KR102135155B1 - 디스플레이 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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KR102135155B1 KR1020130154503A KR20130154503A KR102135155B1 KR 102135155 B1 KR102135155 B1 KR 102135155B1 KR 1020130154503 A KR1020130154503 A KR 1020130154503A KR 20130154503 A KR20130154503 A KR 20130154503A KR 102135155 B1 KR102135155 B1 KR 102135155B1
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Abstract

본 발명의 일 측면은 영상에 포함된 얼굴 영역만을 정확하게 검출하여 보정함으로써, 피부 컬러와 유사한 컬러를 갖는 배경이나 주변 사물이 얼굴 영역과 함께 보정되는 오류를 방지할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 미리 설정된 얼굴 컬러 영역에 관한 정보에 기초하여 입력 영상으로부터 얼굴 후보 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는 영상 처리부; 및 상기 피부 컬러 보정이 수행된 입력 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 영상에 포함된 얼굴의 피부 컬러를 보정하여 표시하는 디스플레이 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치란 영상신호를 처리하여 다양한 형태로 출력하는 장치로서, 대표적인 디스플레이 장치로는 TV, 모니터, 휴대폰, 내비게이션 등을 들 수 있다.
디스플레이 장치에 표시되는 영상에 포함된 사람의 얼굴은 디스플레이 장치를 보는 뷰어(viewer)의 시선을 가장 먼저 끄는 요소 중의 하나이다. 따라서, 영상에 표시된 사람의 얼굴 컬러를 왜곡없이 자연스럽게 보정하는 것은 디스플레이 장치에 요구되는 중요한 기능 중 하나이다.
본 발명의 일 측면은 영상에 포함된 얼굴 영역만을 정확하게 검출하여 보정함으로써, 피부 컬러와 유사한 컬러를 갖는 배경이나 주변 사물이 얼굴 영역과 함께 보정되는 오류를 방지할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 미리 설정된 얼굴 컬러 영역에 관한 정보에 기초하여 입력 영상으로부터 얼굴 후보 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는 영상 처리부; 및 상기 피부 컬러 보정이 수행된 입력 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역은, 피부 컬러 영역, 옐로우 영역 및 레드 영역을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 관한 정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 처리부는, 상기 입력 영상을 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 따라 분리하고, 상기 복수의 컬러 영역은, 상기 얼굴 컬러 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 컬러 영역은, 피부 컬러 영역, 옐로우 영역, 그린 영역, 블루 영역, 시안 영역, 마젠타 영역 및 레드 영역을 포함할 수 있다.
상기 영상 처리부는, 상기 입력 영상 중 상기 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 얼굴 후보 영역으로 검출할 수 있다.
상기 영상 처리부는, 상기 검출된 얼굴 영역의 컬러를 미리 설정된 타겟 피부 컬러로 보정함으로써 상기 피부 컬러 보정을 수행할 수 있다.
상기 영상 처리부는, 상기 입력 영상을 상기 복수의 컬러 영역에 대응되는 복수의 영역으로 분리하고, 상기 분리된 복수의 영역 중 상기 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 상기 얼굴 후보 영역으로 검출할 수 있다.
상기 영상 처리부는, 상기 분리된 복수의 영역 중 상기 얼굴 영역 이외의 영역의 컬러를 미리 설정된 각각의 타겟 컬러로 보정할 수 있다.
상기 얼굴 검출 알고리즘은, 지식 기반 방법(knowledge-based methods), 특징 기반 방법(Feature-based methods), 템플릿 매칭 방법(Template-matching methods) 및 외형 기반 방법(Appearance-based methods) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 영상 처리부는, 상기 복수의 컬러 영역 중 일부가 상호 겹치는 경우, 상기 입력 영상 중 상기 겹치는 컬러 영역에 대응되는 영역의 컬러를 우선 순위를 갖는 타겟 컬러로 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어방법은, 얼굴 컬러 영역에 관한 정보에 기초하여 입력 영상으로부터 얼굴 후보 영역을 검출하고; 상기 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하고; 상기 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는 것을 포함한다.
상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역은, 피부 컬러 영역, 옐로우 영역 및 레드 영역을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 제어방법은, 상기 입력 영상을 복수의 컬러 영역에 대응되는 복수의 영역으로 분리하는 것을 더 포함하고, 상기 컬러 영역은, 상기 얼굴 컬러 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 컬러 영역은, 피부 컬러 영역, 옐로우 영역, 그린 영역, 블루 영역, 시안 영역, 마젠타 영역 및 레드 영역을 포함할 수 있다.
상기 얼굴 후보 영역을 검출하는 것은, 상기 입력 영상 중 상기 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 얼굴 후보 영역으로 검출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 피부 컬러 보정을 수행하는 것은, 상기 검출된 얼굴 영역의 컬러를 미리 설정된 타겟 피부 컬러로 보정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 얼굴 후보 영역을 검출하는 것은, 상기 분리된 복수의 영역 중 상기 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 상기 얼굴 후보 영역으로 검출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 제어방법은, 상기 분리된 복수의 영역 중 상기 얼굴 영역 이외의 영역의 컬러를 미리 설정된 각각의 타겟 컬러로 보정하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 컬러 영역 중 일부가 상호 겹치는 경우, 상기 겹치는 컬러 영역에 대응되는 영역의 컬러를 우선순위를 갖는 타겟 컬러로 보정할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치 및 그 제어방법에 의하면, 영상에 포함된 얼굴 영역만을 정확하게 검출하여 보정함으로써, 피부 컬러와 유사한 컬러를 갖는 배경이나 주변 사물이 얼굴 영역과 함께 보정되는 오류를 방지할 수 있다.
도 1은 사람의 얼굴을 포함하는 영상을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 HSV 컬러 스페이스 상에서 컬러 영역을 설정하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 RGB 컬러 스페이스 상에서 컬러 영역을 설정하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리부의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 컬러 보정을 수행하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 외관도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어방법에 관한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어방법에 있어서, 얼굴 영역 이외의 다른 영역에 대해서도 컬러 보정을 수행하는 경우에 대한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 사람의 얼굴을 포함하는 영상을 나타낸 도면이다.
디스플레이 장치에는 도 1에 도시된 바와 같이 사람의 얼굴을 포함하는 영상(I)이 표시될 수 있다. 일반적으로, 디스플레이 장치는 영상(I)으로부터 피부 컬러를 갖는 영역(C1)을 추출하고, 추출된 영역(C1)을 적절한 타겟 피부 컬러로 보정함으로써 영상(I)에 나타난 사람의 얼굴 컬러를 보정한다.
그러나, 영상(I)에 표시되는 주변 사물 중 피부 컬러와 유사한 컬러를 갖는 것이 있으면, 해당 주변 사물에 대응되는 영역(C2)까지 사람의 얼굴과 함께 타겟 피부 컬러로 보정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 영상으로부터 사람의 얼굴만을 정확하게 추출하여 피부 컬러 보정을 수행함으로써, 사람의 얼굴이 아닌 영역까지 의도치 않게 피부 컬러로 보정되는 것을 방지한다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 관한 정보를 저장하는 저장부(110), 입력 영상으로부터 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하고, 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는 영상 처리부(120) 및 피부 컬러 보정이 수행된 입력 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(130)를 포함한다.
얼굴 컬러 영역에 관한 정보는 설계자가 미리 설정하여 저장부(110)에 저장할 수 있으며, 얼굴 컬러 영역은 컬러 스페이스 상에서 사람의 얼굴 컬러로 볼 수 있는 컬러 영역을 의미한다. 얼굴 컬러 영역에 관한 정보는 컬러 스페이스 상에서의 위치를 나타내는 좌표로 표현될 수 있다.
영상이 촬영된 장소의 밝기, 영상에 포함된 사람이 착용한 옷의 컬러 또는 영상에 포함된 사람의 주변에 위치하는 사물의 컬러 등 다양한 요인에 따라 영상에 포함된 사람의 얼굴 영역의 컬러가 왜곡될 수 있다. 따라서, 얼굴 컬러 영역은 피부 컬러 영역 외에 다른 컬러 영역도 포함할 수 있는바, 일 예로, 피부 컬러(skin color) 영역, 레드 영역 및 옐로우 영역이 얼굴 컬러 영역에 포함될 수 있다.
저장부(110)는 자기 디스크(magnetic disk), 반도체 디스크(solid state disk) 등의 비휘발성 메모리 뿐만 아니라 후술하는 컬러 보정 과정에서 생성되는 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램(D-RAM), S-램(S-RAM) 등의 휘발성 메모리도 포함할 수 있다.
영상 처리부(120)는 얼굴 컬러 영역에 관한 정보에 기초하여 입력 영상으로부터 얼굴 후보 영역을 검출하고, 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출한다. 그리고, 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는바, 영상 처리부(120)를 구성하는 구성요소 및 그 구체적인 동작들에 대해서는 후술하도록 한다.
디스플레이부(130)는 컬러 보정이 수행된 입력 영상을 표시하며, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)로 구현될 수 있다.
한편, 영상 처리부(120)는 입력 영상의 얼굴 컬러 뿐만 아니라 다른 컬러도 적절하게 보정할 수 있다. 이를 위해, 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 따라 입력 영상을 분리하는바, 미리 설정된 컬러 영역은 얼굴 컬러 영역을 포함하며 저장부(110)에 저장될 수 있다. 이하, 미리 설정되는 컬러 영역에 관한 예시를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 HSV 컬러 스페이스 상에서 컬러 영역을 설정하는 예시를 나타낸 도면이고, 도 4는 RGB 컬러 스페이스 상에서 컬러 영역을 설정하는 예시를 나타낸 도면이다.
입력 영상을 컬러로 표현하기 위해 다양한 컬러 스페이스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 밝기 정보를 별도로 나타내는 YUV(YCbCr) 컬러 스페이스, HSI 컬러 스페이스, HSV 컬러 스페이스 및 HSL 컬러 스페이스와 컬러 정보에 밝기 정보가 포함되는 CMY 컬러 스페이스, CMYK 컬러 스페이스 및 RGB 컬러 스페이스 중 하나의 컬러 스페이스가 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, HSV 컬러 스페이스는 Hue(색상), Saturation(채도) 및 Value(명도)의 세 가지 요소로 컬러를 나타내는 컬러 모델이다. 색상 값(H)은 각도로 표현되는바, 각도를 통해 특정 색이 육각뿔의 수평 단면의 어느 방향에 위치하는지를 나타냄으로써 색상을 표현할 수 있다. 채도(S)는 육각형의 중심으로부터의 거리로 표현되는바, 정중앙에 무채색이 위치한다. 명도(V)는 육각뿔의 높이로 표현되는바, 위로 갈 수록 밝아진다. HSV 컬러 스페이스에서는 (H,S,V)의 좌표로 컬러를 나타낼 수 있다.
입력 영상을 HSV 컬러 스페이스로 표현하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 HSV 컬러 스페이스 상에서 복수의 컬러 영역을 미리 설정할 수 있는바, 예를 들어, 피부 컬러 영역(S), 옐로우 영역(Y), 레드 영역(R), 마젠타 영역(M), 블루 영역(B), 시안 영역(C) 및 그린 영역(G)의 7개 컬러 영역을 미리 설정할 수 있다. 여기서, 피부 컬러 영역(S), 옐로우 영역(Y) 및 레드 영역(R)은 전술한 바와 같이 사람의 얼굴 컬러로 볼 수 있는 얼굴 컬러 영역에 해당하고, 피부 컬러 영역은 미리 학습된 피부 컬러에 관한 정보에 의해 설정될 수 있다.
옐로우 영역(Y)은 실제 HSV 컬러 스페이스 상에서 옐로우를 나타내는 특정 위치 뿐만 아니라 사람의 시각에 의해 옐로우로 인식될 수 있는 컬러를 나타내는 위치까지 포함하는 영역이다.
마찬가지로, 레드 영역(R)은 실제 HSV 컬러 스페이스 상에서 레드를 나타내는 특정 위치 뿐만 아니라 사람의 시각에 의해 레드로 인식될 수 있는 컬러를 나타내는 위치까지 포함하는 영역이다. 마젠타 영역(M)은 실제 HSV 컬러 스페이스 상에서 마젠타 색상을 나타내는 위치 뿐만 아니라 사람의 시각에 의해 마젠타 색상으로 인식될 수 있는 색상을 나타내는 위치까지 포함하는 영역이며, 나머지 컬러 영역에 대해서도 동일한 취지의 설명이 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, RGB 컬러 스페이스는 빛의 삼원색인 레드, 그린, 블루를 각각 적절하게 합성하여 원하는 컬러를 만들어 내는 컬러 모델이다. RGB 컬러 스페이스는 레드 채널, 그린 채널, 블루 채널을 각각 나타내는 3개의 축으로 이루어진 육면체 좌표계로 표현될 수 있으며, 레드, 그린, 블루가 각각 합성된 정도를 좌표로 나타냄으로써 하나의 컬러를 표현할 수 있다.
입력 영상을 RGB 컬러 스페이스로 표현하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 RGB 컬러 스페이스 상에서 복수의 컬러 영역을 미리 설정할 수 있는바, 예를 들어, 피부 컬러 영역(S), 옐로우 영역(Y), 레드 영역(R), 마젠타 영역(M), 블루 영역(B), 시안 영역(C) 및 그린 영역(G)의 7개 컬러 영역을 미리 설정할 수 있다.
피부 컬러 영역(S), 옐로우 영역(Y), 레드 영역(R), 마젠타 영역(M), 블루 영역(B), 시안 영역(C) 및 그린 영역(G)의 컬러는 사람의 시각에 의해 가장 잘 인지되는 컬러이다. 따라서, 전술한 예시에서는 상기 7개의 컬러 영역을 미리 설정하는 것으로 하였으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아닌바, 피부 컬러 영역(S), 옐로우 영역(Y) 및 레드 영역(R)을 포함하기만 하면, 컬러 영역의 개수나 컬러 스페이스 상에서의 각각의 컬러 영역의 위치에는 제한이 없다.
다만, 이하 상술할 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 도 3의 예시에 따라 HSV 컬러 스페이스 상에서 7개의 컬러 영역이 미리 설정된 것으로 하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리부의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 5를 참조하면, 영상 처리부(120)는 입력 영상을 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 따라 분리하고 얼굴 후보 영역을 검출하는 영역 분리부(121), 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출부(122) 및 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는 컬러 보정부(123)를 포함할 수 있다.
영역 분리부(121)는 입력 영상을 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 따라 분리할 수 있는바, 여기서 입력 영상은 정지 영상일 수도 있고 동영상일 수도 있다. 미리 설정된 컬러 영역이 전술한 도 3의 예시와 같은 경우, 영역 분리부(121)는 입력 영상을 구성하는 픽셀들을 도 3에 도시된 7개의 컬러 영역에 따라 분리한다.
따라서, 하나의 입력 영상은 피부 컬러 영역(S)에 대응되는 영역, 옐로우 영역(Y)에 대응되는 영역, 레드 영역(R)에 대응되는 영역, 마젠타 영역(M)에 대응되는 영역, 블루 영역(B)에 대응되는 영역, 시안 영역(C)에 대응되는 영역 및 그린 영역(G)에 대응되는 영역으로 분리되고, 각각의 영역은 적어도 하나의 픽셀로 이루어질 수 있다. 여기서, 피부 컬러 영역(S)에 대응되는 영역은 입력 영상 중 피부 컬러 영역(S)의 컬러를 갖는 영역을 의미하고, 옐로우 영역(Y)에 대응되는 영역은 입력 영상 중 옐로우 영역(Y)의 컬러를 갖는 영역을 의미한다. 나머지 영역에 대해서도 같은 취지의 설명이 적용될 수 있다.
그리고, 얼굴 컬러 영역에 포함되는 피부 컬러 영역(S), 옐로우 영역(Y) 및 레드 영역(R)에 각각 대응되는 영역을 입력 영상의 얼굴 후보 영역으로 검출할 수 있다.
입력 영상에는 얼굴 컬러와 유사한 컬러를 갖는 배경이나 주변 사물이 포함될 수 있으므로, 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역이라 하여 모두 얼굴 영역으로 단정지을 수 없다. 따라서, 얼굴 검출부(122)는 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하고, 얼굴 후보 영역 중 얼굴로 인식된 영역만을 얼굴 영역으로 검출한다.
얼굴 검출부(122)는 입력 영상의 얼굴 후보 영역에 대해 다양한 얼굴 검출 알고리즘 중 적어도 하나를 적용할 수 있는바, 예를 들어, 지식 기반 방법(knowledge-based methods), 특징 기반 방법(Feature-based methods), 템플릿 매칭 방법(Template-matching methods) 및 외형 기반 방법(Appearance-based methods) 중 적어도 하나의 얼굴 검출 알고리즘을 적용할 수 있다.
지식 기반 방법은 사람의 얼굴이 눈썹, 코, 입 등의 얼굴 성분들을 포함하고, 각각의 얼굴 성분들은 서로 일정한 거리와 위치 관계를 갖는다는 점을 전제로 하여 연구자의 지식을 기반으로 얼굴을 검출하는 방법으로서, 주로 하향식 접근법을 사용한다. 지식 기반 방법에서는 얼굴 영역의 왼쪽/오른쪽, 눈, 코, 입 4개의 부분에서 명암도가 높게 나타나는 것을 바탕으로 후보 영역을 지정하고, 각 부분에서의 평균 명암도를 추출한다. 그리고, 히스토그램 평활화(Histogram Equalization)에 의한 외곽선 검출을 수행하고, 검출된 외곽선 정보를 이용하여 데이터베이스에 저장된 자료의 눈과 입을 찾아 매칭시킴으로써 얼굴 검출을 수행할 수 있다. 지식 기반 방법에 따르면, 정면 얼굴을 포함하는 영상에서 얼굴 성분들의 위치와 크기에 관한 규칙을 적용하여 얼굴을 검출할 수 있다.
특징 기반 방법은 얼굴 특징 성분들의 크기와 모양, 상호 연관성, 혹은 이러한 요소들의 혼합된 형태의 정보를 이용하여 얼굴을 검출하는 방법으로, 주로 상향식 접근법을 사용한다.
템플릿 매칭 방법은 대상이 되는 모든 얼굴에 대한 표준 템플릿을 만든 후 입력 영상과 비교하여 얼굴을 검출하는 방법으로, 사전 정의 템플릿 알고리즘과 변형 템플릿 알고리즘이 이에 속한다. 템플릿 매칭 방법에서는 준비된 이미지 자료에서 부분 영역이나 외곽선을 이용하여 정보를 생성한 후, 만들어진 정보들은 각각의 알고리즘을 통해 변형시켜 유사 정보의 양을 늘려 얼굴 검출에 활용하게 된다.
변형 템플릿 알고리즘을 간단히 설명하면, 얼굴 영역의 명암을 이용하여 대칭관계를 계산하고, 평균 면적 명암 값을 이용하여 템플릿을 생성한다. 그리고, 점분산 모델(Point Distribution Model : PDM)을 이용하여 얼굴을 매칭시킨다.
외형 기반 방법은 패턴 인식을 이용하여 학습 영상 집합에 의해 학습된 모델에 따라 얼굴을 검출하는 방법으로서, 주성분 분석(Principal Component Analysis: PCA)에 의해 생성되는 고유 얼굴(eigenface), 선형 판별식 해석(Linear Discriminant Analysis: LDA), 신경망(Neural Network: NN), 아다부스트(Adaboost), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine: SVM) 등을 이용할 수 있다.
다만, 전술한 얼굴 검출 알고리즘은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 예시에 불과하며, 얼굴 검출부(122)가 입력 영상의 얼굴 후보 영역에 대해 적용할 수 있는 얼굴 검출 알고리즘이 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.
컬러 보정부(123)는 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는바, 이를 위해 다양한 피부 컬러 보정 기술 중 적어도 하나를 적용할 수 있다. 예를 들어, Bilateral Filtering 기법, 가우시안 필터링 기법 등을 이용하여 피부 컬러 보정을 수행할 수 있다.
한편, 컬러 보정부(123)에 의해 보정되는 요소는 컬러 스페이스에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, HSV 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는 색상(H), 채도(S) 및 밝기(V) 중 적어도 하나의 요소를 보정할 수 있고, RGB 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는 각각의 컬러 채널에 대한 좌표값을 보정할 수 있으며, YCbCr 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는 밝기(Y)와 색차(Cb,Cr) 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 컬러 보정부(123)는 입력 영상 중 얼굴 영역이 아닌 영역에 대해서도 컬러 보정을 수행할 수 있다. 앞서, 영역 분리부(121)에서 입력 영상을 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 따라 분리할 수 있다고 하였는바, 분리된 영역 중 얼굴 영역이 아닌 영역에 대해서도 적절한 컬러 보정을 수행할 수 있다.
한편, 영상 처리부(120)는 하나 또는 그 이상의 프로세서를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 마이크로 프로세서(microprocessor), CPU(central processing unit), DSP(digital signal processor) 및 ASIC(application-specific integrated circuit) 중 하나 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
영상 처리부(120)를 구성하는 영역 분리부(121), 얼굴 검출부(122) 및 컬러 보정부(123)는 모두 하나의 프로세서에 포함될 수도 있고, 이들 중 일부는 다른 프로세서에 포함될 수도 있다. 즉, 영역 분리부(121), 얼굴 검출부(122) 및 컬러 보정부(123)의 동작은 하나의 프로세서가 수행할 수도 있고, 복수의 프로세서가 수행할 수도 있다. 본 발명의 실시예는 영상 처리부(120)를 구성하거나, 영상 처리부(120)의 동작을 실행하는 프로세서의 종류나 개수에 제한을 두지 않는다.
이하, 도 6을 참조하여 컬러 보정의 예시를 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 컬러 보정을 수행하는 예시를 나타낸 도면이다.
컬러 보정부(123)는 입력 영상의 컬러를 미리 설정된 타겟 컬러로 보정할 수 있고, 미리 설정된 타겟 컬러는 저장부(110)에 저장될 수 있다.
예를 들어, HSV 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 피부 컬러 영역에 대한 타겟 컬러는 (H1,S1)으로 설정되고, 옐로우 영역에 대한 타겟 컬러는 (H2,S2)로 설정되고, 레드 영역에 대한 타겟 컬러는 (H3,S3)로 설정되고, 마젠타 영역에 대한 타겟 컬러는 (H4,S4)로 설정되고, 블루 영역에 대한 타겟 컬러는 (H5,S5)로 설정되고, 시안 영역에 대한 타겟 컬러는 (H6,S6)으로 설정되고, 그린 영역에 대한 타겟 컬러는 (H7,S7)로 설정될 수 있다. Hm(m은 1부터 7까지의 정수)은 컬러 정보 중 색상(Hue) 정보를 나타내고, Sm은 채도(Saturation) 정보를 나타낸다.
이 때, (H1,S1)는 피부 컬러 영역에 포함된 것일 수도 있고 포함되지 않은 것일 수도 있다. 또한, (H2,S2)는 옐로우 영역에 포함된 것일 수도 있고 포함되지 않은 것일 수도 있다. 나머지 (H3,S3), (H4,S4), (H5,S5), (H6,S6), (H7,S7)에 대해서도 동일한 취지의 설명이 적용될 수 있다.
도 6의 예시에 따르면, 입력 영상 중 피부 컬러 영역에 대응되는 영역의 컬러는 (H1,S1)의 컬러로 보정되고, 옐로우 영역에 대응되는 영역의 컬러는 (H2,S2)의 컬러로 보정되고, 레드 영역에 대응되는 영역의 컬러는 (H3,S3)의 컬러로 보정되고, 마젠타 영역에 대응되는 영역의 컬러는 (H4,S4)의 컬러로 보정되고, 블루 영역에 대응되는 영역의 컬러는 (H5,S5)의 컬러로 보정되고, 시안 영역에 대응되는 영역의 컬러는 (H6,S6)의 컬러로 보정되고, 그린 영역에 대응되는 영역의 컬러는 (H7,S7)의 컬러로 보정될 수 있다.
도 6의 예시에서는 색상과 채도만 보정하는 것으로 하였으나, 명도(Value) 값도 원하는 타겟 값을 미리 설정하여 보정하는 것이 가능함은 물론이다.
다시 도 3을 참조하면, 미리 설정되는 복수의 컬러 영역 중 일부가 상호 겹칠 수 있다. 도 3의 예시에서는 피부 컬러 영역(S)과 옐로우 영역(Y)의 일부가 겹치게 설정되었다. 이 경우, 입력 영상 중의 어떤 영역이 피부 컬러 영역(S)과 옐로우 영역(Y)에 모두 대응되는 경우가 발생할 수 있으므로, 겹치는 컬러 영역 상호 간의 우선 순위를 설정할 수 있다.
예를 들어, 피부 컬러 영역(S)이 우선 순위를 갖도록 설정된 경우, 입력 영상 중 어떤 영역의 컬러가 피부 컬러 영역(S)과 옐로우 영역(Y)의 겹치는 영역에 해당하면, 컬러 보정부(123)는 그 영역의 컬러를 피부 컬러 영역(S)에 대한 타겟 컬러 즉, (H1,S1)의 컬러로 보정할 수 있다.
컬러 보정이 수행된 입력 영상은 디스플레이부(130)에 표시될 수 있고, 저장부(110)에 저장될 수도 있다.
한편, 복수의 컬러 영역, 각 컬러 영역에 대한 타겟 컬러 및 겹치는 컬러 영역에 대한 우선 순위는 설계자에 의해 미리 설정될 수 있으나, 사용자에 의해 변경되는 것도 가능하다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 외관도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 정지 영상 또는 동영상을 표시할 수 있는 전자기기로 구현될 수 있고, 그 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 TV로 구현될 수 있는바, 영상 처리부(120)는 방송국으로부터 수신한 입력 영상에 대해 전술한 실시예에 따른 얼굴 후보 영역 검출, 얼굴 검출 알고리즘 적용 및 피부 컬러 보정을 수행하여 입력 영상에 포함된 얼굴의 피부 컬러를 적절하게 보정할 수 있으며, 얼굴 영역이 아닌 다른 영역에 대해서도 미리 설정된 타겟 컬러에 따라 컬러 보정을 수행할 수 있다.
또한, 컬러 보정 뿐만 아니라 수신한 입력 영상을 디스플레이부(130)에 표시하기 위해 필요하거나, 화질 개선을 위해 필요한 각종 영상 처리를 더 수행할 수 있으며, 영상 처리가 모두 완료된 최종 영상은 디스플레이부(130)에 표시된다.
또는, 디스플레이 장치(100)가 도 8에 도시된 바와 같이 휴대폰으로 구현될 수 있는바, 영상 처리부(120)는 통신 모듈을 통해 외부로부터 전송된 입력 영상, 휴대폰에 구비된 카메라 기능을 사용하여 촬영한 입력 영상, 저장 매체에 저장된 입력 영상 등에 대해 전술한 실시예에 따른 얼굴 후보 영역 검출, 얼굴 검출 알고리즘 적용 및 피부 컬러 보정을 수행하여 입력 영상에 포함된 얼굴의 피부 컬러를 적절하게 보정할 수 있으며, 얼굴 영역이 아닌 다른 영역에 대해서도 미리 설정된 타겟 컬러에 따라 컬러 보정을 수행할 수 있다. 컬러 보정된 입력 영상은 디스플레이부(130)에 표시된다.
또는, 디스플레이 장치(100)가 도 9에 도시된 바와 같이 컴퓨터 모니터로 구현될 수도 있는바, 통신 모듈을 통해 외부로부터 전송된 입력 영상, 저장 매체에 저장되거나 기록 매체에 기록된 입력 영상 등에 대해 전술한 실시예에 따른 얼굴 후보 영역 검출, 얼굴 검출 알고리즘 적용 및 피부 컬러 보정을 수행하여 입력 영상에 포함된 얼굴의 피부 컬러를 적절하게 보정할 수 있으며, 얼굴 영역이 아닌 다른 영역에 대해서도 미리 설정된 타겟 컬러에 따라 컬러 보정을 수행할 수 있다. 컬러 보정된 입력 영상은 디스플레이부(130)에 표시된다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치의 제어방법에 관한 실시예를 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어방법에 관한 순서도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어방법에는 전술한 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)까 적용될 수 있는바, 상기 도 2 내지 도 9 및 그에 관한 설명이 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어방법에도 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 입력 영상으로부터 얼굴 후보 영역을 검출한다(311). 얼굴 후보 영역의 검출은 디스플레이 장치(100)의 영상 처리부(120)에 의해 수행될 수 있으며, 영상 처리부(120)는 미리 설정된 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 관한 정보에 기초하여 입력 영상으로부터 얼굴 후보 영역을 검출할 수 있다. 얼굴 컬러 영역에 관한 정보는 저장부(110)에 저장될 수 있으며, 예를 들어, 피부 컬러 영역, 옐로우 영역 및 레드 영역이 얼굴 컬러 영역에 포함될 수 있다. 이 경우, 영상 처리부(120)는 입력 영상 중 피부 컬러 영역에 대응되는 영역, 옐로우 영역에 대응되는 영역 및 레드 영역에 대응되는 영역을 얼굴 후보 영역으로 검출할 수 있다.
검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출한다(312). 얼굴 검출 알고리즘의 적용 역시 영상 처리부(120)에 의해 수행될 수 있으며, 영상 처리부(120)는 입력 영상의 얼굴 후보 영역에 대해 다양한 얼굴 검출 알고리즘 중 적어도 하나를 적용할 수 있는바, 예를 들어, 지식 기반 방법(knowledge-based methods), 특징 기반 방법(Feature-based methods), 템플릿 매칭 방법(Template-matching methods) 및 외형 기반 방법(Appearance-based methods) 중 적어도 하나의 얼굴 검출 알고리즘을 적용할 수 있다. 다만, 상기 얼굴 검출 알고리즘은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 예시에 불과하며, 입력 영상의 얼굴 후보 영역에 대해 적용할 수 있는 얼굴 검출 알고리즘이 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.
검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행한다(313). 피부 컬러 보정 역시 영상 처리부(120)에 의해 수행될 수 있으며, 영상 처리부(120)는 다양한 피부 컬러 보정 기술 중 적어도 하나를 적용하여 얼굴 영역에 대한 피부 컬러 보정을 수행할 수 있다. 한편, 피부 컬러 보정에 의해 보정되는 요소는 사용되는 컬러 스페이스에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, HSV 컬러 스페이스와 같이 컬러 정보와 밝기 정보가 분리된 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는 피부 컬러 보정에 컬러 보정과 밝기 보정이 모두 포함될 수도 있고, 이들 중 하나만 포함될 수도 있다. 여기서, 컬러 보정에는 색상(H) 보정과 채도(S) 보정이 포함될 수 있다.
그리고, 피부 컬러 보정이 수행된 입력 영상을 디스플레이부에 표시한다(314). 디스플레이부(130)에 표시되는 영상은 피부 컬러 보정 뿐만 아니라 화질 개선을 위한 다양한 영상 처리가 수행된 것일 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어방법에 있어서, 얼굴 영역 이외의 다른 영역에 대해서도 컬러 보정을 수행하는 경우에 대한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 입력 영상을 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 대응되는 복수의 영역으로 분리한다(321). 복수의 컬러 영역은 얼굴 컬러 영역을 포함하고, 그에 관한 정보가 저장부(110)에 저장될 수 있다. 복수의 컬러 영역에 대한 예시는 전술한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같고, 각각의 컬러 영역에 대응되는 영역은, 입력 영상 중 해당 컬러 영역의 컬러를 갖는 영역을 의미한다.
분리된 복수의 영역 중 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역은 얼굴 후보 영역으로 검출한다(322). 전술한 바와 같이, 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역은 입력 영상 중에서 얼굴 컬러 영역의 컬러를 갖는 영역을 의미한다.
검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출한다(323). 이에 관한 설명은 상기 도 10의 312단계에 대한 설명과 동일하다.
검출된 얼굴 영역의 컬러를 미리 설정된 타겟 피부 컬러로 보정하고(324), 상기 321의 단계에서 분리된 복수의 영역 중 얼굴 영역 이외의 영역의 컬러를 각각의 타겟 컬러로 보정한다(325). 컬러 보정에 의해 보정되는 요소는 사용되는 컬러 스페이스에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, HSV 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는 색상(H), 채도(S) 및 밝기(V) 중 적어도 하나의 요소를 보정할 수 있고, RGB 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는 각각의 컬러 채널에 대한 좌표값을 보정할 수 있으며, YCbCr 컬러 스페이스를 사용하는 경우에는 밝기(Y)와 색차(Cb,Cr) 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
컬러 보정된 입력 영상을 디스플레이부에 표시한다(326). 디스플레이부(130)에 표시되는 영상에 피부 컬러 보정 뿐만 아니라 화질 개선을 위한 다양한 영상 처리가 수행될 수 있음은 물론이다.
한편, 미리 설정되는 복수의 컬러 영역 중 일부가 상호 겹칠 수 있다. 상기 도 3의 예시에서는 피부 컬러 영역(S)과 옐로우 영역(Y)의 일부가 겹치게 설정되었다. 이 경우, 입력 영상 중의 어떤 영역이 피부 컬러 영역(S)과 옐로우 영역(Y)에 모두 대응되는 경우가 발생할 수 있으므로, 겹치는 컬러 영역 상호 간의 우선 순위를 설정할 수 있다.
예를 들어, 피부 컬러 영역(S)이 우선 순위를 갖도록 설정된 경우, 입력 영상 중 어떤 영역의 컬러가 피부 컬러 영역(S)과 옐로우 영역(Y)의 겹치는 영역에 해당하면, 영상 처리부(120)는 그 영역의 컬러를 피부 컬러 영역(S)에 대한 타겟 컬러 로 보정할 수 있다.
복수의 컬러 영역, 각 컬러 영역에 대한 타겟 컬러 및 겹치는 컬러 영역에 대한 우선 순위는 설계자에 의해 미리 설정될 수 있으나, 사용자에 의해 변경되는 것도 가능하다.
지금까지 상술한 디스플레이 장치 및 그 제어방법에 의하면, 영상에 포함된 사람의 얼굴 컬러를 보정함에 있어서, 얼굴 컬러 영역에 기초하여 얼굴 후보 영역을 먼저 검출하고, 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하는 두 단계의 검출 과정을 거침으로써 피부 컬러와 유사한 컬러를 갖는 배경이나 주변 사물까지 피부 컬러 보정이 수행되는 오류를 방지할 수 있다.
100 : 디스플레이 장치 110 : 저장부
120 : 영상 처리부 130 : 디스플레이부
121 : 영역 분리부 122 : 얼굴 검출부
123 : 컬러 보정부

Claims (20)

  1. 미리 설정된 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 관한 정보에 기초하여 입력 영상으로부터 얼굴 후보 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는 영상 처리부; 및
    상기 피부 컬러 보정이 수행된 입력 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 영상 처리부는,
    상기 입력 영상을 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 대응되는 복수의 영역으로 분리하고, 상기 분리된 복수의 영역의 컬러를 미리 설정된 각각의 타겟 컬러로 보정하고, 상기 복수의 컬러 영역 중 일부가 상호 겹치는 경우, 상기 복수의 영역 중 상기 겹치는 컬러 영역에 대응되는 영역의 컬러를 우선 순위를 갖는 컬러의 타겟 컬러로 보정하고,
    상기 복수의 컬러 영역은,
    상기 얼굴 컬러 영역을 포함하는 디스플레이 장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역은,
    피부 컬러 영역, 옐로우 영역 및 레드 영역을 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 관한 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 컬러 영역은,
    피부 컬러 영역, 옐로우 영역, 그린 영역, 블루 영역, 시안 영역, 마젠타 영역 및 레드 영역을 포함하는 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 입력 영상 중 상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 얼굴 후보 영역으로 검출하는 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 검출된 얼굴 영역의 컬러를 미리 설정된 타겟 피부 컬러로 보정함으로써 상기 피부 컬러 보정을 수행하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 분리된 복수의 영역 중 상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 상기 얼굴 후보 영역으로 검출하는 디스플레이 장치.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 얼굴 검출 알고리즘은,
    지식 기반 방법(knowledge-based methods), 특징 기반 방법(Feature-based methods), 템플릿 매칭 방법(Template-matching methods) 및 외형 기반 방법(Appearance-based methods) 중 적어도 하나를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 삭제
  12. 입력 영상을 미리 설정된 복수의 컬러 영역에 대응되는 복수의 영역으로 분리하고;
    상기 분리된 복수의 영역의 컬러를 미리 설정된 각각의 타겟 컬러로 보정하는 것을 포함하고,
    상기 타겟 컬러로 보정하는 것은,
    상기 복수의 컬러 영역 중 일부가 상호 겹치는 경우, 상기 복수의 영역 중 상기 겹치는 컬러 영역에 대응되는 영역의 컬러를 우선 순위를 갖는 컬러의 타겟 컬러로 보정하는 것;을 포함하고,
    상기 복수의 컬러 영역은,
    얼굴 컬러 영역을 포함하고,
    상기 타겟 컬러로 보정하는 것은,
    적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 관한 정보에 기초하여 상기 복수의 영역 중에서 얼굴 후보 영역을 검출하고;
    상기 검출된 얼굴 후보 영역에 대해 얼굴 검출 알고리즘을 적용하여 얼굴 영역을 검출하고;
    상기 검출된 얼굴 영역에 대해 피부 컬러 보정을 수행하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역은,
    피부 컬러 영역, 옐로우 영역 및 레드 영역을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 컬러 영역은,
    피부 컬러 영역, 옐로우 영역, 그린 영역, 블루 영역, 시안 영역, 마젠타 영역 및 레드 영역을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 얼굴 후보 영역을 검출하는 것은,
    상기 입력 영상 중 상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 얼굴 후보 영역으로 검출하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 피부 컬러 보정을 수행하는 것은,
    상기 검출된 얼굴 영역의 컬러를 미리 설정된 타겟 피부 컬러로 보정하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 얼굴 후보 영역을 검출하는 것은,
    상기 분리된 복수의 영역 중 상기 적어도 하나의 얼굴 컬러 영역에 대응되는 영역을 상기 얼굴 후보 영역으로 검출하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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