KR20110067551A - 이미지 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명은 입력되는 영상 이미지를 휘도 신호로 변환하는 단계, 상기 휘도 신호 중 설정된 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 고휘도 비율을 계산하는 단계, 상기 고휘도 비율과 설정된 기준 비율을 비교하여, 상기 영상 이미지의 휘도 영역 중 히스토그램 평준화할 영역을 결정하는 단계를 포함하며, 고휘도 영역의 비율이 기준 비율 이상인 영상 이미지가 입력되면, 고휘도 영역을 제외한 일부 휘도 영역만을 히스토그램 평준화함으로써, 디스플레이부에 표시되는 영상 이미지의 전체 콘트라스트(contrast)가 확장되고, 가시성 및 감성적 화질이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
히스토그램 평준화, 휘도, 이미지, 픽셀, 고휘도 영역

Description

이미지 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing image}
본 발명은 입력되는 영상 이미지의 고휘도 영역의 비율에 따라 휘도 영역 중 선택한 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하는 이미지 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
영상 이미지를 보정하여 보다 고화질의 영상을 제공하기 위한 여러 가지 방법이 최근 이용되고 있다. 대표적으로 히스토그램 평준화 기법과 감마 보정 기법이 있다.
감마 보정 기법의 경우, 영상 이미지에 알맞은 최적의 감마값을 찾아야 하는데, 이를 사람이 직접 출력 영상을 보고 판단하였으므로, 사용상의 불편함이 있고 정확도 역시 개인차에 의해 달라지는 문제점이 있다.
한편, 히스토그램 평준화 기법의 경우 영상 전체 픽셀의 휘도값을 읽어 이들의 히스토그램을 산출하고, 이들 히스토그램을 평준화시킨 후에 평준화된 휘도값을 다시 영상에 입력하므로, 고휘도 영상의 경우 전체 픽셀의 휘도값을 평준화함으로 써 시각적으로 대조비를 최대화할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 히스토그램 평준화 기법의 경우 급격하게 밝아지는 영상 이미지에서는 평준화 기준치가 높아지면서 노출 과다가 발생하고, 급격하게 어두워지는 영상 이미지에서는 평준화 기준치가 낮아져서 노출 부족이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 영상 이미지에 따라 선택적으로 히스토그램 평준화를 실시하여 노출을 적절하게 조정하여 콘트라스트를 확장하는 이미지 처리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 입력되는 영상 이미지를 RGB 신호로 변환하는 RGB 변환부, 상기 RGB 신호를 휘도 신호로 변환하는 휘도 신호 생성부, 상기 휘도 신호 중 고휘도 영역에 포함되는 고휘도 비율이 설정된 기준 비율 미만이면 제1 제어신호를 출력하고, 상기 고휘도 비율이 상기 기준 비율 이상이면 제2 제어신호를 출력하는 휘도 비율 비교부, 상기 휘도 비율 비교부의 출력 신호에 따라 상기 영상 이미지의 휘도 영역 중 히스토그램 평준화하는 영역을 선택적으로 변경하는 제어부를 포함하는 이미지 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 입력되는 영상 이미지를 휘도 신호로 변환하는 단계, 상기 휘도 신호 중 설정된 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 고휘도 비율을 계산하는 단계, 상기 고휘도 비율과 설정된 기준 비율을 비교하여, 상기 영상 이미지의 휘도 영역 중 히스토그램 평준화할 영역을 결정하는 단계를 포함하는 이미지 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 실시 예에서는 고휘도 영역의 비율이 기준 비율 이상인 영상 이미지가 입력되면, 고휘도 영역을 제외한 일부 휘도 영역만을 히스토그램 평준화함으로써, 디스플레이부에 표시되는 영상 이미지의 전체 콘트라스트(contrast)가 확장되고, 가시성 및 감성적 화질이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 장치에 입력되는 영상 이미지의 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이미지 처리 장치(100)는 입력되는 영상 이미지를 RGB신호로 변환하는 RGB 변환부(10), 상기 RGB 변환부(10)로부터 RGB 신호를 입력 받아 휘도(Y) 신호를 출력하는 휘도 신호 생성부(20), 휘도 신호 생성부(20)의 휘도(Y) 신호 중 설정된 고휘도 영역에 포함되는 고휘도 비율과 설정된 기준 비율을 비교하는 휘도 비율 비교부(30), 휘도 비율 비교부(30)의 비교 결과에 따라 선택적으로 휘도를 평준화하는 영역을 변화시켜 히스토그램 평준화(histogram equalization)를 실시하는 제어부(40)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 이미지 처리 장치(100)로 노출이 부족한 영상 이미지(A)가 입력될 수도 있고, 노출이 과다한 영상 이미지(B)가 입력될 수도 있다.
이때, 휘도 비율 비교부(30)에는 고휘도 영역이 설정되어 있고, 고휘도 영역의 비율과 비교되는 기준 비율이 설정되어 있다.
고휘도 영역은 광원이나 피사체에 의해 새추레이션(saturation)이 되기 쉬운 하이라이트 영역(highlight area)으로, 본 발명에서는 설명의 편의상 고휘도 영역을 휘도 신호가 200~255 로 설정하였으나, 고휘도 영역은 200~255 범위 중 일부 영역으로 선택될 수 있으며 이는 사용자에 따라 변경 가능하다.
기준 비율은 고휘도 영역의 비율이 기준 비율 이상일 경우 히스토그램 평준화 과정에서 노출 과다가 발생할 수 있는 비율로서, 본 발명에서는 10%로 설정하였으나 사용자에 따라 변경 가능하다.
휘도 비율 비교부(30)에서는 입력되는 영상이 노출이 부족한 영상 이미지(A)인지 노출이 과다한 영상 이미지(B)인지 입력되는 영상 이미지의 휘도 비율에 따라 영상 이미지가 결정된다.
휘도 비율 비교부(30)에서 입력된 영상 이미지가 노출이 부족한 영상 이미지(A)라고 판단되면, 제어부(40)는 전체 휘도 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하고, 히스토그램 평준화된 영상 이미지를 디스플레이부(200)로 출력한다.
여기서, 히스토그램 평준화는 입력되는 영상 이미지의 휘도 히스토그램을 분석하여 디스플레이부(200)에 표시되는 시각적으로 대조비를 최대화하도록 휘도 히스토그램을 다시 모델링하는 방법으로, 이는 일반적인 방법으로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
휘도 비율 비교부(30)에서 입력된 영상 이미지가 노출이 과다한 영상 이미지(B)라고 판단되면, 제어부(40)는 고휘도 영역을 제외한 휘도 영역만을 히스토그램 평준화한 영상 이미지를 디스플레이부(200)로 출력한다.
이로 인해, 본 발명에서는 고휘도 영역의 비율이 10% 이상인 영상 이미지가 입력되면, 고휘도 영역을 제외한 휘도 영역만을 일부 히스토그램 평준화함으로써, 디스플레이부(200)에 표시되는 영상 이미지의 전체 콘트라스트(contrast)가 확장되고, 가시성 및 감성적 화질이 향상되는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 촬영된 영상 이미지가 입력되면(S301), RGB 변환부(10)는 영상 이미지를 디스플레이부(200)의 각 픽셀에 표시되는 RGB 신호로 변환한다(S302).
그리고, 휘도 신호 생성부(20)는 RGB 변환부(10)로부터 RGB 신호를 입력 받 아 디스플레이부(200)의 각 픽셀에 휘도(Y) 신호를 생성하여 휘도 비율 비교부(30)로 출력한다(S303).
휘도 비율 비교부(30)는 휘도 신호 중 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 비율과 설정된 기준 비율을 비교하여(S304), 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 비율이 기준 비율 미만이면 "제1 제어신호"를 제어부(40)로 출력하고, 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 비율이 기준 비율 이상이면 "제2 제어신호"를 제어부(40)로 출력한다.
제어부(40)는 휘도 비율 비교부(30)로부터 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 비율이 기준 비율 미만임을 알리는 제1 제어신호가 입력되면, 전체 휘도 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하고(S305), 히스토그램 평준화가 완료된 영상 이미지를 디스플레이부(200)로 출력한다(S306).
이와 달리, 제어부(40)는 휘도 비율 비교부(30)로부터 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 비율이 기준 비율 이상임을 알리는 제2 제어신호가 입력되면, 고휘도 영역(200~255)을 제외한 휘도 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하고(S307), 히스토그램 평준화가 완료된 영상 이미지를 디스플레이부(200)로 출력한다(S308).
이와 같이, 본 발명에서는 고휘도 영역의 비율이 기준 비율 이상인 영상 이미지가 입력되면, 고휘도 영역을 제외한 일부 휘도 영역만을 히스토그램 평준화함으로써, 디스플레이부(200)에 표시되는 영상 이미지의 전체 콘트라스트(contrast)가 확장되고, 가시성 및 감성적 화질이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 장치에 입력되는 영상 이미지의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.

Claims (8)

  1. 입력되는 영상 이미지를 RGB 신호로 변환하는 RGB 변환부,
    상기 RGB 신호를 휘도 신호로 변환하는 휘도 신호 생성부,
    상기 휘도 신호 중 고휘도 영역에 포함되는 고휘도 비율이 설정된 기준 비율 미만이면 제1 제어신호를 출력하고, 상기 고휘도 비율이 상기 기준 비율 이상이면 제2 제어신호를 출력하는 휘도 비율 비교부, 및
    상기 휘도 비율 비교부의 출력 신호에 따라 상기 영상 이미지의 휘도 영역 중 히스토그램 평준화하는 영역을 선택적으로 변경하는 제어부를 포함하는 이미지 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 제어신호가 입력되면, 상기 영상 이미지의 전체 휘도 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하는 이미지 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 제어신호가 입력되면, 상기 영상 이미지의 고휘도 영역을 제외한 휘도 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하는 이미지 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고휘도 영역은 휘도 신호가 200~255 범위 중 일부인 이미지 처리 장치.
  5. 입력되는 영상 이미지를 휘도 신호로 변환하는 단계,
    상기 휘도 신호 중 설정된 고휘도 영역에 포함되는 휘도 신호의 고휘도 비율을 계산하는 단계, 및
    상기 고휘도 비율과 설정된 기준 비율을 비교하여, 상기 영상 이미지의 휘도 영역 중 히스토그램 평준화할 영역을 결정하는 단계를 포함하는 이미지 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고휘도 비율이 상기 기준 비율 미만이면, 상기 영상 이미지의 전체 휘도 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하는 이미지 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고휘도 비율이 상기 기준 비율 이상이면, 상기 영상 이미지의 고휘도 영역을 제외한 휘도 영역에 대해 히스토그램 평준화를 실시하는 이미지 처리 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 변환하는 단계는,
    상기 입력되는 영상 이미지를 RGB 신호로 변환하는 단계, 및
    상기 RGB 신호를 휘도 신호로 변환하는 단계를 포함하는 이미지 처리 방법.
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