KR100708111B1

KR100708111B1 - 디스플레이 기기의 색농도 조절 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100708111B1
Application number: KR1020030058789A
Authority: KR
Inventors: 이재문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2007-04-16
Also published as: US7583838B2; US20050047657A1; KR20050022206A

Abstract

디스플레이 기기의 화면 전체 색상에 대한 색농도를 일률적으로 조절하는 것이 아니라 색상 별로 차별적인 색농도 조절을 가능하도록 하기 위하여, RGB 영상 신호를 입력 받고 입력 받은 RGB 영상 신호의 RGB 값을 HSV 값으로 변환하는 RGB-HSV 변환부, 사용자로부터 키입력에 근거하여 색농도 조절 함수를 설정하는 색농도 조절 함수 설정부, RGB-HSV 변환부에서 변환된 HSV 값에서의 색농도를 색농도 조절 함수 설정부에서 설정된 색농도 조절 함수에 따라 연산하여 새로운 색농도를 얻는 색농도 조절부, 색농도 조절부에서 얻어진 HSV 값을 RGB 값으로 변환하여 출력하는 HSV-RGB 변환부를 포함하여 구성되는 디스플레이 기기의 색농도 조절 장치를 제공한다.

RGB, HSV, 색농도 조절 장치

Description

디스플레이 기기의 색농도 조절 장치 및 방법{Saturation controlling device of a displaying system and the method thereof}

도 1은 RGB 모델 즉 RGB 색 공간(RGB Colorspace)을 보인 도면.

도 2는 HSV 모델 즉 HSV 색 공간(HSV Colorspace)을 보인 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 색농도 조절 장치를 보인 블록도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 색농도 조절 장치의 색농도 조절 함수 설정부에서 설정한 색농도 조절 함수의 일 예를 보인 그래프.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 색농도 조절 방법을 보인 흐름도.

본 발명은 디스플레이 기기의 색농도 조절 장치 및 방법에 관한 것으로서 특히 화면에 표시되는 색 전체가 아니라 원하는 색을 원하는 만큼 색농도 조절할 수 있도록 하는 색농도 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 기기에서 보여지는 색(color)은 세가지의 특성으로 표현될 수 있다. 빛의 강도(intensity) 또는 진폭(amplitude)을 나타내는 명도(Brightness), 빛의 주된 파장(dominant wavelength)을 나타내는 색상(Hue), 그리고 빛의 순도(purity) 또는 대역폭(band width)을 나타내는 색농도(Saturation)가 그것이다. 색농도는 또 다르게는 채도라고도 한다.

사용자가 선호하는 색감을 제공하기 위해서 종래의 디스플레이 기기에서도 위의 세 요소 중 명도와 색농도를 사용자가 조절할 수 있는 기능을 제공하고 있었다. 그러나 종래 디스플레이 기기에서의 색농도 조절은 색상에 따라 차별적인 조절을 하는 것이 아니라 전체 색상에 대해 동일하게 색농도를 증가시키거나 감소시키는 것에 그칠 뿐이었다. 따라서, 예를 들어, 붉은 색 계통의 색농도가 증가되고 푸른 색 계통의 색농도는 감소된 화면을 선호하는 사용자나 그 반대를 선호하는 사용자의 요구를 만족시킬 수는 없었다. 또한 소스 화면 자체의 문제로 인해 색의 밸런스가 맞지 않는 경우, 예를 들면 붉은 색 계통의 색농도가 과도한 경우 전체의 색농도만을 조절 가능한 종래의 색농도 조절 기능으로는 이를 시정할 수가 없었다.

따라서, 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 인식하여 창출된 본 발명의 목적은 색상 별로 차별화된 색농도 조절이 가능하여 서로 다른 선호도를 가진 사용자 모두가 만족할 수 있는 화면을 얻을 수 있도록 하는 색농도 조절 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 색상 별로 차별화된 색농도 조절이 가능하여 소스 화면의 색 밸런스 상의 오류를 사용자가 시정할 수 있도록 하는 색농도 조절 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위하여, RGB 영상 신호를 입력 받고 입력 받은 RGB 영상 신호의 RGB 값을 HSV 값으로 변환하는 RGB-HSV 변환부, 사용자로부터 키입력에 근거하여 색농도 조절 함수를 설정하는 색농도 조절 함수 설정부, RGB-HSV 변환부에서 변환된 HSV 값에서의 색농도를 함수 설정부에서 설정된 색농도 조절 함수에 따라 연산하여 새로운 색농도를 얻는 색농도 조절부, 색농도 조절부에서 얻어진 HSV 값을 RGB 값으로 변환하여 출력하는 HSV-RGB 변환부를 포함하여 구성되는 디스플레이 기기의 색농도 조절 장치를 제공한다.

또한, RGB 영상 신호를 입력 받는 단계, RGB 영상 신호의 RGB 값을 HSV 값으로 변환하는 단계, HSV 값에서 색농도를 사용자가 설정한 색농도 조절 함수에 따라 연산하여 새로운 색농도를 얻는 단계, 새로 얻어진 HSV 값을 RGB 값으로 변환하는 단계, 변환된 RGB 값을 출력하는 단계를 포함하는 디스플레이 기기의 색농도 조절 방법을 제공한다.

이하, 첨부도면에 도시한 본 발명의 실시예에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 먼저 참고를 위해 색 모델(Color model)에 대해 설명한다.

인간이 감지하는 색을 색의 몇 가지의 특성으로 표현할 수 있는데 어떠한 특성으로 색을 표현할 것인지에 관련되는 것이 색 모델이다. 이러한 색 모델에는 CIE 모델, RGB 모델, HSV 모델, YcrCb 모델, CMY 모델 등이 있는데, 이 중 본 발명과 관련이 있는 것은 RGB 모델과 HSV 모델이다.

RGB 모델로 색을 표현하는 경우에는 모든 색을 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색의 혼합 비율로 표현하게 된다. 도 1은 이러한 RGB 모델 즉 RGB 색 공간(RGB Colorspace)을 도시한 것이다.

이에 도시한 바와 같이, RGB 모델에서 모든 색은 (R, G, B) 좌표로 표현되며, 여기서 R, G, B 는 각각 0 이상 1 이하이다. 예를 들어 적색(Red)은 (1, 0, 0), 녹색(Green)은 (0, 1, 0), 청색(Blue)은 (0, 0, 1), 황색(Yellow)은 (1, 1, 0), 시안색(Cyan)은 (0, 1, 1), 마젠타(Magenta)색은 (1, 0, 1), 흑색(Black)은 (0, 0, 0), 백색(White)은 (1, 1, 1)이다. 여기서의 R, G, B는 각각 첨가된 적색의 양, 녹색의 양, 청색의 양을 의미한다. 이러한 RGB 모델은 기본이 되는 색을 더하여 새로운 색을 만들어내므로 가산 모델(additive model)이라 불린다.

HSV 모델은 인간의 시각이 색을 느끼는 것과 가장 흡사한 컬러 모델로서 인간의 직관적인 시각에 기초를 둔다. 색상(Hue), 명도(Brightness or Value), 색농도(Saturation)의 세가지 속성을 이용하여 색을 표현한다.

인간이 느끼는 색은 결국 인간의 눈으로 입사되는 빛을 뇌에서 해석한 것이라 할 수 있는데, 색상은 빛의 주된 파장(dominant wavelength)을 나타내고, 명도는 빛의 강도(intensity) 또는 진폭(amplitude)을 나타내며, 색농도는 빛의 순도(purity) 또는 대역폭(band width)을 나타낸다.

도 2는 HSV 모델 즉 HSV 색 공간(HSV Colorspace)을 도시한 것이다.

색상(H)은 색상환(color wheel) 상에 그 색이 위치한 각도로 표시될 수 있는데 적색은 0도, 황색은 60도, 녹색은 120도, 시안색은 180도, 청색은 240도, 마젠타색은 300도에 위치한다. 빛의 파장이 길수록 색상환 상의 위치가 0도에 가깝다.

색농도(S)는 색이 얼마나 순수한가를 나타내는 것인데, 도 2의 색 공간에서 어떤 색의 색농도가 최대값인 1을 갖는 경우는 완전히 포화된 색(fully-saturated color)이고, 색농도가 최소값인 0을 갖는 색은 완전히 불포화된 색(completely desaturated color)이다.

명도(V)는 색의 강도, 즉 색의 밝기를 나타낸다. 도 2에서 명도가 최대값인 1이면 최대의 밝기를 갖는 색이고, 명도가 최소값인 0이면 가장 어두운 색인 흑색이다.

이와 같이 RGB 모델과 HSV 모델은 각각 세 가지의 서로 구별되는 특징에 의해 색을 표현하고 있기는 하나, 임의의 색은 RGB 색 공간 또는 HSV 색 공간 상의 어떤 점으로 표현이 되므로 HSV 모델로 표현된 색과 RGB 모델로 표현된 색은 변환 공식에 의해 상호 변환이 가능하다.

아래의 식은 RGB를 HSV로 변환하는 일반적인 식이다.

여기서 R, G, B, S, V는 각각 0-1 의 범위를 가지며, H는 0-6의 범위를 가진다.

위의 식은 색상학상의 아날로그적 관점에서의 수식인데 디지털 데이터로 변환된 색상을 다루는 경우는 위의 식을 그대로 사용하지 않고 예를 들면 아래와 같은 식을 사용할 수 있다.

여기서 R, G, B는 각각 0-255의 범위를 가지며, H는 각도의 세밀함을 위해 0-768의 범위를 가지고, S는 0-512, V는 0-255의 범위를 가지고, R, G, B, H, S, V의 값은 모두 정수이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 색농도 조절 장치(100)를 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, RGB-HSV 변환부(110), 색농도 조절 함수 설정부(120), 색농도 조절부(130), HSV-RGB 변환부(140)로 구성된다.

RGB-HSV 변환부(100)는 입력 받은 RGB 영상 신호의 RGB 값을 HSV 값으로 변환한다. 이 변환을 위해, 예를 들면 위의 [수학식 2]가 사용된다.

한편, 사용자는 현재 화면에 표시되는 영상을 보면서 색농도가 마음에 들지 않아 조절을 하고자 하는 경우에는 리모트 컨트롤러를 사용하거나 디스플레이 기기 외부에 설치된 버튼을 조작하여 색농도 조절용 메뉴 화면을 띄워 원하는 색상에 대한 색농도를 증가 또는 감소시키는 키입력을 하게 된다. 사용자로부터의 키 입력에 근거하여 색농도 조절 함수 설정부(120)는 색농도 조절 함수를 설정한다.

모든 색상에 대해 색농도 조절값을 사용자가 구체적으로 입력하는 것은 현실적이지 못하므로 몇 가지의 대표적인 색상에 대해 사용자가 원하는 색농도 조절값을 입력할 수 있도록 한다. 예를 들면 HSV 모델에서 동일한 간격을 두고 위치한 적색, 황색, 녹색, 시안색, 청색, 마젠타색에 대한 색농도 조절값을 입력 가능하게 한다.

상기 색농도 조절값은 색농도의 이득(Gain)이며, 예를 들면 0-255의 범위를 가진다. 값이 크면 색농도가 증가하고 값이 작으면 색농도가 감소하게 되는데, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 64로 스케일링 되어 있어 64이면 원래의 색농도를 유지하고 64보다 작으면 원래의 색보다 색농도를 감소시키고 64 보다 크면 원래의 색농도보다 증가시킨다.

이러한 색농도 조절값은 예를 들어 리모트 콘트롤러를 조작하여 색농도 조절 메뉴 화면을 화면상에 표시한 후 숫자키로 조절값을 직접 입력하거나 음량을 조절하는 경우와 유사하게 조절 바가 표시되도록 한 후 좌우 방향키를 사용하여 입력하게 되며 입력된 값은 색농도 조절 함수 설정부(120)로 들어오게 된다.

사용자가 색농도 조절값을 키입력한 몇 가지 색상의 중간에 위치하는 색상에 대해서는 키입력에 의해 색농도 조절값이 결정된 인접한 두 색상의 색농도 조절값이 반영되도록 어떤 보간 함수로 보간된 조절값을 대응시킨다. 이와 같이 하여 색 농도 조절 함수 설정부(120)에서는 특정한 몇 가지 색상에 대한 사용자의 색농도 조절값 입력으로부터 모든 색상에 대해 색농도 조절값이 결정된 색농도 조절 함수를 설정하게 된다.

상기 보간 함수는 미리 정해져 있을 수 있고, 또 다르게는, 상기 사용자로부터의 키입력은 몇 가지 색상에 대한 색농도 조절값과 몇 가지 선택 가능한 보간 함수 중 하나에 대한 선택이어서 사용자가 원하는 보간 함수를 선택하는 것도 가능하다.

즉, 색농도 조절을 위한 메뉴 화면에 몇 가지 색상에 대한 색농도 조절값의 입력만을 하도록 하거나, 보간 함수를 선택하는 메뉴까지 구비하도록 할 수 있다.

도 4는 색농도 조절 함수 설정부(120)에서 설정한 색농도 조절 함수의 일 예를 그래프로 보인 것이다. 이 그래프에서 R_Gain (=96), Y_Gain (=144), G_Gain (=80), C_Gain (=160), B_Gain (=48), M_Gain (=80)은 각각 적색, 황색, 녹색, 시안색, 청색, 마젠타색에 대해 사용자가 입력한 색농도 조절값을 나타내며, 그들 색상의 중간에 위치하는 색상에 대한 색농도 조절값은 인접한 두 색상의 색농도 조절값을 잇는 직선 함수(1차 함수)를 보간 함수로 하여 결정된다.

도 4에 표현된 그래프를 수식으로 표현하면 다음과 같다.

이렇게 하여 각각의 H값에 대응하는 색농도 조절값인 GAIN 을 얻은 다음에는, 색농도 조절부(130)에서, 상기 RGB-HSV 변환부(110)에서 변환된 HSV 값에서 H와 V는 그대로 두고 색농도인 S 값에 상기 색농도 조절 함수를 적용하여 새로운 값 S (도 3 참조)을 얻는다.

아래의 식은 색농도 조절부(130)에서 새로운 S (= OUT_S)를 구하는 식이다.

이 식에서 분모의 64는 본 발명에서의 스케일링 인자로서, 본 실시예에서의 GAIN은 최소 0에서 최대 255의 값을 가지므로 최대 4배까지 색농도를 증가시킬 수 있다. 본 실시예에서의 S는 최대 512의 값을 가지므로 OUT_S가 512를 넘어가는 경우에는 512로 클리핑된다.

이렇게 하여 H, S, V 는 색농도 조절부(130)에서 S 가 OUT_S로 조절됨에 따라 H, OUT_S, V로 된 후 HSV-RGB 변환부에서 새로운 RGB 값 (도 3에서의 R G B )로 변환되어 출력된다.

아래의 식은 일반적으로 사용되는 HSV를 RGB로 변환하는 식이다. 여기서 R, G, B, S, V는 각각 0-1의 범위를 가지며, H는 0-6의 범위를 가진다.

아래의 식은 본 발명의 일 실시예에 대한 HSV를 RGB로 변환하는 식이다.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 기기의 색농도 조절 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스플레이 기기의 색농도 조절 방법은 RGB 영상 신호를 입력 받는 단계(210)와, 입력 받은 RGB 영상 신호의 RGB 값을 HSV 값으로 변환하는 단계와(220), 변환된 HSV 값에서 색농도를 사용자가 설정한 색농도 조절 함수에 따라 연산하여 새로운 색농도를 얻는 단계(230)와, 색농도가 변경된 새로 얻어진 HSV 값을 RGB 값으로 변환하는 단계(240)와, 변환된 RGB 값을 출력하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 새로운 색농도를 얻는 단계에서의 사용자가 설정한 색농도 조절 함수는 몇 가지 색상에 대해서는 사용자가 입력한 색농도 조절값을 대응시키고, 나머지 색상에 대해서는 그 색상에 인접한 두 개의 사용자 입력 색농도 조절값을 어떤 보간 함수에 의해서 보간한 색농도 조절값을 대응시키는 것이 바람직하다.

상기 보간 함수는 미리 정해져 있을 수도 있고, 사용자에 의해 선택 가능한 보간 함수 중 선택된 것일 수도 있다.

가장 간단하게 저비용으로 구현하려면 상기 보간 함수는 직선 함수일 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 디스플레이 기기의 색농도 조절 장치 및 방법은 모든 색상이 아니라 원하는 색상에 대해서 선별적이고 차별화된 색농도 조절이 가능하여 서로 다른 선호도를 가진 사용자 모두가 만족할 수 있는 화면을 얻을 수 있다.

또한, 색상 별로 차별화된 색농도 조절이 가능하여 소스 화면의 색 밸런스 상의 오류를 사용자가 시정할 수 있다.

Claims

RGB 영상 신호를 입력 받고 입력 받은 RGB 영상 신호의 RGB 값을 HSV 값으로 변환하는 RGB-HSV 변환부,

사용자로부터 키입력에 근거하여 몇가지 색상별로 색농도 조절값을 입력받고, 몇가지 색상에 대해서는 사용자가 키 입력한 색농도 조절값을 대응시키고, 나머지 색상에 대해서는 그 색상에 인접한 두 개의 사용자 입력 색농도 조절값을 연결하는 1차 함수에 의해서 보간한 색농도 조절값을 대응시키는 색농도 조절 함수를 설정하는 색농도 조절 함수 설정부,

RGB-HSV 변환부에서 변환된 HSV 값에서의 색농도를 상기 입력받은 색농도 조절값 및 색농도 조절 함수 설정부에서 설정된 색농도 조절 함수에 따라 연산하여 새로운 색농도를 얻는 색농도 조절부,

색농도 조절부에서 얻어진 HSV 값을 RGB 값으로 변환하여 출력하는 HSV-RGB 변환부를 포함하여 구성되는 디스플레이 기기의 색농도 조절 장치.
삭제
제 2 항에 있어서, 상기 보간 함수는 미리 정해져 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 색농도 조절 장치.
삭제
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RGB 영상 신호를 입력 받는 단계,

RGB 영상 신호의 RGB 값을 HSV 값으로 변환하는 단계,

HSV 값에서 색농도를 사용자가 몇가지 색상별로 색농도 조절값 및 몇가지 색상에 대해서는 사용자가 키 입력한 색농도 조절값을 대응시키고, 나머지 색상에 대해서는 그 색상에 인접한 두 개의 사용자 입력 색농도 조절값을 연결하는 1차 함수에 의해서 보간한 색농도 조절값을 대응시키는 사용자가 설정한 색농도 조절 함수에 따라 연산하여 새로운 색농도를 얻는 단계,

새로 얻어진 HSV 값을 RGB 값으로 변환하는 단계,

변환된 RGB 값을 출력하는 단계를 포함하는 디스플레이 기기의 색농도 조절 방법.
삭제
제 7 항에 있어서, 새로운 색농도를 얻는 단계에서의 보간 함수는 미리 정해져 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 색농도 조절 방법.
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