KR20020078228A

KR20020078228A - 화상 통신기기의 색상 보정 방법

Info

Publication number: KR20020078228A
Application number: KR1020010018277A
Authority: KR
Inventors: 박종선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2002-10-18
Also published as: KR100792443B1

Abstract

본 발명은 화상 통신기기의 색상 보정 방법에 관한 것으로, 종래의 동일한 압축/복원 알고리즘을 사용하는 같은 종류의 화상 전화기 간에는 압축/복원에 의해 색상 왜곡이 발생하고, 동일한 압축/복원 알고리즘을 사용하지 않는 다른 종류의 화상 전화기 간에는 압축/복원 뿐만 아니라, 입력 영상의 자동 화이트 밸런싱(Auto White balancing)이나 감마 보정 등의 방법 차이에 의해서 많은 왜곡이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 압축된 영상을 수신하여 디코딩하고 그 디코딩에 의해 검출된 색차신호(YCrCb)를 색신호(R,G,B)로 변환하는 제1단계와; 상기 색신호에 대하여 자동 화이트 밸런싱을 수행하는 제2단계와; 상기 화이트 밸런싱된 색신호를 다시 색차신호로 변환하여 디스플레이하는 제3단계로 이루어짐으로써, 압축 복원된 영상의 색상 저하를 보정하는데 효과가 있으며, 또한 다른 종류의 화상 전화기 간에 자동 화이트 밸런싱 및 감마보정 등의 카메라 입력영상의 처리방법 차이로 인해 발생하는 색상의 열화를 보정하는데 효과가 있다.

Description

화상 통신기기의 색상 보정 방법{COLOR COMPENSATION METHOD FOR IMAGE COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 화상 통신기기의 색상 보정 방법에 관한 것으로, 특히 압축 전송된 영상을 복원하여 디스플레이할 때 저하된 색상을 보정하는 화상 통신기기의 색상 보정 방법에 관한 것이다.

최근, 데이터 압축 전송 기술이 발전하면서 음성 및 화상을 전송할 수 있는 다양한 장치가 많이 개발되고 있는데, 그 중 일반 사용자들에게 가장 친숙한 장치로 화상 전화기를 들수 있으며, 점차 이를 제조하는 업체의 수가 증가되고 있는 추세이다.

물론, 최근 초고속 인터넷 회선 및 피씨 카메라가 장착된 피씨를 통해서 화상 채팅 또는 화상 회의가 가능하게 되었지만, 통화를 위해서는 항상 컴퓨터를 먼저 기동시켜야 되고 또한, 컴퓨터 기동후에 해당하는 화상통화 프로그램을 실행시킨 후에야 비로소 화상 통화가 가능해지는 번거로운 문제점이 있기 때문에, 사용자들은 일반 전화기와 같이 송수화기를 들고 전화 번호를 누르는 것만으로 통화가 이루어질 수 있는 간단한 방식을 더 선호하기 때문이다.

이와 같이, 화상 전화기의 제조 업체수가 증가하면서 다양한 모델의 제품이 출시되고 있으나, 일반적으로 그 형태는 크게 도1에 도시된 바와 같이 구성할 수 있다.

즉, 렌즈 및 씨씨디 소자(1,2)를 통해 검출된 영상 신호를 입력받는 신호 입력부(3)와; 상기 신호 입력부(3)를 통해 입력된 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 처리하기 위한 디지털 신호 처리부(4)와; 압축 수신된 영상을 복원하거나 전송을 위해 영상을 압축하는 영상 압축/복원부(5)와; 상기 영상 압축/복원부(5)에서 복원된 영상을 디스플레이하기 위한 LCD부(8)와; 전송 라인을 통해 영상신호를 수신하거나 전송하기 위한 모뎀 제어부(9)와; 시스템 운용에 필요한 프로그램 또는 데이터 버퍼링을 위한 메모리(10)와; 사용자로부터 전화번호 또는 시스템 운용 조작을 위한 명령을 입력받기 위한 키패드(7)와; 상기 키패드(7)의 조작에 의해 시스템 전체를 운용하기 위한 시스템 제어부(6)로 구성된다.

즉, 화상 전화기는 일반적인 전화기의 구성에서 화상 통신을 위해 영상을 입력받는 카메라및 영상 압축/복원부와 복원된 영상을 디스플레이하기 위한 LCD부 등이 더 포함되는 것이다.

따라서, 상기 전화 시스템의 동작 방법에 대해서는 음성 이외에 영상을 더 출력할 수 있다는 것을 제외하고 동일하기 때문에 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 중요한 것은 상기와 같이 화상 전화기는 화상 통신시에 영상 및 음성의 빠른 전송을 위해서, 영상을 압축하여 전송하고 그 압축된 영상을 수신하여 복원하는 과정을 거치게 되는 것이다.

따라서, 일단 압축을 하게 되면 원 영상이 손실되기 때문에 복원을 하더라도 원영상에 비해 색상에 저하를 가져오게 된다.

상기와 같은 색상의 저하는 동일한 압축/복원 알고리즘을 사용하는 같은 종류의 화상 전화기 간에는 압축/복원에 의한 색상 왜곡이 주 원인이 되지만, 동일한 압축/복원 알고리즘을 사용하지 않는 다른 종류의 화상 전화기 간에는 압축/복원 뿐만 아니라, 입력 영상의 자동 화이트 밸런싱(Auto White balancing)이나 감마 보정 등의 방법 차이에 의해서도 많은 왜곡이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 다른 종류의 화상전화기 간의 영상 복원시에 카메라의 자동 화이트 밸런싱, 감마보정 등의 차이로 인해 발생하는 색상의 저하를 보정하기 위한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 화상 전화기의 내부 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 색상 보정 과정의 전체적인 흐름을 설명하기 위한 순서도.

도 3a와 3b는 본 발명에 의한 자동 화이트 밸런싱의 구체적인 동작을 설명하기 위한 블록도 및 순서도.

도 4는 본 발명에 의한 색상 보정을 수행한 후와 수행하기 전의 컬러 바의 벡터 스코프 디스플레이 화면을 비교하기 위해 보인 예시도.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상을 압축하여 전송하고, 압축된 영상을 복원하여 디스플레이하도록 구성된 화상 통신기기에 있어서, 압축된 영상을 수신하여 디코딩하고 그 디코딩에 의해 검출된 색차신호(YCrCb)를 색신호(R,G,B)로 변환하는 제1단계와; 상기 색신호에 대하여 자동 화이트 밸런싱을 수행하는 제2단계와; 상기 화이트 밸런싱된 색신호를 다시 색차신호로 변환하여 디스플레이하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 압축/복원으로 인해 발생하는 색상의 저하를 기존 카메라 입력영상의 색상 개선에 많이 사용하는 자동 화이트 밸런싱 방법을 적용함으로써 보정하는데 있다.

또한, 본 발명은 다른 종류의 화상 전화기 간에 카메라의 자동 화이트 밸런싱, 감마 보정 방법 등의 차이로 인해 발생하는 색상의 저하를 기존 카메라 입력영상의 색상 개선에 많이 사용하는 자동 화이트 밸런싱 방법을 적용함으로써 보정하는데 있다.

일반적으로, 화상 전화기는 카메라로부터 입력되는 영상을 자동 화이트 밸런싱, 감마보정 등의 처리를 한 다음 압축하여 전송선로를 통해 상대방 전화기로 전송되고, 전송된 압축 영상은 복원과정을 거쳐 출력되는데, 이때 색상의 저하가 발생한다.

따라서, 복원된 영상에 대해 색상 보정 과정을 거친 후 출력하는 것이 본 발명의 내용이다.

도2는 상술한 색상 보정 과정을 설명하기 위해 보인 블록도이다.

일단, 복원된 영상은 보통 YCrCb의 포맷을 가지는데, 이를 RGB 형태로 변환하여 자동 화이트 밸런싱을 수행하고, 다시 YCrCb 포맷으로 변환하여 디스플레이하는 것이다.

다시 말해, YCrCb 포맷은 다음 수학식 1에 의해 RGB 형태로 변환한다.

R = Y + 1.368(Cr-128) - 0.002(Cb-128)

G = Y - 0.700(Cr-128) - 0.334(Cb-128)

B = Y - 0.006(Cr-128) + 1.732(Cb-128)

다음, 상기 수학식에 의해 RGB 형태로 변환되면 자동 화이트 밸런싱 과정을 수행한다.

일단, 화이트 밸런싱을 수행하기 위해서는 도 3a와 같이 우선 색신호 합산부(10)에서 프레임 영상에 대해 Sigma R, Sigma G, Sigma B를 구한 다음, 자동 화이트 밸런싱 모듈(20)을 통해 상기 Sigma R, Sigma G, Sigma B 각각에 대한 이득을 구하고, 곱셈기(30)에 의해 그 이득 R_gain, G_gain, B_gain을 곱하여 Sigma R' = Sigma G' = Sigma B'(Sigma R' = R_gain Sigma R, Sigma G' = G_gain Sigma G, Sigma B' = B_gain Sigma B)가 되도록 한다.

이때, 상기 자동 화이트 밸런싱 모듈(20)에서의 이득(R_gain, G_gain, B_gain)을 검출하는 과정은 도3b에 도시된 바와 같다.

먼저, Sigma R', Sigma G', Sigma B'로부터 이 전 프레임의 이득(R_gain-1, G_gain-1, B_gain-1)을 각각 나누어 Sigma R, Sigma G, Sigma B를 구한다(S11).

이때, 상기 Sigma R, Sigma G, Sigma B는 이득이 나누어진 값으로 입력된 영상에서의 R, G, B 각각의 합으로 볼 수 있다.

따라서, 그 각각의 값을 임계치와 비교하여 작으면(S12) 자동 화이트 밸런싱을 하지 않고(R_gain= G_gain= B_gain= 1)(S13), 임계치보다 크면 Sigma R, Sigma G, Sigma B값이 자동 화이트 밸런싱 조정영역의 내부에 있는지 확인한다(S14).

상기 확인결과 Sigma R, Sigma G, Sigma B 값이 모두 화이트 밸런싱 조정영역의 내부에 존재하면, Sigma G 값을 기준으로 Rgain, Bgain을 구하고(Rgain =Sigma G/Sigma R, Bgain=Sigma G/Sigma B)(S16), 그 구한 이득(Rgain, Ggain, Bgain)을 이용해서 보정된 R', G', B'를 구한다.(R'=Rgain R, G'=Ggain G, B'=Bgain B).

물론, Sigma R, Sigma G, Sigma B 값이 모두 화이트 밸런싱 조정영역의 외부에 존재하면, 자동 화이트 밸런싱을 하지 않는다(R_gain= G_gain= B_gain= 1)(S15).

이러한 과정은 매 프레임 반복적으로 실행되며 실행 결과 사람의 눈으로 보기에 적합하도록 R',G',B' 값이 변환된다.

다음, 상기와 같이 자동 화이트 밸런싱을 통해 보정된 R',G',B'가 구해지면 이를 다음 수학식 2를 통해 다시 YCrCb 형태로 변환한다.

Y' = (77/256)R' + (150/256)G' + (29/256)B'

Cr' = (131/256)R' - (110/256)G' - (21/256)B' + 128

Cb' = -(44/256)R' - (87/256)G' + (131/256)B' + 128

즉, 상기와 같이 보정된 Y',Cr',Cb'를 정해진 포맷에 맞게 디스플레이부(믿시)로 전송하게 된다.

도4는 본 발명에 의해 컬러 바(Color Bar)에 대한 색상 보정을 수행한 후(도4의 (b))과 수행하기 전(도4의 (a))의 영상을 벡터 스코프로 보았을 때의 결과를 나타낸 것으로, 보정후에 각 색상의 벡터값이 기준값에 도달한 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 화상 통신기기의 색상 보정 방법은 압축 복원된 영상의 색상 저하를 보정하는데 효과가 있으며, 또한 다른 종류의 화상 전화기 간에 자동 화이트 밸런싱 및 감마보정 등의 카메라 입력영상의 처리방법 차이로 인해 발생하는 색상의 열화를 보정하는데 효과가 있다.

Claims

영상을 압축하여 전송하고, 압축된 영상을 복원하여 디스플레이하도록 구성된 화상 통신기기에 있어서, 압축된 영상을 수신하여 디코딩하고 그 디코딩에 의해 검출된 색차신호(YCrCb)를 색신호(R,G,B)로 변환하는 제1단계와; 상기 색신호에 대하여 자동 화이트 밸런싱을 수행하는 제2단계와; 상기 화이트 밸런싱된 색신호를 다시 색차신호로 변환하여 디스플레이하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상 통신기기의 색상 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 자동 화이트 밸런싱은 프레임 영상에 대해 각 색신호(R, G, B)에 대하여 합산(Sigma R, Sigma G, Sigma B)을 하고, 그 합산된 신호(Sigma R, Sigma G, Sigma B)에 대한 이득(R_gain, G_gain, B_gain)을 구하고, 그 이득을 상기 합산된 신호(Sigma R, Sigma G, Sigma B)에 곱하여 Sigma R' = Sigma G' = Sigma B'가 되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 화상 통신기기의 색상 보정 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자동 화이트 밸런싱은 입력 영상에서의 색신호(R,G,B)에 대한 각각의 합(Sigma R, Sigma G, Sigma B)을 구하는 제1단계와; 상기 합산된 각각의 값을 실험에 의해 설정된 임계치와 비교하는 제2단계와; 상기 비교결과 각 색신호의 합이 임계치보다 작으면 자동 화이트 밸런싱을 수행하지 않는 제3단계와; 상기 비교결과 각 색신호의 합이 임계치보다 크면 그 합산된값(Sigma R, Sigma G, Sigma B)이 자동 화이트 밸런싱 조정영역의 내부에 있는지를 판단하는 제4단계와; 상기 판단결과 합산된 값이 모두 화이트 밸런싱 조정영역의 내부에 존재하면, Sigma G 값을 기준으로 R과 B에 대한 이득(R_gain, B_gain)을 구하여 각 색신호에 곱해(R'=Rgain R, G'=Ggain G, B'=Bgain B) 보정(R', G', B')을 수행하는 제5단계와; 상기 판단결과 합산된 값이 화이트 밸런싱 조정영역의 외부에 존재하면, 자동 화이트 밸런싱을 하지 않는 제6단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상 통신기기의 색상 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 YCrCb 포맷은 다음 수학식 1에 의해 RGB 형태로 변환하는 것을 특징으로 하는 화상 통신기기의 색상 보정 방법.

(수학식 1)

R = Y + 1.368(Cr-128) - 0.002(Cb-128)

G = Y - 0.700(Cr-128) - 0.334(Cb-128)

B = Y - 0.006(Cr-128) + 1.732(Cb-128)
제1항에 있어서, 상기 자동 화이트 밸런싱을 통해 보정된 R',G',B'는 다음 수학식 2에 의해 YCrCb 형태로 변환하는 것을 특징으로 하는 화상 통신기기의 색상 보정 방법.

(수학식 2)

Y' = (77/256)R' + (150/256)G' + (29/256)B'

Cr' = (131/256)R' - (110/256)G' - (21/256)B' + 128

Cb' = -(44/256)R' - (87/256)G' + (131/256)B' + 128