KR100214332B1 - 영상 배율 임의 변경 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

영상처리시스템에서 영상의 배율을 임의로 변경하는 방법에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

영상의 배율을 임의로 변경하고, 실시간 처리가 가능하여 영상 축소에 소요되는 시간을 절감하는 영상 축소방법을 제공함에 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

임의의 영상을 2차원 축소하여 프린터로 전달하는 방법에 있어서, 가로 및 세로 방향의 축소 배율 정보를 입력하는 제1과정과, 임의의 라인에 대한 선택 여부를 결정하는 라인선택변수를 상기 세로 방향 축소 배율과 동일하게 설정하고, 시작 라인을 지정하는 제2과정과, 임의의 라인이 지정되면 해당 라인 데이터를 읽은 다음, 상기 라인선택변수와 표준 배율을 비교하는 제3과정과, 상기 제3과정에서 상기 라인선택변수가 상기 표준 배율 이상이면, 해당 라인을 이루는 화소들에 대하여 그 선택 여부를 체크하고 선택된 화소만 상기 프린터로 출력하는 제4과정과, 상기 제3과정에서 상기 라인선택변수가 상기 표준 배율보다 작으면, 다음 라인을 지정하고 상기 제3과정으로 되돌아가는 제5과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도: 영상을 확대 혹은 축소하는 데 사용한다.

Description

영상 배율 임의 변경방법{METHOD FOR CHANGING IMAGE RATIO}

본 발명은 영상처리시스템에 있어서 영상을 확대 혹은 축소하는 방법에 관한 것으로, 특히 표본화 기법을 이용하여 실시간으로 영상을 축소하는 방법에 관한 것이다.

디지털 복사기 혹은 팩시밀리와 같은 영상처리시스템에서는 필요에 따라 영상을 축소하거나 확대하는 등 여러 가지 처리를 하게 된다. 팩시밀리의 경우를 예로 들면, 사용하는 입력장치(스캐너)와 출력장치(프린터) 사이에 해상도 차이가 있거나 입력용지와 출력용지의 크기에 차이가 있을 때 영상을 적절히 축소하게 된다. 이 축소는 주로 다음 두 가지 방법중 하나에 따라 이루어지게 된다. 첫 번째, 축소하고자 하는 배율을 몇 가지만 정해 놓고 이치화된 영상에 대하여 각 배율에 맞추어 주기적인 패턴을 미리 정한 다음 그 패턴에 맞게 처리할 화소와 처리하지 않고 버릴 화소를 결정하는 방법이다. 두 번째, 축소하고자 하는 배율을 이용하여 이치화된 영상에서 처리해야 할 화소의 위치를 계산해서 버릴 화소와 취할 화소를 결정하는 방법이다.

이치화된 영상을 이용하여 축소를 실현하는 것은 이치화하기 전의 영상 즉 중간조 영상을 이용하여 축소하는 것보다 처리할 데이터의 양은 적으나 영상이 왜곡되는 문제가 있다. 이렇게 영상의 왜곡이 생기는 이유는 이치화에서 실행되는 디더링(dithering)이나 에러 확산(error diffusion) 등과 같은 이치화 처리기법에 의하여 생긴 규칙적인 패턴이 축소시 단순히 버려지기 때문이다. 또한 평균화 기법을 사용하므로 가로 및 세로방향으로 50% 축소할 경우 최소한 두 개의 라인에 포함된 서로 인접한 4개의 화소가 입력되어야 축소 영상의 한 화소가 만들어졌다. 다시 말해서 상기 만들어진 화소는 상기 4화소의 값을 합하여 그 평균을 구한 값을 가지게 되고, 축소 영상에서는 상기 4화소에 대응되는 위치에 있게 된다. 그러므로 실시간 처리를 할 수 없었다.

따라서 본 발명의 목적은 영상의 배율을 임의로 변경하고, 실시간 처리가 가능하여 영상 축소에 소요되는 시간을 절감하는 영상 축소방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 팩시밀리의 구성도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 축소 과정을 나타낸 흐름도

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 축소 대상 영상을 예시한 도면

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 확대 과정을 나타낸 흐름도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 화소의 개수라든가 영상 축소 배율 등과 아울러 기타 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 팩시밀리의 구성도이다. 제어부 111은 설정된 프로그램에 따라 팩시밀리의 송신모드, 수신모드 및 복사모드의 전반적인 동작을 제어한다. 또한 상기 제어부 111은 프로그램 메모리 및 데이터 메모리를 내장하거나 또는 참조부호 119와 같이 외부에 연결할 수 있다. 상기 프로그램 메모리에는 본 발명의 프로그램이 저장되어 있으며, 데이터 메모리에는 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시적으로 저장한다. OPE(Operating Panel) 112는 키입력부 220과 표시부 210으로 구성된다. 상기 OPE 112의 키입력부 220은 사용자가 각 모드의 지정 및 지정된 모드의 동작 수행을 위해 누르는 키의 데이터를 발생하여 상기 제어부 111로 출력한다. 또한 상기 OPE 112의 표시부 210은 상기 제어부 111에서 각 모드를 수행할 때 시스템의 동작상태를 표시하는 표시 데이터를 입력하여 표시하는 기능을 수행한다. 센서부 113은 원고의 입력 유무 및 프린트용지의 유무를 감지하며, 감지된 상태 신호를 상기 제어부 111로 출력한다. 스캐너 114는 CCD(도시하지 않음.)가 원고로부터 화상 데이터를 읽어들이고 광전 변환하여 출력하는 데이터를 상기 제어부 111에 전달한다. 화상처리부 115는 상기 스캐너 114에서 출력되는 화상 데이터와 모뎀 117에서 출력되는 화상 데이터를 부호화 및 복호화 한다. 즉 상기 스캐너 114로부터 입력한 화상데이터를 배경(background)과 텍스트(text)로 구별하거나 중간조 화상 데이터를 생성하는 등의 처리를 함으로써 수신 측에서 실제 화상과 거의 동일하게 수신할 수 있도록 하는 역할을 한다. 프린트부 116은 상기 제어부 111의 제어를 받아 수신모드 및 복사모드 수행시 상기 화상처리부 115에서 입력되는 화상데이터를 프린트용지에 프린트한다. 모뎀 117은 상기 제어부 111의 제어를 받으며, 상기 제어부 111에서 출력되는 데이터를 아날로그 변조하여 출력하고 전송라인을 통해 수신되는 신호를 디지털 복조 하여 출력한다. 즉 송신모드시 상기 화상처리부 115에서 출력하는 화상데이터를 송신 형태- 팩시밀리의 표준 규격-에 맞도록 변조하여 전송하고, 수신모드시에는 전송라인을 통해 입력되는 부호화된 화상신호를 상기 모뎀 117에서 처리할 수 있도록 원래의 형태로 복조 한다. NCU(Network Control Unit) 118은 상기 제어부 111의 제어를 받아 전화라인(tip, ring)과 모뎀 117의 송수신 통로를 형성한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 축소과정을 나타낸 흐름도 이다. (2a)단계에서 화상처리부 115는 해당 레지스터에 변수 W, H, rc 및 rr을 입력한다. 상기 변수 W는 축소할 영상의 가로 방향을 이루는 화소의 개수를 나타낸다. 변수 H는 축소할 영상의 세로 방향을 이루는 화소의 개수를 나타낸다. 상기 변수 rc 및 rr은 가로 및 세로 방향의 축소 배율을 나타낸다. (2b)단계에서 화상처리부 115는 변수 R을 변수 rr의 값으로 설정하고, 변수 y를 1로 설정한다. 또한 상기 변수 R은 프린트부 116으로 전달할 라인을 지정하기 위한 라인선택변수이다. 상기 변수 C는 상기 변수 R에 의해 지정된 라인에서 프린트부 116으로 전달할 화소를 지정하기 위한 화소선택변수 이다. 또한 상기 변수 y는 세로방향의 축소를 위해 순차적으로 해당하는 라인을 지정해나가기 위한 변수이다. (2c)단계에서 화상처리부 115는 스캐너 114로부터 한 라인의 영상데이터를 입력한다. (2d)단계에서 상기 화상처리부 115는 상기 변수 R이 '1'- 여기서 상기 '1'은 원래 영상을 기준한 표준 배율을 의미한다.- 이상인지 체크한다. 상기 체크결과 상기 변수 R이 '1' 이상인 것으로 판명되면 (2e)단계에서 변수 x를 1로 설정한다. 상기 변수 x는 가로방향의 축소를 위해 임의의 라인에서 순차적으로 화소를 지정해나가기 위한 변수이다. 또한 상기 변수 C는 변수 rc와 동일한 값으로 설정한다. 이후 상기 (2c)단계에서 입력한 라인을 구성하는 각 화소들에 대하여 축소를 위한 제반 처리를 하게 된다. 이 처리는 (2f)∼(2j)단계를 통해 수행된다. 이렇게 하여 한 라인을 이루는 모든 화소에 대한 처리가 완료되고 나면, (2k)단계로 진행하여 변수 y를 '1' 증가시킴으로써 다음 라인에 대한 처리가 이루어질 수 있게 하고, 변수 R은 '1' 감소시킨다. 이어서 (2l)단계에서 상기 증가된 변수 y가 변수 H와 같은지 체크한다. 상기 변수 H는 축소할 영상의 세로방향 화소의 개수인 바, 상기 증가된 변수 y가 상기 변수 H와 같으면 모든 라인에 대한 처리가 완료되었음을 의미하므로 작업을 종료한다. 한편, 전술한 (2d)단계에서 상기 변수 R이 '1' 보다 작은 것으로 판명되면 상기 (2e)∼(2j)단계를 거치지 않고 바로 상기 (2k)단계로 진행함으로써 상기 (2c)단계에서 읽은 라인 데이터를 버린다. 이렇게 한 라인의 데이터를 버리는 동작을 일정 조건하에서 수행하게 되면 수직방향의 축소가 이루어진다.

임의의 한 라인을 이루는 각 화소별 처리를 위한 상기 (2f)∼(2j)단계의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 유효한(버려질 대상이 아닌) 라인이 지정되면 (2f)단계에서 화상처리부 115는 상기 라인을 이루는 화소중 첫 번째 화소를 읽어온다. 그리고 (2g)단계에서 변수 C가 '1'- 여기서 상기 '1'은 원래 영상을 기준한 표준 배율을 의미한다.- 이상인지 체크한다. 상기 체크결과 상기 변수 C가 '1' 이상인 것으로 판명되면 (2h)단계에서 상기 화소 데이터를 프린트부 116으로 전달한다. 이후 (2i)단계에서 상기 변수 x를 '1' 증가시킨다. 그리고 상기 변수 C에 대한 가우시안 함수 값을 구하고 그 값에 변수 rc를 가산한 결과를 다시 변수 C로 설정한다. 이어서 (2j)단계에서 상기 변수 x가 변수 W와 같은지 여부를 체크한다. 상기 변수 W는 축소할 영상의 세로방향 화소의 개수인 바, 상기 증가된 변수 x가 상기 변수 W와 같으면 해당 라인의 모든 화소에 대한 처리가 완료되었음을 의미하므로 전술한 바와 같이 (2k)단계로 진행하여 상기 변수 R에 대한 가우시안 함수 값을 구하고 그 값에 변수 rr을 가산한 결과를 다시 변수 R로 설정한다. 그리고 다음 라인을 지정하는 변수 y를 '1' 증가시킴으로써 다음 라인에 대한 처리가 이루어지게 하는 것이다. 물론 상기 (2j)단계에서 상기 증가된 변수 x가 상기 변수 W와 같지 않으면 상기 (2f)단계로 되돌아가 다음 화소에 대한 처리를 수행한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 축소 대상 및 그 결과 영상을 예시한 것이다. 편의상 4×4 크기로 하며 각 화소는 좌표(x, y)로 나타낸다. 도 3a는 축소할 영상인데, 이 영상을 도 2의 과정을 통해 50% 축소하면 다음과 같이 처리되는 라인과 버려지는 라인, 처리되는 화소와 버려지는 화소가 구분된다. 예를 들면 제1라인(y=1)의 경우 처리되고 제2라인(y=2)의 경우는 버려지게 되며, 상기 제1라인중 화소(1, 1)는 처리되고 화소(1, 2)는 버려지게 되어 세로방향 및 가로방향의 축소가 이루어지게 된다. 도 3b는 상기 도 3a의 영상을 이루는 화소들중 축소된 영상을 이루는 화소들, 다시 말해서 프린트부 116으로 전달되는 화소들만으로 나타낸 축소 영상이다.

본 실시예의 실제 구현시 만일 1% 단위의 축소 배율로 상기와 같이 화소 및 라인단위의 2차원 축소를 실현하고 상기 축소 배율의 역수를 저장하는 레지스터를 9비트 크기로 정하면, 이중 하위 7비트는 축소 배율의 소수점 이하를 저장하게 된다. 이렇게 소수점에 해당하는 비트 수를 7개로 지정하면 축소의 배율을 1/128 단위로 구현할 수 있다. 이외에도 가로축 축소배율의 역수를 저장하는 레지스터와 세로축 축소배율의 역수를 저장하는 레지스터가 각각 필요하고 축소시 처리할 화소인지 버릴 화소인지를 계산하기 위하여 그 처리에 필요한 위치를 계산하고 저장하는 위치 레지스터가 필요하게 되며, 이 또한 9 비트 레지스터를 사용할 수 있다. 물론 처리할 화소의 위치를 저장하는 레지스터도 가로축 위치 레지스터와 세로축 위치 레지스터가 각각 필요하다. 본 실시 예에서 필요한 계산은 처리할 위치를 계산하기 위하여 위치 레지스터와 축소 배율의 역수를 저장하는 레지스터를 더하는 것을 뜻하며, 여기서 계산될 2개의 레지스터 모두 9 비트이기 때문에 덧셈기 또한 9비트 가산기를 사용한다. 또한 세로방향과 가로방향의 계산을 하나의 덧셈기로 처리하고 이를 전 처리하기 위하여 멀티플렉서를 사용하는 방식을 채택하게 되면 불필요한 하드웨어 로직의 사용을 방지하게 된다. 그리고 입력 신호 중에서 각 화소의 처리가 시작되는 시점과 끝나는 시점을 알리는 신호와 라인 프로세싱의 시작과 끝을 알리는 신호가 필요하다. 1% 보다 더 작은 단위의 축소 배율을 실현하기 위해서는 레지스터와 덧셈기의 비트 수만 더 늘리면 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 확대 과정을 나타낸 흐름도 이다. 확대 배율이 정수 배이면 (4a)∼(4c)의 과정을 수행하여 확대하고, 확대 배율이 소수 배이면 (4d)단계를 거쳐 (4e)단계에서 상기 소수 배인 배율을 일단 정수 배로 변환- 소정의 정수를 곱한다. 이 정수를 정수 배 변환 승수라 함.-한 다음 (4f)단계에서 상기 정수 배로 확대한 다음 (4g)단계에서 정수 배 변환 승수를 축소 배율로 하여 도 2에 의거 축소 과정을 수행하면 원하는 만큼의 확대를 얻을 수 있다. 예를 들어 1.5배 확대를 하고자 하는 경우 정수 배 변환 승수는 2가 될 수 있을 것이다. 그러므로 일단 영상을 3배 확대한 다음 다시 축소 배율을 2배로 하여 도 2의 축소 과정을 수행하면 1.5배 확대된 영상을 얻을 수 있다. 상기 (4c) 및 (4g)단계에서의 확대는 동일한 화소를 반복해서 보냄으로써 구현된다. 즉 3배 확대의 경우 동일 화소를 3번 프린터로 출력한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 하드웨어 제작비용이 절감되고 각 화소를 처리함과 동시에 출력 값을 사용할 것인지 버릴 것인지를 결정하기 때문에 축소처리로 인해 생기는 시간지연이 전혀 없는 장점이 있다. 즉 실시간 처리가 가능하고 하드웨어의 크기가 작다. 본 발명을 50%에서 100% 사이의 축소를 필요로 하는 팩시밀리에 적용하면 영상의 질적인 면에서 기존의 이치화된 영상을 이용하여 축소한 결과 영상보다 월등히 뛰어나며 축소로 인한 영상의 왜곡이나 흑(black) 화소의 뭉침 현상을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 임의의 영상을 2차원 축소하여 프린터로 전달하는 방법에 있어서,

   가로 및 세로 방향의 축소 배율 정보를 입력하는 제1과정과,

   임의의 라인에 대한 선택 여부를 결정하는 라인선택변수를 상기 세로 방향 축소 배율과 동일하게 설정하고, 시작 라인을 지정하는 제2과정과,

   임의의 라인이 지정되면 해당 라인 데이터를 읽은 다음, 상기 라인선택변수와 표준 배율을 비교하는 제3과정과,

   상기 제3과정에서 상기 라인선택변수가 상기 표준 배율 이상이면, 해당 라인을 이루는 화소들에 대하여 그 선택 여부를 체크하고 선택된 화소만 상기 프린터로 출력하는 제4과정과,

   상기 제3과정에서 상기 라인선택변수가 상기 표준 배율보다 작으면, 다음 라인을 지정하고 상기 제3과정으로 되돌아가는 제5과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제4과정에서,

   임의의 화소에 대한 선택 여부를 결정하는 화소선택변수를 상기 가로 방향 축소 배율과 동일하게 설정하고, 시작 화소를 지정하는 제1단계와,

   임의의 화소가 지정되면 해당 화소 데이터를 읽은 다음, 상기 화소선택변수와 표준 배율을 비교하는 제2단계와,

   상기 제2단계에서 상기 화소선택변수가 상기 표준 배율 이상이면 상기 화소선택변수에 상기 가로 방향 축소 배율을 가산하고, 상기 화소를 상기 프린터로 출력하는 제3단계로 이루어져 각 화소들에 대하여 그 선택 여부를 결정함을 특징으로 하는 방법.
3. 임의의 영상을 2차원 확대하여 프린터로 전달하는 방법에 있어서,

   확대 배율을 입력하고, 그 확대 배율이 정수 배인지 아니면 소수 배인지 판단하는 제1과정과,

   확대 배율이 소수 배이면 상기 확대 배율에 정수 배 변환 승수인 소정의 정수를 곱하여 정수 배의 배율로 변환한 다음 그 변환된 배율만큼 영상을 확대하는 제2과정과,

   상기 확대된 영상에 대하여 다음 제1-제4단계를 통해 정수 배 변환 승수와 동일한 배율로 다시 축소하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.

   제1단계: 임의의 라인에 대한 선택 여부를 결정하는 라인선택변수를 상기 정수 배 변환 승수와 동일하게 설정하고 시작 라인을 지정.

   제2단계: 임의의 라인이 지정되면 해당 라인 데이터를 읽은 다음, 상기 라인선택변수와 표준 배율을 비교.

   제3단계: 상기 제2단계에서 상기 라인선택변수가 상기 표준 배율 이상이면 해당 라인을 이루는 화소들에 대하여 그 선택 여부를 체크하고, 선택된 화소만 상기 프린터로 출력.

   제4단계: 상기 라인선택변수가 상기 표준 배율보다 작으면 다음 라인을 지정하고 상기 제2단계로 되돌아감.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3단계에서 다음 (1)-(3)단계를 통해 각 화소들에 대하여 그 선택 여부를 결정함을 특징으로 하는 방법.

   (1) 임의의 화소에 대한 선택 여부를 결정하는 화소선택변수를 상기 정수 배 변환 승수와 동일하게 설정하고, 시작 화소를 지정.

   (2) 임의의 화소가 지정되면 해당 화소 데이터를 읽은 다음, 상기 화소선택변수와 표준 배율을 비교.

   (3) 상기 (2)단계에서 상기 화소선택변수가 상기 표준 배율 이상이면 상기 화소선택변수에 상기 정수 배 변환 승수를 가산하고, 상기 화소를 상기 프린터로 출력.
5. 제3항 혹은 제4항에 있어서, 상기 영상의 확대는 입력되는 한 화소를 상기 확대 배율만큼 반복해서 상기 프린터로 출력하여 가로방향으로 확대한 후, 상기 가로방향 확대된 한 라인 데이터를 상기 확대 배율만큼 반복해서 상기 프린터로 출력하여 세로방향으로 확대함으로써 이루어짐을 특징으로 하는 방법.