Blur

참고자료

https://www.cv-learn.com/20210329-motion-blur/
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/99746

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이번 포스팅은 영상을 촬영할 때 생기는 블러 현상에 대해서 다루어 볼 예정이다.
먼저, 블러 현상은 영상을 degradation 하는 주요 원인 중 하나다.
블러의 종류에는 motion blur, defocus blur, gaussian blur 등 다양하게 존재한다. 각각의 블러의 특징에 대해서 알아보자.

Gaussian Blur

가우시안 블러는 온도, 풍속, 노출시간 등 다양한 요소에 의해 생성된다. 이는 영상의 noise 와 detail의 부족을 일으킨다.
식으로는,

으로 나타낸다. 가우시안 블러의 특징으로는, 가우시안 필터를 씌울 때 멀리있는 픽셀의 영향을 적게 받는다는 것이다.

Defocus Blur

아웃 포커스로 인해 생긴 렌즈의 수차(Aberration)로 발생한다. 여기서 말하는 수차는 렌즈의 형태와 빛에 의해 발생하는 현상을 말한다. 아웃 포커싱은 사진을 촬영할 때, 초점이 맞은 피사체를 제외한 배경이 흐려지게 하는 기법을 말한다.

Motion Blur

모션 블러는 저조도 환경에서 영상을 찍었을 때, 빛의 양이 충분하지 않아 카메라의 노출시간이 길어지고 카메라의 센서가 흔들려 모션블러가 발생하게 된다. 혹은 피사체가 움직이므로 그로인해 생긴 번짐 현상을 일컫기도 한다.

카메라의 원리

1. 카메라의 셔터가 열리고, 이미지 센서가 빛에 노출된다.
2. 빛이 센서에 닿으면서, 센서의 픽셀마다 받아드린 빛의 양 만큼 신호를 모은다.
3. 셔터가 닫히면서, 더 이상 이미지 센서가 빛에 노출되지 않는다.
4. 모은 빛 신호를 디지털 신호로 바꾸고, 2D 이미지를 만든다.

즉, 이미지 센서가 빛에 노출된 동안의 정보를 모아 재구성하여 영상을 만들어낸다는 것이다.

Motion Blur의 원리

이미지 센서가 빛에 노출되어 있는 시간을 Exposure Time이라고 한다.
노출되고 있는동안, 피사체가 움직였다고 생각해보자.
움직이기 전의 픽셀은 받던 빛을 받지 못하게 되고, 움직임으로 인해 새로운 픽셀이 빛을 받게 된다. 이렇게되면 이전에 빛을 받던 픽셀과 새로 빛을 받게 된 픽셀들이 피사체의 정보를 갖게 된다. 그러나, 충분한 양의 빛을 받지 못했기에 약한 신호로 측정이 되고, 그로 인해 투명해지는 효과가 발생한다.

출처: https://www.cv-learn.com/20210329-motion-blur/Untitled_5.png