KR100612138B1

KR100612138B1 - 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리장치및 방법

Info

Publication number: KR100612138B1
Application number: KR1020040042152A
Authority: KR
Inventors: 김문철; 신윤철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2006-08-14
Also published as: NL1029223A1; JP2005354707A; US7474303B2; KR20050116998A; NL1029223C2; BRPI0502001A; CN100438637C; CN1707600A; JP3990413B2; US20050276471A1

Abstract

색신호의 채도 및 휘도의 정도에 따라 스포크를 이용하는 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 스포크 처리장치 및 방법이 개시된다. 본 스포크를 이용하는 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 스포크 처리방법은 입력 색신호의 채도를 산출하는 단계, 산출된 채도가 제1 문턱값 이하인 경우에 입력 색신호의 휘도가 제 2문턱값 이상인지 여부를 판단하는 단계, 산출된 휘도에 대한 판단에 따라 스포크 영역 사용에 의한 입력 색신호의 휘도 증가 적용 여부를 결정하고, 스포크 영역 사용에 의한 입력 색신호의 휘도 증가 여부에 따라 입력 색신호에 증감되는 휘도비율을 산출하는 단계, 및 산출된 증감되는 휘도비율에 따라 입력 색신호의 각 색성분의 휘도가 증감되어 신호가 출력되도록 하는 단계를 구비한다. 따라서, 연속 칼라 디스플레이 디바이스의 스포크 영역 사용을 종래와 달리 저채도 영역에서도 적용함으로써 출력영상신호가 리니어(linear)하게 되어 색상왜곡 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 일정한 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가 크기를 입력신호의 휘도에 따라 조절함으로써 영상신호의 연속성 및 색의 균형을 유지할 수 있다.

스포크, 칼라휠, 휘도, 채도

Description

연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리장치 및 방법{Apparatus for color spoke processing on sequentail color display device and method the same}

도 1a은 종래의 스포크를 이용하는 칼라 디스플레이 장치를 나타낸 블록도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 다원색 디스플레이에서의 스포크 영역을 나타낸 도면,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 스포크 처리장치가 칼라 디스플레이 장치에서 적용되는 것을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리장치를 나타낸 블록도,

도 5은 도4의 채도 산출부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면,

도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리방법을 나타낸 흐름도,

도 7a 내지 도 7c는 휘도산출에서 산출된 휘도에 따라 신호의 증감비율 적용에 의한 출력신호를 나타낸 도면,

도 8a 및 도 8b는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가에 따른 출력신호를 설명하기 위한 도면, 그리고,

도 9a 및 도 9b는 도4의 스포크 적용부(407)를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 8비트 RGBW 처리부 120: RGBW 스플릿 비트 생성부

130: 화이트레벨 센싱부 140: 스포크비트 생성부

150: DMD포맷 변환부 401: 채도산출부

403: 휘도산출부 405: 신호의증감비율 산출부

407: 스포크 적용부

본 발명은 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 스포크(spoke) 처리장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 색신호의 채도 및 휘도의 정도에 따라 스포크를 이용하는 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 스포크 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

칼라휠에 있어서 스포크는 광원의 빔 스팟(beam spot)이 칼라휠의 각각의 칼라 영역(color segment)의 경계면에 닿는 순간분터 다른 칼라 영역의 경계면에 닿기 전까지의 순간을 말한다. 즉, 칼라 휠의 각각의 칼라 영역 사이의 영역으로 인접한 칼라 영역의 칼라가 혼색되는 영역이다.

미국특허등록번호 US6,324,005B1는 연속 칼라 이미징 시스템에서의 스포크 빛 리캡쳐에 관한 내용을 개시하고 있다. 적어도 두개의 단일색 구간 및 적어도 하 나의 스포크 구간을 투과하는 색신호를 순차적으로 주사하는 단계, 스포크 구간을 투과하는 색신호를 복합색 데이터로 변환하는 단계, 및 변환된 각 신호를 집속시켜 다색 이미지를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 형성 방법에 관한 내용을 개시하고 있다. 따라서 미국특허등록번호 US6,324,005B1는 칼라휠 구동 디스플레이 장치에서 스포크 영역을 사용함으로써 이미지의 밝기를 개선함이 위한 발명이다.

도 1a은 종래의 스포크를 이용하는 칼라 디스플레이 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 종래의 칼라 디스플레이 장치는 8비트RGBW처리부(110), RGBW스플릿 비트 생성부(120), 화이트레벨 센싱부(130), 스포크비트 생성부(140), DMD포맷 변환부(150, Digital Micromirror Device format conversion)를 포함한다.

도 1a을 참조하면, 먼저 8비트RGBW처리부(110)는 24비트 RGB 입력신호를 R, G, B 24비트와 화이트 8비트로 분리한다. RGBW스플릿 비트 생성부(120)는 DMD(Digital Micromirror Device)를 구동하기 위해 8비트RGBW처리부(110)로부터 출력된 신호를 스프릿 RGBW 48비트로 출력한다. 화이트레벨 센싱부(130)는 0-255 레벨의 그레이 레벨(gray level) 중 144레벨 이상되는 것을 16단계로 나누어 그 레벨을 검출한다.

스포크비트 생성부(140)는 화이트레벨 센싱부(130)에 의해 검출된 그레이 레벨에 따라 나누어진 16단계에서 더해줄 화이트량을 산출한다. 즉, 스포크 Srw, Swg, Sgb, Sbr을 통해 나온 빛을 전부 합하면 화이트가 된다는 가정하에 스포크비 트 생성부(140)에서는 입력 신호에 더해줄 화이트량을 산출한다. DMD포맷 변환부(150)는 스포크비트 생성부(140)에서 산출된 화이트량과 RGBW스플릿 비트 생성부(120)에서 출력된 스프릿 RGBW 48비트 신호를 사용하여 DMD 구동에 필요한 포맷 변환을 한다.

도 1b는 스포크 영역 사용 여부에 따른 출력영상의 휘도를 비교한 도면이다.

도 1b를 참조하면, A라인, B라인은 각각 스포크 영역을 사용하지 않았을 때, 스포크 영역을 사용하였을 때의 입력에 대한 출력의 휘도를 나타낸다.

도 1b에 도시한 바와 같이 스포크 영역을 사용하였을 때가 스포크 영역을 사용하지 않았을 때에 비하여 휘도가 향상된 것을 알 수 있다. 그러나, 스포크 영역을 사용하였을 때에는 스포크 영역을 사용하지 않을 때에 비하여 신호의 휘도 향상을 도모할 수 있으나, 휘도 영역에서만 스포크 영역을 사용함으로써 색대역의 확장 면에서는 상대적으로 제한적이다.

또한, B라인은 입력 색신호에 추가될 화이트의 경우에 있어서 소정 레벨 이상을 16레벨로 나누어 그 레벨에 대해서만 화이트를 더해줌으로써 144레벨부터 16층의 계단처럼 영상 신호가 리니어(linear)하지 않게 된다. 이렇게 처리된 영상은 경우에 따라서 색상 왜곡현상이 발생될 수 있을 뿐만 아니라 칼라의 불균형을 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 색신호의 채도에 따라 스포크 영역을 사용하고, 입력 색신호의 휘도에 따라 스포크 영역 사용에 의한 증가되는 휘도 크기를 조절함 으로써 향상된 영상신호를 제공할 수 있는 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리장치는 입력 색신호의 채도를 산출하는 채도산출부, 산출된 채도가 제1 문턱값 이하인 경우에 입력 색신호의 휘도가 제 2문턱값 이상인지 여부를 판단하는 휘도산출부, 휘도산출부에서의 판단결과에 따라, 스포크 영역 사용에 의한 입력 색신호의 휘도 증가 적용 여부를 결정하고, 스포크 영역 사용에 의한 입력 색신호의 휘도 증가 여부에 따라 입력 색신호에 증감되는 휘도비율을 산출하는 신호의증감비율 산출부, 및 산출된 증감되는 휘도비율에 따라 입력 색신호의 각 색성분의 휘도가 증감되어 신호가 출력되도록 하는 스포크적용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 스포크 영역 중 사용되는 스포크 영역을 선택하는 스포크 선택부를 더 포함한다.

그리고, 채도산출부에서의 상기 채도는 다음의 식에 의해 산출된다.

max1=0일때, 채도 sat= 0,

max1=0이 아닐 때, 채도

여기서, max1는 입력 색신호의 최대값 , min1는 입력 색신호의 최소값이다.

신호의증감비율 산출부에서의 증감비율은 다음의 식에 의해 산출된다.

일때, sp_fac=

,

일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 입력 색신호에서 증감되는 비율, Y는 휘도,

는 채도에 대한 게인, yth는 제2 문턱값이다.

채도에 대한 게인은 다음의 식에 의해 계산된다.

일때,

,

일때,

,

일때,

여기서,

는 채도에 대한 게인, sth2는 제1 문턱값이고, sth1은 중채도와 저채도의 구별기준이 되는 채도값이다.

신호의증감비율 산출부에서의 신호의 증감비율은 다음의 식에 의해 산출된다.

일때, sp_fac=

,

일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 신호에서 증감비율, Y는 휘도,

는 채도에 대한 게인, yth는 제2 문턱값이다.

바람직하게는 스포크적용부에서의 출력신호는 다음의 식에 의해 출력된다.

여기서, C1* 스포크적용부에 의해 휘도가 증감된 출력신호, C1는 입력색신호,

은 입력신호의 제어게인, sp_fac 신호의증감비율 산출부에서 산출된 신호의 증감비율이다.

한편, 본 발명의 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리방법은 입력 색신호의 채도를 산출하는 단계, 산출된 채도가 제1 문턱값 이하인 경우에 입력 색신호의 휘도가 제 2문턱값 이상인지 여부를 판단하는 단계, 산출된 휘도에 대한 판단에 따라 스포크 영역 사용에 의한 입력 색신호의 휘도 증가 적용 여부를 결정하고, 스포크 영역 사용에 의한 입력 색신호의 휘도 증가 여부에 따라 입력 색신호에 증감되는 휘도비율을 산출하는 단계, 및 산출된 증감되는 휘도비율에 따라 입력 색신호의 각 색성분의 휘도가 증감되어 신호가 출력되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징한다.

바람직하게는 스포크 영역 중 사용되는 스포크 영역을 선택하는 단계를 더 포함한다.

여기서, 산출되는 채도는 다음의 식에 의해 산출된다.

max1=0일때, 채도 sat= 0,

max1=0이 아닐 때, 채도

그리고, 산출되는 증감비율은 다음의 식에 의해 산출된다.

일때, sp_fac=

,

일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 입력 색신호에서 증감되는 비율, Y는 휘도,

는 채도에 대한 게인, yth는 제2 문턱값이다.

채도에 대한 게인은 다음의 식에 의해 계산된다.

일때,

,

일때,

,

일때,

여기서,

그리고, 산출되는 신호의 증감비율은 다음의 식에 의해 산출된다.

일때, sp_fac=

,

일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 신호에서 증감비율, Y는 휘도,

는 채도에 대한 게인, yth는 제2 문턱값이다.

출력신호는 다음의 식에 의해 출력된다.

여기서, C1* 휘도가 증감된 출력신호, C1는 입력색신호,

은 입력신호의 제어게인, sp_fac 산출된 신호의 증감비율이다.

입력 색신호의 채도가 제1 문턱값 보다 큰 경우에는 스포크 영역사용에 의한 휘도 증가를 적용시키지 않는다.

그리고, 입력 색신호의 휘도가 제2 문턱값 이상인 경우에는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용시키고, 제2 문턱값 보다 작은 경우에는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용시키지 않는다, 입력 색신호의 휘도가 제2 문턱값 이상인 경우에는 스포크 동작에 의해 입력 색신호의 휘도가 증가량에서 원하는 휘도의 차이만큼을 입력 색신호의 휘도를 감소시키고, 입력 색신호의 휘도가 제2 문턱값 보다 작은 경우에는 원하는 휘도만큼 입력 색신호의 휘도를 증가시킨다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 다원색 디스플레이에서의 스포크 영역을 나타낸 도면이다.

도 2a는 5채널 MPD(Multiprimary Display)에 사용되는 RYGCB 5칼라휠을 나타낸 도면이다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 칼라휠 구동 디스플레이 시스템에서는 빔의 크기에 의해 칼라 영역의 경계에서 이웃하는 두 색이 혼합되는 현상이 발생하기 때문에 영상의 선명도(color purity)를 유지하기 위해 휠의 일정부분 즉 스포크 영역을 사용하지 않았았다. 그러나, 본 발명에서는 이러한 스포크 영역을 색신호의 채도 및 휘도에 따라 사용한다. 전형적인 칼라휠은 도 2a와 같은 디스크 모양의 이색 필터들(dichroic filters)의 집합체(assembly)이다. 화이트 빔이 칼라휠 및 이색 필터들에 집중되고 이 화이트 빔은 칼라휠 및 이색 필터들을 통과하거나 반사되어 원색 빔을 형성한다. 이러한 칼라휠은 각각의 원색을 위한 적어도 하나의 필터를 포함한다. 회전하는 칼라휠은 연속의 원색 빔을 생성하게 되고, 칼라휠은 영상 의 각각의 프레임동안 적어도 하나의 원색칼라 기간에 각각의 원색을 생성하기 위해 충분히 빨리 회전된다.

도 2b는 n채널 연속 칼라 디스플레이 시스템에서 연속 색신호를 나타낸 도면이다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 칼라휠을 사용하지 않는 레이저와 LED(Light Emitting Diode) 등을 광원으로 사용하는 n채널 연속 칼라 디스플레이 시스템에서 각 칼라에서의 스위칭 속도 등의 영향으로 칼라의 혼색이 발생할 수 있어 스포크 영역이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 칼라훨의 스포크 영역 및 연속 색신호에 의한 스포크 영역을 사용함으로써 도 2a와 같은 칼라휠 구동 디스플레이 장치뿐만 아니라, 도 2b와 같은 n채널 칼라 디바이스에도 본 발명을 적용할 수 있다.

이하에서는 소스장치는 3채널 sRGB 시스템이고 타겟장치는 5채널 RYGCB 시스템인 경우에 있어서 5칼라휠을 예로 들어 본 발명에 따른 설명하기로 한다. 도 2a에 도시한 바와 같은 칼라휠은 5채널 MPD에 사용하는 레드(red), 그린(green), 블루(blue), 엘로우(yellow), 사이언(cyan)의 다섯가지 원색을 가지고 있다. 그리고 5개의 레드-그린(R-G), 그린-블루(G-B), 블루-엘로우(B-Y), 엘로우-사이언(Y-C), 사이언-레드(C-R) 스포크 영역으로 이루어져 있다. 5개의 스포크 영역은 인접 칼라의 혼합 영역이므로 모든 스포크 영역의 합은 화이트가 된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 스포크 처리장치가 칼라 디스플레이 장치에서 적용되는 것을 나타낸 도면이다. 스포크 영역이 사용되는 과정은 3채널 sRGB 시스템인 소스장치에서 5채널 RYGCB 시스템인 타겟장치로의 색대역 매 핑후 타겟장치로의 색재현 전에 위치한다.

도 3a은 색대역 매핑후 WYV신호 처리과정에서 스포크 처리부에 의해 스포크영역이 출력신호에 이용되는 것을 나타낸 것이다. 이때, WYV색공간에서 뿐만 아니라 XYZ색공간과 같은 선형색공간에서도 스포크 처리가 이루어질 수 있다. 즉, 도 3a에서 제2 색공간변환부와 스위칭부 사이에 스포크 처리부가 위치할 수 있다.

그리고, 도 3b은 스포크 영역이 출력신호에 이용되는 경우가 디스플레이 구동전에 각 칼라요소(color component)의 제어신호에서 이루어지는 것을 나타낸 것이다. 즉, 스위칭부에서 출력되는 제어신호에 대해서 스포크 처리가 이루어지는 것을 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리장치를 나타낸 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리장치는 채도산출부(401), 휘도산출부(403), 신호의증감비율 산출부(405), 스포크적용부(407)를 포함한다.

도 4를 참조하면, 채도산출부(401)는 R, G, B 색신호의 채도(saturation)를 산출한다. 이는 채도 적응적으로 제1 문턱값(threshold) 이상의 채도를 갖는 고채도 영역에서는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용하지 않도록 하기 위함이다. 고채도 영역, 즉 R,G,B 순색의 색대역 경계에서는 스포크 영역의 사용에 의한 휘도 증가에 의해 입력신호가 색대역 범위를 벗어날 수 있기 때문이다.

휘도산출부(403)는 입력신호의 채도값이 제1 문턱값 이하인 경우에 즉, 스포 크 적용 영역에서 스포크 영역 사용에 의해 증감되는 휘도를 산출한다. 이는 저휘도 영역에서는 불필요한 휘도 상승을 억제하고, 고휘도 영역에서는 휘도를 상승시키기 위해 휘도값이 제3 문턱값 이상인 영역에서 스포크 영역을 사용에 의한 휘도를 증가시키기 위함이다.

신호의증감비율 산출부(405)는 스포크 영역 사용에 의한 휘도의 증가를 입력신호에 적용할 것인지에 따른 입력신호의 휘도의 감소 또는 상승 비율을 산출한다. 이때, 칼라휠의 모든 스포크 영역중 사용할 스포크 영역을 선택할 수 있다. 즉, 모든 스포크 영역을 사용하는 것이 아니라 원하는 부분의 스포크 영역만을 사용하여 원하는 정도의 휘도 상승 및 색온도를 제어할 수 있다.

신호의증감비율 산출부(405)에서 신호의 증감비율을 산출하는 이유는 휘도값이 제3 문턱값 이상인 경우에 스포크 영역 사용에 의해 입력신호의 휘도를 상승시킬 경우 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승 크기는 변경할 수 없기 때문에 스포크 영역 사용으로 인해 출력의 급격한 변화가 일어난다. 이를 조정하기 위해 스포크 영역 사용에 의해 휘도가 증가하는 입력 신호에서는 일정비율 크기의 휘도를 감소시키고 스포크 영역을 사용하지 않는 입력 신호에서는 일정비율 크기의 휘도를 증가시키는 것이 요구된다. 따라서, 이러한 입력신호에 대한 휘도의 감소 또는 증가 비율에 대한 산출을 신호의증감비율 산출부(405)에서 행한다.

스포크적용부(407)는 신호의증감비율 산출부(405)에서 산출된 입력신호에 대한 휘도의 증감비율을 신호에 적용하여 스포크 영역 사용에 의한 출력신호의 휘도 가 감소되도록 하거나, 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용하지 않는 저휘 도 영역의 입력신호에 대해서는 신호의 휘도가 증가되도록 한다.

도 5은 도4의 채도 산출부(401)의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 입력 색신호의 채도가 제2 문턱값(sth1) 이하의 값을 갖는 영역은 저채도 영역이고, 제2 문턱값(sth1)보다 크고 제1 문턱값(sth2) 이하의 값을 갖는 영역은 중채도 영역이며, 제1 문턱값(sth2)이상의 값을 갖는 영역은 고채도 영역이다. 입력 색신호의 채도가 제1 문턱값(sth2)보다 큰 경우에는 스포크 영역의 사용에 의한 휘도 증가가 적용되지 않는 영역이며, 제1 문턱값(sth2)이하인 경우에는 스포크 영역의 사용에 의한 휘도 증가가 적용되는 영역이다. 그러나, 제1 문턱값(sth2) 이하인 영역에서 입력 색신호의 채도가 제2 문턱값(sth1)을 기점으로 스포크 영역 사용에 의해 적용되는 휘도의 크기는 달라진다.

입력신호의 채도의 산출은 다음의 수학식을 이용한다.

max1=0일때, sat(채도)= 0

max1=0이 아닐 때,

여기서, max1= max(R,G,B), min1= min(R,G,B)로 각각 R,G,B신호의 최대값 및 최소값이다.

이렇게 구하여진 채도값을 이용하여 채도의 게인을 다음의 식을 이용하여 구 한다.

, (spoke off)

, (spoke on)

여기서, sth2는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가 적용여부의 기준이 되는 채도값을 제1 문턱값이고, sth1은 중채도 영역과 저채도 영역을 구별하는 기준이 되는 채도값으로 제2 문턱값이다. 그리고,

는 채도에 대한 게인이다.

인 영역은 고채도 영역으로 채도에 대한 게인은 0가 되고,

인 영역은 저채도 영역으로 채도에 대한 게인은 1이다.

영역은 중채도 영역으로 채도에 대한 게인은 수학식3과 같다.

도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 연속 칼라 디스플레이 장치에서의 칼라 스포크 처리방법을 나타낸 흐름도이다.

도 6를 참조하면, 먼저 입력 색신호의 채도를 채도 산출부(401)에서 산출한다(S601). 이는 산출된 입력 색신호의 채도에 따라 스포크 영역을 사용에 의한 휘도 증가를 적용여부를 판단하기 위함이다. 이렇게 산출된 입력 색신호의 채도가 고채도 영역인 경우에는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용하지 않고, 중채 도 영역 및 저채도 영역인지 여부에 따라 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가정도를 달리한다.

이어 채도 산출부(401)에서 산출된 입력 색신호의 채도가 제1 문턱값 이상인지 여부를 판단한다(S603). 판단결과, 입력 색신호의 채도가 제1 문턱값 보다 큰 경우에는 스포크 사용에 의한 휘도 증가를 적용하지 않는다. 이는 제1 문턱값(threshold) 이상의 채도를 갖는 고채도 영역, 즉 R,G,B 순색의 색대역 경계에서는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가의 적용에 의해 입력신호가 색대역 범위를 벗어날 수 있기 때문이다. 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승 크기는 정하여져 있기 때문에 스포크 동작에 의한 휘도 상승에 의해 입력신호가 색대역 범위를 벗어날 수 있다. 그리고, 저채도 영역인 경우에는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승 크기가 중채도 영역에 비해 크다.

반면, 판단 결과 입력 색신호의 채도가 제1 문턱값 이하인 경우에는 입력 색신호의 휘도가 제3 문턱값 이상인지 여부를 휘도 산출부(403)에서 판단한다(S605). 이는 입력 색신호의 휘도에 따라 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승을 조절하기 위함이다.

입력 색신호가 제1 문턱값 이하의 채도값을 갖고, 제3 문턱값 이상의 휘도값을 갖는 경우에는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가가 적용되는 경우로서 휘도 증가 적용으로 인해 출력신호가 급격히 변화하는 것을 방지하기 위해 입력 색신호의 휘도를 감소시킬 비율을 산출한다(S607). 입력 색신호가 제1 문턱값 이하의 채도값을 갖는 영역 중 제2 문턱값의 채도값을 기준으로 제2 문턱값 이상을 갖는 중 채도 영역은 제2 문턱값 이하를 갖는 저채도 영역에 비하여 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가율은 작다. 따라서, 스포크 영역 사용으로 인한 휘도 증가로 인해 출력신호가 급격히 변화하는 것을 방지하기 위해 입력 색신호의 휘도를 감소시킬 비율은 중채도 영역이 저채도 영역 보다 크다.

반면, 입력 색신호가 제1 문턱값 이하의 채도값을 갖고, 제3 문턱값 보다 낮은 휘도값을 갖는 경우에는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용하지 않는 경우로서 휘도 증가가 적용되지 않음으로 인해 출력신호가 급격히 변화하는 것을 방지하기 위해 입력 색신호의 휘도를 증가시킬 비율을 산출한다(S609). 이러한 신호의 증감비율 산출은 신호의증가비율 산출부(405)에 의해 행하여진다.

이렇게 산출된 증감비율을 입력신호에 적용하여 입력 색신호의 휘도를 증감시킨다(S611).

한편, 각 스포크 영역의 사용여부를 제어하여 원하는 스포크 영역만을 사용하여 색온도를 제어할 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 휘도산출부(403)에서 산출된 휘도에 따라 신호의 증감비율 적용에 의한 출력신호를 나타낸 도면이다.

도 7a는 저채도 영역, 도 7b는 중채도 영역, 도 7c는 고채도 영역의 휘도에 따른 신호의 증감을 나타낸 것이다. 여기서, Fin는 입력신호, Fp 원하는 출력신호, Fout는 실제 출력신호를 나타낸 것이다. yth는 휘도의 문턱값으로 제3 문턱값, Fs는 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도의 크기이다. 그리고, Pin은 제3 문턱값에 해당하는 입력신호, Ps는 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도의 크기의 조 정이 없는 경우의 출력신호, Pp는 Ps를 원하는 출력신호인 Fp라인과 일치하도록 조정된 점, Pout는 Pin을 (Ps-Pp)만큼 조정한 점이다.

신호에서 휘도의 증감비율은 다음의 식에 의한다.

sp_fac= (spoke off)

sp_fac=

(spoke on)

여기서, sp_fac는 신호에서 증감되는 비율, Y는 휘도, 수학식 3,4,5,에서 구한

는 채도에 대한 게인, yth는 휘도의 문턱값으로 제3 문턱값을 말한다.

도 7a은 저채도 영역에서의 신호 증감비율에 따른 출력신호(Fout)를 나타낸 것으로 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도의 크기인 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도의 크기(Fs)는 중채도, 고채도 영역에 비해 크다. 이는 수학식 5에 이용되는 수학식 4에서 구한

의 값이 중채도, 고채도 영역에 비해 크기 때문이다.

도 7b는 중채도 영역에서의 신호 증감비율에 따른 출력신호(Fout)를 나타낸 것으로 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도의 크기는 저채도 영역에 비해 작다. 이는 수학식 3에서 구한

의 값이 저채도 영역에서의 값보다 작기 때문이다.

도 7c는 고채도 영역에서의 신호 증감비율에 따른 출력신호를 나타낸 것으로 스포크 영역의 사용에 의한 휘도 증가가 적용되지 않는다. 수학식 2에서 구해진 바와 같이

는 0이므로 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도는 0이다. 따라서, 입력신호(Fin), 원하는 출력신호(Fp), 실제 출력신호(Fout)는 같다.

한편, 채도 산출부(401)에서 산출된 입력 색신호의 채도값에 따라 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도값의 정도는 달라지게 된다. 그리고, 각각 채도영역에서 제3 문턱값 전후로 증감되는 휘도의 비율은 달라지게 된다. 이는 휘도값이 제3 문턱값 이상인 경우에 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승 크기는 변경할 수 없기 때문에 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승으로 인해 출력신호의 급격한 변화가 일어나는 것을 조정하기 위해서이다. 즉, 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승되는 입력 신호에서는 일정비율 크기의 휘도를 감소시키고 스포크 영역 사용에 의한 휘도 상승이 적용되지 않는 입력 신호에서는 일정비율 크기의 휘도를 증가시킨다.

도 7a의 저채도 영역을 참조하여 입력 신호의 증감되는 비율을 설명하면 다음과 같다.

도 7a에서 휘도의 제3 문턱값에 해당하는 입력신호 Pin의 경우에 있어서 스포크 영역의 사용에 의해 증가되는 휘도 크기의 조정이 없는 경우에는 Ps가 된다. 그러나, 스포크 영역 사용에 의해 증가되는 휘도만큼 입력신호의 휘도를 증가시킨 출력신호가 Ps가 될 경우에 스포크 영역 사용에 의해 휘도 증가가 적용지 않는 제2 문터값 이하의 영역에서의 신호와 비교할때 출력신호가 급격하게 변하게 된다. 즉 영상신호가 연속적이지 않게 된다. 따라서, 이 Ps를 원하는 출력신호인 Fp라인과 일치하도록 조정하면 Pp에 위치하게 된다. 이렇게 조정되는 양(Ps-Pp)만큼 Pin을 조정하면 Pin은 Pout에 위치하게 된다. 따라서 Pout로 조정된 출력신호는 Fp에 대해 Fs 차이만큼 Fp에 평형한 선을 이루게 된다. 한편, 스포크 영역 사용에 의한 휘 도 증가가 적용되지 않는 제3 문턱값 이하의 영역은 원하는 출력신호인 Fp만큼 조정된다. 결국 신호의증감비율 산출부(405)에 의핸 산출된 신호의 증감비율에 따라 조정된 후의 출력신호는 Fp가 아니라 실제 출력신호 Fout가 된다.

도 8a 및 도 8b는 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가에 따른 출력신호를 설명하기 위한 도면이다.

도 8a 및 도 8b는 디스플레이 구동전에 각 칼라 요소별로 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가가 적용되는 것을 나타낸 것이다. 도 8a는 5개 칼라요소 모두에 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가가 적용된 경우를 나타낸 것이고, 도 8b는 5개 칼라요소 중 3개의 칼라요소에 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가가 적용된 경우를 나타낸 것이다.

스포크 동작에 의한 신호증감비율(sp-fac)은 스포크 제어 게인에 따라 즉, 각각의 W, Y, V신호의 게인에 따라 입력 신호에 더하여 출력된다. 도 도 8a 및 도 8b에서도 스포트 동작에 의한 신호증감비율은 각각의 C1,C2,C3,C4,C5신호의 게인에 따라 입력신호에 더하여 출력된다. 입력신호의 칼라벡터와 스포크 사용에 의해 증가되는 휘도의 벡터의 합인 출력신호의 칼라벡터의 연속성을 유지하기 위해 스포크 제어게인은 입력신호의 칼라벡터의 색공간 상에서의 스케일 값이 된다.

스포크 영역 사용에 의해 휘도가 증가된 출력신호는 다음의 식에 의한다.

여기서, W,Y,V 및 C1*,C2*,C3*,C4*,C5*는 스포크처리가 적용된 출력신호이고, W,Y,V 및 C1,C2,C3,C4,C5는 입력신호이다. 그리고,

은 각각 W,Y,V의 게인,

은 각각 C1,C2,C3,C4,C5의 게인이다. sp_fac는 수학식2,3,4,에서 구해진 신호의 증감비율이다.

5칼라 MPD 휠 디스플레이에서 5개 각 스포크 영역 사용여부에 대한 제어가 가능하다. 따라서, 5개의 스포트 영역 중 원하는 스포크 영역만을 온으로 하여 이 스포크 영역 사용에 의한 색과 스포크 영역 사용을 제외한 화이트의 합으로 기존의 화이트의 색온도를 스포크 영역 사용에 의해 원하는 화이트 색온도로 부분 변경이 가능하다. 즉, 5개의 스포크 영역 중 사용할 스포크 영역을 선택하여 스포크 영역 사용에 의한 화이트색을 조절함으로써 색온도 조절이 가능하다. 5개 스포크 영역의 합이 화이트가 되듯이 5개의 스포크 영역 중 3개의 스포크 영역을 선택하여도 화이트로 표현할 수 있다. 도 8b에 도시한 바와 같이 5개의 스포크 영역 중 3개의 스포 크 영역을 동작시키고 적절한 스포크 제어 게인을 선택하면 휘도 상승값은 상대적으로 작아지지만 휘도 상승시에 화이트톤 향상효과와 같이 색온도를 향상시킬 수 있다.

도 9a는 입력신호가 WYV인 경우이며, 도 9b는 입력신호가 5채널 신호인 경우이다.

이상 칼라훨의 스포크 영역을 이용한 경우를 예로 들어 본 발명의 동작을 설명하였으나, 상술한 동일한 장치 및 방법은 n채널 칼라 디바이스에도 적용될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 연속 칼라 디스플레이 디바이스의 스포크 영역 사용을 종래와 달리 저채도 영역에서도 적용함으로써 출력영상신호가 리니어(linear)하게 되어 색상왜곡 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 일정한 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가 크기를 입력신호의 휘도에 따라 조절함으로써 영상신호의 연속성 및 색의 균형을 유지할 수 있다.

그리고, 스포크 영역 사용함으로써 영상신호의 화이트 휘도를 높여서 밝기, 콘트라스트를 높일수 있다.

또한, 각 스포크 영역을 선택적으로 사용하여 영상신호의 원하는 휘도 상승과 색온도 제어를 할 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지 만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

입력 색신호의 채도를 산출하는 채도산출부;

상기 산출된 채도가 제1 문턱값 이하인 경우에 상기 입력 색신호의 휘도가 제 2문턱값 이상인지 여부를 판단하는 휘도산출부;

상기 휘도산출부에서의 판단결과에 따라, 스포크 영역 사용에 의한 상기 입력 색신호의 휘도 증가 적용 여부를 결정하고, 상기 스포크 영역 사용에 의한 상기 입력 색신호의 휘도 증가 여부에 따라 상기 입력 색신호에 증감되는 휘도비율을 산출하는 신호의증감비율 산출부; 및

상기 산출된 증감되는 휘도비율에 따라 상기 입력 색신호의 각 색성분의 휘도가 증감되어 신호가 출력되도록 하는 스포크적용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 스포크 영역 중 사용되는 스포크 영역을 선택하는 스포크 선택부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리장 치.
제 1항에 있어서,

상기 채도산출부에서의 상기 채도는 다음의 식에 의해 산출되는 하는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리장치:

max1=0일때, 채도 sat= 0,

max1=0이 아닐 때, 채도

여기서, max1는 상기 입력 색신호의 최대값 , min1는 상기 입력 색신호의 최소값이다.
제1항에 있어서,

상기 신호의증감비율 산출부에서의 상기 증감비율은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리장치:

일때, sp_fac=
,

일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 상기 입력 색신호에서 증감되는 비율, Y는 휘도,
는 채도에 대한 게인, yth는 상기 제2 문턱값이다.
제 4항에 있어서,

상기 채도에 대한 게인은 다음의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리장치:

일때,
,

일때,
,

일때,

여기서,
는 상기 채도에 대한 게인, sth2는 상기 제1 문턱값이고, sth1은 중채도와 저채도의 구별기준이 되는 채도값이다.
제1항에 있어서,

상기 신호의증감비율 산출부에서의 신호의 증감비율은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리장치:

일때, sp_fac=
,

일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 상기 신호에서 증감비율, Y는 휘도,
는 상기 채도에 대한 게인, yth는 제2 문턱값이다.
제 1항에 있어서,

상기 스포크적용부에서의 출력신호는 다음의 식에 의해 출력되는 것을 특징으로 하는 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리장치:

여기서, C1* 상기 스포크적용부에 의해 휘도가 증감된 출력신호, C1는 입력색신호,
은 상기 입력신호의 제어게인, sp_fac 상기 신호의증감비율 산출부에서 산출된 신호의 증감비율이다.
입력 색신호의 채도를 산출하는 단계;

상기 산출된 채도가 제1 문턱값 이하인 경우에 상기 입력 색신호의 휘도가 제 2문턱값 이상인지 여부를 판단하는 단계;

상기 산출된 휘도에 대한 판단에 따라 스포크 영역 사용에 의한 상기 입력 색신호의 휘도 증가 적용 여부를 결정하고, 상기 스포크 영역 사용에 의한 상기 입력 색신호의 휘도 증가 여부에 따라 상기 입력 색신호에 증감되는 휘도비율을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 증감되는 휘도비율에 따라 상기 입력 색신호의 각 색성분의 휘도가 증감되어 신호가 출력되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법.
제 8항에 있어서,

상기 스포크 영역 중 사용되는 스포크 영역을 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법.
제 8항에 있어서,

상기 산출되는 채도는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법:

max1=0일때, 채도 sat= 0,

max1=0이 아닐 때, 채도

여기서, max1는 상기 입력 색신호의 최대값 , min1는 상기 입력 색신호의 최소값이다.
제 8항에 있어서,

상기 산출되는 증감비율은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법:

일때, sp_fac=
,

일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 상기 입력 색신호에서 증감되는 비율, Y는 휘도,
는 채도에 대한 게인, yth는 상기 제2 문턱값이다.
제 11항에 있어서,

상기 채도에 대한 게인은 다음의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법:

일때,
,

일때,
,

일때,

여기서,
는 상기 채도에 대한 게인, sth2는 상기 제1 문턱값이고, sth1은 중채도와 저채도의 구별기준이 되는 채도값이다.
제8항에 있어서,

상기 산출되는 신호의 증감비율은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법:

일때, sp_fac=
,
일때, sp_fac=

여기서, sp_fac는 상기 신호에서 증감비율, Y는 휘도,
는 상기 채도에 대한 게인, yth는 제2 문턱값이다.
제 8항에 있어서,

상기 출력신호는 다음의 식에 의해 출력되는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법:

여기서, C1* 휘도가 증감된 출력신호, C1는 입력색신호,
은 상기 입력신호의 제어게인, sp_fac 상기 산출된 신호의 증감비율이다.
제 8항에 있어서,

상기 입력 색신호의 채도가 제1 문턱값 보다 큰 경우에는 상기 스포크 영역사용에 의한 휘도 증가를 적용시키지 않는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법.
제 8항에 있어서,

상기 입력 색신호의 휘도가 제2 문턱값 이상인 경우에는 상기 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용시키고, 상기 제2 문턱값 보다 작은 경우에는 상기 스포크 영역 사용에 의한 휘도 증가를 적용시키지 않는 것으로 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법.
제 8항에 있어서,

상기 입력 색신호의 휘도가 제2 문턱값 이상인 경우에는 상기 스포크 동작에 의해 입력 색신호의 휘도가 증가량에서 원하는 휘도의 차이만큼을 입력 색신호의 휘도를 감소시키고, 상기 입력 색신호의 휘도가 제2 문턱값 보다 작은 경우에는 상기 원하는 휘도만큼 상기 입력 색신호의 휘도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 연속 칼라 디스플레이 디바이스에서의 스포크 처리방법: