KR101235490B1 - 영상의 선명도 향상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상의 에지(Edge) 영역에 존재하는 국부최소점(Local Minimum Point)을 1 픽셀 크기로 정확하게 찾고, 에지를 이루는 각 국부최소점의 밝기 성분과 색차 성분을 조정함으로써 영상의 선명도를 예리하게 향상시킬 수 있도록 한다.

영상, 언샵 마스킹, 에지, 밝기, 색차, 선명도

Description

영상의 선명도 향상 방법{ Method for Sharpness Enhancement of Image }

도 1은 언샵 마스킹 기반의 선명도 향상 기법에 관한 개요,

도 2는 도 1의 각 위치에서의 신호 형태,

도 3은 본 발명에 따라 영상의 선명도를 향상시키는 방법의 일 실시예,

도 4는 국부최소점을 설명하기 위한 개요,

도 5는 국부최소점을 찾는 과정에 관한 실시예,

도 6은 고주파 대역 통과 필터를 통과한 신호 형태의 예,

도 7은 에지 패턴의 예,

도 8은 국부최소점의 패턴 분석을 설명하기 위한 개요,

도 9는 픽셀 밝기를 조정하는 실시예의 설명을 위한 그래프,

도 10은 색차 성분을 조정하는 실시예의 설명을 위한 그래프이다.

본 발명은 영상의 선명도 향상 방법에 관한 것으로서, 특히 디지털 티브이(Digital TV) 등 각종 영상처리장치에서 처리되는 영상에서 국부최소점(LMP: Local Minimum Point)을 1 픽셀 크기로 찾아 서로 연결하고, 국부최소점을 이루는 각 픽셀 성분을 조정하여 영상의 선명도를 예리하게 향상시킬 수 있도록 한다.

일반적으로 각종 영상처리장치를 통해 처리되는 영상에는 블러링(Blurring)이 발생하게 된다. 예를 들자면, 방송국에서 송출되는 티브이 신호는 티브이 카메라에 내재된 특성이나 전송 선로의 채널 특성 등으로 인해 불가피하게 잡음이 추가되고 영상에서의 블러링이 발생한다. 따라서 대부분의 영상처리장치는 블러링을 제거하기 위하여 선명도 향상 기술을 채택하고 있다.

영상의 선명도를 향상시키기 위한 기본 개념은 원 신호의 에지(Edge)나 텍스춰(Texture)와 같이 고주파 성분을 가진 영역 부근에서의 국부적 선명도(Contrast)를 향상시키는 것이다.

이와 관련된 하나의 방법을 도 1과 도 2를 참조하여 설명하자면, 도 2a에 도시한 예의 원 신호를 고주파 대역 통과 필터로 통과시키면(11), 도 2b와 같은 형태의 신호가 되고, 이 신호에 대하여 'Coring'이나 'Thresholding' 등의 방식을 적용하여 필터링 에러를 제거한다(12). 그리고, 고주파 성분을 적당한 가중치로 곱한 후(13) 원 신호에 더하면(14), 최종적으로 도 2c와 같이 선명도가 향상된 결과 신호를 얻을 수 있다. 즉, 원 신호에는 인위적인 오버슈트(Overshoot)나 언더슈트(Undershoot)가 발생하며, 이로 인하여 트랜지션(Transition) 폭이 감소하는 효과가 발생하여 선명도가 증가한다. 이러한 방식을 언샵 마스킹(UM: Unsharp Masking)이라고 하며, 가중치 값이 클수록 고주파 성분이 많이 증폭되므로 선명도는 더 증가하게 된다.

그러나, 언샵 마스킹(UM) 방식은 구현이 편리하고 조정이 간단하다는 장점이 있지만, 선명도의 향상이라는 관점에서는 그리 좋은 성능을 보이지 않는다. 왜냐하면 고주파 대역 통과 필터의 선형성으로 인해 오버슈트 또는 언더슈트의 폭이 한 픽셀 이상으로 커지게 되며, 이 때문에 선명도를 예리하게 향상시키지 못한다. 또한, 오버슈트가 지나치게 크면 영상에 눈에 거슬리는 잡음의 양이 증가하게 되는 등의 문제점도 발생한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 영상의 에지(Edge) 영역 중 국부최소점을 한 픽셀 크기로 정확하게 찾아 서로 연결하고 각 픽셀 성분을 조정하여 영상의 선명도를 예리하게 향상시킬 수 있는 영상의 선명도 향상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 영상의 선명도 향상 방법은, 영상을 구성하는 각 픽셀 중 국부최소점(상승 에지의 시작 픽셀과 하강 에지의 종료 픽셀)을 찾는 단계; 상기 국부최소점들의 패턴을 분석하여 끊어진 부분을 연결할 수 있는 픽셀을 상기 국부최소점에 포함시키고 불필요한 국부최소점을 제거하는 단계; 및 상기 국부최소점들의 성분을 조정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 국부최소점을 찾는 단계는 현재 픽셀을 x(k)라 하고, Threshold1 내지 Threshold4는 사용자가 설정할 수 있는 값이라 할 때, 다음 조건 1 내지 조건 5를 모두 만족하는 픽셀을 국부최소점으로 판단하도록 구성될 수 있다.

조건 1: |HPF(k)| > Threshold1, HPF(k) < 0

( HPF(k)는 x(k)에 대한 고주파 대역 통과 필터 출력 값 )

조건 2: max(k) - min(k) > Threshold2

( max(k)와 min(k)는 x(k)의 주변 픽셀 중 최대 밝기 값과 최소 밝기 값 )

조건 3: avg(k) < Threshold3,

( avg(k)는 x(k)의 주변 픽셀의 평균 밝기 값 )

조건 4: |x(k)의 밝기 값 - min(k)| < Threshold4,

( Threshold4 = ( max(k) - min(k) ) / α )

조건 5: x(k)가 에지 영역에 속해 있을 것.

상기 조건 5는 이전 픽셀을 각각 x(k-1), x(k-2), ... ,x(k-m), 이후 픽셀을 각각 x(k+1), x(k+2), ... ,x(k+m)이라 하고, Threshold5 내지 Threshold7 및 m은 사용자가 설정할 수 있는 값이라 할 때, 다음 조건을 모두 포함할 수 있다.

|x(k)의 밝기 값 - x(k+e)의 밝기 값| > Threshold5,

Left Flat[x(k-m),...,x(k-2),x(k-1),x(k)] < Threshold6,

Right Flat[x(k+e),x(k+e+1),x(k+e+2),...,x(k+e+m)] < Threshold7

여기서, e는 픽셀 단위의 에지 두께이고, Left Flat[]과 Right Flat[]은 [] 안에 있는 각 픽셀 간 밝기 변화량의 합이다.

또한, 상기 에지의 두께 e가 2 이상일 때는 "x(k+e-1)의 밝기 값 < x(k+e)의 밝기 값"의 조건을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 끊어진 부분을 연결할 수 있는 픽셀을 상기 국부최소점에 포함시키는 단계는 해당 픽셀이 수직, 수평, 또는 대각선 방향으로 끊어진 국부최소점을 연결할 때 그 픽셀을 국부최소점에 포함시키도록 구성될 수 있다.

상기 국부최소점들의 성분을 조정하는 단계는 상기 국부최소점들의 밝기 성분을 조정하도록 구성될 수 있다.

상기 밝기 성분의 조정은 상기 국부최소점들의 밝기 성분에서 일정 옵셋 값(Y_offset)을 차감하여 이루어지도록 구성될 수 있다.

상기 Y_offset은 픽셀이 가질 수 있는 밝기 성분을 복수 구간으로 나누고, 상기 구간별로 차등 적용하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 Y_offset은 상기 국부최소점이 위치한 에지에서의 밝기 변화 정도에 따라 차등 적용하도록 구성될 수 있다. 이 때, 상기 밝기 변화 정도는 상기 국부최소점에 대한 고주파 대역 통과 필터의 출력 값에 따라 판단하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 Y_offset은 상기 각 실시예에서 구해진 값에 각각 일정 가중치를 적용하여 구하도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 국부최소점들의 성분을 조정하는 단계는 상기 국부최소점들의 색차 성분을 조정하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 색차 성분의 조정은 Cb와 Cr이 모두 128인 점을 향하여 이루어지도록 구성될 수 있다.

상기 색차 성분의 조정은 픽셀이 가질 수 있는 색차 성분을 복수 구간으로 나누고, 상기 각 구간에 대해 차등적으로 이루어지도록 구성될 수 있다.

상기 색차 성분을 조정하는 각 실시예에서 색차 성분을 조정하는 정도를 사용자가 지정할 수 있도록 구성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 영상의 선명도 향상 방법의 실시예를 설명하자면, 먼저 영상을 구성하는 각 픽셀 중 국부최소점을 탐색한 후(S31), 탐색된 국부최소점들의 패턴을 분석하여 불필요한 국부최소점을 제거하고, 국부최소점들의 끊어진 부분을 연결할 수 있는 픽셀을 국부최소점에 포함시킨다(S32). 그리고, 국부최소점들의 성분을 조정하여 영상의 선명도를 향상시킨다(S33).

여기서, 국부최소점(LMP: Local Minimum Point)이란 도 4에 도시한 예와 같이 영상의 상승 에지(Increasing Edge)의 시작점 또는 하강 에지(Decreasing Edge)의 종료점을 의미한다. 이러한 국부최소점은 언샵 마스킹(UM)을 적용할 때 언더슈트가 발생하는 위치이며, 선명도를 향상시키기 위해 이 점의 밝기를 원래 보다 더 낮추는 것이 필요하다.

도 5를 참조하여, 단계 S31에서 국부최소점을 탐색하는 일 실시예를 설명하기로 한다.

먼저, 영상을 이루는 각 픽셀이 이하에서 설명하는 국부최소점에 관한 조건 #1 내지 #5를 모두 만족하는지를 확인하여(S51~S55), 조건 #1 내지 #5를 모두 만족하는 픽셀을 국부최소점으로 판단한다(S56). 그러나, 조건 #1 내지 #5 중 어느 하나의 조건을 만족하지 않으면 국부최소점이 아닌 것으로 판단한다. 이 때, 각 조건을 판단하는 순서는 필요에 따라 변경될 수 있는 것이며, 반드시 조건 #1에서 #5까지 순차적으로 판단해야 하는 것은 아니다.

이제 조건 #1 내지 조건 #5에 대하여 설명하기로 한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 현재 고려하고 있는 픽셀을 x(k), 이전의 픽셀들을 각각 x(k-1), x(k-2), ... ,x(k-m), 이후의 픽셀들을 각각 x(k+1), x(k+2), ... ,x(k+m)이라 하고, Threshold1 내지 Threshold7 및 m은 사용자에 의해 설정될 수 있는 값이라고 가정하기로 한다.

* 조건 #1은 다음의 수학식 1을 만족해야 하는 것이다.

|HPF(k)| > Threshold1, HPF(k) < 0

여기에서 HPF(k)은 x(k)에 대한 고주파 대역 통과 필터의 출력을 의미하며 2차 미분의 효과를 제공한다. 즉, 이상적인 경우에는 도 6a에 도시한 예와 같은 원 영상신호를 2차 미분하면 도 6b에 도시한 예와 같이 되는데, 그 결과의 최소값이 되는 위치가 국부최소점(LMP)이다. 따라서, 현재 고려하고 있는 픽셀이 국부최소점이 되기 위해서는 그 픽셀에서의 2차 미분 결과가 음수이며 크기가 일정 값(Threshold1)을 초과해야 한다.

* 조건 #2는 다음의 수학식 2을 만족해야 하는 것이다.

max(k) - min(k) > Threshold2

여기서, max(k)와 min(k)는 각각 x(k)의 주변 픽셀 중 최대 밝기 값과 최소 밝기 값이며, 일정 범위에 있는 주변 픽셀들의 최대 밝기 값과 최소 밝기 값의 차이가 기 설정된 값(Threshold2)을 초과해야 한다.

즉, x(k)의 주변에 있는 픽셀의 최대 밝기 값과 최소 밝기 값의 차이가 어느 정도 되어야 에지 영역이라 생각할 수 있다는 의미이며, 고려할 '일정 범위'는 사용자가 설정할 수 있다.

* 조건 #3은 다음의 수학식 3을 만족해야 하는 것이다.

avg(k) < Threshold3

여기서, avg(k)는 x(k)의 주변 픽셀의 평균 밝기 값을 나타내며, 일정 범위의 주변 픽셀들의 평균 밝기 값이 기 설정된 값(Threshold3) 미만이어야 한다. 여기서 '일정 범위'는 사용자가 설정할 수 있다.

* 조건 #4는 다음의 수학식 4를 만족해야 하는 것이다.

|x(k)의 밝기 값 - min(k)| < Threshold4

( Threshold4 = ( max(k) - min(k) ) / α )

여기서, max(k)와 min(k)는 위에서 설명한 바와 같으며, x(k)의 밝기 값과 x(k) 주변의 최소 밝기 값의 차이가 주어진 값(Threshold4) 미만이어야 한다.

즉, 국부최소점은 에지 영역 중 평탄한 영역에 속해야 하는 것을 나타내는 조건인데, 에지의 트랜지션(Transition)이 크면 평탄한 영역의 변동(Fluctuation)을 어느 정도까지는 허용한다는 의미이다. 이때 사용되는 값 α는 주변 픽셀의 최대 밝기 값과 최소 밝기 값의 차이에 따라 달라질 수 있으며, 사용자가 지정할 수 있다.

* 조건 #5는 다음의 수학식 5를 만족해야 하는 것이다.

|x(k)의 밝기 값 - x(k+e)의 밝기 값| > Threshold5,

Left Flat[x(k-m),...,x(k-2),x(k-1),x(k)] < Threshold6,

Right Flat[x(k+e),x(k+e+1),x(k+e+2),...,x(k+e+m)] < Threshold7

여기서, Left Flat[]과 Right Flat[]은 [] 안에 있는 각 픽셀 간 밝기 변화량의 합이며, 'e'는 에지의 두께로서 1 이상의 정수이다. 또한, 상기 에지의 두께 e가 2 이상일 때는 "x(k+e-1)의 밝기 값 < x(k+e)의 밝기 값"의 조건을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

즉, x(k)가 국부최소점이 되기 위해서는 에지 영역에 속해 있어야 하며, 따라서 에지 패턴 매칭(Edge-Pattern Matching)을 통해 에지 영역에 속해 있는지를 판단할 수 있다. 이 때, "x(k+e-1)의 밝기 값 < x(k+e)의 밝기 값"은 두께가 2 이상인 에지의 경우에는 에지 영역의 밝기가 단조 증가 또는 감소해야 한다는 것을 의미한다.

도 7을 참조하여 에지의 두께 e가 1 내지 3인 예를 통해 조건 #5를 구체적으로 설명하기로 한다. 이 때, m은 4로 가정하기로 한다.

먼저, 도 7a에 도시한 예와 같이 두께가 1인 에지를 판단하기 위한 조건은

|x(k)의 밝기 값 - x(k+1)의 밝기 값| > Threshold5,

Left Flat[x(k-3),x(k-2),x(k-1),x(k)] < Threshold6,

Right Flat[x(k+1),x(k+2),x(k+3),x(k+4)] < Threshold7

을 모두 만족하는 것이다.

또한, 도 7b에 도시한 예와 같이 두께가 2인 에지를 판단하기 위한 조건은

|x(k)의 밝기 값-x(k+2)의 밝기 값| > Threshold5,

x(k+1)의 밝기 값 < x(k+2)의 밝기 값,

Left Flat[x(k-3),x(k-2),x(k-1),x(k)] < Threshold6,

Right Flat[x(k+2),x(k+3),x(k+4),x(k+5)] < Threshold7

을 모두 만족하는 것이다.

그리고, 도 7c에 도시한 예와 같이 두께가 3인 에지를 판단하기 위한 조건은

|x(k)의 밝기 값-x(k+3)의 밝기 값| > Threshold5,

x(k+2)의 밝기 값 < x(k+3)의 밝기 값,

Left Flat[x(k-3),x(k-2),x(k-1),x(k)] < Threshold6,

Right Flat[x(k+3),x(k+4),x(k+5),x(k+6)] < Threshold7

을 모두 만족하는 것이다. 이 때, x(k)는 두께가 1, 2, 3일 때의 조건 중 어느 하나라도 만족하면 국부최소점이 될 수 있다

이제 위에서 설명한 바와 같은 각 실시예를 통해 탐색된 국부최소점의 패턴을 분석하여 불필요한 부분을 제거하고 끊어진 부분을 연결하는 단계 S32를 구체적으로 설명하기로 한다.

단계 S32는 단계 S31을 통해 탐색된 국부최소점들 중에서 불필요한 것들을 제거하고 끊어진 부분을 연결하는 과정으로서, 1 픽셀 에지를 구성하기에 부적합한 국부최소점을 제거하고, 또한 끊어진 국부최소점들 사이를 서로 연결하여 1 픽셀 에지를 구성할 수 있는 픽셀은 국부최소점에 포함시킨다. 그러므로, 단계 S32는 영상의 에지를 이루는 픽셀들을 확정하는 과정이다.

도 8을 참조하자면, 도 8a에 검은색으로 표시한 각 국부최소점은 서로 연결되어 1 픽셀 에지를 구성할 수 없는 픽셀이므로 국부최소점에서 제거되며, 도 8b에 도시한 예에서 현재 국부최소점에 포함되어 있지 않은 각 가운데 픽셀은 수직, 수평 또는 대각선 방향에 위치한 국부최소점(검은색 점)을 서로 연결할 수 있는 위치에 있으므로 이 픽셀은 국부최소점에 포함시킨다.

이제 단계 S32을 통해 정정된 국부최소점들의 성분을 조정하여 선명도를 향상시키는 단계 S33을 구체적으로 설명하기로 한다. 국부최소점의 성분은 밝기와 색차 성분으로 이루어질 수 있는데, 밝기 성분과 색차 성분 중 어느 하나만 조정할 수도 있고, 밝기 성분과 색차 성분 모두 조정할 수도 있다.

먼저 밝기 성분을 조정하는 일 실시예를 설명하자면, 밝기 성분은 다음의 수학식 6과 같이 정정할 수 있다.

Y' = Y - Y_offset

여기서, Y'는 조정 후의 밝기 값이고, Y는 조정 전의 밝기 값이며, Y_offset은 Y에서 차감할 값이다.

Y_offset은 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있는 것이다. Y_offset을 결정하는 하나의 예는 픽셀이 가질 수 있는 밝기를 복수의 구간으로 나누고 구간별로 차등 적용하는 것으로서, 이러한 방법은 현재 픽셀의 밝기를 고려하여 Y_offset을 구하는 방법이다.

이 때, 도 9a에 도시한 예와 같이 밝기가 밝을수록 낮추는 정도를 작게 할 수 있다. 도 9a는 현재 픽셀의 밝기 값이 th1 이하일 때 Y_offset(y_offset1)으로 y_offset_1을 적용하고, th1~th2의 사이의 일정 부분에서는 y_offset_2를 적용하는 예를 나타내고 있으나, 어떻게 구간을 나누고 차등 적용할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있음은 물론이다.

Y_offset을 구하는 또 하나의 예는 국부최소점이 위치한 에지에서의 밝기 변화 정도에 따라 차등 적용하도록 구성하는 것이다. 이러한 방법은 주변 픽셀의 밝기를 고려하여 Y_offset을 구하는 것이다. 이 때, 도 9b에 도시한 예와 같이 로우 에지(Low Edge) 영역에서 1-픽셀 에지(1-Pixel Edge)가 노이즈처럼 나타나는 것을 막기 위해 고주파 대역 통과 필터의 출력 값이 작은 부분(즉, 에지의 크기가 작은 영역)은 Y_offset을 작게 적용할 수 있다. 도 9b는 고주파 대역 통과 필터의 출력값이 th3의 근방에 있을 때 Y_offset(y_offset2)이 변함을 보여주고 있다.

또한, Y_offset은 다음의 수학식 7과 같이 위의 두 가지 방법을 통해 결정된 값에 각각 가중치를 적용하여 구할 수도 있다. 여기에서 가중치는 사용자가 조정할 수 있는 값이다.

Y_offset = w * y_offset_A + (1-w) * y_offset_B

여기서, y_offset_A와 y_offset_B는 각각 위에서 설명한 실시예에서 전자의 방법으로 구한 Y_offset(예: y_offset_1)과 후자의 방법으로 구한 Y_offset(예: y_offset_3)이며, w는 가중치이다.

이제, 단계 S33에서 국부최소점의 색차 성분을 조정하는 실시예를 설명하기로 한다.

색차 성분을 조정하는 하나의 실시예는 픽셀이 가질 수 있는 색차 성분의 크기를 복수의 구간으로 나누고, 각 구간별로 차등 적용하도록 구성하는 것이다. 즉, 색차 성분인 Cb와 Cr 값의 크기에 따라 조정되는 범위가 달라질 수 있다. 이 때, 색차 성분의 조정은 도 10에 도시한 예와 같이 색차 성분 (Cb,Cr) 평면에서 (Cb=128, Cr=128)인 중심점 방향으로 이루어지도록 구성할 수 있다. 이러한 실시예에서 색차 성분의 조정은 회색 값(Cb=128, Cr=128)의 방향으로 이루어지게 된다.

또한, 색차 성분 (Cb, Cr) 평면에서 현재 조정 대상인 픽셀의 위치로부터 (Cb=128, Cr=128) 까지를 고정 개수의 구간으로 나누고, 이동할 구간의 수는 사용자가 설정하도록 구성할 수도 있다.

도 10을 참조하자면, 사용자가 이동할 구간의 수를 2로 설정하였을 때, 픽셀 A는 중앙으로 2 구간 이동한 A-2의 색차 성분을 갖도록 조정되고, 픽셀 B는 중앙으로 2 구간 이동한 B-2의 색차 성분을 갖도록 조정된다. 또한, 사용자가 이동할 구간의 수를 3으로 설정하였다면, 픽셀 A는 중앙으로 3 구간 이동한 A-3의 색차 성분을 갖도록 조정되고, 픽셀 B는 중앙으로 3 구간 이동한 B-3의 색차 성분을 갖도록 조정된다.

색차 성분을 조정하는 또 다른 실시예로서 다음의 수학식 8에 따라 조정하도록 구성할 수도 있다.

Cb' = 128 + Cb_offset/n,

where Cb_offset = (Cb - 128) * (n-level)

Cr' = 128 + Cr_offset/n,

where Cr_offset = (Cr - 128) * (n-level)

여기서, Cb'와 Cr'은 조정 후의 색차 성분이고, Cb와 Cr은 조정 전의 색차 성분이며, level은 사용자가 설정할 수 있는 값으로서 0 이상 n 이하의 정수로 바람직하게 구성할 수 있다. n은 1 이상의 정수이다.

예로서, n=4이고 사용자가 level 값을 0, 1, 2, 3, 4 중 어느 하나의 정수로 설정할 수 있다고 가정할 때, 사용자가 level 값을 0으로 설정하면 조정 후의 색차 성분 Cb'는 128 + (Cb - 128)이 되어 Cb 값을 그대로 유지하게 되고, Cr'은 128 + (Cr - 128)이 되어 Cr 값을 그대로 유지하게 된다.

만일 사용자가 level 값을 1로 설정하면 조정 후의 색차 성분 Cb'는 128 + 3*(Cb - 128)/4이 되고, Cr'은 128 + 3*(Cr - 128)/4이 된다. 즉, 사용자는 level 값을 조절하여 중앙점(Cb=128,Cr=128) 근처로 이동하는 정도를 조정할 수 있다.

이와 같이, 색차 성분을 조정하는 각 실시예에서 조정의 정도는 사용자가 지정할 수 있도록 구성될 수 있는 것이다.

위에서 설명한 각 실시예 이외에도 국부최소점들의 밝기나 색차 성분을 어떻게 조정할 것인지는 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있는 것임은 물론이다.

본 발명에 따르면, 영상의 에지를 1 픽셀 크기로 정확하게 찾아내어 픽셀 값을 조정함으로써 잡음 증폭이나 오버 피킹 등의 문제없이 세밀하게 선명도를 조정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

1. 영상을 구성하는 각 픽셀 중 국부최소점(상승 에지의 시작 픽셀과 하강 에지의 종료 픽셀)을 찾는 단계;

   상기 국부최소점들의 패턴을 분석하여, 끊어진 부분을 연결할 수 있는 픽셀을 상기 국부최소점에 포함시키고, 끊어진 부분을 연결할 수 없는 픽셀을 상기 국부최소점에서 제거하는 단계; 및

   상기 국부최소점들의 성분을 조정하는 단계를 포함하여 이루어지는 영상의 선명도 향상 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 국부최소점을 찾는 단계는 현재 픽셀을 x(k)라 하고, Threshold1 내지 Threshold4과 α는 사용자가 설정할 수 있는 값이라 할 때, 다음 조건을 모두 만족하는 픽셀을 국부최소점으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.

   (1) |HPF(k)| > Threshold1, HPF(k) < 0

   ( HPF(k)는 x(k)에 대한 고주파 대역 통과 필터 출력 값 )

   (2) max(k) - min(k) > Threshold2

   ( max(k)와 min(k)는 x(k)의 주변 픽셀 중 최대 밝기 값과 최소 밝기 값 )

   (3) avg(k) < Threshold3, ( avg(k)는 x(k)의 주변 픽셀의 평균 밝기 값 )

   (4) |x(k)의 밝기 값 - min(k)| < Threshold4,

   ( Threshold4 = ( max(k) - min(k) ) / α )

   (5) x(k)가 에지 영역에 속해 있을 것
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 "x(k)가 에지 영역에 속해 있을 것"의 조건은 이전 픽셀을 각각 x(k-1), x(k-2), ... ,x(k-m), 이후 픽셀을 각각 x(k+1), x(k+2), ... ,x(k+m)이라 하고, Threshold5 내지 Threshold7 및 m은 사용자가 설정할 수 있는 값이라 할 때, 다음 조건을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.

   |x(k)의 밝기 값 - x(k+e)의 밝기 값| > Threshold5,

   Left Flat[x(k-m),...,x(k-2),x(k-1),x(k)] < Threshold6,

   Right Flat[x(k+e),x(k+e+1),x(k+e+2),...,x(k+e+m)] < Threshold7

   ( e는 픽셀 단위의 에지 두께, Left Flat[]과 Right Flat[]은 [] 안에 있는 각 픽셀 간 밝기 변화량의 합 )
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 에지의 두께 e가 2 이상일 때는,

   "x(k+e-1)의 밝기 값 < x(k+e)의 밝기 값"의 조건을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 끊어진 부분을 연결할 수 있는 픽셀을 상기 국부최소점에 포함시키는 단계는 해당 픽셀이 수직, 수평, 또는 대각선 방향으로 끊어진 국부최소점을 연결할 때 그 픽셀을 국부최소점에 포함시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 국부최소점들의 성분을 조정하는 단계는 상기 국부최소점들의 밝기 성분을 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 밝기 성분의 조정은 상기 국부최소점들의 밝기 성분에서 일정 옵셋 값(Y_offset)을 차감하여 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 Y_offset은 픽셀이 가질 수 있는 밝기 성분을 복수 구간으로 나누고, 상기 구간별로 차등 적용하도록 구성(y_offset_A)되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 Y_offset은 상기 국부최소점이 위치한 에지에서의 밝기 변화 정도에 따라 차등 적용하도록 구성(y_offset_B)되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 밝기 변화 정도는 상기 국부최소점에 대한 고주파 대역 통과 필터의 출력 값에 따라 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 Y_offset은 상기 y_offset_A와 y_offset_B에 각각 일정 가중치를 적용하여 구하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
12. 제 6 항에 있어서,

    상기 국부최소점들의 성분을 조정하는 단계는 상기 국부최소점들의 색차 성분을 조정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 색차 성분의 조정은 Cb와 Cr이 모두 128인 점을 향하여 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 색차 성분을 조정하는 정도를 사용자가 지정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 색차 성분의 조정은 픽셀이 가질 수 있는 색차 성분을 복수 구간으로 나누고, 상기 각 구간에 대해 차등적으로 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상의 선명도 향상 방법.

Images