7.4.3 미디언 필터

미디언 필터(median filter)는 입력 영상에서 자기 자신 픽셀과 주변 픽셀 값 중에서 중간값(median)을 선택하여 결과 영상 픽셀 값으로 설정하는 필터링 기법입니다. 미디언 필터는 마스크 행렬과 입력 영상 픽셀 값을 서로 곱한 후 모두 더하는 형태의 연산을 사용하지 않습니다. 미디언 필터는 주변 픽셀 값들의 중간값을 선택하기 위해 내부에서 픽셀 값 정렬 과정이 사용됩니다. 미디언 필터는 특히 잡음 픽셀 값이 주변 픽셀 값과 큰 차이가 있는 경우에 효과적으로 동작합니다.

영상에 추가되는 잡음 중에 소금&후추 잡음(salt & pepper noise)은 픽셀 값이 일정 확률로 0 또는 255로 변경되는 형태의 잡음입니다. ‘소금&후추’라는 다소 재미있는 이름이 붙은 이유는 잡음이 마치 소금과 후추처럼 흰색 또는 검은색으로 구성되기 때문입니다. 소금&후추 잡음이 추가된 영상에 미디언 필터를 적용하면 대부분 소금&후추 잡음이 아닌 원본 영상에 존재하는 픽셀 값이 중간값으로 선택되기 때문에 잡음은 효과적으로 제거됩니다.

3×3 정방형 마스크를 사용하는 미디언 필터 동작 방식을 그림 7-17에 도식적으로 나타냈습니다. 그림 7-17에서 가장 왼쪽 그림은 입력 영상 특정 위치에서의 3×3 주변 픽셀 값 배열을 나타냅니다. 이 영역의 픽셀 값을 일렬로 늘여 세운 후 픽셀 값 크기 순으로 정렬합니다. 그리고 정렬된 데이터에서 중앙에 있는 픽셀 값인 72를 선택하여, 결과 영상의 픽셀 값으로 설정합니다. 이와 같은 과정을 영상 전체 픽셀에 대하여 수행하면 미디언 필터 결과 영상이 만들어집니다.

▲ 그림 7-17 미디언 필터링 수행 과정