KR20100012603A - 색 보정 방법 및 그 장치 - Google Patents

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색 보정 방법 및 그 장치를 제공한다. 본 색 보정 방법은, 영상 신호로부터 휘도 히스토그램을 생성하는 단계, 휘도 히스토그램의 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 결정하는 단계 및 결정된 색 매트릭스를 이용하여 영상신호를 색 공간 변환하여 RGB 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 색 노이즈를 감소시킬 수 있다.
휘도 히스토그램, 색 매트릭스, RGB

Description

색 보정 방법 및 그 장치{The method for correcting color and the apparatus thereof}
본 발명은 색 보정 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 입력신호에 따라 다이나믹하게 색을 보정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
모니터, 스캐너, 프린터, TV 등과 같이 색을 재현하는 디지털 영상 장치들은 사용자들의 다양한 요구를 충족시키기 위해, 그 기능이 다양해지고 고품질화되고 있다. 또한, 상기한 디지털 영상 장치는 입력된 영상의 색을 그대로 출력할 수 있으며 입력된 영상의 색 중 특정 색을 강조하여 출력할 수도 있다. 이에 따라, 사용자는 보다 자연스러운 영상을 감상할 수 있게 된다.
그러나, 상기와 같이 입력되는 영상의 색 중 특정 색을 강조하는 경우, 색 노이즈가 발생하는 문제점이 있다. 예를 들어, 디지털 영상 장치가 스포츠 모드인 경우, 영상의 색 중 그라운드나 숲 등의 녹색 색상을 강조하게 되는데, 이때 입력된 영상이 휘도가 낮은 영상으로 변경되면, 여전히 녹색 색상이 강조된 것으로 남아 있어서 회색 부분이 녹색처럼(greenish) 보이게 된다.
결국, 특정 색을 강조하여 보다 자연스러운 영상을 감상하고자 하는 사용자 는 영상의 휘도가 변경됨에 따라 저화질의 영상을 감상하게 되는 아이러니가 발생하게 된다.
본 발명은, 영상의 휘도가 변경됨에 따라 다른 색 매트릭스를 적용하여 색 공간 변환함으로써, 다이나믹하게 색을 보정하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이 목적이다.
또한, 색 노이즈가 발생하는 문제점을 해결하여 보다 자연스러운 영상을 제공하는 색 보정 방법 및 그 장치를 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 보정 방법은, 영상 신호로부터 휘도 히스토그램을 생성하는 단계; 상기 휘도 히스토그램의 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 색 매트릭스를 이용하여 상기 영상신호를 색 공간 변환하여 RGB 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 색 매트릭스를 결정하는 단계는, 상기 휘도 정보에 따라 다른 색 매트릭스를 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 영상신호는 YUV신호 또는 YCbCr 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 영상신호는 프레임 단위 또는 필드 단위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 색 매트릭스를 결정하는 단계는, 현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보간의 차가 특정 값을 초과하는 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하고, 현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보간의 차가 특정 값 이하인 경우, 이전 색 매트릭스와 동일한 색 매트릭스를 결정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값인 것이 바람직하다.
또한, 상기 색 매트릭스를 결정하는 단계는, 현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보가 다른 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하고, 현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보가 같은 경우, 이전 색 매트릭스와 동일한 색 매트릭스를 결정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값을 포함하는 특정 범위인 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 보정 장치는, 영상 신호로부터 휘도 히스토그램을 생성하는 휘도 히스토그램 생성부; 상기 휘도 히스토그램의 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 결정하는 색 매트릭스 결정부; 및 상기 결정된 색 매트릭스를 이용하여 상기 영상신호를 색 공간 변환하여 RGB 신호를 출력하는 색 공간 변환부;를 포함한다.
그리고, 상기 색 매트릭스 결정부는, 상기 휘도 정보에 따라 다른 색 매트릭스를 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 영상신호는 YUV신호 또는 YCbCr 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 영상신호는 프레임 단위 또는 필드 단위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 색 매트릭스 결정부는, 현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보간의 차 가 특정 값을 초과하는 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값인 것이 바람직하다.
또한, 상기 색 매트릭스 결정부는, 현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보가 다른 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값을 포함하는 특정 범위인 것이 바람직하다.
또한, 복수 개의 색 매트릭스가 저장되어 있는 저장부;를 더 포함하고, 상기 색 매트릭스 결정부는, 상기 결정된 색 매트릭스를 상기 저장부로부터 독출하여 상기 색 공간 변환부로 인가하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색 보정 장치로서, 디지털 영상 장치내에 마련되어 있다. 색 보정 장치는 제1 색 공간 변환부(110), 색 보정부(130) 및 제2 색 공간 변환부(140)를 포함한다.
제1 색 공간 변환부(110)는 입력되는 영상신호가 RGB(Red Green Blue) 신호인 경우, 상기한 RGB 신호를 색 매트릭스를 이용하여 YUV 신호로 변환시킨다. 입력되는 영상신호가 RGB 신호인 경우, RGB 신호 자체를 보정하는데는 많은 로드가 발생하게 되므로, RGB 신호를 YUV 신호로 변환하는 것이 바람직하다. 또한, 영상신호 는 프레임 단위로 입력되는 것이 바람직하다.
색 보정부(130)는 YUV 신호로부터 휘도 정보를 추출하고, 휘도 정보에 따라 적응적인 색 매트릭스를 결정하는 소자로서, 휘도 히스토그램 생성부(132), 휘도 정보 비교부(134), 색 매트릭스 결정부(136) 및 저장부(138)를 포함한다.
휘도 히스토그램 생성부(132)는 YUV 신호 중 휘도 신호를 이용하여 휘도 히스토그램을 생성하여 휘도 정보를 추출하여 휘도 정보 비교부(134)로 인가한다. 여기서 휘도 히스토그램이란 영상 신호에 대한 화소가 갖는 밝고 어두운 값에 대하여 그 강도를 분석하여 그래프형태로 표현한 것이다.
그리고, 휘도 정보는 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값을 포함하는 소정 레벨인 것이 바람직하다. 그리하여 프레임 간의 휘도 정보가 동일한 경우 프레임간의 휘도 변화가 작은 것으로 판단할 수 있으며, 프레임 간의 휘도 정보가 다른 경우 프레임간의 휘도 변화가 큰 것으로 판단할 수 있다.
휘도 정보 비교부(134)는 휘도 히스토그램 생성부(132)에서 인가되는 현재 프레임에 대한 휘도 정보와 이전 프레임에 대한 휘도 정보를 비교하고, 그 결과를 색 매트릭스 결정부(136)로 인가한다.
색 매트릭스 결정부(136)는 휘도 정보 비교부(134)로부터 인가받은 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 색 매트릭스 저장부(138)로부터 독출하여 제2 색 공간 변환부(140)로 인가한다.
구체적으로, 현재 프레임에 대한 휘도 정보가 이전 프레임에 대한 휘도 정보와 다른 경우, 색 매트릭스 결정부(136)는 이전 프레임에 이용한 색 매트릭스와 다 른 색 매트릭스를 저장부(138)에서 독출하여 제2 색 공간 변환부(140)로 인가한다. 현재 프레임에 대한 휘도 정보가 이전 프레임에 대한 휘도 정보와 동일한 경우, 색 매트릭스 결정부(136)는 이전 프레임에 이용한 색 매트릭스를 저장부(138)에서 독출하여 제2 색 공간 변환부(140)로 인가한다. 그러나, 물론, 현재 프레임에 대한 휘도 정보가 이전 프레임에 대한 휘도 정보와 동일한 경우, 후술할 제2 색 공간 변환부(140)는 이전 프레임에 이용한 색 매트릭스를 이용하여 현재 프레임의 색 데이터를 변환할 수 있기 때문에 색 매트릭스 결정부(136)는 이전 프레임에 이용한 색 매트릭스와 동일한 매트릭스를 다시 독출하여 인가하지 않아도 무방하다.
저장부(138)는 다수의 색 매트릭스가 저장되어 있다. 상기한 색 매트릭스는 색 보정 장치의 제조업자 등에 의해 기저장되는 것이 바람직하다.
제2 색 공간 변환부(140)는 YUV 신호를 색 공간 변환하여 RGB 신호로 출력한다. 제2 색 공간 변환부(140)가 RGB 신호를 출력함에 있어서, 색 매트릭스 결정부(136)에서 인가받은 색 매트릭스를 이용한다. 제2 색 공간 변환부(140)가 이용하는 색 매트릭스는 제1 색 공간 변환부(110)가 이용하는 색 매트릭스와 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 변화에 따라 적응적으로 색 보정을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, RGB 신호인 영상신호가 프레임 단위로 입력되면, 제1 색 공간 변환부(110)는 RGB 신호를 YUV 신호로 변환한다(S210). 변환된 YUV 신호는 제2 색 공간 변환부(140)로 인가될 뿐만 아니라 색 보정부(130)로도 인가된다.
색 보정부(130)내의 휘도 히스토그램 생성부(132)는 YUV 신호 중 휘도 신호를 이용하여 휘도 히스토그램을 생성하고(S220), 상기한 휘도 히스토그램으로부터 획득된 휘도 정보를 휘도 정보 비교부(134)로 인가한다(S230). 이때. 휘도 정보는 휘도 히스토그램에 표시되는 휘도 값 중 최대 값을 포함하는 레벨인 것이 바람직하다.
휘도 정보 비교부(134)는 입력되는 휘도 정보와 기존의 휘도 정보를 비교하여 휘도 정보가 동일한지 판단한다(S240). 입력되는 휘도 정보는 현재 프레임의 휘도 정보이며, 기존의 휘도 정보는 이전 프레임의 휘도 정보인 것이 바람직하다. 휘도 정보가 다르면 프레임 간의 휘도가 크게 변경되었음을 나타낸다.
휘도 정보가 동일하지 않은 것으로 판단되면(S240-N), 색 매트릭스 결정부(136)는 변경된 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 저장부(138)로부터 독출하여 제2 색 공간 변환부(140)로 인가한다(S250). 이때 독출된 색 매트릭스는 이전 프레임 시에 독출된 색 매트릭스와 다르다.
그러나, 휘도 정보가 동일한 것으로 판단되면(S240-Y), 색 매트릭스 결정부(136)는 이전 프레임 시에 독출된 색 매트릭스와 동일한 색 매트릭스를 독출하여 제2 색 공간 변환부(140)로 인가한다(S260).
그리하여 제2 색 공간 변환부(140)는 색 매트릭스로부터 인가받은 색 매트릭스를 이용하여 YUV 신호를 색 공간 변환함으로써, RGB 신호를 출력한다(S270).
이와 같이 휘도가 변경되면, YUV 신호를 RGB 신호로 색 공간 변환시키는 색 매트릭스도 변경시킴으로써, 색 노이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 휘도 히스토그램을 도시한 도면이다.
프레임 단위로 입력된 영상 신호는 휘도 히스토그램 생성부(132)에서 도 3에 도시된 바와 같이 휘도 히스토그램을 생성한다. 그리고, 최대 휘도 값을 기초로 휘도 정보를 결정하는데, 도 3의 휘도 히스토그램에서의 휘도 정보는 k임을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 정보에 따라 제2 색 공간 변환부(140)에서 이용되는 색 매트릭스를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 휘도 정보는 0에서 7로 구분되어 있다. 그리고, 휘도 정보가 0 또는 1인 경우, 제1 색 매트릭스(410)가 이용되며 제1 색 매트릭그(410)를 통해 색 공간 변환된 RGB 신호는 'high green' 및 'bluish'가 강조된다. 또한, 휘도 정보가 2 또는 3인 경우, 제2 색 매트릭스(420)가 이용되며 제2 색 매트릭스(420)를 통해 색 공간 변환 RGB 신호는 'flesh' 및 'yellowish' 가 강조된다.
본 실시예에서는 YUV 신호에서 RGB 신호로 색 공간 변환시킬 때 휘도 히스토그램의 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 이용한다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. YCbCr 신호를 RGB 신호로 색 공간 변환시키는 경우에도 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 이용할 수 있음을 물론이다.
또한, 본 실시예에서는 프레임 단위로 영상신호가 입력된다고 하였으나, 이에 한정되지 않고, 필드 단위로 영상신호가 입력되는 경우에도 휘도 히스토그램의 휘도 정보에 따라 다이나믹한 색 매트릭스를 이용할 수 있다.
본 실시예에서, 휘도 정보가 특정 범위를 갖는 휘도 값으로 정의하여 휘도 정보가 변경되면, 색 매트릭스도 변경되어 색 공간 변환을 수행한다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 휘도 정보는 휘도 값 자체일 수 있으며, 이전 휘도 정보와 현재 휘도 정보의 차가 소정 값 이상인 경우 색 매트릭스를 변경시킬 수 있음도 물론이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색 보정 장치,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 변화에 따라 적응적으로 색 보정을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 휘도 히스토그램을 도시한 도면, 그리고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 정보에 따라 제2 색공간 변환부에서 이용되는 색 메트릭스를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명*
110: 제1 색공간 변환부 130: 색 보정부
140: 제2 색공간 변환부 132: 휘도 히스토그램 생성부
134: 휘도 정보 비교부 136: 색 매트릭스 결정부
138: 저장부

Claims (17)

  1. 영상 신호로부터 휘도 히스토그램을 생성하는 단계;
    상기 휘도 히스토그램의 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 색 매트릭스를 이용하여 상기 영상신호를 색 공간 변환하여 RGB 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징을 하는 색 보정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 색 매트릭스를 결정하는 단계는,
    상기 휘도 정보에 따라 다른 색 매트릭스를 결정하는 것을 특징으로 하는 색 보정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 영상신호는
    YUV신호 또는 YCbCr 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 색 보정 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 영상신호는 프레임 단위 또는 필드 단위인 것을 특징으로 하는 색 보정 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 색 매트릭스를 결정하는 단계는,
    현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보간의 차가 특정 값을 초과하는 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하고,
    현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보간의 차가 특정 값 이하인 경우, 이전 색 매트릭스와 동일한 색 매트릭스를 결정하는 것을 특징으로 하는 색 보정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값인 것을 특징으로 하는 색 보정 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 색 매트릭스를 결정하는 단계는,
    현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보가 다른 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하고,
    현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보가 같은 경우, 이전 색 매트릭스와 동일한 색 매트릭스를 결정하는 것을 특징으로 하는 색 보정 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값을 포함하는 특정 범위인 것을 특징으로 하는 색 보정 방법.
  9. 영상 신호로부터 휘도 히스토그램을 생성하는 휘도 히스토그램 생성부;
    상기 휘도 히스토그램의 휘도 정보에 대응되는 색 매트릭스를 결정하는 색 매트릭스 결정부; 및
    상기 결정된 색 매트릭스를 이용하여 상기 영상신호를 색 공간 변환하여 RGB 신호를 출력하는 색 공간 변환부;를 포함하는 것을 특징을 하는 색 보정 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 색 매트릭스 결정부는,
    상기 휘도 정보에 따라 다른 색 매트릭스를 결정하는 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 영상신호는
    YUV신호 또는 YCbCr 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 영상신호는 프레임 단위 또는 필드 단위인 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 색 매트릭스 결정부는,
    현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보간의 차가 특정 값을 초과하는 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하는 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값인 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 색 매트릭스 결정부는,
    현재 휘도 정보와 이전 휘도 정보가 다른 경우, 이전 색 매트릭스와 다른 색 매트릭스를 결정하는 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 휘도 정보는 상기 휘도 히스토그램에서 최대 휘도 값을 포함하는 특정 범위인 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
  17. 제 9항에 있어서,
    복수 개의 색 매트릭스가 저장되어 있는 저장부;를 더 포함하고,
    상기 색 매트릭스 결정부는,
    상기 결정된 색 매트릭스를 상기 저장부로부터 독출하여 상기 색 공간 변환부로 인가하는 것을 특징으로 하는 색 보정 장치.
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