KR101990956B1 - 색역 변환 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

색역 변환 장치는 타겟 색좌표의 R(red), G(green), B(blue), C(cyan), M(magenta), Y(yellow), W(white) 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 타겟 색좌표 변환부, 기준 디스플레이의 색역에 따라 상기 삼자극치 XYZ를 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬을 생성하는 기준 변환행렬 생성부, 상기 R'G'B' 값을 보정하는 저전력 보정값을 산출하는 저전력 보정값 산출부, 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값, 및 상기 제1 기준 변환행렬에 상기 저전력 보정값이 적용된 제2 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값을 포함하는 LUT(look up table)을 생성하는 LUT 생성부, 및 상기 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 상기 기준 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 색역 변환부를 포함한다.

Description

색역 변환 장치 및 그 방법{DEVICE FOR CONVERTING COLOR GAMUT AND METHOD THEREOF}
본 발명은 색역 변환 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기발광 디스플레이 또는 고유의 색역을 갖는 디스플레이에서 D65 sRGB 표준 색역으로 생성된 영상을 정확한 색으로 표시할 수 있도록 하는 색역 변환 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
디지털 카메라나 캠코더와 같은 광학 저장장치에 기록된 영상을 디스플레이에서 재생하기 위해서는 광학 저장장치와 디스플레이의 색역이 동일하여야 한다. 그러나 광학 저장장치와 디스플레이는 제조 공정, 제조 변수 등으로 차이로 인하여 동일한 색역을 갖지 못 한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 영상의 저장 및 재생에 사용할 색역으로 D65(Daylight 6500K)에서 sRGB 색역을 표준화하여 사용하고 있다. 이는 NTSC(National Television System Committee) 기준으로 70% 색역에 해당한다.
그러나 유기발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display)는 D65 sRGB 색역에 비하여 넓은 색역(NTSC 기준으로 110% 색역)을 가지며, 백색의 색좌표 역시 D65 sRGB 색역과 다르다. 따라서 D65에서 sRGB 색역을 표준으로 하여 생성된 영상이 유기발광 디스플레이에서 정확한 색으로 표시되지 않는다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 유기발광 디스플레이 또는 고유의 색역을 갖는 디스플레이에서 D65 sRGB 표준 색역으로 생성된 영상을 정확한 색으로 표시할 수 있도록 하는 색역 변환 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색역 변환 장치는 타겟 색좌표의 R(red), G(green), B(blue), C(cyan), M(magenta), Y(yellow), W(white) 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 타겟 색좌표 변환부, 기준 디스플레이의 색역에 따라 상기 삼자극치 XYZ를 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬을 생성하는 기준 변환행렬 생성부, 상기 R'G'B' 값을 보정하는 저전력 보정값을 산출하는 저전력 보정값 산출부, 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값, 및 상기 제1 기준 변환행렬에 상기 저전력 보정값이 적용된 제2 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값을 포함하는 LUT(look up table)을 생성하는 LUT 생성부, 및 상기 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 상기 기준 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 색역 변환부를 포함한다.
상기 타겟 색좌표는 영상의 저장 및 재생을 위한 표준 색역인 D65(Daylight 6500K) sRGB 색역에서의 색좌표일 수 있다.
상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W는 상기 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W일 수 있다.
상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값은 D65 sRGB 색역의 RGB 포맷 데이터로써 0 내지 255 사이의 값을 가질 수 있다.
상기 저전력 보정값은 상기 R'G'B' 값을 감소시키는 값으로, 0 보다 크고 1 이하일 수 있다.
상기 저전력 보정값은 사용자에 의해 결정되는 저전력 비율값을 포함하고, 상기 저전력 비율값은 0 보다 크고 1 이하일 수 있다.
상기 색역 변환부는 상기 LUT를 이용한 보간법으로 상기 RGB 값의 영상 데이터를 상기 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 색역 변환 방법은, 타겟 색좌표의 R(red), G(green), B(blue), C(cyan), M(magenta), Y(yellow), W(white) 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계, 기준 디스플레이의 색역에 따라 상기 삼자극치 XYZ를 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬을 생성하는 단계, 상기 R'G'B' 값을 보정하는 저전력 보정값을 산출하는 단계, 상기 제1 기준 변환행렬에 상기 저전력 보정값이 적용된 제2 기준 변환행렬을 생성하는 단계, 상기 제2 기준 변환행렬을 이용하여 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 R"G"B" 값으로 변환하는 단계, 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값, 및 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값을 포함하는 LUT을 생성하는 단계, 및 상기 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 상기 기준 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함한다.
상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계는, 영상의 저장 및 재생을 위한 표준 색역인 D65 sRGB 색역에서의 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계는, 상기 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계는, D65 sRGB 색역의 RGB 포맷 데이터로써 0 내지 255 사이의 값을 갖는 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저전력 보정값을 산출하는 단계는, 상기 R'G'B' 값을 감소시키는 값으로, 0 보다 크고 1 이하인 저전력 보정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저전력 보정값을 산출하는 단계는, 상기 저전력 보정값은 사용자에 의해 결정되는 저전력 비율값을 포함하고, 사용자에 의해 0 보다 크고 1 이하로 결정되는 저전력 비율값을 포함하는 저전력 보정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 상기 기준 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계는, 상기 LUT를 이용한 보간법으로 상기 RGB 값의 영상 데이터를 상기 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색역 변환 방법은, 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 입력받는 단계, 및 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 유기발광 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하고, 상기 LUT는 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값, 및 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값을 포함하고, 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값은, 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 상기 유기발광 디스플레이의 색역에 따라 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬에 저전력 보정값이 적용된 제2 기준 변환행렬을 이용하여 생성된다.
상기 저전력 보정값은 상기 R'G'B' 값을 감소시키는 값으로, 0 보다 크고 1 이하일 수 있다.
상기 저전력 보정값은 사용자에 의해 결정되는 저전력 비율값을 포함하고, 상기 저전력 비율값은 0 보다 크고 1 이하일 수 있다.
유기발광 디스플레이 또는 고유의 색역을 갖는 디스플레이에서 D65 sRGB 표준 색역으로 생성된 영상을 정확한 색으로 표시할 수 있다.
그리고 D65 sRGB 표준 색역으로 생성된 영상을 표시할 때, 색역 변환 과정에서 유기발광 디스플레이 또는 고유의 색역을 갖는 디스플레이의 밝기를 줄일 수 있으며, 이에 따라 디스플레이를 전력 소비를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 변환 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따는 색역 변환 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 변환 방법으로 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 변환하였을 때, 유기발광 디스플레이에 표시되는 영상의 색 오차를 실험한 그래프이다.
도 4는 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 색역 변환하지 않고 유기발광 디스플레이에 표시하였을 때의 영상의 색 오차를 실험한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 변환 방법으로 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 변환하였을 때, 유기발광 디스플레이에 표시되는 영상의 밝기 오차를 실험한 그래프이다.
도 6은 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 색역 변환하지 않고 유기발광 디스플레이에 표시하였을 때의 영상의 밝기 오차를 실험한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 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 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 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 실시예에 따른 색역 변환 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 색역 변환 장치(100)는 타겟 색좌표 변환부(110), 저전력 보정값 산출부(120), 기준 변환행렬 생성부(130), LUT(look up table) 생성부(140) 및 색역 변환부(150)를 포함한다.
이하, 타겟 색좌표는 영상을 기록하는 디지털 카메라나 캠코더와 같은 광학 저장장치가 사용하는 색역에서의 색좌표를 의미한다. 타겟 색좌표는 영상의 저장 및 재생을 위한 표준 색역인 D65(Daylight 6500K) sRGB 색역에서의 색좌표일 수 있다. 기준 디스플레이는 영상 데이터에 따라 영상을 표시하는 디스플레이를 의미한다. 기준 디스플레이는 유기발광 디스플레이 또는 고유의 색역을 갖는 디스플레이일 수 있다.
타겟 색좌표 변환부(110)는 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환한다. 여기서, R은 적색(Red), G는 녹색(Green), B는 청색(Blue), C는 청록색(Cyan), M은 자홍색(Magenta), Y는 황색(Yellow), W는 백색(White)을 의미한다. 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W는 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W를 의미한다. RGB 값은 적색 값, 녹색 값, 청색 값을 포함한다. R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값은 D65 sRGB 색역의 RGB 포맷 데이터로써, 0 내지 255 사이의 값을 갖는다.
표 1은 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 나타낸다.
Figure 112012095679249-pat00001
수학식 1은 D65 sRGB 색역에서 색좌표의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 행렬이다.
Figure 112012095679249-pat00002
타겟 색좌표 변환부(110)는 타겟 색좌표에의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 수학식 1에 대입하여 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환할 수 있다. 타겟 색좌표 변환부(110)는 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 기준 변환행렬 생성부(130)에 전달한다. 이때, 타겟 색좌표 변환부(110)는 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 LUT 생성부(140)에 전달한다.
기준 변환행렬 생성부(130)는 기준 디스플레이의 색역 특성이 반영된 제1 기준 변환행렬을 생성한다. 제1 기준 변환행렬은 삼자극치 XYZ를 R'G'B' 값으로 변환하는 행렬이다. 기준 디스플레이의 색역 특성은 광학 계측기 등의 측정장치를 통해 측정될 수 있다.
수학식 2는 기준 디스플레이의 색역 특성이 반영된 제1 기준 변환행렬을 나타낸다.
Figure 112012095679249-pat00003
여기서, xr, xg, xb, yr, yg, yb, zr, zg, zb는 기준 디스플레이의 색역 특성을 측정하여 결정되는 값이다. Kr, Kg, Kb는 R'G'B' 값의 게인(gain)으로써 기준 디스플레이의 특성에 따라 구해진다.
수학식 3은 기준 디스플레이의 특성에 따라 구해지는 Kr, Kg, Kb의 일예를 나타낸다.
Figure 112012095679249-pat00004
여기서, xr, xg, xb, yr, yg, yb, zr, zg, zb, xw, yw, zw는 기준 디스플레이의 색역 특성을 측정하여 결정되는 값이다.
저전력 보정값 산출부(120)는 제1 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 R'G'B' 값을 보정하는 저전력 보정값 a를 산출한다. 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 수학식 2에 그대로 대입하면 0 내지 255 사이의 값으로 결정되어야 하는 R'G'B' 값이 255를 초과할 수 있다. 기준 디스플레이가 8 비트의 영상 데이터를 처리하는 디스플레이인 경우에는 255를 초과하는 R'G'B' 값을 처리할 수 없다. 따라서, 저전력 보정값 산출부(120)는 R'G'B' 값을 감소시키는 저전력 보정값 a를 산출한다.
수학식 4는 저전력 보정값 a를 산출하는 수식을 나타낸다.
Figure 112012095679249-pat00005
여기서, exc는 255를 초과하는 R'G'B' 값으로, 255를 초과하는 R'G'B' 값 중에서 가장 큰 값으로 선택될 수 있다. b는 외부에서 결정되어 전달되는 저전력 비율값이다. 저전력 비율값 b는 사용자가 원하는 수준에 따라 결정될 수 있다. 저전력 보정값 a는 0 < a ≤ 1 이고, 저전력 비율값 b는 0 < b ≤ 1 이다.
저전력 보정값 산출부(120)는 산출된 저전력 보정값 a를 기준 변환행렬 생성부(130)에 전달한다.
기준 변환행렬 생성부(130)는 저전력 보정값 a를 Kr, Kg, Kb에 곱하여 Kr', Kg', Kb' 을 생성하고, Kr', Kg', Kb' 을 제1 기준 변환행렬에 적용하여 제2 기준 변환행렬을 생성한다. 즉, 제2 기준 변환행렬은 제1 기준 변환행렬에 저전력 보정값 a가 적용된 것이다.
수학식 5는 저전력 보정값이 반영된 제2 기준 변환행렬을 나타낸다.
Figure 112012095679249-pat00006
여기서, Kr'은 a×Kr이고, Kg'은 a×Kg이고, Kb'은 a×Kb 이다.
기준 변환행렬 생성부(130)는 제2 기준 변환행렬을 이용하여 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 R"G"B" 값으로 변환한다. 즉, 기준 변환행렬 생성부(130)는 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 수학식 5에 대입하여 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각에 대응하는 R"G"B" 값을 산출할 수 있다.
기준 변환행렬 생성부(130)는 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각에 대응하는 R"G"B" 값을 LUT 생성부(140)에 전달한다.
LUT 생성부(140)는 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값을 이용하여 RGB-to-R"G"B"의 LUT(look up table)을 생성한다. RGB-to-R"G"B"의 LUT은 타겟 색좌표에서의 RGB 값을 기준 디스플레이의 색좌표에서의 R"G"B" 값으로 매핑시키는 LUT이다. RGB-to-R"G"B"의 LUT은 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값으로 구성될 수 있다.
만일, 타겟 색좌표에서 모든 RGB 값이 입력되는 경우에는 D65 sRGB 색역에서 색좌표의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 수학식 1 및 제2 기준 변환행렬의 수학식 5를 이용하여 모든 RGB 값에 대응하는 R"G"B" 값을 산출할 수 있다. 이에 따라, RGB-to-R"G"B"의 LUT은 타겟 색좌표의 모든 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값으로 구성될 수 있다.
LUT 생성부(140)는 생성된 RGB-to-R"G"B"의 LUT을 색역 변환부(150)에 전달한다.
색역 변환부(150)는 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 입력받는다. 색역 변환부(150)는 RGB-to-R"G"B"의 LUT을 이용하여 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 기준 디스플레이의 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환한다. RGB-to-R"G"B"의 LUT이 타겟 색좌표의 모든 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값으로 구성된 경우, 색역 변환부(150)는 RGB-to-R"G"B"의 LUT에서 영상 데이터의 RGB 값에 대응하는 R"G"B"을 찾아서 출력할 수 있다. RGB-to-R"G"B"의 LUT이 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값으로 구성된 경우, 색역 변환부(150)는 최대 채도 이외의 RGB 값에 대해서는 RGB-to-R"G"B"의 LUT을 이용한 보간법(interpolation)으로 R"G"B" 값을 산출할 수 있다.
색역 변환부(150)에서 산출되는 R"G"B" 값의 영상 데이터는 8 비트로 구성될 수 있으며, 기준 디스플레이는 8 비트의 영상 데이터를 처리하여 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따는 색역 변환 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값이 삼자극치 XYZ로 변환된다(S110). 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W는 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 청록색(C), 자홍색(M), 황생(Y), 백색(W)을 의미한다. 타겟 색좌표는 영상의 저장 및 재생을 위한 표준 색역인 D65(Daylight 6500K) sRGB 색역에서의 색좌표일 수 있다. 이때, 도 1의 수학식 1을 이용하여 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값이 삼자극치 XYZ로 변환될 수 있다.
기준 디스플레이의 색역 특성이 반영된 제1 기준 변환행렬이 생성된다(S120). 기준 디스플레이의 색역 특성은 광학 계측기 등의 측정장치를 통해 측정될 수 있으며, 기준 디스플레이의 색역 특성에 따라 삼자극치 XYZ를 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬이 생성될 수 있다. 제1 기준 변환행렬은 도 1의 수학식 2와 같이 생성될 수 있다.
제1 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 R'G'B' 값을 보정하는 저전력 보정값이 산출된다(S130). 저전력 보정값은 제1 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 R'G'B' 값이 8 비트를 초과하지 않도록 보정하는 값이다. 저전력 보정값은 사용자가 원하는 수준에 따라 결정될 수 있는 저전력 비율값을 포함한다. 사용자가 저전력 비율값을 낮게 설정할수록 기준 디스플레이에 입력되는 영상 데이터의 R"G"B" 값이 작아지고, 기준 디스플레이는 상대적으로 낮은 전력을 영상을 표시하게 된다. 저전력 보정값은 도 1의 수학식 4에 의해 산출될 수 있다.
저전력 보정값이 제1 기준 변환행렬에 적용되어 제2 기준 변환행렬이 생성된다(S140). 저전력 보정값 a는 0 < a ≤ 1의 값을 가지므로 제2 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 R"G"B" 값은 제1 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 R'G'B' 값보다 작은 값으로 산출된다. 제2 기준 변환행렬은 도 1의 수학식 5와 같이 생성될 수 있다.
제2 기준 변환행렬을 이용하여 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ가 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각에 대응하는 R"G"B" 값으로 변환된다(S150).
타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값을 이용하여 RGB-to-R"G"B"의 LUT(look up table)이 생성된다(S160). RGB-to-R"G"B"의 LUT은 타겟 색좌표에서의 RGB 값을 기준 디스플레이의 색좌표에서의 R"G"B" 값으로 매핑시킨다. RGB-to-R"G"B"의 LUT은 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값으로 구성될 수 있다. 또는 RGB-to-R"G"B"의 LUT은 타겟 색좌표의 모든 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값으로 구성될 수 있다.
RGB-to-R"G"B"의 LUT을 이용하여 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터가 기준 디스플레이의 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환된다(S170). RGB-to-R"G"B"의 LUT이 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값과 이에 대응하는 R"G"B" 값으로 구성된 경우, 최대 채도 이외의 RGB 값의 영상 데이터는 RGB-to-R"G"B"의 LUT을 이용한 보간법(interpolation)으로 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환될 수 있다.
이상에서는, 표준 색역인 D65(Daylight 6500K) sRGB 색역에서의 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값으로부터 저전력 보정값이 적용된 RGB-to-R"G"B"의 LUT을 생성하는 방법에 대하여 설명하였다. 제안하는 방법은 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W를 표현하는 방식이 달라지는 경우에도 적용될 수 있다.
예를 들어, xyY 색좌표계에서 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 xyY 값으로부터 저전력 보정값이 적용된 RGB-to-R"G"B"의 LUT을 생성할 수 있다. xyY 값에서 x,y 값은 RGB 혼합비를 나타내고, Y는 휘도를 나타낸다. 또, xyY 색좌표계에서 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 xyY 값으로부터 저전력 보정값이 적용된 YCbCr-to-R"G"B"의 LUT을 생성할 수도 있다. YCbCr은 영상 시스템에서 사용되는 색역으로, Y는 휘도를 나타내고, Cb와 Cr은 색차 성분을 나타낸다. YCbCr-to-R"G"B"의 LUT를 이용하여 YCbCr값을 갖는 영상 데이터가 R"G"B" 값을 갖는 영상 데이터로 변환될 수 있다. xyY 값과 RGB 값 간의 변환 관계, YCbCr 값과 RGB 값 간의 변환 관계 등은 일반적으로 정의되어 있는 방식을 이용할 수 있다.
이하, 도 3 내지 6에서 D65 sRGB 표준 색역으로 생성된 영상 데이터에 대해 제안하는 방식에 따른 색역 변환을 수행한 경우와 색역 변환을 수행하지 않은 경우의 색 오차 및 밝기 오차를 실험한 결과에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 변환 방법으로 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 변환하였을 때, 유기발광 디스플레이에 표시되는 영상의 색 오차를 실험한 그래프이다. 도 4는 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 색역 변환하지 않고 유기발광 디스플레이에 표시하였을 때의 영상의 색 오차를 실험한 그래프이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 색역 변환 방법으로 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 변환하였을 때, 유기발광 디스플레이에 표시되는 영상의 밝기 오차를 실험한 그래프이다. 도 6은 D65 sRGB 표준 색역의 영상 데이터를 색역 변환하지 않고 유기발광 디스플레이에 표시하였을 때의 영상의 밝기 오차를 실험한 그래프이다.
도 3 내지 6을 참조하면, 일반적인 5개의 유기발광 표시장치에 D65 sRGB 표준 색역의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 영상 데이터를 입력하여 표시되는 영상을 D65 sRGB 표준 대비 색 오차(Δ(u'v')) 및 밝기 오차(%)의 최대값(◇), 최소값(●) 및 평균값(△)을 측정하였다. 밝기 오차는 완전 백색(full white)의 밝기를 100%로 하여, 상대적 비율로 측정하였다.
도 3에서는 D65 sRGB 표준 색역의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 영상 데이터에 대해 제안하는 방식에 따른 색역 변환을 수행한 후 R"G"B" 값의 영상 데이터를 유기발광 표시장치에 입력하여 표시되는 영상의 색 오차를 측정하였다. 이때, 저전력 보정값 a는 0.8 내지 0.95 사이의 값이 적용되었다.
도 4에서는 D65 sRGB 표준 색역의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값의 영상 데이터를 그대로 유기발광 표시장치에 입력하여 표시되는 영상의 색 오차를 측정하였다.
도 3의 그래프와 도 4의 그래프를 비교하면, D65 sRGB 표준 색역의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값의 영상 데이터를 그대로 유기발광 표시장치에 입력한 경우에 비해 제안하는 방식에 따른 색역 변환을 수행한 후 R"G"B" 값의 영상 데이터를 유기발광 표시장치에 입력한 경우에 표시되는 영상의 색 오차가 줄어든 것을 볼 수 있다.
도 5에서는 D65 sRGB 표준 색역의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 영상 데이터에 대해 제안하는 방식에 따른 색역 변환을 수행한 후 R"G"B" 값의 영상 데이터를 유기발광 표시장치에 입력하여 표시되는 영상의 밝기 오차를 측정하였다. 이때, 저전력 보정값 a는 0.8 내지 0.95 사이의 값이 적용되었다.
도 6에서는 D65 sRGB 표준 색역의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값의 영상 데이터를 그대로 유기발광 표시장치에 입력하여 표시되는 영상의 밝기 오차를 측정하였다.
도 5의 그래프와 도 6의 그래프를 비교하면, D65 sRGB 표준 색역의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값의 영상 데이터를 그대로 유기발광 표시장치에 입력한 경우에 비해 제안하는 방식에 따른 색역 변환을 수행한 후 R"G"B" 값의 영상 데이터를 유기발광 표시장치에 입력한 경우에 표시되는 영상의 밝기 오차가 줄어든 것을 볼 수 있다.
즉, 제안하는 색역 변환 방법에 따라 D65 sRGB 표준 색역으로 생성된 영상이 유기발광 디스플레이에서 정확한 색으로 표시되는 것을 볼 수 있다. 그리고 제안하는 색역 변환 방법에서 저전력 보정값 a 또는 저전력 비율값 b에 의해 표시되는 영상의 밝기가 줄어들더라도 색좌표가 유지되는 것을 볼 수 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 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 색역 변환 장치
110 : 타겟 색좌표 변환부
120 : 저전력 보정값 산출부
130 : 기준 변환행렬 생성부
140 : LUT 생성부
150 : 색역 변환부

Claims (17)

  1. 타겟 색좌표의 R(red), G(green), B(blue), C(cyan), M(magenta), Y(yellow), W(white) 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 타겟 색좌표 변환부;
    기준 디스플레이의 색역에 따라 상기 삼자극치 XYZ를 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬을 생성하는 기준 변환행렬 생성부;
    상기 R'G'B' 값을 보정하는 저전력 보정값을 산출하는 저전력 보정값 산출부;
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값, 및 상기 제1 기준 변환행렬에 상기 저전력 보정값이 적용된 제2 기준 변환행렬을 이용하여 산출되는 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값을 포함하는 LUT(look up table)을 생성하는 LUT 생성부; 및
    상기 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 상기 기준 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 색역 변환부를 포함하고,
    상기 저전력 보정값은 아래의 수식에 따라 산출되고,
    Figure 112019005023970-pat00013

    여기서, a는 상기 저전력 보정값, exc는 255를 초과하는 R'G'B' 값이고, b는 사용자에 의해 결정되는 저전력 비율값인 색역 변환 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 색좌표는 영상의 저장 및 재생을 위한 표준 색역인 D65(Daylight 6500K) sRGB 색역에서의 색좌표인 색역 변환 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W는 상기 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W인 색역 변환 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값은 D65 sRGB 색역의 RGB 포맷 데이터로써 0 내지 255 사이의 값을 갖는 색역 변환 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 저전력 보정값은 상기 R'G'B' 값을 감소시키는 값으로, 0 보다 크고 1 이하인 색역 변환 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 저전력 비율값은 0 보다 크고 1 이하인 색역 변환 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 색역 변환부는 상기 LUT를 이용한 보간법으로 상기 RGB 값의 영상 데이터를 상기 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 색역 변환 장치.
  8. 타겟 색좌표의 R(red), G(green), B(blue), C(cyan), M(magenta), Y(yellow), W(white) 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계;
    기준 디스플레이의 색역에 따라 상기 삼자극치 XYZ를 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬을 생성하는 단계;
    상기 R'G'B' 값을 보정하는 저전력 보정값을 산출하는 단계;
    상기 제1 기준 변환행렬에 상기 저전력 보정값이 적용된 제2 기준 변환행렬을 생성하는 단계;
    상기 제2 기준 변환행렬을 이용하여 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 R"G"B" 값으로 변환하는 단계;
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값, 및 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값을 포함하는 LUT을 생성하는 단계; 및
    상기 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 상기 기준 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 저전력 보정값은 아래의 수식에 따라 산출되고,
    Figure 112019005023970-pat00014

    여기서, a는 상기 저전력 보정값, exc는 255를 초과하는 R'G'B' 값이고, b는 사용자에 의해 결정되는 저전력 비율값인 색역 변환 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계는,
    영상의 저장 및 재생을 위한 표준 색역인 D65 sRGB 색역에서의 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계를 포함하는 색역 변환 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계는,
    상기 타겟 색좌표에서 최대 채도를 갖는 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계를 포함하는 색역 변환 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계는,
    D65 sRGB 색역의 RGB 포맷 데이터로써 0 내지 255 사이의 값을 갖는 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값을 삼자극치 XYZ로 변환하는 단계를 포함하는 색역 변환 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 저전력 보정값을 산출하는 단계는,
    상기 R'G'B' 값을 감소시키는 값으로, 0 보다 크고 1 이하인 저전력 보정값을 산출하는 단계를 포함하는 색역 변환 방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 저전력 보정값을 산출하는 단계는,
    사용자에 의해 상기 저전력 비율값이 0 보다 크고 1 이하로 결정되는 단계를 포함하는 색역 변환 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 상기 기준 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계는,
    상기 LUT를 이용한 보간법으로 상기 RGB 값의 영상 데이터를 상기 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 색역 변환 방법.
  15. 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 입력받는 단계; 및
    LUT를 이용하여 상기 타겟 색좌표의 RGB 값의 영상 데이터를 유기발광 디스플레이를 위한 R"G"B" 값의 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 LUT는 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 RGB 값, 및 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값을 포함하고,
    상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 R"G"B" 값은, 상기 타겟 색좌표의 R,G,B,C,M,Y,W 각각의 삼자극치 XYZ를 상기 유기발광 디스플레이의 색역에 따라 R'G'B' 값으로 변환하는 제1 기준 변환행렬에 저전력 보정값이 적용된 제2 기준 변환행렬을 이용하여 생성되고,
    상기 저전력 보정값은 아래의 수식에 따라 산출되고,
    Figure 112019005023970-pat00015

    여기서, a는 상기 저전력 보정값, exc는 255를 초과하는 R'G'B' 값이고, b는 사용자에 의해 결정되는 저전력 비율값인 색역 변환 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 저전력 보정값은 상기 R'G'B' 값을 감소시키는 값으로, 0 보다 크고 1 이하인 색역 변환 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 저전력 비율값은 0 보다 크고 1 이하인 색역 변환 방법.
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