KR20080095671A - 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법 및 장치 - Google Patents

광 색상범위 영상의 디스플레이 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법 및 장치에 관한 것으로, 제 1 색상범위의 입력 영상을 수신하고, 입력 영상의 픽셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하며, 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하고, 변환된 영상을 디스플레이 장치에 표시하면서 디스플레이 장치의 밝기를 조절함으로써, 광 색상범위 영상을 협 색상범위의 디스플레이 장치에 풍부한 색상 범위와 정확한 색상으로 표현한다.
색상범위, 색상 신호 규격, 디스플레이 장치

Description

광 색상범위 영상의 디스플레이 방법 및 장치{Method and apparatus to display images with wide color gamut }
도 1은 입력 신호와 디스플레이 장치의 색상 범위를 도시한다.
도 2는 xvYCC(extended video YCC)와 기존 RGB 규격의 색상범위를 도시한다.
도 3은 입력 영상의 픽셀 값을 축소하여 색상 범위를 축소하는 과정을 도시한다.
도 4는 입력 영상의 픽셀 값의 축소 전과 후에 차이가 발생하는 영역을 도시한다.
도 5는 디스플레이 장치의 밝기를 증가시켜 변환 영상의 휘도를 증가시키는 과정을 도시한다.
도 6는 디스플레이 장치의 밝기를 증가시켜 색상 범위가 확대된 결과를 도시한다.
도 7은 본원 발명의 일 실시예에 따른 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치의 구성도를 도시한다.
도 8은 본원 발명의 일 실시예에 따른 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법의 흐름도를 도시한다.
본원 발명은 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 광 색상범위의 입력 영상을 협 색상범위의 일반적인 색상범위의 디스플레이 장치에 표시할 수 있도록 하는 디스플레이 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 입력 신호와 디스플레이 장치의 색상 범위를 도시한다.
컴퓨터 모니터 등의 디스플레이 장치는 적색, 녹색, 청색의 색의 3가지 요소, 즉 RGB의 색상 규격을 사용하는데 반해, 방송 등을 통한 입력 영상은 YCC 규격을 사용한다. YCC규격에는 Y-Cr-Cb 또는 Y-RY-BY가 있는데, 전자는 디지털 형식이며 후자는 아날로그 형식이다. RGB 규격과 YCC 규격은 모드 색을 표현하는 형식이지만, 서로의 색상범위가 다르다. RGB 규격과 YCC 규격은 서로 연산으로 변환하는 것이 가능하지만, YCC 규격의 신호를 RGB 규격으로 변환하면 RGB 규격으로 표현 가능한 범위 밖의 색상이 발생한다. 따라서 이를 처리하기 위해 기존의 디스플레이 장치는 디스플레이 장치가 표현할 수 없는 색상을 클리핑(clipping)하거나 근사값으로 매핑(mapping)하게 된다.
이와 같이 서로 다른 색상범위의 변환을 도 1을 통해서 설명한다.
도 1은 입력 신호와 디스플레이 장치의 색상 범위를 도시한다.
색상범위 102는 입력 신호의 모든 범위를 도시한다.
색상범위 104는 디스플레이 장치가 재현 가능한 색상범위를 도시한다.
Figure 112007031345210-PAT00001
은 입력 신호의 백색 성분의 밝기를 나타내며,
Figure 112007031345210-PAT00002
는 디스플레이 장치의 백색 성분의 밝기를 나타낸다.
Figure 112007031345210-PAT00003
과
Figure 112007031345210-PAT00004
의 크기를 일치하여 표시하면 디스플레이 장치가 재현할 수 있는 입력 영상의 색상범위는 한정됨을 볼 수 있다.
신호 106은 디스플레이 장치가 재현 가능한 색상범위를 벗어난 신호를 도시한다.
신호 108은 색상범위 매핑 알고리즘에 따라 매핑된 색상범위 내의 근사한 다른 색상의 신호를 도시한다.
즉, 디스플레이 장치의 재현 가능한 색상범위를 벗어난 신호가 입력되면 디스플레이 장치는 입력 신호를 정확하게 표현하지 못하고, 색상범위 매핑 알고리즘에 따라 색상범위 내의 근사한 다른 색상으로 표현하게 된다.
따라서 기존의 디스플레이 장치는 입력 영상의 색상범위를 지원하지 못하는 경우 표현할 수 있는 색상범위가 한정적이고, 색상을 표현하지 못하거나 부정확한 색상을 표현하게 된다.
광 색상범위(wide color gamut)의 디스플레이가 시장에서 확장되고 있고 이를 지원하는 광 색상범위의 영상 획득장치도 개발되고 있다. xvYCC(extended video YCC)는 '비디오 애플리케이션을 위한 확장 YCC 색상리메트리(extended YCC colorimetry for video applications)'의 약어로, 국제전자표준회의(IEC)에서 승인한 색상 표준으로, HD 시대를 맞아 TV 화면에 표현되는 색 스펙트럼을 업데이트할 목적으로 만들어진 것이다. 기존의 사용되고 있는 규격 BT.709-5는 TV가 표현할 수 있는 적색, 녹색, 청색의 범위를 규정하고 있는 반면, xvYCC는 색상범위를 확대하여 청록색(cyan)이나 밝은 녹색의 그림자를 추가함으로써 보다 자연스러운 색상 표시가 가능하다.
도 2를 통해 RGB, YCC 및 xvYCC 규격의 색상 범위를 비교하여 설명한다.
도 2는 xvYCC(extended video YCC) 규격과 기존 RGB 규격의 색상범위를 도시한다.
색상범위 202는 sRGB 규격의 색상범위를 나타낸다. BT.709-5은 방송 규격으로 색상 신호 규격으로 sRGB 규격을 사용한다. sRGB를 지원하는 디스플레이 장치는 그 색상범위 내의 색 신호만을 표현할 수 있다.
색상범위 204는 YCC 규격의 색상범위를 나타낸다. YCC 규격과 sRGB 규격의 변환은 연산으로 가능하지만, 색상범위 204의 어두운 부분과 같이 sRGB 규격의 색상범위 바깥의 범위가 존재한다. 따라서 sRGB를 지원하는 디스플레이 장치는 YCC 규격의 색상 모두를 표현할 수는 없다.
색상범위 206은 xvYCC 규격의 색상범위이다. xvYCC 규격은 YCC 규격이나 sRGB 규격보다 넓은 색상 공간를 정의할 수 있다. 그리하여 xvYCC 규격의 신호가 종래의 sRGB를 지원하는 디스플레이 장치에 입력되면 색상범위 202 바깥의 색상이 제대로 표현되지 못하고 클리핑되어 표현하지 않거나, 근사치의 값으로 매핑되어 왜곡된 색으로 표시된다. 따라서, 일반적인 디스플레이 장치는 그 색상 범위의 한계로 새로운 영상 신호 규격인 xvYCC 규격의 신호를 충분히 재현하지 못할 수 있다.
따라서 본원 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광 색상범위의 입력 영상을 기존의 디스플레이 장치에 표시하는 방법 및 장치에 있어서, 색상범위가 넓지 않은 디스플레이 장치에서 xvYCC 규격과 같이 광 색상범위의 신호 규격의 영상을 풍부하고 보다 정확한 색상으로 표현하는 디스플레이 방법 및 디스플레이 장치를 제시하는데 있다. 광 색상범위의 입력 영상을 표시하기 위해 새로운 규격을 지원하는 디스플레이 장치를 이용하여 디스플레이 장치 자체의 대체를 요하는 대신에, 본원 발명은 신호처리적인 방법과 기존의 디스플레이 장치를 전기적으로 이용하는 방법에 의한다.
그리하여, 넓은 색상범위의 입력 영상이 디스플레이 장치에 표현될 수 있도록 색상범위를 축소하기 위해 픽셀 값을 축소한다. 또한 픽셀 값을 축소함에 따라 감소된 휘도 값을 보정하기 위해, 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 방법을 제시한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본원 발명의 일 특징에 따른 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법은, 제 1 색상범위의 입력 영상을 수신하는 단계, 입력 영상의 픽셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하는 단계, 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하는 단계, 변환된 영상을 디스플레이 장치에 표시하는 단계 및 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 단계를 포함한다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 입력 영상의 제 1 색상범위는 디스플레 이 장치의 제 2 색상범위보다 넓으며, 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 단계는 디스플레이 장치의 밝기를 증가시킨다.
본원 발명의 일 실시예에서, 입력 신호의 색상 규격은 xvYCC 규격을 포함하며, 다른 실시예에서 출력 신호의 색상 규격은 sRGB 규격을 포함한다.
본원 발명의 목적을 달성하기 위해, 바람직한 실시예는 중간 영상 생성 단계는 입력 영상의 픽셀 값을 0<
Figure 112007031345210-PAT00005
<1의 범위의
Figure 112007031345210-PAT00006
만큼 선형적으로 축소하여 중간 영상을 생성한다.
또한 일 실시예에서, 밝기 조절 단계는 디스플레이 장치의 밝기를
Figure 112007031345210-PAT00007
만큼 선형적으로 조절한다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서 디스플레이 장치는 LCD, CRT 및 PDP 중 적어도 어느 하나를 사용하는 디스플레이 장치를 포함한다.
본원 발명의 일 실시예에서 밝기 조절 단계는 디스플레이 장치가 백라이트를 사용하는 경우, 백라이트의 광원의 세기를 조절한다.
다른 실시예어서 밝기 조절 단계는 디스플레이 장치가 CRT를 사용하는 경우 전자량을 증가시킨다.
또 다른 실시예에서, 밝기 조절 단계는 디스플레이 장치가 PDP를 사용하는 경우 전압량을 조절한다.
본원 발명의 상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치는 제 1 색상범위의 입력 영상을 수신하는 영상입력부, 입력 영상의 픽 셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하는 신호축소부, 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하는 변환부, 변환된 영상을 표시하는 디스플레이부 및 디스플레부의 밝기를 조절하는 제어부를 포함한다.
이하 본원 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 설명한다.
도 3 및 도 4는 입력 영상의 픽셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하는 단계 및 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하는 단계와 연관된다.
도 5 및 도 6은 변환된 영상을 디스플레이 장치에 표시하는 단계 및 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 단계와 연관된다.
도 7은 본원 발명의 바람직한 실시예를 구현하는 시스템의 구성도를, 도 8은 구현 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 3은 입력 영상의 픽셀 값을 축소하여 색상 범위를 축소하는 과정을 도시한다.
도 3은 본원 발명의 바람직한 실시예의 입력 영상의 픽셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하는 단계 및 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하는 단계와 연관된다.
색상범위 302는 제 1 색상범위를 나타낸다. 제 1 색상범위는 입력 영상의 색상범위일 수 있다.
본원 발명의 일 실시예에서, xvYCC 규격을 지원하는 영상 촬상장치에 의해 획득된 영상의 색상범위인 경우 색상범위 302는 xvYCC 규격의 색상범위일 수 있다.
색상범위 304는 제 2 색상범위를 나타낸다. 제 2 색상범위는 디스플레이 장 치가 재현 가능한 색상범위일 수 있다.
본원 발명의 일 실시예에서, 디스플레이 장치는 LCD, PDP 및 CRT 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 디스플레이 장치가 지원하는 신호 규격이 sRGB 규격일 경우, 색상범위 304는 sRGB의 색상범위 일 수 있다.
Figure 112007031345210-PAT00008
은 입력 영상의 신호의 백색 성분의 밝기(luminance)를,
Figure 112007031345210-PAT00009
는 디스플레이 장치의 색상범위의 백색 성분의 밝기를 나타낸다.
Figure 112007031345210-PAT00010
과
Figure 112007031345210-PAT00011
가 일치하는 색상범위 304 내의 색상만이 디스플레이 장치에서 정확히 재현될 수 있다.
예를 들어, 입력 영상의 신호 규격이 xvYCC이고, 디스플레이 장치가 지원하는 신호 규격이 sRGB인 경우를 생각해 보자. xvYCC를 sRGB로 연산에 의해 변환하는 것이 가능하지만, xvYCC 규격의 신호는 sRGB 규격으로는 표현할 수 없는 범위의 값이 있으며, 색상범위 304 바깥의 영역에 있는 색상은 표현할 수 없거나 정확한 색상을 표현할 수가 없다.
색상범위 306는 광 색상범위의 입력 영상을 디스플레이 장치가 재현 가능하게 하기 위해 축소한 중간 영상의 색상범위이다.
색상범위 308는 축소된 색상범위에 따라 입력 영상 신호의 백색 성분
Figure 112007031345210-PAT00012
이
Figure 112007031345210-PAT00013
로 축소되면서, 기존 디스플레이 장치에서 정확히 색상 재현이 가능하던 색상범위 304 부분이 축소된 색상범위이다.
본원 발명의 일 실시예는, 광 색상범위의 입력 영상의 신호를 디스플레이가 재현 가능한 색상범위로 축소하기 위해
Figure 112007031345210-PAT00014
만큼 선형적으로(linearly) 축소한다. 는 이때
Figure 112007031345210-PAT00015
는 0<
Figure 112007031345210-PAT00016
<1의 범위에서 실험값으로 정해진다. 입력 영상의 색상 정보 및 휘도 정보는 픽셀 값으로 할당되어 있으므로, 입력 영상의 픽셀 값을
Figure 112007031345210-PAT00017
만큼 축소하게 된다. 이때, 흑색 성분을 나타내는 색상범위 사각형의 아래쪽 꼭짓점은 고정한 채 선형적으로 축소하여야 한다.
따라서 광 색상범위의 입력 영상의 색상범위 중에서 디스플레이가 재현 가능한 색상범위 304에 포함되는 비율에 비해, 중간 영상의 축소된 색상범위 306는 디스플레이 장치의 색상범위 304에 상대적으로 높은 비율로 포함되게 되므로 더욱 풍부한 색상을 재현할 수 있다.
도 4는 입력 영상의 픽셀 값의 축소 전과 후에 차이가 발생하는 영역을 도시한다.
도 4는 입력 영상의 픽셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하는 단계 및 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하는 단계와 연관된다.
색상범위 402 내지 색상범위 408는 각각 색상범위 302 내지 색상범위 308에 대응된다.
즉, 색상범위 402는 제 1 색상범위를 나타내며, 입력 영상의 색상범위일 수 있다.
색상범위 404는 제 2 색상범위를 나타내며, 디스플레이 장치가 재현 가능한 색상범위일 수 있다.
색상범위 406는 광 색상범위인 제 1 색상범위의 입력 영상을 제 2 색상범위의 디스플레이 장치가 재현 가능하게 하기 위해 축소하여 생성한 중간 영상의 색상범위이다.
색상범위 408는 축소된 색상범위에 따라 입력 영상 신호의 백색 성분
Figure 112007031345210-PAT00018
이
Figure 112007031345210-PAT00019
로 축소되면서, 기존 디스플레이 장치에서 정확히 색상 재현이 가능하던 색상범위 404 부분이 축소된 색상범위이다.
색상범위 410은 입력 영상의 색상범위를 축소함에 따라, 축소하기 전에는 색상범위 404 바깥 범위에 있었으나 축소 후 색상범위 404 안의 범위로 포함된 색상범위를 나타낸다. 결과적으로 디스플레이 장치가 재현할 수 있게 된다.
따라서 예를 들어 색상범위 404 바깥에 위치한 점 X는, 색상범위의 축소로 인하여 X'로 축소됨에 따라 색상범위 404 안으로 포함되어 디스플레이 장치가 재현할 수 있다. 이렇게 점 X와 같은 효과를 갖는 색상들의 범위가 색상범위 410이다. 색상범위 410가 발생함에 따라, 본원 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법은 기존의 디스플레이 장치에어서 정의할 수 없었던 색상범위의 색상을 표현할 수 있게 된다. 따라서 보다 풍부한 색상범위를 재현할 수 있게 된다.
본원 발명의 바람직한 실시예에 따라, 광 색상범위의 입력 영상을 색상범위가 축소되도록 신호를 축소한 후, 디스플레이 장치에 재현할 수 있도록 디스플레이가 지원하는 신호 규격으로 변환하는 단계가 필요하다. 이때 디스플레이 장치의 신 호 규격은 예를 들어 sRGB 등이 있다.
만약 입력 영상의 색상범위를 축소하지 않았다면, 이 단계에서 입력 영상의 색상 정보를 디스플레이가 재현하지 못해, 많은 색상 정보가 클리핑 또는 매핑 기법에 의해 손상되게 된다. 그러나 본원 발명의 일 실시예에 의해, 신호의 색상범위를 축소하면 보다 많은 색상정보가 디스플레이 장치가 재현할 수 있는 범위로 포함되어, 신호 규격의 변환 단계에서 보존될 수 있다.
도 5는 디스플레이 장치의 밝기를 증가시켜 변환 영상의 휘도를 증가시키는 과정을 도시한다.
도 5는 변환된 영상을 디스플레이 장치에 표시하는 단계 및 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 단계와 연관된다.
색상범위 502은 변환 영상의 축소된 색상범위를 디스플레이의 밝기를 증가시킴으로써, 색상범위 축소로 인해 감소된 휘도를 보정된 색상범위를 나타낸다.
색상범위 504는 디스플레이의 밝기를 증가시킴으로써 변환 영상의 감소된 휘도가 디스플레이 장치의 재현 가능한 색상범위의 휘도까지 확장된 것을 나타낸다.
색상범위 506는 입력 영상의 색상범위를 축소한 범위를 나타낸다. 즉 색상범위 306에 해당하고, 중간 영상의 색상범위이다.
색상범위 508는 입력 영상의 백색 성분의 밝기(luminance)와 디스플레이 장치의 색상범위의 백색 성분의 밝기가 일치하는 색상범위, 즉 기존의 디스플레이 장치의 재현 가능한 색상범위의 한계범위가 본원 발명의 일 실시예에 따라 축소된 색 상범위를 나타낸다. 즉, 색상범위 308에 해당한다. 여기서
Figure 112007031345210-PAT00020
는 디스플레이 장치가 재현할 수 있는 색상범위의 백색 성분의 밝기를 나타내며,
Figure 112007031345210-PAT00021
는 축소된 입력 영상의 백색 성분의 밝기를 나타낸다.
본원 발명의 일 실시예는 입력 영상의 광 색상범위를 디스플레이에서 재현할 수 있도록, 디스플레이가 재현할 수 있는 색상범위에 포함시키기 위해 입력 영상의 픽셀 값을 축소한다. 그 결과, 보다 풍부한 색상범위를 디스플레이 장치에서 표시할 수 있으나, 축소 과정에서 휘도 성분의 크기가 감소하므로 변환 영상이 전체적으로 어두워진다. 따라서 성능 개선을 위해 휘도를 조정하는 단계가 필요하다.
본원 발명에서는 휘도 조정을 위해 디스플레이의 밝기를 조절한다. 디스플레이의 밝기를 증가시킴으로써, 변환 영상의 감소된 휘도가 디스플레이 장치의 재현 가능한 색상범위의 휘도까지 확장된 효과가 색상범위 504에 도시된다. 즉, 디스플레이 장치 자체의 밝기를
Figure 112007031345210-PAT00022
가
Figure 112007031345210-PAT00023
의 밝기로 표현되도록 조정한다. 따라서 입력 영상의 색상범위를 축소함으로 인해 휘도가 감소되어 변환 영상이 전체적으로 어두워지는 문제점을 해결하게 된다.
입력 영상의 색상범위를 축소하는 단계에서 0<
Figure 112007031345210-PAT00024
<1 범위의
Figure 112007031345210-PAT00025
만큼 선형적으로 축소시켰다면, 디스플레이 장치의 조명을
Figure 112007031345210-PAT00026
만큼 밝게 함으로써 원하는 결과를 얻을 수 있다. 이때, 흑색 성분을 나타내는 색상범위 사각형의 아래쪽 꼭지점은 고정한 채 선형적으로 밝기를 증가시켜야 한다.
디스플레이 장치의 밝기를 증가시키기 위해 다양한 방법이 이용될 수 있다. 디스플레이 장치가 백라이트를 사용하는 LCD를 사용한다면, 백라이트의 광원의 세기를 조절함으로써 본원 발명의 목적을 달성할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치가 CRT를 사용한다면, 전자량을 조절함으로써 디스플레이 장치의 밝기를 증가시킬 있다. PDP를 사용하는 디스플레이 장치의 경우에는, PDP에 가하는 전압량을 조절함으로써 디스플레이 장치의 밝기를 증가시킬 수 있다. 본원 발명에서는 밝기를 증가시켜야 하므로, 백라이트의 광원의 세기를 증가시키거나, 전자량 또는 전압량을 증가시켜야 한다.
색상범위를 축소함에 따라 동반하여 감소한 변환 영상의 휘도 성분을 보정하기 위해, 영상 신호의 픽셀 값의 휘도 성분을 증가시킬 수도 있다. 그러나 변환 영상의 픽셀 값의 휘도 성분을 직접 증가시킨다면 디스플레이가 지원하는 신호 규격의 색상범위의 한계에 종속된다. 따라서 본원 발명이 해결하려는 궁극적인 문제점에 다시 돌아가게 된다. 또한 휘도 성분만을 증가시킨다면 색상 성분이 변형되어 손상된 색상을 출력하게 된다.
따라서 본원 발명의 바람직한 실시예는, 디스플레이 장치의 밝기를 증가하여 변환 영상의 휘도를 보상적으로 증가시킨다. 결과적으로 영상의 휘도 성분의 손실을 보정하는 동시에, 선형적으로 변환 영상의 신호를 증가시키므로 색상 정보를 유지할 수 있어 색상 정보를 덜 훼손하면서 보정이 가능하다.
도 6는 디스플레이 장치의 밝기를 증가시켜 색상 범위가 확대된 결과를 도시한다.
도 6은 변환 영상을 디스플레이 장치에 표시하는 단계 및 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 단계와 연관된다.
앞선 도면에서와 마찬가지로,
Figure 112007031345210-PAT00027
은 입력 영상의 색상범위를 축소하여 감소했던 백색 성분의 밝기이며,
Figure 112007031345210-PAT00028
는 디스플레이 장치가 재현 가능한 한계의 백색 성분의 밝기를 나타낸다.
도면과 같이
Figure 112007031345210-PAT00029
를
Figure 112007031345210-PAT00030
와 일치하도록 디스플레이 장치의 밝기를 증가시킴으로써, 휘도의 손실을 보정한다. 결과적으로
Figure 112007031345210-PAT00031
를 꼭짓점으로 가지는 기존의 사각형 형태의 색상범위보다 디스플레이 장치가 재현하는 색상범위가 넓어지므로 보다 풍부한 색상을 표현하게 된다.
또한 색상 매핑 기법에 의해 색상범위를 조절하던 기존의 방식들은 영상 신호가 고휘도 성분을 가질수록, 조절된 영상의 색상은 백색 성분의 색상으로 치우쳐 매핑되므로 색상의 표현이 부정확해지는 경향이 있었다. 또한 클리핑 기법에 의한 기존의 방식은 색상정보를 제거함으로써, 색상정보의 훼손이 심각하다.
기존의 클리핑이나 매핑에 의해 디스플레이 장치의 색상범위 바깥의 색상을 디스플레이 장치의 색상범위 안으로 매핑하는 방식에 반해, 본원 발명의 바람직한 실시예는 선형적으로 색상범위가 조절되므로 보다 정확한 색상의 표현이 가능하다.
도 7은 본원 발명의 일 실시예에 따른 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치의 구성도를 도시한다.
광 색상범위 영상의 디스플레이 장치(700)는 영상입력부(702), 신호축소부(704), 변환부(706), 제어부(708) 및 디스플레이부(710)를 포함한다.
광 색상범위 영상의 디스플레이 장치(700)는 제 1 색상범위의 영상을 입력 받아, 제 2 색상범위의 디스플레이부에 표시한다. 본 실시예에서는, 제 1 색상범위는 제 2 색상범위보다 넓다.
영상입력부(702)는 입력 영상을 입력받아 신호축소부(704)로 출력한다. 본 실시예에서, 입력 영상은 디스플레이부(710)가 표현할 수 있는 색상범위보다 넓은 색상범위를 가진 규격을 가진다. 예를 들어 입력 영상은 xvYCC의 신호 규격에 따른 영상이다.
신호축소부(704)는 영상입력부(702)로부터 입력 영상을 입력받아, 처리한 영상을 변환부(706)로 출력한다. 중간 영상은 입력 영상의 픽셀 값을 축소함으로써 생성된다. 또한 축소변수인
Figure 112007031345210-PAT00032
를 제어부(708)로 전달한다.
신호축소부(704)는 입력 영상 디스플레이부(710)가 재현 가능한 색상범위보다 넓은 색상범위를 가지는 경우, 입력 영상의 색상범위가 디스플레이부(710)의 색상범위 안에 보다 많이 포함되도록 입력 영상의 색상범위를 축소시킨다. 이때 영상의 픽셀 값이 휘도 및 색상 정보를 가지고 있으므로, 픽셀 값을 축소하게 된다.
변환부(706)는 신호축소부(704)로부터 입력받은 중간 영상을 디스플레이부(710)가 지원하는 신호 규격을 만족하도록 규격을 변환한 변환 영상을 디스플레이부(710)로 출력한다.
예를 들어, 입력 영상이 xvYCC 규격이라면 LCD 패널의 디스플레이부가 표현할 수 있는 sRGB 규격으로 변환한다. 이때 변환된 영상은 신호축소부(704)에서 색상범위를 축소한 영상이므로 디스플레이부(710)가 재현 가능한 색상범위는 넓어졌으나 휘도도 함께 감소하였으므로 영상이 전체적으로 어두워진 상태이다.
제어부(708)는 신호축소부(704)로부터 축소변수
Figure 112007031345210-PAT00033
를 입력받아 디스플레이부(710)의 밝기를 조절한다. 입력 영상을
Figure 112007031345210-PAT00034
에 의해 선형적으로 축소하였다면, 디스플레이부(710)의 밝기를
Figure 112007031345210-PAT00035
만큼 선형적으로 증가시킴으로써 휘도의 손실을 보정한다.
디스플레이부(710)는 변환부(706)로부터 입력받은 변환 영상을 디스플레이 패널에 표시하고, 제어부(708)의 지시에 따라 밝기를 조절한다.
디스플레이부(710)가 백라이트를 사용하는 LCD 패널을 사용하는 경우, 제어부(708)는 디스플레이부의 백라이트의 광원의 세기를 조절시키도록, 즉 본 실시예의 경우에는 증가시키도록 지시를 보내야 한다. 또한 디스플레이부(710)가 CRT를 사용하는 경우, 제어부(708)는 디스플레이부가 전자량을 조절시키도록, 즉 본 실시예에서는 증가시키도록 제어한다. PDP를 사용하는 디스플레이부(710)에 대해서, 제어부(708)는 PDP에 가해지는 전압량을 조절함으로써, 특히 본 실시예에서는 증가시키도록 지시한다.
선택적으로 디스플레이부(710)는 신호축소부(704)로부터 입력된
Figure 112007031345210-PAT00036
값에 기초하여, 디스플레이부의 광원의 세기를 조절할 수 있다.
결과적으로 기존의 신호 규격의 색상범위를 재현하는 디스플레이부를 다른 신호 규격을 지원하는 디스플레이 패널로 교환해야 하는 방식과 같이 그 자체의 구조적 변화 없이, 본원 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(700)는 영상입력부에서 입력받은 광 색상범위의 입력 영상을 표현할 수 있게 된다. 이는 입력 영상의 색상범위를 축소시키는 신호처리방법과 디스플레이부의 밝기를 조절하는 전기적 방법으로 인해 가능하게 된다.
따라서 새로운 신호 규격을 지원하는 디스플레이부로 대체할 필요 없이 기존의 디스플레이부를 이용할 수 있으므로, 보다 경제적이며 효율적이다.
도 8은 본원 발명의 일 실시예에 따른 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 802에서는, 제 1 색상범위의 입력 영상을 수신한다. 예를 들어 입력 영상은 광 색상범위의 신호 규격을 지원하는 촬상장치로부터 획득된 영상으로, 제 1 색상범위는 광 색상범위이다. 일 실시예에서, 입력 영상은 xvYCC의 신호 규격에 따른 영상이다.
단계 804에서는, 입력 영상의 색상범위를 축소시켜 중간 영상을 생성한다. 본 실시예에서 입력 영상의 색상범위는 제 2 색상범위보다 넓으므로, 제 2 색상범위에서 정의할 수 없는 입력 영상의 색상범위를 제 2 색상범위 내로 포함시키기 위해 입력 영상의 색상범위를 축소시킨다. 이 때 제 2 색상범위는 디스플레이 장치가 재현할 수 있는 색상범위이다. 색상범위의 축소 과정은 영상의 픽셀 값을 축소시킴 으로써 가능하다.
단계 806에서는, 중간 영상을 디스플레이 장치가 지원하는 색상신호규격으로 변환하여 변환 영상을 생성한다. 입력 영상의 색상신호규격과 디스플레이 장치의 색상신호규격이 다른 경우, 신호규격의 변환이 필요하다.
이때 서로 연산이 가능하더라도 디스플레이 장치가 표현할 수 없는 입력 영상의 신호 규격의 색상범위가 존재하게 되므로, 일반적으로 색상을 표현하지 못하거나 부정확한 색상을 표현하게 된다. 따라서 색상범위의 조절이 필요하게 된다. 그러나 본원 발명이 바람직한 실시예에 따라 입력 영상의 색상범위가 축소된 중간 영상을 이용하여 신호 규격을 변환하게 되면, 그렇지 않은 경우보다 풍부한 색상범위를 유지한 채 신호규격의 변환이 가능하다.
단계 808에서는, 변환 영상을 디스플레이 장치에 표시한다. 입력 영상을 신호처리방식에 의해 처리한 중간 영상을 디스플레이 장치의 신호규격으로 변환한 변환 영상을 디스플레이에 표시한다. 디스플레이 장치의 본래의 색상범위보다 풍부한 색상범위를 유지하게 되나 휘도의 손실이 발생하므로 전체적으로 어두운 영상을 출력하게 된다.
단계 810에서는, 디스플레이 장치의 밝기를 조절한다. 감소된 휘도를 보정하기 위한 과정이므로 밝기를 증가시키는 것이 가능하다. 변환 영상의 픽셀 값을 직접 조절하는 대신, 디스플레이 장치의 밝기를 조절함으로써 디스플레이 장치의 색상범위의 한계를 벗어날 수 있으므로 풍부한 색상을 표현할 수 있다. 또한 선형적으로 조절이 가능하므로 색상정보를 유지하게 되므로, 보다 정확한 색상을 디스플 레이 장치에 표현할 수 있다.
디스플레이 장치의 종류에 따라 밝기를 조절하는 방법은 다양할 수 있다. 디스플레이 장치가 백라이트를 가진 LCD를 사용하는 경우, 백라이트의 광원의 세기를 조절한다. 또한 디스플레이 장치가 CRT를 사용하는 경우 전자량을 조절하고, PDP를 사용하는 경우 전압을 조절하여 가한다. 특히 본 실시예에서와 같이 밝기를 증가시켜야 하는 경우, LCD의 백라이트의 광원의 세기, CRT의 전자량 및 PDP의 전압량을 증가시킨다.
본 발명은 많은 다른 형태의 실시예가 가능하지만, 여기서 도면에 도시되고 상세히 설명된 예들은 본 발명의 최적화된 실시예들이며, 상기 상세한 설명은 발명의 원리의 예시로써 간주되고자 함이지, 본 발명의 넓은 측면을 도시된 실시예들로 한정하려는 것이 아니라는 것을 명심하여야 한다. 본 발명에 관해 상기 전술한 예시 구성들은 이 기술 분야에서 숙련된 이들에게 알려진 많은 방법으로 구현될 수 있다. 그리하여 본 발명은 여기서 설명된 예시 실시예에만 한정되지 않는다.
본 발명은 특정 바람직한 버전을 참고로 그것에 대해 매우 상세하게 설명되었다. 그러나 다른 버전들도 가능하다. 그리하여 첨부된 청구항들의 의도의 범위는 여기서 포함된 바람직한 버전의 상세한 설명에 제한되어서는 안 된다.
본원 발명은 광 색상범위의 입력 영상을 기존의 디스플레이 장치에 표시하는 방법 및 장치에 있어서, 색상범위가 넓지 않은 디스플레이 장치에서 넓은 색상범위의 신호 규격의 영상을 풍부하고 보다 정확한 색상으로 표현하는 디스플레이 방법 및 장치를 제시하는데 있다. xvYCC 규격과 같은 광 색상범위의 입력 영상을 표시하기 위해, 새로운 규격을 지원하는 디스플레이 장치의 구조적 변화 없이도, 본원 발명은 신호처리적인 방법과 기존의 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 전기적 방법에 의하므로 효율적이고 경제적이다.
또한, 넓은 색상범위의 입력 영상이 디스플레이 장치에 표현될 수 있도록 색상범위를 축소하기 위해 픽셀 값을 축소함으로써 디스플레이 장치가 재현 가능한 색상범위로 포함시킨다. 또한 픽셀 값을 축소함에 따라 감소된 휘도 값을 보정하기 위해, 디스플레이 장치의 밝기를 조절함으로써 휘도의 손실을 보상한다. 따라서 원래 디스플레이 장치가 재현할 수 있는 색상범위보다 풍부한 색상범위의 색상을 표시하고, 선형적으로 색상 정보를 처리하므로 보다 정확한 색상을 표현하는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 제 1 색상범위의 입력 영상을 수신하는 단계;
    상기 입력 영상의 픽셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하는 단계;
    상기 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하는 단계;
    상기 변환된 영상을 디스플레이 장치에 표시하는 단계; 및
    상기 디스플레이 장치의 밝기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 색상범위는 상기 제 2 색상범위보다 넓으며, 상기 밝기를 조절하는 단계는 상기 디스플레이 장치의 밝기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 신호의 색상 규격은 xvYCC 규격을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 신호의 색상 규격은 sRGB 규격을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 영상 생성 단계는 상기 입력 영상의 픽셀 값을 0<
    Figure 112007031345210-PAT00037
    <1의 범위의
    Figure 112007031345210-PAT00038
    만큼 선형적으로 축소하여 중간 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 밝기 조절 단계는 상기 밝기를
    Figure 112007031345210-PAT00039
    만큼 선형적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 LCD, CRT 및 PDP 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 조절 단계는 상기 디스플레이 장치가 백라이트(backlight)를 사용하는 경우, 상기 백라이트의 광원의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 조절 단계는 상기 디스플레이 장치가 CRT를 사용하는 경우 전자량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 조절 단계는 상기 디스플레이 장치가 PDP를 사용하는 경우 전압량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  11. 제 1 색상범위의 입력 영상을 수신하는 영상입력부;
    상기 입력 영상의 픽셀 값을 축소한 중간 영상을 생성하는 신호축소부;
    상기 중간 영상을 제 2 색상범위의 영상으로 변환하는 변환부;
    상기 변환된 영상을 표시하는 디스플레이부; 및
    상기 디스플레이부의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 색상범위는 상기 제 2 색상범위보다 넓으며, 상기 제어부는 상기 디스플레이 장치의 밝기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력 신호의 색상 규격은 xvYCC 규격을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 출력 신호의 색상 규격은 sRGB 규격을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 신호축소부는 상기 입력 영상의 픽셀 값을 0<
    Figure 112007031345210-PAT00040
    <1의 범위의
    Figure 112007031345210-PAT00041
    만큼 선형적으로 축소하여 중간 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 밝기를
    Figure 112007031345210-PAT00042
    만큼 선형적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 LCD, CRT 및 PDP 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디스플레이 장치가 백라이트를 사용하는 경우, 상기 백라이트의 광원의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디스플레이 장치가 CRT를 사용하는 경우 전자량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디스플레이 장치가 PDP를 사용하는 경우 전압량을 조절하는 것을 특징으로 하는 광 색상범위 영상의 디스플레이 장치.
  21. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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