KR100682071B1 - 화상데이터의 입체영상변환장치 및 방법 - Google Patents
화상데이터의 입체영상변환장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 화상데이터의 입체영상 변환장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 아날로그 또는 디지털 화상데이터로부터 광도 및 채도 영상을 추출하는 과정, 추출된 광도 및 채도영상에서 각각의 히스토그램을 생성하는 과정, 히스토그램으로부터 각 광도영상 및 채도영상에 대한 대비값을 산출하는 과정, 각 광도 및 채도 대비값으로부터 하나의 영상을 결정하는 과정, 결정된 영상으로부터 입체시차를 산출하는 과정, 입체시차값으로부터 좌화상과 우화상의 입체영상을 생성하는 과정, 생성된 좌우 입체영상에 발생된 빈 화소에 대하여 주변 화소색으로 채우는 과정, 채워진 좌영상 및 우영상의 입체영상을 아날로그 영상신호로 변환하여 출력하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
화상, 영상, 광도, 채도, 입체영상, 변환, 히스토그램, 대비, 입체시차
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상 데이터의 입체화상변환장치의 개략적인 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상 데이터의 입체화상변환과정의 흐름도이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 광도영상부 102 : 채도영상부
111 : 광도히스토그램생성부 112 : 채도히스토그램부
121 : 광도영상 대비값산출부 122 : 채도영상 대비값산출부
130 : 영상결정부 140 : 입체시차산출부
150 : 입체영상생성부 160 : 입체영상후처리부
171, 172 : 제 1, 제 2 변환부
본 발명은 화상 데이터의 입체영상변환장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상 세하게는 아날로그 또는 디지털 영상에서 광도영상 및 채도영상을 이용하여 3차원 깊이정보를 추출한 후 입체영상으로 변환 출력하도록 하는 화상 데이터의 입체영상변환장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 입체 변환 방식은 화상을 단순히 좌우로 이동하여 원화상과 이동한 화상으로 입체영상을 제작하여 보여주는 방식이거나, RGB 색값을 이용하여 원근값을 추출하여 입체영상을 보여주는 방식이 주를 이른다.
이러한 입체 변환 방식은 색의 대비(contrast)가 낮으면 입체 효과가 낮은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 화상데이터에서 광도영상(brightness image) 및 채도영상(saturated image)을 구하고, 두 영상 중에서 대비(contrast)가 큰 영상을 결정하고, 결정된 영상을 이용하여 입체영상으로 변환출력하는 화상데이터의 입체화상변환장치 및 방법을 제공하는데 있다
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상데이터의 입체영상 변환장치는 아날로그 또는 디지털 화상데이터로부터 광도(Luminance)영상을 추출하는 광도영상부와, 상기 화상데이터로부터 채도영상을 추출하는 채도영상부와, 상기 광도영상부로부터 광도영상에 대한 광도값의 분포를 나타내는 히스토그램을 생성하는 광도히스토그램생성부와, 상기 채도영상부로부터 채도영상에 대한 채도값 분포를 나 타내는 히스토그램을 생성하는 채도히스토그램생성부와, 상기 광도 및 채도 히스토그램생성부로부터 광도영상 및 채도영상의 대비(Contrast)값을 산출하는 광도/채도영상대비값 산출부와, 상기 광도/채도영상대비값 산출부로부터 산출된 두 대비값으로부터 큰 대비를 가지는 하나의 영상을 결정하는 광도/채도 영상결정부와, 상기 광도/채도 영상결정부에서 결정된 영상으로부터 입체시차값을 산출하는 입체시차산출부와, 상기 입체시차산출부에서 얻어진 입체시차값으로부터 RGB(Red, Green, Blue) 좌화상과 RGB우화상의 입체영상을 생성하는 입체영상 생성부와, 상기 입체영상생성부에서 생성된 입체영상에서 비어있는 빈 화소에 대해 적절한 색으로 채워주는 입체영상후처리부와, 상기 입체영상후처리부를 통해 채워진 입체영상을 좌우측 아날로그 화상신호로 변환출력하는 제 1 및 제 2 변환부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 화상데이터의 입체영상 변환과정은 아날로그 또는 디지털 화상데이터로부터 광도 및 채도 영상을 추출하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정에서 추출된 광도 및 채도영상에서 각각의 히스토그램을 생성하는 제 2 과정과, 상기 생성된 각 히스토그램으로부터 각 광도영상 및 채도영상에 대한 대비값을 산출하는 제 3 과정과, 상기 각 광도 및 채도 대비값으로부터 하나의 영상을 결정하는 제 4 과정과, 상기 결정된 영상으로부터 입체시차를 산출하는 제 5 과정과, 상기 입체시차값으로부터 좌화상과 우화상의 입체영상을 생성하는 제 6 과정과, 상기 생성된 좌우 입체영상에 발생된 빈 화소에 대하여 주변 화소색으로 채우는 제 7 과정과, 상기 채워진 좌영상 및 우영상의 입체영상을 아날로그 영상신호로 변환하여 출력하는 제 8 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상데이터의 입체영상 변환장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 아날로그 또는 디지털 화상데이터로부터 광도영상을 추출하는 광도영상부(101)와, 상기 화상데이터로부터 채도영상을 추출하는 채도영상부(102)와, 상기 광도영상부(101)로부터 광도영상에 대한 광도값의 분포를 나타내는 히스토그램을 생성하는 광도히스토그램생성부(111)와, 상기 채도영상부(102)로부터 채도영상에 대한 채도값 분포를 나타내는 히스토그램을 생성하는 채도히스토그램생성부(112)와, 상기 광도 및 채도 히스토그램생성부(111)(112)로부터 광도영상 및 채도영상의 대비(Contrast)값을 산출하는 광도/채도영상대비값 산출부(121)(122)와, 상기 광도/채도영상대비값 산출부(121)(122)로부터 산출된 두 대비값으로부터 큰 대비를 가지는 하나의 영상을 결정하는 광도/채도 영상결정부(130)와, 상기 광도/채도 영상결정부(130)에서 결정된 영상으로부터 입체시차값을 산출하는 입체시차산출부(140)와, 상기 입체시차산출부(140)에서 얻어진 입체시차값으로부터 RGB 좌화상과 RGB 우화상의 입체영상을 생성하는 입체영상 생성부(150)와, 상기 입체영상생성부(150)에서 생성된 입체영상에서 비어있는 빈 화소에 대해 적절한 색으로 채워주는 입체영상후처리부(160)와, 상기 입체영상후처리부(160)를 통해 채워진 입체영상을 좌우측 아날로그 화상신호로 변환출력하는 제 1 및 제 2 변환부(171)(172)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 다른 작용을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상데이터의 입체영상 변환장치의 블록구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 아날로그 또는 디지털 화상데이터는 광도영상부(101) 및 채도영상부(102)를 통하여 광도영상 및 채도영상이 각각 추출된다.
상기 광도 및 채도히스토그램 생성부(111)(112)는 상기 광도영상부(101) 및 채도영상부(102)에서 추출된 화상데이터로부터 광도영상의 히스토그램과 채도영상의 히스토그램을 생성한다.
상기 광도 및 채도영상대비값 산출부(121)(122)는 상기 광도 및 채도 생성된 히스토그램에서 최소 화소값과 최대 화소값을 구한 후에 대비값을 연산한다. 상기 대비값은 광도영상 히스토그램과 채도영상의 히스토그램에서 각각 산출된다.
상기 광도 및 채도영상결정부(130)는 상기 광도 및 채도영상대비값 산출부(121)(122)에서 산출한 채도영상과 광도영상의 대비값 중에서 큰 값을 가지는 영상을 결정한다. 즉, 광도 대비값이 채도 대비값보다 크면 광도영상을 선택하고, 채도 대비값이 광도 대비값보다 크면 채도영상을 선택한다.
상기 입체시차계산부(140)는 결정된 영상에서 각 8X8 블록의 평균값을 구한다. 얻어진 모든 블록의 평균값들을 시차값으로 변환한다.
상기 입체영상생성부(150)는 RGB 좌화상에 대해서 현재 화상을 사용하고, RGB 우화상에 대해서 블록을 해당 시차값에 따라 수평 이동한 것을 사용한다.
상기 입체영상후처리부(150)는 상술한 입체영상생성부(140)에서 생성된 우영상에서 비어있는 화소가 발생하면 적절한 색으로 채워주는 역할을 수행한다. 입체우영상 생성시 수평 이동한 것을 사용함에 따라 채워지지 않는 화소들인 빈 영역 (Uncovered Region)이 발생할 수 있다. 이러한 영역은 해당 주변화소로 채워준다.
상기 제 1 및 제 2 변환부(160, 170)는 상기 입체영상후처리부(150)에서 생성한 디지털 입체영상을 디스플레이하기 위해서 아날로그 입체영상신호로 변환하는 역할을 수행한다. 이때, 변환된 아날로그 입체영상신호는 우측 화상 신호와 좌측 화상 신호로 구성되며 3차원 시청기기로 전달된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상데이터의 입체영상 변환과정의 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이, 먼저 광도 및 채도영상부(101)를 통해 아날로그 화상 데이터 또는 디지털 화상 데이터로부터 광도 및 채도영상을 각각 추출한다.(S102)
즉, 상기 광도영상부(101)를 통해 현재 화상으로부터 광도영상을 생성하고, 상기 채도영상부(102)를 통해 현재 화상으로부터 채도영상을 생성한다.
상기 광도 및 채도영상 히스토그램생성부(111)(112)는 광도 및 채도영상부(101)(102)를 통해 추출된 광도 및 채도영상에서 각각의 광도 분포값 및 채도 분포값을 나타내는 광도 및 채도 히스토그램을 생성한다.(S104)
상기 광도 및 채도 히스토그램으로부터 광도영상 및 채도영상의 대비값을 상기 광도 및 채도영상 대비값산출부(121)(122)를 통해 각각 산출한다.(S106)
여기서, 광도영상 및 채도영상 대비값 산출을 위해 상기 광도 및 채도 히스토그램의 노이즈를 없애기 위해 히스토그램 양쪽에서 전체 화소중 3~5%의 화소갯수를 삭제한 후 광도 히스토그램에서 광도값이 가장 작은 값과 가장 큰 값의 범위인 광도 대비값을 상기 광도영상대비값 산출부(121)을 통해 산출한다. 또한, 채도 히스토그램에서 채도값의 가장 작은 값과 가장 큰 값의 범위인 채도 대비값을 상기 채도영상 대비값산출부(122)를 통해 산출한다.
상기 산출된 광도영상 및 채도영상 대비값을 비교하여 그중 큰 대비값을 갖는 영상을 상기 영상결정부(130)에서 선택한다.(S108)
즉, 광도 대비값이 채도 대비값보다 크면 광도영상을 선택하고, 채도 대비값이 광도 대비값보다 크면 채도영상을 선택한다.
상기 영상이 결정되었으면 상기 입체시차 산출부(140)를 통해 해당 영상으로부터 입체시차를 산출하는데, 이를 위해 먼저, 상기 결정된 영상을 8x8 블록으로 분할한 후 각 블록의 평균값을 비례적으로 시차값으로 변환한다.(S110)
상기 변환된 시차값에 따라 RGB 영상의 해당 블록을 우측으로 수평이동하여 우영상을 상기 입체영상생성부(150)를 통해 생성하게 된다.(S112) 즉, 상기 좌영상이 우측 이동된 상기 블록들을 합성하여 우영상을 생성하게 된다.
이때, 상기 우영상에서 수평이동에 의해 발생된 빈 화소에 대하여 상기 입체영상후처리부(160)를 통하여 주변의 화소 색상으로 채워준다.(S114)
이와 같이 채워진 좌,우영상의 입체영상을 상기 제 1, 제 2 변환부(171)(172)를 통하여 각각 좌우 아날로그 영상신호로 변환하여 출력한다.(S116)
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 광도영상 및 채도영상을 이용하여 입체영상으로 변환하는 기술은 다양한 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 화상으로부터 입체영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 단순히 광도영상만을 사용하는 입체변환 방식보다 채도영상을 활용하여 대비값이 큰 영상을 사용함으로써 입체효과를 향상시킨 효과가 있다.기존의 방식은 대비가 낮은 영상으로 변환된 입체영상의 입체감이 낮은 단점이 있다. 또한, 본 발명은 화상의 포맷에 관계없이 화상의 입체변환이 가능하며, 정지화상에 적용됨과 동시에 영화와 같은 동영상에 많은 정지화상이 존재하는데 이러한 정지영상의 입체화에도 적용 가능함은 자명하다.
또한, 본 발명은 의료영상화시스템에 적용하는 경우, 의료영상을 입체영상으로 판독케함으로써 그 진단 및 치료(예를 들면, x-RAY, 동영상 내시경, 디지털 엔지오그래피 등의 3차원 X선 등과 같은)의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 'MPEG-1' 비디오, 'MPEG-2'디브이디(DVD), 'H.264' 압축 코덱 등으로 제작된 영화에서 많이 존재하는 정지 장면들의 입체변환에의 적용도 가능한 효과가 있다.
Claims (9)
- 아날로그 또는 디지털 화상데이터로부터 광도(Luminance)영상을 추출하는 광도영상부;상기 화상데이터로부터 채도영상을 추출하는 채도영상부;상기 광도영상부로부터 광도영상에 대한 광도값의 분포를 나타내는 히스토그램을 생성하는 광도히스토그램생성부;상기 채도영상부로부터 채도영상에 대한 채도값 분포를 나타내는 히스토그램을 생성하는 채도히스토그램생성부;상기 광도 및 채도 히스토그램생성부로부터 광도영상 및 채도영상의 대비(Contrast)값을 산출하는 광도/채도영상대비값 산출부;상기 광도/채도영상대비값 산출부로부터 산출된 두 대비값을 비교하여 큰 대비를 가지는 하나의 영상을 결정하는 광도/채도 영상결정부;상기 광도/채도 영상결정부에서 결정된 영상으로부터 입체시차값을 산출하는 입체시차산출부;상기 입체시차산출부에서 얻어진 입체시차값으로부터 RGB(Red, Green, Blue) 좌화상과 RGB우화상의 입체영상을 생성하는 입체영상 생성부;상기 입체영상생성부에서 생성된 입체영상에서 비어있는 빈 화소에 대해 적절한 색으로 채워주는 입체영상후처리부;상기 입체영상후처리부를 통해 채워진 입체영상을 좌우측 아날로그 화상신호 로 변환출력하는 제 1 및 제 2 변환부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상변환장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 입체시차산출부는 상기 광도/채도영상결정부에서 결정된 영상에서 각 '8x8'블록의 평균값을 산출하고, 상기 각 블록의 평균값들을 시차값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상변환장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 입체영상생성부는 RGB 좌화상에 대하여 현재 화상으로 사용하고, RGB 우화상에 대해서 블록을 해당 시차값에 따라 수평 이동한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상변환장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 입체영상후처리부는 상기 입체영상생성부에서 수평이동에 따라 생성된 우영상에서 발생된 빈화소에 대하여 주변화소와 동일한 색 화소로 채우는 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상변환장치.
- 아날로그 또는 디지털 화상데이터로부터 광도 및 채도 영상을 추출하는 제 1 과정;상기 제 1 과정에서 추출된 광도 및 채도영상에서 각각의 히스토그램을 생성하는 제 2 과정;상기 생성된 각 히스토그램으로부터 각 광도영상 및 채도영상에 대한 대비값을 산출하는 제 3 과정;상기 각 광도 및 채도 대비값으로부터 하나의 영상을 결정하는 제 4 과정;상기 결정된 영상으로부터 입체시차를 산출하는 제 5 과정;상기 입체시차값으로부터 좌화상과 우화상의 입체영상을 생성하는 제 6 과정;상기 생성된 좌우 입체영상에 발생된 빈 화소에 대하여 주변 화소색으로 채우는 제 7 과정; 및상기 채워진 좌영상 및 우영상의 입체영상을 아날로그 영상신호로 변환하여 출력하는 제 8 과정;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상 변환방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 3 과정은 상기 생성된 각 히스토그램 양쪽에서 전체 화소중 3~5% 개수의 화소를 삭제하는 단계;상기 광도 히스토그램에서 광도값의 가장 작은 값과 자장 큰 값의 범위인 광도 대비값을 산출하는 단계; 및상기 채도 히스토그램에서 채도값의 가장 작은 값과 가장 큰값의 범위인 채도 대비값을 산출하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상 변환방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 4 과정은 상기 산출된 광도 대비값이 채도 대비값보다 크면 광도영상을 선택하는 단계; 및상기 채도 대비값이 광도 대비값보다 크면 채도영상을 선택하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상 변환방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 5 과정은 상기 제 4 과정을 통해 결정된 영상을 8x8 블록으로 분할하는 단계;상기 각 블록의 평균값을 산출하는 단계;상기 산출된 모든 블록의 밝기 평균값을 비례적으로 시차값으로 변환하는 단계; 및상기 시차값에 따라 RGB영상의 해당블록을 우측으로 이동하여 우영상을 생성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상 변환방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 6 과정에서 우영상은 상기 좌영상이 우측으로 수평 이동된 블록들을 합성하여 생성하는 것을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화상데이터의 입체영상 변환방법.
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