KR101289698B1 - Apparatus and method for enhancing image - Google Patents

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Abstract

영상 화질 향상 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 영상 화질 향상 장치는 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(광역 평균 휘도 값)을 산출하는 광역 평균 휘도 산출부; 상기 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀(제1 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제1 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 블록 평균 휘도 산출부; 및 상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 휘도 보정부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 영상 전체에서 밝은 영역과 어두운 영역 및 중간 밝기의 영역의 시인성을 동시에 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명에 따르면, 톤 매핑을 위한 연산량을 줄일 수 있는 장점이 있다.Disclosed are an apparatus and a method for improving image quality. The disclosed image quality improving apparatus includes: a wide range average luminance calculator for calculating an average (wide average luminance value) of luminance values of all the pixels constituting the input image; A block average luminance calculator configured to calculate an average (first block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (first pixel); And a luminance corrector configured to correct the luminance value of the first pixel by using the calculated global average luminance value and the first block average luminance value. According to the present invention, there is an advantage in that the visibility of the bright area, the dark area and the medium brightness area in the entire image can be improved at the same time. In addition, according to the present invention, there is an advantage that can reduce the amount of calculation for tone mapping.

Description

영상 화질 향상 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ENHANCING IMAGE}Apparatus and method for improving image quality {APPARATUS AND METHOD FOR ENHANCING IMAGE}

본 발명의 실시예들은 영상 화질 향상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상 전체에서 밝은 영역과 어두운 영역 및 중간 밝기의 영역의 시인성을 동시에 향상시킬 수 있는 영상 화질 향상 장치 및 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to an apparatus and method for improving image quality, and more particularly, to an apparatus and method for improving image quality that can simultaneously improve visibility of a bright area, a dark area, and an intermediate brightness area in an entire image. .

다이내믹 영역(dynamic range)은 영상에서 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분의 밝기의 범위를 의미한다. 실 세계에서 밝기의 다이내믹 영역은 약 1010 이상으로서 넓은 범위를 가지며, 이에 비해 LCD와 같은 디스플레이 장치의 다이내믹 영역은 102~103 정도로서 좁은 범위를 갖는다. Dynamic range refers to a range of brightness of the lightest and darkest parts of the image. In the real world, the dynamic range of brightness has a wide range of about 10 10 or more, whereas the dynamic range of display devices such as LCDs has a narrow range of about 10 2 to 10 3 .

이러한 디스플레이 장치의 다이내믹 영역을 LDR(Low Dynamic Range), 디스플레이 장치보다 넓은 다이내믹 영역을 HDR(High Dynamic Range)이라고 한다. The dynamic area of such a display device is referred to as a low dynamic range (LDR), and the dynamic area wider than that of the display device is referred to as a high dynamic range (HDR).

그리고, 실 세계의 밝기 정보를 영상으로 만든 것을 HDR 영상이라고 하고, 이 영상을 디스플레이 장치에 표현 가능한 밝기 범위로 압축한 영상을 LDR 영상이라고 한다.An HDR image that is made of an image of brightness information of the real world is called an HDR image, and an image obtained by compressing the image into a brightness range that can be expressed on a display device is called an LDR image.

톤 매핑(tone mapping)은 HDR 영상을 LDR 영상으로 압축하는 과정으로서, HDR 영상을 디스플레이 장치에 표현함에 있어서, 실 세계의 밝기 정보를 사실감 있게 표현하기 위한 방법에 관한 것이다. Tone mapping is a process of compressing an HDR image into an LDR image, and relates to a method for realistically expressing brightness information of the real world in expressing an HDR image on a display device.

이러한 톤 매핑은 크게 전역 톤 매핑(global tone mapping)과 지역 톤 매핑(local tone mapping) 방법으로 분류할 수 있다. Such tone mapping can be broadly classified into global tone mapping and local tone mapping.

먼저, 전역 톤 매핑은 HDR 영상의 휘도(luminance) 성분에 하나의 매핑 함수를 적용해서 압축하는 방법으로서, HDR 영상의 전역 대비(global contrast)를 잘 보존할 수 있는 장점을 가지나, 지역적인 정보들을 고려하지 않아 디테일(detail) 정보가 사라짐으로써 발생하는 흐린(blur) 결과 영상을 초래하는 문제점을 갖는다. First, global tone mapping is a method of compressing by applying a mapping function to the luminance component of an HDR image, which has the advantage of preserving the global contrast of the HDR image well, It does not take into account the problem that results in blurring resulting images caused by disappearing detail information.

이를 보완하기 위한 비선형 전역 톤 매핑 방법으로서, 히스토그램(histogram)을 기반으로 하는 방법과 S자 형태의 전달 함수를 사용하는 방법이 제안되었으나, 여전히 지역 대비(local contrast)가 강한 HDR 영상에서는 선형 톤 매핑과 마찬가지로 디테일 정보가 사라지는 경우가 발생하였다.As a nonlinear global tone mapping method to compensate for this, a histogram-based method and a method using an S-shape transfer function have been proposed. However, linear tone mapping is still performed in an HDR image having strong local contrast. Likewise, detail information disappears.

이를 해결하기 위해, 이러한 전역 톤 매핑 방법에서 나아가 지역 톤 매핑 방법이 제안되었다. To solve this problem, in addition to the global tone mapping method, a local tone mapping method has been proposed.

지역 톤 매핑은 인간의 시각이 영상에서 지역적인 영역의 밝기에 순응한다는 점을 고려하여 제안된 방법으로서, HDR 영상을 톤 매핑에 필요한 레이어(layer)나 블록(block)으로 분해하고, 부분별로 밝기를 압축한 후 재결합하는 과정을 거쳐서 결과 영상을 만든다.Regional tone mapping is a proposed method considering that human vision conforms to the brightness of local regions in an image.It decomposes an HDR image into layers or blocks necessary for tone mapping, and brightness by parts. Compress and recombine to create the resulting image.

지역 톤 매핑 방법들은 전역 톤 매핑 방법들에 비해 향상된 결과 영상을 제공한다는 장점을 가지나, 과도한 연산량을 요구하는 문제점을 갖는다. 또한, 지역 톤 매핑 방법에서의 영상을 분해하고 재결합하는 과정은 경계선에서의 이미지 왜곡을 초래하는 문제점을 갖는다.
The local tone mapping methods have an advantage of providing an improved result image compared to the global tone mapping methods, but have a problem of requiring an excessive amount of computation. In addition, the process of resolving and recombining the images in the local tone mapping method has a problem of causing image distortion at the boundary line.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 영상 전체에서 밝은 영역과 어두운 영역 및 중간 밝기의 영역의 시인성을 동시에 향상시킬 수 있는 영상 화질 향상 장치 및 방법을 제안하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to propose an apparatus and method for improving image quality that can simultaneously improve visibility of bright areas, dark areas, and intermediate brightness areas in an entire image.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention may be derived by those skilled in the art through the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(광역 평균 휘도 값)을 산출하는 광역 평균 휘도 산출부; 상기 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀(제1 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제1 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 블록 평균 휘도 산출부; 및 상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 휘도 보정부를 포함하는 영상 화질 향상 장치가 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, a global average luminance calculation unit for calculating an average (wide average luminance value) of the luminance values for the entire plurality of pixels constituting the input image; A block average luminance calculator configured to calculate an average (first block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (first pixel); And a luminance correcting unit configured to correct the luminance value of the first pixel by using the calculated wide average luminance value and the first block average luminance value.

상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도 값을 추출하는 휘도 추출부를 더 포함하되, 상기 광역 평균 휘도 산출부 및 블록 평균 휘도 산출부는 상기 추출된 휘도 값을 이용하여 상기 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 산출할 수 있다.The apparatus may further include a luminance extracting unit configured to extract luminance values for each of the plurality of pixels constituting the input image, wherein the global average luminance calculator and the block average luminance calculator use the extracted luminance values. The first block average luminance value may be calculated.

상기 휘도 추출부는 상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각의 색 공간 채널 별 색상 값으로부터 휘도 값을 추출할 수 있다.The luminance extractor may extract a luminance value from color values of each color space channel of each of the pixels constituting the input image.

상기 블록 평균 휘도 산출부는 상기 제1 픽셀에 인접하는 어느 하나의 픽셀(제2 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제2 블록 평균 휘도 값)을 더 산출하되, 상기 제1 블록 평균 휘도 값의 산출에 이용된 상기 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합을 이용하여 상기 제2 블록 평균 휘도 값을 산출할 수 있다.The block average luminance calculator is further configured to add an average (second block average luminance value) of luminance values for a plurality of pixels existing in a predetermined area around one pixel (second pixel) adjacent to the first pixel. The second block average luminance value may be calculated by using a sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area with respect to the first pixel used to calculate the first block average luminance value. Can be.

상기 제1 블록 평균 휘도 값의 산출에 이용되는 상기 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합이 저장되는 저장부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a storage configured to store a sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around the first pixel used to calculate the first block average luminance value.

상기 휘도 보정부는 상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 소정의 비율로 이용할 수 있다.The luminance corrector may use the calculated wide average luminance value and the first block average luminance value at a predetermined ratio.

상기 소정의 비율은 상기 광역 평균 휘도 값 및 상기 제1 블록 평균 휘도 값이 동일한 비율일 수 있다. The predetermined ratio may be a ratio in which the global average luminance value and the first block average luminance value are the same.

상기 휘도 보정부는 하기의 수학식에 따라 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치.
And the luminance corrector corrects the luminance value of the first pixel according to the following equation.

Figure 112011082739500-pat00001
Figure 112011082739500-pat00001

여기서, L(x, y)는 상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀의 좌표별 휘도 값, Lmax는 상기 L(x, y)의 최대값, Lavg는 상기 광역 평균 휘도 값, Lmb(x, y)는 임의의 (x, y)를 중심으로 하는 블록 내 M개의 픽셀에 대한 상기 블록 평균 휘도 값, α는 상기 광역 평균 휘도 값과 상기 블록 평균 휘도 값의 비율을 결정하는 파라미터, C는 출력 영상의 전체적인 대비와 밝기에 관한 가중치, Ldm은 임의의 (x, y)에 대한 보정되는 휘도 값을 각각 의미함.Here, L (x, y) is a luminance value for each coordinate of a plurality of pixels constituting the input image, L max is a maximum value of L (x, y), L avg is the global average luminance value, L mb ( x, y) is the block average luminance value for M pixels in a block centered at any (x, y), α is a parameter that determines the ratio of the global average luminance value and the block average luminance value, C Denotes a weight of the overall contrast and brightness of the output image, and L dm denotes a luminance value to be corrected for an arbitrary (x, y).

상기 보정된 제1 픽셀의 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 색 공간 채널 별 색상 값을 변환하는 색상 값 변환부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a color value converter configured to convert color values for each color space channel of the first pixel by using the corrected luminance value of the first pixel.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(광역 평균 휘도 값)을 산출하는 단계; 상기 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀(제1 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제1 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 단계를 포함하는 영상 화질 향상 방법이 제공된다.Further, according to another embodiment of the present invention, the step of calculating the average (wide average luminance value) of the luminance value for all of the plurality of pixels constituting the input image; Calculating an average (first block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (first pixel); And correcting the luminance value of the first pixel by using the calculated wide average luminance value and the first block average luminance value.

상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도 값을 추출하는 단계를 더 포함하되, 상기 광역 평균 휘도 값을 산출하는 단계 및 제1 블록 평균 휘도 값을 산출하는 단계는 상기 추출된 휘도 값을 이용하여 상기 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 산출할 수 있다.The method may further include extracting luminance values for each of the plurality of pixels constituting the input image, wherein the calculating of the global average luminance value and the calculating of the first block average luminance value may include extracting the extracted luminance values. The wide average luminance value and the first block average luminance value may be calculated.

상기 제1 픽셀에 인접하는 어느 하나의 픽셀(제2 픽셀)을 중심으로 소정의 영역에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제2 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 블록 평균 휘도 값을 산출하는 단계는 상기 제1 블록 평균 휘도 값을 산출하는 단계에서 이용된 상기 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합을 이용하여 상기 제2 블록 평균 휘도 값을 산출할 수 있다.Calculating an average (second block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined region centering on one pixel (second pixel) adjacent to the first pixel; The calculating of the second block average luminance value may include adding a sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around the first pixel used in calculating the first block average luminance value. The second block average luminance value may be calculated.

상기 보정된 제1 픽셀의 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 색 공간 채널 별 색상 값을 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include converting a color value of each color space channel of the first pixel by using the corrected luminance value of the first pixel.

본 발명에 따르면, 영상 전체에서 밝은 영역과 어두운 영역 및 중간 밝기의 영역의 시인성을 동시에 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that the visibility of the bright area, the dark area and the medium brightness area in the entire image can be improved at the same time.

또한 본 발명에 따르면, 톤 매핑을 위한 연산량을 줄일 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, there is an advantage that can reduce the amount of calculation for tone mapping.

도 1은 본 발명에 따른 영상 화질 향상 장치가 장착된 디스플레이 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 화질 향상 장치의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 간소화된 블록 평균 휘도 값의 산출 과정에 대한 모식도를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 휘도 보정부가 입력 영상의 어두운 영역, 중간 밝기의 영역 및 밝은 영역에서 각각 휘도를 보정한 결과를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 입력 영상의 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도가 보정되는 과정을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상 값 변환부에 의해 변환된 색상 값에 기초하여 출력되는 LDR 영상을 광역 평균 휘도 값과 블록 평균 휘도 값의 비율에 따라 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 화질 향상 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다. 1 is a view showing a display device equipped with an image quality improving apparatus according to the present invention.
2 is a diagram illustrating a detailed configuration of an apparatus for improving image quality according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a schematic diagram of a process of calculating a simplified block average luminance value according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a result of the luminance correcting unit correcting luminance in the dark region, the middle luminance region, and the bright region of the input image, respectively, according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of correcting luminance of each of a plurality of pixels of an input image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an LDR image output based on a color value converted by a color value converter according to an embodiment of the present invention according to a ratio of a broad average luminance value and a block average luminance value.
7 is a flowchart illustrating a method of improving image quality according to an embodiment of the present invention over time.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 영상 화질 향상 장치(100)가 장착된 디스플레이 장치(10)를 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a display apparatus 10 equipped with an image quality improving apparatus 100 according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 화질 향상 장치(100)는 디스플레이 장치(10)에 장착되어 HDR 입력 영상을 LDR 출력 영상으로 톤 매핑한다. As shown in FIG. 1, the image quality improving apparatus 100 according to the present invention is mounted on the display apparatus 10 to tone-map an HDR input image to an LDR output image.

디스플레이 장치(10)는 영상에 관한 정보를 입력 받고 이를 시각적으로 표시하는 장치로서, 일례로 LCD, PDP, LED 등일 수 있다. The display apparatus 10 is an apparatus for receiving information about an image and visually displaying the information. For example, the display apparatus 10 may be an LCD, a PDP, or an LED.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 본 발명에 따른 영상 화질 향상 장치(100)가 디스플레이 장치(10)에 장착되는 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 장치(10)의 외부에서 영상 화질의 향상을 수행할 수도 있다. Hereinafter, for convenience of description, it will be described assuming that the image quality improving apparatus 100 according to the present invention is mounted on the display device 10, the present invention is not limited to this, the display device 10 It is also possible to improve the image quality from outside.

톤 매핑은 앞서 설명한 바와 같이, HDR 영상을 LDR 영상으로 압축하는 과정으로서, 입력 영상의 휘도 값 또는 색상 값을 보정하는 과정을 수반할 수 있다.Tone mapping is a process of compressing an HDR image into an LDR image, as described above, and may involve correcting a luminance value or a color value of the input image.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 영상 화질 향상 장치(100)는 입력 영상을 톤 매핑함에 있어서, HDR 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(이하, '광역 평균 휘도 값'이라 함)과 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(이하, '블록 평균 휘도 값'이라 함)을 이용한다.According to an embodiment of the present invention, the image quality improving apparatus 100, in tone mapping an input image, an average of luminance values for all of the plurality of pixels constituting the HDR input image (hereinafter, referred to as 'wide average luminance value'). And averages of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (hereinafter, referred to as a 'block average luminance value').

즉, 광역 평균 휘도 값만을 이용하여 입력 영상을 톤 매핑하는 기존의 방법에 대비하여, 본 발명에 따른 영상 화질 향상 장치(100)는 톤 매핑하고자 하는 픽셀 주변의 블록 평균 휘도 값을 더 이용함으로써 입력 영상의 어두운 영역뿐만 아니라 밝은 영역에서도 시인성을 향상시킬 수 있다.That is, in contrast to the conventional method of tone mapping the input image using only the global average luminance value, the image quality improving apparatus 100 according to the present invention further uses the block average luminance value around the pixel to be tone mapped. The visibility can be improved not only in the dark areas of the image but also in the bright areas.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광역 평균 휘도 값은 광역 평균 휘도 산출부(120)에 의해 산출되고, 블록 평균 휘도 값은 블록 평균 휘도 산출부(130)에 의해 산출되며, 결과적으로 휘도 보정부(150)에 의해 입력 영상의 휘도 값이 보정된다. According to an embodiment of the present invention, the global average luminance value is calculated by the global average luminance calculator 120, and the block average luminance value is calculated by the block average luminance calculator 130. As a result, the luminance corrector The luminance value of the input image is corrected by 150.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 영상 화질 향상 장치(100)의 구성을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
Hereinafter, the configuration of the image quality improving apparatus 100 according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 화질 향상 장치(100)의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the apparatus 100 for improving image quality according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 화질 향상 장치(100)는 휘도 추출부(110), 광역 평균 휘도 추출부(120), 블록 평균 휘도 추출부(130), 저장부(140), 휘도 보정부(150) 및 색상 값 변환부(160)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the apparatus 100 for improving image quality according to an exemplary embodiment of the present invention may include a luminance extractor 110, a wide-area average luminance extractor 120, a block average luminance extractor 130, and storage. The unit 140 may include a luminance corrector 150 and a color value converter 160.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 추출부(110)는 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도 값을 추출한다. 다시 말해, 휘도 추출부(110)는 입력 영상의 각 프레임마다 픽셀 각각의 휘도 값을 추출할 수 있다.First, the luminance extractor 110 extracts luminance values for each of a plurality of pixels constituting the input image. In other words, the luminance extractor 110 may extract the luminance value of each pixel for each frame of the input image.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휘도 추출부(110)는 하기의 수학식을 통해 휘도 값을 추출할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the luminance extractor 110 may extract the luminance value through the following equation.

Figure 112011082739500-pat00002
Figure 112011082739500-pat00002

여기서, L(x, y)는 HDR 입력 영상의 좌표별 휘도 값, R, G, B는 RGB 색 공간에 따른 좌표별 색상 값, 0.2126, 0.7152, 0.0722는 R, G, B 채널에 적용되는 계수를 각각 의미한다. 수학식 1은 RGB 색 공간에서 휘도 값 추출을 위한 일례를 나타내며, 휘도 값 추출을 위한 알고리즘은 다양하게 존재할 수 있다.Here, L (x, y) is a luminance value for each coordinate of the HDR input image, R, G, and B are color values for each coordinate according to the RGB color space, and 0.2126, 0.7152, and 0.0722 are coefficients applied to the R, G, and B channels. Means each. Equation 1 shows an example for extracting the luminance value in the RGB color space, and an algorithm for extracting the luminance value may exist in various ways.

RGB 색 공간은 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3가지 색의 합성 성분으로 임의의 색을 표현하는 것으로서, 임의의 색을 R, G, B의 세 값으로 표현하며, 가산혼합의 원리에 따라 R, G, B의 세 값이 0인 경우 검은색을 표현한다. The RGB color space is a composite component of three colors, red (R), green (G), and blue (B), which are the three primary colors of light. If the three values of R, G, and B are 0 according to the principle of addition mixing, black is represented.

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 휘도 추출부(110)가 RGB 색 공간 채널 별 색상 값으로부터 휘도 값을 추출하는 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 휘도 값 추출을 위한 다양한 색 공간이 사용될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.In the present invention, for convenience of description, it will be described on the assumption that the luminance extractor 110 extracts a luminance value from color values of RGB color space channels, but various color spaces for extracting luminance values may be used. Will be self-explanatory.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 평균 휘도 산출부(120)는 휘도 추출부(110)에 의해 추출된 휘도 값을 이용하여 HDR 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균, 즉 광역 평균 휘도 값을 산출한다.Next, the wide-area average luminance calculator 120 according to an embodiment of the present invention uses the luminance values extracted by the luminance extractor 110 to calculate luminance values of all the pixels of the plurality of pixels constituting the HDR input image. The average, that is, the broad average luminance value is calculated.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광역 평균 휘도 산출부(120)는 하기의 수학식에 따라 광역 평균 휘도 값을 산출할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the global average luminance calculator 120 may calculate the global average luminance value according to the following equation.

Figure 112011082739500-pat00003
Figure 112011082739500-pat00003

여기서, N은 전체 픽셀 수, δ는 영상 내 검은 색의 픽셀 발생과 같은 오류를 피하기 위한 작은 수, Lavg는 광역 평균 휘도 값을 각각 의미한다. 수학식 2에 나타난 바와 같이, 광역 평균 휘도 값 Lavg는 일반적으로 로그 값으로 표현될 수 있다.Here, N is the total number of pixels, δ is a small number to avoid errors such as the generation of black pixels in the image, L avg means a wide average luminance value, respectively. As shown in Equation 2, the global average luminance value L avg may be generally expressed as a log value.

계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 평균 휘도 산출부(130)는 휘도 추출부(110)에 의해 추출된 휘도 값을 이용하여 HDR 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀을 중심으로 하는 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균, 즉 블록 평균 휘도 값을 산출한다.Subsequently, the block average luminance calculator 130 according to an embodiment of the present invention uses one of the plurality of pixels constituting the HDR input image by using the luminance value extracted by the luminance extractor 110. The average of the luminance values for the plurality of pixels existing in the predetermined region as the center, that is, the block average luminance value, is calculated.

본 발명의 일 실시예에 따른 블록 평균 휘도 산출부(130)는 하기의 수학식에 따라 블록 평균 휘도 값을 산출할 수 있다.
The block average luminance calculator 130 according to an embodiment of the present invention may calculate a block average luminance value according to the following equation.

Figure 112011082739500-pat00004
Figure 112011082739500-pat00004

여기서, M은 어느 하나의 픽셀을 중심으로 하는 소정의 영역 즉, 블록 내 픽셀 수, Lmb는 블록 내 M개의 픽셀에 대한 블록 평균 휘도 값을 각각 의미한다. 즉, Lmb(x, y)는 임의의 (x, y)를 중심으로 하는 블록 내 M개의 픽셀에 대한 블록 평균 휘도 값을 의미한다.Here, M denotes a predetermined area centered on one pixel, that is, the number of pixels in a block, and L mb denotes a block average luminance value for M pixels in the block, respectively. That is, L mb (x, y) means a block average luminance value for M pixels in a block centering on any (x, y).

본 발명의 일 실시예에 따른 소정의 영역은 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀이 주변의 픽셀들보다 밝은 지 여부를 나타낼 수 있는 주변 픽셀의 범위를 의미하는 것으로서, 일례로 31*31 픽셀 개수를 의미할 수 있다. 이때, 소정의 영역은 영상의 경계 근처를 제외하고는 2차원 좌표 공간에서 (x-15, y-15)의 코너에서 (x+15, y+15)의 코너에 이르는 블록 상에 형성될 수 있다. The predetermined area according to an embodiment of the present invention refers to a range of peripheral pixels that can indicate whether any one of the plurality of pixels is brighter than the surrounding pixels. Can mean. In this case, the predetermined area may be formed on a block from the corner of (x-15, y-15) to the corner of (x + 15, y + 15) in the two-dimensional coordinate space except near the boundary of the image. have.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 소정의 영역이 어느 하나의 픽셀을 중심으로 31*31 픽셀 개수만큼의 영역을 의미하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. Hereinafter, for convenience of description, it will be described on the assumption that a predetermined area according to an embodiment of the present invention means an area of 31 * 31 pixels with respect to any one pixel.

한편, 블록 평균 휘도 산출부(130)는 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 상기한 수학식 3에 따른 블록 평균 휘도 값을 모두 산출하며, 이러한 산출 과정은 다음과 같이 간소화될 수 있다.
Meanwhile, the block average luminance calculator 130 calculates all block average luminance values according to Equation 3 for each of the plurality of pixels constituting the input image, and this calculation process may be simplified as follows.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 간소화된 블록 평균 휘도 값의 산출 과정에 대한 모식도를 도시하는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a schematic diagram of a process of calculating a simplified block average luminance value according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 평균 휘도 산출부(130)는 어느 하나의 픽셀을 중심으로 하는 블록이 row by row 또는 column by column으로 움직이는 것으로 가정함으로써, 상기 수학식 3에 따른 산출 과정을 간단하게 할 수 있다. First, as shown in FIG. 3A, the block average luminance calculator 130 according to an embodiment of the present invention assumes that a block centered on one pixel moves in a row by row or column by column. The calculation process according to Equation 3 can be simplified.

즉, 블록 평균 휘도 산출부(130)는 블록이 행방향으로 이동하는 것으로 가정하고, 두 블록 간 차이인 열 2개에 대해서만 계산함으로써 연산량을 줄일 수 있다. That is, the block average luminance calculator 130 may reduce the amount of computation by assuming that the blocks are moved in the row direction and calculating only two columns that are differences between the two blocks.

일례로, 임의의 (x, y)를 중심으로 하는 31*31 블록의 합으로부터 블록 평균 휘도 값이 산출된 경우, (x, y+1)을 중심으로 하는 31*31 블록의 합은 961 픽셀의 휘도 값을 합산하는 대신에, (x, y)를 중심으로 하는 31*31 블록의 합에 x+16 column에 관한 31개 픽셀의 휘도 값을 가산하고 x-15 column에 관한 31개 픽셀의 휘도 값을 감산함으로써 산출될 수 있다. For example, if a block average luminance value is calculated from the sum of 31 * 31 blocks centered on any (x, y), the sum of 31 * 31 blocks centered on (x, y + 1) is 961 pixels. Instead of summing the luminance values of, add the luminance values of 31 pixels for the x + 16 column to the sum of 31 * 31 blocks centered on (x, y) and subtract the 31 pixels for the x-15 column. It can be calculated by subtracting the luminance value.

요컨대, 블록 평균 휘도 산출부(130)가 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 중 제1 픽셀에 대한 블록 평균 휘도 값을 산출한 경우, 제1 픽셀로부터 행 방향으로 최 인접하는 제2 픽셀에 대한 블록 평균 휘도 값의 산출을 위해, 블록 평균 휘도 산출부(130)는 제1 픽셀을 중심으로 하는 31*31 블록 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합을 이용하며, 이러한 과정에 의해 수학식 3에 따른 연산량이 감소될 수 있다. In other words, when the block average luminance calculator 130 calculates a block average luminance value for the first pixel among a plurality of pixels constituting the input image, the block average luminance block 130 is the block for the second pixel that is most adjacent to each other in the row direction. In order to calculate an average luminance value, the block average luminance calculator 130 uses a sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a 31 * 31 block centered on a first pixel. The amount of calculation according to 3 can be reduced.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장부(140)는 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합을 저장할 수 있으며, 이때 블록 평균 휘도 산출부(130)는 저장부(140)에 저장된 휘도 값의 합을 이용하여 상기한 바와 같이 블록 평균 휘도 값을 산출할 수도 있다.Meanwhile, the storage 140 according to an embodiment of the present invention may store the sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around the first pixel, and at this time, the block average luminance calculator 130. ) May calculate the block average luminance value as described above using the sum of the luminance values stored in the storage 140.

또한, 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 평균 휘도 산출부(130)는 입력 영상의 경계 근처에 존재하는 픽셀 (x, y)에 대해서는 31*31 블록을 갖는 (x', y')로 가정하여 블록 평균 휘도 값을 산출할 수 있다. In addition, referring to FIG. 3B, the block average luminance calculator 130 according to an embodiment of the present invention has (x ′) having 31 * 31 blocks for pixels (x, y) that exist near the boundary of the input image. , assuming that y '), a block average luminance value can be calculated.

즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 블록 평균 휘도 산출부(130)는 15 < x' < xmax - 15, 15 < y' < ymax - 15의 범위 내에서 (x, y)에 제일 인접한 (x', y')에 대해 블록 평균 휘도 값을 산출한다.
That is, as illustrated in FIG. 3B, the block average luminance calculator 130 is most adjacent to (x, y) within a range of 15 <x '<x max -15 and 15 <y'<y max -15. A block average luminance value is calculated for (x ', y').

계속하여 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)는 광역 평균 휘도 산출부(120)와 블록 평균 휘도 산출부(130)에 의해 산출된 광역 평균 휘도 값 및 블록 평균 휘도 값을 이용하여 입력 영상의 복수의 픽셀의 휘도 값을 보정한다.2, the luminance corrector 150 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a broad average luminance value and a block calculated by the wide average luminance calculator 120 and the block average luminance calculator 130. The luminance values of the plurality of pixels of the input image are corrected by using the average luminance values.

앞서 설명한 바와 같이, 휘도 보정부(150)는 영상의 밝은 영역, 어두운 영역 및 중간 밝기의 영역 모두에서 시인성이 향상될 수 있도록, 광역 평균 휘도 값과 블록 평균 휘도 값을 함께 이용할 수 있다.As described above, the luminance corrector 150 may use a broad average luminance value and a block average luminance value together so that visibility may be improved in all of a bright area, a dark area, and an intermediate brightness area of the image.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)는 이하 설명하는 바와 같이, 광역 평균 휘도 값에 따른 입력 영상의 보정과 블록 평균 휘도 값에 따른 입력 영상의 보정이 서로 상충 관계에 있으므로, 광역 평균 휘도 값 및 블록 평균 휘도 값을 소정의 비율로 이용한다.As described below, the luminance corrector 150 according to an embodiment of the present invention has a trade-off between the correction of the input image according to the global average luminance value and the correction of the input image according to the block average luminance value. , The broad average luminance value and the block average luminance value are used at a predetermined ratio.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휘도 보정부(150)는 하기의 수학식에 따라 입력 영상의 픽셀의 휘도 값을 보정할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the luminance corrector 150 may correct the luminance value of the pixel of the input image according to the following equation.

Figure 112011082739500-pat00005
Figure 112011082739500-pat00005

여기서, α는 광역 평균 휘도 값과 블록 평균 휘도 값의 비율을 결정하는 파라미터, Lmax는 입력 영상 전체 픽셀의 휘도 값의 최대값, C는 출력 영상의 전체적인 대비와 밝기에 관한 가중치, Ldm은 임의의 (x, y)에 대한 보정되는 휘도 값을 각각 의미한다. Here, α is a parameter for determining the ratio of the global average luminance value to the block average luminance value, L max is the maximum value of the luminance value of the entire pixel of the input image, C is the weight of the overall contrast and brightness of the output image, L dm is Meaning the luminance value to be corrected for any (x, y) respectively.

보다 상세하게, α는 0에서 1의 값을 가지며, α가 0에 가까울수록 Lmb가 작아져서 휘도 보정부(150)는 광역 평균 휘도 값으로 입력 영상을 보정하게 되며, α가 1에 가까울수록 Lavg가 작아져서 휘도 보정부(150)는 블록 평균 휘도 값으로 입력 영상을 보정하게 된다. In more detail, α has a value of 0 to 1, and as α approaches 0, L mb becomes smaller, so that the luminance compensator 150 corrects the input image with a broad average luminance value, and as α approaches 1, Since L avg becomes smaller, the luminance corrector 150 corrects the input image with a block average luminance value.

또한, C는 일반적으로 0.5에서 1.0의 값을 가지며, C가 작을수록 입력 영상의 휘도 값에서 작은 값을 갖는 부분들이 확대되어 어두운 영역이 밝게 표현될 수 있으나, 밝은 영역의 값들은 압축되어 정보를 잃게 되며, 이에 따라 출력 영상은 디테일이 사라진 밝은 영상이 되게 된다. Also, C generally has a value of 0.5 to 1.0, and as C is smaller, portions having a smaller value in the luminance value of the input image may be enlarged to express a dark area brightly, but values of the bright area may be compressed to display information. The result is a bright image with no detail.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)에 의해 영상의 어두운 영역 및 밝은 영역에서 모두 시인성이 향상될 수 있음을 보다 상세히 살펴보기로 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 C=1, Lavg=0.05, Lmax=10인 경우로 가정하기로 하며, α값에 따라 보정되는 휘도 값의 비교를 위해, 두 개의 극단적인 경우로서 α= 0 및 1인 경우로 가정하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 4 and 5, the visibility correction unit 150 according to an embodiment of the present invention may improve visibility in both dark and bright areas of an image. In the following description, it is assumed that C = 1, L avg = 0.05, and L max = 10 for convenience of explanation, and for comparison of luminance values corrected according to the α value, two extreme cases, α = 0 And 1, it will be described.

제1 예로서, C=1, Lavg=0.05, Lmax=10 및 α= 0일 때, 수학식 4는 하기의 수학식으로 표현될 수 있다.
As a first example, when C = 1, L avg = 0.05, L max = 10 and α = 0, Equation 4 may be expressed by the following equation.

Figure 112011082739500-pat00006
Figure 112011082739500-pat00006

수학식 5에 따르면, 입력 영상의 휘도 값은 광역 평균 휘도 값에 의해서만 보정된다. According to Equation 5, the luminance value of the input image is corrected only by the global average luminance value.

그리고 제2 예로서, C=1, Lavg=0.05, Lmax=10 및 α= 1일 때, 수학식 4는 하기의 수학식으로 표현될 수 있다.
And as a second example, when C = 1, L avg = 0.05, L max = 10 and α = 1, Equation 4 can be expressed by the following equation.

Figure 112011082739500-pat00007
Figure 112011082739500-pat00007

수학식 6에 따르면, 입력 영상의 휘도 값은 블록 평균 휘도 값에 의해서만 보정된다. According to Equation 6, the luminance value of the input image is corrected only by the block average luminance value.

다음의 표는 입력 영상의 어두운 영역, 중간 밝기의 영역 및 밝은 영역에서 대비, 즉 휘도의 차이를 각각 0.01, 0.1, 1로 설정한 경우에 있어서, 수학식 5 및 수학식 6에 따른 출력 영상의 대비를 나타낸다.
The following table shows the contrast of the output image according to equations (5) and (6) in the case where the contrast, i. Indicates contrast.

Figure 112011082739500-pat00008
Figure 112011082739500-pat00008

먼저, 입력 영상의 어두운 영역에 관한 대비 0.005 ~ 0.015에 대한 출력 영상의 대비를 살펴보면, α= 0일 때 출력 영상의 대비는 0.1399이며, α= 1일 때 출력 영상의 대비는 0.2699로 나타난다. 즉, 휘도 보정부(150)가 블록 평균 휘도 값만으로 입력 영상의 어두운 영역에 관한 휘도 값을 보정하는 경우에 대비가 더 크게 나타날 수 있다. 이때, Lmb는 입력 영상의 0.005 ~ 0.015의 평균 값으로서 0.01이다. First, the contrast of the output image with respect to the contrast 0.005 to 0.015 of the dark region of the input image, the contrast of the output image is 0.1399 when α = 0, the contrast of the output image is 0.2699 when α = 1. That is, when the luminance corrector 150 corrects the luminance value of the dark region of the input image using only the block average luminance value, the contrast may appear larger. In this case, L mb is 0.01 as an average value of 0.005 to 0.015 of the input image.

다음으로, 입력 영상의 중간 밝기의 영역에 관한 대비 0.45 ~ 0.55에 대한 출력 영상의 대비를 살펴보면, α= 0일 때 출력 영상의 대비는 0.0167이며, α= 1일 때 출력 영상의 대비는 0.0526으로 나타난다. 즉, 입력 영상의 중간 밝기의 영역에서도 휘도 보정부(150)가 블록 평균 휘도 값만으로 입력 영상의 휘도 값을 보정하는 경우에 대비가 더 크게 나타날 수 있다. 이때, Lmb는 입력 영상의 0.45 ~ 0.55의 평균 값으로서 0.5이다.Next, looking at the contrast of the output image for the contrast 0.45 ~ 0.55 of the area of the intermediate brightness of the input image, the contrast of the output image is 0.0167 when α = 0, the contrast of the output image is 0.0526 when α = 1 appear. That is, even in the region of intermediate brightness of the input image, the contrast may be greater when the luminance corrector 150 corrects the luminance value of the input image using only the block average luminance value. In this case, L mb is 0.5 as an average value of 0.45 to 0.55 of the input image.

또한, 입력 영상의 밝은 영역 1 ~ 2에 대한 출력 영상의 대비에 있어서도, α= 0일 때 출력 영상의 대비는 0.0232임에 반해, α= 1일 때 출력 영상의 대비는 0.1971로서, 휘도 보정부(150)가 블록 평균 휘도 값만으로 입력 영상의 휘도 값을 보정하는 경우에 대비가 더 크게 나타난다. 이때, Lmb는 입력 영상의 1 ~ 2의 평균 값으로서 1.5이다.Also, in contrast of the output image with respect to the bright areas 1 to 2 of the input image, the contrast of the output image is 0.0232 when α = 0, whereas the contrast of the output image is 0.1971 when α = 1. When the 150 corrects the luminance value of the input image using only the block average luminance value, the contrast is greater. In this case, L mb is 1.5 as an average value of 1 to 2 of the input image.

요컨대, 표 1에 나타난 바와 같이, 휘도 보정부(150)가 블록 평균 휘도 값으로 입력 영상의 휘도를 보정하는 경우, 영상의 어두운 영역, 중간 밝기의 영역 및 밝은 영역에서 모두 대비가 증가할 수 있다. In other words, as shown in Table 1, when the luminance corrector 150 corrects the luminance of the input image with a block average luminance value, the contrast may be increased in both the dark region, the middle luminance region, and the bright region of the image. .

한편, 이하 설명하는 바와 같이, α= 1인 경우에는 최종적으로 생성된 LDR 영상의 명암이 왜곡되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)는 0<α<1 범위 내에서의 적정 α값으로 입력 영상의 휘도를 보정한다. 일례로, α는 0.4 ~ 0.6의 값을 가질 수 있다.On the other hand, as described below, in the case of α = 1, since the contrast of the finally generated LDR image is distorted, the luminance corrector 150 according to an embodiment of the present invention is within the range of 0 <α <1 The luminance of the input image is corrected with an appropriate α value. In one example, α may have a value of 0.4 to 0.6.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)는 α= 0과 α= 1 사이의 범위, 즉 광역 평균 휘도 값과 블록 평균 휘도 값을 함께 이용하여 입력 영상의 휘도를 보정함으로써 영상 전체에서 시인성을 향상시킬 수 있다. As described above, the luminance corrector 150 according to the exemplary embodiment corrects the luminance of the input image by using a range between α = 0 and α = 1, that is, a broad average luminance value and a block average luminance value. It can improve visibility in the whole.

도 4는 입력 영상의 어두운 영역, 중간 밝기의 영역 및 밝은 영역 에서 수학식 5 및 수학식 6에 따라 보정된 표 1의 결과에 관한 그래프를 도시하는 도면이다. FIG. 4 is a graph illustrating a result of Table 1 corrected according to Equations 5 and 6 in a dark region, an intermediate brightness region, and a bright region of an input image.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)가 입력 영상의 각 영역에서 블록 평균 휘도 값만으로 휘도를 보정하는 경우 대비가 더 크게 나타난다. As shown in FIG. 4, when the luminance corrector 150 corrects luminance using only a block average luminance value in each region of the input image, the contrast is greater.

앞서 설명한 바와 같이, 블록 평균 휘도 산출부(130)는 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 블록 평균 휘도 값을 모두 산출하며, 휘도 보정부(140)도 광역 평균 휘도 값 및 복수의 픽셀 각각에 대한 블록 평균 휘도 값을 이용하여 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도 값을 차례대로 모두 보정한다. As described above, the block average luminance calculator 130 calculates all block average luminance values for each of the plurality of pixels constituting the input image, and the luminance corrector 140 also obtains the wide average luminance value and the plurality of pixels, respectively. The luminance average of each of the plurality of pixels of the input image is corrected in order using the block average luminance value of.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)는 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도 값을 모두 보정하며, 이하 설명하는 바와 같이, 보정된 휘도 값에 기초하여 최종적으로 HDR 입력 영상의 색상 값이 LDR 출력 영상의 색상 값으로 변환될 수 있도록, 휘도 보정부(150)는 보정된 휘도 값을 색상 값 변환부(160)에 제공한다. That is, the luminance corrector 150 according to an exemplary embodiment corrects all luminance values of each of the plurality of pixels constituting the input image, and as described below, based on the corrected luminance values, The luminance corrector 150 provides the corrected luminance value to the color value converter 160 so that the color value of the HDR input image can be converted into the color value of the LDR output image.

휘도 보정부(150)에 의한 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도의 보정은 도 5에 도시된 바와 같이, 픽셀 좌표 값 (0, 0)에서 오른쪽 아래 방향으로 'ㄹ' 자 형태로 진행하면서 이루어질 수 있다. 그러나, 휘도 보정의 방향은 영상 화질 향상 장치(100)의 구성에 따라 다르게 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 5, the luminance correction for each of the plurality of pixels by the luminance corrector 150 may be performed while proceeding in a 'd' shape in the lower right direction from the pixel coordinate values (0, 0). . However, the direction of the luminance correction may be different depending on the configuration of the image quality improving device 100.

본 발명의 일 실시예에 따른 색상 값 변환부(160)는 휘도 보정부(150)에 의해 보정된 픽셀의 휘도 값을 이용하여 입력 영상의 픽셀의 색 공간 채널 별 색상 값을 변환할 수 있다. The color value converter 160 according to an exemplary embodiment of the present invention may convert the color value of each color space channel of the pixel of the input image by using the luminance value of the pixel corrected by the luminance corrector 150.

즉, 색상 값 변환부(160)는 보정된 픽셀의 휘도 값을 이용하여 최종적으로 LDR 출력 영상에 관한 RGB 값을 생성할 수 있다.That is, the color value converter 160 may finally generate the RGB value of the LDR output image using the corrected luminance value of the pixel.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 색상 값 변환부(160)는 하기의 수학식에 따라 입력 영상의 픽셀의 색상 값을 변환할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the color value converter 160 may convert the color value of the pixel of the input image according to the following equation.

Figure 112011082739500-pat00009
Figure 112011082739500-pat00009

여기서, Rout, Gout, Bout은 각각 변환된 입력 영상의 픽셀의 색 공간 채널 별 색상 값, L은 앞서 설명한 L(x, y), Ldm은 앞서 설명한 Ldm(x, y)를 각각 의미하고, γ는 디스플레이 장치(10)에서 디스플레이되는 색상을 제어하기 위한 파라미터로서 일반적으로 0.4에서 0.6의 값을 갖는다. Here, R out , G out , and B out are the color values for each color space channel of the pixel of the converted input image, L is L (x, y) as described above, and L dm is L dm (x, y) described above. Meaning each, γ is a parameter for controlling the color displayed on the display device 10 and generally has a value of 0.4 to 0.6.

한편, 색상 값 변환부(160)에 의한 입력 영상의 색상 값 변환은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 보정부(150)에 의한 휘도 값의 보정과 동시에 수행될 수 있다. 즉, 휘도 보정부(150)에 의한 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도의 보정이 도 5에 도시된 바와 같이, 오른쪽 아래 방향으로 이루어지는 경우, 색상 값 변환부(160)에 의한 복수의 픽셀 각각에 대한 색상 값의 변환도 오른쪽 아래 방향으로 함께 수행될 수 있다.
On the other hand, the color value conversion of the input image by the color value conversion unit 160 may be performed simultaneously with the correction of the luminance value by the brightness correction unit 150 according to an embodiment of the present invention. That is, when the luminance correction for each of the plurality of pixels by the luminance correcting unit 150 is performed in the lower right direction, as shown in FIG. 5, for each of the plurality of pixels by the color value converting unit 160. Conversion of color values may also be performed in the lower right direction.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상 값 변환부(160)에 의해 변환된 색상 값에 기초하여 출력되는 LDR 영상을 광역 평균 휘도 값과 블록 평균 휘도 값의 비율에 따라 도시하는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating an LDR image output based on a color value converted by the color value converter 160 according to an embodiment of the present invention according to a ratio of a broad average luminance value and a block average luminance value.

도 6을 참조하면, 광역 평균 휘도 값에만 기초하여 입력 영상의 휘도가 보정되어 LDR 영상으로 출력되는 경우에 비해, 블록 평균 휘도 값이 함께 고려되는 경우 시인성이 향상됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, it can be seen that the visibility is improved when the block average luminance value is considered together as compared with the case where the luminance of the input image is corrected based on only the global average luminance value and output as the LDR image.

한편, 도 6f에 도시된 바와 같이, 블록 평균 휘도 값만으로 입력 영상의 휘도가 보정되는 경우 영상의 명암이 왜곡되어 표현되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 α는 0 ~ 1 사이의 중간 값인 0.4 내지 0.6으로 설정될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 6F, when the luminance of the input image is corrected using only the block average luminance value, the contrast of the image is distorted. Thus, α according to an embodiment of the present invention is 0.4, which is an intermediate value between 0 and 1. To 0.6.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 화질 향상 장치(100)는 광역 평균 휘도 값뿐만 아니라 보정될 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 픽셀의 휘도 값인 블록 평균 휘도 값을 함께 이용하여 입력 영상의 색상 값을 보정함으로써, 영상 전체에서 시인성을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
As described above, the apparatus 100 for improving image quality according to an exemplary embodiment of the present invention uses not only a broad average luminance value but also a block average luminance value that is a luminance value of a pixel existing in a predetermined area centered on a pixel to be corrected. By correcting the color value of has the advantage of improving the visibility across the image.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 화질 향상 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a method of improving image quality according to an embodiment of the present invention over time.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 화질 향상 방법은 휘도 값을 산출하는 단계(S710), 광역 평균 휘도 값을 산출하는 단계(S720), 블록 평균 휘도 값을 산출하는 단계(S730), 휘도 값을 보정하는 단계(S740) 및 색상 값을 변환하는 단계(S750)를 포함할 수 있다. 이하, 각 단계별로 보다 상세히 설명하기로 한다.As shown in FIG. 7, the image quality improving method according to the present invention includes calculating a luminance value (S710), calculating a wide average luminance value (S720), and calculating a block average luminance value (S730). The method may include correcting the luminance value (S740) and converting the color value (S750). Hereinafter, each step will be described in more detail.

먼저, 단계(S710)에서는 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 색 공간 채널 별 색상 값으로부터 휘도 값을 추출할 수 있다. First, in operation S710, a luminance value may be extracted from color values of respective color space channels for each of a plurality of pixels constituting the input image.

다음으로, 단계(S720)에서는 단계(S710)에서 추출된 휘도 값을 이용하여 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균 즉, 광역 평균 휘도 값을 산출한다.Next, in operation S720, the average of the luminance values of all the pixels constituting the input image, that is, the global average luminance value, is calculated using the luminance values extracted in operation S710.

그리고, 단계(S730)에서는 단계(S710)에서 추출된 휘도 값을 이용하여 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균 즉, 블록 평균 휘도 값을 산출한다.In operation S730, the average of the luminance values of the plurality of pixels existing in the predetermined area around one of the plurality of pixels using the luminance value extracted in operation S710, that is, the block average luminance. Calculate the value.

본 발명의 일 실시예에 따른 소정의 영역은 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀이 주변의 픽셀들보다 밝은 지 여부를 나타낼 수 있는 주변 픽셀의 범위를 의미한다.As described above, the predetermined area means a range of peripheral pixels that may indicate whether any one of the plurality of pixels is brighter than the surrounding pixels.

한편, 단계(S730)에서는 블록 평균 휘도 값 산출 과정을 간소화하기 위해, 복수의 픽셀 중 제1 픽셀에 대한 블록 평균 휘도 값이 산출된 경우, 제1 픽셀로부터 행 방향으로 최 인접하는 제2 픽셀에 대한 블록 평균 휘도 값의 산출 시, 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합을 이용할 수 있다.Meanwhile, in operation S730, in order to simplify the process of calculating the block average luminance value, when the block average luminance value of the first pixel of the plurality of pixels is calculated, the block average luminance value is calculated from the first pixel to the second adjacent pixel in the row direction. When calculating a block average luminance value, the sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around the first pixel may be used.

계속하여, 단계(S740)에서는 단계(S720 및 S730)에서 산출된 광역 평균 휘도 값 및 블록 평균 휘도 값을 이용하여 입력 영상의 복수의 픽셀의 휘도 값을 보정한다.Subsequently, in step S740, the luminance values of the plurality of pixels of the input image are corrected by using the global average luminance values and the block average luminance values calculated in steps S720 and S730.

이때, 단계(S740)에서는 영상 전체에서 시인성의 향상을 위해 광역 평균 휘도 값 및 블록 평균 휘도 값을 소정의 비율로 이용될 수 있으며, 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도의 보정은 앞서 설명한 바와 같이, 오른쪽 아래 방향으로 'ㄹ' 자 형태로 진행하면서 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 차례대로 이루어질 수 있다.In this case, in operation S740, the wide average luminance value and the block average luminance value may be used at a predetermined ratio to improve visibility of the entire image, and the correction of the luminance of each of the plurality of pixels may be performed as described above. Progressing in the 'L' shape in the downward direction, the plurality of pixels constituting the input image may be sequentially formed.

마지막으로, 단계(S750)에서는 단계(S740)에서 보정된 휘도 값을 이용하여 입력 영상의 픽셀의 색 공간 채널 별 색상 값을 변환할 수 있다.Finally, in operation S750, color values of respective color space channels of pixels of the input image may be converted using the luminance values corrected in operation S740.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계(S750)는 단계(S740)에서 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 휘도 값을 보정할 때마다, 복수의 픽셀 각각에 대해 수행될 수 있다. 즉, 어느 하나의 픽셀에 대해 휘도 값의 보정과 색상 값의 변환은 동시에 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, step S750 may be performed for each of the plurality of pixels each time a luminance value is corrected for each of the plurality of pixels constituting the input image in step S740. That is, the correction of the luminance value and the conversion of the color value may be performed simultaneously for any one pixel.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단계(S750)는 단계(S40)에서 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 모두에 대해 휘도 값을 보정한 후, 복수의 픽셀 각각에 대해 수행될 수도 있다.Further, according to another embodiment of the present invention, step S750 may be performed on each of the plurality of pixels after correcting the luminance values for all the pixels constituting the input image in step S40.

지금까지 본 발명에 따른 영상 화질 향상 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 내지 도 6에서 설명한 영상 화질 향상 장치(100)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.Embodiments of the image quality improving method according to the present invention have been described so far, and the configuration of the image quality improving apparatus 100 described with reference to FIGS. 1 to 6 may be applied to the present embodiment as it is. Hereinafter, a detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Examples of program instructions, such as magneto-optical and ROM, RAM, flash memory and the like, can be executed by a computer using an interpreter or the like, as well as machine code, Includes a high-level language code. The hardware devices described above may be configured to operate as at least one software module to perform operations of one embodiment of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

10 : 디스플레이 장치 100 : 영상 화질 향상 장치
110 : 휘도 추출부 120 : 광역 평균 휘도 산출부
130 : 블록 평균 휘도 산출부 140 : 저장부
150 : 휘도 보정부 160 : 색상 값 변환부10: display device 100: image quality improving device
110: luminance extraction unit 120: global average luminance calculation unit
130: block average luminance calculator 140: storage unit
150: luminance correction unit 160: color value conversion unit

Claims (13)

입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(광역 평균 휘도 값)을 산출하는 광역 평균 휘도 산출부;
상기 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀(제1 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제1 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 블록 평균 휘도 산출부; 및
상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 휘도 보정부;를 포함하되,
상기 블록 평균 휘도 산출부는 상기 제1 픽셀에 인접하는 어느 하나의 픽셀(제2 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제2 블록 평균 휘도 값)을 더 산출하며,
상기 제1 블록 평균 휘도 값의 산출에 이용된 상기 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합을 이용하여 상기 제2 블록 평균 휘도 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치.A wide average luminance calculator for calculating an average (wide average luminance value) of luminance values of all the pixels constituting the input image;
A block average luminance calculator configured to calculate an average (first block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (first pixel); And
And a luminance corrector configured to correct the luminance value of the first pixel by using the calculated global average luminance value and the first block average luminance value.
The block average luminance calculator is further configured to add an average (second block average luminance value) of luminance values for a plurality of pixels existing in a predetermined area around one pixel (second pixel) adjacent to the first pixel. Yields,
The second block average luminance value is calculated by using a sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around the first pixel used to calculate the first block average luminance value. Image quality improvement device. 제1항에 있어서,
상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도 값을 추출하는 휘도 추출부를 더 포함하되,
상기 광역 평균 휘도 산출부 및 블록 평균 휘도 산출부는 상기 추출된 휘도 값을 이용하여 상기 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치.The method of claim 1,
Further comprising a luminance extracting unit for extracting a luminance value for each of the plurality of pixels constituting the input image,
And the wide average luminance calculator and the block average luminance calculator calculate the wide average luminance value and the first block average luminance value using the extracted luminance values. 제2항에 있어서,
상기 휘도 추출부는 상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각의 색 공간 채널 별 색상 값으로부터 휘도 값을 추출하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치.The method of claim 2,
And the luminance extracting unit extracts a luminance value from color values of each color space channel of each of the plurality of pixels constituting the input image. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 블록 평균 휘도 값의 산출에 이용되는 상기 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합이 저장되는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치. The method of claim 1,
And a storage unit configured to store a sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around the first pixel used to calculate the first block average luminance value. . 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(광역 평균 휘도 값)을 산출하는 광역 평균 휘도 산출부;
상기 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀(제1 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제1 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 블록 평균 휘도 산출부; 및
상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 휘도 보정부;를 포함하되,
상기 휘도 보정부는 상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 소정의 비율로 이용하며,
상기 소정의 비율은 상기 광역 평균 휘도 값 및 상기 제1 블록 평균 휘도 값이 동일한 비율인 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치.A wide average luminance calculator for calculating an average (wide average luminance value) of luminance values of all the pixels constituting the input image;
A block average luminance calculator configured to calculate an average (first block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (first pixel); And
And a luminance corrector configured to correct the luminance value of the first pixel by using the calculated global average luminance value and the first block average luminance value.
The luminance corrector uses the calculated wide average luminance value and the first block average luminance value at a predetermined ratio,
And the predetermined ratio is a ratio in which the global average luminance value and the first block average luminance value are equal to each other. 삭제delete 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(광역 평균 휘도 값)을 산출하는 광역 평균 휘도 산출부;
상기 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀(제1 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제1 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 블록 평균 휘도 산출부; 및
상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 휘도 보정부;를 포함하되,
상기 휘도 보정부는 하기의 수학식에 따라 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치.

Figure 112013001978788-pat00010

여기서, L(x, y)는 상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀의 좌표별 휘도 값, Lmax는 상기 L(x, y)의 최대값, Lavg는 상기 광역 평균 휘도 값, Lmb(x, y)는 임의의 (x, y)를 중심으로 하는 블록 내 M개의 픽셀에 대한 상기 블록 평균 휘도 값, α는 상기 광역 평균 휘도 값과 상기 블록 평균 휘도 값의 비율을 결정하는 파라미터, C는 출력 영상의 전체적인 대비와 밝기에 관한 가중치, Ldm은 임의의 (x, y)에 대한 보정되는 휘도 값을 각각 의미함. A wide average luminance calculator for calculating an average (wide average luminance value) of luminance values of all the pixels constituting the input image;
A block average luminance calculator configured to calculate an average (first block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (first pixel); And
And a luminance corrector configured to correct the luminance value of the first pixel by using the calculated global average luminance value and the first block average luminance value.
And the luminance corrector corrects the luminance value of the first pixel according to the following equation.

Figure 112013001978788-pat00010

Here, L (x, y) is a luminance value for each coordinate of a plurality of pixels constituting the input image, L max is a maximum value of L (x, y), L avg is the global average luminance value, L mb ( x, y) is the block average luminance value for M pixels in a block centered at any (x, y), α is a parameter that determines the ratio of the global average luminance value and the block average luminance value, C Denotes a weight of the overall contrast and brightness of the output image, and L dm denotes a luminance value to be corrected for an arbitrary (x, y). 제1항에 있어서,
상기 보정된 제1 픽셀의 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 색 공간 채널 별 색상 값을 변환하는 색상 값 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 장치.The method of claim 1,
And a color value converter which converts color values of respective color space channels of the first pixel by using the corrected luminance values of the first pixel. 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 전체에 대한 휘도 값의 평균(광역 평균 휘도 값)을 산출하는 단계;
상기 복수의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀(제1 픽셀)을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제1 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 휘도 값을 보정하는 단계;를 포함하되,
상기 제1 픽셀에 인접하는 어느 하나의 픽셀(제2 픽셀)을 중심으로 소정의 영역에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 평균(제2 블록 평균 휘도 값)을 산출하는 단계를 더 포함하며,
상기 제2 블록 평균 휘도 값을 산출하는 단계는 상기 제1 블록 평균 휘도 값을 산출하는 단계에서 이용된 상기 제1 픽셀을 중심으로 소정의 영역 내에 존재하는 복수의 픽셀에 대한 휘도 값의 합을 이용하여 상기 제2 블록 평균 휘도 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 방법.Calculating an average (wide-average luminance value) of luminance values of all the pixels constituting the input image;
Calculating an average (first block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around one of the plurality of pixels (first pixel); And
And correcting the luminance value of the first pixel by using the calculated global average luminance value and the first block average luminance value.
Calculating an average (second block average luminance value) of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area centering on one pixel adjacent to the first pixel (second pixel); ,
The calculating of the second block average luminance value uses a sum of luminance values of a plurality of pixels existing in a predetermined area around the first pixel used in calculating the first block average luminance value. And calculating the second block average luminance value. 제10항에 있어서,
상기 입력 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도 값을 추출하는 단계를 더 포함하되,
상기 광역 평균 휘도 값을 산출하는 단계 및 제1 블록 평균 휘도 값을 산출하는 단계는 상기 추출된 휘도 값을 이용하여 상기 광역 평균 휘도 값 및 제1 블록 평균 휘도 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 방법.The method of claim 10,
The method may further include extracting luminance values for each of the plurality of pixels constituting the input image.
The calculating of the global average luminance value and the calculating of the first block average luminance value may include calculating the global average luminance value and the first block average luminance value by using the extracted luminance value. How to improve. 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 보정된 제1 픽셀의 휘도 값을 이용하여 상기 제1 픽셀의 색 공간 채널 별 색상 값을 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 화질 향상 방법.The method of claim 10,
And converting a color value for each color space channel of the first pixel by using the corrected luminance value of the first pixel.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003263637A (en) 2002-03-11 2003-09-19 Mitsubishi Electric Corp Contrast emphasizing device and image pickup unit having the same device
JP2007243969A (en) 2007-04-09 2007-09-20 Mitsubishi Electric Corp Gray level correction apparatus
KR100843817B1 (en) * 2004-04-30 2008-07-03 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Tone correcting apparatus, mobile terminal, image capturing apparatus, mobile phone, and tone correcting method
JP2009065711A (en) 2008-12-08 2009-03-26 Sony Corp Image output apparatus, image output method, and program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003263637A (en) 2002-03-11 2003-09-19 Mitsubishi Electric Corp Contrast emphasizing device and image pickup unit having the same device
KR100843817B1 (en) * 2004-04-30 2008-07-03 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Tone correcting apparatus, mobile terminal, image capturing apparatus, mobile phone, and tone correcting method
JP2007243969A (en) 2007-04-09 2007-09-20 Mitsubishi Electric Corp Gray level correction apparatus
JP2009065711A (en) 2008-12-08 2009-03-26 Sony Corp Image output apparatus, image output method, and program

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