KR101432227B1

KR101432227B1 - 전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101432227B1
Application number: KR1020080020992A
Authority: KR
Inventors: 박민규; 황승중; 김두현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2014-08-27
Also published as: US20090226112A1; US8351732B2; KR20090095818A

Abstract

본 발명은 전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 방법에 관한 것으로서, 입력 영상에서 각 영역의 평탄 정도를 나타내는 컨투어 카운터(contour counter)를 계산하고, 상기 계산된 컨투어 카운터에 따라 상기 각 영역의 종류를 판단하는 과정과, 상기 판단된 영역 종류에 따라 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 설정하는 과정과, 상기 비트 해상도 증가 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 1 가중치를 계산하고, 상기 제 1 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 비트 해상도를 증가시키는 과정과, 상기 에지 강화 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 2 가중치를 계산하고, 상기 제 2 가중치를 이용하여 상기 비트 해상도가 증가된 영상에 대한 에지 강화를 수행하는 과정을 포함하여, 비트 해상도를 증가시켜 컨투어 노이즈를 제거하면서 동시에 에지를 강화시킴으로써, 영상의 품질을 향상시킬 수 있으며, 하드웨어 비용을 절감시킬 수 있다.

컨투어 노이즈(contour noise), 에지(edge), BRE(Bit Resolution Enhancement), 영상 품질

Description

전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR ENHANCEMENTING EDGE AND BIT RESOLUTION ENHANCEMENT IN ELECTRIC DEVICE}

본 발명은 전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 상기 비트 해상도를 증가시켜 컨투어 노이즈를 제거하고 동시에 영상의 에지, 즉, 윤곽선을 강화시키는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

영상의 품질을 향상시키는 대표적인 기법으로는 비트 해상도 증가(BRE: Bit Resolution Enhancement) 기법과 에지 강화 기법이 있다. 상기 비트 해상도 증가 기법은 저역 통과 필터(LPF: Low Pass Filter)를 기반으로 하여 비트의 감소로 인해 컨투어(contour)로 표현되는 고주파 성분을 제거하는 기법이며, 상기 에지 강화 기법은 영상의 고주파 성분을 강화시키는 기법이다.

일반적으로, 1차원 신호를 표현하는 비트 수가 감소하게 되면 불연속적인 점이 생기게 되며, 상기 불연속적인 점은 불필요한 고주파 성분으로 나타나게 된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 8비트(bit)에서는 연속적으로 표현되는 신호가 6비트에서는 불연속적인 신호로 나타나게 된다. 도 1에서 가로축은 원신호(original signal, 8bit)에 대한 값을 나타내고, 세로축은 양자화된 신호((a)는 8bit, (b)는 6bit)의 값을 나타낸다. 상기 불연속적인 신호를 2차원의 영상신호에서 보면 컨투어라는 아티펙트로 표현되어 도 2에 도시된 바와 같이 나타난다. 이러한 컨투어를 제거하기 위하여 감소된 비트 수를 원래대로 복원하는 기법을 상기 비트 해상도 증가 기법이라 한다. 상기한 바와 같이 불연속적인 신호로 표현되는 상기 컨투어는 상기 저역 통과 필터를 이용하여 제거한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같은 5×5 마스크에서 중심 화소 값 Y13에 대하여 하기 수학식 1과 같은 저역 통과 필터를 적용하여 제거할 수 있다.

여기서, 상기 Y_k는 상기 5×5 마스크의 Y_k번째에 해당하는 영상의 화소값을 의미하며, Y_out은 상기 5×5 마스크 형태의 저역 통과 필터의 출력 화소값을 의미한다.

일반적으로, 상기 비트 해상도 증가 기법을 영상에 적용하면, 상기 컨투어 노이즈를 감소시킬 뿐만 아니라 상기 영상에서 에지에 해당하는 부분도 영향을 받게 되어 평탄화되게 된다. 따라서, 종래에는 영상의 품질을 증가시키기 위해 상기 비트 해상도 증가 기법을 적용한 후, 상기 비트 해상도 증가로 인해 평탄화된 에지를 복원하기 위하여 다시 에지 강화 기법을 적용하고 있다.

상기 에지 강화로는 다양한 방법이 제공되고 있으며, 그 중 가장 기본적인 방법은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 2는 도 3에 도시된 바와 같은 5×5 마스크에서 중심 화소 Y13의 주변의 화소들의 평균값을 상기 중심 화소 값의 두 배에서 차감하여 에지를 강화시키는 기법을 나타낸다.

종래에는 상기 비트 해상도 증가 기법과 에지 강화 기법이 각각 독립적으로 연구 및 제공됨으로써, 상기 비트 해상도 증가 후에 에지 강화 기법을 따로 적용하고 있다. 하지만, 상기와 같이 상기 두 기법을 각각 적용하는 방법은 하드웨어 구현시에 라인 메모리를 추가시켜야하기 때문에 비용이 상승되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자기기에서 영상 품질 향상 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자기기에서 컨투어 노이즈를 제거하면서 동시에 에지를 강화시켜 하드웨어 비용을 절감시키기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 방법은, 입력 영상에서 각 영역의 평탄 정도를 나타내는 컨투어 카운터(contour counter)를 계산하고, 상기 계산된 컨투어 카운터에 따라 상기 각 영역의 종류를 판단하는 과정과, 상기 판단된 영역 종류에 따라 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 설정하는 과정과, 상기 비트 해상도 증가 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 1 가중치를 계산하고, 상기 제 1 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 비트 해상도를 증가시키는 과정과, 상기 에지 강화 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 2 가중치를 계산하고, 상기 제 2 가중치를 이용하여 상기 비트 해상도가 증가된 영상에 대한 에지 강화를 수행하는 과정을 포함한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 장치는, 입력 영상에서 각 영역의 평탄 정도를 나타내는 컨투어 카운터(contour counter)를 계산하고, 상기 계산된 컨투어 카운터에 따라 상기 각 영역의 종류를 판단하고, 상기 판단된 영역 종류에 따라 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 설정하는 영역 판별부와, 상기 비트 해상도 증가 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 1 가중치를 계산하고, 상기 제 1 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 비트 해상도를 증가시키는 BRE(Bit Resolution Enhancement) 적용부와, 상기 에지 강화 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 2 가중치를 계산하고, 상기 제 2 가중치를 이용하여 상기 비트 해상도가 증가된 영상에 대한 에지 강화를 수행하는 에지 강화부를 포함한다.

본 발명은 전자기기에서 비트 해상도를 증가시켜 컨투어 노이즈를 제거하면서 동시에 에지를 강화시킴으로써, 영상의 품질을 향상시킬 수 있으며, 하드웨어 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명에서는 전자기기에서 입력되는 영상의 각 영역이 평탄 영역, 컨투어 영역 및 에지 영역 중 어느 영역에 속하는지 판별하여 비트 해상도를 증가시키면서 에지를 강화시키는 기법에 대해 설명할 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 전자기기의 블록 구성을 도시하고 있다.

상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전자기기는 영상 입력부(401), 영역 판별부(403), BRE 적용부(405), 에지 강화부(407)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 영상 입력부(401)는 비트 수가 감소된 영상을 입력받아 영역 판별부(403)로 제공한다.

상기 영역 판별부(403)는 상기 영상 입력부(401)로부터 비트 수가 감소된 영상을 제공받아 컨투어 카운터(CC: Contour Counter) 값을 계산하여 해당 영역이 평탄 영역인지 컨투어 영역인지 혹은 에지 영역인지 판별하고, 판별된 영역 결과에 따라 비트 해상도 증가 기법과 에지 강화 기법을 적용하기 위한 파라미터를 설정한다. 여기서, 상기 컨투어 카운터 값은 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값을 비트 뎁스(bit_depth)값과 비교하여 카운터한 값으로서, 도 2(b)에 도시된 바와 같은 영상의 컨투어 카운터는 도 6에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다. 이때, 상기 비트 뎁스는 상기 비트 수의 감소에 의해 발생하는 불연속한 점의 값 차이를 의미한다. 예를 들어, 8비트가 6비트로 감소하면 2비트 만큼 감소하게 되어 상기 비트 뎁스는 2의 2승인 4로 정의되며, 8비트가 4비트로 감소하게 되면 4비트 만큼 감소하게 되어 상기 비트 뎁스는 2의 4승인 16으로 정의된다.

자세히 말해, 상기 영역 판별부(403)는 하기 수학식 3과 같이 상기 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값이 상기 비트 뎁스보다 작거나 같을 경우만을 카운트하여 상기 컨투어 카운터(CC)를 하기 표 1과 같이 하나씩 증가시킨다.

CC = 0;
for(k =1; k < 26; k++){
if(|Y₁₃-Y_k|≤bit_depth){
CC++;
}
}

여기서, 상기 표 1에 나타낸 수학식을 하기 수학식 3에서 살펴보기로 한다.

하기 수학식 3은 5×5 마스크를 이용하여 컨투어 카운터를 계산하기 위한 조건식을 나타낸다.

여기서, Y13은 상기 5×5 마스크에서 중심 화소 값을 의미하며, Yk는 주변 화소 값으로 k는 1부터 25사이의 값이 될 수 있다. 여기서, 상기 영역 판별부(403)는 특정 마스크를 행(row) 방향 및 열(column) 방향으로 소정 값만큼 이동시키면서 상기 입력된 영상의 모든 영역에 대한 컨투어 카운터 값을 계산한다.

이때, 상기 컨투어 카운터 값이 적을수록 에지 영역에 가까우며 상기 컨투어 카운터 값이 클수록 평탄 영역에 가깝게 된다. 따라서, 상기 영역 판별부(403)는 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 상기 계산된 컨투어 카운터 값에 따라 영상의 각 영역을 에지 영역과 평탄 영역, 그리고 컨투어 영역으로 분류하며, 분류된 영역에 대 하여 상기 비트 해상도 증가 기법과 에지 강화 기법을 적용하기 위한 파라미터를 설정한다.

하기 표 2는 카운터 값에 따라 판별되는 영역과 설정되는 파라미터를 나타낸다.

CC 크기	영역	파라미터
CC > N80	평탄	P_EE = 0, BD_BRE = 1, MS_BRE = 3
N80 ≥ CC > N40	컨투어	P_EE = 1, BD_BRE = 2, MS_BRE = 5
N40 ≥ CC > N30	컨투어	P_EE = 2, BD_BRE = 2, MS_BRE = 5
N30 ≥ CC > N25	컨투어	P_EE = 3, BD_BRE = 2, MS_BRE = 5
N25 ≥ CC	에지	P_EE = 4, BD_BRE = 1, MS_BRE = 3

상기 표 2에서 CC는 컨투어 카운터 값을 의미하며, N**는 마스크의 %를 나타내는 수치로서, 예를 들어, 5×5 마스크의 경우에 N80은 상기 5×5 마스크의 80%에 해당하는 20(5×5×80/100)을 의미하며, N25는 상기 5×5 마스크의 25%에 해당하는 6.25(5×5×25/100)를 의미한다. 또한, P_EE는 에지 강화 기법을 위한 가중치 결정 파라미터이고, BD_BRE와 MS_BRE는 상기 비트 해상도 증가 기법을 위한 가중치 결정 파라미터와 마스크 크기를 의미한다. 여기서, 상기 컨투어 카운터 값에 따른 각 파라미터의 값은 실험을 통해 미리 획득된다.

상기 BRE 적용부(405)는 상기 영역 판별부(403)에서 설정된 파라미터를 이용하여 상기 비트 해상도 증가 기법에 필요한 가중치를 결정하고, 결정된 가중치를 이용하여 입력되는 영상의 비트 해상도를 증가시킨다.

상기 BRE 적용부(405)는 상기 비트 해상도 증가 기법을 위한 가중치 결정 파라미터(BD_BRE)와 마스크 크기(MS_BRE)를 이용하여 상기 입력된 영상의 각 화소에 대한 가중치를 결정한 후, 상기 모든 화소에 대한 가중치를 합하여 가중치 합을 계산한다. 좀더 자세히 말해, 상기 BRE 적용부(405)는 상기 비트 해상도 증가 기법을 위한 가중치 결정 파라미터(BD_BRE)를 통해 해당 영역이 컨투어 영역을 나타내는지 여부를 판단하고, 상기 마스크 크기(MS_BRE)를 갖는 마스크 내의 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값을 상기 비트 뎁스와 비교하여 상기 특정 주변 화소에 대한 가중치를 결정한다. 상기 BRE 적용부(405)는 이를 영상의 모든 화소에 대해 수행 한 후, 상기 모든 화소에 대한 가중치를 합하여 가중치 합을 계산한다.

즉, 상기 BRE 적용부(405)는 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 방법을 이용하여 상기 비트 해상도 증가 기법을 위한 각 화소의 가중치와 가중치 합을 결정한다.

weight_sum = 0;
for(i = r-MS_bre; i < r+1+MS_bre; i++){for(j = c-MS_bre; j < c+1+MS_bre; j++){
if(BD_bre == 2){
if(|in[r][c] - in[i][j]| ≤bit_depth)
{weight[i][j] = 2;}
else if(|in[r][c] - in[i][j]| ≤bit_depth × BD_bre)
{weight[i][j] = 1;}
else
{weight[i][j] = 0 }
}
if(BD_bre == 1){
if(|in[r][c] - in[i][j]| ≤bit_depth)
{weight[i][j] = 1;}
else
{weight[i][j] = 0}
}
weight_sum = weight_sum + weight[i][j]
}}

여기서, 상기 in[r][c]는 입력 영상에서 r번째 행의 c열에 해당하는 화소 값을 의미하고, 상기 in[i][j]는 상기 입력 영상에서 i번째 행의 j열에 해당하는 화소 값을 의미하며, weight[i][j]는 상기 입력 영상에서 i번째 행의 j열에 해당하는 화소에 대한 가중치를 의미한다. 그리고, 상기 weight_sum은 모든 화소에 대한 가중치 합을 의미한다.

상기 표 3을 살펴보면, 상기 BRE 적용부(405)는 상기 비트 해상도 증가 기법을 위한 가중치 결정 파라미터(BD_BRE)를 통해 해당 영역이 컨투어 영역을 나타내는지 혹은 평탄 영역이나 에지 영역을 나타내는지 판별한 후, 상기 마스크 크기(MS_BRE)를 갖는 마스크 내의 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값을 상기 비트 뎁스와 비교하여, 상기 판별 영역의 종류와 상기 비교 결과에 따라 상기 중심 화소의 주변 화소들 각각에 가중치를 설정한다.

상기 BRE 적용부(405)는 상기 비트 해상도 증가 기법을 위해 결정된 각 화소의 가중치와 가중치 합이 결정되면, 하기 표 4에 나타낸 바와 같이 입력 영상에 상기 마스크 크기(MS_BRE)를 갖는 마스크를 적용하여 마스크 내의 각 화소 값과 상기 각 화소에 해당하는 가중치를 곱한 후, 그 결과값들을 합하여 상기 가중치 합으로 나누고, 나눈 결과를 상기 마스크 내의 중심 화소에 대한 결과값으로 출력한다.

하기 표 4는 BRE 방법을 나타낸다.

for(r = 0; r < row; r++){for(c = 0; c < column; c++){
bre_out[r][c] = 0;
for(i = r-MS_bre; i < r+1+MS_bre; i++){for(j = c-MS_bre; j < c+1+MS_bre; j++){
bre_out[r][c]+= in[i][j] × weight[i][j];
}}
bre_out[r][c] = bre_out[r][c] / weight_sum;
}}

여기서, 상기 in[i][j]는 상기 입력 영상에서 i번째 행의 j열에 해당하는 화소 값을 의미하고, weight[i][j]는 상기 입력 영상에서 i번째 행의 j열에 해당하는 화소에 대한 가중치를 의미하며, 상기 weight_sum은 모든 화소에 대한 가중치 합을 의미한다. 그리고, bre_out[r][c]는 상기 BRE 기법에 사용된 마스크의 중심에 해당하는 화소의 BRE 결과값을 의미한다.

상기 BRE 적용부(405)는 상기 BRE 적용 후에 그 결과를 상기 에지 강화부(407)로 제공한다.

상기 에지 강화부(407)는 상기 BRE 적용부(405)로부터 제공되는 BRE 적용 결과를 이용하여 하기 수학식 4와 같이 에지 강화를 수행한 후, 상기 에지 강화를 위한 가중치 결정 파라미터(P_EE)와 상기 BRE 적용 결과를 이용하여 에지 강화 가중치를 결정한다. 이후, 상기 에지 강화부(407)는 상기 BRE 적용 결과에 상기 에지 강화 가중치를 곱셈 연산하여 최종 결과를 출력한다.

하기 수학식 4는 에지 강화 방법을 나타낸다.

여기서, 상기 ee_out은 에지를 강화시킨 결과를 의미하며, 상기 bre_out은 상기 BRE 적용부(405)로부터 제공되는 BRE 적용 결과를 의미한다. 그리고, Yk(k=1,2,3,....25)는 에지 강화를 수행하고자 하는 화소, 즉 중심 화소의 주변 화소 값들을 의미한다. 그리고, 상기 1/64, 2/64, 3/64, 5/64은 해당 주변 화소에 대한 가중치를 의미하는 것으로서, 중심 화소에 가까운 주변 화소일수록 높은 가중치가 적용된다. 이때, 상기 가중치는 실험을 통해 획득된 값으로서, 다른 값이 적용될 수도 있다.

이후, 상기 에지 강화부(407)는 상기 에지 강화 결과와 상기 에지 강화를 위한 가중치 결정 파라미터(P_EE), 및 상기 BRE 적용 결과를 이용하여 상기 에지 강화 가중치를 결정한다. 자세히 말해, 상기 에지 강화부(407)는 하기 수학식 5와 같이 상기 에지 강화 결과를 상기 BRE 적용 결과로 나누어 에지 강화 가중치를 결정한다.

여기서, 상기 weight_EE[r][c]는 영상에서 r행의 c열에 해당하는 화소에 대한 가중치를 의미하며, ee_out[r][c]는 영상에서 r행의 c열에 해당하는 화소의 에지 강화 결과 값을 의미하며, bre_out[r][c]는 영상에서 r행의 c열에 해당하는 화 소의 BRE 적용 결과 값을 의미한다.

이후, 상기 에지 강화부(407)는 하기 수학식 6과 같이 상기 에지 강화를 위한 가중치 결정 파라미터(P_EE)를 이용하여 에지 강화 가중치의 범위를 결정하고, 상기 수학식 5를 통해 획득된 상기 에지 강화 가중치가 상기 결정된 범위 이내에 포함되는지 여부를 검사한다.

여기서, 상기 low_bound와 high_bound는 상기 에지 강화 가중치의 최소값과 최대값을 의미한다.

상기 에지 강화부(407)는 상기 획득된 에지 강화 가중치가 상기 결정된 범위에 포함되는지 검사하여 상기 범위에 포함될 경우 상기 획득된 에지 강화 가중치를 유지하며, 상기 범위에 포함되지 않을 경우, 상기 획득된 에지 강화 가중치를 상기 범위에 포함되는 값으로 변경한다. 즉, 상기 에지 강화부(407)는 획득된 에지 강화 가중치가 상기 범위의 최소값인 low_bound보다 작을 경우 상기 에지 강화 가중치를 상기 low_bound로 변경하고, 상기 획득된 에지 강화 가중치가 상기 범위의 최대값인 high_bound보다 클 경우 상기 에지 강화 가중치를 상기 high_bound로 변경한다.

이후, 상기 에지 강화부(407)는 하기 수학식 7과 같이 상기 BRE 적용부(405)로부터 제공되는 상기 BRE 적용 결과에 상기 에지 강화 가중치를 곱셈 연산하여 에 지 강화가 수행된 최종 결과를 출력한다.

여기서, 상기 output[r][c]는 영상에서 r행의 c열에 해당하는 화소의 최종 결과값을 의미하며, 상기 weight_EE[r][c]는 영상에서 r행의 c열에 해당하는 화소에 대한 가중치를 의미하고, bre_out[r][c]는 영상에서 r행의 c열에 해당하는 화소의 BRE 적용 결과값을 의미한다.

여기서, 평탄 영역이나 컨투어 영역의 경우에는 상대적으로 상기 에지 강화 가중치의 범위가 작아지게 됨으로써, 에지 강화가 약하게 수행되고, 에지 영역의 경우에는 상대적으로 상기 에지 강화 가중치의 범위가 커지게 됨으로써 상기 에지 강화가 강하게 수행된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기에서 비트 해상도를 증가시키면서 에지를 강화시키는 동작 절차를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 전자기기는 501단계에서 비트 수가 감소된 영상이 입력될 시, 503단계로 진행하여 상기 입력된 영상의 비트 수 감소에 의해 발생된 불연속 점의 값 차이를 나타내는 비트 뎁스(bit_depth)를 이용하여 상기 영상의 컨투어 카운터(CC)를 계산한다. 즉, 상기 전자기기는 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같이 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값이 상기 비트 뎁스보다 작거나 같을 경우만을 카운트하여 상기 컨투어 카운터를 계산한다.

이후, 상기 전자기기는 505단계로 진행하여 상기 컨투어 카운터 값에 따라 해당 영역이 평탄 영역인지 컨투어 영역인지 혹은 에지 영역인지 판별하고, 판별된 영역 결과에 따라 비트 해상도 증가 기법과 에지 강화 기법을 적용하기 위한 파라미터를 설정한다. 즉, 상기 전자기기는 상기 표 2에 나타낸 바와 같이 상기 계산된 컨투어 카운터 값에 따라 영상의 각 영역을 에지 영역과 평탄 영역, 그리고 컨투어 영역으로 분류하며, 분류된 영역에 대하여 상기 비트 해상도 증가 기법과 에지 강화 기법을 적용하기 위한 파라미터를 설정한다. 여기서, 상기 설정되는 파라미터로는 상기 비트 해상도 증가 기법을 위한 가중치 결정 파라미터(BD_BRE)와 마스크 크기(MS_BRE), 그리고 상기 에지 강화 기법을 위한 가중치 결정 파라미터(P_EE)가 있다.

이후, 상기 전자기기는 507단계에서 상기 설정된 파라미터를 이용하여 상기 비트 해상도 증가 기법에 필요한 가중치를 계산한다. 즉, 상기 전자기기는 상기 비트 해상도 증가 기법을 위한 가중치 결정 파라미터(BD_BRE)를 통해 해당 영역이 컨투어 영역을 나타내는지 여부를 판단하고, 상기 마스크 크기(MS_BRE)를 갖는 마스크 내의 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값을 상기 비트 뎁스와 비교하여 상기 특정 주변 화소에 대한 가중치를 결정하고, 이를 영상의 모든 화소에 대해 수행 한 후, 상기 모든 화소에 대한 가중치를 합하여 가중치 합을 계산한다.

이후, 상기 전자기기는 509단계에서 상기 계산된 가중치를 이용하여 상기 표 4에 나타낸 바와 같이 입력되는 영상의 비트 해상도를 증가시킨다. 즉, 상기 전자 기기는 입력 영상에 상기 마스크 크기(MS_BRE)를 갖는 마스크를 적용하여 마스크 내의 각 화소 값과 상기 각 화소에 해당하는 가중치를 곱한 후, 그 결과값들을 합하여 상기 가중치 합으로 나누고, 나눈 결과를 상기 마스크 내의 중심 화소에 대한 BRE 결과값으로 출력한다.

이후, 상기 전자기기는 511단계에서 상기 에지 강화 파라미터와 상기 BRE 결과값을 이용하여 상기 수학식 4에 나타낸 바와 같은 에지 강화를 수행한 후, 그 결과와 상기 에지 강화를 위한 가중치 결정 파라미터(P_EE) 및 상기 BRE 결과를 이용하여 상기 수학식 5에 나타낸 바와 같이 에지 강화 가중치를 결정한다. 이때, 상기 전자기기는 상기 수학식 6에 나타낸 바와 같이 상기 에지 강화를 위한 가중치 결정 파라미터(P_EE)를 이용하여 에지 강화 가중치의 범위를 결정한 후, 상기 결정된 에지 강화 가중치가 상기 범위 내에 포함되는지 여부를 검사하고, 상기 범위 내에 포함되지 않을 시, 상기 에지 강화 가중치를 상기 범위 내에 포함되도록 변경한다. 여기서, 상기 에지 강화를 위한 가중치 결정 파라미터(P_EE)를 이용하여 에지 강화 가중치의 범위를 결정하는 것은 해당 영역이 평탄 영역 혹은 컨투어 영역일 시 상기 에지 강화 가중치의 범위를 작게 설정하고, 상기 해당 영역이 에지 영역일 시 상기 에지 강화 가중치의 범위를 크게 설정하여 상기 에지 영역으로 판단된 영역에 한하여 에지 강화를 강하게 수행하기 위함이다.

이후, 상기 전자기기는 513단계에서 상기 BRE 결과값에 상기 에지 강화 가중치를 곱셈 연산하여 비트 해상도가 증가되면서 에지가 강화된 최종 결과를 출력하 고, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 비트 수에 따른 1차원 신호를 나타내는 도면,

도 2는 원 영상과 컨투어 노이즈가 발생된 영상을 나타내는 도면,

도 3은 일반적은 5×5 마스크를 도시하는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 전자기기의 블록 구성을 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기에서 비트 해상도를 증가시키면서 에지를 강화시키는 동작 절차를 도시하는 도면, 및

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기에서 영상의 컨투어 카운터를 나타내는 도면.

Claims

전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 방법에 있어서,

입력 영상에서 각 영역의 평탄 정도를 나타내는 컨투어 카운터(contour counter)를 계산하고, 상기 계산된 컨투어 카운터에 따라 상기 각 영역의 종류를 판단하는 과정과,

상기 판단된 영역 종류에 따라 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 설정하는 과정과,

상기 비트 해상도 증가 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 1 가중치를 계산하고, 상기 제 1 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 비트 해상도를 증가시키는 과정과,

상기 에지 강화 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 2 가중치를 계산하고, 상기 제 2 가중치를 이용하여 상기 비트 해상도가 증가된 영상에 대한 에지 강화를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 컨투어 카운터는, 상기 입력 영상에 적용되는 미리 결정된 크기의 마스크(mask)에서 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값이 비트 뎁스(bit_depth)보다 작거나 같을 경우만을 카운트하여 계산하며,

상기 비트 뎁스는 비트 수의 감소에 의해 발생하는 불연속한 점의 값의 차이를 나타내는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 각 영역의 종류는, 상기 컨투어 카운터와 기 설정된 기준 값을 비교하여 평탄 영역, 컨투어 영역 및 에지 영역 중 어느 하나의 영역으로 판단하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터는,

상기 컨투어 카운터 값에 따른 영역 종류와 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 나타내는 테이블을 참조하여 설정하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 가중치를 계산하는 과정은,

상기 설정된 비트 해상도 증가 파라미터로부터 가중치 결정 파라미터와 마스크 크기를 확인하는 과정과,

상기 가중치 결정 파라미터를 이용하여 해당 영역의 종류를 판단하는 과정과,

상기 확인된 마스크 크기를 갖는 마스크 내의 중심 화소와 주변 화소의 차의 절대값을 비트 뎁스와 비교하는 과정과,

상기 영역의 종류와 상기 비교 결과에 따라 상기 중심 화소의 주변 화소들 각각에 대한 제 1 가중치를 계산하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 비트 해상도를 증가시키는 과정은,

입력 영상의 각 화소 값에 상기 각 화소에 해당하는 상기 제 1 가중치를 곱셈 연산하는 과정과,

모든 화소들의 제 1 가중치를 합한 가중치 합으로 상기 곱셈 연산 결과를 나누는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 가중치를 계산하는 과정은,

상기 설정된 에지 강화 파라미터와 상기 비트 해상도가 증가된 결과를 이용하여 에지 강화를 수행하는 과정과,

상기 에지 강화 수행 결과를 상기 비트 해상도 증가된 결과로 나누어 상기 제 2 가중치를 계산하는 과정을 포함하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 설정된 에지 강화 파라미터를 이용하여 제 2 가중치의 범위를 설정하는 과정과,

상기 계산된 제 2 가중치가 상기 설정된 범위에 포함되는 값인지 판단하여 상기 설정된 범위에 포함되지 않을 시, 상기 제 2 가중치를 상기 설정된 범위의 최소값 및 최대값 중 어느 하나의 값으로 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 비트 해상도가 증가된 영상에 대한 에지 강화는,

상기 비트 해상도가 증가된 영상에 상기 제 2 가중치를 곱하여 수행하는 방법.
전자기기에서 비트 해상도 증가 및 에지 강화 장치에 있어서,

입력 영상에서 각 영역의 평탄 정도를 나타내는 컨투어 카운터(contour counter)를 계산하고, 상기 계산된 컨투어 카운터에 따라 상기 각 영역의 종류를 판단하고, 상기 판단된 영역 종류에 따라 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 설정하는 영역 판별부와,

상기 비트 해상도 증가 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 1 가중치를 계산하고, 상기 제 1 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 비트 해상도를 증가시키는 BRE(Bit Resolution Enhancement) 적용부와,

상기 에지 강화 파라미터를 바탕으로 상기 영상의 각 영역에 대한 제 2 가중치를 계산하고, 상기 제 2 가중치를 이용하여 상기 비트 해상도가 증가된 영상에 대한 에지 강화를 수행하는 에지 강화부를 포함하는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 영역 판별부는, 상기 입력 영상에 적용되는 미리 결정된 크기의 마스크(mask)에서 중심 화소와 특정 주변 화소의 차의 절대값이 비트 뎁스(bit_depth)보다 작거나 같을 경우만을 카운트하여 상기 컨투어 카운터를 계산하며,

상기 비트 뎁스는 비트 수의 감소에 의해 발생하는 불연속한 점의 값 차이를 나타내는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 영역 판별부는, 상기 컨투어 카운터와 기 설정된 기준 값을 비교하여 상기 각 영역을 평탄 영역, 컨투어 영역 및 에지 영역 중 어느 하나의 영역으로 판단하는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 영역 판별부는, 상기 컨투어 카운터 값에 따른 영역 종류와 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 나타내는 테이블을 참조하여 상기 비트 해상도 증가 파라미터 및 에지 강화 파라미터를 설정하는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 BRE 적용부는,

상기 설정된 비트 해상도 증가 파라미터로부터 가중치 결정 파라미터와 마스크 크기를 확인하고, 상기 가중치 결정 파라미터를 이용하여 해당 영역의 종류를 판단하고, 상기 확인된 마스크 크기를 갖는 마스크 내의 중심 화소와 주변 화소의 차의 절대값을 비트 뎁스와 비교하고, 상기 영역의 종류와 상기 비교 결과에 따라 상기 중심 화소의 주변 화소들 각각에 대한 제 1 가중치를 계산하는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 BRE 적용부는,

입력 영상의 각 화소 값에 상기 각 화소에 해당하는 상기 제 1 가중치를 곱셈 연산하고, 모든 화소들의 제 1 가중치를 합한 가중치 합으로 상기 곱셈 연산 결과를 나누어 비트 해상도를 증가시키는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 에지 강화부는,

상기 설정된 에지 강화 파라미터와 상기 비트 해상도가 증가된 결과를 이용하여 에지 강화를 수행하고, 상기 에지 강화 수행 결과를 상기 비트 해상도 증가된 결과로 나누어 상기 제 2 가중치를 계산하는 장치.
제 16항에 있어서,

상기 에지 강화부는,

상기 설정된 에지 강화 파라미터를 이용하여 제 2 가중치의 범위를 설정하고, 상기 계산된 제 2 가중치가 상기 설정된 범위에 포함되지 않을 시, 상기 제 2 가중치를 상기 설정된 범위의 최소값 및 최대값 중 어느 하나의 값으로 변경하는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 에지 강화부는, 상기 비트 해상도가 증가된 영상에 상기 제 2 가중치를 곱하여 에지 강화를 수행하는 장치.