광학 영상 열화 통합 모사를 위한 렌즈 모델링
Lens Modeling for Integrated Simulation of Optical Image Degradation
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초록
실제 카메라의이미징은이상적인 렌즈에서 이루어지는 것과 다르며 왜곡, 렌즈 블러, 비네팅 등 다양한 광학적 열화현상이 발생한다. 이러한 현상을 사실적으로 모사하기 위해 다양한 방법들이 제안되었는데, 대부분 이러한 현상을 개별적으로 다루 거나 광학계의 물리적 특성을 사전 지식(prior)으로 충분히 활용하지 못한다는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 광학적 영상 열화(디포커스, 왜곡 등)를 통합적으로 모사할 수 있는 광학계 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 광학계의 물리적 특성을 활용함으로써 역문제의 어려움을 완화하고, 보다 적은 측정 데이터만으로도 물리적으로 타당한 예측값을 얻을 수 있다. 또한, 본 모델은 광학계의 근본적인 동작을 재구성함으로써, 왜곡이나 블러 커널 등 개별 특성만을 제공하는 기존 방법에 비해 더욱 광범위하게 활용될 것으로 기대된다.
Abstract
Real camera imaging deviates from the behavior of an ideal lens, giving rise to distortion, lens blur, and vignetting. Although various methods have been proposed to realistically simulate these degradations, most address them separately and cannot fully leverage the optical system’s physical characteristics as priors. In this work, we propose a unified model of the camera’s optical system that handles such effects simultaneously. By incorporating the system’s physical properties as priors, our model mitigates the ill-posedness of the inverse problem and yields physically plausible estimations from a small set of measurements. Moreover, by reconstructing the fundamental behavior of the optical system, our approach is expected to find broader applications than existing methods that calibrate only individual characteristics, such as distortion or blur kernels.