KR20070038687A - 고해상도 모드에서 화질이 개선되는 화상처리장치 및화상처리방법 - Google Patents

고해상도 모드에서 화질이 개선되는 화상처리장치 및화상처리방법 Download PDF

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KR20070038687A
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Abstract

본 발명은 화상처리방법 및 화상처리장치에 관한 것으로서, 상기 화상처리방법은, 연속계조화상을 이루는 복수의 화소 중 일부를 샘플링하는 단계와; 상기 샘플링된 화소에 대하여, 밝기가 높은 복수의 화소 상호간 및 밝기가 낮은 복수의 화소 상호간 거리 분포가 균일하도록 이진문턱값을 생성하는 단계와; 상기 이진문턱값에 기초하여 상기 복수의 화소의 화소값을 이진화하는 단계와; 상기 이진화된 화소값에 기초하여 오차를 산출하는 단계와; 상기 산출된 오차에 기초하여 다음에 이진화할 상기 화소의 화소값을 수정하는 단계를 포함한다. 이에 의하여, 모든 계조에 대하여 특정패턴에 의한 화질의 저하를 방지할 수 있다.
화상, 처리, 하프토닝, 잡음, 거리

Description

고해상도 모드에서 화질이 개선되는 화상처리장치 및 화상처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING IMAGE WITH ENHANCED QUALITY IN HIGH RESOLUTION MODE}
도 1은 오차확산방법을 이용한 종래의 화상처리장치의 주요 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 화상처리장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며,
도 3은 본 실시예에 의한 화상처리장치의 전체적인 동작을 개략적으로 도시한 흐름도이며,
도 4는 본 실시예에 의한 화상처리장치의 이진화 동작을 상세히 도시한 흐름도이며,
도 5는 종래 및 본 실시예에 의한 화상처리장치의 메모리의 용량을 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 화상처리장치 110: 잡음처리부
120: 거리산출부 130: 제1연산부
140: 제2연산부 150: 이진화부
160: 제3연산부 170: 오차처리부
본 발명은 화상처리장치 및 화상처리방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 모든 계조에 대하여 특정패턴에 의한 화질의 저하를 방지할 수 있는 화상처리장치 및 화상처리방법에 관한 것이다.
화상처리장치는 문자, 사진, 그림 등의 원본화상에 대하여 프린터, 복합기 등과 같은 프린팅장치가 용지와 같은 기록매체에 프린팅을 수행하도록 화상처리를 수행한다. 이러한 화상처리장치는 컴퓨터시스템 등으로 구현될 수 있다. 프린팅장치는 화상처리된 프린팅데이터에 기초하여 기록매체에 잉크, 토너 등을 분사 또는 정착시켜 원본화상에 대응하는 복수의 도트(dots)를 형성한다.
화상처리장치는 프린팅장치와 같이 흑색과 백색만을 표현할 수 있는 이진출력장치가 예컨대 256 단계의 명암이 표현될 수 있는 연속계조(continuous tone)화상을 나타낼 수 있도록 하기 위해서는 연속계조화상을 흑색과 백색만으로 구성된 이진계조화상(halftone image)으로 변환해야 한다. 이와 같이 연속계조화상을 이진계조화상으로 변환하는 기법을 하프토닝(halftoning)이라 한다.
이러한 하프토닝 기법들 중 현재 가장 널리 사용되는 오차확산(error diffusion)방법은 Floyd와 Steinberg에 의해 처음으로 제안된 방법으로서 이진화오차를 주위 화소들에 전파하여, 주위 화소 이진화 시에 고려되는 면처리(area processing) 과정을 통해 이진화오차를 평균적으로 최소화 하는 방법이다. 연속계조화상을 이진계조화상으로 변환할 때는 필연적으로 이진화오차가 발생하는데, 이진화오차를 주위 화소로 전파함으로써 이진화오차의 저주파성분을 감소시켜 저주파성분에 민감한 사람의 시각특성에 적합한 이진계조화상을 생성하도록 한다.
도 1은 Floyd와 Steinberg에 의해 처음으로 제안된 오차확산방법을 이용한 종래의 화상처리장치(1)의 주요 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화상처리장치(1)은 이진화된 이진계조화소의 화소값(b(m,n))으로부터 피드백되어 온 이진화오차(e(m,n))를 이용하여 이진화할 연속계조화소의 화소값(x(m,n))을 수정하여 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))을 출력하는 제1연산부(11), 고정된 상수(T)와 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))을 비교하여 0(검은점에 해당)또는 255(흰점에 해당)을 이진계조화소의 화소값(b(m,n))에 할당함으로써 이진화를 수행하는 이진화부(12), 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))과 이진계조화소의 화소값(b(m,n))의 차인 이진화오차(e(m,n))를 산출하는 제2연산부(13), 및 오차확산계수(w(k,l))에 기초하여 이진화오차(e(m,n))를 처리하여 다음으로 이진화할 연속계조화소의 화소값(x(m,n))을 수정하는 제1연산부(11)에 피드백하는 오차처리부(14)를 구비한다.
여기에서, 연속계조화소의 화소값(x(m,n))은 입력되는 연속계조화상의 (m,n)번째 화소값이며 이진계조화소의 화소값(b(m,n))은 0(검은색) 또는 255(흰색)의 값을 가지는 이진계조화상의 (m,n)번째 화소값이다. 오차확산계수(w(k,l))는 이진화오차(e(m,n))를 전파할 주위 화소들의 위치와 가중치를 나타내는 값이다. 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))은 이진화오차(e(m,n))의 전파에 의해 수정된 화소값을 나타낸다. 또한, 이진계조화소의 화소값(b(m,n))이 0 또는 255가 될 것인지를 결정하는 이진문턱값(T)은 고정된 상수로서 일반적으로 중간 계조인 128이 주로 사용된다.
그런데, 오차확산방법에 의하면, 특정 계조에서 검은점 또는 흰점들이 불균일하게 분포함으로 사람의 눈에 거슬리는 패턴들이 발생하게 되는 문제점이 있었으며, 특히 밝은 계조와 어두운 계조에서 나타나는 검은점 또는 흰점들의 불균일한 분포는 이진계조화상의 화질을 저하시키게 된다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 다양한 개선된 방법들이 제안되었다. 대표로는 오차확산계수의 형태와 값을 새롭게 정의하는 방법들이 있으며, 최근에는 이진문턱값을 조절하여 화상을 이진화하는 방법들이 제안되었다. 이진문턱값을 조절하는 방법으로 대표적인 것은 Eschbach가 제안한 이진문턱값 전파방법(미국특허 제5535019호)과 Marcu가 제안한 roadmap 방법(미국특허 제6160921호)을 들 수 있다.
Eschbach는 이진화오차를 전파하여 주위 화소들의 계조값을 수정하는 과정과 유사하게 이진문턱값 자취라 정의된 함수를 미리 정한 후, 이를 주위 화소로 전파하여 주위 화소 이진화 시에 사용될 이진문턱값을 변화시키는 방법을 제안하였다. Eschbach의 이진문턱값 자취방법은 이진화하는 화소의 계조값과 이진화된 결과에 따라 균일한 분포를 위해 주위 화소들에 검은점 또는 흰점이 발생하도록 이진문턱값을 조절하는 방법이다. 이 방법은 Floyd-Steinberg 오차확산방법에 비해 보다 균일한 분포를 갖는 이진계조화상을 생성한다. 하지만 이 방법에 의하면, 화상의 경 계 영역에서 불균일한 분포로 인해 검은점이 나타나지 않는 공백 영역이 발생하는 현상이 나타나는 문제점이 있다. 또한 이진문턱값을 계산하는 과정의 복잡성으로 인해 연산량이 증가하게 되는 문제점도 있다.
한편, Marcu는 이진화하는 화소의 계조값에 따라 두 가지 경우로 나누어 화상을 이진화하는 방법을 제안하였다. 이에 의하면, 우선, 균일한 분포가 중요시 되는 밝은 계조와 어두운 계조의 범위를 정한 후, 이 범위에 해당하는 화소를 이진화할 때는 roadmap 기법을 적용하고, 중간 계조를 이진화 할 때는 Floyd-Steinberg 오차확산방법을 적용하는 방법을 제안하였다. Marcu는 39 보다 낮은 계조와 216 보다 높은 계조에 대해 roadmap 기법을 적용하였다. 이진계조화상에서 균일한 분포는 밝은 계조에서 검은점들 어두운 계조에서는 흰점들의 상대적인 위치에 의해 결정된다. Marcu는 밝기에 따라 균일한 분포를 나타낼 수 있는 검은점들 간 또는 흰점들 간의 상대적인 위치를 미리 정한 후 오차확산 과정에 따른 이진문턱값과의 비교없이 미리 정한 상대적인 위치에 따라 검은점 또는 흰점을 선택하여 화상을 이진화 하였다. 그러나, Marcu의 방법은, 검은점 또는 흰점들의 상대적인 위치를 판단하기 위해 이진화된 영역에 대해 검은점들과 흰점들의 위치를 저장하는 과정을 필요로 하는 문제점이 있다.
한편, 이러한 종래의 방법들 중 대표적인 Eschbach의 방법과 Marcu의 방법은 밝은 영역과 어두운 영역에서는 균일한 분포를 나타내기 위해 고안된 것으로서 밝은 영역과 어두운 영역에서 비교적 균일한 도트의 분포를 생성한다. 반면에 오차확산방법의 단점 중 하나인 중간 계조에서의 눈에 거슬리는 패턴을 감소시키지 못한 다. 이와 같은 단점으로 인해 화상의 밝기가 일정한 부분에 특정한 패턴이 나타날 경우 출력물의 시각적 화질은 크게 저하되며 밝기가 연속적으로 변화하는 영역에서 패턴이 발생할 경우 사람의 눈은 밝기가 불연속적으로 변화하는 현상으로 인지하게 된다. 따라서 이진화상의 화질을 향상시키기 위해서는 모든 밝기에서 눈에 거슬리는 패턴이 발생하지 않는 이진화 방법이 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모든 계조에 대하여 특정패턴에 의한 화질의 저하를 방지할 수 있는 화상처리장치 및 화상처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 적은 계산량으로 높은 화질을 얻을 수 있는 화상처리장치 및 화상처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 적은 메모리를 이용하여 고해상도 화상의 이진화를 구현할 수 있는 화상처리장치 및 화상처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 화상처리방법에 있어서, 연속계조화상을 이루는 복수의 화소 중 일부를 샘플링하는 단계와; 상기 샘플링된 화소에 대하여, 밝기가 높은 복수의 화소 상호간 및 밝기가 낮은 복수의 화소 상호간 거리 분포가 균일하도록 이진문턱값을 생성하는 단계와; 상기 이진문턱값에 기초하여 상기 복수의 화소의 화소값을 이진화하는 단계와; 상기 이진화된 화소값에 기초하여 오차를 산출하는 단계와; 상기 산출된 오차에 기초하여 다음에 이진화할 상기 화소 의 화소값을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법을 제공한다.
상기 이진문턱값을 생성하는 단계는, 상기 샘플링된 화소와 가장 가까운 검은점 또는 흰점에 대응하는 화소의 위치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 이진문턱값을 생성하는 단계는, 상기 산출된 2이상의 화소의 위치를 평균하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 이진문턱값을 생성하는 단계는, 상기 산출된 화소의 위치를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 화상처리장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 본 실시예의 화상처리장치(100)는 입력되는 문자, 사진, 그림 등의 원본이미지에 대하여 소정의 프린팅장치가 용지와 같은 기록매체에 프린팅을 수행하도록 이미지처리를 수행한다. 프린팅장치는 이미지처리된 원본이미지의 프린팅데이터에 기초하여 기록매체에 잉크, 토너 등을 분사 또는 정착시켜 원본이미지에 대응하는 복수의 도트(dots)를 형성한다. 본 실시예의 프린팅장치는 프린터, 복합기 등으로 구현될 수 있으며, 프린팅장치가 이미지를 형성하는 방식으로는 잉크젯 방식, 레이저 방식 등을 포함한다.
화상처리장치(100)는 프린팅장치가 기록매체의 어느 영역에 잉크, 토너 등을 분사 또는 정착시켜 도트를 형성할 것인지를 결정할 수 있도록, 연속계조화상을 프린팅이 가능한 형태의 이진계조화상으로 변환한다. 화상처리장치(100)는 이진화 처리 시 이진문턱값(threshold value)을 변화시켜 이진화상의 화질 개선을 통해 디지 털 프린팅된 출력물의 화질을 개선한다. 본 실시예의 화상처리장치(100)는 저장된 거리 맵(map)을 이용한 거리계산과정을 통해 밝은 영역과 어두운 영역에서 점들이 균일하게 분포토록 함과 동시에, 잡음 행렬을 이용하여 계산량의 증가 없이 눈에 거슬리는 패턴을 저감시킨다. 특히 화상처리장치(100)는 고해상도 화상에 대해 거리 맵 정보를 적게 사용하는 방법을 제공하여 적은 메모리로 고화질의 출력 영상을 얻을 수 있도록 한다.
본 실시예의 화상처리장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 잡음처리부(110), 거리산출부(120), 제1연산부(130), 제2연산부(140), 이진화부(150), 제3연산부(160) 및 오차처리부(170)를 포함한다.
거리산출부(120)는 이진문턱값을 결정하기 위하여 화상의 밝기에 따라 가장 가까운 검은점 또는 흰점과의 거리가 이상적인 거리가 되도록 이진문턱값 변화량(t(m,n))을 계산한다. 거리산출부(120)는 이진화할 화소에서 가장 가까운 검은점과 흰점과의 거리를 계산하기 위하여, 검은점과 흰점의 2차원 위치를 저장하고 유클리드 거리를 계산함에 있어서, ＂거리 제약에 따른 이진 영상의 균일 분포를 위한 오차확산 방법(대한민국특허출원 제99-53325호, 이하 ＂인용발명＂이라고도 함)＂에 개시되어 있는 기법(이하, ＂거리 맵 기법＂이라고도 함)을 일실시예로 이용할 수 있다.
잡음처리부(110)는 이진문턱값에 부가될 32x32 크기의 잡음 행렬(n(m,n))을 생성한다. 제1연산부(130)는 이진문턱값 변화량(t(m,n))과 잡음 행렬(n(m,n))을 더하는 연산을 수행하여 이진화부(150)에 전달한다.
제2연산부(140)는 이진화할 연속계조화소의 화소값(x(m,n))을 입력 받아, 오차처리부(170)를 통하여 피드백되어 온 이진화오차(e(m,n))를 이용하여 연속계조화소의 화소값(x(m,n))을 수정하여 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))을 출력한다. 연속계조화소의 화소값(x(m,n))은 입력되는 연속계조화상의 (m,n)번째 화소값이다.
이진화부(150)는 이진문턱값 변화량(t(m,n))과 잡음 행렬(n(m,n))을 이용하여 이진문턱값(T(m,m))을 생성하고, 생성된 이진문턱값(T(m,m))과 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))을 비교하여 0(검은점에 해당)또는 255(흰점에 해당)를 수정된 이진계조화소의 화소값(b(m,n))에 할당함으로써 이진화를 수행한다. 이진계조화소의 화소값(b(m,n))은 0(검은색) 또는 255(흰색)의 값을 가지는 이진계조화상의 (m,n)번째 화소값이다. 제3연산부(160)는 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))과 이진계조화소의 화소값(b(m,n))의 차인 이진화오차(e(m,n))를 산출한다. 오차처리부(170)는 오차확산계수(w(k,l))에 기초하여 이진화오차(e(m,n))를 처리하여 다음으로 이진화할 연속계조화소의 화소값(x(m,n))을 수정하는 제2연산부(140)에 피드백한다. 오차확산계수(w(k,l))는 이진화오차(e(m,n))를 전파할 주위 화소들의 위치와 가중치를 나타내는 값이다.
도 3은 본 실시예에 의한 화상처리장치(100)의 전체적인 동작을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 화상처리장치(100)는 연속계조화소를 입력 받으면(S110), 연속계조화소를 이진화하는데 필요한 이진문턱값을 생성한다(S120). 화상처리장치(100)는 밝기가 높은 복수의 화소 상호간 및 밝기가 낮은 복수의 화소 상호간 거리 분포가 균일하도록 이진문턱값을 생성한다. 화상처리장치(100)는 생성된 이진문턱값에 소정의 잡음값을 부가한다(S130). 이 경우 화상처리장치(100)는 32x32 크기의 잡음행렬을 이용하여 잡음값을 부가한다.
한편, 화상처리장치(100)는 이진화의 전과 후에 각각 대응하는 연속계조화소와 이진계조화소의 화소값의 차를 오차로 산출하며(S170), 산출된 오차에 기초하여 소정의 가중치를 부여하여 이진화할 연속계조화소의 화소값을 수정한다(S140). 화상처리장치(100)는 수정된 연속계조화소에 대하여 잡음값이 부여된 이진문턱값에 기초하여 이진화를 수행한다(S150). 화상처리장치(100)는 모든 화소에 대하여 이진화가 처리되었는지 여부를 확인하고(S160), 아직 완료되지 않은 것으로 판단하면, 이진화의 전과 후에 각각 대응하는 연속계조화소와 이진계조화소의 화소값의 차를 오차로 산출하고(S170), 이진문턱값을 생성하는 단계(S120)로 돌아간다. 화상처리장치(100)는 모든 화소에 대하여 이진화가 처리된 것으로 판단하면(S160), 동작을 종료한다.
도 4는 본 실시예에 의한 화상처리장치(100)의 이진화 동작을 상세히 도시한 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 거리산출부(120)는 이진화할 연속계조화소의 화소값(x(m,n))이 주어지면(S201), 하기 [수학식1]에 기초하여 연속계조화소의 화소값(x(m,n))에 대응하는 이진문턱값의 변화량(t(m,n))을 산출한다.
[수학식1]
이진문턱값의 변화량(t(m,n))=가중치(Ax)*(실제 최소거리(dmin)-이상적인 거리(
Figure 112005056533506-PAT00001
))
여기에서, 실제 최소거리(dmin)는 격자 상에서 당해 화소에서 가장 가까운 검은점 또는 흰점까지의 실제 거리로서, 거리산출부(120)에 의해 산출되는 값이며, 이상적인 거리(
Figure 112005056533506-PAT00002
)는 검은점들 간 또는 흰점들 간의 이상적인 거리로서 연속계조화소의 화소값(x(m,n))에 대응하는 값이다. 또한, 가중치(Ax)는 실제 최소거리(dmin)와 이상적인 거리(
Figure 112005056533506-PAT00003
)의 차에 대한 가중치로서, 연속계조화소의 화소값(x(m,n))에 대응하는 값이다. 이상적인 거리(
Figure 112005056533506-PAT00004
) 및 가중치(Ax)는 LUT(lookup table)의 형태로 미리 저장되어 있을 수 있다.
거리산출부(120)는 연속계조화소의 화소값(x(m,n))을 127과 비교하여(S204), 연속계조화소의 화소값(x(m,n))이 127보다 큰 것으로 판단되는 경우(밝은 영역), 당해 화소에서 가장 가까운 검은점과의 거리를(S205), 127보다 크지 않은 것으로 판단되는 경우(어두운 영역), 당해 화소에서 가장 가까운 흰점과의 거리를 거리 맵으로부터 계산한다(S209).
거리산출부(120)는 LUT(lookup table)을 참조하여 연속계조화소에 대응하는 가중치(Ax) 및 이상적인 거리(
Figure 112005056533506-PAT00005
)를 읽어 내어(S202 및 S203), 실제 최소거리(dmin)와 이상적인 거리(
Figure 112005056533506-PAT00006
)의 차를 계산하고, 가중치(Ax)를 부여하여 이진문턱값의 변화량(t(m,n))을 산출한다(S207 및 S210).
한편, 잡음처리부(110)는 특정 패턴의 발생을 감소시키기 위한 잡음값을 생성한다(S208 및 S211). 잡음처리부(110)는, x(m,n)의 화소값을 가지는 연속계조화소에 대한 잡음값(n(m,n))을 하기 [수학식2]에 의해 산출한다.
[수학식2]
n(m,n)=[N(a1,b1)-N(a2,b2)]/8
여기에서, N(a1,b1) 및 N(a2,b2)은 각각 미리 정의한 잡음행렬이다. 본 발명에서는 편의상 32*32 크기의 잡음 행렬을 사용하였다. 이 경우, 이진화되는 화소에서 가장 가까운 검은점 또는 흰점의 위치를 (m-m0,n-n0)이라 하면, a1, b1, a2 및 b2는 하기 [수학식3] 내지 [수학식6]에 의해 각각 계산된다.
[수학식3]
a1=m mod 32
[수학식4]
b1=n mod 32
[수학식5]
a2=(m-m0) mod 32
[수학식6]
b2=(n-n0) mod 32
이 경우, 잡음행렬 N은 1~254 사이의 값을 가진다.
한편, 오차처리부(170)는 이진화오차(e(m,n))에 오차확산계수(w(k,l))를 부여하여 오차를 처리하고, 제2연산부(140)는 처리된 오차를 이진화할 연속계조화소의 화소값(x(m,n))에 더하여 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))을 산출한다(S212).
다음으로, 이진화부(150)는 산출된 이진문턱값의 변화량(t(m,n)) 및 잡음값 (n(m,n))을 이용하여 하기 [수학식7]에 의해 이진문턱값(T(m,n))을 산출한다(S213).
[수학식7]
T(m,n)=128+t(m,n)+n(m,n)+d(m,n)
이진화부(150)는 산출된 이진문턱값(T(m,n))과 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))을 비교하여(S214), 연속계조화소의 화소값(u(m,n))이 큰 것으로 판단하는 경우, (m,n)번째 화소를 흰점으로 이진화하며, 이진계조화소의 화소값(b(m,n))에 255를 할당한다(S215). 이 경우, 제3연산부(160)는 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))에 이진계조화소의 화소값(b(m,n))인 255를 뺀 값의 이진화오차(e(m,n))를 산출한다.
또는, 이진화부(150)는 연속계조화소의 화소값(u(m,n))이 산출된 이진문턱값(T(m,n))보다 크지 않은 것으로 판단하는 경우, (m,n)번째 화소를 검은점으로 이진화하며, 이진계조화소의 화소값(b(m,n))에 0을 할당한다(S216). 이 경우, 제3연산부(160)는 수정된 연속계조화소의 화소값(u(m,n))을 이진화오차(e(m,n))로서 출력한다.
다음으로, 화상처리장치(100)는 화소의 위치와 거리에 대한 정보를 갱신하고(S217) 다음의 연속계조화소에 대하여 이진화 동작을 반복한다.
상기한 바와 같이, 본 실시예의 화상처리장치(100)에 의하면, 연속계조화상에서 이진계조화상으로의 변환이 수행되는 하프토닝을 수행하는 때, 사람의 눈에 거슬리는 패턴을 최소화하여 출력되는 화상의 화질을 향상시킬 수 있다. 특히, 오 차확산 방법에 의해 이진화되는 검은점과 흰점의 위치를 고려하여 잡음의 크기가 결정되도록 함으로써, 잡음에 의한 패턴이 이진계조화상에 반영되는 영향을 최소화한다.
한편, 상기한 바와 같이, 화상처리장치(100)는 이진화오차(e(m,n))를 계산한 후 오차확산계수(w(k,l))를 이용하여 다음에 이진화할 화소들로 오차를 전파하여 주위 화소들의 화소값을 수정한다. 이 경우, 화상처리장치(100)는 화소들 간의 거리를 계산하기 위하여, 검은점 및 흰점들의 위치정보를 저장하는 것이 바람직하다.
종래, 거리 맵 기법에 의한 이진화 과정에서의 연산에는 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 오차에 관한 정보가 저장되는 오차메모리(51a), 거리 계산에 필요한 화소의 위치 및 거리에 관한 정보(이하, ＂거리 맵 정보＂라고도 함)가 저장되는 거리 맵 메모리(52a) 및 입력되는 화소의 화소값이 저장되는 입력데이터메모리(53a)가 필요하였다. 이 경우, 라인의 크기가 크면 클수록 각 메모리의 용량은 증가하게 된다.
이에 대하여, 본 실시예의 화상처리장치(100)의 거리산출부(120)는 거리 맵 정보의 저장 시, 화소의 위치에 있어서, 짝수 화소에서 발생한 거리 맵 정보만 저장하고 홀수 화소에서 발생한 거리 맵 정보는 버릴 수 있다. 즉, 거리산출부(120)는 거리 맵 정보를 샘플링하여 선택적으로 저장할 수 있다. 이 경우, 거리산출부(120)는 화소 간의 거리를 계산함에 있어서, 거리 맵 정보를 두 화소마다 1번씩 읽어 거리 맵 정보를 갱신하기 전의 최신 거리 맵 정보와 평균값을 취하여 사용할 수 있다.
이에 대응하여, 본 실시예의 화상처리장치(100)는, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 오차에 관한 정보가 저장되는 오차메모리(51b), 거리 맵 정보가 저장되는 거리 맵 메모리(52b) 및 입력되는 화소의 화소값이 저장되는 입력데이터메모리(53b)를 더 포함한다. 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 거리 맵 메모리(52b)는 종래의 거리 맵 메모리(52a)에 비하여 메모리의 용량이 현저하게 줄어든 것을 알 수 있다.
따라서 본 실시예의 화상처리장치(100)에 의하면, 화상의 하프토닝을 수행함에 있어서 메모리의 용량을 크게 감소시킬 수 있다. 특히, 고해상도 영상 처리시 거리 맵 메모리가 라인 크기만큼 사용되는 것을 개선시키기 위하여, 거리 맵 정보 저장 시 샘플링을 통해 메모리의 용량을 현저히 감소시킴으로써, 고화질의 시스템을 저렴하게 구성할 수 있도록 한다. 또한, 메모리 액세스 횟수가 절반으로 떨어지게 되어 메모리 사용에 의한 버스 점유율을 감소시켜 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 거리 맵 정보에 의한 화소 간 거리의 왜곡은 화소 당 유클리드 거리값으로 '1' 정도이며, 이러한 왜곡의 정도는 이진문턱값의 형성 시 사용한 잡음값에 의해 상쇄되어 화질에 영향을 미치지 않는 것으로 실험되었다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 모든 계조에 대하여 특정패턴에 의한 화질의 저하를 방지할 수 있는 화상처리장치 및 화상처리방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 적은 계산량으로 높은 화질을 얻을 수 있는 화상처리장치 및 화상처리방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 적은 메모리를 이용하여 고해상도 화상의 이진화를 구현할 수 있는 화상처리장치 및 화상처리방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 화상처리방법에 있어서,
    연속계조화상을 이루는 복수의 화소 중 일부를 샘플링하는 단계와;
    상기 샘플링된 화소에 대하여, 밝기가 높은 복수의 화소 상호간 및 밝기가 낮은 복수의 화소 상호간 거리 분포가 균일하도록 이진문턱값을 생성하는 단계와;
    상기 이진문턱값에 기초하여 상기 복수의 화소의 화소값을 이진화하는 단계와;
    상기 이진화된 화소값에 기초하여 오차를 산출하는 단계와;
    상기 산출된 오차에 기초하여 다음에 이진화할 상기 화소의 화소값을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이진문턱값을 생성하는 단계는,
    상기 샘플링된 화소와 가장 가까운 검은점 또는 흰점에 대응하는 화소의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이진문턱값을 생성하는 단계는,
    상기 산출된 2이상의 화소의 위치를 평균하는 단계를 더 포함하는 것을 특징 으로 하는 화상처리방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이진문턱값을 생성하는 단계는,
    상기 산출된 화소의 위치를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
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