KR20040046876A - 디지털 색 보정 장치 및 방법 - Google Patents

디지털 색 보정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040046876A
KR20040046876A KR1020020074916A KR20020074916A KR20040046876A KR 20040046876 A KR20040046876 A KR 20040046876A KR 1020020074916 A KR1020020074916 A KR 1020020074916A KR 20020074916 A KR20020074916 A KR 20020074916A KR 20040046876 A KR20040046876 A KR 20040046876A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color
value
digital
green
signals
Prior art date
Application number
KR1020020074916A
Other languages
English (en)
Inventor
김태완
이호섭
성화석
Original Assignee
주식회사 유피디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 유피디 filed Critical 주식회사 유피디
Priority to KR1020020074916A priority Critical patent/KR20040046876A/ko
Publication of KR20040046876A publication Critical patent/KR20040046876A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/64—Circuits for processing colour signals
    • H04N9/73—Colour balance circuits, e.g. white balance circuits or colour temperature control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/64—Circuits for processing colour signals
    • H04N9/643—Hue control means, e.g. flesh tone control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/64—Circuits for processing colour signals
    • H04N9/67—Circuits for processing colour signals for matrixing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Abstract

디지털 영상신호로부터 색보정을 수행하여 양자화 오차로 인한 화질의 열화를 방지하기 위한 디지털 색보정장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 디지털 색보정장치는 입력되는 디지털 R,G,B신호를 휘도신호와 색차신호로 변환하는 색공간변환부와, 색공간변환부에서 출력되는 색차신호가 갖고 있는 크로마값과 휴값을 산출하는 원통좌표변환부와, 색공간변환부에서 출력되는 휘도신호와 원통좌표변환부에서 출력되는 휴값과 크로마값을 받아 피부색 영역내의 색성분이 갖는 휴값과 크로마값으로 쉬프트시켜 원하는 피부색으로 보정하는 피부색보정부와, 피부색보정부에서 출력되는 휴값, 크로마값, 휘도신호를 받아 황록색이 분포하는 색상 영역내의 크로마값을 증가시켜 상기 영역내의 색상을 강조하는 황록색강조부와, 황록색강조부에서 출력되는 휴값과 크로마값을 받아 색차신호로 변환하는 원통좌표역변환부와, 황록색강조부에서 출력되는 휘도신호와 황록색이 강조된 휴값과 크로마값, 원통좌표 역변환부에서 변환된 색차신호를 받아 색차신호를 신장하고자 하는 색상의 방향으로 이동시키는 청색신장부와, 청색신장부에서 출력되는 휘도신호와 색차신호를 디지털 R,G,B신호로 변환하여 출력하는 색공간역변환부를 포함하여 구성된다.

Description

디지털 색 보정 장치 및 방법{Device for compensating digital color and method for compensating thereof}
본 발명은 색 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 아날로그 색 보정에 따른 단점을 개선하는데 적당한 고정밀도의 색 보정이 가능한 디지털 색 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma display panel)이나 액정표시장치(LCD: Liquid crystal display) 등의 디지털 구동 평판형 디스플레이 장치의 수요는 폭발적으로 증가하고 있고, 이러한 추세에 맞물려 화질에 대한 요구는 점점 높아져 가고 있는 추세이다.
이에, 보다 고화질의 화면을 제공하기 위해서 입력된 신호의 휘도 및 색상을 판별하여 색 보정이 필요한 신호라고 판별되면 색 보정을 행하는 이른바, 색 보정 장치가 제안된 바 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 색 보정 장치를 설명하기로 한다.
종래의 색 보정 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 크게, Y/C 분리부(11)와, 크로마 디코더부(13)와, 색 보정부(15)와, 색공간 변환부(17) 및 A/D 변환부(19)로 구성된다.
여기서, 상기 Y/C 분리부(11)는 아날로그 영상신호가 입력되면 이로부터 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)를 분리한 후, 휘도 신호(Y)는 상기 색 보정부(15)로 출력하고, 색 신호(C)는 크로마 디코더부(13)로 출력한다.
상기 크로마 디코더부(13)는 상기 Y/C 분리부(11)로부터 입력되는 색 신호(C)로부터 색차 신호 즉, 휘도신호인 Y 신호와 R 신호간의 색 신호차 R-Y와, 상기 Y 신호와 B 신호간의 색 신호차 B-Y를 디코딩하고, 상기 디코딩된 색차 신호 R-Y, B-Y를 상기 색 보정부(15)로 출력한다.
이에, 상기 색 보정부(15)는 상기 Y/C 분리부(11)에서 출력되는 휘도 신호(Y)와 상기 크로마 디코더부(13)에서 디코딩된 R-Y 및 B-Y를 받아들여 색 공간 변환을 통한 아날로그 R, G, B 신호로 변환한 후, 상기 A/D 변환부(19)로 출력하고, 상기 A/D 변환부(19)는 입력되는 아날로그 R, G, B 신호를 디지털 R, G, B 신호로 변환하여 디스플레이 장치로 출력한다.
이때, 상기 디스플레이 장치가 CRT인 경우에는 상기 색공간 변환부(17)에서 출력되는 아날로그 R, G, B 신호를 A/D 변환부(19)를 통해 디지털 R, G, B 신호로 바꾸지 않고 그대로 디스플레이 장치로 인가하면 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 색 보정 장치는 디스플레이 장치가 플라즈마 디스플레이 패널이나 액정표시장치와 같이 디지털로 처리되는 경우에는 A/D 변환부를이용하여 디지털 R, G, B 신호로 변환한 후, 디스플레이 장치로 인가하게 되는데, 상기 디지털 R, G, B 신호로 변환하기 이전에 색 보정을 실시하게 되므로 상기 색 보정을 하는 과정에서 노이즈의 혼입이 발생한다. 또한, 디지털 신호로 변환하는 과정에서 양자화 오차 등에 의해 원치 않는 신호로 변환될 수 있어 색 보정의 효과가 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
즉, 색 보정은 미소량의 신호 변화로 행해지기 때문에 색 보정의 과정에서 노이즈가 혼입되거나 양자화시 양자화 오차가 발생될 경우에는 색 보정의 의미가 없어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 디지털 영상신호로부터 색 보정을 수행하여 양자화 오차로 인해 화질이 열화되는 것을 방지하는데 적당한 디지털 색 보정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 색 보정 장치의 구성블록도
도 2는 본 발명의 디지털 색 보정 장치의 구성블록도
도 3은 본 발명의 디지털 색 보정 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트
도 4a 내지 4b는 본 발명의 디지털 색 보정 방법에 따른 피부색 보정 방법을 설명하기 위한 그래프
도 5a 내지 5c는 본 발명의 디지털 색 보정 방법에 따른 황록색 강조 방법을 설명하기 위한 그래프
도 6은 본 발명의 디지털 색 보정 방법에 따른 B-Y 신호, R-Y 신호와 크로마 값 및 휴 값과의 관계를 나타낸 그래프
도 7은 본 발명의 디지털 색 보정 방법에 따른 청색 신장 방법을 설명하기 위한 그래프
도 8a는 본 발명의 디지털 색 보정 방법에 따른 B-Y, R-Y 색 좌표계에서 신장 방향 및 신장 영역의 일예를 나타낸 그래프
도 8b는 본 발명의 디지털 색 보정 방법에 따른 크로마 값(C)에 따른 청색의 신장 강도를 나타낸 그래프
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
21 : 색 공간 변환부 23 : 원통좌표 변환부
25 : 피부색 보정부 27 : 황록색 강조부
29 : 원통좌표 역변환부 31 : 청색 신장부
33 : 색 공간 역변환부
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 색 보정 장치는 입력되는 디지털 R, G, B 신호를 휘도 신호와 색차 신호로 변환하는 색 공간 변환부와, 상기 색 공간 변환부에서 출력되는 색차신호가 가지고 있는 크로마 값과 휴 값을 산출하여 출력하는 원통좌표 변환부와, 상기 색 공간 변환부에서 출력되는 휘도 신호 및 상기 원통좌표 변환부에서 출력되는 휴 값과 크로마 값을 받아 피부색 영역내의 색 성분이 갖는 휴 값 및 크로마 값으로 쉬프트(Shift)시켜 원하는 피부색으로 보정하는 피부색 보정부와, 상기 피부색 보정부에서 출력되는 상기 쉬프트된 휴 값과 크로마 값 및 휘도 신호를 받아 황록색이 분포하는 색상 영역내의 크로마 값을 증가시켜 상기 영역내의 색상을 강조하는 황록색 강조부와, 상기 황록색 강조부에서 출력되는 황록색이 강조된 휴 값과 크로마 값을 받아 이를 다시 색차 신호로 변환하여 출력하는 원통좌표 역변환부와, 상기 황록색 강조부에서 출력되는 휘도 신호 및 황록색이 강조된 휴 값과 크로마 값, 그리고 상기 원통좌표 역변환부에서 변환된 색차 신호를 받아 상기 색차 신호를 신장하고자 하는 색상의 방향으로 이동시키는 청색 신장부와, 상기 청색 신장부에서 출력되는 휘도 신호 및 색차 신호를 디지털 R, G, B 신호로 변환하여 디스플레이 장치로 출력하는 색공간 역변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 디지털 색 보정 방법은 입력되는 디지털 R, G, B 신호를 휘도신호와 색차신호로 변환하여 출력하는 단계와, 상기 색차신호를 이용하여 색의 진한 정도를 나타내는 크로마 값과, 임의의 색 신호가 어떤 색상에 속하는지를 판별하는 척도가 되는 각도인 휴 값을 산출하여 출력하는 단계와, 상기 휘도신호와 상기 크로마 값 및 휴 값을 이용하여 인간의 시감에 민감한 피부색에 녹색이 착색되는 것을 방지하고 시감이 좋은 피부색으로 보정하는 단계와, 상기 피부색이 보정된 크로마 값 및 휴 값을 이용하여 녹색 및 황록색의 색도를 증가시켜 색 대비를 강조하는 것에 의해 원래 화상의 색감을 향상시키는 단계와, 상기 피부색이 보정되고 상기 황록색이 강조된 크로마 값과 휴 값으로부터 색차 신호를 획득하는 단계와, 상기 획득된 색차신호와 상기 피부색이 보정되고 상기 황록색이 강조된 크로마 값 및 휴 값을 시감이 좋은 목표 보정 방향을 따라 청색을 신장해 주는 단계와, 상기 청색이 신장된 색차신호 및 휘도신호를 디지털 R, G, B 신호로 변환하여 디스플레이 장치로 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 청색 신장부는 색상과 색도에 근거하여 신장 강도를 조절하는 것에 의해 회색 톤의 착색을 방지하고 색상의 원만한 천이를 유도하는 것으로서, 보라빛 청색을 나타내는 각도를 기준으로 신장 방향을 설정하고, 회색 톤에서는 신장의 효과가 적고 나머지 영역에서는 신장 효과가 크도록 크로마 값에 따른 가중치를 설정하며, 색 포화 방지 및 원만한 색 천이를 위해 가우시안 분포에 근거한 가중치를 설정하여 신장 강도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 황록색 강조부는 색상과 색도에 근거하여 강조 강도를 조절하는 것에 의해 색 포화를 방지하고 원만한 색 대비 강조를 행하는 것으로서, 상기 휴 값에 가변적인 강도 값과 상기 크로마 값에 가변적인 강도 값을 각각 원 색상의 크로마 값과 휴 값에 따라 조절하는 것에 의해 색도 값이 큰 영역에서 발생할 수 있는 색 포화를 방지하고 원만한 색 천이를 유도하는 것을 특징으로 한다.
상기 피부색 보정부는 피부 색상으로부터 일정 각도 영역에 대해 사인함수에 따라 보정 양을 달리하여 인간의 시감에 적합한 피부색으로의 원만한 천이를 행하는 것으로서, 피부색을 나타내는 각도로부터 보정 영역내의 색 좌표에 대해 부드러운 색 천이가 일어나도록 사인(Sine) 함수를 이용하여 보정 각도를 연산하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 디지털 색 보정 장치 및 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 디지털 색 보정 장치의 구성블록도로서, 입력되는 디지털 R, G, B 신호를 휘도 신호(Y)와 색차 신호인 R-Y, B-Y로 변환하는 색 공간 변환부(21)와, 상기 색 공간 변환부(21)에서 출력되는 R-Y, B-Y가 가지고 있는 색상 값(H: 이하, "휴 값"이라 칭함)과 채도 값(C: 이하, "크로마 값"이라 칭함)을 산출하여 출력하는 원통좌표 변환부(23)와, 상기 색 공간 변환부(21)에서 출력되는 휘도 신호(Y) 및 상기 원통좌표 변환부(23)에서 출력되는 휴 값(H)과 크로마 값(C)을 받아 피부색 영역내의 색 성분이 갖는 휴 값(H1) 및 크로마 값(C1)을 쉬프트(Shift)시켜 원하는 피부색으로 보정하는 피부색 보정부(25)와, 상기 피부색 보정부(25)에서 출력되는 상기 쉬프트된 휴 값(H1)과 크로마 값(C1) 및 휘도 신호(Y)를 받아 황록색이 분포하는 색상 영역내의 크로마 값(C2)을 증가시켜 상기 영역내의 색상을 강조하는 황록색 강조부(27)와, 상기 황록색 강조부(27)에서 출력되는 황록색이 강조된 휴 값(H2)과 크로마 값(C2)을 받아 이를 다시 색차 신호인 (R-Y)2, (B-Y)2로 변환하여 출력하는 원통좌표 역변환부(29)와, 상기 황록색 강조부(27)에서 출력되는 휘도 신호(Y) 및 황록색이 강조된 휴 값(H2)과 크로마 값(C2), 그리고 상기 원통좌표 역변환부(29)에서 변환된 색차 신호인 (R-Y)2, (B-Y)2를 받아 상기 색차 신호를 신장하고자 하는 색상의 방향으로 이동시키는 청색 신장부(31)와, 상기 청색 신장부(31)에서 출력되는 휘도 신호(Y) 및 색차 신호 (R-Y)3, (B-Y)3을 디지털 R, G, B 신호로 변환하여 디스플레이 장치로 출력하는 색공간 역변환부(33)를 포함하여 구성된다.
참고로, (R-Y)3나 (B-Y)3는 청색 신장부(31)에서 출력되는 색차 신호를 나타내는 것으로서, 아라비아 숫자 "3"은 원통좌표 역변환부(29)에서 출력되는 색차 신호를 나타내는 (R-Y)2, (B-Y)2 및 색 공간 변환부(21)에서 출력되는 색차 신호를 나타내는 R-Y, B-Y와의 구분을 위한 것일 뿐 특별한 의미는 없다. 물론, 휴 값(H)이나 크로마 값(C)도 마찬가지다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 C, H, R-Y, B-Y로 통일하여 설명하기로 한다.
이와 같은 본 발명의 디지털 색 보정장치에 따르면, 상기 색 공간 변환부(21)는 디지털 R, G, B 색 공간에서 Y, R-Y, B-Y의 색 공간으로 변환하는 것으로서, 휘도 신호인 Y 신호와, 색 신호인 R 신호 및 B 신호로부터 색차 신호인 R-Y와 B-Y를 산출하여 출력한다
상기 색 공간 변환부(21)가 디지털 R, G, B 색 공간에서 Y, R-Y, B-Y의 색 공간으로 변환하는 것이라면, 상기 색 공간 역변환부(33)는 Y, R-Y, B-Y의 색 공간에서 디지털 R, G, B 색 공간으로 변환하는 것이라 할 수 있다.
상기 원통좌표 변환부(23)는 상기 색 공간 변환부(21)로부터 입력되는 R-Y, B-Y 색차 신호를 이용하여 색의 진한 정도를 나타내는 크로마 값(C)과, 임의의 색 신호가 어떤 색상에 속하는지를 판별하는 척도가 되는 각도(θ) 즉, 휴 값(H)을 산출하여 상기 피부색 보정부(25)로 출력한다.
상기 원통좌표 역변환부(29)는 피부색이 보정되고, 황록색이 강조된 크로마 값(C)과 휴 값(H)으로부터 색차 신호인 B-Y, R-Y를 획득하여 청색 신장부(31)로 출력한다.
상기 청색 신장부(31)는 청색 영역내의 모든 점을 신장하고자 하는 색상 방향을 향해 크로마 값(C)에 따라 가변적으로 신장함으로써, 원래의 영상에 시원한 느낌을 더해 주고, 푸른 색상을 강조하여 색 공간 역변환부(33)로 출력한다.
상기 황록색 강조부(27)는 녹색 및 황록색의 색도를 증가시켜 색 대비를 강조하여 원 화상의 색감을 향상시키는 것으로서, 피부색이 보정되고 황록색이 강도된 크로마 값(C)과 휴 값(H)을 상기 청색 신장부(31)로 출력한다.
상기 피부색 보정부(25)는 상기 색 공간 변환부(21)에서 출력되는 휘도 신호(Y)와 상기 원통좌표 변환부(23)에서 출력되는 크로마 값(C) 및 휴 값(H)을 이용하여 피부색을 보정하는데, 인간의 시각에 민감한 피부색에 녹색이 착색되는 것을 방지하거나 시감에 보기 좋은 피부색으로 보정한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 디지털 색 보정 장치에 따른 디지털 색 보정 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 디지털 색 보정 방법을 설명하기 위한 개략적인 플로우챠트로서, 입력되는 디지털 R, G, B 신호를 휘도 신호(Y)와 색차 신호인 R-Y, B-Y로 변환하는 제 1 단계(S301)와, 상기 색차 신호가 가지고 있는 크로마 값(C)과 휴 값(H)을 산출하는 제 2 단계(S302)와, 원하는 피부색이 되도록 상기 휴 값과 크로마 값을 쉬프트 시키는 제 3 단계(S303)와, 상기 쉬프트된 휴 값(H)과 크로마 값(C) 및 휘도 신호(Y)를 받아 황록색이 분포하는 색상 영역내의 크로마 값(C)을 증가시켜 상기 영역내의 황록색을 강조하는 제 4 단계(S304)와, 황록색이 강조된 휴 값(H)과 크로마 값(C)을 받아 이를 다시 색차 신호로 변환하는 제 5 단계(S305)와, 황록색이 강조된 휴 값과 크로마 값 및 상기 색차 신호를 받아 상기 색차 신호를 신장하고자 하는 색상의 방향으로 이동시켜 청색을 강조하는 제 6 단계(S306)와, 청색이 강조된 휘도 신호 및 색차 신호를 디지털 R, G, B 신호로 변환하는 제 7 단계(S307)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제 1 단계는, 휘도신호인 Y신호와 색 신호인 R신호 및 B신호로부터 색차신호인 R-Y, B-Y를 산출하여 출력하는 단계로서, 상기 색차신호로의 변환은 아래의 [수학식 1]을 이용한다.
[수학식 1]
상기 제 2 단계는, 상기 제 1 단계에서 변환된 R-Y, B-Y 색차신호를 이용하여 색의 진한 정도를 나타내는 크로마 값(C)과, 임의의 색 신호가 어떤 색상에 속하는지를 판별하는 척도가 되는 각도(θ) 즉, 휴 값(H)을 산출하며, 상기 크로마 값(C)과 휴 값(H)은 아래의 [수학식 2]와 [수학식 3]을 이용하여 산출한다.
[수학식 2]
[수학식 3]
여기서, 상기 크로마 값(C)은 상기 [수학식 2]에 나타낸 바와 같이, 원점으로부터 거리를 나타내는데, 상기 원점이란, B-Y, R-Y의 값이 0인 점을 말하며, 이는 색차 신호인 R-Y, B-Y의 값이 모두 0이므로 무채색임을 의미한다.
따라서 크로마 값(C)은 무채색으로부터의 거리를 나타내는 값을 의미하며, 상기 거리가 멀어질수록 진한 색이라 할 수 있고, 거리가 짧아질수록 엷은 색이라 할 수 있다.
또한, 상기 휴 값(H)은 상기 [수학식 3]에 나타낸 바와 같이, 각도 값을 의미하며, 상기 각도 값은 색상을 나타내는데, 예를 들면, 청색은 347° 살색은 123°로 나타낼 수 있다. 따라서 휴 값(H)을 이용하여 현재 처리 대상 화소의 색상이 어떤 색상인지 판별할 수 있고, 이후 크로마 값(C)을 이용하여 이 색상이 진한 색상인지 엷은 색상인지를 판별할 수가 있다.
상기 제 3 단계는, 휘도 신호(Y)와 상기 제 2 단계에서 산출된 크로마 값(C) 및 휴 값(H)을 이용하여 피부색을 보정하는 단계로서, 인간의 시각에 민감한 피부색에 녹색이 착색되는 것을 방지하거나 시감이 좋은 피부색으로 보정하는데, 피부색을 나타내는 각도(일예로 123°)로부터 보정 영역내의 색 좌표에 대해 부드러운 색 천이가 일어나도록 Sine 함수를 이용하여 보정각도를 연산한다.
이와 같은 피부색 보정을 수학식으로 표현하면 아래의 [수학식 4]와 같다.
[수학식 4]
상기 [수학식 4]로부터, δ는 보정 각도를 나타내고, Ω는 보정 영역을 판별하는 상수를 나타내는 것으로서, 본 발명에 따른 피부색 보정은 상기 보정 영역내의 임의의 색상을 나타내는 θ값(휴 값)에 따라 δ값이 순시적으로 가변함을 알 수 있다.
즉, 도 4a에 도시한 바와 같이, 피부색을 나타내는 각도(일 예로 123°)로부터 보정 영역내의 색 좌표에 대해 부드러운 색 천이가 일어나도록 Sine 함수를 이용하여 보정 각도를 연산한다.
일반적으로, 방송국에서 보내는 피부색 신호는 각도 값이 123°이나, 전송 오차, 노이즈의 혼입, 양자화 오차에 의해 각도 값이 달라질 수가 있다. 따라서 피부색의 보정은 도 4b에 도시한 바와 같이, 피부색 영역에 속하는 색 신호들의 각도 값을 피부색 각도인 123°에 최대한 가깝게 쉬프트시키는 방법이다.
다시 말해서, 상기 [수학식 4]에서 H는 보정 전의 각도 값을 나타낸 것이고, H'는 보정 후의 각도 값을 나타낸 것으로서, 보정 각도 양은 δ임을 알 수 있으며, 상기 [수학식 4]로부터 보정 각도 양 δ의 값이 보정 대상 신호의 각도 값을 나타내는 휴 값에 따라 순시적으로 변함을 알 수 있다.
도 4a에서, 각도 93°에서 최대, 그리고 153°에서 최소가 됨을 알 수 있는데, 보정 대상 신호의 각도가 153°일때, 보정 각도 양(δ)은 -A가 되므로 123°에 더 가까워질 수 있고, 마찬가지로 보정 대상 신호의 각도가 93°일때 보정 각도양(δ)은 +A가 되므로 보정 전에 비해 피부색에 더 가까워지게 된다. 하지만, 보정 대상 신호의 각도가 93°보다 영역과 153°보다 큰 영역에서는 보정 각도 양(δ)이 작아짐을 볼 수 있는데, 이는 보정 대상 신호의 각도가 피부색의 각도와의 차이가 클수록 보정 각도 양(δ)을 크게 하면, 피부색이 아닌 영역에서 색 변동이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해서 일정 영역 바깥 범위가 되면 보정 각도 양(δ)을 점점 작게 하는 것이다.
상기 제 4 단계는, 피부색이 보정된 휴 값(H) 및 크로마 값(C) 그리고 휘도 신호(Y)로부터 황록색이 분포하는 색상 영역내의 크로마 값(C)을 증가시켜 상기 영역내의 황록색을 강조하는 단계로서, 황록색을 나타내는 휴 값(θ값)(일 예로 210°)을 기준으로 일정 범위의 휴 구간에 대해 색도를 증가시킨다.
이와 같은 황록색 강조 방법을 아래의 [수학식 5]를 참조하여 설명한다.
[수학식 5]
여기서, 상기 SH는 휴 값(H)에 가변적인 강도 값을 나타내는 것으로서, 녹색 영역내의 휴 값에 따라 미리 설정된 강조 상수이고, SC는 크로마 값(C)에 따라 가변하는 가중치 값을 나타낸 것으로, 크로마 값이 큰 색상에 대해 색 포화가 일어나는 것을 방지하는 상수이다.
즉, SC는 SH에 의해 일어날 수 있는 색 포화를 방지하는 가중치로서, SC는　SH에 따라 달라지며, 도 5c와 같은 커브를 이루게 된다. 일예로, 원래의 크로마 값이 최대값에 가까운 값을 가질 경우 상기 SC는 1/SH는까지 떨어지므로 실제로 원래 크로마 값에 곱해지는 강조 상수는 1이 되기 때문에 색 포화를 방지하게 된다.
한편, C'는 새롭게 강조된 크로마 값을 나타내고, C는 강조 전의 크로마 값을 나타낸다.
이를 도 5a 내지 5c를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 황록색 강조부(27)는 황록색을 나타내는 휴 값(θ값)(일 예로 210°)을 기준으로 일정 범위의 휴 구간에 대해 색도를 증가시킴을 알 수 있다. 참고로, 도 5b와 도 5c는 황록색을 강조함에 있어서 강도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 것으로서, 도 5b는 각도에 따라 가변하는 강도 SH의 그래프를 도시한 것으로서, SH는 황록색을 나타내는 각도에서 최대가 되며, 황록색인 210°에서 강조 상수가 가장 크고 여기서 점점 멀어질수록 강조 상수가 사인(Sine)함수처럼 감소함을 알 수 있다.
또한, 도 5c는 상기 SH값을 기준으로 크로마 값(C)에 따라 가변하는 SC의 그래프로서, 색도 값이 클수록 점차 감소함을 알 수 있다.
이와 같이, 황록색 강조부(27)는 강조 강도 SH, SC값을 원 색상의 크로마 값(C)과 휴 값(H)에 따라 조절함으로써, 색도 값이 큰 영역에서 발생할 수 있는 색 포화를 방지하고 원만한 색 천이가 일어나도록 한다.
다시 말해서, 도 5a로부터, 녹색과 노란색이 혼재되어 있는 영역은 일방적으로 R-Y, B-Y 좌표축에서 3사분면에 위치한다. 즉, 휴 값(H)의 영역을 180°에서 270°사이, 바람직하게는 170°에서 250°사이로 지정하여 녹색 영역인지를 판별하는데, 휴 값(H)이 210°인 영역에서 크로마 값(C)을 가장 크게 강조하고, 녹색 영역내의 나머지 색상들은 황록색 점에서 멀리 떨어진 색상일수록 강조 정도가 작아지게 된다.
이때, 녹색 강조는 색상의 진함만을 강조하는 것이므로 색상을 나타내는 휴 값(H)은 변하지 않고, 색상의 진한 정도를 나타내는 크로마 값(C)만 변화시켜 준다.
상기 제 5 단계는, 피부색이 보정되고 황록색이 강조된 크로마 값(C) 및 휴 값(H)으로부터 색차신호인 B-Y, R-Y를 획득하는 단계로서, 상기 B-Y, R-Y 색차신호와 크로마 값(C) 및 휴 값(H)과의 관계를 아래의 [수학식 6]에 나타내었다.
[수학식 6]
상기 [수학식 6]으로부터 B-Y, R-Y 색차 신호는 코사인(Cosine), 사인(Sine) 함수 계산의 편의를 위해 미리 LUT로서 구비해도 좋으며, 상기 B-Y, R-Y 색차 신호와 크로마 값(C) 및 휴 값(H)과의 관계를 도 6에 도시하였다.
상기 제 6 단계는, 황록색이 강조된 휴 값(H)과 크로마 값(C) 및 상기 제 5 단계에서 획득된 색차 신호인 R-Y, B-Y 신호를 받아 상기 색차 신호를 신장하고자 하는 색상의 방향으로 이동시켜 청색을 강조한다. 즉, 청색 영역내의 모든 점을 신장하고자 하는 색상 방향을 향해 크로마 값에 따라 가변적으로 신장함으로써 원래의 영상에 시원한 느낌을 주고 푸른 색상을 강조한다.
회색 톤에서는 신장의 효과가 적게 하고, 나머지 영역에서는 신장 효과가 크도록 가중치를 설정하되, 색 포화가 일어나지 않고 신장 시 부드러운 색 천이가 형성되도록 가우시안 분포에 근거한 가중치를 설정하여 신장 강도를 조절한다.
이와 같은 청색 신장 방법을 아래의 [수학식 7]을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
[수학식 7]
일반적으로 청색 영역은 제 4 사분면과 제 1 사분면 사이에 위치하기 때문에청색 보정 영역은 280°에서 63°사이의 영역으로 결정된다. 이에 본 발명에서는 시감(視感)에 좋은 색상 방향(목표 보정 방향)을 따라 색의 진함을 나타내는 크로마 값(C)과 색상을 나타내는 휴 값(H)을 모두 보정해 준다.
즉, 상기 [수학식 7]을 설명하기 위한 도 7을 참조하여 보면, (B-Y),(R-Y)는 청색 신장 전의 보정대상 신호의 좌표를 나타내고, (B-Y)',(R-Y)'는 청색 신장 후의 색 신호의 색 좌표를 나타낸 것이다. [수학식 7]에서 S는 신장 강도를 나타내고, W(C)는 크로마 값에 따른 가중치 즉, 보정 대상 신호에 있어서 색의 진한 정도에 따른 가중치를 나타낸다. 또한, 회로의 간소화를 위해서 삼각 함수 값을 미리 LUT로 구비해도 무방하다.
이때, S·W(C)를 가중치 k라 하면, 상기 도 7에서 목표 신장 방향이 원점과 이루는 각도가 θ일 때, (B-Y)', (R-Y)'는 벡터 연산에 의해 [수학식 7]과 같이 표현이 가능하다. 즉, 벡터 연산 후 색 신호인 (B-Y)',(R-Y)'는 도 7에 나타난 바와 같이, 목표 신장 방향을 따라 색 신호의 휴 값(H)과 크로마 값(C)이 달라짐을 알 수 있다.
상기 가중치 S·W(C)에서 S는 고정된 상수 값이고, W(C)는 크로마 값에 달라 달라지는 함수이다. 이는 크로마 값이 큰 색 신호를 보정할 경우, 신장 강도가 크면 보정 후의 색 신호가 갖는 색 포화를 방지하기 위함이다.
한편, 도 8a는 B-Y, R-Y 색 좌표계에서 신장 방향 및 신장 영역의 일예를 나타낸 것이고, 도 8b는 크로마 값(C)에 따른 신장 강도를 나타낸 것으로서, 청색의 신장은 보라빛 청색을 나타내는 각도(일 예로 35°)를 기준으로 신장 방향을 설정한다(도 8a 참조). 또한, 회색 톤에서는 신장의 효과가 적게 하고, 나머지 영역에서는 신장 효과가 크도록 가중치를 설정하되, 색 포화가 일어나지 않고 신장시에 부드러운 색 천이가 형성되도록 가우시안 분포에 근거한 가중치를 설정하여 신장 강도를 조절한다(도 8b 참조). 즉, 도 8b에 나타난 바와 같이, 입력 색 신호의 크로마 값은 최대 크로마 값의 40%정도까지 증가하다가 이후 크로마 값이 더 커지면 감소함을 볼 수 있다. 따라서, 색 포화의 방지가 가능하고 더욱이, 가중치 증감 곡선을 가우시안 곡선에 맞춤으로써, 크로마 값이 변할 때, 부드러운 색 천이가 형성될 수 있다.
상기 제 7 단계는, 청색이 강조된 휘도 신호 및 색차 신호를 디지털 R, G, B 신호로 변환하며, 이를 수학식으로 표현하면 아래의 [수학식 8]과 같다.
[수학식 8]
여기서, 상기 Y는 밝고 어두움을 나타내는 휘도 신호이고, R-Y와 B-Y는 색 신호와 휘도 신호와의 차이를 나타내는 이른 바, 색차신호이다.
이와 같이, 본 발명의 디지털 색 보정 장치 및 방법은 색상과 색도에 근거하여 신장 강도를 조절함으로써 회색 톤의 착색을 방지하고, 색상의 원만한 천이를이끄는 청색 신장회로와, 색상과 색도에 근거하여 확장 강도를 조절함으로써 색 포화를 방지하고 원만한 색 대비 강조를 행하는 황록색 강조회로와, 피부 색상으로부터 일정 각도 영역에 대해 사인 함수에 따라 보정 양을 달리하여 인간의 시감에 가장 적합한 피부색으로의 원만한 천이를 행하는 피부색 보정 회로를 통해 보다 효율적인 색 보정을 행한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 디지털 색 보정 장치 및 방법은 디스플레이 장치가 플라즈마 디스플레이 패널이나 액정 디스플레이 패널과 같이 디지털 신호로 처리되는 경우에 있어서, 디지털 신호 상태에서 색 보정이 이루어지므로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 생길 수 있는 양자화 오차로 인해 화질이 저하되는 염려가 없으며, 적응적 강도 조정회로를 통해 색 보정시에 발생할 수 있는 색 포화 및 착색의 문제점을 해결하여 고정밀도의 색 보정이 가능한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 입력되는 디지털 R, G, B 신호를 휘도 신호와 색차 신호로 변환하는 색 공간 변환부와;
    상기 색 공간 변환부에서 출력되는 색차신호가 가지고 있는 크로마 값과 휴 값을 산출하여 출력하는 원통좌표 변환부와;
    상기 색 공간 변환부에서 출력되는 휘도 신호 및 상기 원통좌표 변환부에서 출력되는 휴 값과 크로마 값을 받아 피부색 영역내의 색 성분이 갖는 휴 값 및 크로마 값으로 쉬프트(Shift)시켜 원하는 피부색으로 보정하는 피부색 보정부와;
    상기 피부색 보정부에서 출력되는 상기 쉬프트된 휴 값과 크로마 값 및 휘도 신호를 받아 황록색이 분포하는 색상 영역내의 크로마 값을 증가시켜 상기 영역내의 색상을 강조하는 황록색 강조부와;
    상기 황록색 강조부에서 출력되는 황록색이 강조된 휴 값과 크로마 값을 받아 이를 다시 색차 신호로 변환하여 출력하는 원통좌표 역변환부와;
    상기 황록색 강조부에서 출력되는 휘도 신호 및 황록색이 강조된 휴 값과 크로마 값, 그리고 상기 원통좌표 역변환부에서 변환된 색차 신호를 받아 상기 색차 신호를 신장하고자 하는 색상의 방향으로 이동시키는 청색 신장부와;
    상기 청색 신장부에서 출력되는 휘도 신호 및 색차 신호를 디지털 R, G, B 신호로 변환하여 디스플레이 장치로 출력하는 색공간 역변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 청색 신장부는,
    색상과 색도에 근거하여 신장 강도를 조절하는 것에 의해 회색 톤의 착색을 방지하고 색상의 원만한 천이를 유도하는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 황록색 강조부는,
    색상과 색도에 근거하여 강조 강도를 조절하는 것에 의해 색 포화를 방지하고 원만한 색 대비 강조를 행하는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 피부색 보정부는,
    피부 색상으로부터 일정 각도 영역에 대해 사인함수에 따라 보정 양을 달리하여 인간의 시감에 적합한 피부색으로의 원만한 천이를 행하는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 장치.
  5. 입력되는 디지털 R, G, B 신호를 휘도신호와 색차신호로 변환하여 출력하는 단계와;
    상기 색차신호를 이용하여 색의 진한 정도를 나타내는 크로마 값과, 임의의 색 신호가 어떤 색상에 속하는지를 판별하는 척도가 되는 각도인 휴 값을 산출하여 출력하는 단계와;
    상기 휘도신호와 상기 크로마 값 및 휴 값을 이용하여 인간의 시감에 민감한 피부색에 녹색이 착색되는 것을 방지하고 시감이 좋은 피부색으로 보정하는 단계와;
    상기 피부색이 보정된 크로마 값 및 휴 값을 이용하여 녹색 및 황록색의 색도를 증가시켜 색 대비를 강조하는 것에 의해 원래 화상의 색감을 향상시키는 단계와;
    상기 피부색이 보정되고 상기 황록색이 강조된 크로마 값과 휴 값으로부터 색차 신호를 획득하는 단계와;
    상기 획득된 색차신호와 상기 피부색이 보정되고 상기 황록색이 강조된 크로마 값 및 휴 값을 시감이 좋은 목표 보정 방향을 따라 청색을 신장해 주는 단계와;
    상기 청색이 신장된 색차신호 및 휘도신호를 디지털 R, G, B 신호로 변환하여 디스플레이 장치로 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 피부색으로 보정하는 단계는,
    피부색을 나타내는 각도로부터 보정 영역내의 색 좌표에 대해 부드러운 색 천이가 일어나도록 사인(Sine) 함수를 이용하여 보정 각도를 연산하는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 녹색 및 황록색의 색도를 증가시켜 색 대비를 강조하는 단계는,
    상기 휴 값에 가변적인 강도 값과 상기 크로마 값에 가변적인 강도 값을 각각 원 색상의 크로마 값과 휴 값에 따라 조절하는 것에 의해 색도 값이 큰 영역에서 발생할 수 있는 색 포화를 방지하고 원만한 색 천이를 유도하는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 청색을 신장해 주는 단계는,
    청색의 신장은 보라빛 청색을 나타내는 각도를 기준으로 신장 방향을 설정하고, 회색 톤에서는 신장의 효과가 적고 나머지 영역에서는 신장 효과가 크도록 크로마 값에 따른 가중치를 설정하며, 색 포화 방지 및 원만한 색 천이를 위해 가우시안 분포에 근거한 가중치를 설정하여 신장 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 디지털 색 보정 방법.
KR1020020074916A 2002-11-28 2002-11-28 디지털 색 보정 장치 및 방법 KR20040046876A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020074916A KR20040046876A (ko) 2002-11-28 2002-11-28 디지털 색 보정 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020074916A KR20040046876A (ko) 2002-11-28 2002-11-28 디지털 색 보정 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040046876A true KR20040046876A (ko) 2004-06-05

Family

ID=37342377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020074916A KR20040046876A (ko) 2002-11-28 2002-11-28 디지털 색 보정 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040046876A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621412B1 (ko) * 2004-06-08 2006-09-08 삼성전자주식회사 색 보정 장치 및 방법
US8576244B2 (en) 2009-09-22 2013-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Video signal generation apparatus and method minimizing crosstalk between luminance signal and color difference signal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621412B1 (ko) * 2004-06-08 2006-09-08 삼성전자주식회사 색 보정 장치 및 방법
US8576244B2 (en) 2009-09-22 2013-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Video signal generation apparatus and method minimizing crosstalk between luminance signal and color difference signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3760815B2 (ja) 映像表示装置
EP0933952B1 (en) Method and apparatus for colour conversion
US7447356B2 (en) Image signal correction method and image signal correction apparatus
US20080284877A1 (en) Camera Color Noise Reduction Method and Circuit
US6904165B2 (en) Color image processing apparatus and method for color enhancement
KR20040046876A (ko) 디지털 색 보정 장치 및 방법
KR100463831B1 (ko) 인간 시각 특성을 이용한 최적화 화질 추출장치 및 방법
JP2005192249A (ja) 映像表示装置
JP2005210744A (ja) 映像表示装置
JP2007228240A (ja) 画像処理装置及び画像処理方法
JP2005192248A (ja) 映像表示装置
JP2005192246A (ja) 映像表示装置
JP2005192247A (ja) 映像表示装置
JP2005210743A (ja) 映像表示装置
JP2007221820A (ja) 映像表示装置及び色温度補正方法
JP2006005961A (ja) 映像表示装置及び色温度補正方法
JP2001016605A (ja) ディジタル色補正回路
JPH1074256A (ja) 彩度補正方法および彩度補正装置
KR20050051908A (ko) 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치
KR20090007836A (ko) 영상 표시기의 화질 개선장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination