KR930000705B1 - 영상의 밝기 분포에 따른 디서매트릭스를 이용한 중간조 표현방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

영상의 밝기 분포에 따른 디서매트릭스를 이용한 중간조 표현방법

제1도는 종래의 4행4열(4×4)디서매트릭스 설명도.

제2도는 본 발명이 적용되는 시스템 구성도.

제3도는 종래의 흐름도.

제4도는 본 발명에 따른 흐름도.

본 발명은 영상의 밝기 분포에 따른 디서매트릭스(Dither Matrix)을 이용한 중간조(Half-tone)표현방법에 관한 것으로, 특히 팩시밀리(Fascimile)의 디서매트릭스를 이용한 중간조 표현방법에 있어서 입력영상의 평균밝기와 표준편차를 이용하여 디서매트릭스의 각 역치들을 조정하여 시각적으로 우수한 중간조 표현을 얻는 방법에 관한 것이다.

현재 팩시밀리, 프린터, 복사기등의 영상기록 시스템은 통상적으로 디서매트릭스를 이용하여 중간조 표현을 얻고 있다. 즉 8비트로 양자화된 입력영상 데이타에 대하여 4행4열(4×4) 또는 8행8열(8×8)의 디서매트릭스를 이용하여 바로 중간조 영상을 추출한다. 그리고 상기 디서매트릭스로는 메이어(Mayer), 도트(Dot), 스파이럴 (Spiral), 스크롤(Scroll) 등의 매트릭스가 있다. 입력영상이 8비트로 양자화된 M행N열(M×N)의 영상데이타라고 할때 16그레이 레벨(Gray Level) 즉, 16단계의 밝기 값을 갖도록 중간조 영상을 얻고자한다면, 상기한 베이어, 도트, 스파이럴, 스크롤 중 어느 디서매트릭스를 적용했을 경우에도 모두 입력영상의 각 화소가 갖는 밝기와 그 화소에 대응되는 적용된 매트릭스의 역치를 서로 비교하여 비교결과로써 중간조 영상의 상응되는 화소가 ″백(white)″인지 ″흑(Black)″인지를 결정한다. 즉 하나의 화소가 갖는 밝기와 적용된 제1도와 같은 4행4열(4×4)디서매트릭스의 그 지점에서의 역치보다 크면, 결과적으로 중간조 영상은 그 화소를 ″백″으로 나타내고 그렇지 않다면 ″흑″으로 나타낸다. 이때 제1도에서 Aij의 값의 순서 즉, 역치들의 행과 열배열순서는 적용하는 베이어, 도트, 스파이럴, 스크롤 등의 디서매트릭스 형태에 따라 달라지며 각각의 역치는 서로다른 레벨을 갖고 있다.

제2도는 본 발명이 적용되는 시스템 구성도로서, 시스템을 제어하고 각종연산을 수행하는 CPU(Central Processing Unit)(10)와, 상기 CPU(10)의 제어에 의해 원고를 주사하여 아나로그 영상신호를 생성하고 생성된 아나로그 영상신호를 디지탈영상 데이타를 변환하여 출력하고 원고주사부(20)와, 상기 원고주사부(20)에서 출력되는 영상데이타 또는 수신된 영상데이타 및 디서매트릭스를 저장하며 타시스템과의 영상데이타 송수신시 엔코딩 및 디코딩을 하는 신호처리부(30)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 입력하여 용지에 기록하는 기록부(40)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 공중망을 통하여 타시스템으로 송신하거나 수신하는 전송부(50)로 구성된다.

상기 제2도의 구성은 팩시밀리 시스템에서의 구성이 된다.

제3도는 종래의 흐름도이다.

상기 제2도 및 제3도를 참조하여 종래의 디서매트릭스를 이용한 중간조 영상표현 방법을 설명하면 다음과 같다. 지금 제2도의 원고주사부(10)에서 원고를 주사하여 발생되어 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타 8비트로 양자화된 256단계의 밝기 값을 갖는 M행N열(M×N)영상데이타이고, 이를 16단계의 밝기를 갖는 중간조 영상으로 표현한다고 가정하면, 상기 제2도의 CPU(10)는 제3도의 (3a)단계에서 내부의 제1버퍼에 상기 M행N열(M×N)영상데이타를 저장하고 (3b)단계를 수행한다. 상기 (3b)단계에서 신호처리부(30)에 저장되어 있는 제1도와 같은 배열의 4행4열(4×4)디서매트릭스의 역치(A11,A12,...A43,A44)를 제2버퍼에 저장하고 (3c)단계에서 영상데이타 행레지스터값(i)과 열레지스터값(j)을 0으로 세트한다. 다음에 (3d)단계에서 영상데이타 행레지스터(i)을 4로 나눈 값의 정수치 나머지를 디서매트릭스 행레지스터값(i')으로 저장하고 상기 영상데이타 열레지스터값(j)을 4로 나눈 값의 정수치 나머지를 디서매트릭스 열레지스터값(j)으로 저장한후 (3e)단계에서 영상데이타 행,열레지스터값 (i,j)을 각가 4로 나누어 나머지 값을 디서매트릭스 행, 열레지스터값(i',j')으로 저장하는 것은 지금 4행4열(4×4)디서매트릭스를 이용하여 16단계 밝기를 갖는 중간조 영상을 추출하기 위해 제1버퍼내의 각 화소에 대응되는 디서매트릭스 역치를 찾기 위한 것이다.

상기 (3e)단계에서는 M행N열(M×N)의 영상데이타가 저장되어 있는 상기 제1버퍼의 영상데이타 행레지스터값(i)번째 행영상데이타 열레지스터값(j)번째 열의 데이타가 4행4열(4×4)의 디서매트릭스의 역치가 저장되어 있는 제2버퍼의 디서매트릭스 행레지스터값(i')번째 행 디서매트릭스 열레지스터값(j')번째 열의 역치보다 큰가를 비교한다. 이때 비교결과 크다면 (3f)단계에서 중간조 영상의 i번째행 j번째열을 ″백″으로 세트하고, 작다면(3g)단계에서 중간조영상의 i번째행 j번째열의 ″흑″으로 세트한다. 즉 한 화소의 밝기 값과 그에 대응하는 행과 열의 디서매트릭스의 역치값과 비교하여 임계값인 디서매트릭스역치 값보다 밝기 값이 크면 ″백″으로, 작으면 ″흑″으로 함으로써 중간조 영상을 표현하는 것이다.

다음에 (3h)단계에서 영상데이타 열레지스터값(j)이 N-1열보다 작은지를 비교하여 작으면 (3j)단계로 진행하여 현재 영상데이타 열레지스터값(j)에 1을 증가한 값을 영상데이타 열레지스터값(j)으로 저장하고 상기 (3d)단계로 루핑(Loopint)하여 전술한 과정을 반복한다. 이에 따라 하나의 행에 대한 N개열 영상데이타 모두를 중간조 영상으로 추출하게 된다. 그리고 하나의 행에 대한 N개열의 영상데이타에 대한 중간조표현이 모두 완료되면 영상데이타 및 열레지스터값(j)이 N-1과 같게 되며, 상기 (3b)단에서 영상데이타 열레지스터값(j)이 N-1행 보다 작지 않게되므로 (3i)단계를 수행한다.

상기 (3i)단계에서는 영상데이타 행레지스터값(i)이 M-1행 보다 작거나 같은지를 비교하여 작으면 (3k)단계로 진행하여 현재 영상데이타 행레지스터값(i)에 1을 증가한 값을 영상데이타 행레지스터값(i)으로 저장하고 영상데이타 열레지스터값(j)을 0으로 세트한 후 상기 (3d)단계로 루핑하여 전술한 과정을 반복한다. 이에 따라 M개 행의 영상데이타를 모두 중간조 영상으로 추출하게 된다.

따라서 M행N열(M×N)영상데이타에 대한 16단계 밝기로의 중간조 표현이 모두 완료되게 된다.

상기한 바와 같은 종래의 중간조 표현 방법은 어떤 입력영상이라도 일정한 역치들을 갖는 디서매트릭스를 적용함으로써 입력영상의 밝기값들이 골고루 분포되어 있지 않고 일정한 소간격 사이에 집중되어 있다면 시각적으로 우수한 중간조 영상을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 팩시밀리의 디서매트릭스를 이용한 중간조 표현방법에 있어서, 입력영상의 평균밝기와 표준편차를 이용하여 디서매트릭스의 각 역치들을 조정하여 적용하므로서 입력영상의 밝기 분포 상태에 따른 중간조 영상을 표현할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 따른 흐름도로서, 상기 제2도의 원고주사부(20)에서 출력되거나 전송부(50)를 통하여 입력되어 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타의 모든 화소들의 평균밝기와 표준편차를 구하고, 구해진 평균밝기가 표준편차에 따라 디서매트릭스의 역치를 변환식의 연산에 변환하여 저장하며, 변환된 역치를 갖는 디서매트릭스를 이용하여 입력 영상데이타에 대하여 중간조 영상을 얻는 과정을 나타낸다.

이하 본 발명에 따른 제4도의 동작예를 제1도 및 제2도를 참조하여 상세히 설명한다. 지금 제2도의 원고주사부(10)에서 원고를 주사하여 발생되거나 전송부(50)를 통하여 입력되어 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타가 8비트로 양자화된 256단계의 밝기값을 갖는 M행N열(M×N)영상데이타이고, 이를 16단계의 밝기값을 갖는 중간조 영상으로 표현한다고 가정하면, 상기 제2도의 CPU(10)는 제4도의 (1)단계에서 내부의 제1버퍼에 상기 신호처리부(30)의 M행N열(M×N) 영상데이타를 저장하며, (2)단계에서 상기 신호처리부(30)에 의해 저장되어 있는 제1도와 같은 4행4열(4×4)디서매트릭스의 역치(A11,A12,...,A43,A44)를 제2버퍼에 저장한 후 (3)단계를 수행한다.

상기 (3)단계에서는 상기 제1버퍼에 저장한 M행N열(4×4)영상데이타의 모든 화소들이 갖는 값들의 평균밝기값과 표준편차를 구하여 평균밝기값을 제1레지스터값 (MGL : Mean-Gray-Level)으로 저장하고, 표준편차를 제2레지스터값(SD : Standard-Deviation)으로 저장한다. 다음에 (4)단계에서 행레지스터값(k)과 열레지스터값(1)을 0으로 세트한 후(5)단계를 수행한다. 상기 (5)단계에서 상기 제2버퍼에 저장되어 있는 4행4열(4×4)디서매트릭스의 역치중 상기 행레지스터값(k)의 행 상기 열레지스터값(1)의 열에 해당하는 디서매트릭스의 역치(Ak1)를 하기 변환식(1)에 의해 변환하여 변환역치(Ak1')를 제3버퍼에 저장한다.

이때 상기 (1)식에서 Ak1'은 변환역치이고, Ak1은 원래의 역치이며 MGL은 상기 제 1 레지스터값이며 SD는 상기 제 2 레지스터값을 나타낸다. 그리고 상기(1)식에 의해 역치를 변환하는 것은 상기 M행N열(M×N) 영상의 밝기 분포상태에 따라 역치레벨 값을 조정하여 영상의 밝기 분포상태를 고려한 중간조 영상을 얻기 위한 것이다.

다음에 (6)단계로 진행하여 상기 열레지스터값(1)의 4보다 작은가를 비교하여 작으면 (11)단계에서 현재 열레지스터값(1)에 1을 증가한 열레지스터값(1)으로 저장하고 상기 (5)단계로 루핑하여 전술한 과정을 반복한다. 이에 따라 상기 4행4열(4×4)디서매트릭스의 역치중 하나의 행에 대한 4개열의 역치가 모두 변환역치로 변환된다. 그리고 하나의 행에 대한 4개열의 역치가 모두 변환역치로 변환되면 상기 열레지스터값 (1)은 4가 되며, 상기 (6)단계에서 열레지스터값(1)이 4보다 크지 않게 되므로 (8)단계를 수행한다. 상기 (8)단계에서는 행레지스터값(k)이 4보다 작은가를 비교하여 작으면 (9)단계에서 현재 행레비스터값(k)에 1을 증가한 값을 행레지스터값(k)으로 저장하고 열레지스터값(k)을 0으로 세트한 후 상기(5)단계로 루핑하여 전술한 과정을 반복한다. 이에 따라 4행4열(4×4)의 디서매트릭스이 역치에 대한 변환역치로의 변환이 완료되게 된다.

따라서 (10)단계로 진행하여 영상데이타 행레지스터값(i)과 열레지스터값(j)을 0으로 세트한다. 다음에 (11)단계에서 상기 영상데이타 행레지스터값(i)을 4로 나눈 정수치 나머지를 디서매트릭스 행레지스터값(i')으로 저장하고 상기 영상데이타 열레지스터값(j)을 4로 나눈 값의 정수치 나머지를 디서매트릭스 열레지스터(j′)으로 저장하고 (12)단계를 수행한다. 이때 상기 (11)단계에서 영상데이타 행,열레지스터값(i,j)을 각각 4로 나누어 나머지 값을 디서매트릭스 행,열레지스터값(i′,j′)으로 저장하는 것은 지금 4행4열(4×4)디서매트릭스를 이용하여 16단계의 밝기를 갖는 중간조 영상을 추출하기 위해 제 1 버퍼내의 각 화소에 대응되는 디서매트릭스 역치를 찾기 위한 것이다.

상기 (12)단계에서는 M행N열(M×N)의 영상데이타가 저장되어 있는 상기 제1버퍼의 영상데이타 행레지스터값(i)번째 행영상데이타 열레지스터값(j)번째 열의 데이타가 4행4열(4×4)의 디서매트릭스의 역치가 저장되어 있는 제3버퍼의 디서매트릭스 행레지스터값(i′)번째 행 디서매트릭스 열레지스터값(j′)번째 열의 역치보다 큰가를 비교한다. 이때 비교결과 크다면 (13)단계에서 중간조 영상의 i번째행 j번째열을 ″백으로 세트하고, 작다면 (14)단계에서 중간조영상의 i번째행 j번째열의 ″흑″으로 세트한다. 즉 한 화소의 밝기 값과 그에 대응하는 행과 열의 디서매트릭스의 역치값과 비교하여 임계값인 디서매트릭스역치 값보다 밝기 값이 크면 ″백″으로 작으면 ″흑″으로 중간조 영상을 표현하는 것이다.

다음에 (15)단계에서 영상데이타 열레지스터값(j)이 N-1열보다 작은지를 비교하여 작으면 (16)단계로 진행하여 현재 영상데이타 열레지스터값(j)에 1을 증가한 값을 영상데이타 열레지스터값(j)으로 저장하고 상기 (11)단계로 루핑(Looping)하여 전술한 과정을 반복한다. 이에 따라 하나의 행에 대한 N개열영상데이타 모두를 중간조 영상으로 추출하게 된다. 그리고 하나의 행에 대한 N개열의 영상데이타에 대한 중간조표현이 모두 완료되면 열레지스터값(j)이 N-1과 같게 되며, 상기 (15)단계에서 영상데이타 열레지스터값(j)이 N-1보다 작지 않게되므로 (17)단계를 수행한다.

상기 (17)단계에서는 영상데이타 행레지스터값(i)이 M-1행보다 작은지를 비교하여 작으면 (18)단계로 진행하여 현재 영상데이타 행레지스터값(i)에 1을 증가한 값을 영상데이타 행레지스터값(i)으로 저장하고 영상데이타 열레지스터값(j)을 0으로 세트한 후 상기 (11)단계로 루핑하여 전술한 과정을 반복한다. 이에 따라 M개 행의 영상데이타를 모두 중간조 영상으로 추출하게 된다. 그리고 M행N열(M×N)의 영상데이타에 대한 중간조 표현이 완료되면 영상데이타 행레지스터값(i)이 M-1과 같게 된다.

따라서 M행N열(M×N)영상데이타에 대한 16단계 밝기로의 중간조 표현이 모두 완료되게 된다.

한편 상기 제4도의 동작설명에서 입력영상을 8비트로 양자화된 M행N열 (M×N) 영상데이타라고 하고 4행4열(4×4)디서매트릭스를 적용하여 중간조 표현을 얻을 때의 예를들어 설명하였으나, 입력영상이 n비트로 양자화된 M행N열 (M×N) 영상데이타일때 K행K열(K×K)디서매트릭스를 적용하여도 동일하게 시각적으로 우수한 중간조 표현을 얻을 수 있다. 이때 상기 식(1)은 하기식(2)와 같이 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 팩시밀리의 디서매트릭스를 이용한 중간조 표현방법에 있어서, 입력 영상의 평균 밝기와 표준편차를 이용하여 디서매트릭스의 각 역치들을 조정하여 적용하므로써 입력영상의 밝기 분포상태에 따른 중간조 영상을 표현하는 방법으로서 입력영상이 어떻게 변한다해도 시각적으로 우수한 중간조 표현을 얻을 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 시스템의 제어하여 각종 연산을 수행하는 CPU(10)와, 상기 CPU(10)의 제어에 의해 원고를 주사하여 n비트 디지탈 영상데이타를 출력하는 원고주사부(20)와, 상기 원고주사부(20)에서 출력되는 n비트 영상데이타 또는 수신되는 n비트 영상데이타 및 디서매트릭스를 저장하는 신호처리부(30)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 입력하여 용지에 기록하는 기록부(40)와, 상기신호처리부(30)에 저장된 영상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 공중망을 통하여 타사시템으로 송신하거나 수신한 영상데이타를 상기 신호처리부(30)로 출력하는 전송부 (50)를 구비한 영상의 밝기 분포에 따른 디서매트릭을 이용한 중간조 표현방법에 있어서 상기 신호처리부에 저장되어 있는 n 비트로 양지화된 M행N열(M×N)영상데이타를 입력하여 제1버퍼에 저장하고 K행K열(K×K) 디서매트릭스의 역치를 입력하여 제2버퍼에 저장한 후 입력영상 데이타의 모든 화소들의 평균밝기와 표준편차를 구하여 각각 제1레지스터값(MGL)과 제2레지스터값(SD)으로 저장하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 제2버퍼에 저장된 k행k열(k×k)디서매트릭스의 각각의 역치에 대해 하기식(1)과 같은 연산을 행하여 각각의 역치에 대한 변환 역치를 산출하는 제2과정과,

   

   상기 제2과정에서 변환된 변환역치를 갖는 K행K열(K×K)디서매트릭스로써 상기 M행N열(M×N)영상데이타에 대하여 K행K열씩 이동하면서 대응하는 변환역치와 비교하여 중간조 영상을 표현하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 영상의 밝기 분포에 따른 디서매트릭스를 이용한 중간조 표현방법.

Images