KR101389359B1 - 디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법 - Google Patents

디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법이 개시된다. 본 디스플레이장치는 입력되는 영상신호에 대응하여, 패널에 빛을 제공하는 발광소자의 각 부분영역의 밝기조정에 적용될 대표값을 산출하는 휘도값 조정부, 산출된 대표값에 의해 손실된 영상신호의 밝기를 콘트라스트 개선(contrast enhancement)기법으로 보상하는 R2B2G2 화소값을 산출하는 콘트라스트 개선부, 및 R2G2B2 화소값을 통해 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소값을 보상하는 화소값 보상부를 포함한다.
이에 의해, 발광소자의 밝기조정에 따라 발생되는 영상신호의 밝기 손실을 보상함으로써 화면 전체의 명암비를 개선하고, 영상의 화질을 보다 정밀하게 개선할 수 있다.
디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), 콘트라스트, 부분영역 밝기조정

Description

디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법{Display apparatus and method of adjusting brightness for the same}
디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력되는 영상신호에 대응하여, 화면의 부분영역 및 전체영역의 밝기를 조정하는 디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법에 관한 것이다.
일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이장치는 TV나 노트북, 데스크탑 컴퓨터 등에 영상을 디스플레이하기 위해 사용된다. 이러한 LCD와 같은 디스플레이장치는 스스로 빛을 발생시키지 못하기 때문에 별도의 광원으로부터 나오는 빛을 이용하여, 영상을 디스플레이하게 된다. 즉, LCD는 액정패널과 액정패널의 후면에 백라이트를 포함하는 발광소자를 구비하며, 액정패널이 발광소자로부터 발산되는 빛의 투과율을 조정함으로써, 영상을 디스플레이하게 된다.
종래에는 액정패널 전체에 빛을 균일하게 공급하는 유니폼 백라이트(Uniform Backlight)를 LCD의 발광부에 주로 사용해왔다. 이러한 유니폼 백라이트의 사용으로 인해, 어두운 영상 및 밝은 영상이 모두 동일한 밝기의 빛을 통해 디스플레이된다. 이로 인해, 불꽃놀이나 폭발장면과 같은 영상에서는 부분적으로 높은 휘도를 요하는 부분이 있으나, 이에 대한 적절한 보상방법이 없어 생동감 있는 영상을 표현하기가 어려웠다.
또한, 유니폼 백라이트에서 생성된 빛이 액정패널에 입사되어 간섭을 일으키게 되므로, LCD는 화소값이 '0'인 블랙 영상을 트루(True) 블랙 영상으로 디스플레이하지 못하여, 화면 전체의 명암비가 떨어지게 된다. 그리고, 낮은 밝기의 빛을 통해 디스플레이할 수 있는 어두운 영상에도 유니폼 백라이트에서 동일한 밝기의 빛이 발생하여 전력이 낭비된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 부분영역의 밝기를 조정 및 영상의 콘트라스트를 개선하고, 영상의 화소를 보상할 수 있는 디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 영상신호를 표시하는 패널부; 상기 영상신호가 가시화되도록 상기 패널부에 빛을 제공하는 발광부; 입력되는 영상신호에 대응하여 상기 발광부의 각 부분영역의 밝기조정에 적용될 대표값을 산출하는 휘도값 조정부; 상기 대표값에 의해 손실된 상기 영상신호의 밝기를 콘트라스트 개선(contrast enhancement)기법으로 보상하는 콘트라스트 개선부; 및 상기 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소값을 보상하는 화소값 보상부;를 포함한다.
바람직하게는, 콘트라스트 개선부는, 영상신호의 밝기에서 발생하는 손실을 전체영상 및 영상의 부분영역 중 적어도 하나에 대해 콘트라스트 개선기법으로 보상할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 콘트라스트 개선부는, 각 부분영역의 대표값의 평균에 의해 산출된 평균대표값을 이용하여 전체영상의 콘트라스트를 보상하고, 각 부분영역의 대표값을 보간함으로써 산출된 보간대표값을 이용하여 영상의 밝기 손실을 부분영역별로 콘트라스트 개선기법으로 보상할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 영상신호에 포함된 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 영상신호에서 소정 위치에 대한 화소의 휘도값을 산출하는 전처리부;를 더 포함할 수 있다. 이때, 휘도값 조정부는, 부분영역에 포함된 화소 각각에 대응되는 화소의 휘도값과 기저장된 가중치의 곱의 합을 통해 산출된 초기 대표값을 이용하여 대표값을 산출할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 휘도값 조정부는, 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 초기 대표값을 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00001
상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 BLK1(k)과 다른 방법으로 계산된 부분영역 k에서의 제2휘도값을 나타낸다.
또한, 바람직하게는, 휘도값 조정부는, 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 초기 대표값을 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00002
상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, w1은 기설정된 가중치, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 BLK1(k)과 다른 방법으로 계산된 부분영역 k에서의 제2휘도값을 나타낸다.
또한, 바람직하게는, 휘도값 조정부는, 부분영역별 초기 대표값과 기저장된 광프로파일 데이터 각각의 곱의 합을 통해 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 산출하는 제1 계산부, 제1 계산부로부터 산출된 제1 밝기값, 초기 대표값, 및 기설정된 최대 휘도값을 이용하여 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 제1 조정부, 제1 조정부에 의해 밝기가 조정된 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 스케일링(scaling)한 후의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 제 2계산부, 및 제2 계산부로부터 산출된 제2 밝기값, 제1 조정값, 및 최대 휘도값을 이용하여 제1 조정값에 의해 밝기가 조정된 영상신호의 밝기를 조정하는 제2 조정값을 산출하는 제2 조정부를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 휘도값 조정부는, 영상신호를 스케일링(scaling)한 후에 영상신호의 특정 부분영역에서의 밝기값인 제1 밝기값을 산출하는 제1 계산부, 특정 부분영역에서 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 제1 조정부, 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위치하는 주변 부분영역에서의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 제2 계산부, 및 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위 치하는 주변 부분영역에서 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제2 조정값을 산출하는 제2 조정부를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 휘도값 조정부는, 제2 조정값에 의해 밝기가 조정된 부분영역을 공간필터링하는 공간필터부, 및 공간필터링된 부분영역을 시간필터링하는 시간필터부를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 화소값 보상부는, 대표값으로부터 부분영역별 밝기값을 계산하고, 계산된 밝기값에 쌍입방(Bi-cubic) 보간법 및 쌍선형(Bi-linear) 보간법 중 어느 하나를 적용하여, 소정 위치의 화소에서 보간된 밝기값인 보간대표값을 산출하는 보간부, 보간대표값과 부분영역에 포함된 각 화소에서의 휘도값인 화소의 휘도값을 통해 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출하는 보상계수 계산부, 및 보상계수와 콘트라스트 개선부에서 콘트라스트 개선 시에 이용되는 화소값 간의 곱을 통해 콘트라스트 개선된 영상신호의 화소값을 보상하는 보상부를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 보상계수 계산부는, 보간대표값을 아래의 수식에 적용하여 제1 보상계수를 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00003
상기 수식에서, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값을 나타낸다.
또한, 보상계수 계산부는, 제1 보상계수를 아래의 수식에 적용하여 포화계수를 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00004
상기 수식에서, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값, g4는 기설정된 제어파라미터,
Figure 112007065273161-pat00005
는 기설정된 감마 파라미터를 나타낸다.
또한, 보상계수 계산부는, 포화계수를 아래의 수식에 적용하여 제2 보상계수를 산출함으로써 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00006
상기 수식에서, PCgain(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제2 보상계수, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수,
Figure 112007065273161-pat00007
는 기설정된 감마 파라미터를 나타낸다.
또한, 바람직하게는, 화소값 보상부는, 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소 중 어두운 화소는 덜 어둡도록, 밝은 화소는 더 밝아지도록 화소값을 조정하여 영상신호의 화소값을 보상할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 밝기조정방법은, 입력되는 영상신호에 대응하여, 패널에 빛을 제공하는 발광소자의 각 부분영역의 밝기조정에 적용될 대표값을 산출하는 제1 단계; 상기 대표값에 의해 손실된 상기 영상신호의 밝기를 콘트라스트 개선(contrast enhancement)기법으로 보상하는 제2 단계; 및 상기 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소값을 보상하는 제3 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 제1 단계는, 영상신호의 밝기에서 발생하는 손실을 전체영상 및 영상의 부분영역 중 적어도 하나에 대해 콘트라스트 개선기법으로 보상할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계는, 각 부분영역의 대표값의 평균에 의해 산출된 평균대표값을 이용하여 전체영상의 콘트라스트를 보상하고, 각 부분영역의 대표값을 보간함으로써 산출된 보간대표값을 이용하여 영상의 밝기 손실을 부분영역별로 콘트라스트 개선기법으로 보상할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계 이전에 수행되며, 영상신호에 포함된 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 영상신호에서 소정 위치에 대한 화소의 휘도값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 제1 단계는, 부분영역에 포함된 화소 각각에 대응되는 화소의 휘도값과 기저장된 가중치의 곱의 합을 통해 산출된 초기 대표값을 이용하여 대표값을 산출할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계는, 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 초기 대표값을 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00008
상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 BLK1(k)과 다른 방법으로 계산된 부분영역 k에서의 제2휘도값을 나타낸다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계는, 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 상기 초기 대표값을 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00009
상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, w1은 기설정된 가중치, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 BLK1(k)과 다른 방법으로 계산된 부분영역 k에서의 제2휘도값을 나타낸다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계는, 부분영역별 초기 대표값과 기저장된 광프로파일 데이터 각각의 곱의 합을 통해 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 산출하는 단계, 산출된 제1 밝기값, 초기 대표값, 및 기설정된 최대 휘도값을 이용하여 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 단계, 제1 조정값에 의해 밝기가 조정된 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 스케일링(scaling)한 후의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 단계, 및 산출된 제2 밝기값, 제1 조정값, 및 최대 휘도값을 이용하여 제1 조정값에 의해 밝기가 조정된 영상신호의 밝기를 조정하는 제2 조정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계는, 영상신호를 스케일링(scaling)한 후에 영상신호의 특정 부분영역에서의 밝기값인 제1 밝기값을 산출하는 단계, 특정 부분영역에서 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 단계, 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위치하는 주변 부분영역에서의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 단계, 및 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위치하는 주변 부분영역에서 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제2 조정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계는, 제2 조정값에 의해 밝기가 조정된 부분영역을 공간필터링하는 단계, 및 공간필터링된 부분영역을 시간필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제1 단계는, 대표값으로부터 부분영역별 밝기값을 계산하고, 계산된 밝기값에 쌍입방(Bi-cubic) 보간법 및 쌍선형(Bi-linear) 보간법 중 어느 하나를 적용하여, 소정 위치의 화소에서 보간된 밝기값인 보간대표값을 산출하는 단계, 보간대표값과 부분영역에 포함된 각 화소에서의 휘도값인 화소의 휘도값을 통해 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출하는 단계, 및 보상계수와 콘트라스트 개선부에서 콘트라스트 개선 시에 이용되는 화소값 간의 곱을 통해 콘트라스트 개선된 영상신호의 화소값을 보상하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 보상계수 산출단계는, 보간대표값을 아래의 수식에 적용하여 제1 보상계수를 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00010
상기 수식에서, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값을 나타낸다.
또한, 보상계수 산출단계는, 제1 보상계수를 아래의 수식에 적용하여 포화계수를 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00011
상기 수식에서, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값, g4는 기설정된 제어파라미터,
Figure 112007065273161-pat00012
는 기설정된 감마 파라미터를 나타낸다.
또한, 보상계수 산출단계는, 포화계수를 아래의 수식에 적용하여 제2 보상계수를 산출함으로써 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00013
상기 수식에서, PCgain(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제2 보상계수, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수,
Figure 112007065273161-pat00014
는 기설정된 감마 파라미터를 나타낸다.
또한, 바람직하게는, 제3 단계는, 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소 중 어두운 화소는 덜 어둡도록, 밝은 화소는 더 밝아지도록 화소값을 조정하여 영상신호의 화소값을 보상할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제3 단계 이후에 수행되며, 제3 단계에서 화소값이 보상된 영상신호의 떨림을 보정(dithering)하고, 화이트 밸런스(white balance)를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 백라이트의 각 부분영역 및 전체영역에 대해 밝기조정이 이루어짐으로써 발생되는 영상신호의 밝기 손실을 콘트라스트 조정 및 영상신호의 화소값을 보상함으로써 화면 전체의 명암비를 개선하고, 영상의 화질을 보다 정밀하게 개선할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 개략적인 구성을 나타 낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 디스플레이장치는 발광부(100), 패널부(200), 영상신호처리부(300), 전처리부(400), 휘도값 조정부(500), 콘트라스트 개선부(600), 화소값 보상부(700), 및 후처리부(800)를 포함한다.,
먼저, 발광부(100)는 빛을 발생하는 복수의 발광체를 포함하며, 복수의 부분영역으로 분할된다. 예를 들면, 발광부(100)는 8×8로 분할된 64개의 부분영역으로 형성될 수 있다. 그리고, 분할된 각각의 부분영역은 밝기가 동일하게 제어되는 복수의 발광체로 구성된다. 발광체로 주로 사용되는 것으로는 응답속도가 빠른 LED(Light-Emitting Diode)가 있으며, 이 외에도 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), FED(Field-Effect Diode), 및 SED(Surface-conduction Electron-emitter Display)등이 발광체로 사용될 수 있다.
패널부(200)는 발광부(100)에서 발생한 빛의 투과율을 조절하여 영상신호가 가시화되어, 화면에 디스플레이되도록 한다. 이러한 패널부(100)는 전극이 생성된 두 기판이 마주 보도록 배치되어 있으며, 두 기판 사이에 액정 물질이 주입되어 형성된다. 여기서, 두 전극에 전압을 인가하면, 전기장이 생성되어, 두 기판 사이에 주입된 액정 물질의 분자를 움직이게 하여 빛의 투과율을 조절한다.
영상신호처리부(300)는 입력되는 영상신호를 패널부(200)의 해상도에 적합하게 신호처리하여 RGB 영상신호로 출력한다.
전처리부(400)는 영상신호처리부(300)로부터 출력되는 RGB 영상신호에서 잡음을 제거한 R1G1B1 영상신호를 산출하고, 잡음이 제거된 R1G1B1 영상신호에서 아 래의 수학식 1을 만족하는 소정 위치에 대한 화소의 휘도값을 산출한다. 이때, 전처리부(400)는 저역통과필터(Low Pass Filter : LPF)를 이용하여 RGB 영상신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00015
수학식 1에서, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, R(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 R 화소값, G(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 G 화소값, 및 B(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 B 화소값이다. 수학식 1은 (i,j)에 위치한 RGB 화소값 중, 가장 큰 화소값을 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값으로 선택한다는 것을 나타낸다.
휘도값 조정부(500)는 전처리부(400)로부터 출력된 화소의 휘도값을 이용하여 각 부분영역(k)에 대한 초기 대표값을 산출한다. 이때, 저장부(900)를 참조하여, 휘도값 조정부(500)는 기저장된 가중치 룩업테이블을 기초로 해당 부분영역 영상의 밝기에 가중치를 적용하여 평균값을 계산함으로써 각 부분영역별 초기 대표값(BLKinit(k))을 산출하고, 산출된 초기 대표값을 이용하여 각 부분영역별 대표값(BLK_out)을 산출한다. 여기서, 가중치 룩업테이블은 화소의 휘도값(Y(i,j)) 각각에 대응되도록 기설정된 가중치(W(Y(i,j))를 포함한다.
콘트라스트 개선부(600)는 휘도값 조정부(500)로부터 출력된 각 부분영역별 대표값(BLK_out)을 콘트라스트 개선기법을 통해 보상한다. 여기서, 콘트라스트 개선기법은 선형 또는 비선형 변환을 통해 명암비를 증대시키는 이미지처리 기법이 다.
즉, 저장부(900)에 기저장된 제1 및 제2 룩업테이블을 참조하여, 콘트라스트 개선부(600)는 부분영역별 대표값(BLK_out)에 의해 발생된 각 부분영역의 밝기손실을 보상하기 위해 보간대표값(BLK_Pro) 및 평균대표값(BLK_mean)을 이용하여 콘트라스트 보상에 이용되는 화소값인 R2G2B2를 산출한다. 여기서, 제1 및 제2 룩업테이블은, 전처리부(400)에서 산출된 R1 및 화소의 휘도값(Y)에 대응되는 R2를 포함하며, 제1 룩업테이블은 영상 전체, 즉, 전체 화면의 콘트라스트 개선 시에 적용되고, 제2 룩업테이블은 부분영역별로 콘트라스트 개선을 위해 적용된다. 이때, 제1 및 제2 룩업테이블은, R1뿐만 아니라 G1, B1 각각 및 화소의 휘도값(Y)에 대응되는 G2, B2를 포함한다.
화소값 보상부(700)는 콘트라스트 개선부(600)로부터 출력된 화소값인 R2G2B2에 의해 보상된 영상신호의 화소값을 보다 정밀하게 보상하는 화소값인 R3G3B3를 산출한다. 즉, 화소값 보상부(700)는 콘트라스트 개선부(600)를 통해 명암비가 개선된 영상의 화질을 높이기 위해 한번 더 세밀하게 영상신호의 화소값을 보상한다.
후처리부(800)는 화소값 보상부(700)로부터 출력된 영상신호의 화소값인 R3G3B3에 의해 보상된 영상신호에 디터링(dithering) 및 화이트 밸런스(White balance)를 적용하여 출력한다.
이하에서는 휘도값 조정부(500)의 구성 및 동작에 관해 상세하게 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 포함된 휘도값 조정부의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 휘도값 조정부(500)는 휘도값 계산부(510), 제1 계산부(520), 제1 조정부(530), 제2 계산부(540), 제2 조정부(550), 공간필터부(560), 및 시간필터부(570)를 포함한다.
휘도값 계산부(510)는, 전처리부(400)로부터 출력된 화소의 휘도값을 수학식2 내지 수학식 4에 적용하여 각 부분영역(k)에 대한 초기 대표값(BLKinit(k))을 산출한다. 수학식 2는 가중치를 적용한 부분영역 k에서의 제1휘도값을 나타내고, 수학식 3은 기설정된 파라미터를 적용한 부분영역 k에서의 제2휘도값을 나타낸다. 이때, 휘도값 계산부(510)는 부분영역 k에서의 초기 대표값을 산출하는 것으로 한정되는 것이 아니라, 전체 부분영역 각각에 대한 초기 대표값(BLKinit)을 산출한다.
Figure 112007065273161-pat00016
수학식 2에서, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, W(Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 가중치로 가중치 룩업테이블에 기설정되며, f(x)는 x의 값을 0~1 사이의 값으로 제한하는 함수를 나타낸다.
Figure 112007065273161-pat00017
수학식 3에서, BLK2(k)는 부분영역 k에서의 제2휘도값, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, g1은 기설정된 IIR필터의 제어파라미터,
Figure 112007065273161-pat00018
는 기설정된 LCD 패널의 감마 파라미터를 나타낸다.
Figure 112007065273161-pat00019
수학식 4에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 부분영역 k에서의 제2휘도값을 나타낸다. 즉, 수학식 4에 의해, 휘도값 계산부(510)는 부분영역 k에서의 평균휘도값(BLK1(k)) 및 휘도값(BLK2(k)) 중 최소값이 부분영역 k에서의 초기 대표값(BLKinit(k))으로 산출할 수 있다.
이때, 휘도값 계산부(510)는 수학식 5에서 보이는 바와 같이, 부분영역 k에서의 평균휘도값(BLK1(k)) 및 휘도값(BLK2(k))에 기설정된 가중치(w1)를 적용하여 부분영역 k에서의 초기 대표값(BLKinit(k))으로 산출할 수 있다.
Figure 112007065273161-pat00020
수학식 5에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, w1은 기설정된 가중치이다.
즉, 휘도값 계산부(510)는 최소값 혹은 가중치를 이용한 두 가지 방법으로 부분영역 k에서의 초기 대표값(BLKinit(k))으로 산출할 수 있다.
제1 계산부(520)는 휘도값 계산부(510)로부터 출력된 초기 대표값(BLKinit(k))을 수학식 6에 적용하여 외부로부터 입력된 영상의 밝기값이 적용되어 스케일링된 영상의 실제 밝기값인 제1 밝기값(BLKsimu1(k))을 산출한다. 즉, 제1 계산부(520)는 발광부(100)에 포함된 복수 개의 발광체의 밝기값을 입력받고, 입력된 밝기값으로 영상을 디스플레이 시에 발생하는 영상의 밝기 손실에 의해 나타나는 부분영역의 실제 밝기값인 제1 밝기값(BLKsimu1(k))을 산출한다.
Figure 112007065273161-pat00021
수학식 6에서, BLKsimu1(k)는 부분영역 k에서의 제1 밝기값(real brightness)으로 영상신호의 보상에 이용되며, BLKinit(m)은 부분영역 m에서의 초기 대표값, Pm(k)는 부분영역 m에서의 광 프로파일 데이터, BLKNUM은 전체 부분영역의 개수를 나타낸다. 여기서, Pm(k)는 부분영역 m의 발광체만 온 상태이고, 나머지 부분영역의 발광체는 오프 상태인 경우에, 부분영역 k에서의 휘도값을 나타내며, 도 3에 도시된 바와 같이, 광 프로파일 데이터는 저장부(900)에 룩업 테이블 형태로 기저장된다. 이때, 광 프로파일 데이터는 R,G,B 각각의 영상신호에 대해 룩업 테이블 형태로 기저장된다.
또한, 제1 계산부(520)는 후술될 시간필터부(570)로부터 입력되는 필터링된 대표값(BLKT)이 적용된 부분영역을 스케일링한 이후의 영상신호의 실제 밝기값(BLKout)을 대표값으로 산출한다. 즉, 제1 계산부(520)는 부분영역의 밝기 조정 및 필터링이 적용된 영상에서의 제1밝기값을 대표값(BLKout)으로 산출한다.
제1 조정부(530)는 휘도값 계산부(510)로부터 출력된 제1 밝기값(BLKsimu1(k))을 수학식 7에 적용하여 초기 대표값에 의해 발생하는 부분영역의 밝기의 손실을 조정하기 위한 제1 조정값(BLKrect1(k))을 산출한다.
Figure 112007065273161-pat00022
수학식 7에서, BLKrect1(k)는 부분영역 k에서의 제1 조정값, BLKsimu1(k)는 부분영역 k에서의 실제 밝기값(real brightness), BLKinit(k)은 부분영역 k에서의 초기 대표값, g2는 기설정된 제어 파라미터, LMAX는 기설정된 최대 휘도값을 나타낸다.
즉, 제1 조정부(530)는 도 4에 도시된 바와 같이, 부분영역 k에서의 실제 밝 기값인 제1밝기값(BLKsimu1(k))이 부분영역 k에서의 초기 대표값(BLK_init(k))보다 작으므로, 초기 대표값(BLK_init(k))을 최대 휘도값(LMAX)으로 증가시키기 위한 제1 조정값(BLKrect1(k))을 산출한다. 이때, 제1 조정부(530)는, 제1밝기값(BLKsimu1(k))이 초기 대표값(BLK_init(k)) 이상이면, 초기 대표값(BLK_init(k))을 제1 조정값(BLKrect1(k))으로 산출한다.
제 2계산부(540)는 제1 조정부(530)로부터 출력된 제1 조정값을 수학식 6과 동일한 방법을 적용하여 제2 밝기값(BLKsimu2(k-1), BLKsimu2(k+1))을 산출한다. 즉, 제2 계산부(540)는 제1 조정값에 의해 부분영역 k에서 영상의 밝기가 조정되면, 부분영역 k-1 및 k+1에서의 실제 밝기인 제2 밝기값을 산출한다. 다시 말해서, 제2 밝기값은 제1 밝기값을 스케일링한 후의 밝기값을 나타낸다. 이때, 제2 계산부(540)는 전체 부분영역의 개수(BLKNUM)까지 영상신호의 밝기값(BLKsimu2(k-BLKNUM), BLKsimu2(k+BLKNUM))을 산출할 수 있다.
제 2조정부(550)는 제2 계산부(540)로부터 출력된 제2 밝기값을 수학식 8에 적용하여 부분영역 k-1 및 k+1에서의 제2 조정값을 산출(BLKrect1(k-1), BLKrect1(k+1))한다.
Figure 112007065273161-pat00023
Figure 112007065273161-pat00024
수학식 8에서, BLKrect(k-1) 및 BLKrect(k+1)은 각각 부분영역 k-1 및 k+1에서의 제2 조정값, LMAX는 기설정된 최대 휘도값, BLKrect1(k-1) 및 BLKrect1(k+1)은 각각 부분영역 k+1에서의 제1 조정값, BLKrect1(k)는 부분영역 k에서의 제1 조정값, BLKsimu2(k)는 부분영역 k에서의 실제 밝기값(real brightness), g3는 기설정된 제어 파라미터를 나타낸다.
구체적으로, 제2 조정부(550)는 부분영역 k에서의 제1 조정값(BLKrect1(k))이 제2 밝기값(BLKsimu2(k))을 초과하면, 부분영역 k-1 에서의 제1 조정값, 부분영역 k에서의 제1 조정값, 및 부분영역 k에서의 제2 밝기값의 연산 결과값과 최대 휘도값 중 최소값을 제2 조정값으로 산출하고, 부분영역 k에서의 제1 조정값(BLKrect1(k))이 제2 밝기값(BLKsimu2(k)) 이하이면, 제2 조정부(550)는 부분영역 k-1에서의 제1 조정값을 제2 조정값으로 산출한다. 이때, 제2 조정부(550)는 부분영역 k-1과 동일한 방법을 통해 부분영역 k+1에서의 제2 조정값을 산출한다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 부분영역 k에서 제1 조정값으로 영상의 밝기를 조정한 이후의 부분영역의 실제 밝기(BLKsimu2(k))가 여전히 초기 대표값(BLKinit(k)) 미만인데 반해, 부분영역 k에서는 초기 대표값을 최대 휘도값(LMAX)으로 조정하여 더 이상 조정할 값이 없다. 이에 따라, 제2 조정부(550)는 부분영역 k의 주변에 위치하는 부분영역 k-1 및 k+1에서의 초기 대표값을 최대 휘도값으로 조정하는 제2 조정값을 산출한다. 이때, 제2 조정부(55)는 전체 부분영역의 개수(BLKNUM)까지 영상의 밝기를 조정하는 조정값(BLKrect2(k-BLKNUM), BLKrect2(k+BLKNUM))을 산출할 수 있다.
공간필터부(560)는 제2 조정부(550)로부터 출력된 제2 조정값에 의해 밝기가 조정된 부분영역을 공간 필터링하여 출력한다. 즉, 발광부(100)의 각 부분영역의 밝기 차이로 인해 정지영상에서 층이 발생하게 되는 데, 이를 없애기 위해, 제2 조정부(550)로부터 출력된 제2 조정값에 의해 부분영역의 밝기가 조정된 대표값(BLKrect)을 공간 로우패스 필터를 통해 공간 필터링하여 필터링된 대표값(BLKp)를 출력한다.
시간필터부(570)는 공간 필터링된 대표값(BLKp)을 시간 필터링하여 출력한다. 즉, 발광부(100)의 각 부분영역에 필터링된 대표값(BLKp)이 주어지는 경우, 각 부분영역의 밝기 차이로 인해 동영상에서 영상의 깜빡거림이 발생하게 된다. 이를 없애기 위해, 시간필터부(570)는 대표값(BLKp)을 시간 로우패스 필터를 통해 시간 필터링하여 대표값(BLKT)을 제1 계산부(520)로 출력한다.
이하에서는 콘트라스트 개선부(600)의 구성 및 동작에 관해 상세하게 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 포함된 콘트라스트 개 선부 및 화소값 보상부의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 콘트라스트 개선부(600)는 평균휘도값 계산부(610) 및 콘트라스트 보정부(630)를 포함하고, 화소값 보상부(700)는 보간부(710), 보상계수 계산부(730), 및 보상부(750)를 포함한다.
먼저, 평균휘도값 계산부(610)는, 제1 계산부(520)로부터 입력받은 대표값(BLKout)의 평균값인 평균대표값(BLKmean)을 산출한다.
콘트라스트 보정부(630)는 저장부(900)에 기저장된 제1 룩업테이블을 참조하여, 평균휘도값 계산부(610)에서 출력된 평균대표값(BLKmean), R1G1B1 화소값 및 화소의 휘도값(Y)에 대응되는 R2G2B2 화소값을 산출한다. 도 7에는 제1 룩업테이블의 일 예를 도시하였으며, 콘트라스트 보정부(630)는 도 7에 도시된 제1 룩업테이블로부터 평균대표값(BLKmean), R1G1B1 화소값 및 화소의 휘도값(Y)에 대응되는 R2G2B2 화소값을 산출한다.
이때, 도 7에서 보이는 바와 같이, 평균대표값(BLKmean)이 클수록 부분영역의 밝기가 밝고, 평균대표값(BLKmean)이 작을수록 부분영역의 밝기가 어두움을 알 수 있다. 즉, 콘트라스트 보정부(630)는 평균대표값(BLKmean)을 이용하여 전체 영상의 콘트라스트를 보정함으로써 전체 영상의 명암비를 개선한다.
또한, 콘트라스트 보정부(630)는 후술될 보간부(710)로부터 출력된 보간대표값(BLKpro)을 이용하여 도 8에 도시된 제2 룩업테이블을 참조하여, 부분영역별로 콘 트라스트를 보정할 수 있다.
보간부(710)는 제1 계산부(520)로부터 입력된 대표값(BLKout)을 수학식 6에 적용하여 부분영역별 밝기값(BLKsample)을 계산하고, 계산된 밝기값(BLKsample)에 쌍입방(Bi-cubic) 보간법이나 쌍선형(Bi-linear) 보간법을 적용하여, 소정 위치의 화소에서 보간된 밝기값인 보간대표값(BLKpro)을 산출한다.
보상계수 계산부(730)는 보간부(710)로부터 출력된 보간대표값(BLKpro)과 전처리부(400)로부터 입력된 화소의 휘도값(Y)을 수학식 9에 적용하여 제1 보상계수(BLKLC)를 산출한다. 여기서, 제1 보상계수(BLKLC)는 화소의 밝기를 어두운 화소는 덜 어둡도록 밝은 화소는 더 밝아지도록 보상하는 화소값이다.
Figure 112007065273161-pat00025
수학식 9에서, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값을 나타낸다.
또한, 보상계수 계산부(730)는 산출된 제1 보상계수(BLKLC)를 수학식 10에 적용하여 (i,j)번째 화소의 포화계수(BLKsat(i,j))를 산출한다. 여기서, 포화계 수(BLKsat(i,j))는 영상의 아티팩트를 감소시키기 위해 산출되는 화소값이다.
Figure 112007065273161-pat00026
수학식 10에서, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값, g4는 기설정된 제어파라미터,
Figure 112007065273161-pat00027
는 기설정된 LCD 패널의 감마 파라미터를 나타낸다. 즉, 보상계수 계산부(730)는 화소의 휘도값에 감마파라미터를 제곱한 값이 보간대표값을 초과하면 보간대표값 및 화소의 휘도값을 기초로 연산된 값을 포화계수로 산출하고, 화소의 휘도값에 감마파라미터를 제곱한 값이 보간대표값 이하이면, 화소의 보간대표값을 포화계수로 산출한다.
또한, 보상계수 계산부(730)는 산출된 포화계수(BLKsat(i,j)) 및 제1 보상계수BLKLC(i,j)를 수학식 11에 적용하여 제2 보상계수(PCgain(i,j))를 산출한다. 여기서, 제2 보상계수는, 각 화소의 위치에 해당하는 휘도값에 대해 보상해야할 화소값의 이득(gain)을 나타낸다.
Figure 112007065273161-pat00028
수학식 11에서, PCgain(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제2 보상계수, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수,
Figure 112007065273161-pat00029
는 기설정된 LCD 패널의 감마 파라미터를 나타낸다.
보상부(750)는 보상계수 계산부(730)에서 출력된 제2 보상계수(PCgain(i,j))와 콘트라스트 보정부(630)에서 출력된 R2G2B2 화소값을 이용하여 R3G3B3 화소값을 산출한다. 보상부(750)는 수학식 12를 통해 R3G3B3 화소값을 산출한다. 여기서, R3G3B3 화소값은 콘트라스트 개선부(600)로부터 출력된 화소값인 R2G2B2에 의해 보상된 영상신호의 화소값을 보다 정밀하게 보상하는 화소값이다.
Figure 112007065273161-pat00030
수학식 12에서, R3(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 R3 화소값, G3(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 G3 화소값, 및 B3(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 B3 화소값, PCgain(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제2 보상계수, f(x)는 x의 값을 0~1 사이의 값으로 제한하는 함수를 나타낸다.
즉, 보상부(750)는 산출된 R3G3B3 화소값으로 각 화소의 화소값을 보상하여 영상의 화질을 개선한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 밝기 조정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 따르면 먼저, 휘도값 조정부(500)는 각 부분영역별 대표값(BLKout)을 산출한다(S910).
구체적으로, 휘도값 조정부(500)는 입력된 각 화소의 휘도값(Y)과 기저장된 제1 및 제2 룩업테이블을 참조하여 부분영역의 대표값(BLKout)을 산출한다. 자세한 설명은 앞의 수학식 2 내지 8을 통해 설명하였으므로 생략하기로 한다.
이어, 콘트라스트 개선부(600)는 산출된 대표값(BLKout)에 의해 발생된 부분영역의 밝기손실을 보상하는 R2G2B2 화소값을 산출한다(S930). 이때, 콘트라스트 개선부(600)는 전체 영상에 대해서 콘트라스트 개선기법을 적용할 뿐만 아니라 부분영역별로 콘트라스트 개선기법을 적용한다.
구체적으로, 콘트라스트 개선부(600)는 각 부분영역별 대표값(BLKout)에 의해 손실된 영상신호의 명암비를 콘트라스트 개선기법을 통해 증대시킨다. 이때, 콘트라스트 개선부(600)는 보간대표값(BLK_Pro) 및 평균대표값(BLK_mean)을 이용하여 영상신호의 콘트라스트를 보상하기 위한 R2G2B2 화소값을 산출하고, R1G1B1 화소값을 산출된 R2G2B2 화소값으로 보상함으로써 각 부분영역별 대표값(BLKout)에 의해 손실된 영상신호의 명암비를 증대시킨다.
그리고, 화소값 보상부(700)는 콘트라스트 개선기법에 적용된 영상신호의 화소값을 보상하는 R3G3B3 화소값을 산출한다(S950).
구체적으로, 화소값 보상부(700)는 수학식 9 내지 11에 의해 산출된 제2 보 상계수와 S930 단계에서 산출된 R2G2B2 화소값의 곱으로부터 R3G3B3 화소값을 산출한다. 이때, 화소값 보상부(700)는 각 화소의 위치에서의 화소값을 산출된 R3G3B3 화소값으로 보상한다. 일 예로, 화소값 보상부(700)는 (i,j)에 위치한 화소의 R2,G2,B2 각각의 화소값을 R3,G3,B3(i,j) 각각으로 보상할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져 서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 포함된 휘도값 조정부의 구성을 나타낸 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 저장된 광 프로파일 데이터의 일 예를 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 포함된 휘도값 조정부에서 영상의 밝기를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 포함된 콘트라스트 개선부 및 화소값 보상부의 구성을 나타낸 블럭도,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 포함된 콘트라스트 개선부에서 영상의 콘트라스트 개선을 위해 이용되는 제1 및 제2 룩업테이블을 도시한 도면, 그리고
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 밝기 조정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 디스프레이장치 100 : 발광부
200 : 패널부 300 : 영상신호 처리부
400 : 전처리부 500 : 휘도값 조정부
600 : 콘트라스트 개선부 700 : 화소값 보상부
800 : 후처리부 900 : 저장부

Claims (25)

  1. 영상신호를 표시하는 패널부;
    상기 영상신호가 가시화되도록 상기 패널부에 빛을 제공하는 발광부;
    입력되는 영상신호에 대응하여 상기 발광부의 각 부분영역의 밝기조정에 적용될 대표값을 산출하는 휘도값 조정부;
    상기 대표값에 의해 손실된 상기 영상신호의 밝기를 콘트라스트 개선(contrast enhancement)기법으로 보상하는 콘트라스트 개선부; 및
    상기 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소값을 보상하는 화소값 보상부;를 포함하며,
    상기 화소값 보상부는,
    상기 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소 중 어두운 화소는 덜 어둡도록, 밝은 화소는 더 밝아지도록 화소값을 조정하여 상기 영상신호의 화소값을 보상하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콘트라스트 개선부는,
    상기 영상신호의 밝기에서 발생하는 손실을 전체영상 및 영상의 부분영역 중 적어도 하나에 대해 콘트라스트 개선기법으로 보상하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 콘트라스트 개선부는,
    상기 각 부분영역의 대표값의 평균에 의해 산출된 평균대표값을 이용하여 상 기 전체영상의 콘트라스트를 보상하고, 상기 각 부분영역의 대표값을 보간함으로써 산출된 보간대표값을 이용하여 상기 영상의 밝기 손실을 부분영역별로 콘트라스트 개선기법으로 보상하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상신호에 포함된 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 영상신호에서 소정 위치에 대한 화소의 휘도값을 산출하는 전처리부;를 더 포함하고,
    상기 휘도값 조정부는,
    상기 부분영역에 포함된 화소 각각에 대응되는 상기 화소의 휘도값과 기저장된 가중치의 곱의 합을 통해 산출된 초기 대표값을 이용하여 상기 대표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 휘도값 조정부는,
    상기 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 상기 초기 대표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
    Figure 112007065273161-pat00031
    상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 부분영역 k에서의 제2휘도값.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 휘도값 조정부는,
    상기 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 상기 초기 대표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
    Figure 112007065273161-pat00032
    상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, w1은 기설정된 가중치, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 부분영역 k에서의 제2휘도값.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 휘도값 조정부는,
    상기 부분영역별 상기 초기 대표값과 기저장된 광프로파일 데이터 각각의 곱의 합을 통해 상기 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 산출하는 제1 계산부;
    상기 제1 계산부로부터 산출된 상기 제1 밝기값, 상기 초기 대표값, 및 기설정된 최대 휘도값을 이용하여 상기 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 제1 조정부;
    상기 제1 조정부에 의해 밝기가 조정된 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 스케일링(scaling)한 후의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 제 2계산부; 및
    상기 제2 계산부로부터 산출된 제2 밝기값, 상기 제1 조정값, 및 상기 최대 휘도값을 이용하여 상기 제1 조정값에 의해 밝기가 조정된 영상신호의 밝기를 조정하는 제2 조정값을 산출하는 제2 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 휘도값 조정부는,
    상기 영상신호를 스케일링(scaling)한 후에 상기 영상신호의 특정 부분영역에서의 밝기값인 제1 밝기값을 산출하는 제1 계산부;
    상기 특정 부분영역에서 상기 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 제1 조정부;
    상기 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위치하는 주변 부분영역에서의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 제2 계산부; 및
    상기 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위치하는 주변 부분영역에서 상기 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제2 조정값을 산출하는 제2 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 휘도값 조정부는,
    상기 제2 조정값에 의해 밝기가 조정된 상기 부분영역을 공간필터링하는 공 간필터부; 및
    상기 공간필터링된 상기 부분영역을 시간필터링하는 시간필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화소값 보상부는,
    상기 대표값으로부터 부분영역별 밝기값을 계산하고, 계산된 밝기값에 쌍입방(Bi-cubic) 보간법 및 쌍선형(Bi-linear) 보간법 중 어느 하나를 적용하여, 소정 위치의 화소에서 보간된 밝기값인 보간대표값을 산출하는 보간부;
    상기 보간대표값과 상기 부분영역에 포함된 각 화소에서의 휘도값인 화소의 휘도값을 통해 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출하는 보상계수 계산부; 및
    상기 보상계수와 상기 콘트라스트 개선부에서 상기 콘트라스트 개선 시에 이용되는 화소값 간의 곱을 통해 콘트라스트 개선된 상기 영상신호의 화소값을 보상하는 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보상계수 계산부는,
    상기 보간대표값을 아래의 수식에 적용하여 제1 보상계수를 산출하고,
    Figure 112007065273161-pat00033
    상기 수식에서, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값,
    상기 제1 보상계수를 아래의 수식에 적용하여 포화계수를 산출하고,
    Figure 112007065273161-pat00034
    상기 수식에서, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값, g4는 기설정된 제어파라미터,
    Figure 112007065273161-pat00035
    는 기설정된 감마 파라미터,
    상기 포화계수를 아래의 수식에 적용하여 제2 보상계수를 산출함으로써 상기 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
    Figure 112007065273161-pat00036
    상기 수식에서, PCgain(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제2 보상계수, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수,
    Figure 112007065273161-pat00037
    는 기설정된 감마 파라미터.
  12. 삭제
  13. 입력되는 영상신호에 대응하여, 패널에 빛을 제공하는 발광소자의 각 부분영역의 밝기조정에 적용될 대표값을 산출하는 제1 단계;
    상기 대표값에 의해 손실된 상기 영상신호의 밝기를 콘트라스트 개선(contrast enhancement)기법으로 보상하는 제2 단계; 및
    상기 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소값을 보상하는 제3 단계;를 포함하며,
    상기 제3 단계는,
    상기 콘트라스트 개선기법으로 보상된 영상신호의 화소 중 어두운 화소는 덜 어둡도록, 밝은 화소는 더 밝아지도록 화소값을 조정하여 상기 영상신호의 화소값을 보상하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 영상신호의 밝기에서 발생하는 손실을 전체영상 및 영상의 부분영역 중 적어도 하나에 대해 콘트라스트 개선기법으로 보상하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 각 부분영역의 대표값의 평균에 의해 산출된 평균대표값을 이용하여 상기 전체영상의 콘트라스트를 보상하고, 상기 각 부분영역의 대표값을 보간함으로써 산출된 보간대표값을 이용하여 상기 영상의 밝기 손실을 부분영역별로 콘트라스트 개선기법으로 보상하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 단계 이전에 수행되며, 상기 영상신호에 포함된 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 영상신호에서 소정 위치에 대한 화소의 휘도값을 산출하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제1 단계는,
    상기 부분영역에 포함된 화소 각각에 대응되는 상기 화소의 휘도값과 기저장된 가중치의 곱의 합을 통해 산출된 초기 대표값을 이용하여 상기 대표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 상기 초기 대표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
    Figure 112013100280021-pat00038
    상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 부분영역 k에서의 제2휘도값.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 부분영역의 휘도값을 아래의 수식에 적용하여 상기 초기 대표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
    Figure 112007065273161-pat00039
    상기 수식에서, BLKinit(k)는 부분영역 k에서의 초기 대표값, w1은 기설정된 가중치, BLK1(k)는 부분영역 k에서의 제1휘도값, BLK2(k)는 부분영역 k에서의 제2휘도값.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 부분영역별 상기 초기 대표값과 기저장된 광프로파일 데이터 각각의 곱의 합을 통해 상기 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 상기 제1 밝기값, 상기 초기 대표값, 및 기설정된 최대 휘도값 을 이용하여 상기 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 단계;
    상기 제1 조정값에 의해 밝기가 조정된 상기 영상신호의 보상에 이용될 제1 밝기값을 스케일링(scaling)한 후의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 제2 밝기값, 상기 제1 조정값, 및 상기 최대 휘도값을 이용하여 상기 제1 조정값에 의해 밝기가 조정된 영상신호의 밝기를 조정하는 제2 조정값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 영상신호를 스케일링(scaling)한 후에 상기 영상신호의 특정 부분영역에서의 밝기값인 제1 밝기값을 산출하는 단계;
    상기 특정 부분영역에서 상기 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제1 조정값을 산출하는 단계;
    상기 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위치하는 주변 부분영역에서의 밝기값인 제2 밝기값을 산출하는 단계; 및
    상기 영상신호의 특정 부분영역의 이웃에 위치하는 주변 부분영역에서 상기 영상신호의 밝기를 조정하기 위한 제2 조정값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 제2 조정값에 의해 밝기가 조정된 상기 부분영역을 공간필터링하는 단계; 및
    상기 공간필터링된 상기 부분영역을 시간필터링하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 대표값으로부터 부분영역별 밝기값을 계산하고, 계산된 밝기값에 쌍입방(Bi-cubic) 보간법 및 쌍선형(Bi-linear) 보간법 중 어느 하나를 적용하여, 소정 위치의 화소에서 보간된 밝기값인 보간대표값을 산출하는 단계;
    상기 보간대표값과 상기 부분영역에 포함된 각 화소에서의 휘도값인 화소의 휘도값을 통해 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출하는 단계; 및
    상기 보상계수와 상기 콘트라스트 개선부에서 상기 콘트라스트 개선 시에 이용되는 화소값 간의 곱을 통해 콘트라스트 개선된 상기 영상신호의 화소값을 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 보상계수 산출단계는,
    상기 보간대표값을 아래의 수식에 적용하여 제1 보상계수를 산출하고,
    Figure 112007065273161-pat00040
    상기 수식에서, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값,
    상기 제1 보상계수를 아래의 수식에 적용하여 포화계수를 산출하고,
    Figure 112007065273161-pat00041
    상기 수식에서, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, Y(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 휘도값, BLKpro(i,j)는 (i,j)에 위치한 화소의 보간대표값, g4는 기설정된 제어파라미터,
    Figure 112007065273161-pat00042
    는 기설정된 감마 파라미터,
    상기 포화계수를 아래의 수식에 적용하여 제2 보상계수를 산출함으로써 상기 영상신호의 화소값 보상에 이용되는 보상계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
    Figure 112007065273161-pat00043
    상기 수식에서, PCgain(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제2 보상계수, BLKsat(i,j)는 (i,j)번째 화소의 포화계수, BLKLC(i,j)는 (i,j)번째 화소의 제1 보상계수,
    Figure 112007065273161-pat00044
    는 기설정된 감마 파라미터.
  24. 삭제
  25. 제13항에 있어서,
    상기 제3 단계 이후에 수행되며, 상기 제3 단계에서 화소값이 보상된 영상신호의 떨림을 보정(dithering)하고, 화이트 밸런스(white balance)를 조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 밝기 조정방법.
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