KR101499548B1 - 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 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 노이즈 저감부와, 제1이미지 데이터와 제2이미지 데이터로부터 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 제1에지 데이터 획득부와, 제1에지 데이터를 튜닝하여 제2이미지 데이터와 튜닝된 제1에지 데이터로부터 제3이미지 데이터를 획득하는 제1합성부를 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, 일 피사체와 다른 피사체 사이의 경계와 같이 뚜렷한 부분을 "강한 에지"라고 할 수 있고, 일 피사체 내의 옷의 주름과 같이 나타나는 부분을 "약한 에지(작은 에지, minute edge)"라고 할 수 있다. "강한 에지"는 바이래터럴 필터 등에 의해 그 에지로 나타나는 정도가 저하되지 않지만, "약한 에지"는 바이래터럴 필터 등에 의해 그 에지로 나타나는 정도가 현저하게 손실될 수 있다. 도 2는 도 1의 제1이미지 에 노이즈 저감 필터를 적용하여 획득한 제2이미지를 개략적으로 도시하는 개념도로서, "약한 에지"가 손실되어 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 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 노이즈 저감부와, 제1이미지 데이터와 제2이미지 데이터로부터 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 제1에지 데이터 획득부와, 제1에지 데이터를 튜닝하여 제2이미지 데이터와 튜닝된 제1에지 데이터로부터 제3이미지 데이터를 획득하는 제1합성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 노이즈 저감부는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1에지 데이터 획득부는 제1이미지 데이터와 제2이미지 데이터의 차이를 이용하여 제1에지 데이터를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1합성부는 제1에지 데이터의 진폭이 작아지도록 제1에지 데이터를 튜닝하여, 제3이미지 데이터를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1합성부는, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1합성부는, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 상기 사전설정된 최대값이 되도록 하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 제3이미지 데이터로부터의 이미지에서 에지로 나타나는 부분에 관한 데이터인 제2에지 데이터를 제3이미지 데이터로부터 획득하는 제2에지 데이터 획득부와, 제2에지 데이터를 이용하여 제1에지 데이터를 튜닝하여 제2이미지 데이터와 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 제1에지 데이터로부터 제4이미지 데이터를 획득하는 제2합성부를 더 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2합성부는, 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱함으로써 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 튜닝하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2합성부는, 상기 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱한 값이 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터가 상기 최대값이 되도록 하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2합성부는, 일 화소에서의 제2이 미지 데이터와, 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2합성부는, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 상기 사전설정된 최대값이 되도록 하는 것으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, (a) 제1이미지 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계와, (b) 제1이미지 데이터와 제2이미지 데이터로부터, 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 단계와, (c) 제1에지 데이터를 튜닝하여, 제2이미지 데이터와 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 제3이미지 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 (a) 단계는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 단계인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (b) 단계는 제1이미지 데이터와 제2이미지 데이터의 차이를 이용하여 제1에지 데이터를 획득하는 단계인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (c) 단계는 제1에지 데이터의 진폭이 작아지도록 제1에지 데이터를 튜닝하여, 제3이미지 데이터를 획득하는 단계인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (c) 단계에서 제3이미지 데이터를 획득하는 것은, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터 획득이 이루어지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (c) 단계에서, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터는 상기 사전설정된 최대값이 되도록 하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, (d) 제3이미지 데이터로부터의 이미지에서 에지로 나타나는 부분에 관한 데이터인 제2에지 데이터를 제3이미지 데이터로부터 획득하는 단계와, (e) 제2에지 데이터를 이용하여 제1에지 데이터를 튜닝하여, 제2이미지 데이터와, 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 제4이미지 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (e) 단계에서 제1에지 데이터를 튜닝하는 것은, 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱함으로써 상기 일 화소의 제1에지 데이터 튜닝이 이루어지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (e) 단계에서 상기 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱한 값이 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터는 상기 최대값이 되도록 하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (e) 단계에서 제4이미지 데이터를 획득하는 것은, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와, 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터 획득이 이루어지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (e) 단계에서, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터는 상기 사전설정된 최대값이 되도록 하는 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 노이즈 저감부(51), 제1에지 데이터 획득부(53) 및 제1합성부(55) 등과 같은 구성요소들을 가질 수도 있다. 물론 노이즈 저감부(51), 제1에지 데이터 획득부(53) 및 제1합성부(55) 등은 디지털 신호 처리부(50) 내의 구성요소가 아닌 별도의 구성요소일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 즉, 본 실시예에 따른 디지털 촬영장치가 노이즈 저감부(51), 제1 에지 데이터 획득부(53) 및 제1합성부(55)를 구비하면 족하다. 노이즈 저감부(51), 제1에지 데이터 획득부(53) 및 제1합성부(55)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 노이즈 저감부(51), 제1에지 데이터 획득부(53) 및 제1합성부(55)의 기능을 도면을 참조하여 설명한다.
먼저 노이즈 저감부(51)는 도 1에 개략적으로 도시된 것과 같은 제1이미지에 대응하는 제1이미지 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 도 2에 개략적으로 도시된 것과 같은 제2이미지 데이터를 획득한다. 노이즈 저감부(51)는 예컨대 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용할 수 있다.
제1에지 데이터 획득부(53)는 제1이미지 데이터와 노이즈 저감부(51)가 획득한 제2이미지 데이터로부터, 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터 를 획득한다.
통상 이미지에서 일 피사체와 다른 피사체 사이의 경계 또는 일 피사체 내의 옷의 주름과 같이 나타나는 부분을 에지(edge)라고 할 수 있는데, 일 피사체와 다른 피사체 사이의 경계와 같이 뚜렷한 부분을 "강한 에지"라고 할 수 있고, 일 피사체 내의 옷의 주름과 같이 나타나는 부분을 "약한 에지(작은 에지)"라고 할 수 있다. "강한 에지"는 바이래터럴 필터 등에 의해 그 에지로 나타나는 정도가 저하되지 않지만, "약한 에지"는 바이래터럴 필터 등에 의해 그 에지로 나타나는 정도가 현저하게 손실될 수 있다. 따라서 제1에지 데이터 획득부(53)는 이와 같이 손실된 약한 에지에 대한 데이터인 제1에지 데이터를 획득한다.
이러한 손실된 약한 에지에 대해 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 5a는 도 1의 제1이미지에서 획득한 에지 데이터에 따른 에지 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이고 도 5b는 도 2의 제2이미지에서 획득한 에지 데이터에 따른 에지 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도인 바, 도 5a의 에지 이미지가 도 5b의 에지 이미지보다 상대적으로 밝은 화소들을 더 많이 가지고 있음을 알 수 있다. 이러한 도 5a의 에지 이미지에 나타난 부분들 중 도 5b의 에지 이미지에 나타나지 않은 부분이 상술한 바와 같은 손실된 약한 에지라 할 수 있다. 예컨대 피사체인 사람이 입고 있는 옷인 니트의 질감 등을 나타내는 부분이나 피사체인 사람의 코 부분의 윤곽을 나타내는 부분의 에지 데이터가 손실되었음을 알 수 있다.
제1에지 데이터 획득부(53)는 예컨대 제1이미지 데이터와 노이즈 저감부(51)가 획득한 제2이미지 데이터의 차이를 이용하여 제1에지 데이터를 획득할 수 있다. 물론 제1이미지 데이터로부터 에지 데이터를 획득하고 제2이미지 데이터로부터도 에지 데이터를 획득한 후, 그 두 에지 데이터들의 차이를 이용하여 제1에지 데이터를 획득할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 그러나 이러한 제1에지 데이터 획득부(53)가 획득한 제1에지 데이터는 제2이미지 데이터에는 포함되어 있지 않으나 제1이미지 데이터에는 포함되어 있는 노이즈 데이터들 중 일부도 포함하게 된다. 따라서 제1에지 데이터에 포함된 노이즈 데이터에 의한 결과물에서의 영향을 줄일 필요가 있다.
이를 위하여, 제1합성부(55)는 제1에지 데이터 획득부(53)가 획득한 제1에지 데이터를 튜닝하여, 노이즈 저감부(51)가 획득한 제2이미지 데이터와 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 결과물이라 할 수 있는 제3이미지 데이터를 획득한다. 즉, 노이즈 저감부(51)가 획득한 제2이미지 데이터는 전술한 바와 같이 제1에지 데이터에 포함된 약한 에지에 대한 데이터를 포함하고 있지 않으므로, 제2이미지 데이터와 제1에지 데이터로부터 제3이미지 데이터를 획득한다. 이때 제1에지 데이터에 포함된 노이즈 데이터에 의한 제3이미지 데이터의 화질 저하를 방지하기 위하여, 제2이미지 데이터와 튜닝된 제1에지 데이터로부터 제3이미지 데이터를 획득한다.
제1합성부(55)는 제1에지 데이터를 튜닝할 시, 제1에지 데이터의 진폭이 작아지도록 제1에지 데이터를 튜닝할 수 있다. 도 6a는 노이즈가 없는 이상적인 경우의 제1에지 데이터를 개념적으로 도시한 그래프이고, 도 6b는 노이즈 데이터가 포함된 경우의 제1에지 데이터를 개념적으로 도시한 그래프이며, 도 6c는 도 6b의 제1에지 데이터를 튜닝한 제1에지 데이터를 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 6a와 같은 이상적인 제1에지 데이터와 달리 실제의 제1에지 데이터는 도 6b 에 도시된 것과 같이 노이즈 데이터를 포함한다. 도 6a와 도 6b를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 노이즈 데이터는 제1에지 데이터의 그래프가 노이즈가 없는 경우의 제1에지 데이터의 그래프에서 찌글찌글해진 형상을 갖도록 변형된 형태가 되도록 한다. 따라서, 결과물인 제3이미지 데이터에 따른 이미지에서 노이즈를 줄이기 위하여, 제1에지 데이터를 튜닝한다. 구체적으로, 도 6c에 도시된 것과 같이 도 6b의 제1에지 데이터의 진폭이 작아지도록 튜닝한다. 도 6b와 도 6c를 비교하면, 튜닝된 제1에지 데이터에서는 노이즈 데이터에 의해 그래프가 찌글찌글해지는 정도가 줄어든 것을 알 수 있다. 결국 도 6c에 도시된 것과 같은 튜닝된 제1에지 데이터를 이용하게 되면, 최종 결과물인 이미지에서 노이즈가 저감되도록 할 수 있으며, 또한 튜닝된 제1에지 데이터가 여전히 "약한 에지"를 나타내는 데이터를 포함하기 때문에 결과물인 제3이미지 데이터에 따른 이미지에서 "약한 에지"가 나타나 이미지의 전체적인 선명도가 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 제1합성부(55)는, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터를 획득할 수 있다. 통상적으로 16비트로 일 화소의 휘도를 나타낼 경우 일 화소는 0 내지 255(=216-1)의 데이터를 갖는다. 따라서 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 사전설정된 최대값(16비트의 경우 255)보다 클 경우에는, 제1합성부(55)는 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 상기 사전설정된 최대값이 되도록 한다.
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, 제3에지 데이터 획득부(57)와 제2합성부(59)를 더 구비한다는 것이다. 즉, 전술한 제1실시예에 따른 이미지 처리장치의 노이즈 저감부(51), 제1에지 데이터 획득부(53) 및 제1합성부(55)에 대한 설명은 본 실시예에 따른 이미지 처리장치에도 적용된다.
본 실시예에 따른 이미지 처리장치의 제2에지 데이터 획득부(57)는 제1합성부(55)가 획득한 제3이미지 데이터로부터의 이미지에서 에지로 나타나는 부분에 관한 데이터인 제2에지 데이터를 제3이미지 데이터로부터 획득한다. 제2에지 데이터 획득부(57)가 획득한 제2에지 데이터는 결국 강한 에지와 약한 에지를 모두 포함하게 된다. 제2합성부(59)는 제2에지 데이터 획득부(57)가 획득한 제2에지 데이터를 이용하여 제1에지 데이터를 튜닝하여, 노이즈 저감부(51)가 획득한 제2이미지 데이터와, 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 결과물인 제4이미지 데이터를 획득한다.
제1합성부(55)가 획득한 제3이미지 데이터에 따른 이미지는 노이즈가 저감되면서도 그 선명도가 크게 저하되지 않은 우수한 이미지이다. 본 실시예에 따른 이미지 처리장치는 이러한 제3이미지 데이터에 따른 이미지의 선명도를 극대화시킨다. 즉, 제1합성부(55)는 약한 에지에 대한 데이터와 노이즈 데이터를 포함하는 제1에지 데이터를 일률적으로 그 크기를 줄이는 바, 제2합성부(59)는 에지에 대한 데이터와 노이즈 데이터의 크기를 튜닝하는 정도를 상이하게 실시한다.
제2에지 데이터 획득부(57)가 획득한 제2에지 데이터는 강한 에지에 대한 데이터와 약한 에지에 대한 데이터를 모두 포함하며 노이즈 데이터까지도 포함할 수 있다. 그러나 제2에지 데이터 획득부(57)는 제2에지 데이터를 제1합성부(55)가 획득한 제3이미지 데이터로부터 획득하는 바, 제3이미지 데이터 내의 노이즈 데이터의 크기는 이미 제1이미지 데이터 내의 노이즈 데이터의 크기에 비해 줄어든 상태이다. 따라서 제2에지 데이터에 포함되는 노이즈 데이터의 크기 역시 제1이미지 데이터 내의 노이즈 데이터 크기에 비해 줄어든 상태이다. 또한, 제3이미지 데이터에 포함된 모든 노이즈가 제2에지 데이터 획득부(57)가 획득한 제2에지 데이터에 포함되는 것도 아니다. 따라서 제2에지 데이터는 제3이미지 데이터보다 더 적은 양의 노이즈 데이터를 갖게 된다.
제2합성부(59)는 제2에지 데이터 획득부(57)가 획득한 제2에지 데이터를 이용하여 제1에지 데이터를 튜닝하여, 노이즈 저감부(51)가 획득한 제2이미지 데이터와, 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 결과물인 제4이미지 데 이터를 획득한다. 구체적으로, 제2합성부(59)는, 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱함으로써 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 튜닝한다. 제2에지 데이터는 에지에 대한 데이터이며 포함하고 있는 노이즈 데이터의 크기가 작은 바, 따라서 제1에지 데이터에 제2에지 데이터를 곱할 시 이미지의 에지에 대한 데이터는 그 크기가 크게 증폭되는 반면 노이즈 데이터는 증폭되는 크기가 상대적으로 적다. 따라서 노이즈 데이터에 비해 에지 데이터를 크게 증폭시킴으로써 제4이미지 데이터에 따른 이미지의 선명도를 효과적으로 높일 수 있다.
한편, 통상적으로 16비트로 일 화소의 휘도를 나타낼 경우 일 화소는 0 내지 255(=216-1)의 데이터를 갖는다. 따라서 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱한 값이 사전설정된 최대값보다 클 경우, 제2합성부(59)는 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터가 상기 사전설정된 최대값이 되도록 한다.
제2합성부(59)는, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와, 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터를 획득한다. 이때 마찬가지로 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 제2합성부(59)는 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 상기 사전설정된 최대값이 되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 이미지 처리방법을 개략적으로 도시하는 플로우챠트이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이미지 처리방법은 먼저 제1이미지 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계(S10)를 거친다. 이 단계에서는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용할 수 있다. 그 후, 제1이미지 데이터와 제2이미지 데이터로부터, 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 단계(S20)를 거치는데, 구체적으로 제1이미지 데이터와 제2이미지 데이터의 차이를 이용하여 제1에지 데이터를 획득할 수 있다. 그리고 제1에지 데이터를 튜닝하여, 제2이미지 데이터와 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 제3이미지 데이터를 획득하는 단계(S30)를 거치게 된다. 제1에지 데이터의 튜닝은 제1에지 데이터의 진폭이 작아지도록 제1에지 데이터를 튜닝함으로써 노이즈에 의한 이미지 선명도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다. 제3이미지 데이터를 획득하는 것은, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터를 합산하는 것일 수 있다. 이때, 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터는 상기 사전설정된 최대값이 되도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 이미지 처리방법을 개략적으로 도시하는 플로우챠트이다. 도 9를 참조하면, 도 8을 참조하여 전술한 실시예에 따른 이미지 처리방법에서와 같은 단계들을 거친 후, 제3이미지 데이터로부터의 이미지에서 에지로 나타나는 부분에 관한 데이터인 제2에지 데이터를 제3이미지 데이터로부터 획득하는 단계(S40)를 거친다. 그 후, 제2에지 데이터를 이용하여 제1에지 데이터를 튜닝하여, 제2이미지 데이터와, 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 제1에지 데이터로부 터, 제4이미지 데이터를 획득하는 단계(S50)를 거치게 된다. S50 단계에서 제1에지 데이터를 튜닝하는 것은, 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱하는 것일 수 있는데, 이 경우 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱한 값이 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터는 상기 최대값이 되도록 할 수 있다. S50 단계에서 제4이미지 데이터를 획득하는 것은, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와, 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 합산함으로써 이루어질 수 있다. 이때 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터는 상기 사전설정된 최대값이 되도록 할 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 제2이미지를 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 획득한 에지 데이터에 따른 에지 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 5b는 도 2의 제2이미지에서 획득한 에지 데이터에 따른 에지 이미지를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 6a는 노이즈가 없는 이상적인 경우의 제1에지 데이터를 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 6b는 노이즈 데이터가 포함된 경우의 제1에지 데이터를 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 6c는 도 6b의 제1에지 데이터를 튜닝한 제1에지 데이터를 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이미지 처리장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 이미지 처리방법을 개략적으로 도시하는 플로우챠트이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 이미지 처리방법을 개략적으로 도시하는 플로우챠트이다.
<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: 노이즈 저감부 53: 제1에지 데이터 획득부
55: 제1합성부 57: 제2에지 데이터 획득부
59: 제2합성부 60: 메모리
71: 저장/판독 제어부 70: 저장매체
81: 디스플레이 제어부 80: 디스플레이부
100: CPU 200: 조작부

Claims (23)

  1. 제1이미지 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 노이즈 저감부;
    상기 제1이미지 데이터와 상기 제2이미지 데이터로부터, 상기 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 제1에지 데이터 획득부; 및
    상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제2이미지 데이터와 상기 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 제3이미지 데이터를 획득하는 제1합성부;를 구비하고,
    상기 제1합성부는, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터를 획득하고, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 상기 사전설정된 최대값이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노이즈 저감부는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1에지 데이터 획득부는 상기 제1이미지 데이터와 상기 제2이미지 데이터의 차이를 이용하여 상기 제1에지 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1합성부는 상기 제1에지 데이터의 진폭이 작아지도록 상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제3이미지 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1이미지 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 노이즈 저감부;
    상기 제1이미지 데이터와 상기 제2이미지 데이터로부터, 상기 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 제1에지 데이터 획득부;
    상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제2이미지 데이터와 상기 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 제3이미지 데이터를 획득하는 제1합성부;
    상기 제3이미지 데이터로부터의 이미지에서 에지로 나타나는 부분에 관한 데이터인 제2에지 데이터를 상기 제3이미지 데이터로부터 획득하는 제2에지 데이터 획득부; 및
    상기 제2에지 데이터를 이용하여 상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제2이미지 데이터와, 상기 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 제1에지 데이터로부터, 제4이미지 데이터를 획득하는 제2합성부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2합성부는, 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱함으로써 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 튜닝하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2합성부는, 상기 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱한 값이 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터가 상기 최대값이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2합성부는, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와, 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2합성부는, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 상기 사전설정된 최대값이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  12. (a) 제1이미지 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계;
    (b) 상기 제1이미지 데이터와 상기 제2이미지 데이터로부터, 상기 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 단계; 및
    (c) 상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제2이미지 데이터와 상기 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터를 획득하고, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제3이미지 데이터는 상기 사전설정된 최대값이 되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 바이래터럴 필터(bilateral filter)를 이용하는 단계인 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 제1이미지 데이터와 상기 제2이미지 데이터의 차이를 이용하여 상기 제1에지 데이터를 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 제1에지 데이터의 진폭이 작아지도록 상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제3이미지 데이터를 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. (a) 제1이미지 데이터에 노이즈 저감 필터를 적용하여 제2이미지 데이터를 획득하는 단계;
    (b) 상기 제1이미지 데이터와 상기 제2이미지 데이터로부터, 상기 노이즈 저감 필터를 적용할 시 손실된 제1에지 데이터를 획득하는 단계;
    (c) 상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제2이미지 데이터와 상기 튜닝된 제1에지 데이터로부터, 제3이미지 데이터를 획득하는 단계;(d) 상기 제3이미지 데이터로부터의 이미지에서 에지로 나타나는 부분에 관한 데이터인 제2에지 데이터를 상기 제3이미지 데이터로부터 획득하는 단계; 및
    (e) 상기 제2에지 데이터를 이용하여 상기 제1에지 데이터를 튜닝하여, 상기 제2이미지 데이터와, 상기 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 제1에지 데이터로부터, 제4이미지 데이터를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 상기 제1에지 데이터를 튜닝하는 것은, 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱함으로써 상기 일 화소의 제1에지 데이터 튜닝이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 상기 일 화소에서의 제1에지 데이터에 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터를 곱한 값이 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 튜닝된 제1에지 데이터는 상기 최대값이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 상기 제4이미지 데이터를 획득하는 것은, 일 화소에서의 제2이미지 데이터와, 상기 일 화소에서의 제2에지 데이터에 의해 튜닝된 상기 일 화소의 제1에지 데이터를 합산함으로써 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터 획득이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터가 사전설정된 최대값보다 클 경우, 상기 일 화소에서의 제4이미지 데이터는 상기 사전설정된 최대 값이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리방법.
  23. 제12항 내지 제15항 및 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록매체.
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