본 발명은 동영상의 평균 밝기 변화율을 유지하는 시각적 임계치를 이용한 이분할 히스토그램 평활화 장치에 관한 것으로서, 입력영상(X)를 입력받아 입력 히스토그램을 구하고, 입력 히스토그램을 분할할 밝기값과 출력영상의 목표 평균 밝기값을 구하며, 분할 밝기값을 기준으로 이분할된 확률밀도함수를 계산하고, 시각적 임계치를 구하여 이분할된 확률밀도함수를 임계치 처리하고, 임계치 처리된 확률밀도함수에 임계치 처리로 인해 손실된 확률을 임계치 처리된 확률밀도함수에 균등하게 재분배하여 변형된 확률밀도함수를 계산하는 히스토그램 변형부; 및 변형된 확률밀도함수를 누적하여 변형된 누적분포함수를 구하고, 변형된 누적분포함수와 출력영상의 목표 평균밝기값으로 결정된 출력 다이내믹 레인지(dynamic range)를 이용하여 히스토그램 평활화 맵핑 함수를 구한 후, 히스토그램 평활화 맵핑 함수를 이용하여 히스토그램 평활화를 수행하는 히스토그램 평활화부; 를 포함한다.