KR101495345B1 - 프로젝터의 영상 조정장치 및 방법 - Google Patents

프로젝터의 영상 조정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로젝터에서 입력영상과 시청조건에 따라 영상을 자동 조정할 수 있도록 한 프로젝터의 영상 조정장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 광센서, 조리개 및 램프를 구비한 프로젝터에 있어서, 상기 광센서를 통해 감지되는 감지값에 따라 주위 환경을 인식하기 위한 주위환경 인식부와, 입력되는 영상신호를 분석하여 영상 모드를 판단하기 위한 분석부와, 상기 주위환경 인식부 및 분석부를 통해 입력된 신호에 따라 영상 조정 및 상기 조리개, 램프의 구동제어를 위한 신호를 출력하는 연산부와, 상기 연산부의 출력에 따라 최적 영상을 구현하기 위한 영상조정부를 포함하여 구성된다.
Figure R1020070139659
프로젝터/영상조정

Description

프로젝터의 영상 조정장치 및 방법{Method and appratus for controlling (an) image of projector}
본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 특히 프로젝터에서 입력영상과 시청조건에 따라 영상을 자동 조정할 수 있도록 한 프로젝터의 영상 조정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 프로젝터는 티브이, VCR, DVD 플레이어, PC, 캠코더등의 각종 영상 기기들의 신호를 입력받아 렌즈를 통해 확대한 영상을 스크린상에 나타내주는 장비로서 일종의 진보된 환등기이다.
빔 프로젝터라고 불리던 3관식 프로젝터와는 달리 현재의 LCP 및 DLP 프로젝터는 설정이 필요없이 각종 영상기기를 연결하기만 하면 자동으로 최적의 화면을 보여주는 기능을 갖추고 있어서 근래에 기업의 프리젠테이션 및 가정의 홈씨어터용으로 급속히 보급되고 있다.
데이터 프로젝터라 불리기 위해서는 적어도 XGA(1024*768)급 이상의 패널 해상도를 가져야 될 것이며, 그 밝기 또한 중급 규모 이상의 회의실에서 화면이 어둡지 않다고 느껴질 정도의 밝기를 가져야 한다.
특히, 데이터 프로젝터라고 하면 PC를 이용한 프리젠테이션이 주가될 것이므로 PC 입력에 대한 호환성이 매우 중요하며, 화면의 일부분을 확대하거나 하는 등의 부가적인 기능이 있으면 더더욱 편리할 것이다. 이러한 프로젝터의 종류로는 PRT(CRT) 프로젝터, LCD 프로젝터 및 DLP 프로젝터가 있다.
현재의 프로젝터를 시청시에는 주변환경이나 입력영상 모드별(스포츠, 영화, 음악 등)로 사용자가 원하는 설정에 의해서 행해지며, 또한 사용자 설정에 의하여 선택된 영상 조정은 시스템 내에 설정된 영상 데이터 값을 내부 회로를 이용하여 표시한다.
그러나, 주변한경 및 영상모드에 따라 사용자가 일일이 설정해야하는 번거로움이 있으며, 사용자가 선택한 영상 모드에 대응되는 신호출력을 회로 시스템내의 컨트라스트 또는 브라이트니스 블록을 조정함으로써 기본 설정된 화질 상태에 비해 영상의 불충분한 재현 및 리졸루션 감소로 인한 노이즈 현상이 발생함으로 최적의 영상을 디스플레이하지 못하는 경우가 발생한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 프로젝터의 영상 조정방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 영상모드 변경시 영상신호를 제어하는 방법을 나타낸 그래프이고, 도 2는 종래 기술에 따른 프로젝터의 영상모드 변경방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 1은 종래의 용상 모드 변경시 영상신호를 제어하는 방법에 관한 것으로,사용자에 의해 선택되어진 영상 모드에 따라 기 설정된 영상 설정값으로 변경하는 예로서, 영상블록에서 컨트라스트 및 브라이트니스 변경하는 예를 나타낸 것이다.
즉, 도 1에 나타낸 바와 같이, 특정 입력레벨에서는 밝기가 변경됨으로써 영상 모드에 대응되지만, 브라이니트니스가 변경됨으로 인한 블랙 레벨이 높아지고, 또한 컨트라스트가 변경됨으로 인하여 리졸루션이 줄어듬과 동시에 전체적인 밝기도 떨어진다.
또한, 영상의 계조 표현 능력이 줄어듬으로 인한 영상표현이 부자연스럽고, 신호 노이즈도 많이 발생되는 문제점이 있었다.
종래 기술에 따른 프로젝터의 영상모드 변경방법은 도 2를 참조하면 먼저, 사용자에 의해 파워 온 명령이 입력되면 파워 오프 이전의 영상 모드 설정상태를 파악한다(S11).
그리고, 상기 파악한 영상 조정 회로 블록의 읽혀진 값으로 영상조정 값을 설정한다(S12).
이어서 사용자 영상 모드 변경 여부를 판단한다(S13).
상기 판단 결과(S13), 사용자로부터 영상모드 변경이 존재하면 선택된 영상 모드에 해당되는 영상 조정데이터를 읽어온다(S14).
그리고, 상기 읽어온 영상 조정 데이터로 설정한 후 영상 조정을 수행한다(S15).
따라서, 파워 온 시 파워 오프시의 영상 모드를 읽어와서 영상조정을 행한 상태에서 사용자로부터 영상모드 변경이 이루어지는지 여부를 확인하고, 변경사항이 없으면 현재 상태의 영상을 표시하고, 변경이 있으면 선택된 영상 모드에 대한 기 저장된 영상 데이터 제어값을 읽어와 영상을 설정함으로써 화면에 표시한다.
종래의 방법은 사용자의 영상 모드 설정에 의해서만 변경할 수 있도록 하는 메뉴얼 방법으로, 사용자의 불편함과 동시에 현재의 시청조건(예, 주위조도)등을 감안하지 않는 방법으로 최적의 영상 표시를 하여주지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 입력되는 영상신호를 분석하여 해당 영상신호에 따라 영상모드가 자동으로 선택될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 현재 시청환경을 분석하여 그에 따른 최적의 화질 조건이 자동으로 선택될 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 자동조정장치는 광센서, 조리개 및 램프를 구비한 프로젝터에 있어서, 상기 광센서를 통해 감지되는 감지값에 따라 주위 환경을 인식하기 위한 주위환경 인식부와, 입력되는 영상신호를 분석하여 영상 모드를 판단하기 위한 분석부와, 상기 주위환경 인식부 및 분석부를 통해 입력된 신호에 따라 영상 조정 및 상기 조리개, 램프의 구동제어를 위한 신호를 출력하는 연산부와, 상기 연산부의 출력에 따라 최적 영상을 구현하기 위한 영상조정부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 자동조정방법은 광센서, 조리개 및 램프를 구비한 프로젝터의 영상 조정방법에 있어서, 입력되는 영상신호에 따라 영상모드를 판단하는 단계와, 상기 광센서를 통해 감지되는 감지값에 따라 주위환경을 인식하는 단계와, 상기 판단된 영상모드 및 주위환경에 따라 영상조정을 수행하는 단계와, 상기 판단된 영상모드 및 주위환경에 따라 상기 조리개 및 램프의 구동을 동시에 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 프로젝터의 영상 자동조정장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 프로젝터를 구성하는 램프 및 조리개를 이용하여 영상조정을 수행함으로써 화질열화가 발생되지 않는다.
둘째, 사용자에 의해 별다른 설정입력 없이 입력되는 영상신호를 분석하여 영상모드가 자동으로 설정된다.
셋째, 주위 시청조건을 파악하여 영상 모드와 주위 환경을 자동으로 분석하여 최적의 화질을 사용자에게 제공할 수 있다.
넷째, 프로젝터를 구성하는 램프 및 조리개를 이용하여 영상조정이 수행됨에 따라 별도의 영상조정 장치가 필요없으므로 최소의 비용으로 최대의 효과를 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정장치 및 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정장치를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정방법을 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 빛을 감지하기 위한 광센서(100)와, 상기 광센서(100)를 통해 감지되는 빛에 따라 주위환경 및 조도를 인식하기 위한 주위환경 인식부(110)와, 입력되는 영상신호를 분석하기 위한 영상신호 분석부(120)와, 상기 주위환경 인식부(110) 및 영상신호 분석부(120)의 출력을 입력받아 제 1 연산을 수행하는 제 1 연산부(140)와, 상기 영상신호 분석부(120)의 분석 결과 및 상기 제 1 연산부(140)의 연산결과를 입력받아 영상조정을 수행하는 영상조정부(130)와, 상기 제 1 연산부(140)의 연산 결과를 입력받아 램프(190) 및 조리개(170)의 구동을 제어하기 위한 연산을 수행하는 제 2 연산부(150)와, 상기 제 2 연산부(150)의 출력에 따라 상기 조리개(170)를 구동하는 조리개 구동부(160)와, 상기 제 2 연산부(150)의 출력에 따라 상기 램프(190)를 구동시키는 램프 구동부(180)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 영상신호 분석부(120)는 상기 입력되는 영상신호의 히스토 그램을 분석하고 그에 따라 영상모드를 분석하기 위한 제 1 분석부(121)와, 상기 제 1 분석부(121)를 통해 분석된 영상모드에 따른 파라미터를 분석하기 위한 제 2 분석부(122)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정장치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 영상신호가 입력되면 상기 제 1 분석부(121)로 입력되고, 상기 제 1 분석부(121)는 도 7에 도시된 바와 같이 일정 기간의 영상형태 즉, 컨트라스트, 브라이트니스와 게인 등을 관찰하여 입력되는 영상신호의 모드를 판단하고, 상기 제 2 분석부(122)는 상기 제 1 분석부(121)에서 판단된 영상 모드에 따른 파라미터를 분석하여 상기 제 1 연산부(140)로 출력한다.
한편 상기 광센서(100)를 통해 주위 환경을 감지하고, 상기 주위환경 인식부(110)로 전달됨에 따라 입력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 기 설정된 데이터와 비교함에 따라 현재 감지되는 조도 및 주변 환경에 최적인 파라미터 값을 산출하여 상기 제 1 연산부(140)로 출력한다.
따라서, 상기 제 1 연산부(140)는 상기 제 2 분석부(122)에서 분석된 파라미터 및 상기 주위환경 인식부(110)에서 산출된 파라미터를 입력받아 상기 램프(190)의 디밍(Dimming) 및 상기 조리개(170)를 제어하기 위한 파라미터를 연산하여 상기 제 2 연산부(150)로 출력함과 동시에, 상기 영상조정부(130)로 출력함으로써 오토게인(131), 오토 컨트라스(132), 오토 브라이트니스(133), 오토 감마(134)부를 거쳐서 자동으로 설정한 후 최적의 영상을 출력한다.
또한, 상기 제 2 연산부(150)는 상기 제 1 연산부(140)에서 출력된 파라미터 제어값에 따라 상기 조리개(170)의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 상기 조리개 구동부(160)로 출력하고, 상기 램프(190)의 디밍(Dimming)을 위한 연산 및 램프(190)의 구동을 위한 구동신호를 상기 램프 구동부(180)로 출력한다.
그러면, 상기 조리개(170) 및 상기 램프(190)는 상기 조리개 구동부(160) 및 램프 구동부(180)의 구동신호에 따라 영상모드 및 주위 환경에 적합하도록 제어된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 프로젝터의 영상조정장치에 있어서, 상기 입력되는 영상신호의 모드를 판별하기 위한 구성의 예로써, 도 4를 참조하여 설명하면 프레임 평균 레벨 산출부(200)를 통해 출력되는 평균 프레임 신호레벨을 입력받아 신호 특성을 판단하는 신호특성 판단부(210)와, 상기 신호특성 판단부(210)를 통해 입력받아 1 프레임의 영상신호를 프레임 평균 레벨을 계산하고, 임의로 정해 놓은 하이 레벨 신호의 분포로 영상의 컨트라스트 및 브라이트니스 특성 등을 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 일정량의 프레임 단위의 신호를 저장하여 비교함에 따라 입력되는 영상 모드를 판별할 수 있다.
따라서, 상기 신호특성 판단부(210)는 입력되는 영상신호의 1개 프레임에서 평균 신호레벨을 판단하고(211), 상기 화이트 영역 및 블랙 영역을 추출하며(212)(213), 컨트라스트 특성을 추출한다(214).
또한, 이와 같이 특성이 판단된 프레임을 저장하기 위한 저장부(221)와, 상기 저장부(221)에서 저장된 데이터를 일정 기간 내에 비교함으로써 임의로 정하여 놓은 값과 비교함으로써 컨트라스트 및 브라이트니스 그리고 게인값을 산출하는 데이터 산출부(222)와, 상기 산출부(222)에서 산출된 데이터를 기준으로 기 설정된 기준값과 비교함으로써 현재 입력되는 영상신호의 영상 모드를 판별할 수 있다.
즉, 다음 표와 같이 기 설정해 놓은 값과 비교함에 따라 현재 영상 모드를 판별할 수 있는 것이다.
모드 스포츠 영화 ... 뉴스
컨트라스트 100 90 ... 70
브라이트니스 40 45 ... 45
... ... ... ...
게인 1.2 1 ... 0.9
본 발명에 따른 프로젝터의 감소 및 다이나믹 레인지 확장 방법에 대한 예를 도 5를 참조하여 설명하면, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 영상 다이나믹 레인지 중 25%에서 표현되는 영상 컨텐츠에서 신호 게인을 최대로 주게되면 도 5의 (b)와 같이 신호 전체 영역에서 표현이 가능하나, 어떤 입력 신호에 대해서는 포화되는 부분이 발생할 수 있고, 또한 신호레벨이 너무 높아진다.
또한, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 브라이트니스를 변경함으로써 출력은 증가시킬 수 있으나 블랙 레벨이 증가한다. 따라서 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 조리개 및 램프의 디밍을 이용하여 신호를 복원함으로써 블랙 레벨의 감소 및 출력에 대한 여유분을 갖게 됨으로써 신호 포화를 막을 수 있게 됨에 따라 신호의 리졸루션 향상에 따른 정확한 신호 그레이 표현 및 노이즈를 감소시킬 수 있다.
도 3에 도시된 제 1 분석부(121)를 통해 영상신호의 자동 모드를 판별하는 방법의 일 예를 도 7을 참조하여 다시한번 설명하면, 1080*720P를 디스플레이함에 있어서 하나의 블록을 128 픽셀로 설정하고, 각 블록의 밝기 비교는 임의의 레벨을 정하고 그 이상이면 화이트, 그 이하이면 블랙으로 설정하고, 전체 프레임의 화이트와 블랙의 판단은 임의로 정한 블록의 레벨 수로 판단함에 따라 화이트 및 블랙을 판단할 수 있으며, 그 사이 선형구간을 통해 입력되는 영상신호의 브라이트니스를 판단할 수 있다.
한편, 상기 도 3에 도시된 광센서(100)를 통해 감지되는 주위조도 및 주위환경을 자동으로 감지하고, 감지된 신호는 상기 주위환경 인식부(110)로 입력됨에 따라 도 8의 (a)와 같은 파형을 감지하며, 상기 제 2 연산부(150)는 상기 주위환경 인식부(110)를 통해 인식된 신호를 입력받아 감마 커브(Gamma Curve)를 변경시킴으로써 도 8의 (b)와 같은 사용자에게 사람의 눈 특성에 따른 컨트라스트를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 주위환경 인식부(110)를 통해 감지되는 주위 환경에 따라 감마 커브(Gamma Curve)를 조정함과 동시에, 영상출력을 행하고 동시에, 상기 조리개 구동부(160) 및 램프 구동부(180)에 제어신호를 출력하여 연동하여 동작하도록 함으로써 보다 좋은 화질을 제공할 수 있다.
즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 조리개(170) 및 램프(190)를 제어함에 있어서 도 9의 (a)와 같이 상기 램프(190)의 디밍(Dimming)을 위한 최소 및 최대값과, 도 9의 (b)와 같이 상기 조리개(170)의 최소, 최대 열림 및 닫힘을 선택함과 동시에, 최소, 최대 구간의 선형적인 구간에서 디밍(Dimming) 및 조리개 양이 결정될 수 있도록 함으로써 도 9의 (c)와 같은 그래프 형태가 된다.
따라서, 입력되는 영상신호에 따른 영상모드를 컨트라스트 및 브라이트니스 및 게인의 근거로 영상 모드를 자동으로 선택함과 동시에 주위환경을 조사하여 최적의 영상이 출력될 수 있도록 영상 조정 데이터를 재 설정함과 동시에 램프 디밍 및 조리개 가변량을 입력 영상 소스에 따라 가변될 수 있도록 함으로써 신호의 왜곡 없이 영상을 디스플레이하게 함과 동시에, 미리 충분한 실험치로서 저장하여 놓은 상태에 따라 입력신호를 실시간으로 분석, 순간적으로 신호를 분석함으로써 절환시 발생되는 화면의 왜곡 현상을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 영상모드 변경시 영상신호를 제어하는 방법을 나타낸 그래프.
도 2는 종래 기술에 따른 프로젝터의 영상모드 변경방법을 나타낸 플로우 차트.
도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정장치를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정방법을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 프로젝터의 감소 및 다이나믹 레인지 확장 방법에 대한 예를 나타낸 도면.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 프로젝터의 영상 조정방법을 설명하기 위한 그래프를 나타낸 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 설명 >
100 : 광센서 110 : 주위환경 인식부
120 : 영상신호 분석부 130 : 영상조정부
140 : 제 1 연산부 150 : 제 2 연산부
160 : 조리개 170 : 램프 구동부
180 : 램프

Claims (10)

  1. 광센서, 조리개 및 램프를 구비한 프로젝터에 있어서,
    상기 광센서를 통해 감지되는 감지값에 따라 주위 환경을 인식하기 위한 주위환경 인식부;
    입력되는 영상신호를 분석하여 영상 모드를 판단하기 위한 분석부;
    상기 주위환경 인식부 및 분석부를 통해 입력된 신호에 따라 영상 조정 및 상기 조리개, 램프의 구동제어를 위한 신호를 출력하는 연산부; 그리고,
    상기 연산부의 출력에 따라 최적 영상을 구현하기 위한 영상조정부를 포함하여 구성되고,
    상기 연산부는
    상기 분석부에서 분석된 파라미터값 및 상기 주위환경 인식부를 통해 인식된 주위 환경에 따라 입력되는 영상신호의 최적 영상에 해당하는 제어값을 연산하여 출력하는 제 1 연산부와, 상기 제 1 연산부의 연산결과를 입력받아 상기 조리개 및 램프의 최적 구동을 위한 제어값을 출력하는 제 2 연산부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석부는
    입력되는 영상신호의 히스토그램을 분석하여 영상 모드를 분석하기 위한 제 1 분석부와, 상기 제 1 분석부를 통해 분석된 분석 결과에 따른 파라미터를 분석하기 위한 제 2 분석부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연산부는 상기 분석부를 통해 영상 모드에 따른 파라미터 값 및 상기 주위환경 인식부를 통해 인식된 주위 환경에 따른 파라미터값을 입력받아 상기 램프 디밍 및 조리개를 제어하기 위한 파라미터를 연산함과 동시에, 입력되는 영상신호에 따라 최적의 디스플레이 조건에 맞는 게인, 컨트라스트, 브라이트니스, 감마설정 계수를 생성하여 상기 영상조정부의 해당 영역으로 전송함을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 연산부는
    상기 제 1 연산부를 통해 생성된 파라미터 값을 입력받아 상기 조리개 및 램프의 제어를 위한 연산 및 구동을 위한 신호를 출력함을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 연산부의 연산신호에 따라 상기 조리개의 구동을 제어하는 조리개 구동부 및 상기 램프의 구동을 제어하는 램프 구동부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정장치.
  7. 광센서, 조리개 및 램프를 구비한 프로젝터의 영상 조정방법에 있어서,
    입력되는 영상신호에 따라 영상모드를 판단하는 단계;
    상기 광센서를 통해 감지되는 감지값에 따라 주위환경을 인식하는 단계;
    상기 판단된 영상모드 및 주위환경에 따라 영상조정을 수행하는 단계; 그리고,
    상기 판단된 영상모드 및 주위환경에 따라 상기 조리개 및 램프의 구동을 동시에 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 판단된 영상모드에 따른 파라미터 및 상기 인식된 주위환경에 따른 파라미터를 연산하는 단계와, 상기 연산된 값에 따라 상기 조리개 구동 및 상기 램프의 디밍(Dimming)을 제어하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상모드를 판단하는 단계는
    상기 입력되는 영상신호의 프레임별 평균 레벨을 산출하는 단계와, 상기 산출된 평균레벨의 화이트 영역 및 블랙 영역을 추출하는 단계와, 상기 추출된 화이트 영역 및 블랙영역에 따라 컨트라스트 특성을 추출하는 단계와, 상기 추출된 특성을 기 설정된 기준값과 비교하여 해당 영상모드를 판단하는 단계를 포함하여 이 루어짐을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상조정을 수행하는 단계는
    상기 판단된 영상모드에 따라 게인, 컨트라스트, 브라이트니스 및 감마값을 자동으로 조정하는 단계임을 특징으로 하는 프로젝터의 영상 조정방법.
  10. 삭제
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