KR20100039761A - 영상처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

영상 처리 방법이 제공된다. 입력 영상의 제1 픽셀이 에지(edge)일 확률을 나타내는 제1 계수가 계산된다. 상기 입력 영상의 에지 강화를 수행한 제1 에지 강화 신호에 상기 제1 계수를 곱하고, 상기 입력 영상을 저대역 통과 필터링 한 제1 저대역 신호에는 상기 제1 픽셀이 에지가 아닐 확률을 나타내는 제2 계수를 곱해서, 서로 더해주면 에지 강화 신호가 생성된다.
에지 향상, 노이즈 제거, Edge enhancement, Noise reduction, Filtering

Description

영상처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for Image Processing}
본 발명에 따른 실시예들은 영상 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 영상의 선명도를 높이기 위해 에지 강화(edge enhancement)를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
영상 처리 분야에서, 영상의 선명도를 높이는 방법은 주 관심사의 하나이다. 영상의 선명도가 낮은 것은, 영상 획득 장치(이를 테면 디지털 카메라, 스캐너 등)의 하드웨어 성능의 한계, 영상 획득 시 카메라의 흔들림 등 여러 가지 이유 때문이다. 이렇게 선명도가 낮은 영상의 선명도를 높이는 신호 처리 기술에는 여러 가지가 있다.
그 중 하나는, Unsharp Masking이라 불리는 기술로서, 아날로그 필름에서도 알려진 기술인데, 디지털 영상 신호처리에도 응용된다. 먼저 오리지널 영상에 저대역 통과 필터링을 수행하여 저대역 통과 영상을 얻는다. 그리고 오리지널 영상과 상기 저대역 통과 영상의 차이를 구하면, (상대적으로) 고대역 통과 영상이 구해질 수 있다. 상기 고대역 통과 영상에 소정의 가중치를 곱해 주고, 이를 다시 오리지널 영상과 더하면, 선명도가 높은(sharp) 영상이 생성되는 원리이다.
이러한 과정은, 고주파 대역인 에지 부분이 강화(Enhancement)됨으로써 영상의 선명도는 증가하지만, 에지 성분과 마찬가지로 고주파 특성을 갖는 노이즈 역시 강화된다.
본 발명의 일부 실시예들은, 입력 영상의 에지를 강화하고, 노이즈 성분은 강화되지 않는 영상처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예들은, 특정 픽셀이 에지일 확률 구하는 영상 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 신호를 저대역 통과 필터링하여 제1 저대역 신호를 제공하는 제1 필터부, 상기 입력 신호의 고대역 성분을 강화하여 제1 에지 강화 신호를 제공하는 제2 필터부, 상기 입력 신호와 연관되는 제1 픽셀이 에지(edge) 픽셀일 확률을 나타내는 제1 계수를 구하는 계산부, 및 상기 제1 계수에 따른, 상기 제1 저대역 신호와 상기 제1 에지 강화 신호의 선형 합으로 결정되는 출력 신호를 제공하는 처리부를 포함하는 영상 신호 처리 장치가 제공된다.
한편, 상기 제2 필터부는, 상기 입력 신호와 상기 제1 저대역 신호의 차(difference)에 의해 결정되는 제1 값에 제2 계수를 곱하고, 다시 상기 입력 신호를 더해서 제1 에지 강화 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 계산부는, 상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 N개(단, N은 1 이상의 자연수)의 제1 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제1 특성 값을 계산하고, 상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 서로 다른 방향에 대응하는 N개의 제1 에지 추출 필터는, 수평 방향 제1 에지 추출필터 및 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 포함하고, 상기 계산부는, 상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제3 특성 값을 계산하고, 상기 제3 특성 값이 제3 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제3 특성 값이 상기 제3 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제3 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 계산부는, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우, 상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제2 특성 값을 계산하고, 상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제2 특성 값이 상기 제2 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정한다.
한편, 상기 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터는, 수평 방향 제2 에지 추출필터 및 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 포함하고, 상기 계산부는, 상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제4 특성 값을 계산하고, 상기 제4 특성 값이 제4 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제4 특성 값이 상기 제4 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제4 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 제2 필터부는, 상기 입력 신호를 고대역 통과 필터링하여, 제1 고대역 신호를 제공하는 제1 고대역 필터를 포함하고, 상기 제1 고대역 신호에 제2 계수를 곱하고, 다시 상기 입력 신호를 더해서 제1 에지 강화 신호로 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 입력 영상의 제1 픽셀에 대해, 서로 다른 방향에 대응하는 N개(단, N은 1 이상의 자연수)의 제1 에지 추출 필터를 적용하여, N 개의 필터링 값을 계산하는 제1 에지 추출부, 상기 N개의 필터링 값에 기초하여, 상기 제1 픽셀이 에지 픽셀일 확률을 나타내는 제1 계수를 계산하는 계산부를 포함하는 영상 신호 처리 장치가 제공된다.
한편, 상기 계산부는, 상기 N개의 필터링 값 중, 최대 값과 최소 값의 차이인 제1 특성 값을 계산하고, 상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 서로 다른 방향에 대응하는 N개의 제1 에지 추출 필터는, 수평 방향 제1 에지 추출필터 및 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 포함하고, 상기 계산부는, 상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제3 특성 값을 계산하고, 상기 제3 특성 값이 제3 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제3 특성 값이 상기 제3 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제3 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 입력 신호를 저대역 통과 필터링하여, 제1 저대역 신호를 제공하는 단계, 상기 입력 신호의 고대역 성분을 강화하여, 제1 에지 강화 신호를 제공하는 단계, 상기 입력 신호와 연관되는 제1 픽셀이 에지(edge) 픽셀일 확률을 나타내는 제1 계수를 구하는 단계, 및 상기 제1 계수에 따른, 상기 제1 저대역 신호와 상기 제1 에지 강화 신호의 선형 합으로 결정되는 출력 신호를 제공하는 단계를 포함하는 영상 신호 처리 방법이 제공된다.
한편, 상기 제1 에지 강화 신호를 제공하는 단계는, 상기 입력 신호와 상기 제1 저대역 신호의 차(difference)에 의해 결정되는 제1 값에 제2 계수를 곱하고, 다시 상기 입력 신호를 더해서 제1 에지 강화 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 제1 계수를 구하는 단계는, 상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 N개(단, N은 1 이상의 자연수)의 제1 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제1 특성 값을 계산하는 단계, 및 상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 제1 계수를 구하는 단계는, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우, 상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제2 특성 값을 계산하는 단계, 상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하는 단계, 및 상기 제2 특성 값이 상기 제2 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 따르면, 노이즈는 강화하지 않으면서, 에지 부분만을 선택적으로 강화하여 입력 영상의 선명도를 높일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따르면, 입력 영상의 특정 픽셀이 에지인지 여부를 나타내는 확률을 계산할 수 있어, 영상 처리의 효율을 높일 수 있다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한다.
영상 처리 장치(100)은 제1 필터부(110), 제2 필터부(120), 계산부(130), 및 처리부(140)을 포함한다.
제1 필터부(110)는, 입력 영상에 대해 제1 저대역 신호(Low pass filtered signal)를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 필터부(110)는 3*3 크기를 갖는 Mean 필터이다. 그러나, 상기 제1 필터부는 입력 영상의 저주파(Low frequency) 성분을 강조한 영상을 제공하는 것이라면, 다른 구성도 가능하며, 특정 실시예에 국한되지 않는다. 이하에서 필터의 크기가 3*3으로 제시되더라도 이는 단지 한 응용 예이며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 필터의 크기를 다르게 해서 영상 처리의 민감도(Sensitivity) 또는 품질(Quality)를 조정하는 것이 가능하다.
제2 필터부(120)는, 상기 입력 영상에 대해 제1 에지 강화 신호를 제공한다. 상기 제2 필터부(120)는 상기 입력 영상에 대해, 고주파(high frequency) 성분을 강조한 영상을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 필터부(120)는 고대역 통과 필터(high pass filter)를 포함하고, 상기 입력 영상이 상기 고대역 통과 필터를 통과한 결과인, 제1 고대역 신호에 소정의 제2 계수(λ)를 곱해서 가중치를 준다. 그리고 제2 필터부(120)는 가중치가 곱해진 상기 제1 고대역 신호에 상기 입력 영상 신호를 더해서 제1 에지 강화 신호(Edge enhanced signal) 를 제공한다.
상기 입력 영상의 제1 픽셀이 원 영상(original image)의 에지(edge) 픽셀이었다면, 상기 제1 에지 강화 신호에서 상기 제1 픽셀 값(이를 테면, 루미넌 스(Luminance))은 커진다. 다만, 상기 제2 필터부(120)에서 값이 커지는, 영상 신호의 고주파 성분에는 에지뿐만 아니라 노이즈(Noise) 성분도 포함되어 있고, 따라서 제1 에지 강화 신호는 에지와 노이즈가 함께 강화된(Enhanced) 영상이다. 따라서 노이즈를 제외한 실제 에지 부분만 선별적으로 강화할 수 있다면, 영상 처리 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 제2 필터부(120)는 상기 고대역 통과 필터를 포함하지 않는다. 대신, 상기 제1 필터부(또는 다른 저대역 통과 필터)로부터 제1 저대역 신호를 제공받아, 상기 입력 영상(the original image)에서 상기 제1 저대역 신호를 빼줌으로써 상기 제1 고대역 신호를 간접적으로 구한다.
상기 제2 필터부(120)는 상기 입력 영상 신호의 고주파 대역을 강화할 수 있는 것이라면, 다른 구성도 가능하며, 본 발명은 특정한 실시예에 한정되지 않는다.
계산부(130)은 상기 입력 영상의 각 픽셀에 대해, 에지일 확률을 나타내는 제1 계수를 계산한다. 상기 계산부(130)의 다양한 실시예들은, 도 4 및 도 5에서 제시된다.
처리부(140)는 상기 제1 저대역 신호와 상기 제1 에지 강화 신호의 선형 합을 계산하여 출력 신호로 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 처리부(140)는 상기 제1 계수를 상기 제1 에지 강화 신호에 곱한 값과, 1과 상기 제1 계수의 차를 상기 제1 저대역 신호에 곱한 값을 서로 더해서 출력 신호로 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 필터부(200)를 도시한다.
입력 영상(Iorg)이 딜레이(Delay)(210)와 제1 고대역 필터부(220)에 제공된다. 제1 고대역 필터의 출력인 제1 고대역 신호는 상기 입력 영상에서 고주파 성분에 해당한다. 곱셈기(230)는 상기 제1 고대역 신호에 제2 계수(λ)를 곱해서 덧셈기(240)에 제공한다. 상기 덧셈기(240)는, 상기 딜레이(210)에서 지연된 상기 입력 신호와, 상기 곱셈기(230)의 출력을 더해서 제1 에지 강화 신호(IEE)로 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 계수(λ)는 1.5이지만, 상기 입력 영상에 따라 다양한 값으로 변경할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 제2 필터부(300)를 도시한다.
입력 영상(Iorg)이 딜레이(310)에 제공된다. 본 실시예에서는 상기 제1 필터부(또는 다른 저대역 필터)로부터 제1 저대역 신호(ILPF)를 제공받는데, 상기 딜레이(310)은 이 두 신호간의 동기화(synchronization)를 위한 단순 지연기이다. 뺄셈기(320)는 상기 입력 신호(Iorg)에서 제1 저대역 신호(ILPF)를 뺀 결과인 제1 값을 곱셈기(330)에 제공한다. 그리고 상기 곱셈기(330)는 상기 제1 값에 제2 계수(λ)를 곱해서 덧셈기(350)에 제공한다. 또한 상기 입력 신호(Iorg)도 딜레이(340)을 거쳐 상기 덧셈기(350)에 제공된다. 그리고 상기 덧셈기(350)는, 상기 입력 신호(Iorg)와, 상기 곱셈기(330)의 출력을 더해서 제1 에지 강화 신호(IEE)로 제공한다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계산부(130)에서 상기 제1 계수를 계산하는 과정을 도시한다.
단계(410)에서 상기 입력 영상이 계산부(130)로 제공된다. 상기 입력 영상 은 전처리부(도시되지 않음)에서 제공한 루미넌스(Luminance) 값일 수 있다.
단계(420)에서 상기 입력 영상의 각 픽셀들에 대해 N개의 방향에 대응하는 제1 에지 추출 필터링이 수행된다. N은 1 이상의 자연수이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 에지 추출 필터는 Sobel 에지 디텍터에 연관되는 수직방향(Vertical), 수평방향(horizontal) 및 두 대각선 방향에 대응하는 4개의 필터이다.
상기 N개의 제1 에지 추출 필터를 상기 입력 영상에 적용하여, N 개의 필터링 값을 얻는다.
단계(430)에서는 상기 N 개의 필터링 값 중, 가장 큰 값인 Max1과 가장 작은 값인 Min1의 차이인 제1 특성 값을 제1 임계 값(Th1)과 비교한다. 상기 제1 특성 값이 크다는 것은, 어느 한 방향(N 개의 제1 에지 추출 필터 중 Max1 값을 도출한 필터와 연관되는 방향)으로의 방향성이 크기 때문이다.
상기 제1 임계 값은 영상 처리의 품질을 조정하기 위해 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 일부 실시예에서는 상기 제1 임계 값은 40이지만, 다양하게 변경될 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예에서는, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 이상인 경우, 상기 제1 계수가 1로 결정된다. 그러나, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값보다 큰 경우이더라도(즉, 어느 한 방향으로의 방향성은 크더라도), 실제 픽셀 값이 크게 변하는 경계 선을 뜻하는 에지가 아니라 그라디언트 에지(Gradient edge)라면 이는 강화하고자 하는 부분이 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는 단계(440)에서, 상기 제1 에지 추출 필터링 값 중, 수평 방향 필터링 값(H1)과 수직 방향 필터링 값(V1)의 기하 평균을 제3 특성 값으로 결정한다. 그리고, 단계(450)에서, 제3 특성 값이 제3 임계 값(Th3)보다 큰 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 그렇지 않은 경우는 그라디언트 에지일 수 있기 때문에 상기 제3 특성 값에 비례하여 상기 제1 계수를 0과 1 사이의 값으로 결정한다.
단계(430)에서 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값(Th1)보다 작다고 결정하는 경우는, 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정할 수 있다.
그러나, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값보다 작다는 것만으로는, 특정 픽셀이 에지가 아니라고 판단하기 힘들 수도 있다. 왜냐하면, 후술하는 바와 같이 Sobel 에지 디텍터의 필터 같은 것들은 1라인 에지(1 line edge)를 검출하지 못하는 경우도 있기 때문이다.
따라서 본 발명의 다른 실시예에서는, 단계(460)에서 M개의 제2 에지 추출 필터를 적용하여, M개의 필터링 값을 계산한다.
그리고 단계(470)에서 상기 M 개의 필터링 값 중 최대 값(Max2)과 최소 값(Min2)의 차이인 제2 특성 값을 제2 임계 값(Th2)과 비교한다. 상기 제2 특성 값이 상기 제2 임계 값(Th2)보다 크다는 것은 특정 방향(Max2 값과 연관된 방향)으로의 방향성이 크기 때문이다. 상기 제2 임계 값은, 이를테면 60일 수 있지만, 상술한 바와 같이 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.
이 경우도 그라디언트 에지가 아닌 리얼 에지(real edge)만을 강화하기 위해, 단계 (480)에서 수평 방향 제2 에지 추출 필터링 값(H2)과 수직 방향 제2 에지 추출 필터링 값(V2)의 기하 평균을 제4 특성값으로 결정한다.
그리고 단계(490)에서, 제4 특성 값이 제4 임계 값(Th4)보다 큰 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 그렇지 않은 경우는 그라디언트 에지일 수 있기 때문에 상기 제4 특성 값에 비례하여 상기 제1 계수를 0과 1 사이의 값으로 결정한다.
상기 단계(470)에서 특정 픽셀(제1 픽셀)에 대한 상기 제2 특성 값이 상기 제2 임계 값보다 작은 경우, 상기 제1 픽셀은 방향성이 작은 부분에 속하고, 따라서 에지가 아닌 부분(이를 테면 노이즈)일 확률이 크다. 따라서, 단계(431)에서 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정한다.
도 5는 도 4에서 서술된 N개의 제1 에지 추출 필터 및 M개의 제2 에지 추출 필터의 실시예를 도시한다.
필터(511) 내지 필터(514)는 4개의 제1 에지 추출 필터이다. 필터(511)는 Sobel 에지 디텍터의 수직방향(V) 필터이고, 필터(512)는 Sobel 에지 디텍터의 수평방향(H) 필터이다. 그리고 필터(513)와 필터(514)는 Sobel 에지 디텍터의 두 대각선 방향 필터이다. 상기 필터(511) 내지 필터(514)를 상기 입력 영상에 적용하면, 각 픽셀마다 4개의 필터링 값이 계산된다.
그런데 Sobel 에지 디텍터는 효율적이기는 하지만, 1 라인 에지를 추출하지 못하기도 한다. 예를 들어서 계산의 대상이 되는 제1 픽셀 값을 중심으로 한 3*3 행렬이 [0, 0, 0; 255, 255, 255; 0, 0, 0]라고 하면, 상기 제1 픽셀은 수평 방향 의 1 라인 에지이다. 그런데, 상기 수평 방향 필터(512)를 적용하면, 필터링 값은 0이 된다. 따라서 단일 필터는 에지를 완벽히 검출하지 못할 수도 있다.
필터(521) 내지 필터(524)는 4개의 제2 에지 추출 필터이다. 필터(521)은 수평 방향의 라인 에지 검출 필터이고, 필터(522)는 수직 방향의 라인 에지 검출 필터이다. 그리고 필터(523) 및 필터(524)는 두 대각선 방향의 라인에지 검출 필터이다. 라인에지 검출 필터의 구성에는 여러 가지가 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따른 필터가 도 5에서 제시되었지만, 제1 에지 추출 필터와 제2 에지 추출 필터는 여러 가지 변형이 있을 수 있으며, 이는 당업자에게 자명하다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 도시한다.
입력 영상이 제1 필터부(610)에 제공된다. 그리고, 상기 제1 필터부(610)는 제1 저대역 신호(ILPF)를 처리부(640)의 곱셈기(641)에 제공한다. 그리고 상기 곱셈기(641)는 상기 제1 저대역 신호(ILPF)와 (1-α)를 곱해서 덧셈기(643)에 제공한다.
제2 필터부(620)는 제1 에지 강화 신호(IEE)를 처리부(640)의 곱셈기(642)에 제공한다. 상기 곱셈기(642)는 계산부(630)가 계산한 제1 계수(α)를 상기 제1 에지 강화 신호(IEE)와 곱해서 상기 덧셈기(643)에 제공한다.
그리고 덧셈기(643)의 출력이 노이즈는 제거되고 에지가 강화된 출력 신호(IEE_NR)을 제공한다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 계수(α)를 계산하는 영상 처리 장 치(700)를 도시한다.
입력 영상(Iorg)이 입력되면, 영상 처리 장치(700) 내의 제1 에지 추출 필터(710) 및/또는 제2 에지 추출 필터(720)는 상기 입력 영상에 에지 검출 필터링을 수행한다. 그리고 계산부(730)은 상기 제1 에지 추출 필터(710)의 필터링 값 및/또는 상기 제2 에지 추출 필터(720)의 필터링 값에 기초하여, 상기 입력 영상(Iorg)의 각 픽셀이 에지일 확률을 나타내는 제1 계수(α)를 계산하여 제공한다. 이 경우, 상기 제1 에지 추출 필터(710), 상기 제2 에지 추출 필터(720), 및 상기 계산부(730)의 동작은 도4 및 도 5에서 도시되는 실시예를 참고하여 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 처리 방법은 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. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
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 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 필터부(200)를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 제2 필터부(300)를 도시한다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계산부에서 상기 제1 계수를 계산하는 과정을 도시한다.
도 5는 도 4에서 서술된 N개의 제1 에지 추출 필터 및 M개의 제2 에지 추출 필터의 실시예를 도시한다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 도시한다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 계수(α)를 계산하는 영상 처리 장치(700)를 도시한다.

Claims (21)

  1. 입력 신호를 저대역 통과 필터링하여, 제1 저대역 신호를 제공하는 제1 필터부;
    상기 입력 신호의 고대역 성분을 강화하여, 제1 에지 강화 신호를 제공하는 제2 필터부;
    상기 입력 신호와 연관되는 제1 픽셀이 에지(edge) 픽셀일 확률을 나타내는 제1 계수를 구하는 계산부; 및
    상기 제1 계수에 따른, 상기 제1 저대역 신호와 상기 제1 에지 강화 신호의 선형 합으로 결정되는 출력 신호를 제공하는 처리부
    를 포함하는 영상 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 필터부는, 상기 입력 신호와 상기 제1 저대역 신호의 차(difference)에 의해 결정되는 제1 값에 제2 계수를 곱하고, 다시 상기 입력 신호를 더해서 제1 에지 강화 신호를 제공하는 영상 신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계산부는,
    상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 N개(단, N은 1 이상의 자연수) 의 제1 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제1 특성 값을 계산하고, 상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서로 다른 방향에 대응하는 N개의 제1 에지 추출 필터는, 수평 방향 제1 에지 추출필터 및 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 포함하고,
    상기 계산부는,
    상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제3 특성 값을 계산하고,
    상기 제3 특성 값이 제3 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제3 특성 값이 상기 제3 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제3 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 계산부는,
    상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우,
    상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제2 특성 값을 계산하고, 상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제2 특성 값이 상기 제2 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터는, 수평 방향 제2 에지 추출필터 및 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 포함하고,
    상기 계산부는,
    상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제4 특성 값을 계산하고,
    상기 제4 특성 값이 제4 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제4 특성 값이 상기 제4 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제4 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 필터부는,
    상기 입력 신호를 고대역 통과 필터링하여, 제1 고대역 신호를 제공하는 제1 고대역 필터를 포함하고,
    상기 제1 고대역 신호에 제2 계수를 곱하고, 다시 상기 입력 신호를 더해서 제1 에지 강화 신호로 제공하는 영상 신호 처리 장치.
  8. 입력 영상의 제1 픽셀에 대해, 서로 다른 방향에 대응하는 N개(단, N은 1 이상의 자연수)의 제1 에지 추출 필터를 적용하여, N 개의 필터링 값을 계산하는 제1 에지 추출부;
    상기 N개의 필터링 값에 기초하여, 상기 제1 픽셀이 에지 픽셀일 확률을 나타내는 제1 계수를 계산하는 계산부
    를 포함하는 영상 신호 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 N개의 제1 에지 추출 필터는, Sobel 에지 추출 필터인 영상 신호 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 계산부는, 상기 N개의 필터링 값 중, 최대 값과 최소 값의 차이인 제1 특성 값을 계산하고, 상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수 를 1로 결정하고, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 서로 다른 방향에 대응하는 N개의 제1 에지 추출 필터는, 수평 방향 제1 에지 추출필터 및 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 포함하고,
    상기 계산부는,
    상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제3 특성 값을 계산하고,
    상기 제3 특성 값이 제3 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제3 특성 값이 상기 제3 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제3 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우, 상기 입력 영상의 제1 픽셀에 대해, 서로 다른 방향에 대응하는 M개(단, M은 1 이상의 자연수)의 제2 에지 추출 필터를 적용하여, M 개의 필터링 값을 계산하는 제2 에지 추출부
    를 더 포함하고,
    상기 계산부는,
    상기 M개의 필터링 값 중 최대 값과 최소 값의 차이인 제2 특성 값을 계산하고, 상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제2 특성 값이 상기 제2 임계 값 미만인 경우는 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 M개의 제2 에지 추출 필터는 1 픽셀 라인 에지를 검출하는 라인 에지 필터인 영상 신호 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터는, 수평 방향 제2 에지 추출필터 및 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 포함하고,
    상기 계산부는,
    상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제4 특성 값을 계산하고,
    상기 제4 특성 값이 제4 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하 고, 상기 제4 특성 값이 상기 제4 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제4 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 영상 신호 처리 장치.
  15. 입력 신호를 저대역 통과 필터링하여, 제1 저대역 신호를 제공하는 단계;
    상기 입력 신호의 고대역 성분을 강화하여, 제1 에지 강화 신호를 제공하는 단계;
    상기 입력 신호와 연관되는 제1 픽셀이 에지(edge) 픽셀일 확률을 나타내는 제1 계수를 구하는 단계; 및
    상기 제1 계수에 따른, 상기 제1 저대역 신호와 상기 제1 에지 강화 신호의 선형 합으로 결정되는 출력 신호를 제공하는 단계
    를 포함하는 영상 신호 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 에지 강화 신호를 제공하는 단계는, 상기 입력 신호와 상기 제1 저대역 신호의 차(difference)에 의해 결정되는 제1 값에 제2 계수를 곱하고, 다시 상기 입력 신호를 더해서 제1 에지 강화 신호를 제공하는 영상 신호 처리 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 계수를 구하는 단계는,
    상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 N개(단, N은 1 이상의 자연수) 의 제1 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제1 특성 값을 계산하는 단계; 및
    상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하고, 상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 단계
    를 포함하는 영상 신호 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 서로 다른 방향에 대응하는 N개의 제1 에지 추출 필터는, 수평 방향 제1 에지 추출필터 및 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 포함하고,
    상기 제1 계수를 구하는 단계는,
    상기 제1 특성 값이 제1 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제1 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제1 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제3 특성 값을 계산하는 단계; 및
    상기 제3 특성 값이 제3 임계 값 미만인 경우, 상기 제1 계수를 상기 제3 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 단계
    를 더 포함하는 영상 신호 처리 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 계수를 구하는 단계는,
    상기 제1 특성 값이 상기 제1 임계 값 미만인 경우, 상기 입력 신호에 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터를 적용한 값들을 서로 비교하여, 최대 값과 최소 값의 차이인 제2 특성 값을 계산하는 단계;
    상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우 상기 제1 계수를 1로 결정하는 단계; 및
    상기 제2 특성 값이 상기 제2 임계 값 미만인 경우 상기 제1 계수를 상기 제1 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 단계
    를 더 포함하는 영상 신호 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 서로 다른 방향에 대응하는 M개의 제2 에지 추출 필터는, 수평 방향 제2 에지 추출필터 및 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 포함하고,
    상기 제1 계수를 구하는 단계는,
    상기 제2 특성 값이 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 입력 신호에 상기 수평 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수평 필터링 값과, 상기 입력 신호에 상기 수직 방향 제2 에지 추출 필터를 적용하여 계산한 제2 수직 필터링 값의 기하 평균으로 제4 특성 값을 계산하는 단계; 및
    상기 제4 특성 값이 제4 임계 값 미만인 경우, 상기 제1 계수를 상기 제2 특성 값에 비례하여 0과 1 사이의 값으로 결정하는 단계
    를 더 포함하는 영상 신호 처리 방법.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 신호 처리 방법을 컴퓨터상에서 구현하기 위한 프로그램을 수록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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