KR20050015107A - 이미지 향상 장치 및 방법 - Google Patents

이미지 향상 장치 및 방법

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KR20050015107A
KR20050015107A KR1020030053623A KR20030053623A KR20050015107A KR 20050015107 A KR20050015107 A KR 20050015107A KR 1020030053623 A KR1020030053623 A KR 1020030053623A KR 20030053623 A KR20030053623 A KR 20030053623A KR 20050015107 A KR20050015107 A KR 20050015107A
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Abstract

본 발명은 색역을 고려하여 휘도 및/또는 색채 성분(luminance and chromatic component)에 대한 화질을 적응적으로 향상시키고, 스킨 톤 영역에서 휘도와 채도(saturation) 성분이 유지될 수 있도록 화질을 적응적으로 향상시키는 화질 향상 장치 및 방법이다.
본 발명에 따른 장치는, 색역 범위 검출부, 휘도 적응 처리부, 채도 적응 처리부 및 색상 적응 처리부를 포함한다. 휘도 적응 처리부는 색역 매핑을 고려하여 주어진 픽셀에 대해 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호를 생성한다. 채도 적응 처리부는 색역 매핑을 고려하여 주어진 픽셀에 대해 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 생성한다. 색상 적응 처리부는 스킨 톤 영역에서 휘도 및 채도가 유지되도록 휘도 및 채도에 대한 이미지 향상을 적응적으로 처리한다.

Description

이미지 향상 장치 및 방법{Image enhancement apparatus and method thereof}
본 발명은 이미지 처리 시스템에서 사용되는 이미지 향상(image enhancement) 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 색역(color gamut)과 스킨 톤(skin tone)을 고려하여 이미지를 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이미지 처리 시스템으로는 스캐너, 모니터, 프린터, 디지털 카메라 및 TV를 예로 들 수 있다. 이러한 이미지 처리 시스템들은 대부분 출력되는 이미지를 향상시키기 위한 기능들을 구비하고 있다. 이미지 향상 장치는 입력되는 이미지에 대한 출력 이미지를 향상시킨다.
기존에 제안된 이미지 향상 장치는 입력 장치와 출력 장치간의 컬러 스페이스 차와 각 장치들의 색역간의 차를 고려한 색역 매핑(gamut mapping)알고리즘으로 이미지의 색채 성분(chromatic component)을 관리하거나 임의의 영상 처리 알고리즘에 의해 증감된 영상에 의해 색이 바래는 것과 같은 현상이 발생되는 것을 방지하기 위하여 색역 매핑 알고리즘을 이용하여 채도를 증감시키도록 구성된다.
그러나 기존의 색역 매핑 알고리즘은 색역 경계(color gamut boundary)를 기준으로 한 직각 투사 방식으로 색역 경계 밖에 존재하는 칼라 신호를 색역이 허용하는 최대 값으로 클립(clip)함에 따라 색역 경계 밖에 존재하는 칼라들이 같은 값으로 클립되어 윤곽이 사라지는 현상이 발생될 수 있다.
또한, 휘도 신호에 감마 함수를 적용하여 영상의 밝기를 제어하도록 구성되거나 화소단위로 채도(saturation) 값을 계산하여 입력 영상의 채도를 조절하도록 구성된 이미지 향상 장치도 있다.
그러나, 이와 같이 색역 매핑 알고리즘을 이용하지 않는 이미지 향상 장치는 입력 영상의 휘도 성분이 증가할 때, 색역 이탈(out of color gamut)이 발생될 수 있다. 색역 이탈은 밝기가 증가된 휘도 신호에 대응하는 색차 신호들이 존재하지 않는 경우를 말한다. 이러한 색역 이탈이 발생되면, 휘도가 증감된 영상은 원래의 색상을 유지하지 못하고, 원하지 않는 임의의 색상으로 변화하게 된다.
뿐만 아니라 기존의 이미지 향상 장치는 사람들에게 친숙하고 민감한 스킨 톤(skin tone)을 고려하지 않고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 색역을 고려하여 휘도 및/또는 색채 성분(luminance and chromatic component)에 대한 화질을 적응적으로 향상시키는 화질 향상 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 스킨 톤 영역에서 휘도와 채도(saturation) 성분이 유지될 수 있도록 화질을 적응적으로 향상시키는 화질 향상 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은, 주어진 픽셀에 대한 색역 범위를 검출하는 색역 범위 검출부; 상기 색역 범위 검출부로부터 제공되는 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대한 색역 범위 정보와 색역 매핑을 고려한 상기 주어진 픽셀의 휘도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호를 출력하는 휘도 적응 처리부를 포함하는 이미지 향상 장치를 제공한다.
상기 휘도에 대한 색역 범위 정보는 상기 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 휘도의 최대값과 최소값중 하나를 사용할 수 있다.
상기 휘도에 따른 가중치는 상기 휘도의 최대값 또는 최소값에 대해 비선형 특성을 갖거나 선형 특성을 갖도록 설정할 수 있다.
상기 휘도 적응 처리부는 상기 주어진 픽셀의 휘도 값이 상기 색역 범위 정보에 가까우면 상기 색역 범위 정보를 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호로 출력하고, 상기 주어진 픽셀의 휘도 값이 상기 색역 범위 정보에 가깝지 않으면 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대해 이미지 향상된 휘도 신호를 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호로 출력할 수 있다.
상기 이미지 향상 장치는, 상기 색역 범위 검출부로부터 제공되는 상기 주어진 픽셀의 채도에 대한 색역 범위 정보와 상기 색역 매핑을 고려한 상기 주어진 픽셀의 채도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 채도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 출력하는 채도 적응 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 채도에 대한 색역 범위 정보는 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 채도의 최대값과 최소값중 하나를 사용할 수 있다.
상기 채도에 따른 가중치는 상기 채도의 최대값 또는 최소값에 대해 비선형 특성을 갖거나 선형 특성을 갖도록 설정될 수 있다.
상기 채도 적응 처리부는 상기 주어진 픽셀의 채도 값이 상기 색역 범위 정보에 가까우면 상기 색역 범위 정보를 상기 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호로 출력하고, 상기 주어진 픽셀의 채도 값이 상기 색역 범위 정보에 가깝지 않으면 상기 주어진 픽셀의 채도값이 유지되도록 상기 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 출력할 수 있다.
상기 이미지 향상 장치는, 스킨 톤 영역에서 상기 주어진 픽셀의 휘도 및 채도가 유지되도록 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호 및 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호에 대한 이미지 향상을 적응적으로 처리하는 색상 적응 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 색상 적응 처리부는 상기 스킨 톤 영역을 고려한 색상에 적응적인 가중치를 이용하여 상기 이미지 향상을 적응적으로 처리할 수 있다.
상기 색상에 적응적인 가중치는 상기 색상에 대해 비선형 특성을 갖거나 선형 특성을 가질 수 있다.
상기 색상 적응 처리부는 색역을 고려하지 않은 상기 주어진 픽셀의 이미지 향상된 휘도 신호와 색역을 고려한 이미지 향상된 휘도 신호중 하나를 이용하여 상기 스킨 톤 영역을 고려하여 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호를 출력할 수 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은, 주어진 픽셀의 휘도 및 채도에 대한 색역 범위를 검출하는 단계; 색역 매핑을 고려하여 상기 주어진 픽셀의 휘도에 따른 가중치와 채도에 따른 가중치를 각각 결정하는 단계; 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대한 색역 범위 정보 및 상기 휘도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호를 생성하는 단계; 상기 주어진 픽셀의 채도에 대한 색역 범위 정보 및 상기 채도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 채도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 생성하는 단계를 포함하는 이미지 향상 방법를 제공한다.
상기 이미지 향상 방법은, 스킨 톤 영역을 고려한 색상에 적응적인 가중치를 결정하는 단계; 상기 스킨 톤 영역에서 상기 주어진 픽셀의 휘도 및 채도가 유지될 수 있도록 상기 가중치를 이용하여 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호와 상기 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 각각 적응적으로 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지 향상 장치의 기능 블록 도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 향상 장치는 이미지 향상(image enhancement)부(101), 색역 범위 검출(color gamut range detection)부(102), 휘도 적응(luminance adaptation) 처리부(103), 채도 적응(saturation adaptation) 처리부(104), 색상 적응(Hue adaptation) 처리부(105)를 포함한다.
이미지 향상부(101)는 기존의 일반적인 이미지 향상 알고리즘을 이용하여 입력되는 휘도 신호에 대한 이미지 향상 처리를 하고, 이미지 향상된 휘도 신호(Yenh)를 출력한다.
색역 범위 검출부(102)는 입력되는 채도(saturation) 신호(C)와 색상(Hue) 신호(H)를 이용하여 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 휘도의 최대 값(Ymax)과 최소 값(Ymin) 및 색차 신호(chrominance signal)의 최대 값(Cmax)과 최소값(Cmin )을 검출한다. 주어진 픽셀에 대한 색역 범위 검출 방법은 기존에 사용되고 있는 알고리즘을 이용한다.
휘도 적응 처리부(103)는 색역 매핑을 고려하여 이미지 향상된 휘도 신호(YYA)를 출력한다. 즉, 휘도 적응 처리부(103)는 주어진 픽셀의 휘도(Y) 값과 색역범위 검출부(102)로부터 제공되는 색역(color gamut)이 허용하는 휘도 신호의 최대값(Ymax)간의 관계 또는 주어진 픽셀의 휘도(Y) 값과 색역 범위 검출부(102)로부터 제공되는 색역이 허용하는 휘도 신호의 최소 값(Ymin)간의 관계를 고려하여 출력될 휘도 신호(YYA)를 적응적으로 결정한다.
예를 들어 주어진 픽셀의 휘도(Y) 값과 색역 범위 검출부(102)로부터 제공되는 색역이 허용하는 휘도 신호의 최대 값(Ymax)간의 관계를 고려하는 경우에, 휘도 적응 처리부(103)는 주어진 픽셀의 휘도(Y) 값이 상기 최대값(Ymax)에 가까우면, 출력될 휘도신호(YYA)로 최대값(Ymax)을 결정하고, 주어진 픽셀의 휘도(Y) 값이 상기 최대 값(Ymax)에 가깝지 않으면, 출력될 휘도 신호(YYA)로 이미지 향상부(101)로부터 제공되는 이미지 향상된 휘도 신호(Yenh)의 값을 결정한다.
이와 같이 휘도신호를 적응적으로 처리하기 위하여, 휘도 적응 처리부(103)는 색역 매핑을 고려하여 입력되는 휘도에 따른 가중치(weight)를 결정하고, 수학식 1과 같이 연산한다.
YYA = weight ×Yenh +(1-weight)×Ymax
수학식 1은 주어진 픽셀의 휘도(Y)와 상기 최대값(Ymax)간의 관계를 고려한 경우이다. 수학식 1에서 YYA는 색역 매핑을 고려하여 이미지 향상된 휘도 신호이다. weight는 색역 매핑을 고려한 입력 휘도에 따른 가중치이다. Yenh는 이미지 향상부(101)로부터 제공되는 이미지 향상된 휘도신호이다. Ymax는 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 휘도의 최대 값이다.
수학식 1에서 사용되는 가중치 값을 구하기 위한 함수는 도 2와 같이 비 선형(non-linear) 특성을 갖도록 정의될 수 있다. 그러나, 상기 가중치 값을 구하기 위한 함수는 선형(linear) 특성을 갖도록 정의될 수도 있다. 이러한 특성은 사용자 또는 설계자가 주관적으로 설정할 수 있다.
휘도 적응 처리부(103)는 주어진 픽셀의 휘도(Y)와 색역 범위 검출부(102)로부터 제공되는 상기 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 휘도의 최대값(Ymax)/최소값(Ymin )간의 관계를 고려하여 적응적으로 이미지가 향상된 휘도신호를 출력할 수 있다. 이러한 경우에도 이미지 향상된 휘도 신호를 적응적으로 출력하기 위하여 휘도 적응 처리부(103)는 상술한 바와 같이 색역 매핑을 고려하여 입력되는 휘도에 따른 가중치(weight)를 결정하고, 결정된 가중치와 이미지 향상된 휘도 신호(Yenh) 및 최대값(Ymax)/최소값(Ymin)을 소정의 연산 식에 의해 연산하여 적응적으로 이미지 향상된 휘도신호(YYA)를 출력한다.
휘도 적응 처리부(103)에서 색역 범위 검출부(102)로부터 제공되는 최대값(Ymax)을 이용할지 최소값(Ymin)을 이용할지는 입력되는 휘도 신호(Y)와 이미지 향상부(101)로부터 제공되는 이미지 향상된 휘도신호(Yenh)간의 관계를 고려하여 결정될 수 있다.
채도 적응 처리부(104)는 주어진 픽셀의 채도 신호(C)의 값과 색역 범위 검출부(102)로부터 제공되는 색역이 허용하는 최대 값(Cmax) 또는 최소값(Cmin)간의 관계를 이용하여 색역 매핑이 고려된 이미지 향상된 채도 신호(CCA)를 출력한다.
예를 들어 주어진 픽셀의 채도 신호(C)와 색역이 허용하는 최대값(Cmax)간의 관계를 고려할 경우에, 채도 적응 처리부(104)는 주어진 픽셀의 채도 신호(C)가 상기 최대값(Cmax)에 가까우면, 상기 이미지 향상된 채도 신호(CCA)로 상기 최대값(Cmax)을 결정한다. 반면에 상기 주어진 픽셀의 채도 신호(C)가 상기 최대값에 가깝지 않으면, 채도 적응 처리부(104)는 상기 이미지 향상된 채도 신호(CCA)로 상기 주어진 픽셀의 채도 신호(C) 값이 유지되도록 결정한다.
이와 같이 처리하기 위하여, 채도 적응 처리부(104)는 도 3과 같이 정의된 가중치 값과 주어진 픽셀의 채도 신호(C) 및 상기 최대값(Cmax)을 수학식 2와 같이 연산하여 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호(CCA)를 출력한다.
CCA=weight×C+(1-weight)×Cmax
수학식 2에서 CCA는 색역 매핑을 고려하여 적응적으로 이미지 향상된 채도신호이다. weight는 색역 매핑을 고려한 입력 픽셀의 채도 신호(C)에 따른 가중치이다. C는 입력 픽셀의 채도신호이다. Cmax는 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 채도의 최대 값이다.
채도 적응 처리부(104)는 주어진 픽셀의 채도(C)와 색역 범위 검출부(102)로부터 제공되는 상기 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 채도의 최대값(Cmax)/최소값(Cmin )간의 관계를 고려하여 적응적으로 이미지가 향상된 채도신호(CCA)를 출력할 수 있다. 이러한 경우에도 이미지 향상된 채도 신호를 적응적으로 출력하기 위하여 채도 적응 처리부(104)는 상술한 바와 같이 색역 매핑을 고려하여 입력되는 채도에 따른 가중치(weight)를 결정하고, 결정된 가중치와 입력 픽셀의 채도(C) 및 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 채도의 최대값(Cmax)/최소값(Cmin)을 소정의 연산 식에 의해 연산하여 적응적으로 이미지 향상된 채도신호(CCA)를 출력한다.
채도 적응 처리부(104)에서 색역 범위 검출부(102)로부터 제공되는 최대값(Cmax)을 이용할지 최소값(Cmin)을 이용할지는 입력되는 채도 신호(C)와 색상 신호(H)간의 관계를 고려하여 결정될 수 있다.
색상 적응 처리부(105)는 휘도 적응 처리부(103)로부터 제공되는 주어진 픽셀의 휘도(Y), 이미지 향상된 휘도(Yenh), 적응적으로 이미지 향상된 휘도(YYA)와 채도 적응 처리부(104)로부터 제공되는 주어진 픽셀의 채도(C), 색상(H) 및 적응적으로 이미지 향상된 채도(CCA)를 이용하여 스킨 톤 영역을 고려한 이미지 향상된 휘도(YHA)와 채도(CHA)를 각각 출력한다.
일반적으로 이미지 향상 알고리즘을 칼라 이미지에 적용할 경우 색차 성분이 변하지 않아도 휘도가 변함에 따라 색이 어두워지거나 밝아지면서 이미지의 주간적인 질(subjective quality)이 변할 수 있다. 따라서 이미지 향상 알고리즘을 칼라 이미지에 적용할 경우에 스킨 톤에 해당하는 칼라에 대해서 휘도를 조정하지 않을 필요가 있다. 또한, 휘도와 마찬가지로 스킨 톤에 해당하는 영역에 대해 채도도 유지시킬 필요가 있다.
색상 적응 처리부(105)는 상술한 사항을 고려하여 스킨 톤 영역에서 휘도와 채도를 유지시키는 역할을 한다. 도 4는 스킨 톤 영역에서 휘도와 채도를 유지하기 위하여 사용되는 가중치 값에 대한 함수 예이다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 가중치는 채도 적응 처리부(104)로부터 제공되는 색상신호(H)에 의해 결정될 수 있다. 도 4는 스킨 톤 영역에서 가중치가 0에 가까운 값을 갖는 경우이다.
색상 적응 처리부(105)는 도 4에 도시된 바와 같은 함수를 토대로 가중치가 결정되면, 스킨 톤 영역에서 휘도를 유지시키기 위하여 수학식 3과 같은 연산을 수행할 수 있다.
YHA=(1-weight)×Y+weight×Yenh
수학식 3에서 YHA는 스킨 톤 영역을 고려하여 적응적으로 이미지 향상된 휘도이다. weight는 스킨 톤 영역을 고려한 색상에 적응적인 가중치이다. Y는 입력 픽셀의 휘도이다. Yenh는 이미지 향상부(101)로부터 제공되는 이미지 향상된 휘도이다.
그러나, 수학식 3에 의한 연산 처리는 색역을 고려하지 않은 경우이다. 만약 색역을 고려한 이미지 향상 알고리즘을 적용할 경우에 색상 적응 처리부(105)는 수학식 3의 Yenh를 YYA로 교체하여 연산을 수행할 수 있다.
또한, 스킨 톤 영역을 고려하여 채도를 유지시키기 위하여, 색상 적응 처리부(105)는 상기 휘도에서 사용된 가중치와 동일한 가중치와 입력 픽셀의 채도신호(C) 및 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호(CCA)를 이용하여 수학식 4와 같은 연산을 수행한다.
CHA=(1-weight)×C+weight × CCA
수학식 4에서 CHA는 스킨 톤 영역을 고려하여 이미지 향상된 채도이다. weight는 스킨 톤영역을 고려한 색상(Hue)에 적응적인 가중치이다. C는 입력 픽셀의 채도이다. CCA는 색역 매핑을 고려하여 적응적으로 이미지 향상된 채도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이미지 향상 방법의 동작 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 제 501 단계에서 주어진 픽셀에 대한 색역 범위를 검출한다. 주어진 픽셀에 대한 색역 범위 검출은 도 1의 색역 범위 검출부(102)에서 언급한 바와 같이 기존의 색역 범위 검출 알고리즘을 사용한다. 이에 따라 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 휘도의 최대값(Ymax), 휘도의 최소값(Ymin), 채도의 최대값(Cmax) 및 채도의 최소값(Cmin)이 얻어진다.
제 502 단계에서 색역 매핑을 고려하여 주어진 픽셀의 휘도에 따른 가중치 및 채도에 따른 가중치를 각각 결정한다. 가중치 결정은 도 1의 휘도 적응 처리부(103) 및 채도 적응 처리부(104)에서 설명한 바와 같이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 함수를 이용하여 결정될 수 있다.
제 503 단계에서 색역 매핑을 고려하여 주어진 픽셀에 대해 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호(YYA)를 생성한다. 즉, 제 502 단계에서 결정된 휘도에 따른 가중치와 이미지 향상된 휘도신호(Yenh) 및 주어진 픽셀의 휘도에 대한 색역 범위 정보(Ymax 또는 Ymin)를 이용하여 수학식 1과 같이 연산하여 색역 매핑을 고려한 이미지 향상된 휘도 신호 YYA를 생성한다.
제 504 단계에서 색역 매핑을 고려하여 주어진 픽셀에 대해 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호 CCA를 생성한다. 즉, 제 502 단계에서 결정된 채도에 따른 가중치, 주어진 픽셀의 채도 신호 및 주어진 픽셀의 채도에 대한 색역 범위 정보(Cmax 또는 Cmin)를 이용하여 수학식 2와 같이 연산하여 색역 매핑을 고려한 이미지 향상된 채도 신호 CCA를 생성한다.
제 505 단계에서 주어진 픽셀에 대해 스킨 톤 영역을 고려한 색상(Hue)에 적응적인 가중치를 결정한다. 이 때 가중치는 도 4에 도시된 함수에 의할 수 있다.
제 506 단계에서 스킨 톤 영역에서 휘도 및 채도가 유지될 수 있도록 휘도 및 채도에 대한 이미지 향상을 적응적으로 처리한다. 즉, 도 1의 색상 적응 처리부(105)에서 설명한 바와 같은 방식으로 휘도의 경우에는 색역을 고려한 이미지 향상 알고리즘에 의한 휘도 신호(YYA)와 색역을 고려하지 않은 이미지 향상 알고리즘에 의한 휘도신호(Yenh)를 선택적으로 이용하여 해당되는 스킨 톤 영역을 고려한 이미지 향상된 휘도신호(YHA)를 생성한다. 채도의 경우에는 색역을 고려한 이미지 향상 알고리즘에 의한 채도 신호(CCA)를 이용하여 스킨 톤 영역을 고려한 이미지 향상된 채도 신호(CHA)를 생성한다. 상기 휘도 신호 YHA는 수학식 3과 같은 연산을 통해 생성되고, 상기 채도 신호 CHA는 수학식 4와 같은 연산을 통해 생성된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 색역 매핑을 할 때, 색역 매핑을 고려한 입력 휘도에 따른 가중치를 이용함으로써, 색역 경계를 기준으로 색역 밖의 비슷한 칼라들이 같은 칼라로 매핑됨에 따라 윤곽이 사라지는 현상을 방지할 수 있어 이미지 처리 시스템(또는 영상 기기)상에 디스플레이 되는 영상의 질을 향상시킬 수 있다.
또한, 입력되는 영상신호의 휘도가 증가할 경우에, 색역(color gamut)을 고려하여 색채 성분(chromatic component)을 증가시켜 화질 향상 알고리즘이 적용된 영상이 입력되는 영상에 비해 색이 바래 보이는 현상을 방지할 수 있다.
그리고, 본원 발명은 입력되는 영상신호의 스킨 톤 영역에서 휘도 및 채도가 그대로 유지될 수 있도록 이미지 향상 처리를 적응적으로 수행함으로써, 이미지 향상 처리로 인하여 출력되는 인간의 시각적 특성에 민감한 영상신호의 스킨 톤 변화에 대한 사용자의 거부감을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술하는 청구범위로 정해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지 향상 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휘도 적응 처리부에서 사용되는 가중치에 대한 함수 예이다.
도 3은 도 1에 도시된 채도 적응 처리부에서 사용되는 가중치에 대한 함수 예이다.
도 4는 도 1에 도시된 색상 적응 처리부에서 스킨 영역을 고려한 휘도 및 채도 적응 처리시 사용되는 가중치에 대한 함수 예이다.
도 5는 본 발명에 따른 이미지 향상 방법의 동작 흐름도이다.

Claims (17)

  1. 주어진 픽셀에 대한 색역 범위를 검출하는 색역 범위 검출부;
    상기 색역 범위 검출부로부터 제공되는 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대한 색역 범위 정보와 색역 매핑을 고려한 상기 주어진 픽셀의 휘도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호를 출력하는 휘도 적응 처리부를 포함하는 이미지 향상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도에 대한 색역 범위 정보는 상기 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 휘도의 최대값과 최소값중 하나인 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 휘도에 따른 가중치는 상기 휘도의 최대값 또는 최소값에 대해 비선형 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 휘도에 따른 가중치는 상기 휘도의 최대값 또는 최소값에 대해 선형 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도 적응 처리부는 상기 주어진 픽셀의 휘도 값이 상기 색역 범위 정보에 가까우면 상기 색역 범위 정보를 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호로 출력하고, 상기 주어진 픽셀의 휘도 값이 상기 색역 범위 정보에 가깝지 않으면 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대해 이미지 향상된 휘도 신호를 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 향상 장치는,
    상기 색역 범위 검출부로부터 제공되는 상기 주어진 픽셀의 채도에 대한 색역 범위 정보와 상기 색역 매핑을 고려한 상기 주어진 픽셀의 채도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 채도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 출력하는 채도 적응 처리부를 더 포함하는 이미지 향상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 채도에 대한 색역 범위 정보는 주어진 픽셀이 표현할 수 있는 채도의 최대값과 최소값중 하나인 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 채도에 따른 가중치는 상기 채도의 최대값 또는 최소값에 대해 비선형 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 채도에 따른 가중치는 상기 채도의 최대값 또는 최소값에 대해 선형 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 채도 적응 처리부는 상기 주어진 픽셀의 채도 값이 상기 색역 범위 정보에 가까우면 상기 색역 범위 정보를 상기 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호로 출력하고, 상기 주어진 픽셀의 채도 값이 상기 색역 범위 정보에 가깝지 않으면 상기 주어진 픽셀의 채도값이 유지되도록 상기 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 이미지 향상 장치는,
    스킨 톤 영역에서 상기 주어진 픽셀의 휘도 및 채도가 유지되도록 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호 및 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호에 대한 이미지 향상을 적응적으로 처리하는 색상 적응 처리부를 더 포함하는 이미지 향상 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 색상 적응 처리부는 상기 스킨 톤 영역을 고려한 색상에 적응적인 가중치를 이용하여 상기 이미지 향상을 적응적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 색상에 적응적인 가중치는 상기 색상에 대해 비선형 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 색상에 적응적인 가중치는 상기 색상에 대해 선형 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 색상 적응 처리부는 색역을 고려하지 않은 상기 주어진 픽셀의 이미지 향상된 휘도 신호와 색역을 고려한 이미지 향상된 휘도 신호중 하나를 이용하여 상기 스킨 톤 영역을 고려하여 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 향상 장치.
  16. 주어진 픽셀의 휘도 및 채도에 대한 색역 범위를 검출하는 단계;
    색역 매핑을 고려하여 상기 주어진 픽셀의 휘도에 따른 가중치와 채도에 따른 가중치를 각각 결정하는 단계;
    상기 주어진 픽셀의 휘도에 대한 색역 범위 정보 및 상기 휘도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 휘도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호를 생성하는 단계;
    상기 주어진 픽셀의 채도에 대한 색역 범위 정보 및 상기 채도에 따른 가중치를 이용하여 상기 주어진 픽셀의 채도에 대해 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 생성하는 단계를 포함하는 이미지 향상 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 이미지 향상 방법은,
    스킨 톤 영역을 고려한 색상에 적응적인 가중치를 결정하는 단계;
    상기 스킨 톤 영역에서 상기 주어진 픽셀의 휘도 및 채도가 유지될 수 있도록 상기 가중치를 이용하여 상기 적응적으로 이미지 향상된 휘도 신호와 상기 적응적으로 이미지 향상된 채도 신호를 각각 적응적으로 처리하는 단계를 더 포함하는 이미지 향상 방법.
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CN111612702A (zh) * 2020-04-07 2020-09-01 杭州电子科技大学 一种颜色迁移的中性色矫正后处理方法

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