KR100228607B1 - 칼러 화상 표시 장치 및 칼러 카메라 - Google Patents

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Abstract

컬러 화상 표시 장치 및/또는 제어 가능한 감마 장치를 C, C'를 구비하는데, 여기서 제어 칼러 보정 회로는 제공된 감마 보정 장치의 제어도 동기하여 동작하여, 이 회로를 칼러 화상 표시 장치에 인가되거나 칼러 카메라에 의해 공급되는 색도 신호를 제어하는 제어 증폭기 장치 A, A'으로 구성된다.

Description

칼러 화상 표시 장치 및 칼러 카메라
제1도는 본 발명의 칼러 화상 표시 장치의 실시예도.
제2도 및 제3(a)도 및 제3(b)도는 본 발명의 동작을 예시한 선도.
제4도는 제1도에 보인 감마 보정 장치에 이용되는 감마 보정기의 실시예도.
제5도는 본 발명에 따른 칼러 카메라와 실시예도.
본 발명은 칼러 화상 표시 장치에 관한 것으로써,
- 감마가 사전 보정된(gamma-precorrected) 휘도 성분 및 감마가 사전 보정된 색도 성분으로 구성된 칼러 비디오 신호를 인가하는 수단과,
- 상기 인가된 강마가 사전 보정된 휘도 성분 및 색도 성분으로부터 감마가 사전 보정된 주(primary) 칼러 신호를 유도해내는 매트릭스 회로와,
- 상기 매트릭스 회로에 결합되어, 상기 주 칼러 신호를 알맞게 변형시키며, 인가되는 감마 제어 신호에 응답하여 주칼러 신호의 감마를 제어하는 제어 입력을 갖는 감마 보정 수단과,
- 상기 감마 제어 신호를 발생시키는 수단과,
- 상기 감마 보정 수단에 결합되어, 감마가 보정된 칼러 신호로 표시되는 칼러 화상물 표시하는 칼러 화상 표시 스크린을 구비한다.
이와같은 형태의 장치가 예컨데, 미합중국 특허 제 4,489,349 호에 공지되어 있다.
종래의 칼러 화상 표시 장치는 사용자가 표시될 화상의 명도를 조정할 수 있는 명도(brightness) 레벨 제어 설비를 구비하고 있다. 이 명도 조정은 조정한 dc 성분을 칼러 비디오 신호의 휘도 성분에(혹은 휘도 성분 및 색도 성분으로부터 유도되는 주칼러 신호에) 추가시킴으로써 실현된다. 그러나 이와 같은 명도 레벨 제어는 여러 가지 문제점을 지닌다.
명도 레벨을 상승시킬 때, 비디오 신호의 회색 레벨치 뿐만 아니라 백색 피크 레벨치가 증가된다. 이로 인하여, 백색 레벨치가 허용될 수 없는 레벨치로 상승하므로 인해 비디오 신호를 다시 허용될 수 있는 백색 피크 레벨치로 제한해야만 한다.
또한, 비디오 신호의 흑색 레벨은 회색 레벨로 상승되어, 표시되는 화상의 대조(contrast)가 저하되게 된다.
더욱이, 비칼러의 휘도 성분이 화상의 칼러 부분에 부가되어 칼러의 포화도가 상당히 감소되게 된다.
명도 레벨 제어를 억제하고 대신에 모든 주 칼러 신호에서 동작하는 조정 혹은 제어 가능한 감마 제어를 제공하므로써, 화상질의 상당한 개선이 꾀해질 수 있다.
이와같은 감마 제어는 공식 SOUT=Sr in으로 표시될 수 있는바, 여기서 Sin은 입력 신호로서 감마 제어에 인가되는 주 칼러 신호를 표시하는 것으로 흑색인 경우 Sin=0이고 백색인 경우 Sin=1이며, SOUT는 감마 보정 출력 신호를 나타낸다. 만일 지수 r이 변화되면, 출력 신호 SOUT또한 변한다. 그러나, 이것의 흑색 레벨 (SOUT=D) 및 백색 레벨(SOUT=1)은 r에 독립적이다. 주지 사항으로, 정확한 지수 감마를 공급하지는 않지만 적어도 관련 신호 범위에서 함수 SOUT=Sr in에 거의 근사한 감마 회로가 실질적으로 이용될 수 있다.
화상 표시 장치에서의 조정 가능한 감마는 범위가 카메라에서 픽업 영상에 까지 이르며, 표시 영상을 포함하는 전송 시스템의 전반적인 감마부분을 형성한다. 통상적인 감마 값들은 카메라에서는 1/2.2 이고 음극선관에서는 2.8이 되어 어떠한 가변적인 감마 제어 없이도 전반적인 감마는 2.2/2,2=1.27이 된다.
예컨데 감아를 1과 0.40 사이에서 조정하는 경우, 전반적인 감마는 1.27과 22.8*0.40/2.2=0.51 사이에서 변한다.
그러나, 이 경우 칼러 에러가 발생하는 것으로 밝혀졌다. 이 칼러 에러는 칼러 포화에서 및 칼러 색상에서 에러로서 분명하게 나타난다.
따라서, 본 발명의 목적은 조정 혹은 제어 가능한 감마를 갖는 칼러 화상 표시 장치에서 이와같은 칼러 에러를 제거하거나 혹은 이를 상당량 감소시키는 것이다. 이 목적을 이루기 위해서, 본 발명의 칼라 화상 표시 장치는 감마 제어 신호에 응답하여, 감마 보정 수단 전 또는 후에서 주 칼러 신호의 상호비(mutual ratio)를 알맞게 조정하는 칼러 보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발생되는 칼러 에러는 총 감마가 1 값으로부터 보다 큰 양만큼 벗어날 때 커지게 되어, 감마 제어 신초에 따라서 주 칼러 신호의 상호비를 알맞게 조정하므로써 전체 제어 범위에 거쳐 상기 칼러 에러가 매우 효율적으로 감소될 수 있다는 점에 바탕을 두고 있다.
본 발명에 따른 칼러 화상 표시 장지는 칼러 보정 회로가 감마 제어 신호에 응답하여 매트릭스 회로에 인가되는 감마가 사전 보정된 색도 성분의 크기를 제어하는 제어 가능한 증폭기 장치를 구비하는 경우 매우 간단한 방식으로 그리고 상당한 정도로 표피(skin) 칼러 색상의 교란적인 칼러 시프트 및 상기 칼러 시프트를 보상할 수 있는 것으로 밝혀졌으며, 상기 감마의 감소에는 상기 크기의 자동적인 증가가 동반된다.
상기와 같은 방식으로, 조정 혹은 제어 가능한 감마는 카메라, 예컨데 어두운 장면에서는 카메라의 감마를 감소시키고 그리고 밝은 장면에서는 이 감마를 증대시킬 수 있는 카메라맨의 손에서 활용될 수가 있다. 카메라에서의 이들 감마 조정에 의해 야기되는 칼러 에러는 또한 카메라에서 보상될 수 있다. 결과적으로 본 발명은 또한 칼러 카메라와도 관계하는 것으로써, 이 칼러 카메라는
- 칼러 화상을 다수의 주 칼라 신호로 변환시키는 센서 장치와,
- 상기 센서 장치에 결합되어, 주 칼러 신호를 감마가 사전 보정된 칼라 신호로 변환하며, 인가되는 감마 제어 신호에 응답하여 감마를 제어하는 제어 입력을 갖는 감마 보정 수단과,
- 상기 감마 제어 신호를 발생시키는 수단과,
- 감마가 사전 보정된 칼러 신호로부터 감마가 사전 보정된 휘도 성분 및 감마가 사전 보정된 색도 성분을 유도해내는 매트릭스 회로를 구비하며,
본 발명에 따른 이와같은 카메라는 감마 제어 신호에 응답하여, 감마 보정 수단 전 또는 후에 주 칼러 신호의 상호비를 알맞게 조정하는 칼러 보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 방식으로 하여, 만일 카메라가 감마 제어 신호에 응답하여 매트릭스 회로에 의해 공급되는 감마가 사전 보정된 색도 성분의 크키를 제어하는 제어 가능한 증폭기 장치를 포함하고 있는 칼러 보정 회로를 구비하는 경우 화상 표시 장치에서 칼러 보정이 아주 간단히 이루어질 수 있는바, 감마의 중대에는 상기 크기의 자동적인 증가가 동반된다.
본 발명의 이와같은 양상 및 기타 양상들에 대해 첨부 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
제1도의 칼러 화상 표시 장치는 각각 신호 Y', R'-Y' 및 B'-Y'를 수신히기 위한 입력 단자 I1, I2및 I3를 갖고 있다. 알려진 바와같이 Y' 는 0.3OR'+0.59G'+0.11B' 와 같으며 여기서 R', B' 및 G' 는 카메라에서 감마가 사전 보정된 주 칼러 신호 R, G 및 B를 나타낸다. 따라서, Y' 는 감마가 사전 보정된 휘도 성분이고, R'-Y' 및 B'-Y' 는 감마가 사전 보정된 칼라 텔레비젼 신호의 색도 성분이다. 단자 I2및 I3및 입력은 출력 단자 A3및 A4를 갖는 증폭기 A의 입력 단자 A1및 A2에 연결된다. 입력 단자 I1및 그리고 증폭기 A의 출력 단자 A3및 A4는 매트릭스 회로 M의 입력 단자 M1, M2및 M3에 각각 연결된다.
증폭기 A가 증폭없이 신호를 통과시켜, 신호 Y', R'-Y' 및 B'-Y' 가 매트릭스 회로 M 의 입력 단자 M1, M2및 M3에서 각각 인가되는 경우를 가정할 수 있다. 매트릭스 회로 M 은 공지된 방식으로 3 개의 입력 신호 Y', R'-Y' 및 B'-Y 를 매트릭스 출력 단자 M4, M5및 M6에서 각각 이용 가능한 신호 R' G' 및 B' 로 변환하도록 되어 있다. 이 신호들은 이어서 가변 감마 장치 C 의 입력 단자 C1, C2및 C3에 인가되며, 가변 감마 장치의 출력 C4, C5및 C6은 예컨데 음극선과 혹은 LCD 스크린의 입력 화상 표시 스크린의 입력 D1, D2및 D3에 연결된다.
카메라에서, 신호 R', C' 및 B'는 감마 사전 보정 rc를 통해 주 칼러 신호 R, G 및 B로부터 유도되어 R'=Rr, G'=Gr, 및 B'=Br가 유지된다. 일반적으로 rc의 값은 1/2.2로 활용된다. 이 감마 사전 보정 표시 스크린 D의 감마(rd)를 적어도 부분적으로 보정하는데 기여한다. 음극선관의 경우 이는 약 2.8이고 LCD 표시 스크린의 경우 약 3.3이다. 픽업 영상에서 표시 영상에 이르는 전반적인 감마 rt는 음극선관의 경우 rc*rd=2.8/2.2=1.27이고, LCD 스크린의 경우 3.3/2.2=1.5이다.
제1도에 보인 바와 같이, 가변 감마 장치 C는 표시 스크린 D앞에 배열된다. 이 장치는 각각의 주 칼러 신호에 대해 부가적인 가변 감마 rv를 실현하는데, 이 감마는 예컨데 0.4와 1사이에서 변한다. 따라서 전반적인 감마 rt=rcrv*rd는 0.4*2.8/2.2=0.51과 1*2.8/2.2=1.27 사이에서 변한다.
제2도는 신호에서의 여러가지 검마의 효과를 보인 것이다. 지수 감마가 이용될 때, 제2도는 r의 서로 다른 값에서 입력 신호 Vin과 출력 신호 Vout=Vin r간의 관계를 나타낸다. 만일 Vin과 Vout가 흑색 레벨에서 Vin=0이고 백색 레벨에서 Vin=1 인 비디오 신호를 나타내면, 이는 흑색 및 백색의 출력 신호가 각각 r에 독립적으로 흑색 및 백색으로 유지됨을 나타낸다. 그러나, r가 예컨데 0.5 로 감소하면 낮은 (어두운) 비디오 신호 레벨은 팽창되고, 높은(밝은) 비디오신호 레벨은 압축되며, 평균 신호 레벨이 증가하여 전반적인 화상이 더육 밝게 된다. 만일 사용자가 특히 화상의 어두운 부분을 보다 상세히 보고자 하는 경우, 감마를 증가시키는데 반해 흑색 및 백색 레벨을 그대로 유지시키고 평균 명도를 증가시키면 된다. 만일 사용자가 밝은 화상부분을 상세히 보고자 원하면, 감마를 증대시켜 평균 명도를 감소시키면 된다.
감마 제어를 위해서 가변 감마 장치 C 는 감마 제어 입력 Cc을 갖는데, 이 감마 제어 입력은 감마 제어 신호를 가변 감마 장치 C에 인가하기 위해 제어 신호원 B에 연결된다. 제어 신호원 B에서, 통상적인 방식으로 예컨데 원격 제어 유닛을 통해서 수동으로 혹은 미합중국 특허 제 4,489,349호에 기술된 바와 같이 수신된 비디오 신호의 평균 명도를 측정하므로써 자동으로 발생된다.
서두에 언급한 바와 같이, 감마 제어에는 원치 않는 칼러 시프트가 동반되는 것으로 밝혀졌다. 이것에 대해서 제3(a)도에 추가로 예시되어 있는데, 여기서 CIE1976 표준에 따른 u', v' 색도 선도는 전반적인 감마 rt를 1에서 0.51로 변화시킬 때 발생하는 킬러 샤프트를 나타낸다. 이 선도에서 화살표는 감마 제어로부터 발생되는 칼러 시프트를 나타낸다. 칼러 시프트 제어로부터 발생되는 칼러 시프트를 나타낸다. 칼러 시프트(적색(R), 녹색(G) 및 백색(W) 포인트에서 대략 절반)에 매우 민감한 칼러 색상(플래시톤)의 범위에서 상당한 칼러 시프트 발생하는 것을 볼 수 있다.
이들 시프트를 보상하기 위해서, 입력 단자 I2, I3와 메트릭스 입력 단자 M2, M2사이의 연결부가 증폭된 R'-Y' 신호 (R'-Y')가 출력 A3에서 그리고 증폭된 B'-Y' 신호 (B'-Y')가 출력 A4에서 발생되게 하는 식으로 색도 성분 R'-Y' 및 B'-Y'를 증폭시키는 가변 증폭기 A를 포함한다. 증폭기 A는 제어 압력 Ac를 갖는데, 이 제어 입력을 통해 이득 인자 δ가 제어 가능하게 된다. 이 제어 입력은 제어 신호원 B로부터 감마 제어 신호 또는 제어 신호를 수신한다. 증폭기 A는 이득 인자 δ 및 매트릭스 회로에 인가되는 색도 성분 R'-Y' 및 B'-Y' 의 크기가 장치 C에서의 감마가 감소할 때 증가되게 하는 식으로 제어된다. 전반적인 감마가 0.51로 감소될 때 발생되는 칼러 시프트에 대한 최적의 보상을 제공하기 위해서, 증폭기 A의 이득 인자 δ는 대략 1.5로 증가된다. 나머지 칼라 시프트에 대해서는 제3(b)도에 나타나 있다. 제3(b)도에서 분명한 바와 같이, 중요한 표피 칼러 범위에서 매우 간단한 제어로 거의 완전한 보정이 이루어지는 바, 여기서 색도 성분 R'-Y'와 B'-Y'는 같은 정도로 증폭된다. 또한 이와 같은 칼러 보정 제어는 통상적인 칼러 포화 제어되는 구별이 되는데, 여기서 색도 성분들이 감쇄되고 그리고 제안된 칼러 보정시 이들 성분들이 증폭된다.
가변 감마 보정 장치 C 는 3개와 가변 감아 회로를 구비한다. 가능한 실시예가 제4도에 나타나 있다. 입력 신호가 클램핑 회로 CL을 통해 약 0.4의 감마를 갖는 고정된 감마 보정기 GC 에 인가된다. 감마 보정기 GC 는 충분한 정도로 관련 신호 범위에서 요망되는 지수 곡선에 근접한 공지된 감마 보정기로 실시될 수 있다. 감마 보정기의 출력 신호는 제1버퍼 스테이지 BU1를 통해 조정 가능한 전자 전위차계 P 의 상단에 인가된다. 클램핑 회로의 신호는 제3버퍼 BU2를 통해 전자 전위자계 P의 하단에 인가된다. 전위차계의 와이퍼는 가변 감마 보정기의 출력 신호를 형성한다. 만일 와이퍼가 최저 위치에 있으면 출력 신호는 Vin과 같게 된다. 와이퍼가 중간 위치에 있는 경우, 출력 신호는 와이퍼의 위치에 따라 0.4와 1 사이의 감마를 갖는다.
제1도에 보인 바와 같은 방식으로, 칼러 화상 표시 장치에서 본 발명을 칼러 카메라에 활용하는 것도 가능하다. 이것이 제5도에 도시되어 있다.
센서 장치 S는 감마 사전 보정 장치 C' 에 준 칼러 신호 R, G 및 B 를 공급하는데, 이 장치는 이 장치의 감마를 제어하는 제어 입력 C'c 를 갖는다. 입력 신호 R, G 및 B 는 감마가 사전 보정된 주 칼러 신호 R', G' 및 B' 로 변화되어, R'=Rrc, R'=Rrc, G'=Grc및 B'=Brc를 유지하는데 rc는 감마 사전 보정 및 제어 가능한 감마 지수를 나타낸다.
장치 C' 의 출력 신호 R', G' 및 B' 는 매트릭스 회로 M' 에 인가되어, 여기서 이들 신호들은 감마가 사전 보정된 휘도 성분 Y' 및 감마가 사전 보정된 색도 성분 R'-Y' 및 B'-Y' 로 변환된다. 이어서, 이 2 개의 색도 성분은 제어 입력 A'c 를 갖는 제어 가능한 증폭기 A' 에서 크키가 제어되며, 이 증폭기의 2 개의 출력 신호가 표시 장치로의 전송을 위해 공지된 방식으로 휘도 성분 V' 와 함께 처리된다.
제1도와 같은 방식으로, 제어 가능한 감마 사전 보정 장치 C' 및 제어 가능한 증폭기 A' 는 제어 신호원 B'에 의해서 이들 각각의 제어 입력 C'c 및 A'c 로 동시에 제어되어, 상기 장치 C'의 감마 제어로 야기된 칼러 시프트가 주로 증폭기 A'의 제어에 의해 보상된다. 화상 표시 장치에서와 마찬가지로, 감마가 사전 보정된 휘도 성분의 증폭은 감마가 감소될 때 증대된다.
칼러 보정 회로는 제1도 및 5도에서와는 다른 방식으로 실시될 수도 있다. 가변 이득 인자 δ는 예컨데 신호 R'-Y' 및 B'-Y'경우에 있어서와 약간 다를 수 있다. 또한 매트릭스 회로 M의 출력 신호 혹은 매트릭스 회로 M'의 입력 신호들에서 칼러 보정을 행하는 것도 가능하다. 이 경우, 만족할 만한 칼러 보정을 위해서는 가변 증폭 및 추가의 신호 메트릭싱이 필요로 된다. 예컨데, 제1도에서와 만일 제어 가능한 증폭기 A 대신에 매트릭스 회로 M의 출력 신호 R', G' 및 B'를 제어된 신호 δR', δG' 및 δB'로 변환하고 그리고 이어서 제어된 휘도 신호(1-δ)Y'를 이들 신호로 부가하면 상기와 같은 칼러 보정이 이루어질 수 있다. 부가 신호의 메트릭싱은 칼러 보정 회로가 제어 가능한 감마 장치 C 뒤에 배열되거나 혹은 제어 가능한 감마 장치 C' 앞에 배열되는 경우 필요로 된다.

Claims (4)

  1. 미리 감마 보정된 휘도 성분 및 미리 감마 보정된 색도 성분으로 구성된 칼러 비디오 신호를 수신하는 수단과; 수신된 상기 미리 감마 보정된 휘도 성분 및 색도 성분으로부터 미리 감마 보정된 기본 칼러 신호를 유도해내는 매트릭스 회로와; 상기 매트릭스 회로에 결합되어, 상기 주 칼러 신호의 감마를 수정하며, 제어 입력부를 갖추어 그 입력부에 입력된 감마 제어 신호에 응답하여 상기 기본 칼러 신호의 감마를 제어하는 감마 보정 수단과; 상기 감마 제어 신호를 발생시키는 수단 및; 상기 감마 보정 수단에 결합되어, 감마 보정된 칼러 신호로 나타낸 칼러 화상을 표시하는 칼러 화상 표시 스크린을 구비하는 칼러 화상 표시 장치에 있어서, 상기 감마 제어 신호에 응답하여, 상기 감마 보정 수단 전 또는 후에서 상기 주 칼러 신호들의 상호비(mutual ratio)를 수정하는 칼러 보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼러 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 칼러 보정 회로가 상기 감마 제어 신호에 응답하여 상기 매트릭스 회로에 인가된 감마 보정된 색도 성분의 진폭을 제어하는 제어가능한 증폭기 장치를 구비하며, 상기 감마의 감소는 상기 진폭의 자동적인 증가가 수반 되는 것을 특징으로 하는 칼러 화상 표시 장치.
  3. 칼러 화상을 다수의 주 칼러 신호로 변환시키는 센서 장치와; 상기 센서 장치에 결합되어, 상기 주 칼러 신호를 미리 감마 보정된 칼러 신호로 변환하며, 제어 입력부를 갖추어 그 입력부에 입력된 감마 제어 신호에 응답하여 감마를 제어하는 감마 보정 수단과; 상기 감마 제어 신호를 발생시키는 수단과; 미리 감마 보정된 칼러 신호로부터 미리 감마 보정된 휘도 성분 및 미리 감마 보정된 색도 성분을 유도해내는 매트릭스 회로를 구비하는 칼러 카메라에 있어서, 상기 감마 제어 신호에 응답하여, 상기 감마 보정 수단 전 또는 후에서 상기 주 칼러 신호들의 상호비를 수정하는 칼러 보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼러 카메라.
  4. 제3항에 있어서, 상기 칼러 보정 회로는 상기 감마 제어 신호에 응답하여 상기 매트릭스 회로에 의해 공급된 미리 감마 보정된 색도 성분의 진폭을 제어하는 제어가능한 증폭기 장치를 구비하며, 상기 감마의 감소는 상기 진폭의 자동적인 증가가 수반되는 것을 특징으로 하는 칼러 카메라.
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