KR100477656B1

KR100477656B1 - 디지털 화질 개선 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100477656B1
Application number: KR10-2002-0044489A
Authority: KR
Inventors: 임성현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-07-27
Filing date: 2002-07-27
Publication date: 2005-03-22
Also published as: CN1208943C; EP1385329A3; EP1385329A2; CN1471302A; KR20040011092A; US20040017579A1

Abstract

디지털 화질 개선 방법 및 장치가 개시된다. 배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고를 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터에 대하여, 하나의 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역중 어느 하나의 영역으로 구분하여 소속시키고 그 주목화소가 소속된 영역에 따라 정도를 달리하여 화질 개선 처리를 한 후에, 인접한 다음 화소를 주목화소로 하여 동일한 방법으로 순차적인 화질 개선 처리를 진행해 나가는 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 방법은, (a) 색상 데이터 변환 단계; (b) 화소 구분 단계; (c) 히스토리 정보 저장 단계; (d) 영역 구분 단계; (e) 화질 향상 단계; 및 (f) 최종화소 인가를 판단하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 동일 종류의 화소가 연속되는 경향을 나타내는 히스토리 정보를 이용함으로써 문자와 그림이 혼재된 화상에 대하여 영역을 구분함에 있어서 정확성을 기하고, 특히 화소 구분시 평활화 단계와 평활화 수단으로써 망형반조에 의한 그림영역 구분 에러를 감소시키며, 그림 영역을 좌측, 우측, 하측 방향으로 전파하는 함으로써 그림 영역에서 돌연 발생할 수 있는 잡음성의 강조부분이나 그림에 속하는 문자의 지나친 강조를 억제하고, 구분된 영역에 따라 강조의 방법 및 정도를 세분함으로써 양질의 출력물를 획득하는 효과가 있다.

Description

디지털 화질 개선 방법 및 장치{Method and apparatus for improvement of digital image quality}

본 발명은 화상 입력 장치에 의해 스캐닝되어 입력된 문자(text)와 그림(image)이 혼재된 문서에 대하여 화질이 개선된 프린터 출력을 획득하는 화상 처리(Image Processing)에 관한 것으로서, 특히 문서를 그림 영역과 그림이 아닌 영역으로 구분하여 각각의 영역에 따라 강조의 정도를 달리 적용하여 화질이 개선된 출력을 얻기 위한 화상 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 문자와 그림이 혼재된 문서에서 문자와 그림을 구분하여 화상처리하는 종래의 기술인 미국특허 US4,996,603의 화상처리시스템을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 1에는 문자/그림 구분 회로(Character/Photo separation circuit, 1), 문자로 판명된 화소(Pixel)에 대하여 고정점 처리를 하는 회로(Fixed slice processing circuit, 5) 및 그림으로 판명된 화소에 대하여 반조(halftone)처리를 하는 회로(Half-tone processing circuit, 6)를 구비하는 화상 처리 시스템(IMAGE PROCESSING SYSTEM)이 개시되어 있다. 문자/그림 구분 회로(1)는 연속된 검정 컬러 검출회로(successive black color detection circuit, 2), 연속된 그레이 컬러 검출회로(successive gray color detection circuit, 3), 얇은 라인 검출회로(file line detection circuit, 4)로 구성되어, 명도 한계치 이상의 밝기로 연속되는 화소의 개수로서 문자와 그림을 구분한다. 문자/그림 구분 회로(1)에서는 2개의 명도 한계치(Threshold)를 이용한다. 첫번째는 백(White)에 가까운 명도 한계치(Th0)이며, 두번째는 흑(Black)에 가까운 명도 한계치(Th1)이다. Th0는 연속된 그레이 컬러 검출회로(3)에서 사용되며, Th0이하의 밝기를 갖는 화소가 소정 개수 이상 연속되는지 아닌지에 따라 그림과 문자를 구분한다. Th1은 연속된 검정 컬러 검출회로(2)에서 사용되며, Th1 이하의 어두운 화소가 소정 개수 이상 연속되면 연속 검정(successive black)의 굵은 선(thick line)으로 구분한다. 이 때, 문자(Character)나 굵은 선(thick line)으로 구분되면 고정점 처리 즉, 이웃하는 화소들의 특성에 무관하게 화소의 명암도를 완전 흑 또는 완전 백의 일정한 값으로 변환시키는 고정점 처리를 한다. 또한 그림으로 구분된 영역은 반조처리한다.

반조처리 기법은 흑백사진들을 신문, 잡지등에 인쇄하는데 사용되는 방법이다. 이는 2치 출력 즉, 흑/백의 두단계 표현만으로 출력하는 출력장치에서 계조화상을 표현하는 인쇄방법이다.

도 2는 반조기법의 일예로서 2 ×2 분해영역과 다섯가지(2 ×2 + 1)의 흑백 계조단계를 얻기위한 점의 형태들이다. 예컨대, 2치 출력장치로 백에서 흑까지의 5가지의 흑백단계를 생성하기 위하여는 2 ×2 의 화소블록이 필요하다. 즉, 2치 화소들의 n ×n 블록은 개의 흑백단계를 표현할 수 있다. 즉, n ×n 블록을 채워넣는 방법의 수가 개의 패턴(Pattern)으로 구현되는 것이다.

반조기법은 일정한 분해영역으로 블록화함으로써 실질적인 해상도를 떨어뜨림에도 불구하고, 고화질의 실질적인 계조출력을 할 수 없는 2치 출력장치에서 대략적인 화상 처리 방법으로 적절하다. 그러나, 반조기법에 의해 출력된 계조화상은 진정한 의미의 연속계조화상은 아니다. 이러한 반조처리 화상은 사람의 육안으로 보기에는 계조성이 잘 표현된 평탄한(low frequency) 계조화상으로 볼 수 있으나 실제로는 고주파의 망형(screened)화상이기 때문이다. 도 2에 도시된 분해영역의 블록들을 모아놓으면 망형이 됨을 알 수 있다. 이러한 반조처리된 화상을 CCD 예컨대 600DPI 해상도의 CCD 또는 CIS의 이미지 센서로 스캐닝하면 1화소는 약 42.3마이크로 미터정도로 잘게 이산화시키므로, 그림영역으로 인식되어야 할 부분이 문자 또는 얇은 라인으로 검출되는 오류가 발생하게 된다.

망형반조(screened halftone) 화상은, 그림영역에 반조처리를 하여 출력된 반조화상(halftoned image)을 원본으로 하여 이를 다시 스캔닝한 데이터에서 나타나는 왜곡이다.

이러한 망형반조(screened halftone)패턴이 나타나는 경우 높은 밝기의 화소 즉 th0 이상의 명도를 갖는 화소가 간헐적으로 나타나 그림으로 인식되어야 할 영역을 문자로 잘못 인식하게 되는 확률이 상당히 높아지게 된다. 따라서 반조처리된 원고를 스캐닝하게 되면 반조처리된 그림부분을 문자로 잘못 인식하게 되고, 잘못 인식된 문자부분을 강조하는 처리를 하게 되면, 재현성 측면에서 매우 왜곡된 출력이 나타나게 된다.

따라서 본 발명에 이루고자 하는 기술적 과제는, 문자(text)와 그림(image)이 혼재된 화상에 대하여 그림영역(image)과 문자 및 배경을 포함하는 그림 아닌 영역으로 정확히 구분하고, 구분된 영역에 따라 강조의 방법 및 정도를 달리하여 화질개선을 하는 화질 개선 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 화질 개선 방법을 수행하는 장치를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위해, 배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고를 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터에 대하여, 하나의 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역중 어느 하나의 영역으로 구분하여 소속시키고 그 주목화소가 소속된 영역에 따라 정도를 달리하여 화질 개선 처리를 한 후에, 인접한 다음 화소를 주목화소로 하여 동일한 방법으로 순차적인 화질 개선 처리를 진행해 나가는 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 방법은, (a) 상기 주목 화소의 RGB 색상 데이터를 변환하여 명도 성분과 채도 성분을 갖는 색상 데이터를 획득하는 색상 데이터 변환 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 획득한 상기 명도 성분과 상기 채도 성분을 이용하여 상기 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하는 화소 구분 단계; (c) 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소 이전에 상기 배경화소 또는 상기 그림화소가 연속되는 갯수를 상기 주목화소에 대하여 저장하는 히스토리 정보 저장 단계; (d) 상기 (c) 단계에서 상기 주목화소에 대하여 저장된 상기 히스토리 정보를 이용하여 상기 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역 중 하나의 영역에 소속되도록 라벨링하는 영역 구분 단계; (e) 상기 주목화소에 대하여 상기 (d) 단계에서 지정된 영역에 따라 개선 정도를 달리하여 화질을 향상시키는 화질 향상 단계; 및 (f) 상기 주목 화소가 화질 개선 처리해야할 최종화소인가를 판단하여, 최종화소가 아니라고 판단되면 상기 (a) 단계로 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 방법은, 상기 (a) 단계 후에, 상기 명도 성분의 고주파 성분을 완화시키는 평활화 처리를 하는 데이터 평활화 단계를 선택적으로 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기한 다른 기술적 과제를 이루기 위해, 배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고를 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터에 대하여, 하나의 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역중 어느 하나의 영역으로 구분하여 소속시키는 구분 수단과, 그 주목화소가 소속된 영역에 따라 개선 정도를 달리하여 화질을 향상시키는 화질 향상 수단을 갖는 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 장치에 있어서, 상기 구분 수단은, 상기 주목 화소의 RGB 색상 데이터를 명도 성분과 채도 성분을 갖는 명도/채도 데이터로 변환하여 출력하는 색상 데이터 변환 수단; 상기 명도/채도 데이터를 이용하여 상기 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하고, 구분된 결과를 화소 구분 신호로서 출력하는 화소 구분 수단; 상기 화소 구분 신호를 이용하여 상기 주목화소 이전에 상기 배경화소가 연속되는 갯수를 카운트하여 상기 주목화소에 대응하는 소정 어드레스에 배경 히스토리 정보로서 저장하거나 또는 상기 그림화소가 연속되는 갯수를 카운트하여 상기 주목화소에 대응하는 소정 어드레스에 그림 히스토리 정보로서 저장하는 히스토리 정보 저장 수단; 및 상기 히스토리 정보 저장 수단으로부터 상기 주목화소에 대응하는 상기 배경 히스토리 정보 또는 상기 그림 히스토리 정보를 입력받아 상기 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역 중 하나의 영역으로 구분하고, 상기 주목화소가 문자영역으로 구분되면 문자 라벨링하고, 상기 주목화소가 배경영역으로 구분되면 배경 라벨링하고, 상기 주목화소가 그림영역으로 구분되면 그림 라벨링하는 영역 구분 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 디지털 화질 개선 장치는, 상기 명도/채도 데이터의 명도 성분에 대하여 저역 통과 필터를 이용하여 고주파 성분을 저감시키는 평활화 처리를 수행하여, 평활화 처리된 명도 성분을 포함하는 새로운 명도/채도 데이터를 출력하는 평활화 수단을 선택적으로 더 구비하여, 상기 화소 구분 수단은 상기 새로운 명도/채도 데이터를 이용하여 상기 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하고, 구분된 결과를 화소 구분 신호로서 출력하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 방법 및 장치의 구성과 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

본 발명에 의한 화질 개선 방법은 스캐너와 같은 화상 입력 장치로 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터를 처리 대상으로 한다.

일반적으로 스캐너는 배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고에 빛을 반사시키는 광원, 반사된 빛을 수렴하는 렌즈 및 수렴된 빛을 수광하는 이미지 센서를 구비한다. CCD(Charge Coupled Device) 또는 CIS(Contact Image Sensor) 등으로 구현되는 이미지 센서는 소정의 간격을 갖는 전기적 셀로 구성되어, 아날로그 화상 데이터에 해당하는 원고에서 반사된 빛을 수광하여 소정의 해상도를 갖는 디지털 화상 데이터로 이산화시킨다. 여기서 이미지 센서의 각 셀에 해당하는 데이터로서 이산화된 데이터의 최소 단위를 화소(pixel)라 한다.

본 발명에 있어서 '주목화소'라는 용어는 본 발명에 의한 화질 개선 방법이 수행되는 화소를 지칭한다. '주목라인' 이라는 용어는 주목화소가 속하는 행(row)을 말한다. 또한 '주목화소' 를 기준으로 상하좌우 화소로 지칭되는 용어를 다음과 같이 설명한다. '좌측 방향 화소' 라는 용어는 주목라인에서 주목화소 전에 처리된 화소를 말한다. '우측 방향 화소' 라는 용어는 주목라인에서 주목화소 처리 후에 처리될 화소를 말한다. '상측 방향 화소' 는 주목라인의 직전에 처리된 라인에서 주목화소에 인접한 화소를 말한다. '하측 방향 화소' 는 이미 처리된 라인의 다음 라인에서 인접한 화소를 말한다.

본 발명은 배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고를 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터에 대하여, 하나의 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역중 어느 하나의 영역으로 구분하여 소속시키고 그 주목화소가 소속된 영역에 따라 정도를 달리하여 화질 개선 처리를 한 후에, 인접한 다음 화소를 주목화소로 하여 동일한 방법으로 순차적인 화질 개선 처리를 진행해 나가는 화질 개선 방법에 관한 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 방법 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서 색상 데이터 변환 단계(제10 단계), 평활화 단계(제12 단계), 화소 구분 단계(제14 단계), 히스토리 정보 저장 단계(제16 단계), 영역 구분 단계(제18 단계), 화질 향상 단계(제20 단계) 및 최종화소 인가를 판단하는 단계(제22 단계)로 이루어진다.

이를 좀 더 세부적으로 살펴보면, 제10 단계에서는 주목화소의 RGB 색상 데이터를 변환하여 명도 성분과 채도 성분을 갖는 색상 데이터로 변환한다.

색상을 표현하는 모델은 3차원 좌표 시스템으로 표현되며 대부분 컬러모니터나 프린터, 애니메이션 그래픽 또는 TV 영상에서 이용되어진다. 색상모델에는 컬러 모니터나 컬러비디오 카메라를 위한 RGB(Red, Green, Blue)모델, 컬러 TV방송의 표준인 YIQ모델, YCbCr 모델등이 있다.

RGB 색상모델은 카메라나 스캐너의 이미지 센서와 디스플레이 발광소자가 동작하는 방식에서 유래한 것이다. 만일 256 계조의 컬러 화상을 처리하기 위해서는 하나의 화소(pixel)당 R, G, B 각각에 8비트를 할당하므로, 하나의 화소당 24비트 즉 3바이트(byte)의 저장공간을 필요로 한다.

YIQ 색상모델은 컬러 TV방송에 쓰이는 장비와의 호환성을 위해 채택된 것이다. YIQ 색상모델은 RGB 색상 데이터를 명도 성분과 채도 성분으로 분리한 것으로서, 명도를 나타내는 Y성분은 흑백TV가 요구하는 모든 비디오정보를 제공하고, 채도를 나타내는 I성분과 Q성분은 각각 동위상(Inphase)과 구적(Quadrature)을 뜻하는 두 색상 성분이다. RGB 색상모델로부터 YIQ 색상모델로의 색상 데이터 변환식은 수학식 1과 같다.

Y = 0.29900R + 0.58700G + 0.11400B

I = 0.59600R - 0.27500G - 0.32100B

Q = 0.21200R - 0.52300G + 0.31100B

YCbCr 색상모델은 디지털 비디오 컴포넌트의 제정에 있어서 ITU-R BT.601에서 제안된 것이다. YCbCr은 색상정보로부터 명도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다. 명도는 Y로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 Cb와 Cr로 기호화 된다. YCbCr 색상모델과 RGB 색상모델을 서로 변환하는 방법은 여러 가지가 있으나, ITU-R(International Telecommunication Union-Radio communication Sector)의 권고안이며 JPEG, MPEG 등의 영상압축에서 사용되는 전형적인 색상 데이터 변환식은 수학식 2와 같다.

Y = 0.29900R + 0.58700G + 0.11400B

Cb = -0.16874R - 0.33126G + 0.50000B

Cr = 0.50000R - 0.41869G - 0.08131B

R = 1.00000Y + 1.40200Cr

G = 1.00000Y - 0.34414Cb - 0.71414Cr

B = 1.00000Y + 1.77200Cb

제10 단계의 바람직한 일 실시예로서 YCbCr 색상모델을 사용하여 색상 데이터를 변환하는 경우, 명도 성분은 Y 성분으로 채택되고 채도 성분은 Cb 및 Cr 성분에 의하여 구해질 수 있다. 특히 채도 성분은 예컨대 Cb의 절대값과 Cr의 절대값의 합으로 구해질 수 있다. 또한 채도 성분은 예컨대 Cb와 Cr의 평균 제곱근(RMS, Root Mean Square)으로 구해질 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 수학식 3 또는 수학식 4와 같이 표현된다.

본 발명에 의한 화질 개선 방법은, 화소 구분 단계(제14 단계)에서 보다 정교한 화소 구분(pixel segmentation)을 수행하기 위하여, 색상 데이터 변환 단계(제10 단계)후에 데이터 평활화 단계(제12 단계)을 선택적으로 더 구비할 수 있다. 제12 단계에서는 명도 성분의 고주파 성분을 완화시키는 평활화 처리를 한다.

도 4는 도 3에 도시된 평활화 단계(제12 단계)를 수행할 수 있는 저역 통과 필터(Low pass filter)의 일 실시예로서 3 ×3 마스크를 설명하기 위한 도면이다.

제12 단계의 일 실시예는 소정 화소 블럭 크기 예컨대 3 ×3 블럭의 저역 통과 필터에 의해 화소를 평활화 처리하는 것이다. 여기서 필터(filter)는 공간영역에서의 필터(spatial filter)를 말하며 일반적으로 마스크(mask)라고도 불리운다. 반조처리된 원화상을 스캐닝하였을 때 나오는 망형반조(screened halftone) 영역은 영역 구분 단계(제18 단계)에서 그림영역을 구분할 때 에러를 유발시키며, 잘못 구분된 그림영역을 강조함으로써 출력에 노이즈성분의 왜곡이 나타날 수 있다. 저역 통과 필터는 이러한 망형반조 영역을 연속 계조 화상(continue tone)과 유사하게 변환시켜서 영역 구분 단계(제18 단계)에서 그림영역을 구분할 때 에러를 줄일 수 있다. 도 4로부터 알 수 있듯이 마스크의 중앙에 위치한 화소를 주목화소라 할 때, 마스크에 대응하는 화소들의 명도값에 마스크를 곱하여 합을 구하면 저역 통과 필터에 의해 처리된 응답은 간단히 마스크 영역내의 모든 화소들의 평균이다. 저역 통과 필터에 의한 평활화는 큰 객체를 추출하기 전에 화상으로부터 작은 세밀한 부분을 제거하거나 선들과 곡선들 내의 작은 틈들을 연결하거나 잡음 제거와 같은 전처리 단계에서 사용하는 화상 처리 기법이다. 평활화 단계(제12 단계)에서 사용되는 저역 통과 필터의 블록 크기는 3 ×3 일 필요는 없다. 마스크 블록의 크기가 클수록 망형반조 영역에 의한 출력왜곡은 완화할 수 있으나, 고주파 성분을 과도하게 억제하여 화질의 선명성(Sharpness)를 떨어뜨리게 된다. 따라서 블록의 크기는 스캐너 이미지 센서의 해상도 및 출력사양에 따라 적절하게 결정한다.

제14 단계는 화소 구분(pixel segmentation)단계로서 제10 단계와 선택적으로 구비되는 제12 단계를 거쳐 얻어진 명도 성분과 채도 성분을 이용하여 주목화소를 배경화소(background pixel), 그림화소(image pixel) 또는 문자화소(text pixel)로 구분한다.

제14 단계의 바람직한 일 실시예는, 제10 단계에서 얻어진 명도 성분 및 채도 성분에 대해 미리 정해진 명도 한계치 및 채도 한계치를 이용하여 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하는 것이다. 바람직하게는, 소정의 높은 밝기의 명도 한계치 th0 와 낮은 밝기의 명도 한계치 th1 을 이용하여 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분한다. 구분결과의 예가 도 5에 도시되어 있다. 구체적으로는, 주목화소의 명도 성분이 높은 명도 한계치 Th0 보다 크고 채도 성분이 채도 한계치 S0 보다 작으면, 주목화소를 배경화소로 구분한다. 도 5의 f 가 배경화소에 해당한다. 또한, 주목화소가 배경화소로 구분되지 않은 경우에, 주목화소의 명도 성분이 낮은 명도 한계치 Th1 보다 크거나 채도 성분이 채도 한계치 S0 보다 크면, 주목화소를 그림화소로 구분한다. 즉, 주목화소의 명도 성분이 Th0보다 작고 Th1 보다 크거나, 채도 성분이 S0보다 크면 그림화소로 구분한다. 도 5의 a, b, c 및 e 가 그림화소에 해당한다. 주목화소가 배경화소 또는 그림화소로 구분되지 않으면, 주목화소를 문자화소로 구분한다. 도 5에서 배경화소도 그림화소도 아닌 d 가 문자화소에 해당한다.

히스토리 정보 저장 단계(제16 단계)는 영역 구분 단계(제18 단계)의 전처리 단계로서, 영역 구분 단계(제18 단계)에서 배경 특징(background feature)과 그림 특징(image feature)을 검출하는 조건으로 사용되는 연속된 동일 종류의 화소의 갯수를 배경 히스토리 정보 또는 그림 히스토리 정보로서 저장한다. 제16 단계에서는 이전 화소에서 처리되어 저장된 배경화소 또는 그림화소 히스토리 정보와 주목화소에 대하여 화소 구분 단계(제14 단계)에서 화소 구분된 결과를 이용하여 주목화소의 상측 방향 또는 좌측 방향으로 연속된 배경화소, 그림화소 및 배경이 아닌 화소의 갯수를 갱신하고 저장한다.

제16 단계에서 배경 히스토리 정보를 저장하는 바람직한 일 실시예는, 제14 단계에서 주목화소가 배경화소로 구분되면 주목화소를 포함하여 주목화소 이전에 상측 방향으로 연속된 배경화소의 갯수를 주목화소에 대하여 저장하는 것이다. 바람직하게는, 주목화소를 포함하여 상측 방향으로 연속된 배경화소의 갯수가 소정 m 개 이상이면 m 을 주목화소의 배경 히스토리 정보로서 저장한다. 구체적으로, 600 dpi(dot per inch) 해상도에서는 m=5 로 지정될 수 있다.

제16 단계에서 그림 히스토리 정보를 저장하는 바람직한 일 실시예는, 제14 단계에서 주목화소가 그림화소로 구분되면 주목화소를 포함하여 주목화소 이전에 상측 방향으로 연속된 그림화소의 갯수를 주목화소에 대하여 저장하는 것이다. 바람직하게는, 주목화소를 포함하여 상측 방향으로 연속된 배경화소의 갯수가 소정 p 개 이상이면 p를 주목화소의 그림 히스토리 정보로서 저장한다. 구체적으로, 600 dpi(dot per inch) 해상도에서는 p=10 으로 지정될 수 있다.

또한, 제16 단계에서 그림 히스토리 정보를 저장하는 바람직한 다른 실시예는, 제14 단계에서 주목화소가 배경화소가 아닌 화소로 구분되면 주목화소를 포함하여 주목화소의 이전에 좌측 방향으로 연속된 배경화소가 아닌 화소의 갯수를 주목화소의 그림 히스토리 정보로서 저장하는 것이다. 바람직하게는, 주목화소를 포함하여 좌측 방향으로 연속된 배경화소가 아닌 화소의 갯수가 소정 r 개 이상이면 r 을 주목화소의 그림 히스토리 정보로서 저장한다. 구체적으로, 600 dpi(dot per inch) 해상도에서는 r=200 으로 지정될 수 있다.

제18 단계는 영역 구분 단계로서, 제16 단계에서 주목화소에 대하여 저장된 히스토리 정보를 이용하여 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역 중 하나의 영역에 소속되도록 지정(labeling)한다.

도 6은 영역 구분 단계(제18 단계)에서 배경 특징(background feature)을 검출하는 조건을 설명하기 위한 것이며, 도 7은 그림 특징(image feature)을 검출하기 위한 조건을 설명하기 위한 것이다.

도 8은 도 3에 도시된 영역 구분 단계(제18 단계)의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 배경특징/그림특징 구분단계(제180 단계), 배경 라벨링 단계(제182 단계) 및 그림 라벨링 단계(제184 단계)를 구비한다. 또한 선택적으로 그림영역을 전파하는 단계(제186 ~ 제190 단계), 문자 라벨링 단계(제192 단계), 배경/문자 라벨링 단계(제194 단계)를 더 구비한다.

제180 단계는, 제16 단계에서 주목화소에 대하여 저장된 히스토리 정보를 이용하여 주목화소를 연속된 배경화소에 연결된 배경특징 화소 또는 연속된 그림화소에 연결된 그림특징 화소로 구분한다. 제180 단계에서 배경특징 화소를 구분하는 바람직한 일 실시예는, 주목화소 이전에 좌측 방향으로 배경 히스토리 정보의 크기가 소정 m이상인 화소들이 소정 n개 연속되면, 주목화소를 배경특징 화소로 구분하는 것이다. 구체적으로, 600 dpi 해상도에서는 m=5, n=5 로 지정될 수 있다. 제180 단계에서 그림특징 화소를 구분하는 바람직한 일 실시예는, 주목화소 이전에 좌측 방향으로 그림 히스토리 정보의 크기가 소정 p이상인 화소들이 소정 q개 연속되면, 주목화소를 그림특징 화소로 구분하는 것이다. 구체적으로, 600 dpi 해상도에서는 p=10, q=20 으로 지정될 수 있다. 제180 단계에서 그림특징 화소를 구분하는 바람직한 다른 실시예는, 주목화소 이전에 좌측 방향으로 그림 히스토리 정보의 크기가 소정 r이상이면, 주목화소를 그림특징 화소로 구분하는 것이다. 구체적으로, 600 dpi 해상도에서는 r=200 으로 지정될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하여, 히스토리 정보를 이용한 배경특징/그림특징의 검출과정의 구체적인 일 실시예를 다음과 같이 더욱 상세히 설명한다.

영역 구분 단계(제18 단계)에서 주목화소가 배경 특징(background feature)으로 검출되기 위한 조건은, 소정 크기의 m ×n 블럭의 모든 화소가 배경화소일 것이다. 예컨대 600dpi 해상도에서는 m=n=5 로 구현될 수 있다. 도 6에서 보는 바와 같이 k행 j열의 주목화소(k,j)의 화소구분결과를 포함하여 주목화소의 좌측으로 배경화소가 5개 연속된 행이 연속하여 5개의 열동안 계속되면, 주목화소(k,j)는 배경 특징(background feature)으로 검출된다. 5 ×5 화소 블럭에 의하여 배경특징(background feature)을 검출하는 방법의 바람직한 일 실시예로서, 주목 화소 이전에 연속된 5개의 열에서 배경화소가 연속된 경우에 이러한 배경화소열이 5번 이상 지속되는 여부를 검출하면 된다. 주목화소인 (k, j)번째 화소가 제12 단계에서 배경화소로 결정되었고, 배경 히스토리 정보가 주목화소인 (k, j)화소 좌측의 (k-4, j-4)~(k, j-4)에서 모두 배경 히스토리 정보가 저장되었고 마찬가지로 (k-4, j)~(k, j) 열이 모두 배경화소라면 (k, j)화소는 배경특징 화소로 검출된다.

또한, 제18 단계에서 주목 화소가 그림 특징으로 검출되기 위한 조건은, 소정크기의 p ×q 화소 블럭 예컨대 해상도 600dpi 해상도에서는 10 ×20 블럭의 모든 화소가 그림화소(image pixel)이거나, 주목 라인에서 연속된 배경이 아닌 화소가 소정 갯수 이상 예컨대 600dpi 해상도에서는 200화소 이상 연속될 것이다.

주목 화소가 배경특징(background feature)으로 검출되는지를 조사하기 위하여 위에서 정의한 블럭 m ×n에 해당하는 화소의 흑백 계조 또는 컬러 계조 화상의 데이터를 갖고 있을 필요가 없고 주목 화소에 대하여 상측으로 연속으로 몇 개의 화소가 배경화소이며 그 값이 m이상인 화소가 n번 이상 지속되는 여부를 저장하는 정보만 있으면 된다. 즉, 주목화소 이전의 화소에는 계조 화상의 데이터를 가지고 있을 필요가 없고 단지 배경화소를 지정되었던 화소가 몇개 연속되어 있었는지에 대한 정보만 저장되어 있으면 된다. 따라서 배경 히스토리 정보 저장을 위하여 배경화소에 사용되는 메모리는 비트이다. 여기서 []기호는 가우스 기호이다. 예를 들어 m=5이면 배경히스토리 정보 갱신을 위하여 하나의 배경화소에 이면 배경 히스토리 정보 갱신을 위하여 하나의 배경화소에 비트가 필요하다.

도 6을 참조하여, 제16 단계에서 주목화소인 (k, j)번째 화소에 대해 배경 히스토리 정보를 저장하는 구체적인 일 실시예를 다음과 같이 설명한다. 전술한 예와 같이 히스토리 정보 갱신을 위하여 하나의 배경화소에 3비트의 저장공간을 할당한다. 제14 단계에서 화소구분한 결과 (k-4, j-4)화소에서 처음으로 배경화소가 나타난 경우, (k-4, j-4) ~ (k, j-4)화소열에 모두 배경화소가 나타나면 각 배경화소의 정보를 차례로 2진수 001, 010, 011, 100, 101 로 히스트리 정보를 갱신하여 저장한다. 마찬가지로 (k, j-3) ~ (k, j) 배경화소의 정보를 101 로 갱신하여 저장한다. 만일 현재의 주목라인의 다음 라인에서 (k+1, j-4)화소가 배경화소이면, 다시 101을 저장한다. 만일 (k+1, j-4)화소가 배경화소가 아니면 000 을 저장한다.

마찬가지로 그림 특징(image feature)에 대하여 비트가 필요하다. 예를 들어 p=10 이면 정보 갱신을 위하여 그림 화소 한 화소에 비트가 필요하다. 예컨대, (k-9, j-19)화소에서 처음으로 그림화소가 나타난 경우, (k-9, j-19) ~ (k, j-19) 화소열에 모두 그림화소가 나타나면 각 그림화소의 정보를 차례로 2진수 0001 ~ 1010 으로 갱신하여 저장한다.

제16 단계의 히스토리 정보 저장 단계를 포함하지 않는 종래의 화상 처리 방법으로 256 계조의 컬러 화상의 영역을 구분하기 위해서는 하나의 화소(pixel)당 R, G, B 각각에 8비트를 할당하므로, 하나의 화소당 24비트 즉 3바이트(byte)의 저장공간을 필요로 한다. 따라서 256 계조 화상을 처리하는 경우에, 기존의 그레이 스케일 또는 컬러 화상에서는 각각 흑백 8비트 또는 컬러 RGB 24비트가 필요하게 된다. 이에 비하여 본 발명에 의한 화상 처리 방법은 히스토리 정보 갱신 단계를 구비함으로써 영역 구분에 총 7비트만이 필요하다. 따라서 본 발명에 의한 화질 개선 방법을 이용하여 ASIC(Application Specific Integration Circuit)과 같은 하드웨어로써 화질 개선 장치를 구현하면 메모리 사용량을 상당히 감소시켜 원가 절감효과를 얻을 수 있다.

다시 도 8로 돌아가서, 제182 단계는, 제180 단계에서 배경특징 화소로 구분된 주목화소를 배경영역에 소속되도록 배경 라벨링한다.

제184 단계는, 제180 단계에서 그림특징 화소로 구분된 주목화소를 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링한다.

또한, 18 단계에서 영역 구분을 보다 바람직하게 수행하기 위하여, 그림영역을 전파하는 단계들을 더 구비한다. 즉, 그림영역을 좌측 방향으로 전파하는 단계(제186 단계), 우측 방향으로 전파하는 단계(제192 단계), 하측 방향으로 전파하는 단계(제188 단계)를 선택적으로 더 구비한다.

제186 단계는, 주목라인에서 주목화소가 제180 단계에 의해 그림특징 화소로 구분된 경우에, 주목화소가 그림특징 화소로 구분되는데 기여한 주목화소 이전의 연속된 좌측 방향 화소들을 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링하여, 그림영역을 주목라인의 좌측 방향 화소로 전파한다.

제188 단계는, 주목화소가 제180 단계에 의해 배경특징 화소도 아니고 그림특징 화소도 아닌 것으로 구분된 경우에, 주목라인의 이전라인에 속하는 주목화소에 상측 방향으로 인접한 화소가 그림 라벨링되어 있으면 주목화소를 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링하여, 주목라인 이전라인의 그림영역을 하측 방향 화소로 전파한다.

문자 라벨링 단계(제190 단계)는 제18 단계를 수행함에 있어서 선택적으로 더 구비되는 단계로서, 주목화소가 제180 단계에 의해 배경특징 화소도 아니고 그림특징 화소도 아닌 것으로 구분된 경우에, 주목라인의 이전라인에 속하는 주목화소의 상측 화소가 그림 라벨링되어 있지 않으면 주목화소를 문자영역에 소속되도록 문자 라벨링한다. 다시 말해, 제190 단계에서는 주목화소가 배경특징 화소도 아니고 그림특징 화소도 아니고 그림영역으로 전파되지도 않은 경우에 문자 라벨링한다.

제192 단계는, 주목라인에서 주목화소가 제184 단계에 의해 그림라벨링된 경우에, 주목화소 이후의 우측 방향 화소들에서 배경특징 화소가 나타나기 전까지의 모든 우측 방향 화소들을 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링하여, 그림영역을 주목라인의 우측 방향으로 전파한다.

배경/문자 라벨링 단계(제194 단계)는 제18 단계를 수행함에 있어서 선택적으로 더 구비되는 단계로서, 주목라인에서 주목화소의 좌측에 인접한 화소가 배경 라벨링된 화소인 경우에, 주목화소가 배경화소이면 주목화소를 배경 영역에 소속되도록 배경 라벨링하고, 주목화소가 배경화소가 아니면 주목화소를 문자 영역에 소속되도록 문자 라벨링한다.

다시 도 3으로 돌아가서, 제20 단계는 화질 향상 단계로서, 주목화소에 대하여 제16 단계에 의해 문자, 배경 또는 그림 영역 중 어느 영역으로 라벨링 되었는지에 따라 개선 정도를 달리하여 화질을 향상시키는 단계이다. 제20 단계의 바람직한 일 실시예로서 화질 향상 단계는 다시 세분되어, 문자 향상 단계(제200 단계), 그림 향상 단계(제210 단계)를 구비한다.

문자 향상 단계(제200 단계)는, 제18 단계에서 문자영역으로 라벨링된 주목화소에 대해서는 명도에 따라 화질 개선에 차등을 두어 화질을 향상시킨다. 바람직하게는, 주목화소의 명도를 2개의 소정 명도 한계치를 기준으로 3개의 명도 등급으로 분류한다. 이 중 가장 밝은 등급의 화소는 완전한 백으로 처리하는 백채우기(white filling)를 하여 컬러 256 계조 출력의 경우 R=255, G=255, B=255를 지정한다. 가장 어두운 등급의 화소는 완전한 흑으로 처리하는 흑채우기(black filling)를 하여 R=0, G=0, B=0을 지정한다. 중간 밝기의 화소는 샤프닝 처리한다. 여기서 샤프닝 처리로는 비선명화 마스킹 처리(unsharped masking)를 채택할 수 있다. 이 때, 모서리 강조효과를 크게 하기 위하여 강조계수를 소정값 이상으로 크게하여 비선명화 마스킹 처리하는 것이 바람직하다.

비선명화 마스크 처리에 대하여 다음과 같이 상세히 설명한다.

고주파 통과 필터처리된 화상은 주목화소(X)와 주목화소의 저주파 통과 필터처리된 화상() 사이의 차이로 수학식 5와 같이 계산된다.

비선명화 마스크 처리는 원영상으로부터 흐려진 영상을 빼는 일반적인 처리를 말하며, 강조 계수를 크게 하면 모서리(edge) 강조 효과가 커진다. 비선명화 마스크 처리 결과의 일 실시예는 수학식 6와 같이 처리된다.

여기서 X는 중심화소, 는 평균화소, k강조계수, X'는 비선명화 마스크처리 결과이다. 즉, 고주파 통과 처리된 화상(highpass)에 소정의 강조계수를 가중하여 주목화소의 원화상에 더하면 비선명화 마스크 처리된 결과를 얻는다.

비선명화 마스크 처리의 다른 실시예는 Gonzalez & Woods저 "Digital Image Processing"을 참조하면 수학식 7과 같이 처리된다.

여기서 X는 중심화소, 는 평균화소, A는 확대인자, X'는 비선명화 마스크처리 결과이다.

이러한 비선명화 마스크 처리에 의하면 인쇄된 영상을 복사할 때 자주 나타나는 망형반조 영역에서 심한 왜곡이 나타나게 된다. 그 이유는 반조화상 (halftoned image)은 사람이 육안으로 보았을 때 즉 육안이 식별할 수 있는 해상도 범위에서는 평탄한(low frequency)부분이라 하더라도 실제로는 변화가 심한 고주파 패턴(high frequency pattern)으로 나타나기 때문이다. 결국 고주파 패턴을 크게 강조되는 샤프닝 처리(sharpening)의 특성상 실제 강조할 필요가 없는 그림영역인 망형반조 영역까지 심하게 강조되어 원치 않는 강조 효과가 나타난다.

그림 향상 단계(제210 단계)에서는, 제18 단계에서 그림영역으로 라벨링된 주목화소에 대해서 샤프닝 처리하여 화질을 향상시키며, 바람직하게는 비선명화 마스킹 처리한다. 그림영역에 대해 적용되는 비선명화 마스킹 처리에 있어서는, 강조계수를 소정값 이하로 작게하여 처리하는 것이 바람직하다. 그림영역에서 강조 계수를 작게 하는 이유는, 전술한 바와 같이 강조계수를 크게 할 경우 망형반조 영역에서 발생하는 왜곡 현상을 막기 위함이다. 평활화 단계(제12 단계)를 선택적으로 더 구비하여 화소 구분 단계(제14 단계)에 의한 화소 구분 전에 망형반조 패턴을 평활화 처리하면, 망형반조 영역의 왜곡을 일정부분 완화할 수 있으므로, 강조계수의 크기는 평활화 단계(제12 단계)의 구비 여부 및 화질 개선 사양에 따라 적절히 조정될 수 있다. 즉, 평활화 단계(제12 단계)를 더 구비한 경우에는 망형반조 영역의 왜곡이 완화되므로 강조계수를 좀 더 크게 할 수 있다.

마지막으로 제22 단계에서는 주목 화소가 화질 개선 처리해야할 최종화소인가를 판단하여, 최종화소가 아니라고 판단되면 제10 단계로 진행한다. 이상에서 설명한 제10 ~ 제20 단계는 하나의 주목화소에 대한 화질 개선 처리 과정이다. 따라서 제22 단계는 하나의 주목화소에 대하여 화질 개선 처리를 하고 인접한 다음 화소를 주목화소로 하여 동일한 방법으로 스캐닝되어 입력된 모든 화소에 대해 화질 개선 처리를 진행하기 위해 마련되는 단계이다.

도 9는 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 장치를 설명하기 위한 블럭도로서, 구분 수단(300) 및 화질 향상 수단(312)을 구비하며, 평활화 수단(304)을 선택적으로 더 구비한다. 구분 수단(300)은 다시 세분되어 색상 데이터 변환 수단(302), 화소 구분 수단(306), 히스토리 정도 저장 수단(308) 및 영역 구분 수단(310)을 구비한다.

구분수단(300)은 배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고를 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터에 대하여, 하나의 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역중 어느 하나의 영역으로 구분하여 소속시킨다.

색상 데이터 변환 수단(302)은 주목 화소의 RGB 색상 데이터를 명도 성분과 채도 성분을 갖는 명도/채도 데이터로 변환하여 출력한다.

화소 구분 수단(306)는 명도/채도 데이터를 이용하여 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하고, 구분된 결과를 화소 구분 신호로서 출력한다.

히스토리 정보 저장 수단(308)은 화소 구분 신호를 이용하여 주목화소 이전에 배경화소가 연속되는 갯수를 카운트하여 주목화소에 대응하는 소정 어드레스에 배경 히스토리 정보로서 저장하거나 또는 그림화소가 연속되는 갯수를 카운트하여 주목화소에 대응하는 소정 어드레스에 그림 히스토리 정보로서 저장한다.

영역 구분 수단(310)은 히스토리 정보 저장 수단으로부터 주목화소에 대응하는 배경 히스토리 정보 또는 그림 히스토리 정보를 입력받아 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역 중 하나의 영역으로 구분하고, 주목화소가 문자영역으로 구분되면 문자 라벨링하고, 주목화소가 배경영역으로 구분되면 배경 라벨링하고, 주목화소가 그림영역으로 구분되면 그림 라벨링한다.

화질 향상 수단(312)은, 영역 구분 수단으로부터 주목화소에 대한 문자 라벨링, 배경 라벨링 또는 그림 라벨링 신호를 입력받아, 소속된 영역에 따라 개선 정도를 달리하여 화질을 향상시킨다. 화질 향상 수단(312)은 바람직하게는, 문자 라벨링된 주목화소에 대해서는 소정 명도 한계치를 기준으로 상기 명도/채도 데이터를 2이상의 등급으로 분류하여 화질 향상 처리한다. 화질 향상 수단(312)은, 그림 라벨링된 주목화소에 대해서는 비선명화 마스크를 이용하여 화질을 향상시킨다.

평활화 수단(304)은 본 발명에 의한 화질 개선 장치에 있어서 선택적으로 더 구비될 수 있는 것으로서, 명도/채도 데이터의 명도 성분에 대하여 저역 통과 필터를 이용하여 고주파 성분을 저감시키는 평활화 처리를 수행하고, 평활화 처리된 명도 성분을 포함하는 새로운 명도/채도 데이터를 출력한다. 이 때, 화소 구분 수단(306)은 평활화 수단(304)으로부터 출력된 새로운 명도/채도 데이터를 이용하여 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하고, 구분된 결과를 화소 구분 신호로서 출력한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 방법 및 장치에 의하면, 동일 종류의 화소가 연속되는 경향을 나타내는 히스토리 정보를 이용함으로써 문자와 그림이 혼재된 화상에 대하여 영역을 구분함에 있어서 정확성을 기하고, 특히 화소 구분시 평활화 단계와 평활화 수단으로써 망형반조에 의한 그림영역 구분 에러를 감소시키며, 그림 영역을 좌측, 우측, 하측 방향으로 전파하는 함으로써 그림 영역에서 돌연 발생할 수 있는 잡음성의 강조부분이나 그림에 속하는 문자의 지나친 강조를 억제하고, 구분된 영역에 따라 강조의 방법 및 정도를 세분함으로써 양질의 출력물를 획득하는 효과가 있다. 또한, 히스토리 정보를 이용함으로써 영역 구분에 있어서 적은 메모리를 사용하게 되므로 원가절감의 효과도 있다.

도 1은 문자와 그림이 혼재된 문서에서 문자와 그림을 구분하여 화상처리하는 종래의 화상처리시스템을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 2는 반조기법의 일예로서 2x2 분해영역과 다섯가지의 흑백 계조단계를 얻기위한 점의 형태들이다.

도 3은 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 방법의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 4는 도 3에 도시된 평활화 단계를 수행할 수 있는 저역 통과 필터의 일 실시예로서 3 ×3 마스크를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 3에 도시된 화소 구분 단계를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 3에 도시된 영역 구분 단계에서 배경 특징(background feature)을 검출하는 조건을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 3에 도시된 영역 구분 단계에서 그림 특징(image feature)을 검출하기 위한 조건을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 도 3에 도시된 영역 구분 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 9은 본 발명에 의한 디지털 화질 개선 장치 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블럭도이다.

Claims

배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고를 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터에 대하여, 하나의 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역중 어느 하나의 영역으로 구분하여 소속시키고 그 주목화소가 소속된 영역에 따라 정도를 달리하여 화질 개선 처리를 한 후에, 인접한 다음 화소를 주목화소로 하여 동일한 방법으로 순차적인 화질 개선 처리를 진행해 나가는 디지털 화질 개선 방법에 있어서,

(a) 상기 주목화소의 RGB 색상 데이터를 변환하여 명도 성분과 채도 성분을 갖는 색상 데이터를 획득하는 색상 데이터 변환 단계;

(b) 상기 주목화소의 명도 성분과 상기 채도 성분을 이용하여 상기 주목화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하는 화소 구분 단계;

(c) 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소 이전에 상기 배경화소 또는 상기 그림화소가 연속되는 갯수를 상기 주목화소에 대하여 저장하는 히스토리 정보 저장 단계;

(d) 상기 주목화소에 대하여 저장된 상기 히스토리 정보를 이용하여 상기 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역 중 하나의 영역에 소속되도록 라벨링하는 영역 구분 단계;

(e) 상기 주목화소에 대하여 라벨링된 영역에 따라 개선 정도를 달리하여 화질을 향상시키는 화질 향상 단계; 및

(f) 상기 주목화소가 화질 개선 처리해야할 최종화소인가를 판단하여, 최종화소가 아니라고 판단되면 상기 (a) 단계로 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (a) 단계는,

스캐닝한 RGB 색상 데이터를 YCbCr 색상 데이터로 변환하여, 명도 성분은 Y 성분으로 채택하고 채도 성분은 Cb 와 Cr 성분으로부터 구하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제2 항에 있어서,

상기 채도 성분은 Cb의 절대값과 Cr의 절대값의 합으로 구하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제2 항에 있어서,

상기 채도 성분은 Cb와 Cr의 평균 제곱근(RMS, Root Mean Square)으로 구하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

상기 명도 성분 및 상기 채도 성분에 대해 소정의 명도 한계치 및 채도 한계치를 이용하여 상기 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제5 항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

상기 명도 한계치로서 높은 밝기의 명도 한계치 th0 와 낮은 밝기의 명도 한계치 th1 을 이용하여 상기 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제6 항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

상기 주목화소의 상기 명도 성분이 상기 높은 명도 한계치보다 크고 채도 성분이 상기 채도 한계치보다 작으면, 상기 주목화소를 배경화소로 구분하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제7 항에 있어서,

상기 (b) 단계에서 상기 주목화소가 상기 배경화소로 구분되지 않은 경우에,

상기 주목화소의 상기 명도 성분이 상기 낮은 명도 한계치보다 크거나 채도 성분이 상기 채도 한계치보다 크면, 상기 주목화소를 그림화소로 구분하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제8 항에 있어서,

상기 주목화소가 상기 배경화소 또는 상기 그림화소로 구분되지 않으면, 상기 주목화소를 문자화소로 구분하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,

(g) 상기 (a) 단계 후에, 상기 명도 성분의 고주파 성분을 완화시키는 평활화 처리를 하는 데이터 평활화 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 (b) 단계에서 상기 주목화소가 배경화소로 구분되면 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소의 이전에 상측 방향으로 연속된 배경화소의 갯수를 상기 주목화소의 배경 히스토리 정보로서 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제11 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 (b) 단계에서 상기 주목화소가 배경화소로 구분되면 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소의 이전에 상측 방향으로 연속된 배경화소의 갯수가 소정 m 개 이상이면 상기 m 을 상기 주목화소의 배경 히스토리 정보로서 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 (b) 단계에서 상기 주목화소가 그림화소로 구분되면 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소의 이전에 상측 방향으로 연속된 그림화소의 갯수를 상기 주목화소의 그림 히스토리 정보로서 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제13 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 (b) 단계에서 상기 주목화소가 그림화소로 구분되면 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소의 이전에 상측 방향으로 연속된 그림화소의 갯수가 소정 p 개 이상이면 상기 p 를 상기 주목화소의 그림 히스토리 정보로서 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 (b) 단계에서 상기 주목화소가 배경화소가 아닌 화소로 구분되면 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소의 이전에 좌측 방향으로 연속된 배경화소가 아닌 화소의 갯수를 상기 주목화소의 그림 히스토리 정보로서 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제15 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 (b) 단계에서 상기 주목화소가 배경화소가 아닌 화소로 구분되면 상기 주목화소를 포함하여 상기 주목화소의 이전에 좌측 방향으로 연속된 배경화소가 아닌 화소의 갯수가 소정 r 개 이상이면 상기 r 을 상기 주목화소의 그림 히스토리 정보로서 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

(d1) 상기 (c) 단계에서 상기 주목화소에 대하여 저장된 상기 히스토리 정보를 이용하여 상기 주목화소를, 연속된 배경화소에 연결된 배경특징 화소 또는 연속된 그림화소에 연결된 그림특징 화소로 구분하는 단계;

(d2) 상기 (d1) 단계에서 배경특징 화소로 구분된 주목화소를 배경영역에 소속되도록 배경 라벨링하는 단계;

(d3) 상기 (d1) 단계에서 그림특징 화소로 구분된 주목화소를 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제17 항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

(d4) 주목라인에서 상기 주목화소가 상기 (d1) 단계에서 그림특징 화소로 구분된 경우에, 상기 주목화소가 상기 그림특징 화소로 구분되는데 기여한 주목화소 이전의 연속된 화소들을 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링하여, 그림영역을 주목라인의 좌측 방향 화소로 전파하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제17 항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

(d5) 상기 주목화소가 상기 (d1) 단계에서 배경특징 화소도 아니고 그림특징 화소도 아닌 것으로 구분된 경우에, 상기 주목라인의 이전라인에 속하는 상기 주목화소의 상측 화소가 그림 라벨링되어 있으면 상기 주목화소를 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링하여, 주목라인 이전라인의 그림영역을 하측 방향 화소로 전파하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제19 항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

(d6) 상기 주목화소가 상기 (d1) 단계에서 배경특징 화소도 아니고 그림특징 화소도 아닌 것으로 구분된 경우에, 상기 주목라인의 이전라인에 속하는 상기 주목화소의 상측 화소가 그림 라벨링되어 있지 않으면 상기 주목화소를 문자영역에 소속되도록 문자 라벨링하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제17 항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

(d7) 주목라인에서 상기 주목화소가 상기 (d1) 단계에서 그림특징 화소로 구분된 경우에, 상기 주목화소 이후의 화소들에서 상기 배경특징 화소가 나타나지 전까지의 모든 화소를 그림영역에 소속되도록 그림 라벨링하여, 그림영역을 주목라인의 우측 방향 화소로 전파하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제17 항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

(d8) 주목라인에서 상기 주목화소의 이전화소가 배경 라벨링된 화소인 경우에, 상기 주목화소가 배경화소이면 상기 주목화소를 배경 영역에 소속되도록 배경 라벨링하고, 상기 주목화소가 배경화소가 아니면 상기 주목화소를 문자 영역에 소속되도록 문자 라벨링하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제17 항에 있어서, 상기 (d1) 단계는,

상기 주목화소 이전에 좌측 방향으로 배경 히스토리 정보의 크기가 소정 m이상인 화소들이 소정 n개 연속되면, 상기 주목화소를 배경특징 화소로 구분하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제17 항에 있어서, 상기 (d1) 단계는,

상기 주목화소 이전에 좌측 방향으로 그림 히스토리 정보의 크기가 소정 p이상인 화소들이 소정 q개 연속되면, 상기 주목화소를 그림특징 화소로 구분하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제17 항에 있어서, 상기 (d1) 단계는,

상기 주목화소 이전에 좌측 방향으로 그림 히스토리 정보의 크기가 소정 r이상이면, 상기 주목화소를 그림특징 화소로 지정하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (e) 단계는,

상기 (d) 단계에서 문자영역으로 지정된 주목화소에 대해서는, 상기 주목화소의 명도에 따라 화질 개선에 차등을 두어 화질을 향상시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제26 항에 있어서, 상기 (e) 단계는,

상기 주목화소의 명도를 2개의 소정 명도 한계치를 기준으로 3개의 명도 등급으로 분류하여, 가장 밝은 등급의 화소는 완전한 백으로 처리하고, 가장 어두운 등급의 화소는 완전한 흑으로 처리하고, 중간 밝기의 화소는 샤프닝 처리하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제27 항에 있어서, 상기 샤프닝 처리는,

모서리 강조효과를 크게 하기 위하여 강조계수를 소정값 이상으로 크게하여 비선명화 마스킹 처리하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제1 항에 있어서, 상기 (e) 단계는,

상기 (d) 단계에서 그림영역으로 지정된 주목화소에 대해서는 비선명화 마스킹 처리하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
제29 항에 있어서, 상기 비선명화 마스킹 처리는,

강조계수를 소정값 이하로 작게하여 처리하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 방법.
배경, 문자 및 그림이 혼재된 원고를 스캐닝하여 획득한 소정의 해상도를 갖는 화소로 구성된 이미지 데이터에 대하여, 하나의 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역중 어느 하나의 영역으로 구분하여 소속시키는 구분 수단과, 그 주목화소가 소속된 영역에 따라 개선 정도를 달리하여 화질을 향상시키는 화질 향상 수단을 갖는 디지털 화질 개선 장치에 있어서, 상기 구분 수단은,

상기 주목 화소의 RGB 색상 데이터를 명도 성분과 채도 성분을 갖는 명도/채도 데이터로 변환하여 출력하는 색상 데이터 변환 수단;

상기 명도/채도 데이터를 이용하여 상기 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하고, 구분된 결과를 화소 구분 신호로서 출력하는 화소 구분 수단;

상기 화소 구분 신호를 이용하여 상기 주목화소 이전에 상기 배경화소가 연속되는 갯수를 카운트하여 상기 주목화소에 대응하는 소정 어드레스에 배경 히스토리 정보로서 저장하거나 또는 상기 그림화소가 연속되는 갯수를 카운트하여 상기 주목화소에 대응하는 소정 어드레스에 그림 히스토리 정보로서 저장하는 히스토리 정보 저장 수단; 및

상기 히스토리 정보 저장 수단으로부터 상기 주목화소에 대응하는 상기 배경 히스토리 정보 또는 상기 그림 히스토리 정보를 입력받아 상기 주목화소를 문자영역, 배경영역 및 그림영역 중 하나의 영역으로 구분하고, 상기 주목화소가 문자영역으로 구분되면 문자 라벨링하고, 상기 주목화소가 배경영역으로 구분되면 배경 라벨링하고, 상기 주목화소가 그림영역으로 구분되면 그림 라벨링하는 영역 구분 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 장치.
제31 항에 있어서, 상기 화질 향상 수단은,

상기 영역 구분 수단으로부터 상기 주목화소에 대한 상기 문자 라벨링, 상기 배경 라벨링 또는 상기 그림 라벨링 신호를 입력받아, 문자 라벨링된 주목화소에 대해서는 소정 명도 한계치를 기준으로 상기 명도/채도 데이터를 2이상의 등급으로 분류하여 화질 향상 처리하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 장치.
제31 항에 있어서, 상기 화질 향상 수단은,

상기 영역 구분 수단으로부터 상기 주목화소에 대한 상기 문자 라벨링, 상기 배경 라벨링 또는 상기 그림 라벨링 신호를 입력받아, 그림 라벨링된 주목화소에 대해서는 비선명화 마스크를 이용하여 화질을 향상시키는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 장치.
제31 항에 있어서, 상기 장치는,

상기 명도/채도 데이터의 명도 성분에 대하여 저역 통과 필터를 이용하여 고주파 성분을 저감시키는 평활화 처리를 수행하여, 평활화 처리된 명도 성분을 포함하는 새로운 명도/채도 데이터를 출력하는 평활화 수단을 더 구비하여,

상기 화소 구분 수단은 상기 새로운 명도/채도 데이터를 이용하여 상기 주목 화소를 배경화소, 그림화소 또는 문자화소로 구분하고, 구분된 결과를 화소 구분 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 화질 개선 장치.