KR100265008B1 - 다이나믹 콘트라스트 향상장치 및 향상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촬영 장면과 주위조건에 의해 너무나 다양한 형태를 가지는 영상의 휘도 분포에 적응하도록 하는 히스토그램 변환함수를 원 영상에 적용하여 휘도 분포 특성이 좋은 영상을 출력하도록 한 다이나믹 콘트라스트 향상장치 및 향상방법에 관한 것이다.

종래 영상의 휘도특성에 대한 히스토그램 변환 방법은 히스토그램 등화,히스토그램 특정화와 히스토그램 함수처리를 이용한 콘트라스트 향상방법들을 일반적으로 사용하나 이들의 한계성으로 인해 일반적인 영상에 대한 화질향상과 실시간 처리를 목적으로 하는 경우에는 적합하지 못하여 영상의 종류에 따른 자동적인 적응성을 가지지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 원 영상에 대한 히스토그램을 발생시키고, 상기 발생된 히스토그램에 대하여 영상의 해석과 처리를 좀더 단수화하고 휘도분포 적응성을 높이기 위해 제안된 기법으로 미리 설정한 복수개의 유형중 하나로 선택하고, 상기 선택된 신호와 원 영상에 대한 히스토그램의 출력을 비교하여 히스토그램 변환함수를 발생시키고, 상기 발생된 히스토그램 변환함수를 원 영상에 적용하므로서, 휘도분포 특성이 좋지 않은 화질의 불만족스러운 영상을 콘트라스트를 적절히 향상시켜 자연스러움과 생동감이 넘치는 영상으로 변화되도록 하여 새로운 히스토그램 변환방법에 의한 영상향상이 될 수 있도록 하여 2차원 영상의 디지탈 카메라등과 실시간 처리되는 비디오 신호의 TV,VCR 등에 적용한다.

Description

다이나믹 콘트라스트 향상장치 및 향상방법

본 발명은 영상의 휘도 레벨에 대한 확률 밀도함수(즉 히스토그램)를 변환하는 히스토그램 변환에 있어서, 특히 원 영상에서 구해지는 히스토그램에 대한 기준 히스토그램을 선택하고, 선택된 히스토그램의 누적분포함수와 상기 원 영상의 히스토그램을 비교하여 변환함수를 발생시켜 원영상에 적용하므로서, 휘도 분포 특성을 향상시키도록 한 다이나믹 콘트라스트 향상장치 및 향상방법에 관한 것이다.

종래의 히스토그램 변환을 이용한 콘트라스트 향상방법은 히스토그램 등화(Histogram Equalization)를 이용한 콘트라스 향상방법과, 히스토그램 특정화(Histogram Specification)를 이용한 콘트라스트 향상방법과, 함수처리(Function Processing)를 이용한 콘트라스트 향상방법으로 크게 3가지로 나뉘어 진다.

첫 번째로 히스토그램 등화를 이용한 방법은 원 영상의 히스토 그램의 누적 분포함수를 직접 히스토 그램 변환함수로 사용하므로서, 영상의 휘도 분포 상태에 따라 적응적이며 자동적인 변환함수 발생이 가능하도록 하고, 히스토 그램을 균일화 시켜 콘트라스트를 향상시키게 된다.

즉, 도 1a는 히스토그램을 등화를 하기 전의 영상의 히스토 그램으로서, 원 영상의 휘도레벨이 일정구간(0≤

≤1)에서 정규화 된 디지탈 휘도영상에 대한 이산(discrete)함수이다.

상기와 같은 이산 함수에 대한 누적 분포함수는 도 1c와 같이 연속함수로 표현되고, 이는 확률 밀도 등화(히스토그램 등화)를 위한 변환함수(즉 누적 분포 함수)가 된다.

여기서, 실제적으로 휘도레벨(

)은 미리 정의되는 이산값(즉 0에서 255까지)이므로 [0,1]구간 대신에 허용범위[0,255]로 값이 재설정하고, 상기 허용범위 내에서 가장 근접한 정수값으로 라운드 오프(round-off) 시킨 후 변환함수[T(

)]의 이산 정수값들은 원영상의 화소들을 사상(mapping)하기 위해 순람표(look-up-table)로 저장하게 된다.

상기와 같은 변환함수에 의해 원영상의 휘도레벨은 균일한 히스토그램에 접근하는 도 1b와 같은 새로운 휘도레벨을 갖는 영상을 얻게 된다.

상기와 같이 처리될 영상의 누적 분포 함수를 변환함수로 사용하므로서, 균일한 히스토그램에 접근하는 영상을 얻고자 하는 비선형 방법으로 다이나믹 영역을 확장하여 콘트라스트를 향상시키는 것이다.

그러나, 상기와 같은 히스토 그램 등화방법은 모든 영상들에 대해 화질의 향상을 가져온다고 보기는 힘들며 획일적인 균등화에 의한 잡음발생과 불필요한 부분까지 강조되어 부자연스럽게 보여지는 화질 특성 등의 문제점이 있다.

히스토그램 특정화는 원 영상의 히스토그램을 변환 함수에 의해 미리 정해진 희망 히스토그램으로 변환하고자 하는 방법으로서, 원 영상을 등화하여 새로운 휘도레벨을 구하고, 휘망하는 확률밀도 함수를 정한 후에 확률밀도 함수의 특성을 지니는 새로운 영상을 발생시키게 된다.

그리고, 히스토그램 특정화 절차는 도 2의 예로서 보여진다.

도 2의 (a)와 같은 연속된 휘도레벨을 원 영상(

)의 확률 밀도 함수로 하고, 상기 확률 밀도 함수를 등화하여 도 2의 (b)와 같은 새로운 휘도레벨(z)로 변환된다고 하면,

가 되고, 도 2의 (c)와 같은 확률 밀도 함수[

]가 된다.

또한 확률 밀도 함수[

]를 가지는 y가 등화에 의해 z로 변환되면,

에 의해 G(y)함수로 나타내며, 도 2의 (d)는 z에서 y로의 역변환함수[G^-1(z)]를 적용을 보여주고, 변환된 결과는 도 2의 (e)와 같은 희망 확률 밀도함수가 된다.

상기 역변환 함수에 의해 변환함수[

]로 표현할수 있으며, 이는 원 영상이 희망 확률 밀도 함수[

]의 특성을 지니는 영상으로 변환된다.

도 3은 4개의 매개변수(m,h,

)에 의한 히스토그램의 특정화의 예로서, m은 화소값들의 평균밝기를 조절하고, h는 m에서의 정정 값을 규정하게 된다.

과

은 각각 히스토그램 확산과 대칭성을 조절하는 것으로, 확산은 영상의 콘트라스트를 조절하고, 대칭성은 휘도레벨의 밝기의 경향(어둡고, 밝음)을 조절하게 된다.

그러나, 히스토 그램 특정화는 변환함수가 휘도분포에 적응성을 가지면서 자동적으로 발생하지 않으므로서 대화식으로 처리하는 데에는 가능하지만 실시간 처리를 목적으로 하는 경우는 적합한 방법이 아니다.

그리고, 함수처리 방법은 히스토그램 등화와 히스토그램 특정화에 앞서 영상의 휘도 분포 특성을 변환하는 가장 기본적인 방법으로서, 처리될 영상의 휘도레벨 내용과 전혀 관계없이 변환함수가 결정되고, 적용되므로 휘도분포 특성에 적응적인 변환방법이 아니다.

도 4은 함수 처리 방법의 예로서, 변환함수를 특정화하는 4개의 매개변수(

)를 각각 변화시키므로서, 선형과 비선형 변환함수 모두가 발생될수 있고, 단조 증가 조건이 요구되지 않기 때문에 허용범위내에서 특정한 영역들을 분리, 또는 확산시켜 영상내의 특정대상을 강조하기 위하여 사용한다.

그러나, 함수 처리방법은 영상의 휘도 분포특성을 전혀 고려하고 히스토그램과 전혀 무관하게 변환함수를 결정하므로서, 영상의 종류에 따른 자동적인 적응성을 가지지 못하는 단점이 있다.

종래 콘트라스트 향상방법에 있어 히스토그램 등화방법은 허용 휘도레벨의 전영역으로의 획일적인 히스토그램의 확산에 의한 잡음발생과 불필요한 부분까지 강조되어 부자연스럽게 보여지는 문제가 있게 되며, 히스토그램 특정화방법은 희망하는 히스토그램을 결정하여 이에 가까운 출력특성을 얻도록 하므로서, 변환함수가 휘도분포에 적응성을 가지면서 자동적으로 발생하지 않는 단점이 있다.

그리고, 함수 처리방법은 히스토그램과 전혀 무관하게 변환함수가 미리 결정되므로서, 영상의 종류에 따라 적응성을 가지지 못하는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 휘도분포 상태에 적응하여 자동적으로 변환함수가 발생되게 하여 전 구간의 휘도변환을 배제하면서 화소들이 집중분포하는 구간을 강조하여 변환하므로서, 잡음과 지나친 콘트라스트 향상에 의한 부자연스러움을 제거하여 휘도특성이 향상된 영상으로 얻을수 있도록 한 것으로, TV 및 VCR, 비디오 카메라 등의 영상처리기에 적용하도록 한 것으로서,

휘도 분포상태에 따른 영상의 유형별 기준 히스토그램을 미리 정해 두고, 히스토그램 발생부에서 발생된 히스토그램을 이용하여 원 영상의 휘도분포 상태에 따라 상기 기준 히스토그램을 선택하는 영상판단부와, 상기 원 영상의 출력과 영상 판단부의 출력을 비교하여 변환함수를 발생하는 변환함수 발생부와, 상기 원 영상을 변환함수 발생부의 변환함수로 변환하여 출력하는 영상변환부로 구성된다.

도 1a는 종래 히스토 그램 등화를 위한 원 영상의 히스토 그램의 그래프

도 1b는 종래 히스토 그램 등화에 의한 영상의 히스토 그램을 보인 그래프

도 1c는 종래 히스토 그램 등화에 의한 변환함수 그래프

도 2의 (a-e)는 종래 히스토 그램 특정화를 위한 절차를 보인 그래프

도 3은 종래 4개의 매개 변수에 의한 히스토그램 특정화의 예를 보인 그래프

도 4는 종래 4개의 매개변수에 의한 함수 처리 방법을 보인 그래프

도 5는 본 발명 다이나믹 콘트라스트 향상장치를 보인 블록구성도

도 6은 본 발명 영상의 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 히스토 그램을 보인 그래프

도 7은 본 발명 영상의 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 누적 분포함수를 보인 그래프

도 8은 본 발명 영상의 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 기준 히스토그램을 보인 그래프

도 9는 본 발명 영상의 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 기준 누적 분포함수를 보인 그래프

도 10은 본 발명에 의한 히스토 그램과 클리핑된 히스토 그램을 보인 도면

도 11은 본 발명 영상의 유형별 히스토 그램 변환함수 발생과정의 예를 보인 그래프

도 12는 본 발명 히스토 그램 변환함수 순람표를 보인 도면

도 13은 본 발명 클리핑된 레벨의 변화에 의한 클리핑된 히스토 그램 그래프

도 14는 본 발명 클리핑 레벨의 변화에 의한 누적 분포함수를 보인 그래프

도 15는 본 발명 이득조절값에 의한 히스토 그램의 이득조절된 차이를 보인 그래프

도 16는 본 발명 이득 조절값에 의한 누적 분포함수를 보인 그래프

도 17은 본 발명 격자점들의 배열구조를 보인 도면

도 18은 본 발명에 의한 R,G,B,칼라 영상 처리를 위한 제 1실시예의 블록 구성도

도 19는 본 발명에 의한 시리간 처리되는 비디오 신호에 대한 제 2실시예의 블록 구성도

본 발명 다이나믹 콘트라스트 향상장치의 구성에 대하여 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

원 영상신호(

)를 입력받아 히스토그램[

]을 발생하는 히스토그램 발생부(1)와, 상기 히스토그램 발생부(1)의 출력을 입력받아 미리 설정한 복수개의 유형중 하나로 선택하여 출력하는 영상판단부(2)와, 상기 원영상의 출력과 영상판단부(2)의 출력을 비교하여 변환함수를 발생하는 변환함수 발생부(3)와, 상기 원영상을 상기 변환함수 발생부(3)의 변환함수로 변환된 영상(

)으로 출력하는 영상변환부(4)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 영상 판단부(2)는 휘도분포 상태에 따라 영상의 기준 히스토 그램 분류를 위한 정량적 수치값(

)로 나타내주는 전역평균(21)과, 상기 전역평균(21)에 의한 정량적 수치를 이용하여 기준 누적분포함수(CDF)[

]를 선택하는 유형판단부(22)로 구성되며,

상기 변환 함수 발생부(3)는 원 영상신호의 히스토그램[

]을 클리핑[

]하여 잡음을 억제시키는 클리핑부(31)와, 상기 클리핑된 레벨을 누적하여 합하여 정규화된 CDF[

]를 출력하는 누적 합 계산부(32)와, 상기 누적 합 계산부(32)로 부터 정규화에 의한 클리핑된 CDF[

]와 영상판단부(2)로 부터 출력되는 기준 CDF[

]를 비교하여 차의 값[

]을 출력하는 비교 출력부(33)와, 상기 비교 출력부(33)에서 출력되는 신호의 이득을 조절하여 출력하는 이득조절부(34)와, 상기 이득 조절된 신호를 통과 특성을 지닌 변환함수[

]와 합산하여 변환함수[

]를 출력하는 합산부(35)로 구성되며,

상기 이득 조절부(34)는 비교 출력된 신호를 일정변수의 곱으로 스케일링(Scaling)하여 소정신호[

]를 출력하는 스케일링부(34A)과, 상기 스케일링된 신호를 라운딩(Rounding) 하는 정수화(34B)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 다이나믹 콘트라스트 향상장치 및 방법에 대하여 도 5내지 도 17을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 2차원 공간(N

M)상에서 원 영상

을 X(i,j)라 하고, i와 j를 공간좌표라고 하고, 0≤

≤1의 구간에서 정규화되었다고 가정하면, 상기와 같은 원 영상

을 입력받은 히스토그램 발생부(1)는 휘도분포 상태에 따라 히스토그램[

]을 발생시키고, 이는 식 1과 같이 구해진다.

, B=8

상기 히스토그램 발생부(1)에 의해 발생된 휘도분포 상태에 따른 히스토그램[

]은 영상판단부(2) 및 변환함수 발생부(3)에 인가된다.

상기와 같이 발생된 히스토그램을 이용하여 휘도 분포 상태에 따라 영상의 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 기준 히스토 그램을 미리 설정하고, 원 영상의 휘도 분포 상태에 따라 상기 기준 히스토그램을 선택하는 과정으로 진행하게 되는데, 상기 영상판단 과정은 다음과 같다.

상기 영상판단부(3)의 전역평균(31)에 의한 영상의 유형 분류를 보면,

상기 전역평균(31)에 의한 영상의 분류는 상기 히스토그램 발생부(2)에서 발생되는 히스토그램의 모양은 서로 큰 차이가 있지만 일정한 유형으로 분류하게 된다. 즉 히스토그램이 분포하는 모양을 기초로 영상을 3가지의 기본적인 유형(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)으로 분류하여 각 유형에 대해 적절하고 보다 효과적인 히스토그램 변환함수를 유도해 내고자 한다.

상기 3가지의 기본적인 유형(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와같이, 각 영상들에 대한 각각의 히스토그램[

]과 누적분포함수(CDF)[

]로서, 이들의 특징은 다음과 같다.

유형 (Ⅰ)은 영상에 대한 히스토그램상에서 화소들이 낮은 휘도레벨에 집중되어 있고 시각적으로 어둡게 보이며 피사체가 정확히 인식되지 않는 영상을 가지고 있다. 이는 역광이나 카메라의 노출부족등으로 인해 주로 발생하게 된다.

유형 (Ⅱ)는 영상이 히스토 그램상에서 화소들이 중간 휘도레벨 근처에서 비교적 고르게 분포하고 있어서 피사체의 인식성은 높은편이나 다소 희미하게 보이는 느낌을 주는 특징이 있게 된다.

유형 (Ⅲ)은 영상이 과도한 전광이나 카메라의 노출 과다 등의 원인으로 인해 피사체가 너무 밝게 보이는 특징이 있다.

여기서, 영상의 유형을 분류하기 위하여 정량화된 수치가 요하게 되므로, 화소들의 전역 평균값[

]을 이용하게 된다.

영상판단부(2)의 전역평균(21)은 식 2와 같다.

, B=8

여기서, 전역평균값[

]은 영상의 평균적인 밝기, 즉 화소값이 가장 많이 분포하는 영역을 정량적으로 나타내 주므로, 상기 값을 이용하여 유형판단부(22)에서 영상의 유형을 판단하는 기준으로 사용하게 된다. 이는 평균 휘도레벨의 위치에 따라 영상을 분류하므로서, 보다 적절한 히스토그램 변환을 행하게 된다.

상기와 같이 구해진 전역 평균값[

]으로 부터 표 1과 같이 영상의 유형을 분류하게 된다.

표 1에서

과

는 영상을 분류하는 기준값으로 0<

<

<

이다.

전역평균값에 의한 영상의분류

영상의 분류	전역평균 가 위치한 구간
유형 Ⅰ	0 ≤ ≤
유형 Ⅱ	< ≤
유형 Ⅲ	< ≤

여기서, 도 7에 도시된 선형 누적 분포함수(CDF)는 히스토그램이 휘도레벨의 전 영역에 걸쳐 균일하게 분포하는 이상적인 경우로서, 영상Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ의 다이나믹 영역을 확장한다는 것은 영상Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ CDF를 선형 CDF에 접근시키는 것으로 볼수 있다.

또한 도 6 및 도 7에 도시된 바와같이, 영상의 유형(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)에 따라 화소들이 집중분포하는 구간이 다르므로서, 상기 구간에 대해 다이나믹 영역의 확장이 강하게 일어나도록 특정 구간만을 강조하여 휘도분포의 확장성을 높이는 히스토 그램 변환함수를 발생시키기 위한 도구로 기준(reference) CDF를 사용하게 된다.

상기와 같이 전역평균(21)에 의해 영상이 분류되면, 전역평균값[

]에 의해 정량적 수치를 이용하여 유형 판단부(22)에서 각 유형에 대한 기준 CDF를 결정하게 되는데,

유형판단부(22)는 영상의 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)로 화소들이 집중 분포하는 구간에서 다이나믹 영역의 효과적인 확장을 위해 각각의 영상 유형(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)에 대해 기준 히스토그램[

]을 도 8과 같이 선택하였다.

즉, 유형 Ⅰ은 화소들이 낮은 휘도에 집중 분포하므로 기준 히스토 그램이 그와 극단적으로 반대되는 분포를 가지도록 하였으며, 유형 Ⅲ은 유형 Ⅰ의 반대가 되고, 유형 Ⅱ는 균일 분포를 지향하도록 하였다.

상기와 같은 유형(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)에 따른 기준 CDF[

]는 도 9와 같이 되며, 영상의 유형별 기준 히스토그램[

]과 기준 CDF[

]의 구체적인 수식은 표 2에 제시하였다.

유형의 분류	기준 히스토그램,	기준 CDF,
유형Ⅰ		=
유형Ⅱ	1/	=
유형Ⅲ		=

여기서, K=0,1,..,2^B-1이다.

상기와 같이 영상판단부(2)의 유형 판단부(22)에서 선택된 기준 CDF는 변환 함수 발생부(3)에 인가된다.

상기와 같이 영상판단 과정에 의해 선택된 기준 CDF[

]와 원 영상의 히스토 그램[

]를 비교하여 히스토그램 변환함수를 발생시키는 과정으로 진행하게 된다.

즉, 상기 변환함수 발생부(3)는 히스토그램 발생부(2)로 부터 원 영상에 대한 히스토그램[

]을 일정 레벨(C)로 클리핑하고, 상기 클리핑된 누적분포함수[

]와 영상판단부(3)에서 영상의 유형에 의해 결정된 기준 CDF[

]를 비교하는 과정으로 진행되는데,

먼저, 변환함수 발생부(4)의 클리핑부(31)의 동작은 상기 히스토그램 발생부(1)로 부터 히스토그램[

]을 입력받은 클리핑부(41)는 잡음레벨의 증가를 억제하기 위하여 클리핑하게 된다.

예로하여, 도 10 의 (a)(b)(c)는 히스토그램에 대하여 클리핑하지 않은 누적분포 함수 및 히스토그램 등화에 의한 변환함수이고, 도 10의 (e)(f)(g)는 클리핑된 히스토그램 및 클리핑된 CDF에 대한 히스토그램 변환함수로서, 클리핑에 의한 변환함수를 비교하기 위한 도면이다.

먼저, 도 10 의 (a)(b)(c)를 참조하여 설명하면,

도 10의 (a)와 같이 히스토그램의 정점(high peak)은 거의 균일한 휘도를 가지는 영역이 넓게 분포하여 발생되는 것으로, 이와같은 영상에 대하여 일반적인 히스토그램 등화에 의한 변환은 도 10의 (c)와 같은 휘도레벨의 좁은 영역이 넓은 영역으로 변환되어 잡음레벨을 증가시키는 원인이 된다.

그리고, 상기 변환함수에 의해 향상되는 콘트라스트의 정도는 그 함수의 기울기에 비례하는 데 기인한다. 따라서, 그와같은 경우에는 콘트라스트의 향상정도를 제한할 필요가 있으며, 이는 변환함수의 기울기를 제한하는 것과 관련된다.

히스토그램 등화의 변환함수[T

]는 CDF[

]이며, 이의 미분은 히스토그램[

]이 되기 때문에 어떤 휘도 레벨에서의 변환함수의 기울기는 그 지점에서의 히스토그램의 높이에 비례하므로서, 변환함수의 기울기를 제한한다는 의미는 히스토그램의 높이를 제한하는 것과 마찬가지이다.

한편, 클리핑한 히스토그램 변환함수를 보면,

원 영상의 히스토그램[

]를 클리핑부(31)에서 클리핑 레벨(C;Clipping level)로 클리핑한 히스토그램[

]은 식 3과 같다.

=

, k= 0,1,...,2^B-1이다.

식 3에서 구해진 클리핑한 히스토그램[

]이 구해지면, 이를 인가받은 누적 합 계산부(32)에서 상기 클리핑한 히스토그램[

]에 대한 누적 합을 계산하고, 누적 합 함수[

]는 식 4와 같다.

=

k=0,1,...,2^B-1

그러나, 식 4는 클리핑 되어 버린 손실에 의해

<1이 되어 CDF로서의 조건을 만족하지 못하므로,

를 정규화하므로서 클리핑된 히스토그램[

]의 CDF로 가정한

를 구하면,

=

/max[

], k=0,1,...,2^B-1가 된다.

상기와 같이 구해진 누적합 계산부(42)로 부터 도 10의 (d)와 같이 클리핑된 CDF[

]는 도 10의 (e)와 같이 클리핑으로 인해 휘도 확장 구간이 선형화 되어 있고, 클리핑에 의한 손실과 정규화에 의해서 변환함수의 기울기가 도 10의 (b)는 클리핑 하지 않은 CDF[

]에 비해 완만한 특성을 보여준다.

이는

의 클리핑된 구간이

의 다이나믹 영역 확장구간에서의 선형성에 기여하게 된다.

의 확장구간 선형성의 효과는 도 10의 (b)의 클리핑 하지 않은 CDF[

]를 변환함수로 사용하는 히스토그램 등화의 결과인 도 10의 (c)와는 달리 클리핑된 CDF[

]를 변환함수로 사용한 결과인 도 10의 (f)와 같이 다이나믹 영역의 확장정도가 제한되어 있고, 확장된 휘도 레벨의 간격이 균일하게 되어 잡음레벨의 증가를 억제하게 된다.

여기서 식 3에서의 클리핑 레벨(C)는 C=MAX[

]/4 로 하여 클리핑하였다.

상기와 같이 클리핑부(31)과 누적 합 계산부(32)에서 원 영상의 히스토그램을 클리핑하고, 이를 누적합하여 정규화 시키므로서, 다이나믹 영역의 확장에 의한 잡음레벨의 증가를 억제하게 된다.

상기와 같은 클리핑된 히스토그램의 CDF[

]를 누적 합 계산부(32)는 비교 출력부(33)로 인가하게 된다.

상기 비교출력부(33)는 클리핑된 히스토그램의 CDF[

]와 영상 판단부(2)로 부터 입력된 기준 CDF[

]를 비교하여 차의 값[

]을 구하여 변환함수를 발생하게 된다.

상기 변환함수 발생과정은 첫 번째(ⅰ), 상기 클리핑된 CDF와 기준 CDF의 차이인

를 구한 후 이득 조절하게 되고, 두 번째(ⅱ)로, 상기 이득조절된 함수를 통과(Pass)특성을 지닌 변환함수[

]와의 합에 의해 히스토 그램 변환함수[

]를 얻게 된다.

첫 번째(ⅰ)는 상기 클리핑된 CDF[

]와 영상의 유형(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)에 의해 결정된 기준 CDF[

]의 차이값[

]은 식 5와 같다.

, k=0,1,..,2^B-1

상기 비교 출력부(33)의 차이값[

]은 식 5에 의해 원 영상의 휘도분포와 기준 히스토그램의 분포와의 차의 값[

]이 구하게 된다.

그리고, 도 11은 영상의 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 히스토 그램 변환함수 발생과정의 예로서, 클리핑된 CDF[

]와 기준 CDF[

] 및 상기 오차[

]에 대한 관계가 도시되었다.

도 11에 도시된 바와같이, 비교 출력부(33)의 차의 값[

]은 전달(pass)특성을 가지는 함수[

]와 더해져서 변환함수[

]가 되지만, 실제로는 차의 값[

]이 변환함수[

]의 특성을 결정하게 된다.

여기서, 기준 히스토그램[

]은 영상의 유형(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)에 따라 각기 다른 형태를 가지면서 다이나믹 영역의 확장이 요구되는 휘도구간, 즉 대부분의 화소들이 집중분포하는 구간에서 차의 값[

]을 다른 휘도구간에 비해 상대적으로 크게 하는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 기준 히스토그램과 원 영상의 히스토그램의 차이가 변환함수의 특성을 결정하도록 하므로서, 최종적으로 변환함수[

]가 영상의 유형에 적응성을 가지게 된다.

상기 비교출력부(33)에서 출력되는 신호(

)를 통과특성을 지닌 함수[

]에 더하기 전에 이득 조절부(34)에서 이득 조절하게 되는데,

상기 이득 조절부(34)의 스케일링부(34A)는 비교 출력부(33)에서 출력되는 차의 값[

]에 대한 이득조절 신호[

]는 식 6과 같다.

, k=0,1,...2^B-1

이고, 식 6에서 콘트라스트의 향상정도는 베타(

)에 의해 조절하게 된다.

상기 베타(

)의 결정은 반복적인 실험을 통해 육안으로 보았을 때 콘트라스트가 적절히 향상된다고 판단되는 값으로 정하게 된다.

상기 스케일링부(341)에 의해 콘트라스트를 조절되면, 상기 조절된 신호는 라운딩부(34B)에 의해 라운딩[round(

)]되어 통과 특성을 지니는 변환함수[

]에 인가하게 된다.

두 번째(ⅱ)는 이득 조절부(33)에서 최종적으로 이득 조절된 신호[round(

)]는 통과 특성을 지니는 변환함수[

]와 합산하게 된다.

즉, 상기 통과 특성을 지니는 변환함수[

]는 식 7과 같다.

=

(k=0,1,..,2^B-1)

이며, 히스토 그램 변환함수[

]는

와

의 합에 의해서 구해지며, 식 8과 같다.

, k=0,1,...,2^B-1가 된다.

상기 식 8을 식 5,6,7에 의해 다시 정리하면, 식 9와 같다.

, k=0,1,..,2^B-1

가 된다.

상기 식 9로 부터 비교출력부(33)의 차의 값[

]에 의해 전적으로 휘도 분포의 변화가 일어남을 알수 있게 된다.

따라서,

0이 되는 구간의 범위가 다이나믹 영역이 확장되는 범위이며, 그 값의 크기가 상기 범위내에서 콘트라스트 향상정도를 결정하게 된다.

만약,

=0이면 통과 특성을 가져 원 영상[

]이 그대로 출력되게 될 것이다.

또한, 변환함수[

]은 차의 신호[

]의 모양에 전적으로 의존적이며, 상기 차의 신호는 기준 히스토그램[

]에 의해 커다란 영향을 받게 된다.

그리고, 히스토그램 발생과정에 의해 각 유형별(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 영상들에 적용되는 과정의 예는 도 11에 보여진다.

이상에서와 같이 영상 판단과정으로 원 영상에 대하여 영상의 해석과 처리를 좀더 단순화하고 휘도 분포 적응성을 높이기 위해서 제안된 기법에서는 영상의 3가지 기본적인 유형으로 분류하고, 분류를 위한 정량적 수치로 전역평균을 이용하여 각 유형에 대한 기준 히스토그램을 선택하고,

변환함수 발생과정으로 상기 선택된 기준 히스토그램의 누적 분포함수와 원 영상의 누적 분포함수를 비교하여 히스토그램 변환함수를 발생시켜 영상 변환부(4)의 원 영상신호에 적용하므로서, 휘도분포 특성이 향상된 휘도레벨[

]을 얻게 된다.

이상으로 부터 발생된 히스토그램의 변환함수[

]를 도 12과 같은 히스토그램 변환함수의 순람표(look-up table)로 부터 영상변환부(4)는 변환된 휘도레벨[

]을 얻게 되며, 상기 변환된 휘도레벨[

]은 식 10과 같다.

, k=0,1,..,2^B-1

한편, 클리핑 레벨(C)과 매개변수 베타(β)에 대한 설정값에 따른 휘도레벨의 변화를 보면,

도 13과 도 14는 베타가 0.3일 때 3가지의 클리핑 레벨(C)값을 제안하는 기법에 적용하였을 경우의 클리핑된 CDF[

]와 처리된 영상의 CDF[

] 기준 휘도레벨의 변화를 각각 나타낸 것이다.

도 13에서 클리핑 레벨(C) 값이 작아짐에 따라 클리핑된 CDF[

]의 선형구간은 넓어지며, 클리핑된 CDF[

] 들이 클리핑에 의해 손실된 값과 정규화에 의해

보다 진폭이 점점 작아져 있다.

그러나, 도 14에서 클리핑레벨(C)에 의한 변환된 휘도레벨의 CDF[

]에서 다이나믹 영역이 확장된 구간의 폭은 모두 거의 동일하고, 다만 그 구간 내에서의 휘도값의 균일도만 약간의 차이를 보여주게 된다.

따라서, 일단 클리핑을 하게 되면 다아나믹 영역의 확장이 히스토그램 등화에 비해서는 제한하는 효과가 있으며, 클리핑 레벨(C)의 변환자체는 다이나믹 영역의 확장정도에는 그다지 큰 영향을 주지 않는다고 볼 수 있다.

상기와 같이 제안하는 기법은 여러 가지 영상들에 대한 반복적인 실험결과와 베타의 조화 등을 고려하여 식 3에서의 클리핑 레벨(C)은 C=MAX[

]/4 를 사용하였다.

그리고, 매개변수 베타(β)는 다음과 같이 설정하게 된다. 즉, 변환된 영상의 콘트라스트가 어느정도로 향상되어야 적당한가는 주관적인 시각에 따라 다르기 때문에 베타값에 의해 조절이 가능하도록 한다.

식 6에서 나타낸 바와같이, 베타에 의해 다이나믹 영역의 확장정도가 조절가능하다.

도 15는 베타값(0.2,0.3,0.4)에 따른 이득조절 함수의 변화를 보인 도면으로서, 베타에 따라서 이득 조절함수[

/255]의 진폭 변화를 보인 상기 베타에 의하여 변환된 휘도레벨 CDF[

]의 변화를 보인 도면이다.

상기 베타에 의해 다이나믹 영역, 즉 콘트라스트 향상정도가 조절된 다는 것을 알수 있다. 즉, 상기 베타는 제안하는 기법의 성능에 큰 영향을 미치게 된다.

그러므로, 적절한 베타를 결정하기 위해서는 여러 가지의 베타값을 각종 영상들에 대해 실험을 반복하여 얻어진 결과를 콘트라스트 향상정도와 전체적인 휘도균형 및 자연스러움 등을 육안으로 평가하게 되며, 이 결과 0.27~0.33의 값이 적당하다고 판단되었다.

이상의 과정으로 하여 클리핑 레벨(C)과 매개변수(β)를 결정하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 화소들을 처리하는 전역처리 및 지역처리를 보면 다음과 같다.

상기 전체영상에 대한 히스토그램을 기초로 한 하나의 변환함수만으로 모든 화소들이 수정되는 전역처리를 기준으로 한 것으로,

상기 전역처리는 계산량이 적은 장점이 있고 전체적인 영상 향상에 대체로 적합하기는 하지만 지역적인 휘도 분포가 변환함수에 잘 반영되지 않으므로, 작은 영역에서의 상세부분은 만족스럽게 향상시켜 주지 못한다.

이를 해결하기 위하여 본 발명은 제안하는 기법을 지역처리 하므로서 보다 더 향상된 화질의 영상을 얻고자 한다.

상기 지역 처리 방법에 대하여 설명하면,

전체영상의 히스토그램[

]으로 부터 평균을 구하여 영상의 유형을 판단하고, 이어서 기준 CDF[

]를 결정하는 과정까지는 전역처리에서와 동일한 방법으로 처리하게 된다.

상기와 같이 정해진 기준 CDF를 토대로 지역 처리방법들 중에서 하나를 선택하여 적용하게 되는데,

첫 번째 방법은 화소에서 화소로의 윈도우 이동은 단지 하나의 새로운 행 또는 열만이 변화되므로 이전에 얻어진 히스토그램에다가 상기 이동에 의해 발생되는 행 또는 열의 추가와 삭제에 의해 히스토그램을 갱신하는 방법으로, 이는 모든 화소들에 대해 히스토그램을 계산하는 것보다 유리하다.

두 번째 방법은 중복되지 않는(non-overlapping) 윈도우를 이용하는 것으로 계산량을 대폭 줄일수는 있지만 바라지 않는 바둑판 무늬(checkerboard) 효과를 발생시키는 단점이 있다.

그리고, 세 번째 방법은 본 발명에서 사용하는 피에조(pizer)등이 제안하는 지역처리 방법으로서,

영상의 2차원 공간상에서 일정한 수의 사각형 격자(grid)와 격자 점(grid point)을 중심으로 한 히스토그램 윈도우의 크기를 정의해 두고, 상기 격자점에서만 히스토그램과 변환함수가 계산되고 각 화소들에 대한 변환은 4개의 근접한 격자점의 변환들을 보간(Interpolation)함에 의해 이루어 지는 방법이다.

상기 본 발명이 사용하는 세 번째 방법에 의한 격자점의 기하학적인 배열구조는 도 17에 나타나 있으며, 여기서의 히스토그램은 격자점들을 중심으로 한 히스토그램 윈도우 내에 있는 화소들에 모든 격자 점의 위치에서 각각 계산되며, 이때 히스토그램의 윈도우의 크기는 격자 간격보다 크거나 작아도 무방하다.

그리고, 변환함수는 상기 각 격자 점들에서 구해진 히스토그램과 영상 판단과정에 의한 기준 CDF[

]에 의해 변환함수들이 만들어 지며, T₀,T₁,T₁₀,T₁₁은 4개의 인접한 격자 점에서의 히스토그램 변환함수를 나타낸다.

화소 [

]에 적용되는 변환[T]은 인접한 4개의 격자 점들의 변환에 대한 쌍선형 보간에 의해 식 11에 의해 결정된다.

T=a[bT₀+ (1-b)T₁₀] + (1-a)[bT₁+ (1-b)T₁₁]

식 11에서

이다.

영상의 경계부분에서는 2개의 인접한 격자 점에서의 변환을 선형 보간하고, 특히 모서리 부분에서는 단지 1개의 격가 점만 있으므로 하나의 변환만을 사용하는 별도의 방법으로 다루어 져야 한다.

상기 방법을 사용함에 있어 히스토그램 윈도우의 크기와 격자 점간의 각격이 지역 처리방법의 성능에 미치는 영향이 크므로, 이를 고려하여 크기와 간격을 고려하여 설정하게 되는데,

상기 히스토그램의 윈도우의 크기는 너무 작으면 지역적인 휘도변화에 너무 민감하여 오히려 전체화면에서 잡음이 발생되는 단점이 있고, 반대로 너무 크면 지역만의 휘도특성이 둔감해지게 된다.

한편, 격자 점의 간격은 히스토그램 윈도우의 크기와 같게 하거나 1/2로 하는 것이 가능해지는 데, 1/2로 하는 것이 각 화소들이 4개의 인접한 히스토그램 윈도우에 기여하게 된다.

일반적인 피에조에 의한 히스토그램 윈도우의 크기는 1/16에서 1/64로 하고, 격자 점간의 거리는 히스토그램 윈도우 크기의 1/2로 하는 것이 윈도우를 이동해 가면서 화소들 각각에 대해 히스토그램을 구하고, 변환처리하는 일반적인 방법에 의한 것으로 성능면에서 큰 차이가 없다.

따라서, 본 발명에 의한 제안하는 기법의 지역처리방법은 피에조 등의 방법에 의해 히스토그램 윈도우의 크기를 1/32로 하고, 격자 점간의 거리는 히스토그램 윈도우 크기의 1/2로 하였다.

윈도우가 매 화소 이동할 때마다 윈도우 내의 모든 화소들에 대해 히스토그램을 계산하고 변환함수를 구한 후에 그 화소에 적용하는 정상적인 지역처리 방법과 피에조등이 제안하는 지역처리 방법의 계산량을 계산시간을 가장 많이 소비하게 되는 히스토그램 계산 횟수에 의해 비교해 보면,

먼저, 정상적인 지역처리 방법은 N*M영상에 대해 NM번 히스토그램을 계산해야 하나, 피에조 등의 제안하는 지역처리 방법은 히스토그램의 윈도우의 크기를 영상 크기의 1/32로 하고, 격자 점간의 거리는 히스토그램 윈도우 크기의 1/2 로 하였을 경우에는 [(32*2)-1]²번의 히스토그램 계산만이 필요하게 된다.

상기와 같이 지역처리는 지역적인 휘도 특성이 반영된 변환함수를 화소들에 적용하게 되어 전역 처리에 비해 국소적인 콘트라스트가 잘 살아나는 좋은 화질의 영상을 얻을수 있다.

따라서, 제안하는 기법의 전역처리는 영상저장이 필요하든 필요하지 않든간에 일반 영상기기에서 실시간 처리가 가능하지만 지역처리는 계산량의 과다로 인해 필드 메모리 이상의 영상 저장장치를 필요로 하게 된다.

도 18은 본 발명의 제 1실시예로서,

RGB영상신호를 YIQ영상신호로 변환하는 매트릭스부(101)와, 상기 매트릭스부(101)의 휘도신호(Y) 출력을 이용하여 변환함수를 발생하여 출력하는 영상판단 및 변환함수 발생부(102)와, 상기 휘도신호(Y)를 입력받아 영상판단 및 변환함수 발생부(102)로 부터 영상판단 및 변환함수 발생과정에 의해 발생된 변환함수로 변환시켜 향상된 휘도신호를 출력하는 휘도신호 변환부(103)와, 상기 휘도신호 변환부(103)의 출력 휘도신호와 상기 매트릭스부(101)의 YIQ신호를 입력받아 RGB신호로의 역변환을 행하는 역매트릭스부(104)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 제 1 실시예의 작용을 보면,

RGB신호를 입력받은 매트릭스부(101)는 YIQ신호로 변환하여 출력하고, 상기 매트릭스부(101)의 휘도신호(Y) 출력을 영상판단 및 변환함수 발생부(102)와 휘도신호 변환부(103)에 인가하게 된다.

상기 영상판단 및 변환함수 발생부(102)는 입력 휘도신호(Y)의 휘도분포 상태에 따른 영상판단과정에 의해 기준 히스토그램을 선택하고, 상기 영상 판단과정에 의해 선택된 기준 히스토그램과 상기 휘도(Y)를 입력받아 변환함수 발생과정에 의해 비교하여 변환함수를 발생하게 된다.

상기 휘도신호 변환부(103)은 상기 발생된 변환함수를 상기 매트릭스부(101)의 휘도신호(Y)에 적용하므로서, 향상된 휘도신호(Y')를 휘도신호 변환부(103)에 출력하게 된다.

상기 휘도신호 변환부(103)의 출력 휘도신호와 상기 매트릭스부(101)의 출력IQ신호를 입력받은 역 매트릭스부(104)는 역 매트릭스 변환을 행하여 R'G'B'신호를 출력하게 된다.

도 19은 본 발명의 제 2실시예로서, 상기 디지탈 카메라등과 등과 같은 2차원 영상이 아니라 실시간 처리되는 비디오 신호로 TV,VCR, 캠코더 등에 이용될수 있으며, 이의 구성은 다음과 같다.

비디오 신호에 비디오 신호를 입력받아 휘도/칼라(Y/C)분리를 행하는 Y/C분리부(111)와, 상기 Y/C분리부(111)에서 출력되는 아나로그 휘도(Y)신호를 디지탈휘도신호로 변환하는 A/D변환부(112)와, 상기 디지탈 휘도신호를 영상판단 및 변환함수 발생과정에 의해 변환함수를 출력하는 영상판단 및 변환함수 발생부(113)와, 상기 디지탈 휘도신호를 필드 또는 프레임 단위로 저장하는 영상저장부(114)와, 상기 저장된 휘도신호를 영상판단 및 변환함수 발생부(113)의 변환함수로 영상 변환하는 휘도신호 변환부(115)와, 상기 영상변환된 디지탈 휘도신호를 아나로그 휘도신호로 변화하여 출력하는 D/A 변환부(116)와, 상기 칼라신호를 입력받아 영상판단 및 변환함수 발생부(113)에 의해 휘도신호를 변환하는 지연 시간만큼 지연된 신호로 출력하는 지연부(117)로 구성된다.

그리고 제안하는 기법의 전역처리 경우는 상기 영상기억부(114)가 없이도 적용 가능하다.

상기와 같은 제 2실시예의 동작은 실시간 처리되는 비디오 신호[V(t)]를 Y/C 분리부(111)에서 입력받아 휘도[Y(t)] 및 칼라신호[C(t)]로 분리하게 되고, 상기 분리된 아나로그 휘도신호[Y(t)]는 A/D변환부(112)에서 디지탈 휘도신호로 변환하여 출력하게 된다.

상기 변환된 디지탈 휘도신호는 영상판단 및 변환함수 발생부(113)와 영상 저장부(114)에 입력된다.

상기 영상판단 및 변환함수 발생부(113)는 입력 디지탈 휘도신호의 상태에 따라 유형별 기준 히스토그램을 미리 설정한 후, 상기 디지탈 휘도 신호의 상태에 따라 기준 히스토그램을 선택하는 영상판단 과정과, 상기 영상판단 과정에 의해 입력되는 신호를 디지탈 휘도신호와 비교하여 휘도 변환함수를 발생시켜 휘도신호 변환부(115)에 출력시키게 된다.

여기서, 지역처리 경우는 상기 A/D변환부(112)로 부터 변환된 디지탈 휘도신호를 영상 저장부(114)의 필드(field) 메모리나 프레임(frame) 메모리 등을 이용하여 이의 구간 동안 저장하게 된다.

여기서, 제안하는 기법의 전역 처리의 경우는 영상 저장부(114)가 없어도 적용이 가능하다.

상기 저장된 휘도신호는 휘도신호 변환부(115)에 입력하게 된다.

상기 휘도신호 변환부(115)는 입력된 디지탈 휘도신호를 영상판단 및 변환함수 발생부(113)의 변화함수로 영상 변환시켜 D/A 변환부(116)로 입력하게 된다.

상기 D/A 변환부(116)는 입력되는 변환된 휘도신호[Y(t-τ)]를 출력하게 된다.

한편, 칼라신호[C(t)]를 입력받은 지연부(117)에서는 상기 신호를 소정시간 지연시키게 되는데, 이는 휘도신호를 영상판단 및 변환함수 발생부(113)에서 변환처리하는 시간만큼의 지연시켜 지연된 신호[C(t-τ)]로 출력시키게 된다.

본 발명은 영상기기에의 적용을 고려하여 휘도 분포 상태에 적응하여 자동적으로 변환함수가 발생되게 하고, 성능면에서는 전 구간의 휘도변환을 배제하면서 화소들이 집중분포하는 구간을 강조하여 변환하므로서 잡음과 콘트라스트 향상에 의한 부자연스러움을 제거하여 자연스럽고 생동감 있게 휘도 특성이 향상된 영상을 얻는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 원영상을 입력받아 히스토그램을 발생하는 히스토그램 발생부와, 상기 히스토그램 발생부의 출력을 입력받아 미리 설정한 복수개의 유형 중 하나로 선택하여 출력하는 영상판단부와, 상기 원영상의 출력과 상기 영상판단부의 출력을 비교하여 변환함수를 발생하는 변환함수 발생부와, 상기 원영상을 변환함수 발생부의 변환함수로 변환하여 출력하는 영상변환부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다이나믹 콘트라스트 향상장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 영상 판단부는; 휘도분포 상태에 따라 영상의 기준 히스토 그램 분류를 위한 정량적 수치로 나타내는 전역평균과, 상기 전역평균에 의해 정량적 수치를 이용하여 기준 히스토그램을 선택하는 유형판단부로 구성된 것을 특징으로 하며,

   상기 변환 함수 발생부는; 상기 발생된 히스토그램을 클리핑하는 클리핑부와, 상기 클리핑된 레벨을 누적하여 합하는 누적 합 계산부와, 상기 누적 합 계산부로 부터 출력된 신호와 영상판단부로 부터 출력되는 신호를 비교하는 비교 출력부와, 상기 비교출력부에서 출력되는 신호의 이득을 조절하는 이득조절부와, 상기 이득 조절된 신호를 통과 특성을 지닌 변환함수와 합산하여 변환함수로 출력하는 합산부로 구성된 것을 특징으로 하는 다이나믹 콘트라스트 향상장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 이득 조절부는; 비교 출력된 신호를 소정의 변수로 스케일링(Scaling)하는 스케일링부와, 상기 스케일링된 신호를 라운딩(Rounding)하는 정수화을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다이나믹 콘트라스트 향상장치.
4. 휘도분포 상태에 따라 영상의 유형별 기준 히스토그램을 미리 정해두고, 원 영상의 휘도분포 상태에 따른 유형별 기준 히스토그램을 선택하는 영상판단과정과,

   상기 선택된 기준 히스토그램의 누적 분포함수와 원영상의 누적분포함수를 비교하여 히스토그램 변환함수를 발생하여 원 영의 휘도신호를 변화시키는 변환함수 발생과정을 진행하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 콘트라스트 향상방법.
5. RGB영상신호를 YIQ영상신호로 변환하는 매트릭스부와, 상기 매트릭스부의 휘도신호 출력을 이용하여 변환함수를 발생하여 출력하는 영상판단 및 변환함수 발생부와, 상기 휘도신호를 입력받아 영상판단 및 변환함수 발생부로 부터 영상판단 및 변환함수 발생과정에 의해 발생된 변환함수로 변환시켜 향상된 휘도신호를 출력하는 휘도신호 변환부와, 상기 휘도신호 변환부의 출력 휘도신호와 상기 매트릭스부의 YIQ신호를 입력받아 RGB신호로의 역변환을 행하는 역매트릭스부로 구성된 것을 특징으로 하는 다이나믹 콘트라스트 향상장치.
6. 비디오 신호에 비디오 신호를 입력받아 휘도신호/칼라신호로 분리를 행하는 Y/C분리부와, 상기 Y/C분리부에서 출력되는 아나로그 휘도신호를 디지탈 휘도신호로 변환하는 A/D변환부와, 상기 디지탈 휘도신호를 영상판단 및 변환함수 발생과정에 의해 변환함수를 발생시켜 출력하는 영상판단 및 변환함수 발생부와, 상기 디지탈 휘도신호를 필드 또는 프레임 단위로 저장하는 영상저장부와, 상기 저장된 휘도신호를 영상판단 및 변환함수 발생부의 변환함수로 영상 변환하는 휘도신호 변환부와, 상기 영상변환된 디지탈 휘도신호를 아나로그 휘도신호로 변화하여 출력하는 D/A 변환부와, 상기 칼라신호를 입력받아 영상판단 및 변환함수 발생부에 의한 휘도신호의 지연 시간만큼 지연시키는 지연부로 구성된 것을 특징으로 하는 다이나믹 콘트라스트 향상장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 A/D변환부의 출력을 저장하는 영상 저장부를 추가하여 구성한 것을 특징으로 하는 다이나믹 콘트라스트 향상장치.

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