KR102533411B1

KR102533411B1 - 영상 처리부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 영상 처리 방법

Info

Publication number: KR102533411B1
Application number: KR1020170165417A
Authority: KR
Inventors: 마사히코 요시야마
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2023-05-18
Also published as: KR20190066110A; US20190172414A1

Abstract

영상 처리부는 제1 색공간을 갖는 영상 신호들을 제2 색공간으로 변환하는 색 변환부, 상기 제2 색공간의 제1 휘도 데이터 중 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터를 생성하는 휘도 변환부, 상기 제2 휘도 데이터에 따라 변환된 영상 데이터가 상기 제1 색공간 내에 포함되도록 상기 제1 색차 데이터 및 상기 제2 색차 데이터에 대한 상기 제2 휘도 데이터를 조절하여 제3 휘도 데이터를 생성하는 색상 변화 제한부, 블랜드 계수에 따라서 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 제4 휘도 데이터를 생성하는 합성부, 및 상기 제4 휘도 데이터, 상기 제1 색차 데이터, 및 상기 제2 색차 데이터를 상기 제1 색공간을 갖는 출력 영상 신호들로 변환하는 신호 출력부를 포함한다.

Description

영상 처리부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 영상 처리 방법{IMAGE PROCESSOR, DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME, IMAGE PROCESSING METHOD}

본 발명은 영상 처리부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 영상 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 표시 장치는 영상을 표시하기 위한 복수 개의 화소들을 포함하는 표시 패널, 화소들에 복수 개의 게이트 신호들을 제공하는 게이트 구동부, 화소들에 복수 개의 데이터 전압들을 제공하는 데이터 구동부, 및 게이트 구동부와 데이터 구동부의 동작을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.

타이밍 컨트롤러의 제어에 의해 게이트 구동부는 게이트 신호들을 생성하고, 데이터 구동부는 데이터 전압들을 생성한다. 화소들은 게이트 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받고, 데이터 전압들을 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 표시 패널을 통해 표시되는 영상의 휘도가 상승할수록 저계조 부분의 명암비(contrast ratio)가 저하되어 영상에서 어두운 부분의 시인성 저하될 수 있다.

본 발명의 목적은 저휘도 영상의 명암비를 향상시켜 영상의 시인성을 개선할 수 있는 영상 처리부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 영상 처리 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부는 제1 색공간을 갖는 영상 신호들을 제1 휘도 데이터, 제1 색차 데이터, 및 제2 색차 데이터를 갖는 제2 색공간으로 변환하는 색 변환부, 상기 제1 휘도 데이터 중 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터를 생성하는 휘도 변환부, 상기 제2 색공간을 상기 제1 색공간으로 변환하더라도, 상기 제2 휘도 데이터에 따라 변환된 영상 데이터가 상기 제1 색공간 내에 포함되도록 상기 제1 색차 데이터 및 상기 제2 색차 데이터에 대한 상기 제2 휘도 데이터를 조절하여 제3 휘도 데이터를 생성하는 색상 변화 제한부, 외부 환경의 조도 값에 따라서 블랜드 계수를 산출하는 블랜드 계수 산출부, 상기 블랜드 계수에 따라서 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 제4 휘도 데이터를 생성하는 합성부, 및 상기 제4 휘도 데이터, 상기 제1 색차 데이터, 및 상기 제2 색차 데이터를 상기 제1 색공간을 갖는 출력 영상 신호들로 변환하는 신호 출력부를 포함한다.

상기 제1 색공간은 RGB 색공간이고, 상기 제2 색공간은 YCoCg 색공간이고, 상기 제1 색차 데이터는 주황색 색차 데이터이고, 상기 제2 색차 데이터는 녹색 색차 데이터이다.

상기 기준 휘도는 96 계조에 대응하는 휘도 값이다.

상기 블랜드 계수 산출부는 상기 조도 값이 제1 기준값보다 작거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 0으로 산출하고, 상기 조도 값이 제2 기준값보다 크거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 1로 산출하고, 상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값보다 크다.

상기 블랜드 계수 산출부는 상기 조도 값이 상기 제2 기준값보다 작고 상기 제1 기준값보다 클 때, 상기 조도 값이 커짐에 따라서 상기 블랜드 계수가 0 보다 크고 1 보다 작은 값 사이에서 점차적으로 증가하도록, 상기 블랜드 계수를 산출한다.

상기 제1 기준값은 1000 럭스로 설정되고, 상기 제2 기준값은 3000 럭스로 설정된다.

상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 사이에서 상기 조도 값이 높을수록 상기 제3 휘도 데이터의 합성 비율이 높아진다.

본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리 방법은 제1 색공간을 갖는 영상 신호들을 제1 휘도 데이터, 제1 색차 데이터, 및 제2 색차 데이터를 갖는 제2 색공간으로 변환하는 단계, 상기 제1 휘도 데이터 중 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터를 생성하는 단계, 상기 제2 색공간이 상기 제1 색공간으로 변환되더라도, 상기 제2 휘도 데이터에 따라 변환된 영상 데이터가 상기 제1 색공간 내에 포함되도록 상기 제1 색차 데이터 및 상기 제2 색차 데이터에 대한 상기 제2 휘도 데이터를 조절하여 제3 휘도 데이터를 생성하는 단계, 외부 환경의 조도 값에 따라서 블랜드 계수를 산출하는 단계, 상기 블랜드 계수에 따라서 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 제4 휘도 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 제4 휘도 데이터, 상기 제1 색차 데이터, 및 상기 제2 색차 데이터를 상기 제1 색공간을 갖는 출력 영상 신호들로 변환하여 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 복수 개의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 화소들에 복수 개의 게이트 신호들을 제공하는 게이트 구동부, 상기 화소들에 영상 데이터에 대응하는 복수 개의 데이터 전압들을 제공하는 데이터 구동부, 및 출력 영상 신호들의 데이터 포맷을 변환하여 상기 영상 데이터로서 상기 데이터 구동부에 제공하고, 조도 값에 따라서 영상 신호들의 저휘도 데이터 값을 증가시켜 상기 출력 영상 신호들을 생성하는 영상 처리부를 포함하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 상기 영상 처리부는, 제1 색공간을 갖는 영상 신호들을 제1 휘도 데이터, 제1 색차 데이터, 및 제2 색차 데이터를 갖는 제2 색공간으로 변환하는 색 변환부, 상기 제1 휘도 데이터 중 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터를 생성하는 휘도 변환부, 상기 제2 색공간을 상기 제1 색공간으로 변환하더라도, 상기 제2 휘도 데이터에 따라 변환된 영상 데이터가 상기 제1 색공간 내에 포함되도록 상기 제1 색차 데이터 및 상기 제2 색차 데이터에 대한 상기 제2 휘도 데이터를 조절하여 제3 휘도 데이터를 생성하는 색상 변화 제한부, 외부 환경의 조도 값에 따라서 블랜드 계수를 산출하는 블랜드 계수 산출부, 상기 블랜드 계수에 따라서 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 제4 휘도 데이터를 생성하는 합성부, 및 상기 제4 휘도 데이터, 상기 제1 색차 데이터, 및 상기 제2 색차 데이터를 상기 제1 색공간을 갖는 출력 영상 신호들로 변환하는 신호 출력부를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 영상 처리 방법은 저계조 값을 상승시킴으로써 저휘도 영상의 명암비를 향상시키고 영상의 시인성을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휘도 변환부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 RGB 색 공간을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 조도 값들에 따른 휘도 및 계조의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리부의 휘도 변환부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 영상 처리부를 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부의 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 휘도 변환부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 RGB 색 공간(또는 색역: color gamut)을 예시적으로 도시한 도면이다. 도 4는 조도 값들에 따른 휘도 및 계조의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 영상 처리부(100)는 신호 입력부(110), 색 변환부(120), 휘도 변환부(130), 및 색상 변화 제한부(140), 블랜드 계수(α) 산출부(150), 합성부(160), 및 신호 출력부(170)를 포함한다.

신호 입력부(110)는 RGB 색 공간의 영상 신호들(R,G,B)을 수신한다. 영상 신호들(R,G,B)은 비 선형적 특성을 갖는다. 신호 입력부(110)는 비선형 특성을 갖는 영상 신호들(R,G,B)에 감마 함수를 적용하여 영상 신호들(R,G,B)을 선형화 시킨다. 선형화된 영상 신호들(Ri,Gi,Bi)은 색 변환부(120)에 제공된다.

색 변환부(120)는 RGB 색 공간으로 정의되는 제1 색 공간을 YCoCg 색 공간으로 정의되는 제2 색 공간으로 변환한다. 예를 들어, 색 변환부(120)는 선형화된 영상 신호들(Ri,Gi,Bi)의 RGB 포맷(또는 RGB 색 공간)을 YCoCg 포맷(또는 YCoCg 색 공간)으로 변경할 수 있다. YCoCg 포맷은 휘도 데이터와 색차 데이터가 분리된 데이터 포맷이다. Y는 휘도 데이터로 정의되고, Co는 제1 색차 데이터로서 주황색 색차 데이터(chrominance data of orange color)로 정의되고, Cg는 제2 색차 데이터로서 녹색 색차 데이터(chrominance data of green color)로 정의된다.

영상 신호들(Ri,Gi,Bi)은 레드 영상 데이터(Ri), 그린 영상 데이터(Gi), 및 블루 영상 데이터(Bi)를 포함한다. 색 변환부(120)는 레드 영상 데이터(Ri), 그린 영상 데이터(Gi), 및 블루 영상 데이터(Bi)를 휘도 데이터(Y0), 주황색 색차 데이터(Co), 및 녹색 색차 데이터(Cg)로 변환한다.

색 변환부(120)에서 생성된 휘도 데이터(Y0)는 제1 휘도 데이터(Y0)로서 휘도 변환부(130)에 제공된다. 색 변환부(120)에서 생성된 주황색 색차 데이터(Co) 및 녹색 색차 데이터(Cg)는 색상 변화 제한부(140) 및 신호 출력부(170)로 제공된다.

휘도 변환부(130)는 제1 휘도 데이터(Y0)에서 저 휘도 부분을 증가시켜 제1 휘도 데이터(Y0)를 변환한다. 예를 들어 휘도 변환부(130)는 제1 휘도 데이터(Y0) 중 소정의 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터(Y1)를 생성한다. 휘도 변환부(130)는 제2 휘도 데이터(Y1)를 색상 변화 제한부(140)에 제공한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 선형화된 영상 신호들(Ri,Gi,Bi)의 계조 특성은 제1 그래프(GP1)와 같이 입력 계조 대비 출력 계조가 선형화된 값을 갖는다. 즉, 입력 계조값에 비례해서 출력 계조값이 결정된다. 휘도 변환부(130)에서 저 휘도 부분을 증가시키므로 저계조 값이 증가된다. 저계조 값이 변경되어 저휘도에서 입력 계조 대비 출력 계조의 값이 증가된다.

기준 휘도는 예시적으로 도 2에서 96 계조에 대응하는 휘도 값으로 설정될 수 있다. 따라서 저휘도는 96 계조보다 낮은 계조에 대응하는 휘도일 수 있다. 예시적인 범위로서 입력 계조가 0 내지 64 계조 일때 출력 계조는 0 내지 64 계조 범위(ΔG1)에서 0 내지 80 계조 범위(ΔG2)로 확대된다. 계조 범위가 확대될 경우, 휘도 범위가 확대되고, 그 결과 저휘도 영상의 명암비가 향상될 수 있다.

색상 변화 제한부(140)는 제2 휘도 데이터(Y1), 주황색 색차 데이터(Co), 및 녹색 색차 데이터(Cg)를 제공받는다. YCoCg 색 공간이 다시 RGB 색 공간으로 변환됐을 때, 영상 데이터가 RGB 색 공간을 벗어날 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, YCoCg 데이터가 다시 RGB 색 공간의 영상 데이터로 변환됐을 때, RGB 색 공간을 벗어나는 제1 색 데이터(CD1)가 존재할 수 있다. 예를 들어, 제2 휘도 데이터(Y1), 주황색 색차 데이터(Co), 및 녹색 색차 데이터(Cg)를 조합한 YCoCg 데이터가 RGB 색 공간으로 변환됐을 때, 제2 휘도 데이터(Y1)에 따라서 변환된 영상 데이터가 제1 색 데이터(CD1)과 같이 RGB 색 공간을 벗어날 수도 있다.

색상 변화 제한부(140)는 YCoCg 색 공간을 다시 RGB 색 공간으로 변환하더라도 제2 휘도 데이터(Y1)에 따라 변환된 영상 데이터가 RGB 색 공간 내에 포함되도록, 주황색 색차 데이터(Co) 및 녹색 색차 데이터(Cg)에 대한 제2 휘도 데이터(Y1)를 제한할 수 있다. 예를 들어, 색상 변화 제한부(140)는 제1 색 데이터(CD1)가 제2 색 데이터(CD2)로 변화되어 RGB 색 공간 내에 포함되도록 제2 휘도 데이터(Y1)를 조절하여 제3 휘도 데이터(Y2)를 생성할 수 있다.

색상 변화 제한부(140)는 제3 휘도 데이터(Y2)를 합성부(160)에 제공한다. 합성부(160)는 제1 휘도 데이터(Y0) 및 제3 휘도 데이터(Y2)를 제공받고 블랜드 계수(α) 산출부(150)로부터 블랜드 계수(α)를 제공 받는다.

블랜드 계수(α) 산출부(150)는 외부 환경의 조도 값을 입력받는다. 블랜드 계수(α) 산출부(150)는 조도 값에 따라서 블랜드 계수(α)를 산출하고, 산출된 블랜드 계수(α)를 합성부(160)에 제공한다. 이하, 블랜드 계수(α) 산출부(150)의 블랜드 계수(α) 산출 동작이 도 4를 참조하여 상세히 설명된다.

도 4에서 가로 축은 계조값이며, 세로 축은 휘도 값이다. 조도 값들의 단위는 럭스(Lx)이다. 휘도값 1은 100% 휘도를 나타내며, 도 4에는 0 내지 256 계조 값에 대응하는 휘도가 상대적으로 표시되었다.

도 4에 도시된 바와 같이, 조도 값들이 높아질수록 휘도 값들도 높아진다. 또한, 조도 값들이 낮아질수록 계조 값에 따른 휘도의 변화(양방향 화살표)가 커지고, 조도 값들이 높아질수록 계조 값에 따른 휘도의 변화가 작아진다. 특히 저계조에서 이러한 변화가 크게 나타난다. 저계조에서, 조도 값들이 높아질수록, 휘도값이 높아지고 휘도값의 변화가 작아진다. 따라서, 저계조에서, 조도 값들이 높아질수록 명암비가 작아질 수 있다.

블랜드 계수(α) 산출부(150)는 조도 값들에 따라서, 블랜드 계수(α)를 다르게 산출한다. 예를 들어, 블랜드 계수(α) 산출부(150)는 조도 값이 제1 기준값보다 작거나 같을 때, 블랜드 계수(α)를 0으로 산출할 수 있다. 블랜드 계수(α) 산출부(150)는 조도 값이 제2 기준값보다 크거나 같을 때, 블랜드 계수(α)를 1로 산출할 수 있다. 제2 기준값은 제1 기준값보다 크다.

블랜드 계수(α) 산출부(150)는 조도 값이 제2 기준값보다 작고 제1 기준값보다 클때 조도 값이 커짐에 따라서 블랜드 계수(α)가 0보다 크고 1 보다 작은 값 사이에서 점차적으로 증가하도록 블랜드 계수(α)를 산출할 수 있다. 제1 기준값은 1000 럭스(Lx)로 설정되고, 제2 기준값은 3000 럭스(Lx)로 설정될 수 있다.

블랜드 계수(α) 산출부(150)는 조도 값이 높을수록 저휘도의 명암비를 높이기 위해 블랜드 계수(α)를 크게 설정하고, 제2 기준값 이상일 때는 블랜드 계수(α)를 최대 값으로 유지한다. 블랜드 계수(α) 산출부(150)는 조도 값이 명암비를 조절할 필요가 없는 제1 기준값 이하 일때 블랜드 계수(α)를 최소 값으로 유지한다.

예를 들어, 도 4에서 조도 값이 10000 럭스(Lx)의 경우, 저계조에 대응하는 저휘도 영역에서 휘도 변화가 작으므로, 블랜드 계수(α) 산출부(150)는 블랜드 계수(α)를 1로 설정할 수 있다. 조도 값이 1 럭스(Lx), 10 럭스(Lx), 또는 100 럭스(Lx) 일 경우, 각 럭스(Lx)별로 저계조에 대응하는 저휘도 영역에서 휘도 변화가 크므로, 블랜드 계수(α) 산출부(150)는 블랜드 계수(α)를 0 으로 설정할 수 있다.

합성부(160)는 블랜드 계수(α)를 제공받고, 블랜드 계수(α)에 따라서 제1 휘도 데이터(Y0) 및 제3 휘도 데이터(Y2)를 합성한다. 합성부(160)는 다음 수학식 1에 따라서, 제1 휘도 데이터(Y0) 및 제3 휘도 데이터(Y2)를 합성하여 제4 휘도 데이터(Y3)를 생성한다.

제3 휘도 데이터(Y2)에 의해 저휘도의 범위가 확대되어 명암비가 높아질 수 있다. 수학식 1에 따르면, 조도 값이 높을수록 블랜드 계수(α)가 커지므로, 제3 휘도 데이터(Y2)의 합성 비율이 높아진다. 즉, 제1 기준값 및 제2 기준값 사이에서 조도 값이 높을수록 제3 휘도 데이터의 합성 비율이 높아진다. 그 결과 저계조에 대응하는 저휘도의 명암비가 높아질 수 있다.

조도 값이 제1 기준값 이하일 경우, 블랜드 계수(α)는 0이 되므로, 제3 휘도 데이터(Y2)는 0이 된다. 즉, 조도 값이 명암비를 높일 필요가 없는 제1 기준값 이하일 경우, 제3 휘도 데이터(Y2)가 제1 휘도 데이터(Y0)에 합성되지 않는다. 휘도 변환부(130)에서 휘도 값이 조절되더라도, 조도 값들을 고려하여 저휘도의 명암비를 높여줄 필요가 있을 때, 조절된 휘도값인 제3 휘도 데이터(Y2)가 원본 휘도값인 제1 휘도 데이터(Y0)에 소정의 비율(블랜드 계수(α))로 합성된다.

합성부(160)에서 생성된 제4 휘도 데이터(Y3)은 신호 출력부(170)에 제공된다. 신호 출력부(170)는 제4 휘도 데이터(Y3), 주황색 색차 데이터(Co), 및 녹색 색차 데이터(Cg)를 RGB 색 공간의 출력 영상 신호들로 변환하고, 출력 영상 신호들에 대해 역감마 보정을 수행한다. 신호 출력부(170)는 역감마 보정이 수행된 출력 영상 신호들(Ro,Go,Bo)을 출력한다.

결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(100)는 저휘도 영상의 명암비를 향상시키고, 그 결과 영상의 시인성을 개선할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 단계(S110)에서 입력된 영상 신호들(Ri,Gi,Bi)의 RGB 색공간이 YCoCg 색공간으로 변환된다. 따라서 영상 신호들(Ri,Gi,Bi)이 제1 휘도 데이터(Y0), 주황색 색차 데이터(Co), 및 녹색 색차 데이터(Cg)로 변환된다. 영상 신호들(Ri,Gi,Bi)은 영상 신호들(R,G,B)을 감마 보정하여 선형화시킨 영상 신호들이다.

단계(S120)에서 YCoCg 색공간으로 변환된 YCoCg 데이터의 제1 휘도 데이터(Y0)에서 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터 값이 증가되어 제2 휘도 데이터(Y1)가 생성된다. 단계(S130)에서 YCoCg 색 공간이 다시 RGB 색 공간으로 변환하더라도 제2 휘도 데이터(Y1)에 따라 변환된 영상 데이터가 RGB 색 공간 내에 포함되도록, 주황색 색차 데이터(Co) 및 녹색 색차 데이터(Cg)에 대한 제2 휘도 데이터(Y1)를 조절하여 제3 휘도 데이터(Y2)를 생성할 수 있다.

단계(S140)에서 외부 환경의 조도 값에 따라 산출된 블랜드 계수(α)에 따라서 제1 휘도 데이터(Y0) 및 제3 휘도 데이터(Y2)가 합성되어 제4 휘도 데이터(Y3)가 생성된다. 전술한 바와 같이, 조도 값이 제1 기준값보다 작거나 같을 때, 블랜드 계수(α)는 0으로 산출되고, 조도 값이 제2 기준값보다 크거나 같을 때, 블랜드 계수(α)는 1로 산출될 수 있다. 조도 값이 제2 기준값보다 작고 제1 기준값보다 클때 조도 값이 커짐에 따라서 블랜드 계수(α)가 0보다 크고 1 보다 작은 값 사이에서 점차적으로 증가하도록 블랜드 계수(α)가 산출될 수 있다.

제4 휘도 데이터(Y3)는 수학식 1에 따라서, 제1 휘도 데이터(Y0) 및 제3 휘도 데이터(Y2)를 합성하여 생성된다. 따라서, 휘도 값이 조절되더라도, 조도 값들을 고려하여 저휘도의 명암비를 높여줄 필요가 있을 때, 조절된 휘도값인 제3 휘도 데이터(Y2)가 원본 휘도값인 제1 휘도 데이터(Y0)에 소정의 비율(블랜드 계수(α))로 합성된다.

단계(S150)에서 제4 휘도 데이터(Y3), 주황색 색차 데이터(Co), 및 녹색 색차 데이터(Cg)가 RGB 색 공간의 출력 영상 신호들로 변환되어 출력된다. 이때, 출력 영상 신호들에 대한 역감마 보정이 수행되고, 역감마 보정이 수행된 출력 영상 신호들(Ro,Go,Bo)이 출력된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리 방법은 저휘도 영상의 명암비를 향상시키고, 그 결과 영상의 시인성을 개선할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리부의 휘도 변환부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리부는 휘도 변환부의 동작을 제외하면, 실질적으로 도 1에 도시된 영상 처리부와 동일한 구성을 갖는다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휘도 변환부는 도 1에 도시된 휘도 변환부(130)와 동일하게 제1 휘도 데이터(Y0) 중 소정의 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시킨다. 추가적으로 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휘도 변환부는 제1 휘도 데이터(Y0) 중 소정의 기준 휘도보다 높은 고휘도 데이터의 값을 감소 시킨다.

예시적인 범위로서 입력 계조가 192 내지 256 계조 일때 출력 계조는 192 내지 256 계조 범위(ΔG3)에서 160 내지 256 계조 범위(ΔG4)로 확대된다. 계조 범위가 확대될 경우, 휘도 범위가 확대되고, 그 결과 고휘도 영상의 명암비가 향상될 수 있다. 다른 동작들은 실질적으로, 도 1에 도시된 휘도 변환부(130)와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 7은 도 1에 도시된 영상 처리부를 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(200)는 표시 패널(210), 게이트 구동부(220), 데이터 구동부(230), 및 타이밍 컨트롤러(240)를 포함한다. 표시 패널(210)은 액정층을 포함하는 액정 표시 패널, 전기 영동층을 포함하는 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤층을 포함하는 전기 습윤 표시 패널, 또는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 표시 패널일 수 있다.

표시 패널(210)은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLm), 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLn), 및 복수 개의 화소들(PX)을 포함한다. m 및 n은 자연수이다. 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)은 서로 절연되어 교차하도록 배치된다. 게이트 라인들(GL1~GLm)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 게이트 구동부(220)에 연결된다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 데이터 구동부(230)에 연결된다.

화소들(PX)은 서로 교차하는 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)에 의해 구획된 영역들에 배치된다. 화소들(PX)은 매트릭스 형태로 배열되어 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)에 연결된다. 각 화소(PX)는 주요색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 주요색은 레드, 그린, 및 블루 색을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 주요색은 화이트, 옐로우, 시안, 및 마젠타 등 다양한 색을 더 포함할 수 있다.

타이밍 커트롤러(240)는 외부(예를 들어, 시스템 보드)로부터 영상을 표시하기 위한 복수 개의 영상 신호들(R,G,B) 및 게이트 구동부(220)와 데이터 구동부(230)의 동작을 제어하기 위해 제어 신호(CS)를 수신한다.

타이밍 컨트롤러(240)는 데이터 구동부(230)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호들(R,G,B)의 데이터 포맷을 변환한다. 타이밍 컨트롤러(240)는 데이터 포맷이 변환된 영상 신호들(R,G,B)로서 영상 데이터들(DATA)을 데이터 구동부(300)에 제공한다.

타이밍 컨트롤러(240)는 도 1에 도시된 영상 처리부(100)를 포함한다. 영상 처리부(100)는 조도 값에 따라서 영상 신호들(R,G,B)의 저휘도 데이터 값을 증가시켜 출력 영상 신호들(Ro,Go,Bo)을 생성한다. 영상 처리부(100)의 구체적인 구성은 앞서 상세히 설명되었으므로 생략한다. 타이밍 컨트롤러(240)는 데이터 구동부(230)와의 인터페이스 사양에 맞도록 출력 영상 신호들(Ro,Go,Bo)의 데이터 포맷을 변환시켜 영상 데이터들(DATA)로서 출력한다.

타이밍 컨트롤러(240)는 제어 신호(CS)에 응답하여 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 구동부(220)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호로서 게이트 구동부(220)에 제공된다. 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(230)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호로서 데이터 구동부(230)에 제공된다.

게이트 구동부(220)는 타이밍 컨트롤러(240)로부터 게이트 제어 신호(GCS)를 수신하고, 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 복수 개의 게이트 신호들을 생성한다. 게이트 신호들 순차적으로 출력되어 게이트 라인들(GL1~GLm)을 통해 행 단위로 배열된 화소들(PX)에 제공된다.

데이터 구동부(230)는 타이밍 컨트롤러(240)로부터 영상 데이터들(DATA) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 수신한다. 데이터 구동부(230)는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여 영상 데이터들(DATA)에 대응하는 아날로그 형태의 데이터 전압들을 생성하여 출력한다. 데이터 전압들은 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 화소들(PX)에 제공된다. 화소들(PX)은 게이트 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받는다. 화소들(PX)은 데이터 전압들에 의해 구동되어 영상을 표시할 수 있다.

이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 영상 철부 110: 신호 입력부
120: 색 변환부 130: 휘도 변환부
140: 색상 변화 제한부 150: 블랜드 계수(α) 산출부
160: 합성부 170: 신호 출력부
200: 표시 장치 210: 표시 패널
220: 게이트 구동부 230: 데이터 구동부
240: 타이밍 컨트롤러

Claims

제1 색공간을 갖는 영상 신호들을 제1 휘도 데이터, 제1 색차 데이터, 및 제2 색차 데이터를 갖는 제2 색공간으로 변환하는 색 변환부;
상기 제1 휘도 데이터 중 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터를 생성하는 휘도 변환부;
상기 제2 색공간을 상기 제1 색공간으로 변환하더라도, 상기 제2 휘도 데이터에 따라 변환된 영상 데이터가 상기 제1 색공간 내에 포함되도록 상기 제1 색차 데이터 및 상기 제2 색차 데이터에 대한 상기 제2 휘도 데이터를 조절하여 제3 휘도 데이터를 생성하는 색상 변화 제한부;
외부 환경의 조도 값을 입력 받고, 상기 조도 값에 따라서 블랜드 계수를 산출하는 블랜드 계수 산출부;
상기 블랜드 계수에 따라서 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 제4 휘도 데이터를 생성하는 합성부; 및
상기 제4 휘도 데이터, 상기 제1 색차 데이터, 및 상기 제2 색차 데이터를 상기 제1 색공간을 갖는 출력 영상 신호들로 변환하는 신호 출력부를 포함하고,
상기 블랜드 계수 산출부는 상기 조도 값이 제1 기준값보다 작거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 0으로 산출하고, 상기 조도 값이 제2 기준값보다 크거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 1로 산출하고, 상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값보다 크며, 상기 조도 값이 상기 제2 기준값보다 작고 상기 제1 기준값보다 클 때, 상기 조도 값이 커짐에 따라서 상기 블랜드 계수가 0 보다 크고 1 보다 작은 값 사이에서 점차적으로 증가하도록, 상기 블랜드 계수를 산출하는 영상 처리부.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 색공간은 RGB 색공간이고, 상기 제2 색공간은 YCoCg 색공간이고, 상기 제1 색차 데이터는 주황색 색차 데이터이고, 상기 제2 색차 데이터는 녹색 색차 데이터인 영상 처리부.
제 1 항에 있어서,
상기 기준 휘도는 96 계조에 대응하는 휘도 값인 영상 처리부.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제1 기준값은 1000 럭스로 설정되고, 상기 제2 기준값은 3000 럭스로 설정되는 영상 처리부.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 사이에서 상기 조도 값이 높을수록 상기 제3 휘도 데이터의 합성 비율이 높아지는 영상 처리부.
제 7 항에 있어서,
상기 합성부는 다음 수학식에 따라서, 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 상기 제4 휘도 데이터를 생성하고,

상기 수학식에서 상기 Y0은 상기 제1 휘도 데이터, 상기 Y2는 상기 제3 휘도 데이터, 상기 Y3은 상기 제4 휘도 데이터, 및 상기 α는 상기 블랜드 계수인 영상 처리부.
제1 색공간을 갖는 영상 신호들을 제1 휘도 데이터, 제1 색차 데이터, 및 제2 색차 데이터를 갖는 제2 색공간으로 변환하는 단계;
상기 제1 휘도 데이터 중 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터를 생성하는 단계;
상기 제2 색공간이 상기 제1 색공간으로 변환되더라도, 상기 제2 휘도 데이터에 따라 변환된 영상 데이터가 상기 제1 색공간 내에 포함되도록 상기 제1 색차 데이터 및 상기 제2 색차 데이터에 대한 상기 제2 휘도 데이터를 조절하여 제3 휘도 데이터를 생성하는 단계;
외부 환경의 조도 값을 입력 받고, 상기 조도 값에 따라서 블랜드 계수를 산출하는 단계;
상기 블랜드 계수에 따라서 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 제4 휘도 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 제4 휘도 데이터, 상기 제1 색차 데이터, 및 상기 제2 색차 데이터를 상기 제1 색공간을 갖는 출력 영상 신호들로 변환하여 출력하는 단계를 포함하고
상기 블랜드 계수를 산출하는 단계는,
상기 조도 값이 제1 기준값보다 작거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 0으로 산출하고, 상기 조도 값이 제2 기준값보다 크거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 1로 산출하는 단계; 및
상기 조도 값이 상기 제2 기준값보다 작고 상기 제1 기준값보다 클 때, 상기 조도 값이 커짐에 따라서 상기 블랜드 계수가 0 보다 크고 1 보다 작은 값 사이에서 점차적으로 증가하도록 상기 블랜드 계수를 산출되는 단계를 포함하며,
상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값보다 큰 영상 처리 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 색공간은 RGB 색공간이고, 상기 제2 색공간은 YCoCg 색공간이고, 상기 제1 색차 데이터는 주황색 색차 데이터이고, 상기 제2 색차 데이터는 녹색 색차 데이터인 영상 처리 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 기준 휘도는 96 계조에 대응하는 휘도 값인 영상 처리 방법.
삭제
삭제
제 9 항에 있어서,
상기 제1 기준값은 1000 럭스로 설정되고, 상기 제2 기준값은 3000럭스로 설정되는 영상 처리 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 사이에서 상기 조도 값이 높을수록 상기 제3 휘도 데이터의 합성 비율이 높아지는 영상 처리 방법.
제 15 항에 있어서,
다음 수학식에 따라서, 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터가 합성되어 상기 제4 휘도 데이터가 생성되고,

상기 수학식에서 상기 Y0은 상기 제1 휘도 데이터, 상기 Y2는 상기 제3 휘도 데이터, 상기 Y3은 상기 제4 휘도 데이터, 및 상기 α는 상기 블랜드 계수인 영상 처리 방법.
복수 개의 화소들을 포함하는 표시 패널;
상기 화소들에 복수 개의 게이트 신호들을 제공하는 게이트 구동부;
상기 화소들에 영상 데이터에 대응하는 복수 개의 데이터 전압들을 제공하는 데이터 구동부; 및
출력 영상 신호들의 데이터 포맷을 변환하여 상기 영상 데이터로서 상기 데이터 구동부에 제공하고, 조도 값에 따라서 영상 신호들의 저휘도 데이터 값을 증가시켜 상기 출력 영상 신호들을 생성하는 영상 처리부를 포함하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
상기 영상 처리부는,
제1 색공간을 갖는 영상 신호들을 제1 휘도 데이터, 제1 색차 데이터, 및 제2 색차 데이터를 갖는 제2 색공간으로 변환하는 색 변환부;
상기 제1 휘도 데이터 중 기준 휘도보다 낮은 저휘도 데이터의 값을 증가시켜 제2 휘도 데이터를 생성하는 휘도 변환부;
상기 제2 색공간을 상기 제1 색공간으로 변환하더라도, 상기 제2 휘도 데이터에 따라 변환된 영상 데이터가 상기 제1 색공간 내에 포함되도록 상기 제1 색차 데이터 및 상기 제2 색차 데이터에 대한 상기 제2 휘도 데이터를 조절하여 제3 휘도 데이터를 생성하는 색상 변화 제한부;
외부 환경의 조도 값을 입력 받고, 상기 조도 값에 따라서 블랜드 계수를 산출하는 블랜드 계수 산출부;
상기 블랜드 계수에 따라서 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 제4 휘도 데이터를 생성하는 합성부; 및
상기 제4 휘도 데이터, 상기 제1 색차 데이터, 및 상기 제2 색차 데이터를 상기 제1 색공간을 갖는 출력 영상 신호들로 변환하는 신호 출력부를 포함하고,
상기 블랜드 계수 산출부는 상기 조도 값이 제1 기준값보다 작거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 0으로 산출하고, 상기 조도 값이 제2 기준값보다 크거나 같을 때, 상기 블랜드 계수를 1로 산출하고, 상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값보다 크며, 상기 블랜드 계수 산출부는 상기 조도 값이 상기 제2 기준값보다 작고 상기 제1 기준값보다 클 때, 상기 조도 값이 커짐에 따라서 상기 블랜드 계수가 0 보다 크고 1 보다 작은 값 사이에서 점차적으로 증가하도록, 상기 블랜드 계수를 산출하는 표시 장치.
삭제
삭제
제 17 항에 있어서,
상기 합성부는 다음 수학식에 따라서, 상기 제1 휘도 데이터 및 상기 제3 휘도 데이터를 합성하여 상기 제4 휘도 데이터를 생성하고,

상기 수학식에서 상기 Y0은 상기 제1 휘도 데이터, 상기 Y2는 상기 제3 휘도 데이터, 상기 Y3은 상기 제4 휘도 데이터, 및 상기 α는 상기 블랜드 계수인 표시 장치.