Optical blur(spatial response) estimation

Calibrate 해야하는 imaging system의 최종 characteristic은 spatial response function으로, incoming image와 합성되는 optical blur를 인코딩하여 포인트 샘플 이미지를 생성.

 

Point spread function이나 optical transfer function이라고도 알려져 있는 convolution kernel의 shape는, lens blur, radial distortion, 센서 앞에 있는 anti-aliasing filter 그리고, 각 활성 픽셀 영역의 모양과 범위를 포함한 몇몇 factor에 좌우된다.

 

Multi-image super-resolution 및 de-blurring와 같은 application에는 이 기능에 대한 좋은 estimation이 필요.

 

이론적으로, 이미지의 모든 곳에서 무한히 작은 점 광원(light source)을 관찰하여 PSF를 추정 할 수 있다.

 

 

 

 

 

용어 정리

 

radial distortion [출처 : 위키피디아]

왜곡이 불규칙하거나 여러 패턴을 따를 수 있지만 가장 일반적으로 발생하는 왜곡은 사진 렌즈의 대칭에서 발생하는 방사형 대칭 또는 거의 비슷합니다. 이러한 radial distortion은 일반적으로 배럴 왜곡 또는 핀쿠션 왜곡으로 분류 될 수 있습니다.

Barrel distortion & Pincushion distortion & Mustache distortion

Anti-aliasing(위신호 제거) [출처 : 위키피디아]

위신호 제거(Anti-Aliasing 안티에일리어싱)는 높은 해상도의 신호를 낮은 해상도에서 나타낼 때 생기는 계단 현상(깨진 패턴)을 최소화하는 방법이다. 

왼쪽 : 적용 전, 오른쪽 : 적용 후

Anti-aliasing 적용 예

Aliasing(위신호) [출처 : 위키피디아]

위신호 현상(aliasing 에일리어싱)은 신호 처리에서 표본화를 하는 가운데 각기 다른 신호를 구별해내지 못하게 하는 효과를 가리킨다. 신호가 샘플로부터 다시 구성될 때 결과가 원래의 연속적인 신호와 달라지는 "일그러짐"을 가리킨다. 계단 현상으로 부르기도 한다.

Aliasing 예시

신호처리에서 주파수 측정 예시

신호를 양자화 할 때, 샘플링 속도가 실제 신호 속도보다 느리면 그림과 같이 다른 모양의 주파수로 측정되어 보일 수 있다. 예를 들어 디지털 오실로스코프가 ADC을 이용하여 샘플링하고 메모리에 넣는다. 오실로스코프의 샘플링 속도가 낮다면, 오실로스크프가 메모리의 데이터를 처리해서 신호를 그리면 낮은 주파수로 보일 수 있다.

 

 

 

 

출처 : Computer vision : algorithms and applications