KR100453043B1

KR100453043B1 - 영상 변환 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100453043B1
Application number: KR10-2002-0010263A
Authority: KR
Inventors: 이을환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2004-10-15
Also published as: KR20030070740A; US20030160983A1

Abstract

영상 변환 방법 및 장치가 개시된다. 입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 이 방법은, 입력 화소가 가질 수 있는 적어도 세 개의 색 성분들중에서 적어도 두 개의 색 성분들을 동일한 색 성분으로 간주하여 색 성분별로 문턱값들을 생성하는 단계 및 문턱값들을 이용하여 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 단계를 구비하고, 문턱값을 생성하는 단계는 이치 휘도 레벨들을 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제1 최적 거리를 다치 휘도 레벨에 따라 적어도 두 개의 색 성분별로 구하고, 적어도 두 개의 색 성분별로 입력 화소와 가장 가까운 소수 화소간의 거리인 제1 최소 거리를 구하는 단계와, 적어도 두 개의 색 성분들중 하나를 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제2 최적 거리를 다치 휘도 레벨에 따라 구하고, 적어도 두 개의 색 성분별로 구해진 제1 최소 거리들중 가장 작은 거리를 제2 최소 거리로서 결정하는 단계 및 제1 최적 거리들, 제1 최소 거리들, 제2 최적 거리 및 제2 최소 거리를 이용하여 색 성분별로 문턱값들을 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하였을 때 이치 휘도 레벨의 밝은 부분에서 입력 화소의 색 성분들에 해당하는 부분들이 균일하게 분포되도록 하여 이진 휘도 레벨로 이루어지는 출력 영상의 화질을 개선시키는 효과를 갖는다.

Description

영상 변환 방법 및 장치{Method and apparatus for converting level of image}

본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 특히, 영상 신호의 휘도 레벨을 변환하는 영상 변환 방법 및 장치에 관한 것이다.

연속 계조 영상의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 기술을 일반적으로 하프토닝(halftoning) 기술 즉, 영상 변환 방법이라고 한다. 여기서, 다치 휘도 레벨이란 0 ∼ 2ⁿ(여기서, n은 1이상의 양의 정수)의 휘도 레벨들중 하나의 휘도 레벨을 의미하고, 이치 휘도 레벨이란 0 또는 2ⁿ의 휘도 레벨을 의미한다.

하프토닝 기술은 디지탈 복사기, 레이져 프린터, 잉크젯 프린터 및 팩시밀리 같은 응용 분야에서 널리 이용되고 있으며, 순차적 디더링(ordered dithering)법과 오차 확산(error diffusion)법으로 대별된다.

이하, 종래의 영상 변환 방법에 대해 다음과 같이 살펴본다.

종래의 영상 변환 방법은 먼저, 입력 화소와 그 화소에 이웃하는 화소간의 최적의 이격 거리 및 최소 거리를 입력 화소의 색상별로 결정한다. 이 때, 종래의 영상 변환 방법은 최적의 이격 거리 및 최소 거리를 이용하여 구한 문턱값을 기준으로 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 이진화한다. 일반적으로, 시안(Cyan), 마젠타(Magenta) 및 옐로우(Yellow) 색 성분들 각각에 대한 입력 화소의 다치 휘도 레벨을 종래의 하프토닝 방법을 이용하여 이치 휘도 레벨로 변환할 경우, 각 색 성분에서 출력 화소의 이치 휘도 레벨은 균일한 분포를 유지한다. 그러나, 색 성분들이 서로에 대해 미치는 영향을 고려하지 않고 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하기 때문에, 종래의 영상 변환 방법은 색 성분들중 색 성분들에 해당하는 시안 색 성분과 마젠타 색 성분간의 간섭으로 인해 전체적으로 균일하지 못한 이치영상을 발생시키는 문제점을 갖는다. 여기서, 이치 영상이란, 다치 휘도 레벨로부터 변환된 이치 휘도 레벨로 이루어진 영상을 의미한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 색 성분들간의 간섭을 고려하여 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하여 고화질의 이치 영상을 발생할 수 있는 영상 변환 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 영상 변환 방법을 수행하는 영상 변환 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 영상 변환 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 2는 도 1에 도시된 영상 변환 방법을 수행하는 본 발명에 의한 영상 변환 장치의 블럭도이다.

도 3은 도 2에 도시된 제2 거리 계산부의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도이다.

도 4는 도 2에 도시된 문턱값 계산부의 본 발명에 의한 일 실시예의 블럭도이다.

도 5는 도 2에 도시된 문턱값 계산부의 본 발명에 의한 다른 실시예의 블럭도이다.

도 6은 도 2에 도시된 레벨 변환부의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도이다.

상기 과제를 이루기 위해, 입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 본 발명에 의한 영상 변환 방법은, 상기 입력 화소가 가질 수 있는 적어도 세 개의 색 성분들중에서 적어도 두 개의 색 성분들을 동일한 색 성분으로 간주하여 상기 색 성분별로 문턱값들을 생성하는 (a) 단계 및 상기 문턱값들을 이용하여 상기 다치 휘도 레벨을 상기 이치 휘도 레벨로 변환하는 (b) 단계로 이루어지고, 상기 (a) 단계는 상기 이치 휘도 레벨들을 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제1 최적 거리를 상기 다치 휘도 레벨에 따라 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 구하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 상기 입력 화소와 가장 가까운 소수 화소간의 거리인 제1 최소 거리를 구하는 단계와, 상기 적어도 두 개의 색 성분들중 하나를 갖는 상기 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제2 최적 거리를 상기 다치 휘도 레벨에 따라 구하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 구해진 상기 제1 최소 거리들중 가장 작은 거리를 제2 최소 거리로서 결정하는 단계 및 상기 제1 최적 거리들, 상기 제1 최소 거리들, 상기 제2 최적 거리 및 상기 제2 최소 거리를 이용하여 상기 색 성분별로 문턱값들을 구하고, 상기 (b) 단계로 진행하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 다른 과제를 이루기 위해, 입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 본 발명에 의한 영상 변환 장치는, 상기 입력 화소가 갖는 적어도 세 개의 색 성분들중에서 적어도 두 개의 색 성분들을 동일한 색 성분으로 간주하여 상기 색 성분별로 문턱값들을 생성하고, 생성된 상기 문턱값들을 출력하는 문턱값 생성부 및 상기 문턱값들을 기준으로 상기 다치 휘도 레벨을 상기 이치 휘도 레벨로 변환하고, 변환된 상기 이치 휘도 레벨을 출력하는 레벨 변환부로 구성되고,상기 문턱값 생성부는 상기 이치 휘도 레벨들을 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제1 최적 거리를 입력한 상기 다치 휘도 레벨로부터 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 계산하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 상기 입력 화소와 가장 가까운 소수 화소간의 거리인 제1 최소 거리를 상기 이치 휘도 레벨들로부터 계산하는 제1 거리 계산부와, 상기 적어도 두 개의 색 성분들중 하나를 갖는 상기 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제2 최적 거리를 상기 다치 휘도 레벨로부터 계산하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 계산된 상기 제1 최소 거리들중 가장 작은 거리를 제2 최소 거리로서 결정하는 제2 거리 계산부 및 상기 제1 거리 계산부로부터 입력한 상기 제1 최적 거리들과 상기 제1 최소 거리들 및 상기 제2 거리 계산부로부터 입력한 상기 제2 최적 거리와 상기 제2 최소 거리로부터 상기 색 성분별로 상기 문턱값들을 계산하고, 계산된 상기 문턱값들을 출력하는 문턱값 계산부로 구성되는 것이 바람직하다.이하, 본 발명에 의한 영상 변환 방법을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 영상 변환 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 색 성분별로 문턱값들을 구하는 단계(제10 ∼ 제14 단계들) 및 이치 휘도 레벨을 구하는 단계(제16 단계)로 이루어진다.

입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 본 발명에 의한 영상 변환 방법은, 먼저, 입력 화소가 가질 수 있는 적어도 세 개의 색 성분들중에서 적어도 두 개의 색 성분들을 동일한 색 성분으로 간주하여 색 성분별로 문턱값들을 생성한다(제10 ∼ 제14 단계들). 여기서, 입력 화소가 가질 수 있는 적어도 세 개의 색 성분들이란, 시안 성분, 마젠타 성분 및 엘로우 성분이 될 수 있다. 이 경우, 적어도 두 개의 색 성분들은 시안 성분과 마젠타 성분에 해당한다.

예컨대, 이치 휘도 레벨들을 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제1 최적 거리를 입력 화소의 다치 휘도 레벨에 따라 적어도 두 개의 색 성분별로 구하고, 입력 화소와 가장 가까운 소수 화소간의 거리인 제1 최소 거리를 적어도 두 개의 색 성분별로 구한다(제10 단계). 여기서, 소수 화소란, 입력 화소의 다치 휘도 레벨이 중간 휘도 레벨(2^n-1)(여기서, n은 1 이상의 양의 정수이다) 이상일 경우 흑색인 화소를 의미하고, 입력 화소의 다치 휘도 레벨이 중간 휘도 레벨(2^n-1) 보다 적을 경우 백색인 화소를 의미한다. 여기서, 다치 휘도 레벨이란 0 ∼ 2ⁿ과 같은 여러가지 레벨들중 하나를 가질 수 있는 휘도 레벨을 의미하고, 중간 휘도 레벨이란 다치 휘도 레벨이 가질 수 있는 휘도 레벨들중 중간의 레벨을 의미한다.

예를 들면, 시안 성분에 대한 제1 최적 거리와 제1 최소 거리를 구하고, 마젠타 성분에 대한 제1 최적 거리와 제1 최소 거리를 구한다. 여기서, 제1 최소 거리는 이전에 획득된 이치 휘도 레벨들로부터 구해질 수 있으며, 제1 최소 거리를 구하는 방법은 대한민국 특허 출원 번호 1999-053325에 '최적 거리를 유지하여 이진 영상의 도트간의 균일 분포를 얻기 위한 영상 양자화 방법' 또는 대한민국 특허 출원 번호 2000-258에 '컬라 중간조 처리 장치'라는 제목으로 개시되어 있다.

제10 단계후에, 적어도 두 개의 색 성분들중 하나를 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제2 최적 거리를 입력 화소의 다치 휘도 레벨에 따라 구하고, 적어도 두 개의 색 성분별로 구해진 제1 최소 거리들중 가장 작은 거리를 제2 최소 거리로서 결정한다(제12 단계). 예를 들면, 두 개의 색 성분들에 해당하는 시안 및 마젠타 성분들중 하나에 해당하는 출력 화소들간에 유지되어야 할 제2 최적 거리를 구하고, 시안 성분에 대해 구한 제1 최소 거리와 마젠타 성분에 대해 구한 제1 최소 거리중 적은 값을 제2 최소 거리로서 결정한다. 이 경우, 제2 최소 거리란, (m,n)에 위치한 입력 화소와 가장 가깝게 위치한 시안 또는 마젠타 색상을 갖는 출력 화소간의 거리를 의미한다.

예를 들어, 적어도 두 개의 색 성분들중 하나인 제1 색 성분에 대한 제1 최적 거리[d_opt(i₁(m,n))]가 다음 수학식 1과 같이 표현되고, 적어도 두 개의 색 성분들중 다른 하나인 제2 색 성분에 대한 제1 최적 거리[d_opt(i₂(m,n))]가 다음 수학식 2와 같이 표현된다고 하자.

여기서, i₁(m,n)은 (m,n)에 위치한 입력 화소의 제1 색 성분에 대한 다치 휘도 레벨을 나타낸다.

여기서, i₂(m,n)은 (m,n)에 위치한 입력 화소의 제2 색 성분에 대한 다치 휘도 레벨을 나타낸다.

수학식 1과 수학식 2로부터 알 수 있듯이, 입력 화소의 다치 휘도 레벨[i₁(m.n) 또는 i₂(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2^n-1)에 가까워질수록 제1 최적거리([d_opt(i₁(m,n))] 또는 [d_opt(i₂(m,n))])는 점점 작아지고, 입력 화소의 다치 휘도 레벨[i₁(m.n) 또는 i₂(m,n)]이 가장 낮은 휘도 레벨(0) 또는 가장 높은 휘도 레벨(2ⁿ-1)에 점점 가까워질수록 제1 최적 거리([d_opt(i₁(m,n))] 또는 [d_opt(i₂(m,n))])는 커짐을 알 수 있다. 이 때, 제2 최적 거리[d_opt(N₁₂)]는 다음 수학식 3과 같이 구해질 수 있다.

여기서, N₁₂은 다음 수학식 4와 같다.

여기서, N₁은 제1 색 성분에 대한 소수 화소의 개수로서 다음 수학식 5와 같이 표현되고, N₂는 제2 색 성분에 대한 소수 화소의 개수로서 다음 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.

본 발명에 의하면, 도 1에 도시된 바와 달리, 제12 단계가 수행된 후 제10 단계가 수행될 수도 있고, 제10 및 제12 단계들이 동시에 수행될 수도 있다.

제12 단계후에, 제1 최적 거리들, 제1 최소 거리들, 제2 최적 거리 및 제2 최소 거리를 이용하여 색 성분별로 문턱값들을 구한다(제14 단계). 예를 들면, 전술한 수학식들 1 및 2와 같이 표현되는 제1 최적 거리들, 수학식 3과 같이 표현되는 제2 최적 거리, 제1 최소 거리들 및 제2 최소 거리를 이용하여 색 성분별 문턱값들[t₁(m,n), t₂(m,n) 및 t₃(m,n)]을 다음 수학식 7과 같이 구한다.

여기서, A₁, A₂, A₃, B₁및 B₂는 소정의 상수들을 각각 나타내고, d_min(i₁(m,n)), d_min(i₂(m,n)) 및 d_min(i₃(m,n))은 각각 i₁(m,n), i₂(m,n) 및 i₃(m,n)을 갖는 입력 화소들에 대한 제1 최소 거리들을 나타내고, d_opt(i₃(m,n))은 i₃(m,n)에대한 제1 최적 거리를 나타내고, d_min(N₁₂)은 제2 최소 거리를 나타내고, d_opt(N₁₂)은 제2 최적 거리를 각각 나타낸다.

제14 단계후에, 문턱값들[t₁(m,n), t₂(m,n) 및 t₃(m,n)]을 이용하여 다치 휘도 레벨들[i₁(m,n), i₂(m,n) 및 i₃(m,n)]을 이치 휘도 레벨들로 변환한다(제16 단계). 즉, 수정된 다치 휘도 레벨과 전술한 바와 같이 생성한 문턱값[t₁(m,n), t₂(m,n) 또는 t₃(m,n)]을 비교한 결과에 따라 이치 휘도 레벨을 흑 또는 백으로 결정한다. 여기서, 수정된 다치 휘도 레벨이란, 이전에 구해진 이치 휘도 레벨의 오차를 이용하여 다치 휘도 레벨을 수정한 결과를 의미한다.

이하, 전술한 영상 변환 방법을 수행하는 본 발명에 의한 영상 변환 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 영상 변환 방법을 수행하는 본 발명에 의한 영상 변환 장치의 블럭도로서, 문턱값 생성부(30) 및 레벨 변환부(32)로 구성된다.

도 2에 도시된 영상 변환 장치의 문턱값 생성부(30)는 입력 화소가 갖는 적어도 세 개의 색 성분들중에서 적어도 두 개의 색 성분들을 동일한 색 성분으로 간주하여 색 성분별로 문턱값들을 생성하고, 색 성분별로 생성된 문턱값들을 레벨 변환부(32)로 출력한다. 이를 위해, 문턱값 생성부(30)는 제1 거리 계산부(40), 제2 거리 계산부(42) 및 문턱값 계산부(44)로 구현될 수 있다.

먼저, 제10 단계를 수행하는 제1 거리 계산부(40)는 이치 휘도 레벨들을 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제1 최적 거리를 입력단자 IN1을 통해입력한 다치 휘도 레벨로부터 적어도 두 개의 색 성분별로 전술한 수학식들 1 및 2와 같이 계산하고, 계산된 제1 최적 거리를 문턱값 계산부(44)로 출력한다. 또한, 제1 거리 계산부(40)는 적어도 두 개의 색 성분별로 입력 화소와 가장 가까운 소수 화소간의 거리인 제1 최소 거리를 레벨 변환부(32)로부터 입력한 이치 휘도 레벨들로부터 계산하고, 계산된 제1 최소 거리를 문턱값 계산부(44)로 출력한다.

이 때, 제12 단계를 수행하는 제2 거리 계산부(42)는 적어도 두 개의 색 성분들중 하나를 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제2 최적 거리를 입력단자 IN1을 통해 입력한 다치 휘도 레벨로부터 계산하고 계산된 제2 최적 거리를 문턱값 계산부(44)로 출력한다. 또한, 제2 거리 계산부(42)는 적어도 두 개의 색 성분별로 제1 거리 계산부(40)에서 계산된 제1 최소 거리들을 입력하고, 입력한 제1 최소 거리들중 가장 작은 거리를 제2 최소 거리로서 결정하며, 결정한 제2 최소 거리를 문턱값 계산부(44)로 출력한다.

이하, 도 2에 도시된 제2 거리 계산부(42)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 구성 및 동작을 다음과 같이 살펴본다.

도 3은 도 2에 도시된 제2 거리 계산부(42)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(42A)의 블럭도로서, 제1, 제2 및 제3 비교부들(60, 62 및 70), 제1 및 제2 개수 계산부들(64 및 66), 제1 가산부(68) 및 제1 거리 출력부(72)로 구성된다.

도 3에 도시된 제2 거리 계산부(42A)의 제1 비교부(60)는 두 개의 색 성분들중 하나인 제1 색 성분에 대한 다치 휘도 레벨[i₁(m,n)]을 입력단자 IN2를 통해 입력하고, 입력한 다치 휘도 레벨[i₁(m,n)]과 중간 휘도 레벨(2^n-1)을 비교하고, 비교된 결과를 제1 개수 계산부(64)로 출력한다. 이 때, 제1 개수 계산부(64)는 제1 비교부(60)로부터 입력한 비교된 결과에 응답하여, 2ⁿ-1과 제1 색 성분에 대한 다치 휘도 레벨[i₁(m,n)]로부터 제1 색 성분에 대한 소수 화소의 제1 개수(N₁)를 계산하고, 계산된 제1 개수를 제1 가산부(68)로 출력한다. 예컨대, 제1 개수 계산부(64)는 제1 비교부(60)로부터 입력한 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i₁(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2^n-1) 이하인 것으로 인식되면, 다치 휘도 레벨[i₁(m,n)]을 제1 개수(N₁)로서 결정한다. 그러나, 제1 개수 계산부(64)는 제1 비교부(60)로부터 입력한 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i₁(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2^n-1) 보다 큰 것으로 인식되면, 2ⁿ로부터 다치 휘도 레벨[i₁(m,n)]을 감산한 결과를 제1 개수(N₁)로서 결정한다. 즉, 도 3에 도시된 제1 비교부(60)와 제1 개수 계산부(64)는 전술한 수학식 5를 수행하는 역할을 한다.

한편, 제2 비교부(62)는 두 개의 색 성분들중 다른 하나인 제2 색 성분에 대한 다치 휘도 레벨[i₂(m,n)]과 중간 휘도 레벨[2^n-1]을 비교하고, 비교된 결과를 제2 개수 계산부(66)로 출력한다. 이 때, 제2 개수 계산부(66)는 제2 비교부(62)로부터입력한 비교된 결과에 응답하여, 중간 휘도 레벨(2ⁿ-1)과 제2 색 성분에 대한 다치 휘도 레벨[i₂(m,n)]로부터 제2 색 성분에 대한 소수 화소의 제2 개수(N₂)를 계산하고, 계산된 제2 개수(N₂)를 제1 가산부(68)로 출력한다. 예컨대, 제2 개수 계산부(66)는 제2 비교부(62)로부터 입력한 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i₂(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2ⁿ-1) 이하인 것으로 인식되면 다치 휘도 레벨[i₂(m,n)]을 제2 개수(N₂)로서 결정하여 출력한다. 그러나, 제2 개수 계산부(66)는 제2 비교부(62)로부터 입력한 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i₂(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2ⁿ-1) 보다 큰 것으로 인식되면, 2ⁿ로부터 다치 휘도 레벨[i₂(m,n)]을 감산한 결과를 제2 개수(N₂)로서 결정하여 출력한다. 즉, 도 3에 도시된 제2 비교부(62)와 제2 개수 계산부(66)는 전술한 수학식 6을 수행하는 역할을 한다.

전술한 수학식 4를 수행하기 위해, 제1 가산부(68)는 제1 개수 계산부(64)로부터 입력한 제1 개수(N₁)와 제2 개수 계산부(66)로부터 입력한 제2 개수(N₂)를 가산하고, 가산된 결과(N₁₂)를 제3 비교부(70)로 출력한다.

이 때, 제3 비교부(70)는 제1 가산부(68)에서 가산된 결과(N₁₂)와 중간 휘도 레벨(2^n-1)을 비교하고, 비교된 결과를 제1 거리 출력부(72)로 출력한다. 제1 거리출력부(72)는 제3 비교부(70)로부터 입력한 비교된 결과에 응답하여, 전술한 수학식 3에 기재된 바와 같이 2ⁿ-1과 제1 가산부(68)에서 가산된 결과(N₁₂)로부터 제2 최적 거리를 계산하고, 계산된 제2 최적 거리를 출력단자 OUT2를 통해 문턱값 계산부(44)로 출력한다.

한편, 제14 단계를 수행하기 위해, 문턱값 계산부(44)는 제1 거리 계산부(40)로부터 입력한 제1 최적 거리들과 제1 최소 거리들 및 제2 거리 계산부(42)로부터 입력한 제2 최적 거리와 제2 최소 거리로부터 색 성분별로 문턱값을 계산하고, 계산된 문턱값들을 레벨 변환부(32)로 출력한다.

이하, 도 2에 도시된 문턱값 계산부(44)의 본 발명에 의한 바람직한 실시예들 각각의 구성 및 동작을 다음과 같이 설명한다.

도 4는 도 2에 도시된 문턱값 계산부(44)의 본 발명에 의한 일 실시예(44A)의 블럭도로서, 제1 및 제2 감산부들(90 및 92), 제1 및 제2 승산부들(94 및 96), 제4 비교부(98) 및 제1 연산부(100)로 구성된다.

제1 감산부(90)는 제1 최소 거리[d_min(i_k(m,n)](여기서, k는 0 또는 1이다.)로부터 제1 최적 거리[d_opt(i_k(m,n)]를 감산하고, 감산된 결과를 제1 승산부(94)로 출력한다. 제2 감산부(92)는 제2 최소 거리[d_min(N₁₂)]로부터 제2 최적 거리[d_opt(N₁₂)]를 감산하고, 감산된 결과를 제2 승산부(96)로 출력한다. 이 때, 제1 승산부(94)는 제1 감산부(90)에서 감산된 결과를 제1 상수(A_k)와 승산하고, 승산된결과를 제1 연산부(100)로 출력하고, 제2 승산부(96)는 제2 감산부(92)에서 감산된 결과를 제2 상수(B_k)와 승산하고, 승산된 결과를 제1 연산부(100)로 출력한다.

제4 비교부(98)는 다치 휘도 레벨[i_k(m,n)]과 중간 휘도 레벨(2^n-1)을 비교하고, 비교된 결과를 제1 연산부(100)로 출력한다. 이 때, 제1 연산부(100)는 제4 비교부(98)에서 비교된 결과에 응답하여, 제1 및 제2 승산부들(94 및 96)에서 승산된 결과들을 중간 휘도 레벨(2^n-1)과 가산 또는 감산하고, 가산 또는 감산된 결과를 색 성분에 대한 문턱값[t_k(m,n)]으로서 출력단자 OUT3를 통해 레벨 변환부(72)로 출력한다. 예컨대, 제1 연산부(100)는 제4 비교부(98)에서 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i_k(m,n)]이 중간 휘도 레벨[2^n-1] 이하인 것으로 인식되면, 제1 및 제2 승산부들(94 및 94)에서 승산된 결과들을 중간 휘도 레벨(2^n-1)과 가산하고, 가산된 결과를 색 성분에 대한 문턱값[t_k(m,n)]으로서 출력단자 OUT3을 통해 레벨 변환부(32)로 출력한다. 그러나, 제1 연산부(100)는 제4 비교부(98)에서 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i_k(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2^n-1) 보다 큰 것으로 인식되면, 제1 및 제2 승산부들(94 및 96)에서 승산된 결과들을 중간 휘도 레벨(2^n-1)로부터 감산하고, 감산된 결과를 색 성분에 대한 문턱값[t_k(m,n)]으로서 출력단자 OUT3를 통해 레벨 변환부(32)로 출력한다. 결국, 도 4에 도시된 문턱값 계산부(44A)는 전술한 수학식 7에 기재된 문턱값[t₁(m,n) 또는 t₂(m,n)]을 구하는 역할을 한다.

도 5는 도 2에 도시된 문턱값 계산부(44)의 본 발명에 의한 다른 실시예(44B)의 블럭도로서, 제3 감산부(110), 제3 승산부(112), 제2 연산부(114) 및 제5 비교부(116)로 구성된다.

도 5에 도시된 문턱값 계산부(44B)의 제3 감산부(110)는 제1 최소 거리[d_min(i₃(m,n))]로부터 제1 최적 거리[d_opt(i₃(m,n))]를 감산하고, 감산된 결과를 제3 승산부(112)로 출력한다. 이 때, 제3 승산부(112)는 제3 감산부(110)에서 감산된 결과를 제3 상수(A₃)와 승산하고, 승산된 결과를 제2 연산부(114)로 출력한다. 제5 비교부(116)는 다치 휘도 레벨[i₃(m,n)]과 중간 휘도 레벨(2^n-1)을 비교하고, 비교된 결과를 제2 연산부(114)로 출력한다. 제2 연산부(114)는 제5 비교부(116)로부터 입력한 비교된 결과에 응답하여, 제3 승산부(112)에서 승산된 결과를 중간 휘도 레벨(2^n-1)과 가산 또는 감산하고, 가산 또는 감산된 결과를 문턱값[t₃(m,n)]으로서 출력단자 OUT4를 통해 레벨 변환부(32)로 출력한다. 예컨대, 제2 연산부(114)는 제5 비교부(116)로부터 입력한 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i₃(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2^n-1) 이하인 것으로 인식되면, 제3 승산부(112)에서 승산된 결과를 중간 휘도 레벨(2^n-1)로부터 감산하고, 감산된 결과를 문턱값[t₃(m,n)]으로서 출력단자OUT4를 통해 레벨 변환부(32)로 출력한다. 그러나, 제5 비교부(116)로부터 입력한 비교된 결과를 통해 다치 휘도 레벨[i₃(m,n)]이 중간 휘도 레벨(2^n-1) 보다 큰 것으로 인식되면, 제2 연산부(114)는 제3 승산부(112)에서 승산된 결과와 중간 휘도 레벨(2^n-1)을 가산하고, 가산된 결과를 문턱값[t₃(m,n)]으로서 출력단자 OUT4를 통해 레벨 변환부(32)로 출력한다. 결국, 도 5에 도시된 문턱값 생성부(44B)는 수학식 7에 기재된 문턱값(t₃(m,n))을 생성하는 역할을 한다.

제16 단계를 수행하는 레벨 변환부(32)는 문턱값 생성부(30)로부터 입력한 문턱값들을 기준으로 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하고, 변환된 이치 휘도 레벨을 출력단자 OUT1을 통해 출력한다. 예를 들면, 레벨 변환부(32)는 제1 연산부(100)로부터 출력되는 문턱값[t_k(m,n)]을 이용하여 색 성분을 갖는 입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하고, 제2 연산부(114)로부터 출력되는 문턱값[t₃(m,n)]을 이용하여 밝은 색 성분에 갖는 입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환한다.

이하, 도 2에 도시된 레벨 변환부(32)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 구성 및 동작을 다음과 같이 설명한다.

도 6은 도 2에 도시된 레벨 변환부(32)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(32A)의 블럭도로서, 가중치 부여부(130), 제2 가산부(132), 제4 감산부(134) 및 양자화부(136)로 구성된다.

본 발명에 의하면, 도 2에 도시된 레벨 변환부(32)는 도 6에 도시된 양자화부(136)로 구현될 수 있다. 여기서, 양자화부(136)는 수정된 다치 휘도 레벨과 입력단자 IN4를 통해 입력한 문턱값을 비교하고, 비교된 결과를 이치 휘도 레벨로서 출력단자 OUT5를 통해 출력한다. 여기서, 수정된 다치 휘도 레벨은 입력단자 IN5를 통해 입력된 다치 휘도 레벨을 이전에 구해진 이치 휘도 레벨의 오차를 이용하여 수정한 결과이다.

예를 들어 양자화부(136)는 다치 휘도 레벨의 크기에 따라 이치 휘도 레벨을 다음 수학식 8과 같이 결정할 수 있다.

여기서, b₁(m,n), b₂(m,n) 및 b₃(m,n)은 다치 휘도 레벨들[i₁(m,n), i₂(m,n) 및 i₃(m,n)]을 각각 레벨 변환한 이치 휘도 레벨들을 나타내고, u₁(m,n), u₂(m,n) 및 u₃(m,n)은 다치 휘도 레벨들[i₁(m,n), i₂(m,n) 및 i₃(m,n)]을 각각 수정한 수정된 다치 휘도 레벨들을 나타낸다.

전술한 레벨 변환부(32A)는 수정된 다치 휘도 레벨을 구하기 위해, 가중치 부여부(130), 제2 가산부(132) 및 제4 감산부(134)로 구현될 수 있다. 여기서, 제4감산부(134)는 제2 가산부(132)로부터 입력한 수정된 다치 휘도 레벨로부터 양자화부(136)로부터 출력되는 이치 휘도 레벨을 감산하고, 감산된 결과를 가중치 부여부(130)로 출력한다. 이 때, 가중치 부여부(130)는 제4 감산부(134)에서 감산된 결과들에 소정의 가중치들을 부여하고, 가중치들 즉, 오차 확산 계수들을 부여한 결과들을 합하고, 합한 결과를 오차합으로서 제2 가산부(132)로 출력한다. 즉, 가중치 부여부(130)는 입력 화소에 인접한 인접 화소들의 오차들에 가중치들을 부여하고, 가중치들을 부여한 결과들을 합하는 역할을 한다. 제2 가산부(132)는 가중치 부여부(130)로부터 입력한 오차합과 입력단자 IN5를 통해 입력한 다치 휘도 레벨을 가산하고, 가산된 결과를 수정된 다치 휘도 레벨로서 양자화부(136) 및 제4 감산부(134)로 출력한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 변환 방법 및 장치는 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하였을 때 이치 휘도 레벨의 밝은 부분에서 입력 화소의 색 성분들에 해당하는 부분들이 균일하게 분포되도록 하여 이진 휘도 레벨로 이루어지는 출력 영상의 화질을 개선시키는 효과를 갖는다.

Claims

입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 영상 변환 방법에 있어서,

(a) 상기 입력 화소가 가질 수 있는 적어도 세 개의 색 성분들중에서 적어도 두 개의 색 성분들을 동일한 색 성분으로 간주하여 상기 색 성분별로 문턱값들을 생성하는 단계; 및

(b) 상기 문턱값들을 이용하여 상기 다치 휘도 레벨을 상기 이치 휘도 레벨로 변환하는 단계를 구비하고,

상기 (a) 단계는

(a1) 상기 이치 휘도 레벨들을 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제1 최적 거리를 상기 다치 휘도 레벨에 따라 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 구하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 상기 입력 화소와 가장 가까운 소수 화소간의 거리인 제1 최소 거리를 구하는 단계;

(a2) 상기 적어도 두 개의 색 성분들중 하나를 갖는 상기 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제2 최적 거리를 상기 다치 휘도 레벨에 따라 구하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 구해진 상기 제1 최소 거리들중 가장 작은 거리를 제2 최소 거리로서 결정하는 단계; 및

(a3) 상기 제1 최적 거리들, 상기 제1 최소 거리들, 상기 제2 최적 거리 및 상기 제2 최소 거리를 이용하여 상기 색 성분별로 문턱값들을 구하고, 상기 (b) 단계로 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
제1 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 색 성분들은 시안 성분과 마젠타 성분에 해당하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 제2 최적 거리는 아래와 같이 구해지는 것을 특징으로 하는 영상 변환 방법.

[여기서, d_opt(N₁₂)은 상기 제2 최적 거리를 나타내고, N₁₂은 N₁과 N₂의 합이고, N₁은 상기 두 개의 색 성분들중 하나에 대한 소수 화소의 개수를 나타내고, N₂는 상기 두 개의 색 성분들중 다른 하나에 대한 소수 화소의 개수를 나타내고, 상기 다치 휘도 레벨은 0 ∼ 2ⁿ의 휘도 레벨들중 하나에 해당한다.]
제4 항에 있어서, 상기 N₁및 상기 N₂은 아래와 같이 구해지는 것을 특징으로 하는 영상 변환 방법.

[여기서, i₁(m,n) 및 i₂(m,n)은 (m,n)에 위치한 상기 입력 화소의 색 성분별 다치 휘도 레벨을 각각 나타낸다.]
제1 항에 있어서, 상기 (a3) 단계는 아래와 같이 상기 색 성분별로 문턱값들[t₁(m,n), t₂(m,n) 및 t₃(m,n)]을 구하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 방법.

[여기서, A₁, A₂, B₁및 B₂는 소정의 상수를 나타내고, d_min(i₁(m,n)), d_min(i₂(m,n)) 및 d_min(i₃(m,n))은 각각 i₁(m,n), i₂(m,n) 및 i₃(m,n)에 대한 상기 제1 최소 거리를 나타내고, d_opt(i₁(m,n)), d_opt(i₂(m,n)) 및 d_opt(i₃(m,n))은 각각 i₁(m,n), i₂(m,n) 및 i₃(m,n)에 대한 상기 제1 최적 거리를 나타내고, d_min(N_CM)은 상기 제2 최소 거리를 나타내고, d_opt(N_CM)은 상기 제2 최적 거리를 각각 나타낸다.]
제1 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 수정된 상기 다치 휘도 레벨과 상기 문턱값을 비교한 결과에 따라 상기 이치 휘도 레벨을 흑 또는 백으로 결정하고,

상기 수정된 다치 휘도 레벨은 이전에 구해진 상기 이치 휘도 레벨의 오차를 이용하여 상기 다치 휘도 레벨로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
입력 화소의 다치 휘도 레벨을 이치 휘도 레벨로 변환하는 영상 변환 장치에 있어서,

상기 입력 화소가 갖는 적어도 세 개의 색 성분들중에서 적어도 두 개의 색 성분들을 동일한 색 성분으로 간주하여 상기 색 성분별로 문턱값들을 생성하고, 생성된 상기 문턱값들을 출력하는 문턱값 생성부; 및

상기 문턱값들을 기준으로 상기 다치 휘도 레벨을 상기 이치 휘도 레벨로 변환하고, 변환된 상기 이치 휘도 레벨을 출력하는 레벨 변환부를 구비하고,

상기 문턱값 생성부는

상기 이치 휘도 레벨들을 갖는 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제1 최적 거리를 입력한 상기 다치 휘도 레벨로부터 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 계산하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 상기 입력 화소와 가장 가까운 소수 화소간의 거리인 제1 최소 거리를 상기 이치 휘도 레벨들로부터 계산하는 제1 거리 계산부;

상기 적어도 두 개의 색 성분들중 하나를 갖는 상기 출력 화소들간에 유지해야할 적정 거리인 제2 최적 거리를 상기 다치 휘도 레벨로부터 계산하고, 상기 적어도 두 개의 색 성분별로 계산된 상기 제1 최소 거리들중 가장 작은 거리를 제2 최소 거리로서 결정하는 제2 거리 계산부; 및

상기 제1 거리 계산부로부터 입력한 상기 제1 최적 거리들과 상기 제1 최소 거리들 및 상기 제2 거리 계산부로부터 입력한 상기 제2 최적 거리와 상기 제2 최소 거리로부터 상기 색 성분별로 상기 문턱값들을 계산하고, 계산된 상기 문턱값들을 출력하는 문턱값 계산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 장치.
삭제
제8 항에 있어서, 상기 제2 거리 계산부는

상기 두 개의 색 성분들중 하나인 제1 색 성분에 대한 상기 다치 휘도 레벨과 중간 휘도 레벨을 비교하고, 비교된 결과를 출력하는 제1 비교부;

상기 두 개의 색 성분들중 다른 하나인 제2 색 성분에 대한 상기 다치 휘도 레벨과 상기 중간 휘도 레벨을 비교하고, 비교된 결과를 출력하는 제2 비교부;

상기 제1 비교부로부터 입력한 상기 비교된 결과에 응답하여, 2ⁿ-1(여기서, 2^n-1은 상기 중간 휘도 레벨을 나타낸다.)과 상기 제1 색 성분에 대한 상기 다치 휘도 레벨로부터 상기 제1 색 성분에 대한 소수 화소의 제1 개수(N₁)를 계산하는 제1 개수 계산부;

상기 제2 비교부로부터 입력한 상기 비교된 결과에 응답하여, 상기 2ⁿ-1과 상기 제2 색 성분에 대한 상기 다치 휘도 레벨로부터 상기 제2 색 성분에 대한 소수 화소의 제2 개수(N₂)를 계산하는 제2 개수 계산부;

상기 제1 개수와 상기 제2 개수를 가산하고, 가산된 결과를 출력하는 제1 가산부;

상기 가산된 결과와 상기 중간 휘도 레벨을 비교하고, 비교된 결과를 출력하는 제3 비교부; 및

상기 제3 비교부로부터 입력한 상기 비교된 결과에 응답하여, 상기 2ⁿ-1과 상기 가산된 결과로부터 상기 제2 최적 거리를 계산하는 제1 거리 출력부를 구비하고,

상기 중간 휘도 레벨은 상기 다치 휘도 레벨이 가질 수 있는 휘도 레벨들중 중간의 레벨에 해당하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 장치.
제8 항에 있어서, 상기 문턱값 계산부는

상기 제1 최소 거리로부터 상기 제1 최적 거리를 감산하고, 감산된 결과를 출력하는 제1 감산부;

상기 제2 최소 거리로부터 상기 제2 최적 거리를 감산하고, 감산된 결과를 출력하는 제2 감산부;

상기 제1 감산부에서 감산된 결과를 제1 상수와 승산하고, 승산된 결과를 출력하는 제1 승산부;

상기 제2 감산부에서 감산된 결과를 제2 상수와 승산하고, 승산된 결과를 출력하는 제2 승산부;

상기 다치 휘도 레벨과 중간 휘도 레벨을 비교하고, 비교된 결과를 출력하는 제4 비교부; 및

상기 제4 비교부에서 비교된 결과에 응답하여, 상기 제1 및 상기 제2 승산부들에서 승산된 결과들을 상기 중간 휘도 레벨과 가산 또는 감산하고, 가산 또는 감산된 결과를 상기 문턱값으로서 출력하는 제1 연산부를 구비하고,

상기 제1 연산부로부터 출력되는 상기 문턱값은 상기 색 성분에 대한 상기 문턱값에 해당하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 장치.
제8 항에 있어서, 상기 문턱값 계산부는

상기 제1 최소 거리로부터 상기 제1 최적 거리를 감산하고, 감산된 결과를 출력하는 제3 감산부;

상기 제3 감산부에서 감산된 결과를 제3 상수와 승산하고, 승산된 결과를 출력하는 제3 승산부;

상기 다치 휘도 레벨과 중간 휘도 레벨을 비교하고, 비교된 결과를 출력하는 제5 비교부; 및

상기 제5 비교부에서 비교된 결과에 응답하여, 상기 제3 승산부에서 승산된 결과를 상기 중간 휘도 레벨과 가산 또는 감산하고, 가산 또는 감산된 결과를 상기 문턱값으로서 출력하는 제2 연산부를 구비하고,

상기 제2 연산부로부터 출력되는 상기 문턱값은 상기 밝은 색 성분에 대한 상기 문턱값에 해당하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 장치.
제8 항에 있어서, 상기 레벨 변환부는

수정된 상기 다치 휘도 레벨과 상기 문턱값을 비교하고, 비교된 결과를 상기 이치 휘도 레벨로서 출력하는 양자화부를 구비하고,

이전에 구해진 상기 이치 휘도 레벨의 오차를 이용하여 상기 다치 휘도 레벨로부터 상기 수정된 다치 휘도 레벨이 구해지는 것을 특징으로 하는 영상 변환 장치.
제13 항에 있어서, 상기 레벨 변환부는

상기 수정된 다치 휘도 레벨로부터 상기 이치 휘도 레벨을 감산하고, 감산된 결과를 출력하는 제4 감산부;

상기 제4 감산부에서 감산된 결과들에 소정의 가중치들을 부여하고, 상기 가중치들을 부여한 결과들을 합하여 오차합으로서 출력하는 가중치 부여부; 및

상기 오차합과 상기 다치 휘도 레벨을 가산하고, 가산된 결과를 상기 수정된 다치 휘도 레벨로서 상기 양자화부로 출력하는 제2 가산부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 장치.