JP2008016029A - エッジ補正装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 イメージのエッジを検出してエッジの輝度及び色差値を補正して鮮明なイメージを出力するエッジ補正装置及び方法を提供する。
【解決手段】 入力イメージのエッジに位置した所定大きさの第１ウィンドウの中心ピクセルと、第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差、または輝度の均一度を表す所定数値の差によって割り当てられた加重値を利用して、第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する輝度補正部と、補正されたエッジの輝度値に基づいて所定大きさの第２ウィンドウの中心ピクセルと、第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差によって割り当てられた加重値を利用して、前記エッジの色差値を補正する色差補正部とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エッジ補正装置及び方法に係り、さらに詳細には、イメージのエッジを検出してエッジの輝度及び色差値を補正して鮮明なイメージを出力するエッジ補正装置及び方法に関する。

最近デジタルスチールカメラやデジタルカムコーダのようなデジタル撮影装置の普及が広がりつつある。このようなデジタル撮影装置が撮影したイメージをさらに鮮明にするために、多様なエッジ検出手段及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）を補正してエッジを強調する手段のような多様な技術が登場している。

図１は、従来のエッジ補正を図示する。
画質が劣化されたイメージに対して、従来の技術を利用してエッジ領域（以下、エッジともいう）を鮮明に強調した場合（１０、１２）、イメージのエッジで現れた不連続特性を強化させるためにノイジーなイメージを生成し、高周波領域に存在できるカラーフリンジ欠陥も共に鮮明に強調するという問題点がある。

したがって、イメージのエッジを鮮明に強調する時に発生しうる欠陥を減少させ、さらに効率的にイメージのエッジ情報を補正してイメージの鮮明度を向上させる必要性が提起される。
韓国公開特許第２００４−５８００６号公報

本発明は、エッジ補正装置及び方法を提供するところにその目的がある。
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されうる。

前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるエッジ補正装置は、入力イメージのエッジに位置した所定大きさの第１ウィンドウの中心ピクセルと、前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差、または輝度の均一度を表す所定数値の差によって割り当てられた加重値を利用して、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する輝度補正部と、前記補正されたエッジの輝度値に基づいて所定大きさの第２ウィンドウの中心ピクセルと、前記第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差によって割り当てられた加重値を利用して、前記エッジの色差値を補正する色差補正部と、を備える。

前記目的を達成するために、本発明の他の実施形態によるエッジ補正方法は、入力イメージのエッジに位置した所定大きさの第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差、または輝度の均一度を表す所定数値の差によって割り当てられた加重値を利用して、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する（ａ）ステップと、前記補正されたエッジの輝度値に基づいて、所定大きさの第２ウィンドウの中心ピクセルと前記第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度によって割り当てられた加重値を利用して前記エッジの色差値を補正する（ｂ）ステップと、を含む。
その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明のエッジ補正装置及び方法によれば、イメージのエッジを鮮明に強調する時に発生しうる欠陥を低減させ、さらに効率的にイメージのエッジを補正してイメージの鮮明度を向上させることができる。

本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明により定義されるだけである。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。

図２は、本発明の一実施形態によるエッジ補正装置のブロック図である。
エッジ補正装置１００は、エッジ検出部２００、輝度補正部２１０、色差補正部２４０、及び合算部２５０を備える。エッジ補正装置は、デジタルスチールカメラやデジタルカムコーダのような撮影装置に適用できる。

エッジ検出部２００は、入力イメージのエッジを検出し、エッジ演算部２０３及びエッジ判断部２０５を備える。前記エッジの検出のために類似演算子、差演算子、コンパス勾配演算子のような従来の多様なイメージ処理方法が使われる場合、他の実施形態ではエッジ検出部２００が省略され、本実施形態では、以下、エッジ演算部２０３及びエッジ判断部２０５を利用してエッジを検出できる。

エッジ演算部２０３は、入力イメージ上に位置した所定大きさのウィンドウの輝度信号（Ｙ）（以下、輝度ともいう）値と、前記ウィンドウと同じ大きさを持つマスクの各ピクセルの係数値との演算を行う。例えば、エッジ演算部２０３は、所定のマスクの各ピクセルに割り当てられた係数値と前記マスクの各ピクセルに対応するウィンドウの各ピクセルの輝度（Ｙ）値とを乗算し、計算された値をいずれも合算する。そして、エッジ演算部２０３は、前記マスクが複数である場合、複数の算出された結果値のうち最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）との差を求め、前記差の絶対値を求める。

エッジ判断部２０５は、前記エッジ演算部２０３から算出された結果値と所定の臨界値とを比較してエッジであるかどうかを判断する。例えば、エッジ判断部２０５は、前記差の絶対値が臨界値より大きい場合にはエッジと判断し、小さな場合には平坦領域と判断する。前記平坦領域は、輝度値が均一な領域を意味する。

したがって、エッジ検出部２００は、エッジ判断部２０５の判断によって入力イメージのエッジを検出する。エッジ検出部２００についてのさらに具体的な内容は、以下の図５を参照してほしい。

輝度補正部２１０は、エッジに位置した所定大きさのウィンドウの中心ピクセルと前記ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差または輝度の均一度を表す所定数値の差によって割り当てられた加重値を利用して前記エッジの輝度値を補正し、所定の演算を行う輝度演算部２２０と、前記演算過程から算出された結果値によって所定のマスクに所定の加重値を割り当てる輝度加重値割り当て部２３０とを備える。前記輝度演算部２２０は、第１輝度演算部２２３、第２輝度演算部２２６、及び第３輝度演算部２２９を備え、前記輝度加重値割り当て部２３０は、第１加重値割り当て部２３３、及び第２加重値割り当て部２３６を備える。以下、各構成要素をエッジ補正ステップによって順次に説明する。

第１輝度演算部２２３は、前記エッジに位置したウィンドウの中心ピクセルの輝度値と隣接ピクセルの輝度値との演算を行う。例えば、第１輝度演算部２２３は、ウィンドウの中心ピクセルの輝度値と隣接ピクセルの輝度値との差を各ピクセルごとに求める。前記ウィンドウの中心ピクセルは、エッジ補正作業の対象となるピクセルであって、ウィンドウの中心に位置するピクセルであり、隣接ピクセルは、ウィンドウ内で中心ピクセルを除外した残りのピクセルである。

第１加重値割り当て部２３３は、前記第１輝度演算部２２３を通じて演算されたウィンドウの中心ピクセルの輝度値と隣接ピクセルの輝度値との差によって、第１マスクに所定の加重値を割り当てる。この時、第１加重値割り当て部２３３は、中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より大きい隣接ピクセルに対しては、加重値を相対的に低く割り当て、中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より小さな隣接ピクセルに対しては、加重値を相対的に高く割り当てることができる。これを通じて、中心ピクセルと近接した輝度値を持つ隣接ピクセルが、中心ピクセルの輝度値補正時に多くの影響を及ぼすことができる。

第２輝度演算部２２６は、前記エッジに位置したウィンドウの所定ピクセルに所定大きさのサブウィンドウの中心ピクセルが対応するように位置させ、サブウィンドウの中心ピクセルの輝度値とサブウィンドウの隣接ピクセルの輝度値とを演算する。例えば、第２輝度演算部２２６は、前記エッジに位置したウィンドウの最初のピクセルに３ｘ３のサブウィンドウの中心ピクセルが対応するように位置させ、サブウィンドウの中心ピクセルの輝度値とサブウィンドウの隣接ピクセルの輝度値との差を各ピクセルごとに求め、前記差値をいずれも合算して、ウィンドウの最初のピクセルの算出された結果値を求める。このような方法で、第２輝度演算部２２６は、残りのウィンドウのピクセルに対しても演算作業を行う。前記算出された結果値は、ウィンドウの各ピクセルの輝度値の均一度を表すＤｏＶ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）値を意味し、前記ＤｏＶ数値が低いほどウィンドウの所定ピクセルの輝度値が均一であって平坦領域であることを表し、ＤｏＶ数値が高いほどウィンドウの所定ピクセルの輝度値が不均一であって非平坦領域であることを表す。そして、第２輝度演算部２２６は、ウィンドウの中心ピクセルのＤｏＶ値とウィンドウの隣接ピクセルのＤｏＶ値との差を各ピクセルごとに求める。

第２加重値割り当て部２３６は、前記第２輝度演算部２２６を通じて算出されたウィンドウの中心ピクセルのＤｏＶ値とウィンドウの隣接ピクセルのＤｏＶ値との差によって、第２マスクに所定の加重値を割り当てる。この時、第２加重値割り当て部２３６は、ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より大きい隣接ピクセルに対しては加重値を相対的に高く割り当て、ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より小さな隣接ピクセルに対しては加重値を相対的に低く割り当てることができる。これを通じて、ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が大きい隣接ピクセルは、ウィンドウの中心ピクセルと比較する時に相対的に輝度値が均一な平坦領域であることを表すことができ、ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が小さな隣接ピクセルは、ウィンドウの中心ピクセルと比較する時に相対的に輝度値が不均一な非平坦領域であることを表すことができる。したがって、第２加重値割り当て部２３６は、ウィンドウの中心ピクセルと比較する時に相対的に輝度値が均一な平坦領域の隣接ピクセルに対しては加重値を高く割り当てて、ウィンドウの中心ピクセルの輝度値補正時に多くの影響を及ぼすようにし、ウィンドウの中心ピクセルと比較する時に相対的に輝度値が不均一な非平坦領域である隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当てて、ウィンドウの中心ピクセルの輝度値補正時に少ない影響を及ぼすようにし、ウィンドウの中心ピクセルの輝度値の方向性を平坦領域に向わせることができる。

第３輝度演算部２２９は、前記所定の加重値が割り当てられた第１マスクと前記所定の加重値が割り当てられた第２マスクとのそれぞれの対応するピクセルに対して、互いに加重値を演算する。例えば、第３輝度演算部２２９は、第１マスクの最初のピクセルの加重値Ｗ０’と第２マスクの最初のピクセルの加重値Ｗ０”とを乗算して、後述する第３マスクの最初のピクセルの係数値を求めることができる。

したがって、輝度補正部２１０は、前記第３輝度演算部２２９の演算結果値を係数値とする第３マスクの各ピクセルの係数値と、第３マスクの各ピクセルに対応するウィンドウの各ピクセルの輝度値とを利用して所定の演算を行い、これを通じてウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する。輝度補正部２１０についてのさらに具体的な内容は、以下図６ないし図１０で後述する。

色差補正部２４０は、前記補正されたエッジの輝度値に基づいて所定大きさのウィンドウの中心ピクセルと前記ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差によって割り当てられた加重値を利用して前記エッジの色差値を補正し、色差演算部２４３、及び色差加重値割り当て部２４６を備える。

色差演算部２４３は、前記補正された輝度値を持つエッジに位置したウィンドウの中心ピクセルの輝度値と隣接ピクセルの輝度値との演算を行う。

色差加重値割り当て部２４６は、色差演算部２４３を通じて算出されたウィンドウの中心ピクセルの輝度値と隣接ピクセルの輝度値との差によって、第４マスクに所定の加重値を割り当てる。この時、ウィンドウの中心ピクセルとほぼ同じ位置の隣接ピクセルに対しては加重値を付与しないか（すなわち、加重値が０）少なく付与して、ウィンドウの中心ピクセルの色差値補正時に少ない影響を及ぼすことによって、自体的に持つことができるカラーフリンジ欠陥を最小化させることができる。

色差補正部２４０は、前記所定の加重値が割り当てられた第４マスクと前記ウィンドウの色差値とを、それぞれ対応するピクセルに対して所定の演算過程を通じて計算して、ウィンドウの中心ピクセルの補正された色差値を算出する。

合算部２５０は、前記エッジの補正された輝度値及び補正された色差値を演算して前記エッジの全体補正されたＹＣｒＣｂドメインを算出する。また、合算部２５０は、既存の公開された技術を利用して低輝度レベル側にアンダーシュートし、高輝度レベル側にオーバーシュートしてさらにエッジを強調させることができ、前記ＹＣｒＣＢドメインをＲＧＢドメインに変換してイメージを出力させることができる。

図２で図示された各構成要素は、一種の‘モジュール’で構成されることができる。前記‘モジュール’は、ソフトウェアまたはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）または注文型半導体（ＡＳＩＣ）のようなハードウェア構成要素を意味し、モジュールは所定の役割を行う。しかし、モジュールはソフトウェアまたはハードウェアに限定されるものではない。モジュールは、アドレッシング可能な保存媒体に存在すべく構成されても良く、１つまたはそれ以上のプロセッサーを実行させるように構成されても良い。したがって、一例としてモジュールは、ソフトウェア構成要素、客体指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素とモジュールから提供される機能は、より少数の構成要素及びモジュールで結合されるか、追加的な構成要素とモジュールにさらに分離されうる。

図３及び図４は、前記図２を利用してエッジを補正するフローチャートである。
前記図２で前述した重複された内容はなるべく省略し、エッジを補正する過程を各ステップ別に説明する。

エッジ演算部２０３は、入力イメージ上に位置した所定大きさのウィンドウの輝度値と複数のマスクの係数値とを演算する（Ｓ３０１）。

エッジ判断部２０５は、前記演算された結果値と所定の臨界値とを比較して前記ウィンドウが位置した領域がエッジに該当するかどうかを判断する（Ｓ３１１）。

エッジ検出部２００は、前記判断によってエッジを検出する（Ｓ３２１）。前記ステップ（Ｓ３０１、Ｓ３１１、Ｓ３２１）についてのさらに具体的な内容は、以下の図５を参照してほしい。

次のステップで、第１輝度演算部２２３は、前記エッジに位置した所定大きさの第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を計算する（Ｓ３３１）。

第１加重値割り当て部２３３は、前記計算された輝度差によって所定の加重値を第１マスクに割り当てる（Ｓ３４１）。この時、第１加重値割り当て部２３３は、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より大きい前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より小さな前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を高く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの輝度値補正時におよぶ影響を異なって付与する。

前記ステップ（Ｓ３３１、Ｓ３４１）についてのさらに具体的な内容は、以下の図６及び図７を参照されたい。
次のステップで、第２輝度演算部２２６は、前記第１ウィンドウの所定ピクセルの前記輝度の均一度を表す所定数値であるＤｏＶを算出する（Ｓ３５１）。

第２加重値割り当て部２３６は、前記第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの前記ＤｏＶ差によって、所定の加重値を第２マスクに割り当てる（Ｓ３６１）。この時、第２加重値割り当て部２３６は、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より大きい前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を高く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より小さな前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの輝度値の方向性を輝度値の均一である平坦領域に向わせる。

第３輝度演算部２２９は、前記第１マスク及び前記第２マスクに割り当てられた加重値をそれぞれのピクセルに対応するように乗算して計算する（Ｓ３７１）。

輝度補正部２１０は、前記計算された結果値を各ピクセルの係数値とする第３マスクと前記第１ウィンドウの輝度値とを演算して、前記エッジの輝度値を補正する（Ｓ３８１）。

前記ステップ（Ｓ３５１、Ｓ３６１、Ｓ３７１、Ｓ３８１）についてのさらに具体的な内容は、以下の図８ないし図１０で後述される。

次のステップで、色差演算部２４３は、前記補正されたエッジの輝度値に基づいて所定大きさの第２ウィンドウの中心ピクセルと前記第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を計算する（Ｓ４０１）。

色差加重値割り当て部２４６は、前記計算された輝度差によって所定の加重値を第４マスクに割り当てる（Ｓ４１１）。色差加重値割り当て部２４６は、前記第２ウィンドウと臨界範囲内に位置した前記第２ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当てて、前記第２ウィンドウの中心ピクセルの色差補正時に少ない影響を及ぼすようにする。

色差補正部２４０は、前記第４マスクに割り当てられた加重値と前記第１ウィンドウの色差値とをそれぞれのピクセルに対応するように乗算した後にいずれも合算し、前記合算された値を前記第４マスクの加重値を合算した値で割って前記第２ウィンドウの中心ピクセルの補正された色差値を算出する（Ｓ４２１）。

次のステップで、合算部２５０は、前記エッジの前記補正された輝度値と前記補正された色差値とを演算して前記エッジの補正されたＹＣｒＣｂドメインを算出する（Ｓ４３１）。

前記ステップ（Ｓ４０１、Ｓ４１１、Ｓ４２１、Ｓ４３１）についてのさらに具体的な内容は、以下の図１１ないし図１２で後述される。

図５は、本発明の一実施形態によるエッジ検出過程を示す図面である。
入力イメージのエッジ検出のために従来の多様なイメージ処理方法が使われうるが、本実施形態では、入力イメージのエッジを検出するために、所定大きさ（ｎｘｎ）のウィンドウを入力イメージに位置させ、前記ウィンドウと同じ大きさを持つマスクの各ピクセルの係数値とマスクの各ピクセルに対応するウィンドウの各ピクセルの輝度（Ｙ）値とを演算する。この時、ウィンドウはエッジ検出のために入力イメージ上で順次に上下または左右に移動して所定マスクの係数値と演算を行うことができる。

例えば、図５の（ａ）に示したように、３ｘ３のウィンドウ５００が入力イメージ上の所定部位に位置した場合、入力イメージのエッジを検出するために、エッジ演算部２０３は、図５の（ｂ）に図示された３ｘ３を持つマスクの各ピクセルに割り当てられた所定の係数値と前記マスクの各ピクセルに対応するウィンドウ５００の各ピクセルの輝度（Ｙ）値とを乗算する。

すなわち、図５の（ｃ）に示したように、エッジ演算部２０３は、第１マスク５０４の各ピクセルに割り当てられた係数値と第１マスク５０４の各ピクセルに対応するウィンドウ５００の各ピクセルの輝度（Ｙ）値とを乗算し、計算された値をいずれも合算（Ｓ１）する。このような原理で、エッジ演算部２０３は、第２ないし第４マスク５０６、５０８、５１０を利用した演算結果値を求めることができ、したがって、４個のマスク５０４、５０６、５０８、５１０に対して４個の値が算出される。この時、前記輝度（Ｙ）値は、一般的に０〜２５５範囲の値を持つことができる。

第１ないし第４マスク５０４、５０６、５０８、５１０を利用した演算結果値をＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とすれば、エッジ演算部２０３は、演算結果値のうち最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）とを抽出してその差を求める。例えば最大値がＳ４であり、最小値がＳ１である場合、エッジ演算部２０３はＳ４とＳ１との差を求め、エッジ判断部２０５は差の絶対値を所定臨界値と比較する。この時、エッジ判断部２０５は、差の絶対値が臨界値より大きい場合には、ウィンドウ５００の中心ピクセル５０２のイメージを入力イメージのエッジと判断し、小さな場合には入力イメージの平坦領域と判断できる。したがって、エッジ検出部２００は、前記した方法を利用して入力イメージのエッジを検出できる。以下、図６ないし図１０で、前記検出されたエッジの輝度をクリアリングする過程を後述する。

図６及び図７は、本発明の一実施形態によるウィンドウの中心ピクセルと隣接ピクセルとの輝度差によって第１マスクに加重値を付与する過程を示す図面である。

輝度補正部２１０は、前記図５で検出された入力イメージのエッジを補正された輝度値として出力する作業を行う。参考までに、本実施形態では５ｘ５大きさのウィンドウ６００及び３ｘ３のサブウィンドウ８００を主に説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。

第１輝度演算部２２３は、図６の（ａ）に示したように、５ｘ５大きさのウィンドウ６００（第１ウィンドウ）の中心ピクセル６０２をエッジに位置させ、図６の（ｂ）に示したように、ウィンドウ６００の中心ピクセル６０２の輝度値と隣接ピクセルの輝度値との演算を行う。例えば、第１輝度演算部２２３は、ウィンドウ６００の中心ピクセル６０２の輝度値と隣接ピクセルの輝度値との差Ｉを各ピクセルごとに求める。すなわち、第１輝度演算部２２３は、中心ピクセル６０２の輝度値をＹ１２とし、ウィンドウ６００の最初のピクセルの輝度値をＹ０とすれば、Ｙ１２からＹ０を差し引いた値を計算する。このような方法で第１輝度演算部２２３は、残りの隣接ピクセルに対しても演算作業を行う。

図７の（ａ）は、前記中心ピクセル６０２の輝度値と複数の隣接ピクセルの輝度値との差I（Ｘ軸）によって割り当てられる加重値（Ｙ軸）をグラフで表しており、図７の（ｂ）は、前記割り当てられた加重値を係数値とする第１マスク７００を表している。この時、第１加重値割り当て部２３３は、中心ピクセル６０２との輝度差が大きい隣接ピクセルに対しては、加重値を相対的に低く割り当て（例えば、７０２、７０３）、中心ピクセル６０２との輝度差が小さな隣接ピクセルに対しては、加重値を相対的に高く割り当てる（例えば、７０４、７０５）。これを通じて、中心ピクセル６０２と近接した輝度値を持つ隣接ピクセルであるほど、中心ピクセル６０２の輝度値補正時に多くの影響を及ぼす。

図８及び図９は、本発明の一実施形態によるウィンドウの中心ピクセルと隣接ピクセルとのＤｏＶ差によって第２マスクに加重値を付与する過程を示す図面である。

輝度演算部は、ウィンドウのピクセルの輝度値の均一度を表すＤｏＶ値を求め、輝度加重値割り当て部は、中心ピクセル６０２のＤｏＶと隣接ピクセルのＤｏＶの値との差によってウィンドウ６００の各ピクセルの輝度値に加重値を割り当て、中心ピクセル６０２の輝度値の方向性を平坦領域に向わせる過程について具体的に説明する。

まず、第２輝度演算部２２６は、前記入力イメージのエッジに位置したウィンドウ６００の所定ピクセルに所定大きさのサブウィンドウ８００の中心ピクセル８０２が対応するように位置させ、サブウィンドウ８００の中心ピクセル８０２の輝度値とサブウィンドウ８００の隣接ピクセルの輝度値とを演算する。

例えば、図８の（ａ）に示したように、第２輝度演算部２２６は、前記入力イメージのエッジに位置したウィンドウ６００の最初のピクセルに３ｘ３のサブウィンドウ８００の中心ピクセル８０２が対応するように位置させ、サブウィンドウ８００の中心ピクセル８０２の輝度値（Ｙ０）とサブウィンドウ８００の隣接ピクセルの輝度値との差を各ピクセルごとに求め、前記差値をいずれも合算して（８０４）、ウィンドウ６００の最初のピクセルの算出された結果値を求める（８０６）。このような方法で第２輝度演算部２２６は、残りのウィンドウ６００のピクセルに対しても演算作業を行う。前記算出された結果値は、ウィンドウ６００の各ピクセルの輝度値の均一度を表すＤｏＶ値を意味し、前記ＤｏＶ数値が低いほどウィンドウ６００の所定ピクセルの輝度値が均一で平坦領域であることを表し、ＤｏＶ数値が高いほどウィンドウ６００の所定ピクセルの輝度値が不均一で非平坦領域であることを表す。

そして、図８の（ｂ）に示したように、第２輝度演算部２２６は、ウィンドウ６００の中心ピクセル６０２のＤｏＶ値とウィンドウ６００の隣接ピクセルのＤｏＶ値との差ＩＩを各ピクセルごとに求める。第２輝度演算部２２６は、例えば、中心ピクセル６０２のＤｏＶ値をＹ１２’とし、ウィンドウ６００の最初のピクセルのＤｏＶ値をＹ０’とすれば、Ｙ１２’からＹ０’を引いた値を算出する。このような方法で第２輝度演算部２２６は、残りの隣接ピクセルに対しても演算作業を行う。

次のステップで、図９の（ａ）に示したように、第２加重値割り当て部２３６は、中心ピクセル６０２のＤｏＶ値と隣接ピクセルのＤｏＶ値との差ＩＩ（Ｘ軸）によって、加重値（Ｙ軸）を前記ウィンドウ６００の各ピクセルに対応する第２マスク９００の各ピクセルに割り当てる。この時、第２加重値割り当て部２３６は、中心ピクセル６０２とのＤｏＶ差が大きい隣接ピクセルに対しては、加重値を相対的に高く割り当て（９０４）、中心ピクセル６０２とのＤｏＶ差が小さな隣接ピクセルに対しては加重値を相対的に低く割り当てる（９０２）。この時、中心ピクセル６０２とのＤｏＶ差が大きい隣接ピクセルは、中心ピクセル６０２と比較する時に相対的に輝度値が均一な平坦領域であることを表し、中心ピクセル６０２とのＤｏＶ差が小さな隣接ピクセルは、中心ピクセル６０２と比較する時に相対的に輝度値が不均一な非平坦領域であることを表す。

したがって、第２加重値割り当て部２３６は、中心ピクセル６０２と比較する時に相対的に輝度値が均一な平坦領域である隣接ピクセルに対しては、加重値を高く割り当てて中心ピクセル６０２の輝度値補正時に多くの影響を及ぼし、中心ピクセル６０２と比較する時に相対的に輝度値が不均一な非平坦領域である隣接ピクセルに対しては、加重値を低く割り当てて中心ピクセル６０２の輝度値補正時に少ない影響を及ぼし、中心ピクセル６０２の輝度値の方向性を平坦領域に向わせる。

図１０は、本発明の一実施形態による第１マスクと第２マスクとの演算値を利用したエッジの輝度補正を示す図面である。

図１０の（ａ）に示したように、第３輝度演算部２２９は、前記輝度差Iによって所定の加重値が割り当てられた第１マスク７００と前記ＤｏＶ値との差ＩＩによって、所定の加重値が割り当てられた第２マスク９００のそれぞれの対応するピクセルに対して互いに加重値を演算して、第３マスク１０００の係数値を求めることができる。例えば、第１マスク７００の最初のピクセルの加重値をＷ０’とし、第２マスク９００の最初のピクセルの加重値をＷ０”とすれば、第３輝度演算部２２９は、二つの加重値を乗算し（Ｗ０’×Ｗ０”）、これを通じて算出された加重値Ｗ０は、第３マスク１０００の最初のピクセルの係数値となる。このような方法で第３輝度演算部２２９は、残りのピクセルに対しても演算作業を行う。

次のステップで、図１０の（ｂ）に示したように、輝度補正部２１０は、第３マスク１０００の各ピクセルの係数値、すなわち、加重値Ｗｎを第３マスク１０００の各ピクセルに対応するウィンドウ６００の各ピクセルの輝度値Ｙｎにそれぞれ乗算し、計算値をいずれも合算

する。輝度補正部２１０は、前記合算された値を第３マスク１０００の各ピクセルの加重値をいずれも合算した値

で割って、ウィンドウ６００の中心ピクセル６０２の補正された輝度値Ｙ’を算出し、下記の数式のように表現できる。

このような方法で輝度補正部２１０は、エッジの輝度値を補正してイメージの鮮明度を高める。

図１１及び図１２は、補正されたエッジの輝度値に基づいてエッジの色差を補正する過程を示す図面である。

以下、Ｃｒを中心に説明するが、Ｃｒ及びＣｂを補正する過程は、以下の過程を通じて同時に行われうる。

図１１の（ａ）に示したように、前記図６ないし図１０の過程を通じて補正された輝度値Ｙ’を持つエッジに３ｘ３のウィンドウ１１００（第２ウィンドウ）の中心ピクセル１１０２を位置させる。参考までに、本実施形態では、３ｘ３のウィンドウ１１００を中心に説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。

まず、色差演算部２４３は、ウィンドウ１１００の中心ピクセル１１０２の輝度値と隣接ピクセルの輝度値との差IIIを演算する。色差演算部２４３は、例えば、図１１の（ｂ）に示したように、ウィンドウ１１００の中心ピクセル１１０２の輝度値と隣接ピクセルの輝度値との差IIIの絶対値を各ピクセルごとに求める。

次のステップで図１２Ａに示したように、色差加重値割り当て部２４６は、中心ピクセル１１０２の輝度値と隣接ピクセルの輝度値との差IIIの絶対値（Ｘ軸）によって、加重値（Ｙ軸）を前記ウィンドウ１１００の各ピクセルに対応する第４マスク１２００の各ピクセルに割り当てる。この時、色差加重値割り当て部２４６は、中心ピクセル１１０２とほぼ同じ位置の隣接ピクセルに対しては加重値を付与しないか（すなわち、加重値が０）、少なく付与して（１２０２）、中心ピクセル１１０２の色差値補正時に影響を少なく及ぼすことによって、自体的に持つことができるカラーフリンジ欠陥を最小化させる。また、色差加重値割り当て部２４６は、中心ピクセル１１０２から臨界範囲にある隣接ピクセルに対して加重値を高く付与して（１２０４）、中心ピクセル１１０２の色差値補正時に多くの影響を及ぼしてエッジの鮮明度を高めることができる。

次のステップで色差補正部２４０は、第４マスク１２００の加重値とウィンドウ１１００の色差値とを、それぞれ対応するピクセルに対して演算する。

例えば、図１２の（ｂ）に示したように、色差補正部２４０は、第４マスク１２００の各ピクセルの加重値Ｗ’ｎを、第４マスク１２００の各ピクセルに対応するウィンドウ１１００の各ピクセルの色差値Ｃｒｎにそれぞれ乗算し、計算された値をいずれも合算

する。前記合算された値を第４マスク１２００の各ピクセルの加重値の和

で割って、ウィンドウ１１００の中心ピクセル１１０２の補正された色差値Ｃｒ’を算出し、下の数式のように表現できる。

このような方法で色差補正部２４０は、エッジの色差を補正可能になり、既存に高周波領域に存在できるカラーフリンジ欠陥を低減させて鮮明なイメージを得ることができる。

前述したように以後、合算部２５０は、前記エッジの補正された輝度値及び補正された色差値を演算して前記エッジの全体補正されたＹＣｒＣｂドメインを算出する。また、合算部２５０は、既存の公開された技術を利用してＹＣｒＣＢドメインをＲＧＢドメインに変換してイメージを出力できる。

図１３は、本発明の一実施形態による輝度勾配の変化を示す図面である。
示したように、入力イメージを横切って水平ライン線上のピクセルを横軸とし、各ピクセルに対応する輝度値を縦軸として輝度勾配を表した。

図１３の（ａ）に示したように、平坦領域は、輝度値の変化が均一な領域を意味し、既存にはエッジ１３０１を基準にブラーリングの程度によって輝度勾配変化が順次に変化した。

しかし、図１３の（ｂ）に示したように、エッジ補正装置１００は、本発明の実施形態を通じてエッジ１３０１に輝度及び色差補正を適用させて、輝度勾配変化を急激に変化させ、エッジを鮮明に向上させ、エッジを鮮明に強調する時に発生しうるノイズ映像を最小化させることができる。

また、図１３の（ｃ）に示したように、エッジ補正装置１００は、本実施形態に既存の公開技術を付加的に適用させて低輝度レベル側１３０２にアンダーシュートし、高輝度レベル側１３０４にオーバーシュートして、さらにエッジを強調させることができる。

以上、添付図を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施されうるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施例は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。

本発明は、デジタルスチールカメラやデジタルカムコーダのようなデジタル撮影装置に好適に用いられる。

従来のエッジ補正を示す図である。 本発明の一実施形態によるエッジ補正装置のブロック図である。 前記図２を利用してエッジを補正するフローチャートである。 前記図２を利用してエッジを補正するフローチャートである。 本発明の一実施形態によるエッジ検出過程を示す図である。 本発明の一実施形態によるウィンドウの中心ピクセルと隣接ピクセルとの輝度差によって第１マスクに加重値を付与する過程を示す図である。 本発明の一実施形態によるウィンドウの中心ピクセルと隣接ピクセルとの輝度差によって第１マスクに加重値を付与する過程を示す図である。 本発明の一実施形態によるウィンドウの中心ピクセルと隣接ピクセルとのＤｏＶ差によって第２マスクに加重値を付与する過程を示す図である。 本発明の一実施形態によるウィンドウの中心ピクセルと隣接ピクセルとのＤｏＶ差によって第２マスクに加重値を付与する過程を示す図である。 本発明の一実施形態による第１マスクと第２マスクとの演算値を利用したエッジの輝度補正を示す図である。 補正されたエッジの輝度値に基づいてエッジの色差を補正する過程を示す図である。 補正されたエッジの輝度値に基づいてエッジの色差を補正する過程を示す図である。 本発明の一実施形態による輝度勾配の変化を示す図である。

符号の説明

２００ エッジ検出部
２０３ エッジ演算部
２０５ エッジ判断部
２１０ 輝度補正部
２２０ 輝度演算部
２２３ 第１輝度演算部
２２６ 第２輝度演算部
２２９ 第３輝度演算部
２３０ 輝度加重値割り当て部
２３３ 第１加重値割り当て部
２３６ 第２加重値割り当て部
２４０ 色差補正部
２４３ 色差演算部
２４６ 色差加重値割り当て部
２５０ 合算部

Claims (22)

1. 入力イメージのエッジに位置した所定大きさの第１ウィンドウの中心ピクセルと、前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差、または輝度の均一度を表す所定数値の差によって割り当てられた加重値を利用して、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する輝度補正部と、
   前記補正されたエッジの輝度値に基づいて所定大きさの第２ウィンドウの中心ピクセルと、前記第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差によって割り当てられた加重値を利用して、前記エッジの色差値を補正する色差補正部と、を備えるエッジ補正装置。
2. 前記輝度補正部は、前記第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を計算する第１輝度演算部と、前記計算された輝度差によって所定の加重値を第１マスクに割り当てる第１加重値割り当て部と、を備え、前記第１加重値割り当て部は、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より大きい前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より小さな前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を高く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの輝度値補正時におよぶ影響を異なって付与する請求項１に記載のエッジ補正装置。
3. 前記輝度補正部は、前記第１ウィンドウの所定ピクセルの前記輝度の均一度を表す所定数値であるＤｏＶを算出する第２輝度演算部と、前記第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの前記ＤｏＶ差によって、所定の加重値を第２マスクに割り当てる第２加重値割り当て部と、をさらに備え、前記第２加重値割り当て部は、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より大きい前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を高く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より小さな前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの輝度値の方向性を輝度値の均一である平坦領域に向わせる請求項２に記載のエッジ補正装置。
4. 前記第２輝度演算部は、前記第１ウィンドウの所定ピクセルに所定大きさのサブウィンドウの中心ピクセルが対応するように位置させ、前記サブウィンドウの中心ピクセルと前記サブウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を各ピクセルごとに求め、前記差値をいずれも合算して前記第１ウィンドウの所定ピクセルのＤｏＶ値を算出する請求項３に記載のエッジ補正装置。
5. 前記輝度補正部は、前記第１マスクおよび前記第２マスクに割り当てられた加重値をそれぞれのピクセルに対応するように乗算して計算する第３輝度演算部をさらに備え、前記計算された結果値を各ピクセルの係数値とする第３マスクと前記第１ウィンドウの輝度値とを演算して、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する請求項３に記載のエッジ補正装置。
6. 前記輝度補正部は、前記第３マスクの係数値と前記第１ウィンドウの輝度値とをそれぞれのピクセルに対応するように乗算した後にいずれも合算し、前記合算された値を前記第３マスクの係数値を合算した値で割って前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する請求項５に記載のエッジ補正装置。
7. 前記色差補正部は、前記第２ウィンドウの中心ピクセルと前記第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を計算する色差演算部と、前記計算された輝度差によって所定の加重値を第４マスクに割り当てる色差加重値割り当て部と、を備え、前記色差加重値割り当て部は、前記第２ウィンドウと臨界範囲内に位置した前記第２ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当てて、前記第２ウィンドウの中心ピクセルの色差補正時に少ない影響を及ぼす請求項１に記載のエッジ補正装置。
8. 前記色差補正部は、前記第４マスクに割り当てられた加重値と前記第１ウィンドウの色差値とをそれぞれのピクセルに対応するように乗算した後にいずれも合算し、前記合算された値を前記第４マスクの加重値を合算した値で割って前記第２ウィンドウの中心ピクセルの補正された色差値を算出する請求項７に記載のエッジ補正装置。
9. 前記エッジを検出するエッジ検出部をさらに備え、前記エッジ検出部は、前記入力イメージ上に位置した所定大きさのウィンドウの輝度値と複数個のマスクの係数値とを演算するエッジ演算部と、前記演算された結果値と所定の臨界値とを比較して前記ウィンドウが位置した領域がエッジに該当するかどうかを判断するエッジ判断部と、を備え、前記判断結果によってエッジを検出する請求項１に記載のエッジ補正装置。
10. 前記エッジ演算部は、前記ウィンドウの輝度値と前記複数個のマスクの係数値とをそれぞれの対応するピクセルごとに乗算した後に合算し、前記複数個のマスクによって算出された前記合算された値のうち最大値と最小値との差を求め、前記差の絶対値を計算して前記演算された結果値を算出する請求項９に記載のエッジ補正装置。
11. 前記エッジの前記補正された輝度値と前記補正された色差値とを演算して前記エッジの補正されたＹＣｒＣｂドメインを算出する合算部をさらに備える請求項１に記載のエッジ補正装置。
12. 入力イメージのエッジに位置した所定大きさの第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差、または輝度の均一度を表す所定数値の差によって割り当てられた加重値を利用して、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する（ａ）ステップと、
    前記補正されたエッジの輝度値に基づいて、所定大きさの第２ウィンドウの中心ピクセルと前記第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度によって割り当てられた加重値を利用して前記エッジの色差値を補正する（ｂ）ステップと、を含むエッジ補正方法。
13. 前記（ａ）ステップは、前記第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を計算する（ｃ）ステップと、前記計算された輝度差によって所定の加重値を第１マスクに割り当てる（ｄ）ステップと、を備え、（ｄ）ステップは、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より大きい前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとの輝度差が所定臨界値より小さな前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を高く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの輝度値補正時におよぶ影響を異なって付与する請求項１２に記載のエッジ補正方法。
14. 前記（ａ）ステップは、前記第１ウィンドウの所定ピクセルの前記輝度の均一度を表す所定数値であるＤｏＶを算出する（ｅ）ステップと、前記第１ウィンドウの中心ピクセルと前記第１ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの前記ＤｏＶ差によって、所定の加重値を第２マスクに割り当てる（ｆ）ステップと、をさらに備え、（ｆ）ステップは、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より大きい前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を高く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルとのＤｏＶ差が所定臨界値より小さな前記第１ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当て、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの輝度値の方向性を輝度値の均一である平坦領域に向わせる請求項１３に記載のエッジ補正方法。
15. 前記（ｅ）ステップは、前記第１ウィンドウの所定ピクセルに所定大きさのサブウィンドウの中心ピクセルが対応するように位置させ、前記サブウィンドウの中心ピクセルと前記サブウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を各ピクセルごとに求め、前記差値をいずれも合算して前記第１ウィンドウの所定ピクセルのＤｏＶ値を算出する請求項１４に記載のエッジ補正方法。
16. 前記（ａ）ステップは、前記第１マスクおよび前記第２マスクに割り当てられた加重値をそれぞれのピクセルに対応するように乗算して計算する第３輝度演算部をさらに備え、前記計算された結果値を各ピクセルの係数値とする第３マスクと前記第１ウィンドウの輝度値とを演算して、前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する請求項１４に記載のエッジ補正方法。
17. 前記（ａ）ステップは、前記第３マスクの係数値と前記第１ウィンドウの輝度値とをそれぞれのピクセルに対応するように乗算した後にいずれも合算し、前記合算された値を前記第３マスクの係数値を合算した値で割って前記第１ウィンドウの中心ピクセルの補正された輝度値を算出する請求項１６に記載のエッジ補正方法。
18. 前記（ｂ）ステップは、前記第２ウィンドウの中心ピクセルと前記第２ウィンドウの複数の隣接ピクセルとの輝度差を計算する（ｇ）ステップと、前記計算された輝度差によって所定の加重値を第４マスクに割り当てる（ｈ）ステップと、を備え、前記（ｈ）ステップは、前記第２ウィンドウと臨界範囲内に位置した前記第２ウィンドウの隣接ピクセルに対しては加重値を低く割り当てて、前記第２ウィンドウの中心ピクセルの色差補正時に少ない影響を及ぼす請求項１２に記載のエッジ補正方法。
19. 前記（ｂ）ステップは、前記第４マスクに割り当てられた加重値と前記第１ウィンドウの色差値とをそれぞれのピクセルに対応するように乗算した後にいずれも合算し、前記合算された値を前記第４マスクの加重値を合算した値で割って前記第２ウィンドウの中心ピクセルの補正された色差値を算出する請求項１８に記載のエッジ補正方法。
20. 前記エッジを検出するステップをさらに備え、前記エッジを検出するステップは、前記入力イメージ上に位置した所定大きさのウィンドウの輝度値と複数個のマスクの係数値とを演算する（ｉ）ステップと、前記演算された結果値と所定の臨界値とを比較して前記ウィンドウが位置した領域がエッジに該当するかどうかを判断する（ｊ）ステップと、を備え、前記判断結果によって前記エッジを検出する請求項１２に記載のエッジ補正方法。
21. 前記（ｉ）ステップは、前記ウィンドウの輝度値と前記複数個のマスクの係数値とをそれぞれの対応するピクセルごとに乗算した後に合算し、前記複数個のマスクによって算出された前記合算された値のうち最大値と最小値との差を求め、前記差の絶対値を計算して前記演算された結果値を算出する請求項２０に記載のエッジ補正方法。
22. 前記エッジの前記補正された輝度値と前記補正された色差値とを演算して前記エッジの補正されたＹＣｒＣｂドメインを算出するステップをさらに備える請求項１２に記載のエッジ補正方法。