KR101282245B1

KR101282245B1 - 디스플레이장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101282245B1
Application number: KR1020060096258A
Authority: KR
Inventors: 김태규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2013-07-10
Also published as: KR20080030323A

Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어방법은 한 프레임을 형성하는 디지털 영상신호의 각 픽셀의 계조값을 검출하는 단계와; 상기 검출된 계조값들에 기초하여 n개의 계조범위를 설정하는 단계와; 상기 각 계조범위에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수를 검출하는 단계와; 상기 각 계조범위에 대해 설정된 가중치값에 상기 각 계조범위에 대해 검출된 상기 픽셀수를 반영한 평균 계조값을 산출하는 단계와; 상기 산출된 평균 계조값에 기초하여 디스플레이부에 표시되는 이미지의 밝기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 입력되는 영상신호의 계조 분포에 따라 표시되는 전체 이미지의 밝기를 조절하면서도, 입력되는 영상신호의 계조 분포의 변화에 따라 능동적으로 계조값을 변화시켜 자연스러운 밝기의 조절이 가능하게 된다.

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 디스플레이장치의 밝기를 조절하기 위한 제어흐름도이고,

도 2는 디스플레이장치에 입력되는 영상신호의 계조분포의 일 예를 히스토그램으로 나타낸 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이고,

도 4는 도 3의 디스플레이장치의 구성의 일 예를 보다 구체적으로 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명에 따른 디스플레이장치의 밝기를 조절하기 위한 제어흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 신호입력부 20 : 신호변환부

21 : 디지털 수신부 22 : A/D 컨버터

23 : 비디오 디코더 30 : 신호처리부

31 버퍼 32 : 스케일러

40 : 디스플레이부 41 : 모듈구동부

42 : LCD 모듈 43 : 백라이트유닛

50 : 제어부

본 발명은, 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 입력되는 영상신호의 계조 분포를 분석하여 디스플레이부에 표시되는 이미지의 계조를 능동적으로 조절할 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이장치, 특히 칼라 디스플레이장치는 TV(Television), DTV(Digital TV), TFT(Thin Film Transistor) 모니터와 같이 사용자에게 정보를 시각적으로 전달할 필요가 있는 기기들에 널리 사용되고 있다.

이러한 종래의 디스플레이장치에 있어서, 디스플레이장치에 표시되는 이미지의 표시상태를 조절하는 방법은 디스플레이장치에 인가되는 영상신호를 색상(Hue), 명도(Lightness), 채도(Saturation), 색온도(Color Temperature) 등의 속성들을 각각 처리하는 방법이 다양하게 적용된다.

이러한 영상의 처리 기술 중 입력되는 영상신호의 계조 분포를 분석하고, 분석된 계조 분포에 따라 디스플레이장치에 표시되는 이미지의 밝기를 조정하는 방법이 제안되었다.

도 1은 종래의 디스플레이장치에서 입력되는 영상신호의 계조 분포를 분석하여 디스플레이장치에 표시되는 이미지의 밝기를 조정하는 방법에 대한 제어흐름도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치는 디지털화된 한 프레임의 영상신호의 각 픽셀의 계조값을 분석하여, 최대 계조값(Bmax)과 최소 계조값(Bmin)을 검출한다(S110).

그런 다음, 최대 계조값(Bmax)과 최소 계조값(Bmin) 사이를 n개의 계조범위(Ai)로 분할한다(S111). 그리고, 각 계조범위(Ai)에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수(Ci)를 각 계조범위(Ai)에 대해 검출한다(S112).

도 2는 최대 계조값(Bmax)과 최소 계조값(Bmin) 사이를 8(n=8)개의 계조범위(Ai)로 분할하고, 각 계조범위(Ai)에 속하는 픽셀수(Ci)를 검출하여 나타낸 히스토그램의 일 예를 도시하고 있다.

여기서, 각 계조범위(Ai)에 대해서는 아래의 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 각 계조범위(Ai)에 대한 계조값(Pi)이 설정된다.

[표 1]

계조범위(Ai)	A0	A1	A2	A3	A4	A5	A6	A7
계조값(Pi)	0	36	73	110	146	182	218	255

그런 다음, 계조범위(Ai) 중 가장 많은 픽셀이 포함되는 계조범위(Ai)를 검출한다(S113,S114,S115,S116,S117). 도 2에서는 가장 많은 픽셀이 속하는 계조범위(Ai)가 A7인 것을 일 예로 하고 있다.

이와 같은 과정을 통해 검출된 가장 많은 픽셀이 속하는 계조범위(Ai)에 대해 기 설정된 계조값(Pi)으로 디스플레이장치에 표시되는 전체 이미지의 밝기를 조절한다.

그런데, 이러한 종래의 디스플레이장치의 밝기 조정 방법은 다음과 같은 문 제점을 야기시킨다.

먼저, 가장 밝은 영역과 가장 어두운 영역이 비슷하게 분포하는 영상이 지속적으로 입력된다고 가정하고, 첫 번째 프레임에서 가장 밝은 영역에 분포하는 픽셀수가 가장 많게 되면 가장 밝은 영역에 해당하는 계조값에 따라 이미지의 전체 밝기가 조정된다. 그런데, 두 번째 프레임 또는 첫 번째 프레임 이후의 인접한 프레임에서 가장 어두운 영역에 분포하는 픽셀수가 가장 많게 되면 가장 어두운 영역에 해당하는 계조값에 따라 이미지의 전체 밝기가 조정된다.

따라서, 가장 밝은 영역과 가장 어두운 영역이 비슷하게 분포하는 영상이 지속적으로 입력되는 상태임에 따라 실제 이미지의 밝기의 변화는 사용자가 이를 인식하지 못할 정도로 미비한 변화임에도 불구하고, 디스플레이장치는 가장 밝은 영역과 가장 어두운 영역에 대해 설정된 계조값에 따라 전체 이미지의 밝기를 변화시키게 되는 문제점이 있다. 이는 디스플레이장치가 모니터인 경우 마우스 포인터의 움직임만으로도 야기될 수 있는 현상에 해당한다.

또한, 종래의 디스플레이장치의 밝기 조정 방법은 입력되는 영상의 변화에 따라 표시되는 이미지의 밝기 변화가 너무 뚜렷하다는데 있다. 예컨대, 디스플레이장치로 동영상을 시청하는 경우, 전체적인 계조 분포가 달라졌을 때 전체 이미지의 밝기는 정해진 n개의 값만을 적용하기 때문에 n이 작은 숫자이면 각 계조범위별 계조값이 큰 차이를 가지므로 영상신호의 미세한 계조 변화에 능동적으로 대처할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력되는 영상신호의 계조 분포에 따라 표시되는 전체 이미지의 밝기를 조절하면서도, 입력되는 영상신호의 계조 분포의 변화에 따라 능동적으로 계조값을 변화시켜 자연스러운 밝기의 조절이 가능한 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 이미지가 표시되는 디스플레이부를 갖는 디스플레이장치의 제어방법에 있어서, 한 프레임을 형성하는 디지털 영상신호의 각 픽셀의 계조값을 검출하는 단계와; 상기 검출된 계조값들에 기초하여 n개의 계조범위를 설정하는 단계와; 상기 각 계조범위에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수를 검출하는 단계와; 상기 각 계조범위에 대해 설정된 가중치값에 상기 각 계조범위에 대해 검출된 상기 픽셀수를 반영한 평균 계조값을 산출하는 단계와; 상기 산출된 평균 계조값에 기초하여 상기 디스플레이부에 표시되는 이미지의 밝기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 n개의 계조범위를 설정하는 단계는, 상기 검출된 계조값 중 최대 계조값 및 최소 계조값을 검출하는 단계와; 상기 최대 계조값과 상기 최소 계조값 사이를 상기 n개의 계조범위로 분할하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 평균 계조값은 수학식

(여기서, B는 평균 계조값, C_i는 i번째 계조범위에 대한 픽셀수, P_i는 i번째 계조범위에 대한 가중치값, S는 한 프레임에 대한 전체픽셀수이다)에 의해 산출될 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 디스플레이장치에 있어서, 이미지가 표시되는 디스플레이부와; 디지털 영상신호를 상기 디스플레이부가 표시 가능한 포맷으로 변환하는 신호처리부와; 한 프레임을 형성하는 상기 디지털 영상신호의 각 픽셀의 계조값을 검출하고, 상기 검출된 계조값들에 기초하여 n개의 계조범위를 설정하고, 상기 각 계조범위에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수를 검출하고, 상기 각 계조범위에 대해 설정된 가중치값에 상기 각 계조범위에 대해 검출된 상기 픽셀수를 반영한 평균 계조값을 산출하며, 산출된 상기 평균 계조값에 기초하여 상기 디스플레이부에 표시되는 이미지의 밝기를 조절되도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 검출된 계조값 중 최대 계조값 및 최소 계조값을 검출하고; 상기 최대 계조값과 상기 최소 계조값 사이를 상기 n개의 계조범위로 분할하며; 수학식

(여기서, B는 평균 계조값, C_i는 i번째 계조범위에 대한 픽셀수, P_i는 i번째 계조범위에 대한 가중치값, S는 한 프레임에 대한 전체픽셀수이다)에 의해 상기 평균 계조값을 산출할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 디스플레이장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이미지가 표시되는 디스플레이부(40), 신호입력부(10), 신호변환부(20), 신호처리부(30) 및 제어 부(50)를 포함한다.

디스플레이부(40)는 신호처리부(30)로부터 출력되는 디지털 영상신호를 입력받아 화면에 이미지를 표시한다.

신호변환부(20)는 신호입력부(10)를 통해 입력되는 다양한 형태의 영상신호를 신호처리부(30)가 처리 가능한 디지털 영상신호로 변환한다. 그리고, 신호처리부(30)는 신호변환부(20)로부터 입력되는 디지털 영상신호가 디스플레이부(40)가 처리 가능한 포맷을 변환하여 디스플레이부(40)로 전달한다.

제어부(50)는 신호처리부(30)로 입력되는 디지털 영상신호의 계조 분포를 분석하여 디스플레이부(40)에 표시되는 이미지의 밝기를 조절한다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이장치를 보다 상세히 설명한다. 여기서, 본 발명에 따른 디스플레이장치가 LCD(Liquid Crystal Display) 방식의 디스플레이장치인 것을 일 예로 하여 설명한다.

디스플레이부(40)는 이미지가 표시되는 LCD 모듈(42)과, 신호처리부(30)로부터 출력되는 디지털 영상신호에 기초하여 LCD 모듈(42)에 이미지가 표시되도록 LCD 모듈(42)을 제어하는 모듈구동부(41)와, LCD 모듈(42)에 이미지가 표시되도록 LCD 모듈(42)을 조명하는 백라이트유닛(43)을 포함한다.

신호변환부(20)는 신호입력부(10)를 통해 입력되는 다양한 포맷의 영상신호를 신호처리부(30)가 처리 가능한 포맷의 디지털 영상신호로 변환하여 신호처리부(30)로 출력한다. 여기서, 신호변환부(20)는 입력되는 영상신호의 포맷에 대응하여 디지털 수신부(21), A/D 컨버터(22), 비디오 디코더(23) 등을 포함할 수 있 다.

디지털 수신부(21)는 신호입력부(10)를 통해 입력되는 디지털 방식의 영상신호, 예컨대, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)나 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 방식의 디지털 영상신호를 RGB 디지털 신호와 H/V 동기신호로 분리하여 신호처리부(30)로 출력한다. A/D 컨버터(22)는 신호입력부(10)를 통해 입력되는 컴포넌트(Component) 신호나 PC 신호 등의 아날로그 비디오신호를 디지털 비디오신호로 변환하여 신호처리부(30)로 출력한다. 그리고, 비디오 디코더(23)는 아날로그 접속단자로부터 입력되는 예컨대, CVBS(Composite Video Broadcast Signal)나 S-비디오신호 등의 아날로그 비디오신호를 디코딩하여 신호처리부(30)로 출력한다.

신호처리부(30)는 신호변환부(20)로부터 출력되는 디지털 영상신호를 디스플레이부(40)의 출력규격에 맞는 수직주파수, 해상도, 화면비율 등에 맞도록 변환하여 디스플레이부(40)의 모듈구동부(41)로 출력한다.

여기서, 신호처리부(30)는 신호변환부(20)로부터 출력되는 디지털 영상신호를 프레임 단위로 임시 저장한 후 스케일러(32)로 출력하는 버퍼(31)를 포함할 수 있다.

제어부(50)는 신호처리부(30)에 입력되는 디지털 영상신호, 예컨대 버퍼(31)에 입력되는 디지털 영상신호의 계조 분포를 분석한다. 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 제어부(50)는 한 프레임을 형성하는 디지털 영상신호의 각 픽셀의 계조값을 검출한다.

그런 다음, 검출된 각 계조값들에 기초하여 n개의 계조범위를 설정한다. 여기서, 제어부(50)는 검출된 계조값들 중 최대 계조값(Bmax)과 최소 계조값(Bmin)을 검출하고(S10), 최대 계조값(Bmax)과 최소 계조값(Bmin) 사이를 n개의 계조범위(Ai)로 분할할 수 있다(S11).

설명의 편의를 위해 도 2를 참조하여, 최대 계조값(Bmax)과 최소 계조값(Bmin) 사이가 8(n=8)개의 계조범위(Ai)로 분할되는 것을 일 예로 한다.

그런 다음, 제어부(50)는 각 계조범위(Ai)에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수(Ci)를 검출한다(S13). 여기서, 각 계조범위(Ai)에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수(Ci) 또한, 설명의 편의를 위해 도 2를 참조하여 설명한다.

그런 다음, 제어부(50)는 각 계조범위(Ai)에 대해 설정된 가중치값(Pi)에 각 계조범위(Ai)에 대해 검출된 픽셀수(Ci)를 반영하여 평균 계조값(B)을 산출한다(S13,S14,S15,S16,S17). 여기서, 각 계조범위(Ai)에 대해 기 설정된 가중치값(Pi)은 아래의 [표 2]에 기재된 것을 일 예로 한다.

[표 2]

계조범위(Ai)	A0	A1	A2	A3	A4	A5	A6	A7
가중치값(Pi)	0	36	73	110	146	182	218	255

여기서, 제어부(50)는 평균 계조값(B)을 아래의 [수학식 1]에 따라 산출하는 것을 일 예로 한다. 도 5의 S14, S15, S17 단계는 아래의 [수학식 1]에 따라 평균 계조값(B)을 산출하는 과정을 도시한 것이다.

[수학식 1]

여기서, B는 평균 계조값, C_i는 i번째 계조범위에 대한 픽셀수, P_i는 i번째 계조범위에 대한 가중치값, S는 한 프레임에 대한 전체 픽셀수이다.

상기와 같은 과정을 통해, 도 2에 도시된 계조 분포와 [표 2]에 기재된 가중치값(Pi)에 따라 산출되는 평균 계조값(B)은 220.37이다. 이에 따라, 제어부(50)는 산출된 평균 계조값(B)에 기초하여 해당 평균 계조값(B)에 따라 디스플레이부(40)에 표시되는 이미지의 밝기를 조절한다.

도 4에서와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이장치가 LCD 방식의 디스플레이부(40)를 갖는 경우, 제어부(50)는 평균 계조값(B)에 따라 LCD 모듈(42)에 표시되는 이미지의 밝기가 조절되도록 백라이트유닛(43)을 제어하게 된다.

이와 같이, 디지털 영상신호의 계조분포를 분석하여 n개의 계조범위(Ai)로 분할하고, 각 계조범위(Ai)에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수(Ci)를 검출하고, 각 계조범위(Ai)에 대해 기 설정된 가중치값(Pi)과 해당 계조범위(Ai)에 대해 검출된 픽셀수(Ci)를 곱한 값들의 평균값을 평균 계조값(B)으로 산출하여 전체 이미지의 밝기를 조절함으로서, 입력되는 영상신호의 변화에 따라 밝기를 고정시키기 않고 능동적으로 변화시켜 자연스러운 화면의 밝기조절이 가능하게 된다.

또한, 입력되는 영상신호의 미세한 변화에도 디스플레이부(40)에 표시되는 전체 이미지의 밝기의 급격한 변화를 방지함으로써, 사용자가 비슷한 계조 분포를 갖는 이미지의 변화에 대해 이를 인식하지 못할 정도로 밝기를 자연스럽게 변화시 킬 수 있게 된다.

도 4에서는 본 발명에 따른 디스플레이장치가 LCD 방식을 사용하는 디스플레이부(40)를 갖는 것을 일 예로 하여, 제어부(50)가 디스플레이부(40)의 백라이트유닛(43)을 제어하여 전체 이미지의 밝기를 조절하는 것을 일 예로 하였다. 이외에도, 본 발명에 따른 디스플레이부(40)는 PDP(Plasma Display Panel) 방식이나 DLP(Digital Light Processing) 방식의 디스플레이부(40)가 적용될 수 있음은 물론이다. 이 경우, 제어부(50)는 PDP 방식이나 DLP 방식의 디스플레이부(40)의 밝기를 조절하기 위한 구성의 제어를 통해 밝기를 조절할 수 있다. 예컨대, 디스플레이부(40)가 PDP 방식인 경우 제어부(50)는 패널에 인가되는 서스테인 방전 시간 및 회수를 조절하여 전체 이미지의 밝기를 조절할 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그리고 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 영상신호의 계조 분포에 따라 표시되는 전체 이미지의 밝기를 조절하면서도, 입력되는 영상신호의 계조 분포의 변화에 따라 능동적으로 계조값을 변화시켜 자연스러운 밝기의 조절이 가능한 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims

이미지가 표시되는 디스플레이부를 갖는 디스플레이장치의 제어방법에 있어서,

한 프레임을 형성하는 디지털 영상신호의 각 픽셀의 계조값을 검출하는 단계와;

상기 검출된 계조값들에 기초하여 n개의 계조범위를 설정하는 단계와;

상기 각 계조범위에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수를 검출하는 단계와;

상기 각 계조범위에 대해 설정된 가중치값에 상기 각 계조범위에 대해 검출된 상기 픽셀수를 반영한 평균 계조값을 산출하는 단계와;

상기 산출된 평균 계조값에 기초하여 상기 디스플레이부에 표시되는 이미지의 밝기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 n개의 계조범위를 설정하는 단계는,

상기 검출된 계조값 중 최대 계조값 및 최소 계조값을 검출하는 단계와;

상기 최대 계조값과 상기 최소 계조값 사이를 상기 n개의 계조범위로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 평균 계조값은 수학식
(여기서, B는 평균 계조값, C_i는 i번째 계조범위에 대한 픽셀수, P_i는 i번째 계조범위에 대한 가중치값, S는 한 프레임에 대한 전체픽셀수이다)에 의해 산출되는 것을 특징을 하는 디스플레이장치의 제어방법.
디스플레이장치에 있어서,

이미지가 표시되는 디스플레이부와;

디지털 영상신호를 상기 디스플레이부가 표시 가능한 포맷으로 변환하는 신호처리부와;

한 프레임을 형성하는 상기 디지털 영상신호의 각 픽셀의 계조값을 검출하고, 상기 검출된 계조값들에 기초하여 n개의 계조범위를 설정하고, 상기 각 계조범위에 속하는 계조값을 갖는 픽셀수를 검출하고, 상기 각 계조범위에 대해 설정된 가중치값에 상기 각 계조범위에 대해 검출된 상기 픽셀수를 반영한 평균 계조값을 산출하며, 산출된 상기 평균 계조값에 기초하여 상기 디스플레이부에 표시되는 이미지의 밝기를 조절되도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제4항에 있어서,

상기 제어부는

상기 검출된 계조값 중 최대 계조값 및 최소 계조값을 검출하고;

상기 최대 계조값과 상기 최소 계조값 사이를 상기 n개의 계조범위로 분할하며;

수학식
(여기서, B는 평균 계조값, C_i는 i번째 계조범위에 대한 픽셀수, P_i는 i번째 계조범위에 대한 가중치값, S는 한 프레임에 대한 전체픽셀수이다)에 의해 상기 평균 계조값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.