KR100782818B1 - Ｙｕｖ에서 ｒｇｂ로 휘도 보존 컬러 변환 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 YUV 이미지 신호를 RGB 신호로 변환시키는 때에 본래의 YUV 이미지 신호에 있는 휘도 정보의 고정밀도를 유지하는 YUV-RGB 변환 방법을 나타낸다. 이 방법은 본래의 YUV 신호를 RGB 공간에서 임의의 양자화 수준들로 변환시키기 위하여 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명은 종래의 YUV-RGB 컬러 변환을 보상하기 위한 것으로서 예비양자화(pre-quantization) 및 재양자화(re-quantization) 방법들을 나타낸다.

Description

ＹＵＶ에서 ＲＧＢ로 휘도 보존 컬러 변환 방법 및 시스템{Method and system for luminance preserving color conversion from YUV to RGB}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 YUV에서 고정밀도 또는 저정밀도 RGB로의 일례의 컬러 공간 변환의 기능 블록도의 예를 보여준다.

도 2는 배정도(double precision) rgb가 얻어진 후 단순 반올림이 사용되는 YUV 공간에서 RGB 공간으로의 종래의 컬러 변환 방법의 블록도를 보여준다.

도 3은 배정도(double precision) rgb가 얻어진 후 단순 반올림이 사용되는RGB 공간에서 YUV 공간으로의 종래의 컬러 변환 방법의 블록도를 보여준다.

도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 YUV 컬러에서 동일 정밀도 YUV 컬러로의 예비양자화(pre-quantization)의 기능 블록도의 예를 보여준다.

도 4(b)는 도 4(a)에서의 시스템의 예비양자화가 바로 그 뒤에 종래의 컬러 변환을 실행하는 하드웨어 시스템의 앞에서 사용되는 시스템의 기능 블록도의 예를 보여준다.

도 4(c)는 도 4(b)에서의 시스템의 출력에서 휘도 보존 RGB 값을 얻기 위하여 두 개의 연속적인 종래의 컬러 변환들은 항등 변환에 대하여 동등해야 함을 보여준다.

도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 컬러를 동일 정밀도의 RGB 컬러 로의 재양자화(re-quantization)의 기능 블록도의 예를 보여준다.

도 5(b)는 도 5(a)에서의 재양자화가 출력 앞에 종래의 컬러 변환을 포함하는 시스템의 바로 그 뒤에서 사용되는 시스템의 기능 블록도의 예를 보여준다.

도 5(c)는 도 5(b)에서의 시스템의 출력에서 휘도 보존 RGB 값을 얻기 위하여 두 개의 연속적인 종래의 컬러 변환들은 항등변환에 대하여 동등해야 함을 보여준다.

도면들에 있어서, 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 가리킨다.

본 발명은 일반적으로 비디오 이미지 처리에 관한 것이며 특히 YUV(Y는 휘도, U는 제 1 컬러 차이, V는 제 2 컬러 차이를 나타낸다) 범위 내에서 컬러변환 및 양자화에 관한 것이다.

화면 표시 장치 기술들이 발전함에 따라, RGB 컬러 공간은 사실상 모든 컴퓨터 시스템뿐만 아니라 텔레비전, 비디오 등에도 공통적으로 사용되고 있다. RGB 컬러 공간은 비록 시각적 인식에는 비선형적이지만 구현하기 쉽다. RGB 화면 표시 장치들에 표시되기 위해서는, YUV 공간에서 부호화된 이미지들과 영상들은 RGB 신호들(보통 24 비트 RGB 트루컬러 신호들)로 변환되어져야 한다.

인간의 눈은 최적의 조망 조건들 아래서 1000천만가지 정도의 다른 컬러들을 구별할 수 있는 능력을 가진다고 연구는 보여 왔다. 종래의 각 채널당 8비트 정밀 도를 가지는 컬러 화면 표시 장치는 1000만 보다는 더 많은 대략 1670만 정도를 표시할 수 있다. 그러나, 트루컬러 화면 표시장치는 인간의 시각 인식에 비하면 여전히 충분하지 않다. 이는 주로 인간의 지각의 감각능력에서 RGB 공간의 비균일성 때문이다. 비균일성은 RGB 컬러공간의 어떤 영역들에서는 다른 컬러들이 동일한 것으로 인식되며 어떤 다른 영역들에서는 컬러들이 하나의 JND(just noticeable difference)(간신히 인식할 수 있는 차이)보다 더 많이 변한다. 그래서 한 편에서는, 이웃하는 양자화 수준들의 컬러 차이들을 줄이기 위하여, 더 높은 비트 처리 칩들과 드라이버들을 포함한 더 높은 비트-깊이를 가진 화면 표시 장치들은 화면 표시 장치 산업분야에서 유행이 되고 있다. 다른 한 편에서는, 연속적인 지각적 컬러를 성취할 수 없는 기존의 컬러 화면 표시 장치를 대상으로 하는 이미지 처리 방법들이 지각적으로 너 나은 이미지들을 생성하리라고 기대된다.

인간의 시각 시스템은 컬러 차이보다는 휘도에 더욱 더 민감하다. 인간의 눈은 대략 9비트 정도에 해당하는 대충 463 정도의 다른 그레이스케일(grayscale)들 구별할 수 있으며, 반면에 약 150 정도의 다른 색조들과 50 정도의 포화 수준들만을 구별할 수 있다. 종래의 24 비트 트루컬러 화면 표시 장치는 그레이스케일 중 (그들 중 어떤 것들은 구분되어지지 않는다는 것을 고려하면) 256개의 다른 명암들보다도 더 적게만 표시할 수 있으며, 이는 인간의 눈에는 충분하지 않다. 게다가, 화면 표시 장치가 더욱 더 밝게 만들어짐에 따라, 밴딩 아티팩트(banding artifacts)들은 24 비트 화면 표시 장치들에 있어서 그레이스케일들의 이웃하는 명암들 사이에서 더 명백해지고 있다.

YUV 신호들을 RGB 신호들로 변환시키는 것을 고려할 때, 인간의 시력이 색차보다는 휘도에 더욱 더 민감하다는 사실은 허용되는 범위내의 색차에서 차이가 나도록 하면서 휘도를 유지하기 위하여 변환된 RGB 컬러 신호들을 조작하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은 입력 신호와 출력 신호사이에서 휘도 차이를 본질적으로 최소화 시킬 수 있는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환 방법 및 비디오 이미지 컬러 변환 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 실시예에서 본 발명은 YUV 컬러 공간에서 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환 방법을 제공한다. RGB 컬러 공간에서는 변환된 RGB 신호들의 정확도가 비트-깊이(즉, 신호를 표현하는데 사용될 수 있는 비트들의 수)에 의해 구속된다. 그러한 컬러 변환 방법은 배정도(double precision) 변환 후 단순 반올림을 사용하는 종래의 컬러 변환 방법들과 비교해 볼 때 본질적으로 본래의 컬러 신호의 휘도 정보를 유지한다. 적절한 RGB 값들을 선택함으로써 입력 신호와 출력 신호사이에서의 휘도 차이는 본질적으로 최소화될 수 있다. 그러나, 휘도의 최소화는 입력과 출력 신호들 사이의 색차(또는 컬러) 성분들에 있어서 큰 차이를 가져올 수도 있다. 그러므로, 허용되는 범위내에서 컬러 차이를 유지하기 위하여, 컬러 변환은 구속 최소화 문제로서 공식화되고 해결된다.

본 발명에 따른 비디오 이미지 컬러 변환의 방법의 한 예는 제 1 정밀도를 가지는 YUV 컬러공간에서 이미지 신호를 수신하는 단계; 제 2 정밀도를 가지는 이미지 신호를 양자화된 RGB 컬러 공간으로 변환시키는 단계를 포함하며 이미지 신호의 휘도가 양자화된 RGB 신호에서 본질적으로 유지된다. 변환 전후의 신호들 사이에서의 휘도 차이는 색차 차이들을 희생함으로써 본질적으로 최소화된다. 휘도 차이를 최소화하는 것은 휘도 차이를 본질적으로 최소화하면서 색차 오차들을 구속하는 단계들을 포함한다.

다른 실시예에서는, 변환 단계는 변환 전후에 색차에서의 차이가 구속되는 가능한 RGB 신호 값들의 집합을 결정하는 단계; 및 변환 전후에 휘도에 있어서의 차이를 본질적으로 최소화하는 위 가능한 RGB 신호 값들로부터 RGB 신호 값을 선택하는 단계를 더 포함한다.

게다가, 종래의 YUV에서 RGB 컬러 공간으로의 컬러 변환은 다양한 하드웨어 및 칩들에서 매우 일반적으로 사용되기 때문에, 컬러 변환에 대해 동일한 휘도 유지 결과를 이루기 위하여, 다른 면에서 본 발명은 종래 변환 방법들을 보상하기 위하여 YUV 신호들에 대한 예비양자화 방법 및 RGB 신호들에 대한 재양자화 방법을 제공한다.

다른 면에서 본 발명은 상기 예시 방법들을 구현하는 변환기 및 비디오 시스템들을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들과 함께 아래의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.

일 실시예에서, 본 발명은 임의의 양자화되거나 양자화되지 않은 YUV 신호들 로부터 임의의 양자화된 RGB 신호들로 변환시키는데 이용될 수 있는 휘도 유지 컬러 변환 방법 및 시스템을 제공한다. 아래의 상세한 설명에서는, 컬러 성분을 나타내는 때에, 대문자 [R, G, B] 와 [Y, U, V]는 저정밀도(예를 들면, 8 비트 값) 값들을 가리키는데 사용되며, 소문자 [r, g, b]와 [y, u, v]는 고정밀도 값들, 더 많은 비트 또는 배정도를 가리키는데 사용된다. 더욱이 도면들에서, 입력 또는 출력선에서의 "L"은 저정밀도, 입력 또는 출력선에서의 "H"는 고정밀도, 그리고 입력 또는 출력선에서의 "S"는 동일 정밀도를 카리킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정밀도 YUV에서 고 또는 저정밀도 RGB로의 컬러 공간 변환을 위한 시스템(100) 예의 기능 블록도를 보여준다. 입력 YUV 컬러 신호는 변환 블록(110)에서 우선 배정도 rgb 값으로 변환되고, rgb 값은 블록(120)에서 RGB 값들의 집합을 결정하는데 사용되며, 휘도 차이를 본질적으로 최소화하는 RGB 값들 중의 하나는 선택 블록(13)에서 선택되어져서 시스템(100)의 출력이 된다. 설명을 단순화하기 위하여, 이 예에서는, 24 비트 RGB 신호가 시스템의 출력으로 사용된다.

YUV와 RGB 사이의 변환은 사용된 표준들에 따라 많은 다른 형식들을 가질 수 있다. 본 발명은 어떤 표준들에도 종속적이지 않다. YUV-RGB 변환의 일례는 아래 관계식 (1)에서 주어진다.

단,

이며,

은 변환 매트릭스, r,g,b 및 y는 [0, 1] 범위에 있고, u와 v는 [-0.5, 0.5] 범위에 있다.

대응하는 YUV에서 RGB로의 역변환은 아래 관계식 (2)에 주어진다.

여기 YUV-RGB 변환 예에서는, 고정밀도

신호가 주어지면, 우선 대응하는 고정밀도 RGB 값들

이 위 관계식 (2)를 사용하여 얻어진다. 결과로 생기는 고정밀도

는 화면 표시 장치를 위한 8 비트 RGB 컬러들로 양자화된다. 일반적인 관례들은 고정밀도

를 8 비트

로 단순 반올림하는 것이었다. 그러나, 이는 RGB 컬러 공간에서 양자화 오차들을 야기시키고, 그것은 YUV 컬러 공간에서 동등한 양자화 오차들로 역변환될 수 있다.

언급했듯이, 인간의 눈은 색차보다는 휘도에 더욱 더 민감하며, RGB 컬러 공 간에서의 단순 반올림으로부터의 양자화 오차들은 휘도 및 색차 성분들에 대하여 지각적으로 불균일하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고품질 24 비트 RGB 이미지를 얻기 위하여, 휘도 성분들에서의 양자화 오차는 색차 성분들에서의 정확성을 희생함으로써 감소되고 바람직하게는 본질적으로 최소화된다. 다시 말하면, 휘도 성분들에서 양자화 오차가 본질적으로 최소화되는 8 비트 RGB 트리플(triple)들의 집합을 알 수 있다. 그러나, 이 휘도 성분들의 최소화는 컬러 차이를 또한 야기시키는 색차(컬러) 성분들에서의 양자화 오차들을 증가시키는 대가로 얻어진다. 그래서, 허용되는 범위내에서 컬러 차이를 유지하기 위하여, 색차 오차들은 휘도 양자화 오차들을 최소화하는 동안에 구속된다.

따라서, 양자화는 구속 최소화 문제로서 공식화된다. 휘도에서의 양자화 오차들은 아래 예시 관계식 (3)에 따른 것과 같이, 양자화 전후에서 색차(컬러) 사이의 차이가 구속되는 것을 확실하게 하는 동안에 최소화된다.

여기서 D(y,u,v)는

인 컬러들에 대하여,

와

사이에서의 색차 차이가 허용되는 범위이다. (여기서 x=arg min f(x)는 f(x)를 최소화하는 x를 의미한다.)

만약 화면 표시 장지의 설정 인자들(예를 들면 시스템 백색 점, R,G 및 B의 색도 좌표들, 그리고 감마(gamma) 규칙 )이 이용가능하다면, 컬러들은 장치 독립적 컬러 공간, 예를 들면 CIE Lab 컬러 공간, 그리고 고정밀도

컬러와 양자화된

컬러들 사이의 컬러 차이를 계산하는데 사용되는 CIE 1994 컬러 차이 모델로 변환되어질 수 있다. CIE 1994 컬러 차이 모델은 CIELAB에 기초하며 컬러 공간에서 컬러 차이를 더 균일하게 만들기 위하여 CIELAB의 국부적인 왜곡을 이끌어 내려고 시도된 것이다. CIELAB 컬러 공간은 CIE XYZ에 직접 기초하고 있으며, 이는 장치 독립적이며 모든 색도계의 근간을 차지하고 있다. CIE94 컬러 차이 DE*94는 아래의 CIE L*a*b 컬러 공간위에 정의된다.

L*a*b 컬러 공간에서 두 개의 컬러

과

에 대하여, CIE94 컬러 차이 DE*94는 아래 예시 관계식 (4)와 같다. (여기서 L,a 및 b는 L*a*b 컬러 공간에서의 좌표들을 나타낸다.)

여기서

및

을 만족한다.

CIE 1994 컬러 차이 모델의 도움으로, 위 관계식 (3)에서의 양자화는 실제 휘도 값과 8비트

에 의해 표현되는 휘도 값 사이에서의 차이를 DE*94로 표현된 그들 사이의 컬러 차이가 아래 관계식 (5)의 예에 의하여 보여지는 것과 같은 문턱값(Threshold)보다 더 작다라는 구속하에 최소화하는 것으로 한층 더 공식화할 수 있다.

실시간 TV 신호 변환에 대하여 이 최소화에 필요한 계산을 줄이기 위하여, 더 단순한 형식이 여기 아래에 제공된다.

DE*94는 계산되지 않지만 주요한 개념은 위와 동일하다. 대신, 작은 범위가

같이 정의된다. 여기서

는 보다 작거나 또는 같은 가장 근접한 양자화 수준이고,

는 보다 작거나 또는 같은 가장 근접한 양자화 수준이다. 다시 말하면, [R, G, B]는 고정밀도 값

을 포함하는 단위 정육면체의 8개의 꼭지점들에 있는 값들만을 취할 수 있다. 그 다음에, 최소화는 아래 관계식 (6) 예를 따른다.

이 최소화 문제는 철저한 검색에 의하여 해결될 수 있으며, 양자화 방법으로부터 생기는 신호들은 종래의 방법들보다 휘도 값에서 더 고정밀도의 컬러 값들을 포함한다. 개개의 픽셀(pixel)의 휘도 값(Y)에서의 오차는 종래의 직접 반올림 양자화보다 더 작은 범위에 포함된다. 24 비트 RGB 양자화 예를 고려한다면, 그 때

이며, 휘도에서의 차이는

이다.

표 1은 8개의 다른 가능한 양자화된 RGB 컬러들과 컬러들

사이의 휘도 차이

를 요약하여 말한다.

[표 I]

와 비교한 각각의 가능한 양자화된 RGB 컬러들에 대한 휘도 차이

양자화 과정은 휘도 차이

를 최소화하기 때문에, 얻을 수 있는 휘도 단계들

는 8 비트 Y 값에 의하여 표현되어질 수 있는 것보다 더 작다. 표 I에 있는 값들

들은 분류되고

값들이 계산되어 아래 표 II에서 보여진다.

[표 II]

도달될 수 있는 휘도 단계들

표 II에서 볼 수 있듯이, 가장 큰 휘도 단계

는 0.185이다. 휘도 값 Y에 대한 그것과 동등한 비트-깊이는

비트 만큼 증가된다. 여기서

이다.

그래서, 양자화된 8 비트 RGB 값들은 8+2.43=10.43 비트 만큼 높은 휘도 정밀도를 유지한다.

본 발명에 따른 위 예시 방법을 사용하면, 작은 컬러 차이들을 유지하면서 고정밀도 휘도 값들을 유지하면서, YUV 신호는 RGB 신호로 변환될 수 있다. 고정밀도 휘도는 인간의 눈에는 덜 민감한 색차의 정밀도의 대가로 얻어진다.

종래의 YUV 컬러 공간에서 RGB 컬러 공간으로의 컬러 변환은, 종래의 YUV-RGB 변환 방법들에 대한 동일 휘도 보존 결과들을 얻기 위하여, 다양한 하드웨어 및 칩들이 매우 일반적으로 사용되기 때문에, 본 발명은 종래의 YUV-RGB 변환에 입력 YUV 신호들에 대한 예비양자화 방법 및 종래 YUV-RGB 변환으로부터의 출력 RGB 신호들에 대한 재양자화 방법을 더 제공한다. 만약 종래의 컬러 변환이 입력 바로 뒤에서 실행된다면, 종래의 칩들의 입력 YUV 신호 전에 예비양자화가 실행될 수 있 다. 또는, 종래 컬러 변환이 출력 바로 전에 실행된다면, 현재의 칩들의 출력 RGB 신호 위에서 RGB 신호의 재양자화가 실행될 수 있다.

종래의 YUV-RGB 컬러 변환은 변환과 반올림 처리를 포함한다. 도 2는 YUV 공간에서 RGB 공간으로의 컬러 변환용 종래의 시스템(200)의 블록도를 보여주며, 배정도 rgb가 얻어진 후에 단순 반올림이 사용된다. 더욱이, 도 3은 RGB 공간에서 YUV 공간으로의 컬러 변환용 종래의 시스템(300)의 블록도를 보여주며, 배정도 yuv가 얻어진 후에 단순 반올림이 사용된다.

도 4(a)는 휘도 보존 변환 블록(410) 뿐만 아니라 변환 처리 및 반올림 처리를 실행하는 종래의 RGB-YUV 컬러 변환블록(200)을 포함하는 고정밀도 YUV 컬러에서 동일 정밀도 YUV 컬러로의 재양자화 시스템(400)의 기능 블록도를 보여준다. 더욱이, 도 4(b)는 시스템(450) 예의 기능 블록도를 보여주며, 도 4(a)의 재양자화 블록(400)은 종래의 YUV-RGB 컬러 변환 블록(300)(도 3)을 포함하는 종래의 시스템(455)과 함께 사용된다.

도 4(a)를 참조하면, 입력 YUV 신호는 휘도 보존 변환 블록(410)을 사용하여 우선 도 4(b)에서의 출력과 같은 동일 정밀도를 가지는 RGB 신호로 변환되며, 블록(410)은 도 1에서의 블록(100)의 기능인 휘도 보존 YUV-RGB 변환을 구현한다. 그 다음에, 도 4(a)에서의 블록(410)의 RGB 출력은 종래의 컬러 변환 블록(200)을 사용하여 YUV 신호로 변환된다. 입력으로 양자화된 YUV 신호를 취하고 종래의 YUV-RGB 컬러 변환을 바로 그 뒤에 실행하는 종래의 하드웨어 또는 칩들에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 예비양자화 블록(400)은 그 하드웨어에 있는 종래의 변환 블록(300)(도 4(b)) 앞에 추가되며, 블록(300) 뒤에 변환된 RGB 신호들은 그 하드웨어가 마치 본 발명에 따른 YUV에서 RGB로의 휘도 보존 변환을 사용하고 있는 것과 동일하다. 도 4(b)에서의 시스템(450)의 출력에서 휘도 보존 RGB 값들을 얻기 위하여, 두 개의 연속적인 종래의 컬러 변환 블럭들(200 및 300)은 도 4(c)에서의 예로서 보여진 것과 같이 항등 변환과 동등해야만 한다.

도 4(a)에 따를 때에, 우선 입력 YUV 신호는 본 발명에 따른 휘도 보존 변환 블록(410) 예를 사용하여 RGB 신호로 변환되며, 다시 종래의 컬러 변환 블록(200)을 사용하여 YUV 신호로 변환된다. 도 4(a)는 전처리 블록(400)과 종래의 하드웨어에 있는 종래의 컬러 변환(300)을 포함하는 전 과정을 설명한다. 생성된 RGB 신호가 전처리 블록(400)내에 있는 휘도 보존 변환 후에 발생하는 RGB 신호와 정확히 동일하도록 만들기 위하여, RGB와 YUV 컬러 공간 사이에 앞뒤로 두 개의 순차적으로 연결된 컬러 변환 블럭들(200 및 300)은 도 4(c)에서 보인 것과 같이 항등 변환과 동동해야만 한다.

신호의 한정된 정밀도때문에, 위 관계식 (2)에서와 같은 RGB와 YUV 컬러 공간 사이에서 변환 매트릭스를 고려할 때, 일 실시예에서 YUV 공간의 기초, 즉

는 RGB 공간에서 아래의 좌표들을 갖는다.

이것 들의 놈(norm)들은 아래와 같이 계산된다.

기초 벡터들 사이의 세 각들은 각각 117, 104 및 95도이다. 만약 컬러를 나타내는데에 데이터에 대한 동일 비트-깊이를 사용한다면, YUV 컬러 공간은 RGB 공간보다 더욱 조악하다. 그래서, 도 4(c)의 왼쪽 편에 보이는 두 개의 순차적으로 연결된 종래의 컬러 변환기들(200 및 300)이 도 4(c)의 오른쪽 편에 보이는 단일 연산(unity operation)과 동등하도록 하기 위하여, RGB 값들보다 더욱 고정밀도 YUV 값들이 사용된다. 일반적으로, 1 비트 더 많은 정밀도는 YUV 컬러 공간을 RGB 컬러 공간보다 더 세밀하게 만든다.

마찬가지로, YUV 공간에서 컬러 신호를 처리하고 종래의 컬러 변환 방법을 사용하여 RGB 컬러들을 출력하는 종래의 하드웨어나 칩에 대하여, 재양자화 후에 생기는 RGB 컬러가 하드웨어서의 YUV 신호의 고정밀도 휘도를 유지하도록 출력 RGB 컬러는 재양자화될 수 있다. 도 5(a)는 RGB 컬러들을 동일 정밀도의 RGB 컬러로 재양자화하는 본 발명에 따른 시스템(500) 예의 블록도를 보여준다. 입력 RGB 컬러들은 종래의 컬러 변환 블록(300)을 사용하여 우선 더 낮은 또는 동일한 정밀도 YUV로 변환되고 나서 그로부터 생기는 YUV 컬러는 이 예에서 도 1에서의 블록(100)의 기능인 휘도 보존 YUV-RGB 변환을 구현하는 변환 블록(410)을 사용하여 다시 RGB 컬러로 변환된다.

도 5(b)는 본 발명에 따른 시스템(550) 예의 블록도를 보여주며, 도 5(a)의 재양자화 블록은 하드웨어에 있는 종래의 YUV-RGB 변환 블록(200) 바로 뒤에 사용된다. 도 5(a)의 예는 본 발명에 따른 RGB 재양자화의 후처리 단계를 보여주며, 도 5(b)의 예는 하드웨어에 있는 종래의 변환 블록(200)과 본 발명에 따른 블록(500)에서 후처리 단계를 포함하는 전과정을 보여준다. 도 4(c)와 유사하게, 도 5(c)의 예는 두 개의 순차적으로 연결된 종래의 컬러 변환 블록(200 및 300)과 항등 변환의 동등함을 설명한다. 이 경우에, YUV 공간 보다도 RGB 공간이 더 세밀하기 때문에, 더 높은 또는 동일한 정밀도 RGB가 허용된다.

본 발명은 많은 다른 형식들로 구현할 수 있지만, 이 개시는 발명의 본질들 중의 한 예시로 고려되어야 하고 발명의 주요한 양상들을 설명된 실시예로 한정하려는 의도가 아니라는 해석을 포함하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면들에서 보여지고 여기에 상세히 기술될 것이다. 본 발명에 따른 위에서 전술한 구성 예들은 프로세서(processor)에 의해 실행되는 프로그램 명령들, 논리 회로들, ASIC, 펌웨어(firmware) 등 당해 기술분야에서 숙련된 사람들에게 알려진 많은 방법으로 구현될 수 있다.

본 발명은 다른 버전들도 가능하지만, 특정 바람직한 버전들에 관하여 상당히 상세히 기술되었다. 그래서, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위는 여기에 포함된바람직한 버전들의 상세한 설명에 한정되어서는 안된다.

본 발명에 따른 컬러 변환 방법 및 컬러 변환 시스템에 의하면, 입력 신호화 출력 신호사이에서의 휘도 차이를 본질적으로 최소화시킬 수 있다.

Claims (20)

1. 제 1 정밀도를 가지는 YUV 신호들을 포함하는 이미지 신호를 수신하는 단계;

   상기 이미지 신호를 제 2 정밀도를 가지는 양자화된 RGB 신호로 변환시키는 단계를 포함하며 상기 이미지 신호의 색차 정보에서의 양자화 오차를 희생함으로써 상기 이미지 신호의 휘도가 상기 양자화된 RGB 신호에서 본질적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환하는 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 이미지 신호의 휘도 정보에서의 양자화 오차를 본질적으로 최소화하는 단계는,

   상기 휘도 양자화 오차들을 본질적으로 최소화하면서 색차 오차들을 구속하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러공간으로 컬러 변환하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 이미지 신호의 휘도 정보에서의 양자화 오차를 본질적으로 최소화하는 단계는,

   상기 이미지 신호와 상기 양자화된 RGB 신호 사이에서의 컬러 차이를 허용되는 범위 내에서 유지하기 위하여 상기 휘도 양자화 오차들을 본질적으로 최소화하면서 색차 오차들을 구속하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 변환시키는 단계들은,

   상기 양자화된 RGB 신호에서 본래 신호의 휘도를 본질적으로 유지하기 위하여 구속 최소화 문제(constrained minimization problem)를 공식화하고 해결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 변환시키는 단계들은,

   변환 전후에 색차 차이가 구속되도록 보장하면서 휘도 오차들을 본질적으로 최소화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환하는 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 변환시키는 단계는,

   변환 전후에 색차에서의 차이가 구속되도록 상기 양자화된 신호에 대하여 가 능한 RGB 신호 값들의 집합을 결정하는 단계; 및

   변환 전후에 휘도에서의 차이를 본질적으로 최소화하는 상기 가능한 RGB 신호 값들로부터 RGB 신호 값을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환하는 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 양자화된 신호에 대하여 상기 가능한 RGB 신호 값들의 집합은,

   상기 가능한 RGB 신호 값(R,G,B)들의 집합이

   

   로 정의된 범위 내이며, r,g 및 b는 이미지 신호 값들을 나타내는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 공간으로부터 RGB 컬러 공간으로 컬러 변환하는 방법.
9. 양자화된 RGB 신호를 제 2 YUV 신호로 재변환시키는 단계; 및

   제 1항의 방법을 사용하여, 상기 제 2 YUV 신호를 출력 RGB 신호로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RGB 컬러 신호를 재양자화(re-quantization)하는 방법.
10. 제 1항의 방법을 사용하여 입력 YUV 신호를 RGB 신호로 변환시키는 단계; 및

    상기 RGB 신호를 YUV 신호로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 YUV 컬러 신호를 예비양자화(pre-quantization)하는 방법.
11. 제 1 정밀도를 가지는 YUV 신호들을 포함하는 이미지 신호를 수신하고, 상기 이미지 신호를 제 2 정밀도를 가지는 양자화된 RGB 신호로 바꾸며, 상기 이미지 신호의 색차 정보에서의 양자화 오차를 희생함으로써 상기 이미지 신호의 휘도가 상기 양자화된 RGB 신호에서 본질적으로 유지되는 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 변환 시스템.
12. 삭제
13. 제 11항에 있어서,

    상기 변환기는 휘도 양자화 오차들을 본질적으로 최소화하면서 색차 오차들을 구속함으로써 상기 이미지 신호의 휘도 정보에서의 상기 양자화 오차를 더 본질적으로 최소화하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 변환 시스템.
14. 제 11항에 있어서,

    상기 변환기는 상기 이미지 신호와 상기 양자화된 RGB 신호 사이에서의 컬러 차이를 허용되는 범위 내에서 유지하기 위하여 휘도 양자화 오차들을 최소화하면서 색차 오차들을 구속함으로써 상기 이미지 신호의 휘도 정보에서의 양자화 오차를 더 본질적으로 최소화하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 변환 시스템.
15. 제 11항에 있어서,

    상기 변환기는 상기 양자화된 RGB 신호에서 본래 신호의 휘도를 본질적으로 유지하기 위하여 구속 최소화 문제를 더 해결하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 변환 시스템.
16. 제 11항에 있어서,

    상기 변환기는 양자화 전후에 색차에서의 차이가 구속되도록 보장하면서 상기 이미지 신호의 휘도에서 양자화 오차들을 더 본질적으로 최소화하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 변환 시스템.
17. 제 11항에 있어서,

    상기 변환기는 변환 전후의 색차에서의 차이가 구속되도록 상기 양자화된 신호의 가능한 RGB 신호 값들의 집합을 더 결정하며, 변환 전후의 휘도에서의 차이를 본질적으로 최소화하는 상기 가능한 RGB 신호 값들로부터 RGB 신호 값들을 더 선택하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 변환 시스템.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 가능한 RGB 신호 값들 (R, G, B)의 집합이

    

    로 정의되는 범위 내이며, r,g 및 b는 이미지 신호 값들을 나타내는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 변환 시스템.
19. 양자화된 RGB 신호를 제 2 YUV 신호로 변환시키는 RGB-YUV 변환기; 및

    상기 제 2 YUV 신호를 출력 RGB 신호로 변환시키는 제 11항에 있는 휘도 보존 YUV-RGB 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 신호 재양자화 시스템.
20. 제 11항에 있는 휘도 보존 YUV-RGB 변환기; 및

    상기 변환기의 결과로서 생기는 RGB 신호를 YUV 신호로 변환시키는 RGB-YUV 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 이미지 컬러 신호 예비양자화 시스템.

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