KR102116024B1 - 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 백라이트의 밝기를 낮추더라도, 영상의 밝기 저하 및 채도 왜곡을 방지할 수 있는, 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지를 제공하는 것이다.

Description

채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지{Digital Signage With A Function Of Chroma Correction}

본 발명은 디지털 사이니지 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버스의 지붕에 장착되는 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

디지털 사이니지는 옥외 광고용 디스플레이를 의미한다. 디지털 사이니지는 예를 들어, 지하철 역사, 버스정류장, 아파트 엘리베이터, 은행 등 유동인구가 많은 곳에 구비되어 다양한 종류의 광고를 출력한다.

디스플레이로는 액정표시장치 및 유기발광표시장치 등이 이용되고 있으며, 특히, 액정표시장치는 액정패널과 백라이트를 포함하고 있다.

따라서, 액정표시장치를 이용하고 있는 디지털 사이니지는 액정패널 및 백라이트를 포함하고 있다.

액정표시장치를 이용하고 있는 디지털 사이니지는 매우 많은 시간 동안 지속적으로 구동되고 있기 때문에, 그 소비전력을 줄이는 것은 중요한 이슈이다.

액정표시장치에서의 소비전력은 백라이트에서 매우 크기 때문에, 백라이트의 밝기를 낮추면 디지털 사이니지의 소비전력은 감소될 수 있다.

그러나, 백라이트를 낮추게 되면 디지털 사이니지의 소비전력은 감소될 수 있지만, 디지털 사이니지에서 출력되는 영상의 밝기가 저하되기 때문에 화질 저하가 발생될 수 있다.

1. 출원번호 10-2007-0070625호: 액정표시장치 및 그 구동방법

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 목적은, 백라이트의 밝기를 낮추더라도, 영상의 밝기 저하 및 채도 왜곡을 방지할 수 있는, 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지를 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지는, 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되어 있는 액정패널; 상기 액정패널로 광을 조사하는 백라이트; 상기 게이트 라인들로 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버; 상기 데이터 라인들로 데이터 전압들을 공급하는 데이터 드라이버; 상기 백라이트로 전력을 공급하는 전력공급부; 상기 백라이트로 공급될 수 있는 최대 전력보다 낮은 전력이 상기 전력공급부로 공급될 때, 외부 시스템으로부터 전송되는 입력영상데이터들을 영상데이터들로 변환시킨 후, 상기 영상데이터들을 상기 데이터 드라이버로 공급하며, 상기 게이트 드라이버를 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 드라이버로 공급하는 제어부; 및 상기 입력영상데이터들의 밝기 값의 보정에 이용되는 롤 오프 보정 테이블 및 상기 입력영상데이터들의 채도 보정에 이용되는 채도 보정 수식을 저장하는 저장부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 밝기 값을 보정하고, 상기 채도 보정 수식을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 채도를 보정하여, 상기 영상데이터들을 생성한다.

본 발명에 의하면 백라이트의 밝기를 낮추어 전력소비를 줄이면서도, 영상의 밝기 및 채도가 원본 영상과 유사한 수준으로 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지의 일실시예 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지에 적용되는 제어부의 일실시예 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지의 구동 방법을 나타낸 일실시예 흐름도.
도 4는 원본 영상과 다양한 색 공간 차이를 확인하기 위한 과도한 밝기 보정 영상들을 나타낸 예시도.
도 5는 롤 오프 보정 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 영상 밝기 보정으로 인한 대조비 손실 확인 및 롤 오프 보정으로 대조비를 개선시키는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 백라이트로 공급되는 전력의 세기 별 영상의 밝기를 나타낸 예시도.
도 8은 사용자가 선호하는 백라이트의 세기에 대한 설문 조사 결과를 나타낸 예시도.
도 9는 도 8의 설문 조사에 이용된 영상들을 나타낸 예시도.
도 10은 도 8의 영상별 MOS test 결과와 평균을 그래프로 표현한 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 디지털 사이니지에 적용되는 밝기 조절 알고리즘과 관련된 환경광 영향을 분석한 예시도.
도 12는 환경광의 세기에 따른 영상 MOS 평균 결과를 나타낸 그래프.
도 13은 사용자 선호 채도 증가 계수(

) 결정을 위한 이미지별 MOS test 평균을 나타낸 표.
도 14는 밝기 보정 및 채도 보정의 차이를 비교하기 위한 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지의 일실시예 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지에 적용되는 제어부의 일실시예 구성도이다.

본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 라인들(GL1 to GLg)과 데이터 라인들(DL1 to DLd)이 형성되어 있는 액정패널(100), 상기 액정패널로 광을 조사하는 백라이트(600), 상기 게이트 라인들로 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버(200), 상기 데이터 라인들로 데이터 전압들을 공급하는 데이터 드라이버(300), 상기 백라이트로 전력을 공급하는 전력공급부(500), 상기 백라이트로 공급될 수 있는 최대 전력보다 낮은 전력이 상기 전력공급부로 공급될 때, 외부 시스템으로부터 전송되는 입력영상데이터들을 영상데이터들로 변환시킨 후, 상기 영상데이터들을 상기 데이터 드라이버로 공급하며, 상기 게이트 드라이버를 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 드라이버로 공급하는 제어부(400) 및 상기 입력영상데이터들의 밝기 값의 보정에 이용되는 롤 오프 보정 테이블 및 상기 입력영상데이터들의 채도 보정에 이용되는 채도 보정 수식을 저장하는 저장부(450)를 포함한다. 이 경우, 상기 제어부(400)는, 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 밝기 값을 보정하고, 상기 채도 보정 수식을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 채도를 보정하여, 상기 영상데이터들을 생성한다.

상기 구성요소들을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 액정패널(100)은, 컬러필터가 구비되어 있는 컬러필터 기판, 상기 게이트라인들과 상기 데이터라인들이 형성되어 있는 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판 사이에 충전되는 액정을 포함하여 구성될 수 있다.

다음, 상기 데이터 드라이버(300)는, 상기 제어부(400)로부터 입력된 상기 영상데이터들을 아날로그 데이터 전압들로 변환하여, 상기 게이트 라인(GL)에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압들을 상기 데이터라인들에 공급한다.

다음, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 제어부(400)로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스를 게이트 쉬프트 클럭에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 상기 게이트 라인들(GL1 to GLg)에, 게이트 펄스를 공급한다.

상기 게이트 펄스에 의해 픽셀(110)들 각각에 구비된 스위칭 트랜지스터가 턴온되며, 이에 따라, 상기 픽셀들 각각은 상기 데이터 전압들에 의해 충전된다. 상기 픽셀들에 충전되는 데이터 전압의 크기에 따라, 각 픽셀로부터 출력되는 빛의 세기가 가변되어 영상이 표현된다.

다음, 상기 백라이트(600)는 상기 액정패널(100) 방향으로 빛을 조사한다. 상기 백라이트(600)는 램프들로 구성될 수도 있으며, 발광다이오드들로 구성될 수도 있다.

다음, 상기 전력공급부(500)는 상기 백라이트로 전력을 공급한다. 상기 전력에 의해 상기 백라이트가 구동되어, 상기 백라이트로부터 빛이 출력된다. 상기 전력 공급부(500)는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 백라이트(600)로 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

다음, 상기 저장부(450)는 영상 표시에 요구되는 각종 정보들을 저장한다. 특히, 상기 저장부(450)는 상기 입력영상데이터들의 밝기 값의 보정에 이용되는 롤 오프 보정 테이블 및 상기 입력영상데이터들의 채도 보정에 이용되는 채도 보정 수식을 저장할 수 있다.

마지막으로, 상기 제어부(400)는 외부시스템으로부터 타이밍 신호를 입력받아 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다. 또한, 상기 제어부(400)는 상기 외부시스템으로부터 입력된 입력영상데이터들(Ri, Gi, Bi)를 재정렬하여, 재정렬된 영상 데이터(Data)들을 상기 데이터 드라이버(300)로 출력하는 기능을 수행한다.

특히, 상기 제어부(400)는, 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 상기 입력영상데이터들(Ri, Gi, Bi)의 밝기 값을 보정하고, 상기 채도 보정 수식을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 채도를 보정하여, 상기 영상데이터(Data)들을 생성한다.

상기 기능을 수행하기 위해, 상기 제어부(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, 외부시스템으로부터 각종 타이밍 동기신호와 입력영상데이터들(Ri, Gi, Bi)을 수신하는 수신부(410), 상기 타이밍 동기신호를 이용하여, 상기 입력영상데이터들(Ri, Gi, Bi)을 재정렬하여 재정렬된 영상데이터(Data)들을 생성하기 위한 데이터 정렬부(430), 상기 타이밍 동기신호를 이용하여 상기 게이트 드라이버를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버를 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)를 생성하기 위한 제어신호 생성부(420), 및 상기 데이터 제어신호(DCS)와 상기 영상데이터(Data)들을 상기 데이터 드라이버(300)로 출력하고 상기 게이트 제어신호(GCS)를 상기 게이트 드라이버(200)로 전송하기 위한 출력부(440)를 포함한다. 상기 저장부(450)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(400)와 독립적으로 구성될 수도 있으나, 상기 제어부(400)에 포함될 수도 있다.

상기 제어부(400)의 구성들 중, 특히, 상기 데이터 정렬부(430)는 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 상기 입력영상데이터들(Ri, Gi, Bi)의 밝기 값을 보정하고, 상기 채도 보정 수식을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 채도를 보정하여, 상기 영상데이터(Data)들을 생성한다.

이하에서는, 상기 데이터 정렬부(430)가 상기 입력영상데이터들을 상기 영상데이터들로 변환하는 방법이 상세히 설명된다.

도 3은 본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지의 구동 방법을 나타낸 일실시예 흐름도이고, 도 4는 원본 영상과 다양한 색 공간 차이를 확인하기 위한 과도한 밝기 보정 영상들을 나타낸 예시도이고, 도 5는 롤 오프 보정 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 6은 영상 밝기 보정으로 인한 대조비 손실 확인 및 롤 오프 보정으로 대조비를 개선시키는 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 7은 백라이트로 공급되는 전력의 세기 별 영상의 밝기를 나타낸 예시도이고, 도 8은 사용자가 선호하는 백라이트의 세기에 대한 설문 조사 결과를 나타낸 예시도이고, 도 9는 도 8의 설문 조사에 이용된 영상들을 나타낸 예시도이고, 도 10은 도 8의 영상별 MOS test 결과와 평균을 그래프로 표현한 예시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 디지털 사이니지에 적용되는 밝기 조절 알고리즘과 관련된 환경광 영향을 분석한 예시도이고, 도 12는 환경광의 세기에 따른 영상 MOS 평균 결과를 나타낸 그래프이고, 도 13은 사용자 선호 채도 증가 계수(

) 결정을 위한 이미지별 MOS test 평균을 나타낸 표이며, 도 14는 밝기 보정 및 채도 보정의 차이를 비교하기 위한 예시도이다.

첫째, 상기 입력영상데이터들의 밝기 값의 보정에 이용되는 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 밝기 값을 보정하기 위해, 롤 오프 보정 테이블이 생성된다(302). 이하에서는, 영상의 밝기 보정에 이용되는 수학식 및 상기 롤 오프 보정 테이블이 생성되는 방법이 설명된다. 상기 수학식 및 상기 롤 오프 보정 테이블은 상기 저장부(450)에 저장된다. 상기 데이터 정렬부(430)는 상기 수학식과 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 입력영상데이터의 밝기를 보정한다

본 발명에 따른 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지(이하, 간단히 디지털 사이니지라 함)의 백라이트의 밝기를 낮추게 되면, 디지털 사이니지의 전체 소비전력이 감소될 수 있다. 그러나, 백라이트의 밝기가 감소되면 상기 액정패널로부터 출력되는 영상의 밝기 역시 감소되며, 이것은 화질 저하를 발생시킨다.

그러나, 백라이트의 밝기를 낮춘 만큼, 영상데이터(Data)들의 밝기 값을 그에 대응되는 입력영상데이터들(Ri, Gi, Bi)의 밝기 값보다 밝게해 준다면, 백라이트의 밝기가 감소되더라도 백라이트가 최대 밝기로 구동될 때의 영상과 동일 또는유사한 밝기를 갖는 영상이 출력될 수 있다.

상기한 바와 같은 영상 밝기 보정은, 입력영상데이터의 밝기 값, 백라이트의 밝기 및 디지털 사이니지의 특성들 간의 관계를 이용하여 생성된 [수학식 1]을 통해 수행될 수 있다.

[수학식 1]에서,

은 입력영상데이터의 밝기 값,

은 밝기가 보정된 영상데이터의 밝기 값, bl은 백라이트의 밝기의 세기,

는 액정패널의 고유한 지수 특성이다.

상기한 바와 같은 [수학식 1]을 최종적으로 확정하기 위해, 본 출원의 발명자는 다양한 실험 및 테스트를 하였다.

예를 들어, 본 발명자는 영상의 밝기 성분을 추출하기 위해, 입력영상데이터의 색 공간인 R, G, B 색 공간이 아닌 3가지의 색 공간으로, 상기 특성을 통해 영상을 생성하고 비교하였다.

첫 번째로, 색(Hue), 채도(Saturation), 밝기(Value)를 표현한 색 공간인 HSV 색 공간이 이용되었고, 두 번째로 L(밝기)과 a, b(색상) 값으로 나눈 색 공간인 Lab 색 공간이 이용되었으며, 마지막으로 Y(밝기)와 Cb, Cr(색상)값으로 나눈 색 공간인 YCbCr 색 공간이 이용되었다.

예를 들어, 도 4에서 (a)는 밝기 보정이 이루어지지 않은 영상데이터들에 의해 출력된 영상을 나타내고, (b)는 HSV 색 공간을 이용하여 밝기가 보정된 영상데이터들에 의해 출력된 영상이고, (c)는 Lab 색 공간을 이용하여 밝기가 보정된 영상데이터들에 의해 출력된 영상 이며, (d)는 YCbCr 색 공간을 이용하여 밝기가 보정된 영상데이터들에 의해 출력된 영상이다.

즉, 도 4는 3개의 다른 색 공간에서 디지털 사이니지의 밝기 보정 성능 차이를 확인하기 위한 시뮬레이션 영상이다.

시뮬레이션 영상을 확인한 결과 모든 색 공간에서 인지 채도 저하 현상이 일어나지만, HSV 색 공간을 이용하여 밝기를 보정할 때, 다른 색 공간을 이용한 경우 보다, 채도 인지 저하 현상이 적고 영상의 색이 가장 비슷함이 확인되었다. 즉, HSV 색 공간을 이용하여 밝기를 보정할 때, 보정된 영상의 색이 원본 영상의 색과 가장 유사함이 확인되었다. 따라서, 본 발명에서는 HSV 색 공간을 이용하여 픽셀의 밝기 값을 추출하는 방법이 이용된다.

입력영상데이터들은 R, G, B 색 공간에서, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 0 내지 255 계조로 표현되므로, 계조 보정 시, 입력영상데이터들은 최대값인 255계조 이상으로는 표현될 수 없다.

따라서, 보정에 의해 255계조 이상의 픽셀 값을 갖는 영상데이터들은 도 5의 (b)와 같이 최대값으로 클리핑(clipping)되며, 따라서, 픽셀들 간의 대조비가 사라짐이 확인되었다.

따라서, 영상의 밝기 손실이 일부 발생되더라도, 영상의 밝은 부분의 차이를 만들어 낼 수 있도록 하기 위해, 본 발명은, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 밝기 보정 영상의 밝은 부분을 롤 오프(roll-off)시켜 밝기 차이를 만들어 줌으로써, 영상의 대조비 손실을 줄일 수 있다. 즉, 상기 롤 오프 보정 테이블에 의한 밝기 값은, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 입력영상데이터의 계조가 증가할 수록 증가한다.

대조비 손실을 줄임으로써, 사용자가 원본 영상과의 차이를 작게 느낄 수 있는 보정 영상이 생성될 수 있다.

예를 들어, 도 6은 영상의 밝기 보정으로 생기는 밝은 부분의 대조비 손실을 확인하고 롤 오프(roll-off)를 통해 개선되는 것을 확인하기 위해 백라이트를 30%까지 낮추었다고 가정하고 밝기를 보정한 시뮬레이션 영상이다.

둘째, 상기 제어신호 생성부(420)는 전력공급부 제어신호를 생성하여 상기 전력공급부(500)로 전송함으로써, 상기 전력공급부(500)가 상기 백라이트(600)로 공급될 수 있는 최대 전력보다 낮은 전력을 상기 백라이트(600)로 공급하도록 할 수 있다. 그러나, 상기 전력공급부(500)는 상기 전력공급부 제어신호가 수신되지 않더라도, 상기 백라이트(600)로 공급될 수 있는 최대 전력보다 낮은 기 설정되어 있는 전력을 상기 백라이트(600)로 공급하도록 설정될 수 있다. 이하에서는, 상기 최대 전력보다 낮은 전력이 설정되는 방법이 설명된다(304).

입력영상데이터들의 계조를 보정하여 패널을 통해 출력되는 영상이 밝게 개선되더라도, 백라이트의 밝기를 계속 낮추게 되면 디지털 사이니지의 최대 밝기는 계속 낮아진다.

최대 밝기가 계속 낮아지면 결국 사용자는 영상이 어두워짐을 인식하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 같이 영상의 가시성이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 디지털 사이니지의 백라이트의 세기를 얼마나 낮출 것인가에 대한 결정방법이 필요하다. 상기 결정 방법으로는, 사용자들이 디지털 사이니지에서 출력되는 영상을 확인하는 방법이 가장 정확한 방법이다.

따라서, 본 발명자는 MOS(mean opinion score) test를 통해 백라이트의 세기를 어느 정도까지 낮추어도 되는지를 밝기 정도와 색채 정도에 따라 선정한 도 9의 15개 영상에 관해 결정하였다.

특히, 본 발명자는 한 대의 디지털 사이니지로 실험을 진행하였고, 두 영상들을 실시간으로 비교하기 위해 카메라를 이용하여 촬영한 영상들로 비교를 진행하였다. 또한, 본 발명자는 같은 출력값을 비교하기 위해 같은, 하나의 모니터에 촬영 영상들을 출력하여 비교하였다.

본 발명자는, 도 7에 도시된 바와 같이, 백라이트로 최대 전력이 공급되어 백라이트가 최대 세기(BL 100)로 구동될 때의 원본 영상과, 백라이트의 세기를 순차적으로 낮추고 보여준 영상들(영상번호1 내지 15)을 사용자들(Subject1 to Subject11)이 서로 비교하도록 하여, 사용자들이 BL 100의 영상과 비교할 때 왜곡이 없다고 판단되는 영상의 백라이트 세기를 선택하도록 하였다.

본 발명자는 도 9에 도시된 바와 같은 15개의 영상들(영상번호1 내지 15)을 사용하여 MOS test를 진행하였다. 11명의 사용자들(Subject1 to Subject11)이 MOS test를 진행하였으며, 도 8은 MOS test 설문 결과이다.

설문 결과 디지털 사이니지가 밝기 때문에 영상에 따라 사용자의 인지 정도는 다르지만, 평균적으로 67%의 백라이트에서, 사용자들은 백라이트 100%와 차이를 크게 느끼지 않았다.

상기 설문 결과에 의하면, 각 영상에 따라 적응적으로 백라이트를 결정하는 것보다 백라이트를 67로 고정하는 것이 소비전력을 많이 줄일 수 있고, 영상의 화질 또한 사용자들이 인지하기에 부족하지 않음을 알 수 있다. 도 10은 도 8의 영상별 MOS test 결과와 평균을 그래프로 표현한 예시도이다.

셋째, 본 발명에 따른 디지털 사이니지가 구동되기 위해서는 발기 조절 알고리즘과 관련된 환경광 영향이 분석되어야 한다(306).

본 발명자는, 디지털 사이니지의 백라이트의 세기를 결정하기 위해, 환경광이 영상에 미치는 영향을 분석하고 사용자가 선호하는 영상의 백라이트 세기를 결정하였다.

예를 들어, 본 발명자는 백라이트의 세기를 낮춘 만큼 밝기가 보상된 영상을 디지털 사이니지를 통해 출력하고, 사용자들로 하여금, 백라이트의 세기가 100일 때 본 영상과 차이가 없다고 느끼는 영상의 최저점을 적게 하였다. 이 값은 사용자의 주관으로 판단하는 값이기 때문에 같은 영상이더라도 사용자에 따라 다양한 점수가 나올 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 디지털 사이니지가 배치되는 옥외환경에서는, 시간대별로 디지털 사이니지의 액정패널에 영향을 주는 광량이 달라지기 때문에, 서로 다른 가시성을 보일 수 있다. 따라서, 본 발명자는 디지털 사이니지의 주위 조도에 따른 MOS 결과를 확인하였다.

예를 들어, 도 11은 환경광에 따른 영향을 확인하기 위한 MOS test의 결과를 나타낸다. 디지털 사이니지의 경우 액정패널의 밝기가 강하기 때문에, 한낮의 태양 환경에서는, 67%의 백라이트 세기에서 보정 영상을 넣었을 때, 평균적으로 영상 왜곡이 보이지 않고 가시성이 좋은 것으로 확인되었다.

즉, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 주광이 밝은 경우에는 백라이트의 세기를 67%로 하고 밝기를 보정할 때, 왜곡이 없는 영상이 보여졌고, (b)에 도시된 바와 같이 주광이 흐린 날씨인 경우에는 백라이트의 세기를 64%로 하고 밝기를 보정할 때, 왜곡이 없는 영상이 보여졌으며, (c)에도시된 바와 같이, 주광이 없는 경우에는 백라이트의 세기를 63.4%로 하고 밝기를 보정할 때, 왜곡이 없는 영상이 보여졌다.

단순히 원본 영상에서 백라이트만 낮춘 것보다 보정 영상에서 더 큰 백라이트 절전이 이루어졌으며, 더 밝은 영상이 관측되었다.

상기한 바와 같이, 도 12는 환경광, 즉, 외부광에 따른 MOS test의 결과이며, 외부광에 따fms 평균 백라이트의 세기를 그래프로 나타낸다. 예를 들어, 옥외 조도가 65000lx 일 때 67%의 백라이트로 디지털 사이니지가 운용될 수 있고, 옥외 조도가 1000lx여서, 조도 영향이 거의 없을 때 63%의 백라이트로 디지털 사이니지가 운영될 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 디지털 사이니지에는 조도를 분석하는 조도 센서가 더 포함될 수 있으며, 상기 제어부(4000는 상기 조도 센서를 통해 감지된 조도에 따라, 상기 전력공급부(500)를 제어하여, 상기 백라이트(600)로 공급되는 전력의 세기를 제어할 수 잇다.

그러나, 조도에 따라 백라이트의 세기를 변경할 때, 전력 이득의 차이가 적다면, 디지털 사이니지는 백라이트의 세기가 67%로 고정된 상태에서 구동될 수도 있다.

넷째, 본 발명은 영상의 밝기 뿐만 아니라, 영상의 채도를 보정한다.

즉, 백라이트의 세기를 감소시키고 영상의 밝기를 보정하면, 영상의 색채와 채도가 왜곡되는 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명은 영상의 밝기를 보정할 때, 색상의 채도 또한 보정함으로써, 영상의 색감을 살리는 채도 보정 알고리즘을 제공할 수 있다.

특히, 디지털 사이니지가 구동될 때, 밝은 조도의 태양으로부터 상기 액정패널(100)에 입사하는 빛이, 영상을 더 하얗게 만드는 백화현상이 발생한다. 따라서, 본 발명은 조도 적응적인 영상 채도 보정을 수행하고 있다.

즉, 상기 제어부는 입력영상데이터의 HSV의 채도 부분(saturation)을 보정하여 색상이 진하게 보일 수 있도록 보정한다. 밝기 보정으로 인한 인지 채도 저하 부분은 [수학식 2]를 통하여 보정될 수 있다.

본 발명에 따른 디지털 사이니지 주변의 환경광의 조도 세기에 따라, 채도가 더 강하게 부스팅 되도록, 본 발명에서는, 채도 부분의 증가분 ΔV를 환경광으로 인한 value 값의 증가분으로 결정하였다.

[수학식 2]에서

는 보정되는 채도 값이고,

는 입력영상데이터의 채도 값이고,

는 밝기 보정으로 증가한 밝기 값이고,

는 입력영상데이터의 밝기 값이고,

는 상기 액정패널 외부의 환경광의 영향 증가량이고,

는 사용자가 선호하는 채도에 대응되는 사용자 선호 채도 증가 계수이다.

[수학식 2]에서

는 [수학식 3]과 [수학식 4]에 의해 산출될 수 있다.

는 [수학식 3]에 의해 결정되는 환경광 디스플레이 영향이고, α는 상기 액정패널의 최대 밝기이고, V는 상기 액정패널에 구비되는 픽셀의 밝기 값이며,

는 디스플레이(디지털 사이니지)의 지수 특성이다.

특히,

는 채도 증가로 인한 사용자 선호 채도 증가 계수이다.

을 일정한 크기로 증가시켜 가며 채도 보정한 영상을 이용한 MOS test를 통해, 사용자들이 영상의 왜곡을 느끼지 않고 선호하는 값으로, 최종적으로

가 설정되었다.

즉, 도 13은

결정을 위한 이미지 별 MOS test 평균값을 표로 나타낸 것이다. 예를 들어,

를 1.04로 하여, 밝기 보정 및 채도 보정을 한 경우, 사용자들은 채도의 왜곡이 없는 영상을 볼 수 있다.

또한, 도 14는 영상의 밝기 보정과 채도 보정을 비교한 시뮬레이션 영상이며, 특히, 영상의 차이를 뚜렷하게 확인하기 위해 기존에 결정한 67%의 백라이트가 아닌 30%로 백라이트를 낮췄을 때를 가정한 보정 영상이다.

영상을 확인하면 밝기 보정으로 인해 채도가 낮아지는 것을 확인할 수 있고, 채도 보정을 적용하여 원본 영상과 유사하게 채도가 높아짐을 확인할 수 있다.

즉, 상기에서 설명된 상기 환경광 디스플레이 영향 및 상기 사용자 선호 채도 증가 계수는, 다양한 시뮬레이션 및 테스트 결과에 의해 특정 값으로 설정된다,

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 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 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 액정패널 200; 게이트 드라이버
300: 데이터 드라이버 400: 제어부
500: 전력공급부 600: 백라이트

Claims (5)

1. 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되어 있는 액정패널;
   상기 액정패널로 광을 조사하는 백라이트;
   상기 게이트 라인들로 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버;
   상기 데이터 라인들로 데이터 전압들을 공급하는 데이터 드라이버;
   상기 백라이트로 전력을 공급하는 전력공급부;
   상기 백라이트로 공급될 수 있는 최대 전력보다 낮은 전력이 상기 전력공급부로 공급될 때, 외부 시스템으로부터 전송되는 입력영상데이터들을 영상데이터들로 변환시킨 후, 상기 영상데이터들을 상기 데이터 드라이버로 공급하며, 상기 게이트 드라이버를 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 드라이버로 공급하는 제어부; 및
   상기 입력영상데이터들의 밝기 값의 보정에 이용되는 롤 오프 보정 테이블 및 상기 입력영상데이터들의 채도 보정에 이용되는 채도 보정 수식을 저장하는 저장부를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 밝기 값을 보정하고, 상기 채도 보정 수식을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 채도를 보정하여, 상기 영상데이터들을 생성하며,
   상기 밝기 값의 보정에 이용되는 수식은,
   

   

   이고,
   상기 수식에서,

   

   은 입력영상데이터의 밝기 값이고,

   

   은 밝기가 보정된 영상데이터의 밝기 값이고, bl은 백라이트의 밝기의 세기이며,

   

   는 액정패널의 고유한 지수 특성인 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지.
2. 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되어 있는 액정패널;
   상기 액정패널로 광을 조사하는 백라이트;
   상기 게이트 라인들로 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버;
   상기 데이터 라인들로 데이터 전압들을 공급하는 데이터 드라이버;
   상기 백라이트로 전력을 공급하는 전력공급부;
   상기 백라이트로 공급될 수 있는 최대 전력보다 낮은 전력이 상기 전력공급부로 공급될 때, 외부 시스템으로부터 전송되는 입력영상데이터들을 영상데이터들로 변환시킨 후, 상기 영상데이터들을 상기 데이터 드라이버로 공급하며, 상기 게이트 드라이버를 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 드라이버로 공급하는 제어부; 및
   상기 입력영상데이터들의 밝기 값의 보정에 이용되는 롤 오프 보정 테이블 및 상기 입력영상데이터들의 채도 보정에 이용되는 채도 보정 수식을 저장하는 저장부를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 롤 오프 보정 테이블을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 밝기 값을 보정하고, 상기 채도 보정 수식을 이용하여 상기 입력영상데이터들의 채도를 보정하여, 상기 영상데이터들을 생성하며,
   상기 채도 보정 수식은,
   

   

   이고,
   

   

   는

   

   에 의해 산출되고,
   

   

   는

   

   에 의해 산출되고,
   상기 수식들에서,

   

   는 보정되는 채도 값이고,

   

   는 입력영상데이터의 채도 값이고,

   

   는 밝기 보정으로 증가한 밝기 값이고,

   

   는 입력영상데이터의 밝기 값이고,

   

   는 상기 액정패널 외부의 환경광의 영향 증가량이고,

   

   는 사용자가 선호하는 채도에 대응되는 사용자 선호 채도 증가 계수이고,

   

   는 환경광 디스플레이 영향이고, α는 상기 액정패널의 최대 밝기이고, V는 상기 액정패널에 구비되는 픽셀의 밝기 값이며,

   

   는 디스플레이의 지수 특성이고, L은 환경광 밝기인 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 롤 오프 보정 테이블에 의한 밝기 값은, 상기 입력영상데이터의 계조가 증가할 수록 증가하는 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 환경광 디스플레이 영향 및 상기 사용자 선호 채도 증가 계수는, 테스트 결과에 의해 특정 값으로 설정되는 채도 보정 기능을 갖는 디지털 사이니지.
5. 삭제

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