KR100298412B1 - 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법 - Google Patents

동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법은 영상의 밝기에 따라 부분적 또는 전체적으로 밝기를 제어하기 위한 것으로서, 입력되는 영상의 상위 2비트로부터 축적 밀도 함수(cumulative density function : CDF)를 계산하여 소정 축을 소정 개수의 부분으로 나눈 후 소정 개수의 컨트롤 포인트를 검출하는 컨트롤 포인트 검출수단과, 상기 영상의 하위 6비트와 컨트롤 포인트 검출수단에서 출력된 신호를 계산한 후 나누어 상기 영상의 다음 프레임의 밝기를 제어하는 영상신호 밝기 제어수단으로 구성되며, 입력되는 영상의 히스토그램에 근거하여 영상의 밝기를 부분적 또는 전체적으로 변환함으로써 최적의 컨트라스트(contrast)를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법{apparatus and method for controlling brightness in image signal}
본 발명은 디지털 티브이(digital TV)와 같은 동영상 송수신 시스템의 영상신호에 관한 것으로, 특히 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
동영상 송수신 시스템에서 영상 신호의 전송 과정은 카메라를 통하여 감지된 빛 에너지를 전기신호로 바꾼 후 아날로그 또는 디지털 신호 처리 과정 및 채널 코딩(channel coding)을 거쳐 전송하는 송신부와 그 역과정을 거쳐 디스플레이 장치에 동영상을 나타내는 수신부로 구성된다.
이러한 일련의 과정을 통해서 디스플레이되는 영상은 직접 눈으로 사물을 보는 느낌과 다를 수 있다.
또 어떤 경우에는 원래 영상을 사람 또는 기계가 원하는 형태로 바꾸어서 나타낼 필요가 있다.
이를 위하여 디스플레이에 앞서 여러 후처리(post-processing) 방법들이 사용된다.
이하, 종래 기술에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래 기술에 따른 영상신호의 밝기 제어 과정에 의한 히스토그램 평활화 과정을 나타낸 도면이고, 도 2a 내지 2d 는 종래 기술 및 본 발명에 따른 어두운 영상과 밝은 영상의 히스토그램 및 축적 밀도 함수의 일예를 나타낸 도면이다.
이와 같은 종래 기술에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 에 도시된 바와 같이, 입력되는 정지 영상의 한 프레임의 밝기 신호로부터 히스토그램(histogram)을 계산하고, 이로부터 축적 밀도 함수(cumulative density function : 이하 CDF라 약칭함)를 계산한다.
상기 계산된 히스토그램에서 어두운 영상과 밝은 영상은 도 2a 및 도 2c 에 도시된 바와 같다.
그리고 상기 도 2a 및 도 2c 에 나타낸 어두운 영상과 밝은 영상의 히스토그램으로부터 계산된 CDF곡선은 도 2b 및 도 2d 에 도시된 일점 쇄선과 같다.
여기서 CDF곡선은 사선(dashed line)으로 도시되었다.
이후 상기 계산된 CDF곡선의 수직 축(# of pixels)을 0~255의 범위를 갖도록 크기 조정(scaling)을 하고, 이를 전달 특성으로 하여 컨트라스트(contrast)의 변환을 수행한다.
그러나 종래 기술에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법에 있어서 밝기 신호가 8비트로 표현되는 경우 히스토그램을 계산하고 저장하기 위한 256개의 카운터(counter)를 필요로 하고, 또한 카운터를 이용하여 컨트라스트 제어를 해야 하므로 상당히 번거로운 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 영상의 밝기에 따라 부분적 또는 전체적으로 밝기를 제어하기 위한 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기와 같은 장치에 상응하는 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 영상신호의 밝기 제어 과정에 의한 히스토그램 평활화 과정을 나타낸 도면
도 2a 내지 2d 는 종래 기술 및 본 발명에 따른 어두운 영상과 밝은 영상의 히스토그램 및 축적 밀도 함수의 일예를 나타낸 도면
도 3 은 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치의 일실시예를 나타낸 도면
도 4 는 도 3 의 영상신호의 밝기 제어 과정에 의한 히스토그램 평활화 과정을 나타낸 도면
도 5 는 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법의 일실시예를 나타낸 플로우 챠트
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 비교부 102 : 제 1 카운트부
103 : 제 2 카운트부 104 : 제 1 신호 선택부
105 : 제 1 곱셈부 106 : 제 2 신호 선택부
107 : 제 1 가산부 108 : 제 2 곱셈부
109 : 제 2 가산부 110 : 제 3 신호 선택부
111 : 래치부 112 : 신호 선택 로직부
113 : 제 4 신호 선택부 114 : 제 3 곱셈부
115 : 계산 116 : 제 4 곱셈부
117 : 제 3 가산부 118 : 시프트부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치의 특징은, 입력되는 영상의 상위 2비트로부터 축적 밀도 함수(cumulative density function : CDF)를 계산하여 소정 축을 소정 개수의 부분으로 나눈 후 소정 개수의 컨트롤 포인트를 검출하는 컨트롤 포인트 검출수단과, 상기 영상의 하위 6비트와 컨트롤 포인트 검출수단에서 출력된 신호를 계산한 후 나누어 상기 영상의 다음 프레임의 밝기를 제어하는 영상신호 밝기 제어수단을 포함하여 구성되는데 있다.
상기 컨트롤 포인트 검출수단은 입력되는 영상의 상위 2비트와 다수개의 기 설정된 값을 비교하는 비교부와, 상기 영상의 매 프레임의 '1'의 개수를 카운트하는 제 1 카운트부와, 상기 비교부의 신호를 패러럴 클럭(p_clk)에 따라 카운트하는 제 2 카운트부와, 카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 제 2 카운트부에서 카운트된 신호중 어느 하나를 선택하는 제 1 신호 선택부와, 상기 제 1 신호 선택부의 신호와 255/# of pixels수를 곱셈하는 제 1 곱셈부와, 상기 카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 다수개의 기 설정된 값을 선택하는 제 2 신호 선택부와, 상기 제 1 곱셈부의 신호와 상기 제 2 신호 선택부의 신호를 가산하는 제 1 가산부와, 스케일 조정신호(hm_scale)와 상기 제 1 가산부의 신호를 곱셈하는 제 2 곱셈부와, 상기 제 2 신호 선택부의 신호와 상기 제 2 곱셈부의 신호를 가산하는 제 2 가산부와, 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부의 신호를 선택하는 제 3 신호 선택부와, 상기 제 3 신호 선택부의 신호를 래치하는 래치부를 포함하여 구성되는데 다른 특징이 있다.
상기 영상신호 밝기 제어수단은 상기 비교부의 신호에 따라 선택 로직을 수행하여 그 결과신호를 출력하는 신호 선택 로직부와, 상기 신호 선택 로직부의 신호에 따라 상기 래치부의 신호를 선택하는 제 4 신호 선택부와, 상기 영상의 하위 6비트와 상기 제 4 신호 선택부의 신호를 곱셈하는 제 3 곱셈부와, 상기 영상의 하위 6비트의 값을 기 설정된 값에서 빼 그 결과신호를 출력하는 연산부와, 상기 제 4 신호 선택부의 신호와 상기 연산부의 신호를 곱셈하는 제 4 곱셈부와, 상기 제 3 및 제 4 곱셈부의 신호를 가산하는 제 3 가산부와, 상기 제 3 가산부의 신호를 시프트시키는 시프트부를 포함하여 구성되는데 또다른 특징이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법의 특징은, 입력되는 영상의 매 프레임의 히스토그램을 계산하는 단계와, 상기 계산된 매 프레임의 히스토그램으로부터 축적 밀도 함수(cumulative density function : CDF)를 계산하는 단계와, 상기 계산된 히스토그램의 크기를 조절하는 단계를 구비한 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법에 있어서, 상기 크기가 조절된 축적 밀도 함수(CDF)에 따른 전달 특성 곡선의 수평축을 소정 개수의 부분으로 나누어 컨트롤 포인트를 설정하는 단계와, 상기 설정된 소정 개수의 컨트롤 포인트를 전체 또는 부분적으로 제어하여 최종 전달 특성 곡선을 결정한 후 이를 이용하여 상기 영상의 다음 프레임의 밝기를 변화시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는데 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치의 일실시예를 나타낸 도면으로, 입력되는 영상의 상위 2비트로부터 축적 밀도 함수(cumulative density function : CDF)를 계산하여 소정 축을 소정 개수의 부분으로 나눈 후 소정 개수의 컨트롤 포인트를 검출하는 컨트롤 포인트 검출수단(A)과, 상기 영상의 하위 6비트와 컨트롤 포인트 검출수단(A)에서 출력된 신호를 계산한 후 나누어 상기 영상의 다음 프레임의 밝기를 제어하는 영상신호 밝기제어수단(B)으로 구성된다.
상기 컨트롤 포인트 검출수단(A)은 입력되는 영상의 상위 2비트와 다수개의 기 설정된 값을 비교하는 비교부(101)와, 상기 영상의 매 프레임의 '1'의 개수를 카운트하는 제 1 카운트부(102)와, 상기 비교부(101)의 신호를 카운트하는 제 2 카운트부(103)와, 카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 제 2 카운트부(103)에서 카운트된 신호중 어느 하나를 선택하는 제 1 신호 선택부(104)와, 상기 제 1 신호 선택부(104)의 신호와 255/# of pixels수를 곱셈하는 제 1 곱셈부(105)와, 상기 카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 다수개의 기 설정된 값을 선택하는 제 2 신호 선택부(106)와, 상기 제 1 곱셈부(105)의 신호와 상기 제 2 신호 선택부(106)의 신호를 가산하는 제 1 가산부(107)와, 스케일 조정신호(hm_scale)와 상기 제 1 가산부(107)의 신호를 곱셈하는 제 2 곱셈부(108)와, 상기 제 2 신호 선택부(106)의 신호와 상기 제 2 곱셈부(108)의 신호를 가산하는 제 2 가산부(109)와, 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호를 선택하는 제 3 신호 선택부(110)와, 상기 제 3 신호 선택부(110)의 신호를 래치하는 래치부(111)를 포함하여 구성된다.
상기 영상신호 밝기 제어수단(B)은 상기 비교부(101)의 신호에 따라 선택 로직을 수행하여 그 결과신호를 출력하는 신호 선택 로직부(112)와, 상기 신호 선택 로직부(112)의 신호에 따라 상기 래치부(111)의 신호를 선택하는 제 4 신호 선택부(113)와, 상기 영상의 하위 6비트와 상기 제 4 신호 선택부(113)의 신호를 곱셈하는 제 3 곱셈부(114)와, 상기 영상의 하위 6비트의 값을 기 설정된 값에서빼 그 결과신호를 출력하는 연산부(115)와, 상기 제 4 신호 선택부(113)의 신호와 상기 연산부(115)의 신호를 곱셈하는 제 4 곱셈부(116)와, 상기 제 3 및 제 4 곱셈부(114)(116)의 신호를 가산하는 제 3 가산부(117)와, 상기 제 3 가산부(117)의 신호를 시프트시키는 시프트부(118)를 포함하여 구성된다.
상기 비교부(101)는 상기 영상의 상위 2비트의 값과 기설정된 값(64)을 비교하여 그 결과신호를 출력하는 제 1 비교기(101a)와, 상기 영상의 상위 2비트의 값과 기설정된 값(128)을 비교하여 그 결과신호를 출력하는 제 2 비교기(101b)와, 상기 영상의 상위 2비트의 값과 기설정된 값(192)을 비교하여 그 결과신호를 출력하는 제 3 비교기(101c)로 구성된다.
상기 카운트부(103)는 상기 비교부(101)의 제 1 비교기(101a)의 신호를 카운트하여 그 결과신호를 출력하는 제 1 카운터(103a)와, 상기 비교부(101)의 제 2 비교기(101b)의 신호를 카운트하여 그 결과신호를 출력하는 제 2 카운터(103b)와, 상기 비교부(101)의 제 3 비교기(101c)의 신호를 카운트하여 그 결과신호를 출력하는 제 3 카운터(103c)로 구성된다.
상기 제 3 신호 선택부(110)는 상기 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호 또는 상기 기 설정된 값(64)을 출력하는 제 1 멀티플렉서(110a)와, 상기 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호 또는 상기 기 설정된 값(128)을 출력하는 제 2 멀티플렉서(110b)와, 상기 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호 또는 상기 기 설정된 값(192)을 출력하는 제 3 멀티플렉서(110c)로 구성된다.
상기 래치부(111)는 상기 제 3 신호 선택부(110)의 제 1 멀티플렉서(110a)의 신호를 래치한 후 그 결과신호를 출력하는 제 1 래치(111a)와, 상기 제 3 신호 선택부(110)의 제 1 멀티플렉서(110b)의 신호를 래치한 후 그 결과신호를 출력하는 제 2 래치(111b)와, 상기 제 3 신호 선택부(110)의 제 1 멀티플렉서(110c)의 신호를 래치한 후 그 결과신호를 출력하는 제 3 래치(111c)로 구성된다.
도 4 는 도 3 의 영상신호의 밝기 제어 과정에 의한 히스토그램 평활화 과정을 나타낸 도면이고, 도 5 는 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법의 일실시예를 나타낸 플로우 챠트이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
8비트로 입력되는 영상의 수평축을 4개의 부분으로 나눈 후 그에 따른 컨트롤 포인트 3에 따라 밝기를 전체 또는 부분적으로 제어하는 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 도 5 에 도시된 바와 같이, 초기화 과정에서 컨트롤 포인트 검출수단(A)내 제 2 카운트부(102)는 리셋을 통하여 0으로 초기화하고, 래치부(111)는 디폴트 값(제 1 래치=64, 제 2 래치=)으로 초기화한다.
이후, 비교부(101)는 한 프레임이 시작되면 그 프레임이 끝날 때까지 모든 화소(영상)를 다수개의 기 설정된 값을 비교하여 그 결과신호를 출력한다.
즉 비교부(101)내 제 1 비교기(101a)는 상기 영상의 상위 2비트의 값과 기설정된 값(64)을 비교하여 그 결과신호를 출력한다.
그리고 제 2 비교기(101b)는 상기 영상의 상위 2비트의 값과 기설정된 값(128)을 비교하여 그 결과신호를 출력한다.
아울러 제 3 비교기(101c)는 상기 영상의 상위 2비트의 값과 기설정된 값(192)을 비교하여 그 결과신호를 출력한다.
또한, 제 1 카운트부(102)는 상기 영상의 매 프레임의 '1'의 개수를 카운트하여 그 결과신호를 출력한다.
그러면 제 2 카운트부(103)는 상기 비교부(101)의 신호를 패러럴 클럭(p_clk)에 따라 카운트하여 그 결과신호를 출력한다.
즉 카운트부(103)내 제 1 카운터(103a)는 상기 비교부(101)의 제 1 비교기(101a)의 신호를 패러럴 클럭(p_clk)에 따라 카운트하여 그 결과신호를 출력한다.
그리고 제 2 카운터(103b)는 상기 비교부(101)의 제 2 비교기(101b)의 신호를 상기 패러럴 클럭(p_clk)에 따라 카운트하여 그 결과신호를 출력한다.
아울러 제 3 카운터(103c)는 상기 비교부(101)의 제 3 비교기(101c)의 신호를 상기 패러럴 클럭(p_clk)에 따라 카운트하여 그 결과신호를 출력한다.
즉, 상기 비교부(101)는 상기 비교결과 상기 기설정된 값이 64보다 작으면 상기 제 2 카운트부(103)내 제 1 내지 제 3 카운터(103a~103c)를, 64~127범위에 있으면 제 2 및 제 3 카운터(103b)(103c)를, 128~191범위에 있으면 제 3 카운터(103c)를 증가시킨다.
이러한 과정은 한 프레임이 끝나고 수직 블랭킹(vertical blanking)전까지 수행하면 상기 제 1 내지 제 3 카운터(103a~103c)의 값은 도 4 에 도시된 바와 같이 컨트롤 포인트(control point)에서의 정규화(normalization)되지 않은 CDF를 나타내게 된다.
이에 따라 제 1 신호 선택부(104)는 카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 제 2 카운트부(103)에서 카운트된 신호중 어느 하나를 선택하여 그 결과신호를 출력한다.
그러면 제 1 곱셈부(105)는 상기 제 1 신호 선택부(104)의 신호와 255/# of pixels수를 곱셈하여 그 결과신호를 출력한다.
또한, 제 2 신호 선택부(106)는 상기 카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 다수개의 기 설정된 값을 선택하여 그 결과신호를 출력한다.
이에 따라 제 1 가산부(107)는 상기 제 1 곱셈부(105)의 신호와 상기 제 2 신호 선택부(106)의 신호를 가산하여 그 결과신호를 출력한다.
그러면 제 2 곱셈부(108)는 스케일 조정신호(hm_scale)와 상기 제 1 가산부(107)의 신호를 곱셈하여 그 결과신호를 출력한다.
이어 제 2 가산부(109)는 상기 제 2 신호 선택부(106)의 신호와 상기 제 2 곱셈부(108)의 신호를 가산하여 그 결과신호를 출력한다.
이에 따라 제 3 신호 선택부(110)는 상기 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호를 선택하여 그 결과신호를 출력한다.
즉 제 3 신호 선택부(110)내 제 1 멀티플렉서(110a)는 상기 유저선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호 또는 상기 기 설정된 값(64)을 출력한다.
그리고 제 2 멀티플렉서(110b)는 상기 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호 또는 상기 기 설정된 값(128)을 출력한다.
아울러 제 3 멀티플렉서(110c)는 상기 유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부(109)의 신호 또는 상기 기 설정된 값(192)을 출력한다.
그러면 래치부(111)는 상기 제 3 신호 선택부(110)의 신호를 래치하여 그 결과신호를 출력한다.
즉 래치부(111)내 제 1 래치(111a)는 상기 제 3 신호 선택부(110)의 제 1 멀티플렉서(110a)의 신호를 래치한 후 그 결과신호를 출력한다.
그리고 제 2 래치(111b)는 상기 제 3 신호 선택부(110)의 제 1 멀티플렉서(110b)의 신호를 래치한 후 그 결과신호를 출력한다.
아울러 제 3 래치(111c)는 상기 제 3 신호 선택부(110)의 제 1 멀티플렉서(110c)의 신호를 래치한 후 그 결과신호를 출력한다.
즉 상기와 같은 과정을 통해 상기 수직 블랭킹 기간동안 상기 제 2 카운트부(103)의 제 1 내지 제 3 카운터(103a~103c)의 값들은 정규화되어 래치부(111)내 제 1 내지 제 3 래치(111a~111c)에 저장된다.
여기서 상기 정규화는 255(8비트의 영상)를 프레임내 화소수로 나눈 값을 상기 제 2 카운트부(103)내 제 1 내지 제 3 카운터(103a~103c)의 값들에 곱하여 수행한다.
이때 상기 래치부(111)내 제 1 내지 제 3 래치(111a~111c)의 값들을 변화시킴으로써 전체 또는 부분적으로 다양한 밝기 제어가 가능하다.
예를 들어 어두운 부분의 밝기는 변화를 주지 않고 비교적 밝은 부분의 컨트라스트를 높이는 효과를 얻기 위해서는 상기 제 1 래치(111a)로 디폴트값이 로딩(loading)되도록 상기 제 3 신호 선택부(110)내 제 1 멀티플렉서(110a)를 제어하면 된다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 멀티플렉서(110a~110c)를 기설정된 값으로 고정시키면 밝기 변환이 수행되지 않고, 고정시키지 않으면 히스토그램 평활화된 결과를 얻게 된다.
그리고 밝기 변환 정도를 조정할 수 있는데, 이는 상기 제 1 내지 제 3 래치(111a~111c)의 디폴트값에서 변화된 정도를 조절함으로써 가능하다.
즉 하기한 수학식 1에서 S값을 조절함으로써 가능하다.
여기서 S는 0에서 1 사이의 실수값이 될 수 있고, 0에 가까울수록 변화 정도가 작아지고, 1에 가까울수록 변화 정도가 커진다.
이렇게 계산된 래치부(111)의 제 1 내지 제 3 래치(111a~111c)의 값들은 다음 프레임의 밝기 제어에 사용된다.
한편, 영상신호 밝기 제어수단(B)내 신호 선택 로직부(112)는 상기 비교부(101)의 신호에 따라 선택 로직을 수행하여 그 결과신호를 출력한다.
그러면 제 4 신호 선택부(113)는 상기 신호 선택 로직부(112)의 신호에 따라 상기 래치부(111)의 신호를 선택하여 그 결과신호를 출력한다.
즉 제 4 신호 선택부(113)는 하기한 표 1에 따라 상기 래치부(111)의 신호를 선택하여 출력한다.
Sel1 Sel2 Sel3 Out1 Out2
FFFF FFTT FTTT lMAXLout3Lout2Lout1 Lout3Lout2Lout10
아울러 제 3 곱셈부(114)는 상기 영상의 하위 6비트의 값(α)과 상기 제 4 신호 선택부(113)의 신호를 곱셈하여 그 결과신호를 출력한다.
그러면 연산부(115)는 상기 영상의 하위 6비트의 값(α)을 기 설정된 값(64)에서 빼 그 결과신호를 출력한다.
이에 따라 제 4 곱셈부(116)는 상기 제 4 신호 선택부(113)의 신호와 상기 연산부(115)의 신호를 곱셈하여 그 결과신호를 출력한다.
그러면 제 3 가산부(117)는 상기 제 3 및 제 4 곱셈부(114)(116)의 신호를 가산하여 그 결과신호를 출력한다.
이에 따라 시프트부(118)는 상기 제 3 가산부(117)의 신호를 시프트시켜 그 결과신호를 출력한다.
즉 상기와 같은 과정을 통해 입력 영상의 밝기 값이 각각 Yin<64,64≤Yin<128, 128≤Yin<192 및 192≤Yin인 경우 하기한 수학식 2 내지 수학식 5에서 계산된 값에 따라 다음 프레임의 밝기가 각각 제어된다.
여기서 α는 입력 영상의 밝기 신호 Yin의 6LSBs값이다.
상기와 같은 본 발명은 현재 프레임에서 계산된 히스토그램의 정보를 영상의 다음 프레임에 적용하는 구조를 가지고 있는데, 이는 연속된 프레임간에 밝기 분포의 특성이 유사하기 때문에 큰 문제가 발생하지 않는다.
상기 현재 프레임에 바로 적용하기 위해서는 현재 프레임의 CDF를 계산하는 동안 현재 프레임을 저장하기 위한 하나의 프레임 메모리만 추가하면 된다.
또한, CDF를 보다 정확히 근사화하기를 원하거나 밝기에 따라 좀더 세밀한 제어를 원할 경우 상기 CDF의 수평축을 나누는 값을 증가시킴으로써 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치 및 방법에 있어서는 입력되는 영상의 히스토그램에 근거하여 영상의 밝기를 부분적 또는 전체적으로 변환함으로써 최적의 컨트라스트(contrast)를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 디지털 TV, 디지털 카메라, DVD 플레이어, 컴퓨터 응용 프로그램 등의 제품에 적용 가능하며 제품에 영상의 다양한 밝기 변환 기능을 제공할 수 있는 이점도 있다.
상기와 같이 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 입력되는 영상의 상위 2비트로부터 축적 밀도 함수(cumulative density function : CDF)를 계산하여 소정 축을 소정 개수의 부분으로 나눈 후 소정 개수의 컨트롤 포인트를 검출하는 컨트롤 포인트 검출수단과;
    상기 영상의 하위 6비트와 컨트롤 포인트 검출수단에서 출력된 신호를 계산한 후 나누어 상기 영상의 다음 프레임의 밝기를 제어하는 영상신호 밝기 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동영상 송수신시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤 포인트 검출수단은
    입력되는 영상의 상위 2비트와 다수개의 기 설정된 값을 비교하는 비교부와;
    상기 영상의 매 프레임의 '1'의 개수를 카운트하는 제 1 카운트부와;
    상기 비교부의 신호를 패러럴 클럭(p_clk)에 따라 카운트하는 제 2 카운트부와;
    카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 제 2 카운트부에서 카운트된 신호중 어느 하나를 선택하는 제 1 신호 선택부와;
    상기 제 1 신호 선택부의 신호와 255/# of pixels수를 곱셈하는 제 1 곱셈부와;
    상기 카운트 제어신호(count_control)에 따라 상기 다수개의 기 설정된 값을 선택하는 제 2 신호 선택부와;
    상기 제 1 곱셈부의 신호와 상기 제 2 신호 선택부의 신호를 가산하는 제 1 가산부와;
    스케일 조정신호(hm_scale)와 상기 제 1 가산부의 신호를 곱셈하는 제 2 곱셈부와;
    상기 제 2 신호 선택부의 신호와 상기 제 2 곱셈부의 신호를 가산하는 제 2 가산부와;
    유저 선택신호(user_select)에 따라 상기 제 2 가산부의 신호를 선택하는 제 3 신호 선택부와;
    상기 제 3 신호 선택부의 신호를 래치하는 래치부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동영상 송수신시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비교부와, 카운터부, 제 3 신호 선택부 및 래치부는 다수개의 비교기와, 카운터, 멀티플렉서 및 래치로 각각 구성됨을 특징으로 하는 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 비교기와, 카운터, 멀티플렉서 및 래치의 개수는 소정 컨트롤 포인트의개수에 따라 결정됨을 특징으로 하는 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상신호 밝기 제어수단은
    상기 비교부의 신호에 따라 선택 로직을 수행하여 그 결과신호를 출력하는 신호 선택 로직부와;
    상기 신호 선택 로직부의 신호에 따라 상기 래치부의 신호를 선택하는 제 4 신호 선택부와;
    상기 영상의 하위 6비트와 상기 제 4 신호 선택부의 신호를 곱셈하는 제 3 곱셈부와;
    상기 영상의 하위 6비트의 값을 기 설정된 값에서 빼 그 결과신호를 출력하는 연산부와;
    상기 제 4 신호 선택부의 신호와 상기 연산부의 신호를 곱셈하는 제 4 곱셈부와;
    상기 제 3 및 제 4 곱셈부의 신호를 가산하는 제 3 가산부와;
    상기 제 3 가산부의 신호를 시프트시키는 시프트부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시프트부에서 상기 제 3 가산부의 신호를 시프트시키는 것은 64로 나누는 것과 동일함을 특징으로 하는 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어장치.
  7. 입력되는 영상의 매 프레임의 히스토그램을 계산하는 단계와, 상기 계산된 매 프레임의 히스토그램으로부터 축적 밀도 함수(cumulative density function : CDF)를 계산하는 단계와, 상기 계산된 히스토그램의 크기를 조절하는 단계를 구비한 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법에 있어서,
    상기 크기가 조절된 축적 밀도 함수(CDF)에 따른 전달 특성 곡선의 수평축을 소정 개수의 부분으로 나누어 컨트롤 포인트를 설정하는 단계와;
    상기 설정된 소정 개수의 컨트롤 포인트를 전체 또는 부분적으로 제어하여 최종 전달 특성 곡선을 결정한 후 이를 이용하여 상기 영상의 다음 프레임의 밝기를 변화시키는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤 포인트의 개수는 전달 특성 곡선의 수평축을 소정 개수 빼기 1개임을 특징으로 하는 동영상 송수신 시스템에서의 영상신호 밝기 제어방법.
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