KR100881906B1 - 영상 에지 향상 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

영상 에지 향상 방법에서는 디지털 영상의 타겟 픽셀의 휘도를 조절한다. 타겟 픽셀은 최초 휘도를 갖는다. 영상 에지 향상 방법에서는, 타겟 픽셀에 에지 증대 작업을 수행하여 에지 향상 휘도를 얻는다. 타겟 픽셀에 에지 검출을 수행하여 타겟 픽셀의 에지 방향을 얻는다. 에지 방향으로의 타겟 픽셀에 인접한 적어도 하나의 인접 픽셀의 휘도에 따라, 조절 범위를 결정한다. 조절 범위에 따라 에지 향상 휘도를 조절하여, 조절된 에지 향상 휘도가 너무 밝거나 혹은 너무 어둡지 않도록 함으로써, 후광 효과를 억제하고 영상 에지의 선명도를 향상시킨다.

Description

영상 에지 향상 장치 및 방법{IMAGE EDGE ENHANCING APPARATUS AND METHOD}
도 1은 종래 기술에 따라 향상된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상의 최초 영상 에지와 향상된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3b는 도 3a의 최초 영상 에지 및 향상된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프를 다시 도시한 것이다.
도 4는 도 3a의 최초 영상 에지에 본 발명의 실시예에 따른 영상 에지 향상 방법을 수행함으로써 향상 정도가 조절된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 3a의 최초 영상 에지 및 향상된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프와 도 4의 향상 정도가 조절된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프를 다시 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에지 향상 휘도를 조절하기 위한 방법을 수행함으로써 얻어지는 향상 정도가 조절된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 장치를 설명하기 위한 블 록도이다.
본 발명은 영상 에지 향상 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 후광 효과(halo effect)를 억제할 수 있는 영상 에지 향상 장치 및 방법에 관한 것이다.
영상 에지 개선 기술은 특별히 명암(contrast)이나 휘도(luminance)를 조절함으로써 영상의 외곽선(profile)을 보다 선명하게 하며, 이에 따라 프레임(frame)이 사람의 눈에 명확하게 인식된다.
도 1은 종래 기술에 따라 향상된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프로서, 수평축은 특정 방향에 따른 위치를 나타내고, 수직축은 휘도를 나타낸다.
제1 커브(110)는 상기 특정 방향에 따른 최초(original) 영상 에지의 위치와 휘도 사이의 관계를 나타낸다. 제2 커브(120)는 상기 특정 방향에 따른 향상된 영상 에지의 위치와 휘도 사이의 관계를 나타낸다. 상기 향상된 영상 에지는 상기 제1 커브(110)를 갖는 상기 최초 영상 에지에 영상 에지 증대 작업을 수행함으로써 얻을 수 있다.
제1 위치(h1)에서의 픽셀(pixel)의 최초(original) 휘도는 제1 휘도(V(h1))가 되며, 이는 상기 최초 영상 에지의 어두운 부분에 해당한다. 제2 위치(h2)에서의 픽셀의 최초 휘도는 제2 휘도(V(h2))가 되며, 이는 상기 최초 영상 에지의 밝은 부분에 해당한다. 제1 및 제2 위치들(h1, h2) 사이에서의 제1 커브(110)의 기울기는 상기 최초 영상 에지의 선명도를 결정한다.
제2 커브(120)는 상기 최초 영상 에지의 상기 밝은 부분을 국지적으로 좀더 밝게 하고, 또한 상기 최초 영상 에지의 상기 어두운 부분을 국지적으로 좀더 어둡게 함으로써 얻을 수 있다. 제1 및 제2 위치들(h1, h2) 사이에서의 제2 커브(120)의 기울기는 제1 커브(110)의 기울기보다 가파르며, 이는 곧 영상의 선명도가 향상되었음을 의미한다.
하지만, 영상 에지 향상 방법에 의해 제1 커브(110)의 기울기가 과도하게 증가한 경우에는, 후광 효과가 발생한다. 예를 들어, 제2 커브(120) 상에서 픽셀이 제2 위치(h2) 근방에 있는 경우에는, 상기 픽셀의 휘도가 상기 최초 영상 에지의 최대 휘도(즉, 제2 휘도(V(h2)))보다 더 높아지기 때문에 과도하게 증가된다. 또한, 제2 커브(120) 상에서 픽셀이 제1 위치(h1) 근방에 있는 경우에는, 상기 픽셀의 휘도가 상기 최초 영상 에지의 최소 휘도(즉, 제1 휘도(V(h1)))보다 더 낮아지기 때문에 과도하게 감소한다. 따라서 상기 향상된 영상 에지는 제1 및 제2 위치들(h1, h2)에서 상기 후광 효과가 발생하며, 이에 따라 상기 향상된 영상 에지는 부자연스러운 영상을 나타낸다.
본 발명의 일 목적은 영상 에지 향상 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 타겟(target) 픽셀의 에지 향상 휘도가 과도하게 증가 혹은 감소하는 경우, 상기 타겟 픽셀에 인접하는 픽셀에 의해 결정되는 조절 범위에 따라, 상기 에지 향상 휘도가 감소 혹은 증가할 수 있다. 이에 따라, 최초 영상의 에지를 선명하게 하는 과정에서 휘도가 과도하게 증가 혹은 감소함에 따라 발생하는 후광 효과가 방지될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 영상 에지 향상 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 영상 에지 향상 방법이 제공된다. 상기 영상 에지 향상 방법은 디지털 영상의 타겟 픽셀의 휘도를 조절하기 위해 사용된다. 상기 타겟 픽셀은 최초 휘도를 갖는다. 상기 영상 에지 향상 방법에서는, 상기 타겟 픽셀에 에지 증대 작업을 수행하여, 상기 타겟 픽셀의 에지 향상 휘도를 얻는다. 상기 타겟 픽셀의 에지를 검출하여 상기 타겟 픽셀의 에지 방향을 얻는다. 상기 타겟 픽셀에 인접하는 적어도 하나의 픽셀의 휘도에 따라 상기 에지 방향으로의 조절 범위를 결정한다. 상기 조절 범위에 따라 상기 에지 향상 휘도를 조절한다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 디지털 영상의 타겟 픽셀의 휘도를 조절하기 위한 영상 에지 향상 장치가 제공된다. 상기 타겟 픽셀은 최초 휘도를 갖는다. 상기 영상 에지 향상 장치는 에지 증대 유닛, 에지 검출 유닛 및 작업 유닛을 포함한다. 상기 에지 증대 유닛은 상기 디지털 영상에 에지 증대 작업을 수행하여, 상기 타겟 픽셀의 에지 향상 휘도를 얻는다. 상기 에지 검출 유닛은 상기 디지털 영상의 상기 타겟 픽셀의 에지를 검출하여, 상기 타겟 픽셀의 에지 방향을 얻는다. 상기 작업 유닛은 상기 타겟 픽셀에 인접하는 적어도 하나의 픽셀의 휘도에 따라, 상기 에지 방향으로의 조절 범위를 결정하고, 상기 조절 범위에 따라 상기 에지 향상 휘도를 조절한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 후술하는 본 발명의 실시예들에 대한 설명은 단순히 예시적인 것에 불과하며, 결코 본 발명을 한정하거나 본 발명의 적용이나 용도를 한정하는 것은 아니다. 또한, 위치, 커브, 휘도, 단계 혹은 실시예들이 "제1", "제2", "제3", "제4", "제5", "제6", "제7", "제8", "제9", "제10" 및/또는 "제11"로 언급되는 경우, 이러한 위치, 커브, 휘도, 단계 및 실시예들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 위치, 커브, 휘도, 단계 혹은 실시예들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1", "제2", "제3", "제4", "제5", "제6", "제7", "제8", "제9", "제10" 및/또는 "제11"은 각 위치, 커브, 휘도, 단계 혹은 실시예들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 방법은 디지털 영상에서 타겟 픽셀의 휘도를 조절하는 데에 사용된다. 상기 영상 에지 향상 방법에서는, 타겟 픽셀에 에지 증대 작업 혹은 에지 향상 작업을 수행함으로써, 상기 타겟 픽셀의 에지 향상 휘도를 얻는다. 이때, 상기 영상 에지 향상 방법에서는 상기 타겟 픽셀에 인접하는 픽셀들의 휘도들에 따라 조절 범위가 결정되고, 상기 조절 범위에 따라 상기 에지 향상 휘도를 조절한다. 상기 에지 향상 휘도가 과도하게 증가 혹은 감소된 경우, 상기 방법에 따르면, 상기 조절 범위에 따라 상기 에지 향상 휘도를 감소시키거나 혹은 증가시킬 수 있다. 따라서 상기 최초 영상의 에지를 선명하게 하기 위 한 과정에서 상기 에지의 휘도가 과도하게 증가 혹은 감소함에 따라 발생하는 후광 효과가 방지될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 상기 영상 에지 향상 방법을 적용함에 따라, 디지털 영상에서의 각 픽셀들의 휘도들이 조절되어, 영상의 에지가 향상될 뿐만 아니라 후광 효과도 억제될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 방법에 있어서, 디지털 영상의 타겟 픽셀의 휘도를 조절한다. 상기 타겟 픽셀은 최초 휘도를 가진다. 상기 타겟 픽셀에 에지 증대 작업을 수행하여 상기 타겟 픽셀의 에지 향상 휘도를 얻는다(제1 단계(210)). 언샤프 마스킹(unsharp masking)과 같은 상기 에지 증대 작업은 상기 최초 영상 에지의 밝은 부분을 국지적으로 더 밝게 하고, 어두운 부분을 국지적으로 더 어둡게 하여 에지 증대 효과를 얻는다.
상기 타겟 픽셀에 에지 검출을 수행하여 상기 타겟 픽셀의 에지 방향을 얻는다(제2 단계(220)). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에지 검출은 예를 들어, 수평 방향, 수직 방향 혹은 대각선 방향들과 같은 방향으로 상기 타겟 픽셀에 수행된다. 예를 들어, 소벨 공간 마스크(Sobel spatial mask)가 각 방향에 대응하는 에지 검출을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 상기 에지 검출을 수행함에 따라 획득하는 여러 방향의 에지 강도(intensity) 중에서, 가장 강한 강도를 갖는 하나의 에지 방향을 상기 타겟 픽셀의 에지 방향으로 설정한다. 상술한 제1 및 제2 단계들(210, 220)은 서로 순서가 바뀌어 수행될 수도 있다.
상기 타겟 픽셀에 인접하는 적어도 하나의 인접 픽셀의 휘도에 따라, 상기 에지 방향으로의 조절 범위를 결정한다(제3 단계(230)). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 방향으로 형성된 두 개의 연속적인 유닛들 혹은 픽셀들 내의 픽셀들(두 개의 유닛들 혹은 픽셀들을 포함하는)이 상기 인접 픽셀들로 사용된다. 상기 타겟 픽셀의 상기 조절 범위는 상기 인접 픽셀들의 최초 최대 휘도 및 최초 최소 휘도에 의해 결정된다.
상기 조절 범위에 따라, 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도를 조절한다(제4 단계(240)). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 하한(lower bound)보다 낮을 경우, 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 상기 하한과 실질적으로 동일할 때까지 증가시킨다. 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 상한(upper bound)보다 높을 경우, 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 상기 상한과 실질적으로 동일할 때까지 감소시킨다. 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위 내에 들어올 경우에는, 상기 에지 향상 휘도를 변화시키지 않고 유지시킨다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상의 최초 영상 에지와 향상된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3a에 있어서, 제1 커브(310)는 에지 방향에 따른 최초 영상 에지의 위치와 휘도 사이의 관계를 나타내고, 제2 커브(320)는 상기 에지 방향에 따른 향상된 영상 에지(enhanced image edge)의 위치와 휘도 사이의 관계를 나타낸다. 상기 향상된 영상 에지는 상기 최초 영상 에지를 갖는 픽셀들에 영상 에지 증대 작업을 수 행함으로써(제1 단계(210)) 얻을 수 있다. 도 4는 제4 단계(240)에 의해 획득한 향상 정도가 조절된 영상 에지(adjusted enhanced image edge)를 설명하기 위한 그래프이다. 도 4에 있어서, 제3 커브(330)는 상기 에지 방향에 따른 향상 정도가 조절된 영상 에지의 위치와 휘도 사이의 관계를 나타낸다. 본 발명에 따른 영상 에지 향상 방법은 후술하는 실시예들을 참조하여 설명된다.
실시예 1
도 3a 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 영상 에지 향상 방법을 설명한다. 예를 들면, 본 발명의 실시예 1에 따른 영상 에지 향상 방법을 제1 위치(2)의 픽셀(즉, 제1 위치(2)의 픽셀이 타겟 픽셀이 된다)을 설명한다. 도 3a를 참조하면, 제1 위치(2)의 픽셀은 제1 최초 휘도(A(2))를 갖는다. 제1 위치(2)의 픽셀에 에지 증대 작업을 수행함으로써(제1 단계(210)), 제1 위치(2)의 픽셀은 제1 에지 향상 휘도(B(2))를 갖는다.
제1 위치(2)의 픽셀은 최초 영상 에지의 어두운 부분에 위치하고 있기 때문에, 제1 위치(2)에서의 제1 에지 향상 휘도(B(2))는 제1 최초 휘도(A(2))보다 낮다. 제2 단계(220)에서, 제1 위치(2)의 픽셀에 에지 검출을 수행하여 제1 위치(2)의 픽셀의 에지 방향을 얻는다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 위치(2)의 픽셀의 상기 에지 방향은 상기 최초 영상 에지의 에지 방향과 동일하다.
도 3a에 있어서, 위치들(0 내지 4)에 배치된 픽셀들은 상기 에지 방향을 따라 제1 위치(2)의 픽셀에 인접하는 픽셀들이다(제1 위치(2)의 픽셀에 인접하는 두 개의 연속적인 유닛들 혹은 픽셀들 내에서). 본 발명의 실시예에 따르면, 위치들(0 내지 4)에 배치된 픽셀들의 최초 휘도들은 각각 제2 최초 휘도(A(0)), 제3 최초 휘도(A(1)), 제1 최초 휘도(A(2)), 제4 최초 휘도(A(3)) 및 제5 최초 휘도(A(4))이며, 다음과 같은 관계를 만족한다. 즉, A(0) = A(1) = A(2) < A(3) < A(4)의 관계를 가지며, 여기서 제2 최초 휘도(A(0))(그리고, 제3 최초 휘도(A(1))) 및 제5 최초 휘도(A(4))는 위치들(0 내지 4)에 배치된 픽셀들의 최초 휘도들 중에서, 각각 최초 최소 휘도 및 최초 최대 휘도이다. 따라서 제3 단계(230)에서, 제1 조절 범위(r(2))는 제2 최초 휘도(A(0))와 제5 최초 휘도(A(4)) 사이에서 결정되며, 제1 조절 범위(r(2))의 하한인 제2 최초 휘도(A(0))는 제1 위치(2) 픽셀의 제1 최초 휘도(A(2))와 동일하다.
제1 위치(2) 픽셀의 제1 에지 향상 휘도(B(2))가 제1 조절 범위(r(2))의 하한인 제2 최초 휘도(A(0))보다 낮으므로, 제1 에지 향상 휘도(B(2))는 제4 단계(240)에서 증가하여 하한(A(0))과 동일하게 되며, 이에 따라 도 4에 도시된 것과 같이, 제1 위치(2)의 픽셀에 대응하는 제1 조절된 에지 향상 휘도(C(2))를 얻을 수 있다.
실시예 2
본 발명의 실시예 2에 따른 영상 에지 향상 방법을 도 3a의 최초 영상 에지에서 제6 위치(9)의 픽셀을 예를 들어 설명한다. 제6 위치(9)의 픽셀은 제6 최초 휘도(A(9))를 갖는다. 제1 단계(210)에서, 제6 위치(9)의 픽셀에 에지 증대 작업을 수행하여, 도 3a에서 제6 위치(9) 픽셀의 제2 에지 향상 휘도(B(9))를 얻는다. 제6 위치(9)의 픽셀은 상기 최초 영상 에지의 밝은 부분에 위치하고 있으므로, 제6 위치(9) 픽셀의 제2 영상 향상 휘도(B(9))는 제6 위치(9) 픽셀의 제6 최초 휘도(A(9))보다 높다.
제2 단계(220)에서, 제6 위치(9)의 픽셀에 대해 에지 검출을 수행하여 제6 위치(9)의 픽셀의 에지 방향을 얻는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제6 위치(9) 픽셀의 상기 에지 방향은 상기 최초 영상 에지의 에지 방향과 동일하다.
도 3a에 있어서, 위치들(7 내지 11)에 배치된 픽셀들은 상기 에지 방향을 따라 제6 위치(9)의 픽셀에 인접하는 픽셀들이다(제6 위치(9)의 픽셀에 인접하는 두 개의 연속적인 유닛들 혹은 픽셀들 내에서). 제7 최초 휘도(A(7)) 및 제8 최초 휘도(A(11))는 위치들(7 내지 11)에 배치된 픽셀들의 최초 휘도들 중에서, 각각 최초 최소 휘도 및 최초 최대 휘도이다. 따라서 제3 단계(230)에서 얻는 제2 조절 범위(r(9))는 제7 최초 휘도(A(7))와 제8 최초 휘도(A(11)) 사이에 존재하며, 제2 조절 범위(r(9))의 상한인 제8 최초 휘도(A(11))는 제6 위치(9) 픽셀의 제6 최초 휘도(A(9))와 동일하다.
제2 위치(9) 픽셀의 제2 에지 향상 휘도(B(9))가 제2 조절 범위(r(9))의 상한인 제8 최초 휘도(A(11))보다 높으므로, 제2 에지 향상 휘도(B(9))는 제4 단계(240)에서 감소하여 상한(A(11))과 동일하게 되며, 이에 따라 도 4에 도시된 것과 같이, 제2 위치(9)의 픽셀에 대응하는 제2 조절된 에지 향상 휘도(C(9))를 얻을 수 있다.
실시예 3
도 3a의 제1 및 제2 커브들(310, 320)이 도 3b에 다시 도시되어 있다. 제9 위치(5)의 픽셀을 예를 들어 설명한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제9 위치(5)의 픽셀은 제9 최초 휘도(A(5))를 갖는다. 제1 단계(210)에서, 제9 위치(5)의 픽셀에 에지 증대 작업을 수행하여, 제9 위치(5) 픽셀의 제3 에지 향상 휘도(B(5))를 얻는다. 제3 에지 향상 휘도(B(5))는 제9 최초 휘도(A(5))보다 약간 낮은 값을 가진다.
제2 단계(220)에서, 제9 위치(5) 픽셀에 에지 검출을 수행하여 제9 위치(5)픽셀의 에지 방향을 얻는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제9 위치(5) 픽셀의 상기 에지 방향은 상기 최초 영상 에지의 에지 방향과 동일하다.
전술한 바와 유사하게, 도 3b에서 위치들(3 내지 7)에 배치된 픽셀들은 상기 에지 방향을 따라 제9 위치(5)의 픽셀에 인접하는 픽셀들이다(제9 위치(5)의 픽셀에 인접하는 두 개의 연속적인 유닛들 혹은 픽셀들 내에서). 제4 최초 휘도(A(3)) 및 제7 최초 휘도(A(7))는 위치들(3 내지 7)에 배치된 픽셀들의 최초 휘도들 중에서, 각각 최초 최소 휘도 및 최초 최대 휘도이다. 따라서 제3 단계(230)에서 얻는 제3 조절 범위(r(5))는 제4 최초 휘도(A(3))와 제7 최초 휘도(A(7)) 사이에 존재한다.
도 3b에 있어서, 제9 위치(5) 픽셀의 제3 에지 향상 휘도(B(5))는 제3 조절 범위(r(5)) 내에 들어있다. 따라서 제3 에지 향상 휘도(B(5))는 제4 단계(240)에서 변경될 필요가 없다. 이에 따라, 도 4에서, 제4 단계(240)에서 획득되는 제9 위 치(5) 픽셀의 제3 조절된 에지 향상 휘도(C(5))는 제3 에지 향상 휘도(B(5))와 동일하다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 에지 향상 방법의 효과를 설명하기 위해, 제1 내지 제3 커브들(310, 320, 330)이 도 5에 다시 도시된다. 제2 커브(320)에서의 제1 위치(2) 및 제6 위치(9) 사이의 기울기는 제1 커브(310)에서의 제1 위치(2) 및 제6 위치(9) 사이의 기울기보다 크다. 즉, 향상된 영상 에지의 선명도는 최초 영상 에지의 선명도보다 우수하다.
그러나 제2 커브(320)에서, 상기 향상된 영상 에지의 어두운 부분(즉, 제1 위치(2) 근방의 픽셀들)의 상기 에지 향상 휘도는 상기 조절 범위의 하한보다 더 낮을 수 있다. 상기 향상된 영상 에지의 밝은 부분(즉, 제6 위치(9) 근방의 픽셀들)의 상기 에지 향상 휘도는 상기 조절 범위의 상한보다 더 높을 수 있다. 이는 상기 에지 증대 작업 이후, 제1 위치(2) 근방 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 과도하게 감소되고, 제6 위치(9) 근방 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 과도하게 증가하여 후광 효과가 발생할 수 있음을 의미한다.
따라서 제4 단계(240)에서, 상기 향상된 영상 에지의 에지 방향으로 인접하는 픽셀들의 최초 휘도들에 의해 결정되는 조절 범위에 따라, 제2 커브(320)에서의 향상된 영상 에지에 관해 모든 픽셀들의 에지 향상 휘도들을 조절한다. 제3 커브(330)에서, 제1 위치(2) 근방 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 과도하게 감소한 경우(즉, 상기 조절 범위에 하한보다 낮은 경우), 상기 에지 향상 휘도가 조절되어 상기 조절 범위의 상기 하한과 동일하게 된다. 제6 위치(9) 근방 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 과도하게 증가한 경우(즉, 상기 조절 범위에 상한보다 높은 경우), 상기 에지 향상 휘도가 조절되어 상기 조절 범위의 상기 상한과 동일하게 된다.
따라서 제1 커브(310)와 비교할 때, 제3 커브(330)에서 상기 향상 정도가 조절된 영상 에지의 상기 밝은 부분 및 상기 어두운 부분 사이의 중간 영역은 좁아지며, 이는 상기 향상 정도가 조절된 영상 에지의 선명도가 증가했음을 의미한다. 게다가, 제1 및 제6 위치들(2, 9) 근방 픽셀들은 너무 어둡거나 너무 밝지 않다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 영상 에지 향상 방법에 따르면, 영상 에지의 선명도 및 명암을 증가시킬 뿐만 아니라, 후광 효과를 억제할 수 있다.
타겟 픽셀의 에지 향상 휘도가 상기 타겟 픽셀의 조절 범위 내에 들어온 경우에는, 다른 조절 방법이 채택될 수 있다. 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 타겟 픽셀의 최초 휘도보다 낮은 경우, 상기 에지 향상 휘도를 감소시킨다. 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 타겟 픽셀의 최초 휘도보다 높은 경우, 상기 에지 향상 휘도를 증가시킨다. 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 영상 에지 향상 방법에 따르면, 상기 영상 에지의 선명도를 향상시킬 뿐만 아니라, 상기 후광 효과를 억제할 수 있다.
도 6a는 제2 커브(320) 상의 픽셀들에 본 발명의 다른 실시예에 따른 에지 향상 휘도를 조절하기 위한 방법을 수행함으로써 얻어지는 향상 정도가 조절된 영상 에지를 설명하기 위한 그래프이다. 도 6a는 제4 커브(340)(향상 정도가 조절된 커브)와 다시 도시된 제1 커브(310)(최초 커브) 및 제2 커브(320)(향상된 커브)를 포함하고 있다. 제4 커브(340)는 상기 에지 방향을 따라 상기 향상 정도가 조절된 영상 에지의 위치와 휘도 사이의 관계를 나타낸다.
상술한 실시예 3에서의 제9 위치(5)의 픽셀을 예를 들어 설명한다. 제1 단계(210) 이후에, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제9 위치(5) 픽셀의 제3 에지 향상 휘도(B(5))는 제3 조절 범위(r(5)) 내(즉, 제4 위치(3)와 제7 위치(7) 사이)에 있으며, 제3 에지 향상 휘도(B(5))는 제9 최초 휘도(A(5))보다 낮다. 이러한 방법으로, 제3 에지 향상 휘도(B(5))가 감소하여, 제3 조절된 에지 향상 휘도(C(5))는 상기 조절 범위의 하한인 제4 최초 휘도(A(3))와 동일하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 조절 방법이 제10 위치(6)의 픽셀을 예를 들어 설명된다. 설명의 편의를 위해, 도 6a의 제1, 제2 및 제4 커브들(310, 320, 340)이 도 6b에 다시 도시된다. 제1 단계(210) 이후에, 제10 위치(6)의 제4 에지 향상 휘도(B(6))는 제4 조절 범위(r(6)) 내(즉, 제5 위치(4) 및 제11 위치(8) 사이)에 있으며, 제4 에지 향상 휘도(B(6))는 제10 최초 휘도(A(6))보다 높다. 위치들(4 내지 8)에 배치된 픽셀들은 제10 위치(6)에 인접하는 인접 픽셀들로서, 제5 위치(4) 픽셀 및 제11 위치(8) 픽셀의 각 제5 최초 휘도(A(4)) 및 제11 최초 휘도(A(8))들은 위치들(4 내지 8)에 배치된 상기 인접 픽셀들 중에서 최소 휘도 및 최대 휘도에 해당한다. 이러한 방법으로, 제4 에지 향상 휘도(B(6))가 증가하여, 제4 조절된 에지 향상 휘도(C(6))는 제4 조절 범위(r(6))의 상한인 제11 최초 휘도(A(8))와 동일해진다.
전술한 조절 방법에 따르면, 각 픽셀들은 제2 커브(320)의 상기 향상된 영상 에지가 조절되며, 이에 따라, 제4 커브(340)의 상기 향상 정도가 조절된 영상 에지 를 얻는다. 제1 커브(310)와 비교할 때, 제4 커브(340)에서 상기 향상 정도가 조절된 영상 에지의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분 사이에 중간 영역은 더 좁아지며, 이는 상기 향상 정도가 조절된 영상 에지의 선명도가 더 향상됨을 의미한다. 게다가, 상기 향상 정도가 조절된 영상 에지의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분 근방의 픽셀들은 너무 밝거나 혹은 너무 어두워지지 않는다. 따라서 상기 영상 에지의 선명도 및 명암이 향상될 수 있고, 후광 효과 발생이 억제될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 에지 향상 방법에 있어서, 타겟 픽셀의 에지 방향으로의 두 개의 연속하는 유닛들 혹은 픽셀들내의 픽셀들(두 개의 유닛들 혹은 픽셀들을 포함하는)은, 상기 타겟 픽셀에 인접하여 조절 범위를 결정하는데 사용되는 인접 픽셀들로 기능한다. 실제로, 상기 타겟 픽셀에 인접하여 인접 픽셀들로 기능하는 픽셀들로서, 상기 타겟 픽셀로부터의 적절한 거리, 예를 들어, 상기 타겟 픽셀로부터 하나, 세 개 혹은 네 개의 유닛들 혹은 픽셀들만큼 떨어진 픽셀들(전술한 두 개의 연속적인 유닛들 혹은 픽셀들에 한정되지 않고)을 사용할 수도 있다. 제3 단계(230)에서, 상기 인접 픽셀들 중에서 최대 휘도 및 최소 휘도는 상기 조절 범위의 상한 및 하한으로 기능한다. 그러나 상기 인접 픽셀들의 휘도들에 따른 다른 방법들을 사용함으로써, 상기 조절 범위를 결정하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 에지 향상 방법의 제4 단계(240)에 있어서, 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 하한보다 낮을 경우, 상기 에지 향상 휘도는 증가되어 상기 조절 범위의 하한과 동일해진다. 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 상한보다 높을 경우, 상기 에지 향상 휘도는 감소되어 상기 조절 범위의 상한과 동일해진다. 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위 내에 있을 경우, 상기 에지 향상 휘도는 변경되지 않고 그대로 유지되거나, 혹은 상기 에지 향상 휘도는 상기 조절 범위의 상기 상한 혹은 상기 하한과 동일해지도록 조절된다. 실제로, 상기 조절 범위에 따른 다른 방법들을 사용하여 상기 에지 향상 휘도를 조절함으로써, 상기 영상 에지의 선명도를 향상시키는 동안, 상기 조절된 에지 향상 휘도가 너무 밝아지거나 혹은 너무 어두워지지 않도록 하는 것도 가능하다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 장치(700)를 설명하기 위한 블록도이다. 도 7을 참조하면, 영상 에지 향상 장치(700)는 에지 증대 유닛(710), 에지 검출 유닛(720) 및 작업 유닛(730)을 포함한다. 영상 에지 향상 장치(700)는 디지털 영상(Di)에서 타겟 픽셀의 휘도를 조절한다. 상기 타겟 픽셀은 최초 휘도를 갖는다.
에지 증대 유닛(710) 및 에지 검출 유닛(720)은 디지털 영상(Di)을 수신한다. 에지 증대 유닛(710)은 디지털 영상(Di)에 에지 증대 작업을 수행하여, 상기 타겟 픽셀의 에지 향상 휘도(Pt)를 얻는다. 에지 검출 유닛(720)은 디지털 영상(Di)에 따른 에지 검출을 수행하여, 상기 타겟 픽셀의 에지 방향(Pd)을 얻는다.
작업 유닛(730)은 상기 영상 에지 향상 방법을 수행한다. 작업 유닛(730)은 상기 타겟 픽셀에 인접하는 적어도 하나의 인접 픽셀의 휘도에 따라 디지털 영상(Di)에서 에지 방향(Pd)으로의 조절 범위를 결정하고, 상기 조절 범위에 따라 에지 향상 휘도(Pt)를 조절하여 조절된 에지 향상 휘도(Po)를 얻는다.
본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 방법에 의하면, 상기 타겟 픽셀에 수행된 상기 에지 증대 작업에 의해 획득한 상기 에지 향상 휘도가 과도하게 감소되거나 혹은 과도하게 증가된 경우, 상기 타겟 픽셀의 상기 에지 향상 휘도는 상기 타겟 픽셀에 인접하는 상기 인접 픽셀들에 의해 결정되는 상기 조절 범위에 따라 감소되거나 증가된다. 따라서 상기 영상 에지를 향상시키는 동안 후광 효과 발생이 억제될 수 있다. 이에 따라, 상기 디지털 영상에서의 각 픽셀의 휘도를 조절하기 위해 본 발명의 실시예들에 따른 영상 에지 향상 방법을 사용함으로써, 상기 향상된 영상 에지를 만들 수 있고, 이와 동시에 상기 후광 효과를 억제할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 타겟 픽셀에 에지 증대 작업을 수행하여 상기 타겟 픽셀의 에지 향상 휘도를 얻는 단계;
    상기 타겟 픽셀에 에지 검출을 수행하여 상기 타겟 픽셀의 에지 방향을 얻는 단계;
    상기 에지 방향으로 상기 타겟 픽셀에 인접하는 적어도 하나의 인접 픽셀의 휘도에 따라 조절 범위를 결정하는 단계; 및
    상기 조절 범위에 따라 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 단계를 포함하는 디지털 영상에서 최초 휘도를 갖는 상기 타겟 픽셀의 휘도를 조절하기 위한 영상 에지 향상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 단계에서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 상한보다 높은 경우, 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 상한까지 감소시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 단계에서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 하한보다 낮은 경우, 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 하한까지 증가시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 단계에서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위 내에 있는 경우, 상기 에지 향상 휘도를 변경하지 않고 유지시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 단계에서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 최초 휘도보다 높으면서 상기 조절 범위 내에 있는 경우, 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 상한까지 증가시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 단계에서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 최초 휘도보다 낮으면서 상기 조절 범위 내에 있는 경우, 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 하한까지 감소시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 조절 범위를 결정하는 단계에서, 상기 조절 범위는 상기 에지 방향으로 상기 타겟 픽셀과 인접한 두 개의 연속적인 픽셀들 내의 픽셀들의 휘도들에 따라 결정되며, 상기 조절 범위는 상기 두 개의 연속적인 픽셀들의 최초 최대 휘도와 최초 최소 휘도 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 조절 범위는 상기 에지 방향으로 상기 타겟 픽셀에 인접한 적어도 하나의 인접 픽셀의 휘도 중에서, 최대 휘도와 최소 휘도 사이에 있는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 방법.
  9. 디지털 영상에 에지 증대 작업을 수행하여 상기 디지털 영상에서의 타겟 픽셀의 에지 향상 휘도를 얻는 에지 증대 유닛;
    상기 디지털 영상에 에지 검출을 수행하여 상기 타겟 픽셀의 에지 방향을 얻는 에지 검출 유닛; 및
    상기 디지털 영상에서 상기 에지 방향으로 상기 타겟 픽셀에 인접하는 적어도 하나의 인접 픽셀의 휘도에 따라 조절 범위를 결정하고, 상기 조절 범위에 따라 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 작업 유닛을 포함하는 상기 디지털 영상에서의 최초 휘도를 갖는 상기 타겟 픽셀의 휘도를 조절하기 위한 영상 에지 향상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 상한보다 높은 경우에, 상기 작업 유닛은 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 상한까지 감소시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위의 하한보다 낮은 경우에, 상기 작업 유닛은 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 하한까지 증가시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 조절 범위 내에 있는 경우에, 상기 에지 향상 휘도는 변경되지 않고 유지되는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 최초 휘도보다 높으면서 상기 조절 범위 내에 있는 경우에, 상기 작업 유닛은 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 상한까지 증가시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 장치.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 에지 향상 휘도가 상기 최초 휘도보다 낮으면서 상기 조절 범위 내에 있는 경우에, 상기 작업 유닛은 상기 에지 향상 휘도를 상기 조절 범위의 하한까지 감소시키는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 장치.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 작업 유닛은 상기 에지 방향으로 상기 타겟 픽셀과 인접한 두 개의 연속적인 픽셀들 내의 픽셀들의 휘도들에 따라 상기 조절 범위를 결정하고, 상기 조절 범위는 상기 두 개의 연속적인 픽셀들의 최초 최대 휘도와 최초 최소 휘도 사이에 형성되며, 상기 조절 범위에 따라 상기 에지 향상 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 장치.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 조절 범위는 상기 에지 방향으로 상기 타겟 픽셀에 인접한 적어도 하나의 인접 픽셀의 휘도 중에서, 최대 휘도와 최소 휘도 사이에 있는 것을 특징으로 하는 영상 에지 향상 장치.
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