그래디언트 정보를 이용한 연결성 가중치 허프 변환

Abstract

TFT-LCD 장치의 표면에는 Mura 혹은 얼룩 (Alluk) 으로 알려진 불균일한 패턴이 존재하는 경우가 많은데 본 논문에서는 이 중 선 얼룩과 스캔 얼룩을 영상으로부터 자동으로 검출하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 영상 상에 존재하는 선을 검출하는 문제는 LCD 영상의 선 얼룩을 검출하는 것을 비롯한 다양한 영상처리 응용 분야의 중요한 이슈이다. 허프 변환은 가장 널리 쓰이는 선 검출 알고리즘 중 하나이다. 표준 허프 변환 (SHT) 은 짧은 선과 굵은 선을 검출하지 못한다는 단점이 있다. 연결성 가중치 허프 변환 (CWHT) 은 likelihood ratio에 기반한 가중치의 개념을 도입하여 SHT의 선 검출도를 개선하였다. 본 논문에서는 CWHT의 가중치 개념을 이용하여 보다 속도를 빠르게 하는 그래디언트 기반 연결성 가중치 허프 변환 (GCWHT) 을 제안한다. 또한 실험 결과를 통하여 GCWHT가 CWHT보다 빠른 시간 안에 좋은 성능을 낸다는 것을 보였다. 스캔 얼룩은 알려진 곡률의 곡선이 렌즈의 방향에 따라 여러 개가 정해지지 않은 위치에서 정해지지 않은 밝기 값으로 이루어지는 것이다. 제안하는 알고리즘은 곡선을 따라 2차원 영상을 projection하여 1차원 영상을 만들고 이를 곡선을 따라 back projection하여 새로운 영상을 생성하여 생성된 영상과 원영상과의 강인 상관관계 계수를 계산하여 이 값이 일정 문턱치보다 크면 얼룩이 존재한다고 판단한다. 제안하는 알고리즘을 사용하면 이상적인 스캔 얼룩의 경우 상관관계 계수가 1이 됨을 보였고 실제 영상을 사용한 실험에서 그 효용성을 증명하였다.;We have proposed a novel algorithm to detect line Alluk and scan Alluk on the surface of a TFT-LCD device. For the line Alluk, we propose a method based on the Hough transform that is widely used to detect lines on images. SHT (Standard Hough transform) has drawbacks such as missing short lines since it does not consider the connectivity of the lines. CWHT (Connectivity weighted Hough transform), which uses the connectivity of the line alleviates this problem but requires much computational time. In this paper, we propose GCWHT (Gradient-based connectivity weighted Hough transform) that improves the speed by excluding edge pairs that do not exist on lines from computation. In experiments, the proposed method showed better detectability than CWHT within much less computational time. The scan Alluk is known to have similar intensity values on paths that are determined by the shape of lens from light exposure. Based on the observation, the proposed algorithm inspects the uniformity on the paths using 1D projection image of 2D LCD image and 2D back projection image of the 1D image. We have shown the usefulness of the proposed method by theoretical analysis and experimental results.