KR101092646B1 - 로컬 콘트라스트 강화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

로컬 콘트라스트 강화를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이미지에 대한 콘트라스트 강화 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 이미지내의 선명한 콘트라스트 변화의 로컬 쉐이딩을 실시하며, 톤 맵핑 어플리케이션에서 특히 유리하다. 쉐이딩의 양은 증가된 이미지 콘트라스트(810)의 선정된 정도에 의해서 결정되며, 후속하는 톤 맵핑에 대한 보상을 포함하고, 신호 프로파일 레벨에 따라 달라지는 프로파일 신호(803)와 이미지 신호(801) 사이의 차이는 오리지널 신호 레벨 보다 크며, 이때 콘트라스트 강화를 획득하기 위한 휘도 레벨의 부스팅을 피한다. 두 개의 이웃하는 피셀들의 휘도 사이의 변화의 절대 값인 절대 신호 변화와 이미지 신호의 가중된 합에 의해서 프로파일 신호(803)가 계산된다. 이미지내의 날카로운 엣지에서의 오버슈팅 문제를 피하기 위해서, 프로파일 신호(803)가 오리지널 이미지 신호(801) 보다 낮을 때, 이러한 쉐이딩 양은 제로로 감소된다. 오리지널 컬러 톤을 보존하기 위해서 균일한 RGB 스케일링이 적용된다.
Figure R1020080092751
톤 맵핑, 콘트라스트, 이미지 품질, 쉐이딩, 스케일링, 백라이트, LCD

Description

로컬 콘트라스트 강화를 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF LOCAL CONTRAST ENHANCEMENT}
본 발명은 개략적으로 이미지 신호 프로세싱 시스템에서 로컬 콘트라스트 강화를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이 시스템 어플리케이션에서의 다이나믹 백라이트 제어(dynamic backlight control)를 위해서 톤 맵핑(tone mapping)에 의해서 유발되는 선명한(fine) 이미지 콘트라스트의 손실(loss)을 최소화하기 위해서 이미지 신호 데이터를 프로세싱하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
톤 맵핑은 미디어(media)에서 보다 높은 다이나믹 범위 이미지(dynamic range images)의 외관(appearance)을 보다 제한된 다이나믹 범위로 근접(approximate)시키기 위해 컬러 세트를 다른 세트로 맵핑하기 위해서 이미지 프로세싱 및 컴퓨터 그래픽 분야에서 이용되는 기술이다. 그러나, 톤 맵핑은 자연적인 씬(scenes; 장면)에 존재하는 빛의 세기의 전체 범위를 재생할 수 없을 것이며 씬 값(scene values)으로부터 디스플레이 가능한 범위로 콘트라스트가 감소되는 문제를 초래할 것이다. 원본 씬에서의 선명한(미세한) 이미지 디테일(fine image details) 및 컬러 톤을 보존하는 것은 많은 분야에 있어서 중요한 문제가 된다.
최근에, 모바일 액정 디스플레이(LCD) 장치에서의 다이나믹 백라이트 제어(Dynamic Backlight Control; DBC)는, 백라이트 파워 소모를 최소화하기 위해서 백라이트를 디밍(dimming)하면서 데이터 이미지를 확대하기 위한 톤 맵핑을 적용하는 이미지 디스플레이 어플리케이션 중 하나가 되었다. 그러나, 톤 맵핑 중에 특히 높은 휘도 영역에서 이미지 데이터는 정밀도(accuracy)를 잃게 된다.
그에 따라, 다이나믹 백라이트 제어 어플리케이션에서 선명한 이미지 디테일 또는 콘트라스트의 손실을 피할 수 있는 이미지 데이터 프로세싱 방법은 소위 당업계에서 크게 바람직할 것이다.
로컬 콘트라스트 강화 방법은 모든 디스플레이 영역에서 세기(intensity) 변화의 이동 평균(moving average)을 획득하기 위해서 2-차원적인 재귀적 (recursive) 필터를 채용할 수 있다. 이러한 이동 평균은 오리지널 신호로부터 차감(subtract)되어 로컬 변화만을 포함하는 신호를 생성하며, 이러한 후자 신호는 디스플레이 콘트라스트를 증대시키기 위해서 확장 또는 증폭된다.
로컬 콘트라스트 강화를 위한 다른 방법은 입력 신호를 로우 패스 필터링하고 그러한 로우 패스 필터링된 값을 강화된 콘트라스트 값에 부가하는 것이다. 최종 출력(g)은 이하의 수학식(1)에 따라서 얻어진다.
g = K1(m) + K2(f-m)
이때, K1 및 K2는 특성 곡선을 나타내고, m은 로우 패스 필터의 출력을 나타내며, f는 로우 패스 필터의 입력을 나타낸다.
로컬 콘트라스트 강화를 위한 다른 유사한 방법은 신호의 로컬 콘트라스트의 크기에 따라서 신호를 가중(weighting)하는 단계에 의해서 그리고 가중 신호를 오리지널 신호에 부가하는 단계에 의해서 실시되며, 그에 따라 로컬 콘트라스트의 값에 관계없이 오리지널 신호를 손실 없이 출력할 수 있게 된다. 최종 출력(y)은 이하의 수학식(2)에 따라서 얻어진다.
y = x + f(│x-m│)(x-m)
이때, f()는 │x-m│의 가중 함수를 나타내고, m은 로우 패스 필터의 출력을 나타내며, x는 로우 패스 필터의 입력을 나타낸다.
엣지-강화된 피쳐(edge-enhanced features)에 초점을 맞춘 다른 로컬 콘트라스트 강화 방법은 엣지-강화된 신호를 생성하기 위한 필터 프로세싱에 의해서 실시되며, 필요한 메모리 용량 및 파워 소모를 줄일 수 있게 된다. 또 다른 방법은 전체적인 경계-합 값(sum-of-border value)을 생성하기 위해서 밴드-패스 필터 프로세싱을 다수 방향에서 입력 이미지 픽셀에 적용하는 단계를 포함한다.
전술한 방법들에서, 톤 맵핑으로 인한 선명한 이미지 콘트라스트의 손실을 보상하고 조정하기 위한 요건은 취급되지 않았다. 특히, 톤-맵핑 곡선의 특성에 대해서 그리고 그러한 방법에서의 톤 맵핑의 후속 효과에 대해서는 고려하고 있지 않다. 또한, 전술한 방법들은 콘트라스트 신호의 증폭, 이미지 콘트라스트 신호의 부스팅(boosting) 및 쉐이딩(shading)을 실시한다. 그러나, 콘트라스트 신호 부스팅은 높은 휘도 영역에서의 신호 포화 및 신호 레벨에 대한 클립핑(clipping)이라는 문제점을 가지며, 그에 따라 이미지 콘트라스트가 손실되거나 침식(washout)된다.
본원 발명의 목적은 1-차원적인 데이터 프로세싱만을 필요로 하는 로컬 콘트라스트 강화 방법을 제공하는 것이다. 그러한 방법은 하드웨어 실행(hardware implementation)에서 효과적인데, 이는 알고리즘이 블록 또는 2-차원적인 접근방법 을 필요로 하지 않기 때문이다.
본원 발명의 다른 목적은, 톤 맵핑을 적용하였을 때 높은 휘도 레벨에서 이미지 신호의 신호 클립핑 또는 신호 포화에 의해서 초래되는 이미지 손실을 보상할 수 있는 로컬 콘트라스트 강화 방법을 제공하는 것이다.
본원 발명의 또 다른 목적은 쉐이딩에 의해서 신호의 콘트라스트를 강화하는 로컬 콘트라스트 강화 방법을 제공하는 것이다. 그러한 쉐이딩은 신호 밸리(signal valleys)에서 신호 레벨의 증폭된 로워링(lowering)을 생성하며, 그에 따라 높은 휘도 레벨에서 발생되는 신호 포화 또는 신호 클립핑 문제를 회피할 수 있게 한다.
본원 발명의 또 다른 목적은 이미지의 높은 휘도 영역에 대한 쉐이딩의 대부분을 제한하기 위한 가변 스케일링 제어(variable scaling control)를 이용하여 이미지의 전체 휘도 레벨에 미치는 영향을 최소화하기 위해서 신호 쉐이딩을 신중하게(with consideration) 적용하는 로컬 콘트라스트 강화 방법을 제공하는 것이며, 이때 작은 쉐이딩은 가시적으로 인식할 수 없고 시각적으로도 바람직하다.
본원 발명의 또 다른 목적은 RGB 컬러 스트림 데이터의 균일한 스케일링을 제공하고 이미지 컬러 톤의 유지를 보장하는 로컬 콘트라스트 강화 방법을 제공하는 것이다.
본원 발명의 또 다른 목적은 전자적 이미지 디스플레이 시스템에서 파워 소모의 상당한 절감을 촉진하기 위해서 다이나믹 백라이트 제어에서 이용되는 톤 맵핑 특성을 고려하는 로컬 콘트라스트 강화 방법을 제공하는 것이다.
본원 발명의 또 다른 목적은 유저 인터페이스 어플리케이션에서 특히 일반적인 날카로운 엣지를 가지는 이미지(sharp edged images)에서의 로컬 콘트라스트의 오버슈팅(overshooting) 문제를 억제할 수 있는 로컬 콘트라스트 강화 방법을 제공하는 것이다.
본원 발명의 측면들은 특히 액정 디스플레이에서의 다이나믹 제어(DBC) 시스템을 위해 이용되는 톤 맵핑으로 인한 선명한 이미지 콘트라스트 손실을 보상하기 위해서 이미지 콘트라스트를 강화하는 관점에서 개발된 것이다. 톤 맵핑을 적용한 후에, 높은 휘도 영역의 선명한 콘트라스트 신호의 일부가 다이나믹 백라이트 제어하에서의 톤-맵핑 곡선에 따라서 감소될 것이고, 클립핑될 것이며, 또는 포화될 것이다. 이미지의 품질은 저하되고, 이미지의 선명한 콘트라스트 디테일들은 허용한계를 넘어 침식되거나 감소될 것이다. 본원 발명의 이러한 방법은 톤 맵핑으로부터의 콘트라스트 감소 효과에 대해서 사전-보상(pre-compensate)하기 위해서 톤 맵핑의 적용 이전에 특별한 방식으로 로컬 콘트라스트 신호를 강화하기 위해서 사용될 수 있다.
특정 실시예에서, 알고리즘은 5개의 블록으로 구성되며, 그러한 블록은 멀티플렉서(multiplexer), 2개의 가중된 합 필터의 합계(summation of two weighted sum filters), 콘트라스트 쉐이딩 방정식, 콘트라스트 쉐이딩 테이블 및 RGB 스케일링을 포함한다. 제 1 파트는 픽셀 이미지의 RGB 성분들 중에서 가장 높은 값을 가지는 신호를 프로세싱용 기준 이미지 신호로서 선택하기 위한 멀티플렉서를 포함한다. 제 2 파트는 이미지 신호에 따라서 프로파일(profile) 신호를 형성하기 위 해서 이용된 2개의 가중된 합 필터의 합계이다. 두 필터들은, 다수의 이웃하는 픽셀에 걸쳐서, 이미지 신호의 가중된 합 그리고 절대 신호 변화의 가중된 합을 계산한다. 다음 파트는 두 팩터의 곱(product of two factors)으로서 표시되는 쉐이딩의 양을 이미지 신호로부터 차감함으로써 쉐이딩된 값을 계산하기 위한 것이다. 제 1 팩터는 상기 프로파일 신호로부터 이미지 신호를 차감함으로써 계산된 엔벨로프(envelop) 콘트라스트 신호 값이다. 제 2 팩터는 이미지 신호에 대한 톤-맵핑 곡선의 영향을 보상하기 위해서 이용되는 참조 테이블(lookup table)로부터의 맵 값이다. 또한, 이미지 내의 날카로운 엣지에서의 오버슈팅 문제를 피하기 위해서 만약 상기 값이 음의 값이라면 이러한 쉐이딩의 양은 제로(zero)로 셋팅된다. 최종적으로, 마지막 파트는 RGB 스케일링이며, 여기에서 픽셀 이미지 데이터의 RGB 신호 성분은 쉐이딩된 값 대 기준 이미지 신호의 비율로서 결정되는 동일한 스케일 팩터에 의해서 스케일된다.
예시적인 하나의 실시예에서, 멀티플렉서는 로컬 쉐이딩의 양을 결정하기 위한 디지털 신호 프로세싱에 대한 대표 이미지 신호 입력으로서 RGB 입력 스트림 데이터 중에서 가장 높은 신호를 선택한다.
다른 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 다이나믹 백라이트 제어를 적용하는데 있어서 톤-맵핑 곡선의 롤-오프(roll-off) 영역내에서 일방향성(unidirectional) 콘트라스트의 로컬 강화를 실시한다. 인접 픽셀 데이터들 사이의 절대 신호 변화의 가중된 합계 평균 및 신호 입력 스트림의 가중된 합계 평균을 이용하여, 모듈내의 인-라인 디지털 필터 및 수학적 로직 유닛은 상기 선택된 신호 입력을 프로세싱하여 프로파일 신호를 생성한다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 알고리즘은 스케일링된(scaled) 쉐이딩을 상기 신호 값에 적용하여 새로운 신호 값을 생성하고, 이러한 새로운 신호 값과 원래의 신호 값의 비율은 DBC에서 이용된 톤 맵핑 이전에 RGB 컬러 스트림 데이터의 사전-프로세싱에서 이용하기 위한 RGB 컬러 성분 스케일링 팩터를 구성한다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 쉐이딩의 양이 프로파일 신호 레벨 미만(below)의 신호 레벨의 양에 비례하게 만들며, 그에 따라 일방향성 또는 쉐이딩 콘트라스트 강화 효과가 달성된다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 상기 모듈은 DBC에서 이용되는 디밍 인덱스(dimming index)에 의해서 제어될 수 있는 콘트라스트 쉐이딩 테이블을 구비하며, DBC에서 이용된 톤-맵핑 곡선을 결정하는 동일한 디밍 인덱스이다.
본원 발명의 다른 측면들도 설명된다.
이하에서는, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 방법 및 장치를 이용함으로써, 고휘도 영역 내의 이미지의 선명한 콘트라스트 디테일들이 적은 하드웨어 비용으로도 보존될 수 있다. 본 발명의 적용에 의해서, 다이나믹 백라이트 제어 시스템을 위한 보다 공격적인 파워 절감도 달성될 수 있다.
이하에서는, 이미지 신호에 대한 개선된 로컬 강화 방법 및 장치를 설명한다. 이하의 설명에는, 필터 크기, 이미지 곡선들, 이미지 막대 그래프, 톤-맵핑 곡선들, 및 콘트라스트 곡선들 등을 포함하는 많은 특정된 상세한 사항들이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 본 명세서의 이러한 개시 내용으로부터, 소위 당업자는 본 발명의 범위 및 사상 내에서도 치환물 및/또는 부가물을 포함하는 개량 실시예를 분명히 이해할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 본 발명을 불명확하게 하는 것을 방지하기 위해서 특정된 상세한 사항들을 생략하기도 하였다. 그럼에도 불구하고, 이하의 설명은 소위 당업자가 본 발명의 실시예들의 사상을 실패없이 실시할 수 있도록 기재되었다.
본 발명은 특히 액정 디스플레이에서의 다이나믹 백라이트 제어(DBC) 시스템과 같은 용도에서 톤 맵핑으로 인한 선명한 이미지 콘트라스트 손실을 보상하기 위해서 이용되는 이미지 데이터의 로컬 강화 방법 및 그에 대응하는 하드웨어 디자인에 관한 것이다. 선명한 이미지 콘트라스트 손실은 이미지에 톤 맵핑을 적용한 후에 발생되며, 이때 밝은(brightness) 영역들내의 이미지의 디테일(details)들이 포화되거나 클리핑되며, 그에 따라 결과적인 이미지의 품질이 저하된다.
이하의 표 1은 이하의 본원 명세서에서 이용되는 변수들의 리스트를 나타낸다.
RGB 컬러 입력 (R,G,B)
RGB 컬러 출력 (R',G',B')
대표적인 이미지 신호 P
쉐이딩된 이미지 신호 P'
프로파일 신호 Pc
콘트라스트 쉐이딩 테이블 C(P)
사용자에 의해서 조정될 수 있는 콘트라스트 효과 정도 α
도 1은 본 발명의 실시예에 다른 이미지 신호에 대한 로컬 콘트라스트 강화 시스템(100)의 블록도이다. 예시적인 실시예에서, 알고리즘은 멀티플렉서(101), 비-선형 FIR 필터(102), 콘트라스트 쉐이딩 프로세서(103), 콘트라스트 쉐이딩 테이블(104), 및 RGB 스케일링 유닛(105)을 포함하는 5개의 메인 블록으로 구성된다. 로컬 콘트라스트 강화 시스템(100)의 제 1 파트는 콘트라스트 강화를 위한 로컬 스케일링 팩터(P'/P)를 결정하기 위해서 픽셀 이미지 데이터의 RGB 성분들 중에서 가장 큰 값을 대표 이미지 신호(P)로서 선택하기 위한 멀티플렉서(101)를 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 컬러 신호는 RGB 포맷 대신에 YUV 포맷을 기초로 얻어진다. YUV 포맷 적용의 경우에, 본 발명은 대표 이미지 신호로서 Y 신호를 이용할 것이다.
로컬 콘트라스트 강화 시스템(100)의 제 2 파트는 이미지 신호에 따라서 2개의 가중된 합 필터의 합계로부터 프로파일 신호를 생성하기 위한 비-선형 FIR 필터 제너레이터(102)를 더 포함하는 로컬 콘트라스트 강화 P/P' 모듈(110)이다. 2개의 필터는 이미지 신호의 가중된 합과 이미지 신호의 절대 변화의 가중된 합을 각각 계산한다. 로컬 콘트라스트 강화 P/P' 모듈(110)은 오리지널 이미지 신호로부터 조건적인(conditional) 쉐이딩의 양을 차감함으로써 쉐이딩된 이미지 신호를 계산하기 위한 프로세서(103)를 추가적으로 포함한다. 조건적인 쉐이딩의 양은 이미지 신호로부터 추출된 두 팩터의 곱으로서 표시된다. 제 1 팩터는 프로파일 신호 레벨 미만에서 잔류하는 이미지 신호 레벨의 양이다. 제 2 팩터는, 다이나믹 백라이트 제어하의 디밍 인덱스에 의해서 결정되는, 이미지 신호에 대한 톤-맵핑 곡선의 영향을 보상하기 위해서 사용되는 참조 표(104)로부터 얻어지는 맵 값이다. 하나의 예시적인 실시예에서, 이미지의 날카로운 엣지에서의 오버슈팅 문제를 피하기 위해서, 조건적인 쉐이딩의 양은 이미지 신호 레벨이 프로파일 신호 레벨 보다 높을 때 제로(zero)로 셋팅된다.
로컬 콘트라스트 강화 시스템(100)은 RGB 스케일링 유닛(105)을 더 포함하며, 이때 픽셀 데이터의 RGB 값은 쉐이딩된 이미지 신호 대 오리지널 대표 이미지 신호의 비율(P'/P)로서 결정되는 로컬 스케일링 팩터에 의해서 균일하게 스케일링된다.
도 2a는 본 발명에 따른 로컬 콘트라스트 강화를 설명하기 위한 예시적인 이미지를 도시한다. 예시적인 이미지는 산(201) 위의 보름달(202)을 포함한다. 도 2b는 도 2a내의 예시적인 이미지에 대응하는 픽셀 세기 막대 그래프(210)를 도시한다. 산(211)에 대한 픽셀들은 비교적 어둡고 막대 그래프(210)의 낮은 입력 신호 부분에 분포되는 한편, 달(212)의 픽셀들은 상대적으로 밝고 그에 따라 막대 그래프(210)의 높은 입력 신호 부분에 분포된다.
백라이트 파워의 절감을 위해서 백라이트가 디밍되는(dimmed) LCD를 위한 다이나믹 백라이트 제어에서, 이미지 휘도 및 콘트라스트를 지각적으로(perceptually) 동일하게 유지하기 위해서 이미지 신호 값들은 톤 맵핑에 의해서 스케일 업(scale up)된다. 도 3a는 톤 맵핑 후에 도 2a의 예시적인 이미지의 막대 그래프를 도시하고, 도 3b는 도 3a에서의 톤 맵핑에 대한 예시적인 톤-맵핑 곡선을 도시한다. 도 3b에서 점선으로 표시된 톤-맵핑 곡선(300)의 특성은 일점 쇄선형 수직 라인(301)에 의해서 분할되는 두 영역을 참조할 때 가장 잘 설명될 수 있을 것이다. 하나의 영역은 톤-맵핑 곡선(300) 내의 실질적으로 일정한 기울기의 선형 영역(302)이다. 다른 하나는 이미지 신호의 증대되는 휘도 값과 함께 작아지는 톤-맵핑 곡선(300) 내의 기울기가 변화되는 롤-오프 영역(303)이다. 추가적인 파워 절감을 위해서, 다이나믹 백라이트 제어는 백라이트에 보다 많은 디밍을 적용할 수 있으며, 그에 따라 롤-오프 영역(303)이 확장될 수 있다. 롤-오프 영역(303)에서, 이미지 신호 레벨은 포화 레벨(304)에 접근할수록 억제된다. 도 2b와 대조적으로, 도 3a의 디밍 인덱스 라인(310)으로부터 이미지 픽셀의 우측은 좌측으로 재맵핑된(remapped) 것이다.
도 4a는 상이한 디밍 인덱스 하에서의 톤 맵핑 후의 도 2a내의 예시적인 이미지의 막대 그래프를 도시한 것이고, 도 4b는 도 4a내의 톤 맵핑을 위한 예시적인 톤-맵핑 곡선이다. 만약, 디밍 인덱스 라인(410)이 좌측으로 이동한다면, 롤-오프 영역은 확장될 것이고, 보다 많은 픽셀이 막대 그래프에서 좌측으로 분포될 것이다. 픽셀의 휘도 레벨을 재-정렬시키는 톤-맵핑 곡선(400)의 특성으로 인해서 이미지의 품질은 결과적으로 저하된다.
도 5a는 톤 맵핑으로 인한 이미지 손실을 나타내는 막대 그래프이고, 도 5b는 도 5a에 대응하는 예시적인 이미지를 도시한 도면이다. 막대 그래프의 밝은 영역(502)에 대응하는 달 영역(501)의 디테일이 손실되었다.
도 6a는 톤 맵핑 이전의 도 5b의 예시적인 이미지 내의 오리지널 이미지 신호를 도시한 그래프이다. 설명을 위해서, 이미지 신호(600)는 도 5b의 예시적인 이미지의 일부에만 대응하고 일차원적인 곡선으로서 표시되었다. 수평 일점쇄선 라인(601)은 선형 영역(602) 및 롤-오프 영역(603)을 나타내기 위해 표시되었다.
도 6b는 로컬 콘트라스트 강화 신호 사전-프로세싱 없는 톤 맵핑 후의 도 6a의 이미지 신호를 도시한 그래프이다. 선형 영역 내의 신호(613)의 낮은 휘도 부분은 거의 저하(degradation)가 없다는 것을 나타내는 반면, 롤-오프 영역 내의 신호의 위쪽 부분은 신호의 포화 레벨로 인한 선명한 콘트라스트 신호(611)의 감소 또는 심지어는 신호 클립핑(612)을 나타낸다.
도 7a는 본 발명에 따른 로컬 콘트라스트 강화 신호 사전-프로세싱을 거친 오리지널 이미지 신호를 도시한 그래프이고, 도 7b는 톤 맵핑 후의 도 7a의 이미지 신호를 도시한 그래프이다. 높은 휘도 영역 내에서 선명한 이미지 콘트라스트 신호를 보존하기 위해서, 로컬 콘트라스트 강화가 톤 맵핑 이전에 이미지 신호에 국부적으로(locally) 적용되며 그에 따라 톤 맵핑 후에도 선명한 이미지 콘트라스트가 유지될 수 있게 된다. 도 7a에 도시된 점선형 곡선(702)은 이미지 신호(701)의 새롭게 업데이트된 출력 신호를 보여주고, 이는 예시적인 실시예의 로컬 콘트라스트 강화 방법에 의해 달성되는 쉐이딩 효과를 나타낸다. 도 7b에서, 롤-오프 영역 내의 신호(703)의 상부 부분은 이미지 콘트라스트를 유지하는데, 이는 이미지 저하 및 신호 클리핑이 성공적으로 방지되기 때문이다.
도 8은 본원 발명에 따른 로컬 콘트라스트 강화의 예시적인 회로도(800)를 도시한 도면이다. 예시적인 실시예에서, 오리지널 이미지 신호의 대표 이미지 신호(P 801)를 공급함으로써 회로 흐름이 시작된다. 본 발명의 실시예에 따라, 대표 이미지 신호(P 801)는 멀티플렉서(도시 하지 않음)에 의해서 픽셀 데이터의 RGB 성분들 중에서 가장 큰 신호로부터 선택된다.
이어서, 프로파일 신호(Pc 803)가 비-선형 FIR 필터(802)에 의해서 계산된다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 프로파일 신호(Pc 803)는, 대표 이미지 신호(P 801)의 가중된 합 그리고 대표 이미지 신호(P 801)의 절대 신호 변화의 가중된 합에 각각 대응하여, 두 필터의 출력을 합계함으로써 얻어진다. 위치(n)에서의 대표 이미지 신호가 P(n)이라고 가정하고, 그리고 위치(n)와 위치(n+1)에서 이웃 픽셀들의 P(n) 801의 값들 사이의 절대 변화를 D(n)이라고 가정한다. 프로파일 신호(Pc(n) 803)는 이하의 수학식 (3)에 의해서 계산된다. 즉:
Figure 112008066438335-pat00001
이때, 2w+1 은 가중된 합 필터들의 크기이고; w1, w2 는 가중된 합 필터의 가중 계수이며; D(n) = │P(n+1)-P(n)│ 은 대표 이미지 신호(P(n) 801)의 절대 신호 변화이다.
필터의 윈도우 크기는 강화 효과의 선명도(sharpness)에 영향을 미칠 수 있으며, 다시 말해, 프로파일 신호는 보다 좁은 윈도우의 경우에 보다 날카롭 게(sharply; 급격하게) 변화될 것이고 반대의 경우도 발생할 것이다. 프로파일 신호의 변화가 너무 날카로워지면, 바람직하지 못한 인공적인 가시 효과(visual effect)를 제공할 것이다. 반면에, 윈도우 크기가 너무 넓으면, 콘트라스트 강화 효과는 사라질 것이다. 한편, 윈도우 크기가 너무 크면, 가시적인 확장된 범위에 걸쳐 이미지 변화를 초래할 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에서, 비대칭적인 강화 가시 효과를 피하기 위해서 양 필터에 대한 가중 계수는 대칭적이다. 각 필터에 대한 계수의 합은 용이한 하드웨어 실행을 위해서 2의 승수 즉, 4, 8, 16, 32, 64, 128 등 인 것이 바람직하다. 가중 계수의 예를 들면: 4, 6, 8, 9, 10, 9, 8, 6, 4이며 이때 합은 64이다.
이어서, 대표 이미지 신호(P 801)가 애더(adder; 804)에 의해서 프로파일 신호(Pc 803)로부터 차감되어 엔벨로프 콘트라스트 신호(X 805)를 얻는다. 이어서, 비교기(806)가 엔벨로프 콘트라스트 신호(X 805)를 체크하고, X 805가 제로 보다 큰 경우에 X 805를 비교기 출력(Y 807)으로 할당하고, 그렇지 않은 경우에 비교기 출력(Y 807)은 제로로 셋팅된다. 한편, 대표 이미지 신호(P 801)는 참조 테이블(808)에 저장된 기준 콘트라스트 값 정보에 사용된다. 참조 테이블(808)은 다양한 디밍 인덱스에 대응하는 많은 수의 콘트라스트 곡선을 저장한다. 이미지 신호 또는 대표 이미지 신호(P 801), 디밍 인덱스(809), 및 튜닝 파라미터(tuning parameter)(α)를 입력함으로써, 참조 테이블(808)은 콘트라스트 값(αC(P) 810)을 생성한다. 이어서, 그러한 콘트라스트 값(αC(P) 810)은 멀티플라이어(811)에 의해서 Y 807과 곱해진다. 애더(812)에 의해서 멀티플라이어(811)의 출력이 대표 이 미지 신호(P 801)로부터 차감되어 쉐이딩된 이미지 신호(P' 813)가 얻어진다. 마지막으로, 컬러 성분 스케일링에 대한 비율(P'/P 815)이 디바이더(divider; 814)에 의해서 연산된다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 로컬 콘트라스트 강화에서의 콘트라스트 쉐이딩의 적용을 설명하는 그래프이며, 도 9b는 도 9a의 콘트라스트 쉐이딩에 대응하는 콘트라스트 곡선(920) 및 톤 맵핑 곡선(910)을 도시한 그래프이다. 톤-맵핑 곡선(910)으로 인한 이미지 손실을 보상하기 위해서, 톤-맵핑 곡선(910)의 롤-오프 영역(940)을 따른 'P 901' 및 'Pc 902'의 값들은 이미지의 콘트라스트 다이나믹에 영향을 미칠 수 있다. 이미지 디테일의 손실을 보상하기 위해서, 일련의 콘트라스트 값(C1, C2, C3 920)들이 대응하는 톤-맵핑 곡선(R1, R2, R3 910)을 보상하기 위해서 규정되며 참조 테이블에 저장된다. 일반적으로, 톤-맵핑 곡선(910)들의 특성은 두 영역 즉, 선형 영역(930) 및 롤-오프 영역(940)으로 분류될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 콘트라스트 곡선(920)의 값이 대응하는 톤-맵핑 곡선(910)의 선형 영역(930) 내에서 제로로 셋팅된다. 이어서, 톤-맵핑 곡선(910)의 기울기가 롤-오프 영역(940) 내에서 감소됨에 따라 콘트라스트 곡선(920)이 상승한다. 톤-맵핑 곡선(910)의 롤 오프 효과로 인한 손실을 보상하도록 콘트라스트 곡선(920)이 결정된다. 대응하는 롤-오프 곡선 기울기가 감소됨에 따라 보상 곡선 기울기는 커진다. 보상 곡선과 톤-맵핑 곡선의 관계는 또한 디스플레이 특성, 인간의 가시적인 인식, 및 이미지 콘텐츠에 따라 달라진다.
하나의 예시적인 실시예에서, 각각의 콘트라스트 곡선(920)은 콘트라스트 쉐 이딩 테이블로서 간주되는 참조 테이블에 의해서 표시되며 실시간 하드웨어 실시를 위해서 미리-규정된다(pre-defined)
본 발명의 실시예에 따라서, 톤-맵핑 곡선으로 인한 저하의 보상은, 픽셀 바이 픽셀(pixel by pixel)을 기초로, 실선 곡선(901)을 따른 점으로 표시된 대표 이미지 신호(P 904)를 쉐이딩된 이미지 신호(P' 905)로 업데이트함으로써 실시된다. 오리지널 대표 이미지 신호(P 904)의 실선 곡선(901)과의 비교에서, 쉐이딩된 이미지 신호(P' 905)의 점선 곡선(903)의 로컬 신호 변화 또는 콘트라스트는 신호 쉐이딩에 의해서 확대 또는 강화된다. 예시적인 실시예에서, 쉐이딩된 이미지 신호(P' 905)는 이하의 콘트라스트 쉐이딩 방정식에 따라서 오리지널 대표 이미지 신호(P 904)로부터 계산된다.
Figure 112008066438335-pat00002
이때, C(P)는 톤-맵핑 곡선의 보상을 위한 콘트라스트 쉐이딩 테이블이고, α는 콘트라스트 효과의 정도를 튜닝하기 위한 파라미터이다. 파라미터(α)는, 특정 이미지에 대한 개인적인 선정(preference)을 위해서, 필요에 따른 사용자 선정 제어를 허용한다. 예시적인 실시예에서, α는 콘트라스트 강화 활성화를 위해서 1(unity)로 셋팅되는 반면, 콘트라스트 강화는 α를 제로 셋팅함으로써 턴 오프(turn off)된다.
결과적으로, 쉐이딩된 값(P' 905)은 오리지널 대표 이미지 신호(P 904)의 값 보다 작거나 그와 같다. 신호(P 904)에서의 로컬 콘트라스트는 신호 쉐이딩으로 지칭되는 신호 밸리의 계산된 디프레싱(depressing)에 의해서 확대된다.
도 10a는 통상적인 방법에 따른 콘트라스트 강화 전후의 이미지 신호를 도시한 그래프이다. 실선 곡선(1001)은 예시적인 오리지널 이미지 신호를 나타낸다. 점선 곡선(1002)은 강화된 출력 신호를 나타낸다. 통상적인 로컬 콘트라스트 강화에서, 점선 곡선(1003)으로 표시된 로우 패스 신호는 부스팅 및 쉐이딩으로 이미지 신호를 강화하기 위해서 이용된다. 그러나, 만약, 오리지널 신호가 이미 시스템 최고 레벨에 근접한 높은 레벨이라면, 이미지 신호의 포화 또는 클립핑(1004)은 부스팅된 신호에서 발생될 것이다. 톤-맵핑이 다이나믹 백라이트 용도에 적용될 때, 부스팅된 신호의 추가적인 포화 또는 클립핑이 초래될 것이다.
도 10b는 본 발명에 따른 콘트라스트 강화 후의 도 10a와 동일한 이미지 신호를 도시한 그래프이다. 본 발명의 실시예에 따라, 이미지 로컬 콘트라스트 신호(1012)가 쉐이딩 만으로 확대되고, 그에 따라 클립핑 또는 포화의 문제를 피하게 된다. 예시적인 일 실시예에서, 프로파일 신호(1013)의 레벨이 오리지널 이미지 신호(1011)의 레벨 보다 높을 때, 로컬 콘트라스트를 강화하기 위해서 출력 신호 밸리들이 의도적으로 낮춰진다.
도 11a는 통상적인 방법에 따른 콘트라스트 강화 후의 이미지 신호에서의 오버슈팅 문제를 도시한 그래프이다. 그러한 오버슈팅 문제는 이미지 신호의 날카로운 엣지에서 존재하며, 프로파일 신호(1101)의 레벨이 이미지 신호(1102)의 레벨 보다 낮을 때 GUI 그래픽에서 일반적으로 발견되며, 결과적으로 강화된 콘트라스트 신호(1103)에서 비정상적으로 밝은 엣지(1104)를 초래한다.
도 11b는 본 발명에 따른 콘트라스트 강화 후를 도시한 도 11a와 동일한 이미지 신호를 도시한 그래프이다. 예시적인 실시예에서, 밝은 엣지 결함을 제거하기 위해서, 프로파일 신호(1112)의 레벨이 이미지 신호(1111)의 레벨 보다 낮을 때 쉐이딩의 양이 제로로 셋팅된다. Pc > P의 조건하에서 쉐이딩의 양이 제로로 셋팅되는 상기 수학식 (4)에 따라서 오버슈팅 문제가 완전히 제거된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 신호에 대한 로컬 콘트라스트 강화 방법을 도시한 흐름도이다. 이러한 방법은 톤 맵핑 어플리케이션에서 이미지 품질을 강화하고 결정 단계(1201)에서 시작되며, 상기 결정 단계에서는 이미지 신호를 위한 로컬 콘트라스트 증분(increment) 정도(degree)가 톤 맵핑으로 인한 저하를 보상하기 위해서 결정된다. 필터링 단계(1202)에서, 다수의 이웃하는 픽셀들의 가중된 합 평균과 다수의 이웃하는 픽셀들의 절대 변화의 가중된 합 평균을 합계함으로써 프로파일 신호가 얻어진다. 쉐이딩 단계(1203)에서, 로컬 쉐이딩이 이미지 신호의 휘도 레벨에 적용되며, 이때 로컬 쉐이딩은 로컬 콘트라스트 증분의 정도 그리고 상기 이미지 신호와 상기 프로파일 신호 간의 차이에 비례한다.
예시적인 실시예에서, 이미지 신호의 컬러 성분들 사이에서 가장 강한 신호가 로컬 쉐이딩이 적용되는 일차(primary) 대표 이미지 신호로서 선택된다. 이어서, 로컬 쉐이딩은 쉐이딩된 이미지 신호를 생성하고, 이때 상기 로컬 쉐이딩은 상기 로컬 콘트라스트 증분의 정도 그리고 상기 일차 대표 이미지 신호와 상기 프로파일 신호 간의 차이에 비례한다.
스케일링 단계(1204)에서, 컬러 성분들은 RGB 스케일링 프로세스에 의해서 비례적으로 조정되어 픽셀의 컬러 특성을 유지한다. 하나의 예시적인 실시예에서, 대표 값(P) 및 그 값의 쉐이딩된 값(P')은, 다음의 수학식 (5)와 같이 디바이더 및 3개의 멀티플라이어에 의해서 비율(P'/P)로 각 성분 값을 스케일링함으로써, RGB 성분들을 변경하는데 이용된다.
Figure 112008066438335-pat00003
RGB 이외에도, 이미지 신호의 컬러 성분들은 CMYK, HSV, HSL, YUV 및 YIQ와 같은 컬러 모델에 따라서 결정될 수도 있다.
본 발명의 방법 및 장치를 이용함으로써, 고휘도 영역 내의 이미지의 선명한 콘트라스트 디테일들이 적은 하드웨어 비용으로도 보존될 수 있다. 본 발명의 적용에 의해서, 다이나믹 백라이트 제어 시스템을 위한 보다 공격적인 파워 절감도 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 관한 이상의 설명은 한정적인 것이 아니며, 소위 당업자는 본 발명의 실시예에 대한 업데이트 또는 개선을 자명하게 인식할 수 있을 것이며, 그에 따라 본원 발명의 범위를 결정하기 위해서는 특허청구범위를 기준으로 하여야 할 것이다.
도 1은 본원 발명에 따른 로컬 콘트라스트 강화를 도시한 블록도이다.
도 2a는 본원 발명에 따른 로컬 콘트라스트 강화를 설명하기 위한 예시적인 이미지를 도시한 도면이다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 이미지에 대응하는 픽셀 세기를 도시한 막대그래프이다.
도 3a는 톤 맵핑 후의 도 2a의 예시적인 이미지를 도시한 막대 그래프이다.
도 3b는 도 3a에서의 톤 맵핑을 위한 예시적인 톤-맵핑 곡선을 도시한 그래프이다.
도 4a는 상이한 디밍 인덱션 하에서의 톤 맵핑 후의 도 2a의 예시적인 이미지를 도시한 막대 그래프이다.
도 4b는 도 4a에서 톤 맵핑을 위한 예시적인 톤-맵핑 곡선을 도시한 그래프이다.
도 5a는 톤 맵핑으로 인한 이미지 손실을 나타내는 막대 그래프이다.
도 5b는 도 5a에 대응하는 예시적인 이미지를 도시한 도면이다.
도 6a는 톤 맵핑 이전의 오리지널 이미지 신호를 도시한 그래프이다.
도 6b는 로컬 콘트라스트 강화 신호 사전-프로세싱 없는 톤 맵핑 후의 도 6a의 이미지 신호를 도시한 그래프이다.
도 7a는 본 발명에 따른 로컬 콘트라스트 강화 신호 사전-프로세싱을 거친 오리지널 이미지 신호를 도시한 그래프이다.
도 7b는 톤 맵핑 후의 도 7a의 이미지 신호를 도시한 그래프이다.
도 8은 본원 발명에 따른 로컬 콘트라스트 강화의 예시적인 회로도를 도시한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 로컬 콘트라스트 강화에서의 콘트라스트 쉐이딩의 적용을 설명하는 그래프이다.
도 9b는 도 9a의 콘트라스트 쉐이딩에 대응하는 콘트라스트 곡선 및 톤 맵핑 곡선을 도시한 그래프이다.
도 10a는 통상적인 방법에 따른 콘트라스트 강화 전후의 이미지 신호를 도시한 그래프이다.
도 10b는 본 발명에 따른 콘트라스트 강화 전후를 도시한 도면으로서, 도 10a와 동일한 이미지 신호를 도시한 그래프이다.
도 11a는 통상적인 방법에 따른 콘트라스트 강화 전후의 이미지 신호에서의 오버슈팅 문제를 도시한 그래프이다.
도 11b는 본 발명에 따른 콘트라스트 강화 전후를 도시한 도면으로서, 도 11a와 동일한 이미지 신호를 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 신호에 대한 로컬 콘트라스트 강화 방법을 도시한 흐름도이다.

Claims (15)

  1. 다이나믹 백라이트 제어 시스템에서 톤 맵핑 어플리케이션에서의 이미지 품질 강화를 위한 이미지 신호에 대한 로컬 콘트라스트 강화 방법으로서:
    톤 맵핑으로 인한 저하를 보상하기 위해서 이미지 신호를 위한 로컬 콘트라스트 증분의 정도를 결정하는 단계;
    상기 이미지 신호의 가중된 합 평균과 상기 이미지 신호의 절대 변화의 가중된 합 평균을 기초로 프로파일 신호를 획득하는 단계; 그리고
    상기 프로파일 신호가 상기 이미지 신호보다 큰 경우에 상기 이미지 신호의 휘도 레벨에 대해 로컬 쉐이딩을 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 로컬 쉐이딩은 상기 로컬 콘트라스트 증분의 정도에 그리고 상기 이미지 신호와 상기 프로파일 신호 간의 차이에 비례하는
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로파일 신호 획득 단계는 다수의 이웃하는 픽셀들의 가중 합 평균과 상기 다수의 이웃하는 픽셀들의 절대 변화의 가중된 합 평균을 합계하는 단계를 더 포함하는
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 신호의 컬러 성분들 사이에서 가장 강한 신호를 상기 프로파일 신호를 획득하기 위한 일차 대표 이미지 신호로서 선택하는 단계;
    상기 프로파일 신호가 상기 이미지 신호보다 큰 경우에, 쉐이딩된 이미지 신호를 생성하기 위해서 상기 일차 대표 이미지 신호에 로컬 쉐이딩을 적용하는 단계로서, 상기 로컬 쉐이딩은 상기 로컬 콘트라스트 증분의 정도에 그리고 상기 일차 대표 이미지 신호와 상기 프로파일 신호 간의 차이에 비례하는, 로컬 쉐이딩 적용 단계; 그리고
    상기 이미지 신호의 로컬 콘트라스트 강화의 달성을 위해서 상기 쉐이딩된 이미지 신호 대 상기 일차 대표 이미지 신호의 비율에 의해서 상기 일차 대표 이미지 신호의 컬러 성분을 스케일링하는 단계를 더 포함하는
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이미지 신호의 컬러 성분들은 RGB, CMYK, HSV, HSL, YUV 및 YIQ로 이루어진 그룹으로부터 선택된 컬러 모델에 따라서 결정되는
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 콘트라스트 강화는 신호 저하 또는 신호 포화를 최소화하기 위해 서 LCD 용도를 위한 다이나믹 백라이트 제어에 적용되는
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로파일 신호를 획득하는 단계는
    상기 프로파일 신호로서
    Figure 112011030618824-pat00004
    를 계산하는 단계를 포함하며,
    이때, P(n)은 위치(n)에서의 이미지 신호이고;
    D(n)은 위치(n)와 위치(n+1)에서 이웃하는 픽셀의 값들 사이의 절대 차이이고 D(n) = │P(n+1)-P(n)│으로 표현되며;
    2w+1은 가중된 합 필터들의 크기이고; 그리고
    w1, w2는 각각의 가중된 합 필터의 가중 계수인
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 쉐이딩을 적용하는 단계는 Pc가 P 보다 큰 경우에 쉐이딩된 이미지로서 P-α(Pc-P)C(P)를 계산하고; 그리고 Pc가 P 보다 크지 않은 경우에 P를 쉐이딩된 이미지로 결정하는 단계를 포함하며,
    이때, P는 이미지 신호이고; Pc는 이미지 신호의 프로파일 신호이고; C(P)는 톤-맵핑을 보상하기 위한 P에 대한 콘트라스트 쉐이딩이며; 그리고 α는 콘트라스트 효과의 정도인
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 컬러 성분들을 스케일링하는 단계는 I'=I(P'/P)를 계산하는 단계를 포함하고;
    이때, I는 컬러 성분이고; I'는 I의 스케일링된 컬러 성분이며; P는 이미지 신호이고; 그리고 P'는 P의 쉐이딩된 이미지 신호인
    로컬 콘트라스트 강화 방법.
  9. 다이나믹 백라이트 제어 시스템에서 톤 맵핑 어플리케이션에서의 이미지 품질 강화를 위한 이미지 신호에 대한 로컬 콘트라스트 강화 장치로서:
    이미지 내의 다수의 이웃하는 픽셀들에 걸쳐서 이미지 신호의 가중된 합을 생성하기 위한 제 1 필터;
    다수의 이웃하는 픽셀들에 걸쳐서 상기 이미지 신호의 절대 차이의 가중된 합을 생성하기 위한 제 2 필터;
    상기 제 1 필터 및 상기 제 2 필터로부터의 출력들을 더함으로써 프로파일 신호를 생성하기 위한 애더(adder); 그리고
    상기 프로파일 신호가 상기 이미지 신호보다 큰 경우에 상기 이미지 신호의 휘도 레벨에 대해서 로컬 쉐이딩을 적용하기 위한 프로세서를 포함하며,
    상기 로컬 쉐이딩은 로컬 콘트라스트 증분의 정도에 그리고 상기 이미지 신호와 상기 프로파일 신호 간의 차이에 비례하는
    로컬 콘트라스트 강화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    이미지 신호의 컬러 성분들 중에서 가장 강한 신호를 일차 대표 이미지 신호로 선택하기 위한 멀티플렉서;
    상기 프로파일 신호가 상기 이미지 신호보다 큰 경우에, 쉐이딩된 이미지 신호를 생성하기 위해서 상기 일차 대표 이미지 신호에 로컬 쉐이딩을 적용하기 위한 프로세서로서, 상기 로컬 쉐이딩은 로컬 콘트라스트 증분의 선정된(preferred) 정도에 그리고 상기 일차 대표 이미지 신호와 상기 프로파일 신호 간의 차이에 비례하는, 로컬 쉐이딩 적용을 위한 프로세서; 그리고
    상기 이미지 신호의 로컬 콘트라스트 강화 달성을 위해서 상기 쉐이딩된 이미지 신호 대 상기 일차 대표 이미지 신호의 비율에 의해서 상기 일차 대표 이미지 신호의 컬러 성분을 스케일링하기 위한 멀티플라이어를 더 포함하는
    로컬 콘트라스트 강화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이미지 신호의 레벨에 대응하는 로컬 콘트라스트 증분의 선정된 정도를 저장하기 위한 참조 테이블을 더 포함하고,
    상기 로컬 콘트라스트 증분의 선정된 정도는 톤-맵핑으로 인한 저하를 보상하는
    로컬 콘트라스트 강화 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    LCD 용도를 위한 다이나믹 백라이트 제어의 여러 레벨에 대응하는 다수의 참조 테이블을 더 포함하는
    로컬 콘트라스트 강화 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는
    Figure 112011030618824-pat00005
    를 계산하고; 상기 제 2 필터는
    Figure 112011030618824-pat00006
    를 계산하며; 상기 애더는
    Figure 112011030618824-pat00007
    를 프로파일 신호로서 계산하며;
    이때, P(n)은 위치(n)에서의 이미지 신호이고;
    D(n)은 위치(n)와 위치(n+1)에서 이웃하는 픽셀의 값들 사이의 절대 차이이고 D(n) = │P(n+1)-P(n)│으로 표현되며;
    2w+1은 제 1 필터 및 제 2 필터의 크기이고;
    w1 는 상기 제 1 필터의 가중 계수이고; 그리고
    w2 는 상기 제 2 필터의 가중 계수인
    로컬 콘트라스트 강화 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 Pc가 P 보다 큰 경우에 쉐이딩된 이미지로서 P-α(Pc-P)C(P)를 계산하고; 그리고 Pc가 P 보다 크지 않은 경우에 P를 쉐이딩된 이미지로 결정하며;
    이때, P는 이미지 신호이고; Pc는 이미지 신호의 프로파일 신호이고; C(P)는 톤-맵핑을 보상하기 위한 P에 대한 콘트라스트 쉐이딩이며; 그리고 α는 콘트라스트 효과의 정도인
    로컬 콘트라스트 강화 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 멀티플라이어가 I'=I(P'/P)를 계산하고;
    이때, I는 컬러 성분이고; I'는 I의 스케일링된 컬러 성분이며; P는 이미지 신호이고; 그리고 P'는 P의 쉐이딩된 이미지 신호인
    로컬 콘트라스트 강화 장치.
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