KR101493694B1 - 이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체 - Google Patents

이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 효과적으로 이미지 내의 노이즈를 줄일 수 있는 이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체를 위하여, 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 저주파성분 추출부와, 상기 저주파성분 추출부가 추출한 제1저주파성분 또는 제1저주파성분을 처리한 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 노이즈 저감부와, 상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분 또는 제2저주파성분을 처리한 데이터와 제1이미지 데이터로부터 제1고주파성분을 추출하는 고주파성분 추출부와, 상기 고주파성분 추출부가 추출한 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 고주파성분 튜닝부와, 상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분 또는 제2저주파성분을 처리한 데이터와 상기 고주파성분 튜닝부가 획득한 제2고주파성분을 합성하여 제2이미지 데이터를 획득하는 이미지 합성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체를 제공한다.

Description

이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체{Image processing apparatus, method for processing image, and recording medium storing program to implement the method}
본 발명은 이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 효과적으로 이미지 내의 노이즈를 줄일 수 있는 이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로 이미지 처리장치는 저장매체에 저장된 이미지파일을 재생하여 이미지 데이터로부터의 이미지를 디스플레이부에 디스플레이한다. 이미지 처리장치의 일종인 디지털 촬영장치는 나아가 촬영모드에서 피사체를 촬영하여 이미지 데이터를 저장매체에 저장하고, 이 저장매체에 저장되어 있는 이미지파일을 재생하여 이미지 데이터로부터의 이미지를 디스플레이부에 디스플레이한다.
이러한 이미지 처리장치는 저장매체에 저장된 이미지 데이터가 노이즈에 대한 데이터를 포함하고 있으면, 이미지파일을 재생하여 이미지 데이터로부터의 이미지를 디스플레이부에 디스플레이할 시 노이즈까지 같이 디스플레이부에 디스플레이 하게 되어 디스플레이된 이미지의 품질이 좋지 않게 된다. 따라서 이미지 처리장치를 이용하여 이미지 데이터로부터의 이미지에 노이즈가 나타나지 않도록 이미지를 디스플레이부에 디스플레이하거나 또는 근본적으로 이미지 데이터를 처리할 필요가 있다. 또한, 이미지 처리장치의 일종인 디지털 촬영장치를 이용하여 이미지 데이터를 획득할 시, 이미지 데이터로부터의 이미지에 노이즈가 나타나지 않도록 이미지 데이터를 처리하여 저장매체에 저장할 필요가 있다.
도 1은 노이즈가 포함된 제1이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다. 종래에는 이미지에 포함된 노이즈를 제거하기 위하여 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하였는 바, 이러한 바이래터럴 필터를 이미지에 적용하여 얻은 이미지에서는 노이즈가 줄어들기도 하지만 그와 더불어 이미지의 선명도가 저하된다는 문제점이 있었다. 즉, 일반적으로 바이래터럴 필터와 같은 노이즈 저감 필터는 노이즈가 균일하게 분포한다는 것을 가정하여 일정 사이즈의 영역 내의 화소들에서의 데이터들을 평균 또는 가중평균 하는 방식으로 노이즈가 계산과정에서 0이 되도록 하는 방식을 취한다. 통상 이미지에서 일 피사체와 다른 피사체 사이의 경계 또는 일 피사체 내의 옷의 주름과 같이 나타나는 부분을 에지(edge)라고 할 수 있는데, 이러한 에지에서의 일 화소의 데이터값(휘도)과 주변 화소의 데이터값(휘도)의 차이는, 에지가 아닌 부분에서의 인접 화소들의 데이터값 차이보다 크다. 따라서 노이즈 저감 필터를 이미지에 단순 적용하게 되면 이러한 에지에서의 화소의 데이터값과 주변 화소의 데이터값과의 차이가 줄어들게 되어 이미지의 선명도가 저하되게 된다. 도 2는 도 1의 제1이미지에 노이즈 저감 필터를 적용하여 획득한 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도로서, 피사체인 사람이 입고 있는 옷(니트)의 질감이 현저히 저하된 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 효과적으로 이미지 내의 노이즈를 줄일 수 있는 이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 저주파성분 추출부와, 상기 저주파성분 추출부가 추출한 제1저주파성분 또는 제1저주파성분을 처리한 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 노이즈 저감부와, 상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분 또는 제2저주파성분을 처리한 데이터와 제1이미지 데이터로부터 제1고주파성분을 추출하는 고주파성분 추출부와, 상기 고주파성분 추출부가 추출한 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 고주파성분 튜닝부와, 상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분 또는 제2저주파성분을 처리한 데이터와 상기 고주파성분 튜닝부가 획득한 제2고주파성분을 합성하여 제2이미지 데이터를 획득하는 이미지 합성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 저주파성분 추출부가 추출한 제1저주파성분을 스케일 다운시키는 스케일 다운부와, 상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분을 스케일 업시키는 스케일 업부를 더 구비하며, 상기 노이즈 저감부 는 상기 스케일 다운부에 의해 스케일 다운된 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하고, 상기 고주파성분 추출부는 상기 스케일 업부에 의해 스케일 업된 제2저주파성분과 제1이미지 데이터로부터 제1고주파성분을 추출하며, 상기 이미지 합성부는 상기 스케일 업부에 의해 스케일 업된 제2저주파성분과 상기 고주파성분 튜닝부가 획득한 제2고주파성분을 합성하여 제2이미지 데이터를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 저주파성분 추출부는 로우패스 필터(low pass filter)를 이용하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 노이즈 저감부는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 고주파성분 추출부는 제1이미지 데이터와 상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 고주파성분 추출부는 제1이미지 데이터와 상기 스케일 업부가 획득한 스케일 업된 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 고주파성분 튜닝부는 상기 고주파성분 추출부가 추출한 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, (a) 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 단계 와, (b) 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 단계와, (c) 제1이미지 데이터와 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 단계와, (d) 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계와, (e) 제2저주파성분과 제2고주파성분을 결합하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법을 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 단계와, (a') 제1저주파성분을 스케일 다운(scale down)시키는 단계와, (b) 스케일 다운된 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 단계와, (b') 제2저주파성분을 스케일 업(scale up)시키는 단계와, (c) 제1이미지 데이터와 스케일 업된 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 단계와, (d) 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계와, (e) 스케일 업된 제2저주파성분과 제2고주파성분을 결합하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 (a) 단계는 로우패스 필터(low pass filter)를 이용하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (b) 단계는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (c) 단계는 제1이미지 데이터와 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 단계인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (c) 단계는 제1이미지 데이터와 스케일 업된 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 단계인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (d) 단계는 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계인 것으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기와 같은 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체를 제공한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 이미지 처리장치, 이미지 처리방법 및 처리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체에 따르면, 효과적으로 이미지 내의 노이즈를 줄일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 이미지 처리장치인 디지털 촬영장치를 개략적으로 도시하는 블록도이고, 도 4는 도 3의 일부분을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
디지털 촬영장치의 전체 동작은 CPU(100)에 의해 통괄된다. 그리고 디지털 촬영장치에는 사용자로부터의 전기적 신호를 발생시키는 키 등을 포함하는 조작부(200)가 구비된다. 이 조작부(200)로부터의 전기적 신호는 CPU(100)에 전달되어, CPU(100)가 전기적 신호에 따라 디지털 촬영장치를 제어할 수 있도록 한다.
촬영 모드일 경우, 사용자로부터의 전기적 신호가 CPU(100)에 인가됨에 따라 CPU(100)는 그 신호를 파악하여 렌즈 구동부(11), 조리개 구동부(21) 및 촬상소자 제어부(31)를 제어하며, 이에 따라 각각 렌즈(10)의 위치, 조리개(20)의 개방 정도 및 촬상소자(30)의 감도 등이 제어된다. 촬상소자(30)는 입력된 광으로부터 이미지 데이터를 생성하며, 아날로그/디지털 변환부(40)는 촬상소자(30)에서 출력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. 물론 촬상소자(30)의 특성에 따라 아날로그/디지털 변환부(40)가 필요 없는 경우도 있을 수 있다.
촬상소자(30)로부터의 데이터는 메모리(60)를 거쳐 디지털 신호 처리부(50)에 입력될 수도 있고, 메모리(60)를 거치지 않고 디지털 신호 처리부(50)에 입력될 수도 있으며, 필요에 따라 CPU(100)에도 입력될 수도 있다. 여기서 메모리(60)는 ROM 또는 RAM 등을 포함하는 개념이다. 디지털 신호 처리부(50)는 필요에 따라 감마(gamma) 보정, 화이트 밸런스 조정 등의 디지털 신호 처리를 할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 것과 같이, 디지털 신호 처리부(50)는 저주파성분 추출부(51), 노이즈 저감부(53), 고주파성분 추출부(55), 고주파성분 튜닝부(57) 및 이미지 합성부(59) 등과 같은 구성요소들을 가질 수도 있다. 물론 저주파성분 추출부(51), 노이즈 저감부(53), 고주파성분 추출부(55), 고주파성분 튜닝부(57) 및 이미지 합성부(59) 등은 디지털 신호 처리부(50) 내의 구성요소가 아닌 별도의 구성요소일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 즉, 본 실시예에 따른 디지털 촬영장치가 저주파성분 추출부(51), 노이즈 저감부(53), 고주파성분 추출부(55), 고주파성분 튜 닝부(57) 및 이미지 합성부(59)를 구비하면 족하다. 저주파성분 추출부(51), 노이즈 저감부(53), 고주파성분 추출부(55), 고주파성분 튜닝부(57) 및 이미지 합성부(59)의 작동에 대해서는 후술한다.
디지털 신호 처리부(50)로부터 출력된 이미지 데이터는 메모리(60)를 통하여 또는 직접 디스플레이 제어부(81)에 전달된다. 디스플레이 제어부(81)는 디스플레이부(80)를 제어하여 디스플레이부(80)에 이미지를 디스플레이한다. 그리고 디지털 신호 처리부(50)로부터 출력된 이미지 데이터는 메모리(60)를 통하여 또는 직접 저장/판독 제어부(71)에 입력되는데, 이 저장/판독 제어부(71)는 사용자로부터의 신호에 따라 또는 자동으로 이미지 데이터를 저장매체(70)에 저장한다. 물론 저장/판독 제어부(71)는 저장매체(70)에 저장된 이미지 파일로부터 이미지 데이터를 판독하고, 이를 메모리(60)를 통해 또는 다른 경로를 통해 디스플레이 제어부(81)에 입력하여 디스플레이부(80)에 이미지가 디스플레이되도록 할 수도 있다. 저장매체(70)는 착탈가능한 것일 수도 있고 디지털 촬영장치에 영구장착된 것일 수 있다.
이하에서는 저주파성분 추출부(51), 노이즈 저감부(53), 고주파성분 추출부(55), 고주파성분 튜닝부(57) 및 이미지 합성부(59)의 기능을 도면들을 참조하여 설명한다.
먼저 저주파성분 추출부(51)는 도 1에 개략적으로 도시된 것과 같은 제1이미지에 대응하는 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출한다. 이를 위하여 저주파성분 추출부(51)는 예컨대 로우패스 필터(low pass filter)를 이용할 수 있다. 물론 하이패스 필터(high pass filter)를 이용하여 제1이미지 데이터에서 고주파성 분을 추출하고 제1이미지 데이터와 고주파성분의 차이에 따라 제1저주파성분을 추출할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
도 5a는 저주파성분 추출부(51)가 추출한 제1저주파성분에 따른 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다. 도 5a에서 알 수 있는 것과 같이 제1저주파성분에 따른 이미지는 도 1에 도시된 제1이미지에 비하여 에지가 명확하게 나타나지 않아 전체적으로 그 선명도가 떨어지는 것을 알 수 있다.
노이즈 저감부(53)는 저주파성분 추출부(51)가 추출한 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득한다. 즉, 제2저주파성분은 제1저주파성분에서 노이즈 데이터가 저감된 것이라 할 수 있다. 이러한 노이즈 저감부(53)는 예컨대 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용할 수 있다.
고주파성분 추출부(55)는 노이즈 저감부(53)가 획득한 제2저주파성분과 제1이미지 데이터로부터 제1고주파성분을 추출한다. 예컨대 고주파성분 추출부(55)는 제2저주파성분과 제1이미지 데이터의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 추출한다. 여기서 제1고주파성분은 제1이미지 데이터에 하이패스 필터를 적용하라 시 얻게 되는 데이터와는 상이하다.
제1이미지 데이터에 하이패스 필터를 적용하여 얻는 데이터는 제1이미지 데이터와 제2저주파성분의 차이에 대응하는 것이 아니라 제1이미지 데이터와 제1저주파성분의 차이에 대응하는 것이라 할 수 있다. 전술한 바와 같이 제2저주파성분은 제1저주파성분에서 노이즈 데이터가 저감된 것으로 이해할 수 있다. 노이즈 저감부(53)가 제1저주파성분에서 노이즈 데이터를 저감할 시, 제1저주파성분에 포함된 (작은(minute)) 에지에 대한 데이터 역시 일부 소실될 수 있다. 고주파성분 추출부(55)는 제1이미지 데이터와 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 바, 따라서 제1이미지 데이터에는 존재하지만 제2저주파성분에는 존재하지 않는 소실된 (작은(minute)) 에지에 대한 데이터 역시 고주파성분 추출부(55)가 획득한 제1고주파성분이 포함한다. 도 5b는 이러한 제1고주파성분에 따른 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다. 여기서 "약한 에지(작은 에지)"라 함은 예컨대 도 1의 제1이미지에서 피사체인 사람이 입고 있는 옷인 니트 내의 질감 등을 나타낼 수 있는 에지, 도 1의 제1이미지에서 피사체인 사람의 코 주변을 나타내는 에지 등을 의미하며, 이와 대비되는 개념으로 제1이미지에 하이패스 필터를 적용할 시 얻을 수 있는 고주파성분에 따른 "강한 에지(큰 에지)"는 피사체와 피사체 사이의 경계 등을 나타낼 수 있는 에지를 의미한다.
고주파성분 튜닝부(57)는 고주파성분 추출부(55)가 추출한 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득한다. 구체적으로, 고주파성분 튜닝부(57)는 고주파성분 추출부(55)가 추출한 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜닝하여 제2고주파성분을 획득할 수 있다.
도 6a는 노이즈가 없는 이상적인 경우의 제1고주파성분을 개념적으로 도시한 그래프이고, 도 6b는 노이즈 데이터가 포함된 경우의 제1고주파성분을 개념적으로 도시한 그래프이며, 도 6c는 도 6b의 제1고주파성분을 튜닝하여 획득한 제2고주파성분을 개념적으로 도시한 그래프이다. 도 6a와 도 6b를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 노이즈 데이터는 제1고주파성분의 그래프가 노이즈가 없는 경우의 제1고주파 성분 그래프에서 찌글찌글해진 형상을 갖도록 변형된 형태가 되도록 한다.
도 6a와 같은 이상적인 제1고주파성분과 달리 실제의 제1고주파성분은 도 6b 에 도시된 것과 같이 노이즈 데이터를 포함한다. 참고로 제2저주파성분은 전술한 바와 같이 노이즈 저감부(53)에 의해 노이즈 데이터가 저감된 데이터이다. 제1고주파성분에서 노이즈 데이터를 줄이기 위하여 제1고주파성분에 노이즈 저감 필터 등을 적용한다면, 제2저주파성분을 획득하는 과정에서 소실되었으나 제1고주파성분에 포함된 제1이미지의 "약한 에지"를 나타내는 데이터가 소실될 수 있다. 따라서 제1고주파성분에 노이즈 저감 필터 등을 적용하지 않고, 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득한다. 구체적으로, 도 6c에 도시된 것과 같이 도 6b의 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜닝하여 제2고주파성분을 획득한다. 도 6b와 도 6c를 비교하면, 제2고주파성분에서는 노이즈 데이터에 의해 그래프가 지글지글해지는 정도가 줄어든 것을 알 수 있다. 결국 도 6c에 도시된 것과 같은 제2고주파성분을 이용하게 되면, 최종 결과물인 이미지에서 노이즈가 저감되도록 할 수 있으며, 또한 제2고주파성분이 여전히 "약한 에지"를 나타내는 데이터를 포함하기 때문에 최종 결과물인 이미지에서 "약한 에지"가 나타나 이미지의 전체적인 선명도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이미지 합성부(59)는 노이즈 저감부(53)가 획득한 제2저주파성분과 고주파성분 튜닝부(57)가 획득한 제2고주파성분을 합성하여, 제2이미지 데이터를 획득한다. 이러한 제2이미지 데이터에 따른 제2이미지는 도 1에 도시된 것과 같은 제1이미지와 달리 노이즈가 저감되면서도 그 선명도가 저하되지 않게 된다.
본 실시예에 따른 이미지 처리장치는 도 3에 도시된 것과 같이 디지털 촬영장치인 바, 이 경우 촬영시 얻어지는 이미지 데이터를 처리하여 노이즈가 저감된 이미지에 대응하는 이미지 데이터를 저장매체(70)에 저장할 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 디지털 촬영장치가 아닌 PDA(personal digital assistants), PMP(personal multimedia player) 등과 같은 이미지 처리장치에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에서도 마찬가지이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이미지 처리장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 블록도이다. 본 실시예에 따른 이미지 처리장치가 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 제1실시예에 따른 이미지 처리장치와 상이한 점은, 스케일 다운부(52)와 스케일 업부(54)를 더 구비한다는 것이다.
저주파성분 추출부(51)는 도 1에 개략적으로 도시된 것과 같은 제1이미지에 대응하는 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출한다. 이를 위하여 저주파성분 추출부(51)는 예컨대 로우패스 필터(low pass filter)를 이용할 수 있다. 물론 하이패스 필터(high pass filter)를 이용하여 제1이미지 데이터에서 고주파성분을 추출하고 제1이미지 데이터와 고주파성분의 차이에 따라 제1저주파성분을 추출할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
스케일 다운부(52)는 저주파성분 추출부(51)가 추출한 제1저주파성분을 스케일 다운시킨다. 스케일 다운시킨다고 함은 예컨대 도 8a에 도시된 것과 같이 4개의 화소들의 데이터들을 평균 또는 가중평균화시키는 것과 같이 처리하여 한 개의 데 이터로 만드는 것을 의미한다. 물론 이와 달리 서브샘플링 방식을 통해 스케일 다운시킬 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 본 실시예에 따른 이미지 처리장치의 노이즈 저감부(53)는 전술한 제1실시예에 따른 이미지 처리장치의 노이즈 저감부와 달리 스케일 다운부(52)에 의해 스케일 다운된 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하게 된다.
노이즈 저감부(53)는 저주파성분 추출부(51)가 추출한 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득한다. 즉, 제2저주파성분은 제1저주파성분에서 노이즈 데이터가 저감된 것이라 할 수 있다. 이러한 노이즈 저감부(53)는 예컨대 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용할 수 있다.
스케일 업부(54)는 노이즈 저감부(53)가 획득한 제2저주파성분을 스케일 업시킨다. 여기서 스케일 업이라 함은 예컨대 도 8b에 도시된 것과 같이 제2저주파성분에서의 인접한 네 개의 화소들의 데이터들을 P(4,6), P(4,8), P(6,6) 및 P(6,8) 화소들의 데이터로 간주하고, 다른 화소들의 데이터들을 합성하는 것을 의미한다. 예컨대 P(4,7) 화소의 데이터는 P(4,6)과 P(4,8) 화소들의 데이터들의 평균 또는 가중평균 등이 될 수 있고, P(5,7) 화소의 데이터는 P(4,6), P(4,8), P(6,6) 및 P(6,8) 화소들의 데이터들의 평균 또는 가중평균 등이 될 수 있다. 물론 스케일 업부(54)가 제2저주파성분을 스케일 업시키는 방식은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 다른 방식을 이용할 수 있음은 물론이다.
고주파성분 추출부(55)는 상기 스케일 업부에 의해 스케일 업된 제2저주파성분과 제1이미지 데이터로부터 제1고주파성분을 추출한다. 예컨대 고주파성분 추출 부(55)는 스케일 업된 제2저주파성분과 제1이미지 데이터의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 추출한다. 여기서 제1고주파성분은 제1이미지 데이터에 하이패스 필터를 적용하라 시 얻게 되는 데이터와는 상이하다. 이는 전술한 제1실시예에 따른 이미지 처리장치에서 설명한 바를 참조할 수 있다.
고주파성분 튜닝부(57)는 고주파성분 추출부(55)가 추출한 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득한다. 구체적으로, 고주파성분 튜닝부(57)는 고주파성분 추출부(55)가 추출한 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜닝하여 제2고주파성분을 획득할 수 있다. 이는 전술한 제1실시예에 따른 이미지 처리장치에서 설명한 바를 참조할 수 있다.
이미지 합성부(59)는 스케일 업부(54)에 의해 스케일 업된 제2저주파성분과 고주파성분 튜닝부(57)가 획득한 제2고주파성분을 합성하여 제2이미지 데이터를 획득한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 이미지 처리장치는 특히 노이즈가 많은 이미지에서 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있다. 즉, 저주파성분 추출부(51)가 추출한 제1저주파성분을 스케일 다운부(52)가 스케일 다운시킨 후 노이즈 저감부(53)는 이 스케일 다운된 제1저주파성분에서 노이즈 데이터를 저감하는데, 노이즈는 통상적으로 균일하게 분포하기 때문에 제1저주파성분을 스케일 다운하는 과정에서 노이즈 데이터들이 상호 상쇄되는 효과를 가져올 수 있다. 일정 사이즈의 영역 내의 화소들에서의 데이터들을 평균 또는 가중평균 하는 방식으로 스케일 다운할 시 노이즈 데이터가 계산과정에서 0이 되거나 0에 가까운 값이 될 수 있기 때문이다. 물론 스 케일 다운부(52)가 제1저주파성분을 스케일 다운할 시 서브샘플링방식을 이용할 경우에도 서브샘플링에 의해 노이즈 데이터 역시 서브샘플링되어 그 양이 적어지기에, 스케일 다운된 제1저주파성분에서 노이즈 데이터가 저감된다. 따라서 노이즈 저감부(53)에서 노이즈를 저감하기에 앞서 스케일 다운부(52)에 의해 스케일 다운된 제1저주파성분에서 노이즈가 줄어들게 되며, 그 후 노이즈 저감부(53)에서 노이즈를 저감하기에 효과적으로 노이즈를 저감할 수 있다.
물론 스케일 다운부(52)와 스케일 업부(54)에 의해 데이터가 스케일 다운 및/또는 스케일 업되면서 제1저주파성분의 일부가 손실될 수 있다. 그러나 고주파성분 추출부(55)가 최종적으로 스케일 업된 제2저주파성분과 제1이미지 데이터로부터 제1고주파성분을 획득하는 바, 이에 따라 스케일 다운부(52)와 스케일 업부(54)에 의해 데이터가 스케일 다운 및/또는 스케일 업되면서 손실된 데이터를 제1고주파성분이 포함하기 때문에 최종적인 제2이미지에서의 화질 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 제3실시예로서, 이미지 처리방법을 설명한다. 본 실시예에 따른 이미지 처리방법은 먼저 예컨대 로우 패스 필터 등을 이용하여 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 단계를 거치고, 제1저주파성분에 예컨대 바이래터럴 필터와 같은 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 단계를 거친다. 그 후 제1이미지 데이터와 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 단계를 거치고, 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계를 거친다. 제2고주파성분을 획득하는 것은 예컨대 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜 닝하여 제2고주파성분을 획득하는 것일 수 있다. 제1이미지 데이터와 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 단계는 제1이미지 데이터와 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 단계일 수 있다. 그 후, 제2저주파성분과 제2고주파성분을 결합하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계를 거침으로써, 제1이미지 데이터로부터의 제1이미지에서 노이즈가 저감된 이미지인 제2이미지에 대한 제2이미지 데이터를 획득할 수 있다.
본 발명의 제4실시예로서, 다른 이미지 처리방법을 설명한다. 본 실시예에 따른 이미지 처리방법은 먼저 예컨대 로우 패스 필터 등을 이용하여 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 단계와 제1저주파성분을 스케일 다운(scale down)시키는 단계를 거친다. 그리고 스케일 다운된 제1저주파성분에 예컨대 바이래터럴 필터 등과 같은 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 단계와, 제2저주파성분을 스케일 업(scale up)시키는 단계를 거친다. 그 후 제1이미지 데이터와 스케일 업된 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 단계를 거쳐, 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계를 거친다. 제2고주파성분을 획득하는 것은 예컨대 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 것일 수 있다. 제1고주파성분을 획득하는 단계는, 제1이미지 데이터와 스케일 업된 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 단계일 수 있다. 그 후, 스케일 업된 제2저주파성분과 제2고주파성분을 결합하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계를 거침으로써, 제1이미지 데이터로부터의 제1이미지에서 노이즈가 저감된 이미지인 제2이미지에 대한 제2이미지 데이터를 획 득할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 따른 이미지 처리방법에 따르면, 이미지의 선명도 저하를 방지하면서도 효과적으로 이미지 내의 노이즈를 저감시킬 수 있다.
이상에서 언급된 제3실시예, 제4실시예 및/또는 그 변형예들에 따른 이미지 처리방법을 이미지 처리장치에서 실행시키기 위한 프로그램은 기록매체에 저장될 수 있다. 여기서 기록매체라 함은 예컨대 도 3에 도시된 것과 같은 저장매체(70)일 수도 있고, 도 3에 도시된 것과 같은 메모리(60)일 수도 있으며, 이와 다른 별도의 기록매체일 수도 있다. 여기서 기록매체는 마그네틱 저장매체(예컨대, 롬(ROM), 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc))와 같은 저장매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 노이즈가 포함된 제1이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 제1이미지에 노이즈 저감 필터를 적용하여 획득한 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 이미지 처리장치를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 3의 일부분을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 5a는 도 1의 제1이미지에서 제1저주파성분에 따른 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 5b는 도 1의 제1이미지에서 제1고주파성분에 따른 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 6a는 노이즈가 없는 이상적인 경우의 제1고주파성분을 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 6b는 노이즈 데이터가 포함된 경우의 제1고주파성분을 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 6c는 도 6b의 제1고주파성분을 튜닝하여 획득한 제2고주파성분을 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이미지 처리장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 8a는 제1저주파성분을 스케일 다운시키는 것을 개략적으로 도시하는 개념 도이다.
도 8b는 제2저주파성분을 스케일 업시키는 것을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 렌즈 11: 렌즈 구동부
20: 조리개 21: 조리개 구동부
30: 촬상소자 31: 촬상소자 제어부
40: A/D 변환부 50: 디지털 신호 처리부
51: 저주파성분 추출부 52: 스케일 다운부
53: 노이즈 저감부 54: 스케일 업부
55: 고주파성분 추출부 57: 고주파성분 튜닝부
59: 이미지 합성부 60: 메모리
71: 저장/판독 제어부 70: 저장매체
81: 디스플레이 제어부 80: 디스플레이부
100: CPU 200: 조작부

Claims (15)

  1. 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 저주파성분 추출부;
    상기 저주파성분 추출부가 추출한 제1저주파성분 또는 제1저주파성분을 처리한 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 노이즈 저감부;
    상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분 또는 제2저주파성분을 처리한 데이터와, 제1이미지 데이터로부터, 제1고주파성분을 추출하는 고주파성분 추출부;
    상기 고주파성분 추출부가 추출한 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 상기 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 고주파성분 튜닝부; 및
    상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분 또는 제2저주파성분을 처리한 데이터와, 상기 고주파성분 튜닝부가 획득한 제2고주파성분을 합성하여, 제2이미지 데이터를 획득하는 이미지 합성부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저주파성분 추출부가 추출한 제1저주파성분을 스케일 다운시키는 스케일 다운부; 및
    상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분을 스케일 업시키는 스케일 업부;를 더 구비하며,
    상기 노이즈 저감부는 상기 스케일 다운부에 의해 스케일 다운된 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하고,
    상기 고주파성분 추출부는 상기 스케일 업부에 의해 스케일 업된 제2저주파성분과 제1이미지 데이터로부터 제1고주파성분을 추출하며,
    상기 이미지 합성부는 상기 스케일 업부에 의해 스케일 업된 제2저주파성분과 상기 고주파성분 튜닝부가 획득한 제2고주파성분을 합성하여 제2이미지 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저주파성분 추출부는 로우패스 필터(low pass filter)를 이용하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노이즈 저감부는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고주파성분 추출부는 제1이미지 데이터와 상기 노이즈 저감부가 획득한 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 고주파성분 추출부는 제1이미지 데이터와 상기 스케일 업부가 획득한 스케일 업된 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  7. 삭제
  8. (a) 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 단계;
    (b) 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 단계;
    (c) 제1이미지 데이터와 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 단계;
    (d) 획득된 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 상기 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계; 및
    (e) 제2저주파성분과 제2고주파성분을 결합하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  9. (a) 제1이미지 데이터에서 제1저주파성분을 추출하는 단계;
    (a') 제1저주파성분을 스케일 다운(scale down)시키는 단계;
    (b) 스케일 다운된 제1저주파성분에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2저주파성분을 획득하는 단계;
    (b') 제2저주파성분을 스케일 업(scale up)시키는 단계;
    (c) 제1이미지 데이터와 스케일 업된 제2저주파성분으로부터 제1고주파성분을 획득하는 단계;
    (d) 제1고주파성분을 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계; 및
    (e) 스케일 업된 제2저주파성분과 제2고주파성분을 결합하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 로우패스 필터(low pass filter)를 이용하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 제1이미지 데이터와 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 제1이미지 데이터와 스케일 업된 제2저주파성분의 차이를 이용하여 제1고주파성분을 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 제1고주파성분의 진폭이 작아지도록 튜닝하여 제2고주파성분을 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  15. 제8항 또는 제9항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체.
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