KR101349153B1 - 화면 인지성 검사 장치 및 이를 이용한 화면 인지성 테스트 시스템 - Google Patents

화면 인지성 검사 장치 및 이를 이용한 화면 인지성 테스트 시스템 Download PDF

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Abstract

화면 인지성 검사 장치 및 이를 이용한 화면 인지성 테스트 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 인지성 테스트 시스템은, 원본 영상에 동기화 패턴이 삽입된 테스트 영상을 화면에 표시하는 테스트 영상 표시 장치; 및 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도 및 테스트 영상 표시 장치의 밝기 레벨 중 적어도 하나를 변경시켜 가면서 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상을 반복적으로 촬영하고, 각 촬영 영상에 대해 원본 영상 대비 화면 인지성 정도를 측정하는 화면 인지성 검사 장치를 포함한다.

Description

화면 인지성 검사 장치 및 이를 이용한 화면 인지성 테스트 시스템{APPARATUS FOR TESTING SCREEN RECOGNITION AND SYSTEM FOR TESTING SCREEN RECOGNITION USING THE SAME}
본 발명의 실시예는 화면 인지성 검사 장치 및 이를 이용한 화면 인지성 테스트 시스템에 관한 것이다.
디스플레이를 포함하는 전자 기기(예를 들어, LCD, LED, PDP, 스마트폰, 모바일 폰, 노트북, PC, PDA, 디지털 카메라, 캠코더 등)에 있어서, 디스플레이에 화면이 표시될 때 사용자의 화면 인지성은 외부 조도(예를 들어, 조명등 또는 태양광)에 의해 영향을 받게 된다. 여기서, 사용자의 화면 인지성을 높이기 위해 디스플레이의 밝기 레벨을 높이면 전자 기기의 배터리 소모량이 늘어나게 되고, 디스플레이의 밝기 레벨을 낮추면 사용자의 화면 인지성이 떨어지게 된다.
이에 디스플레이의 전력 소모를 최소화하면서 사용자의 화면 인지성을 확보하기 위해, 외부 조도에 따른 최적의 디스플레이 밝기 레벨을 검사하는 기술이 제안되었다. 종래의 검사 기술은, 조명 장치가 설치된 테스트 룸에서 조명 장치의 조도를 일정 레벨로 고정시키고, 디스플레이의 밝기 레벨을 가변시키면서 화면 인지성을 작업자의 눈으로 확인하면서 측정한 후, 화면 인지성이 기설정된 임계값을 초과하는 최저의 밝기 레벨을 해당 조도에서의 디스플레이의 밝기로 결정하였다. 그러나, 종래 기술은 화면 인지성을 작업자의 눈으로 확인하였기 때문에 객관성이 떨어지게 되며, 그로 인해 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 외부 조도에 따른 최적의 밝기 레벨을 추출함에 있어 그 결과 데이터의 객관성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 화면 인지성 검사 장치 및 이를 이용한 화면 인지성 테스트 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화면 인지성 테스트 시스템은, 원본 영상에 동기화 패턴이 삽입된 테스트 영상을 화면에 표시하는 테스트 영상 표시 장치; 및 상기 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도 및 상기 테스트 영상 표시 장치의 밝기 레벨 중 적어도 하나를 변경시켜 가면서 상기 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상을 반복적으로 촬영하고, 각 촬영 영상에 대해 원본 영상 대비 화면 인지성 정도를 측정하는 화면 인지성 검사 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화면 인지성 검사 장치는, 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상을 촬영하는 촬영부; 조명 제어 신호에 따라 상기 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도를 변경시키는 조명부; 상기 촬영부가 촬영한 촬영 영상에서 상기 동기화 패턴을 검출하는 동기화 패턴 검출부; 상기 동기화 패턴을 이용하여 상기 촬영 영상이 상기 원본 영상의 크기 및 좌표를 갖도록 상기 촬영 영상을 복원하는 영상 복원부; 복원된 상기 촬영 영상과 상기 원본 영상을 비교하여 원본 영상 대비 상기 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정하는 화면 인지성 측정부; 및 상기 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도 및 상기 테스트 영상 표시 장치의 밝기 레벨 중 적어도 하나를 변경시켜 가면서 상기 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상을 반복적으로 촬영하도록 상기 조명부, 상기 촬영부, 및 상기 테스트 영상 표시 장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 외부 조도에 따른 디스플레이 장치의 최적의 밝기 레벨을 추출하는 전 과정을 자동화 할 수 있으므로, 결과 데이터에 대한 객관성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 각 외부 조도에 대해 디스플레이 장치의 전력 소모를 최소화하면서 화면 인지성을 확보할 수 있는 최적의 밝기 레벨을 추출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 인지성 테스트 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 동기화 패턴 및 제2 동기화 패턴을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 영상과 동기화 패턴이 삽입된 테스트 영상을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 레벨 결정 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 영상 표시 장치에서 테스트 영상이 화면에 표시된 상태를 나타낸 도면.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 화면 인지성 검사 장치 및 이를 이용한 화면 인지성 테스트 시스템의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 인지성 테스트 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 화면 인지성 테스트 시스템(100)은 테스트 영상 생성 장치(102), 이미지 레벨 결정 장치(104), 테스트 영상 표시 장치(106), 및 화면 인지성 검사 장치(108)를 포함한다. 여기서, 테스트 영상 표시 장치(106) 및 화면 인지성 검사 장치(108)의 일부 구성(즉, 촬영부(131)와 조명부(132))은 별도의 테스트 룸에 설치될 수 있다.
테스트 영상 생성 장치(102)는 원본 영상을 입력받은 경우, 입력받은 원본 영상에 동기화 패턴을 삽입하여 테스트 영상을 생성한다. 여기서, 원본 영상에 동기화 패턴을 삽입하여 테스트 영상을 생성하는 이유는, 화면 인지성 검사 장치(108)에서 테스트 영상을 촬영하였을 때, 촬영된 영상에서 동기화 패턴을 추출하여 촬영 영상을 원본 영상과 동일한 크기 및 좌표로 복원하기 위함이다.
테스트 영상 생성 장치(102)는 패턴이 서로 다른 두 개의 동기화 패턴을 생성한 후, 생성한 각 동기화 패턴을 원본 영상의 일정 영역에 삽입하여 테스트 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 테스트 영상 생성 장치(102)는 3개의 제1 동기화 패턴 및 1개의 제2 동기화 패턴을 생성한 후, 3개의 제1 동기화 패턴 및 1개의 제2 동기화 패턴을 각각 원본 영상의 각 모서리 부분에 삽입하여 테스트 영상을 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 동기화 패턴 및 제2 동기화 패턴을 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)를 참조하면, 제1 동기화 패턴(150)은 제1-1 검정 패턴(151), 제1-1 검정 패턴(151) 내부에 형성되는 제1 흰색 패턴(154), 및 제1 흰색 패턴(154) 내부에 형성되는 제1-2 검정 패턴(157)을 포함한다. 제1-1 검정 패턴(151), 제1 흰색 패턴(154), 및 제1-2 검정 패턴(157)은 정사각형으로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1-1 검정 패턴(151), 제1 흰색 패턴(154), 및 제1-2 검정 패턴(157)은 원형으로 형성할 수도 있다.
여기서, 제1-1 검정 패턴(151), 제1 흰색 패턴(154), 및 제1-2 검정 패턴(157)의 한 변의 길이는 예를 들어, 7:5:3의 비율이 되도록 할 수 있다. 이 경우, 제1 동기화 패턴(150)을 세로 방향 또는 가로 방향으로 가로질렀을 때, 검정 패턴과 흰색 패턴이 나타나는 비율은 1(검정):1(흰색):3(검정):1(흰색):1(검정)이 된다.
도 2의 (b)를 참조하면, 제2 동기화 패턴(160)은 제2-1 검정 패턴(161), 제2-1 검정 패턴(161) 내부에 형성되는 제2 흰색 패턴(164), 및 제2 흰색 패턴(164) 내부에 형성되는 제2-2 검정 패턴(167)을 포함한다. 제2-1 검정 패턴(161), 제2 흰색 패턴(164), 및 제2-2 검정 패턴(167)은 정사각형으로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2-1 검정 패턴(161), 제2 흰색 패턴(164), 및 제2-2 검정 패턴(167)은 원형으로 형성할 수도 있다.
여기서, 제2-1 검정 패턴(161), 제2 흰색 패턴(164), 및 제2-2 검정 패턴(167)의 한 변의 길이는 예를 들어, 5:3:1의 비율이 되도록 할 수 있다. 이 경우, 제2 동기화 패턴(160)을 세로 방향 또는 가로 방향으로 가로질렀을 때, 검정 패턴과 흰색 패턴이 나타나는 비율은 1(검정):1(흰색):1(검정):1(흰색):1(검정)이 된다.
이와 같이, 테스트 영상 생성 장치(102)가 검정 패턴과 흰색 패턴이 교대로 나타나도록 제1 동기화 패턴(150) 및 제2 동기화 패턴(160)을 각각 형성함으로써, 테스트 영상 내에서 동기화 패턴이 삽입된 부분의 명암 차이를 최대로 발생시킬 수 있으며, 그로 인해 화면 인지성 검사 장치(108)에서 제1 동기화 패턴(150) 및 제2 동기화 패턴(160)을 용이하게 검출할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 영상과 동기화 패턴이 삽입된 테스트 영상을 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)는 원본 영상을 나타낸 것이고, 도 3의 (b)는 원본 영상의 각 모서리 부분에 제1 동기화 패턴(150) 및 제2 동기화 패턴(160)이 삽입되어 생성된 테스트 영상을 나타낸 것이다.
테스트 영상 생성 장치(102)는 동기화 패턴이 삽입된 테스트 영상을 테스트 룸 내에 설치된 테스트 영상 표시 장치(106)로 전송한다. 이때, 테스트 영상 생성 장치(102)는 테스트 영상을 무선으로 전송할 수도 있고 유선으로 전송할 수도 있다.
이미지 레벨 결정 장치(104)는 입력되는 원본 영상의 이미지 레벨을 결정한다. 여기서, 이미지 레벨이란 화면 인지성 검사 장치(108)에서 화면 인지성 검사를 수행할 때, 화면 인지성 정도에 영향을 주는 원본 영상 자체의 영상 특성(즉, 원본 영상의 밝기 및 원본 영상의 복잡성)을 수치로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 레벨 결정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 이미지 레벨 결정 장치(104)는 영상 밝기 추출부(111), 영상 복잡성 측정부(114), 및 이미지 레벨 결정부(117)를 포함한다.
영상 밝기 추출부(111)는 입력되는 원본 영상에서 밝기 성분을 추출한다. 예를 들어, 영상 밝기 추출부(111)는 입력되는 원본 영상의 컬러 공간을 YUV 컬러 공간으로 변환한 후, YUV 컬러 공간에서 Y 성분(즉, 휘도 성분)만을 추출할 수 있다.
영상 복잡성 측정부(114)는 추출한 원본 영상의 밝기 성분에 대해 영상의 복잡성을 측정한다. 예를 들어, 영상 복잡성 측정부(114)는 원본 영상의 밝기 성분에 대해 N×N 크기의 영상 복잡성 필터를 적용하여 영상의 복잡성을 측정할 수 있다. 이때, 영상 복잡성 필터로는 예를 들어, 에지 검출 필터 또는 노이즈 제거 필터 등이 사용될 수 있다.
이미지 레벨 결정부(117)는 원본 영상의 밝기 정도 및 원본 영상의 복잡성 정도를 통해 원본 영상의 영상 특성을 수치화하고, 수치화된 영상 특성 값에 따라 원본 영상의 이미지 레벨을 결정한다. 이때, 원본 영상의 밝기 정도는 원본 영상의 밝기 성분을 통해 측정할 수 있다. 이미지 레벨 결정부(117)는 다음의 수학식 1에 의해 원본 영상의 영상 특성 값을 구할 수 있다.
Figure 112012061129714-pat00001
여기서, [Mean(I)]a는 0 ~ 1 사이의 값으로 정규화된 원본 영상의 밝기 정도를 나타내고, [Complex(I)]b는 0 ~ 1 사이의 값으로 정규화된 원본 영상의 복잡성 정도를 나타낸다. 또한, a는 원본 영상의 밝기 정도에 대한 가중치를 나타내고, b는 원본 영상의 복잡성 정도에 대한 가중치를 나타낸다. 여기서, 0 ≤ a, b ≤ 1 이다.
이미지 레벨 결정부(117)는 0 ~ 1 사이의 영상 특성 값을 비선형적으로 구간을 구분하여 이미지 레벨을 결정할 수 있다. 표 1은 영상 특성 값에 따른 이미지 레벨을 나타낸 표이다.
영상 특성 값 이미지 레벨
0 ~ 0.5 1
0.5 ~ 0.8 2
0.8 ~ 0.9 3
0.9 ~ 0.96 4
0.96 ~ 1.0 5
표 1을 참조하면, 이미지 레벨 결정부(117)는 영상 특성 값을 예를 들어, 0 ~ 0.5, 0.5 ~ 0.8, 0.8 ~ 0.9, 0.9 ~ 0.96, 0.96 ~ 1.0의 5 구간으로 비선형적으로 구분한 후, 각 구간 별로 이미지 레벨을 부여할 수 있다. 여기서, 영상 특성 값이 낮을 수록 해당 원본 영상이 단순하다는 것을 나타내고, 영상 특성 값이 높을 수록 해당 원본 영상이 복잡하다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 원본 영상이 글씨가 쓰여진 메모장과 같이 단순한 이미지인 경우, 해당 원본 영상의 영상 특성 값은 낮게 나오게 된다. 반면, 원본 영상이 많은 사람들 및 건물을 담은 복잡한 이미지인 경우, 해당 원본 영상의 영상 특성 값은 높게 나오게 된다.
이미지 레벨 결정부(117)는 수학식 1에 의해 구해진 영상 특성 값에 따라 해당 원본 영상의 이미지 레벨을 결정하게 된다. 여기서는 영상 특성 값을 5 구간으로 구분하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외의 다양한 개수의 구간으로 영상 특성 값을 구분할 수 있다.
이미지 레벨 결정 장치(104)는 원본 영상의 이미지 레벨을 화면 인지성 검사 장치(108)로 전송한다. 이때, 이미지 레벨 결정 장치(104)는 원본 영상의 이미지 레벨을 무선으로 전송하거나 유선으로 전송할 수 있다.
여기서는 테스트 영상 생성 장치(102)와 이미지 레벨 결정 장치(104)를 별개의 장치로 구현한 것으로 도시하였으나, 테스트 영상 생성 장치(102)와 이미지 레벨 결정 장치(104)는 하나의 장치로 일체화하여 구현할 수도 있다.
테스트 영상 표시 장치(106)는 테스트 룸 내에 설치되며, 테스트 영상 생성 장치(102)로부터 전송받은 테스트 영상을 화면에 표시한다. 이때, 테스트 영상 표시 장치(106)는 제어부(138)의 제어에 따라 테스트 영상을 화면에 표시할 수 있다. 이 경우, 테스트 영상 표시 장치(106)의 화면에는 도 5에 도시된 바와 같이, 원본 영상의 각 모서리 부분에 동기화 패턴이 삽입된 테스트 영상이 표시되게 된다. 또한, 테스트 영상 표시 장치(106)는 테스트 영상을 화면에 표시한 상태에서, 입력되는 밝기 제어 신호에 따라 화면의 밝기 레벨을 변경시킨다.
여기서, 테스트 영상 표시 장치(106)는 테스트 대상이 되는 기기로서, 디스플레이를 포함하는 전자 기기가 사용된다. 예를 들어, 테스트 영상 표시 장치(106)에는 LCD, LED, PDP, 스마트폰, 모바일 폰, 노트북, PC, PDA, 디지털 카메라, 캠코더 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이를 포함하는 전자 기기면 어느 것이나 가능하다.
화면 인지성 검사 장치(108)는 테스트 룸 내의 조도를 일정 레벨로 유지한 상태에서 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 변경시켜 가면서 테스트 영상 표시 장치(106)에 표시된 테스트 영상을 촬영한 후, 촬영된 각 영상에 대해 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정한다. 이때, 화면 인지성 검사 장치(108)는 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도기 기설정된 임계값을 초과하는 최저 밝기 레벨을 해당 조도에 대한 테스트 영상 표시 장치(106)의 최적의 밝기 레벨로 결정한다. 그리고, 화면 인지성 검사 장치(108)는 테스트 룸 내의 조도를 다른 레벨로 변경시켜 가면서 앞에서 기술한 과정을 반복 수행함으로써, 각 조도에 대한 테스트 영상 표시 장치(106)의 최적의 밝기 레벨을 결정한다.
화면 인지성 검사 장치(108)는 촬영부(131), 조명부(132), 동기화 패턴 검출부(133), 영상 복원부(134), 화면 인지성 측정부(135), 밝기 레벨 결정부(136), 저장부(137), 및 제어부(138)를 포함한다.
촬영부(131)는 테스트 룸 내에 설치되며, 제어부(138)의 촬영 제어 신호에 따라 테스트 영상 표시 장치(106)에 표시된 테스트 영상을 촬영한다.
조명부(132)는 테스트 룸 내에 설치되며, 제어부(138)의 조명 제어 신호에 따라 조도 레벨을 변경시킨다. 여기서, 조명부(132)는 테스트 영상 표시 장치(106)의 입장에서 보면 외부 조도에 해당한다.
동기화 패턴 검출부(133)는 촬영부(131)가 촬영한 영상(이하, 촬영 영상이라고 함)에서 동기화 패턴을 검출한다. 예를 들어, 동기화 패턴 검출부(133)는 촬영 영상에서 3개의 제1 동기화 패턴(150)을 검출한 후, 각 제1 동기화 패턴(150)의 위치 및 제1 동기화 패턴(150) 간의 상호 거리를 확인하여 1개의 제2 동기화 패턴(160)을 검출할 수 있다.
동기화 패턴 검출부(133)가 촬영 영상에서 동기화 패턴을 검출하는 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
1) 동기화 패턴 검출부(133)는 촬영 영상을 이진화한다. 이때, 동기화 패턴 검출부(133)는 다음의 수학식 2를 통해 촬영 영상을 이진화 할 수 있다.
Figure 112012061129714-pat00002
여기서, ImgB(i,j)는 이진화된 영상을 나타내고, ImgC(i,j)는 촬영 영상을 나타내며, M은 촬영 영상의 국부적 영역을 나타내고, MAX는 두 개의 입력 변수
Figure 112012061129714-pat00003
를 비교하여 좌측의 입력 변수가 우측의 입력 변수 값보다 크면 1, 작으면 0으로 이진화하는 함수를 나타낸다.
2) 동기화 패턴 검출부(133)는 이진화된 촬영 영상에서 3개의 제1 동기화 패턴(150)을 검출한다.
구체적으로, 2-1) 동기화 패턴 검출부(133)는 이진화된 촬영 영상을 가로 방향으로 스캔하여 검정 패턴과 흰색 패턴이 1(검정):1(흰색):3(검정):1(흰색):1(검정)의 비율(이는 앞에서 살펴본 바와 같이, 제1 동기화 패턴(150)을 가로 방향으로 가로지를 때 나타나는 검정 패턴과 흰색 패턴의 비율이다)로 나타나는 영역을 제1 동기화 패턴(150)의 제1 후보지로 선택한다.
2-2) 동기화 패턴 검출부(133)는 제1 후보지의 개수를 확인하여 제1 후보지가 3 군데인 경우, 제1 후보지에서 제1 동기화 패턴(150) 3개를 각각 검출한다. 확인 결과, 제1 후보지가 3군데를 초과하는 경우, 동기화 패턴 검출부(133)는 제1 후보지 중에서, 제1 후보지를 세로 방향으로 스캔하여 검정 패턴과 흰색 패턴이 1(검정):1(흰색):3(검정):1(흰색):1(검정)의 비율(이는 앞에서 살펴본 바와 같이, 제1 동기화 패턴(150)을 세로 방향으로 가로지를 때 나타나는 검정 패턴과 흰색 패턴의 비율이다)로 나타나는 영역을 제1 동기화 패턴(150)의 제2 후보지로 선택한다.
2-3) 동기화 패턴 검출부(133)는 제2 후보지의 개수를 확인하여 제2 후보지가 3 군데인 경우, 제2 후보지에서 제1 동기화 패턴(150) 3개를 각각 검출한다. 확인 결과, 제2 후보지가 3군데를 초과하는 경우, 동기화 패턴 검출부(133)는 제2 후보지들 간의 거리를 측정하여 제1 동기화 패턴(150)들 상호 간의 거리와 일치하는 3개의 제2 후보지에서 제1 동기화 패턴(150)을 각각 검출한다.
3) 동기화 패턴 검출부(133)는 3개의 검출된 제1 동기화 패턴(150)의 위치를 확인한 후, 3개의 제1 동기화 패턴(150)들과 제2 동기화 패턴(160) 간의 거리 정보를 통해 제2 동기화 패턴(160)이 있을 것으로 추정되는 영역을 선택한다. 그리고, 선택된 영역을 스캔하여 검정 패턴과 흰색 패턴이 1(검정):1(흰색):1(검정):1(흰색):1(검정)의 비율로 나타나는 위치에서 제2 동기화 패턴(160)을 검출한다.
영상 복원부(134)는 촬영 영상에서 검출한 동기화 패턴을 이용하여 촬영 영상이 원본 영상과 동일한 크기 및 좌표를 갖도록 촬영 영상을 복원한다. 즉, 촬영부(131)에서 테스트 영상 표시 장치(106)에 표시된 테스트 영상을 촬영할 때, 카메라의 촬영 각도 및 촬영 거리 등에 따라 촬영 영상에 비틀림, 회전 등이 발생할 수 있고, 원본 영상의 크기와 다른 크기를 가질 수 있게 된다. 따라서, 영상 복원부(134)는 검출한 동기화 패턴을 이용하여 촬영 영상이 원본 영상과 동일한 크기 및 좌표를 갖도록 촬영 영상을 복원한다.
예를 들어, 영상 복원부(134)는 촬영 영상에서 검출한 3개의 제1 동기화 패턴(150) 및 1개의 제2 동기화 패턴(160)의 위치 정보(즉, 동기화 패턴들 상호 간의 거리 및 각도 정보)를 입력으로 하는 3D 프로젝트 매트릭스(Project Matrix)를 이용하여 촬영 영상의 비틀림, 크기 변환, 및 회전 등을 보정함으로써, 촬영 영상이 원본 영상과 동일한 크기 및 좌표를 갖도록 촬영 영상을 복원할 수 있다.
화면 인지성 측정부(135)는 촬영 영상과 원본 영상을 비교하여 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정한다. 이때, 화면 인지성 측정부(135)는 촬영 영상과 원본 영상 간의 평균 밝기 차이, 촬영 영상과 원본 영상 간의 평균 분산 값 차이, 및 촬영 영상과 원본 영상 간의 분산 값의 상관도에 따라 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 화면 인지성 측정부(135)는 다음 수학식 3에 의해 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도(PIQ)를 측정할 수 있다.
Figure 112012061129714-pat00004
여기서, I는 원본 영상을 나타내고, I'는 촬영 영상을 나타낸다. 그리고, B(I,I')는 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 밝기 차이를 나타내며, C(I,I')는 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이를 나타내고, PQ(I,I')는 원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도를 나타낸다. 또한, α는 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 밝기 차이에 대한 가중치를 나타내고, β는 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이에 대한 가중치를 나타내며, δ는 원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도에 대한 가중치를 나타낸다. 이때, 0 ≤α,β,δ≤ 1 이다.
원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 밝기 차이인 B(I,I')는 다음 수학식 4에 의해 구할 수 있다.
Figure 112012061129714-pat00005
여기서, μI는 원본 영상의 평균 밝기를 나타내고, μI'는 촬영 영상의 평균 밝기를 나타낸다.
원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이인 C(I,I')는 다음 수학식 5에 의해 구할 수 있다. 이때, 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이는 원본 영상과 촬영 영상 간의 영상 복잡성 차이를 의미한다.
Figure 112012061129714-pat00006
여기서, σI는 원본 영상의 평균 분산 값을 나타내고, σI'는 촬영 영상의 평균 분산 값을 나타낸다.
원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도인 PQ(I,I')는 다음 수학식 6에 의해 구할 수 있다. 이때, 원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도는 원본 영상과 촬영 영상 간의 유사도를 의미한다.
Figure 112012061129714-pat00007
여기서, σII'는 원본 영상과 촬영 영상의 차영상의 분산 값을 나타낸다.
한편, 수학식 3에서 각 가중치(α,β,δ) 값은 원본 영상의 이미지 레벨에 의해 정해질 수 있다. 표 2는 원본 영상의 이미지 레벨에 따른 각 가중치(α,β,δ) 값을 나타낸 표이다. 그러나, 이는 하나의 실시예일 뿐, 각 가중치 값이 이에 한정되는 것은 아니다.
이미지 레벨(영상 특성 값) α β δ
1(0 ~ 0.5) 1 1 0
2(0.5 ~ 0.8) 0.5 0.3 0.2
3(0.8 ~ 0.9) 0.3 0.2 0.5
4(0.9 ~ 0.96) 0.1 0.2 0.7
5(0.96 ~1.0) 0 0.1 0.9
표 2를 참조하면, 이미지 레벨이 1인 경우는 예를 들어, 원본 영상이 흰색 바탕에 글씨가 쓰여져 있는 텍스트 이미지로, 해당 영상의 밝기 성분 및 영상의 복잡성이 화면 인지성에 큰 영향을 미치고 원본 영상과 촬영 영상의 유사도는 화면 인지성에 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 이미지 레벨이 1인 경우는 가중치α,β의 가중치 값을 각각 1로 하고, 가중치 δ의 가중치 값을 0으로 한다.
그리고, 이미지 레벨이 5인 경우는 예를 들어, 원본 영상이 사람들과 건물이 많이 나와 있는 사진 이미지로, 해당 영상의 영상의 밝기 성분 및 영상의 복잡성은 화면 인지성에 영향을 거의 미치지 않고, 원본 영상과 촬영 영상의 유사도가 화면 인지성에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 이미지 레벨이 5인 경우는 가중치α,β의 가중치 값을 각각 0과 0.1로 하고, 가중치 δ의 가중치 값을 0.9로 한다.
이와 같이, 이미지 레벨에 따라 각 가중치(α,β,δ) 값을 정함으로써, 원본 영상의 영상 특성을 반영하여 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
밝기 레벨 결정부(136)는 테스트 룸 내의 조도를 일정 레벨로 유지한 상태에서 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 변경시켜 가면서 테스트 영상 표시 장치(106)에 표시된 테스트 영상을 각각 촬영한 후, 각 촬영 영상에 대해 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정하였을 때, 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도가 기설정된 임계값을 초과하는 최저의 밝기 레벨을 해당 조도에 대한 테스트 영상 표시 장치(106)의 최적의 밝기 레벨로 결정한다. 이 경우, 전력 소모를 최소화하면서 화면 인지성을 확보할 수 있는 최적의 밝기 레벨을 결정할 수 있게 된다.
예를 들어, 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도의 임계값이 0.8이라고 가정하고, 테스트 룸 내의 조도를 15 룩스(Lux)로 고정한 상태에서, 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 30에서 250까지 변경시켜 가면서 각 촬영 영상의 원본 영상 대비 화면 인지성 정도를 측정한다고 하자. 이때, 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 50 ~ 200으로 하였을 때, 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도가 0.8를 초과한 값이 나온다면, 밝기 레벨 결정부(136)는 15 룩스에서의 최적의 밝기 레벨을 50으로 결정한다.
또 하나의 예를 들면, 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도의 임계값이 0.8이라고 가정하고, 테스트 룸 내의 조도를 55 룩스(Lux)로 고정한 상태에서, 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 30에서 250까지 변경시켜 가면서 각 촬영 영상의 원본 영상 대비 화면 인지성 정도를 측정한다고 하자. 이때, 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 80 ~ 200으로 하였을 때, 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도가 0.8를 초과한 값이 나온다면, 밝기 레벨 결정부(136)는 55 룩스에서의 최적의 밝기 레벨을 80으로 결정한다.
저장부(137)는 제어부(138)의 제어에 따라 이미지 레벨 결정 장치(104)가 전송하는 원본 영상의 이미지 레벨을 저장한다. 저장부(137)는 제어부(138)의 제어에 따라 촬영부(131)가 촬영한 각 촬영 영상을 저장한다. 또한, 저장부(137)는 원본 영상을 저장한다.
제어부(138)는 테스트 영상이 테스트 영상 생성 장치(102)로부터 테스트 영상 표시 장치(106)로 전송된 경우, 테스트 영상을 화면에 표시하도록 테스트 영상 표시 장치(106)를 제어한다. 제어부(138)는 조명 제어 신호를 조명부(132)로 발생시켜 조명부(132)의 조도 레벨을 제어한다. 제어부(138)는 촬영 제어 신호를 촬영부(131)로 발생시켜 촬영부(131)가 테스트 영상 표시 장치(106)에 표시된 테스트 영상을 촬영하도록 제어한다.
구체적으로, 제어부(138)는 테스트 영상이 테스트 영상 표시 장치(106)의 화면에 표시된 경우, 조명부(132)의 조도를 일정 레벨로 고정시킨 상태에서 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 변경시켜 가면서 테스트 영상 표시 장치(106)의 화면에 표시된 테스트 영상을 촬영하도록 촬영부(131), 조명부(132), 및 테스트 영상 표시 장치(106)를 제어한다. 다음으로, 제어부(138)는 조명부(132)의 조도를 다른 레벨로 변경시킨 후, 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 변경시켜 가면서 테스트 영상을 촬영하도록 촬영부(131), 조명부(132), 및 테스트 영상 표시 장치(106)를 제어하며, 이러한 과정을 조명부(132)의 조도 레벨을 변경해가면서 반복적으로 수행한다.
예를 들어, 제어부(138)는 조명부(132)의 조도 레벨을 15 룩스로 고정한 상태에서, 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 30 에서 250까지 변경시켜 가면서 테스트 영상 표시 장치(106)의 화면에 표시된 테스트 영상을 촬영하도록 할 수 있다. 이어서, 제어부(138)는 조명부(132)의 조도 레벨을 30 룩스로 변경시킨 후, 테스트 영상 표시 장치(106)의 밝기 레벨을 30 에서 250까지 변경시켜 가면서 테스트 영상 표시 장치(106)의 화면에 표시된 테스트 영상을 촬영하도록 할 수 있다. 그 후, 제어부(138)는 이러한 과정을 조명부(132)의 조도 레벨을 55 룩스, 150 룩스, 600 룩스, 1000 룩스 등으로 변경시키면서 반복적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 외부 조도에 따른 디스플레이 장치의 최적의 밝기 레벨을 추출하는 전 과정을 자동화 할 수 있으므로, 결과 데이터에 대한 객관성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 각 외부 조도에 대해 디스플레이 장치의 전력 소모를 최소화하면서 화면 인지성을 확보할 수 있는 최적의 밝기 레벨을 추출할 수 있게 된다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 화면 인지성 테스트 시스템 102 : 테스트 영상 생성 장치
104 : 이미지 레벨 결정 장치 106 : 테스트 영상 표시 장치
108 : 화면 인지성 검사 장치 111 : 영상 밝기 추출부
114 : 영상 복잡성 측정부 117 : 이미지 레벨 결정부
131 : 촬영부 132 : 조명부
133 : 동기화 패턴 검출부 134 : 영상 복원부
135 : 화면 인지성 측정부 136 : 밝기 레벨 경정부
137 : 저장부 138 : 제어부

Claims (14)

  1. 원본 영상에 동기화 패턴이 삽입된 테스트 영상을 화면에 표시하는 테스트 영상 표시 장치; 및
    상기 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도 및 상기 테스트 영상 표시 장치의 밝기 레벨 중 적어도 하나를 변경시켜 가면서 상기 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상을 반복적으로 촬영하고, 각 촬영 영상에 대해 원본 영상 대비 화면 인지성 정도를 측정하는 화면 인지성 검사 장치를 포함하며,
    상기 화면 인지성 검사 장치는,
    조명 제어 신호에 따라 상기 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도를 변경시키는 조명부;
    상기 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상을 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영부가 촬영한 촬영 영상에서 상기 동기화 패턴을 검출하는 동기화 패턴 검출부;
    상기 동기화 패턴을 이용하여 상기 촬영 영상을 복원하는 영상 복원부; 및
    복원된 상기 촬영 영상과 상기 원본 영상을 비교하여 원본 영상 대비 상기 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정하는 화면 인지성 측정부를 포함하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화면 인지성 테스트 시스템은,
    상기 원본 영상의 이미지 레벨을 결정하여 상기 화면 인지성 검사 장치로 전송하는 이미지 레벨 결정 장치를 더 포함하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이미지 레벨 결정 장치는,
    상기 원본 영상의 밝기 정도 및 상기 원본 영상의 복잡성 정도를 통해 상기 원본 영상의 영상 특성을 수치화 하고, 수치화된 영상 특성 값에 따라 상기 원본 영상의 이미지 레벨을 결정하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이미지 레벨 결정 장치는,
    하기의 수학식에 의해 상기 원본 영상의 영상 특성을 수치화하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
    (수학식)
    Figure 112012061129714-pat00008

    여기서, [Mean(I)]a : 정규화된 원본 영상의 밝기 정도.
    [Complex(I)]b : 정규화된 원본 영상의 복잡성 정도.
    a : 원본 영상의 밝기 정도에 대한 가중치.
    b : 원본 영상의 복잡성 정도에 대한 가중치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화면 인지성 측정부는,
    하기의 수학식에 의해 상기 원본 영상 대비 상기 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
    (수학식)
    Figure 112013086738404-pat00009

    여기서, I : 원본 영상.
    I' : 촬영 영상.
    B(I,I') : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 밝기 차이.
    C(I,I') : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이.
    PQ(I,I') : 원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도.
    α : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 밝기 차이에 대한 가중치.
    β : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이에 대한 가중치.
    δ : 원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도에 대한 가중치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가중치 α,β,δ는,
    상기 원본 영상의 이미지 레벨에 의해 정해지는, 화면 인지성 테스트 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화면 인지성 검사 장치는,
    상기 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도가 기설정된 임계값을 초과하는 최저 밝기 레벨을 해당 외부 조도에 대한 상기 테스트 영상 표시 장치의 최적의 밝기 레벨로 결정하는 밝기 레벨 결정부를 더 포함하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화면 인지성 테스트 시스템은,
    상기 원본 영상에 상기 동기화 패턴을 삽입하여 상기 테스트 영상을 생성하고, 생성한 테스트 영상을 상기 테스트 영상 표시 장치로 전송하는 테스트 영상 생성 장치를 더 포함하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 테스트 영상 생성 장치는,
    3개의 제1 동기화 패턴 및 1 개의 제2 동기화 패턴을 생성한 후, 상기 3개의 제1 동기화 패턴 및 상기 1개의 제2 동기화 패턴을 상기 원본 영상의 네 모서리 부분에 각각 삽입하여 상기 테스트 영상을 생성하는, 화면 인지성 테스트 시스템.
  11. 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상(원본 영상에 동기화 패턴이 삽입된 영상)을 촬영하는 촬영부;
    조명 제어 신호에 따라 상기 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도를 변경시키는 조명부;
    상기 촬영부가 촬영한 촬영 영상에서 상기 동기화 패턴을 검출하는 동기화 패턴 검출부;
    상기 동기화 패턴을 이용하여 상기 촬영 영상을 복원하는 영상 복원부;
    복원된 상기 촬영 영상과 상기 원본 영상을 비교하여 원본 영상 대비 상기 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정하는 화면 인지성 측정부; 및
    상기 테스트 영상 표시 장치의 외부 조도 및 상기 테스트 영상 표시 장치의 밝기 레벨 중 적어도 하나를 변경시켜 가면서 상기 테스트 영상 표시 장치에 표시된 테스트 영상을 반복적으로 촬영하도록 상기 조명부, 상기 촬영부, 및 상기 테스트 영상 표시 장치를 제어하는 제어부를 포함하는, 화면 인지성 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화면 인지성 측정부는,
    하기의 수학식에 의해 상기 원본 영상 대비 상기 촬영 영상의 화면 인지성 정도를 측정하는, 화면 인지성 검사 장치.
    (수학식)
    Figure 112012061129714-pat00010

    여기서, I : 원본 영상.
    I' : 촬영 영상.
    B(I,I') : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 밝기 차이.
    C(I,I') : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이.
    PQ(I,I') : 원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도.
    α : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 밝기 차이에 대한 가중치.
    β : 원본 영상과 촬영 영상 간의 평균 분산 값의 차이에 대한 가중치.
    δ : 원본 영상과 촬영 영상 간의 분산 값의 상관도에 대한 가중치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가중치 α,β,δ는,
    상기 원본 영상의 이미지 레벨에 의해 정해지는, 화면 인지성 검사 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 화면 인지성 검사 장치는,
    상기 원본 영상 대비 촬영 영상의 화면 인지성 정도가 기설정된 임계값을 초과하는 최저 밝기 레벨을 해당 외부 조도에 대한 상기 테스트 영상 표시 장치의 최적의 밝기 레벨로 결정하는 밝기 레벨 결정부를 더 포함하는, 화면 인지성 검사 장치.
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