KR101695027B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는, 원본 영상신호의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하는 영상분석부; 영상분석부로부터 공급된 야경영상 및 비야경영상을 CIE LCh 색공간으로 각각 변환하여 야경영상에 대한 CIE LCh와 비야경영상에 대한 CIE LCh를 생성하는 제1색공간변환부; 제1색공간변환부로부터 공급된 야경영상에 대한 CIE LCh와 비야경영상에 대한 CIE LCh의 크로마(chroma)를 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 각각 다르게 증폭하는 크로마증폭부; 크로마증폭부로부터 공급된 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h를 보정 영상신호로 각각 변환하는 제2색공간변환부; 및 제2색공간변환부로부터 공급된 보정 영상신호를 출력하는 영상출력부를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치{Display Device}
본 발명의 실시예는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 및 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
이와 같은 표시장치는 텔레비전(TV)이나 비디오 등의 가전분야에서 노트북(Note book)과 같은 컴퓨터나 핸드폰과 등과 같은 산업분야 등에서 다양한 용도로 사용되고 있다.
앞서 설명한 바와 같은 표시장치는 외부로부터 공급된 디지털 형태의 영상신호를 표시패널의 특성에 맞게 데이터 보정이나 데이터 변환 등과 같은 영상 처리를 수행하고 이를 이용하여 표시패널 상에 원하는 영상을 표시한다.
표시장치는 시스템보드에 형성된 메인제어부를 이용하여 영상신호에 대한 영상 처리를 수행한다. 영상신호 내에는 유채색 조명에 해당하는 부분이 있는데, 대부분의 유채색 조명의 실제색은 크로마(chroma)가 매우 높아 HDTV 표준(ITU-R BT.709)의 색역을 벗어난다.
그런데, 종래 표시장치는 유채색 조명에 해당하는 부분을 영상 처리하는 구성이 미구비되어 있어 유채색 조명에 대한 높은 크로마를 별도 강조하여 표현해 줄 수 없어 자연스러운 영상을 표현하는데 어려움이 있었다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 영상신호에 내에 유채색 조명 부분을 검출하고 조명 및 조명이 반사된 부분의 크로마 증폭 또는 감마곡선 변경을 통해 야경영상의 콘트라스트 향상과 비야경영상의 컬러플리스 증가에 따른 화질 향상이 가능한 표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 원본 영상신호의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하는 영상분석부; 영상분석부로부터 공급된 야경영상 및 비야경영상을 CIE LCh 색공간으로 각각 변환하여 야경영상에 대한 CIE LCh와 비야경영상에 대한 CIE LCh를 생성하는 제1색공간변환부; 제1색공간변환부로부터 공급된 야경영상에 대한 CIE LCh와 비야경영상에 대한 CIE LCh의 크로마(chroma)를 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 각각 다르게 증폭하는 크로마증폭부; 크로마증폭부로부터 공급된 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h를 보정 영상신호로 각각 변환하는 제2색공간변환부; 및 제2색공간변환부로부터 공급된 보정 영상신호를 출력하는 영상출력부를 포함하는 표시장치를 제공한다.
영상분석부는, 히스토그램을 분석을 통해 영상신호를 야경영상과 비야경영상으로 분류할 수 있다.
영상분석부는, 영상신호의 누적 히스토그램 50% 지점의 계조레벨이 40 이하이면 야경영상으로 분류할 수 있다.
크로마증폭부는, 크로마가 40인 영역에서부터 선형적인 증폭을 수행하여 야경영상에 대한 CIE LCh를 야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성하고, 크로마가 60인 영역에서부터 비선형적인 증폭을 수행하여 비야경영상에 대한 CIE LCh를 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성할 수 있다.
제1색공간변환부는, 야경영상 및 비야경영상에 포함된 RGB를 CIE XYZ -> CIE Lab -> CIE LCh 순으로 각각 변환할 수 있다.
제2색공간변환부는, 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h를 CIE La'b' -> CIE X'Y'Z' -> R'G'B' 순으로 변환할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 원본 영상신호의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하는 영상분석부; 영상분석부로부터 공급된 야경영상 및 비야경영상을 YCbCr 색공간으로 각각 변환하여 야경영상에 대한 YCbCr와 비야경영상에 대한 YCbCr를 생성하는 제1색공간변환부; 제1색공간변환부로부터 공급된 야경영상에 대한 YCbCr와 비야경영상에 대한 YCbCr의 감마(Gamma)를 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr로 각각 다르게 변경하는 감마변경부; 감마변경부로부터 공급된 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr를 보정 영상신호로 각각 변환하는 제2색공간변환부; 및 제2색공간변환부로부터 공급된 보정 영상신호를 출력하는 영상출력부를 포함하는 표시장치를 제공한다.
영상분석부는, 히스토그램을 분석을 통해 영상신호를 야경영상과 비야경영상으로 분류할 수 있다.
감마변경부는, 감마곡선을 이용하여 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr에 대한 휘도 성분을 각각 다르게 변경할 수 있다.
감마변경부는, 선형적인 증폭을 수행하여 야경영상에 대한 YCbCr를 야경영상에 대한 Y'CbCr로 생성하고, 비선형적인 증폭을 수행하여 비야경영상에 대한 YCbCr를 비야경영상에 대한 Y'CbCr로 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 영상신호에 내에 유채색 조명 부분을 검출하고 조명 및 조명이 반사된 부분의 크로마 증폭 또는 감마곡선 변경을 통해 야경영상의 콘트라스트 향상과 비야경영상의 컬러플리스 증가에 따른 화질 향상이 가능한 표시장치를 제공하는 효과가 있다. 본 발명에 따른 표시장치는 텔레비전(TV), 모니터(Monitor), 모바일(Mobile) 등은 물론 화질개선 목적을 사용되는 영상 칩(Chip)과 같이 다양한 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 개략적인 블록도.
도 2는 액정표시패널의 서브 픽셀 회로 구성 예시도.
도 3은 유기전계발광표시패널의 서브 픽셀 회로 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부의 개략적인 블록도.
도 5는 영상분석부에 의한 영상분류를 설명하기 위한 도면.
도 6은 크로마증폭부에 의한 크로마 증폭을 설명하기 위한 도면.
도 7은 야경영상에 대한 원본 영상신호 대비 보정 영상신호를 비교하기 위한 도면.
도 8은 비야경영상에 대한 원본 영상 대비 보정 영상신호를 비교하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부의 개략적인 블록도.
도 10은 감마변경부에 의한 감마변경을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
<제1실시예>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 개략적인 블록도 이고, 도 2는 액정표시패널의 서브 픽셀 회로 구성 예시도 이며, 도 3은 유기전계발광표시패널의 서브 픽셀 회로 구성 예시도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치는 영상처리부(IPU), 타이밍구동부(TCN), 게이트구동부(SDRV), 데이터구동부(DDRV) 및 패널(PNL)을 포함한다.
영상처리부(IPU)는 외부로부터 공급된 원본 영상신호(IMG)의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하고 분류된 영상에 대한 영상처리를 각각 다르게 실시하여 원본 영상신호(IMG)를 보정 영상신호(IMG')로 출력한다. 영상처리부(IPU)는 원본 영상신호(IMG)를 보정하여 보정 영상신호(IMG')로 출력함은 물론 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭신호(CLK) 등을 인터페이스를 통해 타이밍구동부(TCN)에 공급한다.
타이밍구동부(TCN)는 영상처리부(IPU)로부터 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 및 보정 영상신호(IMG')를 공급받는다. 타이밍구동부(TCN)는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터구동부(DDRV)와 게이트구동부(SDRV)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍구동부(TCN)는 1 수평기간의 데이터 인에이블 신호를 카운트하여 프레임기간을 판단할 수 있으므로 외부로부터 공급되는 수직 동기신호와 수평 동기신호는 생략될 수 있다. 타이밍구동부(TCN)에서 생성되는 제어신호들에는 게이트구동부(SDRV)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터구동부(DDRV)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)가 포함될 수 있다. 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등이 포함된다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트신호가 발생하는 게이트 드라이브 IC(Integrated Circuit)에 공급된다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 시프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 드라이브 IC들의 출력을 제어한다. 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에는 소스 스타트 펄스(Source, Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등이 포함된다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터구동부(DDRV)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터구동부(DDRV) 내에서 데이터의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터구동부(DDRV)의 출력을 제어한다. 한편, 데이터구동부(DDRV)에 공급되는 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터전송 방식에 따라 생략될 수도 있다.
게이트구동부(SDRV)는 타이밍구동부(TCN)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)의 트랜지스터들이 동작 가능한 게이트 구동전압의 스윙폭으로 신호의 레벨을 시프트시키면서 게이트신호를 순차적으로 생성한다. 게이트구동부(SDRV)에는 게이트라인들(SL1~SLm)을 통해 생성된 게이트신호를 패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 공급한다. 게이트구동부(SDRV)는 게이트인패널(Gate In Panel; GIP) 방식으로 패널(PNL)에 직접 형성되거나 패널(PNL)의 외부에 형성된다.
데이터구동부(DDRV)는 타이밍구동부(TCN)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 타이밍구동부(TCN)로부터 공급되는 디지털 형태의 보정 영상신호(IMG')를 샘플링하고 래치하여 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환한다. 데이터구동부(DDRV)는 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환할 때, 디지털 형태의 보정 영상신호(IMG')를 감마 기준전압으로 변환하여 아날로그 형태의 데이터신호(DATA)로 변환한다. 데이터구동부(DDRV)는 데이터라인들(DL1~DLn)을 통해 변환된 데이터신호(DATA)를 패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 공급한다.
패널(PNL)은 매트릭스형태로 배치된 서브 픽셀(SP)을 포함한다. 패널(PNL)은 액정표시패널, 유기전계발광표시패널 또는 플라즈마표시패널 등으로 구성될 수 있다. 패널(PNL)이 액정표시패널로 구성된 경우 서브 픽셀(SP)은 다음의 도 2와 같은 회로 구성을 가질 수 있다. 스위칭 트랜지스터(TFT)는 게이트신호가 공급되는 게이트라인(SL1)에 게이트가 연결되고 데이터신호가 공급되는 데이터라인(DL1)에 일단이 연결되며 제1노드(n1)에 타단이 연결된다. 액정셀(Clc)의 일측에 위치하는 화소전극(1)은 스위칭 트랜지스터(TFT)의 타단에 연결된 제1노드(n1)에 일단이 연결되며 액정셀(Clc)의 타측에 위치하는 공통전극(2)은 공통전압배선(Vcom)에 연결된다. 스토리지커패시터(Cst)는 제1노드(n1)에 일단이 연결되며 공통전압배선(Vcom)에 타단이 연결된다. 이와 같은 서브 픽셀(SP) 구조를 갖는 액정표시패널은 게이트라인(SL1)을 통해 공급되는 게이트신호와 데이터라인(DL1)을 통해 공급되는 데이터신호(DATA)에 따라 각 서브 픽셀에 포함된 액정층의 변화에 따른 광의 투과로 화상을 표시할 수 있다.
이와 달리, 패널(PNL)이 유기전계발광표시패널로 구성된 경우 서브 픽셀은 다음의 도 3과 같은 회로 구성을 가질 수 있다. 스위칭 트랜지스터(T1)는 게이트신호가 공급되는 게이트라인(SL1)에 게이트가 연결되고 데이터신호가 공급되는 데이터라인(DL1)에 일단이 연결되며 제1노드(n1)에 타단이 연결된다. 구동 트랜지스터(T2)는 제1노드(n1)에 게이트가 연결되고 고 전위전원이 공급되는 제1전원 배선(VDD)에 연결된 제2노드(n2)에 일단이 연결되며 제3노드(n3)에 타단이 연결된다. 스토리지커패시터(Cst)는 제1노드(n1)에 일단이 연결되고 제2노드(n2)에 타단이 연결된다. 유기 발광다이오드(D)는 구동 트랜지스터(T2)의 타단에 연결된 제3노드(n3)에 애노드가 연결되고 저 전위전원이 공급되는 제2전원 배선(VSS)에 캐소드가 연결된다. 이와 같은 서브 픽셀(SP) 구조를 갖는 유기전계발광표시패널은 게이트라인(SL1)을 통해 공급되는 게이트신호와, 데이터라인(DL1)을 통해 공급되는 데이터신호(DATA)에 따라 각 서브 픽셀에 포함된 발광층이 발광을 함으로써 화상을 표시할 수 있다.
이하, 원본 영상신호(IMG)가 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 RGB로 공급되는 것을 일례로 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부(IPU)에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부의 개략적인 블록도이고, 도 5는 영상분석부에 의한 영상분류를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 크로마증폭부에 의한 크로마 증폭을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 야경영상에 대한 원본 영상신호 대비 보정 영상신호를 비교하기 위한 도면이며, 도 8은 비야경영상에 대한 원본 영상 대비 보정 영상신호를 비교하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부(IPU)에는 영상분석부(110), 제1색공간변환부(120), 크로마증폭부(130), 제2색공간변환부(140) 및 영상출력부(150)가 포함된다.
영상분석부(110)는 원본 영상신호(RGB)의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하고 이를 제1색공간변환부(120)에 공급한다. 영상분석부(110)는 도 5와 같이 히스토그램(Histogram)을 분석을 통해 영상신호를 야경영상과 비야경영상으로 분류할 수 있다. 도 5의 야경영상을 참조하면, 야경영상의 히스토그램은 일반적으로 저계조에서 높은 분포를 보인다. 따라서, 영상분석부(110)는 히스토그램 분석시 저계조에서 높은 분포를 보이는 부분의 빈도가 높으면 원본 영상신호(RGB)를 야경영상으로 분류한다. 여기서, 영상분석부(110)는 누적 히스토그램 50% 지점의 계조레벨(G50)이 40 이하이면 원본 영상신호(RGB)를 야경영상으로 분류한다. 이와 달리, 영상분석부(110)는 히스토그램 분석을 통해 누적 히스토그램 50% 지점의 계조레벨(G50)이 40 이상이면 원본 영상신호(RGB)를 비야경영상으로 분류한다.
제1색공간변환부(120)는 영상분석부(110)로부터 공급된 야경영상 및 비야경영상을 CIE LCh 색공간으로 각각 변환하여 야경영상에 대한 CIE LCh와 비야경영상에 대한 CIE LCh를 생성한다. 제1색공간변환부(120)는 영상분석부(110)로부터 공급된 야경영상 및 비야경영상이 RGB이므로 이들을 CIE XYZ -> CIE Lab -> CIE LCh 순으로 각각 변환할 수 있다. 이에 따라, 제1색공간변환부(120)에 포함된 제1야경색공간변환부(120a)는 야경영상에 대한 CIE LCh를 생성하고, 제1비야경색공간변환부(120b)는 비야경영상에 대한 CIE LCh를 생성한다. 여기서, 야경영상 및 비야경영상에 포함된 RGB를 CIE XYZ -> CIE Lab -> CIE LCh 순으로 변환하는 것은 통상의 변환공식을 따를 수 있다.
크로마증폭부(130)는 제1색공간변환부(120)로부터 공급된 야경영상에 대한 CIE LCh와 비야경영상에 대한 CIE LCh의 크로마(Chroma)를 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 각각 다르게 증폭(boosting)한다. 야경영상에 대한 CIE LCh와 비야경영상에 대한 CIE LCh에서 L은 밝기, C는 크로마(채도) 및 h는 색상을 나타낸다. 따라서, 크로마증폭부(130)에 포함된 야경크로마증폭부(130a)는 야경영상에 대한 CIE LCh에서 C인 크로마를 증폭하고 비야경크로마증폭부(130b)는 비야경영상에 대한 CIE LCh에서 C인 크로마를 증폭한다.
한편, 야경크로마증폭부(130a)는 도 6에 도시된 바와 같이, 크로마가 40인 영역에서부터 선형적인 증폭을 수행하여 야경영상에 대한 CIE LCh를 야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성한다. 야경크로마증폭부(130a)가 이와 같이 증폭하는 이유는 조도가 낮은 야경영상에서 반사체 색의 크로마는 매우 낮지만, 발광체(유채색 조명)에 의한 색표현이 지배적이기 때문이다. 따라서, 야경크로마증폭부(130a)는 비교적 낮은 크로마(=40)에서부터 선형적인 증폭을 실시한다. 반면, 비야경크로마증폭부(130b)는 도 6에 도시된 바와 같이, 크로마가 60인 영역에서부터 비선형적인 증폭을 수행하여 비야경영상에 대한 CIE LCh를 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성한다. 비야경크로마증폭부(130b)가 이와 같이 증폭하는 이유는 조도가 높은 비야경영상에는 반사체 색의 크로마가 높을 수 있기 때문이다. 따라서, 비야경크로마증폭부(130b)는 발광체(유채색 조명) 색만 선택할 수 있도록 비교적 높은 크로마(~60)에서부터 비선형적인 증폭을 실시한다.
제2색공간변환부(140)는 크로마증폭부(130)로부터 공급된 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h를 보정 영상신호(R'G'B)로 각각 변환한다. 제2색공간변환부(140)는 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h를 CIE La'b' -> CIE X'Y'Z' -> R'G'B' 순으로 변환할 수 있다. 이에 따라, 야경영상에 대한 CIE LC'h와 비야경영상에 대한 CIE LC'h는 다시 RGB 형태인 보정 영상신호(R'G'B)로 변환된다. 여기서, 야경영상 및 비야경영상에 포함된 CIE LC'h를 CIE La'b' -> CIE X'Y'Z' -> R'G'B' 순으로 변환하는 것은 통상의 변환공식을 따를 수 있다.
영상출력부(150)는 제2색공간변환부(140)로부터 공급된 보정 영상신호(R'G'B')를 출력한다. 영상출력부(150)로부터 출력된 보정 영상신호(R'G'B')는 인터페이스를 통해 타이밍구동부(TCN)에 공급된다.
앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부(IPU)를 이용하여 야경영상과 비야경영상에 대한 크로마를 각각 다르게 증폭하면 도 7 및 도 8과 같은 영상을 표현할 수 있게 된다.
도 7을 참조하면, 야경영상의 경우 발광체인 유채색 조명의 색에 대한 크로마가 증폭되므로, 영상신호에 대한 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 늘리지 않고도 인지 콘트라스트(Contrast)를 증대시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 반사체 색은 크로마 증폭이 비 적용되므로 자연스러움:네츄럴리스(Naturalness)를 유지할 수 있게 되어 표시품질을 향상시킬 수 있게 된다.
도 8을 참조하면, 비야경영상의 경우 발광체인 유채색 조명의 색에 대한 크로마가 증폭되어 채도:컬러플리스(Colorfulness)를 증대시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 반사체 색이 고(高) 크로마인 경우 자연스러움을 유지할 수 있게 되어 표시품질을 향상시킬 수 있게 된다.
<제2실시예>
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부의 개략적인 블록도이고, 도 10은 감마변경부에 의한 감마변경을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치 또한 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 표시장치와 같이 구성될 수 있다. 다만, 본 발명의 제2실시예에서는 설명의 중복을 피하기 위해 영상처리부에 대해서만 설명한다.
이하, 원본 영상신호(IMG)가 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 RGB로 공급되는 것을 일례로 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부(IPU)에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부(IPU)에는 영상분석부(210), 제1색공간변환부(220), 감마변경부(230), 제2색공간변환부(240) 및 영상출력부(250)가 포함된다.
영상분석부(210)는 원본 영상신호(RGB)의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하고 이를 제1색공간변환부(220)에 공급한다. 영상분석부(210)는 앞서 설명된 도 5와 같이 히스토그램(Histogram)을 분석을 통해 영상신호를 야경영상과 비야경영상으로 분류할 수 있다. 앞서 설명된 도 5의 야경영상을 참조하면, 야경영상의 히스토그램은 일반적으로 저계조에서 높은 분포를 보인다. 따라서, 영상분석부(210)는 히스토그램 분석시 저계조에서 높은 분포를 보이는 부분의 빈도가 높으면 원본 영상신호(RGB)를 야경영상으로 분류한다. 여기서, 영상분석부(210)는 누적 히스토그램 50% 지점의 계조레벨(G50)이 40 이하이면 원본 영상신호(RGB)를 야경영상으로 분류한다. 이와 달리, 영상분석부(210)는 히스토그램 분석을 통해 누적 히스토그램 50% 지점의 계조레벨(G50)이 40 이상이면 원본 영상신호(RGB)를 비야경영상으로 분류한다.
제1색공간변환부(220)는 영상분석부(210)로부터 공급된 야경영상 및 비야경영상을 YCbCr 색공간으로 각각 변환하여 야경영상에 대한 YCbCr와 비야경영상에 대한 YCbCr를 생성한다. 제1색공간변환부(220)는 영상분석부(210)로부터 공급된 야경영상 및 비야경영상이 RGB이므로 이들을 YCbCr로 각각 변환한다. 이에 따라, 제1색공간변환부(220)에 포함된 제1야경색공간변환부(220a)는 야경영상에 대한 YCbCr를 생성하고, 제1비야경색공간변환부(220b)는 비야경영상에 대한 YCbCr를 생성한다. 여기서, 야경영상 및 비야경영상에 포함된 RGB를 YCbCr로 변환하는 것은 통상의 변환공식을 따를 수 있다.
감마변경부(230)는 제1색공간변환부(220)로부터 공급된 야경영상에 대한 YCbCr와 비야경영상에 대한 YCbCr의 감마(Gamma)를 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr로 각각 다르게 변경(강조량을 증가)한다. 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr에서 Y는 밝기, CbCr은 색상을 나타낸다. 따라서, 감마변경부(230)에 포함된 야경감마변경부(230a)는 야경영상에 대한 YCbCr에서 Y인 밝기(휘도)를 강조하고 비야경감마변경부(230b)는 비야경영상에 대한 YCbCr에서 Y인 밝기를 강조한다.
한편, 야경감마변경부(230a)는 도 10에 도시된 바와 같이, 입력 Y(Luma)가 0.4인 영역에서부터 선형적인 변경을 수행하여 야경영상에 대한 YCbCr를 야경영상에 대한 Y'CbCr로 생성한다. 야경감마변경부(230a)가 이와 같이 증폭하는 이유는 조도가 낮은 야경영상에서 반사체 색의 밝기는 매우 낮지만, 발광체(유채색 조명)에 의한 색표현이 지배적이기 때문이다. 따라서, 야경감마변경부(230a)는 비교적 낮은 Luma (=0.4)에서부터 선형적인 변경을 실시한다. 반면, 비야경감마변경부(230b)는 도 10에 도시된 바와 같이, Luma가 0.6인 영역에서부터 비선형적인 변경을 수행하여 비야경영상에 대한 YCbCr를 비야경영상에 대한 Y'CbCr로 생성한다. 비야경감마변경부(230b)가 이와 같이 증폭하는 이유는 조도가 높은 비야경영상에는 반사체 색의 밝기가 높을 수 있기 때문이다. 따라서, 비야경감마변경부(230b)는 발광체(유채색 조명) 색만 선택할 수 있도록 비교적 높은 Luma (~0.6)에서부터 비선형적인 증폭을 실시한다. 이때, 비야경영상의 경우 아티팩트(artifact) 발생 또한 방지가 가능하다.
제2색공간변환부(240)는 감마변경부(230)로부터 공급된 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr를 보정 영상신호(R'G'B)로 각각 변환한다. 제2색공간변환부(240)는 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr를 R'G'B' 로 변환할 수 있다. 이에 따라, 야경영상에 대한 Y'CbCr와 비야경영상에 대한 Y'CbCr는 다시 RGB 형태인 보정 영상신호(R'G'B)로 변환된다. 여기서, 야경영상 및 비야경영상에 포함된 Y'CbCr를 R'G'B'로 변환하는 것은 통상의 변환공식을 따를 수 있다.
영상출력부(250)는 제2색공간변환부(240)로부터 공급된 보정 영상신호(R'G'B')를 출력한다. 영상출력부(250)로부터 출력된 보정 영상신호(R'G'B')는 인터페이스를 통해 타이밍구동부(TCN)에 공급된다.
앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에 포함된 영상처리부(IPU)를 이용하여 야경영상과 비야경영상에 대한 감마를 각각 다르게 변경하면 크로마 증폭 대신 감마곡선의 고계조부분의 강조량 증가로 제1실시예에서 설명된 도 7 및 도 8과 같은 영상을 표현할 수 있게 된다.
이상 본 발명은 영상신호에 내에 포함된 유채색 조명 부분을 검출하고 조명 및 조명이 반사된 부분의 크로마 증폭 또는 감마곡선 변경을 통해 야경영상의 콘트라스트 향상과 비야경영상의 컬러플리스 증가에 따른 화질 향상이 가능한 표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 표시장치는 텔레비전(TV), 모니터(Monitor), 모바일(Mobile) 등은 물론 화질개선 목적을 사용되는 영상 칩(Chip)과 같이 다양한 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서는 크로마 증폭 또는 감마곡선 변경을 통해 야경영상의 콘트라스트 향상과 비야경영상의 컬러플리스 증가에 따른 화질 향상이 가능한 표시장치를 일례로 설명하였다. 그러나, 당업자라면 영상신호에 내에 포함된 유채색 조명 부분을 검출하고 조명 및 조명이 반사된 부분에 대한 다른 값을 증폭하거나 변경하여 화질을 향상시킬 수 있음은 물론이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
IPU: 영상처리부 TCN: 타이밍구동부
SDRV: 게이트구동부 DDRV: 데이터구동부
PNL: 패널 SP: 서브 픽셀
110, 210: 영상분석부 120, 220: 제1색공간변환부
130: 크로마증폭부 230: 감마변경부
140, 240: 제2색공간변환부 150, 250: 영상출력부

Claims (10)

  1. 원본 영상신호의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하는 영상분석부;
    상기 영상분석부로부터 공급된 상기 야경영상 및 상기 비야경영상을 CIE LCh 색공간으로 각각 변환하여 상기 야경영상에 대한 CIE LCh와 상기 비야경영상에 대한 CIE LCh를 생성하는 제1색공간변환부;
    상기 제1색공간변환부로부터 공급된 상기 야경영상에 대한 CIE LCh와 상기 비야경영상에 대한 CIE LCh의 크로마(chroma)를 상기 야경영상에 대한 CIE LC'h와 상기 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 각각 다르게 증폭하는 크로마증폭부;
    상기 크로마증폭부로부터 공급된 상기 야경영상에 대한 CIE LC'h와 상기 비야경영상에 대한 CIE LC'h를 보정 영상신호로 각각 변환하는 제2색공간변환부; 및
    상기 제2색공간변환부로부터 공급된 상기 보정 영상신호를 출력하는 영상출력부를 포함하고,
    상기 크로마증폭부는,
    선형적인 증폭을 수행하여 상기 야경영상에 대한 CIE LCh를 상기 야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성하고,
    비선형적인 증폭을 수행하여 상기 비야경영상에 대한 CIE LCh를 상기 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상분석부는,
    히스토그램을 분석을 통해 상기 영상신호를 상기 야경영상과 상기 비야경영상으로 분류하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상분석부는,
    상기 영상신호의 누적 히스토그램 50% 지점의 계조레벨이 40 이하이면 상기 야경영상으로 분류하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 크로마증폭부는,
    크로마가 40인 영역에서부터 상기 선형적인 증폭을 수행하여 상기 야경영상에 대한 CIE LCh를 상기 야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성하고,
    크로마가 60인 영역에서부터 상기 비선형적인 증폭을 수행하여 상기 비야경영상에 대한 CIE LCh를 상기 비야경영상에 대한 CIE LC'h로 생성하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1색공간변환부는,
    상기 야경영상 및 상기 비야경영상에 포함된 RGB를
    CIE XYZ -> CIE Lab -> CIE LCh 순으로 각각 변환하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2색공간변환부는,
    상기 야경영상에 대한 CIE LC'h와 상기 비야경영상에 대한 CIE LC'h를
    CIE La'b' -> CIE X'Y'Z' -> R'G'B' 순으로 변환하는 표시장치.
  7. 원본 영상신호의 장면을 야경영상과 비야경영상으로 분류하는 영상분석부;
    상기 영상분석부로부터 공급된 상기 야경영상 및 상기 비야경영상을 YCbCr 색공간으로 각각 변환하여 상기 야경영상에 대한 YCbCr와 상기 비야경영상에 대한 YCbCr를 생성하는 제1색공간변환부;
    상기 제1색공간변환부로부터 공급된 상기 야경영상에 대한 YCbCr와 상기 비야경영상에 대한 YCbCr의 감마(Gamma)를 상기 야경영상에 대한 Y'CbCr와 상기 비야경영상에 대한 Y'CbCr로 각각 다르게 변경하는 감마변경부;
    상기 감마변경부로부터 공급된 상기 야경영상에 대한 Y'CbCr와 상기 비야경영상에 대한 Y'CbCr를 보정 영상신호로 각각 변환하는 제2색공간변환부; 및
    상기 제2색공간변환부로부터 공급된 상기 보정 영상신호를 출력하는 영상출력부를 포함하고,
    상기 감마변경부는,
    선형적인 증폭을 수행하여 상기 야경영상에 대한 YCbCr를 상기 야경영상에 대한 Y'CbCr로 생성하고,
    비선형적인 증폭을 수행하여 상기 비야경영상에 대한 YCbCr를 상기 비야경영상에 대한 Y'CbCr로 생성하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 영상분석부는,
    히스토그램을 분석을 통해 상기 영상신호를 상기 야경영상과 상기 비야경영상으로 분류하는 표시장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 감마변경부는,
    감마곡선을 이용하여 상기 야경영상과 상기 비야경영상에 대한 휘도 성분을 각각 다르게 변경하는 표시장치.
  10. 삭제
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