본 발명은 위 밝기변환 모델을 이용한 야간 영상의 밝기 개선 장치에 관한 것으로서, 야간영상과 같이 가시성이 낮은 어두운 영상을 실시간으로 가시성이 향상된 영상을 제공하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 야간영상의 입력 휘도신호를 반전처리하여, 반전 휘도신호를 구하는 휘도신호 반전 처리부; 밝기변환 모델을 이용하여, 반전된 휘도신호를 어두운 영상영역의 밝기가 향상된 영상으로 변환하는 밝기변환 모델 처리부; 및 상기 밝기변환 모델 처리부를 통해 밝기가 향상된 휘도신호에 대하여, 후처리를 수행하는 후처리부; 를 포함한다.