KR0142262B1

KR0142262B1 - 자동 고휘도 압축회로

Info

Publication number: KR0142262B1
Application number: KR1019940021915A
Authority: KR
Inventors: 김지호
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1998-06-15
Also published as: JPH08111813A; KR960009668A; CN1090870C; CN1128931A; US5739871A; JP2723486B2

Abstract

영상의 고휘도표현을 위한 입력휘도정보들을 압축하는 자동 고휘도 압축 회로는, n-비트 입력휘도정보들을 수신하기 위한 입력단, 입력단을 통해 수신되는 n-비트 입력휘도정보들중의 최대유효비트(most significant bit)로부터 (n-k)개의 비트들로 이루어진 (n-k)-비트 입력휘도정보들을 인가받아, 고휘도구간내에 존재하며 (n-k)-비트 입력휘도정보의 값에 의해 서로 구분되는 서브(sub)구간들에 대한 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 분포결과에 따라 서브구간들중에서 휘도표현정도를 높일 서브구간을 선택하기 위한 구간 선택신호를 발생하는 제어부, 입력단을 통해 수신된 n-비트 입력휘도정보내의 최소유효비트(least significant bit)로부터 k개의 비트들로 이루어진 k-비트 입력휘도정보를 구간선택신호에 의해 선택된 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 넓어지며 선택되지 않은 적어도 하나의 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 좁아지도록 보정하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 출력하는 보정부, 및 보정부로부터 출력된 보정된 n-비트 입력휘도정보를 저장하고 있던 고휘도압축특성에 따라 압축처리하는 고휘도 압축처리부를 포함하여, 고휘도분포들에 적합한 서로다른 고휘도압축특성들을 저장하기 위한 메모리용량을 줄이면서도 영상신호의 고휘도분포에 적합한 압축특성으로 고휘도압축을 실행할 수 있게 한다.

Description

자동 고휘도 압축회로

제1도는 종래 고휘도 압축회로의 블록구성도,

제2(a)-2(d)도는 제1도 회로의 고휘도 압축처리부(3)에서 사용된 여러가지 종류의 고휘도 압축특성그래프들을 보여주는 도면들,

제3도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 고휘도 압축회로의 블록구성도,

제4(가)-7(라)도는 고휘도분포에 근거한 n-비트 입력휘도정보들내의 k-비트 입력휘도정보들의 데이타보정을 설명하기 위한 도면들로서,

제4(가)-4(나)도는 고휘도구간내의 서브구간들에 속한 k-비트 입력휘도정보를 동일하게 처리하는 경우를 설명하기 위한 도면들,

제5(가)-5(라)도는 서브구간 Q에 속한 k-비트 입력휘도정보의 휘도표현정도를 다른 서브구산 R 및 S보다 높게 하는 경우를 설명하기 위한 도면들,

제6(가)-6(라)도는 서브구간 R에 속한 k-비트 입력휘도정보의 휘도표현정도를 다른 서브구간 Q 및 S보다 높게하는 경우를 설명하기 위한 도면들,

제7(가)-7(라)도는 서브구간 S에 속한 k-비트 입력휘도정보의 휘도표현정도를 다른 서브구간 Q 및 R보다 높게하는 경우를 설명하기 위한 도면들.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10:구간검출부 20:중앙처리장치

30:보정제어데이타출력부 40:데이타보정부

50:고휘도압축처리부 60:입력단

본 발명은 자동 고휘도 압축회로에 관한 것으로, 특히 입력 휘도신호들의 고휘도분포에 근거하여 고휘도성분들중의 일부에 대한 휘도표현정도를 높일 수 있게 하는 자동 고휘도 압축회로에 관한 것이다.

통상적으로, 비데오 카메라와 같은 시스템은 저휘도구간에 속한 휘도정보의 경우 인간이 밝기정도를 구분할 수 있도록 처리할 수 있다. 그 반면에, 고휘도 구간에 속한 휘도정보의 경우 인간이 밝기정도를 구분할 수 있도록 처리하기 곤란하다. 이런 문제는 해결하기 위하여, 최근에 비디오 카메라 등과 같은 시스템은 고휘도 압축기느을 구비하여, 입력된 영상신호의 고휘도성분을 클립(clip)회로 등을 사용해 제거하는 대신에 구간압축을 통하여 섬세하지는 않지만 밝기의 정도를 인간이 구분되게 인식할 수 있도록 처리한다.

제1도는 전술한 고휘도 압축기능을 사용하는 기존의 고휘도 압축회로의 블록도를 보여준다. 제1도에서, 입력 영상신호는 데이타검출부(1)와 고 휘도 압축처리부(3)로 인가된다. 데이타검출부(1)는 입력 영상신호들로부터 고휘도 성분의 데이타(data)만을 검출하여 중앙처리장치(2)로 출력한다. 중앙처리장치(2)는 입력된 데이타의 휘도분포를 분석하여 입력 데이타에 적당한 압축특성을 선택하고, 선택된 압축특성에 대응하는 선택제어신호(sel)를 고휘도 압축처리부(3)로 출력한다. 고휘도 압축처리부(3)는 미리 저장된 여러가지 종류의 고휘도 압축특성들중에서 중앙처리장치(2)로부터 인가되는 선택신호(sel)에 대응하는 고휘도 압축특성을 사용하여 입력 영상신호의 고휘도성분을 압축한다. 제1도 회로에서 사용되는 고휘도 압축특성들의 예들은 특성그래프들의 형태로 제2(a)-2(d)도에서 각각 보여졌다. 제2(a)-2(d)도에서 도시된 특성그래프들은 영상신호의 휘도값에 다양한 입출력특성들을 부여하기 위한 것으로서, 입력 영상신호의 저휘도성분에 대해서는 압축하지 않고 거의 그대로 출력하나, 입력 영상신호의 고휘도성분에 대해서는 다양한 입출력특성들에 따라 압축하기 위하여 제1도의 호로에서 사용할 수 있다. 제2(a)-2(d)도에서 보여진 특성그래프들중에서, 제 2(c)도의 특성그래프들은 다른 특성그래프들에 비하여 비교적 구현이 용이하여 많이 사용된다. 고휘도 압축처리부(3)가 제2(c)도의 특성그래프들을 사용하는 경우를 예를 들면, 고휘도 압축처리부(3)는 입력 영상신호의 저휘도성분은 동일한 특성그래프에 따라 압축하지 않고 거의 그대로 출력하나, 입력 영상신호의 고휘도성분에 대해서는 중앙처리장치(2)로 부터 인가되는 선택신호(sel)에 의해 선택되는 특성그래프에 따라 입력 영상신호의 고휘도성분을 압축한다. 여기서, 선택신호(sel)에 의해 선택되는 특성그래프는 제2(c)도에서 작은 기울기를 갖는 특성그래프들중의 하나가 된다.

그러나, 이러한 기존의 시스템은 고휘도성분들에 대하여 서로 다른 압축특성들을 얻기 위해서 는 여러개의 압축특성정보들을 저장해야 하므로 하드웨어의 용량을 증가시키는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 기존의 시스템은 기저장된 고휘도 압축특성들에 근거하여 입력된 영상신호의 고휘도성분들을 압축하기 때문에, 입력된 영상신호들의고휘도분포에 적합한 최적의 고휘도 압축특성을 사용할 수 없는 경우에는 고휘도압축 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 고휘도구간내의 서브구간들에 대한 입력휘도정보들의 데이타분포에 근거하여 입력 휘도정보들을 각 서브구간마다 서로 다르게 처리하므로써, 단일한 고휘도압축특성으로도 입력휘도정보들의 고휘도분포에 적합한 최적의 고휘도압축을 이룰 수 있게 하는 자동 고휘도 압축 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고휘도구간내의 서브구간들에 대한 입력휘도정보들의 데이타분포에 근거하여 서브구간마다 다르게 보정된 입력 휘도정보들을 단일한 고휘도압축특성에 따라 고휘도압축하므로써, 고휘도압축특성을 저장하기 위한 메모리 용량을 적게 하면서도 입력휘도정보들의 고휘도분포에 최적인 고휘도압축을 이룰 수 있게 하는 자동 고휘도 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한, 영상의 고휘도표현을 위해 입역휘도정보들을 압축하는 자동 고휘도 압축 방법은, n-비트 입력휘도정보중의 최대유효비트(most significant bit)로부터 (n-k)개의 비트들로 이루어진 (n-k)-비트 입력휘도정보에 근거하여 고휘도구간에 복수개의 서브구간들로 구분하는 단계(a), n-비트 입력휘도정보들을 수신하는 단계(b)와, 상기 단계(a)에 의해 구분된 복수개의 서브구간들에 대한 상기 단계(b)에 의해 수신되는 n-비트 입력휘도정보들중의 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 데이타분포의 분석에 근거하여 상기 서브구간들중에서 휘도표현정도를 높일 서브구간을 선택하는 단계(c)와, 상기 단계(b)에 의해 수신된 n-비트 입력휘도정보내의 최소유효비트(least significant bit)로부터 k개의 비트들로 이루어진 k-비트 입력휘도정보를 상기 단계(c) 에 의해 선택된 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간번위가 넓어지며 선택되지 않은 적어도 하나의 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간번위가 좁아지도록 보정하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 출력하는 단계(d), 및 상기 단계(d)로부터 출력된 보정된 n-비트 입력휘도정보 입력휘도정보를 기설정된 고휘도압축특성에 따라 압축처리하는 단계(e)를 포함한다.

전술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 영상의 고휘도표현을 위해 입력휘도정보들을 압축하는 자동 고휘도 압축 회로는, n-비트 입력휘도정보들을 수신하기 위한 입력단과, 상기 입력단을 통해 수신되는 n-비트 입력휘도정보들중의 최대유효비트(most significant bit)로부터 (n-k)개의 비트들로 이루어진 (n-k)-비트 입력휘도정보들을 인가받아, 고휘도구간내에 존재하여 (n-k)-비트 입력휘도정보의 값에 의해 서로 구분되는 서브(sub)구간들에 대한 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 분포결과에 따라 상기 서브구간들중에서 휘도표현정도를 높일 서브구간을 선택하기 위한 구간선택신호를 발생하는 제어수단과, 상기 입력단을 통해 수신된 n-비트 입력휘도정보내의 최소유효비트(least significant bit)로부터 k개의 비트들로 이루어진 k-비트 입력휘도정보를 상기 구간선택신호에 의해 선택된 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 넓어지며 선택되지 않은 적어도 하나의 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 좁아지도록 보정하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 출력하는 보정수단, 및 상기 보정수단으로부터 출력된 보정된 n-비트 입력휘도정보를 저장하고 있던 고휘도압축특성에 따라 압축처리하는 고휘도 압축처리부를 포함한다.

이하, 첨부된 제3도 내지 제7(라)도를 참조하여 본 발명을 구현한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 고휘도 압축 회로를 나타낸 블록구성도이다. n-비트 휘도정보 입력단(60)을 통하여 제3도의 회로로 입력된다. n-비트 입력휘도정보의 최대유효비트(most significant bit)로부터 (n-k)개의 비트들로 이루어진 '(n-k)-비트 입력휘도정보'는 구간검출부(10) 및 구간검출부(10) 및 보정제어데이타출력부(30)로 각각 인가된다. 그리고, n-비트 입력휘도정보의 최소유효비트(least significant bit)로부터 k개의 비트들로 이루어진 'k-비트 입력휘도정보'는 데이타보정부(40)로 인가된다. 전술한 'n' 및 'k' 는 nk의 관계를 갖는 정수를 각각 나타낸다.

구간검출부(10)는 제4(다)도에 관련하여 아래에서 설명할 서브(sub)구간들 각각에 속한 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 갯수를 카운팅한다. 중앙처리장치(CPU)(20)는 구간검출부(10)로부터 인가되는 각 서브구간마다 카운팅된 갯수들에 근거하여 서브구간들에 대한 n-비트 입력휘도정보들의 분포를 검출한다. 중앙처리장치(20)는 검출된 분포에 따라 서로 다른 값을 갖는 선택제어신호(CASE)를 발생한다.

보정제어데이타출력부(30)는 중앙처리장치(20)로부터 출력되는 선택제어신호(CASE)와 입력단(60)을 통해 인가되는 (n-k)-비트 휘도정보에 따라 서로다른 값을 갖는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 출력한다. 데이타보정부(40)느 보정제어데이타출력부(30)로부터 출력된 보정제어데이타(MUL 및 ADD)에 따라 입력단(60)을 통해 입력되는 k-비트 휘도정보를 보정한다. 즉, 데이타보정부(40)는 k-비트 입력휘도정보를 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)에 따라 곱셈 및 덧셈연산하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 생성한다. 고휘도압축처리부(50)는 저장하고 있던 하나의 고휘도압축특성에 따라 보정된 n-비트 입력휘도정보를 처리하여 n-비트 입력휘도정보의 고휘도성분이 압축되게 한다.

본 발명의 일 실시예에서 사용된 고휘도압축특성곡선은 제4(가)도에서 입출력특성곡선의 형태로 보여졌다. 제4(가)도에 도시된 입출력특성곡선은 고휘도압축처리부(50)에 룩업테이블형태로 저장되어 데이타보정부(40)로부터 출력되는 보정된 n-비트 입력휘도정보에 대응하는 n-비트 출력휘도정보의 생성에 사용된다. 제4(가)도의 입출력특성곡선을 저휘도구간고, 고휘도구간에 대한 입출력특성이 서로 다름을 보여준다. 저휘도구간에 대한 입출력특성곡선에 비하여 완만한 기울기를 갖는 거의 선형에 가까운 특성곡선을 고휘도구간에 대한 입출력특성곡선으로 사용하는 것이 바람직하다.

입력단(60)을 통해 제 3 도의 회로로 입력되는 n-비트 입력휘도정보은 n-비트 입력휘도정보내의 최대유효비트로부터 (n-k)개의 비트들로 이루어진 (n-k)-비트 입력휘도정보의 값에 의해 제4(다)도와 같이 네개의 구간 P,Q,R 및 S로 구분된다. 특히, '구간 P'는 제4(가)도에서의 저휘도구간인 '구간 a'와 동일한 구간이 되도록 설정된다. 그리고, 나머지 구간 Q,R 및 S는 고휘도구간을 구성하는 서브구간들이 된다. 제4(다)도에 도시된 네개의 구간 P,Q,R 및 S 은 나중에 설명된 제5(나)도, 제6(다)도 및 제7(다)에서도 동일한 구간간격을 갖는다.

구간검출부(10)는 입력단(60)을 통해 수신되는 n-비트 입력휘도정보들내의 (n-k)-비트 입력휘도정보들 각각이 제4(다)도에 도시된 서브구간들(Q,R 또는 S)중에서 어느 구간에 속하는 지를 판단한다. 구간검출부(10)는 판단결과에 근거하여 서브구간들 각각에 대한 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 갯수를 카운팅한다. 각 서브구간마다에 속한 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 카운트된 갯수들을 나타내는 카운트된 데이타(Dcount)는 중앙처리장치(20)로 출력된다. 중앙처리장치(20)는 카운트된 데이타(Dcount)에 근거하여 서브구간들에 대한 고휘도분포를 분석하며, 분석된 고휘도분포에 근거하여 선택제어신호(CASE)를 발생한다. 보다 상세하게는, 중앙처리장치(20)는 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 갯수가 어느 하나의 서브구간에 집중되지 않은 경우, 값 1을 갖는 선택제어신호(CASE)를 발생한다. 그리고, 중앙처리장치(20)는 (n-k)-비트 입력휘도정보의 카운트된 갯수가 가장 큰 서브구간이 다른 서브구간보다 2배이상 큰 카운트된 갯수를 갖는 경우, 카운트된 갯수가 가장 큰 서브구간을 휘도표현강조구간으로 선택하기 위한 값을 갖는 선택제어신호(CASE)를 발생한다. 즉, 중앙처리장치(20)는 '서브구간 Q'가 휘도표현강조구간으로 선택되는 경우 그 값이 2인 선택제어신호(CASE)를 발생하며, '서브구간 R'이 휘도표현강조구간으로 선택되는 경우 그 값이 3인 선택제어신호(CASE)를 발생한다. 그리고, 중앙처리장치(20)는 '서브구간 S'가 휘도표현강조구간으로 선택되는 경우 그 값이 4인 선택제어신호(CASE)를 발생한다. 이러한 선택신호(CASE)는 화상들의 휘도가 많이 달라지지 않는 기설정된 갯수의 화상 프레임단위 또는 필드단위로 발생하는 것이 바람직하다.

중앙처리장치(20)에 의해 발생된 선택제어신호(CASE)가 보정제어데이타출력부(30)로 공급되면, 보정제어데이타출력부(30)는 저장하고 있던 복수개의 보정데이타중에서 선택제어신호(CASE)와 입력단(60)을 통한 (n-k)-비트 입력휘도정보에 대응하는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 데이타보정부(40)로 출력한다. 다음의 표 1은 'n=10'이며 'n-k=2'인 경우에 선택제어신호(CASE)와 (n-k)-비트 입력휘도정보에 의해 결정되는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)의 일예를 보여준다. 본 발명은 이런 경우로 한정되는 것은 아니나, 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있도록 이후로는 'n=10'이며 'n-k=2'인 경우를 위한 표 1을 이용하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.

보정제어데이타출력부(30)는 중앙처리장치(20)로부터 출력되는 선택제어신호(CASE)의 값에 대응하는 표 1의 각각 4개씩의 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)중에서 입력단(60)을 통해 인가되는 k-비트 입력휘도정보에 대응하는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 데이타보정부(40)로 출력한다. 여기서, 데이타보정부(40)로 인가되는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)는 k-비트 입력휘도정보와 함께 n-비트 입력휘도정보를 이루는 (n-k)-비트 입력휘도정보에 근거하여 발생된 것이다. 데이타보정부(40)는 입력단(60)을 통하여 수신되는 k-비트 입력휘도정보를 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)에 따라 처리한다. 보다 상세하게는, 데이타보정부(40)는 입력된 k-비트 휘도정보에 제1 보정제어데이타(MUL)를 곱한다. 전술한 표 1에 나타내어진 제1 보정데이타들과 k-비트 입력휘도정보와의 곱셈연산은 당업자들에게 잘 알려진 바와 같이 제1 보정제어데이타(MUL)가 '2'인 경우, k-비트 입력휘도정보는 최대유효비트쪽으로 한 비트씩 자리이동(shifting)하므로써 이루어진다. 그리고, 제1 보정제어데이타(MUL)가 1/2인 경우, k-비트 입력휘도정보는 최소유효비트쪽으로 한 비트씩 자리이동(shifting)하므로써 이루어진다. 곱셈연산이 완료되면, 데이타보정부(40)는 그 곱셈된 결과에 제2 보정제어데이타(ADD)를 가산한다. 특히, 제2 보정데이타(ADD)는 곱셈된 결과를 n-비트정보로 표현하는 경우의 최대유효비트(n)로부터 (n-k)번째까지의 비트자리들에서 곱셈한 결과에 가산된다. 전술한 곱셈 및 덧셈연산에 의해 데이타보정부(40)로 입력되는 k-비트 휘도정보는 n-비트길이를 갖는 보정된 n-비트 입력휘도정보로 변환된다. 고휘도압축처리부(50)는 데이타보정부(40)로부터 공급되는 보정된 n-비트 입력휘도정보를 제 4(가)도에 도시된 입출력특성곡성에 따라 처리한다.

제3도의 회로가 고휘도압축을 이루는 구체적인 예들을 제4(가)-7(라)도를 참조하여 설명한다.

중앙처리장치(20)에 의해 발생된 선택제어신호(CASE)의 값이 1인 경우, 보정제어데이타출력부(30)는 표 1의 'CASE=1'인 경우의 보정데이타들중에서 k-비트 휘도정보의 값에 대응하는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 데이타보정부(40)로 출력한다. 데이타보정부(40)는 입력단(60)을 통해 인가되는 k-비트 휘도정보에 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 곱셈 및 덧셈처리한다. 이 경우, 데이타보정부(40)로부터 출력하는 보정된 n-비트 입력휘도정보는 그 값이 변경되지 않으므로, 입력단(60)을 통해 수신되는 n-비트 입력휘도정보와 동일한 값을 갖게 된다. 따라서, 입력단(60)을 통해 제3도의 회로로 수신되는 n-비트 입력휘도정보가 갖는 제4(다)도의 서브구간들과 데이타보정부(40)로부터 출력되는 보정된 n-비트 입력휘도정보가 갖는 제4(나)도의 대응 서브구간들은 동일한 구간이 된다. 즉, '서브구간 Q'와 '서브구간 b'는 동일한 구간이 되며, 고휘도구간내의 나머지 서브구간들(R,S)도 대응 서브구간들(c,d)과 동일한 구간이 된다. 결과적으로, 입력단(60)을 통해 입력되는 n-비트 입력휘도정보에 대한 고휘도압축처리부(60) 입출력 특성(제4(가)도)과 데이타보정부(40)에 의해 보정된 n-비트 입력휘도정보에 대한 고휘도압축처리부(60)의 입출력특성(제4(라)도)은 동일하게 된다.

선택제어신호(CASE)의 값인 2인 경우, 보정제어데이타출력부(30)는 표 1의 'CASE=2'인 경우의 보정제어데이타들중에서 k-비트 입력휘도정보의 값에 대응하는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 데이타보정부(40)로 출력한다. 데이타보정부(40)는 입력단(60)을 통해 인가되는 k-비트 입력휘도정보에 제1 보정제어데이타(MUL)를 곱한다음, 곱셈된 결과값에 제2 보정제어데이타(ADD)를 더한다. 그 결고, '서브구간 Q'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 '2'인 제1 보정제어데이타(MUL)와 곱해져 그 값이 2배고 커지며, 곱셈결과를 n-비트 휘도정보로 표현한 경우의 최대유효비트로부터 3비트의 자리들에서 그 값이 '010'인 제2 보정제어데이타(ADD)가 더해진다. 따라서, '서브구간 Q'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 데이타보정부(40)에 의해 휘도정보를 표현하기 위한 구간범위가 넓어진 제5(나)도의 '서브구간 b'내의 보정된 n-비트 입력휘도정보로 변경된다. '서브구간 R'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 '1/2'인 제1 보정제어데이타(MUL)와의 곱셈연산에 의해 그 값이 1/2배로 작아지며, 곱셈결과를 n-비트 휘도정보로 표현한 경우의 최대유효비트로부터 3비트의 자리들에서 데이타 '110'가 더해진다. 따라서, '서브구간 R'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 데이타보정부(40)에 의해 휘도정보를 표현하기 위한 구간의 범위가 좁아진 제5(나)도의 '서브구간 c'내의 보정된 n-비트 입력휘도정보로 변경된다. 그리고, '서브구간 S'에 속한 k-비트 입력휘도정보 역시 이와 마찬가지로 곱셈 및 덧셈연산되므로, '서브구간 S' 속한 k-비트 입력휘도정보는 휘도정보를 표현하기 위한 구간의 범위가 좁아진 제5(나)도의 '서브구간 d'내의 보정된 n-비트 입력휘도정보로 변경된다. 그 결과, 데이타보정부(40)를 통한 전술한 연산에 의해 '서브구간 Q'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 높아지게 되며, '서브구간 R 및 S'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 상대적으로 낮아지게 된다. 따라서, 데이타보정부(40)로부터 출력되는 보정된 n-비트 입력휘도정보들은 제5(나)도에서 보인 바와 같이 변경된 서브구간들을 갖는 형태로 고휘도압축처리부(50)로 인가된다. 즉, 보정된 n-비트 입력휘도정보는 제5(가)도의 입력이 된다. 그 결과 입력단(60)을 통해 제3도의 회로로 수신되는 n-비트 입력휘도정보(제5(나)도)와 고휘도압축처리부(50)로부터 최종적으로 출력된는 n-비트 입력휘도정보간의 고휘도압축특성은 제5(라)도와 같이 된다. 즉, '서브구간 Q'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 다른 서브구간 R 및 S에 비하여 높아지게 된다.

선택제어신호(CASE)의 값이 3인 경우, 데이타보정부(40)는 표 1의 'CASE=3'인 경우의 (n-k)-비트 입력휘도정보에 대응하는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 대응 k-비트 입력휘도정보의 처리에 사용한다. 따라서, '서브구간 Q'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 1/2배로 작아진 다음, 제2 보정제어데이타 '0100000000'가 더해진다. '서브구간 R'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 2배로 커진 다음, 데이타 '0110000000'가 더해진다. 그리고, '서브구간 S'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 1/2배로 작아진 다음, 데이타 '1110000000'가 더해진다. 그 결과, '서브구간 R'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 2배 높아지게 되며, '서브구간 Q 및 S'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 상대적으로 1/2배 낮아지게 된다. 휘도표현정도가 가변된 경우의 서브구간 b,c, 및 d 가 갖는 구간범위들은 제6(나)도에서 도시되었다. 데이타보정부(40)로부터 출력되는 보정된 n-비트 입력휘도정보들은 제6(나)6(다)서 보인 바와 같이 변경된 서브구간들을 갖는 형태로 고휘도압축처리부(50)로 인가되는 경우, 입력단(60)을 통한 n-비트 입력휘도정보와 고휘도압축처리부(50)로부터 최종적으로 출력되는 n-비트 출력휘도정보간의 입출력특성은 제6(라)도와 같은 형태가 된다. 제6(라)도는 '서브구간 R'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 다른 서브구간 Q 및 S에 비하여 상대적으로 높아졌음을 보여준다.

선택제어신호(CASE)의 값이 4인 경우, 데이타보정부(40)는 표 1의 'CASE=4'인 경우의 (n-k)-비트 입력휘도정보에 대응하는 제1 및 제2 보정제어데이타(MUL,ADD)를 대응 k-비트 입력휘도정보의 처리에 사용한다. 따라서, '서브구간 Q'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 1/2배로 작아진 다음, 제2 보정제어데이타 '0100000000'가 더해진다. '서브구간 R'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 1/2배로 작아진 다음, 데이타 '0110000000'가 더해진다. 그리고, '서브구간 S'에 속한 k-비트 입력휘도정보는 그 값이 2배로 커진 다음, 데이타 '1010000000'가 더해진다. 그 결과, '서브구간 S'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 2배 높아지게 되며, '서브구간 Q 및 R'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 상대적으로 낮아지게 된다. 데이타보정부(40)로부터 출력되는 보정된 n-비트 입력휘도정보들은 제7(나)도에서 보인 바와 같이 변경된 서브구간들을 갖는 형태로 고휘도압축처리부(50)로 인가되는 경우, 입력단(60)을 통한 n-비트 입력휘도정보와 고휘도압축처리부(50)로부터 최종적으로 출력되는 n-비트 출력휘도정보간의 입출력특성은 제7(라)도와 같은 형태가 된다. 제7(라)도에서 알 수 있는 것처럼, '서브구간 S'에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 휘도표현정도가 다른 서브구간 Q 및 S에 비하여 상대적으로 높아지게 된다. 전술의 설명에서는 저휘도구간에 속한 n-비트 입력휘도정보에 대한 신호처리는 구체적으로 설명되지 않았으나, 위에서 설명된 내용에 근거하면 저휘도구간에 속한 n-비트 입력휘도정보에 관련한 제3도 회로의 신호처리는 잘 이해될 것이다.

전술한 일 실시예에서는 제4(가)도에 도시된 입출력특성곡선을 고휘도압축을 위한 특성곡선으로 사용하였으나, 필요에 따라 제4(가)도에 도시된 휘도압축특성곡선을 다른 형태의 휘도압축특성곡선으로 대체할 수 있음은 당업자에게는 자명한 것일 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 n-비트 입력휘도정보들의 서브구간들에 대한 고휘도분포에 근거하여 서브구간들중에서 휘도표현정도를 높일려는 서브구간을 위한 휘도표현범위를 다른 서브구간들보다 넓게 가져가므로써, 휘도정보들의 고휘도분포에 최적인 고휘도압축처리를 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 서브구간들에 대한 휘도표현범위를 변경할 수 있도록 k-비트 입력휘도정보를 보정하여, 하나의 고휘도압축특성으로 영상신호의 고휘도분포에 최적인 고휘도압축을 얻게 하므로써, 고휘도분포에 적합한 서로다른 고휘도 압축특성들의 저장에 필요한 메모리용량을 줄일 수 있는 효과를 가져온다.

Claims

영상의 고휘도표현을 위해 입력휘도정보들을 압축하는 자동 고휘도 압축 회로에 있어서, n-비트 입력휘도정보을 수신하기 위한 입력단; 상기 입력단을 통해 수신되는 n-비트 입력휘도정보중의 최대유효비트(most significant bit)로부터 (n-k)-비트 들로 이루어진 (n-k)-비트 입력휘도정보들을 인가받아, 고휘도구간내에 존재하며 (n-k)-비트 입력휘도정보의 값에 의해 서로 구분되는 서브(sub)구간들에 대한 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 분포결과에 따라 상기 서브구간들중에서 휘도표현정도를 높일 서브구간을 선택하기 위한 구간선택신호를 발생하는 제어수단; 상기 입력단을 통해 수신된 n-비트 입력휘도정보내의 최소유효비트(least significant bit)로부터 k개의 비트들로 이루어진 k-비트 입력휘도정보를 상기 구간선택신호에 의해 선택된 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 넓어지며 선택되지 않은 적어도 하나의 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 좁아지도록 보정하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 출력하는 보정수단; 및 상기 보정수단으로부터 출력된 보정된 n-비트 입력휘도정보를 저장하고 있던 고휘도압축특성에 따라 압축처리하는 고휘도 압축처리부를 포함하는 자동 고휘도 압축회로.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 기설정된 개수의 화상프레임마다 구간선택신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 고휘도 압축회로.
제2항에 있어서, 상기 제어수단은 기설정된 갯수의 화상필드마다 선택제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 고휘도 압축회로.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 입력단을 통해 수신되는 n-비트 입력휘도정보들내의 (n-k)-비트 입력휘도정보들을 인가받아, (n-k)-비트 입력휘도정보들의 서브(sub)구간들 각각에 대한 카운트된 값들을 출력하는 구간검출부; 및 상기 구간검출부로부터 출력되는 카운트된 값들중에서 카운트된 값이 가장 큰 서브구간을 선택하기 위한 구간선택신호를 발생하는 선택신호발생부를 포함하는 자동 고휘도 압축회로.
제4항에 있어서, 상기 선택신호발생부는 가장 카운트된 값이 다른 카운트된 값들 각각보다 소정의 배수이상 클 경우, 가장 큰 카운트 된 값에 대응하는 서브구간을 휘도표현을 높이기 위한 서브구간으로 선택하기 위한 선택제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 고휘도 압축회로.
제1항에 있어서, 상기 보정수단은 각 서브구간내의 k-비트 입력휘도정보의 값을 변경시키기 위한 복수개의 제1 보정제어데이타와 그 서브구간의 구간범위를 변경하기 위한 복수개의 제2 보정제어데이타를 서브구간들중에서 구간범위를 넓힐 서브구간이 무엇인지에 대응되도록 저장하고, 저장된 복수개의 제1 및 제1보정제어데이타 중에서 상기 제어수단에 의해 발생된 구간선택신호와 입력단을 통해 수신되는 (n-k)-비트 입력휘도정보에 의해 선택되는 제1 및 제2 보정제어데이타를 출력하는 보정제어데이타출력부; 및 보정제어데이타출력부로부터 출력되는 제1 및 제2 보정제어데이타와 상기 입력단을 통해 수신되는 k-비트 입력휘도정보를 입력받아, 제1 및 제2 보정제어데이타를 사용하여 해당 k-비트 입력휘도정보가 구간범위가 변경된 서브구간내의 값을 갖도록 보정하는 데이타보정부를 포함하는 자동 고휘도 압축 회로.
제6항에 있어서, 상기 보정제어데이타출력부는 상기 구간선택신호와 (n-k)-비트 입력휘도정보의 값에 대응하는 제1 및 제2 보정제어데이타를 출력하는 룩업테이블형태로 구성됨을 특징으로 하는 자동 고휘도 압축 회로.
제6항에 있어서, 상기 데이타보정부는 입력된 k-비트 입력휘도정보와 그에 대응하는 제1 보정제어데이타를 곱하여 n-비트 입력휘도정보를 생성하며, 생성된 n-비트 휘도정보의 최대유효비트로부터 상기 제2 보정제어데이타가 차지하는 비트자리수까지에서 생성된 n-비트 휘도정보와 제2 보정제어데이타를 덧셈하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 고휘도 압축 회로.
제1항에 있어서, 상기 고휘도 압축처리부는 저휘도구간에 대한 입출력즉성곡선에 비하여 완만한 기울기를 갖는 거의 선형에 가까운 특성곡선을 고휘도구간에 대한 입출력특성곡선으로 저장하며, 입력하는 보정된 n-비트 입력휘도정보에 대응하는 n-비트 휘도정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 고휘도 압축 회로.
영상의 고휘도표현을 위해 입력휘도정보들을 압축하는 자동 고휘도 압축 방법에 있어서, n-비트 입력휘도정보중의 최대유효비트(most significant bit)로부터 (n-k)개의 비트들로 이루어진 (n-k)-비트 입력휘도정보에 근거하여 고휘도 구간을 복수개의 서브구간들로 구분하는 단계(a); n-비트 입력휘도정보들을 수신하는 단계(b); 상기 단계(a)에 의해 구분된 복수개의 서브구간들에 대한 상기 단계(b)에 의해 수신되는 n-비트 입력휘도정보들중의 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 데이타분포의 분석에 근거하여 상기 서브구간들중에서 휘도표현정도를 높일 서브구간을 선택하는 단계(c); 상기 단계(b)에 수신된 n-비트 입력휘도정보내의 최소유효비트(least significant bit)로부터 k개의 비트들로 이루어진 k-비트 입력휘도정보를 상기 단계(c)에 의해 선택된 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 넓어지며 선택되지 않은 적어도 하나의 서브구간이 고휘도구간내에서 차지하는 구간범위가 좁아지도록 보정하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 출력하는 단계(d); 및 상기 단계(d)로부터 출력된 보정된 n-비트 입력휘도정보를 기설정된 고휘도압축특성에 따라 압축처리하는 단계(e)를 포함하는 고휘도 압축 방법.
제10항에 있어서, 상기 단계(c)는 서브(sub)구간들 각각에 속한 수신된 (n-k)-비트 입력휘도정보들의 갯수를 카운팅하여 각각 서브구간들에 대응하는 카운트된 값들을 출력하는 단계(c1); 및 상기 단계(c1)으로부터 출력되는 카운트된 값들중에서 카운트된 값이 가장 큰 서브구간을 선택하는 단계(c2)를 포함하는 자동 고휘도 압축 방법.
제11항에 있어서, 상기 단계(c2)는 가장 큰 카운트된 값이 다른 카운트된 값들 각각보다 소정의 배수이상 클 경우, 가장 큰 카운트된 값에 대응하는 서브구간을 휘도표현정도를 높이기 위한 서브구간으로 선택하는 단계를 더 포함하는 자동 고휘도 압축 방법.
제10항에 있어서, 상기 단계(d)는 휘도표현정도를 높일 서브구간의 선택에 사용된 n-비트 입력휘도정보들 이후의 n-비트 입력휘도정보들을 보정하는 단계를 포함하는 자동 고휘도 압축 방법.
제10항에 있어서, 상기 단계(d)는 각 서브구간내의 k-비트 입력휘도정보의 값을 변경시키기 위한 복수개의 제1 보정제어데이타와 그 서브구간의 구간범위를 변경하기 위한 복수개의 제2 보정제어데이타를 서브구간들중에서 구간범위를 넓힐 서브구간이 무엇인지에 대응되도록 저장하는 단계(d1); 상기 단계(d1)에 의해 저장된 복수개의 제1 및 제2 보정제어데이타중에서 상기 단계(c)에 의해 선택된 서브구간과 상기 단계(b)에 의해 수신되는 (n-k)-비트 입력휘도정보에 의해 선택되는 제1 및 제2 보정제어데이타를 출력하는 단계(d2); 및 상기 단계(b)에 의해 수신되는 k-비트 입력휘도정보를 상기 단계(d2)에 의해 출력되는 대응 제1 및 제2 보정제어데이타를 사용하여 구간범위가 변경된 서브구간내의 값을 갖도록 k-비트 입력휘도정보를 보정하는 단계(d3)를 포함하는 자동 고휘도 압축 방법.
제14항에 있어서, 상기 단계(d3)는 수신된 k-비트 입력휘도정보와 그에 대응하는 제1 보정제어데이타를 곱하여 n-비트 입력휘도정보를 생성하는 단계(da1); 및 상기 (da1)에 의해 생성된 n-비트 휘도정보의 최대유효비트로부터 상기 제2 보정제어데이타가 차지하는 비트자리수까지 생성된 n-비트 휘도정보와 제2 보정제어데이타를 덧셈하여 보정된 n-비트 입력휘도정보를 발생하는 단계(da2)를 포함하는 자동 고휘도 압축 방법.
제10항에 있어서, 상기 단계(e)는 저휘도구간에 대한 입출력특성곡선에 비하여 완만한 기울기를 갖는 입출력특성곡선을 갖는 고휘도 압측특성에 따라 보정된 n-비트 입력휘도정보에 대응하는 n-비트 휘도정보를 출력하는 단계를 포함하는 자동 고휘도 압축 방법.