회화적 표현을 위한 영상 처리 장치 및 방법
Image processing apparatus and method for painterly expression
특허 요약
회화적 표현을 위한 영상 처리 장치 및 방법이 개시된다. 영상 처리 방법은, 원본 영상을 입력받고, 적어도 둘 이상의 붓(brush) 크기별로 원본 영상을 각각 필터링(filtering)하여 격자(grid) 영상을 생성하고, 원본 영상에 기초하여 초기화된 캔버스 영상과 격자 영상을 구성하는 부분 영상의 차이를 이용하여 타원 형태의 스트로크(stroke)를 생성하며, 캔버스 영상 위에 스트로크를 배치하여 회화적 표현의 영상을 생성한다.
청구항
번호청구항
1

영상 처리 방법에 있어서,원본 영상을 입력받는 단계;적어도 둘 이상의 붓(brush) 크기별로 상기 원본 영상을 각각 필터링(filtering)하여 격자(grid) 영상을 생성하는 단계;상기 원본 영상에 기초하여 초기화된 캔버스 영상과 상기 격자 영상을 구성하는 부분 영상의 차이를 이용하여 타원 형태의 스트로크(stroke)를 생성하는 단계; 및상기 스트로크를 상기 캔버스 영상 위에 배치하여 회화적 표현의 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 방법.

2

제 1 항에 있어서,상기 격자 영상을 생성하는 단계는,상기 붓 크기에 따른 마스크(mask)를 이용하여 상기 원본 영상을 붓 크기별로 각각 가우시안 저대역 필터링(Gaussian low pass filtering)하는 단계; 및상기 가우시안 저대역 필터링된 영상으로부터 상기 원본 영상 크기의 격자 영상을 재구성하는 단계;를 포함하는 방법.

3

제 1 항에 있어서,상기 타원 형태의 스트로크를 생성하는 단계는,상기 원본 영상에 기초하여 초기화된 캔버스 영상과 상기 격자 영상을 구성하는 부분 영상의 동일 위치에 대한 차이를 산출하는 단계;상기 산출된 차이가 최대값이 되는 최대 오차 위치를 탐지하고, 상기 산출된 차이로부터 상기 부분 영상을 기준으로 면적 중심 위치와 공분산 행렬(covariance matrix)을 산출하는 단계; 및상기 탐지된 최대 오차 위치를 중심점으로 설정하고, 상기 공분산 행렬로부터 장축과 단축의 길이 및 방향을 결정하여 타원 형태의 붓 터치를 형성하는 단계;를 포함하는 방법.

4

제 3 항에 있어서,상기 타원 형태의 붓 터치를 형성하는 단계는,상기 공분산 행렬로부터 결정된 장축과 단축의 비율을 유지하되, 단축의 길이를 적어도 붓 크기 이상으로 고정하는 것을 특징으로 하는 방법.

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제 3 항에 있어서,상기 부분 영상을 변환하여 획득된 휘도(luminance) 값으로부터 그래디언트(gradient) 정보를 추출하는 단계; 및상기 추출된 그래디언트 정보에 기초하여 상기 형성된 붓 터치로부터 확장된 추가 타원을 선택적으로 형성하는 단계;를 더 포함하는 방법.

6

제 5 항에 있어서,상기 추출된 그래디언트 정보가 서로 반대의 두 가지 방향으로 형성 가능한 경우, 상기 형성된 붓 터치를 구성하는 타원의 중심점으로부터 상기 추가 타원의 중심점까지의 벡터와 그래디언트 방향 벡터와의 내적을 이용하여 스트로크의 변화를 90° 이하가 되도록 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.

7

제 1 항에 있어서,상기 회화적 표현의 영상을 생성하는 단계는,상기 생성된 스트로크를 상기 캔버스 영상 위에 배치하는 단계; 및상기 스트로크가 배치된 캔버스 영상과 상기 부분 영상을 비교하여 미리 설정된 오차 이내가 될 때까지 상기 스트로크 생성 과정 및 스트로크 배치 과정을 반복하는 단계;를 포함하는 방법.

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제 7 항에 있어서,상기 스트로크를 상기 캔버스 영상 위에 배치하는 단계는,붓 크기가 큰 스트로크로부터 붓 크기가 작은 스트로크의 순서로 진행되거나, 랜덤(random)한 순서로 진행되는 것을 특징으로 하는 방법.

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제 1 항 내지 제 8 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.

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영상 처리 장치에 있어서,원본 영상을 입력받는 입력부;적어도 둘 이상의 붓 크기별로 상기 원본 영상을 각각 필터링하여 격자 영상을 생성하고, 상기 원본 영상에 기초하여 초기화된 캔버스 영상과 상기 격자 영상을 구성하는 부분 영상의 차이를 이용하여 타원 형태의 스트로크를 생성하며, 상기 스트로크를 상기 캔버스 영상 위에 배치하여 회화적 표현의 영상을 생성하는 처리부; 및상기 생성된 회화적 표현의 영상을 디스플레이 수단에 표시하는 출력부;를 포함하는 장치.

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제 10 항에 있어서,상기 처리부는,상기 붓 크기에 따른 마스크를 이용하여 상기 원본 영상을 붓 크기별로 각각 가우시안 저대역 필터링하는 필터;상기 가우시안 저대역 필터링된 영상으로부터 상기 원본 영상 크기의 격자 영상을 재구성하는 격자 영상 생성부;상기 원본 영상에 기초하여 초기화된 캔버스 영상과 상기 격자 영상을 구성하는 부분 영상의 동일 위치에 대한 차이를 산출하는 영상 감산부;상기 산출된 차이가 최대값이 되는 최대 오차 위치를 탐지하는 최대 오차 위치 탐지부;상기 산출된 차이로부터 상기 부분 영상을 기준으로 면적 중심 위치와 공분산 행렬을 산출하는 공분산 행렬 산출부;상기 탐지된 최대 오차 위치를 중심점으로 설정하고, 상기 공분산 행렬로부터 장축과 단축의 길이 및 방향을 결정하여 타원 형태의 붓 터치를 형성하는 스트로크 생성부; 및상기 생성된 스트로크를 상기 캔버스 영상 위에 배치하되, 상기 스트로크가 배치된 캔버스 영상과 상기 부분 영상을 비교하여 미리 설정된 오차 이내가 될 때까지 상기 스트로크 생성 과정 및 스트로크 배치 과정을 반복함으로써, 회화적 표현의 영상을 생성하는 최종 영상 생성부;를 포함하는 장치.

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제 11 항에 있어서,상기 스트로크 생성부는,상기 공분산 행렬로부터 결정된 장축과 단축의 비율을 유지하되, 단축의 길이를 적어도 붓 크기 이상으로 고정함으로써, 붓 크기 내에서 채색되지 않는 영역의 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 장치.

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제 11 항에 있어서,상기 처리부는,상기 부분 영상을 RGB 컬러 공간으로부터 YUV 공간으로 변환하는 변환부; 및상기 변환된 영상의 휘도 값으로부터 그래디언트 정보를 추출하는 그래디언트 추출부;를 더 포함하고,상기 스트로크 생성부는,상기 추출된 그래디언트 정보에 기초하여 상기 형성된 붓 터치로부터 확장된 추가 타원을 선택적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.

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제 13 항에 있어서,상기 추출된 그래디언트 정보가 서로 반대의 두 가지 방향으로 형성 가능한 경우, 상기 스트로크 생성부는,상기 형성된 붓 터치를 구성하는 타원의 중심점으로부터 상기 추가 타원의 중심점까지의 벡터와 그래디언트 방향 벡터와의 내적을 이용하여 스트로크의 변화를 90° 이하가 되도록 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.

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제 10 항에 있어서,상기 처리부는,붓 크기가 큰 스트로크로부터 붓 크기가 작은 스트로크의 순서 또는 랜덤한 순서로 상기 스트로크를 상기 캔버스 영상 위에 배치하는 것을 특징으로 하는 장치.