KR101303665B1 - 콘트라스트 향상 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

콘트라스트 향상 방법 및 콘트라스트 향상 장치가 개시된다. 콘트라스트 향상 방법은 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값을 계산하는 단계, 상기 블록 각각의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 중심 픽셀들 사이에 위치하는 입력 픽셀의 주변 휘도값을 보간하는 단계 및 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값과 보간한 상기 주변 휘도값을 이용하여 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 단계를 포함한다.
Figure R1020070057769
휘도값, 보간, 블록, 콘트라스트, 픽셀

Description

콘트라스트 향상 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CONTRAST ENHANCEMENT}
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 입력 영상의 콘트라스트를 향상시키는 방법을 순서도로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 블록 각각의 중심 픽셀들을 이용하여 입력 픽셀의 주변 휘도값을 보간하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 입력 픽셀의 고유 휘도값과 주변 휘도값을 이용하여 입력 픽셀의 고유 휘도값을 증가시키는 그래프를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 고유 휘도값의 증가량을 참조하여 고유 휘도값을 감쇄시키는 그래프를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 입력 영상의 콘트라스트를 향상 시키는 장치의 구성을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
501: 평균 휘도값 계산부
502: 주변 휘도값 보간부
503: 콘트라스트 향상부
504: 고유 휘도값 증가부
505: 고유 휘도값 감쇄부
본 발명은 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상의 영역에 따라 휘도(luminance) 향상과 휘도 감쇄를 수행함으로써 콘트라스트를 향상시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 영상 입력장치에 의해 입력되는 영상은 대상물의 여러 가지 정보를 가지고 있지만, 입력 장치의 조건에 의해 휘도 신호의 성분이 편중되거나 왜곡되어 대상물의 특징을 정확하게 표현하기 힘들었다.
종래에는 왜곡된 휘도 신호를 해결하기 위해 영상분석 후 영상에 따라 향상 게인(gain)을 달리하여 처리함으로써 어두운 영상은 밝게 하고, 밝은 영상은 어두운 영역을 상대적으로 강조하였다.
이 때, 왜곡된 영상에 대해서는 밝기 보정이 되지만, 왜곡되지 않은 영상에 대해서는 밝기 향상이 억제되어 원래 입력 신호 값이 그대로 출력되는 경우가 있었다. 이러한 종래의 방법을 동영상에 적용하면, 프레임간 향상/감쇄의 게인(gain) 차이 때문에 깜박거리는(flickering) 현상이 일어날 수 있다.
그리고 종래에 입력 픽셀 주변의 평균 밝기는 콘트라스트 향상을 위해 슬라이딩 윈도우(sliding window)나 로우 패스 필터(LPF: low pass filter)를 통해 계 산되었다. 입력 픽셀의 주변 밝기를 계산하기 위해, 슬라이딩 윈도우나 필터가 지속적으로 입력 픽셀들을 오버랩(overlap)하면서 계산하였다.
이 때, 윈도우 사이즈나 필터 사이즈가 알고리즘 퍼포먼스에 결정적인 역할을 한다. 그래서 특정 값 이상의 값을 가지는 윈도우 사이즈나 필터 사이즈는 많은 메모리와 수행 시간을 요구하기 때문에 실시간 어플리케이션을 수행하는데 많은 제약이 존재하였다.
본 발명은 입력 영상을 복수 개의 블록으로 나누고, 블록 전체를 1회 스캐닝하여 메모리와 수행 시간의 제약이 없는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 입력 픽셀의 고유 휘도값과 주변 휘도값의 상관관계를 이용하여 휘도 증가량 및 휘도 감쇄량을 결정하는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 입력 픽셀의 주변 휘도값을 통해 왜곡된 픽셀과 왜곡되지 않은 픽셀을 구분하여 픽셀마다 다르게 휘도를 향상하는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 입력 픽셀의 고유 휘도값을 증가시키고, 휘도 증가량을 참조하여 입력 픽셀의 고유 휘도값을 감쇄시키는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 콘트라스트 향상 방법은 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값을 계산하는 단계, 상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계 및 보간한 상기 입력 픽셀의 주변 휘도값과 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 이용하여 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 단계는 상기 입력 픽셀의 상기 고유 휘도값과 상기 주변 휘도값을 이용하여 상기 고유 휘도값을 증가시키는 단계 및 상기 고유 휘도값의 증가량에 따라 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계는 상기 입력 픽셀에 인접하는 상기 블록들의 중심 픽셀들과 상기 입력 픽셀 사이에 상대적인 거리를 측정하는 단계 및 상기 상대적인 거리에 따라 부여한 가중치를 이용하여 상기 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 콘트라스트 향상 장치는 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값을 계산하는 평균 휘도값 계산부, 상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 주변 휘도값 보간부 및 보간한 상기 입력 픽셀의 주변 휘도값과 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 이용하여 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 콘트라스트 향상부를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 콘트라스트 향상부는 상기 입력 픽셀의 상기 고유 휘도값과 상기 주변 휘도값을 이용하여 상기 고유 휘도값을 증가시키는 고유 휘도값 증가부 및 상기 고유 휘도값의 증가량에 따라 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 고유 휘도값 감쇄부를 포함한다.
이하 첨부된 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용을 참조하여 콘트라스트 향상 방법 및 장치의 실시예를 상세하게 설명하겠다. 본 발명의 일실시예에 따른 콘트라스트 향상 방법은 콘트라스트 향상 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 입력 영상의 콘트라스트를 향상시키는 방법을 순서도로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 단계(S101)는 평균 휘도값을 계산하기 위해 입력된 영상을 복수 개의 블록으로 분할한다. 이 때, 입력 영상은 N
Figure 112007042759480-pat00001
N크기를 가지는 복수 개의 블록들로 분할될 수 있다. 종래에 오퍼레이팅(operating) 시간과 메모리의 제약 때문에 N값을 증가시키는 것은 제한이 있었다. 그러나 본 발명에서 N 값은 제한 없이 입력 영상에 따라 다르게 설정될 수 있다.
단계(S102)는 입력 영상의 분할된 블록 각각에 대해 평균 휘도값을 계산한다. 이 때, 슬라이딩 윈도우나 필터가 지속적으로 오버랩(overlap)하면서 스캐닝(scanning)을 하는 경우와 달리 입력 영상 프레임 전체를 1회 스캐닝하는 과정을 통해 블록 각각의 평균 휘도값은 계산된다.
따라서, 입력 영상의 전체를 1회 스캐닝하기 때문에 오퍼레이팅 시간은 단축되고, 분할된 블록의 개수만큼의 메모리가 요구되어 보다 효과적으로 각 블록의 평균 휘도값이 계산될 수 있게 된다. 결국, 영상 전체를 블록을 나누어 전체적으 로 1번에 영상 처리하는 방법은 슬라이딩 윈도우가 오버랩하면서 영상 처리하는 방법에 비해 실시간 어플리케이션(real-time application)에 보다 적합하다고 할 수 있다.
일실시예로, 계산된 블록 각각의 평균 휘도값을 배열로 저장하는 LUT(Look-up Table)가 생성될 수 있다. LUT의 배열에 지정된 어드레스는 영상 처리하기 위해 필요한 블록을 지정하는데 이용될 수 있다. 즉, 배열의 각 어드레스마다 저장된 평균 휘도값을 이용하여 입력 픽셀의 주변 휘도값이 보간될 수 있다.
단계(S103)는 블록 각각마다 계산한 평균 휘도값을 이용하여 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간(interpolation)할 수 있다. 즉 입력 영상을 구성하는 모든 입력 픽셀의 위치마다 새로운 화소값이 생성될 수 있다. 이 때, 입력 영상의 모든 픽셀에 해당하는 위치에 주변 휘도값이 반복해서 보간된다.
보간 작업을 통해 입력 영상의 각 픽셀은 고유 휘도값과 보간된 주변 휘도값을 쌍으로 가진다. 따라서, 본 발명은 입력 픽셀의 고유 휘도값과 보간된 주변 휘도값의 상관관계를 이용하여 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
일실시예로 선형적인 방법으로 결정된 가중치와 평균 휘도값을 이용하여 주변 휘도값이 보간될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 해당 입력 픽셀과 인접하는 블록들의 중심 픽셀들 사이에 상대적인 거리를 측정한다. 여기서, 중심 픽셀은 입력 픽셀에 인접하는 블록들의 평균 휘도값을 갖고, 상기 블록들의 중앙에 위치할 수 있다.
상기 보간 방법은 선형적인 방법으로 결정된 가중치를 이용한다. 이 때, 상 기 가중치는 각 중심 픽셀들과 해당 입력 픽셀 사이의 상대적인 거리에 반비례할 수 있다. 따라서, 본 발명은 각 중심 픽셀들의 평균 휘도값에 각각의 가중치를 곱한 값을 합산하여 입력 픽셀의 주변 휘도값을 보간할 수 있다.
앞에서 언급한 보간 과정은 단순한 선형 보간의 예를 나타내었지만, 본 발명에서는 최근린 보간법(Nearest Neighbor Interpolation), 겹선형(Bilinear Interpolation), Cubic interpolation, Higher Order Interpolation, B-Spline Interpolation 등 다양한 보간법을 이용할 수 있다. 도 2는 입력 픽셀의 주변 휘도값을 보간하는 과정을 구체적인 예를 통해 설명하고 있다.
단계(S104)는 입력 픽셀의 고유 휘도값과 보간한 주변 휘도값을 이용하여 입력 픽셀의 고유 휘도값을 증가시킨다. 이 때, 고유 휘도값과 주변 휘도값의 크기를 비교하여, 해당 입력 픽셀이 주변 픽셀들보다 밝은지 또는 어두운지 판단할 수 있다.
즉, 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 큰 경우, 입력 픽셀은 그 주변에 있는 픽셀들보다 상대적으로 밝은 것을 의미한다. 그리고 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 작은 경우, 입력 픽셀은 그 주변에 있는 픽셀들보다 상대적으로 어두운 것을 의미한다.
그래서, 입력 픽셀이 주변 픽셀들보다 상대적으로 밝은 경우 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 많이 증가시킬 수 있다. 이와는 대조적으로 입력 픽셀이 주변 픽셀들보다 상대적으로 어두운 경우 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값의 증가량은 작게 하거나 거의 0으로 유지할 수 있다.
다시 말해서, 입력 픽셀의 고유 휘도값은 주변 휘도값에 따라 선택적으로 증가하게 된다. 따라서, 지역적인 콘트라스트가 증가되고 동시에 어두운 영역의 시인성도 향상될 수 있다.
다만, 입력 픽셀의 고유 휘도값은 어두운 영역에 해당하는 경우에 휘도값의 증가 대상이 될 수 있다. 즉, 입력 픽셀의 고유 휘도값이 전체 휘도 계조의 중간값보다 작아서 어두운 영역에 해당할 때, 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값은 증가시키는 대상이 될 수 있다. 그러나, 입력 픽셀의 고유 휘도값은 전체 휘도 계조의 중간값보다 커서 밝은 영역에 해당할 때, 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값은 증가시키는 대상이 될 수 없고, 원래 값을 유지할 수 있다.
여기서 8bit 영상인 경우 전체 휘도 계조의 중간값은 28=256단계를 가지는 전체 휘도 계조에서 128 단계에 해당하는 값이라고 할 수 있다. 즉, 입력 픽셀의 고유 휘도값이 128이하의 저계조 구간에 존재하는 경우 상기 고유 휘도값은 증가 대상이 될 수 있다. 다만, 입력 픽셀의 고유 휘도값이 저계조 구간에 있더라도 주변 휘도값보다 작아 상대적으로 주변보다 더 어두운 경우 실제로 상기 고유 휘도값의 증가량은 매우 적거나 거의 없을 수도 있다.
일실시예로, 고유 휘도값이 저계조 구간에 있으면서 주변 휘도값보다 큰 경우, 상기 고유 휘도값은 제1 휘도 증가 함수에 따라 증가된다. 반대로, 고유 휘도값이 저계조 구간에 있으면서 주변 휘도값보다 작은 경우, 상기 고유 휘도값은 제2 휘도 증가 함수에 따라 증가된다. 그 다음, 각 휘도 증가 함수를 이용하여 고유 휘도값의 증가량이 계산된다. 휘도 증가 함수에 대응하는 휘도 계조 곡선을 통해 고유 휘도값을 증가시키는 방법이 도 3을 통해 구체적으로 설명된다.
단계(S105)는 고유 휘도값의 증가량을 참조하여 입력 픽셀의 고유 휘도값을 감쇄시킨다. 구체적으로, 본 발명은 고유 휘도값의 증가량에 따라 계산한 입력 픽셀의 콘트라스트 감마 게인(contrast gamma gain)을 이용하여 고유 휘도값을 감쇄시킬 수 있다.
콘트라스트 감마 게인은 고유 휘도값의 증가량에 미리 설정한 감쇄 비율을 곱한 값과 입력 픽셀의 콘트라스트 강도를 합하여 계산될 수 있다. 이 때, 콘트라스트 감마 게인이 임계치 이하의 값을 가지는 경우, 상기 콘트라스트 감마 게인은 임계치로 설정될 수 있다. 여기서, 임계치는 보통 1로 셋팅(setting)할 수 있다. 콘트라스트 감마 게인은 하기 수학식 1을 통해 계산될 수 있다.
Contrast_g = Strength + (Ratio_Bright2 ×- Ratio_Decrease)
If (Contrast_g > 1.0)
Contrast_g = 1.0
(여기서, Contrsat_g: 콘트라스트 감마 게인, Strenght: 콘트라스트 강도, Ratio_Bright: 고유 휘도값의 증가량, Ratio_Decrease: 감쇄 비율)
이 때, 고유 휘도값의 증가량이 커질수록 콘트라스트 감마 게인은 임계치까지 감소할 수 있다. 대조적으로 고유 휘도값의 증가량이 작아질수록 콘트라스트 감마 게인은 증가할 수 있다.
상기 계산한 입력 픽셀의 콘트라스트 감마 게인과 대응하는 고유 휘도값의 계조 곡선을 이용하여 고유 휘도값을 감쇄시킬 수 있다. 여기서 콘트라스트 감마 게인에 따른 고유 휘도값의 계조 곡선은 Y=Xg (Y: 출력, X: 입력, g: 콘트라스트 감마 게인) 식을 통해 나타낼 수 있다.
콘트라스트 감마 게인이 임계치 1과 동일한 경우 입력값과 출력값이 동일한 형태의 휘도 계조 곡선이 될 수 있다. 그리고 콘트라스트 감마 게인이 1보다 큰 경우 아래로 볼록한 형태의 계조 곡선이 된다. 이 때, 특정 입력값에 대응하는 출력값은 콘트라스트 감마 게인이 1일 때보다 작아지므로 고유 휘도값은 감쇄하는 것으로 된다.
그러나 콘트라스트 감마 게인이 1보다 작은 경우 휘도 계조 곡선은 위로 볼록한 형태의 계조 곡선으로 된다. 그러면 특정 입력값에 대응하는 출력값은 콘트라스트 감마 게인이 1일 때보다 커지므로 고유 휘도값이 증가하는 것으로 된다.
단계(S105)는 고유 휘도값을 감쇄시키거나 최소한 유지하는 것을 특징으로 하기 때문에 콘트라스트 감마 게인은 1보다 작은 경우 최소한 임계치 1로 설정될 수 있다. 콘트라스트 감마 게인을 이용하여 고유 휘도값을 감쇄시키는 과정은 도 4에서 그래프를 이용해 구체적으로 설명된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 블록 각각의 중심 픽셀들을 이용하여 입력 픽셀의 주변 휘도값을 보간하는 과정을 도시한 도면이다. 입력 영상을 구성하 는 모든 입력 픽셀의 위치에 대해 주변 휘도값이 보간된다. 도 2는 복수 개의 블록 중 일부의 블록에 대해서 보간이 이루어지는 과정을 나타낸다.
입력 영상(201)은 동일한 크기를 가지는 복수 개의 블록으로 분할될 수 있다. 그리고 단계(S102)에서 언급한 바와 같이 블록 각각의 평균 휘도값이 계산될 수 있다. 여기서, 블록 각각의 크기가 클수록 해당 영상을 분할하는 블록들의 개수는 적어지므로 영상 처리하는 시간은 블록의 크기가 클수록 짧아질 수 있다.
입력 픽셀(206)에 인접하는 블록의 중심에 중심 픽셀 PA(202), 중심픽셀 PB(203), 중심픽셀 PC(204), 중심픽셀 PD(205)가 위치한다. 이 때, 중심 픽셀들과 입력 픽셀 사이의 상대적인 거리에 반비례하는 가중치를 이용하여 주변 휘도값은 입력 픽셀(206)의 위치에 보간될 수 있다. 여기서, 중심 픽셀 PA(202), 중심픽셀 PB(203), 중심픽셀 PC(204), 중심픽셀 PD(205) 각각은 해당 블록의 평균 휘도값을 가질 수 있다.
예를 들어, 입력 픽셀(206)과 중심 픽셀 PA(202), 중심픽셀 PB(203), 중심픽셀 PC(204), 중심픽셀 PD(205)사이의 상대적인 거리가 3,5,1,4라고 가정할 수 있다. 그러면 중심 픽셀 PA(202)의 가중치는 (5+1+4)/(1+3+4+5)=0.77이고, 중심픽셀 PB(203)의 가중치는 (1+3+4)/(1+3+4+5)=0.62이다. 그리고, 중심픽셀 PC(204)의 가중치는 (3+4+5)/(1+3+4+5)=0.92이고, 중심픽셀 PD(205)의 가중치는 (1+3+5)/(1+3+4+5)=0.69이다. 앞에서 언급했듯이 가중치는 상대적인 거리에 반비례하기 때문에 상대적인 거리가 가장 짧은 중심픽셀 PC(204)에 부여되는 가중치가 가장 큰 것을 알 수 있다.
따라서 각 중심픽셀의 평균 휘도값과 계산한 가중치를 곱하여 합산하면 입력 픽셀(206)의 주변 휘도값이 보간된다. 이러한 보간은 입력 영상의 모든 픽셀마다 반복하여 이루어질 수 있다. 상기 언급한 예는 선형 보간법의 일례에 해당하고, 이러한 방법에 한정되지 않는다. 주변 휘도값을 보간하는 방법은 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 보간 방법을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 입력 픽셀의 고유 휘도값과 주변 휘도값을 이용하여 입력 픽셀의 고유 휘도값을 증가시키는 그래프를 도시한 도면이다. 도 3의 각 그래프는 가로축이 입력값이고, 세로축은 입력값에 대응하는 출력값을 의미할 수 있다. 또한 각 그래프는 모든 휘도값을 0과 1사이로 정규화한 계조 곡선에 해당할 수 있다.
도면부호(301)는 입력 픽셀의 고유 휘도값이 보간한 주변 휘도값보다 큰 경우, 휘도 계조 곡선을 통해 고유 휘도값을 증가시키는 과정을 나타낸 것이다. 도면부호(302)는 입력 픽셀의 고유 휘도값이 보간한 주변 휘도값보다 작은 경우, 휘도 계조 곡선을 통해 고유 휘도값을 증가시키는 과정을 나타낸 것이다.
도면부호(303)는 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 큰 경우, 입력 픽셀의 고유 휘도값인 I의 계조 곡선과 보간한 주변 휘도값인 L의 계조 곡선을 나타낸 것이 다. 도면부호(303)을 보면, 고유 휘도값의 계조 곡선이 주변 휘도값의 계조 곡선보다 동일한 입력값에 대응하는 출력값이 더 큰 것을 알 수 있다.
이와는 대조적으로 도면부호(306)는 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 작은 경우, 입력 픽셀의 고유 휘도값인 I의 계조 곡선과 보간한 주변 휘도값인 L의 계조 곡선을 나타낸 것이다. 도면부호(306)을 보면, 고유 휘도값의 계조 곡선이 주변 휘도값의 계조 곡선보다 동일한 입력값에 대응하는 출력값이 더 작은 것을 알 수 있다.
도면부호(304)는 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 큰 경우, 저계조 영역에 해당하는 고유 휘도값 I와 주변 휘도값 L을 이용하여 변환한 L'에 대한 그래프이다. 그리고 도면부호(307)는 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 작은 경우, 저계조 영역에 해당하는 고유 휘도값 I와 주변 휘도값 L을 이용하여 변환한 L'에 대한 그래프이다. 여기서 L'는 L'=(I / L)+1 식을 이용하여 변환된 것이다.
도면부호(305)는 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 큰 경우, 제1 휘도 증가 함수를 이용하여 구한 L''에 대한 그래프이다. 이 때, 제1 휘도 증가 함수는 L''=L'
Figure 112007042759480-pat00002
(1-L') + I2 로 정의될 수 있다.
그리고, 도면부호(308)는 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 작은 경우, 제2 휘도 증가 함수를 이용하여 구한 L''에 대한 그래프이다. 이 때, 제2 휘도 증가 함수는 L''=L'
Figure 112007042759480-pat00003
(1+(L-I)-L') + I2 로 정의될 수 있다. 도면부호(305)와 도면부호(308)에 나타난 그래프를 비교하면 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 큰 경우, L ''와 고유 휘도값의 차이가 더 큰 것을 알 수 있다.
도면부호(309)는 도면부호(305)와 도면부호(308)의 그래프를 역변환한 것으로 고유 휘도값에 대한 휘도 증가 곡선을 의미한다. R은 고유 휘도값의 증가량을 의미하는데, 이 때, 증가량 R은 R=I/L''의 수식으로 구할 수 있다.
따라서, 여기서, 고유 휘도값이 저계조 영역(<0.5)에 있으면서 주변 휘도값과의 차이가 클수록 위로 더 볼록한 형태의 휘도 증가 곡선이 될 수 있다. 결국, 위로 더 볼록한 형태의 휘도 증가 곡선일수록 고유 휘도값의 증가량은 더 큰 것을 의미한다.
결국 입력 픽셀의 고유 휘도값이 저계조 구간에 있으면서 보간한 주변 휘도값보다 큰 (I>L)경우, 보간한 주변 휘도값보다 작은(L>I)경우에 비해 고유 휘도값의 증가량이 더 큰 것을 알 수 있다. 즉 저계조 구간인 어두운 영역에서 위치한 입력 픽셀이 주변 픽셀의 밝기보다 상대적으로 더 밝은 경우 휘도 증가량은 더 큰 것을 알 수 있다. 반대로, 저계조 구간에 위치한 입력 픽셀이 주변 픽셀의 밝기보다 상대적으로 더 어두운 경우 휘도 증가량은 매우 적거나 거의0인 것을 알 수 있다.
결국 쉐도우와 같은 왜곡된 부분에서는 시인성이 향상될 수 있다. 또한 저계조 부분에 해당하는 입력 픽셀이 상대적으로 주변보다 밝은 경우에 보다 더 밝게 함으로써 지역적으로 콘트라스트를 향상시키는 효과가 있다. 그리고 입력 픽셀의 밝기와 주변 픽셀의 밝기에 따라 차별적으로 입력 픽셀의 고유 휘도값이 증가하는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 고유 휘도값의 증가량을 참조하여 고유 휘도값을 감쇄시키는 그래프를 도시한 도면이다.
입력 픽셀에 대해 저계조 구간(쉐도우 영역)에 있는 고유 휘도값이 주변 휘도값에 따라 증가되는 것을 도 3을 통해 살펴보았다. 여기서는 쉐도우(shadow) 영역에 대한 고유 휘도값의 증가량을 이용하여 고유 휘도값이 증가되지 않거나 증가량이 작은 픽셀의 고유 휘도값은 감쇄될 수 있다. 즉, 고유 휘도값의 증가량이 작은 입력 픽셀에 대해서 고유 휘도값을 감쇄하여 상대적으로 콘트라스트가 향상될 수 있다.
도면부호(401)은 도면부호(309)와 동일한 그래프를 나타낸 것이다. 즉, 입력 픽셀의 고유 휘도값이 저계조 구간(<0.5)에 해당하는 경우, 고유 휘도값이 주변 휘도값에 따라 크게 증가하거나 또는 매우 극소하게 적게 증가한 것을 알 수 있다. 여기서, 고유 휘도값의 증가량인 R을 이용하여 증가량이 작은 입력 픽셀의 고유 휘도값은 감쇄될 수 있다.
도면부호(402)는 고유 휘도값의 증가량에 따라 변화하는 콘트라스트 감마 게인을 나타낸 그래프를 의미한다. 상기 그래프에서 가로축인 R은 고유 휘도값의 증가량을 의미하고, 세로축인 g는 콘트라스트 감마 게인을 의미한다.
도면부호(402)를 살펴보면, 특정 R의 값보다 작은 영역에서 고유 휘도값의 증가량이 커질수록 콘트라스트 감마 게인은 감소하는 것을 알 수 있다. 콘트라스트 감마 게인 곡선은 상기 수학식 1과 대응될 수 있다. 즉, 콘트라스트 감마 게인은 고유 휘도값의 증가량과 미리 설정한 감쇄 비율을 곱한 값에 입력 픽셀의 콘트 라스트 강도를 더한 것으로 구할 수 있다.
이 때, 고유 휘도값의 증가량이 특정값 이상에 해당하는 경우, 콘트라스트 감마 게인은 더 감소하지 않고 1.0으로 계속 유지되는 것을 알 수 있다. 즉, 콘트라스트 감마 게인이 수학식1을 통해 임계치 1.0이하의 값으로 계산되는 경우, 상기 콘트라스트 감마 게인은 임계치로 설정되는 것을 의미할 수 있다.
도면부호(403)는 콘트라스트 감마 게인에 따른 고유 휘도값의 저계조 부분에 대한 계조 곡선을 나타낸 것이다. 실제로, 고계조 부분에서는 입력 픽셀의 고유 휘도값은 감쇄되지 않는다.
고유 휘도값에 대해 입력값이 X이고, 출력값이 Y인 경우, 콘트라스트 감마 게인 g에 따른 고유 휘도값의 계조 곡선은 Y=Xg 의 식을 만족할 수 있다. g가 커질수록 곡선은 아래로 볼록해지고, 고유 휘도값의 감쇄 정도를 의미하는 R'가 점점 더 커지는 것을 알 수 있다.
그러나 g가 작아질수록 계조 곡선은 위로 볼록해진다. 그러나 고유 휘도값을 감쇄시키는 것이 목적이기 때문에 g는 임계치 1.0미만의 값을 가질 수 없다. g가 임계치 1.0을 가지는 경우는 고유 휘도값이 감쇄되지 않고, 입력값과 동일한 출력값이 산출되는 것을 알 수 있다.
즉, 쉐도우 영역 등 밝기 정보가 왜곡된 영역에 대해서 휘도 증가 효과가 큰 반면, 매우 밝거나 왜곡되지 않은 일반 영역은 원래 신호를 유지하게 되어 콘트라스트의 향상이 없을 수 있다. 따라서, 입력 픽셀의 고유 휘도값의 증가량이 작 거나 거의 없는 경우 고유 휘도값을 감쇄시켜 콘트라스트 값이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 입력 영상의 콘트라스트를 향상 시키는 장치의 구성을 도시한 도면이다. 콘트라스트 향상 장치는 본 발명의 일실시예에 따른 콘트라스트 향상 방법을 통해 수행될 수 있다.
콘트라스트 향상 장치는 평균 휘도값 계산부(501), 주변 휘도값 계산부(502), 콘트라스트 향상부(503)을 포함할 수 있으며, 이 때, 콘트라스트 향상부(503)는 고유 휘도값 증가부(504)와 고유 휘도값 감쇄부(505)를 포함할 수 있다.
평균 휘도값 계산부(501)는 입력된 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값을 계산할 수 있다. 이 때, 블록 각각의 평균 휘도값은 분할된 복수 개의 블록 전체를 1회 스캐닝하는 과정을 통해 계산될 수 있다. 본 발명에 따른 콘트라스트 향상 방법은 입력 영상을 오버랩하면서 스캐닝하는 방법보다 오퍼레이팅 시간을 단축하고, 블록 개수만큼의 메모리만 요구한다.
그리고 평균 휘도값 계산부(501)는 평균 휘도값의 계산 횟수를 줄이기 위해 미리 블록 각각의 평균 휘도값을 배열로 저장하는 LUT(Look-up Table) 생성부를 포함할 수 있다. 그래서 LUT의 배열에 저장된 평균 휘도값을 이용하여 입력 픽셀의 주변 휘도값이 보간될 수 있다.
주변 휘도값 보간부(502)는 블록 각각의 평균 휘도값을 이용하여 입력 픽셀의 위치마다 주변 휘도값을 보간할 수 있다. 주변 휘도값을 보간하는 과정은 다음과 같다. 입력 픽셀에 인접하는 블록들의 중심 픽셀들과 입력 픽셀 사이의 상대적인 거리를 측정한다.
그리고 주변 휘도값 보간부(502)는 측정한 상대적인 거리에 반비례하는 가중치를 부여하고, 상기 가중치와 중심 픽셀의 평균 휘도값을 곱하여 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간할 수 있다. 이 때, 중심 픽셀은 입력 픽셀에 인접하는 블록들의 평균 휘도값을 갖고, 블록들의 중앙에 위치할 수 있다.
고유 휘도값 증가부(504)는 입력 픽셀의 고유 휘도값과 주변 휘도값의 상관관계를 이용하여 입력 픽셀의 고유 휘도값을 증가시킬 수 있다. 고유 휘도값이 저계조 영역에 속하면서 보간된 주변 휘도값보다 큰 경우 제1 휘도 증가 함수에 따라 고유 휘도값을 증가시킬 수 있다.
또한 고유 휘도값이 저계조 영역에 속하면서 보간된 주변 휘도값보다 작은 경우 제2 휘도 증가 함수에 따라 고유 휘도값을 증가시킬 수 있다. 제1 휘도 증가 함수와 제2 휘도 증가 함수를 이용하여 고유 휘도값을 증가시키는 구체적인 과정은 도 3을 참조할 수 있다.
고유 휘도값 증가부(504)는 고유 휘도값의 증가량을 계산할 수 있다. 저계조에 있으면서 고유 휘도값이 주변 휘도값보다 큰 경우는 작은 경우보다 고유 휘도값의 증가량이 더 크다.
다시 말해, 저계조에 있으면서 상대적으로 주변보다 더 밝은 영역에 위치한 입력 픽셀은 그렇지 않는 입력 픽셀보다 고유 휘도값이 더 많이 증가될 수 있다. 따라서, 쉐도우와 같은 왜곡된 부분의 시인성이 향상되지만, 입력 픽셀의 고유 휘도값이 주변과 거의 동일한 경우나 어두운 경우에는 상기 고유 휘도값의 증가량은 작거나 거의 없다고 볼 수 있다.
고유 휘도값 감쇄부(505)는 고유 휘도값 증가부(504)를 거친 고유 휘도값의 증가량이 작거나 거의 없는 입력 픽셀을 대상으로 고유 휘도값을 감쇄시킬 수 있다.
고유 휘도값의 증가량을 이용하여 입력 픽셀의 콘트라스트 감마 게인을 계산하여 고유 휘도값을 감쇄시킬 수 있다. 이 때, 콘트라스트 감마 게인은 고유 휘도값의 증가량과 미리 설정한 감쇄 비율을 곱한 값에 입력 픽셀의 콘트라스트 강도를 더하여 계산될 수 있다. 즉, 콘트라스트 감마 게인은 상기 수학식 1을 통해 계산될 수 있다.
콘트라스트 감마 게인은 임계치 이하의 값을 가지는 경우 임계치로 설정될 수 있다. 보통 임계치가 1로 설정된다. 여기서 콘트라스트 감마 게인이 1보다 작으면 휘도 계조 곡선은 위로 볼록한 형태가 되어 휘도 증가 곡선이 된다. 따라서, 콘트라스트 감마 게인이 1보다 작은 경우는 고유 휘도값 감쇄부(505)의 기능과 반대된다. 결국 콘트라스트 감마 게인이 1보다 작아지면 상기 콘트라스트 감마 게인은 임계치 값으로 설정된다.
고유 휘도값 감쇄부(505)는 계산한 콘트라스트 감마 게인에 대응하는 고유 휘도값의 계조 곡선을 결정하여 고유 휘도값의 감쇄량을 결정할 수 있다. 고유 휘도값의 증가량이 클수록 입력 픽셀은 왜곡된 것으로 간주될 수 있다. 결국 고유 휘도값 증가부(504)를 통해 이미 왜곡에 대한 보정이 이루어진 상태이므로 휘도값의 증가량이 큰 입력 픽셀은 상대적으로 휘도값의 감쇄량이 작거나 거의 존재하지 않는다.
대조적으로, 고유 휘도값 증가부(504)를 통해 계산된 고유 휘도값의 증가량이 작은 경우 입력 픽셀은 왜곡되지 않은 정상적인 영역에 위치한다고 간주될 수 있다. 결국 고유 휘도값 감쇄부(505)는 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 감쇄함으로써 로컬 영역의 콘트라스트를 향상 시킬 수 있다. 즉, 고유 휘도값의 증가량이 작은 입력 픽셀은 고유 휘도값의 감쇄량이 커지게 된다. 따라서, 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값은 낮아지고, 상대적으로 로컬 콘트라스트가 향상되는 효과가 나타난다.
결국, 입력 픽셀의 고유 휘도값은 저계조에 해당하는 경우 주변보다 어두운 경우 더 어둡게, 주변보다 밝은 경우 더 밝게 된다. 다시 말해서, 입력 영상에서 왜곡된 정보와 그렇지 않은 정보를 구분하여 해당 픽셀마다 각각 다른 밝기 변환 함수를 적용할 수 있다. 따라서, 밝은 영역과 어두운 영역의 차이가 커지게 되므로 결국 전체적인 콘트라스트가 향상될 수 있다. 결국 왜곡된 영상의 휘도값은 복원되고, 왜곡되지 않은 영상의 콘트라스트는 강조되어 원래 입력 신호보다 향상된 영상으로 처리될 수 있다.
본 발명에 따른 콘트라스트 향상 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 따르면, 입력 영상을 복수 개의 블록으로 나누고, 블록 전체를 1회 스캐닝하여 메모리와 수행 시간의 제약이 없는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 입력 픽셀의 고유 휘도값과 주변 휘도값의 상관관계를 이 용하여 휘도 증가량 및 휘도 감쇄량을 결정하는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 입력 픽셀의 주변 휘도값을 통해 왜곡된 픽셀과 왜곡되지 않은 픽셀을 구분하여 픽셀마다 다르게 휘도를 향상하는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 입력 픽셀의 고유 휘도값을 증가시키고, 휘도 증가량을 참조하여 입력 픽셀의 고유 휘도값을 감쇄시키는 입력 영상의 콘트라스트 향상 방법 및 장치가 제공된다.

Claims (35)

  1. 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값(luminance)을 계산하는 단계;
    상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계;
    보간한 상기 입력 픽셀의 주변 휘도값과 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 이용하여 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 단계는,
    상기 입력 픽셀의 상기 고유 휘도값과 상기 주변 휘도값을 이용하여 상기 고유 휘도값을 증가시키는 단계; 및
    상기 고유 휘도값의 증가량에 따라 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 단계
    를 포함하는 콘트라스트 향상 방법.
  2. 삭제
  3. 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값(luminance)을 계산하는 단계;
    상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계;
    보간한 상기 입력 픽셀의 주변 휘도값과 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 이용하여 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 블록 각각의 평균 휘도값(luminance)을 계산하는 단계는,
    분할된 상기 복수 개의 블록 전체를 1회 스캐닝하여 상기 평균 휘도값을 계산하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 블록 각각의 평균 휘도값을 배열로 저장한 LUT(Look-Up Table)를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 콘트라스트 향상 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계는,
    상기 LUT의 배열에 저장된 상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 주변 휘도값을 보간하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계는,
    상기 입력 픽셀에 인접하는 상기 블록들의 중심 픽셀들과 상기 입력 픽셀 사이에 상대적인 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 상대적인 거리에 따라 부여한 가중치를 이용하여 상기 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계
    를 포함하는 콘트라스트 향상 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중심 픽셀은,
    상기 입력 픽셀에 인접하는 블록들의 평균 휘도값을 갖고, 상기 블록들의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 단계는,
    상기 중심 픽셀들의 평균 휘도값에 상기 상대적인 거리에 반비례하는 가중치를 곱하여 합산한 값으로 상기 주변 휘도값을 보간하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고유 휘도값을 증가시키는 단계는,
    상기 고유 휘도값이 상기 주변 휘도값보다 큰 경우, 제1 휘도 증가 함수에 따라 상기 고유 휘도값을 증가시키는 단계;
    상기 고유 휘도값이 상기 주변 휘도값보다 작은 경우, 제2 휘도 증가 함수에 따라 상기 고유 휘도값을 증가시키는 단계; 및
    상기 제1 휘도 증가 함수 또는 상기 제2 휘도 증가 함수를 이용하여 상기 고유 휘도값의 증가량을 계산하는 단계
    를 포함하는 콘트라스트 향상 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고유 휘도값을 증가시키는 단계는,
    상기 고유 휘도값이 전체 휘도 계조의 중간값보다 작은 값을 가지는 경우 상기 고유 휘도값을 증가시키고,
    상기 고유 휘도값이 전체 휘도 계조의 중간값보다 큰 값을 가지는 경우 상기 고유 휘도값을 유지하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 휘도 증가 함수는,
    L''=L'
    Figure 112007042759480-pat00004
    (1-L') + I2 인 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
    - 여기서 L'= (I / L) +1이고, I는 0과 1사이로 정규화된 상기 고유 휘도값이고, L은 0 과 1사이로 정규화된 상기 주변 휘도값임 -
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 휘도 증가 함수는,
    L''=L'
    Figure 112007042759480-pat00005
    (1+(L-I)-L') + I2 인 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
    - 여기서 L'= (I / L) +1이고, I는 0과 1사이로 정규화된 상기 고유 휘도값이고, L은 0 과 1사이로 정규화된 상기 주변 휘도값임 -
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 고유 휘도값의 증가량을 계산하는 단계는,
    상기 고유 휘도값과 상기 고유 휘도값에 대응하는 L''의 비율에 따라 상기 증가량을 계산하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 단계는,
    상기 고유 휘도값의 증가량에 따라 상기 입력 픽셀의 콘트라스트 감마 게인을 계산하는 단계;
    상기 콘트라스트 감마 게인을 이용하여 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 단계
    를 포함하는 콘트라스트 향상 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 콘트라스트 감마 게인을 계산하는 단계는,
    상기 증가량에 미리 설정한 감쇄 비율을 곱한 값과 상기 입력 픽셀의 콘트라스트 강도의 차이로 계산하고,
    상기 콘트라스트 감마 게인이 임계치 이하의 값을 가지는 경우 상기 임계치로 설정되는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 콘트라스트 감마 게인을 계산하는 단계는,
    상기 증가량이 증가함에 따라 상기 콘트라스트 감마 게인은 상기 임계치까지 감소하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 단계는,
    계산된 상기 콘트라스트 감마 게인에 따른 상기 고유 휘도값의 계조 곡선을 이용하여 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 방법.
  18. 제1항, 제3항 내지 제12항, 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  19. 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값을 계산하는 평균 휘도값 계산부;
    상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 주변 휘도값 보간부; 및
    보간한 상기 입력 픽셀의 주변 휘도값과 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 이용하여 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 콘트라스트 향상부
    를 포함하고,
    상기 콘트라스트 향상부는,
    상기 입력 픽셀의 상기 고유 휘도값과 상기 주변 휘도값을 이용하여 상기 고유 휘도값을 증가시키는 고유 휘도값 증가부; 및
    상기 고유 휘도값의 증가량에 따라 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 고유 휘도값 감쇄부
    를 포함하는 콘트라스트 향상 장치.
  20. 삭제
  21. 영상을 복수 개의 블록으로 분할하고, 상기 블록 각각의 평균 휘도값을 계산하는 평균 휘도값 계산부;
    상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 영상의 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 주변 휘도값 보간부; 및
    보간한 상기 입력 픽셀의 주변 휘도값과 상기 입력 픽셀의 고유 휘도값을 이용하여 상기 입력 픽셀의 콘트라스트를 향상시키는 콘트라스트 향상부
    를 포함하고,
    상기 평균 휘도값 계산부는,
    분할된 상기 복수 개의 블록 전체를 1회 스캐닝하여 상기 평균 휘도값을 계산하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 평균 휘도값 계산부는,
    상기 블록 각각의 평균 휘도값을 배열로 저장한 LUT(Look-Up Table)를 생성하는 LUT 생성부
    를 포함하는 콘트라스트 향상 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 주변 휘도값 보간부는,
    상기 LUT의 배열에 저장된 상기 평균 휘도값을 이용하여 상기 주변 휘도값을 보간하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 주변 휘도값 보간부는,
    상기 입력 픽셀에 인접하는 상기 블록들의 중심 픽셀들과 상기 입력 픽셀 사이에 상대적인 거리를 측정하고,
    상기 상대적인 거리에 따라 부여한 가중치를 이용하여 상기 입력 픽셀마다 주변 휘도값을 보간하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 중심 픽셀은,
    상기 입력 픽셀에 인접하는 상기 블록들의 평균 휘도값을 갖고, 상기 블록들의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 주변 휘도값 보간부는,
    상기 중심 픽셀들의 평균 휘도값에 상기 상대적인 거리에 반비례하는 가중치를 곱하여 합산한 값으로 상기 주변 휘도값을 보간하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  27. 제19항에 있어서,
    상기 고유 휘도값 증가부는,
    상기 고유 휘도값이 상기 주변 휘도값보다 큰 경우, 제1 휘도 증가 함수에 따라 상기 고유 휘도값을 증가시키고,
    상기 고유 휘도값이 상기 주변 휘도값보다 작은 경우, 제2 휘도 증가 함수에 따라 상기 고유 휘도값을 증가시키고,
    상기 제1 휘도 증가 함수 또는 상기 제2 휘도 증가 함수를 이용하여 상기 고유 휘도값의 증가량을 계산하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 고유 휘도값 증가부는,
    상기 고유 휘도값이 전체 휘도 계조의 중간값보다 작은 값을 가지는 경우 상기 고유 휘도값을 증가시키고,
    상기 고유 휘도값이 전체 휘도 계조의 중간값보다 큰 값을 가지는 경우 상기 고유 휘도값을 유지하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 제1 휘도 증가 함수는,
    L''=L'
    Figure 112007042759480-pat00006
    (1-L') + I2 인 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
    - 여기서 L'= (I / L) +1이고, I는 0과 1사이로 정규화된 상기 고유 휘도값이고, L은 0 과 1사이로 정규화된 상기 주변 휘도값임 -
  30. 제27항에 있어서,
    상기 제2 휘도 증가 함수는,
    L''=L'
    Figure 112007042759480-pat00007
    (1+(L-I)-L') + I2 인 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
    - 여기서 L'= (I / L) +1이고, I는 0과 1사이로 정규화된 상기 고유 휘도값이고, L은 0 과 1사이로 정규화된 상기 주변 휘도값임 -
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 증가량은,
    상기 고유 휘도값과 상기 고유 휘도값에 대응하는 L''의 비율에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  32. 제19항에 있어서,
    상기 고유 휘도값 감쇄부는,
    상기 고유 휘도값의 증가량에 따라 상기 입력 픽셀의 콘트라스트 감마 게인을 계산하고, 상기 콘트라스트 감마 게인을 이용하여 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 콘트라스트 감마 게인은,
    상기 증가량에 미리 설정한 감쇄 비율을 곱한 값과 상기 입력 픽셀의 콘트라스트 강도의 차이로 계산되고,
    상기 콘트라스트 감마 게인이 임계치 이하의 값을 가지는 경우 상기 임계치로 설정되는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 콘트라스트 감마 게인은,
    상기 증가량이 증가함에 따라 상기 임계치까지 감소하는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 고유 휘도값 감쇄부는,
    계산된 상기 콘트라스트 감마 게인에 따른 상기 고유 휘도값의 계조 곡선을 이용하여 상기 고유 휘도값을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 향상 장치.
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