KR20130000665A - 역광 프레임을 검출하고, 보정하는 방법 및 장치 - Google Patents

역광 프레임을 검출하고, 보정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 색차 신호에 대한 값들에 기초해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하고, 역광 프레임인 것으로 판단된 현재 프레임을 선택적으로 보정하는 방법 및 장치가 개시된다.

Description

역광 프레임을 검출하고, 보정하는 방법 및 장치{Method and apparatus for detecting and compensating back light frame}
본 발명은 역광 프레임을 검출하고, 보정하는 방법 및 장치에 관한 것으로 보다 상세히는 동영상의 연속된 프레임들 중 역광인 프레임을 검출하고, 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
피사체의 뒤에서 광원이 위치하는 영상을 역광 영상이라고 한다. 역광 영상은 피사체 영역의 윤곽만 구별할 수 있으며, 피사체 영역의 세부를 식별할 수 없다. 이를 개선하기 위해 노출을 증가시키면, 피사체 영역을 제외한 나머지 배경 영역이 과다 노출(over exposure)로 인해 휘도 값이 포화되어 세부(detail)를 식별할 수 없다. 이러한, 역광 영상의 문제점을 해결하기 위해 사진 또는 동영상에서 역광 영상을 검출하고, 보정하는 많은 방법들이 제안되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 역광 영상을 검출하고, 보정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있고, 상기 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 검출하는 방법은 휘도 성분(luminance component) 및 적어도 하나의 색차 성분(chroma component)으로 구성된 픽셀들을 포함하는 현재 프레임에 대한 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 픽셀들의 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 검출하는 장치는 휘도 성분(luminance component) 및 적어도 하나의 색차 성분(chroma component)으로 구성된 픽셀들을 포함하는 현재 프레임에 대한 데이터를 수신하는 데이터 처리부; 및 상기 픽셀들의 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 역광 판단부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 상기 프레임 검출 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 역광 프레임을 정확하게 검출함으로써 검출 오류에 따른 보정의 오류를 방지할 수 있다. 또한, 깜박임(flickering)과 같이 역광 프레임의 보정 시에 사용자가 느끼는 보정의 오류를 최소화화면서, 역광 프레임을 보정할 수 있어, 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 프레임을 보정하는 장치를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 색차 성분(chrominance component)의 히스토그램을 도시한다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분(luminance component)의 히스토그램을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속된 프레임들을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 프레임의 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연속된 프레임들을 도시한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역광 프레임의 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역광 프레임의 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 프레임을 보정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역광 프레임을 보정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 프레임을 보정하는 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 프레임을 보정하는 장치(100)는 데이터 처리부(110), 역광 판단부(120) 및 역광 보정부(130)를 포함한다.
데이터 처리부(110)는 휘도 성분(luminance component) 및 적어도 하나의 색차 성분(chrominance component)으로 구성된 픽셀들을 포함하는 프레임에 대한 데이터를 수신한다.
영상 처리를 위해 픽셀 값은 RGB(Red Green Blue), HSB(Hue-Saturation-Brightness), Lab 및 YUV와 같은 다양한 색 표현 방법에 따라 표현된다. YUV는 휘도 성분(luminance) 및 색차 성분(chrominance component)에 기초해 픽셀 값을 표현하는 방법이다. YUV에 따르면, 하나의 픽셀은 휘도 성분인 Y 성분, 블루 차이 색차 성분(blue-difference chrominance component)인 Cb 성분 및 레드-차이 색차 성분(red-difference chrominance component)인 Cr 성분을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 역광 프레임은 피사체의 윤곽만 구별되며, 피사체 및 배경의 세부는 식별하기 힘들다. 배경의 휘도는 매우 높고, 피사체의 휘도는 매우 낮기 때문에 피사체 및 배경의 세부를 식별하기 힘들며, 따라서, 역광 프레임에 포함된 픽셀들의 휘도 성분에 대한 값들은 최소값 또는 최대값에 가까운 값일 가능성이 높다. 이러한 휘도 성분의 분포 특성을 이용하면, 역광 프레임을 검출할 수 있다.
그러나, 휘도 성분에 대한 값들이 최소값 또는 최대값에 가깝게 분포하는 휘도 성분의 분포 특성은 반드시 역광 프레임에서만 나타나는 분포 특성이 아니며, 한 화면에 매우 밝은 영역과 매우 어두운 영역이 공존하는 다른 프레임에서도 역광 프레임과 동일한 휘도 성분의 분포 특성이 나타날 수 있다.
다시 말해, 휘도 성분의 분포 특성만 이용하여 역광 프레임을 정확하게 검출할 수 없으며, 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 영상을 보정하는 장치(100)는 색차 성분의 분포 특성을 고려하여 역광 프레임을 검출한다. 이를 위해 데이터 처리부(110)는 휘도 성분 및 적어도 하나의 색차 성분으로 구성된 픽셀들을 포함하는 현재 프레임에 대한 데이터를 수신한다. 입력된 현재 프레임에 대한 데이터가 휘도 성분 및 적어도 하나의 색차 성분으로 구성된 픽셀들을 포함하지 않는다면, 데이터 처리부(110)는 입력된 현재 프레임에 대한 데이터에 포함된 픽셀 값들을 변환하여 휘도 성분에 대한 값들 및 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들을 생성한다.
예를 들어, 데이터 처리부(110)에 입력된 현재 프레임에 대한 데이터가 픽셀들의 R 성분, G 성분 및 B 성분에 대한 값들을 포함하는 데이터라면, 이를 다음의 수학식 1과 같은 매트릭스를 이용해 변환하여 Y 성분, Cb 성분 및 Cr 성분에 대한 값들을 생성할 수 있다.
Figure pat00001
역광 판단부(120)는 데이터 처리부(110)에서 휘도 성분 및 적어도 하나의 색차 성분으로 구성된 픽셀들에 대한 데이터를 수신하고, 이에 기초해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다.
전술한 바와 같이 휘도 성분의 분포만 참조하여 역광 프레임을 검출하면 검출의 정확성이 떨어질 수 있다. 따라서, 역광 판단부(120)는 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들의 분포에 기초해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수 있다.
역광 프레임의 색차 성분의 분포는 역광이 아닌 프레임의 색차 성분의 분포와 상이한 바, 역광 프레임에서는 피사체 및 배경의 세부가 식별되지 않기 때문에 색차 성분에 대한 값들이 '0'에 가까운 값일 가능성이 높다. 역광 프레임에서는 피사체 및 배경의 세부에 대한 색이 정상적으로 표현되지 않기 때문에 색차 신호에 대한 값들이 '0'에 가까운 값들이 되기 때문이다. 도 2a 및 2b를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 색차 성분(chrominance component)의 히스토그램을 도시한다.
도 2a를 참조하면, 색차 성분은 Cb 성분 및 Cr 성분 중 적어도 하나일 수 있다. Cb 성분에 대한 값들 및 Cr 성분에 대한 값들이 8 비트에 의해 표현된다고 할 때, Cb 성분에 대한 값들 및 Cr 성분에 대한 값들은 -127에서 +128 사이의 값 또는 -128에서 +127 사이의 값일 수 있다. -127 또는 -128은 색차 성분에 대한 값의 가능한(available) 최소값이고, +128 또는 +127은 색차 성분에 대한 값의 가능한 최대값이다.
도 2a에 도시된 바와 같이 역광 프레임에 포함된 픽셀들의 색차 성분의 값들은 '0'에 가까운 값일 가능성이 높다. 현재 프레임에 포함된 픽셀들의 Cb 성분에 대한 값 또는 Cr 성분에 대한 값을 히스토그램으로 표시하면, Cb 성분에 대한 값 또는 Cr 성분에 대한 값들이 '0'에 인접한 범위에 대부분 분포하고, 최소값 또는 최대값에 인접한 범위에는 분포하지 않을 가능성이 높다.
따라서, 역광 판단부(120)는 제1 색차 성분(예를 들어, Cb 성분)에 대한 값들 및 제2 색차 성분(예를 들어, Cr 성분)에 대한 값들의 분포에 기초해 현재 프레임이 역광인지 판단할 수 있다. 도 2a의 제1 기준값 및 제2 기준값에 기초해 제1 색차 성분에 대한 값들 및 제2 색차 성분에 대한 값들이 '0'에 인접한 범위에 분포하는지 판단하고, '0'에 인접한 범위에 대부분의 제1 색차 성분에 대한 값들 및 제2 색차 성분에 대한 값들이 분포하면, 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 역광 판단부(120)는 휘도 성분에 대한 값들도 역광 프레임의 검출에 이용할 수 있다. 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들은 물론 휘도 성분에 대한 값들도 역광 프레임의 검출에 이용한다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분(luminance component)의 히스토그램을 도시한다.
도 2b를 참조하면, 휘도 성분은 Y 성분일 수 있다. Y 성분에 대한 값들이 8 비트에 의해 표현된다고 할 때, Y 성분에 대한 값들은 0에서 +255 사이의 값일 수 있다. 0은 Y 성분에 대한 값의 가능한(available) 최소값이고, +255는 Y 성분에 대한 값의 가능한 최대값이다.
도 2a에 도시된 바와 같이 역광 프레임에 포함된 픽셀들의 휘도 성분의 값들은 최소값 또는 최대값에 가까운 값일 가능성이 높다. 현재 프레임에 포함된 픽셀들의 Y 성분에 대한 값을 히스토그램으로 표시하면, 최소값에 인접한 범위 및 최대값에 인접한 범위에 대부분의 Y 성분에 대한 값들이 분포한다.
따라서, 역광 판단부(120)는 휘도 성분(예를 들어, Y 성분)에 대한 값들의 분포도 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는데 이용할 수 있다. 도 2a의 제3 기준값 및 제4 기준값에 기초해 휘도 성분에 대한 값들이 최소값에 인접한 범위 또는 최대값에 인접한 범위에 분포하는지 판단하고, 최소값에 인접한 범위 또는 최대값에 인접한 범위에 휘도 성분에 대한 값들의 대부분이 분포하면, 현재 프레임이 역광인 것으로 판단할 수 있다.
역광 판단부(120)는 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들만 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수도 있고, 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들은 물론 휘도 성분에 대한 값들도 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수도 있다.
휘도 성분에 대한 값들도 참조할 때, 참조의 순서는 가변적일 수 있다. 역광 판단부(120)는 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들을 먼저 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하고, 그런 다음 휘도 성분에 대한 값들을 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수 있다. 또한, 반대로 역광 판단부(120)는 휘도 성분에 대한 값들을 먼저 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하고, 그런 다음 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들을 먼저 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수도 있다.
역광 판단부(120)가 휘도 성분, 제1 색차 성분에 대한 값들 및 제2 색차 성분에 대한 값들의 분포에 기초해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 방법은 도 9와 관련하여 보다 상세히 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 역광 보정부(130)는 역광 판단부(120)에서 역광 프레임인 것으로 판단된 현재 프레임을 보정한다. 현재 프레임의 휘도 성분에 대한 값들 및 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들을 보정한다. 휘도 성분에 대한 값들만 보정할 수도 있고, 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들만 보정할 수도 있다.
역광 보정부(130)는 현재 프레임 이전의 연속된 복수개의 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단된 경우에만 현재 프레임을 보정할 수도 있다. 동영상에 포함된 프레임의 경우, 역광 프레임인 것으로 판단된 프레임을 즉시 보정하면, 의도하지 않은 깜박임(flickering)이 발생할 수 있다. 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속된 프레임들을 도시한다.
도 3에 도시된 연속된 프레임에서 역광 판단부(120)가 첫 번째 프레임(310)이 역광 프레임인 것으로 판단하고, 두 번째 프레임(320)이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단하며, 세 번째 프레임(330)이 역광 프레임인 것으로 판단한 경우를 예로 들어 설명한다.
역광 프레임인 것으로 판단된 프레임을 즉시 보정하는 경우에는 첫 번째 프레임 및 세 번째 프레임만 보정되고 두 번째 프레임은 보정되지 않는다. 연속된 프레임들은 동일한 장면(scene)에 대한 프레임들일 가능성이 높고, 따라서, 동일한 피사체 및 배경에 대한 프레임들일 가능성이 높다. 그럼에도 불구하고, 두 번째 프레임(320)이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단되어 두 번째 프레임만 보정되지 않으면, 첫 번째 프레임(310)과 세 번째 프레임(330) 사이에 의도하지 않은 깜박임이 발생한다.
따라서, 본 발명에 따른 역광 보정부(130)는 현재 프레임(340) 이전에 역광 프레임인 것으로 판단된 연속된 프레임의 개수가 소정 개수 이상인 경우에만 현재 프레임(340)을 보정한다. 역광 판단부(120)가 현재 프레임(340)이 역광 프레임인 것으로 판단한 경우에도 현재 프레임 이전 시간의 n-1개의 프레임들(310 내지 330)이 모두 역광 프레임들인 것으로 판단된 경우에만 현재 프레임(340)을 보정한다. 현재 프레임(340)을 보정하기 이전 시간의 연속된 프레임들(310 내지 330)이 모두 역광 프레임들인 것으로 판단된 경우에만 현재 프레임(340)을 보정함으로써, 프레임의 보정 및 미보정의 번갈아가며 반복됨에 따라 발생하는 깜박임을 줄인다.
다시 도 1을 참조하면, 역광 보정부(130)는 크기에 따라 다른 가중치를 곱함으로써 휘도 성분에 대한 값들을 보정할 수 있다. 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들도 마찬가지로 크기에 따라 다른 가중치를 곱함으로써 보정할 수 있다. 역광 보정부(130)는 휘도 성분에 대한 값들만 보정하거나, 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들만 보정할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 프레임의 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 가로축은 역광 보정부(130)에 입력된 휘도 성분에 대한 축이고, 세로축은 역광 보정부(130)에서 보정되어 출력되는 휘도 성분에 대한 축이다. 휘도 성분에 대한 값이 8비트로 표현되면, 최대값은 255일 수 있고, 최소값은 0일 수 있다. 도 4의 선 O가 보정하지 않는 경우에 입력 휘도 성분과 출력 휘도 성분의 대응관계를 나타낼 때, 역광 보정부(130)는 선 O를 선 W로 변경하여, 입력 휘도 성분과 출력 휘도 성분의 대응관계를 변경함으로써, 휘도 성분에 대한 값을 보정한다.
도 4의 선 W를 참조하면, 역광 보정부(130)는 입력 휘도 성분에 대한 값에 크기에 따라 상이한 가중치가 곱해 출력 휘도 성분에 대한 값을 결정한다. 입력 휘도 성분에 대한 값을 도 4의 선 W와 같이 S자 모양(sigmoid)의 곡선에 기초해 보정하여 출력 휘도 성분에 대한 값을 결정한다.
입력 휘도 성분의 값의 크기가 C1 보다 크면, 1 보다 작은 가중치를 입력 휘도 성분의 값에 곱해 출력 휘도 성분의 값을 결정한다. 반대로 입력 휘도 성분의 값의 크기가 C1 보다 작으면, 1 보다 큰 가중치를 입력 휘도 성분의 값에 곱해 출력 휘도 성분의 값을 결정한다. 크기가 작은 휘도 성분에 대한 값에는 1 보다 큰 가중치를 곱하여 더 큰 값으로 보정하고, 크기가 큰 휘도 성분에 대한 값에는 1 보다 작은 가중치를 곱하여 더 작은 값으로 보정한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연속된 프레임들을 도시한다.
도 5에 도시된 연속된 프레임들(310 내지 360)이 모두 역광 프레임들인 경우에 도 3에 도시된 바와 같이 현재 프레임(340)부터 보정이 수행된다. 따라서, 현재 프레임(340)보다 빠른 시간의 프레임들(310 내지 330)은 보정되지 않고, 현재 프레임(340) 이후 시간의 프레임들(340 내지 360)은 보정된다. 이 때, 현재 프레임 직전의 프레임(330)은 보정되지 않고, 현재 프레임(340)은 보정되므로, 두 프레임 사이에서는 깜박임이 발생할 수 있다.
본원 발명에 따른 역광 보정부(130)는 깜박임을 최소화하기 위해 보정을 위해 입력 휘도 성분에 대한 값에 곱해지는 가중치를 단계적으로 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 도 4의 선 W에 기초해 휘도 성분에 대한 값에 곱해지는 가중치는 연속된 프레임들이 역광 프레임들인 것으로 판단됨에 따라 소정의 차이를 두고 단계적으로 증가 또는 감소될 수 있다. 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역광 프레임의 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 현재 프레임(340)은 선 W1에 기초해 역광을 보정하고, 다음 프레임(350)은 선 W2에 기초해 역광을 보정하며, 그 마지막 프레임(360)은 선 W3에 기초해 역광을 보정할 수 있다.
선 W1, W2 및 W3을 비교하면, 입력 휘도 성분에 대한 값이 C1보다 큰 경우에는 선 W1에서 선 W3으로 변경됨에 따라 가중치가 단계적으로 감소되며, 입력 휘도 성분에 대한 값이 C1 보다 작은 경우에는 선 W1에서 선 W3으로 변경됨에 따라 가중치가 단계적으로 증가한다.
역광 보정의 강도를 선 W1, W2 및 W3에 따라 서서히 증가시킴으로써, 현재 프레임(340)과 이전 프레임들(310 내지 330) 사이에서 깜박임을 최소화한다. 마지막 프레임(360) 이후의 프레임들이 계속해서 역광 프레임들인 경우에는 선 W3에 따른 보정의 강도보다 보정의 강도를 더 크게 하여 이후 프레임들을 보정할 수도 있고, 선 W3에 따른 보정의 강도와 동일한 보정의 강도로 이후 프레임들을 보정할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역광 프레임의 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 역광 보정부(130)는 도 4의 C1 및 C2에 따른 변곡점을 변경하여 현재 프레임을 보정할 수도 있다. C2를 C3으로 변경하여 변곡점을 이동시킴으로써 현재 프레임을 보정할 수 있다. C2를 C3으로 변경한 결과 입력 휘도 성분에 대한 값과 출력 휘도 성분에 대한 값의 대응관계는 선 W4에 따른다. 도 4와 비교하면, C2에서 C3으로 변경함에 따라, 출력 휘도 성분에 대한 값들은 전체적으로 커져 역광인 현재 프레임이 도 4에 의해 보정한 경우보다 밝은 화면으로 보정될 수 있다.
도 4 내지 7은 휘도 성분에 대한 값들을 보정하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 색차 성분에 대한 값들도 도 4 내지 7과 마찬가지로 크기에 따라 상이한 가중치를 곱하여 보정할 수 있다. 역광 프레임에서 색차 성분에 대한 값들은 '0'에 가까운 범위에 분포하므로, 입력 색차 성분에 대한 값들 중 작은 크기의 색차 성분에 대한 값들에는 1보다 큰 가중치를 곱하여 보정하고, 입력 색차 성분에 대한 값들 중 큰 크기의 색차 성분에 대한 값들에는 작은 크기의 색차 성분에 대한 값들에 곱한 가중치보다 작은 가중치를 곱하여 보정함으로써 색차 성분에 대한 값들을 보정할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 역광 보정부(130)는 입력된 프레임을 보정하고, 보정된 프레임에 대한 데이터를 출력한다. 출력된 데이터는 디스플레이 모듈로 전송되고, 디스플레이 모듈에 의해 보정된 프레임이 디스플레이될 수 있다. 또한, 출력된 데이터는 소정의 저장 장치에 저장될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 역광 프레임을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 단계 810에서 본 발명에 따른 장치(100)는 휘도 성분 및 적어도 하나의 색차 성분으로 구성된 픽셀들을 포함하는 현재 프레임에 대한 데이터를 수신한다. 적어도 하나의 색차 성분은 제1 색차 성분(예를 들어, Cb 성분) 및 제2 색차 성분(예를 들어, Cr 성분) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력된 현재 프레임에 대한 데이터가 휘도 성분 및 적어도 하나의 색차 성분으로 구성된 픽셀들을 포함하지 않는다면, 입력된 현재 프레임에 대한 데이터에 포함된 픽셀 값들을 변환하여 휘도 성분에 대한 값들 및 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들을 생성한다.
단계 820에서 본 발명에 따른 장치(100)는 단계 810에서 수신된 데이터에 포함되어 있는 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들에 기초해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다. 제1 색차 성분(예를 들어, Cb 성분)에 대한 값들 및 제2 색차 성분(예를 들어, Cr 성분)에 대한 값들 중 적어도 하나의 분포에 기초해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수 있다. 색차 성분에 대한 값들이 '0' 가까이에 분포하면 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단할 수 있다. 색차 성분에 대한 값들뿐만 아니라, 휘도 성분에 대한 값들도 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는데 이용할 수 있다.
단계 830에서 본 발명에 따른 장치(100)는 단계 820의 판단 결과에 기초해 선택적으로 현재 프레임을 보정한다. 단계 820에서 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되면, 도 4 내지 7과 관련하여 전술한 방법에 기초해 현재 프레임을 보정한다.
단계 830에서 보정된 프레임에 대한 데이터는 디스플레이 모듈로 전송되어, 디스플레이 모듈에 의해 보정된 프레임이 디스플레이될 수 있다. 또한, 보정된 프레임에 대한 데이터는 소정의 저장 장치에 저장될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역광 프레임을 보정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 단계 910에서 본 발명에 따른 장치(100)는 휘도 성분 및 적어도 하나의 색차 성분으로 구성된 픽셀들을 포함하는 현재 프레임에 대한 데이터를 수신한다. 도 8의 단계 810에 대응된다.
이하, 단계 920 내지 970은 현재 프레임이 역광인지 판단하기 위한 단계들이다. 단계 920 내지 970의 설명의 편의를 위해 수학식 2 및 3과 같이 변수들을 정의한다.
Figure pat00002
수학식 2에서 제1 색차 성분은 Cb 성분일 수 있고, 제2 색차 성분은 Cr 성분일 수 있다. 또한, 수학식 2의 최소값, 최대값, 제1 기준값 및 제2 기준값은 도 2a 및 2b에 도시된 최소값, 최대값, 제1 기준값 및 제2 기준값에 대응된다.
Figure pat00003
수학식 3의 최소값, 최대값, 제3 기준값 및 제4 기준값은 도 2b에 도시된 최소값, 최대값, 제3 기준값 및 제4 기준값에 대응된다.
단계 920에서 본 발명에 따른 장치는 S5가 제1 임계값(R1)보다 작고, S6도 제1 임계값(R1)보다 작은지 판단한다. 전술한 바와 같이 현재 프레임이 역광 프레임이라면, 색차 성분에 대한 값들은 도 2a에 도시된 바와 같이 '0'에 인접한 범위에 분포한다. 또한, 현재 프레임이 역광 프레임인지 보다 정확하게 판단하기 위해서는 제1 색차 성분에 대한 값들 및 제2 색차 성분에 대한 값들을 동시에 고려하여야 한다.
따라서, 제1 색차 성분에 대한 값들 및 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수를 조합한 S5 및 S6에 기초해 색차 성분에 대한 값들이 '0'에 인접한 범위에 분포하는지 판단하면, 판단의 정확성을 높일 수 있다. 이를 위해, 단계 920에서 본 발명에 따른 장치(100)는 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수 및 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수를 조합한 S5 및 S6이 제1 임계값(R1)보다 작은지 판단한다.
단계 920에서 S5 및 S6이 제1 임계값(R1)보다 작아 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되면, 단계 970에서 현재 프레임이 역광 프레임인지 다시 한번 판단하고, S5 및 S6 중 적어도 하나가 제1 임계값(R1) 이상이어서 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단되면, 단계 930을 수행한다.
단계 930에서 본 발명에 따른 장치(100)는 S7이 제2 임계값(R2)보다 작고, S1 및 S2 중 적어도 하나가 '0'인지 판단한다. 단계 920에서 제1 색차 성분에 대한 값들 및 제2 색차 성분에 대한 값들을 조합하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하였다면, 단계 930에서는 제1 색차 성분에 대한 값들만 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다. 따라서, 본 발명에 따른 장치(100)는 제2 색차 성분에 대한 값들과 무관한 S7, S1 및 S2를 참조하여 단계 930을 수행한다.
단계 930에서 S7이 제2 기준값(R2)보다 작고, S1 및 S2 중 적어도 하나가 '0'이어서 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되면, 단계 970에서 현재 프레임이 역광 프레임인지 다시 한번 판단하고, S7이 제2 기준값(R2) 이상이거나, S1 및 S2가 모두 '0'이 아니어서 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단되면, 단계 940을 수행한다.
단계 940에서 본 발명에 따른 장치(100)는 S8이 제2 임계값(R2)보다 작고, S3 및 S4 중 적어도 하나가 '0'인지 판단한다. 단계 920에서 제1 색차 성분에 대한 값들 및 제2 색차 성분에 대한 값들을 조합하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하고, 단계 930에서는 제1 색차 성분에 대한 값들만 참조하여 현재 프레임이 역광프레임인지 판단하였으므로, 단계 940에서는 제2 색차 성분에 대한 값들만 참조하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다. 따라서, 본 발명에 따른 장치(100)는 제1색차 성분에 대한 값들과 무관한 S8, S3 및 S4를 참조하여 단계 940을 수행한다.
단계 940에서 S8이 제2 임계값(R2)보다 작고, S3 및 S4 중 적어도 하나가 '0'이어서 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되면, 단계 970에서 현재 프레임이 역광 프레임인지 다시 한번 판단하고, S8이 제2 임계값(R2) 이상이거나, S3 및 S4 이 모두 '0'이 아니어서 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단되면, 단계 940을 수행한다.
단계 950에서 본 발명에 따른 장치(100)는 S1 및 S2 중 적어도 하나가 '0'이고, S3 및 S4 중 적어도 하나가 '0'인지 판단한다. S1 및 S2 중 적어도 하나가 '0'이라면, 제1 색차 성분에 대한 값들이 '0'에 가까운 범위에 분포하는 것으로 판단할 수 있고, S3 및 S4 중 적어도 하나가 '0'이라면, 제2 색차 성분에 대한 값들이 '0'에 가까운 범위에 분포하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 단계 950에서 본 발명에 따른 장치(100)는 S1, S2, S3 및 S4에 기초해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다.
단계 950에서 S1 및 S2 중 적어도 하나가 '0'이고, S3 및 S4 중 적어도 하나가 '0'이어서 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되면, 단계 970에서 현재 프레임이 역광 프레임인지 다시 한번 판단하고, S1 및 S2가 모두 '0'이 아니거나, S3 및 S4가 모두 '0'이 아니어서 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단되면, 단계 960을 수행한다.
단계 960에서 본 발명에 따른 장치(100)는 S9가 제3 임계값(R3)보다 큰지 판단한다. 단계 960은 휘도 성분에 대한 값들을 참조해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다. 따라서, 최소값과 제3 기준값 사이의 휘도 성분에 대한 값들의 개수가 제3 임계값(R3)보다 큰지 판단한다. 휘도 성분에 대한 값들의 개수가 제3 임계값(R3) 이하이면, 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단하고, 단계 990을 수행한다. 그러나, 휘도 성분에 대한 값들의 개수가 제3 임계값(R3)보다 커서 현재 프레임이 역광인 것으로 판단되면, 단계 970에서 다시 한번 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다.
단계 970에서 본 발명에 따른 장치(100)는 S10이 제4 임계값(R4)보다 큰지 판단한다. 단계 970도 단계 960과 마찬가지로 휘도 성분에 대한 값들을 참조해 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단한다. 최대값과 제4 기준값 사이의 휘도 성분에 대한 값들의 개수가 제4 임계값(R4)보다 큰지 판단한다. S10이 제4 임계값(R4)보다 크면 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단하여 단계 980을 수행하고, S10이 제4 임계값(R4) 이하이면, 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단하여 단계 990을 수행한다.
단계 980에서 본 발명에 따른 장치(100)는 역광 프레임인 것으로 판단된 연속된 프레임들의 개수가 제5 임계값(R5)보다 큰지 판단한다. 현재 프레임 이전 시간의 연속된 역광 프레임들의 개수가 제5 임계값(R5)보다 큰지 판단한다. 현재 프레임을 보정할지 여부를 결정하는 단계로서, 단계 920 내지 970을 통해 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되었어도, 현재 프레임 이전 시간의 연속된 역광 프레임의 개수가 제5 임계값(R5)보다 작거나 같으면, 단계 990에서 현재 프레임을 보정하지 않을 수 있다.
단계 990에서 본 발명에 따른 장치(100)는 선택적으로 현재 프레임을 보정한다. 단계 920 내지 970을 통해 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단되었으면, 현재 프레임을 보정하지 않는다. 또한, 단계 920 내지 970을 통해 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되었어도, 단계 980에서 현재 프레임 이전 시간에 연속된 역광 프레임의 개수가 제5 임계값(R5) 이하인 것으로 판단되었으면, 현재 프레임을 보정하지 않는다. 그러나, 단계 920 내지 970을 통해 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단되었고, 단계 980에서 현재 프레임 이전 시간에 연속된 역광 프레임의 개수가 제5 임계값(R5)보다 큰 것으로 판단되었으면, 현재 프레임을 보정한다. 역광 프레임을 보정하는 방법은 도 4 내지 7과 관련하여 전술하였다. 단계 9900에서 보정된 프레임에 대한 데이터는 디스플레이 모듈로 전송되어, 디스플레이 모듈에 의해 보정된 프레임이 디스플레이될 수 있다. 또한, 보정된 프레임에 대한 데이터는 소정의 저장 장치에 저장될 수도 있다.
도 9의 단계 920 내지 970은 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 단계들로서 반드시 단계 920 내지 970을 함께 수행할 필요는 없다. 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하기 위해 단계 920 내지 970은 각각 독립적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계 920만 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하기 위해 수행될 수 있으며, 단계 930 내지 970은 수행되지 않을 수 있다.
또한, 일부 단계들만을 조합하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수 있다. 예를 들어, 단계 960 및 970은 수행하지 않고, 단계 920, 930, 940 및 950만 수행하여 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다.
예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 역광 프레임을 검출하고 보정하는 장치는 도 1에 도시된 바와 같은 장치의 각각의 유닛들에 커플링된 버스, 상기 버스에 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 명령, 수신된 메시지 또는 생성된 메시지를 저장하기 위해 상기 버스에 결합되어, 전술한 바와 같은 명령들을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서에 커플링된 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

Claims (23)

  1. 프레임을 검출하는 방법에 있어서,
    휘도 성분(luminance component) 및 적어도 하나의 색차 성분(chroma component)으로 구성된 픽셀들을 포함하는 현재 프레임에 대한 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 픽셀들의 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    상기 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들의 분포에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 색차 성분은 제1 색차 성분 및 제2 색차 성분을 포함하고,
    상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는 상기 제1 색차 성분에 대한 값들 및 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 분포에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 색차 성분은 블루-차이 색차 성분(blue-difference chroma component)이고, 상기 제2 색차 성분은 레드-차이 색차 성분(red-difference chroma component)인 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    최소값과 제1 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들과 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수 및 최대값과 제2 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들과 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 최소값 및 최대값은 상기 제1 색차 성분에 대한 값들 및 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 가능한 최소값 및 최대값인 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    (a) 상기 최소값과 상기 제1 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수 및 상기 최대값과 제2 기준값 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수의 합이 제1 임계값보다 작고, 상기 최대값과 상기 제2 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수 및 상기 최소값과 상기 제1 기준 값들 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수의 합이 상기 제1 임계값보다 작으면, 상기 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    (b) 상기 (a) 단계의 판단 결과, 상기 현재 프레임이 역광이 아닌 것으로 판단되면, 상기 최소값과 상기 제1 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수 및 상기 최대값과 상기 제2 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수의 합이 제2 임계값보다 작고, 상기 최소값과 상기 제1 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수 또는 상기 최대값과 상기 제2 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수가 0이면, 상기 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    (c) 상기 (b) 단계의 판단 결과, 상기 현재 프레임이 역광이 아닌 것으로 판단되면, 상기 최소값과 상기 제1 기준값 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수 및 상기 최대값과 상기 제2 기준값 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수의 합이 제2 임계값보다 작고, 상기 최소값과 상기 제1 기준값 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수 또는 상기 최대값과 상기 제2 기준값 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수가 0이면, 상기 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    (d) 상기 (c) 단계의 판단 결과, 상기 현재 프레임이 역광이 아닌 것으로 판단되면, 상기 최소값과 상기 제1 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수 또는 상기 최대값과 상기 제2 기준값 사이의 상기 제1 색차 성분에 대한 값들의 개수가 0이고, 상기 최소값과 상기 제1 기준값 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수 또는 상기 최대값과 상기 제2 기준값 사이의 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 개수가 0이면, 상기 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    (e) 상기 (d) 단계의 판단 결과, 상기 현재 프레임이 역광 프레임이 아닌 것으로 판단되면, 상기 최소값과 제3 기준값 사이의 상기 휘도 성분에 대한 값들의 개수가 제3 임계값보다 크면, 상기 현재 프레임이 역광 프레임인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 항에 있어서, 상기 역광 프레임인지 판단하는 단계는
    상기 (a) 내지 (e) 단계 중 하나에 의해 상기 현재 프레임이 역광인 것으로 판단되면, 상기 최대값과 제4 기준값 사이의 상위 휘도 성분에 대한 값들의 개수가 제4 임계값보다 크면, 상기 현재 프레임이 역광인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 현재 프레임 및 상기 현재 프레임 이전 시간에 역광으로 판단된 연속된 프레임들의 개수가 제5 임계값보다 큰지 판단하는 단계; 및
    상기 현재 프레임 및 상기 현재 프레임 이전 시간에 역광으로 판단된 연속된 프레임들의 개수가 제5 임계값보다 크면, 상기 현재 프레임을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 프레임을 보정하는 하는 단계는
    상기 휘도 성분에 대한 값들에 크기에 따라 다른 가중치를 곱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 프레임을 보정하는 단계는
    상기 제1 색차 성분 및 상기 제2 색차 성분 중 적어도 하나에 대한 값들에 크기에 따라 다른 가중치를 곱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  15. 제 13 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 현재 프레임 이후의 연속된 프레임들이 역광 프레임들인 것으로 판단됨에 따라 소정의 차이를 두고 단계적으로 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 방법.
  16. 프레임을 검출하는 장치에 있어서,
    휘도 성분(luminance component) 및 적어도 하나의 색차 성분(chroma component)으로 구성된 픽셀들을 포함하는 현재 프레임에 대한 데이터를 수신하는 데이터 처리부; 및
    상기 픽셀들의 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 역광 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 역광 판단부는
    상기 적어도 하나의 색차 성분에 대한 값들의 분포에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 색차 성분은 제1 색차 성분 및 제2 색차 성분을 포함하고,
    상기 역광 판단부는 상기 제1 색차 성분에 대한 값들 및 상기 제2 색차 성분에 대한 값들의 분포에 기초해 상기 현재 프레임이 역광 프레임인지 판단하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 현재 프레임 및 상기 현재 프레임 이전 시간에 역광으로 판단된 연속된 프레임들의 개수가 제5 임계값보다 큰지 판단하고, 상기 현재 프레임 및 상기 현재 프레임 이전 시간에 역광으로 판단된 연속된 프레임들의 개수가 제5 임계값보다 크면, 상기 현재 프레임을 보정하는 역광 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 역광 보정부는
    상기 휘도 성분에 대한 값들에 크기에 따라 다른 가중치를 곱하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 장치.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 역광 보정부는
    상기 제1 색차 성분 및 상기 제2 색차 성분 중 적어도 하나에 대한 값들에 크기에 따라 다른 가중치를 곱하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 장치.
  22. 제 20 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 현재 프레임 이후에 연속된 프레임들이 역광으로 판단됨에 따라 소정의 차이를 두고 단계적으로 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 프레임 검출 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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