KR100194262B1 - 화상조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 스캐너(image scanner), 팩시밀리(facsimile), 디지털복사기(digital copier)등의 화상독취장치를 통하여 입력하고자 하는 화상에 대하여 농담레벨을 갖는 화상(gray-tone image)의 경우에는 휘도(brightness)와 콘트라스트(contrast)를 2진화상(binary image)의 경우에는 임계치(threshold)가 최적값이 되도록 선정함으로써 입력되는 화상의 정보특성에 부합되도록 하는 적응형 화상 조정장치이다.

Description

화상 조정장치

제1도는 본 발명의 적응형 화상조정장치의 구성을 나타낸 블록도.

제2도는 통상적인 화상의 히스토그램(histogram)을 나타낸 도면.

제3도는 통상적인 화상의 감응도 특성곡선을 나타낸 도면.

제4도는 문서화상의 히스토그램을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광/전 변환부 20 : 증폭부

30 : A/D변환부 40 : 셰이딩 보정부

50 : 화상정보 조정부 60 : 화상정보 저장부

70 : 시스템 제어부 80 : 표본정보 저장부

90 : 화상정보 연산부

본 발명은 이미지 스캐너(image scanner), 팩시밀리(facsimile), 디지털복사기(digital copier)등의 화상독취장치에서 휘도(brightness)와 콘트라스트(contrast) 및 임계치(threshold value)를 각 입력대상화상의 정보특성에 따라 적응적으로 결정하는 화상조정장치에 관한 것이다.

통상적으로 화상독취장치를 통하여 화상정보를 입력하는 경우에 있어서, 휘도의 조정은 입력되는 계조 화상신호에 대하여 일정한 값을 가감함으로써 화상의 전체적인 밝기를 조정할 수 있고, 콘트라스트의 조정은 처리되는 화소의 계조(gray level)를 인접화소와 대비하여 그 차이를 크게 함으로써 물체의 구분이 보다 용이하도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

화상 독취장치를 통하여 입력되는 계조 화상신호에 대한 휘도 및 콘트라스트와, 2진화상의 임계치를 결정할 경우 인간의 시각적인 특성을 고려하여야 한다.

화상신호의 휘도와 콘트라스트 및 임계치를 조정하는 방법은 크게 두 가지로 분류할 수 있는데 한 가지 방법은 하드웨어적인 방법이고 다른 방법은 소프트웨어적인 방법이다.

하드웨어적으로 휘도와 콘트라스트 및 임계치를 결정할 경우에는 데이터의 처리시간과 메모리의 사용효율이 높다는 장점이 있는 반면 전체 화상의 특성에 상응하는 조정값을 가변적으로 결정하는데 있어서는 문제가 있다.

한편, 소프트웨어적으로 휘도와 콘트라스트 및 임계치를 결정할 경우에는 데이터 처리시간이 느린 단점이 있는 반면 전체화상의 특성에 따라 조정값을 비선형적으로도 결정할 수 있다는 장점이 있다.

따라서 상기한 두 가지 방법의 장단점을 상호 보완하기 위하여 하드웨어와 소프트웨어가 혼합된 형태로 휘도, 콘트라스트, 임계치의 결정하는 방식이 제안되고 있다.

이와 같은 혼합방식은 휘도, 콘트라스트, 임계치 조정부와 메모리등을 이용하여 조사표(look-up table)에 의해 이미지 데이터의 휘도, 콘트라스트, 임계치를 결정하는 방식이다.

상기한 종래의 방식들의 경우에는 입력대상화상의 정보 특성이 개개의 경우에 따라 다르다는 점을 고려하고 있지 않는 문제점이 있고, 동일화상의 경우에 있어서도 일률적으로 동일한 기준치를 적용하는 불합리성과 처리 시간 및 메모리 활용의 측면에서도 비효율성을 갖고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력화상의 정보특성을 통계적으로 고려하여 적응적으로 휘도와 콘트라스트 및 임계치를 결정하는 화상 조정장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 피사체(혹은 입력될 화상)로부터 반사되는 광신호를 감지하여 전기신호로 변환시키는 광/전 변환부와, 상기 광/전 변환부의 출력을 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부에 의해 증폭된 아날로그신호(analog signal)를 디지털신호(digital signal)로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부로부터 제공되는 상기 디지털신호의 왜곡(distortion)을 보정하는 셰이딩(shading)보정부와, 상기 셰이딩 보정부의 출력신호들 중 예비 스캐닝(pre-scanning)에 의해 독취되는 표본 화상 데이타를 저장하는 표본 정보 저장부와, 상기 표본 정보 저장부에 저장된 상기 표본 화상 데이타를 이용하여 입력하고자 하는 화상의 통계적 특성을 계산하여 화상 정보 특징값을 산출하는 화상 정보 연산부와, 상기 화상 정보 연산부에서 산출되는 상기 화상 정보 특징값을 기준으로 하여 조사표(look-up table)형태로 화상정보 미세 조정값들을 저장하는 화상정보 저장부와, 상기 셰이딩 보정부로부터 제공되는 보정값을 상기 화상 정보 저장부에 인덱스(index)값 혹은 어드레스로 제공하여 상기 화상 정보 저장부로부터 조정된 휘도정보와 콘트라스트정보 및 임계정보가 출력되도록 하는 화상정보 조정부 및, 시스템을 관리하는 제어신호를 발생시키는 시스템제어부로 구성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 구성을 나타낸 블록도이다.

도면에서, 참조번호 10은 광/전 변환부를 나타낸 것이며, 20은 증폭부, 30은 A/D 변환부, 40은 셰이딩보정부, 50은 화상정보조정부, 60은 화상정보저장부, 70은 시스템제어부, 80은 표본정보저장부, 90은 화상정보연산부를 각각 나타낸 것이다.

광전변환부(10)는 독취대상화상 즉, 피사체에 광을 조사하여 반사되는 광에너지를 감지하여 전기신호로 변환시킨다.

이와 같이 반사광으로부터 변환된 전기신호는 아주 미약한 신호이기 때문에 증폭기(20)를 통하여 소정의 크기로 증폭된다.

A/D 변환부(30)는 시스템제어부(70)에 의해 제어되어 광전변환된 아날로그 화상신호를 디지털신호로 변환시키고, 셰이딩보정부(40)는 피사체에 조사되는 광에너지의 불균일성 때문에 발생되는 왜곡(distortion)특성을 보정하는 회로이다.

표본정보저장부(80)는 독취대상화상을 완전스캐닝(full-scanning)하기에 앞서 예비스캐닝(pre-scanning)을 행하여 개략적으로 전체화상의 통계적 특성을 파악하기 위해 셰이딩보정부(40)로부터 제공되는 표본데이타를 저장하거나, 독취대상화상의 영역을 세분화하여 예비스캐닝을 행하여 전체화상중 구분된 영역과 관련된 화상정보를 별도로 나누어 저장한다.

이때 표본정보저장부(80)는 시스템제어부(70)에 의해 제어되어 표본데이타 및 화상정보를 받아들여 저장한다.

화상정보연산부(90)는 시스템제어부(70)에 의해 제어되어 표본정보저장부(80)에 저장된 전체화상정보를 서브샘플링(sub-sampling)하여 다음과 같은 과정을 수행한다.

표본정보저장부(80)내에 저장된 데이터를 히스토그램(histogram)형태로 표현하면 제2도에 나타낸 바와 같이 가우스분포(guassian distribution)를 갖는다.

이와 같은 분포를 갖는 화상데이타의 양쪽 가장자리부분은 시각특성에 크게 기여하지 않기 때문에 제외시키고 중앙값을 취하여 기준 휘도값으로 택한다.

한편 콘트라스트는 제3도에 나타낸 바와 같이 시각특성 곡선의 시각 적응 범위중에서 기울기의 변화가 최대인 점의 기울기를 취하여 기준 콘트라스트로 삼는다.

입력하고자 하는 화상정보가 문자모드(character mode)로 구성되어 있는 경우의 히스토그램은 제4도와 같이 바이모달(bimodal)형태가 된다.

이와 같은 바이모달형태의 2가지 최대치(peak value)의 중앙값을 취하여 화상정보를 0과 1로 구분하는 임계치로 삼는다.

이상과 같은 방법으로 화상정보연산부(90)는 기준휘도와 기준콘트라스트 및 임계치를 구한 후 실제로 입력하고자 하는 입력화상의 통계적특성을 갖는 기준치로 사용하며 실제 입력되는 화상의 휘도, 콘트라스트, 임계치를 연산하여 화상정보저장부(60)에 조사표형태로 저장한다.

그런후 화상정보조정부(50)는 완전 스캐닝을 수행하여 입력되는 화상데이타값을 화상정보저장부(60)의 어드레스 혹은 인덱스로서 제공함으로써 휘도와 콘트라스트 및 임계치가 조정된 화상데이타값(즉, 화상정보)이 화상정보저장부(60)로부터 출력된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 각 독취대상데이타의 특성에 따라 기준휘도, 기준콘트라스트 및 임계치를 변화시킨 뿐만 아니라, 동일화상일 경우에도 화상의 영역을 구분하여 각 구분된 화상의 특성에 따라 기준휘도, 기준콘트라스트 및 임계치가 변하므로 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 전체 화상정보를 얻기 위하여 모든 화소를 완전스캐닝하지 않고 예비스캐닝에 의한 서브샘플링을 수행함으로써 빠른 시간에 독취대상화상의 정보를 파악할 수 있다.

Claims (1)

1. 피사체로 부터 반사되는 광신호를 감지하여 전기신호로 변환시키는 광/전 변환부(10)와, 상기 광/전 변환부(10)의 출력을 증폭하는 증폭부(20)와, 상기 증폭부(20)에 의해 증폭된 아날로그신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환부(30)와, 상기 A/D 변환부(30)로 부터 제공되는 상기 디지탈신호의 왜곡을 보정하는 셰이딩보정부(40)와, 상기 셰이딩보정부(40)의 출력신호들중 예비스캐닝에 의하여 독취되는 표본 화상데이타를 저장하는 표본정보저장부(80)와, 상기 표본정보저장부(80)에 저장된 상기 표본화상데이타로 부터 입력하고자 하는 화상의 통계적특성을 연산하여 화상정보특징값을 산출하는 화상정보연산부(90)와, 상기 화상정보연산부(90)에서 산출되는 상기 화상정보 특징값을 기준하여 조사표형태로 화상정보미세조정값들을 저장하는 화상정보저장부(60)와, 상기 셰이딩보정부(40)에서 출력되는 값을 상기 화상정보저장부(60)의 어드레스 혹은 인덱스값으로 사용하여 상기 화상정보저장부(60)로부터 조정된 휘도정보, 콘트라스트정보, 또는 제2진화상정보가 출력되게 하는 화상정보조정부(50) 및, 전체시스템을 관리하는 제어신호를 발생시키는 시스템제어부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 화상 조정장치.