KR20090077184A - 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법에 관한 것으로, 주변 광의 조도로부터 색온도를 감지하고 빛의 파장 별 R,G,B 성분을 측정하는 RGB 센서; 상기 측정된 R,G,B 성분에 근거하여 입력 영상의 소정 색상을 보상하는 색상강화부; 상기 감지된 주변 광의 색온도와 기준 색온도를 비교하여 입력 영상의 휘도와 색도 성분의 가중치를 계산하는 색온도 계산부; 상기 보상된 색상을 반영하고 상기 계산된 휘도와 색도 성분의 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 신호를 R,G,B 신호의 구성 포맷으로 변환하는 색공간변환부; 및 상기 색공간 변환부를 통해 변환된 입력 영상 신호를 표시하는 디스플레이부를 포함하며, 주변 조도에 따라 색 온도가 달라지더라도 색 온도에 의해 묻힐 수 있는 특정 색상을 보상해 줌으로써 사용자에게 더욱 선명한 영상을 제공한다.

RGB LED, 색상 보상, 주변 조도

Description

화이트 밸런스 조정 장치 및 방법{Apparatus and method for adjustment of white balance}

본 발명은 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자체 정보처리 능력을 갖춘 Eye Q 동작 시 주변 광원에 의한 RGB 값을 분석하여 변경되는 색 온도에 대해 특정 색상을 강화시켜 주는 색온도 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 사람의 눈은 배경 조명이 달라지더라도 반사체의 색을 인식하는데 어느 정도의 적응력을 가지나, TV 카메라의 촬상관은 이러한 적응력을 가지지 못하기 때문에 이를 보상해주는 장치가 필요하다. 배경 조명, 예컨대 자연 조명, C 조명, D65 조명 등에 관계없이 물체가 가지는 색상의 일관성을 부여하기 위하여 기준이 되는 조명, 예컨대 C 조명 도는 D65 조명 등의 에너지 스펙트럼 분포를 가지는 광학 필터를 카메라 앞에 부착하거나 화이트(white)의 색좌표를 기준 조명의 색 좌표와 같아지도록 카메라의 RGB 게인을 조정하여 영상 신호를 생성하게 된다.

TV 또는 모니터에서의 색 재현 특성은 백색(white)을 기준으로 하기 때문에, 기준이 되는 백색 좌표가 달라지면 동일한 영상 신호에 대해서 재현되는 칼라 스페 이스(color space)가 달라지게 된다. 지역마다 또는 개인마다 색 인식의 성향이 다른 관계로 통상 모니터 제조업체의 경우 사용지역에 따라 백색의 색좌표를 달리가져 가고 있으나, 모니터에 고정된 RGB 이득으로 인해 개개의 색인식 성향에 맞는 백색 좌표를 제공하지는 못하는 문제점이 있다.

색온도는 빛의 조도(밝기)에 따라 그 빛의 색조가 붉은색, 흰색, 파란색의 순서로 나타나는 것을 이용하여 그 조도를 온도로 환산한 것이다. 예를 들어서, 백열등은 빛의 조도가 높아 색감이 푸르므로 색온도가 높다. 한편, 형광등은 빛의 조도가 낮아 색감이 붉으므로 색온도가 낮다. 종래의 CRT(Cathod Ray Tude)와 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 장치는 표시되는 영상의 색온도를 수동으로 조절하는 기능을 제공한다. 이러한 디스플레이 장치에 표시되는 영상은 주위의 빛의 조도에 따라 영상의 색감이 변질되어 사용자에게 인식되므로 표시되는 영상의 색온도를 조절해야 할 필요가 있다.

하지만, 주변 광은 주간/야간에 따라 빛의 밝기가 다르고 백열등, 형광등과 같이 광원의 종류에 따라 빛의 밝기가 다르기 때문에, 사용자가 색온도를 매번 조절하는 것은 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자체 정보처리 능력을 갖춘 Eye Q 동작 시 RGB 센서 값에 근거하여 특정 색상을 보상해주고 색 온도를 변경함으로써 색온도 변경에 따른 특정 색상이 묻히는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화이트 밸런스 조정 장치는 주변 광의 조도로부터 색온도를 감지하고 빛의 파장 별 R,G,B 성분을 측정하는 RGB 센서;상기 측정된 R,G,B 성분에 근거하여 입력 영상의 소정 색상을 보상하는 색상강화부; 상기 감지된 주변 광의 색온도와 기준 색온도를 비교하여 입력 영상의 휘도와 색도 성분의 가중치를 계산하는 색온도 계산부; 상기 보상된 색상을 반영하고 상기 계산된 휘도와 색도 성분의 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 신호를 R,G,B 신호의 구성 포맷으로 변환하는 색공간변환부; 및 상기 색공간 변환부를 통해 변환된 입력 영상 신호를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

상기 색상 강화부는 상기 측정된 주변 광이 R,G,B 임계치 값보다 블루(Blue)가 큰 경우 레드(Red)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 한다.

상기 색상 강화부는 상기 측정된 주변 광이 R,G,B 임계치 값보다 레드(Red)가 큰 경우 블루(Blue)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것 을 특징으로 한다.

상기 색상 강화부는 상기 측정된 주변 광이 R,G,B 임계치 값보다 그린(Green)가 큰 경우 레드(Red)와 블루(Blue) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 한다.

상기 색상 강화부는 주변 광으로부터 측정된 R,G,B 성분 중 적어도 하나가 임계치 값보다 큰 경우 특정 색상을 보상하여 입력 영상의 적정 색감에 관한 색 데이터를 저장하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 화이트 밸런스 조정 방법에 있어서, 주변 광의 조도로부터 색온도를 감지하고 빛의 파장 별 R,G,B 성분을 측정하는 단계; 상기 측정된 R,G,B 성분에 근거하여 입력 영상의 소정 색상을 보상하는 단계; 상기 감지된 주변 광의 색온도와 기준 색온도를 비교하여 입력 영상의 휘도와 색도 성분의 가중치를 계산하는 단계; 상기 보상된 색상을 반영하고 상기 계산된 휘도와 색도 성분의 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 신호를 R,G,B 신호의 구성 포맷으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 입력 영상 신호를 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 소정 색상을 보상하는 단계는 상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 적어도 하나 이상이 임계치보다 큰 경우 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 임계치보다 블루(Blue)가 큰 경우 레드(Red)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 임계치보다 그린(Green)이 큰 경우 레드(Red)와 블루(Blue) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 임계치보다 레드(Red)이 큰 경우 블루(Blue)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 주변 조도에 따라 색 온도가 달라지더라도 색 온도에 의해 묻힐 수 있는 특정 색상을 보상해 줌으로써 사용자에게 더욱 선명한 영상을 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 주변환경 조도에 따른 디스플레이 색온도 변화를 나타낸 예시도이다.

본 발명에서 화이트 밸런스 조정 장치는 자체 정보처리 능력을 갖춘 Eye Q에 의해 주변환경에 따른 밝기와 색상을 자동으로 조절하여, 소비전력 절감 효과뿐만 아니라 최적의 시청 환경을 제공한다. 동작 시 RGB의 입력 값을 분석하여 주변의 조도에 따라 영상의 색 온도를 도 1과 같이 다르게 변화시킨다.

도 2는 본 발명에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하여 색온도를 조정하는 화이트 밸런스 조정 장치를 나타낸 구성도이다.

R,G,B 센서(21)는 주변의 광원을 감지하여 광원의 조도를 측정한다. 특히, 본 발명에 따라 주변 광의 조도로부터 색온도를 감지하고 빛의 파장 별 R,G,B 성분을 측정한다. R,G,B 센서(21)는 디지털 카메라 등을 이용하여 용이하게 구현할 수 있으며, 1931 CIE 컬러 매칭 함수와 같은 분광 감도 특성을 필터 등으로 구현한 센서이다.

색상 강화부(23)는 R,G,B 센서(21)로부터 측정된 주변 광의 R,G,B 성분에 근거하여 입력 영상의 소정 색상을 보상한다. 색상 강화부(23)는 측정된 R,G,B 성분에 따른 입력 영상의 적정 색감에 관한 색데이터를 저장하는데 본 발명의 실시 예에 따라 측정된 주변 광이 블루(Blue)가 강한 경우는 입력 영상의 레드(Red) 색상 과 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하고, 측정된 주변 광이 레드(Red)가 강한 경우는 입력 영상의 블루(Blue) 색상과 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상한다. 그리고 측정된 주변 광이 그린(Green)이 강한 경우 입력 영상의 레드(Red)와 블루(Blue) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상한다.

색온도 계산부(25)는 R,G,B 센서(21)로부터 감지된 주변 광의 색온도와 기준 색온도를 비교하여 입력 영상의 휘도와 색도 성분의 가중치를 계산한다.

색공간 변환부(27,CSC)는 색상 강화부(23)로부터 보상된 색상을 반영하고 색온도 계산부(25)로부터 계산된 휘도와 색도 성분의 가중치를 이용하여 입력 영상의 신호를 R,G,B 신호의 구성 포맷으로 변환시킨다.

디스플레이부(29)는 색공간 변환부(27)를 통해 변환된 입력 영상 신호를 표시한다.

본 발명에 의한 화이트 밸런스 조정 장치는 LCD 프로젝션 TV, DLP 프로젝션 TV, LCoS 프로젝션 TV 등에 포함된다.

도 3은 본 발명에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하는 것을 나타낸 예시도이다.

본 발명의 R,G,B 센서를 통해 측정된 주변 광의 R,G,B 성분에 따라서, 도 3a와 같이 Red가 강한 경우는 입력 영상의 블루(blue)와 그린(green) 색상을 강화시킨다. 또한, 도 3b와 같이 주변 광원이 블루(blue)가 강한 경우는 레드(red)와 그린(green)색상을 선택적으로 강화시켜 주변 조도에 따라 색 온도가 변경되었을 경우 특정 색상들이 색 온도에 의해 묻히는 결과를 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하여 색온도를 조정하여 디스플레이된 화면을 나타낸 예시도이다.

도4a와 도4(a-1)는 주변 광원이 블루(blue)가 강한(Light Source 6500K) 환경에서 화이트 밸런스 조정 장치에 의해 디스플레이되는 화면이다. 도4a는 자체 정보처리 능력을 갖춘 Eye Q에서 주변 조도에 따라 색 온도가 변경되었을 경우 같은 계통의 색(하늘색)은 표현이 잘되지만, 나뭇잎과 같은 녹색의 색상은 표현이 잘되지 못한다. 반면, 도4(a-1)는 본 발명에 의한 주변 광원의 R,G,B 성분에 따른 특정 색상을 보상하는 화이트 밸런스 조정 장치에 의해 그린(green) 색상이 보상된 선명한 화면을 나타낸다.

또 다른 실시 예에 따른 도4b와 도4(b-1)는 주변 광원이 레드(red)가 강한(Light Source 3000K) 환경에서 화이트 밸런스 조정 장치에 의해 디스플레이되는 화면이다. 도4b는 자체 정보처리 능력을 갖춘 Eye Q에서 주변 조도에 따라 색 온도 가 변경되었을 경우, 붉은 계통(얼굴, 노란색 차)은 표현이 잘되지만 하늘 등의 파란색 계통은 표현이 명확하지 않음을 알 수 있다. 반면, 도4(b-1)는 본 발명에 의한 주변 광원 R,G,B 성분에 따른 특정 색상을 보상하는 화이트 밸런스 조정 장치에 의해 블루(Blue)가 보상된 선명한 화면을 나타낸다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하여 색온도를 조정하는 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 순서도이다.

외부의 광원으로부터 색온도 및 빛의 파장 별 R,G,B 성분 값을 센싱한다(S501).

측정된 각각의 R,G,B 성분 값이 임계치(r,g,b) 보다 큰 경우를 판단한다.(S503).

상기 측정된 R,G,B 성분에 근거하여 입력 영상의 R,G,B 색상 중 특성 색상을 강화시켜 보상한다(S505).

감지된 주변 광의 색온도와 기준 색온도를 비교하여 입력 영상의 휘도와 색도 성분의 가중치를 계산하여 색 온도를 조절한다(S507).

보상된 색상을 반영하고 휘도와 색도 성분의 가중치를 이용하여 입력 영상의 신호를 R,G,B 신호의 구성 포맷으로 변환시켜 보정된 이미지를 디스플레이한다.(S509).

한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대 로 내려져야 할 것이다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 주변환경 조도에 따른 디스플레이 색온도 변화를 나타낸 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하여 색온도를 조정하는 화이트 밸런스 조정 장치를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하는 것을 나타낸 예시도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하여 색온도를 조정하여 디스플레이된 화면을 나타낸 예시도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 주변 환경 조도에 따라 특정 색상을 강화하여 색온도를 조정하는 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21. R,G,B 센서 23. 색상강화부

25. 색온도 계산부 27. 색공간변환부

29. 디스플레이부

Claims (10)

1. 주변 광의 조도로부터 색온도를 감지하고 빛의 파장 별 R,G,B 성분을 측정하는 RGB 센서;

   상기 측정된 R,G,B 성분에 근거하여 입력 영상의 소정 색상을 보상하는 색상강화부;

   상기 감지된 주변 광의 색온도와 기준 색온도를 비교하여 입력 영상의 휘도와 색도 성분의 가중치를 계산하는 색온도 계산부;

   상기 보상된 색상을 반영하고 상기 계산된 휘도와 색도 성분의 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 신호를 R,G,B 신호의 구성 포맷으로 변환하는 색공간변환부; 및

   상기 색공간 변환부를 통해 변환된 입력 영상 신호를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 화이트 밸런스 조정 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 색상 강화부는 상기 측정된 주변 광이 R,G,B 임계치 값보다 블루(Blue)가 큰 경우 레드(Red)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 색상 강화부는 상기 측정된 주변 광이 R,G,B 임계치 값보다 레드(Red)가 큰 경우 블루(Blue)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 색상 강화부는 상기 측정된 주변 광이 R,G,B 임계치 값보다 그린(Green)가 큰 경우 레드(Red)와 블루(Blue) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 색상 강화부는 주변 광으로부터 측정된 R,G,B 성분 중 적어도 하나가 임계치 값보다 큰 경우 특정 색상을 보상하여 입력 영상의 적정 색감에 관한 색데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 장치.
6. 주변 광의 조도로부터 색온도를 감지하고 빛의 파장 별 R,G,B 성분을 측정하는 단계;

   상기 측정된 R,G,B 성분에 근거하여 입력 영상의 소정 색상을 보상하는 단계;

   상기 감지된 주변 광의 색온도와 기준 색온도를 비교하여 입력 영상의 휘도와 색도 성분의 가중치를 계산하는 단계;

   상기 보상된 색상을 반영하고 상기 계산된 휘도와 색도 성분의 가중치를 이용하여 상기 입력 영상의 신호를 R,G,B 신호의 구성 포맷으로 변환하는 단계; 및

   상기 변환된 입력 영상 신호를 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어진 화이트 밸런스 조정 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 소정 색상을 보상하는 단계는 상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 적어도 하나 이상이 임계치보다 큰 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 임계치보다 블루(Blue)가 큰 경우 레드(Red)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 방법.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 임계치보다 그린(Green)이 큰 경우 레드(Red)와 블루(Blue) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 방법.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 측정된 R,G,B 성분 값 중 임계치보다 레드(Red)이 큰 경우 블루(Blue)와 그린(Green) 색상 중 어느 하나 또는 둘 다 보상하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 조정 방법.

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