KR100261214B1 - 영상처리 시스템의 콘트라스트 확장장치에서 히스토그램 등화방법 및 장치 - Google Patents

영상처리 시스템의 콘트라스트 확장장치에서 히스토그램 등화방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법 및 장치를 개시한다. 그 방법은 영상 화면중 히스토그램 등화할 화면인 등화 영상 화면의 크기, 등화 영상 화면에 씌울 창의 크기 및 창이 이동하는 이동 화소수를 결정하고, 이동되거나 이동되지 않은 창을 상기 등화 영상 화면상에 씌우고, 씌워진 창에 포함된 모든 화소들의 히스토그램을 구하고, 히스토그램으로부터 변환 함수를 구하고, 모든 화소들중 소정수의 화소(들)에 대한 등화값(들)인 히스토그램 등화값을 변환함수를 이용하여 구하고, 창이 등화 영상 화면상에 씌울 마지막 창인가를 판단하고, 창이 등화 영상 화면상에 씌울 마지막 창이 아니면, 창을 이동 화소수만큼 이동하고 다시 창을 씌우며, 창이 등화 영상 화면상에 씌울 마지막 창이면, 각 창에 대해서 구해진 모든 히스토그램 등화값들을 등화 영상 화면의 히스토그램 등화된 값으로 결정하고, 창과 이동한 창의 소정 부분은 서로 중첩되고, 소정수의 화소들은 중첩되는 부분에 포함되는 것이 바람직하다.

Description

영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법 및 장치{Histrogram equalization method and apparatus of a contrast expanding apparatus in image processing system}
본 발명은 텔레비젼, 비디오 카세트 레코더, 비디오 카메라, 도어 폰(door phone) 또는 감시용 카메라등의 영상처리 시스템에서, 영상 신호의 개선 (enhancement)을 위해서 히스토그램(HISTOGRAM)을 이용하는 콘트라스트 확장 장치에 관한 것으로서, 특히 콘트라스트 확장 장치에서 영상 화면을 히스토그램 등화하기 위한 히스토그램 등화 방법 및 장치에 관한 것이다.
영상 처리 시스템에서, 영상의 콘트라스트를 확장시키기 위해 영상의 동적 범위(dynamic range)를 확장시키는 히스토그램 등화(higstogram equalization)방법이 사용된다. 여기서, 영상의 동적 범위란, 한 영상 화면을 구성하는 화소값들중 가장 밝은 화소값과 가장 어두운 화소값의 비율을 의미하며, 동적 범위가 커질수록 콘트라스트는 확장된다.
종래의 대표적인 히스토그램 등화 방법으로서, 전연적 히스토그램 등화(global histogram equalization)방법이 있다.
Prentice-Hall출판사에서 1989년에 A. K. Jain에 의해 "Fundamental of Digital Image Processing"란 제목으로 출판된 책의 241∼242페이지에 상세히 기술되어 있는 바와 같이, 전술한 전역적 히스토그램 등화 방법을 영상 전체에 적용할 경우, 발생 빈도가 높은 밝기값을 갖는 화소들이 위치하는 영역의 콘트라스트는 현저하게 확장되는 반면, 빈도가 낮은 화소들의 영역에서는 원 화면의 영상보다 콘트라스트가 오히려 저하되는 현상이 발생한다. 그러므로, 빈도가 낮은 화소들이 차지하는 영상화면상의 영역이 중요한 정보를 포함하고 있는 부분일 경우, 정보의 치명적인 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다. 즉, 종래의 히스토그램 등화 방법에 의해 전체 영상을 히스토그램 등화시킬 경우, 정보가 손실될 수 있는 문제점이 있다.
종래의 다른 히스토그램 등화 방법으로서, 국내 특허 공개번호 P96-036551에 개시된 비중첩 공간 적응적 히스토그램 등화(non-overlapped locally adaptive histogram equalization)방법이 있다. 이 방법은 전체 영상을 균일한 크기의 중첩되지 않는 블럭으로 분할하고, 분할된 각 블럭 내부에 포함된 화소들에 대해서 히스토그램 등화를 독립적으로 구한다. 따라서, 전술한 전연적 히스토그램 등화 방법에 의해 발생할 수 있는 정보의 손실을 막을 수 있을 뿐만 아니라 히스토그램 등화에 필요한 계산량을 감소시킨다. 그러나, 이 방법은 인접하는 블럭들간의 단절효과에 의해 영상의 화질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 제1기술적 과제는, 빈도수가 낮은 정보의 손실을 방지하기 위해, 전체 영상 화면을 이웃간에 중첩되는 창(window)들로 분할하여 히스토그램 등화하는 히스토그램 등화 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 제2기술적 과제는, 상기 히스토그램 등화 방법에서 수행되는 연산횟수를 줄이기 위해 이전 창에서 획득된 히스토그램을 이용하여 현재 창을 히스토그램 등화하는 히스토그램 등화 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 제3기술적 과제는, 상기 제1기술적 과제의 히스토그램 등화 방법을 수행하는 히스토그램 등화 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 제4기술적 과제는, 상기 제2기술적 과제의 히스토그램 등화 방법을 수행하는 히스토그램 등화 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 히스토그램 등화 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 2는 본 발명에 의한 다른 실시예의 히스토그램 등화 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3a는 본 발명에 의한 실시예들을 설명하기 위한 영상 화면의 창들, 등화 영상 화면, 영상 화면 전체를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 등화 영상 화면과 그 등화 영상 화면에 있는 창들의 밝기값들을 나타내는 도면이다.
도 4은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 히스토그램 등화 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 의한 다른 실시예의 히스토그램 등화 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
상기 제1과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법은 상기 영상 화면중 히스토그램 등화할 화면인 등화 영상 화면의 크기, 상기 등화 영상 화면에 씌울 창의 크기 및 상기 창이 이동하는 이동 화소수를 결정하는 (a) 단계와, 이동되거나 이동되지 않은 창을 상기 등화 영상 화면상에 씌우는 (b) 단계와, 씌워진 상기 창에 포함된 모든 화소들의 히스토그램을 구하는 (c) 단계와, 상기 히스토그램으로부터 변환 함수를 구하는 (d)단계와, 상기 모든 화소들중 소정수의 화소(들)에 대한 등화값(들)인 히스토그램 등화값을 상기 변환함수를 이용하여 구하는 (e) 단계와, 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 마지막 창인가를 판단하는 (f) 단계와, 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이 아니면, 상기 창을 상기 이동 화소수만큼 이동하고, 상기 (b) 단계로 진행하는 (g) 단계 및 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이면, 각 창에 대해서 상기 (e)단계에서 구해진 모든 히스토그램 등화값들을 상기 등화 영상 화면의 히스토그램 등화된 값으로 결정하는 (h) 단계로 이루어지고, 상기 창과 상기 이동한 창의 소정 부분은 서로 중첩되고, 상기 소정수의 화소들은 상기 중첩되는 부분에 포함되는 것이 바람직하며, 중첩하는 창들로 영상 화면을 분할하여 히스토그램 등화를 수행하기 때문에 빈도가 낮은 화소의 콘트라스트 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 제2과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서, 히스토그램 등화 방법은 상기 영상 화면중 히스토그램 등화할 화면인 등화 영상 화면의 크기, 상기 등화 영상 화면에 씌울 창의 크기 및 상기 창이 이동하는 이동 화소수를 결정하는 (a) 단계와, 이동되거나 이동되지 않은 창을 상기 등화 영상 화면상에 씌우는 (b) 단계와, 씌워진 상기 창이 경계창인가 비경계창인가를 판단하는 (c) 단계와, 씌워진 상기 창이 상기 경계창인 경우, 상기 경계창에 포함된 모든 화소들에 대한 히스토그램을 구하는 (d) 단계와, 씌워진 상기 창이 상기 비경계창인 경우, 상기 비경계창이 상기 이동화소수큼 이동하기 전의 이전 창과 중첩되지 않는 상기 비경계창의 화소들에 대한 제1가상 히스토그램 및 상기 비경계창과 중첩되지 않는 상기 이전 창의 화소들에 대한 제2가상 히스토그램들을 구하는 (e) 단계와, 상기 제1 및 상기 제2가상 히스토그램을 상기 이전 창에 대한 히스토그램에/으로부터 각각 가/감산하여 상기 비경계창에 대한 히스토그램을 구하는 (f) 단계와, 상기 (d) 또는 상기 (f) 단계에서 구한 상기 히스토그램으로부터 변환 함수를 구하는 (g) 단계와, 상기 변환함수를 이용하여 상기 씌워진 창에 포함된 화소들중 소정수의 화소(들)에 대한 등화값(들)인 히스토그램 등화값을 구하는 (h) 단계와, 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 마지막 창인가를 판단하는 (i) 단계와, 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이 아니면, 상기 창의 다음 창을 상기 이동 화소수만큼 이동하고 상기 (b) 단계로 진행하는 (j) 단계 및 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이면, 각 창에 대해서 상기 (h)단계에서 구한 모든 상기 히스토그램 등화값들을 상기 등화 영상 화면의 히스토그램 등화된 값으로 결정하는 (k) 단계로 이루어지고, 상기 창과 상기 이동한 창의 소정 부분은 서로 중첩되고, 상기 소정수개의 화소들은 상기 중첩되는 부분에 포함되는 것이 바람직하며, 현재 창에 대한 히스토그램을 이전 창에 대한 히스토그램을 이용하여 구하기 때문에 계산량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기 제3과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치는, 상기 영상 데이타를 저장하고, 제1어드레스 신호에 응답하여 창에 포함된 화소들에 대한 제1화소 데이타들을 출력하고, 제2어드레스 신호에 응답하여 상기 화소들중 제1소정수의 화소(들)에 대한 제2화소 데이타(들)를 출력하는 영상 데이타 저장수단과, 상기 제1화소 데이타들을 입력하여 히스토그램을 생성하는 히스토그램 연산 수단과, 상기 히스토그램의 빈도들을 누산하고, 누산된 값을 이용하여 계산된 상기 제1화소데이타들에 대한 등화값들중에서 상기 제1소정수의 등화값(들)을 상기 제2화소 데이타(들)에 응답하여 히스토그램 등화값으로서 출력하는 등화값 생성수단과, 상기 히스토그램 등화값(들)을 저장하고, 저장된 모든 히스토그램 등화값들을 상기 영상 데이타의 히스토그램 등화된 값으로 출력하는 등화값 저장수단 및 상기 영상 화면상에 씌워지는 상기 창의 이동화소수 및 크기에 응답하여, 상기 제1어드레스 신호를 발생하고, 상기 제1소정수에 응답하여 상기 제2어드레스 신호를 발생하는 제어수단으로 구성되는 것이 바람직하고, 중첩하는 창들로 영상 화면을 분할하여 히스토그램 등화를 수행하기 때문에 빈도가 낮은 화소의 콘트라스트 손실을 방지할 수 있고, 룩 업 테이블에서 히스토그램 등화값이 출력되도록 제어하는 화소 데이타를 저역 통과 필터링하기 때문에 증폭되는 열잡음 또는 양자화 잡음을 제거하여 하여 우수한 화질을 얻을 수 있도록 하는 효과들이 있다.
상기 제4과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치는, 상기 영상 데이타를 저장하고, 제1어드레스 신호에 응답하여 경계창에 포함된 모든 화소들에 대한 제1화소 데이타들을 출력하거나, 비경계창의 이전창과 중첩되지 않는 상기 비경계창에 포함된 화소들 및 상기 비경계창과 중첩되지 않는 상기 이전창에 포함된 화소들에 대한 제2화소 데이타들을 제2어드레스 신호에 응답하여 출력하거나, 상기 비경계창과 상기 이전창에 중첩되는 화소들중 제1소정수의 화소(들)에 대한 제3화소 데이타(들)을 제3어드레스 신호에 응답하여 출력하는 영상 데이타 저장수단과, 제1제어신호에 응답하여 상기 제1화소 데이타들로부터 히스토그램을 생성하거나, 제2제어신호에 응답하여 상기 제2화소 데이타들로부터 생성한 가상 히스토그램을 상기 이전창의 히스토그램과 가/감산하고, 가/감산된 결과를 상기 히스토그램으로서 출력하는 히스토그램 연산 수단과, 상기 히스토그램의 빈도들을 누산하고, 누산된 값들을 이용하여 계산된 상기 경계창 또는 상기 비경계창에 포함된 모든 화소들의 등화값들중에서 상기 제1소정수의 등화값(들)을 상기 제3화소 데이타(들)에 응답하여 히스토그램 등화값(들)으로서 출력하는 등화값 생성수단과, 상기 히스토그램 등화값(들)을 저장하고, 저장된 모든 히스토그램 등화값들을 상기 영상 데이타의 히스토그램 등화된 값으로 출력하는 등화값 저장수단 및 상기 영상 화면상에 씌워지는 상기 창의 이동 방향, 이동 화소수 및 크기에 응답하여, 상기 히스토그램 등화할 창이 상기 경계창일 때 상기 제1어드레스 신호 및 상기 제1제어신호를 발생하고 상기 비경계창일 때 상기 제2어드레스 신호 및 상기 제2제어신호를 발생하고 상기 제1소정수에 응답하여 상기 제3어드레스 신호를 발생하는 제어신호로 구성되는 것이 바람직하고, 현재 창에 대한 히스토그램을 이전 창에 대한 히스토그램을 이용하여 구하기 때문에 계산량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 히스토그램 등화 방법을 도 1을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예의 의한 히스토그램 등화 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 히스토그램 등화할 준비를 하고, 창을 씌우는 단계(제10 및 12단계), 히스토그램을 구하는 단계(제14 및 16단계), 변환함수를 구하여 소정수의 화소들에 대한 등화값을 구하는 단계(제18∼24단계) 및 마지막 창인가에 따라 창을 이동하거나 히스토그램 등화값을 결정하는 단계(제26∼30단계)로 이루어진다.
도 1을 참조하면, 먼저 히스토그램 등화를 위한 준비를 한다(제10단계). A×B(가로화소의 수 × 세로화소의 수)의 크기를 갖는 하나의 영상 화면에서 히스토그램 등화할 영상 화면을 '등화 영상 화면'이라고 정의하자. 이 때, 등화 영상 화면의 크기 M×N(가로화소의 수 × 세로화소의 수)가 영상 화면 전체인가 혹은 일부인가 즉, 영상화면의 전체를 히스트그램 등화할 것인가 혹은 영상 화면을 국부적으로 등화할 것인가를 결정하고, 등화 영상 화면에 씌울 창의 크기 P×Q(가로화소의 수 × 세로화소의 수)를 예를 들면, 11×11∼41×41(가로 화소의 수×세로 화소의 수)중에서 선택한다. 창이 수평 방향으로 이동할 경우 창이 이동하는 이동 화소수(F)를 P보다 적은 값으로 결정하고, 창이 수직 방향으로 이동할 경우 창이 이동하는 이동 화소수(F)를 Q보다 적은 값으로 결정한다. 즉, 이동하기 전의 창과 이동한 후의 창이 중첩되도록 결정한다. 제10단계에서, 등화 영상 화면에 씌워질 창의 갯수(C)는 창이 이동 방향에 따라 다음 수학식 1과 같이 결정된다.
Figure pat00001
, 창이 수평 방향으로 이동할 경우
Figure pat00002
, 창이 수직 방향으로 이동할 경우
Figure pat00003
, 창이 수평 및 수직 방향으로 이동할 경우
여기서, D 및 E는 등화 영상 화면의 가로열 및 세로열의 갯수를 각각 나타낸다.
제10단계후에, 등화 영상 화면에 창을 씌운다(제12단계). 제12단계후에, 등화 영상 화면상에 현재 씌워진 현재 창에 포함된 제1∼P×Q화소 데이타들로부터 제1히스토그램을 구한다(제14 및 제16단계). 화소 데이타가 각 화소의 밝은 정도(또는, 밝기 값)를 나타내는 K가지의 서로 다른 값들중 하나일 때, P×Q개의 화소 데이타들 각각의 밝은 정도를 검출한다(제14단계). 제14단계후에, K개의 서로 다른 밝은 정도 각각의 빈도를 계산하고, 계산된 값을 현재 창에 대한 히스토그램으로서 결정한다(제16단계).
제16단계후에, 현재 창에 대한 히스토그램을 이용하여 현재 창에 대한 변환함수를 구한다(제18단계). 즉, X-Y좌표계에서, X축은 밝기 값이고, Y축은 누적값이라 할 때, K개의 빈도들을 X축 진행방향 하면서 누적하여 X-Y좌표로 표현되는 함수를 구한 다음, 그 함수의 Y축을 K개의 서로 다른 밝기 값으로 일정하게 분할하여, X축은 밝기값으로 Y축은 분할된 밝기값으로 표현되는 변환함수를 구한다. 여기서, 변환함수[Y(x)]를 구하는 한가지 방법은 다음 수학식 2와 같다.
Figure pat00004
여기서, H(x')는 x'≤x일 때의 제1 히스토그램을 나타낸다.
변환함수[Y(x)]를 구하는 다른 방법은 다음 수학식 3과 같다.
Figure pat00005
여기서, α는 소정 계수를 나타내고, Ymin은 변환함수의 최소값을 나타내며, α 및 Ymin은 전체 영상 및 창 내에 있는 화소들의 특성에 따라 선택될 수 있다.
제18단계후에, 현재 창에 포함된 화소들중 T개의 화소(들)에 대한 히스토그램 등화값(들)을 변환함수를 이용하여 구한다(제20∼24단계). 먼저, 현재 창에 포함된 모든 화소들 각각의 등화값을 구한다(제20단계). 즉, 각 화소의 화소 데이타를 변환 함수에 대입하면, K개의 서로 다른 밝기값들중 하나로 표현되는 등화값이 구해진다. 제20단계후에, 현재 창에 포함된 모든 화소들의 등화값들중 T개의 화소들 각각에 해당하는 등화값(들)을 현재 창의 히스토그램 등화값(들)으로서 결정한다(제22 및 제24단계).
여기서, T는 '1' 이상이며, T는 이동 화소수(F)인 창들간에 중첩되는 화소의 수와 현재 창이 등화영상 화면의 엣지에 위치하는가 그렇지 않은가에 따라 결정된다. 여기서, 등화 영상 화면의 엣지에 위치하는 하나 이상의 화소들을 포함하는 창을 엣지 창이라 정의하고, 엣지 창이 아닌 창을 비 엣지 창이라 정의하자. 이러한 정의하에서, 비 엣지 창의 T는 엣지 창의 T와 달라진다. 예를 들면, 비 엣지 창의 경우, 창들이 수평 및 수직으로 겹치면 F가 1일 때 T는 1이 되고, F가 2일때 T는 4가 된다. 일반적으로, 창들이 수평 및 수직 방향으로 이동하고 비 엣지 창일 경우 T는 F×F 가 된다. 이 때, 비 엣지 창에 대한 변환 함수를 이용하여 각 비 엣지 창의 중심부에 존재하는 F×F 화소들에 대한 히스토그램 등화 값들을 결정한다. 또한, 등화 영상 화면의 어느 엣지 부분에 위치하는 화소의 히스토그램 등화값은 그 화소와 가장 가까운 중심부의 화소를 포함하는 엣지 창에 대한 변환 함수를 이용하여 구한다. 따라서, 변수 T는 현재 창이 엣지 창인가 비 엣지 창인가에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 현재 창이 비 엣지 창일 때의 T는 현재 창이 엣지 창일 때의 T보다 작다.
여기서, 제24단계를 수행하기 전에, 영상 데이타가 MPEG에 의해 압축되었던 데이타인 경우, K개의 화소 데이타들을 저역 통과 필터링한다(제22단계). 이는 MPEG에 의해 압축되고 복원된 데이타는 콘트라스트 확장에 의해 양자화 잡음이 증폭될 수 있기 때문에, 증폭된 양자화 잡음을 제거하기 위해서이다. 비록, 영상 데이타가 MPEG에 의해 압축되고 복원된 데이타가 아니다 하더라도 영상 데이타를 저역 통과 필터링하여 줌으로서 열잡음(THERMAL NOISE)을 제거할 수 있다. 대안적으로, 전술한 K개의 화소 데이타들은 저역 통과 필터링 대신에 대역 통과 필터링될 수도 있고, 제22단계가 수행되지 않을 수도 있다.
제22단계후에, 필터링된 T개의 화소 데이타들에 상응하여 제20단계에서 구해진 등화값들중 현재 창에 대한 T개의 히스토그램 등화값(들)을 구한다(제24단계).
제24단계후에, 등화 영상 화면에 씌워진 창이 등화 영상 화면에 씌워질 마지막 창인가가 판단된다(제26단계). 현재 등화 영상 화면에 씌워진 창이 마지막 창이 아니면 현재 창을 F만큼 수평 또는/및 수직방향으로 이동한다(제28단계). 제28단계후에, 이동된 창을 등화 영상 화면에 씌운다(제12단계). 일반적으로, 화소 데이타의 효율적인 저장관리를 위해 창은 등화 영상 화면상의 좌측 상부에서 우측 하부 방향으로 씌워진다.
제12단계후에, 전술한 히스토그램 및 변환함수를 구했던 방법과 동일한 방법으로 이동된 창의 히스토그램 등화값을 구한다(제14 및 제24단계). 제24단계후에, 다시 현재 창이 마지막 창인가를 판단한다(제26단계).
이와 같이, 전술한 단계들을 반복하여 마지막 창에 대한 히스토그램 등화값이 구해지면, 최초의 창에 대한 히스토그램 등화값들부터 마지막 창에 대한 히스토그램 등화값들을 등화 영상 화면의 히스토그램 등화값으로서 결정한다(제30단계).
본 발명에 의한 다른 실시예의 히스토그램 등화 방법을 도 2를 참조하여 같이 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 다른 실시예의 히스토그램 등화 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 히스토그램 등화를 준비하여 창을 씌우는 단계(제40 및 42단계), 창의 종류에 따라 히스토그램을 달리 구하는 단계(제44∼50단계), 변환함수를 구하여 각 창에 대해 T개의 히스토그램 등화값을 구하는 단계(제52∼58단계) 및 마지막 창인가에 따라 창을 이동하거나 모든 히스토그램 등화값들을 결정하는 단계(제60∼64단계)로 이루어진다.
도 2에 도시된 제40 및 제42단계는 도 1에 도시된 제10 및 제12단계와 동일한 과정을 수행한다.
창이 수평방향으로 등화 영상 화면에 씌워질 때 등화 영상 화면상의 가장 좌측 열에 위치하는 화소들을 포함하는 창을 경계창이라고 정의하고 경계창이 아닌 창을 비 경계창이라고 정의하며, 창이 수직방향으로 등화 영상 화면에 씌워질 때 등화 영상 화면상의 맨 윗 부분에 위치하는 화소들을 포함하는 창을 경계창이라 정의하고, 그렇지 않은 창을 비경계창이라 정의한다.
제42단계후에, 현재 등화 영상 화면에 현재 씌워지는 현재 창이 경계창인가 비경계창인가를 판단한다(제44단계). 만일, 등화 영상 화면에 씌워지는 현재 창이 경계창이면, 경계창에 포함된 모든 화소들에 대한 히스토그램을 제14 및 제16단계들에서 수행한 과정과 동일한 과정으로 구한다(제46단계).
그러나, 등화 영상 화면에 씌워지는 현재 창이 비경계창이면, 다음과 같이 비경계창의 히스토그램을 구한다(제48 및 50단계). 비경계창을 이동 화소수만큼 이동하기 전의 창을 이전창이라 할 때, 비경계창의 화소들중 이전 창과 중첩되지 않는 화소들에 대한 제1가상 히스토그램 및 이전창의 화소들중 비경계창과 중첩되지 않는 화소들에 대한 제2가상 히스토그램들을 각각 구한다(제48단계). 제48단계후에, 제1가상 히스토그램을 이전 창에 대한 히스토그램에 가산하고, 제2가상 히스토그램을 이전 창에 대한 히스토그램으로부터 감산하고, 가산 및 감산된 히스토그램을 비경계창의 히스토그램으로서 결정한다(제50단계).
여기서, F가 크면 클수록 제48 및 제50단계에서 수행되는 연산 횟수는 제46단계에서 수행된 연산 횟수에 비해 매우 작아진다. 따라서, 도 2에 도시된 방법이 도 1에 도시된 방법보다 빨리 히스토그램 등화값을 얻는다.
제46 또는 제50단계후에, 제18∼30단계에서 수행된 과정들과 동일한 과정에 의해 비 경계창 또는 경계창에 대한 히스토그램 등화값을 구하고, 구해진 모든 히스토그램 등화값들을 등화 영상 화면의 히스토그램 등화된 값으로서 결정한다(제52∼64단계).
한편, 비 경계창에 대한 변환 함수를 구하기 위한 연산 횟수는 더욱 줄어들 수 있다. 즉, 현재 창에 대한 히스토그램으로부터 이전 창에 대한 히스토그램을 감산하고, 각 밝은 정도에 대해 감산된 결과를 누산하고, 누산된 결과를 이전 창에 대해 획득된 변환 함수의 누산된 결과에 가산하고, 가산된 결과를 현재 창에 대한 변환 함수로서 결정하는 것이다.
도 3a는 본 발명에 의한 실시예들을 설명하기 위한 영상 화면의 창들, 등화 영상 화면 및 영상 화면 전체를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 등화 영상 화면과 그 등화 영상 화면에 있는 창들의 밝기값들을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 68은 전체 영상 화면을 나타내고, 70은 등화 영상 화면을 나타내고, 72, 74 및 76들은 전체 영상 화면(68)의 겹쳐진 창들을 나타낸다. 창(72)은 화살표(78)에 의해 지시된 것과 같이 수평 방향으로 이동되어 점선으로 표시된 창(74)가 될 수 있다. 대안적으로, 창(72)은 화살표(79)에 의해 지시된 것과 같이 수직 방향으로 이동되어 점선으로 표시된 창(76)이 될 수도 있다. 여기서, 창들(72, 74 및 76) 각각은 엣지 창이고, 창(71)은 비 엣지 창이다. 또한, 창이 수평 방향으로 이동된다고 할 때 창들(72 및 76) 각각은 경계창이고 창들(74 및 71) 각각은 비 경계창이 되고, 창이 수직 방향으로 이동된다고 할 때 창들(72 및 74) 각각은 경계창이 되고 창들(71 및 76) 각각은 비 경계창이 된다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 이해를 돕기 위해, 창의 크기는 3×3이고, 수평방향으로 창이 이동하고, 이동 화소수(F)는 1개 이고, 밝기값의 종류인 K는 10이라고 가정할 때, 도 1 및 도 2에서 각각 수행되는 히스토그램 등화 과정을 다음과 같이 설명한다.
도 1에 도시된 방법을 이용하여 창(72)에 대한 제1 변환 함수 및 제1 히스토그램을 구하고, 창(74)에 대한 제2 변환함수 및 제2 히스토그램을 구하면 다음 표 1과 같다.
밝기 정도 창(72) 창(74)
제1히스토그램 제1변환함수 제2히스토그램 제2변환함수
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
2 2 3 3 4
3 1 4 0 4
4 1 5 1 5
5 0 5 1 6
6 1 6 1 7
7 1 7 1 8
8 1 8 0 8
9 1 9 1 9
전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 방법은 각 밝은 정도에서 픽셀의 수를 직접 카운팅하여 각 창에 대한 히스토그램을 결정한다.
그러나, 도 2에 도시된 방법에 의하면, 창(72)에 대한 제1 히스토그램은 도 1에 도시된 방법과 동일한 방법으로 표 1과 같이 구해진다. 그러나, 비경계창(74)과 중첩되지 않는 경계창(72)의 화소데이타들 3, 7 및 8의 발생횟수를 제1 히스토그램을부터 감산하고, 경계창(72)과 중첩되지 않는 비 경계창(74)의 화소 데이타들 5, 2 및 7의 발생횟수를 제1 히스토그램에 가산하고, 가산된 결과를 창(74)에 대한 제2 히스토그램으로서 표 1에 나타난 바와 같이 구한다. 따라서, 창(74)에 대한 히스토그램을 구하기 위해, 도 2에 도시된 방법은 6번의 연산이 필요하다. 창(72)과 창(74)이 겹쳐지지 않은 부분에 위치하는 화소들의 수만큼의 연산이 필요하다. 그러나, 도 1에 도시된 방법은 9번의 연산이 필요하다. 즉, 창(74)에 포함된 화소들의 수만큼의 연산이 필요하다.
변환함수는 제1 및 제2 히스토그램들로부터 획득된다. 즉, 비 엣지창의 중심부에 위치하는 T개의 화소들에 대한 T개의 히스토그램 등화값들을 변환함수를 이용하여 구한다. 그러나, 엣지 창의 경우, 엣지 창의 중심부에 위치하고 엣지 부분에 위치한 화소들에 대한 히스토그램 등화값들은 그 엣지 창에 대한 변환함수를 이용하여 구한다.
예를 들면, 등화 영상 화면(70)의 좌측 상부에 위치한 화소 데이타들(3, 7, 6 및 2)에 대한 히스토그램 등화값들(4, 7, 6 및 3)은 엣지 창(72)에 대한 변환함수를 이용하여 구하고, 등화 영상 화면(70)의 상측에 위치한 화소 데이타들(9 및 4)에 대한 히스토그램 등화값들(9 및 5)은 창(74)에 대한 변환함수를 이용하여 구한다. 유사한 방법에 의해, 창(74)의 우측에 위치한 화소 데이타들(5 및 2)에 대한 히스토그램 등화값들은 창(74)에 후속하여 위치하는 창(미도시)에 대한 변환함수를 이용하여 구한다. 창(72)의 하부에 위치한 화소 데이타들(8 및 1)의 히스토그램 등화값들은 창(71)의 이전 창(미도시)에 대한 변환함수를 이용하여 구한다. 창(74)의 하부에 위치한 화소 데이타(2)에 대한 히스토그램 등화값은 창(71)에 대한 변환함수를 이용하여 구하고, 창(74)의 우측 하부에 위치한 화소 데이타(7)의 히스토그램 등화값은 창(71)에 후속하는 창(미도시)에 대한 변환함수를 이용하여 구한다.
이하, 본 발명에 의한 히스토그램 등화 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 히스토그램 등화 방법을 수행하는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 히스토그램 등화 장치의 블럭도로서, 영상 데이타 저장부(80), 히스토그램 연산부(82)를 구성하는 비교부(84) 및 카운터(86), 등화값 생성부(88)를 구성하는 누산부(90)와 변환 함수 수행부(92)와 룩 업 테이블(LUT:Look Up Table)(94)와 저역 통과 필터(LPF:Low Pass Filter) 또는 대역 통과 필터(BPF:Band Pass Filter)가 될 수 있는 필터(96)와 스위치(98), 등화값 저장부(100) 및 제어부(102)로 구성된다.
도 4에 도시된 영상 데이타 저장부(80)는 디지탈 영상을 저장한다. 영상 신호로서는 어느 신호원이라도 사용될 수 있다. 예를 들면, 영상 신호의 신호원은 부호화된 데이타(예를 들면, MPEG 부호화된 데이타 스트림)로부터 동영상의 비디오 프레임 또는 비디오 필드를 디코딩하는 비디오 디코더가 될 수 있고 기록된 영상의 밝기 또는 색 성분의 측정된 크기에 따라서 영상 신호를 발생하는 비디오 또는 디지탈 카메라가 될 수도 있다. 본 발명에 의한 장치는 비디오 및 디지탈 카메라들에서 유용하게 사용될 수 있지만 반드시 여기에 그 응용이 국한되는 것은 아니다.
도 4에 도시된 영상 데이타 저장부(80)는 A×B 크기의 즉, A×B개의 화소 데이타들로 구성된 디지탈 영상 영상 데이타(Y:휘도 신호)를 입력단자 IN1을 통해 프레임 또는 필드 단위로 입력하여 저장하고, 제어부(100)로부터 발생되는 제1어드레스 신호(AD1)에 응답하여 창에 포함된 모든 제1화소 데이타들을 출력하고, 제2어드레스 신호(AD2)에 응답하여 화소들중 T개의 화소(들)에 대한 제2화소 데이타(들)를 출력한다.
히스토그램 연산부(82)는 영상 데이타 저장부(80)로부터 출력되는 제1화소 데이타의 밝은 정도를 검출하고, K개의 서로 다른 밝은 정도들 각각에 대한 발생횟수를 검출된 밝은 정도들로부터 계산하고, 계산된 값을 히스토그램으로서 출력한다. 이를 위해, 비교부(84)는 입력한 제1화소 데이타를 화소의 밝은 정도를 각각 나타내는 K개의 서로 다른 비교값들과 비교하고, K개의 비교된 결과들을 제1∼K카운팅 제어 신호로서 카운터(86)로 출력한다. 카운터(86)는 제1∼K카운팅 제어 신호를 카운팅하는 K개의 카운터들로 구성되어 있으며, 제어부(102)로부터 출력되는 제어신호(C)에 응답하여 최종적으로 카운팅된 값을 히스토그램으로서 등화값 생성부(88)의 누산부(90)로 출력한다. 이 때, 제어부(102)는 각 창의 화소 데이타들 모두를 K개의 비교값들과 비교했을 때, 제어신호를 발생한다.
등화값 생성부(88)는 카운터(86)로부터 출력되는 히스토그램을 누산하고, 누산된 값을 이용하여 창에 포함된 모든 화소들의 히스토그램 등화값(들)을 계산하고, 영상 데이타 저장부(80)로부터 입력한 제2화소데이타(들)에 응답하여 해당하는T개의 등화값(들)을 출력한다. 이를 위해, 누산부(90)는 최종적으로 카운팅된 카운터값 즉, 히스토그램을 입력하여 각 밝은 정도들의 빈도를 누산한다. 변환 함수 수행부(92)는 누산부(90)에서 X-Y좌표계에서 누산된 값들을 Y축으로 하고, K개의 밝은 정도들을 X축으로 하는 소정 함수를 획득하고, 소정 함수의 Y축에서 최대 누산값과 최소 누산값 사이를 K개로 분할하여 변환함수를 생성하고, 생성된 변환함수를 승산 및 제산동작에 의해 수행하고, 수행된 결과를 각 창의 화소들 각각에 대한 등화값으로서 출력한다. LUT(94)는 변환 함수 수행부(92)로부터 출력되는 등화값들을 LUT(94)의 어드레스에 해당하는 대응하는 K개의 밝은 정도들에 LUT(94)의 데이타로서 저장하고, 저장된 등화값들중 T개의 화소(들)에 대한 등화값(들)을 LUT(94)의 어드레스에 해당하는 제2화소 데이타(들)에 응답하여 등화값 저장부(100)로 출력한다.
이 때, 전술한 이유 때문에, 제2화소 데이타(들)는 저역 통과 필터(96)에서 선택적으로 필터링되고, 필터링된 제2화소 데이타(들)은 스위치(98)에 인가된다. 스위치(98)는 제어부(102)로부터 출력되는 스위칭신호에 응답하여 필터링된 제2화소 데이타 또는 필터링되지 않은 제2화소 데이타를 LUT(94)로 선택적으로 출력한다. 제어부(102)는 입력단자 IN1을 통해 입력되는 영상 데이타가 MPEG에 의해 압축된 후 복원된 데이타일 때는 스위치(98)가 필터링된 제2화소 데이타를 선택하도록 제어한다.
버퍼의 기능을 하는 등화값 저장부(100)는 등화값 생성부(88)로부터 순차적으로 T개씩 입력되는 등화값(들)을 저장하고, 저장된 C·T개의 등화값들을 영상 데이타의 히스토그램 등화된 값으로서 등화값 출력 제어신호에 응답하여 출력단자 OUT를 통해 출력한다.
한편, 제어부(102)는 히스토그램 등화할 영상화면의 크기, 영상 화면상에 씌워질 창의 이동방향 즉, 수평방향인가 혹은 수직방향인가, 창이 이동되는 양인 이동화소수 및 창의 크기를 나타내는 정보들을 입력단자 IN2를 통해 입력하고, 입력한 정보들에 응답하여 제1어드레스 신호를 발생하는 한편, 각 창으로부터 추출할 히스토그램 등화값의 수(T)에 따라 제2어드레스 신호를 발생한다.
도 5는 도 2에 도시된 히스토그램 등화 방법을 수행하는 본 발명에 의한 다른 실시예 히스토그램 등화 장치의 블럭도로서, 영상 데이타 저장부(120), 히스토그램 연산부(122)를 구성하는 비교부(124) 및 카운터(126), 등화값 생성부(128)를 구성하는 누산부(130)와 변환 함수 수행부(132)와 LUT(134)와 저역 통과 필터(LPF) 또는 대역 통과 필터로 구현될 수 있는 필터(136)와 스위치(138), 등화값 저장부(140) 및 제어부(142)로 구성된다.
도 5에 도시된 영상 데이타 저장부(120)는 입력단자 IN1을 통해 A×B개의 화소 데이타들로 구성된 영상 데이타를 프레임 혹은 필드 단위로 입력하여 저장한다. 영상 데이타 저장부(120)는 제어부(142)로부터 발생되는 제1어드레스 신호(AD1)에 응답하여 경계창에 포함된 모든 화소들에 대한 제1화소 데이타들 예를 들면, 도 3에 도시된 제1창(72)에 포함된 3, 6, 9, 7, 2, 4, 8, 1 및 2들을 출력한다. 또는, 제2어드레스 신호(AD2)에 응답하여 비경계창에 포함된 화소들중 이전창과 중첩되지 않는 화소들에 대한 제2화소 데이타들 예를 들면, 도 3에 도시된 제2창(74)의 5, 2 및 7 및 경계창에 포함된 화소들중 비경계창과 중첩되지 화소들에 대한 제3화소 데이타들 예를 들면, 도 3에 도시된 제1창(72)의 3, 7 및 8을 출력한다. 또는, 영상 데이타 저장부(120)는 제어부(142)로부터 출력되는 제3어드레스 신호(AD3)에 응답하여 각 창에 포함된 화소들중 T개의 화소(들)에 대한 제4화소 데이타(들)을 LUT(134)의 어드레스로서 출력한다.
히스토그램 연산부(122)는 영상 데이타 저장부(120)로부터 출력되는 제1화소 데이타들로부터 제1제어신호(C1)에 응답하여 히스토그램을 생성하거나, 상향/하향 제어신호인 제2제어신호(C2)에 응답하여 제2 및 제3화소 데이타들로부터 각각 생성한 전술한 제1 및 제2 가상 히스토그램들을 이전에 생성한 히스토그램과 각각 가/감산하고, 가/감산된 값을 히스토그램으로서 출력한다. 이를 위해, 비교부(124)는 제1화소 데이타 또는 제2 및 제3화소 데이타들을 화소의 밝은 정도를 각각 나타내는 K개의 비교값들과 비교하고, K개의 비교된 결과들을 출력한다. 카운터(126)는 제1 화소 데이타에 대한 K개의 비교된 결과들을 제1제어신호(C1)에 응답하여 상향 카운팅하고, 제2제어신호(C2)에 응답하여 이전에 최종 카운팅된 값 즉, 이전 창의 히스토그램을 초기값으로하여 제2 화소 데이타 및 제3 화소 데이타들에 대한 K개의 비교된 결과들을 상향 또는 하향 카운팅하며, 최종 카운팅값을 제어부(142)로부터 출력되는 제3제어신호(C3)에 응답하여 히스토그램으로서 등화값 생성부(128)로 출력한다.
도 5에 도시된 누산부(130), 변환 함수 수행부(132), LUT(134), LPF(136), 스위치(138) 및 등화값 저장부(140)는 도 4에 도시된 누산부(90), 변환 함수 수행부(92), LUT(94), LPF(96), 스위치(98) 및 등화값 저장부(100)와 각각 동일한 기능을 수행한다.
여기서, 제어부(140)는 히스토그램 등화할 영상화면의 크기, 영상 화면상에 씌워지는 창의 이동 방향, 이동 화소수 및 창의 크기를 나타내는 정보들에 각각 응답하여, 히스토그램 등화할 창이 경계창일 때 제1어드레스 신호를 발생하고, 비경계창일 때 제2어드레스 신호를 발생한다. 또한, 영상 데이타 저장부(120)로부터 제1 또는 제2화소데이타가 출력될 때는 상향 카운팅 동작을 제어하는 제1 또는 제2 제어신호를, 제3화소 데이타들이 출력될 때는 하향 카운팅 동작을 제어하는 제2제어 신호를 각각 출력한다. 한편, 제어부(140)는 제2 및 제3화소 데이타의 모든 화소들에 대한 밝기의 빈도가 모두 카운팅된 시점이나 제1 화소 데이타의 모든 화소들에 대한 밝기의 빈도가 모두 카운팅된 시점에서 제3제어신호(C3)를 발생하고, 전술한 바와 같이 영상 데이타의 종류에 따라 제어신호(C4)를 발생하고, C(창의 수) 및 K에 따라 등화값 저장부(138)의 출력을 제어하는 제5제어신호(C5)를 각각 발생한다.
영상 데이타 저장부들(80 및 120)의 크기와 영상의 질을 고려할 때, 바람직한 창의 크기(P×Q)는 9×9이다. 또한, F가 5일 때, 연산 횟수가 최소화될 수 있고 인접한 창들간의 불연속성이 제거될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법 및 장치는 중첩하는 창들로 영상 화면을 분할하여 히스토그램 등화를 수행하기 때문에 빈도가 낮은 화소의 정보 손실을 방지할 수 있고, 영상 화면의 전체 또는 일부에 대해 선택적으로 히스토그램 등화시키므로 전체 또는 국부적인 영상의 화질 열화를 개선할 수 있고, 창의 크기 및 이동 화소수를 크거나 작게 조절함으로서 히스토그램 등화의 연산 시간 및 영상 신호의 개선 정도를 자유롭게 조절할 수 있고, 현재 창에 대한 히스토그램을 이전 창에 대한 히스토그램을 이용하여 구하기 때문에 계산량을 줄일 수 있고, 룩 업 테이블에서 히스토그램 등화값이 출력되도록 제어하는 화소 데이타를 저역 통과 필터링하기 때문에 증폭되는 열잡음 또는 양자화 잡음을 제거하여 우수한 화질을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (27)

  1. 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서, 영상 화면을 히스토그램 등화하기 위한 히스토그램 등화 방법에 있어서,
    (a) 상기 영상 화면중 히스토그램 등화할 화면인 등화 영상 화면의 크기, 상기 등화 영상 화면에 씌울 창의 크기 및 상기 창이 이동하는 이동 화소수를 결정하는 단계;
    (b) 이동되거나 이동되지 않은 창을 상기 등화 영상 화면상에 씌우는 단계;
    (c) 씌워진 상기 창에 포함된 모든 화소들의 히스토그램을 구하는 단계;
    (d) 상기 히스토그램으로부터 변환 함수를 구하는 단계;
    (e) 상기 모든 화소들중 소정수의 화소(들)에 대한 등화값(들)인 히스토그램 등화값을 상기 변환함수를 이용하여 구하는 단계;
    (f) 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 마지막 창인가를 판단하는 단계;
    (g) 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이 아니면, 상기 창을 상기 이동 화소수만큼 이동하고, 상기 (b) 단계로 진행하는 단계; 및
    (h) 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이면, 각 창에 대해서 상기 (e)단계에서 구해진 모든 히스토그램 등화값들을 상기 등화 영상 화면의 히스토그램 등화된 값으로 결정하는 단계를 구비하고,
    상기 창과 상기 이동한 창의 소정 부분은 서로 중첩되고, 상기 소정수의 화소들은 상기 중첩되는 부분에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계는
    씌워진 상기 창에 포함된 모든 화소들 각각에 대한 밝은 정도의 정보를 갖는 화소 데이타로부터 상기 화소의 밝은 정도를 검출하는 단계; 및
    상기 모든 화소 데이타들로부터 검출된 상기 밝은 정도들 각각의 횟수를 계산하고, 계산된 값을 상기 히스토그램으로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 등화 영상 화면은 상기 영상 화면의 전체인 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 등화 영상 화면은 상기 영상 화면의 일부인 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 창은 상기 등화 영상 화면상에서 수평방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 창은 상기 등화 영상 화면상에서 수직방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  7. 제1항내지 제6항중 어느 항에 있어서, 상기 (e)단계는
    (e1) 상기 화소의 밝은 정도를 나타내는 서로 다른 밝기값들 각각에 상응하는 등화값을 상기 변환 함수를 이용하여 구하는 단계; 및
    (e2) 상기 변환함수를 이용하여 구한 등화값들중 상기 히스토그램 등화값인 상기 소정수의 화소들 각각에 해당하는 등화값(들)을 상기 소정수의 화소들 각각의 화소 데이타에 상응하여 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 (e2)단계는
    상기 소정수의 화소 데이타들을 필터링하는 단계; 및
    필터링된 상기 화소 데이타들에 상응하여 상기 등화값들중 상기 히스토그램 등화값을 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  9. 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서, 영상 화면을 히스토그램 등화하기 위한 히스토그램 등화 방법에 있어서,
    (a) 상기 영상 화면중 히스토그램 등화할 화면인 등화 영상 화면의 크기, 상기 등화 영상 화면에 씌울 창의 크기 및 상기 창이 이동하는 이동 화소수를 결정하는 단계;
    (b) 이동되거나 이동되지 않은 창을 상기 등화 영상 화면상에 씌우는 단계;
    (c) 씌워진 상기 창이 경계창인가 비경계창인가를 판단하는 단계;
    (d) 씌워진 상기 창이 상기 경계창인 경우, 상기 경계창에 포함된 모든 화소들에 대한 히스토그램을 구하는 단계;
    (e) 씌워진 상기 창이 상기 비경계창인 경우, 상기 비경계창이 상기 이동화소수큼 이동하기 전의 이전 창과 중첩되지 않는 상기 비경계창의 화소들에 대한 제1가상 히스토그램 및 상기 비경계창과 중첩되지 않는 상기 이전 창의 화소들에 대한 제2가상 히스토그램들을 구하는 단계;
    (f) 상기 제1 및 상기 제2가상 히스토그램을 상기 이전 창에 대한 히스토그램에/으로부터 각각 가/감산하여 상기 비경계창에 대한 히스토그램을 구하는 단계;
    (g) 상기 (d) 또는 상기 (f) 단계에서 구한 상기 히스토그램으로부터 변환 함수를 구하는 단계;
    (h) 상기 변환함수를 이용하여 상기 씌워진 창에 포함된 화소들중 소정수의 화소(들)에 대한 등화값(들)인 히스토그램 등화값을 구하는 단계;
    (i) 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 마지막 창인가를 판단하는 단계;
    (j) 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이 아니면, 상기 창의 다음 창을 상기 이동 화소수만큼 이동하고 상기 (b) 단계로 진행하는 단계; 및
    (k) 상기 창이 상기 등화 영상 화면상에 씌울 상기 마지막 창이면, 각 창에 대해서 상기 (h)단계에서 구한 모든 상기 히스토그램 등화값들을 상기 등화 영상 화면의 히스토그램 등화된 값으로 결정하는 단계를 구비하고,
    상기 창과 상기 이동한 창의 소정 부분은 서로 중첩되고, 상기 소정수개의 화소들은 상기 중첩되는 부분에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 등화 영상 화면은 상기 영상 화면의 전체인 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 등화 영상 화면은 상기 영상 화면의 일부인 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 창은 상기 등화 영상 화면상에서 수평방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 창은 상기 등화 영상 화면상에서 수직방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  14. 제9항내지 제13항중 어느 항에 있어서, 상기 (h)단계는
    (h1) 상기 화소의 밝은 정도를 나타내는 서로 다른 밝기값들 각각에 대한 등화값을 상기 변환 함수를 이용하여 구하는 단계; 및
    (h2) 상기 변환함수를 이용하여 구한 등화값들중 상기 히스토그램 등화값을 상기 소정수의 화소들 각각의 화소 데이타에 상응하여 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 (h2)단계는
    상기 소정수의 화소 데이타들을 필터링하는 단계; 및
    필터링된 상기 화소 데이타들에 상응하여 상기 등화값들중에서 상기 히스토그램 등화값을 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 방법.
  16. 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서, 영상 화면에 대한 영상 데이타를 히스토그램 등화하기 위한 히스토그램 등화 장치에 있어서,
    상기 영상 데이타를 저장하고, 제1어드레스 신호에 응답하여 창에 포함된 화소들에 대한 제1화소 데이타들을 출력하고, 제2어드레스 신호에 응답하여 상기 화소들중 제1소정수의 화소(들)에 대한 제2화소 데이타(들)를 출력하는 영상 데이타 저장수단;
    상기 제1화소 데이타들을 입력하여 히스토그램을 생성하는 히스토그램 연산 수단;
    상기 히스토그램의 빈도들을 누산하고, 누산된 값을 이용하여 계산된 상기 제1화소데이타들에 대한 등화값들중에서 상기 제1소정수의 등화값(들)을 상기 제2화소 데이타(들)에 응답하여 히스토그램 등화값으로서 출력하는 등화값 생성수단;
    상기 히스토그램 등화값(들)을 저장하고, 저장된 모든 히스토그램 등화값들을 상기 영상 데이타의 히스토그램 등화된 값으로 출력하는 등화값 저장수단; 및
    상기 영상 화면상에 씌워지는 상기 창의 이동화소수 및 크기에 응답하여, 상기 제1어드레스 신호를 발생하고, 상기 제1소정수에 응답하여 상기 제2어드레스 신호를 발생하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 히스토그램 연산 수단은
    상기 제1화소 데이타를 상기 화소의 밝은 정도를 나타내는 제2소정수개의 비교값들과 비교하고, 상기 제2소정수개의 비교된 결과들을 출력하는 비교수단; 및
    상기 제2소정수개의 비교된 결과를 카운팅하고, 제어신호에 응답하여 상기 카운팅된 값을 상기 히스토그램으로서 상기 등화값 생성수단으로 출력하는 카운터를 구비하고,
    상기 제어수단은 상기 제1화소 데이타들이 상기 비교수단에서 모두 비교되었을 때, 상기 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 창의 이동 화소수에 응답하여, 상기 제2어드레스 신호를 출력하는 것을 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 창의 이동 방향에 응답하여, 상기 제1어드레스 신호를 출력하는 것을 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  20. 제16항, 제17항, 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 등화값 생성 수단은
    상기 히스토그램을 입력하여 누산하는 누산수단;
    상기 누산수단에서 누산된 값들을 이용하여 구한 변환함수를 승산 및 제산동작에 의해 수행하고, 수행된 결과를 상기 제1화소 데이타들에 대한 등화값들로서 출력하는 변환 함수 수행수단;
    상기 변환 함수 수행수단으로부터 입력한 상기 등화값들중에서, 상기 히스토그램 등화값을 어드레스로서 입력되는 상기 제2화소 데이타(들)에 응답하여 상기 등화값 저장수단으로 출력하는 룩 업 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 등화값 생성 수단은
    상기 영상 데이타 저장수단으로부터 입력한 상기 제2화소 데이타(들)를 필터링하여 상기 룩 업 테이블의 상기 어드레스로서 출력하는 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  22. 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서, 영상 화면에 대한 영상 데이타를 히스토그램 등화하기 위한 히스토그램 등화 장치에 있어서,
    상기 영상 데이타를 저장하고, 제1어드레스 신호에 응답하여 경계창에 포함된 모든 화소들에 대한 제1화소 데이타들을 출력하거나, 비경계창의 이전창과 중첩되지 않는 상기 비경계창에 포함된 화소들 및 상기 비경계창과 중첩되지 않는 상기 이전창에 포함된 화소들에 대한 제2화소 데이타들을 제2어드레스 신호에 응답하여 출력하거나, 상기 비경계창과 상기 이전창에 중첩되는 화소들중 제1소정수의 화소(들)에 대한 제3화소 데이타(들)을 제3어드레스 신호에 응답하여 출력하는 영상 데이타 저장수단;
    제1제어신호에 응답하여 상기 제1화소 데이타들로부터 히스토그램을 생성하거나, 제2제어신호에 응답하여 상기 제2화소 데이타들로부터 생성한 가상 히스토그램을 상기 이전창의 히스토그램과 가/감산하고, 가/감산된 결과를 상기 히스토그램으로서 출력하는 히스토그램 연산 수단;
    상기 히스토그램의 빈도들을 누산하고, 누산된 값들을 이용하여 계산된 상기 경계창 또는 상기 비경계창에 포함된 모든 화소들의 등화값들중에서 상기 제1소정수의 등화값(들)을 상기 제3화소 데이타(들)에 응답하여 히스토그램 등화값(들)으로서 출력하는 등화값 생성수단;
    상기 히스토그램 등화값(들)을 저장하고, 저장된 모든 히스토그램 등화값들을 상기 영상 데이타의 히스토그램 등화된 값으로 출력하는 등화값 저장수단; 및
    상기 영상 화면상에 씌워지는 상기 창의 이동 방향, 이동 화소수 및 크기에 응답하여, 상기 히스토그램 등화할 창이 상기 경계창일 때 상기 제1어드레스 신호 및 상기 제1제어신호를 발생하고 상기 비경계창일 때 상기 제2어드레스 신호 및 상기 제2제어신호를 발생하고 상기 제1소정수에 응답하여 상기 제3어드레스 신호를 발생하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 히스토그램 연산 수단은
    상기 제1 또는 상기 제2화소 데이타들을 상기 화소의 밝은 정도를 각각 나타내는 제2소정수개의 비교값들과 비교하고, 상기 제2소정수개의 비교된 결과들을 출력하는 비교수단; 및
    상기 제2소정수개의 비교된 결과들을 상기 제1제어신호에 응답하여 상향 카운팅하고, 상기 제2제어신호에 응답하여 상기 이전창의 히스토그램을 초기값으로하여 상기 제2소정수개의 비교된 결과들을 상향 및 하향 카운팅하며, 제3제어신호에 응답하여 상기 카운팅된 값을 상기 히스토그램으로서 상기 등화값 생성 수단으로 출력하는 카운터를 구비하고,
    상기 제어수단은 상기 모든 제1화소 데이타들 또는 상기 모든 제2화소 데이타들이 상기 카운터에서 모두 카운팅되었을 때, 상기 제3제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 창의 이동 방향에 응답하여, 상기 제1어드레스 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제어수단은
    상기 히스토그램 등화할 상기 영상 화면의 크기에 응답하여, 상기 제1 및 상기 제2어드레스 신호들과 상기 제1 및 상기 제2제어신호들을 발생하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  26. 제22항, 제23항, 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 등화값 생성 수단은
    상기 히스토그램을 입력하여 누산하는 누산수단;
    상기 누산수단에서 누산된 값들을 이용하여 구한 변환함수를 승산 및 제산동작에 의해 수행하고, 수행된 결과를 상기 경계창 또는 상기 비경계창에 포함된 화소 데이타들에 대한 등화값들로서 출력하는 변환 함수 수행수단; 및
    상기 변환 함수 수행수단으로부터 입력한 상기 등화값들중에서, 상기 히스토그램 등화값을 어드레스로서 입력되는 상기 제3화소 데이타(들)에 응답하여 상기 등화값 저장수단으로 출력하는 룩 업 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 등화값 생성 수단은
    상기 영상 데이타 저장수단으로부터 입력한 상기 제3화소 데이타(들)를 필터링하여 상기 어드레스로서 상기 룩 업 테이블로 출력하는 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템의 콘트라스트 확장 장치에서 히스토그램 등화 장치.
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