매트랩 영상처리 프로그래밍 (기본 영상처리부터 예술 과학, 비디오 처리, 시공간 처리까지)

매트랩 영상처리 프로그래밍 (기본 영상처리부터 예술 과학, 비디오 처리, 시공간 처리까지)

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Vendor: 에이콘출판 - 조지 시오카스
Type: 영상편집
SKU: 9788960779044
Categories: ALL BOOKS 컴퓨터/인터넷 컴퓨터/인터넷_그래픽/멀티미디어
Tags: 매트랩영상처리프로그래밍기본영상처리부터예술과학비디오처리시공간처리까지 컴퓨터/IT_멀티미디어
Description
[매트랩 영상처리 프로그래밍]은 영상처리 프로그래밍에 필요한 기본적인 지식인 영상 조작을 먼저 다룬 후, 영상 개선, 형태학적 연산과 분석, 필터링, 비디오 처리, 시공간 처리, 영상 잇기 등 다양한 알고리즘을 매트랩의 IPT(Image Processing Toolbox)와 CVST(Computer Vision System Toolbox) 함수 사용 방법을 연계해 저자가 독자의 눈높이에 맞춰 유쾌하게 설명하며, 후반에는 영상 예술 공학(Imaging Art Engineering)과 컴퓨터 비전 분야에서 접할 수 있는 기법 등을 설명한다.
저자

조지시오카스

저자조지시오카스(GeorgeSiogkas)는현재그리스뉴욕전문대공학정보학과장이다.지난4년동안전임강사로가르쳤으며,학계연구경험도10년이넘었다.지능형교통시스템을위한컴퓨터비전분야의박사학위를목표로노력하는과정중에매트랩프로그래밍,특히영상과비디오처리영역에열정을갖게되었다.
그는2013년그리스의파트라스대학교에서전자컴퓨터공학박사학위를받았다.
저자에관한상세한정보는그의웹페이지(http://www.cvrlab.com/gsiogkas)를방문해확인할수있다.

목차

1장.기본영상조작
__매트랩환경과친숙해지기
____환경의기본하위창
__리본
____HOME탭
____PLOTS탭
____APPS탭
__편집기
____EDITOR창
__영상을가져온후,띄우기
____명령행을이용해영상을가져온후,띄우기
__실습예제|영상을가져온후,띄우기
____imtool을이용해영상을가져온후,띄우기
__실습예제|유용한정보를추출하는imtool사용
__기하학적변환적용
____영상회전수행
__실습예제|영상을회전한후,결과를띄우기
____영상뒤집기수행
__실습예제|영상을뒤집은후,결과를띄우기
__도전과제|flipdim을이용한결과비교
____영상크기조정
____영상잘라내기
____영상저장
__실습예제|영상을잘라내서크기를조정한후,BMP로저장
__도전과제|요구에맞춰영상을재단하기
__깜짝퀴즈|매트랩을이용한영상처리
____요약

2장.그레이스케일영상의화소다루기
__영상화소접근과화소값변경
____반복문을이용한사각형영역의화소값변경
____첨자를이용한사각형영역의화소값변경
____스크립트를이용한작성
__실습예제|흰영역과검은영역
__영상임계화
____반복문을이용한영상임계화
____첨자를이용한영상임계화
____im2bw를이용한영상임계화
__자동임계값을이용한영상임계화
__imhist로히스토그램을계산한후,띄우기
__명암대비개선을위한히스토그램평활화
__imadjust를이용한명암대비개선
__imcontrast를이용한명암대비개선
__adapthisteq를이용한적응적히스토그램평활화
__복잡한작업을하기위한사용자정의함수
__실습예제|차이를정확하게알아내는imtool사용
__도전과제|영상영역을개선하기위한함수작성
__옛사진복원
__실습예제|조상의사진복원
__깜짝퀴즈|명암대비개선방법
__요약

3장.형태학적연산과객체분석
__이진영상의중요성
__실습예제|임계값이해
__관심영역확대와축소
__실습예제|ROI를정제하는팽창과침식사용
____구조화요소선택
____구조화요소를생성하는strel사용
__요구에맞추기위해strel로구조화요소변경
__실습예제|strel을이용한ROI정제
__도전과제|지역팽창/침식을위한함수작성
__비사각형ROI를직접정의하기
____마스크를만들기위한roiploy사용
____마스크를만들기위한imfreehand사용
__실습예제|사용자정의객체제거함수만들기
__영상의객체분석
____영상의에지검출
____영상의코너검출
____영상의원검출
__깜짝퀴즈|객체분석의장단점
__요약

4장.컬러영상다루기
__컬러영상처리소개
__기본컬러영상조작
__사각형영역을특정컬러로설정
__실습예제|컬러영상의두영역을칠하기
__컬러영상임계화
__실습예제|영상의빨간화소값분리
__컬러마스킹달성
__실습예제|컬러분리
__다른컬러공간의중요성
__실습예제|컬러공간변환
__더효율적인컬러마스킹을위한CIE-L*a*b*
__실습예제|CIE-L*a*b*을이용한컬러분리
__도전과제|영역컬러분리를위한함수작성
__RGB컬러공간의조명문제해결
__CIE-L*a*b컬러공간의조명문제해결
__실전예제|적목감소
__실습예제|적목감소를위한함수작성
__눈의원형활용
__실습예제|적목감소를위한함수자동화
__깜짝퀴즈|컬러다루기
__요약

5장.2차원영상필터링
__영상필터링소개
__이웃화소처리
__회선의기본
__불편한수학적진실
__실습예제|영상에평균화필터적용
__회선에대한대안
__imfilter사용
__fspecial을이용한필터생성
__영상을블러링하는다른방법
__실습예제|블러링이얼마나충분한가?
__블러링을이용한예술효과생성
__실습예제|영상의보케효과생성
__도전과제|영상에모션효과추가
__블러링을이용한잡음제거
__실습예제|다양한종류의잡음을제거해보자
__미디언필터의중요성
__실습예제|medfit2로소금&후추제거
__도전과제|실제영상의잡음제거
__실습예제|영상의에지개선
__조명을밝게하기
__실습예제|병정사진의조명을밝게하기
__깜짝퀴즈|2차원영상필터링
__요약

6장.예술과학을위한영상혼합
__혼합또는조합영상의중요성
__다중분광영상화이용
__다중분광영상을불러온후,조작
__실습예제|리오의다중대역영상내가시스펙트럼
__실습예제|비가시분광으로작업
__합성영상생성
____합성영상을생성하는imfuse사용
____합성영상을점검하는imshowpair사용
__실습예제|갈매기복제
__도전과제|사진으로워홀(Warhol)재현
__한걸음더|선택한영상영역섞기
__실습예제|위협적인장면연출
__높은동적범위영상생성
__실습예제|HDR영상조합
__파노라마를생성하기위해영상을잇기
__실습예제|파노라마잇기에대한기본방법
__깜짝퀴즈|영상혼합세부사항
__요약

7장.움직임추가-정지영상에서디지털비디오로
__디지털비디오소개
__프레임의의미
____비월주사와순차주사
____프레임률과중요성
____프레임수계산
____프레임률선택에관한고찰
__매트랩에서비디오를불러오기
____aviread로비디오를불러오기
____mmreader로비디오를불러오기
____VideoReader로비디오를불러오기
____비디오읽을때사용하는함수선택
__매트랩에서비디오재생
__실습예제|비디오를읽고재생
__정지영상으로부터비디오생성
__실습예제|비디오를구성하고저장
__도전과제|페이드인/페이드아웃효과가있는비디오생성
__montage를이용한비디오검사
__실습예제|공을기다리지않기
__재생에필요한도구-implay
____implay의GUI사용
____비디오파일을재생하기위해implay사용
____영상시퀀스를재생하기위해implay사용
__타임랩스비디오생성
__실습예제|일반비디오를타임랩스로만들기
__도전과제|타임랩스회전
__타임랩스비디오를gif파일로저장
__깜짝퀴즈|2차원영상필터링
__요약

8장.비디오취득과처리
__디지털비디오를기록하기위해매트랩사용
____HardwareBrowser창
____Information창
____DesktopHelp창
____Preview창
____AcquisitionParameter창
____SessionLog창
__실습예제|파이어와이어연결을이용한비디오캡처
__도전과제|기록에트리거추가
__비디오압축중요성
____압축하지않은비디오크기확인
____아무런움직임이없는MP4비디오크기확인
____움직임이많은MP4비디오크기확인
__압축하지않은비디오로작업
____영상편집에서큰비디오로작업
__실습예제|에지검출비디오생성
__도전과제|처리한최종프레임덩어리를가져오기
__깜짝퀴즈|함수에어떤문제가있나?
__타임랩스비디오용프레임취득
____취득하드웨어검출
____비디오객체생성한후,프레임취득
__실습예제|인터벌라미터로서매트랩사용
__도전과제|타임랩스함수생성
__타임랩스비디오의실시간처리
__실습예제|컬러를분리한타임랩스생성
__일반비디오의실시간처리
____간단한예제로실시간능력평가
__실습예제|비디오의대비조정
____대비조정예제재검토
__실습예제|코드에프리뷰추가
__도전과제|코드의속도를두배로향상
__깜짝퀴즈|비디오취득과처리
__요약

9장.시공간처리
__매트랩으로기본비디오처리
____비디오를잘라낸후,크기조정
__실습예제|불러오기,잘라내기,크기조정,비디오저장
__도전과제|회전추가와더많은오류검사
____비디오프레임필터링
__실습예제|블록킹효과줄임
__매트랩에서디인터레이싱비디오
____디인터레이싱작업을위한인트라프레임필터링
__컴퓨터비전시스템툴박스로디인터레이싱
__실습예제|비전툴박스를이용한비디오인터레이싱
__도전과제|디인터레이싱방법비교
__사용자정의함수로디인터레이싱
__실습예제|선반복으로디인터레이싱
__실습예제|주사선보간으로디인터레이싱
__도전과제|인터레이싱방법비교
__디인터레이싱작업을위한인트라프레임필터링
____필드병합으로시간적인터레이싱
__실습예제|필드병합으로디인터레이싱
__도전과제|필드병합방법평가
__필드평균화로시간적디인터레이싱
__실습예제|필드평균화로디인터레이싱
__인트라프레임과인터프레임디인터레이싱혼합
____디인터레이싱을위한수직과시간적보간
__실습예제|수직과시간적보간방법
__도전과제-디인터레이싱기술비교
__필터에새로운차원추가
____시공간평균화필터
__실습예제|시공간평균화필터구현
__도전과제|시공간미디언필터생성
____시공간평균화를위한회선사용
__실습예제|회선을이용한시공간평균화필터
__깜짝퀴즈|비디오와필터
__요약

10장.입문자에서전문가로-움직임과3D처리
__비디오내움직임을검출한후,추정
____움직임검출
__실습예제|정지장면내움직이는객체검출
__실습예제|복잡한장면내움직임검출
__도전과제|자신만의감시시스템만들기
__움직임추정
____옵티컬플로우를이용한움직임추정
__실습예제|혼-셩크옵티컬플로우로사람추적
__도전과제|루카스-카나데를이용한옵티컬플로우추정
__실습과제|옵티컬플로우를이용한프레임워핑
__도전과제|자신만의감시시스템만들기
__특징추적을이용한카메라움직임보상
__실습예제|불안정한비디오내움직임보상위한특징점추적
__도전과제|안정화데모설정수정
__입체영상을갖고작업하기
__실습예제|왼쪽비디오와오른쪽비디오로3D비디오생성
__실습예

출판사 서평

★이책에서다루는내용★

■영상에기본기하학변환적용
■그레이스케일과컬러영상의화소값조작
■수동또는자동으로영상내관심영역선택
■그레이스케일과컬러영상에마스킹기술적용
■영상처리스크립트와함수작성
■필터링방법을이용한영상품질개선
■3차원영상과비디오작업
■사진을이용한타임랩스비디오생성

★이책의대상독자★

환경에대한지식이얕거나거의없지만매트랩을일반적인영상이나비디오에디터의대안이나대체솔루션으로사용하고싶어하는초보프로그래머에게매우유용하다.이책을시작하기전에해야할유일한일은이책의자료를더쉽게이해하기위해영상처리와비디오처리에관한기본적인지식을미리쌓는것이다.약간의기본프로그래밍경험은도움이되지만필수는아니다.대부분의내용이밑바닥부터시작하기때문이다.

★이책의구성★

1장,‘기본영상조작’에서는매트랩환경을소개하고기본도구와기능을둘러보게한후,매트랩의GUI를보여주고매트랩에서의영상가져오기와영상띄우기를차례대로논의한다.영상회전/뒤집기,크기조정,잘라내기등의기본영상변환을다룬다.마지막으로영상을기록하는다른방법을보여준다.1장은대부분처리를함께묶은실습예제가들어있다.
2장,‘그레이스케일영상의화소다루기’에서는영상의화소기반처리예제에기반을둔다.임계화,지역이나전역명암대비개선같은여러고전적인방법으로영상을개선하는처리방법을논의한다.제시된방법은매트랩프로그래밍의비밀을부드럽게소개한여러기술을사용한다.영상을개선하는실전예제로2장을마무리한다.
3장,‘형태학적연산과객체분석’에서는형태학적영상분석방법의기본을소개한다.3장에서는임계화방법을이용해그레이스케일영상에이진화를수행하는방법을다룬다.관심있는특별한영상영역을선택하고조작할수있도록에지검출과다른형태학적연산자를제시해설명한다.또한자영상내코너,원,선을자동으로검출하는기술을알려주며이모든기술은여러실습예제를통해생생하게보여준다.
4장,‘컬러영상다루기’에서는앞서다룬방법을컬러영상으로확장한다.그레이스케일로다뤘던몇가지처리를컬러영상처리로다시논의한다.매트랩에서서로다른컬러공간과그장점을컬러영상개선에관한예제로설명한다.조명과컬러를분리할수있는방법과독립적으로처리하는방법을배울수있다.컬러분리기술을실전예제를통해설명한다.마지막에는인기있는응용인사진내적목교정을어떻게개발하는지배울때이전장에서언급했던몇가지방법을사용한다.
5장,‘2차원영상필터링’에서는영상디블러링과샤프닝같은영상필터링에대한좀더복잡한문제에뛰어든다.영상잡음을제거하는더정교한기술을접할수있다.더흥미롭고재미있는예제로경험을더깊이즐길준비를시작한다.특정영상영역을개선하거나부드럽게하기위해일부필터를지역적으로적용한다.
6장,‘예술과학을위한영상혼합’에서는예술가나과학자를눈뜨게한다.과학적시각화를위해다중분광영상의채널을합성하는기술을배운후,예술적인결과를만들기위해영상섞기나영상잇기를하는실습예제로재미를선사한다.매트랩에서예술적인HDR(HighDynamicRange)영상을생성할수있다.끝으로파노라마영상을생성하는간단한방법을제시한다.
7장,‘움직임추가-정지영상에서디지털비디오’에서는이전까지습득했던지식에기반을둔비디오처리를소개한다.정지영상으로비디오를생성할수있다는사실은더나은기본개념을이해하는데도움을준다.따라서매트랩에서기본비디오프레임처리를다룬후비디오를불러오고재생할수있는방법을보여주고,정지영상으로비디오를어떻게생성하는지알려준다.7장에서는타임랩스비디오구성을기본실습예제로돌려볼수있다.
8장,‘비디오취득과처리’에서는매트랩의영상취득도구기능을보여준다.카메라로비디오를촬영하고,매트랩에들어있는특수GUI도구를이용해컴퓨터를디지털비디오레코더로사용하는방법에관한단계별예제를제공한다.또한8장에서는비디오압축과기본컬러비디오처리기술을성능문제에관한논의와함께보여준다.
9장,‘시공간처리’에서는명령행조작과비디오처리를소개한다.매트랩에서기본비디오프레임조작을다룬후인트라프레임과인터프레임혹은혼합기술을사용한비디오디인터레이싱방법을배운다.시공간비디오필터링개념을잡는데도움을주는실습예제를함께제시한다.
10장,‘입문자에서전문가로-움직임과3D처리’에서는비디오에서움직임을검출하는방법을소개한다.기본지식에바탕을두고,매트랩에서간단한감시시스템을만드는핵심을설명한다.매트랩툴박스중하나에포함된,인기있는옵티컬플로우알고리즘을이용한기본움직임추정도알려준다.비디오안정화를위한예제를돌려볼수있다.마지막에3차원비디오예제를소개하고,일반비디오를3D비디오로변환하는매우기본적이고재미있는예제를다룬다.

★옮긴이의말★

매트랩(MATLAB)을처음접했을땐18년전이었으며당시버전은5.0이었다.시간이흐르면서기술이발전함에따라어느새버전이높아지고많은기능이추가되는것을보면서실감한부분은예나지금이나변함없이매트랩프로그래밍관련기초적인방법만알고있다면버전과관계없이자신의분야에서매트랩을잘활용할수있다는점이었다.
사실선형대수학에기반을둔매트랩은다른프로그래밍언어에비해사용하기가쉽고결과를시각화하기가편한강력한프로그래밍언어다.영상처리전공자와컴퓨터비전전공자를비롯한연구자는알고리즘프로토타입을설계해성능을테스트할경우매우빠른시간안에만들어야하므로매트랩을대부분사용하며,영상처리와컴퓨터비전관련함수를내장한IPT(ImageProcessingToolbox)와CVST(ComputerVisionSystemToolbox)등을활용한다.알고리즘검증을마치면C/C++로직접개발하거나혹은알고리즘을C/C++코드로자동으로생성하는툴을사용하고,아니면OpenCV같은컴퓨터비전라이브러리를이용해이식하는과정이일반적이다.
여기서주지해야할부분은앞에언급한매트랩의툴박스는결코만능이아닌데다가매트랩에서제공하는매뉴얼에는함수사용법과결과만제시하고있을뿐,해당알고리즘을자세하게다루지않고해당함수의소스를공개하고있지않아알고리즘동작원리를알기힘들기때문에입문자에게는어느정도는한계가있다는점이다.그런이유로관련이론에대한이해가뒷받침돼야만툴박스의내장함수를제대로사용할수있고,더나아가자신이원하는프로그램을수월하게개발할수있다는점을분명히말씀드리고싶다.
이책의저자인조지사오스카박사는나름대로기존매트랩책과차별화를시도했으며,다음과같이정리할수있다.
첫째,정지영상에서동영상처리까지매트랩의IPT와CVST등을연계해설명하며,비디오처리와관련된내용을다룬책이거의없다는점을고려했다.
둘째,그레이스케일영상기반알고리즘을컬러영상을처리할때그대로적용할수없으니어떻게처리해야할지친절하게알려주고있다.
셋째,독자가직접매트랩코드를입력하고결과를바로볼수있도록실습을유도한후,왜그렇게나왔는지친절하게설명한다.
넷째,예술공학의꽃인합성과컴퓨터비전의움직임추적등을다양하게다루며매트랩으로할수있음을강조한다.
한줄로요약하자면,매트랩으로정지영상부터예술공학,비디오처리까지필요한내용을쉽게실습하며,매트랩의툴박스매뉴얼보다많이참고할수있는책이라고할수있다.실제로조지사오스카박사는매트랩전문가관점에서기존책의패턴을깨버리고과감하게시도했으며,필요한내용만보여주면서실습을자연스럽게이끄는흡인력이뛰어나고또한이책의‘보충설명(Whatjusthappened?)’에서보듯이다른책에서도접할수없었던저자의배려가여기저기묻어난다.
매트랩이상용프로그램이라는특성때문에영상처리와컴퓨터비전강의과정에서교재로참고하거나실습에어려움이있다면,매트랩에대한대안이자오픈소스로공개된옥타브(Octave)를활용해이책을참고할수있을것이다.
2005년에『MATLAB을활용한실용디지털영상처리』(홍릉과학)책을낸이후로지금까지는출판상황이좋지않아개정판을낼기회가없었고,매트랩을이용한영상처리책이국내외로많이출간되지않은탓에아쉬움이많았다.그러던중에이책을번역해출간하면서어느정도는마음의부담을덜수있게돼기쁘다.