KR100316717B1

KR100316717B1 - 영상처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100316717B1
Application number: KR1019990042876A
Authority: KR
Inventors: 황정현; 허광호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2001-12-20
Also published as: US6720993B1; KR20010036040A

Abstract

서로 다른 노출 레벨들을 각각 갖는 영상들을 합성할 때 수반되는 움직임 불일치를 제거하여 보다 안정하게 다이나믹 레인지를 확대 할 수 있는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치 및 방법이 개시된다. 이 장치의 영상 다중화부는 고체 촬상 소자를 통해 촬상된 아날로그 영상 신호로부터 변환된 디지탈 영상 신호를 서로 다른 노출 레벨을 갖는 과대 노출 영상 신호 및 과소 노출 영상 신호로 분리하고, 움직임 보정부는 고체 촬상 소자를 통해 촬상된 영상의 움직임량을 디지탈 영상 신호를 이용하거나 분리된 과대 및 과소 노출 영상 신호들을 이용하여 검출하고, 검출된 움직임량과 영상 다중화부로부터 입력한 과대 및 과소 노출 영상 신호들을 이용하여 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 보정하고 및 영상 출력부는 움직임 보정부에서 보정된 결과의 어두운 부분과 과소 노출 영상 신호의 밝은 부분을 과소 노출 영상 신호로부터 생성한 휘도 가중치를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호로서 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치 및 방법{Apparatus and method for expanding dynamic range of image process system}

본 발명은 영상 신호를 처리하는 영상 처리 시스템에 관한 것으로서, 특히, 영상 처리 시스템에서 디지탈 영상 신호의 다이나믹 레인지를 확대하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

영상 신호 처리에 있어서, 카메라를 통해 촬상된 영상을 인간의 시각특성과 가깝도록 재현하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 실제로, 인간이 밝은 곳부터 어두운 곳까지 볼 수 있는 변위 즉, 다이나믹 레인지(dynamic range)는 약 120㏈정도이다. 그러나, 일반적으로 고체 촬상 소자(CCD:Charged Coupled Device)를 이용하는 영상 처리 시스템에서 처리된 영상의 다이나믹 레인지는 약 60㏈ 정도에 불과하다. 결국, 어둡고 밝은 휘도 레벨들이 혼재하는 영상으로부터 인간의 시각과 같은 감도 특성을 얻기 매우 어려우므로, 이를 극복하기 위해 영상의 다이나믹 레인지를 확대한다.

전술한 영상의 다이나믹 레인지를 확대하는 종래의 다이나믹 레인지 확대 장치들중 하나가 미국 특허 출원 번호 US5,144,442에 개시되어 있다. 개시된 종래의 다이나믹 레인지 확대 장치는 다수개의 서로 다른 노출 레벨들을 갖는 영상들 각각에서, 상태가 양호한 부분을 선택하고, 네이버 후드 변환(Neighbor HoodTransform)을 수행함으로서, 영상의 다이나믹 레인지를 확대한다. 여기서, 네이버 후드 변환이란, 일종의 영상 개선 필터링(image enhancement filtering)이다. 그러나, 전술한 종래의 다이나믹 레인지 확대 장치는 복수개의 서로 다른 영상들을 동시에 획득하기 위해서, 그에 상응하는 복수개의 CCD들을 마련해야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 제거하기 위한 종래의 다른 다이나믹 레인지 확대 방법은 시간적으로 인접하고 서로 다른 노출 레벨들을 갖는 영상 신호들을 합성한다. 그러나, 이러한 종래의 다이나믹 레인지 확대 방법은, 촬상되는 영상에 포함되는 피사체가 빨리 움직일 경우, 서로 다른 노출 레벨을 갖는 영상들을 합성할 때 그 피사체의 공간적인 위치가 맞지 않게 되는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해서는 고속으로 영상을 촬상할 수 있는 고속 CCD가 요구되지만, 이와 같은 고속 CCD는 카메라를 이용하는 영상 처리 시스템에서 구현되기 어렵다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 영상 처리 시스템에 있어서 서로 다른 노출 레벨들을 각각 갖는 영상들을 합성할 때 수반되는 움직임 불일치를 제거하여 보다 안정하게 다이나믹 레인지를 확대 할 수 있는 다이나믹 레인지 확대 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치에서 수행되는 다이나믹 레인지 확대 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치를 설명하기 위한 영상 처리 시스템의 개략적인 블럭도이다.

도 2는 도 1에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 블럭도이다.

도 3은 도 1에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치의 본 발명에 의한 바람직한 다른 실시예의 블럭도이다.

도 4는 도 1에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치의 본 발명에 의한 바람직한 또 다른 실시예의 블럭도이다.

도 5는 제1, 제2 또는 제3 영상 분리부의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도이다.

도 6은 제1, 제2 또는 제3 움직임 검출부의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도이다.

도 7은 각 보간부의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도이다.

도 8은 제1 또는 제2 가중치 발생부들의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도이다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치에서 수행되는 다이나믹 레인지 확대 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

상기 과제를 이루기 위해, 고체 촬상 소자를 통해 촬상된 아날로그 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하고, 변환된 상기 디지탈 영상 신호의 다이나믹 레인지를 확대하는 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치는, 상기 디지탈 영상 신호를 서로 다른 노출 레벨을 갖는 과대 노출 영상 신호 및 과소 노출 영상 신호로 분리하여 출력하는 영상 다중화부와, 상기 고체 촬상 소자를 통해 촬상된 영상의 움직임량을 상기 디지탈 영상 신호를 이용하거나 분리된 상기 과대 및 상기 과소 노출 영상 신호들을 이용하여 검출하고, 검출된 상기 움직임량과 상기 영상 다중화부로부터 입력한 상기 과대 및 상기 과소 노출 영상 신호들을 이용하여 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 보정하는 움직임 보정부 및 상기 움직임 보정부에서 보정된 결과의 어두운 부분과 상기 과소 노출 영상 신호의 밝은 부분을 상기 과소 노출 영상 신호로부터 생성한 휘도 가중치를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호로서 출력하는 영상 출력부로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 다른 과제를 이루기 위해, 고체 촬상 소자를 통해 촬상된 아날로그 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하고, 변환된 상기 디지탈 영상 신호의 다이나믹 레인지를 확대하는 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 방법은, 상기 디지탈 영상 신호를 서로 다른 노출 레벨을 갖는 과대 노출 영상 신호 및 과소 노출 영상 신호로 분리하는 단계와, 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 상기 고체 촬상 소자에서 촬상된 영상의 움직임량에 상응하여 보정하는 단계 및 상기 움직임 보정 단계에서 보정된 결과의 어두운 부분과 과소 노출 영상 신호의 밝은 부분을 상기 과소 노출 영상 신호로부터 생성한 휘도 가중치를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호로서 결정하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치를 설명하기 위한 영상 처리 시스템의 개략적인 블럭도로서, 렌즈(2), 고체 촬상 소자(4), 아날로그/디지탈 변환기(ADC:Analog to Digital Converter)(6), 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치(8) 및 디지탈 카메라 처리부(10)로 구성된다.

도 1에 도시된 고체 촬상 소자(4)는 렌즈(2)를 통해 입력된 광학적 영상 신호를 두 가지의 노출 상태에서 촬상하고, 촬상된 아날로그 영상 신호를 ADC(6)로 출력한다. 즉, CCD(4)는 매 필드마다 과대 노출 상태와 과소 노출 상태를 번갈아가면서 영상을 촬상한다. 그러므로, 촬상된 영상 신호에서 시간적으로 인접하는 필드들은 서로 다른 노출 레벨을 갖는다.

ADC(6)는 촬상된 아날로그 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하여 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치(8)로 출력한다. 여기서, 렌즈(2), CCD(4) 및 ADC(6)는 전처리부(pre-processor)에 해당한다. 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치(8)는 후술되는 바와 같이 디지탈 영상 신호의 다이나믹 레인지를 확대하고, 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호를 디지탈 카메라 처리부(10)로 출력한다. 디지탈 카메라 처리부(10)는 확대 영상 신호에 대해 감마 보정 및 비디오 인코딩등을 수행한 후, 수행된 결과를 비디오 출력 신호(VIDEO OUTPUT)로서 영상으로서 출력하거나 기록 매체 따위로 출력한다.

도 2는 도 1에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치(8)의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 블럭도로서, 영상 다중화부(12), 움직임 보정부(14) 및 영상 출력부(16)로 구성된다.

도 2에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치(8A)의 영상 다중화부(12)는 입력단자 IN1을 통해 입력되는 디지탈 영상 신호(I)를 서로 다른 노출 레벨을 갖는 영상 신호들(Ie 및 Is)로 분리하고, 분리된 영상 신호들(Ie 및 Is)을 출력한다. 여기서, 전술한 바와 같이 고체 촬상 소자(4)는 매 필드 마다 노출 상태를 달리하여 영상을 촬상하기 때문에, 입력단자 IN1을 통해 입력되는 디지탈 영상 신호도 마찬가지로 매 필드마다 서로 다른 노출 레벨을 교대로 반복하여 갖는다. 이하, 고체 촬상 소자(4)가 과대하게 노출된 상태에서 촬상한 영상에 대한 디지탈 영상 신호를 '과대 노출 영상 신호(Ie)'라하고, 과소하게 노출된 상태에서 촬상한 영상에 대한 디지탈 영상 신호를 '과소 노출 영상 신호(Is)'라 한다.

이를 위해, 영상 다중화부(12)는 제1 영상 분리부(24), 제1 및 제2 메모리들(20 및 22)로 구성된다. 도 2에 도시된 제1 영상 분리부(24)는 디지탈 영상 신호(I)를 필드 또는 프레임 동기 신호(SYNC)에 응답하여 과대 노출 영상 신호(Ie) 및 과소 노출 영상 신호(Is)로 분리하고, 분리된 과대 및 과소 노출 영상 신호들(Ie 및 Is)을 출력한다. 이 때, 제1 메모리(20)는 디지탈 영상 신호(I)를 소정 갯수의 필드 단위로 저장하는 역할을 한다. 제2 메모리(22)는 제1 메모리(20)에 저장된 결과를 소정 갯수의 필드 단위로 저장하는 역할을 한다. 예를 들어, 제1 영상 분리부(24)가 필드 동기 신호(SYNC)에 응답하여 디지탈 영상 신호(I)를 분리할 경우 제1 및 제2 메모리들(20 및 22) 각각은 1필드씩 디지탈 영상 신호를 저장하고, 제1 영상 분리부(24)가 프레임 동기 신호(SYNC)에 응답하여 디지탈 영상 신호(I)를 분리할 경우 제1 및 제2 메모리들(20 및 22) 각각은 2필드씩 디지탈 영상 신호를 저장한다.

한편, 과도 및 과소 노출된 상태에서 촬상된 영상들에 대한 피사체의 위치가 피사체의 움직임이나 카메라의 진동등에 의하여 일치하지 않으면, 피사체의 위치가 일치하지 않은 곳에서 영상은 왜곡이 심화되어 매우 불안정해진다. 따라서, 움직임이 많이 발생한 부분에 대해서는 피사체 움직임의 일관성을 유지하기 위하여, 같은 필드로 입력되는 즉, 우수(odd) 필드로만 입력되거나 기수(even) 필드로만 입력되는 디지탈 영상 신호로부터 다이나믹 레인지를 확대한 확대 영상 신호를 얻어야 한다. 즉, 과대 노출 레벨이나 과소 노출 레벨을 갖는 하나의 영상 신호로부터 확대 영상 신호를 결정해야 한다. 이 경우, 필드별 노출 레벨의 차이가 클 수록 움직임은 부드럽게 보이지만 영상 전체의 밝기 변화가 큰 불안정한 영상(image flicker)이 결정될 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 움직임을 부드럽게 하면서도 전체적으로 밝기 변화가 적은 영상을 결정할 수 있도록, 움직임 보정부(14)를 이용한다.

도 2에 도시된 움직임 보정부(14)는 고체 촬상 소자(4)를 통해 촬상된 영상의 움직임량을 디지탈 영상 신호(I)를 이용하여 검출하고, 검출된 움직임량과 영상 다중화부(12)로부터 입력한 과대 및 과소 노출 영상 신호들(Ie 및 Is)을 이용하여 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 보정하고, 보정된 결과(Ie')를 영상 출력부(16)로 출력한다.

이를 위해, 움직임 보정부(14)는 제1 증폭부(30), 제1 움직임 검출부(32) 및 제1 보간부(34)로 구성된다. 제1 증폭부(30)는 제1 영상 분리부(24)로부터 출력되는 과소 노출 영상 신호(Is)를 다음 수학식 1과 같이 소정수(α)배로 증폭하고, 증폭된 결과(Ie')를 제1 보간부(34)로 출력한다. 즉, 제1 증폭부(30)에서 디지탈적으로 확대된 노출 레벨을 갖는 과소 노출 영상 신호(Ie')는 과대 노출 영상 신호(Ie)에 근사된다.

Ie' = α* Is

여기서, α는 다음 수학식 2와 같이 과소 노출 대비 과대 노출의 평균 확대 비율에 해당한다.

제1 움직임 검출부(32)는 제2 메모리(22)에 저장된 결과[I(x,y,t-2)] 및 디지탈 영상 신호[I(x,y,t)]로부터 다음 수학식 3과 같이 영상의 움직임량에 상응하는 제1 움직임 가중치[Wmotion(x,y)]를 검출한다.

Wmotion(x,y) = β1 *｜I(x,y,t-2) - I(x,y,t)｜

여기서, 제1 소정 이득(β1)은 제1 움직임 가중치[Wmotion(x,y)]를 정규화하는 특정 상수이다. 즉, 제1 움직임 검출부(32)는, 수학식 3으로부터 알 수 있듯이, 동일한 노출 상태에서 촬상된 영상에 대한 디지탈 영상 신호의 시간적인 차분(temporal differentiation)을 이용하여 제1 움직임 가중치(Wmotion)를 구한다.

이 때, 제1 보간부(34)는 제1 증폭부(30)에서 증폭된 결과(Ie')와 과대 노출 영상 신호(Ie)를 수학식 3에 기재된 제1 움직임 가중치[Wmotion(x,y)]에 상응하여 다음 수학식 4와 같이 보간하고, 보간된 결과를 움직임 보정부(14)에서 보정된 결과(Ie')로서 영상 출력부(16)로 출력한다.

Ie' = (1.0 - Wmotion)*Ie + Wmotion*Ie'

여기서, 제1 움직임 가중치(Wmotion)는 '0'이상이고 '1'보다 적으며, 화소의 움직임량의 함수이며, 움직임량에 비례한다. 이 때, 움직임량은 영상 전체에 대한 필드간의 움직임에 따른 변화량과 영상내에 존재하는 독립적인 피사체의 움직임에 따른 조도(image intensity 또는 luminance)의 변화량으로 나눌 수 있다. 이 때, 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치는 어느 한쪽의 움직임량만을 이용할 수도 있고, 두개의 움직임량들 모두를 이용할 수도 있다. 그러나, 일반적으로 영상 전체의 필드간의 움직임은 카메라의 손떨림 방지를 위한 제1 움직임 검출부(32)의 제1 움직임 가중치(Wmotion)에 의해 보정할 수 있기 때문에, 본 발명에서는 독립적인 피사체의 움직임에 초점을 둔다.

한편, 수학식 2에 표현된 α는 과대 노출 영상 신호(Ie)의 레벨만큼 과소 노출 영상 신호(Is)의 레벨을 증폭시키도록 결정된다. 따라서, 제1 증폭부(30)에서 증폭된 결과(Ie')는 과대 노출 영상 신호(Ie)와 평균적으로 비슷한 밝기를 가지지만 잡음이 많고 저조도에서는 감도가 매우 저하된다. 그러나, 과대 노출 영상 신호(Ie)를 증폭된 과소 노출 영상 신호(Is)로 대체한다 할지라도 실제 동영상에서는 그 움직임이 빠르기 때문에 감도 저하 및 잡음에 의한 영향은 크지 않다. 따라서, 수학식 4에서와 같이 움직임이 빠르지 않을수록 즉, 제1 움직임 가중치(Wmotion)가 작을수록 과대 노출 영상 신호(Ie)를 사용하여 감도 향상에 기여하고, 움직임이 빠를 수록 즉, 제1 움직임 가중치(Wmotion)가 클수록 증폭된 결과(Ie')를 보간하여 영상의 불안정성을 배제한다.

한편, 영상이 고체 촬상 소자(4)에 과대 노출되어 촬상된 경우, 촬상된 영상의 어두운 부분은 감도가 향상되어 인식하기 쉬워지지만, 밝은 조도를 갖는 피사체나 영상의 밝은 부분은 포화가 되어 즉, 감도가 다이나믹 레인지를 벗어나서 일정해지므로 인식하기 어렵다. 이와 반대로, 영상이 고체 촬상 소자(4)에 과소하게 노출되어 촬상된 경우, 과소하게 촬상된 영상의 밝은 부분은 감도가 향상되어 인식하기 쉬워지지만, 어두운 조도를 갖는 피사체나 영상의 어두운 부분은 인식하기 어려울 뿐만 아니라 잡음과 구분되기도 어렵다. 따라서, 본 발명에 의한 다이나믹 확대 장치의 영상 출력부(16)는 과대하게 노출된 영상의 저조도 부분과 과소하게 노출된 영상의 고조도 부분을 후술되는 제1 또는 제2 휘도 가중치(Wluma 또는 Wluma')로 보간하여 합성하기 때문에, 영상의 어두운 부분과 밝은 부분을 모두 좋은 상태로재현할 수 있다. 그러므로, 영상의 다이나믹 레인지가 넓어지게 된다.

도 2에 도시된 영상 출력부(16)는 움직임 보정부(14)에서 보정된 결과(Ie')의 어두운 부분과 과소 노출 영상 신호(Is)의 밝은 부분을 과소 노출 영상 신호(Is)로부터 생성한 제1 휘도 가중치(Wluma)를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호로서 출력단자 OUT1을 통해 출력한다.

이를 위해, 영상 출력부(16)는 제1 가중치 발생부(40) 및 제2 보간부(42)로 구성된다. 먼저, 제1 가중치 발생부(40)는 영상 다중화부(12)로부터 출력되는 과소 노출 영상 신호(Is)로부터 제1 휘도 가중치(Wluma)를 다음 수학식 5와 같이 산출하고, 산출된 제1 휘도 가중치[Wluma(x,y)]를 제2 보간부(42)로 출력한다.

Wluma(x,y) = a * Is(x,y) + b

여기서, a와 b는 외부로부터 주어지는 제1 휘도 가중치[Wluma(x,y)]의 기울기 및 오프셋을 각각 나타낸다.

이 때, 제2 보간부(42)는 움직임 보정부(14)에서 보정된 결과(Ie')와 과소 노출 영상 신호(Is)를 제1 휘도 가중치(Wluma)를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대 영상 신호(Iwdr)로서 출력단자 OUT1을 통해 출력한다.

도 2에 도시된 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치(8A)는 수학식 3에서 사용된 I(x,y,t-2)를 구하기 위해서, 두개의 제1 및 제2 메모리들(20 및 22)을 마련하고 있다.

한편, 메모리들(20 및 22)의 갯수를 절약하면서 다이나믹 레인지를 확대할 수 있는 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치의 실시예들의 구성 및 동작을 다음과 같이 살펴본다.

도 3은 도 1에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치(8)의 본 발명에 의한 바람직한 다른 실시예의 블럭도로서, 영상 다중화부(50), 움직임 보정부(52) 및 영상 출력부(54)로 구성된다.

도 3에 도시된 영상 다중화부(50), 움직임 보정부(52) 및 영상 출력부(54)는 도 2에 도시된 영상 다중화부(12), 움직임 보정부(14) 및 영상 출력부(16)와 각각 동일한 기능을 수행한다.

그러나, 영상 다중화부(50) 및 움직임 보정부(52)는 도 2에 도시된 영상 다중화부(12) 및 움직임 보정부(14)와 구성을 달리한다. 예컨데, 도 3에 도시된 영상 다중화부(50)는 도 2에 도시된 영상 다중화부(12)와 달리 단지 한개의 메모리(60)와 제2 영상 분리부(62)로 구성된다. 제2 영상 분리부(62)는 도 2에 도시된 제1 영상 분리부(24)와 마찬가지로 입력단자 IN2를 통해 입력한 디지탈 영상 신호(I)를 필드 또는 프레임 동기 신호(SYNC)에 응답하여 과대 노출 영상 신호(Ie) 및 과소 노출 영상 신호(Is)로 분리하고, 분리된 과대 및 과소 노출 영상 신호들(Ie 및 Is)을 출력한다. 이 때, 제3 메모리(60)는 입력단자 IN2를 통해 입력한 디지탈 영상 신호(I)를 소정 갯수의 필드 단위로 저장하는 역할을 수행한다.

또한, 움직임 보정부(52)는 고체 촬상 소자(4)를 통해 촬상된 영상의 움직임량을 분리된 과대 및 과소 노출 영상 신호들(Ie 및 Is)을 이용하여 검출하고, 검출된 움직임량과 영상 다중화부(50)로부터 입력한 과대 및 과소 노출 영상 신호들(Ie 및 Is)을 이용하여 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 보정하고, 보정된 결과(Ie')를 영상 출력부(54)로 출력한다.이를 위해, 움직임 보정부(52)는 제2 증폭부(70), 제2 움직임 검출부(72) 및 제3 보간부(74)로 구성된다. 제2 증폭부(70)는 제1 증폭부(30)와 마찬가지로 과소 노출 영상 신호(Is)와 소정수(α)를 수학식 1과 같이 승산하는 역할을 수행한다. 이 때, 제2 움직임 검출부(72)는 과대 노출 영상 신호(Ie) 및 제2 증폭부(70)에서 증폭된 결과(Ie')로부터 영상의 제2 움직임 가중치[Wmotion(x,y)']를 다음 수학식 6과 같이 검출하고, 검출된 제2 움직임 가중치[Wmotion(x,y)']를 제3 보간부(74)로 출력한다.

Wmotion(x,y)' = β2*｜Ie(x,y,t) - Ie'(x,y,t)｜

여기서, 제2 소정 이득(β2)은 제2 움직임 가중치[Wmotion(x,y)']를 정규화하는 특정 상수이며, 제2 움직임 가중치(Wmotion')는 제1 움직임 가중치(Wmotion)와 마찬가지로, '0'이상이고 '1'보다 적으며, 화소의 움직임량의 함수이며, 움직임량에 비례한다.

제3 보간부(74)는 제2 증폭부(70)에서 증폭된 결과(Ie')와 과대 노출 영상 신호(Ie)를 제2 움직임 가중치(Wmotion')에 상응하여 다음 수학식 7과 같이 보간하고, 보간된 결과를 움직임 보정부(52)에서 보정된 결과(Ie')로서 영상 출력부(54)로 출력한다.

Ie' = (1.0 - Wmotion')*Ie + Wmotion'*Ie'

도 3에 도시된 영상 출력부(54)는 도 2에 도시된 영상 출력부(16)와 동일한 구성을 가지며 동일한 동작을 수행한다. 즉, 도 3에 도시된 제4 보간부(82) 및 제2 가중치 발생부(80)는 도 2에 도시된 제2 보간부(42) 및 제1 가중치 발생부(40)와각각 동일한 기능을 수행한다.

도 2 또는 도 3에 도시된 영상 출력부(16 또는 54)는 외부에서 주어지는 값들(a 및 b)을 이용하여 제1 휘도 가중치(Wluma)를 구하였다. 그러나, 제1 휘도 가중치(Wluma)는 히스토그램(histogram)을 이용하여 제2 휘도 가중치(Wluma')로서 구해질 수도 있다.

도 4는 도 1에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치의 본 발명에 의한 바람직한 또 다른 실시예(8C)의 블럭도로서, 영상 다중화부(90), 움직임 보정부(92) 및 영상 출력부(94)로 구성된다.

도 4에 도시된 영상 다중화부(90), 움직임 보정부(92) 및 영상 출력부(94)는 도 2 또는 도 3에 도시된 영상 다중화부(12 또는 50), 움직임 보정부(14 또는 52) 및 영상 출력부(16 또는 54)와 각각 동일한 기능을 수행한다. 또한, 도 4에 도시된 영상 다중화부(90) 및 움직임 보정부(92)는 도 3에 도시된 영상 다중화부(50) 및 움직임 보정부(52)와 각각 동일한 구성을 갖는다. 즉, 도 4에 도시된 제4 메모리(100), 제3 영상 분리부(102), 제3 증폭부(110), 제3 움직임 보정부(112) 및 제5 보간부(114)는 도 3에 도시된 제3 메모리(60), 제2 영상 분리부(62), 제2 증폭부(70), 제2 움직임 보정부(72) 및 제3 보간부(74)와 각각 동일한 기능을 수행하며 그 동작이 동일하므로 이에 대한 설명을 생략한다.

그러나, 도 4에 도시된 영상 출력부(94)는 도 2 또는 도 3에 도시된 영상 출력부(16 또는 54)와 달리 히스토그램 발생부(120), 룩 업 테이블(LUT:Look Up Table)(122) 및 제6 보간부(124)로 구성된다.

도 4에 도시된 히스토그램 발생부(120)는 과소 노출 영상 신호(Is)의 히스토그램[h(j)]을 생성하고, 생성된 히스토그램[h(j)]을 룩 업 테이블(122)로 출력한다. 이 때, 룩 업 테이블(122)은 히스토그램 발생부(120)로부터 출력되는 히스토그램[h(j)]을 이용하여 다음 수학식 8과 같이 표현되는 변환함수[f(i), 여기서, i(밝기)는 0, 1, 2, ... 또는 N-1이 될 수 있으며, i의 최대값은 N-1이다.]를 생성하고, 생성된 변환함수들중 하나를 i에 해당하는 과소 노출 영상 신호[Is(x,y)]에 응답하여 다음 수학식 9와 같이 표현되는 제2 휘도 가중치(Wluma')로서 제6 보간부(124)로 출력한다.

Wluma'(x,y) = f[Is(x,y)]

이 때, 제6 보간부(124)는 움직임 보정부(92)에서 보정된 결과(Ie')와 과소 노출 영상 신호(Is)를 룩 업 테이블(122)로부터 출력되는 제2 휘도 가중치(Wluma')를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대 영상 신호(Iwdr)로서 출력단자 OUT3을 통해 출력한다.

전술한 도 4에 도시된 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치(8C)는 과소 노출 영상 신호(Is)의 휘도 레벨의 분포인 히스토그램에 의해 구한 제2 휘도 가중치(Wluma')를 이용하기 때문에, 도 3에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치(8B)보다 분별력 및 해상도가 향상된 확대 영상 신호(Iwdr)를 제공할 수 있다. 즉, 과소노출 영상 신호(Is)의 밝기 분포중 확률적으로 많은 밝기 분포를 갖는 대역에서 f(Is)의 기울기가 커지고 과소 노출 영상 신호(Is)에 대한 f(Is)의 변화율도 함께 커져 분별력이 확대된 영상이 얻어질 수 있는 것이다.

결국, 도 2, 도 3 또는 도 4에 도시된 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치(8A, 8B 또는 8C)는 움직임 불일치(motion blur)가 없고 양질이며 다음 수학식 10과 같이 표현되는 확대 영상 신호(Iwdr)를 출력단자 OUT1, OUT2 또는 OUT3을 통해 출력한다.

Iwdr = (1.0 - Wluma) * Ie' + Wluma * Is 또는 (1.0 - Wluma')*Ie' + Wluma'*Is

도 5는 도 2, 도 3 또는 도 4에 도시된 제1, 제2 또는 제3 영상 분리부(24, 62 또는 102)의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도로서, 제1 및 제2 멀티플렉서들(130 및 132)로 구성된다.

도 5에 도시된 제1 멀티플렉서(130)는 입력단자 IN1, IN2 또는 IN3를 통해 입력한 디지탈 영상 신호(I)와 제1, 제3 또는 제4 메모리(20, 60 또는 100)에 저장된 소정 필드 지연된 디지탈 영상 신호(I')들중 하나를 필드 또는 프레임 동기 신호(SYNC)에 응답하여 선택하고, 선택된 결과를 과대 노출 영상 신호(Ie)로서 출력한다. 이 때, 제2 멀티플렉서(132)는 제1, 제3 또는 제4 메모리(20, 60 또는 100)에 저장된 소정 필드 지연된 디지탈 영상 신호(I') 및 입력단자 IN1, IN2 또는 IN3를 통해 입력한 디지탈 영상 신호(I)들중 하나를 필드 또는 프레임 동기 신호(SYNC)에 응답하여 선택하고, 선택된 결과를 과소 노출 영상 신호(Is)로서 출력한다.

따라서, 제1, 제2 또는 제3 영상 분리부(24, 62 또는 102)는 디지탈 영상 신호(I)를 과대 및 과소 노출 영상 신호들(Ie 및 Is)로 분리하여 출력할 수 있다.

도 6은 도 2, 도 3 또는 도 4에 도시된 제1, 제2 또는 제3 움직임 검출부(32, 72 또는 112)의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도로서, 감산기(140), 절대값 산출부(142) 및 승산기(144)로 구성된다.

도 6에 도시된 제1, 제2 또는 제3 움직임 검출부(32, 72 또는 112)는 입력단자 IN4를 통해 입력한 신호로부터 입력단자 IN5를 통해 입력되는 신호를 감산하고, 감산된 결과를 절대값 산출부(142)로 출력한다. 이 때, 절대값 산출부(142)는 감산기(140)에서 감산된 결과의 절대값을 산출하고, 산출된 절대값을 승산기(144)로 출력한다. 승산기(144)는 절대값 산출부(142)에서 산출된 절대값과 제1 또는 제2 소정 이득(β1 또는 β2)를 승산하고, 승산된 결과를 영상의 제1 또는 제2 움직임 가중치(Wmotion 또는 Wmotion')로서 제1, 제3 또는 제5 보간부(34, 74 또는 114)로 출력한다.

예를 들어, 도 6에 도시된 움직임 검출부가 도 2에 도시된 제1 움직임 검출부(32)에 해당할 경우, 수학식 3에 표시된 바와 같이, 감산기(140)는 입력단자 IN4를 통해 제2 메모리(22)에 저장된 디지탈 영상 신호[I(x,y,t-2)]를 입력하고 입력단자 IN1을 통해 입력되는 디지탈 영상 신호[I(x,y,t)]를 입력단자 IN5를 통해 입력하며, 승산기(144)는 절대값과 제1 소정 이득(β1)을 승산하고, 승산된 결과를 제1 움직임 가중치(Wmotion)로서 제1 보간부(34)로 출력한다. 그러나, 도 6에 도시된 움직임 검출부가 도 3 또는 도 4에 도시된 제2 또는 제3 움직임 검출부(72 또는 112)에 해당할 경우, 수학식 6에 표시된 바와 같이, 입력단자 IN4를 통해 과대 노출 영상 신호(Ie)를 입력하고 입력단자 IN5를 통해 제2 또는 제3 증폭부(70 또는 110)에서 증폭된 결과를 입력하며, 승산기(144)는 제2 소정 이득(β2)과 절대값을 승산하고, 승산된 결과를 제2 움직임 가중치(Wmotion')로서 제3 또는 제5 보간부(74 또는 114)로 출력한다.

도 7은 도 2 ∼ 도 4에 도시된 각 보간부(34, 42, 74, 82, 114 또는 124)의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도로서, 감산기(150), 승산기들(152 및 154) 및 가산기(156)로 구성된다.

도 7에 도시된 승산기(154)는 입력단자 IN7을 통해 입력한 제1, 제2 또는 제3 증폭부(30, 70 또는 110)에서 증폭된 결과나 과소 노출 영상 신호(Is)를 제1 또는 제2 휘도 가중치나 제1 또는 제2 움직임 가중치(Wluma, Wluma', Wmotion 또는 Wmotion')와 승산하고, 승산된 결과를 가산기(156)로 출력한다. 이 때, 감산기(150)는 소정값(1.0)으로부터 제1 또는 제2 휘도 가중치나 제1 또는 제2 움직임 가중치(Wluma, Wluma', Wmotion 또는 Wmotion')를 감산하고, 감산된 결과를 승산기(152)로 출력한다. 승산기(152)는 입력단자 IN6을 통해 입력한 과대 노출 영상 신호(Ie) 또는 보정된 결과(Ie')와 감산기(150)에서 감산된 결과를 승산하고, 승산된 결과를 가산기(156)로 출력한다. 가산기(156)는 승산기들(152 및 154)에서 승산된 결과들을 가산하고, 가산된 결과를 보정된 결과 또는 확대 영상 신호(Iwdr)로서 출력단자 OUT4를 통해 출력한다.

도 8은 도 2 또는 도 3에 도시된 제1 또는 제2 가중치 발생부들(40 또는 80)의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도로서, 승산기(160)와 가산기(162)로 구성된다.

도 8에 도시된 승산기(160)는 과소 노출 영상 신호(Is)와 외부에서 주어지는 기울기(a)를 승산하고, 승산된 결과를 가산기(162)로 출력한다. 가산기(162)는 승산기(160)에서 승산된 결과와 외부에서 주어지는 오프셋(b)을 가산하고, 가산된 결과를 제1 휘도 가중치(Wluma)로서 제2 또는 제4 보간부(42 또는 82)로 출력한다.

이하, 전술한 다이나믹 레인지 확대 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 9는 도 2, 도 3 또는 도 4에 도시된 본 발명에 의한 다이나믹 레인지 확대 장치에서 수행되는 다이나믹 레인지 확대 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 두개의 노출 레벨을 갖는 디지탈 영상 신호(I)의 다이나믹 레인지를 확대하는 단계(제170 ∼ 제174 단계)로 이루어진다.

전술한 바와 같이, 도 2, 도 3 또는 도 4에 도시된 다이나믹 레인지 확대 장치(8A, 8B 또는 8C)의 영상 다중화부(12, 50 또는 90)는 ADC(6)로부터 출력되는 디지탈 영상 신호(I)를 서로 다른 노출 레벨을 갖는 과대 노출 영상 신호(Ie) 및 과소 노출 영상 신호(Is)로 분리한다(제170 단계).

제170 단계후에, 각 장치(8A, 8B 또는 8C)의 움직임 보정부(14, 52 또는 92)는 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 고체 촬상 소자(4)에서 촬상된 영상의 움직임량에 상응하여 보정한다(제172 단계).

도 10은 도 9에 도시된 제172 단계를 세부적으로 설명하기 위한 본 발명에 의한 플로우차트로서, 영상의 움직임 가중치에 따라 움직임 보정된 결과를 결정하는 단계(제180 ∼ 제186 단계)로 이루어진다.

도 10을 참조하면, 각 장치의 움직임 보정부(14, 52 또는 92)에서, 제1, 제2 또는 제3 증폭부(30, 70 또는 110)는 과소 노출 영상 신호(Is)를 증폭하고, 제1, 제2 또는 제3 움직임 검출부(32, 72 또는 112)는 제1 또는 제2 움직임 가중치(Wmotion 또는 Wmotion')를 구한다(제180 단계). 즉, 도 2에 도시된 장치의 제1 움직임 검출부(32)는 제1 디지탈 영상 신호(I)와 소정 필드 수만큼 지연된 디지탈 영상 신호(I')간의 차를 증폭하여 제1 움직임 가중치(Wmotion)를 구하고, 도 3 또는 도 4에 도시된 장치의 제2 또는 제3 움직임 검출부(72 또는 112)는 과대 노출 영상 신호(Ie)와 증폭된 과소 노출 영상 신호(Ie')간의 차를 증폭하여 제2 움직임 가중치(Wmotion')를 구한다.

제180 단계후에, 제1, 제3 또는 제5 보간부(34, 74 또는 114)는 제1 또는 제2 움직임 가중치(Wmotion 또는 Wmotion')가 큰가 혹은 작은가를 판단한다(제182 단계). 즉, 영상의 움직임이 빠른가 느린가를 판단한다. 제1, 제3 또는 제5 보간부(34, 74 또는 114)는 제1 또는 제2 움직임 가중치(Wmotion 또는 Wmotion')가 클 경우, 즉, 움직임이 빠른 경우, 제180 단계에서 증폭된 과소 노출 영상 신호(Ie')를 제172 단계에서 보정된 결과로서 결정한다(제184 단계). 그러나, 제1 또는 제2 움직임 가중치(Wmotion 또는 Wmotion')가 작을 경우, 과대 노출 영상 신호(Ie)를 제172 단계에서 보정된 결과로서 결정한다(제186 단계).

한편, 제172 단계에서 보정된 결과(Ie')의 어두운 부분과 과소 노출 영상 신호(Is)의 밝은 부분을 과소 노출 영상 신호(Is)로부터 생성한 제1 또는 제2 휘도 가중치(Wluma 또는 Wluma')를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호(Iwdr)로서 결정한다(제174 단계).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치 및 방법은 두가지의 서로 다른 노출 레벨을 갖는 영상 신호들을 합성할 때 수반되는 움직임 불일치를 제거하여 보다 안정되게 다이나믹 레인지를 확대할 수 있는 효과가 있다.

Claims

고체 촬상 소자를 통해 촬상된 아날로그 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하고, 변환된 상기 디지탈 영상 신호의 다이나믹 레인지를 확대하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치에 있어서,

상기 디지탈 영상 신호를 서로 다른 노출 레벨을 갖는 과대 노출 영상 신호 및 과소 노출 영상 신호로 분리하여 출력하는 영상 다중화부;

상기 고체 촬상 소자를 통해 촬상된 영상의 움직임량을 상기 디지탈 영상 신호를 이용하거나 분리된 상기 과대 및 상기 과소 노출 영상 신호들을 이용하여 검출하고, 검출된 상기 움직임량과 상기 영상 다중화부로부터 입력한 상기 과대 및 상기 과소 노출 영상 신호들을 이용하여 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 보정하는 움직임 보정부; 및

상기 움직임 보정부에서 보정된 결과의 어두운 부분과 상기 과소 노출 영상 신호의 밝은 부분을 상기 과소 노출 영상 신호로부터 생성한 휘도 가중치를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호로서 출력하는 영상 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제1 항에 있어서, 상기 영상 다중화부는

상기 디지탈 영상 신호를 상기 과대 노출 영상 신호 및 상기 과소 노출 영상 신호로 분리하여 출력하는 제1 영상 분리부;

상기 디지탈 영상 신호를 소정 갯수의 필드 단위로 저장하는 제1 메모리; 및

상기 제1 메모리에 저장된 결과를 상기 소정 갯수의 필드 단위로 저장하는 제2 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제1 항에 있어서, 상기 영상 다중화부는

상기 디지탈 영상 신호를 상기 과대 노출 영상 신호 및 상기 과소 노출 영상 신호로 분리하여 출력하는 제2 영상 분리부; 및

상기 디지탈 영상 신호를 소정 갯수의 필드 단위로 저장하는 제3 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제2 항에 있어서, 상기 움직임 보정부는

상기 과소 노출 영상 신호를 소정수배로 증폭하는 제1 증폭부;

상기 제2 메모리에 저장된 결과 및 상기 디지탈 영상 신호로부터 상기 영상의 움직임량에 상응하는 제1 움직임 가중치를 검출하는 제1 움직임 검출부; 및

상기 제1 증폭부에서 증폭된 결과와 상기 과대 노출 영상 신호를 상기 제1 움직임 가중치에 상응하여 보간하고, 보간된 결과를 상기 움직임 보정부에서 보정된 결과로서 출력하는 제1 보간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제3 항에 있어서, 상기 움직임 보정부는

상기 과소 노출 영상 신호를 소정수배로 증폭하는 제2 증폭부;

상기 과대 노출 영상 신호 및 상기 제2 증폭부에서 증폭된 결과로부터 상기 영상의 움직임량에 상응하는 제2 움직임 가중치를 검출하는 제2 움직임 검출부; 및

상기 제2 증폭부에서 증폭된 결과와 상기 과대 노출 영상 신호를 상기 제2 움직임 가중치에 상응하여 보간하고, 보간된 결과를 상기 움직임 보정부에서 보정된 결과로서 출력하는 제2 보간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제1 항에 있어서, 상기 영상 출력부는

상기 과소 노출 영상 신호로부터 상기 휘도 가중치를 산출하는 가중치 발생부; 및

상기 움직임 보정부에서 보정된 결과와 상기 과소 노출 영상 신호를 상기 휘도 가중치를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 상기 확대 영상 신호로서 출력하는 제3 보간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제1 항에 있어서, 상기 영상 출력부는

상기 과소 노출 영상 신호의 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부;

상기 히스토그램에 응답하여 생성한 변환함수들을 저장하고, 저장한 상기 변환함수들중 하나를 상기 과소 노출 영상 신호에 응답하여 상기 휘도 가중치로서 출력하는 룩 업 테이블; 및

상기 움직임 보정부에서 보정된 결과와 상기 과소 노출 영상 신호를 룩 업 테이블로부터 출력되는 상기 휘도 가중치를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 상기 확대 영상 신호로서 출력하는 제4 보간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제4 항에 있어서, 상기 제1 움직임 검출부는

상기 제2 메모리에 저장된 결과로부터 상기 디지탈 영상 신호를 감산하는 제1 감산기;

상기 제1 감산기에서 감산된 결과의 절대값을 산출하는 제1 절대값 산출부;및

상기 제1 절대값 산출부에서 산출된 상기 절대값에 제1 소정 이득을 승산하고, 승산된 결과를 상기 제1 움직임 가중치로서 출력하는 제1 승산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제5 항에 있어서, 상기 제2 움직임 검출부는

상기 과대 노출 영상 신호로부터 상기 제2 증폭부에서 증폭된 결과를 감산하는 제2 감산기;

상기 제2 감산기에서 감산된 결과의 절대값을 산출하는 제2 절대값 산출부; 및

상기 제2 절대값 산출부에서 산출된 상기 절대값에 제2 소정 이득을 승산하고, 승산된 결과를 상기 제2 움직임 가중치로서 출력하는 제2 승산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
제4 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 제1 또는 상기 제2 보간부는

상기 제1 또는 상기 제2 증폭부에서 증폭된 결과와 상기 제1 또는 상기 제2 움직임 가중치를 승산하는 제3 승산기;

소정값으로부터 상기 제1 또는 상기 제2 움직임 가중치를 감산하는 제3 감산기;

상기 제3 감산기에서 감산된 결과를 상기 과대 노출 영상 신호와 승산하는제4 승산기; 및

상기 제4 승산기에서 승산된 결과와 상기 제3 승산기에서 승산된 결과를 가산하고, 가산된 결과를 상기 보정된 결과로서 출력하는 가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 장치.
고체 촬상 소자를 통해 촬상된 아날로그 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하고, 변환된 상기 디지탈 영상 신호의 다이나믹 레인지를 확대하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 방법에 있어서,

(a) 상기 디지탈 영상 신호를 서로 다른 노출 레벨을 갖는 과대 노출 영상 신호 및 과소 노출 영상 신호로 분리하는 단계;

(b) 노출이 과대한 영상의 움직임 부분을 상기 고체 촬상 소자에서 촬상된 영상의 움직임량에 상응하여 보정하는 단계; 및

(c) 상기 (b) 단계에서 보정된 결과의 어두운 부분과 상기 과소 노출 영상 신호의 밝은 부분을 상기 과소 노출 영상 신호로부터 생성한 휘도 가중치를 이용하여 보간하고, 보간된 결과를 확대된 다이나믹 레인지를 갖는 확대 영상 신호로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 방법.
제11 항에 있어서, 상기 (b) 단계는

(b1) 상기 과소 노출 영상 신호를 증폭하고, 상기 디지탈 영상 신호와 소정필드 수만큼 지연된 상기 디지탈 영상 신호간의 차를 증폭하여 상기 움직임량에 상응하는 제1 움직임 가중치를 구하는 단계;

(b2) 상기 제1 움직임 가중치가 큰가 혹은 작은가를 판단하는 단계;

(b3) 상기 제1 움직임 가중치가 클 경우, 상기 (b1) 단계에서 증폭된 과소 노출 영상 신호를 상기 (b) 단계에서 보정된 결과로서 결정하는 단계; 및

(b4) 상기 제1 움직임 가중치가 작을 경우, 상기 과대 노출 영상 신호를 상기 (b) 단계에서 보정된 결과로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 방법.
제11 항에 있어서, 상기 (b) 단계는

(b5) 상기 과소 노출 영상 신호를 증폭하고, 상기 과대 노출 영상 신호와 상기 증폭된 과소 노출 영상 신호간의 차를 증폭하여 상기 움직임량에 상응하는 제2 움직임 가중치를 구하는 단계;

(b6) 상기 제2 움직임 가중치가 큰가 혹은 작은가를 판단하는 단계;

(b7) 상기 제2 움직임 가중치가 클 경우, 상기 (b5) 단계에서 증폭된 과소 노출 영상 신호를 상기 (b) 단계에서 보정된 결과로서 결정하는 단계; 및

(b8) 상기 제2 움직임 가중치가 작을 경우, 상기 과대 노출 영상 신호를 상기 (b) 단계에서 보정된 결과로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 다이나믹 레인지 확대 방법.