KR20130141920A - 색역 변환 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색역 변환 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 색역 변환 시스템은 표시 장치의 표시 패널에 대응하는 임의의 색역과 표준 색역 사이의 색공간에 위치하는 중간 색역을 결정하기 위한 색역 변환 함수를 생성하는 색역 변환 함수 생성부와, 외부 영상 소스에서 공급되는 입력 데이터를 전달받고, 상기 입력 데이터의 색좌표를 상기 생성된 색역 변환 함수에 대응하여 변환하는 색역 변환부와, 상기 색역 변환부에서 변환된 데이터 값을 스케일하여 출력 데이터로 생성하여 전달하는 스케일링부를 포함하는 포함한다.

Description

색역 변환 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONVERTING COLOR GAMUT}
본 발명은 색역 변환 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 유기 발광 표시 장치와 같은 넓은 색역의 표시 장치에서 색 정확도를 유지하면서 동시에 고색 표현능력을 발휘하여 최적 화질을 구현하도록 하는 색역 변환 시스템과 색역 변환 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모니터나 표시 패널, 스캐너, 프린터 등과 같은 색을 재현하는 장치는, 각각의 사용 분야에 따라 서로 다른 색공간(Color Space), 혹은 칼라 모델을 사용하고 있다. 예컨대, 칼라 영상의 인쇄 장치에서는 CMY 색공간을 사용하고, 칼라 CRT 모니터나 컴퓨터 그래픽 장치에서는 RGB 색공간을 사용하며, 색상과 채도, 휘도를 각각 다루어야 하는 장치들은 HSI 색공간을 사용한다.
또한, 어느 장치에서나 정확하게 재생될 수 있는, 이른바 장치 독립적 칼라를 정의하기 위해 휘도와 색차 신호 계열 색공간인 CIE 색공간이 사용되기도 하는데, 대표적으로 CIE-LAB, CIE-xyY, CIE-CAM02 색공간 등이 있다.
통상, 입력된 표준 광(broad) 색역 신호를 디스플레이의 제한된 색 재현 범위(color gamut; 이하 색역이라고 함)에 매핑(mapping)한 후 색역 조정을 실시하게 되는데, 색역 조정은 입력 표준신호에 대한 디스플레이 색역 매핑시 CIE-xyY 공간으로 변환한 후 표준색(sRGB, Rec709) 및 디스플레이의 색역 경계를 검출하고, 이를 기반으로 하는 색역 매핑으로 칼라 영역에 대한 세부 조정들을 통하여 실현되었다.
또 다른 예로는 주어진 광 색역 선형 RGB 신호로부터 CIE-XYZ 삼자극치로 변환하고, 이로부터 색좌표 신호는 CIE-xy 및 명도 신호인 Y를 계산한 후 CIE-xy 색좌표계에서 RGB 원색 및 CMY 색상에 대한 국부적인 색상(hue) 조정을 실시하게 된다. 또한, 표준 색 신호 및 디스플레이의 목표 색역 정보를 계산하고, 이들 정보에 따라 채도 및 명도 보상을 수행함으로써 색역 매핑 기술을 구현하였다.
유기 발광 표시 장치와 같은 넓은 색역 디스플레이 장치는 기존의 디스플레이 장치에 비해, 예를 들면 보다 짙은 적색과 같은, 보다 많은 색상 콘텐츠를 디스플레이 할 수 있다.
하지만 현재 이미지 색상 표준과 이러한 색상 표준을 적용한 비디오 콘텐츠의 색역이 작기 때문에, 넓은 색역 디스플레이 장치에 일반 비디오 콘텐츠를 재생하는 경우, 색이 강조되거나 과장되어 보일 수 있다.
그래서 이러한 색상 변형을 억제하기 위해 디스플레이 색역을 sRGB 등의 축소된 표준 색역으로 단순 변환하면, 보다 정확한 색을 표현할 수 있는 장점은 있으나, 자신의 풍부한 고색 표현 기능을 충분히 발휘될 수 없게 된다.
따라서, 넓은 색역 디스플레이 장치의 풍부한 고색 표현의 장점을 살리면서도 색 정확도가 높도록 디스플레이 장치의 색역 변환을 조절할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는 넓은 색역 디스플레이 장치에서의 고색 표현 능력을 활용하면서 동시에 정확한 색상 구현이 가능하도록 하여 디스플레이 장치의 최적 화질을 실현하는 색역 변환 시스템과 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 입력 영상과 표시 패널의 화소별 특성에 따라 적응적으로 색영역을 조절하고 시인적으로 과장된 색을 억제하여 고화질을 구현하고, 외부 조도와 같은 환경적 요인에 따라 조정되어 시인성을 개선하고자 한다.
또한 화소 데이터 값의 변화에 따라 소비전력 변동이 민감한 자발광 디스플레이 장치에 있어서 본 발명은 색역 조정과 더불어 소비 전력 제어가 가능하도록 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 시스템은, 표시 장치의 표시 패널에 대응하는 임의의 색역과 표준 색역 사이의 색공간에 위치하는 중간 색역을 결정하기 위한 색역 변환 함수를 생성하는 색역 변환 함수 생성부와, 외부 영상 소스에서 공급되는 입력 데이터를 전달받고, 상기 입력 데이터의 색좌표를 상기 생성된 색역 변환 함수에 대응하여 변환하는 색역 변환부, 및 상기 색역 변환부에서 변환된 데이터 값을 스케일하여 출력 데이터로 생성하여 전달하는 스케일링부를 포함한다.
다른 실시 예로서 색역 변환 시스템은 상기 색역 변환부의 전단 또는 후단에 연결되는 프레임 버퍼를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 색역 변환부의 전단에 연결된 프레임 버퍼는 상기 입력 데이터를 저장하고, 상기 색역 변환부의 후단에 연결된 프레임 버퍼는 상기 생성된 색역 변환 함수에 대응하여 변환된 입력 데이터를 저장한다.
또한 색역 변환 시스템은 상기 프레임 버퍼의 후단에 구비되고, 표시 장치의 외부 조도 정보를 취득하여 상기 표시 장치의 소비 전력의 공급 제어를 위해 상기 스케일링부에 상기 조도 정보를 전달하는 외부 조도 제어부를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예로서 색역 변환 시스템은 상기 입력 데이터를 전달받아 상기 입력 데이터에 포함된 특성 정보를 분석한 결과값을 생성하고, 상기 결과값을 색역 변환 함수를 생성하기 위한 일 요소로 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달하는 이미지 분석부를 더 포함할 수 있다.
이때 상기 결과값은, 상기 입력 데이터의 이미지 특성, 화소별 색포화도 특성, 이미지별 색포화도 분포의 유형별 분류 정보 중 적어도 어느 하나이다.
상기 결과값은 상기 입력 데이터의 이미지 특성 또는 화소별 색포화도 특성에 관한 것일 때, 상기 색역 변환 함수 생성부는 상기 결과값에 기초한 가중치를 이용하여 임의의 원 색역과 목표로 하는 표준 색역 사이의 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수를 결정할 수 있다.
이때 가중치는 상기 색포화도에 따라 일정한 값을 가지는 단순 가중치이거나, 상기 색포화도에 따라 일정한 값과 소정의 고색 영역에서 가변하는 값을 가지는 다중 가중치일 수 있다.
상기 가중치가 다중 가중치인 경우, 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수는 상기 소정의 고색 영역에서 임의의 원 색역에 근접하게 비선형적으로 변화한다.
상기 다중 가중치는 최저값, 최대값, 상기 최저값과 상기 최대값 사이의 중간값, 및 가중치의 경향을 전환하는 지점의 색포화도인 입력 색포화 전환점으로 이루어진 파라미터에 의해 결정될 수 있다.
한편, 상기 결과값은 상기 입력 데이터를 분석하여 이미지별 색포화도 분포를 적어도 3 단계의 색포화도 영역에 따라 유형별로 분류한 정보일 때, 상기 색역 변환 함수 생성부는 상기 결과값에 기초하여 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수를 상기 유형별로 매칭하여 결정할 수 있다.
다른 실시 예로서 색역 변환 시스템은 상기 표시 패널의 화면 색상을 제어하는 적어도 하나의 색상 설정 모드를 포함하고, 사용자의 선택에 따른 일 모드 정보를 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달하는 모드 선택부를 더 포함할 수 있다.
상기 일 모드 정보는, 색상 제어를 수행하지 않는 오프 모드, 색 정확도와 화상 선명도를 높이는 고화질 모드, 기본적으로 설정된 색상 제어를 수행하는 일반 모드, 표시 패널의 고색역을 활용하는 적극 모드, 및 입력 영상의 이미지 특성에 따라 자동적으로 색상 제어를 수행하는 적응 모드 중에서 선택되는 어느 하나의 색상 설정 모드일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
상기 모드 선택부는, 상기 적어도 하나의 색상 설정 모드 각각에 대응하여 기 설정된 적어도 하나의 가중치 중에서 상기 일 모드 정보에 대응하는 가중치를 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달할 수 있다.
한편 다른 실시 예로서 색역 변환 시스템은, 상기 표시 장치의 외부 환경 정보를 취득하고, 상기 외부 환경 정보를 상기 중간 색역을 결정하기 위한 색역 변환 함수를 생성하기 위한 일 요소로 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달하는 외부 조도 제어부를 더 포함할 수 있다.
한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법은, 표시 장치의 표시 패널에 대응하는 임의의 색역과 표준 색역 사이의 색공간에 위치하는 중간 색역을 결정하기 위한 적어도 하나의 인자(factor)를 전달받아 색역 변환 함수를 생성하는 단계, 외부 영상 소스에서 입력 데이터를 전달받고, 상기 입력 데이터의 색좌표를 상기 생성된 색역 변환 함수에 대응하여 변환하는 단계, 및 상기 변환된 데이터 값을 스케일하여 출력 데이터로 출력하는 단계를 포함한다.
상기 입력 데이터는 상기 색역 변환 함수에 대응하여 변환하는 단계 이전 또는 이후에 프레임 버퍼에 저장되는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 변환된 데이터 값을 스케일하는 동안, 상기 표시 장치의 외부 조도 정보를 취득하여 상기 표시 장치의 소비 전력의 공급 제어를 위해 상기 조도 정보를 전달할 수 있다.
상기 색역 변환 함수를 생성하는 단계 이전에, 상기 적어도 하나의 인자를 취득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 적어도 하나의 인자는 상기 입력 데이터의 이미지 특성 또는 화소별 색포화도 특성 정보에 따른 제1 가중치, 상기 표시 패널의 화면 색상을 제어하는 적어도 하나의 색상 설정 모드에 대응하여 기 설정된 적어도 하나의 제2 가중치, 상기 표시 장치의 외부 환경 정보, 및 상기 입력 데이터를 분석한 이미지별 색포화도 분포의 유형별 분류 정보 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따르면 넓은 색역 디스플레이 장치에서 색 정확도와 고색 표현이 동시에 발휘되도록 색역 변환 시스템과 방법을 제공할 수 있다.
구체적으로 임의의 색역에서 목표 색역으로 고정적으로 변환하는 알고리즘에 가중치에 따라 색역 변화 강도를 조절할 수 있는 기능을 제공하고, 이미지의 색포화도 분포 특성에 따라 자동으로 색변환 함수(가중치 곡선)을 선정하고 적용하는 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 기본적으로 저색영역에서는 목표 색역에 가까운 색정확도를 유지하고, 고색영역에서는 표시 장치 고유의 고색 표현능력을 발휘할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 색변환 시 발생할 수 있는 색과장 및 경계부 인지 등의 역효과를 이미지 특성별 색분포 분석을 통해 색변환 함수를 달리 적용함으로써, 최적의 화질을 표현할 수 있다.
그리고, 외부조도에 따른 색역 변환 강도나 곡선을 조절하여 야외시인성을 개선할 수 있으며, 조도에 따라 최종 데이터 값의 스케일(scale)을 조절해서 표시 장치의 소비전력을 절감할 수 있다.
한편 소비전력이 데이터 값에 민감한 자발광 디스플레이의 특성을 고려하여, 색역 변환으로 발생한 데이터 변동이 소비전력의 증가 요인이 되지 않도록 최종 데이터 값을 조절함으로써, 자발광 표시 장치에서 전력 소비를 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 종래 색역 변환 방식을 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에서 목표 색역의 색상 극값을 구하는 과정을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에 따라 RGB 색공간에서 변형된 색역을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에 따라 원 색역과 목표 색역 사이에 중간 색역이 생성되는 것을 나타낸 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에 따라 중간 색역 좌표의 형성 일례를 나타낸 그래프.
도 8 및 도 9는 색포화도와 색역 변환 가중치 간의 관계를 나타낸 그래프.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에서 단순 가중치를 적용할 때 생성되는 중간 색역 변환 곡선을 나타낸 그래프.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에서 다양한 가중치를 적용할 때 생성되는 중간 색역 변환 곡선을 나타낸 그래프.
도 17 및 도 18은 입력 영상의 이미지별 색포화도 분포를 예시한 도면.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에서 이미지별 특성 분류에 따라 생성되는 색역 변환 곡선을 일례를 나타낸 도면.
도 20 내지 도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에서 다양한 이미지별 색포화도 분포 특성에 따라 다양하게 생성되는 색역 변환 곡선의 일례를 나타낸 도면.
도 24 및 도 25는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 색역 변환 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 시스템(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1의 색역 변환 시스템(100)은, 이미지 분석부(10), 모드 선택부(20), 색역 변환 함수 생성부(30), 외부 조도 제어부(40), 색역 변환부(50), 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60), 및 저장부(70)를 포함하여 구성된다.
외부 영상 소스에서 전달되는 입력 데이터(Data1)는 이미지 분석부(10)와 색역 변환부(50)에 전달된다.
색역 변환부(50)에 전달된 입력 데이터(Data1)는 본 발명의 색역 변환 방법에 따라 생성된 색역 변환 함수에 의해 변환된 색역에 대응하여 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)를 통해 새로운 색 좌표로 리매핑(Re-mapping)된다. 상기 리매핑된 입력 데이터는 출력 데이터(Data2)로서 표시 장치의 데이터 구동부에 공급된다.
한편 이미지 분석부(10)에 전달되는 입력 데이터(Data1)는 본 발명의 색역 변환 방법에 따라 적절한 색역 변환 함수를 생성하기 위한 입력 데이터의 이미지의 색분포, 화소별 색포화 정보 등의 분석에 이용된다.
설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 색역 변환 시스템의 구성 중 색역 변환부(50)에 대하여 먼저 설명하기로 한다.
색역 변환부(50)는 넓은 색역의 표시 장치의 고색 표현 능력과 정확한 색 재현성을 동시에 구현하기 위하여 원 색역과 종래 방식의 일반 비디오 콘텐츠의 표준 색역(목표 색역) 사이의 중간 색역을 생성하고 색도 좌표(색좌표)를 대응하여 변환시킨다. 후술할 것이지만, 중간 색역을 결정하기 위하여 영상 데이터의 이미지 특성 또는 사용자 설정 모드에 대응하는 가중치에 따라 색역 변환 함수를 생성하고, 이를 이용한다.
도 2는 종래 색역 변환 방식을 나타낸 그래프인데, 도 2에서와 같이 종래 색역 변환 방식은 표시 패널의 원 색역을 일반 비디오 콘텐츠의 표준 색역, 즉 목표로 하는 색역(sRGB, Adobe RGB 등)(이하 목표 색역이라 함)으로 축소한다. 색역이 좁은 표시 장치의 경우에는 중간색 영역의 강도를 높여 색역이 넓은 표시 장치와 유사한 효과를 발휘하게도 한다.
대부분의 경우 사용자의 선택이나 초기 설정에 의해 목표 색역이 고정되어 있다. 표준 RGB(sRGB)와 같은 특정 색역으로 고정하고, 표준 RGB 기준의 영상의 경우에는 높은 색정확도로 표시 장치에 출력할 수 있다.
그러나, 도 2와 같은 고정적인 종래 색역 변환 방식으로는 표준 RGB(sRGB)와 같은 특정 색역 기준의 색정확도는 높일 수 있으나, 고색 표시 장치의 색역은 활용되지 않아서 유기 발광 표시 장치(OLED)와 같이 풍부한 색상을 표현할 수 있는 고색 표시 장치의 장점을 살릴 수가 없는 문제가 있다.
또한 목표 색역만 설정되어 있으므로 사용자의 인터페이스, 입력 영상의 특성, 사용환경에 따라 적응성 있는 색역 변환을 수행할 수 없어 화질 구현에 한계가 있다. 즉, 고정적인 목표 색역에 의한 색역 변환은 그 강도를 점진적 또는 단계적으로 조절하기 힘든 방식이므로, 야외 시인성이 저하될 수 있으며, 데이터 변조로 인한 자발광 표시장치의 소비 전력의 증가를 보상하거나 조절하기 힘들다.
따라서 본 발명의 색역 변환 시스템과 이를 통한 색역 변환 방법은 원 색역과 목표 색역 사이에 사용자 설정, 입력 영상의 특성, 사용 환경 등의 요인에 탄력적으로 색역 변환을 수행할 수 있는 중간 색역을 결정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법의 일부 과정으로서, 목표 색역의 색상 극값을 구하는 과정을 나타낸 도면이다. 이는 종래 색역 변환 방식에서도 목표 색역의 색상 극값을 구하는 과정과 동일하다. 즉, 목표 색역의 색좌표로 변환하기 위해 기준이 되는 색상 극값을 새롭게 계산하여 변경하는 과정을 나타낸다.
기본적인 색역 변환은 RGB 색공간에서 이루어지며, 정해진 색공간(육면체)은 8개의 꼭지점, 즉 R(red), G(green), B(blue), C(cyan), M(magenta), Y(yellow), W(white), Black(black)를 가진다. 색역을 변경하기 위해 8개의 극점을 새롭게 계산하여 적용하면 정육면체가 축소되어 변형되게 된다. 변형된 RGB 색공간에서 실제 사용되는 값들은 3차원 선형 보간법(linear interpolation)을 통해 구해낸다.
도 3은 변형된 8개의 RGB 극값을 구하는 방법을 나타낸 것이다. CIE 1931 좌표계를 기준한 목표 색좌표(색도 좌표)를 입력하면, 삼자극치(XYZ)로 변환된다. 그리고 표시 장치의 색특성이 내장된 RGB 변환(XYZ to RGB)과 RGB 스케일링을 통해 RGB 색공간의 새로운 8개의 극값(R',G',B',C',M',Y',W',K')이 구해진다. 이 극값들을 도 4와 같이 RGB 색공간에 나타내었다.
도 4에서 RGB 색공간에 원 색역(OG)과 목표 색역(TG), 그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에 따라 결정되는 중간 색역(IG)을 함께 도시하였다.
도 4에서 원 색역(OG) 선상에서 세 개의 화살표로 일부 표시하였듯이, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 등의 각 극점에서 블랙 색상의 방향으로 이동하면서 해당 색상의 명도가 점진적으로 낮아지게 되어 블랙의 어두운 색상을 띄게 된다. 반대로 도 4에 도시하지 않았으나, 화이트 색상 방향으로 이동하게 되면 각 극점에 대응하는 색상에서의 휘도가 점진적으로 높아져서 밝은 화이트 색상을 띄게 된다.
RGB 색공간에서 목표 색역(TG) 및 중간 색역(IG)은 원 색역(OG)과 색역의 차이가 있을 뿐, 각 색상의 배열은 각 극점 사이에서 점진적으로 배열되므로 동일하다.
도 4를 참조하면, 상기 도 3의 방식으로 구해진 새로운 색상 극값(R',G',B',C',M',Y',W',K')들은 육면체상의 RGB 색공간에서 원 색역의 극값(R, G, B, C, M, Y, W, Black) 위치보다 소정의 거리만큼 내부에 위치하고 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 시스템과 방법은, 도 3의 방법과 같이 구해진 목표 색역의 극값을 이용한 고정적 목표 색역으로 변환하는 것이 아니라, 한 단계 더 나아가 도 1의 색역 변환 시스템(100)의 색역 변환부(50)에서 목표 색역(TG)과 원 색역(OG) 사이에 0~100%의 가중치에 따라 중간 색역(IG)이 정해지도록 처리한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에 따라 가장 기본적으로 원 색역(OG)과 목표 색역(TG) 사이에 중간 색역(IG)이 가중치에 따라 선형적으로 생성되는 것을 모식화하였다.
도 5는 대표적으로 각 색역의 색상 극값을 예로 들어 나타내었다. 원 색역의 8개의 극값(R, G, B, C, M, Y, W, Black) 각각과 목표 색역의 8개의 극값(R',G',B',C',M',Y',W',K') 각각 사이에, 각 색좌표에 대응하는 가중치(WR, WG, WB, WC, WM, WY, WW, WK)가 적용된 중간값으로서 중간 색역의 8개의 극값(R'',G'',B'',C'',M'',Y'',W'',K'')이 결정된다.
상기 가중치는 하나의 일률적인 값으로 적용될 수 있으나(이 경우, WR=WG=WB=WC=WM=WY=WW=WK), 혹은 색상 극값에 따라 각각 상이한 값으로 적용될 수 있다(이 경우, WR≠WG≠WB≠WC≠WM≠WY≠WW≠WK).
도 6 및 도 7은 중간 색역 좌표를 생성하는 방식을 서로 다른 실시 예로서 간략히 나타낸 그래프이다. 즉, 도 6 및 도 7은 상기 도 5에서 가중치를 부여하여 중간 색역을 생성할 때, 중간 색역의 색좌표가 원 색역의 색좌표와 목표 색역의 색좌표 사이에서 구체적으로 어떤 방식으로 결정되는지를 나타내기 위한 도면이다. 도 6과 도 7은 색공간이 실제로 3차원이지만 설명의 편의를 위해 2차원 공간으로 간략화하였다.
중간 색역 좌표를 생성하는 일 실시 예로서, 도 6을 참조하면, RGB 공간에서 중간 색역 좌표는 선형적인 비례식으로 결정된다. 즉, 원 색역 좌표와 목표 색역 좌표 사이를 잇는 직선 상에서 가중치(W)(0~1.0)에 따라 중간 색역 좌표가 결정된다.
이때 원 색역 좌표는 표시 장치의 기능 또는 특성에 따라 결정되는 고유의 패널 색역인 원 색역을 기준으로 할 때 패널의 각 화소에 전달되는 색좌표를 의미한다. 그리고, 목표 색역 좌표는 사용자의 설정이나 초기 설정에 의해 일반 비디오 신호에 대응하여 표준적으로 결정되는 목표 색역 기준에 따라 상기 원 색역 좌표 각각이 대응하여 변경되는 색좌표를 의미한다.
중간 색역 좌표는 가중치에 의해 원 색역 좌표와 목표 색역 좌표 사이에서 결정될 수 있다.
중간 색역 좌표를 결정하는 다른 실시 예로서 도 7의 경우, 중간 색역 좌표는 원 색역을 기준으로 목표 색역을 적어도 두 개 이상 설정하고, 상기 적어도 두 개 이상의 목표 색역 사이에서 가중치(W)(0~1.0)에 따라 정해진 중간 색역을 기준으로 결정된다.
즉, 목표 색역을 사용자 설정이나 초기 설정 모드에 따라 적어도 하나 이상으로 설정하고, 원 색역 좌표를 복수의 목표 색역을 기준하여 각각 복수의 목표 색역 좌표로 변경한다. 그래서 적어도 두 개 이상의 지점에 위치하는 복수의 목표 색역 좌표 상호간에서 상기 설정되는 가중치에 따라 중간 색역 좌표를 결정하는 것이다.
도 6과 도 7에서 중간 색역 좌표를 결정하는 요소인 가중치(W)는, 표시 장치에 입력되는 영상 데이터(Data1)에 포함된 이미지 특성, 색 정보, 또는 사용자가 설정하는 색상 설정 모드의 선택에 따라 달리 설정될 수 있다.
실시 예에 따라 가중치는 색공간에서 하나 또는 필요한 경우 최대 8개의 가중치로 결정될 수 있다. RGB 색공간에서 8개의 색상 극값을 가질 수 있기 때문에, 상기 최대 8개의 가중치는 각 색상 극값에 따른 가중치로 설정될 수 있는 것이다.
가중치에 따라 중간 색역이 변경되기 때문에 색역 변환 강도를 조절하거나 원하는 중간 색역을 선택적으로 만들 수 있다.
가중치는 사용자의 화면 설정 모드에서 색상 설정 모드를 선택적으로 결정함으로써 임의로 설정될 수 있지만, 외부 환경, 입력 데이터에 포함된 이미지 특성 및 화소별 색특성 정보에 따라 자동으로 점진적 또는 단계적으로 조절될 수 있다.
도 1의 색역 변환 시스템의 구성도로 돌아와서 살펴보면, 색역 변환 함수 생성부(30)에서 본 발명의 실시 예에 따른 중간 색역을 결정하기 위한 색역 변환 함수를 생성할 때 상기 가중치를 반영하여 결정한다.
이때 색역 변환 함수 생성부(30)는 모드 선택부(20) 또는 이미지 분석부(10)에서 전달되는 정보에 근거하여 가중치를 결정하고 색역 변환 함수의 생성에 반영한다.
모드 선택부(20)에서는 사용자가 임의로 선택한 화면 설정의 색상 설정 모드 정보를 전달하고, 이미지 분석부(10)에서는 입력 데이터에 포함된 이미지 특성 및 화소별 색특성 정보를 분석하여 그 결과값을 전달한다.
그러면 색역 변환 함수 생성부(30)는 모드 선택부(20)의 정보와 이미지 분석부(10)의 정보를 선별적으로 활용하거나 또는 취합하여 가중치를 결정하고 그에 따라 색역 변환 함수를 생성할 수 있다.
한편, 외부 환경을 반영하기 위하여 외부 조도 제어부(40)에서 취득된 외부 조도, 빛의 세기 등의 환경 정보를 전달받아 이에 대한 가중치를 설정하여 색역 변환 함수의 생성에 고려할 수 있다.
모드 선택부(20)에 포함된 색상 설정 모드는 다양하게 구분될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 색상 조절을 수행하지 않는 오프 모드(Off mode), 색 정확도를 강조하여 화상의 선명도를 높이는 고화질 모드(Accurate mode), 기본적인 색상 조절에 따라 편안한 화상을 제공할 수 있는 일반 모드(Moderate mode), 표시 장치의 전체 고색역을 모두 활용하는 적극 모드(Aggressive mode), 입력 영상의 이미지 특성에 따라 자동적으로 최적의 중간 색역을 결정하도록 하는 적응 모드(Adaptive mode) 등으로 구분될 수 있다. 사용자는 임의로 화면의 색상 설정 모드를 선택하고, 선택된 색상 모드에 따라 색역 변환 함수 생성부(30)에서 가중치를 부여한다.
만일 사용자가 상기 고화질 모드, 일반 모드, 적극 모드와 같은 색역 변환 모드를 선택하게 되면 해당 선택 모드와 함께 이미지 분석부(10)에서 전달되는 영상 정보를 동시에 반영하여 가중치가 결정될 수 있다.
한편, 사용자가 상기 적응 모드를 선택하면, 색역 변환 함수 생성부(30)는 이미지 분석부(10)에서 분석된 영상 정보의 결과값만을 근거로 하여 가중치를 결정할 수 있다.
또한 사용자가 오프 모드를 선택하게 되면 본 발명의 색역 변환 시스템의 각 수단의 기능이 비활성화되어 표시 장치에서 색역 변환 자체가 이루어지지 않게 된다.
모드 선택부(20)의 선택 정보를 이용하여 가중치를 결정하고 변환 함수를 생성하는 것은, 색역 변환 시스템의 저장부(70)에 기 저장되어 있는 해당 모드별 가중치의 설정값을 이용하는 것이므로 별도의 설명은 생략한다.
따라서 이하에서는 이미지 분석부(10)에서 입력 데이터(Data1)를 분석한 결과값을 이용하여 가중치를 부여하고 색역 변환 함수를 결정하는 실시 형태에 대하여 설명하기로 한다.
도 8 및 도 9는 색포화도와 색역 변환 가중치 간의 관계를 나타낸 그래프이다.
구체적으로 도 8은 CIE 색 좌표계에서 원 색역(OG)과 목표 색역(TG) 사이에 소정의 색좌표 값을 산출하여 연결한 본 발명에 따른 중간 색역(IG)을 간략하게 도시한 것이다.
그리고 도 9의 그래프는 가장 단순하게, 입력 데이터(Data1)에 포함된 이미지 특성 또는 화소의 색포화도에 따라 일률적으로 가중치(W)가 0 내지 1.0 사이의 값(백분율의 경우 0 내지 100%)으로 결정되고, 그에 따라 색포화도에 관계없이 중간 색역(IG)이 설정된 것을 나타낸다.
이미지 분석부(10)에서는 다양한 방법으로 입력 데이터(Data1)의 색 특성을 분류할 수 있지만, 색포화도(color saturation)를 가장 단순한 방법을 구할 수 있는 다음의 수식과 같은 방식을 적용할 수 있다.
색포화도(%)=(MAX[R,G,B]-MIN[R,G,B]) / MAX[R,G,B]
여기서, MAX[R,G,B]은 일 화소에서 R,G,B 3 원색의 값 중 최대값이고, MIN[R,G,B]는 상기 일 화소에서 R,G,B 3 원색의 값 중 최소값이다.
이미지 분석부(10)에서 산출한 입력 데이터의 색포화도에 대한 정보를 전달받아 색역 변환 함수 생성부(30)에서 중간 색역 결정을 위한 변환 함수를 찾을 수 있으며, 색포화도 정도에 따른 가중치를 이용할 수 있다.
이때 가중치는, 색 포화도가 높을 수록 색역의 극쪽에 색좌표가 위치하므로 색포화도와 색역의 변환 강도를 연계하여 차등적, 점진적으로 조절될 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에서 단순 가중치를 적용할 때 생성되는 중간 색역 변환 곡선을 나타낸 그래프이다. 즉, 도 10 내지 도 12는 가중치(%)와 색변환 강도의 상관관계와, 상기 가중치를 이용한 가장 단순한 선형적 중간 색역(IG)의 설정방법을 나타내었다.
이하의 본 발명의 설명에서 색역 변환 곡선은 색역 변환 함수에 대응하여 그래프 상에 표시되는 곡선이고 입력 데이터의 색좌표를 변환하는 기준으로서, 색역 변환 함수와 유사한 개념으로 통용될 수 있다. 또한 이하의 그래프 상에서 색역으로 표시되는 것은 색역 변환 함수(곡선)을 가리킬 수 있다.
도 10 내지 도 12에서, 아래에 위치한 그래프는 입력 색포화도(%)에 따른 가중치(%)의 관계를 나타낸 그래프이고, 위쪽에 위치한 그래프는 대응하는 가중치에 따라 입력 색포화도(%)와 출력 색포화도(%)의 상관관계 속에서 색역의 형태를 나타낸 그래프이다.
도 10은 가중치가 입력 색포화도(%)에 관계없이 일률적으로 0%인 경우로서, 가중치가 적용되지 않아 중간 색역(IG)가 목표 색역(TG)와 일치한다. 이 경우는 입력 데이터가 표시 패널 고유의 원 색역으로 변환하지 않고 일반 비디오 컨텐츠의 표준 색역(목표 색역)으로 변환되어 표시된다.
도 11은 가중치가 입력 색포화도(%)에 관계없이 일률적으로 0 내지 100% 사이의 소정의 값인 경우로서, 소정의 값으로 결정된 하나의 가중치로 중간 색역이 결정된다. 따라서 도 11의 위 그래프인 입력 색포화도(%)와 출력 색포화도(%)의 상관관계에서 볼 수 있듯이, 중간 색역(IG)이 원 색역(OG)과 목표 색역(TG) 사이의 범위에서 결정된다.
도 12는 가중치가 입력 색포화도(%)에 관계없이 일률적으로 100%인 경우로서, 가중치 100%가 적용되어 중간 색역(IG)가 원 색역(OG)과 일치한다. 이 경우에 입력 데이터의 표시 시 표시 패널 고유의 원 색역을 그대로 이용하게 된다.
한편, 도 13 내지 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색역 변환 방법에서 다양한 가중치를 적용할 때 생성되는 중간 색역 변환 곡선을 나타낸 그래프이다. 도 13 내지 도 16의 그래프도 상기 도 10 내지 도 12와 마찬가지로 입력 색포화도(%)에 따른 가중치(%)의 관계를 아래 그래프로 나타내고, 대응하는 가중치에 따라 입력 색포화도(%)와 출력 색포화도(%)의 상관관계 속에서 색역의 형태는 위쪽 그래프로 나타내었다.
특히 도 13 내지 도 16에 개시된 실시 형태에 따르면, 색포화도에 따라 점진적 또는 단계적으로 가중치를 조절하여 다양한 중간 색역(IG)의 변환 곡선을 설정할 수 있다. 도 13 내지 도 16의 그래프는 예시적인 것으로서 다양한 가중치를 적용하여 생성되는 중간 색역 변환 곡선들을 매우 다양하다. 즉, 색역 변환 곡선을 설정하기 위한 4가지 파라미터로서, 도 15에 표시한 바와 같이, 가중치의 최저값(Wcrc MIN), 중간값(Wcrc MID), 최대값(Wcrc MAX), 입력 색포화 전환점(TP)을 설정하고, 이들 4가지 파라미터의 값을 조절하여 대부분의 중간 색역 변환 곡선을 만들어낼 수 있다.
최저값(Wcrc MIN)은 0%일 수 있고, 최대값(Wcrc MAX)은 100%일 수 있으며, 중간값(Wcrc MID)은 최저값과 최대값 사이의 소정의 값일 수 있고, 입력 색포화 전환점(TP)은 가중치의 경향을 전환하는 지점의 색포화도 값일 수 있다.
또한 이에 한정되지 않고, 경우에 따라서 좀더 세부적인 설정이 필요하면 알고리즘을 일부 변경하여 색역 변환 곡선의 설정인자를 더 추가할 수 있음은 물론이다.
상기 색역 변환 곡선의 설정인자(파라미터)는 가중치를 결정하는 색역 변환 함수 생성부(30)에서 결정하거나 추가할 수 있다. 또한 색역 변환 함수 생성부(30)에서 이들 설정인자의 값을 조절할 수 있는데, 이에 따라 다양한 중간 색역의 변환 곡선을 설정할 수 있다.
도 13의 경우, 가중치가 저색 영역을 지날 때까지 최저값(Wcrc MIN)인 0%를 유지하다가 입력 색포화 전환점(TP)에서 최대값(Wcrc MAX)인 100%까지 급증하도록 설정된다.
따라서, 입력 색포화 전환점(TP)까지 중간 색역(IG)은 목표 색역과 동일하다가 입력 색포화 전환점(TP) 이후에 비선형적 곡선으로 증가하게 된다.
도 14의 경우, 가중치가 저색 영역을 지날 때까지 최저값(Wcrc MIN)으로 50%를 유지하다가 입력 색포화 전환점(TP)에서 최대값(Wcrc MAX)인 100%까지 증가하도록 설정된다.
따라서, 도 14의 중간 색역은 입력 색포화 전환점(TP)까지의 영역에서는 원 색역(OG)과 목표 색역(TG)의 중간 영역으로 설정되다가 입력 색포화 전환점(TP) 이후의 영역에서 비선형적 곡선으로 증가하게 된다.
도 15의 경우, 가중치가 최저값(Wcrc MIN)과 중간값(Wcrc MID) 사이, 및 중간값(Wcrc MID)과 최대값(Wcrc MAX) 사이에서 선형적으로 증가하며 가중치가 입력 색포화 전환점(TP)을 기점으로 서로 다른 기울기를 가지도록 설정된다.
따라서, 도 15의 중간 색역(IG)은 원 색역(OG)과 목표 색역(TG) 사이에서 입력 색포화 전환점(TP)을 경계로 서로 다른 기울기를 가지면서 비선형적 곡선으로 증가하게 된다.
도 16의 경우, 가중치는 입력 색포화 전환점(TP) 없이 입력 포화도에 따라 선형적으로 증가하면서 다양한 값으로 설정되고, 그에 따라 중간 색역(IG)은 원 색역(OG)과 목표 색역(TG) 사이에서 비선형적 곡선으로 증가하게 된다.
상기 도 13 내지 도 16의 예를 참조하여 알 수 있듯이, 중간 색역 변환 곡선들은 저색조 부분은 목표 색역에 가깝게 유지되다가 고색 부분에서 비선형적으로 표시 패널의 원 색역의 고색영역에 따라 변화된다.
따라서 본 발명의 실시 예와 같이 가중치를 다양하게 변경하여 중간 색역 변환 곡선을 설정하여 입력 데이터에 따른 영상을 표시하면, 저색조 부분은 일반 비디오 신호처럼 정확한 색상으로 표현할 수 있고, 고색조 부분은 넓은 색역의 발현 특성을 가지는 표시 장치의 고유한 고색 특성을 살려서 표현할 수 있다.
상술한 바와 같이 색역 변환 함수 생성부(30)에서 단말기나 시스템에서 사용되는 상황에 맞추어 이미지 또는 화소 특성별 가중치를 조절함으로써 색역 변환 곡선을 생성하는 실시 예를 설명하였다. 이하에서는 다른 실시 예로서, 입력 데이터(Data1)에서 이미지의 색분포를 분석하면 그에 따라 색역 변환 함수 생성부(30)에서 자동적으로 색역 변환 함수를 선택하여 중간 색역 변환 곡선을 결정하고, 색역 변환부(50)에서 결정된 중간 색역 변환 곡선에 따라 입력 데이터(Data1)를 변환하는 방식을 설명하기로 한다.
도 17 및 도 18은 입력 영상의 이미지별 색포화도 분포를 예시한 것인데, 화소별 색포화도를 표시 영역별로 누적하여 히스토그램으로 나타낸 것이다.
도 17과 도 18의 히스토그램의 가로축은 색포화도를 나타내고 세로축은 표시 패널에 포함되는 화소의 개수를 나타낸다. 도 17과 도 18의 히스토그램에서 가로축은 색포화도의 정도에 따라 8단계의 역으로 구분한 것이지만 이에 한정하지 않고 3단계 등과 같이 축소하여 구분할 수 있다.
도 17의 예시 화면은 블랙 바탕에 녹색 사과와 적색 사과가 배치된 것이다. 이에 따른 히스토그램을 참조하면, 블랙 바탕으로 색포화도가 0인 구간에 화소의 카운트수가 큰 값을 나타내고, 동시에 사과의 녹색과 적색의 색분포로 포화 영역에서 화소의 카운트수가 대등한 값을 보이고 있다. 즉, 적색, 녹색, 청색, 황색, 시안색, 마젠타색 등의 색상은 색포화도가 높고, 블랙이나 화이트는 색포화도가 낮은데, 도 17의 예시 화면을 히스토그램으로 나타내면 색포화도가 낮은 블랙이 바탕색으로서 화면에서 차지하는 면적이 넓어 색포화도 0 인 지점에서 화소들이 대부분 카운트된다. 동시에 녹색과 적색의 진한 색으로 표시되는 사과의 면적도 화면에서 넓은 영역을 차지하므로 255 부근의 색포화도에서 대응하는 화소들의 개수가 높게 카운트된다.
한편, 도 18의 예시 화면은 웹 사이트로서 블랙과 화이트 색조로 0% 색포화도가 대부분이고 일부 녹색으로 포화색 영역을 채우고 있다. 따라서, 화이트 바탕이기 때문에 히스토그램의 색포화도가 0 인 지점에서 대부분의 표시 패널의 화소들이 카운트되고, 나머지 영역에서 화소들의 개수가 낮은 수준으로 카운트된다.
이와 같이 이미지 특성에 따라 색포화도 분포가 달라지므로, 색포화도 단계를 복수 개로 구분하고 축약하여 입력 데이터(Data1)의 특성별로 색포화도 단계에 대응하는 화소의 분포를 파악하는 히스토그램을 통해 이미지 유형을 분류할 수 있다.
도 19는 입력 데이터의 특성별로 이미지 유형을 분류하고, 그에 대응하여 색역 변환 곡선을 선택하는 것을 개략적으로 도면이다. 도 19의 실시 예에 따른 색포화도의 히스토그램 분석에서는 색포화도 영역을 저/중/고의 3단계로 나누었다. 도 19에는 6개의 유형으로 이미지 특성을 분류하였으나 이는 일례일 뿐이며 가로축의 색포화도 영역의 단계 구분에 따라 이미지 특성의 분포 형상은 다양한 개수로 분류될 수 있다.
도 1의 색역 변환 시스템의 구성과 연계하여 설명하면, 이미지 분석부(10)에서 입력 데이터(Data1)를 전달받아 이미지별로 색포화도와 같은 특성을 분석하고, 이를 도 19의 유형별로 분류한다. 그러면 유형별로 분류된 입력 데이터(Data1)의 색포화도 분포 정보를 취득한 색역 변환 함수 생성부(30)에서 상기 입력 데이터(Data1)의 색포화도 분포 유형에 대응하는 색역 변환 함수를 지정할 수 있다. 그래서 색역 변환 함수에 따른 중간 색역 변환 곡선을 생성하게 된다.
도 19를 참조하면, 입력된 이미지의 색포화도 분포를 저/중/고의 3단계 영역에 고르게 분포된 경우, 낮은 색조에 집중된 경우, 높은 색조에 집중된 경우 등으로 분류하고, 그에 따른 색역 변환 함수는 인지적, 감성적 평가 및 실험을 통해 분류된 이미지에 가장 적합하도록 지정한다. 선택된 변환 함수에 따라 중간 색역 변환 곡선이 생성되고, 이후 색역 변환 과정을 거쳐 화소별로 입력 데이터의 색포화도가 중간 색역에 대응하여 변조되어 출력된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 이미지 색분포 특성과 색변환 함수를 매칭하여 중간 색역 변환 곡선을 추출하여 입력 데이터를 변환하면, 저색조 영역 부분은 색의 정확도를 유지하면서 동시에 고색조 영역 부분은 표시 장치의 고색표현의 장점을 그대로 살릴 수 있다. 따라서 과장된 색을 억제하면서 동시에 고색특성을 살려 표현할 수 있다. 여기서 인지적으로 자연스러운 색 변화와 과장된 색이 시인되지 않으려면 다양한 평가를 통해 도 19와 같이 유형별로 매칭된 색역 변환 함수를 결정해야 한다.
도 20 내지 도 23은 이미지별 색포화도 분포 유형에 따라 상기 색역 변환의 함수를 결정하는 일례들을 나타낸다.
도 20은 상기 도 19의 case (a)와 같이 이미지의 색포화도 분포 형태가 무채색 또는 저채도인 경우이다. 즉, 입력 데이터(Data1)의 영상 분포가 저색조 영역(L)에 집중된 경우에, 색역 변환 함수의 기울기를 목표 색역의 기울기에 대비하여 조금만 올려 중간 색역 변환 함수(IG)를 결정할 수 있다.
그러나, 저색조 영역에 집중된 경우보다 더 나아가서 흑백 영상인 경우(100% 무채색인 경우)이면, 색역 변환의 효과가 나타나지 않기 때문에 변환 함수를 결정하는 것은 의미가 없다.
도 21은 상기 도 19의 case (b) 및 case (d)와 같이 이미지의 색포화도 분포 형태가 중간 정도로 색포화된 영역(M)이 많은 경우이다. 이러한 경우는 색의 변화에 인지적으로 민감한 경우이므로 표준 색역(목표 색역)에서의 변화를 최소화한 색역 변환 함수로 결정할 수 있다. 주로 (graph1)과 같이 중간 색역 변환 함수를 결정할 수 있으나, 필요할 경우 (graph2) 및 (graph3)과 같이 제한적으로 기울기와 최대값을 상향으로 조절하여 고색 영역에서의 색상 표현을 조금이라도 강조할 수 있다.
도 22는 상기 도 19의 case (c) 및 case (f)와 같은 경우이다. case (c)의 경우는 이미지의 색포화 영역이 지배적인 경우이고, case (f)의 경우는 저채도와 고채도로 양립된 경우이다. 입력 데이터(Data1)의 영상이 도 22와 같은 경우라면, 고채도를 좀더 강조하여 영상의 색채 표현을 더욱 화려하게 할 수 있다. 따라서 도 22의 (graph 4)와 같이 표시 장치의 원 색역을 최대한 그대로 표현할 수 있다. 혹은 (graph 5)와 같이 중간 색역 변환 곡선에서 일부 포함된 중간 채도를 위해 기울기를 조금 낮추는 형태로 결정할 수 있다.
도 23은, 상기 도 19의 case (e)와 같이, 이미지의 색포화도 분포 형태가 중간 채도(M)와 고채도(H)가 동시에 지배적인 경우이다.
따라서 도 23의 (graph 6) 및 (graph 7)과 같이 중간 색역 변환 곡선을 결정할 수 있다. 즉, 색역 정확도와 고채도 강조를 동시에 만족시키기 위해, 중간 영역까지는 표준 색역(목표 색역)에 최대한 가깝게 유지하다가 고포화 영역에서 점진적으로 색역을 확대하여 색감을 강조하는 변환 곡선으로 결정할 수 있다. 그러나 다른 실시 예로서, 변환 곡선의 급격한 변화 부분이 화면에서는 경계로 표현될 수 있으므로 변환 곡선의 기울기 상승시 완만하게 설정할 수도 있다.
이상으로 이미지 분석부(10)에서 입력 데이터(Data1)를 분석한 결과값을 이용하여 색역 변환 함수를 결정하는 실시 형태에 대하여 설명하였다.
다시 설명하면, 이미지 분석부(10)에서 분석한 입력 데이터의 결과값은, 도 8 내지 도 16에서 설명한 바와 같이 이미지 특성, 화소별 색특성에 따라 결정되는 가중치이거나, 또는 도 17 내지 도 23에서 설명한 바와 같이 이미지의 색포화도 분포의 히스토그램 유형별로 분류한 정보일 수 있으나, 이러한 실시 예에 반드시 제한되는 것은 아니다.
도 1의 색역 변환 시스템(100)의 구성으로 돌아와서, 색역 변환 시스템의 구성 수단과 색역 변환 방법을 연결하면서 시계열적으로 설명하기로 한다.
먼저, 외부 소스로부터 입력 데이터(Data1)가 색역 변환 시스템(100)으로 공급되고, 입력 데이터가 이미지 분석부(10)와 색역 변환부(50)에 전달된다.
이미지 분석부(10)는 상기 전달된 입력 데이터를 분석하고, 본 발명에 따른 중간 색역 변환 곡선을 결정하기 위한 인자인 특성 결과값을 구하여 색역 변환 함수 생성부(30)에 전달한다.
한편 모드 선택부(20)는 화면 표시의 색상 설정 모드 중 사용자가 선택한 설정 모드에 따른 정보와, 중간 색역 변환 곡선을 결정하기 위한 인자로 활용하기 위해 기 설정된 상기 화면 표시의 색상 설정 모드의 선택 정보에 대응하는 가중치 등의 정보를 색역 변환 함수 생성부(30)에 전달할 수 있다. 다른 실시 예로서, 상기 선택 정보에 대응하는 가중치 정보는 색상 설정 모드에 대응하는 소정의 값으로 미리 결정되어 저장부(70)에 저장되어 색역 변환 함수 생성부(30)에 전달될 수도 있다.
상기 색상 설정 모드에 따라 색역 변환 함수 생성부(30)에서 변환 함수 결정에 활용되는 인자는 달라질 수 있다.
한편, 외부 조도 제어부(40)는 외부 조도와 같은 표시 장치의 외부 환경 요인과 관련된 정보를 취득하여 이를 색역 변환 함수 생성부(30)에 전달할 수 있다. 경우에 따라서, 표시 장치의 환경 요인과 관련된 정보는 소비 전력의 공급 제어를 위해 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)에 전달될 수도 있다.
　　외부 조도와 연계하여 야외와 같이 조도가 높을 경우, 색역 변환 함수 생성부(30)에서 중간 색역 변환 함수를 설정할 때 색역을 높은 쪽으로 유지하여 시인성을 개선할 수 있다. 또한 실내에서는 색역 변환 함수 생성부(30)에서 중간 색역 변환 함수를 설정할 때 색역을 다시 줄여 색 정확도와 화질을 높이는 방향으로 조절할 수 있다.
이를 위하여 색역 변환 함수 생성부(30)는 조도 구간 별로 색역 변환 가중치의 범위를 조절하거나 색역 변환 곡선의 형태를 변경할 수 있다. 실시 형태에 따라서는 외부 조도 제어부(40)에서 조도 등의 외부 환경 정보에 따른 기 설정된 가중치를 색역 변환 함수 생성부(30)에 전달할 수도 있다.
색역 변환 함수 생성부(30)는 이미지 분석부(10), 모드 선택부(20), 및 외부 조도 제어부(40)에서 전달받은 결과값을 모두 활용하거나 또는 적어도 하나 이상을 활용하여 중간 색역 변환 함수를 결정할 수 있다.
색역 변환 함수 생성부(30)에서 원 색역과 목표 색역 사이의 중간 색역 변환 함수가 결정되면, 색역 변환부(50)에 전달되고, 색역 변환부(50)는 중간 색역 변환 함수에 대응하여 입력 데이터(Data1)의 색 좌표를 변경한다.
중간 색역 변환 함수에 대응하여 변경된 색 좌표를 포함하는 영상 데이터는 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)에 전달된다.
데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)는 색역 변환된 데이터 값을 최종적으로 조절(scale)한다. 즉, 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)는, 유기 발광 표시 장치(OLED)와 같이 영상 데이터의 값에 따라 소비전력 변동이 민감한 자발광 표시 장치의 표시 특성을 고려하여, 색역 변환 후에 발생한 데이터 변동을 소비전력이 증가되지 않도록 재조절한다. 그래서 재조절된 데이터 값을 포함하는 출력 데이터(Data2)를 생성하여 전달한다. 따라서 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)는 최종적인 데이터 값 조절을 통해 표시 장치에서 소모되는 전력의 공급을 제어하는 기능을 가지게 된다.
그리고 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)에서 재조절된 데이터 값은 추후 표시 패널에서 표시되는 영상의 최종 휘도와 일치하므로, 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)는 외부 조도 제어부(40)와 연계하여 외부 조도에 따라 데이터 스케일값을 조절하고, 필요시 소비전력이 다소 증가하더라도 시인성을 높일 수 있다.
도 1의 실시 예에 따른 본 발명의 색역 변환 시스템(100)은 프레임 버퍼를 포함하지 않고, 프레임 버퍼 없이 구동한다.
그러나, 도 24 및 도 25는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 색역 변환 시스템의 구성으로서, 프레임 버퍼를 구비한다. 도 24 및 도 25의 실시 예에 따른 색역 변환 시스템에서 프레임 버퍼(80)를 제외한 나머지 주요 수단의 기능은 도 1과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 24는 프레임 버퍼가 내장된 색역 변환 시스템(200)으로서, 프레임 버퍼(80)는 색역 변환부(50) 앞단에 구비된다. 따라서, 입력 데이터(Data1)가 프레임 버퍼(80)에 저장되기 전에 이미지 분석부(10)로 먼저 전달된다. 그래서, 입력 데이터에 포함된 이미지 특성 분석을 통해 색역 변환 함수를 선정하고, 프레임 버퍼(80)에 저장되었다가 출력되는 데이터에 상기 선정된 변환 함수가 적용된다.
도 24의 실시 예에 따른 색역 변환 시스템(200)에서 외부 조도에 관련된 처리는 상기 이미지 분석 결과와 별도로 조도 변동에 따라 조절되어야 하므로, 외부 조도 제어부(40)는 물리적으로 프레임 버퍼(80) 후단에 위치해야 한다.
한편, 도 25의 실시 예에 따른 색역 변환 시스템(300)에서 프레임 버퍼(80)는 색역 변환부(50)의 후단에 구비된다.
실시 형태에 따라서는 조도별 색역 변환을 생략할 수 있는데, 이 경우 본 발명에 따른 대부분의 색역 변환 기능을 프레임 버퍼(80)의 앞단으로 위치시킬 수 있다. 그리고 프레임 버퍼(80)의 후단에는 데이터 스케일러 및 전원 제어부(60)와 같이 필수적인 소형 기능을 수행하는 구성 수단을 배치한다. 그러면 프레임 버퍼(80)에 기록될 때에만 작동하므로 소비전력을 대폭 절감할 수 있다.
도 1, 도 24, 및 도 25의 색역 변환 시스템에서 저장부(70)는 색역 변환부(50)와 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며 전체 시스템의 각 구성 수단과 연결되어 전체 시스템에서 취득되는 각종 결과값이나 정보들이 저장될 수 있다.
그리고, 저장부(70)는 시스템의 각 구성 수단의 기능에 따라 기 설정되어 공급되어야 하는 오프셋값 또는 설정값들이 저장될 수 있다. 일례로 모드 선택부(20)와 연계해서 저장부(70)는 화면 설정 모드에 따라 기 정의된 모드별 가중치 설정값을 룩업 테이블 형태로 저장할 수 있다. 또한 색역 변환부(50)과 연계해서 저장부(70)는 표시 패널 고유의 원 색역 정보, 또는 중간 색역을 산출하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 표준 색역(목표 색역) 정보를 룩업 테이블 형태로 저장할 수 있다.
아울러, 저장부(70)는 색역 변환 시스템의 구동과 관련한 입력 정보 또는 설정 정보들을 저장할 수도 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
100, 200, 300: 색역 변환 시스템
10: 이미지 분석부 20: 모드 선택부
30: 색역 변환 함수 생성부 40: 외부 조도 제어부
50: 색역 변환부
60: 데이터 스케일러 및 전원 제어부
70: 저장부 80: 프레임 버퍼

Claims (22)

  1. 표시 장치의 표시 패널에 대응하는 임의의 색역과 표준 색역 사이의 색공간에 위치하는 중간 색역을 결정하기 위한 색역 변환 함수를 생성하는 색역 변환 함수 생성부;
    외부 영상 소스에서 공급되는 입력 데이터를 전달받고, 상기 입력 데이터의 색좌표를 상기 생성된 색역 변환 함수에 대응하여 변환하는 색역 변환부; 및
    상기 색역 변환부에서 변환된 데이터 값을 스케일하여 출력 데이터로 생성하여 전달하는 스케일링부를 포함하는 색역 변환 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 색역 변환부의 전단 또는 후단에 연결되는 프레임 버퍼를 더 포함하고,
    상기 색역 변환부의 전단에 연결된 프레임 버퍼는 상기 입력 데이터를 저장하고,
    상기 색역 변환부의 후단에 연결된 프레임 버퍼는 상기 생성된 색역 변환 함수에 대응하여 변환된 입력 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 프레임 버퍼의 후단에 구비되고, 표시 장치의 외부 조도 정보를 취득하여 상기 표시 장치의 소비 전력의 공급 제어를 위해 상기 스케일링부에 상기 조도 정보를 전달하는 외부 조도 제어부를 더 포함하는 색역 변환 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 입력 데이터를 전달받아 상기 입력 데이터에 포함된 특성 정보를 분석한 결과값을 생성하고, 상기 결과값을 색역 변환 함수를 생성하기 위한 일 요소로 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달하는 이미지 분석부를 더 포함하는 색역 변환 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 결과값은, 상기 입력 데이터의 이미지 특성, 화소별 색포화도 특성, 이미지별 색포화도 분포의 유형별 분류 정보 중 적어도 어느 하나인 색역 변환 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 결과값은 상기 입력 데이터의 이미지 특성 또는 화소별 색포화도 특성이고,
    상기 색역 변환 함수 생성부는 상기 결과값에 기초한 가중치를 이용하여 임의의 원 색역과 목표로 하는 표준 색역 사이의 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수를 결정하는 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 색포화도에 따라 일정한 값을 가지는 단순 가중치이거나, 상기 색포화도에 따라 일정한 값과 소정의 고색 영역에서 가변하는 값을 가지는 다중 가중치인 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가중치가 다중 가중치인 경우, 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수는 상기 소정의 고색 영역에서 임의의 원 색역에 근접하게 비선형적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 다중 가중치는 최저값, 최대값, 상기 최저값과 상기 최대값 사이의 중간값, 및 가중치의 경향을 전환하는 지점의 색포화도인 입력 색포화 전환점으로 이루어진 파라미터에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 결과값은 상기 입력 데이터를 분석하여 이미지별 색포화도 분포를 적어도 3 단계의 색포화도 영역에 따라 유형별로 분류한 정보이고,
    상기 색역 변환 함수 생성부는 상기 결과값에 기초하여 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수를 상기 유형별로 매칭하여 결정하는 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 패널의 화면 색상을 제어하는 적어도 하나의 색상 설정 모드를 포함하고, 사용자의 선택에 따른 일 모드 정보를 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달하는 모드 선택부를 더 포함하는 색역 변환 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 일 모드 정보는, 색상 제어를 수행하지 않는 오프 모드, 색 정확도와 화상 선명도를 높이는 고화질 모드, 기본적으로 설정된 색상 제어를 수행하는 일반 모드, 표시 패널의 고색역을 활용하는 적극 모드, 및 입력 영상의 이미지 특성에 따라 자동적으로 색상 제어를 수행하는 적응 모드 중에서 선택되는 어느 하나의 색상 설정 모드인 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 모드 선택부는, 상기 적어도 하나의 색상 설정 모드 각각에 대응하여 기 설정된 적어도 하나의 가중치 중에서 상기 일 모드 정보에 대응하는 가중치를 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달하는 것을 특징으로 하는 색역 변환 시스템.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 장치의 외부 환경 정보를 취득하고, 상기 외부 환경 정보를 상기 중간 색역을 결정하기 위한 색역 변환 함수를 생성하기 위한 일 요소로 상기 색역 변환 함수 생성부에 전달하는 외부 조도 제어부를 더 포함하는 색역 변환 시스템.
  15. 표시 장치의 표시 패널에 대응하는 임의의 색역과 표준 색역 사이의 색공간에 위치하는 중간 색역을 결정하기 위한 적어도 하나의 인자(factor)를 전달받아 색역 변환 함수를 생성하는 단계;
    외부 영상 소스에서 입력 데이터를 전달받고, 상기 입력 데이터의 색좌표를 상기 생성된 색역 변환 함수에 대응하여 변환하는 단계, 및
    상기 변환된 데이터 값을 스케일하여 출력 데이터로 출력하는 단계를 포함하는 색역 변환 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 입력 데이터는 상기 색역 변환 함수에 대응하여 변환하는 단계 이전 또는 이후에 프레임 버퍼에 저장되는 단계를 더 포함하는 색역 변환 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 변환된 데이터 값을 스케일하는 동안, 상기 표시 장치의 외부 조도 정보를 취득하여 상기 표시 장치의 소비 전력의 공급 제어를 위해 상기 조도 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 색역 변환 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 색역 변환 함수를 생성하는 단계 이전에, 상기 적어도 하나의 인자를 취득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 인자는 상기 입력 데이터의 이미지 특성 또는 화소별 색포화도 특성 정보에 따른 제1 가중치, 상기 표시 패널의 화면 색상을 제어하는 적어도 하나의 색상 설정 모드에 대응하여 기 설정된 적어도 하나의 제2 가중치, 상기 표시 장치의 외부 환경 정보, 및 상기 입력 데이터를 분석한 이미지별 색포화도 분포의 유형별 분류 정보 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 색역 변환 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제1 가중치는, 상기 색포화도에 따라 일정한 값을 가지는 단순 가중치이거나, 상기 색포화도에 따라 일정한 값과 소정의 고색 영역에서 가변하는 값을 가지는 다중 가중치인 것을 특징으로 하는 색역 변환 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제1 가중치가 다중 가중치인 경우, 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수는 상기 소정의 고색 영역에서 임의의 원 색역에 근접하게 비선형적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 색역 변환 방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인자가 상기 입력 데이터의 이미지별 색포화도 분포의 유형별 분류 정보인 경우,
    상기 색역 변환 함수를 생성하는 단계는 상기 유형별 분류 정보에 기초하여 중간 색역을 구하기 위한 색역 변환 함수를 매칭하여 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 색역 변환 방법.
  22. 제 18항에 있어서,
    상기 색상 설정 모드는 색상 제어를 수행하지 않는 오프 모드, 색 정확도와 화상 선명도를 높이는 고화질 모드, 기본적으로 설정된 색상 제어를 수행하는 일반 모드, 표시 패널의 고색역을 활용하는 적극 모드, 및 입력 영상의 이미지 특성에 따라 자동적으로 색상 제어를 수행하는 적응 모드를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 가중치는, 상기 색상 설정 모드 중 사용자가 선택한 하나의 색상 설정 모드에 대응하는 가중치인 것을 특징으로 하는 색역 변환 방법.
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