KR20100020687A - Method for compensating back light - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for compensating backlight is provided to increase the brightness value in an image block having a low brightness value. CONSTITUTION: According to each image block, a block brightness value is respectively measured(S12). The brightness values of upper and lower groups are calculated(S13), and it is judged whether or not the difference between the brightness values of the upper and lower bright values is larger than the threshold value(S14). The brightness value is increased one for the rest blocks except the blocks of the upper groups(S15). The brightness value is calculated(S16), and it is judged whether or not the difference between the bright values of the upper and lower group is same as or lower than the threshold value(S17).

Description

역광보정 방법{Method for compensating back light}Backlight Compensation Method {Method for compensating back light}

본 발명의 실시 예는 역광 보정 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a backlight correction method.

일반적으로 디지털 카메라와 같은 디지털 촬영장치를 이용하여 피사체를 촬상할 때, 촬영장치의 조리개를 통해 입사되는 외부 발광체에 대한 고휘도 레벨에 따라 자동노출(AE: Auto Exposure)을 실행한다.In general, when photographing a subject using a digital photographing apparatus such as a digital camera, auto exposure (AE) is performed according to a high brightness level of an external light emitter incident through an aperture of the photographing apparatus.

따라서 카메라모듈에서 자동노출(AE) 동작을 수행할 때 자동노출 목표값을 유지하기 위해서 영상 전반에 있는 평균 밝기값이 목표값보다 떨어질 경우 휘도(Y)값을 올려주고 목표값보다 높을 경우에는 휘도값을 낮추어서 영상의 목표 밝기값을 유지시켜서 영상 밝기를 조정한다.Therefore, in order to maintain the auto exposure target value when the camera module performs auto exposure (AE) operation, if the average brightness value in the whole image falls below the target value, the brightness (Y) value is raised. Adjust the video brightness by lowering the value to maintain the target brightness value.

이런 원리에 의해서 만약 한 영상 안에 매우 밝은 광원과 같이 휘도값이 높은 물체가 들어올 경우 영상 전체의 목표 밝기를 유지하기 위하여 한 영상 안에서 밝은 광원에 맞추다 보면 주변 영상은 어두워지게 된다. 예를 들어, 피사체 주위에 자연광 또는 형광등과 같은 외부 발광체가 있는 경우, 피사체는 외부 발광체에 의해 역광상태에 놓이게 되어 선명하지 못하고 어둡게 촬상되는 역광 현상이 발생한다.According to this principle, if an object with high luminance, such as a very bright light source, enters an image, the surrounding image becomes dark when it is matched with a bright light source within an image to maintain the target brightness of the entire image. For example, when there is an external light emitter such as natural light or a fluorescent lamp around the subject, the subject is placed in a backlight state by the external light emitter, so that a back light phenomenon occurs in which the image is not clear and dark.

상기와 같이 피사체 주변의 밝은 외부 물체로 인해 역광 현상이 발생할 경우, 밝은 광원과 어두운 주변의 영상 전체의 평균 휘도값을 취하여 전체 영상에 적용하는 역광보정 알고리즘이 적용된다. 이러한 역광보정 알고리즘은 피사체의 선명한 화질을 확보하기 위해 피사체에 대한 외부 발광체, 기타 간섭의 영향 등을 감소시켜 역광을 보정함으로써 최적의 선명도를 갖는 영상이 촬영되도록 하는 것이다.As described above, when a backlight phenomenon occurs due to a bright external object around a subject, a backlight compensation algorithm is applied to take an average luminance value of an entire image of a bright light source and a dark surrounding image and apply it to the entire image. Such a backlight compensation algorithm is to reduce the effects of external illuminators and other interference on the subject in order to secure a clear image quality of the subject to correct the backlight so that an image having an optimal sharpness is photographed.

그런데, 이러한 역광보정 알고리즘은 영상 전체의 평균값의 적용으로 처음 영상의 어두운 부분 보다는 밝기가 나아졌을 뿐, 여전히 영상 전반이 어두운 부자연스러운 문제점을 가진다. However, such a backlight compensation algorithm has only the brightness better than the dark portion of the first image by applying the average value of the entire image, and still has an unnatural problem in which the overall image is dark.

본 발명의 실시 예는 자연스러운 역광보정이 이루어지도록 한다.Embodiments of the present invention allow for natural backlight compensation.

본 발명의 실시 예는 영상을 복수의 블록으로 분할하여, 각 블록의 블록 휘도값을 측정하는 과정과, 블록 휘도값이 높은 상위 그룹 내 블록들의 휘도 평균값인 상위 그룹 휘도값을 산출하며, 블록 휘도값이 낮은 하위 그룹 내 블록들의 휘도 평균값인 하위 그룹 휘도값을 산출하는 과정과, 상기 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치 이상일 경우에는, 상위 그룹 내 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대해서만 휘도값을 증가시키는 과정을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a process of measuring a block luminance value of each block by dividing an image into a plurality of blocks, calculating an upper group luminance value which is a luminance average value of blocks in an upper group having a high block luminance value, and calculating block luminance Calculating a lower group luminance value, which is a luminance average value of blocks in a lower group having a low value, and when the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is greater than or equal to a threshold, only the remaining blocks except for the blocks in the upper group Increasing the luminance value.

블록 휘도값이 높은 순서에서 낮은 순서로 정렬한 전체 블록들에서 미리 설정한 상위 비율 및 하위 비율 내에 있는 블록들을 상위 그룹 및 하위 그룹으로 분 류한 후, 상기 상위 그룹 휘도값 및 하위 그룹 휘도값을 산출한다.After all the blocks arranged in the order of high to low block luminance value are classified into upper and lower groups of blocks within a predetermined upper ratio and lower ratio, the upper group luminance value and the lower group luminance value are calculated. do.

상기 상위 비율 및 하위 비율은 각각 상위 25%, 하위 25% 임을 특징으로 한다.The upper ratio and the lower ratio are characterized in that the upper 25%, lower 25%, respectively.

상기 휘도값을 증가시키는 과정은, 상기 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치와 같거나 작아질 때까지, 상위 그룹 내 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대해서만 휘도값을 증가시킴을 특징으로 하다.The increasing of the luminance value may increase the luminance value only for the remaining blocks except for the blocks in the upper group until the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is equal to or smaller than a threshold value. Do.

상기 휘도값을 증가시키는 과정은, 상위 그룹 내 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대해서만 휘도값 레벨을 +1 증가시키는 제1과정과, 상기 하위 그룹 휘도값을 다시 산출하는 제2과정과, 상기 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치보다 클 경우에는 상기 제1, 제2과정을 반복하며, 그렇지않은 경우에는 휘도값 증가를 종료하는 제3과정을 포함한다.The increasing of the luminance value may include a first process of increasing the luminance value level by +1 only for the remaining blocks except for the blocks in the upper group, the second process of recalculating the lower group luminance value, and the upper group If the difference between the luminance value and the lower group luminance value is greater than the threshold, the first and second processes are repeated. Otherwise, the third process includes terminating the luminance value increase.

상기 영상은 8×6 블록으로 분할함을 특징으로 한다.The image is divided into 8 × 6 blocks.

본 발명의 실시 예는 영상을 블록들로 분할하여 낮은 휘도값을 가지는 부분만을 휘도값 증가시켜줌으로써, 자연스러운 역광 보정이 이루어지도록 하는 효과가 있다.The embodiment of the present invention divides the image into blocks and increases the luminance value only in a portion having a low luminance value, thereby effecting natural back light correction.

이하, 본 발명의 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, a detailed description of embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the reference numerals to the components of the drawings it should be noted that the same reference numerals as possible even if displayed on different drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 역광보정 과정을 도시한 플로차트이다.1 is a flowchart illustrating a backlight compensation process according to an exemplary embodiment of the present invention.

우선, 영상을 복수의 블록으로 나누어 분할(S11)한 후 각 블록별로 평균 휘도값인 블록 휘도값을 각각 측정(S12)한다. 예를 들어, 하나의 영상을 8×6의 48개의 복수의 블록으로 나누어 각각의 블록들의 평균 휘도값인 블록 휘도값을 측정한다.First, after dividing an image into a plurality of blocks (S11), block luminance values, which are average luminance values, are measured for each block (S12). For example, one image is divided into 48 blocks of 8 × 6, and a block luminance value, which is an average luminance value of each block, is measured.

그 후, 각 블록들에 대한 블록 휘도값이 높은 순서에서 낮은 순서로 정렬(sorting)하여, 블록 휘도값이 높은 상위 그룹에 있는 블록들의 휘도 평균값인 상위 그룹 휘도값(X1)을 산출하며, 마찬가지로, 블록 휘도값이 낮은 하위 그룹에 있는 블록들의 휘도 평균값인 하위 그룹 휘도값(X2)을 산출(S13)한다.Thereafter, the block luminance values for the blocks are sorted in the order of high to low order, and the upper group luminance value X1, which is the luminance average value of the blocks in the upper group having the high block luminance values, is calculated. In operation S13, a lower group luminance value X2, which is an average luminance value of blocks in a lower group having a lower block luminance value, is calculated.

상기 상위 그룹 및 하위 그룹의 설정 범위는 미리 설정한 상하위 비율에 의하여 결정된다. 예를 들어, 전체 블록들 갯수가 48개이고, 상위 비율 및 하위 비율이 각각 25%로 결정되어 있을 경우, 상위 그룹은 블록 휘도값이 높은 상위에 있는 12개의 블록들이 되고 하위 그룹은 블록 휘도값이 낮은 하위에 있는 12개의 블록들이 된다.The setting range of the upper group and the lower group is determined by a preset upper and lower ratio. For example, if the total number of blocks is 48, and the upper ratio and the lower ratio are each determined to be 25%, the upper group is the top 12 blocks having the high block luminance value, and the lower group is the block luminance value. 12 lower blocks.

상기와 같이 상위 그룹 휘도값(X1)과 하위 그룹 휘도값(X2)을 산출(S13)한 후에는, 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치보다 큰지(X1-X2>임계치)를 판단(S14)한다.After calculating the upper group luminance value X1 and the lower group luminance value X2 as described above (S13), it is determined whether the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is greater than the threshold value (X1-X2> threshold value). The determination is made (S14).

상기 판단 결과, 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치보다 클 경우에는, 상위 그룹 내에 있는 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대하여 휘도 값을 증가시키는 과정(S15,S16,S17)을 가진다.As a result of the determination, when the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is larger than the threshold value, the luminance values are increased for the remaining blocks except for the blocks in the upper group (S15, S16, S17).

상기 휘도값을 증가시키는 과정은 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치와 같거나 작아질 때까지 이루어진다.The increasing of the luminance value is performed until the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is equal to or smaller than the threshold.

이를 위하여, 상기 휘도값 증가는 단계적으로 이루어지는데 상위 그룹에 있는 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대하여 휘도값을 +1 레벨 증가(S15)시킨 후, 다시 하위 그룹 휘도값을 산출(S16)한 후 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치와 같거나 작은지를 판단(S17)한다.To this end, the luminance value increase is performed in stages. The luminance value is increased by +1 level for the remaining blocks except for the blocks in the upper group (S15), and the lower group luminance value is calculated again (S16), and then the upper level is increased. It is determined whether the difference between the group luminance value and the lower group luminance value is equal to or smaller than the threshold (S17).

상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치와 같거나 작을 경우에는 과정을 종료하고, 임계치보다 클 경우에는 다시 상위 단계로 이동하여 차이가 임계치와 같거나 작아질 때까지 S15,S16,S17단계들을 반복하여 상위 그룹에 있는 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대하여 휘도값을 증가시킨다.If the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is less than or equal to the threshold, the process is terminated. If the difference between the upper and lower group luminance values is greater than or equal to the threshold, the process is terminated. If the difference is greater than or equal to the threshold, S15, S16, S17 The steps are repeated to increase the luminance value for the remaining blocks except for the blocks in the upper group.

참고로, 역광보정 전의 영상과 이를 48블록으로 나누어 역광보정한 후의 영상의 사진을 도 2에 도시하였다.For reference, a photograph of an image before backlight compensation and an image after backlight compensation divided into 48 blocks is shown in FIG. 2.

형광등의 휘도값과 천정과의 휘도값은 큰 차이를 가지고 있는데, 종래의 역광 알고리즘에 따르면 형광등 부분을 어둡게 함과 동시에 천장 부분을 밝게 보정하게 된다.There is a big difference between the luminance value of the fluorescent lamp and the ceiling. According to the conventional backlight algorithm, the fluorescent part is darkened and the ceiling part is brightly corrected.

그런데, 본 발명의 실시 예에 따른 역광 보정 알고리즘을 따를 때 형광등 부분의 밝기는 그대로 유지된 채로 천장 부분만 밝게 보정됨을 알 수 있다.By the way, when the backlight correction algorithm according to the embodiment of the present invention, the brightness of the fluorescent lamp portion can be seen that only the ceiling portion is brightly corrected.

영상을 8×6 = 46개의 블록으로 나누어 본 발명의 역광 보정 알고리즘이 적 용되는 모습을 간단히 살펴본다.By dividing the image into 8 × 6 = 46 blocks, a brief look at how the backlight compensation algorithm of the present invention is applied.

우선, 영상을 8×6 = 46개라는 복수의 블록으로 나눈 후 각각의 블록 휘도값을 측정한다. 그 후, 블록 휘도값이 높은 값에서 낮은 값을 가지는 순서로 각 블록들을 정렬(sorting)한 후, 블록 휘도값이 높은 상위 12개 블록(빨간 점선)들에 대한 평균 휘도값을 상위 그룹 휘도값(X1)으로 산출하며, 마찬가지로 블록 휘도값이 낮은 하위 12개 블록(파란 점선)들에 대한 평균 휘도값을 하위 그룹 휘도값(X2)으로 산출한다.First, the image is divided into a plurality of blocks of 8x6 = 46, and each block luminance value is measured. Then, after sorting the blocks in order from the highest to the lowest block luminance values, the average luminance values of the top 12 blocks (red dotted lines) having the highest block luminance values are determined by the upper group luminance values. Calculated by (X1), and similarly, the average luminance value for the lower 12 blocks (blue dotted lines) having a low block luminance value is calculated as the lower group luminance value (X2).

그 후, 상위 그룹 휘도값(X1)과 하위 그룹 휘도값(X2)의 차이가 임계치 이상일 경우, 밝은 휘도값을 가지는 상위 12개 블록(빨간 점선)들의 휘도값은 그대로 두고, 상위 12개 블록을 제외한 나머지 블록들에 대해서만 휘도값을 증가시켜 밝기 보정을 수행한다.Thereafter, when the difference between the upper group luminance value X1 and the lower group luminance value X2 is greater than or equal to the threshold value, the luminance values of the upper 12 blocks (red dotted lines) having bright luminance values are left as they are, and the upper 12 blocks are changed. Brightness correction is performed by increasing the luminance value only for the remaining blocks.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.In the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not to be determined by the embodiments described above, but will be apparent in the claims as well as equivalent scope.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 역광보정 과정을 도시한 플로차트이다.1 is a flowchart illustrating a backlight compensation process according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 역광보정 전의 영상과 이를 48블록으로 나누어 역광보정한 후의 영상의 사진이다.2 is a photograph of an image before backlight compensation and an image after backlight compensation divided into 48 blocks.

Claims (6)

영상을 복수의 블록으로 분할하여, 각 블록의 블록 휘도값을 측정하는 과정;Dividing an image into a plurality of blocks and measuring a block luminance value of each block; 블록 휘도값이 높은 상위 그룹 내 블록들의 휘도 평균값인 상위 그룹 휘도값을 산출하며, 블록 휘도값이 낮은 하위 그룹 내 블록들의 휘도 평균값인 하위 그룹 휘도값을 산출하는 과정;Calculating an upper group luminance value which is a luminance average value of blocks in an upper group having a high block luminance value, and calculating a lower group luminance value which is a luminance average value of blocks in a lower group having a low block luminance value; 상기 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치 이상일 경우에는, 상위 그룹 내 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대해서만 휘도값을 증가시키는 과정If the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is greater than or equal to a threshold value, increasing the luminance value only for the remaining blocks except for the blocks in the upper group. 을 포함하는 역광보정 방법.Backlight correction method comprising a. 제1항에 있어서, 블록 휘도값이 높은 순서에서 낮은 순서로 정렬한 전체 블록들에서 미리 설정한 상위 비율 및 하위 비율 내에 있는 블록들을 상위 그룹 및 하위 그룹으로 분류한 후, 상기 상위 그룹 휘도값 및 하위 그룹 휘도값을 산출하는 역광보정 방법.The method according to claim 1, wherein the blocks having the upper ratio and lower ratio preset in all blocks arranged in descending order from high to low are classified into upper group and lower group, and then the upper group luminance value and A backlight compensation method for calculating subgroup luminance values. 제2항에 있어서, 상기 상위 비율 및 하위 비율은 각각 상위 25%, 하위 25% 임을 특징으로 하는 역광보정 방법.The backlight compensation method of claim 2, wherein the upper ratio and the lower ratio are upper 25% and lower 25%, respectively. 제1항에 있어서, 상기 휘도값을 증가시키는 과정은, 상기 상위 그룹 휘도값 과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치와 같거나 작아질 때까지, 상위 그룹 내 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대해서만 휘도값을 증가시킴을 특징으로 하는 역광보정 방법.The method of claim 1, wherein the increasing of the luminance value comprises: only luminance blocks for blocks other than the blocks in the upper group until a difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is equal to or smaller than a threshold value. Backlight correction method characterized in that to increase the. 제4항에 있어서, 상기 휘도값을 증가시키는 과정은,The method of claim 4, wherein the increasing of the luminance value comprises: 상위 그룹 내 블록들을 제외한 나머지 블록들에 대해서만 휘도값 레벨을 +1 증가시키는 제1과정;A first step of increasing the luminance value level by +1 only for the remaining blocks except for the blocks in the upper group; 상기 하위 그룹 휘도값을 다시 산출하는 제2과정;A second step of calculating the subgroup luminance value again; 상기 상위 그룹 휘도값과 하위 그룹 휘도값의 차이가 임계치보다 클 경우에는 상기 제1, 제2과정을 반복하며, 그렇지않은 경우에는 휘도값 증가를 종료하는 제3과정If the difference between the upper group luminance value and the lower group luminance value is larger than the threshold, the first and second processes are repeated; otherwise, the third process of terminating the luminance value increase 을 포함하는 역광보정 방법.Backlight correction method comprising a. 제1항에 있어서, 상기 영상은 8×6 블록으로 분할함을 특징으로 하는 역광보정 방법.The backlight compensation method of claim 1, wherein the image is divided into 8 × 6 blocks.
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