[OpenCV] 샤프닝(Sharpening)

샤프닝(sharpening)이란

샤프닝이란 블러링과 반대되는 개념으로, 초점이 잘 맞은 사진처럼 사물의 윤곽이 뚜렷하고 선명한 느낌이 나도록

영상을 변경하는 필터링 기법이다.

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이미 촬영된 사진을 초점이 잘 맞은 사진처럼 보이게끔 변경하려면 영상 에지 근방에서 픽셀 값의 명암비가 커지도록 해야한다.

샤프닝을 구현하기 위해서는 블러링된 영상을 사용해야 한다.

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부드러워진 영상을 날카로운 영상으로 생성하는 것인데, 여기서 블러링이 적용된 영상을 날카롭지 않아 언샤프(unsharp)라고 하며,

언샤프한 영상을 이용하여 역으로 날카로운 영상을 생성하는 필터를 언샤프 마스크 필터라고 한다.

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언샤프 마스크의 과정으로, x축은 픽셀 좌표의 이동, y축은 픽셀 값을 나타낸다.

영상의 에지 부근에서 픽셀 값이 증가하는 그래프이다.

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블러링을 적용하여 부드럽게 변한 결과의 그래프이다.

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입력 영상에서 블러링된 영상을 뺀 결과의 그래프이다.

입력 함수 값이 증가하기 시작하는 부분에서는 음수 값을 가지고,

입력 함수 값 증가가 멈추는 부근에서는 양수 값을 가진다.

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샤프닝이 적용된 결과 영상의 그래프이다.

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OpenCV는 언샤프 마스크 필터를 위한 함수를 따로 제공하지 않는다.

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예제 코드

#include "opencv2/opencv.hpp"
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main()
{
	Mat src = imread("C:/opencv/ch02/Project1/lenna.bmp", IMREAD_GRAYSCALE);
	imshow("src", src);
	
	Mat dst;
	
	for (int sigma = 1; sigma <= 5; sigma++) {
		Mat blurred;
		GaussianBlur(src, blurred, Size(), sigma);

		float alpha = 1.f;
		Mat dst = (1 + alpha) * src - alpha * blurred;

		String text = format("sigma : %d", sigma);

		putText(dst, text, Point(10, 30), FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1.0, Scalar(255), 1, LINE_AA);

		imshow("dst", dst);
		waitKey();
	}
}

 

1 ~ 5 sigma의 값에 의해 생성된 언샤프 마스크 필터링 결과 영상이다.

기존 영상에 비해 경계 구분이 좀 더 뚜렷하게 구분된다.

날카로운 성분에 대한 가중치 alpha 값의 변화에 따라 결과가 달라진다.