KR100481489B1 - 컬러 조정 패턴 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러 영상 디스플레이 장치에 있어서 컬러 조정 패턴 발생 장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기 컬러 조정 패턴 발생 장치가 현재 디스플레이 되고 있는 영상 신호에 대한 정보를 컬러 패턴 발생부에 제공하고 컬러 패턴 발생부와 그래픽 프로세서를 제어하는 중앙 처리 장치와, 상기 중앙 처리 장치로부터 신호 정보를 입력 받아 디스플레이될 선호 색의 조정 패턴의 R,G,B 값을 계산하는 컬러 패턴 발생부와, 상기 컬러 패턴 발생부에서 입력받은 R,G,B 값으로 선호 색에 대한 조정 패턴을 영상으로 제작하는 그래픽 프로세서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 컬러 영상 디스플레이 장치에서 내부의 컬러 조정 패턴 발생 장치를 이용하여 다양한 표준을 가지는 신호 원으로부터 피부 색이나 바닷물 색 등을 재현하는데 있어서, 컬러 패턴 발생부와 그래픽 프로세서에서 제작하여 디스플레이하는 컬러 조정 패턴을 이용하여 시청자가 선호하는 색상으로 화면 조정을 할 수 있도록 한다.

Description

컬러 조정 패턴 발생 장치{color control pattern generating device}

본 발명은 컬러 영상 디스플레이 장치에 있어서 컬러 조정 패턴 발생 장치에 관한 것이다.

좀 더 상세히 설명하면, 컬러 조정 패턴 발생 장치에서 선호 색에 대한 컬러 조정 패턴을 발생하여 화면에 디스플레이시킴으로써 시청자가 선호하는 색상으로 용이하게 조정할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 컬러 영상 디스플레이 장치는 송신 장치로부터 송출된 컬러 영상 신호를 수신하여 소정의 수단을 이용하여 화면에 디스플레이하는 장치로 대표적으로 컬러 텔레비젼을 들 수 있다.

최근 들어, 상기 컬러 텔레비젼은 통상 가구당 한 대 이상은 가지고 있는 가전 제품으로 널리 이용되고 있다.

상기와 같이 널리 보편화되어 있는 컬러 텔레비젼에 있어서 영상을 디스플레이 하는 원리는 다음과 같다.

도 1은 일반적인 컬러 텔레비젼에서 영상을 디스플레이 하기 위한 블럭 구성도이다.

상기 컬러 텔레비젼은 튜너 및 복조부(100)와, A/V 스위치부(110)와, 3D 콤필터(3D comb filter,120)와, NTSC 디코더(NTSC decoder,130)와, 비디오/싱크 처리부(video/sync processer,140)와, ADC(analog to digital converter)부(150)와, 포맷 컨버터(format converter)부(160)와, CSC(color space converter)제어부(170)와, 그래픽 프로세서(graphic processer,180)와, DAC(digital to analog converter)부(190)와, 영상 출력부(191)를 포함하여 구성된다.

상기 튜너 및 복조부(100)는 방송국으로부터 송출되는 RF 신호를 안테나(100a)를 통해 수신하여 티브이 신호를 선국하고 복조하여 영상 신호 및 음성 신호로 분리한다.

상기 A/V 스위치부(110)는 외부 입력 신호 또는 티브이 신호를 선택하도록 스위칭 동작한다.

이 때, 외부 입력 신호는 PC, DVD 플레이어, VCR, 캠코더 등의 각종 외부 영상 기기를 연결하여 상기 외부 영상 기기로부터 입력받은 영상 신호를 말한다.

상기 3D 콤 필터부(120)는 상기 튜너 및 복조부(100) 또는 외부 입력으로부터 입력받은 영상 신호를 휘도 및 컬러 신호(Y/C)로 분리하여 준다.

상기 NTSC 디코더(130)는 상기 3D 콤 필터부(120)에서 입력받은 휘도 및 컬러 신호(Y/C)를 휘도 및 색차 신호(Y/U/V)로 변환하여 출력한다.

상기 색차 신호(U,V)는 NTSC에서 사용하는 2개의 부반송파 변조축을 의미하며 U, V는 각각 색차신호 R-Y, B-Y의 수치화된 값이며 NTSC 부반송파를 변조하는데 사용된다.

상기 비디오/싱크 처리부(140)는 아날로그 신호인 상기 NTSC RF 신호 또는 외부 입력 신호의 경우에는 바이 패스(bypass)시키고, 디지털 신호인 DTV 신호와 DVD 신호인 Y,Pb,Pr신호는 Y,Cb,Cr 신호로 변환하고, PC 신호인 R,G,B 신호는 Y,Cb,Cr 신호로 매트릭스 컨버젼(matrix conversion) 한다.

상기 ADC부(150)는 상기 비디오/싱크 처리부(140)에서 Y,Cb,Cr의 휘도 신호 및 색차 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환한다.

상기 포맷 컨버터부(160)는 상기 ADC부로부터 입력된 디지털 신호에 대해서 NTSC 신호의 경우는 Y,U,V 신호를 R,G,B 신호로 포맷 변환하고, DTV 신호, DVD 신호 및 PC 신호는 Y, Cb, Cr 신호를 R,G,B 신호로 포맷 변환한다.

상기 CSC 제어부(170)는 상기 포맷 컨버터부(160)에서 변환된 R,G,B 신호를 각 신호원의 R,G,B 영역(gamut)과 디스플레이 장치의 R,G,B 영역간의 색 재현 영역 차이에서 발생하는 색 오차 뿐 아니라 각 신호원의 신호 감마, 기준 백색과 디스플레이의 감마 및 기준 백색간의 차이에서 발생하는 색 오차를 보정한다.

상기 그래픽 프로세서(180)에서는 상기 CSC 제어부에서 색 오차 보정된 신호를 입력받아 그래픽 프로세서에서 발생되는 그래픽 신호와 합성한다.

상기 DAC부(190)에서는 상기 그래픽 프로세서에서 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하고 상기 변환된 신호는 영상 출력부(191)로 출력된다.

이와 같은 구성을 가지는 종래의 컬러 텔레비젼의 동작을 보다 더 상세히 살펴 보면 다음과 같다.

튜너 및 복조부(100)에서 튜닝되어 검파 및 복조된 티브이 신호 또는 외부 입력 단자로부터 입력되는 외부 입력 신호는 3D 콤 필터부(120)에서 휘도 및 컬러 신호(Y/C)로 분리되어 NTSC 디코더부(130)에서 휘도 및 색차 신호(Y/U/V)로 변환되어 출력된다.

상기 비디오/싱크 처리부(140)에서는 DTV 신호와 DVD 신호인 Y,Pb,Pr과 PC 신호인 R,G,B 신호를 Y,Cb,Cr 신호로 매트릭스 컨버젼하고 NTSC 신호와 외부 입력 신호의 경우는 바이패스 시킨다.

상기와 같이 NTSC 신호 레벨의 Y,Cb,Cr로 변환된 휘도 신호 및 색차 신호는 ADC부(150)에서 디지털 신호로 변환되고 포맷 컨버터부(160)에서 각각 R,G,B 신호로 포맷 변환한다.

한편, CSC 제어부(170)는 상기 포맷 컨버터부(160)에서 변환된 R,G,B 신호를 각 신호원의 R,G,B 영역과 디스플레이 장치의 R,G,B 영역간의 색 재현 영역의 차이에서 발생하는 색 오차와 상기 각 신호원의 신호 감마, 기준 백색과 상기 디스플레이 장치의 신호 감마 및 기준 백색간의 차이에서 발생하는 색 오차를 보정하고, 색차 보정된 신호는 그래픽 프로세서(180)에서 발생되는 그래픽 신호와 합성하여 DAC부(190)를 거쳐 아날로그 신호로 변환하여 영상 출력부(191)로 출력한다.

이와 같은 종래의 컬러 텔레비젼 시스템에서는 화면에 재현된 화상의 밝기는 표준 조명을 받은 원 피사체(original scene)의 휘도(luminance)에 비례하게 하고, 색은 원 피사체의 색 좌표(chromaticity coordinate)와 동일하게 재현하는 것을 목표로 한다.

그러나, 예를 들어 송신측에 해당하는 카메라의 기준 백색과 수신측에 해당하는 디스플레이 장치의 기준 백색 간에 차이가 남에 따라 당연히 색 재현 왜곡이 발생하게 된다.

또한, 티브이 신호원도 NTSC 방송이나 HDTV 방송과 같은 공중파 방송과, DVD 또는 디지털 카메라 등과 같은 서로 다른 표준을 가지는 다양한 신호원들이 혼재하고 있다.

상기와 같이 다양한 표준을 가지는 티브이 신호원과 각 신호원에서 영상 신호를 제작시에 영상 디스플레이 장치인 CRT의 특성 감마를 고려하여 감마처리를 하여 송신하게 된다.

따라서, 수신측에서 상기와 같은 감마를 고려하지 않고 색 재현을 하게 되면 색 재현시에 왜곡이 발생하게 된다.

또한, 송신측 표준 모니터의 인광체 좌표와 수신측의 인광체 좌표가 어긋나게 되면 색도 오차(colorimetric error)가 발생하게 된다.

즉, 다양한 표준을 가지는 신호원으로부터 영상 신호를 입력받아 디스플레이 할 때에 각 신호원의 기준 백색, 감마값 및 인광체 좌표를 고려하지 않고 재현하게 되면 색 재현시 왜곡이 발생한다거나 색도 오차가 발생하는 등의 문제점이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 컬러 영상 디스플레이 장치에 있어서 패턴 발생부와 그래픽 프로세서에서 신호 원의 기준 백색, 표준 감마, 표준 인광체 좌표를 이용하여 x,y,Y 좌표로부터 R,G,B 값을 입력 신호 종류에 따라 계산하여 최적화된 조정 패턴을 발생하고 화면에 디스플레이함으로써 색 조정을 효율적으로 할 수 있도록 하는 컬러 조정 패턴 발생 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 시청자가 자신의 기호에 맞는 선호 색으로 조정이 가능하게 하고, 설계자는 시청자가 좋아하는 선호 색으로 화면 조정을 할 수 있어 별도의 신호 발생기 없이 색 조정이 가능하게 하며, 상기 선호색을 디스플레이시에 그 선호색에 대해 동일 위상의 짙은 색을 계산하도록 하는 컬러 조정 패턴 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 컬러 조정 패턴 발생 장치에 있어서, 현재 디스플레이 되고 있는 영상 신호에 대한 정보를 컬러 패턴 발생부에 제공하고 컬러 패턴 발생부와 그래픽 프로세서를 제어하는 중앙 처리 장치와,상기 중앙 처리 장치로부터 신호 정보를 입력 받아 디스플레이될 선호 색의 조정 패턴의 R,G,B 값을 계산하는 컬러 패턴 발생부와,상기 컬러 패턴 발생부에서 입력받은 R,G,B 값으로 선호 색에 대한 조정 패턴을 영상으로 제작하는 그래픽 프로세서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컬러 패턴 발생부에서는 각 신호 원에서 표준이 되는 감마값 또는 표준 인광체 또는 기준 백색을 이용하여 선호 색의 R,G,B 값을 계산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조정 패턴에서 디스플레이 되는 선호 색과 동일 위상의 색 농도가 짙은 색을 함께 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조정 패턴이 컬러 영상 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이 되면 표준 카메라로 조정 패턴을 촬상한 후 상기 컬러 영상 디스플레이 장치와 연결되어 있는 벡터 스코프에 신호를 입력시켜 미세 위상 조정을 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 컬러 텔레비젼에서 신호 처리를 위한 부분 블럭 구성도로서, 도 2에서 상술한 도 1과 동일한 부분에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하고 간략히 설명한다.

컬러 영상 디스플레이 장치에 있어서 컬러 조정 패턴 발생 장치는 현재 디스플레이 되고 있는 신호에 대한 정보를 컬러 패턴 발생부에 제공하고 컬러 패턴 발생부와 그래픽 프로세서를 제어하는 중앙 처리 장치(200)와, 상기 중앙 처리 장치(200)로부터 받은 정보를 이용하여 디스플레이될 선호 색의 R,G,B 값을 계산하는 컬러 패턴 발생부(210)와, 상기 컬러 패턴 발생부(210)에서 입력받은 신호로 선호 색에 대한 조정 패턴을 제작하는 그래픽 프로세서(220)를 구비한다.

상기 중앙 처리 장치(200)에서는 현재 디스플레이 되고 있는 신호가 NTSC 신호일 경우 컬러 패턴 발생부(210)에 NTSC 신호의 표준이 되는 인광체의 R,G,B 좌표와 감마값과 기준 백색인 C광의 좌표 정보를 제공한다.

상기 컬러 패턴 발생부(210)에서는 상기 중앙 처리 장치(200)로부터 현재 디스플레이 되고 있는 NTSC 신호의 정보를 입력 받아 신호 원의 표준 인광체 좌표와 표준 감마값과 기준 백색인 C광의 좌표 정보를 이용하여 디스플레이 될 선호 색의 x,y,Y 좌표로부터 R,G,B 값을 계산한다.

상기 그래픽 프로세서(220)에서는 상기 컬러 패턴 발생부(210)에서 계산하여 출력한 R,G,B 신호를 입력받아 상기 선호 색에 대한 조정 패턴을 영상 출력 장치로 디스플레이한다.

한편, 상기에서 감마는 디스플레이의 밝기와 대비를 규정하는 것으로 컬러 영상 디스플레이 장치에서 많이 사용되는 CRT (Cathode Ray Tube) 에서는 디스플레이의 밝기가 입력신호의 크기의 약 2.2승배에 비례하므로 영상을 디스플레이하기 전에 이를 고려하여야 하며, 각 신호원마다 상기 감마값이 틀리므로 이것을 조정해 주어야 화면의 어두운 부분과 밝은 부분에서의 밝기 차이를 균일하게 인식할 수 있어 서로 다른 신호원에 의한 영상 신호를 디스플레이할 때 색의 재현성을 맞추어 줄 수 있다.

또한, 상기 선호 색이라고 하는 것은 일반 시청자의 기호에 따라 주관적으로 좋아하는 색상을 의미하며, 예를 들어 인간의 피부색 중에서 백인들은 선탠된 피부색(sun tanned skin color)를 좋아하고 한국인은 갓난아기의 피부와 같이 약간 붉은 빛이 도는 하얀 피부를 더욱 선호한다.

또 다른 예를 들면, 일반 시청자들은 나뭇잎의 경우에는 실제의 색보다 더욱 짙은 군엽의 녹색을 선호하며 하늘색이나 바닷물 색은 실제의 색보다 더욱 짙푸른 색을 더 좋아한다.

따라서, 상기와 같이 시청자의 기호에 맞는 선호색으로 화면 색상을 조정하기 위해서 상기에서 설명한 컬러 패턴 발생 장치인 컬러 패턴 발생부(210)와 그래픽 프로세서(220)를 이용하여 화면에 조정 패턴을 디스플레이한다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선호색 조정에 대한 개략적인 NTSC 시스템도이다.

상기 NTSC 시스템은 조정 패턴을 디스플레이하는 티브이(320)와,기준 백색인 C광에 화이트 밸런스(white balance)조정을 하여 상기 티브이(320)에 디스플레이되고 있는 조정 패턴을 촬상하는 NTSC 표준 카메라(310)와, 상기 NTSC 표준 카메라(310)의 출력 신호가 입력되어 CSC(color space converter), 색 농도, 틴트(tint), 콘트라스트(contrast) 등을 조정하는 벡터 스코프(vector scope)(330) 및 PC(300)를 포함하여 구성된다.

상기에서 언급한 화이트 밸런스 조정이란 화면에 정확한 색을 재현하기 위해서 그 광선의 성질에 맞추어 조정하는 것을 의미한다.

인간은 신경의 움직임에 따라 여러 가지의 서로 다른 광선 하에서도 흰 것을 희게 느끼는 순응성을 갖고 있어서 흰 종이를 실내의 전등 불빛 아래서나 옥외의 태양 아래에서 모두 같은 흰색으로 느낄 수 있다.

그러나 컬러 영상 디스플레이 장치와 같은 기계는 정확한 색을 재현하기 위해서는 각 신호원에 맞추어 조정해야 한다.

빛은 여러 가지 색을 더하면 더할수록 밝아져 최종적으로는 흰색이 되는데 이 때, 기준이 되는 흰색을 흰색으로 정확하게 표현하게 되면 나머지 색이 자연스럽게 제 색으로 표현되므로 화면의 컬러를 조정하는데 있어서 감마값과 함께 중요한 요소이다.

상기 NTSC 시스템의 기준 백색인 C광에 화이트 밸런스 조정을 한 NTSC 표준 카메라(310)를 이용하여 티브이(320)에 디스플레이 되고 있는 컬러 조정 패턴을 촬상하여 출력 신호를 벡터 스코프(330)에 입력시킨다.

상기 벡터 스코프에서는 입력된 영상신호의 색신호 성분을 복조한 뒤 위상과 진폭을 벡터로 표시하는데 원하는 색이 벡터 스코프상에서 원하는 위치에 오도록 조정한다.

특히, 선호 색 중 인간의 피부색의 경우에는 색 농도가 짙지 않으므로 벡터 스코프상에서 센터(center) 주위에 위치하게 된다.

상기와 같이 센터 주위에 위치하게 되면 컬러의 미세 위상 조정이 매우 어렵게 되므로 선호 색을 디스플레이할 경우에는 그 선호 색에 대응하는 동일 위상의 짙은 색을 계산하여 이를 동시에 디스플레이 함으로써 컬러 미세 위상 조정을 좀 더 쉽게 할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 컬러 조정 패턴의 일 실시예이다.

상기 조정 패턴은 도면에서 볼 때 좌측으로부터 화이트(white), 옐로우(yellow), 시안(cyan), 피부색(skin color), I축, -I축, 그린(green), 마젠타(magenta), 레드(red) 및 블루(blue)로 구성되어져 있다.

상기 조정 패턴에서 피부색의 패턴을 보면 표시 '1'은 원래 백인 여성의 플래쉬 톤(flash tone)의 피부색이고 표시 '4'는 일본 여성의 뺨에 해당되는 피부색이다.

상기에서 언급한 바 있듯이 인간의 피부색의 경우에는 색 농도가 짙지 않으므로 벡터 스코프상에서 센터 주위에 위치하게 되어 미세 위상 조정이 어려우므로 색 재현 조정 시에 정확한 위치파악이 어렵고 오차 발생이 커질 수 있다.

따라서, 동일 위상의 색 농도가 짙은 색을 함께 디스플레이하게 되며 표시 '2'와 표시 '3'은 각각 표시 '1'과 표시 '4'의 동일 위상의 색 농도가 짙은 색이다.

상기에서 서술한 바와 같이 피부색의 경우 표시 '1'과 표시 '4'의 원래의 피부색들은 벡터 스코프상에서 센터 부근에 위치하므로 동일 위상의 색 농도가 짙은 표시 '2'와 표시 '3'을 이용해서 색 조정을 하여 미세 위상 조정에 있어서 오차를 적게 조정할 수 있다.

본 발명은 컬러 영상 디스플레이 장치에서 내부의 컬러 조정 패턴 발생 장치를 이용하여 시청자가 선호하는 색상으로 화면 조정을 할 수 있도록 하여 시청자의 마음에 드는 화면 색상으로 재현함으로써 시청자가 구매한 컬러 영상 디스플레이 장치에 대한 만족도를 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 컬러 조정 패턴 발생 장치는 디스플레이 되고 있는 선호 색에 대한 패턴뿐만 아니라 그 선호 색과 동일 위상의 색 농도가 짙은 색을 계산하여 함께 디스플레이함으로써 시청자 또는 설계자가 선호 색에 대해서 미세 위상 조정을 할 경우에 좀 더 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 컬러 텔레비젼에서 영상을 디스플레이 하기 위한 블럭 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 컬러 텔레비젼에서 신호 처리를 위한 부분 블럭 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선호색 조정에 대한 개략적인 NTSC 시스템도.

도 4는 본 발명에 따른 컬러 조정 패턴의 일 실시예.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100a : 안테나 100 : 튜너 및 복조부

110 : A/V 스위치부 120 : 3D 콤 필터

130 : NTSC 디코더 140 : 비디오/싱크 처리부

150 : ADC부 160 : 포맷 컨버터부

170 : CSC 제어부 180 : 그래픽 프로세서

190 : DAC부 191 : 영상 출력부

200 : 중앙 처리 장치 210 : 컬러 패턴 발생부

220 : 그래픽 프로세서 300 : PC

310 : NTSC 표준 카메라 320 : 티브이

330 : 벡터 스코프

Claims (4)

1. 현재 디스플레이 되고 있는 영상 신호에 대한 정보를 컬러 패턴 발생부에 제공하고 컬러 패턴 발생부와 그래픽 프로세서를 제어하는 중앙 처리 장치와;

   상기 중앙 처리 장치로부터 신호 정보를 입력 받아 디스플레이될 선호 색의 조정 패턴의 R,G,B 값을 계산하는 컬러 패턴 발생부와;

   상기 컬러 패턴 발생부에서 입력받은 R,G,B 값으로 선호 색에 대한 조정 패턴을 영상으로 제작하는 그래픽 프로세서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 조정 패턴 발생 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 컬러 패턴 발생부에서는 각 신호 원에서 표준이 되는 감마값 또는 표준 인광체 또는 기준 백색을 이용하여 선호 색의 R,G,B 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 컬러 조정 패턴 발생 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 조정 패턴에서 디스플레이 되는 선호 색과 동일 위상의 색 농도가 짙은 색을 함께 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 컬러 조정 패턴 발생 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 조정 패턴이 컬러 영상 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이 되면 표준 카메라로 조정 패턴을 촬상한 후 상기 컬러 영상 디스플레이 장치와 연결되어 있는 벡터 스코프에 신호를 입력시켜 미세 위상 조정을 하는 것을 특징으로 하는 컬러 조정 패턴 발생 장치.