KR20060119969A

KR20060119969A - 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 방법 및 휘도 제어 장치,컴퓨터 프로그램 및 컴퓨팅 시스템

Info

Publication number: KR20060119969A
Application number: KR1020067005029A
Authority: KR
Inventors: 코르넬리스 에이. 엠. 재스퍼스
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-11-24
Also published as: US20070091213A1; EP1665814A1; CN100525471C; CN1849829A; WO2005027531A1; JP2007505548A

Abstract

본 텔레비전 세트들에서, 사용자 컬러 포화도 제어는 카메라의 고유한 감마 변환으로 인해 비선형 신호 도메인에서 실행된다. 이는 포화도 제어가 증가될 때, 과장된 컬러들(exaggerated colors)의 디스플레이를 초래한다. 본 발명은 휘도 제어 방법을 제공하며, 이는 제 1 처리 스트림 및 제 2 처리 스트림에 컬러 성분(R'-Y', B'-Y') 및 휘도 성분(Y')을 갖는 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 제공하는 단계로서, 상기 제 1 처리 스트림은, 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻는 단계와, 추가 처리에 의해 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 처리 스트림은 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 처리에 의해 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하는 단계를 포함하는, 상기 제공 단계; 상기 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))의 휘도(Yl")에 상기 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))의 휘도(Ys")를 비교함으로써, 보정 인자(Yl"/Ys")를 제공하는 단계; 및 상기 제 1 처리 스트림의 이미지 신호들 중 한 신호를 보정하여 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 상기 보정 인자(Yl"/Ys")를 적용하는 단계를 포함한다. 그에 의해, 본 발명은 포화도 제어의 함수로서 휘도 출력을 유지한다. 디스플레이의 휘도는 포화도가 교정되는 경우에 대하여 예측된다. 이 예측된 휘도는 증가된 또는 감소된 포화도로 인해 보다 높거나 보 다 낮으며, 교정되지 않은 포화도를 갖는 예측된 휘도와 비교된다. 이 비교는 디스플레이에 이미지 신호가 적용되기 이전에 교정된 포화도를 갖는 이미지 신호에 적용되는 보정 인자를 제공한다. 결과적으로 종래의 포화도 제어 방법이 과장되고 부자연스러운 컬러 재현을 유발하는 증가하는 포화도 제어에서 매우 자연적인 컬러들의 변화가 이루어진다.

휘도 제어, 디스플레이, 텔레비전

Description

휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 방법 및 휘도 제어 장치, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨팅 시스템{LUMINANCE CONTROL METHOD AND LUMINANCE CONTROL APPARATUS FOR CONTROLLING A LUMINANCE, COMPUTER PROGRAM AND A COMPUTING SYSTEM}

본 발명은 디스플레이 또는 이미징 시스템에서 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 방법 및 휘도 제어 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨팅 시스템에 관한 것이다.

텔레비전 세트들 또는 디지털 정화상(still) 및 비디오 카메라 또는 다수의 컴퓨터 어플리케이션들의 사용자 컬러 포화도 제어는 비디오 또는 정화상들을 등록하는 카메라 고유의 감마 변환으로 인해 비선형 신호 도메인에서 실행된다. 상기 비선형 카메라 신호는 증가하는 포화도 제어가 디스플레이에 과장된 컬러들, 특히, 청색, 적색 및 마젠타 컬러들을 초래하게 되는 이유이다. 예로서, RGB 컬러들의 진폭 증가는 황색 컬러들에 비해 9의 인자로 과장될 수 있다.

특히, 이런 단점들은 언급된 종류의 이미징 시스템의 디스플레이로서 LCD 디스플레이가 사용되는 경우에 발생한다. LCD 디스플레이에서, 단지 특정한 최대 광량, 즉, 휘도만이 가용하며, 그 이유는 디스플레이에 사용되는 액정들의 기술적 한계들 때문이다. 포화도 제어, 특히, 포화도의 증가를 위한 종래의 방법들은 어떠한 경우들에서도 과장된, 그리고, 부자연스러운 컬러 재현을 유발한다.

EP 1 237 379 A2호에 개시된 것 같은 시스템들은 CMY 또는 RGB 시스템과 Commission Internationale l'Eclairage(CIE) - LAB 시스템 사이 같은, 특정 컬러 시스템들 사이에서 컬러 전범위(gamut)를 다시 맵핑하기 위한 알고리즘들을 제공한다. 유사한 어플리케이션이 JP 2000-050299호로부터 알려져 있다. US 5,867,169호에는 컴퓨터 그래픽 시스템에서 컬러 값들을 조작하기 위한 방법이 설명되어 있다.

알려진 종류의 모든 방법들은 단지 일반적으로 자연적 컬러들을 디스플레이하기에 적합한 것으로 간주되는 컬러 재현을 위한 경험적 값들에 기초하여 특정 모델 가설들을 구성한다. 이들 가설들은 이미지를 포화도에 관한 특정 요구들에 적응시키기 위한 다른 조치들이 적용되지 않을 때, 양호하게 동작할 수 있다. 그러나, 이런 종류의 일반적 가설은 또한 기술적 배경에 관하여 설명한 바와 같은 몇몇 중요한 단점들을 갖는다. 특히, 후술된 종래 기술 개념들은 포화도 제어가 적용될 때, 휘도의 변화들을 고려하지 않는다.

예로서, EP 0 533 100 A2호에서, R, G 및 B 입력 신호들을 처리하기 위한 계조(gradation) 보정 장치는 입력 신호들로부터 원 휘도 신호(original luminance signal)를 획득하기 위한 감마 변환전 휘도 신호 변환 디바이스, 휘도 감마 변환 디바이스, 보정 계수 산출 수단, 제 1 RGB 연산 수단, 컬러 편차 신호 연산 수단, 제 2 RGB 연산 수단 및 RGB 결정 수단을 포함한다. 이런 장치는 TV의 동적 범위를 특정한, 그리고, 제한된 프린터의 동적 범위에 적응시키는 것에 관련한다. 따라서, 밝기 또는 휘도 대신, 감마 변환이 컬러 전범위의 포화도 및 색조를 일정하게 유지 할 수 있게 하도록 적응된다. 그러나, EP 0 533 100 A2호의 교시는 특정 가설들을 만들며, 예로서, 선형 소스 신호가 가정된다. 따라서, EP 0 533 100 A2호는 다양한 포화도들에 적응되는 임의의 유연한 도움을 제공하지 못한다. EP 0 533 100 A2호의 계조 보정 장치의 일반적 가설들로 인하여, 상기 장치는 적용된 포화도 제어의 각각의 다양한, 그리고, 특정한 경우에 대한 포화도 제어의 함수로서 휘도를 유지할 수 없다.

US 5,786,871호는 비디오 카메라 또는 다른 종류의 픽업 디바이스가 컬러 신호를 제공할 때 발생하는 문제점들을 해결한다. 이런 컬러 신호는 일반적으로 매트릭스에 의해 휘도 성분(Y) 및 두 개의 컬러 편차 성분들(Y', R-Y', B-Y')을 갖는 3개의 새로운 성분 신호들로 변환되며, 매트릭스를 위한 계수들은 특정 텔레비전 표준의 함수이다. 그후, 성분 신호들은 예로서, 육안의 동적 응답을 거의 대수적인 것으로서 나타내는 잘 알려진 웨버 페히너 관계(Weber-Fechner relation)에 따라 감마 보정될 수 있다. 감마 보정된 휘도(Y') 및 컬러 편차 신호들(R'-Y', B'-Y')은 그후 전송을 위해 NTSC 또는 PAL 신호 같은 합성 비디오 신호로 인코딩될 수 있다. 수신단에서, 디코더는 합성 비디오 신호를 감마 보정된 성분 신호들로 변환하며, 이는 의도적으로 역 감마 회로에 의해 성분 신호들로 변환된다. 성분 신호들은 그후 역 매트릭스에 입력되어 디스플레이를 위한 원(original) RGB 신호들을 재현한다. 이런 이상적 시스템은 일반적으로 "일정 휘도(constant luminance)" 시스템이라 지칭되는 휘도 채널에 의해 처리되는 밝기 정보 모두를 갖는다.

음극선관(CRT)으로 동작하는 컬러 TV가 고유하게 감마-유형 전달을 제공하는 비선형 전송 특성을 갖기 때문에, 감마 보정은 RGB 신호들의 동적 범위를 압축하여, 낮은 밝기의 요소들을 위한 관련 시스템 신호 대 잡음비를 향상시키며, 이는 매우 밝은 엘리먼트들에 대한 감소된 신호 대 잡음비를 대가로 한다. US 5,786,871호의 교시는 색차 채널들에서 소실된 진정한 밝기 정보를 예상하고 전송 이전에 휘도 채널에 대한 적절한 보정을 적용하는 인코더를 제공하는 것을 돕는다. 그에 의해, 색차 채널들로부터 소실 밝기 정보를 추출하고, 이를 다시 인코딩 이전에 휘도 채널에 추가하기 위한 일정 휘도 보정기가 형성된다. 감마 보정된 성분 신호들은 휘도 예측기 회로에 입력된다. 이들 신호들로부터, 휘도 예측기 회로는 색차 채널들로부터의 소실 밝기 정보에 대응하는 휘도 보정 신호를 생성한다. 그러나, 이런 휘도 예측기 회로는 단지, 인코더 및 디코더의 제한된 대역폭에 의해 실행되는 일정 휘도 체계에 관한 이상적 휘도만을 예측한다. 또한, 여기서, 각각의 특정한, 그리고, 변하는 경우에 대하여 적용된 포화도 제어의 함수로서 휘도를 적응시키기 위해 적합한 어떠한 조치들도 주어져 있지 않다. 대신, 상술한 교시는 역시, 그 응용에 유연하지 못한 일반적 가설들에 의존한다.

이런 시스템들 중 어떠한 것도 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD) 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이 될 수 있는 디스플레이의 휘도 출력을 포화도 제어의 함수로서 유지할 수 있는 것은 없다. 결과적으로, 종래의 포화도 제어 방법들은 과장된, 그리고, 부자연스러운 컬러 재현을 유발한다. 그러나, 교정된 포화도 제어시에도, 컬러의 매우 자연스러운 변화가 나타나는 결과가 바람직하다.

본 발명은 이로부터 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 포화도 제어를 교정할 때, 휘도가 포화도 제어의 함수로서 유지되도록 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 방법 및 장치를 설명하는 것이다.

방법에 관하여, 상기 목적은 다음의 단계를 포함하는 휘도 제어 방법에 의해 달성되며, 상기 방법은:

- 제 1 처리 스트림 및 제 2 처리 스트림에 컬러 성분(R'-Y', B'-Y') 및 휘도 성분(Y')을 갖는 원 이미지 신호(original image signal)((Y', R'-Y', B'-Y'))를 제공하는 단계로서,

제 1 처리 스트림은, 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻는 단계와, 추가 처리에 의해 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하는 단계를 포함하고,

제 2 처리 스트림은, 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 처리에 의해 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하는 단계를 포함하는, 상기 제공 단계;

- 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))의 휘도(Yl")에 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))의 휘도(Ys")를 비교함으로써, 보정 인자(Yl"/Ys")를 제공하는 단계; 및

- 제 1 처리 스트림의 이미지 신호들 중 하나를 보정하여 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 보정 인자(Yl"/Ys")를 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 주된 개념은 제 1 처리 스트림에 의해 포화도가 교정되는 경우에 대하여 디스플레이의 휘도를 예측하는 것이며, 각각, 디스플레이의 휘도는 포화도가 제 2 처리 스트림에 의해 교정되지 않고 남아있는 경우에 대하여 예측된다. 포화도가 증가하는 경우에 대하여, 이 예측된 휘도는 증가된 포화도로 인해, 증가된 포화도 없이 예측된 휘도에 비해 보다 높다. 이 비교는 디스플레이 신호를 제공하기 위해 제 1 처리 스트림의 이미지 신호 중 하나를 교정하도록 적용되는 교정 인자를 제공한다.

이런 개념은 중요한 장점들을 갖는다. 예로서, 본 발명은 또한 마찬가지로 포화도를 통합한 선형화된 디스플레이 매트릭스 또는 PDP 디스플레이 등을 위해 선형 도메인에서 동작한다. 이 경우에, 이는 여전히 개별 컬러들의 너무 높은 증가를 제한한다. 결과적으로, 심지어 높거나 낮은 포화도 레벨들에서도 화상 품질이 개선된다. 예로서, 증가하는 포화도 레벨에서 과장되고 부자연스럽게 보이는 컬러들이 방지된다. LCD 전달 커브로 인한 부자연스러운 압축에 의해, 화상 디테일들의 소실을 유발하는 LCD의 광 출력 도달 범위의 허용불가한 교차(crossing) 없이, LCD들을 위한 증가하는 포화도 제어를 적용하는 것이 가능해진다. 흑색 및 백색 화상의 경우에도, 감소하는 컬러 포화도 제어시, 광의 컬러 의존성 손실이 달성된다. 포화도 제어의 함수로서 디스플레이의 휘도 출력을 관리하는 개념은 포화도 제어된 이미지 신호의 각각의 특정한, 그리고, 다양한 경우에 대하여 자연스럽게 보이는 이미지들을 제공하는 장점을 제공한다.

본 발명의 발전된 구성들이 종속 방법 청구항들에 추가로 요약되어 있다. 그에 의해, 제안된 개념의 상술된 장점이 보다 향상된다.

특히 양호한 구성에서, 제 1 처리 스트림은:

원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 컬러 성분(R'-Y', B'-Y')에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻는 단계; 및

제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하는 단계를 포함하고,

제 1 예측된 이미지 신호를 예측하는 단계는:

- 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 포화도 제어된 적색(Rs'), 녹색(Gs') 및 청색(Bs') 컬러 성분을 갖는 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))로 변환하는 단계,

- 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))를 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))로 감마 변환하는 단계, 및

- 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))를 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))로 변환하는 단계를 포함한다.

추가로 양호한 구성에서, 제 2 처리 스트림은:

제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하는 단계를 포함하고,

제 2 예측된 이미지 신호를 예측하는 단계는:

- 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 적색(R'), 녹색(G') 및 청색(B') 컬러 성분을 갖는 제 1 RGB 이미지 신호((R', G', B'))로 변환하는 단계,

- 제 1 RGB 이미지 신호(R', G', B')를 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))로 감마 변환하는 단계, 및

- 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))를 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))로 변환하는 단계에 의해 수행된다.

상술된 발전된 구성은 특히, 감마 변환 형태의 비선형 전달, 휘도 신호(Y) 및 컬러 편차 신호들(R-Y, B-Y)을 전송하는, RGB 신호들로 시작 및 종료하는 컬러 공간 컨버터, 가장 바람직하게는 역시 흑색 레벨 제어를 수반하는 포화도 제어를 제공한다. 흑색 레벨 및 포화도 제어, 양자의 조절들은 디스플레이 또는 카메라의 감마로 인해 비선형 컬러 공간에 적용된다. 흑색 레벨 제어는 휘도 신호(Y)에 추가된 DC 오프셋이며, 포화도 제어는 컬러 편차 신호들(R-Y, B-Y)의 이득 제어이다.

이들 구성들의 상세한 설명은 실시예의 챕터 1 및 2에서 주어질 것이다.

물론, 본 발명을 설명할 목적으로 콤포넌트들 또는 방법들의 모든 안출할 수 있는 구성을 설명하는 것이 불가능하지만, 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 다수의 다른 조합들 및 치환들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 개념 및 범주내에 드는 모든 이런 대안들, 변경들 및 변형들을 포괄하는 것을 목적으로 한다.

특정 양호한 구성이 실시예 챕터 3의 도 14에 관하여 상세히 설명되어 있다. 이 구성은 보정 인자가:

- 보정 인자(Yl"/Ys")로 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))를 승산하는 단계, 및

- 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 승산된 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Ro", Go", Bo"))를 역방향 감마 변환하는 단계에 의해 적용될 수 있게 한다.

또 다른 양호한 구성이 도 29에 관하여 상세한 설명의 챕터 3에 설명되어 있다. 상기 구성에서, 보정 인자는:

- 보정 인자(Yl"/Ys")를 역방향 감마 변환하는 단계, 및

- 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 역방향 감마 변환된 보정 인자(Yl"/Ys")로 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Ro', Go', Bo'))를 승산하는 단계에 의해 적용된다.

또 다른 양호한 구성이 도 30에 관하여 상세한 설명의 챕터 3에 설명되어 있으며, 상기 구성에서, 보정 인자는:

- 보정 인자(Yl"/Ys")를 역방향 감마 변환하는 단계, 및

- 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 역방향 감마 변환된 보정 인자(Yl"/Ys")로 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 승산하는 단계에 의해 적용된다(도 30).

장치에 관하여, 이 목적은 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 장치(11, 도 14a)에 의해 달성되며, 이 장치는:

- 제 1 처리 스트림(14) 및 제 2 처리 스트림(16)에 컬러 성분(R'-Y', B'-Y') 및 휘도 성분(Y')을 갖는 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 제공하기 위한 입력 수단(12)으로서,

제 1 처리 스트림(14)은, 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻기 위한 제어 수단(14a)과, 추가 처리에 의해 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하기 위한 제 1 예측 수단(14b)을 포함하고,

제 2 처리 스트림(16)은, 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 처리에 의해 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하기 위한 제 2 예측 수단(16a)을 포함하는, 상기 입력 수단(12);

- 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))의 휘도(Yl")에 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))의 휘도(Ys")를 비교함으로써, 보정 인자(Yl"/Ys")를 제공하기 위한 비교기 수단(18); 및

- 제 1 처리 스트림의 이미지 신호들 중 하나를 보정하여 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 보정 인자(Yl"/Ys")를 적용하기 위한 오퍼레이터 수단(19)을 포함한다.

이런 장치는 특히, 상술된 바와 같은 방법을 실행하여 그 장점들을 달성하기 위해 적용된다.

특정 양호한 구성에서, 휘도 제어 장치(11)는:

제 1 처리 스트림(14) 내에, 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻기 위한 제어 수단(14a)과, 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하기 위한 제 1 예측 수단(14b)을 포함하고,

제 1 예측 수단은:

- 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 포화도 제어된 적색(Rs'), 녹색(Gs') 및 청색(Bs') 컬러 성분을 갖는 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))로 변환(20)하고,

- 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))를 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))로 감마 변환(22)하고,

- 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))를 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))로 변환(24)하는 것(도 14a)에 의해 제 1 예측된 이미지 신호를 예측한다.

다른 양호한 구성에서, 이런 휘도 제어 장치(11)는 제 2 처리 스트림(16)을 포함하고, 이는 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하기 위한 제 2 예측 수단(16a)을 포함하고,

제 2 예측 수단은:

- 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 적색(R'), 녹색(G') 및 청색(B') 컬러 성분을 갖는 제 1 RGB 이미지 신호((R', G', B'))로 변환(26)하고,

- 제 1 RGB 이미지 신호(R', G', B')를 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))로 감마 변환(28)하고,

- 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))를 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))로 변환(30)하는 것(도 14c)에 의해 제 2 예측된 이미지 신호를 예측한다.

특정 양호한 실시예에서, 장치는 상술한 바와 같은 방법을 실행하도록 적응된 특정 종류의 상호접속된 회로 또는 다른 종류의 양호한 회로를 포함하는 디바이스로서 형성된다.

이런 디바이스는 원 신호를 수신하고, 디스플레이 신호에 의해 이미지를 디스플레이하기 위한 수단에 통합될 수 있다. 예로서, 이런 디바이스는 텔레비전 시스템에 통합되거나, 직접적으로, CRT, LCD 또는 PDP 디스플레이에 통합될 수 있다.

결과적으로, 이런 장치는 또한, 이미징 시스템에 의해 형성되는 것으로 이해되어야 한다. 이런 이미징 시스템(1)의 장점들은 실시예에서 도 1에 관하여 상세히 설명되어 있다. 특히, 이미징 시스템(1)은:

카메라 또는 이미지를 스캐닝하기 위한 다른 종류의 픽업 디바이스 같은, 이미지(3)를 등록하고, 원 이미지 신호(4)를 제공하기 위한 등록기 수단(2),

NTSC 또는 PAL 전송 같은, 원 이미지 신호(4)를 코딩(6), 전달(7) 및 디코딩(8)하기 위한 전달 수단, 및

CRT, LCD 또는 PDP 디스플레이 같은, 원 이미지 신호(4)를 수신하고, 디스플레이 신호(10)에 의해 이미지(3)를 디스플레이하기 위한 디스플레이 수단(9)을 포함할 수 있다.

다른 구성에서, 상기 휘도 제어 장치는 원 이미지의 형태로 이미지를 수신하고, 디스플레이 신호에 의해 이미지를 디스플레이하기 위한 수단을 포함한다. 특히 양호한 응용에서, 상기 제어 장치는 LCD 디스플레이, 특히, 컴퓨터 LCD 디스플레이로서 형성된다. 다른 특히 유리한 응용에서, 상기 제어 장치는 프린터, 특히, 컴퓨터용 프린터로서 형성된다.

본 발명은 또한 컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린팅 시스템에 의해 판독가능한 매체상에 저장할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품을 안출하며, 이는 제품이 컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린팅 시스템에 의해 실행될 때, 컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린팅 시스템이 상술된 방법을 실행하도록 유도하는 소프트웨어 코드 섹션을 포함한다.

또한, 본 발명은 컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린터 시스템이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하게 한다. 이 컴퓨터 프로그램 제품을 저장 및/또는 실행하기 위한 반도체 디바이스 및 이 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하기 위한 저장 매체도 본 발명의 일부이다.

본 발명이 디스플레이들에 대해 특정 유틸리티를 갖고 텔레비전 시스템과 관련하여 설명될 것이므로, 장치 및 그 동작 방법은 또한 다른 형태들의 이미징 시스템들과 관련하여 동작가능하다. 예를 들어, 본 발명의 개념은 또한 카메라 시스템들, 컴퓨터 시스템들, 여러 종류의 디스플레이들, 특히 LCD 디스플레이들 및 컬러 프린터들에도 적용가능하다.

본 발명의 더욱 완전한 이해를 위해, 본 발명은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 상세 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 고려하여 설명될 것이다. 물론 본 발명의 의도로부터 벗어나지 않고 형태 또는 상세의 다양한 변형들 및 변화들이 단순히 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명은 본 명세서에 설명되고 도시된 정확한 형태 또는 상세들로 제한하도록 의도하지 않고, 청구범위 및 본 명세서에 개시된 본 발명 전체보다 작은 어떠한 것으로도 의도하지 않는다. 또한, 명세서, 도면들에 설명된 특징들, 본 발명에 개시된 청구범위들은 단독으로 또는 조합하여 고려된 본 발명 다른 개선된 구성들에 대해 필수적이다.

도 1은 텔레비전 시스템의 측색 펑션(colorimetric fuction)들의 기초도.

도 2는 1.2의 포화도 제어 이후, 2D 균일 색도 스케일 표면(UCS)1976 컬러 평면(저면)과 색차" 컬러 평면(상단)에서의 CRT 출력을 도시하는 도면.

도 3은 1.2의 포화도 제어 이후, 3D UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 색차" 컬러 공간(우측)에서의 상대적 RGBmax" 광 출력을 도시하는 도면.

도 4는 CRT 디스플레이를 위한 1.2의 포화도 제어 이후의 3D UCS1976 컬러 공간(좌측)과 색차" 컬러 공간(우측)에서의 상대적 RGBmax"의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 5는 수직 축상에 휘도 신호를 갖는 선형 UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 색차 3D 컬러 공간(우측)에서의 1.2의 포화도 제어를 도시하는 도면.

도 6은 수직 방향으로 휘도 신호(Y)를 갖는 선형 3D UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 색차 컬러 공간(chrominance color space)(우측)에서의 1.2의 포화도 제어의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 7은 수직 방향으로 루마 신호(Luma signal)(Y')를 갖는 3D UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 크로마 컬러 공간(chroma color space)(우측)에서의 1/2.3의 카메라 감마 이후의 1.2의 포화도 제어의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 8은 수직 방향으로 Y" 출력을 갖는 3D UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 색차" 컬러 공간(우측)에서의 1/2.3의 카메라 감마 이후의 1.2의 포화도 제어의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 9는 우측상에 색차" 측면 투영이 도시되어 있는, 유럽 방송 연합(EBU) 휘도 기여도들로 표현된 Y" 출력을 갖는 3D UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 색차" 컬러 공간(중간)을 도시하는 도면.

도 10은 정규화된 LCD 전달 커브를 도시하는 도면.

도 11은 1.2의 포화도 제어 이후 CRT 출력(좌측) 및 LCD 출력(우측)의 2D UCS1976 평면(저면) 및 색차" 평면(상단)의 차이들을 도시하는 도면.

도 12는 기준 입력 지점들로서 선형 입력 신호들이 사용되는, LCD 디스플레이를 위한, 1.2의 포화도 제어 이후의 3D UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 색차" 컬러 공간(우측)에서의 상대적 RGBmax"의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 13은 1.2의 포화도 제어 이후의 CRT 출력(좌측 및 LCD 출력의 UCS1976 및 색차" 공간의 측면 투영의 차이들을 도시하는 도면.

도 14는 본 발명에 따른 휘도 제어 장치의 블록도.

도 14a는 본 발명에 따른 휘도 제어 장치의 양호한 실시예의 주요 부분들을 도시하는 도면.

도 14b는 본 발명에 따른 휘도 제어 장치의 양호한 실시예의 제 1 예측 수단을 도시하는 도면.

도 14c는 본 발명에 따른 휘도 제어 장치의 양호한 실시예의 제 2 예측 수단을 도시하는 도면.

도 15는 1.2의 포화도 제어 이후, 수직 축상에 RGBmax"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이의 휘도" 출력(Y")의 유지를 도시하는 도면.

도 16은 1.2의 포화도 제어 이후, 수직축 상에 RGBmax"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 Y" 유지의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 17은 1.2의 포화도 제어 이후, 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 휘도" 유지의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 18은 1.2의 포화도 제어 이후 휘도" 출력 Y"의 유지를 갖거나 갖지 않는 2D 컬러 재현의 차이들을 도시하는 도면.

도 19는 0.6의 포화도 제어 이후, 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 측면 및 상단 투영을 도시하는 도면.

도 20은 0.6의 포화도 제어 이후, 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 휘도" 유지의 측면 및 상단 투영을 도시하는 도면.

도 21은 0.3의 포화도 제어 이후, 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 측면 및 상단 투영을 도시하는 도면.

도 22는 0.3의 포화도 제어 이후, 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 휘도" 유지의 측면 및 상단 투영을 도시하는 도면.

도 23은 0.0의 포화도 제어 이후, 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 측면 및 상단 투영을 도시하는 도면.

도 24는 0.0의 포화도 제어 이후, 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이 출력의 휘도" 유지의 측면 및 상단 투영을 도시하는 도면.

도 25는 0.6의 포화도 제어 이후, 수직축상에 RGBmax"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이의 휘도" 출력(Y")의 유지를 도시하는 도면.

도 26은 0.3(상단) 및 0.0(저면)의 포화도 제어 이후, 수직축상에 RGBmax"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 디스플레이의 휘도" 출력(Y")의 유지를 도시하는 도면.

도 27은 LCD 디스플레이를 위한 1.2의 포화도 제어의 함수로서 휘도" 출력이 유지되는 UCS1976 컬러 공간(좌측) 및 색차" 컬러 공간(우측)에서의 LCD의 Y" 유지의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 28은 1.2의 포화도 제어 이후, 수직축상에 RGBmax"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 CRT(상단) 및 LCD(저면)의 Y" 유지의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 29는 도 14에 도시된 바와 같은 포화도 제어 이후, 디스플레이의 휘도" 출력(Y")의 유지의 제 1 변형을 도시하는 도면.

도 30은 도 14에 도시된 바와 같은 포화도 제어 이후, 디스플레이의 휘도" 출력(Y")의 유지의 제 2 변형을 도시하는 도면.

도 31은 PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 디스플레이를 위한 포화도 제어를 도시하는 도면.

도 32는 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 음의 프라이머리 기여도들을 갖지 않는 PDP 휘도" 출력을 도시하는 도면.

도 33은 포화도 제어 이후, PDP의 휘도" 출력(Y")의 유지를 도시하는 도면.

도 34는 수직축상에 Y"를 갖는 UCS1976 공간(좌측) 및 색차" 공간(우측)에서의 Y" 유지를 갖는 PDP 휘도" 출력을 도시하는 도면.

도 35는 여분의 Y 유지 파라미터를 갖는 여분의 휘도"의 옵션과 포화도 제어 이후의 디스플레이의 휘도" 출력(Y")의 유지를 도시하는 도면.

도 36은 sat = 1.4 및 YmaintGain = 1.0을 위한 Y" 유지를 갖는 휘도" 출력을 수평선들로서 도시하고, 경사진 라인들에서는 거의 동일하지만, YmaintGain = 1.1을 갖는 도면.

도 37은 도 14에 도시된 바와 같은 포화도 제어 이후, 디스플레이의 휘도" 출력(Y")의 유지의 제 2 변형을 도시하는 도면.

도 38은 선형 UCS1976 및 색차 컬러 평면에서의 포화도 제어의 20% 증가를 도시하는 도면.

도 39는 수직축상에 RGBmax를 갖는 선형 UCS1976 공간(좌측) 및 3차원(3D) 컬러 공간(우측)에서의 1.2의 포화도 제어를 도시하는 도면.

도 40은 1.2의 포화도 제어에서, RGBmax 진폭 증가를 도시하는, 선형 UCS1976 공간(좌측) 및 색차 컬러 공간(우측)의 측면 투영을 도시하는 도면.

도 41은 신호 처리 동안 음의 프라이머리 컬러 기여도의 위치를 도시하는 도면.

도 42는 선형 색차 평면(상단) 및 UCS1976 평면(저면)에서 음의 컬러 기여도들을 방지하기 위한 개념을 도시하는 도면.

도 43은 선형 3D UCS1976 공간(좌측) 및 색차 컬러 공간(우측)에서의 음의 컬러들의 기여도를 방지하기 위한 개념을 도시하는 도면.

1. 텔레비전 시스템

도 1은 3개 주 부분들로 구성된 텔레비전 시스템으로서 형성된 이미징 시스템(1)의 기초도를 도시한다. 상단부에, 카메라(2)가 도시되어 있으며, 이는 이미지(3)를 등록하고, 원 이미지 신호(4)를 제공하기 위한 등록기 수단의 양호한 실시예이다. 중간에, 원 이미지(3)를 코딩, 전달 및 디코딩하기 위한 전달 수단(5)이 도시되어 있다. 전달 수단(5)은 원 이미지 신호(4)를 코딩하기 위한 코딩 디바이스, 원 이미지 신호(4)를 전달하기 위한 전달 매체(7) 및 원 이미지 신호(4)를 디코딩하기 위한 디코딩 디바이스(8)를 제공한다. 저부에, 종래의 CRT를 갖는 텔레비전 디스플레이가 원 이미지(4)를 수신하고, 디스플레이된 이미지(3')의 형태로 디스플레이 신호(10)에 의해 이미지(3)를 디스플레이하기 위한 디스플레이 수단(9)의 양호한 실시예로서 도시되어 있다. 카메라(2) 및 텔레비전(9)과 모든 측색 양상들(colorimetric aspects)이 도 1에 도시되어 있다.

1.1 카메라

도 1의 좌상귀(upper-left corner)에서, 그 위에 RGB(적색-녹색-청색) 컬러 어레이를 갖는, 단일 광 감지 영역 이미지 센서(2b)와 렌즈(2a)를 경유하여, 카메라(2)에 의해 이미지(3)의 형태로 장면이 등록된다. 단일 이미지 센서를 사용하는 카메라들을 위한 수많은 컬러 어레이들이 존재한다. 가장 대중적인 것은 프라이머리 컬러 RG/GB 구조와, 로우가 GMg에서 MgG로 교번하는 상태로 YeCy/GMg 구조(황색-시안, 녹색-마젠타)를 갖는 상보적 모자이크 어레이를 구비한 바이어 어레이(Bayer array)이다. 문자 컬러 약어들은 또한 도면들 전반에 걸쳐 사용된다. 이미지 센서(2b)로부터의 멀티플렉싱된 RGB 신호(2c)를 병렬적으로 3개 연속 RGB 신호들로 변환하기 위해서, RGB 재구성 필터(2d)가 필요하다. 광학적 RGB 컬러 스플리터에 의해, 3개 이미지 센서들이 적용되는 경우에, 이때, 물론, 어떠한 RGB 재구성도 필요하지 않다. 다음에, EBU-표준(유럽 방송 연합) 또는 HDTV-표준(고 선명 텔레비전) 같은 원하는 텔레비전 표준에 카메라의 컬러 전범위를 맞추기 위해 RGB 신호들이 3x3 카메라 매트릭스(2e)에 제공된다.

매트릭스 이후, 카메라 감마(2f)가 적용되고, 이는 도 1의 디스플레이 유닛의 종단에서 CRT의 비선형 전달을 보상하기 위한 목적을 갖는다.

마지막으로, 카메라에서 R',G'B' 신호들이 루마(휘도) 신호(Y') 및 컬러 편차 신호들(R'-Y' 및 B'-Y')로 변환된다(2g).

변환(2g) 이후, 흑색 레벨 제어(2b)가 적용되며, 여기서, 흑색 레벨은 루마 신호(Luma signal)(Y')에 DC-레벨을 가산함으로서 조절될 수 있다. 포화도는 이것으로 컬러 편차 신호들을 승산함으로써 조절될 수 있다.

1.2 전달 매체

전달 수단(5)을 사용하여, 도 1의 전달 매체(7) 이전에, 코더(6)가 적용되고, 그후, 디코더(8)가 적용된다. 코더(6) 및 디코더(8)의 유형은 전달 매체(7)의 유형에 의존한다. 중요한 것은 전달 매체(7)가 어떠한 것이든, 그 기능은 루마 신호(Y')와 카메라(2)의 컬러 편차 신호들(R'-Y' 및 B'-Y')이 가능한 완전하게 디스플레이 유닛(9)의 입력부에서 재현되는 것이다. 측색의 견지로부터 코딩 방법은 컬러 편차 신호들(R'-Y' 및 B'-Y')의 적용된 감축 인자들을 결정한다.

1.3 디스플레이

또한, 디스플레이 수단(9)은 흑색 레벨 제어(9a)에서 시작한다. 카메라 유닛(2)은 흑색 레벨 제어(2h)와 함께 종료한다. 디스플레이 수단(9)의 흑색 레벨 제어(9a)는 루마 신호상에 작용하고, 포화도 제어(9a)는 컬러 편차 신호들상에 작용한다. 다음에, 루마 신호 및 컬러 편차 신호들이 다시 R'G'B' 신호들로 변환된다(9b).

디스플레이의 컬러 전범위가 카메라의 전범위(즉, EBU 또는 HDTV)와 대응하지 않는 경우에, 이때, 컬러 재현 에러들을 최소화하기 위해 3x3 디스플레이 매트릭스(9c)가 적용될 수 있다.

마지막으로, CRT(9d)가 존재하며, 여기서, 그 감마 전달 특성을 경유하여 이미지(3)의 형태로 카메라(2)에 의해 등록된 장면이 디스플레이된 이미지(3')의 형태로 디스플레이된다. 지금까지, 현재의 CRT들의 감마의 정확한 해상도에 대해 설명하였다. 감마의 적절한 선택은 특정 용례에 달려있다는 것을 이해할 것이다. 여기서, 본 내용에서, 2.3의 CRT 감마가 사용된다. CRT 이외에도, LCD 및 PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 같은 다른 디스플레이들이 존재한다.

도 1에 관련하여, 측색의 견지로부터, 다음이 존재한다.

- 두 개의 비선형 전달들, 디스플레이(9)의 CRT(9d)의 감마 및 카메라(2)의 감마(2f),

- R'G'B'에서 시작 및 종료하는 두 개의 컬러 공간 컨버터들(2g, 9b) 및 그 사이의 전달 수단(5). 전송된 신호들은 컬러 편차 신호들(R'-Y' 및 B'-Y')과 루마 신호(Y')임,

- 두 개의 흑색 레벨 및 두 개의 포화도 제어들(2h 및 9a). 원론적으로 이들은 전달 수단(5)을 무시할 때 각각에 대하여 단 하나의 제어로서 보여질 수 있다. 제어들(2h 및 9a)의, 흑색 레벨 및 포화도, 양자의 조절들은 카메라(2)의 감마(2f)로 인해 비선형 컬러 공간에 적용된다. 흑색 레벨 제어는 루마 신호(Y')에 가산된 DC 오프셋이며, 포화도 제어는 컬러 편차 신호들(R'-Y' 및 B'-Y')의 이득 제어이 다.

2. 컬러 포화도 제어의 3D 분석

컬러 포화도 제어의 3차원(3D) 분석은 디스플레이의 전달이 존재할 때 수반되는 디스플레이(9)의 특성들, 그 드라이버들의 최대 도달 범위 및 디스플레이의 컬러 전범위를 명확해지게 한다. 또한, 전자 회로의 최대 전압 도달 범위는 컬러 포화도의 조절시 역할을 한다. 설명의 목적들을 위해, 카메라 감마(2f)가 CRT 감마의 역수, 즉, 1/2.3의 멱지수를 갖는다.

2.1 1.2의 카메라 감마 및 포화도 제어 이후의 상대적 CRT 광 출력

상대적 RGBmax" 광 출력, 즉, R"G"B" CRT 출력들의 최대치의 광 출력은 개별적 휘도 기여도들을 무시할 때, 1.0Volts의 선형 RGB 입력 신호들에 대하여 단위 니츠(cd/m²)로 정규화되는 것으로 도시되어 있다. 선형 입력 신호로부터, 그리고, 이 경우의 비선형 디스플레이로의 카메라 출력은 수직 치수로서 RGBmax"를 갖는 2D 공간들 및 2D 평면들에서 기준 컬러들과 함께 나타나는 개념을 제공한다. 디스플레이가 음의 프라이머리 컬러 기여도의 결과를 나타낼 수 없기 때문에, 음의 RGB 신호는 0으로 한정된다. 결과적으로, 도 2에 예시된 바와 같이, 경계부들에서 과포화된 컬러들이 컬러 전범위의 경계들로 제한된다. 보다 낮은 균일 색차 스케일 표면(UCS)1976 평면에 비해, 상부 색차" 평면의 3D 원추 구조는 육각형 외부에서의 미스리딩 포화도 증가를 유발한다. 선형 입력 신호는 이 섹션의 도면들에서 화살표들을 위한 기준으로서 사용된다는 것을 주의하여야 한다. 디스플레이 및 카메라의 전 체 전달이 하나이기 때문에, 선형 입력 기준점들도 1.0의 포화도 제어를 위한 선형 디스플레이 출력으로서 간주될 수 있다. 도면의 3D 버전이 수직 방향으로의 RGBmax"와 함께 도 32에 도시되어 있다. 상대적 RGBmax" 광 출력은 특히, 청색, 적색 및 마젠타 컬러들을 위해 많이 증가되었다. 도 3에서, 수직 방향으로 4개 레벨들 1, 2, 3 및 4에 대하여 컬러 재현이 도시되어 있다.

B=1 및 R=G=0인 선형 청색 입력에 대하여, RGBmax' 출력, 즉, 카메라 감마 이후의 B'-신호는 sat x (B'-Y') + Y' = 1.2 x (1- 0.114) = 1.1772 Volt이다. CRT 이후, 상대적 RGBmax" 광 출력은 1.1772^2.3 = 1.4553배 보다 커진다. 도 4의 측면 투영은 R"G"B" CRT 광 출력들의 최대치의 이 증가에 대한 보다 양호한 모습을 제공한다.

상대적 RGBmax" 값은 RGBmax"와 대응하는 컬러의 cd/m² 단위의 절대 광 출력의 변화에 대한 척도이다. 이전에 언급한 청색 색상에 대한 1.4553배의 RGBmax"의 증가는 또한 청색의 광 출력이 일차적으로 마찬가지로 증가한다는 것을 의미한다.

도 3 및 도 4는 경계부 입력 컬러들에서, 청색 컬러의 진폭 증가가 가장 크고, 적색 및 마젠타 컬러들이 각각 뒤따른다는 것을 명백히 나타내고 있다. 황색 컬러는 가장 작은 진폭 증가를 가지며, 시안 및 녹색 컬러들이 각각 뒤이어진다. 이는 포화도 증가의 결과들이 청색, 적색 및 마젠타 컬러들 보다 매우 작게 장면내의 황색, 시안 및 녹색 컬러들에 영향을 준다는 것을 의미한다. 다음 섹션에서, RGBmax"에 대응하는 프라이머리 컬러의 절대 광 출력의 증가는 증가하는 RGBmax"에 비례한다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다.

2.2 수직 축 상에 루마를 갖는 3D 크로마 공간(Chroma space)에서의 컬러 포화도 분석

다음에서, 컬러 공간들은 수직 축상에 휘도" 신호와 함께 도시된다. 디스플레이의 멱지수를 멱으로 하는 카메라(Y')의 휘도 신호는 휘도" 신호(Y")를 초래한다. 이는 2회 멱산된 신호로서 간주될 수 있다: 첫 번째는 카메라의 감마에 의해, 그리고, 마지막으로, 디스플레이의 감마에 의해.

설명의 목적상, 여기에서, 연방 통신 협의회(FCC) 휘도 기여도들이 EBU의 것들 대신 적용되었다. FCC 휘도 기여도들에 대하여, 다음의 관계가 유지된다.

Y_R : Y_G : Y_B = 0.299 : 0.587 : 0.114

휘도" 출력은 절대 CRT 광 출력, 즉, cd/m²(니츠(nits))로 표현된 디스플레이의 프라이머리 휘도 기여도들을 나타낸다.

먼저, 수직축상에 휘도 신호를 가지고, 1.2의 포화도 제어를 갖는 선형 3D 컬러 공간 재현들이 설명된다. 단지 레벨 4의 기준점들만을 도시하였지만, 도 5는 실제로, 이들 기준점들에서 발생하는 개념을 제공하는 것은 아니다. 도면들에서, RGBmax 신호가 수직축상에 바람직하게 선택된 이유를 매우 잘 나타낸다. 수직축상에 휘도" 신호(Y")를 갖는 3D 컬러 공간들에 대한 개념을 제공하기 위해서, 본 섹션에서, 단지 보다 관련성이 많은 측면 투영들이 도시되어 있다.

도 6의 중요한 특징은 기준점들을 위한 1.2의 포화도 제어를 나타내는 모든 화살표들이 수평이라는 것이다. 이들 선형 3D 공간들의 임의의 컬러들의 휘도 출력이 컬러 포화도의 양에 독립적이라는 것을 의미한다. 휘도 신호(Y)는 포화도의 증가(또는 감소) 이후 유지된다는 것은 쉽게 검증될 수 있다. 휘도 신호에 대하여, 다음의 관계가 유지된다.

포화도 파라미터를 포함하는 컬러 편차 신호들은 다음과 같다.

이는 다음의 RGB 신호를 초래한다.

이전 휘도 신호 방정식에 이들 RGB-신호들을 대입하면 다음을 제공한다.

이므로, 다음과 같다.

, 즉, Y는 포화도 파라미터에 독립적이다.

도 7은 1/2.3의 카메라 감마 이후 수직 방향에 루마 신호(Y')를 가지는 크로마 공간 및 3D UCS1976의 측면 투영을 도시한다. 루마 신호(Y')로부터 다음의 관계 가 유지된다.

카메라 감마 이후의 지점이 카메라 감마 이전의 선형의 것들 대신 입력 기준점들로서 취해졌다. 또한, 여기서 화살표들은 수평이며, 이는 루마 신호(Y')가 컬러 포화도의 양에 독립적이라는 것을 의미한다.

전술한 바와 유사한 방식으로, R, G, B 및 Y 신호들을 R', G';, B' 및 Y' 신호들로 각각 대체함으로써, 루마 신호(Y')는 포화도의 함수로서 유지된다는 것이 검증될 수 있다. 한가지 결론은 선형 3D 컬러 공간 및 카메라 감마 이후의 것에서, 증가된 RGBmax(')에 의해 유발되는 Y(') 증가는 주로, 다른 두 프라이머리들의 Y(') 감소에 의해 완전히 상쇄된다는 것이다. 물론, 컬러 포화도의 감소의 경우에도 동일하다.

이는 또한 수직 치수로서 RGBmax(')를 가지는 카메라 감마 이후의 것에서, 그리고, 선형 3D 컬러 공간에서, 포화도가 증가한다는 것을 의미하며, RGBmax(')의 증가는 단지 RGBmax(') 컬러 신호의 증가를 나타내고, Y(') 신호 진폭은 유지된다는 것을 의미한다. 그러나, 컬러 포화도 변경 이후 휘도 출력의 이 유지는 CRT이후, 즉, CRT 감마 전달 이후에는 그렇게 되지 않는다. CRT 감마 이전에, 다음의 관계가 유지된다.

계산들을 지속할 수 있게 하기 위해, CRT 감마는 2와 같은 것으로 가정된다. 즉:

Y"에 대하여, 이 관계는 다음을 유지한다.

Y"에 R", G" 및 B"를 치환하면, 다음이 얻어진다.

이 결과는 추가로 단순화될 수 있다. 그러나, 포화도 파라미터 "sat"에 독립적이 될 수는 없다.

도 8에서, 포화도 증가 이후 Y" CRT 출력 증가가 도시되어 있다. 예로서, 카메라 감마 이후 B=1 및 R=G=0을 갖는 청색 컬러에 대하여, B' = sat x (B'-Y') + Y'인 관계를 유지한다. CRT 이후, 이는 B" = Y_B x (sat x (B"-Y")+Y")^2.3cd/m²가 된다.

파라미터(Y_B)는 cd/m² 단위로 표현된 청색 인의 상대적 휘도 출력이며, 현대 디스플레이들을 위한 상대적 EBU 휘도 기여도들이다. 대부분의 현대 디스플레이들 은 EBU 색도 좌표들에 매우 근사한 녹색 및 청색 인들을 갖는다. 그러나 적색 인은 녹색 색도 좌표들을 향해 이동되며, 양호한 EBU-것들로부터 비교적 많이 이탈한다. 1.2의 포화도 제어가 주어지면, 이는 B" = Y_B x 1.4453을 의미한다. 청색의 이 상대적으로 큰 휘도 증가는 이전 섹션 2.1에서 이미 예측되었다. 또한, 이는 RGBmax" 증가에 대응한다. 선형 입력 신호들이 기준점들로서 사용된다는 것을 주의하여야 한다.

본 섹션의 결론은 CRT 이후, Y" 휘도 출력이 포화도의 양의 함수로서 변한다는 것이다. 이는 포화도 조절이 CRT 이후 두 벡터들로 구성된 컬러 벡터를 초래한다는 것이다: 수직 방향의 Y" 휘도 벡터 및 말하자면, 수평 평면의 진정한 포화도 벡터.

도 2의 2D 평면은 수직 치수로서 Y"를 가지는 3D 컬러 공간들의 상단 투영을 나타내지만, 또한, 수직 치수로서 상대적 RGBmax"를 가지는 도 3의 3D 공간에 대한 것도 나타낸다.

현대 디스플레이들은 EBU에 따른 휘도 기여도들을 가지기 때문에, 도 2의 것 같은 측면 투영이 보다 현실적인 것이다. 여기서, EBU 좌표들은 1회만 나타나 있으며, 그 이유는 이것이 선형으로부터 카메라 감마를 초과하여, 최종적으로, CRT 출력 까지 진행하는 본 섹션의 다른 단계들의 비교를 제한하기 때문이다. 좌측에, 그리고, 중간에, 3D UCS1976 및 색차" 공간들이 그 상단 투영들을 포함하여 도시되어 있다. 우측에, 색차" 측면 투영이 도시되어 있다. 선형 RGB 입력 신호들의 휘도 기 여도들은 화살표의 시작부에 의해 표시되어 있으며, EBU의 것들에 대응한다. 즉, EBU 휘도 기여도들은 : Y_R : Y_G : Y_B = 0.222 : 0.707 : 0.071이다.

이 EBU 측면 투영의 결과들은 이전 도 8에서, FCC(연방 통신 협의회)에 따른 것들과 비교될 수 있다. 다시, 레벨 4의 기준점들만이 도시되어 있다는 것을 주의하여야 한다.

2.3 포화도 제어의 함수로서의 LCD의 3D 컬러 재현

이전 섹션들은 포화도 증가의 함수로서 임의의 유형의 디스플레이에 제공된 신호들에 관련한다. CRT 디스플레이의 경우, 단지 요구조건은 CRT 드라이버들의 도달 범위가 TV 세트제조자에 의한 포화도 사용자 제어의 최대 선택 값의 함수로서 증가된 RGBmax' 신호 진폭을 취급하기에 충분히 커야 한다는 것이다. 포화도 제어가 1.5로 조절되는 경우, RGBmax' 및 상대적 RGBmax" 값은 커진다는 것을 연상할 수 있다: 각각 B=1 및 G=G=0인 청색 컬러에 대하여, 1.443 및 2.324. 2.324의 값은 또한, 청색 광 출력이 2.324배 증가한다는 것을 의미한다.

선형 전달을 갖는 PDP에 대하여,CRT 전달은 PDP 드라이버들에 컬러 신호들을 제공하기 이전에 참조표(LUT)에 의해 모사된다. 여기서, 요구조건은 PDP 드라이버들 및 LUT(참조표)의 도달 범위가 최대 사용자 포화도 제어의 함수로서 최대 RGBmax' 신호와 대응한다는 것이다. CRT 및 PDP의 전자 회로 및 드라이버들이 이 요구조건을 충족하는 경우, 이때, 섹션 2.1의 결과들(RGBmax"에 관한) 및 섹션 2.2(Y")의 결과들이 유효하다.

그러나, LCD의 전달 특성은 제한된 도달범위이다. 도 10에서, 다음의 식에 따른 LCD 전달 특성의 예가 도시되어 있다.

RGBin <= 1.0인 경우, 이때, .......... RGBout = 1.0 x RGBin^γd

RGBin <= LCDmax인 경우, 이때.......... RGBout = LCDmax - (LCDmax-1,0) x

그 이외의 경우...................... RGBout = LCDmax 식(1)

RGBin <= 1.0Volt에 대하여, LCD 전달 특성은 CRT의 것과 동일하다. 상대적 RGB 출력(RGBout)은 RGBin=1.0Volt에 대하여 단위 니츠로 정규화된다. LCDmax 파라미터는 3개 RGB 프라이머리들의 상대적 최대 광 출력이며, 여기서, 1.16이 되는 것으로 가정된다. 식(1)의 멱지수(d)는 CRT의 감마값과 같으며, 2.3이다.

비록 LCD가 각 프라이머리에 대해 2.3 보다 매우 큰 감마를 갖는 상이한 전달 특성들을 갖지만, 본 설명에서, 3개 RGB LUT들에 의해, 특성들이 도 10에 따른 2.3의 감마에 일치되는 것으로 가정된다. LCD 전달의 상부 부분은 마찬가지로 2.3의 멱지수를 갖는 지수적 멱함수가 된다는 것을 주의하여야 한다.

도 11에서, 2D UCS1976 및 색차" 컬러 평면들의 CRT와 LCD 출력 사이의 차이들이 도시되어 있다. 좌측에, CRT 출력이 도시되어 있으며, 우측에, 1.2의 포화도 제어에 대한 LCD 출력이 도시되어 있다. 중간에서, 양자는 단일 뷰그래프내에 도시되어 있다. UCS1976 컬러 전범위 및 색차" 핵사곤내에서, 컬러 재현의 편차들은 작다는 것, 즉, 작은 색조 에러들이 시안, 청색, 마젠타 및 적색 영역의 경계들을 향 한다는 것이 중요하다. 그러나, 특히, 시안, 청색, 마젠타 및 적색 경계 컬러들 사이의 경계들에서, 크고 작은 색조 에러들이 발생한다. 도 11의 LCD 경계 컬러 벡터들의 크기의 감소는 LCD 전달 커브의 상단에 의해 유발되며, 도 12의 도움으로 추가 설명될 것이다.

1.2의 포화도 제어 이후, LCD의 상대적 RGBmax" 출력의 측면 투영이 도 12에 도시되어 있다. 이 도면을 도 4의 등가의 CRT 출력과 비교할 때, 이때, 단지 레벨 4"에서, 화살표들이 매우 보다 작아진다는 것을 알 수 있다. 이들은 압축되어 있으며, 다량의 디테일들을 소실한다. 레벨 3"의 청색 측면상에서도 그 RGBmax" 진폭이 감소된 일부 컬러들이 존재한다. 레벨 1", 2" 및 3"상의 모든 다른 화살표들은 도 4의 것들과 거의 동일하다. 도 12에서, 선형 출력 신호들이 기준 입력점들로서 사용된다는 것을 주의하여야 한다. 결과는 증가하는 포화도 제어에서, 3D 컬러 공간들의 레벨 4" 위로 상승하는 RGBmax" 값을 갖는 모든 LCD 컬러들은 그 레벨 미만의 모든 다른 컬러들과 비례적 증가를 갖지 않는다는 것이다. 인지점으로부터의 이 디테일들의 소실이 허용가능한지 아닌지 여부는 여기서 설명하는 바와는 다른 문제이다.

도 13의 측면 투영들에서, 좌측의 CRT와 우측의 LCD의 Y" 출력 사이의 편차들이 1.2의 포화도 제어 이후 관찰된다. 레벨 4"의 기준점들만이 도 13에 도시되어 있다는 것을 주의하여야 한다. 각각 1.2, 1.4 및 2.0의 포화도 제어에서 프라이머리 및 상보적 컬러들을 위한 CRT 디스플레이 이전과 이후의 휘도" 증가가 표 1에 나타나 있다. 임의의 포화도 제어를 위한 계산들은 다음에 따라 수행될 수 있다.

sat x (B'-Y') + Y'

디스플레이 이전에, B'는 필요에 따라 R' 및 G'로 대체될 수 있다. 2.3의 멱지수를 사용하여 초래되는 멱을 취함으로써, CRT 디스플레이의 휘도" 출력은 다음과 같이 얻어진다.

(sat x (B'-Y')+Y')^2.3

표 1 : 연방 통신 협회(FCC) 휘도 기여도들을 사용한, 포화도 제어의 함수로서의 CRT 디스플레이의 상대적 휘도" 출력과 CRT 디스플레이 이전의 상대적 진폭

		디스플레이 이전	디스플레이 이전	디스플레이 이전	디스플레이의 Y" 출력	디스플레이의 Y" 출력	디스플레이의 Y" 출력
컬러	RGB 입력	sat=1.2	sat=1.4	sat=2.0	sat=1.2	sat=1.4	sat=2.0

청색	R=0,G=0,B=1	1.1772	1.354	1.886	1.455	2.009	4.303
적색	R=1,G=0,B=0	1.140	1.280	1.701	1.352	1.766	3.393
마젠타	R=1,G=0,B=1	1.117	1.235	1.587	1.290	1.624	2.893
녹색	R=0,G=1,B=0	1.083	1.166	1.413	1.200	1.421	2.215
시안	R=0,G=1,B=1	1.060	1.120	1.299	1.143	1.300	1.825
황색	R=1,G=1,B=0	1.023	1.046	1.114	1.053	1.108	1.282

3. 컬러 포화도 제어의 함수로서의 디스플레이의 휘도 출력의 유지

섹션 2.2에 제안된 바와 같이, 진정한 포화도 파라미터는 디스플레이의 휘도 출력을 유지한다. 이는 도 14에 블록도로서 도시된 휘도 제어 장치로 얻어질 수 있다.

비선형 카메라 신호들 루마 Y' 및 컬러 편차 신호들(R'-Y') 및 (B'-Y')이 포화도 제어에 제공되며, 각각 Y' 및 {sat x (R'-Y')}와 {sat x (R'-Y')}가 된다. 루마 및 컬러 편차 신호들은 변경된 포화도 제어를 받지 않든 받든, 프라이머리 컬러 신호들, 즉, 카메라의 R'G'B' 신호들과, 변경된 포화도 제어를 갖는 Rs'Gs'Bs' 신호들로 변경된다. Rs'Gs'Bs'의 기호 "s"는 변경된 포화도 제어를 나타낸다.

식(2)

(G'-Y') 신호를 획득하기 위한 Y_R , Y_G 및 Y_B 휘도 기여도들은 FCC 전송 표준에 따르며, 이는 컬러 편차 신호들 (R'-Y') 및 (B'-Y')과 루마 신호(Y')의 전송을 위해 사용된다. 그래서, 다음의 관계를 유지한다.

Y_R : Y_G : Y_B = 0.299 : 0.587 : 0.114

Rs'Gs'Bs' 신호들에 대하여, 다음의 관계를 유지한다.

식(3)

이전에 얻어진 G' 신호의 (G'-Y') 신호가 사용될 수 있다. 신호 스트림들, R'G'B' 및 Rs'Gs'Bs' 의 것 양자 모두는 CRT 전달 함수를 포함하는 두 개의 LUT들에 제공된다. 이는 변형된 포화도 제어를 갖지 않는 CRT 출력을 나타내는 R"G"B" 신호들 및 이를 포함하는 Rs"Gs"Bs" 신호들을 초래한다.

식(4)

디스플레이 유형이 γd=2.3을 갖는 표준 CRT의 것과 다른 전달 특성을 갖고 사용되는 경우, 예로서, LCD 또는 PDP의 경우에, 이때, 여전히, 모든 디스플레이 유형이 CRT 전달 특성과 부합되어야하기 때문에, CRT 전달 커브를 적용할 필요가 있다. 섹션 2에서, RGBmax' 및 RGBmax" 진폭들이 TV세트 제조자에 의해 규정되는 최대 량 포화도 증가의 함수로서 현저히 증가할 수 있다는 것을 설명하였다. 이 RGBmax' 및 RGBmax" 증가의 도달 범위는 두 개의 CRT LUT들을 고려하여야 한다. 적어도, 이는 변경된 포화도 제어를 처리하는 것을 고려하여야 한다.

R"G"B" 및 Rs"Gs"Bs" 신호들의 각각 Yl" 및 Ys" 휘도 신호들로의 변환을 위해, 관련된 디스플레이의 휘도 기여도들을 적용할 필요가 있으며, 그렇지 않으면, 여기에 설명된 바와 같은 휘도 출력의 유지가 실패한다. Yl" 신호는 1.0의 포화도 제어를 위한 디스플레이의 원 휘도 출력(original luminance output)을 나타내고, Ys" 신호는 변경된 포화도 제어를 갖는 디스플레이의 휘도 출력에 관련하며, 증가 또는 감소된다. 즉, 휘도 신호들(Y" 및 Ys")로의 변환을 위해, 다음의 관계를 유지한다.

식(5)

여기서, Y_Rdisplay, Y_Gdisplay, Y_Bdisplay는 디스플레이, 즉, CRT, LCD 또는 PDP 디스플레이의 휘도 기여도들을 나타낸다. 원 입력 신호(original input signal)의 예측된 디스플레이 출력의 기호는 Yl이며, 여기서 "l"은 단위 포화도 제어를 나타내기 위해 선택되었다.

디스플레이의 최종 휘도 출력을 유지하기 위해서, Rs"Gs"Bs" 신호들은 Yl" 신호 및 Ys" 신호의 지수와 승산되어야 한다. 따라서, 다음과 같다.

식(6)

Ro"Go"Bo" 신호들상의 이전의 CRT 감마를 실행취소함으로써, Ro'Go'Bo' 신호들이 얻어질 수 있으며, 이는 디스플레이를 위한 입력 신호들로서 사용될 수 있다.

식(7)

CRT, LCD, PDP이거나, 표준으로서 CRT의 전달 특성을 갖는 임의의 다른 유형인 디스플레이 이후, 그 출력은 다음에 대응하며 : (Ro"^1/γ)^γ=Ro", Go" 및 Bo"도 마찬가지 방식이다. 디스플레이의 입력과 출력 사이의 상수를 무시하면, 단위량으로 가정되며, 이는 cd/m²로 표현된 디스플레이의 휘도 출력이 다음에 대응한다는 것을 의미한다.

이기 때문임.

결과적으로, 포화도 제어의 변경 이후 디스플레이의 출력은 1.0의 포화도 제어를 갖는 것과 거의 동일하다.

장치에 관하여, 특히 양호한 실시예는 상술한 방법을 실행하도록 적용되는 특정 유형의 상호접속된 회로 또는 다른 유형의 바람직한 회로를 포함하는 디바이 스로서 형성된다. 이런 디바이스는 원 신호를 수신하고, 디스플레이 신호에 의해 이미지를 디스플레이하기 위한 수단에 통합될 수 있다. 예로서, 이런 디바이스는 텔레비전 시스템에 통합되거나, 직접적으로, CRT, LCD 또는 PDP 디스플레이에 통합될 수 있다. 결과적으로, 이런 장치는 또한 도 1에 관하여 상세히 설명된 바와 같은 이미징 시스템(1)에 의해 형성되는 것으로 이해되어야 한다.

물론, 디바이스는 임의의 양호한 방식으로 이미징 시스템(1) 전반에 배열될 수 있다. 특히, 언급된 디바이스 또는 특정 유형의 상호접속된 회로나 다른 유형의 양호한 회로는 카메라나, 이미지를 스캐닝하기 위한 다른 유형의 픽업 디바이스 같은 등록기 수단(2)에 통합될 수 있다. 또한, 이런 디바이스는 NTSC 또는 PAL 전송부 같은 전달 수단(5)(도 1)에 통합될 수 있다. 가장 바람직하게는, 상술한 디바이스는 CRT, LCD 또는 PDP 디스플레이 같은 디스플레이 수단(9)(도 1)이나, 임의의 유형의 프린터에 통합될 수 있다.

도 14a는 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 장치의 양호한 실시예로서 디바이스(11)의 주 부분들을 원론적으로 도시한다. 이런 디바이스는 특히 상술한 방법을 실행하고, 그 장점들을 달성하도록 적용된다.

디바이스(11)는:

- 제 1 처리 스트림(14) 및 제 2 처리 스트림(16)에 컬러 성분(R'-Y', B'-Y') 및 휘도 성분(Y')을 갖는 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))을 제공하기 위한 입력 수단(12)를 포함한다.

제 1 처리 스트림(14)은:

- 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻기 위한 제어 수단(14a), 및

- 추가 처리에 의해 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하기 위한 제 1 예측 수단(14b)을 포함한다.

제 2 처리 스트림(16)은:

- 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 처리에 의해 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하기 위한 제 2 예측 수단(16a)을 포함한다.

또한, 디바이스(11)는 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))의 휘도(Yl")에 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))의 휘도(Ys")를 비교함으로써, 보정 인자(Yl"/Ys")를 제공하기 위한 비교기 수단(18)을 포함한다.

또한, 디바이스(11)는 제 1 처리 스트림의 이미지 신호들 중 하나를 보정하여 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 보정 인자(Yl"/Ys")를 적용하기 위한 오퍼레이터 수단(19)을 포함한다. 언급된 오퍼레이터 수단(19)은 다수의 방식으로 실현될 수 있으며, 다양한 오퍼레이션들을 포함할 수 있다. 예로서, 제 1 처리 스트림(12)의 이미지 신호들(17)의 다양한 종류들이 사용될 수 있다. 또한, 감마 변환 또는 역 감마 변환을 적용하는데 다양한 가능성들이 존재한다. 이들 다수의 방식들 중 일부가 본 방법의 변형들에 관하여 예시되어 있으며, 도 29 및 도 30에 관하여, 추가로 아래에 상세히 설명되어 있다.

특히 양호한 구성에서, 디바이스(11)는:

- 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻기 위한 제어 수단(14a) 및 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하기 위한 제 1 예측 수단(14b)을 제 1 처리 스트림(14) 내에 포함한다.

제 1 예측 수단(14b)이 도 14b에 상세히 도시되어 있다. 예측 수단(14b)은:

- 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 포화도 제어된 적색(Rs'), 녹색(Gs') 및 청색(Bs') 컬러 성분을 갖는 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))로 변환(20),

- 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))를 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))로 감마 변환(22),

- 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))를 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))로 변환(24)하는 것(도 14b)에 의해 제 1 예측된 이미지 신호를 예측하는 것을 위해 도 14b에 표시된 적절한 콤포넌트들을 포함한다.

특히 양호한 구성에서, 디바이스(11)는:

- 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하기 위한 제 2 예측 수단(16a)을 제 2 처리 스트림내에 포함한다.

제 2 예측 수단(16a)은 도 14c에 상세히 도시되어 있다. 예측 수단(16a)은:

- 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 적색(R'), 녹색(G') 및 청색(B') 컬러 성분을 갖는 제 1 RGB 이미지 신호((R', G', B'))로 변환(26),

- 제 1 RGB 이미지 신호(R', G', B')를 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))로 감마 변환(28),

- 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))를 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))로 변환(30)하는 것(도 14c)에 의해 제 2 예측된 이미지 신호를 예측하는 것을 위해, 도 14c에 표시된 적절한 콤포넌트들을 포함한다.

도 14a, 14b 및 14c에 설명된 바와 같은 디바이스는 본 방법의 다른 변형들에 관하여 적응될 수 있다. 추가적인 변형들 및 그 장점들이 도 31, 33, 35 및 37을 참조로 아래에 추가로 상세히 설명된다.

3.1 증가하는 포화도 제어에서의 휘도 출력 유지

도 15의 1.2의 포화도 제어에 대하여, CRT 휘도 출력의 유지의 결과가 수직 치수로서 RGBmax"를 갖는 3D UCS1976 및 색차" 공간에 도시되어 있다. 도 15를 도 3과 비교할 수 있게 하기 위해, 여기서, FCC 카메라 및 CRT 디스플레이 시스템이 도시되어 있다. 비록, 이 도면의 처리 흐름은 '일정 Y"'가 f(sat)로서 언급되어 있지만, 포화도 제어의 함수가 이 제안된 개념에서 일정한 것이 아니며, 색채계의 일정 휘도 양태와 비교될 수 없기 때문에, 표기 "일정 휘도"는 글자 그대로 휘도로서 받아들여지지 않아야 한다.

레벨에 독립적으로, 프라이머리 및 상보적 컬러들의 RGBmax" 출력은 1.0의 포화도 제어를 갖는 레벨로 유지된다는 것을 알 수 있다. 모든 다른 기준점들은 증가된 RGBmax" CRT 출력을 갖지만, 물론, 휘도 Y" 출력이 유지된다.

도 16에, 1.2의 포화도 제어에 대해 디스플레이의 휘도 출력을 유지할 때, RGBmax"의 증가의 보다 양호한 효과를 제공하는 도 15의 측면 투영기가 도시된다.

도 15 및 도 16의 RGBmax" 출력의 증가는 대응하는 프라이머리 디스플레이 컬러의 휘도 출력이 마찬가지로 증가한다는 것을 의미한다. 디스플레이의 총 휘도 출력이 유지되기 때문에, 다른 두 프라이머리들은 감소하는 휘도 기여도를 가지며, 이는 RGBmax"와 대응하는 디스플레이 프라이머리의 증가하는 휘도와 같아야만 한다.

이것이 사실이라는 것은 물론 계산될 수도 있지만, 보다 양호한 증명은 20%의 컬러 포화도의 증가 이후 레벨 4"에서 67 기준점들을 위한 디스플레이의 휘도 출력의 측면 투영을 도시함으로써 도 17을 제공한다. 수평 화살표들에 의해, 디스플레이의 휘도 출력이 유지되었다는 것을 명백히 알 수 있다. 도 17의 상단에서, 2D 컬러 재현, 즉, 상단 투영이 도시되어 있다. 이들 결과들을 도 2의 것에 비교할 때, 이들 2D 결과들은 UCS1976 전범위 또는 색차" 핵사곤내에 위치된 컬러들을 위해 거의 동일한 포화도 증가를 나타낸다. 도 15의 디스플레이의 휘도 출력의 유지는 경계들을 향해 컬러 포화도의 작은 감소를 나타낸다. 핵사곤내의 경계부 컬러들에 대하여, 이들은 극적으로 감소한다. 매우 보다 작은 RGBmax" 증가로 인해, 3D 원추의 영향이 매우 보다 작고, 또한, 그 색조가 거의 유지된다.

도 18에, 디스플레이의 휘도 출력의 유지(핵사곤내의 라인들)를 갖는, 그리고 유지를 갖지 않는(핵사곤의 외주의 라인들) 2D 컬러 재현이 도시되어 있기 때문에, 이들 차이들을 매우 명백히 볼 수 있다.

3.2 감소하는 포화도 제어에서의 휘도 출력 유지

컬러 개선 알고리즘의 개발을 위해, 보다 낮은(국지적) 포화도 제어값이 보다 높은 것 만큼 중요할 수 있다. "국지적" 포화도 제어는 포화도가 매우 특정한 컬러들에 대하여 변경된다는 것을 의미한다. 따라서, 포화도 제어의 감소의 분석을 대략적으로 설명한다. 다음 6개 도면들, 도 19 내지 도 24에서, 번호들 19, 21, 23을 갖는 것들은 종래의 감소하는 포화도 제어를 갖는 컬러 재현을 도시하고, 번호들 20, 22, 24를 갖는 것들은 포화도 제어의 동일한 감소, 그러나, 그후, 디스플레이의 휘도" 출력의 유지를 갖는 결과들을 도시한다.

이전 섹션들의 것과 본 섹션의 도면들을 비교할 수 있게 하기 위해, EBU 휘도 기여도들 대신 FCC가 디스플레이의 출력을 위해 사용되었다. 도 19의 UCS1976 및 색차" 공간의 측면 및 상단 투영은 양자 모두 0.6으로 포화도 제어를 감소시키는 종래의 방식의 컬러 재현 및 휘도"(측면)이다. 또한, 1.2의 증가된 포화도 제어를 가지는 도 8로부터 볼 수 있는 바와 같이, 여기서, 디스플레이의 휘도" 출력의 변화는 비교적 크다. B=1, R=G=0을 갖는 청색 색상에 대하여, R=G=B=1.0Volt를 기준으로서 1cd/m²가 주어지는 경우, 디스플레이 출력은 0.114로부터 0.043cd/m²로 감소한다.

도 20에서, 0.6의 포화도 제어 및 디스플레이의 휘도" 출력의 유지를 갖는 컬러 재현이 도시되어 있다. 도 19 및 도 20의 UCS1976 상단 투영들을 비교할 때, 이때, 어떠한 차이들도 존재하지 않는다. 도면들의 최종 u'v' 좌표들은 동일하다. 그러나, 색차" 상단 투영들은 여기서 수직 치수로서 Y"를 갖는 색차" 공간의 3D 원 추 형상 및 휘도" 출력의 편차들로 인해 서로 다르다. 수직 치수로서 RGBmax"를 갖는 색차" 상단 투영은 도 19 및 도 20 뿐만 아니라, 도 21 및 22와 도 23 및 24에서, 수직 치수로서 Y"와 함께 도시된 것들과 거의 동일하다. 이들 2D 평면들에서, 실제 3D 원추 형상은 색차" 상단 투영들의 편차들의 원인 중 하나로서 설명되었다.

도 21에서, 디스플레이 출력의 측면 및 상단 투영이 0.3의 포화도 제어와 함께 도시되어 있다. B=1, R=G=0을 갖는 청색 컬러에 대하여, 디스플레이 출력은 이제 0.114로부터 0.016cd/m²로 감소한다. 적색, 마젠타 및 청색 컬러들을 위한 디스플레이의 "휘도" 출력은 비교적 매우 많이 감소한다는 것을 주의하여야 한다.

도 22에 도시된 바와 같은 디스플레이 출력의 휘도" 출력의 유지를 위한 회로는 0.3으로 포화도 제어가 진행한 상태에서도 변화되지 않고 남아 있다. 또한, 여기서, 도 21 및 22의 UCS1976 공간들의 상단 투영들은 거의 동일하며, "색차" 상단 투영들은 상술된 바와 같은 이유 때문에 서로 다르다.

0.0의 포화도 제어에서, 원 컬러 화상은 "흑색&백색" 화상이 된다. 도 23에서, 총 67개 기준점들이 컬러 공간의 중심의 그레이 라인으로 이동되었다. B=1, R=G=0인 청색 컬러에 대하여, 디스플레이 출력은 이제 0.114로부터 0.007cd/m²로 감소하며, 이는 상술한 계산에서 이미 언급한 바와 같이, 거의 17배의 광 출력 감소이다.

도 24에 도시된 바와 같은 디스플레이 출력의 휘도" 출력을 유지할 때, 모든 컬러들의 휘도"는 0.0으로 진행하는 포화도 제어와 함께 변화되지 않고 남아 있는 다. 또한, 여기서, 도 23 및 도 24의 UCS1976 공간들의 상단 투영들은 거의 동일하다. 또한, 0.0의 포화도 제어의 이 특정 경우에, 도 23 및 24의 색차" 상단 투영들은 동일하다. 발생하는 다른 특정 경우는 포화도 제어가 1.0일 때이다. 청색 컬러, B=1, R=G=0에 대하여, 그리고, 0.0의 포화도 제어에 대하여, 디스플레이 출력은 0.114cd/m²로 남아 있는다. 청색 입력 컬러의 광 출력의 계산은 휘도" 유지를 갖거나 갖지 않는, 0.0의 포화도 제어 및 B=1 및 R=G=0을 갖는 경우에 대한 것이다. 광 출력이 휘도" 유지를 위해 사용되는 1.0의 포화도 제어에 대하여, B'=1 및 R'=G'=0이라는 것을 고려한다. 0으로 설정된 포화도 제어에서는 다음을 고려하며: Rs' = Gs' = Y', 종래의 포화도 제어 방식이며, 그래서, 휘도" 유지가 없다.

R'G'B' 및 Rs'Gs'Bs' 신호들은 도 14에 설명된 바와 같이 CRT LUT들에 제공된다. 그래서, B" = 1 및 R" = G" = 0이며, FCC 컬러 프라이머리들(도 24)을 갖는 디스플레이의 경우에, Yl" = Y_Bdisplayx B" = Y_Bdisplay(sat=1.0에 대하여) 또는 0.114cd/m²의 광 출력을 초래한다. EBU 디스플레이의 경우에, 이는 0.07cd/m²이다. sat = 0.0을 갖는 신호 스트림에 대하여, Rs" = Gs" = Bs" = Y" 이다.

광 출력(Ys")은, Y_Rdisplay + Y_Gdisplay + Y_Bdisplay = 1이기 때문에, Ys" = Y_Rdisplay x Y" + Y_Gdisplay x Y" + Y_Bdisplay x Y" = Y" 이다.

광 출력(Ys")에 대하여, 다음과 같이 기재할 수 있다. EBU 디스플레이에 대하여, FCC 디스플레이(도 23) 및 (0.07)^2.3 = 0.002cd/m²에 대해, Ys" = Y" = (Y_Bdisplay)^γ = (0.114)^2.3=0.007cd/m². 디스플레이의 최종 휘도 출력을 유지할 때, Rs"Gs"Bs" 신호들은 Yl" 및 Ys" 신호(도 14)로 승산되어야만 한다. 즉,

Ro"Go"Bo" 신호들(도 14)상에 CRT 감마를 취소하고, 이를 디스플레이에 의해 다시 재실행하는 것은 결과적으로 RGBmax" = Y_Bdisplay인 광 출력 Ro = Go = Bo =Y_Bdisplay를 초래한다.

그래서, 1.0의 포화도 제어에서 1.0의 상대 RGBmax" 출력은 도 26의 하부 부분에 표시된 바와 같이 0.0의 포화도 제어에서의 Y_Bdisplay의 값으로 저하되었다. 이전에 도시된 바와 동일한 3개 조건들, 즉, 0.6, 0.3 및 0.0의 포화도 제어에 대하여, 수직 치수로서 RGBmax"를 갖는 색차" 컬러 공간들 및 UCS1976의 디스플레이의 휘도" 출력의 유지의 분석이 도시되어 있다.

도 25에서, 0.6의 포화도 제어에 대한 결과들이 도시되어 있다. 디스플레이의 휘도" 출력이 유지될 때, RGBmax" 값이 감소하는 포화도 레벨에서 감소한다는 것이 다소 혼란스러울 수 있다. 그러나, RGBmax"의 감소는 3개 프라이머리 컬러들 중 하나에 관련하지만, 휘도" 출력은 3개 프라이머리들 의 휘도 기여도 모두에 관련한다는 것을 이해하여야 한다. 프라이머리 컬러의 RGBmax" 감소는 또한, 프라이머리 컬러의 광 출력이 비례적으로 감소한다는 것을 의미한다. 감소하는 포화도 및 휘도 출력의 유지에서, 이는 다른 두 프라이머리들의 휘도 기여도가 증가하여야 한다는 것을 의미한다. 도 26에 도시된 바와 같이 0.3 및 0.0의 포화도 제어에서, RGBmax" 컬러는 비교적 매우 많이 감소하기 시작한다. 계산들을 위해 충분한 비트들을 적용하는 것이 중요하다. 8 비트 처리 양자화의 경우에, 에러들이 발생한다. 8 비트에서 시작하여, 실수들을 사용한 계산은 가시적 양자화 에러들을 유발하지 않는다. 적어도 12 비트 이상이 0.1 - 0.4의 포화도 제어에서 가시적 양자화를 피하기 위해 필요하다.

3.3 LCD를 위한 증가하는 포화도 제어에서의 휘도 출력 유지

도 27에서, 컬러 분석의 측면 투영이 식(1)에 따른 LCD에 대하여 도시되어 있으며, 1.2의 포화도 제어의 함수로서 휘도" 출력의 유지와 함께 도시되어 있다. 도 16과 비교시, 압축의 양은 도 12(LCD에 대하여) 및 4(CRT에 대하여)에 도시된 바와 같이 휘도" 유지가 없는 상태에서, 매우 보다 작다. 임의의 화상들상에 LCD 및 CRT 결과들을 시뮬레이팅할 때, 1.4의 보다 큰 포화도 제어에서도, 편차들은 거의 인지할 수 없거나 전혀 인지할 수 없다.

도 28에서, CRT(상단부) 및 LCD(하단부)를 위한 1.4의 포화도 제어에서의 휘도" 유지의 결과들이 도시되어 있다. 편차들은 보다 커지지만, 실제로 매우 허용가능한 것으로 보여진다.

3.4 신호 경로의 보다 적은 처리에서, f(sat)로서의 휘도 출력 유지

일부 용례들에 대하여, 이는 신호 경로들 또는 스트림들의 처리 단계들을 최소화하기 위해 특히 유리할 수 있다. 도 29 및 도 30에서, 도 14의 두 개의 변형들 이 도시되어 있으며, 여기서, 신호 스트림들의 처리 단계들이 감소되지만, 그럼에도 불구하고, 아주 동일한 결과들을 갖는다.

도 14에서, "휘도" 유지를 위한 처리 경로는 포화도 제어, Rs'Gs'Bs' 신호들로의 변환, CRT LUT들, 승산기들 및 역 CRT LUT들로 구성된다. 도 14의 회로도의 작은 재구성에 의해, 두 개의 LUT들은 도 29에 도시된 바와 같이 Ys" 계산 경로로 이동될 수 있다. 이는 또한 Yl"/Ys" 디바이더가 CRT LUT상에 작용하는 것을 필요로 한다. 도 29에서, Ro'Go'Bo' 신호들은 도 14의 것들과 아주 동일하다. 역 CRT LUT들 이후, 식(6) 내지 식(7)으로부터의 단계는 다음과 같이 기재될 수 있다.

(Ro")^1/γ= Ro'이기 때문에, 다음과 같이 된다.

식(8)

식(8)은 사실상 도 29에서 실행되어 있다.

도 30은 신호 경로내의 컬러 편차 신호들 및 루마를 유지하는 것도 가능하다는 것을 보여 준다. Yl', (R'-Y')o 및 (B'-Y')o 신호들을 RGB 신호들로 변환할 때, 이때 도 14 및 도 29의 Ro'Go'Bo' 신호들이 얻어진다.

식(9)

Y', sat x (R'-Y') 및 sat x (B'-Y') 신호들을 변환하면 Rs'Gs'Bs' 신호들을 초래한다. 이들 신호들을 (Yl"/Ys")^1/γ로 승산하는 것은 식(8)에 따른다. 즉, 도 30에 도시된 바와 같이, Y', sat x (R'-Y') 및 sat x (B'-Y') 신호들과 함께 포화도 제어의 함수로서 "휘도" 유지를 처리하는 것이 또한 가능해진다.

3.5 PDP의 휘도 출력의 유지

본 발명의 개념은 주요한 장점을 갖는다. 예로서, 본 발명은 또한 예로서, PDP 디스플레이 또는 마찬가지로 포화도를 통합하는 선형화된 디스플레이 매트릭스를 위한 선형 도메인에서도 동작한다. 선형 도메인에서, 휘도는 포화도의 함수로서 일정하게 남아있는다. 그러나, 선형화된 디스플레이 매트릭스와 조합된 PDP 또는 포화도 제어에 대하여, 일반적으로, 이런 디스플레이가 음의 신호 기여도들을 취급할 수 없기 때문에 문제들이 존재한다.

이전 해법들은 또한 동일 전자 회로가 CRT 또는 LCD에 대하여 적용될 수 는 것 처럼 PDP를 위해서도 적용될 수 있다. 장점을 갖는지 아닌지 여부는 다른 문제이지만, 그러나, PDP의 선형 전달로 인해, CRT 감마 시뮬레이션 이후 포화도 제어를 위치시키는 것이 가능하다. 카메라 감마 및 시뮬레이팅된 CRT 감마에 의존하여, 전체 전달은 보다 선형적이 되며, CRT 이전에 배치되는 경우에, 포화도 증가 이후 매우 보다 작은 진폭 증가를 초래한다. 도 31에서, PDP를 위한 처리도가 도시되어 있다. 전송된 루마 및 컬러 편차 신호들은 프라이머리 컬러 신호들, 즉, 식(2)에서 섹션 3에 언급된 것 같은 카메라의 R'G'B' 신호들로 변환된다.

YR, YG 및 YB 휘도 기여도들은 FCC 전송 표준에 따른다. CRT 감마의 시뮬레이션 이후, 출력 신호들(R", G" 및 B")은 포화도 제어를 가능하게 하기 위해, 다시 휘도 신호(Y") 및 컬러 편차 신호들(R"-Y" 및 B"-Y")로 변환된다. PDP를 구동하기 위한 Rs", Gs" 및 Bs" 신호들로의 변환 이후, 다음의 관계가 유지된다.

식(10)

R"G"B" 신호들이 Y", R"-Y" 및 B"-Y"로 변환될 때, (G"-Y") 신호가 또한 가용하다는 것이 보증되어 있다는 것을 취한다. 카메라의 감마가 CRT의 것에 역이라는 것을 가정하면, 이때, 포화도 제어의 20% 증가 이후, 첨부의 도 38 내지 40 및 섹션 2.2의 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 동일한 컬러 재현이 얻어진다. 음의 프라이머리 컬러 기여도들을 생성하는 것이 불가능하기 때문에, PDP의 최종 광 출력은 첨부의 도 42 및 도 43에 따른다. 그러나, 휘도 출력은 다음의 도 32에 따른다. 상단에, 결과가 레벨 4"에 대하여서만 도시되어 있으며, 하단에 레벨 1" 내지 4"에 대하여 도시되어 있다. 좌측에, UCS 컬러 공간이 도시되어 있으며, 우측에, 색차" 공간이 도시되어 있다. 레벨에 독립적으로, 경계들에서, 휘도 에러들이 발생한다는 것을 알 수 있다. 이는 포화도 제어의 보다 큰 증가하는 값들에서, 외부 경계들을 가로지르는 컬러 공간 내부의 컬러들 모두를 고려한다.

이 휘도 출력의 증가를 방지하기 위한 방법은 도 33에 도시된 바와 같이 포화도 제어의 함수로서 PDP의 휘도 출력 유지를 적용하는 것이다. 점선 부분은 도 31에 비교해 필요한 여분의 회로를 보여 준다.

포화도 제어 및 Rs",Gs" 및 Bs" 신호들로의 변환 이후, 음의 프라이머리 컬러 기여도들은 블록 "음의 컬러 기여도 방지"에서 다음에 따라 0으로 설정된다.

Rs"<0인 경우, 이때, Rs"=0

Gs"<0인 경우, 이때, Gs"=0

Bs"<0인 경우, 이때, Bs"=0

다음에, 휘도 신호 Ys"가 0 보다 크거나 같은 신호들로 계산된다.

적절한 휘도" 유지를 위하여, PDP의 휘도 조합들을 사용하는 것이 필요하다. 이는 또한 CRT 전달의 시뮬레이션 이후, PDP 휘도 기여도가 R"G"B"의 Y", R"-Y" 및 B"-Y"로의 변환에 사용되고, 다시, Rs"Gs"Bs"로의 변환에 사용되어야 한다는 것을 의미한다. Y"에 대하여, 다음을 의미한다.

PDP 휘도 기여도들을 사용하는 것은 FCC 프라이머리들을 사용한 것과 다소 다른 포화도 제어를 초래한다. 그러나, 편차는 오히려 작고, Y" 유지는 그들을 추가로 최소화한다. 후자에 대하여, 펑션은 다음을 의미한다.

이 신호들은 PDP로 전송된다. 이 PDP 휘도 " 출력 유지의 결과는 도 34에 도시되어 있다.

3.6 Y"를 f(sat)로서 유지할 때, 휘도" 출력의 여분의 증폭

CRT 디스플레이 및 PDP 디스플레이는 각각 LCD 디스플레이 보다 큰 휘도" 출력을 가능하게 한다. 디스플레이의 유형에 따라, 증가하는 포화도 제어에서, (작은) 이득 인자를 갖는 디스플레이의 휘도 출력을 유지하기 위해, 보정 인자(Yl"/Ys")를 승산하는 것이 가능하다. 도 14의 식(6)에 대하여, 이는 보정 인자(Yl"/Ys")가 소위 'ExtraYmaintenance'라 지칭되는 인자와 승산되는 것을 의미한다. 이는 다음과 같이 변형된 식(6)이 된다.

식(11)

파라미터 ExtraYmaintenance에 대하여, 이는 단위량 보다 다소 크게 조절될 수 있는 'YmaintGain'이라 지칭되는 제 1 변수와 화소의 진정한 컬러 포화도의 양 의 척도인 제 2 파라미터 RGBsat"의 적이라는 것을 의미한다. 디스플레이의 잉여 휘도 출력은 포화도 제어가 1 보다 클 때 활성화된다. 즉,

sat>1.0인 경우, 이때,

식(12)

그 이외의 경우, ExtraYmaintenance = 1.0

RGBsat" 파라미터는 다음을 의미한다.

식(13)

여기서, RGBmax"는 3개 R"G"B" 신호들의 최대치 및 그 최소치 RGBmin"을 나타낸다.

ExtraYmaintenance를 도 14에 추가하면, 도 15를 초래한다. 점선들은 주 신호 경로를 나타낸다.

YmaintGain = 1.10 및 sat=1.4에 대하여 ExtraYmaintenance를 사용하는, UCS1976 및 수직 방향으로 Y"를 갖는 색차" 공간의 예가 주어져 있으며, 이는 도 36의 경사진 화살표들이 된다. 참고로, ExtraYmaintenance를 갖지 않는(YmaintGain = 1.0) 결과들이 또한 수평 화살표들로 도시되어 있다.

식(12)의 RGBsat" 파라미터의 이유는 RGBsat"가 컬러 화소의 포화도의 함수로서 선형적으로 증가한다는 것이다. 이는 Y"축상에 놓여진 그레이 컬러들을 위한 원하지 않는 잉여 이득을 방지하고, 비례적 증가를 제공한다. ExtraYmaintenance는 상보적 카메라 및 CRT 감마에서 경계부들을 향한다. YmaintGain = 1.10에 대하여, 경계부들에서 10%의 최대 휘도" 증가가 발생한다. 이는 또한, 경계부들에서, RGBmax" 출력을 포함한다.

상보적 카메라 및 CRT 감마에 대하여, 도 35의 R"G"B" 신호들은 선형적이다. 결과적으로, RGBsat" 파라미터는 경계부들을 향해 선형적으로 증가한다. 그러나, RGBsat" 신호 대신, CRT 감마의 시뮬레이션 이전에 R'G'B' 신호들을 사용하여 RGBsat' 신호를 적용하는 것도 가능하다. RGBsat" 신호와의 유일한 다른 점은 ExtraYmaintenance의 증가가 이제 경계부를 향해 비선형적이라는 것이다. 도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이, 신호의 보다 적은 처리를 갖는 2개 휘도" 유지 도면들에 대하여, 식(8) 및 식(9)은 ExtraYmaintenance를 가능하게 하도록 변형되어야 한다.

식(8)은 다음과 같이 된다.

식(14)

식(9)은 다음을 유지한다.

식(15)

식(12)에 유사하게, 다음을 고려한다.

sat>1.0인 경우, 이때,

ExtraYmaintenance = 1 + (YmaintGain-1) x RGBsat' 식(16)

그 이외의 경우, ExtraYmaintenance = 1.0

식(16)에서, RGBsat'는 식(12)의 RGBsat" 대신 적용되어 있다는 것을 주의하여야 한다.

도 29와 도 30 사이의 유사성 때문에, 단지 후자만, ExtraYmaintenance 승산과 함께 블록도가 도시되어 있다. 도 37에서 명백한 바와 같이, ExtraYmaintenance 승산은 RGBsat' 신호를 획득하기 위한 비선형 R'G'B' 신호들을 사용한 CRT 감마 및 카메라 사이의 비선형 공간에서 이루어진다. CRT 이후, 휘도" 출력은 RGBsat'의 함수로서 경계부들을 향해 비례적으로 증가한다. 주 신호 경로는 점선들로서 도시되어 있다.

첨부: 선형 컬러 공간에서의 컬러 포화도 제어

도 38은 2D 선형 색차 및 UCS 1976 평면에서 67 기준점들을 위한 1.2의 포화도 제어의 영향들을 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 기준점들은 기준점과 백색을 통한 라인을 경유하여 경계부들을 향해 이동한다. 백색으로부터 기준점들의 거리가 보다 클수록, 포화도 증가가 보다 커진다. 감소되지 않은 컬러 편차 신호들을 갖는 색차 평면에 대하여서만, 포화도 증가는 경계부 컬러들에 대한 비례적 거리를 갖는 컬러들에 대하여 동일하다. 도 38의 포화도 증가는 여기서 원(2) 근사화가 적용되었기 때문에, 감소되지 않은 컬러 편차 신호들을 갖는 것과는 미소하게 다르다.

도 39는 선형 3D RGBmax 컬러 공간내의 포화도 제어의 20%의 증가를 도시한다. 3D 포화도 증가는 두 개의 벡터들의 조합으로서 보여질 수 있다. 수평 평면의 하나의 벡터는 일종의 포화도 성분을 나타내고(이 RGBmax 3D 컬러 공간은 포화도의 해상도가 사용되는 컬러 공간에 의존하기 때문에, '일종의 포화도 성분'이라 불려진다. 섹션 3.2에서 명백한 바와 같이, 수직 치수로서 휘도 신호를 갖는 3D 컬러 공간의 포화도 성분은 RGBmax를 갖는 것과는 다르다), 수직 방향의 다른 벡터는 RGBmax 진폭 증가이다. 후자는 3개 RGB 컬러들 중 단 하나의 신호증가를 나타낸다는 것이 중요하다. 이는 3개 신호들 중 두 개가 같은 최대치를 갖는 Ye-Cy-Ma 상보적 컬러들을 제외하면 사실이다. 컬러 재현 에러들을 방지하기 위해, 전자 회로 및 디스플레이와 그 드라이버들은 이 RGBmax 신호를 취급할 수 있어야 한다. UCS 1976의 4개 레벨들의 상단 투영들은 거의 동일하다. 이들은 도 38에서 UCS1976 평면에 대하여 모두 같다. 색차 공간의 상단 투영들에 관하여 단지 레벨 4만이 도 38에 대응한다.

도 40은 도 39의 측면 투영을 도시한다. 이는 포화도 제어의 20% 증가로 인해 RGBmax 진폭의 흔적을 제공한다. 상단에서, 레벨 4에서, 최대 진폭은 청색 컬러를 위한 B-신호를 갖는다 : 즉, B=1, R=G=0 및 B=sat x (B-Y) + T = 1.2 x (1-0.114) + 0.114 = 1.1772, 즉, 0.1772의 RGBmax의 증가. 레벨 4의 경계부에서, 완전히 포화된 선형 입력 컬러들에 관하여, 황색 컬러는 가장 작은 RGBmax 값을 갖는다. 임의의 컬러의 RGBmax 신호의 증가는 선형 RGBmax 입력 신호 및 범위의 비율로 승산된 상단(레벨 4)의 RGBmax 증가에 비례한다. 예로서, 레벨 3에서, R=0.75, R=G=0을 갖는 청색 컬러의 RGBmax의 증가는 0.1772 x 0.75/range이다. 이 경우, 범위는 1Volt이다.

UCS1976 공간 외부로 진행하는 포화도 화살표를 갖는 도 39의 모든 컬러들은 음의 프라이머리 컬러 기여도를 갖는다. 도 41에는 음의 RGB 기여도가 발생하는 위치가 도시되어 있다. 지금까지, 신호 처리 회로는 음의 컬러 신호들을 취급할 수 있으며, 이는 그 컬러 재현을 분석할 때 보여질 수 있다. 신호 처리 동안의 실험실 화상들의 컬러 분석의 경우에, 음의 컬러들의 기여도는 원 카메라 컬러 전범위가 EBU/HDTV 중 하나 보다 크다는 잘못된 결론을 초래할 수 있다. 그러나, 음의 컬러들을 0으로 제한함으로써, 이것이 방지될 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 디스플레이 매트릭스 이전에 음의 RGB 신호들을 0으로 클립하지 않는 다는 것이 추가로 언급되어야 한다. 이는 회복할 수 없는 컬러 재현 에러들을 유발하며, 디스플레이 매트릭스의 목적은 컬러 에러들을 최소화하는 것이다.

마지막으로, 음의 컬러들의 기여도가 이제 EBU/HDTV 중 하나의 것 보다 원 카메라 컬러 전범위가 크다는 잘못된 결론을 초래할 수 있는 신호 처리 동안의 실험실 화상의 상술된 컬러 분석에 관하여, 도 42 및 도 62의 도움으로, 음의 컬러 신호들이 0으로 제한되는 경우 어떤 일이 발생하는지를 설명한다.

도 42는 1.2의 포화도 제어로 인해 음의 컬러들이 0으로 제한될 때, 컬러 재현을 도시한다. 이를 도 38과 비교할 때, 경계부들에서 과포화된 컬러들이 UCS1976 전범위내에 머무르지만, RGB 프라이머리들을 향해 이동된다는 것이 명백해진다. 색차 평면의 결과는 오히려 잘못되어 있으며, 그 이유는 여전히 포화도가 증가한 것 같아 보이기 때문이다. 이 '증가'는 3D 색차 평면의 원추 공간에 의해 유발된다.

비록 음의 컬러들이 클랩핑되지만, 도 43의 우측상에서 컬러 벡터의 진폭 성분이 외부 색차 원추 공간을 따른다는 것을 볼 수 있다. 이는 다시 색차 또는 크로마 평면에서의 2D 분석이 매우 잘못될 수 있으며, 마찬가지로 2D UCS1976 평면을 보여주는 것을 돕는다는 것이 명백해진다. 도 43을 도 39와 비교할 때, 음의 컬러 기여도를 제한하는 것은 컬러의 수직 RGBmax 성분에 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있다.

UCS1976 공간의 4개 레벨들의 상단 투영들은 거의 동일하다. 이들은 모두 도 42의 UCS1976 평면과 같다. 색차 공간의 상단 투영들 중 단지 레벨 4만이 도 42에 대응한다.

요약하면, 본 텔레비전 세트들에서, 사용자 컬러 포화도 제어는 카메라의 고유한 감마 변환으로 인해 비선형 신호 도메인에서 실행된다. 이는 포화된 제어가 증가될 때, 과장된 컬러들을 디스플레이에 초래한다. 본 발명은 휘도 제어 방법을 제공하며, 이는:

- 제 1 처리 스트림 및 제 2 처리 스트림에 컬러 성분(R'-Y', B'-Y') 및 휘도 성분(Y')을 갖는 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 제공하는 단계로서,

그에 의해, 본 발명은 포화도 제어의 함수로서 휘도 출력을 유지한다. 즉, 디스플레이의 휘도는 포화도가 교정되는 경우에 대해 예측된다. 이 예측된 휘도는 증가된 또는 감소된 포화도로 인해 보다 높거나 보다 낮으며, 교정되지 않은 포화도를 갖는 예측된 휘도와 비교된다. 이 비교는 이미지 신호가 디스플레이에 적용되기 이전에, 교정된 포화도를 갖는 이미지 신호에 적용되는 보정 인자를 제공한다. 결과적으로, 종래의 포화도 제어 방법이 과장된 또는 부자연스러운 컬러 재현을 유발하는 증가하는 포화도 제어에서, 컬러들의 매우 자연적인 변화가 이루어진다.

본 발명의 유리한 실시예들이 도 14, 29 및 30에 관하여 설명되어 있다.

Claims

휘도 제어 방법으로서,

- 휘도 성분(Y') 및 컬러 성분(R'-Y', B'-Y')을 갖는 원 이미지 신호(original image signal)((Y', R'-Y', B'-Y'))를 제 1 처리 스트림 및 제 2 처리 스트림에 제공하는 단계로서,

상기 제 1 처리 스트림은, 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻는 단계와, 추가 처리에 의해 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하는 단계를 포함하고,

상기 제 2 처리 스트림은, 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 처리에 의해 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하는 단계를 포함하는, 상기 제공 단계;

- 상기 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))의 휘도(Yl")에 상기 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))의 휘도(Ys")를 비교함으로써, 보정 인자(correction factor)(Yl"/Ys")를 제공하는 단계; 및

- 상기 제 1 처리 스트림의 이미지 신호들 중 한 신호를 보정하여 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 상기 보정 인자(Yl"/Ys")를 적용하는 단계를 포함하는 휘도 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 처리 스트림은:

상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 컬러 성분(R'-Y', B'-Y')에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻는 단계; 및

상기 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하는 단계를 포함하며,

상기 제 1 예측된 이미지 신호를 예측하는 단계는:

- 상기 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 포화도 제어된 적색(Rs'), 녹색(Gs') 및 청색(Bs') 컬러 성분을 갖는 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))로 변환하는 단계,

- 상기 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))를 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))로 감마 변환하는 단계, 및

- 상기 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))를 상기 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휘도 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 처리 스트림은:

상기 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하는 단계를 포함하고,

상기 제 2 예측된 이미지 신호를 예측하는 단계는:

- 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 적색(R'), 녹색(G') 및 청색(B') 컬러 성분을 갖는 제 1 RGB 이미지 신호((R', G', B'))로 변환하는 단계,

- 상기 제 1 RGB 이미지 신호(R', G', B')를 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))로 감마 변환하는 단계, 및

- 상기 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))를 상기 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))로 변환하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 휘도 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 보정 인자(Yl"/Ys")는:

- 상기 보정 인자(Yl"/Ys")로 상기 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))를 승산하는 단계, 및

- 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 상기 승산된 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Ro", Go", Bo"))를 역방향 감마 변환하는 단계에 의해 적용되는 것(도 14)을 특징으로 하는, 휘도 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 보정 인자(Yl"/Ys")는:

- 상기 보정 인자(Yl"/Ys")를 역방향 감마 변환하는 단계, 및

- 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 상기 역방향 감마 변환된 보정 인자(Yl"/Ys")로 상기 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Ro', Go', Bo'))를 승산하는 단계에 의해 적용되는 것(도 29)을 특징으로 하는, 휘도 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 보정 인자(Yl"/Ys")는:

- 상기 보정 인자(Yl"/Ys")를 역방향 감마 변환하는 단계, 및

- 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 상기 역방향 감마 변환된 보정 인자(Yl"/Ys")로 상기 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 승산하는 단계에 의해 적용되는 것(도 30)을 특징으로 하는, 휘도 제어 방법.
휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 장치(11, 도14a)로서,

- 휘도 성분(Y') 및 컬러 성분(R'-Y', B'-Y')을 갖는 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 제 1 처리 스트림(14) 및 제 2 처리 스트림(16)에 제공하기 위한 입력 수단(12)으로서,

상기 제 1 처리 스트림(14)은, 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻기 위한 제어 수단(14a)과, 추가 처리에 의해 제 1 예측된 이미지 신호 ((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하기 위한 제 1 예측 수단(14b)을 포함하고,

상기 제 2 처리 스트림(16)은, 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))의 처리에 의해 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하기 위한 제 2 예측 수단(16a)을 포함하는, 상기 입력 수단(12);

- 상기 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))의 휘도(Yl")에 상기 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))의 휘도(Ys")를 비교함으로써, 보정 인자(Yl"/Ys")를 제공하기 위한 비교기 수단(18); 및

- 상기 제 1 처리 스트림의 이미지 신호들 중 한 신호를 보정하여 디스플레이 신호((Ro', Go', Bo'))를 제공하도록 상기 보정 인자(Yl"/Ys")를 적용하기 위한 오퍼레이터 수단(19)을 포함하는, 휘도 제어 장치(11).
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 처리 스트림(14)은:

상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))에 포화도 제어를 적용하여 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 얻기 위한 제어 수단(14a), 및

제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하기 위한 제 1 예측 수단(14b)을 포함하고,

상기 제 1 예측 수단은:

- 상기 포화도 제어된 이미지 신호((Y', sat*(R'-Y'), sat*(B'-Y')))를 포화 도 제어된 적색(Rs'), 녹색(Gs') 및 청색(Bs') 컬러 성분을 갖는 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))로 변환(20)하고,

- 상기 제 1 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs', Gs', Bs'))를 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))로 감마 변환(22)하고,

- 상기 제 2 포화도 제어된 RGB 이미지 신호((Rs", Gs", Bs"))를 상기 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))로 변환(24)하는 것(도 14b)에 의해 상기 제 1 예측된 이미지 신호((Ys", Rs"-Ys", Bs"-Ys"))를 예측하는 것을 특징으로 하는, 휘도 제어 장치(11).
제 7 항에 있어서,

상기 제 2 처리 스트림(16)은:

제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))를 예측하기 위한 제 2 예측 수단(16a)을 포함하고(도 14c),

상기 제 2 예측 수단은:

- 상기 원 이미지 신호((Y', R'-Y', B'-Y'))를 적색(R'), 녹색(G') 및 청색(B') 컬러 성분을 갖는 제 1 RGB 이미지 신호((R', G', B'))로 변환(26)하고,

- 상기 제 1 RGB 이미지 신호(R', G', B')를 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))로 감마 변환(28)하고,

- 상기 제 2 RGB 이미지 신호((R", G", B"))를 상기 제 2 예측된 이미지 신호((Yl", Rl"-Yl", Bl"-Yl"))로 변환(30)하는 것(도 14c)에 의해 상기 제 2 예측된 이미지 신호를 예측하는 것을 특징으로 하는, 휘도 제어 장치(11).
제 7 항에 있어서, 상기 보정 인자(Yl"/Ys")를 적용하기 위한 상기 오퍼레이터 수단(19)은 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 청구된 방법 단계들을 실행하도록 적용되는 것을 특징으로 하는, 휘도 제어 장치(11).
제 7 항에 있어서,

상기 휘도 제어 장치(11)는 이미징 시스템(1)(도 1)에 의해 형성되고,

상기 이미징 시스템은:

이미지(3)를 등록하고, 상기 원 이미지 신호(4)를 제공하기 위한 등록기 수단(2),

상기 원 이미지 신호(4)를 코딩(6), 전달(7) 및 디코딩(8)하기 위한 전달 수단(5), 및

상기 원 이미지 신호(4)를 수신하고, 디스플레이 신호(10)에 의해 상기 이미지(3)를 디스플레이하기 위한 디스플레이 수단(9)을 포함하는, 휘도 제어 장치(11).
제 7 항에 있어서,

상기 휘도 제어 장치(11)는, 상기 원 이미지 신호(4)의 형태로 이미지(3)를 수신하고 디스플레이 신호(10)에 의해 상기 이미지(3)를 디스플레이하기 위한 디스 플레이 수단(9)에 의해 형성되고,

특히, 상기 휘도 제어 장치(11)는 LCD 디스플레이, 특히, 컴퓨터 LCD 디스플레이로서 형성되는, 휘도 제어 장치(11).
제 7 항에 있어서,

상기 휘도 제어 장치(11)는, 상기 원 이미지 신호(4)의 형태로 이미지(3)를 수신하고, 디스플레이 신호(10)에 의해 상기 이미지(3)를 디스플레이하기 위한 디스플레이 수단(9)에 의해 형성되고,

특히, 상기 제어 장치(11)는 프린터, 특히, 컴퓨터용 프린터로서 형성되는, 휘도 제어 장치(11).
컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린터 시스템에 의해 판독가능한 매체 상에 저장할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

상기 제품이 상기 컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린터 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린터 시스템은 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 청구된 방법을 실행하도록 유도하는 소프트웨어 코드 섹션을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
제 14 항에 청구된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행 및/또는 저장하기 위한 컴퓨팅, 이미징 및/또는 프린터 시스템 및/또는 반도체 디바이스 및/또는 저장 매체.