KR100206319B1 - 비디오 신호의 로컬 콘트라스트 개선을 위한 방법및장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

영상신호처리시스템에 있어서 콘트라스트 개선회로에 관한 것으로, 특히 로컬(Local) 콘트라스트를 개선시키기 위한 회로에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

비디오 신호의 로우 로컬 콘트라스트에 의한 화질저하를 막기 위하여 비디오신호의 로컬 콘트라스트를 주변샘플들의 가중평균과 현샘플의 차로 정의하고 상기 검출된 로컬 콘트라스트의 값에 따라 콘트라스트를 적응적으로 향상시키는 회로.

3. 발명의 해결방법의 요지

비디오 신호처리장치의 콘트라스트처리회로에 있어서, 상기 비디오신호의 로우 로컬콘트라스트에 의한 화질 저하를 막기 위하여 상기 비디오 신호의 로컬 콘트라스트를 주변 샘플들의 가중평균과 현 샘플의 차로 검출하고, 상기 검출된 로컬 콘트라스트의 값에 따라 콘트라스트를 적용적으로 향상시키도록 구성됨을 특징으로 하는 비디오신호의 콘트라스트개선회로.

4. 발명의 중요한 용도

비디오 신호의 콘트라스트 개선회로.

Description

비디오 신호의 로컬 콘트라스트 개선을 위한 회로

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 블럭도.

제2도는 제1도의 MxN 윈도우 발생부(100)의 구체회로도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 웨이트 기능(Weight funtion)함수 특성도.

본 발명은 영상신호처리시스템에 있어서 콘트라스트 개선회로에 관한 것으로, 특히 로컬(Local) 콘트라스트를 개선시키기 위한 회로에 관한 것이다.

일반적으로 비디오 신호는 여러가지 요인에 의해 화질이 떨어질 수 있다. 상기 화질열화의 대표적인 요인 중의 하나로 로우 콘트라스트를 들 수 있는데, 이는 대부분의 텔레비젼 수상기의 세트나 비디오 카메라에 내장된 ABL기능 수행시 많이 발생된다. 이의 보정을 위해 브라트니스(Brightness)의 변화에 따른 감마정정(Gamma correction)이나 히스토그램 등화(Histogram Equalization)등의 방법으로 콘트라스트를 향상시키기는 하지만 이들은 비디오 신호의 전체적인 콘트라스트를 향상시키는 효과는 있지만 시각적으로 중요한 세세한 부근에서 콘트라스트 향상에 그다지 효과적이지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 비디오 신호의 로우 로컬 콘트라스트에 의한 화질저하를 막기 위하여 비디오신호의 로컬 콘트라스트를 주변샘플들의 가중평균과 현샘플의 차로 정의하고 상기 검출된 로컬 콘트라스트의 값에 따라 콘트라스트를 적응적으로 향상시키는 회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 수행하기 위한 본 발명은 로컬 콘트라스터의 크기에 따라 달리 가중치(Weighting)를 로컬 콘트라스트에 곱한후 원신호에 더하여 적응적으로 콘트라스트를 개선토록 함에 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 블럭도로서, 비디오 입력단(Vin)으로 비디오 신호가 입력되면, 다음 식(1)과 같이 계산된 윈도우신호(W)를 발생하는 MxN윈도우 발생부(100)와,

상기 MxN윈도우 발생부(100)에서 발생된 윈도우 신호(W)를 저역통과필터링하여 출력(m)하는 MxN저역통과필터(102)와, 상기 MxN저역통과필터(102)의 출력(m)과 상기 MxN윈도우 발생부(100)의 중간라인 중심샘플(x)과의 차(x-m)를 계산하여 사람이 시각적으로 느낄 수 있는 콘트라스트에 대응하는 신호를 발생하는 가산기(104)와, 상기 가산기(104)의 출력(x-m)을 절대값(lx-ml)으로 변환하여 하이,로우 콘트라스트를 가진 구역을 찾는 절대화회로(106)와, 상기 절대화회로(106)의 출력에 따라 가중치 f(│x-m│)를 출력하는 가중치기(108)와, 상기 가산기(104)의 출력(x-m)과 상기 가중치기(108)의 출력 f(│x-m│) 을 승산 f(│x-m│)(x-m)하는 승산기(110)와, 상기 상기 승산기(110)의 출력 f(│x-m│).(x-m)과 상기 MxN 윈도우 처리부(100)의 중간라인 중심샘플(x)을 더하여 [x + f(│x-m│)(x-m)] 로우 콘트라스트 영역에서 개선된 로컬 콘트라스트가 출력되며 상기 하이 콘트라스트 영역에서는 중심샘플(x)을 바이패스 시키는 가산기(112)로 구성된다.

제2도는 제1도의 MxN윈도우 발생부(100)의 구체회로도로서, (M=N=3인 경우) 비디오신호 입력단(Vin)으로 부터 라인간 구분하기 위해 지연하는 제1,2수평라인지연기(201,202)와, 상기 제1,2수평라인지연기(201,202)에 의해 구분되는 각 라인상의 픽셀간 지연하는 제1-6샘플링지연기(204-214)로 구성된다.

제3도는 본 발명에서 │x-m│에 따라 로칼 콘트라스트에 가중치를 결정하는 가중함수의 일예로써, (a), (b)와 같이 여러가지 다양한 함수를 사용할 수 있음으로 해서 콘트라스트 개선특성을 얻을 수 있음을 보이고 있다.

따라서 본 발명의 구체적 일시예를 제1도-제3도를 참조하여 상세히 설명하면, 제1도의 본 발명에서 기술하는 로컬 콘트라스트 개선을 위한 회로는 제1도에서 먼저, 비디오입력단(Vin)을 통해 입력 비디오신호가 있을 시 MxN 윈도우 발생부(100)는 다음 (1)식과 같이 표현할 수 있는 MxN 윈도우(W)를 발생하여 MxN저역통과필터(102)에 입력한다.

또한 MxN 윈도우(W)의 중심라인 중심샘플(x)를 다음단의 두개의 가산기(104,112)에 입력한다. 여기서 상기 중심샘플(x)이 콘트라스트를 향상시키고자 하는 입력 샘플이다. M=N=3인 경우의 MxN윈도우 발생부(100)가 제2도에 나타나 있다. 제2도의 D는 샘플지연기를 나타내고, H는 수평지연라인을 각각 나타내고 있다. 제1도에서 MxN 저역통과필터(102)의 출력신호 m은으로 주어지고, 이 값을 중심 샘플값(x)에서 뺀다. 여기서 a_ij는 기 설정된 계수이다. 이때 MxN윈도우 발생부(100)의 중심샘플(x)와 MxN 저역통과필터(102)의 출력신호(m)의 차는 사람이 시각적으로 느끼는 콘트라스트 즉, 로컬콘트라스트로 정의할 수 있다. 다시말해 │x-m│이 큰 곳은 하이 콘트라스트, │x-m│이 작은곳은 로우 콘트라스트를 가진 구역이라 할 수 있다. 본 발명에서는 이와 같이 정의되는 로컬 콘트라스트에 따라 다음의 방법으로 로컬 콘트라스트를 향상시킨다. 즉, 제1도에 나타나 있는 바와 같이 │x-m│을 f(│x-m│)만큼 증폭하여 원신호(x)에 더하므로써 출력 비디오 신호 y는 다음(2)식과 같이 주어진다.

y=x + f(│x-m│)(x-m)................[2]

여기서 함수 f()는 가중함수로 │x-m│의 함수이다. 상기 가중함수를 적절히 선택함으로서 다양한 형태의 로컬 콘트라스트 개선 특성을 실현할 수 있다. 예를 들면, 만약 f(│x-m│)=0이면 y=x, 즉 콘트라스트 개선효과가 없게 되고, 만약 │x-m│T일때 f(│x-m│)=K이고, │x-m│T일때 f(│x-m│)=0으로 주어지면, 단, 여기서 T.K는 상수, [2]로서 표현되는 콘트라스트 개선방법은, 로컬 콘트라스트가 작은 영역에서는 그 로컬 콘트라스트를 증폭하고, 상기 로컬 콘트라스트가 이미 크다고 판단되는 영역에서는 입력샘플을 바이패스시키는 적응적인 콘트라스트 개선을 행하게 된다. 따라서 일반적으로는 제3도에 나타나 있는 것들과 같은 형태의 가중함수를 사용하므로써 다양한 콘트라스트 개선 특성을 구현할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 비디오신호의 로우 로컬콘트라스트에 의한 화질 저하를 막기 위하여, 비디오 신호의 로컬 콘트라스트를 주변 샘플들의 평균값과 현 샘플의 차로 정의하고 상기 검출된 로컬 콘트라스트의 값에 따라 콘트라스트를 적응적으로 향상시키는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 비디오 신호의 로컬 콘트라스트 개선회로에 있어서, 상기 비디오 입력단(Vin)으로 비디오 신호가 입력되는 다음 식(1)과 같이 계산된 윈도우신호(W)와 상기 콘트라스트 향상을 위한 위치에 해당하는 중심샘플(x)을 발생하는 MxN윈도우 발생부(100)와,

   상기 MxN윈도우 발생부(100)에서 발생된 상기 윈도우 신호(W)를 저역통과 필터링하여 출력(m)하는 MxN저역통과필터(102)와, 상기 MxN 저역통과필터(102)의 출력(m)과 상기 MxN윈도우 발생부(100)의 중간라인 중심샘플(X)에서 차(x-m)를 계산하여 사람이 시각적으로 느끼는 로컬콘트라스트에 대응하는 신호를 발생하는 가산기(104)와, 상기 가산기(104)의 출력(x-m)을 절대값(│x-m│)으로 변환시켜 하이, 로우 콘트라스트를 가진 구역을 찾는 절대화회로(106)와, 상기 절대화회로(106)의 출력에 따라 가중치 f(│x-m│)를 출력하는 가중치기(108)와, 상기 가산기(104)의 출력(x-m)과 상기 가중치기(108)의 출력 f(│x-m│)을 승산 f(│x-m│).(x-m)하는 승산기(110)와, 상기 승산기(110)의 출력 f(│x-m│).(x-m)과 상기 MxN 윈도우 처리부(100)의 중간라인 중심샘플(x)을 더하여 [x + f(│x-m│)(x-m)] 로우 콘트라스트 영역에서 개선된 로컬 콘트라스트가 출력되며 상기 하이 콘트라스트 영역에서는 중심샘플(x)을 바이패스 시키는 가산기(112)로 구성됨을 특징으로 하는 비디오 신호의 로컬 콘트라스트 개선을 위한 회로.
2. 제1항에 있어서, MxN윈도우 발생부(100)가 상기 비디오신호 입력단(Vin)으로 부터 라인간 구분하기 위해 지연하는 제1,2수평라인지연기(201,202)와, 상기 제1,2수평라인지연기(201,202)에 의해 구분되는 각 라인상의 픽셀간 지연하는 제1-n샘플링지연기(204-214)로 구성됨을 특징으로 하는 비디오 신호의 로컬 콘트라스트 개선을 위한 회로.