KR20010015738A

KR20010015738A - 컬러 신호 매트릭스 조정

Info

Publication number: KR20010015738A
Application number: KR1020007003898A
Authority: KR
Inventors: 자스퍼스코넬리스에이엠
Original assignee: 롤페스 요하네스 게라투스 알베르투스; 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1998-08-14
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2001-02-26
Also published as: JP4257033B2; US7639283B1; EP1046308A1; JP2002523931A; WO2000010331A1; KR100719638B1

Abstract

컬러 신호 매트릭스 조정 방법에 있어서, 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값은 컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위해서 조정되며(VAC), 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값외에 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 매개변수들이 컬러 신호 매트릭스 매개변수 조정에 따라 자동으로 적응된다(AAC).

Description

컬러 신호 매트릭스 조정{COLOR SIGNAL MATRIX ADJUSTMENT}

본 발명은 컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위한 방법과 장치에 관한 것으로, 특히 이러한 컬러 신호 매트릭스 조정 장치를 포함하는 컬러 카메라에 관한 것이다.

모든 컬러 센서는 주어진 컬러를 전세계 텔레비전 세트 및 PC 모니터에 사용되는 EBU 빨강-초록-파란색 원색들로 보정할 것을 필요로한다. 컬러를 보정하기 위해, 9개의 변수들을 갖는 매트릭스가 적용된다. RGB 컬러 매트릭스는 다음 식으로 제공된다.

여기에서, Ri,Gi,Bi는 이미지 센서의 입력 RGB 신호들이며, Ro,Go,Bo는 EBU 원색들에 가깝거나 또는 그렇지 않으면 입력 RGB 신호들보다 (예컨대, 그림이 보다 정밀해 보이는) 바람직한 출력 RGB 신호들이며, a11...a33은 컬러 신호 매트릭스 매개변수들, 즉 빨강에 대해 a11...a13, 초록에 대해 a21...a23, 파란색에 대해 a31...a33 이다.

컬러 신호 매트릭스 매개변수들(a11...a33) 중 하나가 일 출력 컬러를 원하는데로 변경시키기 위해 변경되는 경우, 흰색 합성은 원하지 않는 부작용때문에 변경될 것이다. 이것이 출력 컬러를 수동으로 조정하는 것을 매우 어렵게하고 시간을 소비하게 한다.

RGB 컬러들을 원하는데로 보정하는 것외에, 보통 센서가 생성하는 흰색 이미지 점이 보정되어야 한다. 흰색 합성은 센서 자체 및 배경 조명의 컬러 온도에 대한 RGB 스펙트럼 전력 분포에 의존한다. 흰색 합성은 D65로 조절되거나 또는 EBU 디스플레이 표준의 D65 흰색에 가까워야 한다. 컬러 신호 매트릭스를 통한 흰색 합성은 각 컬러의 매트릭스 변수들의 합으로 나타내어진다.

ΣR = a11 + a12 + a13

ΣG = a21 + a22 + a23

ΣB = a31 + a32 + a33

그러나, 원하는 흰색 점을 이루기 위해서 일 컬러의 3개의 선택된 매트릭스 매개변수들을 비례하여 변경시키는 것은 거의 불가능하다.

US-A-5,402,182는 마이크로컴퓨터의 업-다운(up-down) 계산 결과에 따라 컬러 신호 레벨을 제어함으로써 이미지 스크린의 흰색 밸런스(balance)를 제어하는 자동 흰색 밸런스 제어 장치를 개시한다.

본 발명의 목적은 특히 매우 간단하게 매트릭스를 조정하게 하는 것이다. 이 때문에, 본 발명의 제1 양상은 청구항 1 및 5에 의해 정의되는 방법과 장치를 제공한다. 청구항 6에 의해 정의되는 본 발명의 제2 양상은 이러한 매트릭스 조정 장치를 포함하는 컬러 카메라를 제공한다. 유익한 실시예들이 종속 청구항들에서 정의된다.

본 발명의 주요한 양상에 따른 컬러 신호 매트릭스 조정 방법에서, 단지 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값만이 원하는 컬러 신호 매트릭스로 조정하기 위해 조정되며, 이 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값 외에 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 매개변수들이 컬러 신호 매트릭스 매개변수 조정에 따라 자동으로 적응된다.

본 발명의 이들 및 다른 양상들은 이후에 개시되는 실시예들로부터 명백해지고 이들을 참조하여 명료해질 것이다.

도면은 본 발명에 따른 컬러 카메라의 실시예를 보여준다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 원하는 흰색 및 RGB 컬러 조정은 카메라의 RISC 코어(core)(또는 어떤 다른 종류의 계산 능력)의 도움으로 및 전술된 컬러 신호 매트릭스 방식으로 훨씬 쉽게 이루어질 수 있다.

본 발명의 주된 애플리케이션은 RISC 코어의 도움으로 컬러 신호 매트릭스를 조정하는 것에 관한 것이다. 매트릭스를 원하는 컬러로 조정하는데는 4가지 가능성이 존재한다. 가능성에 대한 선택 및 하나로부터 다른 하나로의 왕복 스위칭은 유저에 의한 조정 및 미세 조정 방법에 의존한다.

1. 한번에 일 매트릭스 매개변수를 변경하는 통상의 방법.

2. 한번에 일 매트릭스 매개변수를 변경하지만, 본 발명의 제1 양상에 따라 흰색을 넓은 범위로 지속적으로 합성한다.

3. 흰색 조정을 위해, 3개의 매트릭스 매개변수들이 동시에 변경될 수 있다.

4. 흰색 진폭 적응을 위해, 모두 9개의 매트릭스 매개변수들이 서로에게 비례하여 변경될 수 있다.

제1 가능성은 더이상의 설명을 필요로하지 않는다. 선택된 컬러와 흰색 합성은 변할 것이다.

제2 가능성을 제1 가능성과 구별하기 위해서 처음에 불논리(Boolean)(B1)를 선택함으로써 흰색을 넓은 범위로 지속적으로 합성하는 제2 가능성은 RISC 코어의 계산 능력을 이용한다. 컬러(X)의 일 매트릭스 매개변수가 값(±δ)으로 변경되는 경우, 선택된 컬러(X)에 속하지 않는 모두 6개의 매트릭스 매개변수들에 (ΣX±δ)을 곱하며, 여기서 ΣX는 선택된 빨강, 초록 또는 파란색 매트릭스 열의 합에 대응한다. 그후에 새로운 ΣR, ΣG, ΣB가 계산된다. 그들은 조정되기 전의 이전 값들에 비례할 것이므로, 흰색 합성은 넓은 범위로 지속될 것이다. ΣR, ΣG, ΣB 값들이 1과 같은 경우 흰색은 충분히 지속되며, ΣR, ΣG, ΣB 값들이 1과 다른 경우 흰색이 다소 이동한다. 그러나, 이러한 다소의 흰색 이동은 아래에서 기술되는 제3 가능성에 따라 쉽게 보정될 수 있다.

제3 및 제4 가능성에 따라, 흰색 합성은 각 컬러에 대한 매트릭스 매개변수들의 비율을 유지하면서 변경된다.

제2 불논리(B2)로 나타내어지는 제3 가능성은 RISC 코어의 도움으로 하나의 단일 매개변수만을 가지고 흰색 합성을 조정하는 것에 관한 것이다. 흰색 합성이 변경되어야 하는 경우, ΣR, ΣG, ΣB 매트릭스 열의 합들 중 하나가 선택되어 변경된다. RISC 코어는 대응하는 매트릭스 매개변수들의 변화에 비례하여 처리한다. 예를 들면, ΣR이 ±δ만큼 증가되는 경우, 매트릭스 매개변수들(a11,a12,a13)은 (ΣR±δ)/ΣR에 의해 각각 곱하여지므로, 원하는 흰색 이동을 야기할 수 있다. 빨강에 대한 컬럭 벡터의 방향은 흰색 이동 양에 의해서만 결정되는 작은 이탈일 것이다.

RISC 코어를 이용하는 제4 가능성은 매트릭스 회로의 신호 진폭을 보다 1 값에 적응시키기 위해서 모든 매트릭스 매개변수들을 서로 비례하도록 조정하는 것에 관한 것이다. 처음에 불논리(B3)를 선택하여 모든 매개변수들이 비례하도록 변경되게한다. 그다음, ΣR, ΣG, ΣB 매트릭스 열 합들 중 하나를 선택한다. 이 매트릭스 열 합을 ±δ만큼 변경시킨다. 다음에, 모든 매트릭스 매개변수들에 (ΣX±δ)/ΣX를 곱할 것이며, 여기서 ΣX는 선택된 ΣR, ΣG, ΣB 매트릭스 열의 합에 대응한다. 그후에, 새로운 ΣR, ΣG, ΣB 매트릭스 열의 합이 다시 계산된다. 컬러와 흰색 합성은 지속될 것이고, 단지 신호 진폭만이 변경될 것이다.

다음과 같은 결론이 나올 수 있다. 제안된 모든 가능성들을 이용함으로써, 단지 제1 가능성만을 이용할 시 매트릭스를 훨씬 쉽게 조정하도록 도울 것이다. 전술된 모든 조정 가능성들은 PC 및 매트릭스 매개변수들, 즉 a11 내지 a33, ΣR, ΣG 또는 ΣB를 선택하기 위한 메뉴 및 흰색을 지속하기 위한 하나와 진폭을 조정하기 위한 하나의 2개의 불논리로 실현된다.

본 발명의 주요한 양상은 다음과 같이 요약될 수 있다. 컬러를 보정하기 위해 매트릭스를 이론적으로 계산하는 것 외에, 그이상의 미세 조정을 위한 수동 조정 또는 여러 그림들과의 대조가 요구된다. 그러나, 카메라의 컬러 매트릭스를 원하는 컬러 합성으로 조정하는 것은 9개의 매개변수들이 조정되어야 함을 의미한다. 이러한 매트릭스가 갖는 특정 문제는, 예컨대 빨강 매트릭스의 일 매개변수가 변경되는 경우 빨강외에 흰색 합성이 변경된다는 것이다. 카메라 RISC 코어의 계산 능력의 도움으로 흰색 합성을 지속함으로써, 이 매트릭스를 원하는 컬러 합성으로 훨씬 쉽게 조정하게 된다. 더욱이, 흰색 합성을 직접적으로 변경하는 것이 가능하다. 컬러 합성의 이탈은 그때 흰색 합성의 이탈에 의해서만 결정될 것이다.

아래의 특성들이 특히 주목할 만하다. 선택된 매트릭스 매개변수들(a11 내지 a33) 중 하나를 변경할 시 흰색 합성을 지속할 가능성. 각 컬러의 매트릭스 비율에 대한 지속성 및 흰색 이동 양에 의해서만 결정되는 컬러 이동을 갖는 ΣR, ΣG, ΣB을 선택함으로써 흰색 합성을 변경시킨다. 진폭 불논리 및 ΣR, ΣG, ΣB을 선택하여 모든 매트릭스 매개변수들을 서로에게 비례하도록 변경함으로써 신호 진폭들을 비례 적응시킨다. 전술된 특성들을 위해 RISC 코어와 같은 계산 프로세서를 이용한다.

도면은 본 발명에 따른 컬러 카메라의 실시예를 도시한다. 센서(S)는 3개의 입력 컬러 신호들(Ri,Bi,Gi)를 공급한다. 이들 입력 컬러 신호들(Ri,Bi,Gi)을 수신하는 매트릭스 조정 장치(VAC,CC,AAC)는 9개의 매트릭스 매개변수들(a11...a33) 중 하나 또는 3개의 매트릭스 열 합들(ΣR, ΣG, ΣB) 중 하나일 수 있는 컬러 매트릭스와 관련있는 값을 조정하는 값 조정 회로(VAC)를 포함한다. 제어 회로(CC)는 3개의 전술된 불논리들(B1,B2,B3) 각각을 스위치 온 또는 오프하기 위해 3개의 버튼들(B1,B2,B3)을 포함한다. 자동 적응 회로(AAC)는 4개의 전술된 가능성들에 관해 전술된 것처럼 매트릭스 매개변수들을 적응시키며, 출력 컬러 신호들(Ro,Go,Bo)을 공급한다.

전술된 실시예들은 본 발명을 제한하기 보다는 예시하며, 당업자들은 부가된 청구항의 범주를 벗어나지 않고도 이와다른 다수의 실시예들을 설계할 수 있을 것이다. 청구항에서, 괄호 사이에 위치한 임의의 기준 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않을 것이다. 용어 "포함하는"은 청구항에 열거된 것들 외의 다른 소자나 단계들을 배제하지 않는다. 본 발명은 다수의 독특한 소자들을 포함하는 하드웨어 수단에 의해 그리고 적당하게 프로그램된 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 다수의 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 다수의 수단들은 동일한 하드웨어 항목에 의해 구현될 수 있다.

Claims

컬러 신호 매트릭스 조정 방법에 있어서,

컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위해 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값을 조정하는(VAC) 단계,

상기 컬러 신호 매트릭스 매개변수 조정에 따라 상기 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값 외에 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 매개변수들을 자동으로 적응시키는(AAC) 단계를 포함하는 컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값은 제1 컬러에 대응하는 제1 컬러 신호 매트릭스 매개변수이며, 상기 컬러 신호 매트릭스 조정은 상기 제1 컬러의 합성을 변경하기 위해서 상기 제1 컬러 신호 매트릭스 매개변수를 양(δ)만큼 증가시키며, 상기 자동으로 적응시키는 단계는 상기 제1 컬러 외에 컬러들에 대응하는 모든 컬러 매트릭스 매개변수들에 인자(ΣX+δ)/ΣX 로 곱하는 것을 포함하며, 여기서 ΣX가 흰색 합성을 넓은 범위로 지속하기 위한 상기 제1 컬러에 대응하는 컬러 신호 매트릭스 매개변수들의 합인 컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값은 제1 컬러에 대응하는 컬러 신호 매트릭스 매개변수들의 합(ΣX)이며, 상기 컬러 신호 매트릭스 조정은 상기 제1 컬러와 흰색의 합성을 변경하기 위해서 컬러 신호 매트릭스 매개변수들의 상기 합(ΣX)을 양(δ)만큼 증가시키며, 상기 자동으로 적응시키는 단계는 상기 제1 컬러에 대응하는 상기 컬러 매트릭스 매개변수들 사이의 비율을 유지하기 위해서 상기 제1 컬러에 대응하는 모든 컬러 매트릭스 매개변수들을 인자(ΣX+δ)/ΣX)로 곱하는 것을 포함하는 컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값은 제1 컬러에 대응하는 컬러 신호 매트릭스 매개변수들의 합(ΣX)이며, 상기 컬러 신호 매트릭스 조정은 컬러 신호 진폭을 변경하기 위해서 컬러 신호 매트릭스 매개변수들의 상기 합(ΣX)을 양(δ)만큼 증가시키며, 상기 자동으로 적응시키는 단계는 상기 제1 컬러와 흰색의 합성을 유지하기 위해서 모든 컬러 매트릭스 매개변수들을 인자(ΣX+δ)/ΣX)로 곱하는 것을 포함하는 컬러 신호 매트릭스 조정 방법.
컬러 신호 매트릭스 조정 장치(AAC,VAC,CC)에 있어서,

컬러 신호 매트릭스를 조정하기 위해서 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값을 조정하는 수단(VAC),

상기 컬러 신호 매트릭스 매개변수 조정에 따라 상기 단일 제1 컬러 신호 매트릭스와 관련있는 값외에 적어도 2개의 컬러 신호 매트릭스 매개변수들을 자동으로 적응시키는 수단(AAC)을 포함하는 컬러 신호 매트릭스 조정 장치.
컬러 카메라에 있어서,

입력 컬러 신호들(Ri,Gi,Bi)을 제공하는 컬러 센서(S),

출력 컬러 신호들(Ro,Go,Bo)을 얻기 위해서 청구항 5에서 청구되어진 것처럼 상기 입력 컬러 신호들(Ri,Gi,Bi)을 조정하는 컬러 신호 매트릭스 조정 장치(AAC,VAC,CC)를 포함하는 컬러 카메라.