KR20080018690A - Apparatus for improving resolution of image and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 언샤프 마스킹 기법에 의한 영상 선명도 개선 장치를 나타낸 블록도.1 is a block diagram illustrating an apparatus for improving image sharpness by a conventional unsharp masking technique.
도 2는 본 발명의 영상의 선명도 개선 장치의 실시예를 나타낸 블록도.Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a device for improving the sharpness of the image of the present invention.
도 3은 본 발명의 영상 특성 추출부의 구성을 나타낸 블록도.3 is a block diagram showing the configuration of an image characteristic extraction unit according to the present invention;
도 4는 본 발명의 선명도 개선부의 구성을 나타낸 블록도.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the sharpness improvement unit of the present invention.
도 5는 전체 표준 편차를 128로 고정했을 때, 국부 편차에 따른 가중치 값을 나타내는 그래프.5 is a graph showing weight values according to local deviations when the entire standard deviation is fixed at 128;
도 6은 본 발명의 영상 선명도 개선 방법의 실시예를 나타낸 순서도.6 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for improving image sharpness of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
100 : 제1 색 공간 변환부 110 : 영상 특성 추출부100: first color space conversion unit 110: image characteristic extraction unit
120 : 선명도 개선부 130 : 제2 색 공간 변환부120: sharpness improvement unit 130: second color space conversion unit
본 발명은 영상의 선명도 개선 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for improving image sharpness.
디스플레이 장치의 주종을 이루어 온 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)은 전자빔을 표시 영역에 대해 편향시키기 위해서 전자총과 형광면 사이가 일정 거리 이상 확보되어야 한다.Cathode ray tubes (CRTs), which have been the mainstay of display devices, must have a certain distance between the electron gun and the fluorescent surface in order to deflect the electron beam with respect to the display area.
이러한 특성에 의해, CRT는 화면 크기에 비해 상대적으로 부피가 크고, 많은 중량을 차지하며, 또한 화면의 평면화 및 대형화 구현에 한계가 있었다.Due to these characteristics, CRTs are relatively bulky and take up a lot of weight compared to the screen size, and there is a limit to the planarization and enlargement of the screen.
한편, 과학의 급격한 발전 및 생활의 풍족함으로 인해 현대인들은 디스플레이 장치의 고급화, 고품격화 및 대형화를 추구하는 경향이 커지고 있다.On the other hand, due to the rapid development of science and the abundance of life, modern people are inclined to pursue high-quality display, high-quality and large-scale display devices.
이와 같은 현대인의 요구 및 CRT의 문제점을 극복하기 위해 새로이 대두된 것이 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 프로젝션 TV 등이다. 이러한 평판 디스플레이 장치는 두께가 얇고 경량이며 대형화면의 구현이 가능하다.In order to overcome the demands of the modern man and the problems of the CRT, the newly emerged are liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), and projection TV. Such a flat panel display device is thin, lightweight, and can realize a large screen.
그러나, 상기 LCD, PDP 등과 같은 디스플레이 장치는 화면 크기가 대형화됨에 따라 잡음 신호, 블러링(Blurring), 입력 영상신호의 신호 대역 제한에 의해 해상도가 저하된 출력 영상신호를 재생하는 경우가 빈번하게 발생한다.However, display devices such as LCDs and PDPs frequently reproduce output video signals having reduced resolution due to noise signals, blurring, and limitation of signal bands of input video signals as the screen size increases. do.
종래에는 평판 디스플레이 장치의 영상의 선명도를 개선하기 위해 영상 데이터를 화면에 디스플레이하기 전에 영상 데이터를 디지털 필터(Digital Filter)인 언샤프 마스킹(Unsharp Masking) 기법을 응용하여 보다 선명한 영상을 볼 수 있도록 하였다.Conventionally, before the image data is displayed on the screen in order to improve the image clarity of the flat panel display device, the image data is applied by using an Unsharp Masking technique, which is a digital filter, so that the image can be seen more clearly. .
언샤프 마스킹 기법은 영상의 세세한 부분을 더욱 강조하고 경계 부분의 대비 효과를 증대시키므로 영상 이미지의 불필요한 노이즈를 제거함으로써, 획득 영 상이 모호한 경우 이미지를 뚜렷하게 하기 위하여 사용한다.The unsharp masking technique emphasizes the details of the image and increases the contrast effect of the boundary part. Therefore, the unsharp masking technique is used to remove the unnecessary noise of the image image to make the image clear when the acquired image is ambiguous.
도 1은 종래의 언샤프 마스킹 기법에 의한 영상 선명도 개선 장치를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for improving image sharpness by a conventional unsharp masking technique.
이에 도시된 바와 같이, 종래의 언샤프 마스킹 기법에 의한 영상 선명도 개선 장치는 고역 통과 필터(High Pass Filter : HPF)(10)와, 승산부(20)와, 신호 지연부(30)와, 가산부(40)로 이루어진다.As shown in the drawing, a conventional image sharpness improving apparatus using an unsharp masking technique includes a high pass filter (HPF) 10, a
상기 고역 통과 필터(10)는 입력되는 신호(Input)를 필터링하여 고주파(High Frequency) 신호를 출력한다.The
즉, 상기 고역 통과 필터(10)는 입력되는 영상에서 부드러운 부분을 제거하고 날카로운 부분, 즉 고주파(High Frequency) 신호들만을 통과시켜 이미지의 선명도를 높인다.That is, the
상기 고역 통과 필터(10)는 3×3 픽셀, 5×5 픽셀, 7×7 픽셀 크기의 마스크의 계수 값을 정 중앙에는 양의 계수, 그 주변은 음의 계수를 사용함으로써, 전체 계수의 합이 0이 되도록 설정하여 영상 데이터에 적용시키면 선명한 화질의 영상을 얻을 수 있다.The
상기 승산부(20)는 상기 고역 통과 필터(10)에서 출력된 신호에 고정된 가중치(W) 값을 승산하여 출력한다.The
상기 신호 지연부(30)는 입력된 신호(Input)를 소정 시간 지연시킨 후, 출력한다. The
즉, 신호 지연부(30)는 상기 승산부(20)에서 고역 통과 필터(10)에서 출력된 신호에 고정된 가중치(W) 값을 승산하여 출력함과 동시에 지연된 입력 신호(Input-d)를 출력한다.That is, the
여기서, 상기 신호 지연부(30)에서 소정 시간 지연된 신호(Input-d)는 상기 고역 통과 필터(10)로 입력된 신호(Input)와 동일한다.Here, the signal delayed by the
상기 가산부(150)는 상기 승산부(20)에서 출력된 신호 및 상기 신호 지연부(30)에서 출력된 신호(Input-d)를 가산하여 출력한다.The adder 150 adds and outputs the signal output from the
종래의 언샤프 마스킹을 이용한 영상의 선명도 개선 방법을 수식으로 표현하면 다음과 같다.A conventional method for improving the sharpness of an image using unsharp masking is expressed as a formula.
여기서, (m,n)은 화소 위치를 나타내고, yi(m,n)은 입력 휘도를 나타내고, W는 가중치를 나타내며, hHP(m,n)은 고역 통과 필터된 신호를 나타내며, yo(m,n)는 출력 휘도를 나타낸다.Where (m, n) represents the pixel position, y i (m, n) represents the input brightness, W represents the weight, h HP (m, n) represents the high pass filtered signal, y o (m, n) represents the output luminance.
수학식 1에서 볼 수 있듯이, 출력 휘도는 입력 휘도의 크기에 가중치된 고역 통과 필터된 값을 더한 것과 같다. 이러한 방법은 영상의 경계(Edge)를 강화하여 선명도를 높이는 효과가 있다.As can be seen in
그러나, 이러한 고전적인 방법은 영상의 특성을 고려하지 않은 채 가중치가 고정되어 있어서 다양한 영상에 적용했을 때, 인위적인 왜곡현상(Artifact)을 초래하는 단점이 있다.However, such a classical method has a disadvantage of causing artificial distortion when applied to various images because the weight is fixed without considering the characteristics of the image.
즉, 고역 통과 필터된 값에 각 영상마다 동일한 가중치가 주어짐으로써, 영상의 특성을 제대로 살리지 못하고 부자연스러운 영상이 화면에 출력되는 문제점이 있다.That is, since the same weight is given to each image to the high pass filtered value, there is a problem that an unnatural image is output on the screen without properly utilizing the characteristics of the image.
따라서, 본 발명의 목적은 입력되는 휘도 신호의 국부 분산 및 해당 프레임의 전체 분산을 추출하고, 추출된 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 가중치를 조절함으로써, 영상의 통계적 특성에 따라 가중치를 달리 적용하여 다양한 영상에서 자연스러운 선명도 개선이 가능한 영상의 선명도 개선 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to extract the local variance of the input luminance signal and the total variance of the corresponding frame, and adjust the weights using the extracted local variance and the total variance, thereby applying different weights according to statistical characteristics of the image. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for improving image sharpness capable of improving natural sharpness in various images.
본 발명의 영상의 선명도 개선 장치의 바람직한 실시예는, R(레드), G(그린), B(블루) 색 신호를 입력받아 휘도 신호의 Y 신호와 색 정보의 Cb 및 Cr 신호로 변환하여 출력하는 제1 색 공간 변환부와, 상기 제1 색 공간 변환부에서 출력된 Y 신호의 국부 분산(Local Variance) 및 해당 프레임의 전체 분산(Global Variance)을 추출하는 영상 특성 추출부와, 상기 영상 특성 추출부에서 추출한 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 상기 Y 신호의 선명도를 개선하는 선명도 개선부와, 상기 선명도 개선부에 의해 선명도가 개선된 Y 신호 및 상기 제1 색 공간 변환부가 출력하는 Cb 및 Cr 신호를 입력받아 R(레드), G(그린), B(블루) 색 신호로 변환하여 출력 하는 제2 색 공간 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the apparatus for improving image sharpness of the present invention, an R (red), G (green), and B (blue) color signal is input and converted into a Y signal of a luminance signal and a Cb and Cr signal of color information. A first color space converter to extract a local variance of the Y signal output from the first color space converter and a global variance of the corresponding frame; A sharpness improving unit that improves the sharpness of the Y signal by using local and total dispersions extracted by an extracting unit, and a Cb and Cr output by the Y signal and the first color space converting unit that have improved the sharpness by the sharpness improving unit And a second color space converter configured to receive a signal and convert the signal into an R (red), G (green), and B (blue) color signal.
여기서, 상기 영상 특성 추출부는, 상기 제1 색 공간 변환부에서 출력된 Y 신호의 (m,n) 픽셀 위치에서 마스크(Mask) 내의 국부 분산(Local Variance)을 추출하는 국부 분산 추출부와, 상기 Y 신호의 해당 프레임(Frame)의 전체 분산(Global Variance)을 추출하는 전체 분산 추출부와, 상기 Y 신호의 해당 프레임의 휘도 정보가 저장되는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 휘도 정보를 이용하여 상기 국부 분산 추출부 및 전체 분산 추출부가 상기 Y 신호의 국부 분산 및 전체 분산을 추출할 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The image characteristic extractor may include a local variance extractor configured to extract a local variance in a mask at a (m, n) pixel position of the Y signal output from the first color space converter. The local by using a global variance extracting unit for extracting a global variance of a corresponding frame of the Y signal, a memory in which the luminance information of the corresponding frame of the Y signal is stored, and the luminance information stored in the memory And a control unit configured to control the dispersion extracting unit and the total dispersion extracting unit to extract local dispersion and total dispersion of the Y signal.
그리고, 상기 선명도 개선부는, 상기 제1 색 공간 변환부에서 출력된 Y 신호를 필터링하여 고주파(High Frequency)신호를 출력하는 고역 통과 필터와, 상기 영상 특성 추출부에서 추출된 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 해당 영상에 적용할 가중치를 조절하는 가중치 조절부와, 상기 고역 통과 필터에서 출력되는 고주파 신호 및 상기 가중치 조절부에서 결정된 가중치 값을 입력받아 선명도가 개선된 휘도신호를 출력하는 선명도 조절부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The sharpness improving unit may include a high pass filter for filtering a Y signal output from the first color space converter and outputting a high frequency signal, and a local dispersion and total dispersion extracted from the image characteristic extraction unit. A weight adjusting unit for adjusting a weight to be applied to a corresponding image by using a weight adjusting unit, and a sharpness adjusting unit for receiving a high frequency signal output from the high pass filter and a weight value determined by the weight adjusting unit and outputting a luminance signal having improved sharpness Characterized in that made.
본 발명의 영상의 선명도 개선 방법의 바람직한 실시예는, R(레드), G(그린), B(블루) 색 신호를 입력받아 휘도 신호의 Y 신호와 색 정보의 Cb 및 Cr 신호로 변환하여 출력하는 단계와, 상기 출력된 Y 신호의 국부 분산(Local Variance) 및 해당 프레임의 전체 분산(Global Variance)을 추출하는 단계와, 상기 추출한 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 상기 출력된 Y 신호의 선명도를 개선하는 단계와, 상기 선명도가 개선된 Y 신호 및 상기 Cb 및 Cr 신호를 입력받아 R(레드), G(그린 ), B(블루) 색 신호로 변환하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the method for improving image sharpness of the present invention, an R (red), G (green), and B (blue) color signal is input and converted into a Y signal of a luminance signal and a Cb and Cr signal of color information. Extracting the local variance of the output Y signal and the global variance of the corresponding frame; and using the extracted local variance and the overall variance, the sharpness of the output Y signal is determined. And receiving the Y signal and the Cb and Cr signals having improved clarity, and converting the signals into R (red), G (green), and B (blue) color signals. do.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 영상 선명도 개선장치 및 방법을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the apparatus and method for improving image sharpness of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 영상의 선명도 개선 장치의 실시예를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an embodiment of an apparatus for improving sharpness of an image of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, R(레드), G(그린), B(블루) 색 신호를 입력받아 휘도 신호의 Y 신호와 색 정보의 Cb 및 Cr 신호로 변환하여 출력하는 제1 색 공간 변환부(100)와, 상기 제1 색 공간 변환부(100)에서 출력된 Y 신호의 국부 분산(Local Variance) 및 해당 프레임의 전체 분산(Global Variance)을 추출하는 영상 특성 추출부(110)와, 상기 영상 특성 추출부(110)에서 추출한 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 상기 Y 신호의 선명도를 개선하는 선명도 개선부(120)와, 상기 선명도 개선부(120)에 의해 선명도가 개선된 Y 신호 및 상기 제1 색 공간 변환부(100)가 출력하는 Cb 및 Cr 신호를 입력받아 R(레드), G(그린), B(블루) 색 신호로 변환하여 출력하는 제2 색 공간 변환부(130)로 이루어진다.As shown in the drawing, a first color space conversion unit which receives an R (red), G (green), and B (blue) color signal, converts the Y signal of the luminance signal and the Cb and Cr signals of color information, and outputs the converted color signal. 100), an image
상기 제1 색 공간 변환부(100)는 Ri(m,n)(레드), Gi(m,n)(그린), Bi(m,n)(블루)의 색 신호를 입력받아 휘도신호의 Yi(m,n) 신호와, 색 정보의 Cbi(m,n) 및 Cri(m,n) 신호로 변환하여 출력한다.The first
상기 영상 특성 추출부(110)는 입력 휘도 신호 Yi(m,n)의 통계적 특성을 추출하여 선명도 개선부(120)로 출력한다.The
즉, 상기 영상 특성 추출부(110)는 입력 휘도 신호 Yi(m,n)의 분산(分散, Variance)을 구하여 선명도 개선부(120)로 출력한다.That is, the image
여기서, 상기 영상 특성 추출부(110)는 입력 휘도 신호 Yi의 (m,n) 픽셀 위치에서 마스크(Mask) 내의 국부 분산(Local Variance) 및 해당 프레임(Frame)의 전체 분산(Global Variance)을 추출한다.Here, the image
상기 선명도 개선부(120)는 상기 영상 특성 추출부(110)가 추출한 입력 휘도 신호 Yi(m,n)의 국부 분산(Local Variance) 및 전체 분산(Global Variance)을 이용하여 영상의 선명도를 개선시킨 Yo(m,n)의 휘도 신호를 출력한다.The
즉, 상기 선명도 개선부(120)는 상기 영상 특성 추출부(110)가 추출한 입력 휘도 신호 Yi(m,n)의 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 입력되는 영상에 적용할 가중치 값을 정한 후, 상기 정해진 가중치 값에 따라 영상의 선명도를 개선한다.That is, the
이에 의하면, 영상의 통계적 특성에 따라 다른 가중치 값을 적용할 수 있어 다양한 영상에서 자연스러운 선명도 개선이 가능하다.According to this, different weight values may be applied according to statistical characteristics of an image, thereby improving natural sharpness in various images.
상기 제2 색 공간 변환부(130)는 상기 선명도 개선부(120)에 의해 선명도가 개선된 Yo(m,n) 신호와, 상기 제1 색 공간 변환부(100)가 출력하는 Cbi(m,n) 및 Cri(m,n) 색 신호를 입력받아 Ro(m,n), Go(m,n), Bo(m,n) 색 신호를 출력한다.The second
도 3은 본 발명의 영상 특성 추출부의 구성을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of an image characteristic extraction unit according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 입력되는 휘도 신호 Yi의 (m,n) 픽셀 위치에서 마스크(Mask) 내의 국부 분산(Local Variance)을 추출하는 국부 분산 추출부(111)와, 상기 입력되는 휘도 신호 Yi의 해당 프레임(Frame)의 전체 분산(Global Variance)을추출하는 전체 분산 추출부(113)와, 상기 입력되는 프레임의 휘도 정보가 저장되는 메모리(115)와, 상기 메모리(115)에 저장된 프레임의 휘도 정보를 이용하여 상기 국부 분산 추출부(111) 및 전체 분산 추출부(113)가 입력되는 영상의 국부 분산 및 전체 분산을 추출할 수 있도록 제어하는 제어부(117)로 이루어진다.As shown therein, the local
여기서, 상기 국부 분산은 다음 수학식 2로 나타낼 수 있으며, 상기 국부 분산 추출부(111)는 수학식 2를 통해 (m,n) 픽셀 위치에서 마스크 내의 국부 분산을 추출한다.Here, the local variance may be represented by the following Equation 2, and the
여기서, σ2 l(m,n)은 (m,n) 픽셀 위치에서 마스크 내의 국부 분산을 나타내고, Yi(k,l)은 상기 마스크 내의 (k,l) 픽셀 위치에서의 입력 휘도를 나타내며, mean(m,n)은 (m,n) 픽셀을 중심으로 하는 마스크 내의 평균 휘도를 나타낸다.Where σ 2 l (m, n) represents the local variance in the mask at the (m, n) pixel position, and Y i (k, l) represents the input luminance at the (k, l) pixel position in the mask. , mean (m, n) represents the average luminance in the mask centered on (m, n) pixels.
그리고, 상기 전체 분산은 다음 수학식 3으로 나타낼 수 있으며, 상기 전체 분산 추출부(113)는 수학식 3을 통해 입력 휘도 신호 Yi의 해당 프레임의 전체 분산을 추출한다.The total variance may be represented by Equation 3 below. The
여기서, σ2 g은 해당 프레임의 전체 분산을 나타내고, Yi(k,l)은 상기 마스크 내의 (k,l) 픽셀 위치에서의 입력 휘도를 나타내며, mean g는 해당 프레임의 평균 휘도를 나타내고, MN은 해당 프레임의 전체 크기를 나타낸다. 즉, M은 해당 프레임의 수평 화소수를, N은 해당 프레임의 수직 화소수를 의미한다.Where σ 2 g represents the total variance of the frame, Y i (k, l) represents the input luminance at the (k, l) pixel location within the mask, mean g represents the average luminance of the frame, MN represents the total size of the frame. That is, M means the number of horizontal pixels of the frame, and N means the number of vertical pixels of the frame.
도 4는 본 발명의 선명도 개선부의 구성을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram showing the configuration of the sharpness improving unit of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 입력되는 휘도 신호 Yi(m,n)를 필터링하여 고주파(High Frequency)신호 hHP(m,n)를 출력하는 고역 통과 필터(121)와, 영상 특성 추출부(미도시)에서 추출된 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 입력되는 영상에 적용할 가중치를 조절하는 가중치 조절부(124)와, 상기 고역 통과 필터(121)에서 출력되는 고주파 신호 hHP(m,n) 및 상기 가중치 조절부(124)에서 결정된 가중치 값을 입력받아 선명도가 개선된 휘도신호 Yo(m,n)를 출력하는 선명도 조절부(127)로 이루어진다.As shown therein, a
상기 고역 통과 필터(121)는 입력되는 휘도 신호 Yi(m,n)에서 부드러운 부분을 제거하고 날카로운 부분, 즉 고주파(High Frequency) 신호들만을 통과시켜 이미지의 선명도를 높인다.The
상기 고역 통과 필터(121)는 3×3 픽셀, 5×5 픽셀, 7×7 픽셀 크기의 마스크의 계수 값을 정 중앙에는 양의 계수, 그 주변은 음의 계수를 사용함으로써, 전체 계수의 합이 0이 되도록 설정하여 영상 데이터에 적용시키면 선명한 화질의 영상을 얻을 수 있다.The
상기 가중치 조절부(124)는 영상 특성 추출부(미도시)에서 출력하는 국부 분산(σ2 l(m,n)) 및 전체 분산(σ2 g)을 이용하여 입력되는 영상에 적용할 가중치 값을 조절한다.The
여기서, 상기 국부 분산(σ2 l(m,n)) 및 전체 분산(σ2 g)을 이용한 가중치 값 w(m,n)은 다음 수학식 4에 의해 정하여진다.Here, the weight value w (m, n) using the local variance σ 2 l (m, n) and the total variance σ 2 g is determined by the following equation (4).
상기 수학식 4에 의하면, 가중치 w(m,n)의 최대값은 1에, 최소값은 0에 가까워짐을 알 수 있다.According to Equation 4, it can be seen that the maximum value of the weights w (m, n) is close to 1 and the minimum value is close to zero.
그리고, 국부 분산(σ2 l(m,n))이 전체 분산(σ2 g)에 비하여 커질수록 가중치 w(m,n)은 작아지며, 반대로 국부 분산(σ2 l(m,n))이 전체 분산(σ2 g)에 비하여 작을수록 가중치 w(m,n)는 커짐을 알 수 있다.As the local variance σ 2 l (m, n) becomes larger than the total variance σ 2 g , the weight w (m, n) decreases, whereas the local variance σ 2 l (m, n) It can be seen that the weight w (m, n) becomes larger as it is smaller than the total variance σ 2 g .
상기 수학식 4에 의하면, 입력되는 영상의 국부 분산(σ2 l(m,n)) 및 전체 분산(σ2 g)을 고려하여 가중치 값을 적용함으로써, 영상의 과다한 선명도 향상을 막아 아티팩트(Artifact)를 방지하는 효과가 있다.According to Equation 4, by applying a weight value in consideration of the local variance (σ 2 l (m, n)) and the total variance (σ 2 g ) of the input image, it is possible to prevent excessive sharpness of the image, thereby preventing artifacts. ) Is effective to prevent.
도 5는 전체 표준 편차를 128로 고정했을 때, 국부 편차에 따른 가중치 값을 나타내는 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이, 국부 편차가 클수록 가중치가 줄어 드는 것을 볼 수 있다.5 is a graph showing weight values according to local deviations when the standard deviation is fixed to 128. FIG. As shown in the figure, it can be seen that the larger the local deviation, the smaller the weight.
이와 같이, 본 발명에 의하면 영상의 통계적 특성에 따라 가중치를 달리 적용하되, 수학식 4에 의하여 가중치를 적용함으로써, 영상의 과다한 선명도 개선을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, weights may be differently applied according to statistical characteristics of the image, and by applying weights according to Equation 4, excessive sharpness of the image may be prevented.
상기 선명도 조절부(127)는 상기 고역 통과 필터(121)에서 출력되는 고주파 신호 hHP(m,n) 및 상기 가중치 조절부(124)에서 결정된 가중치 값 w(m,n)을 입력받아 선명도가 개선된 휘도신호 Yo(m,n)를 출력하는데, 출력되는 휘도신호 Yo(m,n)는 다음 수학식 5로 나타낼 수 있다.The
여기서, (m,n)은 화소 위치를 나타내고, Yi(m,n)은 입력 휘도를 나타내며, w(m,n)는 가중치 값을 나타내고, hHP(m,n)은 고역 통과 필터된 신호를 나타내며, Yo(m,n)는 출력 휘도를 나타낸다.Where (m, n) represents the pixel position, Y i (m, n) represents the input brightness, w (m, n) represents the weight value, and h HP (m, n) represents the high pass filtered Y o (m, n) represents the output luminance.
도 6은 본 발명의 영상 선명도 개선방법의 실시예를 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for improving image sharpness of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 영상 특성 추출부(110)에서 입력 휘도 신호 Yi의 (m,n) 픽셀 위치에서 마스크(Mask) 내의 국부 분산(Local Variance) 및 해당 프레임(Frame)의 전체 분산(Global Variance)을 추출한다(단계 S100).As shown in the drawing, first, in the image
다음으로, 입력 휘도 신호 Yi를 고역 통과 필터(121)로 필터링하여 고주파신호 hHP(m,n)를 출력하고, 상기 영상 특성 추출부(110)에서 추출한 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 가중치 값 w(m,n)을 조절한다(단계 S110).Next, the input luminance signal Y i is filtered by the
이어서, 선명도 조절부(127)에서 상기 고역 통과 필터(121)에서 출력하는 고주파신호 hHP(m,n) 및 가중치 조절부(124)에서 출력하는 가중치 값 w(m,n)을 입력받아 선명도가 개선된 휘도신호 Yo(m,n)를 출력한다(단계 S120).Subsequently, the
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. Although the present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. I will understand.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 입력되는 휘도 신호의 국부 분산 및 해당 프레임의 전체 분산을 추출하고, 추출된 국부 분산 및 전체 분산을 이용하여 가중치를 조절함으로써, 영상의 통계적 특성에 따라 가중치를 달리 적용 하여 다양한 영상에서 자연스러운 선명도 개선이 가능하며, 영상의 과다한 선명도 향상을 막아 아티팩트(Artifact)를 방지하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the local variance of the input luminance signal and the total variance of the corresponding frame are extracted, and the weight is adjusted using the extracted local variance and the total variance, thereby weighting the weight according to statistical characteristics of the image. By applying it differently, it is possible to improve natural sharpness in various images and to prevent artifacts by preventing excessive sharpness of images.
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