KR100759902B1 - Liquid crystal display and method of adjusting brightness for the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 다이아그램.1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 부분영역의 대표값을 계산하는 방법을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating a method for calculating a representative value of a partial region according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 부분영역의 대표값을 보상해 주는 방법을 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a method of compensating a representative value of a partial region according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 전력절감을 위해 대표값을 저감시키는 방법을 나타낸 도면.4 is a view showing a method for reducing a representative value for power saving according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 영상 픽셀들의 밝기를 보상하는 방법을 나타낸 도면. 5 illustrates a method of compensating for brightness of image pixels according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 밝기조정 과정을 나타낸 흐름도.6 is a flow chart showing a brightness adjustment process according to an embodiment of the present invention.
*도면 중 주요부분의 설명** Description of the main parts of the drawings *
100 : 영상처리부 200 : 제어부100: image processing unit 200: control unit
300 : 백라이트부 310 : 구동부300: backlight 310: drive unit
320 : 발광부 400 : 액정표시부320: light emitting unit 400: liquid crystal display unit
410 : LCD구동부 420 : LCD패널부410
본 발명은 액정표시장치 및 그 밝기조정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력되는 영상신호에 대응하여 백라이트의 각 부분영역별로 밝기가 조정될 수 있어 명암비가 향상되며, 각 부분영역별 밝기조정을 위해 적용될 대표값을 소정 비율로 저감시켜 전력이 효과적으로 절감될 수 있는 액정표시장치 및 그 밝기조정방법에 관련된다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a brightness adjustment method thereof, and more particularly, the brightness can be adjusted for each partial region of the backlight in response to an input image signal, so that the contrast ratio is improved. The present invention relates to a liquid crystal display device and a brightness adjusting method in which power can be effectively reduced by reducing a representative value to be applied at a predetermined ratio.
일반적으로 액정표시장치는 TV나 노트북, 데스크탑 컴퓨터 등의 모니터에 영상을 디스플레이하기 위해 사용되는 것으로서, 스스로 빛을 발생시키지 못하기 때문에 별도의 광원으로부터 나오는 빛을 이용하여야 한다. 따라서 이러한 액정표시장치는 액정패널 후면에 광원을 형성하는 백라이트를 구비하여, 액정의 움직임에 따라 백라이트로부터 나오는 빛의 투과율을 조절함으로써 영상을 표현하도록 구성된다. In general, the liquid crystal display device is used to display an image on a monitor such as a TV, a notebook computer, a desktop computer, and the like, and does not generate light by itself, and therefore, light from a separate light source should be used. Therefore, the liquid crystal display includes a backlight for forming a light source on the rear side of the liquid crystal panel, and is configured to display an image by controlling the transmittance of light emitted from the backlight according to the movement of the liquid crystal.
종래의 백라이트는 패널 전체에 균일한 광원을 공급하는 유니폼 백라이트(uniform backlight)를 사용해왔다. 유니폼 백라이트는 전체 LCD 패널에 균일한 빛을 공급하지만 패널에 입사되는 빛의 손실로 인하여 어두운 영상(픽셀값이 0인 경우)이 완전히 어둡게 표현되지 못하여, 명암비를 현저히 떨어뜨린다. Conventional backlights have used a uniform backlight that supplies a uniform light source throughout the panel. The uniform backlight supplies uniform light to the entire LCD panel, but due to the loss of light incident on the panel, the dark image (when the pixel value is 0) is not completely dark, which significantly reduces the contrast ratio.
또한 어두운 영상이나 밝은 영상 모두 동일한 백라이트 밝기를 이용한다. 따라서 낮은 밝기만으로도 충분한 어두운 영상에 대응하는 백라이트의 부분영역에서는 전력의 낭비를 초래한다. 따라서 입력되는 영상에 대응하여 백라이트의 부분영역별로 개별적인 밝기조정이 가능한 백라이트가 요청된다.Also, both dark and bright images use the same backlight brightness. Therefore, a low brightness causes a waste of power in a partial region of the backlight corresponding to a dark image sufficient. Accordingly, a backlight capable of individually adjusting brightness for each partial region of the backlight is required to correspond to the input image.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입력되는 영상신호에 대응하여 백라이트의 각 부분영역별로 밝기가 조정될 수 있어 명암비가 향상되며, 각 부분영역별 밝기조정을 위해 적용될 대표값을 소정 비율로 저감시켜 전력이 효과적으로 절감될 수 있는 액정표시장치 및 그 밝기조정방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, the brightness can be adjusted for each partial region of the backlight in response to the input image signal, the contrast ratio is improved, the representative value to be applied for the brightness adjustment for each partial region at a predetermined ratio It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display and a brightness adjusting method capable of reducing power effectively.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치는 소정 개수의 부분영역으로 분할되어 각 부분영역별로 밝기가 조정되는 발광부를 포함하는 백라이트부; LCD 패널부와 LCD 구동부를 포함하는 액정표시부; 및 입력되는 영상신호에 대응하여 상기 각 부분영역의 밝기조정에 적용될 대표값을 계산하고 전력절감을 위해 상기 대표값을 소정 비율로 저감시키고 상기 저감된 대표값을 상기 백라이트부로 출력하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention includes a backlight unit including a light emitting unit which is divided into a predetermined number of partial regions and whose brightness is adjusted for each partial region; A liquid crystal display including an LCD panel unit and an LCD driver; And a controller configured to calculate a representative value to be applied to brightness adjustment of each partial region in response to an input image signal, reduce the representative value by a predetermined ratio for power saving, and output the reduced representative value to the backlight unit. .
바람직하게, 상기 소정 비율은 다음의 식에 의하여 계산된다:Preferably, the predetermined ratio is calculated by the formula:
R = A/(A+T_Thr*(255-A))R = A / (A + T_Thr * (255-A))
여기서, R은 소정 비율, A는 컷오프 그레이레벨로, 백색 가우시안 잡음을 배제한 부분영역에 대응하는 영상 픽셀의 최대 그레이레벨값, T_Thr은 0~1 범위의 소정 문턱값이다.Here, R is a predetermined ratio, A is a cutoff gray level, a maximum gray level value of an image pixel corresponding to a partial region excluding white Gaussian noise, and T_Thr is a predetermined threshold value in the range of 0 to 1.
또한 바람직하게, 상기 컷오프 그레이레벨 A는 다음의 식을 만족하는 값이다:Also preferably, the cutoff graylevel A is a value that satisfies the following equation:
여기서, g는 그레이레벨, H(g)는 0~g에 해당하는 픽셀들의 총개수, Cut_Thr은 그레이레벨 0~A까지에 속하는 픽셀들의 수가 다수개가 되도록 하는 소정 문턱값이다.Here, g is a gray level, H (g) is a total number of pixels corresponding to 0 to g, and Cut_Thr is a predetermined threshold value such that the number of pixels belonging to
바람직하게, 상기 제어부는 상기 전력절감을 위해 저감된 대표값으로 인한 백라이트부의 밝기감소를 보상하도록 각 부분영역에 대응하는 영상 픽셀들의 그레이레벨에 1/R 또는 (1/R)1/γ을 곱하여 디스플레이될 영상의 밝기를 조절한다.Preferably, the controller multiplies the gray level of the image pixels corresponding to each partial region by 1 / R or (1 / R) 1 / γ to compensate for the decrease in brightness of the backlight unit due to the reduced representative value for power saving. Adjust the brightness of the image to be displayed.
또한 바람직하게, 상기 제어부는 상기 부분영역 중 밝기가 최대인 부분영역의 밝기가 유지되도록 상기 대표값을 공간필터링한다.Also, preferably, the controller spatially filters the representative value to maintain the brightness of the partial area having the maximum brightness among the partial areas.
바람직하게, 상기 제어부는 다음의 식을 이용하여 상기 대표값을 시간필터링한다:Advantageously, the controller temporally filters the representative value using the following equation:
여기서, P'은 필터링을 위한 소정 문턱값이며, P'= min(P+S, 1)이고, Here, P 'is a predetermined threshold for filtering, P' = min (P + S, 1),
P =│Mean_P - Mean_C│/256, S =│Mean_P - Mean_C│/256이며, P = │Mean_P-Mean_C│ / 256, S = │Mean_P-Mean_C│ / 256,
는 현재 영상의 k번째 부분영역의 필터링 후의 대표값, 는 현재 영상의 k번째 부분영역의 대표값, 는 이전 영상의 k번째 부분영역의 대표값, P는 프레임에 대한 영상의 휘도변화율, S는 부분영역에 대한 영상의 휘도변화율, Mean_P는 이전 영상의 픽셀들의 평균휘도, Mean_C는 현재 영상의 픽셀들의 평균휘도이다. Represents a representative value after filtering of the kth subregion of the current image, Is the representative value of the kth subregion of the current image, Is the representative value of the k-th subregion of the previous image, P is the luminance change rate of the image for the frame, S is the luminance change rate of the image for the subregion, Mean_P is the average luminance of the pixels of the previous image, and Mean_C is the Average luminance.
또한 본 발명에 따른 액정표시장치의 밝기조정방법은 입력되는 영상신호에 대응하여 발광부의 각 부분영역별 밝기조정을 위한 대표값을 계산하는 단계; 상기 대표값을 전력절감을 위해 소정 비율로 저감시키는 단계; 및 상기 저감된 대표값을 상기 각 부분영역의 밝기조정을 위해 적용하도록 백라이트부로 출력하는 단계를 포함한다.In addition, the brightness adjustment method of the liquid crystal display according to the present invention comprises the steps of calculating a representative value for the brightness adjustment for each partial region of the light emitting unit in response to the input image signal; Reducing the representative value at a predetermined rate for power saving; And outputting the reduced representative value to the backlight unit to apply the reduced representative value for the brightness adjustment of each partial region.
여기서, 상기 소정 비율은 다음의 식에 의하여 계산된다:Here, the predetermined ratio is calculated by the following equation:
R = A/(A+T_Thr*(255-A))R = A / (A + T_Thr * (255-A))
여기서, R은 소정 비율, A는 컷오프 그레이레벨로, 백색 가우시안 잡음을 배제한 부분영역에 대응하는 영상 픽셀의 최대 그레이레벨값, T_Thr은 0~1 범위의 소정 문턱값이다.Here, R is a predetermined ratio, A is a cutoff gray level, a maximum gray level value of an image pixel corresponding to a partial region excluding white Gaussian noise, and T_Thr is a predetermined threshold value in the range of 0 to 1.
또한, 상기 컷오프 그레이레벨 A는 다음의 식을 만족하는 값임이 바람직하다:In addition, the cutoff gray level A is preferably a value satisfying the following equation:
여기서, g는 그레이레벨, H(g)는 0-g에 해당하는 픽셀들의 총개수, Cut_Thr은 그레이레벨 0~A에 속하는 픽셀들의 수가 다수개가 되도록 하는 소정 문턱값이다.Here, g is a gray level, H (g) is a total number of pixels corresponding to 0-g, and Cut_Thr is a predetermined threshold value such that the number of pixels belonging to
또한, 상기 전력절감을 위해 저감된 대표값으로 인한 상기 백라이트부의 밝기감소를 보상하도록 각 부분영역에 대응하는 영상 픽셀들의 그레이레벨에 1/R 또는 (1/R)1/γ을 곱하여 디스플레이될 영상의 밝기를 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Also, the image to be displayed is multiplied by 1 / R or (1 / R) 1 / γ by the gray level of the image pixels corresponding to each partial region to compensate for the decrease in brightness of the backlight unit due to the reduced representative value for power saving. It is preferable to further include the step of adjusting the brightness of.
또한 상기 부분영역들 중 밝기가 최대인 부분영역의 밝기가 유지되도록 상기 대표값을 공간필터링하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include spatial filtering the representative value to maintain the brightness of the partial area having the maximum brightness among the partial areas.
또한 다음의 식을 이용하여 상기 대표값을 시간필터링하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다:In addition, it is preferable to further include the step of time filtering the representative value using the following equation:
여기서, P'은 필터링을 위한 소정 문턱값이며, P'= min(P+S, 1)이고, Here, P 'is a predetermined threshold for filtering, P' = min (P + S, 1),
P =│Mean_P - Mean_C│/256, S =│Mean_P - Mean_C│/256이며, P = │Mean_P-Mean_C│ / 256, S = │Mean_P-Mean_C│ / 256,
는 현재 영상의 k번째 부분영역의 필터링 후의 대표값, 는 현재 영상의 k번째 부분영역의 대표값, 는 이전 영상의 k번째 부분영역의 대표값, P는 프레임에 대한 영상의 휘도변화율, S는 부분영역에 대한 영상의 휘도변화율, Mean_P는 이전 영상의 픽셀들의 평균휘도, Mean_C는 현재 영상의 픽셀들의 평균휘도이다. Represents a representative value after filtering of the kth subregion of the current image, Is the representative value of the kth subregion of the current image, Is the representative value of the k-th subregion of the previous image, P is the luminance change rate of the image for the frame, S is the luminance change rate of the image for the subregion, Mean_P is the average luminance of the pixels of the previous image, and Mean_C is the Average luminance.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing the configuration of a liquid crystal display according to the present invention.
먼저 영상처리부(100)는 입력된 영상정보를 처리하여 R, G, B 각각의 신호로 분리된 영상데이터를 제어부(200)로 출력한다. First, the
제어부(200)는 부분영역별 밝기조정에 적용될 대표값을 계산하여 백라이트부(300)로 출력한다. 백라이트부(300)는 구동부(310)와 부분영역별로 밝기가 조정되는 발광부(320)를 포함하고 있다. The
발광부(320)는 다수개의 발광체로 구성되며, 소정 개수의 부분영역으로 분할된다. 다수개의 발광체는 액정표시장치에 있어서 백라이트 광원으로서 발광 다이오드가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명은 발광 다이오드를 갖는 백라이트에만 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 CCFL, FED(field emission display), SED(Surface-conduction Electron-emitter Display) 등을 이용한 백라이트에도 동일하게 적용될 수 있다. The
부분영역은 부분적으로 밝기를 제어할 수 있도록 소정 개수로 형성되며, 예를 들어 밝기를 계산하기 위하여 발광부를 8 × 8로 분할하여 64개의 부분영역으로 형성될 수 있다.The partial regions may be formed in a predetermined number so as to partially control the brightness. For example, the partial regions may be formed into 64 partial regions by dividing the light emitting unit into 8 × 8 to calculate the brightness.
구동부(310)는 발광부(320)에 연결되어 발광부(320)의 각 부분영역의 밝기를 제어하기 위한 것으로, PWM(펄스폭변조) 방식 또는 리니어(linear) 구동방식 등으로 발광부(320)의 각 부분영역의 밝기를 조절한다. The
제어부(200)는 영상처리부(100)로부터 생성된 영상신호에 대응하여 발광부(320)의 각 부분영역의 밝기조정을 위한 대표값을 계산한다. The
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제어부(200)에서 발광부(320)의 각 부분영역에 적용할 대표값을 히스토그램을 이용하여 계산하는 방법을 보여준다.2 illustrates a method of calculating, using a histogram, a representative value to be applied to each partial region of the
먼저 각 부분영역에 대응하는 영상 픽셀들을 각 그레이레벨에 따른 픽셀의 수로 분류한다. 예를 들어 0부터 255까지의 그레이레벨의 각 레벨에 해당하는 픽셀의 수를 추출하여 도 2와 같은 히스토그램을 작성한다. First, image pixels corresponding to each partial region are classified by the number of pixels according to each gray level. For example, a histogram as shown in FIG. 2 is created by extracting the number of pixels corresponding to each level of gray levels from 0 to 255. FIG.
이때, 입력되는 영상신호로부터 각 픽셀에 대한 그레이레벨을 결정하기 위해서는 다음의 식과 같이 R, G, B 세개의 그레이레벨 중에서 하나의 최대값을 취하는 것이 바람직하다. 이는 R, G, B 의 그레이레벨 중 최대값을 취하지 않을 경우 컬러 왜곡이 발생될 수 있기 때문이다.At this time, in order to determine the gray level for each pixel from the input video signal, it is preferable to take one maximum value among three gray levels of R, G, and B as shown in the following equation. This is because color distortion may occur when the maximum value of the gray levels of R, G, and B is not taken.
여기서 Y는 그레이레벨을 나타낸다. Where Y represents gray level.
그 다음, 그레이레벨(Y)을 소정의 간격으로 구분하여 각각의 구역에 해당하는 픽셀의 수와 각 구역의 그레이레벨(Y)의 평균값을 이용하여 각 부분영역의 밝기조정에 적용될 대표값을 계산한다.Then, the gray level (Y) is divided at predetermined intervals, and the representative value to be applied to the brightness adjustment of each partial region is calculated using the number of pixels corresponding to each zone and the average value of the gray level (Y) of each zone. do.
도 2는 그레이레벨을 기준으로 R0에서 R7까지의 8개의 구역으로 나누어 부분 영역에 적용될 밝기조정을 위한 대표값을 계산하는 예를 도시한다. 도 2를 기초로 하여 각 부분영역의 대표값은 다음과 같은 수식에 의하여 계산된다.2 illustrates an example of calculating a representative value for brightness adjustment to be applied to a partial region by dividing it into eight regions from R0 to R7 based on gray levels. Based on FIG. 2, the representative value of each partial region is calculated by the following equation.
여기서, L_Thr은 부분영역의 밝기 보상을 위한 계수이며, Mn(n=0, 1, 2,…)은 구역(n) 내의 그레이레벨(Y)의 평균값, Nn(n=0, 1, 2,…)은 구역(n) 내의 픽셀의 수이다.Here, L_Thr is a coefficient for brightness compensation of the partial region, and Mn (n = 0, 1, 2, ...) is an average value of the gray levels (Y) in the region n, Nn (n = 0, 1, 2, …) Is the number of pixels in zone n.
상기와 같은 수식은 영상신호의 픽셀 수 중에 많은 수가 위치되어진 그레이레벨(Y)값을 위주로 하여 밝기가 조절될 수 있게 한다.The above equation allows the brightness to be adjusted based on the gray level (Y) value in which a large number of pixels of the image signal are located.
상기와 같이 계산된 대표값은 인접 부분영역과의 상호관계에 의한 광 손실에 대한 보상이 필요하다. 예컨대 밤하늘의 별이나 불꽃놀이와 같이 어두운 영상을 배경으로 하는 경우는 어두운 배경으로 인한 광 손실이 존재하며, 따라서 이를 보상할 필요성이 생긴다. 다음과 같은 수식을 적용하여 대표값을 보상한다.The representative value calculated as described above needs to be compensated for the light loss due to the mutual relationship with the adjacent subregions. For example, in the case of a dark image such as a star or a fireworks display in the night sky, there is a light loss due to the dark background, and thus there is a need to compensate for this. Compensate the representative value by applying the following formula.
여기서 L'은 부분영역의 밝기 손실을 보상한 대표값이며, L은 보상 전의 대표값, BEN은 밝기 보상을 위한 계수, mean은 입력영상 전체의 평균밝기이다.Where L 'is a representative value that compensates for the brightness loss of the partial region, L is a representative value before compensation, BEN is a coefficient for brightness compensation, and mean is the average brightness of the entire input image.
도 3은 상기와 같은 수식에 의하여 특정 부분영역의 대표값을 보상해 주는 방법을 도시하고 있다. 즉, 입력영상 전체의 평균밝기가 소정의 문턱값보다 낮은 경우에, 대표값이 입력영상 전체의 평균밝기보다 큰 부분영역은 상기와 같은 수식에 의하여 밝기 손실을 보상한 새로운 대표값(L')이 부분영역의 밝기조정을 위한 값으로 적용된다. 3 illustrates a method of compensating a representative value of a specific partial region by the above equation. That is, when the average brightness of the entire input image is lower than a predetermined threshold, the partial representative region whose representative value is larger than the average brightness of the entire input image is a new representative value L 'that compensates for the brightness loss by the above equation. This value is used to adjust the brightness of the subarea.
문턱값은 어두운 영상에 대한 문턱값으로서 소정의 값으로 조작자에 의하여 미리 설정된다. 또한 부분영역의 대표값들의 평균치가 입력영상 전체의 평균밝기를 대신하여 보상 조건의 비교 기준치로 적용될 수 있다.The threshold is preset by the operator to a predetermined value as a threshold for the dark image. In addition, the average value of the representative values of the partial region may be applied as a comparison reference value of the compensation condition in place of the average brightness of the entire input image.
상기와 같이 계산된 대표값은 계조단차를 보정하기 위해 비선형 공간필터를 사용하여 공간필터링이 수행된다. 일반적인 공간필터로 사용되는 로우패스 필터는 소정 크기 이하의 신호를 추출하므로, 피크(peak) 휘도를 떨어뜨리는 문제점이 발생한다. 따라서 필터링시 최대인 대표값을 유지하는 방식으로 필터링한다.The representative value calculated as described above is spatially filtered using a nonlinear spatial filter to correct the gray level difference. Since a low pass filter used as a general spatial filter extracts a signal having a predetermined size or less, a problem of lowering peak luminance occurs. Therefore, the filtering is performed in such a manner that the maximum representative value is maintained during the filtering.
예를 들어, L1, L2, L3, L4, L5와 같이 순서적으로 배열되어 있는 5개의 탭을 이용하여 필터링하는 경우에, 현재 탭 L3의 필터링된 값을 결정하기 위해서는 L2와 L4의 최대값을 구하여 소정 필터링 계수를 곱한 값과, L1과 L5의 최대값을 구하여 소정 필터링 계수를 곱한 값, 및 현재 탭 L3 중 최대값을 취함으로써 현재 탭 L3의 필터링된 밝기값을 결정할 수 있다. 여기서 소정 필터링 계수는 0~1의 범위의 값이다.For example, in the case of filtering using five tabs arranged in sequence such as L1, L2, L3, L4, and L5, the maximum value of L2 and L4 is determined to determine the filtered value of the current tap L3. The filtered brightness value of the current tap L3 may be determined by taking a value obtained by multiplying a predetermined filtering coefficient, a maximum value of L1 and L5, multiplying a predetermined filtering coefficient, and a maximum value of the current tap L3. The predetermined filtering coefficient here is a value in the range of 0-1.
다음으로, 공간필터링이 적용된 대표값은 전력절감을 위해 소정 비율로 저감될 수 있는데, 소정 비율(R)은 다음의 식에 의하여 계산된다:Next, the representative value to which the spatial filtering is applied may be reduced at a predetermined rate for power saving, and the predetermined ratio R is calculated by the following equation:
여기서, R은 소정 비율, A는 컷오프 그레이레벨로 백색 가우시안 잡음을 배제한 부분영역에 대응하는 영상 픽셀들의 최대 그레이레벨값, T_Thr은 0~1 범위의 소정 문턱값이다.Here, R is a predetermined ratio, A is a cutoff gray level, the maximum gray level value of the image pixels corresponding to the partial region excluding the white Gaussian noise, and T_Thr is a predetermined threshold in the range of 0 to 1.
여기서 A는 다음의 식을 만족한다:Where A satisfies the following equation:
여기서, g는 그레이레벨, H(g)는 0~g에 해당하는 픽셀들의 총개수, Cut_Thr은 그레이레벨 0~A에 속하는 픽셀들의 수가 다수개가 되도록 하는 소정 문턱값이다.Here, g is a gray level, H (g) is a total number of pixels corresponding to 0 to g, and Cut_Thr is a predetermined threshold value such that the number of pixels belonging to
A는 수식 5를 만족하여야 하는 그레이레벨값으로서, 백색 가우시안 잡음을 배제한 해당 부분영역의 그레이레벨의 최대값이 된다. 이로부터 부분영역의 대표값을 저감시킬 적절한 R값은 영상 픽셀의 그레이레벨과의 관계로부터 결정될 수 있음을 나타낸다. A is a gray level value that must satisfy Equation 5, and is the maximum value of the gray level of the corresponding partial region excluding white Gaussian noise. This indicates that a suitable R value for reducing the representative value of the partial region can be determined from the relationship with the gray level of the image pixel.
도 4는 상기와 같은 수식들에 의하여 소정 비율(R)을 결정하여 공간필터링된 대표값을 소정 비율로 저감시킬 수 있음을 도시하고 있다. 따라서 대표값의 감소로 인하여 밝기가 낮아져 전력절감의 효과를 얻을 수 있다.FIG. 4 illustrates that a predetermined ratio R may be determined by the above equations to reduce the representative value of the spatially filtered to a predetermined ratio. Therefore, the brightness is lowered due to the reduction of the representative value, thereby achieving the effect of power saving.
또한 전력절감을 위해 저감된 대표값은 다음의 식에 의하여 시간필터링될 수 있다:In addition, the reduced representative value for power saving can be time filtered by the following equation:
여기서, P'은 필터링을 위한 소정 문턱값이며, P'= min(P+S, 1)이며, Here, P 'is a predetermined threshold for filtering, P' = min (P + S, 1),
P =│Mean_P - Mean_C│/256, S =│Mean_P - Mean_C│/256이며, P = │Mean_P-Mean_C│ / 256, S = │Mean_P-Mean_C│ / 256,
는 현재 영상의 k번째 부분영역의 필터링 후의 최종 출력 휘도, 는 현재 영상의 k번째 부분영역의 휘도, 는 이전 영상의 k번째 부분영역의 최종 출력 휘도, P는 프레임의 휘도변화율, S는 부분영역의 휘도변화율, Mean_P는 이전 영상의 픽셀들의 평균휘도, Mean_C는 현재 영상의 픽셀들의 평균휘도이다. Is the final output luminance after filtering the k-th subregion of the current image, Is the luminance of the kth subregion of the current image, Is the final output luminance of the k-th subregion of the previous image, P is the luminance variation rate of the frame, S is the luminance variation ratio of the partial region, Mean_P is the average luminance of the pixels of the previous image, and Mean_C is the average luminance of the pixels of the current image.
종래의 시간필터링과는 달리 소정 문턱값 P'이 1 이하의 값을 가짐으로써, 낮에서 밤으로 장면이 변하는 경우와 같이 프레임간 밝기 차이가 큰 영상에 적용하기에 유리하다. Unlike the conventional time filtering, the predetermined threshold P 'has a value of 1 or less, which is advantageous to apply to an image having a large difference in brightness between frames such as when the scene changes from day to night.
또한 제어부(200)는 소정 비율(R) 만큼 전력절감을 위해 감소된 부분영역의 밝기를 보상하기 위해 백라이트부(300)의 각 부분영역에 대응하는 영상 픽셀들의 밝기를 조절할 수 있다. 도 5는 각 부분영역에 대응하는 영상 픽셀들의 밝기를 보상하는 방법을 보여준다. 보상시 이용되는 Rre값은 전력절감을 위해 계산된 소정 비율 R을 이용하는데, 픽셀의 그레이레벨과 디스플레이될 밝기와의 관계 특성에 따라 1/R 또는 (1/R)1/γ(이때, γ>1)을 곱하여 디스플레이될 영상의 밝기를 조절한다. (1/R)1/γ을 곱하는 경우는 감마보정이 이루어지는 경우이다.In addition, the
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 밝기조정과정을 나타낸 흐름도이다. 먼저 백라이트의 각 부분영역의 대표값을 계산하고(S601), 계산된 대표값은 휘도저감에 따른 대표값 보상을 수행하고(S602), 공간필터링을 수행한 후(S603), 전력절감을 위해 공간필터링된 대표값을 소정 비율로 저감시킨다(S604). 소정 비율로 저감된 대표값은 시간필터링되어(S605) 백라이트부(300)로 출력된다.6 is a flowchart illustrating a brightness adjustment process of the liquid crystal display according to the present invention. First, the representative value of each partial region of the backlight is calculated (S601), and the calculated representative value is compensated for the representative value according to the luminance reduction (S602), and after performing the space filtering (S603), the space for power saving The filtered representative value is reduced by a predetermined ratio (S604). The representative value reduced at a predetermined ratio is time filtered (S605) and output to the
또한 소정 비율로 감소한 백라이트의 부분영역별 밝기를 보상하기 위하여 부분영역에 대응하는 영상 픽셀들의 밝기를 보상한다(S606). 밝기가 보상된 영상 픽셀은 액정표시부(400)로 출력되어 LCD 패널부(420)에 표시된다. 이때, 밝기의 보상에 이용되는 값은 소정 비율(R)을 이용한다.In addition, in order to compensate for the brightness of each partial area of the backlight reduced by a predetermined ratio, the brightness of the image pixels corresponding to the partial area is compensated (S606). The brightness-compensated image pixel is output to the
본 발명에 따르면, 입력되는 영상신호에 대응하여 백라이트의 각 부분영역별로 밝기가 조정될 수 있어 명암비가 향상되며, 각 부분영역별 밝기조정을 위해 적용될 대표값을 소정 비율로 저감시켜 전력이 효과적으로 절감될 수 있는 액정표시장치 및 그 밝기조정방법이 제공된다.According to the present invention, the brightness ratio can be adjusted for each partial region of the backlight in response to the input image signal, thereby improving the contrast ratio, and reducing the representative value to be applied for the brightness adjustment for each partial region at a predetermined ratio to effectively reduce power. A liquid crystal display device and a brightness adjustment method thereof are provided.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이고, 그와 같은 수정 또는 변형은 첨부하는 청구항의 기재범위 내에 있는 것이다. Although the above has been illustrated and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Anyone can make various modifications, as well as such modifications or variations are within the scope of the appended claims.
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