KR101256094B1 - 움직임 객체를 포함하는 영상의 개선 장치 - Google Patents

움직임 객체를 포함하는 영상의 개선 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 개선 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 현재 영상에서 움직임 객체를 포함하는 중요 영역과 중요 영역을 제외한 기타 영역으로 구분하고, 중요 영역과 기타 영역의 픽셀을 각각 기준 평균값으로 정규 분포를 이루도록 픽셀값을 변경하여 중요 영역 또는 기타 영역의 영상을 개선하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 영상 개선 장치는 획득한 영상 화면에서 움직임 객체가 존재하는 영역을 중요 영역으로 설정하고 중요 영역과 기타 영역을 분리하여 개선함으로써, 관심 대상인 움직임 객체를 명확하게 구분할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 영상 개선 장치는 기준 평균값을 기준으로 기준 최소값과 기준 최대값 범위내에서 평활화하여 중요 영역과 기타 영역의 영상을 개선함으로써, 기준 최소값과 기준 최대값의 범위에 따라 영상 개선 정도를 용이하게 변경할 수 있다.

Description

움직임 객체를 포함하는 영상의 개선 장치{Apparatus for improving image comprising motion object}
본 발명은 영상 개선 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 현재 영상에서 움직임 객체를 포함하는 중요 영역과 중요 영역을 제외한 기타 영역으로 현재 영상을 구분하고, 중요 영역과 기타 영역의 픽셀을 각각 기준 평균값으로 정규 분포를 이루도록 픽셀값을 변경하여 중요 영역 또는 기타 영역의 영상을 개선하는 장치에 관한 것이다.
영상 개선(image enhancement)이란 인간의 눈에 인지도가 떨어지는 영상의 인지도를 높이는 것으로, 안개, 황사, 수중, 야간 등의 열악한 환경에서 촬영되는 영상을 인식하기 좋은 영상으로 보정하거나 배경화면 또는 배경 조명에 의해 흐리거나 어두운 영상을 인식하기 좋은 영상으로 보정하는 것이다.
종래 영상 개선 방식을 살펴보면, 개선하고자 하는 전체 영상의 픽셀들의 픽셀값 히스토그램을 평활화하여 특정범위에 집중 분산되어 있는 픽셀값을 전체 픽셀 범위(0 내지 255)로 분산하여 흐린 영상 또는 어두운 영상을 인식하기 좋은 영상으로 보정하였다.
그러나 종래 영상 개선 방식은 영상을 구성하는 모든 픽셀들의 분포도를 분석하고 모든 픽셀들의 히스토그램을 전체 픽셀 범위로 분산하여 평활화함으로써, 전체 영상 화면이 개선되는 효과는 있지만 영상에 존재하는, 사용자가 집중하여 관찰하고자 하는 중요 영역과 중요 영역을 제외한 기타 영역의 구분이 모호해진다. 즉, 전체 영상 화면 중 사용자의 관심은 중요 영역이므로 기타 영역과 중요 영역을 서로 다른 품질로 영상 개선하는 것이 필요하며 이를 통해 중요 영역과 기타 영역의 명확한 구분이 필요하다.
본 발명은 종래 영상 개선 방식이 가지는 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 열악한 환경에서 획득한 영상을 개선하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 획득한 영상 화면에서 중요 영역과 기타 영역을 구분하여 영상을 개선하여 중요 영역과 기타 영역을 명확하게 구분시키는 영상 개선 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 영상 화면 픽셀을 0 내지 255 픽셀 범위에서 평활화하는 것이 아니라 기준 평균 픽셀값을 기준으로 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 범위내에서 평활화하여 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값의 범위에 따라 영상 개선 정도를 용이하게 변경할 수 있는 영상 개선 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 획득한 영상 화면에서 움직임 객체가 존재하는 중요 영역을 기타 영역과 다른 변경 계수로 개선하여 움직임 객체를 중심으로 영상을 개선할 수 있는 영상 개선 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 서로 다른 변경 계수로 보정된 중요 영역과 기타 영역의 영상을 중심점과의 거리 비율에 따라 가중치를 부여하여 중요 영역과 기타 영역의 개선 영상 사이에 발생하는 깨짐 현상을 제거하는 영상 개선 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 영상 개선 장치는 현재 영상에서 움직임 객체를 판단하고 움직임 객체를 포함하는 중요 영역과 현재 영상에서 중요 영역을 제외한 나머지 영역으로 이루어진 기타 영역을 설정하는 영역 설정부와, 중요 영역에 위치하는 픽셀과 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분도포에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균값에 대해 정규분포를 이루도록 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수와 기타 영역에 위치하는 픽셀이 제2 기준 평균값에 대해 정규 분포를 이루도록 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산하는 변경 계수 계산부와, 중요 영역의 중심점과 픽셀값이 변경되는 변경 픽셀 사이의 거리 및 중심점과 변경 픽셀의 연장선상에 위치하는 화면 외곽점과 변경 픽셀 사이의 거리 및 변경 픽셀의 중요 영역 변경 계수 또는 변경 픽셀의 기타 영역 변경 계수에 기초하여 변경 픽셀의 가중치를 계산하는 가중치 계산부와, 계산한 가중치를 변경 픽셀의 픽셀값에 적용하여 현재 영상을 개선하는 영상 개선부를 포함한다.
여기서 영역 설정부는 현재 영상에서 움직임 객체를 판단하는 움직임 객체 판단부와, 움직임 객체가 포함된 단위 블록을 에지로 하는 중요 영역을 설정하는 중요 영역 설정부와, 현재 영상에서 상기 중요 영역을 차감하여 생성되는 나머지 영역을 기타 영역으로 설정하는 기타 영역 설정부를 포함한다.
한편 변경 계수 계산부는 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값과 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값에 기초하여 각각 중요 영역의 픽셀값 분도포와 기타 영역의 픽셀값 분포도를 판단하는 분포도 판단부와, 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균값에 대해 정규분포를 이루도록 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수를 계산하는 중요 영역 변경 계수 계산부와, 기타 영역에 위치하는 픽셀이 제2 기준 평균값에 대해 정규 분포를 이루도록 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산하는 기타 영역 변경 계수 계산부를 포함한다.
여기서 중요 영역 변경 계수 계산부는 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분포도에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값을 판단하는 제1 픽셀값 판단부와, 중요 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균값에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 중요 영역 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수를 계산하는 제1 변경 계수 계산부를 포함한다.
여기서 기타 영역 변경 계수 계산부는 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분포도에 기초하여 기타 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값을 판단하는 제2 픽셀값 판단부와, 기타 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균값에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제2 기준 평균값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 기타 영역 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산하는 제2 변경 계수 계산부를 포함한다.
본 발명에 따른 영상 개선 장치는 종래 영상 개선 장치와 비교하여 다음과 같은 다양한 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 영상 개선 장치는 획득한 영상 화면에서 중요 영역과 기타 영역을 구분하여 서로 다른 변경 계수로 영상을 개선함으로써, 중요 영역과 기타 영역의 영상을 명확하게 구분하여 개선시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 영상 개선 장치는 기준 평균값을 기준으로 기준 최소값과 기준 최대값 범위내에서 평활화하여 중요 영역과 기타 영역의 영상을 개선함으로써, 기준 최소값과 기준 최대값의 범위에 따라 영상 개선 정도를 용이하게 변경할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 영상 개선 장치는 획득한 영상 화면에서 움직임 객체가 존재하는 영역을 중요 영역으로 설정하고 중요 영역과 기타 영역을 분리하여 개선함으로써, 관심 대상인 움직임 객체를 명확하게 구분할 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 영상 개선 장치는 서로 다른 변경 계수로 변경된 중요 영역과 기타 영역의 영상을 중심점과의 거리 비율에 따라 가중치를 부여하여 개선함으로써, 중요 영역과 기타 영역의 개선 영상 사이에 발생하는 깨짐 현상을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 개선 장치를 설명하는 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영역 설정부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 3은 단위 블록의 움직임 크기와 중요 영역, 기타 영역의 일 예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변경 계수 계산부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 픽셀값 분포도의 일 예를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 기준 평균값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 변경된 픽셀값 분포도의 일 예를 도시하고 있다.
도 7는 본 발명에 따른 변경 계수의 일 예를 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치 계산부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 9는 중요 영역의 중심점을 계산하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 중요 영역의 중심점(Ci)과 중요 영역의 중심점과 픽셀값이 변경되는 변경 픽셀(i, j) 사이의 거리(dα) 및 중심점으로부터 변경 픽셀로 형성되는 연장선과 만나는 화면 외곽점과 변경 픽셀 사이의 거리(dβ)의 일 예를 도시하고 있다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 영상 개선 장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 개선 장치를 설명하는 기능 블록도이다.
도 1을 참고로 살펴보면, 영역 설정부(100)는 입력된 현재 영상에서 움직임 객체를 판단하고 판단한 움직임 객체를 포함하는 중요 영역과 현재 영상에서 중요 영역을 제외한 나머지 영역으로 이루어진 기타 영역을 설정한다. 변환 계수 계산부(200)는 중요 영역에 위치하는 영상 픽셀과 기타 영역에 위치하는 영상 픽셀의 픽셀값 분도포에 기초하여 중요 영역의 픽셀들의 픽셀값을 변경시키는 중요 영역 변경 계수와 기타 영역의 픽셀들의 픽셀값을 변경시키는 기타 영역 변경 계수를 계산한다. 보다 구체적으로 살펴보면, 변환 계수 계산부(200)는 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 픽셀값 분포도를 분석하고 분석한 픽셀값 분포도에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀들이 제1 기준 평균값에 대해 정규 분포를 이루도록 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 픽셀값을 변경시킬 중요 영역 변경 계수를 계산한다. 또한 변환 계수 계산부(200)는 기타 영역에 위치하는 픽셀들의 픽셀값 분포도를 분석하고 분석한 픽셀값 분포도에 기초하여 기타 영역에 위치하는 픽셀들이 제2 기준 평균값에 대해 정규 분포를 이루도록 기타 영역에 위치하는 픽셀들의 픽셀값을 변경시킬 기타 영역 변경 계수를 계산한다.
가중치 계산부(300)는 중요 영역의 중심점과 변경 픽셀 사이의 거리, 중심점과 화면 외곽점 사이의 거리 및 변경 픽셀의 중요 영역 변경 계수 또는 변경 픽셀의 기타 영역 변경 계수에 기초하여 변경 픽셀의 가중치를 계산한다. 여기서 변경 픽셀이란 중요 영역 또는 기타 영역에 위치하는 픽셀로 영상 개선을 위해 픽셀값이 변경되는 픽셀을 의미한다. 한편, 화면 외곽점이란 중심점과 변경 픽셀의 연장선 상에 위치하는 픽셀로, 중심점으로부터 변경 픽셀 방향으로 연장 형성되는 직선이 입력되는 현재 영상의 둘레 모서리와 만나는 지점에 위치하는 픽셀을 의미한다. 입력 화면을 구성하는 모든 픽셀은 변경 픽셀로 가중치 계산부(300)는 입력 화면의 중요 영역과 기타 영역에 위치하는 모든 픽셀에 대해 가중치를 계산한다. 영상 개선부(400)는 계산한 가중치를 변경 픽셀의 픽셀값과 해당 변경 픽셀에 대해 계산한 가중치로 이루어진 변경 함수값을 계산하여 변경 함수값을 변경 픽셀값으로 가지는 화면으로 입력 화면을 개선한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영역 설정부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2를 참고로 살펴보면, 움직임 객체 판단부(110)는 현재 입력되는 화면에서 배경 화면과 움직임 객체를 분리하여 현재 영상에 존재하는 움직임 객체를 판단한다. 움직임 객체 판단부(110)에서 움직임 객체를 판단하는 방법의 일 예로, 움직임 객체 판단부(110)는 배경 화면과 현재 영상의 차를 계산하여 차 영상을 생성하고 차 영상을 움직임 객체로 판단한다. 움직임 객체 판단부(110)에서 움직임 객체를 판단하는 다른 예는 블록 단위로 움직임 객체를 판단하는 방법으로, 보다 구체적으로 살펴보면 움직임 객체 판단부(110)는 현재 영상과 이전 영상을 각각 단위 블록으로 분할한다. 분할한 단위 블록보다 큰 검색 범위를 가지도록 검색 블록을 생성하고, 검색 블록 단위로 이전 영상의 각 단위 블록과 가장 유사한 단위 블록을 현재 영상에서 검색한다. 이전 영상의 단위 블록과 가장 유사한 현재 영상의 단위 블록 사이의 움직임 크기를 계산하여 움직임 크기가 일정 임계값보다 큰 현재 영상의 단위 블록을 움직임 객체로 판단한다. 바람직하게, 움직임 객체 판단부(110)는 계산한 현재 영상의 단위 블록의 움직임 크기가 현재 영상 전체의 움직임 크기 평균값보다 큰 단위 블록만을 선택하여 움직임 객체로 판단한다.
중요 영역 설정부(120)는 움직임 객체 판단부(110)에서 판단한 움직임 객체가 포함된 단위 블록, 즉 움직임 객체의 픽셀을 단위 블록의 일부 또는 전부로 포함하는 단위 블록의 에지로 이루어진 영역을 중요 영역으로 설정한다. 기타 영역 설정부(130)는 현재 영상에서 중요 영역의 영상을 차감하여 현재 영상에서 중요 영역을 제외한 나머지 영역을 기타 영역으로 설정한다. 도 3(a)는 움직임 객체 판단부(110)에서 판단한 현재 영상의 단위 블록의 움직임 크기를 표시한 일 예를 도시하고 있으며, 도 3(b)는 판단한 움직임 객체에 기초하여 중요 영역 설정부(120)와 기타 영역 설정부(130)에서 설정된 중요 영역(A)과 기타 영역(B)의 일 예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변경 계수 계산부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 분포도 판단부(210)는 입력 영상 화면의 중요 영역과 기타 영역을 구성하는 픽셀들의 픽셀값에 기초하여 픽셀값 분포도를 판단한다. 여기서 픽셀값이란 픽셀의 휘도값, 색상값을 의미한다. 예를 들어 분포도 판단부(210)는 입력 영상 화면의 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 휘도값 분포도를 분포 히스토그램으로 판단하고 입력 영상 화면의 기타 영역에 위치하는 픽셀들의 휘도값 분포도를 분포 히스토그램으로 판단한다.
중요 영역 계수 변환부(220)는 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균 픽셀값에 대해 정규분포를 이루도록 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수를 계산한다. 중요 영역 계수 변환부(220)는 제1 픽셀값 판단부(221)와 제1 변경 계수 계산부(223)을 구비하여 구성되어 있는데, 제1 픽셀값 판단부(221)는 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분포도에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값을 판단한다. 한편, 제1 변경 계수 계산부(223)는 중요 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균 픽셀값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 중요 영역 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수를 계산한다.
기타 영역 계수 변환부(230)는 기타 영역에 위치하는 픽셀이 제2 기준 평균 픽셀값에 대해 정규 분포를 이루도록 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산한다. 기타 영역 계수 변환부(230)는 제2 픽셀값 판단부(231)와 제2 변경 계수 계산부(233)를 구비하여 구성되어 있는데, 제2 픽셀값 판단부(231)는 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분포도에 기초하여 기타 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값을 판단한다. 한편, 제2 변경 계수 계산부(233)는 기타 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값에 기초하여 기타 영역에 위치하는 픽셀이 제2 기준 평균 픽셀값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 기타 영역 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산한다.
여기서 최소 픽셀값이란 중요 영역 또는 기타 영역에 위치하는 픽셀들 중 가장 낮은 동일 픽셀값을 가지는 픽셀 수가 임계값을 초과하는 픽셀의 픽셀값을 의미하며, 최대 픽셀값이란 중요 영역 또는 기타 영역에 위치하는 픽셀들 중 가장 높은 동일 픽셀값을 가지는 픽셀 수가 임계값을 초과하는 픽셀의 픽셀값을 의미한다. 한편, 평균 픽셀값이란 중요 영역 또는 기타 영역에 위치하는 픽셀들 중 가장 많은 동일 픽셀값을 가지는 픽셀의 픽셀값을 의미한다.
여기서 기준 평균 픽셀값이란 중요 영역 또는 기타 영역에 위치하는 픽셀들을 정규 분포화하여 분산시키기 위한 평균 픽셀값을 의미하며, 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값이란 정규 분포화 분산시킬 때 정해지는, 정규 분포의 최소 픽셀값과 최대 픽셀값을 의미한다. 따라서, 중요 영역 변경 계수에 의해 중요 영역의 평균 픽셀값, 최소 픽셀값 및 최대 픽셀값은 각각 중요 영역의 기준 평균 픽셀값, 기준 최소 픽셀값 및 기준 최대 픽셀값에 매칭되어 정규 분포화되며, 기타 영역 변경 계수에 의해 기타 영역의 평균 픽셀값, 최소 픽셀값 및 최대 픽셀값은 각각 기타 영역의 기준 평균 픽셀값, 기준 최소 픽셀값 및 기준 최대 픽셀값에 매칭되어 정규 분포화된다.
도 5는 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 픽셀값 분포도의 일 예를 도시하고 있으며, 도 6은 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균값에 기초하여 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 변경된 픽셀값 분포도의 일 예를 도시하고 있다. 도 5에 도시되어 있는 픽셀값 분포도를 참고하면, 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 최소 픽셀값은 6이고 최대 픽셀값은 250이며 평균 픽셀값은 60이다. 도 6에 도시되어 있는 픽셀값 분포도를 참고하면, 중요 영역에 위치하는 픽셀들은 중요 영역 변경 계수에 의해 기준 평균값(128)에 대해 기준 최소 평균값(16)와 기준 최대 평균값(240) 사이에서 정규 분포를 이룬다. 본 발명이 적용되는 분야에 따라 기준 최소 픽셀값, 기준 최대 픽셀값 및 기준 평균 픽셀값은 서로 상이하게 적용될 수 있다. 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이의 범위를 넓게 설정함으로써, 보다 정밀한 영상 개선이 가능하다.
도 7은 도 5에 도시되어 있는 중요 영역 픽셀값 분포도의 평균 픽셀값, 최소 픽셀값, 최대 픽셀값과 설정된 기준 평균 픽셀값, 기준 최소 픽셀값, 기준 최대 픽셀값에 의해 중요 영역에 위치하는 픽셀들을 도 6과 같이 기준 평균 픽셀값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 계산된 중요 영역 변경 계수의 일 예를 도시하고 있다. 도 7을 참고로 살펴보면, 평균 픽셀값, 최소 픽셀값, 최대 픽셀값이 각각 69, 6, 250이고 기준 평균값, 기준 최소 픽셀값, 기준 최대 픽셀값이 각각 128, 16, 240인 경우, 0에서 6 픽셀값 범위의 픽셀들은 (0,0)과 (6, 16)을 연결하는 직선 기울기의 변경 계수로 픽셀값이 변경되며, 6에서 60 픽셀값 범위의 픽셀들은 (6,16)과 (60, 128)을 연결하는 직선 기울기의 변경 계수로 픽셀값이 변경되며, 60에서 250 픽셀값 범위의 픽셀들은 (60,128)과 (250, 240)을 연결하는 직선 기울기의 변경 계수로 픽셀값이 변경되며, 250에서 255 픽셀값 범위의 픽셀들은 (250, 240)과 (25, 255)을 연결하는 직선 기울기의 변경 계수로 픽셀값이 변경된다. 이하 최소 픽셀값보다 작은 픽셀값을 가지는 픽셀의 변경계수를 최소 변경 계수, 최소 픽셀값과 평균 픽셀값 사이에 위치하는 픽셀의 변경계수를 중소 변경 계수, 평균 픽셀값과 최대 픽셀값 사이에 위치하는 픽셀의 변경계수를 중상 변경 계수, 최대 픽셀값 이상의 픽셀값을 가지는 픽셀의 변경계수를 최대 변경 계수라 언급한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치 계산부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 8을 참고로 살펴보면, 중심점 계산부(310)는 중요 영역의 중심점(Ci)을 계산하고, 거리 계산부(320)는 중요 영역의 중심점과 픽셀값이 변경되는 변경 픽셀 사이의 거리(dα) 및 중심점으로부터 변경 픽셀로 형성되는 연장선과 만나는 화면 외곽점과 변경 픽셀 사이의 거리(dβ)를 계산한다. 가중치 연산부(330)는 변경 픽셀의 중요 영역 변경 계수 또는 변경 픽셀의 기타 영역 변경 계수에 기초하여 아래의 수학식(1)과 같이 변경 픽셀의 가중치를 계산한다.
[수학식 1]
Figure 112011043849699-pat00001
여기서 Ai와 Ae는 각각 중요 영역 변경 계수와 기타 영역 변경 계수이고, dα와 dβ는 각각 중요 영역의 중심점과 픽셀값이 변경되는 변경 픽셀 사이의 거리 및 중심점과 변경 픽셀의 연장선상에 위치하는 화면 외곽점과 변경 픽셀 사이의 거리를 의미한다. 여기서 중요 영역 변경 계수 또는 기타 영역 변경 계수는 변경 픽셀의 위치에 따라 최소 변경 계수, 중소 변경 계수, 중상 변경 계수, 최대 변경 계수가 적용된다.
도 9는 중요 영역의 중심점을 계산하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면으로, 도 9를 참고로 살펴보면 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 x축 분포도와 중요 영역에 위치하는 픽셀들의 y축 분포도를 이용하여, 먼저 아래의 수학식(2)과 같이 x축 분포도에서 좌측으로부터의 픽셀 수의 누적값과 우측으로부터의 픽셀 수 누적값이 같아지는 점을 x축 중심점(Ck)으로 결정한다. 또한 아래의 수학식(3)와 같이 y축 분포도에서 위측으로부터의 픽셀 수 누적값과 아래측으로부터의 픽셀 수 누적값이 같아지는 점을 y축 중심점(Ct)으로 결정한다. 여기서 n[i]함수는 이산값 i에 위치하는 픽셀 수를 나타내는 함수이다. 도 10은 중요 영역의 중심점(Ci)과 중요 영역의 중심점과 픽셀값이 변경되는 변경 픽셀(i, j) 사이의 거리(dα) 및 중심점으로부터 변경 픽셀로 형성되는 연장선과 만나는 화면 외곽점과 변경 픽셀 사이의 거리(dβ)의 일 예를 도시하고 있다.
[수학식 2]
Figure 112011043849699-pat00002
[수학식 3]
Figure 112011043849699-pat00003
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 영역 설정부 200: 변환계수 계산부
300: 가중치 계산부 400: 영상 계산부
110: 움직임 객체 판단부 120: 중요 영역 설정부
130: 기타 영역 설정부 210: 분포도 판단부
220: 중요 영역 계수 변환부 230: 기타 영역 계수 변환부
310: 중심점 계산부 320: 거리 계산부
330: 가중치 계산부

Claims (6)

  1. 현재 영상에서 움직임 객체를 판단하고 상기 움직임 객체를 포함하는 중요 영역과 상기 현재 영상에서 상기 중요 영역을 제외한 나머지 영역으로 이루어진 기타 영역을 설정하는 영역 설정부;
    상기 중요 영역에 위치하는 픽셀과 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분도포에 기초하여, 상기 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균값에 대해 정규분포를 이루도록 상기 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수와 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀이 제2 기준 평균값에 대해 정규 분포를 이루도록 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산하는 변경 계수 계산부;
    상기 중요 영역의 중심점과 변경 픽셀 사이의 거리, 상기 중심점과 화면 외곽점 사이의 거리, 상기 변경 픽셀의 중요 영역 변경 계수 또는 상기 변경 픽셀의 기타 영역 변경 계수에 기초하여 상기 변경 픽셀의 가중치를 계산하는 가중치 계산부; 및
    상기 계산한 가중치를 상기 변경 픽셀의 픽셀값에 적용하여 상기 현재 영상을 개선하는 영상 개선부를 포함하며,
    상기 변경 픽셀은 상기 중요 영역에 위치하는 픽셀을 상기 중요 영역 변경 계수로 변환한 픽셀을 의미하거나, 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀을 상기 기타 영역 변경 계수로 변환한 픽셀을 의미하며,
    상기 화면 외곽점은 상기 중심점과 상기 변경 픽셀 사이의 연장선이 상기 현재 영상의 모서리와 만나는 지점에 위치하는 픽셀인 것을 특징으로 하는 영상 개선 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 영역 설정부는
    현재 영상에서 움직임 객체를 판단하는 움직임 객체 판단부;
    상기 움직임 객체가 포함된 단위 블록을 에지로 하는 중요 영역을 설정하는 중요 영역 설정부; 및
    상기 현재 영상에서 상기 중요 영역을 차감하여 생성되는 나머지 영역을 기타 영역으로 설정하는 기타 영역 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 개선 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 변경 계수 계산부는
    상기 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값과 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값에 기초하여 각각 상기 중요 영역의 픽셀값 분도포와 상기 기타 영역의 픽셀값 분포도를 판단하는 분포도 판단부;
    상기 중요 영역에 위치하는 픽셀이 제1 기준 평균값에 대해 정규분포를 이루도록 상기 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수를 계산하는 중요 영역 변경 계수 계산부; 및
    상기 기타 영역에 위치하는 픽셀이 제2 기준 평균값에 대해 정규 분포를 이루도록 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산하는 기타 영역 변경 계수 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 개선 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 중요 영역 변경 계수 계산부는
    상기 중요 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분포도에 기초하여 상기 중요 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값을 판단하는 제1 픽셀값 판단부; 및
    상기 중요 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균값에 기초하여 상기 중요 영역에 위치하는 픽셀이 상기 제1 기준 평균값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 중요 영역 픽셀의 픽셀값을 변경하는 중요 영역 변경 계수를 계산하는 제1 변경 계수 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 개선 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 기타 영역 변경 계수 계산부는
    상기 기타 영역에 위치하는 픽셀의 픽셀값 분포도에 기초하여 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균 픽셀값을 판단하는 제2 픽셀값 판단부; 및
    상기 기타 영역에 위치하는 픽셀의 최소 픽셀값, 최대 픽셀값 및 평균값에 기초하여 상기 기타 영역에 위치하는 픽셀이 상기 제2 기준 평균값에 대해 기준 최소 픽셀값과 기준 최대 픽셀값 사이에서 정규 분포를 이루도록 기타 영역 픽셀의 픽셀값을 변경하는 기타 영역 변경 계수를 계산하는 제2 변경 계수 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 개선 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가중치 계산부는
    상기 변경 픽셀의 가중치(D)를 아래의 수학식(1)에 의해 계산하며,
    [수학식 1]
    Figure 112012075609644-pat00004

    여기서 Ai와 Ae는 각각 중요 영역 변경 계수와 기타 영역 변경 계수이고, 상기 dα와 dβ는 각각 상기 중요 영역의 중심점과 픽셀값이 변경되는 변경 픽셀 사이의 거리 및 상기 중심점과 상기 변경 픽셀 사이의 연장선상에 위치하는 화면 외곽점과 상기 변경 픽셀 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 영상 개선 장치.
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