Weighted Filter based on Standard Deviation for Impulse Noise Removal

임펄스 잡음 제거를 위한 표준편차 기반의 가중치 필터

With the development of IoT technology, various technologies such as artificial intelligence and automation are being grafted into industrial sites, and accordingly, the importance of data processing is increasing. In particular, a system based on a digital image may cause a malfunction due to noise in the image due to a sensor defect or a communication environment problem. Therefore, research on image processing has been continued as a pre-processing process, and an effective noise reduction technique is required depending on the type of noise and the characteristics of the image. In this paper, we propose a modified spatial weight filter to protect edge components in the impulse noise reduction process. The proposed algorithm divides the filtering mask into four regions and calculates the standard deviation of each region. The final output was filtered by applying a spatial weight to the region with the lowest standard deviation value. Simulation was conducted to evaluate the performance of the proposed algorithm, and it showed superior impulse noise reduction performance compared to the existing method.

IoT 기술의 발달에 따라 인공지능과 자동화와 같이 다양한 기술들이 산업현장에 접목되고 있으며, 이에 따라 데이터처리의 중요성이 높아지고 있다. 특히 디지털 이미지에 기반한 시스템은 센서의 결함 및 통신 환경의 문제 등으로 영상에 잡음이 발생하여 오작동이 발생할 수 있다. 따라서 전처리 과정으로 영상처리의 연구가 지속되어 왔으며, 잡음의 종류와 영상의 특징에 따라 효과적인 잡음제거 기법이 요구되고 있다. 본 논문에서는 임펄스 잡음제거 과정에서 에지성분의 보호를 위한 변형된 공간가중치 필터를 제안한다. 제안한 알고리즘은 필터링마스크를 4개의 영역으로 분할하여 각 영역의 표준편차를 계산한다. 최종출력은 표준편차값이 가장 낮은 영역에 대해 공간가중치를 적용하여 필터링하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션을 진행하였으며, 기존 방법에 비해 우수한 임펄스 잡음제거 성능을 보였다.