KR100761164B1 - 영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정 대역별 화소 비율을 판단하여 체감 명암비를 조정할 수 있도록 한 영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 화면의 구성을 고려하지 않고 모든 화소 전체에 일률적인 입출력 함수를 적용하는 것이 아니라, 화면을 이루는 모든 화소의 밝기 정보를 분석하고, 각 대역의 화소 빈도 별로 다른 입출력 영상 변환 함수를 적용하여 빈도수가 높은 대역은 기울기를 크게하고, 빈도수가 낮은 대역은 기울기를 줄여 입력된 영상에서 최적의 체감 명암비를 보일 수 있도록 한 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법은 전체 화소의 평균밝기를 화면 전체의 밝기로 판단하는 것이 아니라 밝기 대역별로 몇개의 영역으로 나누고, 그 영역에 존재하는 화소수의 비율로 영상의 밝기를 판단함으로써 영상 밝기를 보다 정확하게 판단할 수 있을 뿐더러, 화소 빈도수에 따라 영상 밝기를 판단하고, 그에 따라 명암비를 가변시킴으로써 체감 명암비를 훨씬 더 향상시킬 수 있으며, 명암비가 향상됨에 따라 사용자가 느끼는 시청감도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

영상표시기기/화소/명암

Description

영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법{Method and apparatus for controlling lignt and darkness of (an) image dislplay device}

도 1은 종래 기술에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치를 나타낸 블록도.

도 2는 종래 기술에 따른 영상표시기기의 명암 조정방법에 따른 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치를 나타낸 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 영역별 명암 조정방법을 나타낸 그래프.

도 5는 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정방법을 나타낸 플로우 차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 영상신호 입력부 200 : 화소 비율 판단부

300 : 제어부 400 : 명암조정부

본 발명은 영상표시기기에 관한 것으로, 특히 일정대역별 화소비율을 판단하여 체감 명암비를 조정할 수 있도록 한 영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 영상표시장치별로 표현할 수 있는 최대 밝기가 정해져 있으므로 펴현되는 명암비도 정해지게 된다. 그래서, 현재의 영상표시기기에서는 다양한 기술들을 사용하여 화면의 밝기 정보를 조정하여 체감 명암비를 향상시키고 있지만 여러가지 이유로 실용 영상에서는 그 효과가 크게 나타나고 있지 않다.

그중 대표적인 방법이 영상신호의 평균값을 이용하여 화면의 밝기를 조절하는 방식으로써, 이 방식은 화면 밝기 평균값을 이용하는 APL(Auto Peak Limit) 회로에 의해 화면의 최대 밝기가 제어된다.

제어방식을 간략히 설명하면 전체적으로 밝은 영상은 APL 값이 높고, 이는 평균값이 높으므로 최대 밝기를 어둡게 제어하고 전체적으로 화면이 어두운 영상은 그 화면내의 최대 밝기가 모듈의 최대 밝기가 되도록 제어하여 영상의 평균밝기가 일정하게 유지된다.

영상표시기기의 절대 명암비는 최대 밝기와 블랙 레벨(Black level)의 비로 이는 장치별 특성에 의해 고정값으로 정해지게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 영상표시기기의 명암조정장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 영상신호의 입력에 따른 출력을 나타낸 그래프이다.

종래 기술에 따른 영상표시기기기의 명암 조정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 영상신호를 입력받기 위한 영상신호 입력부(10)와, 상기 영상신호 입력부(10) 에서 입력되는 영상신호의 평균 밝기를 측정하는 평균밝기 측정부(20)와, 상기 평균밝기 측정부(20)의 측정결과에 따라 명암비가 조정될 수 있도록 제어하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 해당 명암비를 조정하는 명암 조정부(40)로 구성된다.

즉, 상기 제어부(30)는 상기 평균밝기 측정부(20)에서 감지된 평균값이 기 설정값 보다 작은 값을 경우에는 입력영상을 어두운 화면으로 판단하고, 어두운 영역의 명암비를 향상시키도록 상기 명암 조정부(40)에 제어명령을 출력하며, 상기 평균밝기 측정부(20)에서 감지된 평균값이 기 설정값보다 클 경우에는 밝은 영상으로 판단하여 밝은 영역의 명암비가 신장될 수 있도록 상기 명암 조정부(40)에 제어명령을 출력한다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 평균밝기 측정부(20)에서 측정된 평균값에 따라 일률적으로 밝기를 변화시킴을 알 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치는 화면의 평균 밝기만으로 화면 전체를 판단함에 따라 실용 화면에서는 화면전체의 평균 밝기가 크게 변하지 않아 체감 병암비를 크게 신장시킬 수 없었다.

예를 들어, 매우 밝은 영역의 화소와 매우 어두운 영역의 화소가 비슷한 비율로 존재하는 영상의 경우 중간 밝기의 화소만 존재하는 영상과 같은 평균값을 갖게되는 경우가 발생됨에 따라 종래의 기술로는 명암비를 신장시킬 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 실제의 동영상에서 화면의 각 화소별 밝기정보를 분석하고, 그 밝기 분포에 따라 화면의 상대적인 체감 명암비를 조정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 화면의 밝기를 대역별로 몇개의 영역으로 나누고 영역별로 밝기 분포 정도를 판단하여 명암비를 조정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 영상신호를 입력받기 위한 영상신호 입력부와, 사용자가 밝기 조정 명령을 선택하면 상기 영상신호 입력부를 통해 입력되는 영상신호의 밝기값을 분석하고, 해당 밝기값을 이용하여 설정 대역별 밝기 분포 비율을 판단함에 따라 영역별 화소 비율을 판단하는 화소 비율 판단부와, 상기 화소 비율 판단부를 통해 판단된 대역별 화소 분포에 따라 서로 다른 명암비 조정이 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 화소 비율 판단부를 통해 감지된 화소수에 비례하여 명암비를 조정하기 위한 명암 조정부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

바람직하게 상기 제어부는 상기 화소 비율 판단부를 통해 감지된 화소수에 비례하여 명암비가 조정되도록 상기 명암 조정부에 제어명령을 출력하는데 그 특징이 있다.

더 바람직하게 상기 명암 조정부는 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 감지된 화소수의 빈도가 낮은 영역에서는 표현 명암비를 감소시키고, 상기 감지된 화 소수의 빈도가 높은 영역에서는 표현 명암비를 증가되도록 조정하는데 그 특징이 있다.

더 바람직하게 상기 화소 비율 판단부는 최소 2개 이상의 영역의 화소 비율을 각각 판단하는데 그 특징이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정방법은 사용자가 밝기 조정메뉴를 선택하면 입력되는 영상신호의 밝기값을 분석하는 단계와, 상기 분석결과에 따라 대역별 분포비율을 판단하는 단계와, 상기 판단된 분포비율을 기 설정된 설정값과 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라 설정된 대역별로 명암비를 차등적으로 조정하는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 특징이 있다.

삭제

더 바람직하게 상기 대역별 명암비를 차등적으로 조정하는 단계는 상기 대역별로 화소 분포 비율에 따라 분포비율이 낮은 대역은 기울기를 크게 증가시키고, 분포비율이 높은 대역은 기울기를 낮게 감소시키는 단계인데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정방법을 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 영상신호를 입력받기 위한 영상신호 입력부(100)와, 사용자가 밝기 조정 명령을 선택하면 상기 영상신호 입력부(100)를 통해 입력되는 영상신호를 설정 대역별로 구분하여 영역별 화소 비율을 판단하는 화소 비율 판단부(200)와, 상기 화소 비율 판단부(200)를 통해 판단된 대역별 화소 분포에 따라 서로 다른 명암비 조정이 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부(300)와, 상기 제어부(300)의 제어명령에 따라 해당 명암비를 조정하는 명암 조정부(400)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 파워 온 명령을 입력하면 상기 영상신호 입력부(100)를 통해 영상신호를 입력받으며, 사용자가 밝기 조정 명령을 설정하면 상기 영상신호 입력부(100)를 통해 입력된 영상신호는 상기 화소비율 판단부(200)를 통해 화면을 이루는 모든 화소의 밝기 정보를 분석하고, 기 설정된 대역별로 화소 빈도수를 판단한다.

그러면 상기 제어부(300)는 상기 화소비율 판단부(200)를 통해 판단된 화소 비율에 따라 상기 명암 조정부(400)에서 해당 체감 명암비가 조정될 수 있도록 제어명령을 출력한다.즉, 각 대역별로 화소의 빈도가 서로 다를 것이므로, 대역별로 서로 다른 입출력 영상 변환 함수를 적용하며, 빈도수가 높은 대역의 기울기는 크 게하여 명암비를 잘 나타나게 하고, 빈도수가 낮은 대역은 기울기를 감소시킴에 따라 입력된 영상에서 최적의 체감 명암비를 확인할 수 있도록 한다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 설정된 제 1 영역(d)은 화소의 빈도 분포가 높은것으로 감지됨에 따라 제 1 영역(d)의 기울기를 그래프 c에서 나타낸 바와 같이 제 1 영역(d)에서는 가파르게 상승됨을 알 수 있다.

또한, 제 2 영역(d)은 화소의 빈도 분포가 최저로 낮은 영역으로 감지됨에 따라 그래프의 증가폭이 거의 없음으로 감지될 뿐만 아니라, 제 3 영역(f)은 중간정도의 화소 빈도 분포가 감지됨으로써 제 1 영역(d)보다는 완만한 기울기로 명암비가 증가됨을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 실제의 동영상에서 화면의 각 화소별 밝기정보를 분석하고, 그 밝기 분포를 이용하여 화면의 상대적인 체감 명암비를 향상시킬 수 있는 방법을 제안한 것으로, 화면의 밝기를 대역별로 몇 개의 영역으로 나누고 영역별로 밝기의 분포정도를 판단하여 빈도가 낮은 영역에서는 표현 명암비를 줄이고, 빈도가 높은 영역에서 명암비를 상대적으로 높게 조정하여 절대 표현 명암비는 동일하지만 시청자가 실제 느끼는 체감 명암비를 향상시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정방법을 도 5를 참조하여 설명하면 먼저, 사용자가 밝기 조정 기능을 선택하였는지 여부를 판단한다(S101).

이어서 상기 판단 결과(S101), 사용자가 밝기 조정기능을 선택하였으면 입력 영상의 밝기값을 분석한다(S102).

그리고, 대역별 분포 비율을 판단한다(S103).

또한, 영역의 갯수(N)를 설정한다(S104).

상기 설정된 영역의 갯수(N)가 0인지를 판단한다(S105). 즉, 전체화면인지를 판단하는 것이다.

이어서 상기 판단 결과(S105), 상기 설정된 영역의 갯수(N)가 0이 아닐 경우에는 영역의 화소수가 평균보다 높은 값을 갖는지를 판단한다(S106). 이때 평균값은 입력화면의 화소수를 영역의 개수(N)로 나눈 값이다.

상기 판단 결과(S106), 해당 영역의 화소수가 평균보다 높을 경우에는 기울기를 증가시킨다(S107). 즉, 영역을 이동시킴과 동시에 가중치에 따라 기울기를 증가시킨다(S107a∼107b).

또한 상기 판단 결과(S106), 해당 영역의 화소수가 평균보다 낮을 경우에는 기울기를 감소시킨다(S108). 즉, 영역을 이동시킴과 동시에 가중치에 따라 기울기를 감소시킨다(S108a∼108b).

한편 상기 판단 결과(S101), 사용자가 밝기 조정 기능을 선택하지 않았으면 기존의 방법대로 밝기 조정 기능을 동작시키면서, 조정된 화면을 출력한다(S109∼S110).

또한 상기 판단 결과(S105), 대역이 구분되어 있지 않고 전체 화면일 경우에는 새로운 입/출력 영상밝기 변환 함수를 구성하여 입력영상에 적응하고, 그에 따라 처리된 영상을 화면에 출력한다(S111∼S113).

그리고 사용자가 파워 오프 명령을 입력하면 모든 단계를 종료한다(S114).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법은 화면의 구성을 고려하지 않고 모든 화소 전체에 일률적인 입출력 함수를 적용하는 것이 아니라, 화면을 이루는 모든 화소의 밝기 정보를 분석하고, 각 대역의 화소 빈도 별로 다른 입출력 영상 변환 함수를 적용하여 빈도수가 높은 대역은 기울기를 크게하고, 빈도수가 낮은 대역은 기울기를 줄여 입력된 영상에서 최적의 체감 명암비를 보일 수 있도록 한다.

또한, 대역이 구분되어 있지 않고 전체 화면에 대한 명암조정일 경우에는 새로운 입/출력 영상 밝기 변환 함수를 구성하고, 입력영상에 적용함으로써 명암조정이 이루어질 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 영상표시기기의 명암 조정장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 전체 화소의 평균밝기를 화면 전체의 밝기로 판단하는 것이 아니라 밝기 대역별로 몇개의 영역으로 나누고, 그 영역에 존재하는 화소수의 비율로 영상의 밝기를 판단함으로써 영상 밝기를 보다 정확하게 판단할 수 있다.

둘째, 화소 빈도수에 따라 영상 밝기를 판단하고, 그에 따라 명암비를 가변시킴으로써 체감 명암비를 훨씬 더 향상시킬 수 있다.

셋째, 명암비가 향상됨에 따라 사용자가 느끼는 시청감도를 증가시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 영상신호를 입력받기 위한 영상신호 입력부;

   사용자가 밝기 조정 명령을 선택하면 상기 영상신호 입력부를 통해 입력되는 영상신호의 밝기값을 분석하고, 해당 밝기값을 이용하여 설정 대역별 밝기 분포 비율을 판단함에 따라 영역별 화소 비율을 판단하는 화소 비율 판단부;

   상기 화소 비율 판단부를 통해 판단된 대역별 화소 분포에 따라 서로 다른 명암비 조정이 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부; 그리고,

   상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 화소 비율 판단부를 통해 감지된 화소수에 비례하여 명암비를 조정하기 위한 명암 조정부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 명암 조정장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 명암 조정부는

   상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 감지된 화소수의 빈도가 낮은 영역에서는 표현 명암비를 감소시키고, 상기 감지된 화소수의 빈도가 높은 영역에서는 표현 명암비를 증가되도록 조정함을 특징으로 하는 영상표시기기의 명암 조정장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 화소 비율 판단부는 최소 2개 이상의 영역의 화소 비율을 각각 판단함을 특징으로 하는 영상표시기기의 명암 조정장치.
5. 사용자가 밝기 조정메뉴를 선택하면 입력되는 영상신호의 밝기값을 분석하는 단계;

   상기 분석결과에 따라 대역별 분포비율을 판단하는 단계;

   상기 판단된 분포비율을 기 설정된 설정값과 비교하는 단계; 그리고,

   상기 비교 결과에 따라 설정된 대역별로 명암비를 차등적으로 조정하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 영상표시기기의 명암 조정방법.
6. 삭제
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 대역별 명암비를 차등적으로 조정하는 단계는

   상기 대역별로 화소 분포 비율에 따라 분포비율이 낮은 대역은 기울기를 크게 증가시키고, 분포비율이 높은 대역은 기울기를 낮게 감소시키는 단계임을 특징으로 하는 영상표시기기의 명암 조정방법.

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