KR20180040423A - 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템 - Google Patents

이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템에 관한 것으로서, 영상을 촬상하는 이미지센서와, 이미지 센서에서 출력되는 영상 정보를 Ycbcr 색공간 정보로 변환하는 색공간 변환부와, 색공간 변환부에 의해 변환된 Ycbcr색공간 정보에 대해 화이트 밸런스를 조정하기 위한 컬러이득을 산출하고, 산출된 컬러이득에 따라 화이트 밸런스를 조정하는 화이트 밸런스 조정부와, 광원의 거리 및 조도값을 입력할 수 있도록 된 입력부와, 광원의 거리 및 조도값과 컬러이득에 대응되는 색온도가 기록된 룩업테이블과, 입력부에 입력된 광원의 거리 및 조도값과 화이트 밸런스 조정부에서 적용한 컬러이득에 대응되는 색온도값을 룩업테이블에 기록된 정보를 이용하여 산출하는 색온도 검출부를 구비한다. 이러한 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템에 의하면, 화이트 밸런스 처리를 위해 적용한 컬러이득 정보에 대응되어 미리 실험에 의해 구해져 룩업테이블에 기록된 정보를 이용하여 색온도를 산출할 수 있어 색온도 검출오차를 감소할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템{system for detecting space correlated color temperature using image sensor AWB}
본 발명은 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 화이드 밸런스 조정에 적용된 컬러이득 정보를 이용하여 색온도를 산출할 수 있도록 된 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템에 관한 것이다.
색온도는 보통 캘빈 온도(K) 단위로 표시하며, 태양광선, 형광등, 백열등, 촛불 등의 광선은 모두 다른 색온도 값을 가지고 있다. 이러한 빛의 성질에 의해 동일한 색의 물체라 하더라도 조명에 따라서 그 색상이 차이를 갖게 된다. 디지털 장치를 통해 영상을 획득하는 경우 색온도가 낮은 백열등이나 촛불 등에서 획득한 영상은 전체적으로 붉은색을 띠고, 색온도가 높은 형광등이나 구름 낀 날 획득한 영상은 전체적으로 푸른색을 띤다. 하지만 이러한 색온도의 차를 사람은 잘 느끼지 못하고 어느 환경에서나 동일한 색상으로 인식하게 되는데, 이는 사람의 눈이 매우 우수한 화이트밸런스 기능을 갖고 있기 때문이다.
화이트밸런스를 맞춘다는 것은 흰색(화이트)을 조명에 상관없이 흰색으로 맞춰준다는 것이다. 흰색의 경우 R, G, B의 값이 모두 균일하게 최대에 가깝게 갖는 값으로 정의된다. 이 정의에 따라 보통 화이트 밸런스를 맞출때에는 무채색, 즉, 세 채널의 값이 동일한 비율로 존재하는 색을 무채색으로 만들어주는 것을 의미하게 된다.
화이트밸런스는 회색계 가정(gray world assumption)을 이용한 방법이 널리 사용되고 있다. 이것은 영상 내에서 컬러 변화(color variation)가 충분할 경우 각 채널의 평균값은 무채색에 가깝다는 가정을 전제로 하는 것이다.
이 경우 영상의 전체적인 평균이 그레이(gray)가 되도록 하는 것이 화이트밸런스의 목적이 된다.
이러한 화이트 밸런스 조정방식은 국내 등록특허 제10-09115598호 등 다양하게 알려져 있다.
한편, 색온도의 측정은 고유 측정장비를 이용하여 측정하는 방식 등 다양한 방식이 적용되고 있으나, 이미지 센서를 적용하고 있는 장비의 경우 이미지 센서로부터 출력되는 영상정보를 이용하여 보다 간단한 방식으로 측정할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 이미지센서의 화이드밸런스를 위해 적용하는 컬러이득 정보를 이용하여 색온도를 추정할 수 있는 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템은 영상을 촬상하는 이미지센서와; 상기 이미지 센서에서 출력되는 영상 정보를 Ycbcr 색공간 정보로 변환하는 색공간 변환부와; 상기 색공간 변환부에 의해 변환된 상기 Ycbcr색공간 정보에 대해 화이트 밸런스를 조정하기 위한 컬러이득을 산출하고, 산출된 컬러이득에 따라 화이트 밸런스를 조정하는 화이트 밸런스 조정부와; 광원의 거리 및 조도값을 입력할 수 있도록 된 입력부와; 광원의 거리 및 조도값과 컬러이득에 대응되는 색온도가 기록된 룩업테이블과; 상기 입력부에 입력된 광원의 거리 및 조도값과 상기 화이트 밸런스 조정부에서 적용한 컬러이득에 대응되는 색온도값을 상기 룩업테이블에 기록된 정보를 이용하여 산출하는 색온도 검출부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 색온도 검출부는 상기 입력부로부터 입력된 광원의 거리 및 조도값과 상기 화이트 밸런스 조정부에서 적용한 컬러이득 값이 상기 룩업테이블에 기록된 값들의 사이에 해당하면 보간방식으로 색온도를 산출한다.
또한, 상기 컬러이득은 적색에 대한 컬러이득과, 청색에 대한 컬러이득이 적용된다.
본 발명에 따른 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템에 의하면, 화이트 밸런스 처리를 위해 적용한 컬러이득 정보에 대응되어 미리 실험에 의해 구해져 룩업테이블에 기록된 정보를 이용하여 색온도를 산출할 수 있어 색온도 검출오차를 감소할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 색온도 검출부의 상세 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템을 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 색온도 검출부의 상세 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템(10)은 이미지센서(20), 색공간 변환부(30), 화이트 밸런스 조정부(AWB:Auto White Balance)(40), 색온도(CCT;Correlated Color Temperature) 검출부(50), 입력부(60), 룩업테이블(LUT)(70) 및 출력부(80)를 구비한다.
이미지센서(20)는 영상을 촬상하고 촬상된 영상 정보를 출력한다.
도시된 예에서 이미지센서(20)는 베이어(Bayer) 영상신호를 출력하는 것이 예시되어 있다.
베이어 영상은 화소당 1개의 컬러만 갖는 것을 말한다.
색공간 변환부(30)는 이미지 센서(20)에서 출력되는 영상 정보를 Ycbcr 색공간 정보로 변환한다
즉, 색공간 변환부(30)는 베이어 영상신호로부터 RGB영상신호를 추출하고, RGB영상신호를 휘도(Y)신호와 색차신호(CbCr)로 표현되는 Ycbcr색공간 정보로 변환하여 출력한다.
여기서, RGB영상신호로부터 Ycbcr색공간 정보로 변환하는 규칙은 공지되어 있어 상세한 설명은 생략한다.
화이트 밸런스 조정부(40)는 색공간 변환부(30)에 의해 변환된 Ycbcr색공간 정보에 대해 화이트 밸런스를 조정하기 위한 컬러이득을 산출하고, 산출된 컬러이득에 따라 화이트 밸런스를 조정한다.
여기서, 컬러이득은 적색에 대한 컬러이득과, 청색에 대한 컬러이득을 적용한다.
화이트 밸런스 조정부(40)는 일 예로서, 국내 공개특허 제10-2009-0059764호에 게시된 방식을 적용한 컬러이득을 산출하고, 산출된 컬러이득에 따라 화이트 밸런스를 조정하도록 구축될 수 있다.
즉, 화이트 밸런스 조정부(40)는 화소 전체 또는 설정된 유효영역에 대한 화소에 대해 녹색 평균값(Gmean)을 적색 평균값(Rmean)으로 나눈값을 적색 컬러이득(RGain =Gmean/Rmean)으로 산출하고, 녹색 평균값(Gmean)을 청색 평균값(Bmean)으로 나눈값을 청색 컬러이득(BGain =Gmean/Bmean)으로 산출하도룩 구축될 수 있다.
입력부(60)는 광원의 거리 및 광원의 조도값을 사용자가 입력할 수 있도록 되어 있다.
입력부(60)는 입력된 광원의 거리 및 조도값을 색온도 검출부(50)에 출력한다.
룩업테이블(70)에는 광원의 거리 및 조도값과 컬러이득에 대응되는 색온도가 기록되어 있다.
여기서 광원의 거리는 일 예로서, 실내 천정으로부터 바닥을 향하는 방향으로의 광원 배치 거리를 적용한다.
또한, 룩업테이블(70)에 기록된 정보는 실험에 의해 측정되어 기록된 값이다.
즉, 동일한 광원거리에 대해 조도를 룩스(Lux) 단위로 달리 적용하면서 측정된 색온도를 이미지센서(20)에 대한 적색컬러이득 및 청색 컬러이득과 함께 측정하고, 이러한 과정을 광원의 거리를 달리 적용하면서 측정한 정보들이 모두 룩업테이블에 기록되어 있다.
색온도 검출부(50)는 입력부(60)에 입력된 광원의 거리 및 조도값과 화이트 밸런스 조정부(40)에서 적용한 컬러이득에 대응되는 색온도값을 룩업테이블(70)에 기록된 정보를 이용하여 산출한다.
색온도 검출부(50)는 산출된 색온도를 출력부(80)를 통해 출력한다.
여기서, 출력부(80)는 색온도 검출부(50)에서 출력되는 색온도 정보를 표시하는 표시부가 적용될 수 있다.
색온도 검출부(50)는 입력부(60)로부터 입력된 광원의 거리(D) 및 조도(L)값과 화이트 밸런스 조정부(40)에서 적용한 컬러이득(RGain, BGain) 값이 룩업테이블(70)에 기록된 값들의 사이에 해당하면 보간방식으로 색온도를 산출한다.
즉, 색온도 검출부(50)는 입력부(60)로부터 입력된 광원의 거리(D) 및 조도(L)값과 화이트 밸런스 조정부(40)에서 적용한 컬러이득(RGain, BGain) 값을 룩업테이블(70)에 있는지를 비교하는 정보비교부(51)와, 정보비교부(51)의 비교결과 입력부(60)로부터 입력된 광원의 거리(D) 및 조도(L)값과 화이트 밸런스 조정부(40)에서 적용한 컬러이득(RGain, BGain) 값이 룩업테이블(70)에 기록된 값들의 사이에 해당하면 보간방식으로 색온도를 산출하는 보간처리부(53)를 구비한다.
이러한 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템(10)에 의하면, 화이트 밸런스 처리를 위해 적용한 컬러이득 정보에 대응되어 미리 실험에 의해 구해져 룩업테이블(70)에 기록된 정보를 이용하여 색온도를 산출할 수 있어 색온도 검출오차를 감소할 수 있는 장점을 제공한다.
20: 이미지센서 30: 색공간 변환부
40: 화이트 밸런스 조정부 50: 색온도 검출부
60: 입력부 70: 룩업테이블
80: 출력부

Claims (3)

  1. 영상을 촬상하는 이미지센서와;
    상기 이미지 센서에서 출력되는 영상 정보를 Ycbcr 색공간 정보로 변환하는 색공간 변환부와;
    상기 색공간 변환부에 의해 변환된 상기 Ycbcr색공간 정보에 대해 화이트 밸런스를 조정하기 위한 컬러이득을 산출하고, 산출된 컬러이득에 따라 화이트 밸런스를 조정하는 화이트 밸런스 조정부와;
    광원의 거리 및 조도값을 입력할 수 있도록 된 입력부와;
    광원의 거리 및 조도값과 컬러이득에 대응되는 색온도가 기록된 룩업테이블과;
    상기 입력부에 입력된 광원의 거리 및 조도값과 상기 화이트 밸런스 조정부에서 적용한 컬러이득에 대응되는 색온도값을 상기 룩업테이블에 기록된 정보를 이용하여 산출하는 색온도 검출부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 색온도 검출부는 상기 입력부로부터 입력된 광원의 거리 및 조도값과 상기 화이트 밸런스 조정부에서 적용한 컬러이득 값이 상기 룩업테이블에 기록된 값들의 사이에 해당하면 보간방식으로 색온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 컬러이득은 적색에 대한 컬러이득과, 청색에 대한 컬러이득이 적용되는 것을 특징으로 하는 이미지센서 자동 화이트밸런스 기반 공간 색온도 추정 시스템.
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