KR101934465B1 - 3원색 조합 감마 캘리브레이션 - Google Patents

3원색 조합 감마 캘리브레이션 Download PDF

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Abstract

고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 또는 단일 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 사용하여 광-전자 비선형에 대해 캘리브레이션을 진행할 뿐만 아니라 동시에 시스템의 출력 메인 파장에 대해 캘리브레이션을 진행하되 이런 캘리브레이션은 기타 원색 분량을 자발적으로 도입하고 겹치게 하여 실현된 것이고, 겹친 분량은 전체 색 영역 공간에서 캘리브레이션 되는 원색의 함수이다. 이로써 시스템의 3원색의 출력 메인 파장이 원 3원색의 고유 파장 또는 메인 파장에 상대적으로 효과적인 이동을 발행하고, 두 시스템의 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 두 그룹의 3원색의 출력 메인 파장을 전체 색 영역 공간에서 일치시키거나, 또는 단일 시스템의 출력 메인 파장이 전체 색 영역 공간에서 캘리브레이션 요구를 만족시키게 한다.

Description

3원색 조합 감마 캘리브레이션{THREE-PRIMARY-COLOUR COMBINATION GAMMA CALIBRATION}
본 발명은 디스플레이 장치의 3원색 캘리브레이션 방법에 관한 것으로 특히 3원색 조합 감마 캘리브레이션이다.
현재 거의 모든 디스플레이 장치의 광전자 전환 특성은 모두 비선형이다. 감마 캘리브레이션을 거치지 않은 장치는 최종 출력 이미지(영상)의 밝기에 영향을 주게 된다. 예를 들면, 적색 50%와 녹색 80%로 이루어진 칼라는 감마 캘리브레이션을 거치지 않은 디스플레이 장치(도 1중의 γ=2.2)를 통해 출력한 결과 밝기가 각각 적색 21.8%와 녹색 61.2%로 상당히 낮아진다.
일반적인 방법은 역효과 감마 보상 곡선을 사용하여 캘리브레이션을 진행하는 것으로, 즉 거듭 제곱 γ=1/2.2=0.45인 감마 곡선 함수를 설정하되 출력=(입력)0.45로 캘리브레이션을 진행하고 도 2에 도시된 바와 같이,
원시 이미지(영상) 문서를 환원한다.
감마 캘리브레이션의 본질은 비선형 변환을 진행하는 것이다. 그 특징은 3원색 RGB의 고유 파장을 기초로 각각 R, G, B에 대해 광-전자 비선형 변환을 진행하여 원시 이미지(영상) 문서를 환원하는 것이고, 단일 원색(1차원)에 기초한 비선형 변환 - (단일 원색/1차원) 감마 캘리브레이션으로 도 3에 도시된 바와 같다.
일반적으로 이미지(영상) 문서를 획득, 저장, 판독 및 모니터에 디스플레이하는 각 일환은 모두 단일 원색 비선형 전환을 도입한다.
그러나 만약 하나의 이미지(영상) 문서를 고유 파장이 서로 다른 2개의 광-전자 디스플레이 시스템이 공동으로 조합 디스플레이하여 환원해야 할 경우, 또한 두 시스템이 환원한 후의 디스플레이 효과가 서로 일치할 것이 요구될 때, 단일 원색 감마 캘리브레이션은 이 요구를 만족하기 어려우며 도 4에 도시된 바와 같다.
광-전자 시스템1과 광-전자 시스템2의 차이는 3원색 RGB의 고유 파장이 다르다는 것이다. 즉
파장R1≠파장R2
파장G1≠파장G2
파장B1≠파장B2
동일한 이미지(영상) 문서 입력에 대해, 현실적으로 통용되는 단일 원색을 기초로 하는 감마 캘리브레이션은 γ1과 γ2 두 그룹의 감마 함수를 어떻게 설정하든지 모두 광-전자 시스템1과 광-전자 시스템2을 디스플레이 효과가 동일한 이미지(영상)로 환원할 수 없다.
일반적인 방법은 한 그룹의 3원색의 물질을 선택하되, 이런 물질의 RGB의 고유 파장은 원시 이미지(영상)를 더욱 잘 환원하여 광전자 디스플레이 시스템을 이룬다. 그러나 이런 선택이 전체 공업 벨트의 호응을 받아야 하거나 또는 이와 같은 선택을 지지하는 공업 벨트가 없을 경우; 또는 두 시스템 3원색 RGB의 고유 파장이 모두 원시 이미지(영상)를 환원하기에 아주 적합하나, 양자가 여전히 차이가 있을 경우, 다시 말하면, 어쩔 수 없이 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 두 개의 광-전자 디스플레이 시스템으로 공동 디스플레이하여 동일한 이미지(영상)를 이루어 출력해야 할 때, 단일 원색(1차원) 기반의 감마 캘리브레이션은 속수무책으로 보인다.
본 발명의 목적은 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션 방법에 기초하여 종래 기술의 3원색 캘리브레이션에 존재하는 문제를 극복하는 것이다.
본 발명은, 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 또는 단일 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 사용하여 광-전자 비선형에 대해 캘리브레이션을 진행할 뿐만 아니라 동시에 시스템의 출력 메인 파장에 대해 캘리브레이션을 진행함으로써 시스템의 3원색의 출력 메인 파장이 원 3원색의 고유 파장(또는 메인 파장)에 상대적으로 효과적인 이동을 발생함으로써 두 시스템의 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 두 그룹의 3원색(RGB)1 ,2의 출력 메인 파장1 , 2을 전체 색 영역 공간에서 일치시키거나, 또는 단일 시스템의 출력 메인 파장이 전체 색 영역 공간에서 캘리브레이션 요구를 만족시키게 하는 것을 특징으로 하는 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 설계하고,
그것은 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 또는 단일 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 기타 원색 분량을 자발적으로 도입 및 겹치게 하는 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 통해 시스템의 동일한 소스 이미지(영상) 문서 하의 출력에 대해 캘리브레이션을 진행하는 것을 특징으로 한다.
또한 그것은 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 전체 색 영역 공간에서 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 이용하여 광-전자 및 출력 메인 파장의 캘리브레이션을 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장점은, 두 개의 고유 파장이 서로 다른 3원색 광-전자 비선형 디스플레이 시스템(또는 단일 광-전자 비선형 디스플레이 시스템)에 대해, 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 사용하여 광-전자 비선형에 대해 캘리브레이션을 진행할 뿐만 아니라 동시에 두 시스템(또는 단일 시스템)이 RGB로 구성된 전체 색 영역 공간 내의 메인 파장에 대해 기타 원색 분량을 자발적으로 도입하고 겹치게 하는 방식으로 캘리브레이션을 진행하여 시스템 출력의 메인 파장이 효과적인 이동이 이루어지게 함으로써 두 시스템 중 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 두 그룹의 3원색(RGB)1 ,2의 출력 메인 파장1 , 2을 전체 색 영역 공간에서 일치시키거나, 또는 단일 시스템의 출력 메인 파장이 전체 색 영역 공간에서 진실 세계에 더욱 근접하게 하고, 그것은 γ 감마 함수를 이용하여 연속 캘리브레이션을 진행할 수 있을 뿐만 아니라, 심지어 전체 색 영역 공간에서 점을 따라 캘리브레이션을 진행할 수 있고, 출력 색채 공간이 진실 세계에 대한 근접과 환원을 최대한 만족시킨다는 것이다.
도 1은 감마 캘리브레이션을 거치지 않은 디스플레이 장치의 출력 특성이다. 도면에서 감마 캘리브레이션 γ=2.2이고, 출력 결과의 밝기는 각각 적색 21.8%와 녹색 61.2%로 상당히 낮아진다. 도면에서 종 좌표는 밝기 %이고, 횡 좌표는 입력 전압 %이다.
도 2는 거듭 제곱이 γ=1/2.2=0.45인 감마 함수 곡선이다. 출력=(입력)0.45이고, 감마 캘리브레이션 γ=0.45이고, 감마 캘리브레이션 전 γ=2.2이고, 도면에서 종 좌표는 밝기 %이고, 횡 좌표는 입력 전압 %이다.
도 3은 단일 원색(1차원) 기반의 비선형 변환 - (단일 원색/1차원) 감마 캘리브레이션 원리도이다.
도 4는 단일 원색 감마 캘리브레이션이 고유 파장이 서로 다른 2개의 광-전자 디스플레이 시스템이 공동으로 조합하여 디스플레이하는 것에 대해 환원할 때의 원리도이다.
도 5는 본 발명의 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션 원리도이다.
도 6은 본 발명의 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션을 사용하여, 광-전자 비선형 캘리브레이션을 진행함과 동시에, 두 개 시스템의 출력 메인 파장에 대해 비선형 캘리브레이션을 진행할 때의 파장 개략도이고, 도에서 LED 녹색 원색의 고유 파장 GLED=530이고; LCD 녹색 원색 고유 파장은 GLCD=545이다.
도 7은 본 발명의 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션을 사용할 때 서로 다른 고유 파장을 갖는 두 개의 광-전자 디스플레이 시스템의 녹색 원색 고유 파장 차이 개략도이고, 도에서 LED 녹색 원색 고유 파장 GLED=530이고; LCD 녹색 원색 고유 파장 GLCD=545이고; LED 적색 원색 고유 파장 RLED=625이다.
3원색 조합 감마 캘리브레이션은,
고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 또는 단일 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 사용하여 광-전자 비선형에 대해 캘리브레이션을 진행할 뿐만 아니라 동시에 시스템의 출력 메인 파장에 대해 캘리브레이션을 진행함으로써 시스템의 3원색의 출력 메인 파장이 원 3원색의 고유 파장(또는 메인 파장)에 상대적으로 효과적인 이전을 발생함으로써 두 시스템의 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 두 그룹의 3원색(RGB)1 ,2의 출력 메인 파장1 , 2을 전체 색 영역 공간에서 일치시키거나 또는 단일 시스템의 출력 메인 파장이 전체 색 영역 공간에서 캘리브레이션 요구를 만족시키게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 또는 단일 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 기타 원색 분량을 자발적으로 도입하고 겹친 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 통해 시스템의 동일한 소스 이미지(영상) 문서 하의 출력에 대해 캘리브레이션을 진행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해 전체 색 영역 공간에서 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 이용하여 광-전자 및 출력 메인 파장의 캘리브레이션을 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징은(수학):
3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션:
Figure 112016064960411-pct00001
Figure 112016064960411-pct00002
주: 단일 원색(1차원) 감마 캘리브레이션:
Figure 112016064960411-pct00003
또는
Figure 112016064960411-pct00004
광-전자 전환에 대해 비선형 변환을 진행할 뿐만 아니라, 고유 파장(RGB)1과 (RGB)2의 출력 메인 파장1 또는/및 메인 파장2에 대해 비선형 보상 캘리브레이션을 진행하는 것을 특징으로 하는 3원색(3차원) 기반의 감마 조합 캘리브레이션.
광-전자 디스플레이 시스템1과 광-전자 디스플레이 시스템2이 각종 제한을 받음으로써 완전히 동일한 고유 파장의 3원색을 사용할 수 없을 경우, 3원색(3차원)의 감마 조합 캘리브레이션을 통하여 두 시스템의 출력을 제대로 근접하게 할 수 있다. 이러한 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션은 실제 상황에 따라 단지 한 시스템에만 응용할 수 있게 선택할 수 있으며, 또한 모두 두 시스템에 모두 응용되게 할 수도 있다.
두 가지 고유 파장이 서로 다른 광-전자 디스플레이 시스템을 사용하여 동일한 이미지(영상) 문서를 공동으로 디스플레이하는 것은 디스플레이 스크린 접합 프레임 제거 장치에 응용할 수 있다.
현실 세계에서 LCD 액정 디스플레이 스크린(또는 PDP 디스플레이 스크린)은 모두 (검은) 프레임을 가지고 있으며, 산업 사슬 및 물리적 한계의 제한을 받음으로써 이런 프레임이 얼마나 얇고 작든지, 모두 완벽하게 제거될 수 없다. 그리고 이런 프레임을 가지고 있는 액정 스크린이 진열된 후, 더욱 큰 사이즈의 디스플레이 시스템으로 접합되었을 때, 이런 프레임은 이미지(영상)가 없는 단절이 되어 접합 후의 액정 스크린이 원래의 이미지(영상)를 완전하게 디스플레이할 수 없도록 한다.
만약 디스플레이 스크린 주변의 프레임에 어떠한 방법을 사용하여 LED(또는 OLED, LED, 심지어 또 다른 LCD 등)프레임 디스플레이 시스템을 이식하여 LED 등이 프레임 상에 LCD 액정 스크린(또는 PDP 디스플레이 스크린)의 전체 이미지(영상)의 일부가 되도록 디스플레이되어, 소스 이미지(영상)문서와 일치한 이미지(영상)를 구성하여, 진열된 후의 액정 디스플레이 스크린은 "빈틈 없는" 디스플레이 시스템이 된다.
이렇게 두 그룹의 고유 파장이 서로 다른 광-전자 디스플레이 시스템이 만들어진다.
광-전자 디스플레이 시스템1 = LCD 액정 스크린(또는 PDP 디스플레이 스크린)
광-전자 디스플레이 시스템2 = LED(또는 OLED, LE, 심지어 또 다른 한 LCD 등)
공동으로 동일한 이미지(영상) 문서를 환원시키는 상황이다. 분명한 것은 LCD 액정 스크린(또는 PDP 디스플레이 스크린) 3원색(RGB)LCD , PDP의 고유 파장과 LED 등 3원색(RGB)LED등의 고유 파장은 완전하게 동일하지 않다, 즉: 고유파장(R,G,B)LCD , PDP ≠고유 파장(R, G, B)LED등.
그러므로 단일 원색을 바탕으로 한 감마 캘리브레이션은 LCD 액정 스크린(또는 PDP 디스플레이 스크린)의 디스플레이와 LED 등 프레임 상의 디스플레이가 서로 근접하거나 융합될 수 있으므로, "빈틈 없는" 효과에 영향을 줄 수 있다.
"가색혼합" (Additive Color Mixture) 및 "메타메리즘"(색상 동일, 스펙트럼 조성이 다름)원리를 이용하고 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션을 사용하여 광-전자 비선형 캘리브레이션을 진행하는 동시에, 두 시스템의 출력 메인 파장에 대하여 비선형 캘리브레이션을 진행함으로써, 광-전자 디스플레이 시스템에서 출력된 메인 파장(색상)은 원 3원색의 고유 파장(또는 메인 파장)에 상대적으로 이동이 일어나 전체 색 영역 공간에서 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 두 그룹의 3원색(RGB)1과 (RGB)2의 출력 메인 파장1과 메인 파장2를 일치시킨다. 기본 과정은 도 6과 같다. 도 7은 서로 다른 고유 파장을 갖는 두 광-전자 디스플레이 시스템의 녹색 원색의 고유 파장의 차이의 개략도이다.
서로 다른 고유 파장을 갖는 두 광-전자 디스플레이 시스템의 녹색 원색 메인 파장1 ,2는 일치한 추세이며, 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션은 3원색에 대하여 광-전자 비선형 변환 캘리브레이션을 진행할 뿐만 아니라 시스템의 출력 메인 파장에 대해서도 보상 캘리브레이션을 진행한다.
또 다른 각도에서 보면, 만약 적색 원색만 말하자면, 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션은 적색 원색(1차원) 광-전자 비선형을 캘리브레이션할 뿐만 아니라, 또한 자발적으로 하나의 적색 분량을 도입하고 겹치게 하여 해당 시스템이 출력한 녹색 메인 파장의 이동을 발생시키고, 해당 적색 분량의 크기는 녹색 원색의 전체 색 영역에서의 변화에 따라 변화하게 된다. 이런 것이 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션이다.
1) 시스템의 광-전자 비선형에 대하여 캘리브레이션을 진행할 뿐만 아니라;
2) 동시에 전체 색 영역 공간에서 시스템의 출력한 메인 파장에 대하여 비선형 캘리브레이션을 진행한다.
3) 또한 이런 메인 파장에 대한 캘리브레이션은 자발적인 기타 원색 분량 도입 및 겹침을 통해 실현된다.
4) 겹친 분량은 전체 색 영역 공간에서의 캘리브레이션 된 원색의 함수이다.
본 발명은 단지 하나의 광-전자 디스플레이 시스템만 있는 경우에도 응용될 수 있다. 상기 시스템의 한 그룹의 3원색 RGB가 실제 세계에 근접하기에 부족할 경우, 또는 메인 파장의 비선형 캘리브레이션 및 그것의 자발적 이동을 통하여 원래 고유 파장의 3원색 RGB를 사용하여 실제 세계에 더욱 잘 근접할 수 있을 때, 3원색(3차원) 조합 감마 캘리브레이션은 효과적인 경로라 할 수 있다. 본 발명의 특징은 아래 [표 1]과 같다.
특징 삼원색(3차원) 감마 캘리브레이션 단일 원색(1차원) 감마 캘리브레이션
캘리브레이션 경로 삼원색 조합 캘리브레이션 단일 원색 단독 캘리브레이션
시스템 수량 단일 시스템 또는 하나 이상의
조합 시스템		 단일 시스템
캘리브레이션 대상 1) 광-전자 비선형 입력-출력 광-전자 비선형 입력-출력
캘리브레이션 대상 2) 메인 파장(전체 색 영역 공간에서) /
캘리브레이션 공간

캘리브레이션 과정		 3차원
(RGB로 구성한 3차원 공간)
전체 색 영역 내에서의 기타 원색과 관련		 1차원
(3개의 독립된 단일 원색)
기타 원색과 관련 없음
색채 합성 삼원색 고유 파장에 완전히 제한 받지 않음 3원색 고유 파장에 완전히 제한받음
합성 형식 기타 원색 분량을 자발적으로 도입하고 겹치도록 함 /
캘리브레이션이 가능한 양
(가설하여 8자리 그레이 스케일)
16,777,216
=2563 		768
=256 X 3
캘리브레이션 방법 1) γ감마 함수를 이용한 연속 캘리브레이션 γ감마 함수를 이용한 연속 캘리브레이션
캘리브레이션 방법 2) 전체 색 영역 공간에서 점을 따라 캘리브레이션함 /

Claims (3)

  1. 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 사용하여 광-전자 디스플레이 시스템의 비선형에 대해 캘리브레이션을 진행할 뿐만 아니라 동시에 시스템의 출력 메인 파장에 대해 캘리브레이션을 진행함으로써 시스템의 3원색의 출력 메인 파장이 원 3원색의 고유 파장 또는 메인 파장에 상대적으로 효과적인 이동을 발생함으로써 두 시스템의 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 두 그룹의 3원색의 출력 메인 파장을 전체 색 영역 공간에서 일치시키게 하며,
    상기 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해 전체 색 영역 공간에서 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 이용하여 광-전자 및 출력 메인 파장의 캘리브레이션을 진행하고,
    상기 고유 파장이 완전히 동일하지 않은 3원색의 두 광-전자 디스플레이 시스템에 대해, 가색 혼합 및 메타메리즘 원리를 이용하여, 캘리브레이션되고 있는 원색 분량 외의 상기 3원색 중의 다른 원색 분량을 능동적(actively)으로 도입하고, 중첩된(superposes) 3원색 조합 감마 캘리브레이션을 통해 시스템의 동일한 소스 이미지 영상 문서 하의 출력에 대해 캘리브레이션을 진행하는, 3원색 조합 감마 캘리브레이션 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
KR1020167018021A 2013-12-18 2014-11-05 3원색 조합 감마 캘리브레이션 KR101934465B1 (ko)

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