KR20130033629A - Method and apparatus for adjusting chroma of color image - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컬러 영상의 채도향상 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 컬러 영상의 채도를 향상시킬 때 발생하는 과 채도 현상(over-saturation)을 방지하고, 휘도 신호의 변화에 따른 컬러의 왜곡이 발생하지 않게 할 수 있는 컬러 영상의 채도향상 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for improving color saturation of a color image, and more particularly, to prevent over-saturation occurring when the color image is improved, and to prevent color distortion due to a change in luminance signal. The present invention relates to an apparatus and a method for enhancing color saturation of a color image.
Description
본 발명은 컬러 영상의 채도향상 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 컬러 영상의 채도를 향상시킬 때 발생하는 과 채도 현상(over-saturation)을 방지하고, 휘도 신호의 변화에 따른 컬러의 왜곡이 발생하지 않게 할 수 있는 컬러 영상의 채도향상 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for improving color saturation of a color image, and more particularly, to prevent over-saturation occurring when the color image is improved, and to prevent color distortion due to a change in luminance signal. The present invention relates to an apparatus and a method for enhancing color saturation of a color image.
일반적으로 컬러 영상은 채도가 높을수록 색의 선명도가 증가한다. 따라서 컬러 영상의 선명도를 증가시키기 위해 색신호의 진폭을 증가시켜 채도를 높이는 방법을 사용하여 왔다. 하지만 디지털 컬러 영상의 채도는 밝기값(Intensity)과 색상(Hue)에 따라 채도의 표현 가능한 범위가 제한되어 있어, 이러한 제한을 고려하지 않고 채도를 향상시킬 경우 색신호가 색역 밖의 존재하지 않는 값을 갖게 되어 색상이 변하거나 채도가 과포화(over-saturation)된 왜곡이 있는 컬러가 나타나는 문제가 발생한다. 또한 휘도신호의 밝기값이 바뀔 경우 채도가 변화하여 컬러의 선명도가 떨어지거나 왜곡된 컬러가 나타난다. In general, the higher the color saturation, the sharper the color. Therefore, in order to increase the sharpness of the color image, a method of increasing the saturation by increasing the amplitude of the color signal has been used. However, the saturation of a digital color image is limited in the range of expressible saturation according to the intensity and hue. When the saturation is improved without considering this restriction, the color signal has a value that does not exist outside the gamut. This results in a problem of color change or color with over-saturation distortion. In addition, when the brightness value of the luminance signal is changed, the saturation is changed, resulting in inferior clarity or distorted color.
이러한 디지털 컬러 영상의 채도 향상에 따른 왜곡을 극복하기 위한 채도향상 방법으로 'Y. Huang'들은 입력되는 영상의 색차 신호에 부여하는 가중치를 색상(Hue)따라 제어하여 채도를 향상시키는 방법("Hue-based color saturation compensation", IEEE International Conference on Consumer Electronics, pp. 160-164, Sept. 1-3, 2004.)을 제안하였다.'Y. Saturation Enhancement Method to overcome the distortion caused by the saturation improvement of digital color image. Huang's method improves saturation by controlling weights given to chrominance signals of input video according to color ("Hue-based color saturation compensation", IEEE International Conference on Consumer Electronics, pp. 160-164, Sept. 1-3, 2004.).
그러나 이러한 방법은 이득 값을 임의의 고정된 값으로 사용하므로 다양한 영상에 적용하였을 때 적절한 개선효과를 기대하기 어렵고, 과도한 채도 향상으로 인한 영상의 왜곡이 발생할 수 있다는 단점이 있다.
However, since this method uses a fixed fixed value, it is difficult to expect an appropriate improvement effect when applied to various images, and there is a disadvantage in that distortion of the image may occur due to excessive saturation improvement.
본 발명자들은 디지털 컬러 영상의 채도를 향상시킬 때, 컬러 영상이 색역(color gamut) 밖의 채도값으로 과포화되어 색상이 변하는 왜곡이 발생하지 않게 하고자 연구 노력한 결과, 입력 색차 신호에 가중치를 주어 채도의 향상시키되 최대 채도 값을 출력할 수 있는 색차 신호의 범위로 제한함으로써 과포화 현상을 방지하고, 휘도 신호의 변화에 따른 채도 값을 보상한 후 가중치를 주어 사용자가 원하는 이득 값으로 채도를 향상시킬 수 있는 컬러 영상의 채도 향상 장치 및 방법을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have tried to prevent the distortion of the color change due to oversaturation of the color image with the saturation value outside the color gamut when improving the saturation of the digital color image. However, by limiting the maximum saturation value to the range of color difference signals that can be output, it prevents oversaturation, compensates the saturation value according to the change in the luminance signal, and gives weight to the color to improve the saturation to a desired gain value. The present invention has been completed by developing an apparatus and a method for improving color saturation of images.
따라서, 본 발명의 목적은 컬러 영상의 채도를 향상시킬 때, 채도의 과 포화에 의한 영상 왜곡을 방지할 수 있는 컬러 영상의 채도 향상 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for improving color saturation of a color image, which can prevent image distortion due to oversaturation of the color saturation when improving the color saturation of the color image.
또한, 본 발명의 다른 목적은 휘도 신호의 변화에 따른 채도의 변화를 보상한 후 원하는 이득 값으로 채도를 향상시킴으로써 사용자가 향상시키고자 하는 채도의 출력영상이 출력되게 할 수 있는 컬러 영상의 채도 향상 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to improve the saturation of the saturation of the color image that can cause the user to output the saturation output image to be improved by compensating for the change in the saturation according to the change in the luminance signal and then improving the saturation to the desired gain value. It is to provide an apparatus and method.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력영상의 입력 색차 신호를 보정하여 출력영상의 채도를 향상시킬 수 있는 채도향상 장치로써, 디지털 컬러 영상의 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 최대 채도 값을 출력할 수 있는 색차 신호인 최대 색차 신호 값을 계산하여 저장하는 최대 색차 신호 저장 수단; 및 상기 입력 색차 신호에 이득 값을 곱하여 증폭시킴으로써 상기 출력영상의 채도를 향상시키되, 상기 입력 색차 신호의 최대 색차 신호 값인 입력 최대 색차 신호 값을 초과하지 않도록 제어하는 색차 신호 제어 수단;을 포함하여 상기 출력영상의 채도가 과포화되지 않게 하는 채도 향상 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a saturation enhancement device that can improve the saturation of the output image by correcting the input chrominance signal of the input image, and outputs the maximum saturation value within the range that the color of the digital color image does not change Maximum color difference signal storage means for calculating and storing a maximum color difference signal value which is a possible color difference signal; And a chrominance signal control means for controlling the input chrominance signal by multiplying the gain value by multiplying the gain value to improve the saturation of the output image and not to exceed an input maximum chrominance signal value that is a maximum chrominance signal value of the input chrominance signal. Provided is a saturation enhancement device that prevents saturation of an output image.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 입력 영상의 입력 휘도 신호가 보정되어 변화할 경우, 상기 색차 신호 제어 수단은 상기 입력 색차 신호를 상기 입력 휘도 신호의 변화량만큼 변화시켜, 상기 휘도 신호의 변화에도 채도는 상기 입력 영상의 채도와 동일하게 유지시킨 후, 상기 이득 값을 곱하여 증폭함으로써 채도를 향상시킨다In a preferred embodiment, when the input luminance signal of the input image is corrected and changed, the chrominance signal control means changes the input chrominance signal by a change amount of the input luminance signal, so that the chroma is changed even when the luminance signal is changed. After maintaining the same saturation of the input image, the saturation is improved by multiplying the gain value
바람직한 실시예에 있어서, 상기 색차 신호 제어 수단:은 상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호의 변화량을 곱한 가중치를 계산하는 가중치 계산 수단; 상기 입력 색차 신호에 상기 가중치를 곱하여 가중 색차 신호 값을 출력하는 채도 향상 수단; 및 상기 가중 색차 신호 값과 상기 입력 최대 색차 신호 값을 비교하여 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 최대 색차 신호 값 이하일 경우, 상기 가중 색차 신호 값을 출력하고, 상기 가중 색차 신호 값을 초과할 경우, 상기 입력 최대 색차 신호 값을 출력하는 색차 신호 비교 수단;을 포함한다.In a preferred embodiment, the chrominance signal control means comprises: weight calculation means for calculating a weight obtained by multiplying the gain value by a change amount of the input luminance signal; Saturation enhancement means for multiplying the input chrominance signal by the weight to output a weighted chrominance signal value; And comparing the weighted color difference signal value with the input maximum color difference signal value and outputting the weighted color difference signal value when the weighted color difference signal value is less than or equal to the input maximum color difference signal value and exceeding the weighted color difference signal value. And color difference signal comparison means for outputting the input maximum color difference signal value.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 최대 색차 신호 저장수단은 각 색상에 대해 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 휘도의 변화에 따라 표현가능한 최대 채도 값들을 더 계산하여 저장하고, 상기 가중치 계산수단은 상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호에 대응하는 최대 채도 값과 변화된 입력 휘도 신호인 출력 휘도 신호에 대응하는 최대 색차 신호 값을 곱하여 상기 가중치로 계산한다.In a preferred embodiment, the maximum chrominance signal storing means further calculates and stores the maximum saturation values that can be expressed according to the change in luminance within a range where the color does not change for each color, and the weight calculating means stores the gain value. Multiplying the maximum saturation value corresponding to the input luminance signal by the maximum chrominance signal value corresponding to the output luminance signal which is the changed input luminance signal to calculate the weight value.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 입력 색차 신호는 Cb신호와 Cr신호로 구성되고, 상기 가중치는 상기 Cb신호와 Cr신호에 각각 동일하게 곱해져, 상기 입력 색차 신호와 상기 출력 색차 신호에 의한 영상들 간의 색상은 동일하게 유지된 채, 채도만이 향상된다.In an exemplary embodiment, the input chrominance signal is composed of a Cb signal and a Cr signal, and the weights are equally multiplied by the Cb signal and the Cr signal, respectively, so that the image between the input chrominance signal and the output chrominance signal is separated. Only the saturation is improved while the color remains the same.
또한, 본 발명은 상기 채도 향상 장치가 구비된 영상 출력 장치를 더 제공한다.In addition, the present invention further provides an image output device equipped with the saturation enhancement device.
또한, 본 발명은 상기 채도 향상 장치가 구비된 영상 획득 장치를 더 제공한다.In addition, the present invention further provides an image acquisition device equipped with the chroma enhancement device.
또한, 본 발명은 상기 채도 향상 장치의 각 수단으로 기능하게 하는 채도 향상 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 더 제공한다.Further, the present invention further provides a computer-readable medium having stored therein a saturation enhancement program that allows it to function as each means of the saturation enhancement device.
또한, 본 발명은 채도 향상 프로그램이 저장되고, 상기 채도 향상 프로그램을 통신망을 통해 전송할 수 있는 서버 시스템을 더 제공한다.The present invention further provides a server system in which a chroma enhancement program is stored and the chroma enhancement program can be transmitted through a communication network.
또한, 본 발명은 입력영상의 입력 색차 신호를 보정하여 영상 출력장치로 출력해줌으로써 출력영상의 채도를 향상시킬 수 있는 채도 향상 방법으로써, 디지털 컬러 영상의 각 색상에 대해 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 최대 채도 값을 출력할 수 있는 색차 신호인 최대 색차 신호 값을 계산하여 최대 색차 신호 저장수단에 저장하는 단계; 색차 신호 제어 수단이 상기 입력 색차 신호에 이득 값을 곱하여 증폭시킴으로써 상기 출력 영상의 채도를 향상시키되, 상기 입력 색차 신호의 최대 색차 신호 값인 입력 최대 색차 신호 값을 초과하지 않도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 채도 향상 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a saturation enhancement method that can improve the saturation of the output image by correcting the input chrominance signal of the input image to output to the image output device, the color does not change for each color of the digital color image Calculating a maximum color difference signal value, which is a color difference signal capable of outputting a maximum chroma value, and storing the calculated maximum color difference signal in a maximum color difference signal storage means; And controlling, by the chrominance signal control means, to multiply and multiply the input chrominance signal by a gain value to improve the saturation of the output image, but not to exceed an input maximum chrominance signal value that is a maximum chrominance signal value of the input chrominance signal. It provides a saturation improvement method characterized in that.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 입력 영상의 입력 휘도 신호가 보정되어 변화할 경우, 상기 입력 색차 신호를 제어하는 단계는 상기 입력 색차 신호에 상기 입력 휘도 신호의 변화량을 곱하여 상기 휘도 신호의 변화에도 채도는 유지시킨 채, 상기 이득 값을 곱하여 증폭함으로써 채도를 향상시킨다.In an exemplary embodiment, when the input luminance signal of the input image is corrected and changed, controlling the input chrominance signal may be performed by multiplying the input chrominance signal by the amount of change in the input luminance signal to obtain a saturation even when the luminance signal is changed. While maintaining, the saturation is improved by multiplying the gain value.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 입력 색차 신호를 제어하는 단계;는 가중치 계산수단이 상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호의 변화량을 곱하여 가중치를 계산하는 단계; 채도 향상 수단이 상기 입력 색차 신호에 가중치를 곱하여 가중 색차 신호 값을 출력하는 단계; 및 색차 신호 비교 수단이 상기 가중 색차 신호 값과 상기 입력 최대 색차 신호 값을 비교하여 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 최대 색차 신호 값 이하일 경우, 상기 가중 색차 신호 값을 상기 영상 출력장치로 출력하고, 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 색차 신호 값을 초과할 경우, 상기 입력 최대 색차 신호 값을 상기 영상 출력장치로 출력하는 단계;를 포함한다.In an exemplary embodiment, the controlling of the input color difference signal may include: calculating weights by multiplying the gain value by a change amount of the input luminance signal; Saturation enhancing means multiplying the input chrominance signal by a weight to output a weighted chrominance signal value; And the color difference signal comparing means compares the weighted color difference signal value with the input maximum color difference signal value and outputs the weighted color difference signal value to the image output apparatus when the weighted color difference signal value is less than or equal to the input maximum color difference signal value. And outputting the input maximum color difference signal value to the image output apparatus when the weighted color difference signal value exceeds the input color difference signal value.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 최대 색차 신호 값을 계산하여 최대 색차 신호 저장수단에 저장하는 단계는 각 색상에 대해 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 휘도의 변화에 따라 표현가능한 최대 채도 값들을 더 계산하여 저장하는 과정을 포함되며, 상기 가중치를 계산하는 단계는 상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호에 대응하는 최대 채도 값과 변화된 입력 휘도 신호인 출력 휘도 신호에 대응하는 최대 색차 신호 값을 곱하여 상기 가중치으로 계산한다.In a preferred embodiment, the step of calculating the maximum chrominance signal value and storing in the maximum chrominance signal storage means further calculates the maximum saturation values representable according to the change in luminance within a range in which the hue does not change for each color. And calculating the weight by multiplying the gain value by a maximum saturation value corresponding to the input luminance signal and a maximum color difference signal value corresponding to an output luminance signal that is a changed input luminance signal. do.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 입력 색차 신호는 Cb신호와 Cr신호로 구성되고, 상기 가중치는 상기 Cb신호와 Cr신호에 각각 동일하게 곱해져, 상기 입력 색차 신호와 상기 출력 색차 신호에 의한 영상들 간의 색상은 동일하게 유지된 채, 채도만이 향상되도록 한다.
In an exemplary embodiment, the input chrominance signal is composed of a Cb signal and a Cr signal, and the weights are equally multiplied by the Cb signal and the Cr signal, respectively, so that the image between the input chrominance signal and the output chrominance signal is separated. The color remains the same, allowing only saturation to be improved.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.
본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치 및 방법에 의하면, 입력 색차 신호에 가중치를 곱하여 채도를 향상시키되 최대 채도값 내에서 채도의 향상이 이루어지게 할 수 있으므로 채도의 과 포화에 의한 영상 왜곡을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the apparatus and method for improving saturation according to an embodiment of the present invention, the saturation may be improved by multiplying an input chrominance signal by a weight, and the saturation may be improved within a maximum saturation value. There is an effect that can be prevented.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치 및 방법에 의하면, 입력 영상의 휘도가 변화할 경우 발생하는 채도의 변화를 보상하여 입력 영상의 채도를 동일하게 유지한 후, 이득 값을 곱하여 채도를 향상시킬 수 있으므로 휘도의 변화에 따른 채도 변화에도 입력 영상에 대해 사용자가 원하는 이득 값으로 채도를 향상시킬 수 있다.
In addition, according to the apparatus and method for improving saturation according to an embodiment of the present invention, the saturation of the input image is maintained by compensating for the saturation generated when the brightness of the input image changes, and then the saturation is multiplied by the gain value. Since the saturation may be improved, the saturation may be improved to a gain value desired by the user for the input image even with the saturation change due to the change in luminance.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 YCbCr 색좌표계에서 휘도 신호 및 색차 신호의 변화에 따라 변화하는 색역을 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치 및 방법의 최대 색차 신호를 계산하는 방법을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치 및 방법에서 계산된 채도 값 및 최대 색차 신호 값의 최대 범위를 보여주는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치 및 방법의 가중치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a saturation improving apparatus and method according to an embodiment of the present invention,
2 is a diagram illustrating a color gamut that changes with a change in a luminance signal and a color difference signal in a YCbCr color coordinate system;
3 is a diagram illustrating a method of calculating a maximum color difference signal of a saturation enhancing device and method according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing the maximum range of the saturation value and the maximum color difference signal value calculated in the saturation enhancement device and method according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining the weight of the saturation improving apparatus and method according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)는 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 가중치를 곱하여, 영상 출력장치(도시하지 않음)로 출력해 출력해줌으로써 디지털 컬러영상의 채도를 향상시킬 수 있는 장치이다.Referring to FIG. 1, the
더욱 자세하게는, 상기 채도 향상 장치(100)는 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 가중치를 곱하여 출력영상의 채도를 향상시킬 수 있는 출력 색차 신호(C1_out,C2_out)를 출력하되, 상기 출력 색차 신호(C1_out,C2_out)가 최대 색차 신호 값을 초과하지 않도록 제한하여 출력하는 기능을 한다.In more detail, the
또한, 상기 최대 색차 신호 값은 디지털 컬러 영상의 각 휘도 및 색상에서 최대 채도 값을 출력할 수 있는 색차 신호를 의미하며, 특정 휘도 및 색상에 대응하는 최대 색차 신호 값을 초과하여 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)를 증폭할 경우 채도의 과 포화 현상 및 컬러의 왜곡이 발생한다.The maximum chrominance signal value means a chrominance signal capable of outputting a maximum saturation value at each luminance and hue of a digital color image, and exceeds the maximum chrominance signal value corresponding to a specific luminance and hue. When amplifying C1_in, C2_in), saturation saturation and color distortion occur.
또한, 도 2는 YCbCr 색 공간에서 휘도 신호(Y')에 따른 채도와 색상의 변화를 보여주는 것으로 특정한 휘도에서 표현가능한 채도 및 색역이 제한되어 있는 것을 알 수 있다.In addition, FIG. 2 shows a change in saturation and color according to the luminance signal Y 'in the YCbCr color space, and it can be seen that saturation and color gamut that can be expressed at a specific luminance are limited.
또한, 수직축은 휘도 신호(Y')의 밝기를 나타내는데 '8Bit' 신호인 경우 밝기는 '0'(BK:검정)에서 '255'(W:흰색) 사이의 값을 갖는다.In addition, the vertical axis represents the brightness of the luminance signal Y '. In the case of the' 8Bit 'signal, the brightness has a value between' 0 '(BK: black) and' 255 '(W: white).
또한, 색상(Hue)은 색차 신호인 Cb신호와 Cr신호의 비율에 따라 결정되는 각도로 표현되며, '0°'에서 '360°'의 범위를 갖고, '0°'의 경우 출력영상은 빨간색(R)으로 표현되며, '60°'의 경우에는 노란색(Y)으로 표현된다.In addition, the color (Hue) is expressed as an angle determined by the ratio of the Cb signal and the Cr signal, which is a color difference signal, and has a range of '0 °' to '360 °', and in the case of '0 °', the output image is red. It is represented by (R), and in the case of '60 ° ', it is represented by yellow (Y).
또한, 채도는 색의 선명도를 나타내는 것으로 휘도 축에서 멀어질수록 높은 채도를 갖는다. 그러나, 색역을 넘어서게 되면 채도가 과포화되어 색상이 왜곡되는 문제가 발생한다.In addition, the saturation represents the clarity of the color, the higher the saturation from the luminance axis. However, if the color gamut is exceeded, the saturation may be oversaturated and the color may be distorted.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)는 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)의 색차 즉, 비율은 그대로 유지한 채, 가중치를 곱하여 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)를 증폭함으로써 채도를 향상시키되, 채도가 색역 내에 존재하도록 가중치이 곱해진 입력 색차 신호가 상기 최대 색차 신호 값을 초과하지 않도록 제한하는 것이다.That is, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)는 티브이, 모니터와 같은 영상 출력장치의 구성요소로 포함될 수 있으며, 디지털 카메라나 캠코더와 같은 영상 획득장치의 구성요소로 포함될 수도 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예 따른 채도 향상 장치(100)는 휴대전화, 태블릿피시와 같이 영상 획득 및 출력을 동시에 수행할 수 있는 장치의 구성요소로 포함될 수도 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)는 영상 획득장치와 영상 출력장치를 서로 연결하는 별도의 하드웨어로 구성될 수도 있고, 영상 획득장치와 영상 출력장치를 서로 연결하거나, 저장된 영상을 영상 출력장치로 출력하는 컴퓨터일 수도 있다.In addition, the
또한, 상기 컴퓨터는 채도 향상 프로그램에 의해 상기 채도 향상 장치(100)의 각 수단으로 기능하여 채도를 향상시킬 수 있다.In addition, the computer may function as each means of the
또한, 상기 채도 향상 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에 의해 저장되어 컴퓨터에 의해 읽혀짐으로써 컴퓨터를 수단으로 기능시킬 수 있고, 컴퓨터와 통신망을 통해 연결된 서버 시스템으로부터 컴퓨터에 전송되어 컴퓨터를 수단으로 기능시킬 수도 있다.
In addition, the saturation enhancement program may be stored in a computer readable medium and read by a computer, thereby functioning the computer as a means, and transmitted to the computer from a server system connected through the computer and the communication network to function as the computer. You can also
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)의 각 구성요소를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 방법은 실질적으로 상기 채도 향상 장치(100)를 통해 이루어지므로 채도 향상 장치(100)의 설명과 함께 설명하고 별도의 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, each component of the
본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)는 최대 색차 신호 저장 수단(110) 및 색차 신호 제어수단(120)을 포함하여 이루어진다.The
상기 최대 색차 신호 저장수단(110)은 상기 최대 색차 신호 값들이 미리 계산되어 룩업테이블로 저장되고, 상기 최대 색차 신호 값들을 계산하는 최대 색차 신호 계산수단(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. The maximum color difference signal storing means 110 may include a maximum color difference signal calculating means (not shown) that calculates the maximum color difference signal values in advance and stores the lookup table, and calculates the maximum color difference signal values.
그러나 외부에서 미리 계산된 최대 색차 신호들이 저장되어 있을 수 있음은 물론이다.However, it is a matter of course that externally calculated maximum color difference signals may be stored.
또한, 상기 최대 색차 신호 저장수단(110)은 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)가 입력되면, 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 대응하는 최대 색차 신호인 입력 최대 색차 신호 값(C1_max_in,C2_max_in)을 인출한다.In addition, when the input color difference signals C1_in and C2_in are input, the maximum color difference
더욱 자세하게는, 상기 최대 색차 신호 값들은 도 2에서 보인 YCbCr 색 공간의 색역 내에서 표현가능한 최대 채도 값을 출력할 수 있는 색차 신호 값들로 저장된다.More specifically, the maximum chrominance signal values are stored as chrominance signal values capable of outputting a maximum saturation value that can be expressed within the gamut of the YCbCr color space shown in FIG. 2.
도 3을 참조하여, 상기 최대 색차 신호들을 계산하는 과정을 설명하면, 먼저, 디지털 컬러 영상에서 표현가능한 모든 색 신호 레벨(level)의 변수와 각 레벨에서 표현할 수 있는 최대 채도값(S_max)를 '0'으로 초기화한다(S1000).Referring to FIG. 3, the process of calculating the maximum color difference signals is described first. First, variables of all the color signal levels that can be expressed in the digital color image and the maximum saturation value S_max that can be expressed at each level are ' Initialize to 0 '(S1000).
다음, 현재 색 신호 레벨에서 휘도 값(Ylevel)과 색상 값(Hlevel)을 계산하고(S2000), 계산된 휘도 값과 색상 값에 대응하는 채도 값(S(Ylevel,Hlevel))을 구한다(S3000).Next, the luminance value (Y level ) and the color value (H level ) are calculated at the current color signal level (S2000), and the chroma value (S (Y level , H level )) corresponding to the calculated luminance value and the color value is calculated. Obtain (S3000).
다음, 현재 구해진 채도 값(S(Ylevel,Hlevel))과 현재까지 계산된 최대 채도 값(S_max(Ylevel,Hlevel))을 서로 비교하여(S4000), 현재 구해진 채도 값(S(Ylevel,Hlevel))이 상기 최대 채도 값(S_max(Ylevel,Hlevel))보다 클 경우, 상기 최대 채도 값(S_max(Ylevel,Hlevel))을 현재 구해진 채도 값(S(Ylevel,Hlevel))으로 대체하고(S4100), 그에 대응하는 최대 색차 신호값 (C1_max(Ylevel,Hlevel),C2_max(Ylevel,Hlevel))을 구하여 저장하며(S4200), 현재 구해진 채도 값(S(Ylevel,Hlevel))이 상기 최대 채도 값(S_max(Ylevel,Hlevel))보다 적을 경우, 현재 색 신호 레벨(level)이 전체 색 신호 레벨(LEVEL_TOTAl)인지 판단한다(S5000).Next, the saturation value (S (Y level , H level )) currently obtained and the maximum saturation value (S_max (Y level , H level )) calculated up to now are compared with each other (S4000), and the currently obtained saturation value (S (Y level, H level)) is the maximum saturation value (S_max (Y level, H level )) is greater than, the maximum saturation value (S_max (Y level, H level )) to the current calculated saturation value (S (Y level, H level )), and obtains and stores the corresponding maximum color difference signal values C1_max (Y level , H level ) and C2_max (Y level , H level ) corresponding thereto (S4200). When S (Y level , H level ) is less than the maximum saturation value S_max (Y level , H level ), it is determined whether the current color signal level is the full color signal level LEVEL_TOTAl (S5000).
다음, 현재 색 신호 레벨(level)이 전체 색 신호 레벨(LEVEL_TOTAl)이 아니라면 레벨을 '1'증가시켜(S6000) 현재 색 신호 레벨(level)이 전체 색 신호 레벨(LEVEL_TOTAl)이 될 때까지 반복하여, 모든 색 신호 레벨에서 최대 색차 신호값(C1_max(Ylevel,Hlevel),C2_max(Ylevel,Hlevel))을 산출한다.Next, if the current color signal level is not the full color signal level LEVEL_TOTAl, increase the level to '1' (S6000) and repeatedly until the current color signal level becomes the full color signal level LEVEL_TOTAl. The maximum color difference signal values C1_max (Y level , H level ) and C2_max (Y level , H level ) are calculated at all color signal levels.
도 4는 도 3의 방법에 의해 얻어진 최대 색차 신호 값을 설명하기 위한 도면으로 그래프(a)는 휘도와 색상에 따라 표현할 수 있는 최대 채도 값의 범위를 보여주는 것이고, 그래프(b)는 그래프(a)의 최대 채도 값을 출력할 수 있는 최대 색차 신호들 중 Cr신호의 최대값의 범위를 보여주는 것이며, 그래프(c)는 최대 채도 값을 출력할 수 있는 최대 색차 신호들 중 Cb신호의 최대값의 범위를 보여주는 것이다. 또한, 각 그래프의 가로축은 색상을 의미하고 세로 축은 휘도를 의미한다.FIG. 4 is a diagram for explaining the maximum color difference signal values obtained by the method of FIG. 3. The graph (a) shows a range of maximum saturation values that can be expressed according to luminance and color, and the graph (b) is a graph (a). ) Shows the range of the maximum value of the Cr signal among the maximum chrominance signals capable of outputting the maximum saturation value, and graph (c) shows the maximum value of the Cb signal among the maximum chrominance signals capable of outputting the maximum chroma value. To show the range. In addition, the horizontal axis of each graph means color and the vertical axis means luminance.
즉, 특정한 휘도에서 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)가 도 4의 그래프 (b),(c)의 Cr신호 최대값 또는 Cb신호의 최대값보다 더 큰 값으로 증폭될 경우, 그래프(a)의 최대 채도 값 범위를 벗어나게 되어 채도의 과포화 현상이 발생하게 되는 것이다.That is, when the input chrominance signal C1_in, C2_in is amplified to a value greater than the maximum value of the Cr signal or the maximum value of the Cb signal of the graphs (b) and (c) of FIG. 4 at a specific luminance, the graph (a) It is out of the maximum saturation value range of the saturation will occur.
또한, 본 발명에서는 상기 최대 채도 값의 계산을 위해 YCbCr 색공간을 예를 들어 설명하였으나 HSV 색공간, CIE 색공간과 같은 다양한 색공간에 기반하여 상기 최대 색차 신호 값을 계산할 수도 있다.In the present invention, the YCbCr color space has been described as an example to calculate the maximum saturation value. However, the maximum color difference signal value may be calculated based on various color spaces such as an HSV color space and a CIE color space.
상기 색차 신호 제어수단(120)은 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 사용자가 미리 정한 이득 값을 곱하여 증폭시킴으로써 상기 출력영상의 채도가 향상되게 한다.The chrominance signal control means 120 multiplies the input chrominance signals C1_in and C2_in by a gain value predetermined by a user, thereby improving the saturation of the output image.
단, 상기 색차 신호 제어수단(120)은 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 이득 값을 곱한 값이 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)의 최대 색차 신호 값인 입력 최대 색차 신호 값을 초과하지 않도록 제한한다.However, the chrominance signal control means 120 does not exceed the input maximum chrominance signal value that is the maximum chrominance signal value of the input chrominance signals C1_in and C2_in by multiplying the gain value by the input chrominance signals C1_in and C2_in. Restrict.
그 이유는 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)가 과 증폭되어 채도가 과 포화될 경우 컬러의 왜곡이 발생하기 때문이다.The reason is that color distortion occurs when the input color difference signals C1_in and C2_in are over-amplified and over saturated.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)는 종래의 기술과 비교하여 입력영상을 색차 신호를 미리 정해진 이득 값으로 일률적으로 증폭하는 것이 아니라 상기 최대 색차 신호 값의 한도 내에서 증폭하므로 채도의 과 포화에 따른 컬러의 왜곡이 발생하지 않게 할 수 있는 것이다.That is, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)는 입력 영상의 입력 휘도 신호(Y_in)가 변화할 경우 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)를 상기 입력 휘도 신호(Y_in)의 변화량만큼 변화시킨 후, 상기 이득 값을 곱하여 채도를 향상시킬수 있다.In addition, when the input luminance signal Y_in of the input image is changed, the
그 이유는 휘도가 변화하게 되면 상기 입력영상의 채도가 변화되므로 사용자가 원하는 이득 값을 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 곱하더라도 원하는 채도가 표현되지 않기 때문이다. The reason is that since the saturation of the input image changes when the luminance is changed, the desired saturation is not expressed even if the user multiplies the desired gain value by the input chrominance signals C1_in and C2_in.
한편, 상기 입력 휘도 신호(Y_in)는 휘도 신호 처리 수단(10)에 의해 변화하는데, 상기 휘도 신호 처리 수단(10)은 입력 영상에서 광원의 효과를 제거하여 휘도를 보정하는 멀티 스케일 레티넥스(MSR:Multi-Scale Retinex) 알고리즘, 싱글 스케일 레티넥스(SSR:Single-Scale Retinex) 알고리즘, 컬러 복원 기능이 추가된 멀티 스케일 레티넥스(MSRCR:Multi-Scale Retinex with Color Restoration) 알고리즘을 수행하는 모듈일 수 있다.The input luminance signal Y_in is changed by the luminance signal processing means 10. The luminance signal processing means 10 removes the effect of the light source on the input image to correct the luminance. Modules perform the Multi-Scale Retinex (SSR) algorithm, the Single-Scale Retinex (SSR) algorithm, and the Multi-Scale Retinex with Color Restoration (MSRCR) algorithm. have.
또한, 상기 휘도 신호 처리 수단(10)은 본 발명의 채도 향상 장치(100)의 하나의 구성요소로 포함될 수 있다. 그러나, 본 발명의 채도 향상 장치(100)는 상기 휘도 신호 처리 수단(10)이 구비되지 않아 입력 휘도 신호가 변화하지 않는 시스템에서 독립적으로 그 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.In addition, the luminance signal processing means 10 may be included as one component of the
또한, 상기 휘도 신호 처리 수단(10)이 본 발명의 일 실시예에 따른 채도 향상 장치(100)에 포함될 경우, RGB 각 컬러 성분에 레티넥스 알고리즘을 수행하는 것이 아니라 휘도 신호에만 레티넥스 알고리즘을 수행하므로 연산량을 매우 줄 일 수 있다.In addition, when the luminance signal processing means 10 is included in the
또한, 상기 색차 신호 제어 수단(120)은 가중치 계산 수단(121), 채도 향상 수단(122) 및 색차 신호 비교 수단(123)을 포함하여 이루어진다.In addition, the chrominance signal control means 120 includes a weight calculation means 121, a saturation enhancement means 122, and a chrominance signal comparison means 123.
상기 가중치 계산 수단(121)은 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 곱해질 가중치를 계산한다.The weight calculating means 121 calculates a weight to be multiplied by the input color difference signals C1_in and C2_in.
또한, 상기 가중치는 기본적으로 사용자에 의해 미리 정해진 이득 값으로 설정되며, 상기 입력 휘도 신호(Y_in)가 출력 휘도 신호(Y_out)로 변화할 경우에는 이득 값에 휘도 신호의 변화량을 곱하여 계산한다.In addition, the weight is basically set to a predetermined gain value by the user, and when the input luminance signal Y_in changes to the output luminance signal Y_out, the weight is calculated by multiplying the change amount of the luminance signal.
그 이유는 상술하였듯이 입력영상의 색차 신호가 고정되고 휘도가 변화할 경우 채도가 변화하므로 사용자가 원하는 이득 값으로 증폭하더라도 원하는 채도값을 얻을 수 없기 때문이다.The reason for this is that, as described above, since the saturation changes when the color difference signal of the input image is fixed and the luminance changes, the desired saturation value cannot be obtained even if the user amplifies the desired gain value.
또한, 도 5는 특정 색상(도 4에서 색차신호가 약 '30°'인 컬러를 상정하였음)에서 휘도, 색차신호 및 채도 간의 관계를 설명하기 위한 것으로, 도 5의 그래프(a)는 색상이 변하지 않는 범위 내에서 채도와 휘도의 관계를 나타내는 채도-휘도 평면이고, 그래프(b)는 색차신호와 휘도의 관계를 나타내는 색차-휘도 평면이다.In addition, FIG. 5 illustrates a relationship between luminance, color difference signal, and saturation in a specific color (assuming that the color difference signal is about '30 ° 'in FIG. 4). A saturation-luminance plane showing a relationship between saturation and luminance within a range that does not change, and a graph (b) is a chrominance-luminance plane indicating a relationship between a color difference signal and luminance.
또한, 상정한 색상에서 채도, 휘도 및 색차신호의 관계특성을 살펴보면, 영역 'A'에서는 휘도가 변화하더라도 최대 색차 신호(C1_max,C2_max)를 출력할 경우 출력영상의 채도는 표현가능한 최대 채도값인 '1'값으로 유지할 수 있고, 영역 'B'에서는 휘도의 변화에 따라 최대 색차 신호를 출력하더라도 최대 채도값을 '1'값을 유지할 수 없는 특성이 있다.In addition, in relation to the saturation, luminance, and chrominance signal in the assumed color, when the maximum chrominance signal (C1_max, C2_max) is output even though the luminance is changed in the area 'A', the saturation of the output image is the maximum saturation value that can be expressed. A value of '1' can be maintained, and in the region 'B', the maximum saturation value cannot be maintained even if the maximum color difference signal is output in accordance with the change in luminance.
또한, 휘도 신호가 'Y1'에서 'Y2'로 변화하여도 채도 값을 'S3'로 유지할 수 있는 조건은 색차신호의 값을 점 'P1'에서 점 'P2'로 이동시켜야 한다. 다시 말해서, 색차신호를 점 'P1'에 대응하는 색차 신호 값 'C1_P1'에서 점 'P2'에 대응하는 색차 신호 값 'C1_max'로 증가시켜 출력해 주어야 하는 것이다.Also, even if the luminance signal changes from 'Y1' to 'Y2', the condition that the chroma value can be maintained at 'S3' should move the value of the color difference signal from the point 'P1' to the point 'P2'. In other words, the color difference signal should be increased from the color difference signal value 'C1_P1' corresponding to the point 'P1' to the color difference signal value 'C1_max' corresponding to the point 'P2'.
즉, 휘도신호가 'Y1'에서 'Y2'로 변화함에도 불구하고, 색차신호를 동일한 'C1_P1'(점 'P1'에서 점 'P2'로 이동시킬 경우)값을 출력할 경우, 휘도 값은 'S3'에서 'S2'로 감소하기 때문에 사용자가 원하는 이득 값을 입력 색차 신호에 곱하더라도 원하는 채도로 향상시킬 수 없다.That is, although the luminance signal changes from 'Y1' to 'Y2', when the color difference signal is outputted with the same 'C1_P1' (when moving from point 'P1' to point 'P2'), the luminance value is' Because it decreases from S3 'to S2, the user cannot multiply the desired gain value by the input chrominance signal to improve the desired saturation.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 가중치를 정해진 이득 값에 상기 입력 휘도 신호(Y_in)가 출력 휘도 신호(Y_out) 신호 변화량을 곱하여, 휘도의 변화에 따른 입력 영상의 채도를 보상해주고 이득 값을 곱하여 사용자가 원하는 채도의 영상이 출력되게 하는 것이다.Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, the weight value is multiplied by the input luminance signal Y_in by the amount of change in the output luminance signal Y_out, thereby compensating the saturation of the input image according to the change in luminance and multiplying the gain value. The image of the saturation desired by the user is output.
또한, 상기 가중치는 아래의 수학식1과 같이 표현할 수 있다.In addition, the weight may be expressed as
여기서, 'gain'은 사용자가 정한 이득 값이고, 'b'는 도 5의 색차-휘도 평면에서 휘도 축의 절편으로 '0'에 가까운 값이다. 즉, 상기 가중치는 이득 값에 상기 입력 휘도 신호(Y_in)가 출력 휘도 신호(Y_out)의 변화율을 곱한 값으로 근사화할 수 있다.Here, 'gain' is a gain value determined by the user, and 'b' is a value close to '0' as an intercept of the luminance axis in the color difference-luminance plane of FIG. 5. That is, the weight may be approximated by a value obtained by multiplying a gain value by the input luminance signal Y_in multiplied by the rate of change of the output luminance signal Y_out.
그러나, 도 4의 그래프 (a)에서 보인 채도의 최대범위가 미리 계산되어 상기 최대 색차 신호 저장수단에 저장되어 있을 경우에는 상기 가중치는 최대 채도 값을 이용하여 아래의 수학식 2를 이용하여 계산할 수도 있으며, 상기 수학식 1에서 계산된 가중치와 동일한 값을 얻을 수 있다.However, when the maximum range of saturation shown in the graph (a) of FIG. 4 is calculated in advance and stored in the maximum chrominance signal storing means, the weight may be calculated using Equation 2 below using the maximum saturation value. The same value as the weight calculated in
여기서 'C_max_out'는 상기 출력 휘도 신호(Y_out)에서의 최대 색차 신호 값이며 'S_max_in'은 상기 입력 휘도 신호(Y_in)에 대응하는 최대 채도 값이다.Here, 'C_max_out' is the maximum color difference signal value in the output luminance signal Y_out and 'S_max_in' is the maximum chroma value corresponding to the input luminance signal Y_in.
상기 채도 향상 수단(122)은 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)에 상기 가중치(β)를 곱하여 출력영상의 채도를 향상시킬 수 있는 가중 색차 신호 값을 출력한다.The
또한, 상기 가중치(β)은 상기 입력 색차 신호(C1_in,C2_in)를 구성하는 Cb신호(C1_in)와 Cr신호(C2_in)에 동일하게 곱해지므로 입력영상과 출력 영상 간의 색상은 동일하게 유지된 채, 채도만을 향상시킬 수 있어 컬러 왜곡을 방지할 수 있다.In addition, since the weight β is multiplied by the Cb signal C1_in and the Cr signal C2_in constituting the input color difference signals C1_in and C2_in, the color between the input image and the output image remains the same. Only saturation can be improved to prevent color distortion.
상기 색차 신호 비교수단(123)은 상기 채도 향상 수단(123)에서 출력되는 가중 색차 신호 값과 상기 최대 색차 신호 저장 수단에서 인출된 입력 최대 색차 신호 값을 입력받고 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 최대 색차 신호 값 이하일 경우, 상기 가중 색차 신호 값을 출력 색차 신호(C1_out,C2_out)로 출력하고, 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 최대 색차 신호 값을 초과할 경우, 상기 입력 최대 색차 신호 값을 상기 출력 색차 신호(C1_out,C2_out)로 출력한다.The color difference signal comparison means 123 receives a weighted color difference signal value output from the saturation enhancement means 123 and an input maximum color difference signal value extracted from the maximum color difference signal storage means, and the weighted color difference signal value is the maximum input value. When the color difference signal value is less than or equal to, the weighted color difference signal value is output as an output color difference signal (C1_out, C2_out), and when the weighted color difference signal value exceeds the input maximum color difference signal value, the output maximum color difference signal value is output to the output. Outputs as color difference signals C1_out and C2_out.
즉, 증폭된 가중 색차 신호 값이 최대 색차 신호 값의 범위로 제한되므로 채도 과포화에 의한 컬러 왜곡을 방지할 수 있다.That is, since the amplified weighted color difference signal value is limited to the range of the maximum color difference signal value, color distortion due to saturation oversaturation can be prevented.
그러나 상기 입력 휘도 신호의 변화가 있을 경우에는, 상기 색차 신호 비교수단(123)은 변화된 입력 휘도 신호(출력 휘도 신호)에 대응하는 출력 최대 색차 신호값(C1_max_out,C2_max_out)을 입력받고, 상기 가중 색차 신호 값이 상기 출력 최대 색차 신호값(C1_max_out,C2_max_out) 이하일 경우, 상기 가중 색차 신호 값을 출력 색차 신호(C1_out,C2_out)로 출력하고, 상기 가중 색차 신호 값이 상기 출력 최대 색차 신호값(C1_max_out,C2_max_out)을 초과할 경우, 상기 출력 최대 색차 신호값(C1_max_out,C2_max_out)을 상기 출력 색차 신호(C1_out,C2_out)로 출력한다.However, when there is a change in the input luminance signal, the color difference signal comparing means 123 receives the output maximum color difference signal values C1_max_out and C2_max_out corresponding to the changed input luminance signal (output luminance signal), and the weighted color difference When the signal value is less than or equal to the output maximum color difference signal value C1_max_out, C2_max_out, the weighted color difference signal value is output as an output color difference signal C1_out, C2_out, and the weighted color difference signal value is the output maximum color difference signal value C1_max_out, When C2_max_out is exceeded, the output maximum color difference signal values C1_max_out and C2_max_out are output as the output color difference signals C1_out and C2_out.
또한, 상기 입력 휘도 신호의 변화가 있을 경우, 상기 색차 신호 비교수단(123)이 출력하는 출력 색차 신호(C1_out,C2_out)는 아래의 수학식 3와 같이 표현할 수 있다.In addition, when there is a change in the input luminance signal, the output chrominance signals C1_out and C2_out output by the chrominance signal comparison means 123 may be expressed as in Equation 3 below.
여기서, min[a,b]는 a와 b 중 절대값이 큰 값을 출력하는 연산자를 의미한다.Here, min [a, b] refers to an operator that outputs a large absolute value among a and b.
즉, 상기 색차 신호 비교수단(124)은 최대 채도값 범위 내에서 색상의 변화없이 출력 영상의 채도를 사용자가 원하는 이득 값으로 향상시킬 수 있으므로 과 채도에 의한 컬러 왜곡을 방지할 수 있는 것이다.
That is, the chrominance signal comparing means 124 can improve the saturation of the output image to a gain value desired by the user without changing the color within the maximum saturation value range, thereby preventing color distortion due to over saturation.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the present invention. Various changes and modifications will be possible.
100:채도 향상 장치 110:최대 색차 신호 저장 수단
120:색차 신호 제어 수단 121:가중치 계산 수단
122:채도 향상 수단 123:색차 신호 비교 수단100: chroma enhancement device 110: maximum color difference signal storage means
120: color difference signal control means 121: weight value calculation means
122: saturation improving means 123: chrominance signal comparison means
Claims (14)
디지털 컬러 영상의 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 최대 채도 값을 출력할 수 있는 색차 신호인 최대 색차 신호 값을 계산하여 저장하는 최대 색차 신호 저장 수단; 및
상기 입력 색차 신호에 이득 값을 곱하여 증폭시킴으로써 상기 출력영상의 채도를 향상시키되, 상기 입력 색차 신호의 최대 색차 신호 값인 입력 최대 색차 신호 값을 초과하지 않도록 제어하는 색차 신호 제어 수단;을 포함하여 상기 출력영상의 채도가 과포화되지 않게 하는 채도 향상 장치.
Saturation enhancement device that can improve the saturation of the output image by correcting the input color difference signal of the input image,
Maximum chrominance signal storage means for calculating and storing a maximum chrominance signal value, which is a chrominance signal capable of outputting a maximum saturation value within a range in which the color of the digital color image does not change; And
And a chrominance signal control means for controlling the chrominance of the output image by multiplying and multiplying the input chrominance signal by a gain value and controlling not to exceed an input maximum chrominance signal value that is a maximum chrominance signal value of the input chrominance signal. A saturation enhancement device that prevents saturation of an image.
상기 입력 영상의 입력 휘도 신호가 변화할 경우,
상기 색차 신호 제어 수단은 상기 입력 색차 신호를 상기 입력 휘도 신호의 변화량만큼 변화시켜, 상기 휘도 신호의 변화에도 채도는 상기 입력 영상의 채도와 동일하게 유지시킨 후, 상기 이득 값을 곱하여 증폭함으로써 채도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 채도 향상 장치.
The method of claim 1,
When the input luminance signal of the input image is changed,
The chrominance signal control means changes the input chrominance signal by the amount of change in the input luminance signal, maintains the saturation equal to the saturation of the input image even when the luminance signal changes, and multiplies the gain value to amplify the chroma. Saturation improvement apparatus characterized by the above-mentioned.
상기 색차 신호 제어 수단:은
상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호의 변화량을 곱한 가중치를 계산하는 가중치 계산 수단;
상기 입력 색차 신호에 상기 가중치를 곱하여 가중 색차 신호 값을 출력하는 채도 향상 수단; 및
상기 가중 색차 신호 값과 상기 입력 최대 색차 신호 값을 비교하여 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 최대 색차 신호 값 이하일 경우, 상기 가중 색차 신호 값을 출력하고, 상기 가중 색차 신호 값을 초과할 경우, 상기 입력 최대 색차 신호 값을 출력하는 색차 신호 비교 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 채도 향상 장치.
The method of claim 2,
The color difference signal control means:
Weight calculation means for calculating a weight obtained by multiplying the gain value by the amount of change in the input luminance signal;
Saturation enhancement means for multiplying the input chrominance signal by the weight to output a weighted chrominance signal value; And
The weighted color difference signal value is compared with the input maximum color difference signal value when the weighted color difference signal value is less than or equal to the input maximum color difference signal value, and outputs the weighted color difference signal value and exceeds the weighted color difference signal value. And a chrominance signal comparison means for outputting an input maximum chrominance signal value.
상기 최대 색차 신호 저장수단은 각 색상에 대해 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 휘도의 변화에 따라 표현가능한 최대 채도 값들을 더 계산하여 저장하고,
상기 가중치 계산수단은 상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호에 대응하는 최대 채도 값과 변화된 입력 휘도 신호인 출력 휘도 신호에 대응하는 최대 색차 신호 값을 곱하여 상기 가중치를 계산하는 것을 특징으로 하는 채도 향상 장치.
The method of claim 3, wherein
The maximum chrominance signal storing means further calculates and stores the maximum saturation values that can be expressed according to the change in luminance within a range where the color does not change for each color,
And the weight calculating means calculates the weight by multiplying the gain value by a maximum saturation value corresponding to the input luminance signal and a maximum chrominance signal value corresponding to an output luminance signal that is a changed input luminance signal.
상기 입력 색차 신호는 Cb신호와 Cr신호로 구성되고, 상기 가중치는 상기 Cb신호와 Cr신호에 각각 동일하게 곱해져, 상기 입력 색차 신호와 상기 출력 색차 신호에 의한 영상들 간의 색상은 동일하게 유지된 채, 채도만이 향상되는 것을 특징으로 하는 채도 향상 장치.
The method of claim 3, wherein
The input chrominance signal is composed of a Cb signal and a Cr signal, and the weight is multiplied equally to the Cb signal and the Cr signal, respectively, so that the color between the images by the input chrominance signal and the output chrominance signal is maintained the same. Chroma, only saturation is improved.
An image output apparatus comprising the saturation enhancing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
An image acquisition device equipped with a saturation enhancement device according to any one of claims 1 to 5.
A computer-readable medium having stored therein a saturation enhancement program for causing a computer to function as each means of the saturation enhancement device of any one of claims 1 to 5.
The server system of claim 10, wherein the chroma enhancement program is stored, and the chroma enhancement program can be transmitted through a communication network.
디지털 컬러 영상의 각 색상에 대해 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 최대 채도 값을 출력할 수 있는 색차 신호인 최대 색차 신호 값을 계산하여 최대 색차 신호 저장수단에 저장하는 단계;
색차 신호 제어 수단이 상기 입력 색차 신호에 이득 값을 곱하여 증폭시킴으로써 상기 출력 영상의 채도를 향상시키되, 상기 입력 색차 신호의 최대 색차 신호 값인 입력 최대 색차 신호 값을 초과하지 않도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 채도 향상 방법.
As a saturation enhancement method that can improve the saturation of the output image by correcting the input chrominance signal of the input image and outputting it to the image output device,
Calculating a maximum chrominance signal value, which is a chrominance signal capable of outputting a maximum saturation value within a range in which the hue does not change for each color of the digital color image, and storing the maximum chrominance signal value in the maximum chrominance signal storage means;
And controlling, by the chrominance signal control means, to multiply and multiply the input chrominance signal by a gain value to improve the saturation of the output image, but not to exceed an input maximum chrominance signal value that is a maximum chrominance signal value of the input chrominance signal. Saturation improvement method characterized by the above-mentioned.
상기 입력 영상의 입력 휘도 신호가 변화할 경우,
상기 입력 색차 신호를 제어하는 단계는 상기 입력 색차 신호에 상기 입력 휘도 신호의 변화량을 곱하여 상기 휘도 신호의 변화에도 채도는 상기 입력 영상의 채도와 동일하게 유지시킨 후, 상기 이득 값을 곱하여 증폭함으로써 채도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 채도 향상 방법.
11. The method of claim 10,
When the input luminance signal of the input image is changed,
The controlling of the input chrominance signal may be performed by multiplying the input chrominance signal by the amount of change in the input luminance signal to maintain the saturation even with the change in the luminance signal, and then multiplying the gain value to amplify the chroma. Saturation improvement method characterized in that to improve.
상기 입력 색차 신호를 제어하는 단계;는
가중치 계산수단이 상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호의 변화량을 곱하여 가중치를 계산하는 단계;
채도 향상 수단이 상기 입력 색차 신호에 가중치를 곱하여 가중 색차 신호 값을 출력하는 단계; 및
색차 신호 비교 수단이 상기 가중 색차 신호 값과 상기 입력 최대 색차 신호 값을 비교하여 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 최대 색차 신호 값 이하일 경우, 상기 가중 색차 신호 값을 상기 영상 출력장치로 출력하고, 상기 가중 색차 신호 값이 상기 입력 색차 신호 값을 초과할 경우, 상기 입력 최대 색차 신호 값을 상기 영상 출력장치로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 채도 향상 방법.
The method of claim 11,
Controlling the input chrominance signal;
Calculating weights by multiplying the gain value by the change amount of the input luminance signal;
Saturation enhancing means multiplying the input chrominance signal by a weight to output a weighted chrominance signal value; And
And a color difference signal comparing means compares the weighted color difference signal value with the input maximum color difference signal value and outputs the weighted color difference signal value to the image output device when the weighted color difference signal value is less than or equal to the input maximum color difference signal value. And outputting the input maximum color difference signal value to the image output device when a weighted color difference signal value exceeds the input color difference signal value.
상기 최대 색차 신호 값을 계산하여 최대 색차 신호 저장수단에 저장하는 단계는 각 색상에 대해 색상이 변화하지 않는 범위 내에서 휘도의 변화에 따라 표현가능한 최대 채도 값들을 더 계산하여 저장하는 과정을 포함되며,
상기 가중치를 계산하는 단계는 상기 이득 값에 상기 입력 휘도 신호에 대응하는 최대 채도 값과 변화된 입력 휘도 신호인 출력 휘도 신호에 대응하는 최대 색차 신호 값을 곱하여 상기 가중치를 계산하는 것을 특징으로 하는 채도 향상 방법.
13. The method of claim 12,
The calculating and storing the maximum color difference signal value in the maximum color difference signal storage means includes calculating and storing the maximum saturation values that can be expressed according to the change in luminance within a range in which the color does not change for each color. ,
The calculating of the weight may include calculating the weight by multiplying the gain value by a maximum saturation value corresponding to the input luminance signal and a maximum chrominance signal value corresponding to an output luminance signal that is a changed input luminance signal. Way.
상기 입력 색차 신호는 Cb신호와 Cr신호로 구성되고, 상기 가중치는 상기 Cb신호와 Cr신호에 각각 동일하게 곱해져, 상기 입력 색차 신호와 상기 출력 색차 신호에 의한 영상들 간의 색상은 동일하게 유지된 채, 채도만이 향상되는 것을 특징으로 하는 채도 향상 방법.13. The method of claim 12,
The input chrominance signal is composed of a Cb signal and a Cr signal, and the weight is multiplied equally to the Cb signal and the Cr signal, respectively, so that the color between the images by the input chrominance signal and the output chrominance signal is maintained the same. Chroma, only saturation is improved, characterized in that saturation improvement method.
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