KR101614405B1 - 불포화에 따른 ４채널 디스플레이 전원 절감 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 3개 컬러성분을 각각 갖는 복수의 입력 픽셀신호를 포함하는 이미지 입력신호를 수신하는 단계와, 절감 컬러성분을 선택하는 단계와, 입력 픽셀신호와 선택된 절감 컬러성분 간에 거리 계측에 따라 각 입력 픽셀신호에 대한 절감계수를 계산하는 단계와, 각 픽셀신호의 각 컬러성분에 대한 각각의 포화조절계수를 선택하는 단계와, 이미지 입력신호의 휘도 및 컬러 포화를 각각 조절하기 위해 절감계수 및 포화조절계수를 이용해 이미지 입력신호로부터 4컬러성분들을 갖는 이미지 출력신호를 발생하는 단계와, 컬러채널에 따라 발광하는 4채널 디스플레이 디바이스를 제공하는 단계와, 디스플레이 디바이스가 이미지 출력신호에 따른 이미지를 나타내도록 디스플레이 디바이스에 이미지 출력신호를 적용하는 단계를 포함하는 컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법이 제공된다.

Description

불포화에 따른 ４채널 디스플레이 전원 절감{FOUR-CHANNEL DISPLAY POWER REDUCTION WITH DESATURATION}
본 발명은 컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이상에 이미지를 나타내기 위한 이미지 처리 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서브픽셀들의 4개 컬러를 갖는 발광 디스플레이 상에 소비전력이 절감되거나 휘도가 증가된 이미지를 제공하는 방법에 관한 것이다.
플랫패널 디스플레이 디바이스는 컴퓨팅 디바이스와 결합해서, 휴대용 디바이스에서, 그리고 오락 디바이스용으로 널리 사용된다. 이런 디스플레이는 일반적으로 기판 위에 분포된 복수의 픽셀들을 이용해 이미지를 디스플레이한다. 각 픽셀은 다수의 다른 컬러들, 일반적으로 적색, 녹색 및 청색의 서브픽셀들을 포함해 각 이미지 요소를 나타낸다. 다양한 플랫패널 디스플레이 기술들, 예컨대, 플라즈마 디스플레이, 전계발광 디스플레이(FEDs), 액정 디스플레이(LCDs), 및 발광 다이오드 디스플레이와 같은 전계발광(EL) 디스플레이가 알려져 있다. 이들 디스플레이상에 이미지를 나타내기 위해, 디스플레이는 일반적으로 각 픽셀을 구동하기 위해 3개 컬러 구성요소들을 포함하는 이미지 입력 신호를 수신한다.
플라즈마, 전계방출 및 전계발광 디스플레이를 포함한 발광 디스플레이에서, 디스플레이에 의해 발생된 복사에너지량은 디스플레이가 소모하는 전력량과 명백히 상관있다. 즉, 더 많은 전력은 더 많은 복사 에너지에 해당한다. 이 동일한 관계는 광원이 변조되지 않는 LCDs와 같은 투과성 디스플레이에는 있지 않는데, 이는 이들 디스플레이들이 일반적으로 가장 밝은 가능한 이미지를 제공하도록 충분한 광을 발생하고 그런 후 광의 필요한 부분만 사용자에게 전달되도록 이 광을 변조하기 때문이다. 그러나, 광방출이 다양한 영역내 다양한 컬러들에 대해 변할 수 있는 컬러채널에 따라 발광하는 LCD 디스플레이를 만드는 것이 공지되어 있다. 예컨대, 백라이트(backlight)로서 어드레스가능한 별개의 무기 발광다이오드(LEDs)의 어레이를 이용한 LCD 디스플레이를 생산하고 디스플레이 소비전력에 영향을 주기 위해 이들 LEDs의 발광을 변조하는 것이 공지되어 있다. 이 개시에서, 컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이는 발광이 다른 컬러 채널과 무관하게 가변될 수 있는 광원이 갖추어진 발광 디스플레이 및 투과 디스플레이를 포함한다.
이들 컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이는 다른 컬러의 광을 방출하는 다른 발광 재료들을 배열함으로써 생산될 수 있다. 그러나, 몇몇 기술들 위한 이들 재료들, 특히 작은 분자 유기 EL 재료들을 패턴화하는 것은 큰 기판에는 어렵고, 이에 의해 제조비용을 증가시킨다. 큰 기판에 재료증착 문제를 극복하기 위한 한가지 접근은, 예컨대, 풀컬러 디스플레이를 이루기 위해 각 서브픽셀에 하나 이상의 컬러 필터들과 함께 백색광 이미터를 형성하도록 설정된 단일 발광재료를 이용하는 것이다. 이런 디스플레이는 발명의 명칭이 “Stacked OLED Display Having Improved Efficiency”인 콕(Cok)의 미국특허 No. 6,987,355에 개시되어 있다. 백색광 이미터는 각 서브픽셀에 무관하게 변조되기 때문에, 이 디스플레이 구성은 컬러채널에 따라 발광한다.
가장 통상적으로 이용될 수 있는 발광 디스플레이는 3개 컬러의 서브픽셀들을 이용하는 것이나, 3이상 컬러의 서브픽셀들을 이용하는 것이 또한 공지되어 있다. 예컨대, 백색광 방출소자는, 가령, 발명의 명칭이 "Color OLED Display with Improved Power Efficiency"인 콕 등(Cok et al.)의 미국특허 No. 6,919,681에 개시된 바와 같이, 4번째 서브픽셀을 제공하기 위한 컬러 필터를 포함하지 않는 EL 디스플레이에 포함될 수 있다. 발명의 명칭이 "Color OLED display with improved power efficiency"인 밀러 등(Miller et al.)의 미국 특허출원 공개공보 No. 2004/0113875는 디바이스의 효율을 향상시키기 위해 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀을 형성하도록 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터를 갖는 비패턴화 백색 이미터와 필터되지 않은 백색 서브필터를 이용한 EL 디스플레이 디자인을 개시하고 있다. 유사한 기술들도 또한 다른 디스플레이 기술들에 대해 거론되어 있다.
그러나, 대부분의 디스플레이 시스템은 적색, 녹색 및 청색 컬러 구성요소들을 갖는 이미지 입력 신호를 제공하기 때문에, 이는 일반적으로 EL 서브픽셀의 4 이상의 컬러를 갖는 디스플레이를 구동하기 위해 들어온 이미지 입력 신호를 3개 컬러 구성요소들로부터 매우 많은 구성요소들로 변환하는 종래 방법을 이용할 필요가 있다. 예컨대, 발명의 명칭이 "Color OLED Display With Improved Power Efficiency"인 밀러 등의 미국특허 No. 7,230,594는 이미지 입력 신호의 변환을 수행하기 위한 이러한 한가지 방법의 논의 함께 적색, 녹색, 청색 및 백색 발광소자들을 포함한 4개 발광소자들을 갖는 OLED 디스플레이를 기술하고 있다. 밀러 등은 발광 OLED 디스플레이에서 4번째 발광소자는 적색, 녹색, 또는 청색 발광소자보다 더 큰 전력효율을 가질 경우, 3개의 적색, 녹색, 및 청색 발광소자의 조합 대신 4번째 발광소자에 의해 광이 발생될 때 광이 더 효율적으로 발생될 수 있다고 개시한다. 이처럼, 백색 서브픽셀과는 대조적으로 적색, 녹색, 및 청색 발광소자에 의해 발생된 광의 비율을 제어함으로써 디스플레이의 소비전력을 제어할 수 있다.
발명의 명칭이 ""Color OLED Display Having Improved Performance인 밀러 등의 미국특허 No. 7,397,485는 디스플레이의 소비전력을 더 줄이기 위해 컨트롤 신호에 의해 나타난 소정 조건하에서 디스플레이 이미지의 포화를 줄이고 그런 후 디스플레이 휘도의 추가 비율을 제공하기 위해 백색 서브픽셀을 사용함으로써 디스플레이의 소비전력이 더 줄어들 수 있는 발광 OLED 디스플레이를 더 기술하고 있다.
발광 디스플레이에서 전력 절감은 또한 디스플레이의 휘도 레벨을 줄임으로써 달성될 수 있다. 예컨대, 발명의 명칭이 "Method And Apparatus For Screen Power Saving"인 레인하르트(Reinhardt)의 미국특허 No. 5,598,565는 디스플레이의 소비전력을 줄이기 위해 디스플레이 상에 발광 픽셀들의 서브세트로의 전력을 줄이는 것을 거론하고 있다. 이 특허는 근처에 있는 과업에 중요하지 않은 픽셀들을 결정하고 이들 픽셀들로의 전력을 줄이는 것을 거론하고 있으며, 픽셀의 휘도와 이 부분의 디스플레이의 시계(視界)를 줄이나 사용자에 덜 중요한 것으로 여겨지는 픽셀들에 대해서만 그러하게 한다. 유사한 결과를 달성하기 위한 방법은 발명의 명칭이 "Software-Directed, Energy-Aware Control Of Display"인 랑가나탄 등(Ranganathan et al.)의 미국특허 No. 6,801,811에 또한 언급되어 있다.
마찬가지로, 다른 조건 하에서 발광 디스플레이의 전력을 줄이는 것이 공지되어 있다. 예컨대, 1982년 7월 6일자로 간행된 발명의 명칭이 "Video Circuit with screen-burn-in protection"인 아스무스 등(Asmus et al.)의 미국특허 No. 4,338,623는 이미지가 적어도 기설정된 시간 주기동안 고정일 경우 디스플레이된 이미지의 밝기를 줄이는 정적 이미지를 검출하기 위한 회로를 포함하는 CRT 디스플레이를 개시하고 있다. 이 방법은 이미지 정지 인공물을 줄이는 목적으로 개시되어 있으나, 디스플레이가 시간 주기 후에 업데이트되지 않을 경우의 조건하에서 디스플레의 전력을 줄인다.
구동방법을 통해 발광 디스플레이의 전력을 줄이기 위한 방법으로, 디스플레이의 컬러 포화 또는 휘도를 줄임으로써 결과적으로 발생한 이미지들의 이미지 품질이 줄어든다. 상당히 디스플레이의 휘도를 줄임으로써 디스플레이 상에 문자와 같은 상세한 정보를 보는 사용자의 능력을 줄이는 디스플레이 콘트라스트가 줄어든다. 모든 컬러 채널들의 포화를 줄임으로써 색바랜 이미지를 만들어 이미지 품질이 저하될 수 있다.
상당히 이미지 품질을 줄이지 않고도 EL 디스플레이의 소비전력을 줄일 필요가 있다. 또한, 높은 주변 조명 조건과 같은 소정 환경하에서는 디스플레이의 휘도를 높이는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면,
(a) 3개 컬러성분을 각각 갖는 복수의 입력 픽셀신호를 포함하는 이미지 입력신호를 수신하는 단계와,
(b) 절감 컬러성분을 선택하는 단계와,
(c) 입력 픽셀신호와 선택된 절감 컬러성분 간에 거리 계측에 따라 각 입력 픽셀신호에 대한 절감계수를 계산하는 단계와,
(d) 각 픽셀신호의 각 컬러성분에 대한 각각의 포화조절계수를 선택하는 단계와,
(e) 이미지 입력신호의 휘도 및 컬러 포화를 각각 조절하기 위해 절감계수 및 포화조절계수를 이용해 이미지 입력신호로부터 4컬러성분들을 갖는 이미지 출력신호를 발생하는 단계와,
(f) 컬러채널에 따라 발광하는 4채널 디스플레이 디바이스를 제공하는 단계와,
(g) 디스플레이 디바이스가 이미지 출력신호에 따른 이미지를 나타내도록 디스플레이 디바이스에 이미지 출력신호를 적용하는 단계를 포함하는 컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법이 제공된다.
본 발명의 내용에 포함됨.
도 1은 본 발명의 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 방법을 실행하는데 유용한 발광 디스플레이 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 방법을 실행하는데 유용한 4채널 발광 유기발광다이오드 디스플레이의 횡단면도이다.
도 4는 서브픽셀들의 색도 좌표와 표준 sRGB 컬러 구성요소들의 색도 좌표를 도시한 CIE 1931 x,y 색도 도표이다.
도 5는 이미지 입력 신호가 일련의 비디오 프레임일 경우 사용을 위한 본 발명의 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 유용한 컨트롤러의 블록도이다.
디스플레이의 소비전력을 줄이기 위한 컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이 상에 이미지를 나타내기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 도 1에 도시된 단계들을 포함한다. 도시된 바와 같이 이미지 입력 신호가 수신된다(2). 이 이미지 입력 신호는 복수의 입력 픽셀신호들을 포함하고, 각 입력 픽셀신호는 3개의 컬러 구성요소를 갖는다. 절감을 위해 절감 컬러성분이 선택된다(4). 입력 픽셀신호와 선택된 절감 컬러성분 간에 거리계측에 따라 각 입력 픽셀신호에 대한 절감 계수가 계산된다(6). 각 픽셀신호의 각 컬러 구성요소에 대한 각각의 포화 조절계수가 선택된다(8). 이미지 입력 신호의 휘도 및 컬러 포화를 각각 조절하기 위해 절감 계수와 포화조절 계수를 이용해 이미지 입력신호로부터 4개 컬러 구성요소를 갖는 이미지 출력신호가 생성된다(10). 4채널 발광 디스플레이 디바이스가 제공된다(12). 디스플레이 디바이스가 이미지 출력신호에 해당하는 이미지를 나타내도록 디스플레이 디바이스에 이미지 출력신호가 제공된다(14). 몇몇 실시예에서, 선택된 절감 컬러성분은 디스플레이의 인지된 이미지 품질을 상당히 저하시키지 않고도 절감된 전력을 제공하기 위해 휘도의 감소가 덜 보이도록 청색 구성요소를 포함한 저휘도 컬러 구성요소이다.
도 1은 휘도 그레인을 선택하고(16) 선택된 휘도 그레인을 또한 이용해 이미지 입력 신호의 휘도를 조절하는 이미지 출력신호를 생성하는(10) 2가지 추가 단계를 도시한 것이다. 이들 2가지 추가 단계들이 더해질 경우, 상기 방법은 휘도가 증가된 발광 디스플레이를 제공할 수 있다. 이 휘도의 증가는 전계발광 디스플레이에서 전압을 변경하는 것과 같은 방법에 의해 디스플레이의 휘도 범위를 조절하지 않고도 달성될 수 있다.
본 발명의 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 디스플레이 시스템에 이용될 수 있다. 이런 디스플레이 시스템의 실시예에서, 컨트롤러(28)는 이미지 입력 신호(30)를 수신하고(도 1의 단계 2), 상기 이미지 입력신호를 처리해 이미지 출력신호(32)를 생성한다(도 1에서 단계 10). 그 후, 이미지 출력신호(32)는 디스플레이 디바이스(22)에 보내져(도 1에서 단계 14) 4채널 발광 디스플레이 디바이스일 수 있는 디스플레이 디바이스(22)의 픽셀들(26)내 적색(24R), 녹색(24G), 청색(24B), 및 백색(24W) 서브픽셀들을 구동한다.
본 발명을 더 설명하고 본 발명의 장점을 예시하기 위해 본 발명의 방법의 상세한 실시예가 제공된다. 본 발명의 방법에서, 4채널 발광 디스플레이가 제공된다(12). 이 디스플레이는 4개의 다른 컬러 서브픽셀들을 포함하는 서브픽셀 어레이를 갖는 임의의 디스플레이일 수 있고, 상기 디스플레이는 변조된 신호 ,일반적으로 전압 또는 전류 신호에 응답해 광을 방출한다. 예컨대, 이 디스플레이는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀들을 갖고, 각 픽셀을 지나는 전류에 비례해 광을 발생하는 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 전계발광 디스플레이일 수 있다. 이들 서브픽셀들은 백색광을 방출하는 유기재료의 단일 면과 서브픽셀들이 적색, 녹색, 청색 및 백색광을 발생하게 허용하는 적색, 녹색, 청색 및 투명 컬러 필터의 어레이로부터 형성될 수 있다. 이런 디스플레이의 횡단면이 도 3에 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이는 기판(50)상에 형성된다. 각 서브픽셀에 전류를 제공하기 위한 액티브 매트릭스 회로를 포함한 액티브 매트릭스층(52)이 이 기판(50)상에 형성된다. 패턴화된 컬러 필터(54, 56, 58 및 선택적으로 60) 어레이가 형성된다. 기판(50)과 발광층(68) 사이에 컬러 필터(54, 56, 58 및 60)가 형성될 수 있다. 이들 컬러 필터는 적색(54), 녹색(56), 및 청색(58) 컬러 필터 재료를 포함한다. 이는 또한 평탄화를 제공하기 위해 백색 서브픽셀 위에 투명한 중성 색깔이거나 약간 색깔이 있는 필터(60)를 포함할 수 있다. 컬러 필터(60)는 착색 또는 염색 필터 재료라기 보다는 유기 평탄화 재료일 수 있거나 생략될 수 있다. 제 1 전극 어레이(62)가 컬러 필터 위에 형성되고, 공도를 통해 액티브 매트릭스층(52)에 연결된다. 픽셀 선명도 소자(64)가 전극들(62)사이에 부분적으로 겹쳐져 형성된다. 이들 전극들(62) 위에, 일반적으로 홀수송층(66), 발광층(68), 및 전자수송층(70)을 포함한 유기재료의 연속면이 형성된다. 해당기술분야에 공지된 바와 같이 홀 및 주입층을 포함한 다른 층들도 또한 제공될 수 있다. 그런 후, 제 2 전극층(72)이 형성되고 최종적으로 상기 제 2 전극층(72) 위에 캡슐화층(72)이 형성된다. 이런 디바이스 구조에서, 전극(62)의 세그먼트와 제 2 전극 사이에 전기장이 제공되고, 전류가 광을 발생하는 이들 전극들 사이의 OLED 재료를 통해 흐른다. 이 광은 실질적으로 벡터(76)에 평행하게 지향되고 이 광의 소정 스펙트럼 성분들이 컬러 필터(54, 56, 58 및 선택적으로 60)를 지나 소정 컬러의 광을 발생한다. 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들(24R, 24G, 24B)에서, 발생된 광의 원치않는 스펙트럼 성분들은 컬러 필터(54, 56, 58)에 의해 흡수되어, 복사를 줄이고 이에 따라 협대역 적색(54), 녹색(56), 및 청색(58) 컬러 필터를 통해 방출된 광의 휘도 효율을 줄인다.
이들 서브픽셀들 각각은 복사 및 휘도 효율을 갖는다. 이 예에서, 적색, 녹색, 및 청색 발광소자에 의해 발생된 광이 필터되고, 백색광을 발생하기 위한 서브픽셀들의 복사 및 휘도 효율 모두는 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들의 복사 및 휘도 효율보다 더 높은데, 이는 이들 서브픽셀들이 동일한 발광재료를 이용하나 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀의 효율이 컬러 필터들에 의해 줄어들기 때문이다. 추가로, 이들 서브픽셀들 각각은 예컨대, CIE 1931 x,y 색도 좌표 및 피크 휘도를 이용해 정량화될 수 있는 컬러의 광을 발생하며, 이는 디스플레이 시스템이 각 서브픽셀에 제공할 수 있는 최대 전류로 나타내 진다. 마지막으로, 디스플레이는 입력 중간색이 디스플레이상에 제공되는 컬러로 정의된 백색점을 갖는다. 이 예에서, 디스플레이의 백색점은 색도 좌표(0.3127, 0.3290)를 갖는 D65인 것으로 추정된다. 디스플레이는 또한 3개의 범위지정 채널(예컨대, R, G, B)만 이용한 백색점 색도 좌표에서 재생가능한 최대 휘도로서 정의된 디스플레이 백색점 휘도를 갖는다. 본 발명의 디스플레이에서 각 서브픽셀에 대한 휘도 효율과 CIE 1931 색도 좌표 및 피크 휘도값이 표 1에 제공되어 있다. 이 예에서, 각 서브픽셀은 동일한 피크 전류를 수신할 수 있고 이에 따라 각 서브픽셀에 대한 피크 효율은 서브픽셀의 휘도 효율에 직접 비례하는 것을 알 수 있다.
서브픽셀
컬러 		휘도 효율
( cd /A) 		x y 피크 휘도
( cd /m 2 ) 		최대 패널 강도
적색 4.6 0.670 0.330 139.7 1.0
녹색 10.6 0.210 0.710 321.7 1.0
청색 1.28 0.150 0.060 38.6 1.0
백색 32.00 0.313 0.329 1000.0 3.0
도 4를 참조하면, 컬러 디스플레이의 디스플레이 범위(88)는 적색(24R), 녹색(24G), 및 청색(24B)의 색도 좌표(80,82,84) 각각에 의해 정의된다. 따라서, 이들 서브픽셀들을 범위지정 서브픽셀들이라 한다. 백색 서브픽셀(24W)의 색도좌표(86)는 범위지정 서브픽셀들에 의해 발생된 디스플레이 범위(88)내에 있다. 따라서, 4채널 디스플레이 디바이스는 3개 범위지정 채널들(예컨대, 적색, 녹색, 및 청색)과 상기 3개 범위지정 채널들에 의해 형성된 디스플레이 범위(88)내에 위치된 하나의 추가 채널(예컨대, 백색)을 가지며, 상기 추가 채널은 3개 범위지정 채널의 각각의 휘도 효율의 최대치보다 더 높은 휘도효율을 갖는다.
이미지 입력신호(30)는 복수의 픽셀신호들을 포함하는 컨트롤러로의 임의의 신호 입력일 수 있고, 각 입력 픽셀신호는 3개 컬러 구성요소를 갖는다. 일반적으로, 이 입력 이미지 신호는 디지털 신호이나 아날로그 신호일 수 있다. 이미지 입력신호(30)는 개개의 이미지를 디스플레이하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 이미지 입력신호(30)는 대안으로 비디오 이미지로부터 일련의 프레임들을 디스플레이하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 이미지 입력신호(30)에서 픽셀 신호들은 다른 공간 위치들을 나타낼 수 있으며, 상기 위치들은 디스플레이 디바이스(22)상에 다른 픽셀들(26)에 해당한다. 이미지 입력신호(30)에서 픽셀 신호들은 적색, 녹색, 및 청색 코드 값들을 포함할 수 있다. 이미지 입력 신호(30)는 임의의 개수의 표준 또는 다른 메트릭스로 부호화될 수 있다. 예컨대, 이미지 입력 신호(30)는 sRGB 표준에 따라 부호화될 수 있고, sRGB 이미지 신호로서 이미지 입력신호를 제공한다. 표 2는 몇몇 예시적인 컬러의 리스트와 이들 컬러를 나타내기 위한 sRGB 코드값들을 제공한다. 이 데이터는 이 특별한 실시예의 처리 단계를 설명하는데 이용된다.
컬러 적색 코드값 녹색 코드값 청색 코드값
적색 255 0 0
녹색 0 255 0
청색 0 0 255
백색 255 255 255
흐릿한 황색 125 125 0
흐릿한 청록색 0 125 125
흐릿한 심홍색 125 0 125
이미지 입력신호(30)를 수신(4)하는 동안, 이미지 입력신호는 각 컬러 서브픽셀의 강도에 해당하는 패널 강도 값들로 변환될 수 있다. 패널 강도 값은 1의 패널 강도 값을 적색, 녹색, 및 청색 서브픽셀로부터 형성될 때 최대 휘도로 디스플레이의 백색점과 같은 색도 좌표의 컬러를 발생하는데 사용될 수 있는 각 서브픽셀로부터의 피크 휘도의 비율을 말하는 것으로 정의된다. 각 서브픽셀은 다른 휘도를 발생하기 때문에, 패널 강도값은 적색, 녹색, 또는 청색 서브픽셀들 중 하나에 대해 1이 되나, 다른 모든 서브픽셀들에 대해서는 1보다 더 클 수 있다. 표 1은 또한 이 예의 디스플레이를 위한 최대 패널 강도 값을 나타낸다.
이미지 입력신호를 패널 강도 값으로의 변환은 해당기술분야에 잘 알려진 표준 조작이며 일반적으로 2 단계를 포함한다. 첫째, 픽셀 신호가 비선형 톤스케일의 입력 컬러 공간(예컨대, sRGB에 대해 2.2의 감마)으로부터 디스플레이 디바이스(22)의 휘도 출력과 선형인 컬러 공간으로 변환되는 톤스케일(tonescale) 조작이 수행된다. 둘째, 입력 컬러 공간(예컨대, sRGB)로부터의 이미지 입력신호의 컬러들을 디스플레이 디바이스(22)의 원색 컬러들(예컨대, 범위지정 서브픽셀의 컬러들)로 회전시키는 매트릭스 조작이 수행된다.
도 4를 참조하면, 각 입력 컬러 공간은 대응하는 입력 범위(98)를 갖는다. 예컨대, sRGB(ITU-T Rec. 709) 입력 범위가 적색(90), 녹색(92), 및 청색(94)으로 도시된 입력 컬러의 색도 좌표를 갖는다. 이 예에서, 입력 청색(94)의 색도 좌표가 청색 서브픽셀(84)의 색도 좌표와 같으나, 이들은 다를 수 있다. 입력 범위(98)는 대부분의 컬러들에 대해 디스플레이 범위(88)내에 있을 수 있다. 일실시예에서, 이는 이미지 입력신호의 적색 및 녹색 컬러성분의 색도 좌표(90, 92)가 적색 및 녹색 서브픽셀의 색도 좌표(82,84) 부근에 있도록 이미지 입력신호의 컬러 범위를 확장하는데 유용하다. 이는, 예컨대, 출력 범위(96)를 발생하기 위해 이미지 입력신호(30)에 있는 3개 컬러성분들에 하기의 매트릭스를 적용함으로써 달성될 수 있다.
Figure 112011076687921-pct00001
이들 계산은 0보다 약간 작고 1보다 더 큰 값을 제공할 수 있음에 주목하라. 이들 값은 종종 컨트롤러내에서 더 용이한 실행을 가능하게 하기 위해 범위 [0,1]로 잘려진다. 이 실시예에서, 이미지 입력신호는 sRGB 범위로 정의된 입력 범위(98)를 가지며, 출력 이미지신호는 출력 범위(96)를 갖고, 입력 범위(98)는 출력 범위(96)의 서브세트이다.
이미지 입력신호를 패널 강도 값으로 변환함으로써, 이 방법의 일부로서 수행되는 패널 강도 값의 임의의 조작이 서브픽셀(24R,24G,24B,24W)의 출력 휘도에서 변화를 야기한다. 예컨대, 2의 계수만큼 주어진 패널 강도 값을 낮추는 것은 2의 계수만큼 해당 서브픽셀의 휘도 출력을 줄이게 된다. 표 3은 확장된 컬러 범위에 따른 표 2에 제공된 코드 값들에 해당하는 패널 강도 값들을 제공한다.
컬러 적색 강도 녹색 강도 청색 강도
적색 0.860 0 0.009
녹색 0.148 1.000 0
청색 0 0 1.000
백색 1.000 1.000 1.000
흐릿한 황색 0.209 0.212 0
흐릿한 청록색 0.027 0.211 0.203
흐릿한 심홍색 0.175 0 0.212
그런 후, 절감 컬러성분이 선택된다(6). 일반적으로 휘도가 낮은 컬러성분의 휘도를 줄이는 것은 디스플레이된 이미지의 인지된 품질에 거의 영향을 주지 않는 것이 관찰되었다. 예컨대, 청색 컬러성분의 휘도를 줄이는 것은 디스플레이된 이미지의 인지된 품질에 거의 영향을 주지 않는다. 따라서, 이 예에서, 청색 컬러성분이 선택되고 이에 따라 선택된 컬러성분은 청색 컬러성분이다.
이미지 입력신호와 선택된 절감 컬러신호 사이의 거리 계측에 따라 각 픽셀에 대한 이미지 입력 신호에 대해 절감 계수가 계산된다(8). 이 계수를 계산하기(8) 위해, 나머지 컬러성분들(예컨대, 이 예에서 적색 및 녹색)에 대한 패널 강도 값들의 가중 평균이 각 픽셀에 대해 계산될 수 있다. 이 값은 이 예에서 wmean(R,G)으로 표시된다. 그런 후, 이 예에서, 선택된 패널 강도값(B)은 각 픽셀에 대해 wmean(R,G)과 비교된다. B가 wmean(R,G) 미만이면, 감소 계수(Br)는 1의 값으로 할당된다. 그렇지 않으면, 이는 하기의 식을 이용해 계산될 수 있다.
Br= 1 - (1-LB)B + (1-LB)wmean(R,G)
LB는 0에서 1에 이를 수 있는 청색 한계치이며, 1은 최대 청색 강도값이 적용될 수 있음을 나타낸다. 0.5의 청색 한계치의 사용은 B와 wmean(R,G) 사이의 차가 1인 경우 절반만큼 청색 강도값을 줄이고 더 작은 거리를 갖는 픽셀들에 대해 절반 미만 만큼 청색 패널 강도 값을 줄인다. 예를 위해, 적색 패널 강도값의 3배 더하기 녹색 패널 강도 값의 1배 나누기 4로 가중 평균이 계산된다. 가중 평균은 흐릿한 심홍색 컬러들이 청록색 컬러들보다 휘도가 더 줄어들게 허용한다. 가중 평균이 이 예에서 언급되었으나, 나머지 컬러성분들에 대한 최소, 최대, 또는 간단한 평균을 포함한 다른 양들이 대안으로 사용될 수 있다. 표 4는 이 실시예에 따른 계산시 표 3의 각각의 컬러들에 대해 계산된 8개 절감 계수들을 나타낸 것이다. 차후 단계들에 도시된 바와 같이, 이들 절감 계수들은 상당한 색 변이를 방지하기 위해 적용 계수 단계(12)동안 모든 패널 강도들에 동일하게 적용된다.
컬러 절감 계수
적색 1.000
녹색 1.000
청색 0.500
백색 1.000
흐릿한 황색 1.000
흐릿한 청록색 0.816
흐릿한 심홍색 0.872
그런 후, 포화조절계수가 선택될 수 있다(10). 이들 포화조절계수는 이미지 입력신호(30)에서 3개 컬러성분들 중 하나 이상의 포화를 조절하는데 사용될 수 있다. 각각의 포화조절계수는 각 컬러성분에 대해 선택될 수 있다.
포화조절계수는 이미지 입력신호들에서 3개 컬러성분들 중 하나 이상의 색도 좌표들을 디스플레이의 컬러 범위(86) 내의 값으로 맵핑하게 한다. 이는 하나 이상의 원색들의 범위를 줄이기 위해 상기 나타낸 하나와 같은 매트릭스를 적용하기 전후에 수행될 수 있다. 포화조절계수의 매트릭스(dsmat)는 하기의 식을 이용해 계산될 수 있다.
Figure 112011076687921-pct00002
여기서, Rv, Gv, Bv는 적색, 녹색, 및 청색 컬러성분 각각에 대한 포화조절계수이고, RL, GL, BL는 디스플레이의 백색점(휘도 및 색도)을 형성하는데 필요한 적색, 녹색, 및 청색 컬러성분 각각의 휘도 값들의 비율이다.
예컨대, 하기의 매트릭스는 포화의 70%가 남아 있는 것을 나타내는 0.7의 적색 및 녹색에 대한 포화조절계수와 변화가 전혀 없는 것을 나타내는 1.0의 청색에 대한 절감 계수로 이용될 수 있다.
Figure 112011076687921-pct00003
그런 후, 이미지 입력신호의 휘도 및 컬러 포화를 각각 조절하기 위해 4개 컬러성분을 갖는 이미지 출력신호가 절감 계수와 포화조절계수를 이용한 이미지 입력신호로부터 발생된다. 이 단계 동안, 표 3에 도시된 패널 강도 값들은 표 4로부터 각각의 절감 계수들에 곱해진다. 그 후, 각각의 포화조절계수 선택단계 동안 제공된 매트릭스가 최종 발생 값에 적용되다. 이는 표 5에 도시된 절감된 패널 강도값을 발생한다.
컬러 절감된 적색 강도 절감된 녹색 강도 절감된 청색 강도
적색 0.682 0.073 0.009
녹색 0.309 0.905 0.038
청색 0.012 0.012 0.500
백색 1.000 1.000 1.000
흐릿한 황색 0.204 0.207 0.000
흐릿한 청록색 0.065 0.194 0.166
흐릿한 심홍색 0.141 0.019 0.1845
그런 후, 3개 컬러성분들에 대한 절감된 패널 강도 값들이 4개 컬러성분들로 변환된다. 이 예에서, 이는 각 컬러에 대한 적색, 녹색, 및 청색의 절감된 패널 강도 값들의 최소치를 결정하고, 4번째 컬러성분에 이 최소값을 할당하며, 이미지 출력신호의 4개 컬러성분들 중 나머지 3개를 결정하기 위해 각각의 3개의 절감된 패널 강도 값들로부터 이 값을 뺌으로써 수행될 수 있다. 이 방법을 통해, 4 컬러성분 이미지 출력신호가 발생된다. 이들 값들은 4개 컬러성분들 각각에 대해 표 6에 나타나 있다.
컬러 적색컬러성분 녹색컬러성분 청색컬러성분 백색컬러성분
적색 0.674 0.065 0.000 0.009
녹색 0.309 0.905 0.000 0.000
청색 0.000 0.000 0.488 0.012
백색 0.000 0.000 0.000 1.000
흐릿한 황색 0.205 0.207 0.000 0.000
흐릿한 청록색 0.000 0.129 0.101 0.065
흐릿한 심홍색 0.122 0.000 0.166 0.019
그런 후, 이 4 컬러성분 이미지 출력신호가 디스플레이를 구동하기 위해(디스플레이 구동단계 18) 디스플레이 디바이스에 보내져, 디바이스가 이미지 출력신호에 해당하는 신호를 나타내게 한다. 몇몇 실시예에서, 이 단계는 디스플레이 디바이스(22)의 각 서브픽셀(24R,24G,24B,24W)에 제공된 전류 또는 전압신호를 발생하도록 비선형표를 통한 맵핑을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
적용 단계 6 내지 10이 없고 종래 기술에 공지된 바와 같이 단계 12 동안 절감 계수를 적용하지 않은 동일한 디스플레이에 비해 적용 단계 6 내지 10을 포함한 본 실시예의 적용시 이 디스플레이의 소비전력 간에 비교가 이루어질 수 있다. 표 7은 각 컬러의 각 디스플레이에 대한 전류를 나타낸 것이다. 이 표에 도시된 바와 같이, 본 발명의 디스플레이를 구동하는데 필요한 전류는 종래 기술의 디스플레이를 구동하는데 필요한 전류보다 더 낮고 이에 따라 더 낮은 전력을 제공한다. 그러나, 휘도는 컬러 포화의 함수로서 몇몇 컬러성분들에 필요하고 다른 컬러성분들에 포화가 감소되기 때문에, 포화에 무관하게 휘도가 모든 컬러성분들에 감소되거나 포화가 모든 컬러성분들에 대해 감소되는 종래 기술의 예에 비해 디스플레이 이미지 품질이 향상된다.
컬러 본 발명의 전류 (A) 종래 기술의 전류 (A)
적색 22.68 26.67
녹색 36.86 34.84
청색 15.09 30.16
백색 31.25 31.25
흐릿한 황색 12.49 12.77
흐릿한 청록색 8.99 11.75
흐릿한 심홍색 9.30 11.68
몇몇 적용에서, 디스플레이의 피크 휘도를 증가시키는 것이 필요하다. 예컨대, OLED 디스플레이에서, 피크 휘도는 전극들 사이의 벌크 전압을 조절함으로써 조절될 수 있다. 그러나, 이 벌크 전압을 조절할 능력은 이 조절을 용이하게 하기 위해 다른 추가 전기 성분들을 필요로 하고, 더 높은 전압을 제공할 수 있는 성분들을 필요로 한다. 이들 변형들 각각은 디스플레이 시스템의 비용을 증가시키며 따라서 디스플레이의 벌크 전압을 높이지 않고도 휘도 조절을 제공하는 것이 바람직하다.
표 3을 참조로, 적색, 녹색 및 청색 컬러에 대한 패널 강도 값은 1에 매우 가깝다. 디스플레이가 1 보다 큰 패널 강도 값을 만들 수 없기 때문에, 디스플레이에 의해 물리적으로 구현될 수 있는 더 큰 패널 강도 값들을 필요로 하지 않고는 이들 값들을 크게 증가시킬 수 없다. 그러나, 표 6은 1 보다 작은 적색, 녹색, 및 청색 컬러성분들에 대한 패널 강도 값을 나타내고 있다. 또한, 백색 컬러성분에 대한 패널 강도 값들은 백색 서브픽셀(24W)에 대한 최대 패널 강도 값보다 상당히 작다. 따라서, 디스플레이의 능력을 초과하지 않고 이들 값들을 높일 수 있다. 그러므로, 도 1을 다시 참조하면, 휘도 그레인(14)을 선택하는 최적 단계가 수행될 수 있고, 휘도 그레인은 이미지 입력신호 또는 중간 강도 값에 적용될 수 있어(16), 4 컬러성분 이미지 출력신호에서의 최종 결과 값들이 각 채널에 대한 해당하는 최대 패널 강도 값들과 같거나 단지 약간 아래에 있게 된다. 이미지 출력 신호는 이미지 입력신호의 휘도를 조절하기 위해 선택된 휘도 이득을 이용해 제공될 수 있다. 이 방법을 이용함으로써, 더 큰 휘도를 갖는 4개 컬러성분들을 갖는 이미지 입력신호가 제공될 수 있다.
이 방법은 이미지 입력신호가 개개의 이미지를 제공하거나 이미지 입력신호가 비디오 신호를 제공할 때 적용될 수 있다. 도 5는 이미지 입력신호가 비디오인 경우 사용을 위한 방법의 변형된 형태를 도시한 것이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 초기 휘도 이득은 100으로 설정된다. 비디오에 있는 프레임을 위해 이미지 입력신호가 수신된다(102). 그런 후, 이미지 입력신호는 패널 강도 값으로 변환되고(104), 패널 강도 값에 휘도 이득이 적용된다(106). 그리고 나서, 상술한 바와 같이 절감 컬러성분이 선택된다(108). 전처럼, 각 픽셀에 대한 패널 강도 값으로 나타낸 각 입력 픽셀신호에 대해 채널 절감 계수가 계산된다(110). 그 후 각 컬러성분에 대해 포화 조절계수가 선택된다(112). 이 실시예에서, 포화조절계수는 적어도 비디오의 프레임에 대한 전체포화계수이고, 각 픽셀 신호의 각 컬러성분에 대한 포화조절계수는 전체포화계수와 같다. 그런 후, 채널 절감계수와 포화조절계수가 적용된다(114). 이미지 입력신호의 프레임에 있는 각 픽셀에 대해 각 입력 픽셀신호내 최종 발생한 3개 컬러성분들은 4개 컬러성분들을 갖는 이미지 출력신호를 발생하도록(116) 변환된다. 각 서브픽셀에 대한 최대 패널 강도 값보다 더 큰 최종 발생한 컬러성분 값들의 수가 계산되고 이들 값들은 최대 가능한 값들로 클립핑된다(118). 이미지 출력신호가 4채널 발광 디스플레이 디바이스에 제공되어(120) 디스플레이가 비디오에 있는 프레임에 대한 이미지 출력신호에 해당하는 이미지를 나타내게 한다. 컬러성분 값들의 수가 임계치보다 더 큰 것을 결정되면(122), 휘도 이득을 줄이는 것이 필요한 것으로 결정된다. 마지막 프레임이 디스플레이되었기 때문에 장면 변화가 발생했는지(124)를 결정하기 위해 계산들, 예컨대, 평균 강도 값의 계산과 이전 프레임에 대한 평균 강도 값과의 비교가 수행된다. 장면 변화가 발생한 경우, 프레임내 값들을 클리핑하지 않고도 적용될 수 있는 최대 휘도 이득을 계산함으로써 큰 휘도 이득 감소를 이용해 휘도 이득 값이 계산된다(126). 장면 변화가 발생하지 않으면, 휘도 이득이 단지 2% 정도 줄어들게 하는 작은 이득 감소를 이용해 휘도 이득이 계산되어(128), 디스플레이의 휘도에 있어 순간적 변화가 보이지 않게 된다. 단계 122로 돌아가서, 너무 많은 컬러성분 값들이 클리핑되지 않으면, 제 2 임계치보다 더 큰 컬러성분 값들의 계수를 결정하기 위한 검사가 수행된다. 이 수가 제 2 임계치보다 더 크면, 휘도 이득은 불변이고 단계 102 내지 130을 포함한 처리가 비디오의 다음 프레임에 반복된다. 이 수가 제 2 임계치보다 더 작으면, 휘도 이득이 증가된다. 그러나, 휘도 이득을 늘리기 위해, 장면 변화가 발생했는지 여부에 대한 결정(132)이 다시 행해진다. 이것이 있으면, 최대 휘도 이득이 클리핑을 방지하기 위해 결정되도록 큰 이득 증가를 이용해 큰 휘도 이득이 계산된다(134). 132에서 결정된 것처럼 장면 변화가 발생하지 않으면, 작은 이득 증가를 이용해 휘도 이득이 계산된다(136). 다시 한번, 이 작은 이득 증가는 장면에 따른 휘도에서 급격한 변화의 가시성을 막기 위해 수 % 정도로만 제한된다. 단계(102)로 시작된 처리는 다시 이미지 입력신호내에 비디오의 다음 프레임에 대해 다시 반복된다. 이 방법을 통해, 동일한 휘도 이득이 비디오의 각 프레임내의 모든 픽셀신호들에 적용되나, 다른 휘도 이득이 이미지 입력신호내 비디오의 다른 프레임들에 있는 픽셀 신호들에 대해 적용될 수 있다. 장면 컨텐츠에서의 큰 변화를 신뢰할 수 있게 탐지하고 장면 컨텐츠에서 큰 변화가 발생할 때 이득 값의 빠른 변화와 장면 컨텐츠에서 이런 큰 변화가 발생하지 않을 경우 이득 값에서 느린 변화 모두를 이용하는 능력이 이 방법에서 중요하다. 이 이중속도는 휘도 이득 값의 조절을 통해 디스플레이 휘도에서 크지만 나서지 않는 변화를 달성하는데 필요하다.
도 5에 도시된 방법은 선택된 휘도 이득이 이미지 입력신호, 절감계수 및 포화조절계수에 따르게 하는 것에 유의해야 한다. 이는 채널절감계수 및 포화조절계수가 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들로 재발생되는 신호의 일부에 영향을 주기 때문에 달성된다. 즉, 채널절감계수 또는 포화조절계수에서의 감소는 4채널이 발생된(116) 후, 적색, 녹색 또는 청색 채널 내 최대 값을 줄인다. 그러므로, 더 큰 절감 및 포화조절계수가 이용될 때 더 큰 휘도 이득 값들이 달성될 수 있어, 디스플레이의 평균 휘도가 증가되게 한다. 이 선택된 휘도 이득 값은 또한 더 큰 이득이 모든 이미지들에 이용될 수 있기 때문에 컬러들이 크게 포화된 다소 높은 값을 포함하는 이미지 입력신호에 따른다. 선택된 이미지 이득 값에서의 이런 변화는 디스플레이의 벌크 전압을 조절하지 않고도 장면 컨텐츠, 절감 및 포화조절계수의 함수로서 디스플레이의 휘도를 허용하는 것에 유의해야 한다. 따라서, 이 방법은 디스플레이 디바이스에 고정된 벌크 전압을 제공하는 것과 휘도 조절을 위해 제공되는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방법은 하나 이상의 주변 조명, 디스플레이 디바이스의 온도, 또는 디스플레이 디바이스의 평균 전류 중 하나 이상에 응답하는 컨트롤 신호를 제공하기 위한 센서를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 절감계수 또는 포화조절계수는 컨트롤 신호에 또한 따른다. 예컨대, 도 2의 센서(34)는 주변 주명 레벨을 검출하고 컨트롤 신호(36)를 컨트롤러(28)에 제공할 수 있다. 높은 주변조명 조건 하에서, 컨트롤러는 절감 및 포화조절계수를 줄일 수 있고 이에 따라 이들 높은 조명 조건하에서 디스플레이의 휘도를 높이도록 적용되는 더 큰 선택된 휘도 이득을 제공한다. 이와 같이, 본 방법은 주변 조명, 디스플레이 디바이스의 온도, 또는 디스플레이 디바이스의 평균 전류 중 하나 이상에 응답해 컨트롤 신호(36)를 제공하기 위한 센서(34)를 제공하는 단계를 포함하고, 선택된 휘도 이득은 컨트롤 신호(36)에 더 따른다. 마찬가지로, 센서(34)는 높은 디스플레이 온도 또는 높은 평균전류 값을 검출하고 선택된 휘도 이득을 조절하지 않고도 더 작은 절감 및 포화조절계수를 이용해 디스플레이에 필요한 총 전류를 줄이게 할 수 있고 이에 따라 디스플레이로의 평균 전류를 줄이며, 이는 일반적으로 발광 디스플레이의 온도를 줄인다.
다른 실시예에서, 센서(34)는 배터리 수명 신호, 전원 타입의 신호 또는 입력 타입의 신호 중 하나 이상에 응답해 컨트롤 신호(36)를 발생하기 위해 제공될 수 있으며, 절감계수 또는 포화조절계수는 컨트롤 신호에 더 따른다. 이런 실시예에서, 선택된 절감 컬러성분은 청색 컬러성분일 수 있고 적색 및 녹색의 포화조절계수는 1미만일 수 있다. 이런 실시예에서, 본 방법은 배터리 수명이 낮은(예컨대, 베터리가 전원이 낮은) 경우, 또는 제한된 전원 타입(예컨대, 배터리)이 적용될 경우 디스플레이로의 전원을 줄이는데 사용될 수 있다. 추가로, 센서(34)는 특별한 이미지 타입, 예컨대, 이미지와 대조적으로 그래픽 스크린의 존재를 검출하고 이 결과에 따라 컨트롤 신호를 조절할 수 있다.
센서(34)는 이런 컨트롤 신호(36)를 발생하는데 사용될 수 있다. 이미지 입력신호를 이용해 컨트롤 신호를 발생하기 위해 평가 유닛이 또한 이용될 수 있으며, 절감계수 또는 포화조절계수는 컨트롤 신호에 더 따른다. 즉, 컨트롤러(28)는 도 6에 도시된 바와 같은 평가유닛(152), 채널절감계수 계산유닛(154) 및 포화조절계수 선택유닛(156)을 포함한 구성요소들을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 평가유닛(152)은 이미지 입력신호(30)를 수신하고, 이미지 입력신호를 디스플레이하는데 필요한 전류를 평가하고 컨트롤 신호(166)를 발생하며, 상기 컨트롤 신호는 채널절감계수 계산유닛(154) 또는 포화조절계수 선택유닛(156)에 제공된다. 이 컨트롤 신호(166)에 응답해, 채널절감계수 계산유닛(154) 및 포화조절계수 선택유닛(156)은 채널절감계수(168) 및 포화조절계수(170)를 각각 발생한다. 이들 계수들은 계수적용유닛(158)에 의해 적용된다. 선택적 이득선택유닛(160)과 선택적 이득적용유닛(162)이 또한 이미지의 휘도 이득을 선택하고 조절하는데 사용될 수 있다. 그런 후, 최종 발생한 신호는 이미지 출력신호(32)를 발생하기 위해 디스플레이 드라이브 유닛(162)에 제공된다. 이 실시예에서, 평가유닛(152)은 이미지 입력신호를 분석해 디스플레이의 전류를 평가하고 채널절감계수 계산유닛(154) 또는 포화조절계수 선택유닛(156)에 컨트롤 신호(166)를 제공해 나타내지는 이미지에 영향을 줄 수 있다.
일실시예에서, 선택된 절감 컬러성분은 청색 컬러성분이고, 포화조절계수는 1미만이며, 선택된 휘도 이득은 1보다 크다. 선택된 절감컬러성분에 대한 포화조절계수는 절감계수의 이용으로 채널의 포화가 줄어들 필요없이 이 컬러 채널의 최대값에 감소가 허용되기 때문에 바람직하게는 1(1.0)이다.
제공된 실시예들은 이미지 입력신호 내 각 이미지 입력신호 또는 비디오 프레임에 대한 전체포화계수를 이용할 수 있으나, 이는 또한 각 픽셀에 대한 각각의 픽셀 포화계수를 선택하고 별개로 각 픽셀 신호에 대한 포화조절계수를 선택할 수 있다. 예컨대, 포화조절계수는 각각의 픽셀 포화계수와 같도록 선택될 수 있다. 각각의 픽셀포화계수는 이미지 입력신호와 선택된 절감 컬러성분 간의 거리 계측으로서 계산될 수 있다. 예컨대, 가장 작은 값을 갖는 컬러성분들에 대한 패널 강도 값의 가중치 평균이 각 픽셀에 대해 계산될 수 있다.
본 발명의 실시예는 컬러 필터를 갖는 백색 발광층을 갖는 OLED 디스플레이 디바이스의 상세한 논의를 제공하였다. 그러나, 이 방법은 EL 디스플레이, 전계발광 디스플레이, 탄소나노튜브 디스플레이, 또는 적색, 녹색 및 청색 광원들을 별개로 포함한 백라이트를 갖는 액정 디스플레이를 포함한 컬러채널에 따라 발광하는 임의의 4채널 디스플레이에 적용될 수 있다. 이는 액정 디스플레이가 많은 별도로 제어가능한 컬러의 조명원들(예컨대, 적색, 녹색, 및 청색 무기 LEDs 어레이)을 포함하는데 특히 유용하다. 최대 전력 효율 이득을 얻기 위해, 각각의 효율적인 서브픽셀들의 전력이 본 발명의 방법의 결과로 줄어들 수 있도록 발광 디스플레이에 통상적인 바와 같이 개개의 서브픽셀들의 강도를 변조하는 것이 유용한 것이 주목될 수 있다.
광변조기 및 개개의 조절가능한 컬러의 조명원들을 포함하는 액정 디스플레이와 같은 디스플레이에서, 조명원들의 조절가능한 컬러들 각각이 공간상으로 세분되는 것이 바람직하다. 예컨대, 조명원은 개개의 적색, 녹색 및 청색 무기 LEDs 어레이로 나누어질 수 있고, 각 무기 LED는 다수의 서브픽셀들에 조명을 제공한다. 이런 디바이스에서, 각 LED의 조명 및 이에 따른 각 무기 LED로의 전력은 무기 LED에 의해 비추어지는 면적내 가장 높은 휘도 서브픽셀에 필요한 휘도를 제공할 수 있는 레벨로 줄어들 수 있다. 따라서, 이 무기 LED는 일반적으로 각 서브픽셀에 의해 발생된 휘도 레벨이 개별적으로 변조될 수 있는 진정한 발광 디스플레이에 제공되는 만큼 많은 전력 절감을 제공하지 않는다. 이런 디스플레이에서, 본 발명의 방법은 무기 LED에 의해 비추어진 면적내 상대적으로 소수의 서브픽셀들이 이들 높은 휘도 서브픽셀들의 값들을 낮은 값으로 클리핑함으로써 나머지 서브픽셀들보다 더 높은 휘도를 요구할 경우 서브픽셀들에 필요한 휘도를 더 줄이도록 서브픽셀들 간의 공간적 관계를 더 이용할 수 있다.
적색, 녹색, 및 청색과는 다른 컬러의 서브픽셀들이 적용될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 황색 또는 청록색 서브픽셀들과 함께 적색, 녹색, 및 청색 서브픽셀들을 갖는 디스플레이를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 본 발명의 방법은 적색 채널, 녹색 채널, 청색 채널 및 하나의 추가 채널을 포함할 경우 가장 이점이 있으며, 추가 채널은 적색, 녹색, 및 청색 채널의 휘도 효율의 평균보다 상당히 더 큰 휘도 효율을 갖는다. 추가 채널의 최대 휘도 효율이 적색, 녹색, 및 청색 채널의 평균 휘도 효율의 적어도 1.5배인 것이 바람직하다. 이 요건은 광대역 서브픽셀이 컬러 필터들을 갖는 임의의 디바이스에서 달성될 수 있다. 그러나, 패턴화된 서브픽셀들이 컬러필터와 함께 또는 컬러필터 없이 사용되는 디스플레이에도 또한 달성될 수 있다.
2 이미지 입력신호 수신단계
4 절감 컬러성분 선택단계
6 절감계수 계산단계
8 포화조절계수 선택단계
10 이미지 출력신호 발생단계
12 디스플레이 디바이스 제공단계
14 이미지 출력신호 적용단계
16 이득 선택단계
18 디스플레이 구동단계
22 디스플레이 디바이스
24R 적색 서브픽셀
24G 녹색 서브픽셀
24B 청색 서브픽셀
24W 백색 서브픽셀
26 픽셀
28 컨트롤러
30 이미지 입력신호
32 이미지 출력신호
34 센서
36 컨트롤 신호
50 기판
52 액티브 매트릭스층
54 적색 컬러필터
56 녹색 컬러필터
58 청색 컬러필터
60 투명한 중립 색깔 또는 약간 색을 띤 필터
62 전극
64 픽셀 선명도 소자
66 홀수송층
68 발광층
70 전자수송층
72 제 2 전극층
74 캡슐화층
76 벡터
80 적색 서브픽셀의 색도 좌표
82 녹색 서브픽셀의 색도 좌표
84 청색 서브픽셀의 색도 좌표
86 백색 서브픽셀의 색도 좌표
88 디스플레이 범위
90 적색 입력의 색도 좌표
92 녹색 입력의 색도 좌표
94 청색 입력의 색도 좌표
96 출력 범위
98 입력 범위
100 초기 이득 설정단계
102 이미지 입력신호 수신단계
104 이미지 입력신호 변환단계
106 이득 적용단계
108 절감 컬러성분 선택단계
110 채널절감계수 계산단계
112 포화조절계수 선택단계
114 포화조절계수 적용단계
116 이미지 출력신호 발생단계
118 카운트 및 클리핑단계
120 이미지 출력신호 발생단계
122 컬러성분 값의 수 결정단계
124 장면변화가 발생했는지 결정단계
126 더 큰 감소를 갖는 이득 계산단계
128 작은 감소를 갖는 이득 계산단계
132 장면변화가 발생했는지 결정단계
134 더 큰 증가를 갖는 이득 계산단계
136 작은 증가를 갖는 이득 계산단계
152 평가유닛
154 채널절감계수 계산유닛
156 포화조절계수 선택유닛
158 계수적용유닛
160 최적 이득 선택유닛
162 최적 이득 적용유닛
164 디스플레이 드라이브 유닛
166 컨트롤 신호
168 채널절감계수
170 포화조절계수

Claims (19)

  1. (a) 3개 컬러성분을 각각 갖는 복수의 입력 픽셀신호를 포함하는 이미지 입력신호를 수신하는 단계와,
    (b) 휘도 절감을 위한 절감 컬러성분으로 3개의 컬러성분 중 하나를 선택하는 단계와,
    (c) 입력 픽셀신호와 선택된 절감 컬러성분 간에 거리 계측에 따라 각 입력 픽셀신호에 대한 절감계수를 계산하는 단계와,
    (d) 입력 픽셀신호에서 3개의 컬러성분 중 하나 이상의 컬러 포화도를 조절하기 위한 각 픽셀신호의 각 컬러성분에 대한 각각의 포화조절계수를 선택하는 단계와,
    (e) 이미지 입력신호의 휘도 및 컬러 포화도를 각각 조절하기 위해 절감계수 및 포화조절계수를 이용해 이미지 입력신호로부터 4컬러성분들을 갖는 이미지 출력신호를 발생하는 단계와,
    (f) 컬러채널에 따라 발광하는 4채널 디스플레이 디바이스를 제공하는 단계와,
    (g) 디스플레이 디바이스가 이미지 출력신호에 따른 이미지를 나타내도록 디스플레이 디바이스에 이미지 출력신호를 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 거리 계측은 선택된 절감 컬러성분과 입력 픽셀 신호의 나머지 컬러성분의 휘도 차를 포함하는, 컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (h) 휘도 이득을 선택하는 단계와,
    (i) 이미지 입력신호의 휘도를 조절하기 위해 선택된 휘도 이득을 더 이용해 이미지 출력신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    선택된 휘도 이득은 이미지 입력신호, 절감계수 및 포화조절계수에 따르는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    주변 조명, 디스플레이 디바이스의 온도, 디스플레이 디바이스의 평균 전류 중 하나 이상에 응답해 컨트롤 신호를 제공하기 위한 센서를 더 포함하고, 선택된 휘도 이득은 컨트롤 신호에 또한 따르는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    디스플레이 디바이스에 대한 고정된 벌크 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    선택된 절감 컬러성분은 청색 컬러성분이고, 포화조절계수는 1 미만이며, 선택된 휘도 이득은 1보다 큰 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    선택된 절감계수 컬러성분에 대한 포화조절계수는 1인 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    선택된 컬러성분은 청색 컬러성분인 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    이미지 입력신호는 입력 범위이고 출력 이미지 신호는 출력 범위이며, 입력 범위는 출력 범위의 서브세트인 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    각 픽셀 신호에 대한 각각의 픽셀 포화계수를 선택하는 단계를 더 포함하고, 각 픽셀 신호에 대한 모든 포화조절계수는 각 픽셀 포화계수와 같은 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    컨트롤 신호를 제공하기 위해 주변 조명, 디스플레이 디바이스의 온도, 디스플레이 디바이스의 평균 전류 중 하나 이상에 응답해 컨트롤 신호를 제공하기 위한 센서를 더 포함하고, 절감계수 또는 포화조절계수는 컨트롤 신호에 또한 따르는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    이미지 입력신호를 이용해 컨트롤 신호를 제공하기 위한 평가유닛을 더 제공하고, 절감계수 또는 포화조절계수는 컨트롤 신호에 또한 따르는 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    선택된 절감 컬러성분은 청색 컬러성분이고, 포화조절계수는 1 미만인 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    배터리 수명신호, 전원 타입의 신호 또는 입력 타입의 신호 중 하나 이상에 응답해 컨트롤 신호를 제공하기 위한 센서를 제공하는 단계를 더 포함하고, 절감계수 또는 포화조절계수는 컨트롤 신호에 또한 따르며, 선택된 절감 컬러성분은 청색 컬러성분이고 포화조절계수는 1 미만인 디스플레이 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    4채널 디스플레이 디바이스는 3 범위-정의 채널들과 상기 3 범위-정의 채널들에 의해 형성된 디스플레이 범위내에 위치된 하나의 추가채널을 가지며, 상기 추가채널은 3 범위-정의 채널들의 각각의 휘도 효율의 최대보다 더 큰 휘도 효율을 갖는 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    디스플레이 디바이스는 3 범위-정의 원색들에 해당하는 디스플레이 백색점 휘도를 갖고, 추가채널의 최대 휘도는 디스플레이 백색점 휘도보다 더 큰 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이 디바이스는 발광 디스플레이인 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    컬러채널에 따라 발광하는 디스플레이 디바이스는 별개로 적색, 녹색, 및 청색 광원들을 포함하는 백라이트를 갖는 액정 디스플레이인 디바이스상에 이미지를 나타내는 방법.
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