KR20120091578A

KR20120091578A - 영상의 밝기 변환 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20120091578A
Application number: KR1020110011425A
Authority: KR
Inventors: 민병석; 박현희; 장동훈; 조성대
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-20
Also published as: WO2012108707A2; US20120200589A1; AU2012214986A1; JP2014506757A; US8902247B2; WO2012108707A3; CN102638688A; EP2487892A1

Abstract

본 발명은 영상의 밝기 변환 방법에 있어서, 대상 영상의 컬러 스페이스를 변환하는 과정과, 밝기 조절 비율을 결정하는 과정과, 상기 영상의 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정을 수행하는 과정과, 상기 보정된 밝기 조절 비율을 이용하여 상기 영상의 밝기를 변환하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

영상의 밝기 변환 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHANGING OF BRIGHTNESS OF AN IMAGE}

본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 특히 영상의 채도를 감소시키지 않으며 밝기를 조절할 수 있는 밝기 변환 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

휴대용 카메라나 일반 카메라에 의해 어두운 밝기에서 촬영된 영상 또는 너무 밝은 영상은, 명암 대비(contrast)가 저하되어 영상의 세부적인 부분(Detail)이 사용자에게 잘 인지되지 않아 밝기를 조절해야 하는 경우가 많다. 이런 경우 전체적으로 어두운 영상은 밝기를 밝게 하고 전체적으로 밝은 영상은 밝기를 어둡게 하여 영상의 화질을 상대적으로 더 좋게 변환할 수 있다. 또한, 영상이 상대적으로 복잡한 구조 및 색상으로 이루어진 경우 혹은 영상의 야외에서의 시인성을 높이기 위해서 밝기를 조절하는 경우도 있다. 또한, 블럭(block) 노이즈나 컨투어(contour)등의 노이즈를 줄이기 위해 입력 영상의 컬러스페이스를 변환 후 밝기에 해당하는 채널의 정보만 변환하는 알고리즘도 존재한다.

하지만, 이러한 밝기 변경 방식은 일반적으로 밝기 채널만 조절하기 때문에 입력 영상 원본이 가지는 색감을 잃는 경우가 많다. 특히 영상의 밝기를 더 밝게 하는 경우 사람이 느끼는 채도는 더 낮아지게 되는데, 보통 이 경우 영상을 보는 사람은 흔히 색이 빠져보인다는 느낌을 받게 된다. 이를 위해 영상에 밝기 보정 알고리즘을 거친 후 추가적인 채도 향상 알고리즘을 적용하는 것은, 밝기 변화 정도에 따른 채도를 보상하지 못하고 단지 출력 영상의 채도만을 보상하기 때문에 원본 영상이 가지는 색감을 그대로 재현하지 못하는 단점이 있다.

도 1은 일반적인 밝기 보정 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다. 일반적으로 입출력 밝기를 히스토그램(Histogram)이나 매핑함수를 통해 변환시키는 HDR(High Dynamic Range) 알고리즘이나 노이즈 리덕션(Noise reduction) 알고리즘은 아래 도 1 및 하기 수학식 1에서 볼 수 있는 것처럼 RGB 입력영상(110)을 Ycbcr 스페이스(space)(120)로 변환한다. 가장 많이 사용되는 Ycbcr 스페이스는 SDTV(Standard Definition Television)에 적용된 BT. 601 버젼(식 1.)으로써, 입력 RGB 영상을 밝기에 해당하는 Y 채널과 대응 컬러 스페이스(Opponent color space)에 유사한 Cb-cr 스페이스로 나누어진다. 여기에서 Y 값은 보통 Luma 라고 불리는데, 사람이 인지하는 휘도(luminance) 값에 유사하다.

따라서, 기존의 밝기변환 알고리즘들은 상기 수학식 1에서 Y 값(130)에 구현하고자 하는 알고리즘을 적용(140)한 후 변환된 Y 값(150)과 기존의 Cb-Cr 값으로 이루어진 Y'CbCr(160)을 하기 수학식 2에 의해 RGB 값으로 변환하고 변환된 RGB 값(170)을 출력한다.

또는 Ycbcr 스페이스 대신 HSL(Hue-Saturation-Level) 이나 HSV(Hue-saturation-Value), HSI(Hue-saturation-Intensity) 스페이스를 사용하기도 한다. 색조(Hue)와 채도(Saturation) 또는 크로마(chroma) 값은 약간의 차이는 있지만, M이 max(R,G,B)라 하고, m이 min(R,G,B)라 할 때, 크로마 C는 M-m 으로 정의하고, Hue H는 하기 수학식 3과 같이 정의한다.

그리고 I(Intensity), L(Level) 이나 V(Value) 값은 많은 형태를 가지지만 보통 I=(R+G+B)/3, V=max(R,G,B), L=(max(R,G,B)+min(R,G,B))/2 로 정의된다.

이러한 컬러 스페이스를 사용하는 방법은 Ycbcr 스페이스에서 Y 값만 가지고 밝기 보정을 하는 알고리즘과 유사하게, Hue 값과 Saturation, Chroma 값은 그대로 유지한 채 밝기에 해당하는 I, L 또는 V 값을 변환한 후 다시 역변환하는 방법이다.

밝기만 변환시킨다는 의미에서 위의 컬러 스페이스 변환은 알고리즘의 단순성(simplicity) 및 자원 관리(Resource management) 차원에서 효율적으로 보여질 수 있다. 하지만 앞에서 설명한 것과 같이, 밝기가 밝아지는 경우 사람이 인지하는 채도는 감소한다. 일반적으로 사람이 느끼는 채도는 CIE-L*a*b* 스페이스에서 다음과 같이 정의된다. 먼저 CIE-L*a*b* 값은 Color spectro-radiometer 나 spectro-photometer 등에 의해 측정되는 컬러값 XYZ 로부터 하기의 수학식 4와 같이 정의된다.

상기 수학식 4에서 L 은 밝기를 나타내지만, 현재 광원의 화이트(White)에 대해 노말라이즈(Normalized)된 인지적으로 균일한(Perceptually uniform)한 특성을 가진다. a* 와 b* 는 대응색(opponent color)으로써 Red-green, Blue-Yellow 의 특성을 나타내는데, Ycbcr 로 보면 L 은 Y 와 유사하고, a*,b*는 Cb와Cr 과 유사하다.

CIE-L*a*b* 로부터 CIE-L*C*h* 가 정의되는데, L*은 L*,a*b* 의 L* 와 동일하고, Chroma 와 Hue 를 나타내는 C*와 h* 는 하기 수학식 5와 같이 정의된다.

C* 값과 H* 값은 앞에서 설명한 HSV나 HSL 스페이스의 Hue 및 Saturation 값과 유사하지만, 앞의 HSV, HSL 은 Gamma-uncorrect 되지 않은 입력 RGB 로부터 구해져서 인간 시각 체계(Human Visual system)와 직접 연관을 가지기 힘들지만, C*,h* 값은 역시 인지적으로 균일한(Perceptually uniform) 한 특성을 가진다.

사람이 인지하는 채도를 설명하기 위해, 먼저 Colorfulness 와 Chroma, saturation 용어의 차이를 간단히 설명을 하면, colorfulness 는 어떤 컬러와 그레이(gray) 간의 색차를 나타낸다면, Chroma 는 유사한 조망 상황(viewing condition)에서 화이트(white) 로 보이는 다른색의 밝기에 대한 colorfulness 로 정의할수 있다. Saturation 은 해당색 자신의 밝기에 대한 colorfulness 라고 할 수 있다. 즉 같은 색이라도 밝기에 따라 다른 정도의 colorfulness를 인지할 수 있으므로, Saturation 이라고 말할 때에는 현재의 Chroma 값을 해당밝기로 normalize 해주어야 그 의미를 명확히 나타낸다고 할 수 있다.

따라서, CIE-L*a*b* 또는 CIE-L*C*h* 스페이스에서 Saturation은 하기의 수학식 6과 같이 정의할 수 있다.

따라서 같은 밝기(*L 나 Y) 에서는 Chroma 값이 높을수록(또는 Cb-Cr값이 증가할수록) 인지되는 Saturation(채도) 값이 증가하고, 또는 같은 Chroma 값이라면 밝기가 어두워질수록 Saturation이 증가하여 색이 더 진해진다는 느낌이 늘게된다. 역으로, 같은 Chroma 값을 가져도(유사하게 같은 Cb-Cr 값) 밝기가 밝아진다면 인지하는 채도가 떨어지게 된다.

기존에는 자원의 효율적인 사용과, 인간 시각 시스템(Human Visual System)이 Chrominance 보다는 Luminance 에 더 민감하다는 이론에 근거하여 Ycbcr 스페이스에서 Y 값만 바꾸는 방법이 많이 사용되어 왔지만, 이 경우 출력영상의 밝기가 입력영상의 밝기보다 밝은 경우, 사람이 인지하는 채도는 떨어져서 영상이 뿌옇고 색이 빠져 보인다는 단점이 발생하였다. 하지만 이를 보안하기 위해 여러 컬러스페이스를 변환시키는 것은 하드웨어의 복잡성을 크게 증가시키고 자원(Resource) 소모 및 비용 증가를 발생시키는 단점이 있다.

이에 따라, 사람이 인지하는 채도를 유지하면서 영상의 밝기를 변환할 수 있는 방법이 요구되며, 이러한 밝기 변환을 낮은 하드웨어 복잡성 및 자원 소모를 통해 수행할 수 있도록 하는 방법이 필요하다.

본 발명은 휴대 단말 환경에 적용할 수 있도록 자원의 효율적인 관리와 하드웨어 구현의 복잡성을 줄이며, 영상에서 사람이 인지하는 채도를 유지하면서 밝기를 변환할 수 있는 밝기 변환 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

이를 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따르면, 본 발명은 영상의 밝기 변환 방법에 있어서, 대상 영상의 컬러 스페이스를 변환하는 과정과, 밝기 조절 비율을 결정하는 과정과, 상기 영상의 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정을 수행하는 과정과, 상기 보정된 밝기 조절 비율을 이용하여 상기 영상의 밝기를 변환하는 과정을 포함함을 특징으로 하며,

상기 대상 영상의 컬러 스페이스를 변환하는 과정은, RGB 컬러 스페이스의 입력 영상을 선형(Linear) RGB 컬러 스페이스로 변환하는 과정과, 상기 선형 RGB 컬러 스페이스를 XYZ 컬러 스페이스로 변환하는 과정을 포함함을 특징으로 하며,

상기 영상의 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정을 수행하는 과정은, 상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 밝기 조절 비율을 곱하는 과정과, 상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중, 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는지 판단하는 과정과, 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는 경우, 상기 색상 범위의 최대값을 상기 가장 높은 채널의 값으로 나눈 결과값을 상기 밝기 조절 비율과 곱하여 그 결과를 새로운 밝기 조절 비율로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하며,

상기 보정된 밝기 조절 비율을 이용하여 상기 영상의 밝기를 변환하는 과정은, 상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 보정된 밝기 조절 비율을 곱하여 출력 영상을 생성하는 과정임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 영상의 밝기 변환 장치에 있어서, 대상 영상의 컬러 스페이스를 변환하는 컬러 스페이스 변환부와, 밝기 조절 비율을 결정하는 밝기 조절 계산부와, 상기 영상의 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정을 수행하는 밝기 조절 보정부와, 상기 보정된 밝기 조절 비율을 이용하여 상기 영상의 밝기를 변환하는 밝기 조절 적용부를 포함함을 특징으로 하며,

상기 컬러 스페이스 변환부는, RGB 컬러 스페이스의 입력 영상을 선형(Linear) RGB 컬러 스페이스로 변환하며, 상기 선형 RGB 컬러 스페이스를 XYZ 컬러 스페이스로 변환하는 것 특징으로 하며

상기 밝기 조절 보정부는, 상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 밝기 조절 비율을 곱하며, 상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중, 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는지 판단하며, 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는 경우, 상기 색상 범위의 최대값을 상기 가장 높은 채널의 값으로 나눈 결과값을 상기 밝기 조절 비율과 곱하여 그 결과를 새로운 밝기 조절 비율로 결정하는 것을 특징으로 하며,

상기 밝기 조절 적용부는, 상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 보정된 밝기 조절 비율을 곱하여 출력 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 TV나 휴대폰 또는 프로젝트폰에서 채도를 감소시키지 않고 밝기를 컨트롤할 수 있는 효과가 있다. 또한, 그에 따른 자원(Resource) 사용을 최소화할 수 있다.

본 발명은 밝기 보정을 하는데 있어서 사람이 인지하는 채도를 유지하면서 밝기를 보정해주는 알고리즘을 제공한다. 이에 따라 본 발명은 일반적으로 영상의 밝기만 보정하는것에 비해 훨씬 더 좋은 색감을 유지할 수 있다.

도 1은 일반적인 밝기 보정 방식을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밝기 변환 방법을 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 밝기 변환 방법을 개략적으로 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 변환 방법의 동작 흐름을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 변환 장치의 구성을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 변환 방법의 적용 예를 나타낸 도면

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 상기 수학식 6에 개시된 바와 같이 밝기 보정 알고리즘에 의해 변화된 밝기만큼 Chroma 값도 같이 변화를 시켜서, 밝기 보정후에도 사람이 인지하는 채도가 유지되도록 하며, 또한, 이동 단말에서도 구현이 가능하도록 최소의 자원 사용과 최소의 컬러스페이스 변환을 수반하는 알고리즘을 제안한다. 또한, 밝기가 밝아지면서 해당하는 색의 색상범위(Gamut)를 벗어나는 경우, 원래 색을 유지 하는 방법을 제안한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밝기 변환 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 밝기 변환 방법은 먼저, 컬러스페이스 변환이 수행한다. 이는 영상의 RGB 컬러 스페이스를 XYZ 컬러 스페이스로 변환하는 것을 의미한다.

일반적으로 카메라나 방송용 카메라에 의해 촬영되는 원본 파일은 이미지 센서(sensor)의 특성에 비례하는 신호들이지만, 2.2 Gamma 를 가진 디스플레이로 출력된다는 가정하에, Gamma-correct 를 하여 컴퓨터 파일로 저장되거나 카메라로 촬영되어 저장된다. 그렇게 저장되는 많은 파일들은 CRT(cathode ray tube) 상에서 유사한 성능을 낼 수 있도록 sRGB 라는 컬러스페이스의 스펙에 맞도록 제작이 된다. 따라서 컬러스페이스의 변환의 첫 과정은 입력 RGB 값을 Gamma-uncorrection 하는 과정을 거쳐 입력 RGB(210) 를 소위 선형(Linear) RGB(220) 로 변환하는 과정이다. 수학식의 이해를 돕기 위해 하기 수학식 7의 C_srgb　값은 0~255 의 값을 0~1로 정규화(normalize) 시킨 입력영상의 RGB 값이고, C_linear는 Gamma-uncorrect된 Linear RGB 값으로 입력영상의 R,G,B 각각에 적용하여 R_linear, G_linear, B_linear　값을 가진다.

Gamma-uncorrect 된 Linear RGB 값은 IEC 61966-2-1:1999　표준문서 기술된 값에 따라 하기 수학식 8과 같이 XYZ 값으로 변환된다.

다음 영상의 밝기 조절(230)을 수행한다. 입력영상이 상기 수학식 8에 의해 XYZ 로 변환되었을 때, 밝기보정 알고리즘에 의해 Y 값이 kY 값으로 변환한다고 가정하면, YCbCr에서 Y 값만 변형하고 역변환 하는 종래의 기술과 같아서, 결국 밝기만 바뀌므로 이전 알고리즘과 차이가 없다. 하지만 만약 모든 XYZ 값이 k 배 되어서 [X,Y,Z] 가 [kX,kY,kZ] 값으로 변환되었다고 가정하면 이것은 [R,G,B]_linear　가 [kR,kG,kB]_linear　가 되는 경우와 같다고 생각할 수 있다. 물리적인 현상으로 해석해보면 광원(Light source)이 일정한 RGB 의 비율을 유지하면서 빛을 방사(emission)하는 경우라고 생각할 수 있다. 수식적으로 [X,Y,Z] 값 대신 [kX,kY,kZ] 을 L*a*b* 구하는 공식에 넣으면 하기 수학식 9와 같이 될 수 있다.

따라서 [X,Y,Z] 값과 [kX,kY,kZ] 에 해당하는 Saturation 을 비교해 보면 하기 수학식 10과 같다.

따라서, 일반적으로 HDR 과 같은 밝기보정 알고리즘에서는 입력 밝기에 대한 출력의 밝기가 입력영상의 70%~150%로 올라간다고 할 때 두 개의 Saturation 값은 그렇게 큰 차이를 보이지 않는다. 조금 더 세심히 보면, 입력영상에 비해 출력영상이 많이 밝아진다면 k>>1이 되어 두 번째 saturation 값의 분모가 오히려 작아지게 되어 인지되는 Saturation 은 약간 더 증가하게 되지만 C*/L* 값이 사람 눈에 근사화 된 결과이므로 큰 차이를 가지지 않게 된다.

상기 수학식 8로부터 Linearized RGB 와 XYZ 값은 Linear 한 관계를 가짐을 알 수 있다. 따라서, [X,Y,Z] 값에 k 배를 하는 것은 Linearized RGB 값에 k 배를 하는 것과 같은 결과를 갖는다.

따라서, 입력영상의 Y 값과 출력영상의 Y 값의 비율을 k 라고 할때(scale 값), 예를 들어 L* 스페이스에서 히스토그램을 얻어서 밝기를 조정하는 경우라 할 때, 도 2에 도시된 바와 같이 출력 L* 값을 Y 로 변환한 후 입력 Y 와 출력 Y 의 비를 구하여 원본영상의 Linearized RGB 에 곱해주고, 그 Linearized RGB 값을 다시 2.2Gamma 를 가진 디스플레이에서 보일 수 있도록 수학식 11과 같이 Gamma-correction 을 수행한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 밝기 변환 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 히스트로그램을 Y 스페이스에서 얻기를 원하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 L* 로의 변환없이 Y 스페이스에서의 입출력 값을 가지고 Scaling 을 수행(330)할 수 있다.

하지만 만약 k 를 곱해준 후의 Linearized RGB 값이 255를 넘는 경우에는 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정(240, 250)을 수행한다.

일반적으로 Linearized RCG 값이 255를 넘는 경우에는 강제로 값을 255로 자르는데(clipping), 이 경우 출력 RGB 값의 색 밸런스가 깨지게 되어 자연스럽지 않게(Artifact) 보일 수 있다. 이에 따라 본 발명은 본 발명의 특징에 따라, 색의 밝기를 색 밸런스를 유지할 수 있는 최대 밝기까지만 올리는 알고리즘을 적용한다.

도 2, 3에서 Gamut preserve 블럭(240)은 먼저 k 값을 곱하여 얻은 출력 Linearized RGB 값이 255를 넘는지 검사를 하고 RGB 세 값 중에서 하나라도 255를 넘으면 255를 그 세개의 RGB 값 중에서 제일 큰 값으로 나누고, 그 결과 값을 기존의 k값과 곱한 값을 새로운 k' 값으로 한다( k' <　k ). 따라서 k' 값을 입력 Linearized RGB 값에 곱하면 셋중에 가장 큰값이 255의 출력을 가지게 되고 다른 값들은 255보다 작은 값들을 갖는다. 따라서 전체적으로 밝기를 약간 줄임으로써, 색 밸런스를 무너뜨리지 않고 gamut 을 벗어남으로써 생기는 부자연스러움을 막을 수 있다. 상기와 같이 보정된 k' 값(scale_gamut)을 Linearized RGB와 곱하여(260), 출력 RGB(270)을 계산한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 변환 방법의 동작 흐름을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 401단계에서 입력 이미지의 컬러 스페이스를 변환한다. 입력된 이미지의 RGB 컬러 스페이스를 선형화(Linear) RGB로 변환하고 이를 다시 XYZ 컬러 스페이스로 변환한다. 다음 403단계에서는 밝기 조절 비율(scale)을 계산한다. 이때 밝기 조절 비율은 입력된 이미지의 밝기 대 출력 이미지의 밝기를 나타내며, 사용자 혹은 외부로부터 입력받거나 미리 설정된 값일 수 있다. 다음 405단계에서는 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율을 보정한다. 이 경우 상기 403단계에서 입력받은 밝기 조절 비율에 따라 선형화 RGB값을 변경한 경우, 색상 범위를 벗어날 경우 색상 범위를 벗어나지 않고 색밸런스를 유지하도록 밝기 조절 비율을 줄인다. 다음 407단계에서는 보정된 밝기 조절 비율(scale_gamut)을 linear RGB에 곱하여 새로운 RGB를 계산하여 밝기 조절을 수행한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 변환 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 변환 장치는 이미지를 입력받아 입력 이미지의 컬러 스페이스를 변환하는 컬러 스페이스 변환부(510)와, 밝기 조절 비율을 결정하는 밝기 조절 계산부(520)와, 상기 밝기 조절 계산부(520)에서 결저오딘 밝기 조절 비율을 원본 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널에 적용하여, 색상 범위를 벗어나는 색상이 존재하는 경우, 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율을 보정하는 밝기 조절 보정부(530)와, 보정된 밝기 조절 비율(scale_gamut)을 linear RGB에 곱하여 출력 RGB를 계산하여 밝기 조절을 수행하는 밝기 조절 수행부(540)를 포함한다.

컬러 스페이스 변환부(510)는 RGB 컬러 스페이스의 입력 영상을 선형(Linear) RGB 컬러 스페이스로 변환하며, 상기 선형 RGB 컬러 스페이스를 XYZ 컬러 스페이스로 변환한다.

밝기 조절 보정부(530)는 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 밝기 조절 비율을 곱하며, 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중, 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는지 판단하며, 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는 경우, 상기 색상 범위의 최대값을 상기 가장 높은 채널의 값으로 나눈 결과값을 상기 밝기 조절 비율과 곱하여 그 결과를 새로운 밝기 조절 비율로 결정한다.

밝기 조절 적용부(540)는 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 보정된 밝기 조절 비율을 곱하여 출력 영상을 생성한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 변환 방법의 적용 예를 나타낸 도면이다. 도 6은 기존의 밝기만 보정한 알고리즘과 채도를 유지하면서 밝기를 보존하는 본 발명의 실시 예에 따른 알고리즘에 대한 결과를 도시한다. 특히 도 6의 (a)의 황토색 벽과 (b)의 파란색, 인물의 얼굴색의 차이를 보면 본 발명의 실시 예에 따른 방법이 채도를 보존하여 훨씬 더 뛰어난 화질로 표시되는 것을 확인할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 밝기 변환 방법 및 장치의 동작 및 구성이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

Claims

영상의 밝기 변환 방법에 있어서,
대상 영상의 컬러 스페이스를 변환하는 과정과,
밝기 조절 비율을 결정하는 과정과,
상기 영상의 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정을 수행하는 과정과,
상기 보정된 밝기 조절 비율을 이용하여 상기 영상의 밝기를 변환하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 방법.
제 1항에 있어서, 상기 대상 영상의 컬러 스페이스를 변환하는 과정은,
RGB 컬러 스페이스의 입력 영상을 선형(Linear) RGB 컬러 스페이스로 변환하는 과정과,
상기 선형 RGB 컬러 스페이스를 XYZ 컬러 스페이스로 변환하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 방법.
제 2항에 있어서, 상기 영상의 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정을 수행하는 과정은,
상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 밝기 조절 비율을 곱하는 과정과,
상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중, 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는지 판단하는 과정과,
선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는 경우, 상기 색상 범위의 최대값을 상기 가장 높은 채널의 값으로 나눈 결과값을 상기 밝기 조절 비율과 곱하여 그 결과를 새로운 밝기 조절 비율로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 방법.
제 3항에 있어서, 상기 보정된 밝기 조절 비율을 이용하여 상기 영상의 밝기를 변환하는 과정은,
상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 보정된 밝기 조절 비율을 곱하여 출력 영상을 생성하는 과정임을 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 방법. 　
영상의 밝기 변환 장치에 있어서,
대상 영상의 컬러 스페이스를 변환하는 컬러 스페이스 변환부와,
밝기 조절 비율을 결정하는 밝기 조절 계산부와,
상기 영상의 색밸런스를 유지하기 위해 밝기 조절 비율 보정을 수행하는 밝기 조절 보정부와,
상기 보정된 밝기 조절 비율을 이용하여 상기 영상의 밝기를 변환하는 밝기 조절 적용부를 포함함을 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 장치.
제 5항에 있어서, 상기 컬러 스페이스 변환부는,
RGB 컬러 스페이스의 입력 영상을 선형(Linear) RGB 컬러 스페이스로 변환하며, 상기 선형 RGB 컬러 스페이스를 XYZ 컬러 스페이스로 변환하는 것 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 장치.
제 6항에 있어서, 상기 밝기 조절 보정부는,
상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 밝기 조절 비율을 곱하며, 상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중, 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는지 판단하며, 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널 중 색상 범위를 초과하는 채널이 존재하는 경우, 상기 색상 범위의 최대값을 상기 가장 높은 채널의 값으로 나눈 결과값을 상기 밝기 조절 비율과 곱하여 그 결과를 새로운 밝기 조절 비율로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 장치.
제 7항에 있어서, 상기 밝기 조절 적용부는,
상기 영상의 선형 RGB 컬러 스페이스의 각 채널과 상기 보정된 밝기 조절 비율을 곱하여 출력 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기 변환 장치.