KR20210045027A - 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치 - Google Patents

미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치 Download PDF

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Abstract

색신호의 채도, 색상, 휘도를 가변함으로써 해당 색신호를 미리 정해진 색역에 매핑시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)에서 채도성분(Cb, Cr)을 이용하여 색상 각도를 산출하는 색상 각도 산출부; 상기 색상 각도를 이용하여 채도 파라미터, 휘도 파라미터, 및 색상 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 생성하는 파라미터 생성부; 및 상기 파라미터를 이용하여 상기 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 미리 정해진 색역에 매핑되게 가변시키는 색신호 가변부를 포함하고, 상기 색신호 가변부는, 상기 채도 파라미터를 이용하여 CbCr 좌표상에 미리 정해진 사각형의 경계로 결정되는 채도경계값을 산출하고, 상기 채도경계값을 기초로 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시키는 채도 가변부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치{Color Gamut Mapping Device Capable Of Fine Adjustment}
본 발명은 색역 매핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모니터, 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 다루어야하는 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.
한편, 색을 재현하는 장치들 간에는 이러한 색공간 외에도, 색역(Color Gamut)이 서로 상이할 수도 있다. 색공간이 색을 정의하는 방법, 즉 어떤 색과 다른 색들과의 관계를 나타내는 방법을 의미하는 반면에, 색역(color gamut)은 색상 재현 범위를 의미한다.
따라서, 입력되는 색신호와 이 입력 색신호를 재현하는 장치 간에 색역이 상이한 경우에는, 서로의 색역이 매칭될 수 있도록 입력되는 색신호를 적절하게 변환시켜 색 재현력을 향상시키는 색역 매핑(Gamut Mapping)이 필요하다.
본 발명은 상술한 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 색신호의 채도, 색상, 휘도를 가변함으로써 해당 색신호를 미리 정해진 색역에 매핑시킬 수 있는 미세보정이 가능한 색역 매핑 장치를 제공하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 색신호의 채도를 가변할 때, 복수개의 채도 기준값에 따라 색신호의 채도를 가변할 수 있게 하는 미세보정이 가능한 색역 매핑 장치를 제공하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 색상축을 프라이머리 색상(Primary Color)와 세컨더리 컬러(Secondary Color)에 매칭시킬 수 있는 미세보정이 가능한 색역 매핑 장치를 제공하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)에서 채도성분(Cb, Cr)을 이용하여 색상 각도를 산출하는 색상 각도 산출부; 상기 색상 각도를 이용하여 채도 파라미터, 휘도 파라미터, 및 색상 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 생성하는 파라미터 생성부; 및 상기 파라미터를 이용하여 상기 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 미리 정해진 색역에 매핑되게 가변시키는 색신호 가변부를 포함하고, 상기 색신호 가변부는, 상기 채도 파라미터를 이용하여 CbCr 좌표상에 미리 정해진 사각형의 경계로 결정되는 채도경계값을 산출하고, 상기 채도경계값을 기초로 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시키는 채도 가변부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 색신호의 채도, 색상, 휘도를 가변함으로써 해당 색신호를 미리 정해진 색역에 매핑시킬 수 있어 색상의 왜곡을 최소화시킬 수 있다는 효과가 있다.
본 발명은 색신호의 채도를 가변할 때, 복수개의 채도 기준값에 따라 색신호의 채도를 가변할 수 있어 채도를 미세보정할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명은 색상축을 프라이머리 색상(Primary Color)와 세컨더리 컬러(Secondary Color)에 매칭시킬 수 있어 해당 색신호를 가변할 때 용이하게 가변할 수 있을 뿐만 아니라, 세밀하게 보정할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세보정이 가능한 색역 매핑 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2a는 종래의 CbCr 좌표 상에 색상축을 배치하는 것을 보여주는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 색상축 선택부가 CbCr 좌표 상에 색상축을 배치하는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 파라미터 생성부가 색상각도를 이용하여 파라미터를 생성하는 것의 일예를 보여주는 도면이다.
도 4a는 종래에 채도 경계값을 산출하는 것을 보여주는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준값 산출부가 채도 경계값을 산출하는 것을 보여주는 도면이다.
도 5a는 수학식 8 내지 10을 도식화하여 나타낸 그래프를 보여주는 도면이다.
도 5b는 CbCr 좌표 상에서 로우, 미들, 하이 영역을 보여주는 도면이다.
도 6은 색상 가변부가 채도성분을 회전시켜 색상을 가변하는 것의 일예를 보여주는 도면이다.
도 7은 화이트 포인트 보상부가 채도성분에 화이트 오프셋을 보상하는 것의 일예를 보여주는 도면이다.
도 8a는 색신호의 색역이 미리 정해진 색역에 매핑되기 전을 보여주는 도면이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 매핑 장치가 색신호의 색역을 미리 정해진 색역에 매핑시킨 것을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 매핑 장치를 포함하는 디스플레이 시스템을 보여주는 도면이다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세보정이 가능한 색역 매핑 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 본 발명에 따른 미세보정이 가능한 색역 매핑 장치(100, 이하 '색역 매핑 장치'라 함)는 입력되는 색신호를 기준이 되는 색역(Color Gamut)에 매핑시킨다. 이때, 색신호는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)이거나 또는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)일 수 있다
이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 색역 매핑 장치(100)는 그레이 디텍터(210), 색공간 변환부(220), 색상 각도 산출부(230), 파라미터 생성부(240), 색신호 가변부(250), 및 화이트 포인트 보상부(260)를 포함한다.
그레이 디텍터(210)는 색신호가 입력되면 해당 색신호의 색상이 그레이(Grey) 여부를 판단한다. 구체적으로, 그레이 디텍터(210)는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 입력되면 해당 색신호가 그레이 여부를 판단하고, 해당 색신호의 색역 매핑 여부를 판단한다.
이를 위해, 그레이 디텍터(210)는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)과 그레이 파라미터을 비교한다. 이때, 그레이 파라미터는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 그레이 디텍터(210)는 아래의 수학식 1에 따라 RGB 타입의 색신호(R, G, B)와 그레이 파라미터를 비교할 수 있다.
Figure pat00001
그레이 디텍터(210)는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 그레이 파라미터보다 작으면, 해당 색신호를 그레이로 판단한다. 예컨대, RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 R은 100이고, G는 105이며, B는 102일때, Max{5, 2, 3}=5이다. 그레이 파라미터가 10이면, 그레이 디텍터(210)는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 그레이 파라미터보다 작으므로, 해당 색신호를 그레이로 판단한다.
그레이 파라미터가 4이면, 그레이 디텍터(210)는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 그레이 파라미터보다 크므로, 해당 색신호를 그레이가 아닌 것으로 판단한다.
그레이 디텍터(210)는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 그레이로 판단되면, 해당 색신호를 색역 매핑에서 제외시킨다. 예컨대, 그레이 디텍터(210)는 해당 색신호를 색상축에 위치시켜 색역 매핑에 제외시킨다.
그레이 디텍터(210)는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 그레이가 아니면, 해당 색신호를 색공간 변환부(220)로 전달한다.
본 발명에 따른 그레이 디텍터(210)가 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 그레이로 판단되면 해당 색신호를 색역 매핑에서 제외시키는 이유는 해당 색신호가 채도, 색상, 휘도 등이 가변되어 출력되면, 아티팩트(Artifact)로 나올 수 있기 때문이다.
색공간 변환부(220)는 입력되는 RGB 타입의 색신호(R, G, B)를 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)로 변환한다. 색공간 변환부(220)는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)로 변환되면, 해당 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 색상 각도 산출부(230)로 전달한다. 색공간 변환부(220)는 입력되는 색신호가 RGB 타입이 아닌 YCbCr 타입이면, 해당 색신호를 그대로 통과시켜 색상 각도 산출부(230)로 전달한다.
색공간 변환부(220)는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)가 색신호 가변부(240)에 의해 채도, 색상, 휘도가 가변되어 미리 정해진 색역에 매핑되면, 해당 색신호를 RGB 타입의 색신호(R, G, B)로 가변한다.
색공간 변환부(220)는 아래의 수학식 2에 따라 RGB 타입의 색신호(R, G, B)를 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)로 가변할 수 있다.
Figure pat00002
색공간 변환부(220)는 아래의 수학식 3에 따라 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 RGB 타입의 색신호(R, G, B)로 가변할 수 있다.
Figure pat00003
색상 각도 산출부(230)는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)에서 채도성분(Cb, Cr)을 이용하여 색상 각도(Hue)를 산출한다. 구체적으로 색상 각도 산출부(230)는 아래의 수학식 4에 따라 해당 색신호의 색상 각도를 산출한다.
Figure pat00004
여기서 H는 색상 각도를 의미하고, (Cb, Cr)은 채도성분을 의미한다. 색상 각도 산출부(230)는 산출된 색상각도를 파라미터 생성부(240)로 전달한다.
파라미터 생성부(240)는 색상 각도 산출부(230)에 의해 산출된 색상 각도를 이용하여 파라미터를 생성한다. 이때, 파라미터는 채도 파라미터, 휘도 파라미터, 색상 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이를 위해 파리미터 생성부(240)는 색상축 선택부(310) 및 파라미터 산출부(320)를 포함한다.
색상축 선택부(310)는 CbCr 좌표 상에 복수개의 색상축을 배치한다. 이때 CbCr 좌표는 YCbCr 타입의 색신호에서 채도성분(Cb, Cr)이 배치되는 공간을 의미한다.
일 실시예에 있어서, 색상축 선택부(310)는 복수개의 색상축을 미리 정해진 각도로 회전이동 시킨다. 예컨대, 색상축 선택부(310)는 CbCr 좌표 상에 복수개의 색상축이 프라이머리 색상(Red, Green, Blue)과 세컨더리 색상(Cyan, Magenta, Yellow)에 해당하는 각도에 위치하도록 각 색상축을 회전이동 시킬 수 있다.
종래에는 도 2a에 도시된 바와 같이 CbCr 좌표 상에 30°간격으로 색상축을 배치하였다. 이에 따라 프라이머리 색상 또는 세컨더리 색상에 해당하는 각도에 색상축이 배치되지 않았다. 이러한 경우 색상을 가변하기 어려울 뿐만 아니라, 세밀하게 색역을 매핑할 수 없다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 도 2b에 도시된 바와 같이 색상축 선택부(310)가 프라이머리 색상(Red, Green, Blue)과 세컨더리 색상(Cyan, Magenta, Yellow)에 해당하는 각도에 위치하도록 각 색상축을 회전이동 시킴으로써, 색상 가변을 용이하게 수행할 수 있게 했을 뿐만 아니라, 세밀하게 색역을 매핑시킬 수 있게 하였다.
색상축 선택부(310)는 CbCr 좌표 상에 배치된 색상축 중 색상 각도 산출부(230)에 의해 산출된 색상각도를 포함하는 제1 색상축 및 제2 색상축을 선택한다. 이때, 제2 색상축은 제1 색상축보다 큰 각도를 이루고 있다.
예컨대, 색상축 선택부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 색상각도가 13°일 때, 해당 색상각도를 포함하는 제1 색상축(axis0)과 제2 색상축(axix1)을 선택할 수 있다.
파라미터 산출부(320)는 제1 색상축에 매핑된 제1 기준 파라미터, 제2 색상축에 매핑된 제2 기준 파라미터, 및 해당 색상 각도를 이용하여 해당 색신호의 파라미터를 산출할 수 있다. 이를 위해, 각 색상축에는 기준파라미터가 매핑되어 있고, 각 색상축에 매핑된 기준파라미터 테이블(미도시)이 저장되어 있을 수 있다.
파라미터 산출부(320)는 아래의 수학식 5에 따라 해당 색신호의 파라미터를 산출할 수 있다.
Figure pat00005
여기서 H는 색상 각도이고, H_Axis(n+1)은 제2 색상축의 각도이며, H_Axis(n)는 제1 색상축의 각도이고, P_Axis(n+1)은 제2 색상축에 매핑된 제2 기준 파라미터이며, P_Axis(n)은 제1 색상축에 매핑된 제1 기준 파라미터이다.
파라미터 산출부(320)가 수학식 5를 이용하여 휘도 파라미터를 산출하는 것의 예이다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 색상각도가 13°이고, 제1 색상축의 각도가 -6°이며, 제2 색상축의 각도가 23°이고, 제1 휘도 기준 파라미터가 80/256이며, 제2 휘도 기준 파라미터가 620/256이면, 파라미터 산출부(320)는 휘도 파라미터를 0.206으로 산출할 수 있다.
파라미터 산출부(320)는 산출된 파라미터를 색신호 가변부(240)로 전달한다.
색신호 가변부(240)는 파라미터 생성부(230)로부터 생성된 파라미터를 이용하여 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 가변시킨다. 구체적으로 색신호 가변부(240)는 파라미터를 이용하여 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)가 미리 정해진 색역에 매핑되게 해당 색신호를 가변시킨다.
이를 위해, 색신호 가변부(240)는 채도 가변부(410), 색상 가변부(420), 및 휘도 가변부(430)를 포함한다.
채도 가변부(410)는 파라미터 생성부(230)에 의해 생성된 채도 파라미터를 이용하여 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)의 채도성분(Cb, Cr)을 가변시킨다. 구체적으로, 채도 가변부(410)는 채도 파라미터를 이용하여 채도 기준값을 산출하고, 채도 기준값과 채도성분(Cb, Cr)의 채도값(Saturation)을 비교하여 비교결과에 따라 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시킨다.
이때, 채도성분(Cb, Cr)의 채도값(Saturation)은 CbCr좌표상에서 원점으로부터 (Cb, Cr)까지의 길이를 의미한다.
일 실시예에 있어서, 채도 파라미터는 채도 컨트롤 포인트(Cbscp, Crscp), 채도 경계 좌표(Cbmax, Crmax), 및 채도 기울기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 채도 컨트롤 포인트(Cbscp, Crscp)는 채도기준값을 산출하기 위해 미리 설정된 좌표이고, 채도 경계 좌표(Cbmax, Crmax)는 채도값(Saturation)이 최대가 되는 지점의 채도성분으로서, YCbCr 색신호의 채도성분(Cb, Cr)에 대응되는 최대 지점이다. 채도 기울기는 YCbCr 색신호의 채도성분(Cb, Cr)을 가변하기 위해 채도 컨트롤 포인트(Cbscp, Crscp)에 의해 구획되는 구역 별 기울기다.
본 발명에 따른 채도 가변부(410)는 기준값 산출부(510), 판단부(520), 및 변환부(530)를 포함한다.
기준값 산출부(510)는 채도 파라미터를 이용하여 채도 기준값을 산출한다. 구체적으로, 기준값 산출부(510)는 아래의 수학식 6에 따라 채도 기준값을 산출할 수 있다.
Figure pat00006
여기서 (Cbscp, Crscp)는 채도 컨트롤 포인트를 의미하고, (Cbmax, Crmax)는 채도 경계 좌표를 의미한다. 이와 같이 채도 기준값은 채도성분의 Cb와 Cr 각각에 대해 산출된다. 채도 경계값은 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 최대로 가질 수 있는 채도 최대값을 의미한다. 이때, 기준값 산출부(510)는 채도 경계값을 아래의 수학식7에 따라 산출할 수 있다.
Figure pat00007
여기서 H는 YCbCr 색신호의 색상 각도를 의미한다.
종래에는 채도 경계값을 도 4a에 도시된 바와 같이 원의 경계에 해당하는 값으로 산출하였다. 하지만, 채도 경계값은 원의 경계가 아니라, 내부에 포함된 사각형의 경계이므로, 사각형의 경계를 벗어나는 값을 채도 경계값으로 산출하여 색역 매핑 시 오차가 발생하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도 4b에 도시된 바와 같이 기준값 산출부(510)는 채도경계값을 산출할 때 색상각도에 대한 코사인값을 보상한다. 이에 따라 본 발명은 사각형의 경계로 채도 경계값을 산출함으로써 색역 매핑 시 오차를 최소화시킨다.
일 실시예에 있어서, 채도 기준값은 복수개일 수 있다. 예컨대, 채도 기준값은 제1 기준값 및 제2 기준값을 포함할 수 있다. 이때, 제2 기준값은 제1 기준값보다 큰 값일 수 있다. 이러한 예를 따를 때, 채도 컨트롤 포인트(Cbscp, Crscp) 또한, 제1 채도 컨트롤 포인트(Cbscp1, Crscp1) 및 제2 채도 컨트롤 포인트(Cbscp2, Crscp2)를 포함할 수 있다.
판단부(520)는 채도성분(Cb,Cr)의 채도값을 채도 기준값과 비교하여 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 포함되는 영역을 판단한다. 예컨대, 채도 기준값이 제1 기준값 및 제2 기준값으로 구성되면, 판단부(520)는 채도성분(Cb,Cr)의 채도값과 제1 및 제2 기준값을 비교한다. 판단부(520)는 채도성분(Cb,Cr)의 채도값이 제1 기준값보다 작으면, 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 로우 영역에 포함되는 것으로 판단한다. 판단부(520)는 채도성분(Cb,Cr)의 채도값이 제1 기준값보다 크고 제2 기준값보다 작으면, 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 미들 영역에 포함되는 것으로 판단한다. 판단부(520)는 채도성분(Cb,Cr)의 채도값이 제2 기준값보다 크면, 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 하이 영역에 포함되는 것으로 판단한다.
변환부(530)는 채도성분(Cb,Cr)의 채도값에 따라 채도성분(Cb,Cr)을 미리 정해진 색역에 매핑되도록 변환한다.
일 실시예에 있어서, 변환부(530)는 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 로우 영역에 포함되는 것으로 판단되면, 아래의 수학식 8에 따라 채도성분(Cb, Cr)을 가변시킨다.
Figure pat00008
또한, 변환부(530)는 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 미들 영역에 포함되는 것으로 판단되면, 아래의 수학식 9에 따라 채도성분(Cb, Cr)을 가변시킨다.
Figure pat00009
또한, 변환부(530)는 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 하이 영역에 포함되는 것으로 판단되면, 아래의 수학식 10에 따라 채도성분(Cb, Cr)을 가변시킨다.
Figure pat00010
수학식 8 내지 10에서, (Cb', Cr')은 가변된 채도성분이고, a는 제1 채도 기울기이고, b는 제2 채도 기울기이고, c는 제3 채도 기울기이고, (Cbscp1, Crscp1)은 제1 채도 컨트롤 포인트이고, (Cbscp2, Crscp2)은 제2 채도 컨트롤 포인트이다.
수학식 8 내지 10을 도식화하여 나타내면, 본 발명에 따른 변환부(530)는 도 5a에 도시된 바와 같은 그래프에 따라 채도성분(Cb, Cr)을 가변시킬 수 있다. 변환부(530)는 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 로우영역에 포함되면, 해당 채도성분(Cb, Cr)을 해당 로우영역의 제1 채도 기울기를 가지는 직선에 따라 가변시킨다. 변환부(530)는 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 미들영역에 포함되면, 해당 채도성분(Cb, Cr)을 해당 미들영역의 제2 채도 기울기를 가지는 직선에 따라 가변시킨다. 변환부(530)는 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 하이영역에 포함되면, 해당 채도성분(Cb, Cr)을 해당 하이영역의 제3 채도 기울기를 가지는 직선에 따라 가변시킨다. 이때, 채도 성분(Cb, Cr)이 포함되는 각 영역은 CbCr 좌표상에서 도 5b에 도시된 바와 같이 나누어질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 채도 가변부(410)는 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 제1 기준값보다 작으면 위의 수학식 8에 따라 해당 채도성분(Cb, Cr)을 가변시킨다. 또한, 채도 가변부(410)는 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 제1 기준값보다 크고 제2 기준값보다 작으면 위의 수학식 9에 따라 해당 채도성분(Cb, Cr)을 가변시킨다. 또한, 채도 가변부(410)는 해당 채도성분(Cb, Cr)의 채도값이 제2 기준값보다 크면 위의 수학식 10에 따라 해당 채도성분(Cb, Cr)을 가변시키게 된다.
한편, 변환부(530)는 채도 성분(Cb, Cr)이 변환된 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 색상 가변부(420)로 전달한다.
색상 가변부(420)는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)의 채도 성분(Cb, Cr)을 회전시켜 YCbCr 색신호(Y, Cb, Cr)의 색상을 가변시킨다. 구체적으로, 색상 가변부는, 아래의 수학식 11에 따라 해당 색신호의 채도성분을 회전시킬 수 있다.
Figure pat00011
여기서, (Cb, Cr)은 YCbCr 색신호(Y, Cb, Cr)의 채도성분이고, (Cb', Cr')은 회전된 채도성분이며, X는 파라미터 생성부(240)에 의해 생성된 색상 파라미터이다.
본 발명에 따른 색상가변부(420)는 도 6에 도시된 바와 같이 위의 수학식 11에 따라 채도 성분(Cb, Cr)을 회전시켜 색상을 가변시키게 된다. 색상가변부(420)는 색상이 가변된 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 휘도 가변부(430)로 전달하게 된다.
휘도 가변부(430)는 파라미터 생성부(240)에 의해 생성된 휘도 파라미터를 이용하여 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)에서 휘도성분(Y)을 가변시키게 된다. 구체적으로 휘도 가변부(430)는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)에서 휘도성분(Y)에 휘도 파라미터를 승산(乘算)하여 해당 휘도성분을 가변시키게 된다.
휘도 가변부(430)는 휘도가 가변된 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)을 화이트 포인트 보상부(260)로 전달한다.
상술한 실시예에서는 채도, 색상, 휘도 순으로 가변되는 것으로 설명하였지만, 이는 하나의 실시예에 불가할 뿐, 위와 다른 순서로 가변될 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 가변될 수도 있을 것이다.
화이트 포인트 보상부(260)는 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)의 채도 성분(Cb, Cr)에 화이트 오프셋을 보상하여 화이트 포인트를 해당 채도성분(Cb, Cr)에 대응되게 매칭시킬 수 있다. 예컨대, 화이트 포인트 보상부(260)는 도 7에 도시된 바와 같이 CbCr 좌표 상에서 원점이 기존의 화이트 포인트지만, 화이트 오프셋을 채도성분(Cb, Cr)에 보상함으로써, 화이트 포인트를 이동시켜 해당 채도성분(Cb, Cr)에 대응되게 매칭시킬 수 있다.
종래에는 CbCr 좌표 상에서 화이트 포인트가 원점으로 고정되어 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)의 가변 시 화이트 오프셋이 발생하였지만, 본 발명은 화이트 포인트 보상부(260)를 통해 화이트 오프셋을 제거하여 색역 매핑 시 발생하는 오차를 최소화시켰다.
상술한 실시예에서는 화이트 포인트 보상부(260)가 색신호 가변부(240)를 통과한 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)의 화이트 포인트를 조정하는 것으로 설명하였지만, 이는 하나의 실시예 일 뿐, 색신호 가변부(240)를 통과하기 전에 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)의 화이트 포인트를 조정할 수도 있을 것이다.
한편, 화이트 포인트 보상부(260)는 화이트 포인트가 조정된 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 색공간 변환부(220)로 전달한다. 이에 따라 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)은 색공간 변환부(220)에 의해 RGB 타입의 색신호(R, G, B)로 변환되어 출력되게 된다.
본 발명에 따른 색역 매핑 장치(100)는 색신호의 채도, 색상, 휘도를 가변함으로써, 미리 정해진 색역에 해당 색신호를 매핑시키게 된다.
도 8a는 색신호의 색역이 미리 정해진 색역에 매핑되기 전을 보여주는 도면이고, 도 8b는 본 발명에 일 실시예에 따른 색역 매핑 장치가 색신호의 색역을 미리 정해진 색역에 매핑시킨 것을 보여주는 도면이다.
이와 같이 본 발명에 따른 색역 매핑 장치(100)는 색신호의 채도, 색상, 휘도의 미세보정을 통해 색역 매핑의 오차를 최소한으로 줄임으로써, 해당 색신호를 정확하게 색역에 매핑시킬 수 있다.
상술한 실시예에 따른 색역 매핑 장치(100)는 디스플레이 시스템에 적용될 수 있다.
이하, 표시장치에 적용되는 색역 매핑 장치(100)에 대해 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 매핑 장치를 포함하는 디스플레이 시스템을 나타내는 도면이다.
디스플레이 시스템(600)은 디스플레이 패널(610), 디스플레이 구동장치(620), 데이터 구동부(640), 및 게이트 구동부(650)를 포함한다.
디스플레이 패널(610)은 서로 교차 배열되어 복수의 픽셀영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인(GL1~GLn)과 복수개의 데이터 라인(DL1~DLm), 및 복수개의 픽셀영역에 각각 구비된 화소(P)를 포함한다. 복수개의 게이트 라인(GL1~GLn)은 가로 방향으로 배열되고 복수개의 데이터 라인(DL1~DLm)은 세로 방향으로 배열될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 디스플레이 패널(610)은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 디스플레이 패널(610)은 유기발광 디스플레이(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널일 수도 있다.
디스플레이 구동장치(620)는 색역 매핑 장치(100) 및 타이밍 제어부(630)를 포함한다.
색역 매핑 장치(100)는 외부 시스템(미도시)으로부터의 수신되는 RGB 소스영상 데이터를 미리 정해진 색역에 매핑시킨다. 색역 매핑 장치(100)가 RGB 소스영상 데이터를 미리 정해진 색역에 매핑시키는 것은 위에서 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
색역 매핑 장치(100)는 RGB 타입의 소스영상 데이터가 미리 정해진 색역에 매핑되면 해당 RGB 타입의 소스영상 데이터를 타이밍 제어부(630)로 전달한다.
타이밍 제어부(630)는 외부 시스템(미도시)으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 수신하여 데이터 구동부(640)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS) 및 게이트 구동부(650)를 제어하기 위한 게이트 제어 신호(GCS)을 생성한다.
일 실시예에 있어서, 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SSC), 및 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable) 등을 포함할 수 있고, 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(640)를 구성하는 하나 이상의 데이터 구동 회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 데이터 구동 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호는 데이터 구동부(640)의 출력 타이밍을 제어한다.
게이트 스타트 펄스는 게이트 구동부(650)를 구성하는 하나 이상의 게이트 구동 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 하나 이상의 게이트 구동 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호는 하나 이상의 게이트 구동 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
한편, 본 발명에 따른 타이밍 제어부(630)는 색역 매핑 장치(100)에 의해 기준이 되는 색역에 매핑된 RGB 타입의 소스영상 데이터를 데이터 구동부(640)에서 처리 가능한 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 출력영상 데이터로 출력한다.
데이터 구동부(640)는 타이밍 제어부(630)부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(630)로부터 출력되는 정렬된 출력영상 데이터를 아날로그 신호인 비디오 데이터 신호로 변환하여 게이트 라인들(GL1~GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 비디오 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1~DLm)로 공급한다.
데이터 구동부(640)는 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(610)의 일 측, 예컨대 상측에 배치될 수 있지만, 경우에 따라 서로 마주하는 디스플레이 패널(610)의 일 측 및 타 측, 예컨대 상측 및 하측 모두에 배치될 수도 있다. 데이터 구동부(640)는 복수의 소스 드라이버 IC(Source Driver Integrated Circuit, 미도시)를 포함할 수 있다. 데이터 구동부(640)는 소스 드라이버 IC가 실장된 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)의 형태로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 소스 드라이버 IC는 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치(Latch), 디지털 아날로그 컨버터(Digital Analog Converter; DAC), 및 출력버퍼(Buffer)를 포함할 수 있다. 또한, 소스 드라이버 IC는 타이밍 제어부(630)로부터 출력되는 출력영상 데이터에 해당하는 디지털 데이터의 전압레벨을 원하는 전압레벨로 쉬프트하는 레벨 쉬프터(Level Shifter)를 더 포함할 수 있다.
게이트 구동부(650)는 타이밍 제어부(630)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 중 게이트 스타트 펄스(GSP)와 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트 하이펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터를 포함한다. 이 스캔펄스에 응답하여 박막 트랜지스터(TFT)는 턴-온된다.
게이트 구동부(650)는 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(610)의 일 측, 예컨대 좌측에 배치될 수 있지만, 경우에 따라 서로 마주하는 디스플레이 패널(610)의 일 측 및 타 측, 예컨대 좌측 및 우측 모두에 배치될 수도 있다. 게이트 구동부(650)는 복수의 게이트 드라이버 IC(Gate Driver Integrated Circuit, 미도시)를 포함할 수 있다. 게이트 구동부(650)는 게이트 드라이버 IC가 실장된 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)의 형태로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 게이트 드라이버 IC가 디스플레이 패널(610)에 직접 실장될 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예컨대, 본 발명에 따른 디스플레이 구동장치는 IC형태로 구현되고, 디스플레이 구동장치의 기능은 프로그램 형태로 구현되어 IC 내에 탑재될 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이 구동장치의 기능이 프로그램으로 구현되는 경우, 디스플레이 구동장치에 포함된 각 구성들의 기능은 특정 코드로 구현되고, 특정 기능을 구현하기 위한 코드들이 하나의 프로그램으로 구현되거나, 복수개의 프로그램으로 분할되어 구현될 수도 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 색역 매핑 장치 210: 그레이 디텍터
220: 색공간 변환부 230: 색상 각도 산출부
240: 파라미터 생성부 250: 색신호 가변부
260: 화이트 포인트 보상부

Claims (18)

  1. YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)에서 채도성분(Cb, Cr)을 이용하여 색상 각도를 산출하는 색상 각도 산출부;
    상기 색상 각도를 이용하여 채도 파라미터, 휘도 파라미터, 및 색상 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 생성하는 파라미터 생성부; 및
    상기 파라미터를 이용하여 상기 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 미리 정해진 색역에 매핑되게 가변시키는 색신호 가변부를 포함하고,
    상기 색신호 가변부는,
    상기 채도 파라미터를 이용하여 CbCr 좌표상에 미리 정해진 사각형의 경계로 결정되는 채도경계값을 산출하고, 상기 채도경계값을 기초로 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시키는 채도 가변부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채도 파라미터는 미리 설정된 채도 컨트롤 포인트(Cbscp, Crscp), 상기 채도성분(Cb, Cr)의 최대 채도인 채도 경계 좌표(Cbmax, Crmax), 및 상기 채도 컨트롤 포인트(Cbscp, Crscp)에 따른 채도 기울기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채도 가변부는,
    상기 채도 경계값을 수학식
    Figure pat00012
    에 따라 산출하는 기준값 산출부를 포함하고, 상기 H는 상기 색상 각도인 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 채도 가변부는,
    상기 채도경계값을 이용하여 산출되는 채도 기준값과 상기 채도 성분(Cb, Cr)의 채도값의 비교결과에 따라 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시키는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 채도 기준값은 제1 기준값 및 상기 제1 기준값보다 큰 제2 기준값을 포함하고,
    상기 채도 가변부는
    상기 채도값이 제1 기준값보다 작으면, 수학식
    Figure pat00013
    에 따라 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시키고, 상기 채도값이 상기 제1 기준값보다 크고 상기 제2 기준값보다 작으면 수학식
    Figure pat00014
    에 따라 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시키며, 상기 채도값이 상기 제2 기준값보다 크면 수학식
    Figure pat00015
    에 따라 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 가변시키고,
    (Cb', Cr')은 가변된 채도성분이고, a는 제1 채도 기울기이고, b는 제2 채도 기울기이고, c는 제3 채도 기울기이고, (Cbscp1, Crscp1)은 제1 채도 컨트롤 포인트이고, (Cbscp2, Crscp2)은 제2 채도 컨트롤 포인트인 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채도 가변부는
    채도 기준값을 수학식
    Figure pat00016
    에 따라 산출하는 기준값 산출부를 포함하고,
    (Cbscp, Crscp)는 채도 컨트롤 포인트이고, (Cbmax, Crmax)는 채도 경계 좌표인 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    색신호 가변부는, CbCr 좌표 상에서 원점을 기준으로 상기 채도 성분(Cb, Cr)을 상기 색상 파라미터만큼 회전시켜 상기 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)의 색상을 가변시키는 색상 가변부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 색상 가변부는, 수학식
    Figure pat00017
    에 따라 상기 색상을 가변시키고, (Cb', Cr')은 회전된 채도성분이고, 상기 X는 상기 색상 파라미터인 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 색신호 가변부는, 상기 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)에서 휘도성분(Y)에 상기 휘도 파라미터를 승산(乘算)하여 상기 휘도성분(Y)을 가변시키는 휘도 가변부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터 생성부는,
    상기 채도성분이 배치되는 CbCr 좌표 상에 배치된 복수개의 색상축 중 상기 색상 각도를 포함하는 제1 색상축 및 제2 색상축을 선택하는 색상축 선택부; 및
    상기 제1 색상축에 매핑된 제1 기준 파라미터, 상기 제2 색상축에 매핑된 제2 기준 파라미터, 및 상기 색상 각도를 이용하여 상기 파라미터를 산출하는 파라미터 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 색상축 선택부는 상기 복수개의 색상축을 미리 정해진 각도로 회전이동시키는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터 생성부는,
    수학식
    Figure pat00018
    에 따라 상기 파라미터를 산출하고, 상기 H는 색상 각도이고, 상기 H_Axis(n+1)은 제2 색상축의 각도이며, 상기 H_Axis(n)는 제1 색상축의 각도이고, P_Axis(n+1)은 상기 제2 색상축에 매핑된 제2 기준 파라미터이며, P_Axis(n)은 상기 제1 색상축에 매핑된 제1 기준 파라미터인 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 색상 각도 산출부는,
    수학식
    Figure pat00019
    에 따라 상기 색상 각도를 산출하고, 상기 H는 상기 색상 각도이고, (Cb, Cr)은 상기 채도성분인 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    RGB 타입의 색신호(R, G, B)를 상기 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)로 변환하거나 상기 YCbCr 타입의 색신호(Y, Cb, Cr)를 상기 RGB 타입의 색신호(R, G, B)로 변환하는 색공간 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 입력되면 상기 RGB 타입의 색신호(R, G, B)를 미리 정해진 그레이 파라미터와 비교하여 상기 색역 매핑 여부를 판단하는 그레이 디텍터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 그레이 디텍터는 수학식
    Figure pat00020
    에 따라 상기 색역 매핑 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 그레이 디텍터는 상기 RGB 타입의 색신호(R, G, B)가 상기 그레이 파라미터보다 작으면 상기 색역 매핑을 제외시키는 것을 특징으로 하는 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 채도 성분(Cb, Cr)에 각각 화이트 오프셋을 보상하여 화이트 포인트를 매칭시키는 화이트 포인트 보상부를 더 포함하는 것을 미세 보정이 가능한 색역 매핑 장치.

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