5.2.2 효과적인 명암비 조절 방법

명암비를 효과적으로 높이기 위해서는 밝은 픽셀은 더욱 밝게, 어두운 픽셀은 더욱 어두워지게 변경해야 합니다. 이때 픽셀 값이 밝고 어둡다는 기준을 어떻게 설정할 것인지가 명암비 조절 결과 영상의 품질 차이를 가져올 수 있습니다. 그레이스케일 범위 중간값인 128을 기준으로 설정할 수도 있고, 입력 영상의 평균 밝기를 구하여 기준으로 삼을 수도 있습니다. 여기서는 조금 간단하게 그레이스케일 범위 중간값인 128을 기준으로 명암비를 조절하는 방법을 구현해 보겠습니다. 즉, 입력 영상의 픽셀 값이 128보다 크면 더욱 밝게 만들고, 128보다 작으면 픽셀 값을 더 작게 만드는 방식입니다. 반대로 명암비를 감소시키려면 128보다 큰 입력 영상 픽셀 값은 좀 더 작게 만들고, 128보다 작은 픽셀 값은 오히려 128에 가깝게 증가시킵니다. 이러한 픽셀 값 변경 방식을 수식으로 정리하면 다음과 같습니다.

이 수식에서 α는 -1보다 같거나 큰 실수입니다. 이 수식은 항상 (128, 128) 좌표를 지나가고, α에 의해 기울기가 변경되는 직선의 방정식입니다. α의 범위가 -1≤α≤0이면 기울기가 0부터 1 사이의 직선이 되며, 이는 명암비를 감소시키는 변환 함수입니다. 반면에 α의 범위가 α>0이면 기울기가 1보다 큰 직선의 방정식이며, 이는 명암비를 증가시키는 변환 함수입니다. 앞 수식에 의해 계산되는 결과 영상의 픽셀 값은 0보다 작거나 255보다 커지는 경우가 발생할 수 있으므로 포화 연산도 함께 수행해야 합니다. 포화 연산까지 포함한 효과적인 명암비 조절 수식은 다음과 같습니다.