KR100830465B1 - 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화면 로드에 따라 동영상의 로드가 집중 분포하는 영역에 대하여 화이트 밸런스를 조정하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 화면 로드를 검출하고, 이에 따라 동영상의 로드가 집중 분포하는 영역을 설정하며; 상기 영역에 대하여 화이트 밸런스를 측정하고 상기 화면 로드에 따른 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 조정하는 것을 특징으로 한다. 상기 영역은 APL 조정 영역이고, 상기 화이트 밸런스는 N개의 그레이 레벨에서 측정하는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 특징은, 화면 로드에 따른 영상모드를 검출하고; 상기 영상모드에 따른 화면 로드 패턴을 선택하고; N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정하고; 상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 보정하고; 상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정한다. 따라서, 입력되는 영상의 APL 변화에 따라 서로 다른 화이트 밸런스 특성에 맞추어 RGB 게인을 보상하므로 그레이 레벨에 따른 화이트 밸런스의 편차를 줄이고, 실 영상에서 화이트 밸런스가 틀어지는 현상을 개선한다.

화면, 로드, 영상, APL 영역, 화이트 밸런스, 디스플레이, RGB 게인

Description

영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법 및 장치{Method and Apparatus for adjusting white balance of video display device}

도 1은 종래의 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 종래의 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 제어 흐름도.

도 3a 및 도 3b는 그레이 레벨에 따른 화이트 밸런스 편차를 나타낸 그래프.

도 4a 및 도 4b는 중간 영상의 동영상 로드가 분포하는 APL영역에서의 CDF와 APL 커브를 나타낸 그래프.

도 5a 및 도 5b는 밝은 영상의 동영상 로드가 분포하는 APL영역에서의 CDF와 APL 커브를 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치를 나타낸 블록 구성도.

도 7은 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 제어 흐름도.

도 8a 및 도 8b는 그레이 레벨이 1 일때 인터폴레이션을 생략하여 게인을 구한 화이트 밸런스 조정 방법에 따른 그래프.

도 9a 및 도 9b는 그레이 레벨이 2 이상 일때 인터폴레이션을 이용하여 게인 을 구한 화이트 밸런스 조정 방법에 따른 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 영상 모드 검출부

21 : 로드 패턴 분석부

22 : 화이트 밸런스 검출부

23 : RGB 게인 조정부

24 : 인터폴레이션 처리부

25 : 게인 테이블 설정 및 게인 조정부

본 발명은 화이트 밸런스 조정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화면 로드에 따라 화이트 밸런스를 조정하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적인 영상 디스플레이 장치는 화면을 이용하여 영상정보를 디스플레이하는 장치로서, 대표적인 기기로는 방송국의 전파를 수신하여 영상을 표시하는 TV 시스템(Television system) 및 VCR 등이 있다. 또한, 최근의 영상 표시 방식은 CRT나 프로젝션 TV과, 또는 상기 방식에 비해 그 두께를 상당히 얇게 구성한 LCD 및 PDP 등 다양한 장치가 개발되어 사용되고 있다.

상기 PDP(plasma display panel)는 플라스마 표시 장치의 표시 부분인 표시 패널로서, 2장의 얇은 유리 기판 사이의 좁은 틈에 네온 등의 가스를 봉입하고, 유리의 내면에 수평 방향과 수직 방향으로 배열된 투명 전극으로 구성되어 있다. 수평 전극과 수직 전극은 개별적으로 대전(帶電)될 수 있으며, 대전된 한 조의 전극이 만나는 점에 있는 픽셀이 가스 이온화로 발광하게 한다.

이와 같은, 상기 PDP는 화면의 로드와 사용된 서브필드(subfield) 개수에 따라 형광체(Phosphor)의 포화로 인한 화이트 밸런스(White balance) 틀어짐 현상이 발생한다. 이를 개선하기 위해 각 APL(Average Picture Level) 보정을 할 경우 많은 시간과 리소오스(resource)가 필요하다.

도 1은 종래의 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 종래의 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 제어 흐름도이다. 또한, 도 3a 및 도 3b는 그레이 레벨에 따른 화이트 밸런스 편차를 나타낸 그래프이다.

도시된 바와 같이, 종래의 화이트 밸런스 조정 장치는 ADC(Analog Digital Converter)(1), 디코더(2), 스케일러(Scaler)(3), 컬러 매트릭스(4), 게인(gain) 제어부(5), 화이트 밸런스 검출부(6), 게인 조정부(7), OSD(On Screen Display)(8), 감마 (gamma)보정부(9) 및 디스플레이부(10)로 구성된다.

ADC(1)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디코더(2)는 입력 영상 신호를 검출하여 R,G,B 화상정보로 변환하며, 스케일러(3)는 영상정보 및 사용자의 업/다운 조정에 따른 적절한 영상비(또는 화면비)를 스케일링(Scaling)한다.

게인 제어부(5)는 화이트 밸런스 검출부(6)와 게인 조정부(7)로 구성되며, 화이트 밸런스 검출부(6)는 출력 패턴의 화이트 밸런스 좌표를 측정하고, 게인 조정부(7)는 RGB 게인 레지스터(gain register) 값을 조정한다.

OSD(8)는 모니터의 화면을 사용자가 직접 최적화시킬 수 있도록 해주는 조정 기능을 제공한다. 감마 보정부(9)는 디스플레이 화면의 계조(階調) 특성을 보정하고, 디스플레이부(10)는 상기 감마 보정된 화면을 디스플레이한다.

여기서, 입력으로 APL(Average Picture level) 로드가 큰 화이트 밸런스 패턴(ex Full White pattern)을 사용하고 감마 보정부(9) 전단에서 RGB, 또는 Y 게인을 조정하여 출력신호의 화이트 밸런스와 신호 레벨을 조정한다

기존의 화이트 밸런스 조정은 도 2에 도시된 바와 같이, 비디오 스케일러(3)의 입력단에 표준 패턴 소스를 입력하고(S101), 일련의 영상 신호 처리 과정을 거친후 RGB 게인을 검출한다(S102~S103).

이후, 출력 패턴의 화이트 밸런스 좌표를 측정하여 감마 보정부(9)(이 감마보정은 디스플레이 모듈에서 처리할 경우 바이패스(bypass)한다)의 RGB 게인 레지스터 값을 조정하는 프로세스로 구성되어 있다(S104~S106).

도 4a 및 도 4b는 중간 영상의 동영상 로드가 분포하는 APL영역에서의 CDF와 APL 커브를 나타낸 그래프이고, 도 5a 및 도 5b는 밝은 영상의 동영상 로드가 분포하는 APL영역에서의 CDF(Cumulative distribution Function)와 APL 커브를 나타낸 그래프이다.

도시된 바와 같이, PDP 모듈에 입력되는 영상의 APL 변화에 따라 모듈의 화이트 밸런스 특성이 다르다. 따라서, 이를 일정하게 보상하면 화이트 밸런스 틀어 짐이 발생한다. 또한, 단순 RGB 게인으로 보상하므로 그레이(Gray) 레벨에 따른 화이트 밸런스의 편차가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화면 로드에 따라 동영상의 로드가 집중 분포하는 영역에 대하여 화이트 밸런스를 조정하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법은, 화면 로드를 검출하고, 이에 따라 동영상의 로드가 집중 분포하는 영역을 설정하는 단계; 상기 영역에 대하여 화이트 밸런스를 측정하고 상기 화면 로드에 따른 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 영역은 APL 조정 영역이고, 상기 화이트 밸런스는 N개의 그레이 레벨에서 측정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징은, a)화면 로드에 따른 영상모드를 검출하는 단계; b)상기 영상모드에 따른 화면 로드 패턴을 선택하는 단계; c)N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정하는 단계; d)상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 보정하는 단계; e)상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정하는 단계를 포함한다.

상기 a)단계의 화면 로드는 화면 밝기이고, 상기 b)단계의 화면 로드 패턴은 APL이 최다가 되는 패턴 로드이고, 상기 c)단계의 화이트 밸런스를 측정은 저계조에서 더 많은 수의 측정을 수행하며, 상기 d)단계에서 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션(interpolation)하는 단계를 더 구비한다.

또한, 상기 RGB 게인은 그레이 레벨에 따른 비선형(Non-linear) 게인인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치는, 화면 로드에 따른 영상모드를 검출하는 영상 모드 검출부; 상기 영상모드에 따른 화면 로드 패턴을 선택하는 로드 패턴 선택부; N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정하는 화이트 밸런스 검출부; 상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 보정하는 RGB 게인 조정부; 상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정하는 게인 테이블 설정 및 게인 조정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화면 로드는 화면 밝기이며, 상기 화면 로드 패턴은 APL이 최다가 되는 패턴 로드이다. 또한, 상기 화이트 밸런스를 측정은 저계조에서 더 많은 수의 측정을 수행한다. 상기 RGB 게인 조정부에서 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션하는 인터폴레이션 처리부를 더 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 영상 모드 검출부(20), 로드 패턴 분석부(21), 화이트 밸런스 검출부(22), RGB 게인 조정부(23), 인터폴레이션 처리부(24), 게인 테이블 설정 및 게인 조정부(25)를 포함한다.

영상 모드 검출부(20)는 화면 로드에 따른 영상모드를 검출한다. 이때, 상기 화면 로드는 화면 밝기인 것이 바람직하다.

로드 패턴 분석부(21)는 상기 영상모드에 따른 화면 로드 패턴을 선택한다.상기 화면 로드 패턴은 APL이 최다가 되는 패턴 로드이다.

화이트 밸런스 검출부(22)는 N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정한다. 또한, 상기 화이트 밸런스를 측정은 저계조에서 더 많은 수의 측정을 수행한다.

RGB 게인 조정부(23)는 상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 보정한다.

인터폴레이션 처리부(24)는 상기 RGB 게인 조정부에서 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션한다.

게인 테이블 설정 및 게인 조정부(25)는 상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정한다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 입력 영상모드에 따라 동일 영상모드에서 APL의 주파수(frequency)가 최다가 되는 패턴 로드에서 화이트 밸런스를 조정한다.

즉, 영상 모드 검출부(20)는 화면 로드(화면 밝기)에 따른 영상모드를 검출 하고, 로드 패턴 분석부(21)는 상기 영상모드에 따른 화면 로드 패턴을 APL이 최다가 되는 패턴 로드에서 선택한다.

여기서 APL 이 최다가 되는 패턴의 로드는 아래의 표 1에 도시된 바와 같다.

영상모드	dynamic	standard	cinema
표준 화면의 영상로드	10~50% Ex) 25%	10~40% Ex)20%	5~30% Ex)10%

이후, 화이트 밸런스 검출부(22)는 N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정한다. 상기 화이트 밸런스를 측정은 저계조에서 더 많은 수의 측정을 수행한다.

RGB 게인 조정부(23)는 상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 N개의 그레이 레벨에서 RGB 게인을 보정한다.

이때, 인터폴레이션 처리부(24)는 상기 RGB 게인 조정부에서 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션함으로써 중간 레벨을 추정한다. 한편, 그레이 레벨이 1개일 경우에는 인터폴레이션을 수행하지 않는다.

도 7은 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 제어 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 a)화면 밝기의 로드에 따른 영상모드를 검출하는 단계(S201); b)상기 영상모드에 따른 APL이 최다가 되는 화면 로드 패턴을 선택하는 단계(S202); c)N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정하는 단계(S203); d)상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 N개의 RGB 게인을 보정하는 단계(S204); 상기 d)단계에서 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션(interpolation)한 후, e)상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정하는 단계(S205~S206)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은, PDP TV의 설정모드에 따라 영상의 로드가 달라지므로 화이트 밸런스 설정 표준화면의 로드가 다르다. 따라서, 본 발명은 화이트 밸런스 설정 표준 화면에서 그레이 레벨에 따른N개의 게인을 측정한다.

즉, 영상 화면의 밝기 로드에 따른 영상모드를 검출하고(S201), 상기 영상모드에 따른 로드 패턴을 선택한다. 이때, 상기 표1에 나타난 바와 같이, APL이 최다가 되는 화면 로드 패턴을 선택한다(S202).

그리고, N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정한다(S203). 여기서, 상기 RGB 게인은 그레이 레벨에 따른 비선형(Non-linear) 게인이다.

또한, 상기 화이트 밸런스를 측정은 저계조에서 더욱 많은 수의 측정을 수행한다.

이후, N 개의 게인을 N-polynomial 로 인터폴레이션 함수를 구하여 256 그레이 레벨 게인 테이블을 구성하고, 목표 화이트 밸런스인가를 확인한다.

즉, 상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 N개의 RGB 게인을 보정하고(S204), 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션한 후, 상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정한다(S205~S206).

도 8a 및 도 8b는 그레이 레벨이 1 일때 인터폴레이션을 생략하여 게인을 구한 화이트 밸런스 조정 방법에 따른 그래프이고, 도 9a 및 도 9b는 그레이 레벨이 2 이상 일때 인터폴레이션을 이용하여 게인을 구한 화이트 밸런스 조정 방법에 따른 그래프이다.

도시된 바와 같이, 도 8a 및 도 8b는 그레이 레벨 N이 1개 일때, 인터폴레이션을 생략하였고, 도 9a 및 도 9b는 인터폴레이션을 이용하여 게인을 구한 위의 화이트 밸런스 조정 방법의 실시예이다.

측정패턴 예는 N=5 그레이 계조를 포함하고 백그라운드(Background) 그레이의 휘도를 조정하여 원하는 로드의 패턴을 맞추었다.

따라서, 본 발명은 동영상의 로드가 분포하는 영역에서 화이트 밸런스를 조정함으로 실 영상에서 화이트 밸런스의 틀어짐을 개선하였다.

상술한 본 발명은 PDP 및 LCD 등의 평판 디스플레이 장치는 물론이고, 프로젝션 TV, 일반 TV, 모니터 및 기타 영상기기에 적용될 수 있으며, 아날로그 TV, 디지털 TV, 및 위성 TV에 동일하게 적용할 수 있다. 또한, NTSC, PAL, SECAM방식에 모두 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법 및 장치에 의하면, 화면 로드에 따라 동영상의 로드가 집중 분포하는 영역에 대하여 화이트 밸런스를 조정함으로써, 입력되는 영상의 APL 변화에 따라 서로 다른 화이트 밸런스 특성에 맞추어 RGB 게인을 보상하므로 그레이 레벨에 따른 화이트 밸런스의 편차를 줄이고, 실 영상에서 화이트 밸런스가 틀어지는 현상을 개선하는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 화면 전체의 로드를 검출하고, 이에 따라 상기 전체 화면중 동영상의 로드가 집중 분포하는 일부 영역을 설정하는 단계;

   상기 화면의 전체 및 일부 영역에 대하여 화이트 밸런스를 측정하고, 상기 전체 화면 로드 및 상기 일부 영역의 화면 로드에 따른 각각의 화이트 밸런스에 따라 서로다른 RGB 게인을 조정하는 단계를 포함하되,

   상기 화이트 밸런스는 N개의 그레이 레벨에서 측정하며, 저계조일때에 기준값 보다 더 많은 수의 측정을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 일부 영역은, APL 조정 영역중 상기 APL이 최다가 되는 일부 영역인 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법.
3. 삭제
4. a)화면 전체의 로드를 검출하고, 이에 따라 상기 전체 화면중 동영상의 로드가 집중 분포하는 일부 영역을 설정하여 화면 로드에 따른 영상모드를 검출하는 단계;

   b)상기 영상모드에 따른 화면 로드 패턴을 선택하는 단계;

   c)상기 화면의 전체 및 일부 영역에 대하여 N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정하되, 저계조일때에 기준값 보다 더 많은 수의 측정을 수행하는 단계;

   d)상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 보정하되, 상기 전체 화면 로드 및 상기 일부 영역의 화면 로드에 따른 각각의 화이트 밸런스에 따라 서로다른 RGB 게인을 조정하는 단계;

   e)상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법.
5. 삭제
6. 제 4항에 있어서,

   상기 b)단계의 화면 로드 패턴은 APL이 최다가 되는 패턴 로드인 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법.
7. 삭제
8. 제 4항에 있어서,

   상기 d)단계에서 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션(interpolation)하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법.
9. 제 4항에 있어서,

   상기 RGB 게인은 그레이 레벨에 따른 비선형(Non-linear) 게인인 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 방법.
10. 화면 전체의 로드를 검출하고, 이에 따라 상기 전체 화면중 동영상의 로드가 집중 분포하는 일부 영역을 설정하여 화면 로드에 따른 영상모드를 검출하는 영상 모드 검출부;

    상기 영상모드에 따른 화면 로드 패턴을 선택하는 로드 패턴 선택부;

    상기 화면의 전체 및 일부 영역에 대하여 N개의 그레이 레벨에서 화이트 밸런스를 측정하되, 저계조일때에 기준값 보다 더 많은 수의 측정을 수행하는 화이트 밸런스 검출부;

    상기 측정된 화이트 밸런스에 따라 RGB 게인을 보정하되, 상기 전체 화면 로드 및 상기 일부 영역의 화면 로드에 따른 각각의 화이트 밸런스에 따라 서로다른 RGB 게인을 조정하는 RGB 게인 조정부;

    상기 보정된 게인 테이블을 설정하고 RGB 게인을 조정하는 게인 테이블 설정 및 게인 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 화면 로드 패턴은 APL이 최다가 되는 패턴 로드인 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치.
12. 삭제
13. 제 10항에 있어서,

    상기 RGB 게인 조정부에서 적어도 2이상의 RGB 게인을 보정할 경우 이들을 평균화시켜 인터폴레이션하는 인터폴레이션 처리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치.
14. 제 10항에 있어서,

    상기 RGB 게인은 그레이 레벨에 따른 비선형 게인인 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 화이트 밸런스 조정 장치.

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