KR101287508B1 - 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법 - Google Patents

주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법이 개시된다. 웨이블릿 변환부는 입력영상에 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 입력영상을 복수의 서브밴드로 분해한다. 영상 분할부는 복수의 서브밴드 중 저주파 성분의 서브밴드의 각 좌표에 대하여 인접한 좌표들과의 밝기값의 로그평균인 주요 밝기 레벨을 산출한다. 영상 부할부는 주요 밝기 레벨과 사전에 설정된 기준 밝기 레벨을 대비하여 저주파 성분의 서브밴드를 복수의 레이어로 분할한다. 대비 개선부는 복수의 레이어 각각에 대하여 생성된 복수의 밝기 전달함수에 의해 복수의 레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 복수의 레이어를 생성한다. 영상 합성부는 대비가 개선된 레이어들을 합성하여 복수의 서브밴드 중 상기 저주파 성분의 서브밴드를 제외한 서브밴드들과의 역 이산 웨이블릿 변환에 의해 결과영상을 생성한다. 본 발명에 따르면, 영상의 밝기 정보를 포함하는 저주파 성분의 서브밴드를 밝기 레벨에 따라 분할하여 개별적으로 대비 개선을 수행함으로써 영상의 대비를 개선함과 동시에 밝은 영역과 어두운 영역에서의 세부정보 왜곡을 방지할 수 있다.

Description

주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법{Apparatus and method for contrast enhancement using dominant brightness level and adaptive intensity transformation}
본 발명은 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 입력영상을 유사한 밝기 레벨을 가지는 복수의 레이어로 분해하고, 각각의 레이어에 대하여 개별적으로 대비 개선을 수행한 후 합성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
영상에 대한 보다 나은 시지각 및 색 재현을 위하여 영상의 대비 개선(contrast enhancement) 기술이 중요시되고 있다. 영상의 대비 개선을 위해 가장 많이 쓰이는 방법이 의료용 영상의 처리, 객체 추적 및 음성 인식과 같은 다양한 분야에 적용되는 히스토그램 평활화(histogram equalization)이다.
그러나 히스토그램 평활화 기반의 방법들은 평균 밝기 레벨을 유지할 수 없으므로 처리된 영상에서 under-saturation이나 over-saturation과 같은 현상을 발생시킬 수 있다.
이와 같은 히스토그램 평활화의 단점을 극복하기 위해 이산 웨이블릿 변환(Discrete Wavelet Transform : DWT)의 LL 서브밴드의 특이값 분해(Singular Value Decomposition)를 기반으로 하는 수정된 히스토그램 평활화 기법이 제안되었다. 그러나 제안된 방법에 의하면 영상의 대비를 개선시킴과 동시에 영상에서 밝기 레벨이 낮거나 높은 영역의 세부정보를 왜곡하는 문제가 발생한다.
특히 원격 감지 영상(remote sensing image)에는 영상 전체에 걸쳐 중요한 정보들이 포함되어 있기 때문에 영상의 대비를 개선하면서도 밝기 레벨이 낮거나 높은 영역에서 화소의 왜곡을 최소화하는 방법이 요구된다.
영상의 대비 개선과 관련하여 한국공개특허 제2009-0055403호에는 콘트라스트 커브를 평균휘도 레벨값에 따라 적절히 변화시켜 히스토그램 분석 없이 영상의 콘트라스트를 개선하면서 상하위 계조 뭉침 현상을 개선하는 방법이 개시되어 있다. 또한 미국공개특허 제2011-0044516호에는 영상을 복수의 서브밴드 영상으로 분해하여 각각의 서브밴드 영상에 대하여 대비 개선을 위한 처리를 수행한 후 통합하는 방법이 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 히스토그램 평활화 기법을 사용하지 않고 영상의 대비를 개선하면서도 화소의 밝기 레벨이 낮거나 높은 영역에서 영상의 세부정보를 보존할 수 있는 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 히스토그램 평활화 기법을 사용하지 않고 영상의 대비를 개선하면서도 화소의 밝기 레벨이 낮거나 높은 영역에서 영상의 세부정보를 보존할 수 있는 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치는, 입력영상에 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 상기 입력영상을 복수의 서브밴드로 분해하는 웨이블릿 변환부; 상기 복수의 서브밴드 중 저주파 성분의 서브밴드의 각 좌표에 대하여 인접한 좌표들과의 밝기값의 로그평균인 주요 밝기 레벨을 산출하는 밝기 레벨 산출부; 상기 주요 밝기 레벨과 사전에 설정된 기준 밝기 레벨을 대비하여 상기 저주파 성분의 서브밴드를 복수의 레이어로 분할하는 영상 분할부; 상기 복수의 레이어 각각에 대하여 생성된 복수의 밝기 전달함수에 의해 상기 복수의 레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 복수의 레이어를 생성하는 대비 개선부; 및 상기 대비가 개선된 레이어들을 합성하여 상기 복수의 서브밴드 중 상기 저주파 성분의 서브밴드를 제외한 서브밴드들과의 역 이산 웨이블릿 변환에 의해 결과영상을 생성하는 영상 합성부;를 구비한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 방법은, (a) 입력영상에 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 상기 입력영상을 복수의 서브밴드로 분해하는 단계; (b) 상기 복수의 서브밴드 중 저주파 성분의 서브밴드의 각 좌표에 대하여 인접한 좌표들과의 밝기값의 로그평균인 주요 밝기 레벨을 산출하는 단계; (c) 상기 주요 밝기 레벨과 사전에 설정된 기준 밝기 레벨을 대비하여 상기 저주파 성분의 서브밴드를 복수의 레이어로 분할하는 단계; (d) 상기 복수의 레이어 각각에 대하여 생성된 복수의 밝기 전달함수에 의해 상기 복수의 레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 복수의 레이어를 생성하는 단계; 및 (e) 상기 대비가 개선된 레이어들을 합성하여 상기 복수의 서브밴드 중 상기 저주파 성분의 서브밴드를 제외한 서브밴드들과의 역 이산 웨이블릿 변환에 의해 결과영상을 생성하는 단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법에 의하면, 영상의 밝기 정보를 포함하는 저주파 성분의 서브밴드를 밝기 레벨에 따라 분할하여 개별적으로 대비 개선을 수행함으로써 영상의 대비를 개선함과 동시에 밝은 영역과 어두운 영역에서의 세부정보 왜곡을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 입력영상의 LL 서브밴드 및 LL 서브밴드로부터 분할된 세 개의 레이어의 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 LL 서브밴드로부터 분할된 세 개의 레이어에 각각 적용되는 밝기 전달함수의 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도, 그리고,
도 5는 입력영상에 선행기술 및 본 발명을 각각 적용하여 영상의 대비를 개선한 결과를 나타낸 도면이다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 대비 개선 장치는 웨이블릿 변환부(110), 밝기 레벨 산출부(120), 영상 분할부(130), 대비 개선부(140) 및 영상 합성부(150)를 구비한다.
웨이블릿 변환부(110)는 입력영상에 이산 웨이블릿 변환(DWT)을 수행하여 입력영상을 복수의 서브밴드(subband), 즉 HH, HL, LH 및 LL 서브밴드로 분해한다. 서브밴드들 중 HH, HL 및 LH 서브밴드는 고주파 성분의 서브밴드이고, LL 서브밴드는 저주파 성분의 서브밴드이다. 저주파 성분의 서브밴드인 LL 서브밴드가 영상의 조도 정보를 포함하고 있으므로, 이후의 대비 개선 과정은 LL 서브밴드에 대하여 수행된다.
영상의 대비 개선 시에 공간적으로 변화하는 밝기 분포를 고려하지 않는다면 대비가 개선된 영상에는 밝기 정보의 왜곡이 나타나거나 영상의 세부 정보가 손실될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 문제를 극복하기 위하여 입력영상, 구체적으로 입력영상의 웨이블릿 변환으로 얻어진 LL 서브밴드를 유사한 밝기 레벨로 이루어진 복수의 레이어로 분할하는 방법을 사용한다. 이를 위해 밝기 레벨 산출부(120)는 LL 서브밴드의 각 좌표의 주요 밝기 레벨을 산출한다.
주요 밝기 레벨은 LL 서브밴드의 각 좌표를 중심으로 하는 일정 영역 내의 좌표들의 좌표값의 로그평균을 기초로 산출된다. 여기서 좌표값은 해당 좌표에서의 영상의 밝기값, 즉 화소 강도를 의미한다.
영상의 밝은 영역에서는 높은 밝기값이 우세하며, 어두운 영역에서는 낮은 밝기값이 우세하다. 따라서 LL 서브밴드의 각 좌표에 대한 주요 밝기 레벨은 다음의 수학식 1에 의해 산출된다.
Figure 112011098972674-pat00001
여기서, D(x,y)는 (x,y) 좌표에 대한 주요 밝기 레벨, S는 (x,y) 좌표를 중심으로 하는 일정 크기의 영역으로, 예를 들면 5×5 크기로 설정될 수 있다. 또한 NL은 영역 S에 속하는 좌표들, 즉 화소의 개수, L(x,y)는 (x,y)좌표의 밝기값, 그리고 ε은 로그함수가 음의 무한대로 발산하는 것을 방지하기 위한 충분히 작은 상수이다.
밝기 레벨 산출부(120)에 의해 LL 서브밴드의 각 좌표의 주요 밝기 레벨이 산출되면, 영상 분할부(130)는 사전에 설정된 기준 밝기 레벨에 의해 LL 서브밴드를 복수의 레이어로 분할한다. 분할에 의해 생성된 복수의 레이어에 대하여 각각 대비 개선 과정이 수행된다.
구체적으로, 영상 분할부(130)는 두 개의 기준 밝기 레벨(low bound, high bound)에 의해 LL 서브밴드를 세 개의 레이어로 분할할 수 있다. 여기서 기준 밝기 레벨 및 분할되는 레이어의 개수는 다르게 설정될 수 있다. 또한 일 실시예로서, 두 개의 기준 밝기 레벨은 정규화된 화소 밝기 범위 내에서 0.3과 0.7의 값으로 각각 설정될 수 있다.
두 개의 기준 밝기 레벨이 설정되는 경우, LL 서브밴드는 작은 값의 기준 밝기 레벨(low bound)보다 작은 주요 밝기 레벨을 가지는 제1레이어(low-intensity layer), 주요 밝기 레벨이 작은 값의 기준 밝기 레벨(low bound)과 큰 값의 기준 밝기 레벨(high bound)의 사잇값인 제2레이어(middle-intensity layer), 그리고 큰 값의 기준 밝기 레벨(high bound)보다 큰 값의 주요 밝기 레벨을 가지는 제3레이어(high-intensity layer)로 분할된다.
도 2는 입력영상의 LL 서브밴드 및 LL 서브밴드로부터 분할된 세 개의 레이어의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)는 입력영상의 LL 서브밴드, (b)는 제1레이어(low-intensity layer), (c)는 제2레이어(middle-intensity layer), 그리고 (c)는 제3레이어(high-intensity layer)이다.
도 2의 (b) 내지 (d)와 같이 분할된 세 개의 레이어 각각의 주요 밝기 레벨을 기초로 입력 영상의 대비를 개선하는 과정이 수행된다. 즉, 대비 개선부(140)는 복수의 레이어 각각에 대하여 추정된 전달함수에 의해 복수의 레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 레이어를 생성한다.
구체적으로, 각각의 레이어에 대한 대비 개선 과정에는 종래에 제안된 바 있는 니 전달함수(knee transfer function)(Dynamic range compression preserving local image contrast for digital video camera, Y.Monobe et al., 2005) 및 감마 조정함수에 의해 생성된 밝기 전달함수가 사용될 수 있다. 니 전달함수는 각각의 레이어의 주요 밝기 레벨에 따라 니 포인트(knee point), 즉 경계점을 결정하여 낮은 밝기값의 영역을 확장함으로써 각 레이어의 밝기값을 변환하고, 감마 조정함수는 니 전달함수에 의한 영상의 세부정보 왜곡을 보상하기 위해 사용된다.
먼저 제1레이어(low-intensity layer)에 대한 경계점은 다음의 수학식 2와 같이 한 개가 결정된다.
Figure 112011098972674-pat00002
여기서, Pl은 제1레이어에 대한 경계점, bl은 작은 값의 기준 밝기 레벨, wl은 조정 파라미터(tuning parameter), ml은 제1레이어의 평균 밝기값, bg는 전역 기준 레벨(global bound)로서 두 개의 기준 밝기 레벨의 사잇값, 그리고 Dg는 LL 서브밴드 전체에 대하여 산출된 주요 밝기 레벨이다.
다음으로 제2레이어(middle-intensity layer)에 대한 두 개의 경계점은 다음의 수학식 3에 의해 결정된다.
Figure 112011098972674-pat00003
여기서, Pml과 Pmh는 제2레이어에 대한 두 개의 경계점, bh는 큰 값의 기준 밝기 레벨, wm은 조정 파라미터, 그리고 mm은 제2레이어의 평균 밝기값이다.
마지막으로 제3레이어(high-intensity layer)에 대한 경계점은 다음의 수학식 4에 의해 결정된다.
Figure 112011098972674-pat00004
여기서, Ph는 제3레이어에 대한 경계점, wh는 조정 파라미터, 그리고 mh는 제3레이어의 평균 밝기값이다.
이상의 수학식 2 내지 수학식 4에 의해 결정된 경계점들을 기초로 각각의 레이어에 대응하여 생성되는 니 전달함수는 경계점에서 불연속인 형태의 그래프로 나타난다. 이러한 형태의 니 전달함수는 낮은 밝기 레벨의 제1레이어와 높은 밝기 레벨의 제3레이어에서 영상의 세부정보를 왜곡시킬 수 있다. 따라서 대비 개선부(140)는 감마 조정함수에 의해 추가적인 보상 과정을 수행함으로써 니 전달함수의 형태를 수정하여 최종적으로 제1레이어 내지 제3레이어 각각에 적용될 밝기 전달함수를 생성한다.
구체적으로, 제1레이어의 전달함수는 경계점을 중심으로 낮은 밝기 범위에 해당하는 함수가 수정되고, 제2레이어의 전달함수는 두 개의 경계점 사이의 밝기 범위에 해당하는 함수, 그리고 제3레이어의 전달함수는 경계점보다 높은 밝기 범위에 해당하는 함수가 수정된다.
전달함수의 수정을 위해 사용되는 감마 조정함수는 니 전달함수를 포함하도록 다음의 수학식 5와 같이 변형될 수 있다.
Figure 112011098972674-pat00005
여기서, L은 밝기값, Gk(L)은 입력 밝기값에 대하여 결정되는 변형된 밝기값, γ는 사전에 설정된 상수, 그리고 Mk는 각각의 레이어에 대한 니 전달함수에서 수정될 밝기 범위의 크기로서, Ml=bl, Mm=bh-bl, Mh=1-bh의 값을 갖는다.
도 3은 LL 서브밴드로부터 분할된 세 개의 레이어에 각각 적용되는 밝기 전달함수의 예를 도시한 도면으로, (a)는 세 개의 레이어 각각에 대하여 얻어진 기존의 니 전달함수의 형태를 도시한 것이고, (b)는 감마 조정함수에 의해 니 전달함수를 수정하여 얻어진 최종적인 밝기 전달함수의 형태를 도시한 것이다.
도 3의 (a)에는 세 개의 레이어에 대하여 각각 얻어진 니 전달함수의 그래프에 경계값이 표시되어 있으며, 도 3의 (b)를 참조하면 니 전달함수가 수정되어 얻어진 밝기 전달함수의 형태가 도시되어 있다. 이와 같이 수정된 형태의 전달함수에 의해 영상의 낮은 밝기값 영역 및 높은 밝기값 영역에서 나타나는 영상의 세부정보 왜곡을 막을 수 있다.
대비 개선부(140)는 이상에서 설명한 바와 같이 서로 다른 밝기 레벨의 레이어들 각각에 대하여 생성된 밝기 전달함수에 의해 제1레이어 내지 제3레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 레이어를 생성한다.
또한 영상 합성부(150)는 대비 개선부(140)에 의해 대비가 개선된 제1레이어 내지 제3레이어를 합성한 후 입력영상의 이산 웨이블릿 변환에 의해 분해된 HH, HL 및 LH 서브밴드와 함께 역 이산 웨이블릿 변환을 수행함으로써 최종적으로 결과영상을 생성한다.
구체적인 합성 방법으로서, 영상 합성부(150)는 LL 서브밴드로부터 분할된 제1레이어 내지 제3레이어로부터 각각 최상위 2비트를 추출하여 가중치 맵을 생성하고, 이를 다음의 수학식 6과 같이 대비가 개선된 제1레이어 내지 제3레이어에 적용하여 합성한다.
Figure 112011098972674-pat00006
여기서, F는 세 개의 레이어가 합성된 LL 서브밴드의 밝기값, W1 및 W2는 가중치 맵의 좌표값, 그리고 cl, cm 및 ch는 각각 대비가 개선된 제1레이어 내지 제3레이어의 밝기값을 나타낸다.
이때 가중치 맵을 생성하기 이전에 레이어들을 합성하는 과정에서 발생할 수 있는 부자연스러운 영상의 경계를 제거하기 위하여 가우시안 경계 스무딩 필터(Gaussian boundary smoothing filter)를 제1레이어 내지 제3레이어에 적용할 수 있다. 또한 수학식 6은 대비가 개선된 제1레이어 내지 제3레이어의 각 좌표에 대하여 적용된다.
도 4는 본 발명에 따른 주요 밝기 레벨 및 적응적 밝기값 변환에 의한 대비 개선 방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 웨이블릿 변환부(110)는 입력영상에 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 입력영상을 복수의 서브밴드, 즉 HH, HL, LH 및 LL 서브밴드로 분해한다(S1010). 밝기 레벨 산출부(120)는 LL 서브밴드의 각 좌표에 대하여 인접한 좌표들과의 밝기값의 로그평균인 주요 밝기 레벨을 산출한다(S1020).
다음으로 영상 분할부(130)는 각 좌표에 대하여 산출된 주요 밝기 레벨과 사전에 설정된 기준 밝기 레벨을 대비하여 LL 서브밴드를 복수의 레이어, 예를 들면 두 개의 기준 밝기 레벨을 기초로 세 개의 레이어로 분할한다(S1030).
대비 개선부(140)는 복수의 레이어 각각에 대하여 생성된 밝기 전달함수에 의해 복수의 레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 복수의 레이어를 생성한다(S1040). 밝기 전달함수의 생성 과정에 대하여는 앞에서 이미 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.
마지막으로 영상 합성부(150)는 대비가 개선된 레이어들에 대하여 가중치 맵을 산출하고, 그에 의해 대비가 개선된 레이어들을 합성함으로써 개선된 LL 서브밴드를 생성한다(S1050). 다음으로 HH, HL 및 LH 서브밴드와 LL 서브밴드의 역 이산 웨이블릿 변환에 의해 최종적으로 결과영상을 생성한다(S1060).
본 발명의 성능을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 실험은 영상의 대비가 낮은 세 개의 원격 감지 영상에 대하여 수행되었다. 또한 성능 비교를 위한 기존의 대비 개선 방법으로서 앞에서 언급한 이산 웨이블릿 변환(Discrete Wavelet Transform : DWT)의 LL 서브밴드의 특이값 분해(Singular Value Decomposition)를 기반으로 하는 대비 개선 방법(이하, '선행기술'이라 한다)이 사용되었다.
두 개의 기준 밝기 레벨 및 전역 밝기 레벨은 각각 bl=0.4, bg=0.5, bh=0.7과 같이 설정되었으며, 수학식 5의 γ의 값은 1.4로 설정되었다. 또한 제1레이어 내지 제3레이어 각각에 대하여 경계점의 값을 산출하는 데 있어서 조정 파라미터의 값은 wl={1.2, 1.0, 1.1}, wm={1.5, 1.5, 1.4}, 그리고 wl={1.5, 1.5, 1.4}와 같이 설정되었다.
도 5는 입력영상에 선행기술 및 본 발명을 각각 적용하여 영상의 대비를 개선한 결과를 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)의 첫 번째 영상은 CVG-UGR 데이터베이스로부터 획득한 입력영상이고, (b) 및 (c)의 첫 번째 영상은 KARI(Korea Aerospace Research Institute)로부터 획득한 입력영상이다.
도 5의 (a) 내지 (c)의 두 번째 영상을 참조하면, 선행기술은 영상의 특이값 제약으로 인해 영상의 대비를 충분히 개선시키지 못하였다. 그러나 도 5의 (a) 내지 (c)의 세 번째 영상을 참조하면, 본 발명을 적용할 경우 영상의 전체 영역에 걸쳐 대비 개선 효과가 우수하게 나타나며, 그와 동시에 밝은 영역 및 어두운 영역에 포함된 세부정보가 잘 보존된 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
110 - 웨이블릿 변환부
120 - 밝기 레벨 산출부
130 - 영상 분할부
140 - 대비 개선부
150 - 영상 합성부

Claims (13)

  1. 입력영상에 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 상기 입력영상을 복수의 서브밴드로 분해하는 웨이블릿 변환부;
    상기 복수의 서브밴드 중 저주파 성분의 서브밴드의 각 좌표에 대하여 인접한 좌표들과의 밝기값의 로그평균인 주요 밝기 레벨을 산출하는 밝기 레벨 산출부;
    상기 주요 밝기 레벨과 사전에 설정된 기준 밝기 레벨을 대비하여 상기 저주파 성분의 서브밴드를 복수의 레이어로 분할하는 영상 분할부;
    상기 복수의 레이어 각각에 대하여 생성된 복수의 밝기 전달함수에 의해 상기 복수의 레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 복수의 레이어를 생성하는 대비 개선부; 및
    상기 대비가 개선된 레이어들을 합성하여 상기 복수의 서브밴드 중 상기 저주파 성분의 서브밴드를 제외한 서브밴드들과의 역 이산 웨이블릿 변환에 의해 결과영상을 생성하는 영상 합성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 대비 개선부는 상기 기준 밝기 레벨을 기초로 산출된 경계값에 의해 상기 각각의 레이어에 대응하는 니 전달함수(knee transfer function)를 생성하고, 상기 각각의 니 전달함수에 감마 조정함수를 적용하여 상기 복수의 밝기 전달함수를 생성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 대비 개선부는 상기 영상 분할부에 의해 얻어진 복수의 레이어 중 상기 기준 밝기 레벨보다 낮은 주요 밝기 레벨의 레이어에 대하여 산출된 경계값보다 낮은 밝기값에 해당하는 영역의 니 전달함수 및 상기 기준 밝기 레벨보다 높은 주요 밝기 레벨의 레이어에 대하여 산출된 경계값보다 높은 밝기값에 해당하는 영역의 니 전달함수를 조정하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 분할부는 두 개의 기준 밝기 레벨을 기초로 상기 저주파 성분의 서브밴드를 세 개의 레이어로 분할하고,
    상기 대비 개선부는 상기 세 개의 레이어 각각에 대하여 생성된 밝기 전달함수에 의해 대비가 개선된 세 개의 레이어를 생성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 합성부는 상기 복수의 레이어로부터 추출된 최상위의 2비트를 사용하여 가중치 맵을 생성하고, 상기 가중치 맵에 의해 상기 대비가 개선된 복수의 레이어를 합성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 영상 합성부는 상기 복수의 레이어에 각각 가우시안 경계 스무딩 필터를 적용한 후 상기 가중치 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 장치.
  7. (a) 입력영상에 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 상기 입력영상을 복수의 서브밴드로 분해하는 단계;
    (b) 상기 복수의 서브밴드 중 저주파 성분의 서브밴드의 각 좌표에 대하여 인접한 좌표들과의 밝기값의 로그평균인 주요 밝기 레벨을 산출하는 단계;
    (c) 상기 주요 밝기 레벨과 사전에 설정된 기준 밝기 레벨을 대비하여 상기 저주파 성분의 서브밴드를 복수의 레이어로 분할하는 단계;
    (d) 상기 복수의 레이어 각각에 대하여 생성된 복수의 밝기 전달함수에 의해 상기 복수의 레이어 각각의 밝기값을 변환하여 대비가 개선된 복수의 레이어를 생성하는 단계; 및
    (e) 상기 대비가 개선된 레이어들을 합성하여 상기 복수의 서브밴드 중 상기 저주파 성분의 서브밴드를 제외한 서브밴드들과의 역 이산 웨이블릿 변환에 의해 결과영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 기준 밝기 레벨을 기초로 산출된 경계값에 의해 상기 각각의 레이어에 대응하는 니 전달함수(knee transfer function)를 생성하고, 상기 각각의 니 전달함수에 감마 조정함수를 적용하여 상기 복수의 밝기 전달함수를 생성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 (c) 단계를 통해 얻어진 복수의 레이어 중 상기 기준 밝기 레벨보다 낮은 주요 밝기 레벨의 레이어에 대하여 산출된 경계값보다 낮은 밝기값에 해당하는 영역의 니 전달함수 및 상기 기준 밝기 레벨보다 높은 주요 밝기 레벨의 레이어에 대하여 산출된 경계값보다 높은 밝기값에 해당하는 영역의 니 전달함수를 조정하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 방법.
  10. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 두 개의 기준 밝기 레벨을 기초로 상기 저주파 성분의 서브밴드를 세 개의 레이어로 분할하고,
    상기 (d) 단계에서, 상기 세 개의 레이어 각각에 대하여 생성된 밝기 전달함수에 의해 대비가 개선된 세 개의 레이어를 생성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 방법.
  11. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서, 상기 복수의 레이어로부터 추출된 최상위의 2비트를 사용하여 가중치 맵을 생성하고, 상기 가중치 맵에 의해 상기 대비가 개선된 복수의 레이어를 합성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서, 상기 복수의 레이어에 각각 가우시안 경계 스무딩 필터를 적용한 후 상기 가중치 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 대비 개선 방법.
  13. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 대비 개선 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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