KR101590771B1 - 유효 영역 검출을 통한 자동 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법 - Google Patents

유효 영역 검출을 통한 자동 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

유효 영역 검출을 통한 자동 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법이 개시된다. 자동 화이트 밸런스 조정 장치는 색온도, 휘도, 상관 관계를 이용하여 유효 영역을 검출하고, 검출된 유효 영역에 대해 화이트 밸런스를 조정한다.
화이트 밸런스, 유효 영역, 검출, 조정, 그레이 영역

Description

유효 영역 검출을 통한 자동 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ADJUSTING AUTO WHITE BALANCE BY DETECTING EFFECTIVE AREA}
자동 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법에 관한 것으로, 유효 영역을 검출하여 자동 화이트 밸런스를 조정하는 장치 및 방법이다.
일반적으로 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등과 같은 영상 장치를 사용하여 동일한 피사체를 촬영하는 경우, 실내의 백색 램프, 형광 조명등, 태양광 아래 등 여러 가지 광원의 조건에 따라 촬영된 영상의 색의 겉보기는 달라지게 된다. 영상 장치는 색온도(color temperature)가 상이한 광원에 포함된 RGB 성분이 반영되어 광원의 색온도가 높을 경우에는 푸른색이 포함된 화이트를 재현하고 색온도가 낮은 경우에는 붉은색이 포함된 화이트를 재현하게 된다. 여기서, 화이트는 그레이 영역에서 휘도가 가장 큰 영역이라고 할 수 있다.
따라서, 영상 장치는 광원에 의해 색온도가 변한 경우에 변색된 화이트 영역을 화이트로 보이도록 하기 위해서 화이트 밸런스 조정이 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치는 입력 영상에서 색 정보가 없는 영역을 제거하여 색 정보를 가지는 후보 영역을 추출하는 후보 영역 추출부와, 상기 후보 영역에서 그레이 영역을 판단하고, 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계에 기초하여 상기 그레이 영역에서 유효 영역을 추출하는 유효 영역 추출부 및 상기 유효 영역으로부터 화이트 밸런스 파라미터를 결정하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정하는 화이트 밸런스 조정부를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 후보 영역 추출부는 상기 입력 영상을 복수의 영역으로 구분하는 영역 구분부와 상기 구분된 각 영역에 대한 픽셀 데이터를 샘플링하는 데이터 샘플링부와, 상기 샘플링된 픽셀 데이터를 이용하여 색정보가 없는 영역을 제거하는 영역 제거부 및 상기 후보 영역에 대한 샘플링 데이터의 평균값을 연산하는 데이터 연산부를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 유효 영역 추출부는 상기 후보 영역에 대한 Cr과 Cb의 관계 및 상기 후보 영역에 대한 R과 B의 관계를 고려하여 상기 그레이 영역을 판단하는 그레이 영역 판단부와, 상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보, 휘도 정보 및 상관 관계를 이용하여 상기 그레이 영역을 분류하는 그레이 영역 분류부 및 상기 그레이 영역 중 상기 휘도 정보가 기준치 이상으로 분류된 영역과 그레이 영역 모델과의 상관 관계를 고려하여 상기 유효 영역을 선택하는 유효 영역 선택부를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 그레이 영역 판단부는 상기 후보 영역에 대한 색좌표를 변환하는 색좌표 변환부와, 상기 변환된 색좌표의 후보 영역에 대한 Cb, Cr의 관계를 고려하여 그레이 후보 영역을 판단하는 판단부 및 상기 그레이 후보 영역에 대한 R, B 비율을 이용하여 상기 그레이 영역을 필터링하는 필터링부를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 그레이 영역 분류부는 상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기를 판단하는 크기 판단부와, 상기 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기에 따라 상기 그레이 영역을 분류하는 영역 분류부와, 상기 분류된 그레이 영역에 대한 R, G, B 값 및 상기 분류된 그레이 영역에 대한 개수를 카운트하는 카운트부 및 상기 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계를 연산하는 상관 연산부를 포함하고, 상기 유효 영역 선택부는 상기 색온도와 상기 분류된 그레이 영역 간의 상관 관계가 기준치 이상인 그레이 영역을 상기 유효 영역으로 선택하고, 상기 화이트 밸런스 조정부는 상기 유효 영역으로 선택된 그레이 영역에 대한 R, G, B 값과 상기 카운트된 그레이 영역에 대한 개수를 상기 화이트 밸런스 파라미터로 반영하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 방법은 입력 영상에서 색 정보가 없는 영역을 제거하여 색 정보를 가지는 후보 영역을 추출하는 단계와, 상기 후보 영역에서 그레이 영역을 판단하고, 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계에 기초하여 상기 그레이 영역에서 유효 영역을 추출하는 단계 및 상기 유효 영역으로부터 화이트 밸런스 파라미터를 결정하여 상기 입력 영상에 대 해 화이트 밸런스를 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 그레이 영역을 선택하기 전에 색 정보가 없는 픽셀을 가지는 영역을 제거함으로써 영상 내에 하이라이트 영상이 존재할 때 광원 예측 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 그레이 영역의 Cr, Cb간의 관계뿐만 아니라 R과B의 관계로 고려하여 보다 정확하게 그레이 영역을 추출함으로써 그레이 영역에 대한 화이트 밸런스를 보다 정확하게 조정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 색온도와 추출된 그레이 픽셀간의 상호 관계를 이용하여 실제 광원의 영향을 받은 그레이 픽셀을 유효 영역으로 선택함으로써 보다 정확하게 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.
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. 자동 화이트 밸런스 조정 방법은 자동 화이트 밸런스 조정 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치(100)는 후보 영역 추출부(110), 유효 영역 추출부(120) 및 화이트 밸런스 조정 부(130)를 포함한다. 즉, 자동 화이트 밸런스 조정 장치(100)는 후보 영역 추출부(110)를 통해 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정할 수 있는 후보 영역을 추출하고, 유효 영역 추출부(120)를 통해 상기 추출된 후보 영역 중 유효 영역을 추출하고, 화이트 밸런스 조정부(130)를 통해 상기 유효 영역에 대한 화이트 밸런스를 조정한다. 상기 화이트 밸런스는 광원에 의해 변색된 입력 영상의 그레이 영역(gray area)을 실제 그레이로 보정하는 것을 의미한다. 이 때, 상기 그레이 영역은 입력 영상의 화이트 영역으로 대체될 수도 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 그레이 영역에 대해 화이트 밸런스가 수행될 수 있다.
후보 영역 추출부(110)는 상기 입력 영상에서 색 정보가 없는 영역을 제거하여 색 정보를 가지는 후보 영역을 추출한다. 상기 후보 영역은 상기 입력 영상 중에서 색 정보가 없는 밝은 영역이 제거된 상태이며, 색 정보를 가지는 영역이다. 즉, 후보 영역 추출부(110)는 상기 입력 영상 내에 하이라이트(highlight) 영역과 같이 R, G, B 값 중 어느 한 개 이상이 포화(saturation)된 영역을 상기 색 정보가 없는 영역으로 간주하여 제거하여 색 정보를 가지는 영역을 상기 후보 영역으로 추출한다.
일례로 후보 영역 추출부(110)는 상기 입력 영상의 픽셀을 0~255범위의 R, G, B 값으로 표현될 때 R, G, B 값 중 어느 하나가 '255'인 경우, 상기 색 정보가 없는 밝은 영역으로 판단하여 제거함으로써 유효한 색 정보를 가지는 영역을 상기 후보 영역으로 추출할 수 있다. 후보 영역 추출부(110)에 대해서는 이하 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 후보 영역 추출부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 후보 영역 추출부(110)는 영역 구분부(210), 데이터 샘플링부(220), 영역 제거부(230) 및 데이터 연산부(240)를 포함한다.
영역 구분부(210)는 상기 입력 영상을 복수의 영역으로 구분한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입력 영상의 복수의 영역으로부터 픽셀 데이터를 샘플링하는 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 영역 구분부(210)는 입력 영상(300)을 W*H 개의 영역으로 구분할 수 있다. 제1 영역(301)은 입력 영상(300)이 복수 개의 영역으로 구분된 하나의 영역을 나타내고, 제1 픽셀 데이터(302)는 제1 영역(301)에 포함된 픽셀 데이터 중 샘플링되는 픽셀 데이터를 나타낸다.
데이터 샘플링부(220)는 상기 구분된 각 영역에 대한 픽셀 데이터를 샘플링한다. 일례로 데이터 샘플링부(220)는 복수의 영역 각각에 대해 적어도 하나의 픽셀 데이터를 샘플링할 수 있다. 상기 샘플링된 픽셀 데이터의 개수 및 위치는 제한이 없다. 예를 들어, 데이터 샘플링부(220)는 복수 개의 영역에 포함된 모든 픽셀 데이터를 샘플링할 수 있거나 또는 복수 개의 영역에 포함된 픽셀 데이터 중 영역 중심에 위치한 픽셀 데이터를 샘플링할 수 있다.
영역 제거부(230)는 상기 샘플링된 픽셀 데이터를 이용하여 색 정보가 없는 영역을 제거한다. 즉, 영역 제거부(230)는 상기 샘플링된 픽셀 데이터의 R, G, B 값 중 어느 하나 이상이 포화(saturation)된 영역인 경우, 상기 포화된 영역을 상 기 색 정보가 없는 밝은 영역으로 간주하여 제거한다. 일례로 영역 제거부(230)는 상기 샘플링된 픽셀 데이터의 R, G, B 값 중 어느 하나가 기준값보다 큰 경우, 색 정보가 없는 밝은 영역으로 판단하여 제거함으로써 유효한 색 정보를 가지는 영역을 상기 후보 영역으로 추출할 수 있다.
데이터 연산부(240)는 상기 후보 영역에서 샘플링 데이터의 평균값을 연산한다. 일례로 데이터 연산부(240)는 상기 색 정보를 가지는 후보 영역별 상기 샘플링 데이터의 평균 R, G, B 값을 연산할 수 있다.
유효 영역 추출부(120)는 상기 후보 영역에서 그레이 영역을 판단하고, 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계에 기초하여 상기 그레이 영역에서 유효 영역을 추출한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 유효 영역 추출부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 4를 참조하면, 유효 영역 추출부(120)는 그레이 영역 판단부(410), 그레이 영역 분류부(420) 및 유효 영역 선택부(430)를 포함한다.
그레이 영역 판단부(410)는 상기 후보 영역에 대한 Cb과 Cr의 관계 및 상기 후보 영역에 대한 R과 B의 관계를 고려하여 그레이 영역을 판단한다. 즉, 그레이 영역 판단부(410)는 상기 후보 영역에 대한 색좌표를 변환하고, 후보 영역에 대한 Cb, Cr 간의 관계로 그레이 영역이 포함되는지 판단하고, 후보 영역에 대한 R과 B 간의 비율을 이용하여 그레이 영역을 필터링한다. 이하 도 5를 참조하여 그레이 영역 판단부(410)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 유효 영역 추출부 중 그레이 영역 판단부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 5를 참조하면, 그레이 영역 판단부(410)는 색좌표 변환부(510), 그레이 영역 판단부(520) 및 그레이 영역 필터링부(530)를 포함한다.
색좌표 변환부(510)는 상기 후보 영역에 대한 색좌표를 변환한다. 일례로 색좌표 변환부(510)는 상기 후보 영역에 대한 색좌표를 YCbCr 색좌표로 변환할 수 있다. 여기서, Y는 휘도 데이터를 의미하고, Cb, Cr은 색차 데이터를 의미한다.
그레이 영역 판단부(520)는 상기 변환된 색좌표의 후보 영역에 대한 Cb, Cr의 관계를 고려하여 그레이 후보 영역을 판단한다. 즉, 그레이 영역 판단부(520)는 상기 YCbCr 색좌표로 변환된 후보 영역에 대한 Cb와 Cr의 관계를 이용하여 상기 그레이 후보 영역을 판단한다.
그레이 영역 필터링부(530)는 상기 그레이 후보 영역에 대한 R, B 비율을 이용하여 그레이 영역을 필터링한다. 즉, 그레이 영역 필터링부(530)는 Cb와 Cr의 관계에 의해 그레이 영역의 특성을 가지는 그레이 후보 영역 중 R, B 비율에 대해서도 그레이 영역의 특성을 가지는 영역을 추출하기 위해 필터링한다.
그레이 영역 분류부(420)는 상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보, 휘도 정보및 상관 관계를 이용하여 상기 그레이 영역을 분류한다. 즉, 그레이 영역 분류부(420)는 Cb와 Cr의 관계 및 R과 B의 비율을 이용하여 필터링된 그레이 영역에 대한 색온도 정보, 휘도 정보 및 상관 관계를 이용하여 상기 그레이 영역으로 판단된 영역들을 분류한다. 이하 도 6을 참조하여 그레이 영역 분류부(420)의 구체적인 구성 및 동작을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 유효 영역 추출부 중 그레이 영역 분류부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 6을 참조하면, 그레이 영역 분류부(420)는 크기 판단부(610), 영역 분류부(620), 카운트부(630) 및 상관 연산부(640)를 포함한다.
그레이 영역 분류부(420)는 휘도값이 높은 범위부터 색온도별로 조건을 만족하는 영역의 개수를 카운트하여 각 색온도별로 카운트된 개수가 기준치 이상이고 가장 높은 휘도값을 가지는 그레이 영역 후보들을 선정하고, 선정된 그레이 영역 후보들에 대해 색온도와 선택된 영역간의 상관 관계를 연산하여 연산된 상관 관계가 가장 높은 그레이 후보 영역을 최종 그레이 후보 영역으로 분류한다.
크기 판단부(610)는 상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기를 판단한다.
영역 분류부(620)는 상기 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기에 따라 상기 그레이 영역을 분류한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 색온도 및 휘도 정보를 기준으로 그레이 영역을 분류하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 영역 분류부(620)는 상기 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기를 기준으로 하여 영역들을 분류한다. 제1 영역(710)은 휘도값이 112이상 128미 만이고, 색온도가 2번으로 분류되는 영역의 개수가 20개인 것을 나타낸다. 제2 영역(720)은 영역의 개수가 누적된 것으로 휘도값이 96이상 112미만이면서 색온도 3번으로 분류되는 영역의 개수(2)와 색온도 3번에서 이전단계에서 카운트된 영역의 개수(19)가 합산되어 '21'개인 것을 나타낸다.
카운트부(630)는 상기 분류된 그레이 영역에 대한 R, G, B 값 및 상기 분류된 그레이 영역에 대한 개수를 카운트한다. 즉, 카운트부(630)는 상기 휘도 정보의 크기가 높은 범위부터 색온도별로 조건을 만족하는 영역의 개수를 카운트한다. 일례로 카운트부(630)는 휘도값이 112이상이고 128미만이면서 색온도가 2번으로 분류되는 제1 영역(710)의 개수를 '20'개로 카운트하여 저장할 수 있다. 다른 일례로 카운트부(630)는 휘도값이 96이상 112미만으로서 색온도가 3번으로 분류되는 제2 영역(720)의 개수(2)와 해당 색온도에서 이전단계에서 카운트된 영역의 개수(19)를 누적하여 '21'개로 카운트할 수 있다.
그레이 영역 분류부(420)는 각 색온도별로 카운트된 영역의 개수가 기준 개수 이상이고, 가장 높은 휘도 값을 가진 그레이 영역 후보들을 검색한다. 일례로 상기 기준 개수가 '20'인 경우, 그레이 영역 분류부(420)는 도 7에 도시된 것과 같이 각 색온도별로 카운트된 영역의 개수가 상기 기준 개수 이상이고, 가장 높은 휘도값을 가진 제1 영역(710) 및 제2 영역(720)을 검색할 수 있다.
그레이 영역 분류부(420)는 상기 검색된 그레이 영역 후보들 중 가장 높은 휘도값을 가진 영역을 1차 그레이 영역 후보로 선택한다. 일례로 그레이 영역 분류부(420)는 상기 검색된 그레이 영역 후보들인 제1 영역(710) 및 제2 영역(720) 중에서 가장 높은 휘도값인 112~128 범위의 제1 영역(710)을 상기 1차 그레이 영역 후보로 선택할 수 있다.
그레이 영역 분류부(420)는 검색된 색온도가 상기 1차 그레이 영역 후보와 휘도 범위가 기준 범위 이내로 비슷한 영역을 최대 휘도 영역으로 가지는 경우, 2차 그레이 영역 후보로 선정한다. 일례로 그레이 영역 분류부(420)는 상기 검색된 색온도가 상기 1차 그레이 영역 후보와 휘도값이 '32'범위내에 있어서 비슷한 영역을 최대 휘도 영역으로 가진 경우, 상기 2차 그레이 영역 후보로 선정할 수 있다.
상관 연산부(640)는 상기 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계를 연산한다. 즉, 상관 연산부(640)는 상기 1차 그레이 영역 후보 및 상기 2차 그레이 영역 후보에 대해서 광원의 색온도와 상기 그레이 영역간의 상관 관계(correlation)를 연산한다.
그레이 영역 분류부(420)는 상관 연산부(640)를 통해 상기 1차 그레이 영역 후보 및 상기 2차 그레이 영역 후보에 대해서 색온도와 선택된 그레이 영역간의 상관 관계를 연산하고, 상기 연산된 상관 관계가 가장 높은 영역을 최종 그레이 후보로 분류한다.
유효 영역 선택부(430)는 상기 그레이 영역 중 상기 휘도 정보가 기준치 이상으로 분류된 영역과 그레이 영역 모델과의 상관 관계를 고려하여 상기 유효 영역을 선택한다. 즉, 유효 영역 선택부(430)는 상기 분류된 그레이 영역과 상기 그레이 영역 모델간의 상관 관계가 기준치 이상인 그레이 영역을 상기 유효 영역으로 선택한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 유효 영역을 선택하기 위한 상관 관계를 나타내기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 유효 영역 선택부(430)는 제1 그레이 영역 모델(810)과 제1 그레이 영역에 대한 픽셀 데이터(811, 812, 813, 814)의 상관 관계가 기준치보다 낮으면, 상기 제1 그레이 영역을 유효 영역으로 선택하지 않는다. 유효 영역 선택부(430)는 제2 그레이 영역 모델(820)과 제2 그레이 영역에 대한 픽셀 데이터(821, 822, 823, 824)의 상관 관계가 기준치보다 높으면, 상기 제2 그레이 영역을 유효 영역으로 선택할 수 있다.
화이트 밸런스 조정부(130)는 상기 유효 영역으로부터 화이트 밸런스 파라미터를 결정하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정한다. 즉, 화이트 밸런스 조정부(130)는 상기 그레이 영역에 대한 R, G, B 값과 상기 카운트된 그레이 영역의 픽셀 데이터의 개수를 상기 화이트 밸런스 파라미터로 반영하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정한다. 이하 도 9를 참조하여 화이트 밸런스 조정부(130)의 구성 및 동작을 보다 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 화이트 밸런스 조정부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 9를 참조하면, 화이트 밸런스 조정부(130)는 파라미터 연산부(910) 및 영상 보정부(920)를 포함한다.
파라미터 연산부(910)는 상기 유효 영역으로 선택된 그레이 영역에 대한 데이터를 이용하여 화이트 밸런스 파라미터를 연산할 수 있다. 즉, 파라미터 연산 부(910)는 영상 전체가 아닌 유효 영역으로 선택된 그레이 영역에 대한 영상 정보를 이용하여 화이트 밸런스 파라미터를 계산할 수 있다.
일례로, 파라미터 연산부(910)는 상기 유효 영역으로 선택된 그레이 영역에 대한 데이터인 평균 R, G 및 B를 계산하여 평균 R과 평균 G와의 제1 화이트 밸런스 파라미터(Kr) 및 평균 B와 평균 G와의 제2 화이트 밸런스 파라미터(Kb)를 계산할 수 있다. 이 때, 제1 화이트 밸런스 파라미터는 Kr(Kr=Gavg/Ravg)로 정의될 수 있고, 제2 화이트 밸런스 파라미터는 Kb(Kb=Gavg/Bavg)로 정의될 수 있다. 일례로 평균 R값(Ravg)이 '100'이고, 평균 G값(Gavg)이 '120'이고, 평균 B값(Bavg)이 '100'인 경우, 파라미터 연산부(910)는 상기 제1 화이트 밸런스 파라미터(Kr)을 '120/100=1.2'로 연산할 수 있고, 상기 제2 화이트 밸런스 파라미터(Kb)를 '120/100=1.2'로 연산할 수 있다.
영상 보정부(920)는 제1 화이트 밸런스 파라미터와 제2 화이트 밸런스 파라미터를 입력 영상 전체에 적용하여 입력 영상을 보정할 수 있다. 이 때, 영상 보정부(920)는 파라미터 연산부(910)와 달리 영상 전체에 제1 화이트 밸런스 파라미터 및 제2 화이트 밸런스 파라미터를 적용하여 입력 영상을 보정할 수 있다. 제1 화이트 밸런스 파라미터 및 제2 화이트 밸런스 파라미터는 입력 영상을 구성하는 각각의 픽셀 데이터의 컬러 채널에 적용될 수 있다. 이 때, 제1 화이트 밸런스 파라미터는 픽셀 데이터의 레드 채널(Red channel)에 적용될 수 있고, 제2 화이트 밸런스 파라미터는 픽셀 데이터의 블루 채널(Blue channel)에 적용될 수 있다.
이와 같이, 화이트 밸런스 조정부(130)는 입력 영상의 보정을 통해 영상 전체의 픽셀 데이터의 레드와 블루의 값을 변경하여 영상 전체적으로 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 방법의 전체적인 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 10을 참조하면, 단계(S1010)에서 자동 화이트 밸런스 조정 장치는 입력 영상에서 색 정보가 없는 영역을 제거하여 색 정보를 가지는 후보 영역을 추출한다.
일례로 단계(S1010)는 상기 입력 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계와, 상기 구분된 각 영역에 대한 픽셀 데이터를 샘플링하는 단계와, 상기 샘플링된 픽셀 데이터를 이용하여 색 정보가 없는 영역을 제거하는 단계 및 상기 후보 영역에 대한 샘플링 데이터의 평균값을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(S1020)에서 상기 자동 화이트 밸런스 조정 장치는 상기 후보 영역에서 그레이 영역을 판단하여 색온도와 그레이 영역간의 상관 관계에 기초하여 그레이 영역을 유효 영역으로 추출한다.
일례로 단계(S1020)는 상기 후보 영역에 대한 Cr과 Cb의 관계 및 상기 후보 영역에 대한 R과 B의 관계를 고려하여 상기 그레이 영역을 판단하는 단계와, 상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보, 휘도 정보 및 상관 관계를 이용하여 상기 그레이 영역을 분류하는 단계 및 상기 분류된 그레이 영역 중 상기 휘도 정보가 기준치 이상으로 분류된 영역과 그레이 영역 모델과의 상관 관계를 고려하여 상기 유효 영역 을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 그레이 영역을 판단하는 단계는 상기 후보 영역에 대해 Cr, Cb 색좌표로 색좌표를 변환하는 단계와, 상기 Cr, Cb 색좌표로 변환된 후보 영역에서 그레이 후보 영역을 판단하는 단계 및 상기 그레이 후보 영역에 대한 R, B 비율을 이용하여 상기 그레이 영역을 필터링하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 그레이 영역을 분류하는 단계는 상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기를 판단하는 단계와, 상기 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기에 따라 상기 그레이 영역을 분류하는 단계와, 상기 그레이 영역에 대한 R, G, B 값 및 상기 그레이 영역에 대한 개수를 카운트하는 단계 및 상기 분류된 그레이 영역과 상기 그레이 영역 모델 간의 상관 관계를 연산하는 단계를 포함할 수 있다. 그러면, 상기 유효 영역을 선택하는 단계는 상기 분류된 그레이 영역과 상기 그레이 영역 모델간의 상관 관계가 기준치 이상인 그레이 영역을 상기 유효 영역으로 선택할 수 있다.
단계(S1030)에서 상기 자동 화이트 밸런스 조정 장치는 상기 유효 영역으로부터 화이트 밸런스 파라미터를 결정하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정한다.
일례로, 단계(S1030)는 유효 영역의 영역 데이터로부터 화이트 밸런스 파라미터를 연산하는 단계 및 화이트 밸런스 파라미터를 상기 입력 영상에 적용하여 상기 입력 영상을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
일례로 단계(S1030)는 상기 유효 영역으로 선택된 그레이 영역에 대한 R, G, B 값과 상기 카운트된 그레이 영역에 대한 개수를 상기 화이트 밸런스 파라미터로 반영하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 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. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 후보 영역 추출부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입력 영상의 복수의 영역으로부터 픽셀 데이터를 샘플링하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 유효 영역 추출부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 유효 영역 추출부 중 그레이 영역 판단부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 유효 영역 추출부 중 그레이 영역 분류부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 색온도 및 휘도 정보를 이용하여 그레이 영역을 분류하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 유효 영역을 선택하기 위한 상관 관계를 나타내기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 장치의 화이트 밸런스 조정부의 구체적인 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 화이트 밸런스 조정 방법의 전체적인 과정을 도시한 플로우차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 자동 화이트 밸런스 조정 장치
110: 후보 영역 추출부
120: 유효 영역 추출부
130: 화이트 밸런스 조정부

Claims (11)

  1. 입력 영상에서 색 정보가 없는 영역을 제거하여 색 정보를 가지는 후보 영역을 추출하는 후보 영역 추출부;
    상기 후보 영역에서 그레이 영역을 판단하고, 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계에 기초하여 상기 그레이 영역에서 유효 영역을 추출하는 유효 영역 추출부; 및
    상기 유효 영역으로부터 화이트 밸런스 파라미터를 결정하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정하는 화이트 밸런스 조정부
    를 포함하고,
    상기 후보 영역 추출부는,
    상기 입력 영상을 복수의 영역으로 구분하는 영역 구분부;
    상기 구분된 각 영역에 대한 픽셀 데이터를 샘플링하는 데이터 샘플링부;
    상기 샘플링된 픽셀 데이터를 이용하여 색정보가 없는 영역을 제거하는 영역 제거부; 및
    상기 후보 영역에 대한 샘플링 데이터의 평균값을 연산하는 데이터 연산부
    를 포함하는, 자동 화이트 밸런스 조정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유효 영역 추출부는,
    상기 후보 영역에 대한 Cr과 Cb의 관계 및 상기 후보 영역에 대한 R과 B의 관계를 고려하여 상기 그레이 영역을 판단하는 그레이 영역 판단부;
    상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보, 휘도 정보 및 상관 관계를 이용하여 상기 그레이 영역을 분류하는 그레이 영역 분류부; 및
    상기 그레이 영역 중 상기 휘도 정보가 기준치 이상으로 분류된 영역과 그레이 영역 모델과의 상관 관계를 고려하여 상기 유효 영역을 선택하는 유효 영역 선택부
    를 포함하는, 자동 화이트 밸런스 조정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그레이 영역 판단부는,
    상기 후보 영역에 대한 색좌표를 변환하는 색좌표 변환부;
    상기 변환된 색좌표의 후보 영역에 대한 Cb, Cr의 관계를 고려하여 그레이 후보 영역을 판단하는 그레이 영역 판단부; 및
    상기 그레이 후보 영역에 대한 R, B 비율을 이용하여 상기 그레이 영역을 필터링하는 그레이 영역 필터링부
    를 포함하는, 자동 화이트 밸런스 조정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 그레이 영역 분류부는,
    상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기를 판단하는 크기 판단부;
    상기 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기에 따라 상기 그레이 영역을 분류하는 영역 분류부;
    상기 분류된 그레이 영역에 대한 R, G, B 값 및 상기 분류된 그레이 영역에 대한 개수를 카운트하는 카운트부; 및
    상기 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계를 연산하는 상관 연산부
    를 포함하고,
    상기 유효 영역 선택부는,
    상기 색온도와 상기 분류된 그레이 영역 간의 상관 관계가 기준치 이상인 그레이 영역을 상기 유효 영역으로 선택하고,
    상기 화이트 밸런스 조정부는,
    상기 유효 영역으로 선택된 그레이 영역에 대한 R, G, B 값과 상기 카운트된 그레이 영역에 대한 개수를 상기 화이트 밸런스 파라미터로 반영하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정하는, 자동 화이트 밸런스 조정 장치.
  6. 입력 영상에서 색 정보가 없는 영역을 제거하여 색 정보를 가지는 후보 영역을 추출하는 단계;
    상기 후보 영역에서 그레이 영역을 판단하고, 색온도와 상기 그레이 영역 간의 상관 관계에 기초하여 상기 그레이 영역에서 유효 영역을 추출하는 단계; 및
    상기 유효 영역으로부터 화이트 밸런스 파라미터를 결정하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 후보 영역을 추출하는 단계는;
    상기 입력 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계;
    상기 구분된 각 영역에 대한 픽셀 데이터를 샘플링하는 단계;
    상기 샘플링된 픽셀 데이터를 이용하여 색정보가 없는 영역을 제거하는 단계; 및
    상기 후보 영역에 대한 샘플링 데이터의 평균값을 연산하는 단계
    를 포함하는, 자동 화이트 밸런스 조정 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유효 영역을 추출하는 단계는,
    상기 후보 영역에 대한 Cb과 Cr의 관계 및 상기 후보 영역에 대한 R과 B의 관계를 고려하여 상기 그레이 영역을 판단하는 단계;
    상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보, 휘도 정보 및 상관 관계를 이용하여 상기 그레이 영역을 분류하는 단계; 및
    상기 분류된 그레이 영역 중 상기 휘도 정보가 기준치 이상으로 분류된 영역과 그레이 영역 모델과의 상관 관계를 고려하여 상기 유효 영역을 선택하는 단계
    를 포함하는, 자동 화이트 밸런스 조정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 그레이 영역을 판단하는 단계는,
    상기 후보 영역에 대한 색좌표를 변환하는 단계;
    상기 변환된 색좌표의 후보 영역에 대한 Cb, Cr의 관계를 고려하여 그레이 후보 영역을 판단하는 단계; 및
    상기 그레이 후보 영역에 대한 R, B 비율을 이용하여 상기 그레이 영역을 필터링하는 단계
    를 포함하는, 자동 화이트 밸런스 조정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 그레이 영역을 분류하는 단계는,
    상기 그레이 영역에 대한 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기를 판단하는 단계;
    상기 색온도 정보 및 휘도 정보의 크기에 따라 상기 그레이 영역을 분류하는 단계;
    상기 그레이 영역에 대한 R, G, B 값 및 상기 그레이 영역에 대한 개수를 카운트하는 단계; 및
    상기 분류된 그레이 영역과 상기 그레이 영역 모델 간의 상관 관계를 연산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 유효 영역을 선택하는 단계는,
    상기 분류된 그레이 영역과 상기 그레이 영역 모델간의 상관 관계가 기준치 이상인 그레이 영역을 상기 유효 영역으로 선택하고,
    상기 화이트 밸런스를 조정하는 단계는
    상기 유효 영역으로 선택된 그레이 영역에 대한 R, G, B 값과 상기 카운트된 그레이 영역에 대한 개수를 상기 화이트 밸런스 파라미터로 반영하여 상기 입력 영상에 대해 화이트 밸런스를 조정하는, 자동 화이트 밸런스 조정 방법.
  11. 제6항 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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