KR101600312B1 - 영상처리장치 및 영상처리방법 - Google Patents

영상처리장치 및 영상처리방법 Download PDF

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Abstract

영상처리장치 및 영상처리방법이 제공된다.
제안되는 실시예는 입력되는 영상을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단하고, 판단된 에지 방향에 수직하는 방향으로 비등방형 필터 윈도우를 적용할 수 있다.
비등방형 필터 윈도우가 적용된 각 픽셀을 포함하는 영상은 필터링을 거친 후 복원될 수 있다.
이에 의해, 입력영상에 포함된 가색상은 간단한 연산으로 효율적으로 제거될 수 있다.
Figure R1020090099609
가색상, false color, 에지, 비등방형

Description

영상처리장치 및 영상처리방법{Apparatus and method for processing image}
영상처리장치 및 영상처리방법에 관한 것으로서, 입력영상에 포함된 가색상을 제거하는 영상처리장치 및 영상처리방법에 관련된 것이다.
디지털 촬상장치를 이용하여 영상을 촬상하는 경우, 이미지 센서를 통해 획득되는 영상은 가색상(False Color)을 포함하는 경우가 자주 발생한다. 가색상은 피사체에 존재하지 않는 컬러가 출력영상에 나타나는 색상이다. 가색상이 나타나는 현상은 주로 에지 부근에서 자주 발생하며, 에지 영역이 무채색일수록 두드러진다. 이러한 가색상은 정성적 화질 저하를 초래한다. 따라서, 가색상이 나타나는 현상을 최소화하여 피사체와 동일하거나 유사한 색상의 영상을 획득하는 기술이 필요하다.
제안되는 실시예에 따른 영상처리장치는, 입력되는 복수의 채널 영상들 중 기준 채널 영상과 나머지 채널 영상 각각과의 컬러 차값으로부터 컬러 디퍼런스 맵(Color difference map)을 생성하는 맵 생성부와, 상기 기준 채널 영상을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단하는 에지 방향 판단부와, 상기 판단된 에지 방향을 고려하여 상기 컬러 디퍼런스 맵의 각 픽셀에 비등방형 필터 윈도우를 적용한 후, 상기 컬러 디퍼런스 맵을 필터링하는 필터링부, 및 상기 필터링된 컬러 디퍼런스 맵과 상기 기준 채널 영상을 가산하여 상기 나머지 채널 영상들을 복원하는 영상 복원부를 포함할 수 있다.
상기 맵 생성부는, 상기 나머지 채널 영상 각각과 상기 기준 채널 영상의 상대적 위치에 대응하는 픽셀의 휘도차이값을 산출하여, 상기 나머지 두 채널 영상 각각에 대응하는 컬러 디퍼런스 맵을 생성할 수 있다.
상기 에지 방향 판단부는, 상기 각 픽셀의 기울기에 따라 상기 각 픽셀의 에지 방향을 수직방향 또는 수평방향 중 하나로 판단할 수 있다.
상기 필터링부는, 상기 에지 방향이 수직방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 수평방향의 비등방형 필터 윈도우를 적용하고, 수평방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 수직방향의 비등방형 필터 윈도우를 적용할 수 있다.
상기 에지 방향 판단부는, 상기 각 픽셀의 주변에 위치하는 픽셀들의 휘도값을 비교하여 상기 각 픽셀의 기울기를 판단할 수 있다.
상기 필터링부는, 상기 컬러 디퍼런스 맵에 대해 미디언 필터링을 적용할 수 있다.
상기 기준 채널 영상에 대해 필터링을 수행하는 필터를 더 포함할 수 있으며, 상기 복수의 채널 영상들은 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상을 포함하며, 상기 기준 채널 영상은 상기 G 채널 영상일 수 있다.
한편, 제안되는 실시예에 따른 영상처리방법은, 입력되는 복수의 채널 영상들 중 기준 채널 영상과 나머지 채널 영상 각각과의 컬러 차값으로부터 컬러 디퍼런스 맵(Color difference map)을 생성하는 단계와, 상기 기준 채널을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단하는 단계와, 상기 판단된 에지 방향을 고려하여 상기 컬러 디퍼런스 맵의 각 픽셀에 비등방형 필터 윈도우를 적용한 후, 상기 컬러 디퍼런스 맵을 필터링하는 단계, 및 상기 필터링된 컬러 디퍼런스 맵과 상기 기준 채널 영상을 가산하여 상기 나머지 채널 영상들을 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 생성하는 단계는, 상기 나머지 채널 영상 각각과 상기 기준 채널 영상의 상대적 위치에 대응하는 픽셀의 휘도차이값을 산출하여, 상기 나머지 두 채널 영상 각각에 대응하는 컬러 디퍼런스 맵을 생성할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 각 픽셀의 기울기에 따라 상기 각 픽셀의 에지 방향을 수직방향 또는 수평방향 중 하나로 판단할 수 있다.
상기 필터링하는 단계는, 상기 에지 방향이 수직방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 수평방향의 비등방형 필터 윈도우를 적용하고, 수평방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 수직방향의 비등방형 필터 윈도우를 적용할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 각 픽셀의 주변에 위치하는 픽셀들의 휘도값을 비교하여 상기 각 픽셀의 기울기를 판단할 수 있다.
상기 필터링하는 단계는, 상기 컬러 디퍼런스 맵에 대해 미디언 필터링을 적용할 수 있다.
또한, 상기 기준 채널 영상에 대해 필터링을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제안되는 실시예에 따르면, 영상을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단하고, 판단된 에지 방향에 수직하는 방향으로 비등방형 필터 윈도우를 적용함으로써, 등방형 필터 윈도우를 적용하는 경우에 비해 필터 윈도우의 크기(size)를 감소시킬 수 있다.
또한, 제안되는 실시예에 따르면, 판단된 에지 방향에 수직하는 방향으로 필터링을 수행하므로, 가색상(false color)을 보다 효율적으로 제거하고, jagged 에지 발생을 최소화할 있다. 이는, 가색상은 주로 에지 부근에 에지와 동일한 방향으로 형성되기 때문이다.
또한, 제안되는 실시예에 따르면, 픽셀의 에지 방향을 고려하여 적응적으로 비등방형 필터 윈도우를 적용하므로, 보다 간단한 연산으로 필터링을 수행할 수 있다. 또한, 각 픽셀의 에지 방향을 수직방향과 수평방향 중 하나로 결정하므로, 가색상을 제거하는데 필요한 연산을 단순화 및 최소화할 수 있다.
또한, 제안되는 실시예에 따르면, 가색상을 제거하기 위한 연산이 균일하므 로, 영상처리장치를 하드웨어 또는 DSP(Digital Signal Processor)와 같은 소프트웨어로 구현시 최적화하는데 유리할 수 있다.
이하, 제안되는 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 제안되는 실시예에 따른 영상처리장치를 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 영상처리장치(100)는 입력되는 RGB 영상을 사용자에게 제공할 때, 가색상(False Color)을 제거하는 장치로서, 영상과 관련된 전자기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 영상처리장치(100)는 디지털 카메라, 캠코더, 모바일 폰, 개인 컴퓨터, 텔레비전, 셋탑박스 등 다양한 전자기기에 적용가능하다.
이를 위하여, 영상처리장치(100)는 필터(110), 맵 생성부(120), 에지 방향 판단부(130), 필터링부(140) 및 영상 복원부(150)를 포함한다. 영상처리장치(100)로 입력되는 영상은 R 채널 영상(R), G 채널 영상(G) 및 B 채널 영상(B)일 수 있으나, 이는 일 예로서, CMYK, YCbCr 등 다양한 포맷의 영상이 입력될 수 있음은 물론이다. 또한, R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상 중 기준 영상으로서 G 채널 영상을 예로 들어 설명하나, 영상처리장치(100)가 적용되는 기기의 특성에 따라 다른 채널 영상이 기준채널 영상으로 사용될 수 있다. 기준채널 영상은 영상처리장치(100) 제조단계에서 설정될 수 있다.
필터(110)는 기준채널로 설정된 G 채널에 해당하는 영상, 즉, G 채널 영상(G)을 필터링한다. 예를 들어, 필터(110)는 G 채널 영상에 대해 가우시안 필터링(Gaussian filtering), 저역 통과 필터링(Low pass filtering) 등을 적용할 수 있다. 필터링된 G 채널 영상(G')은 맵 생성부(120), 에지 방향 판단부(130) 및 영상 복원부(150)로 입력될 수 있다.
필터(110)는 선택적으로 구비될 수 있다. 따라서, 필터(110)가 구비되지 않은 경우, 맵 생성부(120), 에지 방향 판단부(130) 및 영상 복원부(150)에는 G 채널 영상(G)이 입력될 수 있다.
맵 생성부(120)는 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상 중 기준 채널 영상으로 설정된 영상과 나머지 두 채널 영상 각각과의 컬러 차이값으로부터 컬러 디퍼런스 맵(Color difference map)을 생성할 수 있다. 이를 위하여 맵 생성부(120)는 제1맵 생성부(122) 및 제2맵 생성부(124)를 포함할 수 있다.
제1맵 생성부(122)는 R 채널 영상(R)과 기준 채널 영상인 G 채널 영상(G')을 입력받으며, 이 때, G 채널 영상(G')과 R 채널 영상(R)을 이루는 각 픽셀의 휘도값을 같이 입력받을 수 있다. 제1맵 생성부(122)는 입력된 R 채널 영상(R)과 G 채널 영상(G')의 상대적 위치에 대응하는 픽셀 간의 휘도차이값을 산출하여, 산출 결과로 이루어지는 제1컬러 디퍼런스 맵(R-G')을 생성할 수 있다.
도 2는 동일한 시점에서 입력된 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상을 도시한 도면이다.
R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상은 동일한 크기를 가질 수 있다. 제1맵 생성부(122)는 R 채널 영상 중 R(x,y)에 위치하는 픽셀의 휘도값을 확인하고, G 채널 영상 중 G(x,y)에 위치하는 픽셀의 휘도값을 확인한 후, 확인된 두 픽셀의 휘도차를 산출할 수 있다. 이 때, R(x,y)와 G(x,y)의 위치는 R 채널 영상과 G 채널 영상을 겹친 경우 일치한다.
이와 유사하게, 제2맵 생성부(124)는 B 채널 영상(B)과 G 채널 영상(G')을 입력받으며, 이 때, G 채널 영상(G')과 B 채널 영상(B)을 이루는 각 픽셀의 휘도값을 같이 입력받을 수 있다. 제2맵 생성부(124)는 입력된 B 채널 영상(B)과 G 채널 영상(G')의 상대적 위치에 대응하는 픽셀 간의 휘도차이값을 산출하여, 산출 결과로 이루어지는 제2컬러 디퍼런스 맵(B-G')을 생성할 수 있다.
예를 들어, 제2맵 생성부(124)는 도 2에 도시된 B 채널 영상 중 B(x,y)에 위치하는 임의 픽셀의 휘도값을 확인하고, G 채널 영상 중 G(x,y)에 위치하는 픽셀의 휘도값을 확인한 후, 확인된 두 픽셀의 휘도차를 산출할 수 있다. 이 때, B(x,y)와 G(x,y)의 위치는 B 채널 영상과 G 채널 영상을 겹친 경우 일치한다.
에지 방향 판단부(130)는 기준 채널 영상을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단할 수 있다. 에지 방향 판단부(130)는 기준 채널 영상인 G 채널 영상(G')을 입력받아 각 픽셀의 기울기(gradient)에 따라 각 픽셀의 에지 방향을 판단할 수 있다. 이를 위하여, 에지 방향 판단부(130)는 휘도변화량 산출부(132) 및 비교부(134)를 포함할 수 있다.
휘도변화량 산출부(132)는 G 채널 영상(G')을 이루는 복수의 픽셀들 중 현재 에지 방향을 판단하고자 하는 픽셀(이하, '현재 픽셀'이라 함)의 주변에 위치하는 픽셀들의 휘도값을 비교하여, 현재 픽셀의 기울기를 산출할 수 있다. 현재 픽셀의 기울기가 산출되면, 휘도변화량 산출부(132)는 그 다음 픽셀의 기울기를 산출하여, G 채널 영상(G')의 모든 픽셀들의 기울기를 산출할 수 있다.
도 3a와 도 3b는 G 채널 영상 중 현재 픽셀과 주변 픽셀들의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, c는 현재 픽셀, 1~8은 현재 픽셀의 주변에 위치하는 주변 픽셀들이다. 휘도변화량 산출부(132)는 현재 픽셀(c)의 좌우에 위치하는 4 및 5의 휘도레벨(즉, 휘도값)의 차이인 △h를 산출하고, 현재 픽셀(c)의 상하에 위치하는 2 및 7의 휘도값의 차이인 △v를 산출할 수 있다.
△h는 현재 픽셀을 기준으로 수평 방향에 위치하는 픽셀들의 휘도변화량, △v는 현재 픽셀을 기준으로 수직 방향에 위치하는 픽셀들의 휘도변화량을 의미하며, 절대값으로 표현될 수 있다. 따라서, △h/△v는 픽셀의 기울기가 될 수 있다.
예를 들어, 휘도레벨이 0~255로 표현되는 경우, 3, 5 및 8의 픽셀들은 휘도레벨이 255인 흰색이며, 1, 2, 4, 6, 7 및 c의 픽셀들은 0인 검은색을 갖는다. 이 때, 휘도변화량 산출부(132)는 △h=|4의 휘도값-5의 휘도값|=|0-255|=255를 산출하고, △v=|2의 휘도값-7의 휘도값|=|0-0|=0을 산출한다.
도 3b를 참조하면, 1~3의 픽셀들은 휘도레벨이 255인 흰색이며, 4~8 및 c의 픽셀들은 0인 검은색을 갖는다. 휘도변화량 산출부(132)는 △h=|4의 휘도값-5의 휘도값|=|0-0|=0을 산출하고, △v=|2의 휘도값-7의 휘도값|=|255-0|=255를 산출한다.
다시 도 1을 참조하면, 비교부(134)는 휘도변화량 산출부(132)에서 산출된 현재 픽셀의 △h와 △v를 비교할 수 있다. 비교 결과, △h≥△v이면, 비교부(134)는 현재 픽셀의 에지 방향은 수직 방향의 에지인 것으로 판단하고, 이를 수평 윈도 우 적용부(142)에게 출력할 수 있다. 또한, △h<△v이면, 비교부(134)는 현재 픽셀의 에지 방향은 수평 방향의 에지인 것으로 판단하고, 이를 수직 윈도우 적용부(144)에게 출력할 수 있다.
도 3a의 경우, △h=255, △v=0이므로, 현재 픽셀(c)의 에지는 수직방향이고 도 3b의 경우, △h=0, △v=255이므로, 현재 픽셀(c)의 에지는 수평방향임을 알 수 있다.
한편, 휘도변화량 산출부(132)는 상술한 바와 같이 현재 픽셀의 주변 픽셀들을 비교하여 휘도변화량을 산출할 뿐만 아니라, 1차 미분 계수 또는 2차 미분 계수를 산출하여 휘도변화량을 산출할 수 있다.
1차 미분 계수는 현재 픽셀(c)과 현재 픽셀(c)의 좌측에 위치하는 픽셀(4)의 휘도값 차이를 산출하고, 현재 픽셀(c)과 현재 픽셀(c)의 우측에 위치하는 픽셀(5)의 휘도값 차이를 산출한 후, 산출된 두 값의 평균값을 △h로 산출하는 것이다. 이와 유사하게 현재 픽셀(c)와 상측에 위치하는 픽셀(2)의 휘도값 차이, 현재 픽셀(c)와 하에 위치하는 픽셀(7)의 휘도값 차이를 산출한 후, 산출된 두 값의 평균값을 △v로 산출하는 것이다.
2차 미분 계수는 (현재 픽셀의 휘도값×2)-(좌측 픽셀(4)의 휘도값+우측 픽셀(5)의 휘도값)을 △h로 산출하고, (현재 픽셀의 휘도값×2)-(상측 픽셀(2)의 휘도값+하측 픽셀(7)의 휘도값)을 △v로 산출하는 것이다. 비교부(134)는 상기 두 방식 중 하나로 산출된 △h와 △v를 비교하여 각 픽셀의 기울기, 즉, 에지 방향을 판단할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 필터링부(140)는 에지 방향 판단부(130)에서 판단된 에지 방향을 고려하여, 컬러 디퍼런스 맵(R-G', B-G')의 각 픽셀에 비등방형 필터 윈도우를 적용한 후, 컬러 디퍼런스 맵(R-G', B-G')을 필터링할 수 있다.
이를 위하여, 필터링부(140)는 수평 윈도우 적용부(142), 수직 윈도우 적용부(144), 제1필터링부(146) 및 제2필터링부(148)를 포함할 수 있다.
수평 윈도우 적용부(142) 및 수직 윈도우 적용부(144)는 비교부(134)로부터 입력되는 현재 픽셀의 에지 방향 정보에 따라 현재 픽셀에 필터 윈도우를 적용할 수 있다. 즉, 수평 윈도우 적용부(142) 및 수직 윈도우 적용부(144)는 픽셀의 에지 방향에 수직하는 방향으로 비등방형 필터 윈도우를 적용할 수 있다.
수평 윈도우 적용부(142)로 입력되는 현재 픽셀(c)의 에지 방향은 수직 방향이므로, 수평 윈도우 적용부(142)는 도 4a에 도시된 바와 같이 현재 픽셀에 대해서는 수평방향의 비등방형 필터 윈도우(이하, '수평 윈도우'라 함)(wh)를 적용할 수 있다. 비등방형 필터 윈도우(wh)는 N×M 크기를 가지며, 예를 들어, 1×3, 3×9 등 다양한 크기를 가질 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 R채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상을 합친 영상으로서, 가색상(점선으로 표시)이 보여지고 있다.
수직 윈도우 적용부(144)로 입력되는 현재 픽셀의 에지 방향은 수평 방향이므로, 수직 윈도우 적용부(144)는 도 4b에 도시된 바와 같이 현재 픽셀에 대해서는 수직방향의 비등방형 필터 윈도우(이하, '수직 윈도우'라 함)(wv)를 적용할 수 있다. 수직 방향의 비등방형 필터 윈도우(wv)는 N×M 크기를 가지며, 예를 들어, 1× 3, 3×9 등 다양할 수 있다. 수직 윈도우(wv)의 크기는 수평 윈도우 (wh)와 동일하거나 다를 수 있다.
수평 윈도우 적용부(142)는 현재 픽셀에 수평 윈도우(wh)가 적용되었음을 나타내는 정보를 현재 픽셀의 위치 정보와 함께 제1필터링부(146) 및 제2필터링부(148)에게 제공할 수 있다. 수직 윈도우 적용부(144)는 현재 픽셀에 수직 윈도우(wv)가 적용되었음을 나타내는 정보를 현재 픽셀의 위치 정보와 함께 제1 및 제2필터링부(146, 148)에게 제공할 수 있다.
이로써 수평 윈도우 적용부(142) 및 수직 윈도우 적용부(144)는 G 채널 영상(G')을 이루는 모든 픽셀 각각에 대해 수평방향의 비등방형 필터 윈도우 또는 수직방향의 비등방향 필터 윈도우(wh, wv)를 적용하고 이를 제1필터링부(146) 및 제2필터링부(148)에게 제공할 수 있다.
따라서, 제1필터링부(146)에는 제1컬러 디퍼런스 맵(R-G')을 이루는 각 픽셀에 대응하는 비등방형 필터 윈도우가 입력되며, 이는 제2필터링부(148)에 대해서도 동일할 수 있다.
제1필터링부(146)는 제1컬러 디퍼런스 맵(R-G')에 대해 필터링을 적용할 수 있다. 필터링 방식의 예로는 미디언 필터링을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않을 수 있다. 제1필터링부(146)는 수평 및 수직 윈도우 적용부(142, 144)로부터 입력되는 정보를 고려하여, 제1컬러 디퍼런스 맵(R-G')의 이루는 복수의 픽셀들 중 에지 방향이 수평방향인 픽셀에 대해서는 수직 방향의 필터링을 수행하고, 에지 방향이 수직방향인 픽셀에 대해서는 수평 방향의 필터링을 수행할 수 있다.
구체적으로, 제1필터링부(146)는 수평 및 수직 윈도우 적용부(142, 144)로부터 입력되는 픽셀의 위치 정보로부터 제1컬러 디퍼런스 맵(R-G')의 현재 픽셀의 상대적 위치에 대응하는 픽셀을 확인하고, 확인된 픽셀에 적용된 비등방형 필터 윈도우의 타입을 알 수 있다.
제1필터링부(146)는 확인된 픽셀에 적용된 비등방형 필터 윈도우의 타입이 수직 윈도우(wv)인 경우, 픽셀에 대해서는 수직 방향의 필터링을 수행할 수 있다. 또한, 제1필터링부(146)는 확인된 픽셀에 적용된 비등방형 필터 윈도우의 타입이 수평 윈도우(wh)인 경우, 픽셀에 대해서는 수평 방향의 필터링을 수행할 수 있다.
제2필터링부(148)는 제2컬러 디퍼런스 맵(B-G')에 대해 필터링을 적용할 수 있다. 필터링 방식의 예로는 미디언 필터링을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않을 수 있다.
제2필터링부(148)는 수평 및 수직 윈도우 적용부(142, 144)로부터 입력되는 정보를 고려하여, 제2컬러 디퍼런스 맵(B-G')의 이루는 복수의 픽셀들 중 에지 방향이 수평방향인 픽셀에 대해서는 수직 방향의 필터링을 수행하고, 에지 방향이 수직방향인 픽셀에 대해서는 수평 방향의 필터링을 수행할 수 있다. 이는 제1필터링부(146)를 참조하여 설명한 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
영상 복원부(150)는 필터링부(140)에서 필터링된 적어도 하나의 컬러 디퍼런스 맵과 기준 채널 영상을 가산하여 각 채널 영상을 복원할 수 있다. 이를 위하 여 영상 복원부(150)는 제1복원부(152) 및 제2복원부(154)를 포함할 수 있다.
제1복원부(152)는 제1필터링부(146)로부터 입력되는 필터링된 제1컬러 디퍼런스 맵(R-G')과 G 채널 영상(G')를 가산하여 R 채널 영상(R')을 복원할 수 있다. 복원된 R 채널 영상(R')와 입력된 R 채널 영상(R)은 동일하거나 일부 다를 수 있다.
제2복원부(154)는 제2필터링부(148)로부터 입력되는 필터링된 제2컬러 디퍼런스 맵(B-G')과 G 채널 영상(G')를 가산하여 B 채널 영상(B')을 복원할 수 있다. 복원된 B 채널 영상(B')과 입력된 B 채널 영상(B)은 동일하거나 일부 다를 수 있다.
도 5 및 도 6은 가색상이 표시된 원 영상과 가색상이 제거된 영상의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 원 영상은 R채널 영상(R), G 채널 영상(G) 및 B 채널 영상(B)으로 이루어진 영상으로서 수직 방향의 에지에 가색상이 포함되어 있다. 이러한 원 영상은 상술한 영상처리장치(100)를 통해 수직방향의 에지의 가색상이 제거되어 출력될 수 있다.
도 6을 참조하면, 원 영상의 검은색으로 표시된 숫자의 에지에 검은색 외의 가색상이 포함되어 있다. 영상처리장치(100)는 상술한 과정을 통해 원 영상에 포함된 가색상을 제거하여 출력영상을 생성할 수 있다. 도 5 및 도 6에서, 영상처리장치(100)가 디지털 카메라와 같은 디지털 촬상장치인 경우, 원 영상은 CFA(Color Filter Array)) 보간 프로세싱에 의해 출력되는 입력영상일 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 영상처리방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 제안되는 실시예에 따른 영상처리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 705단계에서 필터(110)는 기준 채널 영상을 필터링할 수 있다. 기준 채널 영상은 입력되는 R 채널 영상(R), G 채널 영상(G) 및 B 채널 영상(B) 중 하나일 수 있으며, 제안되는 실시예에서는 G 채널 영상(G)을 기준 채널 영상으로 설정한다.
710단계에서 맵 생성부(120)는 R 채널 영상 및 B 채널 영상 각각과 필터링된 G 채널 영상(G')과의 컬러 차이값을 산출하여 적어도 하나의 컬러 디퍼런스 맵을 생성할 수 있다. 710단계에서, 맵 생성부(120)는 (R-G')에 해당하는 제1컬러 디퍼런스 맵과 (B-G')에 해당하는 제2컬러 디퍼런스 맵을 생성할 수 있다.
715단계에서 휘도변화량 산출부(132)는 G 채널 영상(G')을 이루는 각 픽셀의 주변에 위치하는 픽셀들의 휘도값을 비교하여, 각 픽셀의 휘도 변화량을 산출할 수 있다. 산출되는 휘도 변화량은 수평방향에 대한 변화량인 △h와 수직방향에 대한 변화량인 △v를 포함할 수 있다.
720단계에서 비교부(134)는 715단계에서 산출된 각 픽셀의 △h와 △v를 비교할 수 있다. 이 때, △h<△v가 아니면, 750단계에서 비교부(134)는 현재 픽셀의 에지 방향은 수직 방향의 에지인 것으로 판단하고, 이를 수평 윈도우 적용부(142)에게 출력할 수 있다. 현재 픽셀은 복수의 픽셀 중 현재 처리되는 픽셀을 의미한다.
730단계에서 수평 윈도우 적용부(142)는 에지 방향이 수직 방향인 현재 픽셀에 대해서는 도 4a에 도시된 바와 같이 수평방향의 비등방형 필터 윈도우(wh)를 적용할 수 있다.
735단계에서 에지 방향을 판단해야 할 다음 픽셀이 존재하면, 720단계를 수행할 수 있다.
반면, 735단계에서 다음 픽셀이 존재하지 않으면, 740단계에서 제1 및 제2필터링부(148)는 제1 및 제2컬러 디퍼런스 맵(R-G', B-G')에 대해 필터링을 수행할 수 있다.
745단계에서 영상 복원부(150)는 필터링된 제1컬러 디퍼런스 맵(R-G')과 G 채널 영상(G')를 가산하여 R 채널 영상(R')을 복원하고, 제2컬러 디퍼런스 맵(B-G')과 G 채널 영상(G')를 가산하여 B 채널 영상(B')을 복원할 수 있다.
한편, 720단계에서 △h<△v이면, 725단계에서 비교부(134)는 현재 픽셀의 에지 방향은 수평 방향의 에지인 것으로 판단하고, 이를 수직 윈도우 적용부(144)에게 출력한다.
755단계에서 수직 윈도우 적용부(144)는 에지 방향이 수평 방향인 현재 픽셀에 대해서는 도 4b에 도시된 바와 같이 수직방향의 비등방형 필터 윈도우(wv)를 적용할 수 있다.
상술한 과정에 의해 영상 1프레임 또는 1필드에 존재하는 모든 픽셀에 대해 비등방형 필터 윈도우를 적용하여 영상을 필터링하고, 복원함으로써 간단한 연산으 로 가색상을 제거할 수 있다.
도 8은 제안되는 실시예가 적용된 디지털 촬상장치를 도시한 블록도이다.
도 8에 도시된 디지털 촬상장치(800)는 디지털 카메라, 디지털 캠코더, 카메라 기능이 내장된 모바일 기기 등 다양하며, 사용자 조작부(810), 촬상부(820), CFA 처리부(830), 영상 처리부(840), 표시부(850), 저장부(860) 및 제어부(870)를 포함할 수 있다.
사용자 조작부(810)는 사용자 인터페이스로서, 전원 버튼, 방향선택버튼, 줌잉 버튼, 터치 스크린 등 다양한 형태의 버튼을 포함할 수 있다.
촬상부(820)는 피사체를 촬상하여 RGB 포맷과 같은 영상을 출력하며, 셔터, 광학 렌즈계, 조리개, CCD(Charge Coupled Device)와 같은 이미지 센서와 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 포함할 수 있다. 촬상부(820)의 이미지 센서로부터 출력되는 영상은 베이어 이미지(Bayer image)일 수 있다.
CFA 처리부(830)는 촬상부(820)로부터 입력되는 베이어 이미지를 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상으로 분류할 수 있다.
영상 처리부(840)는 CFA 처리부(830)로부터 제공되는 R 채널 영상, G 채널 영상, B 채널 영상을 수신하여 표시가능한 신호로 처리할 수 있다. 특히, 영상 처리부(840)는 입력되는 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상 중 기준 채널로 설정된 영상에게 비등방형 필터 윈도우를 적용하여 가색상을 제거할 수 있다. 영상 처리부(840)는 도 1에 도시된 영상처리장치(100)와 동일하거나 유사하므로, 영상 처리부(840)에 대한 상세한 설명은 생략한다. 영상 처리부(840)는 ISP(Image Signal Processor) 또는 DSP(Digital Signal Processor)로 구현될 수 있다.
표시부(850)는 영상 처리부(840)에서 출력되는 영상을 표시할 수 있다.
저장부(860)는 촬상된 영상을 임시 또는 영구적으로 저장할 수 있다.
제어부(870)는 제어 프로그램, 응용 프로그램 등을 이용하여 상술한 동작을 수행하도록 각 블록을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 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.
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 제안되는 실시예에 따른 영상처리장치를 도시한 블록도,
도 2는 동일한 시점에서 입력된 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상을 도시한 도면,
도 3a과 도 3b는 G 채널 영상 중 현재 픽셀과 주변 픽셀들의 일 예를 도시한 도면,
도 4a 및 도 4b는 비등방형 필터 윈도우가 적용되는 예를 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 가색상이 표시된 원 영상과 가색상이 제거된 영상의 일 예를 도시한 도면,
도 7은 제안되는 실시예에 따른 영상처리방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 8은 제안되는 실시예가 적용된 디지털 촬상장치를 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 영상처리장치 110 : 필터
120 : 맵 생성부 130 : 에지 방향 판단부
140 : 필터링부 150 : 영상 복원부

Claims (17)

  1. 영상처리장치에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 입력되는 복수의 채널 영상들 중 기준 채널 영상과 나머지 채널 영상 각각과의 컬러 차값으로부터 컬러 디퍼런스 맵(Color difference map)을 생성하고, 상기 기준 채널 영상을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단하고, 상기 판단된 에지 방향을 고려하여 상기 컬러 디퍼런스 맵의 각 픽셀에 비등방형 필터 윈도우를 적용한 후, 상기 컬러 디퍼런스 맵을 필터링하고, 상기 필터링된 컬러 디퍼런스 맵과 상기 기준 채널 영상을 가산하여 하나 또는 복수의 상기 나머지 채널 영상들을 복원하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 나머지 채널 영상 각각과 상기 기준 채널 영상의 상대적 위치에 대응하는 픽셀의 휘도차이값을 산출하여, 상기 나머지 채널 영상들 각각에 대응하는 컬러 디퍼런스 맵을 생성하는 영상처리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 각 픽셀의 기울기에 따라 상기 각 픽셀의 에지 방향을 수직방향 또는 수평방향 중 하나로 판단하는 영상처리장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 각 픽셀의 주변에 위치하는 픽셀들의 휘도값을 비교하여 상기 기울기를 산출하는 영상처리장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 에지 방향이 상기 수직방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 상기 수평방향의 상기 비등방형 필터 윈도우를 적용하고, 상기 수평방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 상기 수직방향의 상기 비등방형 필터 윈도우를 적용하는 영상처리장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 컬러 디퍼런스 맵에 대해 미디언 필터링을 적용하는 영상처리장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 기준 채널 영상에 대해 가우시안 필터링 및 저역 통과 필터링 중 적어도 하나를 추가적으로 수행하는 영상처리장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 입력되는 복수의 채널 영상들은 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상을 포함하며, 상기 기준 채널 영상은 상기 R 채널 영상, 상기 G 채널 영상 및 상기 B 채널 영상 중 하나에 대응되는 영상처리장치.
  9. 입력되는 복수의 채널 영상들 중 기준 채널 영상과 나머지 채널 영상 각각과의 컬러 차값으로부터 컬러 디퍼런스 맵(Color difference map)을 생성하는 단계;
    상기 기준 채널을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단하는 단계;
    상기 판단된 에지 방향을 고려하여 상기 컬러 디퍼런스 맵의 각 픽셀에 비등방형 필터 윈도우를 적용한 후, 상기 컬러 디퍼런스 맵을 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 컬러 디퍼런스 맵과 상기 기준 채널 영상을 가산하여 하나 또는 복수의 상기 나머지 채널 영상들을 복원하는 단계
    를 포함하고,
    상기 생성하는 단계는, 상기 나머지 채널 영상 각각과 상기 기준 채널 영상의 상대적 위치에 대응하는 픽셀의 휘도차이값을 산출하여, 상기 나머지 채널 영상들 각각에 대응하는 컬러 디퍼런스 맵을 생성하는 영상처리방법.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 각 픽셀의 기울기에 따라 상기 각 픽셀의 에지 방향을 수직방향 또는 수평방향 중 하나로 판단하는 영상처리방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 각 픽셀의 주변에 위치하는 픽셀들의 휘도값을 비교하여 상기 각 픽셀의 기울기를 산출하는 영상처리방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 필터링하는 단계는, 상기 에지 방향이 상기 수직방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 상기 수평방향의 상기 비등방형 필터 윈도우를 적용하고, 상기 수평방향으로 판단된 픽셀에 대해서는 상기 수직방향의 상기 비등방형 필터 윈도우를 적용하는 영상처리방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 필터링하는 단계는, 상기 컬러 디퍼런스 맵에 대해 미디언 필터링을 적용하는 영상처리방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 기준 채널 영상에 대해 가우시안 필터링 및 저역 통과 필터링 중 적어도 하나를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 영상처리방법.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 입력되는 복수의 채널 영상들은 R 채널 영상, G 채널 영상 및 B 채널 영상을 포함하며, 상기 기준 채널 영상은 상기 R 채널 영상, 상기 G 채널 영상 및 상기 B 채널 영상 중 하나에 대응되는 영상처리방법.
  17. 영상 처리 방법을 수행하는 프로그램을 수록한 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 있어서,
    상기 영상 처리 방법은:
    입력되는 복수의 채널 영상들 중 기준 채널 영상과 나머지 채널 영상 각각과의 컬러 차값으로부터 컬러 디퍼런스 맵(Color difference map)을 생성하는 단계;
    상기 기준 채널을 이루는 각 픽셀의 에지 방향을 판단하는 단계;
    상기 판단된 에지 방향을 고려하여 상기 컬러 디퍼런스 맵의 각 픽셀에 비등방형 필터 윈도우를 적용한 후, 상기 컬러 디퍼런스 맵을 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 컬러 디퍼런스 맵과 상기 기준 채널 영상을 가산하여 하나 또는 복수의 상기 나머지 채널 영상들을 복원하는 단계
    를 포함하고,
    상기 생성하는 단계는, 상기 나머지 채널 영상 각각과 상기 기준 채널 영상의 상대적 위치에 대응하는 픽셀의 휘도차이값을 산출하여, 상기 나머지 채널 영상들 각각에 대응하는 컬러 디퍼런스 맵을 생성하는 기록 매체.
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