주파수 도메인과 공간 도메인

영상 처리에서 사용되는 두 가지 주요 도메인 

1) 주파수 도메인

2) 공간도메인

 

주파수 도메인

이미지를 주파수 변환하여 이미지를 구성하는 주파수 성분을 조작함으로써 이미지를 처리합니다.

주파수 도메인에서는 이미지를 복소수 행렬 형태로 표현하며, 이 복소수 행렬은 이미지를 구성하는 주파수 성분의 진폭과 위상을 나타냅니다.

이를 통해 이미지의 고주파 노이즈를 제거하거나 낮은 주파수 성분을 강조하는 등의 처리가 가능합니다.

주파수 도메인은 공간 도메인과 달리 이미지의 빈도 정보를 바탕으로 이미지를 처리하는 것이 가능합니다.

이는 이미지의 특성을 보다 정확하게 파악하고, 이미지 처리 결과의 품질을 높이는 데에 도움이 됩니다.

다만 공간도메인에 비해 처리속도가 느립니다.

 

주파수  도메인에서 이미지 처리를 위한 알고리즘의 예

1. 푸리에 변환 (Fourier Transform)
2. 주파수 필터링 (Frequency Filtering)
3. 고주파 통과 필터 (High-Pass Filter)
4. 저주파 통과 필터 (Low-Pass Filter)
5. 이동 필터 (Shift Filter)
6. 블러 필터링 (Blurring Filter)
7. 선명화 필터링 (Sharpening Filter)
8. 적응형 필터링 (Adaptive Filtering)
9. 코사인 변환 (Cosine Transform)
10. 사인 변환 (Sine Transform)
11. 웨이블릿 변환 (Wavelet Transform)
12. 헤일 변환 (Hilbert Transform)
13. 다차원 푸리에 변환 (N-dimensional Fourier Transform)
14. 스펙트로그램 (Spectrogram)
15. STFT (Short-time Fourier Transform)
16. CWT (Continuous Wavelet Transform)

 

 

공간 도메인

이미지가 픽셀 그리드 형태로 표현되며, 각 픽셀의 밝기 값이 이미지의 정보를 나타냅니다.

따라서 공간 도메인에서는 이미지를 구성하는 픽셀 값을 직접 조작하여 이미지를 처리합니다.공간도메인에서의 영상처리는 입력 이미지의 각 픽셀을 직접적으로 조작하기 때문에 직관적인 방식으로 이미지를 처리할 수 있으며 일반적으로 주파수 도메인에서의 처리보다 계산 속도가 빠릅니다. 또 필터 등의 작업에서 특정 부분에서만 영향을 미치기 때문에 주변 영역과의 상호작용이 적고 정확한 처리 결과를 얻을 수 있습니다.

다만 특정부분에 한정되서 적용되는 한계가 있습니다.

 

공간  도메인에서 이미지 처리를 하는  알고리즘의 예 

1. 이진화 (Binarization)
2. 역상 (Inversion)
3. 밝기 조절 (Brightness adjustment)
4. 대비 조절 (Contrast adjustment)
5. 회전 (Rotation)
6. 확대/축소 (Scaling)
7. 이동 (Translation)
8. 가우시안 필터링 (Gaussian filtering)
9. 미디안 필터링 (Median filtering)
10. 평균값 필터링 (Mean filtering)
11. 양방향 필터링 (Bilateral filtering)
12. 윤곽선 추출 (Edge detection)
13. 샤프닝 (Sharpening)
14. 경계 검출 (Boundary detection)
15. 삼각형 이진화 (Triangle binarization)
16. 모폴로지 연산 (Morphological operations)
17. 캐니 엣지 검출 (Canny edge detection)
18. 라플라시안 필터 (Laplacian filter)
19. 소벨 필터 (Sobel filter)
20. 로버츠 필터 (Roberts filter)