KR20000065212A - 감마 보상 장치 - Google Patents

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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 높게 컬러 포화된 레드 부분의 컬러 재현성을 개선하는데 있으며, 본 발명의 감마 보상 장치는, 굴곡점 설정 블럭(100a) 및 감마 보상 블럭(101a)으로 이루어지는데, 상기 굴곡점 설정 블럭(100a)은, 입력 휘도 신호의 평균 화상 레벨을 입력해서, 지정된 레벨보다 높은 신호 성분을 검출하여 취출하기 위한 고 APL 검출 회로(1a), 고 APL 화상 검출 회로에서 검출된 신호를 이득 제어하기 위한 이득 제어기(2a), 이득 제어기(2a)의 출력에 대해 지정된 오프셋을 가산하기 위한 가산기(3a)로 이루어지며, 상기 감마 보상 블럭(101a)은, 컬러 차분 신호 (R-Y) 및 굴곡점 설정 블럭(100a)의 출력을 입력하여, 굴곡점 설정 블럭(100a)의 출력 신호 레벨보다 높은 컬러 차분 신호 성분을 취출하는 슬라이스 회로(4a), 슬라이스 회로(4a)의 출력 레벨을 조정하기 위한 이득 제어기(5a), 입력 컬러 차분 신호(R-Y)로부터 이득 제어기(5a)의 출력을 감산하여, 감마 보상된 컬러 차분 신호(R-Y)'을 출력하기 위한 감산기(6a)로 이루어진다.

Description

감마 보상 장치
고 부가 가치를 가지는 텔레비젼 수신기는 이미 개발되어 있으며, 감마 보상과 같은 화질 보정 회로를 가지는 컬러 텔레비젼 수신기가 소망되어진다.
통상의 컬러 텔레비젼 수신기에 있어서, 휘도 신호 Y만이 감마 보상되며, 크로미넌스(chrominance) 신호는 감마 보상되지 않는다. 따라서, 통상의 컬러 텔레비젼 수신기는, 고 포화(high saturation)된 레드 컬러(red color)가 그의 톤으로 올바르게 재현되지 않는다는 문제점, 소위, "레드 컬러의 톤 뭉개짐(tone crush)"이 발생하여, 컬러 재현성을 좋지 않게 한다는 문제점을 갖고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 컬러 텔레비젼 수신기에 사용되는 본 발명의 감마 보상 장치는,
휘도 신호의 평균 화상 레벨(average picture level; APL)이 인가되어, 지정된 레벨보다 높은 신호 성분을 취출하기 위한 고(high) APL 검출 회로와,
상기 고 APL 검출 회로에서 취출한 신호의 레벨을 제어하기 위한 제 1 이득 제어기와,
상기 제 1 이득 제어기의 출력에 지정된 오프셋을 가산하여, 감마 특성의 보상 개시점을 설정하기 위한 가산기와,
컬러 차분 신호 (R-Y) 및 상기 가산기의 출력 신호를 인가하여, 상기 가산기의 출력 신호에 따라 컬러 차분 신호 (R-Y)를 슬라이싱하기 위한 슬라이스(slice) 회로와,
상기 슬라이스 회로의 출력 레벨을 사전결정된 비율만큼 감소시키기 위한 제 2 이득 제어기와,
상기 컬러 차분 신호 (R-Y)로부터 상기 제 2 이득 제어기의 출력 신호를 감산하기 위한 감산기를 구비하며,
높게 컬러 포화된 컬러 차분 신호 (R-Y)의 레드 부분의 컬러 재현성이 개선되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 컬러 텔레비젼 수신기에 사용되는 감마 보상 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예 1(감마 보상 특성에 있어서 한개의 굴곡점(bending point)을 가지는 굴곡선의 경우)에 따른 감마 보상 장치의 블럭도,
도 2는 APL에 대한 굴곡 레벨의 설정 특성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예 1에 따라 한개의 굴곡점을 가지는 감마 보상 장치의 입/출력 특성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예 2(감마 보상 특성에 있어서 두개의 굴곡점을 가지는 굴곡선의 경우)에 따른 감마 보상 장치의 블럭도,
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예 2에 따른 감마 보상 장치의 입/출력 특성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예 3(감마 보상 특성에 있어서 두개의 굴곡점을 가지는 굴곡선의 경우)에 따른 감마 보상 장치의 블럭도,
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예 3에 따른 감마 보상 장치의 입/출력 특성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예 4(감마 보상 특성에 있어서 연속적인 곡선의 경우)에 따른 감마 보상 장치의 블럭도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 설명한다.
(예시적인 실시예 1)
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 한개의 굴곡점을 갖고서 두 직선으로 이루어지는 감마 특성을 가지는 감마 보상 장치의 블럭도이다.
굴곡점 연산 블럭(50a)은 고 APL 검출 회로(1a), 이득 제어기(2a), 가산기(3a)로 이루어진다. 고 APL 검출 회로(1a)에는 평균 화상 레벨(APL) 신호, 예를 들어, 필드 주기동안의 휘도 신호의 평균값이 인가되고, 그 인가된 신호로부터 지정된 레벨 Lp를 감산하여, 그 감산된 출력이 음이면 0(zero)에 대응하는 값을 출력하고, 그 감산된 출력이 양이면 입력 신호를 그대로 출력하는, 일종의 슬라이스 기능을 회로(1a)가 가진다.
이득 제어기(2a)는 고 APL 검출 회로(1a)의 출력을 사전결정된 비율만큼 감소시킨다. 가산기(3a)는 이득 제어기(2a)의 출력 신호에 오프셋 Op를 가산하여 출력한다. 굴곡점 연산 블럭(50a)은 입력 APL 신호에 따라 감마 보상을 개시하는 레벨인 굴곡 레벨 Oa를 결정하여 출력한다. 예시적인 실시예 2 및 실시예 3의 설명상의 관계를 위해, 굴곡점 연산 블럭(50a)은 굴곡점 설정 블럭(100a)으로도 불리운다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 굴곡점 연산 블럭(50a)의 입/출력 특성은, 입력 APL이 지정된 레벨 Lp보다 작으면 그 출력은 수동으로 설정되는 오프셋 값 Op로 되고, 그 출력은 입력 신호 레벨에 따라 상승하는 직선으로 도시되며, 입력 APL이 지정된 레벨 Lp보다 작으면 오프셋 값 Op를 개시점으로 하는 점이다.
보상 연산 블럭(51a)은 슬라이스 회로(4a), 이득 제어기(5a)를 구비한다. 슬라이스 회로(4a)는 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)로부터 굴곡점 설정 블럭(100a)의 출력 신호를 감산하고, 그 감산된 신호가 음이면 0에 대응하는 값을 출력하고, 그 감산된 신호가 양이면 그 입력 신호를 그대로 출력한다. 이득 제어기(5a)는 슬라이스 회로(4a)의 출력에 계수 Kg(0<Kg<1)를 곱하고, 그 결과를 출력한다.
감마 보상 블럭(101a)은 보상값 연산 블럭(51a), 감산기(6a)로 이루어진다. 감산기(6a)는 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)로부터 보상값 연산 블럭(51a)의 출력, 즉, 이득 제어기(5a)의 출력을 감산한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 감마 보상 블럭(101a)의 입/출력 특성은, 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)가 굴곡점 레벨 Oa보다 낮으면 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)를 그대로 출력하며, 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)가 굴곡점 레벨 Oa보다 높으면 그 특성의 구배(gradient)가 감소하는데 있다. 따라서, 레드 컬러 신호의 감마 보상된 신호 (R-Y)'은 감마 보상 블럭(101a)으로부터 출력된다. 그 굴곡점은, 지정된 레벨 Lp보다 APL이 낮은 화상에 대한 설정점 Op로 되기 때문에, 감마 보상 블럭(101a)의 입/출력 특성은 도 3에 도시한 굴곡선 A로 표현되며, 그 특성은 지정된 레벨 Lp로부터 화상의 APL 편차에 따라, 굴곡선 A로부터 굴곡선 B로 상방향으로 이동한다. 이득 제어기(5a)의 이득이 Kg이면, 감마 보상된 특성의 구배가 (1-Kg)로 표현된다.
레벨 Lp는 설정되는 레벨이며, 레벨 Oa는 화상의 내용(APL 값)에 따라 이동한다. 화상 APL이 설정된 APL(Lp)보다 낮으면, 굴곡점은 점 Op(도 2)로 되며, 감마 보상 블럭(101a)의 입/출력 특성은 도 3에 도시한 굴곡선 A로 표현된다. 설정된 APL(Lp)(예컨대, 레벨 La)보다 화상 APL이 높으면 굴곡점은 점 Oa(도 2)로 되며, 감마 보상 블럭(101a)의 입/출력 특성이 도 3에 도시한 굴곡선 B로 표현된다. 화상의 APL 값이 커질수록, 굴곡점이 더욱 상방향으로 이동한다(즉, 굴곡선 A의 굴곡 부분이 상방향으로 이동함). 그 이유는, 화상의 APL이 작아질수록(즉, 전체적인 화상이 어두워질수록), 레드 컬러의 톤 뭉개짐이 더욱 현저해지는 반면에, 감마 보상이 완화되지 않는한, 큰 APL 값을 가지는 화상은 부자연스러운 화상을 나타낸다.
따라서, 컬러 차분 신호 (R-Y)의 고 포화된 레드 부분의 레벨을 억제함으로써 레드 부분의 톤 뭉개짐을 방지하여, 디스플레이된 화상에서의 고 포화된 레드 부분의 컬러 재현성은 개선될 수 있다.
(예시적인 실시예 2)
도 4에 본 발명의 예시적인 실시예 2에 따른 감마 보상 장치의 블럭도를 도시한다. 예시적인 실시예 2는 두개의 굴곡점을 가지고서 세 연속선으로 이루어지는 감마 보상 특성을 특징으로 하는데, 여기서의 장치는 두 쌍의 굴곡점 연산 블럭, 보상값 연산 블럭, 감산기로 이루어져 있다. 제 1 굴곡점 연산 블럭(50b)은 고 APL 검출 회로(1b), 이득 제어기(2b), 가산기(3b)로 이루어진다. 제 2 굴곡점 연산 블럭(50c)은 고 APL 검출 회로(1c), 이득 제어기(2c), 가산기(3c)로 이루어진다. 제 1 굴곡점 연산 블럭(50b) 및 제 2 굴곡점 연산 블럭(50c)의 조합을 굴곡점 설정 블럭(100b)이라 한다. 고 APL 검출 회로(1b, 1c), 이득 제어기(2b, 2c), 가산기(3b, 3c)는 각각 예시적인 실시예 1의 고 APL 검출 회로(1a), 이득 제어기(2a), 가산기(3a)와 동일한 방법으로 동작한다. 따라서, 제 1 굴곡점 연산 블럭(50b) 및 제 2 굴곡점 연산 블럭(50c)도 또한 예시적인 실시예 1의 굴곡점 연산 블럭(50a)과 동일한 방법으로 동작한다.
제 1 보상값 연산 블럭(51b)은 슬라이스 회로(4b) 및 이득 제어기(5b)로 이루어지며, 제 2 보상값 연산 블럭(51c)은 슬라이스 회로(4c) 및 이득 제어기(5c)로 이루어진다. 슬라이스 회로(4b, 4c), 이득 제어기(5b, 5c), 감산기(6b, 6c)는 각각 예시적인 실시예 1의 슬라이스 회로(4a), 이득 제어기(5a), 감산기(6a)와 동일한 방법으로 동작한다. 이득 제어기(5b, 5c)의 이득은 각각 Kgb, Kgc로 되며, Kgb, Kgc 모두가 0보다 크고 1보다 작다.
감마 보상 블럭(101b)은 제 1 보상값 연산 블럭(51b), 감산기(6b), 제 2 보상값 연산 블럭(51c), 감산기(6c)로 이루어지며, 예시적인 실시예 1의 감마 보상 블럭(101a)에 대응한다.
예시적인 실시예 1의 오프셋 Op와 유사하게, 오프셋 Ob, Oc를 각각 가산기(3b, 3c)에 인가하며, 여기서 오프셋 Ob는 오프셋 Oc보다 작다. 휘도 신호의 APL이 Lp보다 큰 화상의 경우, 제 1 굴곡점은, 제 1 굴곡점 설정 블럭(50b)에서, 예를 들어 Lp로 설정된다. 제 1 굴곡점 설정 블럭(50b)에서 설정하는 Lb와 함께 컬러 차분 신호 (R-Y)를 제 1 보상값 연산 블럭(51b)의 슬라이스 회로(4b)에 입력하여, Lb보다 큰 레벨만을 취출해, 이득 제어기(5b)에서 Kgb를 곱하고, 감산기(6b)에 인가한다. 감산기(6b)는 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)로부터 이득 제어기(5b)의 출력을 감산하여, 그 감산한 신호를 출력한다. 예시적인 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 제 1 보상값 연산 블럭(51b)의 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)에 대한 감산기(6b)의 출력 특성은, 도 5에 도시한 바와 같이, Lb보다 큰 컬러 차분 신호 (R-Y)의 레벨에 대해 구배 1, (1-Kgb)를 가지는 두 선을 접속하는 한개의 굴곡점을 가지는 굴곡선으로 표현된다.
휘도 신호의 APL가 Lp보다 큰 화상의 경우, 제 2 굴곡점은, 제 2 굴곡점 설정 블럭(50c)에서, 예를 들어 Lc로 설정된다. 제 2 굴곡점 설정 블럭(50c)에서 설정하는 Lc와 함께 감산기(6b)의 출력을 제 2 보상값 연산 블럭(51c)의 슬라이스 회로(4c)에 인가하여, Lc보다 높은 레벨만을 취출해, 이득 제어기(5c)에서 Kgc를 곱하고, 감산기(6c)에 인가한다. 감산기(6c)는 감산기(6b)의 출력으로부터 이득 제어기(5c)의 출력을 감산하고, 그 감산된 신호를 출력한다. 감산기(6c)는 Lc보다 높은 입력 컬러 차분 신호(R-Y)의 레벨에 대해 제 1 보상값 연산 블럭(51b)의 출력으로부터 Kgc를 곱한 슬라이스 회로(4c)의 출력을 감산하기 때문에, 감산기(6c)는 (1-Kgb)×(1-Kgc)를 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)에 곱한 결과를 출력한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 결론적으로, 감마 보상 블럭(101b)의 입/출력 특성은, 구배가 1, (1-Kgb), (1-Kgb)×(1-Kgc)인 세 선을 접속하면서 두개의 굴곡점을 가지는 굴곡선 C로 표현된다. 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)는, 장치로부터, 도 5에 도시한 특성에 의해 감마 보상된 컬러 차분 신호 (R-Y)'로서 출력된다.
따라서, 컬러 차분 신호 (R-Y)의 고 포화된 레드 부분의 레벨을 억제함으로써, 레드 부분의 톤 뭉개짐을 방지하여, 디스플레이된 화상에 있어서의 고 포화된 레드 부분의 컬러 재현성은 개선될 수 있다.
(예시적인 실시예 3)
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예 3에 따른 감마 보상 장치의 블럭도를 도시한다. 굴곡점 설정 블럭(100b)은 예시적인 실시예 2와 동일하다. 감마 보상 블럭(101c)은 제 1 및 제 2 보상값 연산 블럭(51b, 51c), 가산기(7), 감산기(6d)로 이루어진다. 각각의 제 1 및 제 2 보상값 연산 블럭(51b, 51c)은 예시적인 실시예 2의 것들과 동일한 방법으로 동작한다. 예시적인 실시예 2에서는 제 1 및 제 2 보상값 연산 블럭(51b, 51c)이 직렬(cascade)로 접속되었지만, 예시적인 실시예 3에서는 병렬로 접속된다. 컬러 차분 신호(R-Y)를 제 1 보상값 연산 블럭(51b, 51c) 모두에 입력하고, 그 출력이 가산기(7)에서 가산된다. 감산기(6d)는 입력 컬러 차분 신호(R-Y)로부터 가산기(7)의 출력을 감산한다. 제 1 및 제 2 보상값 연산 블럭(51b, 51c)의 각 출력은 Lb보다 낮은 컬러 차분 신호(R-Y)의 레벨에서 0에 대응하는 값이므로, 가산기(7)의 출력은 0이며, 입력 컬러 차분 신호(R-Y)는 그 때의 출력이다. 즉, 감마 보상 블럭(101c)의 입/출력 특성의 구배는 1이다. Lb보다 높고 Lc보다 낮은 컬러 차분 신호(R-Y)의 레벨에서, 신호는 슬라이스 회로(4b)로부터 출력되지만, 슬라이스 회로(4c)의 출력은 0이다. 따라서, 감마 보상 블럭(101c)의 입/출력 특성의 구배는 이 레벨에서 (1-Kgb)이다. Lc보다 높은 컬러 차분 신호(R-Y)의 레벨에서, 슬라이스 회로(4b, 4c) 모두는 각각의 신호를 출력하며, 감산기(6d)에서 입력 컬러 차분 신호 (R-Y)로부터 양 출력의 합을 감산한 결과, 감마 보상 블럭(101c)의 입/출력 특성의 구배는 Lc보다 높은 레벨에서 (1-Kgb-Kgc)이다. 따라서, 예시적인 실시예 3에 따른 감마 보상 블럭(101c)의 입/출력 특성은, 예시적인 실시예 2의 그것과 유사하게, 도 7에 도시한 바와 같이, 순서대로 1, (1-Kgb), (1-Kgb-Kgc)의 구배를 갖는 세 선을 접속하는 두개의 굴곡점을 가지는 굴곡선 D로 표현된다.
(예시적인 실시예 4)
이득 제어기(5a)를, 입력 신호 레벨의 2승에 비례한 값을 출력하는 곱셈기로 치환함으로써 유사한 효과를 얻는다. 도 8에는 이러한 경우의 입/출력 특성을 도시한다. 이 특성의 감마 보상 부분은 부드럽게 변화하는 곡선이며, 상기 예시적인 실시예의 것들과는 상이하다.
따라서, 컬러 차분 신호 (R-Y)의 고 포화된 레드 부분의 레벨을 억제함으로써, 레드 부분의 톤 뭉개짐을 방지하여, 디스플레이된 화상에서의 고 포화된 레드 부분의 컬러 재현성은 개선될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 컬러 텔레비젼 수신기에 있어서, 컬러 차분 신호(R-Y)의 고 포화된 부분의 레벨을 휘도 신호의 APL 값에 따라 억제함으로써, 레드 부분에서의 톤 뭉개짐을 방지하여, 고 포화된 레드 부분의 컬러 재현성을 개선할 수 있다.

Claims (11)

  1. 감마 보상 장치에 있어서,
    한 필드 또는 프레임에서 평균 화상 레벨에 따라 적어도 한 굴곡점을 결정하여, 굴곡점 신호를 출력하기 위한 굴곡점 설정 수단과,
    상기 굴곡점보다 높은 평균 화상 레벨을 가지는 화상에 대한 컬러 차분 신호에 대해 상이한 입/출력 특성을 가지는 감마 보상을 실행하기 위한 보상 수단
    을 포함하는 감마 보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴곡점 설정 수단은,
    상기 평균 화상 레벨이 지정된 레벨보다 낮으면 지정된 점에 굴곡점을 설정하고, 상기 평균 화상 레벨이 상기 지정된 레벨보다 높으면 상기 평균 화상 레벨에 따라 변화하는 굴곡점을 연산하기 위한 적어도 하나의 굴곡점 연산 수단의 시스템
    을 포함하는 감마 보상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 굴곡점 연산 수단은,
    상기 지정된 레벨에서 상기 평균 화상 레벨을 슬라이싱하여, 상기 지정된 레벨보다 높은 신호를 검출하기 위한 고 APL(평균 화상 레벨) 검출 회로와,
    상기 고 APL 검출 회로의 출력 신호에 대한 이득을 제어하기 위한 제 1 이득 제어기와,
    상기 제 1 이득 제어기의 출력 신호 상에 지정된 오프셋을 가산하기 위한 가산기
    를 포함하는 감마 보상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 수단은, 상기 굴곡점 신호를 입력하며, 상기 컬러 차분 신호에 대한 보상값을 연산하기 위한 적어도 하나의 보상값 연산 수단의 시스템을 포함하며,
    상기 모든 보상값 연산 수단에서 연산되는 모든 보상값은, 상기 컬러 차분 신호로부터 감산되는 감마 보상 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상 수단은, 상기 각 보상값 연산 수단에 대한 감산기를 제공하고, 상기 감산기는, 동일한 보상값 연산 수단의 입력으로부터 상기 각 보상값 연산 수단의 출력 신호를 감산하며, 상기 보상값은 상기 컬러 차분 신호로부터 순서대로 감산되는 감마 보상 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상 수단은,
    상기 모든 보상값의 합을 연산하기 위한 가산기와,
    상기 컬러 차분 신호로부터 상기 가산기의 출력을 감산하며, 그 감산된 신호를 출력하기 위한 감산기
    를 포함하는 감마 보상 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 보상값 연산 수단은,
    상기 굴곡점 설정 수단의 출력을 사용하여, 상기 컬러 차분 신호를 슬라이싱하며, 그 슬라이싱된 신호를 출력하기 위한 슬라이스 회로와,
    상기 슬라이스 회로의 출력 신호 레벨을 조정하며, 그 레벨 조정된 신호를 출력하기 위한 제 2 이득 제어기
    를 포함하는 감마 보상 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 이득 제어기는, 입력 신호에 지정된 계수를 곱하고, 그 결과를 출력하는 감마 보상 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 이득 제어기는, 상방향으로 볼록한 곡선으로 표현되는 입/출력 특성을 가지는 감마 보상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 이득 제어기는, 입력 신호 레벨의 n(n≥1) 제곱(power)에 비례한 값을 출력하는 감마 보상 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 차분 신호는, 레드 컬러 차분 신호 (R-Y)인 감마 보상 장치.
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