KR101257369B1

KR101257369B1 - 디지털 영상 처리 장치에서 선택적인 색상 억압 시스템

Info

Publication number: KR101257369B1
Application number: KR1020060067107A
Authority: KR
Inventors: 장성규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2013-04-23
Also published as: KR20080007898A

Abstract

본 발명은 디지털 영상 처리 장치에 관한 것으로, 영상의 각 화소마다 적응적인 디지털 이득을 적용하는 시스템에서, 색상 성분 별로 이득을 차등적으로 억압하여 영상의 영역별로 선택적인 색 노이즈 및 새츄레이션에 의한 색상 불일치를 감소시키는 선택적인 색상 억압 시스템에 관한 것이다. 디지털 영상 처리 장치에서 선택적인 색상 억압 시스템은 디지털 영상 처리 장치로서, 장치로 입력되는 색상 신호 신호에 적용될 각 화소별 제1 이득을 산출하는 제1 이득 산출부, 제1 이득에 소정의 지수를 적용하여 선형적으로 감쇄된 제2 이득을 산출하는 제2 이득 산출부 및 장치로 입력되는 색상 신호에 제2 이득을 합성하여 디스플레이 신호로 출력하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

디지털 영상 처리 장치에서 선택적인 색상 억압 시스템{System for suppressing selective color in digital image processing apparatus}

도 1은 종래 기술에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 적응적인 이득 적용 시스템의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 선택적인 컬러 억압 시스템의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 3은 도 2의 시스템에 각각 다른 컬러 억압 이득을 적용하여 디스플레이된 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.

본 발명은 디지털 영상 처리 장치에 관한 것으로, 영상의 각 화소마다 적응적인 디지털 이득을 적용하는 시스템에서, 색상 성분 별로 이득을 차등적으로 억압하여 영상의 영역별로 선택적인 색 노이즈 및 새츄레이션에 의한 색상 불일치를 감소시키는 선택적인 색상 억압 시스템에 관한 것이다.

디지털 영상 처리 장치에서 입력되고 처리된 영상 화소에 화소 단위로 선택적인 디지털 이득을 적용하여 밝기 및 색상을 변경하는 기법 들이 도입되고 있는 실정이다. 그 대표적인 예가 다이나믹 레인지 인핸스먼트(Dynamic range enhancement) 기법으로써, 어두운 부분만 선택적으로 밝게 만들 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 적응적인 이득 적용 시스템의 구성을 보이는 블록도 이다. 이미지 센서(미도시)를 통하여 입력된 CCD(Charge Coupled Device) 데이터(100)는 제1 영상 처리부(110)에서 일련의 영상 처리 동작을 수행한다. 제1 영상 처리부(110)는 입력된 CCD 데이터의 감마 보정, CFA(Color filter array) 보간, YUV 변환, 컬러 정정, 노이즈 제거 및 JPEG 생성 등의 동작을 수행한다. 이 중, 제1 영상 처리부(110)에서 처리된 Y, U, V 신호는 적응적 이득 계산부(120)로 입력되어 다이나믹 레인지 확대 방법을 적용한 이득이 계산된다. 이후 제2 영상 처리부(130)는 제1 영상 처리부(110)에서 출력되는 컬러 화소 신호에 적응적 이득 계산부(120)로부터 출력되는 이득(GainY, GainU, GainV)을 곱하여 출력 데이터(140)를 생성한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 화소별로 상이한 디지털 이득을 적용할 경우, 원래의 색상이 다른 색상으로 왜곡되는 것을 고려하여 컬러 정정 등의 색상 영역의 정보를 변경하는 다양한 기능이 고려된다. 이와 같은 작업은 해당 영상의 모든 영역에 존재하는 색상에 영향을 미치기 때문에 이상적인 Mapping을 고려하는 것은 어려운 작업이며, 더욱이 각 영역의 영상이 화소 별로 상이한 이득을 가질 경우, 개별 화소의 색상을 선택적으로 제어하는 것은 고려되지 않았다.

아울러 컬러 억압(Color suppression)과 같이 색상 값이 일정 크기 이상일 때 그 최고 변동폭을 제한하는 방식이 있는데, 이는 절대적인 화소 값의 범위를 제 한할 뿐 화소별 이득을 가지는 시스템에서 실제 영상의 색상에 비해 지나치게 편향되는 색상으로 왜곡되는 것을 막을 수는 없다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 영상의 각 화소마다 적응적인 디지털 이득을 적용하는 경우, 특정 화소에서만 색상이 심하게 치우치게 되는 것을 방지하기 위해서 색상 성분에 가해지는 이득에 제한을 가하여 색상 치우침의 정도를 줄여 줌으로써 색상 불일치를 감소시키는 디지털 영상 처리 장치에서 선택적인 색상 억압 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 디지털 영상 처리 장치에서 선택적인 색상 억압 시스템은 디지털 영상 처리 장치로서, 상기 장치로 입력되는 색상 신호 신호에 적용될 각 화소별 제1 이득을 산출하는 제1 이득 산출부; 상기 제1 이득에 소정의 지수를 적용하여 선형적으로 감쇄된 제2 이득을 산출하는 제2 이득 산출부; 및 상기 장치로 입력되는 색상 신호에 상기 제2 이득을 합성하여 디스플레이 신호로 출력하는 영상 처리부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 소정의 지수는 상수값이며, 사용자 또는 개발자에 의해 다양하게 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 색상의 왜곡을 간단하게 제어하는데 주안점을 두고 있다. 즉, 일반적으로 이득이 많거나 매우 적은 부분에서만 색상 왜곡이 심하게 나타나며, 이득 이 일상적인(이득이 1 근처) 부분에서는 원래 색상 비율이 잘 반영되는 점을 감안하여, 이득이 치우친 경우에만 색상이 지나치게 포화되거나(이득이 1 보다 매우 큰 경우) 또는 저하되는(이득이 1 보다 매우 작은 경우) 것을 방지하고자 한다. 이렇게 되면 대부분의 영상 영역에서 일반적인 이득을 갖는(이득이 1 근처) 원 영상과 동일한 색상을 가지게 된다. 반면 어둡거나 너무 밝아서 특별한 처리가 필요한 경우, 색상에 곱해지는 이득을 시각적 특성을 고려하여 변동폭을 제한함으로써 눈에 특별히 거슬리거나 색상의 재현성이 심각하게 떨어지지 않으면서도 색깔의 치우침으로 인한 포화 등을 방지하는 기능을 가지게 할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 선택적인 컬러 억압 시스템의 구성을 보이는 블록도로서, 제1 영상 처리부(210), 적응적 이득 계산부(220), 선택적 이득 계산부(230) 및 제2 영상 처리부로 구성된다.

제1 영상 처리부(210)는 이미지 센서(미도시)를 통하여 입력된 CCD(Charge Coupled Device) 데이터(200)를 이용하여 감마 보정, CFA(Color filter array) 보간, YUV 변환, 컬러 정정, 노이즈 제거 및 JPEG 생성 등의 동작을 수행한다.

이 중, 제1 영상 처리부(210)에서 처리된 Y, U, V 신호는 적응적 이득 계산부(220)로 입력되어 다이나믹 레인지 확대 방법을 적용하여 화소 별로 상이한 이득을 계산하며, 일 예로 화소별로 상이한 이득 GainY, GainU, GainV를 얻었다고 한다.

본 발명의 사상을 구체적으로 이루기 위해서는 디지털 이득에 어떠한 제한을 가하는 방법이 필요한데, 이를 위해 Exponential Mapping을 고려하였다. 본 발명에 서는 Y, U, V 신호에 적용하여 설명하지만, 다른 색상 시스템에서도 적용 가능하다.

선택적 이득 계산부(230)는 적응적 이득 계산부(220)에서 출력되는 이득 GainY, GainU, GainV에 지수인 (α, β, γ)를 적용하여 새로운 이득을 구한다. 이렇게 Exponential한 term을 가하는 것은 인간의 시각 특성이 로그-스케일(Log-scale)인 것을 감안하면, 디지털 이득에 선형적인 비율을 곱하는 결과가 되며, (α, β, γ)가 1 보다 작다면 디지털 이득에 선형적인 감쇄를 주는 것과 동일하다.

선택적 이득 계산부(230)에서 계산된 새로운 이득은 하기 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

[수학식 1]

제2 영상 처리부(240)는 제1 영상 처리부(210)로부터 입력되는 영상 신호에 수학식 1에서 획득한 이득 NewGain을 곱하여 새로운 영상 신호(출력 데이터(250))를 생성하여 출력한다.

제2 영상 처리부(240)에서 계산되는 새로운 영상신호는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 2]

본 발명에서 이득을 구하는 방식에 대해서는 구체적인 제약을 두지 않으며, 각기 다양한 방식이 적용될 수 있다. 여기서 (α, β, γ)는 상수값으로 사용자의 취향 또는 개발자에 의해서 다양하게 설정될 수 있다.

도 3은 도 2의 시스템에 각각 다른 컬러 억압 이득을 적용하여 디스플레이된 영상의 일 예를 보여주는 도면으로, 어두운 얼굴 부분에 컬러 억압 이득을 적용하는 경우, 이득 중 U, V 성분에만 감쇄를 주어 얼굴 부분이 필요 이상으로 붉게 보이는 것을 방지할 수 있다. 도 3에서 주목할 점은 얼굴을 색상을 변경되었으나, 밝은 영역인 하늘은 동일한 색상을 유지하고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 영역별로 상이한 색상 억압을 수행하여 색상 불일치를 감소시킬 수 있게 된다. 이 때 지수값을 다르게 하면, 여러 가지 영상을 얻을 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 각 화소마다 적응적인 디지털 이득을 적용하는 경우, 특정 화소에서만 색상이 심하게 치우치게 되는 것을 방지하기 위해서 색상 성분에 가해지는 이득에 제한을 가하여 색상 치우침의 정도를 줄여 줌으로써 색상 불일치를 감소시킬 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본 질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

디지털 영상 처리 장치로서,

상기 장치로 입력되는 색상 신호에 적용될 각 화소별 제1 이득을 색상 성분에 따라 산출하는 제1 이득 산출부;

상기 제1 이득에 소정의 지수를 적용하여 색상 성분에 따라 상이하게 선형적으로 감쇄된 제2 이득을 산출하는 제2 이득 산출부; 및

상기 장치로 입력되는 색상 신호에 상기 제2 이득을 합성하여 디스플레이 신호로 출력하는 영상 처리부를 포함하는 선택적인 색상 억압 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 소정의 지수는 상수값이며,

사용자 또는 개발자에 의해 다양하게 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 선택적인 색상 억압 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 색상 신호는 Y, U, V 신호로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선택적인 색상 억압 시스템.