12.1.1 레이블링의 이해

11장에서 설명한 영상의 이진화를 수행하면 주요 객체와 배경 영역을 구분할 수 있습니다. 일단 배경과 객체를 구분하였다면 이제 다시 각각의 객체를 구분하고 분석하는 작업이 필요합니다. 이때 사용할 수 있는 기법이 레이블링(labeling)입니다. 레이블링은 영상 내에 존재하는 객체 픽셀 집합에 고유 번호를 매기는 작업으로 연결된 구성 요소 레이블링(connected components labeling)이라고도 합니다. 레이블링 기법을 이용하여 각 객체의 위치와 크기 등 정보를 추출하는 작업은 객체 인식을 위한 전처리 과정으로 자주 사용됩니다.

영상의 레이블링은 일반적으로 이진화된 영상에서 수행됩니다. 이때 검은색 픽셀은 배경으로 간주하고, 흰색 픽셀은 객체로 간주합니다. 정확하게는 입력 영상의 픽셀 값이 0이면 배경, 0이 아니면 객체 픽셀로 인식합니다. 하나의 객체는 한 개 이상의 인접한 픽셀로 이루어지며, 하나의 객체를 구성하는 모든 픽셀에는 같은 레이블 번호가 지정됩니다.

특정 픽셀과 이웃한 픽셀의 연결 관계는 크게 두 가지 방식으로 정의할 수 있습니다. 첫 번째는 특정 픽셀의 상하좌우로 붙어 있는 픽셀끼리 연결되어 있다고 정의하는 4-방향 연결성(4-way connectivity)입니다. 다른 하나는 상하좌우로 연결된 픽셀뿐만 아니라 대각선 방향으로 인접한 픽셀도 연결되어 있다고 간주하는 8-방향 연결성(8-way connectivity)입니다. 두 가지 픽셀 연결 관계를 그림 12-1에 나타냈습니다. 그림 12-1(a)는 4-방향 연결성에 의한 연결 관계를 나타내고, 그림 12-1(b)는 8-방향 연결성에 의한 연결 관계를 나타냅니다. 각각의 그림에서 정중앙에 위치한 픽셀과 4-방향 연결성과 8-방향 연결성으로 연결된 픽셀은 흰색으로 표시하였습니다.

▲ 그림 12-1 4-방향 연결성과 8-방향 연결성