KR101370332B1

KR101370332B1 - 영상처리장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101370332B1
Application number: KR1020070057475A
Authority: KR
Inventors: 조계욱
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: US20080310711A1; KR20080109315A; US8050497B2

Abstract

본 발명은 영상처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 영상처리장치는 영상신호 내의 소정의 보정대상 색상에 대응하는 색상보정영역의 색좌표값을 소정 범위 변경하여 색상보정을 수행하기 위한 화질향상부와; 화질향상부의 보정전후의 색좌표값의 편차를 산출하여, 편차가 소정의 기준값 이상인 경우 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 출력하도록 화질향상부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 영상신호의 표시상태를 조절함에 있어 과도한 변경으로 인한 색상 왜곡을 방지하고 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

영상처리장치 및 그 제어방법{IMAGE PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명 일실시예에 의한 영상처리장치의 구성을 도시한 블록도이며,

도 2는 본 발명 일실시예에 따라 색상보정에 의해 변경되는 색좌표값을 순차적으로 나타낸 그래프이며,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 영상처리장치의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 영상처리장치 10 : 신호수신부

20 : 영상처리부 24 : 화질향상부

30 : 디스플레이부 40 : 제어부

50 : 색변환부

본 발명은 영상처리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상신호의 품질을 향상시키는 영상처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

텔레비전, 모니터 등을 포함하는 영상신호처리장치는 RGB(Red, Green, Blue) 컬러를 이용하여 영상을 표시한다.

영상의 표시상태를 조절하여 영상의 품질을 향상시키는 방법으로는, 영상신호처리장치에 인가되는 RGB 형식의 영상신호를 HSV 형식으로 변환하여 각각의 속성인 색상(Hue), 채도(Saturation), 명도(Value)를 각각 처리하는 방식이 적용된다. 구체적으로, 표시되는 영상의 컬러는 유색부의 채도 및/또는 색상 성분을 증가시키거나 감소시킴으로써 조절된다.

이와 관련한 종래기술로서, 본 출원인은 특허공개번호 제2005-0023652호 및 제2006-0093821호에서 색공간 상의 소정 영역에 분포된 색상을 변환시켜 컬러를 보정하는 기술을 개시한 바 있다.

위와 같이 표시되는 컬러 중 빈도가 높은 컬러로 피부색(skin color), 하늘색, 잔디색 등을 포함하는 기억색(memory color)을 들 수 있다. 기억색은 인간의 시각적으로 볼 때 가장 익숙하며, 영상처리장치를 통해 표시되는 빈도 또한 높은 색상이다.

이에, 기억색의 변화는 다른 색상의 변화에 비해 보다 민감하게 느껴지기 때문에, 표시상태를 보다 정교하게 조절할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 영상신호의 표시상태를 조절함에 있어, 과도한 변경으로 인한 색상 왜곡을 방지하고 영상의 품질을 향상시키는 영상처리장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 영상처리장치에 있어서, 영상신호 내의 소정의 보정대상 색상에 대응하는 색상보정영역의 색좌표값을 소정 범위 변경하여 색상보정을 수행하기 위한 화질향상부와; 상기 화질향상부의 보정전후의 색좌표값의 편차를 산출하여, 상기 편차가 소정의 기준값 이상인 경우 상기 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 출력하도록 상기 화질향상부를 제어하는 제어부를 포함하는 영상처리장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 화질향상부는, RGB 형식으로 이루어진 영상신호를 HSV 형식으로 변환할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 영상신호의 각 프레임 별로 보정전후의 색좌표값의 편차를 추출하고, 추출된 상기 색좌표값의 편차들의 평균값을 산출하고, 상기 평균값이 소정의 기준값 이상인 경우 상기 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 출력할 수 있다.

아울러, 소정 색상에 대한 목표 색좌표값의 입력을 위한 사용자 입력부와, 상기 화질향상부로부터 입력받은 색좌표값을 상기 목표 색좌표값으로 변환하기 위한 색변환부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상호 인접한 색들의 집합에 의해 정의되는 소정 색영역 내에 분포하는 색좌표 값이, 상기 색영역 내에서 변환되도록 상기 색변환부를 제어할 수 있다.

여기서, 상기 색변환부는, HSV 형식으로 이루어진 영상신호를 YUV 형식으로 변환할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는,상기 색변환부로부터 출력되는 각 프레임별 색상보정영역의 색좌표값이 상기 화질향상부로 피드백되도록 제어할 수 있다.

또한 ,상기 제어부는, 상기 화질향상부로 피드백 되는 영상신호를 YUV 형식에서 HSV 형식으로 변환할 수 있다.

아울러, 출력되는 상기 영상신호 기초하여 영상을 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 영상처리장치의 제어방법에 있어서, 영상신호 내의 소정의 보정대상 색상에 대응하는 색상보정영역의 색좌표값을 소정 범위 변경하여 색상보정을 수행하는 단계와; 상기 색상보정 전후의 색좌표값의 편차를 산출하는 단계와; 상기 편차가 소정의 기준값 이상인 경우 상기 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 출력하는 단계를 포함하는 영상처리장치의 제어방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 색상보정을 수행하는 단계는, RGB 형식으로 이루어진 영상신호를 HSV 형식으로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 편차를 산출하는 단계는, 상기 영상신호의 각 프레임 별로 보정전후의 색좌표값의 편차를 추출하고, 추출된 상기 색좌표값의 편차들의 평균값을 산출할 수 있다.

아울러, 상기 영상신호를 출력하는 단계 이후에, 소정 색상에 대한 목표 색좌표값의 입력을 받는 단계와, 상호 인접한 색들의 집합에 의해 정의되는 소정 색영역 내에 분포하는 상기 색좌표 값이, 상기 색영역 내에서 상기 목표 색좌표값으 로 변환되는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 색좌표값을 변환하는 단계 이후에, 각 프레임별 색상보정영역의 색좌표값을 피드백하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 일실시예에 의한 영상처리장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다. 본 실시예의 영상처리장치(100)는, 디지털 TV, 모니터 등의 디스플레이장치로 구현될 수 있다.

구체적으로 영상처리장치(100)는 PC와 같은 컴퓨터시스템을 포함하는 영상기기와 연결되어 영상신호를 수신하거나, 안테나를 통해 수신되는 디지털 방송신호 및 아날로그 방송신호를 튜닝하고 영상신호와 오디오신호 등으로 분리하고, 수신된 영상신호에 대하여 소정의 영상처리를 수행하여 영상을 디스플레이한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리장치(100)는 신호수신부(10), 영상처리부(20), 디스플레이부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.

신호수신부(10)는 영상기기로부터 영상신호를 수신한다. 여기서, 수신되는 영상신호는 RGB(Red, Green, Blue) 형식으로 이루어질 수 있다.

신호수신부(10)는 수신되는 영상신호의 형태에 따라 적어도 하나의 커넥터(11)를 포함할 수 있다. 커넥터는 아날로그 형태의 영상신호에 대응하는 D-SUB커넥터와, 디지털 형태의 영상신호에 대응하는 DVI커넥터를 포함할 수 있다.

그리고 신호수신부(10)는 방송신호를 수신하는 안테나(12)와, 수신되는 방송 신호를 소정의 튜닝 제어신호에 따라 그에 대응하는 주파수 대역을 갖는 방송신호로 튜닝하는 튜너(13)를 포함할 수 있다. 튜닝된 방송신호는 디모듈레이터(미도시)에 의해 VSB복조과정 및 오류정정과정 등을 거쳐 트랜스포트 스트림 형태로 출력되어, 디멀티플랙서(미도시)에 의해 영상신호와 오디오신호 및 각종 부가 데이터로 분리되어 비트 스트림 형태로 출력된다.

영상처리부(20)는 신호수신부(10)에 의해 수신된 영상신호에 대하여 당해 영상신호의 형태에 맞는 적절한 영상처리를 수행한다. 영상처리부(20)는 A/D변환부(21), 디코더(22), 스케일러(23), 화질향상부(24) 등을 포함할 수 있다.

여기서, 화질향상부(CE: Contrast Enhancer)(24)는 영상신호 내의 소정의 보정대상 색상에 대응하는 색상보정영역의 색좌표값을 소정 범위 변경하여 영상의 품질에 대한 인핸싱(Enhancing)을 수행한다.

구체적으로, 화질향상부(21)는 RGB 영상신호를 HSV 영상신호로 변환하고, 변환된 HSV 도메인 상의 색좌표값을 소정 범위 변경한다. HSV 영상신호는 색상(Hue), 채도(Saturation) 및 명도(Value)를 기본으로 하는 구성을 가진다.

이에 따라, 화질향상부(21)는 RGB 영상신호를 HSV 영상신호로 변환하여 RGB 영상에서 알 수 없었던 색상(Hue) 및 채도(Saturation) 정보를 검출하고, 검출된 색상 및 채도 정보를 근거로 하여 조절하고자 하는 보정대상 색상의 디스플레이 레인지를 조절한다.

여기서, 보정대상 색상은 영상처리장치(100)를 통해 표시되는 컬러 중 빈도가 높은 피부색(skin color), 하늘색, 잔디색 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 피 부색, 하늘색, 잔디색은 인간의 시각적으로 볼 때 가장 익숙한 기억색(memory color)으로, 다른 색상에 비해 변화가 보다 민감하게 느껴지는 색상이 된다.

이에 따라, 화질향상부(21)는 수신되는 프레임에 색상보정영역에 대응하는 색상이 포함되는 경우 보정대상 색상의 색상 및 채도 정보를 검출하고, 검출된 색상 및 채도 정보의 색좌표값을 보정함으로써 디바이스 상의 밝기 및 휘도를 조절하여 화질을 향상시키게 된다.

한편, 화질향상부(21)는 RGB 영상신호를 YUV 영상신호로 변환하여, 보정대상 색상을 휘도성분(Y: Luminance)과 색신호성분(C: Chrominance)으로 분리하고, 화질에 대한 인핸싱(Enhancing)을 수행하도록 구현될 수도 있다.

디스플레이부(30)는 영상처리부(20)에 의해 처리된 영상신호에 기초하여 영상을 표시한다. 디스플레이부(30)는 LCD(liquid crystal display) 또는 PDP(plasma display panel)를 포함할 수 있다.

제어부(40)는 영상처리장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.

구체적으로, 제어부(40)는 색상보정영역에 대하여 화질향상부(31)의 보정전후의 색좌표값의 편차를 산출하여, 산출된 편차가 소정의 기준값 이상인 경우 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 디스플레이부(30)에 출력하도록 한다.

여기서, 영상처리장치(100)는 영상신호의 각 프레임 별로 보정전후의 색좌표값의 편차를 추출하고, 추출된 편차들의 평균값을 산출하는 색비교부(41)와, 산출된 평균값과 소정의 기준값을 비교하고 비교결과에 기초하여 보정 전 영상신호에서 보정대상 색상의 색좌표값을 분리하는 신호분리부(42)와, 산출된 평균값과 기준값 의 비교결과에 기초하여 보정전후의 색좌표값 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 신호보상부(43)를 포함할 수 있다.

색비교부(41)는 신호수신부(10)와 화질향상부(24)를 통해 각 프레임 별로 보정전 영상신호(H1_before, H2_before, ... , Hn_before)와 보정 후 영상신호(H1_after, H2_after, ... , Hn_after)를 각각 입력받아, 아래의 수학식 1과 같이 각 프레임 별로 보정전후의 색좌표값의 편차(ΔH1, ΔH2, ... , ΔHn)를 추출하고. 추출된 편차의 평균값(ΔH)를 산출한다.

ΔH1 = H1_before - H1_after,

ΔH2 = H2_before - H2_after, ... ,

ΔHn = Hn_before - Hn_after,

ΔH = Average[ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ... + ΔHn]

신호분리부(42)는 아래의 수학식2와 같이 색비교부(41)에서 산출된 편차의 평균값(ΔH)을 소정의 기준값(Hth(Threshold))과 비교하고, 평균값(ΔH)이 기준값(Hth) 이상인 경우, 보정 전 영상신호 중 색상보정영역의 색좌표값(H_before) 만을 분리해 낸다.

ΔH ≥ Hth

여기서, 신호분리부(42)는 후술하는 색변환부(50)로부터 피드백되는 영상신호를 프레임별로 순차적으로 입력받아, 피드백된 영상신호에서 각 프레임별로 색상 보정영역의 보정 전 색좌표값(H_before)을 분리하도록 구성할 수도 있다.

신호보상부(43)는 신호분리부(42)에서 편차의 평균값(ΔH)이 기준값(Hth) 이상인 경우, 분리된 보정 전 색좌표값(H_before)을 출력한다. 이와는 반대로, 신호보상부(43)는 편차의 평균값(ΔH)이 기준값(Hth) 미만인 경우, 보정 후 색좌표값(H_after)을 출력한다.

이러한 색비교부(41), 신호분리부(42) 및 신호보상부(43)의 동작은 제어부(40)에 의해 제어된다.

도 2는 본 발명 일실시예에 따라 색상보정에 의해 변경되는 색좌표값을 순차적으로 나타낸 그래프이다.

예컨대, 피부색에 대하여 색상보정을 수행하는 경우, 도 2의 (a)를 참조하면 화질향상부(24)를 통해 보정되는 색좌표값은 휘도에 따라 H/L(High Light) 신호와 H/H(High Light) 신호로 분류할 수 있다.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명 일실시예에 따른 화질향상부(24)는 색상 및 채도 정보의 색좌표값을 보정함에 있어서, H/L 신호와 H/H 신호의 보정전후의 색좌표값의 편차가 소정의 기준값(ΔH) 이상이 될 수 없으므로, H/L 신호와 H/H 신호의 색좌표값이 서로 분리되지 않고 색상(Hue)의 틀어짐이 방지된다.

한편, 영상처리장치(100)는 소정 색상에 대한 목표 색좌표값(t)의 입력을 위한 사용자 입력부(60)와, 화질향상부(24)로부터 입력받은 색좌표값을 입력받은 목표 색좌표값(t)으로 변환하기 위한 색변환부(50)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(40)는 상호 인접한 색들의 집합에 의해 정의되는 소정 색영 역 (A)내에 분포하는 색좌표 값이, 기 정의된 색영역(A) 내에서 변환되도록 색변환부(50)를 제어한다.

도 2의 (c)를 참조하면, 화질향상부(24)를 통해 출력되는 색좌표값은 색상의 틀어짐이 발생하지 않은 신호이므로, 색변환부(50)에 의해 색상의 왜곡이 발생하지 않는 정상적인 변환(Stretching) 과정을 거치게 됨을 알 수 있다.

여기서, 제어부(40)는 색변환부(50)의 왜곡되지 않은 색좌표값을 신호분리부(42) 혹은, 화질향상부(24)로 피드백되도록 제어할 수 있다.

한편, 색변환부(50)에서 변환되는 영상신호는 YUV 형식으로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 영상처리장치(100)는 화질향상부(24)로부터 출력되는 HSV 영상신호를 RGB 영상신호로 변경하고, 변경된 RGB 영상신호를 YUV 영상신호로 변환하여 색변환부(50)로 출력하는 제1색공간변환부(51)와, 색변환부(50)에서 출력되는 YUV 영상신호를 RGB 영상신호로 변경하고, 변경된 RGB 영상신호를 HSV 영상신호로 변환하여 화질향상부(24)로 피드백하는 제2색공간변환부(52)를 더 포함할 수 있다.

이하, 상기와 같은 구성에 따른 방송신호수신장치(100)에 있어서, 그 제어과정을 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 신호수신부(10)는 영상신호를 수신 받는다(S10).

여기서, 신호수신부(10)는 영상기기와 연결되어 영상신호를 수신 받거나, 안테나(12)를 통해 방송신호를 수신하고, 수신된 방송신호로부터 영상신호를 분리할 수 있다.

그리고 수신된 영상신호는 RGB(Red, Green, Blue) 형식으로 이루어질 수 있다.

다음, 제어부(40)는 수신된 RGB 영상신호를 HSV 형식으로 변환한다(S20).

그리고 제어부(40)는 화질향상부(24)를 제어하여 단계 S20에서 변환된 HSV 영상신호 내의 소정의 보정대상 색상에 대응하는 색상보정영역의 색좌표값을 소정 범위 변경하여 색상보정을 수행한다(S30).

다음, 제어부(40)는 화질향상부(24)의 보정전후의 색좌표값의 편차를 산출한다(S40).

여기서, 제어부(40)는 영상신호의 각 프레임 별로 보정전후의 색좌표값의 편차를 추출하고, 추출된 색좌표값의 편차들의 평균값을 산출할 수 있다.

그리고 단계 S40에서 산출된 편차(ΔH)와 소정의 기준값(Hth)을 상호 비교한다(S50).

단계 S50에서 편차가 기준값 이상인 경우, 제어부(40)는 색좌표값이 변경되지 않은 보정 후 영상신호를 출력하도록, 화질향상부(24)를 제어한다(S60).

이와는 반대로, 단계 S50에서 편차가 기준값보다 작은 경우, 제어부(40)는 색좌표값이 변경된 보정 후 영상신호를 출력하도록, 화질향상부(24)를 제어한다(S70).

다음, 제어부(40)는 소정 색상에 대한 목표 색좌표값의 입력을 받아, 상호 인접한 색들의 집합에 의해 정의되는 소정 색영역 내에 분포하는 상기 색좌표 값이, 상기 색영역 내에서 상기 목표 색좌표값으로 변환되도록 제어할 수 있다(S80).

그리고 제어부(40)는 단계 S80에서 변환된 색상보정영역의 색좌표값을 프레임별로 화질향상부(24)로 순차적으로 피드백 할 수 있다(S90).

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상처리장치는 영상신호의 표시상태를 조절함에 있어, 과도한 변경으로 인한 색상 왜곡을 방지하고 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims

영상처리장치에 있어서,

영상신호 내의 소정의 보정대상 색상에 대응하는 색상보정영역의 색좌표값을 소정 범위 변경하여 색상보정을 수행하기 위한 화질향상부와;

상기 화질향상부로부터 입력받은 색좌표값을 소정 색상에 대한 목표 색좌표값으로 변환하기 위한 색변환부와;

상기 화질향상부의 보정전후의 색좌표값의 편차를 산출하여, 상기 편차가 소정의 기준값 이상인 경우 상기 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 출력하도록 상기 화질향상부를 제어하고, 상호 인접한 색들의 집합에 의해 정의되는 소정 색영역 내에 분포하는 색좌표값이, 상기 색영역 내에서 변환되도록 상기 색변환부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
제1항에 있어서,

상기 화질향상부는,

RGB 형식으로 이루어진 영상신호를 HSV 형식으로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 영상신호의 각 프레임 별로 보정전후의 색좌표값의 편차를 추출하고, 추출된 상기 색좌표값의 편차들의 평균값을 산출하고, 상기 평균값이 소정의 기준값 이상인 경우 상기 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 목표 색좌표값의 입력을 위한 사용자 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 색변환부는,

HSV 형식으로 이루어진 영상신호를 YUV 형식으로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 색변환부로부터 출력되는 각 프레임별 색상보정영역의 색좌표값이 상기 화질향상부로 피드백되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
제6항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 화질향상부로 피드백 되는 영상신호를 YUV 형식에서 HSV 형식으로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 화질향상부로부터 출력되는 상기 영상신호에 기초하여 영상을 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
영상처리장치의 제어방법에 있어서,

영상신호 내의 소정의 보정대상 색상에 대응하는 색상보정영역의 색좌표값을 소정 범위 변경하여 색상보정을 수행하는 단계와;

상기 색상보정 전후의 색좌표값의 편차를 산출하는 단계와;

상기 편차가 소정의 기준값 이상인 경우, 상기 색좌표값이 변경되지 않은 영상신호를 출력하는 단계와;

상호 인접한 색들의 집합에 의해 정의되는 소정 색영역 내에 분포하는 상기 색좌표값이, 상기 색영역 내에서 소정 색상에 대한 목표 색좌표값으로 변환되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치의 제어방법.
제9항에 있어서,

색상보정을 수행하는 단계는,

RGB 형식으로 이루어진 영상신호를 HSV 형식으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치의 제어방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 편차를 산출하는 단계는,

상기 영상신호의 각 프레임 별로 보정전후의 색좌표값의 편차를 추출하고, 추출된 상기 색좌표값의 편차들의 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치의 제어방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 영상신호를 출력하는 단계 이후에,

상기 목표 색좌표값의 입력을 받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치의 제어방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 목표 색좌표값으로 변환되는 단계 이후에,

각 프레임별 색상보정영역의 색좌표값을 피드백하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치의 제어방법.