KR100247973B1 - 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생 장치 및 방법 - Google Patents

루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생장치는 RGB-YUV 변환부, 반전 엣지 검출부, 색농도 조정부 및 YUV-RGB 변환부를 포함한다. RGB-YUV 변환부는 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환한다. 반전 엣지 검출부는 RGB-YUV 변환부에서 출력되는 루미넌스 신호로 부터 반전된 엣지 신호를 검출한다. 색농도 조정부는 반전 엣지 검출부에서 출력되는 반전된 엣지 신호에 따라 RGB-YUV 변환부에서 출력되는 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력한다. YUV-RGB 변환부는 반전 엣지 검출부에서 출력되는 반전된 엣지신호와 색농도 조정부에서 출력되는 색농도가 조정된 칼라성분신호를 입력하여 RGB-YUV 변환부 변환의 역변환 칼라신호(R'G'B')를 출력한다.
본 발명에 의하면, 엣지가 있는 영역에는 칼라농도를 유지해주고, 엣지가 없는 영역에는 칼라농도를 억압함으로써 디스플레이되는 영상이 칼라 스케치 효과를 갖도록 한다.

Description

루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생 장치 및 방법
본 발명은 영상효과 발생장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.
동영상의 디지털 신호를 신호처리하는 디지털 캠코더와, 정지영상의 디지털 신호를 신호처리하는 디지털 카메라와 같은 영상신호 처리장치는 최근 가격이 저렴해짐에 따라 점차 대중화되어 가는 추세에 있다. 이에 따라 입력되는 영상신호를 적절한 방법으로 신호처리하여 디스플레이함으로써 사용자에게 보다 다양하고 재미있는 효과를 제공하기 위한 영상효가 발생 장치 및 방법이 꾸준히 요망되어 왔다.
본 발명의 목적은, 루미넌스 신호로부터 반전된 엣지신호를 검출하고, 반전된 엣지신호에 근거하여 칼라성분신호의 색농도를 적절히 조정함으로써 처리된 영상이 스케치 효과를 가지도록 하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 루미넌스 신호로 부터 엣지신호를 검출하고, 엣지 신호에 근거하여 칼라성분신호의 색농도를 적절히 조정함으로써 처리된 영상이 스케치 효과를 가지도록 하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 루미넌스 신호로부터 반전된 엣지신호를 검출하고, 반전된 엣지신호에 근거하여 칼라성분신호의 색농도를 적절히 조정함으로써 처리된 영상이 스케치 효과를 가지도록 하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출하고, 엣지 신호에 근거하여 칼라성분신호의 색농도를 적절히 조정함으로써 처리된 영상이 스케치 효과를 가지도록 하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생방법을 제공하는 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생장치의 일 실시예의 블록도이다.
제2도는 제1도에 도시된 엣지 검출부의 상세 블록도이다.
제3a도 및 제3b도는 색농도 조정신호와 반전된 엣지신호 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
제4도는 본 발명에 따른 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생장치의 다른 실시예의 블록도이다.
제5a도 및 제5b도는 색농도 조정신호와 엣지신호 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 제1변환부, 반전 엣지 검출부, 색농도 조정부 및 제2변환부를 포함하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생장치가 제공된다.
제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환한다. 반전 엣지 검출부는 상기 제1변환부에서 출력되는 루미넌스 신호로부터 반전된 엣지 신호를 검출한다. 색농도 조정부는 상기 반전 엣지 검출부에서 출력되는 반전된 엣지 신호에 따라 상기 제1변환부에서 출력되는 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 출력한다. 제2변환부는 상기 반전 엣지 검출부에서 출력되는 반전된 엣지 신호와 상기 색농도 조정부에서 출력되는 칼라성분 신호를 입력하여, 상기 제1변환부 변환의 역변환 칼라신호(R'G'B')를 출력한다. 반전 엣지 검출부는 엣지 검출부 및 반전부를 포함한다. 엣지검출부는 상기 루미넌스 신호로부터 엣지신호를 검출한다. 반전부는 상기 엣지 검출부에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시킨다. 색농도 조정부는 색농도 조정 신호 발생부 및 승산부를 포함한다. 색농도 조정 신호 발생부는 상기 반전 엣지 검출부로부터 출력되는 반전된 엣지 신호에 따라 색농도 조정을 하기 위한 색농도 조정 신호를 발생한다. 승산부는 상기 제1변환부로부터 출력되는 칼라성분 신호와 상기 색농도 조정 신호 발생부에서 출력되는 색농도 조정 신호를 승산하여 색농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여 제1변환부, 엣지 검출부, 색농도 조정부, 반전부 및 제2변환부를 포함하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생장치가 제공된다.
제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환한다. 엣지 검출부는 상기 제1변환부에서 출력되는 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출한다. 색농도 조정부는 상기 엣지 검출부에서 출력되는 엣지 신호에 따라 상기 제1변환부에서 출력되는 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력한다. 반전부는 상기 엣지 검출부에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시켜 반전된 엣지신호를 출력한다. 제2변환부는 상기 반전부에서 반전된 엣지신호와 상기 색농도 조정부에서 출력되는 칼라성분 신호를 입력하여, 상기 제1변환부 변환의 역변환 칼라신호(R"G"B")를 출력한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 제1단계 내지 제4단계를 포함하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생방법이 제공된다. 제1단계는 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환하는 단계이다. 제2단계는 상기 제1단계에서 변환된 루미넌스 신호로부터 반전된 엣지 신호를 검출하는 단계이다. 제3단계는 상기 제2단계에서 검출된 엣지 신호에 따라, 상기 제1단계에서 변환된 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 생성하는 단계이다. 제4단계는 상기 제2단계에서 검출된 엣지 신호와 상기 제3단계에서 생성된 칼라성분 신호로부터, 상기 제1단계 변환의 역변환 칼라신호(R'G'B')를 생성하는 단계이다.
상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 제1단계 내지 제5단계를 포함하는 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생방법이 제공된다. 제1단계는 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환하는 단계이다. 제2단계는 상기 제1단계에서 변환된 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출하는 단계이다. 제3단계는 상기 제2단계에서 검출된 엣지 신호에 따라, 상기 제1단계에서 변환된 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 생성하는 단계이다. 제4단계는 상기 제2단계에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시켜 반전된 엣지신호를 생성하는 단계이다. 제5단계는 상기 제4단계에서 생성된 엣지신호와 상기 제3단계에서 생성된 칼라성분 신호로부터, 상기 제1단계 변환의 역변환 칼라신호(R"G"B")를 생성하는 단계이다.
이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생 장치의 일 실시예의 블록도이다.
도 1에 도시된 장치는 입력되는 RGB 신호로부터 반전된 엣지 신호를 검출하여 칼라스케치 효과를 가지는 새로운 영상신호 R'G'B' 신호를 발생한다. 도 1에 도시된 장치는 RGB-YUV 변환부(10), 반전 엣지 검출부(12), 색농도 조정부(14) 및 YUV-RGB 변환부(16)를 포함한다. RGB-YUV 변환부(10)는 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환한다. 반전 엣지 검출부(12)는 RGB-YUV 변환부(10)에서 출력되는 루미넌스 신호로부터 반전된 엣지 신호를 검출한다. 색농도 조정부는 반전 엣지 검출부(12)에서 출력되는 반전된 엣지 신호에 따라 RGB-YUV 변환부(10)에서 출력되는 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 출력한다. YUV-RGB 변환부(16)는 반전 엣지 검출부(12)에서 출력되는 반전된 엣지신호와 색농도 조정부(14)에서 출력되는 칼라성분신호를 입력하여 RGB-YUV 변환부(10) 변환의 역변환 칼라신호(R'G'B')를 출력한다. 반전 엣지 검출부(12)는 엣지 검출부(120) 및 반전부(122)를 포함한다. 엣지검출부(120)는 루미넌스 신호로부터 엣지신호를 검출한다. 반전부(122)는 엣지 검출부(120)에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시킨다. 색농도 조정부(14)는 색농도 조정 신호 발생부(140) 및 승산부(142)를 포함한다. 색농도 조정 신호 발생부(140)는 반전 엣지 검출부(12)로부터 출력되는 반전된 엣지 신호에 따라 색농도 조정을 하기 위한 색농도 조정 신호를 출력한다. 승산부(142)는 RGB-YUV 변환부(10)로부터 출력되는 칼라성분 신호와 색농도 조정 신호 발생부(140)에서 출력되는 색농도 조정 신호를 승산하여 색농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력한다. 승산부(142)는 제1승산기(142a) 및 제2승산기(142b)를 포함한다. 제1승산기(142a)는 RGB-YUV 변환부(10)에서 출력되는 제1칼라성분신호와 색농도 조정 신호 발생부(140)에서 발생되는 색농도 조정신호를 승산하여 YUV-RGB 변환부(16)로 출력한다. 제2승산기(142b)는 RGB-YUV 변환부(10)에서 출력되는 제2칼라성분신호와 색농도 조정 신호 발생부(140)에서 발생되는 색농도 조정신호를 승산하여 YUV-RGB 변환부(16)로 출력한다. 그리하여 도 1에 도시된 장치는 RGB 신호로부터 반전된 엣지 신호를 검출하여 이로부터 칼라스케치 효과를 가지는 영상신호 R'G'B' 신호를 발생한다.
도 2는 도 1에 도시된 엣지 검출부의 상세 블록도이다.
도 2에 도시된 엣지 검출부는 RGB-YUV 변환부(10)로부터 출력되는 루미넌스 신호로부터 엣지신호를 검출한다. 도 2에 도시된 장치는 제1 및 제2라인지연부(124,126), 제1 내지 제3픽셀지연부(128 내지 132), 제1 및 제2감산부(134,136) 및 가산부(138)를 포함한다. 제1라인지연부(124)는 입력된 영상신호를 1라인 만큼 지연시킨다. 제2라인지연부(126)는 제1라인지연부(124) 출력을 1라인 만큼 지연시킨다. 제1픽셀지연부(128)는 입력된 영상신호를 1픽셀 만큼 지연시킨다. 제2픽셀지연부(130)는 제1라인지연부(124) 출력을 2픽셀 만큼 지연시킨다. 제3픽셀지연부(132)는 제2라인지연부(126) 출력을 1픽셀 만큼 지연시킨다. 제1감산부(134)는 제2픽셀지연부(130) 출력으로부터 제1라인지연부(124) 출력을 감산한다. 제2감산부(136)는 제3픽셀지연부(132) 출력으로부터 제1픽셀지연부(128) 출력을 감산한다. 가산부(138)는 제1감산부(134) 출력의 절대값과 제2감산부(136) 출력의 절대값을 가산한다. 제2픽셀지연부(130)는 제2a 및 제2b픽셀지연부(130a,130b)를 포함한다. 제2a픽셀지연부(130a)는 제1라인지연부(124) 출력을 1픽셀 만큼 지연시킨다. 제2b픽셀지연부(130b)는 제2a픽셀지연부(130a) 출력을 1픽셀 만큼 지연시킨다. 그리하여 제2픽셀지연부(130)는 제1라인지연부(124) 출력을 2픽셀 만큼 지연시킨다. 가산부(138)는 제1 및 제2절대값부(138a,138b), 가산기(138c)를 포함한다. 제1절대값부(138a)는 제1감산부(134) 출력의 절대값을 구한다. 제2절대값부(138b)는 제2감산부(136) 출력의 절대값을 구한다. 가산기(138c)는 제1 및 제2절대값부(138a,138b) 출력을 가산한다. 그리하여 엣지 검출부(120)는 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출한다.
도 4는 본 발명에 따른 루미넌스 신호의 엣지 검출을 통한 칼라스케치 영상효과 발생 장치의 다른 실시예의 블록도이다.
도 4에 도시된 장치는 입력되는 RGB 신호로부터 엣지 신호를 검출하여 칼라스케치 효과를 가지는 결과 영상신호 R"G"B" 신호를 발생한다. 도 4에 도시된 장치는 RGB-YUV 변환부(40), 엣지 검출부(42), 색농도 조정부(44), 반전부(46) 및 YUV-RGB변환부(48)를 포함한다. RGB-YUV 변환부(40)는 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환한다. 엣지 검출부(42)는 RGB-YUV 변환부(50)에서 출력되는 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출한다. 색농도 조정부(44)는 엣지 검출부(42)에서 출력되는 엣지 신호에 따라 RGB-YUV 변환부(40)에서 출력되는 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색 농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력한다. 반전부(46)는 엣지 검출부(42)에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시켜 반전된 엣지신호를 YUV-RGB변환부(48)로 출력한다. YUV-RGB변환부(48)는 반전부(46)에서 출력되는 반전된 엣지신호와 색농도 조정부(44)에서 출력되는 칼라성분 신호를 입력하여 RGB-YUV 변환부(40) 변환의 역변환 칼라신호(R"G"B")를 출력한다. 색농도 조정부(44)는 색농도 조정 신호 발생부(440) 및 승산부(442)를 포함한다. 색농도 조정 신호 발생부(440)는 엣지 검출부(42)에서 검출된 엣지 신호에 따라 색농도 조정을 하기 위한 색농도 조정 신호를 발생한다. 승산부(442)는 RGB-YUV 변환부(40)로부터 출력되는 칼라성분 신호와 색농도 조정 신호 발생부(440)에서 출력되는 색농도 조정 신호를 승산하여 색농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력한다. 승산부(442)는 제1승산기(442a) 및 제2승산기(442b)를 포함한다. 제1승산기(442a)는 RGB-YUV 변환부(40)에서 출력되는 제1칼라성분신호와 색농도 조정 신호 발생부(440)에서 발생되는 색농도 조정신호를 승산하여 YUV-RGB 변환부(48)로 출력한다. 제2승산기(442b)는 RGB-YUV 변환부(40)에서 출력되는 제2칼라성분신호와 색농도 조정 신호 발생부(440)에서 발생되는 색농도 조정신호를 승산하여 제2변환부(48)로 출력한다. 그리하여 도 4에 도시된 장치는 RGB 신호로부터 엣지 신호를 검출하여 이로부터 칼라스케치 효과를 가지는 영상신호 R"G"B" 신호를 발생한다.
이어서, 도 1에 도시된 장치의 동작을 설명한다.
RGB-YUV 변환부(10)로 입력되는 영상신호의 R(Red), G(Green), B(Blue) 신호(디지털 신호)를 각각 R[n][m], G[n][m] 및 B[n][m]라 한다. 여기서, n과 m은 각각 수평 및 수직 위치를 나타내는 인덱스이다. RGB-YUV 변환부(10)로 입력된 RGB 신호는 RGB-YUV 변환에 의해 YUV 신호로 변환한다. 여기서, Y는 루미넌스 신호이고, U 및 V는 시스템-정의된 칼라신호를 나타낸다. 일반적으로 RGB-YUV 변환식은 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure kpo00001
여기서, a, b, c, d, e, f, g, h 및 i는 주어진 변환에 따른 상수들이다. RGB-YUV 변환부(10)에서 출력되는 루미넌스 신호(Y)는 반전 엣지 검출부(12)로 입력된다. 반전 엣지 검출부(12)는 우선, 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출한다. 일반적으로 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출하는 방법은 소벨(sobel), 라플라시안(Laplacian), 그레디언트(Gradient) 엣지 검출방법이 있으나 본 발명에서는 하드웨어적인 부담을 줄이기 위해 그레디언트 엣지 검출방법을 이용하여 엣지 신호 δ[n][m]를 검출한다. δ[n][m]은 현재 픽셀을 중심으로 수평방향으로의 변화량과 수직방향으로의 변화량의 합에 대응하는 신호로서, 수직 또는 수평 방향으로 엣지가 있을 때 큰 값을 가지게 되고, 엣지가 없을 때 작은 값을 가진다. 엣지 검출부의 동작을 도 2를 참조하여 설명한다. 입력된 루미넌스 신호(Y)는 제1라인지연부(124)에서 1라인 만큼 지연되고 제2픽셀 지연부(130)에서 2픽셀 만큼 지연된다. 제1감산부(134)는 제2픽셀지연부(130) 출력으로부터 제1라인지연부(124) 출력을 감산한다. 엣지 검출부(120)로 입력되는 루미넌스 신호는 또한 제1 및 제2라인지연부(124,126)에서 2라인 만큼 지연되고, 제3픽셀 지연부(132)에서 1픽셀 만큼 지연된다. 제2감산부(136)는 제3픽셀지연부(132) 출력으로부터 제1픽셀지연부(128) 출력을 감산한다. 가산부(138)는 제1감산부 출력의 절대값과 제2감산부 출력의 절대값을 가산한다. 엣지 검출부(120)에서 검출된 엣지 신호는 반전부(122)에 입력되고, 반전부(122)는 수학식 2와 같은 연산을 수행하여 반전된 엣지 신호인 ε[n][m]을 출력한다.
Figure kpo00002
여기서, max(a,b)는 a,b 중 적지 않은 값을 택한다는 의미이다. T는 반전레벨을 나타내는 상수로서 미리 설정된다. 상수 T는 반전시키고자 하는 레벨에 따라 변화시킬 수 있다. 엣지가 있는 영역에서는 δ[n][m]값이 크므로 ε[n][m]는 작은 값을 가지고, 엣지가 없는 영역에서는 δ[n][m]값이 작으므로 ε[n][m]는 큰 값을 가진다. 반전 엣지 검출부(12)에서 반전된 엣지 신호는 색농도 조정부(14)로 입력된다. 색농도 조정 신호 발생부(140)는 ε[n][m]값에 따라 수학식 3 내지 수학식 5와 같은 색농도 조정신호 γ[n][m]을 발생한다.
Figure kpo00003
Figure kpo00004
Figure kpo00005
εmin, εmax, γmin및 γmax는 색농도 조절계수로 미리 설정되는 상수로, 하드웨어의 간단한 구현을 위하여 적당히 설정될 수 있다. 수학식 3 내지 수학식 5를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다. 엣지가 있는 영역(ε[n][m]≤εmin)에서는 ε[n][m](반전된 엣지 신호)의 값이 작으므로 색농도 조정신호 γ[n][m]의 값을 최대값인 γmax으로 택하여 칼라농도가 유지되도록 한다. 엣지가 없는 영역(ε[n][m]≥εmin)에서는 ε[n][m]의 값이 크므로 색농도 조정신호 γ[n][m]의 값을 최소값인 γmin으로 택하여 칼라농도가 억제되도록 한다. 즉 엣지가 있는 영역을 부각시킴으로써 스케치 효과를 거둘 수 있는 것이다. 한편, ε[n][m]의 값이 중간인 영역(εmin〈ε[n][m]〈εmax)에서는 반전된 엣지신호(ε[n][m])에 따라 색농도 조정신호(γ[n][m])의 값이 선형적으로 변하도록 한다. 이 때 색농도 조정신호 발생부(140)를 간단하게 구성하기 위해 도 3b와 같이 εmin= γmin= 0로 두고, γmax= 1로 설정할 수 있다. 물론 채택되는 시스템이나 응용분야 등에 따라서는 색농도 조정신호(γ[n][m])의 값이 반전된 엣지신호(ε[n][m])에 따라 비선형적으로 변하도록 색농도 조정신호 발생부(540)를 구성할 수도 있다. 색농도 조정신호 γ[n][m]는 승산부(142)로 입력되고, 승산부(142)의 제1승산기(142) 및 제2승산기(142)에서는 RGB-YUV 변환부(10)로부터 출력되는 칼라성분 신호 U 및 V와 γ[n][m] 사이에 수학식 6과 같은 승산이 수행된다.
Figure kpo00006
여기서, U'[n][m] 및 V'[n][m]는 색농도가 칼라성분 신호이다. 이상의 과정을 통하여 얻어진 새로운 Y,U,V 신호 즉, ε[n][m], U'[n][m], V'[n][m]는 YUV-RGB 변환부(16)로 입력되어 수학식 7과 같은 연산이 수행되어 새로운 영상신호인 R', G' 및 B'가 출력된다.
Figure kpo00007
이어서, 도 4에 도시된 장치의 동작을 설명한다.
RGB-YUV 변환부(40)로 입력된 RGB 신호는 RGB-YUV 변환에 의해 YUV 신호로 변환된다. 변환식은 수학식 1과 동일하다. RGB-YUV 변환부(40)에서 출력되는 루미넌스 신호(Y)는 엣지 검출부(42)로 입력되어, 엣지신호가 검출된다. 엣지 검출부(42)에서 검출된 엣지 신호는 색농도 조정부(44)와 반전부(46)에 입력된다. 엣지 검출부(42)에서 검출된 엣지 신호는 색농도 조정부(44)로 입력된다. 색농도 조정 신호 발생부(440)는 δ[n][m]값에 따라 수학식 8 내지 수학식 10과 같은 색농도 조정신호 γ[n][m]을 발생한다.
Figure kpo00008
Figure kpo00009
Figure kpo00010
δmin, δmax, γmin및 γmax는 색농도 조절계수로 미리 설정되는 상수로, 하드웨어의 간단한 구현을 위하여 적당히 설정될 수 있다. 수학식 8 내지 수학식 10를 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다. 엣지가 있는 영역(δ[n][m]≥δmax)에서는 δ[n][m]의 값이 크므로 색농도 조정신호 γ[n][m]의 값을 최대값인 γmax으로 택하여 칼라농도가 유지되도록 한다. 엣지가 없는 영역(δ[n][m]≤δmin)에서는 δ[n][m]의 값이 작으므로 색농도 조정신호 γ[n][m]의 값을 최소값인 γmin으로 택하여 칼라농도가 억제되도록 한다. 도 1에 도시된 장치와 마찬가지로 엣지가 있는 영역을 부각시킴으로써 스케치 효과를 거둘 수 있는 것이다. 한편, δ[n][m]의 값이 중간인 영역(δmin〈δ[n][m]〈δmax)에서는 엣지신호(δ[n][m])에 따라 색농도 조정신호(γ[n][m])의 값이 선형적으로 변하도록 한다. 이 때 색농도 조정신호 발생부(440)를 간단하게 구성하기 위해 도 5b와 같이 δmin=γmin=0로 두고, γmax= 1로 설정할 수 있다. 물론 채택되는 시스템이나 응용분야 등에 따라서는 색농도 조정신호(γ[n][m])의 값이 엣지신호(δ[n][m])에 따라 비선형적으로 변하도록 색농도 조정신호 발생부(440)를 구성할 수도 있다. 한편 반전부(46)로 입력된 엣지신호는 수학식 2와 같은 연산이 수행되어 반전된 엣지 신호인 ε[n][m]가 출력된다. 색농도 조정신호 발생부(440)에서 발생된 색농도 조정신호 γ[n][m]는 승산부(442)로 입력되는데, 승산부(442)의 제1승산기(442a) 및 제2승산기(442b)에서는 RGB-YUV 변환부(40)로부터 출력되는 칼라성분 신호 U 및 V와 γ[n][m] 사이에 수학식 11과 같은 승산이 수행된다.
Figure kpo00011
여기서, U"[n][m] 및 V"[n][m]는 엣지신호를 이용하여 색농도가 조정된 칼라성분 신호이다. 반전부(56)는 수학식 2와 같은 연산을 수행하여 반전된 엣지 신호인 ε[n][m]을 출력한다. 이상의 과정을 통하여 얻어진 새로운 Y,U,V 신호 즉, ε[n][m], U"[n][m], V"[n][m]는 YUV-RGB 변환부(16)로 입력된다. YUV-RGB 변환부(16)에서는 수학식 7과 같은 YUV-RGB 변환이 수행되어 새로운 영상신호인 R", G" 및 B"가 출력된다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 본 발명에서는 (R,G,B)신호를 (Y,U,V) 신호로 변환하여 칼라 스케치 디스플레이 장치를 구현하였으나, 신호방식에 따라 (R,G,B)신호를 (Y,I,Q) 및 (Y,R-Y,B-Y) 신호로 변환하여 동일한 목적을 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 엣지가 있는 영역에는 칼라농도를 유지해주고, 엣지가 없는 영역에는 칼라농도를 억압함으로써 디스플레이되는 영상이 칼라 스케치 효과를 갖도록 한다.

Claims (25)

  1. 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환하는 제1변환부; 상기 제1변환부에서 출력되는 루미넌스 신호로부터 반전된 엣지 신호를 검출하는 반전 엣지 검출부; 상기 반전 엣지 검출부에서 출력되는 반전된 엣지 신호에 따라 상기 제1변환부에서 출력되는 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 출력하는 색농도 조정부; 및 상기 반전 엣지 검출부에서 출력되는 반전된 엣지 신호와 상기 색농도 조정부에서 출력되는 칼라성분 신호를 입력하여, 상기 제1변환부 변환의 역변환 칼라신호(R'G'B')를 출력하는 제2변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 Y,U,V신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 Y,I,Q신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 Y,R-Y,B-Y신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반전 엣지 검출부는 상기 제1변환부에서 출력되는 루미넌스 신호로부터 엣지신호를 검출하는 엣지검출부; 및 상기 엣지 검출부에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시키는 반전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 상기 반전 엣지 검출부로부터 출력되는 반전된 엣지 신호에 근거하여 색농도 조정을 하기 위한 색농도 조정 신호를 발생하는 색농도 조정 신호 발생부; 및 상기 제1변환부로부터 출력되는 칼라성분 신호와 상기 색농도 조정 신호 발생부에서 출력되는 색농도 조정 신호를 승산하여, 색농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력하는 승산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 상기 반전 엣지 검출부에서 출력되는 반전된 엣지 신호값이 소정 크기 이상인 영역에서는 색농도를 억압하고, 소정 크기 이하인 영역에서는 색농도를 유지하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 소정의 영역에서, 상기 칼라성분 신호의 색농도의 조정 신호값을 상기 반전된 엣지 신호에 따라 선형적으로 변화시킴을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 소정의 영역에서, 상기 칼라성분신호의 색농도의 조정 신호값을 상기 반전된 엣지 신호에 따라 비선형적으로 변화시킴을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 색농도 조정부에서 조정되는 칼라성분신호의 색농도의 조정 신호값은 설정되는 색농도 조절계수에 따라 변화됨을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 엣지 검출부는 입력된 영상신호를 1라인 만큼 지연시키는 제1라인지연부; 상기 제1라인지연부 출력을 1라인 만큼 지연시키는 제2라인지연부; 입력된 영상신호를 1픽셀 만큼 지연시키는 제1픽셀지연부; 상기 제1라인지연부 출력을 2픽셀 만큼 지연시키는 제2픽셀지연부; 상기 제2라인지연부 출력을 1픽셀 만큼 지연시키는 제3픽셀지연부; 상기 제2픽셀지연부 출력으로부터 상기 제1라인지연부 출력을 감산하는 제1감산부; 상기 제3픽셀지연부 출력으로부터 상기 제1픽셀지연부 출력을 감산하는 제2감산부; 및 상기 제1감산부 출력의 절대값과 상기 제2감산부 출력의 절대값을 가산하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 승산부는 상기 제1변환부에서 출력되는 제1칼라성분 신호와 상기 색농도 조정 신호 발생부에서 발생되는 색농도 조정신호를 승산하여 상기 제2변환부로 출력하는 제1승산기; 및 상기 제1변환부에서 출력되는 제2칼라성분 신호와 상기 색농도 조정 신호 발생부에서 발생되는 색농도 조정신호를 승산하여 상기 제2변환부로 출력하는 제2승산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  13. 제5항에 있어서, 상기 반전부에서 반전되는 반전레벨은 사용자의 취향에 따라 조정됨을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  14. 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환하는 제1변환부; 상기 제1변환부에서 출력되는 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출하는 엣지 검출부; 상기 엣지 검출부에서 출력되는 엣지 신호에 따라 상기 제1변환부에서 출력되는 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 출력하는 색농도 조정부; 상기 엣지 검출부에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시켜 반전된 엣지신호를 출력하는 반전부; 및 상기 반전부에서 반전된 엣지신호와 상기 색농도 조정부에서 출력되는 칼라성분 신호를 입력하여, 상기 제1변환부 변환의 역변환 칼라신호(R"G"B")를 출력하는 제2변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 Y,U,V신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 Y,I,Q신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제1변환부는 입력되는 RGB 신호를 Y,R-Y,B-Y신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 상기 엣지 검출부로부터 출력되는 엣지 신호에 따라 색농도 조정을 하기 위한 색농도 조정 신호를 발생하는 색농도 조정 신호 발생부; 및 상기 제1변환부로부터 출력되는 칼라성분 신호와 상기 색농도 조정 신호 발생부에서 출력되는 색농도 조정 신호를 승산하여, 색농도가 조정된 칼라성분 신호를 출력하는 승산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 상기 엣지 검출부에서 출력되는 엣지 신호값이 소정 크기 이상인 영역에서는 색농도를 유지해주고, 소정 크기 이하인 영역에서는 색농도를 억압하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  20. 제14항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 소정의 영역에서, 상기 칼라성분 신호의 색농도의 조정 신호값을 상기 엣지 신호에 따라 선형적으로 변화시킴을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  21. 제14항에 있어서, 상기 색농도 조정부는 소정의 영역에서, 상기 칼라성분신호의 색농도의 조정 신호값을 상기 엣지 신호에 따라 비선형적으로 변화시킴을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  22. 제14항에 있어서, 상기 색농도 조정부에서 조정되는 칼라성분신호의 색농도의 조정 신호값은, 설정되는 색농도 조절계수에 따라 변화됨을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  23. 제14항에 있어서, 상기 반전부에서 반전되는 반전레벨은 사용자의 취향에 따라 조정됨을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생장치.
  24. 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환하는 제1단계; 상기 제1단계에서 변환된 루미넌스 신호로부터 반전된 엣지 신호를 검출하는 제2단계; 상기 제2단계에서 검출된 엣지 신호에 따라, 상기 제1단계에서 변환된 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 생성하는 제3단계; 및 상기 제2단계에서 검출된 엣지 신호와 상기 제3단계에서 생성된 칼라성분 신호로부터, 상기 제1단계 변환의 역변환 칼라신호(R'G'B')를 생성하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생방법.
  25. 입력되는 RGB 신호를 루미넌스 신호와 칼라성분 신호로 변환하는 제1단계; 상기 제1단계에서 변환된 루미넌스 신호로부터 엣지 신호를 검출하는 제2단계; 상기 제2단계에서 검출된 엣지 신호에 따라, 상기 제1단계에서 변환된 칼라성분 신호의 색농도를 조정하여, 색농도가 조정된 칼라성분신호를 생성하는 제3단계; 상기 제2단계에서 검출된 엣지신호를 반전 레벨을 기준으로 반전시켜 반전된 엣지신호를 생성하는 제4단계; 및 상기 제4단계에서 생성된 엣지신호와 상기 제3단계에서 생성된 칼라성분 신호로부터, 상기 제1단계 변환의 역변환 칼라신호(R"G"B")를 생성하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 루미넌스 신호의 엣지검출을 통한 칼라 스케치 영상효과 발생방법.
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