KR20140052679A - Apparatus and method for binarizing digital image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 영상의 이진화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실시간으로 입력되는 디지털 영상에 대해 조명 등의 외란에 강인하게 신속하고 정확한 이진화 처리를 할 수 있는 디지털 영상의 이진화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital image binarization apparatus, and more particularly, to a digital image binarization apparatus and method capable of performing fast and accurate binarization processing robustly to disturbance such as illumination for a digital image input in real time .
문서를 디지털 영상으로 저장하거나, 문서를 촬상하여 확대한 후 디스플레이 하는 문서 확대 장치 등에서, 문서 내 글씨와 배경을 구분하기 위한 이미지 처리 기법이 적용되고 있다. 문서에 대한 이미지 처리에는 글자와 배경을 구분하기 위해 디지털 영상의 이진화 기법이 적용되고 있다.Image processing techniques for distinguishing text and background in a document have been applied to a document enlargement device for storing a document as a digital image or for displaying and enlarging a document. In image processing of documents, digital image binarization technique is applied to distinguish text and background.
특히, 문서 확대 장치는 문서 상에 문서와 나란히 배치되는 디스플레이 장치 하부에 문서를 촬상하기 위한 카메라 모듈과 문서로 조명을 제공하는 조명부가 구비된다. 조명부에 의해 문서로 제공되는 조명은, 주변의 밝기나 조명부의 배치되는 위치, 문서의 상태 등에 따라 카메라 모듈에서 촬상되는 이미지의 밝기나 색상 등에 영향을 미친다. 이와 같은 조명의 영향에 의해 카메라 모듈에서 촬상되는 이미지에는 다양한 왜곡이 발생할 수 있으며, 이러한 왜곡을 감안하지 아니하고 이진화 처리를 수행하는 경우 문서와 배경이 잘 구별되지 않거나 식별이 어려운 이진화 영상이 생성될 수도 있다.In particular, the document enlargement apparatus is provided with a camera module for capturing a document on the document under the display device, which is arranged side by side with the document, and an illumination unit for providing illumination with the document. Illumination provided as a document by the illuminating unit influences the brightness or color of the image captured by the camera module depending on the brightness of the surroundings, the position where the illuminating unit is disposed, the state of the document, and the like. Due to the influence of such illumination, various distortions may occur in an image picked up by the camera module. When binarization processing is performed without considering such distortion, a binary image may be generated in which the document and the background are not distinguished well, have.
따라서, 당 기술 분야에서는 조명과 같은 외부적인 교란에 의해 왜곡된 디지털 이미지에서 이러한 왜곡을 고려하여 우수한 품질의 이진화 영상을 생성하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need in the art to develop a technique for generating a high-quality binarized image in consideration of such distortion in a digital image distorted by external disturbance such as illumination.
본 발명은, 실시간으로 입력되는 디지털 영상에 대해 조명 등의 외란에 강인하게 신속하고 정확한 이진화 처리를 할 수 있는 디지털 영상의 이진화 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a digital image binarization apparatus and method capable of performing fast and accurate binarization processing robustly to disturbance such as illumination with respect to a digital image input in real time.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
카메라로부터 입력되는 디지털 영상의 픽셀을 순차 저장하는 라인 메모리부;A line memory unit for sequentially storing pixels of a digital image input from a camera;
상기 라인 메모리부에 저장된 각 픽셀에 대해 사전 설정된 사이즈의 마스크를 적용하여 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값, 최소 픽셀값 및 상기 마스크 내의 중심 픽셀의 픽셀값을 산출하는 마스크 적용부; 및A mask applying unit for calculating a maximum pixel value, a minimum pixel value, and a pixel value of a center pixel in the mask by applying a mask of a predetermined size to each pixel stored in the line memory unit; And
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기, 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 크기, 상기 최대 픽셀값과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 상기 최소 픽셀값과 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기를 이용하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 이진값 결정부A size of a difference value between the maximum pixel value and a minimum pixel value, a size of a pixel value of the center pixel, a size of a difference value between the maximum pixel value and a pixel value of the center pixel, A binary value determining unit for determining a binary value of the center pixel using the magnitude of the difference value of the center pixel,
를 포함하는 디지털 영상의 이진화 장치를 제공한다.
And a binarization unit for binarizing the digital image.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 마스크 적용부는, 상기 마스크의 각 열 단위로 순차적으로 픽셀들을 입력받으며, 입력된 열 내의 픽셀 간의 픽셀값 비교를 통해 해당 열의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출한 후, 마스크 내 전체 열의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 상호 비교하여 상기 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 결정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask application unit receives pixels sequentially in units of columns of the mask, compares pixel values between pixels in the input column, and calculates a maximum pixel value and a minimum pixel value of the corresponding column Then, the maximum pixel value and the minimum pixel value of the pixels in the mask can be determined by comparing the maximum pixel value and the minimum pixel value of the entire column in the mask.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이진값 결정부는, 상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기를 사전 설정된 제1 임계값과 비교하여 상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기가 상기 제1 임계값보다 작은 경우, 상기 마스크 내 전체 픽셀이 동일한 이진값을 갖는 것으로 판단하고, 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 크기를 사전 설정된 제2 임계값과 비교하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the binary value determiner may compare the magnitude of the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value to a preset first threshold value, and determine a difference value between the maximum pixel value and the minimum pixel value Is smaller than the first threshold value, it is determined that all the pixels in the mask have the same binary value, and the size of the pixel value of the center pixel is compared with a predetermined second threshold value to determine a binary value of the center pixel You can decide.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이진값 결정부는, 상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기를 사전 설정된 제1 임계값과 비교하여 상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기가 상기 제1 임계값보다 큰 경우, 상기 최대 픽셀값과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 상기 최소 픽셀값과 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기를 상호 비교하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the binary value determiner may compare the magnitude of the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value to a preset first threshold value, and determine a difference value between the maximum pixel value and the minimum pixel value The difference between the maximum pixel value and the pixel value of the central pixel and the difference value between the minimum pixel value and the pixel value of the center pixel are compared with each other, The binary value can be determined.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 이진값 결정부에 의해 결정된 이진값을 적용한 픽셀을 갖는 영상에 대해 블러링 효과를 적용하는 블러링 필터부를 더 포함할 수 있다.
One embodiment of the present invention may further include a blurring filter unit for applying a blurring effect to an image having a pixel to which a binary value determined by the binary value determining unit is applied.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,According to another aspect of the present invention,
카메라로부터 입력되는 디지털 영상의 픽셀을 라인 메모리부에 순차적으로 저장하는 단계;Sequentially storing pixels of a digital image input from a camera in a line memory unit;
상기 라인 메모리부에 저장된 각 픽셀에 대해 사전 설정된 사이즈의 마스크를 적용하여 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값, 최소 픽셀값 및 상기 마스크 내의 중심 픽셀의 픽셀값을 산출하는 단계; 및Calculating a maximum pixel value, a minimum pixel value, and a pixel value of a center pixel in the mask by applying a mask of a predetermined size to each pixel stored in the line memory section; And
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기, 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 크기, 상기 최대 픽셀값과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 상기 최소 픽셀값과 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기를 이용하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 단계A size of a difference value between the maximum pixel value and a minimum pixel value, a size of a pixel value of the center pixel, a size of a difference value between the maximum pixel value and a pixel value of the center pixel, Determining a binary value of the center pixel using the magnitude of the difference value of the center pixel
를 포함하는 디지털 영상의 이진화 방법을 제공한다.And a method for binarizing a digital image.
본 발명에 따르면, 마스크 내의 각 픽셀들에 대한 픽셀값 비교를 위해 마스크 내 전체 픽셀들의 픽셀값을 모두 상호 비교하지 않고, 마스크의 행 또는 열에 속한 픽셀들의 픽셀값들을 먼저 비교하여 행 또는 열에 대한 최대, 최소 픽셀값을 먼저 산출한 후 이 값들은 다시 상호 비교하는 방식을 채택함으로써 비교 연산에 소요되는 연산 부하를 감소시키고 신속한 연산이 가능하다.According to the present invention, pixel values of pixels belonging to a row or a column of a mask are compared first without comparing all the pixel values of all the pixels in the mask in order to compare the pixel values of the pixels in the mask, , The minimum pixel value is calculated first, and then these values are compared with each other again, thereby reducing the calculation load required for the comparison operation and enabling quick calculation.
또한, 본 발명에 따르면, 마스크를 이용하여 중심 픽셀의 픽셀값과 그 주변 픽셀의 최대, 최소 픽셀값을 상대적으로 비교하여 중심 픽셀의 이진값을 결정하므로, 조명 등의 외란에도 정확하게 이진값을 결정할 수 있으며, 중심 픽셀의 픽셀값과 그 주변 픽셀의 최대, 최소 픽셀값을 비교하는데 비교적 간단한 연산 과정이 소요되므로 신속한 이진값 결정이 가능하다.Also, according to the present invention, the binary value of the center pixel is determined by comparing the pixel value of the center pixel and the maximum and minimum pixel values of the surrounding pixels using the mask, so that the binary value is determined accurately even in disturbances such as illumination And a relatively simple calculation process is required to compare the pixel value of the center pixel with the maximum and minimum pixel values of the surrounding pixels, so that it is possible to quickly determine the binary value.
또한, 본 발명에 따르면, 디지털 영상의 이진화에 필요한 각종 연산을 단순화함으로써 연산의 신속함을 도모할 수 있으므로 전체 이미지 프레임의 픽셀 값이 입력되지 않고 순차적으로 픽셀값이 저장되는 과정에서도 실시간의 이진화 연산이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to speed up the calculation by simplifying various operations required for binarizing the digital image. Therefore, even in the process of storing the pixel values sequentially without inputting the pixel values of the entire image frames, This is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치의 마스크 적용부에서 사용되는 마스크의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치의 마스크 적용부의 동작을 상세하게 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치의 이진값 결정부의 동작을 상세하게 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram of a digital image binarization apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a mask used in a mask application unit of a digital image binarization apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation of a mask application unit of a digital image binarization apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing in detail the operation of the binary value determination unit of the digital image binarization apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. In addition, in describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they may be changed depending on the intention or custom of the technician working in the field, so that the technical components of the present invention are limited It will not be understood as meaning.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a digital image binarization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치(20)는, 라인 메모리(21), 마스크 적용부(22), 이진값 결정부(23) 및 블러링 필터부(24)를 포함하여 구성될 수 있다.
1, a digital image binarizing
본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치(10)는, 문서(D)와 같이 이진화를 통해 글씨와 배경을 구분할 수 있는 영상을 처리하기 위한 장치이다.A digital
라인 메모리(21)는 문서(D) 등의 대상을 카메라 모듈(10)로 촬상한 디지털 영상을 저장하기 위한 요소로서, 카메라 모듈(10)로부터 촬상된 디지털 영상을 화소 단위로 저장할 수 있다. 카메라 모듈(10)에서 출력되는 영상은 복수의 픽셀을 포함하며, 이 복수의 픽셀의 픽셀값이 순차적으로 라인 메모리(21)로 전송되어 라인 메모리(21)에 각 픽셀에 대한 픽셀값이 저장될 수 있다.The
마스크 적용부(22)는 라인 메모리(22)에 저장된 각 픽셀에 대해 사전 설정된 사이즈의 마스크를 적용하여, 마스크 내 포함된 픽셀들의 픽셀값을 비교하여 마스크 내 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min) 및 중심 픽셀값을 산출할 수 있다.The
도 2는 마스크 적용부(22)에서 사용되는 마스크의 일례를 도시한다.Fig. 2 shows an example of a mask used in the
도 2에 도시된 예에서, 마스크(30)는 5X5의 매트릭스 형상을 가질 수 있으며, 라인 메모리(21)에 저장된 각 픽셀이 마스크(30)의 중심 픽셀(31)이 되도록 마스크(30)가 적용될 수 있다. 마스크 적용부(22)는 적용되는 마스크 내 포함된 픽셀들의 픽셀값 중 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min) 및 중심 픽셀값을 산출할 수 있다.2, the
본 발명의 일 실시형태에서, 마스크 적용부(22)는 라인 메모리에 저장된 픽셀들을 각 열 단위로 순차 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 도 2에서, 마스크 적용부(22)는, 첫 동작 클럭에서 마스크(30)의 제1 열(C1)의 다섯 픽셀을 먼저 입력 받고, 다음 동작 클럭에서 이전 동작 클럭에서 입력 받은 다섯 픽셀을 제2 열(C2)로 시프트하고 제1 열(C1)에 새로운 다섯 픽셀을 입력 받을 수 있다. 이러한 방식으로, 동작 클럭에 동기되어, 이전 동작 클럭에서 입력 받은 픽셀들은 다음 열로 시프트하면서 새로운 픽셀들을 입력 받을 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
마스크 적용부(22)는 각 동작 클럭에서 제1 열(C1)로 픽셀들이 입력될 때 비교기를 이용하여 제1 열(C1)의 픽셀들의 픽셀값을 비교하여 제1 열(C1) 픽셀들 중 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출한다. 각 동작 클럭에서 마스크(30)의 픽셀은 열 단위로 시프트 되면서 순차적으로 열 단위의 새로운 픽셀들을 입력 받으므로, 총 8 개의 비교기(최대 픽셀값 연산용 4개, 최대 픽셀값 연산용 4개)를 이용하여 마스크 내 각 열에 속한 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값 연산이 가능하다. 이어, 총 8 개의 비교기(최대 픽셀값 연산용 4개, 최대 픽셀값 연산용 4개)를 이용하여, 각 열에 속한 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 상호 비교함으로써 전체 마스크의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출할 수 있다.The
이진값 결정부(23)는, 마스크 적용부(22)에서 산출된 마스크 내 픽셀들에 대한 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min) 및 중간 픽셀값을 이용하여 중심 픽셀의 이진값을 결정할 수 있다. 여기서, 이진값은 실제 픽셀값을 의미하는 것이 아니라, 이진화를 통해 결정될 수 있는‘0’ 또는 ‘1’의 이진값 중 하나를 의미하는 것으로, 예를 들어, 문서의 경우 배경 또는 글자 중 하나를 결정하는 값으로 이해되어야 한다. 더욱 구체적으로, 이진값 중 ‘0’이 바탕인 백색을 나타내고, ‘1’이 글자인 흑색을 나타내는 경우, 이진값 결정부(23)는 중심 픽셀의 이진값이 ‘0’인 경우 RGB로 표현되는 픽셀값을 [255, 255, 255]로 결정할 수 있고, 중심 픽셀의 이진값이 ‘1’인 경우 RGB로 표현되는 픽셀값을 [0, 0, 0]으로 결정할 수 있다.The binary
이진값 결정부(23)는 마스크 내의 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)의 차이값의 크기, 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 등을 산출하고, 산출된 차이값의 크기 및 중심 픽셀의 픽셀값의 크기에 따라 중심 픽셀의 이진값을 결정할 수 있다.The binary
블러링 필터부(24)는 마스크 형태의 블러링 필터를 각 픽셀에 대해 적용하여, 영상을 부드럽게 만드는 효과인 블러링 효과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 문서의 문자와 배경을 인식하여 출력하는 경우, 문자와 배경의 경계를 부드럽게 처리하여 더욱 자연스러운 영상을 제공할 수 있다.The
블러링 필터부(24)는 당 기술 분야에 잘 알려진 다양한 블러링 필터를 적용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 블러링 필터의 마스크 내 픽셀들의 각 픽셀값의 평균을 블러링 필터의 중심 픽셀값으로 적용하여 블러링 효과를 제공할 수 있다.
The
이하, 전술한 것과 같이 구성되는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치의 동작 및 작용 효과에 대해 상세히 설명한다. 후술되는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치의 동작에 대한 설명은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 방법에 대한 설명을 갈음할 수 있다.
Hereinafter, the operation and effect of the digital image binarization apparatus according to the embodiment of the present invention, which is configured as described above, will be described in detail. The description of the operation of the digital image binarization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a method of binarizing a digital image according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 것과 같이, 문서(D)와 같은 촬상 대상을 카메라 모듈(10)이 촬상하여 디지털 이미지를 생성하고, 디지털 이미지는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 이미지 이진화 장치(20)의 라인 메모리부(21)로 저장된다. 카메라 모듈(10)에서 촬상된 디지털 이미지는 복수의 픽셀로 이루어지며, 디지털 이미지를 구성하는 복수의 픽셀은 순차적으로 라인 메모리부(21)로 입력되어 저장될 수 있다.1, the
이어, 마스크 적용부(22)는 라인 메모리부(21)에 저장된 각 픽셀에 대해 사전 설정된 사이즈의 마스크를 적용하고, 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값(Max), 최소 픽셀값(Min) 및 마스크가 적용되는 중심 픽셀의 픽셀값을 산출할 수 있다.Then, the
도 3은 마스크 적용부(22)의 동작을 상세하게 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart showing the operation of the
도 3에 도시한 것과 같이, 마스크 적용부(22)는 라인 메모리에 저장된 픽셀들을 마스크의 각 열 단위로 순차 입력 받고, 입력되는 열에 속한 픽셀들에 대해 최대 픽셀값과 최소 픽셀값을 산출할 수 있다(S11). 마스크의 열 단위의 입력은 사전 설정된 동작 클럭에 연동하여 이루어질 수 있으며, 선행 입력된 열 단위의 픽셀은 다음 동작 클럭에서 마스크의 다음 열으로 시프트될 수 있다. 다시 설명하면, 도 2에서, 마스크 적용부(22)는, 첫 동작 클럭에서 마스크(30)의 제1 열(C1)의 다섯 픽셀을 먼저 입력 받고, 다음 동작 클럭에서 이전 동작 클럭에서 입력 받은 다섯 픽셀을 제2 열(C2)로 시프트하고 제1 열(C1)에 새로운 다섯 픽셀을 입력 받을 수 있다. 이러한 방식으로, 동작 클럭에 동기되어, 이전 동작 클럭에서 입력 받은 픽셀들은 다음 열로 시프트하면서 새로운 픽셀들을 입력 받을 수 있다. 마스크 적용부(22)는 각 동작 클럭에서 제1 열(C1)로 픽셀들이 입력될 때 비교기를 이용하여 제1 열(C1)의 픽셀들의 픽셀값을 비교하여 제1 열(C1) 픽셀들 중 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출한다. 각 동작 클럭에서 마스크(30)의 픽셀은 열 단위로 시프트 되면서 순차적으로 열 단위의 새로운 픽셀들을 입력 받으므로, 총 8 개의 비교기(최대 픽셀값 연산용 4개, 최대 픽셀값 연산용 4개)를 이용하여 마스크 내 각 열에 속한 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값 연산이 가능하다. 3, the
이어, 마스크 내의 모든 픽셀에 대한 입력이 완료된 이후에, 마스크 적용부는 기 산출된 각 열에 속한 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 상호 비교하여 전체 마스크의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출할 수 있다(S12). 단계(S12)에서, 마스크 적용부(22)는 총 8 개의 비교기(최대 픽셀값 연산용 4개, 최대 픽셀값 연산용 4개)를 이용하여, 각 열에 속한 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 상호 비교함으로써 전체 마스크의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출할 수 있다.Subsequently, after the input for all the pixels in the mask is completed, the mask application unit compares the maximum pixel value and the minimum pixel value of the pixels belonging to each of the pre-calculated columns to calculate the maximum pixel value and the minimum pixel value of the entire mask (S12). In step S12, the
마스크(30) 내에 속한 전체 25 개의 픽셀들의 값들을 하나씩 비교하기 위해서는 총 48개(최대 픽셀값 연산용 24개, 최대 픽셀값 연산용 24개)의 비교기가 필요하지만, 본 발명의 일 실시형태는 총 16개의 비교기로 마스크 내의 최대 픽셀값과 최소 픽셀값을 산출 가능하다. 이와 같이 본 발명은 하드웨어 구조를 간단하게 할 수 있으며, 연산의 회수를 감소시켜 신속한 실시간 연산이 구현 가능하다.In order to compare the values of all 25 pixels belonging to the
마스크 적용부(22)에 의해 산출된 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min) 및 중심 픽셀의 픽셀값은 이진값 결정부(23)로 전달된다.The maximum pixel value Max and the minimum pixel value Min of the pixels in the mask calculated by the
이어, 이진값 결정부(23)는 마스크 적용부(22)로부터 제공받은 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min) 및 중심 픽셀의 픽셀값을 이용하여 마스크 내 중심 픽셀의 이진값을 결정할 수 있다.The
도 4는 이진값 결정부(23)의 동작을 더욱 상세하게 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart showing the operation of the binary
이진값 결정부(23)는 먼저 이진값 결정부(23)는 마스크 적용부(22)로부터 제공받은 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)을 상호 비교한다(S21). 즉, 이진값 결정부(23)는 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)의 차를 산출할 수 있다.The binary
이어, 이진값 결정부(23)는 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)의 차를 사전 설정된 제1 임계값(TH1)과 비교할 수 있다(S22). 전술한 것과 같이, 이진화 되는 디지털 영상은 각 픽셀을‘0’ 및 ‘1’로 표현할 수 있는 두 가지 픽셀값을 갖게 된다. 따라서, 하나의 마스크에 포함되는 픽셀들이 모두 ‘0’ 또는 ‘1’의 하나의 이진값을 갖게 되는 경우, 주변의 조명 등의 외란이 발생하더라도 마스크에 포함되는 픽셀들의 픽셀값은 크게 차이가 나지 않는다고 할 수 있다. 이 경우, 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)의 차는 0에 가까운 값을 갖게 된다. 제1 임계값(TH1)은, 마스크내 픽셀들이 모두 동일한 이진값을 갖는(모두 글씨이거나 모두 배경인) 조건에서, 조명과 같은 외란을 감안하여 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)이 실질적으로 동일한 것으로 판단할 수 있는 범위에 따라 임의로 결정될 수 있다.Next, the binary
단계(S22)의 비교 결과, 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)의 차가 제1 임계값(TH1) 보다 작거나 같은 경우, 마스크 내 전체 픽셀들이 동일한 이진값을 갖는 것으로 판단할 수 있으며, 중심 픽셀의 픽셀값을 사전 설정된 제2 임계값(TH2)과 비교하여(S231) 중심 픽셀의 이진값을 결정할 수 있다. 제2 임계값(TH2)은 중심 픽셀의 이진값을 결정하기 위한 것으로, 백색의 배경과 흑색의 문자로 이진값을 결정하는 경우 그 중간값에 가깝게 임의로 결정될 수 있다. 도 4의 예에서는, 중심 픽셀의 픽셀값이 제2 임계값(TH2)보다 작은 경우 중심 픽셀을 문자로 인식하여 중심 픽셀의 이진값을 결정하고(S232) 제2 임계값(TH2)보다 큰 경우 중심 픽셀을 배경으로 인식하여 중심 픽셀의 이진값을 결정할 수 있다(S233). 이진값은 ‘0’ 및 ‘1’의 두가지 값만으로 표현되므로, 상호 반전을 통해 문자와 배경의 색상을 간단하게 변경할 수 있다.If it is determined in step S22 that the difference between the maximum pixel value Max and the minimum pixel value Min is less than or equal to the first threshold value TH1, it is determined that all the pixels in the mask have the same binary value And the binary value of the center pixel can be determined by comparing the pixel value of the center pixel with the predetermined second threshold value TH2 (S231). The second threshold value TH2 is for determining the binary value of the center pixel and may be determined arbitrarily close to the intermediate value when the binary value is determined by the white background and the black character. In the example of FIG. 4, if the pixel value of the center pixel is smaller than the second threshold value TH2, the binary value of the center pixel is determined by recognizing the center pixel as a character (S232). If it is larger than the second threshold value TH2 The binary value of the center pixel can be determined by recognizing the center pixel as the background (S233). Since the binary value is represented by only two values of '0' and '1', it is possible to easily change the color of characters and background through mutual inversion.
단계(S22)의 비교 결과, 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min)의 차가 제1 임계값(TH1)보다 큰 경우에는 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀값의 차와 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀값의 차를 산출하고 각 차이 값을 상호 비교한다(S241). 단계(S241)의 비교는 중심 픽셀값이 최대 픽셀값(Max)과 최소 픽셀값(Min) 중 어느 값에 더 가까운지를 결정하기 위한 것이다. 즉, 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀값의 차가 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀값의 차보다 큰 경우, 중심 픽셀의 픽셀값이 최소 픽셀값(Min)에 더 가까운 것으로 판단할 수 있다. 또한, 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀값의 차가 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀값의 차보다 작은 경우, 중심 픽셀의 픽셀값이 최대 픽셀값(Max)에 더 가까운 것으로 판단할 수 있다.If the difference between the maximum pixel value Max and the minimum pixel value Min is greater than the first threshold TH1 as a result of the comparison in step S22, the difference between the maximum pixel value Max and the center pixel value, (Min) and the center pixel value and compares the difference values with each other (S241). The comparison in step S241 is for determining whether the center pixel value is closer to which of the maximum pixel value Max and the minimum pixel value Min. That is, when the difference between the maximum pixel value Max and the center pixel value is greater than the difference between the minimum pixel value Min and the center pixel value, it can be determined that the pixel value of the center pixel is closer to the minimum pixel value Min . Also, when the difference between the maximum pixel value Max and the center pixel value is smaller than the difference between the minimum pixel value Min and the center pixel value, it can be determined that the pixel value of the center pixel is closer to the maximum pixel value Max .
이러한 점을 고려하여, 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀값의 차가 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀값의 차보다 큰 경우, 중심 픽셀의 픽셀값이 최소 픽셀값(Min)에 더 가까우므로, 중심 픽셀은 가장 작은 픽셀값에 대응되는 이진값을 갖는 것으로 결정할 수 있다(S242). 예를 들어, 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀값의 차가 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀값의 차보다 큰 경우, 중심 픽셀의 이진값을 문자인 흑색에 해당하는 [0, 0, 0]의 RGB 값에 대응되는 이진값으로 결정하고, 중심 픽셀의 픽셀값을 [0, 0, 0]으로 결정할 수 있다(S242).In consideration of this point, when the difference between the maximum pixel value Max and the center pixel value is larger than the difference between the minimum pixel value Min and the central pixel value, the pixel value of the center pixel is closer to the minimum pixel value Min , It can be determined that the center pixel has a binary value corresponding to the smallest pixel value (S242). For example, when the difference between the maximum pixel value Max and the center pixel value is greater than the difference between the minimum pixel value Min and the center pixel value, the binary value of the center pixel is [0, 0, 0 , And the pixel value of the central pixel can be determined as [0, 0, 0] (S242).
또한, 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀값의 차가 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀값의 차보다 작은 경우에는, 중심 픽셀의 픽셀값이 최대 픽셀값(Max)에 더 가까우므로, 중심 픽셀은 가장 큰 픽셀값에 대응되는 이진값을 갖는 것으로 결정할 수 있다(S243). 예를 들어, 최대 픽셀값(Max)과 중심 픽셀값의 차가 최소 픽셀값(Min)과 중심 픽셀값의 차보다 작은 경우, 중심 픽셀의 이진값을 배경인 백색에 해당하는 [255, 255, 255]의 RGB 값에 대응되는 이진값으로 결정하고, 중심 픽셀의 픽셀값을 [255, 255, 255]로 결정할 수 있다(S243).Also, when the difference between the maximum pixel value Max and the center pixel value is smaller than the difference between the minimum pixel value Min and the center pixel value, since the pixel value of the center pixel is closer to the maximum pixel value Max, May be determined to have a binary value corresponding to the largest pixel value (S243). For example, when the difference between the maximum pixel value Max and the center pixel value is smaller than the minimum pixel value Min and the difference between the center pixel values, the binary value of the center pixel is set to [255, 255, 255 , And the pixel value of the central pixel may be determined as [255, 255, 255] (S243).
전술한 것과 같이, 픽셀들에 대한 픽셀값이 결정된 이후에는, 블러링 필터부(24)에 의해 이진화된 디지털 이미지에 대해 부드러운 영상획득을 위한 블러링을 수행할 수 있다. 블러링 필터부(24)는 사전 설정된 사이즈의 마스크를 이진화된 디지털 영상의 각 픽셀에 적용하고, 마스크 내의 각 픽셀의 픽셀값들의 평균값으로 중심 픽셀의 픽셀값을 변경하거나, 마스크 내의 각 픽셀의 픽셀값들의 평균값에 따라 사전에 설정된 적절한 픽셀값으로 중심 픽셀의 픽셀값을 변경하는 등의 방식으로 수행될 수 있다.
As described above, after the pixel values for the pixels are determined, it is possible to perform blurring for smooth image acquisition on the digital image binarized by the blurring
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치 및 방법은, 마스크 내의 각 픽셀들에 대한 픽셀값 비교를 위해 마스크 내 전체 픽셀들의 픽셀값을 모두 상호 비교하지 않고, 마스크의 행 또는 열에 속한 픽셀들의 픽셀값들을 먼저 비교하여 행 또는 열에 대한 최대, 최소 픽셀값을 먼저 산출한 후 이 값들은 다시 상호 비교하는 방식을 채택함으로써 비교 연산에 소요되는 연산 부하를 감소시키고 신속한 연산이 가능하게 할 수 있다.As described above, an apparatus and a method for binarizing a digital image according to an embodiment of the present invention can perform binarization of a digital image without masking all pixel values of all the pixels in the mask for comparison of pixel values for each pixel in the mask, The pixel values of the pixels belonging to the row or column of the row or column are calculated first and then the maximum and minimum pixel values of the row or column are calculated first and then the values are compared with each other to reduce the operation load required for the comparison operation, . ≪ / RTI >
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치 및 방법은, 마스크를 이용하여 중심 픽셀의 픽셀값과 그 주변 픽셀의 최대, 최소 픽셀값을 상대적으로 비교하여 중심 픽셀의 이진값을 결정하므로, 조명 등의 외란에도 정확하게 이진값을 결정할 수 있으며, 중심 픽셀의 픽셀값과 그 주변 픽셀의 최대, 최소 픽셀값을 비교하는데 비교적 간단한 연산 과정이 소요되므로 신속한 이진값 결정이 가능하다.Also, an apparatus and a method for binarizing a digital image according to an embodiment of the present invention determine a binary value of a center pixel by comparing a pixel value of a center pixel with a maximum and minimum pixel values of neighboring pixels using a mask Therefore, it is possible to determine a binary value accurately even in a disturbance such as illumination, and it is possible to quickly determine a binary value because a relatively simple calculation process is required to compare the pixel value of the center pixel with the maximum and minimum pixel values of the surrounding pixels.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디지털 영상의 이진화 장치 및 방법은, 각종 연산에 있어 신속함을 도모할 수 있으므로 전체 이미지 프레임의 픽셀 값이 입력되지 않고 순차적으로 픽셀값이 저장되는 과정에서도 실시간의 이진화 연산이 가능하다.
As described above, the apparatus and method for digitizing a digital image according to an embodiment of the present invention can speed up various operations, so that even in the process of storing pixel values sequentially without inputting pixel values of the entire image frames Real-time binarization is possible.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the following claims and equivalents thereof.
10: 카메라 모듈 20: 이진화 장치
21: 라인 메모리 22: 마스크 적용부
23: 이진값 결정부 24: 블러링 필터부10: camera module 20: binarization device
21: line memory 22: mask application unit
23: binary value determination unit 24: blurring filter unit
Claims (10)
상기 라인 메모리부에 저장된 각 픽셀에 대해 사전 설정된 사이즈의 마스크를 적용하여 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값, 최소 픽셀값 및 상기 마스크 내의 중심 픽셀의 픽셀값을 산출하는 마스크 적용부; 및
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기, 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 크기, 상기 최대 픽셀값과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 상기 최소 픽셀값과 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기를 이용하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 이진값 결정부
를 포함하는 디지털 영상의 이진화 장치.A line memory unit for sequentially storing pixels of a digital image input from a camera;
A mask applying unit for calculating a maximum pixel value, a minimum pixel value, and a pixel value of a center pixel in the mask by applying a mask of a predetermined size to each pixel stored in the line memory unit; And
A size of a difference value between the maximum pixel value and a minimum pixel value, a size of a pixel value of the center pixel, a size of a difference value between the maximum pixel value and a pixel value of the center pixel, A binary value determining unit for determining a binary value of the center pixel using the magnitude of the difference value of the center pixel,
And a binarization unit for binarizing the digital image.
상기 마스크의 각 열 단위로 순차적으로 픽셀들을 입력받으며, 입력된 열 내의 픽셀 간의 픽셀값 비교를 통해 해당 열의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출한 후, 마스크 내 전체 열의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 상호 비교하여 상기 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 장치.The apparatus according to claim 1,
The maximum pixel value and the minimum pixel value of the corresponding column are calculated through comparison of the pixel values between the pixels in the input column and then the maximum pixel value and the minimum pixel value of the entire column in the mask are calculated To determine a maximum pixel value and a minimum pixel value of the pixels in the mask.
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기를 사전 설정된 제1 임계값과 비교하여 상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기가 상기 제1 임계값보다 작은 경우,
상기 마스크 내 전체 픽셀이 동일한 이진값을 갖는 것으로 판단하고, 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 크기를 사전 설정된 제2 임계값과 비교하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 장치.2. The apparatus of claim 1,
Comparing the magnitude of the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value with a predetermined first threshold value and if the magnitude of the difference value between the maximum pixel value and the minimum pixel value is less than the first threshold value,
And determining a binary value of the center pixel by comparing the magnitude of the pixel value of the center pixel with a predetermined second threshold value, wherein the binary value of the center pixel is determined by determining that all the pixels in the mask have the same binary value, Device.
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기를 사전 설정된 제1 임계값과 비교하여 상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기가 상기 제1 임계값보다 큰 경우,
상기 최대 픽셀값과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 상기 최소 픽셀값과 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기를 상호 비교하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 장치.2. The apparatus of claim 1,
Comparing the magnitude of the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value with a preset first threshold value and if the magnitude of the difference value between the maximum pixel value and the minimum pixel value is greater than the first threshold value,
Wherein the binary value of the center pixel is determined by comparing the magnitude of the difference between the maximum pixel value and the pixel value of the central pixel and the magnitude of the difference between the minimum pixel value and the pixel value of the central pixel. Image binarization device.
상기 이진값 결정부에 의해 결정된 이진값을 적용한 픽셀을 갖는 영상에 대해 블러링 효과를 적용하는 블러링 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 장치.The method according to claim 1,
And a blurring filter unit for applying a blurring effect to an image having a pixel to which a binary value determined by the binary value determining unit is applied.
상기 라인 메모리부에 저장된 각 픽셀에 대해 사전 설정된 사이즈의 마스크를 적용하여 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값, 최소 픽셀값 및 상기 마스크 내의 중심 픽셀의 픽셀값을 산출하는 단계; 및
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기, 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 크기, 상기 최대 픽셀값과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 상기 최소 픽셀값과 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기를 이용하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 단계
를 포함하는 디지털 영상의 이진화 방법.Sequentially storing pixels of a digital image input from a camera in a line memory unit;
Calculating a maximum pixel value, a minimum pixel value, and a pixel value of a center pixel in the mask by applying a mask of a predetermined size to each pixel stored in the line memory section; And
A size of a difference value between the maximum pixel value and a minimum pixel value, a size of a pixel value of the center pixel, a size of a difference value between the maximum pixel value and a pixel value of the center pixel, Determining a binary value of the center pixel using the magnitude of the difference value of the center pixel
Wherein the digital image is binarized.
상기 마스크의 열 단위로 순차적으로 픽셀들을 입력받아, 입력된 열 내의 픽셀 간의 픽셀값을 상호 비교하여 해당 열의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 산출하는 단계;
상기 마스크의 각 열에 속한 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 상호 비교하여 상기 마스크 내 픽셀들의 최대 픽셀값 및 최소 픽셀값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 방법.7. The method according to claim 6,
Calculating a maximum pixel value and a minimum pixel value of a corresponding column by inputting pixels sequentially in units of columns of the mask and comparing pixel values between pixels in an input column;
And comparing the maximum pixel value and the minimum pixel value of the pixels belonging to each column of the mask to determine a maximum pixel value and a minimum pixel value of the pixels in the mask.
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기를 사전 설정된 제1 임계값과 비교하는 단계;
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기가 상기 제1 임계값보다 작은 경우, 상기 마스크 내 전체 픽셀이 동일한 이진값을 갖는 것으로 판단하는 단계; 및
상기 중심 픽셀의 픽셀값의 크기를 사전 설정된 제2 임계값과 비교하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 방법.7. The method of claim 6,
Comparing a magnitude of a difference value between the maximum pixel value and the minimum pixel value with a predetermined first threshold value;
Determining that all the pixels in the mask have the same binary value if the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value is smaller than the first threshold value; And
And determining a binary value of the center pixel by comparing a magnitude of a pixel value of the center pixel with a predetermined second threshold value.
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기를 사전 설정된 제1 임계값과 비교하는 단계; 및
상기 최대 픽셀값과 최소 픽셀값의 차이값의 크기가 상기 제1 임계값보다 큰 경우, 상기 최대 픽셀값과 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기 및 상기 최소 픽셀값과 상기 중심 픽셀의 픽셀값의 차이값의 크기를 상호 비교하여 상기 중심 픽셀의 이진값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 방법.7. The method of claim 6,
Comparing a magnitude of a difference value between the maximum pixel value and the minimum pixel value with a predetermined first threshold value; And
Wherein when the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value is larger than the first threshold value, the size of the difference between the maximum pixel value and the pixel value of the central pixel and the difference between the minimum pixel value and the pixel value And determining a binary value of the center pixel by comparing the magnitudes of the difference values of the center pixel with each other.
상기 결정하는 단계에서 결정된 이진값을 적용한 픽셀을 갖는 영상에 대해 블러링 필터를 적용하여 블러링 효과를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상의 이진화 방법.The method according to claim 1,
And applying a blurring filter to an image having a pixel to which a binary value determined in the determining step is applied to provide a blurring effect.
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