KR20010036456A - 백색 신호 성분을 구하고 영상의 밝기를 조절하는 방법 및 장치 - Google Patents

백색 신호 성분을 구하고 영상의 밝기를 조절하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백색 신호 성분을 구하고 영상의 밝기를 조절하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 본 발명은 입력 영상에 대해 색순도가 유지되는 RGB 밝기 증가분을 벡터적으로 계산하고, 이들 RGB 증가분 값들 중 최소값을 R,G,B 성분에서 차감하여 이를 백색 성분의 입력값으로 활용하였으며, 백색 차감량 이외의 RGB 증가분 값들을 입력 RGB 신호에 더함으로서, 무채색 방향이 아닌 원래 색의 방향으로의 밝기 증가분을 얻어, 평판 판넬 디스플레이 등의 칼라필터를 이용하여 색을 표현하는 칼라 디스플레이 장치등에서 밝기를 증가시키기 위해 백색 성분을 추가로 사용하게 하여, 이 경우 무채색 성분의 추가로 인한 영상의 색순도 저하를 막을 수 있게 한다. 즉 RGB와 같은 3색계에서 백색 성분을 포함하는 4색계로의 신호변환 수행시 간단하고 효과적인 백색 성분의 추출과 아울러 밝기 증가와 색순도 유지를 가능하게 하여, 칼라 디스플레이 장치 등의 영상처리 시스템의 성능을 증가할 수 있게 된다.

Description

백색 신호 성분을 구하고 영상의 밝기를 조절하는 방법 및 장치 {Method and apparatus for generating white component and for controlling the brightness in display devices}
본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 백색 신호 성분을 구하고 영상의 밝기를 조절하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
칼라 디스플레이 모니터 또는 칼라 텔레비젼에서 평판 판넬 디스플레이 또는 칼라필터(color wheel filter) 등을 사용할 경우 화면 크기의 증가는 용이하지만, 출력 영상의 밝기는 음극선관에 비해 낮은 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 RGB(Red, Green, Blue)의 3색 대신에 RGB와 백색 성분을 추가한 4색 출력시스템이 사용되고 있다. 백색 성분은 백색광을 백색 필터에 투과 또는 반사시킴으로서 얻을 수 있으며, 이럴 경우 디스플레이 시스템의 화면의 밝기를 향상시킬 수 있다. 따라서 RGB 3원색계의 신호에서 백색 성분의 성분을 추출하여 4원색 신호로 만드는 방법이 필요해진다.
출력영상의 밝기를 증가시키기 위해 Red, Green, Blue 3색 필터에 백색(white) 필터를 추가한 종래의 대표적 방법이 미국 TI사에 의해 제안되었다(USP 5233385). 이 방법은 색을 생성하는 필터구간을 공간적으로 4등분하거나, 비디오 프레임(video frame)을 시간적으로 4등분하고, 백색 필터 구간 또는 백색광 프레임을 추가한 면(Field) 순차 방식을 이용하였다. 결과적으로 출력 밝기를 백색필터 구간의 크기에 비례하여 높일 수 있었다. 이 방법의 장점은 영상출력 시스템에서 밝기를 증가시킬 수 있는 것이었으나, 밝기의 증가분은 무채색 성분이기 때문에, 이로 인해 영상에서 화소들의 원래 색의 순도(purity, saturation)를 떨어뜨리는 결과를 초래하였다.
또 다른 종래의 대표적인 방법은 일본 Canon사에 의해 발표되었다(USP 5929843). 이 방법은 이차화된(binary) LCD 디스플레이(display)를 대상으로 Red, Green, Blue, White를 하나의 화소단위로 할때, 각각의 RGB 데이터로부터 White 성분을 추출하고, 이를 하프톤(half-tone) 프로세스를 거쳐서, RGB와 White 디스플레이 점(display dot)에 전달하는 것을 기술하였다. 이 방법의 특징은 white 생성량이 입력된 red, green, blue 데이터의 공통 최소량을 구한후 이를 비선형 변환시킨 것으로 사용한 것이다. 즉, 비선형 모델은 감마(gamma)와 오프셋(offset) 그리고 스케일(scale)에 해당한다. 이 방법은 이전의 면순차 개념의 백색보강을 화소단위로 발전시키고, 또한 백색 성분 인가량도 정해진 모델에 따라 수행되는 개선점 등이 있었으나, 백색 인가량의 추가로 인한 색의 무채색화를 피할 수 있는 색순도 유지 방법은 고려하지 않은 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 소정의 색 신호를 백색 신호를 포함하는 신호로 변환하는 방법과 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는 영상의 색순도를 유지시키면서 밝기를 증가시키는 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 백색 신호 성분을 구하는 방법의 흐름을 도시한 것이다.
도 2는 RGB 색공간에서의 색 모델을 나타낸 것이다.
도 3은 RGB 벡터로 표시된 색과 백색 성분의 무채색 신호간의 관계를 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 방법을 실행하는 장치를 블록으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 영상의 밝기를 구하는 방법의 흐름을 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 방법을 실행하는 장치를 블록으로 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 방법을 구현하는 다른 실시예를 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 소정의 색 신호로부터 백색 신호 성분을 구하는 방법에 있어서, 상기 소정의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하는 단계; 상기 기본색 성분들의 밝기 증가량으로부터 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 단계; 및 상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 상기 소정의 색 신호의 백색 신호 성분으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며, 상기 밝기 증가량을 기본색 성분별로 구하는 단계에서, b1은 스케일(scale)을 나타내는 소정의 상수이며, Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이며 Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 소정의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,일 때에, 상기 소정의 색 신호의 Red 성분의 밝기 증가량 vR, Green 성분의 밝기 증가량 vG 및 Blue 성분의 밝기 증가량 vB는 vR = b1 * Brt * Ri/M1, vG = b1 * Brt * Gi/M1, vB = b1 * Brt * Bi/M1로 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 단계는, 상기 백색을 포함하지 않는 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, c1은 스케일을 나타내는 소정의 상수일 때에, 백색 신호의 밝기 증가량 W을 상기 기본색 밝기 증가량 중에서 가장 작은 값을 가지는 기본색 밝기 증가량에 상기 상수 c1을 곱한 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 단계는, 상기 소정의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, b1, b2 및 b3는 소정의 상수일 때에, 백색 신호 밝기 증가량 W을 W = b1*vR + b2*vG + b3*vB 로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 소정의 색 신호로부터 백색 신호 성분을 구하는 장치에 있어서, 상기 소정의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하는 기본색 성분 증가분 연산부; 상기 기본색 성분들의 밝기 증가량으로부터 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 백색 신호 밝기 증가량 연산부; 및 상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 상기 소정의 색 신호의 백색 신호 성분으로 설정하는 신호 인가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며, 상기 기본색 성분 증가부 연산부는, b1은 스케일(scale)을 나타내는 소정의 상수이며, Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이며 Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 소정의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,일 때에, 상기 소정의 색 신호의 Red 성분의 밝기 증가량 vR, Green 성분의 밝기 증가량 vG 및 Blue 성분의 밝기 증가량 vB를 vR = b1 * Brt * Ri/M1, vG = b1 * Brt * Gi/M1, vB = b1 * Brt * Bi/M1로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 백색 신호 밝기 증가량 연산부는, 상기 백색을 포함하지 않는 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, c1은 스케일을 나타내는 소정의 상수일 때에, 백색 신호 밝기 증가량 W를 상기 기본색 밝기 증가량 중에서 가장 작은 값을 가지는 기본색 밝기 증가량에 상기 상수 c1을 곱한 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 백색 신호 밝기 증가량 연산부는, 상기 소정의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, b1, b2 및 b3는 소정의 상수일 때에, 백색 신호 밝기 증가량 W를 W = b1*vR + b2*vG + b3*vB 로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 영상의 밝기를 조절하는 방법에 있어서, 상기 영상의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하여 상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하는 단계; 상기 각 기본색 성분별 밝기 증가량과 상기 백색 신호 증가량을 이용하여 상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 단계; 및 상기 영상의 색 신호에 상기 영상의 밝기 조정 성분을 더하여 밝기가 조정된 영상을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며, 상기 백색 신호 증가량을 구하는 단계는, b1은 스케일(scale)을 나타내는 소정의 상수이며, Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이며 Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 소정의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,일 때에, 상기 소정의 색 신호의 Red 성분의 밝기 증가량 vR, Green 성분의 밝기 증가량 vG 및 Blue 성분의 밝기 증가량 vB를 vR = b1 * Brt * Ri/M1, vG = b1 * Brt * Gi/M1, vB = b1 * Brt * Bi/M1 로 결정하며, c1은 스케일을 나타내는 소정의 상수일 때에, 백색 신호 밝기 증가량 W를 상기 기본색 밝기 증가량 중에서 가장 작은 값을 가지는 기본색 밝기 증가량에 상기 상수 c1을 곱한 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또 백색 신호 증가량을 구하는 단계는 b1, b2 및 b3는 소정의 상수일 때에, 백색 신호 밝기 증가량 W을 W = b1*vR + b2*vG + b3*vB 로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 단계는, 상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하는 단계에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG, Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB 그리고 백색 신호 증가량을 W라고 할 때에, 상기 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분 Inc_G 및 Blue 기본색 밝기 조정 성분 Inc_B를 Inc_R = vR - W, Inc_G = vG - W, Inc_B = vB - W 로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 밝기가 조정된 영상을 구하는 단계는, Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 영상의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며, 상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 단계에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_G, Blue 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_B 라 하고, d1, d2 및 d3는 소정의 상수일 때에, 색조정된 출력의 기본색 신호 Ro, Go 및 Bo를 Ro = Ri + d1*Inc_R, Go = Gi + d2*Inc_G, Bo = Bi + d3*Inc_B 로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 영상의 밝기를 조절하는 장치에 있어서, 상기 영상의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하고 상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하는 색 신호 밝기 증가량 연산부; 상기 각 기본색 성분별 밝기 증가량과 상기 백색 신호 증가량을 이용하여 상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 영상 밝기 조정 연산부; 및 상기 영상의 색 신호에 상기 영상의 밝기 조정 성분을 더하여 밝기가 조정된 영상을 구하는 조정 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며, 상기 영상 밝기 조정 연산부는, 상기 영상의 색 신호 밝기 증가량 연산부에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG, Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB 그리고 백색 신호 증가량을 W라고 할 때에, 상기 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분 Inc_G 및 Blue 기본색 밝기 조정 성분 Inc_B를 Inc_R = vR - W, Inc_G = vG - W, Inc_B = vB - W 로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 조정 신호 생성부는, Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 영상의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며, 상기 영상 밝기 조정 연산부에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_G, Blue 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_B 라 하고, d1, d2 및 d3는 소정의 상수일 때에, 색조정된 출력의 기본색 신호 Ro, Go 및 Bo를 Ro = Ri + d1*Inc_R, Go = Gi + d2*Inc_G, Bo = Bi + d3*Inc_B 로 결정하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 백색 신호 성분을 구하는 방법의 흐름을 도시한 것이다.
소정의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하고(100 단계), 기본색 성분들의 밝기 증가량으로부터 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하여(110 단계) 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 소정의 색 신호의 백색 신호 성분으로 설정한다(120 단계).
이하는 소정의 색 신호로써 Red, Green 및 Blue의 3색 신호로 구성된 RGB 색공간 신호에 대한 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2는 RGB 색공간에서의 색 모델을 나타낸 것이다. 원점은 Black 색이며 RGB 색공간의 기본색인 red, green 및 blue 색을 축으로 하여 모든 색을 표시하게 된다. 도 2에서 black 색에서 white 색으로 향하는 선이 그레이 스케일(gray scale)이다.
도 3은 RGB 벡터로 표시된 색과 백색 성분의 무채색 신호간의 관계를 도시한 것이다. 임의의 색이 RGB 벡터(300)로 표현되어 있다. 디스플레이 장치에서 출력색의 밝기를 증가시키기 위해 white 채널을 추가로 사용하면 도 3에서 RGB 벡터(300)에 밝기를 증가시키는 성분인 무채색 벡터(320)와의 벡터합을 한 새로운 RGB 벡터(330)가 생성되며, 이 벡터가 처음의 RGB 벡터(300)가 밝기가 증가된 색이 된 것이다. 무체색 벡터(320)는 그레이 스케일 벡터(310)과 평행한 벡터이다.
새롭게 생성된 새로운 RGB 벡터(330)와 원래의 출력색 벡터(330)간의 차이를 살펴보면, 첫째로 벡터의 길이가 증가됨을 알수 있다. RGB 색공간에서 벡터의 길이 증가는 색의 밝기 증가와 동일하다. 그리고, 두벡터(300, 330)간의 주목할만한 차이는 벡터의 방향이다. 즉 원 벡터의 방향에서 무채색 방향으로 벡터의 방향이 바뀌었다. 이는 RGB 색공간에서 색순도의 감소를 의미한다. 원래 색의 색순도가 높을수록, 밝기의 증가량이 클수록, 색순도의 감소는 더 크게 나타난다.
본 발명은 이와 같은 밝기 증가에 따른 색순도 감소를 방지하기 위해 도 3에서 무채색 방향으로 증가하는 밝기량 대신에, 무채색 방향의 증가량을 원래 색(300)의 벡터 방향으로 밝기 증가량으로부터 벡터투영을 하여 색도 유지 벡터(340)를 계산하고, 이 색도 유지 벡터(340)에 대한 백색 신호 성분의 값을 추출해 내는 방법을 사용한다.
다음의 식과 같이 기본색 성분들인 red, green 및 blue 각각의 밝기 증가량 vR, vG 및 vB를 계산한다(100 단계).
vR = b1 * Brt * Ri/M1
vG = b1 * Brt * Gi/M1
vB = b1 * Brt * Bi/M1
이때에, b1은 스케일을 나타내는 소정의 상수이며, Ri, Gi 및 Bi는 각각 입력 신호인 RGB 신호(300)의 기본색인 3원색의 기본 성분을 의미한다. Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이다. Brt는 다음의 식과 같이 표시될 수 있다.
Brt = a1*Ri + a2*Gi + a3*Bi
여기서, a1, a2, a3는 임의의 상수이다. 이 경우에 Brt는 Ri, Gi 및 Bi의 함수로 표현된 것인데, 이와는 달리 Brt는 소정의 상수값이 될 수도 있다. 즉, 구현하려는 응용 분야에 따라 달라질 수 있는 값일 것이다. 또 한가지 방법은 상기 vR, vG 및 vB중에서 최소의 값에 일정 크기의 상수를 곱한 값을 Rrt의 값으로 할 수도 있을 것이다.
그리고 상기의 수학식 1에서 M1은 다음의 식과 같이 나타낼 수 있는 값이다.
이때에 RiㆍRi는 벡터 Ri들의 내적이며, 결국 벡터 Ri의 크기의 제곱을 뜻하게 된다.
상기 기본색의 밝기 증가량들로부터 다음의 식과 같이 백색 신호의 밝기 증가량 W를 추출한다(110 단계).
여기서 min()은 3개의 값들중 최소값을 찾아내는 함수이며, c1은 계산된 백색 신호의 증가량을 어느 정도 적용하는가 하는 스케일을 나타내는 소정의 상수이다.
혹은 W는 다음의 식과 같이 표현될 수도 있다.
W = b1*vR + b2*vG + b3*vB
이때에 b1, b2 및 b3는 소정의 상수이다.
W는 상기 수학식 4에 의해 결정되는 경우에는 vR, vG 혹은 vB의 어느 하나에 의해 결정될 수 있는 값이 될 것이며, 상기 수학식 5에 의해 결정되는 경우에는 vR, vG 및 vB의 결합에 의해 결정되는 값이 될 것이다.
그리고 백색 신호 성분의 밝기 증가량인 W를 소정의 색 신호의 백색 신호 성분으로 설정한다(120 단계). 이 밝기 증가량 W의 값이 최초의 RGB 입력 신호를 이용하여 결정된 백색 신호 채널 인가값이 된다.
도 4는 도 1의 방법을 실행하는 장치를 블록으로 도시한 것이다. 이 장치는 소정의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하는 기본색 성분 증가분 연산부(400), 기본색 성분들의 밝기 증가량으로부터 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 백색 신호 밝기 증가량 연산부(410) 및 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 상기 소정의 색 신호의 백색 신호 성분으로 설정하는 신호 인가부(420)를 포함한다.
기본색 성분 증가분 연산부(400)에서는 RGB 각 기본색 성분들의 밝기 증가량 vR, vG 및 vB을 계산한다. 백색 신호 밝기 증가량 연산부(410)에서는 기본색 성분들의 밝기 증가량 vR, vG 및 vB에서 백색 신호 밝기 증가량을 추출하고, 신호 인가부(420)에서는 이 백색 신호 밝기 증가량을 백색 신호 신호 성분으로 설정한다. 이에 대한 과정은 위에서 상세히 설명되었으므로 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 영상의 밝기를 구하는 방법의 흐름을 도시한 것이다. 도 1과 같이 영상의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하여 상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하고(500 단계), 각 기본색 성분별 밝기 증가량과 상기 백색 신호 증가량을 이용하여 영상의 밝기 조정 성분을 구하여(510 단계), 영상의 색 신호에 상기 영상의 밝기 조정 성분을 더하여 밝기가 조정된 영상을 구하게 된다(520 단계). 이 방법에 대한 상세한 과정은 다음과 같다.
수학식 1에서 구한 3원색 각각의 RGB 증가량 vR,vG 및 vB와 수학식 4 혹은 수학식 5에서 구한 백색 성분 인가량을 이용하여 다음의 수학식 6과 같이 RGB 각 채널의 밝기 조정 성분들 Inc_R, Inc_G 및 Inc_B를 계산한다(510 단계).
Inc_R = vR - W
Inc_G = vG - W
Inc_B = vB - W
RGB 채널의 각 기본 입력 신호에 상기 수학식 6에서 구한 RGB 각 채널의 밝기 조정 성분 Inc_R, Inc_G 와 Inc_B을 다음의 수학식 7과 같이 계산하여, 색이 조정되어 결과적으로 밝기가 조절된 출력 RGB 3색 신호의 기본 신호인 Ro, Go 및 Bo를 구한다(520 단계).
Ro = Ri + d1 * Inc_R
Go = Gi + d2 * Inc_G
Bo = Bi + d3 * Inc_B
이때에 d1, d2 및 d3는 소정의 상수로서 입력 신호에 더해지는 RGB 밝기 조정 성분의 스케일을 조정할 수 있는 값들이다.
이들 변환된 신호들 Ro, Go, Bo 및 W는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 영상출력 장치로 보내지게 될 것이다.
도 6은 도 5의 방법을 실행하는 장치를 블록으로 도시한 것이다. 이 장치는 영상의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하고 상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하는 색 신호 밝기 증가량 연산부(600), 각 기본색 성분별 밝기 증가량과 백색 신호 증가량을 이용하여 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 영상 밝기 조정 연산부(610) 및 영상의 색 신호에 영상의 밝기 조정 성분을 더하여 밝기가 조정된 영상을 구하는 조정 신호 생성부(620)를 포함한다.
색 신호 밝기 증가량 연산부(600)는 기본색 성분 밝기 증가분 연산부(602) 및 백색 신호 성분 밝기 증가량 연산부(604)를 포함한다. 이 연산부들은 도 4의 같은 이름의 연산부들과 같은 기능을 한다.
영상 밝기 조정 연산부(610)에서는 RGB 각 채널의 밝기 조정 성분들 Inc_R, Inc_G 및 Inc_B를 계산하며, 조정 신호 생성부(620)에서는 밝기가 조절된 출력 RGB 3색 신호의 기본 신호인 Ro, Go 및 Bo를 구한다. 이에 대한 과정은 위에서 상세히 설명되었으므로 생략한다.
도 7은 도 5의 방법을 구현하는 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 7의 RGB 증가분 연산부(702)는 도 6의 기본색 성분 밝기 증가분 연산부(602)와 같은 기능을 실행한다. 백색 신호 증가량 연산부(704)는 도 6의 참조 번호 604와 같아서 백색 신호 성분 W도 출력하며, 참조 번호 710의 차감부는 RGB 증가분과 백색 신호 증가량을 차감하는 기능을 하며, 참조 번호 720의 덧셈기는 입력 Ri, Gi 및 Bi와 대응하는 차감된 신호들을 더하는 기능을 수행한다. 그 결과 밝기가 조정된 신호 Ro, Go, Bo와 백색 신호 성분인 W가 출력된다.
상기 설명은 RGB 색공간을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 YCrCb, YIQ, HLS 혹은 HIS와 같은 색공간이나 CIELAB, CIELUV 계열의 표준 색공간에서도 마찬가지로 적용된다는 것은 본 발명이 속한 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
본 발명에 의하면, 본 발명은 입력 영상에 대해 색순도가 유지되는 RGB 밝기 증가분을 벡터적으로 계산하고, 이들 RGB 증가분 값들 중 최소값을 R,G,B 성분에서 차감하여 이를 백색 성분의 입력값으로 활용하였으며, 백색 차감량 이외의 RGB 증가분 값들을 입력 RGB 신호에 더함으로서, 무채색 방향이 아닌 원래 색의 방향으로의 밝기 증가분을 얻어, 평판 판넬 디스플레이 등의 칼라필터를 이용하여 색을 표현하는 칼라 디스플레이 장치등에서 밝기를 증가시키기 위해 백색 성분을 추가로 사용하게 하여, 이 경우 무채색 성분의 추가로 인한 영상의 색순도 저하를 막을 수 있게 한다. 즉 RGB와 같은 3색계에서 백색 성분을 포함하는 4색계로의 신호변환 수행시 간단하고 효과적인 백색 성분의 추출과 아울러 밝기 증가와 색순도 유지를 가능하게 하여, 칼라 디스플레이 장치 등의 영상처리 시스템의 성능을 증가할 수 있게 된다.

Claims (18)

  1. 소정의 색 신호로부터 백색 신호 성분을 구하는 방법에 있어서,
    상기 소정의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하는 단계;
    상기 기본색 성분들의 밝기 증가량으로부터 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 단계; 및
    상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 상기 소정의 색 신호의 백색 신호 성분으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 밝기 증가량을 기본색 성분별로 구하는 단계는,
    b1은 스케일(scale)을 나타내는 소정의 상수이며, Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이며 Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 소정의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,
    일 때에,
    상기 소정의 색 신호의 Red 성분의 밝기 증가량 vR, Green 성분의 밝기 증가량 vG 및 Blue 성분의 밝기 증가량 vB를
    vR = b1 * Brt * Ri/M1,
    vG = b1 * Brt * Gi/M1,
    vB = b1 * Brt * Bi/M1로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    a1, a2 및 a3는 소정의 상수일 때에, 상기 무채색 밝기 증가량 Brt는
    Brt = a1 * Ri + a2 * Gi + a3 * Bi로 결정되는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 단계는,
    상기 백색을 포함하지 않는 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, c1은 스케일을 나타내는 소정의 상수일 때에,
    백색 신호의 밝기 증가량 W을 상기 기본색 밝기 증가량 중에서 가장 작은 값을 가지는 기본색 밝기 증가량에 상기 상수 c1을 곱한 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 단계는,
    상기 소정의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, b1, b2 및 b3는 소정의 상수일 때에,
    백색 신호 밝기 증가량 W을 W = b1*vR + b2*vG + b3*vB 로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 방법.
  6. 소정의 색 신호로부터 백색 신호 성분을 구하는 장치에 있어서,
    상기 소정의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하는 기본색 성분 증가분 연산부;
    상기 기본색 성분들의 밝기 증가량으로부터 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 추출하는 백색 신호 밝기 증가량 연산부; 및
    상기 백색 신호 성분의 밝기 증가량을 상기 소정의 색 신호의 백색 신호 성분으로 설정하는 신호 인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 기본색 성분 증가부 연산부는,
    b1은 스케일(scale)을 나타내는 소정의 상수이며, Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이며 Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 소정의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,
    일 때에,
    상기 소정의 색 신호의 Red 성분의 밝기 증가량 vR, Green 성분의 밝기 증가량 vG 및 Blue 성분의 밝기 증가량 vB를
    vR = b1 * Brt * Ri/M1,
    vG = b1 * Brt * Gi/M1,
    vB = b1 * Brt * Bi/M1로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    a1, a2 및 a3는 소정의 상수일 때에, 상기 무채색 밝기 증가량 Brt는
    Brt = a1 * Ri + a2 * Gi + a3 * Bi로 결정되는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 백색 신호 밝기 증가량 연산부는,
    상기 백색을 포함하지 않는 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, c1은 스케일을 나타내는 소정의 상수일 때에,
    백색 신호 밝기 증가량 W를 상기 기본색 밝기 증가량 중에서 가장 작은 값을 가지는 기본색 밝기 증가량에 상기 상수 c1을 곱한 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 소정의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 백색 신호 밝기 증가량 연산부는,
    상기 소정의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG 그리고 Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB라고 하고, b1, b2 및 b3는 소정의 상수일 때에,
    백색 신호 밝기 증가량 W를 W = b1*vR + b2*vG + b3*vB 로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색 신호 성분을 구하는 장치.
  11. 영상의 밝기를 조절하는 방법에 있어서,
    상기 영상의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하여 상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하는 단계;
    상기 각 기본색 성분별 밝기 증가량과 상기 백색 신호 증가량을 이용하여 상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 단계; 및
    상기 영상의 색 신호에 상기 영상의 밝기 조정 성분을 더하여 밝기가 조정된 영상을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 백색 신호 증가량을 구하는 단계는,
    b1은 스케일(scale)을 나타내는 소정의 상수이며, Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이며 Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 소정의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,
    일 때에,
    상기 소정의 색 신호의 Red 성분의 밝기 증가량 vR, Green 성분의 밝기 증가량 vG 및 Blue 성분의 밝기 증가량 vB를
    vR = b1 * Brt * Ri/M1,
    vG = b1 * Brt * Gi/M1,
    vB = b1 * Brt * Bi/M1 로 결정하며,
    c1은 스케일을 나타내는 소정의 상수일 때에, 백색 신호 밝기 증가량 W를 상기 기본색 밝기 증가량 중에서 가장 작은 값을 가지는 기본색 밝기 증가량에 상기 상수 c1을 곱한 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 백색 신호 증가량을 구하는 단계는,
    b1은 스케일(scale)을 나타내는 소정의 상수이며, Brt는 입력 데이터에 따른 무채색 밝기 증가량이며 Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 소정의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,
    일 때에,
    상기 소정의 색 신호의 Red 성분의 밝기 증가량 vR, Green 성분의 밝기 증가량 vG 및 Blue 성분의 밝기 증가량 vB를
    vR = b1 * Brt * Ri/M1,
    vG = b1 * Brt * Gi/M1,
    vB = b1 * Brt * Bi/M1 로 결정하며,
    b1, b2 및 b3는 소정의 상수일 때에,
    백색 신호 밝기 증가량 W을 W = b1*vR + b2*vG + b3*vB 로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 단계는,
    상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하는 단계에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG, Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB 그리고 백색 신호 증가량을 W라고 할 때에,
    상기 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분 Inc_G 및 Blue 기본색 밝기 조정 성분 Inc_B 를
    Inc_R = vR - W,
    Inc_G = vG - W,
    Inc_B = vB - W 로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 밝기가 조정된 영상을 구하는 단계는,
    Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 영상의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,
    상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 단계에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_G, Blue 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_B 라 하고, d1, d2 및 d3는 소정의 상수일 때에,
    색조정된 출력의 기본색 신호 Ro, Go 및 Bo 를
    Ro = Ri + d1*Inc_R,
    Go = Gi + d2*Inc_G,
    Bo = Bi + d3*Inc_B 로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 방법.
  16. 영상의 밝기를 조절하는 장치에 있어서,
    상기 영상의 색 신호를 구성하는 기본색 성분들의 밝기 증가량을 각 기본색 성분별로 구하고 상기 영상의 색 신호의 백색 신호 증가량을 구하는 색 신호 밝기 증가량 연산부;
    상기 각 기본색 성분별 밝기 증가량과 상기 백색 신호 증가량을 이용하여 상기 영상의 밝기 조정 성분을 구하는 영상 밝기 조정 연산부; 및
    상기 영상의 색 신호에 상기 영상의 밝기 조정 성분을 더하여 밝기가 조정된 영상을 구하는 조정 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 영상 밝기 조정 연산부는,
    상기 영상의 색 신호 밝기 증가량 연산부에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 성분의 밝기 증가량을 vR, Green 기본색 성분의 밝기 증가량을 vG, Blue 기본색 성분의 밝기 증가량을 vB 그리고 백색 신호 증가량을 W라고 할 때에,
    상기 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분 Inc_G 및 Blue 기본색 밝기 조정 성분 Inc_B 를
    Inc_R = vR - W,
    Inc_G = vG - W,
    Inc_B = vB - W 로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 영상의 색 신호는 Red, Green 및 Blue 색으로 구성된 3색 신호이며,
    상기 조정 신호 생성부는,
    Ri, Gi 및 Bi 는 각각 상기 영상의 색 신호의 기본색인 3원색의 성분 벡터들이며,
    상기 영상 밝기 조정 연산부에서 구한 영상의 색 신호의 Red 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_R, Green 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_G, Blue 기본색 밝기 조정 성분을 Inc_B 라 하고, d1, d2 및 d3는 소정의 상수일 때에,
    색조정된 출력의 기본색 신호 Ro, Go 및 Bo 를
    Ro = Ri + d1*Inc_R,
    Go = Gi + d2*Inc_G,
    Bo = Bi + d3*Inc_B 로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상의 밝기를 조절하는 장치.
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