KR100523493B1

KR100523493B1 - 화상변환장치및화상변환방법

Info

Publication number: KR100523493B1
Application number: KR10-1998-0011979A
Authority: KR
Inventors: 마사후미 구라시게; 오사무 와따나베; 가즈마사 이또; 데루유끼 나까하시; 유이찌 하야쯔
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1998-04-04
Publication date: 2005-12-21
Also published as: KR19980081097A; US6181384B1; DE19815117B4; GB9807054D0; JP4244391B2; GB2323998A; DE19815117A1; JPH10285459A; GB2323998B

Abstract

입력 비디오 신호의 화상을 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하고 입력 화상에 따라 파라미터를 설정하여 금속 광택을 표현하는 화상 변환 장치가 제공된다. 이 장치는 방사광의 모델을 확산 반사 및 경면 반사의 반사광의 모델로 나타낼 수 있고 반사광의 모델이 3차원 데이타인 경우라도, 입력 비디오 신호의 휘도가 선형적으로 변한다고 상정하면, 모델을 휘도 데이타로부터 나타낼 수 있다는 개념에 기초한다. 색상 보정 회로(5)는 금속 광택을 갖는 화상을 발생하기 위한 연산이 휘도 데이타 및 설정된 파라미터들을 이용하여 수행되는 룩업 테이블을 포함한다. 매트릭스 연산 회로(52)는 입력 비디오 신호로부터 휘도 신호 성분을 추출한다. 사전 변경 회로(53)는 진폭을 조정한다. 색상 보정 회로(56)는 금속 광택을 갖는 화상을 발생하기 위한 연산을 수행한다. 혼합 회로들(57 내지 59)은 색상 보정 회로(56)의 출력 신호들과 입력 비디오 신호를 혼합한다.

Description

화상 변환 장치 및 화상 변환 방법{IMAGE CONVERTING APPARATUS AND IMAGE CONVERTING METHOD}

본 발명은 입력 비디오 신호의 화상에 여러가지 처리를 실시하는 특수 효과 화상 편집 장치에 적합한 화상 변환 장치에 관한 것으로, 특히, 입력 비디오 화상을 각종 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하는 화상 변환 장치에 관한 것이다.

특수 효과 화상 편집 장치는 입력 비디오 신호의 화상에 여러가지 처리를 실시한다. 종래의 특수 효과 화상 편집 장치로 행해지는 전형적인 특수 효과 처리으로서는 화상 확대, 화상 축소, 화상 이동, 화상 회전, 화상의 윤곽 강조, 화상의 셰이딩(shading off), 화상의 색 반전, 화상의 색 변환 등이 있다. 이와 같은 특수 효과 화상 편집 장치는 강한 인상의 화상을 발생시키는데 이용되고 있다.

또한, 물체의 질감을 바꾸는 특수 효과 처리가 요구되고 있다. 다시 말해서, 도기로 되어 있는 인형이 있다고 하면, 도기 인형의 화상은 색을 바꾸거나, 윤곽을 강조하거나, 셰이딩을 가한다 해도 도기라고 하는 질감은 실질적으로 변함이 없다. 이와 같은 화상에 금속의 반사광을 표현할 수 있으면, 도기로 만들어진 인형의 화상을, 금이나 은으로 만들어진 인형의 화상으로 변환시킬 수 있다. 따라서, 물체의 질감을 바꾸는 특수 효과 처리를 행할 수 있으면, 원화상과는 완전히 인상이 다른 화상을 재현할 수 있다. 따라서, 매우 흥미 깊은 화상을 생성할 수 있다.

입력 화상을 각종의 금속 광택을 갖는 화상으로 변환시키는 특수 효과 처리를 행하기 위해서는 화상 변환에 대한 연산이 필요하다. 금속의 반사광을 해석하고 해석 결과에 대응하는 연산을 수행해야 한다. 이렇게 하여, 금속 광택을 위한 반사광의 모델이 생성된다. 이 모델로부터, 금속 광택을 나타나게 하기 위한 연산 처리를 고찰한다. 그러나, 반사광의 모델은 3차원으로 나타난다. 한편, 종래의 비디오 신호는 3차원이 아닌 2차원으로 나타난다. 따라서, 종래의 반사광의 모델을 사용하여 비디오 신호를 금속 광택을 갖는 화상으로 변환시키는 처리를 행하는 것은 어렵다.

또한, 입력 화상에는 여러가지 패턴이 있기 때문에, 입력 화상에 금속 광택이 나타나는 처리를 행한다 해도, 적절한 효과가 생기지 않을 수 있다. 또한, 입력 화상의 휘도 변화폭이 작을 때에, 화면에 똑같은 색을 띨 수 있다. 따라서, 이 경우, 금속 광택이 나타나지 않을 수 있다. 반대로, 입력 화상의 휘도 변화폭이 클 때에는, 광택이 지나쳐서 자연스럽지 않게 나오는 수가 있다. 따라서, 입력 신호가 비디오 신호인 경우에는 패턴을 고려한 처리가 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력 비디오 신호의 화상을, 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하고 입력 화상에 따라 파라미터를 설정하여 금속 광택을 표현하는 화상 변환 장치를 제공하는 것이다.

종래 기술의 시스템들의 상기 단점 및 다른 단점들은 입력 비디오 신호로부터 휘도 신호 성분을 추출하는 휘도 신호 추출 수단과, 화상 변환을 행하기 위한 파라미터를 설정하는 파라미터 설정 수단과, 휘도 신호 추출 수단에 의해 추출된 휘도 신호 및 파라미터 설정 수단에 의해 설정된 파라미터로부터 입력 비디오 신호의 화상에 금속 광택을 나타나게 하는 연산을 행하는 연산 수단을 구비하여, 입력 비디오 신호의 화상을 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하는 본 발명의 화상 변환 장치에 의해서 극복된다.

양호한 실시예에서, 연산 수단은 룩업 테이블로 구성된다. 신호 처리시에 연산 수단의 전단에 설치되는 진폭 설정 수단은 연산 수단에 공급되는 입력 휘도 신호의 진폭 특성을 설정한다. 신호 처리시에 연산 수단의 후단에 배치되는 합성 수단은 연산 수단에 의해 화상 변환된 비디오 신호와 키 신호에 대응하는 입력 비디오 신호를 합성한다.

본 발명은 입력 비디오 신호로부터 휘도 신호 성분을 추출하는 단계, 화상 변환을 위한 파라미터를 설정하는 단계; 및 추출된 휘도 신호 및 설정된 파라미터로부터 입력 비디오 신호의 화상에 금속 광택을 나타나게 하는 연산을 수행하는 단계를 포함하여, 입력 비디오 신호의 화상을 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하기 위한 화상 변환 방법도 제공한다.

일반적으로, 불투명한 물체의 반사광은 확산 반사광 및 경면 반사광으로 구성된다. 확산 반사광 및 경면 반사광의 반사광 모델로부터, 불투명한 물체의 반사광의 모델을 나타낼 수 있다. 반사광의 모델이 3차원 데이타인 경우라도, 입력 비디오 신호의 휘도가 선형적으로 변한다고 상정하면, 반사광의 모델을 휘도 데이타를 이용하여 표현할 수 있다. 이러한 연산을 수행하는 회로로부터, 입력 화상을 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하는 회로가 실현될 수 있다.

이러한 연산을 수행하는 회로가 룩업 테이블인 경우, 회로 구조는 단순하게될 수 있다. 또한, 처리 속도가 고속으로될 수 있다. 게다가, 설정된 파라미터를 이용하여, 최적의 금속 광택을 갖는 물체의 화상이 실시간으로 재현될 수 있다.

사전 변경 회로가 연산을 수행하는 회로로부터 업스트림 단(upstream stage)에 설치되는 경우, 룩업 테이블의 다이내믹 레인지는 적절하게 설정될 수 있다. 또한, 휘도 레벨이 선정된 값을 초과하는 경우, 키 프로세서를 이용하여, 금속 광택을 갖는 화상을 생성하는 처리를 행할 수 있다.

본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 특정 양호한 실시예들의 다음의 상세한 설명을 고려하면 보다 쉽게 이해될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하겠다. 본 발명은 입력 비디오 신호의 화상을 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하기 위한 화상 변환 장치에 적용된다. 이와 같은 화상 변환 장치는 금속 광택을 갖는 물체의 반사광의 모델을 해석하고, 모델에 대응하는 금속 광택을 발생하기 위한 연산식을 구하고, 입력 화상에 입력 화상에 대응하는 처리를 행하는 것으로 생각된다.

우선, 불투명한 물체로부터의 반사광이 해석되어, 종래의 불투명 물체의 표시 모델을 생성한다.

광원으로부터 방사된 광이 물체 표면에 도달하면, 광은 물체 표면에서 반사, 투과된다. 이 광원으로부터의 광의 물체 표면에서의 반사로는, 일반적으로, 확산 반사와 경면 반사가 존재한다.

확산 반사는 입사한 광이 물체의 표면의 미립자의 층에 있어서 몇번이나 반사, 굴절을 반복함으로써 광의 일부가 표면으로부터 방사된다고 하는 형태의 반사를 의미한다. 확산 반사는, 예를 들면, 백묵, 고무면 등의 표면에서 발생한다. 한편, 경면 반사는 경면으로부터의 반사와 같이 물체의 빛나는 표면에서만 일어나는 반사를 의미한다.

우선, 확산 반사에 대해 해석한다. 상술한 바와 같이, 확산 반사는 입사한 광이 물체의 표면상의 미립자 층에 있어서 몇번이나 반사, 굴절을 반복함으로써, 광의 일부가 표면으로부터 방사되는 경우 발생된다. 이러한 확산 반사는 광의 에너지량으로 정의될 수 있다. 환언하면, 도 1에 도시한 바와 같이, 물체(101)의 표면의 단위 면적 S 당 입사하는 광의 에너지량은 입사각의 코사인에 비례한다. 광의 에너지량으로부터 생각하면, 확산 반사는 입사광 강도를 I, 반사광 강도를 R, 반사 계수를 w_d, 입사각을 θ로 하면,

로서 설명할 수 있다.

한편, 경면 반사는 물체의 표면에서만 일어나는 반사이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 경면 반사의 경우에는, 물체(102)에 닿은 입사광은 물체(102) 표면의 법선에 대해 대칭 방향으로 반사한다. 또한, 경면 반사의 경우, 광은 표면이 미세하게 요철되어 있기 때문에 산란되어 확산된다. 따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 경면 반사의 경우, 정반사 방향에 부가하여, 물체(103)에 닿은 입사광도 정반사 방향에 대해 각도 α 만큼의 다른 방향으로도 반사한다.

상술한 바와 같이, 경면 반사에서는, 광이 정반사 방향과 이 정반사 방향에 대해 각도 α만큼의 다른 방향 둘다의 방향으로 반사한다. 반사광의 강도는 정반사 방향이 가장 강하다. 정반사의 방향에 대해 각도 α만큼의 다른 방향의 반사광의 강도는 (cos α)ⁿ 만큼 감쇠된다. 따라서, 경면 반사는 입사광 강도를 I, 반사광 강도를 R, 반사 계수를 W_s, 정반사 방향과 시선 방향이 이루는 각을 α로 하면,

로서 설명할 수 있다.

이상과 같이, 일반적인 불투명 물체 상에서, 확산 반사와 경면 반사가 일어난다. 확산 반사 및 경면 반사는 각각, 수학식 1 및 수학식 2로 나타낼 수 있다. 이 점으로부터, 수학식 1 및 수학식 2를 사용하여, 일반적인 불투명 물체의 반사광의 모드가 생성될 수 있다.

지금까지의 설명에서는, 입사광을 단순한 광(휘도 및 명암)으로서 설명하였다. 그러나, 광원으로부터 방사된 광은 특정 스펙트럼을 가지고 있다. 스펙트럼을 갖는 광이 물체 표면 상에서 반사될 때, 반사된 광은 입사광의 스펙트럼 I(λ)와 반사광의 스펙트럼 R (λ)을 곱한 (P (λ) = I(λ) R (λ))로 되는 스펙트럼을 갖게 된다.

따라서, 색을 고려하여, 일반적인 불투명 물체의 표시 모델은 이하의 식과 같이 표현할 수 있다.

여기서, (R, G, B)는 반사광의 색, (R₀, G₀, B₀)는 확산 반사의 색, (R₁, G₁, B₁)는 경면 반사의 색, d₁은 배경광의 확산 반사의 반사 계수, d₂는 배경광의 경면 반사의 반사의 계수, θ는 입사각, β는 경면 반사의 정반사 방향과 시선 방향이 이루는 각, w_d는 확산 반사의 계수, w_s는 경면 반사의 계수이다. 따라서, 상기 수학식 3에 의해, 일반적인 불투명 물체의 모델을 표현할 수 있다.

그러나, 이 모델은 3차원으로 표현된다. 한편, 본 발명이 적용되는 화상 처리 장치에 공급되는 비디오 데이타는 컴퓨터 그래픽스와 같은 3차원의 좌표값을 갖는 데이타가 아니라, 2차원의 데이타이다. 따라서, 이 비디오 데이타로부터는, 3차원적으로 물체를 판단할 수 없다.

2차원의 비디오 데이타를 1프레임 동안(예를 들면, NTSC 시스템에서는 1/30초간), 3차원의 비디오 데이타로 변환할 수 있는 고속 화상 해석 기능으로부터, 상술한 수학식에 대한 처리가 수행될 수 있다. 즉, 이와 같은 고속 화상 해석 기능이 구비되어 있으면, 2차원의 화상 데이타로부터 3차원의 물체의 모델이 생성될 수 있다. 그 물체의 각 화소 위치에 있어서의 법선의 각도를 결정하여, 상술한 수학식에 대웅하는 연산 처리를 행할 수 있다.

그러나, 이와 같은 고속의 화상 해석 기능이 제공되는 경우, 회로 규모가 증대함으로써, 장치의 비용이 상승된다. 따라서, 이러한 기능은 실용적이지 않다. 그러나, 이러한 고속의 화상 해석 기능을 이용하지 않고서는, 3차원 물체의 각 화소에 있어서의 법선과 광원이 이루는 각 θ나, 정반사 방향과 시선 방향이 이루는 각 α를 얻기 어렵다.

그래서, 본 발명에 따르면 수학식 3에서 확산 반사광을 나타내는 항목

및

이 이하에 설명하듯이, 입력 휘도 데이타로부터 얻어진다.

도 4에 도시한 바와 같이 1프레임의 스크린 상에서 휘도 레벨이 선형으로 변화하는 국소적인 블럭이 있다고 상정한다. 또한, 이 블럭에서는, 어떤 수평선 상에서 수평 방향 위치에 대응하여 휘도 레벨이 선형으로 변화하고 있다고 상정한다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이 이 블럭에 있어서는, 수평 방향의 위치 x에서 휘도 레벨 Y₁이 선형적으로 변화하고 있는 (Y₁=x)로 상정한다. 이와 같이 가정할 수 있는 이유는, 일반적인 비디오 신호를 이러한 특성을 갖는 복수의 국소적인 블럭의 모임이라고 생각할 수 있기 때문이다. 도 5에 있어서, 횡축은 수평 방향의 위치를 나타내고, 종축은 휘도 레벨을 나타낸다. 이러한 상정에 따라서, 수학식 3에 있어서의 확산 반사 레벨의 항목(d₁+w_d cosθ)에 대해 고찰하겠다.

도 5에 도시한 바와 같이, 입사광 레벨이 수평 방향에 있어서 선형적으로 변화하고 있다고 하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 확산 반사 레벨도 이 입사 휘도 레벨로부터 수평 방향의 위치에 대응하게 선형적으로 변한다. 즉, 확산 반사 레벨의 항목의 cosθ는 입사 휘도 레벨과 선형적으로 변화한다. 따라서, cosθ는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

단, 상기 식에 있어서 k₁은 계수이다.

다음에, 확산 레벨이 수평 방향 위치에 대응하여 선형적으로 증가하는 3차원 모델을 고찰하겠다.

도 7은 이러한 가상 물체를 3차원의 직교 좌표계로 나타낸 것이다. 도 7에 있어서, 참조 번호(110)는 가상 물체를 나타낸다. 참조 번호(111)는 그 가상 물체의 반사 표면이다. x축은 수평 방향 위치를 나타내고, z 축은 3차원적인 깊이 방향의 위치를 나타내며, y축은 도면 상에서 아랫쪽으로 연장된다. 따라서, 도 7에 있어서, x- y 평면을 모니터의 스크린으로 간주한다. 또한, 시선의 방향을 z 축의 플러스 방향으로 간주한다. 광원은 x 좌표계에 있어서, x=0.80, x=0.56, x=0.27의 위치에 있다. 광선들은 광원(121, 122, 123)으로부터 가상 물체(110)의 반사 표면(111)에 방사된다.

다음으로, 확산 반사만 생각하기 위해서는, 수학식 3에 있어서의 확산 반사 성분의 항목에 있는 상수 (α=0)를 생각하기로 한다. 경면 반사에 있어서, α는 정반사 방향과 시선 방향이 이루는 각도를 나타낸다. 따라서 각도 α는 확산 반사에는 무관하다. 정반사 방향과 시선 방향의 각도 α를 0이라고 생각하면, 수학식 3에 의해 광원(121, 122, 123)의 입사 각도 θ₁, θ₂, θ₃이 얻어진다. 가상 물체(110)의 표면(111)을 나타내는 커브 z=f(x)는 이하와 같이 하여 고찰할 수 있다.

즉, 이 커브 z=f (x)는 도 8에 도시한 기하학적인 관계를 고찰함으로써 구해질 수 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 광원과 시선이 배치된다. 물체(110)의 법선은 광원과 시선 사이에 배치되고, 광원과 법선이 이루는 각과 시선과 법선이 이루는 각은 각각 θ이다. 이점으로부터, 가상 물체의 표면을 나타내는 커브의 기울기 z(z'=(z) 의 미분치)와 입사 각도 θ와의 관계는,

에 의해 구해진다.

수학식 6과 수학식 7로부터, 이하의 수학식

가 구해진다.

상기 수학식을 z에 대해 풀면, 확산 반사 항목의 레벨이 선형적으로 증가하는 물체의 표면의 형상을 나타낸 수학식

를 얻을 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 이 수학식 9에 의해 나타나는 커브는 수평 방향의 위치에 대응하여 휘도 레벨이 선형적으로 변화하는 물체에 적용 가능하다. 즉, 수학식 9에 의해 표현되는 표면을 갖는 3차원의 가상 물체에 의해 반사되는 확산 반사 항목의 휘도 레벨은 도 6에 도시한 바와 같이, 수평 위치의 좌표값에 따라서 선형적으로 변화하게 된다.

다음에, 수학식 3에 있어서의 경면 반사의 항목(d₂+ w_s(cosα)ⁿ)에 대해 고찰하겠다. 경면 반사의 항목만을 고려하기 위해, 수학식 3에 있어서의 확산 반사의 항목에 있는 θ(반사각)를 일정하다고 생각한다. 즉, 도 9a에 도시한 바와 같이, x 좌표값에 관계없이 입사광은 커브 z=f(x)의 탄젠트에 대해 일정한 각도 θ로 입사한다고 가정한다.

수학식 3에 나타낸 바와 같이, 경면 반사 레벨은 정반사 방향과 시선 방향이 이루는 각 α의 코사인 값에 따라 달라진다. 이점으로부터, 경면 반사 레벨은 (α=0)일 때가 최대로 된다. 경면 반사 레벨은 α에 대응하여 감소하게 된다. (α=0)이라는 조건은 정반사 방향과 시선 방향이 일치할 때 만족된다.

이 감소 커브는, 수학식 9에 의해 나타나는 반사 커브 z=f(x)에 의해 정의되어 있으므로, 감소 커브는 코사인 커브에 준하고 있다. 즉, 도 9b 및 도 9c에 도시한 바와 같이, 수평 위치 x와 각도 α는 특정한 관계에 있다. 따라서, 각도는

에 의해 나타낼 수 있다. 단, k₃, k₄는 계수이다.

수학식 3에 수학식 10을 대입하면,

와 같이 된다. 단, 계수 k₁은 계수 w_d를 포함한다. 이상의 점으로부터, 상기 수학식에 대응하는 동작을 행하는 회로를 실현하면, 입력 비디오 신호는 금속 광택을 갖는 화상으로 변환될 수 있게 된다.

이상과 같이, 수학식 11에 대응하는 연산이 행해짐으로써, 금속 광택을 갖는 화상이 얻어진다. 즉, 도 10a에 도시한 바와 같은 가상 물체(120)를 상정하면, 확산 반사 레벨이 선형적으로 변화하고, 휘도 레벨도 선형적으로 변화한다. 이 가상 물체에 3개의 광원(131, 132, 133)의 광선들이 닿는 경우, 도 10b에 도시한 바와 같이, 3개의 광원(131, 132, 133)에 의해 커브(141, 142, 143)로 나타낸 바와 같이 경면 반사 레벨이 변화한다. 커브(141, 142 및 143)가 합성된 커브(144)가 경면 반사의 커브로 된다. 확산 반사광은 직선(145)으로 나타낸 바와 같이 선형적으로 변화한다. 따라서, 커브(144)와 직선(145)을 합성한 커브(146)가 확산 반사와 경면 반사를 합성한 것으로 된다.

본 발명이 적용되는 화상 변환 장치는 이하의 수학식

에 대응하는 연산을 행한다.

여기서, 파라미터 k_R, k_G, k_B는 반사광의 색을 나타내는 파라미터이다. 이 파라미터 k_R, k_G, k_B를 설정함으로써, 물체의 색을, 예를 들면, 금색, 은색, 또는 동색으로 설정할 수 있다. 즉, 도 11에 도시한 바와 같이, 각 모드에 따른 파라미터 k_R, k_G, k_B가 제공된다. 예를 들면, "금색" 모드로 지정하면, 파라미터 k_R, k_G 및 k_B가 1.0, 0.8 및 0.0으로 각각 설정된다. 이에 따라, 금색의 물체를 표시할 수 있게 된다.

파라미터 p와, 파라미터 m_R, m_G 및 m_B는 수학식 11에 있어서의 계수 k₄를 2개로 나눈 것과 같은 파라미터이다. 파라미터 p와, 파라미터 m_R, m_G, m_B간의 차이는 파라미터 p는 3원색 신호 R, G 및 B의 공통 파라미터이고 파라미터 m_R, m_G, m_B는 3원색 신호 R, G, B의 각각에 따른 파라미터라는 것이다. 즉, 수학식 12에서는, 수학식 11에 있어서의 계수 k₄를 광원의 방향(각도)에 따른 파라미터 p와, 색 (R, G, B)에 대한 파라미터 m_R, m_G, m_B로 나누고 있다.

파라미터 p는, 코사인 커브를 쉬프트하기 위한 파라미터이다. 이 파라미터 p를 변화시키면, 도 9b에 도시되는 코사인 커브의 피크가 쉬프트된다. 코사인 커브의 피크가 좌측으로 쉬프트되는 경우, 도 9a에 도시된 광원의 조사 각도 θ가 커진다. 즉, 이 파라미터 p는 광원의 입사 각도를 결정하는 파라미터이다.

파라미터 m_R, m_G, m_B는 오프셋값들의 설정을 위한 파라미터이다. 도 12a는 B 신호만이 다른 신호 R 및 G에 대해 오프셋되도록 파라미터 m_B가 설정된 상태를 나타내고 있는 상태를 도시하는 그래프이다. 도 12a에 있어서, 참조 번호(150)는 R 및 G 신호의 코사인 커브를 나타낸다. 참조 번호(151)는 B 신호의 코사인 커브를 나타내고 있다. 도 12b는 커브(150 및 151)의 차를 나타낸다. 2개의 커브(150, 151)의 차는 피크값의 근방에서는 거의 제로(0)이다. 그러나, 커브가 피크로부터 떨어짐에 따라 그 차가 커진다. 즉, 피크 근방에서는, R 및 G 신호에 대한 B 신호의 색 편차는 작다. 커브가 피크로부터 떨어짐에 따라, R 및 G 신호에 대한 B 신호의 색 편차가 커진다.

오프셋값의 파라미터 m_R, m_G 및 m_B는 금속 광택의 색을 보다 자연스럽게 나타내기 위해 설정된다. 예를 들면, 은의 광택을 보다 자연스럽게 표현하고 싶을 때에는, R 신호 및 G 신호의 위상에 대해 B 신호의 위상이 쉬프트된다. 이와 같이 하면, 휘도가 높은 부분은 R, G, B 신호의 색 편차가 작으므로, 백색에 가까운 은색이 얻어진다. 휘도가 낮아짐에 따라, R 신호 및 G 신호에 대한 B 신호의 색 편차가 커져서 청색에 가까운 은색이 얻어진다. R 신호 및 G 신호의 위상에 대해 B 신호의 위상 편차를 두면, 보다 자연스러운 은의 광택을 표현할 수 있다. 마찬가지로, 구리의 광택을 보다 자연스럽게 표현하고 싶을 때에는, G 신호 및 B 신호의 위상에 대해 R 신호의 위상을 변이시켜간다.

파라미터 n의 값은 1이외에는 짝수 값으로 설정된다. n이 1, 2, 4 또는 6(즉, cosθ, (cosθ)², (cosθ)⁴, (cosθ)⁶)인 경우, 경면 반사의 분포는 도 13에 도시한 바와 같이 된다. 도 13에 도시한 바와 같이, 이 파라미터 n을 설정함으로써, 경면 반사의 반사광의 확산 정도를 설정할 수 있다. 즉, 파라미터 n을 설정함으로써, 정반사 방향에 대해 다른 방향으로 반사하는 성분의 비율을 설정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명이 적용된 화상 변환 장치에서는, 수학식 12에 대응하는 연산이 행해짐으로써, 입력 화상이 금속 광택을 갖는 화상으로 변환된다. 수학식 12의 파라미터는 이하와 같이 된다.

k₀ : 배경광의 반사비

w_d : 확산 반사광의 계수

w_s: 경면 반사의 계수

k₃: 경면 반사의 광원의 수

p : 광원의 입사 각도

n : 경면 반사의 반사광의 넓이 정도

k_R, k_G, k_B: 반사광의 색을 나타내는 파라미터

m_R, m_G, m_B: 금속 광택의 색을 보다 자연스럽게 보이게 하는 색 오프셋을 위한 파라미터

도 14는 본 발명이 적용된 화상 변환 장치의 일례이다. 이 예는 수학식 12에 대응하는 연산을 행함으로써 금속 광택을 갖는 화상을 생성하는 화상 변환 장치이다. 입력 단자 1A, 1B, 1C에, 휘도 신호 Y₀와, 색차 신호 U₀ 및 V₀이 각각 공급된다. 휘도 신호 Y₀는 사전 변경 회로(2) 및 키 프로세서(3)에 공급된다. 사전 변경 회로(2)에는 제어기(4)로부터, 클립 레벨 CLIP, 이득 레벨 GAIN, 및 오프셋 레벨 OFFSET이 공급된다. 사전 변경 회로(2)의 출력 신호가 색상 보정 회로(5)에 공급된다.

도 15에 도시한 바와 같이, 색상 보정 회로(5)는 색상 보정기(21) 및 매트릭스 연산 회로(22)를 구비하고 있다. 색상 보정기(21)는 수학식 12에 대응하는 상술한 연산이 수행되는 알고리즘을 저장하는 룩업 테이블(LUT)(23)을 포함한다. 이 색상 보정 회로(5)에는 제어기(4)로부터, 파라미터(k₀, w_d, w_s, k₃, p, n, k_R, k_G, k_B, m_R, m_G, m_B)가 공급된다. 룩업 테이블(23)은 각 파라미터(k₀, w_d, w_s, k₃, p, n, k_R, k_G, k_B, m_R, m_G, m_B)와, 휘도 데이타 Y₁에 대응하는 연산 결과를 저장하는 ROM이다. 룩업 테이블(23)의 어드레스에 파라미터(k₀, w_d, w_s, k₃, p, n, k_R, k_G, k_B, m_R, m_C, m_B)와 휘도 데이타 Y₁을 입력하면, 수학식 1에 대응하는 연산 결과가 출력된다.

사전 변경 회로(2)로부터 수신된 휘도 신호 Y₁과, 파라미터(k₀, w_d, w_s, k₃, p, n, k_R, k_G, k_B, m_R, m_G, m_B)로부터, 색상 보정 회로(5)는 룩업 테이블(23)을 이용하여 수학식 12에 기초하여 연산 처리가 행해진다. 이와 같이 하여 얻어진 3원색 신호 출력 r, g, b는 매트릭스 연산 회로(22)에 공급된다. 매트릭스 회로(22)에 공급된 3원색 신호 r, g, b로부터 휘도 신호 Y₂와 색차 신호 U₂ 및 V₂로 이루어지는 성분 신호가 생성된다.

도 14에 있어서의 사전 변경 회로(2)는 최적의 금속 효과를 얻도록, 클립, 이득, 오프셋을 설정한다. 사전 변경 회로(2)는 이 룩업 테이블(23)에서 최적의 금속 효과를 얻을 수 있도록 클립, 이득, 오프셋을 조정하여 최적의 다이내믹 레인지를 설정한다.

색상 보정 회로(5)는 휘도 신호 Y₂, 색차 신호 U2, V2를, 혼합 회로(6, 7, 8)에 각각 공급된다. 또한, 혼합 회로(6, 7, 8)에는 입력 단자 1A, 1B, 1C로부터 휘도 신호 Y₀, 색차 신호 U₀, V₀가 각각 공급된다.

키 프로세서(3)는 스위치 회로(9)를 제어하도록 신호를 출력한다. 혼합 회로(6, 7, 8)에는 스위치 회로(9)의 출력 신호가 공급된다. 스위치 회로(9)에는, 소정의 혼합비인 키 신호 K1과 키 프로세서(3)로부터 출력되는 키 신호가, 단자 9B 및 9A를 분리하도록 각각 공급된다. 이 스위치 회로(9)에 의해 키 프로세서(3)로부터 출력되는 혼합비 또는 소정의 혼합비가 선택된다. 스위치 회로(9)가 단자(9A) 측에 접속되면, 키 프로세서(3)로부터 출력되는 키 신호가 선택된다. 단자(9B) 측에 스위치 회로(9)가 접속되면, 소정의 혼합비의 키 신호 K1이 선택된다.

키 프로세서(3)는 휘도 신호의 레벨이 선정된 값을 초과하고 휘도 신호의 에지 레벨이 선정된 값을 초과하는 경우 입력 휘도 신호를 처리하여 키 신호 k를 발생시킨다. 스위치 회로(9)가 단자 9A에 접속되는 경우, 혼합비 K는 키 프로세서(3)로부터 수신된 키 신호에 대응하도록 설정된다. 따라서, 밝은 부분만이 처리될 수 있다.

키 프로세서(3)는 도 16에 도시한 바와 같이 구성된다. 도 16에 있어서, 입력 단자(30)로부터 수신된 휘도 신호 Y₀와, 사용자에 의해 설정된 원하는 레벨을 나타내는 설정값 CRT가 감산 회로(31)에 공급된다. 감산 회로(31)는 사용자에 의해 설정된, 원하는 레벨을 나타내는 설정값 CRT로부터 입력 단자(30)로부터 수신된 휘도 신호를 감산한다. 이 감산 회로(31)의 출력 신호는 절대값 연산 회로(32)에 공급된다. 절대값 연산 회로(32)의 출력 신호는 감산 회로(33)에 공급되고, 절대값 연산 회로(32)로부터의 출력으로부터 감산된다. 감산 회로(33)에는, 처리를 행하는 레벨의 범위를 나타내는 신호가 공급된다. 감산 회로(33)의 출력 신호가 이득 조정 회로(즉, 승산기 회로)(34)에 공급된다. 이득 조정 회로(34)에는 이득 G가 공급된다. 이득 조정 회로(34)의 출력 신호가 가산 회로(35)에 공급되는데, 가산 회로(35)에는 혼합비 M이 공급된다. 가산 회로(35)의 출력 신호가 리미터(36), 반전 회로(37)를 통해 비선형 변환 회로(38)에 공급된다. 비선형 변환 회로(38)의 출력 신호가 출력 단자(39)로부터 얻어진다.

도 16에 도시한 구성에 있어서, 감산 회로(31)에 공급되는 레벨 CRT에 의해 사용자가 처리를 행하고 싶은 레벨이 설정된다. 입력 단자(30)로부터 수신된 휘도 신호 레벨이 CRT의 레벨을 초과하면, 감산 회로(31)는 신호를 출력한다. 감산 회로(31)의 출력 신호의 절대값이 절대값 회로(32)에 의해 구해진다. 절대값 회로(32)의 출력 신호가 감산 회로(33)에 공급된다. 감산 회로(33)에 의해 처리를 행하는 레벨의 범위 d가 지정된다. 이득 조정 회로(34)는 감산 회로(33)의 출력 신호에 대응하여 이득을 설정한다. 가산 회로(35)에 제공되는 혼합비 M에 따라 혼합비가 설정된다. 가산 회로(35)의 출력 신호는 리미터(36) 및 반전 회로(37)를 통해 비선형 변환 회로(38)에 공급된다. 리미터(36)는 출력 신호가 혼합비의 범위 이내로 되도록 제한한다. 반전 회로(37)는 처리를 행하는 부분과 행하지 않는 부분을 반전시키는 처리를 행하는 것이다. 비선형 변환 회로(38)는 미리 주어진 비선형 변환 커브에 대응하여 신호 레벨의 분포를 변환한다. 비선형 변환 회로(38)의 출력 신호가 출력 단자(39)로부터 얻어진다. 이에 따라, 소정의 휘도 레벨 이상일 때에, 소정의 혼합비가 되는 키 신호를, 출력 단자(39)로부터 얻을 수 있다.

도 14에 있어서, 혼합 회로(6, 7, 8)에서, 입력 단자(1A, 1B, 1C)로부터 수신된 휘도 신호Y₀ 및 색차 신호 U₀ 및 V₀와, 색상 보정 회로(5)로부터 수신된 휘도 신호 Y₂, 및 색차 신호 U₂ 및 V₂가 소정의 혼합비로 합성된다. 이 때의 혼합비는 스위치 회로(9)로부터 수신되는 키 신호에 대응하여 설정된다. 이 혼합비를 K로 하면, 혼합 회로(6, 7, 8)로부터는, 각각,

Y_OUT = (Y₂ - Y₀) K+Y₀

U_OUT = (U₂ - U₀) K+U₀

V_OUT = (V₂ - V₀) K+V₀

으로 되는 출력이 추출된다.

혼합 회로(6, 7, 8)의 출력이 휘도 신호 출력 Y_OUT, 색차 신호 출력 U_OUT, V_OUT로서, 출력 단자(11, 12, 13)로부터 각각 출력된다.

이상과 같은 구성에 의하면, 입력 단자(1A, 1B, 1C)로부터 수신된 휘도 신호 Y₀, 색차 신호 U₀, V₀은 사전 변경 회로(2)를 통해 색상 보정 회로(5)에 공급된다. 색상 보정 회로(5)는 단자(10)에 의해 나타낸 연산으로부터 색 변환을 하고 혼합 회로(6, 7, 및 8)를 통해 최종 신호를 출력한다. 이에 따라, 도기로 만들어진 인형의 비디오 신호의 화상은 금색, 은색, 또는 동색으로 만들어진 인형의 화상을 나타내도록 처리될 수 있다.

그리고, 제어기(4)로부터 색상 보정 회로(5)에 공급되는 파라미터(k₀, w_d, w_s, k₃, p, n, k_R, k_G, k_B, m_R, m_G, m_B)를 입력 화상에 따라 적절하게 설정함으로써, 최적의 금속 광택의 화상이 실시간으로 얻어질 수 있다.

상술한 예에서는, 수학식 10에 대응하는 색상 보정 회로(5)가 도 15를 참조하여 설명한 바와 같이 룩업 테이블로 구성되어 있다. 대안적으로, 사전 변경 회로(2)를 포함해서 룩업 테이블을 구성하도록 할 수도 있다.

상술한 예에서는, 입력 비디오 신호가 휘도 신호 Y와 색차 신호 U 및 V로 이루어지는 성분 비디오 신호이다. 대안적으로, 3원색 비디오 신호, R, G, B가 입력될 수도 있다. 도 17은 그런 경우의 구조를 도시하는 블럭도이다.

도 17에 있어서, 입력 단자(51A, 51B, 51C)에 3원색 신호 R₀, G₀, B₀가 각각 공급된다. 이들 3원색 신호 R₀, G₀, B₀가 매트릭스 회로(52)에 공급된다. 매트릭스 회로(52)는 3원색 신호 R, G, B에서 휘도 신호 Y₀을 형성한다. 즉, 매트릭스 회로(52)에서,

Y₀= 0.11R₀+ 0.30G₀+ 0.59B₀

이 되는 연산이 행해진다.

이에 따라, 3원색 신호 R₀, G₀, B₀로부터 휘도 신호 Y₀가 형성되고, 사전 변경 회로(53) 및 키 프로세서(54)에 공급된다.

사전 변경 회로(53)에는, 제어기(55)로부터, 클립 레벨 CLIP, 이득 레벨 GAIN, 오프셋 레벨 OFFSET이 공급된다. 사전 변경 회로(53)의 출력 신호 Y₁이 색상 보정 회로(56)에 공급된다.

색상 보정 회로(56)는 수학식 12에 대응하는 연산을 행하는 룩업 테이블(LUT(23)와 유사함)을 구비하고 있다. 이 색상 보정 회로(56)에는, 제어기(55)로부터 파라미터(k₀, w_d, w_s, k₃, p, n, k_R, k_G, k_B, m_R, m_G, m_B)가 공급된다.

사전 변경 회로(53)의 출력 Y₁과, 파라미터(k₀, w_d, w_s, k₃, p, n, k_R, k_G, k_B, m_R, m_G, m_B) 색상 보정 회로(56)의 룩업 테이블로부터, 색상 보정 회로(56)는 룩업 테이블을 이용해서 수학식 12에 대응하는 연산 처리를 행한다. 이와 같이 하여 얻어진 3원색 신호 출력 r, g, b는 혼합 회로(57, 58, 59)에 각각 공급된다.

혼합 회로(57, 58, 59)에는 스위치 회로(60)의 출력 신호가 공급된다. 스위치 회로(60)에는, 소정의 혼합비를 설정하기 위한 키 신호 K₁과, 키 프로세서(54)로부터 수신되는 키 신호 K가 공급된다. 스위치 회로(60)는 키 프로세서(54)로부터 수신되는 키 신호 K 또는 소정의 혼합비의 키 신호 K₁을 선택한다.

키 프로세서(54)는 키 프로세서(3)와 유사하게 동작하고, 입력 휘도 신호를 처리하며, 키 신호 K를 생성한다. 예를 들면, 휘도 신호의 레벨이 소정값을 초과하거나, 휘도 신호의 에지 레벨이 소정값을 초과하는 경우, 키 프로세서(54)로부터 키 신호 K가 출력된다. 스위치 회로(60)가 단자(60A) 측에 접속되면, 이 키 신호 K에 대응하여 혼합비가 설정된다. 스위치 회로(60)가 단자(60B) 측에 접속되면, 키 프로세서(54)는 소정의 혼합비로 설정된다.

혼합 회로(57, 58, 59)는 입력 단자(51A, 51B, 51C)로부터 수신된 3원색 신호 R₀, G₀, B₀와 색상 보정 회로(56)로부터의 3원색 신호 r, g, b를 소정의 비율로 합성한다. 혼합 회로(57, 58, 59)의 출력 신호가 3원색 신호의 출력 R_OUT, G_OUT, B_OUT로서 출력 단자(61, 62, 63)로부터 각각 출력된다.

이상과 같이, 본 발명이 적용된 화상 변환 장치에서는 입력 비디오 신호를 금속 광택을 갖는 화면으로 변환할 수 있다. 이러한 화상 변환 장치는 특수 효과 화상 편집 시스템으로 구성될 수 있다. 도 18은 본 발명이 적용된 특수 효과 화상 편집 시스템의 일례를 나타내는 것이다. 입력 단자(71)에 화상 처리되는 비디오 신호 V_A가 공급된다. 입력 단자(72)에는 배경이 되는 비디오 신호 V_B가 공급된다. 입력 단자(73, 74)에는 비디오 신호 V_A 및 V_B의 화면상에서의 위치를 정하는 키 신호 K_A 및 K_B가 공급된다. 이 키 신호 K_A 및 K_B가 제어기(77)에 공급된다.

입력 단자(71)로부터 수신된 비디오 신호 V_A는 색상 변환 회로(75)에 공급된다. 색상 변환 회로(75)는 입력 비디오 신호 V_A에 대해 색 변환 처리를 행하는 것이다. 이 색상 변환 회로(75)는 도 14 및 도 17에서 도시한 구성에 의해, 입력 비디오 신호의 화상에 금속 광택을 생기게 하는 처리를 행한다. 즉, 입력 화상이 도기 인형이라고 하면, 이 도기 인형의 화상을, 금이나 은으로 만들어진 인형과 같이 보이게끔 처리를 행할 수 있다. 색상 변환 회로(75)는 화상의 흑백 반전도 할 수 있다.

색상 변환 회로(75)의 출력 신호는 화상 변환 회로(76)에 공급된다. 화상 변환 회로(76)는, 예를 들면, 화상 확대, 화상 축소, 화상 이동, 화상 회전을 하는 처리를 행한다. 이러한 처리들은 프레임 메모리 내에 비디오 신호를 저장하고 프레임 메모리의 어드레스를 제어함으로써 수행된다.

색상 변환 회로(75) 및 화상 변환 회로(76)는 제어기(77)에 의해서 제어된다. 제어 패널(78)로부터 신호가 제어기(77)에 공급된다. 제어 패널(78)의 입력 신호에 대응하여, 색상 변환 회로(75) 및 화상 변환 회로(76)를 위한 다양한 파라미터들이 생성된다. 파라미터들은 제어기(77)로부터 색상 변환 회로(75) 및 화상 변환 회로(76)에 공급된다.

색상 변환 회로(77) 및 화상 변환 회로(76)는 입력 비디오 신호 V_A에 대한 다양한 화상 처리를 행한다. 처리된 비디오 신호는 합성기(79)에 공급된다. 비디오 신호 V_B는 입력 단자(72)로부터 합성기(79)에 공급된다. 합성기(79)는 입력 단자(71)로부터 처리되고 수신된 비디오 신호 V_A와 키 신호에 대응하는 입력 단자(72)로부터 수신된 비디오 신호 V_B를 합성한다. 합성된 비디오 신호는 출력 단자(81)로부터 얻어진다. 또한, 키 신호는 출력 단자(82)로부터 얻어진다.

본 발명에 따르면, 입력 비디오 신호의 휘도 데이타와 설정된 파리미터들로부터, 입력 비디오 신호를 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하는 회로가 실현될 수 있다. 휘도 데이타를 이용하여, 2차원 데이타를 3차원 데이타로 변환하는 공정이 요구된다.

또한, 이러한 연산을 수행하는 회로는 룩업 테이블로 구성된다. 따라서, 회로는 단순하게되고 고속으로 동작하게 된다. 또한, 파라미터들로부터 패턴을 고려한 특성을 실시간으로 설정할 수 있다.

또한, 이러한 연산을 수행하는 회로로부터 업스트림단에 설치된 사전 변경 회로로부터, 룩업 테이블의 다이내믹 레인지를 설정할 수 있다. 또한, 휘도 레벨이 선정된 값을 초과하는 경우, 키 프로세서로부터, 화상에 금속 광택을 나게하는 처리를 행할 수 있다.

본 발명을 양호한 실시예들로 도시하고 설명하였지만, 다양한 변화 및 수정이 첨부된 본 발명의 특허 청구 범위의 사상 및 범주 내에서 벗어나지 않고 있을 수 있다.

도 1은 확산 반사를 설명하기 위한 개략도.

도 2는 경면 반사를 설명하기 위한 개략도.

도 3은 경면 반사를 설명하기 위한 개략도.

도 4는 휘도 데이타와 확산 반사와의 관계를 설명하기 위한 개략도.

도 5는 휘도 데이타와 확산 반사와의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 6은 휘도 데이타와 확산 반사와의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 7은 휘도 데이타와 확산 반사와의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 8은 휘도 데이타와 확산 반사와의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 9는 휘도 데이타와 경면 반사와의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 10은 휘도 데이타와, 확산 반사, 및 경면 반사 간의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 11은 파라미터를 설명하기 위한 개략도.

도 12는 파라미터를 설명하기 위한 개략도.

도 13은 파라미터를 설명하기 위한 개략도.

도 14는 본 발명이 적용된 화상 변환 장치의 일례를 도시하는 블럭도.

도 15는 본 발명이 적용된 화상 변환 장치에 있어서의 색상 보정 회로의 일례를 도시하는 블럭도.

도 16은 본 발명이 적용된 화상 변환 장치에 있어서의 키(key) 프로세서의 일례를 도시하는 블럭도.

도 17은 본 발명이 적용된 화상 변환 장치의 다른예를 도시하는 블럭도.

도 18은 본 발명이 적용된 특수 효과 화상 편집 시스템의 일례를 도시하는 블럭도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

2 : 사전 변경 회로

3 : 키 프로세서

5 : 색상 보정 회로

6, 7, 8 : 혼합 회로

21 : 색상 보정기

23 : 룩업 테이블

Claims

입력 비디오 신호의 화상을 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하기 위한 화상 변환 장치에 있어서,

상기 입력 비디오 신호로부터 휘도 신호 성분을 추출하기 위한 휘도 신호 추출 수단;

상기 화상을 변환하기 위한 파라미터를 설정하는 파라미터 설정 수단과,

상기 휘도 신호 추출 수단에 의해 추출된 휘도 신호 및 상기 파라미터 설정 수단에 의해 설정된 파라미터를 이용하여 상기 입력 비디오 신호의 화상에 대해 금속 광택을 발생시키기 위한 연산을 수행하는 연산 수단과,

상기 연산 수단 전단에 설치되어, 신호 처리 시에 상기 연산 수단에 공급되는 입력 휘도 신호의 진폭 특성을 설정하는 진폭 설정 수단과,

상기 연산 수단 후단에 설치되어, 신호 처리 시에 상기 연산 수단에 의해 화상 변환된 비디오 신호와 키(key) 신호에 대응하는 입력 비디오 신호를 합성하는 합성 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제1항에 있어서, 상기 연산 수단은 룩업 테이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
입력 비디오 신호를 금속 광택을 갖는 화상으로 변환하기 위한 화상 변환 방법에 있어서,

(a) 상기 입력 비디오 신호로부터 휘도 신호 성분을 추출하는 단계

(b) 상기 화상을 변환하기 위한 파라미터들을 설정하는 단계; 및

(c) 추출된 상기 휘도 신호에 대한 진폭 특성을 설정하는 단계와,

(d) 추출된 상기 휘도 신호 및 설정된 파라미터를 이용하여 상기 입력 비디오 신호의 화상에 대해 금속 광택을 발생시키기 위한 연산을 수행하는 단계와,

(e) 상기 연산에 의해 화상 변환된 비디오 신호와 상기 입력 비디오 신호를 합성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
입력 비디오 신호로 나타낸 입력 화상을 금속 광택을 갖는 화상을 나타내는 출력 비디오 신호로 변환하기 위한 화상 변환 장치에 있어서,

금속 광택을 나타내고 상기 입력 화상에 대응하는 설정된 파라미터를 공급하기 위한 수단;

상기 입력 비디오 신호로부터 휘도 신호 성분을 추출하기 위한 매트릭스 연산 회로;

상기 휘도 신호 성분의 진폭을 조정하도록 상기 매트릭스 연산 회로로부터 추출된 휘도 신호 성분이 공급되는 사전 변경 회로;

연산이 수행되는 룩업 테이블을 포함하고, 진폭 조정된 휘도 신호 성분 및 상기 설정된 파라미터가 공급되어 금속 광택을 나타내는 색상 보정된 신호들을 발생시키는 색상 보정 회로; 및

금속 광택을 갖는 화상을 나타내는 출력 비디오 신호를 발생시키도록 혼합비에 따라 상기 색상 보정 회로로부터 출력된 색상 보정된 신호들과 상기 입력 비디오 신호를 혼합하기 위한 혼합 회로들

을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제4항에 있어서, 상기 혼합 회로들은 금속 광택을 갖는 상기 입력 화상을 나타내는 3원색 출력 신호들을 공식

R_OUT =(r-R₀)K+R₀,

G_OUT =(g-G₀)K+G₀,

B_OUT=(b-B₀)K+B₀

(여기서, R_OUT, G_OUT, B_OUT은 금속 광택을 갖는 입력 화상을 나타내는 3원색 출력 신호들이고,

r, g, b는 색상 보정 회로로부터 출력된 색상 보정된 신호들이고,

R₀, G₀, B₀는 입력 비디오 신호의 3원색 신호들이며, K는 혼합비임)

에 따라 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제4항에 있어서, 상기 색상 보정 회로는 공식

r = [k₀ + w_d·Y₁+w_s{cos(k₃·Y₁+p+m_R)}ⁿ]·k_R,

g = [k₀ + w_d·Y₁+w_s{cos(k₃·Y₁+p+m_G)}ⁿ]·k_G,

b = [k₀ + w_d·Y₁+w_s{cos(k₃·Y₁+p+m_B)}ⁿ]·k_B

(여기서, Y₁은 추출된 휘도 신호 성분의 값이고 k₀, w_d, w_s,k₃,p, n, k_R,k_G, k_B,m_R,m_G및 m_B는 설정된 파라미터이며, 특히,

k₀는 배경광의 반사비이고,

w_d는 확산 반사광의 계수이고,

w_s는 경면 반사의 계수이고,

k₃는 경면 반사의 광원의 수이고,

p는 반사를 야기시키는 광원의 입사각이고,

n은 경면 반사의 반사광의 확산 정도이고,

k_R,k_G, k_B는 반사광의 색상을 나타내는 파라미터이고,

m_R,_,m_G및 m_B는 금속 광택이 보다 자연스럽게 표시되게 하는 색상 오프셋을 위한 파라미터임)

에 따라 금속 광택을 나타내는 출력 색상 보정된 신호 r, g, b를 생성시키는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제6항에 있어서, 주어진 설정된 파라미터에 대한 상기 공식에 따른 r, g, b의 값들은 룩업 테이블 내에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제6항에 있어서, k_R,k_G, 및 k_B의 값들은 금색 광택에 대하여 각각 1.0, 0.8 및 0.0인 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제6항에 있어서, k_R,k_G및 k_B의 값들은 은색 광택에 대하여 각각 0.8, 0.8 및 1.0인 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제6항에 있어서, k_R,k_G및 k_B의 값들은 동색 광택에 대하여 각각 0.5, 0.5 및 0.5인 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제4항에 있어서, 상기 휘도 신호 성분의 진폭과 상기 휘도 신호 성분의 에지 레벨이 각각 선정된 값들을 초과하는 경우 키 신호를 생성하여 상기 혼합 회로들의 혼합비를 제어하도록 매트릭스 연산 회로로부터 상기 휘도 신호 성분이 공급되는 키 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
제11항에 있어서, 상기 키 프로세서는,

상기 추출된 휘도 성분과 장치의 사용자에 의해 설정된 값을 갖는 신호의 차(defference)를 취하여 제1 차분 신호를 생성하는 제1 감산 회로;

상기 제1 차분 신호의 절대값을 출력하도록 상기 제1 차분 신호가 공급되는 절대값 회로;

상기 제1 차분 신호의 절대값과 처리될 레벨의 범위를 나타내는 신호의 차를 취하여 제2 차분 신호를 생성하는 제2 감산 회로;

상기 장치의 사용자에 의해 결정된 이득을 갖고, 제2 차분 신호가 공급되어 이득이 조정된 출력 신호를 생성하는 이득 조정 회로;

혼합비의 값을 나타내는, 상기 장치의 사용자에 의해 공급된, 신호와 상기 이득이 조정된 출력 신호를 결합하는 가산 회로;

상기 가산 회로의 출력이 공급되어 상기 혼합비의 범위내에서 제한되는 출력 신호를 생성하는 리미터 회로;

처리될 부분과 처리되지 않을 다른 부분을 반전시키도록 상기 리미터 회로로부터의 출력이 공급되는 반전 회로; 및

선정된 비선형 변환 커브에 대응하는 신호 레벨의 분포를 변환하고 상기 키 신호를 출력시키도록 상기 반전 회로의 출력이 공급되는 비선형 회로

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 장치.
입력 비디오 신호로 나타낸 입력 화상을 금속 광택을 갖는 화상을 나타내는 출력 비디오 신호로 변환하기 위한 화상 변환 방법에 있어서,

상기 금속 광택을 나타내고 상기 입력 화상에 대응하는 설정된 파라미터를 공급하는 단계;

상기 입력 비디오 신호로부터 휘도 신호 성분을 추출하는 단계;

상기 추출된 휘도 신호 성분의 진폭을 조정하는 단계;

상기 진폭 조정된 휘도 신호 성분 및 상기 설정된 파라미터들을 이용하여, 색상 룩업 테이블에 의해, 금속 광택을 나타내는 색상 보정된 신호들을 생성하는 단계; 및

금속 광택을 갖는 화상을 나타내는 출력 비디오 신호를 생성하도록 혼합비에 따라서 색상 보정된 신호들과 상기 입력 비디오 신호를 혼합하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제13항에 있어서, 상기 혼합 단계는 금속 광택을 갖는 상기 입력 화상을 나타내는 3원색 출력 신호들을 공식

R_OUT =(r-R₀)K+R₀,

G_OUT =(g-G₀)K+G₀,

B_OUT=(b-B₀)K+B₀

(여기서, R_OUT, G_OUT, B_OUT은 금속 광택을 갖는 입력 화상을 나타내는 3원색 출력 신호이고,

r, g, b는 색상 보정된 신호들이고,

R₀, G₀, B₀는 입력 비디오 신호의 3원색 신호들이며,

K는 혼합비임)

에 따라 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제13항에 있어서, 상기 색상 보정 단계는 공식

r=[k₀ + w_d·Y₁+w_s{cos(k₃·Y₁+p+m_R)}ⁿ]·k_R,

g=[k₀ + w_d·Y₁+w_s{cos(k₃·Y₁+p+m_G)}ⁿ]·k_G,

b=[k₀ + w_d·Y₁+w_s{cos(k₃·Y₁+p+m_B)}ⁿ]·k_B

(여기서, Y₁은 추출된 휘도 신호 성분의 값이고,

k₀, w_d, w_s,k₃,p, n, k_R,k_G, k_B,m_R,m_G및 m_B는 설정된 파라미터이며, 특히,

k₀는 배경광의 반사비이고,

w_d는 확산 반사광의 계수이고,

w_s는 경면 반사의 계수이고,

k₃는 경면 반사의 광원의 수이고,

p는 반사를 야기시키는 광원의 입사각이고,

n은 경면 반사의 반사광의 확산 정도이고,

k_R,k_G, k_B는 반사광의 색상을 나타내는 파라미터들이고,

m_R,_,m_G및 m_B는 금속 광택이 보다 자연스럽게 표시되게 하는 색상 오프셋을 위한 파라미터임)

에 따라 금속 광택을 나타내는 출력 색상 보정된 신호 r, g, b를 생성시키는 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제15항에 있어서, 주어진 설정된 파라미터들에 대한 상기 공식에 따른 r, g, b의 값들은 룩업 테이블 내에 저장되는 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제15항에 있어서, k_R,k_G 및k_B의 값들은 금색 광택에 대하여 각각 1.0, 0.8 및 0.0인 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제15항에 있어서, k_R,k_G 및k_B의 값들은 은색 광택에 대하여 각각 0.8, 0.8 및 1.0인 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제15항에 있어서, k_R,k_G 및k_B의 값들은 동색 광택에 대하여 각각 0.5, 0.5 및 0.5인 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제13항에 있어서, 휘도 신호 성분의 진폭과 휘도 신호 성분의 에지 레벨이 각각 선정된 값들을 초과하는 경우 혼합 회로들의 혼합비를 제어하도록 휘도 신호 성분으로부터 키 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.
제20항에 있어서, 상기 키 신호 생성 단계는,

상기 추출된 휘도 성분과 상기 방법의 사용자에 의해 설정된 값을 갖는 신호의 차를 취하여 제1 차분 신호를 생성하는 단계;

상기 제1 차분 신호의 절대값을 출력하는 단계;

상기 제1 차분 신호의 절대값과 처리될 레벨의 범위를 나타내는 신호의 차를 취하여 제2 차분 신호를 생성하는 단계;

상기 방법의 사용자에 의해 결정된 이득으로부터, 상기 제2 차분 신호의 이득을 조정하여 이득이 조정된 출력 신호를 생성하는 단계;

혼합비의 값을 나타내는, 상기 장치의 사용자에 의해 공급되는, 신호와 상기 이득이 조정된 출력 신호를 합성하는 단계;

범위 제한된 신호를 생성하도록 혼합비의 범위 내로 가산 회로의 출력을 제한하는 단계;

처리될 범위 제한된 신호의 부분과 처리되지 않을 범위 제한된 신호의 다른 부분을 반전시키는 단계; 및

신호 레벨의 분포를 선정된 비선형 변환 커브에 대응하게 변환시키고 키 신호로서 결과치를 출력하도록 상기 반전 단계로부터 나온 신호를 비선형 변환하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 변환 방법.