KR100487371B1 - variable color space converter in image signal processor system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 디바이스의 특성에 맞게 신호의 레벨에 따라 일정한 비율로 컴포넌트 신호를 RGB 처리하는 방법을 제공하기 위한 것으로서, 입력되는 Y,Pb,Pr 신호 중 상기 Y 신호를 소정시간 지연시키는 지연부와, 입력되는 Y,Pb,Pr 신호 중 상기 Pb 및 Pr 신호의 레벨을 검출하는 제 1, 2 레벨 검출기와, 소정 단위의 레벨별로 게인값을 정의하여 상기 제 1, 2 레벨 검출기에서 검출된 신호의 레벨별로 해당 게인값을 지정하는 제 1, 2 룩-업 테이블과, 상기 각 기기의 동기를 맞춰주는 동기부와, 상기 제 1, 2 룩-업 테이블 및 지연부를 통해 출력되는 신호에 레벨별로 게인값을 정의하여 R,G,B 신호를 산출하여 출력하는 매트릭스부를 포함하여 구성되는데 있다.The present invention provides a method for RGB processing a component signal at a constant rate according to the level of the signal in accordance with the characteristics of the display device, and a delay unit for delaying the Y signal of the input Y, Pb, Pr signal for a predetermined time; First and second level detectors for detecting the levels of the Pb and Pr signals among the input Y, Pb and Pr signals, and gain values for each level of a predetermined unit to define a gain value of the signals detected by the first and second level detectors. Gain for each level of the first and second look-up tables for designating a corresponding gain value for each level, a synchronization unit for synchronizing the respective devices, and a signal output through the first and second look-up tables and delay units It is configured to include a matrix portion for defining a value to calculate and output the R, G, B signals.
Description
본 발명은 영상신호 처리시스템에 관한 것으로, 특히 리니어(linear)한 칼라 스페이스 변환부를 프로그램머블( programmable)하게 변경하여 색구현을 원활히 할 수 있도록 한 디스플레이 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal processing system, and more particularly, to a display system in which a linear color space converting unit is programmable to smoothly implement color.
도 1에서 보는 바와 같이 종래의 영상신호 시스템에서는 컨퍼넌트(component)신호의 R/G/B처리는 입력신호 처리부(10)를 거쳐 스케일러(20)를 통하면 디스플레이 할 해상도를 가진 일련의 신호가 출력된다.As shown in FIG. 1, in a conventional video signal system, R / G / B processing of a component signal is output through a scaler 20 through an input signal processor 10 and a series of signals having a resolution to be displayed are outputted. do.
이 신호를 구현할 디바이스의 드라이버(30)를 거쳐 디스플레이부(40)에 디스플레이 하게 된다.The display unit 40 displays the signal through the driver 30 of the device to implement this signal.
여기서 컨퍼넌트의 R/G/B 로의 변화는 수학식 1에서 나타내고 있는 매트릭스에서 어느 계수를 가진 행렬의 변환식에 의해서 구현이 되는데, 이 매트릭스는 아날로그나 디지털의 처리가 가능하다.Here, the change of the component to R / G / B is realized by the conversion equation of a matrix having a certain coefficient in the matrix shown in Equation 1, which can be processed analog or digital.
이때 일련의 변화는 고정된 계수값에 의해서 신호의 레벨과는 관계없이 일정한 비율의 게인을 가지게 된다.In this case, a series of changes have a constant ratio of gain regardless of the signal level due to a fixed coefficient value.
그러나 현재의 디스플레이 디바이스들은 기존의 CRT의 감마 특성과는 달리 색을 구현하는데 있어서 각 신호의 레벨에 따라 색의 투과도 및 계조의 특성이 리니어하지 않은 특성을 가지고 있다.However, current display devices, unlike gamma characteristics of conventional CRTs, have a non-linear characteristic of color transmission and gradation according to the level of each signal in implementing colors.
이는 동일한 레벨간에 컨퍼넌트의 Pr/Pb에서 신호를 뽑아내어 RGB 색을 구현하는데 있어서 디스플레이 디바이스의 특성(특히 LCD)상 신호의 동일한 레벨에 따라 동일한 비율의 RGB 색상이 나오지 않는다.This is achieved by extracting a signal from the Pr / Pb of the component between the same levels to implement RGB color, so that the same ratio of RGB colors does not come out according to the same level of signal on the characteristics of the display device (especially LCD).
따라서 유저가 원하는 레벨의 색일지라도 RGB 색마다 서로 다른 느낌을 갖게 되므로, 레벨에 따라 프로그램이 가능토록 하여 게인의 비율을 달리할 수 있어야 한다.Therefore, even if the user wants the color of the level, each RGB color will have a different feeling, so the program should be able to change the gain ratio according to the level.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 디스플레이 디바이스의 특성에 맞게 신호의 레벨에 따라 일정한 비율로 컴포넌트 신호를 RGB 처리하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for RGB processing of a component signal at a constant rate according to a signal level in accordance with the characteristics of a display device.
신호의 레벨에 따라 서로 다른 게인값을 갖는 룩-업 테이블을 생성하는데 다른 목적이 있다.Another purpose is to create a look-up table with different gain values depending on the level of the signal.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상신호 처리 시스템의 가변 칼라 스페이스 변환부의 특징은 외부에서 입력되는 Y,Pb,Pr 신호를 A/D 변환 및 신호처리를 수행하는 입력신호 처리부와, 상기 입력신호 처리부에서 처리된 신호 중 Pb, Pr 신호를 통해 각 레벨별로 기 정의된 게인값을 설정하고 상기 설정된 게인값을 이용하여 R,G,B 신호를 산출하는 가변 칼라 스페이스 변환부와, 상기 가변 칼라 스페이스 변환부에서 산출된 R,G,B 신호를 통해 외부에서 입력되는 영상의 휘도, 계조 및 해상도를 정의하는 스케일러와, 상기 스케일러에서 정의되는 신호를 이용하여 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하여 구성되는데 있다.The variable color space conversion unit of the image signal processing system according to the present invention for achieving the above object is an input signal processing unit for performing A / D conversion and signal processing of the Y, Pb, Pr signal input from the outside; A variable color space converter configured to set a predetermined gain value for each level among Pb and Pr signals among the signals processed by the input signal processor, and calculate R, G, and B signals using the set gain value; Including a scaler for defining the brightness, gradation, and resolution of the image input from the outside through the R, G, B signal calculated by the variable color space conversion unit, and a display unit for displaying the image using the signal defined by the scaler It is composed.
이때, 상기 가변 칼라 스페이스 변환부는 상기 입력되는 Y,Pb,Pr 신호 중 상기 Y 신호를 소정시간 지연시키는 지연부와, 입력되는 Y,Pb,Pr 신호 중 상기 Pb 및 Pr 신호의 레벨을 검출하는 제 1, 2 레벨 검출기와, 소정 단위의 레벨별로 게인값을 정의하여 상기 제 1, 2 레벨 검출기에서 검출된 신호의 레벨별로 해당 게인값을 지정하는 제 1, 2 룩-업 테이블과, 상기 각 기기의 동기를 맞춰주는 동기부와, 상기 제 1, 2 룩-업 테이블 및 지연부를 통해 출력되는 신호에 레벨별로 게인값을 정의하여 R,G,B 신호를 산출하여 출력하는 매트릭스부를 포함하여 구성되는데 다른 특징이 있다.In this case, the variable color space converting unit is a delay unit for delaying the Y signal of the input Y, Pb, Pr signal for a predetermined time, and the first to detect the level of the Pb and Pr signal of the Y, Pb, Pr signal input; First and second level detectors, first and second look-up tables that define gains for each level of a signal detected by the first and second level detectors by defining gain values for each level of a predetermined unit, and each device And a matrix unit configured to calculate R, G, and B signals by defining gain values for each level in the signals output through the first and second look-up tables and the delay unit. There are other features.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 영상신호 처리 시스템의 가변 칼라 스페이스 변환기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of a variable color space converter of a video signal processing system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 가변 칼라 스페이스 변환기를 나타낸 도면이다.2 illustrates a variable color space converter according to the present invention.
도 2와 같이, 아날로그 칼라 스페이스 변환부(50)에서 입력되는 Y,Pb,Pr 신호를 A/D 변환 및 신호처리를 수행하는 입력신호 처리부(10)와, 상기 입력신호 처리부(10)에서 처리된 신호 중 Pb, Pr 신호를 통해 각 레벨별로 기 정의된 게인값을 설정하고 상기 설정된 게인값을 이용하여 포맷 변환하여 R,G,B 신호를 산출하는 가변 칼라 스페이스 변환부(70)와, 상기 가변 칼라 스페이스 변환부(70)에서 산출된 R,G,B 신호를 통해 디지털 칼라 스페이스 변환부(60)에서 입력되는 영상의 휘도, 계조, 해상도를 정의하는 스케일러(20)와, 상기 스케일러(20)에서 정의되는 신호를 이용하여 디바이스 제어를 위한 신호로 변환하는 디바이스 드라이버(30)와, 상기 디바이스 드라이버(30)에서 제어된 신호를 이용하여 디스플레이하는 디스플레이부(40)로 구성된다.As shown in FIG. 2, an input signal processor 10 for performing A / D conversion and signal processing on Y, Pb, and Pr signals input from the analog color space converter 50 and the input signal processor 10 are processed. A variable color space converter 70 for setting R, G, and B signals by setting a predetermined gain value for each level through the Pb and Pr signals, and performing format conversion using the set gain value; A scaler 20 defining luminance, gradation, and resolution of an image input from the digital color space converter 60 through the R, G, and B signals calculated by the variable color space converter 70, and the scaler 20 The device driver 30 converts the signal into a signal for controlling the device using a signal defined in FIG. 2 and the display unit 40 displays the signal using the signal controlled by the device driver 30.
이때, 상기 가변 칼라 스페이스 변환부(70)는 도 3에서 나타내는 것과 같이, 입력되는 Y,Pb,Pr 신호 중 상기 Y 신호를 소정시간 지연시키는 지연부(71)와, 입력되는 Y,Pb,Pr 신호 중 상기 Pb 및 Pr 신호의 레벨을 검출하는 제 1, 2 레벨 검출기(72)(74)와, 소정 단위의 레벨별로 게인값을 정의하여 상기 제 1, 2 레벨 검출기(72)(74)에서 검출된 신호의 레벨별로 해당 게인값을 지정하는 제 1, 2 룩-업 테이블(73)(75)과, 상기 각 기기의 동기를 맞춰주는 동기부(76)와, 상기 제 1, 2 룩-업 테이블(73)(75) 및 지연부(71)를 통해 출력되는 신호에 레벨별로 게인값을 정의하여 R,G,B 신호를 산출하여 출력하는 매트릭스부(77)로 구성된다. At this time, the variable color space conversion unit 70, as shown in Figure 3, the delay unit 71 for delaying the Y signal of the input Y, Pb, Pr signal for a predetermined time, and the input Y, Pb, Pr First and second level detectors 72 and 74 for detecting the levels of the Pb and Pr signals among the signals, and gain values defined for each level of a predetermined unit to define the gain values in the first and second level detectors 72 and 74. First and second look-up tables 73 and 75 for designating a corresponding gain value for each level of the detected signal; a synchronization unit 76 for synchronizing the devices; and first and second look-ups. It is composed of a matrix unit 77 that calculates and outputs R, G, and B signals by defining gain values for each level of the signals output through the up tables 73 and 75 and the delay unit 71.
이때, 상기 매트릭스부(77)는 다음 수학식 2와 같은 수식을 이용하여 R,G,B 신호를 산출한다. In this case, the matrix unit 77 calculates the R, G, and B signals by using the following equation (2).
그리고 다음 수학식 3은 HDTV에 있어서 16~235의 일반적인 범위를 갖는 8비트 디지털 R/G/B 데이터와 Y/Cb/Cr 사이의 변환하는 기본 방정식을 나타내고 있다.Equation 3 shows a basic equation for converting between 8-bit digital R / G / B data and Y / Cb / Cr having a general range of 16 to 235 in HDTV.
Cb=-0.117R'-0.394G'+0.511B'+128 G'=Y709-0.459(Cr-128)-0.183(Cb-128)Cb = -0.117R'-0.394G '+ 0.511B' + 128 G '= Y 709 -0.459 (Cr-128) -0.183 (Cb-128)
Cr=0.511R'-0.464G'-0.047B'+128 B'=Y709+1.816(Cb-128)Cr = 0.511R'-0.464G'-0.047B '+ 128 B' = Y 709 +1.816 (Cb-128)
이와 같이, 상기 수학식 2, 3은 칼라 매트릭스의 포맷 변화에 대한 예를 든 것인데, 입력되는 컨퍼넌트에 대해 x/y/z의 값이 바뀔 경우 출력되는 R/G/B의 레벨도 바뀌게 된다.As described above, Equations 2 and 3 are examples of the format change of the color matrix. When the value of x / y / z is changed for the input component, the level of the output R / G / B is also changed.
결국 Pb/Pr 신호의 레벨을 검출하고 그 결과를 조정된 제 1, 2 룩-업 테이블(73)(75)과 비교를 하여 원하는 게인을 출력하는데 있어서, 먼저 도 4와 같이 레벨 맵핑을 유저가 정하여 프로그램하고 각각 룩-업 테이블에 저장을 해야 한다.Eventually, the level of the Pb / Pr signal is detected and the result is compared with the adjusted first and second look-up tables 73 and 75 to output the desired gain. It must be programmed and stored in each look-up table.
이때, Pb/Pr는 게인 조정을 하고 Y는 하지 않는 이유는 디스플레이를 담당하는 부분에서 화이트 발란스를 맞춰놓았기 때문에 가상 칼라 스페이스 변환기에서 Y에 대한 게인 조정마저 한다면, 화이트 발란스가 무너지게 되기 때문이다.At this time, Pb / Pr adjusts the gain but not Y because the white balance is set in the part in charge of the display, so if the gain adjustment for Y is performed in the virtual color space converter, the white balance is broken. .
이와 같은 방법으로 게인 조정된 신호의 입출력을 기존의 방식과 본 발명을 비교한 도면을 도 5(a)(b)에서 나타내고 있다.Fig. 5 (a) and (b) show a diagram comparing the present invention with the input and output of the gain-adjusted signal in this manner.
도 5(a)(b)를 보면, 기존의 방식 도 5(a)는 입력되는 신호의 게인 조정이 어느 레벨에서나 일정한 비율로 변환될 수밖에 없어서, LCD나 PDP에서 각 RGB 색상에 따른 빛의 투과도나 계조의 특성으로 인해 발생되는 문제점을 그대로 발생하게 되지만, 도 5(b)는 게인 조정을 시키는 구간을 프로그램하도록 하여 레벨에 따라 출력되는 게인이 조금씩 바뀌게 되므로서 기존의 문제점을 해결할 수 있게 된다.Referring to FIG. 5 (a) and (b), the conventional scheme FIG. 5 (a) has no choice but to convert the gain of the input signal to a constant ratio at any level, so that the transmittance of light for each RGB color in the LCD or PDP Although the problem caused by the characteristics of the gray scale is generated as it is, Figure 5 (b) is to program the interval to adjust the gain is output by the level is slightly changed by the level can be solved the existing problem.
예를 들어 빨간색의 비율이 높고 밝기가 강할 때 빨간색의 비율을 낮추고 싶지만 낮은 레벨에서는 그 비율을 그대로 가지고 싶을 때 유저가 원하는데로 구간을 정하여 룩-업 테이블의 게인을 적절한 값을 저장하면 된다.For example, if you want to lower the ratio of red when the ratio of red is high and the brightness is high, but you want to keep the ratio at low level, you can set the interval as you want and store the gain of the look-up table as appropriate.
이와 같이 프로그램 가능한 가변 칼라 스페이스 변환기(VCSC)는 화면의 부분적인 칼라 변화도 가능하기 때문에 균일성(uniformity)이나 감마(gamma)조정을 하는데 있어서도 이용 가능하다. The programmable color space converter (VCSC) as described above can also be used to adjust uniformity or gamma because partial color change of the screen is possible.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 영상신호 처리 시스템의 가변 칼라 스페이스 변환부는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the variable color space conversion unit of the image signal processing system according to the present invention has the following effects.
첫째, 어느 색깔의 레벨에 따른 색재현 비율을 달리 할 수 있도록 하여 색구현의 범위를 넓힐 수 있다. First, it is possible to widen the range of color implementation by allowing different color reproduction ratios according to the color level.
둘째, 기존 IC에 포함되고 종속되어 있었던 칼라 스페이스 변환기를 독립화하여 색 재현검토에 대한 실험기반을 확보토록 하였다.Second, the color space converter included and subordinated to the existing ICs was independent to secure an experimental basis for color reproduction review.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
도 1 은 종래 기술에 따른 영상신호 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면1 is a view showing the configuration of a video signal processing system according to the prior art
도 2 는 본 발명에 따른 영상신호 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면2 is a diagram showing the configuration of a video signal processing system according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 가변 칼라 스페이스 변환부의 구성을 나타낸 도면3 is a diagram illustrating a configuration of a variable color space conversion unit according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 가변 칼라 스페이스 변환부에서 룩-업 테이블의 구성을 나타낸 도면4 is a diagram illustrating a configuration of a look-up table in the variable color space conversion unit according to the present invention.
도 5(a)(b)는 게인이 조정된 신호의 입출력을 종래의 방식과 본 발명의 방식과 비교한 도면5 (a) and (b) are diagrams comparing the input and output of a gain-adjusted signal with the conventional scheme and the inventive scheme.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 입력신호 처리부 20 : 스케일러10: input signal processing unit 20: scaler
30 : 디바이스 드라이버 40 : 디스플레이부30: device driver 40: display unit
50 : 아날로그 칼라 스페이스 변환기50: analog color space converter
60 : 디지털 칼라 스페이스 변환기60: digital color space converter
70 : 가상 칼라 스페이스 변환부 71 : 지연부70: virtual color space converter 71: delay unit
72, 74 : 레벨 검출기 73, 75 : 룩-업 테이블72, 74: level detector 73, 75: look-up table
76 : 동기부 77 : 매트릭스부 76: synchronization unit 77: matrix unit
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |