KR20030042611A

KR20030042611A - 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치 및 방법

Info

Publication number: KR20030042611A
Application number: KR1020010073334A
Authority: KR
Inventors: 홍상기; 조맹섭; 강병호; 김진서; 김재철; 김대희; 정재영; 허태욱
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2003-06-02
Also published as: KR100463831B1

Abstract

본 발명은 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치 및 방법에 관한 것으로, 디스플레이 디바이스에 입력되는 적색/녹색/파랑(red/green/blue : RGB) 영상 신호를 L*C*h(명도, 채도, 색상 : L*,C*,h) 디바이스 독립 색 공간으로 변환시키는 RGB에서 L*C*h로의 변환부; RGB에서 L*C*h로의 변환부에 의해 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역별로 관찰자의 색 조절 및 변환에 의해서 최적의 색을 갖는 영상으로 조절하는 L*C*h 조절부; L*C*h 조절부에 의해 L*C*h 색 공간에서 최적의 색으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시키는 L*C*h에서 RGB로의 변환부; 디스플레이 디바이스에 입력되는 RGB 영상 신호를 YPbPr(휘도 성분(Y) 색차성분(PbPr) : YPbPr) 신호로 변환시키는 RGB에서 YPbPr로의 변환부; RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환된 YPbPr 신호를 관찰자가 선호하는 품질의 영상으로 조절하는 영상 조절 및 개선부; 영상 조절 및 개선부에 의해 관찰자가 선호하는 품질로 조절된 YPbPr 영상을 RGB 영상 신호로 변환시키는 YPbPr에서 RGB로의 변환부; L*C*h에서 RGB로의 변환부에 의해 변환된 최적의 색으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하며, YPbPr에서 RGB로의 변환부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하는 계수 추출부를 포함한다. 따라서, 추출된 계수를 이용하여 최적화된 영상의 화질로 변환하여 디스플레이 시스템 개발 과정에서 인간의 시각 특성 및 선호도와, 테스트 원본과 유사한 색 재현을 반영할 수 있으며, 또한, 추출된 계수를 디스플레이 시스템에 적용할 경우 디스플레이(display) 사용자들에게 풍부한 칼라와 선명한 영상을 제공하는 고화질 디스플레이 디바이스를 개발할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR OPTIMIZING IMAGE QUALITY BY USING HUMAN VISUAL CHARACTERISTICS}

본 발명은 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 디지털 디스플레이 시스템(예로, 음극선관(CRT), 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP),...) 개발에 있어서, 인간(이하, 관찰자)의 시각 특성을 이용하여 칼라 과학적 입장 및 영상 처리 입장에 관련하여 최적화된 화질의 계수를 추출할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 일반 디스플레이 시스템 개발은 채도 및 밝기와 대비도 조정과 같은 간단한 조절과 측정을 통하여 화질을 조정한다.

이러한, 측정 방법은 칼라 과학적인 입장에서 디바이스 독립적인 색 재현을 구현하기 어려울 뿐만 아니라, 실제 디스플레이 디바이스를 사용하게 될 사용자들의 화질에 대한 선호도를 간과하는 문제점이 있었다.

한편, 상술한 바와 같이, 디스플레이 시스템 개발로는 등록번호 1966-32166호에 개시된 "칼라이미지 재현장치"와, 1999년에 발표된 "Image Lightness Recalling Using Sigmoidal Contrast Enhancement Functions"와, 2000년에 발표된 "Gamut Compression Algorithm Development on the Basis of Observer Experimental Data" 등에 개시되어 있다.

상술한 "칼라이미지 재현장치"는 모니터상의 칼라 이미지와 프린터 출력물의 시각적 일치 및 색 재현의 목적을 갖으며, 환경 독립 시감 일치 색 재현 및 일치를 위한 모델링 및 시스템으로 구성되어 그 효과가 관찰자의 색순응 상태를 반영하게 되어 모니터상의 칼라 이미지와 프린터 출력물이 보다 더 시각적으로 일치할 수 있다.

그리고, "Image Lightness Recalling Using Sigmoidal Contrast Enhancement Functions"는 디바이스간의 색역폭 차이로 인한 Lightness의 대비도 감소를 최소화하는 목적을 갖으며, 관찰자들에 의한 sigmoidal 함수를 이용한 대비도 변환 실험 실시 및 실험으로 획득된 데이터를 통하여 대비도 유지 알고리즘 도출로 구성되어 그 효과가 서로 다른 디바이스간의 색역폭 맵핑시 대비도 감소를 줄일 수 있다.

또한, "Gamut Compression Algorithm Development on the Basis of Observer Experimental Data"는 디바이스간의 색역폭 차이를 고려하여 관찰자를 동원한 색역폭 압축 알고리즘을 개발하는 목적을 갖으며, 관찰자에 이용한 L*C*h 칼라 색변환을 통한 색역 압축 성향 취합 및 일반적인 알고리즘 개발로 구성되어 그 효과가 색역폭이 작은 디바이스에서 큰 디바이스로 표현되는 색과 최대한 일치되는 색이 재현된다.

이와 같이, 선행논문에 개시된 기술을 살펴보았을 때, 칼라 과학적인 입장에서 디바이스 독립적인 색 재현을 구현하기 어려울 뿐만 아니라, 실제 디스플레이 디바이스를 사용하게 될 사용자들의 화질에 대한 선호도를 간과하게 되는 문제점은 여전히 남아 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 인간(이하, 관찰자)의 시각 특성을 이용하여 칼라 과학적 입장 및 영상 처리 입장에 관련하여 화질의 계수를 추출하고, 추출된 계수를 변환 및 가공하여 디스플레이 시스템에서 최적의 화질을 재생할 수 있도록 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치 및 방법을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치는 디스플레이 디바이스에 입력되는 적색/녹색/파랑(red/green/blue : RGB) 영상 신호를 L*C*h(명도, 채도, 색상 : L*,C*,h) 디바이스 독립 색 공간으로 변환시키는 RGB에서 L*C*h로의 변환부; RGB에서 L*C*h로의 변환부에 의해 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역별로 관찰자의 색 조절 및 변환에 의해서 최적의 색을 갖는 영상으로 조절하는 L*C*h 조절부; L*C*h 조절부에 의해 L*C*h 색 공간에서 최적의 색으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시키는 L*C*h에서 RGB로의 변환부; 디스플레이 디바이스에 입력되는 RGB 영상 신호를 YPbPr(휘도 성분(Y) 색차성분(PbPr) : YPbPr) 신호로 변환시키는 RGB에서 YPbPr로의 변환부; RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환된 YPbPr 신호를 관찰자가 선호하는 품질의 영상으로 조절하는 영상 조절 및 개선부; 영상 조절 및 개선부에 의해 관찰자가 선호하는 품질로 조절된 YPbPr 영상을 RGB 영상 신호로 변환시키는 YPbPr에서 RGB로의 변환부; L*C*h에서 RGB로의 변환부에 의해 변환된 최적의 색으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하며, YPbPr에서 RGB로의 변환부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하는 계수 추출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 칼라 과학적 입장에 관련 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법은 테스트 영상에 해당되는 RGB 영상 신호가 제공될 경우, RGB에서 L*C*h로의 변환부에서 제공되는 RGB 영상 신호를 L*C*h 디바이스 독립 색 공간으로 변환된 값을 L*C*h 조절부에 제공하는 제1단계; L*C*h 조절부에서 RGB에서 L*C*h로의 변환부에 의해 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역별로 관찰자의 색 조절 및 변환에 의해서 최적의 색을 갖는 영상으로 조절하여 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 제2단계; L*C*h에서 RGB로의 변환부에서 L*C*h 조절부에 의해 L*C*h 색 공간에서 최적의 색으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환하여 계수 추출부에 제공하는 제3단계; 계수 추출부에서 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 의해 변환된 최적의 색상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 영상 처리 입장에 관련 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법은 테스트 영상에 해당되는 RGB 영상 신호가 제공될 경우, RGB에서 YPbPr로의 변환부에서 제공되는 RGB 영상 신호를 화질에 영향을 미치는 요소로 조절 및 변환시켜 영상 조절 및 개선부에 제공하는 제1단계; 영상 조절 및 개선부에서 RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환된 YPbPr 신호를 관찰자가 선호하는 품질의 영상으로 조절하여 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 제공하는 제2단계; YPbPr에서 RGB로의 변환부에서 영상 조절 및 개선부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시켜 계수 추출부에 제공하는 제3단계; 계수 추출부에서 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치에 대한 블록 구성도이고,

도 2는 도 1에 도시된 L*C*h 조절부의 내부 구성도에 대하여 상세하게 도시한 도면이며,

도 3은 도 1에 도시된 영상조절 및 개선부의 내부 구성도에 대하여 상세하게 도시한 도면이며,

도 4는 본 발명에 따른 칼라 과학적 입장에 관련 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법에 대하여 상세하게 설명한 흐름도이며,

도 5는 본 발명에 따른 영상 처리 입장에 관련 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법에 대하여 상세하게 설명한 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : RGB에서 L*C*h로의 변환부 20 : L*C*h 조절부

21 : 색영역 선택부 23 : L* 조절부

25 : C* 조절부 27 : h 조절부

30 : L*C*h에서 RGB로의 변환부 40 : RGB에서 YPbPr로의 변환부

50 : 영상 조절 및 개선부 51 : 휘도 추출부

52 : 선예도 조절부 53 : 대비도 조절부

54 : 잡음 조절부 55 : 뭉개짐 조절부

56 : 휘도 병합부 60 : YPbPr에서 RGB로의 변환부

70 : 계수 추출부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치에 대한 블록 구성도로서, 적색/녹색/파랑(red/green/blue : RGB)에서 L*C*h(명도, 채도, 색상 : L*,C*,h)로의 변환부(10)와, L*C*h 조절부(20)와, L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)와, RGB에서 YPbPr(휘도 성분(Y) 색차성분(PbPr) : YPbPr)로의 변환부(40)와, 영상 조절 및 개선부(50)와, YPbPr에서 RGB로의 변환부(60)와, 계수 추출부(70)를 포함한다.

RGB에서 L*C*h로의 변환부(10)는 개발하고자 하는 디스플레이 디바이스 특성에 맞게 RGB 공간에서 L*C*h 공간으로 변환시키는 블록으로서, 입력되는 RGB 영상 신호를 L*C*h 디바이스 독립 색 공간으로 변환시켜 L*C*h 조절부(20)에 제공한다.

L*C*h 조절부(20)는 RGB에서 L*C*h로의 변환부(10)에 의해 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역별로 관찰자의 색 조절 및 변환에 의해서 최적의 색을 갖는 영상으로 조절하는 블록으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 색영역 선택부(21)와, L* 조절부(23)와, C* 조절부(25)와, h 조절부(27)를 구비한다.

색영역 선택부(21)는 L*C*h 영상 각각의 특정 영역을 선택하는 블록으로서, 관찰자에 의해 선택되는 특정 영역, 즉 L*, C* 및 h에서 미리 나누어진 특정 영역을 선택한다.

L* 조절부(23)는 색영역 선택부(21)에 의해 특정영역이 선택될 경우, 선택된 영역에서 관찰자에 의해 명도가 조절되고, 조절된 명도값은 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 제공된다.

C* 조절부(25)는 색영역 선택부(21)에 의해 특정영역이 선택될 경우, 선택된 영역에서 관찰자에 의해 채도가 조절되고, 조절된 채도값은 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 제공된다.

h 조절부(27)는 색영역 선택부(21)에 의해 특정영역이 선택될 경우, 선택된 영역에서 관찰자에 의해 색상이 조절되고, 조절된 색상값은 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 제공된다.

L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)는 L*C*h 조절부(20)에 의해 L*C*h 색 공간에서 최적의 색으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시켜 계수 추출부(70)에 제공한다.

RGB에서 YPbPr로의 변환부(40)는 화질에 영향을 미치는 요소를 조절 및 변환시키는 블록으로서, 입력되는 RGB 영상 신호를 YPbPr 신호로 변환시켜 영상 조절 및 개선부(50)에 제공한다.

영상 조절 및 개선부(50)는 관찰자의 변환 및 조절에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 영상으로 조절되는 블록으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 휘도 추출부(51)와, 선예도 조절부(52)와, 대비도 조절부(53)와, 잡음 조절부(54)와, 뭉개짐 조절부(55)와, 휘도 병합부(56)를 구비한다.

휘도 추출부(51)는 RGB에서 YPbPr로의 변환부(40)에 의해 변환된 YPbPr 영상에서 휘도 성분(Y)만을 추출한 후, 선예도 조절부(52), 대비도 조절부(53), 잡음 조절부(54), 뭉개짐 조절부(55) 각각의 조절 제어에 따라 추출된 휘도 성분이 이용되도록 한다.

선예도 조절부(52)는 휘도 추출부(51)에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 선예도를 향상시키고, 향상된 YPbPr 영상의 선예도 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다.

대비도 조절부(53)는 휘도 추출부(51)에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 YPbPr 영상 전체의 밝고 어두운 정도를 조절하고, 조절된 YPbPr 영상의 대비도 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다.

잡음 조절부(54)는 휘도 추출부(51)에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 부가적인 잡음을 추가하거나 또는 제거하여 YPbPr 영상의 품질을 변화시키고, 변화된 YPbPr 영상의 잡음 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다.

뭉개짐 조절부(55)는 휘도 추출부(51)에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여YPbPr 영상의 뭉개짐을 조절하여 부드럽게 조절하고, 조절된 YPbPr 영상의 뭉개짐 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다.

휘도 병합부(56)는 선예도 조절부(52), 대비도 조절부(53), 잡음 조절부(54), 뭉개짐 조절부(55) 각각에 의해 조절된 휘도 성분(Y)을 색차성분(PbPr)에 병합하고, 병합된 YPbPr 영상을 YPbPr에서 RGB로의 변환부(60)에 제공한다.

YPbPr에서 RGB로의 변환부(60)는 영상 조절 및 개선부(50)에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시켜 계수 추출부(70)에 제공한다.

계수 추출부(70)는 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 의해 변환된 최적의 색으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하며, 또한, YPbPr에서 RGB로의 변환부(60)에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출한다.

도 4의 흐름도를 참조하여, 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 칼라 과학적 입장에 관련 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 관찰자는 테스트 영상에 해당되는 적색/녹색/파랑(red/green/blue : RGB) 영상 신호가 제공되면, 제공되는 RGB 영상 신호를 L*C*h 디바이스 독립 색 공간으로 변환하는데, 보다 상세하게 설명하면, 개발하는 디스플레이 디바이스의 칼라 특성을 이용하여 RGB 영상 신호에서 XYZ 공간으로 변환하고, 다시 XYZ 에서L*a*b* 공간으로 변환한 뒤, L*C*h 공간으로 변환기능을 수행시킨 L*C*h 공간으로 변환된 값을 L*C*h 조절부(20)내 색영역 선택부(21)에 제공한다(단계 400).

색영역 선택부(21)는 관찰자에 의해 선택되는 블록으로, 관찰자가 L*C*h 영상 각각에서 변환하고자 하는 특정 영역을 선택하면(단계 401), 선택된 특정 영역에서 L* 조절부(23), C* 조절부(25), h 조절부(27)중 어느 부분을 이용하여 색을 조절할지 판단한다(단계 402).

상기 판단 단계(402)에서 관찰자가 선택된 특정 영역에서 명도를 조절하고자 할 경우, 관찰자는 L* 조절부(23)를 제어하여 명도를 조절하고, 조절된 명도값을 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 제공한다(단계 403).

상기 판단 단계(402)에서 관찰자가 선택된 특정 영역에서 채도를 조절하고자 할 경우, 관찰자는 C* 조절부(25)를 제어하여 채도를 조절하고, 조절된 채도값을 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 제공한다(단계 404).

상기 판단 단계(402)에서 관찰자가 선택된 특정 영역에서 색상을 조절하고자 할 경우, 관찰자는 h 조절부(27)를 제어하여 색상을 조절하고, 조절된 색상값을 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 제공한다(단계 405).

L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)는 L*C*h 조절부(20)에 의해 L*C*h 색 공간에서 최적의 색으로 조절된 각각의 값을 RGB 영상 신호로 변환하는데, 보다 상세하게 설명하면, L*C*h 조절부(20)에 의해 변환된 L*C*h공간의 값은 L*a*b* 공간으로 변환하고 다시 XYZ 공간으로 변환한 뒤, 변환된 XYZ공간의 값을 RGB 영상 신호로 변환시켜 계수 추출부(70)에 제공한다(단계 406).

계수 추출부(70)는 L*C*h에서 RGB로의 변환부(30)에 의해 변환된 최적의 색상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출한다(단계 407).

먼저, 관찰자는 테스트 영상을 선정한 후, 테스트 영상에 해당되는 RGB 영상 신호가 제공되면, 제공되는 RGB 영상 신호를 화질에 영향을 미치는 요소로 조절 및 변환시키는 YPbPr 신호로 변환하는데, 보다 상세하게 설명하면, RGB 영상 신호를 ITU-R BT.709(YPbPr) 또는 ITU-R Rec.601(YCbCr) 규정을 적용하여 휘도 성분(Y)과 색차성분(PbPr(CbCr)을 가지는 신호로 변환시켜 영상 조절 및 개선부(50)내 휘도 추출부(51)에 제공한다(단계 501).

휘도 추출부(51)는 RGB에서 YPbPr로의 변환부(40)에 의해 변환된 YPbPr 영상에서 휘도 성분(Y)만을 추출한 후, 추출된 휘도 성분을 이용하여 선예도 조절부(52), 대비도 조절부(53), 잡음 조절부(54), 뭉개짐 조절부(55) 각각에 대하여 원하는 조절부를 선택하는지를 판단한다(단계 502).

상기 판단 단계(502)에서 관찰자가 선예도 조절부(52)를 조절하길 원할 경우, 추출된 휘도 성분을 이용하여 선예도를 향상시키고, 향상된 YPbPr 영상의 선예도 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다(단계 503).

상기 판단 단계(502)에서 관찰자가 대비도 조절부(53)를 조절하길 원할 경우, 추출된 휘도 성분을 이용하여 YPbPr 영상 전체의 밝고 어두운 정도를 조절하고, 조절된 YPbPr 영상의 대비도 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다(단계504).

상기 판단 단계(502)에서 관찰자가 잡음 조절부(54)를 조절하길 원할 경우, 추출된 휘도 성분을 이용하여 부가적인 잡음을 추가하거나 또는 제거하여 YPbPr 영상의 품질을 변화시키고, 변화된 YPbPr 영상의 잡음 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다(단계 505).

상기 판단 단계(502)에서 관찰자가 뭉개짐 조절부(55)를 조절하길 원할 경우, 추출된 휘도 성분을 이용하여 YPbPr 영상의 뭉개짐을 조절하여 부드럽게 조절하고, 조절된 YPbPr 영상의 뭉개짐 조절 값을 휘도 병합부(56)에 제공한다(단계 506).

휘도 병합부(56)는 선예도 조절부(52), 대비도 조절부(53), 잡음 조절부(54), 뭉개짐 조절부(55) 각각에 의해 조절된 휘도 성분(Y)을 색차성분(PbPr)에 병합하고, 병합된 YPbPr 영상을 YPbPr에서 RGB로의 변환부(60)에 제공한다(단계 507).

YPbPr에서 RGB로의 변환부(60)는 영상 조절 및 개선부(50)에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시켜 계수 추출부(70)에 제공한다(단계 508).

계수 추출부(70)는 YPbPr에서 RGB로의 변환부(60)에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출한다(단계 509).

따라서, 계수 추출부(70)에 의해 추출된 최적의 색으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수와, 또한, 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 이용하여 디스플레이 장치의 개발에 적용하여 최적의 화질을 재생할 수 있도록 하는 것이다.

그러므로, 본 발명은 인간(이하, 관찰자)의 시각 특성을 이용하여 칼라 과학적 입장 및 영상 처리 입장에 관련하여 화질의 계수를 추출함으로써, 추출된 계수를 이용하여 최적화된 영상의 화질로 변환하여 디스플레이 시스템 개발 과정에서 인간의 시각 특성 및 선호도와, 테스트 원본과 유사한 색 재현을 반영할 수 있으며, 또한, 추출된 계수를 디스플레이 시스템에 적용할 경우 디스플레이(display) 사용자들에게 풍부한 칼라와 선명한 영상을 제공하는 고화질 디스플레이 디바이스를 개발할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

디스플레이 디바이스 시스템에서의 최적화 화질 추출장치에 있어서,

상기 디스플레이 디바이스 특성에 맞게 입력되는 적색/녹색/파랑(red/green/blue : RGB) 영상 신호를 L*C*h(명도*채도*색상 : L*C*h) 디바이스 독립 색 공간으로 변환시키는 RGB에서 L*C*h로의 변환부;

상기 RGB에서 L*C*h로의 변환부에 의해 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역별로 관찰자의 색 조절 및 변환에 의해서 최적의 색을 갖는 영상으로 조절하는 L*C*h 조절부;

상기 L*C*h 조절부에 의해 L*C*h 색 공간에서 최적의 색으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시키는 L*C*h에서 RGB로의 변환부;

상기 디스플레이 디바이스 특성에 맞게 입력되는 RGB 영상 신호를 YPbPr(휘도 성분(Y) 색차성분(PbPr) : YPbPr) 신호로 변환시키는 RGB에서 YPbPr로의 변환부;

상기 RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환된 YPbPr 신호를 관찰자가 선호하는 품질의 영상으로 조절하는 영상 조절 및 개선부;

상기 영상 조절 및 개선부에 의해 관찰자가 선호하는 품질로 조절된 YPbPr 영상을 RGB 영상 신호로 변환시키는 YPbPr에서 RGB로의 변환부;

상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 의해 변환된 최적의 색으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하며, 상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하는 계수 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 L*C*h 조절부는,

상기 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역 중 상기 관찰자에 의해 색영역을 선택하는 색영역 선택부;

상기 색영역 선택부에 의해 선택된 영역 중 명도를 바꾸고자 할 경우, 상기 선택된 영역에서 관찰자에 의해 명도가 조절되고, 상기 조절된 명도값을 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 L* 조절부;

상기 색영역 선택부에 의해 선택된 영역 중 채도를 바꾸고자 할 경우, 상기 선택된 영역에서 관찰자에 의해 채도가 조절되고, 상기 조절된 채도값을 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 C* 조절부;

상기 색영역 선택부에 의해 선택된 영역 중 색상을 바꾸고자 할 경우, 상기 선택된 영역에서 관찰자에 의해 색상이 조절되고, 상기 조절된 색상값을 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 h 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 영상 조절 및 개선부는,

상기 RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환된 YPbPr 영상에서 휘도 성분만을 추출하는 휘도 추출부;

상기 휘도 추출부에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 선예도를 향상시키고, 상기 향상된 YPbPr 영상의 선예도 조절 값을 제공하는 선예도 조절부;

상기 휘도 추출부에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 YPbPr 영상 전체의 밝고 어두운 정도를 조절하고, 상기 조절된 YPbPr 영상의 대비도 조절 값을 제공하는 대비도 조절부;

상기 휘도 추출부에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 부가적인 잡음을 추가/제거하여 YPbPr 영상의 품질을 변화시키고, 상기 변화된 YPbPr 영상의 잡음 조절 값을 제공하는 잡음 조절부;

상기 휘도 추출부에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 YPbPr 영상의 뭉개짐을 조절하여 부드럽게 조절하고, 상기 조절된 YPbPr 영상의 뭉개짐 조절 값을 제공하는 뭉개짐 조절부;

상기 선예도 조절부, 대비도 조절부, 잡음 조절부, 뭉개짐 조절부 각각에 의해 조절된 휘도(Y) 신호를 색차성분(PbPr)의 신호에 병합하고, 병합된 YPbPr 영상을 상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 제공하는 휘도 병합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 RGB에서 L*C*h로의 변환부는,

상기 디스플레이 디바이스의 칼라 특성을 이용하여 XYZ 공간으로 변환하고, 다시 XYZ 에서 L*a*b* 공간으로 변환한 뒤, L*C*h 공간으로 변환하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부는,

상기 L*C*h공간의 값은 L*a*b* 공간으로 변환하고 다시 XYZ 공간으로 변환한 뒤, 상기 변환된 XYZ공간의 값을 RGB 영상 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 RGB에서 YPbPr로의 변환부는,

상기 RGB 영상 신호를 ITU-R BT.709(YPbPr) 또는 ITU-R Rec.601(YCbCr) 규정을 적용하여 휘도 성분(Y)과 색차성분(PbPr)을 가지는 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부는,

상기 ITU-R BT.709(YPbPr) 또는 ITU-R Rec.601(YCbCr) 규정을 적용하여 상기 휘도 성분(Y)과 색차성분(PbPr)을 가지는 신호를 상기 RGB 영상 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
제 1 항에 있어서,

상기 계수 추출부에 의해 추출된 최적의 색상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 이용하여 최적화된 영상의 화질로 변환하여 상기 디스플레이 시스템 개발 과정에 적용하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치.
적색/녹색/파랑(red/green/blue : RGB)에서 L*C*h(명도*채도*색상 : L*C*h)로의 변환부와, L*C*h 조절부와, L*C*h에서 RGB로의 변환부와, 계수 추출부를 구비하는 디스플레이 디바이스 시스템에서의 칼라 과학적 입장에 관련 최적화 화질 추출방법에 있어서,

테스트 영상에 해당되는 RGB 영상 신호가 제공될 경우, 상기 RGB에서 L*C*h로의 변환부에서 상기 제공되는 RGB 영상 신호를 L*C*h 디바이스 독립 색 공간으로 변환된 값을 상기 L*C*h 조절부에 제공하는 제1단계;

상기 L*C*h 조절부에서 상기 RGB에서 L*C*h로의 변환부에 의해 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역별로 관찰자의 색 조절 및 변환에 의해서 최적의 색을 갖는 영상으로 조절하여 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 제2단계;

상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에서 상기 L*C*h 조절부에 의해 L*C*h 색 공간에서 최적의 색으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환하여 상기 계수 추출부에 제공하는 제3단계;

상기 계수 추출부에서 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 의해 변환된 최적의 색상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 9 항에 있어서, 상기 L*C*h 조절부에 의해 최적의 색을 갖는 영상으로 조절하는 제2단계는,

상기 L*C*h 조절부내 색영역 선택부를 이용하여 L*C*h 공간으로 변환된 값들에 대하여 미리 분할된 영역 중 상기 관찰자에 의해 색영역을 선택하는 단계;

상기 색영역 선택부에 의해 선택된 영역의 명도를 변환하고자 할 경우, 상기 L*C*h 조절부내 L* 조절부에서 상기 선택된 영역에서 관찰자에 의해 명도가 조절되고, 상기 조절된 명도값을 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 단계;

상기 색영역 선택부에 의해 선택된 영역의 채도를 변환하고자 할 경우, 상기 L*C*h 조절부내 C* 조절부에서 상기 선택된 영역에서 관찰자에 의해 채도가 조절되고, 상기 조절된 채도값을 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 단계;

상기 색영역 선택부에 의해 선택된 영역의 색상을 변환하고자 할 경우, 상기 L*C*h 조절부내 h 조절부에서 상기 선택된 영역에서 관찰자에 의해 색상이 조절되고, 상기 조절된 색상값을 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 9 항에 있어서, 상기 RGB에서 L*C*h로의 변환부에 의해 변환되는 제1단계는,

상기 디스플레이 디바이스의 칼라 특성을 이용하여 XYZ 공간으로 변환하고, 다시 XYZ 에서 L*a*b* 공간으로 변환한 뒤, L*C*h 공간으로 변환하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 9 항에 있어서, 상기 L*C*h에서 RGB로의 변환부에 의해 변환되는 제3단계는;

상기 L*C*h공간의 값은 L*a*b* 공간으로 변환하고 다시 XYZ 공간으로 변환한 뒤, 상기 변환된 XYZ공간의 값을 RGB 영상 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 9 항에 있어서, 상기 계수 추출부에 의해 추출된 제4단계는,

상기 계수 추출부에 의해 추출된 최적의 색상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 이용하여 최적화된 영상의 화질로 변환하여 상기 디스플레이 시스템 개발 과정에 적용하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
적색/녹색/파랑(red/green/blue : RGB)에서 YPbPr(휘도 성분(Y) 색차성분(PbPr) : YPbPr)로의 변환부와, 영상 조절 및 개선부와, YPbPr에서 RGB로의 변환부와, 계수 추출부를 구비하는 디스플레이 디바이스 시스템에서의 영상 처리 입장에 관련 최적화 화질 추출방법에 있어서,

테스트 영상에 해당되는 RGB 영상 신호가 제공될 경우, 상기 RGB에서 YPbPr로의 변환부에서 상기 제공되는 RGB 영상 신호를 화질에 영향을 미치는 요소로 조절 및 변환시켜 상기 영상 조절 및 개선부에 제공하는 제1단계;

상기 영상 조절 및 개선부에서 상기 RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환된 YPbPr 신호를 관찰자가 선호하는 품질의 영상으로 조절하여 상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 제공하는 제2단계;

상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부에서 상기 영상 조절 및 개선부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 값을 RGB 영상 신호로 변환시켜 상기 계수 추출부에 제공하는 제3단계;

상기 계수 추출부에서 상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 추출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 14 항에 있어서, 상기 영상 조절 및 개선부에 의해 관찰자가 선호하는 품질의 영상으로 조절하는 제2단계는,

상기 영상 조절 및 개선부내 휘도 추출부를 이용하여 상기 RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환된 YPbPr 영상에서 휘도 성분만을 추출하는 단계;

상기 영상 조절 및 개선부내 선예도 조절부를 이용하여 상기 휘도 추출부에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 선예도를 향상시키고, 상기 향상된 YPbPr 영상의 선예도 조절 값을 제공하는 단계;

상기 영상 조절 및 개선부내 대비도 조절부를 이용하여 상기 휘도 추출부에의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 YPbPr 영상 전체의 밝고 어두운 정도를 조절하고, 상기 조절된 YPbPr 영상의 대비도 조절 값을 제공하는 단계;

상기 영상 조절 및 개선부내 잡음 조절부를 이용하여 상기 휘도 추출부에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 부가적인 잡음을 추가/제거하여 YPbPr 영상의 품질을 변화시키고, 상기 변화된 YPbPr 영상의 잡음 조절 값을 제공하는 단계;

상기 영상 조절 및 개선부내 뭉개짐 조절부를 이용하여 상기 휘도 추출부에 의해 추출된 휘도 성분을 이용하여 YPbPr 영상의 뭉개짐을 조절하여 부드럽게 조절하고, 상기 조절된 YPbPr 영상의 뭉개짐 조절 값을 제공하는 단계;

상기 영상 조절 및 개선부내 휘도 병합부를 이용하여 상기 선예도 조절부, 대비도 조절부, 잡음 조절부, 뭉개짐 조절부 각각에 의해 조절된 휘도(Y) 신호를 색차성분(PbPr)의 신호에 병합하고, 상기 병합된 YPbPr 영상을 상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 14 항에 있어서, 상기 RGB에서 YPbPr로의 변환부에 의해 변환되는 제1단계는;

상기 RGB 영상 신호를 ITU-R BT.709(YPbPr) 또는 ITU-R Rec.601(YCbCr) 규정을 적용하여 휘도 성분(Y)과 색차성분(PbPr)을 가지는 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 14 항에 있어서, 상기 YPbPr에서 RGB로의 변환부에 의해 변환되는 제3단계는;

상기 ITU-R BT.709(YPbPr) 또는 ITU-R Rec.601(YCbCr) 규정을 적용하여 상기 휘도 성분(Y)과 색차성분(PbPr)을 가지는 신호를 상기 RGB 영상 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.
제 14 항에 있어서, 상기 계수 추출부에 의해 추출되는 제4단계는,

상기 계수 추출부에 의해 추출된 관찰자가 선호하는 품질의 YPbPr 영상으로 조절된 RGB 영상 신호에 해당되는 계수를 이용하여 최적화된 영상의 화질로 변환하여 상기 디스플레이 시스템 개발 과정에 적용하는 것을 특징으로 하는 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출방법.