KR20110053200A - 컬러 관리 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20110053200A KR1020100112715A KR20100112715A KR20110053200A KR 20110053200 A KR20110053200 A KR 20110053200A KR 1020100112715 A KR1020100112715 A KR 1020100112715A KR 20100112715 A KR20100112715 A KR 20100112715A KR 20110053200 A KR20110053200 A KR 20110053200A
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Abstract

본 발명은, 컬러 관리 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 컬러 관리 방법은, 외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호로부터 RGB값을 취득하는 단계; RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 공식에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하는 단계; 계산한 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도의 제어 신호를 생성하여, 상기 표시 장치가 컬러 표시를 하도록 제어하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 컬러 관리 방안은, 표시 장치에 컬러 정보를 정확하게 재생시킬 수 있고, 표시 장치의 컬러 표시 왜곡의 문제를 유효하게 해결할 수 있다.

Description

컬러 관리 방법 및 장치{Color management method and device}
본 발명은, 컬러 관리 기술에 관한 것으로, 특히 컬러 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
다양한 신흥의 디지털 컬러 화상의 입출력 디바이스, 예를 들면 컬러 스캐너, 디지털 카메라, 표시 장치, 컬러 프린터 등이 광범위하게 응용됨에 따라, 컬러 화상이 각종 설비 간에 전송, 복제, 재생되는 과정에서의 컬러 왜곡의 문제가 주목받고 있다.
컬러 정보가 다른 디바이스 간에 전송될 때에 발생한 컬러 왜곡의 문제를 해결하기 위해, 각 화상 디바이스의 컬러 재생 특성에 의해 화상 데이터를 보정하는 컬러 관리 모듈(Color Management Module, CMM이라고 약칭함) 기술이 제안되어 있다. CMM기술이란, 소스 디바이스의 컬러 공간에서 임의의 목표 디바이스의 컬러 공간으로 컬러 변환을 하는 기술로서, 정확하게 컬러를 전송할 수 있다. 현재 개발된 CMM 제품은 주로 「Adobe CMM」, 「Agfa CMM」, 「Apple CMM」, 「Heidelberg CMM」, 「Imation CMM」, 「Kodak CMM」 및 「X-Rite CMM」 등이 있다. 컬러 관리의 내용은 디바이스의 기준화, 특징의 기술 및 컬러 변환이 있다. 디바이스의 기준화는 시스템이 정상으로 동작하기 위한 전제이고, 디바이스의 특징의 기술은 다른 디바이스의 컬러 표현 능력 및 나타내는 컬러 범위의 기술(記述)이며, 컬러 변환은 일치하는 조건으로 하나의 디바이스의 컬러 공간을 다른 디바이스의 컬러 공간으로 변환하여, 다른 컬러 공간 간에 대응한 컬러 매핑을 확립하는 것을 가리킨다.
컬러 공간은 이하와 같은 3종류로 나눌 수 있다. 적녹청(Red Green Blue, RGB라고 약칭함)형 컬러 공간/컴퓨터 도형 컬러 공간, 예를 들면 「HIS」, 「HSL」 및 「HSV」 등의 컬러 공간은, 주로 텔레비전과 컴퓨터의 컬러 표시 시스템에 이용된다. 범용 컬러 기준(standard Red Green Blue, sRGB라고 약칭함) 컬러 공간은, 기준 RGB 컬러 공간으로, 컴퓨터, 인터넷 등의 멀티미디어 시스템과 디바이스의 컬러 데이터의 기준화 교류에 이용된다. 「XYZ」형 컬러 공간/국제 조명 위원회(International Commissionon Illumination, CIE라고 약칭함) 컬러 공간은, 디바이스와 관계없는 컬러 공간으로, 예를 들면 「CIE 1931 XYZ」, 「L*a*b」, 「L*u*v」 및 「LCH」 등의 컬러 공간이 있다. 「YUV」형 컬러 공간/텔레비전 시스템 컬러 공간은, 색도 정보를 압축하여 컬러 텔레비전 화상을 방송하고, 예를 들면 「YUV」, 「YIQ」 및 「SMPTE-240M Y'PbPr」 등의 컬러 공간이 있다. 한 줄씩 위상 반전(Phase Alternating Line, PAL이라고 약칭함)과 전미 텔레비전 방송 방식 표준화 위원회(National Television Standards Committee, NTSC라고 약칭함) 텔레비전 방식의 텔레비전 신호는 각각 「YUV」컬러 공간과 「YIQ」컬러 공간을 이용한다.
도 1은, 종래기술에서의 삼원색 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED라고 약칭함)의 백라이트와 sRGB 컬러 공간 및 NTSC 텔레비전 방식의 「YIQ」컬러 공간의 색역 대비도로서, 색역은 컬러 표현 능력을 가리키고, 컬러 공간이 포함하는 컬러의 범위도 가리킨다. 가로좌표는 적색(X)을 나타내고, 세로좌표는 녹색(Y)을 나타낸다. 그 중에서 VA는 육안의 가시 영역을 나타내고, sRGB는 컴퓨터, 인터넷 등과 같은 멀티미디어 시스템 및 디바이스에 이용되는 sRGB 컬러 공간을 나타내며, RGB LED는 삼원색 LED 백라이트의 색역을 나타내고, NTSC는 NTSC 텔레비전 방식의 「YIQ」컬러 공간을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 삼원색 LED 백라이트의 색역은, sRGB 컬러 공간과 NTSC 텔레비전 방식의 「YIQ」컬러 공간의 색역을 대폭으로 초월한다.
입력된 화상 신호의 컬러 공간을 표시 장치의 컬러 공간으로 변환하여 표시 장치에서 컬러를 표현하기 위해, 종래기술의 컬러 관리 방법은, 전통적인 룩업 테이블법 또는 뉴럴 네트워크 알고리즘이 제공되어 있다. 예를 들면, 「계조 매트릭스 모델」 또는 「매트릭스 룩업 테이블 모델」에 의해, sRGB, 「YUV」 또는 「YIQ」 등의 컬러 공간을 표시 장치의 RGB 컬러 공간으로의 변환 계산을 실현하고 나서, 이 표시 장치의 컬러 공간의 RGB값에 기초하여 컬러를 표시한다.
본 발명을 실현하는 과정에 있어서, 발명자는 종래기술에서 적어도 이하와 같은 문제가 존재한다는 것을 발견했다. 즉, 현재의 삼원색 LED 백라이트의 색역은 이미 sRGB 컬러 공간, 「YIQ」컬러 공간, 「YUV」컬러 공간 등의 색역을 대폭으로 초월하지만, 입력된 컬러 신호의 색역은 이 컬러 신호를 재생하는 표시 장치의 색역보다 작은 경우에, 표시 장치의 컬러 표현 능력을 완전히 발휘할 수 없음과 동시에, 입력된 컬러 신호의 컬러 공간과 표시 장치의 컬러 공간의 정합 과정에서 양자 간에 오류가 생길 가능성이 있다. 따라서, 일상에서 자주 보이는 삼원색 LED 백라이트의 텔레비전은 컬러가 지나치게 선명한 것이 자주 발견되고, 특히 적색 영역의 왜곡이 커서 컬러를 정확하게 재생할 수 없는 문제가 존재한다.
본 발명은, 컬러 관리 방법 및 장치를 제공하여, 표시 장치가 컬러 정보를 정확하게 재생하고, 표시 장치의 컬러 왜곡의 문제를 유효하게 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 실현하기 위해, 본 발명이 제공하는 컬러 관리 방법은, 외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호로부터 적녹청 RGB값을 취득하는 단계; 상기 RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 하기 공식에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하는 단계;
Figure pat00001
(
Figure pat00002
가 상기 RGB값을 나타내고,
Figure pat00003
가 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 나타내며,
Figure pat00004
가 상기 시스템 변환 매트릭스를 나타내고, 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율과 목표 시스템의 삼자극치 간의 변환 매트릭스이며, M이 상기 기준 변환 매트릭스를 나타내고, 상기 삼자극치와 상기 RGB값 간의 변환 매트릭스이며, 상기 시스템 변환 매트릭스와 기준 변환 매트릭스에서의 각 매트릭스의 요소가 정수(定數)로 설정됨)
계산된 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 상기 표시 장치가 컬러 표시를 하도록 제어하는 단계;를 포함한다.
본 발명이 더 제공하는 컬러 관리 장치는, 외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호로부터 적녹청 RGB값을 취득하는 입력부; 각 요소가 정수로 설정되고, 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율과 목표 시스템의 삼자극치 간의 변환 매트릭스인 시스템 변환 매트릭스 및 각 요소가 정수로 설정되고, 상기 삼자극치와 상기 RGB값 간의 변환 매트릭스인 기준 변환 매트릭스를 기억하는 기초 매트릭스 기억부; 상기 RGB값과 상기 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여 하기 공식
Figure pat00005
(
Figure pat00006
가 상기 RGB값을 나타내고,
Figure pat00007
가 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 나타내며,
Figure pat00008
가 상기 시스템 변환 매트릭스를 나타내고, M이 상기 기준 변환 매트릭스를 나타냄)에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하는 교정부; 계산한 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 상기 표시 장치가 컬러 표시를 하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 기술안으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은, 입력된 화상 신호의 RGB값과 미리 기억된 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스를 이용하여 표시 장치의 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하고, 또한 제어 신호에 의해 실시간으로 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색 화소에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도를 조정한다. 본 발명에 있어서, 표시 장치는, 컬러 공간의 변환을 위해 입력된 RGB값을 변경하여 해당 변경한 RGB값에 기초하여 컬러를 표시하는 것이 아니라, 입력된 화상 신호의 RGB값에 기초하여 컬러를 표시하므로, 표시 장치의 색역이 입력된 신호의 색역보다 큰 경우, 컬러 공간의 변환에 의한 당초에 입력된 컬러로부터 벗어나는 문제를 극복하여, 표시 장치가 입력된 컬러 신호를 정확하게 환원하여 재생하는 것을 실현한다.
도 1은, 종래기술에 관한 삼원색 LED 백라이트와 sRGB 컬러 공간 및 NTSC 텔레비전 방식의 「YIQ」컬러 공간의 색역 대비도.
도 2는, 본 발명에 관한 실시예 1에 제공하는 컬러 관리 방법의 흐름도.
도 3은, 본 발명에 관한 실시예 2에 제공하는 컬러 관리 방법에 있어서 시스템 변환 매트릭스 방법을 확정하는 흐름도.
도 4는, 본 발명에 관한 실시예 3에 제공하는 컬러 관리 장치의 구성도.
이하, 도면과 실시예를 통해 본 발명의 기술 방안을 더 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 2는, 본 발명의 실시예 1에 제공하는 컬러 관리 방법의 흐름도이다. 이 흐름은 이하와 같은 구체적인 단계를 포함한다.
즉, 외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호로부터 RGB값(
Figure pat00009
)을 취득하는 단계 10; RGB값(
Figure pat00010
)과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스(
Figure pat00011
) 및 기준 변환 매트릭스(M)에 기초하여 하기 공식 (1)에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율(
Figure pat00012
)을 계산하는 단계 20;
Figure pat00013
...(1)
(단, 시스템 변환 매트릭스(
Figure pat00014
)가 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율(
Figure pat00015
)과 CIE에서 채용한 「CIE-XYZ」시스템인 목표 시스템의 삼자극치(
Figure pat00016
) 간의 변환 매트릭스이고, 기준 변환 매트릭스(M)가 삼자극치(
Figure pat00017
)와 RGB값(
Figure pat00018
) 간의 변환 매트릭스이며, 시스템 변환 매트릭스의 각 요소(CR, CG, CB, LR, LG, LB, MR, MG, MB) 및 기준 변환 매트릭스(M)에서의 각 요소는, 경험치 또는 계산치에 기초하여 미리 설정할 수 있는 정수로 설정됨.)
계산한 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율(
Figure pat00019
)에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 표시 장치가 컬러 표시를 하도록 제어하는 단계 30;을 포함한다.
단계 30에 있어서, 계산된 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 화소를 제어하기 위한 신호를 각각 생성할 수 있다. 화소에 대응하는 구동 전압이란, 화소의 양단에 가하는 전계 전압을 가리키고, 제어되는 화소가 표현하는 그레이 스케일에 대응한다. 화소에 대응하는 광원 휘도의 제어 신호란, 광원 휘도를 제어하는 신호를 가리키고, 예를 들면 광원 휘도의 제어 신호는 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 LED의 휘도를 제어하는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM이라고 약칭) 신호이어도 된다.
액정 표시 장치에 대해서는, 상기 구동 전압이 액정 패널의 데이터 구동 회로에 입력되고, 데이터 구동 회로가 화소에 대응하는 구동 전압을 해당 화소에 제공하여 해당 화소의 광투과율을 제어하여, 액정 표시 장치의 적색 자화소, 녹색 자화소 및 청색 자화소에 제어 신호에 따라 광투과율을 실시간으로 변경시켜 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현한다.
삼원색 LED 백라이트 표시 장치에 대해서는, 상기 광원 휘도의 제어 신호가 삼원색 LED 백라이트 모듈의 광원 구동부에 입력되고, 광원 구동부가 소정의 PWM값의 PWM신호를 광원부에 제공함으로써, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 휘도를 제어하여, 삼원색 LED 백라이트 표시 장치의 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 제어 신호에 따라 광투과율을 실시간으로 변경시켜 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현한다.
상기 삼원색 LED 백라이트 표시 장치에 대해서는, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 PWM값과 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 구동 전압값을 총괄적으로 조정함으로써, 삼원색 LED 백라이트 표시 장치의 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 제어 신호에 따라 광투과율을 실시간으로 변경시켜 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현할 수도 있다.
브라운관(Cathode Ray Tube, CRT라고 약칭함) 표시 장치에 대해서는, 감마 회로의 제어에 의해 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 광투과율을 실시간으로 변경시켜 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현할 수 있다.
상기 기술방안에 기초하여, 계측기와 시스템 간에 생성된 오차를 교정하기 위해, 공식(1)을 이용하여 적색, 녹색 및 청색 화소의 광투과율을 계산하는 경우에, 오차 교정 매트릭스를 도입하여 오차 교정 매트릭스에 계산한 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 곱하여 오차 교정을 한다. 즉, 상기 공식(1)을 하기 공식(2)으로 바꾸어 적색, 녹색 및 청색 화소의 광투과율을 계산할 수 있다.
Figure pat00020
...(2)
그 중에는, 오차 교정 매트릭스(
Figure pat00021
)에서의 각 매트릭스 요소(x1, x2, x3, y1, y2, y3, z1, z2 및 z3)는 설정 정수로서, 이들 설정 정수는 시스템의 실제 테스트 결과에 의해 확정될 수 있다. 구체적인 방법은 이하와 같다. 즉, RGB값이
Figure pat00022
인 경우에 대응하는 삼자극치의 실제 테스트 값이
Figure pat00023
로 설정되고, RGB값이
Figure pat00024
인 경우에 대응하는 삼자극치의 실제 테스트 값이
Figure pat00025
로 설정되며, RGB값이
Figure pat00026
인 경우에 대응하는 삼자극치의 실제 테스트 값이
Figure pat00027
로 설정된다. 이 때, RGB값이
Figure pat00028
인 경우에 대응하는
Figure pat00029
가
Figure pat00030
이고,
Figure pat00031
인 경우에 대응하는
Figure pat00032
가
Figure pat00033
이며,
Figure pat00034
인 경우에 대응하는
Figure pat00035
가
Figure pat00036
이므로, 공식(3)에서 삼자극치의 이론값(
Figure pat00037
,
Figure pat00038
및
Figure pat00039
)을 각각 계산한다.
Figure pat00040
...(3)
상기 삼자극치의 실제 테스트 값(
Figure pat00041
)과 이론값(
Figure pat00042
)이 관계식(
Figure pat00043
)을 만족시키므로, 매트릭스 방정식(
Figure pat00044
), 매트릭스 방정식(
Figure pat00045
) 및 매트릭스 방정식(
Figure pat00046
)이 얻어져, 이 3개의 매트릭스 방정식에 의해 오차 교정 매트릭스(
Figure pat00047
)를 계산할 수 있다.
(실시예 2)
도 3은, 본 발명에 관한 실시예 2에 제공하는 컬러 관리 방법에 있어서 시스템 변환 매트릭스를 확정하는 방법의 흐름도이다. 상기 시스템 변환 매트릭스를 확정하기 위해, 단계 20을 행하기 전에, 이하와 같은 단계를 더 포함할 수 있다. 즉,
색도계를 이용하여 표시 장치의 적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)) 및 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))을 각각 측정하고, 구체적으로는 표시 장치 그레이 스케일을 (255,0,0), (0,255,0) 및 (0,0,255)으로 각각 조정하고 나서, 색도계를 이용하여 각 색의 광 스펙트럼 곡선을 측정하고, 380nm부터 780nm까지 1nm, 5nm 또는 10nm마다 광 스펙트럼 테스트를 하여 광 스펙트럼 곡선을 취득하는 단계 1.
적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)) 및 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))에 기초하여 시스템 변환 매트릭스를 확정하는 단계 2.
단계 2에서의 구체적인 확정 방법은 이하와 같다. 즉, 표시 장치의 적색 화소의 광투과율(Tr)은 적색 화소의 실제 투과 휘도와 적색 화소가 (255,0,0)일 때의 투과 휘도의 비이고, 녹색 화소의 광투과율(Tg)은 녹색 화소의 실제 투과 휘도와 녹색 화소가 (0,255,0)일 때의 투과 휘도의 비이며, 청색 화소의 광투과율(Tb)은 청색 화소의 실제 투과 휘도와 청색 화소가 (0,0,255)일 때의 투과 휘도의 비이다.
목표 시스템, 즉 「CIE-XYZ」시스템에 있어서 삼자극치를 계산하는 공식(4)은 이하와 같다. 즉,
Figure pat00048
...(4)
단, X, Y 및 Z는 각각 삼자극치를 나타내고, k=683lm/W, λ는 파장을 나타내며, φ(λ)는 광원 광 스펙트럼을 나타내고,
Figure pat00049
,
Figure pat00050
,
Figure pat00051
는 소정의 기준 관찰자 곡선을 나타낸다.
Figure pat00052
이므로, 공식(4)을 적분하거나 또는 합하여 이하와 같은 공식(5)을 얻을 수 있다. 즉,
Figure pat00053
...(5)
공식(5)을 전개하여 변형한 후에 이하와 같은 공식(6)을 얻을 수 있다. 즉,
Figure pat00054
...(6)
공식(6)은 적색, 녹색 및 청색 화소의 광투과율과 삼자극치 간의 변환 공식으로, 즉, 상기 공식(3)에 상당한다. 공식(6)에서의 파라미터가 시스템 변환 매트릭스에서의 각 매트릭스 요소에 대응하므로,
Figure pat00055
,
Figure pat00056
,
Figure pat00057
,
Figure pat00058
,
Figure pat00059
,
Figure pat00060
,
Figure pat00061
,
Figure pat00062
,
Figure pat00063
가 된다. 그 중에는, k=683lm/W, Δλ=5nm 또는 Δλ=10nm이고,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
및
Figure pat00066
은 기준 관찰자 곡선이며, 테이블을 룩업하여 구체적인 값을 얻을 수 있다. 본 실시예에 있어서, 파장(λ)의 수치 범위는 380nm부터 780nm까지이다.
상기 각 실시예에 있어서, 외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호는 sRGB 컬러 공간 또는 PAL, NTSC 텔레비전 방식의 컬러 공간을 만족시킨다.
따라서, 상기 방안에 기초하여 화상 신호가 PAL 텔레비전 방식임을 식별한 경우, 기준 변환 매트릭스(M)가
Figure pat00067
임을 확정한다.
화상 신호가 NTSC 텔레비전 방식임을 식별한 경우, 기준 변환 매트릭스(M)가
Figure pat00068
임을 확정한다.
화상 신호가 sRGB 컬러 공간임을 식별한 경우, 기준 변환 매트릭스(M)가
Figure pat00069
임을 확정한다.
그러나, 본 발명에 있어서, 입력된 화상 신호는 상기 텔레비전 방식을 만족시키는 것에 한정되지 않고, 전미 영화 텔레비전 기술자 협회(Society of Motion Picture and Television Engineers, SMPTE라고 약칭)의 SMPTE-C 텔레비전 방식 또는 다른 기준 텔레비전 방식으로도 된다. 이 때, 기준 변환 매트릭스의 M값을 대응하여 변경하면 된다. 예를 들면, 입력된 화상 신호가 SMPTE-C 텔레비전 방식인 경우에, M값이
Figure pat00070
이다.
본 발명의 컬러 관리 방법에 의해, 액정 표시 장치, LED 표시 장치 또는 CRT 표시 장치는 sRGB 컬러 공간, PAL, NTSC 또는 SMPTE-C 등의 텔레비전 방식의 컬러 공간을 정확하게 재생할 수 있고, 표시 장치의 컬러 왜곡의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 컬러 관리 방법은 종래의 룩업 테이블법 또는 뉴럴 네트워크 알고리즘과 달리, 입력된 화상 신호의 RGB값에 의해 스크린의 적색, 녹색 및 청색 화소의 광투과율을 실시간으로 조절한다. 이 컬러 관리 방법이 사용하고 있는 알고리즘은 보다 간단하고, 또한 하드웨어에 의해서만 실현할 수 있으며, 회로 제어를 실현하기 쉬워 정밀도가 높아진다.
(실시예 3)
도 4는, 본 발명에 관한 실시예 3에 제공하는 컬러 관리 장치의 구성도이다. 이 컬러 관리 장치는 입력부(100), 기초 매트릭스 기억부(200), 교정부(300), 제어부(400)를 포함한다.
입력부(100)는, 외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호로부터 RGB값을 취하기 위해 이용된다.
기초 매트릭스 기억부(200)는, 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스를 기억하기 위한 것이다. 시스템 변환 매트릭스는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율과 목표 시스템의 삼자극치 간의 변환 매트릭스이다. 목표 시스템은 「CIE-XYZ」시스템이어도 된다. 기준 변환 매트릭스(M)는 삼자극치와 RGB값의 변환 매트릭스이다. 시스템 변환 매트릭스(
Figure pat00071
)에서의 각 매트릭스 요소(CR, CG, CB, LR, LG, LB, MR, MG 및 MB)는 정수로 설정된다. 기준 변환 매트릭스(M)에서의 각 매트릭스 요소도 정수로 설정된다.
교정부(300)는, RGB값, 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여 공식(7)에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하기 위해 이용된다.
Figure pat00072
...(7)
그 중에는,
Figure pat00073
가 RGB값을 나타내고,
Figure pat00074
가 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 나타낸다.
제어부(400)는, 계산한 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색 화소에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 표시 장치가 컬러를 표시하도록 제어하기 위해 이용된다.
본 발명의 컬러 관리 장치는, 상기 입력부, 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스 기억부, 교정부 및 제어부를 포함하는 데다가, 오차 교정 매트릭스(
Figure pat00075
)를 기억하기 위한 오차 교정 매트릭스 기억부를 더 포함한다. 이 오차 교정 매트릭스에서의 각 매트릭스 요소(x1, x2, x3, y1, y2, y3, z1, z2 및 z3)는 정수로 설정된다. 이들 정수의 확정 방법은 상기 실시예의 기재를 참조한다. 이 때, 교정부는, 오차 교정 매트릭스에 계산한 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 곱하여 오차 교정을 한다. 즉, 상기 공식(7)은 하기 공식(8)으로 바꾸어 실행할 수 있다. 즉,
Figure pat00076
...(8)
상기 오차 교정 매트릭스는 계측기와 시스템 간에 생성된 오차를 교정할 수 있다.
상기 방안에 기초하여, 본 발명의 컬러 관리 장치는 변환 매트릭스 생성 모듈을 더 포함한다. 이 변환 매트릭스 생성 모듈은, 표시 장치의 그레이 스케일이 각각 (255,0,0), (0,255,0) 및 (0,0,255)일 때의 적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)) 및 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))을 각각 측정하는 색도계; 적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)) 및 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))에 기초하여 시스템 변환 매트릭스(
Figure pat00077
)를 확정하는 계산 유닛;을 더 포함한다. 구체적인 확정법은 상기 실시예의 기재를 참조한다.
액정 표시 장치에 대해서는, 상기 제어부의 구동 전압 제어 신호가, 적색 자화소, 녹색 자화소 및 청색 자화소의 구동 전압을 변경시킴으로써, 적색, 녹색 및 청색의 자화소의 광투과율을 실시간으로 조정하여 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현한다.
삼원색 LED 백라이트 표시 장치에 대해서는, 상기 제어부의 광원 휘도 제어 신호가, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 휘도를 변경시킴으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소의 광투과율을 실시간으로 변경하여 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현한다. 광원 휘도 제어 신호는 PWM신호이어도 된다.
상기 삼원색 LED 백라이트 표시 장치에 대해서는, 상기 제어부의 제어 신호는, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 휘도값과 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 구동 전압값을 총괄적으로 조정함으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소의 광투과율을 실시간으로 변경하여 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현한다.
CRT 표시 장치에 대해서는, 감마 회로의 제어에 의해 실시간으로 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 광투과율을 변경시켜 컬러 정보를 정확하게 재생하는 목적을 실현할 수 있다.
본 발명의 컬러 관리 장치는, 외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호의 RGB값에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색 화소의 전압 및/또는 광원 휘도를 실시간으로 조절하여, 액정 표시 장치, LED 표시 장치 또는 CRT 표시 장치에 sRGB 컬러 공간 또는 PAL, NTSC 또는 SMPTE-C 등의 텔레비전 방식의 컬러 공간을 정확하게 재생시키고, 표시 장치의 컬러 왜곡의 문제를 해결할 수 있다.
당업자는 이하와 같이 이해해도 된다. 즉, 상기 방법의 실시예의 전부 또는 일부 단계는, 프로그램에 의해 해당 하드웨어를 지시하고 완료시킬 수 있다. 전술한 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억될 수 있다. 이 프로그램이 실행될 때, 상기 방법의 실시예의 단계를 실행한다. 상술한 기억 매체는 ROM, RAM, 자기 디스크 또는 광디스크 등의 프로그램 코드를 기억할 수 있는 다양한 매체를 포함한다.
마지막으로, 이하와 같이 설명할 필요가 있다. 즉, 전술한 실시형태는 본 발명의 기술안을 설명하는 데에 이용되는 것뿐으로, 그것을 제한하는 것이 아니다. 상기 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 여전히 상기 각 실시예에 기재되는 기술안을 보정하거나 또는 동등한 교체를 행할 수 있고, 이 보정 또는 교체가 보정 후의 기술안의 본질을 본 발명의 각 실시예의 기술안의 주지와 범위에서 벗어나게 하지 않는 것은 당업자가 이해하는 바이다.
100 입력부
200 기초 매트릭스 기억부
300 교정부
400 제어부

Claims (10)

  1. 컬러 관리 방법으로서,
    외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호로부터 적녹청 RGB값을 취득하는 단계;
    상기 RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 하기 공식
    Figure pat00078

    (
    Figure pat00079
    가 상기 RGB값을 나타내고,
    Figure pat00080
    가 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 나타내며,
    Figure pat00081
    가 상기 시스템 변환 매트릭스를 나타내고, 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율과 목표 시스템의 삼자극치 간의 변환 매트릭스이며, M이 상기 기준 변환 매트릭스를 나타내고, 상기 삼자극치와 상기 RGB값 간의 변환 매트릭스이며, 상기 시스템 변환 매트릭스와 기준 변환 매트릭스에서의 각 매트릭스의 요소가 정수(定數)로 설정됨)
    에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하는 단계;
    계산한 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 상기 표시 장치가 컬러 표시를 하도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 공식에 따라 대응하는 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산한 후에,
    계산한 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율(
    Figure pat00082
    )을 각 요소가 정수로 설정되는 오차 교정 매트릭스(
    Figure pat00083
    )에 곱하여 오차 교정을 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 공식에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하기 전에,
    색도계를 이용하여 상기 표시 장치의 적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)), 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))을 각각 측정하는 단계;
    상기 적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)), 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))에 기초하여, 상기 시스템 변환 매트릭스를 확정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    계산한 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대응하는 광원 휘도를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계는,
    계산한 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드의 휘도를 제어하는 펄스폭 변조 신호를 각각 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 공식에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하기 전에,
    상기 화상 신호가 PAL 텔레비전 방식임을 식별했을 때, 상기 기준 변환 매트릭스를
    Figure pat00084
    로 확정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 공식에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하기 전에,
    상기 화상 신호가 전미 텔레비전 방송 방식 표준화 위원회의 텔레비전 방식임을 식별했을 때, 상기 기준 변환 매트릭스를
    Figure pat00085
    로 확정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 RGB값과 미리 기억한 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 공식에 따라 대응하는 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하기 전에,
    상기 화상 신호가 범용 컬러 표준의 컬러 공간임을 식별했을 때, 상기 기준 변환 매트릭스를
    Figure pat00086
    로 확정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 방법.
  8. 컬러 관리 장치로서,
    외부 디바이스로부터 입력된 화상 신호로부터 적녹청 RGB값을 취득하는 입력부;
    각 요소가 정수(定數)로 설정되고, 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율과 목표 시스템의 삼자극치 간의 변환 매트릭스인 시스템 변환 매트릭스 및 각 요소가 정수로 설정되고, 상기 삼자극치와 상기 RGB값 간의 변환 매트릭스인 기준 변환 매트릭스를 기억하는 기초 매트릭스 기억부;
    상기 RGB값과 상기 시스템 변환 매트릭스 및 기준 변환 매트릭스에 기초하여, 하기 공식
    Figure pat00087

    (단,
    Figure pat00088
    가 상기 RGB값을 나타내고,
    Figure pat00089
    가 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 나타내며,
    Figure pat00090
    가 상기 시스템 변환 매트릭스를 나타내고, M이 상기 기준 변환 매트릭스를 나타냄)
    에 따라 대응하는 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율을 계산하는 교정부;
    계산한 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율에 기초하여, 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대응하는 구동 전압 및/또는 광원 휘도를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 상기 표시 장치가 컬러 표시를 하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    오차 교정 매트릭스(
    Figure pat00091
    )를 기억하고, 또한 계산한 상기 적색 화소의 광투과율, 녹색 화소의 광투과율 및 청색 화소의 광투과율(
    Figure pat00092
    )을 요소가 정수로 설정되는 오차 교정 매트릭스(
    Figure pat00093
    )에 곱하여 오차 교정을 하는 오차 교정 매트릭스 기억부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 표시 장치의 적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)), 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))을 각각 측정하는 색도계와, 전술한 적색광 스펙트럼 곡선(IR(λ)), 녹색광 스펙트럼 곡선(IG(λ)), 청색광 스펙트럼 곡선(IB(λ))에 기초하여, 상기 시스템 변환 매트릭스(
    Figure pat00094
    )를 확정하는 계산 유닛을 가지는 변환 매트릭스 생성 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 관리 장치.
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