KR100791388B1 - 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘트라스트 특성이 떨어져 발생되는 디스플레이 장치의 선명도 저하를 방지할 수 있는 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치는 영상의 대표 컬러를 판단하고, 상기 판단된 대표 컬러로 에지의 컬러를 천이시키는 아티팩트 저감부, 상기 영상의 고역 성분을 필터링하는 필터부, 및 상기 에지의 컬러가 천이된 영상 및 상기 필터링된 고역 성분을 통해 상기 영상의 선명도를 향상시키는 선명도 향상부를 포함한다.
선명도, 에지, 대표 컬러, 아티팩트

Description

영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for improving clarity of image}
도 1은 종래의 기술에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치가 도시된 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치가 도시된 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아티팩트 저감부가 도시된 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실제 에지 및 추출 에지가 도시된 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 분포가 도시된 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대표 컬러 갱신을 위한 내적이 도시된 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터부에서 사용되는 함수가 도시된 그래프.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 대표 컬러간의 거리에 따른 게인이 도시된 그래프.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 선명도 향상부가 도시된 블록도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 방법이 도시된 순서도.
도 11 내지 도 14은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상 과정이 도시된 개략도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 아티팩트 저감부 120: 필터부
130: 선명도 향상부
본 발명은 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘트라스트 특성이 떨어져 발생되는 디스플레이 장치의 선명도 저하를 방지할 수 있는 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 신소재 디스플레이 장치의 개발과 더불어 영상의 화질을 향상시키기 위한 장치 및 소프트웨어의 개발이 병행되고 있다. 이러한 영상의 화질에서 인간 시각에 의한 화질 인식에 가장 큰 영향을 주는 요인은 선명도이다.
기존의 CRT 디스플레이 장치를 대체하기 위해 개발된 대표적인 디스플레이 장치인 PDP. LCD, 프로젝션 TV 의 경우, 두께가 얇고 경량이며 대형 화면 구현이 가능하지만 영상 잡음, 블러링, 입력 신호의 대역폭 제한 등으로 인해 출력 영상 신호의 세밀함과 선명도가 저하되는 경우가 빈번하게 발생하게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 영상의 선명도를 향상시키기 위한 장치가 도시된 도면이다.
도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 영상의 선명도를 향상시키기 위한 장치(10)는, 입력 영상 신호에서 현재 픽셀을 기준으로 소정 크기의 윈도우를 설정하고, 윈도우 내의 픽셀값에 기초하여 최대 경사값을 산출하는 최대 경사값 산출부(11), 최대 경사값의 크기에 대응되는 소정 한계값을 산출하는 한계값 산출부(12), 산출된 한계값과 입력 영상 신호의 인접 픽셀간의 픽셀차를 기초로 현재의 픽셀과 인접한 픽셀간의 확산량을 산출하는 확산량 산출부(13), 및 산출된 확산량과 기설정된 소정 게인값을 곱한 값을 현재 픽셀값에 합산하여 출력하는 픽셀값 변환부(14)를 포함한다.
이러한 종래의 기술에 따른 영상의 선명도를 향상시키기 위한 장치는(10)는, 입력 영상 신호의 Y 신호와 주변 화소의 Y 값의 최대 경사각을 구한 후, 최대 경사각을 기준으로 한계값을 계산하여 주변 화소간 차분을 게인 조절을 통해 확산시켜 입력 영상 신호의 Y 신호를 변경하는 기법으로 슈트 아티팩트의 제거는 가능하나 에지 크기에 비례하여 입력 영상 신호의 Y 신호값을 변경하므로 그 값이 작은 에지 성분에 대해서는 효율적으로 슈트 아티펙트를 제거할 수 없으며, 다른 선명도 향상 과정에서 발생될 수 있는 링잉(Ringing) 아티팩트는 효율적으로 제거할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 RGB 색공간을 이용하면서도 화질 열화 요인을 제거하기 위해 영상의 대표 컬러를 기준으로 적응적으로 영상의 RGB를 변환하는 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치는, 영상의 대표 컬러를 판단하고, 상기 판단된 대표 컬러로 에지의 컬러를 천이시키는 아티팩트 저감부, 상기 영상의 고역 성분을 필터링하는 필터부, 및 상기 에지의 컬러가 천이된 영상 및 상기 필터링된 고역 성분을 통해 상기 영상의 선명도를 향상시키는 선명도 향상부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 방법은, 영상의 대표 컬러를 판단하고, 상기 판단된 대표 컬러로 에지의 컬러를 천이시키는 단계, 상기 영상의 고역 성분을 필터링하는 단계, 및 상기 에지의 컬러가 천이된 영상 및 상기 필터링된 고역 성분을 통해 상기 영상의 선명도를 향상시키는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범수를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치가 도시된 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치(100)는, 아티팩트 저감부(110), 필터부(120) 및 선명도 향상부(130)를 포함할 수 있다.
아티팩트 저감부(110)는 입력 영상에서 에지의 화소의 컬러를 인접한 컬러의 3차원 공간 방향으로 천이시킬 수 있다. 이를 위해, 아티팩트 저감부(110)는, 도 3과 같이 영상에서 블록 단위로 대표 컬러를 추출하는 대표 컬러 추출부(111), 추출된 대표 컬러의 대비를 향상시키는 대비 향상부(112) 및 대비가 향상된 대표 컬러로 에지 화소의 컬러를 천이시키는 컬러 천이부(113)를 포함할 수 있다.
대표 컬러 추출부(111)는 입력된 영상의 R, G, B에 대한 휘도값을 구한 후, 해당 블록 내에서 최소 및 최대 휘도값을 가지는 화소의 R, G, B값의 쌍을 초기 대표 컬러로 추출할 수 있다. 이때, 대표 컬러 추출부(111)는 일반적으로 K-means 알고리즘을 기반으로 초기 대표 컬러를 추출하게 되며, 초기 대표 컬러를 기반으로 블록의 화소 정보를 이용하여 K-means 알고리즘을 적용하여 초기 대표 컬러를 갱신하게 되는데, 일반적으로 K-means 알고리즘을 이용한 초기 대표 컬러 갱신 과정에서는 반복 연산을 통해 최종 대표 컬러를 추출하게 되지만, 본 발명의 실시예에서는 반복 연산의 횟수를 하드웨어 구현을 위해 1회로 제한한 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
따라서, 대표 컬러 추출부(111)는 반복 연산 횟수의 제한으로 인해 도 4와 같이, 실제 블록내의 에지와 추출된 에지간의 오차가 발생하게 된다. 이때, 대비 향상부(112)는 추출된 초기 대표 컬러간의 대비를 향상시켜 반복 연산 횟수의 제한으로 인해 발생되는 오차를 보상할 수 있다. 이때, 추출된 에지는 전술한 대표 컬러 추출부(111)에서 추출된 한 쌍의 초기 대표 컬러로 이해될 수 있다.
구체적으로, 대비 향상부(112)는 도 5와 같이, 2차원 평면상에 나타난 소정 블록의 컬러 분포(210)에서 대표 컬러 추출부(111)에 의해 추출된 한 쌍의 초기 대표 컬러의 대비를 향상시키게 된다. 이때, 본 발명의 실시예에서 대표 컬러 추출부(111)에 의해 추출된 한 쌍의 초기 대표 컬러를 각각 '대표 컬러 0' 및 '대표 컬러 1'이라 칭하기로 한다. 또한, 도 5에서 대표 컬러 0 및 대표 컬러 1을 중심으로 형성된 원(221, 222)은 과도한 대비 증가를 방지하기 위하여 사전 지정된 임계치에 대한 영역을 나타낸다.
이러한 대비 향상부(112)에 의해 대표 컬러의 대비 향상 과정은, 수학식 1을 통해 구해지는 대표 컬러 0 및 대표 컬러 1 중 어느 하나의 대표 컬러와 해당 블록 내 소정 화소간의 거리와 대표 컬러 0 및 대표 컬러 1간의 거리의 내적으로부터 대표 컬러 추출부(111)에 의해 추출된 한 쌍의 대표 컬러에 대한 대비를 향상시킬 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112006091603054-pat00001
Figure 112006091603054-pat00002
Figure 112006091603054-pat00003
Figure 112006091603054-pat00004
이때, 수학식 1은 도 6과 같이, 대표 컬러 0과 블록 내에 존재하는 소정의 화소 A 및 화소 B 중 화소 B를 예를 들어 설명한 경우로 이해될 수 있다. 수학식 1에서 Dist는 대표 컬러 0 및 대표 컬러 1간의 거리를 의미하고, (Rrep0, Grep0, Brep0) 및 (Rrep1, Grep1, Brep1)은 각각 대표 컬러 0 및 대표 컬러 1을 의미하고, (Rb. Gb, Bb)는 화소 B의 컬러를 의미한다. 물론, 화소 A에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
대비 향상부(112)는 화소의 컬러가 과도한 대비 증가 방지를 위한 임계치에 대한 영역 내에 있고, 내적이 음수인 경우 대표 컬러 갱신을 위한 후보 컬러로 선정하여 대표 컬러 추출부(111)에서 추출된 초기 대표 컬러의 갱신에 사용하게 된 다. 이때, 과도한 대비 증가 방지를 위한 임계치에 대한 영역은 수학식 2를 통해 구해질 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112006091603054-pat00005
이때, 수학식 2에서 Limit-Dist는 과도한 대비 증가 방지를 위한 임계치를 의미하고, (Rrep0, Grep0, Brep0) 및 (Rrep1, Grep1, Brep1)은 각각 대표 컬러 0 및 대표 컬러 1을 의미하며, k는 상수를 의미한다.
한편, 대비 향상부(112)는 블록 내 모든 화소에 대해 전술한 수학식 1 및 수학식 2를 적용하여 최종적으로 대비가 향상된 대표 컬러를 구하게 되는데, 컬러 천이부(113)는 구해진 한 쌍의 최종 대표 컬러와 에지의 소정 화소와의 인접도를 측정하여 적응적으로 에지 화소의 컬러를 천이시켜 아티팩트를 제거할 수 있다. 이때, 컬러 천이부(113)가 한 쌍의 최종 대표 컬러를 이용하여 컬러를 천이하기 위해서는 에지의 강도를 측정하고, 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 인접도 측정이 필요하게 된다.
에지의 강도는 수학식 3 및 수학식 4와 같이 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리와 영상내의 각 블록에서의 대표 컬러간의 거리의 합으로부터 구해질 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112006091603054-pat00006
[수학식 4]
Figure 112006091603054-pat00007
이때, 수학식 3에서 Rep_Dist는 현재 블록에서의 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리이며, 수학식 4에서 TotalDist는 영상내의 각 블록에서 한 쌍의 대표 컬러간의 거리의 합을 의미한다.
따라서, 에지 강도는 수학식 5와 같이, Rep_Dist 및 TotalDist의 비로부터 구해될 수 있으며, 수학식 5에서 k는 상수이다.
[수학식 5]
Figure 112006091603054-pat00008
한편, 인접도는 수학식 6과 같이, 각 대표 컬러와 현재 화소의 입력 컬러간의 거리를 통해 구해질 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112006091603054-pat00009
이때, 수학식 6에서 Dist0은 대표 컬러 0과의 거리이고, Dist1은 대표 컬러 1과의 거리이다. 따라서, 인접도는 인접도=Dist0/Dist1로부터 구해질 수 있으며, 0 내지 1사이의 값을 가지게 된다.
컬러 천이부(113)에 의한 천이 정도는 수학식 7과 같이, 인접도, 에지 강도로부터 구해질 수 있으며, 수학식 7에서 Ri _ mod, Gi _ mod, Bi _ mod는 천이 강도를 의미한다.
[수학식 7]
Figure 112006091603054-pat00010
한편, 선명도 향상부(130)는, 필터부(120)에 의해 필터링된 고역 대역을 통해 아티팩트 저감부(110)에 의해 화질 열화 조건이 제거된 영상의 선명도를 향상시킬 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에서 필터부(120)는 2차원 공간 필터로서 도 7과 같은 sign inverted gaussian이 사용된 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 또한, 선명도 향상부(130)은 언샤프 마스킹 기법을 통해 선명도를 향상시키는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 이때, 고역 성분에 대한 게인(gain) 조절은 도 8과 같이 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리를 변수로 하여 선형화된 직선을 사용한 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
다시 말해서, 선명도 향상부(130)는 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리가 클수록 강한 에지를 가진 블록으로 판단하여 선명도 향상을 위한 고역 성분의 게인을 줄이게 되며, 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리가 작을수록 선명도 향상의 극대화를 위해 게인을 증가시키게 된다. 이때, 도 9에서 RHPF, GHPF, BHPF는 필터부(120)에 의해 필터링된 고역 성분을 의미하고, 게인(Gain)은 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리를 이용해 계산된 고역 성분 게인을 의미하며, Gain_High 및 Gain_Low는 게인(Gain)에 각각 해당 상수인 k0 및 k1을 곱한 것으로 이해될 수 있다. 이때, k0 및 k1은 k0 > k1의 관계를 가진다.
또한, 선명도 향상부(130)는 한 쌍의 대표 컬러 거리에 따른 고역 성분의 게인 조절은 대부분의 실제 영상의 그레이 성분의 텍스트 및 경계 주위에서 그레이 밸런싱이 이루어지지 않아 색성분이 경계 주위에 존재하는 경우 이를 제거하기 위하여 수학식 8을 만족하는 경우, 그레이 성분이라 판단하고 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리가 작더라도 원래 게인보다 낮은 값을 곱해주어 그레이 밸런싱을 유지하기 위한 그레이 검출부(131)를 포함할 수 있다.
[수학식 8]
if(|Ri-Gi|<TH &&　|Gi-Bi|<TH &&　|Bi-Ri|<TH) 　　　Gray=1
else if(MAX(|Ri-Gi|, |Gi-Bi|, |Bi-Ri|) <　TH) 　Gray=1
else 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Gray=0
수학식 8에서 Ri, Gi, Bi는 입력 영상의 R, G, B 성분을 의미하고, TH는 소정의 기준치를 의미한다. 이때, TH는 디스플레이 장치의 규격, 사용 환경 등에 따라 변경될 수 있으며, 그레이 성분이 존재하는 경우는 Gray=1이고, 그레이 성분이 존재하지 않는 경우는 Gray=0으로 이해될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 방법이 도시된 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 다른 영상의 선명도 향상을 위한 방법은, 먼저 대표 컬러 추출부(111)에서 입력 영상의 각 블록에 대한 초기 대표 컬러를 추출한다(S110). 이때, 대표 컬러 추출부(111)에 의해 추출되는 초기 대표 컬러는 각 블록 단위로 한 쌍이 추출될 수 있으며, 추출되는 한 쌍의 초기 대표 컬러는 소정 블록에서 최소 및 최대 휘도값을 가지는 화소의 R, G, B값으로 이해될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서는 대표 컬러 추출부(111)에서 한 쌍의 초기 대표 컬러를 추출할 때, K-means 알고리즘을 기반으로 추출하게 되며, 반복 연산의 횟수를 하드웨어 구현을 위해 1회로 제한한 경우를 예를 들어 설명하고 있기 때문에 실제 블록내에서 에지와 추출된 초기 대표 컬러에 따른 에지가간의 오차가 발생하게 된다.
따라서, 대비 향상부(112)가 대표 컬러 추출부(111)에 의해 추출된 한 쌍의 초기 대표 컬러의 대비를 향상시키게 된다(S120). 이때, 추출된 한 쌍의 초기 대표 컬러의 대비 과정은, 영상내의 모든 블록에 대하여 전술한 수학식 1 및 수학식 2를 적용하여 최종적으로 대비가 향상된 대표 컬러를 구할 수 있다.
컬러 천이부(113)는 대비 향상부(112)에 의해 구해진 한 쌍의 최종 대표 컬러와 에지의 소정 화소와의 인접도를 측정하여 적응적으로 에지 화소의 컬러를 천이시키게 된다(S130). 이러한 컬러 천이를 통해 아티팩트를 제거할 수 있으며, 컬러 천이를 위해서는 수학식 3 내지 6을 통해 구해질 수 있는 에지 강도와 인접도에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 컬러 천이부(113)는 구해진 에지 강도와 인접도를 통하여 천이 정도를 구할 수 있으며, 전술한 수학식 7에 이해 천이 강도를 구할 수 있게 된다. 따라서, 컬러 천이부(113)는 구해진 천이 강도에 따라 에지 화소의 컬러를 천이시킬 수 있다.
컬러 천이부(113)에 의해 에지의 컬러의 천이되는 경우, 화질 열화 요인을 제거되면, 선명도 향상부(130)는 필터부(120)에 의해 필터링된 고역 성분을 통해 영상의 선명도를 향상시키게 된다(S140). 구체적으로, 두 대표 컬러간의 거리가 클수록 강한 에지를 가진 블록으로 간주하여 선명도 향상을 위한 고역 성분의 가산값을 줄이게 되며, 두 대표 컬러간의 거리가 작을수록 선명도 향상의 극대화를 위해 고역 성분의 가산값을 증가시키게 되는 것이다.
선명도 향상부(130)에 의해 영상의 선명도가 향상된 후, 그레이 성분의 텍스트 및 경계 주위에서의 그레이 벨런싱이 이루어지지 않아 색성분이 경계 주위에 끼이는 현상을 방지하기 위해 그레이 검출부(131)가 그레이 밸런싱을 수행하게 된다(S150). 이때, 그레이 밸런싱은 전술한 수학식 8의 조건에 따라 수행될 수 있다.
이와 같이 전술한 도 10의 영상의 선명도 향상을 위한 방법에 의해 선명도가 향상되는 영상을 도 11 내지 도 14을 통해 상세하게 살펴보기로 한다.
우선, 도 11과 같이, 영상에는 오브젝트(310)와 백그라운드(320)가 존재하게 되며, 오브젝트 주위에는 블러링된 에지(312)가 존재하게 되어 실제 에지(311)와 차이가 발생하게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치(100)는 전술한 도 11에서 소정 블록(330)에 대해 한 쌍의 초기 대표 컬러를 추출하게 된다. 다시 말해서, 도 12와 같이, 해당 블록(330)에서 오브젝트(310)의 컬러, 및 백그라운드의 컬러(320)를 한 쌍의 초기 대표 컬러를 추출할 수 있는 것이다. 이때, 도 12에서 오브젝트(310)의 컬러를 대표 컬러 0이라 하고, 백그라운드(320)의 컬러를 대표 컬러 1이라하는 경우를 예를 들면, 컬러 천이부(113)에 의해 에지의 컬러가 두 대표 컬러 중 어느 하나의 대표 컬러로 천이되는 것이다. 이와 같이, 에지의 컬러가 천이된 경우, 도 14와 같이 에지의 컬러가 천이되어 링잉 및 슈트 아티팩트가 제거될 수 있으며, 선명도 향상부(130)는 필터부(120)에 의해 필터링된 고역 성분을 이용하여 도 15와 같이, 선명도를 향상시킬 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에서 사용된 용어 중 '부'는 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 부는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 부는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 부는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 부는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 부들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 부들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 부들로 더 분리될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 영상의 선명도 향상을 위한 장치 및 방법에 따르면, 색공간의 변환없이 R, G, B 색공간을 이용하면서도 블록의 대표 컬러를 통해 적응적으로 R, G, B값을 변경하여 슈프 및 링잉 아티팩트를 제거할 수 있어, 콘트라스트 특성이 상대적으로 떨어지는 디스플레이 장치에서 효율적으로 선명도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (24)

  1. 영상의 대표 컬러를 판단하고, 상기 판단된 대표 컬러로 에지의 컬러를 천이시키는 아티팩트 저감부;
    상기 영상의 고역 성분을 필터링하는 필터부; 및
    상기 에지의 컬러가 천이된 영상 및 상기 필터링된 고역 성분을 통해 상기 영상의 선명도를 향상시키는 선명도 향상부를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아티팩트 저감부는, 상기 영상의 각 블록 단위로 대표 컬러를 추출하는 대표 컬러 성분 추출부;
    상기 추출된 대표 컬러의 대비를 향상시키는 대비 향상부; 및
    상기 대비가 향상된 대표 컬러로 상기 에지 성분의 컬러를 천이시키는 컬러 천이부를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 대표 컬러 추출부는, 상기 영상의 소정 블록내에서 상기 영상의 R, G, B 성분에 대한 휘도값을 구한 후, 최소 및 최대 휘도값을 가지는 화소의 R, G, B값의 쌍을 상기 초기 대표 컬러로 추출하는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대비 향상부는, 상기 한 쌍의 초기 대표 컬러간의 거리와 상기 한 쌍의 대표 컬러 중 어느 하나의 대표 컬러 및 상기 블록내의 소정 화소간의 거리의 내적을 이용하여 상기 초기 대표 컬러를 갱신하는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대비 향상부는, 상기 초기 대표 컬러에 대해 사전 지정된 임계치 내에서 상기 대비를 향상시키는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컬러 천이부는, 상기 대비 향상부에 의해 갱신되어 구해지는 최종 대표 컬러와 에지의 소정 화소와의 인접도 및 에지 강도를 측정하여 상기 에지의 소정 화소의 컬러를 천이시키는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 에지 강도는, 상기 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리와 상기 영상의 각 블록에서의 최종 대표 컬러간의 거리의 합으로부터 구해지는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 인접도는, 상기 에지의 소정 화소와 상기 각 최종 대표 컬러간의 거리의 비를 통해 구해지는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 컬러 천이부는, 상기 인접도 및 상기 에지 강도로부터 천이 정도를 구하고, 상기 천이 정도에 따라 상기 에지의 소정 화소에 대한 컬러를 천이시키는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 선명도 향상부는, 상기 필터부에 의해 필터링된 고역 성분을 상기 에지의 컬러가 천이된 영상에 부가하는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 선명도 향상부는, 소정 블록내에서 대표 컬러간의 클수록 강한 에지를 가진 블록으로 판단하여 고역 성분의 게인을 줄이고, 그렇지 않은 경우 상기 고역 성분의 게인을 증가시키는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 선명도 향상부는, 상기 영상의 그레이 밸런싱을 위한 그레이 검출부를 더 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 장치.
  13. 영상의 대표 컬러를 판단하고, 상기 판단된 대표 컬러로 에지의 컬러를 천이시키는 단계;
    상기 영상의 고역 성분을 필터링하는 단계; 및
    상기 에지의 컬러가 천이된 영상 및 상기 필터링된 고역 성분을 통해 상기 영상의 선명도를 향상시키는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 에지의 컬러를 천이시키는 단계는, 상기 영상의 각 블록 단위로 대표 컬러를 추출하는 단계;
    상기 추출된 대표 컬러의 대비를 향상시키는 단계; 및
    상기 대비가 향상된 대표 컬러로 상기 에지 성분의 컬러를 천이시키는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 대표 컬러를 추출하는 단계는, 상기 영상의 소정 블록내에서 상기 영상의 R, G, B 성분에 대한 휘도값을 구한 후, 최소 및 최대 휘도값을 가지는 화소의 R, G, B값의 쌍을 상기 초기 대표 컬러로 추출하는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 대비를 향상시키는 단계는, 상기 한 쌍의 초기 대표 컬러간의 거리와 상기 한 쌍의 대표 컬러 중 어느 하나의 대표 컬러 및 상기 블록내의 소정 화소간의 거리의 내적을 이용하여 상기 초기 대표 컬러를 갱신하는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 대비를 향상시키는 단계는, 상기 초기 대표 컬러에 대해 사전 지정된 임계치 내에서 상기 대비를 향상시키는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 컬러를 천이시키는 단계는, 상기 대비가 갱신되어 구해지는 최종 대표 컬러와 에지의 소정 화소와의 인접도 및 에지 강도를 측정하여 상기 에지의 소정 화소의 컬러를 천이시키는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 에지 강도는, 상기 한 쌍의 최종 대표 컬러간의 거리와 상기 영상의 각 블록에서의 최종 대표 컬러간의 거리의 합으로부터 구해지는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 인접도는, 상기 에지의 소정 화소와 상기 각 최종 대표 컬러간의 거리의 비를 통해 구해지는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 컬러를 천이시키는 단계는, 상기 인접도 및 상기 에지 강도로부터 천이 정도를 구하고, 상기 천이 정도에 따라 상기 에지의 소정 화소에 대한 컬러를 천이시키는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 선명도를 향상시키는 단계는, 상기 필터링된 고역 성분을 상기 에지의 컬러가 천이된 영상에 부가하는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 선명도를 향상시키는 단계는, 소정 블록내에서 대표 컬러간의 클수록 강한 에지를 가진 블록으로 판단하여 고역 성분의 게인을 줄이고, 그렇지 않은 경우 상기 고역 성분의 게인을 증가시키는 단계를 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 선명도를 향상시키는 단계는, 상기 영상의 그레이 밸런싱을 수행하는 단계를 더 포함하는 영상의 선명도 향상을 위한 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8630505B2 (en) 2009-02-13 2014-01-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device including definition enhancement
KR101457896B1 (ko) * 2013-03-21 2014-11-04 삼성전자주식회사 영상의 세밀감을 향상시키기 위한 처리 방법 및 장치
CN112037208A (zh) * 2020-09-01 2020-12-04 郑州中普医疗器械有限公司 离体生物样本染色图像的清晰度计算方法、电子设备和计算机可读存储介质

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2034437A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-11 Thomson Licensing Spatial diffusion in images
KR101680915B1 (ko) * 2008-11-25 2016-11-29 톰슨 라이센싱 비디오 인코딩 및 디코딩을 위한 희소성-기반 아티팩트 제거 필터링 방법 및 장치
CN102236883A (zh) * 2010-04-27 2011-11-09 株式会社理光 图像增强方法和装置、物体检测方法和装置
CN102497593B (zh) * 2011-11-30 2013-12-25 太仓市临江农场专业合作社 面向文本的在线远程教育视频渲染方法
JP2014165710A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Ricoh Imaging Co Ltd 画像表示装置
US9697623B1 (en) * 2015-09-15 2017-07-04 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Image reconstruction system and method
GB2547360B (en) * 2015-09-15 2018-02-14 Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd Image reconstruction system and method
TWI678927B (zh) * 2018-09-18 2019-12-01 宏碁股份有限公司 動態調整影像清晰度的方法及其影像處理裝置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050049062A (ko) * 2003-11-21 2005-05-25 삼성전자주식회사 선명도 향상장치 및 그 방법
KR20050116884A (ko) * 2004-06-08 2005-12-13 삼성전자주식회사 선명도 향상 및 잡음처리가 가능한 영상신호 처리장치 및방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0728394B1 (en) * 1994-09-12 2000-03-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. System and method for enhancing the sharpness of a colour image
US5880767A (en) * 1996-09-11 1999-03-09 Hewlett-Packard Company Perceptual image resolution enhancement system
US6507364B1 (en) * 1998-03-13 2003-01-14 Pictos Technologies, Inc. Edge-dependent interpolation method for color reconstruction in image processing devices
KR100287856B1 (ko) 1999-02-05 2001-04-16 구자홍 색상신호 처리장치
JP4053185B2 (ja) * 1999-06-22 2008-02-27 富士フイルム株式会社 画像処理方法および装置
JP2001103507A (ja) 1999-09-28 2001-04-13 Casio Comput Co Ltd 撮像装置及び画像処理方法
US6614944B1 (en) * 2000-02-10 2003-09-02 Oak Technology, Inc. Image enhancement filter with adaptive threshold
KR100320482B1 (ko) 2000-02-23 2002-01-12 구자홍 화질 개선 장치
US7068852B2 (en) * 2001-01-23 2006-06-27 Zoran Corporation Edge detection and sharpening process for an image
US7046403B1 (en) * 2001-08-31 2006-05-16 Adobe Systems Incorporated Image edge color computation
US6886912B2 (en) * 2003-01-15 2005-05-03 Xerox Corporation Method and apparatus for processing images having color combinations
KR100624421B1 (ko) 2004-05-04 2006-09-19 삼성전자주식회사 디지탈 영상 신호 필터링 장치 및 방법
KR100648308B1 (ko) * 2004-08-12 2006-11-23 삼성전자주식회사 해상도 변환방법 및 장치
US7649649B2 (en) * 2005-11-17 2010-01-19 Xerox Corporation Determining the color match between image data and graphics objects

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050049062A (ko) * 2003-11-21 2005-05-25 삼성전자주식회사 선명도 향상장치 및 그 방법
KR20050116884A (ko) * 2004-06-08 2005-12-13 삼성전자주식회사 선명도 향상 및 잡음처리가 가능한 영상신호 처리장치 및방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8630505B2 (en) 2009-02-13 2014-01-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device including definition enhancement
KR101457896B1 (ko) * 2013-03-21 2014-11-04 삼성전자주식회사 영상의 세밀감을 향상시키기 위한 처리 방법 및 장치
US9332280B2 (en) 2013-03-21 2016-05-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing method and apparatus for improving detail of image
CN112037208A (zh) * 2020-09-01 2020-12-04 郑州中普医疗器械有限公司 离体生物样本染色图像的清晰度计算方法、电子设备和计算机可读存储介质

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