KR20050051908A - 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 디스플레이에 관한 것으로, 특히 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치는 입력 영상의 적, 녹, 청색의 좌표 신호를 YUV 좌표 신호로 변환하는 제 1 수단과, 상기 제 1 수단을 통해 변환된 입력 영상이 무채색과 그 이외의 색영역으로 분리하고, 각 영역마다 다르게 색 온도를 결정하여 보정하는 색 온도 보정 수단과, 상기 색 온도 보정 수단을 통해 보정된 YUV 좌표 신호를 다시 적, 녹, 청색의 좌표신호로 변환하여 출력하는 제 2 수단을 포함하여 구성된다.

Description

디지털 디스플레이의 화질 개선 장치{Apparatus for improvement image quality of digital display}

본 발명은 디지털 디스플레이에 관한 것으로, 특히 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치에 관한 것이다.

최근 디스플레이 장치의 화질적인 요구 증가에 따라 보다 깨끗하고 자연스런 영상 재현을 위한 장치가 개발되고 있다.

통상 디스플레이 장치에서 색온도를 11000K 이상으로 설정하게 되는데, 색온도가 높아지면 깨끗한 영상 느낌을 줄 수 있으나 자연스런 색상이 재현되지 않게 된다.

도 1은 일반적인 색 온도 보정 방법을 나타낸 도면으로 적, 녹, 청 이득(gain)(이하, R, G, B)을 조절한다.

이와 같은 방법은 색 온도를 높게 하는 경우 깨끗한 백색을 얻을 수 있으나, 살색 등 선호색의 재현성이 나빠지게 되고, 반대로 색온도를 낮게 하면 선호색의 재현성은 좋아지나 백색 재현성 때문에 깨끗한 느낌의 영상을 얻을 수 없는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 보다 자연스러우면서 깨끗한 느낌을 주는 영상을 디스플레이 하기 위해 색 영역별로 색 온도를 조절하는 디지털 디스플레이 장치의 화질 향상 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 입력 영상의 적, 녹, 청색의 좌표 신호를 YUV 좌표 신호로 변환하는 제 1 수단과,

상기 제 1 수단을 통해 변환된 입력 영상이 무채색과 그 이외의 색영역으로 분리하고, 각 영역마다 다르게 색 온도를 결정하여 보정하는 색 온도 보정 수단과,

상기 색 온도 보정 수단을 통해 보정된 YUV 좌표 신호를 다시 적, 녹, 청색의 좌표신호로 변환하여 출력하는 제 2 수단을 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 색 온도 보정 수단은 YUV 색좌표계에서 색 영역에 따른 색온도 보정을 하는 감가산부로 구성된다.

그리고, 상기 색 온도 보정 수단은 YUV 색좌표계에서 색 영역에 따른 색 온도 보정을 하는 감가산부와, 서로 다른 색 온도를 갖는 경계영역의 감가산 정도를 조절하는 룩-업 테이블(Look-up table)부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제 2 수단을 통해 전체 색 영역의 화이트 밸런스가 이루어지며 원하는 색온도를 위해 적, 녹, 청색의 게인값을 결정하여 계수값이 변경되어 기본 화이트 밸런스가 적용된다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 디스플레이의 화질 향상 장치를 나타낸 블록도로, 본 발명의 디지털 디스플레이 화질 향상 장치는 입력 영상의 적, 녹, 청색의 좌표 신호를 YUV 좌표 신호로 변환하는 제 1 수단(10)과, 상기 제 1 수단(10)을 통해 변환된 입력 영상이 무채색과 그 이외의 색 영역으로 분리하고, 각 영역마다 다르게 색 온도를 결정하여 보정하는 색 온도 보정 수단(11)과, 상기 색 온도 보정 수단(11)을 통해 보정된 YUV 좌표 신호를 다시 적, 녹, 청색의 좌표신호로 변환하여 출력하는 제 2 수단(12)으로 구성된다.

상기 제 1 수단(10)을 수학식으로 표현하면 하기의 [수학식 1]로 표현된다.

그리고, 상기 제 2 수단(12)은 [수학식 2]로 표현된다.

상기 [수학식 1]의 YUV는 각각 0~255 값을 가지며, Y는 밝기를, U, V는 색상 및 채도정보를 갖고 있다. U, V는 128 오프셋을 가지고 있기 때문에 U=V=128인 경우 무채색에 해당되게 된다.

그리고 상기 [수학식 2]에 의해 전체 색 영역의 화이트밸런스가 이루어지는데, 원하는 색 온도를 위해 R, G, B 이득 값을 결정하고, Crgb11~Crgb33의 계수값이 변경되어 기본 화이트밸런스가 적용된다.

그리고, 상기 색 온도 보정 수단(11)은 UV 평면상에서 무채색과 그 이외의 색 영역으로 분리하고 각 영역마다 색 온도를 결정하는데, 도 3은 색 온도 보정 수단(11)을 통해 UV 평면상에서의 색 영역 분리 예를 나타낸 도면이다.

도 3의 a는 UV 평면상에서의 색 영역을 2가지로 나누어 색 온도를 나타낸 도면이고, b는 UV 평면상에서 2가지 이상의 영역으로 분리하여 색 온도를 나타낸 도면이다.

그리고 상기 [수학식 2]에 의해 기본 화이트밸런스를 낮은 색온도(7000K)로 설정하는데, 전체 영역을 낮은 색 온도로 설정하기 위해 U, V 변화량(deltaU, delta V)을 결정한 후 하기의 [수학식 3]을 적용하여 무채색영역만 색 온도를 높여준다. 그 결과 도 4의 b와 같이 무채색 영역만 청색영역으로 옮겨가게 됨을 볼 수 있다.

if U=V=128

U'=U+deltaU

V'=V+deltaV

else

U'=U

V'=V

그리고 [수학식 4]는, 먼저, 11000K에서 R, G, B 이득값과 7000K의 R, G, B 이득값을 고려하여 Ygain, Ugain, Vgain값을 결정한다.

그리고 deltaU, deltaV는 Ugain, Vgain과 Y의 곱으로 결정된다. [수학식 4]에 의해 Y가 낮아질수록 deltaU, deltaV가 서서히 줄어들게 되므로 어두운 영역에서 푸른색이 눈에 띄는 현상을 방지할 수 있으며 도 5는 [수학식 4]를 이용한 본 발명에 따른 디지털 디스플레이 화질 개선 장치의 색 온도 보상 수단을 나타낸 제 1 실시예로 YUV 색좌표계에서 색 영역에 따른 색온도 보정을 하는 감가산부로 구성된다.

deltaU=Ugain x Y

deltaV=Vgain x Y

if U=V=128

Y'=Ygain xY

U'=U+deltaU

V'=V'+deltaV

else

Y'=Ygain x Y

U'=U

V'=V

도 6은 [수학식 4]의 경우 YUV 공간에서 무채색영역의 이동을 도시한 것이다.

그리고 도 7은 본 발명에 따른 디지털 디스플레이 화질 개선 장치의 색 온도 보정 수단의 제 2 실시예로 색온도 변화 경계영역에서 눈에 거슬리는 색 변화를 없애기 위해 Ugain, Vgain LUT(Look-up table)를 적용한다.

각 LUT는 수학식 5에 의해 결정되며 실제 적용장치에서 LUT 대신에 수학식 5와 같은 방법으로 계산되며 L2와 L3 구간이 무채색영역이다.

if U > L1 and U < L2

Ugain(U)=(Ugain / (L2-L1)) x (U-L1)

else if U >= L2 and U < L3

Ugain(U)=Ugain

else if U >= L3 and U < L4

Ugain(U)=(Ugain / (L4-L3)) x (L3-U) + Ugain

else

Ugain(U) = 0;

(L1 < L2 < L3 < L4)

상기 [수학식 5]에 의해 계산된 LUT 예로서 도 8, 9의 영역 1, 2 에서는 Ugain, Vgain 변화가 서서히 감소, 증가하기 때문에 눈에 거슬리는 색변화가 없게 된다. 도 8은 도3-a와 같이 2가지 색 온도 영역을 갖는 경우를 나타내며 도 9는 도 3-b와 같이 3가지 색 온도 영역을 갖는 경우를 나타낸다.

이와 같이 본 발명에 의하면 2가지 색 온도의 경우 Ygain, Ugain, Vgain 은 수학식 6에 의해 결정된다. 먼저 7000K 일 때 R, G, B 게인을 각각 Rogain, Gogain, Bogain이라 하고 11000K일 때 R, G, B 게인을 Rwgain, Gwgain, Bwgain 이라 하면 각 색온도별 R, G, B 게인의 비율과 수학식 1의 계수의 곱으로서 계산된다.

Ygain=Cyuv11x(Rwgain/Rogain)+Cyuv12x(Gwgain/Gogain)+Cyuv13x(Bwgain/Bogain)

Ugain=Cyuv21x(Rwgain/Rogain)+Cyuv22x(Gwgain/Gogain)+Cyuv23x(Bwgain/Bogain)

Vgain=Cyuv31x(Rwgain/Rogain)+Cyuv32x(Gwgain/Gogain)+Cyuv33x(Bwgain/Bogain)

Rogain, Gogain, Bogain은 상기 수학식 2에 적용되어 전체 색 영역의 색 온도를 7000K로 설정하게 되고, Ygain, Ugain, Vgain을 이용한 색 온도 보정 수단에 의해 무채색의 경우 11000K로 변경된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 전체 색 영역이 영향을 받지 않고 무채색 영역만 색 온도를 올려줄 수 있으므로 보다 나은 영상을 디스플레이 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 LUT(Look-up table)을 이용하여 색 온도 변화영역에서의 부자연스러운 색 변화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 색 온도 보정 방법을 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 디지털 디스플레이 화질 개선 장치를 나타낸 도면

도 3은 도 2에 따른 디지털 디스플레이 화질 개선 장치를 이용한 UV 평면상에서의 색 영역 분리를 나타낸 도면

도 4는 도 2에 따른 디지털 디스플레이 화질 개선 장치를 이용한 UV 평면상에서의 무채색 영역의 변화 예를 나타낸 도면

도 5는 도 2에 따른 디지털 디스플레이 화질 개선 장치의 색 온도 보상 수단을 나타낸 제 1 실시예

도 6은 제 1 실시예를 이용한 UV 평면상에서 무채색 영역의 이동 예를 나타낸 도면

도 7은 도 2에 따른 디지털 디스플레이 화질 개선 장치의 색 온도 보상 수단을 나타낸 제 2 실시예

도 8은 제 2 실시예를 이용한 2가지 색 온도 영역을 나타낸 도면

도 9는 제 2 실시예를 이용한 3가지 색 온도 영역을 나타낸 도면

Claims (4)

1. 입력 영상의 적, 녹, 청색의 좌표 신호를 YUV 좌표 신호로 변환하는 제 1 수단과;

   상기 제 1 수단을 통해 변환된 입력 영상이 무채색과 그 이외의 색영역으로 분리하고, 각 영역마다 다르게 색 온도를 결정하여 보정하는 색 온도 보정 수단과;

   상기 색 온도 보정 수단을 통해 보정된 YUV 좌표 신호를 다시 적, 녹, 청색의 좌표신호로 변환하여 출력하는 제 2 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 색 온도 보정 수단은 YUV 색좌표계에서 색 영역에 따른 색온도 보정을 하는 감가산부로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치 .
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 색 온도 보정 수단은 YUV 색좌표계에서 색 영역에 따른 색 온도 보정을 하는 감가산부와, 서로 다른 색 온도를 갖는 경계영역의 감가산 정도를 조절하는 룩-업 테이블(Look-up table)부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 수단을 통해 전체 색 영역의 화이트 밸런스가 이루어지며 원하는 색온도를 위해 적, 녹, 청색의 게인값을 결정하여 계수값이 변경되어 기본 화이트 밸런스가 적용되는 것을 특징으로 하는 디지털 디스플레이의 화질 개선 장치.