KR101475146B1 - 영역에 따라 에지 강도를 제어하는 영상 처리 장치 및 방법 - Google Patents

영역에 따라 에지 강도를 제어하는 영상 처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

영역에 따라 에지 강도를 제어하는 영상 처리 장치 및 방법이 개시된다.
영상 처리 장치는 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별하는 영역 식별부; 및 쉐이딩(Shading) 기법을 이용하여 상기 입력 영상에서 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시키는 에지 감소부를 포함할 수 있다.

Description

영역에 따라 에지 강도를 제어하는 영상 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING STRENGTH OF EDGE BASED ON AREA}
본 발명은 영역에 따라 에지 강도를 제어하는 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상에서 특정 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 특정 영역과의 거리에 따라 감소시킴으로써, 특정 영역에 포함된 에지를 강조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
에지 강조 기술은 열화화한 화상의 재생이나 화상의 특징을 추출하기 위한 기술로써, 초점이 맞지 않는 선이나 윤곽을 강조할 수 있다.
그러나, 영상의 모든 에지를 강조할 경우, 영상의 데이터가 증가하므로, 에지 강조에 따른 영상의 데이터 증가를 억제하는 기술이 개발되고 있다.
한국공개특허 제2011-0011019호(공개일 2011년 2월 8일)에는 영상의 에지 중에서 일부 에지 만을 강조하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 종래의 기술은 강조할 에지를 한정함으로써, 영상의 데이터 증가 폭을 최소화할 수 있는 장점이 있으나 강조된 에지와 강조되지 않은 에지 간의 에지 강도 차이로 인한 부자연스러움이 발생할 수 있다는 문제가 있었다.
따라서, 에지 강조에 따라 강조된 에지와 강조되지 않은 에지 간의 에지 강도 차이로 인한 부자연스러움을 방지하는 방법이 요청되고 있다.
본 발명은 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지가 에지 강조 영역에 가까울수록 강도를 적게 감소하고, 에지 강조 영역에서 멀수록 강도를 크게 감소함으로써, 에지의 강도 차이에 의한 부자연스러움을 방지하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별하는 영역 식별부; 및 쉐이딩(Shading) 기법을 이용하여 상기 입력 영상에서 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시키는 에지 감소부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치의 에지 감소부는 상기 에지와 에지 강조 영역 간의 거리에 따라 상기 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치의 에지 감소부는 상기 에지의 위치, 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 상기 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 입력 영상의 에지를 검출하는 에지 검출부를 더 포함하고, 상기 에지 감소부는 에지 검출부가 검출한 에지 중에서 상기 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 강도가 감소된 에지를 상기 입력 영상에 가산하여 출력 영상을 생성하는 출력 영상 생성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치의 에지 강조 영역은 상기 입력 영상에서 좌표로 설정되며, 사각형 영역, 수평 영역, 원 영역, 및 다각형 영역 중 하나의 형태로 설정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법은 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별하는 단계; 및 쉐이딩(Shading) 기법을 이용하여 상기 입력 영상에서 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지가 에지 강조 영역에 가까울수록 강도를 적게 감소하고, 에지 강조 영역에서 멀수록 강도를 크게 감소함으로써, 에지의 강도 차이에 의한 부자연스러움이 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에지 강조 영역의 일례이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에지의 강도 감소 과정의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에지의 강도 감소 과정의 다른 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 도시한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법은 영상 처리 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 영역 설정부(110), 쉐이딩 강도 설정부(120), 에지 검출부(130), 영역 식별부(140), 에지 감소부(150), 및 출력 영상 생성부(160)를 포함할 수 있다.
영역 설정부(110)는 입력 영상에서 에지를 강조할 에지 강조 영역의 크기 및 위치를 설정할 수 있다. 이때, 영역 설정부(110)는 입력 영상에서 에지 강조 영역으로 처리할 영역의 좌표를 설정할 수 있다.
또한, 영역 설정부(110)가 설정하는 에지 강조 영역은 사각형 영역, 수평 영역, 원 영역, 및 다각형 영역 중 하나의 형태일 수 있다.
영역 설정부가 설정하는 에지 강조 영역의 형태 및 좌표는 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
쉐이딩 강도 설정부(120)는 에지 감소부(150)가 입력 영상에서 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 적용할 쉐이딩(Shading) 기법의 강도를 설정할 수 있다. 이때, 쉐이딩 강도 설정부(120)는 나머지 영역 별로 쉐이딩 기법의 강도를 다르게 설정할 수 있다.
에지 검출부(130)는 입력 영상을 수신하고, 수신한 입력 영상에서 입력 영상의 에지를 검출할 수 있다.
이때, 에지 검출부(130)는 에지 검출 필터를 이용하여 입력 영상에서 입력 영상의 에지를 검출할 수 있다. 그리고, 에지 검출부(130)는 에지 검출 필터의 종류에 따라 픽셀의 차이 값이나 그레디언트 값으로 입력 영상의 에지를 검출할 수 있다.
영역 식별부(140)는 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별할 수 있다. 이때, 영역 식별부(140)는 영역 설정부(110)가 설정한 에지 강조 영역의 좌표에 기초하여 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별할 수 있다.
에지 감소부(150)는 쉐이딩(Shading) 기법을 이용하여 입력 영상에서 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다. 이때, 에지 감소부(150)는 에지 검출부(130)가 검출한 에지 중에서 영역 식별부(140)가 식별한 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
에지 감소부(150)는 에지와 에지 강조 영역 간의 거리에 따라 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
에지 감소부(150)는 에지의 위치, 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 쉐이딩 강도 설정부(120)가 나머지 영역의 위치 또는 에지 강조 영역에서 특정 방향에 대한 쉐이딩 강도를 다르게 설정한 경우, 에지 감소부(150)는 쉐이딩 강도 설정부가 설정한 쉐이딩 강도에 따라 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 다르게 감소시킬 수 있다.
출력 영상 생성부(160)는 에지 감소부(150)에서 강도가 감소된 나머지 영역의 에지를 입력 영상에 가산하여 출력 영상을 생성할 수 있다.
영상 처리 장치(100)는 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킴으로써, 에지 강조 영역에 포함된 에지들이 강조되어 선명도가 증가하도록 할 수 있다. 또한, 영상 처리 장치(100)는 나머지 영역에 포함된 에지가 에지 강조 영역에 가까울수록 강도를 적게 감소하고, 에지 강조 영역에서 멀수록 강도를 크게 감소함으로써, 에지의 강도 차이에 의한 부자연스러움이 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에지 강조 영역의 일례이다.
영역 설정부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 형태의 에지 강조 영역(210)을 설정할 수 있다.
영역 설정부(110)는 케이스 1(Case 1)과 같이 입력 영상(200)의 좌상 측에 사각형 형태의 에지 강조 영역(210)을 설정할 수 있다.
이때, 에지 감소부(150)는 입력 영상(200)에서 에지 강조 영역(210)을 제외한 나머지 영역(220)에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다. 이때, 나머지 영역(220)에서 좌상 측에 포함된 에지는 우하측에 포함된 에지보다 에지 강조 영역(210)에 가까울 수 있다. 따라서, 에지 감소부(150)는 나머지 영역(220)에서 좌상 측에 포함된 에지의 강도를 우하측에 포함된 에지의 강도보다 적게 감소시킬 수 있다.
영역 설정부(110)는 케이스 2(Case 2)와 같이 입력 영상(200)의 중간 높이를 가로지르는 형태의 에지 강조 영역(210)을 설정할 수 있다.
이때, 에지 감소부(150)는 입력 영상(200)에서 에지 강조 영역(210)을 제외한 나머지 영역(220)에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다. 이때, 나머지 영역(220)에서 하측에 포함된 에지는 상측 끝에 포함된 에지보다 에지 강조 영역(210)에 가까울 수 있다. 따라서, 에지 감소부(150)는 나머지 영역(220)에서 하측에 포함된 에지의 강도를 상측 끝에 포함된 에지의 강도보다 적게 감소시킬 수 있다.
영역 설정부(110)는 케이스 3(Case 3)과 같이 입력 영상(200)의 중앙에 원 형태의 에지 강조 영역(210)을 설정할 수 있다.
이때, 에지 감소부(150)는 입력 영상(200)에서 에지 강조 영역(210)을 제외한 나머지 영역(220)에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다. 이때, 에지 감소부(150)는 나머지 영역(220)에서 중앙에 근접한 위치에 포함된 에지의 강도를 영상의 전후 좌우 끝에 포함된 에지의 강도보다 적게 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에지의 강도 감소 과정의 일례이다.
에지 감소부(150)는 에지와 에지 강조 영역(310) 간의 거리에 따라 입력 영상(300)의 나머지 영역(320)에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 에지 감소부(150)는 나머지 영역(320) 중 영역(321)에 포함된 에지의 강도와 영역(322)에 포함된 에지의 강도를 다르게 감소시킬 수 있다.
영역(321)은 영역(322)보다 에지 강조 영역(310)에서 근접한 영역일 수 있다. 따라서, 에지 감소부(150)는 에지 강도를 나타내는 그래프(301)에 도시된 바와 같이 영역(321)에 포함된 에지의 강도를 영역(322)에 포함된 에지의 강도보다 적게 감소시킬 수 있다.
이때, 영역(321)에 포함된 에지의 강도는 영역(322)에 포함된 에지의 강도에 비하여 에지 강조 영역(310)에 포함된 에지의 강도와 유사하므로, 에지의 강도 차이에 의한 부자연스러움이 발생하지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에지의 강도 감소 과정의 다른 일례이다.
도 4는 쉐이딩 강도 설정부(120)가 나머지 영역 별로 쉐이딩 기법의 강도를 다르게 설정한 경우, 에지 감소부(150)의 동작을 나타낸 일례이다.
영역 설정부(110)가 도 4에 도시된 바와 같이 입력 영상(400)의 중앙에서 약간 아래 부분을 가로지르는 에지 강조 영역(410)을 설정할 수 있다.
입력 영상의 위쪽에 위치한 나머지 영역(420)은 아래쪽에 위치한 나머지 영역(430)보다 면적이 넓으므로 에지 감소부(150)가 에지와 에지 강조 영역(410) 간의 거리에 따라 에지의 강도를 감소시킬 경우, 입력 영상 상단의 에지의 강도와 입력 영상 하단의 에지의 강도가 상이할 수 있다.
이때, 쉐이딩 강도 설정부(120)는 에지 강도를 나타내는 그래프(401)에 도시된 바와 같이 나머지 영역(420)에 대응하는 에지 강도의 감소폭보다 나머지 영역(430)에 대응하는 에지 강도의 감소폭이 크도록 쉐이딩 강도를 설정할 수 있다.
그리고 에지 감소부(150)는 쉐이딩 강도 설정부(120)가 설정한 쉐이딩 강도에 따라 에지 강도를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 영역(421)과 영역(431)은 에지 강조 영역(410)까지의 거리가 동일하지만 나머지 영역(420)과 나머지 영역(430)에 설정된 쉐이딩 강도가 상이하므로, 에지 감소부(140)는 영역(421)에 포함된 에지의 강도보다 영역(431)에 포함된 에지의 강도를 더 많이 감소시킬 수 있다.
또한, 에지 감소부(140)는 나머지 영역(420)과 나머지 영역(430)에 각각 설정된 쉐이딩 강도에 따라, 영역(422)에 포함된 에지의 강도보다 영역(432)에 포함된 에지의 강도를 더 많이 감소시킬 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 도시한 플로우차트이다.
단계(510)에서 영역 설정부(110)는 입력 영상에서 에지를 강조할 에지 강조 영역의 크기 및 위치를 설정할 수 있다. 이때, 영역 설정부(110)는 입력 영상에서 에지 강조 영역으로 처리할 영역의 좌표를 설정할 수 있다.
단계(520)에서 쉐이딩 강도 설정부(120)는 입력 영상에서 단계(510)에서 설정한 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 적용할 쉐이딩(Shading) 기법의 강도를 설정할 수 있다.
단계(530)에서 에지 검출부(130)는 입력 영상을 수신하고, 수신한 입력 영상에서 입력 영상의 에지를 검출할 수 있다. 이때, 에지 검출부(130)는 에지 검출 필터를 이용하여 입력 영상에서 입력 영상의 에지를 검출할 수 있다.
단계(540)에서 영역 식별부(140)는 단계(530)에서 수신한 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별할 수 있다. 이때, 영역 식별부(140)는 단계(510)에서 설정한 에지 강조 영역의 좌표에 기초하여 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별할 수 있다.
단계(550)에서 에지 감소부(150)는 단계(520)에서 설정한 쉐이딩(Shading) 기법을 이용하여 단계(530)에서 검출한 에지 중에서 단계(540)에서 식별한 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
이때, 에지 감소부(150)는 에지와 에지 강조 영역 간의 거리에 따라 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킬 수 있다.
단계(550)에서 출력 영상 생성부(160)는 단계(540)에서 강도가 감소된 나머지 영역의 에지를 입력 영상에 가산하여 출력 영상을 생성할 수 있다.
이때, 단계(510)과 단계(520)은 단계(530) 내지 단계(550)과 독립적으로 실행될 수 있다. 즉, 단계(510)과 단계(520)가 수행된 후 설정 과정이 종료되고, 입력 영상이 수신된 경우 단계(530) 내지 단계(550)가 실행될 수 있다.
본 발명은 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시킴으로써, 에지 강조 영역에 포함된 에지들이 강조되어 선명도가 증가하도록 할 수 있다. 이때, 본 발명은 나머지 영역에 포함된 에지가 에지 강조 영역에 가까울수록 강도를 적게 감소하고, 에지 강조 영역에서 멀수록 강도를 크게 감소함으로써, 에지의 강도 차이에 의한 부자연스러움이 발생하지 않도록 할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 하드웨어적인 방법과 소프트웨어적인 방법이 있을 수 있다. 하드웨어적인 방법으로는 LSI(Large Scale Integrated Circuit)과 같은 트랜지스터로 구성된 논리회로로 구성될 수 있다. 이 논리 회로는 외부에 별도의 저장장치가 없이 상기 기술한 알고리즘을 수행힌다. 또한, 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 실시예를 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 실시예의 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 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 영역 설정부
120: 쉐이딩 강도 설정부
130: 에지 검출부
140: 영역 식별부
150: 에지 감소부

Claims (13)

  1. 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별하는 영역 식별부;
    상기 입력 영상에서 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 적용할 쉐이딩(Shading) 기법의 강도를 설정하는 쉐이딩 강도 설정부; 및
    설정된 쉐이딩 기법의 강도에 기초하여 상기 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시키는 에지 감소부
    를 포함하고,
    상기 쉐이딩 강도 설정부는,
    상기 나머지 영역의 위치, 또는 방향 별로 쉐이딩 기법의 강도를 다르게 설정하는 영상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에지 감소부는,
    상기 에지와 에지 강조 영역 간의 거리에 따라 상기 에지의 강도를 감소시키는 영상 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에지 감소부는,
    상기 에지의 위치, 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 상기 에지의 강도를 감소시키는 영상 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    입력 영상의 에지를 검출하는 에지 검출부
    를 더 포함하고,
    상기 에지 감소부는,
    에지 검출부가 검출한 에지 중에서 상기 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시키는 영상 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    강도가 감소된 에지를 상기 입력 영상에 가산하여 출력 영상을 생성하는 출력 영상 생성부
    를 더 포함하는 영상 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에지 강조 영역은,
    상기 입력 영상에서 좌표로 설정되며, 사각형 영역, 수평 영역, 원 영역, 및 다각형 영역 중 어느 하나의 형태로 설정되는 영상 처리 장치.
  7. 입력 영상에서 에지 강조 영역을 식별하는 단계;
    상기 입력 영상에서 에지 강조 영역을 제외한 나머지 영역에 적용할 쉐이딩(Shading) 기법의 강도를 설정하는 단계; 및
    설정된 쉐이딩 기법의 강도에 기초하여 상기 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 쉐이딩 기법의 강도를 설정하는 단계는,
    상기 나머지 영역의 위치, 또는 방향 별로 쉐이딩 기법의 강도를 다르게 설정하는 영상 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 에지의 강도를 감소시키는 단계는,
    상기 에지와 에지 강조 영역 간의 거리에 따라 상기 에지의 강도를 감소시키는 영상 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 에지의 강도를 감소시키는 단계는,
    상기 에지의 위치, 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 상기 에지의 강도를 감소시키는 영상 처리 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    입력 영상의 에지를 검출하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 에지의 강도를 감소시키는 단계는,
    상기 에지를 검출하는 단계에서 검출한 에지 중에서 상기 나머지 영역에 포함된 에지의 강도를 감소시키는 영상 처리 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    강도가 감소된 에지를 상기 입력 영상에 가산하여 출력 영상을 생성하는 단계
    를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 에지 강조 영역은,
    상기 입력 영상에서 좌표로 설정되며, 사각형 영역, 수평 영역, 원 영역, 및 다각형 영역 중 하나의 형태로 설정되는 영상 처리 방법.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 할 수 있는 기록 매체.
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