KR102510573B1 - Transparent display device and method for driving the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 표시 장치의 구동 특성 및 후면 배경 특성에 따라 적응적으로 영상을 보정하여 화질을 향상시킬 수 있는 투명 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공한다. 일 실시예의 투명 표시 장치는 차광판의 투과율 특성을 선택적으로 고려하고, 입력 영상의 밝기 특성 및 후면 배경의 밝기 특성을 고려하여, 감마 보정 방법과 선명도 개선 방법 중 하나를 이용하여 영상을 보정함으로써 화질을 향상시킬 수 있다. The present invention provides a transparent display device capable of improving image quality by adaptively correcting an image according to driving characteristics and rear background characteristics of the transparent display device and a driving method thereof. The transparent display device according to an exemplary embodiment selectively considers transmittance characteristics of a light blocking plate and corrects an image using one of a gamma correction method and a sharpness improvement method in consideration of brightness characteristics of an input image and brightness characteristics of a rear background, thereby improving image quality. can improve

Description

투명 표시 장치 및 그 구동 방법{TRANSPARENT DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}Transparent display device and its driving method {TRANSPARENT DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 투명 표시 장치의 구동 특성 및 후면 배경의 특성에 따라 적응적으로 영상을 보정하여 화질을 향상시킬 수 있는 투명 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent display device capable of improving image quality by adaptively correcting an image according to driving characteristics of the transparent display device and characteristics of a rear background, and a method for driving the same.

최근 표시 장치의 발전으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치를 이용한 투명 표시 장치가 개발되었다. Recently, with the development of display devices, a liquid crystal display (LCD) and a transparent display device using an organic light emitting diode (OLED) display device have been developed.

투명 표시 장치는 전후 양방향으로 광을 투과하므로 표시 장치의 양방향으로 정보를 표시할 수 있음과 아울러 표시 장치를 사이에 두고 마주하는 사용자 각각이 투명 표시 장치 너머를 볼 수 있게 한다. Since the transparent display device transmits light in both front and back directions, information can be displayed in both directions of the display device, and each user facing the display device can see beyond the transparent display device.

투명 표시 장치는 자동차 유리, 건물 유리, 광고용 전광판, 쿨러 도어(Cooler Door), 스크린 도어(Screen Door) 등과 같은 다양한 응용 제품에 적용될 수 있으므로 사용자 환경이 다양하다. Since the transparent display device can be applied to various applications such as automobile glass, building glass, advertising signboards, cooler doors, and screen doors, user environments are diverse.

투명 표시 장치는 투과율이 높은 상태에서는 블랙을 구현할 수 없으므로 차광판을 이용하여 투과율을 조절하는 기술이 개발되었다.Since the transparent display device cannot implement black in a high transmittance state, a technology for adjusting the transmittance using a light blocking plate has been developed.

그러나, 차광판 재료 기술의 한계에 의해 차광판이 동작한 이후 차광판이 닫히는 데까지 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, there is a problem in that it takes a considerable amount of time until the light blocking plate is closed after the light blocking plate operates due to limitations of the light blocking plate material technology.

이로 인하여, 차광판이 닫히기 이전까지 차광판의 투과율 특성, 투명 표시 장치의 후면 배경 특성, 입력 영상의 특성에 따라 인지되는 화질이 큰 영향을 받아 투명 표시 장치의 화질이 저하되는 문제점이 있다. For this reason, until the light blocking plate is closed, the quality of the transparent display device deteriorates because the perceived image quality is greatly influenced by the transmittance characteristics of the light blocking plate, the characteristics of the rear background of the transparent display device, and the characteristics of the input image.

예를 들면, 투명 표시 장치의 차광판이 닫히기 이전에 투과율이 높은 경우 블랙 구현이 불가능하므로 저계조 영역의 뭉침과 같은 화질 저하가 발생한다. 투명 표시 장치의 후면 배경이 밝은 경우 더 많은 빛이 투과되어 영상의 시인성이 저하되므로 화질 저하가 발생한다. 입력 영상이 어두운 경우 투명 표시 장치에서 블랙 구현이 어려워 화질 저하가 발생한다.For example, if the transmittance of the transparent display device is high before the light blocking plate is closed, it is impossible to implement black, and thus image quality deterioration such as clumping of low grayscale regions occurs. When the rear background of the transparent display device is bright, more light is transmitted and visibility of the image is deteriorated, resulting in deterioration in image quality. When the input image is dark, it is difficult to implement black in a transparent display device, resulting in image quality deterioration.

또한, 투명 표시 장치는 사용 환경에 따라 영상 정보와 함께 후면 배경의 인지가 필요한 경우 차광판을 구비하지 않거나, 차광판을 투과 모드로 유지하면서 영상을 표시할 수 있다.In addition, the transparent display device may not include a light blocking plate or may display an image while maintaining the light blocking plate in a transmissive mode when it is necessary to recognize a rear background along with image information according to a use environment.

이 경우, 후면 배경과 함께 영상이 인지되므로, 투명 표시 장치는 영상의 밝기와 후면 배경의 밝기에 따라 영상의 선명도 저하가 발생되어 화질이 저하되는 문제점이 있다.In this case, since the image is recognized together with the rear background, the transparent display device has a problem in that image quality is deteriorated because sharpness of the image is deteriorated according to the brightness of the image and the brightness of the rear background.

본 발명은 투명 표시 장치의 구동 특성 및 후면 배경 특성에 따라 적응적으로 영상을 보정하여 화질을 향상시킬 수 있는 투명 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공한다.The present invention provides a transparent display device capable of improving image quality by adaptively correcting an image according to driving characteristics and rear background characteristics of the transparent display device and a driving method thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치는 투명 표시부, 차광판, 표시 구동부, 차광판 구동부와, 상기 투명 표시 장치의 후면에 배치되어 후면 배경을 센싱하는 배경 센서와, 영상 처리부를 구비한다.A transparent display device according to an embodiment of the present invention includes a transparent display unit, a light blocking plate, a display driver, a light blocking plate driver, a background sensor disposed on a rear surface of the transparent display device to sense a rear background, and an image processing unit.

영상 처리부는 입력 영상을 분석하여 그 입력 영상이 어두운 영상인지 밝은 영상인지를 나타내는 영상 특성을 판단하고, 배경 센서로부터 센싱된 후면 배경 신호를 분석하여 후면 배경이 밝은 배경인지 어두운 배경인지를 나타내는 배경 특성을 판단하고, 차광판의 투과율 특성을 판단한다. The image processing unit analyzes the input image to determine an image characteristic indicating whether the input image is a dark image or a bright image, and analyzes a rear background signal sensed by a background sensor to determine a background characteristic indicating whether the rear background is a bright or dark background. and determine the transmittance characteristics of the light blocking plate.

영상 처리부는 영상 특성과 배경 특성이 밝은 영상과 어두운 배경인 정상 조건을 제외한 나머지의 화질 저하 조건들 어느 하나에 해당하고, 투과율이 제1 기준값을 초과할 때, 입력 영상에 대한 감마 보정을 실시하여, 감마 보정된 영상 데이터를 표시 구동부로 출력한다.The image processing unit performs gamma correction on the input image when the image characteristics and background characteristics correspond to any one of the image quality deterioration conditions other than the normal condition of a bright image and a dark background, and the transmittance exceeds the first reference value. , the gamma-corrected image data is output to the display driver.

영상 처리부는 영상 특성과 배경 특성이 정상 조건일 때, 투과율과 관계없이 입력 영상을 감마 보정없이 표시 구동부로 출력하고, 투과율이 제1 기준값 이하일 때, 영상 특성과 배경 특성과 관계없이 입력 영상을 감마 보정없이 표시 구동부로 출력한다.The image processing unit outputs the input image to the display driver without gamma correction regardless of the transmittance when the image characteristics and the background characteristics are normal conditions, and when the transmittance is equal to or less than the first reference value, the input image is gamma-corrected regardless of the image characteristics and the background characteristics. It is output to the display driver without correction.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법은 입력 영상을 분석하여 그 입력 영상이 어두운 영상인지 밝은 영상인지를 나타내는 영상 특성을 판단하는 단계와, 투명 표시 장치의 후면 배경을 센싱하고, 센싱된 후면 배경 신호를 분석하여 상기 후면 배경이 밝은 배경인지 어두운 배경인지를 나타내는 배경 특성을 판단하는 단계와, 차광판의 투과율 특성을 판단하는 단계를 포함한다.A method of driving a transparent display device according to an embodiment of the present invention includes the steps of analyzing an input image to determine an image characteristic indicating whether the input image is a dark image or a bright image, sensing a rear background of the transparent display device, The method may include analyzing the sensed rear background signal to determine a background characteristic indicating whether the rear background is a bright background or a dark background, and determining transmittance characteristics of the light blocking plate.

또한, 본 발명의 구동 방법은 영상 특성과 상기 배경 특성이 밝은 영상과 어두운 배경인 정상 조건을 제외한 나머지의 화질 저하 조건들 어느 하나에 해당하고, 투과율이 제1 기준값을 초과할 때, 입력 영상에 대한 감마 보정을 실시하는 단계와; 감마 보정된 영상을 출력하는 단계를 더 포함한다.In addition, in the driving method of the present invention, when the image characteristics and the background characteristics correspond to any one of the image quality deterioration conditions other than the normal condition of a bright image and a dark background, and the transmittance exceeds the first reference value, the input image performing gamma correction on; The method may further include outputting the gamma-corrected image.

또한, 본 발명의 구동 방법은 영상 특성과 배경 특성이 정상 조건일 때, 투과율과 관계없이 입력 영상에 대한 감마 보정없이 출력하는 단계와, 투과율이 제1 기준값 이하일 때, 영상 특성과 배경 특성과 관계없이 입력 영상에 대한 감마 보정없이 출력하는 단계를 추가로 포함한다.In addition, the driving method of the present invention includes the steps of outputting an input image without gamma correction regardless of transmittance when the image characteristics and background characteristics are normal conditions, and when the transmittance is equal to or less than a first reference value, the relationship between the image characteristics and the background characteristics and outputting the input image without gamma correction.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치는 투명 표시부와, 배경 센서와, 표시 구동부와, 입력 영상을 복수의 픽셀 블록으로 분할하여 그 픽셀 블록 단위로 계산된 블록별 밝기 특성과, 배경 센서로부터 센싱된 후면 배경의 밝기 특성에 따라 픽셀 블록 단위로 블록별 선명도 개선 강도를 결정하고, 입력 영상에 블록별 선명도 개선 강도를 적용하여 픽셀 블록 단위로 입력 영상의 선명도를 보정하고, 선명도가 보정된 영상을 표시 구동부로 출력하는 영상 처리부를 구비한다.A transparent display device according to an embodiment of the present invention includes a transparent display unit, a background sensor, a display driver, brightness characteristics for each block calculated by dividing an input image into a plurality of pixel blocks, and a background sensor. The intensity of sharpness enhancement for each block is determined according to the brightness characteristics of the sensed rear background, the intensity of sharpness improvement for each block is applied to the input image, the sharpness of the input image is corrected for each pixel block, and the image with the sharpness corrected and an image processing unit that outputs to the display driving unit.

영상 처리부는 로우 패스 필터, 마스크 생성부, 선명도 개선 강도 조절부, 선명도 개선 마스크 결정부, 영상 보정부를 구비한다. 로우 패스 필터는 입력 영상을 로우 패스 필터링하여 블러 영상을 생성하여 출력한다. 마스크 생성부는 로우 패스 필터로부터 공급된 블러 영상을, 입력 영상으로부터 차감하여 에지 마스크 영상을 생성하여 출력한다. 선명도 개선 강도 조절부는 입력 영상의 블록별 밝기 특성과, 센싱된 후면 배경의 밝기 특성에 따라 블록별 선명도 개선 강도를 조절한다. 선명도 개선 마스크 결정부는 마스크 생성부로부터 공급된 에지 마스크 영상에, 선명도 개선 강도 조절부로부터 공급된 블록별 선명도 개선 강도를 적용하여, 선명도 개선 마스크 영상을 생성하여 출력한다. 영상 보정부는 선명도 개선 마스크 결정부로부터 공급된 선명도 개선 마스크 영상과 입력 영상을 합성하여 선명도가 보정된 영상을 패널 구동부로 출력한다.The image processing unit includes a low pass filter, a mask generation unit, a sharpness improvement strength adjusting unit, a sharpness improvement mask determining unit, and an image correcting unit. The low pass filter performs low pass filtering on an input image to generate and output a blurred image. The mask generator subtracts the blur image supplied from the low pass filter from the input image to generate and output an edge mask image. The sharpness improvement intensity adjusting unit adjusts the intensity of sharpness improvement for each block according to the brightness characteristics of each block of the input image and the brightness characteristics of the sensed rear background. The sharpness enhancement mask determiner generates and outputs a sharpness enhancement mask image by applying the sharpness enhancement intensity for each block supplied from the sharpness enhancement intensity adjuster to the edge mask image supplied from the mask generator. The image correction unit synthesizes the sharpness improvement mask image supplied from the sharpness improvement mask determination unit and the input image, and outputs the sharpness-corrected image to the panel driver.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법은 입력 영상을 로우 패스 필터링하여 블러 영상을 생성하는 단계와, 입력 영상으로부터 블러 영상을 차감하여 에지 마스크 영상을 생성하는 단계와, 입력 영상을 복수의 픽셀 블록으로 분할하여 픽셀 블록 단위로 계산된 블록별 밝기 특성과, 센싱된 후면 배경의 밝기 특성에 따라 픽셀 블록 단위로 블록별 선명도 개선 강도를 결정하는 단계와, 에지 마스크 영상에 상기 블록별 선명도 개선 강도를 적용하여, 선명도 개선 마스크 영상을 생성하는 단계와, 선명도 개선 마스크 영상과 입력 영상을 합성하여 선명도가 보정된 영상을 투명 표시부에 표시하는 단계를 포함한다. A method of driving a transparent display device according to an embodiment of the present invention includes generating a blur image by low-pass filtering an input image, generating an edge mask image by subtracting the blur image from the input image, and Dividing into a plurality of pixel blocks and determining the intensity of sharpness improvement for each block in each pixel block according to the brightness characteristics of each block calculated in units of pixel blocks and the brightness characteristics of the sensed rear background; The method includes generating a sharpness enhancement mask image by applying the sharpness enhancement strength, and displaying the sharpness-corrected image on a transparent display unit by synthesizing the sharpness enhancement mask image and the input image.

블록별 선명도 개선 강도를 결정하는 단계는 입력 영상에 대하여 블록별 평균 계조를 계산하는 단계와, 센싱된 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도의 최대값 및 최소값을 결정하는 단계와, 블록별 평균 계조(L)와, 선명도 개선 강도의 최대값 및 최소값(Kmax, Kmin)과, 블록별 평균 계조(L)가 미리 설정된 임계값(Lth) 미만일 때, 아래 수학식의 함수를 이용하여 블록별 선명도 개선 강도(K)를 결정하는 단계와, 블록별 평균 계조가 임계값 이상일 때 미리 설정된 최소값을 해당 블록의 선명도 개선 강도로 결정하는 단계를 포함한다.The step of determining the intensity of sharpness improvement for each block includes calculating an average gray level for each block of the input image, determining the maximum and minimum values of the intensity of sharpness improvement according to the sensed brightness of the rear background, and the step of determining the average gray level for each block. When (L), the maximum and minimum values (Kmax, Kmin) of the sharpness improvement intensity, and the average gray level (L) for each block are less than the preset threshold value (Lth), the sharpness improvement for each block is performed using the function of the equation below. A step of determining intensity (K), and a step of determining a preset minimum value as the sharpness improvement intensity of the corresponding block when the average gray level of each block is greater than or equal to a threshold value.

Figure 112022091129516-pat00001
Figure 112022091129516-pat00001

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 및 그 구동 방법은 차광판의 투과율 특성과, 입력 영상의 휘도 특성 및 배경 영상의 휘도 특성을 모두 분석하여 분석 결과에 따라 투과율이 기준값 보다 크고 입력 영상과 후면 배경이 화질 저하 조건에 해당하는 경우 감마를 조절하여 영상 데이터를 보정함으로써 화질을 향상시킬 수 있다. A transparent display device and a method of driving the same according to an embodiment of the present invention analyzes transmittance characteristics of a light blocking plate, luminance characteristics of an input image, and luminance characteristics of a background image, and according to the analysis result, the transmittance is greater than the reference value and the input image and the rear surface When the background corresponds to the quality deterioration condition, the image quality may be improved by correcting the image data by adjusting the gamma.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 및 그 구동 방법은 영상의 밝기와 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도를 조절함으로써 영상 및 시청 환경에 따라 적절한 선명도 개선 강도를 적용하여 선명도 및 화질을 향상시킬 수 있다.A transparent display device and a method for driving the same according to an embodiment of the present invention adjusts the intensity of sharpness enhancement according to the brightness of an image and the brightness of a rear background, thereby applying an appropriate intensity of sharpness improvement according to an image and a viewing environment to improve clarity and image quality. can make it

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 및 그 구동 방법은 영상의 밝기와 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도를 조절함으로써 영상과 후면 배경 모두 의미있는 정보를 전달하는 경우 배경과 영상 사이의 경계를 강조하여 영상 및 후면 배경 양측의 시인성을 개선할 수 있다. A transparent display device and a method of driving the same according to an embodiment of the present invention adjust the intensity of sharpness improvement according to the brightness of the image and the brightness of the rear background, so that when both the image and the rear background convey meaningful information, the boundary between the background and the image can be emphasized to improve the visibility of both the video and the rear background.

도 1은 본 발명의 선행 기술에 따른 투명 표시 장치에서 차광판의 구동 시간 경과에 따른 투과율 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 선행 기술에 따른 투명 표시 장치에서 차광판의 투과율에 따른 영상 표시 결과를 비교하여 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명의 선행 기술에 따른 투명 표시 장치에서 영상 특성과 배경 특성에 따른 영상 표시 결과를 비교하여 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브픽셀의 구성을 예시한 등가회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 영상 처리부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 영상 처리 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 영상의 계조별 분포율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배경 영상의 계조별 분포율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 감마 커브들을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 보정 전후의 영상과 감마 보정이 불필요한 영상을 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 평균 계조에 따른 선명도 개선 강도 함수를 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치에서 영상의 밝기 및 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도를 조절하여 적용한 경우의 영상을 선행 기술의 영상과 대비하여 나타낸 것이다.
1 is a graph showing transmittance characteristics according to driving time of a light blocking plate in a transparent display device according to the prior art of the present invention.
2 is a photograph showing a comparison of image display results according to transmittance of a light shielding plate in a transparent display device according to the prior art of the present invention.
3 is a photograph showing a comparison of image display results according to image characteristics and background characteristics in a transparent display device according to the prior art of the present invention.
4 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a transparent display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration of a subpixel according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing the configuration of an image processing unit of a transparent display device according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an image processing method of a transparent display device in stages according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a distribution rate for each gray level of an input image according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing a distribution rate for each gray level of a background image according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing various gamma curves according to an embodiment of the present invention.
11 is a photograph showing an image before and after gamma correction and an image without gamma correction according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a transparent display device according to an exemplary embodiment.
13 is a block diagram showing the configuration of an image processing unit according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating an image processing method step by step according to an embodiment of the present invention.
15 is a graph showing a sharpness improvement intensity function according to an average block gray level according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 shows an image obtained by adjusting and applying sharpness enhancement according to the brightness of the image and the brightness of the rear background in the transparent display device according to an embodiment of the present invention, in comparison with a prior art image.

본 발명의 실시예에 대한 설명에 앞서서 본 발명의 선행 기술에 따른 투명 표시 장치의 화질 저하 현상을 예를 들어 먼저 살펴보기로 한다.Prior to the description of the embodiments of the present invention, a deterioration in image quality of a transparent display device according to the prior art of the present invention will be first described as an example.

도 1은 본 발명의 선행 기술에 따른 투명 표시 장치에서 구동 시간 경과에 따른 차광판의 투과율 특성을 나타낸 그래프이고, 도 2는 본 발명의 선행 기술에 따른 투명 표시 장치에서 차광판의 투과율에 따라 영상 표시 결과를 비교하여 보여주는 사진이고, 도 3은 본 발명의 선행 기술에 따른 투명 표시 장치에서 차광판 투과율이 70%일 때 영상 특성과 배경 특성에 따라 영상 표시 결과를 비교하여 보여주는 사진이다.1 is a graph showing the transmittance characteristics of a light shielding plate over driving time in a transparent display device according to the prior art of the present invention, and FIG. 2 is an image display result according to the transmittance of the light shielding plate in the transparent display device according to the prior art of the present invention. 3 is a picture showing a comparison of image display results according to image characteristics and background characteristics when the transmittance of the light blocking plate is 70% in the transparent display device according to the prior art of the present invention.

도 1을 참조하면, 선행 기술에 따른 투명 표시 장치의 차광판은 구동을 시작한 이후 투과율 10% 이하로 닫히는 데까지 약 3분 정도의 상당한 시간이 소요됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 1 , it can be seen that it takes about 3 minutes for the light blocking plate of the transparent display device according to the prior art to be closed to a transmittance of 10% or less after driving is started.

이로 인하여, 도 2(a)에서 보여주는 바와 같이 차광판의 투과율 80%이면 차광판의 블랙 구현이 불가능하므로 투명 특성에 의해 후면 배경이 보임과 아울러 후면으로부터 보다 많은 빛이 투과됨으로써 표시 영상의 시인성이 저하됨을 알 수 있다. 도 2(b)에서 보여주는 바와 같이 차광판이 투과율 10% 이하로 닫혀야만 차광판의 블랙 구현으로 표시 영상의 시인성이 나아지게 되므로, 차광판 투과율이 10% 보다 큰 경우에는 화질 저하 문제가 있다.As a result, as shown in FIG. 2(a), if the transmittance of the shading plate is 80%, it is impossible to implement black of the shading plate, so the rear background is visible due to the transparent characteristic and more light is transmitted from the rear side, so the visibility of the displayed image is reduced. Able to know. As shown in FIG. 2(b), visibility of a displayed image is improved only when the light blocking plate is closed with a transmittance of 10% or less by realizing black of the light blocking plate. Therefore, when the light blocking plate transmittance is greater than 10%, there is a problem of image quality deterioration.

또한, 차광판 투과율이 70%일 때, 도 3(a), (b)에서 보여주는 바와 같이 동일한 어두운 영상에 대하여, 어두운 배경(a) 보다 밝은 배경(b)에서 화질이 저하되고, 도 3(c), (d)에서 보여주는 바와 같이 동일한 밝은 배경일 때, 어두운 영상(a) 및 밝은 영상(b) 모두 후면 배경이 보임과 아울러 표시 영상의 시인성이 저하됨을 알 수 있다.In addition, when the transmittance of the light blocking plate is 70%, as shown in FIGS. 3 (a) and (b), the image quality is lowered in a bright background (b) than in a dark background (a) for the same dark image, and in FIG. 3 (c) ), (d), when the same bright background, both the dark image (a) and the bright image (b) show the rear background, and it can be seen that the visibility of the displayed image is reduced.

또한, 차광판을 구비하지 않거나, 후면 배경의 인지가 필요하여 차광판이 투과 모드를 유지할 때, 선행 기술에 따른 투명 표시 장치는 영상의 밝기 특성과 후면 배경의 밝기 특성에 따라 후면 배경의 인지 정도가 결정되어 후면 배경의 인지 정도에 따라 영상의 선명도 저하가 발생할 수 있다.In addition, when the light shielding plate is not provided or the light shielding plate maintains the transmissive mode because the rear background needs to be recognized, the transparent display device according to the prior art determines the degree of recognition of the rear background according to the brightness characteristics of the image and the rear background. As a result, the sharpness of the image may be deteriorated depending on the degree of recognition of the rear background.

이러한 선행 기술의 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 차광판의 투과율 특성을 선택적으로 고려하고, 입력 영상의 밝기 특성 및 후면 배경의 밝기 특성(즉, 시청 환경)을 고려하여 영상을 보정함으로써 영상 및 시청 환경에 따른 적절한 시인성 향상에 의해 화질을 향상시킬 수 있는 투명 표시 장치 및 그 구동 방법을 제안한다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention selectively considers the transmittance characteristics of the light shielding plate and corrects the image by considering the brightness characteristics of the input image and the brightness characteristics of the rear background (ie, viewing environment), thereby providing image and viewing quality. A transparent display device capable of improving image quality by appropriately improving visibility according to the environment and a driving method thereof are proposed.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치는 영상 및 시청 환경에 따라 시인성을 향상시키기 위한 영상 처리 방법으로 감마 보정 방법과 선명도 개선 방법 중 적어도 하나를 이용한다. A transparent display device according to an embodiment of the present invention uses at least one of a gamma correction method and a sharpness improvement method as an image processing method for improving visibility according to images and viewing environments.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브픽셀의 구성을 나타낸 등가회로도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a transparent display device according to an exemplary embodiment, and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration of a subpixel according to an exemplary embodiment.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치는 영상 처리부(100), 타이밍 컨트롤러(150), 데이터 구동부(200) 및 게이트 구동부(300), 투명 표시부(400), 감마 전압 생성부(500), 배경 센서(600), 차광판(700) 및 차광판 구동부(800) 등을 포함한다. 여기서, 타이밍 컨트롤러(150), 데이터 구동부(200) 및 게이트 구동부(300)는 투명 표시부(400)를 구동하는 표시 구동부로 표현될 수 있다.Referring to FIG. 4 , a transparent display device according to an exemplary embodiment includes an image processor 100, a timing controller 150, a data driver 200 and a gate driver 300, a transparent display 400, and a gamma voltage. It includes a generating unit 500, a background sensor 600, a light blocking plate 700 and a light blocking plate driver 800, and the like. Here, the timing controller 150 , the data driver 200 , and the gate driver 300 may be expressed as a display driver that drives the transparent display unit 400 .

투명 표시부(400)는 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시한다. 픽셀 어레이의 기본 픽셀은 화이트(W), 레드(R), 그린(G), 블루(B) 서브픽셀들(SP) 중 컬러 혼합으로 화이트 표현이 가능한 적어도 3개 이상의 서브픽셀들(W/R/G, B/W/R, G/B/W, R/G/B, 또는 W/R/G/B)로 구성될 수 있다.The transparent display unit 400 displays an image through a pixel array in which pixels are arranged in a matrix form. The basic pixel of the pixel array is at least three or more subpixels (W/R) capable of expressing white by color mixing among the white (W), red (R), green (G), and blue (B) subpixels (SP). /G, B/W/R, G/B/W, R/G/B, or W/R/G/B).

투명 표시부(400)로는 액정 패널, 유기 발광 다이오드(OLED) 패널 등이 이용될 수 있으나, 이하에서는 OLED 패널을 예로 들어 설명하기로 한다. Although a liquid crystal panel, an organic light emitting diode (OLED) panel, or the like may be used as the transparent display unit 400 , an OLED panel will be described below as an example.

투명 표시부(400)가 OLED 패널인 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 각 서브픽셀(SP)은 OLED 소자가 위치하는 발광 영역(EA)과, 전/후면으로부터의 빛을 투과시키는 투과 영역(TA)을 포함한다. OLED 소자의 발광 영역(EA)은 픽셀 회로와 오버랩하거나 오버랩하지 않을 수 있다. When the transparent display unit 400 is an OLED panel, as shown in FIG. 5 , each sub-pixel SP has a light emitting area EA where an OLED element is located and a transmission area TA that transmits light from the front and rear surfaces. ). The light emitting area EA of the OLED device may or may not overlap the pixel circuit.

도 5를 참조하면, 픽셀 회로는 고전위 전원(EVDD) 라인 및 저전위 전원(EVSS) 라인 사이에 접속된 OLED 소자와, OLED 소자를 독립적으로 구동하기 위하여 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)와 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하는 픽셀 회로를 구비하며, 픽셀 회로 구성은 다양하므로 도 5의 구조로 한정되지 않는다.Referring to FIG. 5 , the pixel circuit includes an OLED element connected between a high potential power supply (EVDD) line and a low potential power supply (EVSS) line, and first and second switching TFTs (ST1, ST1, to independently drive the OLED element). ST2), a pixel circuit including a driving TFT (DT) and a storage capacitor (Cst), and the structure of the pixel circuit is not limited to the structure of FIG. 5 because it is diverse.

OLED 소자는 구동 TFT(DT)와 접속된 애노드와, 저전위 전압(EVSS)과 접속된 캐소드와, 애노드 및 캐소드 사이의 발광층을 구비하여, 구동 TFT(DT)로부터 공급된 전류량에 비례하는 광을 발생한다. The OLED element includes an anode connected to the driving TFT (DT), a cathode connected to the low potential voltage (EVSS), and a light emitting layer between the anode and the cathode, and emits light proportional to the amount of current supplied from the driving TFT (DT). Occurs.

제1 스위칭 TFT(ST1)는 한 게이트 라인(GL1)의 게이트 신호에 의해 구동되어 해당 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 구동 TFT(DT)의 게이트 노드에 공급하고, 제2 스위칭 TFT(ST2)는 다른 게이트 라인(GL2)의 게이트 신호에 의해 구동되어 레퍼런스 라인(REF)으로부터의 레퍼런스 전압을 구동 TFT(DT)의 소스 노드에 공급한다. 제2 스위칭 TFT(ST2)는 센싱 모드에서 구동 TFT(DT)로부터의 전류를 레퍼런스 라인(REF)으로 출력하는 경로로 더 이용된다. The first switching TFT (ST1) is driven by the gate signal of one gate line (GL1) to supply the data voltage from the corresponding data line (DL) to the gate node of the driving TFT (DT), and the second switching TFT (ST2) ) is driven by a gate signal of another gate line GL2 to supply a reference voltage from the reference line REF to the source node of the driving TFT DT. The second switching TFT ST2 is further used as a path for outputting the current from the driving TFT DT to the reference line REF in the sensing mode.

구동 TFT(DT)의 게이트 노드 및 소스 노드 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 스위칭 TFT(ST1)를 통해 게이트 노드로 공급된 데이터 전압과, 제2 스위칭 TFT(ST2)를 통해 소스 노드로 공급된 레퍼런스 전압의 차전압을 충전하여 구동 TFT(DT)의 구동 전압으로 공급한다.The storage capacitor Cst connected between the gate node and the source node of the driving TFT DT transmits the data voltage supplied to the gate node through the first switching TFT ST1 and the source node through the second switching TFT ST2. The differential voltage of the reference voltage supplied to is charged and supplied as the driving voltage of the driving TFT (DT).

구동 TFT(DT)는 고전위 전원(EVDD)으로부터 공급되는 전류를 스토리지 커패시터(Cst)로부터 공급된 구동 전압에 따라 제어함으로써 구동 전압에 비례하는 전류를 OLED 소자로 공급하여 OLED 소자를 발광시킨다. The driving TFT DT controls the current supplied from the high-potential power supply EVDD according to the driving voltage supplied from the storage capacitor Cst, thereby supplying a current proportional to the driving voltage to the OLED element so that the OLED element emits light.

도 4를 참조하면, 차광판(700)은 투명 표시부(400)의 후면에 배치되고, 투명 표시부(400)가 영상을 표시할 때 차광판 구동부(800)에 의해 차광 모드 또는 투과 모드로 구동될 수 있다. 차광판(700)은 차광판 구동부(800)에 의해 전계가 인가되면 블랙을 표시하여 차광 모드를 구현하고, 전계가 인가되지 않으면 투과 모드를 구현할 수 있다. 차광판 구동부(800)에 의해 차광판(700)이 차광 모드로 구동되면, 차광판(700)은 블랙을 구현하여 광투과를 차단함으로써 투명 표시부(400) 표시되는 영상의 시인성을 향상시킨다.Referring to FIG. 4 , the light blocking plate 700 is disposed on the rear surface of the transparent display unit 400 and can be driven in a light blocking mode or a transmissive mode by the light blocking plate driving unit 800 when the transparent display unit 400 displays an image. . The light blocking plate 700 may implement a light blocking mode by displaying black when an electric field is applied by the light blocking plate driving unit 800 and implement a transmission mode when an electric field is not applied. When the light blocking plate 700 is driven in the light blocking mode by the light blocking plate driver 800, the light blocking plate 700 implements a black color to block light transmission, thereby improving the visibility of an image displayed on the transparent display unit 400.

예를 들면, 차광판(700)으로는 전기 변색 필터로 알려진 일렉트로크로믹 디바이스(Electrochromic Device)나, 일렉트로웨팅 디바이스(ElctroWetting Device) 등이 이용될 수 있거나, 액정을 이용하여 광 투과를 스위칭할 수 있는 장치일 수 있다. For example, as the light blocking plate 700, an electrochromic device known as an electrochromic filter, an electrowetting device, or the like may be used, or a light transmission switchable by using a liquid crystal may be used. may be a device.

한편, 차광판(700)은 투명 표시부(400)의 전면 및 후면 중 적어도 일측면에 배치될 수 있다.Meanwhile, the light blocking plate 700 may be disposed on at least one side of the front and rear surfaces of the transparent display unit 400 .

배경 센서(600)는 투명 표시 장치의 후면에 장착되어 투명 표시 장치의 후면 배경을 센싱하고, 센싱된 후면 배경 정보(밝기 또는 영상)을 영상 처리부(100)로 공급한다. 배경 센서(600)로는 공지된 조도 센서나 CMOS 이미지 센서 등이 적용될 수 있다.The background sensor 600 is mounted on the back of the transparent display device to sense the back background of the transparent display device, and supplies the sensed back background information (brightness or image) to the image processing unit 100 . As the background sensor 600, a known illuminance sensor or a CMOS image sensor may be applied.

영상 처리부(100)는 외부로부터 공급되는 입력 영상을 분석하여 영상 특성을 판단하고, 배경 센서(600)로부터 센싱된 후면 배경 정보(밝기 또는 영상)를 분석하여 후면 배경의 특성을 판단한다. 영상 처리부(100)는 차광판 구동부(800)에 의한 차광판(700)의 투과 모드와 차광 모드에 따라 차광판(700)의 투과율을 판단할 수 있다. 영상 처리부(100)에는 차광판(700)이 차광 모드로 구동될 때 그 구동 시간 경과에 따른 차광판(700)의 투과율이 미리 측정되어 룩-업 테이블(Look-Up Table; 이하 LUT) 형태로 저장될 수 있다. 영상 처리부(100)는 차광판 구동부(800)에 의해 차광판(700)이 차광 모드로 구동될 때 그 차광 모드의 구동 시간에 따른 차광판(700)의 투과율을 판단할 수 있다. The image processing unit 100 determines image characteristics by analyzing an input image supplied from the outside, and determines characteristics of a rear background by analyzing background information (brightness or image) sensed by the background sensor 600 . The image processing unit 100 may determine the transmittance of the light blocking plate 700 according to the transmission mode and the light blocking mode of the light blocking plate 700 by the light blocking plate driver 800 . In the image processing unit 100, when the light blocking plate 700 is driven in the light blocking mode, the transmittance of the light blocking plate 700 according to the lapse of driving time is measured in advance and stored in the form of a look-up table (LUT). can When the light blocking plate 700 is driven in the light blocking mode by the light blocking plate driver 800, the image processing unit 100 may determine the transmittance of the light blocking plate 700 according to the driving time of the light blocking mode.

영상 처리부(100)는 입력 영상을 분석하여 입력 영상이 어두운 영상인지 밝은 영상인지를 판단하고, 후면 배경 정보를 분석하여 후면 배경이 밝은 환경인지 어두운 환경인지를 판단한다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.The image processor 100 analyzes the input image to determine whether the input image is a dark image or a bright image, and analyzes background information to determine whether the background is a bright environment or a dark environment. A detailed description of this will be described later.

영상 처리부(100)는 입력 영상의 특성 및 후면 배경 특성을 판단한 결과, 입력 영상이 어둡고 배경이 밝거나, 입력 영상이 어둡고 배경이 어둡거나, 입력 영상이 밝고 배경이 밝은 경우 화질 저하 조건으로 판단하고, 차광판(700)의 투과율이 제1 기준값(예를 들면 10%)을 초과할 때, 입력 영상에 대하여 투과율에 따른 감마 보정을 실시하여 감마 보정된 영상을 출력함으로써 화질을 보상한다.As a result of determining the characteristics of the input image and the rear background characteristics, the image processing unit 100 determines that the image quality degrade condition is that the input image is dark and the background is bright, the input image is dark and the background is dark, or the input image is bright and the background is bright. , When the transmittance of the light blocking plate 700 exceeds the first reference value (eg, 10%), gamma correction is performed on the input image according to the transmittance, and a gamma-corrected image is output to compensate the image quality.

반면에, 영상 처리부(100)는 입력 영상이 밝고 배경이 어두운 정상 조건에 해당하고 투과율이 제1 기준값(예를 들면 10%)을 초과하거나, 상기 입력 영상 및 후면 배경의 특성에 상관없이 투과율이 제1 기준값 이하일 때, 입력 영상을 감마 보정없이 출력한다. On the other hand, the image processing unit 100 corresponds to a normal condition in which the input image is bright and the background is dark and the transmittance exceeds the first reference value (for example, 10%), or the transmittance is increased regardless of the characteristics of the input image and the rear background. When it is equal to or less than the first reference value, the input image is output without gamma correction.

영상 처리부(100)는 전술한 감마 보정 이전 또는 이후에 통상의 RGB-to-WRGB 변환 방법을 이용하여 3색 데이터(R, G, B)를 4색 데이터(W, R, G, B)로 변환할 수 있다. 영상 처리부(100)는 전술한 감마 보정 이전 또는 이후에 소비 전력 감소나 데이터 렌더링, 화질 보상, 열화 보상 등과 같은 필요한 영상 처리를 더 수행할 수 있다. 영상 처리부(100)는 영상 처리된 영상 데이터와, 타이밍 제어 신호들을 타이밍 컨트롤러(150)로 공급한다.The image processing unit 100 converts 3-color data (R, G, B) into 4-color data (W, R, G, B) using a conventional RGB-to-WRGB conversion method before or after gamma correction. can be converted The image processing unit 100 may further perform necessary image processing such as power consumption reduction, data rendering, image quality compensation, and degradation compensation before or after the above-described gamma correction. The image processing unit 100 supplies the processed image data and timing control signals to the timing controller 150 .

영상 처리부(100)는 타이밍 컨트롤러(100) 내에 하드웨어도 구현되거나, 메모리에 저장된 소프트웨어의 영상 처리 모듈을 의미할 수 있다.The image processing unit 100 may mean hardware implemented in the timing controller 100 or an image processing module of software stored in a memory.

타이밍 컨트롤러(150)는 영상 처리부(100)로부터 공급된 타이밍 제어 신호들을 이용하여 데이터 제어 신호(DCS) 및 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하여 데이터 구동부(200) 및 게이트 구동부(300)로 각각 출력한다. 타이밍 제어 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호를 포함하며, 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호는 데이터 인에이블 신호를 카운트하여 생성할 수 있으므로 생략 가능하다. 데이터 제어 신호들은 데이터 구동부(200) 구동을 제어하는 소스 스타트 펄스, 소스 샘플링 클럭, 소스 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 게이트 제어 신호들은 게이트 구동부(300) 구동을 제어하는 게이트 스타트 펄스, 게이트 쉬프트 클럭 등을 포함할 수 있다.The timing controller 150 generates a data control signal DCS and a gate control signal GCS using the timing control signals supplied from the image processing unit 100 and outputs them to the data driver 200 and the gate driver 300, respectively. do. The timing control signals include a dot clock, a data enable signal, a vertical sync signal, and a horizontal sync signal. Since the vertical sync signal and the horizontal sync signal can be generated by counting the data enable signal, they can be omitted. The data control signals may include a source start pulse, a source sampling clock, and a source output enable signal that control driving of the data driver 200 . The gate control signals may include a gate start pulse and a gate shift clock for controlling driving of the gate driver 300 .

타이밍 컨트롤러(150)는 영상 처리부(100)로부터 공급받은 영상 데이터에 대하여, 투명 표시부(400)의 서브픽셀별 구동 특성(구동 TFT의 문턱 전압, 이동도, OLED 문턱 전압 등) 편차를 데이터 구동부(200)를 통해 센싱하여 보상하는 외부 보상이나 열화 보상 등과 같은 필요한 영상 처리를 더 실시한 다음 데이터 구동부(200)로 출력할 수 있다.With respect to the image data supplied from the image processing unit 100, the timing controller 150 calculates the deviation of driving characteristics (threshold voltage of driving TFT, mobility, OLED threshold voltage, etc.) for each subpixel of the transparent display unit 400 to the data driver ( 200), the image may be output to the data driver 200 after further performing necessary image processing such as external compensation or deterioration compensation that is sensed and compensated.

데이터 구동부(200)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터의 데이터 제어 신호 및 영상 데이터를 공급받는다. 데이터 구동부(200)는 데이터 제어 신호에 따라 구동되어, 감마 전압 생성부(500)로부터 공급된 레퍼런스 감마 전압 세트를 데이터의 계조값에 각각 대응하는 계조 전압들로 세분화한 다음, 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하고, 아날로그 데이터 신호를 투명 표시부(400)의 데이터 라인들로 각각 공급한다. The data driver 200 receives a data control signal and image data from the timing controller 150 . The data driver 200 is driven according to the data control signal to subdivide the reference gamma voltage set supplied from the gamma voltage generator 500 into grayscale voltages respectively corresponding to the grayscale values of the data, and converts the divided grayscale voltages into grayscale voltages. digital image data is converted into an analog data signal, and the analog data signal is supplied to the data lines of the transparent display unit 400, respectively.

데이터 구동부(200)는 투명 표시부(400)의 데이터 라인들을 분할 구동하는 다수의 데이터 구동 IC로 구성되고, 각 데이터 구동 IC는 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등과 같은 회로 필름에 실장되어 투명 표시부(400)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 투명 표시부(400) 상에 실장될 수 있다.The data driving unit 200 is composed of a plurality of data driving ICs that divide and drive the data lines of the transparent display unit 400, and each data driving IC is TCP (Tape Carrier Package), COF (Chip On Film), FPC (Flexible Print) It may be mounted on a circuit film such as a circuit film and attached to the transparent display unit 400 using a Tape Automatic Bonding (TAB) method or mounted on the transparent display unit 400 using a COG (Chip On Glass) method.

게이트 구동부(300)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급된 게이트 제어 신호(GCS)를 이용하여 투명 표시부(400)의 다수의 게이트 라인을 각각 구동한다. 게이트 구동부(300)는 게이트 제어 신호에 응답하여 각 게이트 라인에 해당 스캔 기간에서 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 나머지 기간에서는 게이트 오프 전압을 공급한다. 게이트 구동부(300)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 게이트 제어 신호(GCS)를 공급받거나, 타이밍 컨트롤러(150)로부터 데이터 구동부(200)를 경유하여 게이트 제어 신호(GCS)를 공급받거나, 타이밍 컨트롤러(150)로부터 전원 회로(도시 생략)을 경유하여 공급받을 수 있다. The gate driver 300 drives the plurality of gate lines of the transparent display 400 respectively using the gate control signal GCS supplied from the timing controller 150 . The gate driver 300 supplies a scan pulse of a gate-on voltage to each gate line in a corresponding scan period in response to a gate control signal, and supplies a gate-off voltage in the remaining period. The gate driver 300 receives the gate control signal GCS from the timing controller 150, receives the gate control signal GCS from the timing controller 150 via the data driver 200, or receives the gate control signal GCS from the timing controller 150. ) through a power supply circuit (not shown).

게이트 구동부(300)는 적어도 하나의 게이트 IC로 구성되고 TCP, COF, FPC 등과 같은 회로 필름에 실장되어 투명 표시부(400)에 TAB 방식으로 부착되거나, COG 방식으로 투명 표시부(400) 상에 실장될 수 있다. 이와 달리, 게이트 구동부(300)는 투명 표시부(400)의 픽셀 어레이를 구성하는 박막 트랜지스터 어레이와 함께 박막 트랜지스터 기판에 형성됨으로써 투명 표시부(400)의 비표시 영역에 내장된 GIP(Gate In Panel) 타입으로 구비될 수 있다. The gate driver 300 is composed of at least one gate IC, is mounted on a circuit film such as TCP, COF, FPC, etc., and is attached to the transparent display unit 400 in a TAB method or mounted on the transparent display unit 400 in a COG method. can Unlike this, the gate driver 300 is a GIP (Gate In Panel) type embedded in the non-display area of the transparent display unit 400 by being formed on a thin film transistor substrate together with the thin film transistor array constituting the pixel array of the transparent display unit 400. can be provided with

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부(100)의 내부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이고, 도 6 및 도 7을 결부하여 설명한다.6 is a block diagram showing the internal configuration of the image processing unit 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart showing an image processing method step by step according to an embodiment of the present invention. It is explained in conjunction with 7.

도 6을 참조하면, 영상 처리부(100)는 투과율 LUT(102), 영상 특성 분석부(104), 배경 특성 분석부(106), 판단부(108), 감마 보정부(110)를 포함한다. 영상 처리부(100)는 이외에도 공지된 다른 영상 처리 블록들을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the image processing unit 100 includes a transmittance LUT 102 , an image characteristic analysis unit 104 , a background characteristic analysis unit 106 , a determination unit 108 , and a gamma correction unit 110 . The image processing unit 100 may further include other well-known image processing blocks.

영상 특성 분석부(104)는 외부로부터 입력 영상을 공급받아 입력 영상을 분석하여 어두운 영상의 포함 정도, 즉 어두운 정도를 산출하고, 어두운 정도에 따라 입력 영상이 어두운 영상인지 밝은 영상인지를 나타내는 제1 판단 신호를 판단부(108)로 출력한다. (S12)The image characteristic analysis unit 104 receives an input image from the outside, analyzes the input image, calculates the degree of inclusion of a dark image, that is, the degree of darkness, and determines whether the input image is a dark image or a bright image according to the degree of darkness. A judgment signal is output to the judgment unit 108 . (S12)

예를 들면, 영상 특성 분석부(104)는 아래 수학식 1을 이용하여 각 프레임의 입력 영상에서 저계조값들이 차지하는 분포율, 즉 어두운 영상의 포함 정도를 나타내는 저계조 가중치 평균 영상 레벨(Weighted Average Picture Level; 이하 WAPL_Low)을 백분율(%)로 산출한다.For example, the image characteristic analysis unit 104 uses Equation 1 below to determine the distribution ratio occupied by low grayscale values in the input image of each frame, that is, the low grayscale weighted average image level representing the degree of inclusion of dark images. Level; hereinafter WAPL_Low) is calculated as a percentage (%).

<수학식 1><Equation 1>

Figure 112022091129516-pat00002
Figure 112022091129516-pat00002

n은 입력 영상의 단위 프레임에 포함되는 서브픽셀 수이고, Gray는 각 서브픽셀의 계조값을 의미한다. n is the number of subpixels included in a unit frame of the input image, and Gray means a grayscale value of each subpixel.

그리고, 영상 특성 분석부(104)는 상기 수학식 1로부터 산출된 WAPL_Low가 제2 기준값 α% 보다 작은 경우 입력 영상을 어두운 영상으로 판단하고, 그 반대로 WAPL_Low가 제2 기준값 α% 이상인 경우 입력 영상을 밝은 영상으로 판단하며, 그 판단 결과에 따라 입력 영상이 어두운 영상인지 밝은 영상인지를 나타내는 제1 판단 신호를 판단부(108)로 출력한다. (S12) 여기서, 제2 기준값 α%는 설계자에 의해 미리 설정된 것으로 투명 표시 장치 및 차광판(700)의 특성에 따라 차이가 있으나 30≤α≤50 정도가 어두운 영상 여부를 판단하는 기준값으로 적당하다. And, the image characteristic analysis unit 104 determines the input image as a dark image when the WAPL_Low calculated from Equation 1 is less than the second reference value α%, and conversely, when the WAPL_Low is greater than or equal to the second reference value α%, the input image is It is determined as a bright image, and a first determination signal indicating whether the input image is a dark image or a bright image is output to the determination unit 108 according to the determination result. (S12) Here, the second reference value α% is set in advance by the designer and varies depending on the characteristics of the transparent display device and the light blocking plate 700, but a value of 30≤α≤50 is appropriate as a reference value for determining whether or not a dark image is present.

상기 수학식 1로부터 산출된 WAPL_Low가 제2 기준값 α% (30≤α≤50) 보다 작은 경우는 도 8에 도시된 입력 영상의 계조별 분포율을 나타낸 그래프와 같이 저계조 영역의 분포율이 상대적으로 큰 경우를 의미한다.When the WAPL_Low calculated from Equation 1 is smaller than the second reference value α% (30≤α≤50), the distribution rate of the low grayscale region is relatively large, as shown in the graph showing the distribution ratio by grayscale of the input image shown in FIG. 8. means case.

배경 특성 분석부(106)는 배경 센서(600)에 의해 센싱된 배경 영상을 공급받아 배경 영상을 분석하여 밝은 정도를 산출하고, 그 밝은 정도에 따라 배경이 밝은지 어두운지를 나타내는 제2 판단 신호를 감마 보정부(108)로 출력한다. (S14)The background characteristic analyzer 106 receives the background image sensed by the background sensor 600, analyzes the background image, calculates the brightness level, and generates a second determination signal indicating whether the background is bright or dark according to the brightness level. It is output to the gamma correction unit 108. (S14)

예를 들면, 센싱된 후면 배경 정보가 영상 정보일 때, 배경 특성 분석부(106)는 아래 수학식 2를 이용하여 각 프레임의 배경 영상에서 고계조값의 픽셀수가 차지하는 정도, 즉 배경 영상의 밝은 정도를 나타내는 고계조 가중치 평균 영상 레벨(이하 WAPL_High)을 백분율(%)로 산출한다.For example, when the sensed rear background information is image information, the background characteristic analysis unit 106 uses Equation 2 below to determine the number of pixels with high grayscale values in the background image of each frame, that is, the brightness of the background image. A high grayscale weighted average image level (hereinafter referred to as WAPL_High) representing the degree is calculated as a percentage (%).

<수학식2><Equation 2>

Figure 112022091129516-pat00003
Figure 112022091129516-pat00003

n은 배경 영상의 단위 프레임에 포함되는 서브픽셀 수이고, Gray는 각 서브픽셀의 계조값을 의미한다. n is the number of subpixels included in a unit frame of the background image, and Gray means a grayscale value of each subpixel.

그리고, 배경 특성 분석부(106)는 상기 수학식 2로부터 산출된 WAPL_High 가 제3 기준값 β% 보다 큰 경우 배경 영상이 밝은 것으로 판단하고, 그 반대로 WAPL_High가 제2 기준값 β% 이하인 경우 배경 영상이 어두운 것으로 판단하며, 그 판단 결과에 따라 배경 영상이 밝은지 어두운지를 나타내는 제2 판단 신호를 판단부(108)로 출력한다. (S14) 여기서, 제2 기준값 β%는 설계자에 의해 미리 설정된 것으로 투명 표시 장치 및 차광판(700)의 특성에 따라 차이가 있으나 50≤β≤70 정도가 밝은 배경을 판단하는 기준값으로 적당하다.Further, the background characteristic analysis unit 106 determines that the background image is bright when WAPL_High calculated from Equation 2 is greater than the third reference value β%, and conversely, when WAPL_High is less than the second reference value β%, the background image is dark. and outputs a second determination signal indicating whether the background image is bright or dark according to the determination result to the determination unit 108 . (S14) Here, the second reference value β% is set in advance by the designer and varies depending on the characteristics of the transparent display device and the light blocking plate 700, but about 50≤β≤70 is appropriate as a reference value for determining a bright background.

상기 수학식 2로부터 산출된 WAPL_High가 제3 기준값 β% (50≤β≤70) 보다 큰 경우는 도 9에 도시된 배경 영상의 계조별 분포율을 나타낸 그래프와 같이 고계조 영역의 분포율이 상대적으로 큰 경우를 의미한다.When WAPL_High calculated from Equation 2 is greater than the third reference value β% (50≤β≤70), the distribution rate of the high grayscale region is relatively large, as shown in the graph showing the distribution ratio for each grayscale of the background image shown in FIG. means case.

투과율 LUT(102)에는 구동 시간 경과에 따른 차광판(700)의 투과율이 미리 측정되어 저장되어 있다. 투과율 LUT(102)는 외부 시스템(도시 생략)으로부터 차광판(700)의 구동 시간을 공급받아 차광판(700)의 구동 시간에 따른 투과율을 선택하여 판단부(108)로 공급한다(S16). 투과율 LUT(102)는 구동 시간에 따른 투과율 구간을 다수개로 분류하여 저장할 수 있다. 예를 들면, 투과율(t) 구간은 t>70, 60<t≤70, ..., 20<t≤30, 10<t≤20, t≤10와 같이 분류되어 저장될 수 있다. 투과율 LUT(102)는 구동 시간에 대응하는 투과율(t) 구간에 대한 정보를 판단부(108)로 출력할 수 있다. (S18)In the transmittance LUT 102 , the transmittance of the light blocking plate 700 according to the lapse of driving time is previously measured and stored. The transmittance LUT 102 receives the driving time of the light blocking plate 700 from an external system (not shown), selects the transmittance according to the driving time of the light blocking plate 700, and supplies it to the determination unit 108 (S16). The transmittance LUT 102 may classify and store a plurality of transmittance sections according to driving time. For example, the transmittance (t) section may be classified and stored as t>70, 60<t≤70, ..., 20<t≤30, 10<t≤20, t≤10. The transmittance LUT 102 may output information about the transmittance (t) section corresponding to the driving time to the determination unit 108 . (S18)

판단부(108)는 영상 특성 분석부(104)로부터 공급된 입력 영상이 어두운지 밝은지를 나타내는 제1 판단 신호와, 배경 특성 분석부(106)로부터 공급된 배경이 밝은지 어두운지를 나타내는 제2 판단 신호를 논리 조합하여 감마 보정 여부를 결정한다. 판단부(108)는 감마 보정 여부가 결정된 신호와, 투과율 LUT(102)로부터 공급된 투과율 정보를 감마 보정부(110)로 출력한다. 판단부(108)는 차광판 구동부(800)에 의해 차광판(700)이 투과 모드일 때 최대 투과율 정보를 감마 보정부(110)로 출력할 수 있다.The determination unit 108 includes a first determination signal indicating whether the input image supplied from the image characteristic analysis unit 104 is dark or bright, and a second determination signal indicating whether the background supplied from the background characteristic analysis unit 106 is bright or dark. The logical combination of the signals determines whether or not to perform gamma correction. The determination unit 108 outputs the signal for determining whether to perform gamma correction and transmittance information supplied from the transmittance LUT 102 to the gamma correction unit 110 . The determination unit 108 may output maximum transmittance information to the gamma correction unit 110 when the light blocking plate 700 is in a transmission mode by the light blocking plate driver 800 .

판단부(108)는 영상 특성 분석부(104)로부터의 제1 판단 신호와, 배경 특성 분석부(106)로부터의 제2 판단 신호가 아래 표 1에 나타낸 4가지 조건 중 화질 저하가 예측되는 제1 내지 제3 조건(어두운 영상 및 밝은 배경, 어두운 영상 및 어두운 배경, 밝은 영상 및 밝은 배경) 중 어느 하나인 화질 저하 조건에 해당하고(S18, YES), 투과율 LUT(102)로부터 공급된 투과율 정보가 제1 기준값(예를 들면 10%)를 초과하는 경우(S20, YES), 감마 보정부(110)에 감마 보정 필요 신호를 출력한다. 판단부(108)는 감마 보정 필요 신호와 함께 투과율 정보도 함께 감마 보정부(110)로 출력한다.The determination unit 108 determines whether the first determination signal from the image characteristic analysis unit 104 and the second determination signal from the background characteristic analysis unit 106 predict the degradation of image quality among the four conditions shown in Table 1 below. Corresponds to one of the first to third conditions (dark image and bright background, dark image and dark background, bright image and bright background), which is any one of the image quality degradation conditions (S18, YES), transmittance information supplied from the LUT 102 When γ exceeds the first reference value (for example, 10%) (S20, YES), a gamma correction required signal is output to the gamma corrector 110. The determination unit 108 outputs the transmittance information together with the gamma correction required signal to the gamma correction unit 110 .

<표 1><Table 1>

Figure 112022091129516-pat00004
Figure 112022091129516-pat00004

반면에, 판단부(108)는 영상 특성 분석부(104)로부터의 제1 판단 신호와, 배경 특성 분석부(106)로부터의 제2 판단 신호가 상기 표 1에 나타낸 제4 조건(밝은 영상 및 어두운 배경)인 정상 조건에 해당하면, 투과율 정보에 관계없이 감마 보정 불필요 신호를 감마 보정부(110)에 출력한다(S18, NO) On the other hand, the determination unit 108 uses the first determination signal from the image characteristic analysis unit 104 and the second determination signal from the background characteristic analysis unit 106 under the fourth condition (bright image and dark background), a gamma correction unnecessary signal is output to the gamma correction unit 110 regardless of transmittance information (S18, NO)

한편, 판단부(108)는 투과율 LUT(102)로부터 공급된 투과율 정보가 제1 기준값(예를 들면 10%) 이하일 때, 전술한 영상 특성 및 배경 특성과 관계없이 감마 보정 불필요 신호를 감마 보정부(110)에 출력한다. (S20, NO)Meanwhile, when the transmittance information supplied from the transmittance LUT 102 is less than or equal to the first reference value (eg, 10%), the determination unit 108 converts the gamma correction unnecessary signal to the gamma correction unit regardless of the above-described image characteristics and background characteristics. output to (110). (S20, NO)

감마 보정부(110)는 판단부(108)로부터 감마 보정 필요 신호가 공급되면, 그 판단부(108)를 경유하여 공급된 투과율 정보에 따라 영상 특성 분석부(104)를 경유하여 공급된 입력 영상에 대한 감마 보정을 실시하여(S22), 감마 보정된 영상을 출력한다(S24).When the gamma correction required signal is supplied from the determination unit 108, the gamma correction unit 110 supplies the input image via the image characteristic analysis unit 104 according to the transmittance information supplied through the determination unit 108. Gamma correction is performed on (S22), and a gamma-corrected image is output (S24).

반면에, 감마 보정부(110)는 판단부(108)로부터 감마 보정 불필요 신호가 공급되면, 영상 특성 분석부(104)를 경유하여 공급된 입력 영상을 감마 보정없이 출력한다(S24).On the other hand, when the gamma correction unnecessary signal is supplied from the determination unit 108, the gamma correction unit 110 outputs the supplied input image without gamma correction via the image characteristic analysis unit 104 (S24).

감마 보정부(110)에는 투과율 정보에 따라 도 10에 도시된 바와 같이 감마값(입력 계조값에 대한 출력 계조값을 나타내는 감마 커브를 정의한 값)이 서로 다른 다수의 감마 보정 LUT가 미리 설정되어 저장되어 있다. In the gamma correction unit 110, a plurality of gamma correction LUTs having different gamma values (a value defining a gamma curve representing an output grayscale value with respect to an input grayscale value) are preset and stored according to transmittance information as shown in FIG. there is.

예를 들면, 감마 보정부(110)는 아래 표 2와 같이 투과율(t) 정보에 따라 서로 다른 감마값(GMA)을 선택하고, 선택된 감마값에 해당하는 LUT를 이용하여 입력 영상의 각 데이터(입력 계조값)에 대응하는 출력 데이터(출력 계조값)를 선택하여 출력함으로써, 입력 영상에 대하여 투과율에 따라 차등적인 감마 보정을 실시하고 감마 보정된 영상을 출력한다. For example, the gamma correction unit 110 selects different gamma values (GMA) according to transmittance (t) information as shown in Table 2 below, and uses a LUT corresponding to the selected gamma value to select each data (input grayscale) of the input image. value), differential gamma correction is performed on the input image according to the transmittance, and the gamma-corrected image is output.

<표 2><Table 2>

Figure 112022091129516-pat00005
Figure 112022091129516-pat00005

상기 표 2에서 투과율(t) 정보가 10% 미만인 경우에 해당하는 2.2 감마값은 투명 표시 장치의 기본 설정값으로 입력 영상을 감마 보정없이 출력하는 것을 의미한다.In Table 2, the gamma value of 2.2 corresponding to the case where the transmittance (t) information is less than 10% means that the input image is output without gamma correction as a default setting value of the transparent display device.

상기 표 2와 같이 투과율이 클수록 감마값은 증가하며, 도 9에 도시된 바와 같이 감마값이 클수록 입력 계조값에 대한 출력 계조값이 감소함을 알 수 있다.As shown in Table 2, the gamma value increases as the transmittance increases, and as shown in FIG. 9, the output grayscale value relative to the input grayscale value decreases as the gamma value increases.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 보정 전후의 영상과 감마 보정이 불필요한 영상을 보여주는 사진이다.11 is a photograph showing an image before and after gamma correction and an image without gamma correction according to an embodiment of the present invention.

차광판 투과율이 70%이고 입력 영상이 어둡고 배경이 밝은 경우, 도 11(a)에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용되기 이전의 2.2 감마를 이용하여 영상을 표시하면, 표시 영상의 시인성이 저하되는 반면, 도 11(b)에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용되어 3.4 감마를 이용하여 영상을 표시하면 시인성이 향상되어 화질이 향상되었음을 알 수 있다. When the transmittance of the light blocking plate is 70%, the input image is dark, and the background is bright, displaying the image using the 2.2 gamma before the present invention is applied as shown in FIG. 11(a) reduces the visibility of the displayed image. , As shown in FIG. 11(b), it can be seen that when the present invention is applied and an image is displayed using a 3.4 gamma, visibility is improved and image quality is improved.

한편, 도 11(c)와 같이 배경이 어둡고 입력 영상이 밝은 경우에는 감마 보정이 필요하지 않음을 알 수 있다.Meanwhile, when the background is dark and the input image is bright, as shown in FIG. 11(c), it can be seen that gamma correction is not required.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 및 그 구동 방법은 차광판의 투과율 특성과, 입력 영상의 휘도 특성 및 배경 영상의 휘도 특성을 모두 분석하여, 투과율이 기준값 보다 크고 입력 영상과 후면 배경이 화질 저하 조건에 해당하는 경우 감마를 조절하여 영상 데이터를 보정함으로써 화질을 향상시킬 수 있다. As described above, the transparent display device and its driving method according to an embodiment of the present invention analyzes the transmittance characteristics of the light blocking plate, the luminance characteristics of the input image and the luminance characteristics of the background image, so that the transmittance is greater than the reference value and the input image When the image quality and the background background correspond to the image quality deterioration condition, image quality may be improved by correcting image data by adjusting gamma.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 12 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a transparent display device according to an exemplary embodiment.

도 12에 도시된 투명 표시 장치는 도 4에 도시된 실시예와 대비하여, 영상 처리부(1000)가 영상 밝기 및 후면 배경(시청 환경)의 밝기의 영향을 받는 영상의 선명도 저하 정도(후면 배경의 인지 정도)에 따라 적응적으로 영상의 선명도를 개선하여 화질을 향상시키는 영상 처리를 수행하는 점에서 차이가 있다. 도 12에서 영상 처리부(1000)를 제외한 나머지 구성요소들은 도 4와 동일하므로 도 4와 동일한 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다. In contrast to the embodiment shown in FIG. 4 , the transparent display device shown in FIG. 12 allows the image processing unit 1000 to reduce the sharpness of the image affected by the brightness of the image and the brightness of the rear background (viewing environment). There is a difference in that image processing is performed to improve the image quality by adaptively improving the sharpness of the image according to the degree of recognition). In FIG. 12 , components other than the image processor 1000 are the same as those in FIG. 4 , so descriptions of the same components as those in FIG. 4 will be omitted.

도 12에 도시된 투명 표시 장치는 영상 표시와 함께 후면 배경에 대한 인지가 필요한 경우로, 도 12에 도시된 투명 표시 장치는 도 4에 도시된 차광판(700) 및 차광판 구동부(800)를 생략할 수 있다. 한편, 도 4에 도시된 차광판(700) 및 차광판 구동부(800)를 구비하는 경우에는 차광판(700)은 차광판 구동부(800)에 의해 투과 모드를 유지할 수 있다.The transparent display device shown in FIG. 12 requires recognition of the rear background along with image display. In the transparent display device shown in FIG. 12, the light blocking plate 700 and the light blocking plate driver 800 shown in FIG. 4 are omitted. can Meanwhile, in the case of including the light blocking plate 700 and the light blocking plate driver 800 shown in FIG. 4 , the light blocking plate 700 may be maintained in a transmission mode by the light blocking plate driver 800 .

영상 처리부(1000)는 영상의 선명도를 개선하기 위하여 언샤프 마스킹(unsharp masking)을 적용하여 영상의 에지 강도에 비례하여 선명도를 개선하는 선명도 개선 방법을 이용할 수 있다. 또한, 영상 처리부(1000)는 영상의 밝기 및 후면 배경의 밝기에 따라 후면 배경의 인지 정도가 달라짐으로써 영상의 선명도와 화질 중 적어도 하나가 저하되는 것을 방지하기 위하여, 영상의 밝기 및 후면 배경의 밝기에 따라 적응적으로 선명도 개선 강도를 조절한다. 이 결과, 영상 처리부(1000)는 영상의 에지 강도 특성과 영상의 밝기 특성과 후면 배경의 밝기 특성을 모두 고려하여 선명도 개선 강도를 조절함으로써 영상 및 시청 환경에 적절하게 선명도를 개선할 수 있으므로 화질을 향상시킬 수 있다.In order to improve the sharpness of the image, the image processing unit 1000 may use a sharpness improvement method of improving the sharpness in proportion to the edge strength of the image by applying unsharp masking. In addition, the image processing unit 1000 prevents the brightness of the image and the brightness of the rear background from deteriorating at least one of the sharpness and image quality of the image due to the degree of recognition of the rear background being changed according to the brightness of the image and the brightness of the rear background. Adaptively adjusts the intensity of sharpness improvement according to . As a result, the image processing unit 1000 can improve the sharpness appropriately for the image and the viewing environment by adjusting the sharpness improvement strength considering both the edge strength characteristics of the image, the brightness characteristics of the image, and the brightness characteristics of the rear background, thereby improving the image quality. can improve

구체적으로, 투명 표시 장치에서 영상의 밝은 영역은 밝은 영상으로 인해 후면 배경이 잘 인지되지 않는 반면, 영상의 어두운 영역은 후면 배경이 영상과 함께 인지되어 영상의 에지 표현력이 저하되므로, 영상의 밝기가 감소할수록 영상의 선명도가 저감할 수 있다. 영상의 밝기에 따라 영상의 선명도가 저하되는 것을 방지하기 위하여, 영상 처리부(1000)는 영상의 어두운 영역은 후면 배경의 인지 정도가 높아 영상의 선명도 저하 정도가 높으므로 선명도 개선 강도를 증가시키고, 영상의 밝은 영역은 후면 배경의 인지 정도가 낮아 선명도 저하 정도도 낮으므로 선명도 개선 강도를 감소시킨다. 이를 위하여, 영상 처리부(100)는 영상 프레임을 복수의 픽셀 블록으로 분할하여 픽셀 블록별로 평균 계조를 계산하고, 블록별 평균 계조(블록별 평균 밝기)에 따라 블록별로 선명도 개선 강도를 조절한다.Specifically, in the transparent display device, the rear background of the bright area of the image is not well recognized due to the bright image, whereas the rear background of the dark area is recognized together with the image, reducing the expressiveness of the edge of the image, so the brightness of the image is reduced. The sharpness of the image may decrease as the number of pixels decreases. In order to prevent the sharpness of the image from deteriorating according to the brightness of the image, the image processing unit 1000 increases the intensity of sharpness improvement because the degree of sharpness degradation of the image is high in the dark area of the image because the degree of recognition of the rear background is high, In the bright area of , the degree of perception of the rear background is low, and the degree of deterioration in sharpness is low, so the intensity of sharpness improvement is reduced. To this end, the image processing unit 100 divides the image frame into a plurality of pixel blocks, calculates an average gray level for each pixel block, and adjusts the intensity of sharpness improvement for each block according to the average gray level for each block (average brightness for each block).

또한, 후면 배경의 밝기가 높을수록 배경 시인성이 증가하여 영상의 선명도가 저감되는 방지하기 위하여, 영상 처리부(100)는 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도를 조절한다. 영상 처리부(100)는 어두운 후면 배경의 경우 후면 배경의 인지 정도가 낮아 선명도 저하 정도도 낮으므로 선명도 개선 강도를 감소시키고 밝은 후면 배경의 경우 후면 배경의 인지 정도가 높아 선명도 저하 정도가 높으므로 선명도 개선 강도를 증가시킨다. 이를 위하여, 영상 처리부(100)는 후면 배경의 밝기를 센싱하고, 영상의 블록별 평균 계조에 따라 선명도 개선 강도를 결정하는 함수를, 후면 배경 밝기에 따른 배경 가중치를 적용하여 가변시킴으로써 후면 배경 밝기에 따라 선명도 개선 강도를 조절한다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.In addition, in order to prevent the sharpness of the image from being reduced because the background visibility increases as the brightness of the rear background increases, the image processing unit 100 adjusts the intensity of sharpness improvement according to the brightness of the rear background. In the case of a dark rear background, the degree of sharpness deterioration is low, so the image processing unit 100 reduces the intensity of sharpness improvement, and in the case of a bright rear background, the degree of sharpness deterioration is high because the degree of sharpness deterioration is high. increase strength; To this end, the image processing unit 100 senses the brightness of the rear background and changes the function for determining the intensity of sharpness improvement according to the average gray level of each block of the image by applying a background weight according to the brightness of the rear background, thereby adjusting the brightness of the rear background. Adjust the sharpness improvement strength accordingly. A detailed description of this will be given later.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 영상 처리부(1000)의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 영상 처리 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 블록별 평균 계조에 따른 선명도 개선 강도를 결정하는 함수의 그래프를 나타낸 것이다. 이하, 도 13 내지 도 15을 참조하여 설명한다. 13 is a block diagram showing the configuration of an image processing unit 1000 of a transparent display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a step-by-step diagram showing an image processing method of a transparent display device according to an embodiment of the present invention. 15 is a flow chart, and FIG. 15 shows a graph of a function for determining the intensity of sharpness improvement according to the average gray level of each block of an image according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 13 to 15 .

도 13에 도시된 영상 처리부(1000)는 영상 밝기와 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도(K)를 조절하는 선명도 개선 강도 조절부(1200)와, 언샤프 마스킹 처리를 통해 입력 영상(FD)의 에지 강도와 선명도 개선 강도(K)에 비례하여 영상의 선명도를 개선하고 선명도가 개선된 영상(FD')을 출력하는 언샤프 마스크 필터(1100)를 구비한다. The image processing unit 1000 shown in FIG. 13 includes a sharpness improvement strength adjusting unit 1200 that adjusts the sharpness improvement strength K according to the brightness of the image and the brightness of the rear background, and the input image FD through unsharp masking. An unsharp mask filter 1100 is provided to improve the sharpness of an image in proportion to the edge strength and the sharpness improvement strength K of and outputs an image FD' with improved sharpness.

언샤프 마스크 필터(1100)는 로우 패스 필터(1110), 마스크 생성부(1120), 선명도 개선 마스크 결정부(1130), 영상 보정부(1140)를 구비한다.The unsharp mask filter 1100 includes a low pass filter 1110, a mask generator 1120, a sharpness improvement mask determiner 1130, and an image corrector 1140.

로우 패스 필터(1110)는 프레임 단위의 입력 영상(FD)을 로우 패스 필터링함으로써 픽셀간 휘도 차이가 감소된 블러 영상을 생성하고 블러 영상을 출력한다.The low pass filter 1110 performs low pass filtering on the input image FD in units of frames to generate a blurred image in which a luminance difference between pixels is reduced and outputs the blurred image.

마스크 생성부(1120)는 로우 패스 필터(1110)로부터 공급된 블러 영상을, 입력 영상(FD)으로부터 차감함으로써 입력 영상(FD)의 에지 성분을 나타내는 에지 마스크 영상(MD)을 생성하고 에지 마스크 영상(MD)을 출력한다. (S42)The mask generation unit 1120 generates an edge mask image MD representing an edge component of the input image FD by subtracting the blurred image supplied from the low pass filter 1110 from the input image FD, and generates an edge mask image MD. outputs (MD). (S42)

선명도 개선 마스크 결정부(1130)는 마스크 생성부(1120)로부터 공급된 에지 마스크 영상(MD)에, 선명도 개선 강도 조절부(1200)에서 영상 밝기 및 후면 배경 밝기에 따라 조절된 선명도 개선 강도(K)를 적용하여 선명도 개선 마스크 영상(MD')을 결정하고 선명도 개선 마스크 영상(MD')을 출력한다. (S54) 선명도 개선 마스크 결정부(1130)는 에지 마스크 영상(MD)과 선명도 개선 강도(K)를 곱함으로써 에지 마스크 영상(MD)에서 에지 성분의 강도가 선명도 개선 강도(K)에 의해 증가된 선명도 개선 마스크 영상(MD')을 생성한다. 선명도 개선 강도 조절부(1200)는 픽셀 블록별 평균 계조와 후면 배경 밝기에 따라 조절된 블록별 선명도 개선 강도(K)를 출력한다. 따라서, 선명도 개선 마스크 결정부(1130)는 에지 마스크 영상(MD)의 픽셀 블록 단위로 블록별 선명도 개선 강도(K)를 적용하여 선명도 개선 마스크 영상(MD')을 생성한다.The sharpness enhancement mask determining unit 1130 outputs the edge mask image MD supplied from the mask generating unit 1120 to the sharpness enhancement intensity adjusting unit 1200 according to the brightness of the image and the brightness of the rear background (K ) is applied to determine the sharpness improvement mask image MD' and output the sharpness improvement mask image MD'. (S54) The sharpness enhancement mask determiner 1130 multiplies the edge mask image MD and the sharpness improvement intensity K, so that the intensity of the edge component in the edge mask image MD is increased by the sharpness improvement intensity K. A sharpness enhancement mask image (MD') is generated. The sharpness improvement intensity adjusting unit 1200 outputs the sharpness improvement intensity (K) for each block adjusted according to the average gray level of each pixel block and the back background brightness. Accordingly, the sharpness enhancement mask determiner 1130 generates the sharpness enhancement mask image MD′ by applying the sharpness enhancement intensity K for each block of the edge mask image MD in units of pixel blocks.

영상 보정부(1140)는 입력 영상(FD)과, 선명도 개선 마스크 결정부(1300)로부터 공급된 선명도 개선 마스크 영상(MD')을 합성함으로써 선명도가 개선된 출력 영상(FD')을 생성하고, 출력 영상(FD')을 출력한다. (S56)The image correction unit 1140 synthesizes the input image FD and the sharpness improvement mask image MD' supplied from the sharpness improvement mask determination unit 1300 to generate an output image FD' with improved sharpness, An output image FD' is output. (S56)

선명도 개선 강도 조절부(1200)는 입력 영상(FD)을 분할한 복수의 픽셀 블록 각각의 블록별 평균 계조(L)와, 후면 배경의 밝기에 따라 조절된 가중치(Kmax, Kmin)을 이용하여, 블록별로 선명도 개선 강도(K)를 결정하고, 블록별 선명도 개선 강도(K)를 출력한다. (S44, S46, S48, S50, S52) 이를 위하여, 선명도 개선 강도 조절부(1200)는 평균 계조 계산부(1210), 배경 가중치 결정부(1220), 선명도 강도 결정부(1230)를 구비한다.The sharpness improvement intensity control unit 1200 uses the average gray level (L) for each block of a plurality of pixel blocks obtained by dividing the input image (FD) and the weights (Kmax, Kmin) adjusted according to the brightness of the rear background, A sharpness improvement intensity (K) is determined for each block, and the sharpness improvement intensity (K) for each block is output. (S44, S46, S48, S50, S52) To this end, the sharpness improvement strength adjusting unit 1200 includes an average gray level calculator 1210, a background weight determining unit 1220, and a sharpness strength determining unit 1230.

평균 계조 계산부(120)는 입력 영상(FD)을 복수의 픽셀 블록으로 분할하고, 블록별 평균 계조(L)를 계산하여, 블록별 평균 계조(L)를 출력한다. (S44) 평균 계조(L)를 계산하기 위한 각 픽셀 블록 각각의 크기(n*n, n은 픽셀수)는 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들면 영역별 평균 밝기 특성을 반영하기 위하여 3≤n≤10 정도가 적당하다.The average grayscale calculator 120 divides the input image FD into a plurality of pixel blocks, calculates an average grayscale L for each block, and outputs an average grayscale L for each block. (S44) The size of each pixel block (n*n, where n is the number of pixels) for calculating the average gray level (L) can be set in various ways. About n≤10 is appropriate.

배경 가중치 결정부(1220)는 배경 센서(600; 도 12)로부터 센싱된 후면 배경의 밝기 정보(E)에 따른 가중치(Wmax, Wmin)를 결정하고, 이 가중치(Wmax, Wmin)를 아래 수학식 3과 같이 미리 설정된 암실 환경의 최대 및 최소 선명도 개선 강도(K0max, K0min)에 각각 적용함으로써 후면 배경의 밝기에 따른 최대 및 최소 선명도 개선 강도(Kmax, Kmin)를 결정하고, 최대 및 최소 선명도 개선 강도(Kmax, Kmin)를 배경 가중치로 출력한다. (S50)The background weight determination unit 1220 determines weights (Wmax, Wmin) according to the brightness information (E) of the rear background sensed by the background sensor 600 (FIG. 12), and calculates the weights (Wmax, Wmin) according to the equation below. The maximum and minimum sharpness improvement strengths (Kmax, Kmin) according to the brightness of the rear background are determined by applying to the maximum and minimum sharpness improvement strengths (K0max, K0min) of the preset darkroom environment, such as 3, and the maximum and minimum sharpness enhancement strengths Output (Kmax, Kmin) as the background weight. (S50)

<수학식 3><Equation 3>

Kmax = K0max * WmaxKmax = K0max * Wmax

Kmin = K0min * WminKmin = K0min * Wmin

다시 말하여, 배경 가중치 결정부(1220)는 후면 배경의 밝기(E)에 따라 최대 및 최소 선명도 개선 강도(Kmax, Kmin)를 가변시킨다. 예를 들면, 사무실 조도 환경을 기준으로 선명도 개선 강도의 최대값(Kmax)은 1.5≤Kmax≤3.0 정도가 적당하고, 최소값(Kmin)은 0.01≤Kmin≤0.5 정도가 적당하다.In other words, the background weight determiner 1220 varies the maximum and minimum sharpness enhancement intensities (Kmax, Kmin) according to the brightness (E) of the rear background. For example, based on an office lighting environment, the maximum value (Kmax) of the intensity of sharpness improvement is appropriately about 1.5≤Kmax≤3.0, and the minimum value (Kmin) is appropriate about 0.01≤Kmin≤0.5.

선명도 강도 결정부(1230)는 평균 계조 계산부(120)로부터 공급된 블록별 평균 계조(L)와, 배경 가중치 결정부(1220)로부터 공급된 배경 가중치, 즉 후면 배경 밝기에 따라 가변된 최대 및 최소 선명도 개선 강도(Kmax, Kmin)를 이용하여 아래 수학식 4와 같이 블록별 선명도 개선 강도(K)를 결정하여 출력한다. (S52)The sharpness intensity determiner 1230 determines the maximum and maximum values that are varied according to the average grayscale (L) for each block supplied from the average grayscale calculator 120 and the background weight supplied from the background weight determiner 1220, that is, the back background brightness. The minimum sharpness improvement strength (Kmax, Kmin) is used to determine and output the sharpness improvement strength (K) for each block as shown in Equation 4 below. (S52)

<수학식 4><Equation 4>

Figure 112022091129516-pat00006
Figure 112022091129516-pat00006

상기 수학식 4에서 Lth는 블록별 평균 계조의 임계값을 의미한다. 상기 수학식 4를 이용한 선명도 개선 강도(K) 결정은 블록별 평균 계조(L)가 임계값(Lth) 보다 작은 경우에만 적용된다. (S52) 블록별 평균 계조(L)가 평균 계조가 일정 수준 이상인 경우 후면 배경이 잘 인지되지 않으므로 선명도 강도 결정부(1230)는 임계값(Lth)을 설정하고, 블록별 평균 계조(L)가 임계값(Lth) 이상일 때 그 블록의 선명도 개선 강도(K)는 설정치인 최소값으로 결정된다. (S48) 예를 들면, 평균 계조의 임계값(Lth)은 128≤ Lth ≤255 정도가 적당하다.In Equation 4, Lth means a threshold value of an average gray level for each block. The determination of the sharpness improvement intensity (K) using Equation 4 is applied only when the average gray level (L) of each block is smaller than the threshold value (Lth). (S52) If the average gray level (L) for each block is above a certain level, the background background is not well recognized, so the sharpness strength determiner 1230 sets the threshold value (Lth), and the average gray level (L) for each block is When the value is greater than or equal to the threshold value Lth, the sharpness improvement intensity K of the block is determined as a minimum value, which is a set value. (S48) For example, the threshold value (Lth) of the average gray level is about 128 ≤ Lth ≤ 255.

도 15를 참조하면, 선명도 강도 결정부(1230)는 블록별 평균 계조(L)가 임계값(Lth)보다 큰 경우, 상기 수학식 2의 2차 함수를 이용하여 블록별 평균 계조(L)가 증가할수록 선명도 개선 강도(K)가 감소됨을 알 수 있다. 최대 및 최소 선명도 개선 강도(Kmax, Kmin)는 후면 배경의 밝기에 따라 가변되면, 도 15에 도시된 2차 함수의 커브 그래프가 가변되어 블록별 평균 계조(L)에 대응하는 블록별 선명도 개선 강도(K)도 가변하게 된다. 도 15에서 블록별 평균 계조(L)가 임계값(Lth) 이상일 때 블록별 선명도 개선 강도(K)는 최소값(Kmin)으로 결정된다.Referring to FIG. 15 , when the average gray level (L) of each block is greater than the threshold value (Lth), the sharpness intensity determiner 1230 uses the quadratic function of Equation 2 above to determine the average gray level (L) of each block. It can be seen that the sharpness improvement intensity (K) decreases as it increases. When the maximum and minimum sharpness improvement intensities (Kmax, Kmin) are varied according to the brightness of the rear background, the curve graph of the quadratic function shown in FIG. (K) also becomes variable. In FIG. 15 , when the average gray level (L) of each block is greater than or equal to the threshold value (Lth), the sharpness improvement intensity (K) of each block is determined as the minimum value (Kmin).

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 및 그 구동 방법은 영상의 밝기와 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도를 조절함으로써 영상 및 시청 환경에 따라 적절한 선명도 개선 강도를 적용하여 선명도 및 화질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 영상과 후면 배경 모두 의미있는 정보를 전달하는 경우 배경과 영상 사이의 경계를 강조하여 영상 및 후면 배경 양측의 시인성을 개선할 수 있다.As described above, the transparent display device and method of driving the same according to an embodiment of the present invention adjusts the intensity of sharpness improvement according to the brightness of the image and the brightness of the rear background, thereby applying an appropriate intensity of sharpness improvement according to the image and the viewing environment to improve sharpness and brightness. picture quality can be improved. Therefore, when both the video and the rear background convey meaningful information, visibility of both the video and the rear background can be improved by emphasizing the boundary between the background and the video.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치에서 영상의 밝기 및 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도를 조절하여 적용한 경우의 영상을 선행 기술의 영상과 대비하여 나타낸 것이다.FIG. 16 shows an image obtained by adjusting and applying the intensity of sharpness improvement according to the brightness of the image and the brightness of the rear background in the transparent display device according to an embodiment of the present invention, in comparison with an image of the prior art.

도 16(a)를 참조하면 선행 기술의 투명 표시 장치는 영상의 어두운 영역이 밝은 후면 배경의 영향을 받아 선명도가 저하되는 문제점이 있는 반면, 본 발명의 일 실시예는 어두운 영역의 영상 밝기와 밝은 후면 배경에 따라 선명도 개선 강도가 증가시킴으로써 에지 강도가 향상되어 선명도가 향상되었음을 알 수 있다.Referring to FIG. 16(a), the transparent display device of the prior art has a problem in that the sharpness of the dark area of the image is affected by the bright rear background, and the sharpness is lowered. It can be seen that the edge strength is improved by increasing the sharpness improvement strength according to the rear background, and thus the sharpness is improved.

도 16(b)를 참조하면, 선행 기술의 투명 표시 장치는 영상의 밝은 영역은 후면 배경의 영향이 작아 선명도 저하가 낮으므로, 본 발명의 일 실시예는 영상의 밝은 영역에서 선명도 개선 강도를 감소시키더라도 화질 저하가 낮음을 알 수 있으며, 밝은 영상에서 선명도 개선 강도 증가로 인한 오버 샤프닝과 같은 화질 저하를 방지할 수 있다.Referring to FIG. 16(b), since the transparent display device of the prior art has low sharpness degradation in the bright area of the image because the effect of the rear background is small, an embodiment of the present invention reduces the intensity of sharpness improvement in the bright area of the image. It can be seen that the deterioration of image quality is low, and deterioration of image quality such as over-sharpening due to the increase in intensity of sharpness improvement in a bright image can be prevented.

도 16(c)를 참조하면, 선행 기술의 투명 표시 장치는 후면 배경의 밝기가 어두운 경우 영상의 어두운 영역은 선명도 저하가 낮으므로 본 발명의 일 실시예는 어두운 영역의 영상 밝기와 어두운 후면 배경에 따라 선명도 개선 강도를 감소시키더라도 화질 저하가 낮음을 알 수 있다.Referring to FIG. 16(c), since the transparent display device of the prior art has a low sharpness degradation in the dark area of the image when the brightness of the rear background is dark, an embodiment of the present invention is suitable for the image brightness of the dark area and the dark rear background. Accordingly, it can be seen that the image quality degradation is low even when the intensity of the sharpness improvement is reduced.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 및 그 구동 방법은 입력 영상의 밝기 특성 및 후면 배경의 밝기 특성을 고려하여 감마 보정 방법 및 선명도 개선 방법 중 하나의 영상 처리를 실시하여 영상을 보정함으로써 영상 및 시청 환경에 따라 적절하게 영상의 시인성 및 화질을 향상시킬 수 있다. As described above, the transparent display device and its driving method according to an embodiment of the present invention perform image processing of a gamma correction method and a sharpness improvement method in consideration of the brightness characteristics of an input image and the brightness characteristics of a rear background. By correcting the image, visibility and image quality of the image may be appropriately improved according to the image and the viewing environment.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Through the above description, those skilled in the art will understand that various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be determined by the claims.

100, 1000: 영상 처리부 102: 투과율 LUT
104: 영상 특성 분석부 106: 배경 특성 분석부
108: 판단부 110: 감마 보정부
150: 타이밍 컨트롤러 200: 데이터 구동부
300: 게이트 구동부 400: 투명 표시부
500: 감마 전압 생성부 600: 배경 센서
700: 차광판 800: 차광판 구동부
1100: 언샤프 마스크 필터 1110: 로우 패스 필터
1120: 마스크 생성부 1130: 선명도 개선 마스크 결정부
1140: 영상 보정부 1200: 선명도 개선 강도 조절부
1210: 평균 계조 계산부 1220: 배경 가중치 결정부
1230: 선명도 강도 결정부
100, 1000: image processing unit 102: transmittance LUT
104: image characteristic analysis unit 106: background characteristic analysis unit
108: determination unit 110: gamma correction unit
150: timing controller 200: data driving unit
300: gate driving unit 400: transparent display unit
500: gamma voltage generator 600: background sensor
700: light blocking plate 800: light blocking plate driver
1100: unsharp mask filter 1110: low pass filter
1120: Mask generation unit 1130: Sharpness improvement mask determination unit
1140: image correction unit 1200: sharpness improvement intensity control unit
1210: average gradation calculation unit 1220: background weight determination unit
1230: sharpness strength determining unit

Claims (7)

투명 표시 장치에 있어서,
투과 영역과, 발광 영역을 포함하는 투명 표시부와,
상기 투명 표시 장치의 후면에 배치되어 후면 배경을 센싱하는 배경 센서와,
상기 투명 표시부에 출력 영상을 공급하는 표시 구동부와,
입력 영상을 복수의 픽셀 블록으로 분할하여 픽셀 블록 단위로 계산된 블록별 밝기 특성과, 상기 센싱된 후면 배경의 밝기 특성에 따라 상기 픽셀 블록 단위로 블록별 선명도 개선 강도를 결정하고, 상기 입력 영상에서 에지 성분을 추출하여 에지 마스크 영상을 생성하고, 상기 에지 마스크 영상에 상기 블록별 선명도 개선 강도를 적용하여 선명도 개선 마스크 영상을 생성한 후 상기 선명도 개선 마스크와 상기 입력 영상을 합성하여 상기 픽셀 블록 단위로 상기 입력 영상의 선명도를 보정하고, 선명도가 보정된 영상을 상기 표시 구동부로 출력하는 영상 처리부를 구비하는 투명 표시 장치.
In the transparent display device,
a transparent display including a transmission area and a light emitting area;
a background sensor disposed on a rear surface of the transparent display device to sense a rear background;
a display driver supplying an output image to the transparent display;
The input image is divided into a plurality of pixel blocks, and the intensity of sharpness improvement for each block is determined according to the brightness characteristics of each block calculated in units of pixel blocks and the brightness characteristics of the sensed rear background, and in the input image An edge mask image is generated by extracting an edge component, a sharpness enhancement mask image is generated by applying the sharpness enhancement intensity for each block to the edge mask image, and then the sharpness enhancement mask and the input image are synthesized to generate the pixel block unit A transparent display device comprising an image processing unit that corrects the sharpness of the input image and outputs the corrected sharpness image to the display driver.
청구항 1에 있어서,
상기 영상 처리부는
상기 입력 영상을 로우 패스 필터링하여 블러 영상을 생성하여 출력하는 로우 패스 필터와,
상기 로우 패스 필터로부터 공급된 상기 블러 영상을, 상기 입력 영상으로부터 차감하여 에지 마스크 영상을 생성하여 출력하는 마스크 생성부와,
상기 입력 영상의 상기 블록별 밝기 특성과, 상기 센싱된 후면 배경의 밝기 특성에 따라 상기 블록별 선명도 개선 강도를 조절하는 선명도 개선 강도 조절부와,
상기 마스크 생성부로부터 공급된 상기 에지 마스크 영상에, 상기 선명도 개선 강도 조절부로부터 공급된 상기 블록별 선명도 개선 강도를 적용하여, 선명도 개선 마스크 영상을 생성하여 출력하는 선명도 개선 마스크 결정부와,
상기 선명도 개선 마스크 결정부로부터 공급된 상기 선명도 개선 마스크 영상과 상기 입력 영상을 합성하여 상기 선명도가 보정된 영상을 상기 표시 구동부로 출력하는 영상 보정부를 구비하는 투명 표시 장치.
The method of claim 1,
The image processing unit
a low pass filter for low pass filtering the input image to generate and output a blurred image;
a mask generating unit generating and outputting an edge mask image by subtracting the blurred image supplied from the low pass filter from the input image;
a sharpness improvement intensity adjusting unit for adjusting the sharpness improvement intensity for each block according to the brightness characteristics of each block of the input image and the brightness characteristics of the sensed rear background;
a sharpness improvement mask determination unit for generating and outputting a sharpness enhancement mask image by applying the sharpness improvement intensity for each block supplied from the sharpness enhancement intensity adjusting unit to the edge mask image supplied from the mask generator;
and an image correction unit configured to synthesize the sharpness improvement mask image supplied from the sharpness improvement mask determination unit and the input image and output the sharpness-corrected image to the display driver.
청구항 2에 있어서
상기 선명도 개선 강도 조절부는
상기 입력 영상에 대하여 상기 복수의 픽셀 블록 각각의 블록별 평균 계조를 계산하여 출력하는 평균 계조 계산부와,
상기 센싱된 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도의 최대값 및 최소값을 결정하여 배경 가중치로 출력하는 배경 가중치 결정부와,
상기 평균 계조 계산부로부터 공급된 블록별 평균 계조(L)와, 상기 배경 가중치 결정부로부터 공급된 선명도 개선 강도의 최대값 및 최소값(Kmax, Kmin)과, 아래 수학식의 함수를 이용하여 상기 블록별 선명도 개선 강도(K)를 결정하는 선명도 개선 강도 결정부를 구비하고,
Figure 112022091129516-pat00007

상기 선명도 개선 강도 결정부는
상기 블록별 평균 계조(L)가 미리 설정된 임계값(Lth) 미만일 때 상기 수학식으로 해당 블록의 선명도 개선 강도(K)를 결정하고,
상기 블록별 평균 계조가 상기 임계값 이상일 때 미리 설정된 최소값을 해당 블록의 선명도 개선 강도로 결정하는 투명 표시 장치.
in claim 2
The sharpness improvement intensity control unit
an average grayscale calculation unit for calculating and outputting an average grayscale for each block of the plurality of pixel blocks with respect to the input image;
a background weight determination unit that determines maximum and minimum values of sharpness improvement intensity according to the sensed brightness of the rear background and outputs them as background weights;
The average gray level (L) for each block supplied from the average gray scale calculation unit, the maximum and minimum values (Kmax, Kmin) of sharpness improvement strength supplied from the background weight determination unit, and the function of the following equation are used to determine the block A sharpness improvement strength determining unit for determining a star sharpness improvement strength (K);
Figure 112022091129516-pat00007

The sharpness improvement strength determining unit
When the average gray level (L) of each block is less than a preset threshold value (Lth), determining the sharpness improvement intensity (K) of the corresponding block by the above equation;
and determining a preset minimum value as the sharpness improvement intensity of the corresponding block when the average gray level of each block is equal to or greater than the threshold value.
청구항 1에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 블록별 밝기가 감소할수록 상기 선명도 개선 강도를 증가시키고 상기 블록별 밝기가 증가할수록 상기 선명도 개선 강도를 감소시키는 투명 표시 장치.
The method of claim 1,
The image processing unit,
The transparent display device that increases the intensity of the sharpness improvement as the brightness of each block decreases and decreases the intensity of the sharpness improvement as the brightness of each block increases.
청구항 1에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 후면 배경의 밝기가 감소할수록 상기 선명도 개선 강도를 감소시키고 상기 후면 배경의 밝기가 증가할수록 상기 선명도 개선 강도를 증가시키는 투명 표시 장치.
The method of claim 1,
The image processing unit,
The transparent display device for reducing the intensity of the sharpness improvement as the brightness of the rear background decreases and increasing the intensity of the sharpness improvement as the brightness of the rear background increases.
입력 영상을 로우 패스 필터링하여 블러 영상을 생성하는 단계와,
상기 입력 영상으로부터 상기 블러 영상을 차감하여 에지 마스크 영상을 생성하는 단계와,
상기 입력 영상을 복수의 픽셀 블록으로 분할하여 픽셀 블록 단위로 계산된 블록별 밝기 특성과, 센싱된 후면 배경의 밝기 특성에 따라 상기 픽셀 블록 단위로 블록별 선명도 개선 강도를 결정하는 단계와,
상기 에지 마스크 영상에 상기 블록별 선명도 개선 강도를 적용하여, 선명도 개선 마스크 영상을 생성하는 단계와,
상기 선명도 개선 마스크 영상과 상기 입력 영상을 합성하여 선명도가 보정된 영상을 투명 표시부에 표시하는 단계를 투명 표시 장치의 구동 방법.
Generating a blurred image by low-pass filtering an input image;
generating an edge mask image by subtracting the blur image from the input image;
Dividing the input image into a plurality of pixel blocks and determining a sharpness improvement intensity for each block according to the brightness characteristics of each block calculated in units of pixel blocks and the brightness characteristics of the sensed rear background;
generating a sharpness-enhanced mask image by applying the sharpness-enhanced intensity for each block to the edge mask image;
A method of driving a transparent display device comprising synthesizing the sharpness improvement mask image and the input image and displaying the sharpness-corrected image on a transparent display unit.
청구항 6에 있어서,
상기 블록별 선명도 개선 강도를 결정하는 단계는
상기 입력 영상에 대하여 상기 복수의 픽셀 블록 각각의 블록별 평균 계조를 계산하는 단계와,
상기 센싱된 후면 배경의 밝기에 따라 선명도 개선 강도의 최대값 및 최소값을 결정하는 단계와,
상기 블록별 평균 계조(L)가 미리 설정된 임계값(Lth) 미만일 때, 상기 블록별 평균 계조(L)와, 상기 선명도 개선 강도의 최대값 및 최소값(Kmax, Kmin)과, 아래 수학식의 함수를 이용하여 상기 블록별 선명도 개선 강도(K)를 결정하는 단계와,
Figure 112022091129516-pat00008

상기 블록별 평균 계조가 상기 임계값 이상일 때 미리 설정된 최소값을 해당 블록의 선명도 개선 강도로 결정하는 단계를 포함하는 투명 표시 장치의 구동 방법.
The method of claim 6,
The step of determining the sharpness improvement strength for each block
calculating an average gray level of each of the plurality of pixel blocks in the input image;
determining maximum and minimum values of sharpness improvement intensity according to the sensed brightness of the rear background;
When the average gray level (L) for each block is less than the preset threshold value (Lth), the function of the average gray level (L) for each block, the maximum and minimum values (Kmax, Kmin) of the sharpness improvement intensity, and the following equation Determining a sharpness improvement strength (K) for each block using
Figure 112022091129516-pat00008

and determining a preset minimum value as a sharpness improvement intensity of a corresponding block when the average gray level of each block is greater than or equal to the threshold value.
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