이미지 전처리

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기능 설명

이 스텝은 입력 이미지에 대해 향상, 노이즈 제거, 형태학적 변환, 그레이스케일 반전, 에지 추출 등의 전처리 작업을 수행할 수 있습니다. 여러 전처리 방법을 유연하게 조합하면 이미지 품질을 효과적으로 높이고, 후속 특징 추출 및 대상 검출 등 비전 작업의 기초를 마련할 수 있습니다.

사용 시나리오

이 스텝은 이미지 품질을 높이고 이미지 특징을 강조해야 하는 시나리오에 적합합니다. 일반적으로 이미지 분석의 전처리 단계로 사용되며, 특징 추출, 대상 검출 등 후속 스텝과 함께 사용됩니다.

입력과 출력

입력

입력 포트 데이터 유형 설명

이미지

Image

처리할 이미지입니다.

정렬 파라미터 그룹

Pose2D

대상 물체의 포즈 변환에 따라 대상 영역의 포즈를 동기화하여 조정합니다.

출력

출력 포트 데이터 유형 설명

처리된 이미지

Image

처리된 이미지입니다.

파라미터 설명

파라미터 설명

ROI 설정

ROI는 이미지 전처리 영역을 제한하는 데 사용됩니다. ROI를 설정하지 않으면 스텝은 전체 이미지를 처리합니다.

전처리 방법

편집기 열기 버튼을 클릭하여 실행할 전처리 방법을 선택하고 추가합니다(최대 10개). 다양한 작업 요구에 맞춰 유연하게 조합할 수 있습니다.

현재 지원되는 전처리 방법은 다음과 같습니다.

적절한 전처리 방법을 선택하는 방법은 방법 선택 가이드를 참조하세요.

방법 선택 가이드

여러 전처리 방법은 기능 면에서 일정 부분 겹칩니다. 실제 이미지 문제에 따라 적절한 방법을 선택해야 하며, 먼저 주요 문제를 명확히 한 뒤 대응하는 방법을 선택하는 것이 디버깅 효율 향상에 도움이 됩니다.

  • 수용 가능한 결과를 얻기 위해 너무 많은 전처리 방법을 중첩해야 한다면, 일반적으로 문제의 근본 원인은 전처리 방법 선택이 아니라 이미지 품질 자체가 좋지 않기 때문일 가능성이 큽니다. 이런 경우에는 전처리 방법을 과도하게 추가하기보다 먼저 이미지 취득 조건을 최적화하는 것이 좋습니다.

  • 동시에 활성화하는 전처리 방법은 일반적으로 2~4개 정도로 제어하는 것이 좋습니다. 방법이 너무 많으면 디버깅 난도가 높아지고 다른 문제가 생길 수 있습니다.

이미지 문제 권장 방법 설명

이미지가 뿌옇게 보이거나(또는 대비가 낮아) 대상 영역과 배경 영역을 구분하기 어려움

대비 향상CLAHE.

전체적인 대비 부족만 존재하는 경우 히스토그램 평활화 또는 선형 변환을 시도할 수 있습니다.

조명이 고르지 않은 경우 일반적으로 CLAHE를 우선 사용하는 것이 좋습니다.

이미지에 눈에 띄는 하이라이트 또는 반사 영역이 동시에 존재한다면, 초기 단계에서 향상 강도를 너무 크게 설정하지 않도록 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 노이즈와 반사가 함께 증폭될 수 있습니다.

이미지 전체가 어둡거나 밝지만 대상 형상은 여전히 식별 가능함

동시에 대비도 조정해야 한다면 선형 변환과 함께 사용할 수 있습니다.

감마 보정은 주로 밝기 분포가 이상적인 상태가 아닐 때 사용하는 방법이며, 노이즈 억제에는 적합하지 않습니다.

주요 문제가 노이즈라면 일반적으로 먼저 노이즈 제거를 수행한 뒤 밝기를 조정하는 것이 좋습니다.

이미지에 적은 수의 밝은 점 또는 어두운 점이 흩어져 있으며, 검은색/흰색 잡점처럼 보임

이 방법은 일반적으로 고립된 잡점을 억제하는 효과가 좋습니다.

가우시안 필터 또는 평균값 필터를 사용한 후에도 이런 잡점이 여전히 두드러진다면, 중앙값 필터로 바꿔볼 수 있습니다.

이미지에 비교적 뚜렷한 노이즈가 있고, 후속 단계에서 에지를 추출해야 함

가우시안 필터는 일반적으로 노이즈 억제와 에지 정보 보존 사이에서 좋은 균형을 제공합니다.

후속 단계에서 Canny 에지 검출을 사용해야 한다면, 먼저 가벼운 가우시안 필터를 적용하면 안정성 향상에 도움이 되는 경우가 많습니다.

이미지를 먼저 전반적으로 평활화하기만 하면 되고, 에지 세부 정보 요구가 높지 않음

평균값 필터는 구현이 간단하지만, 일반적으로 에지를 더 강하게 평활화합니다.

측정 또는 위치 결정 정밀도가 높은 시나리오에서는 일반적으로 가우시안 필터나 중앙값 필터의 효과를 우선 비교하는 것이 좋습니다.

이진화 이미지의 대상 에지에 작은 돌기나 표면의 소량 잡점이 있음

열기 연산은 일반적으로 작은 돌기와 국부 잡점을 제거하는 데 더 적합합니다.

대상 자체가 가는 구조라면 커널 크기가 너무 커서 유효 구조를 약화시키지 않도록 주의하세요.

이진화 이미지의 대상 내부에 작은 구멍이 있거나 에지에 작은 결손이 생김

닫기 연산은 일반적으로 작은 구멍을 메우고 부분적으로 끊어진 에지를 연결하는 데 더 적합합니다.

구멍 자체가 유효 특징이라면 닫기 연산은 신중하게 사용해야 합니다.

대상 영역이 가늘고 부분적인 연결이 약해 영역을 더 연속적으로 만들고 싶음

팽창은 대상 영역을 확장합니다.

후속 단계에서 치수 측정을 수행해야 한다면, 이 작업이 대상 에지를 바깥쪽으로 확장시켜 측정 결과에 영향을 주지 않는지 확인해야 합니다.

대상 에지가 두껍거나 외곽에 불필요한 영역이 있어 에지를 적절히 수축시키고 싶음

침식은 대상 영역을 수축시킵니다.

대상 자체가 가늘거나 대상 간 간격이 작을 경우 침식이 너무 강하면 대상이 끊어질 수 있습니다.

현재 이미지의 밝고 어두운 관계가 후속 처리 요구와 반대임

이 방법은 어두운 대상을 밝은 대상으로 바꾸거나 전경과 배경의 그레이스케일 관계를 조정하는 데 적합합니다.

후속 스텝이 기본적으로 밝은 대상을 전경으로 간주한다면, 그레이스케일 반전은 임곗값을 반복 조정하는 것보다 더 직접적인 방법인 경우가 많습니다.

대상 에지를 빠르게 얻어 대략적인 위치 결정이나 결과 미리보기에 사용하려 함

에지 추출Sobel 에지 검출.

Sobel 에지 검출은 계산 속도가 빠르지만 일반적으로 노이즈에 더 민감합니다.

이미지 안정성이 낮다면 먼저 가벼운 노이즈 제거를 수행하는 것이 좋습니다.

대상 에지가 가능한 한 깨끗하고 정확해야 하며, 후속 정밀 위치 결정 또는 측정에 사용해야 함

에지 추출Canny 에지 검출.

Canny 에지 검출은 일반적으로 Sobel 에지 검출보다 더 안정적이지만, 파라미터 조정 비용이 더 높고 계산 속도도 상대적으로 느립니다.

에지 결과가 불연속적이라면 먼저 노이즈 제거를 수행한 뒤 약한 에지 임곗값을 단계적으로 조정해 보세요.

대상 에지가 가능한 한 연속적이고 매끄럽게 나타나도록 하여 끊김이나 톱니 현상을 줄이고 싶음

에지 추출에지 드로잉 검출.

이 방법은 에지 연속성 요구가 높은 시나리오에 더 적합합니다.

시나리오가 에지의 연속성보다 처리 속도를 더 중시한다면, 일반적으로 Sobel 또는 Canny 에지 검출 방법의 효과를 우선 비교하는 것이 좋습니다.

부록: 전처리 방법

이미지 향상

이 범주의 방법은 이미지 대비와 밝기를 높이고 세부 정보를 강조할 수 있습니다.

대비 향상

파라미터 설명

향상 방법

CLAHE 또는 샤프닝을 선택할 수 있습니다.

  • CLAHE: 대비 제한 적응형 히스토그램 평활화(CLAHE) 방법을 사용하여 이미지 대비를 향상합니다. 국부 영역의 대비 부족 문제를 처리하는 데 적합하며, 전통적인 히스토그램 평활화의 과도한 향상을 피할 수 있습니다.

    • 클리핑 임곗값: 국부 히스토그램의 그레이스케일 최빈값을 제한하여 대비가 과도하게 확대되는 것을 방지하는 데 사용됩니다. 값이 클수록 향상 효과가 강해집니다.

  • 샤프닝: 이미지의 에지와 세부 정보를 강화하여 이미지를 더 선명하게 만듭니다.

    • 필터 윈도우 X 방향 크기: X축 방향으로 필터링할 때의 윈도우 크기를 지정하는 데 사용됩니다. 윈도우가 클수록 샤프닝 효과가 더 부드러워집니다.

    • 필터 윈도우 Y 방향 크기: Y축 방향으로 필터링할 때의 윈도우 크기를 지정하는 데 사용됩니다. 윈도우가 클수록 샤프닝 효과가 더 부드러워집니다.

    • 샤프닝 강도: 샤프닝 효과의 강도를 제어합니다. 값이 클수록 에지와 세부 정보가 더 선명해지지만 노이즈가 증가할 수 있습니다.

히스토그램 평활화

이미지의 대비를 높이는 데 사용됩니다. 이 방법을 사용할 때는 파라미터를 설정할 필요가 없습니다.

감마 보정

Gamma 값에 따라 이미지 밝기를 조정합니다. Gamma 값은 감마 보정의 강도를 제어하는 데 사용됩니다. Gamma 값이 1보다 크면 어두운 부분을 밝게 하고, 1보다 작으면 밝은 부분을 억제합니다.

선형 변환

이미지의 각 픽셀 값을 선형적으로 늘이거나 줄여 대비와 밝기를 조정함으로써 이미지의 시각 효과를 개선합니다.

파라미터 설명

스케일 계수

이미지 대비를 조정하는 데 사용됩니다. 값이 1보다 크면 대비가 향상되고, 1보다 작으면 대비가 약해집니다.

픽셀 값 오프셋

이미지 밝기를 조정하는 데 사용됩니다. 값이 0보다 크면 이미지가 밝아지고, 0보다 작으면 이미지가 어두워집니다.

이미지 노이즈 제거

이 범주의 방법은 이미지 내 무작위 노이즈를 제거하고 유효 정보를 보존할 수 있습니다.

가우시안 필터

이미지 내 일부 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있으며, 이미지를 평활화하는 동시에 가능한 한 에지와 세부 정보를 보존합니다. 이미지 평활화, 노이즈 제거 및 에지 검출 전처리에 자주 사용됩니다.

파라미터 설명

필터 윈도우 X 방향 크기

X축 방향의 필터 윈도우 크기를 지정합니다.

필터 윈도우 Y 방향 크기

Y축 방향의 필터 윈도우 크기를 지정합니다.

X 방향 표준편차

가우시안 필터의 X 방향 표준편차입니다.

Y 방향 표준편차

가우시안 필터의 Y 방향 표준편차입니다.

중앙값 필터

이미지의 각 픽셀을 주변 영역 픽셀들의 중앙값으로 대체하여 필터링하는 방법으로, 이미지 내 노이즈, 특히 소금-후추 노이즈(일반적으로 랜덤한 흑백 점으로 나타남)를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 이 방법을 사용할 때는 커널 크기 파라미터를 설정해야 합니다.

평균값 필터

이미지의 각 픽셀을 주변 영역 픽셀들의 평균값으로 대체하여 필터링함으로써 이미지를 평활화하고 무작위 노이즈를 줄입니다. 이 방법을 사용할 때는 커널 크기 파라미터를 설정해야 합니다.

이미지 형태학적 변환

이 범주의 방법은 이미지 구조를 조정하고 잡점을 제거하거나 구멍을 메우는 데 사용됩니다.

침식

이미지의 작은 물체 또는 잡점을 제거하여 이미지를 더 선명하게 만드는 데 사용할 수 있습니다.

파라미터 설명

커널 크기

작업 영향 범위를 결정하며, 커널이 클수록 영향을 받는 픽셀이 많아집니다.

커널 모양

커널 내 유효 픽셀의 분포 패턴을 지정하며, 다음을 포함합니다.

  • 직사각형: 일반적인 직사각형 영역 작업입니다.

  • 십자형: 선형 구조 처리에 적합합니다.

  • 타원형: 에지 평활화 및 정밀 변환에 적합합니다.

팽창

이미지의 작은 구멍을 메워 이미지를 더 완전하게 만드는 데 사용할 수 있습니다.

파라미터 설명

커널 크기

작업 영향 범위를 결정하며, 커널이 클수록 영향을 받는 픽셀이 많아집니다.

커널 모양

커널 내 유효 픽셀의 분포 패턴을 지정하며, 다음을 포함합니다.

  • 직사각형: 일반적인 직사각형 영역 작업입니다.

  • 십자형: 선형 구조 처리에 적합합니다.

  • 타원형: 에지 평활화 및 정밀 변환에 적합합니다.

열기 연산

열기 연산은 침식과 팽창의 조합으로, 먼저 이미지를 침식한 다음 팽창을 수행합니다. 이미지의 작은 노이즈를 제거하면서 물체의 에지와 주요 특징을 보존하는 데 사용할 수 있습니다.

파라미터 설명

커널 크기

작업 영향 범위를 결정하며, 커널이 클수록 영향을 받는 픽셀이 많아집니다.

커널 모양

커널 내 유효 픽셀의 분포 패턴을 지정하며, 다음을 포함합니다.

  • 직사각형: 일반적인 직사각형 영역 작업입니다.

  • 십자형: 선형 구조 처리에 적합합니다.

  • 타원형: 에지 평활화 및 정밀 변환에 적합합니다.

닫기 연산

닫기 연산은 팽창과 침식의 조합으로, 먼저 이미지를 팽창한 다음 침식을 수행합니다. 작은 구멍을 메우고 에지를 평활화하여 노이즈로 인한 에지의 불규칙함을 개선하는 데 사용할 수 있습니다.

파라미터 설명

커널 크기

작업 영향 범위를 결정하며, 커널이 클수록 영향을 받는 픽셀이 많아집니다.

커널 모양

커널 내 유효 픽셀의 분포 패턴을 지정하며, 다음을 포함합니다.

  • 직사각형: 일반적인 직사각형 영역 작업입니다.

  • 십자형: 선형 구조 처리에 적합합니다.

  • 타원형: 에지 평활화 및 정밀 변환에 적합합니다.

기타

이 범주의 방법은 이미지에서 대상 영역을 강조하여 후속 분할 및 인식을 보조할 수 있습니다.

그레이스케일 반전

이미지의 각 픽셀 그레이스케일 값을 반전하여 밝은 영역은 어둡게, 어두운 영역은 밝게 만들어 특정 특징을 강조합니다.

에지 추출

에지 검출 방법을 통해 이미지 에지를 추출합니다. 선택한 에지 검출 방법에 따라 관련 파라미터를 설정하세요.

에지 검출 방법 파라미터 설정

Sobel 에지 검출

이 방법은 픽셀 값의 그래디언트 변화를 통해 변화가 강한 영역(즉, 에지)을 찾아냅니다. 빠르고 대략적으로 에지를 찾는 데 사용할 수 있지만, 노이즈에는 비교적 민감합니다.

이 방법을 선택할 때는 다른 파라미터를 설정할 필요가 없습니다.

Canny 에지 검출

이 방법은 픽셀 값의 그래디언트 변화를 계산하기 전에 이미지 노이즈를 줄이므로, 에지를 정밀하고 세밀하게 찾는 데 사용할 수 있지만 계산 속도는 느립니다.

이 방법을 선택할 때는 강한 에지 임곗값약한 에지 임곗값을 설정하세요.

  • 강한 에지 임곗값: 인식되는 에지의 신뢰성과 연속성을 결정합니다. 이 값이 높을수록 에지 점으로 간주되는 픽셀 수가 적어집니다.

  • 약한 에지 임곗값: 에지 검출의 민감도 하한을 설정합니다. 이 값을 낮추면 더 많은 흐릿하고 미약한 에지가 검출됩니다.

에지 드로잉 검출

이 방법은 연속적이고 매끄러운 에지를 얻는 데 사용됩니다.

이 방법을 선택할 때는 다른 파라미터를 설정할 필요가 없습니다.

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