KR100713530B1 - 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 영상처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 비트 형식 변환 시 발생하는 화질 열화를 방지하기 위한 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 원본 이미지를 특정 색 비트값 이미지로 변환하는 경우 원본 이미지와 변환하고자 하는 이미지간의 각 화소에 대한 오차를 구하고, 오차 확산 기법을 통해 원본 이미지와 변환 이미지간의 오차를 최소화하여 변환되는 이미지가 원본 이미지에 가까운 영상을 유지할 수 있도록 한다.

이미지, 화질열화, 비트맵

Description

이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 영상 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING A IMAGE FOR PREVENTING LOWER IN A IMAGE QUALITY ON CONVETING A IMAGE BITMAP FORMAT}

도 1은 일반적인 이동 단말기용 컨텐츠 이미지의 품질을 나타내기 위한 도면,

도 2는 일반적으로 24비트 이미지를 16비트 이미지로 변환할 시 24비트 이미지의 각 컬러에 매핑되는 16비트 이미지 컬러를 보이기 위한 도면,

도 3은 종래 기술에 따라 24비트 이미지를 16비트 이미지로 변환한 경우 발생하는 화질 열화를 보이기 위한 도면,

도 4는 도 3에서의 24비트 이미지와 16비트 이미지에서 특정 영역에 대한 화소 분포를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 영상 처리 장치의 내부 구성도,

도 6은 도 5의 영상 처리 장치에서 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 과정을 도시하는 흐름도,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 이동 단말기의 내부 구성도,

도 8은 도 7의 영상 처리 장치에서 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 과정을 도시하는 흐름도,

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 화질 열화를 방지하기 위한 이미지 전처리 동작 시 오류 확산 방법을 설명하기 위한 도면,

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 화질 열화를 방지하기 위한 이미지 전처리 동작 시 16비트 이미지와 오차 보정된 이미지를 이용하여 출력되는 최종 16 비트 이미지를 보이는 예시도.

본 발명은 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이미지 비트 형식 변환 시 발생하는 화질 열화를 방지하기 위한 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰과 같은 이동 단말기의 성능이 크게 향상되어 다양한 멀티미디어 기능을 구현할 수 있는 이동 단말기가 널리 판매되고 있다. 특히, 이동 단말기에서 지원되는 다양한 멀티미디어 기능을 수행하기 위한 컨텐츠 또는 이미지의 품질이 점점 고품질로 발전하고 있다. 이에 따라 이동 단말기에서 단말기의 메뉴 화면이라던가 멀티미디어 기능을 수행하기 위한 화면은 PC나 TV의 성능과 거의 비슷한 수준을 보인다고 하나, 적어도 이러한 화면을 디스플레이 하기 위한 디스플레 이 장치에 대해서는 기술적인 격차를 보이고 있다.

이와 같은 이동 단말기의 디스플레이 장치로는 LCD가 사용되는데, 이러한 디스플레이 장치의 색 재현 성능은 18비트 컬러 수준 또는 그 이하로 제작되고 있다. 특히, 이동 단말기의 디스플레이 장치를 구동시키는 백-앤드 칩(back-end chip)의 인터페이스는 16비트로 제작된다. 이러한 디스플레이 장치에서 이미지에 대한 색을 출력할 시에는 인터페이스의 비트수는 매우 중요한데, 일반적으로 PC나 디지털 TV의 경우에는 24비트 트루컬러로 구현되므로 이미지에 사용할 수 있는 컬러수는 2의 24제곱인 1670만 컬러를 사용할 수 있다.

그러나, 이동 단말기의 디스플레이 장치 경우에는 상기의 PC나 디지털 TV보다는 적은 색인 2의 16제곱인 6만5천컬러의 색만 구분이 가능하다. 따라서, 이동 단말기의 디스플레이용 컨텐츠를 PC를 통해 제작하는 경우에는 24비트 이미지가 제작되고, 이와 같이 저작된 이미지를 이동 단말기로 저장하기 위해서는 이동 단말기의 디스플레이 장치에서 지원 가능한 비트 이미지로 변환하여야 한다. 만약, 이동 단말기의 디스플레이 장치에서 지원 비트 컬러가 16비트라고 한다면, PC에서 제작된 24 비트 이미지를 16 비트로 이미지 비트 형식을 변환하여 이동 단말기로 저장시킬 수 있다.

한편, 초기의 이동 단말기에 구비되는 LCD의 색 재현은 256컬러 정도였고, 사용하는 GUI(GUI : Graphical User Interface)의 구성도 이에 준하는 품질의 비트맵 이미지가 사용되었다. 한편, 하드웨어의 발전속도가 빠르게 진행되면서 이동 단말기의 LCD 인터페이스가 2배 이상 늘어났지만, 컨텐츠의 업그레이드 속도는 늦어 서 도 1의 (a)와 같이 총 사용 컬러수가 16비트에 훨씬 미치지 못하는 컨텐츠를 단말로 제공하였다. 이와 같이 이미지에 사용되는 사용 컬러수가 16비트가 되지 않는 경우에는 PC에서 해당 이미지를 24비트로 제작한 후 16비트로 변환을 하더라도 아무런 문제가 되지 않았다.

그러나, 휴대폰의 GUI가 빠르게 발전함에 따라 응용범위도 넓어져서 이미지 제작에 사용되는 사용 컬러수가 16비트 이상이 사용되고 있다. 따라서, PC에서 이미지 비트 형식 변환 즉, 단말기에서 지원 가능한 비트 컬러로 이미지 변환 시에 16비트 컬러를 지원하는 이동 단말기에서는 24비트에서 사용하는 모든 컬러를 표현할 수 없기 때문에 24비트의 원본 이미지에서의 6만 5000컬러를 표현하기 위해 1670만 컬러의 색깔 중에서 가장 근접한 컬러들을 대표 컬러로 맵핑하는 방법으로 이미지를 생성시켰다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 도 1의 (b)의 이미지와 같이 사진이나 사진에 준하는 고품질의 이미지를 PC에서 제작 및 가공하여 이동 단말기용 이미지로 변환할 경우에 손실되는 컬러의 수가 상당하여 이미지의 화질의 열화가 심각하게 나타나게 되었다. 더 구체적으로 도 2를 참조하면, 24비트에서의 0~255에 대응되는 컬러는 16비트에서는 0으로 매핑하고, 256~511에 대응되는 컬러는 1로 매핑할 수 있다. 즉, 24비트 원본 이미지에서 화소값이 512이나 767에 대응되는 컬러는 다른 컬러임에도 불구하고, 16비트로 비트 형식 변환과정을 거친 이미지에서는 모두 같은 컬러인 2로 매핑된다.

따라서, 상기와 같이 24비트의 영상 이미지를 16비트의 영상 이미지로 변환 하는 경우에는 이미지의 화질의 열화가 심각하게 나타나게 되었다. 상기와 같이 24비트 이미지를 16비트 이미지로 변환하였을 때에 발생하는 화질 열화 정도를 보이는 예시도를 도 3을 참조하여 살펴보도록 한다. 도 3의 (a) 이미지의 일부를 확대한 (a)’이미지는 부드럽게 그라데이션 되는 반면에, 16비트로 변환된 (b)의 이미지는 각 24비트의 모든 색을 그대로 사용할 수 없어 각 대표색에 근접한 색을 대표색으로 표현하기 때문에 불연속적인 그라데이션이 발생한다. 상기의 (a)’이미지에 대한 화소 분포를 도시하는 도 4의 (a)를 참조하면 색의 분포가 모든 범위 내에서 분포하고 있는 반면에 상기한 (b)’이미지에 대한 화소 분포를 도시하는 도 4의 (b)를 참조하면 색의 분포가 모든 범위 내에서 분포하지 않고 서브 샘플된 대표값들에 색이 분포되는 것을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이 종래에는 PC에서 사진이나 사진에 준하는 고품질의 이미지 즉, 6만 5천 컬러 이상의 색이 사용되는 이미지를 제작한 후 이동 단말기용 이미지로 변환한 후 이동 단말기로 전송한다. 이와 같이 이미지 비트 형식 변환 과정에서 6만 5천 컬러 이상으로 표현되는 이미지에서 사용되는 모든 컬러를 그대로 사용할 수 없어 대표색으로 매핑되어 표현하게 된다. 이로 인해 PC에서 원본 이미지를 이동 단말기로 제공하기 위한 이동 단말기용 이미지로 변환하는 과정에서 이미지의 화질 열화가 심각하게 나타나게 되었다. 이에 이동 단말기에서 사용되는 GUI를 효과적으로 구현하기 위해서 PC와 같은 외부장치에서 이미지를 이동 단말기용 이미지 로 변환 시 화질의 열화 발생을 최소한으로 하기 위한 방안이 요구되고 있다. 또한, 상기와 같이 외부장치에서의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하지 않고, 이동 단말기 자체적으로 다운 또는 저장된 이미지를 변환 처리하기 위한 방안이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 고품질의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하는 경우 시각적 화질 열화를 최소한으로 하기 위한 영상 처리 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 이동 단말기에서 고품질의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하는 경우 시각적 화질 열화를 최소한으로 하기 위한 영상 처리 장치 및 방법을 제공한다.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 영상 처리 장치에 있어서, 입력되는 N 비트 원본 이미지를 디코딩하는 디코더와, 상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 이미지 전처리부와, 상기 오차 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 M비트 변환부와, 상기 변환된 M 비트 이미지를 압축하기 위한 이미지 압축부와, 상기 압축된 M 비트 이미지와 상기 M 비트 이미지의 저장정보를 포함하는 인덱스 테이블을 저장하는 메모리와, 상기 이미지 압축부로부터 출력되는 압축된 M 비트 이미지를 상기 메모리에 저장하고, 상기 압축된 M 비트 이미지를 상기 메모리에 저장 시 저장정보를 상기 인덱스 테이블에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 영상 처리 장치에서 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 방법에 있어서, 입력되는 N 비트 원본 이미지의 형식을 판단하여 해당 형식에 맞는 디코딩을 수행하는 과정과, 상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 과정과, 상기 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 과정과, 상기 변환된 M 비트 이미지를 압축하는 과정과, 상기 압축된 M 비트 이미지와 상기 M 비트 이미지의 저장정보를 포함하는 인덱스 테이블을 저장하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 이동 단말기에 있어서, 입력되는 N 비트 원본 이미지를 디코딩하는 디코더와, 상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 이미지 전처리부와, 상기 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 M비트 변환부와, 상기 M 비트 이미지를 저장하는 메모리와, 상기 이미지 압축부로부터 출력되는 압축된 M 비트 이미지를 상기 메모리에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동 단말기에서 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 방법에 있어서, 입력되는 N 비트 원본 이미지의 형식을 판단하여 해당 형식에 맞는 디코딩을 수행하는 과정과, 상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 과정과, 상기 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 과정과, 상기 M 비트 이미지를 저장하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 고품질의 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하는 과정에서 시 각적 화질열화를 최소한으로 하기 위한 전처리 과정을 수행하는 영상 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에서는 고품질 이미지 즉, 원본 이미지 비트값을 24비트로 가정하고, 이동 단말기용 이미지의 비트값을 16비트로 가정하고 설명하도록 한다. 즉, 본 발명에서는 색 비트값이 24비트의 이미지를 16비트의 이미지로 변환하는 경우 발생하는 시각적 화질열화를 최소한으로 하기 위한 영상 처리 장치를 제안한다. 따라서, 본 발명에서 설명하는 영상 처리 방법은 24비트 이미지를 16 비트 이미지로 변환 시에만 적용되는 것이 아니라, 특정 N 비트의 고품질 이미지를 고품질 이미지의 비트값보다는 적은 M 비트의 이미지로 변환 시에 적용할 수 있다.

또한, 고품질의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환 시 PC와 같은 외부 장치에서 변환 과정 수행 후 변환된 이미지 데이터를 이동 단말기에 저장할 수도 있고, 이동 단말기 자체적으로 본 발명에서 제안하는 영상 처리 장치를 구비하여 다운로드된 이미지와 같은 고품질의 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환할 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는 PC와 같은 외부 장치에서 고품질의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하기 위한 방안과 이동 단말기에서 고품질의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하기 위한 방안 두가지 실시 예에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, PC와 같은 외부 장치에서 본 발명에서 제안하는 영상 처리 장치를 구비하고, 영상 처리 장치에서 고품질의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하기 위한 방안에 대하여 도 5 내지 도 6을 참조하여 살펴보도록 한다. 본 발명의 이미지 비트 형식 변환을 위한 영상 처리 장치(500)는 전반적인 이미지 비트 형식 변환을 위한 제어동작을 수행하는 제어부(520)와, 디코더(501), 이미지 전처리부(510), 16비트 변환부(502), 이미지 압축부(503), 메모리(504), 인터페이스부(505)를 포함한다.

제어부(520)는 이미지 비트 형식 변환을 위한 복수의 원본 이미지가 입력되면 입력된 각 원본 이미지의 형식을 판단한다. 즉, 다양한 형식을 가지는 이미지가 입력될 수 있으므로 해당 형식에 맞는 디코딩을 위해 제어부(520)는 입력 원본 이미지에 대한 형식을 판단하여 해당 디코딩을 수행하도록 디코더(501)를 제어한다. 또한, 제어부(520)는 이미지 전처리부(510)를 통해 원본 이미지와 16비트 이미지 간 오차를 보정한 이미지를 생성하고, 16비트 변환부(502)를 통해 오차 보정된 이미지를 16비트 이미지로 변환한다. 이때, 이미지 전처리부(510)를 통해 원본 이미지와 16비트 이미지 간 오차를 보정한 이미지를 생성하는 구체적인 동작은 하기의 이미지 전처리부(510) 설명에서 살펴보도록 한다. 이후, 제어부(520)는 변환된 16비트 이미지 데이터를 이미지 압축부(503)를 통해 압축한 후 메모리(504)에 저장하고, 이때 압축된 이미지 데이터의 정보를 인덱스 테이블에 저장한다. 이후, 제어부(520)는 모든 입력된 원본 이미지에 대해 N비트 변환 동작을 수행한다. 또한, 사용자에 의해 메모리(504)에 저장된 압축 이미지 데이터를 이동 단말기(530)로 전송하기 위한 입력이 있으면 인터페이스부(505)를 통해 이동 단말기(530)로 해당 압축 이미지 데이터와 인덱스 테이블을 함께 전송한다.

상기와 같이 제어부(520)로부터 특정 형식으로 디코딩 명령을 수행한 디코더(501)는 입력되는 원본 이미지들은 이미지 형식에 따라 디코팅하여 디코딩 된 원 본 이미지(Raw RGB image)를 출력한다. BMP, JPG, PNG 등과 같은 이미지의 형식을 R(Red), G(Green), B(Blue) 채널의 형식으로 디코딩하여 24비트의 손실이 없는 형식인 디코딩 된 Raw RGB 이미지를 이미지 전처리부(510)로 출력한다. 이때, 디코딩 된 Raw RGB 이미지는 이후 전처리 동작에서 사용하기 위해 우선 버퍼(도면에 도시를 생략함.)에 저장한다.

이후, 디코딩 된 Raw RGB 이미지를 입력받는 이미지 전처리부(510)는 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위해 원본 이미지와 변환 이미지간의 확산 동작을 통해 오차를 보정한다. 이러한 이미지 전처리부(510)는 24 비트 이미지/16 비트 이미지 오차(error)값 추출부(511)와, 제1 이미지 오차 확산부(512), 16비트 이미지/오차 확산 이미지 합산부(513), 제2 이미지 오차 확산부(514), 16비트 이미지/제2 오차 확산 이미지 합산부(515)를 포함하여 이루어진다. 그러면, 이미지 전처리부(510)의 각 구성부에서 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위해 원본 이미지와 변환 이미지간의 오차를 보정하기 위한 동작에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.

먼저, 24 비트 이미지/16 비트 이미지 오차(error)값 추출부(511)는 디코딩 된 24비트 원본 이미지가 입력되면 원본 이미지의 각 R, G, B 채널별 화소값에 대하여 16비트로 변환 시의 이미지의 각 채널 화소값과의 차이값인 오차(error)값을 추출한다. 이후, 24 비트 이미지/16 비트 이미지 오차(error)값 추출부(511)는 추출되는 오차값을 계속하여 제1 이미지 오차 확산부(512)로 제공하고, 제1 이미지 오차 확산부(512)는 제공되는 오차값에 대응되는 위치의 화소 주변에 원본 이미지 의 화소값과의 차이를 확산시킨다. 이와 같은 오차 확산 동작에 대하여 더 구체적으로 도 9를 참조하여 설명하도록 한다. 도 9를 참조하면, 원본 이미지와 16비트 변환 이미지의 동일 위치의 화소 N에 대한 오차값이 추출되면, N10 방향으로는 7/16만큼의 가중치를 주고, N11 방향으로는 1/16, N01방향으로는 5/16, N00 방향으로는 3/16만큼의 가중치를 준다. 즉, N화소의 주변의 좌표에 위치하는 화소인 N10, N11, N01, N00에 대하여 현재 추출된 오차값의 일정비율을 곱한 값을 누적하여 더한다. N 화소의 오른쪽의 N10은 N 화소의 오차값에 7/16의 비율을 곱한 값을 누적하고, 이와 같은 방식으로 오른쪽 대각선 아래 방향의 N11방향은 N 화소의 오차값에 1/16의 비율을 곱한 값을 누적한다. 또한, N화소 바로 아래의 N01은 N 화소의 오차값에 5/16의 비율을 곱한 값을 누적하고, 왼쪽 대각선 아래의 N11은 N 화소의 오차값에 3/16의 비율을 곱한 값을 누적한다. 이후, N 화소 다음 N10 화소에 오차값이 추출되어 제1 이미지 오차 보정부(512)로 제공되면, N10이 기준이 되어 N10 화소의 오른쪽의 N20 화소는 N10 화소의 오차값에 7/16의 비율을 곱한 값을 누적하고, 오른쪽 대각선 아래 방향의 N02 화소는 N10 화소의 오차값에 1/16의 비율을 곱한 값을 누적한다. 또한, N10 화소 바로 아래의 N11 화소는 N10 화소의 오차값에 5/16의 비율을 곱한 값을 누적하고, 왼쪽 대각선 아래의 N01은 N10 화소의 오차값에 3/16의 비율을 곱한 값을 누적한다. 따라서, N 화소에서 N10화소로 오차 확산 동작을 진행하게 되면 N11 화소의 경우에는 N 화소 오차값에 1/16의 비율을 곱한 값과 N10 화소 오차값에 5/16의 비율을 곱한 값을 누적한 값을 가지고, 이후 오차 확산 동작을 통해 N20 화소 오차 값과 N01 화소 오차 값에 특정 가중치의 비율을 곱한 값을 더 누적하는 동작을 수행할 것이다.

상기와 같이 제1 이미지 오차 확산부(512)에서는 각 화소 위치에서 오차를 확산시켜 원본 이미지에 영향을 주어 눈의 착시현상을 이용하여 원본 이미지처럼 보이게 하기 위해 디터링(dithring)기법을 사용한다. 또한, 이때 각 기준 화소 주위의 화소로의 확산 비율은 실험에 의해 결정될 수 있으며 주변 화소의 확산 비율의 합은 1이 되도록 한다. 제1 이미지 오차 확산부(512)에서 출력되는 오차 확산 이미지는 버퍼에 저장한다.

이후, 16비트 이미지/오차 확산 이미지 합산부(513)에서는 원본 이미지를 16비트로 변환한 16비트 이미지와 오차 확산 이미지와 합산한 후, 합산된 이미지를 제2 이미지 오차 확산부(514)로 출력한다.

그러면, 제2 이미지 오차 확산부(514)는 상기의 제1 이미지 오차 확산정부(512)에서의 오차 확산 동작과 동일한 방법으로 상기 합산된 이미지와 16비트 이미지간의 오차값을 이용하여 오차값에 대응되는 위치의 화소 주변에 원본 이미지의 화소값과의 차이를 확산시킨다.

그러면, 16 비트 이미지/제2 오차 확산 이미지 합산부(515)는 제2 이미지 오차 확산부(514)로부터 출력되는 제2 오차 확산 이미지와 16비트 이미지를 합산하여 최종 이미지 즉, 제2 보정 이미지를 생성하여 16비트 변환부(502)로 출력한다.

상기와 같이 24비트 이미지와 16비트 이미지 간의 오차 보정동작을 통해 24비트 이미지와 변환하고자 하는 16비트 이미지의 양자화 오차를 주변 화소들에 의해 최소화시킬 수 있도록 한다.

이후, 제2 이미지 오차 확산부(514)로부터 출력되는 최종 이미지가 16비트 변환부(502)에 입력되면 최종 이미지를 16비트 이미지로 변환하고, 16비트로 변환된 이미지는 이미지 압축부(503)로 입력된다. 그러면, 이미지 압축부(503)는 입력된 16비트 이미지를 압축한다. 이때, 압축 방법으로 허프만 압축 방법을 사용할 수 있다.

이후, 압축된 16비트 이미지는 메모리(504)로 저장되고, 해당 이미지가 저장된 주소와 이미지 크기 정보를 인덱스 테이블에 기록한다. 이와 같이 압축된 16 비트에 대한 저장 정보를 인덱스 테이블로 관리함으로써 압축 이미지를 이동 단말기(530)로 전송할 시 인덱스 테이블도 전송함으로써, 복수개의 압축 이미지를 이동 단말기(530)로 전송하더라도 이동 단말기(530)는 인덱스 테이블을 참조하여 해당 이미지를 사용할 수 있다.

인터페이스부(505)는 영상 처리 장치(500)에서 압축된 16비트 이미지 데이터와 인덱스 테이블을 이동 단말기(530)의 인터페이스부(530)를 통해 전달하기 위한 인터페이싱 동작을 수행한다.

그러면, 상기 도 5와 같이 구성되는 영상 처리 장치(500)에서 이미지 비트 형식 변환 수행 과정을 도 6의 흐름도를 참조하여 살펴보도록 한다.

600단계에서 영상 처리 장치(500)로 복수의 원본 이미지가 순차적으로 입력되면, 602단계로 진행하여 제어부(520)는 입력되는 원본 이미지의 형식을 확인한 후, 디코더(501)를 통해 이미지 형식에 따른 디코딩 수행을 위해 RAW RGB 이미지를 생성한다. 이때, 생성된 RAW RGB 이미지를 버퍼에 일시 저장한다.

이후, 604단계로 진행하여 제어부(520)는 이미지 전처리부(510)를 통해 원본 이미지와 16비트 이미지 간 오차를 보정한 이미지를 생성한다. 이때, 오차 보정은 원본 이미지와 16비트 이미지간 동일한 위치의 화소값 차이값을 오차값으로 하고, 디터링(dithring)기법을 사용하여 각 화소에 대한 오차값을 해당 화소의 주변 화소로 확산시켜 오차 확산된 제1 오차 확산 이미지를 생성한다. 이후, 원본 이미지에 대한 16비트 이미지와 오차 확산된 이미지를 합산하고, 합산 이미지와 16비트 이미지간 오차값을 디터링(dithring)기법을 사용하여 각 기준 화소의 주변 화소로 확산시켜 오차 확산된 제2 오차 확산 이미지인 최종 이미지를 생성한다.

이후, 606단계로 진행하여 제어부(520)는 16비트 변환부(502)를 통해 상기 최종 이미지를 16비트 이미지로 변환하고 608단계로 진행한다. 608단계에서 제어부(520)는 변환된 16비트 이미지 데이터를 이미지 압축부(503)를 통해 압축한 후 메모리(504)에 저장한다. 또한, 이때 압축된 이미지 데이터의 정보를 인덱스 테이들에 저장한다.

608단계에서 610단계로 진행하면, 제어부(520)는 모든 원본 이미지에 대한 N비트 변환 완료되었는가를 검사하여 모든 변환하고자 하는 이미지에 대한 변환동작이 완료되었으면 종료하고, 그렇지 않으면 602단계로 진행하여 계속하여 이미지 비트 형식을 변환한다.

그러면 이제 이동 단말기에서 고품질의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하기 위한 방안에 대하여 도 7 및 8을 참조하여 살펴보도록 한다. 본 발명의 이미지 비트 형식 변환을 위한 이동 단말기(700)는 전반적인 이미지 비트 형식 변환을 위한 제어동작을 수행하는 제어부(720)와, 디코더(701), 이미지 전처리부(710), 16비트 변환부(702), 메모리(704)를 포함한다. 여기서, 디코더(701), 이미지 전처리부(710), 16비트 변환부(702), 메모리(704)에서의 이미지 변환을 위한 동작은 상기의 도 5에서의 디코더(501), 이미지 전처리부(510), 16비트 변환부(502), 메모리(504)와 동일한 동작을 수행한다. 한편, 이동 단말기(700)의 제어부(720)는 복수의 원본 이미지의 형식을 확인한 후, 디코더(701)를 통해 이미지 형식에 따른 디코딩 수행을 위해 RAW RGB 이미지를 생성하도록 제어한다. 이때, 생성된 RAW RGB 이미지를 버퍼에 일시 저장한다. 또한, 제어부(720)는 이미지 전처리부(710)를 통해 원본 이미지와 16비트 이미지 간 오차를 보정한 이미지를 생성한다. 이때, 오차 보정된 이미지를 생성의 구체적인 동작은 상기의 이미지 전처리부(510)에서 설명한 바와 같이 동작한다. 이후, 제어부(720)는 16비트 변환부(702)를 통해 오차 보정된 이미지를 16비트 이미지로 변환하고 변환된 16비트 이미지 데이터를 메모리(704)에 저장한다. 또한, 제어부(720)는 변환하고자 하는 모든 원본 이미지에 대해 16비트 변환 동작을 수행할 때까지 이미지 비트 형식 변환동작을 수행하여 메모리(704)에 순차적으로 저장한다.

이들 중, 이미지 전처리부(510)를 구성하는 24 비트 이미지/16 비트 이미지 오차(error)값 추출부(711)와, 제1 이미지 오차 확산부(712), 16비트 이미지/오차 확산 이미지 합산부(713), 제2 이미지 오차 확산부(714), 16비트 이미지/오차 확산 이미지 합산부(715)는 도 5의 24 비트 이미지/16 비트 이미지 오차(error)값 추출부(511)와, 제1 이미지 오차 확산부(512), 16비트 이미지/오차 보정된 이미지 합산 부(513), 제2 이미지 오차 확산부(514), 16비트 이미지/오차 확산 이미지 합산부(515)에 각각 대응된다. 한편, 도 5의 영상 처리 장치(500)에서는 해당 비트값으로 변환된 이미지를 이동 단말기(530)로 전송하기 위해 이미지 압축부(503)와 압축된 데이터에 대한 정보를 저장하는 인덱스 테이블을 구비하지만, 도 7의 이동 단말기(700)에서는 자체적으로 원본 이미지를 변환하기 때문에 도 5와 같은 이미지 압축부(503)와 인덱스 테이블 구성을 필요하지 않다.

그러면, 상기 도 7과 같이 구성되는 이동 단말기(700)에서 이미지 비트 형식 변환 수행 과정을 도 8의 흐름도를 참조하여 살펴보도록 한다.

800단계에서 이동 단말기(700)에서 복수의 원본 이미지가 순차적으로 입력되면, 802단계로 진행하여 제어부(720)는 입력되는 원본 이미지의 형식을 확인한 후, 디코더(701)를 통해 이미지 형식에 따른 디코딩 수행을 위해 RAW RGB 이미지를 생성한다. 이때, 생성된 RAW RGB 이미지를 버퍼에 일시 저장한다.

이후, 804단계로 진행하여 제어부(720)는 이미지 전처리부(710)를 통해 원본 이미지와 16비트 이미지 간 오차를 보정한 이미지를 생성한다. 이때, 오차 보정은 원본 이미지와 16비트 이미지간 동일한 위치의 화소값 차이값을 오차값으로 하고, 디터링(dithring)기법을 사용하여 각 화소에 대한 오차값을 해당 화소의 주변 화소로 확산시켜 오차 확산된 제1 오차 확산 이미지를 생성한다. 이후, 원본 이미지에 대한 16비트 이미지와 오차 확산된 이미지를 합산하고, 합산 이미지와 16비트 이미지간 오차값을 디터링(dithring)기법을 사용하여 각 기준 화소의 주변 화소로 확산시켜 오차 확산된 제2 오차 확산 이미지인 최종 이미지를 생성한다.

이후, 806단계로 진행하여 제어부(720)는 16비트 변환부(702)를 통해 오차 보정된 이미지를 16비트 이미지로 변환하고 808단계로 진행한다. 808단계에서 제어부(720)는 변환된 16비트 이미지 데이터를 메모리(704)에 저장한다.

이후, 제어부(720)는 810단계로 진행하여 모든 원본 이미지에 대한 16비트 변환 완료되었는가를 검사하여 모든 변환하고자 하는 이미지에 대한 변환동작이 완료되었으면 종료하고, 그렇지 않으면 802단계로 진행하여 계속하여 이미지 비트 형식을 변환한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 원본 이미지를 특정 색 비트값 이미지로 변환하는 경우 원본 이미지와 변환하고자 하는 이미지간의 각 화소에 대한 오차를 구하고, 오차 확산 기법을 통해 원본 이미지와 변환 이미지간의 오차를 최소화하여 변환되는 이미지가 원본 이미지에 가까운 영상을 유지할 수 있도록 한다. 또한, 이동 단말기에서 사용되는 GUI를 효과적으로 구현하기 위해서 PC와 같은 외부장치에서 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환 시 화질의 열화 발생을 최소한으로 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 외부장치에서의 원본 이미지를 이동 단말기용 이미지로 변환하지 않고, 이동 단말기 자체적으로 다운 또는 저장된 이미지를 변환 처리할 수 있는 이점이 있다.

Claims (20)

1. 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 영상 처리 장치에 있어서,

   입력되는 N 비트 원본 이미지를 디코딩하는 디코더와,

   상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 이미지 전처리부와,

   상기 오차 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 M비트 변환부와,

   상기 변환된 M 비트 이미지를 압축하기 위한 이미지 압축부와,

   상기 압축된 M 비트 이미지와 상기 M 비트 이미지의 저장정보를 포함하는 인덱스 테이블을 저장하는 메모리와,

   상기 이미지 압축부로부터 출력되는 압축된 M 비트 이미지를 상기 메모리에 저장하고, 상기 압축된 M 비트 이미지에 대한 저장정보를 상기 인덱스 테이블에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 이미지 전처리부는,

   상기 디코딩 된 N 이미지가 입력되면 N 이미지의 각 R, G B 채널에 대하여 채널별 화소값에 대하여 M 비트로 변환한 M 비트 이미지와의 차이값인 오차(error)값을 추출하는 N 비트 이미지/M 비트 이미지 오차(error)값 추출부와,

   상기 화소에 대한 오차값을 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 상기 M 비트 이미지의 화소값과의 차이를 확산시켜 제1 오차 확산 이미지를 생성하는 제1 이미지 오차 확산부와,

   상기 M 비트 이미지를 상기 제1 오차 확산 이미지와 합산하여 제1 오차 보정 이미지를 생성하는 M 비트 이미지/제1 오차 확산 이미지 합산부와,

   상기 제1 오차 보정 이미지와 상기 M 비트 변환 이미지간의 오차값을 각 기준 화소의 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 제2 오차 확산 이미지를 생성하는 제2 이미지 오차 확산부와,

   상기 M 비트 이미지와 상기 제2 오차 확산 이미지를 합산하여 제2 오차 보정 이미지를 생성하는 M 비트 이미지/제2 오차 확산 이미지 합산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 화소 주변에 오차 확산은 디터링(dithring)기법을 사용하여 오차 확산을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
4. 제 2항에 있어서, 각 기준 화소의 주변 화소 확산 비율의 합은 1이 되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 M 비트 이미지가 N 비트 이미지보다 고품질 이미지임을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
6. 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 이동 단말기에 있어서,

   입력되는 N 비트 원본 이미지를 디코딩하는 디코더와,

   상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 이미지 전처리부와,

   상기 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 M비트 변환부와,

   상기 M 비트 이미지를 저장하는 메모리와,

   상기 이미지 압축부로부터 출력되는 압축된 M 비트 이미지를 상기 메모리에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
7. 제6 항에 있어서, 상기 디코딩 된 N 이미지가 입력되면 N 이미지의 각 R, G B 채널에 대하여 채널별 화소값에 대하여 M 비트로 변환한 M 비트 이미지와의 차이값인 오차(error)값을 추출하는 N 비트 이미지/M 비트 이미지 오차(error)값 추출부와,

   상기 화소에 대한 오차값을 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 상기 M 비트 이미지의 화소값과의 차이를 확산시켜 제1 오차 확산 이미지를 생성하는 제1 이미지 오차 확산부와,

   상기 M 비트 이미지를 상기 제1 오차 확산 이미지와 합산하여 제1 오차 보정 이미지를 생성하는 M 비트 이미지/제1 오차 확산 이미지 합산부와,

   상기 제1 오차 보정 이미지와 상기 M 비트 변환 이미지간의 오차값을 각 기준 화소의 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 제2 오차 확산 이미지를 생성하는 제2 이미지 오차 확산부와,

   상기 M 비트 이미지와 상기 제2 오차 확산 이미지를 합산하여 제2 오차 보정 이미지를 생성하는 M 비트 이미지/제2 오차 확산 이미지 합산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
8. 제7 항에 있어서, 상기 화소 주변에 오차 확산은 디터링(dithring)기법을 사용하여 오차 확산을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
9. 제7 항에 있어서, 각 기준 화소의 주변 화소 확산 비율의 합은 1이 되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
10. 제6 항에 있어서, 상기 M 비트 이미지가 N 비트 이미지보다 고품질 이미지임을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
11. 영상 처리 장치에서 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 방법에 있어서,

    입력되는 N 비트 원본 이미지의 형식을 판단하여 해당 형식에 맞는 디코딩을 수행하는 과정과,

    상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 과정과,

    상기 변환된 M 비트 이미지를 압축하는 과정과,

    상기 압축된 M 비트 이미지와 상기 M 비트 이미지의 저장정보를 포함하는 인덱스 테이블을 저장하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
12. 제11 항에 있어서, 상기 오차 확산된 보정 이미지를 생성하는 과정은,

    상기 디코딩 된 N 이미지가 입력되면 N 이미지의 각 R, G B 채널에 대하여 채널별 화소값에 대하여 M 비트로 변환한 M 비트 이미지와의 차이값인 오차(error)값을 추출하는 과정과,

    상기 화소에 대한 오차값을 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 상기 M 비트 이미지의 화소값과의 차이를 확산시켜 제1 오차 확산 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 M 비트 이미지를 상기 제1 오차 확산 이미지와 합산하여 제1 오차 보정 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 제1 오차 보정 이미지와 상기 M 비트 변환 이미지간의 오차값을 각 기준 화소의 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 제2 오차 확산 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 M 비트 이미지와 상기 제2 오차 확산 이미지를 합산하여 제2 오차 보정 이미지를 생성하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 화소 주변에 오차 확산은 디터링(dithring)기법을 사용하여 오차 확산을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
14. 제 12항에 있어서, 각 기준 화소의 주변 화소 확산 비율의 합은 1이 되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
15. 제11 항에 있어서, 상기 M 비트 이미지가 N 비트 이미지보다 고품질 이미지임을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
16. 이동 단말기에서 이미지 비트 형식 변환 시 화질 열화를 방지하기 위한 방법에 있어서,

    입력되는 N 비트 원본 이미지의 형식을 판단하여 해당 형식에 맞는 디코딩을 수행하는 과정과,

    상기 디코딩된 N 비트 이미지와 변환하고자 하는 M 비트 이미지 각각의 동일 위치의 화소마다 차이값인 오차값을 추출하고, 각 화소별 오차값을 미리 설정된 주변 화소 위치마다 상기 오차값에 서로 다른 가중치 비율을 곱한 값을 누적하여 오 차 확산 이미지를 생성한 후 상기 M 비트 이미지와 상기 오차 확산 이미지를 합산한 오차 보정 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 보정 이미지를 M 비트 이미지로 변환하는 과정과,

    상기 M 비트 이미지를 저장하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
17. 제16 항에 있어서, 상기 오차 확산된 보정 이미지를 생성하는 과정은,

    상기 디코딩 된 N 이미지가 입력되면 N 이미지의 각 R, G B 채널에 대하여 채널별 화소값에 대하여 M 비트로 변환한 M 비트 이미지와의 차이값인 오차(error)값을 추출하는 과정과,

    상기 화소에 대한 오차값을 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 상기 M 비트 이미지의 화소값과의 차이를 확산시켜 제1 오차 확산 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 M 비트 이미지를 상기 제1 오차 확산 이미지와 합산하여 제1 오차 보정 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 제1 오차 보정 이미지와 상기 M 비트 변환 이미지간의 오차값을 각 기준 화소의 주변 화소마다 미리 정해진 가중치 비율로 곱한 값을 누적하여 제2 오차 확산 이미지를 생성하는 과정과,

    상기 M 비트 이미지와 상기 제2 오차 확산 이미지를 합산하여 제2 오차 보정 이미지를 생성하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
18. 제17 항에 있어서, 상기 화소 주변에 오차 확산은 디터링(dithring)기법을 사용하여 오차 확산을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
19. 제17 항에 있어서, 각 기준 화소의 주변 화소 확산 비율의 합은 1이 되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
20. 제16 항에 있어서, 상기 M 비트 이미지가 N 비트 이미지보다 고품질 이미지임을 특징으로 하는 영상 처리 방법.

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