KR20070027453A

KR20070027453A - 감마 커브 생성 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20070027453A
Application number: KR1020060085052A
Authority: KR
Inventors: 시키 후루이
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2007-03-09
Anticipated expiration: 2026-09-05
Also published as: EP1760688A2; CN1929624B; EP1760688A3; US20070206014A1; KR100813575B1; CN1929624A; JP4379399B2; JP2007072650A; TWI330489B; US7554548B2; TW200721802A

Abstract

감마 커브를 생성하는 경우, 연속되는 복수의 제어점으로부터, 연속되는 3개의 제어점을 선택하고, 그 3개의 제어점을 지나는 3차 곡선을 생성할 때에, 제2 제어점에서의 3차 곡선에 대한 접선의 기울기가, 제1 제어점과 제2 제어점을 잇는 직선의 기울기와 제2 제어점과 제3 제어점을 잇는 직선의 기울기를 역비(逆比)로 내분한 값이 되는 3차 곡선을 생성한다. 이에 따라, 계산량이 적어지고, 회로 규모도 작아지는 감마 커브 생성 방법을 제공할 수 있다.

감마 커브, 제어점, 3차 곡선, 역비, 계산량, 회로 규모

Description

감마 커브 생성 방법 및 그 장치{METHOD FOR GENERATING GAMMA CURVE AND APPARATUS THEREOF}

도1은 본 발명의 감마 커브 생성 방법을 적용한 프로젝터의 개략적 구성을 도시한 블록도.

도2는 본 발명의 감마 커브 생성 방법에 의하여 생성된 감마 커브를 도시한 설명도.

도3은 본 발명의 제1 실시예로서의 감마 커브 생성 방법의 처리 순서를 도시한 흐름도.

도4는 선택된 3개의 제어점과, 그들을 지나는 3차 곡선(f(x))을 도시한 설명도.

도5는 본 발명의 제2 실시예로서의 감마 커브 생성 방법의 처리 순서를 도시한 흐름도.

도6은 선택된 3개의 제어점과, 그들을 지나는 3차 곡선(f(x))을 도시한 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: CPU 10a: 제어점 설정부

10b: 감마 커브 생성부 10c: LUT(look-up table) 갱신부

11: 감마 보정부 11a: 감마 보정용 LUT

16: 화상 처리부 21: 액정 패널

30: 리모컨

본 발명은 화상 표시 장치 등에 있어서 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행할 때에 이용하는 감마 커브를 생성하기 위한 기술에 관한 것이다.

프로젝터나 액정 디스플레이 등의 화상 표시 장치에서는 화상 신호의 입력 계조값과 출력 계조(階調)값의 관계를 나타내는 이른바 감마 커브를 준비하고, 입력 화상 신호의 계조값을, 그 감마 커브에 따라서 변환하여 감마 보정을 행하는 것으로, 입력 화상 신호가 나타내는 화상과 대략 같은 밝기의 특성을 갖는 화상을 표시하도록 하고 있다. 이와 같은 화상 표시 장치 중에는 상기한 감마 커브를 조정 가능하게 하여 원하는 밝기의 특성을 갖는 화상을 표시할 수 있도록 한 것도 있다.

또한, 이와 같은 감마 보정은 화상 표시 장치에 한정되지 않고, 프린터 등의 화상 인쇄 장치에서도 행해질 수 있다.

감마 커브의 조정 방법으로서는, 예를 들면 특개2003-60914호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 미리 감마 커브 상에, 소정의 입력 계조값에 대응하는 복수의 제어점을 설정해 두고, 이 제어점에서의 출력 계조값을 변경함으로써 감마 커브를 조정하는 방법이 알려져 있다.

종래에, 감마 커브는 각각의 제어점을 지나는 3차 스플라인 곡선(spline curve)에 의하여 생성되는 것이 일반적이었다.

그러나, 3차 스플라인 곡선에 의하여 감마 커브를 생성한 경우 제어점과 제어점의 사이의 각각의 구간마다 3차 곡선이 필요하게 되기 때문에, 예를 들면, 제어점이 9개 있는 경우에는 구간이 8개이기 때문에 합계 8개의 3차 곡선을 이끌어낼 필요가 있었다.

일반적으로 3차 곡선은 식(2)로 나타내어지고, 정수는 4개이다. 따라서, 8개의 3차 곡선을 이끌어내기 위해서는 합계 32개의 정수를 구할 필요가 있었다.

f(x)＝a＋sx＋tx²＋ux³ (2)

또한, CPU에 의하여, 구한 32개의 정수를 이용해서 8개의 3차 곡선을 이끌어내는 경우 그 32개의 정수를 사전에 레지스터에 저장해 둘 필요가 있다. 그 때문에 레지스터도 32개 준비할 필요가 있었다.

이와 같이 종래에 있어서는, 감마 커브를 3차 스플라인 곡선에 의하여 생성하고 있었기 때문에 제어점이 n개 있는 경우에는 4×(n－1)개인 정수를 구할 필요가 있다. 구체적으로는, 스플라인 곡선의 계수의 계산은, 제어점이 n개인 경우 (n －1)차 연립 방정식을 풀지 않으면 안되고, 스플라인 곡선을 사용하는 경우의 계산량은, n의 3승에 비례하게 된다. 따라서, 제어점이 많은 경우에는 계산량이 방대해져서 처리에 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 또한, 구한 정수를 저장하기 위한 레지스터도 4×(n－1)개 필요하게 되고, 그만큼 회로 규모가 커진다는 문제도 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하여, 계산량이 적어지고, 회로 규모도 작아지는 감마 커브 생성 방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 목적의 적어도 일부를 달성하기 위해, 본 발명의 제1 감마 커브 생성 방법은, 연속되는 복수의 제어점을 지나는 곡선을, 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행할 때에 이용하는 감마 커브로서 생성하기 위한 감마 커브 생성 방법으로서,

(a) 연속되는 복수의 상기 제어점으로부터, 연속되는 3개의 제어점을 각각 선택하는 공정,

(b) 선택한 3개의 제어점마다 그 3개의 제어점을 지나는 3차 곡선을 각각 생성하는 공정,

(c) 생성한 각각의 3차 곡선을 합쳐서 상기 감마 커브를 생성하는 공정

을 구비하고,

상기 공정(b)에서는 선택한 3개의 제어점에 대하여 그 3개의 제어점을 지나는 상기 3차 곡선을 생성할 때에, 선택한 3개의 상기 제어점을 연속되는 순으로 제1, 제2, 제3 제어점으로 하고, 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점을 잇는 직선의 기울기를 G12로 하고, 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점을 잇는 직선의 기울기를 G23으로 한 경우에, 상기 제2 제어점에서의 상기 3차 곡선에 대한 접선의 기울기(G)가, 하기 식을

만족하는 3차 곡선을 생성하는 것을 요지로 한다.

이와 같이 본 발명의 제1 감마 커브 생성 방법에서는, 연속되는 3개의 제어점체 기초하여 1개의 3차 곡선을 생성하도록 하고 있기 때문에 감마 커브를 생성할 때에 이용하는 제어점이 2n＋1개인 경우에는 합계 n개의 3차 곡선을 생성하는 것만으로 좋다. 또한, 구해야 할 3차 곡선의 정수는 4개이기 때문에 n개의 3차 곡선을 생성하기 위해서는 합계 4n개의 정수를 구하는 것만으로 완료되고, 계산량은 n에 비례한다. 또한, 그 구한 4n개의 정수를 이용하여 n개의 3차 곡선을 이끌어내기 위해 그 4n의 정수를 저장해 두기 위한 레지스터도 4n개 준비하는 것만으로 좋다.

따라서, 본 발명의 제1 감마 커브 생성 방법에 따르면, 감마 커브를 생성하기 위해 4n개의 정수를 구하는 것만으로 좋고, 계산량이 적어지기 때문에 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 그 구한 정수를 저장하기 위한 레지스터도 4n개로 완료되기 때문에 그만큼 회로 규모를 축소할 수 있다.

본 발명의 제2 감마 커브 생성 방법은, 연속되는 복수의 제어점을 지나는 곡선을, 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행할 때에 이용하는 감마 커브로서 생성하기 위한 감마 커브 생성 방법으로서,

을 구비하고,

상기 공정(b)에서는 선택한 3개의 제어점에 대하여, 그 3개의 제어점을 지나는 상기 3차 곡선을 생성할 때에, 선택한 3개의 상기 제어점을 연속되는 순으로 제1, 제2, 제3 제어점으로 하고, 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점을 잇는 선분과 상기 3차 곡선에서의 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적과, 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점을 잇는 선분과 상기 3차 곡선에서의 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적의 합을 구하고, 그 합이 최소가 되는 3차 곡선을 생성하는 것을 요지로 한다.

이와 같이 본 발명의 제2 감마 커브 생성 방법에 있어서도 연속되는 3개의 제어점에 기초하여 1개의 3차 곡선을 생성하도록 하고 있기 때문에 제1 감마 커브 생성 방법과 똑같은 효과를 이룰 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 감마 커브 생성 방법에 있어서는, 선택한 3개의 제어점에 대하여 3차 곡선을 생성하는 경우 제1 제어점과 제2 제어점을 잇는 선분과 3차 곡선에서의 제1 제어점과 제2 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적과, 제2 제어점과 제3 제어점을 잇는 선분과 3차 곡선에서의 제2 제어점과 제3 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적의 합이 최소가 되는 3차 곡선을 생성하고 있기 때문에, 생성된 3차 곡선은 3개의 제어점을 지나는 단선(broken line)에 근사한 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 감마 커브 생성 방법 등의 방법 발명의 형태에 한정되지 않고 감마 커브 생성 장치 등의 장치 발명으로서의 형태로 실현하는 것도 가능하다. 나아가서는 그 방법이나 장치를 구축하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서의 형태나, 그와 같은 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체로서의 형태나, 상기 컴퓨터 프로그램을 포함하여 반송파 내에 구현화된 데이터 신호 등 여러 가지 형태로 실현하는 것도 가능하다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 실시예에 기초하여 이하의 순서로 설명한다.

A. 프로젝터의 구성:

B. 프로젝터의 동작:

C. 제1 실시예의 감마 커브 생성 방법:

D. 제1 실시예의 효과:

E. 제2 실시예의 감마 커브 생성 방법:

F. 제2 실시예의 효과:

G. 변형예:

A. 프로젝터의 구성:

도1은 본 발명의 감마 커브 생성 방법을 적용한 프로젝터의 개략적 구성을 도시한 블록도이다. 이 프로젝터(PJ)는 CPU(10), 감마 보정부(11), A/D 변환부(12), 프레임 메모리(13), 액정 패널 구동부(14), 리모컨 제어부(15), 화상 처리부(16)를 구비하고 있으며, 각각 내부 버스로 접속되어 있다. 또한, 프로젝터(PJ)는 광학계의 구성 요소로서 조명 광학계(20), 액정 패널(21), 투사 광학계(22)를 구비하고 있으며, 그 밖에, 외부에 리모컨(30)을 구비하고 있다.

이 중 CPU(10)는, 도시하고 있지 않은 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 제어점 설정부(10a), 감마 커브 생성부(10b) 및 룩업 테이블(LUT) 갱신부(10c)로서 기능한다. 또한, 감마 보정부(11)는 감마 보정용 LUT(11a)를 구비하고 있다.

B. 프로젝터의 동작:

이와 같은 구성의 프로젝터(PJ)에서의 화상 투사 동작에 대하여 간단히 설명한다. 우선 A/D 변환부(12)는 TV나 DVD 플레이어 등으로부터 출력된 화상 신호나 퍼스널 컴퓨터 등으로부터 출력된 화상 신호를 입력하고, 이들 화상 신호를 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 화상 처리부(16)는 A/D 변환부(12)로부터 출력된 화상 신호를 프레임 메모리(13)에 일시적으로 기억시킨다. 그 리고, 이 화상 처리부(16)는 이 프레임 메모리(13)에 기억시킨 화상 신호를 읽어내고, 예를 들면 콘트라스트(contrast)나 화상 사이즈 등의 화상 상태가 원하는 상태가 되도록 조정하여 감마 보정부(11)에 출력한다.

감마 보정부(11)는 감마 보정용 LUT(11a)를 참조하여 입력된 화상 신호에 대해서 감마 보정을 행하고, 감마 보정 후의 화상 신호를 액정 패널 구동부(14)에 출력한다. 구체적으로, 감마 보정부(11)는 우선 화상 신호를 R(적색), G(녹색), B(청색)신호로부터 Y(휘도), U(휘도와 청색의 색차), V(휘도와 적색의 색차)신호로 변환한다. 한편 감마 보정용 LUT(11a)에는 감마 커브 생성부(10b)에 의하여 생성된 감마 커브에 기초하여 Y(휘도)신호의 각각의 계조값(입력 계조값)마다 각각 대응하는 감마 보정 후의 계조값(출력 계조값)이 저장되어 있다. 그래서, 감마 보정부(11)는 변환하여 얻어진 Y, U, V신호 중 Y(휘도)신호의 입력 계조값을 감마 보정용 LUT(11a)를 참조하여, 대응하는 출력 계조값으로 변환함으로써 Y(휘도)신호에 대하여 감마 커브에 따른 감마 보정을 행한다. 그 후 감마 보정부(11)는 감마 보정된 Y(휘도)신호와, 그 이외의 U, V신호를 R, G, B신호로 역변환함으로써 감마 보정 후의 화상 신호를 얻는다.

액정 패널 구동부(14)는 입력된 화상 신호에 기초하여 액정 패널(21)을 구동한다. 이에 따라 액정 패널(21)에서는 조명 광학계(20)로부터 사출된 조명광을 화상 정보에 따라서 변조한다. 투사 광학계(22)는 액정 패널(21)에 의하여 변조된 투사광을 도시하고 있지 않은 스크린에 투사한다. 이에 따라 스크린에 화상이 투사 표시된다.

또한, 상기와 같이, 화상 처리부(16)와 감마 보정부(11)는 별개의 구성인데, 화상 처리부와 감마 보정부가 일체(一體)의 구성이어도 된다.

이상과 같이, 입력 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행함으로써 입력 화상 신호가 나타내는 화상과 대략 같은 밝기의 특성을 갖는 화상을 스크린에 투사 표시할 수 있다.

한편 도1에 도시한 프로젝터(PJ)에 있어서는, 상기한 감마 커브를 사용자에 의하여 조정 가능하게 하고, 좋아하는 밝기의 특성을 갖는 화상을 투사 표시할 수 있도록 하고 있다.

구체적으로는, Y(휘도)신호의 입력 계조값을 x좌표, 출력 계조값을 y좌표로 하는 xy좌표 평면에 있어서, 미리 정해진 복수의 입력 계조값에 대응하여 각각 제어점이 준비되어 있다. 그래서, 사용자가 리모컨(30)을 조작하여 리모컨 제어부(15)를 통해서 CPU(10)에 지시하면 CPU(10)에 의하여 기능하는 제어점 설정부(10a)는, 사용자의 지시에 따라서 그 복수의 제어점 중 원하는 제어점에 대하여 그 출력 계조값을 변경함으로써, 그 제어점의 위치를 y축 방향의 원하는 위치로 이동시킨다. 다음으로, 감마 커브 생성부(10b)가, 이동한 제어점을 포함하는 모든 제어점에 대하여 그들을 지나는 감마 커브를 새로이 생성한다. 그리고, 룩업 테이블 갱신부(10c)가 그 생성한 감마 커브에 기초하여 감마 보정용 LUT(11a) 내에 저장되어 있는 각각의 값을 각각 개서(改書)한다. 이 결과 감마 보정부(11)는 화상 신호에 대하여 새로이 개서된 감마 보정용 LUT(11a)를 참조해서 감마 보정을 행하게 되기 때문에, 그에 따라서, 투사 표시된 화상은 그 밝기가 변화된다.

또한, 이 때 사용자의 조정 조작을 지원하기 위해 표시 화면에는 감마 커브를 제어점과 함께 묘화(描畵)한 감마 커브 조정 윈도를 표시하도록 해도 된다.

C. 제1 실시예의 감마 커브 생성 방법:

그러면 본 발명의 제1 실시예로서의 감마 커브의 생성 방법에 대하여 설명한다.

도2는 본 발명의 감마 커브 생성 방법에 의하여 생성된 감마 커브를 도시한 설명도이다. 도2에 있어서, 가로축은 x축으로서, Y(휘도)신호의 입력 계조값을 나타내고, 세로축은 y축으로서, Y(휘도)신호의 출력 계조값을 나타내고 있다.

본 실시예에 있어서는, 미리 정해진 9개의 입력 계조값(xa ∼ xi)에 대응하여 각각 제어점(Ca ∼ Ci)이 준비되어 있다. 이들 제어점은 Ca, Cb, Cc, ...의 순으로 연속되어 있다. 그래서, 상기한 대로 사용자가 리모컨(30)을 조작하여 지시하면, 제어점 설정부(10a)는 사용자의 지시에 따라서 그 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 원하는 제어점에 대하여 그 출력 계조값(y)을 변경함으로써, 그 제어점의 위치를 y축 방향의 원하는 위치로 이동시킨다. 예를 들면, 사용자가 원하는 제어점으로서 제어점(Cb)을 선택하고, 그 출력 계조값을 yb’에서 yb로 변경한 경우, 그 제어점(Cb)의 위치는 화살표 α방향으로 도면에 도시한 위치까지 이동된다.

다음으로 상기한 대로, 감마 커브 생성부(10b)가 이동한 제어점(Cb)을 포함하는 연속되는 9개의 제어점(Ca ∼ Ci)에 대하여 그들을 지나는 감마 커브(γ)를 새로이 생성한다.

본 실시예에 있어서는, 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 대응하는 입력 계조값이 작은 쪽으로부터 차례로, 연속되는 3개의 제어점을 차례대로 선택해 가고, 그 3개의 제어점에 대하여 다음과 같은 3차 곡선을 생성한다. 즉 그 3개의 제어점을 지나고, 또한, 중앙의 제어점에서의 접선의 기울기가, 중앙의 제어점과 양단의 제어점을 잇는 각각의 직선의 기울기를 역비로 내분한 값이 되는 3차 곡선을 생성한다. 그리고, 선택한 3개의 제어점마다 생성된 합계 4개의 3차 곡선(A ∼ D)을 합침으로써 감마 커브(γ)를 생성한다. 구체적으로는, 도3에 도시한 흐름도를 이용하여 상세하게 설명한다.

도3은 본 발명의 제1 실시예로서의 감마 커브 생성 방법의 처리 순서를 도시한 흐름도이다.

감마 커브 생성부(10b)는 우선 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 대응하는 입력 계조값이 작은 쪽으로부터 차례로, 연속되는 3개의 제어점(C1, C2, C3)을 선택한다(스텝(S102)). 따라서, 먼저, 연속되는 3개의 제어점(C1, C2, C3)으로서 도2에 도시한 대로, 제어점(Ca, Cb, Cc)을 각각 선택한다.

도4는 선택된 3개의 제어점과 그들을 지나는 3차 곡선(f(x))을 도시한 설명도이다. 도4에 있어서, 선택된 3개의 제어점(C1, C2, C3)의 각각의 좌표를 각각 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)로 한다.

다음으로 감마 커브 생성부(10b)는 선택한 3개의 제어점(C1, C2, C3) 중 한쪽 끝에 위치하는 제어점(C1)과 중앙에 위치하는 제어점(C2)을 잇는 직선(p)의 기울기(G12)와, 중앙에 위치하는 제어점(C2)과 다른쪽 끝에 위치하는 제어점(C3)을 잇는 직선(q)의 기울기(G23)를, 식(3)에 따라서 구한다(스텝(S104)).

다음으로 감마 커브 생성부(10b)는 얻어진 기울기(G12, G23)로부터, 식(4)에 따라서 값(G)을 구한다(스텝(S106)).

다음으로 감마 커브 생성부(10b)는 식(5)에 나타내는 바와 같이, 3차 곡선(f(x))을 설정한다(스텝(S108)). 또한, 식(5)에 있어서, a, s, t, u는 정수이다.

f(x)＝a＋s(x－x1)＋t(x－x1)²＋u(x－x1)³ (5)

계속해서, 감마 커브 생성부(10b)는 설정한 3차 곡선(f(x))이 3개의 제어점(C1 ∼ C3)을 지나고, 또한, 중앙에 위치하는 제어점(C2)에서의 3차 곡선(f(x))에 대한 접선의 기울기가 값(G)이 되도록 3차 곡선(f(x))의 4개의 정수(a, s, t, u)를 구하고, 3차 곡선(f(x))을 생성한다(스텝(S110)).

구체적으로는, 3차 곡선(f(x))이 제어점(C1(x1, y1))을 지남으로써 식(6)이 성립된다.

f(x1)＝y1＝a (6)

또한, 3차 곡선(f(x))이 제어점(C2(x2, y2))을 지남으로써 식(7)이 성립된다.

f(x2)＝y2＝a＋s(x2－x1)＋t(x2－x1)²＋u(x2－x1)³ (7)

또한, 3차 곡선(f(x))이 제어점(C3(x3, y3)을 지남으로써 식(8)이 성립된다.

f(x3)＝y3＝a＋s(x3－x1)＋t(x3－x1)²＋u(x3－x1)³ (8)

그리고, 중앙에 위치하는 제어점(C2)에서의 3차 곡선(f(x))에 대한 접선의 기울기, 즉 제어점(C2)에서의 3차 곡선(f(x))의 1차 미분의 값이, 값(G)이 됨으로써 식(9)가 성립된다.

f'(x2)＝G＝s＋2t(x2－x1)＋3u(x2－x1)² (9)

여기에서 값(G)은 스텝(S106)에 있어서, 식(4)에 따라서 구해지고 있기 때문에 식(6) ∼ (9)의 4개의 연립 방정식을 풂으로써 4개의 정수(a, s, t, u)를 구할 수 있다.

이렇게 하여 구한 4개의 정수(a, s, t, u)는 감마 커브 생성부(10b)에 의하여 도시하고 있지 않은 4개의 레지스터에 각각 저장된다. 그 후 감마 커브 생성부(10b)는 레지스터에 저장한 이 4개의 정수(a, s, t, u)를 이용하여 구해야 할 3차 곡선(f(x))을 생성한다.

계속해서 감마 커브 생성부(10b)는 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 모든 제어점에 대하여 선택이 완료되었는지의 여부를 판정하고(스텝(S112)), 여전히 선택하고 있지 않은 제어점이 남아 있는 경우에는 처리를 스텝(S102)로 되돌린다. 스텝(S102)에서는 연속되는 다음의 3개의 제어점(C1, C2, C3)을 선택한다. 따라서, 다음은, 연속되는 3개의 제어점(C1, C2, C3)으로서 도2에 도시한 대로, 제어점(Cc, Cd, Ce)을 각각 선택한다. 즉 생성하는 3차 곡선이 연속되도록, 끝에 위치하는 제어점(Cc)에 대해서는 전회와 이번 회에 있어서 중복하여 선택하도록 한다. 이하, 스텝(S102) ∼ 스텝(S110)의 처리를 모든 제어점에 대하여 선택이 완료될 때까지 반복한다.

이렇게 하여 모든 제어점에 대해서 선택이 완료되면 감마 커브 생성부(10b)는 도2에 도시한 바와 같이, 생성한 4개의 3차 곡선(A ∼ D)을 합쳐서 감마 커브(γ)를 생성하고(스텝(S114)), 도3에 도시한 일련의 처리를 종료한다.

계속해서 룩업 테이블 갱신부(10c)가, 그 생성한 감마 커브(γ)에 기초하여 감마 보정용 LUT(11a) 내에 저장되어 있는 각각의 값을 차례차례 개서한다. 이렇게 하여 감마 보정용 LUT(11a)의 내용이 개서되면 감마 보정부(11)가 화상 신호에 대하여, 이 감마 보정용 LUT(11a)를 참조해서 감마 보정을 행하면, 투사 표시된 화상은 그 밝기가 사용자가 요구한 밝기로 변화된다.

D. 제1 실시예의 효과:

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 연속되는 3개의 제어점에 기초하여 1개의 3차 곡선을 생성하도록 하고 있기 때문에, 도2에 도시한 바와 같이, 감마 커브(γ)를 생성할 때에 이용하는 제어점이 9개인 경우에는, 합계 4개의 3차 곡선을 생성하는 것만으로 좋다. 상기한 대로, 구해야 할 3차 곡선의 정수는 4개이기 때문에, 4개의 3차 곡선을 생성하기 위해서는 합계 16개의 정수를 구하는 것만으로 완료된다. 또한, 그 구한 16개의 정수를 이용하여 4개의 3차 곡선을 이끌어내기 위해, 그 16개의 정수를 저장해 두기 위한 레지스터도, 16개 준비하는 것만으로 좋다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 감마 커브(γ)를 생성하기 위해 16개의 정수를 구하는 것만으로 좋고, 계산량이 적어지기 때문에 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 그 구한 정수를 저장하기 위한 레지스터도 16개로 완료되기 때문에 그만큼 회로 규모를 축소할 수 있다.

E. 제2 실시예의 감마 커브 생성 방법:

다음으로 본 발명의 제2 실시예로서의 감마 커브의 생성 방법에 대하여 설명한다.

본 실시예에 있어서도 도2에 도시한 대로, 미리 정해진 9개의 입력 계조값(xa ∼ xi)에 대응하여 각각 제어점(Ca ∼ Ci)이 준비되어 있다. 그래서, 사용자가 리모컨(30)을 조작하여 지시하면 제어점 설정부(10a)는 사용자의 지시에 따라서 그 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 원하는 제어점에 대하여 그 출력 계조값(y)을 변경함으로써, 그 제어점의 위치를 y축 방향의 원하는 위치로 이동시킨다. 그리고, 감마 커브 생성부(10b)가, 이동한 제어점(Cb)을 포함하는 연속되는 9개의 제어점(Ca ∼ Ci)에 대하여 그들을 지나는 감마 커브(γ)를 새로이 생성한다.

본 실시예에 있어서는, 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 대응하는 입력 계조값이 작은 쪽으로부터 차례로, 연속되는 3개의 제어점을 순서대로 선택해 가고, 그 3개의 제어점에 대하여 다음과 같은 3차 곡선을 생성한다. 즉 그 3개의 제어점을 지나고, 또한, 한쪽 끝의 제어점과 중앙의 제어점을 잇는 선분과 3차 곡선에서의 한쪽 끝의 제어점과 중앙의 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적과, 중앙의 제어점과 다른쪽 끝의 제어점을 잇는 선분과 3차 곡선에서의 중앙의 제어점과 다른쪽 끝의 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적의 합이 최소가 되는 3차 곡선을 생성한다. 그리고, 선택한 3개의 제어점마다 생성된 합계 4개의 3차 곡선(A ∼ D)을 합침으로써 감마 커브(γ)를 생성한다. 구체적으로는, 도5에 도시한 흐름도를 이용하여 상세하게 설명한다.

도5는 본 발명의 제2 실시예로서의 감마 커브 생성 방법의 처리 순서를 도시한 흐름도이다.

감마 커브 생성부(10b)는 우선 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 대응하는 입력 계조값이 작은 쪽으로부터 차례로, 연속되는 3개의 제어점(C1, C2, C3)을 선택한다(스텝(S202)).

도6은 선택된 3개의 제어점과 그들을 지나는 3차 곡선(f(x))을 도시한 설명도이다. 도6에 있어서, 선택된 3개의 제어점(C1, C2, C3)의 각각의 좌표를 각각 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)으로 한다.

다음으로 감마 커브 생성부(10b)는 선택한 3개의 제어점(C1, C2, C3) 중 한쪽 끝에 위치하는 제어점(C1)과 중앙에 위치하는 제어점(C2)을 잇는 직선(p)을 식(10)에 따라서 이끌어내는 것과 함께, 중앙에 위치하는 제어점(C2)과 다른쪽 끝에 위치하는 제어점(C3)을 잇는 직선(q)을 식(11)에 따라서 이끌어낸다(스텝(S204)).

다음으로 감마 커브 생성부(10b)는 식(12)에 나타내는 바와 같이, 3차 곡선(f(x))을 설정한다(스텝(S206)). 또한, 식(12)에 있어서, a는 정수이며, s(G), t(G), u(G)는 변수(G)의 함수이다.

f(x)＝a＋s(G)x＋t(G)x²＋u(G)x³ (12)

다음으로 감마 커브 생성부(10b)는 제어점(C1, C2) 사이에서의 3차 곡선(f(x))의 호와 직선(p)의 선분으로 둘러싸이는 면적(S12)과, 제어점(C2, C3) 사이에서의 3차 곡선(f(x))의 호와 직선(q)의 선분으로 둘러싸이는 면적(S23)의 합이 최소가 되는 값(G)을 구한다(스텝(S208)).

이와 같은 값(G)은 식(13)에 나타내는 바와 같이 구할 수 있다. 즉 3차 곡선(f(x))과 직선(p)의 차의 절대값을 x1에서 x2까지 적분한 값을 구함으로써 면적(S12)을 이끌어내는 것과 함께, 3차 곡선(f(x))과 직선(q)의 차의 절대값을 x2에서 x3까지 적분한 값을 구함으로써 면적(S23)을 이끌어낸다. 그리고, 그 면적(S12, S23)의 합을 변수(G)에 대하여 1차 미분하고, 그 값이 0이 되는 G의 값을 구하면 된다.

계속해서 감마 커브 생성부(10b)는 상기의 식(6)으로부터 정수(a)를 구하는 것과 함께(즉 a＝y1), 스텝(S208)에서 구한 값(G)을 각각 함수(s(G), t(G), u(G))에 대입하여 정수(s, t, g)를 구하고, 3차 곡선(f(x))을 생성한다(스텝(S210)).

이렇게 하여 구한 4개의 정수(a, s, t, u)는 감마 커브 생성부(10b)에 의하여, 도시하고 있지 않은 4개의 레지스터에 각각 저장된다. 그 후 감마 커브 생성부(10b)는 레지스터에 저장한 이 4개의 정수(a, s, t, u)를 이용하여 구해야 할 3차 곡선(f(x))을 생성한다.

계속해서 감마 커브 생성부(10b)는 9개의 제어점(Ca ∼ Ci) 중 모든 제어점에 대하여 선택이 완료되었는지의 여부를 판정하고(스텝(S212)), 여전히 선택하고 있지 않은 제어점이 남아 있는 경우에는 처리를 스텝(S202)로 되돌린다. 이하, 스텝(S202) ∼ 스텝(S210)의 처리를 모든 제어점에 대하여 선택이 완료될 때까지 반복한다.

이렇게 하여 모든 제어점에 대해서 선택이 완료되면, 감마 커브 생성부(10b)는 도2에 도시한 바와 같이, 생성한 4개의 3차 곡선(A ∼ D)을 합쳐서 감마 커브(γ)를 생성하여(스텝(S214)) 도5에 도시한 일련의 처리를 종료한다.

계속해서 룩업 테이블 갱신부(10c)가, 그 생성한 감마 커브(γ)에 기초하여 감마 보정용 LUT(11a) 내에 저장되어 있는 각각의 값을 차례차례 개서한다. 이렇게 하여 감마 보정용 LUT(11a)의 내용이 개서되면 감마 보정부(11)가 화상 신호에 대하여, 이 감마 보정용 LUT(11a)를 참조해서 감마 보정을 행하면, 투사 표시된 화상은, 그 밝기가 사용자가 요구한 밝기로 변화된다.

또한, 정수(a, s, t, u)를 상기와 같이 구하는 대신에 연립 방정식을 이용하여 구하도록 해도 된다. 구체적으로는, 감마 커브 생성부(10b)가, 설정한 3차 곡선(f(x))이 3개의 제어점(C1 ∼ C3)을 지나고, 또한, 중앙에 위치하는 제어점(C2)에서의 3차 곡선(f(x))에 대한 접선의 기울기가 값(G)이 되도록 3차 곡선(f(x))의 4개의 정수(a, s, t, u)를 구하여 3차 곡선(f(x))을 생성한다. 즉 3차 곡선(f(x))이 제어점(C1(x1, y1))을 지남으로써 상기한 식(6)이 성립된다. 또한, 3차 곡선(f(x))이 제어점(C2(x2, y2))을 지남으로써 상기한 식(7)이 성립된다. 또한, 3차 곡선(f(x))이 제어점(C3(x3, y3))을 지남으로써 상기한 식(8)이 성립된다. 그리고, 중앙에 위치하는 제어점(C2)에서의 3차 곡선(f(x))에 대한 접선의 기울기, 즉 제어점(C2)에서의 3차 곡선(f(x))의 1차 미분의 값이, 값(G)이 됨으로써, 상기한 식(9)가 성립된다. 여기에서, 값(G)은 스텝(S208)에서 식(13)에 따라서 구해지고 있기 때문에 식(6) ∼ (9)의 4개의 연립 방정식을 풂으로써 4개의 정수(a, s, t, u)를 구할 수 있다.

F. 제2 실시예의 효과:

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 있어서도, 연속되는 3개의 제어점에 기초하여 1개의 3차 곡선을 생성하도록 하고 있기 때문에 제1 실시예와 똑같은 효과 를 이룰 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 선택한 3개의 제어점에 대하여 3차 곡선을 생성하는 경우, 한쪽 끝의 제어점과 중앙의 제어점을 잇는 선분과 3차 곡선에서의 한쪽 끝의 제어점과 중앙의 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적과, 중앙의 제어점과 다른쪽 끝의 제어점을 잇는 선분과 3차 곡선에서의 중앙의 제어점과 다른쪽 끝의 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적의 합이 최소가 되는 3차 곡선을 생성하고 있기 때문에, 생성된 3차 곡선은 3개의 제어점을 지나는 단선에 근사한 것으로 할 수 있다.

G. 변형예:

또한, 본 발명은 상기한 실시예나 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형태로 행하는 것이 가능하다.

상기한 실시예에서는 감마 커브를 생성할 때에 이용하는 제어점을 9개로 했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 제어점의 수는 필요에 따라서 임의의 수를 채택할 수 있다.

상기한 실시예에 있어서는, 화상 신호 중 Y(휘도)신호를 감마 보정의 대상으로 했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, R, G, B신호 등 다른 신호를 대상으로 해도 된다.

상기한 실시예에 있어서는, 본 발명을 프로젝터에 적용하는 경우에 대하여 설명했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 액정 디스플레이 등의 다른 화상 표시 장치나 프린터 등의 화상 인쇄 장치에도 적용할 수 있으며, 그 밖에, 컴퓨 터 등을 포함하는 화상 처리 장치 등에도 적용할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하여, 계산량이 적어지고, 회로 규모도 작아지는 감마 커브 생성 방법이 제공된다.

Claims

연속되는 복수의 제어점을 지나는 곡선을, 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행할 때에 이용하는 감마 커브로서 생성하기 위한 감마 커브 생성 방법에 있어서,

(a) 연속되는 복수의 상기 제어점으로부터, 연속되는 3개의 제어점을 각각 선택하는 공정;

(b) 선택한 3개의 제어점마다 그 3개의 제어점을 지나는 3차 곡선을 각각 생성하는 공정; 및

(c) 생성한 각각의 3차 곡선을 합쳐서 상기 감마 커브를 생성하는 공정

을 구비하고,

상기 공정(b)에서는, 선택한 3개의 제어점에 대하여 그 3개의 제어점을 지나는 상기 3차 곡선을 생성할 때에, 선택한 3개의 상기 제어점을 연속되는 순으로 제1, 제2, 제3 제어점으로 하고, 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점을 잇는 직선의 기울기를 G12로 하고, 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점을 잇는 직선의 기울기를 G23으로 한 경우에, 상기 제2 제어점에서의 상기 3차 곡선에 대한 접선의 기울기(G)가, 하기 식을

만족하는 3차 곡선을 생성하는

감마 커브 생성 방법.
연속되는 복수의 제어점을 지나는 곡선을, 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행할 때에 이용하는 감마 커브로서 생성하기 위한 감마 커브 생성 방법에 있어서,

(a) 연속되는 복수의 상기 제어점으로부터, 연속되는 3개의 제어점을 각각 선택하는 공정;

(b) 선택한 3개의 제어점마다 그 3개의 제어점을 지나는 3차 곡선을 각각 생성하는 공정; 및

(c) 생성한 각각의 3차 곡선을 합쳐서 상기 감마 커브를 생성하는 공정

을 구비하고,

상기 공정(b)에서는 선택한 3개의 제어점에 대하여 그 3개의 제어점을 지나는 상기 3차 곡선을 생성할 때에, 선택한 3개의 상기 제어점을 연속되는 순으로 제1, 제2, 제3 제어점으로 하고, 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점을 잇는 선분과 상기 3차 곡선에서의 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적과, 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점을 잇는 선분과 상기 3차 곡선에서의 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적의 합을 구하고, 그 합이 최소가 되는 3차 곡선을 생성하는

감마 커브 생성 방법.
연속되는 복수의 제어점을 지나는 곡선을, 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행할 때에 이용하는 감마 커브로서 생성하기 위한 감마 커브 생성 장치에 있어서,

연속되는 복수의 상기 제어점으로부터, 연속되는 3개의 제어점을 각각 선택하며, 선택한 3개의 제어점마다 그 3개의 제어점을 지나는 3차 곡선을 각각 생성하고, 생성한 각각의 3차 곡선을 합쳐서 상기 감마 커브를 생성하는 것과 함께,

선택한 3개의 제어점에 대하여 그 3개의 제어점을 지나는 상기 3차 곡선을 생성할 때에, 선택한 3개의 상기 제어점을 연속되는 순으로 제1, 제2, 제3 제어점으로 하고, 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점을 잇는 직선의 기울기를 G12로 하고, 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점을 잇는 직선의 기울기를 G23으로 한 경우에, 상기 제2 제어점에서의 상기 3차 곡선에 대한 접선의 기울기(G)가, 하기 식을

만족하는 3차 곡선을 생성하는

감마 커브 생성 장치.
연속되는 복수의 제어점을 지나는 곡선을, 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행할 때에 이용하는 감마 커브로서 생성하기 위한 감마 커브 생성 장치에 있어서,

연속되는 복수의 상기 제어점으로부터, 연속되는 3개의 제어점을 각각 선택하고, 선택한 3개의 제어점마다 그 3개의 제어점을 지나는 3차 곡선을 각각 생성하며, 생성한 각각의 3차 곡선을 합쳐서 상기 감마 커브를 생성하는 것과 함께,

선택한 3개의 제어점에 대하여 그 3개의 제어점을 지나는 상기 3차 곡선을 생성할 때에, 선택한 3개의 상기 제어점을 연속되는 순으로 제1, 제2, 제3 제어점으로 하고, 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점을 잇는 선분과 상기 3차 곡선에서의 상기 제1 제어점과 상기 제2 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적과, 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점을 잇는 선분과 상기 3차 곡선에서의 상기 제2 제어점과 상기 제3 제어점의 사이의 호에 의하여 둘러싸이는 영역의 면적의 합을 구하고, 그 합이 최소가 되는 3차 곡선을 생성하는

감마 커브 생성 장치.