KR100403601B1 - 영상의 윤곽선 보정 장치 및 방법 - Google Patents

영상의 윤곽선 보정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet transform) 기법과 인접된 픽셀 값과의 차를 이용하여 윤곽선에서의 오버 슈트와 언더 슈트를 줄이고 선명도를 향상시키는 윤곽선 보정 장치 및 방법이다.
본 발명에 따른 영상의 윤곽선 보정 장치는, 입력되는 영상신호의 윤곽선 보정 장치에 있어서, 입력되는 영상신호를 다 단계에 걸쳐 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet Transform) 하여 윤곽선 정보를 검출하는 윤곽선 정보 검출기; 윤곽선 정보 검출기에서 검출된 윤곽선 정보 중 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보를 정규화 하여 윤곽선 보정을 위한 이득 값을 검출하는 이득 값 검출기; 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보, 윤곽선 정보와 인접한 위치의 적어도 하나의 픽셀 값 및 이득 값을 연산하여 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 대한 보정된 픽셀 값을 검출하는 보정된 픽셀 값 검출기; 보정된 픽셀 값들로 윤곽선이 형성된 영상을 생성하는 영상신호 생성기를 포함한다. 상기 윤곽선 정보 검출기는 다운 샘플링을 하지 않으면서 입력되는 영상신호에 대한 하 웨이블렛 변환을 수행하도록 구성된다.
따라서 윤곽선상에서 오버 슈트와 언더 슈트의 발생을 줄이고, 좀더 해상도가 높은 영상을 제공할 수 있다.

Description

영상의 윤곽선 보정 장치 및 방법{Apparatus and method for enhancing edge of image}
본 발명은 영상의 윤곽선 보정(edge enhancement) 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 보다 향상된 화질을 얻을 수 있도록 윤곽선의 선명도(sharpness)를 보정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
디스플레이 되는 영상의 화질은 대부분 윤곽선의 선명도(sharpness)에 따라 좌우된다. 따라서, 영상의 윤곽선의 선명도를 향상시키기 위한 윤곽선 보정 기술이 다양하게 제시되고 있다. 도 1은 기존에 제시된 영상의 윤곽선 보정 장치중 하나이다.
도 1에 도시된 장치는 1차 미분기(101)에서 입력되는 영상신호를 미분하여 윤곽선의 강도 및 방향을 구하고, 2차 미분기(102)에서 상기 1차 미분기(101)와 동일한 조건의 미분을 다시 수행하여 입력되는 영상신호의 윤곽선을 추출한다. 이 때, 2차 미분기(102)는 윤곽선의 강도만을 구한다. 2차 미분기(102)에서 추출된 윤곽선은 폐곡선을 이룬다. 추출된 윤곽선은 승산기(103)로 전송된다. 승산기(103)는 추출된 윤곽선의 선명도가 향상되도록 보정하기 위하여 사전에 설정된 이득 값을 입력되는 윤곽선에 승산한다. 이득 값이 승산된 윤곽선 정보는 코링(coring)(104)으로 전송된다.
코링(104)은 낮은 주파수 대역에 존재하는 노이즈의 증폭을 막는 역할을 수행한다. 따라서 코링(104)은 승산기(103)로부터 전송되는 윤곽선 정보 중 정해진 값 보다 낮은 주파수 대역의 윤곽선 정보는 모두 '0'으로 변환시킨다. 이와 같이 변환된 윤곽선 정보는 가산기(105)로 전송된다.
가산기(105)는 코링(104)으로부터 전송된 변형된 윤곽선 정보와 입력되는 영상신호를 가산하여 클리핑(clipping) 회로(106)로 전송한다. 클리핑 회로(106)는 입력되는 영상신호의 휘도 레벨이 0-255범위 내에서 존재하도록 자른다. 클리핑 처리된 영상신호는 윤곽선의 선명도가 향상된 영상신호로서 출력된다.
그러나, 도 1에 도시된 윤곽선 보정 장치는 상기 2차 미분기(102)가 밝기가 점차적으로 변화되는 영역에 대해 반응을 보이지 않으므로, 밝기가 점차적으로 변화되는 영역에 존재하는 윤곽선을 검출하는데 어려움이 있다. 또한, 윤곽선 정보의 레벨에 관계없이 1차 미분기(101)와 2차 미분기(102)를 이용하여 추출된 윤곽선 정보에 고정된 이득 값을 승산 하도록 구성되어 있으므로, 윤곽선에서 오버 슈트(overshoot) 및 언더 슈트(undershoot)가 발생될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet transform) 기법과 인접된 픽셀 값과의 차를 이용하여 윤곽선에서의 오버 슈트와 언더 슈트를 줄이고 선명도를 향상시키는 윤곽선 보정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영상의 윤곽선 보정 장치는, 입력되는 영상신호의 윤곽선 보정 장치에 있어서, 입력되는 영상신호를 다 단계에 걸쳐 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet Transform) 하여 윤곽선 정보를 검출하는 윤곽선 정보 검출기; 윤곽선 정보 검출기에서 검출된 윤곽선 정보 중 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보를 정규화 하여 윤곽선 보정을 위한 이득 값을 검출하는 이득 값 검출기; 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보, 윤곽선 정보와 인접한 위치의 적어도 하나의 픽셀 값 및 이득 값을 연산하여 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 대한 보정된 픽셀 값을 검출하는 보정된 픽셀 값 검출기; 보정된 픽셀 값들로 윤곽선이 형성된 영상을 생성하는 영상신호 생성기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 윤곽선 정보 검출기는 다운 샘플링을 하지 않으면서 입력되는 영상신호에 대한 하 웨이블렛 변환을 수행하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 윤곽선 정보 검출기는, 다 단계의 하 웨이블렛 변환 후 얻어진 변환계수를 연산하여 입력되는 영상신호에 대한 수평 계수를 검출하는 수평 계수 검출부;다 단계의 하 웨이블렛 변환 후 얻어진 변환계수를 연산하여 입력되는 영상신호에 대한 수직 계수를 검출하는 수직 계수 검출부; 수평 계수와 수직 계수를 가산하여 2차원 계수를 구하여 윤곽선 정보로서 출력하는 가산기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보정된 픽셀값 검출기는, 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보와 인접 한 픽셀 값간의 평균값을 검출하는 평균값 검출기; 평균값과 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보간의 차를 검출하는 차 검출기; 이득 값과 차를 승산하여 보정 값을 검출하는 보정값 검출기; 보정 값을 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 더하여 보정된 픽셀 값을 검출하는 보정된 픽셀 값 검출기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영상의 윤곽선 보정 방법은, 입력되는 영상신호의 윤곽선 보정 방법에 있어서, 입력되는 영상신호를 다 단계의 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet Transform) 하여 입력되는 영상신호의 윤곽선 정보를 추출하는 단계; 추출된 윤곽선 정보 중 보정하고자 하는 위치와 위치의 윤곽선 정보를 검출하는 단계; 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보를 정규화 하여 윤곽선 보정을 위한 이득 값을 검출하는 단계; 이득 값과, 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보 및 보정하고자 하는 위치에 인접한 위치의 적어도 하나의 픽셀 값을 연산하여 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 대한 보정된 픽셀 값을 검출하는 단계; 보정된 픽셀 값으로 윤곽선을 형성한 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
도 1은 기존의 영상의 윤곽선 보정 장치의 블록 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 영상의 윤곽선 보정 장치의 블록 도이다.
도 3은 도 2에 도시된 하 웨이블렛 변환부에서의 변환 과정 도이다.
도 4는 도 2에 도시된 보정된 픽셀 값 검출부의 상세 블록 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 영상의 윤곽선 보정 방법의 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상의 윤곽선 보정 장치의 블록 도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상의 윤곽선 보정 장치는 윤곽선 정보 검출기(200), 이득값 검출기(210), 보정된 픽셀 값 검출기(220), 영상신호 생성기(230)로 구성된다.
윤곽선 정보 검출기(200)는 입력되는 영상신호(원 영상신호)에 대한 다 단계에 걸친 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet Transform)으로 얻어진 변환 계수들을 이용하여 입력되는 영상신호의 윤곽선 정보를 검출한다.
이를 위하여 윤곽선 정보 검출기(200)는 하 웨이블렛 변환부(201), 수평 계수 검출부(202), 수직 계수 검출부(203), 가산기(204), 비 선형 필터(205), 클리핑 회로(206)로 구성된다.
하 웨이블렛 변환부(201)는 입력되는 영상신호에 대해 다운 샘플링(down sampling) 없는 하 웨이블렛 변환을 도 3에 도시된 바와 같이 3 단계에 걸쳐 수행한다. 즉, 하 웨이블렛 변환부(201)는 영상신호가 입력되면, 수학식 1에 정의되어 있는 필터 특성을 갖는 웨이블렛 필터(wavelet filter)를 이용하여 첫 번째 단계(1 단계)의 다운 샘플링 없는 하 웨이블렛 변환을 수행한다. 하기 수학식 1에서 h(k-n)과 g(k-n)은 웨이블렛 필터이다. cj+1(k)은 현재 입력되는 영상신호의 픽셀 값이다. cj(k)는 cj+1(k)를 상기 h(k-n) 필터특성에 의해 로우 패스 필터링 한 데이터이고, dj(k)는 cj+1(k)를 상기 g(k-n) 필터 특성에 의해 하이 패스 필터링 한 데이터이다.
수학식 1과 같이 웨이블렛 필터를 이용하여 입력되는 영상신호에 대한 첫 번째 단계의 하 웨이블렛 변환이 수행되면, 도 3에 도시된 바와 같이 원 영상에 대해 첫 번째 단계(1단계)에서와 같은 서브 밴드 1, 서브 밴드 2, 서브 밴드 3, 서브 밴드 4로 분해된 영상이 얻어진다.
서브 밴드 1은 수직방향과 수평방향이 모두 저주파인 영상 데이터(LL1)를 갖고, 서브 밴드 2는 수직방향으로는 저주파이고 수평방향으로는 고주파인 영상 데이터(LH1)를 갖고, 서브 밴드 3은 수직방향으로는 고주파이고 수평방향으로는 저주파인 영상 데이터(HL1)를 갖고, 서브 밴드 4는 수직방향과 수평방향 모두 고주파인 영상 데이터(HH)를 갖는다. 이 때, 서브 밴드 4는 본 발명에서 사용하지 않는다. 서브 밴드 1, 2, 3, 4의 영상 데이터는 상기 수학식 1을 토대로 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.
하 웨이블렛 변환부(201)는 첫 번째 단계에서 얻어진 서브 밴드들중 서브 밴드 1을 이용하여 두 번째 단계(2단계)의 다운 샘플링 없는 하 웨이블렛 변환을 수행한다. 이에 따라 LL2, LH2, HL2, HH2의 4개로 분할된 서브 밴드가 얻어진다. LL1을 토대로 4개의 분할된 서브 밴드를 얻는 방식은 상기 수학식 2와 수학식 1에 정의된 바와 같다. 이 때, HH2에 해당되는 서브 밴드는 본 발명에서 사용하지 않는다.
그 다음 하 웨이블렛 변환부(201)는 두 번째 단계에서 얻어진 서브 밴드들중 서브 밴드 1에 해당되는 LL2를 이용하여 세 번째 단계(3단계)의 다운 샘플링 없는 하 웨이블렛 변환을 수행한다. 이에 따라 LL3, LH3, HL3, HH3의 4개로 분할된 서브 밴드가 얻어진다. LL2를 토대로 서브 밴드를 얻는 방식은 상술한 단계에서와 동일하게 수행된다. 이 때, HH3에 해당되는 서브 밴드는 본 발명에서 사용하지 않는다.
윤곽선 정보를 검출하기 위하여, 상술한 하 웨이블렛 변환을 사용하는 것은 은 상기 하 웨이블렛 변환기법이 영상신호의 고주파 성분을 구할 때 인접한 두 픽셀 간의 차 값을 이용하여 고주파 성분을 구하기 때문이다. 만약 두 픽셀간의 차가 크다면, 원 영상에서 두 픽셀간의 농담치가 크다는 것을 의미하므로 보정을 위한 이득 값도 크게 설정하여야 한다. 따라서, 보정을 위한 이득 값이 두 픽셀간의 농담치에 따라 결정되도록 하기 위하여 하 웨이블렛 변환을 사용한 것이다.
하 웨이블렛 변환부(201)에서 세 단계의 변환과정을 거쳐 얻어진 각 서브 밴드의 변환 계수들은 수평 계수 검출부(202)와 수직 계수 검출부(203)로 전송된다.
수평 계수 검출부(202)는 첫 번째 단계(1단계)의 하 웨이블렛 변환으로 얻어진 HL1 서브 밴드내의 픽셀 단위의 변환 계수와 세 번째 단계(3 단계)의 하 웨이블렛 변환으로 얻어진 HL3 서브 밴드내의 대응되는 픽셀 단위의 변환 계수를 곱한다. 그리고, 곱한 결과와 두 번째 단계(2 단계)의 하 웨이블렛 변환으로 얻어진 HL 2 서브 밴드내의 대응되는 픽셀 단위의 변환 계수를 더하여 얻어진 값을 입력되는 영상신호(원 영상신호)의 대응되는 픽셀 위치의 수평 계수로서 출력한다.
수직 계수 검출부(203)는 첫 번째 단계(1단계)의 하 웨이블렛 변환으로 얻어진 LH1 서브 밴드내의 픽셀 단위의 변환 계수와 세 번째 단계(3 단계)의 하 웨이블렛 변환으로 얻어진 LH3 서브 밴드내의 대응되는 픽셀 단위의 변환 계수를 곱한다. 그리고 곱한 결과와 두 번째 단계(2 단계)의 하 웨이블렛 변환으로 얻어진 LH2 서브 밴드내의 대응되는 픽셀 단위의 변환 계수를 더하여 얻어진 값을 입력되는 영상신호(원 영상신호)의 대응되는 픽셀 위치의 수직 계수로서 출력한다.
가산기(204)는 수평 계수 검출부(202)로부터 전송되는 수평 계수와 수직 계수 검출부(203)로부터 전송되는 수직 계수를 행렬 덧셈하여 얻은 2차원 계수를 출력한다. 출력되는 2차원 계수는 입력되는 영상신호의 윤곽선 정보이다. 이 윤곽선 정보는 비 선형 필터(205)로 전송된다.
비 선형 필터(205)는 입력되는 2차원 계수들에 대해 수평 필터링(X축 필터링)과 수직 필터링(Y축 필터링)을 각각 수행하고, 그 결과를 더하여 윤곽선에 가까운 주파수 대역을 갖는 윤곽선 정보를 출력시킨다. 이에 따라 좀더 정확한 윤곽선 정보가 얻어진다.
클리핑(clipping) 회로(206)는 비 선형 필터(205)로부터 전송되는 윤곽선 정보가 0-255레벨 범위 내에 존재하도록 자른다. 클리핑 회로(206)는 기존에 알려진 클리핑 회로와 동일하게 구성된다. 클리핑 회로(206)에서 출력되는 영상신호는 상기 하 웨이블렛 변환 기법을 이용하여 검출된 윤곽선 정보만으로 구성된 프레임 영상신호가 된다.
이득 값 검출기(210)는 윤곽선 정보 검출기(200)에서 검출된 윤곽선 정보를 이용하여 윤곽선 보정을 위한 이득 값을 검출한다. 이를 위하여 이득 값 검출기(210)는 보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부(211), 이득 값 검출부(212)로 구성된다.
보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부(211)는 클리핑 회로(206)로부터 전송되는 윤곽선 정보를 토대로 보정하고자 하는 위치를 검출한다. 위치 검출 방식은 기존의 윤곽선 보정 시 사용되는 방식을 사용한다. 위치가 검출되면, 클리핑 회로(206)로부터 전송되는 윤곽선 정보 중에서 검출된 위치의 윤곽선 정보를 검출한다. 검출된 윤곽선 정보는 이득값 검출부(212)로 전송한다. 보정하고자 하는 위치 정보는 보정된 픽셀 값 검출부(220)로 전송한다.
이득값 검출부(212)는 입력된 윤곽선 정보를 1로 정규화(normalization) 한다. 그리고 정규화 된 값을 윤곽선 보정을 위한 이득 값으로 검출한다. 이는 해당 픽셀의 농담치에 따라 보정을 위한 이득 값을 결정하기 위한 것이다.
보정된 픽셀 값 검출부(220)는 보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부(211)로부터 전송되는 보정 위치 정보를 토대로 클리핑 회로(206)로부터 전송되는 윤곽선 정보중 해당되는 윤곽선 정보를 검출하고, 입력되는 영상신호(원 영상신호)로부터 보정 위치에 인접한 픽셀 값을 검출한다. 이 때, 이용하고자 하는 인접한 픽셀 값이 보정하고자 하는 위치의 좌우로 인접한 픽셀인 경우에, 보정된 픽셀 값 검출부(220)는 입력되는 영상신호에서 보정하고자 하는 위치에 좌우로 인접한 픽셀의 값을 검출한다. 그리고 이득 값 검출부(212)로부터 검출된 이득 값을 이용하여 보정하고자 하는 윤곽선 정보에 대응되는 보정된 픽셀 값을 검출한다.
이를 위하여 보정된 픽셀 값 검출부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 평균값 검출기(401), 차 검출기(402), 보정 값 검출기(403), 보정된 픽셀 값 검출기(404)로 구성된다.
평균값 검출기(401)는 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보(x. y)와 좌우로 인접한 픽셀 값(x-1, y), (x+1, y)의 평균값(ave=(x, y)+(x-1, y)+(x+1, y)/3)을 구한다. 구해진 평균값(ave)은 차 검출기(402)로 전송된다. 차 검출기(402)는 보정하고자 하는 위치(x, y)의 윤곽선 정보와 상기 평균값(ave)간의 차(diff)를 구한다.
보정값 검출기(403)는 이득 값 검출부(212)에서 검출된 이득 값과 차 검출기(402)에서 검출된 차(diff)를 승산한다. 따라서, 상기 차(diff)가 큰 경우에 해당되는 윤곽선 정보의 보정 값은 큰 값이 얻어진다. 그러나, 상기 차(diff)가 작은 경우에 해당되는 윤곽선 정보의 보정 값은 작은 값이 얻어진다. 상기 차(diff)는 음의 정수, 양의 정수, 0중 어느 하나가 될 수 있다.
보정된 픽셀 값 검출기(404)는 보정 값 검출기(403)에서 검출된 보정 값을 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 더한 값을 보정된 픽셀 값(enhanced pixel)으로 출력한다. 상기 보정 값이 양의 정수 값을 갖는 경우에, 해당되는 윤곽선 정보는 더 높은(더 밝은) 휘도 레벨을 갖도록 상기 보정된 픽셀 값이 검출된다. 그러나 상기 보정 값이 음의 정수 값을 갖는 경우에, 해당되는 윤곽선 정보는 더 낮은(더 어두운) 휘도 레벨을 갖도록 상기 보정된 픽셀 값이 검출된다.
보정된 픽셀 값 검출기(404)는 보정된 픽셀 값 출력을 통보하는 신호를 보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부(211)로 출력하고, 보정된 픽셀 값은 영상신호 생성기(230)로 전송된다.
보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부(211)는 보정을 원하는 윤곽선 정보에 대응되는 보정된 픽셀 값의 출력 통보 신호가 수신되면, 해당되는 프레임에 존재하는 모든 윤곽선 정보에 대한 보정이 완료되었는지 체크한다. 체크결과, 완료되었으면, 해당되는 프레임에 대한 윤곽선 보정이 완료되었음을 영상신호 생성기(230)로 통보하면서 해당되는 프레임에 대한 윤곽선 보정처리를 종료시킨다. 그러나, 해당되는 프레임에 보정이 필요한 윤곽선 정보가 존재하면, 해당되는 윤곽선 정보의 위치를 검출하여 상술한 바와 같이 윤곽선 정보에 대응되는 보정된 픽셀 값을 검출한다.
영상신호 생성기(230)는 보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부(211)로부터 해당되는 프레임에 대한 윤곽선 보정이 완료되었음을 알리는 정보가 수신되면, 그 동안 보정된 픽셀 값 검출부(220)로부터 전송된 보정된 픽셀 값을 토대로 윤곽선이 형성된 영상신호를 생성한다. 이 때 생성되는 영상신호는 본 발명에 따라 윤곽선이 보정된 영상신호이다.
도 5는 본 발명에 따른 영상의 윤곽선 보정 방법의 동작 흐름도이다.
제 501 단계에서 도 2의 하 웨이블렛 변환부(201)에서 설명한 바와 같이 입력되는 원 영상신호를 3 단계에 걸쳐 하 웨이블렛 변환한다. 3 단계에 걸친 하 웨이블렛 변환으로 도 3에 도시된 바와 같이 얻어진 서브 밴드들을 이용하여 제 502 단계에서 상기 원 영상신호의 수직 계수와 수평 계수를 각각 구한다. 수직 계수와 수평 계수는 상술한 도 2의 수평 계수 검출부(202)와 수직 계수 검출부(203)에서 설명한 바와 같은 방식으로 검출된다.
제 503 단계에서 제 502 단계에서 검출된 수직 계수와 수평 계수를 행렬 가산하여 2차원 계수를 구한다. 구해진 2차원 계수는 입력되는 원 영상의 윤곽선 정보이다.
제 504 단계에서 상기 2차원 계수를 비 선형 필터링한다. 이는 검출된 윤곽선 정보를 좀더 정확하게 검출하기 위한 것이다. 제 505 단계에서 비 선형 필터링 된 윤곽선 정보의 휘도 레벨이 0-255레벨 범위 내에 존재하도록 클리핑(clipping) 한다.
제 506 단계에서 클리핑 된 윤곽 정보를 갖는 프레임 영상신호에서 보정하고자 하는 윤곽선의 위치를 검출한다. 윤곽선의 위치가 검출되면, 클리핑 된 프레임 영상신호에서 상기 검출된 위치에 존재하는 윤곽선 정보를 검출한다.
제 507 단계에서 상기 검출된 윤곽선 정보를 1로 정규화 한다. 그리고, 정규화 된 값을 보정하고자 하는 윤곽선 정보의 이득 값으로 검출한다. 제 508 단계에서 보정하고자 하는 윤곽선 정보와 보정하고자 하는 윤곽선에 인접한 픽셀 값의 평균값을 구한다. 인접한 픽셀 값은 적어도 하나의 픽셀 값이 된다. 본 실시 예에서는 좌우로 인접한 픽셀을 대상으로 평균값(avr)을 구한다. 따라서, 윤곽을 보정하고자 하는 윤곽선의 위치가 원 영상신호의 (x, y)지점인 경우에, 상기 인접한 픽셀 값은 원 영상신호의 (x-1, y)와 (x+1, y)에 위치한 픽셀의 값이 된다. 그러나, 인접한 픽셀은 상하로 인접한 픽셀을 대상으로 하거나 상하좌우로 인접한 픽셀을 대상으로 할 수 있다.
제 509 단계에서 상기 보정하고자 하는 윤곽선 정보와 상기 평균값(avr)간의 차를 구한다. 즉, 상기 윤곽선 정보에서 상기 평균값을 감산하여 그 차 값을 구한다. 이 때, 차 값은 양의 정수일 수 있으나 음의 정수일 수도 있다. 만약 얻어진 차 값이 양의 정수이면, 원 영상신호에서의 윤곽선 정보의 휘도 레벨은 높아지도록 보정될 것이다. 그러나, 얻어진 차 값이 음의 정수이면, 원 영상신호에서의 윤곽선 정보의 휘도 레벨은 낮아지도록 보정될 것이다. 만약 얻어진 차 값이 0이면, 원 영상신호에서의 윤곽선 정보의 휘도 레벨은 그대로 유지될 것이다.
제 510 단계에서 상기 차 값에 상기 제 507 단계에서 검출된 이득 값을 승산하여(차 값×이득 값) 상기 보정하고자 하는 윤곽선 정보에 대한 보정 값(enhanced value)을 구한다.
제 511 단계에서 상기 보정 값을 상기 윤곽선 정보에 더하여 보정된 픽셀 값(enhanced pixel=(x, y)+보정 값)을 구한다.
그 다음, 제 512 단계에서 해당되는 프레임의 윤곽선 정보에 대한 보정이 종료되었는지 체크한다. 체크결과, 해당되는 프레임 영상에 대한 윤곽선 보정이 종료되지 않았으면, 제 506 단계로 리턴 되어 아직 보정되지 않은 윤곽선에 대한 보정이 상술한 바와 같은 과정을 통해 보정되도록 한다.
그러나, 제 512 단계에서 체크한 결과, 해당되는 프레임 영상에 대한 윤곽선 보정이 종료되었으면, 제 513 단계에서 보정된 픽셀 값으로 윤곽선이 형성된 영상신호를 생성하고, 해당되는 프레임에 대한 윤곽선 보정을 종료한다.
상술한 본 발명에 의하면, 원 영상신호에 대한 다 단계의 하 웨이블렛 변환결과를 이용하여 원 영상신호의 윤곽선 정보를 검출하고, 검출된 윤곽선 정보를 이용하여 보정을 위한 이득 값을 결정하고, 결정된 이득 값과 원 영상신호에 존재하는 인접한 픽셀 값을 이용하여 윤곽선을 보정한 영상신호를 생성함으로써, 윤곽선상에서 오버 슈트와 언더 슈트의 발생을 줄이고, 좀더 해상도가 높은 영상을 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술하는 청구범위로 정해질 것이다.

Claims (14)

  1. 입력되는 영상신호의 윤곽선 보정 장치에 있어서,
    상기 입력되는 영상신호를 다 단계에 걸쳐 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet Transform) 하여 윤곽선 정보를 검출하는 윤곽선 정보 검출기;
    상기 윤곽선 정보 검출기에서 검출된 윤곽선 정보 중 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보를 정규화 하여 상기 윤곽선 보정을 위한 이득 값을 검출하는 이득 값 검출기;
    상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보, 상기 윤곽선 정보와 인접한 위치의 적어도 하나의 픽셀 값 및 상기 이득 값을 연산하여 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 대한 보정된 픽셀 값을 검출하는 보정된 픽셀 값 검출기;
    상기 보정된 픽셀 값들로 윤곽선이 형성된 영상을 생성하는 영상신호 생성기를 포함하는 영상의 윤곽선 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 윤곽선 정보 검출기는 다운 샘플링을 하지 않으면서 상기 입력되는 영상신호에 대한 하 웨이블렛 변환을 수행하도록 구성된 영상의 윤곽선 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 윤곽선 정보 검출기는 다운 샘플링을 하지 않으면서 상기 입력되는 영상신호에 대한 하 웨이블렛 변환을 3 단계에 걸쳐 수행하도록 구성된 영상의 윤곽선 보정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 윤곽선 정보 검출기는,
    상기 다 단계의 하 웨이블렛 변환 후 얻어진 변환계수를 연산하여 상기 입력되는 영상신호에 대한 수평 계수를 검출하는 수평 계수 검출부;
    상기 다 단계의 하 웨이블렛 변환 후 얻어진 변환계수를 연산하여 상기 입력되는 영상신호에 대한 수직 계수를 검출하는 수직 계수 검출부;
    상기 수평 계수와 상기 수직 계수를 가산하여 2차원 계수를 구하여 윤곽선 정보로서 출력하는 가산기를 포함하는 영상의 윤곽선 보정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 수평 계수 검출부, 상기 수직 계수 검출부, 상기 가산기는 픽셀단위로 상기 연산을 수행하는 영상의 윤곽선 보정 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 윤곽선 정보 검출기는
    상기 윤곽선 정보를 비 선형 필터링하는 필터;
    상기 필터에서 출력되는 윤곽선 정보의 레벨이 소정의 범위 내에 존재하도록 자르는 클리핑 부를 더 포함하는 영상의 윤곽선 보정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 이득값 검출기는,
    상기 윤곽선 정보 검출기로부터 전송되는 윤곽선 정보 중에서 보정하고자 하는 위치와 상기 위치의 윤곽선 정보를 검출하는 보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부;
    상기 보정 위치 및 윤곽선 정보 검출부에서 검출된 윤곽선 정보를 1로 정규화하고, 정규화 된 값을 상기 이득 값으로 검출하는 이득 값 검출부를 포함하는 영상의 윤곽선 보정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 인접한 위치의 픽셀은 상기 보정하고자 하는 위치에 좌우로 인접한 픽셀인 것을 특징으로 하는 영상의 윤곽선 보정 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 보정된 픽셀값 검출기는,
    상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보와 상기 인접한 픽셀 값간의 평균값을 검출하는 평균값 검출기;
    상기 평균값과 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보간의 차를 검출하는 차 검출기;
    상기 이득 값과 상기 차를 승산하여 보정 값을 검출하는 보정값 검출기;
    상기 보정 값을 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 더하여 상기 보정된 픽셀 값을 검출하는 보정된 픽셀 값 검출기를 포함하는 영상의 윤곽선 보정 장치.
  10. 입력되는 영상신호의 윤곽선 보정 방법에 있어서,
    상기 입력되는 영상신호를 다 단계의 하 웨이블렛 변환(Haar Wavelet Transform) 하여 상기 입력되는 영상신호의 윤곽선 정보를 추출하는 단계;
    상기 추출된 윤곽선 정보 중 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보를 이용하여 상기 윤곽선 보정을 위한 이득 값을 검출하는 단계;
    상기 이득 값과, 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보 및 상기 보정하고자 하는 위치에 인접한 위치의 적어도 하나의 픽셀 값을 연산하여 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 대한 보정된 픽셀 값을 검출하는 단계;
    상기 보정된 픽셀 값으로 윤곽선을 형성한 영상을 생성하는 단계를 포함하는 영상의 윤곽선 보정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 윤곽선 정보 추출 단계는 상기 입력되는 영상신호에 대해 다운 샘플링하지 않는 하 웨이블렛 변환을 상기 다 단계에 걸쳐 수행하는 영상의 윤곽선 보정 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 윤곽선 정보 추출 단계는,
    상기 다 단계의 하 웨이블렛 변환 후 얻어진 변환 계수를 이용하여 상기 입력되는 영상신호에 대한 수평 계수를 검출하는 단계;
    상기 다 단계의 하 웨이블렛 변환 후 얻어진 변환 계수를 이용하여 상기 입력되는 영상신호에 대한 수직 계수를 검출하는 단계;
    상기 수평 계수와 수직 계수를 가산하여 2차원 계수를 구하고, 구해진 2차원 계수를 상기 윤곽선 정보로서 제공하는 단계를 포함하는 영상의 윤곽선 보정 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 보정된 픽셀 값을 검출하는 단계는,
    상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보와 상기 인접한 픽셀 값의 평균값을 구하는 단계;
    상기 평균값과 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보간의 차를 검출하는 단계;
    상기 이득 값과 상기 차를 승산하여 보정 값을 검출하는 단계;
    상기 보정 값을 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보에 더하여 상기 보정된 픽셀 값을 검출하는 단계를 포함하는 영상의 윤곽선 보정 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 이득 값 검출 단계는 상기 보정하고자 하는 위치의 윤곽선 정보를 정규화하고, 상기 정규화 된 값을 상기 이득 값으로 검출하는 영상의 윤곽선 보정 방법.
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