KR20060089094A - Color space converter and method coupled automatic white balance - Google Patents

Abstract

본 발명은 모든 색 온도에서 안정적인 색 재현을 위해 자동 화이트 밸런스(White Balance)와 그에 연동되는 색 공간 변환기(Color Space Converter) 및 방법에 관한 것으로, RGB 신호를 입력받아 휘도(Y) 신호를 출력하는 휘도 신호 생성부와; 색차 신호 보간 시 필요한 온도별 색 공간 변환 계수를 룩업 테이블 형태로 저장하는 제어 레지스터와; 상기 제어 레지스터를 참조하여 구한 현재의 색 온도에서의 색 공간 변환 계수를 이용해 색차 신호(UV)를 보간하여 출력하는 색차신호 생성부를 포함하여 구성하고, 또한 화이트 밸런스에 연동하여 기준 컬러들을 색 공간 변환하기 위한 색 온도를 한정하고, 각각에 대한 색 공간 변환 계수 및 레드 게인, 기울기 값을 룩업 테이블 형태로 저장해 두는 단계와; 상기 룩업 테이블과 현재의 색 온도에 대한 레드 게인(Rg)을 이용하여 카메라로 입력되는 유효 픽셀에 대한 색 공간 변환 계수를 보간하는 단계와; 상기 보간된 색 공간 변환 계수에 의해 RGB 신호를 YUV 신호로 공간 변환하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써 달성할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic white balance and a color space converter and a method interlocked therewith for stable color reproduction at all color temperatures. A luminance signal generator; A control register for storing color space conversion coefficients for each temperature required for color difference signal interpolation in the form of a lookup table; And a color difference signal generation unit for interpolating and outputting the color difference signal UV by using the color space conversion coefficient at the current color temperature obtained by referring to the control register. Defining a color temperature for storing the color temperature, and storing the color space conversion coefficient, the red gain, and the gradient value for each in the form of a lookup table; Interpolating the color space conversion coefficients for the effective pixels input to the camera using the lookup table and the red gain (Rg) for the current color temperature; And spatially converting an RGB signal into a YUV signal by using the interpolated color space conversion coefficients.

Description

자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기 및 색 공간 변환 방법{COLOR SPACE CONVERTER AND METHOD COUPLED AUTOMATIC WHITE BALANCE}Automatic white balance linked color space converter and color space conversion method {COLOR SPACE CONVERTER AND METHOD COUPLED AUTOMATIC WHITE BALANCE}

도 1은 종래의 색 공간 변환 방법의 설명을 위한 일반적인 카메라의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration of a general camera for explaining a conventional color space conversion method.

도 2는 벡터스코프를 통해 화이트 밸런스 및 기준 컬러 위치를 좌표 상으로 표시한 예시도.2 is an exemplary view showing coordinates of a white balance and a reference color position through a vector scope.

도 3은 종래 화이트 밸런스 수행 시 벡터스코프 상에 표시되는 기준 컬러의 위치를 보인 예시도.3 is an exemplary view showing a position of a reference color displayed on a vector scope when performing a conventional white balance.

도 4는 본 발명에 따라 1차 변환된 수식의 계수 조정에 의해, 벡터스코프 상에서의 화이트 밸런스 및 기준 컬러 위치의 이동 상태를 보인 예시도.4 is an exemplary view showing a state of movement of a white balance and a reference color position on a vector scope by adjusting coefficients of a first-order transformed equation according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따라 2차 변환된 수식의 계수 조정에 의해, 벡터스코프 상에서의 화이트 밸런스 및 기준 컬러 위치의 이동 상태를 보인 예시도.5 is an exemplary view showing a state of movement of a white balance and a reference color position on a vector scope by adjusting coefficients of a quadratic transformed equation according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따라 제어 레지스터에 저장되는 3100K와 5100K 에 대한 8개의 UV 생성계수의 룩업 테이블(LUT : Lookup table)을 보인 예시도.6 is an exemplary view showing a lookup table (LUT) of eight UV generation coefficients for 3100K and 5100K stored in a control register according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따라 상술한 8개의 계수값에 대한 보간 방법을 설명하기 위한 예시도.7 is an exemplary view for explaining an interpolation method for the above eight coefficient values according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 색 공간 변환기의 구성을 간략하게 보인 블록도.8 is a block diagram schematically showing a configuration of a color space converter according to the present invention.

도 9는 상기 도8에 있어서 색차신호(U) 생성부의 상세한 구성을 보인 블록도.9 is a block diagram showing the detailed configuration of a color difference signal (U) generation unit in FIG.

도 10은 상기 도8에 있어서, 색차신호(V) 생성부의 상세한 구성을 보인 블록도.FIG. 10 is a block diagram showing the detailed configuration of a color difference signal (V) generation unit in FIG.

도 11은 본 발명에 따라 카메라에서의 자동 화이트 밸런스에 연동한 색 공간 변환 과정을 보인 순서도.11 is a flowchart illustrating a color space conversion process linked to automatic white balance in a camera according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 휘도 신호 생성부 200 : 색차신호 생성부100: luminance signal generator 200: color difference signal generator

300 : 제어 레지스터 201,207 : R-G 생성부300: control register 201,207: R-G generator

202,208 : B-G 생성부 203 : B-Y 생성부202, 208: B-G generator 203: B-Y generator

204 : Ka 선택/보간부 205 : Kb 선택/보간부204: Ka selection / interpolation unit 205: Kb selection / interpolation unit

206 : U 신호 생성부 209 : R-Y 생성부206: U signal generator 209: R-Y generator

210 : Kc 선택/보간부 211 : Kd 선택/보간부210: Kc selection / interpolation unit 211: Kd selection / interpolation unit

212 : V 신호 생성부212: V signal generator

본 발명은 카메라 응용에 사용되는 영상 처리 장치와 방법에 관한 것으로, 특히 모든 색 온도에서 안정적인 색 재현을 위해 자동 화이트 밸런스(White Balance)와 그에 연동되는 색 공간 변환기(Color Space Converter) 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus and method for camera applications, and more particularly, to an automatic white balance and a color space converter and a method associated therewith for stable color reproduction at all color temperatures. will be.

최근, 기존의 디지털 카메라 시장에 카메라 폰 등 카메라가 장착된 이동 통 신 단말기가 출시되면서, 개인이 하나의 카메라를 보유하는 1인 1카메라 시대로 접어들고 있다. 더구나, 이동 통신 단말기에 내장된 카메라가 고화소 고기능 디지털 카메라의 기능을 급격히 쫓아가고 있는 상황이다.Recently, with the introduction of mobile communication terminals equipped with cameras such as camera phones in the existing digital camera market, it is entering the era of one-to-one camera with an individual having one camera. In addition, the camera embedded in the mobile communication terminal is rapidly chasing the functions of the high-pixel high-performance digital camera.

상기 디지털 카메라와 최근 이동 통신 단말기에 포함된 카메라 모듈은 공통적으로 다음 두 부분을 포함하여 구성된다.The camera module included in the digital camera and the recent mobile communication terminal includes two parts in common.

첫 번째, 빛을 전기적 신호로 바꾸는 이미지 센서와, 두 번째, 그 출력 영상을 가공하기 위한 영상 처리 IC가 그것이다. 즉, 카메라 기능을 구현하기 위해서는 센서와 영상처리 IC가 핵심요소인 것이다.The first is an image sensor that converts light into an electrical signal, and the second is an image processing IC for processing the output image. In other words, the sensor and the image processing IC are the key elements to implement the camera function.

이때, 상기 영상 처리 IC는 DSP(Digital Signal Processor) 또는 ISP(Image Signal Processor)라고 하며, S/W 처리 방식 또는 하드웨어 처리 방식과 혼합방식이 쓰고 있으며, 최근에는 자동 노출(AE : Auto Exposure), 자동 화이트 밸런스(AWB : Auto White Balance), 자동 초점(AF : Auto Focus)은 S/W로 처리하고, 나머지 다른 기능은 하드웨어로 처리함으로써, 저전력으로 고속의 영상처리를 가능하게 한다.In this case, the image processing IC is called a digital signal processor (DSP) or an image signal processor (ISP), and an S / W processing method or a hardware processing method and a mixing method are used. In recent years, an auto exposure (AE), Auto White Balance (AWB) and Auto Focus (AF) are handled by S / W, while the other functions are handled by hardware, enabling high-speed image processing at low power.

여기서 사용되어지는 기본적인 영상 처리 과정으로는, 도1에 도시된 바와 같이 자동 노출(AE), 자동 화이트 밸런스(AWB), 자동 초점(AF), 베이어 보간(Bayer interpolation), 감마 보정, 색 공간 변환(Color Space Conversion) 등이 있으며, 각 영상처리 과정을 통해 피사체의 위치, 밝기, 조명 상태를 파악하여 자동으로 최적화된 영상을 생성하게 되는 것이다.Basic image processing procedures used here include auto exposure (AE), auto white balance (AWB), auto focus (AF), Bayer interpolation, gamma correction, and color space conversion as shown in FIG. (Color Space Conversion), etc. Through each image processing process, the position, brightness, and lighting state of the subject are identified to automatically generate an optimized image.

한편, 상기 영상처리 IC의 출력은 여러 형태가 있을 수 있으나, 기본적으로 는 YUV 형태의 출력(Y : 휘도, U,V : 색상 신호)을 가장 많이 쓰고, 이를 위해 RGB를 YUV로 변환하는 색 공간 변환(color space conversion)을 수행한다.On the other hand, the output of the image processing IC may have a variety of forms, but basically use the YUV-type output (Y: luminance, U, V: color signal) the most, for this purpose, the color space for converting RGB to YUV Perform color space conversion.

그런데, 상기 도1에 도시된 바와 같은 카메라 모듈에서 수행하는 영상 처리 과정 중, 자동 화이트 밸런스(AWB)는 종래의 경우 다른 영상 처리와 연관되어 있지 않고 독립적으로 수행되었다. 이처럼 자동 화이트 밸런스만 독립적으로 수행하였을 경우는, 정확한 색 온도 판별을 통해 화이트 밸런스를 수행한다고 하더라도, 백색(Gray) 이외의 색에 대하여 왜곡이 발생할 수 있다. However, among the image processing processes performed by the camera module as shown in FIG. 1, the automatic white balance (AWB) is independently performed without being associated with other image processing in the conventional case. In this case, when only the automatic white balance is independently performed, distortion may occur for colors other than white, even if white balance is performed through accurate color temperature determination.

즉, 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 화이트 밸런스는 맞추어 졌지만, 주위의 조명에 의해 변화하는 색 온도에 따라, 컬러(Color)는 왜곡될 수 있는 문제점이 있는 것이다.That is, although the white balance is adjusted as shown in Fig. 3A, the color may be distorted according to the color temperature which is changed by the ambient light.

이때, 컬러의 왜곡되는 정도를 벡터스코프(vector scope) 장치를 통해서 확인할 수 있다. 벡터스코프란, 영상 신호의 색도 신호를 B-Y 성분과 R-Y 성분으로 위상 검파하여 그것을 브라운관 면의 X-Y 좌표축 상에 표시하는 장치이다.At this time, the degree of distortion of the color can be checked through a vector scope device. A vector scope is a device that phase-detects chromaticity signals of video signals with B-Y and R-Y components and displays them on the X-Y coordinate axis of the CRT surface.

도2는 벡터스코프를 통해 화이트 밸런스 및 기준 컬러 위치를 좌표 상으로 표시한 예시도로서, 정확한 색 재현을 위해서는 '컬러 바 차트' 입력에 대하여 색 온도(3100K/5100K)에 상관없이, 도2의 (R-Y)(B-Y) 좌표 상에서 원점을 포함한 7개의 기준위치에 컬러(gray, Red, Green, Blue, Magenta, Cyan, Yellow)들이 존재해야 한다.FIG. 2 is an exemplary diagram showing coordinates of a white balance and a reference color position through a vector scope. For accurate color reproduction, FIG. 2 is shown in FIG. 2 regardless of a color temperature (3100K / 5100K) with respect to an input of a color bar chart. Colors (gray, red, green, blue, magenta, cyan and yellow) should exist at seven reference positions including the origin on the (RY) (BY) coordinate.

도3은 화이트 밸런스 수행 시 벡터스코프 상에 표시되는 기준 컬러의 위치를 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 화이트 밸런스는 색 온도 변화에 따라 이 동된 백점을 실제 벡터스코프 좌표상의 원점으로 이동시키는 방법이다.3 is an exemplary view showing a position of a reference color displayed on a vector scope when white balance is performed. As shown in FIG. 3, a white balance is a method of moving a moved white point to an origin on actual vector scope coordinates according to a change in color temperature. to be.

이와 같이 백점을 좌표상의 원점으로 옮기기 위해서는, 도3의 (a)와 같은 특성을 갖는 영상에 Red(또는 Cr) 게인(gain) 또는 Blue(또는 Cb) 게인(gain)을 줌으로써, 조명의 영향을 받아 이동된 백점이 실제 좌표상의 원점으로 돌아오도록 하지만, 상기 화이트 밸런스를 위해 입력된 게인(gain)들로 인해, 백점을 제외한 다른 6개의 기준 컬러는 오히려 기준위치에 돌아가지 않을 수도 있는 문제점이 발생한다.In order to move the white point to the coordinate origin, a red (or Cr) gain or a blue (or Cb) gain is applied to an image having the characteristics as shown in FIG. The received and moved white point returns to the origin of actual coordinates, but due to the gains input for the white balance, the six reference colors except for the white point may not return to the reference position. do.

즉, 종래의 화이트 밸런스 수행 방법은 도3의 (a)와 같이 7개의 컬러 기준 위치 중 백점만을 좌표상의 원점에 위치할 수 있도록 하는 방법으로서, 화이트 밸런스를 수행하더라도 왜곡된 다른 색에 대한 보정은 이루어지지 않는 것이다.That is, the conventional method of performing white balance is such that only a white point of the seven color reference positions can be located at the origin of the coordinates as shown in FIG. 3 (a). It is not done.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 모든 색 온도에서 안정적인 색 재현을 위해 자동 화이트 밸런스(White Balance)와 그에 연동되는 색 공간 변환기(Color Space Converter) 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and the automatic white balance (Color Space Converter) and the color space converter and the method linked thereto for stable color reproduction at all color temperatures The purpose is to provide.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, RGB 신호를 입력받아 휘도(Y) 신호를 출력하는 휘도 신호 생성부와; 색차 신호 보간 시 필요한 온도별 색 공간 변환 계수를 룩업 테이블 형태로 저장하는 제어 레지스터와; 상기 제어 레지스터를 참조하여 구한 현재의 색 온도에서의 색 공간 변환 계수를 이용해 색차 신호(UV)를 보간하여 출력하는 색차신호 생성부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object comprises: a luminance signal generator for receiving an RGB signal and outputting a luminance (Y) signal; A control register for storing color space conversion coefficients for each temperature required for color difference signal interpolation in the form of a lookup table; And a color difference signal generator for interpolating and outputting the color difference signal UV by using the color space conversion coefficient at the current color temperature obtained by referring to the control register.                         

또한, 본 발명은 화이트 밸런스에 연동하여 기준 컬러들을 색 공간 변환하기 위한 색 온도를 한정하고, 각각에 대한 색 공간 변환 계수 및 레드 게인, 기울기 값을 룩업 테이블 형태로 저장해 두는 단계와; 상기 룩업 테이블과 현재의 색 온도에 대한 레드 게인(Rg)을 이용하여 카메라로 입력되는 유효 픽셀에 대한 색 공간 변환 계수를 보간하는 단계와; 상기 보간된 색 공간 변환 계수에 의해 RGB 신호를 YUV 신호로 공간 변환하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention includes the steps of defining a color temperature for color space conversion of the reference colors in association with the white balance, and storing the color space conversion coefficients, red gain, and gradient values for each in the form of a lookup table; Interpolating the color space conversion coefficients for the effective pixels input to the camera using the lookup table and the red gain (Rg) for the current color temperature; And spatially converting an RGB signal into a YUV signal by using the interpolated color space conversion coefficients.

본 발명은 보다 정확한 색 재현을 위한 화이트 밸런스 수행 시, 판별된 색 온도 정보를 이용하여 색 공간 변환을 수행함으로써, 색 온도에 상관없이 백점을 포함한 다른 6개의 컬러를 벡터스코프 좌표 상의 기준 위치에 존재하도록 하는 색 공간 변환 방법의 제공을 요지로 한다.In the present invention, when performing white balance for more accurate color reproduction, by performing color space conversion using the determined color temperature information, six other colors including the white point exist at the reference position on the vectorscope coordinates regardless of the color temperature. An object of the present invention is to provide a color space conversion method.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이때, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.In this case, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings.

또한, 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으며, 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Also, in the following description, numerous specific details, such as specific processing flows, are set forth in order to provide a more general understanding of the invention, and it is to be understood that the invention may be practiced without these specific details. It will be obvious to them.

그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, detailed description of well-known functions and structures which are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

우선, 본 발명은 색 공간 변환식(color space conversion equation)의 색차 신호(UV 신호) 생성식을 다음 수학식1과 같이 변환함으로써, 벡터스코프의 (R-Y)(B-Y) 좌표 상에서 무의미하던 6개의 계수(6개의 컬러에 해당하는 계수 : C3-C8)를 의미 있는 네 개의 계수(ka, kb, kc, kd)로 1차 변환한다. First, the present invention transforms the color difference signal (UV signal) generation equation of the color space conversion equation (color space conversion equation) as shown in Equation 1 below, so that six coefficients that are meaningless on the (RY) (BY) coordinate of the vector scope ( Coefficients corresponding to six colors: C3-C8) are first transformed into four meaningful coefficients (ka, kb, kc, and kd).

즉, 색조(hue) 및 채도(saturation)의 제어도를 높일 수 있도록 한다.That is, the control degree of hue and saturation can be increased.

도4는 본 발명에 따라 상기 수학식1에 의해 1차 변환된 수식의 계수 조정에 의해, 벡터스코프 상에서의 화이트 밸런스 및 기준 컬러 위치의 이동 상태를 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 변환된 수학식1에서 ka 계수 값을 증가시키면, 도4의 (a)와 같이 (R-Y)(B-Y) 좌표상에 위치하고 있는 각 컬러들의 좌표가, 도4의 (b)와 같이 백점의 위치는 고정되어 있으면서, 다른 6개의 컬러 위치는 양의 부분은 우측으로 이동하고, 음의 부분은 좌측으로 이동하게 된다.FIG. 4 is an exemplary view showing a state of movement of a white balance and a reference color position on a vector scope by adjusting coefficients of a equation transformed linearly by Equation 1 according to the present invention. When the ka coefficient is increased in Equation 1, the coordinates of the colors located on the (RY) (BY) coordinates as shown in (a) of FIG. 4 are fixed, and the position of the white point is fixed as shown in (b) of FIG. In the other six color positions, the positive part moves to the right and the negative part moves to the left.

이와 같이 4개의 계수(ka, kb, kc, kd)로 변환한 경우에는, 색조(hue) 및 채 도(saturation)의 제어도를 증가시킬 수 있지만, 다른 6개의 컬러가 동시에 움직이게 되어 한계를 갖는다. In the case of converting the four coefficients (ka, kb, kc, and kd) in this way, the control of hue and saturation can be increased, but the other six colors move at the same time. .

따라서, 본 발명에서는 컬러의 제어도를 높이기 위하여 수식을 2차 변환하여, 다음 수학식2와 같이 4개의 계수(ka, kb, kc, kd)를 조건(양인지 음인지)에 따라 8개의 계수(Kap, Kan ~ Kdp, Kdn)로 분리한다.Therefore, in the present invention, the equation is quadratic transformed to increase the control degree of the color, and eight coefficients according to the condition (positive or negative) of four coefficients (ka, kb, kc, kd) as shown in Equation 2 below. Separate it by (Kap, Kan ~ Kdp, Kdn).

즉, 도4에서는 Ka 계수에 의해 6개의 컬러가 동시에 이동한 반면, 도5의 (a)(b)를 참조하면, Ka로부터 양(Positive)과 음(Negative)으로 구분된 Kap, Kan 에 의해 각각 3개씩 제어됨으로써 제어도를 2배 이상 높일 수 있게 된다. 예시하지 않은 다른 계수도 이와 동일하다. That is, in FIG. 4, six colors are simultaneously moved by the Ka coefficient, while referring to (a) and (b) of FIG. 5, Kap and Kan are divided into positive and negative from Ka. By controlling each of the three, it is possible to increase the control degree more than twice. The same is true for other coefficients not illustrated.

도6은 본 발명에 따라 제어 레지스터에 저장되는 3100K와 5100K 에 대한 8개의 UV 생성계수의 룩업 테이블(LUT : Lookup table)을 보인 예시도로서, 룩업 테이블을 사용하면 색 온도에 따른 색 공간 변환 계수의 생성 시, 현재의 레드 게인(red gain)에 해당하는 계수를 찾아서 적용하기만 하면 된다. FIG. 6 is an exemplary view showing a lookup table (LUT: lookup table) of eight UV generation coefficients for 3100K and 5100K stored in a control register according to the present invention. When generating, simply find and apply the coefficient corresponding to the current red gain.

그러나, 8개의 UV 생성 계수에 대하여 전 영역의 색 온도에 해당하는 값을 저장하기 위해서는 테이블 값을 생성하는 것도 문제지만, 많은 저장 용량을 필요로 하게 되어 하드웨어에 부담이 되는 문제점이 있다. However, in order to store the values corresponding to the color temperature of the entire area for the eight UV generation coefficients, generating table values is a problem, but it requires a large storage capacity, which is a burden on the hardware.

따라서, 본 발명에서는 전 영역의 색 온도 중 대표적으로 3100K와 5100K 에 대해서만 8개의 UV 생성계수를 저장해 두고, 그 사이의 색 온도에 대해서는 보간법을 이용하여 새로운 계수를 적용하도록 한다.Therefore, in the present invention, eight UV generation coefficients are typically stored only for 3100K and 5100K among the color temperatures of the entire region, and the new coefficients are applied to the color temperature therebetween by using interpolation.

도7은 본 발명에 따라 상술한 8개의 계수값에 대한 보간 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 계수가 Kap 인 경우만 예를 들어 설명하지만, 나머지 7개의 계수에 대해서도 동일하게 적용된다. FIG. 7 is an exemplary diagram for explaining an interpolation method for the above eight coefficient values according to the present invention. As shown in FIG. 7, only the case where the coefficient is Kap will be described. Apply.

여기서, 자동 화이트 밸런스 처리되어 전달되는 레드 게인(Red Gain)을 Rg 라고 할 때, 도7에서 계수 Kap를 생성하는 방법은 다음 수학식 3과 같다.Here, when a red gain transmitted by the automatic white balance process is referred to as Rg, a method of generating the coefficient Kap in FIG. 7 is shown in Equation 3 below.

if Rg < Rg3100if Rg <Rg3100

Kap = Kap3100Kap = Kap3100

else if Rg > Rg5100else if Rg> Rg5100

Kap = Kap5100Kap = Kap5100

elseelse

Kap = interpolation(Kap3100, Kap5100, Rg3100, SlopeKap)Kap = interpolation (Kap3100, Kap5100, Rg3100, SlopeKap)

즉, 레드 게인(Rg)이 Rg3100 보다 작으면 계수 Kap를 Kap3100으로 설정하고, Rg가 Rg5100 보다 크면 계수 Kap를 Kap5100으로 설정하며, Rg가 Rg3100과 Rg5100 사이 값인 경우의 계수 Kap는 기울기 값(SlopeKap)을 계산하여 보간하도록 하는 것이다.That is, if the red gain (Rg) is less than Rg3100, the coefficient Kap is set to Kap3100. If Rg is greater than Rg5100, the coefficient Kap is set to Kap5100, and the coefficient Kap is a slope value (SlopeKap) when Rg is a value between Rg3100 and Rg5100. To calculate the interpolation.

이때, 상기 보간을 위한 기울기를 계산하기 위해서는 제산기가 필요하지만, 제산기를 사용할 경우 하드웨어적 부담이 크므로, 본 발명에서는 각 계수에 대한 보간 기울기를 제어 레지스터(≒룩업 테이블)로 만들어 둠으로써, 하드웨어의 부담을 줄일 수 있도록 한다.In this case, a divider is required to calculate the slope for interpolation, but when using a divider, hardware burden is large. In the present invention, by making an interpolation slope for each coefficient as a control register (lookup table) To reduce the burden on the hardware.

도8은 본 발명에 따른 색 공간 변환기의 구성을 간략하게 보인 블록도로서, RGB 신호를 입력받아 휘도(Y) 신호를 생성하여 출력하는 휘도 신호 생성부(100)와, 상기 RGB 신호를 입력받고 레드 게인(Red Gain)에 의해 제어 레지스터(300)로부터 구한 색 공간 변환 계수를 이용해 보간된 색차 신호(UV)를 생성하여 출력하는 색차신호 생성부(200)와, 상기 색차신호 생성부(200)에서 색차 신호 보간 시 필요한 온도별 색 공간 변환 계수를, 룩업 테이블 형태로 저장하고 있는 제어 레지스터(300)를 포함하여 구성한다.8 is a block diagram illustrating a configuration of a color space converter according to the present invention. The luminance signal generator 100 receives an RGB signal, generates a luminance Y signal, and outputs the luminance signal. A color difference signal generator 200 which generates and outputs an interpolated color difference signal UV by using the color space conversion coefficient obtained from the control register 300 by red gain, and the color difference signal generator 200 The control register 300 is configured to store the color space conversion coefficient for each temperature required for the color difference signal interpolation in the form of a lookup table.

도9와 도10은 각각 색차신호(U or V) 생성부의 상세한 구성을 보인 블록도로서, 수학식1에 의해 U(V)신호 생성부에서 신호가 생성되고, 수학식2에 의해 색 공간 변환 계수 Ka(Kb, Kc, Kd)가 선택되며, Rg(현재의 레드 게인)와 Rg3100(시작점의 레드 게인), SlopeKa(기울기, SlopeKb 등 동일)를 이용하여 계수를 보간한다.9 and 10 are block diagrams showing the detailed configuration of the color difference signal (U or V) generating unit, respectively. The coefficients Ka (Kb, Kc, Kd) are selected and the coefficients are interpolated using Rg (current red gain), Rg 3100 (red gain at the starting point), and SlopeKa (same as slope, SlopeKb, etc.).

도9를 참조하면, 상기 색차신호(U) 생성부는 RGB 신호를 입력받아 각각 (R-G) 신호와 (B-G) 신호를 출력하는 R-G 생성부(201) 및 B-G 생성부(202)와, 상기 RGB 신호와 휘도 신호 생성부(100)에서 구한 Y 신호를 입력받아 (B-Y) 신호를 출력 하는 B-Y 생성부(203)와, 상기 (B-Y) 신호에 의해 계수 Ka(Kap 또는 Kan)를 선택하고, 제어 레지스터(300)의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Ka를 보간하여 출력하는 Ka 선택/보간부(204)와, 상기 (R-G) 신호에 의해 계수 Kb(Kbp 또는 Kbn)를 선택하고, 제어 레지스터(300)의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Kb를 보간하여 출력하는 Kb 선택/보간부(205)와, 상기 (R-G),(B-G) 신호와 계수 Ka, Kb에 의해 색차 신호 U를 출력하는 U 신호 생성부(206)로 구성된다.9, the color difference signal (U) generation unit receives an RGB signal and outputs an RG signal and a (BG) signal, respectively, an RG generator 201 and a BG generator 202, and the RGB signal. And the BY generator 203 for receiving the Y signal obtained by the luminance signal generator 100 and outputting the (BY) signal, and selecting the coefficient Ka (Kap or Kan) by the (BY) signal, and controlling the control register. A Ka select / interpolator 204 for interpolating and outputting the coefficient Ka corresponding to the current red gain Rg with reference to the lookup table of 300, and the coefficient Kb (Kbp or Kbn) by the (RG) signal. And a Kb selection / interpolation unit 205 for interpolating and outputting the coefficient Kb corresponding to the current red gain Rg by referring to the lookup table of the control register 300, and the above-mentioned (RG) and (BG). And a U signal generator 206 for outputting the color difference signal U by the signals and the coefficients Ka and Kb.

도10을 참조하면, 상기 색차신호(V) 생성부는 RGB 신호를 입력받아 각각 (R-G) 신호와 (B-G) 신호를 출력하는 R-G 생성부(207) 및 B-G 생성부(208)와, 상기 RGB 신호와 휘도 신호 생성부(100)에서 구한 Y 신호를 입력받아 (R-Y) 신호를 출력하는 R-Y 생성부(209)와, 상기 (R-Y) 신호에 의해 계수 Kc(Kcp 또는 Kcn)를 선택하고, 제어 레지스터(300)의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Kc를 보간하여 출력하는 Kc 선택/보간부(210)와, 상기 (R-G) 신호에 의해 계수 Kd(Kdp 또는 Kdn)를 선택하고, 제어 레지스터(300)의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Kd를 보간하여 출력하는 Kd 선택/보간부(211)와, 상기 (R-G),(B-G) 신호와 계수 Ka, Kb에 의해 색차 신호 V 를 출력하는 V 신호 생성부(212)로 구성된다.Referring to FIG. 10, the color difference signal (V) generation unit receives an RGB signal and outputs an (RG) signal and a (BG) signal, respectively, and an RG generation unit 207 and a BG generation unit 208, and the RGB signal. And the RY generator 209 for receiving the Y signal obtained by the luminance signal generator 100 and outputting the (RY) signal, and selecting the coefficient Kc (Kcp or Kcn) based on the (RY) signal, A Kc selection / interpolation unit 210 which interpolates and outputs the coefficient Kc corresponding to the current red gain Rg with reference to the lookup table of 300, and the coefficient Kd (Kdp or Kdn) by the (RG) signal. Is selected, and a Kd selection / interpolation unit 211 for interpolating and outputting the coefficient Kd corresponding to the current red gain Rg by referring to the lookup table of the control register 300, and (RG) and (BG). It consists of a V signal generation part 212 which outputs the color difference signal V by a signal and coefficients Ka and Kb.

이때, 상기 제어 레지스터(300)의 룩업 테이블에는 도11의 순서도에 도시된 바와 같은 과정을 통해, 3100K와 5100K에 대하여 각 8개씩 총 16개의 계수(Kap3100, Kap5100 등)와 3100K와 5100K 각각에 대한 레드 게인(Rg3100, Rg5100) 및 3100K와 5100K에 대한 8개의 기울기(SlopeKa 등)를 저장하게 된다.In this case, the lookup table of the control register 300 includes a total of 16 coefficients (Kap3100, Kap5100, etc.) and 3100K and 5100K for each of 8 for 3100K and 5100K, as shown in the flowchart of FIG. Red gain (Rg3100, Rg5100) and eight slopes (SlopeKa, etc.) for 3100K and 5100K will be stored.

상기와 같이 제어 레지스터에 각 계수 및 레드 게인, 기울기 등을 저장한 후 카메라를 구동하면, 유효 픽셀에 대하여 현재의 레드 게인(Rg)과 상기 제어 레지스터를 이용하여 계수를 보간하게 되고, 그 계수에 의해 RGB 신호를 YUV 신호로 변환하게 된다.As described above, when driving the camera after storing each coefficient, the red gain, the slope, and the like in the control register, the coefficient is interpolated using the current red gain (Rg) and the control register for the effective pixel. This converts the RGB signal into a YUV signal.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기 및 색 공간 변환 방법은 자동 화이트 밸런스와 연동하여 색 온도 변화에 상관없이 정확하고 안정적인 색 재현을 하는 효과가 있다.As described above, the automatic white balance linked color space converter and the color space converting method of the present invention have an effect of accurately and stably reproducing color regardless of color temperature change in conjunction with automatic white balance.

또한, 본 발명은 하드웨어 구현 시 제산기를 포함하지 않기 때문에 회로의 크기를 최적화 할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the present invention does not include a divider in hardware implementation, there is an effect that can optimize the size of the circuit.

Claims (12)

RGB 신호를 입력받아 휘도(Y) 신호를 출력하는 휘도 신호 생성부와;A luminance signal generator which receives an RGB signal and outputs a luminance Y signal; 색차 신호 보간 시 필요한 온도별 색 공간 변환 계수를 룩업 테이블 형태로 저장하는 제어 레지스터와;A control register for storing color space conversion coefficients for each temperature required for color difference signal interpolation in the form of a lookup table; 상기 제어 레지스터를 참조하여 구한 현재의 색 온도에서의 색 공간 변환 계수를 이용해 색차 신호(UV)를 보간하여 출력하는 색차신호 생성부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기.And a color difference signal generator for interpolating and outputting a color difference signal (UV) using the color space conversion coefficient at the current color temperature obtained by referring to the control register. 제1항에 있어서, 상기 색 온도는 레드 게인(red gain : Rg)에 의해 판별하는 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기.The color space converter of claim 1, wherein the color temperature is determined by red gain (Rg). 제1항에 있어서, 상기 제어 레지스터에 저장하는 색 공간 변환 계수의 색 온도 영역은, 3100K와 5100K로 한정하여 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기.The automatic white balance coordinated color space converter according to claim 1, wherein the color temperature range of the color space conversion coefficients stored in the control register is limited to 3100K and 5100K. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 색 공간 변환 계수(UV 생성 계수)는 3100K 이하의 색 온도에서는 3100K 일 때의 계수를 사용하고, 5100K 이상의 색 온도에서는 5100K 일 때의 계수를 사용하고, 상기 색 온도 사이의 색 온도에서는 보간에 의해 생성한 계수를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공 간 변환기.The color space conversion coefficient (UV generation coefficient) according to claim 1 or 3, wherein a coefficient at 3100K is used at a color temperature of 3100K or less, and a coefficient at 5100K is used at a color temperature of 5100K or more. And a coefficient generated by interpolation in the color temperature between the color temperatures. 제1항에 있어서, 상기 제어 레지스터에는 3100K와 5100K에 대하여 각 8개씩 총 16개의 계수(예:Kap3100, Kap5100)와 3100K와 5100K 각각에 대한 레드 게인(예:Rg3100, Rg5100) 및 3100K와 5100K에 대한 8개의 기울기(예:SlopeKa) 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기.The control register of claim 1, wherein the control register has a total of 16 coefficients (e.g., Kap3100, Kap5100) for each of 3100K and 5100K, and red gains (for example, Rg3100, Rg5100) for 3100K and 5100K, and 3100K and 5100K, respectively. An automatic white balance coordinated color space converter, which stores eight slope (e.g., slopeKa) values for each. 제1항에 있어서, 상기 색차신호 생성부는 RGB 신호를 입력받아 각각 (R-G) 신호와 (B-G) 신호를 출력하는 R-G 생성부 및 B-G 생성부와;The display device of claim 1, wherein the color difference signal generator comprises: an R-G generator and a B-G generator configured to receive RGB signals and output (R-G) and (B-G) signals, respectively; 상기 RGB 신호와 휘도 신호 생성부에서 구한 Y 신호를 입력받아 (B-Y) 신호를 출력하는 B-Y 생성부와;A B-Y generator for receiving the Y signal obtained by the RGB signal and the luminance signal generator and outputting a (B-Y) signal; 상기 (B-Y) 신호에 의해 계수 Ka(Kap 또는 Kan)를 선택하고, 제어 레지스터의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Ka를 보간하여 출력하는 Ka 선택/보간부와;A Ka selection / interpolation unit for selecting a coefficient Ka (Kap or Kan) by the (B-Y) signal and interpolating and outputting a coefficient Ka corresponding to the current red gain Rg by referring to a lookup table of a control register; 상기 (R-G) 신호에 의해 계수 Kb(Kbp 또는 Kbn)를 선택하고, 제어 레지스터의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Kb를 보간하여 출력하는 Kb 선택/보간부와;A Kb selection / interpolation unit for selecting a coefficient Kb (Kbp or Kbn) by the (R-G) signal, interpolating and outputting a coefficient Kb corresponding to the current red gain Rg by referring to a lookup table of a control register; 상기 (R-G),(B-G) 신호와 계수 Ka, Kb에 의해 색차 신호 U를 출력하는 U 신호 생성부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기.And a U signal generator for outputting a color difference signal U by the (R-G) and (B-G) signals and coefficients Ka and Kb. 제1항에 있어서, 상기 색차신호 생성부는 RGB 신호를 입력받아 각각 (R-G) 신호와 (B-G) 신호를 출력하는 R-G 생성부 및 B-G 생성부와;The display device of claim 1, wherein the color difference signal generator comprises: an R-G generator and a B-G generator configured to receive RGB signals and output (R-G) and (B-G) signals, respectively; 상기 RGB 신호와 휘도 신호 생성부에서 구한 Y 신호를 입력받아 (R-Y) 신호를 출력하는 R-Y 생성부와;An R-Y generator for receiving the Y signal obtained by the RGB signal and the luminance signal generator and outputting a (R-Y) signal; 상기 (R-Y) 신호에 의해 계수 Kc(Kcp 또는 Kcn)를 선택하고, 제어 레지스터의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Kc를 보간하여 출력하는 Kc 선택/보간부와;A Kc selection / interpolation unit for selecting a coefficient Kc (Kcp or Kcn) by the (R-Y) signal and interpolating and outputting a coefficient Kc corresponding to the current red gain Rg by referring to a lookup table of a control register; 상기 (R-G) 신호에 의해 계수 Kd(Kdp 또는 Kdn)를 선택하고, 제어 레지스터의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 레드 게인(Rg)에 해당하는 계수 Kd를 보간하여 출력하는 Kd 선택/보간부와;A Kd selection / interpolation unit for selecting a coefficient Kd (Kdp or Kdn) by the (R-G) signal and interpolating and outputting a coefficient Kd corresponding to the current red gain Rg by referring to a lookup table of a control register; 상기 (R-G),(B-G) 신호와 계수 Ka, Kb에 의해 색차 신호 V 를 출력하는 V 신호 생성부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환기.And a V signal generator for outputting a color difference signal V by the (R-G) and (B-G) signals and coefficients Ka and Kb. 화이트 밸런스에 연동하여 기준 컬러들을 색 공간 변환하기 위한 색 온도를 한정하고, 각각에 대한 색 공간 변환 계수 및 레드 게인, 기울기 값을 룩업 테이블 형태로 저장해 두는 단계와;Defining a color temperature for color space conversion of the reference colors in association with the white balance, and storing the color space conversion coefficients, the red gain, and the gradient value for each in the form of a lookup table; 상기 룩업 테이블과 현재의 색 온도에 대한 레드 게인(Rg)을 이용하여 카메라로 입력되는 유효 픽셀에 대한 색 공간 변환 계수를 보간하는 단계와;Interpolating the color space conversion coefficients for the effective pixels input to the camera using the lookup table and the red gain (Rg) for the current color temperature; 상기 보간된 색 공간 변환 계수에 의해 RGB 신호를 YUV 신호로 공간 변환하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환 방법.And spatially converting an RGB signal into a YUV signal by using the interpolated color space conversion coefficients. 제8항에 있어서, 상기 한정하는 색 온도는 3100K와 5100K 인 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환 방법.The automatic white balance linked color space conversion method according to claim 8, wherein the limiting color temperatures are 3100K and 5100K. 제8항에 있어서, 상기 색 공간 변환 계수는 3100K 이하의 색 온도에서는 3100K 일 때의 계수를 사용하고, 5100K 이상의 색 온도에서는 5100K 일 때의 계수를 사용하고, 상기 색 온도 사이의 색 온도에서는 보간에 의해 생성한 계수를 사용하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환 방법.9. The color space conversion coefficient of claim 8, wherein the color space conversion coefficient is a coefficient of 3100K at a color temperature of 3100K or less, a coefficient of 5100K is used of a color temperature of 5100K or more, and interpolation at a color temperature between the color temperatures. An automatic white balance coordinated color space conversion method, characterized in that it uses a coefficient generated by the &quot; 제8항 또는 제10항에 있어서, 상기 룩업 테이블로 저장되는 색 공간 변환 계수는, 3100K와 5100K에 대하여 각 8개씩 총 16개의 계수와 3100K와 5100K 각각에 대한 레드 게인 및 3100K와 5100K에 대한 8개의 기울기 값인 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환 방법.The color space conversion coefficients stored in the lookup table are 16 coefficients each for 8 for 3100K and 5100K, red gain for 3100K and 5100K, and 8 for 3100K and 5100K. White balance linked color space conversion method characterized in that the gradient value of. 제11항에 있어서, 상기 색 공간 변환 계수는 백점을 제외한 6개의 기준 컬러에 해당하는 계수(C3 ~ C8)를 수학식1에 의해 의미 있는 네 개의 계수(ka, kb, kc, kd)로 변환하는 단계와;12. The method of claim 11, wherein the color space conversion coefficients are transformed coefficients (C3 ~ C8) corresponding to six reference colors excluding a white point into four coefficients (ka, kb, kc, kd) by means of Equation 1 Making a step; 상기 네 개의 계수를 수학식2에 의해 양/음의 조건에 따른 8개의 계수(Kap, Kan ~ Kdp, Kdn)로 분리하는 단계에 의해 색 공간 변환 계수를 선택할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 화이트 밸런스 연동형 색 공간 변환 방법.Automatic white, characterized in that the color space conversion coefficients can be selected by separating the four coefficients into eight coefficients (Kap, Kan ~ Kdp, Kdn) according to the positive / negative condition by Equation 2 Balance linked color space conversion method. (수학식 1)(Equation 1)

(수학식 2)(Equation 2)

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