ImageProcessing| GaussianFilter, BilateralFilter?
GaussianFilter와 BilateralFilter
계산사진학 Edge Aware Image Filtering - Bilateral Filtering
이후에 또 보게 되면 위의 블로그 두 개를 참고
- Edge Aware Filter
- Gaussian Filtering 문제점
- Bilateral Filtering
- Gaussian Filtering VS Bilateral Filtering
- Joint Bilateral Filter: depth map에서도 사용
- OpenCV
Edge Aware Filter
edge aware filter: 작은 디테일들을 smooth하게 만들면서 구조적인 edge들은 보존하는 filter
task: noise를 제거하도 edge를 보존
보통 noise는 high frequency componet가 대부분
high frequency componet를 제거하기 위해서 lowpass filter를 주로 사용했지만 그냥 lowpass filter를 사용하면 전체가 블러리해짐
-> noise만 제거하고 edge 보존하기 위해서 linear filter나 Gaussian filter를 사용하면 noise가 제거될 수 있어도 전체적인 이미지는 블러리하게 될 것 그렇기에 edge aware filter를 사용
Gaussian Filtering 문제점
Gaussian filter를 적용할 때 이미지의 각 픽셀마다 작은 window를 crop하여 Gaussian kernel과 dot product를 진행
이때 모든 픽셀에 Gaussian kernel를 사용하게 됨
Edge가 심하게 존재하는 patch에 대해서 Gaussian kernel을 곱하게 되면 차이가 드러나는 intensity 값이 혼합되어 edge 마저도 smooth하게 됨
Bilateral Filtering
edge를 보존하여 noise를 제거하기 위해서 edge aware filter의 일종인 bilateral filter를 사용
이미지 patch의 특성을 고려해서 kernel의 모양을 다르게 하여 filtering을 진행
Gaussian Filtering VS Bilateral Filtering
spatial weighting function: target 픽셀 부근에서 큰 비중으로 이뤄짐. target 픽셀에 가까울수록 큰 값을 곱함
Gaussian은 spatial weighting function이 모든 픽셀과 곱함 Gaussian의 목적은 주변의 픽셀과 비슷하도록 값을 blend해주는 것임
intensity range weighting function: target 픽셀과 비슷한 intensity 값을 가지는 픽셀에 더 큰 weight를 부여
-> output 이미지 픽셀은 input 이미지 픽셀과 비슷한 intensity를 가지게 되면 더 큰 영향을 주게 됨
Gaussian filtering Smooths everything nerby (even edges) Only depends on spatial distance
Bilateral filtering Smooths ‘close’ pixels in space and intensity depends on spatial and intensity distance
bilateral filter가 모든 edge를 고려?
Intensity range weighting function은 단순하게 intensity 값을 통해서 계산
비록 edge로 분리가 되어있다고 하더라도 비슷한 intensity 값을 가지는 픽셀은 여전히 같이 blend
Joint Bilateral Filter: depth map에서도 사용
Intensity range weighting function이 원래의 이미지가 아닌 빛에 의해 촬영이 된 guide 이미지로부터 계산이 되도록 수정
-> 더 정확한 intensity range를 계산하게 되어 edge를 보존하게 됨
depth map denoising에도 사용됨, Conventional depth 카메라는 많은 noise를 가지며 제거하기 위해서 사용
OpenCV
cv2.bilateralFilter(src, d, sigmaColor, sigmaSpace, dst=None, borderType=None) -> dst
