KR100195120B1 - Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit - Google Patents

Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit Download PDF

Info

Publication number
KR100195120B1
KR100195120B1 KR1019960034282A KR19960034282A KR100195120B1 KR 100195120 B1 KR100195120 B1 KR 100195120B1 KR 1019960034282 A KR1019960034282 A KR 1019960034282A KR 19960034282 A KR19960034282 A KR 19960034282A KR 100195120 B1 KR100195120 B1 KR 100195120B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
quantized
average level
video signal
level
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1019960034282A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19980015067A (en
Inventor
김영택
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019960034282A priority Critical patent/KR100195120B1/en
Publication of KR19980015067A publication Critical patent/KR19980015067A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100195120B1 publication Critical patent/KR100195120B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/44Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/57Control of contrast or brightness
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/40Image enhancement or restoration using histogram techniques
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124Quantisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/172Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a picture, frame or field

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Abstract

본 발명의 화질 개선 방법과 그 회로는 입력되는 영상신호를 양자화하고, 입력되는 영상신호를 화면단위로 평균을 구해서 양자화하고, 양자화된 영상신호를 양자화된 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하고, 소정수의 양자화된 서브영상의 각각의 누적 밀도 함수를 구하고, 양자화된 서브영상별로 구해진 누적 밀도 함수를 근거로 하여 보간에 의해 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값을 출력하고, 입력되는 영상신호의 평균밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하고, 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값과 보상된 평균레벨을 근거로 하여 양자화된 서브영상별로 독립적으로 히스토그램 등화하므로서, 갑작스런 밝기 변화와 아티펙트를 효과적으로 줄여서 콘트라스트를 개선하면서 주어진 영상의 전체 밝기를 유지하며, 특히 지나치게 어둡거나 밝은 입력 영상신호의 콘트라스트를 개선한다.The image quality improving method and the circuit of the present invention quantize an input video signal, average the input video signal by screen unit, and quantize the quantized video signal according to a quantized average level. The cumulative density function of each of the predetermined number of quantized sub-images is calculated, and based on the cumulative density function obtained for each quantized sub-image, the cumulative density function value interpolated for each sub-image is interpolated. Compensation value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the video signal is added to the average level to output the compensated average level, and quantized based on the interpolated cumulative density function value and the compensated average level for each sub-image. Independent histogram equalization for each sub-image, effectively reducing abrupt brightness changes and artifacts While improving agent maintains the overall brightness of the given image, and, in particular, excessively dark or light to improve the contrast of an input video signal.

Description

밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용한 화질 개선 방법 및 그 회로Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit

본 발명은 밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용한 화질 개선 방법과 그 회로에 관한 것으로, 특히 입력되는 영상신호를 양자화하여 양자화된 영상신호를 그 평균에 근거하여 소정수의 서브영상으로 분할하고, 분할된 서브영상에 대하여 밝기를 보상하면서 독립적으로 히스토램 등화하는 화질 개선 방법 및 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving image quality using a quantized average-separated histogram equalization with a brightness compensation function and a circuit thereof, and more particularly, to a quantized video signal by quantizing an input video signal based on the average of a predetermined number of sub-images. The present invention relates to a method and a circuit for improving image quality by dividing by and performing historam equalization independently while compensating for brightness of the divided sub-images.

히스토그램 등화의 기본 동작은 입력 영상의 히스토그램을 토대로 주어진 입력 영상을 변환하는 것으로서, 여기서 히스토그램이라 함은 주어진 입력 영상에서의 그레이 레벨 분포를 나타낸다.The basic operation of histogram equalization is to convert a given input image based on the histogram of the input image, where a histogram represents a gray level distribution in a given input image.

이러한 그레이 레벨(gray level)의 히스토그램은 영상(image)의 외양(appearance)의 전체적인 묘사를 제공한다. 영상의 샘플 분포에 따라 적절히 조절된 그레이 레벨은 외양 또는 영상의 콘트라스트를 개선시킨다.This gray level histogram provides an overall depiction of the appearance of the image. Gray levels appropriately adjusted according to the sample distribution of the image improve the appearance or contrast of the image.

콘트라스트 개선을 위한 많은 방법중에 영상의 샘플분포에 따라 주어진 영상의 콘트라스트를 개선하는 방법인 히스토그램 등화가 가장 널리 알려져 있으며, 이는 아래 문헌 [1], [2]에 개시되어 있다: [1] J.S.Lim, Two-Dimensional Signal and Image Processing, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1990, [2] R.C.Gonzalez and P.Wints, Digital Image Processing, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1977.Among many methods for improving contrast, histogram equalization, the method of improving the contrast of a given image according to the sample distribution of the image, is the most widely known and described in [1] and [2]: [1] JSLim , Two-Dimensional Signal and Image Processing, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1990, [2] RC Gonzalez and P. Wints, Digital Image Processing, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1977.

또한, 메디컬 영상 처리와 레이더 영상 처리를 포함하는 히스토그램 등화 방법의 유용한 응용은 아래 문헌 [3], [4]에 개시되어 있다: [3] J.Zimmerman, S.Pizer, E.Staab, E.Perry, W.McCartney, and B.Brenton, Evaluation of the effectiveness of adaptive histogram equalization for contrast enhancement, IEEE Tr.on Medical Imaging,pp.304-312, Dec.1988, [4] Y.Li, W.Wang, and D.Y.Yu, Application of adaptive histogram equalization to x-ray chest image, Proc. of the SPIE,pp.513-514,vol.2321,1994.In addition, useful applications of histogram equalization methods, including medical image processing and radar image processing, are disclosed in [3] and [4] below: [3] J. Zimmerman, S. Pizer, E. Staab, E. Perry, W. McCartney, and B. Brenton, Evaluation of the effectiveness of adaptive histogram equalization for contrast enhancement, IEEE Tr.on Medical Imaging, pp. 304-312, Dec. 1988, [4] Y.Li, W. Wang , and DYYu, Application of adaptive histogram equalization to x-ray chest image, Proc. of the SPIE, pp. 513-514, vol. 2321,1994.

따라서, 주어진 영상의 히스토그램을 이용한 기법은 메디컬 영상 처리, 적외선 영상 처리, 레이더 영상 처리 분야등 여러 분야에서 유용하게 응용되고 있다.Therefore, the technique using the histogram of a given image has been usefully applied in various fields such as medical image processing, infrared image processing, radar image processing.

일반적으로, 히스토그램 등화는 동적 범위(dynamic range)를 늘이는(stretching) 효과를 갖기 때문에 히스토그램 등화는 결과 영상의 분포밀도를 평평(flat)하게 하고, 그 결과로서 영상의 콘트라스트를 개선한다.In general, histogram equalization has the effect of stretching the dynamic range, so histogram equalization flattens the distribution density of the resulting image, and as a result improves the contrast of the image.

널리 알려진 히스토그램 등화의 이러한 특성은 실제적인 경우에서는 결점이 된다. 즉, 히스토그램 등화의 출력 밀도가 일정하기 때문에 출력영상의 평균 밝기(brightness)는 중간 그레이 레벨에 가깝게 된다. 실제적으로, 아날로그 영상의 히스토그램 등화를 위하여, 히스토그램 등화에서 출력 영상의 평균 밝기는 입력 영상의 평균 밝기에는 무관하게 정확히 중간 그레이 레벨이다. 분명하게, 이 특성은 실제 응용에서는 바람직하지 않다. 예를 들어, 밤에 찍은 장면은 히스토그램 등화 후에는 낮동안 찍은 장면과 같이 보이는 문제점이 발생된다.This property of well-known histogram equalization is a drawback in practical cases. That is, since the output density of the histogram equalization is constant, the average brightness of the output image is close to the intermediate gray level. In practice, for histogram equalization of analog images, the average brightness of the output image in histogram equalization is exactly intermediate gray level regardless of the average brightness of the input image. Clearly, this property is undesirable in practical applications. For example, a scene taken at night may appear to look like a scene taken during the day after histogram equalization.

또한, 종래의 히스토그램 등화회로는 모든 그레이 레벨의 발생횟수를 모두 저장할 수 있는 구성이 필요하므로 하드웨어 비용이 높아지는 문제점이 발생되었다. 예를 들어, 그레이 레벨(L)이 L=256라고 가정하면, 모든 레벨의 발생횟수를 저장하기 위해 256개의 메모리소자가 요구되고, 모든 레벨의 발생횟수를 누적하기 위해 256개의 누적기등이 필요하였다.In addition, the conventional histogram equalization circuit requires a configuration capable of storing all occurrences of all gray levels, resulting in a problem of high hardware cost. For example, if the gray level L is L = 256, 256 memory elements are required to store the occurrences of all levels, and 256 accumulators are required to accumulate the occurrences of all levels. It was.

본 발명의 목적은 입력 영상의 레벨을 양자화하여 양자화된 입력 영상을 그 평균에 근거하여 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하고, 입력 영상의 평균 밝기에 따라 평균레벨에 보정치를 가산한 보상된 평균레벨을 이용하여 양자화된 서브영상별로 독립적으로 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to quantize a level of an input image and divide the quantized input image into a predetermined number of quantized sub-images based on the average, and a compensated average obtained by adding a correction value to the average level according to the average brightness of the input image. The present invention provides a method of improving image quality by independently histogram equalization for each quantized sub-image using a level.

본 발명의 다른 목적은 입력 영상의 레벨을 양자화하여 양자화된 입력 영상을 그 평균에 근거하여 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하고, 입력 영상의 평균 밝기에 따라 평균레벨에 보정치를 가산한 보상된 평균레벨을 이용하여 양자화된 서브영상별로 독립적으로 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 회로를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to quantize the level of the input image to divide the quantized input image into a predetermined number of quantized sub-images based on the average, and to compensate for adding the correction value to the average level according to the average brightness of the input image. The present invention provides a circuit for improving image quality by independently histogram equalization for each quantized sub-image using an average level.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 화질 개선 방법은 소정수(L)의 그레이 레벨로 표현되는 영상신호를 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 방법에 있어서: (a) 입력되는 영상신호를 양자화하여 양자화된 영상신호를 출력하는 단계; (b) 입력되는 영상신호를 화면단위로 평균을 구해서 양자화하여 양자화된 평균레벨을 출력하는 단계; (c) 상기 양자화된 영상신호를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하는 단계; (d) 상기 소정수의 양자화된 서브영상의 각각의 누적 밀도 함수를 구하는 단계; (e) 양자화된 서브영상별로 구해진 누적 밀도 함수를 근거로 하여 보간에 의해 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값을 출력하는 단계; (f) 입력되는 영상신호의 평균밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 단계; 및 (g) 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값과 상기 보상된 평균레벨을 근거로 하여 양자화된 서브영상별로 독립적으로 히스토그램 등화하는 단계를 포함함을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above object, the image quality improving method according to the present invention is a method for improving image quality by histogram equalizing a video signal represented by a predetermined number (L) of gray levels: (a) Quantizing an input video signal Outputting a quantized video signal; (b) outputting a quantized average level by obtaining and quantizing an input video signal in units of screens; (c) dividing the quantized video signal into a predetermined number of quantized sub-pictures according to the quantized average level; (d) obtaining a cumulative density function of each of the predetermined number of quantized sub-images; (e) outputting an interpolated cumulative density function value for each subimage by interpolation based on the cumulative density function obtained for each quantized subimage; (f) adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input video signal to the average level and outputting a compensated average level; And (g) independently histogram equalization for each quantized sub-image based on the cumulative density function value interpolated for each sub-image and the compensated average level.

상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 화질 개선 회로는 소정수(L)의 그레이 레벨로 표현되는 영상신호를 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 회로에 있어서: 입력되는 영상신호를 양자화하여 양자화된 영상신호를 출력하는 제1 양자화수단; 양자화된 영상신호를 화면단위로 그레이 레벨분포를 계산하는 제1 계산수단; 입력되는 영상신호를 화면단위로 평균레벨을 계산하는 제2 계산수단; 계산된 평균레벨을 양자화하여 양자화된 평균레벨을 출력하는 제2 양자화수단; 입력되는 영상신호의 평균 밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 밝기 보상수단; 상기 제1 계산수단에서 계산된 그레이 레벨 분포를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하는 분할수단; 양자화된 서브영상별로 누적 밀도 함수를 구하는 제3계산수단; 상기 양자화된 서브영상별로 계산된 누적 밀도 함수를 근거로 하여 보간에 의해 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값을 출력하는 보간수단; 입력되는 영상신호의 평균밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 밝기 보상수단; 및 상기 양자화된 서브영상별로 이에 대응하는 상기 보간된 누적 밀도 함수값과 상기 보상된 평균레벨에 따라 새로운 그레이 레벨로 맵핑하여 개선된 신호를 출력하는 출력수단을 포함함을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above another object, the image quality improvement circuit according to the present invention is a circuit for improving image quality by histogram equalizing a video signal represented by a predetermined number (L) of gray levels: quantizing and quantizing an input video signal. First quantization means for outputting the received video signal; First calculating means for calculating a gray level distribution of the quantized video signal in units of screens; Second calculating means for calculating an average level of the input video signal in units of screens; Second quantization means for quantizing the calculated average level and outputting a quantized average level; Brightness compensation means for outputting a compensated average level by adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input video signal to the average level; Dividing means for dividing the gray level distribution calculated by the first calculating means into a predetermined number of quantized sub-images according to the quantized average level; Third calculating means for obtaining a cumulative density function for each quantized sub-image; Interpolation means for outputting an interpolated cumulative density function value by interpolation based on the cumulative density function calculated for each quantized subimage; Brightness compensation means for outputting a compensated average level by adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input image signal to the average level; And output means for outputting an improved signal by mapping to the new gray level according to the interpolated cumulative density function value corresponding to each of the quantized sub-images and the compensated average level.

도 1은 본 발명의 양자화 개념을 설명하기 위하여 L레벨의 이산 신호를 Q레벨의 이산 신호로 양자화하는 예를 보인 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of quantizing an L-level discrete signal into a Q-level discrete signal in order to explain the quantization concept of the present invention.

도 2는 본 발명에 적용되는 보간 개념을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an interpolation concept applied to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용한 화질 개선 회로의 일 실시예에 따른 블럭도이다.3 is a block diagram according to an embodiment of an image quality improvement circuit using quantized average-separated histogram equalization with brightness compensation according to the present invention.

도 4a와 도 4b는 본 발명에 적용되는 밝기 보정함수의 예를 보인 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating examples of brightness correction functions applied to the present invention.

도 5a와 도 5b는 도 4a와 도 4b에 도시된 밝기 보정함수에 의해 보상된 평균레벨과 입력 영상의 평균레벨의 관계의 예를 보인 도면이다.5A and 5B illustrate an example of a relationship between an average level compensated by the brightness correction function illustrated in FIGS. 4A and 4B and an average level of an input image.

도 6은 본 발명에 의한 밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용한 화질 개선 회로의 다른 실시예에 따른 블럭도이다.6 is a block diagram according to another embodiment of an image quality improvement circuit using quantized average-separated histogram equalization with brightness compensation according to the present invention.

본 발명에서 제안하는 밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화(Quantized Mean-Separate Histogram Equalization)를 이용한 화질 개선 방법에 대해 설명하기로 한다.A method of improving image quality using quantized mean-separate histogram equalization with a brightness compensation function proposed by the present invention will be described.

주어진 영상 {X}는 L개의 이산(discrete) 그레이 레벨{X0,X1,...,XL-1}로 구성되고, 여기서, X0=0은 블랙레벨을 나타내고, XL-1=1은 화이트 레벨을 나타낸다. 또한, Xm∈ {X0,X1,...,XL-1}이다.A given image {X} consists of L discrete gray levels {X 0 , X 1 , ..., X L-1 }, where X 0 = 0 represents a black level, and X L-1 = 1 indicates white level. And X m ∈ {X 0 , X 1 , ..., X L-1 }.

원래의 이산 입력 레벨{X0,X1,...,XL-1}을 {Z0,Z1,...,ZQ-1}로 정의되는 Q 이산레벨로 양자화하되, 여기서, ZQ-1= XL-1이라 하고, 또한 Q 1 L 이고, {Z0,Z1,...,ZQ-1} 1C {X0,X1,...,XL-1}라고 가정한다.Quantize the original discrete input level {X 0 , X 1 , ..., X L-1 } to the Q discrete level defined by {Z 0 , Z 1 , ..., Z Q-1 }, where Z Q-1 = X L-1 , and also Q 1 L, {Z 0 , Z 1 , ..., Z Q-1 } 1C {X 0 , X 1 , ..., X L-1 } Is assumed.

이와 같이 L레벨의 이산 신호를 Q레벨의 이산 신호로 양자화하는 예는 도 1에 도시되어 있다.Thus, an example of quantizing the L-level discrete signal to the Q-level discrete signal is shown in FIG.

그리고, Q[Xk]는 양자화 연산이라고 하고, 다음과 같이 정의한다.Q [X k ] is called a quantization operation and is defined as follows.

Q[Xk] = Zq, if Zq-1XK1Zq Q [X k ] = Z q , if Z q-1 X K 1Z q

{Z} = Q[{X}]과 Zm= Q[Xm]라고 둘 때, Xm는 원래 영상의 평균레벨을, {Z}는 양자화된 입력 영상을, Zm은 양자화된 평균레벨을 각각 나타내고, 양자화된 입력 영상 {Z}을 Zm을 중심으로 2개의 서브영상 {Z}L, {Z}U로 분할한다. 여기서, 양자화된 서브영상 {Z}L에서의 모든 샘플은 양자화된 평균레벨(Zm) 이하이고, 양자화된 서브영상 {Z}U에서의 모든 샘플은 양자화된 평균레벨(Zm) 보다 크다.When {Z} = Q [{X}] and Z m = Q [X m ], X m is the mean level of the original image, {Z} is the quantized input image, and Z m is the quantized mean level. Respectively, and divides the quantized input image {Z} into two sub-images {Z} L and {Z} U around Z m . Here, all samples in the quantized sub-image {Z} L are less than or equal to the quantized average level (Z m ), and all samples in the quantized sub-image {Z} U are larger than the quantized average level (Z m ).

서브영상 {Z}L,{Z}U의 각각의 양자화된 확률 밀도 함수(probablity density function:PDF)는 아래 수학식 1 및 수학식 2로 나타낼 수 있다.Each quantized probability density function (PDF) of the sub-images {Z} L , {Z} U may be represented by Equations 1 and 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

[수학식 2][Equation 2]

여기서, PL(Zq)는 양자화된 서브영상 {Z}L에서 q번째 양자화 그레이 레벨(Zq)의 확률이고, PU(Zq)는 양자화된 서브영상 {Z}U에서 q번째 양자화된 그레이 레벨(Zq)의 확률이고, Nq L,Nq U는 각각 양자화된 서브영상{Z}L, 양자화된 서브영상 {Z}U에서 이 레벨(Zq)이 나타나는 횟수를 나타내고, NL,NU은 양자화된 서브영상 {Z}L, 양자화된 서브영상 {Z}U의 각각의 전체 샘플수를 나타낸다.Here, P L (Z q) is the quantized sub-image {Z} and L probability of the q th quantized gray level (Z q) In, P U (Z q) is the q th quantized by the quantization sub-image {Z} U the gray level and the (Z q) probability, N q L, N q U represent the number of times the level (Z q) is represented in the sub-image {Z} L, the quantized sub-image {Z} U, respectively quantized, N L , N U represents the total number of samples of each of the quantized subpicture {Z} L and the quantized subpicture {Z} U.

그때, 양자화된 서브영상 {Z}L, 양자화된 서브영상 {Z}U의 각각의 누적 밀도 함수(cumulative density function:CDF)는 다음 수학식 3과 수학식 4와 같이 정의된다.At this time, each cumulative density function (CDF) of the quantized sub-image {Z} L and the quantized sub-image {Z} U is defined as in Equations 3 and 4 below.

[수학식 3][Equation 3]

[수학식 4][Equation 4]

여기서, CL(Zm) = 1 이고, CU(ZQ-1) = 1 이다.Here, C L (Z m ) = 1 and C U (Z Q-1 ) = 1.

보간된 누적 밀도 함수 cL(Xk),cU(Xk)는 양자화된 누적 밀도 함수 CL(Zq), CU(Zq)로부터 도 2에 도시된 선형보간을 통해 대략적으로 계산할 수 있다.The interpolated cumulative density functions c L (X k ), c U (X k ) are approximately calculated from the quantized cumulative density functions C L (Z q ), C U (Z q ) through the linear interpolation shown in FIG. 2. Can be.

Q[Xk] = Zq1 Zm로 가정하면, Z-1= 0 이고, cL(Xk)는 다음 수학식 5와 같이 선형보간된다.Assuming that Q [X k ] = Z q 1 Z m , Z -1 = 0, and c L (X k ) is linearly interpolated as shown in Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

유사하게, Q[Xk] = ZqZm로 가정하면 cU(Xk)는 다음 수학식 6과 같이 선형 보간된다.Similarly, assuming Q [X k ] = Z q Z m , c U (X k ) is linearly interpolated as shown in Equation 6 below.

[수학식 6][Equation 6]

한편, 히스토그램 등화의 가장 큰 문제점은 변환함수로 사용되는 누적 밀도 함수값에 따라 입출력 신호간의 평균밝기가 현저하게 변할 수 있다는 것이다.On the other hand, the biggest problem of histogram equalization is that the average brightness between input and output signals can vary significantly depending on the cumulative density function value used as the conversion function.

또한, 본 발명에서는 주어진 영상의 평균밝기가 지나치게 어둡거나 밝을 경우 밝기 보상을 겸한 다음의 맵핑동작을 제안한다.In addition, the present invention proposes the following mapping operation that combines brightness compensation when the average brightness of a given image is too dark or too bright.

보간된 누적 밀도 함수를 근거로 해서, 개선된 출력(YH)은 입력 영상(Xk)에 대해 다음 수학식 7과 같이 주어진다.Based on the interpolated cumulative density function, the improved output Y H is given by Equation 7 for the input image X k .

[수학식 7][Equation 7]

여기서,here,

[수학식 8][Equation 8]

즉, Bm을 보상된 평균레벨이라고 하고, △은 평균밝기에 따른 소정의 보정함수에 의해 얻어지는 보정치라고 하면, 이 보상된 평균레벨(Bm)은 주어진 영상의 평균레벨(Xm)에 보정치(△)를 가산한 결과가 된다. 이때, Bm⊂ {X0,X1,...,XL-1} 로 가정한다.In other words, if B m is a compensated average level and Δ is a correction value obtained by a predetermined correction function according to average brightness, this compensated average level B m is a correction value at a given image average level X m . It is a result of adding (triangle | delta). In this case, it is assumed that B m ⊂ {X 0 , X 1 , ..., X L-1 }.

그리고,And,

[수학식 9][Equation 9]

이다. Bm'는 보상된 평균레벨(Bm)보다 높은 레벨영역에서 맵핑되는 첫번째 그레이 레벨을 나타낸다.to be. B m ′ represents the first gray level mapped in the level region higher than the compensated average level B m .

결론적으로 수학식 7은 샘플들이 입력 영상의 양자화된 평균레벨(Zm)보다 같거나 작으면 (0,Bm)에 맵핑시킨 결과이고, 샘플들이 입력 영상의 양자화된 평균레벨(Zm)보다 크면 (Bm',XL-1)에 맵핑시킨 결과이다.In conclusion, than Equation (7) is if the samples are equal to or less than the quantized mean level (Z m) of the input image is (0, B m) in which the results, and the samples are the mean-level quantization of the input image (Z m) are mapped to If large, the result is mapped to (B m ', X L-1 ).

따라서, 보정치가 0보다 크면(△ 0), 개선된 출력(YH)의 평균밝기는 밝아질 것이고, 보정치가 0보다 작으면(△ 0), 개선된 출력(YH)의 평균밝기는 어두워질 것이다. △가 증가할수록 낮은(lower) 레벨영역의 다이나믹 범위는 개선될 것이고, △가 감소할수록 높은(upper) 레벨영역의 다이나믹 범위는 개선될 것이다. 주어진 영상의 평균레벨(Xm)에 따라, 즉, 밝고 어두움에 따라 적절히 보상된 평균레벨(Bm)을 이용한 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화는 입력 영상의 화질을 크게 개선시킬 수 있다.Thus, if the correction value is greater than zero (Δ 0), the average brightness of the improved output Y H will be bright, and if the correction value is smaller than zero (Δ 0), the average brightness of the improved output Y H is dark. Will lose. As Δ increases, the dynamic range of the lower level region will improve, and as Δ decreases, the dynamic range of the upper level region will improve. Quantized average-separated histogram equalization using the average level B m appropriately compensated according to the average level (X m ) of a given image, that is, bright and dark, can greatly improve the quality of the input image.

여기서, 입력 영상의 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하여 양자화된 각 서브영상에 대해 독립적으로 히스토그램 등화하는 것을 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화라고 본 발명에서는 지칭한다.Herein, splitting into a predetermined number of quantized sub-images according to the average level of the input image and independently histogram equalization for each quantized sub-image is referred to as quantized mean-separated histogram equalization in the present invention.

이어서, 도 3 내지 도 6을 결부시켜 본 발명에 의한 밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용한 화질 개선 회로의 실시예를 설명하기로 한다.Next, an embodiment of an image quality improvement circuit using quantized average-separated histogram equalization with a brightness compensation function according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.

도 3은 본 발명에 의한 밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용한 화질 개선 회로의 일 실시예에 따른 블럭도이다.3 is a block diagram according to an embodiment of an image quality improvement circuit using quantized average-separated histogram equalization with brightness compensation according to the present invention.

도 3에 있어서, 제1 양자화기(102)는 L 이산 레벨의 입력 영상신호(Xk)를 Q 이산 레벨로 양자화하여 양자화된 영상신호(Zq)를 출력한다. 프레임 히스토그램 계산기(104)는 양자화된 영상신호(Zq)를 1 화면단위로 그레이 레벨 분포를 계산한다. 여기서, 화면단위는 필드도 될 수 있으나 프레임으로 한다.In FIG. 3, the first quantizer 102 quantizes the input video signal X k having the L discrete level to the Q discrete level to output the quantized video signal Z q . The frame histogram calculator 104 calculates a gray level distribution of the quantized video signal Z q in units of one screen. Here, the screen unit may be a field but is a frame.

프레임 평균 계산기(106)는 프레임 단위로 입력 영상의 평균레벨(Xm)을 계산한다. 제2 양자화기(108)는 입력되는 영상신호(Xk)의 평균레벨(Xm)을 양자화해서 양자화된 평균레벨(Zm)을 출력한다.The frame average calculator 106 calculates an average level X m of the input image in units of frames. The second quantizer 108 quantizes the average level X m of the input image signal X k to output the quantized average level Z m .

분할기(110)는 프레임 히스토그램 계산기(104)에서 계산된 양자화된 그레이 레벨 분포를 제2 양자화기(108)로부터 출력되는 양자화된 평균레벨(Zm)을 근거로 하여 소정수(여기서는 2개)의 양자화된 서브영상({Z}L,{Z}U)으로 분할해서 양자화된 서브영상({Z}L,{Z}U)의 각각의 확률 밀도 함수(PL(Zq), PU(Zq))를 출력하는 데, 이 양자화된 확률 밀도 함수(PL(Zq), PU(Zq))는 위 수학식 1 및 수학식 2로 계산할 수 있다.The divider 110 generates a predetermined number (here two) based on the quantized gray level distribution calculated by the frame histogram calculator 104 based on the quantized average level Z m output from the second quantizer 108. Probability density functions P L (Z q ) and P U (respectively) of the quantized sub-images {Z} L , {Z} U by dividing them into quantized sub-images {Z} L , {Z} U ) Z q )), and the quantized probability density functions P L (Z q ) and P U (Z q ) may be calculated by Equations 1 and 2 above.

여기서, 양자화된 서브영상 {Z}L에서의 모든 샘플은 양자화된 평균레벨(Zm) 이하이고, 양자화된 서브영상 {Z}U에서의 모든 샘플은 양자화된 평균레벨(Zm) 보다 크다.Here, all samples in the quantized sub-image {Z} L are less than or equal to the quantized average level (Z m ), and all samples in the quantized sub-image {Z} U are larger than the quantized average level (Z m ).

제1 CDF계산기(112)는 분할기(110)로부터 양자화된 평균레벨(Zm) 이하인 양자화된 서브영상 {Z}L의 확률 밀도 함수(PL(Zq))를 근거로 하여 양자화된 서브영상 {Z}L의 누적 밀도 함수값(CL(Zq))을 위 수학식 3을 이용하여 계산한다.The first CDF calculator 112 quantizes the sub-image based on the probability density function P L (Z q ) of the quantized sub-image {Z} L that is equal to or less than the quantized average level Z m from the divider 110. The cumulative density function value C L (Z q ) of {Z} L is calculated using Equation 3 above.

제2 CDF계산기(114)는 분할기(110)로부터 출력되는 양자화된 평균레벨(Zm) 보다 큰 양자화된 서브영상 {Z}U의 확률 밀도 함수(PU(Zq))를 근거로 하여 양자화된 서브영상 {Z}U의 누적 밀도 함수값(CU(Zq))을 위 수학식 4를 이용하여 계산한다.The second CDF calculator 114 quantizes based on the probability density function P U (Z q ) of the quantized sub-image {Z} U that is greater than the quantized mean level Z m output from the divider 110. The cumulative density function value C U (Z q ) of the obtained sub-image {Z} U is calculated by using Equation 4 above.

CDF 메모리(116)는 제1 및 제2 CDF계산기(112,114)에서 계산된 양자화된 서브영상({Z}L,{Z}U)의 누적 밀도 함수값(CL(Zq), CU(Zq))을 동기신호(SYNC)에 따라 화면단위로 갱신하고, 갱신되는 동안 저장된 양자화된 누적 밀도 함수값(CL(Zq), CU(Zq))은 제1 및 제2 보간기(118,120)에 공급된다. 여기서, 동기신호(SYNC)는 화면단위가 필드이면 필드 동기신호가 되고, 프레임이면 프레임 동기신호가 되며, CDF 메모리(116)는 버퍼로서 사용된다.The CDF memory 116 stores the cumulative density function values C L (Z q ) and C U (of the quantized sub-images {Z} L , {Z} U ) calculated by the first and second CDF calculators 112 and 114. Z q )) is updated in units of screens according to the sync signal SYNC, and the quantized cumulative density function values C L (Z q ) and C U (Z q ) stored during the update are first and second interpolated. To 118 and 120. Here, the synchronization signal SYNC becomes a field synchronization signal when the screen unit is a field, becomes a frame synchronization signal when it is a frame, and the CDF memory 116 is used as a buffer.

제1 보간기(118)는 양자화된 서브영상 {Z}L의 누적 밀도 함수값(CL(Zq))을 근거로하여 위 수학식 5에 의해 선형보간하여 보간된 누적 밀도 함수값(cL(Xk))을 출력한다. 여기서, k=0,1,...,m 이다.Based on the cumulative density function value C L (Z q ) of the quantized sub-image {Z} L , the first interpolator 118 is interpolated by the interpolation cumulative density function value (c). L (X k )) Where k = 0,1, ..., m.

제2 보간기(120)는 양자화된 서브영상 {Z}U의 누적 밀도 함수값(CU(Zq))을 근거로하여 위 수학식 6에 의해 선형보간하여 보간된 누적 밀도 함수값(cU(Xk))을 출력한다. 여기서, k=m+1,m+2,..,L-1 이다.The second interpolator 120 is based on the cumulative density function value (C U (Z q )) of the quantized sub-image {Z} U based on the cumulative density interpolated by the equation (6) (c) U (X k )) Where k = m + 1, m + 2, .., L-1.

제1 및 제2 보간기(118,120)에 입력되는 영상신호(Xk)는 제1 양자화기(102) 및 프레임 평균 계산기(106)에 입력되는 영상신호(Xk)의 다음 프레임의 영상신호이다. 그러나, 인접 프레임간에는 높은 상관성을 가진다는 특성을 이용하여 프레임 메모리를 생략함으로써 하드웨어를 감소시킬 수 있다.The video signal X k input to the first and second interpolators 118 and 120 is the video signal of the next frame of the video signal X k input to the first quantizer 102 and the frame averaging calculator 106. . However, the hardware can be reduced by omitting the frame memory by utilizing the property of having high correlation between adjacent frames.

한편, 밝기 보상기(122)는 프레임 평균 계산기(106)에서 출력되는 평균레벨(Xm)을 입력하여 수학식 8에 도시된 바와 같이 입력 영상의 평균밝기에 따른 보정치(△)를 평균레벨(Xm)에 가산하여 보상된 평균레벨(Bm)을 출력한다.Meanwhile, the brightness compensator 122 inputs an average level X m output from the frame average calculator 106 and converts the correction value? According to the average brightness of the input image to the average level X as shown in Equation (8). m ) to output the compensated average level (B m ).

이 보정치(△)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 보정함수에 의해 결정된다. 본 발명은 도 4a 및 도 4b에 도시된 보정함수의 예에 국한되는 것이 아니고 다른 응용예가 있을 수 있다.This correction value? Is determined by a correction function as shown in Figs. 4A and 4B. The present invention is not limited to the example of the correction function shown in FIGS. 4A and 4B but may have other applications.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 보정함수에 따른 보정치에 의해 개선된 신호(YH)의 밝기를 조절하게 된다. 즉. 입력 영상의 평균레벨(Xm)이 아주 작으면 즉, 아주 어두운 영상이면 0보다 큰 보정치(△)를 평균레벨(Xm)에 가산하여 위 수학식 7을 이용하여 본 발명에서 제안하고 있는 양자회된 평균-분리 히스토그램 등화하면 개선된 신호(YH)의 평균밝기가 밝아지게 된다.The brightness of the improved signal Y H is adjusted by the correction value according to the correction function shown in FIGS. 4A and 4B. In other words. If the average level (X m ) of the input image is very small, that is, a very dark image, the correction value (△) greater than 0 is added to the average level (X m ) and the quantum proposed by the present invention using Equation 7 above. Once averaged-separated histogram equalization, the average brightness of the improved signal Y H is brightened.

또한, 입력 영상의 평균레벨(Xm)이 아주 크면 즉, 아주 밝은 영상이면 0보다 작은 보정치(△)를 평균레벨(Xm)에 가산하여 위 수학식 7을 이용하여 본 발명에서 제안하고 있는 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화하면 개선된 신호(YH)의 평균밝기가 어두워지게 된다. 따라서, 평균레벨(Xm)에 따라 소정의 적절한 보정치(△)에 의해 보상된 평균레벨(Bm)을 이용하여 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 하면 입력 영상의 화질을 크게 개선시킬 수 있다.In addition, if the average level (X m ) of the input image is very large, that is, a very bright image, the correction value (△) smaller than 0 is added to the average level (X m ), which is proposed in the present invention using Equation 7 above. The quantized mean-separated histogram equalization darkens the average brightness of the improved signal Y H. Therefore, if the quantized average-separated histogram equalization is performed using the average level B m compensated by a predetermined appropriate correction value Δ according to the average level X m , the image quality of the input image can be greatly improved.

도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 밝기 보정함수에 따른 보정치(△)가 가산된 보상된 평균레벨(Bm)과 입력 영상의 평균레벨(Xm)의 관계를 보인 도면이다.5A and 5B are diagrams illustrating a relationship between a compensated average level B m to which a correction value Δ is added according to the brightness correction function illustrated in FIGS. 4A and 4B and an average level X m of an input image. .

한편, 제1 맵퍼(124)는 보간된 누적 밀도 함수값(cL(Xk)), 입력 영상신호(Xk)와 보상된 평균레벨(Bm)을 입력하여 양자화된 평균레벨(Zm) 이하인 양자화된 서브영상 {Z}L의 샘플들을 보간된 누적 밀도 함수값(cL(Xk))에 따라 X0에서 Bm까지의 그레이레벨로 맵핑한다.Meanwhile, the first mapper 124 inputs the interpolated cumulative density function value c L (X k ), the input image signal X k , and the compensated average level B m to quantize the average level Z m. ) Samples of the quantized sub-image {Z} L which are equal to or less than are mapped to gray levels from X 0 to B m according to the interpolated cumulative density function value c L (X k ).

제2 맵퍼(126)는 보간된 누적 밀도 함수값(cU(Xk)), 입력 영상신호(Xk)와 보상된 평균레벨(Bm)을 입력하여 양자화된 평균레벨(Zm) 보다 큰 양자화된 서브영상 {Z}U의 샘플들을 보간된 누적 밀도 함수값(cU(Xk))에 따라 Bm'에서 XL-1까지의 그레이레벨로 맵핑한다.The second mapper 126 inputs the interpolated cumulative density function value c U (X k ), the input image signal X k , and the compensated average level B m to determine the quantized average level Z m . Samples of the large quantized subimage {Z} U are mapped to gray levels from B m ′ to X L−1 according to the interpolated cumulative density function value c U (X k ).

제1 및 제2 맵퍼(124,126)에서 맵핑되는 출력은 수학식 7로 나타내어지고, Bm'는 수학식 9로 나타내어진다.The outputs mapped in the first and second mappers 124 and 126 are represented by equation (7), and B m 'is represented by equation (9).

비교기(128)는 입력 영상신호(Xk)와 양자화된 평균레벨(Zm)을 비교하여 입력 영상신호(Xk)가 양자화된 평균레벨(Zm)보다 작거나 같으면 제1 맵퍼(124)를 선택하고, 그렇지 않으면 제2 맵퍼(126)를 선택하는 선택제어신호를 발생한다.The comparator 128 compares the input image signal X k with the quantized average level Z m and if the input image signal X k is less than or equal to the quantized average level Z m , the first mapper 124. Is selected, otherwise a selection control signal for selecting the second mapper 126 is generated.

선택기(130)는 선택제어신호에 따라 즉, 입력 영상신호(Xk)가 양자화된 평균레벨(Zm)이하이면 제1 맵퍼(124)를 선택하고, 그렇지 않으면 제2 맵퍼(126)를 선택해서 위 수학식 7로 나타낼 수 있는 개선된 신호(YH)를 출력한다.The selector 130 selects the first mapper 124 according to the selection control signal, that is, if the input image signal X k is less than or equal to the quantized average level Z m , otherwise the second mapper 126 is selected. Therefore, the improved signal Y H , which can be represented by Equation 7, is output.

여기서, 본 발명은 프레임 히스토그램 계산기(104)와 제1 및 제2 CDF 계산기(112,114)를 별도로 사용하지 않고, 프레임 히스토그램 계산기(104)없이 제1 및 제2 CDF 계산기(112,114)에서 양자화된 서브영상의 그레이 레벨 분포를 계산하여 이를 근거로 하여 CDF를 계산할 수 있다.Here, the present invention does not use the frame histogram calculator 104 and the first and second CDF calculators 112 and 114 separately, and the sub-image quantized by the first and second CDF calculators 112 and 114 without the frame histogram calculator 104. The CDF can be calculated based on the gray level distribution of.

도 6은 본 발명에 의한 밝기 보상 기능을 가진 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용한 화질 개선 회로의 다른 실시예에 따른 블럭도이다.6 is a block diagram according to another embodiment of an image quality improvement circuit using quantized average-separated histogram equalization with brightness compensation according to the present invention.

도 6에 있어서, 제1 양자화기(202)는 L 이산 레벨의 입력 영상신호(Xk)를 Q 이산 레벨로 양자화하여 양자화된 영상신호(Zq)를 출력한다. 프레임 히스토그램 계산기(204)는 양자화된 영상신호(Zq)를 프레임단위로 그레이 레벨 분포를 계산한다.In FIG. 6, the first quantizer 202 quantizes the input video signal X k having the L discrete level to the Q discrete level to output the quantized video signal Z q . The frame histogram calculator 204 calculates a gray level distribution of the quantized video signal Z q in units of frames.

프레임 평균 계산기(206)는 프레임 단위로 입력 영상의 평균레벨(Xm)을 계산한다. 제2 양자화기(208)는 입력 영상신호(Xk)의 평균레벨(Xm)을 양자화해서 양자화된 평균레벨(Zm)을 출력한다.The frame average calculator 206 calculates an average level X m of the input image in units of frames. The second quantizer 208 quantizes the average level X m of the input video signal X k to output the quantized average level Z m .

분할기(210)는 프레임 히스토그램 계산기(204)에서 계산된 양자화된 그레이 레벨 분포를 제2 양자화기(208)로부터 출력되는 양자화된 평균레벨(Zm)을 근거로 하여 2개의 양자화된 서브영상({Z}L,{Z}U)으로 분할해서 양자화된 서브영상({Z}L,{Z}U)의 각각의 확률 밀도 함수(PL(Zq), PU(Zq))를 출력하는 데, 이 양자화된 확률 밀도 함수(PL(Zq), PU(Zq))는 위 수학식 1 및 수학식 2로 계산할 수 있다.The divider 210 divides the quantized gray level distribution calculated by the frame histogram calculator 204 based on the quantized average level Z m outputted from the second quantizer 208. Z} L , {Z} U ) to output each of the probability density functions P L (Z q ) and P U (Z q ) of the quantized subimages {Z} L , {Z} U ). The quantized probability density functions P L (Z q ) and P U (Z q ) may be calculated by Equations 1 and 2 above.

제1 CDF계산기(212)는 분할기(210)로부터 양자화된 서브영상 {Z}L의 확률 밀도 함수(PL(Zq))를 근거로 하여 양자화된 서브영상 {Z}L의 누적 밀도 함수값(CL(Zq))을 위 식(3)을 이용하여 계산한다.Claim 1 CDF calculator 212 is the probability density function (P L (Z q)) of the quantized sub on the basis of the image {Z} cumulative density function value of L of the sub-image {Z} L quantization from the divider 210, (C L (Z q )) is calculated using Equation (3).

제2 CDF계산기(214)는 양자화된 서브영상 {Z}U의 확률 밀도 함수(PU(Zq))를 근거로 하여 양자화된 서브영상 {Z}U의 누적 밀도 함수값(CU(Zq))을 위 수학식 4를 이용하여 계산한다.Claim 2 CDF calculator 214 is the probability density function of the quantized sub-image {Z} U (P U (Z q)) of the sub-image {Z} U quantized as a basis the cumulative density function value (C U (Z q )) is calculated using Equation 4 above.

CDF 메모리(216)는 제1 및 제2 CDF계산기(212,214)에서 계산된 양자화된 서브영상({Z}L,{Z}U)의 누적 밀도 함수값(CL(Zq), CU(Zq))을 프레임 동기신호(SYNC)에 따라 프레임단위로 갱신하고, 갱신되는 동안 저장된 양자화된 누적 밀도 함수값(CL(Zq), CU(Zq))은 제1 및 제2 보간기(218,220)에 공급된다.The CDF memory 216 stores cumulative density function values C L (Z q ) and C U (of the quantized sub-images {Z} L , {Z} U ) calculated by the first and second CDF calculators 212 and 214. Z q )) is updated frame by frame according to the frame synchronization signal SYNC, and the quantized cumulative density function values C L (Z q and C U (Z q )) stored during the update are first and second. Supplied to interpolators 218 and 220.

프레임 메모리(200)는 입력되는 영상신호(Xk)를 1프레임 지연한다.The frame memory 200 delays the input image signal X k by one frame.

여기서, 양자화된 누적 밀도 함수값(CL(Zq), CU(Zq))은 현재 입력되는 영상신호(Xk)에 비해 1프레임이 지연된 영상신호의 누적 밀도 함수값이므로 이 양자화된 누적 밀도 함수값(CL(Zq), CU(Zq))과 동일 프레임의 영상신호를 제1 및 제2 보간기(218,220)에 입력시키기 위하여 입력되는 영상신호(Xk)를 프레임 메모리(200)에 의해 1 프레임 지연시킨다.Here, the quantized cumulative density function values C L (Z q ) and C U (Z q ) are cumulative density function values of the video signal delayed by one frame relative to the currently input video signal X k . Frames the image signal X k inputted to input the image signals of the same frame as the cumulative density function values C L (Z q ) and C U (Z q ) to the first and second interpolators 218 and 220. The memory 200 delays one frame.

제1 보간기(218)는 양자화된 서브영상 {Z}L의 누적 밀도 함수값(CU(Zq))에 근거하여 위 식(5)에 의해 선형보간하여 보간된 누적 밀도 함수값(cL(Xk))을 출력한다. 여기서, k=0,1,...,m 이다.Based on the cumulative density function value C U (Z q ) of the quantized sub-image {Z} L , the first interpolator 218 interpolates the cumulative density function value c interpolated by linear interpolation according to Equation (5). L (X k )) Where k = 0,1, ..., m.

제2 보간기(220)는 양자화된 서브영상 {Z}U의 누적 밀도 함수값(CU(Zq))에 근거하여 위 수학식 6에 의해 선형보간하여 보간된 누적 밀도 함수값(cU(Xk))을 출력한다. 여기서, k=m+1,m+2,..,L-1 이다.The second interpolator 220 of the linear interpolation by the following formula 6 for interpolation on the basis of the cumulative density function value of the quantized sub-image {Z} U (C U (Z q)), the cumulative density function value (c U (X k )) Where k = m + 1, m + 2, .., L-1.

밝기 보상기(222)는 프레임 평균 계산기(206)에서 출력되는 평균레벨(Xm)을 입력하여 수학식 8에 도시된 바와 같이 입력 영상의 평균밝기에 따른 보정치를 평균레벨(Xm)에 가산하여 보상된 평균레벨(Bm)을 출력한다.The brightness compensator 222 inputs an average level X m output from the frame average calculator 206 and adds a correction value according to the average brightness of the input image to the average level X m as shown in Equation (8). The compensated average level B m is output.

제1 맵퍼(224)는 제1보간기(218)로부터 출력되는 보간된 누적 밀도 함수값(cL(Xk)), 프레임 메모리(200)로부터 출력되는 영상신호(Xk)와 밝기 보상기(222)로부터 보상된 평균레벨(Bm)을 입력하여 양자화된 평균레벨(Zm) 이하인 서브영상 {Z}L의 샘플들을 보간된 누적 밀도 함수값(cL(Xk))에 따라 X0에서 Bm까지의 그레이레벨로 맵핑한다.The first mapper 224 is an interpolated cumulative density function value c L (X k ) output from the first interpolator 218, an image signal X k output from the frame memory 200, and a brightness compensator ( X 0 according to the interpolated cumulative density function value (c L (X k )) of samples of the sub-image {Z} L that are equal to or less than the quantized average level Z m by inputting the compensated average level B m . To gray levels from to B m .

제2 맵퍼(226)는 제2 보간기(220)로부터 출력되는 보간된 누적 밀도 함수값(cU(Xk)), 프레임 메모리(200)로부터 출력되는 영상신호(Xk)와 밝기 보상기(222)로부터 출력되는 보상된 평균레벨(Bm)을 입력하여 양자화된 평균레벨(Zm) 보다 큰 서브영상 {Z}U의 샘플들을 보간된 누적 밀도 함수값(cU(Xk))에 따라 Bm'에서 XL-1까지의 그레이레벨로 맵핑한다.The second mapper 226 is an interpolated cumulative density function value c U (X k ) output from the second interpolator 220, an image signal X k output from the frame memory 200, and a brightness compensator ( Input the compensated average level (B m ) output from 222 to the interpolated cumulative density function value (c U (X k )) of the samples of the sub-image {Z} U larger than the quantized average level (Z m ) Therefore, it maps to gray levels from B m 'to X L-1 .

제1 및 제2 맵퍼(224,226)에서 맵핑되는 출력은 수학식 7로 나타내어지고, Bm'는 수학식 9로 나타내어진다.The outputs mapped in the first and second mappers 224 and 226 are represented by equation (7), and B m 'is represented by equation (9).

비교기(228)는 프레임 메모리(200)로부터 출력되는 지연된 영상신호(Xk)와 양자화된 평균레벨(Zm)을 비교하여 프레임 메모리(200)로부터 출력되는 영상신호(Xk)가 양자화된 평균레벨(Zm)보다 작거나 같으면 제1 맵퍼(224)를 선택하고, 그렇지 않으면 제2 맵퍼(226)를 선택하는 선택제어신호를 발생한다.The comparator 228 compares the delayed video signal X k output from the frame memory 200 with the quantized average level Z m , and the averaged video signal X k output from the frame memory 200 is quantized. If it is less than or equal to the level Z m , a selection control signal is generated that selects the first mapper 224, otherwise selects the second mapper 226.

선택기(230)는 선택제어신호에 따라 즉, 프레임 메모리(200)로부터 출력되는 영상신호(Xk)가 양자화된 평균레벨(Zm) 이하이면 제1 맵퍼(224)를 선택하고, 그렇지 않으면 제2 맵퍼(226)를 선택해서 위 수학식 7로 나타낼 수 있는 개선된 신호(YH)를 출력한다.The selector 230 selects the first mapper 224 according to the selection control signal, that is, when the image signal X k output from the frame memory 200 is equal to or less than the quantized average level Z m , 2 selects the mapper 226 and outputs an improved signal Y H , which can be represented by Equation 7 above.

본 발명은 영상신호의 화질 개선에 관련된 광범위한 분야에 응용될 수 있다. 즉, 방송장비, 레이더 신호 처리 시스템, 의용 공학, 가전 제품 등에 응용될 수 있다.The present invention can be applied to a wide range of fields related to the improvement of image quality of a video signal. That is, the present invention can be applied to broadcasting equipment, radar signal processing systems, medical engineering, home appliances, and the like.

입력 영상의 평균밝기에 따른 보정치를 고려하여 양자화된 평균-분리 히스토그램 등화를 이용하는 본 발명의 방법은 종래의 히스토그램 등화에서 발생하는 갑작스런 밝기 변화와 아티펙트를 효과적으로 줄여서 콘트라스트를 개선하면서 주어진 영상의 전체 밝기를 유지하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 방법은 지나치게 어둡거나 밝은 입력 영상신호의 콘트라스트를 개선하여 화질을 크게 개선시킨다.The method of the present invention using the quantized average-separated histogram equalization in consideration of the correction value according to the average brightness of the input image effectively reduces the sudden brightness change and artifacts that occur in the conventional histogram equalization and improves the contrast while improving the overall brightness of the given image. It is effective to maintain. In addition, the method of the present invention greatly improves the image quality by improving the contrast of an excessively dark or light input video signal.

게다가, 본 발명의 회로는 입력 영상신호를 양자화해서 소정수로 분할된 서브영상을 독립적으로 히스토그램 등화함으로써 CDF 계산을 위하여 양자화된 레벨의 발생횟수만을 저장하고, 누적함으로써 하드웨어가 간단해지고 비용이 절감되는 효과가 있다.Furthermore, the circuit of the present invention quantizes the input video signal and independently histogram equalizes the sub-picture divided into a predetermined number to store and accumulate only the number of occurrences of the quantized level for CDF calculation, thereby simplifying hardware and reducing cost. It works.

Claims (21)

소정수(L)의 그레이 레벨로 표현되는 영상신호를 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 방법에 있어서:A method for improving image quality by histogram equalizing a video signal represented by a predetermined number (L) of gray levels: (a) 입력되는 영상신호를 양자화하여 양자화된 영상신호를 출력하는 단계;(a) quantizing the input video signal and outputting a quantized video signal; (b) 입력되는 영상신호를 화면단위로 평균을 구해서 양자화하여 양자화된 평균레벨을 출력하는 단계;(b) outputting a quantized average level by obtaining and quantizing an input video signal in units of screens; (c) 상기 양자화된 영상신호를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하는 단계;(c) dividing the quantized video signal into a predetermined number of quantized sub-pictures according to the quantized average level; (d) 상기 소정수의 양자화된 서브영상의 각각의 누적 밀도 함수를 구하는 단계;(d) obtaining a cumulative density function of each of the predetermined number of quantized sub-images; (e) 양자화된 서브영상별로 구해진 누적 밀도 함수를 근거로 하여 보간에 의해 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값을 출력하는 단계;(e) outputting an interpolated cumulative density function value for each subimage by interpolation based on the cumulative density function obtained for each quantized subimage; (f) 입력되는 영상신호의 평균밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 단계; 및(f) adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input video signal to the average level and outputting a compensated average level; And (g) 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값과 상기 보상된 평균레벨을 근거로 하여 양자화된 서브영상별로 독립적으로 히스토그램 등화하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.and (g) independently histogram equalization for each quantized subimage based on the cumulative density function value interpolated for each subimage and the compensated average level. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계에서는 상기 양자화된 영상신호를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 2개의 서브영상으로 분할함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.The method of claim 1, wherein the step (c) divides the quantized video signal into two sub-pictures according to the quantized average level. 제1항에 있어서, 상기 (e)단계에서 보간은 선형보간임을 특징으로 하는 화질 개선 방법.The method of claim 1, wherein the interpolation in the step (e) is linear interpolation. 제1항에 있어서, 상기 (f)단계에서는 상기 평균레벨이 아주 작으면 즉, 아주 어두운 영상이면 제로보다 큰 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하고, 상기 평균레벨이 아주 크면 즉, 아주 밝은 영상이면 제로보다 작은 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.The method of claim 1, wherein in the step (f), if the average level is very small, that is, a very dark image, a correction value larger than zero is added to the average level to output a compensated average level. In other words, if the image is very bright, the correction level smaller than zero is added to the average level to output the compensated average level. 제1항에 있어서, 상기 (g)단계는The method of claim 1, wherein step (g) (g1) 입력되는 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 이하이면 입력되는 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 최소 그레이 레벨(X0)에서 보상된 평균레벨(Bm)까지의 그레이레벨로 맵핑하는 단계; 및(g1) If the input image signal is less than or equal to the quantized average level, the input image signal is grayed out from the minimum gray level (X 0 ) to the compensated average level (B m ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. Mapping to a level; And (g2) 입력되는 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 보다 크면 입력되는 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 Bm'에서 최대 그레이 레벨(XL-1)까지의 그레이레벨로 맵핑하되 여기서인 단계를 포함함 을 특징으로 하는 화질 개선 방법.(g2) If the input video signal is larger than the quantized average level, the input video signal is mapped to a gray level from B m 'to a maximum gray level (X L-1 ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. But here Quality improvement method comprising the step of. 제5항에 있어서, 상기 입력되는 영상신호를 화면단위로 지연해서 지연된 영상신호를 상기 (g1)단계와 (g2)단계로 입력하는 단계(g3)를 더 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.6. The image quality improving method according to claim 5, further comprising the step (g3) of delaying the input video signal in units of screens and inputting the delayed video signal in the steps (g1) and (g2). 소정수(L)의 그레이 레벨로 표현되는 영상신호를 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 방법에 있어서:A method for improving image quality by histogram equalizing a video signal represented by a predetermined number (L) of gray levels: (a) 입력되는 영상신호를 양자화하여 양자화된 영상신호를 출력하는 단계;(a) quantizing the input video signal and outputting a quantized video signal; (b) 상기 양자화된 영상신호를 화면단위로 그레이 레벨 분포를 구하는 단계;obtaining a gray level distribution of the quantized video signal in units of screens; (c) 입력되는 영상신호를 화면단위로 평균을 구해서 양자화하여 양자화된 평균레벨을 출력하는 단계;(c) outputting a quantized average level by obtaining and quantizing the input video signal in units of screens; (d) 상기 (b)단계에서 구해진 그레이 레벨 분포를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하는 단계;(d) dividing the gray level distribution obtained in step (b) into a predetermined number of quantized sub-images according to the quantized average level; (e) 상기 소정수의 양자화된 서브영상의 그레이 레벨 분포를 근거로 하여 양자화된 누적 밀도 함수를 구하는 단계;(e) obtaining a quantized cumulative density function based on the gray level distribution of the predetermined number of quantized sub-images; (f) 양자화된 서브영상별로 구해진 누적 밀도 함수를 근거로 하여 보간에 의해 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값을 출력하는 단계;(f) outputting an interpolated cumulative density function value for each subimage by interpolation based on the cumulative density function obtained for each quantized subimage; (g) 입력되는 영상신호의 평균밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 단계; 및(g) adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input video signal to the average level and outputting a compensated average level; And (h) 상기 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값과 상기 보상된 평균레벨을 근거로 하여 서브영상별로 독립적으로 새로운 그레이 레벨로 맵핑하여 개선된 신호를 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.and (h) outputting an improved signal by mapping to a new gray level independently for each subimage based on the cumulative density function value interpolated for each subimage and the compensated average level. Way. 제7항에 있어서, 상기 (d)단계에서는 상기 (b)단계에서 구해진 그레이 레벨 분포를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 2개의 양자화된 서브영상으로 분할함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.8. The method of claim 7, wherein, in the step (d), the gray level distribution obtained in the step (b) is divided into two quantized sub-images according to the quantized average level. 제7항에 있어서, 상기 (f)단계에서 보간은 선형보간임을 특징으로 하는 화질 개선 방법.8. The method of claim 7, wherein the interpolation in the step (f) is linear interpolation. 제7항에 있어서, 상기 (g)단계에서는 상기 평균레벨이 아주 작으면 즉, 아주 어두운 영상이면 제로보다 큰 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하고, 상기 평균레벨이 아주 크면 즉, 아주 밝은 영상이면 제로보다 작은 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하여,The method of claim 7, wherein in the step (g), if the average level is very small, that is, a dark image, a correction value larger than zero is added to the average level to output a compensated average level. That is, if the image is very bright, the correction value smaller than zero is added to the average level to output the compensated average level. 이 보상된 평균레벨에 따라 상기 개선된 신호의 밝기가 조절됨을 특징으로 하는 화질 개선 방법.And the brightness of the improved signal is adjusted according to the compensated average level. 제7항에 있어서, 상기 (h)단계는The method of claim 7, wherein step (h) (h1) 입력되는 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 이하이면 입력되는 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 최소 그레이 레벨(X0)에서 보상된 평균레벨(Bm)까지의 그레이레벨로 맵핑하는 단계; 및(h1) If the input image signal is less than or equal to the quantized average level, the input image signal is grayed out from the minimum gray level (X 0 ) to the compensated average level (B m ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. Mapping to a level; And (h2) 입력되는 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 보다 크면 입력되는 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 Bm'에서 최대 그레이 레벨(XL-1)까지의 그레이레벨로 맵핑하되 여기서인 단계를 포함함을 특징으로하는 화질 개선 방법(h2) If the input video signal is larger than the quantized average level, the input video signal is mapped to a gray level from B m 'to a maximum gray level (X L-1 ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. But here Quality improvement method comprising the step of 제11항에 있어서, 상기 입력되는 영상신호를 화면단위로 지연해서 지연된 영상신호를 상기 (h1)단계와 (h2)단계로 입력하는 단계(h3)를 더 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.12. The method of claim 11, further comprising the step (h3) of delaying the input video signal in units of screens and inputting the delayed video signal in steps (h1) and (h2). 소정수(L)의 그레이 레벨로 표현되는 영상신호를 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 회로에 있어서:A circuit for improving image quality by histogram equalizing a video signal represented by a predetermined number (L) of gray levels: 입력되는 영상신호를 양자화하여 양자화된 영상신호를 출력하는 제1 양자화수단;First quantization means for quantizing the input video signal and outputting a quantized video signal; 양자화된 영상신호를 화면단위로 그레이 레벨분포를 계산하는 제1 계산수단;First calculating means for calculating a gray level distribution of the quantized video signal in units of screens; 입력되는 영상신호를 화면단위로 평균레벨을 계산하는 제2 계산수단;Second calculating means for calculating an average level of the input video signal in units of screens; 계산된 평균레벨을 양자화하여 양자화된 평균레벨을 출력하는 제2 양자화수단;Second quantization means for quantizing the calculated average level and outputting a quantized average level; 입력되는 영상신호의 평균 밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 밝기 보상수단;Brightness compensation means for outputting a compensated average level by adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input video signal to the average level; 상기 제1 계산수단에서 계산된 그레이 레벨 분포를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하는 분할수단;Dividing means for dividing the gray level distribution calculated by the first calculating means into a predetermined number of quantized sub-images according to the quantized average level; 양자화된 서브영상별로 누적 밀도 함수를 구하는 제3계산수단;Third calculating means for obtaining a cumulative density function for each quantized sub-image; 상기 양자화된 서브영상별로 계산된 누적 밀도 함수를 근거로 하여 보간에 의해 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값을 출력하는 보간수단;Interpolation means for outputting an interpolated cumulative density function value by interpolation based on the cumulative density function calculated for each quantized subimage; 입력되는 영상신호의 평균밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 밝기 보상수단; 및Brightness compensation means for outputting a compensated average level by adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input image signal to the average level; And 상기 양자화된 서브영상별로 이에 대응하는 상기 보간된 누적 밀도 함수값과 상기 보상된 평균레벨에 따라 새로운 그레이 레벨로 맵핑하여 개선된 신호를 출력하는 출력수단을 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 회로.And an output unit for mapping the quantized sub-image to the new gray level according to the interpolated cumulative density function value corresponding to the quantized sub-images and the compensated average level, and outputting an improved signal. 제13항에 있어서, 상기 제3계산수단에서 서브영상별로 계산된 양자화된 누적밀도함수값과 동일 화면의 영상신호를 상기 보간수단에 입력하기 위하여 상기 입력되는 영상신호를 화면단위로 지연하는 화면 메모리를 더 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 회로.The screen memory of claim 13, wherein the input image signal is delayed in units of screens to input an image signal of the same screen as the quantized cumulative density function value calculated for each sub-image by the third calculating means to the interpolation means. The image quality improvement circuit further comprises. 제13항에 있어서, 상기 제3계산수단에서 서브영상별로 계산된 양자화된 누적 밀도 함수값을 화면단위로 갱신하고, 갱신되는 동안 미리 저장된 양자화된 누적 밀도 함수값을 상기 보간수단에 공급하는 버퍼를 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 회로.The buffer of claim 13, further comprising updating a quantized cumulative density function value calculated for each sub-image in units of screens by the third calculating means, and supplying a pre-stored quantized cumulative density function value to the interpolation means. Image quality improvement circuit comprising. 제13항에 있어서, 상기 화면단위는 프레임이고, 소정수는 2임을 특징으로 하는 화질 개선 회로.The image improving circuit according to claim 13, wherein the screen unit is a frame and the predetermined number is two. 제13항에 있어서, 상기 보간은 선형보간임을 특징으로 하는 화질 개선 회로.The image quality improvement circuit of claim 13, wherein the interpolation is linear interpolation. 제13항에 있어서, 상기 밝기 보상수단은 상기 평균레벨이 아주 작으면 즉, 아주 어두운 영상이면 제로보다 큰 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하고, 상기 평균레벨이 아주 크면 즉, 아주 밝은 영상이면 제로보다 작은 보정치를 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력함을 특징으로 하는 화질 개선 회로.The method of claim 13, wherein the brightness compensating means outputs a compensated average level by adding a correction value greater than zero to the average level if the average level is very small, that is, a very dark image, and if the average level is very large, And if the image is very bright, adding a correction value smaller than zero to the average level to output the compensated average level. 제13항에 있어서, 상기 출력수단은The method of claim 13, wherein the output means 입력되는 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 이하이면 입력되는 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 최소 그레이 레벨(X0)에서 보상된 평균레벨(Bm)까지의 그레이레벨로 맵핑하는 제1 맵퍼;If the input video signal is less than the quantized average level, the input video signal is mapped from the minimum gray level (X 0 ) to the compensated average level (B m ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. A first mapper; 입력되는 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 보다 크면 입력되는 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 Bm'에서 최대 그레이 레벨(XL-1)까지의 그레이레벨로 맵핑하되 여기서인 제2 맵퍼;If the input video signal is larger than the quantized average level, the input video signal is mapped to a gray level from B m 'to a maximum gray level (X L-1 ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. A second mapper; 상기 입력되는 영상신호와 상기 양자화된 평균레벨을 비교해서 선택제어신호를 출력하는 비교기; 및A comparator for comparing the input video signal with the quantized average level and outputting a selection control signal; And 상기 선택제어신호에 따라 즉, 입력되는 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 이하이면 제1 맵퍼를 선택하고, 그렇지 않으면 제2 맵퍼를 선택하는 선택기를 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 회로.And a selector for selecting a first mapper according to the selection control signal, i.e., selecting the first mapper if the input image signal is less than or equal to the quantized average level, and otherwise selecting the second mapper. 제14항에 있어서, 상기 출력수단은The method of claim 14, wherein the output means 상기 화면메모리로부터 출력되는 지연된 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 이하이면 상기 지연된 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 최소 그레이 레벨(X0)에서 보상된 평균레벨(Bm)까지의 그레이레벨로 맵핑하는 제1 맵퍼;If the delayed video signal output from the screen memory is less than or equal to the quantized average level, the delayed video signal is reduced from the minimum gray level (X 0 ) to the compensated average level (B m ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. A first mapper that maps to a gray level of; 상기 지연된 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 보다 크면 상기 지연된 영상신호를 이에 대응하는 보간된 누적 밀도 함수값에 따라 Bm'에서 최대 그레이 레벨(XL-1)까지의 그레이레벨로 맵핑하되 여기서인 제2 맵퍼;If the delayed video signal is larger than the quantized average level, the delayed video signal is mapped to a gray level from B m 'to a maximum gray level (X L-1 ) according to the corresponding interpolated cumulative density function value. A second mapper; 상기 지연된 영상신호와 상기 양자화된 평균레벨을 비교해서 선택제어신호를 출력하는 비교기; 및A comparator for comparing the delayed video signal with the quantized average level and outputting a selection control signal; And 상기 선택제어신호에 따라 즉, 상기 지연된 영상신호가 상기 양자화된 평균레벨 이하이면 제1 맵퍼를 선택하고, 그렇지 않으면 제2 맵퍼를 선택하는 선택기를 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 회로.And a selector for selecting a first mapper according to the selection control signal, that is, if the delayed video signal is less than or equal to the quantized average level, and otherwise selecting a second mapper. 소정수(L)의 그레이 레벨로 표현되는 영상신호를 히스토그램 등화하여 화질을 개선하는 회로에 있어서:A circuit for improving image quality by histogram equalizing a video signal represented by a predetermined number (L) of gray levels: 입력되는 영상신호를 양자화하여 양자화된 영상신호를 출력하는 제1 양자화수단;First quantization means for quantizing the input video signal and outputting a quantized video signal; 입력되는 영상신호를 화면단위로 평균레벨을 계산하는 제1 계산수단;First calculating means for calculating an average level of the input video signal in units of screens; 계산된 평균레벨을 양자화하여 양자화된 평균레벨을 출력하는 제2 양자화수단;Second quantization means for quantizing the calculated average level and outputting a quantized average level; 입력되는 영상신호의 평균 밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 밝기 보상수단;Brightness compensation means for outputting a compensated average level by adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input video signal to the average level; 상기 양자화된 영상신호를 상기 양자화된 평균레벨에 따라 소정수의 양자화된 서브영상으로 분할하는 분할수단;Dividing means for dividing the quantized video signal into a predetermined number of quantized sub-pictures according to the quantized average level; 양자화된 서브영상별로 그레이 레벨 분포를 계산해서 계산된 그레이 레벨 분포를 근거로 하여 양자화된 서브영상별로 누적 밀도 함수를 구하는 제2 계산수단;Second calculating means for calculating a cumulative density function for each quantized sub-image based on the gray level distribution calculated by calculating the gray level distribution for each quantized sub-image; 상기 양자화된 서브영상별로 계산된 누적 밀도 함수를 근거로 하여 보간에 의해 서브영상별로 보간된 누적 밀도 함수값을 출력하는 보간수단;Interpolation means for outputting an interpolated cumulative density function value by interpolation based on the cumulative density function calculated for each quantized subimage; 입력되는 영상신호의 평균밝기에 근거로 한 소정의 보정함수에 따른 보정치를 상기 평균레벨에 가산하여 보상된 평균레벨을 출력하는 밝기 보상수단; 및Brightness compensation means for outputting a compensated average level by adding a correction value according to a predetermined correction function based on the average brightness of the input image signal to the average level; And 상기 양자화된 서브영상별로 이에 대응하는 상기 보간된 누적 밀도 함수값과 상기 보상된 평균레벨에 따라 새로운 그레이 레벨로 맵핑하여 개선된 신호를 출력하는 출력수단을 포함함을 특징으로 하는 화질 개선 회로.And output means for mapping the quantized sub-images to the new gray level according to the interpolated cumulative density function value corresponding to the quantized sub-images and outputting an improved signal.
KR1019960034282A 1996-08-19 1996-08-19 Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit Expired - Fee Related KR100195120B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960034282A KR100195120B1 (en) 1996-08-19 1996-08-19 Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960034282A KR100195120B1 (en) 1996-08-19 1996-08-19 Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980015067A KR19980015067A (en) 1998-05-25
KR100195120B1 true KR100195120B1 (en) 1999-06-15

Family

ID=19469957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960034282A Expired - Fee Related KR100195120B1 (en) 1996-08-19 1996-08-19 Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100195120B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101402630B1 (en) 2006-02-15 2014-06-03 삼성전자 주식회사 Image interpolation method

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100555755B1 (en) 2004-05-04 2006-03-03 삼성전자주식회사 Automatic image correction device using luminance histogram
KR100739139B1 (en) * 2005-04-04 2007-07-13 엘지전자 주식회사 Apparatus for contrast ratio enhancement using histogram modeling
KR100951614B1 (en) * 2007-11-30 2010-04-09 한양대학교 산학협력단 Image enhancement method using region segmentation and image quality enhancement apparatus using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101402630B1 (en) 2006-02-15 2014-06-03 삼성전자 주식회사 Image interpolation method

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980015067A (en) 1998-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5937090A (en) Image enhancement method and circuit using quantized mean-matching histogram equalization
KR100207660B1 (en) Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean Separation Histogram Equalization and Its Circuit
KR100200628B1 (en) Image quality improvement circuit and method thereof
US6049626A (en) Image enhancing method and circuit using mean separate/quantized mean separate histogram equalization and color compensation
US5862254A (en) Image enhancing method using mean-matching histogram equalization and a circuit therefor
US6018588A (en) Image enhancement circuit and method using mean matching/quantized mean matching histogram equalization and color compensation
US5963665A (en) Image enhancing method using mean-separate histogram equalization and a circuit therefor
KR100213039B1 (en) Image Quality Improvement Method Using Mean-Matched Histogram Equalization and Its Circuit
KR100195120B1 (en) Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization with Brightness Compensation and Its Circuit
KR100200630B1 (en) Image quality improvement method using quantized mean-matching histogram equalization with brightness compensation function and its circuit
KR100188679B1 (en) Quality Improvement Method and Its Circuit Using Averaged Histogram Equalization with Brightness Compensation
KR100195119B1 (en) Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Matched Histogram Equalization and Its Circuit
KR100230261B1 (en) Picture quality enhancing method of color signal based on the quantized mean-separate histogram equalization and the color compensation, and circuit thereof
JPH0730859A (en) Frame interpolator
KR0183830B1 (en) Picture quality improving method & circuit using mean-separate histogram equalization
KR100195118B1 (en) Image enhancing method based on the quantized mean-separate histogram equalization having the gain control function and circuit thereof
KR100219612B1 (en) Picture quality enhancing method of color signal based on the qauntized mean matching histogram equalization and the color compensation, and circuit thereof
KR100224885B1 (en) Image quality enhancement method and circuit thereof based on the quantized mean-maching histogram equalization having gain control function
KR100195124B1 (en) Image Quality Improvement Method Using Quantized Mean-Separated Histogram Equalization of Low-pass Filtered Signal and Its Circuit
KR0176602B1 (en) Picture quality improving method & circuit using mean-matching histogram equalization having brightness compensation function
KR100200611B1 (en) Image quality enhancement method based on the mean-separate histogram equalization having the gain control function and circuit thereof
KR100200631B1 (en) Method and apparatus for improving image quality of color signal using average separation histogram equalization and color compensation
KR100195122B1 (en) Image Quality Improvement Method Using Average-Matched Histogram Equalization of Low-pass Filtered Signal and Its Circuit
KR100195123B1 (en) Image Quality Improvement Method Using Average-Matched Histogram Equalization of Low-pass Filtered Signal and Its Circuit
KR100200632B1 (en) Method and apparatus for improving image quality of color signal using average matching histogram equalization and color compensation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080130

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20090212

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20090212

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000