KR101642220B1

KR101642220B1 - 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101642220B1
Application number: KR1020150031760A
Authority: KR
Inventors: 송민석; 박민영
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-08-01

Abstract

비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법 및 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법은 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 단계, 상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산하는 단계, 상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산하는 단계, 상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법 및 시스템{Method and System for Saving Power in Video Playback on OLED Displays by Acceptable Changes to Perceived Brightness}

본 발명은 유기발광 다이오드(OLED: Organic Light-Emitting Display) 디스플레이 장치에서 알파 값의 조정으로 화면의 밝기를 보정하여 보다 합리적인 전력소모를 유도 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 모바일 단말기에 유기발광 다이오드가 도입되면서 OLED에서의 전력 소비량을 줄이는 연구가 많이 진행되고 있다. LCD 디스플레이와는 다르게 유기 발광 다이오드는 각 픽셀마다 색상을 표현할 수 있고, 각 픽셀의 색상강도가 강해질수록(흰색에 가까울수록 색상강도가 강해지며 반대로 검정색에 가까울수록 색상강도는 작아진다.) 전력 소모량이 많아지는 특징을 고려한 연구들이 진행 중이다. 그 중에서 색상을 변환하는 기법이 제안되었고, 이는 기존의 전력소모량이 많은 색상을 전력 소모량이 적은 색상으로 대체 하는 방법을 말한다. 이는 웹 브라우저와 특정 어플리케이션에 국한되어 사용되며 동영상에 적용하는 방법은 제안되지 않았다. 또한 집중도가 상대적으로 떨어지는 부분을 어둡게 하여 디스플레이 소모 전력을 줄이는 기법이 제안 되었다. 이 또한 동영상 재생 시 적용하는 방법에 대해 제안되지 않았다. 마찬가지로 휴대기기를 제어하는 손가락이 가리는 부분을 어둡게 하여 전력 소모량을 줄이는 기법이 제안 되었다. 이 또한 영상을 시청할 경우 손가락으로 화면을 가리면서 시청하는 경우는 없으므로 비디오 재생 시 적용하기 힘들다. 먼저 색상을 변환하는 기법의 경우 영상의 원본느낌을 유지하는데 어려움이 따른다. 하지만 특정 부분만을 어둡게 하는 방법에 있어서 사용자의 만족도를 유지하기 어려울 것으로 예상된다.

비디오 재생 시 영상의 밝기를 일정하게 낮춰 적용할 경우 전력 소모량을 줄이는데 있어서 확실한 효과가 있지만 화면의 밝기를 일정하게 줄여 적용하게 되면 어두운 화면에서 화면의 표현되는 데이터 정밀성이 떨어져 사용자 만족도가 낮아지게 된다. 또한 어두운 화면에서 밝기를 어둡게 했을 경우 전력소비량 감소 효과는 크지 않는 다는 점을 착안하여 사용자로 하여금 만족도를 높이면서 전력 소모량을 감소시키기 위한 방안을 필요로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비디오 화면의 밝기를 줄이기 위해 CIELab 색 공간을 이용하여 객관적인 화면의 밝기 값을 구하고 해당 밝기에 따른 비율적인 알파 값 적용을 통해 사용자의 만족도를 높이고 에너지 소모량을 줄여주는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법은 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 단계, 상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산하는 단계, 상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산하는 단계, 상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 단계는 픽셀을 표본만을 추출하여 사용하고, 상기 추출 방법은 미리 정해진 일정 구간 마다 픽셀 값을 추출할 수 있다.

상기 계산된 알파 값 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 단계는 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 화면의 밝기를 갱신하고, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값을 미만일 경우 상기 화면의 밝기를 유지할 수 있다.

상기 각 세그먼트의 맨 처음 부분에 해당하는 GOP의 알파 값의 차이를 인접한 세그먼트마다 비교하고, 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 세그먼트의 사이즈를 줄여서 대표 GOP의 알파 값을 연산하고, 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 미만일 경우, 미리 적용된 알파 값을 유지할 수 있다.

또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 시스템은 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 추출부, 상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산하고, 상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산하는 계산부, 상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 추출부는 픽셀을 표본만을 추출하여 사용하고, 상기 추출 방법은 미리 정해진 일정 구간 마다 픽셀 값을 추출할 수 있다.

상기 제어부는 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 화면의 밝기를 갱신하고, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값을 미만일 경우 상기 화면의 밝기를 유지할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 화면의 밝기를 동적으로 적용 시키고, 밝기의 차이가 크지 않을 경우 기존에 적용된 알파 값을 유지하도록 하여 불필요한 밝기 전환을 막고 사용자의 만족도를 높여주며 화면샘플링의 연산까지 줄일 수 있도록 유도한다. 또한 프레임 별 밝기 값을 구하기 위해 프레임에서 가져올 수 있는 RGB값을 밝기 값으로 변환하는 과정과 최적의 프레임의 픽셀 샘플링 비율을 적용하여 프레임정보를 최대한 보존하면서 연산량을 최소화 시켜 연산 효율을 증대 시키고 밝기를 조정하여 디스플레이 전력 소모량을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 따른 OLED에서의 전력소모량과 화면의 색상 강도와 상관관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 L값이 나타내는 비선형 곡선의 특징을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 프레임 추출 알고리즘을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 재생 시 해당 발명이 적용될 알고리즘을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 GOP 평균 밝기 값과 i프레임의 밝기 값의 차이를 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 GOP 건너뛰기 정확성을 측정한 결과 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른

값 별 에너지 소모량에 대한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른

값 별 영상의 점수들을 S_test값으로 하여 두 값의 차이를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 유기발광 다이오드 기반 비디오 재생 시 디스플레이에서 소모되는 전력을 관리하기 위한 기법에 관한 것이다. 구체적으로 비디오 재생 시 영상을 세그먼트 단위로 나누고 각 세그먼트마다 GOP(Group of Pictures)의 i프레임을 필요에 따라 선택적으로 추출하여 해당 시간프레임의 밝기를 구하고 해당 밝기에 임계값을 적용시켜 알파 값을 유도 한다. 유도된 알파 값을 이용하여 해당 시간의 밝기를 조절하게 된다. 이는 영상이 가지고 있는 모든 프레임마다 각각 고유의 밝기 값을 가지고 있는데 밝은 화면에서 상대적으로 밝기 값을 적게 적용하고, 어두운 화면에서 밝기 값을 최대한 유지시켜 전력 소모량과 사용자 만족도를 최대화 시키도록 한다. 또한 영상에서 특정 구간의 밝기 차이가 크지 않음을 바탕으로 불필요한 프레임추출이 아닌 선택적 프레임 추출 기법을 제안했다. 본 발명은 위와 같이 유기발광 다이오드 디스플레이 기반 비디오 재생 시 소모되는 전력 소비량을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 선택적 프레임 추출 및 동적 밝기 적용에 대한 것이다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 크게 두 파트로 나누어 설명할 수 있다. 먼저 추출된 프레임마다 적용될 알파 값을 구하는 방법과 선택적 프레임추출을 위한 방법으로 나눌 수 있다. 다음 표 1은 설명에 필요한 약어와 그 의미를 나타낸다.

<표 1>

비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법은 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 단계(110), 상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산하는 단계(120), 상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산하는 단계(130), 상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 단계(140)를 포함할 수 있다.

단계(110)에서, 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출할 수 있다. 이때, 픽셀을 표본만을 추출하여 사용하고, 상기 추출 방법은 미리 정해진 일정 구간 마다 픽셀 값을 추출할 수 있다.

먼저 프레임별 알파 값을 구하기 위해선 추출된 프레임의 대표 색상을 구해야 한다. 추출된 프레임의 모든 픽셀 값을 다루는데 꽤 많은 연산량을 요구하게 된다. 따라서 픽셀을 표본만을 추출하여 사용하도록 하는데 추출 방법은 일정 구간 R마다 픽셀 값을 추출하도록 한다.

단계(120)에서, 상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산할 수 있다.

추출된 R,G,B 값은 비선형 RGB 색상 {R,G,B} 인데 밝기 값을 나타낼 수 있는 CIELab 색 공간으로 변형하기 위해 선형 RGB 색상으로 변환이 필요하다. 선형 RGB 색상 {R^L, G^L, B^L} 으로 변환하기 위해서는 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.

수학식1

여기에서,

를 나타내고,

를 나타낸다. 이때 x값은 R값, G값, B값을 대입하여 구한다. 위 공식을 통해 구해진 {R^L, G^L, B^L}을 이용하여 해당 프레임의 휘도값

을 구한다.

를 구하는 공식은 수학식 2와 같이 계산된다.

수학식2

수학식 2를 통해 구해진

값은 해당 프레임의 대표 밝기 값인

값을 구하는데 사용된다.

를 구하기 위해선 수학식 3을 이용하여 계산한다.

수학식3

이렇게 구해진

에

값을 비율적으로 적용시켜 해당 프레임에 적용될

값을 유도 한다. 유도되는 공식은 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.

수학식4

단계(130)에서, 상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산할 수 있다.

이렇게 구해진

는 해당 프레임의 알파 값

를 적용했을 때의 이미지 밝기값을 뜻하며

를 구하기 위해선

를 유도해야 한다. 이는 수학식 5와 같이 계산된다.

수학식5

단계(140)에서, 상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정할 수 있다. 이때, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 화면의 밝기를 갱신하고, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값을 미만일 경우 상기 화면의 밝기를 유지한다. 그리고, 상기 각 세그먼트의 맨 처음 부분에 해당하는 GOP의 알파 값의 차이를 인접한 세그먼트마다 비교한다. 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 세그먼트의 사이즈를 줄여서 대표 GOP의 알파 값을 연산하고, 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 미만일 경우, 미리 적용된 알파 값을 유지한다.

앞서 설명한 바와 같이, 구해진

값은 수학식 6과 같이 새로운 RGB값 {

}을 이용하여 유도된 값으로 볼 수 있다.

수학식6

여기서 새로운 RGB값 {

}은 수학식 1을 이용하여

그리고

로 각각 대체 될 수 있다.

이러한 방식으로 모든 프레임의 연산을 했을 때 불필요한 연산이 발생할 수 있다. 가끔 GOP들의 밝기 값들은 비슷한 경우가 있는데 이때 사용자는 미세한 알파의 변화를 인식하지 못한다. 각 i프레임마다

값의 차이가 미미할 경우 밝기를 계속 갱신해줄 필요는 없다. 여기서

값의 차이의 임계값

을 초과할 경우에 갱신하도록 한다. 이 정책을 실현하기 위해서 비디오를 세그먼트 단위로 나누고 해당 세그먼트를 구성하는 GOP들 중 맨 처음에 해당하는 GOP의 알파 값을 연산하도록 한다. 그리고 세그먼트의 나머지 부분은 건너뛴다. 이렇게 계산된 각 세그먼트의 맨 처음 부분에 해당하는 GOP의 알파 값의 차이를 인접한 세그먼트마다 비교하도록 한다. GOP의 알파 값의 차이가

를 넘을 경우 세그먼트 사이즈를 줄여서 대표 GOP의 알파 값을 연산하도록 하고 큰 차이가 없는 값일 경우 기존에 적용된 알파값을 유지시키도록 한다. 최대 세그먼트의 크기를

라 하자, 이때 허용할 수 있는 세그먼트의 사이즈는

의 정수의 나눗수만큼 허용할 수 있다. 여기서 세그먼트 사이즈 값을 저장한 배열을

(

= 1,...,

)라 하고

는

의 나눗수 인덱스 값이다. 예를 들어

= 8 이면 {

}로 표현할 수 있다. 최대 세그먼트의 크기는 8이 되고, 최소 세그먼트의 크기는 1이 되는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

본 실시예에 따른 전력 감소 시스템(200)은 프로세서(210), 버스(220), 네트워크 인터페이스(230), 메모리(240) 및 데이터베이스(250)를 포함할 수 있다. 메모리(240)는 운영체제(241) 및 분자 데이터 암호화 루틴(242)을 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 추출부(211), 계산부(212), 제어부(213)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 전력 감소 시스템(200)은 도 2의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 전력 감소 시스템(200)은 디스플레이나 트랜시버(transceiver)와 같은 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다.

메모리(240)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(240)에는 운영체제(241)와 밝기 동적 조정 루틴(242)을 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(drive mechanism, 미도시)을 이용하여 메모리(240)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 네트워크 인터페이스(230)를 통해 메모리(240)에 로딩될 수도 있다.

버스(220)는 전력 감소 시스템(200)의 구성요소들간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 버스(220)는 고속 시리얼 버스(high-speed serial bus), 병렬 버스(parallel bus), SAN(Storage Area Network) 및/또는 다른 적절한 통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.

네트워크 인터페이스(230)는 전력 감소 시스템(200)을 컴퓨터 네트워크에 연결하기 위한 컴퓨터 하드웨어 구성요소일 수 있다. 네트워크 인터페이스(230)는 전력 감소 시스템(200)은 무선 또는 유선 커넥션을 통해 컴퓨터 네트워크에 연결시킬 수 있다.

데이터베이스(250)는 밝기 동적 조정을 위해 필요한 모든 정보를 저장 및 유지하는 역할을 할 수 있다. 도 2에서는 전력 감소 시스템(200)의 내부에 데이터베이스(250)를 구축하여 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 시스템 구현 방식이나 환경 등에 따라 생략될 수 있고 혹은 전체 또는 일부의 데이터베이스가 별개의 다른 시스템 상에 구축된 외부 데이터베이스로서 존재하는 것 또한 가능하다.

프로세서(210)는 기본적인 산술, 로직 및 전력 감소 시스템(200)의 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(240) 또는 네트워크 인터페이스(230)에 의해, 그리고 버스(220)를 통해 프로세서(210)로 제공될 수 있다. 프로세서(210)는 추출부(211), 계산부(212), 제어부(213)를 위한 프로그램 코드를 실행하도록 구성될 수 있다. 이러한 프로그램 코드는 메모리(240)와 같은 기록 장치에 저장될 수 있다.

추출부(211), 계산부(212), 제어부(213)는 도 1의 단계들(110~140)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.

전력 감소 시스템(200)은 추출부(211), 계산부(212), 제어부(213)를 포함할 수 있다.

추출부(211)는 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출할 수 있다. 추출부(211)는 픽셀을 표본만을 추출하여 사용하고, 상기 추출 방법은 미리 정해진 일정 구간 마다 픽셀 값을 추출할 수 있다.

계산부(212)는 상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산하고, 상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산할 수 있다.

제어부(213)는 상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정할 수 있다. 제어부(213)는 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 화면의 밝기를 갱신하고, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값을 미만일 경우 상기 화면의 밝기를 유지하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 화면의 밝기를 갱신하고, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값을 미만일 경우 상기 화면의 밝기를 유지할 수 있다.

도 3은 종래 기술에 따른 따른 OLED에서의 전력소모량과 화면의 색상 강도와 상관관계를 나타내는 도면이다.

본 발명은 유기발광 다이오드 (Organic Light-Emitting Display (OLED)) 디스플레이 장치에서 알파 값의 조정으로 화면의 밝기를 보정하여 보다 합리적인 전력소모를 유도하는 방법이다. OLED에서의 전력소모량은 화면의 색상 강도와 상관관계를 갖고 있다. 색상강도가 강해질수록 에너지 소모량은 커지고 반대로 강도가 낮아진다면 에너지 소모량은 줄어든다. 도 3과 같이, OLED 종류에 따라 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)에 따른 전력 소모량이 다른 것을 확인할 수 있다. 또한 화면이 가지는 고유 밝기 따라 화면의 밝기조정(알파 값 적용)으로 나타나는 사용자가 느끼는 비디오 질도 다르다. 본 발명에서는 이러한 비디오 화면의 밝기를 줄이기 위해 CIELab 색 공간을 이용하여 객관적인 화면의 밝기 값을 구하고 해당 밝기에 따른 비율적인 알파 값 적용을 통해 사용자의 만족도를 높이고 에너지 소모량을 줄여주는 기법을 제안 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 L값이 나타내는 비선형 곡선의 특징을 나타내는 도면이다.

도 4(a)는 CIELab, 다시 말해 CIE_2(410a) 및 CIE_1(420a)의 밝기와 휘도간 상관관계를 나타내는 도면이다.

도 4(b)는 CIE_2(410b) 및 CIE_1(420b)의 임계값(Threshold)(430b)에 따른 조정되는 휘도값, 다시 말해 Y값(440b)의 상관관계를 나타내는 도면이다.

비디오 재생 시 영상의 밝기를 일정하게 낮춰 적용할 경우 전력 소모량을 줄이는데 있어서 확실한 효과가 있을 것으로 예상된다. 하지만 화면의 밝기를 일정하게 줄여 적용하게 되면 어두운 화면에서 화면의 표현되는 데이터 정밀성이 떨어져 사용자 만족도가 낮아지게 된다. 또한 어두운 화면에서 밝기를 어둡게 했을 경우 전력소비량 감소 효과는 크지 않는 다는 점을 착안하여 사용자로 하여금 만족도를 높이면서 전력 소모량을 감소시키고자 한다. 이를 위해 화면의 밝기를 나타내는 CIELab 색 공간의 L값을 이용하여 해당 프레임의 밝기를 표현하고 L값이 나타내는 비선형 곡선의 특징 도 4를 이용하여 비율적으로 임계값(430b)을 적용시켜 밝은 구간에서 보다 많은 밝기의 감소효과를 기대할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 프레임 추출 알고리즘을 나타내는 도면이다.

도 5는 GIS의 의사 언어를 나타낸 코드로 최종 결과 값은 GOP 인덱스 들의 대표 알파 값

을 반환한다.

을 다음 GOP의 인덱스를 가리키는 값이라 하자.

는

로 초기화 한다. 만약

과

의 절대 값 차이가

를 넘지 않는다면 알파 값의 변화추이는 크지 않는 것으로 간주하고

과

사이의 GOP들의 대표 알파 값들의 연산은 건너뛰도록 한다. 반대로

과

의 절대 값 차이가

를 넘게 된다면

과

의 절대 값 차이가

를 넘지 않는 수준까지

를

로 낮추면서 연산을 반복한다. 이 반복은 최대

값이

값이 될 때까지 반복하도록 한다.

프레임의 대표 색상을 연산할 때 모든 픽셀을 고려하여 연산하게 되면 많은 연산 비용이 소모되게 된다. 이를 줄이기 위해 여기서는 R값의 비율만큼 픽셀을 샘플링하여 대표 색상을 구하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 재생 시 해당 발명이 적용될 알고리즘을 나타내는 도면이다.

도 6은 비디오 재생 시 본 발명의 알고리즘이 적용되는 과정을 나타낸 의사 언어이다.

은 현재 화면에 적용된 알파 값을 의미하며 맨 처음 시작할 때에는 0으로 초기화 되어 있다. GOP의 시작지점

,

은 GIS 알고리즘으로부터 나온 결과 값이다.

과 다음 알파값

,(

,

는

의 인덱스)을 비교한다. 만약 이 둘의 차이가

값을 초과 한다면

값은

로 갱신 시킨다. 반대의 경우

는 유지시키도록 하고 알파를 갱신하는 연산과정은 생략하도록 한다. 이러한 일련의 과정을 비디오 재생 시 반복 되도록 한다. 위에 제안된 기법들을 모바일 단말기에서 비디오 재생 시 사용자의 만족도에 대한 실험을 진행하였다. 실험은 샘플링 기법에 대한 정확성에 대한 실험과 전력 효율 실험 그리고 사용자 평가를 진행하였다.

정확성에 대한 실험으로는 픽셀 샘플링 비율 값에 따른 정확성과 I프레임 추출의 정당성 그리고 GOP 건너뛰기의 정확성에 대해 측정하였다.

먼저 픽셀 샘플링의 정확성을 확인한 실험이다. 다음 표 2는 각 샘플링 비율 별 프레임의 밝기 오차율을 나타낸 값이다. 기준 값은 모든 픽셀을 추출 했을 때와 비교 한 값으로 최대 2.5%까지 차이가 있는 것으로 확인되었다.

<표 2>

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 GOP 평균 밝기 값과 i프레임의 밝기 값의 차이를 비교한 그래프이다.

도 7(a)는 다큐멘터리의 평균밝기 값(710a)과 i프레임(720a)를 나타낸 것이고, 도 7(b)는 뮤직비디오의 평균밝기 값(710b)과 i프레임(720b)를 나타낸 것이다. 추출의 정당성 실험의 결과이다. 해당 방법의 정확성을 확인하기 위해 모든 GOP의 밝기의 평균값과 비교하여 밝기 값의 차이 정도를 확인하였다. 도 7은 i프레임의 밝기 값과 GOP의 평균 밝기 값을 그래프로 나타내어 차이 정도를 도식화 하였다. 평균 차이 값은 0.8% 정도로 나타났다. 하지만 뮤직 비디오(music video)의 경우 밝기 값의 많은 변화가 있음을 나타내고 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 GOP 건너뛰기 정확성을 측정한 결과 그래프이다.

도 8(a)는 다큐멘터리의 GIS method(810a)와 ALL GOP(820a)를 나타낸 것이고, 도 8(b)는 뮤직비디오의 GIS method(810b)와 ALL GOP(820b)를 나타낸 것이다. GOP 건너뛰기 정확성을 측정한 그림은 도 8과 같이 나타낼 수 있다. 이때 GOP 건너뛰기 기준값인

의 값은 0.025로 설정하였으며

의 값은 각각 10, 20, 30으로 설정하여 진행하였다. 평균 오차율은 다큐멘터리는 1.2%, 뮤직비디오의 경우 2.5%의 오차율을 보인다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른

값 별 에너지 소모량에 대한 그래프이다.

다시 말해, 다큐멘터리(910)와 뮤직비디오(920)의 원본 영상의 전력 소비량 대비 임계값을 적용시켰을 때의 전력 감소 비율 그래프이다. 도 9은 각

값 별 에너지 소모량에 대한 그래프이며 기본 샘플링 비율값 R은 20 그리고

의 값은 0.025로 설정하여 진행하였다. 그래프에서 보여지듯

값이 커질수록 전력 소모량이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 이 기법을 통해 12%에서 최대 36%까지의 전력 소모 효율을 확인할 수 있었다. 특히 다뮤멘터리(910)의 경우 일반적으로 밝은 화면을 많이 포함하고 있어서 그 효과가 크게 작용한 것으로 보인다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른

사용자 평가에서는 총 15명의 실험자가 참여하여 각

값 별 사용자 만족도 실험을 진행하였다. 평가 방법으로는 Double Stimulus (DS)의 방법을 사용하여 평가를 진행하였다. 실험은

값을 적용한 비디오와 원본 비디오를 무작위로 두 번 재생하여 사용자에게 보여주고 두 번의 영상 시청을 마치고 난 다음 두 영상에 대한 평가를 진행하도록 하였다. 이렇게 측정된 원본 영상의 점수와 각

값별 영상의 점수들을 평균화 하여 원본 영상의 평균점수를

,

값별 영상의 점수들을

값으로 하여 두 값의 차이를 그래프로 나타내었다.

값이 커질수록 사용자의 만족도가 다큐멘터리의 경우 근소하게 감소되는 것을 확인할 수 있었고, 뮤직비디오의 경우

값이 30일 경우 근소하게 증가하지만 20일 경우와 10일 경우 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 단계;
상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산하는 단계;
상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 단계
를 포함하고,
상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 단계는,
상기 각 세그먼트의 맨 처음 부분에 해당하는 GOP의 알파 값의 차이를 인접한 세그먼트마다 비교하고, 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 세그먼트의 사이즈를 줄여서 대표 GOP의 알파 값을 연산하고, 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 미만일 경우, 미리 적용된 알파 값을 유지하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법.
제1항에 있어서,
상기 재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 단계는,
픽셀을 표본만을 추출하여 사용하고, 상기 추출 방법은 미리 정해진 일정 구간 마다 픽셀 값을 추출하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법.
제1항에 있어서,
상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 단계는,
상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 화면의 밝기를 갱신하고, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 미만일 경우 상기 화면의 밝기를 유지하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 방법.
삭제
비디오 재생 시 밝기제어 기반 전력소모 감소 시스템에 있어서,
재생하기 위한 해당 영상을 세그먼트 단위로 나누고, 각 세그먼트에 해당하는 GOP의 프레임들을 추출하는 추출부;
상기 추출된 프레임들 각각의 밝기 값을 계산하고, 상기 계산된 밝기 값을 이용하여 알파 값을 계산하는 계산부; 및
상기 계산된 알파 값을 적용하여 화면의 밝기를 동적으로 조정하는 제어부
를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 각 세그먼트의 맨 처음 부분에 해당하는 GOP의 알파 값의 차이를 인접한 세그먼트마다 비교하고, 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 세그먼트의 사이즈를 줄여서 대표 GOP의 알파 값을 연산하고, 상기 GOP의 알파 값의 차이가 미리 정해진 임계값 미만일 경우, 미리 적용된 알파 값을 유지하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 시스템.
제5항에 있어서,
상기 추출부는,
픽셀을 표본만을 추출하여 사용하고, 상기 추출 방법은 미리 정해진 일정 구간 마다 픽셀 값을 추출하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 이상일 경우 상기 화면의 밝기를 갱신하고, 상기 계산된 알파 값이 미리 정해진 임계값 미만일 경우 상기 화면의 밝기를 유지하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드에서의 비디오 재생 시 밝기를 고려한 능동 적용 밝기제어 기반 전력 감소 시스템.
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