KR101274050B1

KR101274050B1 - 선호색 보정 방법 및 장치와, 그를 이용한 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101274050B1
Application number: KR1020070061992A
Authority: KR
Inventors: 안지영; 강동우; 김춘우; 김경태
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2013-06-12
Also published as: US8160356B2; KR20080113472A; US20080317340A1

Abstract

본 발명은 입력 영상에서 보정할 색의 평균 색좌표와 사람이 선호하는 선호색과의 차이를 보정함으로써 사람의 시각 특성 및 입력 영상을 고려하여 선호색을 보정할 수 있는 선호색 보정 방법 및 장치와, 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명의 선호색 보정 방법은 입력 영상의 데이터를 L, C, H 데이터로 변환하는 단계와; 상기 입력 영상에서 선호색 픽셀을 검출하는 단계와; 상기 선호색 픽셀에 대한 상기 L, C, H 평균값을 산출하는 단계와; 상기 C, H 평균값과 C, H 기준값과의 차이값에 따라 상기 선호색 픽셀의 C, H 데이터를 보정하는 단계와; 상기 선호색 픽셀의 색상에 따라 상기 L 평균값에 따라 상기 선호색 픽셀의 L 데이터를 보정하는 단계와; 상기 보정된 L, C, H 데이터를 영상 데이터로 역변환하는 단계를 포함한다.

선호색 검출, 선호색 보정, 휴, 크로마, 베스트 리니어 에스터메이션, 가중치 벡터

Description

선호색 보정 방법 및 장치와, 그를 이용한 액정 표시 장치{METHOD AND APPARATUS OF CORRECTING PREFERRED COLOR AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선호색 보정 방법을 단계적으로 나타낸 흐름도.

도 2는 도 1에 도시된 선호색 보정 단계를 구체적으로 나타낸 흐름도.

도 3은 본 발명의 휴 및 크로마의 보정 함수 및 제1 가중치 함수를 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명의 휴 평균값의 피크값 궤적에 따른 보정 함수를 나타낸 그래프.

도 5는 본 발명의 밝기 보정 함수를 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명의 제2 가중치 함수를 나타낸 그래프.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 선호색 보정 방법을 이용한 선호색 보정 영상을 나타낸 도면,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 선호색 보정 장치를 도시한 블록도.

도 9는 본 발명에 따른 실시예에 따른 선호색 보정부를 이용한 액정 표시 장치를 나타낸 블록도.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

12 : 색좌표 변환부 14 : LCH 변환부

16 : 선호색 검출부 22 : 선호색 보정부

24 : 타이밍 컨트롤러 26 : 패널 구동부

28 : 액정 패널 30 : LCH 평균값 산출부

32 : 선호색 보정부 34 : LCH 역변환부

36 : 색좌표 역변환부

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 입력 영상을 사람이 선호하는 색으로 보정하여 화질을 향상시킬 수 있는 선호색 보정 방법 및 장치와, 그를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

영상 표시 장치는 사용자 요구에 따라 고해상도화 및 고선명화 방향으로 발전하고 있다. 대부분의 사용자는 표시 장치에 표시되는 피부색, 녹색, 청색 등과 같은 선호색을 기준으로 화상의 선명도를 판단한다. 이는 상기 선호색이 사람의 색 기억 공간에 기억되어서 색인지 과정에 큰 영향을 주기 때문이다. 따라서, 영상 표시 장치는 사용자가 선호하는 선명한 영상을 표시하기 위하여, 입력 영상에서 선호색 영역을 검출하고, 검출된 선호색 영역을 사용자가 선호하는 색상으로 변환하는 선호색 보정 방법을 이용하고자 한다. 이를 위하여, 선호색 보정 방법은 다 른 색 영역이 포함되지 않도록 선호색 영역을 정확하게 검출하여 사람이 선호하는 색으로 보정하여야 한다.

종래의 선호색 보정 방법으로는 입력 색 범위와 선호색 범위를 u'v'색도좌표에서 타원 모양으로 결정한 후 입력 색의 영역을 선호색 영역으로 매핑하는 영역 보정 방법('Preferred Skin Color Reproduction Based on Adaptive Affine Transform', IEEE Transactions on Cunsumer Electornics, Vol. 51, No. 1, pp 191-197, 2005)과, 타겟을 색 공간내의 한 포인트로 잡고 입력색을 타겟에 가깝게 위치시키는 포인트 보정 방법('Skin color reproduction algorithm for portrait images shown on the mobile display', SPIE vol. 6058, pp1-8) 등이 보고되었다.

그러나, 영역 보정 방법은 컨투어 노이즈(Contour Noise)가 발생하고 밝기 보정을 행하지 않음에 따라 휘도가 저하되는 단점이 있고, 포인트 보정 방법은 입력 영상의 내용을 고려하지 않아서 선호색 보정 능력이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력 영상에서 보정할 색의 평균 색좌표와 사람이 선호하는 선호색과의 차이를 보정함으로써 사람의 시각 특성 및 입력 영상을 고려하여 선호색을 보정할 수 있는 선호색 보정 방법 및 장치와, 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 선호색 보정 방법은 입력 영상의 데이터를 밝기(이하, L), 크로마(이하, C), 휴(이하, H) 데이터로 변환하는 단계와; 상기 입력 영상에서 선호색 픽셀을 검출하는 단계와; 상기 선호색 픽셀에 대한 상기 L, C, H 평균값을 산출하는 단계와; 상기 C, H 평균값과 C, H 기준값과의 차이값에 따라 상기 선호색 픽셀의 C, H 데이터를 보정하는 단계와; 상기 선호색 픽셀의 색상별 상기 L 평균값에 따라 상기 선호색 픽셀의 L 데이터를 보정하는 단계와; 상기 보정된 L, C, H 데이터를 영상 데이터로 역변환하는 단계를 포함한다.

상기 선호색 픽셀을 검출하는 단계는 입력 픽셀의 H 데이터를 각 선호색의 H 기준 범위와 비교하여 제1 선호색 픽셀을 검출하는 단계와; 상기 제1 선호색 픽셀에 대한 베스트 리니어 에스터메이션(이하, BLE) 연산을 수행하여 제2 선호색 픽셀을 검출하는 단계를 포함한다.

상기 제2 선호색 픽셀을 검출하는 단계는 상기 제1 선호색 픽셀에 대한 특성 데이터들로 이루어진 입력 행렬과, 해당 선호색의 가중치 벡터들로 이루어진 가중치 벡터 행렬과의 행렬곱으로 선호색 판별 상수를 산출하는 단계와, 상기 산출된 선호색 판별 상수를 해당 선호색 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 상기 제2 선호색 픽셀을 검출하는 단계를 포함한다.

상기 C, H 데이터를 보정하는 단계는 상기 C, H 평균값과 상기 C, H 기준값과의 차이값을 보상하는 보정 함수를 산출하는 단계와; 상기 C, H 평균값의 피크값을 조절하는 가중치 함수를 산출하는 단계와; 상기 보정 함수와 가중치 함수를 곱하여 최종 보정 함수를 산출하는 단계와; 상기 최종 보정 함수를 이용하여 상기 C, H 데이터에 따른 보정량을 산출하는 단계와; 상기 C, H 데이터를 상기 보정량 만큼 보상하는 단계를 포함한다.

상기 L 데이터를 보정하는 단계는 상기 선호색 픽셀이 피부색으로 판별된 경우에만 진행된다. 상기 피부색 픽셀에 대한 상기 L 데이터를 보정하는 단계는 상기 피부색 픽셀의 L 평균값에 따른 L 보정 함수를 산출하는 단계와; 상기 L 보정 함수를 이용하여 상기 L 데이터에 따른 L 보정량을 산출하는 단계와; 상기 피부색의 L 데이터를 상기 L 보정량 만큼 보상하는 단계와, 상기 피부색의 L 보정량 만큼 상기 입력 영상의 모든 픽셀의 L 데이터를 보상하는 단계를 포함한다.

상기 최종 보정 함수를 산출하는 단계는 상기 제2 선호색 픽셀의 선호색 판별 상수를 이용하여 상기 선호색 픽셀의 경계부에서 상기 보정량이 감소되게 하는 2차 가중치 함수를 산출하는 단계를 추가로 포함하고; 상기 보정 함수와 상기 가중치 함수 및 상기 2차 가중치 함수를 곱하여 상기 최종 보정 함수를 산출한다.

본 발명에 따른 선호색 보정 장치는 입력 영상의 데이터를 L, C, H 데이터로 변환하는 색좌표 변환부와; 상기 입력 영상에서 선호색 픽셀을 검출하는 선호색 검출부와; 상기 선호색 검출부로부터의 상기 선호색 픽셀에 대한 상기 L, C, H 평균값을 산출하는 LCH 평균값 산출부와; 상기 C, H 평균값과 C, H 기준값과의 차이값에 따라 상기 선호색 픽셀의 C, H 데이터를 보정하고, 상기 선호색 픽셀의 색상별 상기 L 평균값에 따라 상기 선호색 픽셀의 L 데이터를 보정하는 선호색 보정부와; 상기 선호색 보정부로부터의 L, C, H 데이터를 영상 데이터로 역변환하는 색좌표 역변환부를 구비한다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 선호색 보정 장치를 이용한다.

이러한 본 발명의 특징들 외에 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선호색 보정 방법을 단계적으로 나타낸 흐름도이다.

단계 2(S2)에서 입력 픽셀의 RGB 데이터를 LCH 데이터로 변환한다. 구체적으로, 입력 픽셀의 RGB 데이터를 액정 표시 장치의 특성, 예를 들면 백라이트로 인한 블랙 에러 성분을 보상하고 감마 특성이 반영된 매트릭스를 이용하여 XYZ 색좌표로 변환하고, XYZ 색좌표를 Lab 색좌표로 변환한다. Lab 색좌표에서 'L' 성분은 밝기(Lightness)를, 'a' 성분은 적색(Red)-녹색(Green)의 색차 성분을, 'b' 성분은 황색(Yellow)-청색(Blue)의 색차 성분을 의미한다. RGB 데이터는 룩-업 테이블의 맵핑 방법에 의해 Lab 데이터로 변환될 수 있다. 그리고, a 및 b 색차 데이터를 이용하여 아래의 수학식 1과 같이 색의 채도를 나타내는 크로마(Chroma) 값(이하, C)과, 아래의 수학식 2와 같이 색상을 판별하는 각도를 나타내는 휴(hue) 값(이하, H)을 산출해낸다.

단계 4(S4)에서 입력 픽셀의 H을 각 선호색의 H 범위와 비교하여 제1 선호색 픽셀을 검출한다. 각 선호색의 H 범위는 선호색 카테고리 별로 샘플 영상의 색분포도를 이용하여 미리 설정된다. 예를 들면, 피부색의 H 범위는 11°≤H≤ 79°, 녹색의 H 범위는 79°<H≤186°, 청색의 H 범위는 200°≤H≤315°로 설정된다. 입력 픽셀의 H를 피부색 H 범위, 녹색의 H 범위, 청색의 H 범위와 각각 비교하여, 각 선호색에 해당되는 제1 선호색 픽셀을 검출한다. 이때, 입력 픽셀의 H가 어느 선호색의 H 범위에도 속하지 않으면 비선호색 픽셀로 검출한다.

단계 6(S6)에서 상기 단계(S4)에서 검출된 제1 선호색 픽셀에 대한 베스트 리니어 에스터메이션(Best Linear Estimation; 이하 BLE) 연산을 수행하여 선호색 판별 상수를 산출하고, 산출된 선호색 판별 상수를 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 제2 선호색 픽셀을 검출한다. 먼저, 제1 선호색 픽셀에 대한 특성 데이터들(L, a, b, C, H, R, G, B)과, 해당 선호색의 가중치 벡터들(w0~w7)로 이루어진 가중치 벡터 행렬을 행렬곱 연산하여 선호색 판별 상수를 산출한다. 그리고, 산출된 선호색 판별 상수를 해당 선호색 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 그 기준 범위에 속하면 제2 선호색 픽셀로 검출한다. 여기서, 가중치 벡터 행렬은 선호색 영상 샘플과 비선호색 영상 샘플을 BLE 방법으로 트레이닝하여 미리 설정되며, 피부색 가중치 벡터 행렬, 녹색 가중치 벡터 행렬, 청색 가중치 벡터 행렬을 포함한다. 선호색 판별 상수의 기준 범위는 선호색 샘플과 상기 가중치 벡터 행렬의 행렬곱을 통해 산출된 선호색 판별 상수를 이용하여 미리 설정된다. 각 선호색의 판별 상수 기준 범위는 다음 표 1과 같이 설정될 수 있다.

선호색	피부색	녹색	청색
선호색 판별 상수 기준 범위	0.5<ds<1.5	0.6<dg<1.4	0.6<db<1.4

예를 들면, 상기 단계(S4)에서 제1 선호색 픽셀로 피부색 픽셀이 검출되면 해당 픽셀의 특성 데이터들과 피부색 가중치 벡터 행렬을 행렬곱 연산하여 피부색 판별 상수를 산출하고, 산출된 피부색 판별 상수를 피부색 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 피부색 여부를 최종적으로 판단한다. 이때, 산출된 피부색 판별 상수가 피부색 판별 상수의 기준 범위에 속하면 피부색 픽셀로 검출하고, 속하지 않으면 비선호색 픽셀로 검출한다.

단계 8(S8)에서 상기 단계(S6)에서 선호색으로 최종 검출된 픽셀들에 대한 L, C, H 각각의 평균값을 산출하고, 단계 10(S10)에서 L, C, H 각각의 평균값과 기준값의 차이값에 따른 보정 함수를 계산하고, 그 보정 함수에 따라 입력 픽셀의 L, C, H를 보정함으로써 선호색 보정을 수행한다. L, C, H 기준값은 다음 표 2와 같이 사람들이 선호하는 색을 실험을 통해 설정한 값으로 설계자 또는 사용자에 의해 가변될 수 있다. 선호색 보정 단계(S10)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

	L	C	H
피부색	+6	44	65°(11°~ 79°)
녹색	0	77	132°(79°~ 186°)
청색	0	59	276°(200°~ 315°)

그 다음, 단계 12(S12)에서 선호색 보정된 L', C', H' 데이터를 R', G', B' 데이터로 역변환한다. 선호색 보정된 L', C', H' 데이터를 L', a', b' 데이터로 역변환하고, L', a', b' 데이터를 R', G', B' 데이터로 역변환한다.

도 2는 도 1에 도시된 선호색 보정 단계(S10)를 상세히 나타낸 흐름도이고, 도 3은 C 및 H의 보정 함수 및 가중치 함수를 나타낸 그래프이다.

선호색 보정 단계(S10)에서는 선호색 픽셀의 C 및 H 데이터를 보정한다. 여기서, C 및 또한 선호색 픽셀이 피부색인 경우에는 밝기 성분인 L 데이터를 추가로 보정한다.

단계 20(S20)에서 상기 단계(S6)에서 검출된 선호색 픽셀들에 해당되는 선호색의 C 기준값과 C 평균값의 차이값을 산출하고, H 기준값과 H 평균값의 차이값을 산출한다. 선호색의 C 및 H 기준값은 상기 표 2와 같이 사람들이 가장 선호하는 색에 대한 C, H를 선호색 카테고리 별로 미리 설정한 값이다. 선호색의 C, H 평균값은 상기 최종 선호색 픽셀들의 C, H 평균값을 프레임 단위로 산출한 것이므로, 프레임 단위로 업데이트된다. 인접한 프레임들은 대부분 유사하므로 선호색의 C, H 평균값으로는 이전 프레임의 선호색 픽셀들에 대한 C, H 평균값을 이용할 수 있다. 해당 선호색의 C, H 기준값과 C, H 평균값의 차이값은 프레임 단위로 산출된다.

단계 22(S22)에서 상기 해당 선호색의 C 기준값과 C 평균값의 차이값과, H 기준값과 H 평균값의 차이값을 이용하여 도 3에 도시된 바와 같이 C, H에 대한 보정 함수(y)와 가중치 함수(y')를 산출하고, 단계 24(S24)에서 보정 함수(y)와 가중치 함수(y')의 곱으로 C, H에 대한 최종 보정 함수(y'')를 산출한다.

보정 함수(y)는 입력 영상의 H(C)의 평균값(M)이 기준값(R)으로 쉬프트되게 한다. 보정 함수(y)는 입력 픽셀의 H(C)가 H(C)의 평균값(M) 보다 큰지 작은지에 따라 달라진다. 보정 함수(y)는 H(C)의 평균값(M)으로부터 멀어질수록 보정량이 작아지게 한다. 제1 가중치 함수(y')는 H(C)의 평균값(M)의 피크값(R-M)을 조절하기 위한 것이다. 다시 말하여, H(C)의 평균값(M)이 기준값(R)으로부터 멀어질수록 피크값(R-M)이 커지게 되는데, 이 경우 화소 경계부에서 컨투어 노이즈가 크게 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 도 3과 같이 C, H의 평균값(M)의 피크값(R-M)을 감소시킬 수 있는 제1 가중치 함수(y')를 사용한다. 제1 가중치 함수(y')는 H(C)의 기준값(R)에서 피크값이 1로 설정하고, 그 기준값(R)으로부터 멀어질 수록 보정량이 작아지게 한다. 된다. 도 3을 참조하여 H(C)의 보정 함수(y) 및 가중치 함수(y')와 최종 보정 함수(y'')를 예를 들면 다음 수학식 3 내지 5와 같다.

상기 수학식 및 도 3에서 R은 각 선호색의 H(C)의 기준값을, M 및 x'는 각 선호색의 H(C)의 평균값을, x는 선호색 픽셀의 H(C)를, L의 각 선호색 H(C) 범위의 하한치를, U는 각 선호색 H(C) 범위의 상한치를 나타낸다. H(C)의 최종 보정 함수(y'')는 상기 수학식 5와 같이 보정 함수(y)와 가중치 함수(y')의 곱으로 산출된다.

도 4는 H의 최종 보정 함수(y'')를 예를 들어 나타낸 것으로, D 곡선 그래프는 H 평균값의 피크치에 대한 궤적을 나타낸 것이고, G 그래프는 입력 영상의 H 평균값(43)이 H 기준값(65) 보다 작을 때의 최종 보정 함수(y'')를 나타낸 것으로 입력 H에 따라 양의 보정량이 산출됨을 알 수 있다. E 그래프는 입력 영상의 H 평균값(67)이 H 기준값(65) 보다 클 때의 함수를 나타낸 것으로 입력 H에 따라 음의 보정량이 산출됨을 알 수 있다. 따라서, 최종 보정 함수(y'')는 입력 영상의 H(C) 평균값이 H(C) 기준값 보다 작을 때에는 모든 선호색 픽셀에 양의 H(C) 보정량을 더하여 입력 영상의 H(C) 평균값이 H(C) 기준값에 가까워지게 보정하고, 입력 영상의 H(C) 평균값이 H(C) 기준값 보다 클 때에는 모든 선호색 픽셀들에 음의 H(C) 보정량을 더하여, 즉 H(C) 보정량을 빼주어서 입력 영상의 H(C) 평균값이 H(C) 기준값에 가까워지게 한다.

단계 24(S24)에서 최종 보정 함수(y'')에 입력 픽셀의 H, C를 입력하여 입력 픽셀의 H, C에 따라 H, C 보정량(Hx, Cx)을 산출하고, 단계 26(S26)에서 입력 픽셀의 H, C에 상기 H, C 보정량(Hx, Cx)을 각각 더하여 입력 픽셀의 H, C를 보정하고 보정된 H', C'를 출력한다.

그리고, 선호색 픽셀이 피부색에 해당하는 경우 다음 단계 40(S40) 내지 단 계 46(S46)를 진행하여 입력 픽셀의 L 데이터를 추가로 보정하고, 녹색 또는 청색에 해당하는 경우에는 L 데이터를 보정하지 않는다.

단계 40(S40)에서 피부색으로 판단된 픽셀들에 대한 L 평균값(Lm)을 프레임 단위로 산출한다. 인접한 프레임들은 서로 유사하므로 이전 프레임에서의 피부색 픽셀들에 대한 L 평균값(Lm)을 산출한다.

단계 42(S42)에서 상기 L 평균값(Lm)을 이용하여 도 5에 도시된 바와 같이 피부색의 L 보정 함수를 산출한다. 도 5를 참조하면, L 보정 함수는 L 평균값(Lm)에서 멀어질수록 L 보정량이 작아지게 함을 알 수 있다.

단계 44(S44)에서 L 보정 함수에 피부색 픽셀의 L 데이터를 입력하여 피부색 픽셀의 L에 따른 L 보정량(Lx)을 산출하고, 단계 46(S46)에서 피부색 픽셀의 L에 L 보정량(Lx)을 더하여 피부색 픽셀의 L을 보정하고 보정된 L'을 출력한다. 그리고, 전술한 피부색 픽셀의 L만 보정하면 피부색 픽셀만 밝아지게 되어서 컨투어 노이즈가 발생할 수 있으므로, 피부색 픽셀의 L 보정량(Lx) 만큼 전체 영상, 즉 모든 픽셀에 대한 L을 보정한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 선호색 보정 방법은 선호색으로 검출된 픽셀들의 색좌표 평균값과, 사람이 선호하는 선호색의 기준값과의 차이를 보정하여 선호색을 보정한다. 이에 따라, 입력 영상의 평균값과 사람의 시각 특성을 고려하여 입력 영상의 선호색을 보정함으로써 사용자가 선호하는 방향으로 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선호색 보정 방법은 가중치 함수를 이용하여 입력 영상의 평균값을 선호색의 기준값과 가까워지도록 보정함으로써 픽셀 경계부에서의 컨 투어 노이즈 발생을 방지할 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 단계 6(S6)에서 BLE 연산을 이용하여 선호색으로 검출된 픽셀과 비선호색으로 검출된 픽셀의 경계부에서 선호색 픽셀의 보정으로 인하여 컨투어 노이즈가 발생될 수 있다. 다시 말하여, 인접한 픽셀의 특성 데이터(L, a, b, C, H, R, G, B)는 서로 비슷함에도 불구하고, 가중치 벡터와의 행렬곱을 통해 선호색 판별 상수에서 서로 차이가 발생할 수 있다. 선호색 판별 상수의 차이로 인하여 인접한 픽셀 중 하나는 선호색 픽셀로 검출되고, 다른 하나는 비선호색 픽셀로 검출된 경우 선호색 픽셀을 선호색 보정하면, 선호색 픽셀의 보정량에 의해 비선호색 픽셀과의 경계부에서 컨투어 노이즈가 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 도 2의 단계 22(S22)에서 H(C)의 보정 함수(y)와 가중치 함수(y')를 산출함과 아울러 선호색 판별 상수를 이용한 제2 가중치 함수(y2')를 추가로 산출하고, 단계 24(S24)에서 아래의 수학식 6과 같이 보정 함수(y)와, 제1 가중치 함수(y')와, 제2 가중치 함수(y2')의 곱으로 최종 보정 함수(y'')를 산출한다.

도 6은 선호색 판별 상수(D)에 따른 H(C)의 제2 가중치 함수(y2')를 나타낸 그래프이다. H(C)의 제2 가중치 함수(y2')는 선호색 판별 상수 범위(Dl~Du)의 중간값인 1에서 멀어질 수록 H(C)의 보정량이 감소하게 한다. 다시 말하여, H(C)의 제2 가중치 함수(y2')는 선호색 판별 상수를 이용하여 선호색을 검출하는 경우 비 선호색 픽셀과 인접한 경계부분에 위치한 선호색 픽셀의 H(C) 보정량이 작아지게 한다. 이에 따라, 비선호색 픽셀과 선호색 픽셀의 경계부에서의 컨투어 노이즈를 방지할 수 있다.

도 7a는 피부 원영상을 나타낸 것이고, 도 7b는 피부색을 검출한 결과를 흰색으로 나타낸 것이며, 도 7c 및 도 7d는 전술한 제2 가중치 함수를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때의 보정결과를 나타낸다. 도 7d에서 볼 수 있듯이 제2 가중치 함수를 사용했을 때 피부색으로 검출된 영역과 비피부색으로 검출된 영역과의 경계부에서 컨투어 노이즈를 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선호색 보정 장치를 도시한 블록도이다.

도 8에 도시된 선호색 보정 장치는 입력 R, G, B 데이터를 Lab 색좌표로 변환하는 색 좌표 변환부(12)와, 색 좌표 변환부(12)로부터의 L, a, b 데이터를 L, C, H 데이터로 변환하는 LCH 변환부(14)와, LCH 변환부(14)로부터의 H를 이용하여 제1 선호색 픽셀을 검출하고, 제1 선호색 픽셀에 대한 BLE 연산을 이용하여 제2 선호색 픽셀을 검출하는 선호색 검출부(16)와, 선호색 검출부(16)로부터의 제2 선호색 픽셀들의 L, C, H 평균값을 산출하는 LCH 평균값 산출부(30)와, L, C, H 평균값과 선호색 기준값과의 차이를 이용하여 제2 선호색 픽셀들을 선호색 보정하는 선호색 보정부(32)와, 선호색 보정부(32)로부터의 L',C',H' 데이터를 L', a', b' 데이터로 역변환하여 출력하는 LCH 역변환부(34)와, LCH 역변환부(34)로부터의 L', a', b' 데이터를 R', G', B' 데이터로 역변환하여 출력하는 색좌표 역변확부(36)를 구비한다.

색 좌표 변환부(12)는 입력 R, G, B 데이터를 룩-업 테이블에 의해 L, a, b 데이터로 변환하여 출력한다.

LCH 변환부(14)는 색 좌표 변환부(12)로부터의 a 및 b 색차 데이터를 이용하여 전술한 수학식 1 및 2와 같이 픽셀의 C 및 H를 산출함으로써, 입력된 L, a, b 데이터를 L, C, H 데이터로 변환하여 출력한다.

선호색 검출부(16)는 LCH 산출부(14)로부터의 H를 각 선호색의 H 범위와 비교하여 제1 선호색 픽셀을 검출하고, 제1 선호색 픽셀에 대한 BLE 연산을 수행하여 제2 선호색 픽셀을 검출한다. 각 선호색의 H 범위는 선호색 카테고리 별로 샘플 영상의 색분포도를 이용하여 미리 설정되어 메모리(미도시)에 저장된다. 선호색 검출부(16)는 입력 픽셀의 H를 피부색 H 범위, 녹색의 H 범위, 청색의 H 범위와 각각 비교하여, 각 선호색에 해당되는 제1 선호색 픽셀을 검출한다. 또한, 선호색 검출부(16)는 제1 선호색 픽셀에 대한 BLE 연산을 수행하여 선호색 판별 상수를 산출하고, 산출된 선호색 판별 상수를 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 제2 선호색 픽셀을 검출한다. 선호색 검출부(16)는 색좌표 변환부(12) 및 CH 산출부(14)로부터 입력된 제1 선호색 픽셀에 대한 특성 데이터들(L, a, b, C, H, R, G, B)과, 해당 선호색의 가중치 벡터들(w0~w7)로 이루어진 가중치 벡터 행렬을 행렬곱 연산하여 선호색 판별 상수를 산출한다. 그리고, 산출된 선호색 판별 상수를 해당 선호색 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 그 기준 범위에 속하면 제2 선호색 픽셀로 검출한다. 가중치 벡터 행렬과, 선호색 판별 상수의 기준 범위는 선호색 카테고리 별로 미리 설정되어 메모리(미도시)에 저장된다.

LCH 평균값 산출부(30)는 선호색 검출부(16)로부터 제2 선호색 픽셀로 검출된 최종 선호색 픽셀들에 대한 L, C, H 각각의 평균값을 프레임 단위로 산출하여 업데이트한다. LCH 평균값 산출부(30)는 이전 프레임의 L, C, H 평균값을 산출하여 출력할 수 있다.

선호색 보정부(32)는 LCH 평균값 산출부(30)로부터의 C, H 각각의 평균값과 기준값의 차이값에 따른 보정 함수와 가중치 함수를 산출하고, 보정 함수와 가중치 함수를 곱하여 최종 보정 함수를 산출하고, 최종 보정 함수에 따라 C, H의 보정량을 산출한 다음, 입력 C, H에 산출된 보정량을 더하여 C, H를 보정한다. L, C, H 기준값은 미리 설정되어 메모리(미도시)에 저장된 것이다. 또한 선호색 보정부(32)는 선호색 검출부(16)에서 검출된 선호색 픽셀이 피부색인 경우 L의 평균값에 따른 보정 함수를 산출하고, 보정 함수에 따라 입력 L을 보정한다. 이때, 피부색 픽셀의 L만 보정으로 인한 컨투어 노이즈를 방지하기 위하여 피부색 픽셀의 L 보정량 만큼 전체 영상의 L 성분을 보정한다. 한편, 선호색 보정부(32)는 C, H를 보정으로 인한 컨투어 노이즈를 방지하기 위하여 상기 보정 함수 및 가중치 함수에, 선호색 판별 상수를 이용한 2차 가중치 함수를 더 곱하여 최종 보정 함수를 산출할 수 있다.

LCH 역변환부(34)는 선호색 보정부(32)로부터의 L', C', H'를 L', a', b' 데이터로 역변환하여 출력한다.

색좌표 역변환부(36)는 L', a', b' 데이터를 R', G', B' 데이터로 역변환한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 색 보정 장치는 선호색 픽셀들의 색좌표 평균값과, 사람이 선호하는 선호색의 기준값과의 차이에 따라 선호색을 보정함으로써 사용자가 선호하는 방향으로 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선호색 보정 방법은 가중치 함수를 이용하여 입력 영상의 평균값을 선호색의 기준값과 가까워지도록 보정함으로써 픽셀 경계부에서의 컨투어 노이즈 발생을 방지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 선호색 보정부가 적용된 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 9에 도시된 액정 표시 장치는 선호색 보정부(22), 타이밍 컨트롤러(24), 패널 구동부(26), 그리고 액정 패널(28)을 구비한다.

선호색 보정부(22)는 전술한 바와 같이 이중 선호색 검출 방법을 통해 선호색 픽셀을 정확하게 검출한 다음, 검출된 선호색 픽셀에 대한 선호색 보정을 수행한다. 선호색 보정은 선호색 픽셀들의 C, H 평균값과 선호하는 색의 C, H 기준값과의 차이에 따른 보정 함수 및 가중치 함수를 이용하여 선호색 픽셀의 C, H 데이터를 보정한다. 그리고, 선호색 픽셀이 피부색인 경우에 한해서만 L 평균값에 따른 L 보정 함수를 이용하여 피부색의 L 데이터를 보정함과 동시에, 모든 픽셀의 L 데이터도 피부색의 L 보정량 만큼 보정한다. 그리고, 선호색 보정된 L', C', H' 데이터를 R', G', B'로 역변환하여 타이밍 컨트롤러(24)로 출력한다.

타이밍 컨트롤러(24)는 선호색 보정부(22)로부터의 R'G'B' 데이터를 정렬하여 패널 구동부(26)로 출력하고, 패널 구동부(26)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성하여 패널 구동부(26)로 출력한다.

패널 구동부(26)는 액정 패널(28)의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부와, 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동부를 포함한다. 데이터 구동부는 타이밍 컨트롤러(24)로부터의 R'G'B' 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 액정 패널(28)의 데이터 라인으로 출력한다. 게이트 구동부는 타이밍 컨트롤러(24)의 제어 신호에 응답하여 액정 패널(28)의 게이트 라인을 순차 구동한다.

액정 패널(28)은 다수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널을 통해 영상을 표시한다. 각 픽셀은 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브픽셀의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 박막 트랜지스터를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압의 차전압을 충전하여 액정을 구동한다. 액정 패널(28)은 선호색 보정부(22)를 통해 사람이 선호하는 색으로 보정된 뛰어난 화질의 영상을 표시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 색 보정 방법 및 장치와, 이를 이용한 액정 표시 장치는 선호색 픽셀들의 색좌표 평균값과, 사람이 선호하는 선호색의 기준값과의 차이에 따라 선호색을 보정함으로써 사용자가 선호하는 방향으로 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 가중치 함수를 이용하여 입력 영상의 평균값을 선호색의 기준값과 가까워지도록 보정함으로써 픽셀 경계부에서의 컨투어 노이즈 발생을 방지할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

입력 영상의 데이터를 밝기(이하, L), 크로마(이하, C), 휴(이하, H) 데이터로 변환하는 단계와;

상기 입력 영상에서 선호색 픽셀을 검출하는 단계와;

상기 선호색 픽셀에 대한 상기 L, C, H 평균값을 산출하는 단계와;

상기 C, H 평균값과 C, H 기준값과의 차이값에 따라 상기 선호색 픽셀의 C, H 데이터를 보정하는 단계와;

상기 선호색 픽셀의 색상별 상기 L 평균값에 따라 상기 선호색 픽셀의 L 데이터를 보정하는 단계와;

상기 보정된 L, C, H 데이터를 영상 데이터로 역변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 선호색 픽셀을 검출하는 단계는

입력 픽셀의 H 데이터를 각 선호색의 H 기준 범위와 비교하여 제1 선호색 픽셀을 검출하는 단계와;

상기 제1 선호색 픽셀에 대한 베스트 리니어 에스터메이션(이하, BLE) 연산을 수행하여 제2 선호색 픽셀을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제2 선호색 픽셀을 검출하는 단계는

상기 제1 선호색 픽셀에 대한 특성 데이터들로 이루어진 입력 행렬과, 해당 선호색의 가중치 벡터들로 이루어진 가중치 벡터 행렬과의 행렬곱으로 선호색 판별 상수를 산출하는 단계와,

상기 산출된 선호색 판별 상수를 해당 선호색 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 상기 제2 선호색 픽셀을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 C, H 데이터를 보정하는 단계는

상기 C, H 평균값과 상기 C, H 기준값과의 차이값을 보상하는 보정 함수를 산출하는 단계와;

상기 C, H 평균값의 피크값을 조절하는 가중치 함수를 산출하는 단계와;

상기 보정 함수와 가중치 함수를 곱하여 최종 보정 함수를 산출하는 단계와;

상기 최종 보정 함수를 이용하여 상기 C, H 데이터에 따른 보정량을 산출하는 단계와;

상기 C, H 데이터를 상기 보정량 만큼 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 L 데이터를 보정하는 단계는 상기 선호색 픽셀이 피부색으로 판별된 경우에만 진행되는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 선호색 픽셀에 대한 상기 L 데이터를 보정하는 단계는

상기 피부색 픽셀의 L 평균값에 따른 L 보정 함수를 산출하는 단계와;

상기 L 보정 함수를 이용하여 상기 L 데이터에 따른 L 보정량을 산출하는 단계와;

상기 피부색의 L 데이터를 상기 L 보정량 만큼 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 피부색의 L 보정량 만큼 상기 입력 영상의 모든 픽셀의 L 데이터를 보상하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 최종 보정 함수를 산출하는 단계는

상기 제2 선호색 픽셀의 선호색 판별 상수를 이용하여 상기 선호색 픽셀의 경계부에서 상기 보정량이 감소되게 하는 2차 가중치 함수를 산출하는 단계를 추가로 포함하고;

상기 보정 함수와 상기 가중치 함수 및 상기 2차 가중치 함수를 곱하여 상기 최종 보정 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 방법.
입력 영상의 데이터를 L, C, H 데이터로 변환하는 색좌표 변환부와;

상기 입력 영상에서 선호색 픽셀을 검출하는 선호색 검출부와;

상기 선호색 검출부로부터의 상기 선호색 픽셀에 대한 상기 L, C, H 평균값을 산출하는 LCH 평균값 산출부와;

상기 C, H 평균값과 C, H 기준값과의 차이값에 따라 상기 선호색 픽셀의 C, H 데이터를 보정하고, 상기 선호색 픽셀의 색상별 상기 L 평균값에 따라 상기 선호색 픽셀의 L 데이터를 보정하는 선호색 보정부와;

상기 선호색 보정부로부터의 L, C, H 데이터를 영상 데이터로 역변환하는 색좌표 역변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 선호색 검출부는 상기 색좌표 변환부로부터의 H 데이터를 각 선호색의 H 기준 범위와 비교하여 제1 선호색 픽셀을 검출하고, 상기 제1 선호색 픽셀에 대하여 상기 색좌표 변환부로부터 입력된 특성 데이터들로 이루어진 입력 행렬과, 해당 선호색의 가중치 벡터들로 이루어진 가중치 벡터 행렬과의 행렬곱으로 선호색 판별 상수를 산출하고, 상기 산출된 선호색 판별 상수를 해당 선호색 판별 상수의 기준 범위와 비교하여 제2 선호색 픽셀을 검출하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 선호색 보정부는

상기 C, H 평균값과 상기 C, H 기준값과의 차이값을 보상하는 보정 함수와, 상기 C, H 평균값의 피크값을 조절하는 가중치 함수를 산출하고, 산출된 상기 보정 함수와 가중치 함수를 곱하여 최종 보정 함수를 산출한 다음, 상기 최종 보정 함수를 이용하여 상기 C, H 데이터에 따른 보정량을 산출하고, 그 보정량 만큼 상기 C, H 데이터를 보상하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 선호색 보정부는

상기 제2 선호색 픽셀이 피부색인 경우 상기 피부색 픽셀의 L 평균값에 따른 L 보정 함수를 산출하고, 산출된 L 보정 함수를 이용하여 상기 L 데이터에 따른 L 보정량을 산출하여, 상기 피부색의 L 데이터를 상기 L 보정량 만큼 보상하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 선호색 보정부는 상기 피부색의 L 보정량 만큼 상기 입력 영상의 모든 픽셀의 L 데이터를 보상하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 선호색 보정부는

상기 선호색 검출부에서 이용된 상기 제2 선호색 픽셀의 선호색 판별 상수를 이용하여 상기 선호색 픽셀의 경계부에서 상기 보정량이 감소되게 하는 2차 가중치 함수를 산출하고, 상기 보정 함수와 상기 가중치 함수 및 상기 2차 가중치 함수를 곱하여 상기 최종 보정 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 선호색 보정 장치.
제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 선호색 보정 장치로부터 출력된 영상 데이터를 액정 패널에 표시하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.