KR100512976B1 - 화면의 콘트라스트를 향상시키는 블랙/화이트 스트레칭시스템 및 그의 스트레칭 방법 - Google Patents

화면의 콘트라스트를 향상시키는 블랙/화이트 스트레칭시스템 및 그의 스트레칭 방법 Download PDF

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Abstract

화면의 콘트라스트를 향상시키는 블랙/화이트 스트레칭 시스템 및 그의 스트레칭 방법이 개시된다. 블랙/화이트 스트레칭 시스템은, 소정단위의 입력 영상신호의 히스토그램 분포를 산출하는 히스토분포 산출부와, 입력 영상신호의 평균레벨을 산출하는 평균 산출부와, 평균레벨에 연동하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하는 기울기 산출부와, 현재 입력 영상신호 및 이전 입력 영상신호의 히스토그램 분포에 기초하여 화면 변화 비율을 산출하는 비율 산출부와, 화면 변화 비율에 대응하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 필터링부, 및 조정된 블랙/화이트 스트레칭 기울기와 입력 영상신호를 맵핑하여 입력 영상신호를 스트레칭하는 스트레칭부를 갖는다. 입력 영상신호의 평균레벨과 히스토그램 정보에 따라서 가변적으로 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하여 맵핑함으로써 어떠한 영상신호에서도 최적의 콘트라스트 효과를 구현할 수 있다.

Description

화면의 콘트라스트를 향상시키는 블랙/화이트 스트레칭 시스템 및 그의 스트레칭 방법{Black/White streching system capable of improving contrast and a method of Black/White streching thereof}
본 발명은 영상신호를 처리하는 영상 처리 시스템에서, 블랙/화이트 스트레칭 시스템(Black/White Stretching System)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력되는 영상신호의 레벨을 평균레벨로 적응적으로 스트레칭시키고, 히스토그램의 정보를 이용하여 필터계수를 가변시켜 화면의 펄럭거림(Flicker) 제거 효율을 향상시키는 블랙/화이트 스트레칭 시스템 및 그의 스트레칭방법에 관한 것이다.
일반적으로, 입력되는 영상신호의 레벨의 동적범위는, 영상 신호 처리 시스템에 마련된 영상신호처리를 위한 하드웨어 범위보다 작게 분포하며, 블랙/화이트 스트레칭 시스템은, 이와 같이 하드웨어 범위보다 작게 분포하는 영상신호의 레벨의 동적범위를 하드웨어 범위에 가깝도록 신장(Stretch)으로써 해상도를 증가시킨다. 본 명세서에서 사용되는 영상신호는 영상을 표현하는 여러 신호 중 휘도(brightness)신호를 의미한다.
도 1은 종래의 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 대한 개략적인 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시된 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 의해 입력된 영상신호가 블랙/화이트로 각각 스트레칭되는 방법을 설명하기 위한 도이다.
블랙/화이트 스트레칭 시스템은, 최대/최소 검출부(11), 평균 산출부(13), 스트레칭점 결정부(15), 스트레칭함수 발생부(17), 및 스트레칭부(19)를 가지고 있다.
최대/최소 검출부(11)는 입력되는 영상신호, 즉, 휘도신호의 최대값(Max) 및 최소값(Min)을 검출하고, 평균 산출부(13)는 입력되는 영상신호의 평균값(Mean)을 산출한다.
스트레칭점 결정부(15)는 기설정된 스트레칭점(L 및 U)과 산출된 평균값(Mean)을 비교하여 입력된 영상신호의 동적범위에 대응하는 스트레칭점(LB 및 UW)을 결정한다. 다시 말해서, 기설정된 스트레칭점(L)과 평균값(Mean) 중 작은 것을 블랙 스트레칭점(LB)으로 결정하고, 기설정된 스트레칭점(U)과 평균값(Mean) 중 큰 것을 화이트 스트레칭점(UW)으로 결정한다.
기울기 산출부(17)는 검출된 최소값(Min), 평균값(Mean), 및 블랙 스트레칭점(LB)을 이용하여 블랙 스트레칭 기울기(SLB)를 산출하고, 또한, 검출된 최대값(Max), 평균값(Mean), 및 화이트 스트레칭점(UW)을 이용하여 화이트 스트레칭 기울기(SLW)를 산출한다.
스트레칭부(19)는 산출된 블랙 스트레칭 기울기(SLB)와 화이트 스트레칭 기울기(SLW)를 입력되는 영상신호와 맵핑함으로써 입력되는 영상신호의 그레이 레벨의 범위를 하드웨어 범위로 각각 스트레칭시킨다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 의해 입력 영상신호가 스트레칭되는 것을 설명하기 위한 도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 입력 영상신호의 평균값(Mean)이 기설정된 스트레칭점(L 및 U)간에 존재할 경우에는 기설정된 스트레칭점(L 및 U)과 스트레칭점결정부(15)에서 결정된 블랙/화이트의 스트레칭점(LB,UW)이 동일하므로 화면의 콘트라스트(contrast) 향상을 기대할 수 있다. 그러나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 입력 영상신호의 평균값(Mean)이 기설정된 스트레칭점(L)보다 작을 경우에는, 평균값(Mean)이 블랙 스트레칭점(LB)으로 결정되며, 이에 대응하는 블랙 스트레칭 기울기(SLB)가 구해진다.
즉, 블랙 스트레칭 기울기(SLB)에 맵핑된 영상신호는 어두운 화면에서는 뛰어난 콘트라스트 효과를 얻을 수 있으나, 평균값(Mean)이 적용되지 않은 화이트 스트래칭점(UW)에 따른 화이트 스트레칭 기울기(SLW)에 의해 밝은 화면은 상대적으로 콘트라스트 효과가 떨어지는 결과를 갖는다.
따라서 종래의 스트레칭 시스템에 의해서는, 어두운 화면 및 밝은 화면에서 평균값의 변화에 무관한 스트레칭 기울기가 적용됨으로써 최적의 콘트라스트 효과를 얻을 수 없는 문제점을 갖는다.
한편, 다른 측면에서 종래의 스트레칭 시스템은 상기와 같은 스트레칭에 의해 발생되는 화면의 펄럭거림(Flicker)을 제거하기 위해 필터계수가 고정된 단순 필터(미도시)를 사용한다. 즉, 단순 필터는 예컨데, 장면 전환 및 화면의 변화가 있는 경우, 항상 일정한 비율로 현화면에 이전화면의 정보를 누적하여 반영함으로써 부자연스러운 화면변화 및 그레이 레벨의 변화에 의해 펄럭거림의 제거 효율이 떨어지는 문제점을 갖는다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 입력 영상신호의 평균값에 적응적으로 스트레칭을 수행하며, 또한, 히스토그램의 정보를 이용하여 필터의 계수를 가변시킴으로써 펄럭거림의 제거 효율을 향상시키는 블랙/화이트 스트레칭 시스템 및 그의 스트레칭 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 블랙/화이트 스트레칭 시스템은, 소정단위의 입력 영상신호의 히스토그램 분포를 산출하는 히스토분포 산출부; 상기 입력 영상신호의 평균레벨을 산출하는 평균 산출부; 상기 평균레벨에 연동하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하는 기울기 산출부; 현재 입력 영상신호 및 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포에 기초하여 화면 변화 비율을 산출하는 비율 산출부; 상기 화면 변화 비율에 대응하여 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 필터링부; 및 조정된 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기와 상기 입력 영상신호를 맵핑하여 상기 입력 영상신호를 스트레칭하는 스트레칭부;를 포함한다.
상기 히스토분포 산출부는 상기 입력 영상신호의 전체 레벨의 합과 전체 픽셀의 개수를 검출하며, 상기 평균산출부는 상기 전체 레벨의 합과 상기 전체 픽셀의 개수를 이용하여 상기 입력 영상신호의 상기 평균레벨을 산출하고, 또한, 상기 히스토분포 산출부는 상기 입력 영상신호의 최대레벨과 최소레벨을 검출하며, 상기 기울기 산출부는 상기 최대레벨, 상기 최소레벨, 상기 평균레벨 및 기설정된 스트레칭점을 이용하여 블랙/화이트 스트레칭점을 산출한다.
상기 기울기 산출부에서 산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점(LB, UW)은 다음의 식과 같이 나타나며, 여기서, L, U는 기설정 블랙/화이트 스트레칭점, M은 평균레벨, 및 T는 연동파라미터이다.
상기 기울기 산출부는, 산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점, 상기 최소레벨, 및 상기 최대레벨을 이용하여 상기 평균레벨에 연동되는 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출한다.
바람직하게는, 상기 히스토분포 산출부에서 산출된 상기 현재 입력 영상신호와 상기 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포를 이용하여 히스토 정보데이터를 산출하는 히스토정보 산출부;를 더 포함하며, 상기 비율 산출부는 상기 히스토 정보데이터를 이용하여 화면 변화 비율을 산출하여 상기 필터링부에 제공한다.
상기 히스토정보 산출부에서 산출된 상기 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 다음의 식과 같이 나타나며, 여기서, H(i)P 는 이전 영상신호의 히스토그램 분포, H(i)C는 현재 영상신호의 히스토그램 분포, i 는 그레이 레벨, n 및 m 은 자연수이다.
상기 비율 산출부에서 산출된 상기 화면 변화 비율(Coeff)은 다음의 식과 같이 나타나며, 여기서, Total은 입력 영상신호의 전체 픽셀의 개수이다.
상기 필터링부에서는, 상기 화면 변화 비율이 작으면 상기 이전 입력 영상신호에 대응하는 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 현재 입력 영상신호에 대응하는 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하고, 상기 화면 변화 비율이 크면, 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하여 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정한다.
한편, 본 발명에 따른 블랙/화이트 스트레칭 방법은, 소정단위의 입력 영상신호의 히스토그램 분포를 산출하는 히스토분포 산출단계; 상기 입력 영상신호의 평균레벨을 산출하는 평균 산출단계; 상기 평균레벨에 연동하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하는 기울기 산출단계; 현재 입력 영상신호 및 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포에 기초하여 화면 변화 비율을 산출하는 비율 산출단계; 상기 화면 변화 비율에 대응하여 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 필터링단계; 및 조정된 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기와 상기 입력 영상신호를 맵핑하여 상기 입력 영상신호를 스트레칭하는 단계;를 포함한다.
상기 히스토분포 산출단계는 상기 입력 영상신호의 전체 레벨의 합과 전체 픽셀의 개수를 검출하며, 상기 평균 산출단계는 상기 전체 레벨의 합과 상기 전체 픽셀의 개수를 이용하여 상기 입력 영상신호의 상기 평균레벨을 산출하고, 상기 히스토분포 산출단계는 상기 입력 영상신호의 최대레벨과 최소레벨을 검출하며, 상기 기울기 산출단계는 상기 최대레벨, 상기 최소레벨, 상기 평균레벨 및 기설정된 스트레칭점을 이용하여 블랙/화이트 스트레칭점을 산출한다.
상기 기울기 산출단계에서 산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점(LB, UW)은 다음의 식과 같이 나타나며, 여기서, L, U는 기설정 블랙 및 화이트 스트레칭점, M은 평균레벨, 및 T는 연동파라미터이다.
상기 기울기 산출단계는, 산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점, 상기 최소레벨, 및 상기 최대레벨을 이용하여 상기 평균레벨에 연동되는 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출한다.
상기 히스토분포 산출단계에서 산출된 상기 현재 입력 영상신호와 상기 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포를 이용하여 히스토 정보데이터를 산출하는 히스토정보 산출단계;를 더 포함하며, 상기 비율 산출단계는 상기 히스토 정보데이터를 이용하여 화면 변화 비율을 산출하고, 상기 필터링단계는 상기 화면 변화 비율에 기초하여 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정한다.
상기 히스토정보 산출단계에서 산출된 상기 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 다음의 식과 같이 나타나며, 여기서, H(i)P 는 이전 영상신호의 히스토그램 분포, H(i)C는 현재 영상신호의 히스토그램 분포, i 는 그레이 레벨, n 및 m 은 자연수이다.
상기 비율 산출단계에서 산출된 상기 화면 변화 비율(Coeff)은 다음의 식과 같이 나타나며, 여기서, Total은 입력 영상신호의 전체 픽셀의 개수이다.
상기 필터링단계에서는, 상기 화면 변화 비율이 작으면 상기 이전 입력 영상신호에 대응하는 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 현재 입력 영상신호에 대응하는 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하고, 상기 화면 변화 비율이 크면 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하여 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정한다.
따라서, 입력 영상신호의 평균레벨 및 히스토그램 정보에 따라서 가변적으로 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하여 맵핑함으로써 어떠한 영상신호에서도 최적의 콘트라스트 효과를 구현할 수 있다.
도 3는 본 발명에 따른 블랙/화이트 스트레칭 시스템의 실시예를 도시한 블록도이며, 도 4는 도 3에 도시된 시스템에 의해 블랙/화이트 스트레칭 과정을 설명하기 위한 도이다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
블랙/화이트 스트레칭 시스템은, 히스토분포 산출부(311), 히스토정보 산출부(313), 평균 산출부(315), 기울기 산출부(317), 계수 산출부(319), 필터링부(321), 및 스트레칭부(323)를 가지고 있다.
히스토분포 산출부(311)에서는 소정 단위의 입력 영상신호에 대한 히스토그램 분포, 즉, 이전 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)P)와 현재 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)C)를 산출한다. 이때, 히스토분포 산출부(311)는 히스토그램 분포 산출과정에서 입력 영상신호의 전체의 그레이 레벨의 합과 전체의 픽셀 개수, 및 입력 영상신호의 최대레벨과 최소레벨을 검출한다
히스토정보 산출부(313)는 히스토분포 산출부(311)에 산출된 현재 입력 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)C)와 이전 입력 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)P)의 차인 히스토 정보데이터(Diff_histo)를 산출한다. 여기서, 산출된 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 후술되는 비율 산출부(319)에 입력되어 화면의 변화 정도에 따른 비율이 산출된다. 즉, 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 다음의 수학식 1과 같이 나타난다.
여기서, i 는 그레이 레벨이며, n, m 은 자연수이다.
바람직하게는, 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 입력 영상신호의 전체 그레이 레벨을 이용하여 산출하기 보다는 블랙 스트레칭의 경우에는 낮은 그레이 레벨부분을 이용하여 산출하고, 화이트 스트레칭의 경우에는 높은 그레이 레벨부분을 이용하여 산출한다.
평균 산출부(315)는 히스토분포 산출부(311)에서 검출된 입력 영상신호의 전체의 그레이 레벨의 합과 전체의 픽셀 개수를 이용하여 입력 영상신호의 평균레벨(Mean)을 산출한다.
기울기 산출부(317)는 평균 산출부(315)에서 산출된 평균레벨(Mean)에 연동하는 스트레칭 기울기(SLB 및 SLW)를 각각 산출한다. 상기 기울기(SLB 및 SLW)를 산출하기 위해서, 먼저, 평균레벨과 기설정된 스트레칭점(L 및 U)을 이용하여 평균레벨에 연동하는 블랙/화이트 스트레칭점(LB 및 UW)을 다음의 식과 같이 각각 산출한다.
,
여기서, T는 연동파라미터로서, 기설정된 스트레칭점(L)과 평균레벨(Mean) 사이의 소정레벨이며, 설정되는 값이며, M은 평균레벨이다.
다음, 히스토분포 산출부(311)에서 검출된 입력 영상신호의 최소레벨(Min) 및 최대레벨(Max)를 이용하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기(SLB 및 SLW)를 각가 산출한다.
예컨데, 블랙 스트레칭 기울기(SLB)가 구해지는 과정을 설명한다. 먼저, 평균레벨(Mean)과 연동하는 블랙 스트레칭점(LB)을 구한다.
[수학식 2]에 의해 산출된 블랙 스트레칭점(LB)과 최대/최소 검출부(316)에서 검출되 최소레벨(Min)을 이용하여 블랙 스트레칭 기울기(SLB)를 구한다. 바람직하게는 블랙 스트레칭 기울기(SLB)에 가중치를 부여하여 다음의 식과 같이 기울기의 정도가 조정된 최종 블랙 스트레칭 기울기(SL'B)를 구할 수 있다.
여기서, α, γ는 기울기의 정도를 조정하기 위한 가중치이며, 설정되는 값이다.
비율 산출부(319)는 현재 입력된 영상신호와 과거 입력된 영상신호의 변화 정도를 산출한다. 즉, [수학식 2]에 정의된 바와 같이, 히스토정보 산출부(313)에서 산출된 히스토 정보데이터(Diff_histo)를 이용하여 화면의 변화 비율(Coeff: coefficient)을 산출한다. 예컨데, 변화 비율(Coeff)은 다음의 식과 같이 정의될 수 있다.
여기서, Total 은 블랙/화이트 스트레칭 시스템에서 처리되는 소정 단위의 입력 영상신호의 전체 픽셀 개수이다.
필터링부(321)는 변화 비율(Coeff)에 대응하여 블랙 스트레칭 기울기(SLB) 및 화이트 스트레칭 기울기(SLW)을 필터링함으로써 화면 변화에 유동적인 블랙 스트레칭 기울기(F_SLB) 및 화이트 스트레칭 기울기(F_SLW)를 출력한다.
예컨데, 변화 비율(Coeff)의 범위가 0 에서 255 라고 가정할 때, 산출된 변화 비율(Coeff)이 중간값인 128 이면, 필터링부(321)는 현재 화면에 대응하는 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기와 이전 화면에 대응하는 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 동일한 비율로 반영한다.
한편, 산출된 변화 비율(Coeff)이 작으면, 화면의 변화 정도가 작으므로 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상대적으로 많이 반영하고, 산출된 변화 비율(Coeff)이 크면, 화면의 변화 정도가 크므로 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상대적으로 많이 반영한다.
따라서, 필터링부(321)는 화면의 변화 정도에 따라서 향상된 필터링을 수행함으로써 블랙/화이트 스트레칭에 의해 화면의 펄럭거림을 자연스럽게 제거할 수 있게 된다.
스트레칭부(323)는 필터링부(321)에서 화면 변화 정도에 대응하여 필터링된 블랙 스트레칭 기울기(F_SLB) 및 화이트 스트레칭 기울기(F_SLW)를 입력되는 영상신호와 맵핑함으로써 입력되는 영상신호의 그레이 레벨 범위를 하드웨어 범위로 각각 스트레칭한다.
도 5는 본 발명에 따른 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 의해 블랙/화이트 스트레칭되는 과정을 설명하는 흐름도이며, 이를 참조하여 본 발명에 따른 블랙/화이트 스트레칭 방법을 상세하게 설명한다.
히스토분포 산출부(311)에서는 소정 단위의 입력 영상신호에 대한 히스토그램 분포, 즉, 이전 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)P)와 현재 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)C)를 산출한다. 이때, 히스토분포 산출부(311)는 히스토그램 분포 산출과정에서 입력 영상신호의 전체의 그레이 레벨의 합과 전체의 픽셀 개수, 및 입력 영상신호의 최대레벨과 최소레벨을 검출한다(S511).
평균 산출부(315)에서는 히스토분포 산출부(311)에서 검출된 입력 영상신호의 전체의 그레이 레벨의 합과 전체의 픽셀 개수를 이용하여 입력 영상신호의 평균레벨(Mean)을 산출한다(S513).
기울기 산출부(317)에서는 먼저, 평균레벨과 기설정된 스트레칭점(L 및 U)을 이용하여 평균레벨(Mean)에 연동하는 블랙/화이트 스트레칭점(LB 및 UW)을 [수학식2]와 같은 방식으로 각각 산출한다(S515).
또한, 히스토분포 산출부(311)에서 검출된 입력 영상신호의 최소레벨 및 최대레벨(Max)과, 블랙/화이트 스트레칭점(LB 및 UW)을 이용하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기(SLB 및 SLW)를 산출한다(S517). 바람직하게는, 산출된 블랙/화이트 스트레칭 기울기(SLB 및 SLW)에 [수학식3]과 같이 가중치(α,γ)를 부여하여 최종 블랙/화이트 스트레칭 기울기(SL'B 및 SL'W)를 산출할 수 있다.
한편, 히스토정보 산출부(313)에서는 히스토분포 산출부(311)에 산출된 현재 입력 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)C)와 이전 입력 영상신호의 히스토그램 분포(H(i)P)를 이용하여 히스토 정보데이터(Diff_histo)를 산출하고, 비율 산출부(319)에서는 히스토정보 산출부(313)에서 산출된 히스토 정보데이터(Diff_histo)를 이용하여 [수학식4]와 같이 변화 비율(Coeff: coefficient)을 산출한다(S521).
여기서, 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 입력 영상신호의 전체 그레이 레벨을 이용하여 산출하기 보다는 블랙 스트레칭의 경우에는 낮은 그레이 레벨부분을 이용하여 산출하고, 화이트 스트레칭의 경우에는 높은 그레이 레벨부분을 이용하여 산출한다.
이 후, 필터링부(321)에서는 비율 산출부(319)에서 산출된 화면의 변화 비율(Coeff)에 대응하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기(SLB 및 SLW)를 필터링함으로써 필터링된 블랙/화이트 스트레칭 기울기(F_SLW 및 F_SLB)를 출력한다(S523).
스트레칭부(323)는 화면 변화 정도에 대응하여 필터링된 블랙 스트레칭 기울기(F_SLB) 및 화이트 스트레칭 기울기(F_SLW)와 입력되는 영상신호를 맵핑함으로써 입력되는 영상신호의 그레이 레벨 범위를 하드웨어 범위로 각각 스트레칭한다(S531).
이상과 같이, 입력 영상신호의 평균레벨과 히스토그램 정보에 따라서 가변적으로 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하여 맵핑함으로써 어떠한 영상신호에서도 최적의 콘트라스트 효과를 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 첫째, 입력 영상신호의 평균레벨에 적응적인 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 이용하여 입력 영상신호를 스트레칭시킴으로써 화면의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 둘째, 현재 영상신호와 이전 영상신호의 히스토그램 정보를 이용하여 화면 변화 비율을 필터에 반영함으로써 화면의 콘트라스트를 더욱 더 향상시킬 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 대한 블록도,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 의한 스트레칭 과정을 설명하기 위한 도,
도 3은 본 발명에 따른 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 대한 개략적인 블록도,
도 4는 도 3에 도시된 블랙/화이트 스트레칭 시스템에 의한 스트레칭 과정을 설명하기 위한 도,
도 5는 본 발명에 따른 블랙/화이트 스트레칭 방법을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
311 : 히스토분포산출부 313 : 히스토정보산출부
315 : 평균산출부 317 : 기울기산출부
319 : 비율산출부 321 : 필터링부
323 : 스트레칭부

Claims (18)

  1. 소정단위의 입력 영상신호의 히스토그램 분포를 산출하는 히스토분포 산출부;
    상기 입력 영상신호의 평균레벨을 산출하는 평균 산출부;
    상기 평균레벨에 연동하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하는 기울기 산출부;
    현재 입력 영상신호 및 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포에 기초하여 화면 변화 비율을 산출하는 비율 산출부;
    상기 화면 변화 비율에 대응하여 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 필터링부; 및
    조정된 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기와 상기 입력 영상신호를 맵핑하여 상기 입력 영상신호를 스트레칭하는 스트레칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히스토분포 산출부는 상기 입력 영상신호의 전체 레벨의 합과 전체 픽셀의 개수를 검출하며,
    상기 평균산출부는 상기 전체 레벨의 합과 상기 전체 픽셀의 개수를 이용하여 상기 입력 영상신호의 상기 평균레벨을 산출하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 히스토분포 산출부는 상기 입력 영상신호의 최대레벨과 최소레벨을 검출하며,
    상기 기울기 산출부는 상기 최대레벨, 상기 최소레벨, 상기 평균레벨 및 기설정된 스트레칭점을 이용하여 블랙/화이트 스트레칭점을 산출하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 기울기 산출부에서 산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점(LB, UW)은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템:
    여기서, L, U는 기설정 블랙 및 화이트 스트레칭점, M은 평균레벨, 및 T는 연동파라미터임.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 기울기 산출부는,
    산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점, 상기 최소레벨, 및 상기 최대레벨을 이용하여 상기 평균레벨에 연동되는 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 히스토분포 산출부에서 산출된 상기 현재 입력 영상신호와 상기 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포를 이용하여 히스토 정보데이터를 산출하는 히스토정보 산출부;를 더 포함하며,
    상기 비율 산출부는 상기 히스토 정보데이터를 이용하여 화면 변화 비율을 산출하여 상기 필터링부에 제공하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 히스토정보 산출부에서 산출된 상기 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템:
    여기서, H(i)P 는 이전 영상신호의 히스토그램 분포, H(i)C는 현재 영상신호의 히스토그램 분포, i 는 그레이 레벨, n 및 m 은 자연수임.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 비율 산출부에서 산출된 상기 화면 변화 비율(Coeff)은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템:
    여기서, Total은 입력 영상신호의 전체 픽셀의 개수임.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 필터링부는,
    상기 화면 변화 비율이 작으면, 상기 이전 입력 영상신호에 대응하는 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 현재 입력 영상신호에 대응하는 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하고,
    상기 화면 변화 비율이 크면, 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하여 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  10. 소정단위의 입력 영상신호의 히스토그램 분포를 산출하는 히스토분포 산출단계;
    상기 입력 영상신호의 평균레벨을 산출하는 평균 산출단계;
    상기 평균레벨에 연동하여 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하는 기울기 산출단계;
    현재 입력 영상신호 및 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포에 기초하여 화면 변화 비율을 산출하는 비율 산출단계;
    상기 화면 변화 비율에 대응하여 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 필터링단계; 및
    조정된 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기와 상기 입력 영상신호를 맵핑하여 상기 입력 영상신호를 스트레칭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 히스토분포 산출단계는 상기 입력 영상신호의 전체 레벨의 합과 전체 픽셀의 개수를 검출하며,
    상기 평균 산출단계는 상기 전체 레벨의 합과 상기 전체 픽셀의 개수를 이용하여 상기 입력 영상신호의 상기 평균레벨을 산출하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 히스토분포 산출단계는 상기 입력 영상신호의 최대레벨과 최소레벨을 검출하며,
    상기 기울기 산출단계는 상기 최대레벨, 상기 최소레벨, 상기 평균레벨 및 기설정된 스트레칭점을 이용하여 블랙/화이트 스트레칭점을 산출하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 기울기 산출단계에서 산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점(LB, UW)은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 방법:
    여기서, L, U는 기설정 블랙 및 화이트 스트레칭점, M은 평균레벨, 및 T는 연동파라미터임.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 기울기 산출단계는,
    산출된 상기 블랙/화이트 스트레칭점, 상기 최소레벨, 및 상기 최대레벨을 이용하여 상기 평균레벨에 연동되는 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 히스토분포 산출단계에서 산출된 상기 현재 입력 영상신호와 상기 이전 입력 영상신호의 상기 히스토그램 분포를 이용하여 히스토 정보데이터를 산출하는 히스토정보 산출단계;를 더 포함하며,
    상기 비율 산출단계는 상기 히스토 정보데이터를 이용하여 화면 변화 비율을 산출하고, 상기 필터링단계는 상기 화면 변화 비율에 기초하여 상기 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 히스토정보 산출단계에서 산출된 상기 히스토 정보데이터(Diff_histo)는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 방법:
    여기서, H(i)P 는 이전 영상신호의 히스토그램 분포, H(i)C는 현재 영상신호의 히스토그램 분포, i 는 그레이 레벨, n 및 m 은 자연수임.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 비율 산출단계에서 산출된 상기 화면 변화 비율(Coeff)은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 방법:
    여기서, Total은 입력 영상신호의 전체 픽셀의 개수임.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 필터링단계는,
    상기 화면 변화 비율이 작으면, 상기 이전 입력 영상신호에 대응하는 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 현재 입력 영상신호에 대응하는 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하고,
    상기 화면 변화 비율이 크면, 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 상기 이전 블랙/화이트 스트레칭 기울기에 비해 상대적으로 많이 반영하여 상기 현재 블랙/화이트 스트레칭 기울기를 조정하는 것을 특징으로 하는 블랙/화이트 스트레칭 방법.
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