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기술

워터셰드 영상 분할

워터셰드 영상 분할기술
영문명
Watershed segmentation
지형 비유
골짜기에서 퍼지는 영역과 분수계
대표 변형
마커 기반 분할
주요 검토 사항
과분할과 마커 선택
워터셰드 영상 분할은 영상을 높낮이가 있는 지형처럼 해석해 영역을 나누는 방법이다. 서로 다른 영역이 확장하며 만나는 곳을 경계로 구분하는 관점을 사용하고, 마커 기반 방식에서는 출발 영역의 레이블을 지정한다.

지형으로 보는 영상

높이가 낮은 골짜기에서 물이 차오르고 서로 다른 물이 만나는 곳에 경계를 세운다고 생각할 수 있다. 영상에서는 밝기나 기울기에서 만든 지형 등을 사용할 수 있다. 지형을 무엇으로 구성했는지에 따라 분할의 의미가 달라진다. 이 비유가 모든 구현에서 원래 밝기값만을 그대로 높이로 사용한다는 뜻은 아니다.

마커의 역할

마커는 특정 영역이 어떤 레이블에서 출발할지 지정하는 정보다. 두 물체의 내부에 각각 10과 20, 확실한 배경에 30을 주고 나머지를 미정으로 두는 구성을 생각할 수 있다. 이 숫자는 물체의 크기나 분류 확률이 아니라 식별표다. 구현에서 미정과 경계에 사용하는 값의 관례도 구분해야 한다.

거리 변환을 활용하기

서로 닿아 있는 전경에서는 단순 이진화만으로 두 물체를 분리하기 어려울 수 있다. 거리 변환에서 배경과 멀리 떨어진 내부를 찾아 마커 후보로 사용할 수 있다. 다만 하나의 물체 안에 여러 마커를 두면 필요 이상으로 나뉠 수 있고, 두 물체에 같은 마커를 주면 원하는 구분이 사라질 수 있다. 내부 마커가 의미 있는 대상과 잘 대응하는지 확인해야 한다.

분할의 해석과 검증

작은 잡음 골짜기마다 영역을 만들면 과분할이 생길 수 있다. 평활화와 마커 제어는 이를 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 실제 작은 구조도 제거할 수 있다. 경계가 만들어졌다는 사실만으로 실제 물체가 정확히 분리됐다고 보장되지는 않는다. 접촉한 부분의 경계, 누락 영역과 마커 설정에 대한 민감도를 함께 살핀다. 배경도 하나의 레이블 영역으로 처리하는지 확인한다.

관련 문서

유클리드 거리 변환 / 오츠 이진화 / 수학적 형태학 / 캐니 에지 검출 / 이미지 처리 / 기울기 / 연결 성분