KR100543698B1

KR100543698B1 - 영상신호의 피부색 재현 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100543698B1
Application number: KR1020020080060A
Authority: KR
Inventors: 박두식; 김창용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-12-14
Filing date: 2002-12-14
Publication date: 2006-01-20
Also published as: CN1509082A; CN100401786C; KR20040053500A; EP1429565A2; JP2004201314A; EP1429565A3; US7792354B2; US20040114798A1

Abstract

본 발명은 색도좌표상의 피부색에 해당하는 영역이 전형적인 피부색 영역과 비전형적인 피부색 영역으로 나누어진 사실에 입각하여 입력영상신호의 색차신호값이 비전형색 영역에 포함되는 경우, 전형색을 보다 자연스럽게 여긴다는 기억색의 원리에 착안하여 비전형색 영역에 포함되는 색차신호값을 전형색 영역으로 규준화시켜 피부색의 재현 품질을 향상시킬 수 있는 영상신호의 피부색 재현을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 규준화의 기준을 단일색이 아닌 소정의 색영역으로 정함으로써 종전의 단일의 전형적인 색을 향하도록 색을 조절하여 인간의 시각 특성에 불만족스럽게 색이 재현될 수 있는 결점을 보완할 수 있고 또한 규준화 시에 일률적 기준에 의한 규준화가 아닌 입력화소의 휘도값, 색차신호값에 따라 적절한 규준화지수를 부여함으로써 인간의 시각에 보다 자연스럽게 피부색을 재현할 수 있어 궁극적으로는 디지털화 되어가는 영상 디스플레이 장치의 화질 개선에 기여할 수 있다.

피부색, 기억색, 마할라노비스 거리, 전형색, 색차신호

Description

영상신호의 피부색 재현 장치 및 방법{Apparatus and method for reproducing of skin color in video signal}

도 1은 색도좌표상에 표시된 피부색의 영역의 분포도.

도 2는 도 1의 피부색의 영역이 확대되어 도식화된 예시도.

도 3a은 본 장치 발명의 개략구성도.

도 3b은 본 장치 발명의 최적의 실시예의 상세구성도.

도 4a은 본 방법 발명의 최적의 실시예의 상세흐름도.

도 4b은 도 4a의 S45단계의 상세흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

30: 입력화소값 위치 판별부

31: 규준화 화소값 획득부

32: 인자저장부 33: 입력휘도값 판별부

34: 거리값산출부 35: 거리값판별부

36: 변환량산출부 37: 규준화색차신호산출부

38: 휘도강화부

본 발명은 영상신호의 피부색 재현을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 색도좌표상의 피부색에 해당하는 영역이 전형적인 피부색(이하 '전형색') 영역과 비전형적인 피부색(이하 '비전형색') 영역으로 나누어진 사실에 입각하여 입력영상신호의 색차신호값이 비전형색 영역에 포함되는 경우, 전형색을 보다 자연스럽게 여긴다는 기억색의 원리에 착안하여 비전형색 영역에 포함되는 색차신호값을 전형색 영역으로 규준화시켜 피부색의 재현 품질을 향상시킬 수 있는 영상신호의 피부색 재현을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

인간의 시신경은 영상 디스플레이 장치에 의해 재현된 피부색에 상당히 민감하여서 만일 피부색의 재현에 약간이라도 변화 또는 이상이 발생되는 경우에는 사람의 눈은 이를 금방 감지한다. 이러한 이유로 피부색의 재현 능력은 디스플레이 장치의 화질에 크게 영향을 미치는 것으로 여겨지고 있으며 관련업계에서는 피부색 재현의 최적화를 위한 끊임없는 연구를 수행하고 있다. 아울러 현재 디스플레이 장치가 점점 디지털화 되어가고 있는 실정에서는 고화질의 화상이 요구되고 있으며 이를 위해서도 피부색 재현의 최적화는 절실히 요구되고 있다.

피부색 재현 관련 종전 기술로서, 입력 영상 신호의 색신호 위상으로 피부색 영역을 결정하고 위상 이동(phase shifting)이나 색신호의 크기(amplitude)를 조정하여 피부색을 재현시키거나(미국특허 3748825, 3729578, 3873760, 4327374), 색신호의 위상과 크기와 아울러 평균 밝기를 조정하여 재현시키거나(미국특허 5585860), 색신호 크기에 따라 피부색 영역을 결정하고 Red, Green, Blue 세 가지 색신호 중 하나 이상을 조정하여 재현시키는 방법(미국특허 3253305, 5381185) 등이 있었다. 이들 방법들은 조작상의 간편성은 추구할 수 있으나 피부색 재현의 전제인 피부색 영역 결정의 정확성이 낮아 조정 대상 색이 조정되지 않거나 조정 비대상 색이 조정될 수 있는 결점이 있다.

또 다른 종전 기술로서 영상신호의 색상(hue), 순도(saturation), 밝기(luminance) 각 별로 퍼지(fuzzy) 모델링을 사용하여 피부색 영역을 검출하고 순도와 밝기를 조정하여 재현시키는 방법(미국특허 6272239)이 있다. 이 방법은 각 별로 1차원적인 피부색 모델을 사용하므로 피부색 영역의 정확도가 낮아 원하지 않는 색의 조정이 개입될 수 있는 문제점이 있다.

또 다른 종전 기술로서, 이는 위에서 언급한 기술들과 피부색 영역 검출의 접근 방법을 달리하는데, 색도좌표상에 피부의 전형색의 한 특정색을 미리 지정한 후 그 색을 중심으로 적당한 범위의 장방형(square) 영역을 피부색 영역으로 결정하고 이 영역내의 모든 색을 위에서 언급한 하나의 지정된 색으로 조정하여 재현시키는 방법(미국특허 5384501)이 있다. 이 방법의 문제점들로는 첫째로 실제 피부색의 색도좌표상의 분포는 원형에 가깝거나 타원형의 모양인데, 피부색의 영역을 장방형으로 하고 있으므로 위에서 언급된 기술들과 마찬가지로 조정 비대상색이 조정될 수 있는 문제점이 있으며 둘째로 최근의 연구결과(Peter Bodrogi : Coiour Memory for Various Sky, Skin and Plant Colour―Effect of the Image Context, COLOR research and application, Vol 26, No.4, August 2001)에 의하면 전형색 영역내의 색이라도 이를 하나의 전형색으로 조정하지 않음이 인간의 시각 특성에 더 적합한 경우가 있다고 밝혀졌는데 이 방법에 의하면 이러한 경우에도 위에서 언급한 하나의 지정된 색으로 조정하므로 재현된 피부색의 품질이 저하될 염려도 있다. 또한 이 방법에서는 피부색의 휘도를 하나의 특정적이고 전형적인 휘도값으로 변환시키는 과정을 포함하는데 이 경우 특정 화소의 휘도가 낮아지는 결과를 초래할 수 있는 문제점도 아울러 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종전 기술들의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서 본 발명의 목적은 색도좌표상의 피부색에 해당하는 영역이 전형색 영역과 비전형색 영역으로 나누어진 사실에 입각하여 입력영상신호의 색차신호값이 비전형색 영역에 포함되는 경우, 전형색을 보다 자연스럽게 여긴다는 기억색의 원리에 착안하여 비전형색 영역에 포함되는 색차신호값을 하나의 특정색이 아닌 전형색 영역으로 규준화시켜 피부색의 재현 품질을 향상시킬 수 있는 영상신호의 피부색 재현을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상신호의 피부색 재현 장치는 입력화소값이 색도좌표상 피부색 영역의 비전형적인 피부색(이하 '비전형색') 영역에 존재하는 지의 여부를 판별하는 입력화소값 위치 판별부 및 입력화소값이 비전형색 영역에 있음이 판별되는 경우, 입력화소값이 피부색 영역의 전형적인 피부색(이하 '전형색') 영역으로 근접하도록 입력화소값을 조정하여 입력화소값의 규준화된 화소값을 획득하는 규준화 화소값 획득부를 포함함을 그 특징으로 한다. 또한 입력화소값의 휘도값을 소정의 방식으로 변환시켜 강화된 휘도신호값을 발생시키는 휘도강화부를 더 포함함을 그 특징으로 한다.

아울러 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명이 제공하는 영상신호의 피부색 재현을 위한 방법은 입력화소값이 색도좌표상 피부색 영역의 비전형적인 피부색(이하 '비전형색') 영역에 존재하는 지의 여부를 판별하는 단계 및 입력화소값이 비전형색 영역에 있음이 판별되는 경우, 입력화소값이 상기 피부색 영역의 전형적인 피부색(이하 '전형색') 영역으로 근접하도록 상기 입력화소값을 조정하여 상기 입력화소값의 규준화된 화소를 획득하는 단계를 포함함을 그 특징으로 한다. 또한 입력화소값의 휘도값을 소정의 방식으로 변환시켜 강화된 휘도값을 얻는 단계를 더 포함함을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성, 작용 및 최적의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

본 발명에서는 바람직하게 색도좌표상의 실제 피부색의 분포를 2변수 정규분포로 모델링한 후 정규분포 확률밀도함수의 동일한 밀도 윤곽(constant density contour)을 표현하는 제곱 마할라노비스 거리(squared Mahalanobis distance) 공식을 이용하여 피부색의 영역을 결정한다. 2차원 색도좌표의 x축은 Cb 색차신호의 값을, y축은 Cr 색차신호의 값을 나타낸다. 도 1에 색도좌표상에 표시된 피부색의 영 역이 점의 분포로써 도시되어 있다. 도 1에서 R은 Red, G는 Green, B는 Blue, C는 Cyan, M은 Magenta, Y는 Yellow의 위치를 나타낸다.

도 2는 도 1의 피부색의 영역이 확대되어 도식화된 예시도이다.

색도좌표상의 피부색의 영역은 전형적인 피부색 영역(전형색 영역, 내부의 타원)과 이 영역을 둘러싸는 비전형적인 피부색 영역(비전형색 영역, 외부의 타원)으로 이루어져 있으며 본 발명에서는 이러한 피부색의 분포 모델을 이용하여 P을 P'로 즉, 비전형색 영역에 존재하는 화소가 전형색 영역으로 근접하도록 입력화소값을 조정하여 규준화된 입력화소값으로 피부색을 재현하게 된다. 규준화 측면에 있어서, 위에서 언급한 미국특허 5384601에 제시된 것과 다른 점은 본 발명에서는 입력화소의 규준화의 중심 기준을 단일점이 아닌 일정 영역 즉, 전형색 영역으로 함으로써 인간의 시각 특성을 최대한 반영하도록 꾀하여 단일점을 기준으로 규준화 함으로써 시각 특성을 제대로 반영치 못하는 문제점을 해결한다. 다시 말하면 단일점으로의 규준화가 아닌 소정의 영역으로 규준화 시킴으로써 입력화소 원래 색의 재현과 인간의 시각 특성을 동시에 반영한(compromising) 것이라 할 수 있다.

A는 피부색 영역의 최외각 윤곽을 지시하며 C는 전형색 영역의 최외각 윤곽을 지시한다. P는 입력 화소의 색차신호값(Cbi, Cri)의 좌표를 P'는 입력화소의 색차신호값이 조정된 후의 규준화된 색차신호값(Cba, Cra)의 좌표를 나타낸다. M은 전형색의 평균값 좌표를 나타내며 M'은 M과 P를 연결하고 C와 만나는 좌표이다. e는 M'을 기점으로 P를 향하는 벡터이며 e'은 M'을 기점으로 P'를 향하는 벡터이다. D1은 M에서 C까지의 거리 즉, 전형색 영역의 폭을 나타내며 D2는 M에서 A까지의 거 리 즉, 피부색 영역의 폭을 나타낸다.

도 3a은 본 장치 발명 구성의 개략도로서 본 장치발명의 핵심구성요소를 도시한 것이다.

본 장치 발명은 색도좌표상의 입력화소의 색차신호값을 좌표로 하는 점(P)과 상기 전형색 영역의 평균 색차신호값을 좌표로 하는 점(M)의 거리를 산출하는 거리값산출부(34)와 거리값이 전형색 영역의 폭값과 비전형색 영역의 폭값 사이에 존재하는지 판별하는 거리값판별부(35)를 포함하는 입력화소값 위치 판별부(30) 및 입력화소의 색차신호값의 전형색 영역의 최외각 색차신호값으로부터의 규준화된 변환량을 산출하는 변환량산출부(36)와 규준화된 변환량으로부터 입력화소의 색차신호값의 규준화된 색차신호값(Cba, Cra)을 산출하는 규준화색차신호산출부(37)를 포함하는 규준화 화소값 획득부(31)의 크게 2개의 구성요소로 이루어져 있다.

거리값산출부(34)는 외부로부터 두 색차신호값(Cbi, Cri)을 입력받아 이 값들을 좌표로 하는 색도좌표상의 점(P)과 전형색 영역의 평균 색차신호값을 좌표로 하는 점(M)의 거리값(dp)을 산출하며, 거리값판별부(35)는 거리값(dp)을 입력받아 거리값이 전형색 영역의 폭값과 비전형색 영역의 폭값 사이에 존재하는지 판별한다. 변환량산출부(36)는 거리값(dp)이 두 값 사이에 존재하는 경우 입력화소의 색차신호값의 규준화된 변환량(ΔCba, ΔCra)을 산출하며, 규준화색차신호산출부(37)는 규준화된 변환량으로부터 입력화소의 색차신호값의 규준화된 색차신호값(Cba, Cra)을 산출하게 된다.

도 3b를 참조하여 본 발명의 최적의 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 3b는 본 장치 발명의 최적의 실시예의 상세구성도이다.

인자저장부(32)는 피부색의 최대 휘도값(Ymaxp), 피부색의 최소 휘도값(Yminp), 피부색의 평균 휘도값(Ymean), 피부색 휘도값의 변화량 상수(ΔY), 피부색의 Cb 색차신호값의 표준편차(σx), 피부색의 Cr 색차신호값의 표준편차(σy), Cr와 Cb의 상관계수(ρ), 전형색의 Cb 색차신호값의 평균값(Cbp), 전형색의 Cr 색차신호값의 평균값(Crp), 두 색차신호값의 평균값 점(M)에서 전형색 영역의 최외곽 윤곽까지의 거리(D1), M에서 피부색 영역의 최외곽 윤곽까지의 거리(D2), 강도상수(s) 인자 등 추후에 언급될 구성요소에서 사용되기 위한 인자들을 저장하는 요소이다.

입력휘도값 판별부(33)는 인자저장부(32)로부터 Ymaxp, Yminp를 입력받아 입력화소의 휘도값(Y)이 Yminp ≤ Y ≤ Ymaxp을 만족하는 지 판별하는 부분으로서 만일 Y가 이 조건을 만족하지 않으면 이는 입력화소의 휘도값이 피부색의 휘도값 범위에 있지 않음을 의미하는 것으로서 다음 입력화소에 대하여 상기의 부등식을 판별하게 된다. 피부색 휘도값 범위의 결정은 실험적으로 결정된 것인데 다양한 조명 조건과 카메라의 설정 상태에서 촬영된 영상 집합에서 피부색의 집합을 발췌함으로써 결정될 수 있음을 그 일례로 들 수 있다. Y가 위의 조건을 만족하는 경우에는 거리값산출부(34)에 동작개시신호(Enabler A)를 인가하여 Cbi, Cri의 색도좌표상의 점(P)과 M사이의 거리(dp)를 산출하게 한다.

거리값산출부(34)는 인자저장부(32)로부터 σx, σy, ρ, Cbp, Crp을 입력받아 Cbi, Cri의 색도좌표상의 점(P)과 M사이의 거리(dp)를 산출하는데 이 때 dp은 바람직하게는 아래의 수학식 1에 의해서 얻어질 수 있다.

이 때의 dp은 제곱 마할라노비스의 거리(squared Mahalanobis distance)라고 하는 것으로서 마할라노비스의 거리란 동일한 공분산(covarience) 행렬을 갖고 서로 다른 평균을 가진 2개의 모집단간의 거리를 의미한다. 제곱의 의미는 2변수 정규분포로 모델링된 피부색 영역의 정규분포 확률밀도함수의 동일한 밀도 윤곽(constant density contour)을 표현하는 의미로서 쓰였다. 유클리드 거리(Euclid distance)가 평지에서의 거리라면 마할라노비스의 거리는 산 경사의 완급을 고려한 거리라고 할 수 있다.

거리값판별부(35)는 인자저장부(32)로부터 D1, D2를 입력받아 D1 ≤ dp ≤ D2을 만족하는 지 판별하는 부분으로서 입력화소의 색차신호값이 피부색 영역 중 전형색의 최외각 윤곽(C)과 피부색 영역의 최외각 윤곽(A)사이에 존재하는 지 판별한다. 이 판별에 의하면 규준화 대상 화소는 전형색 영역에는 속하지는 않지만 피부색 영역에는 속하는 화소 즉, 비전형색 화소만이 된다. 전형색 영역의 화소를 규준화 시키지 않는 이유는 위에서 언급한 내용에 기인한다. 즉, 전형색 영역에 해당하는 화소는 단일색으로 조정하게 되면 오히려 인간의 시각특성을 반영하지 못하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 본 실시예에서는 입력화소가 전형색 영역내에 있는 경우에는 입력화소의 휘도값 및 색차신호값을 영상 디스플레이 장치에 재현시에 그대로 이용하게 된다.

dp가 부등식을 만족하면 변환량산출부(36)는 거리값판별부(35)로부터 동작개시신호(Enabler B)를 인가받아, M과 P를 연결한 직선과 전형색 영역의 최외각 윤곽(C)이 교차하는 점(M')의 두 색차신호 값 Cb', Cr'을 구하여 상기 M'와 P간 각 색차신호별 차(벡터 e의 길이, difference) ΔCb, ΔCr을 산출한 후, Cbi와 Cri의 규준화를 위하여 ΔCb, ΔCr에 규준화지수(ω)에 비례하는 거리에 있는 위의 직선상의 점(P')과 상기 M' 간의 거리를 산출하여 Cbi와 Cri의 상기 전형색 영역의 최외각 윤곽점으로부터의 규준화된 변환량(벡터 e'의 길이) ΔCba, ΔCra을 산출한다.

Cb', Cr'는 바람직하게 다음의 수학식 2에 의해 구해질 수 있다.

여기서 ΔCbp, ΔCrp는 M의 색차신호값 Cbp, Crp와 P의 색차신호값 Cbi, Cri의 차이며 ΔCb', ΔCr'는 Cbp, Crp와 M'의 색차신호값 Cb', Cr'의 차를 나타낸다.

M'와 P간 각 색차신호별 차(difference) ΔCb, ΔCr는 바람직하게 다음의 수학식 3에 의해 구해질 수 있다.

ΔCb와 ΔCr는 Cbi와 Cri의 규준화를 위하여 조정이 되어야 한다. 조정을 위하여 규준화지수 ω이 부여된다. ω은 바람직하게 다음의 수학식 4에 의해 구해질 수 있다.

D'=D2-D1 d=dp-D1

여기서 s는 인자저장부(32)에 설정되는 값으로서 강도상수라 칭해지며 규준화지수 ω의 초기값(혹은 오프셋)에 해당한다. α(d)는 d의 일차함수로서 ω의 도입을 위한 함수형 매개변수로 사용되었다. ω는 0에서 1사이의 범위를 가진다.

ω가 구해지면 ΔCba, ΔCra은 바람직하게 다음의 수학식 5에 의하여 구해질 수 있다.

규준화색차신호산출부(37)는 ΔCba, ΔCra로부터 규준화된 색차신호값 Cba, Cra을 산출하는데 그 산출은 바람직하게 다음의 수학식 6에 의해 이루어진다.

이로써 Cbi, Cri의 입력화소값이 규준화된 값 Cba, Cra로 바뀌게 되고 바로 이 값이 영상 디스플레이 장치의 색차신호로서 재현된다.

본 장치 발명은 휘도강화부(38)를 더 포함함으로써 입력화소의 휘도값(Y)을 소정의 방식으로 변환시켜 강화된 휘도신호값(Ya)을 발생시킨다.

종전의 기술에 있어서는 휘도신호를 조절하지 아니하고 색신호만을 조정해서 피부색을 재현하는 것이 주된 것이었다. 휘도신호를 조정하는 종전 기술로 들 수 있는 예는 위에서 언급한 미국특허 5384601이다. 여기에서는 입력화소의 휘도값을 피부색의 하나의 특정적이고 전형적인 휘도값으로 변환시키는 과정을 포함하고 있는데 어떤 특정 입력화소의 휘도값은 변환을 거친 후 오히려 휘도값이 낮아지는 결과를 초래시키는 문제점이 있으며, 일반적으로는 비디오 신호에서 흑수준(Black level)을 조정하는 흑수준 향상이나 음극선관으로부터 빔의 세기를 조정하는 자동 대비 수준으로부터 발생하는 2차 효과에 의해 피부색이 어두워지는 경향 즉, 본래의 휘도값보다 어두워지는 경향이 있다. 따라서 입력화소의 휘도값의 강화는 이러한 이유들로부터 필요한 것이다. 바람직하게 Ya은 Y에 소정의 가중치를 부여함으로써 얻어질 수 있으며 소정의 가중치는 Y가 피부색의 통상적인 휘도값의 평균치보다 작은 경우에는 휘도값의 변화량 상수(ΔY)에 상기 평균치와 상기 Y의 최소값의 차 를 더한 값(ΔY+Ymean-Yminp)을 상기 평균치와 상기 Y의 최소값의 차(Ymean-Yminp)로 나눈 값이 상기 Y에 비례계수(w11)로 부여된 후, w11×Y에 상기 Yminp의 보정된 값(w12)이 오프셋(offset)으로 부여됨으로써 얻어지며, Y가 피부색의 통상적인 휘도값의 평균치보다 큰 경우에는 상기 휘도값의 최대치와 최소치의 차에서 휘도값의 변화량 상수를 뺀 값(Ymaxp-Yminp-ΔY)을 휘도값의 최대치와 최소치의 차(Ymaxp-Yminp)로 나눈 값이 Y에 비례계수(w21)로 부여된 후, w21×Y에 Ymaxp의 보정된 값(w22)이 오프셋으로 부여됨으로써 얻어질 수 있다. 이를 아래 수학식 7에 제시하였다.

if :

if Ymean Y:

여기서 ΔY는 피부색 휘도값의 변화량 상수로서 통상적으로 5의 값을 취하며 실험적인 값이다.

결론적으로 입력화소값(Y, Cbi, Cri)이 (Ya, Cba, Cra)로 조정되어 전형색 영역으로 근접하게 되도록 규준화 되었으며 영상 디스플레이 장치는 이 규준화된 값으로 피부색을 재현하게 된다.

본 방법발명은 색도좌표상의 입력화소의 색차신호값을 좌표로 하는 점(P)과 상기 전형색 영역의 평균 색차신호값을 좌표로 하는 점(M)의 거리를 산출하는 단계와 거리값이 전형색 영역의 폭값과 비전형색 영역의 폭값 사이에 존재하는지 판별하는 단계를 포함하는 입력신호값 위치 판별 단계 및 입력화소의 색차신호값의 전형색 영역의 최외각 색차신호값으로부터의 규준화된 변환량을 산출하는 단계와 규준화된 변환량으로부터 입력화소의 색차신호값의 규준화된 색차신호값(Cba, Cra)을 산출하는 단계를 포함하는 규준화 화소값 획득 단계의 크게 2개의 단계로 이루어져 있다.

도 4a는 본 방법 발명의 최적의 실시예의 상세흐름도이다.

입력 화소의 휘도값(Y)이 피부색의 최소 휘도값(Yminp)과 최대 휘도값(Ymaxp) 사이 범위에 있는 지 판별하는 단계(S41)는 입력화소가 피부색의 휘도값을 갖는 지 여부를 판별하는 단계로서 입력화소가 규준화 대상 화소임을 판별하는 첫 번째 단계라 할 수 있다. 만일 Y가 이 조건을 만족하지 않으면 이는 입력화소의 휘도값이 피부색의 휘도값 영역에 있지 않음을 의미하는 즉, 규준화 비대상 화소임을 의미하는 것으로서 다음 입력 화소에 대하여 처리한다(S42).

Y가 두 값의 사이 범위에 있는 경우 입력 화소점(P)과 전형색의 색차신호값의 평균점(M)과의 거리(dp)를 산출하는 단계(S43)는 σx, σy, ρ, Cbp, Crp 등의 인자로부터 Cbi, Cri의 색도좌표상의 점(P)과 M사이의 거리(dp)를 산출하는 단계로서, 이 때 dp은 바람직하게 위에 제시된 수학식 1에 의해서 얻어진다.

dp가 전형색 영역의 폭(D1)과 피부색 영역의 폭(D2) 사이에 있는 지 판별하는 단계(S44)는 S41단계를 통하여 입력화소의 휘도값이 규준화 대상 화소임이 일차적으로 판별된 후 입력화소의 색차신호값이 규준화 대상 색차신호값을 갖는 지 여부를 판별하는 단계이다. 이 단계에 의하면 규준화 대상 신호의 색차신호값을 나타내는 점의 위치는 전형색 영역의 최외각 윤곽과 피부색 영역의 최외각 윤곽 사이에 존재해야 함을 의미하며 입력화소의 색차신호가 비록 S41단계의 조건을 만족한다고 하더라도 본 단계(S44)의 조건을 만족치 아니하면 규준화 대상에서 제외되는 것이다. 따라서 규준화 비대상 입력화소는 입력화소가 전형색 영역내에 있거나 피부색 영역밖에 있을 경우이다. 따라서 입력화소의 색차신호가 이들 영역에 있을 경우에는 다음 입력화소를 처리하게 된다(S42).

dp가 D1과 D2 사이에 존재할 경우에 전형색 영역의 최외각 윤곽과 입력 화소점 사이의 거리(d=dp-D1)에 따라 Cbi, Cri의 전형색 영역의 최외각 윤곽점으로부터의 보정된 변환량 ΔCba, ΔCra을 산출하는 단계(S45)는 입력화소의 색차신호값 Cbi, Cri을 전형색 영역으로 규준화 시키기 위해 필요한 단계로서 세부적으로는 전형색 영역의 최외각 윤곽점(M')의 두 색차신호값 Cb', Cr'와 이 Cb', Cr'로부터의 상기 Cbi, Cri의 변환량 ΔCb, ΔCr을 산출 한 후(S451) 상기 Cbi와 Cri의 규준화를 위하여 규준화지수(ω)를 구하며(S452) ω가 상기 ΔCb, ΔCr에 부여되어 상기 ΔCba, ΔCra을 산출(S453)함으로써 이루어지게 된다. 이 때 S451 내지 S453에 정 의된 각 값들은 위의 수학식 2 내지 수학식 5에 의해 구할 수 있다. S45의 상세 단계(S451 내지 S453)를 도 4b에 제시하였다.

ΔCba, ΔCra로부터 규준화된 색차신호값 Cba, Cra을 산출하는 단계(S46)는 입력화소의 색차신호값 Cbi, Cri에 각각 ΔCba, ΔCra를 더함으로써 규준화된 색차신호값 Cba, Cra을 산출한다.

본 방법 발명은 Y를 소정의 방식으로 변환시켜 강화된 휘도값(Ya)을 얻는 단계(S47)를 더 포함하여 Y를 소정의 방식으로 변환시켜 강화된 휘도신호값(Ya)을 발생시킨다. 이 단계의 필요성은 위에서 언급한 바와 같으며 Ya의 산출은 수학식 7에 의하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 방법 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 동작 방식을 예를 들어 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 명세서는 피부색 재현에 관하여 기술되고 있으나 재현에 있어서 문제될 수 있는 다른 색의 재현에 있어서도 적용될 수 있으며 따라서 본 발명의 앞의 실시예의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

본 발명을 이용하면 다음과 같은 이점이 있다.

규준화의 기준을 단일색이 아닌 일정 영역으로 정함으로써 종전의 단일의 전형적인 색을 향하도록 색을 조절하여 인간의 시각 특성에 불만족스럽게 색이 재현될 수 있는 결점을 보완할 수 있고 또한 규준화 시에 일률적 기준에 의한 규준화가 아닌 입력화소의 휘도값, 색차신호값에 따라 적절한 규준화지수를 부여함으로써 인간의 시각에 보다 자연스럽게 피부색을 재현할 수 있어 궁극적으로는 디지털화 되어가는 영상 디스플레이 장치의 화질 개선에 기여할 수 있다.

Claims

입력 화소의 색도 좌표상의 색차신호값을 좌표로 하는 점(P)과 전형색 영역의 평균 색차 신호값을 좌표로 하는 점(M)의 제곱 마할라노비스 거리에 의한 거리값을 산출하는 거리값 산출부;

상기 거리값이 상기 전형색 영역의 폭값과 비전형색 영역의 폭값 사이에 존재하는지 판별하는 거리값 판별부;

상기 거리값이 상기 두 폭값 사이에 존재하는 경우에는, 상기 M과 상기 P를 연결한 직선과 상기 전형색 영역의 최외각 윤곽이 교차하는 점의 두 색차신호값으로부터의 상기 색차신호값의 규준화된 변환량(ΔCba, ΔCra)을 산출하는 변환량 산출부; 및

상기 교차하는 점의 두 색차신호값에 각각 상기 ΔCba, ΔCra을 더하여 상기 색차신호값의 규준화된 색차신호값(Cba, Cra)을 산출하는 규준화 색차신호 산출부를 포함하여, 상기 비전형색 영역에 있는 입력 화소의 색차 신호값을 상기 전형색 영역으로 근접하도록 조정함을 특징으로 하는 영상신호의 피부색 재현 장치.
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 변환량 산출부는

상기 교차하는 점과 상기 P간 각 색차신호별값 변환량(ΔCb, ΔCr)을 산출한 후, 상기 입력화소값의 색차신호값의 규준화를 위하여 상기 ΔCb, ΔCr에 규준화 지수(ω)를 곱하여, 상기 ΔCba, ΔCra을 산출함을 특징으로 하는 영상신호의 피부색 재현 장치.
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 재현 장치는

상기 입력화소값의 휘도값에 소정의 가중치를 부여하여 강화된 휘도신호값을 발생시키는 휘도강화부를 더 포함하고,

상기 소정의 가중치는,

상기 입력화소값의 휘도값(Y)이 피부색 휘도값의 평균치보다 작은 경우에는, 상기 피부색 휘도값의 변화량 상수에 상기 평균치와 상기 피부색 휘도값의 최소값의 차를 더한 값을 상기 평균치와 상기 피부색 휘도값의 최소값의 차로 나눈 값이 상기 입력화소값의 휘도값에 비례계수(w11)로 부여된 후, w11×Y에 상기 피부색 휘도값의 최소값의 보정된 값이 오프셋으로 부여됨으로써 얻어지며;

상기 입력화소값의 휘도값이 피부색 휘도값의 평균치보다 큰 경우에는, 상기 피부색 휘도값의 최대치와 최소치의 차에서 상기 피부색 휘도값의 변화량 상수를 뺀 값을 상기 피부색 휘도값의 최대치와 최소치의 차로 나눈 값이 상기 입력화소값의 휘도값에 비례계수(w21)로 부여된 후, w21×Y에 상기 피부색 휘도값의 최대치의 보정된 값이 오프셋으로 부여됨으로써 얻어짐을 특징으로 하는 영상신호의 피부색 재현 장치.
삭제
입력 화소값의 색도 좌표상의 색차신호값을 좌표로 하는 점(P)과 전형색 영역의 평균 색차 신호값을 좌표로 하는 점(M)의 제곱 마할라노비스 거리에 의한 거리값을 산출하는 단계;

상기 거리값이 상기 전형색 영역의 폭값과 비전형색 영역의 폭값 사이에 존재하는지 판별하는 단계;

상기 거리값이 상기 두 폭값 사이에 존재하는 경우에는, 상기 M과 상기 P를 연결한 직선과 상기 전형색 영역의 최외각 윤곽이 교차하는 점의 두 색차신호값으로부터의 상기 색차신호값의 규준화된 변환량(ΔCba, ΔCra)을 산출하는 단계; 및

상기 교차하는 점의 두 색차신호값에 각각 상기 ΔCba, ΔCra을 더하여 상기 색차신호값의 규준화된 색차신호값(Cba, Cra)을 산출하는 단계를 포함하여, 상기 비전형색 영역에 있는 입력 화소의 색차 신호값을 상기 전형색 영역으로 근접하도록 조정함을 특징으로 하는 영상신호의 피부색 재현 방법.
삭제
삭제
삭제
제 11 항에 있어서, 상기 규준화된 변환량을 산출하는 단계는

상기 교차하는 점과 상기 P간 각 색차신호별값 변환량(ΔCb, ΔCr)을 산출하는 단계;

상기 입력화소값의 색차신호값의 규준화를 위하여 상기 ΔCb, ΔCr에 규준화 지수(ω)를 곱하여, 상기 ΔCba, ΔCra을 산출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 영상신호의 피부색 재현 방법.
삭제
삭제
삭제
제 11 항에 있어서, 상기 재현 방법은

상기 입력화소값의 휘도값에 소정의 가중치를 부여하여 강화된 휘도신호값을 얻는 단계를 더 포함하고,

상기 소정의 가중치는,

상기 입력화소값의 휘도값(Y)이 피부색 휘도값의 평균치보다 작은 경우에는, 상기 피부색 휘도값의 변화량 상수에 상기 평균치와 상기 피부색 휘도값의 최소값의 차를 더한 값을 상기 평균치와 상기 피부색 휘도값의 최소값의 차로 나눈 값이 상기 입력화소값의 휘도값에 비례계수(w11)로 부여된 후, w11×Y에 상기 피부색 휘도값의 최소값의 보정된 값이 오프셋으로 부여됨으로써 얻어지며;

상기 입력화소값의 휘도값이 피부색 휘도값의 평균치보다 큰 경우에는, 상기 피부색 휘도값의 최대치와 최소치의 차에서 상기 피부색 휘도값의 변화량 상수를 뺀 값을 상기 피부색 휘도값의 최대치와 최소치의 차로 나눈 값이 상기 입력화소값의 휘도값에 비례계수(w21)로 부여된 후, w21×Y에 상기 피부색 휘도값의 최대치의 보정된 값이 오프셋으로 부여됨으로써 얻어짐을 특징으로 하는 영상신호의 피부색 재현 방법.
삭제
제 11 항 또는 제 15항에 기재된 피부색 재현 방법을 컴퓨터에서 판독할 수 있고, 실행 가능한 프로그램 코드로 기록한 기록 매체.