KR920008327B1 - 화상신호 전처리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

화상신호 전처리장치

제1도는 본 발명에 의한 화상 신호 전처리 장치의 구성을 도시한 개요도.

제2도는 본 발명에 의한 화상 신호 전처리 장치의 원고 화상에서의 3×3행렬(윈도우)추출 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 가산수단 200 : 고역통과 필터수단

300 : 저역통과 필터수단 400 : 노멀(Normal)필터수단

500 : 데이타 선택 수단

본 발명의 화상신호 전처리 장치에 관한 것으로, 특히 이미지 스캐너와 팩시밀리 그리고 디지틀 복사기등을 이용하여 입력된 화상의 시각적 효과를 극대화하여 고품질의 화상 데이타를 얻기 위한 화상신호 전처리 장치에 관한 것이다.

이미지 스캐너(Image scanner)와 팩시밀리(Facsimile) 그리고 디지틀 복사기등을 통하여 입력 처리된 화상의 품질은 화상의 세부가 충실하게 묘사되고 엣지(Edge)부가 명료한 것일수록 우수하다. 통상적인 화상 시스템의 해상도(Resolution)는 화상을 선과 면으로 나타낼때 얼마만큼 세밀한 선까지 재현할 수 있는가에 따라 정해지며 엣지부의 명료도(Articulation)는 엣지의 윤곽부분이 얼마나 첨예한가에 따라 정해진다. 상기 화상 시스템의 해상도는 공간적 주파수의 특성에 대응하여 스캐닝(Scanning)한 글자의 판독 용이성이나 화상 품질의 양호성에 대한 수평, 수직의 공간 주파수 특성을 동등하게 유지하면서 공간 특성을 바꾸는 경우에 공간 주파수 대역의 대수에 비례하여 좋아진다. 따라서 컬러화상을 휘도정보와 색도정보로 변환한 후 처리할때 색도정보의 공간 주파수 대역은 휘도의 공간적 주파수 대역을 수분의 1도 나눈 것과 같다. 또한 문자나 도형은 해상도가 그 품질에 크게 영향을 미치는데 사진과 같은 화상과 품질은 선예도(첨예도)에 의한 영향에 따라 좌우된다.

한편, 상기 화상 시스템은 계조(Gray Scale)나 공간 특성이 실제의 피사체에 비하여 낮기 때문에 처리, 재현 화상에 적절한 양의 엣지 강조형의 왜곡을 인위적으로 가미하여 시각의 마크(Mach)현상이나 명도(Brightness)의 콘트라스트(Contrast)를 강조하여 낮은 콘트라스트나 엣지 부분의 상승특성을 시각적으로 개선하여야 할 문제점이 있었다.

또한 화상의 경계부분이나 명도가 급격히 변화하는 부분이나 섬세한 영역들은 높은 주파수 성분들에 많이 발생하는 블러링(Blurring)현상으로 인하여 화질이 열화되는 또 다른 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서 고역 또는 저역통과 필터링 기능을 수행하여 중간조(half-tone)화상에서 발생하는 블러링(Blurring)등의 영향을 극소화시키고 입력화상의 시각적 효과를 극대화시켜 고품질의 화상을 얻을 수 있는 화상 신호 전처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스캐닝한 원고 화상으로부터 처리되어야 할 인접 기준 화소를 추출하여 가산 처리하는 가산 수단과, 상기 가산 수단에서 전송되는 화상 신호의 엣지 부분을 강조하여 시각의 마크(Mach) 및 블러링(Blurring)현상을 방지하기 위하여 필터링하는 고역 통과 필터 수단과, 상기 가산 수단에서 전송되는 화상 신호의 디더(Dither)패턴에 의한 화소의 불연속성을 방지하기 위하여 필터링하는 저역통과 필터수단과, 상기 가산 수단에서 일정시간 지연된 화소 신호중 목표 화소 신호를 바이 패싱(By passing)하는 노멀 필터수단과, 상기 고역통과 필터 수단과 저역통과 필터수단 및 노멀(Normal) 필터수단에서 각각 필터링된 데이타를 선택하는 데이타 선택수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술하기도 한다.

제1도는 본 발명에 의한 화상 전처리 장치의 구성을 도시한 개요도이다.

제1도에 있어서, 가산 수단(100)은 스캐닝한 원고 화상으로부터 처리 되어야 할 인접 기준 화소를 추출하여 가산처리되도록 화상 데이타를 일정시간 지연시키는 지연소자(110,120,130)와, 상기 지연소자(110,120)에서 일정시간 지연된 일련의 화상 데이타를 저장하고 이 저장된 화상 데이타를 지연소자(120,130)에 각각 전송하는 라인 메모리 소자(140,150)와, 상기 지연소자(110,120,130)에서 일정시간 지연된 화상 데이타를 가산하여 출력하는 가산기(160)를 구비한다.

고역통과 필터수단(200)은 상기 가산 수단(100)에서 전송되는 화상 신호의 엣지 부분을 강조하여 시각의 마크(Mach) 및 블러링(Blurring)현상을 방지하기 위하여 필터링되도록 상기 가산 수단(100)내의 지연소자(120)에서 전송되는 화상 데이타의 값을 소정수로 곱하여 일정시간 지연시키는 곱셈기(210) 및 지연소자(220)와, 상기 가산수단(100)내의 가산기(160)와 상기 지연소자(220)의 출력 신호를 각각 입력하여 감산하는 감산기(230)와, 상기 감산기(230)에서 전송하는 화상 데이타의 윤곽선 강조 인수를 결정하는 강조회로(240)와, 상기 가산수단(100)내의 지연소자(120)에서 전송되는 화상 데이타를 일정시간 지연시킨 신호와 상기 강조 회로(240)에서 결정한 윤곽선 강조 인수값을 가산하는 가산기(250)를 구비한다.

저역통과 필수수단(300)은 상기 가산수단(100)에서 전송되는 화상 신호의 디더(dither)패턴에 의한 화소의 불연속성을 방지하기 위하여 필터링되도록 상기 가산수단(100)내의 가산기(160)의 출력 데이타값을 소정값으로 나누어 일정시간 지연시키는 나눗셈기(310) 및 지연소자(320)를 구비한다.

노멀 필터수단(400)은 일정 시간 지연된 화상 신호중 정상적인 화상 신호가 바이 패싱되도록 상기 가산수단(100)내의 지연소자(120)에서 전송되는 목표 화소 데이타를 일정시간 지연시키는 지연소자(410,420)를 구비한다.

데이타 선택수단(500)은 필터링된 데이타를 선택하도록 상기 고역통과 필터수단(200)과 저역통과 필터수단(300) 및 노멀 필터수단(400)에서 전송되는 데이타를 일정시간 지연시키는 지연소자(510,520,530)와, 스캐닝한 입력화상신호의 블러링(Blurring)발생 및 윤곽선 검출여부등을 자동으로 식별하는 자동식별회로(540)와, 상기 자동식별회로(540)에서 전송되는 자동식별신호와 문서/사진 데이타식별신호(S)를 입력하여 데이타 선택 결정신호를 전송하는 디코더(550)와, 상기 지연소자(510,520,530)에서 출력되는 각각의 화상 신호를 상기 디코더(550)에서 전송되는 데이타 선택 결정신호로 선택하는 멀티플렉서(560)를 구비한다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도에서, 가산수단(100)은 다음단의 고역통과 필터수단(200), 저역통과 필터수단(300), 노멀 필터수단(400)에서 필요로하는 인접화소를 추출하여 3×3행렬(윈도우)의 화소값을 가산하여 주는 기능을 수행하는데 스캐너에서 가산수단(100)에 입력된 데이타의 윈도우 구성은 원고화상에서 3×3행렬(윈도우) 추출 개념도를 도시하는 제2도와 같다.

상기 제2도에 도시된 주 주사(Main Scanning) 방향(X)의 화소는 상기 가산수단(100)내의 지연소자(110,120,130)를 통하여 결정한다. 즉 제2도의 3×3행렬에서 처리목표화소를 i,j라 할 때 지연소자(110)는 j+1행의 열(i-1,i+1)의 화소를 결정하고, 지연소자(120)는 j행의 열(i-1,i+1)의 화소를 결정하고, 지연소자(130)는 j-i행의 열(i-1,i+1)의 화소를 결정한다.

한편, 상기 제2도에 도시된 바와 같이 부 주사(Sub Scanning) 방향(Y)의 라인은 라인 메모리 소자(140,150)를 이용하여 추출한다. 이때 스캐너로부터 입력되는 화상 데이타는 라인 단위로 1회씩 들어오므로 실제로 처리대상의 화소는 현재 라인의 3화소와 인접의 2라인 데이타 중 3화소로서 총 9개 화소값이 필요하다.

따라서 부 주사방향(Y)의 라인 단위 데이타 중 지연소자(110,120)를 각각 통하여 입력된 데이타는 j-1행의 데이타로서 라인 메모리(150)에 저장되고 지연소자(110)를 통하여 라인 메모리(140)에 저장된 데이타는 j행의 데이타가 되며 스캐너로부터 지연없이 직접 입력되는 데이타는 j+1행의 데이타가 된다.

상기 가산수단(100)내의 3×3윈도우 가산기(160)는 지연소자(110,120,130)로부터 추출된 3×3행렬(윈도우)형태의 9개의 화소값을 산술적으로 가산하는 회로로서 8비트(bit)의 3×3행렬(윈도우)를 가산하면 12비트(bit)의 데이타가 되어 고역통과 필터수단(200)의 감산기(230) 입력신호 및 저역통과 필터부(300)의 입력신호를 발생시킨다.

한편 상기 가산기(160)로부터 목표 화소(i,j)를 둘러싸고 있는 3×3행렬(윈도우), 즉 9개 화소값을 전체 합산한 값과 목표 화소(i,j)값에 고역통과 필터수단(200)내의 곱셈기(210)로 9를 곱하고 지연소자(220)로 일정시간 지연시킨 값을 감산기(230)로 차이를 계산하여 그 결과를 강조회로(240)에 입력한다.

상기 강조회로(240)에서는 1/2, 1/4, 1/8 등의 강조 인수를 곱하여 현재 처리될 목표 화소값에 반영한다.

상기와 같은 작동을 수식적으로 나타내면 다음 식 1과 같다.

상기 식 1에서 f(i,j)는 목표 화소의 값을 나타내고, F(i,j)는 고역통과 필터링 처리된 화소값을 나타내며, α는 강조회로(240)에서 결정한 윤곽선 강조인수로서 1/2, 1/4, 1/8 중의 어느 값을 선택할 수 있다. 여기에서 α값이 클수록 스캐너로부터 전송된 본래의 화소 데이타 값에 윤곽선 강조량이 크게 반영된다.

저역통과 필터수단(300)에서의 필터링 처리는 상기 가산기(160)로부터 목표 화소(i,j)를 둘러싸고 있는 3×3행렬(윈도우), 즉 9개의 화소값을 전체 합산하여 나눗셈기(310)에서 9로 나누고 지연소자(320)에서 일정시간 지연시켜 처리한다. 즉 저역통과 필터수단(300)에서의 필터링은 목표 화소를 둘러싸고 있는 3×3행렬(윈도우)의 평균값으로 처리된다. 상기와 같은 필터링처리를 수식적으로 나타내면 하기 식 2와 같다.

한편 노멀 필터수단(400)에서는 목표 화소(i,j)의 값 f(i,j)를 그대로 바이 패싱(By passing)시켜 아무런 전처리 동작이 가해지지 않은 상태로 하기 식 3과 같게 된다.

상기와 같이 고역통과 필터수단(200), 저역통과 필터수단(300), 노멀 필터수단(400)에서의 필터링처리는 동시에 수행되며 모든 처리 결과는 지연소자(110,120,130,220,320,420)에 의하여 목표 화소(i,j)가 되도록 조정된다.

상기 3가지 처리신호는 데이타 선택 수단(500)에 동시에 입력되는데 자동식별회로(540)는 스캐닝한 입력화상의 블러링(Blurring)발생여부, 윤곽선 검출등을 자동으로 식별하여 지연소자(510,520,530)를 통해 고역통과 필터수단(200), 저역통과 필터수단(300), 노멀 필터수단(400)에서 필터링된 처리신호를 선택할 것인가를 결정하고 그 결과를 디코더(550)에 전송한다.

상기 디코더(550)는 입력 원고 화상이 문서 즉 글자만으로 구성된 원고인지 또는 사진등과 같이 디더링(dithering)처리된 원고 화상인지를 식별하는 식별신호(S)와 자동식별회로(540)의 윤곽선 검출 및 블러링(Blurring) 검출신호에 의해 멀티 플렉서(560)로 하여금 3가지 처리된 신호중 최적한 데이타를 선택하게 해준다. 즉 입력원고화상이 문서이면 노멀 필터수단(400)을 통과한 신호를 선택하게 되고, 입력원고화상이 사진이거나 문서에 고잡음(pepper 잡음등)이 발생된 상태이면 저역통과 필터수단(300)을 통과한 신호를 선택하게 되고, 원고화상으로부터 윤곽선이 검출되거나 블러링 현상이 검출되면 고역통과 필터수단(200)을 통과한 신호를 선택하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스캐너를 통하여 입력화상의 고역통과 필터링 처리로 화상의 선예도를 개선하고 윤곽선 강조로 시각의 마크(Mach)현상을 보정할 뿐만 아니라 렌즈 촛점 조정의 불안정 및 진동에 의한 블러링(Blurring) 현상을 보정하고, 입력화상의 디더링(dithering)처리로 인한 화소의 불연속성을 저역통과 필터링 처리로 개선하여 고주파 잡음을 제거할 수 있는 이점이 있다. 또한 입력 화상의 고화질 처리가 가능하고 원고 화상을 최적화한 데이타를 처리함으로써 처리시간의 개선이 가능한 이점이 있다.

Claims (6)

1. 스캐닝한 원고 화상으로부터 중심 화소와 인접 화소를 추출하여 가산 처리한 가산 수단(100)과, 상기 가산 수단(100)에서 전송되는 화상 신호의 엣지 부분을 강조하여 시각의 마크(Mach) 및 블러링(Blurring)현상을 방지하기 위한 고역통과 필터수단(200)과, 상기 가산 수단(100)에서 전송되는 화상 신호의 디더(Dither)패턴에 의한 화소의 불연속성을 방지하기 위한 저역통과 필터수단(300)과, 상기 가산 수단(100)에서 일정시간 지연된 화소 신호중 목표 화소 신호를 바이 패싱시키는 노멀 필터수단(400)과, 상기 고역통과 필터수단(200)과 저역통과 필터수단(300) 및 노멀 필터수단(400)에서 각각 필터링된 데이타중의 하나를 선택하는 데이타 선택수단(500)을 포함함을 특징으로 하는 화상신호 전처리 장치.
2. 상기 제1항에 있어서, 가산 수단(100)은 원고 화상으로부터 라인 스캐닝된 화상 데이타를 일정시간 지연시키는 지연소자(110,120,130)와, 상기 지연소자(110,120)에서 일정시간 지연된 일련의 화상 데이타를 저장하고 이 저장된 화상 데이타를 지연소자(120,130)에 각각 전송하는 라인 메모리 소자(140,150)와, 상기 지연소자(110,120,130)에서 일정시간 지연된 화상 데이타를 가산하여 출력하는 가산기(160)를 구비함을 특징으로 하는 화상신호 전처리 장치.
3. 상기 제1항에 있어서, 고역통과 필터수단(200)은 상기 가산 수단(100)내의 지연소자(120)에서 전송되는 중심화상 데이타의 값을 소정수로 곱하여 일정시간 지연시키는 곱셈기(210) 및 지연소자(220)와, 상기 가산수단(100)내의 가산기(160)와 상기 지연소자(220)의 출력 신호를 각각 입력하여 감산하는 감산기(230)와, 상기 감산기(230)에서 전송하는 화상 데이타에 윤곽선 강조 인수를 승산하는 강조회로 (240)와, 상기 가산수단(100)내의 지연소자(120)에서 전송되는 중심화상 데이타를 일정시간 지연시킨 신호와 상기 강조 회로(240)의 출력신호를 가산하는 가산기(250)를 구비함을 특징으로 하는 화상신호 전처리 장치.
4. 상기 제1항에 있어서, 저역통과 필터수단(300)은 상기 가산수단(100)내의 가산기(160)의 출력 데이타 값을 소정값으로 나누어 일정시간 지연시키는 나눗셈기 (310) 및 지연소자(320)를 구비함을 특징으로 하는 화상신호 전처리 장치.
5. 상기 제1항에 있어서, 노멀 필터수단(400)은 상기 지연소자(120)에서 전송되는 목표 화소 데이타를 일정시간 지연시키는 지연소자(410,420)를 구비함을 특징으로 하는 화상신호 전처리 장치.
6. 상기 제1항에 있어서, 데이타 선택 수단(500)은 상기 고역통과 필터수단(200)과 저역통과 필터수단(300) 및 노멀 필터수단(400)에서 전송되는 데이타를 일정시간 지연시키는 지연소자(510,520,530)와, 스캐닝한 입력 화상 신호를 블러링(Blurring)발생 및 윤곽선 검출신호와 문서 및 사진식별신호를 디코딩하는 디코더(550)와, 상기 지연소자(510,520,530)에서 출력되는 각각의 화상신호를 상기 디코더(550)에서 전송되는 데이타 선택 결정신호로 선택하는 멀티플렉서(560)를 구비함을 특징으로 하는 화상신호 전처리 장치.

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