KR20050059719A - 색신호 처리장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 색신호 처리장치는 입력 색신호에 대응하여 MPD (Multiprimary Display)의 구동신호인 제어벡터를 산출하며, 입력 색신호를 CIE-XYZ 색공간의 XYZ색신호로 변환하는 XYZ색신호 변환부, XYZ색신호를 WYV 색공간의 WYV색신호로 변환하는 WYV색신호 변환부, WYV색신호에 대한 색상값을 산출하는 색상산출부, MPD의 색대역을 복수의 필드 영역으로 분할하여, 색상산출부에서 산출된 색상값이 복수의 필드 영역중에서 어느 필드 영역에 속하는지를 나타내는 필드 정보를 출력하는 LUT부, CIE-XYZ 색공간에서 MPD의 색대역에 대응하는 다면체를 구한 후, 다면체의 각 평면을 밑면으로 하고, 블렉 포인트를 꼭지점으로 하는 복수의 각뿔 중에서, 필드 정보를 참조하여 선택된 각뿔을 기준으로 제어벡터의 산출을 위한 중간값을 각각 산출하는 병렬처리기, 산출된 중간값 중에서 물리적 제한조건을 만족하는 유효값 및, 유효값이 산출된 각뿔에 대한 인덱스를 출력하는 제한조건 검사부, 인텍스에 대응하는 제어벡터의 채널정보를 출력하는 패턴배열부, 및 채널정보 및 유효값에 기초하여 제어벡터를 산출하는 제어벡터 배열부를 구비한다. 이에 의해, 입력되는 색신호에 대응되는 MPD의 구동신호인 제어벡터를 효율적으로 산출할 수 있다.

Description

색신호 처리장치 및 그 방법{Color signal processing apparatus and method of using the same}

본 발명은 색신호 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력되는 표준 색신호로부터 4개 이상의 원색(primary color)을 사용하는 MPD(Multiprimary Display)의 구동신호인 제어벡터(control vector)를 효율적으로 산출할 수 있는 색신호 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모니터, 스캐너, 프린터 등과 같은 색을 재현하는 장치에서는, 각각의 사용 분야에 따라 서로 다른 색공간(color space)을 사용하고 있다. 색공간이란 어떤 색과 다른 색들과의 관계를 나타내는 방법, 즉 색을 정의 하는 방법을 의미하며, 색을 재현하는 장치들은 사용되는 색공간에 따라 그 종류는 달라질 수 있으나, 기본적으로 3개의 원색(primary color)을 사용하는 것이 보통이다. 즉, 컬러 CRT 모니터나 컴퓨터 그래픽 장치 등에서 사용되는 RGB 색공간을 사용하는 경우에는 서로 가산될 수 있는 빨강(red), 초록(green), 및 파랑(blue)의 3개의 원색을 사용하며, 컬러 영상의 인쇄 장치 등에서 사용되는 CMY 색공간의 경우에는 청록(cyan), 자홍(magenta), 및 노랑(yellow)의 3개의 원색이 사용된다.

최근에는 색을 재현하는 장치에서 4개 이상의 원색을 사용함으로써 색대역을 확장시키려는 시도가 있는데, 그 예로서 MPD(MultiPrimary Display)가 있다. MPD는 기존의 3개의 원색을 사용하는 3채널 디스플레이 시스템보다 색대역(color gamut), 즉 색상 재현 범위를 넓게 하기 위하여, 4개 이상의 원색을 사용하는 디스플레이 시스템을 말한다. 이러한 MPD에서 3개의 원색을 사용하는 표준 색신호를 재현하기 위해서는 입력되는 색신호로부터 MPD의 구동신호인 제어벡터를 산출하기 위한 색신호 처리 과정이 필요하다.

이에 따라, 본 출원인은, 국내 출원번호 제2003-36362호의 'ＭＰＤ에 색재현을 위한 색신호 처리장치 및 그 방법'에 대한 특허를 출원한 바 있다. 여기에는, 입력되는 RGB색신호를 XYZ색신호로 변환한 후, 도 1에 도시한 바와 같이, N채널의 MPD에 대해 P0 부터 P[(N-2)*N-1] 까지의 중간값 산출을 위한 색대역 평면의 개수에 각각 대응하는, (N-2)*N 개의 행렬처리기를 사용하여 제어벡터를 산출하기 위한 중간값을 각각 동시에 산출하고, 산출된 중간값으로부터 최종 제어벡터를 산출하는 과정이 개시되어 있다.

그런데, 이러한 색신호 처리장치 및 방법은, 입력되는 색신호가 MPD 색대역에서 어느 부분에 위치하는지에 대한 정보를 사용하지 않기 때문에, 중간값 산출을 위한 전체 색대역 평면에 대응하는 (N-2)*N 개의 행렬처리기를 사용하여 중간값을 산출하여만 입력 색신호에 대응하는 제어벡터를 산출할 수 있다. 따라서, 제어벡터의 산출을 위해 중간값 산출을 위한 전체 색대역 평면에 대응하는 많은 수의 행렬처리기가 필요하게 되므로, 하드웨어 자원을 효율적으로 이용하지 못하는 측면이 존재하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 입력 색신호에 대응하여 4개 이상의 원색을 사용하는 MPD의 구동신호인 제어벡터를 산출함에 있어서, 하드웨어 자원의 사용을 최소화하면서도 종래의 색신호처리 장치와 동일한 결과를 얻을 수 있는 색신호 처리장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색신호 처리장치는, 입력 색신호에 대응하여 적어도 4개의 원색을 사용하는 MPD(Multiprimary Display)의 구동신호인 제어벡터를 산출하며, 상기 입력 색신호를 CIE-XYZ 색공간의 XYZ색신호로 변환하는 XYZ색신호 변환부, 상기 XYZ색신호를 WYV 색공간의 WYV색신호로 변환하는 WYV색신호 변환부, 상기 WYV색신호에 대한 색상값을 산출하는 색상산출부, 상기 MPD의 색대역을 복수의 필드 영역으로 분할하고, 상기 색상산출부에서 산출된 색상값이 상기 복수의 필드 영역 중에서 어느 필드 영역에 속하는지를 나타내는 필드 정보를 출력하는 LUT부, CIE-XYZ 색공간에서 상기 MPD의 색대역에 대응하는 다면체를 구한 후, 상기 다면체의 각 평면을 밑면으로 하고, 블렉 포인트를 꼭지점으로 하는 복수의 각뿔 중에서, 상기 필드 정보를 참조하여 선택된 각뿔을 기준으로 상기 제어벡터의 산출을 위한 중간값을 각각 출력하는 병렬처리기, 산출된 상기 중간값 중에서 물리적 제한조건을 만족하는 유효값 및, 상기 유효값이 산출된 각뿔에 대한 인덱스를 출력하는 제한조건 검사부, 상기 인텍스에 대응하는 상기 제어벡터의 채널정보를 출력하는 패턴배열부, 및 상기 채널정보 및 상기 유효값에 기초하여 상기 제어벡터를 산출하는 제어벡터 배열부를 포함한다.

상기 필드 영역은, 소정 개수의 기준 색상값을 기준으로 분할하거나, 소정 개수의 기준 색상값 및 기준 휘도값을 기준으로 분할하는 것이 가능하다.

상기 다면체는 다음의 식으로 표현되는 디스플레이 포워딩 모델에 기초하여 산출되는 것이 바람직하다.

여기서, (X,Y,Z)은 상기 XYZ색신호, p는 상기 MPD에서 원색의 개수, C_Li 선형 제어벡터를 의미한다.

상기 중간값은, 상기 각뿔의 모서리를 나타내는 벡터를 기준으로, 상기 XYZ색신호를 나타낼 수 있는 값인 (α,β,γ)인 것이 바람직하다

상기 병렬처리기는, 선택된 상기 각뿔의 개수에 대응하는 개수의 처리기를 구비하며, 상기 처리기는 대응되는 상기 각뿔을 기준으로 상기 (α,β,γ)를 병렬적으로 동시에 산출하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제한조건 검사부는, 상기 중간값 중에서, 0 ≤α≤1, 0 ≤β≤1, 0 ≤γ≤1 인 조건, 및 β≤α 이고 γ≤α인 조건을 만족하는 것을 상기 유효값으로 선택하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 비선형 표준 RGB색신호를 표준 RGB색신호로 선형 보정하여 상기 입력 색신호로 제공하는 선형보정부와, 상기 제어벡터를 감마보정하여 출력하는 감마보정부를 더 포함한다.

한편, 본 발명의 색변환방법은, 입력 색신호에 대응하여 적어도 4개의 원색을 사용하는 MPD(Multiprimary Display)의 구동신호인 제어벡터를 산출하며, 상기 입력 색신호를 CIE-XYZ 색공간의 XYZ색신호로 변환하는 단계, 상기 XYZ색신호를 WYV 색공간의 WYV색신호로 변환하는 단계, 상기 WYV색신호에 대한 색상값을 산출하는 단계, 상기 MPD의 색대역을 복수의 필드 영역으로 분할하고, 산출된 상기 색상값이 상기 복수의 필드 영역 중에서 어느 필드 영역에 속하는지를 나타내는 필드 정보를 출력하는 단계, CIE-XYZ 색공간에서 상기 MPD의 색대역에 대응하는 다면체를 구한 후, 상기 다면체의 각 평면을 밑면으로 하고, 블렉 포인트를 꼭지점으로 하는 복수의 각뿔 중에서, 상기 필드 정보를 참조하여 선택된 각뿔을 기준으로 상기 제어벡터의 산출을 위한 중간값을 각각 출력하는 단계, 산출된 상기 중간값 중에서 물리적 제한조건을 만족하는 유효값 및, 상기 유효값이 산출된 각뿔에 대한 인덱스를 출력하는 단계, 상기 인텍스에 대응하는 상기 제어벡터의 채널정보를 출력하는 단계, 및 상기 채널정보 및 상기 유효값에 기초하여 상기 제어벡터를 산출하는 단계를 포함한다.

상기 필드 영역은, 소정 개수의 기준 색상값을 기준으로 분할하거나, 소정 개수의 기준 색상값 및 기준 휘도값을 기준으로 분할하는 것이 가능하다.

상기 다면체는 다음의 식으로 표현되는 디스플레이 포워딩 모델에 기초하여 산출되는 것이 바람직하다.

여기서, (X,Y,Z)은 상기 XYZ색신호, p는 상기 MPD에서 원색의 개수, C_Li 선형 제어벡터를 의미한다.

상기 중간값은, 상기 각뿔의 모서리를 나타내는 벡터를 기준으로, 상기 XYZ색신호를 나타낼 수 있는 값인 (α,β,γ)인 것이 바람직하다.

상기 중간값을 산출하는 단계에서는, 상기 (α,β,γ)를 병렬적으로 동시에 산출하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 인덱스를 출력하는 단계에서는, 상기 중간값 중에서, 0 ≤α≤1, 0 ≤β≤1, 0 ≤γ≤1 인 조건, 및 β≤α 이고 γ≤α인 조건을 만족하는 것을 상기 유효값으로 선택하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 비선형 표준 RGB색신호를 표준 RGB색신호로 선형 보정하여 상기 입력 색신호로 제공하는 선형보정부, 및 상기 제어벡터를 감마보정하여 출력하는 감마보정부를 더 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 색신호 처리장치의 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 본 색신호 처리장치는, 선형보정부(200), XYZ색신호 변환부(210), WYV색신호 변환부(220), 색상 산출부(230), LUT부(240), 병렬 처리부(250), 제한조건 검사부(260), 제어벡터 배열부(270), 패턴배열부(280), 및 감마보정부(290)를 구비하며, 병렬처리부(250)는 N개의 행렬처리기(Q1~Qn)를 포함한다.

선형보정부(200)는 입력되는 표준 비선형 RGB색신호를 선형 보정하여 선형 RGB색신호로 변환한다. 표준 비선형 RGB색신호는 각각의 표준 규격에 따르는 다양한 색신호들로서, 예를 들면 IEC(Internation Electro-Technical Commission)의 sRGB, HDTV 규격안인 ITU-R.BT.709 에 따른 비선형 RGB신호 등이 있다. XYZ색신호 변환부(210)는 선형보정부(200)에서 보정되어 출력되는 선형 RGB색신호를 CIE-XYZ 색공간의 XYZ색신호로 변환한다.

WYV색신호 변환부(220)는 XYZ색신호 변환부(210)에서 변환된 XYZ색신호를 WYZ 색공간의 WYV색신호로 변환하며, 색상 산출부(230)는 WYV색신호 변환부(220)에서 출력되는 WYV색신호의 색상값을 산출한다. LUT부(240)에는 색상값을 기준으로 MPD의 색대역을 소정 개수로 필드 영역으로 분할하여, 입력되는 색상값이 분할된 필드 영역 중에서 어느 영역에 속하는지 여부를 나타내는 필드 정보를 출력하도록 룩업 테이블(Look-Up table)이 구성되어 있다. 따라서, LUT부(240)는 색상 산출부(230)에서 출력되는 색상값이 속하는 필드 정보를 출력한다.

병렬처리부(120)내의 각 행렬처리기(Q1~Qn)는 제어벡터의 산출을 위한 중간값인 ~ 을 각각 동시에 산출한다. 이때, LUT부(240)에서 출력되는 필드 정보를 참조하여, 해당 필드에 속하는 색대역 영역에 대해서만 중간값을 산출한다. 제한조건 검사부(260)는 병렬처리부(250)에서 산출된 ~ 에 대하여 물리적인 제한조건을 검사하여, ~ 중에서 제한조건을 만족하는 것을 , 및 해당 행렬처리기의 인덱스 신호인, Valid_Q 신호를 출력한다. 패턴배열부(280)는 제한조건 검사부(260)에서 출력되는 Valid_Q 신호를 참조하여, 신호가 제어벡터의 어느 채널에 해당하는 가에 대한 채널정보를 제어벡터 배열부(270)에 전달한다.

제어벡터 배열부(270)는 패턴배열부 (280)에서 전달되는 채널정보를 참조하며, 를 해당 채널에 할당하여 제어벡터(C_L)을 산출한다. 감마보정부(290)는 MPD의 비선형 전광변환특성 (elctro-optical characteristic)을 상쇄하기 위한 역방향 비선형 보정, 즉 감마보정(Gamma Compensation)을 수행하여 최종 제어벡터(C_NL)를 출력한다. 감마보정부(270)에서 출력되는 제어벡터(C_NL)가 MPD의 구동신호가 된다.

도 3은 본 발명에 따른 색신호 변환장치의 동작방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 색신호 변환장치의 동작방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 선형보정부(200)는 입력되는 표준 비선형 RGB색신호(RGB_NL)를 선형 RGB색신호(RGB_L)로 선형 보정하여 출력한다(S300). 선형보정부(200)에서 선형 보정되어 출력되는 선형 RGB색신호(RGB_L)는 XYZ색신호 변환부 (210)로 전달되어, CIE-XYZ 색공간의 XYZ색신호(XYZ)로 변환된다(S305).

WYV색신호 변환부(220)는 XYZ색신호 변환부(210)에서 출력되는 XYZ색신호를 WYZ 색공간의 WYV색신호(WYV)로 변환한다(S310). 이때, WYV 색공간은 표준 삼자극치 색공간인 CIE-XYZ 색공간으로부터 선형변환(linear transform)에 의해 얻어질 수 있는 색공간이다.

색상 산출부(230)는 WYV색신호 변환부(220)에서 출력되는 WYV색신호의 색상값을 산출한다(S315). 이때, 색상 산출부(230)에서는 다음의 식을 이용하여 색상값(Hue)을 산출할 수 있다.

LUT부(240)에는, 상기한 바와 같이, 색상값을 기준으로 MPD 색대역을 몇개의 필드 영역으로 분할하여, 입력되는 색상값이 분할된 필드 영역 중에서 어느 영역에 속하는지를 나타내는 필드 정보가 룩업 테이블 형태로 구성되어 저장된다. 이에 의해, LUT부(240)는 색상 산출부(230)에서 산출된 색상값이 속하는 필드를 나타내는 필드 정보를 출력한다(S320).

LUT부(240)에 저장되는 룩업 테이블을 만드는 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 1에 도시한 일반적인 MPD 채널의 색대역 평면을 5개의 채널을 사용하는 MPD의 경우에 다시 도시하면 도 4와 같이 된다. 도 4에서, 원(node)에 들어가는 숫자는 각 채널의 제어값이 최대 "1"을 갖는 채널임을 의미한다. 즉, 원안의 값이 1인 경우는, C_L = (1,0,0,0,0)이며, 원안의 숫자가 "123"라면 C_L = (1,1,1,0,0) 임을 의미한다. 도 4에서 각 노드에 해당하는 제어벡터값을 다음의 식을 통하여 각 색대역 평면이 겹쳐지지 않도록 WYV색공간의 색신호로 변환할 수 있다.

이때, 는 다음의 [수학식 3]와 같은 XYZ색신호와 WYV색신호와의 관계식 및 [수학식 4]과 같은 디스플레이 포워드 모델(Display Forward Model)을 사용하여 구할 수 있다.

[수학식 4]에서 p는 MPD에서 원색의 개수, 즉 채널 수를 의미하여, C_Li 선형 제어벡터를 의미하며, 이와 같이 각 노드에서의 색상값이 정해지면, 이 값을 이용하여 전체 MPD 색대역을 특정 색대역 평면을 포함하는 몇개의 영역으로 나누어서 룩업 데이블을 구성할 수 있다.

도 5는 A = 35.0˚, B = 90.0˚, C = 153.0˚, D = 180.0˚, E = -130.0˚, F = -90.0˚, G = -42.0˚, H = 0.0˚ 의 색상값을 경계값을 이용하여, 대략 6개 정도의 색대역 평면이 한개의 필드에 포함되도록 색대역 영역을 분할한 것을 W값과 V값을 축으로 2차원적으로 도시한 것이다. 분할되는 영역의 개수는 임의로 조절가능하며, 더 많은 경계값을 사용하여 보다 많은 영역으로 분할하는 것도 가능하다.

도 6은 도 5에서 사용하는 경계값을 사용하여 각 영역에 속하는 색대역 평면을 표로 정리한 것이다. 도 6을 참조하면, MPD 전체 색대역을 필드 0 ~ 필드 8로 분할하고, 각 필드에 속하는 색대역 평면이 표시되어 있다. 필드 1의 경우를 예로 들면, 3, 4, 7, 8, 12, 13 색대역 평면이 속함을 알 수 있다.

필요에 따라서는, 도 7에 도시한 바와 같이, Y값을 이용하여 색대역을 보다 세밀하게 분할하는 것도 가능하다. 색대역을 분할하는 방법은 기본적으로 영역별로 포함되는 색대역 평면의 개수가 비슷하게 되도록 경계를 정하면 되며, 색대역 분할 과정을 통해 구성된 룩업 테이블이 LUT부(240)에 저장된다.

XYZ색신호 변환부(210)에서 변환된 XYZ색신호 및 LUT부(240)에서 출력되는 색상값이 속하는 필드 정보는 병렬처리부(250)에 전달되어, 행렬처리기(Q1 ~ QN)를 통해 제어벡터를 산출하기 위한 중간값인, ~ 이 동시에 산출된다(S325). 이때, LUT부(240)에서 산출된 필드 정보가 참조되어 해당 필드에 포함된 색대역 평면에 대해서만 중간값이 산출된다(S325). 예컨대, 입력되는 색신호가 필드 1에 속하는 경우에는, 중간값 산출을 위한 전체 색대역 평면에 대하여 중간값을 산출할 필요없이, 3,4,7,8,12,13 색대역 평면만을 기준으로 중간값을 산출하며, 결과적으로 중간값 산출을 위한 전체 색대역 평면에서 중간값을 산출한 것과 동일한 결과를 얻을 수 있다.

한편, 중간값 ~ 은 다음과 같은 과정에 의해 산출이 가능하다. 즉, 상기한 [수학식 4]의 디스플레이 포워드 모델로부터 모든 선형 제어벡터 C_Li 의 조합에 의해, 도 8a 에 도시한 바와 같은, MPD의 3D XYZ 색대역을 얻을 수 있다. 도 8a 의 경우에는 p = 4 인 경우를 예로서 도시한 것이다. 그런데, [수학식 4]를 사용하여, 주어진 XYZ색신호에 대응하는 제어벡터 C_L를 찾는 것은, 변환행렬이 정방행렬(square matrix)이 아니므로 행렬 역변환이 되지 않는다. 즉, 주어진 XYZ색신호에 대해 다수의 제어벡터가 존재하게 된다. 수학적으로는 회귀분석(linear regression)이나 기타 방법에 의해 가상의 역행렬(inverse matrix)을 구할 수 있으나, 이렇게 구한 값은 물리적 제한 범위를 초과할 수 있으므로, 전 XYZ 색대역에서 구한 해법이 모두 제한조건을 만족하지는 못하게 된다.

따라서, 주어진 XYZ색신호에 대한 유일한 제어벡터를 구하기 위해서는, 도 8b에 도시한 바와 같이, MPD의 3D XYZ 색대역에서, 각 평면을 밑면으로 하고, 블렉 포인트를 각뿔의 꼭지점으로 하는 각뿔(pyramid)로 나눈 후에, 각 각뿔에서 벡터 처리를 통해 구하는 방법을 생각할 수 있다. 이 경우, MPD의 3D XYZ 색대역에 몇개의 각뿔이 존재하며, 각 꼭지점에 해당하는 제어벡터는 무엇인가 하는 문제가 남아 있다. 이를 해결하는 위해, 그래프 이론(graph theory)을 사용할 수 있다.

즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 5채널(P1 ~ P5)의 MPD라고 가정하고, 화이트 포인트(white point)를 중심으로 시계 혹은 반시계 방향으로, 도 4의 원 1,2,3,4,5,1 처럼 정렬시킨다. 여기서, 도 4의 해당 원(node)에 들어가는 숫자는, 앞서 설명한 바와 같이 각 채널의 제어값이 최대 "1"을 갖는 채널임을 의미한다.

그 다음 레벨에서 첫번째 레벨에서의 원안의 숫자를 바로 전 레벨에서의 주변 노드와 조합을 통하여 구성한다. 예컨대, "1"과 "2"를 조합하여 "12"가 되고, "2"과 "3"을 조합하여 "23" 이 된다. 이러한 과정을 통해, 최종 가능한 5채널의 모두 1인 경우인, "12345", 즉 화인트(white)까지 각 레벨 업시키면서 조합하여, 도 4와 같은, 전체적인 그래프가 완성되게 된다.

각 노드는 MPD의 3D XYZ 색대역 평면의 꼭지점을 의미하며, 인접한 4개의 꼭지점을 잇는 면이 MPD의 3D XYZ 색대역 평면이 된다. 전체 MPD의 3D XYZ 색대역을 각뿔로 쪼갤 경우, 블렉 포인트(black point)를 모든 각뿔의 꼭지점으로 한다면, 각뿔의 밑면에 해당하는 표면으로 S11 ~ S14 평면은 블렉 포인트를 포함함으로써 제외된다. 따라서, 총 각뿔의 수는 이를 제외한 n(n-2)이 된다. 각 꼭지점에 해당하는 XYZ 색신호 값들은 원안의 해당 제어벡터로 [수학식 4]을 이용하여 산출할 수 있다.

만약, 도 8b에 도시한 바와 같이, 주어진 제어벡터 F = (X,Y,Z)가 어떤 각뿔의 영역 내에 존재한다면, 주어진 제어벡터는 다음의 수식과 같이 벡터로서 표현가능하다.

여기서, F21 및 F31은 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 해당 각뿔에 따라 오직 F1 ~ F5 중 한 값, 즉 MPD의 기본 원색 벡터 중 하나를 갖게 된다. 또한, [수학식 2]의 경우는 밑면의 4개의 꼭지점 중 F4를 제외한 특정한 3개을 선택하였으나, F4를 포함한 임의의 두개의 꼭지점을 선택하여도 그 결과는 같다.

그리고, [수학식 5]에서 3개의 선형 방정식을 (α,β,γ)에 대해서 풀면 다음 수식과 같다.

[수학식 6]에서 산출한 (α,β,γ) 값으로부터 실제 제어벡터 C_L = (C_L1,C_L2 ,...,C_Lp)값을 구할 경우, F1 ~ F3 벡터에 해당하는 벡터값이 필요한데, 이 값은 [수학식 4]의 디스플레이 포워드 모델을 통하여 미리 산출할 수 있다.

예를 들어, F1 이 C_F1 = (1,0,0,0,0) 일때의 값이고, 마찬가지로 F2 가 C_F2 = (1,1,0,0,0) 일때, F3가 C_F3 = (1,0,0,0,1)일때, 그리고 블렉 포인트(B)는 C_FB = (0,0,0,0,0)이라면, F1 벡터의 스케일 양에 미치는 제어벡터는 C_FB 와 C_F1 에 의해 결정됨으로, α는 C_L1 의 스칼라 양이 되면, β는 C_L2 의 스칼라 양이 되고, γ는 C _L5의 스칼라 양이 되며, 그외의 성분은 0으로 처리하면 된다. 따라서, 주어진 XYZ색신호 벡터에 대한 제어벡터 값은 C_L = (α,β,0, 0, γ)와 같다.

α의 경우는, 해당 F1의 노드에 따라 여러 채널값으로 표현되기도 한다. 예컨대, 도 4에서 색대역 평면 S42와 블렉 포인트를 있는 피라미드의 경우 C_L = (γ,β,α,α,α)로 표현된다. 이와 같이 방법에 의해, 병렬처리부(250)에서는 해당하는 필드에 속하는 색대역 평면에 대하여, (α,β,γ), 즉 ~ 을 얻을 수 있다.

제한조건 검사부(260)는 병렬처리부(250)에서 산출된 ~ 에 대한 제한조건을 검사하여, Valid_Q 와 를 산출한다(S330). 이때, 첫번째 제한조건은 (α,β,γ)이 갖을 수 있는 물리적인 범위로서, 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

그러나, 단순히 [수학식 7]의 조건을 만족하는 경우는 하나 이상이 존재할 수 있으므로, 피라미드 내부에 존재하는 제어벡터 값을 찾아 주는 부수적인 조건이 필요하다. 만일 산출한 (α,β,γ)에 의한 각 콤퍼넌트 벡터(αF1, (F2-F1), (F3-F1)가 피라미드안에 있을 조건은, 도 8c 에 도시한 비례식의 조건을 만족해야 한다. 즉, 조건으로부터 다음의 수식과 같은 조건을 얻을 수 있다.

일반적으로 [수학식 7], [수학식 8] 조건 모두를 만족하는 (α,β,γ)의 해는 하나가 존재한다. 다만, 입력 제어벡터 XYZ가 각뿔의 경계면에 위치할 경우, 최대 4개의 해법이 주어지나, 이 경우 모든 (α,β,γ)의 값은 동일함으로, 그 중에서 하나만 선택하면 된다.

제한조건 검사부(260)에서 산출된 피라미드 인덱스 정보인 Valid_Q 는 패턴배열부(280)에 전달되고, 는 제어벡터 배열부(270)에 전달된다. 패턴배열부(280)는 Valid_Q 로 신호가 각각의 제어벡터의 어느 채널에 속하는가에 대한 채널정보를 갖고 있으며, 이를 제어벡터 배열부(270)에 제공한다. 제어벡터 배열부(270)는 를 해당 채널에 할당하여, 제어벡터 C_L 을 산출한다(S335).

감마보정부(290)는 제어벡터 배열부(270)에서 산출된 선형 제어벡터 C_L 를 입력 받어, 실제 MPD가 지니는 각 채널별로 갖고 있는 전광(electro-optical)특성을 고려하여 감마보정하고, 최종적으로 비선형 제어벡터 C_NL 을 출력한다(S340). 이와 같은 과정에 의해, 입력되는 XYZ색신호에 대응되는 MPD의 제어벡터를 산출할 수 있으며, 산출된 비선형 제어벡터 C_NL 을 사용하여, MPD에 입력되는 색신호를 디스플레이할 수 있다.

상기한 과정에 의해, n(n-2) 개의 행렬처리기를 통해 중간값을 산출하는 대신, 해당 필드에 속하는 색대역 평면의 개수에 대응하는 행렬처리기만을 사용하여 제어벡터를 산출할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력되는 색신호를 4개 이상의 원색을 사용하는 MPD에 재현가능하도록, 입력되는 색신호에 대응되는 MPD의 구동신호인 제어벡터를 산출할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 색신호 처리장치는, 해당 필드에 속하는 색대역 평면의 개수만큼의 행렬처리기 만을 사용하게 됨으로, 종래의 색신호 처리장치에 비해 보다 적은 하드웨어 자원을 사용하여 동일한 결과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 전체적인 장치의 크기 및 비용적인 측면에서 유리하다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 N 채널을 사용하는 MPD의 각 채널별 색대역 평면을 설명하기 위한 도면 ,

도 2는 본 발명에 따른 색신호 처리장치의 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 색신호 처리방법의 동작방법의 설명에 제공되는 흐름도,

도 4는 5채널을 사용하는 MPD의 각 채널별 색대역 평면을 설명하기 위한 도면,

도 5 내지 도 7은 색대역 분할을 설명하기 위한 도면,

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 색신호 처리장치의 동작방법의 설명을 위한 도면, 그리고

도 9는 본 발명에 적용되는 그래프 이론을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 선형보정부 210 : XYZ색신호 변환부

220 : WYV색신호 변환부 230 : 색상산출부

240 : LUT부 250 : 병렬처리기

260 : 제한조건 검사수 270 : 제어벡터 배열부

280 : 패턴 배열부 290 : 감마보정부

Claims (18)

1. 입력 색신호에 대응하여 적어도 4개의 원색을 사용하는 MPD(Multiprimary Display)의 구동신호인 제어벡터를 산출하는 색신호 처리장치에 있어서,

   상기 입력 색신호를 CIE-XYZ 색공간의 XYZ색신호로 변환하는 XYZ색신호 변환부;

   상기 XYZ색신호를 WYV 색공간의 WYV색신호로 변환하는 WYV색신호 변환부;

   상기 WYV색신호에 대한 색상값을 산출하는 색상산출부;

   상기 MPD의 색대역을 복수의 필드 영역으로 분할하고, 상기 색상산출부에서 산출된 색상값이 상기 복수의 필드 영역 중에서 어느 필드 영역에 속하는지를 나타내는 필드 정보를 출력하는 LUT부;

   CIE-XYZ 색공간에서 상기 MPD의 색대역에 대응하는 다면체를 구한 후, 상기 다면체의 각 평면을 밑면으로 하고, 블렉 포인트를 꼭지점으로 하는 복수의 각뿔 중에서, 상기 필드 정보를 참조하여 선택된 각뿔을 기준으로 상기 제어벡터의 산출을 위한 중간값을 각각 출력하는 병렬처리기;

   산출된 상기 중간값 중에서 물리적 제한조건을 만족하는 유효값 및, 상기 유효값이 산출된 각뿔에 대한 인덱스를 출력하는 제한조건 검사부;

   상기 인텍스에 대응하는 상기 제어벡터의 채널정보를 출력하는 패턴배열부; 및

   상기 채널정보 및 상기 유효값에 기초하여 상기 제어벡터를 산출하는 제어벡터 배열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 필드 영역은, 소정 개수의 기준 색상값을 기준으로 분할되는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 필드 영역은, 소정 개수의 기준 색상값 및 기준 휘도값을 기준으로 분할되는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 다면체는 다음의 식으로 표현되는 디스플레이 포워딩 모델에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치:

   여기서, (X,Y,Z)은 상기 XYZ색신호, p는 상기 MPD에서 원색의 개수, C_Li 선형 제어벡터를 의미한다.
5. 제1항에 있어서,

   상기 중간값은, 상기 각뿔의 모서리를 나타내는 벡터를 기준으로, 상기 XYZ색신호를 나타낼 수 있는 값인 (α,β,γ)인 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 병렬처리기는, 상기 선택된 각뿔의 개수에 대응하는 개수의 행렬처리기를 구비하며, 상기 행렬처리기는 각각 대응되는 상기 각뿔을 기준으로 상기 (α,β,γ)를 병렬적으로 동시에 산출하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제한조건 검사부는, 상기 중간값 중에서, 0 ≤α≤1, 0 ≤β≤1, 0 ≤γ≤1 인 조건, 및 β≤α 이고 γ≤α인 조건을 만족하는 것을 상기 유효값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
8. 제1항에 있어서,

   비선형 표준 RGB색신호를 표준 RGB색신호로 선형 보정하여 상기 입력 색신호로 제공하는 선형보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제어벡터를 감마보정하여 출력하는 감마보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리장치.
10. 입력 색신호에 대응하여 적어도 4개의 원색을 사용하는 MPD(Multiprimary Display)의 구동신호인 제어벡터를 산출하는 색신호 처리방법에 있어서,

    상기 입력 색신호를 CIE-XYZ 색공간의 XYZ색신호로 변환하는 단계;

    상기 XYZ색신호를 WYV 색공간의 WYV색신호로 변환하는 단계;

    상기 WYV색신호에 대한 색상값을 산출하는 단계;

    상기 MPD의 색대역을 복수의 필드 영역으로 분할하고, 산출된 상기 색상값이 상기 복수의 필드 영역 중에서 어느 필드 영역에 속하는지를 나타내는 필드 정보를 출력하는 단계;

    CIE-XYZ 색공간에서 상기 MPD의 색대역에 대응하는 다면체를 구한 후, 상기 다면체의 각 평면을 밑면으로 하고, 블렉 포인트를 꼭지점으로 하는 복수의 각뿔 중에서, 상기 필드 정보를 참조하여 선택된 각뿔을 기준으로 상기 제어벡터의 산출을 위한 중간값을 각각 출력하는 단계;

    산출된 상기 중간값 중에서 물리적 제한조건을 만족하는 유효값 및, 상기 유효값이 산출된 각뿔에 대한 인덱스를 출력하는 단계;

    상기 인텍스에 대응하는 상기 제어벡터의 채널정보를 출력하는 단계; 및

    상기 채널정보 및 상기 유효값에 기초하여 상기 제어벡터를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 필드 영역은, 소정 개수의 기준 색상값을 기준으로 분할되는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.
12. 제10항에 있어서,

    상기 필드 영역은, 소정 개수의 기준 색상값 및 기준 휘도값을 기준으로 분할되는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.
13. 제10항에 있어서,

    상기 다면체는 다음의 식으로 표현되는 디스플레이 포워딩 모델에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법:

    여기서, (X,Y,Z)은 상기 XYZ색신호, p는 상기 MPD에서 원색의 개수, C_Li 선형 제어벡터를 의미한다.
14. 제10항에 있어서,

    상기 중간값은, 상기 각뿔의 모서리를 나타내는 벡터를 기준으로, 상기 XYZ색신호를 나타낼 수 있는 값인 (α,β,γ)인 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 중간값을 산출하는 단계에서, 상기 (α,β,γ)는 병렬적으로 동시에 산출되는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.
16. 제15항에 있어서,

    상기 인덱스를 출력하는 단계에서, 상기 중간값 중에서, 0 ≤α≤1, 0 ≤β≤1, 0 ≤γ≤1 인 조건, 및 β≤α 이고 γ≤α인 조건을 만족하는 것을 상기 유효값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.
17. 제10항에 있어서,

    비선형 표준 RGB색신호를 표준 RGB색신호로 선형 보정하여 상기 입력 색신호로 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.
18. 제10항에 있어서,

    상기 제어벡터를 감마보정하여 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색신호 처리방법.