KR20110043082A - 영상표시기기에서 콘트라스트 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RGB영상 데이터에 대한 히스토그램을 분석하는 단계; 상기 분석된 히스토그램에 대하 구간별 픽셀 수의 변화 값을 연산하는 단계; 상기 연산된 변화 값에 따라 인접한 픽셀을 삭제하는 단계; 인접 픽셀이 삭제된 영상에 대한 콘트라스트 곡선을 산출하는 단계; 산출된 콘트라스트 곡선을 적용하여 영상을 출력하는 단계;로 구성됨을 특징으로 한다.

영상표시기기

Description

영상표시기기에서 콘트라스트 제어 장치 및 방법{Apparatus and mehtod for image contrast controlling in image display device}

본 발명은 영상표시기기에 관한 것으로, 특히 영상표시기기에서 영상의 콘트라스트 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

영상신호의 콘트라스트(contrast)란 영상의 가장 어두운 영역에서부터 가장 밝은 영역까지의 명도의 차이를 의미한다. 콘트라스트 영역이 넓을 수록 영상이 더욱 선명하게 보인다. 영상 신호의 콘트라스트(contrast)를 개선하기 위한 것으로서 히스토그램 등화(histogram equlization)라는 방법이 알려져 있다. 히스토그램 등화는 입력 영상(image)의 히스토그램을 분석하고, 히스토그램의 분포가 될수록 균일하게 되도록 매핑(mapping)처리함으로서 입력 영상의 콘트라스트를 개선하는 것이다. 여기서, 히스토그램이라 함은 주어진 입력 영상에서 그레이 레벨(gray level)의 분포를 나타낸다. 히스토그램은 횡축을 그레이 레벨로 하고, 종축을 각각의 그레이 레벨에 상응하는 픽셀수를 표현한 그래프로서 입력영상의 농도 분포를 도식적으로 표현한다.

그레이 레벨이 높은 영상은 밝은 영상임을 의미하고, 낮은 영상은 어두운 영 상임을 의미한다. 일반적으로 히스토그램 등화는 동적 범위(dynamic range)를 늘리는(stretching) 효과를 갖기 때문에 히스토그램 등화의 결과 영상의 분포 밀도가 고르게(flat) 되므로 영상의 콘트라스트가 개선된다. 따라서, 주어진 영상의 히스토그램을 이용한 콘트라스트 개선 방법은 의료 영상의 처리, 적외선 영상의 처리, 레이더 영상의 처리 등 여러 분야에서 유용하게 사용되고 있다.

그러나, 종래의 히스토그램 등화를 이용한 콘트라스트 개선 방법은 히스토그램(혹은 PDF(pixel density function)이라고도 함)에서 평균값(혹은 중간값)보다 낮은 영역과 높은 영역의 분포에만 의존하여 콘트라스트 처리를 하기 때문에 히스토그램이 특정 영역에 집중될 경우에는 바람직하지 못한 결과를 얻을 수 있는 문제점이 있다.

예를 들면, 배경 화면이 밝은 하늘이고 그 가운데 어둡고 작은 물체가 있을 경우의 히스토그램은 그레이 레벨이 중간값보다 높은 쪽의 밀도가 높고, 그레이 레벨이 중간값보다 낮은 쪽의 밀도는 낮다. 이에 따라 콘트라스트 처리를 위한 변환 함수는 그레이 레벨이 중간값보다 높은 픽셀들을 원영상보다 콘트라스트가 더 넓게 분포되도록 하고, 그레이 레벨이 중간값보다 낮은 픽셀들을 원영상보다 콘트라스트가 더 넓게 분포되도록 한다.

그 결과 작은 물체를 식별하기 어렵게 하고, 또한, 하늘을 구성하는 성분중에서 잡음 성분, 코딩 잡음 등이 두드러지게 드러나게 되어 눈에 거슬리게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 히스토그램이 특정 영역에 집중될 경우 이 영역에서의 콘트라스트 처리를 제한하므로써 효과적인 콘트라스트 처리가 될 수 있게 하는 개선된 콘트라스트 처리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 RGB영상 데이터에 대한 히스토그램을 분석하는 단계; 상기 분석된 히스토그램에 대하 구간별 픽셀 수의 변화 값을 연산하는 단계; 상기 연산된 변화 값에 따라 인접한 픽셀을 삭제하는 단계; 인접 픽셀이 삭제된 영상에 대한 콘트라스트 곡선을 산출하는 단계; 산출된 콘트라스트 곡선을 적용하여 영상을 출력하는 단계;로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 GB 영상 테이터를 밝기 및 색차 데이터 형태로 변환 하는 변환부; 변환된 영상신호로부터 히스토그램을 분석하여 픽셀의 변동 여부를 판단하며, 판단 결과에 따라 콘트라스트 곡선을 산출하여 적용하는 콘트라스트 개선부;로 구성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 콘트라스트 처리 방법은 특정 영역에 히스토그램이 집중될 경우 이 영역을 콘트라스트 처리에서 제외하거나 콘트라스트를 제한함으로써 콘트라스트 처리된 영상의 품질이 개선되는 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 영상표시기기의 블록 구성도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 실시 예가 적용되는 영상표시기기는 RGB/YUV변환부(10), 콘트라스트 개선부(20), UV처리부(30), YUV/RGB변환부(40) 및 디스플레이부(50)를 포함한다.

RGB/YUV 변환부(10)는 RGB 영상 데이터를 밝기(Y) 및 색차신호(UV)ㅔ이터 형태를 변환 시킨다.

콘트라스트 개선부(20)는 상기 RGB/YUV 변환부로부터 입력된 영상신호로부터 히스토그램을 분석하여 구간별 픽셀수가 일정시간 동안 변동될 경우 상기 구간별 픽셀수를 강제적으로 특정값으로 고정시켜 안정된 영상을 출력시킨다. 상기 콘트라스트 개선부(20)는, 상기 구간별 픽셀수가 일정시간 동안 일정값 이상 변동될 경우 상기 구간별 픽셀 수를 강제적으로 특정값으로 고정시켜 안정된 영상을 출력시킨다.

UV 처리부(30)는 휘도 신호와 적색 성분의 차(U), 휘도 신호와 청색 성분의 차(V)의 신호를 처리한다. YUV/RGB 변환부(40)는 상기 콘트라스트 개선부로부터 콘트라스트율이 향상된 밝기(Y) 신호와 색차신호(UV) 데이터를 RGB 영상 데이터 형태로 재변환한다. 디스플레이부(50)는 상기 YUV/RGB 변환부(10)에서 변환된 RGB 영상 데이터를 화면에 디스플레이시킨다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 콘트라스트 조정 동작 흐름도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 콘트라스트 조정 동작시 나타나는 히스토그램 변화 예시도 이다.

본 발명의 실시 예에 따른 영상표시기기는 외부로부터 수신되는 또는 기 저장된 영상을 출력하는 영상 출력 모드를 수행하며, 상기 출력되는 영상의 히스토그램을 도 3의 (a)와 (b)와 같이 캡쳐한다.(205단계) 상기 도 3의 (a)는 제1영상에 대한 히스토그램이며 (b)는 제2 즉, 현재 디스플레이되는 영상의 히스토그램의 예이다.상기 히스토그램은 영상의 화면 평균 밝기(APL)에 따른 분석결과 이다.

상기와 같이 제1 영상에 대한 히스토그램 분포와 제2영상의 히스토그램 분포를 캡쳐하고 상기 캡쳐된 히스토그램의 분포에 따른 차를 연산한다.(210단계) 상기 도 4의 (a)는 제1영상과 제2영상의 히스토그램의 차 연산 결과에 따라 나타나는 그래프 예시도 이다.

상기 차 연산결과에 따라 인접한 히스토그램의 분포를 확인하고 인전 bin을 제거한 후(215단계) 히스토그램이 특정 영역에 집중되어 있는지의 여부와 이전 영상의 히스토그램 분포와의 유사도 정도를 판단한다 예를 들어 소정의 그레이 레벨의 픽셀수가 소정의 기준치 이상이거나 어떤 그레이 레벨 구간 내의 픽셀수가 소정 기준치 이상일 경우 그 영역에서 히스토그램이 집중되어 있다고 판단한다.

히스토그램이 특정 영역에 집중되어 있는 경우 또는 도 4의 (b)에서와 같이 영상간의 히스토그램 분포 차가 소정 영역 이내인 경우 해당 영역을 콘트라스트 처리에서 제외하거나 그 기여도를 제한하는 변환 함수를 설정하게 된다. 상기와 같이

예를 들어 히스토그램의 픽셀 카운트 결과에 따라 분포 상태 및 유사도 정도를 확인한다. 일정시간 동안 구간별 픽셀 카운트 값이 변동 여부에 따라 인접한 bin을 제거하고, 화면전환이 발생하였는지의 여부를 판단하여(220단계) 화면 전환이 발생한 경우 즉, 구간별 픽셀 수가 일정시간 동안 또는 일정 값 이상 변동되었을 경우 화면 전환이 발생함으로 인지하고, 변환된 영상에 적용할 콘트라스트 커브를 연산하여 도 5에서와 같이 입력 영상에 대한 출력 영상에 적용할 콘트라스트 적용 커브를 산출하여(225단계) 출력될 영상에 적용한다.(230단계)

반면 일정시간 동안 일정값 이상의 변동이 없는 경우 화면 전환이 없거나 또는 이전 영상과 유사한 영상임을 감지하여 해당 영상에 대한 콘트라스트 커브를 적용하지 않도록 제외시켜 영상을 출력하도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 영상표시기기의 블록 구성도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 콘트라스트 조정 동작 흐름도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 콘트라스트 조정 시 입력 영상의 히스토그램 분석도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 히스토그램 분석 결과에 따른 연산 동작시 나타나는 그래프 예시도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 콘트라스트 조정 시 적용되는 커브 예시도.

Claims (8)

1. RGB영상 데이터에 대한 히스토그램을 분석하는 단계;

   상기 분석된 히스토그램에 대하 구간별 픽셀 수의 변화 값을 연산하는 단계;

   상기 연산된 변화 값에 따라 인접한 픽셀을 삭제하는 단계;

   상기 인접 픽셀이 삭제된 영상에 대한 콘트라스트 곡선을 산출하는 단계;

   상기 산출된 콘트라스트 곡선을 적용하여 영상을 출력하는 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 픽셀 수의 변화 값에 따라 일정시간 동안 일정값 이상 변동되는 경우 상기 콘트라스트 곡선을 산출하도록 함을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 히스토그램 분석은 입력되는 영상에 대한 RGB영상 데이터를 밝기(Y) 및 색차 신호(UV) 데이터 형태를 변환 시켜 분석되도록 함을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 산출된 콘트라스트 곡선은 상기 픽셀수 변동이 기준값 이상인 경우 적용되도록 함을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 방법.
5. RGB 영상 테이터를 밝기 및 색차 데이터 형태로 변환 하는 변환부;

   상기 변환된 영상신호로부터 히스토그램을 분석하여 픽셀의 변동 여부를 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 콘트라스트 곡선을 산출하여 적용하는 콘트라스트 개선부;로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 콘트라스트 개선부는

   상기 구간별 픽셀 수가 일정시간 동안 일정값 이상 변동될 경우 상기 콘트라스트 커브를 산출하도록 함을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 장치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 콘트라스트 개선부는

   상기 히스토그램 분석에 따라 소정 범위 내에 인접한 픽셀에 대해서는 삭제하여 카운트에서 제외되도록 함을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 콘트라스트 개선부로부터 콘트라스트가 변경된 밝기 신호와 orcktls호데이터를 RGB영상 데이터 형태로 재변환하는 변환부;

   상기 변환된 영상데이터를 화면에 디스플레이시키는 디스플레이부를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 영상표시기기에서 콘트라스트 조정 장치.

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