Java OpenCV로 이미지에 노이즈 추가하는 방법 – 단계별 완벽 가이드

OpenCV는 이미지 처리 작업을 위한 강력한 오픈소스 컴퓨터 비전 라이브러리입니다. 이 글에서는 Java 환경에서 OpenCV 라이브러리를 활용해 이미지에 노이즈(noise)를 추가하는 방법을 단계별로 자세히 살펴보겠습니다.

이미지에 노이즈를 추가하는 절차

• 이미지 불러오기: 대상 이미지 파일을 읽어 Mat 객체에 저장합니다.
• 빈 행렬 생성: 노이즈를 담을 행렬과 최종 결과물을 담을 행렬, 두 개의 빈 행렬을 추가로 만듭니다.
• MatOfDouble 행렬 준비: 평균(mean)과 표준편차(standard deviation)를 저장할 두 개의 MatOfDouble 행렬을 생성합니다.
• 평균·표준편차 계산: meanStdDev() 메서드를 사용해 이미지의 평균값과 표준편차 값을 구합니다.
• 노이즈 행렬 생성: randn() 메서드로 무작위 요소(노이즈)로 채워진 행렬을 만듭니다. 이때 앞서 생성한 소스 행렬, 평균, 표준편차 객체를 인자로 전달합니다.

마지막으로 노이즈 행렬과 원본 행렬을 더해 결과 행렬(destination)에 저장하면 노이즈가 적용된 이미지를 얻을 수 있습니다.

예제 코드

import java.awt.Image;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import javafx.application.Application;
import javafx.embed.swing.SwingFXUtils;
import javafx.scene.Group;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.image.ImageView;
import javafx.scene.image.WritableImage;
import javafx.stage.Stage;
import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfDouble;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;

public class AddingNoise extends Application {
   public void start(Stage stage) throws IOException {
      // OpenCV 핵심 네이티브 라이브러리 로딩
      System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
      // 파일에서 이미지 읽기
      String file = "D://images//elephant.jpg";
      Mat src = Imgcodecs.imread(file);
      System.out.println("Image Loaded");
      // 결과(destination) 행렬 생성
      Mat dst = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type());
      // 노이즈 저장용 행렬 생성
      Mat noise = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type());
      // 평균과 표준편차 계산
      MatOfDouble mean = new MatOfDouble();
      MatOfDouble dev = new MatOfDouble();
      Core.meanStdDev(src, mean, dev);
      // 노이즈 행렬을 무작위 값으로 채우기
      Core.randn(noise, mean.get(0,0)[0], dev.get(0,0)[0]);
      // 원본 행렬에 노이즈를 더해 결과 행렬에 저장
      Core.add(src, noise, dst);
      // 행렬을 JavaFX WritableImage로 변환
      Image img = HighGui.toBufferedImage(dst);
      WritableImage writableImage = SwingFXUtils.toFXImage((BufferedImage) img, null);
      // ImageView 설정
      ImageView imageView = new ImageView(writableImage);
      imageView.setX(10);
      imageView.setY(10);
      imageView.setFitWidth(575);
      imageView.setPreserveRatio(true);
      // Scene 객체 설정 및 화면 표시
      Group root = new Group(imageView);
      Scene scene = new Scene(root, 595, 400);
      stage.setTitle("Adding Noise Example");
      stage.setScene(scene);
      stage.show();
   }
   public static void main(String args[]) {
      launch(args);
   }
}

입력 이미지

실행 결과

위 프로그램을 실행하면 다음과 같이 노이즈가 추가된 이미지가 화면에 출력됩니다.