KR20090063826A - 영상 처리 방법 - Google Patents

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KR20090063826A
KR20090063826A KR1020070131334A KR20070131334A KR20090063826A KR 20090063826 A KR20090063826 A KR 20090063826A KR 1020070131334 A KR1020070131334 A KR 1020070131334A KR 20070131334 A KR20070131334 A KR 20070131334A KR 20090063826 A KR20090063826 A KR 20090063826A
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김성현
변성찬
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 영상 처리 방법에 관한 것이다. 본 영상 처리 방법은 영상의 Y 성분을 추출하여 Y 성분 영상을 구성하는 단계, Y 성분 영상의 화소 값을 이용하여 영상의 Y 성분을 보정하기 위한 마스크 데이터를 생성하는 단계, 및 마스크 데이터를 이용하여 Y 성분 화소 값을 보정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 영상의 Y 성분을 이용하여 마스크 데이터를 생성하고, 마스크 데이터를 Y 성분에 대한 보정 함수의 입력으로 이용하여 영상의 Y 성분 화소 값을 적응적으로 빠르게 개선할 수 있다.
Y 성분, 마스크 데이터, 보정 함수

Description

영상 처리 방법{Method for processing image}
본 발명은 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 영상의 Y 성분 화소 값을 이용하여 마스크 데이터를 생성하고, 마스크 데이터를 Y 성분에 대한 보정 함수의 입력으로 하여 영상의 Y 성분 화소 값을 보정함으로써, 불균일한 밝기를 갖는 영상의 Y 성분 화소 값을 적응적으로 개선할 수 있는 영상 처리 방법에 관한 것이다.
영상 처리 방법에 발달함에 따라, 영상의 품질을 보정하는 방법이 제공되고 있다. 특히 최근 디지털 카메라, 카메라를 구비한 이동통신 단말기 등의 영상 촬영 장치는 촬영한 영상의 색상, 밝기 등이 열화되는 경우, 이를 보정하는 다양한 기능을 사용자에게 제공한다.
영상 촬영 장치로 촬영하는 영상의 화질은 촬영 환경에 적지 않은 영향을 받는다. 특히, 촬영하고자 하는 피사체 주변의 빛이 불균일한 경우, 영상에서 어두운 부분과 밝은 부분이 지나치게 대비되어 영상의 화질이 저하되고, 디테일한 묘사가 잘 표현되지 않을 수 있다. 이 경우, 영상에 어두운 부분이 많이 존재하면 영상 전체의 밝기를 증가하고, 영상에 밝은 부분이 많이 존재하면 영상 전체의 밝기를 감소하여 열화된 화질을 어느 정도 보상할 수 있다.
그러나 영상 전체의 밝기를 일괄적으로 증가 또는 감소하는 방법은 영상의 부분적인 밝기에 대한 고려가 생략되므로, 오히려 영상의 화질이 더 저하되거나, 화질 개선 효과를 기대하기 어려울 수 있다. 또한, 영상 전체의 밝기를 보정함으로써 피사체의 화질이 열화되어 영상의 주요 부분에 해당하는 피사체의 디테일한 묘사가 저하될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 영상의 Y 성분 화소 값을 추출하여 마스크 데이터를 구성하고, 마스크 데이터를 Y 성분에 대한 보정 함수의 입력으로 하여 영상의 Y 성분 화소 값을 보정함으로써, 영상의 부분적인 밝기에 따라 적응적으로 Y 성분 화소 값을 보정할 수 있는 영상 처리 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 영상 처리 방법은, 영상의 Y 성분을 추출하여 Y 성분 영상을 구성하는 단계, 상기 Y 성분 영상의 화소 값의 중간값을 기준으로 하는 산포도 값이 소정의 임계치보다 크면, 상기 Y 성분 영상의 Y 성분 화소 값을 이용하여 마스크 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 마스크 데이터를 이용하여 상기 Y 성분 영상의 화소 값을 보정하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 영상 처리 방법은, 영상의 Y 성분을 추출하여 Y 성분 영상을 구성하는 단계, 상기 Y 성분 영상의 화소 값의 중간값을 기준으로 하는 산포도 값이 소정의 임계치보다 크면, 상기 Y 성분 화소 값을 이용하여 보정 함수을 생성하는 단계, 및 상기 보정 함수을 이용하여 상기 Y 성분 화소 값을 보정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 영상 처리 방법을 이용하는 휴대 단말기 및 상기 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 영상의 Y 성분을 추출하여 Y 성분 영상을 구성하고, Y 성분 영상의 화소 값 분포를 이용하여 화질 개선 필요 여부를 판단한 후, Y 성분 화소 값으로부터 생성한 마스크 데이터를 이용하여 영상의 Y 성분 화소 값을 보정한다. 이에 따라, 영상의 밝기 화소를 부분적인 밝기까지 고려하여 적응적으로 개선하고, 밝기 개선 정도에 따라 색상 화소 값을 보정함으로써 영상의 화질을 효율적으로 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하는데 제공되는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상 처리 방법을 이용하는 장치(100)는 정보 분석부(110), 밝기 보정부(120), 색상 보정부(130), 및 영상 생성부(140)를 포함한다. 본 실시예에 따른 장치(100)는 이미지 뷰어 기능을 구비한 이동통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 또는 네비게이션 등의 휴대 단말기에 포함되어 동작할 수 있다.
영상 입력부(150)는 본 실시예에 따른 영상 처리 방법에 따라 처리하고자 하는 영상을 입력받아 정보 분석부(110)에 전송한다. 정보 분석부(110)는 입력 영상의 YUV 채널 정보를 분석하여, 입력 영상의 Y 성분을 추출한다. 입력 영상의 Y 성분은 영상의 밝기 정보를 포함한다.
정보 분석부(110)는 입력 영상의 Y 성분으로 영상을 구성한다. Y 성분 영상 은 색상 정보를 제외한 밝기 정보만을 포함하는 회색조 영상(gray image)일 수 있으며, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 영상을 이용하여 입력 영상의 밝기 화소 값 분포를 효율적으로 판단할 수 있다.
정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 영상을 이용하여 입력 영상의 밝기 화소 값 분포를 판단한다. 일실시예로, 정보 분석부(110)는 Y 성분에 대한 히스토그램을 생성하여 밝기 화소 값의 분포를 판단할 수 있으며, 상기 분포의 고른 정도를 판단하기 위해 히스토그램에서 Y 성분 화소 값의 대표값을 산출할 수 있다.
상기 대표값은 평균값 또는 중간값일 수 있다. 평균값을 사용하는 경우, Y 성분 화소 값의 분포를 판단하기 위한 자료로 표준편차를 이용할 수 있는데, 이 경우 입력 영상의 밝기 화소 값이 어두운 영역과 밝은 영역에 집중되어 있는 분포를 검출하기가 어렵다. 따라서, 정보 분석부(110)는 중간값을 대표값으로 사용하고, 상기 중간값을 기준으로 하는 평균 편차를 산출하여 Y 성분 화소 값의 분포를 판단할 수 있다.
중간값을 기준으로 하는 평균 편차를 이용하여 Y 성분 화소 값의 분포를 판단하는 경우, 이중 지수(double-exponential) 분포를 갖는 Y 성분 화소 값의 분포를 효율적으로 판단할 수 있다. 본 실시예에서는, 영상의 어두운 부분과 밝은 부분이 극명하게 대비되어 화질이 저하된 경우의 화질 개선 방법을 제공하므로, 중간값을 기준으로 하는 평균 편차를 이용하는 것이 바람직하다.
정보 분석부(110)는 상기 평균 편차를 소정의 임계치와 비교한다. 상기 평균 편차가 상기 임계치보다 크면, 영상의 Y 성분 화소 값이 어두운 범위과 밝은 범위 에 극단적으로 분포하는 경우이므로, 영상의 화질 개선이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
상기 평균 편차를 이용하여 영상의 화질 개선이 필요한 것으로 판단하면, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 영상의 Y 성분 화소 값을 이용하여 마스크 데이터를 생성한다. 마스크 데이터는 Y 성분 영상에서 밝은 곳과 어두운 곳을 구분하여 화소 값에 따른 밝기 개선 정도를 결정하는 가중치(weight) 데이터로 이용할 수 있다.
일실시예로, 정보 분석부(110)는 마스크 데이터를 생성하기 위해 Y 성분 영상을 필터링하여 블러링(blurring) 처리할 수 있다. Y 성분 영상을 블러링 처리함으로써 잡음에 의한 영향을 줄일 수 있으며, 블러링 처리를 거치지 않고 밝기 정보를 개선하는 경우 경계 영역의 대비가 높아져 단순한 선명화(sharpening) 효과가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 정보 분석부(110)는 블러링 처리한 Y 성분 영상의 대비를 강조하고, 반전시킴으로써 마스크 데이터를 포함하는 영상을 생성할 수 있다.
정보 분석부(110)는 상기 마스크 데이터 및 Y 성분 영상을 밝기 보정부(120)에 전송한다. 밝기 보정부(120)는 영상의 밝기 화소 값에 대응하는 Y 성분 화소 값을 보정하기 위한 보정 함수를 생성하고, 상기 보정 함수에 상기 마스크 데이터를 입력함으로써, 상기 보정 함수의 출력값에 따라 Y 성분 영상의 밝기를 보정할 수 있다.
상기 보정 함수는 상기 마스크 데이터의 화소 값에 따른 밝기 화소 값의 변화율을 정의한다. 일실시예로, 마스크 데이터의 화소 값이 작은 경우는 영상에서 어두운 영역에 해당하는 것으로 판단하여 밝기 화소 값의 변화율을 높게 설정하고, 마스크 데이터의 화소 값이 큰 경우에는 영상에서 밝은 영역에 해당하는 것으로 판단하여 밝기 화소 값의 변화율을 작게 설정할 수 있다. 중간 밝기 영역은 자연스러운 곡선을 갖도록 보정 함수를 형성하여 영상에서 발생할 수 있는 윤곽선 오류 등을 방지할 수 있다.
밝기 보정부(120)는 상기 보정 함수에 상기 마스크 데이터의 화소 값을 입력하여 결정된 함수 값에 Y 성분 영상의 화소 값을 곱하여 Y 성분 영상의 Y 성분 화소 값을 보정한다. 상기와 같은 과정을 통해, 영상에 존재하는 부분적으로 어두운 영역 및 밝은 영역의 밝기 화소 값을 적응적으로 개선할 수 있다.
색상 보정부(130)는 정보 분석부(110)로부터 영상의 색상 정보에 해당하는 U, V 성분 화소 값을 수신하고, 밝기 보정부(120)로부터 보정전 Y 성분 화소 값 및 보정된 Y 성분 화소 값을 수신한다. 색상 보정부(130)는 상기 보정전 Y 성분 화소 값에 대한 보정된 Y 성분 화소 값의 비율을 가중치로 상기 U, V 성분 화소 값에 곱하여 색상 화소 값을 보정할 수 있다.
영상 생성부(140)는 밝기 보정부(120)로부터 Y 성분 화소 값이 보정된 Y 성분 영상을 수신하고, 색상 보정부(130)로부터 보정된 U, V 성분 화소 값을 수신하여 상기 Y 성분 영상에 결합함으로써, 최종적으로 밝기 및 색상 정보가 보정된 영상을 생성할 수 있다. 영상 생성부(140)는 영상 출력부(160)를 통해 상기 보정한 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 영상 처리 방법은 정보 분석부(110)가 영상 입력부(150)로부터 영상을 수신하는 것으로 시작된다(S200).
정보 분석부(110)는 입력받은 영상의 밝기 정보에 해당하는 Y 성분의 화소 값을 추출하고(S210), 상기 Y 성분 화소 값을 이용하여 영상을 구성할 수 있다(S220). 상기 S220 단계에서 구성한 영상은 밝기 정보에 해당하는 Y 성분 화소 값만을 포함할 수 있으며, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 화소 값의 분포를 이용하여 상기 Y 성분 영상의 밝기 분포를 판단한다.
일실시예로, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 화소 값의 중간값을 기준으로 평균 편차를 계산하여, 소정의 임계치와 비교함으로써, 상기 Y 성분 영상의 밝기 분포를 판단할 수 있다(S230). 상기 평균 편차는 중간값을 기준으로 Y 성분 화소 값이 어두운 범위와 밝은 범위에 집중 분포하는 경우일수록 큰 값을 가지므로, 상기 평균 편차가 소정의 임계치보다 크면, 상기 Y 성분 영상의 밝기가 어두운 범위와 밝은 범위에 대비되어 분포하는 것으로 판단할 수 있다.
S230 단계의 판단 결과, 상기 평균 편차가 임계치보다 작은 것으로 판단하면, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 영상의 밝기가 고른 것으로 판단하고, 상기 판단 결과를 밝기 보정부(120), 및 색상 보정부(130)로 전송한다. 밝기 보정부(120)와 색상 보정부(130)는 상기 입력 영상을 일반적인 보정 방법에 따라 보정하여 영상 출력부(160)를 통해 표시한다.
한편 S230 단계의 판단 결과 상기 평균 편차가 임계치보다 큰 것으로 판단하면, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 영상의 밝기가 고르지 못한 것으로 판단하여 상기 Y 성분 영상에 대한 마스크 데이터를 생성한다(S250). 상기 마스크 데이터는 상기 Y 성분 영상을 블러링 처리하는 필터링하고, 상기 필터링한 영상의 대비를 강화한 후, 상기 대비를 강화한 Y 성분 영상을 반전시킴으로써 생성할 수 있다.
Figure 112007090220273-PAT00001
수학식 1은 상기 Y 성분 영상을 블러링 처리하기 위한 필터를 나타낸 식이다. A 크기만큼의 영역에서 p 만큼씩 픽셀을 서브 샘플링하여 중간값을 찾아내고, 상기 중간값을 메디안(median) 필터링함으로써 Y 성분 영상을 블러링 처리할 수 있다.
Figure 112007090220273-PAT00002
Figure 112007090220273-PAT00003
수학식 2는 필터링한 Y 성분 영상의 대비를 강조하는 데 이용할 수 있는 함수이다. a, b는 Y 성분 화소 값을 이용하여 어두운 범위가 밝은 범위를 구분할 수 있는 소정의 기준 값이다. 수학식 2에 나타낸 함수는 스트레칭(stretching) 기술로서 영상의 전체적인 대비를 높일 수 있다. 상기 수학식 2에 필터링한 Y 성분 영상의 화소 값 t(i, j)를 입력하여 영상을 반전시킴으로써 마스크 데이터를 생성할 수 있다.
정보 분석부(110)는 상기 마스크 데이터 및 Y 성분 영상을 밝기 보정부(120)에 전송하며, 밝기 보정부(120)는 상기 마스크 데이터를 이용하여 Y 성분 영상에 포함되는 Y 성분 화소 값을 보정할 수 있다(S260). 일실시예로, 밝기 보정부(120)는 상기 Y 성분 화소 값의 분포에 따라 보정 함수를 생성하고, 상기 보정 함수에 상기 마스크 데이터를 입력할 수 있다. 밝기 보정부(120)는 상기 보정 함수가 출력하는 함수값을 가중치로 이용하여 상기 Y 성분 화소 값에 곱함으로써, Y 성분 영상의 밝기를 보정할 수 있다.
Figure 112007090220273-PAT00004
수학식 3은 밝기 보정부(120)가 생성할 수 있는 보정 함수의 일실시예이다. 수학식 3에 나타낸 보정 함수는 도 7에 도시한 바와 같은 그래프로 표현될 수 있으며, 단조 감소 함수의 형태를 갖는다. 수학식 3의 a, b 값은 수학식 2의 a, b 값과 동일하게 Y 성분 화소 값을 어두운 범위, 중간 밝기, 밝은 범위로 나누는 기준 값에 해당한다.
밝기 보정부(120)는 수학식 3 및 도 7에 나타낸 바와 같은 단조 감소 함수의 형태로 보정 함수를 생성하고, 상기 g(x)의 입력 파라미터인 x에 마스크 데이터를 입력한다. x에 마스크 데이터를 입력한 경우 함수 g(x)의 출력 값을 가중치로 설정할 수 있으며, 상기 가중치를 Y 성분 화소 값에 곱하여 Y 성분 화소 값을 보정한다. 도 7에 도시한 바와 같이 어두운 범위(0≤x≤a)에서는 큰 가중치를 부여하여 Y 성분 화소 값을 증가하고, 밝은 범위(b≤x≤MaskMax)에서는 작은 가중치를 부여하여 Y 성분 화소 값을 감소함으로써 영상의 밝기 화소 값을 보정할 수 있다.
밝기 보정부(120)는 상기 보정된 Y 성분 화소 값 및 보정 전 Y 성분 화소 값을 색상 보정부(130)에 전송한다. 색상 보정부(130)는 상기 보정 전 Y 성분 화소 값에 대한 보정된 Y 성분 화소 값의 비율을 계산하고, 상기 비율을 가중치로 이용하여 영상의 U 성분 화소 값 및 V 성분 화소 값을 보정한다(S270). 일실시예로, 색상 보정부(130)는 상기 비율을 상기 U 성분 화소 값 및 V 성분 화소 값에 곱하여 상기 영상의 색상 정보에 해당하는 U 성분 화소 값 및 V 성분 화소 값을 보정한다.
영상 생성부(140)는 밝기 보정부(120)로부터 밝기 정보가 개선된 Y 성분 영상을 수신하는 한편, 색상 보정부(130)로부터 상기 가중치가 부여된 U 성분 화소 값 및 V 성분 화소 값을 수신한다. 영상 생성부는 상기 개선된 Y 성분 영상에 색상 정보에 해당하는 U 성분 및 V 성분의 화소 값을 결합하여 최종 영상을 생성한다(S280). 화질이 개선된 영상은 영상 출력부(160)로 전송되어 표시된다(S290).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 영상 처리 방법은 정보 분석부(110)가 영상 입력부(150)로부터 영상을 수신하는 것으로 시작된다(S300).
정보 분석부(110)는 입력받은 영상의 밝기 정보에 해당하는 Y 성분의 화소 값을 추출하고(S310), 상기 Y 성분 화소 값을 이용하여 영상을 구성할 수 있다(S320). 상기 S320 단계에서 구성한 영상은 밝기 정보에 해당하는 Y 성분 화소 값만을 포함할 수 있으며, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 화소 값의 분포를 이용하여 상기 Y 성분 영상의 밝기 분포를 판단한다.
일실시예로, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 화소 값의 중간값을 기준으로 평균 편차를 계산하여, 소정의 임계치와 비교함으로써, 상기 Y 성분 영상의 밝기 분포를 판단할 수 있다(S330). 상기 평균 편차는 중간값을 기준으로 Y 성분 화소 값이 어두운 범위와 밝은 범위에 집중 분포하는 경우일수록 큰 값을 가지므로, 상기 평균 편차가 소정의 임계치보다 크면, 상기 Y 성분 영상의 밝기가 어두운 범위와 밝은 범위에 대비되어 분포하는 것으로 판단할 수 있다.
S330 단계의 판단 결과, 상기 평균 편차가 임계치보다 작은 것으로 판단하면, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 영상의 밝기가 고른 것으로 판단하고, 상기 판단 결과를 밝기 보정부(120), 및 색상 보정부(130)로 전송한다. 밝기 보정부(120)와 색상 보정부(130)는 상기 입력 영상을 일반적인 보정 방법에 따라 보정하여 영상 출력부(160)를 통해 표시한다.
한편, S330 단계의 판단 결과 상기 평균 편차가 임계치보다 큰 것으로 판단 하면, 정보 분석부(110)는 상기 Y 성분 영상의 밝기가 고르지 못한 것으로 판단하여 밝기 화소 값을 보정하기 위한 보정 함수를 생성한다(S350). 상기 보정 함수는 Y 성분 영상에 포함된 Y 성분 화소 값을 이용하여 생성할 수 있다.
일실시예로, 상기 보정 함수는 도 8에 도시된 바와 같은 그래프(810)를 가질 수 있다. 상기 Y 성분 영상은 Y 성분 화소 값이 a보다 작은 어두운 범위와 Y 성분 화소 값이 b보다 큰 밝은 범위에 속하는 픽셀을 다수 포함하기 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이 Y 성분 화소 값이 a보다 작거나, b보다 큰 범위에서 가중치를 부여할 수 있다.
또한, Y 성분 화소 값이 a보다 작은 어두운 영역(820)은 밝기 화소 값을 증가하고, Y 성분 화소 값이 b보다 큰 밝은 영역(830)에서는 밝기 화소 값을 감소해야 하므로, 도 8에 도시한 바와 같은 그래프로서 보정 함수를 형성할 수 있다. Y 성분 화소 값이 a보다 크고 b보다 작은 중간 밝기 영역에서는 보정 함수의 그래프가 자연스럽게 연결되도록 하여 영상 개선 과정에서 발생할 수 있는 윤곽선(contour) 강조 효과를 방지할 수 있다.
밝기 보정부(120)는 정보 분석부(110)로부터 상기 보정 함수를 수신하여 상기 보정 함수에 따른 가중치(820, 830)를 Y 성분 화소 값에 부여함으로써 영상의 밝기 정보를 보정한다(S360). 일실시예로, 도 8에 도시한 바와 같이 밝은 범위(810)에서는 Y 성분 화소 값을 줄이는 가중치를 부여하고, 어두운 범위(820)에서는 Y 성분 화소 값을 증가하는 가중치를 부여함으로써, 영상의 전체적인 화질을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
Y 성분 화소 값을 보정하면, 밝기 보정부(120)는 보정 전 Y 성분 화소 값 및 보정된 Y 성분 화소 값을 색상 보정부(130)에 전송한다. 색상 보정부(130)는 보정 전 Y 성분 화소 값에 대한 보정된 Y 성분 화소 값을 비율을 산출하고, 상기 비율을 가중치로 이용하여 색상 정보를 보정할 수 있다(S370). 색상 보정부(130)는 색상 정보에 해당하는 U 성분 및 V 성분 화소 값에 상기 비율을 곱하여 가중치를 부여함으로써, S360 단계에서 개선된 밝기 정보에 대응하여 영상의 색상 정보를 개선할 수 있다.
영상 생성부(140)는 밝기 보정부(120)에 의해 밝기가 개선된 Y 성분 영상에 색상 보정부(130)가 가중치를 부여하여 개선한 U 성분 및 V 성분 화소 값을 결합하여 최종 영상을 생성한다(S380). 상기 영상은 밝기 정보가 원본 영상의 밝고 어두운 영역에 따라 적응적으로 개선되며, 밝기 정보의 개선에 대응하여 색상 정보를 개선하므로 보다 자연스러운 화질을 얻을 수 있다. 영상 출력부(160)는 영상 생성부(140)가 생성한 영상을 수신하여 표시한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 영상과 함께 설명하는데 제공되는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 영상 처리 방법에서 영상 입력부(150)가 수신한 입력 영상(400)을 정보 분석부(110)에 전송한다. 정보 분석부(110)는 입력 영상(400)의 밝기 성분에 해당하는 Y 성분 화소 값을 추출하여 Y 성분 영상(410)을 생성한다.
정보 분석부(110)는 Y 성분 영상(410)이 포함하는 Y 성분 화소 값에 따라 입력 영상(400)의 밝기 정보를 보정해야 하는지 판단한다. 본 실시예에서 입력 영 상(400)은 어두운 영역과 밝은 영역의 대비가 심하기 때문에, 정보 분석부(110)가 밝기 정보를 보정해야 하는 것으로 판단할 수 있다.
정보 분석부(110)는 밝기 정보를 보정하기 위해 Y 성분 영상에서 마스크 데이터(440)를 생성할 수 있다. 정보 분석부(110)는 메디안 필터 등을 사용하여 Y 성분 영상을 필터링한다. 필터링한 영상(420)은 블러링 처리되어 경계 정보가 약해지므로, 영상 개선에 따라 경계가 부각되어 의도하지 않은 선명화(sharpening) 효과가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
정보 분석부(110)는 필터링한 영상(420)의 대비를 강조한다. 대비 강조 영상(430)은 밝은 영역을 더욱 밝게 하고, 어두운 영역을 더욱 어둡게 함으로써 밝기 정보를 보정하고자 하는 영상 영역을 보다 용이하게 검출하도록 한다. 정보 분석부(110)는 대비 강조 영상(430)을 반전시켜 마스크 데이터(440)를 생성한다.
이때, Y 성분 영상(410) 전체에 대해 마스크 데이터(440)를 생성하면, 데이터 처리 속도가 느려질 수 있다. 따라서, 정보 분석부(110)는 도 6에 도시한 바와 같이 가로 W, 세로 H의 크기를 갖는 Y 성분 영상(600)을 가로 세로 p 만큼씩 서브 샘플링(sub-sampling)하고, 샘플링한 영상(610)에서 마스크 데이터(620)를 추출함으로써 마스크 데이터(620) 생성에 필요한 연산량을 줄일 수 있다. 서브 샘플링 과정을 통해 마스크 데이터를 생성하여 상대적으로 데이터 처리속도가 느린 휴대 단말기에서도 효율적으로 영상을 보정할 수 있다.
도 5는 마스크 데이터 및 Y 성분 영상을 이용하여 영상의 밝기를 보정하는 방법을 나타낸 도이다. 밝기 보정부(120)는 정보 분석부(110)로부터 마스크 데이 터(440) 및 Y 성분 영상(410)을 이용하여 밝기 정보를 보정한다.
밝기 보정부(120)는 Y 성분 영상(410)에 포함된 Y 성분 화소 값 정보를 이용하여 보정 함수를 생성한다. 보정 함수는 수학식 3에 나타낸 식에 따라 생성할 수 있으며, 도 7에 도시한 바와 같이 단조 감소 함수의 그래프를 가질 수 있다. Y 성분 화소 값이 가질 수 있는 화소 값에 소정의 경계값(a, b)을 설정하고, 상기 경계값에 따라 어두운 영역, 중간 밝기 영역, 밝은 영역을 구분한다.
영상의 밝기 정보 보정은 어두운 영역을 더 밝게 하고, 밝은 영역을 어둡게 하는 결과로 나타나야 하므로, 밝기 보정부(120)는 어두운 영역에 큰 가중치를 부여하고, 밝은 영역에 작은 가중치를 부여할 수 있다. 밝기 보정부(120)는 상기 보정 함수에 마스크 데이터(440)를 입력 파라미터로 입력하여 함수 값을 산출하고, 상기 함수 값을 가중치로 Y 성분 영상(410)의 Y 성분 화소 값에 곱함으로써 Y 성분 화소 값을 보정한다.
밝기 보정부(120)는 마스크 데이터(440)와 보정 함수를 이용하여 밝기 정보를 보정한 영상(500)을 영상 생성부(140)에 전송하는 한편, 보정 전 Y 성분 화소 값과 보정된 Y 성분 화소 값을 색상 보정부(130)에 전송한다. 색상 보정부(130)는 상기 보정 전 Y 성분 화소 값에 대한 상기 보정된 Y 성분 화소 값의 비율을 산출하고, 상기 비율을 가중치로 입력 영상(400)의 U, V 성분 화소 값에 곱하여 색상 정보를 보정한다.
영상 생성부(140)는 색상 보정부(130)로부터 상기 보정된 U 성분 화소 값 및 V 성분 화소 값을 수신하여(510) 밝기 정보를 보정한 영상(500)에 결합한다. 상기 결합 결과, 밝기 정보를 개선하고 상기 개선한 밝기 정보에 대응하여 색상 정보가 함께 보정된 최종 영상(520)을 얻을 수 있다. 최종 영상(520)은 필요에 따라 다른 영상 보정 과정을 거쳐 영상 출력부(160)를 통해 표시된다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기를 나타낸 블록도이다. 본 실시예에 따른 휴대 단말기(900)는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등일 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 휴대 단말기(900)는 무선 통신부(910), A/V(Audio/Video) 입력부(920), 조작부(930), 센싱부(940), 출력부(950), 저장부(960), 인터페이스부(970), 제어부(980) 및 전원 공급부(990) 등을 포함할 수 있다. 상기 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있음을 유념해야 한다.
휴대 단말기(900)는 카메라 모듈(921)을 이용하여 촬영한 영상 또는 저장부(960)에 저장된 영상에 포함된 얼굴 영역을 검출하거나, 상기 영상의 밝기를 보정할 수 있다. 얼굴 영역 검출 또는 영상의 밝기 보정은 상기한 영상 처리 방법에 따라 휴대 단말기(900)의 제어부(980)에서 수행할 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 영상 처리 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 미디어 서버가 제공하는 미디어 데이터에 대한 정보를 포함하는 데이터 필드는 컴 퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 사용자 추적 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하는데 제공되는 블록도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 영상과 함께 설명하는데 제공되는 도면,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법에 적용되는 가중치 곡선을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법에 적용되는 보정 함수을 나타낸 도면, 및
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기를 나타낸 블록도이다.

Claims (16)

  1. 영상의 Y 성분을 추출하여 Y 성분 영상을 구성하는 단계;
    상기 Y 성분 영상의 화소 값의 중간값을 기준으로 하는 산포도 값이 소정의 임계치보다 크면, 상기 Y 성분 영상의 화소 값을 이용하여 마스크 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 마스크 데이터를 이용하여 상기 Y 성분 영상의 Y 성분 화소 값을 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크 데이터 생성 단계는,
    상기 Y 성분 영상을 메디안(median) 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링한 Y 성분 영상을 반전시켜 마스크 데이터를 생성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 마스크 데이터 생성 단계는,
    상기 Y 성분 영상을 샘플링하여 샘플링 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 샘플링한 영상을 메디안 필터링하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크 데이터 생성 단계는,
    상기 중간값을 기준으로 하는 평균 편차가 소정의 임계치보다 크면, 상기 마스크 데이터를 생성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 단계는,
    상기 Y 성분 영상의 화소 값에 근거한 보정 함수를 생성하는 단계;
    상기 마스크 데이터에 대한 상기 보정 함수의 출력 값을 이용하여 상기 Y 성분 영상의 화소 값을 보정하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 단계는,
    상기 Y 성분 화소 값에 따라 서로 다른 가중치를 부여하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상의 Y 성분 화소 값에 대한 상기 Y 성분 영상의 보정된 화소 값의 비율을 계산하는 단계; 및
    상기 비율에 상기 영상의 U 성분 및 V 성분의 화소 값을 곱하여 상기 보정된 Y 성분 영상에 결합하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  8. 영상의 Y 성분을 추출하여 Y 성분 영상을 구성하는 단계;
    상기 Y 성분 영상의 화소 값의 중간값을 기준으로 하는 산포도 값이 소정의 임계치보다 크면, 상기 Y 성분 화소 값을 이용하여 보정 함수을 생성하는 단계; 및
    상기 보정 함수을 이용하여 상기 Y 성분 화소 값을 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 보정 단계는,
    상기 Y 성분 화소 값이 상기 중간값보다 작으면, 상기 Y 성분 화소 값을 증가하는 단계; 및
    상기 Y 성분 화소 값이 상기 중간값보다 크면, 상기 Y 성분 화소 값을 감소하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 영상의 Y 성분 화소 값에 대한 상기 Y 성분 영상의 보정된 화소 값의 비율을 계산하는 단계; 및
    상기 비율에 상기 영상의 U 성분 및 V 성분의 화소 값을 곱하여 상기 보정된 Y 성분 영상에 결합하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  11. 영상의 Y 성분을 추출하여 Y 성분 영상을 구성하고, 상기 Y 성분 영상의 화소 값의 중간값을 기준으로 계산한 상기 화소 값의 산포도가 소정의 임계치보다 크면, 상기 Y 성분 영상의 마스크 데이터를 생성하는 정보 분석부;
    상기 마스크 데이터를 이용하여 상기 Y 성분 영상의 밝기를 보정하는 밝기 보정부; 및
    상기 보정된 Y 성분 영상을 이용하여 영상의 화질을 개선하는 영상 생성부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 밝기 보정부는,
    상기 Y 성분 영상의 화소 값에 근거한 보정 함수를 생성하고, 상기 마스크 데이터에 대한 상기 보정 함수의 출력 값을 이용하여 상기 Y 성분 영상의 밝기를 보정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 영상 처리 방법을 이용하여 영상을 밝기를 보정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  14. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 영상 처리 방법을 이용하여 영상을 밝기를 보정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  15. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  16. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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