KR100299759B1 - 영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 장치와 방법 - Google Patents

영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 장치와 방법

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KR100299759B1
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Abstract

본 발명은 주변의 밝기와 색온도에 따라서 영상표시기기의 화면상태를 자동으로 조정하여 줄 수 있도록 한 영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 장치와 방법에 관한 것이다.
종래에는 사용자가 자신이 원하는 상태로 조정해둔 화면상태 조정값과는 아무런 대비없이 단순히 실험값을 통해 얻어진 룩 업 테이블(Look Up Table)을 이용하여 영상표시기기의 주변 밝기에 따라서 화면상태가 자동으로 조정되므로 실제 주변환경과의 차이값이 발생하여 고품질의 화면상태를 제공할 수 없다.
따라서 본 발명에서는 사용자가 화면의 밝기, 명암, 색온도를 조정하고 자동조정모드를 실행시킬 당시의 주변 조명광의 밝기와 색온도를 기준 데이타로 설정하여 이 기준 데이터와 일정시간동안의 주변 조명광의밝기 및 색온도의 평균 데이타를 비교하여 상대변화율을 산출하고, 산출된 상대변화율을 사용자가 설정한 화면의 밝기, 명암, 색온도에 각각 반영하여 자동 화면조정을 수행하므로써 영상표시기기가 사용되는 용도, 위치, 사용자 개인의 취향 등 각기 다른 특성에 맞는 최적의 화면상태를 얻을 수 있다.

Description

영상표시기기의 화면 상태 자동 조정장치 및 방법
본 발명은 티브이, 모니터 등의 영상표시기기에 있어서, 더욱 상세하게는 영상표시기기의 주변 밝기와 색온도가 변화될 때마다 현재의 화면상태를 사용자가 초기 설정한 화면상태와 동일하게 느끼도록 자동 조절될 수 있도록 한 영상표시기기의 화면상태 자동 조정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 영상표시기기에 있어서, 사용자의 편의 및 더 나은 시청환경을 제공하고자 화면상태를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 기술들이 끊임없이 개발되고 있다.
이러한 기술들은 영상표시기기중 가장 대표적인 예로서 TV에 적용되어 다양하게 실시되고 있는데, 주변 밝기와 색온도에 따라 화면의 밝기, 명암, 색온도 등의 상태를 자동으로 조절하여 주도록 하는 자동 화면조절기능이 적용된 이와 같은 영상표시기기는 주변의 실제 밝기와 색온도에 따른 색신호감지수단의 출력값과 이론적인 밝기와 색온도를 기준으로 화면상태 즉, 화면의 명암(Contrast), 밝기(Brightness)값을 실험값으로 구하여 룩 업 테이블(Look Up Table)을 설정하고, 설정된 룩 업 테이블을 기억수단에 저장한 다음, 이후에 상기 색신호 감지수단을 통해 감지된 주변 밝기와 색온도에 따른 출력값을 인식하고, 인식된 값에 해당하는 화면의 명암, 발기값을 상기 룩 업 테이블로부터 읽어들여 그 값으로 화면의 명암, 밝기를 조정하게 된다.
상술한 화면상태 조정에 있어, TV의 경우 대부분 일몰후의 저녁시간 및 밤시간이 방안의 조명광 아래에서 사용되고 사용자가 일정거리를 두고 시청한다는 점에 반하여, 모니터는 낮시간대에 사무실에서 주로 사용되고 작업자가 화면앞에 근접하여 작업하게 되므로 티브이와 모니터의 사용조건이 서로 다르다.
또한 TV는 무한한 동영상을 주로 표시하므로 포커스(focus), 선면도가 다소 떨어져도 TV 시청에 큰 영향을 끼치지 않는데 반하여, 모니터의 경우에 있어서는 텍스트(text) 및 그래픽(graphic) 등의 정지영상에 의한 작업이 주로 이루어지므로 포커스 및 선명도가 작업에 큰 영향을 끼쳐 작업용도에 따라 화면상태의 조정이 각기 다르다.
따라서, 종래의 기술에 따른 화면상태 자동 조정방법은 실험값을 통해 얻은 룩 업 테이블을 적용하여 주변 밝기와 색온도에 대한 최적 값으로 화면상태 조정이 수행된다고 하나, 사용자가 자신이 원하는 상태로 조정해둔 값과는 아무런 대비없이 이미 정해진 데이타에 의해 자동으로 조정되므로 주변환경과의 실제적인 차이값이 발생하여 고품질의 화면상태를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주변 조명환경의 변화에 상관없이 항상 사용자가 원하는 최적의 화면상태를 제공할 수 있도록 한 영상표시기기의 화면상태 자동 조정장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 모니터를 실시예로서, 모니터의 화면상태 자동 조정장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 모니터의 화면상태 자동 조정방법을 나타낸 플로우챠트.
본 발명에 따른 영상표시기기의 화면상태 자동 조정장치는 영상표시기기 주변 조명광의 색신호를 감지하는 색신호 감지수단과, 색신호 감지수단으로 부터 감지된 주변 조명광의 색신호값을 처리하여 영상표시기기 주변의 밝기와 색온도를 인식하는 인식수단과, 사용자가 설정한 화면의 밝기/명암/색온도 및 상기 인식수단을 통해 인식된 영상표시기기 주변의 밝기/색온도를 저장하는 저장수단과, 인식수단을 통해 인식된 영상표시기기 주변의 밝기 및 색온도에 대한 일정시가내의 평균데이타를 산출하고, 산출되는 밝기 및 색온도의 각 평균 데이타와 상기 저장수단에 저장된 영상표시기기 주변의 밝기 및 색온도의 기준데이타를 각각 비교하여 각각의 상대변화율을 산출하는 비교연산수단과, 사용자의 자동 조정모드 선택에 따라서 인식수단을 통해 인식된 영상표시기기 주변의 밝기와 색온도를 기준데이타로 저장수단에 저장하고, 비교연산수단에 의해 산출된 밝기 및 색온도의 각 상대변화율은 사용자가 설정한 화면의 밝기, 명암 및 색온도값에 반영하여 화면상태를 조정하도록하는 제어수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이때 색신호 감지수단은 시안(cyan) 및 옐로우(yellow) 두 출력을 갖는 광센서(photo sensor)인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 인식수단에서는 상기 색신호 감지수단의 시안과 옐로우의 두 출력의 합으로 영상표시기기의 주변밝기를 인식하고, 시안과 옐로우 두 출력의 비로 영상표시기기 주변의 색온도를 인식하도록 함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상표시기기의 화면상태 자동 조정방법은 사용자가 설정한 화면의 밝기,명암, 색온도를 저장하는 제 1과정과, 주변 밝기의 변화에 따른 화면의 밝기,명암 및 색온도를 자동조정하도록 하는 자동 조정 모드의 실행여부를 판단하는 제 2과정과, 제 2과정에서 자동 조정모드가 실행되면 주변 조명광의 밝기 및 색온도를 감지하여 밝기 및 색온도의 기준 데이터로 저장하고 그후 일정시간동안의 주변 밝기 및 색온도의 평균 데이타를 산출하는 제 3과정과, 제 3 과정에서 산출된 주변 밝기 및 색온도의 평균 데이타와 주변 밝기 및 색온도의 기준데이타를 비교하여 각각의 상대변화율을 산출하는 제 4 과정과, 제 4 과정에서 산출된 각각의 상대변화율을 제 1 과정에서 사용자가 설정한 화면의 밝기, 명암 및 색온도에 반영하여 화면의 상태를 조정하는 제 5 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다
그리고, 상기 제 2과정에서의 자동 조정 모드는 화면상태의 밝기와 명암 조정하기 위한 자동조정모드와 색온도를 조정하기 위한 자동조정모드 두가지 모드로 나누어지고 두 자동조정모드중 하나이상을 사용자가 선택할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 5과정에서 사용자가 설정한 값과 상대변화율을 반영한 값을 비교하고 차이가 많이 날 경우 선형적인 중간값을 취하여 단계적으로 화면상태를 조정하도록 함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영상표시기기의 화면상태 자동 조정장치 및 방법의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 일실시예로서, 모니터의 화면상태 자동 조정장치는 시안(Cy)과 옐로우(Ye)의 두출력을 갖는 광센서(1a)를 통해 모니터 주변의 밝기와 색온도를 감지하여 전기적인 신호로 출력하는 센서부(1)와, 센서부(1)의 출력을 입력받고 디지털 신호처리하여 모니터 주변의 밝기와 색온도를 인식하고, 사용자가 선택한 주변 밝기 및 색온도를 기준으로 화면상태 자동 조정모드 선택시 영상전치증폭기(video pre-amplifier)(4)를 제어하여 화면의 밝기, 명암, 색온도를 조정하는 마이컴(2)과 마이컴(2)의 제어를 받아 PC내의 영상신호처리를 담당하는 PC 영상카드(3)로부터 입력되는 영상신호를 증폭하는 영상전치증폭기(4)와, 영상출력부(5)와, CDT(Color Display Tube)(6)를 포함하여 구성된다.
상기 광센서(1a)는 청색광의 파장에 민감하게 반응하는 시안(Cy)과 적색광에 민감하게 반응하는 옐로우(Ye)의 두 출력을 갖는 바, 마이컴(2)에서는 내부의 A/D 변환기를 통해 이들 두 출력을 처리하여 모니터의 주변 밝기 및 색온도를 판단하게 된다.
이때 광센서(1a)의 두 출력중 시안(Cy)의 감도 특성은 청색광에 민감하게 반응하고 옐로우(Ye)는 적색광에 민감하게 반응하는 것을 이용하여, 주변 밝기는 상기 광센서(1a)의 출력 시안(Cy)과 옐로우(Ye)의 합(Cy+Ye)으로 구하게 되고, 색온도는 시안(Cy)과 옐로우(Ye)의 비(Cy/Ye)로써 구하게 된다.
실제적으로 주변 조명광에 있어서, 백열등 또는 백열등과 형광등이 함께 일 경우에는 시안(Cy)의 출력이 옐로우(Ye)의 출력보다 작고, 형광등일 경우에는 시안(Cy)의 출력이 옐로우(Ye)의 출력보다 크거나 같으며, 자연광일 경우 시안(Cy)의 출력이 옐로우(Ye) 의 출력보다 크다.
따라서, 이러한 원리를 이용하면 시안(Cy)과 옐로우(Ye)의 합(Cy+Ye) 및 비(Cy/Ye)를 주변 조명관의 밝기 및 색온도로 이용할 수 있게 되는 것이다.
이하, 이와 같이 구성된 본 발명의 화면상태 자동 조정방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 사용자가 일반 조정모드에서 화면의 밝기, 명암, 색온도를 조정하면, 마이컴(2)에서는 사용자가 설정한 화면의 밝기(Bu), 명암(Cu), 색온도(Tu)를 저장수단에 저장하게 된다(S11).
이어서 사용자가 자동 조정모드를 선택하는지 여부를 판단하여(S12), 자동조정모드를 선택하면 주변 밝기 기준데이타(S0) 및 색온도 기준데이타R0)를 설정한다(S13).
이때 사용자가 상기 과정(S11)과 같이, 현재 조명광에서 자신에게 가장 적합한 화면의 밝기(Bu), 명암(Cu), 색온도(Tu)를 설정하면 조명광이 변하더라도 이에 자동으로 대응하여 화면상태가 조정되므로 항상 자신이 설정한 화면상태와 동일하게 느낄 수 있도록 자동 조정모드를 선택하는 것이다.
이때 수학식 1과 같이, 주변 밝기 기준데이타(S0)는 센서부(1)로부터 입력되는 시안(Cy)과 옐로우(Ye)의 출력값의 합으로 설정되고, 주변 색온도 기준데이타(R0)는 시안(Cy)과 옐로우(Ye)의 비(Cy/Ye)로 설정된다.
여기서, Sn= S1+S2+S3,......+Sn-1+Sn, S1=Cy1+Ye1
Rn= R1+R2+R3,......+Rn-1,Rn, R1=Cy1/Ye1 이다.
이후, 수학식 2에 따라 일정시간동안 센서부(1)로부터 입력되는 시안(Cy)과 옐로우(Ye)의 출력으로 주변 밝기의 평균 데이타(Sa)와 주변 색온도의 평균 데이타(Ra) 를 구한다(S14).
여기서, △Vs는 실험을 통해 얻어 마이컴(2)내에 저장된 값으로, 조도가 50[Lux]만큼 변화될때의 주변 밝기 즉, 실제 광센서(1a)의 출력값(Cy+Ye)이 얼마큼 변화되는 가에 대한 실험값이다.
또한, △VR은 색온도가 3000K 변할때, 주변 조명광의 색온도 즉, 광센서(1a)의 출력값(Cy/Ye)이 얼마큼 변화되는 가에 대한 실험값이다.
그리고, 상기 계수값(X,W,Y)은 주변의 밝기 및 색온도가 변화될때 사용자가 그 변화분에 대하여 화면의 밝기, 명암, 색온도를 얼마나 변화조정시키는 가에 대한 실험값에 관한 것으로, 명암(Contrast)의 예를 들면, 사용자가 수동 조작시 초기에 주변 밝기가 200[Lux]에서 설정한 콘트라스트가 85 일때, 주변 밝기가 300 [Lux]로 밝아짐에 따라 콘트라스트를 조정하여 95로 올리고, 주변 밝기가 150 [Lux]로 어두워짐에 따라 콘트라스트를 낮추어 80으로 내리면 주변 밝기가 50 [Lux] 변화때의 콘트라스트 변량 즉 계수값(W)은 " 5 "가 된다.
이어서 평균 데이타(Sa, Ra)와 상기 저장수단에 저장해둔 주변 밝기 및 색온도의 기준데이타(S0, R0)를 비교하여(S15), 두 값의 차를 수학식 3과 같이 연산하고 밝기, 명암, 색온도의 상대변화율(△B, △C, △R)을 수학식 4를 이용하여 구한다(S16).
특히, 상대변화율을 구함에 있어 광센서(1a)와 근접한 위치에 물체가 있을 경우, 광센서(1a)의 두 출력값은 주변 밝기의 변화와는 상관없이 물체의 재질, 색상 등에 따라서 약간의 변화가 발생하게 된다.
따라서 물체의 재질, 색상에 따른 변화를 감안하여 계수값(X, Y, X) 및 △Vs△VR값을 적절하게 변동시키고 해당 영상표시기기에 적용하여 상대변화율을 구하면 된다.
그리고 상술한 과정을 통해 상대변화율(△B, △C, △R)을 구하게 되면, 수학식 5에 상대변화율(△B, △C, △R)을 적용하여 사용자가 설정한 화면의 밝기(Bu), 명암(Cu), 색온도(Tu)에 각각 가산하여 화면상태를 조정하게 된다.
여기서, B는 사용자가 설정한 밝기(Bu), 상대변화율(△B)을 적용하여 화면상태 조정이 완료되면 화면의 밝기값이고 C는 사용자가 설명한 명암(Cu)에 상대변화율(△C)을 적용하여 화면상태 조정이 완료된 화면의 명암값이며, T는 사용자가 설정한 색온도(Tu)에 상대변화율(△T)을 적용하여 화면상태 조정이 완료된 화면의 색온도값이다.
이와 같이 화면상태가 조정될 때, 일정시간동안의 평균 데이타를 구함에 있어, 그 일정시간동안의 값이 사용자가 설정한 값과 많은 차이가 있을 경우, 순간적으로 화면의 밝기 또는 색온도가 급격히 변화되면서 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있으므로 화면의 밝기 또는 색온도의 변화값이 단계적으로 증가 또는 감소될 수 있도록 한다.
또한, 사용자의 취향에 따라 화면의 밝기와 명암 또는 색온도의 변화를 원치않는 경우가 있으므로 화면의 밝기와 명암 조정을 위한 자동조정모드와 색온도를 조정하기 위한 자동조정모드를 제공하여 사용자의 선택에 따라 화면의 밝기와 명암이 자동조정되거나 색온도가 자동조정되도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 사용자가 화면의 밝기, 명암 및 색온도를 설정하고 자동 조정모드를 실행시킬 당시의 주변 밝기 및 색온도를 기준데이타로 추후 주변 밝기의 변화분을 사용자가 설정한 화면상태값에 반영하여 화면상태를 자동 조정하므로 주변 밝기와 색온도에 따라서 사용자가 원하는 최적의 화면을 제공할 수 있는 효과가 있다.
특히, 동영상을 주로 표시하는 TV와 텍스트 및 그래픽을 주로 표시하는 모니터는 사용용도, 사용환경에 따라서 화면상태의 요구조건이 다르므로, 본 발명을 적용하게 되면 사용자가 원하는 최적의 화면상태를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 영상표시기기의 주변 조명광의 색신호를 감지하는 색신호 감지수단과,
    색신호 감지수단으로 부터 감지된 주변 조명광신호의 색신호값을 처리하여 영상표시기기 주변의 밝기와 색온도를 인식하는 인식수단과,
    사용자가 설정한 화면의 밝기/명암/색온도 및 상기 인식수단을 통해 인식된 영상표시기기 주변의 밝기/색온도를 저장하는 저장수단과,
    인식수단을 통해 인식된 영상표시기기 주변의 밝기 및 색온도에 대한 일정시간내의 평균 데이타를 산출하고, 산출되는 밝기 및 색온도의 각 평균 데이타와 상기 저장수단에 저장된 영상표시기기 주변의 밝기 및 색온도의 각 기준데이타와 각각 비교하여 각각의 상대변화율을 산출하는 비교연산수단과,
    사용자의 자동 조정 모드 선택에 따라서 인식수단을 통해 인식된 영상표시기기 주변의 밝기와 색온도를 기준 데이타로 저장수단에 저장하고, 상기 비교연산수단에 의해 산출된 밝기 및 색온도의 각 상대변화율을 사용자가 설정한 화면의 밝기,명암 및 색온도값에 반영하여 화면상태를 조정하도록 하는 제어수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 색신호 감지수단은 시안(cyan) 및 옐로우(yellow) 두 출력을 갖는 광센서(photo sensor)인 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 인식수단은 상기 색신호 감지수단으로 부터 출력되는 시안과 옐로우값의 합을 영상표시기기의 주변 밝기로 인식하는 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 비교연산수단에서의 밝기에 대한 상대변화율(△B), 명암에 대한 상대변화율(△C)은 다음의 연산과정에 의해 구해지며,
    Sd는 영상표시기기 주변의 밝기에 대한 일정시간내의 평균 데이타(Sa)와 영상표시기기 주변의 밝기 기준데이타(S0)와 비교한 값(S0-Sa)이고,
    △Vs는 주변 밝기가 50[Lux]만큼 변화될때의 색신호 감지수단의 출력합이 얼마큼 변화되는지를 실험에 의해 설정한 값이며,
    X는 주변 밝기가 변화될때 사용자가 주변의 밝기 변화분에 대하여 화면의 밝기를 얼마나 변화조정시키는지를 실험에 의해 설정한 값이고,
    W는 주변 밝기가 변화될때 사용자가 주변의 밝기 변화분에 대하여 화면의 명암을 얼마나 변화조정시키는지를 실험에 의해 설정한 값임을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면상태 자동 조정장치.
  5. 제 1항에 있어서, 비교연산수단에서의 색온도에 대한 상대변화율(△R)은 다음의 연산과정에 의해 구해지며,
    Rd는 영상표시기기 주변의 색온도에 대한 일정시간내의 평균 데이타(Ra)와 영상표시기기 주변의 밝기 기준데이타(R0)의 차이값(R0-Ra)이고,
    △VR은 색온도가 설정된 값만큼 변할때, 색신호감지수단의 출력값의 비가 얼마큼 변화되는지를 실험에 의해 설정한 값이며,
    Y는 주변의 밝기가 변화될때 사용자가 주변의 색온도 변화분에 대하여 화면의 색온도를 얼마나 변화조정시키는지를 실험에 의해 설정한 값임을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면상태 자동 조정장치.
  6. 제 1항에 있어서, 사용자가 화면의 화면의 밝기, 명암등을 자동 조정할 수 있도록 하는 자동조정모드와 색온도를 자동조정할 수 있도록 하는 자동조정모드를 모두 또는 하나만 선택할 수 있도록 하는 사용자 자동조정모드 선택수단을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 장치.
  7. 사용자가 설정한 화면의 밝기,명암, 색온도를 저장하는 제 1과정과,
    주변 밝기 변화에 따른 화면의 밝기,명암 및 색온도를 자동조정하도록 하는 자동 조정 모드의 실행여부를 판단하는 제 2과정과,
    상기 제 2과정에서 자동 조정모드가 실행되면 주변 조명광의 밝기 및 색온도를 감지하여 밝기 및 색온도의 기준 데이터로 저장하고 그후 일정시간동안의 주변 밝기 및 색온도의 평균 데이타를 산출하는 제 3 과정과,
    상기 제 3 과정에서 산출된 주변 밝기 및 색온도의 평규 데이타와 주변 밝기 및 색온도의 기준데이타를 비교하여 각각의 상대변화율을 산출하는 제 4과정과,
    상기 제 4 과정에서 산출된 각각의 상대변화율을 상기 제 1 과정에서 사용자가 설정한 화면의 밝기, 명암 및 색온도에 반영하여 화면의 상태를 조정하는 제 5 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면상태 자동 조정방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 2과정에서의 자동 조정 모드 실행은 화면의 밝기와 명암의 명암을 조정하기 위한 자동조정모드와 색온도를 조정하기 위한 자동조정모드로 나누어지고 두 자동조정모드중 하나이상을 사용자가 선택하도록 함을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면 상태 자동 조정 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제 5과정에서 사용자가 설정한 값과 상대 변화율을 반영한 값을 비교하여 그 차이가 일정수준 이상일 경우 선형적인 중간값을 취하여 단계적으로 화면상태를 조정하는 과정을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면상태 자동 조정방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 인식수단은 상기 색신호 감지수단으로부터 출력되는 시안과 옐로우값의 비로 영상표시기기 주변의 색온도를 인식하는 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 화면상태 자동 조정장치.
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