KR100736614B1 - 비디오 영상 표출장치 및 명암조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오 영상표출장치에 관한 것이다. 본 발명은 비디오 영상의 명암을 조절하여 화면으로 표출하는 비디오 영상의 표출장치에 있어서, 입력되는 픽셀의 명암을 제어하기 위한 기준값을 산출하는 기준명암산출부; 및 입력되는 픽셀의 명암값이 상기 기준값보다 클 경우 상기 픽셀의 명암값을 소정기준이상의 명암값으로 조절하거나 상기 기준값보다 작은 경우 상기 픽셀의 명암값을 소정기준이하의 명암값으로 조절하여 출력하는 명암조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 표출장치를 제공한다. 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치에 의하면 비디오 영상의 어두운 부분과 밝은 부분을 별도로 조절하여 비디오 영상의 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다.

콘트라스트, 명암, 영상, contrast, 밝기

Description

비디오 영상 표출장치 및 명암조절방법{A apparatus for displaying video image and method for controlling contrast of video image}

도 1은 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치의 일 실시예를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치가 입력 영상 신호의 어두운 부분을 강조하여 처리하는 과정을 나타낸 개념도

도 3은 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치가 입력 영상 신호의 밝은 부분을 강조하여 처리하는 과정을 나타낸 개념도

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

50 : 기준명암산출부 100 : 명암조절부

120 : 역다중화부 140 : 암강조부

150 : 명강조부 180 : 명암제어부

본 발명은 비디오 영상 표출장치 및 명암조절방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상의 명암에 대한 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있는 비디오 영상 표출장치 및 명암조절방법에 관한 것이다.

시청자가 텔레비전과 같은 비디오 영상 표출장치의 화면을 시청할 때 표출되는 영상 중 어두운 부분을 더욱 어둡게 하고 밝은 부분을 더욱 밝게 하여 시청하면 영상이 더욱 선명하고 깊이 있게 느껴진다. 종래는 영상의 명암에 대한 콘트라스트(contrast)를 높이는 방법으로서, 히스토그램 일퀄라이제이션(Histogram Equalization)등의 기법을 주로 사용하였다. 비디오 영상의 명암에 대한 콘트라스트(contrast)를 높일 경우 종래의 비디오 영상 표출장치는 입력 영상화면이 밝은 영상인지 어두운 영상인지 구별하지 않고, 이미 설정된 밝기를 중심으로 명암이 조절하였다.

상기 밝기는 픽셀의 명암값을 의미하는데, 상기 명암값이 커지면 픽셀의 밝기가 밝아지고, 상기 명암값이 작아지면 픽셀의 밝기가 어두워짐을 의미한다. 이하, 본 명세서에서 상기 명암값의 의미는 상기한 것과 같다.

상기와 같이 이미 설정된 명암값을 중심으로 명암값을 조절하면 표출되는 영상의 명암값이 부분별로 조절되지 않고, 밝은 영상일 경우 전체적으로 더 밝아지거나, 어두운 영상일 경우 전체적으로 더 어둡게 되는 문제점이 있었다. 즉, 화면에 표출되는 영상의 어두운 부분과 밝은 부분을 별도로 조절할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 화면에 표출되는 영상 중 어두운 부분과 밝은 부분을 별도로 조절하여 영상의 명암에 대한 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있 비디오 영상 표출장치 및 명암조 절방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이전 프레임에 포함된 픽셀들의 명암값들의 평균값을 명암 제어의 기준 명암값으로 산출하는 기준명암산출부, 입력되는 픽셀의 명암값과 상기 기준명암산출부의 기준 명암값을 비교하는 상기 입력되는 영상 픽셀의 명암값을 분리하여 출력하는 역다중화부, 상기 영상 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 클 경우 상기 입력 픽셀의 명암값 중 소정기준 이상의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 밝게 조절하는 명강조부 및 상기 영상 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 작을 경우 상기 입력 픽셀의 명암값 중 소정기준 이하의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 어둡게 조절하는 암강조부를 포함하는 비디오 영상 표출 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 비디오 영상의 명암을 조절하여 화면으로 표출하는 비디오 영상의 표출장치가 명암을 조절하는 방법에 있어서, 이전 프레임에 포함되는 픽셀들의 평균명암값을 기준 명암값으로 산출하는 단계, 현재 입력되는 영상의 픽셀의 명암값을 상기 기준 명암값과 비교하는 단계 및 상기 비교하는 단계에서 현재 입력되는 영상의 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 큰 경우 입력 픽셀의 소정기준 이상의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 더 밝게 조절하고, 상기 비교하는 단계에서 현재 입력되는 영상의 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 작은 경우 입력 픽셀의 소정기준 이하의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 더 어둡게 조절하는 단계를 포함하는 비디오 영상의 표출장치의 명암 조절 방법을 제공한다.

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이하 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치의 일 실시예를 나타낸다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치의 일 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치의 일 실시예는 기준명암산출부(50) 및 명암조절부(100)를 포함한다. 상기 명암조절부(100)는 역다중화부(120), 명강조부(140) 및 암강조부(150)를 포함할 수 있으며, 상기 명암조절정도를 제어하는 명암제어부(180)를 더 포함할 수 있다.

현재의 입력되는 픽셀의 명암을 강조하기 위해 상기 기준명암산출부(50)는 명암을 조절하려는 픽셀의 명암값에 대한 기준명암값을 산출하여 출력한다. 기준명암산출부(50)에서 출력되는 기준명암값은 임의로 정해질 수도 있으나, 이전 프레임을 구성하는 픽셀의 명암값의 평균 명암값을 현재 입력되는 영상화면 픽셀의 기준명암으로 하는 것이 바람직하다.

픽셀의 명암값을 비디오 영상 표출장치가 표출할 수 있는 명암값의 중간값으로 정하고, 그 중간값을 기준으로 영상의 명암을 강조하면, 입력영상이 밝은 영상일 경우 영상이 전체적으로 더 밝아지거나, 입력영상이 어두운 영상일 경우 전체영상이 어두워질 수 있다. 따라서, 이전 프레임을 구성하는 픽셀의 평균 명암값을 기준명암으로 하는 것이 바람직하다.

상기 기준명암산출부(50)이 이전 프레임을 구성하는 픽셀의 평균 명암을 산출하는 한 방법은 이전 프레임의 전체 픽셀의 명암값의 합을 전체 픽셀의 수로 나누어 기준명암을 산출하는 것이다.

상기 기준명암산출부(50)는 이전 프레임의 영상의 평균 명암값을 산출하고, 상기 산출된 값을 역다중화부(120)로 출력한다.

상기 역다중화부(120)는 현재 입력되는 프레임의 픽셀의 명암값을 입력받고, 상기 현재 프레임의 픽셀의 명암값이 상기 기준명암산출부(50)에서 출력되는 기준 명암값보다 작을 경우(즉, 입력되는 픽셀이 이전 프레임을 구성하는 픽셀보다 어두울 경우) 현재 입력되는 프레임의 픽셀의 명암값을 암강조부(140)로 출력한다.

만약 현재 영상 프레임의 픽셀의 명암값이 이전 프레임을 구성하는 평균 명암값보다 클 경우(즉, 입력되는 픽셀이 이전 프레임을 구성하는 픽셀보다 밝을 경우) 현재 영상 프레임의 픽셀의 명암값을 명강조부(150)로 출력한다.

상기 명암제어부(180)는 상기 암강조부(140) 또는 상기 명강조부(150)를 포함하며, 현재 프레임의 픽셀의 명암값를 조절한다. 상기 명암제어부(180)는 스케일지수와 명암강조지수를 통해 현재 프레임의 픽셀의 명암값을 조절할 수 있다. 이하 도 2와 도 3을 참조하여 상기 스케일지수와 명암강조지수의 의미와 상기 지수들을 통해 현재 프레임의 픽셀 명암값을 조절하는 과정을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치가 현재 프레임의 픽셀의 명암값을 입력받고, 영상의 어두운 부분이 강조되도록 상기 명암값을 처리하는 개념을 그래프로 나타낸 것이다.

도 2에서 수평축(X축)은 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치에 입력되는 영상 프레임의 픽셀의 명암값을, 수직축(Y축)은 그 픽셀의 명암값이 보정되어 출력되는 명암값를 나타낸다. X축과 Y축의 값이 커질수록 픽셀이 밝기가 밝은 것을 의미한다.

상기 그래프에서 점 (a)는 이전 프레임의 평균 밝기를 의미한다. 이전 프레임의 평균 명암값보다 낮은 명암값을 가지는 픽셀들의 명암값을 더 낮은 값으로 조절하면, 현재 프레임에 포함된 픽셀 중 이전 프레임의 영상보다 어둡게 보이는 픽셀을 더 어둡게 할 수 있다.

사용자가 명암값을 임의로 조절하기 위해서 상기 점 (a)보다 낮은 명암값을 임의로 택할 수 있다.

도 2의 예에서 상기 점 (a)의 명암값보다 1/2×(a)만큼 더 낮은 명암값 이하의 명암값을 가지는 픽셀을 어둡게 한다고 가정한다.

상기 점 (a)의 명암값보다 1/2×(a)만큼 명암값이 더 낮은 점을 (b)라고 하면, 점 (b)에서 x축의 값의 길이 (c)를 스케일지수라고 명명한다.

사용자가 명암제어부(180)를 통해 상기 스케일지수를 선택하면 상기 그래프 상의 점 (b)에 해당하는 명암값을 찾을 수 있다.

그리고, 점 (b)점과 원점의 직선상에 있는 점들의 y축 값을 더 낮추면 본래의 명암값보다 더 낮은 명암값으로 조절할 수 있고, 그 직선상의 명암값을 가지는 픽셀의 밝기를 어둡게 강조할 수 있다.

사용자는 명암강조지수를 통해 점 (b)의 밝기보다 어두운 픽셀들의 명암값을 어느 정도 강조해야 하는지 조절할 수 있다. 도 2에서 (d)의 길이로 표현되는 것이 명암강조지수로서, 상기 명암강조지수는 명암값이 어느 정도까지 조절되어야 하는 범위를 나타낸다.

도 2에서 명암강조지수의 선택지점은 스케일지수 (c)의 x축 범위 내이고, 도 2에서는 스케일지수 (c) 길이의 1/2지점(중간점 ; 도 2에서 (c)/2로 표시)에서 명암강조지수가 선택될 경우의 예를 보인 것이다.

명암강조지수로 영상 프레임에 포함된 픽셀의 명암값이 더 낮은 값으로 변환되는 개념이 도 2에서 화살표로 표시되었다. 도 2에서 명암강조지수로 픽셀의 명암값이 낮아지는 강조되는 정도는, 원점에서 (b)점까지의 직선이 아래로 꺾이는 것으로 표현하였다. 입력되는 픽셀의 명암값이 (c)/2일 때, 출력 픽셀의 명암값은 명암강조지수인 길이 (d)에 해당하는 명암값으로 낮아진다.

도 2에서는 입력 영상 픽셀의 명암값이 0에서 (c)/2까지, (c)/2에서 (c)까지의 범위에서 출력픽셀 명암값은 선형적으로 더 낮은 명암값을 갖게 되는 경우를 보였는데 상기 범위에서 명암값은 각각 선형적으로 변화하도록 처리할 수도 있고, 또는 비선형적으로 변화하도록 처리될 수도 있다.

그리고, 스케일지수 (c)의 범위에 포함되지 않는 부분의 출력 픽셀 명암값은 입력 픽셀의 명암값과 동일하게 출력된다. 따라서, 전체적으로 명암이 강조되지 않고 입력 영상 프레임의 일정 정도의 밝은 부분에 대해서만 영상의 밝기가 강조될 수 있다. 사용자는 제어부(180)를 통해 스케일지수와 명암강조지수를 조절하여 출력될 영상의 명암을 부분적으로 강조하여 출력할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치가 영상 프레임을 입력받아 밝은 부분을 강조하여 처리하는 개념을 그래프로 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치가 입력 영상 프레임의 밝은 부분을 강조하여 출력하는 과정은 도 2와 같다.

따라서, 도 3에서 수평축(X축)은 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치에 입력되는 영상 프레임의 픽셀의 밝기를, 수직축(Y축)은 그 픽셀에 대해 명암값이 조절되어 출력되는 밝기를 나타낸다.

상기 그래프에서 점 (a)는 이전 프레임을 구성하는 픽셀의 평균 명암값을 의미한다. 사용자가 명암값을 임의로 조절하기 위해서 상기 점 (a)보다 높은 명암값을 임의로 택할 수 있다. 도 3의 예에서 상기 (a)의 명암값보다 1/2×(a)만큼 더 높은 명암값 이상을 강조한다고 가정한다.

상기 (a)의 명암값보다 1/2×(a)만큼 명암값이 더 높은 점을 점 (b)라고 하면, 점 (b)의 입력 픽셀의 명암값과 입력 픽셀의 최대 명암값까지 수평축의 길이 (c)는 스케일지수가 된다.

사용자가 명암제어부(180)를 통해 상기 스케일지수를 선택하면 상기 그래프 상의 점 (b) 점에 해당하는 입력 픽셀의 명암값을 찾을 수 있고, 점 (b)와 입력 픽셀의 명암값과 출력 픽셀의 명암값이 최대가 되는 점을 잇는 직선에 포함되는 점들의 명암값을 더 높게 조절하여 픽셀을 밝게 할 수 있다.

사용자는 명암강조지수인 (d)를 통해 (b) 점의 밝기보다 밝은 부분을 어느 정도 강조해야 하는지 조절할 수 있다. 명암강조지수의 선택지점은 스케일지수 (c)의 x축 범위 내이고, 도 3에서도 도 2와 마찬가지로 스케일지수 (c)의 1/2지점(중간점 ;도 2에서 (c)/2로 표시)에서 명암강조지수가 선택될 경우의 예를 보인 것이다.

명암강조지수로 영상 프레임에 포함된 픽셀의 명암값이 더 높은 값으로 변환 되는 개념이 도 3에서 화살표로 표시되었다. 도 3에서 명암강조지수로 명암이 강조되는 정도는 도 2에서 설명한 것과 같은 원리이다. 점 (b)에서 최대 명암값을 갖는 점까지 출력 픽셀의 명암값이 입력 픽셀의 명암값보다 높아지기 때문에 영상의 밝은 부분을 강조할 수 있다.

스케일지수 (c)의 범위에 포함되지 않는 부분의 출력 픽셀 명암값은 입력 픽셀의 명암값과 동일하게 출력된다. 사용자는 명암제어부(180)를 통해 스케일지수와 명암강조지수를 조절하여 출력될 영상의 명암을 부분적으로 강조하여 출력할 수 있다.

스케일지수내에서 명암강조지수를 선택하는 점의 x값이나 스케일지수 범위내에서 명암강조지수를 통해 명암을 선형적으로 명암이 강조할지 또는 비선형적으로 명암이 강조할지 여부는 이미 본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치의 명암제어부(180)에서 선택될 수 있다.

동일한 기술분야의 당업자가 본 특허명세서로부터 본 발명을 변경하거나 변형하는 것은 용이한 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예가 상기 명확하게 기재되었더라도, 그것을 여러 가지로 변경하는 것은 본 발명의 사상과 관점으로부터 이탈하는 것이 아니며 그 사상과 관점 내에 있다고 해야 할 것이다.

상기에서 설명한 본 발명의 비디오 영상 표출장치 및 명암조절방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 비디오 영상 표출장치 및 명암조절방법에 의하면 비디오 영 상의 어두운 부분과 밝은 부분을 별도로 조절하여 비디오 영상의 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 이전 프레임에 포함된 픽셀들의 명암값들의 평균값을 명암 제어의 기준 명암값으로 산출하는 기준명암산출부;

   입력되는 픽셀의 명암값과 상기 기준명암산출부의 기준 명암값을 비교하는 상기 입력되는 영상 픽셀의 명암값을 분리하여 출력하는 역다중화부;

   상기 영상 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 클 경우 상기 입력 픽셀의 명암값 중 소정기준 이상의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 밝게 조절하는 명강조부; 및

   상기 영상 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 작을 경우 상기 입력 픽셀의 명암값 중 소정기준 이하의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 어둡게 조절하는 암강조부를 포함하는 비디오 영상 표출 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 비디오 영상 표출장치는 상기 명강조부 또는 상기 암강조부가 명암값을 조절할 수 있는 제어신호를 출력하는 명암제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 표출장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 소정 기준은 상기 입력 픽셀의 명암값의 1/2인 비디오 영상 표출 장치.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 명암제어부는 영상 픽셀의 명암값 중 소정기준 미만인 스케일지수 범위와 상기 범위에 대해 명암강조지수를 선택하여 명암을 조절하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상 표출장치.
7. 비디오 영상의 명암을 조절하여 화면으로 표출하는 비디오 영상의 표출장치가 명암을 조절하는 방법에 있어서,

   이전 프레임에 포함되는 픽셀들의 평균명암값을 기준 명암값으로 산출하는 단계;

   현재 입력되는 영상의 픽셀의 명암값을 상기 기준 명암값과 비교하는 단계; 및

   상기 비교하는 단계에서 현재 입력되는 영상의 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 큰 경우 입력 픽셀의 소정기준 이상의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 더 밝게 조절하고, 상기 비교하는 단계에서 현재 입력되는 영상의 픽셀의 명암값이 상기 기준 명암값보다 작은 경우 입력 픽셀의 소정기준 이하의 명암값의 범위인 스케일지수 범위 내에서 명암값을 더 어둡게 조절하는 단계를 포함하는 비디오 영상의 표출장치의 명암 조절 방법.
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