KR102170686B1 - 화이트 밸런스 보정 장치 및 방법 - Google Patents

화이트 밸런스 보정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화이트 밸런스 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
화이트 밸런스 보정 장치는, 입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하고, 화이트 영역에 포함되는 블록에 대하여 기준 색온도 라인을 이용하여 색온도를 판별하며, 블록의 색온도에 따라 서로 다른 가중치를 적용한 R 및 B의 게인을 산출하는 화이트 밸런스 보정부;를 포함 한다.

Description

화이트 밸런스 보정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INTERPOLATING WHITE BALANCE}
본 발명은 화이트 밸런스 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
화이트 밸런스 보정은 입력된 영상 데이터에서 광원에 의한 물체색의 변화가 가장 큰 화이트를 검출하여 검출한 화이트의 RGB 구성비로서 색온도를 판단한 후, 검출한 화이트를 기준으로 색온도에 따른 R과 B를 보정함으로써 전체 색감을 시프트(shift)시켜 색 밸런스를 맞추는 색 보정 기능을 말한다.
일반적인 화이트 밸런스 보정 알고리즘은 복합광 조건을 고려하지 않는 단색광 위주로 동작하도록 설계된다. 도 1은 종래기술에 따른 복합광 하에서 화이트 밸런스 보정 결과를 보이는 도면이다. 도 1을 참조하면 한 영상에서 좌측은 고색 광원을, 우측은 저색 광원을 포함하는 복합광 조건일 때, 화이트 밸런스 보정은 저색 광원 위주로 동작하기 때문에, B 이득이 높게 계산되어 고색 광원이 비추는 왼쪽 부분에 파란색이 강하게 보이는 현상이 나타난다.
이로부터 복합광 조건하에서 화이트 밸런스 보정을 하는 경우, 특정 광원으로 치우치거나 화이트 밸런스 보정을 하지 않아 색 왜곡이 발생하여 영상의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
국내 공개특허공보 제2009-0029545호
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적인 과제는 영상을 복수개의 블록으로 분할하여 블록 별로 색온도를 분류하고, 광원 별로 우선순위에 따라 색온도별 가중치를 다르게 적용하는 화이트 밸런스 보정을 수행하여, 광원에 따른 색의 왜곡을 최소화하고 영상의 품질을 향상시키는 화이트 밸런스 보정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 화이트 밸런스 보정 장치는 입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하고, 화이트 영역에 포함되는 상기 블록에 대하여 기준 색온도 라인을 이용하여 색온도를 판별하며, 상기 블록의 색온도에 따라 서로 다른 가중치를 적용한 R 및 B의 게인을 산출하는 화이트 밸런스 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 화이트 영역 및 상기 기준 색온도 라인을 제공하고, 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하여 제공하는 사전 처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 사전 처리부는, 색온도에 따라 서로 다른 화이트 데이터를 측정하여 상기 화이트 영역을 추출하는 추출부; 상기 색온도 판별을 위해, 화이트가 상기 색온도에 따라 어떻게 분포하는지 나타내는 상기 기준 색온도 라인을 제공하는 제공부; 및 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하는 설정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 화이트 밸런스 보정을 위한 광원 우선순위 모드를 선택하는 모드 선택부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 화이트 밸런스 보정부는, 입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 분할부; 상기 블록의 색정보가 상기 화이트 영역에 포함되지 여부를 판별하는 영역 판단부; 상기 기준 색온도 라인을 이용하여 상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 색정보에 대한 색온도를 판단하는 색온도 판단부; 상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 RGB 평균값을 기준으로 R 이득 및 G 이득을 산출하는 이득 산출부; 및 상기 광원 우선순위 모드에 해당하는 가중치 테이블을 로드하고, 상기 색온도 판단부에서 판단한 색온도에 따른 상기 가중치를 상기 가중치 테이블로부터 추출하여 상기 R 이득 및 G 이득에 적용하는 가중치 적용부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 블록의 RGB 평균값을 YCbCr 색공간으로 변경하고, 상기 Cb 및 Cr값을 Y값으로 노말라이즈한 Db 및 Dr값을 산출하여 상기 색정보로 제공하는 데이터 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 영역 판단부는, 상기 화이트 영역에 포함되지 않는 상기 색정보를 갖는 블록을 상기 화이트 밸런스 보정으로부터 제외하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 블록 전체에 대하여 상기 가중치가 적용된 상기 R 이득 및 G 이득들의 평균값을 산출하고, 전체 R 이득 및 B 이득으로 설정하는 평균값 산출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 색온도 판단부는, 상기 블록의 색정보가 상기 기준 색온도 라인 주변에 위치하는 경우, 상기 블록의 색정보로부터 상기 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한 지점을 상기 블록의 색온도로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 화이트 밸런스 보정 방법은 입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 블록 분할단계; 상기 블록의 색정보가 화이트 영역에 포함되지 여부를 판별하는 영역 판단단계; 기준 색온도 라인을 이용하여 상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 색정보에 대한 색온도를 판단하는 색온도 판단단계; 상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 RGB 평균값을 기준으로 R 이득 및 G 이득을 산출하는 이득 산출단계; 및 상기 광원 우선순위 모드에 해당하는 가중치 테이블을 로드하고, 상기 색온도 판단부에서 판단한 색온도에 따른 상기 가중치를 상기 가중치 테이블로부터 추출하여 상기 R 이득 및 G 이득에 적용하는 가중치 적용단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 화이트 영역을 제공하고, 상기 기준 색온도 라인을 제공하고 및 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하여 제공하는 사전 처리단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 사전 처리단계는, 색온도에 따라 서로 다른 화이트 데이터를 측정하여 상기 화이트 영역을 추출하는 단계; 상기 색온도 판별을 위해, 화이트가 상기 색온도에 따라 어떻게 분포하는지 나타내는 상기 기준 색온도 라인을 제공하는 단계; 및 광원 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 화이트 밸런스 보정을 위한 상기 광원 우선순위 모드를 선택하는 모드 선택단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 블록의 RGB 평균값을 YCbCr 색공간으로 변경하고, 상기 Cb 및 Cr값을 Y값으로 노말라이즈한 Db 및 Dr값을 생성하여 상기 색정보로 제공하는 데이터 변환단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 영역 판단단계는,상기 화이트 영역에 포함되지 않는 상기 색정보를 갖는 블록을 상기 화이트 밸런스 보정으로부터 제외하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 블록 전체에 대하여 상기 가중치가 적용된 상기 R 이득 및 G 이득들의 평균값을 산출하고, 전체 R 이득 및 B 이득으로 설정하는 평균값 산출단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 색온도 판단단계는, 상기 블록의 색정보가 상기 기준 색온도 라인 주변에 위치하는 경우, 상기 블록의 색정보로부터 상기 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한 지점을 상기 블록의 색온도로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 영상을 복수개의 블록으로 분할하여 블록 별로 색온도를 분류하고, 광원 별로 우선순위에 따라 색온도별 가중치를 다르게 적용하는 화이트 밸런스 보정을 수행하여, 광원에 따른 색의 왜곡을 최소화하고 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 복합광 하에서 화이트 밸런스 보정 결과를 보이는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 밸런스 보정 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사전 처리된 화이트 영역 및 기준 색온도 라인을 보이는 도면이다.
도 4는 본 발명의 사전 처리된 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따른 가중치 테이블을 보이는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 영역 판단 및 색온도 판단을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사전 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 밸런스 보정 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 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. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 밸런스 보정 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2를 참조하면, 화이트 밸런스 보정 장치는, 사전 처리부(100), 이미지 센서(200), 화이트 밸런스 보정부(300), 출력부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
사전 처리부(100)는 화이트 영역 및 기준 색온도 라인을 제공하고, 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 가중치를 가중치 테이블로 설정하여 제공한다. 이러한 사전 처리부(100)는 화이트 영역 추출부(110), 색온도 기준라인 제공부(120) 및 가중치 설정부(130)를 포함한다.
화이트 영역 검출부(110)는 색온도별 서로 다른 화이트 데이터를 측정하여 화이트 영역을 추출한다. 도 3a에는 화이트 영역이 도시되어 있다. 도 3a를 참조하면, 화이트 영역에 포함되는 색정보(Dr, Db) 만이 화이트 밸런스 보정에 이용되고, 화이트 영역에 포함되지 않는 색정보는 화이트 밸런스 보정에서 제외된다.
색온도 기준라인 제공부(120)는 화이트가 색온도에 따라 어떻게 분포하는지 나타내는 기준 색온도 라인을 제공한다. 도 3b에는 기준 색온도 라인이 도시되어 있다. 도 3b를 참조하면, 기준 색온도 라인을 이용하여 색정보(Dr, Db)의 색온도를 판별할 수 있다.
가중치 설정부(130)는 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 가중치를 가중치 테이블로 설정한다. 도 4에는 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따른 가중치 테이블이 도시되어 있다. 도 4는 고색온도 우선순위 모드 시의 색온도에 따른 가중치 테이블을 보이고 있으며, 고색온도 영역의 가중치가 높게 설정되어 있음을 알 수 있다. 도 4b는 저색온도 우선순위 모드 시의 색온도에 따른 가중치 테이블을 보이고 있으며, 고색온도 영역의 가중치가 높게 설정되어 있음을 알 수 있다. 여기서, 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따른 가중치 테이블이, 고색온도 우선순위 모드 및 저색온도 우선순위 모드로 한정되어 있으나, 이에 국한되지 않고 다른 광원 우선순위 모드 예를 들어, 수은등 우선순위 모드 또는 나트륨등 우선순위 모드 등에 대해서도 가중치 테이블을 설정할 수 있다. 또한 가중치들은 장치 사양에 따라 변경이 가능하다.
사전 처리부(100)에서 설정한 화이트 영역, 기준 색온도 라인 및 가중치 테이블은 제어부(500)의 제어 하에, 화이트 밸런스 보정 시에 화이트 밸런스 보정부(300)로 로드되어 이용될 수 있다.
이미지 센서(200)는 렌즈(미도시)를 통해 촬영된 영상을 전기적인 소자로 광전변환하는 촬상소자 이다. 이미지 센서(200)는 1프레임 기간 즉 1/30초 마다 축적한 신호를 출력한다. 이미지 센서(200)는 CCD(charge coupled device) 또는 CIS(complementary metal oxide semiconductor image sensor) 등을 사용할 수 있으며, 제어부(500)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다.
화이트 밸런스 보정 전에, 화이트 밸런스 보정에 이용할 광원 우선모드를 선택한다. 제어부(500)는 사용자에게 광원 우선모드 선택을 위한 메뉴를 제공하는데, 예를 들어, 고색온도 우선순위 모드, 저색온도 우선순위 모드, 수은등 우선순위 모드 또는 나트륨등 우선순위 모드 중 어느 하나를 사용할 수 있도록 하는 메뉴를 제공한다. 어느 한 광원 우선모드가 선택되면, 제어부(500)는 사전 처리부(100)로부터 화이트 영역, 기준 색온도 라인 및 선택된 광원 우선모드에 따른 가중치 테이블을 화이트 밸런스 보정부(300)로 로딩한다.
화이트 밸런스 보정부(300)는 사전 처리부(100)로부터 로딩된 화이트 영역, 기준 색온도 라인 및 선택된 광원 우선모드에 따른 가중치 테이블을 이용하여, 이미지 센서(200)로부터 입력되는 입력 영상에 대해 화이트 밸런스 보정을 수행한다. 화이트 밸런스 보정부(300)는 입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하고, 화이트 영역에 포함되는 블록에 대하여 기준 색온도 라인을 이용하여 색온도를 판별하며, 블록의 색온도에 따라 서로 다른 가중치를 적용한 R 및 B의 게인을 산출한다.
이러한 화이트 밸런스 보정부(300)는 블록 분할부(310), 데이터 변환부(320), 영역 판단부(330), 색온도 판단부(340), 이득 산출부(350), 가중치 적용부(360), 평균이득 산출부(370) 및 이득 적용부(380)를 포함한다.
블록 분할부(310)는 입력 영상을 복수개의 블록(M×N 블록)으로 분할한다. 도 5는 블록 분할의 예를 보이는 도면으로, 입력 영상을 16×16개의 블록으로 분할한 예를 보이고 있다. 예를 들어 1024×768의 해상도를 갖는 입력 영상에 대하여, 블록 분할부(310)는 한 블록이 64×48의 픽셀을 포함하는 256개의 블록으로 분할 할 수 있다. 여기서 블록 분할 개수는 설정에 의해 변경이 가능하다.
데이터 변환부(320)는 각 블록의 RGB 평균값을 산출한 뒤, YCbCr 색공간으로 변경하고, 상기 Cb 및 Cr값을 Y값으로 노말라이즈한 색정보 즉, Db 및 Dr값을 산출한다. 다음 수학식 1을 통하여 RGB를 YCbCr 색공간으로 변경하고 Db 및 Dr값을 산출할 수 있다.
Figure 112014026089723-pat00001
Figure 112014026089723-pat00002
Figure 112014026089723-pat00003
Figure 112014026089723-pat00004
Figure 112014026089723-pat00005
영역 판단부(330)는 데이터 변환부(320)에서 변환된 각 블록의 색정보(Dr, Db)가 화이트 영역 내에 존재하는지 판단한다. 도 6a를 참조하면, 화이트 영역 내에 포함되는 블록의 색정보(Dr,Db)에 대해서는 화이트 밸런스 보정을 수행하고, 화이트 영역 내에 포함되지 않는 블록의 색정보(Dr, Db)에 대해서는 화이트 밸런스 보정에서 제외시킨다.
색온도 판단부(340)는 기준 색온도 라인을 이용하여, 화이트 영역 내에 존재하는 각 블록의 색정보(Dr, Db)에 대한 색온도를 판단한다. 도 6b를 참조하면, 임의의 블록 색정보가 기준 색온도 라인 주변에 위치하는 경우, 해당 블록의 색정보로부터 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한 지점을, 해당 블록의 색온도로 판단할 수 있다.
이득 산출부(350)는 화이트 영역 내에 존재하는 각 블록의 RGB 평균값을 기준으로 R 이득 및 B 이득을 산출한다. 다음 수학식 2을 통하여 R 이득 및 B 이득을 산출할 수 있다.
Figure 112014026089723-pat00006
Figure 112014026089723-pat00007
가중치 적용부(360)는 선택된 광원 우선순위 모드에 해당하는 가중치 테이블을 로드하고, 가중치 테이블로부터 색온도 판단 결과에 따른 가중치를 추출하여 R 이득 및 G 이득에 적용한다. 다음 수학식 3을 통하여 가중치가 적용된 R 이득(블록 R 이득) 및 가중치가 적용된 B 이득(블록 B 이득)을 산출할 수 있다.
Figure 112014026089723-pat00008
Figure 112014026089723-pat00009
예를 들어 선택된 광원 우선순위 모드가 고색온도 우선순위 모드인 경우, 가중치 적용부(360)는 도 4a에 해당하는 가중치 테이블을 로드한다. 도 6b에 도시된 기준 색온도 라인 상에 위치하는 색정보(Dr, Db)는 도 4a에 도시된 가중치 테이블에 포함된 색정보(Dr, Db)와 일치한다. 대부분 블록의 색정보는 기준 색온도 라인 주변에 위치하고 있다. 따라서 도 6b에 도시된 바와 같이 기준 색온도 라인 주변에 위치하는 임의의 블록의 색정보로부터 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한, 기준 색온도 라인 상의 지점을, 해당 블록의 색온도로 판단한다. 색온도가 판단되면, 도 4a의 가중치 테이블로부터 판단된 색온도에 해당하는 색정보(Dr, Db)와 일치하는 가중치를 추출하고, 이 가중치를 R 이득 및 G 이득에 적용한다.
예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이 임의의 블록의 색정보(Dr, Db)가 (550, 150)일 경우, 이 블록의 색정보는 기준 색온도 라인도 주변에 위치하게 되고, 도 4a의 가중치 테이블 상에서도 가중치가 존재하지 않는다. 따라서 기준 색온도 라인 주변에 위치하는 임의의 블록의 색정보로부터 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한, 기준 색온도 라인 상의 지점을, 해당 블록의 색온도로 판단한다. 색온도가 판단되면, 도 4a의 가중치 테이블로부터 판단된 색온도에 해당하는 색정보(500, 175)와 일치하는 가중치 0.9를 추출하고, 이 가중치 0.9를 R 이득 및 G 이득에 적용한다.
평균이득 산출부(370)는 전체 블록에 대하여 가중치가 적용된 R 이득 및 B 이득의 평균을 구하고, 이를 전체 R 이득 및 B 이득으로 설정한다. 다음 수학식 4를 통하여 전체 R 이득 및 B 이득을 산출할 수 있다.
Figure 112014026089723-pat00010
Figure 112014026089723-pat00011
이득 적용부(380)는 전체 R 이득 및 전체 B 이득을 입력 영상에 적용하여 화이트 밸런스 조정을 수행한다.
출력부(400)는 화이트 밸런스 보정 처리된 영상을 디스플레이 장치(미도시)에 출력시키며, 제어부(500)는 사전 처리부(100), 이미지 센서(200), 화이트 밸런스 보정부(300) 및 출력부(400)를 전반적으로 제어한다. 한편, 도시하지는 않았지만, 본 실시 예는 영상 신호 처리를 위한 필요한 다양한 데이터들을 저장하는 저장장치(미도시)를 포함할 수 있음은 물론이다.
이와 같이 영상을 복수개의 블록으로 분할하여 블록 별로 색온도를 분류하고, 광원 별로 우선순위에 따라 색온도별 가중치를 다르게 적용하는 화이트 밸런스 보정을 수행하여, 광원에 따른 색의 왜곡을 최소화하고 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 밸런스 보정 방법을 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사전 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다. 도 7을 참조하면, 사전 처리부(100)는 색온도별 서로 다른 화이트 데이터를 측정하여 화이트 영역을 추출하고 저장하는 단계(S110)를 수행한다.
사전 처리부(100)는 화이트가 색온도에 따라 어떻게 분포하는지 나타내는 기준 색온도 라인을 제공하는 단계(S120)를 수행한다. 기준 색온도 라인을 이용하여 색정보(Dr, Db)의 색온도를 판별할 수 있다.
사전 처리부(100)는 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 가중치를 가중치 테이블로 설정하고 저장하는 단계(S130)를 수행한다. 본 실시 예에서, 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따른 가중치 테이블이, 고색온도 우선순위 모드 및 저색온도 우선순위 모드로 한정되어 있으나, 이에 국한되지 않고 다른 광원 우선순위 모드 예를 들어, 수은등 우선순위 모드 또는 나트륨등 우선순위 모드 등에 대해서도 가중치 테이블을 설정할 수 있다. 또한 가중치들은 장치 사양에 따라 변경이 가능하다.
사전 처리부(100)에서 설정한 화이트 영역, 기준 색온도 라인 및 가중치 테이블은 화이트 밸런스 보정 시에 화이트 밸런스 보정부(300)로 로드되어 이용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 밸런스 보정 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
화이트 밸런스 보정 전에, 화이트 밸런스 보정에 이용할 광원 우선모드를 선택한다. 제어부(500)는 사용자에게 광원 우선모드 선택을 위한 메뉴를 제공하는데, 예를 들어, 고색온도 우선순위 모드, 저색온도 우선순위 모드, 수은등 우선순위 모드 또는 나트륨등 우선순위 모드 중 어느 하나를 사용할 수 있도록 하는 메뉴를 제공한다. 어느 한 광원 우선모드가 선택되면, 제어부(500)는 사전 처리부(100)로부터 화이트 영역, 기준 색온도 라인 및 선택된 광원 우선모드에 따른 가중치 테이블을 화이트 밸런스 보정부(300)로 로딩한다.
도 8을 참조하면, 화이트 밸런스 보정부(300)는 영상이 입력되면(S210), 입력 영상을 복수개의 블록(M×N 블록)으로 분할하는 단계(S220)를 수행한다.
입력 영상의 블록 분할이 완료되면, 화이트 밸런스 보정부(300)는 각 블록의 RGB 평균값을 산출한 뒤, YCbCr 색공간으로 변경하고, 상기 Cb 및 Cr값을 Y값으로 노말라이즈한 색정보 즉, Db 및 Dr값을 산출하는 단계(S230)를 수행한다.
화이트 밸런스 보정부(300)는 각 블록의 색정보(Dr, Db)가 화이트 영역 내에 존재하는지 판단하는 단계(S240)를 수행한다. 여기서 화이트 영역 내에 포함되는 블록의 색정보(Dr,Db)에 대해서는 화이트 밸런스 보정을 수행하고, 화이트 영역 내에 포함되지 않는 블록의 색정보(Dr, Db)에 대해서는 화이트 밸런스 보정에서 제외시킨다.
화이트 밸런스 보정부(300)는 기준 색온도 라인을 이용하여 화이트 영역에 포함되는 블록의 색정보에 대한 색온도를 판단하는 단계(S250)를 수행한다. 여기서, 임의의 블록 색정보가 기준 색온도 라인 주변에 위치하는 경우, 해당 블록의 색정보로부터 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한 지점을, 해당 블록의 색온도로 판단할 수 있다.
화이트 밸런스 보정부(300)는 화이트 영역 내에 존재하는 각 블록의 RGB 평균값을 기준으로 R 이득 및 B 이득을 산출하는 단계(S260)를 수행한다.
화이트 밸런스 보정부(300)는 선택된 광원 우선순위 모드에 해당하는 가중치 테이블을 로드하고, 가중치 테이블로부터 색온도 판단 결과에 따른 가중치를 추출하여 R 이득 및 G 이득에 적용하는 단계(S270)를 수행한다.
화이트 밸런스 보정부(300)는 전체 블록에 대하여 가중치가 적용된 R 이득 및 B 이득의 평균을 구하고, 이를 전체 R 이득 및 B 이득으로 설정하는 단계(S280)를 수행한다. 이후 화이트 밸런스 보정부(300)는 전체 R 이득 및 전체 B 이득을 입력 영상에 적용하여 화이트 밸런스 조정을 수행한다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 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.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 사전 처리부 110: 화이트 영역 추출부
120: 색온도 기준라인 제공부 130: 가중치 설정부
200: 이미지 센서 300: 화이트 밸런스 보정부
310: 블록 분할부 320: 데이터 변환부
330: 영역 판단부 340: 색온도 판단부
350: 이득 산출부 360: 가중치 적용부
370: 평균 이득 산출부 380: 이득 적용부
400: 출력부 500: 제어부

Claims (17)

  1. 입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하고, 화이트 영역에 포함되는 상기 블록의 색정보로부터 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한 상기 기준 색온도 라인 상의 지점의 색온도를 상기 블록의 색온도로 판별하며, 상기 블록의 색온도에 따라 서로 다른 가중치를 적용한 R 및 B의 게인을 산출하는 화이트 밸런스 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화이트 영역 및 상기 기준 색온도 라인을 제공하고, 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하여 제공하는 사전 처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 사전 처리부는,
    색온도에 따라 서로 다른 화이트 데이터를 측정하여 상기 화이트 영역을 추출하는 추출부;
    상기 색온도 판별을 위해, 화이트가 상기 색온도에 따라 어떻게 분포하는지 나타내는 상기 기준 색온도 라인을 제공하는 제공부; 및
    광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하는 설정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    화이트 밸런스 보정을 위한 광원 우선순위 모드를 선택하는 모드 선택부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 화이트 밸런스 보정부는,
    입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 분할부;
    상기 블록의 색정보가 상기 화이트 영역에 포함되지 여부를 판별하는 영역 판단부;
    상기 기준 색온도 라인을 이용하여 상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 색정보에 대한 색온도를 판단하는 색온도 판단부;
    상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 RGB 평균값을 기준으로 R 이득 및 G 이득을 산출하는 이득 산출부; 및
    상기 광원 우선순위 모드에 해당하는 가중치 테이블을 로드하고, 상기 색온도 판단부에서 판단한 색온도에 따른 상기 가중치를 상기 가중치 테이블로부터 추출하여 상기 R 이득 및 G 이득에 적용하는 가중치 적용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 블록의 RGB 평균값을 YCbCr 색공간으로 변경하고, 상기 YCbCr 색공간의 Cb값 및 Cr값을 Y값으로 노말라이즈한 Db 및 Dr값을 산출하여 상기 색정보로 제공하는 데이터 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 영역 판단부는,
    상기 화이트 영역에 포함되지 않는 상기 색정보를 갖는 블록을 상기 화이트 밸런스 보정으로부터 제외하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 블록 전체에 대하여 상기 가중치가 적용된 상기 R 이득 및 G 이득들의 평균값을 산출하고, 전체 R 이득 및 B 이득으로 설정하는 평균값 산출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  9. 삭제
  10. 입력 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 블록 분할단계;
    상기 블록의 색정보가 화이트 영역에 포함되지 여부를 판별하는 영역 판단단계;
    상기 블록의 색정보로부터 기준 색온도 라인까지의 거리가 가장 근접한 상기 기준 색온도 라인 상의 지점의 색온도를 상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 색정보에 대한 색온도로 판단하는 색온도 판단단계;
    상기 화이트 영역에 포함되는 블록의 RGB 평균값을 기준으로 R 이득 및 G 이득을 산출하는 이득 산출단계; 및
    광원 우선순위 모드에 해당하는 가중치 테이블을 로드하고, 상기 색온도 판단단계에서 판단한 색온도에 따른 상기 가중치를 상기 가중치 테이블로부터 추출하여 상기 R 이득 및 G 이득에 적용하는 가중치 적용단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 화이트 영역을 제공하고, 상기 기준 색온도 라인을 제공하고 및 광원 우선순위 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하여 제공하는 사전 처리단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 사전 처리단계는,
    색온도에 따라 서로 다른 화이트 데이터를 측정하여 상기 화이트 영역을 추출하는 단계;
    상기 색온도 판별을 위해, 화이트가 상기 색온도에 따라 어떻게 분포하는지 나타내는 상기 기준 색온도 라인을 제공하는 단계; 및
    광원 모드 별 색온도에 따라 적용할 상기 가중치를 가중치 테이블로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    화이트 밸런스 보정을 위한 상기 광원 우선순위 모드를 선택하는 모드 선택단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 블록의 RGB 평균값을 YCbCr 색공간으로 변경하고, 상기 YCbCr 색공간의 Cb값 및 Cr값을 Y값으로 노말라이즈한 Db 및 Dr값을 생성하여 상기 색정보로 제공하는 데이터 변환단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 영역 판단단계는,
    상기 화이트 영역에 포함되지 않는 상기 색정보를 갖는 블록을 상기 화이트 밸런스 보정으로부터 제외하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 블록 전체에 대하여 상기 가중치가 적용된 상기 R 이득 및 G 이득들의 평균값을 산출하고, 전체 R 이득 및 B 이득으로 설정하는 평균값 산출단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  17. 삭제
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