KR101503606B1 - Picture Quality Improvement Apparatus and Method based on Detail Information - Google Patents

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KR101503606B1
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권오설
황재민
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창원대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed are an apparatus and a method for improving image quality based on the amount of detail information which can improve visual recognition effects in relation to an input image by obtaining detail components from the input image, and improving contrast in proportion to relevant components. The apparatus for improving image quality based on the amount of detail information comprises: an image dividing unit for dividing an input image into various-sized windows for each layer; a detail map constructing unit for constructing a detail map by measuring the amount of detail information of the image divided by the image dividing unit; and an image contrast improving unit for improving image contrast of each layer based on the detail map constructed by the detail map constructing unit; and an image merging unit for merging the image of each layer whose contrast has been improved by the image contrast improving unit with the input image.

Description

디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치 및 그 방법{Picture Quality Improvement Apparatus and Method based on Detail Information}[0001] The present invention relates to a picture quality improvement apparatus and a method thereof,

본 발명은 화질 개선장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입력영상으로부터 디테일 성분을 구하고 해당 성분에 비례하여 대비를 향상시킴으로써 입력영상에 대한 시각적 인지효과를 향상시킬 수 있는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an image quality improving apparatus and a method thereof, and more particularly, to an image quality improving apparatus and method for improving image quality based on a detail information amount capable of improving a visual cognitive effect on an input image by obtaining a detail component from an input image, An improvement device and a method thereof.

히스토그램 평활화는 영상의 밝기분포가 집중되어 있을 때 밝기의 분포를 고르게 하는 기술이다. 이와 같은 히스토그램 평활화는 크게 전역 히스토그램 평활화와 지역 히스토그램 평활화로 나눌 수 있다. Histogram smoothing is a technique for smoothing the distribution of brightness when the brightness distribution of an image is concentrated. Such histogram smoothing can be roughly divided into global histogram smoothing and local histogram smoothing.

전역 히스토그램 평활화는 부분적인 영역 정보를 사용하지 않고 영상 전체의 히스토그램의 분포를 변환시키는 방법이며, 지역 히스토그램 평활화는 일정한 크기로 블록을 사용하여 해당 블록만의 정보를 사용하여 히스토그램의 분포를 재분배하는 방법이다. The global histogram smoothing is a method of transforming the distribution of the histogram of the entire image without using the partial region information, and the local histogram smoothing is a method of redistributing the distribution of the histogram using the information of only the corresponding block using the block of a certain size to be.

하지만, 전역 히스토그램 평활화는 세부적인 물체의 대비를 향상시키기 어렵고, 지역 히스토그램 평활화는 세부적인 대비 향상이 가능하지만 결과 영상에 블록현상이 나타날 수 있다는 문제점이 있다. However, global histogram smoothing is difficult to improve detail contrast of object, and local histogram smoothing can improve detail contrast, but there is a problem that block phenomenon may appear in the result image.

이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되었으며, 이러한 방법으로 DSIHE(Dualistic sub-image histogram equalization), POSHE(Partially overlapped sub-block histogram equalization), MLBOHE(Multiple layers block overlapped histogram equalization) 등이 있다.Many studies have been conducted to solve these problems. In this way, there are DSIHE (Dualistic sub-image histogram equalization), POSHE (Partially overlapped sub-block histogram equalization) and MLBOHE (Multiple layer block overlapped histogram equalization).

전술한 세 가지 평활화 기법은 원본 이미지를 여러 개로 분할하거나 블록을 이용하여 지역적 대비향상을 수행하는 공통점을 가진다. N. S. P. Kong이 제안한 논문[Multiple Layers Block Overlapped Histogram Equalization for Local Content Emphasis, Computers and Electrical Engineering, 37, 2011, pp. 631-643]에는 원본 영상을 세 개의 레이어로 분할하여 각 레이어별 블록을 이용하여 히스토그램 분포를 고르게 하는 MLBOHE 기법이 제안되어 있다. 그리고 원본 영상과 대비 향상 영상을 다시 병합하여 원본 영상과 차이를 줄여 시각적으로 부자연스러움을 줄인다.The above-mentioned three smoothing techniques have a commonality in that the original image is divided into a plurality of blocks or the blocks are used to perform a regional contrast enhancement. N. S. P. Kong proposed [Multiple Layers Block Overlapped Histogram Equalization for Local Content Emphasis, Computers and Electrical Engineering, 37, 2011, pp. 631-643] proposed a MLBOHE technique that divides the original image into three layers and uses the blocks for each layer to equalize the histogram distribution. Then, the original image and contrast enhancement image are merged again to reduce the difference between the original image and the visual image, thereby reducing unnaturalness.

하지만 히스토그램 평활화 기법은 영상의 집중되어 있는 밝기를 고르게 분포시켜 이미지의 시각적 판별이 원활하게 하는 것으로서, 전술한 방법은 원본 영상의 평가 없이 블록 내의 밝기 분포만을 고려하여 전체 영상의 대비를 향상시키므로 시각적 판별을 위한 향상이 부족할 수 있다는 문제점이 있다.
However, the histogram smoothing technique smoothly distributes the concentrated brightness of the image to smooth the visual discrimination of the image. The method described above improves the contrast of the entire image by considering only the brightness distribution within the block without evaluating the original image. There is a problem in that the improvement for the image quality may be insufficient.

대한민국 공개특허공보 제2006-126316호Korean Patent Publication No. 2006-126316 대한민국 공개특허공보 제2007-048079호Korean Patent Publication No. 2007-048079

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 입력영상으로부터 디테일 성분을 구하고 해당 성분에 비례하여 대비를 향상시킴으로써 입력영상에 대한 시각적 인지효과를 향상시킬 수 있는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an image quality improvement device based on a detail information amount capable of improving a visual cognitive effect on an input image by obtaining a detail component from an input image, And to provide such a method.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치는, 입력영상에 대하여 레이어별로 다양한 크기의 윈도우로 분할하는 영상 분할부; 상기 영상 분할부에 의해 분할된 영상의 디테일 정보량을 측정하여 디테일 맵을 구성하는 디테일맵 구성부; 상기 디테일맵 구성부에 의해 구성된 디테일 맵에 기초하여 레이어별 영상의 대비를 향상시키는 영상대비 향상부; 및 상기 영상대비 향상부에 의해 대비가 향상된 레이어별 영상과 입력영상을 병합하는 영상 병합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for improving picture quality based on a detail information amount according to an embodiment of the present invention includes an image divider for dividing an input image into windows of various sizes for each layer; A detail map constructing unit for constructing a detail map by measuring an amount of detail information of the image segmented by the image segmenting unit; An image contrast enhancing unit for enhancing a contrast of a layer-by-layer image based on the detail map configured by the detail map constructing unit; And an image merging unit for merging the input image and the layer-by-layer image, the contrast of which is enhanced by the image contrast enhancing unit.

상기 영상 분할부는, 입력영상의 가로크기 M 및 세로크기 N(여기서, M 및 N은 픽셀의 수로서 정수를 나타냄)를 판별하는 영상크기 판별부; 및 상기 영상크기 판별부에 의해 판별되는 영상의 크기에 기초하여 레이어를 분류하는 레이어 분류부를 포함할 수 있다. Wherein the image dividing unit comprises: an image size determining unit for determining a horizontal size M and a vertical size N of the input image, wherein M and N denote an integer as the number of pixels; And a layer classifier for classifying the layer based on the size of the image discriminated by the image size discrimination unit.

상기 영상 분할부는, 각각의 윈도우에 대하여 그레이이미지로 변환하여 출력하는 그레이이미지 변환부를 더 포함할 수 있다.The image dividing unit may further include a gray image converting unit for converting gray images into gray images for each window.

상기 영상 분할부는, M/2 x N/2, M/4 x N/4, M/8 x N/8의 크기로 윈도우를 설정하여 입력영상을 분할할 수 있다.The image dividing unit may divide the input image by setting a window size of M / 2 x N / 2, M / 4 x N / 4, and M / 8 x N / 8.

상기 디테일맵 구성부는, 상기 영상 분할부에 의해 분할된 영상의 경계선 및 디테일을 검출하는 검출부; 상기 검출부에 의해 검출된 경계선 및 디테일에 기초하여 실제 경계선을 제거하는 경계선 제거부; 및 상기 경계선 제거부에 의해 경계선이 제거된 영상에 설정된 윈도우를 이용하여 블록 내의 디테일 정보 비율을 연산하는 디테일정보 연산부를 포함할 수 있으며, 상기 디테일정보 연산부에 의해 연산되는 디테일 정보 비율에 기초하여 디테일맵을 구성한다.Wherein the detail map constructing unit comprises: a detecting unit that detects a boundary and detail of an image divided by the image dividing unit; A boundary line removal unit for removing an actual boundary line based on the boundary line and the detail detected by the detection unit; And a detail information arithmetic unit for calculating a detail information ratio in a block using a window set in an image in which a boundary line has been removed by the edge line removing unit. According to the present invention, Configure the map.

상기 영상대비 향상부는, 그레이이미지에 기초하여 블록별 히스토그램을 정규화하는 히스토그램 정규화부; 상기 히스토그램 정규화부에 의해 정규화된 히스토그램에 기초하여 영역별 히스토그램의 확률밀도를 연산하는 확률밀도 연산부; 상기 확률밀도 연산부에 의해 연산되는 확률밀도에 대하여 평활화 한계를 설정하는 한계 설정부; 및 상기 한계 설정부에 의해 설정된 한계 값의 범위 내에서 해당 블록의 밝기를 분산하는 히스토그램 재분산부를 포함할 수 있다.Wherein the image contrast enhancing unit comprises: a histogram normalizing unit for normalizing a histogram for each block based on a gray image; A probability density calculating unit for calculating a probability density of a histogram for each region based on the histogram normalized by the histogram normalizing unit; A limit setting unit for setting a smoothing limit with respect to a probability density calculated by the probability density calculating unit; And a histogram redistributing unit that distributes the brightness of the block within a range of the threshold set by the limit setting unit.

상기 영상 병합부는, 각 레이어별 대비가 향상된 영상의 엔트로피를 연산하는 엔트로피 연산부; 상기 엔트로피 연산부에 의해 연산되는 엔트로피에 기초하여 레이어별 가중치를 연산하는 가중치 연산부; 및 상기 가중치 연산부에 의해 연산되는 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합하는 레이어영상 병합부를 포함하며, 상기 레이어영상 병합부에 의해 병합되는 레이어영상과 입력영상을 설정된 가중치를 이용하여 병합할 수 있다.Wherein the image merging unit comprises: an entropy operation unit for calculating an entropy of an image having improved contrast for each layer; A weight computing unit for computing a weight for each layer based on an entropy calculated by the entropy computing unit; And a layer video merging unit that merges the layer-based video images in proportion to the layer-by-layer video weights calculated by the weight computing unit. The layer video merged by the layer video merging unit and the input video are merged using a predetermined weight .

본 발명의 실시예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법은, 입력영상을 레이어별로 다양한 크기의 윈도우로 분할하는 단계; 상기 입력영상 분할단계에 의해 분할된 영상의 디테일 정보량을 측정하여 디테일 맵을 구성하는 단계; 상기 디테일맵 구성단계에 의해 구성된 디테일 맵에 기초하여 레이어별 영상의 대비를 향상시키는 단계; 및 상기 영상대비 향상단계에 의해 대비가 향상된 레이어별 영상과 입력영상을 병합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an image quality improvement method based on a detail information amount, comprising: dividing an input image into windows of various sizes for each layer; Measuring a detail information amount of an image segmented by the input image segmenting step to form a detail map; Enhancing the contrast of the layer-by-layer image based on the detail map configured by the detail map constructing step; And merging the input image with the layer-by-layer image having improved contrast by the image contrast enhancement step.

전술한 화질 개선방법은, 입력영상의 가로크기 M 및 세로크기 N(여기서, M 및 N은 픽셀의 수로서 정수를 나타냄)를 판별하는 단계; 및 판별되는 영상의 크기에 기초하여 레이어를 분류하는 단계를 더 포함할 수 있다.The image quality improvement method includes: determining a horizontal size M and a vertical size N of an input image (where M and N denote an integer as the number of pixels); And classifying the layer based on the size of the image to be discriminated.

전술한 화질 개선방법은, 각각의 윈도우에 대하여 그레이이미지로 변환하여 출력하는 단계를 더 포함할 수도 있다.The above picture quality improvement method may further include converting each window into a gray image and outputting the converted gray image.

상기 입력영상 분할단계는, M/2 x N/2, M/4 x N/4, M/8 x N/8의 크기로 윈도우를 설정하여 입력영상을 분할할 수 있다.The input image segmenting step may divide the input image by setting a window size of M / 2 x N / 2, M / 4 x N / 4, and M / 8 x N / 8.

전술한 화질 개선방법은, 상기 입력영상 분할단계에 의해 분할된 영상의 경계선 및 디테일을 검출하는 단계; 상기 검출단계에 의해 검출된 경계선 및 디테일에 기초하여 실제 경계선을 제거하는 단계; 및 상기 경계선 제거단계에 의해 경계선이 제거된 영상에 설정된 윈도우를 이용하여 블록 내의 디테일 정보 비율을 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 디테일맵 구성단계는 상기 디테일정보비율 연산단계에 의해 연산되는 디테일 정보 비율에 기초하여 디테일맵을 구성한다.The image quality improving method may further include: detecting boundary lines and detail of an image segmented by the input image segmenting step; Removing an actual boundary line based on the boundary line and the detail detected by the detecting step; And calculating a detail information ratio in the block using the window set in the image in which the borderline is removed by the borderline removal step. In this case, the detail map forming step configures a detail map based on the detail information ratio calculated by the detail information ratio calculating step.

상기 영상대비 향상단계는, 그레이이미지에 기초하여 블록별 히스토그램을 정규화하는 단계; 상기 히스토그램 정규화단계에 의해 정규화된 히스토그램에 기초하여 영역별 히스토그램의 확률밀도를 연산하는 단계; 상기 확률밀도 연산단계에 의해 연산되는 확률밀도에 대하여 평활화 한계를 설정하는 단계; 및 상기 한계 설정단계에 의해 설정된 한계 값의 범위 내에서 해당 블록의 밝기를 분산하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the enhancing of the image contrast comprises: normalizing a histogram for each block based on a gray image; Calculating a probability density of the histogram for each region based on the histogram normalized by the histogram normalization step; Setting a smoothing limit for a probability density calculated by the probability density calculation step; And distributing the brightness of the block within a range of the threshold set by the threshold setting step.

전술한 화질 개선방법은, 각 레이어별 대비가 향상된 영상의 엔트로피를 연산하는 단계; 상기 엔트로피 연산단계에 의해 연산되는 엔트로피에 기초하여 레이어별 가중치를 연산하는 단계; 및 상기 가중치 연산단계에 의해 연산되는 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 영상 병합단계는 상기 레이어 전체영상 병합단계에 의해 병합되는 레이어영상과 입력영상을 설정된 가중치를 이용하여 병합한다.
The image quality improvement method includes: calculating an entropy of an image with improved contrast for each layer; Computing a weight for each layer based on entropy calculated by the entropy computing step; And merging the entire layer image in proportion to the layer-by-layer image weight calculated by the weight computing step. In this case, the image merging step merges the layer image and the input image merged by the layer merging step using the set weights.

본 발명에 따르면, 입력영상으로부터 디테일 성분을 구하고 해당 성분에 비례하여 대비를 향상시킴으로써 입력영상에 대한 시각적 인지효과를 향상시킬 수 있게 된다.
According to the present invention, a visual cognitive effect on an input image can be improved by obtaining a detail component from an input image and improving contrast in proportion to the component.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 영상 분할부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 1에 나타낸 디테일맵 구성부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 1에 나타낸 영상대비 향상부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 도 1에 나타낸 영상 병합부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법을 나타낸 흐름도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a configuration of an image quality improvement apparatus based on a detail information amount according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a view schematically showing the configuration of the image dividing unit shown in Fig. 1; Fig.
3 is a view schematically showing a configuration of a detail map constituting unit shown in Fig.
FIG. 4 is a view schematically showing the configuration of the image contrast enhancing unit shown in FIG. 1; FIG.
5 is a view schematically showing a configuration of a video merge unit shown in Fig.
6 and 7 are flowcharts illustrating an image quality improvement method based on a detail information amount according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 당업자에게 주지 저명한 기술에 대해서는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known techniques well known to those skilled in the art may be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.In describing the constituent elements of the present invention, the same reference numerals may be given to constituent elements having the same name, and the same reference numerals may be given thereto even though they are different from each other. However, even in such a case, it does not mean that the corresponding component has different functions according to the embodiment, or does not mean that the different components have the same function. It should be judged based on the description of each component in the example.

또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an image quality improvement apparatus based on a detail information amount according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치(100)는 영상 분할부(110), 디테일맵 구성부(120), 영상대비 향상부(130) 및 영상 병합부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an apparatus 100 for improving picture quality based on a detail information amount according to an embodiment of the present invention includes an image division unit 110, a detail map construction unit 120, an image contrast enhancement unit 130, (140).

영상 분할부(110)는 입력영상에 대하여 레이어별로 다양한 크기의 윈도우로 분할한다. 여기서, 영상 분할부(110)는 도 2에 도시한 바와 같이, 영상크기 판별부(112), 레이어 분류부(114) 및 그레이이미지 변환부(116)를 포함할 수 있다. The image divider 110 divides the input image into windows of various sizes for each layer. 2, the image divider 110 may include an image size determination unit 112, a layer classification unit 114, and a gray image conversion unit 116. [

영상크기 판별부(112)는 입력영상에 대하여 가로크기 M 및 세로크기 N을 판별한다. 여기서, M 및 N은 픽셀의 수로서 정수를 나타낸다. 즉, 영상크기 판별부(112)는 입력영상에 대하여 가로방향의 픽셀수와 세로방향의 픽셀수에 기초하여 영상의 크기를 판별한다.The image size determination unit 112 determines the horizontal size M and the vertical size N with respect to the input image. Here, M and N denote integers as the number of pixels. That is, the image size determination unit 112 determines the size of the input image based on the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction.

레이어 분류부(114)는 영상크기 판별부(112)에 의해 판별되는 영상의 크기에 기초하여 레이어를 분류한다. 예를 들어, 100 x 100 크기의 영상을 제1 레이어라고 가정하면, 레이어 분류부(114)는 50 x 100 크기의 영상을 제2 레이어로 분류하고, 100 x 50 크기의 영상을 제3 레이어로 분류하며, 50 x 50 크기의 영상을 제4 레이어로 분류할 수 있다.The layer classifying unit 114 classifies the layers based on the size of the image discriminated by the image size discriminating unit 112. For example, assuming that a 100.times.100 image is a first layer, the layer classifying unit 114 classifies a 50.times.100 image into a second layer, and a 100.times.50 image into a third layer , And 50 x 50 images can be classified into the fourth layer.

한편, 영상 분할부(110)는 입력영상에 대하여 M/2 x N/2, M/4 x N/4, M/8 x N/8의 크기로 윈도우를 설정하여 입력영상을 분할할 수 있다. 이와 같이 분할된 윈도우의 영상은 전역대비 향상 단계에서 각각 전체 영상의 밝기를 재분배, 물체의 경계선 디테일 향상, 물체의 질감 표현 향상 등을 수행하게 된다.On the other hand, the image divider 110 divides the input image by setting the window size to M / 2 x N / 2, M / 4 x N / 4, and M / 8 x N / 8 for the input image . In the global contrast enhancement step, the images of the divided windows are redistributed to the brightness of the entire image, the details of the boundary line of the object are improved, and the texture expression of the object is improved.

이 경우, 그레이이미지 변환부(116)는 각각의 윈도우의 영상을 그레이이미지로 변환하여 출력한다. In this case, the gray image converting unit 116 converts the image of each window into a gray image and outputs it.

디테일맵 구성부(120)는 영상 분할부(110)에 의해 분할된 영상의 디테일 정보량을 측정하여 디테일 맵을 구성한다. 이를 위해, 디테일맵 구성부(120)는 도 3에 도시한 바와 같이, 검출부(122), 경계선 제거부(124) 및 디테일정보 연산부(126)를 포함할 수 있다.The detail map constructing unit 120 measures the amount of detail information of the image segmented by the image segmenting unit 110 to construct a detail map. 3, the detail map construction unit 120 may include a detection unit 122, a boundary line removal unit 124, and a detail information calculation unit 126. [

검출부(122)는 영상 분할부(110)에 의해 분할된 영상의 경계선 및 디테일을 검출한다. 이때, 검출부(122)는 그레이 영상의 각 픽셀 레벨을 0~1 사이로 정규화 한 후 각 픽셀별 인근 픽셀과의 차이가 설정된 임계치보다 클 경우 해당 픽셀의 값을 1로 하여 이진화 영상을 만들 수 있다. 이 경우, 수학식 1을 통해 만들어진 이진화 영상은 영상 내 물체의 디테일 및 경계선을 포함한다. The detection unit 122 detects the boundaries and the detail of the image divided by the image divider 110. At this time, the detector 122 normalizes each pixel level of the gray image to 0 to 1, and if the difference between neighboring pixels of each pixel is greater than a preset threshold value, the detector 122 may generate a binarized image by setting the value of the corresponding pixel as 1. In this case, the binarization image created by Equation (1) includes the detail and boundary line of the object in the image.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112013093119270-pat00001
Figure 112013093119270-pat00001

수학식 1에서

Figure 112013093119270-pat00002
설정된 임계치를 나타내며, X(i,j)는 그레이 이미지의 I행 j열의 정규화된 밝기 레벨이며, Ex는 구하려는 이진화 영상을 나타낸다.In Equation (1)
Figure 112013093119270-pat00002
X (i, j) represents the normalized brightness level of the I row and j column of the gray image, and Ex represents the binarized image to be obtained.

경계선 제거부(124)는 검출부(122)에 의해 검출된 경계선 및 디테일에 기초하여 실제 경계선을 제거한다. 즉, 경계선 제거부(124)는 이전 과정의 그레이이미지에서 에지 검출 알고리즘을 통해 실제 경계선을 추정하고 이진화 영상에서 경계선을 제거한다.The boundary line removing unit 124 removes an actual boundary line based on the boundary line and the detail detected by the detecting unit 122. [ That is, the boundary line removing unit 124 estimates the actual boundary line through the edge detection algorithm in the gray image of the previous process, and removes the boundary line from the binarized image.

디테일정보 연산부(126)는 경계선 제거부(124)에 의해 경계선이 제거된 영상에 설정된 윈도우를 이용하여 블록 내의 디테일 정보 비율을 연산한다. The detail information calculation unit 126 calculates the detail information ratio in the block using the window set in the image with the borderline removed by the borderline removal unit 124. [

디테일맵 구성부(120)는 디테일정보 연산부(126)에 의해 연산되는 디테일 정보 비율에 기초하여 디테일맵을 구성한다. 즉, 디테일맵 구성부(120)는 연산된 디테일 정보 비율을 중심 픽셀에 저장하고 해당 레이어의 전체 범위에 수행하는 과정을 통해 디테일 맵을 구성할 수 있다. 각 레이어별 구성된 디테일 맵은

Figure 112013093119270-pat00003
,
Figure 112013093119270-pat00004
의 크기로 설정된다. The detail map constructing unit 120 constructs a detail map based on the detail information ratio calculated by the detail information computing unit 126. That is, the detail map constructing unit 120 may configure the detail map by storing the calculated detail information ratio in the center pixel and performing the process on the entire range of the corresponding layer. The detail map organized by each layer
Figure 112013093119270-pat00003
,
Figure 112013093119270-pat00004
.

영상대비 향상부(130)는 디테일맵 구성부(120)에 의해 구성된 디테일 맵에 기초하여 레이어별 영상의 대비를 향상시킨다. 이를 위해, 영상대비 향상부(130)는 도 4에 도시한 바와 같이, 히스토그램 정규화부(132), 확률밀도 연산부(134), 한계 설정부(136) 및 히스토그램 재분산부(138)를 포함할 수 있다.The image contrast enhancing unit 130 enhances the contrast of a layer-by-layer image based on a detail map configured by the detail map constructing unit 120. 4, the image contrast enhancement unit 130 may include a histogram normalization unit 132, a probability density calculation unit 134, a limit setting unit 136, and a histogram redistribution unit 138 have.

히스토그램 정규화부(132)는 영상 분할부(110)에서 출력되는 그레이이미지에 기초하여 블록별 밝기의 히스토그램을 정규화한다. The histogram normalization unit 132 normalizes the histogram of brightness per block based on the gray image output from the image divider 110. [

확률밀도 연산부(134)는 히스토그램 정규화부(132)에 의해 정규화된 히스토그램에 기초하여 영역별 히스토그램의 확률밀도를 연산한다. 정규화된 히스토그램은 도합 1의 값을 가지게 되고 평균 밀도지역을 중심으로 가우시안분포로 근사화하여 표현할 수 있다. 수학식 2는 근사화된 가우시안 함수를 나타내며, 여기서 m은 평균 밀도 값이며, σ는 표준편차이다. The probability density calculation unit 134 calculates the probability density of the histogram for each region based on the histogram normalized by the histogram normalization unit 132. [ The normalized histogram has a value of 1 and can be approximated by Gaussian distribution centering on the mean density region. Equation 2 represents an approximated Gaussian function, where m is the mean density value and? Is the standard deviation.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112013093119270-pat00005
Figure 112013093119270-pat00005

한계 설정부(136)는 확률밀도 연산부(134)에 의해 연산되는 확률밀도에 대하여 평활화 한계를 설정한다. 즉, 한계 설정부(136)는 근사화된 가우시안 함수에서 디테일 맵에 저장된 값에 반비례하도록 최대 및 최소 한계를 설정할 수 있다. 이때, 한계값은 인근 픽셀과의 차이를 통해 검출하는 디테일 검출방법의 특성에 의해 1/2을 곱해주어 설정한다.The limit setting unit 136 sets a smoothing limit for the probability density calculated by the probability density calculating unit 134. [ That is, the limit setting unit 136 may set the maximum and minimum limits so that the approximated Gaussian function is in inverse proportion to the value stored in the detail map. At this time, the threshold value is set by multiplying by 1/2 according to the characteristic of the detail detection method of detecting the difference from neighboring pixels.

히스토그램 재분산부(138)는 한계 설정부(136)에 의해 설정된 한계 값의 범위 내에서 해당 블록의 밝기를 분산한다. 이와 같은 블록의 밝기 분산을 영상 전체에 수행하게 되면 각 레이어별 대비가 향상된 영상을 도출하게 된다.The histogram redistribution unit 138 distributes the brightness of the block within the limit value set by the limit setting unit 136. [ If brightness dispersion of the block is performed on the entire image, an image having improved contrast for each layer is derived.

영상 병합부(140)는 영상대비 향상부(130)에 의해 대비가 향상된 레이어별 영상과 입력영상을 병합한다. 각 레이어별 영상은 각각의 향상된 기준이 다르므로, 영상 병합부(140)는 레이어영상과 입력영상을 병합함으로써 자연스러우며, 영상전체와 세부 물체의 대비가 동시에 향상된 영상을 출력한다. 이를 위해, 영상 병합부(140)는 도 5에 도시한 바와 같이, 엔트로피 연산부(142), 가중치 연산부(144) 및 레이어영상 병합부(146)를 포함할 수 있다.The image merging unit 140 merges the input image with the layer-by-layer image having improved contrast by the image contrast enhancing unit 130. Since each layer-specific image has a different improved reference, the image merging unit 140 merges the layer image and the input image, and outputs an image in which the contrast between the entire image and the detail object is improved at the same time. 5, the image merging unit 140 may include an entropy computing unit 142, a weight computing unit 144, and a layer image merging unit 146. [

엔트로피 연산부(142)는 각 레이어별 대비가 향상된 영상의 엔트로피를 연산한다. 수학식 3은 엔트로피 연산방법을 나타내며 p(x)는 수학식 4와 같은 과정을 통하여 얻어진다. 여기서 h(x)는 해당 레이어 영상의 히스토그램을 나타내고 M,N은 영상의 크기를 나타낸다.The entropy computing unit 142 computes the entropy of the image with improved contrast for each layer. Equation (3) represents the entropy calculation method, and p (x) is obtained through the process of Equation (4). Here, h (x) represents the histogram of the layer image, and M and N represent the size of the image.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112013093119270-pat00006
Figure 112013093119270-pat00006

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112013093119270-pat00007
Figure 112013093119270-pat00007

가중치 연산부(144)는 엔트로피 연산부(142)에 의해 연산되는 엔트로피에 기초하여 레이어별 가중치를 연산한다. 엔트로피 연산을 통해 해당 영상의 정보량을 측정할 수 있으며, 해당 레이어 영상의 정보량에 비례하여 병합 가중치를 설정할 수 있다. The weight computing unit 144 computes a weight for each layer based on the entropy computed by the entropy computing unit 142. [ The amount of information of the corresponding image can be measured through the entropy calculation and the merge weight can be set in proportion to the information amount of the layer image.

레이어영상 병합부(146)는 가중치 연산부(144)에 의해 연산되는 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합한다. 즉, 레이어영상 병합부(146)는 설정된 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합하며, 영상 병합부(140)는 마지막으로 병합된 영상과 원본영상을 일정한 가중치를 이용하여 병합한다.The layer video merging unit 146 merges the entire layer video images in proportion to the image weight values of the respective layers calculated by the weight computing unit 144. [ That is, the layer image merging unit 146 merges the entire layer images in proportion to the set image weight per layer, and the image merging unit 140 merges the merged image and the original image using a predetermined weight.

이과 같은 과정을 수행하여 출력한 영상은 입력영상의 디테일 성분을 분석하여 성분량에 비례하게 대비를 향상시킴으로써 영상의 디테일 정보가 향상된다. 그와 함께 영상의 전반적인 대비를 향상시켜 과도하게 어둡거나 밝은 영상의 시각적으로 좀 더 쉽게 인식할 수 있다. 이러한 효과는 야간에도 촬영되는 블랙박스나 CCTV에 접목되면 사용자의 편의를 도울 수 있다.The image output by performing the process like this improves the detail information of the image by analyzing the detail component of the input image and improving the contrast in proportion to the amount of the component. Together with this, the overall contrast of the image can be improved to visually recognize an excessively dark or bright image. This effect can be helpful to users when it is applied to black box or CCTV which is shot at night.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법은 전술한 화질 개선장치(100)에 의해 수행될 수 있다.6 and 7 are flowcharts illustrating an image quality improvement method based on the detail information amount according to an embodiment of the present invention. The image quality improvement method based on the detail information amount according to the embodiment of the present invention can be performed by the image quality improvement apparatus 100 described above.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 영상 분할부(110)는 입력영상에 대하여 가로크기 M 및 세로크기 N을 판별한다(S102). 여기서, M 및 N은 픽셀의 수로서 정수를 나타낸다. 또한, 영상 분할부(110)는 판별되는 영상의 크기에 기초하여 레이어를 분류한다(S104).1 to 7, the image divider 110 determines a horizontal size M and a vertical size N with respect to an input image (S102). Here, M and N denote integers as the number of pixels. In addition, the image divider 110 classifies the layers based on the size of the image to be discriminated (S104).

영상 분할부(110)는 입력영상에 대하여 레이어별로 다양한 크기의 윈도우로 분할한다(S106). 이때, 영상 분할부(110)는 입력영상에 대하여 M/2 x N/2, M/4 x N/4, M/8 x N/8의 크기로 윈도우를 설정하여 입력영상을 분할할 수 있다. 이와 같이 분할된 윈도우의 영상은 전역대비 향상 단계에서 각각 전체 영상의 밝기를 재분배, 물체의 경계선 디테일 향상, 물체의 질감 표현 향상 등을 수행하게 된다.The image divider 110 divides the input image into windows of various sizes for each layer (S106). At this time, the image divider 110 divides the input image by setting the window to a size of M / 2 x N / 2, M / 4 x N / 4, and M / 8 x N / 8 with respect to the input image . In the global contrast enhancement step, the images of the divided windows are redistributed to the brightness of the entire image, the details of the boundary line of the object are improved, and the texture expression of the object is improved.

이 경우, 영상 분할부(110)는 각각의 윈도우의 영상을 그레이이미지로 변환하여 출력한다(S108). In this case, the image divider 110 converts the image of each window into a gray image and outputs it (S108).

디테일맵 구성부(120)는 영상 분할부(110)에 의해 분할된 영상의 경계선 및 디테일을 검출한다(S110). 이때, 디테일맵 구성부(110)는 그레이 영상의 각 픽셀 레벨을 0~1 사이로 정규화 한 후 각 픽셀별 인근 픽셀과의 차이가 설정된 임계치보다 클 경우 해당 픽셀의 값을 1로 하여 이진화 영상을 만들 수 있다. The detail map constructing unit 120 detects the boundary and detail of the image segmented by the image segmenting unit 110 (S110). At this time, the detail map constructing unit 110 normalizes each pixel level of the gray image to 0 to 1, and if the difference between the neighboring pixels of each pixel is larger than the set threshold value, the detail map constructing unit 110 generates a binarized image .

또한, 디테일맵 구성부(120)는 검출된 경계선 및 디테일에 기초하여 실제 경계선을 제거한다(S112). 즉, 디테일맵 구성부(120)는 이전 과정의 그레이이미지에서 에지 검출 알고리즘을 통해 실제 경계선을 추정하고 이진화 영상에서 경계선을 제거한다.In addition, the detail map construction unit 120 removes the actual boundary line based on the detected boundary line and detail (S112). That is, the detail map construction unit 120 estimates an actual boundary line through an edge detection algorithm in a gray image of a previous process, and removes a boundary line from the binarized image.

또한, 디테일맵 구성부(120)는 경계선이 제거된 영상에 설정된 윈도우를 이용하여 블록 내의 디테일 정보 비율을 연산한다(S114). In addition, the detail map construction unit 120 calculates the detail information ratio in the block using the window set in the image with the borderline removed (S114).

디테일맵 구성부(120)는 디테일정보 연산부(126)에 의해 연산되는 디테일 정보 비율에 기초하여 디테일맵을 구성한다(S116). 즉, 디테일맵 구성부(120)는 연산된 디테일 정보 비율을 중심 픽셀에 저장하고 해당 레이어의 전체 범위에 수행하는 과정을 통해 디테일 맵을 구성할 수 있다. 각 레이어별 구성된 디테일 맵은

Figure 112013093119270-pat00008
,
Figure 112013093119270-pat00009
의 크기로 설정된다.The detail map construction unit 120 constructs a detail map based on the detail information ratio calculated by the detail information calculation unit 126 (S116). That is, the detail map constructing unit 120 may configure the detail map by storing the calculated detail information ratio in the center pixel and performing the process on the entire range of the corresponding layer. The detail map organized by each layer
Figure 112013093119270-pat00008
,
Figure 112013093119270-pat00009
.

영상대비 향상부(130)는 영상 분할부(110)에서 출력되는 그레이이미지에 기초하여 블록별 밝기의 히스토그램을 정규화한다(S118). The image contrast enhancement unit 130 normalizes the brightness histogram of each block based on the gray image output from the image divider 110 (S118).

또한, 영상대비 향상부(130)는 정규화된 히스토그램에 기초하여 영역별 히스토그램의 확률밀도를 연산한다(S120). 정규화된 히스토그램은 도합 1의 값을 가지게 되고 평균 밀도지역을 중심으로 가우시안분포로 근사화하여 표현할 수 있다. In addition, the image contrast enhancement unit 130 calculates the probability density of the histogram for each region based on the normalized histogram (S120). The normalized histogram has a value of 1 and can be approximated by Gaussian distribution centering on the mean density region.

또한, 영상대비 향상부(130)는 연산되는 확률밀도에 대하여 평활화 한계를 설정한다(S122). 즉, 영상대비 향상부(130)는 근사화된 가우시안 함수에서 디테일 맵에 저장된 값에 반비례하도록 최대 및 최소 한계를 설정할 수 있다. 이때, 한계값은 인근 픽셀과의 차이를 통해 검출하는 디테일 검출방법의 특성에 의해 1/2을 곱해주어 설정한다.In addition, the image contrast enhancing unit 130 sets a smoothing limit for the calculated probability density (S122). That is, the image contrast enhancement unit 130 may set the maximum and minimum limits so that the approximated Gaussian function is in inverse proportion to the value stored in the detail map. At this time, the threshold value is set by multiplying by 1/2 according to the characteristic of the detail detection method of detecting the difference from neighboring pixels.

또한, 영상대비 향상부(130)는 설정된 한계 값의 범위 내에서 해당 블록의 밝기를 분산한다(S124). 이와 같은 블록의 밝기 분산을 영상 전체에 수행하게 되면 각 레이어별 대비가 향상된 영상을 도출하게 된다.In addition, the image contrast enhancing unit 130 distributes the brightness of the corresponding block within the set threshold value (S124). If brightness dispersion of the block is performed on the entire image, an image having improved contrast for each layer is derived.

영상 병합부(140)는 각 레이어별 대비가 향상된 영상의 엔트로피를 연산한다(S126). 또한, 영상 병합부(140)는 연산되는 엔트로피에 기초하여 레이어별 가중치를 연산한다(S128). 엔트로피 연산을 통해 해당 영상의 정보량을 측정할 수 있으며, 해당 레이어 영상의 정보량에 비례하여 병합 가중치를 설정할 수 있다. The image merging unit 140 calculates the entropy of the enhanced image of each layer (S126). In addition, the image merging unit 140 calculates a weight for each layer based on the calculated entropy (S128). The amount of information of the corresponding image can be measured through the entropy calculation and the merge weight can be set in proportion to the information amount of the layer image.

영상 병합부(140)는 연산되는 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합한다(S130). 즉, 레이어영상 병합부(146)는 설정된 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합한다. The image merging unit 140 merges the entire layer image in proportion to the calculated image weight per layer (S130). That is, the layer video merging unit 146 merges the entire layer video in proportion to the set video weight per layer.

또한, 영상 병합부(140)는 마지막으로 병합된 영상과 원본영상을 일정한 가중치를 이용하여 병합한다(S132).In addition, the image merging unit 140 merges the merged image and the original image using a predetermined weight (S132).

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.The present invention is not necessarily limited to these embodiments, as all the constituent elements constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치,
110 : 영상 분할부,
120 : 디테일맵 구성부,
130 : 영상대비 향상부,
140 : 영상 병합부.
100: image quality improvement device based on detail information amount,
110: Video division,
120: Detail map constituent part,
130: image contrast enhancement unit,
140: Image merging section.

Claims (14)

입력영상에 대하여 레이어별로 다양한 크기의 윈도우로 분할하는 영상 분할부;
상기 영상 분할부에 의해 분할된 영상의 디테일 정보량을 측정하여 디테일 맵을 구성하는 디테일맵 구성부;
상기 디테일맵 구성부에 의해 구성된 디테일 맵에 기초하여 레이어별 영상의 대비를 향상시키는 영상대비 향상부; 및
상기 영상대비 향상부에 의해 대비가 향상된 레이어별 영상과 입력영상을 병합하는 영상 병합부;를 포함하고,
상기 영상대비 향상부는,
그레이이미지에 기초하여 블록별 히스토그램을 정규화하는 히스토그램 정규화부;
상기 히스토그램 정규화부에 의해 정규화된 히스토그램에 기초하여 영역별 히스토그램의 확률밀도를 연산하는 확률밀도 연산부;
상기 확률밀도 연산부에 의해 연산되는 확률밀도에 대하여 평활화 한계를 설정하는 한계 설정부; 및
상기 한계 설정부에 의해 설정된 한계 값의 범위 내에서 해당 블록의 밝기를 분산하는 히스토그램 재분산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치.
An image dividing unit dividing the input image into windows of various sizes for each layer;
A detail map constructing unit for constructing a detail map by measuring an amount of detail information of the image segmented by the image segmenting unit;
An image contrast enhancing unit for enhancing a contrast of a layer-by-layer image based on the detail map configured by the detail map constructing unit; And
And an image merging unit for merging the input image and the layer-by-layer image, the contrast of which is enhanced by the image contrast enhancing unit,
Wherein the image contrast enhancing unit comprises:
A histogram normalization unit for normalizing a histogram for each block based on the gray image;
A probability density calculating unit for calculating a probability density of a histogram for each region based on the histogram normalized by the histogram normalizing unit;
A limit setting unit for setting a smoothing limit with respect to a probability density calculated by the probability density calculating unit; And
A histogram redistribution unit for distributing the brightness of the block within the range of the threshold set by the limit setting unit,
And an amount of detail information based on the amount of detail information.
제 1항에 있어서,
상기 영상 분할부는,
입력영상의 가로크기 M 및 세로크기 N(여기서, M 및 N은 픽셀의 수로서 정수를 나타냄)를 판별하는 영상크기 판별부; 및
상기 영상크기 판별부에 의해 판별되는 영상의 크기에 기초하여 레이어를 분류하는 레이어 분류부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image dividing unit comprises:
An image size discrimination unit for discriminating a horizontal size M and a vertical size N of the input image (where M and N denote an integer as the number of pixels); And
And a layer classifying unit for classifying the layer based on the size of the image discriminated by the image size discriminating unit,
And an amount of detail information based on the amount of detail information.
제 2항에 있어서,
상기 영상 분할부는,
각각의 윈도우에 대하여 그레이이미지로 변환하여 출력하는 그레이이미지 변환부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the image dividing unit comprises:
A gray image converting unit for converting the gray image into a gray image for each window,
Wherein the detail information amount is based on the detail information amount.
제 2항에 있어서,
상기 영상 분할부는,
M/2 x N/2, M/4 x N/4, M/8 x N/8의 크기로 윈도우를 설정하여 입력영상을 분할하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the image dividing unit comprises:
Wherein the window is set to a size of M / 2xN / 2, M / 4xN / 4, and M / 8xN / 8 to divide the input image.
제 1항에 있어서,
상기 디테일맵 구성부는,
상기 영상 분할부에 의해 분할된 영상의 경계선 및 디테일을 검출하는 검출부;
상기 검출부에 의해 검출된 경계선 및 디테일에 기초하여 실제 경계선을 제거하는 경계선 제거부; 및
상기 경계선 제거부에 의해 경계선이 제거된 영상에 설정된 윈도우를 이용하여 블록 내의 디테일 정보 비율을 연산하는 디테일정보 연산부
를 포함하며,
상기 디테일정보 연산부에 의해 연산되는 디테일 정보 비율에 기초하여 디테일맵을 구성하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치.
The method according to claim 1,
Wherein the detail map constructing unit comprises:
A detector for detecting a boundary and detail of an image divided by the image divider;
A boundary line removal unit for removing an actual boundary line based on the boundary line and the detail detected by the detection unit; And
A detail information calculation unit for calculating a detail information ratio in a block using a window set in an image in which a boundary line has been removed by the boundary line removal unit;
/ RTI >
And a detail map is formed based on the detail information ratio calculated by the detail information calculation unit.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 영상 병합부는,
각 레이어별 대비가 향상된 영상의 엔트로피를 연산하는 엔트로피 연산부;
상기 엔트로피 연산부에 의해 연산되는 엔트로피에 기초하여 레이어별 가중치를 연산하는 가중치 연산부; 및
상기 가중치 연산부에 의해 연산되는 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합하는 레이어영상 병합부
를 포함하며,
상기 레이어영상 병합부에 의해 병합되는 레이어영상과 입력영상을 설정된 가중치를 이용하여 병합하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image merging unit comprises:
An entropy computing unit for computing an entropy of an image having an improved contrast for each layer;
A weight computing unit for computing a weight for each layer based on an entropy calculated by the entropy computing unit; And
And a layer image merging unit for merging the entire layer images in proportion to the image weight values of the layers calculated by the weight calculating unit,
/ RTI >
And merging the layer video and the input video merged by the layer video merging unit using a predetermined weight value.
화질 개선장치에 의해 수행되는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법은,
입력영상을 레이어별로 다양한 크기의 윈도우로 분할하는 단계;
상기 입력영상 분할단계에 의해 분할된 영상의 디테일 정보량을 측정하여 디테일 맵을 구성하는 단계;
상기 디테일맵 구성단계에 의해 구성된 디테일 맵에 기초하여 레이어별 영상의 대비를 향상시키는 단계; 및
상기 영상대비 향상단계에 의해 대비가 향상된 레이어별 영상과 입력영상을 병합하는 단계;를 포함하고,
상기 영상대비 향상단계는,
그레이이미지에 기초하여 블록별 히스토그램을 정규화하는 단계;
상기 히스토그램 정규화단계에 의해 정규화된 히스토그램에 기초하여 영역별 히스토그램의 확률밀도를 연산하는 단계;
상기 확률밀도 연산단계에 의해 연산되는 확률밀도에 대하여 평활화 한계를 설정하는 단계; 및
상기 한계 설정단계에 의해 설정된 한계 값의 범위 내에서 해당 블록의 밝기를 분산하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법.
A picture quality improvement method based on the amount of detail information performed by the picture quality improvement apparatus,
Dividing an input image into windows of various sizes for each layer;
Measuring a detail information amount of an image segmented by the input image segmenting step to form a detail map;
Enhancing the contrast of the layer-by-layer image based on the detail map configured by the detail map constructing step; And
Merging an input image and a layer-by-layer image having improved contrast by the image contrast enhancing step,
The image contrast enhancing step may include:
Normalizing the per-block histogram based on the gray image;
Calculating a probability density of the histogram for each region based on the histogram normalized by the histogram normalization step;
Setting a smoothing limit for a probability density calculated by the probability density calculation step; And
Distributing the brightness of the block within a range of the threshold value set by the threshold setting step
And generating a detail information amount based on the amount of detail information.
제 8항에 있어서,
입력영상의 가로크기 M 및 세로크기 N(여기서, M 및 N은 픽셀의 수로서 정수를 나타냄)를 판별하는 단계; 및
판별되는 영상의 크기에 기초하여 레이어를 분류하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법.
9. The method of claim 8,
Determining a horizontal size M and a vertical size N of the input image, wherein M and N denote an integer as the number of pixels; And
Classifying the layer based on the size of the image to be discriminated
And generating a detail information amount based on the detail information amount.
제 8항에 있어서,
각각의 윈도우에 대하여 그레이이미지로 변환하여 출력하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법.
9. The method of claim 8,
Converting each window into a gray image and outputting
And generating a detail information amount based on the detail information amount.
제 8항에 있어서,
상기 입력영상 분할단계는,
M/2 x N/2, M/4 x N/4, M/8 x N/8의 크기로 윈도우를 설정하여 입력영상을 분할하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the input image segmenting step comprises:
Wherein the input image is divided by setting a window size of M / 2 x N / 2, M / 4 x N / 4, and M / 8 x N / 8.
제 8항에 있어서,
상기 입력영상 분할단계에 의해 분할된 영상의 경계선 및 디테일을 검출하는 단계;
상기 검출단계에 의해 검출된 경계선 및 디테일에 기초하여 실제 경계선을 제거하는 단계; 및
상기 경계선 제거단계에 의해 경계선이 제거된 영상에 설정된 윈도우를 이용하여 블록 내의 디테일 정보 비율을 연산하는 단계
를 더 포함하며,
상기 디테일맵 구성단계는 상기 디테일정보비율 연산단계에 의해 연산되는 디테일 정보 비율에 기초하여 디테일맵을 구성하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법.
9. The method of claim 8,
Detecting boundary lines and details of an image segmented by the input image segmenting step;
Removing an actual boundary line based on the boundary line and the detail detected by the detecting step; And
Calculating a detail information ratio in the block using the window set in the image with the border removed by the border removing step
Further comprising:
Wherein the detail map forming step configures the detail map based on the detail information ratio calculated by the detail information ratio calculating step.
삭제delete 제 8항에 있어서,
각 레이어별 대비가 향상된 영상의 엔트로피를 연산하는 단계;
상기 엔트로피 연산단계에 의해 연산되는 엔트로피에 기초하여 레이어별 가중치를 연산하는 단계; 및
상기 가중치 연산단계에 의해 연산되는 레이어별 영상 가중치에 비례하여 레이어 전체 영상을 병합하는 단계
를 더 포함하며,
상기 영상 병합단계는 상기 레이어 전체영상 병합단계에 의해 병합되는 레이어영상과 입력영상을 설정된 가중치를 이용하여 병합하는 것을 특징으로 하는 디테일 정보량에 기반한 화질 개선방법.
9. The method of claim 8,
Calculating an entropy of an image in which the contrast of each layer is improved;
Computing a weight for each layer based on entropy calculated by the entropy computing step; And
Merging the entire layer image in proportion to the image weight per layer calculated by the weight computing step
Further comprising:
Wherein the merging step merges the layer image and the input image merged by the merging step of the whole layer image using a predetermined weight value.
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