KR101989526B1 - Image Display Device And Method Of Displaying Image - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로컬 디밍 기술의 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도 화상의 국소적인 휘도의 재현성을 높이는 것을 과제로 한다.
화상 표시 장치는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과, 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과, 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛을 구비한다. 더욱이 화상 표시 장치는, RGB 화상 신호로부터 각 블록의 휘도를 판정하는 블록 휘도값 판정기와, 각 블록의 휘도를 조정하는 백라이트 구동 신호 발생기와, 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도값을 추정하는 국소 휘도값 추정기와, 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 휘도에 기초하여, RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 레벨 변환기와, 레벨 변환기에서 조정된 서브 픽셀의 휘도 레벨에 기초하여, 후측 LCD 패널에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 컨버터를 구비한다. An object of the present invention is to improve the reproducibility of local luminance of an image even if each dimming block of the local dimming technique does not emit light with the same luminance distribution.
The image display device includes a front LCD panel displaying an RGB image, a rear LCD panel displaying a gray image, and a backlight unit that can adjust the luminance of each of the plurality of blocks. Furthermore, the image display device includes a block luminance value determiner for determining the luminance of each block from an RGB image signal, a backlight drive signal generator for adjusting the luminance of each block, and a local for estimating the emission luminance value of each pixel or each sub-pixel. A luminance value estimator, a level converter for adjusting the luminance level of the subpixel of the RGB image signal based on the estimated luminance of each pixel or each subpixel, and a rear side based on the luminance level of the subpixel adjusted in the level converter And a gray converter for controlling the luminance level of the gray image displayed on the LCD panel.
Description
본 발명은, 콘트라스트비 및 국소적인 휘도의 재현성을 개선할 수 있는 화상 표시 장치 및 화상 표시 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an image display apparatus and an image display method capable of improving the contrast ratio and the reproducibility of local luminance.
근년, 휘도와 콘트라스트비를 대폭 개선한 HDR(High Dynamic Range) 화상이 제안되고 있다. HDR에 관하여, SMPTE(미국영화티비기술자협회)에 따른 ST2084, 이른바 Dolby Vision 혹은 NHK와 영국 BBC가 주로 개발한 HLG(Hybrid Log Gamma) 방식 등 표준화가 이루어지고 있다. 화상 표시 장치에는, 표준화에 따른 표시 능력이 요구된다. In recent years, high dynamic range (HDR) images have been proposed which have greatly improved luminance and contrast ratios. With regard to HDR, standardization is being carried out, such as ST2084 according to SMPTE, the so-called Dolby Vision or HLG (Hybrid Log Gamma) developed mainly by NHK and the BBC. The image display device is required to display in accordance with standardization.
유기 EL 패널에서는 1,000,000:1 정도의 콘트라스트비가 실현되고 있다. 그러나 액정 디스플레이(LCD)의 경우, 백라이트의 빛이 LCD 패널을 투과함으로써 화상이 표시되므로, 특히 블랙 영역의 계조 특성이 나쁘고 이상적인 휘도에 비해서 밝은 방향으로 휘도가 관측되는 이른바 black floating 현상이 발생한다. 따라서 종래의 LCD 화상 표시 장치에서는 콘트라스트비는, 예를 들면 1,500:1 정도이다. In the organic EL panel, a contrast ratio of about 1,000,000: 1 is realized. However, in the case of a liquid crystal display (LCD), since the image of the backlight is transmitted through the LCD panel, an image is displayed. In particular, a so-called black floating phenomenon occurs in which the gradation characteristics of the black region are poor and the luminance is observed in a bright direction compared to the ideal luminance. Therefore, in the conventional LCD image display device, the contrast ratio is about 1,500: 1, for example.
LCD 화상 표시 장치의 콘트라스트비를 개선하기 위해서, 2장의 LCD 패널을사용한 화상 표시 장치가 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이 화상 표시 장치에서는, 후측 LCD 패널(LV: Light Valve)이 그레이 화상을 표시함으로써 백라이트의 투과량을 조정하며 전측 LCD 패널(RGB 패널)이 RGB 화상을 표시함으로써 콘트라스트비의 개선을 도모하고 있다. In order to improve the contrast ratio of an LCD image display apparatus, the image display apparatus using two LCD panels is proposed (for example, refer patent document 1). In this image display device, the rear LCD panel (LV: Light Valve) displays a gray image to adjust the amount of backlight transmission, and the front LCD panel (RGB panel) displays an RGB image to improve the contrast ratio.
그러나 LCD 화상 표시 장치에 대해서는, 콘트라스트비를 더욱 개선하는 것이 바람직하다. However, for the LCD image display device, it is desirable to further improve the contrast ratio.
예를 들면 백라이트의 로컬 디밍(Local Dimming) 기술을 적용함으로써 어두운 블록에서의 black floating은 대폭 저감된다. 로컬 디밍 기술은, 화면을 구성하는 복수의 디밍 블록 각각의 휘도를 개별로 조정하는 기술로, 여기에서는 1개의 디밍 블록은 똑같은 휘도 분포로 발광한다는 전제 하에서 LCD 패널의 투과율이 제어된다. 그러나 실제로는 1개의 디밍 블록을 똑같은 휘도 분포로 발광시키는 것은 곤란하기 때문에 화상의 국소적인 정밀도, 특히 휘도의 재현성이 뒤떨어지는 경우가 있다. For example, by applying the backlight's local dimming technology, black floating in dark blocks is greatly reduced. The local dimming technique is a technique for individually adjusting the luminance of each of the dimming blocks constituting the screen, in which the transmittance of the LCD panel is controlled under the premise that one dimming block emits light with the same luminance distribution. In reality, however, it is difficult to make one dimming block emit light with the same luminance distribution, so that local accuracy of the image, in particular, reproducibility of luminance may be inferior.
그래서 본 발명은, 로컬 디밍 기술을 적용하는 한편 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도 화상의 국소적인 휘도의 재현성을 높이는 것이 가능한 화상 표시 장치 및 화상 표시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is therefore an object of the present invention to provide an image display apparatus and an image display method capable of increasing local reproducibility of local luminance of an image while applying a local dimming technique while each dimming block does not emit light with the same luminance distribution.
본 발명에 따른 화상 표시 장치는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과, 상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과, 상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛과, 입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 소망하는 휘도를 판정하는 블록 휘도값 판정기와, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 소망하는 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동 신호 발생기와, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 소망하는 휘도에 기초하여, 각 블록을 상기 소망하는 휘도로 발광시킨 경우 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 추정하는 국소 휘도값 추정기와, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 기초하여, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 상기 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 레벨 변환기와, 상기 레벨 변환기에서 조정된 서브 픽셀의 휘도 레벨에 기초하여, 상기 후측 LCD 패널에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성하는 그레이 컨버터를 구비한다. An image display apparatus according to the present invention includes a front LCD panel displaying an RGB image, a rear LCD panel disposed behind the front LCD panel and superimposed on the front LCD panel to display a gray image, and the rear LCD panel. A backlight unit disposed at a rear side and irradiating light to the front LCD panel and the rear LCD panel, the backlight unit capable of adjusting luminance of each of a plurality of blocks, and a block luminance value for determining a desired luminance of each of the blocks from an input RGB image signal; A determiner, a backlight drive signal generator for driving the backlight unit to adjust the luminance of the block in accordance with the desired luminance of each of the blocks determined by the block luminance value determiner, and determined by the block luminance value determiner On the basis of the desired luminance of each of the blocks, when each block emits light at the desired luminance, A local luminance value estimator for estimating the light emission luminance of each sub pixel and a sub-pixel of the RGB image signal corresponding to the pixel or sub pixel based on the light emission luminance of each pixel or each sub pixel estimated by the local luminance value estimator; A level converter which adjusts the luminance level of the pixel, and a gray converter which generates a gray image signal which controls the luminance level of the gray image displayed on the rear LCD panel based on the luminance level of the subpixel adjusted by the level converter. Equipped.
바람직하게는 상기 블록 휘도값 판정기는, 입력된 RGB 화상 신호의 각 블록 내의 서브 픽셀의 휘도 중 최대 휘도에 기초하여, 상기 블록의 소망하는 휘도를 판정한다. Preferably, the block luminance value determiner determines the desired luminance of the block based on the maximum luminance among the luminance of the subpixels in each block of the input RGB image signal.
바람직하게는 상기 국소 휘도값 추정기는, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내 혹은 표시 영역 전체에 있어서의 전형 휘도 분포 데이터를 기억하는 기억 장치와, 상기 전형 휘도 분포 데이터와 각 블록의 소망하는 휘도로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 계산하는 연산기를 구비해도 된다. Preferably, the local luminance value estimator is a storage device that stores typical luminance distribution data in the block, in the block adjacent to the block or in the entire display area when light is emitted only from the block for each block, and the typical luminance distribution. You may have a calculator which calculates the luminous luminance of each pixel or each sub-pixel from the data and the desired luminance of each block.
혹은 상기 국소 휘도값 추정기는, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내 혹은 표시 영역 전체에 있어서의 전형 휘도 분포 데이터를 기억하는 기억 장치와, 상기 전형 휘도 분포 데이터를 보간하여 상세 휘도 분포 데이터를 생성하는 데이터 보간기와, 상기 상세 휘도 분포 데이터와 각 블록의 소망하는 휘도로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 계산하는 연산기를 구비해도 된다. Alternatively, the local luminance value estimator includes a storage device that stores typical luminance distribution data in the block, in the block adjacent to the block, or the entire display area when light is emitted only from the block, and the typical luminance distribution data. A data interpolator for interpolating to generate detailed luminance distribution data, and a calculator for calculating light emission luminance of each pixel or subpixel from the detailed luminance distribution data and the desired luminance of each block may be provided.
혹은 상기 국소 휘도값 추정기는, 계산식을 이용하여 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내 혹은 표시 영역 전체에 있어서의 전형 휘도 분포 데이터를 생성하는 분포 특성 생성기와, 상기 전형 휘도 분포 데이터와 각 블록의 소망하는 휘도로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 계산하는 연산기를 구비해도 된다. Or the local luminance value estimator is a distribution characteristic generator for generating typical luminance distribution data in the block, in the block adjacent to the block, or in the entire display area when light is emitted from only the block for each block using a calculation formula; You may be provided with the calculator which calculates the light emission luminance of each pixel or each sub pixel from typical luminance distribution data and the desired luminance of each block.
바람직하게는, 상기 레벨 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도가 낮을수록 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 상기 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 높게 한다. Preferably, the level converter increases the luminance level of the subpixel of the RGB image signal corresponding to the pixel or subpixel as the emission luminance of each pixel or each subpixel estimated by the local luminance value estimator is lower. .
바람직하게는 상기 그레이 컨버터는, 각 픽셀이 가지는 복수의 서브 픽셀의 휘도 레벨 중 최대 휘도 레벨을, 상기 픽셀의 그레이 화상의 휘도 레벨로서 결정한다. Preferably, the gray converter determines the maximum luminance level among the luminance levels of the plurality of subpixels of each pixel as the luminance level of the gray image of the pixel.
바람직하게는 화상 표시 장치는, 상기 레벨 변환기에서 휘도 레벨이 조정된 상기 RGB 화상 신호의 계조를 상기 전측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 RGB 계조 변환기를 더욱 구비하고, 상기 RGB 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 기초하여, 상기 RGB 화상 신호의 계조를 보정한다. Preferably, the image display device further comprises an RGB gray scale converter for correcting the gray level of the RGB image signal whose luminance level is adjusted in the level converter so as to be suitable for the output characteristics of the front LCD panel, wherein the RGB gray scale converter includes: The gray level of the RGB image signal is corrected based on the luminance of light emitted from each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator.
바람직하게는 상기 RGB 계조 변환기는, RGB 각 색에 대응하는 계조 변환기를 구비하고, 각 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수보다 작은 수의 복수의 룩업 테이블과, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 따라서 복수의 룩업 테이블 중 2개를 선택하는 셀렉터와, 상기 셀렉터에서 선택된 2개의 룩업 테이블의 값을 보간하여 화상 신호의 계조를 얻는 보간기를 구비한다. Preferably, the RGB gradation converter comprises a gradation converter corresponding to each color of RGB, and each gradation converter is a number smaller than the number of steps of emission luminance of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator. Interpolates a plurality of lookup tables, a selector for selecting two of the plurality of lookup tables according to the emission luminance of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator, and the values of two lookup tables selected by the selector And an interpolator for obtaining the gradation of the image signal.
바람직하게는 상기 RGB 계조 변환기는, RGB 각 색에 대응하는 계조 변환기를 구비하고, 각 계조 변환기는, 제 1 연산부와 제 2 연산부와 보간기를 구비하고, 제 1 연산부와 제 2 연산부 각각은 복수의 계수값 메모리로서, 각 계수값 메모리가 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수의 반보다 적은 계수값을 기억하고 있는, 복수의 계수값 메모리와, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 따라서, 상기 복수의 계수값 메모리 각각으로부터 1개의 계수값을 선택하는 셀렉터와, 상기 셀렉터에서 선택된 복수의 계수값에 기초하여 연산 처리를 수행하는 변환 연산기를 구비하고, 상기 보간기는, 제 1 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과와 제 2 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과를 보간하여 화상 신호의 계조를 얻는다. Preferably, the RGB tone converter comprises a tone converter corresponding to each color of RGB, and each tone converter includes a first calculator, a second calculator, and an interpolator, and each of the first calculator and the second calculator is a plurality of. A coefficient value memory, wherein each coefficient value memory stores a coefficient value less than half of the number of steps of light emission luminance of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator, and the local value; A selector for selecting one coefficient value from each of the plurality of coefficient value memories according to the light emission luminances of each pixel or each sub-pixel estimated by the luminance value estimator, and arithmetic processing based on the plurality of coefficient values selected by the selector; And an interpolator, wherein the interpolator includes arithmetic processing results of the arithmetic operation calculator of the first arithmetic unit and arithmetic operation of the arithmetic operator of the second arithmetic unit. The result of the processing is interpolated to obtain the gradation of the image signal.
바람직하게는 화상 표시 장치는, 상기 그레이 컨버터에서 생성된 상기 그레이 화상 신호의 계조를 상기 후측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 그레이 계조 변환기를 더욱 구비하고, 상기 그레이 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 기초하여, 상기 그레이 화상 신호의 계조를 보정한다. Preferably, the image display device further includes a gray tone converter for correcting the gray level of the gray image signal generated by the gray converter to be suitable for an output characteristic of the rear LCD panel, wherein the gray tone converter includes the local luminance. The gray level of the gray image signal is corrected based on the light emission luminance of each pixel or each sub pixel estimated by the value estimator.
바람직하게는 상기 그레이 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수보다 작은 수의 복수의 룩업 테이블과, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 따라서 복수의 룩업 테이블 중 2개를 선택하는 셀렉터와, 상기 셀렉터에서 선택된 2개의 룩업 테이블의 값을 보간하여 그레이 화상 신호의 계조를 얻는 보간기를 구비한다. Preferably, the gray scale converter includes a plurality of lookup tables smaller than the number of steps of the emission luminance of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator, and each pixel or estimated by the local luminance value estimator. And a selector for selecting two of the plurality of lookup tables according to the light emission luminance of each subpixel, and an interpolator for interpolating the values of the two lookup tables selected by the selector to obtain the gray level of the gray image signal.
바람직하게는 상기 그레이 계조 변환기는, 제 1 연산부와 제 2 연산부와 보간기를 구비하고, 제 1 연산부와 제 2 연산부 각각은, 복수의 계수값 메모리로서, 각 계수값 메모리가 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수의 반보다 적은 계수값을 기억하고 있는, 복수의 계수값 메모리와, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 따라서 상기 복수의 계수값 메모리 각각으로부터 1개의 계수값을 선택하는 셀렉터와, 상기 셀렉터에서 선택된 복수의 계수값에 기초하여 연산 처리를 수행하는 변환 연산기를 구비하고, 상기 보간기는, 제 1 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과와 제 2 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과를 보간하여 화상 신호의 계조를 얻는다. Preferably, the gray scale converter includes a first calculating unit, a second calculating unit, and an interpolator, and each of the first calculating unit and the second calculating unit is a plurality of coefficient value memories, and each coefficient value memory is configured in the local luminance value estimator. A plurality of coefficient value memories, each having a coefficient value less than half of the number of steps of the estimated luminance of each pixel or subpixel, and the luminance of each pixel or subpixel estimated by the local luminance value estimator; Therefore, a selector for selecting one coefficient value from each of the plurality of coefficient value memories and a conversion calculator for performing arithmetic processing based on the plurality of coefficient values selected by the selector, wherein the interpolator includes a transform of the first calculation unit. The gray level of the image signal is obtained by interpolating the calculation processing result of the calculator and the calculation processing result of the conversion calculator of the second calculation unit.
본 발명에 따른 화상 표시 방법은, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과, 상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과, 상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며, 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛을 구비하는 화상 표시 장치에 있어서 실행되는 화상 표시 방법으로서, 입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 소망하는 휘도를 판정하는 단계와, 판정된 상기 블록 각각의 소망하는 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계와, 판정된 상기 블록 각각의 소망하는 휘도에 기초하여, 각 블록을 상기 소망하는 휘도로 발광시킨 경우 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 추정하는 단계와, 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도에 기초하여, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 상기 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 단계와, 조정된 서브 픽셀의 휘도 레벨에 기초하여, 상기 후측 LCD 패널에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성하는 단계를 구비한다. An image display method according to the present invention comprises a front LCD panel displaying an RGB image, a rear LCD panel disposed behind the front LCD panel and superimposed on the front LCD panel to display a gray image, and the rear LCD panel. An image display method performed in an image display device which is disposed at a rear side and has a backlight unit that irradiates light on the front LCD panel and the rear LCD panel, and has a backlight unit capable of adjusting luminance of each of a plurality of blocks, the input RGB image signal Determining the desired luminance of each of the blocks from the; and driving the backlight unit to adjust the luminance of the block according to the desired luminance of each of the determined blocks; Luminance luminance of each pixel or each sub-pixel when each block emits light at the desired luminance based on the luminance Estimating, and adjusting the luminance level of the subpixel of the RGB image signal corresponding to the pixel or subpixel, based on the estimated luminance of each pixel or subpixel, and the luminance of the adjusted subpixel. Based on the level, generating a gray image signal for controlling the luminance level of the gray image displayed on the rear LCD panel.
본 발명에서는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널을 구비하는 화상 표시 장치에 로컬 디밍 기술을 적용하고, 각 블록의 소망하는 휘도에 기초하여, 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 추정하고, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하며, 조정된 서브 픽셀의 휘도 레벨에 기초하여, 후측 LCD 패널에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성한다. 이로써 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도, 화상의 국소적인 휘도의 재현성을 높이는 것이 가능하다. In the present invention, a local dimming technique is applied to an image display device having a front LCD panel displaying an RGB image and a rear LCD panel displaying a gray image, and each pixel or each sub is based on a desired luminance of each block. Estimating the luminance of the pixel, adjusting the luminance level of the subpixel of the RGB image signal corresponding to the pixel or subpixel, and based on the adjusted luminance level of the subpixel, the luminance of the gray image displayed on the rear LCD panel A gray image signal for controlling the level is generated. Thereby, even if each dimming block does not emit light with the same luminance distribution, it is possible to improve the reproducibility of the local luminance of the image.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 화상 표시 장치의 LED 배치를 도시한 백라이트 유닛의 개략 평면도이다.
도 3은 도 1의 화상 표시 장치에 있어서의 블록과 픽셀과 서브 픽셀의 관계를 도시한 개략도이다.
도 4는 도 1의 화상 표시 장치에 있어서의 각 블록의 휘도 분포를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 1의 화상 표시 장치의 신호 처리부를 도시한 블록도이다.
도 6은 도 5의 신호 처리부의 국소 휘도값 추정기의 상세한 일례를 도시한 블록도이다.
도 7은 도 5의 신호 처리부의 국소 휘도값 추정기의 상세한 다른 일례를 도시한 블록도이다.
도 8은 도 5의 신호 처리부의 국소 휘도값 추정기의 상세한 다른 일례를 도시한 블록도이다.
도 9는 도 5의 신호 처리부의 RGB 계조 변환기에 따른 계조 변환 특성의 일례를 도시한 그래프이다.
도 10은 도 5의 신호 처리부의 그레이 계조 변환기에 따른 계조 변환 특성의 일례를 도시한 그래프이다.
도 11은 계조 변환기의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 도 5의 신호 처리부의 계조 변환기 또는 색 밸런스 보정 파라미터 생성기의 일례의 상세를 도시한 블록도이다.
도 13은 도 5의 신호 처리부의 계조 변환기 또는 색 밸런스 보정 파라미터 생성기의 다른 예의 상세를 도시한 블록도이다.
도 14는 도 5의 신호 처리부의 계조 변환기 또는 색 밸런스 보정 파라미터 생성기의 다른 예의 상세를 도시한 블록도이다.
도 15는 도 5의 신호 처리부의 엣지 홀드 회로에 따른 시야각 보정 결과를 도시한 개략도이다.
도 16은 도 5의 신호 처리부의 색 밸런스 컨트롤러의 상세를 도시한 블록도이다.
도 17은 색 밸런스 컨트롤러의 작용에 따른 화상의 암부에 있어서의 색 밸런스 조정에 관한 설명도이다.
도 18은 2장의 LCD 패널을 구비한 화상 표시 장치에, 로컬 디밍 기술을 적용했지만, 국소 휘도값 추정을 수행하지 않은 표시 화상의 예를 도시한 도면이다.
도 19는 2장의 LCD 패널을 구비한 화상 표시 장치에, 로컬 디밍 기술을 적용하고, 본 발명의 실시형태에 따라서 국소 휘도값 추정을 수행한 표시 화상의 예를 도시한 도면이다. 1 is a schematic side view of an image display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of the backlight unit showing the LED arrangement of the image display device of FIG. 1.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between a block, a pixel, and a sub pixel in the image display device of FIG. 1.
4 is a graph showing the luminance distribution of each block in the image display device of FIG. 1.
5 is a block diagram illustrating a signal processing unit of the image display device of FIG. 1.
6 is a block diagram illustrating a detailed example of a local luminance value estimator of the signal processor of FIG. 5.
FIG. 7 is a block diagram illustrating another detailed example of the local luminance value estimator of the signal processor of FIG. 5.
FIG. 8 is a block diagram illustrating another detailed example of the local luminance value estimator of the signal processor of FIG. 5.
9 is a graph illustrating an example of gray scale conversion characteristics of the RGB gray scale converter of the signal processor of FIG. 5.
FIG. 10 is a graph illustrating an example of gray scale conversion characteristics of the gray scale converter of the signal processor of FIG. 5.
11 is a graph for explaining the operation of the gray scale converter.
FIG. 12 is a block diagram illustrating details of an example of a gray scale converter or a color balance correction parameter generator of the signal processing unit of FIG. 5.
FIG. 13 is a block diagram illustrating details of another example of a gray scale converter or a color balance correction parameter generator of the signal processor of FIG. 5.
FIG. 14 is a block diagram illustrating details of another example of a gray scale converter or a color balance correction parameter generator of the signal processor of FIG. 5.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a viewing angle correction result of an edge hold circuit of the signal processor of FIG. 5.
FIG. 16 is a block diagram illustrating details of a color balance controller of the signal processor of FIG. 5.
It is explanatory drawing about color balance adjustment in the dark part of an image according to the action of a color balance controller.
FIG. 18 is a diagram showing an example of a display image in which an image dimming apparatus including two LCD panels is applied, but local luminance value estimation is not performed.
19 is a diagram showing an example of a display image in which a local dimming technique is applied to an image display device having two LCD panels, and local luminance value estimation is performed in accordance with an embodiment of the present invention.
본원 발명의 목적, 장점 및 신규 특징은, 첨부한 도면과 관련된 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해진다. 다른 도면에 있어서, 동일 또는 기능적으로 유사한 요소를 도시하기 위해서 동일한 참조 부호가 사용된다. 도면은 개략적으로 도시하고 있고, 도면의 축척은 정확하지 않은 것을 이해하기 바란다. The objects, advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. In other drawings, the same reference numerals are used to depict the same or functionally similar elements. It is to be understood that the drawings are schematically depicted and that the scale of the drawings is not accurate.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 개략 측면도이다. 도 2는, 도 1의 화상 표시 장치의 LED 배치를 도시한 백라이트 유닛의 개략 평면도이다. 도 1에 도시한 것과 같이 화상 표시 장치(1)는, 전측 LCD 패널(RGB 패널, 2)과 후측 LCD 패널(LV 패널, 3)과 백라이트 유닛(4)을 구비하고 있다. 1 is a schematic side view of an image display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view of the backlight unit showing the LED arrangement of the image display device of FIG. 1. As shown in FIG. 1, the image display device 1 includes a front LCD panel (RGB panel) 2, a rear LCD panel (LV panel) 3, and a
전측 LCD 패널(2)은 RGB 화상을 표시한다. 전측 LCD 패널(2)은, 컬러 필터 기판(20), TFT 기판(22), 편광 필름(24), 편광 필름(26) 및 구동 IC(28)를 구비한다. 도시하지 않지만, 컬러 필터 기판(20)과 TFT 기판(22) 사이에는 액정이 배치되어 있다. 컬러 필터 기판(20)은 블랙 매트릭스 및 R, G, B 컬러 필터를 가지고, 더욱이 공통 전극을 가진다. TFT 기판(22)은, TFT(Thin Film Transistor) 및 전극을 가진다. 편광 필름(24)은 컬러 필터 기판(20)의 전면에 배치되고, 편광 필름(26)은 TFT 기판(22)의 후면에 배치되어 있다. 구동 IC(28)는 TFT 기판(22)에 실장되어 있고, 구동 IC(28)에 입력되는 RGB 화상 신호를 따라서, 전측 LCD 패널(2)의 액정의 투과 상태를 서브 픽셀(부화소)마다 제어한다. The
후측 LCD 패널(3)은, 전측 LCD 패널(2)의 후방에 배치되고 전측 LCD 패널(2)에 중첩되며 그레이 화상(LV 화상)을 표시한다. 후측 LCD 패널(3)은 유리 기판(30), TFT 기판(32), 편광 필름(34) 및 구동 IC(36)를 구비한다. 유리 기판(30)은, 전측 LCD 패널(2)에 있어서의 컬러 필터 기판(20)에 대응하고 공통 전극을 가지지만, 컬러 필터 기판(20)과는 달리 컬러 필터를 가지지 않는다. 이것은 후측 LCD 패널(3)이 LV 화상, 즉 white부터 black까지의 명암으로만 표현된, 그레이 스케일 화상을 표시하기 때문이다. 도시하지 않지만 유리 기판(30)과 TFT 기판(32) 사이에는 액정이 배치되어 있다. TFT 기판(32)은, TFT 및 전극을 가진다. 편광 필름(34)은 TFT 기판(32)의 후면에 배치되어 있다. 구동 IC(36)는 TFT 기판(32)에 실장되어 있고, 구동 IC(36)에 입력되는 그레이 화상 신호를 따라서 후측 LCD 패널(3)의 액정의 투과 상태를 제어한다. 전측 LCD 패널(2)과 후측 LCD 패널(3)은, 편광 필름(26)과 유리 기판(30) 사이에 배치된 접합층(38)에 의해 접합되어 있다. The
백라이트 유닛(4)은, 후측 LCD 패널(3)의 후방에 배치되고, 전측 LCD 패널(2)과 후측 LCD 패널(3)에 빛을 조사한다. 백라이트 유닛(4)은 직하형이고, 기판(40), 기판(40)에 장착된 복수의 평판상 LED(Light Emitting Diode, 42) 및 기판(40)과 협동하여 LED(42)를 포위하는 측벽(44)을 구비한다. LED(42)는, 후측 LCD 패널(3)로부터 소망하는 거리를 떨어져서 설치되어 있다. LED(42)의 발광은, LED 구동부(46)에 의해 제어된다. LED 구동부(46)는 회로로서, 예를 들면 기판(40)에 실장해도 되고 기판(40)과는 다른 기판에 실장해도 된다. The
도 2에 도시한 것과 같이, LED(42)는 직사각형 형상으로 가정하여 도시했고, LED(42) 사이의 간극이 격자상이 되도록 서로 이간되어 배치되어 있다. 단 LED(42)의 형상, 수 및 배치는 도시된 것에 한정되지 않는다. 예를 들면 LED(42)의 형상은 원형이어도 된다. As shown in FIG. 2, the
백라이트 유닛(4)은, 로컬 디밍을 수행할 수 있도록 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능하다. 복수의 LED(42)는, 로컬 디밍의 복수의 디밍 블록에 각각 대응한다. 즉 1개의 LED(42)가 1개의 디밍 블록에 대응한다. LED 구동부(46)는, 복수의 LED(42)를 독립적으로 발광시키고, 복수의 LED(42)의 휘도를 독립적으로 조정한다. 도시하지 않지만 백라이트 유닛(4)에는, 후술하는 공지된 격벽, 공지된 렌즈 및 공지된 플래터(flatter)가 설치되어도 된다. LED(42)의 발광을 제어함으로써, LED(42)에 대응하는 디밍 블록의 휘도를 조정할 수 있다. The
단 백라이트 유닛(4)은 도시한 직하형에 한정되지 않고, 예를 들면 엣지 라이트형이라도 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 로컬 디밍을 수행할 수 있는 것이라면 본 발명에 사용할 수 있다. However, the
도 3은 화상 표시 장치에 있어서의 블록과 픽셀과 서브 픽셀의 관계를 도시한다. 상기와 같이 백라이트 유닛(4)의 1개 LED(42)는, 1개의 디밍 블록(BL)에 대응한다. 1개의 디밍 블록(BL)에는 다수의 픽셀(PX)이 포함된다. 후측 LCD 패널(3)에서는, 그레이 화상의 각 픽셀(PX)의 휘도를 조정할 수 있다. 전측 LCD 패널(2)에서는, RGB 삼색의 각 서브 픽셀(SP)의 휘도를 조정할 수 있다. 본 명세서에서 패널(2, 3)에 관하여 설명하는 휘도란, 패널(2, 3)의 투과율을 의미한다. 3 shows the relationship between blocks, pixels, and subpixels in the image display device. As described above, one
도 4는, 도 1의 화상 표시 장치의 각 블록에 있어서의 휘도 분포를 도시한 그래프이다. 도 4(A)는, 휘도의 이상적인 분포 상태를 도시한다. 이 이상 상태에서는, 1개의 디밍 블록(BL)은 똑같은 휘도 분포로 발광하고 또한 1개의 디밍 블록(BL)으로부터 다른 디밍 블록(BL)으로는 빛샘이 없다. 도 4(B)는, 고도의 광학 설계를 수행한 경우의 휘도 분포 상태를 도시한다. 고도의 광학 설계를 수행한 경우에는, 도 4(A)에 근사한 분포가 얻어진다. 도 4(C)는, 고도의 광학 설계를 수행하지 않은 경우의 휘도의 분포 상태를 도시한다. 고도의 광학 설계를 수행하지 않은 경우에는, 1개의 디밍 블록(BL)은 똑같지 않은 휘도 분포로 발광하고 또한 1개의 디밍 블록(BL)으로부터 다른 디밍 블록(BL)으로는 많은 빛샘이 있다. 4 is a graph showing the luminance distribution in each block of the image display device of FIG. 1. Fig. 4A shows an ideal distribution state of luminance. In this abnormal state, one dimming block BL emits light with the same luminance distribution, and there is no light leakage from one dimming block BL to another dimming block BL. 4B shows the luminance distribution state in the case of carrying out the advanced optical design. In the case of carrying out an advanced optical design, a distribution close to that of Fig. 4A is obtained. Fig. 4C shows a state of distribution of luminance when no high optical design is performed. When no high optical design is performed, one dimming block BL emits light with an uneven luminance distribution, and there are many light leaks from one dimming block BL to another dimming block BL.
고도의 광학 설계란, 블록(BL)을 상호 분리하는 격벽, 블록 내의 휘도 분포를 똑같이 하기 위한 렌즈 및 플래터 중에서 적어도 어느 것을 설치하는 것이다. 그러나 이들을 설치하는 것은 개발 기간과 부품 수의 증대에 따른 비용 증가를 초래한다. 또한 이들을 설치했다고 하더라도 휘도의 이상적인 분포 상태를 얻는 것은 곤란하거나 불가능하다. The high optical design provides at least one of a partition wall separating the blocks BL from each other, a lens and a platter for equalizing the luminance distribution in the block. However, installing them incurs increased costs as the development period and parts count increase. Even if these are provided, it is difficult or impossible to obtain an ideal distribution of luminance.
본 발명의 실시형태는, 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도 화상의 국소적인 휘도의 재현성을 높이는 것을 목적으로 한다. Embodiment of this invention aims at improving the reproducibility of the local luminance of an image, even if each dimming block does not emit light with the same luminance distribution.
도 5는, 이 화상 표시 장치(1)의 전측 LCD 패널(2)의 구동 IC(28)와, 후측 LCD 패널(3)의 구동 IC(36)에 공급되는 화상 데이터, 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급되는 제어 데이터를 생성하는 신호 처리부(5)를 도시한다. 신호 처리부(5)에는, EOTF(Electro-Optical Transfer Function)를 거쳐서 휘도와 선형 관계에 있는 신호 레벨을 가지는 RGB 화상 신호(R, G, B)가 공급된다. 5 shows the image data supplied to the
신호 처리부(5)는, 입력된 RGB 화상 신호(R, G, B)로부터 디밍 블록 각각의 소망하는 휘도를 판정하는 블록 휘도값 판정기(50)를 구비한다. 블록 휘도값 판정기(50)는, 입력된 RGB 화상 신호(R, G, B)의 각 디밍 블록 내의 RGB 각 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도(BLmax)에 기초하여, 상기 디밍 블록 전체의 소망하는 휘도를 판정한다. 구체적으로는, 예를 들면 블록 휘도값 판정기(50)는, 각 디밍 블록 내의 최대 휘도(BLmax)를 상기 디밍 블록 전체의 소망하는 휘도(블록 휘도값, BLum)로 판정해도 된다. 이 경우, BLum = BLmax이다. The signal processing unit 5 includes a block
단 백라이트 유닛(4)의 각 디밍 블록에 대하여 제어 가능한 휘도(Lj)의 단계 수(n)가 RGB 화상 신호로 표현 가능한 휘도 단계 수보다 적은 경우에는, 블록 휘도값 판정기(50)는 BLmax ≤ Lj인 최소 Lj를 블록 휘도값(BLum)으로 판정한다. 즉 BLum = Lj ≥ BLmax이다. 예를 들면 RGB 화상 신호가 12비트 계조이고, 4096계조를 표현 가능하다고 상정한다. 또한 로컬 디밍을 위해서 백라이트 유닛(4)의 제어 가능한 휘도(Lj)의 단계 수(n)가 4라고 상정한다. 이 경우 Lj ∈ {L1, L2, …, Ln} = {L1, L2, L3, L4}이다. 예를 들면 {L1, L2, L3, L4} = {1023, 2047, 3071, 4095}로 설정할 수 있다. 이 경우, 만일 BLmax = 1020이라면 BLum = 1023이고, BLmax = 3000이라면 BLum = 3071이다. 이와 같이 해서 블록 휘도값 판정기(50)는, 각 디밍 블록에 대하여 제어 가능한 휘도 중 어느 1개를 블록 휘도값(BLum)으로 판정한다. However, when the number n of steps of controllable brightness Lj for each dimming block of the
단 RGB 화상 신호는 12비트 계조에 한정되지 않고, 백라이트 유닛(4)의 제어 가능한 휘도(Lj)의 단계 수(n)도 4로 한정되지 않는다. However, the RGB image signal is not limited to 12-bit gradation, and the number n of steps of the controllable luminance Lj of the
블록 휘도값 판정기(50)로부터 출력된 블록 휘도값(BLum)은 지연 회로(52)에 공급된다. 지연 회로(52)는, 블록 휘도값(BLum)에 일정 지연 시간을 부여한다. 지연 회로(52)로부터 출력된 블록 휘도값(BLum)은, LED 구동 신호 발생기(백라이트 구동 신호 발생기, 54)에 공급된다. LED 구동 신호 발생기(54)는, 블록 휘도값(BLum)(즉, 블록 휘도값 판정기(50)에서 판정된 디밍 블록 각각의 소망하는 휘도)에 따라서, 상기 디밍 블록의 휘도를 조정하도록 백라이트 유닛(4)을 구동하는 LED 구동 신호(BD)를 생성한다. LED 구동 신호(BD)는 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급된다. The block luminance value BLum output from the block
LED 구동 신호 발생기(54)가 디밍 블록의 휘도를 조정하는 방식으로는, LED 구동 신호(BD)의 전압 또는 전류를 제어하는 것이어도 된다. 단 LED 구동 신호 발생기(45)는, 예를 들면 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 의해 디밍 블록에 대응하는 LED(42)의 점멸을 수행해도 된다. 이 경우, LED 구동 신호(BD)는, 디밍 블록의 소망하는 휘도에 따라서 듀티비가 변화되는 일정한 진폭의 펄스 신호이다. As a method in which the LED
신호 처리부(5)는, 국소 휘도값 추정기(55)를 더욱 구비한다. 국소 휘도값 추정기(55)는, 블록 휘도값 판정기(50)에서 판정된 각 디밍 블록의 소망하는 휘도(블록 휘도값, BLum)에 기초하여, 각 디밍 블록을 소망하는 휘도로 발광시킨 경우 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도값을 추정한다. 여기서 말하는 발광 휘도값은, 패널(2, 3)의 휘도 조정을 수행하지 않은 경우의 휘도값, 즉 패널(2, 3)의 투과율이 최대인 경우의 휘도값이다. 그리고 국소 휘도값 추정기(55)는, 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 도시한 국소 휘도값(PLum)을 출력한다. The signal processing unit 5 further includes a local
도 6 내지 도 8은, 각각 국소 휘도값 추정기(55)의 상세한 일례를 도시한다. 도 6에 도시한 예에서는, 국소 휘도값 추정기(55)는, 전형 휘도 분포 데이터를 기억하는 메모리(기억 장치, 55A)와, 메모리(55A)에 기억된 전형 휘도 분포 데이터와 각 디밍 블록의 소망하는 휘도(블록 휘도값, BLum)로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도값(PLum)을 계산하는 연산기(55B)를 구비한다. 메모리(55A)는, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우의 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내의 전형 휘도 분포를 도시한 전형 휘도 분포 데이터를 기억하고 있어도 되고, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우의 표시 영역 전체에 있어서의 전형 휘도 분포를 도시한 전형 휘도 분포 데이터를 기억하고 있어도 된다. 연산기(55B)는, 예를 들면 하기 식을 따라서 발광 휘도값(PLum), 즉 PLum(x, y)를 계산할 수 있다. 여기서 x는 픽셀 또는 서브 픽셀의 x 좌표이고, y는 그 y 좌표이다.
6 to 8 each show a detailed example of the local
여기서 α[i, j](X, Y)는 디밍 블록 [i, j]에 대한 휘도 분포로서, 상기 디밍 블록의 대표점(또는 기준점)과, 픽셀 또는 서브 픽셀(x, y)의 상대 위치 관계의 함수이다. α[i, j](X, Y)에는 BLum값에 대한 의존성은 없거나, 무시할 수 있는 정도이다. Where α [i, j] (X, Y) is the luminance distribution for the dimming block [i, j], where the relative position of the representative point (or reference point) of the dimming block and the pixel or subpixel (x, y) It is a function of the relationship. α [i, j] (X, Y) has no dependence on BLum values or is negligible.
x0[i, j], y0[i, j]는, 디밍 블록 [i, j]에 있어서의 대표점(또는 기준점)의 위치를 도시한 좌표이다. 대표점(또는 기준점)은, 예를 들면 디밍 블록의 중심이나 좌상각의 위치 등이다. x0 [i, j] and y0 [i, j] are coordinates showing the position of the representative point (or reference point) in the dimming block [i, j]. The representative point (or reference point) is, for example, the center of the dimming block or the position of the upper left angle.
BLum[i, j]는, 디밍 블록 [i, j]에 있어서의 휘도값(BLum)이고, 표시하고자 하는 화상에 따라 변한다. BLum [i, j] is a luminance value BLum in the dimming block [i, j] and changes depending on the image to be displayed.
상기 α[i, j](X, Y) 및 x0[i, j], y0[i, j]는 화상에는 관계없이 고정이다. [Alpha] [i, j] (X, Y), x0 [i, j] , y0 [i, j] are fixed irrespective of the image.
상기 식은, PLum(x, y)가 복수의 디밍 블록으로부터의 빛의 영향을 받는 것을 고려하여 정한 것으로, 따라서 총합을 구하고 있다. 총합을 구하는 디밍 블록의 범위는 임의로, 휘도 분포 α의 확산 방법에 따라서 선택할 수 있다. 예를 들면 휘도 분포 α의 확산이 작으면 총합을 구하는 디밍 블록은, PLum(x, y)이 계산되는 픽셀 또는 서브 픽셀이 속한 디밍 블록과 거기에 인접한 몇 개의 디밍 블록이면 된다. 휘도 분포 α의 확산이 크면 총합을 구하는 디밍 블록은, 모든 디밍 블록이면 된다. The above formula is determined in consideration of the influence of PLum (x, y) from the light from the plurality of dimming blocks, and thus the sum is obtained. The range of dimming blocks for which the sum is obtained can be arbitrarily selected according to the diffusion method of the luminance distribution α. For example, the dimming block for which the sum is obtained when the spread of the luminance distribution α is small may be a dimming block to which the pixel or subpixel for which PLum (x, y) is calculated and some dimming blocks adjacent thereto. If the spread of the luminance distribution α is large, the dimming block to be summed may be all dimming blocks.
단 발광 휘도값(PLum)을 계산하기 위한 식은, 상기 식에 한정되지 않는다. The equation for calculating the single emission luminance value PLum is not limited to the above equation.
도 6에 도시한 국소 휘도값 추정기(55)의 예를 실장하기 위해서, 상기 화상 표시 장치의 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀에 대하여, 국소 휘도값을 산출하기 위한 휘도 분포 α를 미리 측정에 의해 얻어 두고, 휘도 분포 α를 메모리(55A)에 기억한다. In order to implement the example of the local
도 7에 도시한 예에서는, 국소 휘도값 추정기(55)는, 전형 휘도 분포 데이터를 기억하는 메모리(기억 장치, 55C)와, 메모리(55C)에 기억된 전형 휘도 분포 데이터를 보간하여 상세 휘도 분포 데이터를 생성하는 데이터 보간기(55D)와, 데이터 보간기(55D)에서 생성된 상세 휘도 분포 데이터와 각 디밍 블록의 소망하는 휘도(블록 휘도값, BLum)로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도값(PLum)을 계산하는 연산기(55E)를 구비한다. 메모리(55C)는, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내의 전형 휘도 분포를 도시한 전형 휘도 분포 데이터를 기억하고 있어도 되고, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우의 표시 영역 전체에 있어서의 전형 휘도 분포를 도시한 전형 휘도 분포 데이터를 기억하고 있어도 된다. In the example shown in FIG. 7, the local
연산기(55E)는, 예를 들면 상기 식을 따라서 발광 휘도값(PLum)을 계산할 수 있다. 도 7에 도시한 예에서는, 휘도 분포 α는 데이터 보간기(55D)에서 생성된 상세 휘도 분포 데이터에 포함되어 있다. 데이터 보간기(55D)는, 메모리(55C)에 기억된 전형 휘도 분포 데이터로부터 보간식을 따라서 상세 휘도 분포 데이터를 얻는다. 따라서 도 6에 도시한 예보다 도 7에 도시한 예에서는 전형 휘도 분포 데이터는 상세하지 않아도 된다. 즉, 도 6에 도시한 예에서는, 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀에 대한 휘도 분포 α가 전형 휘도 분포 데이터에 기록되지만, 도 7에 도시한 예에서는, 예를 들면 수평 및/또는 수직 방향으로 솎아낸 픽셀(또는 거기에 포함되는 서브 픽셀)에 대한 휘도 분포 α가 전형 휘도 분포 데이터에 기록될 수 있다. 도 7에 도시한 예는, 솎아내지 않는 경우의 전형 휘도 분포가 넓은 경우에 적합하고, 보다 적은 오차로 보간할 수 있으며, 도 6에 도시한 예보다 메모리 기억량을 절약하고 회로 규모 증대를 억제할 수 있다. The
도 8에 도시한 예에서는, 국소 휘도값 추정기(55)는, 계산식을 이용하여 각 블록 내의 전형 휘도 분포 데이터를 생성하는 분포 특성 생성기(55F)와, 분포 특성 생성기(55F)에서 생성된 전형 휘도 분포 데이터와 각 디밍 블록의 소망하는 휘도(블록 휘도값, BLum)로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도값(PLum)을 계산하는 연산기(55G)를 구비한다. 분포 특성 생성기(55F)는, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우의 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내의 전형 휘도 분포를 도시한 전형 휘도 분포 데이터를 생성해도 되고, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우의 표시 영역 전체에 있어서의 전형 휘도 분포를 도시한 전형 휘도 분포 데이터를 생성해도 된다. In the example shown in FIG. 8, the local
연산기(55G)는, 예를 들면 상기 식을 따라서, 발광 휘도값(PLum)을 계산할 수 있다. 도 8에 도시한 예에서는, 휘도 분포 α는 분포 특성 생성기(55F)에서 생성된 전형 휘도 분포 데이터에 포함되어 있다. 분포 특성 생성기(55F)에서 사용되는 계산식은, 상기 화상 표시 장치의 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀에 대하여, 휘도 분포 α를 미리 측정에 의해 얻어 두고, 더욱이 휘도 분포 α와 픽셀 또는 서브 픽셀의 위치 좌표와의 관계에 매치되는 함수를 얻는다. 이 함수를 분포 특성 생성기(55F)에서 사용되는 계산식으로서 사용하면 된다. 화상의 표시 영역의 주변부 블록에서는 측벽(44)에 의한 반사광 때문에 매칭되는 함수를 얻는 것은 용이하지 않아 오차가 커질 가능성은 있지만, 도 8에 도시한 예에서는, 도 6 및 도 7의 예에 비교해서 회로 규모의 증대를 억제할 수 있다. The calculator 55G can calculate the light emission luminance value PLum, for example, according to the above formula. In the example shown in FIG. 8, the luminance distribution α is included in the typical luminance distribution data generated by the distribution
도 5로 돌아와서, 신호 처리부(5)는, 레벨 변환기(56) 및 지연 회로(58)를 더욱 구비한다. 레벨 변환기(56)는, 국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도(국소 휘도값, PLum)에 기초하여, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 RGB 화상 신호(R, G, B)의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정한다. 지연 회로(58)는, 신호 처리부(5)에 공급된 RGB 화상 신호(R, G, B)에, 블록 휘도값 판정기(50)에서의 블록 휘도값(BLum)의 판정에 필요한 시간 및 국소 휘도값 추정기(55)에서의 국소 휘도값(PLum)의 추정에 필요한 시간의 합계 시간에 상당한 지연을 부여한다. Returning to FIG. 5, the signal processing unit 5 further includes a
레벨 변환기(56)는, 국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도(국소 휘도값, PLum)가 낮을수록 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 높게 한다. 단 국소 휘도값(PLum)이 높은 단계일수록 국소 휘도값(PLum)이 낮은 단계보다 각 서브 픽셀의 휘도 레벨의 변화율이 작도록, 레벨 변환기(56)는 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 변화시킨다. 또한 레벨 변환기(56)는, 레벨 변환기(56)로부터 출력되는 서브 픽셀의 휘도 레벨이 레벨 변환기(56)에 입력되는 서브 픽셀의 휘도 레벨에 비례하도록, 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정한다. The
예를 들면 레벨 변환기(56)에 입력되는 R 서브 픽셀의 휘도 레벨이 R이고, 레벨 변환기(56)에 입력되는 G 서브 픽셀의 휘도 레벨이 G이고, 레벨 변환기(56)에 입력되는 B 서브 픽셀의 휘도 레벨이 B이며, 레벨 변환기(56)로부터 출력되는 R 서브 픽셀의 휘도 레벨이 R1이고, 레벨 변환기(56)로부터 출력되는 G 서브 픽셀의 휘도 레벨이 G1이고, 레벨 변환기(56)로부터 출력되는 B 서브 픽셀의 휘도 레벨이 B1인 경우, 레벨 변환기(56)는 하기 식을 따라서 레벨 변환, 즉 조정을 수행한다. For example, the luminance level of the R subpixel input to the
R1 = (LMX/PLum)*RR1 = (LMX / PLum) * R
G1 = (LMX/PLum)*GG1 = (LMX / PLum) * G
B1 = (LMX/PLum)*BB1 = (LMX / PLum) * B
여기서 LMX는, RGB 화상 신호(R, G, B)가 가질 수 있는 휘도의 최대값으로, 상기 예(RGB 화상 신호가 12비트 계조)에 따르면, 예를 들면 4095이다. Here, LMX is the maximum value of the luminance which the RGB image signals R, G, and B can have, and according to the example (the RGB image signal is 12-bit gradation), for example, 4095.
국소 휘도값(PLum)이 낮을수록 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨이 높아지지만, 국소 휘도값(PLum)이 높으면 백라이트 유닛(4)에 의해 그 픽셀 또는 서브 픽셀의 휘도가 올라간다. 또한 상기 식에 따르면, 출력되는 서브 픽셀의 휘도 레벨은, 입력되는 서브 픽셀의 휘도 레벨에 비례한다. 따라서 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도 화상의 국소적인 휘도는 표시 화상에서 재현 가능하다. The lower the local luminance value PLum is, the higher the luminance level of each sub pixel of the RGB image signal is. However, when the local luminance value PLum is high, the luminance of the pixel or sub pixel is increased by the
신호 처리부(5)는, 그레이 컨버터(60)를 더욱 구비한다. 그레이 컨버터(60)는, 레벨 변환기(56)에서 조정된 서브 픽셀의 휘도 레벨(R1, G1, B1)에 기초하여, 후측 LCD 패널(3)에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호(W1)를 생성한다. 더욱 구체적으로는 그레이 컨버터(60)는, 각 픽셀이 가지는 복수의 서브 픽셀의 휘도 레벨(R1, G1, B1) 중에서 최대 휘도 레벨을, 상기 픽셀(이들 서브 픽셀이 속하는 픽셀)의 그레이 화상의 휘도 레벨로서 결정한다. The signal processing unit 5 further includes a
신호 처리부(5)는, 지연 회로(62) 및 RGB 계조 변환기(64)를 더욱 구비한다. 지연 회로(62)에는, 레벨 변환기(56)로부터 출력된 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)가 공급되고, 지연 회로(62)는 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)에 일정 지연 시간을 부여한다. 지연 회로(62)로부터 출력된 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)는, RGB 계조 변환기(64)에 공급된다. The signal processing unit 5 further includes a
RGB 계조 변환기(64)는, 레벨 변환기(56)에서 휘도 레벨이 조정된 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)의 계조를 전측 LCD 패널(2)의 출력 특성에 적합하도록 보정한다. 예를 들면 전측 LCD 패널(2)의 표시 특성은 감마 커브로 나타나는 감마 특성이고, RGB 계조 변환기(64)는 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)를 감마 보정한다. 단 이 표시 특성은 감마 특성에는 한정되지 않고, 보정도 감마 보정에는 한정되지 않는다. 또한 이 실시형태에 있어서 RGB 계조 변환기(64)는, 후술과 같이 국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도(국소 휘도값, PLum)에 기초하여 RGB 화상 신호의 계조를 보정한다. The
신호 처리부(5)는 그레이 계조 변환기(66)를 더욱 구비한다. 그레이 계조 변환기(66)는, 그레이 컨버터(60)에서 생성된 그레이 화상 신호(W1)의 계조를 후측 LCD 패널(3)의 출력 특성에 적합하도록 보정한다. 예를 들면, 후측 LCD 패널(3)의 표시 특성은 감마 특성이고, 그레이 계조 변환기(66)는, 그레이 화상 신호(W1)를 감마 특성을 고려하여 보정한다. 단 이 표시 특성은 감마 특성에는 한정되지 않고, 보정도 감마 보정에는 한정되지 않는다. 또한 이 실시형태에 있어서 그레이 계조 변환기(66)는, 후술과 같이 국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도(국소 휘도값, PLum)에 기초하여, 그레이 화상 신호(W1)의 계조를 보정한다. The signal processor 5 further includes a
RGB 계조 변환기(64)는, R 계조 변환기(64R), G 계조 변환기(64G) 및 B 계조 변환기(64B)를 가진다. R 계조 변환기(64R)는, 입력된 신호 R1을 R2로 보정하여 R2를 출력하고, G 계조 변환기(64G)는, 입력된 신호 G1을 G2로 보정하여 G2를 출력하며, B 계조 변환기(64B)는, 입력된 신호 B1을 B2로 보정하여 B2를 출력한다. The
더욱이 RGB 계조 변환기(64)는, 입력된 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)로부터, 후술하는 색 밸런스 컨트롤러(70)에서 사용되는 색 밸런스 보정 파라미터(LR, LG, LB)를 얻는 역할을 가진다. 따라서 RGB 계조 변환기(64)는, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR), 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LG) 및 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LB)를 가진다. 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR)는, 입력된 신호(R1)로부터 색 밸런스 보정 파라미터(LR)를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터(LR)를 출력하고, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LG)는, 입력된 신호(G1)로부터 색 밸런스 보정 파라미터(LG)를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터(LG)를 출력하며, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LB)는, 입력된 신호(B1)로부터 색 밸런스 보정 파라미터(LB)를 얻어서 색 밸런스 보정 파라미터(LB)를 출력한다.Further, the
도 9는 RGB 계조 변환기(64)에 따른 계조 변환 특성의 일례를 실선으로 도시한 그래프이고, 도 10은 그레이 계조 변환기(66)에 따른 계조 변환 특성의 일례를 실선으로 도시한 그래프이다. 도 9 및 도 10에서는 참고를 위해 선형 특성을 파선으로 도시한다. 도 9 및 도 10에 있어서, 횡축은 RGB 계조 변환기(64) 또는 그레이 계조 변환기(66)에 대한 입력 휘도값을 나타내고, 종축은 RGB 계조 변환기(64) 또는 그레이 계조 변환기(66)로부터의 출력 휘도값을 나타낸다. 9 is a graph showing an example of the gradation conversion characteristic according to the
도 9에 도시한 RGB 계조 변환기(64)에 따른 계조 변환 특성의 일례는, 예를 들면 γ = 0.5인 감마 커브(Y=Xγ)로 실현된다. 이에 비해서, 도 10에 도시한 그레이 계조 변환기(66)에 따른 계조 변환 특성의 일례는, 도 9의 결과를 초래하도록 고정된 RGB의 값에 대하여, LV의 값을 변화시키면서 2장의 LCD 패널(2, 3)의 투과광을 실측하여, 최종적인 합성 결과가 자연계의 선형 휘도 특성에 동등하고 따라서 사람에게 자연스럽게 보이도록, LV의 입출력 특성을 결정한 것이다. RGB 계조 변환기(64) 및 그레이 계조 변환기(66)의 계조 변환에 의해, RGB 화상 신호 및 그레이 화상 신호는, 전측 LCD 패널(2) 및 후측 LCD 패널(3)의 출력 특성에 적합하고, 사람의 눈에서 자연스러운 휘도 계조를 가지도록 보정된다. An example of the gradation conversion characteristic according to the
도 11을 참조하여 RGB 계조 변환기(64) 및 그레이 계조 변환기(66)에 따른, 블록 휘도값 판정기(50)에서 판정된 각 디밍 블록의 소망하는 휘도(블록 휘도값, BLum)에 기초한 동작을 설명한다. 도 11(A)는, 계조 변환기의 기본 특성(도 5 및 도 6에 상당하는 특성)을 도시한다. 이 기본 특성은, 백라이트 유닛(4)을 최대 휘도(예를 들면 L4)로 발광시켰을 때의 특성(도 11(E)에 도시한 특성)이다. With reference to FIG. 11, operations based on the desired luminance (block luminance value, BLum) of each dimming block determined by the block
백라이트 유닛(4)의 제어 가능한 휘도(Lj)의 단계 수(n)가 4이고, Lj ∈ {L1, L2, L3, L4}라면 도 11(B) ~ (E)의 4단계 특성이 사용될 수 있다. 도 11(B)의 특성은, 도 11(A)의 입력이 0부터 L1인 범위를, 입력축 및 출력축 모두(즉 종횡 모두) 확대한 특성이다. 도 11(C)의 특성은, 도 11(A)의 입력이 0부터 L2인 범위를, 입력축 및 출력축 모두 확대한 특성이다. 도 11(D)의 특성은, 도 11(A)의 입력이 0부터 L3인 범위를, 입력축 및 출력축 모두 확대한 특성이다. 단 도 11에 도시한 각 곡선은 예시로서, 이들에 한정되는 것은 아니다. If the number n of the controllable luminance Lj of the
각 계조 변환기는, 블록 휘도값(BLum)이 L1이면 도 11(B)의 특성에 따라서 화상 신호의 계조를 보정하고, 블록 휘도값(BLum)이 L2, L3 또는 L4라면 그에 대응하는 도 11(C) ~ (E) 중에서 어느 것의 특성에 따라서 화상 신호의 계조를 보정한다. Each gray scale converter corrects the gray level of the image signal according to the characteristic of FIG. 11B when the block luminance value BLum is L1, and corresponds to FIG. 11 (B) when the block luminance value BLum is L2, L3 or L4. C) The gradation of the image signal is corrected according to the characteristic of any of (E).
기본 특성의 입력을 Vinputorg라고 하면, 0 ≤ Vinputorg ≤L4로 표현할 수 있고, 기본 특성의 출력을 Voutputorg라고 하면, Voutputorg = f(Vinputorg)로 표현할 수 있다. f는 함수이다. If the input of the basic characteristic is Vinput org , 0? Vinput org ? L4, and if the output of the basic characteristic is Voutput org , Voutput org = f (Vinput org ). f is a function.
다른 특성의 입력을 Vinput이라고 하면, 0 ≤ Vinput ≤ BLum으로 표현할 수 있고, 출력을 Voutput이라고 하면, Voutput은 함수 g를 이용하여 Voutput = g(Vinput) = (1/f(BLum/L4)) * f((BLum/L4) * Vinput)으로 표현할 수 있다. If the input of the other characteristic is Vinput, it can be expressed as 0 ≤ Vinput ≤ BLum, and if the output is called Voutput, Voutput uses the function gVoutput = g (Vinput) = (1 / f (BLum / L4)) * It can be expressed as f ((BLum / L4) * Vinput).
다음으로 도 12 내지 도 14를 참조하여, 계조 변환기(64R, 64G, 64B, 66) 및 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR, 64LG, 64LB) 각각의 예를 설명한다. 12 to 14, an example of each of the
계조 변환기(64, 66)에 공급되는 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(h)는, 로컬 디밍을 위해서 백라이트 유닛(4)의 제어 가능한 휘도(Lj)의 단계 수(n)보다 매우 크다. 예를 들면 단계 수(n)는 한정되지 않지만, 4여도 된다. 한편 예를 들면 RGB 화상 신호가 12비트 계조이고, 4096계조를 표현 가능한 경우에는, 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(h)는, 반드시 RGB 화상 신호로 표현 가능한 휘도 계조의 수(4096)와 일치하지 않아도 되지만, 이상적으로는 휘도 계조의 수(4096)이다. The number of steps h of the local luminance value PLum supplied to the
이와 같은 다단계 국소 휘도값(PLum)을 입력으로서, 예를 들면 룩업 테이블 방식으로 계조 변환을 수행하면, 통상적인 생각으로는 룩업 테이블 수 또는 계수값 메모리에 기억되는 계수값의 수가 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(h)에 일치하기 때문에 회로 규모가 매우 커져버린다. 도 12 및 도 14에 도시한 각 예는, 회로 규모 증대를 억제하기 위해서 연구되어 있다. When such a multi-level local luminance value PLum is input, for example, gradation conversion is performed by a lookup table method, the conventional idea is that the number of lookup tables or the number of coefficient values stored in the count value memory is the local luminance value PLum. The circuit scale becomes very large because it coincides with the number of steps h). Each example shown in FIG. 12 and FIG. 14 is studied in order to suppress a circuit scale increase.
도 12는, 계조 변환기(64R, 64G, 64B, 66) 및 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR, 64LG, 64LB) 각각의 예의 상세를 도시한 블록도이다. 각 계조 변환기 또는 각 색 밸런스 보정 파라미터 생성기는, 복수의 룩업 테이블(LUT1, LUT2, …, LUTk)과 셀렉터(80), 보간기(81)를 가진다. 룩업 테이블(LUT1, LUT2, …, LUTk)의 개수(k)는, 로컬 디밍을 위해서 백라이트 유닛(4)의 제어 가능한 휘도(Lj)의 단계 수(n)보다 큰 정수로, 바람직하게는 n의 배수에 2를 더한 수이다. 단 개수(k)는, 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수, h)보다 작다. n이 4라면 Lj ∈ {L1, L2, …, Ln} = {L1, L2, L3, L4}이고, 예를 들면 10개의 룩업 테이블(LUT1 ~ LUT10)이 사용될 수 있다. 단, k는 10에 한정되지 않고, 예를 들면 130, 258 또는 기타 숫자여도 된다. 12 is a block diagram showing details of examples of each of the
각 룩업 테이블은, 국소 휘도값(PLum) 중 어느 1개의 단계에 대응되어 있다. 단 h > k이므로, 이들 룩업 테이블에 대응되는 국소 휘도값(PLum)의 단계는 이산적이고, 근접한 이들 단계는 h/(k-2) 떨어져있다. 예를 들면 h=4096이고, k=10인 경우에는, 룩업 테이블 LUT1은 가장 낮은 단계 0에 대응되고, 룩업 테이블 LUT2는 단계 511에 대응되며, 룩업 테이블 LUT3은 단계 1023에 대응되고, 룩업 테이블 LUT9는 단계 4095에 대응되며, 룩업 테이블 LUT10은 단계 4607에 대응되어 있다. Each lookup table corresponds to any one of the local luminance values PLum. However, since h> k, the steps of the local luminance values PLum corresponding to these lookup tables are discrete, and these steps in close proximity are h / (k-2) apart. For example, when h = 4096 and k = 10, the lookup table LUT1 corresponds to the
셀렉터(80)는 입력된 국소 휘도값(PLum)에 따라서, 상기 계조 변환기 또는 상기 색 밸런스 보정 파라미터 생성기에 현재 입력된 신호(RGB 화상 신호(R1, G1, B1) 또는 그레이 화상 신호(W1))에 대하여 사용되어야 할 2개의 룩업 테이블을, 룩업 테이블(LUT1, LUT2, …, LUTk) 중에서 선택한다. 국소 휘도값(PLum)이 2개의 룩업 테이블에 대응하는 2개의 단계 사이에 있는 경우에는, 셀렉터(80)는 이들 2개의 룩업 테이블을 선택한다. 상기 h = 4096이고, k = 9인 예에 따르면, 셀렉터(80)는, 예를 들면 PLum = 1050이라면, 단계 1023에 대응하는 룩업 테이블 LUT3과, 단계 1535에 대응하는 룩업 테이블 LUT4를 선택하고, PLum = 3091이라면, 단계 3071에 대응하는 룩업 테이블 LUT7과, 단계 3583에 대응하는 룩업 테이블 LUT8을 선택한다. The
국소 휘도값(PLum)이 1개의 룩업 테이블에 대응하는 1개 단계에 일치하는 경우에는, 셀렉터(80)는 그 룩업 테이블과 그 바로 윗단계에 대응하는 룩업 테이블을 선택한다. 예를 들면 셀렉터(80)는, PLum = 1023이면 단계 1023에 대응하는 룩업 테이블 LUT3과, 단계 1535에 대응하는 룩업 테이블 LUT4를 선택하고, PLum = 3071이면 단계 3071에 대응하는 룩업 테이블 LUT7과, 단계 3583에 대응하는 룩업 테이블 LUT8을 선택한다. When the local luminance value PLum matches one step corresponding to one lookup table, the
즉 1개의 룩업 테이블에 대응하는 휘도값의 단계가 L(i), 그 바로 윗단계가 L(i+1)이고, L(i) ≤ PLum ≤ L(i+1)인 경우에 셀렉터(80)는, 단계 L(i) 및 L(i+1)에 각각 대응하는 2개의 룩업 테이블의 값 O(i) 및 O(i+1)을 선택한다. That is, the
그리고 보간기(81)는, 선택한 룩업 테이블에 따라서, 입력된 신호의 휘도값을 보정한다. 구체적으로는 하기의 보간식을 따라서, 신호의 출력 휘도값(Vout)을 얻고, 휘도값(Vout)을 출력한다. 즉 보간기(81)는, 셀렉터(80)에서 선택된 2개의 룩업 테이블의 값을 보간하여 화상 신호의 계조를 얻는다. The
Vout = (PLum-L(i)) * O(i+1) + (L(i+1)-PLum) * O(i))/(L(i+1)-L(i))Vout = (PLum-L (i)) * O (i + 1) + (L (i + 1) -PLum) * O (i)) / (L (i + 1) -L (i))
이와 같이 해서 R 계조 변환기(64R)는, 입력된 신호 R1을 R2로 보정해서 R2를 출력하고, G 계조 변환기(64G)는, 입력된 신호 G1을 G2로 보정해서 G2를 출력하고, B 계조 변환기(64B)는, 입력된 신호 B1을 B2로 보정해서 출력하며, 그레이 계조 변환기(66)는, 입력된 그레이 화상 신호 W1을 W2로 보정해서 W2를 출력한다. 또한 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR)는, 입력된 신호 R1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LR을 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LR을 출력하고, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기 64LG는, 입력된 신호 G1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LG를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LG를 출력하며, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기 64LB는, 입력된 신호 B1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LB를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LB를 출력한다. 룩업 테이블의 내용은, 상기 계조 변환기 또는 상기 색 밸런스 보정 파라미터 생성기의 종류에 따라서 다르다. In this way, the R
도 13은, 계조 변환기(64R, 64G, 64B, 66) 및 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR, 64LG, 64LB) 각각의 다른 예의 상세를 도시한 블록도이다. 도 12의 예를 대신하여 도 13의 예를 사용해도 된다. FIG. 13 is a block diagram showing details of other examples of each of the
도 13에 도시한 것과 같이, 각 계조 변환기 또는 각 색 밸런스 보정 파라미터 생성기는, 복수의 셀렉터(82a ~ 82m)와, 셀렉터(82a ~ 82m)에 각각 대응하는 복수의 계수값 메모리(84a ~ 84m)와, 변환 연산기(86)를 가진다. 계수값 메모리(84a ~ 84m)의 각각은, 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수, h)와 동일한 수의 계수값을 기억하고 있다(예를 들면 계수값 A1 ~ Ah).As shown in Fig. 13, each gray scale converter or each color balance correction parameter generator includes a plurality of
셀렉터(82a ~ 82m)의 각각은, 국소 휘도값(PLum)에 따라서 상기 계조 변환기 또는 상기 색 밸런스 보정 파라미터 생성기에 현재 입력된 신호(RGB 화상 신호(R1, G1, B1) 또는 그레이 화상 신호(W1))에 따라서 사용되어야 할 계수를, 상기 셀렉터에 대응하는 계수값 메모리로부터 선택한다. 예를 들면 셀렉터(82a)는 계수값 메모리(84a)로부터 계수값(A1 ~ Ah) 중에서 어느 것을 선택하고, 셀렉터(82m)는, 계수값 메모리(84m)로부터 계수값(M1 ~ Mh) 중 어느 것을 선택한다. 변환 연산기(86)는, 셀렉터(82a ~ 82m)에서 선택된 계수값 A(A1 ~ Ah 중 어느 것) ~ M(M1 ~ Mh 중 어느 것)을 이용하여, 입력된 신호의 휘도값을 보정한다. Each of the
예를 들면 변환 연산기(86)는 하기 식을 따라서, 입력된 신호(RGB 화상 신호(R1, G1, B1) 또는 그레이 화상 신호(W1))의 휘도값(Vin)을 출력 휘도값(Vout)으로 보정하고, 출력 신호(R2, G2, B2, W1, LR, LG 또는 LB)를 얻는다. For example, the
Vout = A * Vin + B * Vin2 + C * Vin3 + … + M * Vinm Vout = A * Vin + B * Vin 2 + C * Vin 3 +... + M * Vin m
여기서 m은 셀렉터(82a ~ 82m)의 개수이고, 예를 들면 4 이상의 정수이다. M is the number of
혹은 변환 연산기(86)는 하기 식을 따라서, 입력된 신호의 휘도값(Vin)을 출력 휘도값(Vout)으로 보정하여 출력 신호를 얻어도 된다. Alternatively, the
Vout = A * (Vin/BLum) + B * (Vin/BLum)2 + C * (Vin/BLum)3 + … + M * (Vin/BLum)m Vout = A * (Vin / BLum) + B * (Vin / BLum) 2 + C * (Vin / BLum) 3 +. + M * (Vin / BLum) m
여기서 m은 셀렉터(82a ~ 82m)의 개수이고, 예를 들면 4 이상의 정수이다. M is the number of
이렇게 해서 R 계조 변환기(64R)는, 입력된 신호 R1을 R2로 보정해서 R2를 출력하고, G 계조 변환기(64G)는, 입력된 신호 G1을 G2로 보정해서 G2를 출력하고, B 계조 변환기(64B)는, 입력된 신호 B1을 B2로 보정해서 출력하며, 그레이 계조 변환기(66)는, 입력된 그레이 화상 신호 W1을 W2로 보정해서 W2를 출력한다. 또한 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR)는, 입력된 신호 R1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LR을 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LR을 출력하고, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기 64LG는, 입력된 신호 G1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LG를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LG를 출력하며, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기 64LB는, 입력된 신호 B1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LB를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LB를 출력한다. 셀렉터(82a ~ 82m)와 계수값 메모리(84a ~ 84m)와 변환 연산기(86)의 내용은, 상기 계조 변환기 또는 상기 색 밸런스 보정 파라미터 생성기의 종류에 따라서 다르다. In this way, the R
그러나 도 13에 도시한 예에서는, 계수값 메모리(84a ~ 84m)의 각각이, 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수, h)와 동일한 수의 계수값을 기억하고 있기 때문에 회로 규모가 매우 커져버린다. 도 14에 도시한 예는, 회로 규모 증대를 억제한다. However, in the example shown in Fig. 13, each of the
도 14는, 계조 변환기(64R, 64G, 64B, 66) 및 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR, 64LG, 64LB) 각각의 다른 예의 상세를 도시한 블록도이다. 도 12 및 도 13의 예를 대신하여 도 14의 예를 사용해도 된다. 14 is a block diagram showing details of other examples of each of the
도 14에 도시한 것과 같이 각 계조 변환기 또는 각 색 밸런스 보정 파라미터 생성기는, 제 1 연산부(90)와 제 2 연산부(91)와 보간기(98)를 구비한다. 제 1 연산부(90)는, 복수의 셀렉터(92a ~ 92m)와, 셀렉터(92a ~ 92m)에 각각 대응하는 복수의 계수값 메모리(93a ~ 93m)와, 변환 연산기(96)를 가진다. 제 2 연산부(91)는, 복수의 셀렉터(94a ~ 94m)와, 셀렉터(94a ~ 94m)에 각각 대응하는 복수의 계수값 메모리(95a ~ 95m)와, 변환 연산기(97)를 가진다.As shown in Fig. 14, each gradation converter or each color balance correction parameter generator includes a first calculating
제 1 연산부(90)의 계수값 메모리(93a ~ 93m)의 각각은, 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(국소 휘도값 추정기(55)에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도의 단계 수, h)의 반보다 훨씬 적은 수의 계수값을 기억하고 있다(예를 들면 계수값 A1, A3, ~Af). 제 2 연산부(91)의 계수값 메모리(95a ~ 95m)의 각각도, 국소 휘도값(PLum)의 단계 수(h)의 반보다 훨씬 적은 수의 계수값을 기억하고 있다(예를 들면 계수값 A2, A4, ~Af+1).Each of the
이들 계수값의 각각은, 국소 휘도값(PLum) 중 어느 1개 단계에 대응되어 있다. 단 h >> f+1이므로, 이들 계수값에 대응되는 국소 휘도값(PLum)의 단계는 이산적이고, 근접한 이들 단계는 h/(k-2) 떨어져 있다. 예를 들면 h=4096이고, k=9인 경우에는, 계수값 A1은 가장 낮은 단계 0에 대응되고, 계수값 A2는 단계 511에 대응되며, 계수값 A3은 단계 1023에 대응되고, 계수값 Af는 4095에 대응되며, 계수값 Af+1은 4607에 대응되어 있다. Each of these coefficient values corresponds to any one step of the local luminance value PLum. However, since h >> f + 1, the steps of the local luminance values PLum corresponding to these coefficient values are discrete, and these steps in close proximity are h / (k-2) apart. For example, when h = 4096 and k = 9, the count value A 1 corresponds to the
셀렉터(92a ~ 92m)의 각각은 국소 휘도값(PLum)에 따라서, 상기 계조 변환기 또는 상기 색 밸런스 보정 파라미터 생성기에 현재 입력된 신호(RGB 화상 신호(R1, G1, B1) 또는 그레이 화상 신호(W1))에 대하여 사용되어야 할 계수를, 상기 셀렉터에 대응하는 계수값 메모리로부터 선택한다. 예를 들면 셀렉터(92a)는, 계수값 메모리(93a)로부터 계수값(A1, A3, ~Af) 중 어느 1개를 선택하고, 셀렉터(92m)는, 계수값 메모리(93m)로부터 계수값(M1, M3, ~Mf) 중 어느 1개를 선택한다. 셀렉터(92a ~ 92m)의 각각은, 국소 휘도값(PLum)과 동일하거나 국소 휘도값(PLum) 미만으로 국소 휘도값(PLum)에 가장 가까운 단계에 대응하는 계수값을 선택한다. Each of the
변환 연산기(96)는, 셀렉터(92a ~ 92m)에서 선택된 계수값 A(A1, A3, ~Af 중에서 어느 것) ~ M(M1, M3, ~Mf 중에서 어느 것)을 이용하여, 연산 처리를 수행한다. 예를 들면 변환 연산기(96)는 하기 식을 따라서, 입력된 신호(RGB 화상 신호(R1, G1, B1) 또는 그레이 화상 신호(W1))의 휘도값(Vin)으로부터 연산값(Vcal1)을 얻는다. The
Vcal1 = A * Vin + B * Vin2 + C * Vin3 + … + M * Vinm Vcal1 = A * Vin + B * Vin 2 + C * Vin 3 +... + M * Vin m
여기서 m은 셀렉터(92a ~ 92m)의 개수이고, 예를 들면 4 이상의 정수이다. M is the number of
혹은 변환 연산기(96)는 하기 식을 따라서, 입력된 신호의 휘도값(Vin)으로부터 연산값(Vcal1)을 얻어도 된다. Alternatively, the
Vcal1 = A * (Vin/BLum) + B * (Vin/BLum)2 + C * (Vin/BLum)3 + … + M * (Vin/BLum)m Vcal1 = A * (Vin / BLum) + B * (Vin / BLum) 2 + C * (Vin / BLum) 3 +. + M * (Vin / BLum) m
마찬가지로 셀렉터(94a ~ 94m)의 각각은, 국소 휘도값(PLum)에 따라서, 상기 계조 변환기 또는 상기 색 밸런스 보정 파라미터 생성기에 현재 입력된 신호에 대해서 사용되어야 할 계수를, 상기 셀렉터에 대응하는 계수값 메모리로부터 선택한다. 예를 들면 셀렉터(94a)는, 계수값 메모리(93a)로부터 계수값(A2, A4, ~Af+1) 중 어느 1개를 선택하고, 셀렉터(94m)는, 계수값 메모리(93m)로부터 계수값(M2, M4, ~Mf+1) 중 어느 1개를 선택한다. 셀렉터(94a ~ 94m)의 각각은, 국소 휘도값(PLum)보다 크고 국소 휘도값(PLum)에 가장 가까운 단계에 대응하는 계수값을 선택한다. Similarly, each of the
변환 연산기(97)는, 셀렉터(94a ~ 94m)에서 선택된 계수값 A(A2, A4, ~Af+1 중 어느 것) ~ M(M2, M4, ~Mf+1 중 어느 것)을 이용하여, 연산 처리를 수행한다. 예를 들면 변환 연산기(97)는 하기 식을 따라서, 입력된 신호(RGB 화상 신호(R1, G1, B1) 또는 그레이 화상 신호(W1))의 휘도값(Vin)으로부터 연산값(Vcal2)을 얻는다. The
Vcal2 = A * Vin + B * Vin2 + C * Vin3 + … + M * Vinm Vcal2 = A * Vin + B * Vin 2 + C * Vin 3 +... + M * Vin m
여기서 m은 셀렉터(94a ~ 94m)의 개수이고, 예를 들면 4 이상의 정수이다. M is the number of
혹은 변환 연산기(97)는 하기 식을 따라서, 입력된 신호의 휘도값(Vin)으로부터 연산값(Vcal2)을 얻어도 된다. Alternatively, the
Vcal2 = A * (Vin/BLum) + B * (Vin/BLum)2 + C * (Vin/BLum)3 + … + M * (Vin/BLum)m Vcal2 = A * (Vin / BLum) + B * (Vin / BLum) 2 + C * (Vin / BLum) 3 +. + M * (Vin / BLum) m
보간기는, 제 1 연산부(90)의 변환 연산기(96)의 연산 처리 결과(연산값 Vcal1)와 제 2 연산부(91)의 변환 연산기(97)의 연산 처리 결과(연산값 Vcal2)를 보간하여, 화상 신호의 계조를 얻는다. The interpolator interpolates the calculation processing result (operation value Vcal1) of the
이렇게 해서 R 계조 변환기(64R)는, 입력된 신호 R1을 R2로 보정해서 R2를 출력하고, G 계조 변환기(64G)는, 입력된 신호 G1을 G2로 보정해서 G2를 출력하고, B 계조 변환기(64B)는, 입력된 신호 B1을 B2로 보정해서 출력하며, 그레이 계조 변환기(66)는, 입력된 그레이 화상 신호 W1을 W2로 보정해서 W2를 출력한다. 또한 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR)는, 입력된 신호 R1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LR을 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LR을 출력하고, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기 64LG는, 입력된 신호 G1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LG를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LG를 출력하며, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기 64LB는, 입력된 신호 B1으로부터 색 밸런스 보정 파라미터 LB를 얻어 색 밸런스 보정 파라미터 LB를 출력한다. 셀렉터(92a ~ 92m, 94a ~ 94m)와 계수값 메모리(93a ~ 93m, 95a ~ 95m)와 변환 연산기(96, 97)의 내용은, 상기 계조 변환기 또는 상기 색 밸런스 보정 파라미터 생성기의 종류에 따라서 다르다. In this way, the R
도 14에 도시한 예는, 도 13에 도시한 예와 거의 동일한 결과를 초래하지만, 도 13에 도시한 예보다 회로 규모 증대를 억제할 수 있다. Although the example shown in FIG. 14 has almost the same result as the example shown in FIG. 13, it is possible to suppress an increase in circuit scale than the example shown in FIG. 13.
도 5로 돌아가서, RGB 계조 변환기(64)로부터 출력된 RGB 화상 신호(R2, G2, B2) 및 색 밸런스 보정 파라미터(LR, LG, LB)는 색 밸런스 컨트롤러(70)에 공급된다. 그레이 계조 변환기(66)로부터 출력된 그레이 화상 신호(W2)는 엣지 홀드 회로(68)에 공급된다. Returning to FIG. 5, the RGB image signals R2, G2, B2 and the color balance correction parameters L R , L G , L B output from the RGB
엣지 홀드 회로(68)는, 계조 변환 후의 그레이 화상 신호(W2)에 대해서 시야각 보정(국소적 엣지 홀드 처리)을 수행하고, 그레이 화상 신호(W3)를 생성한다. 그레이 화상 신호(W3)는, 후측 LCD 패널(3)의 구동 IC(36)에 공급된다. 2장의 LCD 패널(2, 3)에 대해서, 정면으로부터 봤을 때는 문제없지만, 대각 방향으로부터 봤을 때는 패널 두께에 기인하여, 전측 LCD 패널(2)의 표시 화상과 후측 LCD 패널(3)의 표시 화상의 위치가 각도에 따라서 어긋남으로써, 이중상(double image)과 색어긋남이 보이는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 엣지 홀드 회로(68)는, 그레이 화상에 대해서 시야각 보정을 실시하는 역할을 하고 있다. The
도 15는, 엣지 홀드 회로(68)에 의한 시야각 보정(국소적 엣지 홀드 처리) 결과를 도시한 개략도이다. 도 15 중 각각의 흰 동그라미는, 그레이 계조 변환기(66)로부터의 출력 화상에 있어서의 각 픽셀의 휘도값에 상당한다. 한편 도 15 중 검은 동그라미는, 엣지 홀드 처리된 픽셀의 휘도값에 상당한다. 15 is a schematic diagram showing the results of the viewing angle correction (local edge hold processing) by the
도 15에 도시한 것과 같이 국소적 엣지 홀드 처리가 실행됨으로써, 암부와의 경계(엣지)에 있는 화상의 명부 픽셀의 휘도값으로, 그 부근의 암부 픽셀의 휘도값이 치환되어 있다. 이와 같이 명부에 인접한 암부 픽셀의 휘도를 향상시키는 보정을 수행함으로써, 대각 방향으로부터 봤을 때 화상이 어두워지는 것을 방지할 수 있다. By performing the local edge hold processing as shown in Fig. 15, the luminance value of the dark pixel in the vicinity of the dark pixel is replaced by the luminance value of the pixel of the image at the boundary (edge) with the dark portion. By performing the correction to improve the luminance of the dark pixels adjacent to the light in this manner, it is possible to prevent the image from darkening when viewed from the diagonal direction.
엣지 홀드 회로(68)의 구체적 구성 및 구체적 처리는, 일본특허공개공보 2016-118687호에 기재되어 있는 내용이면 된다. 엣지 홀드 회로(68)는, 어느 문턱값보다 높은 휘도를 가지는 어느 픽셀(주목 픽셀)에 대하여, 상기 주목 픽셀을 포함한 부근의 복수 픽셀의 휘도값의 최대값과 최소값의 차분이 다른 문턱값보다 높은 경우에, 이들 복수 픽셀의 휘도값 중 주목 픽셀의 휘도값보다 낮은 휘도값을, 주목 픽셀의 휘도값으로 치환한다. The specific structure and the specific process of the
도 5로 돌아가서, 엣지 홀드 회로(68)로부터 출력된 그레이 화상 신호(W3)는, 색 밸런스 보정 파라미터(Lw)로서 색 밸런스 컨트롤러(70)에도 공급된다. 색 밸런스 컨트롤러(70)는, RGB 계조 변환기(64)에 의한 계조 변환 후의 RGB 화상 신호(R2, G2, B2) 및 색 밸런스 보정 파라미터(LR, LG, LB), 그리고 엣지 홀드 회로(68)로부터 출력된 색 밸런스 보정 파라미터(Lw)에 기초하여, 색 밸런스 보정을 수행한다. 즉, 색 밸런스 컨트롤러(70)는, 계조 변환된 RGB 화상 신호(R2, G2, B2)에 대해서, 서브 픽셀마다 색 밸런스 보정 계수를 이용하여 색 밸런스를 조정하고, 보정 후의 RGB 화상 신호(R3, G3, B3)를 생성한다. RGB 화상 신호(R3, G3, B3)는, 전측 LCD 패널(2)의 구동 IC(28)에 공급된다. Returning to FIG. 5, the gray image signal W3 output from the
도 16은, 색 밸런스 컨트롤러(70)의 상세를 도시한 블록도이다. 색 밸런스 컨트롤러(70)는, 3개의 승산기(72R, 72G, 72B) 및 3개의 제산기(74R, 74G, 74B)를 가진다. 16 is a block diagram showing details of the
색 밸런스 컨트롤러(70)에는 이하의 3종 신호가 입력된다. The following three signals are input to the
RGB 계조 변환기(64)에 의해 계조 변환된 RGB 화상 신호(R2, G2, B2).RGB image signals R2, G2, and B2 that have been tone-converted by the
RGB 계조 변환기(64)에서 생성된 색 밸런스 보정 파라미터(LR, LG, LB).Color balance correction parameters L R , L G , L B generated in the
엣지 홀드 회로(68)에서 생성된 색 밸런스 보정 파라미터(Lw, 그레이 화상 신호(W3)).Color balance correction parameter Lw generated by the edge hold circuit 68 (gray image signal W3).
제산기(74R, 74G, 74B)는 대응하는 색의 색 밸런스 보정 파라미터를 색 밸런스 보정 파라미터(Lw)로 나눔으로써 색 밸런스 보정 계수를 산출한다. 승산기(72R, 72G, 72B)는 하기 식을 따라서, 대응하는 색의 RGB 화상 신호에 대해서 색 밸런스 보정 계수를 곱함으로써 색 밸런스 보정 후의 RGB(R3, G3, B3)를 생성한다.
R3 = R2 * (LR/LW) R3 = R2 * (L R / L W )
G3 = G2 * (LG/LW) G3 = G2 * (L G / L W )
B3 = B2 * (LB/LW) B3 = B2 * (L B / L W )
도 17은, 색 밸런스 컨트롤러(70)의 작용에 의한 화상의 암부에 있어서의 색 밸런스 조정에 관한 설명도이다. 도 17(a)에 도시한 것과 같이, RGB가 각각 0이 아닌 혼색(R>G>B)을 표현하는 경우를 예로서 설명한다. 상술한대로 그레이 컨버터(60)는, 각 픽셀이 가지는 복수의 서브 픽셀의 휘도 레벨(R1, G1, B1) 중에서 최대 휘도 레벨을, 상기 픽셀(이들 서브 픽셀이 속하는 픽셀)의 그레이 화상 신호(W1)의 휘도 레벨로서 결정한다. 따라서 최대값인 R 서브 픽셀의 휘도값을 가지는 그레이 화상이 후측 LCD 패널(3)에서 생성되게 된다. FIG. 17: is explanatory drawing about color balance adjustment in the dark part of an image by the action of the
이 경우, 어느 서브 픽셀의 휘도를 확보하기 위한 백라이트가 상기 서브 픽셀과 동일한 픽셀에 속하는 다른 서브 픽셀을 투과함으로써, 색이 어긋날 가능성이 있다. 예를 들면 G 및 B 서브 픽셀의 휘도는, 백라이트 유닛(4)으로부터 후측 LCD 패널(LV 패널(3))의 픽셀(PX)을 투과하는 빛샘 때문에 소망하는 휘도보다 커져서, 상기 픽셀(PX) 전체가 어긋난 색을 나타내게 된다. In this case, there is a possibility that the color shifts because the backlight for ensuring the luminance of one subpixel passes through another subpixel belonging to the same pixel as the subpixel. For example, the luminance of the G and B sub-pixels is larger than a desired luminance due to light leakage passing from the
이 경향은, 그레이 계조 변환기(66) 및 RGB 계조 변환기(64)에 의한 처리 후에도 계속된다(도 17(b)). 따라서 예를 들면 전측 LCD 패널(2)을 투과한 R의 빛은 소망하는 휘도를 갖지만, G 및 B의 빛의 휘도가 원하는 것보다 크기 때문에 색 밸런스가 무너지게 된다. This tendency continues even after the processing by the
소망하는 G 및 B의 휘도를 얻기 위해서는, 도 17(c)에 도시한 것과 같이 후측 LCD 패널(3)에서 RGB 서브 픽셀마다 다른 휘도를 나타내도록 제어하는 것이 바람직하다. 그러나 후측 LCD 패널(3)에서는, 그레이 화상의 각 픽셀의 휘도를 조정할 수 있지만, 각 서브 픽셀의 휘도를 조정할 수 없다. 따라서 각 서브 픽셀에 대하여 소망하는 합성 투과율을 얻기 위해서는, 전측 LCD 패널(2)의 각 서브 픽셀의 계조 조정을 실시할 필요가 있다. In order to obtain desired luminance of G and B, it is preferable to control the
그래서 도 17(d)에 도시한 것과 같이, 합성 투과율의 사고 방법을 도입하여 소망하는 합성 투과율이 얻어지도록 전측 LCD 패널(2)의 계조를 조정하는 색 밸런스 보정 계수를 구하면, 도 17(e)에 도시한 것과 같은 식으로 보정하면 되는 것을 알 수 있다. 결과적으로 도 17(f)에 도시한 것과 같이 R3, G3, B3가 전측 LCD 패널(2)에 표시되게 되고, W3(=Lw)이 후측 LCD 패널(3)에 표시되어 색 밸런스가 조정된다. Therefore, as shown in Fig. 17 (d), a color balance correction coefficient for adjusting the gradation of the
이 원리에 따른 색 밸런스 제어 방법을 실장한 구체적인 구성이, 도 16에 도시된 색 밸런스 컨트롤러(70)이다. 색 밸런스 컨트롤러(70)에 의하면 혼색부에서도 본래 색을 표시할 수 있어, 색 재현성의 개선을 도모하는 것이 가능해진다. 이상, 화상의 암부를 표현하는 경우를 예로 들었지만, 다른 화상을 표현하는 경우에도, 어느 서브 픽셀(SP)의 휘도를 확보하기 위한 백라이트가 상기 서브 픽셀(SP)과 동일한 픽셀(PX)에 속하는 다른 서브 픽셀(SP)을 투과한다. 따라서 색 밸런스 컨트롤러(70)의 효과는, 화상의 암부뿐만 아니라 명부에서도 발휘된다. A specific configuration in which the color balance control method according to this principle is implemented is the
도 17에 관한 이상의 설명으로부터 명백한대로, RGB 계조 변환기(64, 도 5 참조)에서 생성되는 색 밸런스 보정 파라미터(LR, LG, LB)는, RGB 화상 신호(R1, G1, B1)에 따라서 전측 LCD 패널(2)에서만 RGB 화상을 표시하는 경우에, 각 서브 픽셀이 나타내는 휘도를 패널(2, 3)에서 실현하기 위해서, 만일 후측 LCD 패널(3)이 RGB 서브 픽셀마다 다른 휘도를 나타낼 수 있다고 하면, 후측 LCD 패널(3)의 서브 픽셀이 가져야 할 휘도이다. RGB 계조 변환기(64)의 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LR)는, 입력된 신호(R1)만으로부터 색 밸런스 보정 파라미터(LR)를 생성할 수 있고, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LG)는, 입력된 신호(G1)만으로부터 색 밸런스 보정 파라미터(LG)를 생성할 수 있으며, 색 밸런스 보정 파라미터 생성기(64LB)는, 입력된 신호(B1)만으로부터 색 밸런스 보정 파라미터(LB)를 생성할 수 있다. As is apparent from the above description regarding FIG. 17, the color balance correction parameters L R , L G , L B generated by the RGB gray scale converter 64 (see FIG. 5) are added to the RGB image signals R1, G1, B1. Therefore, in the case where the RGB image is displayed only in the
또한 도 17(b) 및 (c)에 도시한대로, 엣지 홀드 회로(68, 도 5 참조)에서 생성되는 색 밸런스 보정 파라미터(Lw)는, 그레이 화상 신호(W3)와 동일하면 된다. As shown in Figs. 17B and 17C, the color balance correction parameter Lw generated by the edge hold circuit 68 (see Fig. 5) may be the same as the gray image signal W3.
도 5로 돌아가서, 지연 회로(62)는, RGB 계조 변환기(64)의 처리와 그레이 계조 변환기(66)의 처리를 동기시키기 위해서 설치되어 있고, RGB 화상 신호(R1, G1, B1)에 그레이 컨버터(60)의 처리에 필요한 시간에 상당한 지연을 부여한다. 또한 지연 회로(52)는, 백라이트 유닛(4)을 구동하는 LED 구동 신호(BD)를, 전측 LCD 패널(2)에 공급되는 RGB 화상 신호(R3, G3, B3) 및 후측 LCD 패널(3)에 공급되는 그레이 화상 신호(W3)와 동기시키기 위해서 설치되어 있으며, 블록 휘도값 판정기(50)로부터 공급되는 국소 휘도값(PLum)에, RGB 화상 신호(R3, G3, B3) 및 그레이 화상 신호(W3)의 생성에 필요한 시간에 상당하는 지연을 부여한다. 도 5에서는 지연 회로(52, 58, 62)가 도시되어 있지만, 다른 목적으로 다른 지연 회로를 설치해도 된다. Returning to Fig. 5, the
이상 설명한 것과 같이, 본 발명의 실시형태에 있어서는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널(2)과 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널(3)을 구비하는 화상 표시 장치에, 로컬 디밍 기술을 적용하고, 각 디밍 블록의 소망하는 휘도에 기초하여, 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 발광 휘도를 추정하여, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하고, 조정된 서브 픽셀의 휘도 레벨에 기초하여, 후측 LCD 패널(3)에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성한다. 이로써 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도 화상의 국소적인 휘도는 표시 화상에서 재현 가능하다. As described above, in the embodiment of the present invention, a local dimming technique is applied to an image display device having a
도 18은, 2장의 LCD 패널을 구비한 화상 표시 장치에, 로컬 디밍 기술을 적용했지만, 국소 휘도값 추정을 수행하지 않은(디밍 블록 내의 휘도 변동을 고려하지 않은) 표시 화상의 예를 도시한다. 도 19는, 2장의 LCD 패널을 구비한 화상 표시 장치에, 로컬 디밍 기술을 적용하고, 본 발명의 실시 형태에 따라서 국소 휘도값 추정(각 픽셀의 발광 휘도 추정)을 수행한 표시 화상의 예를 도시한다. 참고를 위해서 이들 표시 화상에 대한 디밍 블록의 위치를 도 18의 하부에 도시한다. 정방형의 칸이 디밍 블록에 대응한다. Fig. 18 shows an example of a display image in which an image dimming apparatus having two LCD panels is applied to the local dimming technique, but the local luminance value estimation is not performed (the luminance variation in the dimming block is not taken into account). Fig. 19 shows an example of a display image in which a local dimming technique is applied to an image display device having two LCD panels, and local luminance value estimation (emission luminance estimation of each pixel) is performed in accordance with an embodiment of the present invention. Illustrated. For reference, the positions of the dimming blocks for these display images are shown in the lower part of FIG. 18. Square cells correspond to dimming blocks.
도 18과 도 19의 대비에 따르면, 도 18에서는, 디밍 블록 내의 휘도 변동(도 4 참조)을 고려하지 않았기 때문에 인접한 디밍 블록의 경계 부근에서 휘도의 격차가 눈에 띄게 시인된다. 이에 비해서, 도 19에서는, 디밍 블록 내의 휘도 변동을 고려하여 각 픽셀의 발광 휘도를 추정하고, 추정된 각 픽셀의 발광 휘도에 기초하여 RGB 화상 신호와 그레이 화상 신호를 조정했기 때문에 디밍 블록의 경계 부근에서 휘도의 격차가 분간되지 않는다. 이와 같이 본 발명의 실시형태에 따르면, 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도 화상의 국소적인 휘도는 표시 화상에서 재현 가능하다. According to the contrast of FIG. 18 and FIG. 19, in FIG. 18, since the luminance variation in the dimming block (see FIG. 4) is not taken into account, the difference in luminance is noticeably visible near the boundary of the adjacent dimming block. On the other hand, in FIG. 19, since the luminance of each pixel was estimated in consideration of the variation in luminance in the dimming block, and the RGB image signal and the gray image signal were adjusted based on the estimated luminance of each pixel, near the boundary of the dimming block. The difference in luminance is not discernible. As described above, according to the embodiment of the present invention, even if each dimming block does not emit light with the same luminance distribution, the local luminance of the image can be reproduced in the display image.
본 발명의 실시형태에 따르면, HDR 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치에 있어서, 최대 휘도 10,000nits, 콘트라스트비 2,000,000:1이 실현되고, 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재해 있어도 black floating이 방지된다. 또한 각 디밍 블록이 똑같은 휘도 분포로 발광하지 않아도 화상의 국소적인 휘도는 표시 화상에서 재현 가능하다. According to the embodiment of the present invention, in an image display device capable of displaying an HDR image, a maximum luminance of 10,000 nits and a contrast ratio of 2,000,000: 1 are realized, and black floating even if a high luminance region and a low luminance region are mixed in one dimming block. This is avoided. In addition, even if each dimming block does not emit light with the same luminance distribution, the local luminance of the image can be reproduced in the display image.
또한 2장의 LCD 패널(2, 3)을 이용하여 콘트라스트비를 대폭 향상시킨 화상 표시 장치를 HDR용 화상 표시 장치에 적용하는 경우, 패널 전체의 빛의 투과율은, 패널 1장의 화상 표시 장치의 투과율보다 저하되므로, 패널 1장의 경우와 동일한 표시 휘도를 얻기 위해서는, 백라이트 유닛의 휘도를 보다 높게 할 필요가 있다. 이 경우에는, 백라이트 유닛에 있어서의 막대한 전력 소비 및 그 발열에 수반되는 냉각 기구 설치가 문제가 될 수 있다. In addition, in the case where the image display device in which the contrast ratio is greatly improved by using the two
그러나 본 발명의 실시형태에 따르면, 로컬 디밍 기술을 적용함으로써, 백라이트 유닛(4)에서는 필요한 디밍 블록에 대응하는 LED(42)를 적절한 휘도로 발광시킴으로써, 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛에 비교해서 소비 전력을 대폭 저감할 수 있고, 나아가서는 대규모의 냉각 기구를 필요로 하지 않는다. 따라서 로컬 디밍 기술을 적용하지 않는 백라이트 유닛에 비교해서, 본 발명의 실시형태에 따른 백라이트 유닛(4)의 비용을 삭감할 수 있다. However, according to the embodiment of the present invention, by applying the local dimming technology, the
1: 화상 표시 장치 2: 전측 LCD 패널(RGB 패널)
3: 후측 LCD 패널(LV 패널) 4: 백라이트 유닛
20: 컬러필터 기판 22: TFT 기판
24, 26: 편광 필름 28: 구동 IC
30: 유리 기판 32: TFT 기판
34: 편광 필름 36: 구동 IC
40: 기판 42: LED
44: 측벽 46: LED 구동부
5: 신호 처리부 50: 블록 휘도값 판정기
52, 58, 62: 지연 회로
54: LED 구동 신호 발생기(백라이트 구동 신호 발생기)
55: 국소 휘도값 추정기 56: 레벨 변환기
57: 지연 회로 60: 그레이 컨버터
64: RGB 계조 변환기 64R: R 계조 변환기
64G: G 계조 변환기 64B: B 계조 변환기
64LR: 색 밸런스 보정 파라미터 생성기
64LG: 색 밸런스 보정 파라미터 생성기
64LB: 색 밸런스 보정 파라미터 생성기
66: 그레이 계조 변환기 68: 엣지 홀드 회로
70: 색 밸런스 컨트롤러 80: 셀렉터
81: 보간기 82a ~ 82m: 셀렉터
84a ~ 84m: 계수값 메모리 86: 변환 연산기
90: 제 1 연산부 91: 제 2 연산부
92a ~ 92m, 94a ~ 94m: 셀렉터 93a ~ 93m, 95a ~ 95m: 계수값 메모리
96: 변환 연산기 98: 보간기
72R, 72G, 72B: 승산기 74R, 74G, 74B: 제산기1: Image display device 2: Front LCD panel (RGB panel)
3: Rear LCD Panel (LV Panel) 4: Backlight Unit
20: color filter substrate 22: TFT substrate
24, 26: polarizing film 28: drive IC
30: glass substrate 32: TFT substrate
34: polarizing film 36: drive IC
40: substrate 42: LED
44
5: signal processor 50: block luminance value determiner
52, 58, 62: delay circuit
54: LED drive signal generator (backlit drive signal generator)
55: local luminance value estimator 56: level converter
57: delay circuit 60: gray converter
64:
64G:
64L R : Color Balance Correction Parameter Generator
64L G : Color Balance Correction Parameter Generator
64L B : Color Balance Correction Parameter Generator
66: gray scale converter 68: edge hold circuit
70: color balance controller 80: selector
81:
84a to 84m: count value memory 86: conversion operator
90: first calculating unit 91: second calculating unit
92a to 92m, 94a to 94m:
96: conversion operator 98: interpolator
72R, 72G, 72B:
Claims (15)
상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고, 상기 전측 LCD 패널에 중첩되어, 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널;
상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고, 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하여, 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛;
입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 블록 휘도값을 판정하는 블록 휘도값 판정기;
상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 상기 블록 휘도값에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동 신호 발생기;
상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 상기 블록 휘도값에 기초하여, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우의 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내 혹은 표시 영역 전체에 있어서의 휘도 분포를 나타내는 전형 휘도 분포 데이터를 이용하여 각 블록을 상기 블록 휘도값으로 발광시킨 경우의 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 국소 휘도값을 추정하는 국소 휘도값 추정기;
상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값에 기초하여, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 상기 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 레벨 변환기; 및
상기 레벨 변환기에서 조정된 상기 서브 픽셀의 휘도 레벨에 기초하여, 상기 후측 LCD 패널에 표시되는 상기 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성하는 그레이 컨버터를 구비하는 화상 표시 장치.
A front LCD panel displaying an RGB image;
A rear LCD panel disposed behind the front LCD panel and superimposed on the front LCD panel to display a gray image;
A backlight unit disposed at the rear of the rear LCD panel and configured to irradiate light to the front LCD panel and the rear LCD panel to adjust brightness of each of the plurality of blocks;
A block luminance value determiner for determining a block luminance value of each block from an input RGB image signal;
A backlight driving signal generator for driving the backlight unit to adjust the luminance of the block according to the block luminance value of each block determined by the block luminance value determiner;
On the basis of the block luminance value of each of the blocks determined by the block luminance value determiner, luminance distributions in the block and in the block adjacent to the block or the entire display area when the light is emitted only from the block for each block are determined. A local luminance value estimator for estimating a local luminance value of each pixel or each sub-pixel when each block emits light at the block luminance value using typical luminance distribution data indicated;
A level converter for adjusting a luminance level of a subpixel of the RGB image signal corresponding to the pixel or subpixel based on the local luminance value of each pixel or each subpixel estimated by the local luminance value estimator; And
And a gray converter which generates a gray image signal for controlling the luminance level of the gray image displayed on the rear LCD panel based on the luminance level of the sub-pixel adjusted by the level converter.
상기 블록 휘도값 판정기는, 입력된 상기 RGB 화상 신호의 각 블록 내의 서브 픽셀의 휘도 중 최대 휘도에 기초하여, 상기 블록 각각의 상기 블록 휘도값을 판정하는 화상 표시 장치.
The method of claim 1,
And the block luminance value determiner determines the block luminance value of each of the blocks based on the maximum luminance among the luminance of sub-pixels in each block of the input RGB image signal.
상기 국소 휘도값 추정기는,
상기 전형 휘도 분포 데이터를 기억하는 기억 장치와,
상기 전형 휘도 분포 데이터와 상기 블록 각각의 상기 블록 휘도값으로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값을 계산하는 연산기를 구비하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The local luminance value estimator,
A storage device for storing the typical luminance distribution data;
And a calculator for calculating the local luminance value of each pixel or each sub-pixel from the typical luminance distribution data and the block luminance value of each of the blocks.
상기 국소 휘도값 추정기는,
상기 전형 휘도 분포 데이터를 기억하는 기억 장치와,
상기 전형 휘도 분포 데이터를 보간하여 상세 휘도 분포 데이터를 생성하는 데이터 보간기와,
상기 상세 휘도 분포 데이터와 상기 블록 각각의 상기 블록 휘도값으로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값을 계산하는 연산기를 구비하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The local luminance value estimator,
A storage device for storing the typical luminance distribution data;
A data interpolator for generating detailed luminance distribution data by interpolating the typical luminance distribution data;
And a calculator for calculating the local luminance value of each pixel or each sub-pixel from the detailed luminance distribution data and the block luminance value of each of the blocks.
상기 국소 휘도값 추정기는,
계산식을 이용하여 상기 전형 휘도 분포 데이터를 생성하는 분포 특성 생성기와,
상기 전형 휘도 분포 데이터와 상기 블록 각각의 블록 휘도값으로부터 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값을 계산하는 연산기를 구비하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The local luminance value estimator,
A distribution characteristic generator for generating the typical luminance distribution data using a calculation formula;
And a calculator for calculating the local luminance value of each pixel or each sub-pixel from the typical luminance distribution data and the block luminance value of each block.
상기 레벨 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값이 낮을수록, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 상기 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 높게 하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The level converter is configured to increase the luminance level of the subpixel of the RGB image signal corresponding to the pixel or subpixel as the local luminance value of each pixel or each subpixel estimated by the local luminance value estimator is lower. Display device.
상기 그레이 컨버터는, 각 픽셀이 가지는 복수의 서브 픽셀의 휘도 레벨 중에서 최대 휘도 레벨을, 상기 픽셀의 그레이 화상의 휘도 레벨로서 결정하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And the gray converter determines a maximum luminance level among luminance levels of a plurality of subpixels of each pixel as a luminance level of a gray image of the pixel.
상기 레벨 변환기에서 휘도 레벨이 조정된 상기 RGB 화상 신호의 계조를 상기 전측 LCD 패널의 출력 특성을 고려하여 보정하는 RGB 계조 변환기를 더욱 구비하고,
상기 RGB 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값에 기초하여, 상기 RGB 화상 신호의 계조를 보정하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And an RGB gradation converter for correcting the gradation of the RGB image signal whose luminance level is adjusted in the level converter in consideration of output characteristics of the front LCD panel,
And the RGB gradation converter corrects the gradation of the RGB image signal based on the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator.
상기 RGB 계조 변환기는, RGB 각 색에 대응하는 계조 변환기를 구비하고,
각 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값의 단계 수보다 작은 수의 복수의 룩업 테이블과, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값에 따라서 복수의 룩업 테이블 중에서 2개를 선택하는 셀렉터와, 상기 셀렉터에서 선택된 2개의 룩업 테이블의 값을 보간하여 화상 신호의 계조를 얻는 보간기를 구비하는 화상 표시 장치.
The method of claim 8,
The RGB gradation converter includes a gradation converter corresponding to each RGB color,
Each gradation converter comprises a plurality of lookup tables, the number of steps being smaller than the number of steps of the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator, and each pixel or each sub-estimated by the local luminance value estimator. And a selector for selecting two out of a plurality of lookup tables in accordance with the local luminance value of the pixel, and an interpolator for interpolating values of the two lookup tables selected by the selector to obtain the gray level of the image signal.
상기 RGB 계조 변환기는, RGB의 각 색에 대응하는 계조 변환기를 구비하고,
각 계조 변환기는, 제 1 연산부와 제 2 연산부와 보간기를 구비하고,
제 1 연산부와 제 2 연산부 각각은,
복수의 계수값 메모리로서, 각 계수값 메모리가 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값의 단계 수의 반보다 적은 계수값을 기억하고 있는, 복수의 계수값 메모리와,
상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값에 따라서, 상기 복수의 계수값 메모리의 각각으로부터 1개의 계수값을 선택하는 셀렉터와,
상기 셀렉터에서 선택된 복수의 계수값에 기초하여 연산 처리를 수행하는 변환 연산기를 구비하고,
상기 보간기는, 제 1 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과와 제 2 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과를 보간하여 화상 신호의 계조를 얻는 화상 표시 장치.
The method of claim 8,
The RGB gradation converter includes a gradation converter corresponding to each color of RGB,
Each gray scale converter includes a first calculator, a second calculator, and an interpolator,
Each of the first operation unit and the second operation unit,
A plurality of coefficient value memories, wherein each coefficient value memory stores coefficient values less than half of the number of steps of the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator Wow,
A selector for selecting one coefficient value from each of the plurality of coefficient value memories in accordance with the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator;
And a conversion operator configured to perform arithmetic processing based on a plurality of coefficient values selected by the selector,
And the interpolator obtains the gradation of the image signal by interpolating the calculation processing result of the conversion calculator of the first calculation unit and the calculation processing result of the conversion calculator of the second calculation unit.
상기 그레이 컨버터에서 생성된 상기 그레이 화상 신호의 계조를 상기 후측 LCD 패널의 출력 특성을 고려하여 보정하는 그레이 계조 변환기를 구비하고,
상기 그레이 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 국소 휘도값에 기초하여, 상기 그레이 화상 신호의 계조를 보정하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And a gray scale converter for correcting the gray scale of the gray image signal generated by the gray converter in consideration of output characteristics of the rear LCD panel,
And the gray tone converter corrects the gray level of the gray image signal based on the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator.
상기 그레이 계조 변환기는, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값의 단계 수보다 작은 수의 복수의 룩업 테이블과, 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값에 따라서 복수의 룩업 테이블 중에서 2개를 선택하는 셀렉터와, 상기 셀렉터에서 선택된 2개의 룩업 테이블의 값을 보간하여 그레이 화상 신호의 계조를 얻는 보간기를 구비하는 화상 표시 장치.
The method of claim 11,
The gray scale converter may include a plurality of lookup tables smaller than the number of steps of the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator, and each pixel or each estimated by the local luminance value estimator. And a selector for selecting two out of a plurality of lookup tables according to the local luminance value of the subpixel, and an interpolator for interpolating values of the two lookup tables selected by the selector to obtain a gray image signal.
상기 그레이 계조 변환기는, 제 1 연산부와 제 2 연산부와 보간기를 구비하고,
제 1 연산부와 제 2 연산부 각각은,
복수의 계수값 메모리로서, 각 계수값 메모리가 상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값의 단계 수의 반보다 적은 계수값을 기억하고 있는, 복수의 계수값 메모리와,
상기 국소 휘도값 추정기에서 추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값에 따라서, 상기 복수의 계수값 메모리의 각각으로부터 1개의 계수값을 선택하는 셀렉터와,
상기 셀렉터에서 선택된 복수의 계수값에 기초하여 연산 처리를 수행하는 변환 연산기를 구비하고,
상기 보간기는, 제 1 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과와 제 2 연산부의 변환 연산기의 연산 처리 결과를 보간하여 화상 신호의 계조를 얻는 화상 표시 장치.
The method of claim 11,
The gray scale converter includes a first calculator, a second calculator, and an interpolator,
Each of the first operation unit and the second operation unit,
A plurality of coefficient value memories, wherein each coefficient value memory stores coefficient values less than half of the number of steps of the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator Wow,
A selector for selecting one coefficient value from each of the plurality of coefficient value memories in accordance with the local luminance value of each pixel or each sub-pixel estimated by the local luminance value estimator;
And a conversion operator configured to perform arithmetic processing based on a plurality of coefficient values selected by the selector,
And the interpolator obtains the gradation of the image signal by interpolating the calculation processing result of the conversion calculator of the first calculation unit and the calculation processing result of the conversion calculator of the second calculation unit.
상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고, 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며, 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과,
상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고, 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하여, 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛을 구비하는 화상 표시 장치에 있어서 실행되는 화상 표시 방법으로서,
입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 블록 휘도값을 판정하는 단계;
판정된 상기 블록 각각의 상기 블록 휘도값에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계;,
판정된 상기 블록 각각의 상기 블록 휘도값에 기초하여, 블록마다 그 블록에서만 발광시킨 경우의 그 블록 내와 그 블록에 근접한 블록 내 혹은 표시 영역 전체에 있어서의 휘도 분포를 나타내는 전형 휘도 분포 데이터를 이용하여 각 블록을 상기 블록 휘도값으로 발광시킨 경우의 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 국소 휘도값을 추정하는 단계;
추정된 각 픽셀 또는 각 서브 픽셀의 상기 국소 휘도값에 기초하여, 상기 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 상기 RGB 화상 신호의 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 단계; 및
조정된 상기 서브 픽셀의 휘도 레벨에 기초하여, 상기 후측 LCD 패널에 표시되는 상기 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성하는 단계를 구비하는 화상 표시 방법.
Front LCD panel for displaying RGB image,
A rear LCD panel disposed behind the front LCD panel, superimposed on the front LCD panel, and displaying a gray image;
An image display method which is disposed in the rear of the rear LCD panel and is provided in the image display apparatus comprising a backlight unit which irradiates light on the front LCD panel and the rear LCD panel and adjusts the luminance of each of the plurality of blocks. ,
Determining a block luminance value of each of the blocks from an input RGB image signal;
Driving the backlight unit to adjust the luminance of the block according to the block luminance value of each of the determined blocks;
On the basis of the block luminance value of each of the determined blocks, typical luminance distribution data indicating luminance distribution in the block, in the block adjacent to the block or in the entire display area when light is emitted only from the block for each block is used. Estimating a local luminance value of each pixel or each sub pixel when each block emits light at the block luminance value;
Adjusting a luminance level of a subpixel of the RGB image signal corresponding to the pixel or subpixel based on the estimated local luminance value of each pixel or each subpixel; And
And generating a gray image signal that controls the luminance level of the gray image displayed on the rear LCD panel based on the adjusted luminance level of the sub-pixel.
상기 국소 휘도값은 하기 식에 따라 산출되는 화상 표시 장치.
(여기서, PLum(x, y)는 픽셀 또는 서브 픽셀의 국소 휘도값이고, x 및 y는 각각 픽셀 또는 서브 픽셀의 x 좌표 및 y 좌표이고, α[i, j](x, y)는 디밍 블록 [i, j]에 대한 휘도 분포이고, x0[i, j] 및 y0[i, j]는 각각 디밍 블록 [i, j]에 있어서의 대표점(또는 기준점)의 x 좌표 및 y 좌표이고, BLum[i, j]는 디밍 블록 [i, j]에 있어서의 블록 휘도값이다.)The method of claim 1,
And the local luminance value is calculated according to the following equation.
Where PLum (x, y) is the local luminance value of the pixel or subpixel, x and y are the x and y coordinates of the pixel or subpixel, respectively, and α [i, j] (x, y) is dimming Luminance distribution for the block [i, j], x0 [i, j] and y0 [i, j] are the x and y coordinates of the representative point (or reference point) in the dimming block [i, j], respectively. , BLum [i, j] is the block luminance value in the dimming block [i, j].)
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