KR20140072386A

KR20140072386A - 영상 처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140072386A
Application number: KR1020120139267A
Authority: KR
Inventors: 이창민; 강문기; 강희
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사; 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-06-13
Also published as: US9390482B2; CN103854259B; KR101767094B1; CN103854259A; US20140153820A1

Abstract

본 발명은 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최적화된 다이나믹 레인지 압축 기술을 이용하여 영상을 효과적으로 디스플레이 할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 영상 처리 방법은 입력 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고 입력 영상의 특성에 따라 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 단계, 입력 영상의 암부를 증폭하는 단계, 입력 영상의 명부를 보존하는 단계, 및 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 암부 증폭 영상 및 명부 보존 영상을 융합하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 최적화된 다이나믹 레인지 압축 기술을 이용하여 후광 효과 발생을 최소화 하고, 영상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

Description

영상 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing image}

본 발명은 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최적화된 다이나믹 레인지 압축(DRC: dynamic range compression) 기술을 이용하여 영상을 효과적으로 디스플레이 할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

DRC는 영상에서 가장 밝은 영역과 가장 어두운 영역의 밝기 비율을 나타내는 다이나믹 레인지를 압축하여 암부와 명부에 있어 잘 보이지 않는 정보의 밝기를 향상시키는 용도로 사용하고 있다. 일반적으로 영상의 밝기 정보를 향상시키기 위하여 영상에 전역적으로 톤-매핑(tone-mapping) 함수를 이용하지만, 영상의 특정 부분에는 콘트라스트가 떨어지고 정보량이 훼손되는 단점이 있다.

DRC 기술로 레티넥스(retinex) 이론을 바탕으로 설계된 레티넥스 알고리즘이 우수한 성능을 나타낸다고 알려져 있다. 레티넥스 알고리즘은 가우시안 필터를 이용하여 입력 영상의 조도 성분(illumination)을 추정하고, 입력 영상으로부터 조도 성분을 제거하여 피사체의 특징을 내포하고 있는 반사 성분(reflectance) 영상을 획득하여, 조도 성분의 영향을 줄이고 반사 성분을 향상시켜 합성시키는 방법이다. 그러나 조도 성분을 추정하기 위해서는 충분히 큰 가우시안 필터를 사용해야 하며, 영상의 밝기 차이가 큰 부분에서는 후광 현상(halo artifact)이 발생하는 단점을 가지고 있다.

국내 공개 특허공보 제2010-0081886호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 최적화된 다이나믹 레인지 압축 기술을 이용하여 후광 효과 발생을 최소화 하고, 영상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 영상 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 처리 방법은 입력 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 상기 입력 영상의 특성에 따라 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 단계; 상기 입력 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성하는 단계; 상기 입력 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성하는 단계; 및 상기 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 조도를 추정하는 단계 이전에, 상기 입력 영상 정보를 히스토그램 전 영역에 고르게 퍼뜨려 주는 필터링 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 필터링 단계는, 증폭 정도가 다른 제1 커브 및 제2 커브를 생성하는 단계; 상기 입력 영상을 상기 제1 커브 및 상기 제2 커브를 통과시켜 획득한 제1 최대값 및 제2 최대값의 비율에 따라 상기 제1 커브 및 제2 커브의 가중치를 합하여 제3 커브를 생성하는 단계; 및 상기 입력 영상을 상기 제3 커브에 통과시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 조도를 추정하는 단계는, 상기 입력 영상을 다운 샘플링한 후 보간하여 제1 블러링 영상을 생성하는 단계; 상기 입력 영상을 N×N 블록으로 스캔하면서 추출된 최대값 픽셀로 형성한 제2 블러링 영상을 생성하는 단계; 및 상기 입력 영상의 특성에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 조도가 적용된 영상의 전체 밝기를 균일하게 처리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 암부 증폭 영상을 생성하는 단계는, 상기 입력 영상의 암부 영역 증폭 과정에서 콘트라스트를 향상시키는 단계; 및 상기 콘트라스트가 향상된 암부 영역 내의 로컬 영역에 대한 콘트라스트를 향상시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 명부 보존 영상을 생성하는 단계는, 상기 입력 영상에 대하여 중간 밝기 이상의 영역을 유지하는 단계; 및 상기 입력 영상에 대하여 상기 중간 밝기 영역의 콘트라스트를 향상시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 융합하는 단계는, 상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이하의 조도에 대해서는 상기 명부 보존 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 암부 증폭 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 융합하는 단계는, 상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이상의 조도에 대해서는 상기 암부 증폭 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 명부 보존 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 융합하는 단계 이후에, 상기 융합된 영상의 암부 영역 증폭을 통한 콘트라스트를 향상시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치는 입력 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 상기 입력 영상의 특성에 따라 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 조도 추정부; 상기 입력 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성하는 암부 증폭부; 상기 입력 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성하는 명부 증폭부; 및 상기 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 융합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 입력 영상 정보를 히스토그램 전 영역에 고르게 퍼뜨려 주는 필터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 조도 추정부는, 상기 입력 영상을 다운 샘플링한 후 보간하여 제1 블러링 영상을 생성하는 제1 블러링부; 상기 입력 영상을 N×N 블록으로 스캔하면서 추출된 최대값 픽셀로 형성한 제2 블러링 영상을 생성하는 제2 블러링부; 및 상기 입력 영상의 특성에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산하는 조도 계산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 조도가 적용된 영상의 전체 밝기를 균일하게 처리하는 후광 현상 제거부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 암부 증폭부는, 상기 입력 영상의 암부 영역 증폭 과정에서 콘트라스트를 향상시키는 글로벌 콘트라스트 향상부; 및 상기 콘트라스트가 향상된 암부 영역 내의 로컬 영역에 대한 콘트라스트를 향상시키는 로컬 콘트라스트 향상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 명부 보존부는, 상기 입력 영상에 대하여 중간 밝기 이상의 영역을 유지하고, 상기 입력 영상에 대하여 상기 중간 밝기 영역의 콘트라스트를 향상시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 융합부는, 상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이하의 조도에 대해서는 상기 명부 보존 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 암부 증폭 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 융합부는, 상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이상의 조도에 대해서는 상기 암부 증폭 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 명부 보존 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 융합된 영상의 암부 영역 증폭을 통한 콘트라스트를 향상시키는 글로벌 콘트라스트 향상부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 처리 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 입력 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 상기 입력 영상의 특성에 따라 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 단계; 상기 입력 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성하는 단계; 상기 입력 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성하는 단계; 및 상기 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 최적화된 다이나믹 레인지 압축 기술을 이용하여 후광 효과 발생을 최소화 하고, 영상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 도 1 중 영상 신호의 필터링 전후 영상을 보이는 도면이다.
도 3은 도 1 중 조도 추정부의 상세 블록도 이다.
도 4는 도 1 중 조도 추정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3 중 후광 현상 저감을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1 중 암부 증폭부의 상세도 블록도 및 이를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1 중 명부 보존부의 상세 블록도 및 이를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1 중 융합부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

디지털 카메라를 비롯한 영상을 획득하는 장치들은 성능이 지속적으로 향상되고 있지만, 영상 획득에 사용되는 일반 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서의 경우 다이나믹 레인지(dynamic range)의 한계로 밝은 영역 또는 어두운 영역의 정보를 상실하는 현상이 나타난다. 여기서 다이나믹 레인지란, 영상에서 가장 밝은 영역과 가장 어두운 영역의 밝기 비율을 뜻한다. 영상 획득 장치에 사용되는 센서의 다이나믹 레인지는 실 세계 장면의 다이나믹 레인지 보다 매우 작기 때문에 실 세계 장면의 밝기 범위를 모두 표현할 수 없다. HDR(high dynamic range) 영상은 하나의 노출 값에 대하여 일반 영상 획득 장치로 표현이 가능한 범위 보다 더 큰, 또는 일반적인 디스플레이 장치에서 표현될 수 있는 다이나믹 레인지 보다 더 큰 다이나믹 레인지를 갖는 영상이다. 따라서 HDR 영상은 일반 영상 보다 실 세계에 가까운 밝기 정보의 표현이 가능하다. 그러므로 HDR 영상을 획득할 경우, 일반 영상에서는 식별되지 않았던 암부와 명부의 디테일을 획득할 수 있다.

이러한 HDR 영상의 다이나믹 레인지는 디스플레이의 표현이 가능한 다이나믹 레인지 범위 보다 크기 때문에 HDR 영상을 디스플레이 장치에 표현하기 위해서는 넓은 다이나믹 레인지를 디스플레이 장치의 다이나믹 레인지로 압축하여야 한다. 이러한 과정을 톤 맵핑(tone mapping) 또는 DRC라 부른다. 기존의 방법들은 글로벌 톤 맵핑 커브 한 개를 설계하여 압축 결과를 획득하였다. 이러한 방법은 결과 영상의 전체적인 콘트라스트가 매우 떨어지게 되며, 암부 및 명부를 제대로 표현하지 못해 HDR 합성을 통해 얻는 넓은 다이나믹 레인지를 표현하지 못하게 된다. 따라서 본 실시 예에서 제안하는 영상 처리 방법은 HDR 영상의 명부와 암부를 구분하고, 암부의 정보를 영상의 특성에 따라 적응적으로 증폭하는 방법을 적용하여 명부와 암부 정보를 한 장의 영상에 모두 표현한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 1을 참조하면, 영상 처리 장치(10)는 필터링부(100), 조도(illuminance) 추정부(200), 암부 증폭부(300), 명부 보존부(400) 및 융합부(500)를 포함한다.

필터링부(100)는 입력 HDR 영상의 정보를 히스토그램 전 영역에 고르게 퍼뜨려 준다. HDR 영상은 넓은 다이나믹 레인지를 갖고 있으므로, 대부분의 정보는 히스토그램의 어두운 영역에 치우쳐 있게 된다. 이러한 분포는 다이나믹 레인지 압축을 효과적으로 적용할 수 없다. 따라서 필터링부(100)가 상기에 개시된 바와 같은 동작을 수행한다.

필터링부(100)는 증폭 정도가 다른 제1 오버 커브 및 제2 오버 커브를 생성한다. 여기서 오버 커브라 함은 입력되는 HDR 영상을 출력을 증폭시킬 수 있는 커브를 의미한다. 입력 HDR 영상을 제1 커브에 통과시킨 후 출력되는 값들 중 최대값인 제1 최대값 및 입력 HDR 영상을 제2 커브에 통과시킨 후 출력되는 값들 중 최대값인 제2 최대값의 비율에 따라, 제1 커브 및 제2 커브의 가중치를 합하여 새로운 제3 커브를 생성한다. 이때 제1 및 제2 최대값은 입력 HDR 영상의 최대값 보다 소정 비율(예를 들어 0.001%) 작은 값으로 결정된다. 이는 영상에서 다른 정보들 보다 현저히 높거나 낮은 값, 또는 잡음과 같은 원치 않는 값들이 최대값으로 구해질 수 있기 때문에, 제1 및 제2 최대값을 입력 HDR 영상의 최대값 보다 소정 비율 작은 값을 최대값으로 결정함으로써, 알고리즘의 안정성을 확보 할 수 있다. 이후 입력 HDR 영상이 제3 커브를 통과하게 되면, 입력 HDR 영상의 밝기가 전체적으로 상승하게 된다.

도 2a는 입력 HDR 영상에 대하여 필터링이 적용되지 않은 영상을, 도 2b는 입력 HDR 영상에 대하여 필터링이 적용된 영상을 보여준다. 도 2a를 참조하면, 필터링이 적용되지 않은 영상은 매우 어두운 것을 볼 수 있으며, 아래 히스토그램을 보면 대부분의 밝기 정보가 어두운 곳에 몰려있는 것을 알 수 있다. 도 2b를 참조하면, 필터링이 적용된 영상은 도 2a에 비해 밝은 것을 볼 수 있으며, 아래 히스토그램을 보면 밝기 정보가 히스토그램 전체 영역에 고르게 퍼져있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 밝기 정보가 히스토그램 전체 영역에 고르게 퍼져 있어야 효과적으로 다이나믹 레인지 압축이 수행되어 좋은 결과를 획득할 수 있게 된다.

실시 예에 따라 영상 처리 장치(10)는 필터링부(100)를 생략할 수 있다. 필터링부(100)가 구비된 경우, 조도 추정부(200), 암부 증폭부(300) 및 명부 보존부(400)로 입력되는 신호는 필터링된 HDR 영상이다. 그러나, 필터링부(100)가 구비되지 않은 경우, 조도 추정부(200), 암부 증폭부(300) 및 명부 보존부(400)로 입력되는 신호는 입력 HDR 영상이다. 이하, 설명의 편의 상 필터링부(100)가 구비되지 않은 경우로 한정하여 설명하기로 한다.

조도 추정부(200)는 입력 HDR 영상으로부터 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 입력 HDR 영상의 특성에 따라 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정한다. 조도 값은 결과 영상의 자연스러움을 위해 블러링 영상이 주로 사용된다. 이때 영상의 블러링 정도에 따라 결과 영상의 차이가 발생하게 되는데, 블러링된 정도가 클 수록 결과 영상의 글로벌 콘트라스트가 좋아지는 장점이 있지만, 후광 현상(halo artifact)을 동반하게 되는 단점이 있다. 또한 블러링된 정도가 작을수록 후광 현상은 나타나지 않지만 결과 영상의 콘트라스트가 좋지 않게 된다. 따라서 영상에 따라 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 적절하게 합성해야 한다.

도 3은 도 1 중 조도 추정부(200)의 상세 블록도 이다. 도 3을 참조하면, 조도 추정부(200)는 제1 블러링부(210), 제2 블러링부(220), 조도 계산부(230) 및 후광 현상 저감부(240)를 포함한다. 이하, 도 3 내지도 5를 참조하여 조도 추정부(200)를 설명하기로 한다.

제1 블러링부(210)는 입력 HDR 영상을 다운 샘플링한 후 보간하여 제2 블러링 영상 보다 블러링 정도가 더 큰 제1 블러링 영상을 생성한다. 제1 블러링 영상은 129×129 크기의 마스크를 사용하여 블러링하는 것이 적절하지만, 이는 하드웨어적으로 매우 부담이 크기 때문에, 본 실시 예에서는 하드웨어 설계를 고려하여 큰 블러링 마스크를 사용하는 대신에, 입력 HDR 영상을 다운 샘플링 한 후 보간(interpolation)하는 방법을 이용한다. 도 4a를 참조하면, 도 4a에 도시된 제1 블러링 영상은 입력 HDR 영상을 12×9 크기의 영상으로 다운 샘플링 한 후, 입력 HDR 영상과 같은 크기로 보간된 결과이다.

제2 블러링부(220)는 입력 HDR 영상 전체를, 픽셀을 단위로 하여 N×N 블록(예를 들어 3×3 블록)으로 스캔하면서, 이 중 추출된 최대값 픽셀들로 형성한 제2 블러링 영상을 생성한다. 여기서, 제2 블러링 영상은 제1 블러링 영상 보다 블러링 정도가 더 작다. 도 4b에는 필터링된 HDR 영상을 3×3 블록으로 스캔하면서 추출된 최대값 픽셀들로 형성한 제2 블러링 영상이 도시되어 있다.

조도 계산부(230)는 입력 HDR 영상의 특성(예를 들면, 평균값 또는 분산값 등)에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산한다. 도 4c에는 가중치가 각각 다르게 적용된 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상의 합성에 따라 계산된 조도가 적용된 영상이 도시되어 잇다.

밝기 차이가 심한 영상의 경우, 입력 HDR 영상의 특성에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산하더라도 후광 현상이 발생하게 된다. 이는 밝기 차이가 심할 경우, 조도의 변화도 심하기 때문이다. 도 5a에는 상기 설명된 방법으로 처리한 후 후광 현상이 발생한 영상의 예가 도시되어 있고, 도 5b는 도 5a 영상의 융합 과정을 거처 출력되는 최종 출력 영상의 예가 도시되어 있다.

후광 현상 저감부(240)는 조도를 추정한 영상에 역 S자 형태의 커브를 통과시켜 조도의 전체 밝기를 균일하게 만들어 준다. 여기서 역 S자 커브라 함은 암부 영역, 중부 영역 및 명부 영역을 포함하는 영상 중, 중부 영역의 밝기를 균일하게 만들어주는 커브이다. 조도의 밝기가 균일해지므로 결과 영상의 후광 현상을 저감시킬 수 있다. 도 5c에는 조도가 추정된 영상 즉, 도 5a 영상에 역 S자 형태의 커브를 통과시킨 영상이 도시되어 있다. 도 5a 영상의 경우, 좌측 부분은 창 밖의 빛이 들어와 매우 밝지만, 우측 부분은 빛이 들어오지 않아 매우 어둡다. 도 5b에서는 어둡고 밝은 경계가 부드럽게 표현되어 있지만, 밝기 차이가 심해서 후광현상을 발생시키는 원인이 된다. 반면에 도 5c 영상의 경우 조도가 적용된 영상에 역 S자 형태의 커브를 통과시켜, 조도의 밝기가 균일해 진 것을 확인할 수 있다. 도 5d는 후광현상 저감을 위해, 조도가 적용된 영상에 역 S자 형태의 커브를 통과시킨 최종 출력 영상을 보이고 있다. 도5d를 참조하면, 후광 현상이 사라졌음을 확인할 수 있고, 또한 영상의 콘트라스트도 훼손되지 않았음을 알 수 있다.

이와 같이 본 실시 예에서 조도 추정부(200)는 영상 블러링을 통해 조도를 추정하기 때문에 가우시안 필터링을 이용하여 조도를 추정하는 종래의 방법 보다 연산량을 줄일 수 있고 또한 후광 현상 발생을 최소화 할 수 있다.

도 1로 돌아와서, 암부 증폭부(300)는 입력 HDR 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성한다. 도 6은 암부 증폭부(300)의 상세도 블록도 및 이를 설명하기 위한 도면이 개시되어 있다.

도 6a를 참조하면, 암부 증폭부(300)는 글로벌 콘트라스트 향상부(310) 및 로컬 콘트라스트 향상부(320)를 포함한다. 글로벌 콘트라스트 향상부(310)는 입력 HDR 영상의 암부 영역 증폭 과정에서 콘트라스트를 향상시킨 영상을 출력한다. 이때 로컬 콘트라스트 향상부(320)는 콘트라스트가 향상된 암부 영역 내의 로컬 영역에 대한 콘트라스트를 향상시킨다.

도 6b를 참조하여 글로벌 콘트라스트 향상부(310) 및 로컬 콘트라스트 향상부(320)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 입력 HDR 영상을 I라고 하면, 글로벌 콘트라스트 향상부(310)는 입력 HDR 영상을 픽셀을 단위로 하여 N×N 블록(예를 들어 3×3 블록)으로 스캔하면서, 이 중 추출된 최대값 픽셀들로 형성한 블러링 영상 I_d를 생성한다. 이후, 글로벌 콘트라스트 향상부(310)는 블러링 영상 I_d 및 조도 추정부(200)에서 추정된 조도의 가중치의 합을 입력으로 하여, 이 입력을 증폭함수 f(input)에 통과시킨 출력을 계산한 후, 상기 입력과 출력의 비율을 나타내는 A_d값을 생성한다. 증폭함수 f(input) 수식에서, MAX는 최대 밝기 값(예를 들어 8비트 영상에서 255)을 나타내고, δ는 증폭함수 f(input)커브의 기울기를 결정하는 계수이다. 그리고 A_d값을 생성하는 수식에서, s는 조도의 가중치를 나타내며, s값이 클수록 콘트라스트가 높아진다. 이후 글로벌 콘트라스트 향상부(310)는 A_d에 가우시안 블러링을 적용한 A_db를 생성한다. 여기서, 가우시안 블러링 적용 시에 소정 사이즈(예를 들어 1×3)의 마스크를 사용하여 가우시안 블러링을 수행한다. 글로벌 콘트라스트 향상부(310)는 A_db값에 입력 HDR 영상 I를 곱하여, 글로벌 콘트라스트 향상 결과 O₁을 출력한다. 입력 HDR 영상 I에 대한 암부 증폭을 하게 되면, 입력 HDR 영상 I 내에서 영역에 따라 콘트라스트가 저하되는 등의 문제점이 발생하게 된다. 따라서 글로벌 콘트라스트 향상부(310)는 블러링 영상 I_d 및 가중치가 적용된 조도를 이용하여 암부 영역 증폭 및 콘트라스트 향상을 동시에 수행한다.

로컬 콘트라스트 향상부(320)에서는 글로벌 콘트라스트 향상부(310)로부터 출력되는 결과 O₁에 추가적으로 로컬 영역의 콘트라스트를 향상시키기 위해, 입력 HDR 영상 I 및 주변 화소의 특성을 반영한 블러링 영상 I_d를 이용한다. 즉, 글로벌 콘트라스트 향상부(310)로부터 출력되는 결과 O₁에 이용되는 입력 영상 I 대신에, 블러링 영상 I_d 및 입력 HDR 영상 I의 비율을 이용한 값을 사용하고, 최종 결과로서, 암부의 글로벌 콘트라스트 및 로컬 콘트라스트가 향상된 결과 O₂를 출력한다. 여기서 γ는 블러링 영상 I_d 및 입력 HDR 영상 I의 비율을 조절하기 위한 계수이다.

도 1로 돌아와서, 명부 보존부(400)는 입력 HDR 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성한다. HDR 영상을 한 장의 영상으로 표현하기 위해서는, 암부 증폭 시에 명부는 증폭되지 않도록 해야 한다. 하지만 명부를 단순히 증폭되지 않도록 유지시키기만 하면 결과 영상의 콘트라스트가 좋지 않게 된다. 따라서 명부 보존부(400)는 미들-커브 설계 및 적용부(410)를 구비하여, 입력 HDR 영상을 미들-커브에 통과시켜 명부 보존 영상을 생성한다.

도 7은 명부 보존부(400)의 상세 블록도 및 이를 설명하기 위한 도면이다. 도 7a를 참조하면, 미들-커브 설계 및 적용부(410)는 미들-커브를 설계하고 입력 HDR 영상에 미들-커브를 적용한 결과를 명부 보존 결과로 출력한다. 여기서 미들-커브라 함은, 입력 HDR 영상에서 명부 영역은 그 밝기를 그대로 유지 하면서, 중부 영역의 콘트라스트를 향상시키는 커브를 의미한다. 입력 HDR 영상이 미들-커브를 통과하게 되면 전체적으로 영상의 콘트라스트가 향상된다.

도 7b를 참조하여 미들-커브 설계 및 적용부(410)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 입력 HDR 영상을 I라고 하면, 미들-커브 설계 및 적용부(410)는 입력 HDR 영상을 픽셀을 단위로 하여 N×N 블록(예를 들어 3×3 블록)으로 스캔하면서, 이 중 추출된 최대값 픽셀들로 형성한 블러링 영상 I_d를 생성한다. 이후, 미들-커브 설계 및 적용부(410)는 블러링 영상 I_d 및 조도 추정부(200)에서 추정된 조도의 가중치의 합을 입력으로 하여, 이 입력을 미들-커브 증폭함수 g(input)에 통과시킨 출력을 계산한 후, 상기 입력과 출력의 비율을 나타내는

값을 생성한다. 미들-커브 증폭함수 g(input) 수식에서, MAX는 최대 밝기 값(예를 들어 8비트 영상에서 255)을 나타내고, α는 미들-커브의 기울기를 결정하는 계수이다. 그리고

값을 생성하는 수식에서, m은 조도의 가중치를 나타내며, m값이 클수록 콘트라스트가 높아진다. 이후 미들-커브 설계 및 적용부(410)는

에 가우시안 블러링을 적용한

를 생성한다. 여기서, 가우시안 블러링 적용 시에 소정 사이즈(예를 들어 1×3)의 마스크를 사용하여 가우시안 블러링을 수행한다. 미들-커브 설계 및 적용부(410)는

값에 입력 HDR 영상 I를 곱하여, 명부 보존 결과 O₃를 출력한다.

도 1로 돌아와서, 융합부(500)는 조도 추정부(200)에서 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 암부 증폭 영상 및 명부 보존 영상을 융합한다. 도 8을 참조하여 융합부(500)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8a는 암부 증폭부(300)에서 출력되는 암부 증폭 영상을 나타내고, 도 8b는 명부 보존부(400)에서 출력되는 명부 보존 영상을 나타낸다. 도 8c는 조도에 따른 가중치 적용을 설명하는 그래프로서, 예를 들어 추정된 조도가 60000인 경우 암부 증폭 영상 및 명부 보존 영상의 가중치를 동일하게 약 0.5로 설정한다. 융합부(500)는 가중치 0.5가 각각 적용된 암부 증폭 영상 및 명부 보존 영상을 증폭한다. 도 8c에서 조도의 제1 임계값(예를 들어 600000)을 기준으로 하여, 제1 임계값 이상은 밝은 영역을 나타내고, 제1임계값 이하는 어두운 영역을 나타낸다.

융합부(500)는 제1 임계값 이하의 조도에 대해서는, 영상이 어둡다고 판단하고, 명부 보존 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 암부 증폭 영상에 적용한 후, 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합한다. 예를 들어, 도 8c를 참조하여 추정된 조도가 40000인 경우, 융합부(500)는 암부 증폭 영상의 가중치를 0.9로, 명부 보존 영상의 가중치를 0.1로 설정한다. 그리고 나서 0.9의 가중치가 적용된 암부 증폭 영상 및 0.1의 가중치가 적용된 명부 보존 영상을 융합한다.

융합부(500)는 제1 임계값 이상의 조도에 대해서는, 영상이 밝다고 판단하고, 암부 증폭 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 명부 보존 영상에 적용한 후, 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합한다. 예를 들어, 도 8c를 참조하여 추정된 조도가 80000인 경우, 융합부(500)는 암부 증폭 영상의 가중치를 0.19로, 명부 보존 영상의 가중치를 0.81로 설정한다. 그리고 나서 0.19의 가중치가 적용된 암부 증폭 영상 및 0.81의 가중치가 적용된 명부 보존 영상을 융합한다.

본 실시 예에서 융합부(500)는 조도에 따라 암부 증폭 영상 및 명부 보존 영상에 각각 다른 가중치를 적용하여 융합함으로써, 종래의 톤 매핑 방법에 비해 다이나믹 레인지를 최적화 할 수 있다.

본 실시 예에서는 영상 처리 장치(10)로 입력되는 영상을 HDR 영상으로 한정하여 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 일반 영상(예를 들어 LDR(low dynamic range) 영상), 더 나아가 베이어 패턴(bayer pattern) 영상을 영상 처리 장치(10)로 입력으로 적용할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다. 이하의 설명에서, 도 1 내지 도 8에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 영상 처리 장치(10)는 입력 HDR 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 입력 HDR 영상의 특성에 따라 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 단계(S10)를 수행한다. 영상 처리 장치(10)는 입력 HDR 영상을 다운 샘플링한 후 보간하여 제2 블러링 영상 보다 블러링 정도가 더 큰 제1 블러링 영상을 생성한다. 또한 필터링부(100)는 입력 HDR 영상 전체를, 픽셀을 단위로 하여 N×N 블록(예를 들어 3×3 블록)으로 스캔하면서, 이 중 추출된 최대값 픽셀들로 형성한 제2 블러링 영상을 생성한다. 제2 블러링 영상은 제1 블러링 영상 보다 블러링 정도가 더 작다. 영상 처리 장치(10)는 제1 및 제2 블러링 영상 생성 후 입력 HDR 영상의 특성(예를 들면, 평균값 또는 분산값 등)에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산한다. 밝기 차이가 심한 영상의 경우, 입력 HDR 영상의 특성에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산하더라도 후광 현상이 발생하게 된다. 따라서 영상 처리 장치(10)는 조도가 적용된 영상에 역 S자 형태의 커브를 통과시켜 조도의 전체 밝기를 균일하게 만들어 줌으로써 후광 현상을 저감시킬 수 있다.

실시 예에 따라 영상 처리 장치(10)는 조도 추정 전에, 입력 HDR 영상의 정보를 히스토그램 전 영역에 고르게 퍼뜨려 주기 위해 필터링을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정은 생략 될 수도 있다.

조도 추정이 완료되면, 영상 처리 장치(10)는 입력 HDR 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성하는 단계(S20)를 수행한다. 영상 처리 장치(10)는 입력 HDR 영상의 암부 영역 증폭 과정에서 콘트라스트를 향상시키는 글로벌 콘트라스트 향상 처리 및 콘트라스트가 향상된 암부 영역 내의 로컬 영역에 대한 콘트라스트를 향상시키는 로컬 콘트라스트 향상 처리를 수행하여 암부 증폭 영상을 생성한다.

또한 조도 추정이 완료되면, 영상 처리 장치(10)는 입력 HDR 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성하는 단계(S30)를 수행한다. HDR 영상을 한 장의 영상으로 표현하기 위해서는, 암부 증폭 시에 명부는 증폭되지 않도록 해야 한다. 하지만 명부를 단순히 증폭되지 않도록 유지시키기만 하면 결과 영상의 콘트라스트가 좋지 않게 된다. 따라서 영상 처리 장치(10) 는 미들-커브를 설계하고, 입력 HDR 영상을 미들-커브에 통과시켜 명부 보존 영상을 생성한다. 여기서 미들-커브라 함은, 입력 HDR 영상에서 아주 밝은 영역(예를 들어 눈으로 구분이 어려운 중간 밝기 이상의 영역)은 그 밝기를 그대로 유지 하면서, 눈으로 구분이 가능한 중간 밝기 영역의 콘트라스트를 향상시키는 커브를 의미한다. 입력 HDR 영상이 미들-커브를 통과하게 되면 전체적으로 영상의 콘트라스트가 향상된 명부 보존 영상이 생성된다.

조도 추정, 암부 증폭 영상 및 명부 보존 영상 획득이 완료되면, 영상 처리 장치(10)는 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 암부 증폭 영상 및 명부 보존 영상을 융합하는 단계(S40)를 수행한다. 영상 처리 장치(10)는 제1 임계값(예를 들어 60000) 이하의 조도에 대해서는, 영상이 어둡다고 판단하고, 명부 보존 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 암부 증폭 영상에 적용한 후, 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합한 결과를 융합한다. 또한 영상 처리 장치(10)는 제1 임계값 이상의 조도에 대해서는, 영상이 밝다고 판단하고, 암부 증폭 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 명부 보존 영상에 적용한 후, 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합한다.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 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 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

100: 필터링부 200: 조도 추정부
300: 암부 증폭부 400: 명부 보존부
500: 융합부 210: 제1 블러링부
220: 제2 블러링부 230: 조도 계산부
240: 후광 현상 저감부 310: 글로벌 콘트라스트 향상부
320: 로컬 콘트라스트 향상부 410: 미들-커브 설계 및 적용부

Claims

입력 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 상기 입력 영상의 특성에 따라 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 단계;
상기 입력 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성하는 단계;
상기 입력 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성하는 단계; 및
상기 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 조도를 추정하는 단계 이전에,
상기 입력 영상 정보를 히스토그램 전 영역에 고르게 퍼뜨려 주는 필터링 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 3항에 있어서, 상기 필터링 단계는,
증폭 정도가 다른 제1 커브 및 제2 커브를 생성하는 단계;
상기 입력 영상을 상기 제1 커브 및 상기 제2 커브를 통과시켜 획득한 제1 최대값 및 제2 최대값의 비율에 따라 상기 제1 커브 및 제2 커브의 가중치를 합하여 제3 커브를 생성하는 단계; 및
상기 입력 영상을 상기 제3 커브에 통과시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 조도를 추정하는 단계는,
상기 입력 영상을 다운 샘플링한 후 보간하여 제1 블러링 영상을 생성하는 단계;
상기 입력 영상을 N×N 블록으로 스캔하면서 추출된 최대값 픽셀로 형성한 제2 블러링 영상을 생성하는 단계; 및
상기 입력 영상의 특성에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 4항에 있어서,
상기 조도가 적용된 영상의 전체 밝기를 균일하게 처리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 암부 증폭 영상을 생성하는 단계는,
상기 입력 영상의 암부 영역 증폭 과정에서 콘트라스트를 향상시키는 단계; 및
상기 콘트라스트가 향상된 암부 영역 내의 로컬 영역에 대한 콘트라스트를 향상시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 명부 보존 영상을 생성하는 단계는,
상기 입력 영상에 대하여 중간 밝기 이상의 영역을 유지하는 단계; 및
상기 입력 영상에 대하여 상기 중간 밝기 영역의 콘트라스트를 향상시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 융합하는 단계는,
상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이하의 조도에 대해서는 상기 명부 보존 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 암부 증폭 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 융합하는 단계는,
상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이상의 조도에 대해서는 상기 암부 증폭 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 명부 보존 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 융합하는 단계 이후에,
상기 융합된 영상의 암부 영역 증폭을 통한 콘트라스트를 향상시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
입력 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 상기 입력 영상의 특성에 따라 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 조도 추정부;
상기 입력 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성하는 암부 증폭부;
상기 입력 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성하는 명부 증폭부; 및
상기 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 융합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 11항에 있어서,
상기 입력 영상 정보를 히스토그램 전 영역에 고르게 퍼뜨려 주는 필터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 11항에 있어서, 상기 조도 추정부는,
상기 입력 영상을 다운 샘플링한 후 보간하여 제1 블러링 영상을 생성하는 제1 블러링부;
상기 입력 영상을 N×N 블록으로 스캔하면서 추출된 최대값 픽셀로 형성한 제2 블러링 영상을 생성하는 제2 블러링부; 및
상기 입력 영상의 특성에 따라 가중치를 각각 다르게 적용한 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 계산하는 조도 계산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 13항에 있어서,
상기 조도가 적용된 영상의 전체 밝기를 균일하게 처리하는 후광 현상 제거부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 11항에 있어서, 상기 암부 증폭부는,
상기 입력 영상의 암부 영역 증폭 과정에서 콘트라스트를 향상시키는 글로벌 콘트라스트 향상부; 및
상기 콘트라스트가 향상된 암부 영역 내의 로컬 영역에 대한 콘트라스트를 향상시키는 로컬 콘트라스트 향상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 11항에 있어서, 상기 명부 보존부는,
상기 입력 영상에 대하여 중간 밝기 이상의 영역을 유지하고, 상기 입력 영상에 대하여 상기 중간 밝기 영역의 콘트라스트를 향상시키는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 11항에 있어서, 상기 융합부는,
상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이하의 조도에 대해서는 상기 명부 보존 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 암부 증폭 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 11항에 있어서, 상기 융합부는,
상기 추정된 조도의 제1 임계값을 기준으로 하여, 상기 제1 임계값 이상의 조도에 대해서는 상기 암부 증폭 영상의 가중치 보다 더 높은 가중치를 상기 명부 보존 영상에 적용한 후, 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
제 11항에 있어서,
상기 융합된 영상의 암부 영역 증폭을 통한 콘트라스트를 향상시키는 글로벌 콘트라스트 향상부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영성 처리 방법.
입력 영상에 대해 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 획득하고, 상기 입력 영상의 특성에 따라 상기 제1 블러링 영상 및 제2 블러링 영상을 합성하여 조도를 추정하는 단계;
상기 입력 영상으로부터 암부 증폭 영상을 생성하는 단계;
상기 입력 영상으로부터 명부 보존 영상을 생성하는 단계; 및
상기 추정된 조도에 따라 가중치를 다르게 적용한 상기 암부 증폭 영상 및 상기 명부 보존 영상을 융합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.