KR100719638B1 - 컬러 신호 매트릭스 조정 방법 및 장치와 컬러 카메라 - Google Patents

컬러 신호 매트릭스 조정 방법 및 장치와 컬러 카메라 Download PDF

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Abstract

컬러 신호 매트릭스 조정 방법에 있어서, 컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위해 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값이 조정되며(VAC), 컬러 신호 매트릭스 계수 조정에 따라 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값 외의 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 계수들이 자동으로 적응된다(AAC).

Description

컬러 신호 매트릭스 조정 방법 및 장치와 컬러 카메라{COLOR SIGNAL MATRIX ADJUSTMENT}
본 발명은 컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위한 방법과 장치 및 이러한 컬러 신호 매트릭스 조정 장치를 포함하는 컬러 카메라에 관한 것이다.
모든 컬러 센서는 일반적인 텔레비전 수상기 및 PC 모니터에 사용되는 EBU의 적-녹-청 원색들로 주어진 컬러의 보정을 필요로 한다. 컬러 보정을 위해, 9개의 계수들을 갖는 매트릭스가 적용된다. RGB 컬러 매트릭스는 다음 식으로 제공된다.
Figure 112000007117123-pct00001
여기에서, Ri,Gi,Bi는 이미지 센서의 입력 RGB 신호들이며, Ro,Go,Bo는 EBU 원색들에 가까운 출력 RGB 신호이거나 또는 그렇지 않으면 입력 RGB 신호들보다 (예컨대, 그림이 보다 정밀해 보이는) 바람직한 출력 RGB 신호들이며, a11...a33은 컬러 신호 매트릭스 계수(matrix coefficient)들로서, 즉 a11...a13이 적에 관계하고, a21...a23이 녹에 관계하며, a31...a33이 청에 관계한다.
하나의 출력 컬러의 원하는 변경을 얻기 위해 컬러 신호 매트릭스 계수들(a11...a33) 중 하나를 변경하는 경우, 원하지 않는 부작용으로서 백색 재현(white reproduction)도 변경된다. 이 때문에 출력 컬러를 수동으로 조정하는 것이 매우 어렵게 되고 시간이 걸린다.
RGB 컬러들을 원하는데로 보정하는 것 외에, 보통 센서가 생성하는 이미지의 백색 점이 보정되어야 한다. 백색 재현은 센서 자체 및 배경 조명의 컬러 온도에 대한 RGB 스펙트럼 전력 분포에 의존한다. 백색 재현은 D65로 조절되거나 또는 EBU 디스플레이 표준의 D65 백색에 가까워야 한다. 컬러 신호 매트릭스를 통한 백색 재현은 각 컬러의 매트릭스 계수들의 합으로 표현된다.
ΣR = a11 + a12 + a13
ΣG = a21 + a22 + a23
ΣB = a31 + a32 + a33
그러나, 원하는 백색 점을 달성하기 위해서 하나의 컬러의 3개의 선택된 매트릭스 계수들을 비례 관계를 유지하면서 변경시키는 것은 거의 불가능하다.
US-A-5,402,182는 마이크로컴퓨터의 업-다운(up-down) 계산 결과에 따라 컬러 신호 레벨을 제어함으로써 이미지 스크린의 백색 밸런스(balance)를 제어하는 자동 백색 밸런스 제어 장치를 개시한다.
본 발명의 목적은 특히 매우 간단하게 매트릭스를 조정하게 하는 것이다. 이 목적을 위하여, 본 발명의 제 1 측면은 청구항 1 및 5에 의해 정의되는 방법과 장치를 제공한다. 청구항 6에 의해 정의되는 본 발명의 제 2 측면은 이러한 매트릭스 조정 장치를 포함하는 컬러 카메라를 제공한다. 유익한 실시예들이 종속 청구항들에서 정의된다.
본 발명의 주요한 측면에 따른 컬러 신호 매트릭스 조정 방법에서, 원하는 컬러 신호 매트릭스를 획득하기 위해 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값만이 조정되며, 이 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값 외에 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 계수들이 컬러 신호 매트릭스 계수 조정에 따라 자동으로 조정된다.
본 발명의 이들 및 다른 측면들은 이하에 개시되는 실시예들을 참조하면 명백해질 것이다.
도면은 본 발명에 따른 컬러 카메라의 실시예를 보여준다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 원하는 백색 및 RGB 컬러 조정은 카메라의 RISC 코어(core)의 계산 능력(또는 임의의 다른 종류의 계산 능력) 및 전술한 컬러 신호 매트릭스 식을 이용하여 훨씬 쉽게 이루어질 수 있다.
본 발명의 주된 응용예는 RISC 코어의 도움으로 컬러 신호 매트릭스를 조정하는 것에 관한 것이다. 매트릭스를 원하는 컬러로 조정하기 위한 4가지 가능한 방법이 존재한다. 어떤 방법의 선택 및 한 방법으로부터 다른 방법으로의 전환 및 복귀는 유저에 의한 조정 및 미세 조정 방법에 의존한다.
1. 한번에 하나의 매트릭스 계수를 변경하는 통상의 방법.
2. 한번에 하나의 매트릭스 계수를 변경하지만, 본 발명의 제 1 측면에 따라 백색 재현을 넓은 범위까지 유지한다.
3. 백색 조정을 위해, 3개의 매트릭스 계수들이 동시에 변경될 수 있다.
4. 백색 진폭 적응을 위해, 모두 9개의 매트릭스 계수들이 서로 비례하여 변경될 수 있다.
제 1 방법은 더 이상의 설명을 필요로 하지 않는다. 선택된 컬러와 백색 재현이 변경된다.
불(Boolean)(B1)을 선택함으로써 백색 재현을 넓은 범위까지 유지하는 제 2 방법은 RISC 코어의 계산 능력을 이용하는 것으로, 제 1 방법과 구별된다. 컬러 X의 하나의 매트릭스 계수가 값(±δ)만큼 변경되는 경우, 선택된 컬러 X에 속하지 않는 모두 6개의 매트릭스 계수들에 (ΣX±δ)/ΣX가 승산된다. 여기서, ΣX는 선택된 적, 녹 또는 청 매트릭스 행의 합에 대응한다. 그 후에 새로운 ΣR, ΣG, ΣB 값이 계산된다. 이들은 조정되기 전의 이전 값들에 비례할 것이므로, 백색 재현은 넓은 범위까지 유지된다. ΣR, ΣG, ΣB 값이 1이 될 경우 백색은 완전히 유지되며, ΣR, ΣG, ΣB 값이 1과 다른 경우 약간의 백색 시프트가 발생한다. 그러나, 이러한 약간의 백색 시프트는 아래에서 기술되는 제 3 방법에 따라 쉽게 보정될 수 있다.
제 3 및 제 4 방법에 따르면, 백색 재현은 각 컬러에 대한 매트릭스 계수들의 비율을 유지하면서 변경된다.
제 2 불(B2)에 의해 표시되는 제 3 방법은 하나의 계수만을 이용하는 백색 재현의 조정과 관계하며, 다시 RISC 코어를 사용한다. 백색 재현을 변경할 필요가 있는 경우, ΣR, ΣG, ΣB 매트릭스 행의 합들 중 하나가 선택되어 변경된다. RISC 코어는 비례 관계를 갖는 대응하는 매트릭스 계수들을 변경하는 것에 주의한다. 예를 들면, ΣR이 ±δ만큼 증가되는 경우, 매트릭스 계수들(a11,a12,a13)에 (ΣR±δ)/ΣR이 각각 곱해져서, 원하는 백색 시프트를 발생할 수 있다.
제 4 방법은 다시 RISC 코어를 이용하는 것으로, 매트릭스 회로의 신호 진폭을 보다 통일한 값(unity value)에 적응시키기 위해서 모든 매트릭스 계수들을 서로 비례하도록 조정하는 것과 관련된다. 처음에 불(B3)을 선택하여 모든 계수들이 비례하도록 변경할 필요가 있다는 것을 분명하게 한다. 그 다음에, ΣR, ΣG, ΣB의 매트릭스의 행의 합들 중 하나를 선택한다. 이 매트릭스의 행의 합을 ±δ만큼 변경시킨다. 다음에, 모든 매트릭스 계수에 (ΣX±δ)/ΣX가 승산된다. 여기서, ΣX는 선택된 ΣR, ΣG, ΣB의 매트릭스의 행의 합에 대응한다. 그후에, 새로운 ΣR, ΣG, ΣB의 매트릭스의 행의 합이 다시 계산된다. 컬러 및 백색 재현은 지속되고, 단지 신호 진폭만이 변경된다.
다음과 같은 결론을 도출할 수 있다. 제안된 모든 방법들을 이용함으로써, 단지 제 1 방법만을 이용할 때보다 매트릭스를 훨씬 쉽게 조정할 수 있게 된다. 전술한 모든 조정 방법들은 PC를 이용하고 또한 매트릭스 계수들, 즉 a11 내지 a33, ΣR, ΣG 또는 ΣB와, 한쪽이 백색을 유지하고 다른 쪽이 진폭을 조정하기 위한 2개의 불에 관한 선택 메뉴를 이용하여 실현된다.
본 발명의 주요한 측면은 다음과 같이 요약될 수 있다. 컬러를 보정하기 위해 매트릭스를 이론적으로 계산하는 것 외에, 그이상의 미세 조정을 위해 또는 여러 픽처를 이용하는 검사로서 수동 조정이 요구된다. 그러나, 카메라의 컬러 매트릭스를 원하는 컬러 재현 수단에 맞추는 것은 9개의 계수들이 조정되어야 함을 의미한다. 이러한 매트릭스가 갖는 특정 문제는, 예컨대 적 매트릭스의 하나의 계수가 변경되는 경우 적 외에 백색 재현이 변경된다는 것이다. 카메라의 RISC 코어의 계산 능력을 이용하여 백색 재현을 유지함으로써, 이 매트릭스를 원하는 컬러 재현으로 조정하는 것이 훨씬 쉽게 된다. 더욱이, 백색 재현을 직접적으로 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 컬러 재현의 편차는 백색 재현의 편차에 의해서만 결정된다.
이하의 특징은 특히 주목할 만하다. 선택된 매트릭스 계수들(a11 내지 a33) 중 하나를 변경할 시 백색 재현을 유지하는 방법. 각 컬러의 매트릭스 비율의 유지 및 백색 시프트 양에 의해서만 결정되는 컬러 시프트를 갖는 ΣR, ΣG, ΣB 선택에 의한 백색 재현의 변경. 진폭 불 및 ΣR, ΣG, ΣB을 선택하여 모든 매트릭스 계수들을 서로 비례하도록 변경함으로써 비례 관계를 유지하면서 신호 진폭들을 적응. 전술한 특성들을 위해 RISC 코어와 같은 계산 프로세서의 이용.
도면은 본 발명에 따른 컬러 카메라의 실시예를 도시한다. 센서(S)는 3개의 입력 컬러 신호들(Ri,Bi,Gi)을 공급한다. 이들 입력 컬러 신호들(Ri,Bi,Gi)을 수신하는 매트릭스 조정 장치(VAC,CC,AAC)는 9개의 매트릭스 계수들(a11...a33) 중 하나 또는 3개의 매트릭스 행 합들(ΣR, ΣG, ΣB) 중 하나일 수 있는 컬러 매트릭스와 관련된 값을 조정하는 값 조정 회로(VAC)를 포함한다. 제어 회로(CC)는 3개의 전술한 불들(B1,B2,B3) 각각을 스위치 온 또는 오프하기 위해 3개의 버튼들(B1,B2,B3)을 포함한다. 자동 적응 회로(AAC)는 4개의 전술한 방법들에 관해 전술한 것처럼 매트릭스 계수들을 적응시키며, 출력 컬러 신호들(Ro,Go,Bo)을 공급한다.
전술한 실시예들은 본 발명을 제한하기 보다는 예시하며, 당업자들은 부가된 청구항의 범주를 벗어나지 않고도 이와 다른 다수의 실시예들을 설계할 수 있을 것이다. 청구항에서, 괄호 사이에 위치한 임의의 기준 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않을 것이다. 용어 "포함"은 청구항에 열거된 것들 외의 다른 소자나 단계들을 배제하지 않는다. 본 발명은 다수의 독특한 소자들을 포함하는 하드웨어 수단에 의해 그리고 적당하게 프로그램된 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 다수의 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 다수의 수단들은 동일한 하드웨어 항목에 의해 구현될 수 있다.

Claims (6)

  1. 컬러 신호 매트릭스 조정 방법에 있어서,
    컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위해 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값을 조정하는(VAC) 단계 -상기 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값은 동일 컬러에 대응하는 하나의 매트릭스 계수 또는 매트릭스 계수들의 합- 와,
    상기 컬러 신호 매트릭스 계수 조정에 따라 상기 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값 외의 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 계수들을 자동으로 적응시키는(automatically adapting)(AAC) 단계
    를 포함하는 컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값은 제 1 컬러에 대응하는 제 1 컬러 신호 매트릭스 계수이며,
    상기 컬러 신호 매트릭스 조정은 상기 제 1 컬러의 재현을 변경하기 위해서 상기 제 1 컬러 신호 매트릭스 계수를 소정량(δ)만큼 증가시킨 것이고,
    상기 자동으로 적응시키는 단계는 백색 재현(a white reproduction)을 넓은 범위까지 유지하기 위해 상기 제 1 컬러 외의 컬러들에 대응하는 모든 컬러 매트릭스 계수들에 계수((ΣX+δ)/ΣX)를 곱하는 것을 포함하며, 여기서 ΣX는 상기 제 1 컬러에 대응하는 컬러 신호 매트릭스 계수들의 합인
    컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값은 제 1 컬러에 대응하는 컬러 신호 매트릭스 계수들의 합(ΣX)이며,
    상기 컬러 신호 매트릭스 조정은 상기 제 1 컬러와 백색 모두의 재현을 변경하기 위해서 컬러 신호 매트릭스 계수들의 상기 합(ΣX)을 소정량(δ)만큼 증가시킨 것이고,
    상기 자동으로 적응시키는 단계는 상기 제 1 컬러에 대응하는 상기 컬러 매트릭스 계수들 사이의 비율을 유지하기 위해서 상기 제 1 컬러에 대응하는 모든 컬러 매트릭스 계수들에 계수((ΣX+δ)/ΣX)를 곱하는 것을 포함하는
    컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값은 제 1 컬러에 대응하는 컬러 신호 매트릭스 계수들의 합(ΣX)이며,
    상기 컬러 신호 매트릭스 조정은 컬러 신호 진폭을 변경하기 위해서 컬러 신호 매트릭스 계수들의 상기 합(ΣX)을 소정량(δ)만큼 증가시킨 것이고,
    상기 자동으로 적응시키는 단계는 상기 제 1 컬러와 백색 모두의 재현을 유지하기 위해서 모든 컬러 매트릭스 계수들에 계수((ΣX+δ)/ΣX)를 곱하는 것을 포함하는
    컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
  5. 컬러 신호 매트릭스 조정 장치(AAC,VAC,CC)에 있어서,
    컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위해서 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값을 조정하는 수단(VAC) -상기 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값은 동일 컬러에 대응하는 하나의 매트릭스 계수 또는 매트릭스 계수들의 합- 과,
    상기 컬러 신호 매트릭스 계수 조정에 따라 상기 제 1 컬러 신호 매트릭스와 관련된 하나의 값 외의 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 계수들을 자동으로 적응시키는 수단(AAC)
    을 포함하는 컬러 신호 매트릭스 조정 장치.
  6. 컬러 카메라에 있어서,
    입력 컬러 신호들(Ri,Gi,Bi)을 생성하는 컬러 센서(S)와,
    출력 컬러 신호들(Ro,Go,Bo)을 얻기 위해서 상기 입력 컬러 신호들(Ri,Gi,Bi)을 조정하는 청구항 5에 따른 컬러 신호 매트릭스 조정 장치(AAC,VAC,CC)
    를 포함하는 컬러 카메라.
KR1020007003898A 1998-08-14 1999-08-03 컬러 신호 매트릭스 조정 방법 및 장치와 컬러 카메라 KR100719638B1 (ko)

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