KR20070032999A - 컬러 포화 제어된 컬러 이미지에서의 컬러 최대값의 유지 - Google Patents

Abstract

비선형 신호 영역에서 종래의 컬러 포화 제어(CSC)는 과장되고 부자연스러운 외관 컬러(look color)를 야기할 수 있다. 본 발명은, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어(17)하는 이미지 신호 처리 방법(30A, 30B)으로서, 포화 복구(10)에서 포화 제어된 이미지 신호{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}에 이득 값(27)을 적용하여 출력 신호{(Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}를 생성하는 단계를 포함하는 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법을 제안한다. 상기 이득 값(27)은 상기 입력 신호에서 컬러의 최대 값이 상기 출력 신호{(Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}에서 유지되도록 결정된다. 이에 의해 특히 3D 컬러 공간의 대칭성이 바람직하게는 포화를 증가시킬 때 적어도 3원색(R,G,B)의 최대 값을 제어함으로써 유지된다. 바람직한 구성에서 포화 제어된 색차 이미지 신호{satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}는 증가된 포화의 RGB 측정을 획득하기 위해 RGB 영역으로 변환된다. 또한 색차 입력 이미지 신호(R'-Y', B'-Y')는 오리지널 포화 레벨을 분석하기 위해 변환된다. 이에 기초하여 제 1 (RGBmaxsat') 및 제 2 (RGBmax') 컬러 최대값이 결정되며 이는 이득 값(27)을 결정하는데 사용된다.

Description

컬러 포화 제어된 컬러 이미지에서의 컬러 최대값의 유지{MAINTENANCE OF COLOR MAXIMUM VALUES IN A COLOR SATURATION CONTROLLED COLOR IMAGE}

본 발명은 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법 및 해당 이미지 신호 처리 디바이스, 장치, 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

현재 이미지 신호 처리 기술은 통상적으로 비정상 또는 과장된 이미지 파라미터를 회피하기 위해 이미지 신호 처리시에 이미지의 색상(hue)이나 포화(saturation : 채도) 또는 밝기(lightness : 명도)를 제어하기 위해 특정 제어 수단을 적용하여야 한다. 컬러 디스플레이 디바이스에서, 디스플레이되는 이미지의 컬러의 포화는 포화 제어에 의하여 증가될 수 있다. 현재 텔레비전 세트 및 이미지를 처리하는 다른 장치에서 유저 컬러 포화는 이미지를 포착하는 카메라에 내재하는 카메라 변환으로 인해 비선형 신호 영역에서 수행된다. 이 비선형 카메라 신호는 포화의 증가시 일부 컬러, 특히 청색과 적색은 과장되게 디스플레이되게 하고 또 일부 컬러, 즉 황색은 부족하게 디스플레이되게 하는 이유이다.

종래 기술에서 예를 들어 EP 0 920 196 A2의 동적 제어 또는 WO 02/085 037 A1의 콘트라스트(contrast) 제어와 같이 제공된 해법은 다른 관점에 초점을 맞춘 것이어서 전술된 문제를 회피하는데 불충분하다.

특히 WO 2004/008778 A1에는 디스플레이 디바이스를 위한 화상 처리 방법이 기술되어 있으며, 여기서 입력 화상 신호는 비선형 방식으로 처리된다. 이 처리는 출력 신호의 클립핑(clipping)을 제한하거나 일부 경우에는 회피하는 역할을 할 수 있다. 이것은 클립핑이 아직 일어나지 않는 최대 레벨까지 포화를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 것 중에서 특히 이 최대 포화 레벨을 결정하는데 색상 값(hue value)이 이용된다. 이에 의해 출력 화상 신호의 컬러 포화는 고 포화 레벨을 보여주는 화상 영역에 대한 것보다 낮은 포화 레벨을 보여주는 화상 영역에 대해 더 많이 컬러 포화가 증가하기 때문에 화상 디테일(picture details)의 손실을 회피하는 방식으로 제어될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 컬러의 과포화를 확실히 막지 못하고 일부 경우에만 고려되는데, 이는 색상이 대략적(roughly)으로만 결정되고 또한 휘도가 최대 포화 레벨을 결정하는데 사용되기 때문이다. 이것은 전술된 과장되고 부자연스러운 가시적 컬러 효과를 초래할 수 있다.

EP 1 383 341 A2에서 이미지의 컬러를 적응적으로 개선하는 방법 및 장치가 제공된다. 이 방법은 제 1 컬러 공간에서 제공되는 입력 이미지를 제 2 컬러 공간의 이미지로 변환하는 단계와 입력 이미지의 특성에 기초하여 포화 기능을 결정하는 단계를 포함한다. 그러나, 이 결정하는 단계는 입력 이미지의 컬러 신호로부터 입력 이미지의 평균 포화를 추출하는 단계와 이 평균 포화에 기초하여 변수를 결정하는 포화 개선 함수를 결정하는 단계를 포함한다. 실제로, 이것은 원하는 평균 레벨이 화상의 평균의 측정과 비교해서 설정된다는 것을 의미한다. 화상의 평균이 원하는 평균 레벨보다 더 낮은 경우 컬러 포화의 증가가 초래될 수 있다. 화상의 평 균이 원하는 평균 레벨보다 더 높은 경우, 컬러 포화의 감소가 초래될 수 있다. 이 방법은 이미지의 컬러 특성을 개선하는데 상당히 성공적이지만 또한 컬러의 과포화가 엄격히 방지되지 않기 때문에 상당한 수의 경우에서 실패할 수 있다. 전술된 내용은 자동 포화 제어가 적용될 때는 잘 동작될 수 있지만 유저 제어된 포화가 적용될 때에는 다시 과장되고 부자연스러운 가시적 컬러가 엄격히 방지되지 않기 때문에 발생할 수 있다.

따라서, 과장되고 부자연스러운 외관 컬러가 종래의 컬러 포화 제어의 고 포화 레벨의 경우에도 엄격히 방지되는 개념이 제공되는 것이 바람직하다. 특히, 적색(red)과 자홍색(magenta) 부근의 과장된 컬러가 방지되어야 하며 황색(yellow) 부근의 컬러가 개선되어야 한다.

이것으로 본 발명이 안출되었으며, 따라서 본 발명의 목적은 디스플레이될 이미지에 대한 포화 제어를 변경하는 것으로 인해 야기되는 과장되고 부자연스러운 가시적 컬러를 효과적이고 신뢰성있게 방지하는 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법 및 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 방법에 따라 본 목적은, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법으로서,

- 입력 이미지 신호를 제공하는 단계와,

- 상기 입력 이미지 신호에 포화 제어를 적용하여 포화 제어된 이미지 신호를 생성하는 단계와,

- 컬러 복구에서 상기 포화 제어된 이미지 신호에 이득 값을 적용하여 출력 신호를 생성하는 단계

를 포함하며,

- 상기 이득 값은 상기 입력 신호에 있는 컬러의 최대값이 상기 출력 신호에서 유지되도록 결정되는,

이미지 신호 처리 방법에 의해 달성된다.

본 발명은, 컬러의 최대값, 즉 전체범위(gamut)의 경계 컬러의 최대 RGB 값이 포화 제어가 이득 값에 의하여 수정되는 경우에만 포화 제어 전과 후에 동일하게 유지될 수 있다는 것을 이해하였다. 본 발명이 제안하는 주요 개념은 입력 신호에 있는 컬러의 최대값이 출력 신호에서 엄격히 유지되도록 상기 이득 값을 결정한다는 것이다. 그 결과 특히 또한 디스플레이의 출력에서 대응하는 원색(primary color)의 최대 광 출력이 엄격히 유지된다. 본 발명은 컬러 전체범위의 경계와 컬러 전체범위의 중심 사이에 있는 컬러들은 오리지널 포화 제어된 파라미터에 따라 적응될 수는 있으나 반드시 적응되는 것은 아니라는 것을 또한 포함할 수 있다. 컬러 전체범위의 경계와 중심 사이에 있는 컬러들은 포화 제어 파라미터와 바람직하게 적응된 이득값, 예를 들어 본 발명에 따라 경계 컬러의 이득값 이하의 적응된 이득 값에 따라 또한 적응될 수 있다. 적절한 보간이 수행될 수 있다. 어느 경우이든 입력 신호에 있는 컬러의 최대 값, 즉 컬러 범위의 경계 컬러의 값은 포화 제어의 전과 후에서 동일하다.

평범한 조치에 비해, 여러 가지 잇점이 이 주요 개념에 의해 달성된다. 고유한 이득 값이 관련된 모든 컬러에 적용되고 이로 컬러 값이 대칭적으로 적응될 수 있다는 것이 이 개념으로부터 바로 자명하다. 이것은 제안된 방법이 심지어 증가하는 컬러 포화의 제어시에도 3D 컬러 공간에 대칭을 유지할 수 있다는 것을 의미한다. 컬러의 최대 값이 완전히 유지되기 때문에 3D 컬러 공간의 대칭성이 또한 완전히 유지된다. 이 인식(perception) 관점으로부터 이러한 소위 "동일한 컬러 최대 값 방법"은 모든 컬러에 매우 자연스럽고 동시적인 변화를 주어 매우 균형있고 풍부한 컬러의 재생을 생성한다. 이에 비하여, 종래의 컬러 포화 제어 방법은 여전히 과장되고 부자연스러운 청색(blue), 적색(red) 및 자홍색(magenta) 컬러와 불량한 황색(yellow) 컬러를 야기할 수 있다. 나아가, 종래 방법에서의 불량한 녹색과 청록색 및 매우 불량한 황색 컬러의 재생이 방지되고 이 대신에 모든 컬러의 매우 잘 균형잡힌 디스플레이가 입력 신호의 컬러의 최대 값을 유지하고 3D 컬러 공간의 대칭을 유지하는 것에 의해 가능하다.

특히 디스플레이를 위한 투자 및 개발은 남아돌며, 이는 통상 더 우수한 (예를 들어 황색) 컬러 재생을 획득하기 위하여 다른 또는 여분의 원색을 갖는 디스플레이를 위한 포화 또는 다른 동작의 변화 량을 제한하도록 여러 가지 다른 종류의 조치(measures)를 제공하여야 한다. 특히 EP 1 383 341 A2에 개시된 바와 같이 Lab, CbCr, HSV 등과 같은 컬러 파라미터를 적용하는 경우는 너무 많다. 비록 다소 복잡한 개념이기는 하지만, EP 1 383 341 A2의 내용은 단순히 자동 포화 제어로 동작할 수 있다. 그러나, 본 발명은 유저 제어된 포화의 경우에도 유리하게 동작할 수 있다. 이것은 어느 경우이든 입력 신호의 컬러의 최대 값이 출력 신호에도 엄격히 유지되기 때문이다. 그 결과 본 발명은 특히 종래의 컬러 포화 제어 방법에 비해 개선된 대안으로서 이해될 수 있다.

또한 본 발명의 개념은 종속 청구항에 더 서술된 본 발명의 진전된 구성에 따라 플렉시블하게 적용될 수 있다.

본 발명은 LCD 응용, 카메라, 컴퓨터 응용 및 컬러 프린터 및 컴퓨터 소프트웨어 응용 뿐만 아니라 현대 플라즈마 디스플레이 패널에 적합하다.

특히 이득값은 이득 값과 포화 제어된 이미지 신호를 곱함으로써 적용된다.

특정 바람직한 구성에서 최대값은 입력 신호에서 동일한 최대 입력 값을 가지는 모든 컬러에 대해 유지된다. 구체적으로 이것은 하나 이상의 선택된 기준 컬러의 최대 값에 대해 그러하다. 구체적으로 바람직한 구성에서 하나 이상의 선택된 기준 컬러는 적어도 3원색을 포함한다. 일반적으로 하나 이상의 선택된 기준 컬러는 임의의 종류의 컬러를 포함할 수 있으나, 현재 응용을 위하여 선택된 기준 컬러는 적어도 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue)을 포함한다. 다시 말해, 전술된 개념의 잇점은 바람직하게는 포화를 증가시킬 때 3원색의 최대값을 제어함으로써 가장 잘 실현된다.

더 진전된 구성에서, 또한 적어도 3개의 현재 컬러는 하나 이상의 선택된 기준 컬러, 특히 황색(yellow), 자홍색(magenta) 및 청록색(blue)으로 구성될 수 있다. 기준 컬러를 선택하는 특정 유리한 방식은 상세한 설명의 부록(Appendix)에 서술된다.

특정 바람직한 구성에서 컬러 복구는,

제 1 처리 흐름에서,

- 상기 포화 제어된 이미지 신호를 포화 제어된 RGB 이미지 신호로 변환하는 단계와,

- 포화 제어된 RGB 이미지 신호로부터 제 1 최대값을 결정하는 단계

를 더 포함하며,

제 2 처리 흐름에서

- 상기 입력 이미지 신호를 RGB 이미지 신호로 변환하는 단계와,

- 상기 RGB 이미지 신호로부터 제 2 최대값을 결정하는 단계

를 더 포함한다.

이를 위해, 포화 증가 후에 색차 신호는 RGB 영역으로 변환되며 이로 증가된 포화의 "RGB 측정"을 얻게 한다. 나아가, 또한 오리지널 색차 신호는 RGB 영역으로 변환되며 이로 "오리지널 포화 레벨"을 분석하게 한다. 그러므로, 새로운 개념의 방법은 또한 "EqualRGBmax 컬러 포화 방법"이라고도 언급될 것이다.

그 결과, 바람직한 구성은 일반적으로 제 1 최대 값 및/또는 제 2 최대값으로부터 이득 값을 결정하는 단계를 포함한다. 즉, 이득 값의 형태인 수정 계수(correction factor)는 포화 증가 후 색차 신호에 대해 결정된다. 다시 말해, 이득 값은 포화 증가시 전술된 "RGB 측정"과 전술된 "오리지널 포화 레벨"에 기초하여 결정된다.

그러한 측정은, 예를 들어, 휘도 신호가 연산을 위해 사용되고 3D 공간의 원추 형상에 대한 보상이 전혀 제공되지 않는 WO 2004/00878 A1의 내용과는 대비되는 것이다.

진전된 구성은 구체적으로 RGB 컬러 공간에 대해 적용되었다. 여기서, 간략화된 구성에서 이득값은 제 2 및 제 1 최대값의 몫(quotient)에 의해 영향을 받는다. 본 발명의 개념은 구체적으로 HSV 컬러 공간(색상 포화 값)에도 또한 적용될 수 있으며, 이는 컴퓨터 소프트웨어 응용에 유리하게 사용된다.

이 경우에, 이득 값은 제 2 최대값과 제 1 최대값의 몫에 의해 바람직하게 결정된다. 특정 바람직한 제 2 실시예가 상세한 설명에서 도 11을 참조하여 설명된다.

특히 더 진전된 구성에서 RGB 컬러 공간에 대해, 본 방법은 참 포화(true saturation)의 측정에 의하여 이득 값을 더 결정하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 이 이득값을 결정하는 단계는, 또한,

- RGB 이미지 신호로부터 최소 컬러 값을 검출하는 단계와,

- 최대 컬러 값과 최소 컬러 값으로부터 참 포화 파라미터를 연산하는 단계

를 더 포함한다.

가장 바람직하게는, 참 포화의 측정은 RGB 이미지 신호로부터 제 2 최대값과 최소값 사이의 차(difference)를 제공한다. 구체적으로, 참 포화의 상기 측정값은 제 2 최대값에 의해 분할될 수 있다. 제 1 실시예의 특정 바람직한 상세 사항은 수식 8과 수식 11 및 도 6을 참조하여 상세한 설명에서 기술된다.

유리하게는 이들 측정에 의해 모든 컬러 대칭 증가에 대한 비율이 포화 제어의 함수로서 제공된다.

더 바람직한 구성에 따라 이득 값은 제 2 및 제 1 최대값의 비교, 구체적으로 몫을 제공한다. 특정 바람직한 제 1 실시예는 수식 10과 도 6을 참조하여 상세한 설명에서 제공된다. 구체적으로 상기 몫은 전술된 바와 같이 참 포화 파라미터에 곱해질 수 있다. 컬러 포화 제어의 함수로서 제 1 실시예에 따른 최종 이득값은 상세한 설명에서 수식 11에 제공된다.

본 발명의 바람직한 제 1 측면에 따라 바람직하게는 제 2 최대값의 평균은 제 2 최대값 대신에 사용되어 이득값을 결정한다. 구체적으로 이득값을 결정하는 단계는 전술된 제 2 최대값으로부터 평균 값을 연산하는 단계를 더 포함한다. 바람직한 실시예는 도 6 및 수식 9 및 수식 14를 참조하여 상세한 설명에 기술된다.

제 1 측면의 바람직한 상세 구성에서 전술된 바와 같이 선택된 기준 컬러의 하나 이상의 최대값으로부터 평균이 결정된다. 특정 바람직한 실시예는 수식 9를 참조하여 기술된다. 구체적으로 하나 이상의 선택된 컬러는 교차 라인의 시퀀스에 의하여 컬러 전체범위에서 선택된다. 구체적으로 교차 라인은 원색(primary colors) 및/또는 보색(complementary colors) 사이에서 교차한다. 평균을 위한 바람직한 경계 컬러를 찾는 특정 유리한 방식은 상세한 설명에서 부록(Appendix)을 참조하여 기술된다. 바람직하게는 최대 30 내지 70개의 경계 컬러, 즉 바람직한 종류의 전체범위에서 컬러의 최대 컬러 값이 매우 우수한 결과를 얻기 위해 연산될 수 있다. 이 전자의 상세 구성은 도 2를 참조하여 상세한 설명의 2절(section 2)에서 기술된 바와 같이 한정된 카메라 감마(camera gamma)의 경우에 적용될 수 있다. 이 후자의 보다 간단한 구성은 도 5를 참조하여 상세한 설명의 3절에서 기술된 바와 같이 미지의 카메라 감마의 경우에 선호될 수 있다.

제 1 측면의 더 간단하고 여전히 바람직한 구성에서 임의의 기준 컬러의 하나 이상의 최대 값으로부터 평균이 또한 결정될 수 있다. 특정 바람직한 실시예는 수식 14를 참조하여 설명된다.

본 발명의 바람직한 제 2 측면에 따라 본 방법은 제 2 최대값의 평균을 제한(limiting)하는 단계를 또한 포함한다. 특히 이 제한하는 단계는 포화 제어의 조정에 의하여 및/또는 임의의 기준 컬러의 하나 이상의 최대값의 함수로서 적용된다. 특정 바람직한 실시예는 상세한 설명의 수식 15 및 4절을 참조하여 기술된다. 평균을 제한하는 것은 제 2 측면이 디스플레이 타입에 따라 적용될 수 있으므로 특히 바람직하다. 적절히 제한하는 룩업 테이블(LUT)이 한편으로 음극선관(CRT) 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)에 대해 선택될 수 있다. 다른 한편으로 다른 제한하는 룩업 테이블(LUT)이 액정 디스플레이(LCD) 또는 디지털 방식으로 저장되거나 프린트되는 화상(DIG)의 경우에 제공될 수 있다. 바람직하게는 후자는 전자보다 더 낮은 출력 값을 가지는데 이는 LCD 또는 DIG 디바이스가 CRT 또는 PDP 디바이스에 비해 제한된 밝기 값(lightness values)을 가지기 때문이다.

전술된 본 방법과 그 진전된 구성은 임의의 바람직한 종류의 디지털 회로로 구현될 수 있으며 이에 의해 디지털 회로와 연관된 잇점이 얻어질 수 있다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛은 도면에 도시되거나 상세한 설명에 서술되거나 청구범위에 언급된 여러 수단의 기능을 수행할 수 있다.

그 결과, 장치에 대해, 본 발명은 또한 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 디바이스로서,

- 입력 이미지 신호를 제공하는 수단과,

- 상기 입력 이미지 신호에 포화 제어를 적용하여 포화 제어된 이미지 신호를 생성하는 수단과,

- 상기 포화 제어된 이미지 신호에 이득 값을 적용하여 출력 신호를 생성하는 컬러 복구 수단과,

- 입력 신호에 있는 컬러의 최대 값이 출력 신호에서 유지되도록 상기 이득 값을 결정하는 수단

을 포함하는, 이미지 신호 처리 디바이스에 관한 것이다.

본 장치의 바람직한 실시예는 상세한 설명의 도 6 및 도 11로부터 또한 취해질 수 있다. 구체적으로, 본 장치에 대해, 본 발명은, 또한, 디스플레이와, 전술된 바와 같은 방법을 수행하도록 적용된 이미지 신호 처리 디바이스를 포함하는 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 디스플레이는 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)로 이루어지는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 전술된 종류의 디스플레이는 구체적으로 카메라 또는 특히 컴퓨터나 텔레비전을 위한 모니터 형태로 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램 제품으로서 이 제품이 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행될 때 컴퓨팅 디바이스가 전술된 바와 같은 방법을 수행하도록 하는 소프트웨어 코드 부분을 포함하는 컴퓨팅 디바이스에 의해 판독가능한 매체 상에 저장 가능한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 소프트웨어 코드 부분의 바람직한 구성은 전술된 바와 같이 평균을 결정하고 평균을 제한하기 위해 제 2 최대값의 평균을 연산하도록 적응된다.

본 발명은 또한 전술된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행 및/또는 저장하는 컴퓨팅 및/또는 저장 디바이스에 관한 것이다. 특정 바람직한 컴퓨팅 디바이스는 평균을 결정하기 위해 제 2 최대 값의 전술된 평균 연산을 수행하고 전술된 바와 같이 이 평균을 제한하도록 적응된다.

본 발명의 이들 및 다른 측면은 이후 기술되는 바람직한 상세한 설명을 참조하여 명백하고 명료하게 설명될 것이다. 물론, 본 발명을 기술하기 위해 성분이나 방법의 생각할 수 있는 모든 구성을 기술하는 것은 가능하지 않으나 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 많은 다른 결합이나 치환이 가능하다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

통상적으로 전술된 기술들은 텔레비전 세트나 디지털 스틸 및 비디오 카메라에 적용된다. 본 발명이 특정 용도를 가지고 디스플레이와 연관되어 기술될 것이지만, 본 발명의 개념은 또한 컬러 이미지를 출력하는 다른 형태의 출력 디바이스에도 동작가능하다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 개념은 또한 컬러 프린터 또는 많은 컴퓨터 응용에도 적용될 수 있을 것이다.

한편, 이미지 신호 처리는 가전 전자제품, 특히 또한 디지털 가전 장치 및 모든 종류의 오디오 및 비디오 프론트 엔드 및 다른 종류의 정보 및 엔터테인먼트 제품의 관련 부분이 되었다. 그러한 기술은 대부분의 PC 컬러 모니터가 TV 세트와 동일한 컬러 전체범위와 비선형 전달 함수를 가지므로 화상 편집을 위해 컴퓨터 소프트웨어로 구현되는데, 그 이유는 가전 전자 제품과 컴퓨터 전자 제품이 점점 더 서로 연결되기 때문이다.

본 발명을 보다 완전히 이해하기 위해, 본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.

도 1은 EqualRGBmax 컬러 포화 제어의 위치를 개략적으로 도시하는 도면.

도 2는 1/2.3의 카메라 감마와 1.4의 포화 제어 후에 30개의 바람직한 경계 기준 컬러의 RGBmaxsat' 값의 그래프를 도시하는 도면.

도 3은 지수함수적 카메라 감마에 대한 f(RGBmax)와 f(sat) 함수로서 도 2의 30개의 경계 기준 컬러의 AverageRGBmax 곡선의 그래프를 도시하는 도면.

도 4는 1.2의 포화 제어에서 바람직한 컬러 바 테스트 화상(color bar test picture)에 대해 UCS1976 및 EqualRGBmax 컬러 포화 제어의 색차 분석을 설명하는 3D-그래프의 프로젝션(projection)을 도시하는 도면.

도 5는 임의의 컬러(C)의 AverageRGBmax 값의 연산을 설명하는 3D-그래프의 프로젝션을 도시하는 도면.

도 6은 컬러 포화 제어의 함수로서 EqualRGBmax 방법의 제 1 바람직한 실시예의 흐름도.

도 7은 1.0 내지 2.0의 컬러 포화 제어의 함수로서 연산된 AverageRGBmax' 값을 1.067의 최대값으로 제한하는 것을 설명하는 AverageRGBmax 곡선의 제 1 그래 프를 도시하는 도면.

도 8은 1.0 내지 2.0의 컬러 포화 제어의 함수로서 연산된 AverageRGBmax' 값을 1.0의 최대값으로 제한하는 것을 설명하는 AverageRGBmax 곡선의 제 2 그래프를 도시하는 도면.

도 9는 좌측에는 테스트 데이터의 3D 그래프의 프로젝션(데이터의 측면 프로젝션은 UCS1976에서 종래의 포화 제어 방법으로부터 생긴 것임) 및 우측에는 색차 컬러 공간의 프로젝션(데이터의 측면 프로젝션은 다른 파라미터가 좌측에서와 아주 동일한 상태에서 EqualRGBmax 컬러 포화 제어 방법의 바람직한 실시예로부터 생긴 것임)을 도시하는 도면.

도 10은 좌측에는 도 9에서와 같이 디스플레이 후에 테스트 데이터의 3D 그래프의 프로젝션(이는 종래의 포화 제어 방법으로부터 생긴 것임) 및 우측에는 도 9에서와 같이 디스플레이 후 색차 컬러 공간의 프로젝션(이는 EqualRGBmax 포화 제어 방법의 바람직한 실시예로부터 생긴 것임)을 도시하는 도면.

도 11은 구체적으로 HSV 포화 제어에 대한 다른 대안을 형성하는 컬러 포화 제어의 함수로서 EqualRGBmax 방법의 바람직하고 변형된 제 2 실시예의 흐름도.

도 12는 좌측에는 테스트 데이터의 3D 그래프(이는 종래의 HSV 포화 제어 방법으로부터 생긴 것임)와 우측에는 색차 컬러 공간의 프로젝션(이는 EqualRGBmax 방법의 제 2 바람직하고 변형된 실시예로부터 생긴 것임)을 도시하는 도면.

도 13은 디바이더(divider)를 가지고(실선 곡선) 그리고 디바이더 없이(점선 곡선) RGBsat'를 사용할 때 EqualRGBmax 방법의 제 1 바람직한 실시예에 따라 Ro', Go' 또는 Bo' 경계 컬러의 최대값의 제 1 그래프를 도시하는 도면.

도 14는 도 2의 바람직한 기준 점의 연산을 설명하는 도면.

도 15는 도 14와 도 2의 바람직한 기준점의 수를 도시하는 도면.

도입

증가된 컬러 포화 제어(즉, 포화 값 "sat"은 1보다 더 크다)에서 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 디스플레이 장치(3)(TV 세트, 모니터, 프린터, 컴퓨터, 오디오/비디오 응용장치)의 출력에서 이미지 또는 장면(13)에서 컬러 최대값을 유지하기 위한 여러 방법(도 6a에서 30A 및 도 11에서 30B)이 기술된다.

디스플레이 장치(3), 예를 들어 텔레비전 세트 또는 디지털 스틸 및 비디오 카메라 또는 많은 컴퓨터 응용장치 또는 프린터에서 컬러 포화 제어(CSC)는 바람직하게는 비디오 또는 스틸 화상을 기록하는 카메라(1)에서 오리지널 이미지 신호의 비선형 변환 후에 비선형 신호 영역에서 실행된다. 그러한 비선형 변환은 통상적으로 신호에 비선형 전달함수를 적용함으로써 수행되며 이는 "감마(gamma)" 또는 역 비선형 전달 함수의 경우에 종종 "역감마(degamma)"라고 간단히 언급될 수 있다. 도 1에 도시된 디스플레이 수단(11)의 비선형 감마와 함께 바람직하게는 1보다 큰 컬러 포화의 증가가 의도된다.

이 비선형 카메라 신호는 증가하는 포화 제어가 디스플레이시 과장된 컬러, 특별히 청색(blue), 적색(red) 및 자홍색(magenta) 컬러를 초래하는 이유이다. 예를 들어, 청색 컬러는 황색(yellow) 컬러에 비해 9의 계수로 과장될 수 있다. 반대 로, 종래의 컬러 포화 제어의 증가는 녹색과 자홍색 컬러의 불충분한 증가 뿐만 아니라 매우 불량한 황색 컬러의 재생을 제공한다.

디스플레이 장치(3)의 컬러 포화 제어(CSC)(5)의 위치는 도 1에 따른다. 여기에서 3개의 주요 부분(1,2,3)으로 구성되는 텔레비전 시스템의 기본적인 다이아그램이 도시된다. 상부에는 카메라(1)와 전달 매체(2)가 도시되며 하부에는 CRT(음극선관) 또는 다른 종류의 디스플레이 수단(11){플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 또는 액정 디스플레이(LCD)}을 갖는 텔레비전 디스플레이 형태인 디스플레이 장치(3)가 도시된다.

통상적으로 장면은 RGB(적색-녹색-청색) 또는 다른 종류의 컬러 배열을 가지는 단일 감광 영역 이미지 센서와 렌즈를 통해 카메라(1)에 의해 기록된다. 그 다음에 RGB 신호는 EBU(European Broadcasting Unit)표준 또는 HDTV(High Definition Television) 표준과 같은 원하는 텔레비전 표준에 카메라의 컬러 전체범위를 맞추기 위한 3x3 카메라 매트릭스에 제공된다.

매트릭스 후에 카메라 감마가 적용된다. 이 카메라 감마는 디스플레이 장치(3)의 마지막 부분에서 디스플레이 수단(11)(CRT, PDP, LCD)의 비선형 전달을 보상하도록 의도된다.

마지막으로 카메라(1)에서 R'G'B 신호는 휘도 신호(Y') 및 색차 신호(R'-Y' 및 B'-Y')로 변환되며, 이들은 디스플레이 장치(3)에 대한 입력 신호를 형성한다. 카메라(1)에 대한 다른 대안으로서, 입력 신호(Y', R'-Y', B'-Y')는 또한 임의의 다른 적절한 방식으로 제공될 수 있다.

변환 후에, DC 레벨을 휘도 신호(Luma signal)(Y')에 추가함으로써 블랙 레벨이 조정될 수 있다. 이 포화는 색차 신호를 적절한 계수와 곱셈함으로써 조정될 수 있으며, 이는 도면에서 "sat"로 표시될 것이다.

전달 매체(2) 전에 코더(coder)가 적용될 수 있으며 이후 디코더가 적용될 수 있다. 코더와 디코더의 타입은 전달 매체(2)의 타입에 따라 좌우될 수 있다.

디스플레이(3)는 먼저 휘도 신호(Y')에 블랙 레벨 제어를 제공하며 색차 신호(R'-Y', B'-Y')에 컬러 포화 제어(CSC)(5)를 제공한다. 그 다음에는, 이 신호는 다시 변환(7)에 의해 다시 R',G', B' 신호로 변환된다.

디스플레이(3)의 컬러 전체범위가 카메라(EBU 또는 HDTV)의 전체범위와 대응하지 않는다면, 3x3 디스플레이 매트릭스(9)가 컬러 재생 에러를 최소화하기 위해 적용될 수 있다.

마지막으로, 감마 전달 특성을 통해 카메라(1)에 의해 기록된 장면(13)을 보여주는 디스플레이 수단(11)이 있다. 감마의 적절한 선택은 특정 응용때까지 유보될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 여기서, 이 문맥에서, 2.3의 CRT 감마가 사용된다. CRT 이외에 LCD(Liquid Crystal Display) 및 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 다른 디스플레이 수단(11)이 적용되는 것도 가능하다.

일반적으로 관련성이 있을 수 있는 프린터에 있어, 대부분의 프린터는 RGB 표준을 채용하고 있으며 그리하여 통상보다 약간 더 낮은 지수를 갖는 감마, 예를 들어 블랙 근처에서 참 지수함수 곡선(truly exponential curve)을 가지는 것보다 더 적은 이득을 갖는 감마가 프린트 전에 화상, 예를 들어 선형 컬러 바(linear color bar)에 적용된다. PC 모니터 상에 적절히 디스플레이 하기 위해 또한 통상보다 약간 더 낮은 지수를 갖는 감마가 바람직할 수 있다. 그렇지 않으면 통상 프린트된 도면은 모니터 상에서 볼 때 또는 프린트될 때 너무 어두워질 것이다.

1. 컬러 포화 제어의 함수로서 디스플레이 입력 및 출력에서 Equal RGBmax

명료하게 하기 위해 EqualRGBmax 컬러 포화 제어(CSC)(5)가 도 1의 TV 디스플레이 장치(3)에서 응용하기 위해 기술될 것이다. 그러나 이것은 이 EqualRGBmax 방법이 컬러 프린터 뿐만 아니라 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어 응용에서 디지털 스틸(still) 및 비디오 카메라에 사용될 수 있는 것을 제외하는 것은 아니다.

종래의 컬러 포화 제어는 다음 수식 1에 따라 (R'-Y') 및 (B'-Y') 색차 신호의 진폭을 증폭시킨다:

[수식 1]

(R-Y)' = sat x (R'- Y') 및

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

여기서 R' 및 B' 신호는 카메라 감마의 파워(power)에 대한 비선형 R 및 B 신호를 나타내며 Y' 신호는 다음 수식 2에 있는 바와 같이 미연방 통신 위원회(FCC) 가중치를 이용한 R'G'B' 신호의 합으로 나타낸다:

[수식 2]

이하에서는 본 발명의 제 1 바람직한 실시예(도 6에서 30A) 및 제 2 바람직 한 실시예(도 11에서 30B)에 따른 방법이 기술된다. 증가하는 컬러 포화 제어에서 3D 컬러 공간의 대칭성이 완전히 유지될 수 있다. 3개의 RGB 원색(primary colors)의 최대값은 3D 컬러 공간의 수직 크기(vertical dimension)로서 작용한다. 이 방법은 "EqualRGBmax 방법"이라고 언급될 것이다. 인식(perception) 관점으로부터 이 "EqualRGBmax 방법"은 모든 재생된 컬러에 자연스럽고 동시적인 변화를 주어 매우 잘 균형잡힌 컬러 증가를 야기한다. 이와 대조적으로 종래의 포화 제어 방법은 과장되고 부자연스러운 청색, 적색 및 자홍색 컬러와, 불량한 청록색과 녹색 컬러와 매우 불량한 황색 컬러의 재생을 야기할 것이다.

이하에서는 파라미터 "RGBmax"는 비선형 카메라 후의 3개의 R'G'B' 컬러의 최대 신호를 나타낸다. 파라미터 "RGBmaxsat"는 포화 제어 후에 3개의 Rs'Gs'Bs' 신호의 최대 신호를 나타낸다.

이 신호들은 도 2의 우측 상부의 처리 아이콘에 표시된다. EqualRGBmax 포화 제어 방법의 특정 특성은 카메라 감마 후에 동일한 RGBmax' 입력을 갖는 모든 경계 컬러가 컬러 포화 제어 후에 동일한 RGBmaxsat' 출력을 취할 수 있으며 그 결과 디스플레이 출력에서도 또한 동일한 출력을 취할 수 있다는 것이다. 경계와 중심인 백색 사이의 모든 컬러는 참 컬러 포화 파라미터 RGBsat'에 비례하는 RGBmaxsat' 진폭을 취할 것이다.

2. EqualRGBmax 포화 제어의 원리

이 2절(section 2)은 한정된 카메라 감마에 대한 EqualRGBmax 포화 제어 방 법의 바람직한 실시예에서 avrRGBmax 값(평균 RGB 컬러 최대값)을 연산하는 첫 번째 방법을 언급한다. EqualRGBmax 포화 제어의 기본의 제 1 설명은 1/2.3의 카메라 감마에 관한 것이고 경계 컬러만으로 시작한다. 1/2.3의 카메라 감마는 디스플레이와 카메라의 1의 전체 감마(unity overall gamma)를 얻기 위해 유리하게 선택되었다. 현존하는 디스플레이의 감마는 2.3이다. 나는 카메라와 디스플레이 감마가 정확히 상보적인 것이 어렵다는 것을 확인하였다. 통상적으로 전체 비선형 감마(overall non-linear gamma)는 존재한다. 그럼에도 불구하고, 여기에서 디스플레이의 출력에서 선형 광 출력이 달성되며, 이는 디스플레이의 광 출력의 비선형이 방지되었기 때문에 컬러 분석을 이해하기에 더 우수하게 만든다.

도 2의 우측 상부에는 종래의 포화 제어의 아이콘이 도시되어 있다. 카메라 감마 후에 그 최대값으로서 RGBmax'를 갖는 R'G'B' 신호와 포화 제어 후에 그 최대값으로서 RGBmaxsat'를 갖는 Rs'Gs'Bs' 신호가 표시된다. 도 2의 하부에는 30 개의 경계 기준 컬러의 RGBmaxsat' 값의 증가가 1.4로 포화 제어를 증가시킨 후에 두터운 실선 수직 라인(fat full vertical lines)에 의하여 도시된다. 이 30개의 입력 경계 기준 컬러는 포화 제어 전에 도 2의 아이콘에서 "ref"으로 표시된 기준으로 사용된다. 이들은 3D 색차 공간에서 레벨 4'에 따라 1.0볼트의 RGBmax' 값(또는 8비트 신호의 경우에 255)을 가진다. 좌측 하부에 있는 경계 컬러는 0도의 색상 각도(hue angle)로부터 시작하고 Ma-R-Ye-G-Cy-B(자홍색, 적색, 황색, 녹색, 청록색, 청색) 컬러로 이동하며 마지막으로 좌측 상부의 색차 평면에 바로 표시된 바와 같은 359도에서 종료한다. 0 내지 360도의 범위에서 또한 경계 기준 점(border reference points) 사이에 보간된 RGBmaxsat' 경계 컬러는 얇은 점선 수직 라인에 의하여 표시된다. 수평 영역에서 경계 컬러의 바람직한 선택의 기준 번호가 도시된다. 바람직한 선택을 찾는 바람직한 방식은 도 14 및 도 15를 참조하여 부록(Appendix)에서 상세히 기술된다.

2D 색차 평면에서, 제 2 원의 근사값에 따라 색차 감소 계수가 사용되며, 따라서 RFRcir2 = 0.8771 그리고 RFBcir2 = 0.7277이다.

도 2에서 RGBmaxsat'(16)의 전개는 청색 컬러(B)가 최대 진폭으로 되었고 인식 관점으로부터 매우 중요한 황색(Ye) 컬러가 최소 진폭으로 되었다는 것을 명확히 보여준다. 1.2의 수직 RGBmax' 값(8비트 신호에 대해 306)을 갖는 수평 라인(15)은 1/2.3의 카메라 감마 후에 1.4의 포화 제어에 대해 모두 30개의 경계 기준 컬러의 평균 RGBmax' 값을 나타낸다. 평균을 결정하기 위해 이러한 종류의 선택된 기준 컬러를 사용하는 것이 평균 RGBmax' 값을 연산하기 위한 첫 번째 방식이다.

이하에서는 전술된 바와 같은 EqualRGBmax 포화 제어 방법의 제 1 바람직한 실시예를 적용할 때, 도 2에서 모든 경계 컬러의 RGBmax 값이 수평 라인(15)으로 표시된 1.2의 평균 RGBmax' 값과 같게 될 것이다. 이하에서 평균 값은 avrRGBmax'라고 언급된다. 이 결과를 얻기 위해 포화 제어 후에 Rs'Gs'Bs' 신호는 도면과 청구범위에서 수직이득(verticalgain) 또는 이득 값(27)이라고 불리우는 수직 이득 파라미터와 곱해져야 한다:

수직 이득(verticalgain) = avrRGBmax'/RGBmaxsat'

이 이득값(27)은 제 2 바람직한 실시예에 따라 도 11에서 유닛(20B)에 의하여 그리고 제 1 바람직한 실시예에 따라 도 6에서 유닛(20A)에 의하여 결정된다.

Bs' = sat x (B'-Y') + Y'를 가지고, 이것은 예를 들어 청색 컬러(B)(B=1, R=G=0)에 대해 수직이득(verticalgain)=1.2/(sat x (B'-Y')+Y')=1.2/(1.4 x (1-0.114)+0.114) =1.2/1.354=0.886이며 그 결과 청색 컬러(B)의 진폭이 감쇠된다는 것을 의미한다. 황색 컬러(Ye)(R=G=1, B=0)에 대해, 이것은 수직이득=1.2/(sat x (R'-Y')+Y')=1.2(1.4 x (1-0.886)+0.886)=1.2/1.0456=1.1476이며 그 결과 황색 컬러(Ye)의 진폭이 증가된다는 것을 의미한다. Ye 컬러에 대해 R'=G'인 경우에 이것은 수직 이득의 연산에 이 둘 중 어느 것이 선택되는지는 중요치 않다.

0과 1.0 사이에 임의의 RGBmax' 값과, 1.0과 2.0 사이에 임의의 포화 제어에 대해 avrRGBmax' 값은 도 3을 참조하여 기술된 바와 같이 발견될 수 있다. 모든 곡선은 1/2.3의 지수를 갖는 지수함수적 카메라 감마 곡선이다. 진폭은 도 3의 우측에 포화 제어 열(column)의 함수로서 상이하다. 예를 들어 sat=1.7이라면, avrRGBmax'의 최대값은 1.35이고 대응하는 감마 곡선은 1.35 x RGBmax^γ이며, 여기서 γ는 1/2.3이다. 예를 들어 0.45의 RGBmax 입력을 갖는 경계 컬러에 대해 이것은

avrRGBmax' = 1.35 x 0.45^(1/2.3) = 1.35 x 0.707 = 0.95이 된다.

1.0볼트의 입력에서 1.0볼트의 출력을 가지는 임의의 카메라 감마 곡선의 경우에, 컬러 포화 제어의 함수로서 avrRGBmax' 값의 증폭은 도 3의 우측에 있는 테 이블에 도시된 것과 아주 동일하다는 것을 주의하여야 할 것이다. 이것은 또한 증명될 수 있으나 여기에는 도시되어 있지 않다.

3D 컬러 공간의 경계와 중심인 백색 사이에 있는 모든 컬러에 대해, 3절에서 수식 8의 소위 참 컬러 포화 파라미터(RGBsat')에 비례하는 수직이득을 얻는 것이 가능하다. 임의의 컬러의 수직 이득은 다음 수식 3과 같으며,

[수식 3]

여기서 RGBsat' 는 카메라 감마 후에 그리고 포화 제어 전에 측정되며 백색이나 회색 컬러에 대해서는 제로(0)이고 모든 경계 컬러에 대해서는 1이다.

수직이득의 더 크거나 더 작은 양을 얻기 위해 바람직하게는 특정 응용시에 선택될 수 있는 상수를 그 결과적인 수직 이득과 곱하는 것이 또한 가능하다.

도 4는 UCS1976에서 바람직한 컬러 바 테스트 화상과 1.2의 포화 제어에 대해 EqualRGBmax 포화 제어 방법의 바람직한 제 1 실시예를 사용하여 색차 컬러 공간의 측면 프로젝션을 도시한다. 이것은 상보적인 지수를 가지는 디스플레이 감마와 카메라를 위한 디스플레이 후 컬러 분석을 언급한다.

도 4로부터 B-R-Ma-G-Cy-Ye 경계 컬러에 대해 디스플레이 후 RGBmax" 값은 모두 1.1^2.3=1.25의 값이라는 것을 명백히 알 수 있다. 또한 중심에 있는 백색으로부터 경계 컬러 쪽으로 이동할 때, RGBsat' 파라미터에 비례하여 증가함을 알 수 있다. 이 경우에 물론 포화 제어 후에 그리고 디스플레이 전에 모든 경계 컬러의 RGBmax' 값이 동일하며, 그러나 1.2의 포화 제어에 대응하는 1.1의 값과 동일하다.

3. 임의의 컬러의 평균 RGBmax' 값의 연산

이 3절은 미지의 카메라 감마에 대해 EqualRGBmax 포화 제어 방법의 바람직한 실시예에서 avrRGBmax 값을 연산하는 두 번째 방법을 언급한다. 2절에서 첫 번째 방법에 따라 avrRGBmax' 값을 연산하는 것은 1.0 이상의 임의의 포화 제어 후에 30개의 경계 기준 점의 평균에 기초하여 수행되었다. 그러나, 3절의 두 번째 방법에 따르면, 황색과 청색 경계 컬러만으로 avrRGBmax' 값을 연산하는 것은 2절의 첫 번째 방법에 따라 주어진 30개의 경계 기준 컬러로 연산하는 것과 매우 동일한 결과를 제공하는 것으로 보인다. 이 두 번째 방법은 도 5의 도움으로 설명되는 바와 같이 임의의 컬러(C')의 avrRGBmax' 값을 찾는 것을 다소 쉽게 한다.

도 5의 상부에서 색차 컬러 평면은 임의의 카메라 컬러(C')의 위치를 보여준다. 도 5의 하부에서 컬러(C')는 수직 값으로서 RGBmax' 파라미터를 사용하여 색차 컬러 공간의 측면 프로젝션 내에 도시된다. RGBmax(C') 값은 컬러(C')를 결정하는 3개의 R'G'B' 신호의 최대값이다. 1.4의 임의의 포화 제어가 적용되었으며, 이 중 컬러(C')의 결과적인 컬러 재생은 도 5의 하부에 뿐만 아니라 상부에서 컬러(C')에서 시작하는 두터운 실선 화살표(fat full arrow)(18)에 의하여 도시되었다. 하부 측면 프로젝션에는 또한 컬러(C')의 RGBmax(C') 및 RGBmaxsat' 값이 도시되며, 이는 1.4의 컬러 포화 제어 전과 후에 각각의 결과이다.

컬러(C')의 RGBmax(C') 입력 값은 R=G=RGBmax(C') 및 B=0인 황색 컬러(Ye') 을 한정하고 R=G=0 및 B=RGBmax(C')에 따라 청색 컬러(B')를 한정하는데 사용된다. 이들 2개의 Ye' 및 B' 컬러는 측면 프로젝션에서 볼 수 있는 바와 같이 3D 색차 공간의 경계에 위치된다. 그 다음에 Ye' 및 B' 컬러는 임의의 컬러(C')와 동일한 1.4의 컬러 포화를 갖는다. 이것은 Ye' 및 B' 컬러의 RGBmax(C') 레벨에서 시작하는 두터운 실선 화살표(full arrow)(14)에 의하여 도 5의 하부 및 상부에 도시되어 있다. 그 다음에 두 경계 컬러의 평균 값이 연산되어 avrRGBsat' 값이 된다. 임의의 컬러(C')의 RGBsat' 파라미터를 연산함으로써 원하는 수직이득은 다음과 같이 발견될 수 있다:

수직이득=1+((avrRGBmax'/RGBmaxsat'-1)xRGBsat'

이것은 앞서 2절에 있는 수식 3과 아주 동일하다.

컬러(C')의 RGBmax(C') 값과 동일한 RGBmax' 값을 갖는 모든 컬러에 대해, 또한 Ye' 및 B' 컬러를 통해 연산된 avrRGBmax' 값은 동일하다는 것을 주의하여야 할 것이다. 그러나, RGBmaxsat' 및 RGBsat' 파라미터의 함수로서 RGBmax(C') 평면 상에 있는 모든 다른 컬러에 대한 수직이득은 동일한 avrRGBsat' 레벨을 얻기 위해 다를 수 있다.

3.1 제 1 바람직한 실시예에 따라 EqualRGBmax 포화 제어 방법

EqualRGBmax 방법은 동일한 RGBmax 입력 값을 가지는 컬러 평면에 있는 모든 컬러에 대해 디스플레이 전후에 컬러 포화 제어의 함수로서 RGBmax' 값을 유지하는 것으로 간주될 수 있다.

도 6에서 컬러 포화 제어의 함수로서 EqualRGBmax 방법의 제 1 바람직한 실시예의 블록도가 도시된다. 도 6의 도움으로 EqualRGBmax 방법의 제 1 실시예가 기술되며 수식 4 내지 수식 13 및 절차 9에 의하여 설명된다.

제 1 처리 흐름(23)에서 비선형 카메라 신호(휘도 Y') 및 색차 신호{(R'-Y') 및 (B'-Y')}는 입력 이미지 신호로서 포화 제어(CSC)(17)에 제공되며 포화 제어된 이미지 신호인 Y' 및 {sat x (R'-Y')} 및 {sat x (R' - Y')}으로 된다. 값이 1이면서 수정된 포화 제어를 갖는 휘도 및 색차 신호는 변환 유닛(19)에서 원색 신호로 변환되며 즉 제 2 처리 흐름(25)에서는 카메라의 R'G'B' 원색 신호로 변환되며 제 1 처리 흐름(23)에서는 수정된 포화 제어를 갖는 Rs'Gs'Bs' 신호로 변환된다. Rs'Gs'Bs' 신호에서 "s"는 제 1 처리 흐름(23)에서 수정된 포화 제어를 나타낸다.

[수식 4]

R' = (R'-Y') + Y'

G' = (G'-Y') + Y', 여기서 (G'-Y') = - (Y _R /Y _G )x(R'-Y')-(Y _B /Y _G )*(B'-Y')

B' = (B'-Y') + Y'

(G'-Y') 신호를 얻기 위한 Y_R, Y_G 및 Y_B 휘도 기여도는 휘도 신호(Y') 및 색차 신호{(R'-Y') 및 (B'-Y')}의 송신을 위해 사용되는 수식 2의 FCC 표준에 따른다. 이것은 Y_R:Y_G:Y_B = 0.299:0.587:0.114로 된다.

Rs'Gs'Bs' 신호는 다음 수식 5와 같다:

[수식 5]

수식 5에서, 수식 4에서 이미 얻은 G' 신호의 (G'-Y') 신호가 사용되었다. RGBmaxsat' 값은 다음 수식 6에 의하여 Rs'Gs'Bs' 신호로부터 제 1 처리 흐름의 유닛(21)에서 제 1 최대값으로 검출된다:

[수식 6]

오리지널 입력 R'G'B' 흐름으로부터 RGBmax' 뿐만 아니라 RGBmin' 신호는 다음 수식 7에 의하여 제 2 처리 흐름의 유닛(21)에서 제 2 최대/최소 값으로 검출된다:

[수식 7]

RGBmax' 및 RGBmin'의 도움으로 참 포화 파라미터 RGBsat'는 다음 수식 8에 의하여 유닛(24)에서 결정된다:

[수식 8]

수식 8의 연산된 RGBsat' 파라미터는 컬러 포화 제어를 얻는데 사용되며 이 는 3D 컬러 공간의 2D 수평 단면에서의 중심인 백색으로부터 전체범위의 경계 컬러 쪽으로 이동할 때 수직 진폭이 증가하게 된다. 전술된 증가의 일반적인 전개는 도 4에 설명되었다.

포화 제어된 (sat) 신호 후에 주어진 RGBmaxsat' 값과 입력 신호의 RGBmax' 값에 대해 EqualRGBmax 포화 제어의 대부분의 특정 함수는 유닛(31)에서 실행되며 즉 청색 원색과 황색 보색의 도움으로 평균 RGBmax 값의 연산이 실행된다.

AverageRGBmax(sat, RGBmax') 절차

{실제 픽셀의 RGBmax'이 주어질 때, 포화 제어 후에 B 및 Ye 컬러의 평균 RGBmax 값을 연산하는 절차}

사용되는 변수:

totalRGBmax' {B 및 Ye RGBmax 연산의 합}

Rst', Gst', Bst' Yst' {f(sat)로서 6개의 연산에 대한 임시 RGBY 신호}

(R-Y)'t, (G-Y)'t, (B-Y)'t {3개의 임시 색차 신호}

RGBmaxt' {6개의 연산에 대한 임시 RGBmax'}

[절차 9]

위 절차 9의 종료시에 도 6의 유닛(31)의 avrRGBmax' 신호가 이용가능하다. 이 시간 동안 도 6에서 유닛(33)의 소위 '제한하는 룩업테이블(limitinglut)'가 선형 모드에서 설정되고 그래서 avrRGBmax' 신호에 영향을 주지 않는다고 가정된다. 그 결과 이 시간 동안 이제 avrRGBmaxℓ'=avrRGBmax'이다.

기준 경계 컬러 또는 임의의 입력 경계 컬러의 EqualRGBmax' 출력 신호를 얻 기 위해 파라미터 RGBmaxgain은 다음 수식 10에 따라 유닛(29A)에서 연산되어야 한다:

[수식 10]

유닛(29A)의 출력은 RGBmaxgain-1이다.

유닛(20A)에 의하여 결정된 최종 수직이득 파라미터(27)는 다음 수식 11에 따라 컬러 포화 제어의 함수로서 나타난다:

[수식 11]

이것은 수식 3과 동일하다.

휘도 및 색차 출력 신호는 다음 수식 12와 같다:

[수식 12]

Yo' = 수직이득 x Y'

만약 RGB 출력 신호가 요구된다면, 이들은 다음 수식 13이 된다:

[수식 13]

수식 13의 결과는 다음과 같이 수식 12로부터 유도될 수 있다:

여기서 수식 4와 유사하게 (G-Y)'o 신호는

(G-Y)'o = - (YR/YG) x (R-Y)'o - (YB/YG)*(B-Y)'o

으로 발견될 수 있다.

수직이득 파라미터(27)를 별도로 취하면 이것은

을 제공하며, 이것은 수식 5에 따라 수식 13으로 된다.

3.2 수정된 제 1 바람직한 실시예에 따라 간략화된 avrRGBmax' 연산

유닛(31)에서 avrRGBmax' 값을 연산하기 위한 절차 9는 또한 다음과 같이 작용될 수 있다:

청색 컬러를 고려하기 위해:

포화 제어 후에 이미 알려진 바와 같이 청색 신호는 최대 신호일 것이다.

그러므로,

RGBmaxt'= Bst' = sat x (Bst'- Yst') + Yst'

Bst' = RGBmax' 및 Yst' = 0.114 x RGBmax'를 대입하면, RGBmaxt' 신호는

RGBmaxt' = sat x (RGBmax' - 0.114 x RGBmax') - 0.114 x RGBmax' 또는

RGBmaxt' = sat x RGBmax' + (1-sat) x 0.114 x RGBmax'

이와 유사한 방식으로 황색 경계 컬러를 고려하기 위해,

포화 제어 후에 적색이나 녹색 신호는 최대 신호인 것이 이미 알려져 있으며 그래서,

RGBmaxt'= Rst' = sat x (Rst'- Yst') + Yst'

Rst' = RGBmax' 및 Yst' = 0.886 x RGBmax'를 대입하면, RGBmaxt' 신호는

RGBmaxt' = sat x (RGBmax' - 0.886 x RGBmax') - 0.886 x RGBmax' 또는

RGBmaxt' = sat x RGBmax' + (1-sat) x 0.114 x RGBmax'

컬러 포화 후에 청색 및 황색 경계 컬러의 평균은 다음 수식 14와 같다:

[수식 14]

이것을 풀면,

이 된다.

그 결과 위 절차 9는 유닛(31)에서 수식 14를 적용하기 위해 용이하게 유리하게 대체될 수 있다.

4. 평균 RGBmax 값의 압축

도 6의 유닛(31)에서 avrRGBmax' 값의 연산 후에 제한하는 룩업테이블(limitinglut)은 유닛(33)에 적용된다. 디스플레이 수단(11), 예를 들어, CRT 또는 PDP가 증가하는 종래의 컬러 포화 제어에서 컬러 특히 청색이나 적색 디테일(red detail)의 손실을 유발하지 않은 경우에, 제한하는 룩업테이블은 EqualRGBmax 포화 제어 방법을 위해 유닛(33)에서 적용될 필요가 없다. 이것은 도 6의 EqualRGBmax 방법(30A)의 최대 RGBmax' 값이 종래의 포화 제어 방법의 것보다 더 낮기 때문이다. 그러나, LCD 디스플레이 수단은 광 출력의 제한된 범위를 가지며 증가하는 종래의 또는 EqualRGBmax 컬러 포화 제어에서 컬러 디테일의 손실을 유발할 수 있다. 그 결과, 유닛(33)의 제한하는 룩업테이블은 특히 LCD 응용에 중요하다. 동일한 독립변수는 255(8비트가 각 컬러에 사용될 때)의 최대 RGBmax' 신호 레벨을 갖는 디지털 RGB 화상이나 비디오 영화를 저장할 때 카운트된다. 그 휘도 및 색차 신호를 갖는 JPEG 및 MPEG를 저장하는 경우에도 색차 신호의 범위를 또한 제한하기 위해 최대 RGBmax' 신호를 제한하는 것이 중요할 수 있다.

도 7 및 도 8에서 avrRGBmax' 값을 제한하는 2가지 예가 도시된다. 도 7의 제한하는 룩업테이블의 최대 레벨(maxlimitlevel)은 예를 들어 LCD 응용에 1.067로 설정되며 도 8에서 예를 들어 디지털 저장을 위해 1.0볼트로 설정된다. 이것은 최대제한 레벨을 조정하는 오리지널 화상(들)의 포화의 양과 컬러 포화 제어의 양에 달려있다는 것이 주목되어야 한다. 도 7 및 도 8에서, 제한하는 룩업테이블은 두터운 점선 라인으로 도시되어 있다. 선택된 최대 제한 레벨 아래에서는 avrRGBmax' 값의 압축이 컬러 디테일의 일부를 유지하기 위해 일어난다. 도 7 및 도 8 모두에서 압축의 양은 0.3의 기울기로 선택된다. 압축이 시작할 때까지 제한하는 룩업테이블의 전달은 선형이다. 볼 수 있는 바와 같이, 제한하는 룩업테이블은 컬러 포화 제어 값(sat)의 조정 함수이다. 도 7에서 1.1 내지 2.0(0.1씩 10개 단계)의 sat 값으로부터 가변하는 포화 제어에 대해 9개의 두터운 점선 압축 곡선을 볼 수 있다. 1.1의 첫 번째 포화 제어 값은 그 avrRGBmax' 값이 1.067의 최대 제한 레벨에 이르지 않기 때문에 임의의 압축을 수행하지 않는다. 1.2의 포화 제어에 대해 일부 압축이 일어나며 이는 증가하는 포화 제어에서 증가한다. 도 8에서는 심지어 1.1의 첫 번째 포화 제어 단계에서도 avrRGBmax' 값이 1.0의 최대 제한 레벨을 대체할 수 있기 때문에 제한하는 룩업테이블의 10개의 점선의 두터운 압축 곡선을 볼 수 있다.

포화 제어의 함수로서 제한하는 룩업테이블을 얻기 위한 절차는 다음 수식 15와 같다:

[수식 15]

Limitinglut (sat, maxlimitlevel)을 연산하는 절차

{sat 및 주어진 maxlimitlevel의 함수로서 limitinglut를 연산}

{여기서 limitinglut는 1.0볼트에 대해 동일한 것으로 28-1(=255)를 갖는 9비트로 구성된다}

상수:

기울기 = 0.3 {압축 기울기}

사용되는 변수 :

limitinglut {압축 곡선을 갖는 룩업테이블}

[절차 15]

1.067의 최대 제한 레벨(maxlimitlevel)과 1.1 내지 2.0의 포화 제어 범위를 대입함으로써 도 7의 점선의 제한하는 룩업테이블이 획득되는 한편, 1.0의 최대 제한 레벨에 대해서는 이것은 도 8로 된다.

도 7 및 도 8의 두터운 실선 곡선(full fat curves)은 1/2.3의 카메라 감마의 경우에 압축을 보여주는 반면, 얇은 점선 곡선은 제한하는 룩업테이블이 없이 avrRGBmax'가 이미 도 3에 도시된 것과 같다는 것을 보여준다.

1.1 내지 2.0의 포화 제어의 범위의 함수로서 두터운 점선의 제한하는 룩업테이블 곡선의 최대 출력은 제한하는 룩업테이블을 사용하지 않고 얇은 점선 곡선의 최대값에 대응하는 것임을 주의하여야 한다. 제한하는 룩업테이블 후에 모든 얇은 점선 곡선은 선택된 최대 제한 레벨에서 두터운 실선 곡선(full fat curves)으로 제한된다.

9개의 비트 제한하는 룩업테이블을 가지고 최대 응용가능한 avrRGBmax' 레벨은 511이며 이는 3.0으로 설정된 포화 제어에 이를 수 있는 2.0볼트에 대응한다. 이러한 높은 포화 제어는 실제로는 거의 일어나지 않으므로 그래서 신호 처리에 관련하여 제한하는 룩업테이블을 위해서는 하나의 여분의 비트만으로도 충분할 수 있다.

5. EqualRGBmax 컬러 포화 제어 방법의 컬러 분석

도 9에서 EqualRGBmax 포화 제어 방법의 제 1 바람직한 실시예의 결과는 종래의 포화 제어의 결과와 비교될 수 있다. 아이콘은 이 신호의 위치를 나타낸다. 도 9에서 컬러 재생은 디스플레이 전에 컬러 경계에 관한 것이며 이들 컬러 경계의 결과만이 도시되어 있다. 포화 제어는 1.2의 값으로 설정되었다. 좌측편에는 종래의 포화 제어 방법의 결과가 도시되며 우측편에는 EqualRGBmax 방법의 결과가 도시된다. 상부에는 UCS1976 컬러 공간에서 두 방법의 결과는 하부에 있는 색차 컬러 공간의 것과 비교될 수 있다. 종래의 컬러 포화 제어에서 과장된 청색 및 적색 컬러와 함께 불량한 황색 컬러의 재생이 이제 EqualRGBmax 방법의 경우에서는 완전히 균형잡히게 되었다.

도 10에서 수직 파라미터로서 RGBmax"를 가지는 UCS1976(좌측)과 색차(우측) 컬러 공간에서 경계 컬러의 측면 프로젝션이 디스플레이의 출력에 도시된다. 아이콘은 이 신호의 위치를 나타낸다. 상부에는 종래의 컬러 포화 제어 방법의 결과가 도시되는 반면, 하부에는 EqualRGBmax 방법의 결과가 도시된다. 여기에서 다시 종래의 컬러 포화 제어의 과장된 청색과 적색 컬러는 avrRGBmax" 값으로 제한되는 한편, 불량한 황색 컬러의 재생은 매우 훨씬 향상되었다.

또한 1.0볼트인 RGBmax' 값을 가지는 경계 컬러를 다시 사용하여, UCS1976 공간의 측면 측면을 사용하여, 색차 공간의 측면 프로젝션을 사용하여, 디스플레이 전에 3D 휘도 색차 공간의 측면 프로젝션이 분석될 수 있으나 이는 여기에 도시되 어 있지 않다. 종래의 포화 제어 방법과 EqualRGBmax 방법 모두에 대해 1.2의 포화 제어를 가지고, 그 휘도 재생은 매우 잘 비교될 수 있다. 종래의 포화 제어의 경우에 휘도 출력은 디스플레이 전에 유지될 것이다. 그러므로, EqualRGBmax 포화 방법의 휘도 증가나 감소는 매우 선명하게 볼 수 있다. 약 0.5의 휘도 출력 레벨 이상에서 경계 컬러의 휘도 신호는 증가하는 반면 이들 휘도 신호는 그 레벨 이하에서는 감소한다.

휘도 컬러 공간의 UCS1976 및 색차 측면 프로젝션의 분석은 다음과 같이 디스플레이의 출력에 있는 후자의 경계 컬러를 설명한다: 명백하게 황색 광 출력이 크게 증가하는 것을 볼 수 있을 뿐만 아니라 청색과 적색의 원색 광 출력이 감소하는 것을 볼 수 있다.

또한 종래의 포화 제어가 과장된 청색과 적색 컬러와 비교적 불량한 황색 컬러 재생을 초래한다는 것은 1.4의 컬러 포화 제어 후에 최대 신호의 제한을 방지하기 위해 1/2.3의 카메라 감마와 0.8의 최대 진폭을 갖는 컬러 바 테스트 화상의 분석에 의해 증명된다. 그러나, EqualRGBmax 포화 제어 방법은 매우 잘 균형잡힌 컬러 재생을 가진다. 컬러 중 어느 것도 과장되지도 않고 불량하게 재생되지도 않는다. 이것은 완전히 자연스러운 컬러풀한 화상처럼 행동한다.

또한 도 7 및 도 8의 제한하는 룩업테이블을 갖는 EqualRGBmax 컬러 포화 제어 방법의 분석은 저장될 파일이나 LCD 출력의 결과를 나타내는 컬러 바 화상을 사용하여 이루어졌다. 제한되지 않은 EqualRGBmax 화상과 비교해 볼 때, 두 제한하는 룩업테이블 화상의 중간 영역에서의 휘도의 손실이 볼 수 있다. 그러나, 제한하지 않는 종래의 화상에 비해, 2개의 제한되는 EqualRGBmax 화상은 여전히 더 우수한 평균 황색 컬러 재생을 보여주며 잘 균형잡힌 것으로 유지된다. 이것은 1.0의 포화 제어를 갖는 오리지널 화상이 또한 완전히 균형잡힌 컬러 화상이라는 것이 주목된다.

6. HSV 포화 제어에 대한 다른 대안으로서 제 2 바람직한 실시예에 따라 수정된 EqualRGBmax 포화 제어 방법

도 11에서, HSV(색상 포화 값) 컬러 포화 제어에 대한 다른 대안으로서 작용할 수 있는 EqualRGBmax 방법의 수정된 제 2 바람직한 실시예가 도시된다. 도 12에서 두 대안의 컬러 재생이 비교될 수 있다.

EqualRGBmax 포화 제어가 HSV 포화 제어와는 다르지만, HSV의 것과 거의 동일한 컬러 복구가 다음 수식과 같은 수직 이득을 적용함으로써 획득될 수 있다:

이것은 HSV 포화 제어를 위한 사용하기 용이한 다른 대안을 가능하게 한다.

도 11에서 EqualRGBmax 방법의 제 2 바람직한 실시예의 블록도가 도시된다.

도 12에서 제 1 실시예(HSV)와 제 2 실시예(EqualRGBmax)의 대안의 결과는 비교될 수 있다. HSV 포화 제어의 제 1 실시예의 결과는 도 12의 좌측편에 도시된다. 도 12의 우측편에서 EqualRGBmax 방법의 제 2 실시예의 잇점은 RGB에서 HSV로의 변환과 HSV에서 RGB로의 변환이 요구되지 않아 HSV 종류의 포화 제어의 실현을 훨씬 더 용이하게 한다는 것이다.

제 1 및 제 2 실시예의 잇점이 증가하는 포화보다 우세하지만 감소하는 컬러 포화 제어를 갖는 EqualRGBmax 방법은 훨씬 덜 흥미로운데 그 이유는 황색 컬러는 종래의 포화 제어에 비해 너무 빠르게 감소하기 때문이다. 황색에 대한 것을 제외하고는 이것은 또한 덜 우세하지만 근 청록색 및 근 녹색 컬러에 대해서는 중요하다.

7. RGBsat'에 대해 디바이더를 회피하기

EqualRGBmax 포화 제어 방법은 지금까지 2개의 디바이더(divider)를 요구하였다, 즉 하나의 디바이더는 RGBsat'의 연산을 위한 것이고 다른 하나의 디바이더는 RGBmaxgain을 위한 것이다. 두 디바이더는 수직이득의 연산을 위해 요구된다. RGBsat'의 수식 8과 RGBmaxgain의 수식 10을 수식 11에 대입하면

이 된다. 두 디바이더의 구현을 위한 실제 해법이 존재한다. 그럼에도 불구하고 8비트 디지털 신호 처리의 경우에 분모 RGBmax'를 1.0[볼트]로 대체하거나 255로 대체함으로써 RGBsat' 디바이더를 회피하는 것이 가능하다. 첫 번째 경우(1.0볼트)에 대해 이것은

으로 되고

디지털 방법에 대해 이것은

으로 되며,

여기서 255로 나누는 것은 (RGBmax'-RGBmin') 디지털 값의 결과를 8개의 단계로 단순히 시프트(shift)시킴으로써 달성될 수 있다.

수직이득 파라미터에 대한 결과는 다음과 같다:

도 13에서 실선 곡선(full curves)은 1.0, 1.4 및 2.0의 포화 제어를 위한 RGBsat' 파라미터의 연산을 위해서가 아닌 또는 점선 곡선을 위해 디바이더를 사용하지 않는 것에 비해 디바이더의 사용시의 차이를 도시한다. 곡선의 입력 신호로서 선형 RGBmax 신호는 바로 도 3에서와 같이 1/2.3의 카메라 감마로 적용되었다. 도 13에서 출력 파라미터로서 경계 컬러의 연산된 avrRGBmax' 값 대신에 수식 13의 Ro', Go' Bo' 경계 신호의 RGBmax 값이 도시된다.

EqualRGBmax 포화 방법 후에 Ro', Go', Bo' 신호의 최대값으로 연산된 avrRGBmax' 값을 교환하는 것은 예를 들어 적색 입력 원색에 대해 도 3의 Ro' 및 avrRGBmaxℓ' 에 대한 곡선이 동일하여야 한다는 것을 의미한다. 그래서,

먼저, 적색 원색에 대해 경계 컬러는 RGBmin'=0이고 그래서 RGBmax' 입력 값에 독립적으로 RGBsat' 파라미터는 (RGBmax'-RGBmin')/RGBmax')=1로 카운트된다. 둘째, 적색 원색에 대해 경계 컬러는 항상 RGBmaxsat'=Rs'로 카운트된다. Ro'에 대해 전술된 수식을 대입하면 간단히 다음과 같이 된다:

Ro' = (1+((avrRGBmaxℓ'/Rs') -1) x 1) x Rs'이고,

이것은 Ro'=(avrRGBmaxℓ'/Rs') x Rs' = avrRGBmaxℓ'로 다시 쓸 수 있으며 이것이 도시될 필요가 있다.

그래서 도 13에서 수직 출력 파라미터로서 Ro', Go', Bo'의 최대값을 사용하는 것이 정당하며, 여기서 실선 곡선은 RGBsat'에 대한 출력이 (RGBmax' - RGBmin') - RGBmax' = 1임을 나타낸다. 점선 곡선은 1.0의 RGBmax 입력 신호를 제외하면 RGBsat'에 대한 Ro'Go'Bo'출력은 1과는 다른 (RGBmax' - RGBmin')를 나타낸다.

실제로, 실선 곡선과 점선 곡선에 따라 EqualRGBmax 컬러 포화 제어 사이에 차이는 매우 잘 수용가능한 것으로 보인다.

부록(Appendix)-기준 점의 연산

바람직한 기준 점은 도 14에 도시된 바와 같이 특정 라인을 그린 후에 그 교차 점을 연산함으로써 발견될 수 있다. 이러한 기준 점의 연산 방법은 적용된 컬러 평면과 독립적이라는 잇점을 가진다. 여기서 FCC 원색에 대한 2D UCS1976은 최대 컬러 전체범위(G)를 가지고 그려져 있는 라인의 최상의 가시화를 제공하기 때문에 사용되었다.

도 14의 좌측에서 점(P1, P2, P3, P4)은 알려진 원색(B-G-R) 및 컬러 백색, 여기서 백색(C)이나, D65 백색이 또한 허용된다. 백색을 통해 원색으로부터 라인을 그림으로써 보색(P5, P6, P7)이 발견된다(황색, 자홍색, 청록색). 전체범위(P5-P6-P7)의 라인은 보색 라인(P2 내지 P6, P3 내지 P7, P1 내지 P5)과 교차하여 교차 점(a,b)을 생성한다. 라인(a-b)은 점(c)에서 라인(P1 내지 P5)과 교차한다. 라인(P3-c)은 기준 점(P8)에서 BG-라인(라인 1-2)과 교차한다. 라인(2-c)은 기준점(P11)에서 BR라인(라인 P1 내지 P3)과 교차한다. 이와 유사한 방식으로, 전체범위(P5-P6-P7 등)를 통해 기준 점(P9, P10, P12, P13)은 도 14의 우측에 도시된 바와 같이 발견될 수 있다.

우측에 있는 라인(P8 내지 P13)과 라인(P2 내지 P6)은 기준 점(P14)을 제공하며 라인(P9 내지 P10)과 라인(P1 내지 P5)은 점(P15)을 제공하는 반면 라인(P11 내지 P12)은 점(P16)을 제공한다. 라인(P14 내지 P15)은 점(P17, P18)을 제공하며 라인(P15-P16)은 점(P19, P20)을 제공하며 이는 모든 67개의 점이 발견될 때까지 이와 같이 계속된다. 모두 67개의 기준 점은 해당 번호와 함께 도 15에 도시된다.

테이블 1에는 모두 67개의 기준 점의 대응하는 RGB 값이 도시된다. 이들은 적어도 하나의 원색 1.0000볼트로 상대 전압으로 표현된다.

테이블 1: 모든 기준 점의 RGB 전압

테이블 1의 상대 RGB 전압 기여도는 다음과 같이 연산된다:

각 기준 점에 대해 3원색의 광 기여도는 중력 법칙의 중심을 통해 연산되었다. 이 광 기여도는 3개의 3극 값(tristimulus values)으로 표현되며 각 값은 FCC(또는 EBU) 원색의 알려진 3극 값의 일부이다. TRref, TGref, TBref라고 부르는 기준 소스의 RGB 원색의 3극 값은 각 1볼트에 대응하는 것으로 가정된다. 각 기준 점의 3개의 연산된 3극 값을 대응하는 TRref, TGref, TBref로 나눔으로써, 전압으로 표현될 수 있는 새로운 상대 값이 발견된다. 이들 RGB 전압 값은 선형 모드에서 카메라를 사용할 때 각 기준 점의 상대 출력 전압을 나타낸다.

테이블 1에 도시된 바와 같이 기준 점의 상대 RGB 전압의 연산 결과는 특히 xy-CIE1931 및 u'v'-UCS1960 또는 UCS1976 컬러 평면 뿐만 아니라 특히 FCC, EBU 및 HDTV 원색과는 독립적인 컬러 평면 뿐만 아니라 컬러 전체범위에 독립적이다. 이것은 테이블 1의 상대 전압이 임의의 컬러 평면에서 임의의 타입의 컬러 전체범위를 갖는 컬러 재생의 시뮬레이션에 적용될 수 있다는 것을 의미한다. UCS 컬러 평면이 xy-CIE1931 평면으로부터 유도되기 때문에, 테이블 1의 결과는 특정 컬러 전체범위, 예를 들어 FCC 전체범위와 동일하게 주어질 수 있다. 그러나 테이블 1의 내용이 또한 컬러 전체범위의 타입에 독립적이라는 것은 또한 중력 법칙의 중심에 의해 증명될 수 있으나 여기서는 도시되어 있지 않다.

요약하면, 비선형 신호 영역에서 종래의 컬러 포화는 과장되거나 부자연스러운 외관 컬러를 야기할 수 있다. 본 발명은 이득 값(27)을 컬러 복구(10)에서 포화 제어된 이미지 신호{(Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}에 적용하여 출력 신호{Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}를 생성하는 컬러 포화를 제어(17)하는 이미지 신호 처리 방법(30A, 30B)을 제공한다. 이득 값(27)은 입력 신호에서 컬러의 최대값이 출력 신호{Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}에 유지되도록 결정된다. 이에 의해 구체적으로 3D 컬러 공간의 대칭성이 바람직하게는 포화를 증가시킬 때 3원색(R,G,B)의 최대값을 적어도 제어함으로써 유지된다. 바람직한 구성에서, 포화 제어된 색차 이미지 신호{satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}는 RGB 영역으로 변환되며 이는 증가된 포화의 RGB 측정을 획득하게 한다. 또한 색차 입력 이미지 신호{(R'-Y'), (B'-Y')}는 오리지널 포화 레벨을 분석하기 위해 변환된다. 이에 기초하여 제 1 (RGBmaxsat') 및 제 2 (RGBmax') 컬러 최대값이 결정되며 이는 이득값(27)을 결정하기 위해 사용된다.

지금까지 본 발명이 상세하게 기술되었지만, 전술된 설명은 모든 측면에서 예시적인 것이며 제한하는 것이 아니다. 수많은 다른 변형과 변경이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 고안될 수 있다는 것이 이해된다.

전술된 상세한 설명, 청구범위 및/또는 첨부된 도면에 기술된 특징은 개별적으로 그 임의의 조합으로 여러 형태로 본 발명의 더 진전된 구성을 구현하는 자료일 수 있다.

따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 사상과 범위 내에 있는 모든 그러한 변경, 수정, 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다. 특히 청구범위에서 임의의 참조 부호는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. "포함하는"이라는 단어는 다른 요소나 단계의 존재를 배제하지 않는다. 단수를 나타내는 단어는 복수개의 존재를 배제하지 않는다.

[도면 부호의 간단한 설명]

1 : 카메라 2 : 전달 매체

3 : 디스플레이 장치 5 : 컬러 포화 제어(CSC)

7 : 변환 9 : 디스플레이 매트릭스

10 : 컬러 복구/곱셈/컬러 복구 수단 11 : 디스플레이 수단, CRT, LCD, PDP

13 : 장면

14 : Ye', B'에 대한 포화 제어를 나타내는 화살표

15 : 평균 RGBmax' 값의 수평 라인 16 : RGBmax' sat의 전개

17 : 컬러 포화 제어

18 : C'에 대한 포화 제어를 나타내는 화살표

19 : R'G'B' 변환

20A, 20B : 이득 값을 결정하는 유닛/수단

21 : 최대/최소 검출 유닛 23 : 제 1 처리 흐름

24 : 참 포화 RGBsat'의 측정 유닛 25 : 제 2 처리 흐름

27 : 이득값/수직이득 파라미터 29 : 유닛

29A, 29B : 이득값을 연산하는 유닛

30A, 30B : EqualRGBmax 방법/이미지 신호 처리 방법/이미지 신호 처리 디바이스

31 : 평균 RGBmax 값의 연산 유닛 33 : 제한 유닛

avrRGBmax' : 평균 RGBmax 값 G : 컬러 전체범위

maxlimitlevel : limitinglut(제한하는 룩업테이블)의 최대 레벨

P1,P2,P3,P4 : 원색 및 백색 P5,P6,P7 : 보색

P8,P9,P10 : 기준 점 P11,P12,P13 : 기준점

P1-P67 : 기준 컬러 R,G,B : 원색

(R',G',B') : RGB 이미지 신호 RGBmax, RGBmax' : 제 2 최대값

RGBmaxGain : 비교 RGBmaxsat' : 제 1 최대값

RGBmin' : 최소값 RGBsat' : 참 포화 측정

(Rs',Gs',Bs') : 포화 제어된 RGB 이미지 신호

sat : 포화 값 Y' : 휘도 신호

(Y', R-Y', B'-Y') : 입력 이미지 신호

{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')} : 포화 제어된 이미지 신호

Ye, B : 임의의 컬러 Ye, Ma, Cy : 보색

{Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o} : 출력 신호

전술된 바와 같이, 본 발명은 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 데에 이용가능하다.

Claims (23)

1. 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법(30A, 30B)으로서,

   - 입력 이미지 신호(Y', R'-Y', B'-Y')를 제공하는 단계와,

   - 상기 입력 이미지 신호(Y', R'-Y', B'-Y')에 포화 제어(17)를 적용하여 포화 제어된 이미지 신호{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}를 생성하는 단계와,

   - 컬러 복구(10A, 10B)에서 상기 포화 제어된 이미지 신호{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}에 이득 값(27)을 적용하여 출력 신호{(Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}를 생성하는 단계

   를 포함하며,

   - 상기 이득 값(27)은 상기 입력 신호(Y', R'-Y', B'-Y')에서 컬러의 최대 값(RGBmax')이 상기 출력 신호{(Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}에서 유지되도록 결정(20A, 20B)되는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 최대 값(RGBmax')은 동일한 최대 입력 값을 가지는 모든 컬러에 대해 유지되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 선택된 기준 컬러(P1 내지 P67)의 최대 값(RGBmax')이 유지되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택된 기준 컬러(P1 내지 P67)는 적어도 3원색(primary colors)(R, G, B)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택된 기준 컬러(P1 내지 P67)는 적어도 3보색(complementary colors)(Ye, Ma, Cy)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 컬러 복구(10A, 10B)는,

   제 1 처리 흐름(23)에서

   - 상기 포화 제어된 이미지 신호{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}를 포화 제어된 RGB 이미지 신호(Rs', Gs', Bs')로 변환(19)하는 단계와,

   - 상기 포화 제어된 RGB 이미지 신호(Rs', Gs', Bs')로부터 제 1 최대 값(RGBmaxsat')을 결정(21)하는 단계

   를 더 포함하며,

   제 2 처리 흐름(25)에서

   - 상기 입력 이미지 신호(Y', R'-Y', B'-Y')를 RGB 이미지 신호(R', G', B') 로 변환(19)하는 단계와,

   - 상기 RGB 이미지 신호(R', G', B')로부터 제 2 최대 값(RGBmax')을 결정(21)하는 단계

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 최대 값(RGBmaxsat', 16) 및/또는 상기 제 2 최대값(RGBmax')으로부터 이득 값(27,29A,29B)을 결정(20A, 20B)하는 단계를 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 참 포화(true saturation)(RGBsat', 수식 8)의 측정(21, 24)에 의하여 상기 이득 값(27,29A)을 더 결정(20A, 수식 11, 도 6)하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 참 포화(RGBsat', 수식 8)의 측정(21, 24)은 상기 RGB 이미지 신호(R', G', B')로부터 제 2 최대 값(RGBmax')과 최소 값(RGBmin') 사이에 차이를 제공하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 이득 값(27, 29B)은 상기 제 2 (RGBmax') 최대값과 상기 제 1 (RGBmaxsat') 최대 값의 비교(RGBmaxGain)(수식 10, 도 11)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 최대값(RGBmax')의 평균(avrRGBmax', 15)이 상기 제 2 최대값(RGBmax') 대신에 상기 이득 값(27, 29A)을 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 평균(avrRGBmax', 15)은 선택된 기준 컬러(P1 내지 P67)의 하나 이상의 최대값(RGBmax')으로부터 결정(31)되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택된 기준 컬러(P1 내지 P67)는 적어도 3원색(R,G,B)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택된 기준 컬러는 적어도 3보색(Ye, Ma, Cy)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택된 컬러(P1 내지 P67)는 교차 라 인(도 14, 도 15)의 시퀀스에 의하여 컬러 전체범위(color gamut)(G)에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
16. 제 11 항에 있어서, 상기 평균(avrRGBmax')은 임의의 기준 컬러(Ye, B)의 하나 이상의 최대 값(RGBmax')으로부터 결정(31)되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
17. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 최대값(RGBmax')의 평균(avrRGBmax', 15)을 제한(limiting)(33)하는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 제한하는 단계(33)는 상기 포화 제어의 조정에 의하여 및/또는 임의의 기준 컬러의 하나 이상의 최대값(RGBmax')의 함수로서 적용되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 이득 값(27)은 상기 포화 제어된 이미지 신호{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}에 상기 이득값(27)을 곱(10A, 10B)함으로써 적용되는 것을 특징으로 하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 방법.
20. 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 디바이스(30A, 30B)로서,

    - 입력 이미지 신호(Y', R'-Y', B'-Y')를 제공하는 수단과,

    - 상기 입력 이미지 신호(Y', R'-Y', B'-Y')에 포화 제어(17)를 적용하여 포화 제어된 이미지 신호{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}를 생성하는 수단과,

    - 상기 포화 제어된 이미지 신호{Y', satx(R'-Y'), satx(B'-Y')}에 이득 값(27)을 적용하여 출력 신호{(Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}를 생성하는 컬러 복구 수단(10A, 10B)과,

    - 상기 입력 신호(Y', R'-Y', B'-Y')에서 컬러의 최대 값(RGBmax')이 상기 출력 신호{(Yo', (R'-Y')o, (B'-Y')o}에서 유지되도록 상기 이득 값(27)을 결정(20A, 20B)하는 수단

    을 포함하는, 이미지에 대한 컬러 포화를 제어하는 이미지 신호 처리 디바이스.
21. 디스플레이 수단(11)과, 제1항에 따른 방법을 수행하도록 적응된 이미지 신호 처리 디바이스(30A, 30B)를 포함하는 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 디스플레이 수단(11)을 포함하는, 장치.
23. 컴퓨팅 디바이스에 의하여 판독가능한 매체 상에 저장가능한 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 제품이 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행될 때 이 컴퓨팅 디바이스가 제 1 항에 기재된 방법을 수행하도록 하는 소프트웨어 코드 부분을 포함하는 컴퓨팅 디바이스에 의하여 판독가능한 매체 상에 저장가능한 컴퓨터 프로그램 제품.

Images