KR20030019445A - 화상을 개선하는 화상 처리 장치 및 방법과 화상 처리장치를 포함하는 화상 디스플레이 장치 - Google Patents

화상을 개선하는 화상 처리 장치 및 방법과 화상 처리장치를 포함하는 화상 디스플레이 장치 Download PDF

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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

화상들의 다양한 영역에 분류값을 설정하는 분류 장치(102)와, 상기 영역들의 분류값들에 기초하여 화상을 개선하는 개선 장치(104)를 포함하는 화상들을 개선하는 화상 처리 장치(100)가 제공된다. 분류 장치(102)는 사전설정된 범위의 컬러값들중 하나와 실질적으로 동일한 컬러값을 갖는 화상내의 픽셀들만 고려한다. 이들 픽셀들에 기초하여, 분류 장치(102)는 2개의 히스토그램, 즉, 사전설정된 컬랍값들 내의 컬러를 갖는 모든 픽셀들을 고려하는 하나의 히스토그램과, 주어진 임계치 이상으로 인접 픽셀의 휘도와 다른 휘도를 갖는 픽셀들만을 고려하는 또 하나의 히스토그램을 비교함으로써 픽셀들이 텍스쳐(texture)에 속하는지 평이(flat) 영역들에 속하는지의 여부를 판정한다.

Description

화상을 개선하는 화상 처리 장치 및 방법과 화상 처리 장치를 포함하는 화상 디스플레이 장치{IMAGE PROCESSING APPARATUS FOR AND METHOD OF IMPROVING AN IMAGE AND AN IMAGE DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE IMAGE PROCESSING APPARATUS}
서문에서 기술된 종류의 화상 처리 장치 및 방법은 US 5,848,181호에 기술되어 있다.
화상을 개선하도록 설계된 많은 개선 장치의 주요 단점들은, 이들 장치들이 광역적으로 동작한다는 것이다. 그러나, 공지된 장치는 위치 의존적(location dependent) 화상 개선을 제공한다. 즉, 공지된 장치는 화상에 관하여 잡음 감소량을 변동(modulate)시킨다. 이 국부적 잡음 감소의 중요성이 이하에 설명된다. 그 다음, 공지된 화상 처리 장치의 원리가 기술된다. 그 다음 공지된 화상 처리 장치의 주요 단점이 개괄될 것이다.
국부적 잡음 감소는 중요한데, 이는 많은 잡음 감소 장치는 디테일(detail)을 제거하는 경향이 있기 때문이다. 무엇보다도, 평이(flat)하고, 낮은 디테일 영역에서 요구되는 잡음 감소 수준은 동일한 화상의 디테일한 영역에 대해서는 너무 높다. 평이한 영역에 적합한 이와 같은 높은 수준의 잡음 감소는 디테일한 영역에서는 정보 손실을 초래할 수도 있다. 이것은 부자연스럽게 보이는 화상을 초래할 것이다. 백색 잡음의 양이 왜 화상의 영역마다 다른지에 대한 이유는 없다. 영역은 서로 연결된 픽셀들의 집단이다. 그러나, 동일한 양의 잡음이라도 화상의 영역마다 눈에 더 띌수도 있고 덜 띌수도 있다. 가능한 해결책은 화상에 걸쳐 잡음 감소량을 조절하는 것이다: 즉, 일부 영역에서는 비교적 높은 잡음 감소를 행하고 다른 영역에서는 더 낮은 잡음 감소를 행하는 것이다. 이를 달성하기 위해, 비교적 평이한(flat) 영역들과 비교적 또렷한(crispy) 영역들로 화상을 분할하는 소정 종류의 분할 또는 분류가 요구된다. 공지된 화상 처리 장치에서, 화상을 영역들로 분할하는 것은 인접 픽셀들의 휘도값들의 차이에 기초하고 있다. 휘도값들에서의 차이는 화상의 주파수 성분의 스펙트럼에 관련되어 있으나, 화상의 시각적 내용과는 직접적인 관련성이 없다. 따라서 휘도값에서의 차이는 화상 내의 잡음을 식별하기에 충분하지 않다. 그 결과, 공지된 화상 처리 장치는 비교적 높은 주파수 성분의 텍스쳐(texture)를 갖는 화상 내의 객체를 잡음으로 분류할 것이다. 잡음 감소로서 이들 객체들을 필터링하면 정보 손실을 초래할 것이다.
본 발명은 각각 휘도값을 갖는 복수의 픽셀을 포함하는 화상을 개선하는 화상 처리 장치에 관한 것으로, 이 화상 처리 장치는,
- 특정 픽셀의 휘도값과 상기 특정 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이에 기초하여 상기 특정 픽셀에 분류값을 설정하는 분류 장치와,
- 상기 특정 픽셀의 분류값에 기초하여 화상의 상기 특정 픽셀을 처리함으로써 상기 화상을 개선하는 개선 장치를 포함한다.
본 발명은 또한 화상 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상기 화상 디스플레이 장치는,
- 화상들을 나타내는 비디오 신호를 수신하는 수신 수단과,
- 각각 휘도값을 갖는 복수의 픽셀을 포함하는 화상을 개선하는 화상 처리 장치를 구비하며, 상기 화상 처리 장치는,
- 특정 픽셀의 휘도값과 상기 특정 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이에 기초하여 상기 특정 픽셀에 분류값을 설정하는 분류 장치와,
- 상기 특정 픽셀의 분류값에 기초하여 화상의 상기 특정 픽셀을 처리함으로써 상기 화상을 개선하는 개선 장치와,
- 상기 화상들을 디스플레이하는 디스플레이 수단을 포함한다.
본 발명은 또한, 각각 휘도값을 갖는 복수의 픽셀을 포함하는 화상을 개선하는 방법에 관한 것으로. 이 방법은,
- 특정 픽셀의 휘도값과 상기 특정 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이에 기초하여 상기 특정 픽셀에 분류값을 설정하는 분류 단계와,
- 상기 특정 픽셀의 분류값에 기초하여 화상의 상기 특정 픽셀을 처리함으로써 상기 화상을 개선하는 개선 단계를 포함한다.
도 1은 화상 처리 장치의 제1 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 화상 처리 장치의 제2 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 화상 처리 장치의 구성요소들을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 목적은 잡음과 텍스쳐를 구분할 수 있는 서문에 기술된 유형의 화상 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 잡음과 텍스쳐를 구분할 수 있는 화상 처리 장치를 포함하는 서문에 기술된 종류의 화상 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 잡음과 텍스쳐를 구분할 수 있는 서문에 기술된 종류의 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 제1 목적은, 특정 픽셀의 제1 컬러값이 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일하다는 것을 고려하여 분류값을 설정하도록 설계된 분류 장치에 의해 달성된다. 분류시에 추가적 구분자를 도입함으로써 화상의 영역 분할이 개선된다. 이하의 예에서 이를 설명할 것이다. 구분자들 각각, 즉, 주파수 성분 및 컬러에 대한 분류는 2원적이라고 가정하자. 그렇다면 4개 유형의 영역이 식별될 수 있다. 하기의 영역들이 있다고 하자.
- 인접 픽셀들간의 휘도값들의 차이들이 비교적 크고 픽셀들의 컬러값들이 사전설정된 범위의 컬러값들 중 하나와 실질적으로 동일한 영역.
- 인접 픽셀들간의 휘도값들의 차이들이 비교적 크지만 픽셀들의 컬러값들이 사전설정된 범위의 컬러값들 중 하나와 동일하지 않은 영역.
- 인접 픽셀들간의 휘도값들의 차이들이 비교적 작고 픽셀들의 컬러값들이 사전설정된 범위의 컬러값들 중 하나와 실질적으로 동일한 영역.
- 인접 픽셀들간의 휘도값들의 차이들이 비교적 작지만 픽셀들의 컬러값들이 사전설정된 범위의 컬러값들 중 하나와 동일하지 않은 영역.
제1 유형의 영역은, 촬상되는 관련 물체에 대응하는 텍스쳐 영역에 대응하는 반면, 다른 영역은 그렇지 않다고 가정하자. 다양한 유형의 영역들은 각각 다르게 다루어져야 한다. 비-2원적 분류의 경우에도 마찬가지다. 개선된 분할은, 화상내에 포착된 장면의 유형에 보다 더 전용될 수 있도록 화상 개선의 양을 조절할 수 있게 한다. 평이 영역과 텍스쳐를 다르게 다룰 필요가 있다는 것은 명확하다: 예를 들어, 평이 영역에서 잡음은 충분히 감소되어야 하는 반면, 텍스쳐는 가능한한 보존되거나 심지어 강화되어야 한다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치의 한 실시예에서, 개선 장치는 잡음 감소 장치이다. 지역적인 잡음 감소에 대한 이유가 이상에서 설명되었다. 분할은 화상의 영역들에 걸쳐 잡음 감소의 양을 조절시킬 수 있도록 해준다. 몇가지 유형의 잡음 감소가 구현될 수 있는데, 예를 들어, 공간적, 시간적, 및 시공간적 방법이 있다. 시간 및 시공간 잡음 감소에 있어서, 일련의 화상이 필요하다. 분류와 잡음 감소를 위해 하나 이상의 화상을 이용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치의 한 실시예에서, 개선 장치는 화상 내의 디테일을 강화하는 에지-강화(edge-enhancement) 장치이다. 디테일은 에지 또는 텍스쳐일 수 있다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치의 한 실시예에서, 사전설정된 범위의 컬러값들은 잔디의 색상들을 포함(cover)한다. 촬상된 장면을 알고 있다면, 기술 파라미터들(describing parameter)을 추출하는 것이 가능하다. 예를 들어, 풋볼 시합이 촬상되었다는 것을 알고 있다고 한다면, 화상 내에서 잔디가 보일 것이라는 것은 확실하다. 화상 처리 장치의 컬러값들의 사전설정된 범위는 잔디의 컬러값들에 대응할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 이 실시예는 특정한 유형의 장면에 조정될 수 있다. 또 다른 사전설정된 범위의 컬러값들을 갖는 실시예들은, 예를 들어, 푸른하늘, 푸른 물, 갈색 모래, 흰색 눈, 또는 인간 피부에 대한 피부 색조와 같은 다른 특정한 유형의 장면들에 조정(tune)될 수 있다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치의 한 실시예는 잡음을 감소시키도록 설계되며,
- 화상의 픽셀들을, 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일한 제1 컬러값을 갖는 제1 세트의 픽셀들과, 사전설정된 범위의 컬러값들 각각과 다른 제3 컬러값을 갖는 제2 세트의 픽셀들로 분할하는 컬러 마스킹 수단과,
- 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제1 히스토그램을 발생하는 제1 히스토그램 발생 수단과,
- 선택된 픽셀의 휘도값과 상기 선택된 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이가 사전설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제2 히스토그램을 발생하는 제2 히스토그램 발생 수단과,
- 화상의 픽셀들에 분류값을 설정하기 위해 제1 히스토그램과 제2 히스토그램을 분석하도록 설계된 분석기를 포함한다.
제1 세트의 픽셀들만이 제1 및 제2 히스토그램을 발생하는데 사용된다. 이들 픽셀들은 그들의 컬러값들에 기초하여 장면 내의 관련된 객체들에 대응하는 영역들에 위치한다고 가정한다. 촬상된 이들 객체들이 텍스쳐를 갖는지 또는 평이한 표면을 갖는지의 여부는 제1 및 제2 히스토그램을 비교함으로써 판별된다. 기본적으로, 제1 히스토그램과 제2 히스토그램간의 주요 차이점은, 제2 히스토그램에서는또렷한(crispy) 영역으로부터의 픽셀들만이 고려된다는 점이다. 즉, 평이한 영역은 고려되지 않는다. 영역들의 분류는 제1 히스토그램과 제2 히스토그램을 비교함으로써 이루어진다. 이하의 분류 기준이 주로 사용된다.
- 만일 제2 히스토그램이 제1 히스토그램보다 훨씬 낮다면, 제1 세트의 픽셀들은 펑탄 영역 내에 위치한다.
- 제2 히스토그램이 제1 히스토그램과 실질적으로 동일하다면, 제1 세트의 픽셀들은 텍스쳐 영역에 위치한다.
상기 분류 기준은 제1 히스토그램의 특성을 분석함으로써 조정된다. 즉, 평이 영역 또는 텍스쳐 영역으로의 분류는 제1 히스토그램을 조사함으로써 제어된다. 제1 및 제2 히스토그램간의 허용된 차이량은 제1 히스토그램의 특성에 의존한다.
- 만일 제1 히스토그램이 비교적 좁고 대칭적이라면, 제1 세트의 픽셀들이 텍스쳐에 대응할 확률은 비교적 높다. 그에 따라, 허용된 차이는 비교적 높다.
- 만일 제1 히스토그램이 넓은 범위의 휘도값들에 걸쳐 상대적으로 퍼져 있거나 비대칭적이라면, 제1 세트의 픽셀들이 텍스쳐에 대응할 확률은 비교적 낮다. 그에 따라, 허용된 차이는 비교적 낮다.
제1 및 제2 히스토그램을 분석 및 비교한 후에, 분석기는 픽셀들을 분류한다. 이 분류는, 사전설정된 범위의 컬러값들 중 하나와 실질적으로 동일한 컬러값을 갖는 화상의 픽셀들에 대해, 대응하는 휘도 레벨이 텍스쳐에 대응할 확률과 유사하다. 즉, 상호 동일한 휘도값들을 갖는 제1 세트의 모든 픽셀들은 동일한 분류 값을 가진다. 따라서 픽셀들은 그들의 휘도값들을 통해 분류될 수 있다. 이들을처리하기 위해 픽셀들을 개별적으로 어드레싱할 필요는 없다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치의 한 실시예에서, 분석기는 픽셀들에 대한 분류값을 개별적으로 설정하도록 설계된다. 만일 픽셀들의 공간적 위치가 알려지면, 픽셀당 확률을 분류하는 것이 가능하다. 이 실시예의 이점은 픽셀의 정확한 식별이 가능하여, 개선 장치에 유익하다는 것이다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치의 한 실시예에서, 제1 히스토그램 및 제2 히스토그램은 가중치가 부여된 히스토그램들이다. 통상의 히스토그램에서, 모든 요소들은 1을 나타낸다. 통상의 히스토그램이 사용된 경우, 예를 들어 제1 히스토그램은 각각의 휘도값에 대해 해당 휘도값을 갖는 픽셀들의 개수를 유지하고 있어야 한다. 그러나, 본 실시예에서, 픽셀들은 픽셀들의 컬러값에 관련된 가중치를 가진다. 이 가중치는 특정한 픽셀이 몇번 계수되어야 하는지를 결정한다. 예를 들어, 사전설정된 범위의 컬러값들의 가장자리에 있는 컬러와 실질적으로 동일한 컬러값을 갖는 픽셀에 대해, 가중치는 비교적 낮다. 반면, 사전설정된 범위의 컬러값들의 중심에 있는 컬러와 실질적으로 동일한 컬러값을 갖는 픽셀에 대해, 가중치는 비교적 높다. 이 실시예의 이점은 분류가 자동적으로 다소 퍼지적(fuzzy)이어서, 범위의 경계에서 짜증스런 스위칭을 예방한다는 것이다.
잡음을 감소시키도록 설계된 본 발명에 따른 화상 처리 장치의 한 실시예는,
- 화상의 잡음 레벨을 추정하고 이를 위한 입력을 제공하도록 설계된 잡음 추정기와;
- 제2 히스토그램 발생 수단에 접속되어 잡음 레벨에 기초하여 사전설정된임계치를 제어하도록 설계된 제어 장치와;
- 픽셀들의 분류값에 의존하여 화상 내의 잡음을 감소시키도록 배열된 개선 장치를 포함한다.
본 실시예의 근본적인 측면은 사전설정된 임계치의 제어이다. 이 제어는 추정된 잡음 레벨에 기초한다. 만일 추정된 잡음 레벨이 비교적 높다면, 사전설정된 임계치도 역시 비교적 높다. 많은 잡음 추정기들은 인접 픽셀들의 휘도차에 대한 정보를 수집함으로써 잡음을 추정하도록 설계되어 있다: 인접 픽셀과 잡음 임계치 이상으로 다른 휘도값을 갖는 픽셀들의 개수를 센다. 이것은 근본적으로 분류 장치에 의해 이용되는 원리와 동일하다. 이와 같은 경우에, 잡음 추정기의 잡음 임계치의 레벨은 분류 장치의 사전설정된 임계치의 레벨을 결정한다. 예를 들어, 분류 장치의 사전설정된 임계치의 레벨은 잡음 추정기의 잡음 임계치의 레벨보다 높게 설정된다. 그 결과, 텍스쳐 내의 디테일에 기인한 픽셀들의 휘도값 차이는 고려되는 반면, 잡음에 기인한 휘도값 차이는 무시된다. 본 실시예의 이점은 화상 처리 장치가 다양한 조건하에서 적절히 동작할 수 있다는 것이다.
본 발명의 제2 목적은, 특정 픽셀의 제1 컬러값이 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일하다는 것을 고려하여 분류값을 설정하도록 설계된 분류 장치를 갖는 화상 처리 장치를 포함하는 화상 디스플레이 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 제3 목적은, 특정 픽셀의 제1 컬러값이 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일하다는 것을 고려하여 분류 단계에서 분류값이 설정됨으로써 달성된다.
본 발명의 이들 및 다른 측면들과, 본 발명에 따른 화상 개선 방법 및 화상 디스플레이 장치는, 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 기술되는 실시예들을 참조함으로써 명료해질 것이다.
도 1은 잔디가 있는 화상의 국부적 최적화를 위한 화상 처리 장치(100)의 제1 실시예를 개략적으로 도시한다. 화상 처리 장치(100)은 화상 내의 잡음은 감소시키되 잔디의 텍스쳐는 유지하도록 설계되어 있다. 잡음을 감소시켜야 할 화상들을 나타내는 비디오 신호는 입력 커넥터(120)에서 화상 처리 장치(100)에 들어간다. 교정된 후에, 즉, 잡음 감소가 적용된 후에, 이 비디오 신호는 출력 커넥터(122)에 제공된다. 화상 처리 장치(100)는,
- 화상의 다양한 영역들에 분류값들을 설정하도록 설계된 분류 장치(102)와,
- 분류값들을 통해 분류 장치(102)에 의해 제어되며 잡음을 감소시키도록 배열된 개선 장치(104)를 포함하고, 상기 분류 장치(102)는,
- 화상의 픽셀들을, 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일한 제1 컬러값을 갖는 제1 세트의 픽셀들과, 사전설정된 범위의 컬러값들 각각과 다른 제3 컬러값을 갖는 제2 세트의 픽셀들로 분할하는 컬러 마스킹 수단과,
- 화상들의 픽셀들에 분류값들을 설정하기 위해 제1 세트의 픽셀들의 인접 픽셀들의 휘도값들의 차이를 판정하도록 설계된 구분기(differentiator)를 포함한다.
화상 처리 장치(100)의 동작 방식이 이제 설명될 것이다. 화상의 픽셀들은 2세트로 분할된다: 잔디에 대응하는 것으로 가정되는 한 세트와 잔디에 대응하지 않는 다른 한 세트. 이들 세트들은 2개의 테스트를 수행함으로써 생성된다: 먼저 각 픽셀의 컬러값이 잔디의 컬러값을 포함하는 범위의 컬러값들과 비교된다. 그 다음, 인접 픽셀들의 휘도값들의 차이들이 미리-선택된 범위와 비교된다. 이들 테스트에 기초하여 화상의 픽셀들이 분류된다. 이것은, 인접 픽셀에 관한 각 픽셀의 컬러값 및 휘도값 차이에 따라, 분류값, 즉, 잔디일 확률을 각 픽셀에 설정함으로써 이루어진다. 휘도와 컬러는 화상들에 걸쳐 점진적으로 변하는 경향이 있으므로, 연결된 픽셀 그룹들이 실질적으로 동일하게 분류될 확률은 비교적 크다. 따라서, 화상들의 영역들은 잔디 영역과 잔디가 아닌 영역으로 분류된다. 잡음을 감소시키도록 배열된 개선 장치(104)는 이들 분류값들에 의해 조절된다. 그 결과, 잔디가 아닌 영역으로서 잡음이 많은 영역의 잡음이 감소되는 한편 잔디의 텍스쳐는 보존된다.
도 2는 잔디가 있는 화상의 국부적 최적화를 위한 화상 처리 장치(200)의 제2 실시예를 도시한다. 화상 처리 장치(200)은 잔디의 텍스쳐를 보존하면서 화상들 내의 잡음을 감소시키도록 설계된다. 잡음을 감소시켜야하는 화상들을 나타내는 비디오 신호는 입력 커넥터(120)에서 화상 처리 장치(100)에 들어간다. 교정된 후에, 즉, 잡음 감소가 적용된 후에, 이 비디오 신호는 출력 커넥터(122)에 제공된다. 화상 처리 장치(200)는,
- 화상들의 다양한 영역들에 분류값을 설정하도록 설계된 분류 장치(102)와,
- 분류값들을 통해 분류 장치(102)에 의해 제어되며, 잡음을 감소시키도록 배열된 개선 장치(104)와,
- 화상들의 잡음 레벨을 추정하고 이를 위한 입력을 제공하도록 설계된 잡음 추정기(216)와,
제2 히스토그램 발생 수단(206)에 접속되어 잡음 레벨에 기초하여 사전설정된 임계치를 제어하도록 설계된 제어 장치(218)를 포함하고,
상기 분류 장치(102)는,
- 화상의 픽셀들을, 제어 입력(226)에 의해 조절가능한 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일한 제1 컬러값을 갖는 제1 세트의 픽셀들과, 제어 입력(226)에 의해 조절가능한 사전설정된 범위의 컬러값들 각각과 다른 제3 컬러값을 갖는 제2 세트의 픽셀들로 분할하는 컬러 마스킹 수단(124)과,
- 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제1 히스토그램(212)을 발생하는 제1 히스토그램 발생 수단(210)과,
- 선택된 픽셀의 휘도값과 상기 선택된 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이가 사전설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제2 히스토그램(208)을 발생하는 제2 히스토그램 발생 수단(206)과,
- 상기 화상의 픽셀들에 분류값을 설정하기 위해 상기 제1 히스토그램과 제2 히스토그램을 분석하도록 설계된 분석기(214)를 포함한다.
화상 처리 장치(200)의 동작 방식이 이하에 설명될 것이다. 인입되는 화상들로부터 잡음 레벨이 추정된다. 나아가, 화상들의 픽셀들은 2세트로 분할된다: 컬러값에 기초하여 픽셀들이 잔디에 대응하는 것으로 가정되는 제1 세트와, 그 픽셀들이 잔디에 대응하지 않는 것으로 가정되는 제2 세트. 제1 세트의 픽셀들로부터 2개의 히스토그램이 만들어진다. 제1 히스토그램은 휘도값의 함수로서 픽셀들의 개수를 나타내고, 제2 히스토그램은 휘도값의 함수로서 픽셀들의 개수를 나타내지만 인접 픽셀의 휘도값과 충분히 다른 휘도값을 갖는 픽셀들만 고려한다. 화상들의 픽셀들을 분류하기 위해 이들 두 히스토그램들이 분석된다. 이것은, 픽셀의 컬러값과 휘도값에 따라 각각의 픽셀에 분류값, 즉, 잔디일 확률을 설정함으로써 이루어진다. 휘도와 컬러는 화상들 전체에 걸쳐 점진적으로 변하는 경향이 있기 때문에, 연결된 픽셀 그룹들이 실질적으로 동일하게 분류될 확률은 비교적 크다. 서, 화상들의 영역들은 잔디 영역과 잔디가 아닌 영역으로 분류된다. 잡음을 감소시키도록 배열된 개선 장치(104)는 이들 분류값들에 의해 조절된다. 그 결과, 잔디가 아닌 영역으로서 잡음이 많은 영역의 잡음이 감소되는 한편 잔디의 텍스쳐는 보존된다.
도 3은 본 발명에 따른 화상 디스플레이 장치(300)의 구성요소들을 도시한다. 화상 디스플레이 장치(300)은 디스플레이될 화상들을 나타내는 비디오 신호를 수신하는 수신 수단(302)를 가진다. 이 신호는 안테나 또는 케이블을 통해 수신된 방송 신호일 수도 있으나 VCR(Video Cassette Recorder)이나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 저장 장치로부터의 신호일 수도 있다. 화상 처리 장치(300)은 비디오 신호를 처리하는 화상 처리 장치(100)와 개선된 비디오 신호에 의해 표시된 화상들을 디스플레이하는 디스플레이 장치(306)를 더 가진다. 화상 처리 장치(100)는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 구현된다. 화상 처리 장치(100)는 외부적으로 제어될 수 있다. 사전설정된 범위의 컬러값들은 제어 입력(26)을 통해 조절될 수 있다. 수신 수단(302)은 화상 디스플레이 장치(300)의 컬러값들의 적절한 범위를 설정하기 위해 촬상된 장면의 유형에 대한 정보를 비디오 신호로부터 추출하는 능력을 가지거나 이러한 정보를 통지받을 수 있다. 예를 들어, 풋볼 시합의 경우, 사전설정된 범위의 컬러값들은 잔디의 컬러들과 정합될 것이다.
상술한 실시예들은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 당업자는 첨부된 특허청구범위의 영역으로부터 벗어나지 않고 다른 실시에들을 설계할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특허청구범위에서, 괄호 사이에 있는 임의의 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 단어 '포함하는"은 청구항에 나열되지 않은 구성요소나 단계들을 배제하는 것은 아니다. 구성 요소 앞에 있는 단어 "한" 또는 "하나의"는, 이와 같은 구성요소의 복수의 존재를 배제하는 것은 아니다. 본 발명은 몇개의 구별된 요소들을 포함하는 하드웨어에 의해, 및 적절히 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 몇개의 수단을 나열하는 각 청구항들에서, 몇개의 이들 수단들이 하나의 동일한 하드웨어에 의해 구현될 수도 있다.

Claims (14)

  1. 각각 휘도값을 갖는 복수의 픽셀을 포함하는 화상을 개선하는 화상 처리 장치(100)에 있어서,
    - 특정 픽셀의 휘도값과 상기 특정 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이에 기초하여 상기 특정 픽셀에 분류값을 설정하는 분류 장치(102)와,
    - 상기 특정 픽셀의 분류값에 기초하여 화상의 상기 특정 픽셀을 처리함으로써 상기 화상을 개선하는 개선 장치(104)를 포함하며,
    상기 분류 장치(102)는, 상기 특정 픽셀의 제1 컬러값이 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일하다는 것을 고려하여 상기 분류값을 설정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 개선 장치(104)는 잡음 감소 장치인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  3. 제1항에 있어서, 상기 개선 장치(104)는 에지-강화(edge enhancement) 장치인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  4. 제2항에 있어서, 상기 사전설정된 범위의 컬러값들은 잔디(grass)의 컬러들을 포함(cover)하는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  5. 제1항에 있어서, 상기 분류 장치(102)는,
    - 화상의 픽셀들을, 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일한 제1 컬러값을 갖는 제1 세트의 픽셀들과, 사전설정된 범위의 컬러값들 각각과 다른 제3 컬러값을 갖는 제2 세트의 픽셀들로 분할하는 컬러 마스킹 수단(124)과,
    - 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제1 히스토그램(212)을 발생하는 제1 히스토그램 발생 수단(210)과,
    - 선택된 픽셀의 휘도값과 상기 선택된 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이가 사전설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제2 히스토그램(208)을 발생하는 제2 히스토그램 발생 수단(206)과,
    - 상기 화상의 픽셀들에 분류값을 설정하기 위해 상기 제1 히스토그램(212)과 제2 히스토그램(208)을 분석하도록 설계된 분석기(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  6. 제5항에 있어서, 상기 분석기(214)는 상기 픽셀들의 분류값을 개별적으로 설정하도록 설계된 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 히스토그램(212) 및 제2 히스토그램(208)은 가중치가 부여된 히스토그램들인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  8. 제5항에 있어서,
    - 화상들의 잡음 레벨을 추정하고 이를 위한 입력을 제공하도록 설계된 잡음 추정기(216)와,
    - 제2 히스토그램 발생 수단(206)에 접속되어 상기 잡음 레벨에 기초하여 사전설정된 임계치를 제어하도록 설계된 제어 장치(218)를 포함하며,
    개선 수단(104)은 상기 픽셀들의 분류값에 의존하여 상기 화상 내의 잡음을 감소시키도록 배열된 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치(100).
  9. 화상 디스플레이 장치(300)에 있어서,
    - 화상들을 나타내는 비디오 신호를 수신하는 수신 수단(302)과,
    - 각각 휘도값을 갖는 복수의 픽셀을 포함하는 화상을 개선하는 화상 처리 장치(100)를 구비하며, 상기 화상 처리 장치는,
    - 특정 픽셀의 휘도값과 상기 특정 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이에 기초하여 상기 특정 픽셀에 분류값을 설정하는 분류 장치(102)와,
    - 상기 특정 픽셀의 분류값에 기초하여 화상의 상기 특정 픽셀을 처리함으로써 상기 화상을 개선하는 개선 장치(104)와,
    - 상기 화상들을 디스플레이하는 디스플레이 수단(306)을 포함하며,
    상기 분류 장치(102)는, 상기 특정 픽셀의 제1 컬러값이 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일하다는 것을 고려하여 상기 분류값을설정하도록 설계된 것을 특징으로 하는, 화상 디스플레이 장치(300).
  10. 제9항에 있어서, 상기 분류 장치(102)는,
    - 화상의 픽셀들을, 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일한 제1 컬러값을 갖는 제1 세트의 픽셀들과, 사전설정된 범위의 컬러값들 각각과 다른 제3 컬러값을 갖는 제2 세트의 픽셀들로 분할하는 컬러 마스킹 수단(124)과,
    - 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제1 히스토그램(212)을 발생하는 제1 히스토그램 발생 수단(210)과,
    - 선택된 픽셀의 휘도값과 상기 선택된 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이가 사전설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 제1 세트의 픽셀들의 휘도값들의 제2 히스토그램(208)을 발생하는 제2 히스토그램 발생 수단(206)과,
    - 상기 화상의 픽셀들에 분류값을 설정하기 위해 상기 제1 히스토그램(212)과 제2 히스토그램(208)을 분석하도록 설계된 분석기(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화상 디스플레이 장치(300).
  11. 제10항에 있어서, 상기 분석기(214)는 픽셀들 각각에 개별적으로 상기 분류값을 설정하도록 설계된 것을 특징으로 하는, 화상 디스플레이 장치(300).
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 히스토그램(212)과 제2 히스토그램(208)은 가중치가 부여된 히스토그램들인 것을 특징으로 하는, 화상 디스플레이 장치(300).
  13. 제10항에 있어서,
    - 화상의 잡음 레벨을 추정하고 이를 위한 입력을 제공하도록 설계된 잡음 추정기(216)와;
    - 제2 히스토그램 발생 수단(206)에 접속되어 잡음 레벨에 기초하여 사전설정된 임계치를 제어하도록 설계된 제어 장치(218)를 포함하고,
    상기 개선 장치는 상기 픽셀들의 분류값에 의존하여 화상 내의 잡음을 감소시키도록 배열된 것을 특징으로 하는, 화상 디스플레이 장치(300).
  14. 각각 휘도값을 갖는 복수의 픽셀을 포함하는 화상을 개선하는 방법에 있어서,
    - 특정 픽셀의 휘도값과 상기 특정 픽셀의 인접 픽셀의 휘도값간의 차이에 기초하여 상기 특정 픽셀에 분류값을 설정하는 분류 단계와,
    - 상기 특정 픽셀의 분류값에 기초하여 화상의 상기 특정 픽셀을 처리함으로써 상기 화상을 개선하는 개선 단계를 포함하고,
    상기 개선 단계에서 상기 분류값은, 상기 특정 픽셀의 제1 컬러값이 사전설정된 범위의 컬러값들 중의 제2 컬러값과 실질적으로 동일하다는 것을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 화상 개선 방법.
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