KR20120125006A - 영상 변환 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상을 변환하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 영상 변환 방법에 있어서, 입력된 컬러 영상에 대해 색상 가중치를 이용하여 휘도 값을 변환하는 과정과, 상기 JND를 이용하여 JND의 정규화된 값을 획득하는 과정과, 디스플레이를 통해 색상의 밝기 정도를 식별할 수 있도록 하기 위해 해당 색상이 상기 획득된 JND의 정규화된 값에 대응하도록 룩업 테이블을 생성하는 과정과, 상기 변환된 휘도 값을 상기 생성된 룩업 테이블의 휘도 값으로 대체하는 과정을 포함한다.

Description

영상 변환 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING IMAGE}
본 발명은 영상을 변환하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 컬러 영상 신호를 흑백 영상으로 변환하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 컬러 영상 신호를 흑백 영상 신호로 변환하기 위해 인간의 시각이 가장 민감한 그린(Green)에 가장 큰 가중치를 반영한 선형성 변환을 사용하고 있다.
도 1은 일반적인 변환기의 구성을 나타낸 도면이다.
변환기(101)는 하기의 <수학식 1>을 이용하여 비디오 신호로 입력되는 Red(R), Green(G), Blue(B)를 흑백 영상으로 변환한다.
Figure pat00001
자연영상과는 상이하게 항공기 심볼 영상의 경우에는 군용 항공기 규격에 따라 중요/위협 정보를 나타내는 컬러가 따로 존재하는데, 그린의 경우에는 비교적 안전한 지역 및 심볼을 나타낸다.
만약, 상기 변환기(101)를 항공기용 심볼에 적용할 경우, 주요 정보가 부각되어 보이지 않고, 오히려 다른 정보에 비하여 밝기 정보가 낮아 정보 식별이 어려워질 수 있다.
도 2는 일반적인 변환기를 이용한 일 예를 나타낸 도면이다.
참조번호 201과 참조번호 203을 통해볼 때, 변환기(101)를 이용하는 경우, 가장 치명적인 위협 상황을 나타내는 레드(Red) 부분의 휘도 정보가 매우 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 일반적인 변환기를 항공기용 심볼에 적용할 경우, 항공기 조종사가 중요 및 치명적인 위협 정보를 식별하는데 어려움이 있다.
따라서 본 발명은 컬러 영상 신호를 흑백 영상 신호로 변환하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 컬러 영상 신호를 흑백 영상 신호로 변환할 시, 항공기용 중요 심볼 색상에 가중치를 추가하여 해당 색상 정보의 휘도를 높이기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 항공기 조종사가 중요 및 치명적인 위협 정보를 타 정보에 비하여 보다 직관적으로 획득할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 영상 변환 방법에 있어서, 입력된 컬러 영상의 가중치에 색상 가중치를 추가하여 휘도 값을 변환하는 과정과, 상기 JND를 이용하여 JND의 정규화된 값을 획득하는 과정과, 디스플레이를 통해 색상의 밝기 정도를 식별할 수 있도록 하기 위해 해당 색상이 상기 획득된 JND의 정규화된 값에 대응하도록 룩업 테이블을 생성하는 과정과, 상기 변환된 휘도 값을 상기 생성된 룩업 테이블의 휘도 값으로 대체하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따른 영상 변환 장치에 있어서, 입력된 컬러 영상의 가중치에 색상 가중치를 추가하여 휘도 값을 변환하는 변환기와, 상기 JND를 이용하여 JND의 정규화된 값을 획득하고, 디스플레이를 통해 색상의 밝기 정도를 식별할 수 있도록 하기 위해 해당 색상이 상기 획득된 JND의 정규화된 값에 대응하도록 룩업 테이블을 생성하며, 상기 변환된 휘도 값을 상기 생성된 룩업 테이블의 휘도 값으로 대체하는 향상기를 포함한다.
본 발명에 의하면 컬러 영상 신호를 흑백 영상 신호로 변환할 시, 항공기용 중요 심볼 색상에 가중치를 추가하여 해당 색상 정보의 휘도를 높여 항공기 조종사가 중요 및 치명적인 위협 정보를 타 정보에 비하여 보다 직관적으로 획득할 수 있도록 한다.
도 1은 일반적인 변환기의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 일반적인 변환기를 이용한 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 변환기의 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 변환기를 이용한 일 예를 나타낸 도면,
도 5는 JND 스텝에 따른 컬러 값을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환하기 위한 과정을 나타낸 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명은 중요 색상의 컬러 정보를 강조하기 위한 색상 가중치를 이용하는 변환기와 상기 색상 가중치를 이용하는 변환기에 의해 변환된 휘도 값을 보다 직관적으로 나타내기 위하여 JND(Just-noticeable difference)를 고려한 향상기를 제안한다. 이때, JND는 최소한의 밝기 값 차이를 나타내는 것으로, 각 색상 별 중요도를 나타내는 변환된 휘도 값을 디스플레이를 통해 해당 색상을 식별할 수 있도록 밝기 차이를 발생시키는 휘도 값으로 향상시키기 위한 것이다.
구체적으로, JND는 사람이 인지할 수 있는 최소 밝기 차이 값을 나타내는 것으로, 현재의 밝기 값에서 사람이 조금 더 밝다는 것을 감지할 수 있도록 하기 위해 증가되어야 하는 밝기 값 차이를 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 변환기의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 변환기를 이용한 일 예를 나타낸 도면이다.
변환기(301)는 색상 가중치를 이용하여 입력되는 컬러 영상 신호를 흑백 영상 신호로 변환한다. 이때, 상기 변환기(301)는 새로운 명도값 Y'(luma)을 구하기 위해서 YUV의 Y를 구하는 공식을 기본으로 하고, 색상 가중치를 위하여 여러 가지 강조 및 제한 요소를 레드(R)의 3차 곱, 그린(G)의 2차 곱 및 가산기로 구성된다. 이것은 하기 <수학식 2>와 같다.
Figure pat00002
상기 c는 옐로우(yellow)가 그린(green)에 비하여 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자이면서, 레드(red)를 어느 정도 강조해줄 것인지를 결정하는 인자를 나타낸다.
상기 b1은 레드(red)가 옐로우(yellow) 보다 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자, 상기 b2는 레드(red)가 마젠타(magenta)보다 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자, 상기 b3는 그린(green)이 시안(cyan)보다 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자를 나타낸다.
참조번호 401 및 참조번호 403을 통해 볼 때, 상기 변환기(301)를 이용하는 경우, 가장 치명적인 위협 상황을 나타내는 레드(Red) 부분의 휘도 정보가 가장 밝게 나타나며, 다음으로 오렌지(orange), 옐로우(yellow) 등의 순으로 밝게 나타남을 확인할 수 있다.
향상기(303)는 최소 강도 차이(JND: Just-noticeable difference)를 고려한 룩업 테이블을 저장하며, 상기 저장된 룩업 테이블에 따라 상기 변환기(301)에서 변환된 휘도 값에 대하여 대비를 높힌다.
상기 룩업 테이블은 Gerg Ward의 JND 스텝을 이용하여 얻은 JND의 정규화 값을 해당 색상에 대응되도록 작성한 것으로, 상기 변환된 휘도 값은 작성된 룩업 테이블에 따라 해당 휘도 값으로 대체된다. 여기서, JND 스텝은 디스플레이의 최대 휘도 값을 기준으로 한다. Gerg Ward의 JND 스텝 및 JND의 정규화 값은 각각 하기 <수학식 3> 및 <수학식 4>를 통해 산출된다.
Figure pat00003
상기 La는 휘도 값을 나타내고, 상기
Figure pat00004
L은 최소 강도 차이를 나타낸다.
Figure pat00005
도 5는 JND 정규화 값에 따른 컬러 값을 나타낸 도면으로, 획득된 JND 정규화 값(501)에 대응하는 해당 색상(black, blue, gray, cyan, green, white, yellow, orange, red)의 컬러 값(503) 즉, 휘도 값을 표시하고 있는 것이다.
이때, 각 컬러의 JND 정규화 값(501) 및 컬러 값(503)은 블랙(black), 블루(blue), 그레이(gray), 시안(cyan), 그린(green), 화이트(white), 옐로우(yellow), 오렌지(orange), 레드(red) 순으로 증가하여 나타난다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환하기 위한 과정을 나타낸 도면이다.
601단계에서 변환기는 컬러 영상을 입력받고, 603단계에서 변환기는 입력되는 컬러 영상 신호의 가중치에 색상 가중치를 추가하여 휘도 값을 변환하여 향상기로 송신한다.
605단계에서 향상기는 변환된 휘도 값을 각각의 휘도 값에 대응하는 룩업 테이블의 휘도 값으로 대체한다. 이때, 룩업 테이블은 상기 변환된 휘도 값에 대해 JND 스텝을 이용하여 디스플레이를 통해 색상의 밝기 정도를 식별할 수 있도록 밝기 차이를 발생시키는 휘도 값을 해당 색상에 대응되도록 생성된 것이다.
607단계에서 상기 대체된 휘도 값에 따라 변환된 흑백 영상을 출력한다.
상기 도 1, 도 3, 도 6에서 예시하는 동작 또는 신호의 흐름도는 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 목적이 아님을 유의해야 한다. 즉, 상기 도 1, 도 3, 도 6이 설명하는 동작들은 각기 장치의 제어부에서 동작하는 구성을 예시하는 것일 뿐이며, 반드시 모든 과정이 포함되어야 구현 가능함을 한정하거나, 특정 연산 또는 알고리즘에 의해 개별적으로 수행되어야만 함을 한정하지 않는다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 영상 변환 방법에 있어서,
    입력된 컬러 영상의 가중치에 색상 가중치를 추가하여 휘도 값을 변환하는 과정과,
    JND(Just-noticeable difference)를 이용하여 JND의 정규화된 값을 획득하는 과정과,
    디스플레이를 통해 색상의 밝기 정도를 식별할 수 있도록 하기 위해 해당 색상이 상기 획득된 JND의 정규화된 값에 대응하도록 룩업 테이블을 생성하는 과정과,
    상기 변환된 휘도 값을 상기 생성된 룩업 테이블의 휘도 값으로 대체하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변환된 휘도 값은,
    상기 <수학식 5>에 의해 획득됨을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
    <수학식 5>
    Figure pat00006

    상기 c는 옐로우(yellow)가 그린(green)에 비해서 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자이면서 레드(red)를 어느 정도 강조해 줄 것인지를 결정하는 인자, 상기 b1은 레드(red)가 옐로우(yellow)보다 어느 정보 강조될 것인가를 결정하는 인자, 상기 b2는 레드(red)가 마젠타(magenta)보다 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자, 상기 b3는 그린(green)이 시안(cyan)보다 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자임을 나타냄.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 JND는,
    하기 수학식 6에 의해 획득됨을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
    <수학식 6>
    Figure pat00007

    상기 La는 휘도 값을 나타내고, 상기
    Figure pat00008
    L은 최소 강도 차이를 나타냄.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 JND 정규화 값은,
    하기 수학식 7에 의해 획득됨을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
    <수학식 7>
    Figure pat00009

  5. 영상 변환 장치에 있어서,
    입력된 컬러 영상의 가중치에 색상 가중치를 추가하여 휘도 값을 변환하는 변환기와,
    JND를 이용하여 JND의 정규화된 값을 획득하고, 디스플레이를 통해 색상의 밝기 정도를 식별할 수 있도록 하기 위해 해당 색상이 상기 획득된 JND의 정규화된 값에 대응하도록 룩업 테이블을 생성하며, 상기 변환된 휘도 값을 상기 생성된 룩업 테이블의 휘도 값으로 대체하는 향상기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 변환 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 변환된 휘도 값은,
    상기 <수학식 8>에 의해 획득됨을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
    <수학식 8>
    Figure pat00010

    상기 c는 옐로우(yellow)가 그린(green)에 비해서 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자이면서 레드(red)를 어느 정도 강조해 줄 것인지를 결정하는 인자, 상기 b1은 레드(red)가 옐로우(yellow)보다 어느 정보 강조될 것인가를 결정하는 인자, 상기 b2는 레드(red)가 마젠타(magenta)보다 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자, 상기 b3는 그린(green)이 시안(cyan)보다 어느 정도 강조될 것인가를 결정하는 인자임을 나타냄.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 JND는,
    하기 <수학식 9>에 의해 획득됨을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
    <수학식 9>
    Figure pat00011

    상기 La는 휘도 값을 나타내고, 상기
    Figure pat00012
    L은 최소 강도 차이를 나타냄.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 JND 정규화 값은,
    하기 <수학식 10>에 의해 획득됨을 특징으로 하는 영상 변환 방법.
    <수학식 10>
    Figure pat00013
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