화이트 밸런스 & Gamma 보정(Color Calibration)

이번장은 Calibation에 대해서 실제 보드를 가지고 동작시켰을때 어떻게 동작이 되고,결과가 어떻게 나오는건지에 대해서 설명하고자 한다.

사용된 보드는 방송용보드보다는 의료용 모니터와 산업용 모니터에 사용된 보드가 좀더 심플해서 최근 초음파,내시경모니터에 적용하였던 보드를 가지고 동작을 시켰다.

기본 동작을 시키기 위해서 PC 와 계측기, 모니터 보드 셋트가 필요하다.

1) PC : 계측기를 통한 모니터 특성값을 읽어오고, 분석하여 Gamma보정값과 색온도 보정값을 만들어 모니터 보드에 다운로드를 해준다

2) 계측기 : PC와 연결되어 USB를 통하여 모니터 특성값을 전달한다.

3) 모니터셋트 : PC의 명령어를 받아 필요한 패턴을 모니터에 Display해주고, 보정된 Gamma, 색온도 값을 받아 사용한다.

1. 아래와 같이 의료용 모니터에 적용하였던 보드를 가지고 모니터 한셋트를 준비하였다. 패널은 LG 21.5" 1920x1080패널을 사용하였다.

 

2. 모니터를 실행하고, 제일먼저 모니터 자체 Gamma특성을 분석하여 보았다.

아래와 같이 Gamma곡선을 분석할수 있는 프로그램과 I-ONE계측기를 사용하였다.

3. Panel 감마 분석을 위해 100% White부터 0% Black까지를 확인하였더니 아래의 회색 곡선이 Gamma2.2이고, 하얀색 비뚤어진 곡선이 모니터 Gamma특성인데 실제 Gamma 2.2에서 벗어난 구간들이 있는것을 확인할수 있다.

4. 이제 Gamma2.2 와 색온도를 같이 Calibation할수 있는 프로그램을 실행하여 Calibration을 해보 도록 하겠다.

5. 감마는2.2 , 색온도는 X : 301, Y: 0.3168 좌표를 기준으로 Calibration하도록 셋팅해주었다.​

6. Calibation이 마무리가 되었고, 전체 Calibratin 시간은 약 2~3분정도 소요가 되었다.​

7. Calibation후 색온도 측정을 해보았고, X : 301, Y: 0.3168 설정에 실제값은 X: 3023, Y: 0.3189 로 나왔다. 오차값은 조정을 하면서 타겟 설정값에 가장 가까운 조정값을 찾아서 설정을 해주고, 모니터가 켜지고 시간에 따라서 조금씩 바뀌는 부분들이 있어서 100%정확하게 맞추기는 한계가 있다.

8. 감마 측정을 다시 해보았다.​

9. Calibation후 측정된 감마값이 Calibation전 측정된 값에 비해서 Gamma2.2에 거의 일치하는것을 확인할수 있다.

이런 결과차이로 인해서 방송용, 의료용등의 특수 모니터는 모니터와 1:1 로 Calibration을 하여 사용하여야 하고, 그래야 항상 일정한 특성을 가지고 있는 모니터를 사용할수 있다.

아래 동영상은 실제로 Color Calibration을 하는 동영상이다.

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ORCAD를 이용하여 회로 설계하기

 여기에 있는 내용은 ORCAD 9.2 를 가지고, 회로도를 설계하는 방법을 설명하고 있다. ORCAD의 버젼은 다양하게 있지만 회로를 설계하는 기본적인 내용은 거의 비슷하기 때문에 여기에 있는 내용과 몇가지 차이만 확인을 한다면 버젼이 달라도 본인이 원하는 회로를 설계하는데 있어서는 큰 문제가 없을거라 생각한다. 본인이 ORCAD로 설계를 해보고 싶다고 한다면 여기에 있는 내용만 가지고도 충분히 설계를 할수 있게끔 설명을 해놓았다고 생각한다.

실제 설계를 하는데 있어서 꼭 필요한 내용만을 설명을 해놓았고, 본인이 실제로 설계할때 쓰는 방법과 똑같은 내용으로 설명을 해놓았기 때문에 실 업무를 할때도 크게 다르지 않을거라 생각한다.

총 ORCAD 설계하기 3단계로 설명을 해놓았다.

각 단계마다 설계하기에 대한 .PDF 문서와 그 내용에 맞은 ORCAD DSN 파일도 올려놓았기 때문에 본인의 PC에 ORCAD가 설치되어있다면 전혀 따라하는데 문제가 없을거라 생각한다.

1. ORCAD9.2 회로도설계(chart I).zip

: 가장 간단한 Schematic창 하나에 설계하는 방법을 설명해놓았다.

2. ORCAD9.2 평면구조설계(chart II).zip

: 여러개의 Schematic창에 각 영역을 나누어서 설계하는 방법을 설명해놓았다.

3. ORCAD9.2_계층구조설계(chart III).zip

: 여러개의 폴더에 각각에 맞는 Schematic을 설계하는 방법을 설명해놓았다.

위 Chart 는 순서대로 봐야 이해할수가 있다.

위 파일 다운로드는 네이버 블로그에서 가능합니다.

https://blog.naver.com/zaszas2345/221766375764

그리고 ORCAD를 사용하고 있는 사람들을 보면 주로 평면구조설계 형태로 많이 설계하는것을 봐왔지만 본인이 어떤 회로도를 설계하고, 구조적으로 살펴보기 위해서는 계층구조 설계하기 형태로 설계하는것을 추천한다.

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웨이브폼 & 벡터스코프

 방송용모니터 개발을 할때 SDI영상 신호를 받아 FPGA로 Video 웨이브폼(Waveform), 벡터스코프(Vectorscope) 구현을 했었다.

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웨이브폼은 Video의 Y Level 밝기 분포형태를 왼쪽부터 오른쪽으로 분포되어있는것을 보여주는 형태로 구현이 된것이고, VectorScope는 Color에 해당되는 Cb,Cr값의 좌표를 보여주는 것이라 생각하면 된다.

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아래 영상은 울 아들내미 호연이의 영상에 웨이브폼과 벡터스코프 화면을 띄어서 몇가지 형태로 보여주고 있다.

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SDI 영상 캡쳐 및 영상 스틸보드

 이번에 소개할 보드는

HD-SDI 신호 In/Out과 , Altera FPGA CycloneIV, DDR 메모리를 이용하여 영상 캡쳐를 할수 있는 보드이다.

예전 SDI영상 신호를 받아 USB3.0으로 전송하는 보드를 이용하여 구현을 해보았다.

영상 캡쳐보드는 말 그대로 현재 보고 있는 영상 신호를 특정 KEY나 이벤트를 받아서 메모리에 저장하는것이다.

동영상을 저장하는것은 아니고 캡쳐하고자 하는 현재 이미지만 저장이 가능하고 총 4Frame까지 저장을할수 있다.

사용자가 원하는 상태에 따라서 1Frame씩 저장하고, 그 Frame을 보여주거나 2Frame을 저장하고 2Frame을 동시에 보여주거나, 4Frame을 저장하고 4Frame을 동시에 보여줄수 있다.

위 그림은 기본적인 보드 블럭도이다. SDI영상 입력, DDR, 영상 출력으로 구성되어있다.

만약 캡쳐된 영상이 위 영상과 같이 총 4개의 영상이 있다면 아래와 같이 4개나 2개 또는 1개 이미지 영상을 선택해서 볼수 있다.

아래 이미지는 실제로 4번의 영상 캡쳐를 하여 캡쳐된 4개의 영상을 한번에 보여주고 있는 이미지이다.

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아래 동영상은 HD-SDI영상 입력이 들어왔을때

1) 1장씩 캡쳐하여 전체 영상 보여주기.

2) 1장씩 2장을 캡쳐한것을 PBP형태로 2장 동시에 보여주기.

3) 1장씩 4장을 캡쳐하여 4장을 Quad 영상으로 4분활하여 보여주는 동영상이다.

출력은 HD-SDI출력으로 내보내주고 있다.

캡쳐동영상

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