KR101502598B1 - 깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 장치 및 방법이 개시된다. 깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 장치 및 방법은 깊이에 따른 다수의 레이어로 구성된 입력 영상에 대해 포그라운드 레이어, 미들 레이어 및 백그라운드 레이어로 구분하여 각 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 장치 및 방법은 깊이에 따라 단계적으로 깊이감을 향상시킴으로써 자연스러운 현실감을 나타내는 영상을 생성할 수 있다.
깊이감, 현실감, 레이어, CIECAM02, 색 공간, 영상

Description

깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 장치 및 방법{IMAGE PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR ENHANCING OF DEPTH PERCEPTION}
본 발명은 깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 깊이에 따른 레이어로 구성된 입력 영상에 대해 각 레이어의 색상 성분을 제어함으로써 입력 영상의 깊이감에 대한 인지를 향상시키는 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 영화의 도입으로 인한 초고화질 영상 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 구체적으로, UD(ultra definition) 급 영상에서 감성 영상의 한 부분인 현실감을 대화면(large screen)에서 표현하는 것이 요구되고 있다. 현실감은 특정 영상에 대한 공간적 만족도를 의미한다. 특히, UD급 영상과 같이 대화면에 있어서, 현실감 있는 영상을 표현하기 위해 영상을 처리하는 과정이 무엇보다 중요하다.
또한, 3D 영상을 위한 무안경식 입체 영상의 경우, 완전하게 현실감을 구현하는 것이 용이하지 않기 때문에, 시청자에게 시각적 피로도와 부자연스러움을 유발하는 문제점이 있다.
현실감 있는 영상을 생성하기 위해서, 영상의 입체감을 향상시키는 것이 필요하다. 영상의 입체감을 향상시키는 기존의 방법은 입력 영상의 특성을 고려하지 않은 영상 처리 방법이기 때문에 자연스러운 현실감을 나타내기 부족한 점이 있었다.
따라서, 자연스러운 현실감을 나타내는 영상을 생성하기 위한 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 깊이에 따른 레이어로 구성된 입력 영상의 색 공간을 변환하는 색 공간 변환부, 상기 입력 영상의 포그라운드 레이어(foreground layer)의 색상 성분을 처리하는 포그라운드 레이어 처리부, 상기 입력 영상의 백그라운드 레이어(background layer)의 색상 성분을 처리하는 백그라운드 레이어 처리부 및 상기 처리된 포그라운드 레이어의 색상 성분 및 백그라운드 레이어의 색상 성분을 이용하여 상기 입력 영상의 미들 레이어(middle layer)의 색상 성분을 처리하는 미들 레이어 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 상기 포그라운드 레이어 처리부는 상기 포그라운드 레이어의 대비(contrast), 채도(chroma) 또는 밝기(lightness) 중 적어도 하나의 색상 성분을 증가 시킬 수 있으며, 이외에도 추가적으로 다른 영상 처리방법을 사용하여 깊이감을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 상기 백그라운드 레이어 처리부는 상기 백그라운드 레이어의 대비(contrast), 채도(chroma) 또는 밝기(lightness) 중 적어도 하나의 색상 성분을 감소 시킬 수 있으며, 이외에도 추가적으로 다른 영상 처리방법을 사용하여 깊이감을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 상기 미들 레이어 처리부는 상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어의 대표 색상이 속하는 색상 범위(hue range)를 판단하는 색상 범위 판단부 및 상기 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이 어의 색체 입체시를 제어하는 미들 레이어 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법은 깊이에 따른 레이어로 구성된 입력 영상의 색 공간을 변환하는 단계, 상기 입력 영상의 포그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계, 상기 입력 영상의 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계 및 상기 처리된 포그라운드 레이어의 색상 성분 및 백그라운드 레이어의 색상 성분을 이용하여 상기 입력 영상의 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 깊이에 따라 적어도 2가지 이상의 레이어로 구성된 입력 영상에 대해 각 레이어마다 다르게 영상 처리를 수행함으로써 단계적으로 입체감을 향상시키는 영상 처리 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 포그라운드 레이어 및 백그라운드 레이어 뿐만 아니라, 미들 레이어에 대해서도 영상 처리를 수행함으로써 보다 자연스럽게 입체감을 향상시킬 수 있는 영상 처리 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 색상 범위를 고려하여 미들 레이어의 색상 성분을 제어함으로써 포그라운드 레이어와 미들 레이어 간의 인접색을 처리할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 백그라운드 레이어의 밝기 강도를 고려하여 미들 레이어의 색상 성분을 제어함으로써 백그라운드 레이어에 의한 색체 입체시를 고려한 입체감 향상 효과를 나타낼 수 있는 영상 처리 장치 및 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법은 영상 처리 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 1을 참고하면, 깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 장치(100)는 색 공간 변환부(101), 포그라운드 레이어 처리부(102), 백그라운드 레이어 처리부(103) 및 미들 레이어 처리부(104)를 포함할 수 있다.
색 공간 변환부(101)는 깊이(depth)에 따른 레이어로 구성된 입력 영상의 색 공간을 변환할 수 있다. 일례로, 입력 영상은 포그라운드 레이어, 미들 레이어 및 백그라운드 레이어로 구성될 수 있다. 그리고, 변환되는 색 공간은 제한되지 않으며, 색 공간 변환부(101)는 다양한 색 공간(예를 들면, CIELAB, LCH, HSV 등)으로 변환할 수 있다.
일례로, 색 공간 변환부(101)는 입력 영상을 하기 표 1과 같은 색 공간으로 변환할 수 있다.
색 공간 명도 채도 색상
CIECAM02 Lightness(J) Chroma(c) Hue(H)
LCH Lightness(L) Chroma(C) Hue(H)
HSV Brightness(V) Saturation(S) Hue(H)
일례로, 색 공간 변환부(101)는 입력 영상에 포함된 화소값을 CIECAM02 색 공간에 따라 밝기, 채도, 색상으로 구성된 화소값으로 변환할 수 있다. CIECAM02는 인간의 시지각과 가장 유사한 색 공간일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치(100)는 인간의 시각 체계와 연관되지 않는 RGB 색 공간의 입력 영상을 CIECAM02 색 공간의 영상으로 변환할 수 있다.
일례로, 영상 처리 장치(100)는 입력 영상을 구성하는 레이어들을 구분하여 처리하기 위해 처리하고자 하는 레이어의 종류에 따라 처리 과정을 달리할 수 있다. 구체적으로, 영상 처리 장치(100)는 입력 영상을 구성하는 레이어에 대해 포그라운드 레이어, 미들 레이어 및 백그라운드 레이어인지 여부를 판단할 수 있다. 그러면, 영상 처리 장치(100)는 레이어에 대한 판단 결과에 따라 각각의 레이어의 색상 성분을 다르게 처리할 수 있다.
포그라운드 레이어 처리부(102)는 입력 영상의 포그라운드 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 일례로, 포그라운드 레이어 처리부(102)는 포그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하여 백그라운드 레이어와 구별되도록 함으로써 영상의 입체감을 향상시킬 수 있다. 이 때, 포그라운드 레이어 처리부(102)는 포그라운드 레이어의 대비, 채도 또는 밝기 중 적어도 하나의 색상 성분을 증가 시킬 수 있으며, 이외에도 추가적으로 다른 영상 처리방법을 사용하여 깊이감을 향상 시킬 수 있다.
백그라운드 레이어 처리부(103)는 입력 영상의 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 일례로, 백그라운드 레이어 처리부(103)는 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하여 포그라운드 레이어와 구별되도록 할 수 있다. 포그라운드 레이어 처리부(102)와 백그라운드 레이어 처리부(103)는 대비, 채도 또는 밝기뿐만 아니라, 각 레이어의 다양한 색상 성분 처리 외에 추가적으로 다른 영상 처리방법을 통해 영상의 입체감을 향상시킬 수 있다.
포그라운드 레이어 처리부(102)와 백그라운드 레이어 처리부(103)는 도 3에서 구체적으로 설명된다.
미들 레이어 처리부(104)는 처리된 포그라운드 레이어의 색상 성분 및 백그라운드 레이어의 색상 성분을 이용하여 입력 영상의 미들 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 즉, 미들 레이어 처리부(104)는 색상 성분이 처리된 포그라운드 레이어와 백그라운드 레이어를 통해 미들 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 미들 레이어는 포그라운드 레이어와 백그라운드 레이어의 사이에 위치하기 때문에 미들 레이어 처리부(104)는 포그라운드 레이어와 백그라운드 레이어의 색상 성분을 함께 고려할 수 있다.
일례로, 미들 레이어 처리부(104)는 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 대표 색상이 속하는 색상 범위를 판단할 수 있다. 미들 레이어 처리부(104)는 색상 범위를 통해 포그라운드 레이어와 미들 레이어 간의 인접색을 처리할 수 있다. 이 때, 미들 레이어 처리부(104)는 포그라운드 레이어 및 미들 레이어의 색상 범위와 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 미들 레이어의 채도 및 밝기를 처리할 수 있다. 미들 레이어 처리부(104)에 대해서는 도 4 내지 도 6에서 구체적으로 설명된다.
영상 처리 장치(100)는 포그라운드 레이어, 백그라운드 레이어 및 미들 레이어의 색상 성분에 대한 처리가 완료되면, 색 공간 변환부(101)를 통해 원래 색 공간으로 변환하여 출력 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입력 영상의 색 공간이 RGB인 경우, RGB 색 공간을 CIECAM02 색 공간으로 변환하여 입력 영상을 처리하고, 영상 처리가 종료되면 다시 CIECAM02 색 공간에서 RGB 색 공간으로 변환할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 3개의 레이어로 구성된 입력 영상을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참고하면, 입력 영상(200)은 포그라운드 레이어(201), 미들 레이어(202) 및 백그라운드 레이어(203)로 구성될 수 있다. 각 레이어는 입력 영상(200)의 깊이에 따라 순서대로 배치될 수 있다.
결국, 입력 영상(200)은 깊이에 따라 복수의 레이어로 이루어진 영상일 수 있다. 도 2에서는, 3개의 레이어로 구성된 입력 영상(200)을 표현하였으나, 실제로 입력 영상(200)은 3개 이상의 레이어로 구성될 수 있다. 예를 들어, 입력 영상이 10개의 레이어로 구성된 경우, 영상 처리 장치는 10개의 레이어를 깊이에 따라 포그라운드 레이어(201), 미들 레이어(202) 및 백그라운드 레이어(203)로 구분할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 입력 영상(200)을 포그라운드 레이어(201), 미들 레이어(202) 및 백그라운드 레이어(203)로 3단계로 구분하여 처리함으로써 레이어 간에 보다 자연스러운 입체감을 형성할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 포그라운드 레이어(201), 미들 레이어(202) 및 백그라운드 레이어(203)별로 다른 색상 처리를 수행함으로써 단계적으로 깊이감을 느낄 수 있는 출력 영상(204)을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 포그라운드 레이어 및 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 CIECAM02로 색 공간 변환된 입력 영상이 입력되는 것을 나타낸다. 즉, CIECAM02 색 공간으로 변환된 입력 영상은 밝기(J), 채도(C) 및 색상(H)의 각 색 성분으로 구분될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 처리하고자 하는 레이어가 미들 레이어인지 여부를 판단할 수 있다. 미들 레이어가 아닌 경우, 도 3에서 볼 수 있듯이 영상 처리 장치는 처리하고자 레이어가 포그라운드 레이어인지 여부를 판단할 수 있다. 포그라운드 레이어 처리부(102)는 포그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하고, 백그라운드 레이어 처리부(103)는 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다.
일례로, 포그라운드 레이어 처리부(102)는 입력 영상의 대비(contrast), 채도(chroma) 또는 밝기(lightness) 중 적어도 하나의 색상 성분을 증가시킬 수 있다. 이 때, 포그라운드 레이어 처리부(102)는 하기 수학식 1에 따라 대비(contrast), 채도(chroma) 또는 밝기(lightness)를 증가시킬 수 있다.
Figure 112008078260285-pat00001
Figure 112008078260285-pat00002
, (1)
Figure 112008078260285-pat00003
(2)
Figure 112008078260285-pat00004
(3)
Figure 112008078260285-pat00005
Figure 112008078260285-pat00006
Figure 112008078260285-pat00007
Figure 112008078260285-pat00008
식 (1)은 밝기 증가를 위한 것으로, Jin 과 Jout은 각각 입력과 출력의 밝기를 나타내고 KB1 와 KB2 는 스케일링 파라미터(scaling parameters)를 의미한다. 그리고, 식 (2)는 채도 증가를 위한 것으로, Cin 과 Cout은 각각 입력과 출력의 채도를 나타내고, KS 는 스케일링 파라미터(scaling parameter)이다. 또한, 식 (3)은 대비 증가를 위한 것으로, Jin 와 Jout는 각각 입력과 출력의 밝기를 의미하고, JM 은 포그라운드 레이어의 평균 밝기를 의미한다. KCS1 와 KCS2 는 JM보다 낮은 평균 밝기를 가 지는 포그라운드 레이어에 대한 스케일링 파라미터를 의미하고, KCL1, KCL2, KCL3는 JM 보다 큰 평균 밝기를 가지는 포그라운드 레이어에 대한 스케일링 파라미터를 의미한다.
일례로, 백그라운드 레이어 처리부(103)는 입력 영상의 대비(contrast), 채도(chroma) 또는 밝기(lightness) 중 적어도 하나의 색상 성분을 감소시킬 수 있다. 이 때, 백그라운드 레이어 처리부(103)는 상기 수학식 1에서 스케일링 파라미터를 조절하여 대비(contrast), 채도(chroma) 또는 밝기(lightness) 중 적어도 하나의 색상 성분을 감소시킬 수 있다.
도 3에서 포그라운드 레이어 처리부(102)와 백그라운드 레이어 처리부(103)는 대비, 채도 또는 밝기 외에 다른 색상 성분을 처리함으로써 입력 영상의 깊이감을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 포그라운드 레이어 처리부(102)와 백그라운드 레이어 처리부(103)는 서로 상반되는 영상 처리 방법을 사용하면 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 미들 레이어 처리부(104)는 색상 범위 판단부(401) 및 미들 레이어 제어부(402)를 포함할 수 있다.
색상 범위 판단부(401)는 포그라운드 레이어 및 미들 레이어의 대표 색상이 속하는 색상 범위(hue range)를 판단할 수 있다. 일례로, 색상 범위 판단부(401)는 포그라운드 레이어와 미들 레이어 간의 인접색을 처리하기 위해 CIECAM02의 색 상표에 기초하여 색상 범위를 판단할 수 있다. 색상 범위를 판단하는 과정은 도 5에서 구체적으로 설명된다.
미들 레이어 제어부(402)는 포그라운드 레이어 및 미들 레이어의 각각의 색상 범위와 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절할 수 있다. 이 때, 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 색상 범위가 동일한 경우, 미들 레이어 제어부(402)는 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절하지 않고 바이패스 할 수 있다. 그리고, 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 색상 범위가 다른 경우, 미들 레이어 제어부(402)는 기설정된 방법에 따라 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절할 수 있다.
즉, 미들 레이어 제어부(402)는 미들 레이어의 색체 입체시(colour stereopsis)를 시각적 특성에 따라 조절할 수 있다. 색체 입체시는 인간이 장파장이 단파장보다 가까이 위치하는 것으로 지각하는 현상을 의미한다. 색체 입체시는 착시 현상과 비슷하게, 눈이 혼란을 느끼는 현상으로, 한 가지 색으로 이루어진 물체를 바라보면 눈의 망막 위에 정확히 상이 맺힌다. 그러나, 파장이 매우 틀린 두 가지의 색(예를 들면, 파랑과 빨강)으로 이루어진 두 물체를 동시에 바라보면 눈은 이들을 동시에 망막에 맺히도록 한다. 이로 인해, 눈은 혼란을 느낀다.
또한, 색체 입체시는 단독으로 진행되지 않는 시 지각 현상이므로, 인접색과 함께 고려될 수 있다. 일반적으로 장파장의 색이 단파장의 색보다 가깝게 느껴지나, 백그라운드 레이어의 밝기 강도가 "white"에 가까울수록 역전 현상이 발생할 수 있다. 결국, 색체 입체시는 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라, 포그라운 드 레이어의 색상 범위에 따라 달라지므로, 입체감 인지 정도도 달라질 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 백그라운드 레이어의 밝기 강도를 고려하여 미들 레이어를 처리함으로써, 입력 영상의 색체 입체시를 제어할 수 있다.
미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절하는 과정은 도 6에서 구체적으로 설명된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 포그라운드 레이어의 색상 범위 및 미들 레이어의 색상 범위에 따라 미들 레이어를 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참고하면, 참조부호(501)는 CIECAM02의 색상 범위를 나타낸다. 일례로, 색상 범위 판단부(401)는 포그라운드 레이어 및 미들 레이어의 대표 색상이 속하는 색상 범위(hue range)를 판단할 수 있다. 이 때, 색상 범위 판단부(401)는 하기 수학식 2에 따라 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 대표 색상을 결정할 수 있다.
Figure 112008078260285-pat00009
여기서, Hi는 포그라운드 레이어 또는 미들 레이어에 포함된 화소들의 색상을 나타내고, N은 포그라운드 레이어 또는 미들 레이어에 속하는 전체 화소수를 나타낸다. 즉, 대표 색상은 각 레이어에 대한 평균 색상으로 결정될 수 있다. 이외 에도, 각 레이어를 그리드(grid)로 분류하여 특정 영역에 대한 평균 색상으로 결정될 수 있다. 대표 색상을 결정하는 방법은 언급한 예에 한정되고, 시스템의 구성에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
포그라운드 레이어와 미들 레이어에 대한 대표 색상이 결정되면, 색상 범위 판단부(401)는 참조부호(501)를 통해 각 대표 색상이 CIECAM02의 어느 색상 범위에 속하는 지 여부를 판단할 수 있다. CIECAM02에 대한 색상 범위는 빨강과 노랑 사이(0~100), 노랑과 녹색 사이(100~200), 녹색과 파랑 사이(200~300) 및 파랑과 빨강 사이(300~400)로 구분될 수 있다.
포그라운드 레이어와 미들 레이어 간의 인접색을 처리하기 위해, 색상 범위 판단부(401)는 포그라운드 레이어와 미들 레이어 각각에 대해 색상 범위를 판단할 수 있다.
일례로, 참조부호(502)와 같이, 미들 레이어 제어부(402)는 포그라운드 레이어와 미들 레이어 각각의 색상 범위에 따라 기설정된 미들 레이어의 처리 방법을 선택할 수 있다. 이 때, "0"은 대표 색상이 장파장의 빨강과 노랑인 것을 의미하고, "1"은 중간 파장의 녹색인 것을 의미하며, "2"는 대표 색상이 단파장의 파랑인 것을 의미한다.
참조부호(502)에서 볼 수 있듯이, 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 색상 범위가 동일한 경우, 미들 레이어 제어부(402)는 미들 레이어를 제어하지 않고 바이패스 할 수 있다. 그리고, 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 색상 범위가 다른 경우, 미들 레이어 제어부(402)는 기설정된 방법인 A, B, C, D, E, F 중 어느 하나의 방법에 따라 미들 레이어를 제어할 수 있다. 기설정된 방법은 도 6에서 구체적으로 설명된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 백그라운드 레이어의 밝기 강도를 고려하여 미들 레이어의 밝기 및 채도를 처리하는 일례를 나타낸 도면이다.
표(601)은 미들 레이어 제어부(402)가 미들 레이어의 밝기를 제어하는 일례를 나타낸다. 그리고, 표(602)는 미들 레이어 제어부(402)가 미들 레이어의 채도를 제어하는 일례를 나타낸다. 그리고, 표(601)와 표(602)에 나타난 A, B, C, D, E, F는 도 5에서 이미 설명했듯이 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 색상 범위에 따라 미들 레이어를 제어하기 위한 기설정된 방법을 나타낸다.
표(601)와 표(602)를 참고하면, 미들 레이어 제어부(402)는 포그라운드 레이어와 미들 레이어의 색상 범위뿐만 아니라, 백그라운드 레이어의 밝기 강도를 함께 고려하여 미들 레이어를 제어할 수 있다. 앞에서 이미 언급했듯이 백그라운드 레이어의 밝기에 따라 색체 입체시가 역전될 수 있기 때문에 미들 레이어 제어부(402)는 백그라운드 레이어의 밝기 강도를 고려하여 미들 레이어를 제어할 수 있다. 이 때, 미들 레이어 제어부(402)는 미들 레이어의 밝기와 채도를 구분하여 처리할 수 있다.
예를 들어, 표(601)를 참고하면, 포그라운드 레이어의 색상 범위가 녹색(green)이고, 미들 레이어의 색상 범위가 노랑(yellow) 또는 빨강(red)이며, 백그라운드 레이어의 밝기가 중간 밝기인 경우, 미들 레이어 제어부(402)는 C 방법에 따라 미들 레이어의 밝기를 감소시킬 수 있다. 그리고, 표(602)를 참고하면, 동일 한 조건에서 미들 레이어 제어부는 C 방법에 따라 미들 레이어의 채도를 증가시킬 수 있다. 이 때, 백그라운드 레이어의 밝기 강도가 강한 밝기라는 것은 백그라운드 레이어가 "흰색(white)"에 가까운 것을 의미하고, 밝기 강도가 약한 밝기라는 것은 백그라운드 레이어가 "검정(black)"에 가까운 것을 의미한다.
미들 레이어의 밝기와 채도를 증가시키거나 감소시키는 방법은 다양한 방법이 적용될 수 있다. 일례로, 미들 레이어 제어부(402)는 레이어를 구성하는 각 화소에 일정한 게인을 더하거나 뺌으로써 미들 레이어의 밝기나 채도를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 미들 레이어 제어부(402)는 레이어를 구성하는 각 화소에 일정한 게인을 곱함으로써 미들 레이어의 밝기나 채도를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 상기 예는 일례에 불과하고, 미들 레이어의 밝기나 채도를 증가시키거나 감소시키는 방법은 시스템의 구성에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
단계(S701)에서, 영상 처리 장치는 깊이에 따른 레이어로 구성된 입력 영상의 색 공간을 변환할 수 있다. 즉, 영상 장치는 RGB 색 공간의 입력 영상을 다양한 색 공간의 영상으로 색 공간을 변환할 수 있다. 일례로, 영상 처리 장치는 입력 영상에 포함된 화소값을 CIECAM02 색 공간에 따라 밝기, 채도 및 색상으로 구성된 화소값으로 변환할 수 있다. 여기서, 입력 영상은 포그라운드 레이어, 미들 레이어 및 백그라운드 레이어로 구성될 수 있다.
그러면, 영상 처리 장치는 처리하고자 하는 레이어가 미들 레이어인지 판단 하고, 미들 레이어가 아닌 경우, 포그라운드 레이어 또는 백그라운드 레이어인지 여부에 따라 각각 단계(S702), 단계(S703)을 수행할 수 있다. 그리고, 처리하고자 하는 레이어가 미들 레이어인 경우, 영상 처리 장치는 단계(S704)를 수행할 수 있다.
단계(S702)에서, 영상 처리 장치는 입력 영상의 포그라운드 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 일례로, 영상 처리 장치는 포그라운드 레이어의 대비, 채도 또는 밝기 중 적어도 하나의 색상 성분을 증가시킬 수 있다.
단계(S703)에서, 영상 처리 장치는 입력 영상의 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 일례로, 영상 처리 장치는 포그라운드 레이어의 대비, 채도 또는 밝기 중 적어도 하나의 색상 성분을 감소시킬 수 있다.
단계(S704)에서, 영상 처리 장치는 미들 레이어의 색상 성분을 처리할 수 있다. 일례로, 영상 처리 장치는 포그라운드 레이어 및 미들 레이어의 대표 색상이 속하는 색상 범위를 판단할 수 있다. 이 때, 영상 처리 장치는 포그라운드 레이어와 미들 레이어 간의 인접색을 처리하기 위해 CIECAM02의 색상표에 기초하여 색상 범위를 판단할 수 있다.
이 때, 영상 처리 장치는 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이어의 색체 입체시를 제어할 수 있다. 이 때, 영상 처리 장치는 포그라운드 레이어 및 미들 레이어 각각의 색상 범위와 백그라운드 레이어의 밝기 강도를 함께 고려하여 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절할 수 있다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 깊이에 따라 레이어로 구성된 입력 영상에 대해 각각의 레이어를 구분하여 처리함으로써, 단계적으로 입력 영상의 깊이감을 향상시킬 수 있다.
단계(S705)에서, 영상 처리 장치는 처리한 입력 영상의 색 공간을 원래대로 변환할 수 있다. 예를 들어, 기존의 입력 영상의 색 공간이 RGB이고, 변환한 색 공간이 CIECAM02인 경우, 영상 처리 장치는 각 레이어에 대해 처리가 이루어진 입력 영상을 다시 RGB 색 공간으로 변환할 수 있다.
도 7에 설명되지 않은 부분은 도 1 내지 도 6의 설명을 참고할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 깊이감 인지 향상을 위한 영상 처리 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 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. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등 을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 3개의 레이어로 구성된 입력 영상을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 포그라운드 레이어 및 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 포그라운드 레이어의 색상 범위 및 미들 레이어의 색상 범위에 따라 미들 레이어를 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 백그라운드 레이어의 밝기 강도를 고려하여 미들 레이어의 밝기 및 채도를 처리하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 영상 처리 장치
101: 색 공간 변환부
102: 포그라운드 레이어 처리부
103: 백그라운드 레이어 처리부
104: 미들 레이어 처리부

Claims (17)

  1. 깊이에 따른 레이어로 구성된 입력 영상의 색 공간을 변환하는 색 공간 변환부;
    상기 변환된 색 공간을 포함하는 입력 영상의 포그라운드 레이어(foreground layer)의 색상 성분을 처리하는 포그라운드 레이어 처리부;
    상기 변환된 색 공간을 포함하는 입력 영상의 백그라운드 레이어(background layer)의 색상 성분을 처리하는 백그라운드 레이어 처리부; 및
    상기 처리된 포그라운드 레이어의 색상 성분 및 백그라운드 레이어의 색상 성분을 이용하여 상기 입력 영상의 미들 레이어(middle layer)의 색상 성분을 처리하는 미들 레이어 처리부
    를 포함하고,
    상기 미들 레이어 처리부는, 상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어 각각에 대한 평균 색상이 속하는 색상 범위(hue range)에 기초하여, 상기 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 영상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 색 공간 변환부는,
    상기 입력 영상에 포함된 화소값을 CIECAM02 색 공간에 따라 밝기, 채도 및 색상으로 구성된 화소값으로 변환하는, 영상 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포그라운드 레이어 처리부는,
    상기 포그라운드 레이어의 대비(contrast), 채도(chroma) 또는 밝기(lightness) 중 적어도 하나의 색상 성분을 증가시키는, 영상 처리 장치
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백그라운드 레이어 처리부는,
    상기 백그라운드 레이어의 대비, 채도 또는 밝기 중 적어도 하나의 색상 성분을 감소시키는, 영상 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미들 레이어 처리부는,
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어 각각의 색상 범위를 판단하는 색상 범위 판단부; 및
    상기 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이어의 색체 입체시를 제어하는 미들 레이어 제어부
    를 포함하는, 영상 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 색상 범위 판단부는,
    상기 포그라운드 레이어와 상기 미들 레이어 간의 인접색을 처리하기 위해 CIECAM02의 색상표에 기초하여 색상 범위를 판단하는, 영상 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 미들 레이어 제어부는,
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어 각각의 색상 범위와 상기 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절하는, 영상 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미들 레이어 제어부는,
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어의 색상 범위가 동일한 경우, 바이패스(bypass)하고,
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어의 색상 범위가 다른 경우, 상기 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절하는, 영상 처리 장치.
  9. 깊이에 따른 레이어로 구성된 입력 영상의 색 공간을 변환하는 단계;
    상기 변환된 색 공간을 포함하는 입력 영상의 포그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계;
    상기 변환된 색 공간을 포함하는 입력 영상의 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계; 및
    상기 처리된 포그라운드 레이어의 색상 성분 및 백그라운드 레이어의 색상 성분을 이용하여 상기 입력 영상의 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계
    를 포함하고,
    상기 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계는, 상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어 각각에 대한 평균 색상이 속하는 색상 범위(hue range)에 기초하여, 상기 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 영상 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입력 영상의 색 공간을 변환하는 단계는,
    상기 입력 영상에 포함된 화소값을 CIECAM02 색 공간에 따라 밝기, 채도 및 색상으로 구성된 화소값으로 변환하는, 영상 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 포그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계는,
    상기 포그라운드 레이어의 대비, 채도 또는 밝기 중 적어도 하나의 색상 성분을 증가시키는, 영상 처리 방법
  12. 제9항에 있어서,
    상기 백그라운드 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계는,
    상기 백그라운드 레이어의 대비, 채도 또는 밝기 중 적어도 하나의 색상 성분을 감소시키는, 영상 처리 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 미들 레이어의 색상 성분을 처리하는 단계는,
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어 각각의 색상 범위를 판단하는 단계; 및
    상기 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이어의 색체 입체시를 제어하는 단계
    를 포함하는, 영상 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 색상 범위를 판단하는 단계는,
    상기 포그라운드 레이어와 상기 미들 레이어 간의 인접색을 처리하기 위해 CIECAM02의 색상표에 기초하여 색상 범위를 판단하는, 영상 처리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 미들 레이어의 색체 입체시를 제어하는 단계는,
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어 각각의 색상 범위와 상기 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절하는, 영상 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 미들 레이어의 색체 입체시를 제어하는 단계는,
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어의 색상 범위가 동일한 경우, 바이패스(bypass)하는 단계; 및
    상기 포그라운드 레이어 및 상기 미들 레이어의 색상 범위가 다른 경우, 상기 백그라운드 레이어의 밝기 강도에 따라 상기 미들 레이어의 밝기 및 채도를 조절하는 단계
    를 포함하는, 영상 처리 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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