• 제목/요약/키워드: Salt and Pepper noise

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공간적 유사성과 심볼단위 오류정정 채널 코드를 이용한 경량화 비디오 부호화 방법 (Lightweight video coding using spatial correlation and symbol-level error-correction channel code)

  • 고봉혁;심혁재;전병우
    • 방송공학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.188-199
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    • 2008
  • 기존의 부호화 기술은 부호화기의 복잡도가 복호화기에 비해 매우 높은 구조로 이루어져 있다. 하지만 최근에 부호화기 복잡도의 대부분을 차지했던 움직임 예측/보상과정을 없애는 경량화 부호화 구조에 대한 연구가 중요해졌다. Wyner-Ziv 부호화 기술은 이의 대표적인 기술로서 부호화기는 단순히 현재 프레임에 대한 패리티 정보만을 생성하며 프레임 간 유사성을 이용하는 어떠한 처리절차도 행하지 않기 때문에 종래의 기술에 비해 매우 간단한 구조를 갖는다. 하지만 Wyner-Ziv 부호화 구조에서는 잡음이 많은 보조영상을 복호화에 이용 할 경우 채널 코드의 복호화 오류가 발생한다. 이러한 복호화 오류는 특히 영상 간 유사성이 적어 보조정보를 잘 만들 수 없는 경우 더 많이 발생하며 복원된 영상에 마치 Salt & Pepper와 같은 형태의 잡음으로 나타난다. 이러한 잡음은 비록 그 발생빈도가 적더라도 복원된 영상의 주관적인 화질을 상당히 떨어뜨리는 요소로 작용하므로 이전에는 공간적 유사성을 이용하여 이러한 오류를 정정하는 선택적 미디언 필터를 사용한 경량화 부호화 방법을 제안하였었다. 하지만 이전 방법에서는 텍스처가 복잡한 영상의 경우, 필터적용에 따른 텍스처의 손실이 오류정정으로 얻는 이득보다 더 큰 경우가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서 본 논문에서는 선택적 미디언 필터에 복원영상과 보조정보 내 잡음에 관한 정보를 제공함으로써 필터링에 따른 텍스처의 손실을 최소화하는 향상된 경량화 부호화 방법을 제안한다. 실험결과는 이전 방법에 비해 최대 0.84dB에 이르는 성능향상을 보였다.

AWGN 환경에서 국부 마스크의 에지 정보를 이용한 합성필터에 관한 연구 (A Study on Composite Filter using Edge Information of Local Mask in AWGN Environments)

  • 권세익;김남호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.71-76
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    • 2016
  • 디지털 영상처리는 의료산업, 위성사진, 공장자동화 영상인식 등 넓고 다양한 분양에 활용되고 있다. 하지만 이러한 영상 데이터는 처리, 전송, 저장하는 과정에서 여러 외부 원인에 의해 열화가 발생한다. 영상에 첨가되는 잡음에는 AWGN, salt and pepper 잡음이 대표적이다. AWGN에 훼손된 영상을 복원하기 위한 공간영역 방법에는 MF, CWMF, AWMF 등이 있으며, 기존의 방법들은 에지와 같은 상세 정보를 훼손하는 특성이 있다. 따라서 본 논문에서는 AWGN 환경에서 국부 마스크의 에지 크기에 따라 화소 방향에 따른 가중치 필터, 공간 가중치 필터 및 평균 필터의 가중치를 다르게 적용하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고 제안한 알고리즘의 우수성을 입증하기 위해, PSNR을 사용하여 기존의 방법들과 그 성능을 비교하였다.

복합 잡음 환경에서 영상의 잡음 성분을 이용한 필터 알고리즘 (A Filter Algorithm using Noise Component of Image in Mixed Noise Environments)

  • 천봉원;김남호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.943-949
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    • 2019
  • 최근 다양한 분야에서 디지털 장비의 사용이 증가함에 따라 영상 및 신호처리의 중요성이 높아지고 있다. 하지만 신호의 송수신 과정에서 다양한 이유로 잡음이 발생하며, 이러한 잡음은 시스템의 최종 출력에 큰 영향을 미친다. 본 논문은 S&P 잡음과 AWGN이 혼합된 잡음 환경에서 영상의 잡음 특성을 고려하여 효과적으로 영상을 복원하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 영상의 잡음 성분 유추와 필터링 마스크 내부의 화소 특성을 고려하여 영상의 특징을 보존하였으며, 입력 화소의 성질에 따라 기준치를 설정하여 이와 유사한 화소들을 선별하여 잡음을 제거하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 알고리즘은 우수한 잡음제거 특성을 나타내었으며, 기존 방법들과 비교하기 위해 PSNR 등을 이용하여 비교 및 분석하였다.

복합잡음 제거를 위한 비선형필터에 관한 연구 (A Study on Nonlinear Filter for Removal of Complex Noise)

  • 이경효;류지구;김남호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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    • pp.455-458
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    • 2008
  • 이전의 정보화는 글이나 혹은 음성에 의존했다면, 현대사회의 정보전송은 다양한 영상 매체를 이용하여 전송하고 있다. 휴대폰과 TV, 컴퓨터는 대표적인 영상신호를 이용하는 매개체로서 현대사회를 이루는 큰 축이라고 할 수 있다. 이러한 이유로 중요성이 부각되어지는 영상 신호의 개발은 크게 압축 및 인식 그리고 복원 등 많은 부분에서 연구가 되어지고 있다. 노이즈는 이러한 신호를 이용함에 따라 필연적으로 발생되며, 발생되는 노이즈로서는 임펄스 노이즈(Impulse Noise)와 AWGN(Additive White Gaussian Noise)가 대표적이다. 이러한 노이즈를 줄이기 위하여 다양한 필터가 개발되고 있으며, 각기 그 잡음의 성향에 따라 다른 필터가 사용되어진다. 그러나 잡음은 신호에서 독립적으로 발생되어지는 것이 아니라 중첩되어 발생되어진다. 본 논문은 이러한 중첩된 잡음을 제거하고자 영상필터를 제안하였으며, 이를 기존의 다른 필터와 비교하였다.

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지문 인식을 위한 Gradient의 확률 모델을 이용하는 강인한 기준점 검출 및 특징 추출 방법 (Robust Reference Point and Feature Extraction Method for Fingerprint Verification using Gradient Probabilistic Model)

  • 박준범;고한석
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제40권6호
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    • pp.95-105
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    • 2003
  • 본 논문에서는 지문인증 시스템에서 인증 성능을 향상시키기 위한 기준점 검출 알고리즘과 특징 추출에 있어서 새로운 filterbank방법을 제안한다. 제안한 기준점 검출 알고리즘 GPM(Gradient Probabilistic Method)은 4개의 방향성분을 추출하여 방향성분을 가장 균일하게 가지는 지점을 검출하는 방법이며, 기존의 Poincare index방법과 달리 수학적 통계적 방법을 사용하기 때문에 지문의 융선에 대한 세부적이고 세밀한 전처리 과정이 불필요하며, arch형태 지문의 기준점 검출에 대한 단점을 해결한다. 또한, 제안한 filterbank방법은 기존filterbank방법에서 특징의 불균일한 분포로 생기는 단점을 균일한 분포로 만들어 추출함으로써 해결한다. 제안한 GPM의 실험결과 기존의 Poincare index방법에 비해서, 일반환경뿐 아니라 잡음환경에서의 특징 추출 시간과 인증률에서 우수함을 보여준다. 특히, 제안한 GPM은 Poincare index방법에 비해서, arch type의 지문에 대한 FAR은 일반 환경에서 49%, 밝기 잡음환경에서 39.2%, salt and pepper 잡음환경에서 15.7%의 향상을 보여준다. 또한, 기준점 검출시간에 있어서, 제안한 GPM방법은 기존의 Poincare index방법보다 0.07초의 감소를 보여주며, 특징추출 시간에 있어서도 제안한 filterbank 알고리즘은 기존의 filterbank 방법에 비해서 0.06sec의 감소를 보여준다.

센서네트워크상의 응용을 위한 터보 복호화 오류정정 기법을 이용한 경량화 비디오 부호화 방법 (Low Complexity Video Encoding Using Turbo Decoding Error Concealments for Sensor Network Application)

  • 고봉혁;심혁재;전병우
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권1호
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    • pp.11-21
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    • 2008
  • 종래의 움직임보상 변환 부호화 기술은 부호화기가 복호화기에 비해 매우 복잡한 구조를 갖는다. 하지만 센서네트워크와 같은 에너지 제한 환경을 위한 경량화 부호화기의 필요성이 대두됨에 따라 부호화기 복잡도와 에너지소비의 대부분을 차지했던 움직임 예측/보상과정을 없애기 위한 새로운 부호화 구조에 대한 연구가 이루어져 왔다. Wyner-Ziv 코딩 기술은 이를 가능하게 하는 대표적인 기술로서 터보 코드와 같은 채널 코드를 이용하여 프레임과 보조정보 사이의 잡음을 제거하여 영상을 복원한다. 이때 부호화기는 단순히 현재 프레임에 대한 패리티 정보만을 생성할 뿐 프레임간의 유사성을 이용하는 어떠한 과정도 수행하지 않기 때문에 매우 간단한 구조를 갖게 된다. 하지만 Wyner-Ziv 코딩 구조에서는 잡음이 많은 보조영상을 이용하여 복호화 할 경우 터보 코드의 복호화 오류가 발생한다. 이러한 복호화 오류는 특히 영상 간 움직임이 많거나 occlusion이 존재하는 경우 더 많이 발생하여 마치 복원된 영상에 Salt & Pepper 같은 잡음이 나타난다. 이러한 잡음은 비록 그 발생빈도는 적지만 복원된 영상의 주관적인 화질을 상당히 떨어뜨린다. 본 논문은 심볼단위의 Wyner-Ziv 코딩구조하의 초경량 부호화 기술과, 잘못된 필터 적용으로 영상의 texture를 손상시키는 경우를 최소하기 위하여 복호화 시 각 화소에 터보 코드 복호화 오류가 있는지 여부를 판단하여 선택적으로 미디언 필터를 적용시키는 기술을 제안한다. 제안된 방법은 종래의 움직임보상 변환 부호화 기술과 비교하여 현저하게 연산량이 감소된 경량화 부호화 기술로서 터보 코드 복호화 오류로 발생하는 잡음과 영상의 texture를 구분하여 필터를 적용함으로써 복원된 영상의 주관적인 화질과 PSNR을 동시에 개선한다. 실험결과 PSNR의 경우 평균 최고 약 0.8dB에 달하는 성능이득 효과를 보였다.

IMAGE ENCRYPTION USING NONLINEAR FEEDBACK SHIFT REGISTER AND MODIFIED RC4A ALGORITHM

  • GAFFAR, ABDUL;JOSHI, ANAND B.;KUMAR, DHANESH;MISHRA, VISHNU NARAYAN
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제39권5_6호
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    • pp.859-882
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    • 2021
  • In the proposed paper, a new algorithm based on Nonlinear Feedback Shift Register (NLFSR) and modified RC4A (Rivest Cipher 4A) cipher is introduced. NLFSR is used for image pixel scrambling while modified RC4A algorithm is used for pixel substitution. NLFSR used in this algorithm is of order 27 with maximum period 227-1 which was found using Field Programmable Gate Arrays (FPGA), a searching method. Modified RC4A algorithm is the modification of RC4A and is modified by introducing non-linear rotation operator in the Key Scheduling Algorithm (KSA) of RC4A cipher. Analysis of occlusion attack (up to 62.5% pixels), noise (salt and pepper, Poisson) attack and key sensitivity are performed to assess the concreteness of the proposed method. Also, some statistical and security analyses are evaluated on various images of different size to empirically assess the robustness of the proposed scheme.

Digital Watermarking Algorithm for Multiview Images Generated by Three-Dimensional Warping

  • Park, Scott;Kim, Bora;Kim, Dong-Wook;Seo, Youngho
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.62-68
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    • 2015
  • In this paper, we propose a watermarking method for protecting the ownership of three-dimensional (3D) content generated from depth and texture images. After selecting the target areas to preserve the watermark by depth-image-based rendering, the reference viewpoint image is moved right and left in the depth map until the maximum viewpoint change is obtained and the overlapped region is generated for marking space. The region is divided into four subparts and scanned. After applying discrete cosine transform, the watermarks are inserted. To extract the watermark, the viewpoint can be changed by referring to the viewpoint image and the corresponding depth image initially, before returning to the original viewpoint. The watermark embedding and extracting algorithm are based on quantization. The watermarked image is attacked by the methods of JPEG compression, blurring, sharpening, and salt-pepper noise.

Novel Frame Interpolation Method for High Image Quality LCDs

  • Itoh, Goh;Mishima, Nao
    • Journal of Information Display
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    • 제5권3호
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    • pp.1-7
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    • 2004
  • We developed a novel frame interpolation method to interpolate a frame between two successive original frames. Using this method, we are able to apply a double-rate driving method instead of an impulse driving method where a black frame is inserted between two successive original frames. The double-rate driving method enables amelioration of the motion blur of LCDs caused by the characteristics of human vision without reducing the luminosity of the whole screen. The image quality of the double-rate driving method was also found to be better than that of an impulse driving method using our motion picture simulator and an actual panel. Our initial model of our frame interpolation method consists of motion estimation with a maximum matching pixel count estimation function, an area segmentation technique, and motion compensation with variable segmentation threshold. Although salt and pepper noise remained in a portion of an object mainly due to inaccuracy of motion estimation, we verified the validity of our method and the possibility of improvement in hold-type motion blurring.

Blind Color Image Watermarking Based on DWT and LU Decomposition

  • Wang, Dongyan;Yang, Fanfan;Zhang, Heng
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제12권4호
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    • pp.765-778
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    • 2016
  • In watermarking schemes, the discrete wavelet transform (DWT) is broadly used because its frequency component separation is very useful. Moreover, LU decomposition has little influence on the visual quality of the watermark. Hence, in this paper, a novel blind watermark algorithm is presented based on LU transform and DWT for the copyright protection of digital images. In this algorithm, the color host image is first performed with DWT. Then, the horizontal and vertical diagonal high frequency components are extracted from the wavelet domain, and the sub-images are divided into $4{\times}4$ non-overlapping image blocks. Next, each sub-block is performed with LU decomposition. Finally, the color image watermark is transformed by Arnold permutation, and then it is inserted into the upper triangular matrix. The experimental results imply that this algorithm has good features of invisibility and it is robust against different attacks to a certain degree, such as contrast adjustment, JPEG compression, salt and pepper noise, cropping, and Gaussian noise.