KR101315300B1 - 화이트 보정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노말라이즈(normalize)한 Y/Dr/Db 값을 이용하여 화이트 검출기를 설계함으로써 왜곡된 화이트를 보정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 화이트 보정 장치는 입력 영상의 휘도신호(Y)로 색차신호(Cr/Cb)로부터 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 검출하는 신호 검출부; 상기 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 이용하여 색온도 별 화이트 데이터 및 광원별 화이트 데이터를 추출하고 이를 기준으로 화이트 영역을 설정하는 화이트 검출기; 및 상기 화이트 영역을 상기 영상에 적용한 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 R/G/B 신호로 변환 및 증폭하여 출력하는 신호 출력부를 포함한다.
노말라이즈, 화이트 검출기, 화이트 영역 설정
Description
본 발명은 노말라이즈(normalize)한 Y/Dr/Db 값을 이용하여 화이트 검출기를 설계함으로써 왜곡된 화이트를 보정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
화이트 밸런스란 색온도에 따라 왜곡된 화이트를 보정하는 작업을 의미한다. 기존의 화이트 밸런스 알고리즘은 R/G/B를 기반으로 구현되며 다양한 알고리즘이 존재한다. 이와 같이 R/G/B를 기반으로 구현된 화이트 밸런스 알고리즘은 휘도레벨 변화에 따라 R/G/B 데이터가 변화되므로 데이터 왜곡이 발생한다. 화이트 검출기들이 R/G/B 데이터를 사용하므로 휘도변화에 대한 왜곡된 데이터를 추출할 확률이 높다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 노말라이즈(normalize)한 Y/Dr/Db 값을 이용하여 화이트 검출기를 설계함으로써 왜곡된 화이트를 보정하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 화이트 보정 장치는 입력 영상의 휘도신호(Y)로 색차신호(Cr/Cb)로부터 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 검출하는 신호 검출부; 상기 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 이용하여 색온도 별 화이트 데이터 및 광원별 화이트 데이터를 추출하고 이를 기준으로 화이트 영역을 설정하는 화이트 검출기; 및 상기 화이트 영역을 상기 영상에 적용한 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 R/G/B 신호로 변환 및 증폭하여 출력하는 신호 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 화이트 검출기는 상기 휘도신호에 따른 색온도별 화이트 데이터를 추출하는 제1 추출부; 상기 휘도신호에 따른 색온도별 컬러 데이터를 추출하는 제2 추출부; 상기 광원별 화이트 데이터를 추출하는 제3 추출부; 및 상기 추출된 화이트 데이터를 기준으로 화이트 검출 영역을 설정하는 영역 설정부를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 영역 설정부는 상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상위(upper) 프레임은 색온도 5000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 광원별 화이트 데이터가 포함되도록 설하고, 상기 화이트 검출 영역의 하위(lower) 프레임은 색온도 3000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 소정 거리의 마진을 갖도록 설정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 영역 설정부는 상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상기 추출된 컬러 데이터를 제외시킬 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 화이트 보정 방법은 (a) 입력 영상의 휘도신호(Y)로 색차신호(Cr/Cb)로부터 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 검출하는 단계; (b) 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 이용하여 색온도 별 화이트 데이터 및 광원별 화이트 데이터를 추출하고 이를 기준으로 화이트 영역을 설정하는 단계; 및 (c) 상기 설정한 화이트 영역을 상기 영상에 적용한 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 R/G/B 신호로 변환 및 증폭하여 출력하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 (b)단계는 (b-1) 상기 휘도신호에 따른 색온도별 화이트 데이터를 추출하는 단계; (b-2) 상기 휘도신호에 따른 색온도별 컬러 데이터를 추출하는 단계; (b-3) 상기 광원별 화이트 데이터를 추출하는 단계; 및 (b-4) 상기 추출된 화이트 데이터를 기준으로 화이트 검출 영역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (b-4)단계에서 상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상위(upper) 프레임은 색온도 5000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 광원별 화이트 데이터가 포함되도록 설하고, 상기 화이트 검출 영역의 하위(lower) 프레임은 색온 도 3000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 소정 거리의 마진을 갖도록 설정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상기 추출된 컬러 데이터를 제외시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 화이트 검출기 설계 시에 노말라이즈한 Y/Dr/Db 값을 이용함으로써 휘도변화에 따른 화이트 편차를 배제할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 화이트 보정 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 신호 검출부로써의 노말라이즈부(100), 화이트 검출부(110), 제어부(120) 및 신호 검출부로써의 색공간 변환부(130) 및 증폭부(140)를 포함한다.
노말라이즈부(100)는 입력영상의 휘도신호(Y) 및 색차신호(Cr/Cb)를 노말라이즈하여 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 검출한다. 여기서 노말라이즈란, 입력영상의 색차신호(Cr/Cb)를 휘도신호(Y)로 나누는 작업으로 화이트 검출 시에 휘도 변화에 대한 편차를 배제하기 위함이다. 노말라이즈부(100)는 입력영상의 색차신호(Cr/Cb)를 휘도신호(Y)로 나누어 Dr(=
) 및 Db (=
) 신호를 생성한다.
화이트 검출부(110)는 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호 Dr/Db를 이용하여 화이트 검출 영역을 설정한다. 화이트 검출부(110) 설계를 위해 도 2를 참조 하면, 도 2에서 x축은 휘도신호(Y)에 따른 Cr값 즉, Dr값으로 설정하고, y축은 휘도신호(Y)에 따른 Cb값 즉, Db값으로 설정한다.
그리고 나서, 화이트 검출부(110)는 휘도신호에 따른 색온도별 화이트 데이터 및 컬러 데이터를 추출한다. 이를 위해 화이트 검출부(110)는 도시되지 않은 3000K/5000K 뷰어(viewer), 색온도 보정 필터(light balancing filter), 컬러 바 챠트(color bar chart) 등의 장비를 필요로 한다. 이들 장비를 이용하여 화이트 검출부(110)는 색온도별 즉 3000K/5000K 뷰어 상의 화이트 데이터에 대한 Dr/Db값을 추출하며, 도 2에 도시되어 있다. 또한 컬러 바 챠트를 이용하여 휘도신호에 따른 3000K 뷰어 상의 컬러 데이터(노랑(yellow), 청록(cyan), 자홍(magenta), 빨강(red), 녹색(green), 파랑(blue))의 Dr/Db값을 추출하며, 도 2에 도시되어 있다. 그리고 화이트 검출부(110)는 화이트 밸런스 조정이 가능하도록 광원 별(메탈등, 수은등, 나트륨등) 화이트 데이터를 추출한다.
휘도신호에 따른 색온도별 화이트 데이터 및 컬러 데이터, 광원별 화이트 데이터 추출이 완료되면, 화이트 검출부(110)는 화이트 데이터를 기준으로 화이트 검출영역을 설정한다. 도 2에서 상위(upper) 프레임은 5000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 광원별 화이트 데이터가 포함되도록 설정하고, 하위(lower) 프레임은 3000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 일정한 거리의 마진을 갖도록 일정한 거리의 마진을 갖도록 설정한다. 화이트 검출 영역 설정 시에 휘도신호에 따른 색온도별 컬러 데이터(노랑(yellow), 청록(cyan), 자홍(magenta), 빨강(red), 녹색(green), 파랑(blue))는 제외시킨다.
제어부(120)는 화이트 검출부(110)가 설정한 화이트 검출 영역을 수신하여 화이트 밸런스 수행을 위한 알고리즘에 적용하여 화이트 밸런스를 수행한다.
색공간 변환부(130)는 제어부(120)로부터 화이트 밸런스가 수행된 영상의 Y/Dr/Db 값을 R/G/B 값으로 변환한다.
증폭부(140)는 색공간 변환부(130)에서 출력되는 R/G/B 값에 대해 G 값을 기준으로 R 값 및 B 값을 증폭하여 출력한다.
도 3a에는 화이트 보정전 영상이 도시되어 있다. 도 3a에 의하면, 화이트 검출부(110)가 잘못되어 화이트 색이 블루 쪽을 치우쳐 보인다. 도 3b에는 노말라이즈된 Y/Dr/Db 값을 이용하여 화이트 영역을 설정하고, 제어부(120)가 도 3a의 영상에서 화이트 밸런스를 수행할 위치를 확인하는 것을 보여주는 도면이다. 도 3c는 화이트 영역 설정에 따라 화이트 밸런스 수행 후에 Y/Dr/Db 신호를 R/G/B 변환 후 증폭을 통하여 최종 보정된 영상을 보여준다.
이어서, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 화이트 보정 방법을 상세히 설명한다.
노말라이즈부(100)는 입력영상의 휘도신호(Y) 및 색차신호(Cr/Cb)를 노말라이즈하여 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 검출한다(400단계)
노말라이즈부(100)는 입력영상의 색차신호(Cr/Cb)를 휘도신호(Y)로 나누어 Dr(=
) 및 Db (=
) 신호를 생성하여 화이트 검출 시에 휘도 변화에 대한 편차를 배제한다.
노말라이즈된 색차신호(Dr/Db) 검출이 완료되면, 화이트 검출부(110)는 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호 Dr/Db를 이용하여 화이트 검출 영역을 설정한다(410단계).
하기 411 단계 내지 414 단계에 화이트 검출부(110)의 화이트 검출 영역 설정을 상세히 개시한다. 화이트 검출부(110) 설계를 위해 도 2를 참조하면, 도 2에서 x축은 휘도신호(Y)에 따른 Cr값 즉, Dr값으로 설정하고, y축은 휘도신호(Y)에 따른 Cb값 즉, Db값으로 설정한다.
화이트 검출부(110)는 휘도신호에 따른 색온도별 화이트 데이터 및 컬러 데이터를 추출한다(411단계).
이를 위해 화이트 검출부(110)는 색온도별 즉 3000K/5000K 뷰어 상의 화이트 데이터에 대한 Dr/Db값을 추출하며, 도 2에 도시되어 있다. 또한 컬러 바 챠트를 이용하여 휘도신호에 따른 3000K 뷰어 상의 컬러 데이터(노랑(yellow), 청록(cyan), 자홍(magenta), 빨강(red), 녹색(green), 파랑(blue))의 Dr/Db값을 추출하며, 도 2에 도시되어 있다.
이어서 화이트 검출부(110)는 화이트 밸런스 조정이 가능하도록 광원 별(메탈등, 수은등, 나트륨등) 화이트 데이터를 추출한다(412단계).
휘도신 호에 따른 색온도별 화이트 데이터 및 컬러 데이터, 광원별 화이트 데이터 추출이 완료되면, 화이트 검출부(110)는 화이트 데이터를 기준으로 화이트 검출영역을 설정한다(413단계).
도 2에서 상위(upper) 프레임은 5000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 광원 별 화이트 데이터가 포함되도록 설정하고, 하위(lower) 프레임은 3000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 일정한 거리의 마진을 갖도록 일정한 거리의 마진을 갖도록 설정한다. 화이트 검출 영역 설정 시에 휘도신호에 따른 색온도별 컬러 데이터(노랑(yellow), 청록(cyan), 자홍(magenta), 빨강(red), 녹색(green), 파랑(blue))는 제외시킨다.
화이트 검출영역 설정이 완료되면, 제어부(120)는 화이트 검출부(110)로부터 화이트 검출 영역을 수신하여 화이트 밸런스 수행을 위한 알고리즘에 적용하여 화이트 밸런스를 수행한다(414단계).
도 3a에는 화이트 보정전 영상이 도시되어 있다. 도 3a에 의하면, 화이트 검출부(110)가 잘못되어 화이트 색이 블루 쪽을 치우쳐 보인다. 도 3b에는 노말라이즈된 Y/Dr/Db 값을 이용하여 화이트 영역을 설정하고, 제어부(120)가 도 3a의 영상에서 화이트 밸런스를 수행할 위치를 확인하는 것을 보여주는 도면이다.
화이트 밸런스 수행 후, 색공간 변환부(130)는 제어부(120)로부터 화이트 밸런스가 수행된 영상의 Y/Dr/Db 값을 R/G/B 값으로 변환하고, 증폭부(140)는 색공간 변환부(130)에서 출력되는 R/G/B 값에 대해 G 값을 기준으로 R 값 및 B 값을 증폭하여 출력한다(420단계).
도 3c는 화이트 영역 설정에 따라 화이트 밸런스 수행 후에 Y/Dr/Db 신호를 R/G/B 변환 후 증폭을 통하여 최종 보정된 영상을 보여준다.
도 1은 본 발명에 따른 화이트 보정 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 도 1의 장치에서 화이트 검출기 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 장치의 화이트 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 화이트 보정 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
Claims (8)
- 입력 영상의 색차신호(Cr/Cb)를 휘도신호(Y)로 나눈 노말라이즈된 색차신호((Dr=Cr/Y)/(Db=Cb/Y))를 생성하는 노말라이즈부;광원별 화이트 데이터 및 상기 휘도신호(Y)에 따른 색온도별 화이트 데이터를 추출하고, 상기 화이트 데이터들을 이용하여 화이트 영역을 설정하는 화이트 검출기; 및상기 화이트 영역을 상기 입력 영상에 적용한 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 R/G/B 신호로 변환 및 증폭하여 출력하는 신호 출력부를 포함하는 화이트 보정 장치.
- 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 1항에 있어서, 상기 화이트 검출기는상기 휘도신호에 따른 색온도별 화이트 데이터를 추출하는 제1 추출부;상기 휘도신호에 따른 색온도별 컬러 데이터를 추출하는 제2 추출부;상기 광원별 화이트 데이터를 추출하는 제3 추출부; 및상기 추출된 화이트 데이터들을 이용하여 화이트 검출 영역의 상위 프레임 및 하위 프레임을 설정하는 영역 설정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 보정 장치.
- 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 2항에 있어서, 상기 영역 설정부는상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상기 상위(upper) 프레임은 색온도 5000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 광원별 화이트 데이터가 포함되도록 설정하고, 상기 화이트 검출 영역의 상기 하위(lower) 프레임은 색온도 3000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 소정 거리를 갖도록 설정하는 것을 특징으로 하는 화이트 보정 장치.
- 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 3항에 있어서, 상기 영역 설정부는상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상기 추출된 컬러 데이터를 제외시키는 것을 특징으로 하는 화이트 보정 장치.
- (a) 입력 영상의 색차신호(Cr/Cb)를 휘도신호(Y)로 나눈 노말라이즈된 색차신호((Dr=Cr/Y)/(Db=Cb/Y))를 생성하는 단계;(b) 광원별 화이트 데이터 및 상기 휘도신호(Y)에 따른 색온도별 화이트 데이터를 추출하고, 상기 화이트 데이터들을 이용하여 화이트 영역을 설정하는 단계;(c) 상기 설정한 화이트 영역을 상기 입력 영상에 적용한 휘도신호(Y) 및 노말라이즈된 색차신호(Dr/Db)를 R/G/B 신호로 변환 및 증폭하여 출력하는 단계를 포함하는 화이트 보정 방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 (b)단계는(b-1) 상기 휘도신호에 따른 색온도별 화이트 데이터를 추출하는 단계;(b-2) 상기 휘도신호에 따른 색온도별 컬러 데이터를 추출하는 단계;(b-3) 상기 광원별 화이트 데이터를 추출하는 단계; 및(b-4) 상기 추출된 화이트 데이터들을 이용하여 화이트 검출 영역의 상위 프레임 및 하위 프레임을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 보정 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 (b-4)단계에서상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상기 상위(upper) 프레임은 색온도 5000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 광원별 화이트 데이터가 포함되도록 설정하고, 상기 화이트 검출 영역의 상기 하위(lower) 프레임은 색온도 3000K 화이트 데이터 곡선을 기준으로 소정 거리를 갖도록 설정하는 것을 특징으로 하는 화이트 보정 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 화이트 검출 영역 설정 시에, 상기 추출된 컬러 데이터를 제외시키는 것을 특징으로 하는 화이트 보정 방법.
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