KR102377216B1 - 자동차 전용도로용 엘이디(led) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법 - Google Patents

자동차 전용도로용 엘이디(led) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 평상시에는 최고 휘도보다 낮은 절전 휘도로 디스플레이되다가 차량 통행이 검출되면 휘도를 올려주되 차량과의 거리에 따라 단계적으로 휘도를 올려줌으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있으며, 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도가 부드럽게 천이됨으로써 운전자의 시야를 자극하지 않으며, 전력의 소모도 줄일 수 있는, 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법에 관한 것으로서,
이 발명의 구성은, 차량의 통행 및 속력을 감지하기 위한 차량 검출부와, 상기 차량 검출부에 연결되어 있으며 차량의 속력으로부터 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리를 산출하고, 거리에 따른 단계적인 휘도에 대한 정보를 제공하는 휘도 제어부와, 도로상황 정보에 따른 VMS(Variable Message Sign) 영상 정보 및 LCS(Lane Control System) 영상정보를 제공하는 운영센터 제어부와, 상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 VMS 컨트롤러와, 상기 VMS 컨트롤러에 연결되어 있는 VMS 전광판과, 상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 LCS 컨트롤러와, 상기 LCS 컨트롤러에 연결되어 있는 LCS 전광판을 포함하여 이루어진다.

Description

자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법{Apparatus and method for controlling brightness of LED signage for automobile-only roads}
이 발명은 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 평상시에는 최고 휘도보다 낮은 절전 휘도로 디스플레이되다가 차량 통행이 검출되면 휘도를 올려주되 차량과의 거리에 따라 단계적으로 휘도를 올려줌으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있으며, 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도가 부드럽게 천이됨으로써 운전자의 시야를 자극하지 않으며, 전력의 소모도 줄일 수 있는, 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
고속도로와 같은 자동차 전용도로상에는 도로교통의 원활한 소통과 안전을 도모하고 교통사고를 방지하기 위한 도로상황 정보를 표출하는 VMS(Variable Message Sign) 엘이디(LED) 전광판 및/또는 LCS(Lane Control System) 엘이디(LED) 전광판이 설치된다.
상기 VMS(Variable Message Sign) 엘이디(LED) 전광판 또는 LCS(Lane Control System) 엘이디(LED) 전광판은 설치방식에 따라, 각관 문형식, 파이프 문형식, 아치형 문형식, 편지식, 내민식, 현수식, 복주식, 단주식 등으로 분류된다.
하지만, 이러한 VMS(Variable Message Sign) 엘이디(LED) 전광판 또는 LCS(Lane Control System) 엘이디(LED) 전광판은 항상 밝은 휘도로 점등되어 있기 때문에 차량 통행이 전혀 없거나 적은 비휴일이나 야간에는 전력 낭비가 심한 문제점이 있다.
참고로, 전력 검사부를 통해 엘이디 전광판에 표출되는 컨텐츠의 전력 검사를 통해 전력량의 최대값(MAX), 최소값(MIN), 평균값(AVR)을 검출함으로써 평상시에는 엘이디 패널에 평균전력을 공급하다가 피크전력의 요청이 있는 경우 충전전력을 보강하여 공급하는 알고리즘을 적용함으로써 엘이디 전광판의 전력사용량을 절감할 수 있는 기술이 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1306794(공고일자 2013년 09월 10일)의 "초절전용 전광판 및 전력제어방법"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 등록번호 10-1306794는 컨텐츠의 변동에 따라 전력을 변환하는 것으로서 차량의 통행량과는 무관하기 때문에 차량 통행이 전혀 없거나 적은 비휴일이나 야간에는 VMS(Variable Message Sign) 엘이디(LED) 전광판 또는 LCS(Lane Control System) 엘이디(LED) 전광판을 운용함에 있어서 여전히 전력 낭비가 심한 문제점이 있다.
등록특허공보 등록번호 10-1306794
이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평상시에는 최고 휘도보다 낮은 절전 휘도(예를 들면, 최고휘도의 20%)로 디스플레이되다가 차량 통행이 검출되면 휘도를 올려주되 차량과의 거리에 따라 단계적으로 휘도를 올려줌으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있는, 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
이 발명의 다른 목적은, 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도가 부드럽게 천이됨으로써 운전자의 시야를 자극하지 않으며, 전력의 소모도 줄일 수 있는, 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 차량의 통행 및 속력을 감지하기 위한 차량 검출부와, 상기 차량 검출부에 연결되어 있으며 차량의 속력으로부터 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리를 산출하고, 거리에 따른 단계적인 휘도에 대한 정보를 제공하는 휘도 제어부와, 도로상황 정보에 따른 VMS(Variable Message Sign) 영상 정보 및 LCS(Lane Control System) 영상정보를 제공하는 운영센터 제어부와, 상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 VMS 컨트롤러와, 상기 VMS 컨트롤러에 연결되어 있는 VMS 전광판과, 상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 LCS 컨트롤러와, 상기 LCS 컨트롤러에 연결되어 있는 LCS 전광판을 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 운영센터 제어부, VMS 컨트롤러, LCS 컨트롤러에 연결되어 있으며 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도가 부드럽게 천이되도록 RGB 보정을 하여 VMS 컨트롤러와 LCS 컨트롤러에 전달하는 휘도 보정부를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 휘도 보정부는, 하나의 프레임을 구성하는 모든 기본 색상의 휘도를 평균함으로써 프레임의 휘도평균값을 산출하는 프레임 휘도평균값 산출부와, 상기 프레임 휘도평균값 산출부의 프레임 휘도평균값을 단계적으로 저장함으로써 현재의 프레임 휘도평균값에 대하여 이전의 프레임 휘도평균값이 저장되어 있는 프레임 휘도평균값 저장부와, 운영센터 제어부가 필터링계수를 설정하기 위한 필터링계수 설정부와, 상기 프레임 휘도평균값 산출부와 프레임 휘도평균값 저장부로부터 입력되는 단계적인 프레임 휘도평균값을 상기 필터링계수 설정부로부터 제공되는 필터링계수와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값을 산출하는 필터링값 산출부와, 상기 필터링값 산출부의 필터링값을 프레임 휘도평균값으로 나누어줌으로써 보정지수를 산출하는 보정지수 산출부와, 상기 보정지수 산출부의 보정지수를 R, G, B 기본색상 휘도에 곱하여 R, G, B 기본색상 휘도를 보정하여 제공하는 RGB 휘도 보정부를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 필터링계수 설정부는 운영센터 제어부가 필터링 계수를 임의로 설정할 수 있도록 하되 필터링 계수를 모두 더하면 1이 되도록 설정됨과 동시에 현재 프레임값을 위한 필터링계수에 비하여 이전 프레임값을 위한 필터링계수가 적은 값을 가지도록 내림차순으로 설정되면 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 방법의 구성은, VMS 컨트롤러 또는 LCS 컨트롤러로부터 휘도보정 요청이 있는 경우에 동작이 시작되는 단계와, 프레임 데이터를 수신하는 단계와, 프레임 데이타로부터 프레임 휘도평균값을 산출하는 단계와, 운영센터 제어부에 의해, 필터링 계수를 모두 더하면 1이 되도록 하면서, 현재 프레임값을 위한 필터링계수에 비하여 이전 프레임값을 위한 필터링계수가 적은 값을 가지도록 내림차순으로 필터링 계수가 설정되는 단계와, 순차적으로 저장되어 있는 프레임 휘도평균값을 필터링 계수와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값을 산출하는 단계와, 상기 필터링값으로부터 보정지수를 산출하는 단계와, 상기 보정지수를 R, G, B 기본색상 휘도에 곱하여 R, G, B 기본색상 휘도를 보정하는 단계와, 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리에 따른 단계적인 휘도 정보에 따라 영상 정보가 디스플레이 되도록 하되, R, G, B 기본색상별로 보정된 휘도로 영상 프레임을 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명은, 평상시에는 최고 휘도보다 낮은 절전 휘도로 디스플레이되다가 차량 통행이 검출되면 휘도를 올려주되 차량과의 거리에 따라 단계적으로 휘도를 올려줌으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있으며, 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도가 부드럽게 천이됨으로써 운전자의 시야를 자극하지 않으며, 전력의 소모도 줄일 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치의 블럭 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치의 휘도 보정부의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어방법의 흐름도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 이 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 균등물 내지 대체물들을 포함하는 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능하다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 이 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 방향에 관한 표현은 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하며, "연결된다"거나 "접속된다"라는 표현은 직접적인 연결 또는 접속뿐만이 아니라 중간에 다른 구성요소를 매개로 하는 연결 또는 접속을 포함한다. 또한, "~부"라는 표현은 하드웨어를 이용하여 실현되는 유닛, 소프트웨어를 이용하여 실현되는 유닛, 하드웨어나 소프트웨어 양방을 이용하여 실현되는 유닛 등을 포함하며, 1개의 유닛은 1개 이상의 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 실현될 수도 있고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 실현될 수도 있다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치의 블럭 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치의 구성은, 차량의 통행 및 속력을 감지하기 위한 차량 검출부(10)와, 상기 차량 검출부(10)에 연결되어 있으며 차량의 속력으로부터 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리를 산출하고, 거리에 따른 단계적인 휘도에 대한 정보를 제공하는 휘도 제어부(20)와, 도로상황 정보에 따른 VMS(Variable Message Sign) 영상 정보 및 LCS(Lane Control System) 영상정보를 제공하는 운영센터 제어부(30)와, 상기 휘도 제어부(20) 및 운영센터 제어부(30)에 연결되어 있는 VMS 컨트롤러(40)와, 상기 VMS 컨트롤러(40)에 연결되어 있는 VMS 전광판(50)과, 상기 휘도 제어부(20) 및 운영센터 제어부(30)에 연결되어 있는 LCS 컨트롤러(60)와, 상기 LCS 컨트롤러(60)에 연결되어 있는 LCS 전광판(70)과, 상기 운영센터 제어부(30), VMS 컨트롤러(40), LCS 컨트롤러(60)에 연결되어 있으며 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도가 부드럽게 천이되도록 RGB 보정을 하여 VMS 컨트롤러(40)와 LCS 컨트롤러(60)에 전달을 하는 휘도 보정부(80)를 포함하여 이루어진다.
상기 차량 검출부(10)는 광센서, 초음파 센서, 루프 센서 등을 포함한다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치의 휘도 보정부의 구성도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치의 휘도 보정부(80)는, 하나의 프레임을 구성하는 모든 기본 색상의 휘도를 평균함으로써 프레임의 휘도평균값을 산출하는 프레임 휘도평균값 산출부(81)와, 상기 프레임 휘도평균값 산출부(81)의 프레임 휘도평균값을 단계적으로 저장함으로써 현재의 프레임 휘도평균값에 대하여 이전의 프레임 휘도평균값이 저장되어 있는 프레임 휘도평균값 저장부(82)와, 운영센터 제어부(30)가 필터링계수를 설정하기 위한 필터링계수 설정부(83)와, 상기 프레임 휘도평균값 산출부(81)와 프레임 휘도평균값 저장부(82)로부터 입력되는 단계적인 프레임 휘도평균값을 상기 필터링계수 설정부(83)로부터 제공되는 필터링계수와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값을 산출하는 필터링값 산출부(84)와, 상기 필터링값 산출부(84)의 필터링값을 프레임 휘도평균값으로 나누어줌으로써 보정지수를 산출하는 보정지수 산출부(85)와, 상기 보정지수 산출부(85)의 보정지수를 R, G, B 기본색상 휘도에 곱하여 R, G, B 기본색상 휘도를 보정하여 제공하는 RGB 휘도 보정부(86)를 포함하여 이루어진다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어방법의 흐름도이다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어방법은, VMS 컨트롤러(40) 또는 LCS 컨트롤러(60)로부터 휘도보정 요청이 있는 경우에 동작이 시작되는 단계(S10)와, 프레임 데이터를 수신하는 단계(S20)와, 프레임 데이타로부터 프레임 휘도평균값을 산출하는 단계(S30)와, 운영센터 제어부에 의해 필터링 계수가 설정되는 단계(S40)와, 순차적으로 저장되어 있는 프레임 휘도평균값을 필터링 계수와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값을 산출하는 단계(S50)와, 상기 필터링값으로부터 보정지수를 산출하는 단계(S60)와, 상기 보정지수를 R, G, B 기본색상 휘도에 곱하여 R, G, B 기본색상 휘도를 보정하는 단계(S70)와, 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리에 따른 단계적인 휘도 정보에 따라 영상 정보가 디스플레이 되도록 하되, R, G, B 기본색상별로 보정된 휘도로 영상 프레임을 디스플레이하는 단계(S80)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법의 작용은 다음과 같다.
평상시에 VMS 컨트롤러(40)와 LCS 컨트롤러(60)는 VMS 전광판(50)과 LCS 전광판(70)이 최고 휘도보다 낮은 절전 휘도(예를 들면 최고휘도의 20%)로 디스플레이되도록 제어함으로써 차량 통행이 적은 비휴일이나 야간에는 전력 낭비를 최대로 억제할 수가 있다.
비휴일이 아닌 휴일이 되거나 야간이 아닌 주간이 되면 차량 통행이 늘어나게 되는데, 차량 검출부(10)는 이와 같은 차량의 통행 및 속력을 검출하여 휘도 제어부(20)로 제공한다.,
휘도 제어부(20)는 차량 검출부(10)로 입력되는 정보를 이용하여 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리를 산출하고, 거리에 따른 단계적인 휘도에 대한 정보를 VMS 컨트롤러(40)와 LCS 컨트롤러(60)로 제공한다. 예를 들어, 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리가 1.2Km 인 경우에는 최고 휘도의 20%, 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리가 1Km 인 경우에는 최고 휘도의 40%, 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리가 0.8Km 인 경우에는 최고 휘도의 60%, 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리가 0.6Km 인 경우에는 최고 휘도의 80%, 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리가 0.4Km 인 경우에는 최고 휘도의 100%, 차량이 엘이디(LED) 전광판을 지나간 후에 새로운 차량의통행이 감지가 되지 않으면 다시 최고 휘도의 20%로 제어되도록 한다.
VMS 컨트롤러(40)와 LCS 컨트롤러(60)는 운영센터 제어부(30)로부터 수신한 영상정보를 휘도 제어부(20)로부터 제공되는 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리에 따른 단계적인 휘도 정보에 따라 VMS 전광판(50)과 LCS 전광판(70)에 디스플레이 되도록 하되, 휘도 보정부(80)에 RGB 휘도의 보정을 요청하여, RGB 휘도가 보정된 영상 정보로 디스플레이되도록 한다.
휘도 보정부(80)는 VMS 컨트롤러(40) 또는 LCS 컨트롤러(60)로부터 RGB 휘도의 보정 요청이 있는 경우에 VMS 컨트롤러(40) 또는 LCS 컨트롤러(60)로부터 영상 정보를 전달받아서, 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도가 부드럽게 천이되도록 영상 정보의 RGB 휘도를 보정하여 다시 VMS 컨트롤러(40)와 LCS 컨트롤러(60)로 제공한다.
휘도 보정부(80)가 영상정보의 RGB 휘도를 보정하는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
엘이디(LED) 전광판에 디스플레이되는 동영상 신호는 여러 장의 화면이 연속적으로 전송되는데, 이와 같이 연속적으로 전송되는 각각의 화면을 프레임(frame)이라고 하며, 일반적인 HDMI/DVI 동영상 신호는 60 fps(frame per second)로서, 1초에 60장의 프레임을 전송하게 된다.
상기 프레임은 가로 및 세로로 배열되어 있는 픽셀(pixel)들로 구성되어 있는데, Full HD 영상의 경우 가로 1920개 × 세로 1080개로서 전체 2,073,600개의 픽셀로 이루어진다.
각각의 픽셀은 빛의 3요소인 Red(R), Green(G), Blue(B)의 3가지 기본색상으로 이루어지며, 하나의 기본색상은 8비트 휘도를 가지므로 0부터 255까지 256 단계의 휘도를 표출할 수가 있으며, 이에따라 하나의 픽셀은 28×28×28 = 224 = 16,777,216 가지의 컬러를 표출할 수 있게 되는데 통상 이를 플 컬러(full color)라고 한다.
VMS 컨트롤러(40)와 LCS 컨트롤러(60)로부터 영상 정보가 입력되면(S10), 휘도 보정부(80)의 프레임 휘도평균값 산출부(81)는 프레임 데이터를 수신한 뒤에(S20), 프레임의 휘도평균값(f(n))을 산출하여 프레임 휘도평균값 저장부(82)와 필터값 산출부(4)로 출력한다(S30).
하나의 프레임은 Full HD 영상의 경우 1920 × 1080 = 2,073,600개의 픽셀로 이루어지며, 하나의 픽셀은 R, G, B의 3가지 기본색상으로 이루어지므로 1920 × 1080 ×3 = 6,220,800개의 기본색상이 존재하며, 하나의 기본 색상은 0부터 255까지 256단계의 휘도를 가진다. 프레임 휘도평균값(f(n))은 하나의 프레임에 존재하는 6,220,800개의 모든 기본 색상의 휘도를 평균한 값으로서 최저값 0에서 최대값 255 까지의 값을 가진다.
프레임 휘도평균값 산출부(81)로부터 프레임의 휘도평균값(f(n))이 입력되면 프레임 휘도평균값 저장부(82)는 이를 단계적으로 저장함으로써, 프레임 휘도평균값 저장부(2)에는 현재의 프레임 휘도평균값(f(n))에 대하여 그 이전에 입력된 프레임 휘도평균값(f(n-1), f(n-2), f(n-3))이 단계적으로 저장되어 있다. 프레임 휘도평균값 저장부(82)는 이와 같이 단계적으로 저장되어 있는 프레임 휘도평균값(f(n-1), f(n-2), f(n-3))을 필터링값 산출부(84)로 제공한다.
운영센터 제어부(30)는 휘도 보정부(80)의 필터링계수 설정부(83)의 필터링 계수(c3, c2, c1, c0)를 미리 설정하여 놓는다(S40). 이 경우에, 필터링 계수(c3, c2, c1, c0)를 모두 더하면 1이 되도록 설정한다.
c3 + c2 + c1 + c0 = 1
예를 들면, 4탭 필터링 구성인 경우에, c3 = 0.4, c2 = 0.3, c1 = 0.2, c0 = 0.1과 같이 현재 프레임값에 바하여 이전 프레임값이 적은 값을 가지도록 내림차순으로 설정된다.
다음에, 필터링값 산출부(84)는 상기 프레임 휘도평균값 산출부(81)와 프레임 휘도평균값 저장부(82)로부터 입력되는 단계적인 프레임 휘도평균값(f(n), f(n-1), f(n-2), f(n-3))을 상기 필터링계수 설정부(83)로부터 제공되는 필터링계수(c3, c2, c1, c0)와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값(fil(n))을 산출하되, 필터링값(fil(n))이 0이 되는 경우에는 1로 대체한다(S50).
예를 들어, 필터링 계수가 c3 = 0.4, c2 = 0.3, c1 = 0.2, c0 = 0.1로 설정되어 있고, 프레임 휘도평균값이 단계적으로 f(7)=255, f(6)=255, f(5)=255, f(4)=255, f(3)=0, f(2)=0, f(1)=0, f(0)=0 이 입력되고 있다고 하면, 필터링값(fil(n))은 다음과 같이 산출된다.
fil(7) = 0.4 x 255 + 0.3 x 255 + 0.2 x 255 + 0.1 x 255 = 255
fil(6) = 0.4 x 255 + 0.3 x 255 + 0.2 x 255 + 0.1 x 0 = 229
fil(5) = 0.4 x 255 + 0.3 x 255 + 0.2 x 0 + 0.1 x 0 = 178
fil(4) = 0.4 x 255 + 0.3 x 0 + 0.3 x 0 + 0.1 x 0 = 102
fil(3) = 0.4 x 0 + 0.3 x 0 + 0.2 x 0 + 0.1 x 0 = 0
fil(2) = 0.4 x 0 + 0.3 x 0 + 0.2 x 0 + 0.1 x 0 = 0
fil(1) = 0.4 x 0 + 0.3 x 0 + 0.2 x 0 + 0.1 x 0 = 0
fil(0) = 0.4 x 0 + 0.3 x 0 + 0.2 x 0 + 0.1 x 0 = 0
이와 같은 4탭 필터링 구성의 필터링값(fil(n))을 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112021077929900-pat00001
여기서,
Figure 112021077929900-pat00002
이 발명의 실시예에서는 휘도 보정부(80)의 프레임 휘도평균값 저장부(82), 필터링계수 설정부(83), 필터링값 산출부(84)가 4탭 필터링 구성으로 이루어져 있지만, 적어도 2탭 이상의 다른 필터링 구성으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 6탭 필터링 구성으로 이루어지는 경우에, 프레임 휘도평균값 산출부(81)와 프레임 휘도평균값 저장부(82)로부터는 f(n), f(n-1), f(n-2), f(n-3), f(n-4), f(n-5)의 프레임 휘도평균값이 제공되며, 필터링계수 설정부(83)로부터는 c5, c4, c3, c2, c1, c0의 필터링계수가 제공되고, 필터링값 산출부(84)는 상기 프레임 휘도평균값(f(n), f(n-1), f(n-2), f(n-3), f(n-4), f(n-5))을 상기 필터링계수(c5, c4, c3, c2, c1, c0)와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값(fil(n))을 산출하는 구조로 이루어진다.
이와 같은 6탭 필터링 구성의 필터링값(fil(n))을 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112021077929900-pat00003
여기서,
Figure 112021077929900-pat00004
다음에, 보정지수 산출부(85)는 필터링값 산출부(84)로부터 입력되는 필터링값(fil(n))을 프레임 휘도평균값(f(n))으로 나누어줌으로써 보정지수(cal(n))를 산출하여 RGB 휘도 보정부(86)로 출력한다(S60). 이 경우에, 프레임 평균휘도값(f(n))이 0인 경우에는, 수식적으로는 계산불능이지만, 화면상태는 블랙(black) 상태이므로 보정지수(cal(0))를 0으로 대체 치환 처리하게 된다.
예를 들어, 필터링 계수가 c3 = 0.4, c2 = 0.3, c1 = 0.2, c0 = 0.1로 설정되어 있고, 프레임 휘도평균값이 단계적으로 f(7)=255, f(6)=255, f(5)=255, f(4)=255, f(3)=0, f(2)=0, f(1)=0, f(0)=0 이 입력되고 있다고 하면, 보정지수(cal(n))는 다음과 같이 산출된다.
cal(7) = 255 / 255 = 1.0
cal(6) = 229 / 255 = 0.9
cal(5) = 178 / 255 = 0.7
cal(4) = 102 / 255 = 0.4
cal(3) = 계산불능 = 0 (대체 치환)
cal(2) = 계산불능 = 0 (대체 치환)
cal(1) = 계산불능 = 0 (대체 치환)
cal(0) = 계산불능 = 0 (대체 치환)
이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
cal(n) = fil(n) / f(n)
단, f(n)=0 일때는 보정지수(cal(n))를 0으로 대체 치환한다.
산출된 보정지수(cal(n))는 0에서 1까지의 값을 갖는다.
다음에, RGB 휘도 보정부(86)는 보정지수 산출부(85)로부터 입력되는 보정지수(cal(n))를 R, G, B 기본색상의 휘도에 곱하여 휘도를 보정하게 된다(S70). 하나의 프레임에는 2,073,600개의 픽셀이 존재하며, 하나의 픽셀은 R, G, B의 3가지 기본색상으로 이루어지므로 6,220,800개의 기본색상이 존재한다. 하나의 기본 색상은 0부터 255까지 256단계의 휘도를 가지게 되는데, RGB 휘도 보정부(86)는 이와같이 기본 색상이 가지고 있는 휘도에 보정지수(cal(n))를 곱해줌으로써 휘도를 보정하여 VMS 컨트롤러(40) 또는 LCS 컨트롤러(60)로 제공한다.
VMS 컨트롤러(40) 또는 LCS 컨트롤러(60)는 휘도 제어부(20)로부터 제공되는 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리에 따른 단계적인 휘도 정보에 따라 VMS 전광판(50)과 LCS 전광판(70)에 영상 정보가 디스플레이 되도록 하되, 휘도 보정부(80)에 의하여 RGB 휘도가 보정된 영상 정보로 디스플레이되도록 한다(S80).
10 : 차량 검출부 20 : 휘도 제어부
30 : 운영센터 제어부 40 : VMS 컨트롤러
50 : VMS 전광판 60 : LCS 컨트롤러
70 : LCS 전광판 80 : 휘도 보정부
81 : 프레임 휘도평균값 산출부 82 : 프레임 휘도평균값 저장부
83 : 필터링 계수 설정부 84 : 필터링값 산출부
85 : 보정지수 산출부 86 : RGB 휘도 보정부

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 차량의 통행 및 속력을 감지하기 위한 차량 검출부와,
    상기 차량 검출부에 연결되어 있으며 차량의 속력으로부터 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리를 산출하고, 거리에 따른 단계적인 휘도에 대한 정보를 제공하는 휘도 제어부와,
    도로상황 정보에 따른 VMS(Variable Message Sign) 영상 정보 및 LCS(Lane Control System) 영상정보를 제공하는 운영센터 제어부와,
    상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 VMS 컨트롤러와,
    상기 VMS 컨트롤러에 연결되어 있는 VMS 전광판과,
    상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 LCS 컨트롤러와,
    상기 LCS 컨트롤러에 연결되어 있는 LCS 전광판과,
    상기 운영센터 제어부, VMS 컨트롤러, LCS 컨트롤러에 연결되어 있으며 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도에 대해 RGB 보정을 하여 VMS 컨트롤러와 LCS 컨트롤러에 전달하는 휘도 보정부를 포함하며,
    상기 휘도 보정부는,
    하나의 프레임을 구성하는 모든 기본 색상의 휘도를 평균함으로써 프레임의 휘도평균값을 산출하는 프레임 휘도평균값 산출부와,
    상기 프레임 휘도평균값 산출부의 프레임 휘도평균값을 단계적으로 저장함으로써 현재의 프레임 휘도평균값에 대하여 이전의 프레임 휘도평균값이 저장되어 있는 프레임 휘도평균값 저장부와,
    운영센터 제어부가 필터링계수를 설정하기 위한 필터링계수 설정부와,
    상기 프레임 휘도평균값 산출부와 프레임 휘도평균값 저장부로부터 입력되는 단계적인 프레임 휘도평균값을 상기 필터링계수 설정부로부터 제공되는 필터링계수와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값을 산출하는 필터링값 산출부와,
    상기 필터링값 산출부의 필터링값을 프레임 휘도평균값으로 나누어줌으로써 보정지수를 산출하는 보정지수 산출부와,
    상기 보정지수 산출부의 보정지수를 R, G, B 기본색상 휘도에 곱하여 R, G, B 기본색상 휘도를 보정하여 제공하는 RGB 휘도 보정부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 필터링계수 설정부는 운영센터 제어부가 필터링 계수를 임의로 설정할 수 있도록 하되 필터링 계수를 모두 더하면 1이 되도록 설정됨과 동시에,
    현재 프레임값을 위한 필터링계수에 비하여 이전 프레임값을 위한 필터링계수가 적은 값을 가지도록 내림차순으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치.
  5. 차량의 통행 및 속력을 감지하기 위한 차량 검출부와, 상기 차량 검출부에 연결되어 있으며 차량의 속력으로부터 차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리를 산출하고, 거리에 따른 단계적인 휘도에 대한 정보를 제공하는 휘도 제어부와, 도로상황 정보에 따른 VMS(Variable Message Sign) 영상 정보 및 LCS(Lane Control System) 영상정보를 제공하는 운영센터 제어부와, 상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 VMS 컨트롤러와, 상기 VMS 컨트롤러에 연결되어 있는 VMS 전광판과, 상기 휘도 제어부 및 운영센터 제어부에 연결되어 있는 LCS 컨트롤러와, 상기 LCS 컨트롤러에 연결되어 있는 LCS 전광판과, 상기 운영센터 제어부, VMS 컨트롤러, LCS 컨트롤러에 연결되어 있으며 이전 화면 프레임으로부터 다음 화면 프레임으로 변화되는 과정에서 휘도에 대해 RGB 보정을 하여 VMS 컨트롤러와 LCS 컨트롤러에 전달하는 휘도 보정부를 포함하며, 상기 휘도 보정부는, 하나의 프레임을 구성하는 모든 기본 색상의 휘도를 평균함으로써 프레임의 휘도평균값을 산출하는 프레임 휘도평균값 산출부와, 상기 프레임 휘도평균값 산출부의 프레임 휘도평균값을 단계적으로 저장함으로써 현재의 프레임 휘도평균값에 대하여 이전의 프레임 휘도평균값이 저장되어 있는 프레임 휘도평균값 저장부와, 운영센터 제어부가 필터링계수를 설정하기 위한 필터링계수 설정부와, 상기 프레임 휘도평균값 산출부와 프레임 휘도평균값 저장부로부터 입력되는 단계적인 프레임 휘도평균값을 상기 필터링계수 설정부로부터 제공되는 필터링계수와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값을 산출하는 필터링값 산출부와, 상기 필터링값 산출부의 필터링값을 프레임 휘도평균값으로 나누어줌으로써 보정지수를 산출하는 보정지수 산출부와, 상기 보정지수 산출부의 보정지수를 R, G, B 기본색상 휘도에 곱하여 R, G, B 기본색상 휘도를 보정하여 제공하는 RGB 휘도 보정부를 포함하여 이루어지는 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어장치에 있어서,
    VMS 컨트롤러 또는 LCS 컨트롤러로부터 휘도보정 요청이 있는 경우에 동작이 시작되는 단계와,
    프레임 데이터를 수신하는 단계와,
    프레임 데이타로부터 프레임 휘도평균값을 산출하는 단계와,
    운영센터 제어부에 의해, 필터링 계수를 모두 더하면 1이 되도록 하면서, 현재 프레임값을 위한 필터링계수에 비하여 이전 프레임값을 위한 필터링계수가 적은 값을 가지도록 내림차순으로 필터링 계수가 설정되는 단계와,
    순차적으로 저장되어 있는 프레임 휘도평균값을 필터링 계수와 각각 곱한 뒤에 이를 모두 더하여 필터링값을 산출하는 단계와,
    상기 필터링값으로부터 보정지수를 산출하는 단계와,
    상기 보정지수를 R, G, B 기본색상 휘도에 곱하여 R, G, B 기본색상 휘도를 보정하는 단계와,
    차량과 엘이디(LED) 전광판의 거리에 따른 단계적인 휘도 정보에 따라 영상 정보가 디스플레이 되도록 하되, R, G, B 기본색상별로 보정된 휘도로 영상 프레임을 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 전용도로용 엘이디(LED) 전광판의 휘도 제어방법.
KR1020210088538A 2021-07-06 2021-07-06 자동차 전용도로용 엘이디(led) 전광판의 휘도 제어장치 및 방법 KR102377216B1 (ko)

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