KR101366462B1 - Method for extraction of pure primary color information of display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이의 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀 각각의 색 정보, 즉 자신의 픽셀에서만의 빛 샘(Light leakage) 정보를 포함한 색 정보를 CIE 1931 색공간의 X, Y, Z의 삼자극치로 추출하는 방법에 관한 것이다.The present invention converts the color information of each of the R, G, and B pixels of the display, that is, the color information including light leakage information only in its own pixel, into the tristimulus values of X, Y, and Z in the CIE 1931 color space. Relates to a method of extraction.
TV 및 컴퓨터 모니터용을 비롯한 각종 전자제품의 디스플레이로 사용되는 액정표시장치는 여러 개의 화소를 포함하여 구성되며, 또한 각 화소는 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀로 구성된다.The liquid crystal display device used for the display of various electronic products including a TV and a computer monitor is comprised including several pixels, and each pixel consists of R pixel, G pixel, and B pixel.
통상적으로 액정표시장치는 광원(LED, CCFL 등)으로부터 발광된 빛이 액정과 컬러필터를 거쳐 액정의 상태에 따라서 밝기를 표시하는 디스플레이 장치이다. 광원으로부터 빛이 항상 방출되는 액정표시장치의 디스플레이 원리상 화소신호로 블랙을 인가할 경우, 액정과 컬러필터가 광원으로부터 빛을 완벽히 차단하지 못한다면 화면으로 세어 나오는 빛이 존재하게 되어, 휘도가 0cd/m2 보다 크게 된다. In general, a liquid crystal display device is a display device in which light emitted from a light source (LED, CCFL, etc.) displays brightness depending on a liquid crystal state through a liquid crystal and a color filter. When black is applied as a pixel signal due to the display principle of a liquid crystal display device in which light is always emitted from a light source, light is counted on the screen if the liquid crystal and the color filter do not completely block light from the light source. is greater than m 2 .
즉, 빛 샘(Light leakage) 현상은 각 화소의 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀이 서로 다른 픽셀로 빛이 새는 것을 의미이며, 이러한 빛 샘 현상으로 인해서 액정표시장치에서 색 정보를 추출할 경우 색 정보가 왜곡되는 문제점이 발생한다. That is, the light leakage phenomenon means that the R, G, and B pixels of each pixel leak light to different pixels. When the color information is extracted from the liquid crystal display due to such light leakage, The problem is that the information is distorted.
따라서, 빛 샘 현상을 고려하여 디스플레이의 각 픽셀에서 표시되는 색에 대한 정확한 정보를 추출할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for development of a method for extracting accurate information on colors displayed in each pixel of a display in consideration of light leakage.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 빛 샘 정보가 고려되지 않은 X, Y 및 Z 삼자극치를 수학적으로 보상하여 보다 정확한 디스플레이의 색 정보 추출 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method of extracting color information of a display more accurately by mathematically compensating X, Y, and Z tristimulus values in which light leakage information is not considered.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디스플레이의 색 정보 추출 방법은 CIE 1931 XYZ 좌표계를 이용하여, (1) 계조가 0, 1 및 n인 경우에 R(Red) 픽셀, G(Green) 픽셀 및 B(Blue) 픽셀에서 표시되는 삼자극치를 측정하는 제1단계; (2) 제1단계에서 측정된 삼자극치를 이용하여, 빛 샘(light leakage)이 제거된 자신의 픽셀에서만 나오는 빛의 삼자극치인 증가분 삼자극치를 구하는 제2단계; (3) 제1단계에서 측정된 삼자극치와 상기 증가분 삼자극치를 이용하여, 상기 증가분 삼자극치에 해당하는 빛 및 자신의 픽셀에서만 나오는 빛 샘(light leakage) 정보를 포함하는 삼자극치인 리얼 삼자극치를 구하는 제3단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method for extracting color information of a display according to the present invention uses a CIE 1931 XYZ coordinate system, and (1) an R (Red) pixel and a G (Green) when the grayscale is 0, 1 and n. A first step of measuring tristimulus values displayed in the pixel and B (Blue) pixel; (2) a second step of obtaining an incremental tristimulus value, which is a tristimulus value of light emitted only from its own pixel from which light leakage is removed, using the tristimulus value measured in the first step; (3) a real tristimulus value, which is a tristimulus value including light corresponding to the increment tristimulus value and light leakage information only from its own pixel, using the tristimulus value measured in the first step and the increment tristimulus value It includes a third step to obtain the.
특히, 상기 증가분 삼자극치는, 상기 제1단계에서 측정된 계조가 n인 경우의 삼자극치와 계조가 0인 경우의 삼자극치의 차로 구하는 것이 바람직하다.In particular, the incremental tristimulus value is preferably obtained by the difference between the tristimulus value when the gradation measured in the first step is n and the tristimulus value when the gradation is zero.
또한, 상기 리얼 삼자극치는, 상기 증가분 삼자극치의 합에서 자신의 픽셀 성분이 차지하는 비율에, 상기 제1단계에서 측정된 삼자극치의 합을 곱하여 구하는 것이 바람직하다.In addition, the real tristimulus value is preferably obtained by multiplying the ratio of its own pixel components by the sum of the increment tristimulus values by the sum of the tristimulus values measured in the first step.
구체적으로, 상기 제2단계는 상기 제1단계에서 측정된 삼자극치를 이용하여 아래의 제1관계식에 따라 증가분 삼자극치를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 제3단계는 상기 증가분 삼자극치를 이용하여 아래의 제2 및 제3관계식에 따라 리얼 삼자극치를 계산하는 단계를 포함한다.Specifically, the second step includes calculating an incremental tristimulus value according to the following first relation equation using the tristimulus value measured in the first step, and the third step is to use the incremental tristimulus value Calculating a real tristimulus value according to the second and third relations below.
- 제1관계식 :-First relational expression:
① 
② 
③ 
(단, 
- 제2관계식 :-Second relation:
① 
② 
③ 
(단, 
- 제3관계식 :-Third relation:
① 
② 
③ 
(단, 
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디스플레이의 색 정보 추출 방법은 수식적인 알고리즘에 따라 간단하면서도 정확하게 색 정보를 추출할 수 있고, 추가적인 측정 장비가 없어도 종래의 측정된 데이터를 활용하여 색 정보를 추출할 수 있으며, 액정표시장치 외에도 빛 샘 현상이 존재하는 모든 디스플레이 장치에 적용가능하다.The method of extracting color information of a display according to the present invention configured as described above may extract color information simply and accurately according to a mathematical algorithm, and extract color information by using conventional measured data without additional measuring equipment. In addition to the liquid crystal display device, it is applicable to all display devices in which the light leakage phenomenon exists.
도 1(a), (b)는 액정표시장치의 어느 한 화소에서 측정된 휘도 정보와 색 정보를 나타낸 그래프.
도 2는 빛 샘 현상에 의해 정보의 왜곡이 발생하게 되는 원리를 나타낸 도면.
도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 증가분 삼자극치에 포함되는 빛 성분을 상세히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 측정 삼자극치의 R성분/G성분/B성분 비율과 증가분 삼자극치의 R성분/G성분/B성분 비율을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 리얼 삼자극치에 포함되는 빛 성분을 상세히 나타낸 도면.
도 6(a),(b)는 본 발명에 따라 추출된 리얼 삼자극치의 휘도 정보 및 색 정보의 정확성을 나타낸 그래프.1A and 1B are graphs showing luminance information and color information measured by one pixel of a liquid crystal display;
2 is a diagram illustrating a principle in which information distortion occurs due to light leakage.
Figure 3 (a), (b) is a view showing in detail the light components included in the incremental tristimulus value according to the present invention.
4 is a graph showing the ratio of R component / G component / B component of the measured tristimulus values and the R component / G component / B component ratio of the incremental tristimulus values according to the present invention.
5 is a view showing in detail the light component included in the real tristimulus value according to the present invention.
6 (a) and 6 (b) are graphs showing the accuracy of luminance information and color information of real tristimulus values extracted according to the present invention;
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, . In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
인간의 눈에는 단파장(S), 중파장(M), 장파장(L)의 세 가지 빛을 받아들이는 수용기인 원추세포가 존재한다. 따라서, 원칙적으로 세 개의 변수로서 인간의 색 감각을 표현할 수 있다. 이러한 인간의 색 감각에 따라 디스플레이 장치에서 색 정보를 표현하는 방법으로 흔히 CIE 1931 XYZ 좌표계가 이용되고 있다. CIE 1931 XYZ 좌표계는 인간의 색채 인지에 대한 연구를 바탕으로 하여 수학적으로 정의된 최초의 색 공간 가운데 하나이다. 삼색 자극값은 가산 혼합 모델에서 삼원색을 조합하여 원하는 색을 만들 수 있는 조합을 가리킨다. 삼색 자극값은 주로 CIE 1931 색 공간에서 X, Y, Z의 삼자극치로 표현된다. 아래의 식 (1)은 X, Y, Z 삼자극치의 수학적 정의를 보여주고 있다.
In the human eye, there are cone cells, which are receptors for receiving three types of light: short wavelength (S), medium wavelength (M), and long wavelength (L). Thus, in principle, three colors can express human color senses. CIE 1931 XYZ coordinate system is often used as a method of expressing color information in a display device according to the human color sense. The CIE 1931 XYZ coordinate system is one of the first mathematically defined color spaces based on the study of human color perception. The tricolor stimulus value indicates a combination that can combine the three primary colors in the additive mixed model to produce a desired color. Tristimulus values are expressed primarily as tristimulus values of X, Y and Z in the CIE 1931 color space. Equation (1) below shows the mathematical definition of the X, Y, and Z tristimulus values.
식 (1)에서 I(λ)는 스펙트럼의 출력 분포함수이고, x(λ), y(λ) 및 z(λ)는 삼색 자극값 X, Y 및 Z에 대한 각각의 원추세포의 반응함수로서 색 대응함수(color matching function)이다. 특히, 삼자극치 중 Y성분은 휘도(cd/m2)를 의미하며, 색채(chromaticity) 정보(x, y)는 식 (2)와 같이 X, Y, Z 삼자극치의 관계를 이용하여 계산할 수 있다.
In Equation (1), I (λ) is the output distribution function of the spectrum, and x (λ), y (λ) and z (λ) are the response functions of the respective cone cells with respect to the tricolor stimulus values X, Y and Z. Color matching function. In particular, the Y component of the tristimulus value represents the luminance (cd / m 2 ), and the chromaticity information (x, y) can be calculated using the relationship of the X, Y, and Z tristimulus values as shown in Equation (2). have.
삼자극치 (X, Y, Z)의 큰 장점은, 같은 삼자극치 성분 간의 벡터 합이 가능한 것이다. 예를 들어, 서로 다른 삼자극치인 X1과 X2 두 삼자극치의 합은 (X1 + X2)로 단순하게 표현할 수 있다. 이러한 장점으로 인해, R(Red), G(Green) 및 B(Blue) 성분으로 모든 색을 표현하는 디스플레이 장치의 어느 화소(하나의 화소는 R, G 및 B 픽셀로 구성됨)에 동일한 R(Red), G(Green) 및 B(Blue) 데이터 값을 갖는 화소 신호를 입력할 경우, 그 화소의 R, G 및 B 픽셀(pixel)에서 출력되는 각 빛의 삼자극치의 합은 그 화소 신호의 그레이(gray)(예를 들어, 최대의 R, G 및 B 데이터 값을 갖는 화소 신호의 경우에는 화이트가 표시됨)의 삼자극치와 동일하며, 이는 아래의 식 (3)과 같이 표현할 수 있다.
The great advantage of the tristimulus values (X, Y, Z) is that the vector sum between the same tristimulus values components is possible. For example, the sum of two different tristimulus values, X 1 and X 2, can be simply expressed as (X 1 + X 2 ). Due to this advantage, the same R (Red) for any pixel (one pixel is composed of R, G, and B pixels) of a display device that expresses all colors with R (Red), G (Green), and B (Blue) components ), When inputting a pixel signal with G (Green) and B (Blue) data values, the sum of the tristimulus values of the light output from the R, G, and B pixels of the pixel is gray of the pixel signal. It is the same as the tristimulus value of gray (for example, white is displayed in the case of a pixel signal having the maximum R, G, and B data values), which can be expressed as Equation (3) below.
이는 통상적으로 알려진 삼자극치의 특성이며, X, Y, Z를 이용하여 디스플레이에 포함된 모든 화소의 색 정보(Y, x, y)를 추출하는데 사용한다. 이러한 특성을 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)에 적용할 수 있다. 도 1은 액정표시장치의 어느 한 화소에서 측정된 휘도 정보와 색 정보를 각각 나타낸다. 위에서 설명한 바와 같이, 한 화소에서 출력되는 휘도 정보 및 색채 정보는 그 화소의 R, G 및 B 픽셀에서 출력되는 각 빛의 삼자극치의 합에 의한 휘도 정보 및 색채 정보와 동일해야한다. 하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 실제로는 이들 정보가 서로 다른 것을 확인할 수 있는데, 이러한 정보의 오차는 빛 샘(Light leakage) 현상에 의한 것으로서, 낮은 계조로 갈수록 더 심하게 발생한다.This is a commonly known characteristic of tristimulus values and is used to extract color information (Y, x, y) of all pixels included in a display using X, Y, and Z. This property can be applied to a liquid crystal display (LCD). 1 illustrates luminance information and color information measured by one pixel of a liquid crystal display device, respectively. As described above, the luminance information and the color information output from one pixel should be the same as the luminance information and the color information by the sum of the tristimulus values of each light output from the R, G, and B pixels of the pixel. However, as shown in FIG. 1, it can be confirmed that the information is different from each other. The error of the information is caused by a light leakage phenomenon, which occurs more severely at a low gray level.
도 2는 빛 샘 현상에 의해 정보의 왜곡이 발생하게 되는 원리를 상세히 나타낸 도면이다. 액정표시장치의 어느 한 화소에 레드(Red)를 표시하기 위해 화소 신호로 (R, G, B) = (DR, 0, 0)를 인가할 경우, 그 화소의 G 픽셀 및 B 픽셀에서는 빛이 나오지 않고 R 픽셀에서만 빛이 나와야 하나, 실제로 그 화소에서 나오는 빛의 성분은 R 픽셀에서 나오는 빛(CR) 이외에도 G 픽셀과 B 픽셀에서 새어 나오는 빛(C▲R)이 있다. 이는 액정표시장치의 어느 한 화소에 그린(green)을 표시하기 위한 화소 신호 (R, G, B) = (0, DG ,0)나 블루(blue)를 표시하기 위한 화소 신호 (R, G, B) = (0, 0, DB)를 각각 인가하는 경우에도 동일하게 새어 나오는 빛(C▲G, C▲B)이 발생하게 되며, 이들 각 빛 샘의 양(C▲R≠C▲G≠C▲B)은 서로 다르다. 이에 따라, 화소 정보에 의해 R, G 및 B 픽셀에서 각각 표시되는 색 정보의 삼자극치를 더한 값은, 그 화소에서 표시되는 휘도의 삼자극치와 다르게 되는 것이다. 즉, 실제 액정표시장치의 각 화소에서는 상기 식 (3)은 성립하지 않고, 아래의 식 (4)가 성립하게 된다.
2 is a view showing in detail the principle that information distortion occurs by the light leakage phenomenon. When (R, G, B) = (D R , 0, 0) is applied as a pixel signal to display red in any pixel of the liquid crystal display, light is emitted at the G and B pixels of the pixel. The light must come from only the R pixel, but the light component of the pixel is actually light from the R pixel (C R ), and light from the G and B pixels (C ▲ R ). This means that a pixel signal (R, G, B) = (0, D G , 0) for displaying green on one pixel of the liquid crystal display device or a pixel signal (R, G for displaying blue) , B) = (0, 0, D B ), respectively, the same leaking light (C ▲ G , C ▲ B ) is generated, and the amount of each light leakage (C ▲ R ≠ C ▲ G ≠ C ▲ B ) are different. Accordingly, the value obtained by adding the tristimulus values of the color information displayed in the R, G, and B pixels respectively by the pixel information is different from the tristimulus value of the luminance displayed in the pixel. That is, in each pixel of the actual liquid crystal display device, Expression (3) does not hold, and Expression (4) below holds.
이하, 상기와 같은 빛 샘 현상으로 인해 왜곡된 삼자극치의 값을 보정하여 정확한 색정보를 추출하는 원리를 상세히 설명하도록 한다. 본 발명에서 추출하고자 하는 정확한 색 정보를 갖는 삼자극치는, 한 화소에서 R 픽셀의 경우, G 픽셀과 B 픽셀을 통한 빛 샘이 제거된 순수 R 픽셀에서만 나오는 빛에 대한 삼자극치를 말한다. Hereinafter, the principle of extracting accurate color information by correcting the value of the tristimulus value distorted due to the light leakage phenomenon will be described in detail. In the present invention, the tristimulus value having the accurate color information to be extracted refers to the tristimulus value for light emitted only from the pure R pixel in which light leakage through the G pixel and the B pixel is removed in the case of the R pixel in one pixel.
먼저, 빛 샘이 제거된 자신의 픽셀에서만 나오는 빛에 대한 삼자극치를 "증가분 삼자극치"라고 정의하며, 이는 아래의 식 (5)와 같이 정리할 수 있다.First, the tristimulus value for light that comes only from the pixel whose light leakage is removed is defined as an "incremental tristimulus value", which can be summarized as in Equation (5) below.
… 식 (5)... Equation (5)
식 (5)에서 각 성분들의 의미는 아래와 같다(증가분 X 삼자극치의 경우에 대해서만 설명하고, 증가분 Y 삼자극치 및 증가분 Z 삼자극치에 대한 의미는 증가분 X 삼자극치의 경우에서 X를 Y 또는 Z로 치환하면 되므로 이하 설명을 생략함).In Eq. (5), the meanings of the components are as follows (only the case of incremental X tristimulus values is described, and the meanings for incremental Y tristimulus values and incremental Z tristimulus values are X to Y or Z for incremental X tristimulus values). The description will be omitted).
① XRn i, XGn i, XBn i : 계조가 n인 경우, R, G, B 픽셀에서의 증가분 X 삼자극치(이하, 증가분 삼자극치를 ACn i로 표시함. 즉, ACn i는 계조가 n인 경우에 C 픽셀에서의 증가분 A 삼자극치를 의미함).① XR n i, XG n i, XB n i:. If the gray level is a n, R, G, as represented an incremental X tristimulus value (hereinafter referred to as incremental tristimulus values of the B pixels by AC n i That is, AC n i Denotes the increment A tristimulus value in C pixels when gradation is n).
② XRn m, XGn m, XBn m : 계조가 n인 경우, R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀의 측정 X 삼자극치(이하, "측정 삼자극치"는 어느 픽셀에서 실제로 나오는 빛을 측정하여 구한 삼자극치를 의미하며, ACn m로 표시함. 즉, ACn m는 계조가 n인 경우에 C 픽셀에서의 측정 A 삼자극치를 의미함).② XR n m , XG n m , XB n m : When gray level is n, the measured X tristimulus value (hereinafter referred to as “measurement tristimulus value”) of R pixel, G pixel, and B pixel is measured by The measured tristimulus value, denoted by AC n m , ie AC n m represents the measured A tristimulus value in C pixels when the gradation is n).
③ XR0 m, XG0 m, XB0 m : 계조가 블랙(black, n=0)인 경우, R, G, B 픽셀에서의 측정 X 삼자극치.③ XR 0 m , XG 0 m , XB 0 m : When the gray level is black (black, n = 0), the measured X tristimulus value in R, G, and B pixels.
즉, 계조가 n인 경우의 증가분 X 삼자극치(XRn i, XGn i, XBn i)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 어느 한 화소에 n 계조가 표시될 때 그 화소의 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀의 측정 X 삼자극치(XRn m, XGn m, XBn m)와, 그 화소에 계조로 블랙(black, n=0)이 표시될 때 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀의 측정 X 삼자극치(XR0 m, XG0 m, XB0 m)의 차로 정의된다. 따라서 증가분 X 삼자극치는 빛 샘이 존재하지 않는 이상적인 경우의 X 삼자극치이며, 한 화소에 계조로 블랙(black, n=0)이 표시될 때에는 0cd/m2의 휘도 값을 가지게 된다.That is, the increment X tristimulus value (XR n i , XG n i , XB n i ) is the measured X tristimulus values (XR n m , XG n m ,) of R pixels, G pixels, and B pixels of a pixel when n gray is displayed in a pixel, as shown in FIG. 3. XB n m ) and the measured X tristimulus values (XR 0 m , XG 0 m ,) of R pixels, G pixels, and B pixels when black (black, n = 0) is displayed in gray scale at those pixels. XB 0 m ). Therefore, the increment X tristimulus value is an ideal X tristimulus value in the absence of light leakage, and has a luminance value of 0 cd / m 2 when black (black, n = 0) is displayed in grayscale in one pixel.
한편, 도 4는 측정 삼자극치의 R성분 비율(XRn m/XRGBn m, YRn m/YRGBn m, ZRn m/ZRGBn m), G성분 비율(XGn m/XRGBn m, YGn m/YRGBn m, ZGn m/ZRGBn m) 및 B성분 비율(XBn m/XRGBn m, YBn m/YRGBn m, ZBn m/ZRGBn m)과 증가분 삼자극치의 R성분 비율(XRn i/XRGBn i, YRn i/YRGBn i, ZRn i/ZRGBn i), G성분 비율(XGn i/XRGBn i, YGn i/YRGBn i, ZGn i/ZRGBn i) 및 B성분 비율(XBn i/XRGBn i, YBn i/YRGBn i, ZBn i/ZRGBn i)을 각각 나타낸다. 도 4에서 XRGBn m는 n 계조에서의 측정 X 삼자극치(XRn m, XGn m, XBn m)의 합을, XRGBn i는 n 계조에서 상기 식 (5)에 따라 도출된 증가분 X 삼자극치(XRn i, XGn i, XBn i)의 합을 나타낸다. 마찬가지로, YRGBn m는 n 계조에서 측정된 Y 삼자극치의 합, YRGBn i는 n 계조에서 계산된 증가분 Y 삼자극치의 합, ZRGBn m는 n 계조에서 측정된 Z 삼자극치의 합, ZRGBn i는 n 계조에서 계산된 증가분 Z 삼자극치의 합을 각각 나타낸다. 4 shows R component ratios (XR n m / XRGB n m , YR n m / YRGB n m , ZR n m / ZRGB n m ) of the measured tristimulus values, and G component ratios (XG n m / XRGB n m , YG n m / YRGB n m , ZG n m / ZRGB n m ) and B component ratios (XB n m / XRGB n m , YB n m / YRGB n m , ZB n m / ZRGB n m ) and incremental tristimulus values R component ratio (XR n i / XRGB n i , YR n i / YRGB n i , ZR n i / ZRGB n i ), G component ratio (XG n i / XRGB n i , YG n i / YRGB n i , ZG n i / ZRGB n i ) and B component ratios (XB n i / XRGB n i , YB n i / YRGB n i , ZB n i / ZRGB n i ). In Figure 4, XRGB n m is the measured X tristimulus value (XR n m , XG n m , XB n m ), where XRGB n i is the increment X tristimulus value (XR n i , XG n i , XB n i ). Similarly, YRGB n m is the sum of Y tristimulus values measured in n gray scales, YRGB n i is the sum of incremental Y tristimulus values calculated in n gray scales, ZRGB n m is the sum of Z tristimulus values measured in n gray scales, ZRGB n i represents the sum of the incremental Z tristimulus values computed in n gray scales, respectively.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 빛 샘 정보가 포함된 측정 삼자극치의 R성분 비율, G성분 비율 및 B성분 비율은 낮은 계조로 갈수록 어느 한 지점에 수렴한다. 이는, 도 3에 도시된 바와 같이, 계조가 블랙(black, n=0)일 경우의 측정 삼자극치가 R, G 및 B 픽셀에 관계없이 모두 동일하기 때문이다(XW0 m= XR0 m=XG0 m=XB0 m). 물론, 계조가 블랙(black, n=0)일 경우의 측정 Y 삼자극치 및 측정 Z 삼자극치도 R, G 및 B 픽셀에 관계없이 모두 동일하다(YW0 m= YR0 m=YG0 m=YB0 m, ZW0 m=ZR0 m=ZG0 m=ZB0 m). 반면에, 빛 샘 정보가 포함되지 않은 증가분 삼자극치의 R성분 비율, G성분 비율 및 B성분 비율은, 도 4에 도시된 바와 같이, 낮은 계조로 가더라도 그 비율이 어느 정도 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다.
Specifically, as shown in FIG. 4, the R component ratio, the G component ratio, and the B component ratio of the measured tristimulus value including the light leakage information converge at one point toward the lower gray level. This is because the measured tristimulus values when the grayscale is black (black, n = 0) are all the same regardless of the R, G, and B pixels as shown in FIG. 3 (XW 0 m = XR 0 m = XG 0 m = XB 0 m ). Of course, the measured Y tristimulus value and the measured Z tristimulus value when the gray level is black (black, n = 0) are also the same regardless of the R, G, and B pixels (YW 0 m = YR 0 m = YG 0 m = YB 0 m , ZW 0 m = ZR 0 m = ZG 0 m = ZB 0 m ). On the other hand, the R component ratio, the G component ratio, and the B component ratio of the incremental tristimulus values without light leakage information, as shown in FIG. Able to know.
한편, 본 발명을 통해 얻고자 하는 색 정보는 빛 샘 정보가 전혀 없는 증가분 삼자극치가 아니고, 예를 들어, R 픽셀의 경우, R 픽셀에서만 나오는 빛 샘 정보를 포함한 삼자극치를 얻는데 목적이 있다. 이하, 이와 같이 자신의 픽셀에서만 나오는 빛 샘 정보를 포함한 삼자극치를 "리얼 삼자극치"라고 정의한다. 즉, 리얼 삼자극치는 빛 샘 정보를 제외한 색 정보인 증가분 삼자극치에 자신의 픽셀을 통해서만 나오는 빛 샘 정보를 포함한 색 정보이다. 도 5는 본 발명을 통해 실제로 얻고자 하는 정확한 색 정보인 리얼 X 삼자극치에 대한 모식도를 나타낸다.On the other hand, the color information to be obtained through the present invention is not an incremental tristimulus value without any light leakage information, for example, in the case of an R pixel, the objective is to obtain a tristimulus value including light leakage information only from the R pixel. Hereinafter, the tristimulus value including light leakage information only from its own pixel is defined as "real tristimulus value". In other words, the real tristimulus value is color information including light leakage information only through its own pixels in the incremental tristimulus value, which is color information excluding light leakage information. FIG. 5 shows a schematic diagram of Real X tristimulus values, which are accurate color information actually obtained through the present invention.
실제로 리얼 삼자극치는 측정에 의해 정확하게 추출할 수 없는 것으로서, 측정된 값을 이용하여 리얼 삼자극치에 가장 근접한 값을 유추해야 한다. 이에 따라, 리얼 X 삼자극치에 가장 근접한 수학적인 정의는 아래의 식 (6)와 같이 정리할 수 있다.
In practice, the real tristimulus values cannot be extracted accurately by measurement, and the measured values should be used to infer the value closest to the real tristimulus values. Accordingly, the mathematical definition closest to the real X tristimulus value can be summarized as in Equation (6) below.
식 (6)에서 각 성분들의 의미는 아래와 같다. Meaning of each component in equation (6) is as follows.
XRn r : 계조가 n인 경우, R 픽셀에서의 리얼 X 삼자극치(이하, 리얼 삼자극치를 ACn r로 표시함. 즉, ACn r은 계조가 n인 경우에 C 픽셀에서의 리얼 A 삼자극치를 의미함).XR n r:. If the gray level is of n, as represented a real X tristimulus value (hereinafter referred to as real-tristimulus value of the R pixel, AC n r In other words, AC n r is a real-A at C-pixel when the gray level is n Tristimulus value).
XRGBn i : 계조가 n인 경우, 증가분 X 삼자극치(XRn i, XGn i, XBn i)의 합(이하, 증가분 삼자극치의 합을 ARGBn i로 표시함. 즉, ARGBn i은 계조가 n인 경우에 대한 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀에서의 증가분 A 삼자극치의 합을 의미함).XRGB n i : If the gray level is a n, increments as represented by the sum (hereinafter, referred to as incremental tristimulus value sum of the X tristimulus values (XR n i, XG n i, XB n i) to the ARGB n i That is, ARGB n i is the gray level is implies the sum of increment A tristimulus values in R, G and B pixels for n).
XWn m : 계조가 n인 경우, 화소에서 측정된 휘도의 삼자극치로서, 측정 X 삼자극치(XRn m, XGn m, XBn m)의 합(이하, 측정 삼자극치의 합을 AWn m으로 표시함. 즉, AWn m은 계조가 n인 경우에 대한 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀에서의 측정 A 삼자극치의 합을 의미함).XW n m : When the gray level is n, the sum of measured X tristimulus values (XR n m , XG n m , XB n m ) as the tristimulus values of luminance measured by the pixel (hereinafter, the sum of the measured tristimulus values is expressed as AW n m) . That is, AW n m means the sum of the measured A tristimulus values in R, G and B pixels for gray level n).
즉, 계조가 n인 경우에 R 픽셀에서의 리얼 X 삼자극치 XRn r은 증가분 X 삼자극치의 R성분 비율에, 계조가 n인 경우에 측정된 X 삼자극치의 합을 곱해줌으로써 얻을 수 있다. 이와 같이 리얼 삼자극치를 정의할 수 있는 것은 리얼 삼자극치의 R성분/G성분/B성분 비율이 증가분 삼자극치의 R성분/G성분/B성분의 비율과 거의 일치하기 때문이다.That is, the real X tristimulus value XR n r in the R pixel when the gray scale is n can be obtained by multiplying the R component ratio of the increment X tristimulus value by the sum of the X tristimulus values measured when the gray scale is n. The real tristimulus value can be defined as described above because the ratio of R component / G component / B component of the real tristimulus value is almost equal to the ratio of R component / G component / B component of the incremental tristimulus value.
한편, 계조가 블랙(black, n=0)인 경우, 리얼 삼자극치는 상기 식 (6)에 따라 정의될 수 없다. 이는 식 (6)에서 계조가 블랙(black, n=0)인 경우에 리얼 삼자극치의 분모가 0이 되기 때문이다. 따라서 계조가 블랙(black, n=0)인 경우, R 픽셀에서의 리얼 X 삼자극치는 아래의 식 (7)과 같이 정의할 수 있다.
On the other hand, when the grayscale is black (black, n = 0), the real tristimulus value cannot be defined according to the above formula (6). This is because the denominator of the real tristimulus value becomes zero when the gray level is black (black, n = 0) in equation (6). Therefore, when the grayscale is black (black, n = 0), the real X tristimulus value in the R pixel may be defined as in Equation (7) below.
이는 계조가 1(n=1)인 경우의 측정 삼자극치가 계조가 블랙(n=0)인 경우의 측정 삼자극치와 가장 근접한 값을 갖기 때문이다. 상기 식 (6)과 (7)에 따라, 모든 리얼 삼자극치에 대해서 아래의 식 (8)과 (9)와 같이 정의할 수 있다.
This is because the measured tristimulus value when the gradation is 1 (n = 1) has the closest value to the measured tristimulus value when the gradation is black (n = 0). According to the above formulas (6) and (7), all the real tristimulus values can be defined as in the following formulas (8) and (9).
상기 식 (8)은 계조가 n(단, n≠0)인 경우에, 상기 식 (9)는 계조가 0인 경우에 대해 각각 정리된 리얼 삼자극치를 나타낸다.
In the case where gradation is n (where n ≠ 0), Equation (9) represents the real tristimulus values summarized for the case where gradation is zero.
한편, 상기 식 (8)과 (9)를 이용하여 색채 정보 (x, y)를 추출해내는 상기 식 (2)를 아래와 같이 식 (10) 및 (11)로 새롭게 정의할 수 있다.
Meanwhile, Equation (2) extracting color information (x, y) using Equations (8) and (9) may be newly defined as Equations (10) and (11) as follows.
마찬가지로, 상기 식 (10)은 계조가 n(단, n≠0)인 경우에, 상기 식 (11)는 계조가 0인 경우에 대해 각각 정리된 색채 정보를 나타낸다.
Similarly, in the case where gradation is n (where n ≠ 0), Equation (11) represents the color information summarized for the case where gradation is zero.
도 6은 어느 한 화소에 계조를 달리하여 화소 정보를 입력할 경우에, 본 발명에 따라 추출된 R, G 및 B 픽셀의 리얼 삼자극치의 합, 즉, 빛 샘이 고려되지 않은 삼자극치를 수학적인 방법으로 보상하여 빛 샘의 영향이 고려된 리얼 삼자극치의 합에 대한 휘도 정보 및 색채 정보와, 그 화소에서 출력되는 휘도 정보 및 색채 정보를 비교하여 나타낸 그래프로서, 본 발명에 따라 추출된 리얼 삼자극치가 낮은 계조임에도 매우 정확한 색 정보를 포함하고 있음을 나타낸다.
6 illustrates the sum of real tristimulus values of R, G, and B pixels extracted according to the present invention, that is, trigonometric values without considering light leakage, when pixel information is input to one pixel with different gray levels. The graph shows a comparison of the luminance information and the color information of the sum of the real tristimulus values considering the influence of the light leakage and the luminance information and the color information output from the pixel. The tristimulus values contain very accurate color information even at low gray levels.
상기와 같이 설명한 디스플레이의 색 정보를 추출하는 원리를 바탕으로 본 발명에 따른 디스플레이의 색 정보 추출 방법을 정리하면, 본 발명은 CIE 1931 XYZ 좌표계를 이용하여, (1) 계조가 0, 1 및 n인 경우에 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀에서 표시되는 삼자극치를 측정하는 제1단계(S100), (2) 빛 샘이 제거된 자신의 픽셀에서만 나오는 빛에 대한 증가분 삼자극치를 구하는 제2단계(S200), (3) 상기 증가분 삼자극치에 자신의 픽셀을 통해서만 나오는 빛 샘 정보를 포함시킨 리얼 삼자극치를 구하는 제3단계(S300)를 포함한다.Based on the principle of extracting the color information of the display described above, the method of extracting the color information of the display according to the present invention is summarized. The present invention uses the CIE 1931 XYZ coordinate system, and (1) the gradation is 0, 1 and n. Is a first step of measuring tristimulus values displayed in R, G and B pixels (S100), and (2) a second step of obtaining incremental tristimulus values for light only from the pixels whose light leakage is removed. (S200) and (3) a third step (S300) of obtaining a real tristimulus value including light leakage information only through its own pixel in the increment tristimulus value.
구체적으로 상기 제2단계(S200)에서 증가분 삼자극치는 상기 제1단계(S100)에서 측정된 계조가 n인 경우의 삼자극치와 계조가 0인 경우의 삼자극치의 차로 구한다. 즉, 상기 제2단계(S200)는 상기 제1단계(S100)에서 측정된 삼자극치를 이용하여 상기 식 (5)에 따라 증가분 삼자극치를 계산하는 단계(S210)를 포함한다.Specifically, the incremental tristimulus value in the second step S200 is obtained by the difference between the tristimulus value when the grayscale measured in the first step S100 is n and the tristimulus value when the grayscale is zero. That is, the second step S200 includes calculating increment tristimulus values according to Equation (5) using the tristimulus values measured in the first step S100.
또한, 상기 제3단계(S300)에서 리얼 삼자극치는 증가분 삼자극치의 합에서 자신의 픽셀 성분이 차지하는 비율에, 상기 제1단계(S100)에서 측정된 삼자극치의 합을 곱하여 구한다. 즉, 상기 제3단계(S300)는 상기 증가분 삼자극치를 이용하여 상기 식 (8) 및 (9)에 따라 리얼 X, Y 및 Z 삼자극치 값을 계산하는 단계(S310)를 포함한다.
In addition, in the third step S300, the real tristimulus value is obtained by multiplying the ratio of its pixel component by the sum of the increment tristimulus values by the sum of the tristimulus values measured in the first step S100. That is, the third step (S300) includes the step (S310) of calculating the real X, Y and Z tristimulus values using the incremental tristimulus values according to Equations (8) and (9).
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 고안의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is only for illustrating the invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications or equivalents from the detailed description of the invention. It will be appreciated that one embodiment is possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims.
Claims (4)
계조가 0, 1 및 n인 경우에 R(Red) 픽셀, G(Green) 픽셀 및 B(Blue) 픽셀에서 표시되는 삼자극치를 측정하는 제1단계;
제1단계에서 측정된 삼자극치를 이용하여, 빛 샘(light leakage)이 제거된 자신의 픽셀에서만 나오는 빛의 삼자극치인 증가분 삼자극치를 구하는 제2단계;
제1단계에서 측정된 삼자극치와 상기 증가분 삼자극치를 이용하여, 상기 증가분 삼자극치에 해당하는 빛 및 자신의 픽셀에서만 나오는 빛 샘(light leakage) 정보를 포함하는 삼자극치인 리얼 삼자극치를 구하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 색 정보 추출 방법.Using the CIE 1931 XYZ coordinate system,
A first step of measuring tristimulus values displayed at R (Red), G (Green), and B (Blue) pixels when gray levels are 0, 1, and n;
A second step of obtaining an incremental tristimulus value, which is a tristimulus value of light emitted only from its own pixel from which light leakage is removed, using the tristimulus value measured in the first step;
Obtaining a real tristimulus value, which is a tristimulus value including light corresponding to the increment tristimulus value and light leakage information only from its own pixel, by using the tristimulus value and the increment tristimulus value measured in the first step; Color information extraction method of the display, characterized in that it comprises three steps.
상기 증가분 삼자극치는,
상기 제1단계에서 측정된 계조가 n인 경우의 삼자극치와 계조가 0인 경우의 삼자극치의 차로 구하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 색 정보 추출 방법.The method of claim 1,
The incremental tristimulus value,
And obtaining the difference between the tristimulus values when the gray scale measured in the first step is n and the tristimulus values when the gray scale is 0.
상기 리얼 삼자극치는,
상기 증가분 삼자극치의 합에서 자신의 픽셀 성분이 차지하는 비율에,
상기 제1단계에서 측정된 삼자극치의 합을 곱하여 구하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 색 정보 추출 방법.The method of claim 1,
The real tristimulus value,
In the ratio of its pixel component to the sum of the incremental tristimulus values,
And extracting the sum of the tristimulus values measured in the first step.
상기 제2단계는 상기 제1단계에서 측정된 삼자극치를 이용하여 아래의 제1관계식에 따라 증가분 삼자극치를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 제3단계는 상기 증가분 삼자극치를 이용하여 아래의 제2 및 제3관계식에 따라 리얼 삼자극치를 계산하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 디스플레이의 색 정보 추출 방법.
- 제1관계식 :
①
②
③
(단,
- 제2관계식 :
①
②
③
(단,
- 제3관계식 :
①
②
③
(단,
The method of claim 1,
The second step includes calculating an incremental tristimulus value according to the following first equation using the tristimulus value measured in the first step,
And the third step includes calculating a real tristimulus value according to the following second and third relational expressions using the incremental tristimulus value.
-First relational expression:
①
②
③
(only,
-Second relation:
①
②
③
(only,
-Third relation:
①
②
③
(only,
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2013
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