KR102160247B1 - Electronic apparatus and Method for controlling the electronic apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
다이내믹 레인지를 확장하기 위한 전자 장치 및 이의 제어 방법이 제공된다. 본 전자 장치의 제어 방법은 입력된 영상 프레임을 분석하여 영상 프레임을 구성하는 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하고, 입력된 영상 프레임의 밝기 정보를 바탕으로 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 산출하며, 입력된 영상 프레임의 밝기 정보 및 전자 장치의 디스플레이 특성 중 적어도 하나를 바탕으로 대표 색상에 대응되는 게인값을 산출하여 다이내믹 레인지를 확장하고, 확장된 다이내믹 레인지를 바탕으로 밝기가 조절된 영상 프레임을 출력한다.An electronic device for extending a dynamic range and a control method thereof are provided. The control method of the electronic device analyzes an input image frame to determine representative colors of a plurality of pixels constituting an image frame, and calculates an input dynamic range for a plurality of representative colors based on the brightness information of the input image frame. The dynamic range is extended by calculating a gain value corresponding to the representative color based on at least one of the brightness information of the input image frame and the display characteristics of the electronic device, and the brightness is adjusted based on the extended dynamic range. Prints.
Description
본 발명은 전자 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 입력된 영상 프레임의 색상 분포와 출력 장치의 색역 표현 범위를 바탕으로 다이내믹 레인지를 확장하는 전자 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic device and a control method thereof, and to an electronic device and a control method thereof for extending a dynamic range based on a color distribution of an input image frame and a gamut expression range of an output device.
선명한 화질을 요구하는 사용자들의 니즈에 따라 근래의 전자 장치는 영상을 출력할 때 다이내믹 레인지를 확장한다. 기존의 전자 장치는 영상의 밝기 정보에 따라 히스토그램의 최대, 최소 범위를 조절하는 방식으로 다이내믹 레인지를 확장한다. 구체적으로, 기존의 전자 장치는 입력된 영상을 분석하고, 분석 결과를 바탕으로 히스토그램을 생성하며, 밝기 정보에 따라 다이내믹 레인지의 확장 범위를 설명하며, 다이내믹 레인지의 확장 범위를 바탕으로 히스토그램을 확장함으로써, 사용자에게 더욱 선명한 화질을 제공하였다.In accordance with the needs of users who require clear image quality, modern electronic devices expand the dynamic range when outputting images. Existing electronic devices extend the dynamic range by adjusting the maximum and minimum ranges of the histogram according to the brightness information of the image. Specifically, conventional electronic devices analyze the input image, generate a histogram based on the analysis result, explain the extended range of the dynamic range according to the brightness information, and expand the histogram based on the extended range of the dynamic range. , It provided clearer picture quality to users.
즉, 종래에는 영상의 밝기 정보에 따라 히스토그램의 최소 및 최대값을 결정하는 방식으로 다이내믹 레인지를 확장하였다. 그러나, 영상 프레임 내에 블랙이나 화이트 성분이 포함된 레터 박스, 텍스트 등이 존재하는 경우, 영상 프레임의 다이내믹 레인지는 최대 다이내믹 레인지인 0~255(8비트의 시스템인 경우)에 가까운 값을 가지게 된다. 이에 따라, 실질적으로 다이내믹 레인지의 확장이 어려워 화질 개선폭이 크지 못하다는 문제점이 발생한다.That is, in the related art, the dynamic range is extended by determining the minimum and maximum values of the histogram according to the brightness information of the image. However, when a letter box or text including black or white components is present in an image frame, the dynamic range of the image frame has a value close to the maximum dynamic range of 0 to 255 (in case of an 8-bit system). Accordingly, it is difficult to substantially expand the dynamic range, resulting in a problem that the improvement in image quality is not large.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 입력된 영상에 대한 정보 및 전자 장치의 색상 표현 범위를 고려하여 색상별로 다이내믹 레인지를 확장함으로써, 사용자에게 더욱 선명한 화질을 제공할 수 있는 전자 장치 및 이의 제어 방법을 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a clearer image quality to the user by expanding the dynamic range for each color in consideration of the input image information and the color expression range of the electronic device. It is to provide a capable electronic device and a control method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제어 방법은, 입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 영상 프레임을 구성하는 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 단계; 상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보를 바탕으로 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 단계; 상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보 및 상기 전자 장치의 디스플레이 특성 중 적어도 하나를 바탕으로 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장하는 단계; 및 상기 확장된 다이내믹 레인지를 바탕으로 밝기가 조절된 영상 프레임을 출력하는 단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for controlling an electronic device includes: analyzing an input image frame and determining representative colors of a plurality of pixels constituting the image frame; Calculating input dynamic ranges for a plurality of representative colors based on brightness information of the input image frame; Expanding a dynamic range for each of the representative colors based on at least one of brightness information of the input image frame and a display characteristic of the electronic device; And outputting an image frame whose brightness is adjusted based on the extended dynamic range.
그리고, 상기 대표 색상을 판단하는 단계는, 상기 복수의 픽셀들에 대한 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 판단하는 단계; 상기 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 바탕으로 상기 복수의 픽셀들이 유채색인지 무채색인지 여부를 판단하는 단계; 상기 복수의 픽셀들 중 유채색이라고 판단된 픽셀들 각각의 대표 색상을 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the determining of the representative color may include determining at least one of a color value and a saturation value for the plurality of pixels; Determining whether the plurality of pixels are chromatic or achromatic based on at least one of the hue value and saturation value; And determining a representative color of each of the pixels determined to be a chromatic color among the plurality of pixels.
또한, 상기 유채색인지 무색색인지 여부를 판단하는 단계는, 상기 색상값이 정의되지 않거나 상기 채도값이 기설정된 값 이하인 픽셀을 무채색이라 판단하고, 상기 채도값이 기설정된 값 초과인 픽셀을 유채색이라 판단할 수 있다.In addition, the step of determining whether the chromatic color is a colorless color is determined that a pixel whose color value is not defined or whose saturation value is less than or equal to a preset value is determined as an achromatic color, and a pixel whose saturation value exceeds a preset value is called a chromatic color I can judge.
그리고, 상기 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 단계는, 상기 입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 입력된 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각에 대한 최대 밝기값 및 최소 밝기값을 판단하는 단계; 상기 대표 색상들에 대한 최소 밝기값들 중 최소값을 상기 영상 프레임의 최소 밝기값으로 판단하는 단계; 상기 영상 프레임 최소 밝기값을 상기 대표 색상들의 최소값으로 결정하고, 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값을 상기 대표 색상들의 최대값으로 결정하여 상기 복수의 대표 색상의 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.The calculating of the input dynamic range may include analyzing the input image frame and determining a maximum brightness value and a minimum brightness value for each of the representative colors included in the input image frame; Determining a minimum value among minimum brightness values for the representative colors as the minimum brightness value of the image frame; The minimum brightness value of the image frame is determined as the minimum value of the representative colors, and the maximum brightness value of each of the representative colors included in the image frame is determined as the maximum value of the representative colors to determine the input dynamic range of the plurality of representative colors. It may include; calculating;
또한, 상기 다이내믹 레인지를 확장하는 단계는, 상기 대표 색상별로 최대로 출력 가능한 밝기값과 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값의 비율을 이용하여 상기 대표 색상별 최대 게인값을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, in the expanding of the dynamic range, the maximum gain value for each representative color is calculated using a ratio of a maximum output brightness value for each representative color and a maximum brightness value for each of the representative colors included in the image frame. It may include;
그리고, 상기 다이내믹 레인지를 확장하는 단계는, 상기 전자 장치가 출력할 수 있는 컬러 특성 및 사용자 선호도를 바탕으로 상기 대표 색상별로 가중치를 판단하는 단계; 상기 산출된 최대 게인값에 가중치를 적용하여 상기 대표 색상별 최종 게인값을 산출하는 단계; 및 상기 대표 색상별 입력 다이내믹 레인지에 상기 최종 게인값을 적용하여 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장하는 단계;를 포함할 수 있다.The expanding of the dynamic range may include determining a weight for each representative color based on a color characteristic and a user preference that can be output by the electronic device; Calculating a final gain value for each representative color by applying a weight to the calculated maximum gain value; And extending the dynamic range for each representative color by applying the final gain value to the input dynamic range for each representative color.
또한, 상기 가중치를 판단하는 단계는, 인접한 대표 색상의 최대 게인값을 고려하여 상기 대표 색상별로 가중치를 판단할 수 있다.In addition, in determining the weight, the weight for each representative color may be determined in consideration of a maximum gain value of an adjacent representative color.
그리고, 상기 다이내믹 레인지를 확장하는 단계는, 상기 대표 색상에 대한 게인값들을 보간하여 상기 대표 색상 사이의 게인값을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The expanding of the dynamic range may further include calculating a gain value between the representative colors by interpolating the gain values for the representative colors.
또한, 상기 입력된 영상 프레임 중 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 영역을 선택하는 단계;를 더 포함하고, 상기 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 단계는, 상기 선택된 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단할 수 있다.In addition, selecting a region for extending the dynamic range among the input image frames; further comprising, determining a representative color of the plurality of pixels, the representative color of a plurality of pixels included in the selected region Can be judged.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자 장치는, 영상 프레임을 입력받는 입력부; 상기 입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 영상 프레임을 구성하는 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 대표 색상 판단부; 상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보를 바탕으로 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 입력 다이내믹 레인지 산출부; 상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보 및 상기 전자 장치의 디스플레이 특성 중 적어도 하나를 바탕으로 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장하는 다이내믹 레인지 확장부; 및 상기 확장된 다이내믹 레인지를 바탕으로 밝기가 조절된 영상 프레임을 출력하는 출력부;를 포함한다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, an electronic device includes: an input unit for receiving an image frame; A representative color determination unit that analyzes the input image frame and determines representative colors of a plurality of pixels constituting the image frame; An input dynamic range calculator configured to calculate an input dynamic range for a plurality of representative colors based on brightness information of the input image frame; A dynamic range expansion unit extending a dynamic range for each of the representative colors based on at least one of brightness information of the input image frame and a display characteristic of the electronic device; And an output unit for outputting an image frame whose brightness is adjusted based on the extended dynamic range.
그리고, 상기 대표 색상 판단부는, 상기 복수의 픽셀들에 대한 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 판단하고, 상기 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 바탕으로 상기 복수의 픽셀들이 유채색인지 무채색인지 여부를 판단하며, 상기 복수의 픽셀들 중 유채색이라고 판단된 픽셀들 각각의 대표 색상을 판단할 수 있다.The representative color determination unit determines at least one of a color value and a saturation value for the plurality of pixels, and determines whether the plurality of pixels are chromatic or achromatic based on at least one of the color value and saturation value. It is determined, and a representative color of each of the pixels determined to be a chromatic color among the plurality of pixels may be determined.
또한, 상기 대표 색상 판단부는, 상기 색상값이 정의되지 않거나 상기 채도값이 기설정된 값 이하인 픽셀을 무채색이라 판단하고, 상기 채도값이 기설정된 값 초과인 픽셀을 유채색이라 판단할 수 있다.In addition, the representative color determination unit may determine that a pixel whose color value is not defined or whose saturation value is less than or equal to a preset value is an achromatic color, and may determine that a pixel whose saturation value exceeds a preset value is a chromatic color.
그리고, 상기 입력 다이내믹 레인지 산출부는, 상기 입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 입력된 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각에 대한 최대 밝기값 및 최소 밝기값을 판단하고, 상기 대표 색상들에 대한 최소 밝기값들 중 최소값을 상기 영상 프레임의 최소 밝기값으로 판단하며, 상기 영상 프레임 최소 밝기값을 상기 대표 색상들의 최소값으로 결정하고, 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값을 상기 대표 색상들의 최대값으로 결정하여 상기 복수의 대표 색상의 입력 다이내믹 레인지를 산출할 수 있다.In addition, the input dynamic range calculator analyzes the input image frame to determine a maximum brightness value and a minimum brightness value for each of the representative colors included in the input image frame, and the minimum brightness value for the representative colors The minimum value among the values is determined as the minimum brightness value of the image frame, the minimum brightness value of the image frame is determined as the minimum value of the representative colors, and the maximum brightness value of each of the representative colors included in the image frame is the representative color. It is possible to calculate the input dynamic ranges of the plurality of representative colors by determining the maximum value of each.
또한, 상기 다이내믹 레인지 확장부는, 상기 대표 색상별로 최대로 출력 가능한 밝기값과 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값의 비율을 이용하여 상기 대표 색상별 최대 게인값을 산출할 수 있다.In addition, the dynamic range extension unit may calculate a maximum gain value for each representative color using a ratio of a maximum output brightness value for each representative color and a maximum brightness value for each of the representative colors included in the image frame. .
그리고, 상기 다이내믹 레인지 확장부는, 상기 전자 장치가 출력할 수 있는 컬러 특성 및 사용자 선호도를 바탕으로 상기 대표 색상별로 가중치를 판단하고, 상기 산출된 최대 게인값에 가중치를 적용하여 상기 대표 색상별 최종 게인값을 산출하며, 상기 입력 다이내믹 레인지에 상기 최종 게인값을 적용하여 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장할 수 있다.In addition, the dynamic range extension unit determines a weight for each representative color based on color characteristics and user preferences that can be output by the electronic device, and applies a weight to the calculated maximum gain value to obtain a final gain for each representative color. A value is calculated and the final gain value is applied to the input dynamic range to extend the dynamic range for each of the representative colors.
또한, 상기 다이내믹 레인지 확장부는, 인접한 대표 색상의 최대 게인값을 고려하여 상기 대표 색상별로 가중치를 판단할 수 있다.In addition, the dynamic range extension unit may determine a weight for each representative color in consideration of a maximum gain value of an adjacent representative color.
그리고, 상기 다이내믹 레인지 확장부는, 상기 대표 색상에 대한 게인값들을 보간하여 상기 대표 색상 사이의 게인값을 산출할 수 있다.In addition, the dynamic range extension unit may calculate a gain value between the representative colors by interpolating gain values for the representative colors.
또한, 상기 입력된 영상 프레임 중 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 영역을 선택하는 영역 선택부;를 더 포함하고, 상기 대표 색상 판단부는, 상기 선택된 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단할 수 있다.In addition, a region selector for selecting a region for extending a dynamic range among the input image frames, the representative color determination unit may determine representative colors of a plurality of pixels included in the selected region. .
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예와 같이, 입력된 영상에 대한 정보 및 전자 장치의 색상 표현 범위를 고려하여 색상별로 다이내믹 레인지를 확장함으로써, 사용자에게 더욱 선명한 화질을 제공할 수 있게 된다. 또한, 색역 경계에서 확장되지 못하고 주변 색상으로 이동하는 현상을 개선하는 효과가 있다.As in the various embodiments of the present invention as described above, by expanding the dynamic range for each color in consideration of the information on the input image and the color expression range of the electronic device, it is possible to provide more vivid image quality to the user. In addition, there is an effect of improving the phenomenon of not expanding at the gamut boundary and moving to the surrounding color.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 대표 색상별 입력 밝기 분포와 출력 밝기 분포를 설명하기 위한 그래프,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 대표 색상별 게인값을 보간하여 게인값을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 3-D 큐브 보간 입력값 및 실제 적용 예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 3D 보간 작업을 설명하기 위한 도면,
도 7는 종래의 다이내믹 레인지 확장 방법에 따른 입력 영상과 출력 영상을 비교하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 레인지 확장 방법에 따른 입력 영상과 출력 영상을 비교하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 대표 색상별 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention;
2A and 2B are graphs for explaining input brightness distribution and output brightness distribution for each representative color according to an embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining a method of calculating a gain value by interpolating a gain value for each representative color according to an embodiment of the present invention;
4 and 5 are diagrams for explaining a 3-D cube interpolation input value and an actual application example according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram for explaining a 3D interpolation operation according to an embodiment of the present invention;
7 is a diagram for comparing an input image and an output image according to a conventional dynamic range extension method;
8 is a diagram for comparing an input image and an output image according to the range extension method of the present invention;
9 is a flowchart illustrating a method for extending a dynamic range for each representative color according to an embodiment of the present invention;
10 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Since these embodiments can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope of the specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the disclosed spirit and technical scope. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter, the detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by terms. The terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the scope of the rights. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "comprise" are intended to designate the existence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being excluded.
실시예에 있어서 ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.In an embodiment, the'module' or'unit' performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of'modules' or a plurality of'units' are integrated into at least one module except for'modules' or'units' that need to be implemented with specific hardware and implemented as at least one processor (not shown). Can be.
이하, 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding constituent elements are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)는 입력부(110), 대표 색상 판단부(120), 다이내믹 레인지 확장부(130), 게인값 산출부(140) 및 출력부(150)를 포함한다. 이때, 전자 장치(100)는 영상 프레임을 출력할 수 있는 디지털 TV, 데스크탑 PC, 노트북 PC, 태블릿 PC, 스마트 폰, 키오스크, 프린팅 장치 등과 같은 다양한 장치로 구현될 수 있다.1 is a block diagram showing a configuration of an
입력부(110)는 영상 프레임을 입력받는다. 이때, 입력된 영상 프레임은 RGB 모델, YCbCr 모델 및 HSV 모델 중 하나로 표현될 수 있다.The
이때, RGB 모델은 가장 기보적인 색상 모델로서, 색(color)을 Red, Green, Blue의 3가지 성분의 조합으로 표현하는 것이다. RGB 모델에서 검은색은 R=G=B=0, 흰색은 R=G=B=255, 빨강색은 R=255, G=B=0, 노란색은 R=G=255, B=0로 표현된다. R=G=B인 경우는 무채색인 Gray 색상이 된다. R, G, B 각각은 0 ~ 255 사이의 값을 가질 수 있기 때문에 RGB 색상 모델을 사용하면 총 256*256*256 = 16,777,216가지의 색을 표현할 수 있다. At this time, the RGB model is the most notable color model, and expresses color as a combination of three components of red, green, and blue. In the RGB model, black is R=G=B=0, white is R=G=B=255, red is R=255, G=B=0, yellow is R=G=255, B=0. do. In the case of R=G=B, gray color is achromatic. Since each of R, G, and B can have values between 0 and 255, a total of 256*256*256 = 16,777,216 colors can be expressed using the RGB color model.
YCbCr 모델은 RGB 색에서 밝기성분(Y)과 색차정보(Cb, Cr)를 분리하여 표현하는 색상 모델이다. YCbCr 모델에서 Y, Cb, Cr은 각각 0 ~ 255 사이의 값을 가지며 Y가 커지면 전체적으로 밝아지고 Y가 작아지면 전체적으로 어두워진다. YCbCr 모델은 MPEG에서 사용되는 색상모델로서, 인간의 눈이 밝기 차에는 민감하지만 색 차에는 상대적으로 둔감하다는 점을 이용해서 Y에는 많은 비트수(해상도)를 할당하고 Cb, Cr에는 낮은 비트수를 할당하는 방식으로 비디오를 압축한다. 따라서 비디오 데이터를 처리할 경우에 YCbCr 모델을 사용하면 별도의 색상변환을 하지 않아도 되는 장점을 갖는다. YCbCr 모델은 YUV 모델로도 불린다.The YCbCr model is a color model that separates and expresses the brightness component (Y) and color difference information (Cb, Cr) from RGB colors. In the YCbCr model, Y, Cb, and Cr each have a value between 0 and 255, and as Y increases, the overall brightens, and as Y decreases, the overall darkens. The YCbCr model is a color model used in MPEG. Taking advantage of the fact that the human eye is sensitive to the difference in brightness but is relatively insensitive to the difference in color, a large number of bits (resolution) is assigned to Y, and a lower number of bits is assigned to Cb and Cr. Compress the video in an allotted way. Therefore, when processing video data, using the YCbCr model has the advantage of not requiring separate color conversion. The YCbCr model is also called the YUV model.
HSV 모델은 Hue(색조), Saturation(채도), Value(명도)의 3가지 성분으로 색을 표현한다. 색조(Hue)는 색이 어떠한 색상 계열인지 여부(예: 붉은색 계열, 푸른색 계열인지, .등)를 나타내고, 채도(Saturation)는 색이 얼마나 선명한(순수한) 색인지를 나타내고, 명도(Value)는 색의 밝기(intensity)를 나타낸다. HSV 모델의 경우, H, S, V 각각은 0 ~ 255 사이의 값으로 표현된다. H 값은 색의 종류를 나타내기 때문에 크기는 의미가 없으며 단순한 인덱스(index)를 나타낸다. S 값은 0이면 무채색(gray 색), 255면 가장 선명한(순수한) 색임을 나타낸다. V 값은 작을수록 어둡고 클수록 밝은 색임을 나타낸다. HSV 색상 모델은 그림과 같이 원뿔(conic) 형태, 원기둥(cylindric) 형태가 있다. The HSV model expresses color in three components: Hue (hue), saturation (saturation), and value (brightness). Hue indicates what color system a color is (e.g. red, blue, ., etc.), Saturation indicates how vivid (pure) the color is, and Value Represents the intensity of the color. In the case of the HSV model, each of H, S, and V is expressed as a value between 0 and 255. Since the H value represents the type of color, the size is meaningless and represents a simple index. If the S value is 0, the color is achromatic (gray), and if it is 255, the color is the brightest (pure). The smaller the value of V, the darker it is, and the larger the value is, the brighter the color. The HSV color model has a conic shape and a cylindrical shape as shown in the figure.
대표 색상 판단부(120)는 입력된 영상 프레임을 분석하여 영상 프레임을 구성하는 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단한다. The representative
구체적으로, 대표 색상 판단부(120)는 입력된 영상 프레임에 포함된 복수의 픽셀들에 대한 색상값(H) 및 채도값(Chroma) 중 적어도 하나를 판단할 수 있다. 이때, 대표 색상 판단부(120)는 전자 장치(100)의 복잡도(Complexity) 허용도에 따라 아래의 수학식 1 내지 수학식 4 중 하나를 선택하여 복수의 픽셀들에 대한 색상값(H) 및 채도값(Chroma) 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.Specifically, the representative
이때, Cb, Cr 값은 BT 601 이나 BT 709에서 정의된 것과 같을 수 있다. 예를 들어,BT 601 수식에 의할 경우, Cb는 -0.1482*R -0.2909*G + 0.4392*B이고, Cr는 0.4392*R -0.3678*G - 0.0714*B 이며, BT 709 수식에 의할 경우, Cb는 -0.1687*R -0.3313*G + 0.5*B이고, Cr는 0.5*R -0.4187*G - 0.0813*B이다.At this time, the Cb and Cr values may be the same as those defined in BT 601 or BT 709. For example, in the case of BT 601 formula, Cb is -0.1482*R -0.2909*G + 0.4392*B, Cr is 0.4392*R -0.3678*G-0.0714*B, and BT 709 formula , Cb is -0.1687*R -0.3313*G + 0.5*B, and Cr is 0.5*R -0.4187*G-0.0813*B.
이때, α는 (2*R-G-B)/2이며, β는 sqrt(3)/2 *(G-B)이다.At this time, α is (2*R-G-B)/2, and β is sqrt(3)/2 *(G-B).
그리고, 대표 색상 판단부(120)는 색상값(H) 및 채도값(Chroma)을 바탕으로 복수의 픽셀들이 유채색(chromatic color)인지 무채색(neutral color)인지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 대표 색상 판단부(120)는 색상값(H)이 정의되지 않거나(즉, R=G=B인 경우), 채도값이 기설정된 값 이하인 픽셀을 무채색이라 판단하고, 채도값이 기설정된 값 이상인 픽셀을 유채색이라고 판단할 수 있다.In addition, the representative
그리고, 대표 색상 판단부(120)는 영상 프레임에 포함된 복수의 픽셀 중 유책색이라고 판단된 픽셀들에 대한 대표 색상을 판단할 수 있다. 구체적으로, 대표 색상 판단부(120)는 산출된 색상값(H)에 따라 아래와 같은 수학식 5에 의해 대표 색상을 분류될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 대표 색상은 적색(Red), 황색(Yellow), 녹색(Green), 청록색(Cyan), 청색(Blue) 및 자홍색(Magenta) 중 하나일 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 대표 색상이 6개일 수 있으나, 일 실시예에 불과할 뿐, 전자 장치(100)의 성능에 따라 대표 색상이 3개 내지 12개로 설정될 수 있다.In addition, the representative
이때, Th는 0 내지 30 사이의 값일 수 있다.At this time, Th may be a value between 0 and 30.
그리고, 대표 색상 판단부(120)는 수학식 6에 도시된 바와 같이 R,G,B값 및 가중치를 이용하여 입력된 영상 프레임에 포함된 복수의 픽셀에 대한 밝기값을 산출하고, 수학식 7과 같이, 무채색 및 대표 색상별로 저장할 수 있다.In addition, the representative
이때, Th는 0 내지 30 사이의 값일 수 있다.At this time, Th may be a value between 0 and 30.
입력 다이내믹 레인지 산출부(130)는 입력된 영상 프레임의 밝기 정보를 바탕으로 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 산출한다.The input dynamic
구체적으로, 입력 다이내믹 레인지 산출부(130)는 입력된 영상 프레임을 분석하여 입력된 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각에 대한 최대 밝기값 및 최소 밝기값을 판단할 수 있다. 이때, 입력 다이내믹 레인지 산출부(130)는 아래의 수학식 8에 의해 대표 색상별 최대 밝기값 및 최소 밝기값을 구할 수 있다.Specifically, the input
그리고, 입력 다이내믹 레인지 산출부(130)는 아래의 수학식 9와 같이, 대표 색상들에 대한 최소 밝기값들 중 최소값을 영상 프레임의 최소 밝기값(Y_f_min)으로 판단할 수 있다.In addition, the input
그리고, 입력 다이내믹 레인지 산출부(130)는 아래의 수학식 10과 같이, 영상 프레임 최소 밝기값을 대표 색상들의 최소값으로 결정하고, 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값을 상기 대표 색상들의 최대값으로 결정하여 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 판단할 수 있다.In addition, the input dynamic
예를 들어, 입력 다이내믹 레인지 산출부(130)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 무채색(neutral color)에 대한 입력 다이내믹 레인지(210-1), 적색(Red)에 대한 입력 다이내믹 레인지(210-2), 황색(Yellow)에 대한 입력 다이내믹 레인지(210-3), 녹색(Green)에 대한 입력 다이내믹 레인지(210-4), 청록색(Cyan)에 대한 입력 다이내믹 레인지(210-5), 청색(Blue)에 대한 입력 다이내믹 레인지(210-6) 및 자홍색(Magenta)에 대한 입력 다이내믹 레인지(210-7)를 산출할 수 있다. For example, as shown in FIG. 2A, the input dynamic
다이내믹 레인지 확장부(140)는 입력된 영상 프레임의 밝기 정보 및 전자 장치의 디스플레이 특성 중 적어도 하나를 바탕으로 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장한다.The dynamic
우선, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 대표 색상별로 최대로 출력 가능한 밝기값과 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값의 비율을 이용하여 대표 색상별 최대 게인값을 산출할 수 있다. First, the dynamic
구체적으로, 각 대표 색상별 풀 다이내믹 레인지(full dynamic range)는 각 대표 색상에 대해 최대로 표현 가능한 밝기값이다. 이때, 픽셀의 최대값을 1로 표현하는 경우, 대표 색상별 풀 다이내믹 레인지는 적색이 (1,0,0), 황색이 (1,1,0), 녹색이 (0,1,0), 청록색이 (0,1,1), 청색이 (0,0,1), 자홍색이 (1,0,1)로 정해지고, 각각 Y_R_Full, Y_Y_Full,Y_G_Full, Y_C_Full, Y_B_Full,Y_M_Full,Y_N_Full로 표현될 수 있다. 그리고, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 입력 다이내믹 레인지에 대해 최대로 표현 가능한 다이내믹 레인지까지 컬러 밸런스를 유지하면서, 확장할 수 있도록 1차 최대 게인값(Gain_max)을 아래의 수학식 11을 통해 산출할 수 있다.Specifically, the full dynamic range for each representative color is a brightness value that can be expressed to the maximum for each representative color. In this case, when the maximum value of the pixel is expressed as 1, the full dynamic range for each representative color is (1,0,0) for red, (1,1,0) for yellow, (0,1,0) for green, Cyan is set to (0,1,1), blue is set to (0,0,1), magenta is set to (1,0,1), respectively. I can. And, the dynamic
이때, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 전자 장치(100)가 출력할 수 있는 컬러 특성 및 사용자 선호도를 바탕으로 대표 색상별로 가중치를 판단할 수 있다. 그리고, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 수학식 12와 같이, 산출된 최대 게인값에 가중치를 적용하여 대표 색상별 최종 게인값을 산출할 수 있다.In this case, the dynamic
이때, 대표 색상별 가중치인 weight_R, weight_Y, weight_G, weight_C, weight_B, weight_M, weight_N 값은 전자 장치(100)가 출력할 수 있는 컬러 특성 및 사용자 선호도에 따라 0 내지 1 사이의 값 중 하나로 설정될 수 있다.At this time, the weight_R, weight_Y, weight_G, weight_C, weight_B, weight_M, and weight_N values, which are weights for each representative color, may be set to one of values between 0 and 1 according to color characteristics that can be output by the
그리고, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 대표 색상별 입력 다이내믹 레인지에 최종 게인값을 적용하여 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장할 수 있다. 구체적으로, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 대표 색상별 입력 다이내믹 레인지에 대표 색상별 최종 게인값을 곱하여 도 2b에 도시된 바와 같이, 무채색(neutral color)에 대한 출력 다이내믹 레인지(220-1), 적색(Red)에 대한 출력 다이내믹 레인지(220-2), 황색(Yellow)에 대한 출력 다이내믹 레인지(220-3), 녹색(Green)에 대한 출력 다이내믹 레인지(220-4), 청록색(Cyan)에 대한 출력 다이내믹 레인지(220-5), 청색(Blue)에 대한 출력 다이내믹 레인지(220-6) 및 자홍색(Magenta)에 대한 출력 다이내믹 레인지(220-7)를 산출할 수 있다. In addition, the dynamic
한편, 특정 대표 색상의 최종 게인값이 다른 대표 색상의 최종 게인값과 차이가 많은 경우, 특정 색역만 크게 확장되어 부자연스러운 결과가 발생할 수 있다. 따라서, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 인접한 대표 색상의 최종 게인값을 참조하여 수학식 13에 나타난 바와 같이, 대표 색상별 게인값을 제한적으로 조정할 수 있다.On the other hand, when the final gain value of a specific representative color is much different from the final gain value of other representative colors, only a specific color gamut may be greatly expanded, resulting in unnatural results. Accordingly, the dynamic
또한, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 대표 색상에 대한 게인값들을 보간하여 대표 색상 사이의 게인값을 산출할 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 대표 색상에 대한 게인이 산출되었을 때, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 대표 색상 사이의 게인값(HGx)을 아래의 수학식 14와 같이 보간하여 산출할 수 있다.Also, the dynamic
이때, HGx는 Hue = 0에 대한 Gain_R이다.At this time, HGx is Gain_R for Hue = 0.
추가로 밝아진 밝기에 대한 색역 확장 게인값은 Weight_gamut 으로 주어지고, Weight_gamut는 [1.0 ~ Hue_gain]을 가질 수 있다.The gamut expansion gain value for the additionally brightened brightness is given by Weight_gamut, and Weight_gamut can have [1.0 ~ Hue_gain].
그리고, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 각 대표 색상에 대한 다이내믹 레인지 확장 게인이 주어졌을 때, 다이내믹 레인지를 확장하는 방법은 전자 장치(100)의 복잡도 및 색상 모델 중 적어도 하나를 고려하여 아래의 수학식 15 내지 수학식 17 중 하나로 결정될 수 있다.In addition, when the dynamic range expansion gain for each representative color is given, the dynamic
다이내믹 레인지 확장부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 3D 보간(interpolation)을 수행한다. 구체적으로, 다이내믹 레인지 확장부(140)는 대표 색상의 좌표들에 대해 사면체 보간 방법(Tetrahedral Interpolation)을 이용하여 타겟점들을 매핑하여 사이값들을 보간하게 된다. 도 4는 3D 보간을 수행한 경우, 입력값 및 출력값을 나타낸 도면이고, 도 5는 대표 색상별로 게인값이 정해진 경우, 실제 입력값 및 실제 출력값을 나타내는 도면이다.The dynamic
출력부(150)는 확장된 다이내믹 레인지를 바탕으로 밝기가 조절된 영상 프레임을 출력한다. 이때, 출력부(150)는 디스플레이 처리 동작을 수행하여 밝기가 조절된 영상 프레임을 디스플레이할 수 있고, 인쇄 처리 동작을 수행하여 밝기가 조절된 영상 프레임을 인쇄할 수도 있다.The
상술한 바와 같이 입력된 영상에 대한 정보 및 전자 장치(100)의 색상 표현 범위를 고려하여 색상별로 다이내믹 레인지를 확장함으로써, 사용자에게 더욱 선명한 화질을 제공할 수 있게 된다. 또한, 색역 경계에서 확장되지 못하고 주변 색상으로 이동하는 현상을 개선하는 효과가 있다.As described above, by expanding the dynamic range for each color in consideration of the information on the input image and the color expression range of the
도 7 및 도 8은 종래 및 본 발명의 다이내믹 레인지 확장 방법에 의해 영상 프레임을 처리한 결과를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 입력된 영상 프레임 내에 블랙이나 화이트 성분이 많이 포함된 경우, 실질적인 다이내믹 확장이 어려워 출력 영상 프레임의 화질 개선폭이 크지 못하다는 단점이 존재한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예와 같이 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장함으로써, 입력된 영상 프레임 내에 블랙이나 화이트 성분이 많이 포함되더라도 도 8에 도시된 바와 같이, 출력 영상 프레임의 화질 개선폭이 종래에 비해 향상됨을 확인할 수 있다.
7 and 8 are diagrams showing a result of processing an image frame according to the conventional and dynamic range extension method of the present invention. As shown in FIG. 7, when a large number of black or white components are included in an input image frame, there is a disadvantage in that the improvement in quality of the output image frame is not large because it is difficult to substantially expand dynamics. However, by expanding the dynamic range for each representative color as in the exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, even if a large number of black or white components are included in the input image frame, the quality improvement of the output image frame is higher than that of the prior art. It can be seen that it is improved.
이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 전자 장치의 제어 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling an electronic device for extending a dynamic range according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.
우선, 전자 장치(100)는 입력된 영상 프레임을 분석하여 영상 프레임을 구성하는 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단할 수 있다(S910). 구체적으로, 전자 장치(100)는 복수의 픽셀들에 대한 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 판단하고, 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 바탕으로 복수의 픽셀들이 유채색인지 무채색인지 여부를 판단하며, 복수의 픽셀들 중 유채색이라고 판단된 픽셀들에 대해 각각의 대표 색상을 판단할 수 있다.First, the
그리고, 전자 장치(100)는 입력된 영상 프레임의 밝기 정보를 바탕으로 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 산출한다(S920). 구체적으로, 전자 장치(100)는 입력된 영상 프레임을 분석하여 입력된 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각에 대한 최대 밝기값 및 최소 밝기값을 판단하고, 대표 색상들에 대한 최소 밝기값들 중 최소값을 영상 프레임의 최소 밝기값으로 판단하며, 영상 프레임 최소 밝기값을 대표 색상들의 최소값으로 결정하고, 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값을 대표 색상들의 최대값으로 결정하여 복수의 대표 색상의 입력 다이내믹 레인지를 산출할 수 있다.Further, the
그리고, 전자 장치(100)는 입력된 영상 프레임의 밝기 정보 및 전자 장치의 디스플레이 특성 중 적어도 하나를 바탕으로 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장할 수 있다(S930). 구체적으로, 전자 장치(100)는 대표 색상별로 최대로 출력 가능한 밝기값과 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값의 비율을 이용하여 대표 색상별 최대 게인값을 산출할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)가 출력할 수 있는 컬러 특성 및 사용자 선호도를 바탕으로 대표 색상별로 가중치를 판단하고, 산출된 최대 게인값에 가중치를 적용하여 대표 색상별 최종 게인값을 산출하며, 입력 다이내믹 레인지에 최종 게인값을 적용하여 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장할 수 있다.Further, the
그리고, 전자 장치(100)는 확장된 다이내믹 레인지를 바탕으로 밝기가 조절된 영상 프레임을 출력한다(S940).Then, the
상술한 바와 같이, 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장함으로써, 전자 장치(100)는 사용자에게 더욱 선명한 화질을 제공할 수 있게 된다
As described above, by expanding the dynamic range for each representative color, the
한편, 상술한 실시예에서는 입력된 영상 프레임에 포함된 전체 픽셀에 대해 다이내믹 레인지를 확장하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 영상 프레임 중 일부 영역에 대한 픽셀의 다이내믹 레인지를 확장할 수 있다. 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)는 영역 선택부(160)를 더 포함하여, 입력된 영상 프레임 중 다이내믹 레인지를 확장하고자 하는 영역을 선택할 수 있다. 이때, 영역 선택부(160)는 텍스트 영역이나 블랭크 영역을 제외한 나머지 영역을 선택할 수 있다.
Meanwhile, in the above-described embodiment, it has been described that the dynamic range is extended for all pixels included in the input image frame, but this is only an embodiment, and the dynamic range of the pixels for some areas of the image frame can be extended. have. Specifically, as illustrated in FIG. 10, the
본 실시예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다. The device according to the present embodiments includes a processor, a memory for storing and executing program data, a permanent storage such as a disk drive, a communication port for communicating with an external device, a touch panel, a key, a button, etc. It may include a user interface device and the like. Methods implemented as software modules or algorithms may be stored on a computer-readable recording medium as computer-readable codes or program instructions executable on the processor. Here, as a computer-readable recording medium, a magnetic storage medium (e.g., read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), floppy disk, hard disk, etc.) and optical reading medium (e.g., CD-ROM ) And DVD (Digital Versatile Disc). The computer-readable recording medium is distributed over network-connected computer systems, so that computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. The medium is readable by a computer, stored in memory, and executed on a processor.
본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.This embodiment may be represented by functional block configurations and various processing steps. These functional blocks may be implemented with various numbers of hardware or/and software configurations that perform specific functions. For example, the embodiment is an integrated circuit configuration such as memory, processing, logic, a look-up table, etc., capable of executing various functions by controlling one or more microprocessors or other control devices Can be hired. Similar to how components can be implemented with software programming or software elements, this embodiment includes various algorithms implemented with a combination of data structures, processes, routines or other programming components, including C, C++, Java ( Java), an assembler, or the like may be implemented in a programming or scripting language. Functional aspects can be implemented with an algorithm running on one or more processors. In addition, the present embodiment may employ a conventional technique for electronic environment setting, signal processing, and/or data processing. Terms such as “mechanism”, “element”, “means”, and “configuration” can be used broadly, and are not limited to mechanical and physical configurations. Can include the meaning of ).
본 실시 예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. The specific implementations described in the present embodiment are examples, and do not limit the technical scope in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings exemplarily represent functional connections and/or physical or circuit connections, and in an actual device, various functional connections that can be replaced or additionally Connections, or circuit connections, may be represented.
본 명세서(특히 특허청구범위)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In the present specification (especially the claims), the use of the term "above" and a reference term similar thereto may correspond to both the singular and the plural. In addition, when a range is described, it includes individual values belonging to the above range (unless otherwise stated), it is the same as describing each individual value constituting the range in the detailed description. Finally, if there is no explicit order or contrary to the steps constituting the method, the steps may be performed in an appropriate order. It is not necessarily limited to the order of description of the steps. The use of all examples or illustrative terms (for example, etc.) is merely for describing the technical idea in detail, and the scope is not limited due to the examples or illustrative terms unless limited by the claims. In addition, those skilled in the art can recognize that various modifications, combinations, and changes may be configured according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.
110: 입력부 120: 대표 색상 판단부
130: 다이내믹 레인지 확장부 140: 게인값 산출부
150: 출력부 160: 선택부110: input unit 120: representative color determination unit
130: dynamic range expansion unit 140: gain value calculation unit
150: output unit 160: selection unit
Claims (18)
입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 영상 프레임을 구성하는 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 단계;
상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보를 바탕으로 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 단계;
상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보 및 상기 전자 장치의 디스플레이 특성 을 바탕으로 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장하는 단계; 및
상기 확장된 다이내믹 레인지를 바탕으로 밝기가 조절된 영상 프레임을 출력하는 단계;를 포함하는 제어 방법.In the control method of an electronic device,
Analyzing an input image frame to determine representative colors of a plurality of pixels constituting the image frame;
Calculating input dynamic ranges for a plurality of representative colors based on brightness information of the input image frame;
Expanding a dynamic range for each representative color based on brightness information of the input image frame and a display characteristic of the electronic device; And
And outputting an image frame whose brightness is adjusted based on the extended dynamic range.
상기 대표 색상을 판단하는 단계는,
상기 복수의 픽셀들에 대한 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 판단하는 단계;
상기 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 바탕으로 상기 복수의 픽셀들이 유채색인지 무채색인지 여부를 판단하는 단계;
상기 복수의 픽셀들 중 유채색이라고 판단된 픽셀들 각각의 대표 색상을 판단하는 단계;를 포함하는 제어 방법.The method of claim 1,
The step of determining the representative color,
Determining at least one of a hue value and a saturation value for the plurality of pixels;
Determining whether the plurality of pixels are chromatic or achromatic based on at least one of the hue value and saturation value;
And determining a representative color of each of the pixels determined to be a chromatic color among the plurality of pixels.
상기 유채색인지 무색색인지 여부를 판단하는 단계는,
상기 색상값이 정의되지 않거나 상기 채도값이 기설정된 값 이하인 픽셀을 무채색이라 판단하고, 상기 채도값이 기설정된 값 초과인 픽셀을 유채색이라 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.The method of claim 2,
The step of determining whether the chromatic color or colorless color is,
And determining a pixel whose color value is not defined or whose saturation value is less than or equal to a preset value as an achromatic color, and determining a pixel whose saturation value exceeds a preset value as a chromatic color.
상기 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 단계는,
상기 입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 입력된 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각에 대한 최대 밝기값 및 최소 밝기값을 판단하는 단계;
상기 대표 색상들에 대한 최소 밝기값들 중 최소값을 상기 영상 프레임의 최소 밝기값으로 판단하는 단계;
상기 영상 프레임 최소 밝기값을 상기 대표 색상들의 최소값으로 결정하고, 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값을 상기 대표 색상들의 최대값으로 결정하여 상기 복수의 대표 색상의 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 단계;를 포함하는 제어 방법.The method of claim 1,
The step of calculating the input dynamic range,
Analyzing the input image frame and determining a maximum brightness value and a minimum brightness value for each of the representative colors included in the input image frame;
Determining a minimum value among minimum brightness values for the representative colors as the minimum brightness value of the image frame;
The minimum brightness value of the image frame is determined as the minimum value of the representative colors, and the maximum brightness value of each of the representative colors included in the image frame is determined as the maximum value of the representative colors to determine the input dynamic range of the plurality of representative colors. Control method comprising; calculating.
상기 다이내믹 레인지를 확장하는 단계는,
상기 대표 색상별로 최대로 출력 가능한 밝기값과 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값의 비율을 이용하여 상기 대표 색상별 최대 게인값을 산출하는 단계;를 포함하는 제어 방법.The method of claim 1,
The step of expanding the dynamic range,
And calculating a maximum gain value for each of the representative colors using a ratio of the maximum outputable brightness value for each of the representative colors and a maximum brightness value of each of the representative colors included in the image frame.
상기 다이내믹 레인지를 확장하는 단계는,
상기 전자 장치가 출력할 수 있는 컬러 특성 및 사용자 선호도를 바탕으로 상기 대표 색상별로 가중치를 판단하는 단계;
상기 산출된 최대 게인값에 가중치를 적용하여 상기 대표 색상별 최종 게인값을 산출하는 단계; 및
상기 대표 색상별 입력 다이내믹 레인지에 상기 최종 게인값을 적용하여 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장하는 단계;를 포함하는 제어 방법.The method of claim 5,
The step of expanding the dynamic range,
Determining a weight for each representative color based on a color characteristic and a user preference that can be output by the electronic device;
Calculating a final gain value for each representative color by applying a weight to the calculated maximum gain value; And
And extending the dynamic range for each representative color by applying the final gain value to the input dynamic range for each representative color.
상기 가중치를 판단하는 단계는,
인접한 대표 색상의 최대 게인값을 고려하여 상기 대표 색상별로 가중치를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.The method of claim 6,
The step of determining the weight,
And determining a weight for each of the representative colors in consideration of a maximum gain value of an adjacent representative color.
상기 다이내믹 레인지를 확장하는 단계는,
상기 대표 색상에 대한 게인값들을 보간하여 상기 대표 색상 사이의 게인값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 제어 방법.The method of claim 1,
The step of expanding the dynamic range,
Computing a gain value between the representative colors by interpolating the gain values for the representative color; the control method further comprising.
상기 입력된 영상 프레임 중 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 영역을 선택하는 단계;를 더 포함하고,
상기 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 단계는,
상기 선택된 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.The method of claim 1,
Selecting a region for extending a dynamic range among the input image frames; further comprising,
Determining the representative color of the plurality of pixels,
And determining representative colors of a plurality of pixels included in the selected area.
영상 프레임을 입력받는 입력부;
상기 입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 영상 프레임을 구성하는 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 대표 색상 판단부;
상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보를 바탕으로 복수의 대표 색상에 대한 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 입력 다이내믹 레인지 산출부;
상기 입력된 영상 프레임의 밝기 정보 및 상기 전자 장치의 디스플레이 특성 을 바탕으로 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장하는 다이내믹 레인지 확장부; 및
상기 확장된 다이내믹 레인지를 바탕으로 밝기가 조절된 영상 프레임을 출력하는 출력부;를 포함하는 전자 장치.In the electronic device,
An input unit for receiving an image frame;
A representative color determination unit that analyzes the input image frame and determines representative colors of a plurality of pixels constituting the image frame;
An input dynamic range calculator configured to calculate an input dynamic range for a plurality of representative colors based on brightness information of the input image frame;
A dynamic range extension unit that expands a dynamic range for each of the representative colors based on brightness information of the input image frame and display characteristics of the electronic device; And
And an output unit for outputting an image frame whose brightness is adjusted based on the extended dynamic range.
상기 대표 색상 판단부는,
상기 복수의 픽셀들에 대한 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 판단하고, 상기 색상값 및 채도값 중 적어도 하나를 바탕으로 상기 복수의 픽셀들이 유채색인지 무채색인지 여부를 판단하며, 상기 복수의 픽셀들 중 유채색이라고 판단된 픽셀들 각각의 대표 색상을 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 10,
The representative color determination unit,
Determine at least one of a color value and a saturation value for the plurality of pixels, determine whether the plurality of pixels are chromatic or achromatic based on at least one of the color value and saturation value, and the plurality of pixels An electronic device comprising determining a representative color of each of the pixels determined to be a chromatic color.
상기 대표 색상 판단부는,
상기 색상값이 정의되지 않거나 상기 채도값이 기설정된 값 이하인 픽셀을 무채색이라 판단하고, 상기 채도값이 기설정된 값 초과인 픽셀을 유채색이라 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 11,
The representative color determination unit,
And determining a pixel whose color value is not defined or whose saturation value is less than or equal to a preset value as achromatic color, and determines a pixel whose saturation value exceeds a preset value as a chromatic color.
상기 입력 다이내믹 레인지 산출부는,
상기 입력된 영상 프레임을 분석하여 상기 입력된 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각에 대한 최대 밝기값 및 최소 밝기값을 판단하고, 상기 대표 색상들에 대한 최소 밝기값들 중 최소값을 상기 영상 프레임의 최소 밝기값으로 판단하며, 상기 영상 프레임 최소 밝기값을 상기 대표 색상들의 최소값으로 결정하고, 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값을 상기 대표 색상들의 최대값으로 결정하여 상기 복수의 대표 색상의 입력 다이내믹 레인지를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 10,
The input dynamic range calculation unit,
The input image frame is analyzed to determine a maximum brightness value and a minimum brightness value for each of the representative colors included in the input image frame, and a minimum value among the minimum brightness values for the representative colors is determined for the image frame. It is determined as a minimum brightness value, the minimum brightness value of the image frame is determined as the minimum value of the representative colors, the maximum brightness value of each of the representative colors included in the image frame is determined as the maximum value of the representative colors, and the plurality of An electronic device, characterized in that calculating an input dynamic range of a representative color.
상기 다이내믹 레인지 확장부는,
상기 대표 색상별로 최대로 출력 가능한 밝기값과 상기 영상 프레임에 포함된 대표 색상들 각각의 최대 밝기값의 비율을 이용하여 상기 대표 색상별 최대 게인값을 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 10,
The dynamic range extension unit,
And calculating a maximum gain value for each of the representative colors by using a ratio of a maximum outputable brightness value for each of the representative colors and a maximum brightness value of each of the representative colors included in the image frame.
상기 다이내믹 레인지 확장부는,
상기 전자 장치가 출력할 수 있는 컬러 특성 및 사용자 선호도를 바탕으로 상기 대표 색상별로 가중치를 판단하고, 상기 산출된 최대 게인값에 가중치를 적용하여 상기 대표 색상별 최종 게인값을 산출하며, 상기 입력 다이내믹 레인지에 상기 최종 게인값을 적용하여 상기 대표 색상별로 다이내믹 레인지를 확장하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 14,
The dynamic range extension unit,
Based on the color characteristics and user preferences that can be output by the electronic device, a weight is determined for each representative color, a weight is applied to the calculated maximum gain value to calculate a final gain value for each representative color, and the input dynamics An electronic device comprising: applying the final gain value to a range to extend a dynamic range for each of the representative colors.
상기 다이내믹 레인지 확장부는,
인접한 대표 색상의 최대 게인값을 고려하여 상기 대표 색상별로 가중치를 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 15,
The dynamic range extension unit,
And determining a weight for each of the representative colors in consideration of a maximum gain value of an adjacent representative color.
상기 다이내믹 레인지 확장부는,
상기 대표 색상에 대한 게인값들을 보간하여 상기 대표 색상 사이의 게인값을 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 10,
The dynamic range extension unit,
And calculating a gain value between the representative colors by interpolating the gain values for the representative colors.
상기 입력된 영상 프레임 중 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 영역을 선택하는 영역 선택부;를 더 포함하고,
상기 대표 색상 판단부는,
상기 선택된 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 대표 색상을 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
The method of claim 10,
Further comprising; a region selection unit for selecting a region for extending the dynamic range of the input image frame;
The representative color determination unit,
And determining representative colors of a plurality of pixels included in the selected area.
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