KR102593452B1 - 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 표시 장치의 영상 처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시청 환경 별로 표시 장치의 휘도를 조절하여 시인성을 향상시킬 수 있는 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 영상 처리 장치는 차량 내에 위치하는 표시 장치의 시청 환경을 직사광 모드, 확산광 모드 및 야간 모드로 판단하고, 판단된 시청 환경에 따라 표시 장치의 휘도를 제어한다. 여기서, 직사광 모드, 확산광 모드 및 야간 모드의 시청 환경은 외부 환경의 외부 조도와, 차량 내부에 위치하는 표시 장치에 입사되는 광의 관면 조도를 비교하여 그 관계에 따라 판단한다.

Description

차량용 표시 장치의 영상 처리 장치 및 방법{IMAGE PROCESSING APPARATUSOF DISPLAY FOR VEHICLE AND IMAGE PROCESSING METHODE THEROF}
본 발명은 시청 환경 별로 표시 장치의 휘도를 조절하여 시인성을 향상시킬 수 있는 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 정보 기술의 발달로 이동통신 기술과 위치추적 기술을 차량에 접목시켜 다양한 응용서비스를 차량 운전자에게 제공하고 있다. 즉, 이동하는 차량 내에서 운전자는 표시 장치에 제공되는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)를 시청하거나 GPS(Global Positioning System)를 이용한 네비게이션 시스템을 통해 위치정보를 탐색할 수 있게 되었다.
그러나, 주행중 또는 정차중 태양 각도에 따라 외부에서 들어오는 빛이 표시 장치에 반사되어 운전자의 눈으로 들어가게 되어 시인성의 불량 문제가 발생하게 되므로 운전하는데 위험을 안게 된다. 또한, 야간 주행시 표시 장치의 밝기에 의해 눈부심 현상이 과다하게 발생되어 운전에 방해가 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 시청 환경 별로 표시 장치의 휘도를 조절하여 시인성을 향상시킬 수 있는 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치는 차량 내에 위치하는 표시 장치의 시청 환경을 직사광 모드, 확산광 모드 및 야간 모드로 판단하고, 판단된 시청 환경에 따라 표시 장치의 휘도를 제어한다. 여기서, 직사광 모드, 확산광 모드 및 야간 모드의 시청 환경은 외부 환경의 외부 조도와, 차량 내부에 위치하는 표시 장치에 입사되는 광의 관면 조도를 비교하여 그 관계에 따라 판단한다.
본 발명에서는 외부 조도 및 관면 조도에 의해 결정되는 시청 환경에 따라 차량용 표시 장치의 휘도를 조절함으로써 차량용 표시 장치의 시인성을 향상시킬 수 있으며, 시인성 향상으로 운전자 편의성 및 안전성이 증대된다. 또한, 본 발명에서는 제스처 인식을 통해 필요할 때만 차량 내 촬상부인 카메라를 구동시키므로, 열화가 발생된 영역만 부분적으로 휘도를 조절할 수 있어 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치의 제1 실시 예를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 및 제2 조도 센서 및 촬상부의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 방위에 따른 외부 조도 및 관면 조도를 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 1에 도시된 시청 환경 판단부에서 직사광 모드로 판단된 경우의 운전자의 인지 화면을 나타내는 도면이며, 도 4b는 도 1에 도시된 시청 환경 판단부에서 제1 확산광 모드로 판단된 경우의 운전자의 인지 화면을 나타내는 도면이며, 도 4c는 도 1에 도시된 시청 환경 판단부에서 제2 확산광 모드로 판단된 경우의 운전자의 인지 화면을 나타내는 도면이며, 도 4d는 도 1에 도시된 시청 환경 판단부에서 야간 모드로 판단된 경우의 운전자의 인지 화면을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 영상 보정부를 구체적으로 나타내는 블럭도이다.
도 6은 도 1에 도시된 영상 처리 장치를 이용한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치의 제2 실시 예를 나타내는 블럭도이다.
도 8은 도 7에 도시된 영상 처리 장치를 이용한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 1에 도시된 영상 처리 장치(100)는 제1 및 제2 조도 센서(102,104)와, 시청 환경 판단부(106)와, 영상 보정부(108) 및 촬상부(120)를 구비한다.
제1 조도 센서(102)는 차량 외부 환경의 외부 조도를 검출한다. 이러한 제1 조도 센서(102)는 차량용 표시 장치(110)가 차량 시스템 내부에 매립되는 경우 차량 유리 또는 차량의 주행 상태를 촬영하는 전방 주행 카메라(도시하지 않음)에 설치되며, 차량용 표시 장치(110)가 차량 시스템 외부에 별도로 설치된 경우 도 2에 도시된 바와 같이 표시 장치(110)의 배면에 설치된다.
제2 조도 센서(104)는 표시 장치(110)의 전면으로 입사되는 광의 조도를 측정하여 표시 장치(110)로 입사되는 관면 조도를 검출한다. 이러한 제2 조도 센서(104)는 도 2에 도시된 바와 같이 표시 장치(110)의 전면의 비표시 영역에 설치된다. 이 제2 조도 센서(104)는 제1 조도 센서(102)와 마찬가지로 트랜지스터 또는 포토 다이오드 등과 같은 광감지 소자를 구비하는 센서로 이루어진다.
촬상부(120)는 표시 장치(110)에 구현되는 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 영상 보정부(108)에 송신한다. 특히, 촬상부(120)는 직사광 모드로 판단되는 경우, 화질 열화가 발생된 영역을 판단할 수 있도록 표시 장치(110)에 구현되는 영상을 촬영한다.
시청 환경 판단부(106)는 제1 조도 센서(102)를 통해 검출된 외부 조도와, 제2 조도 센서(104)를 통해 검출된 관면조도를 비교하여 차량용 표시 장치(110)의 시청 환경을 판단한다.
예를 들어, 표 1은 청명한 날씨의 오후 13시 30분에 외부 조도 및 관면 조도를 측정한 결과이다. 여기서, 야간 모드는 야간에 측정한 외부 조도 및 관면 조도값이다.
외부조도[K lux] 관면 조도[K lux] 시청환경
1 약 0~0.1 약 0.1 야간 모드
2 약 10 약 30 직사광 모드
3 약 20~40 약 10 제1 확산광 모드
4 약 50 약 5 제2 확산광 모드
상기 표 1을 기초로, 시청 환경 판단부(106)는 외부 조도가 관면 조도보다 낮은 경우 도 3에 도시된 바와 같이 직사광 모드로 판단한다. 직사광 모드로 판단되는 경우, 원본 영상과 달리 도 4a에 도시된 바와 같이 원본 영상의 적어도 일부가 화질 열화되어 시인성이 저하된다.
또한, 시청 환경 판단부(106)는 외부 조도가 관면 조도보다 높거나 같은 경우 확산광 모드로 판단한다. 특히, 시청 환경 판단부(106)는 확산광 모드로 판단된 경우, 외부 조도 및 관면 조도의 차이가 기준값(예를 들어, 35K lux) 미만인 경우, 영상 보정이 불필요한 제1 확산광 모드로 판단하고, 그 차이가 기준값을 이상하는 경우, 영상 보정이 필요한 제2 확산광 모드로 판단한다. 제1 확산광 모드로 판단되는 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이 인지 화질이 양호하여 영상 보정이 불필요하며, 제2 확산광 모드로 판단되는 경우, 도 4c에 도시된 바와 같이 높은 외부 조도로 인해 시인성이 저하될 수 있다.
그리고, 시청 환경 판단부(106)는 외부 조도 및 관면 조도가 1K lux이하인 경우 야간 모드로 판단한다. 야간 모드로 판단되는 경우, 도 4d에 도시된 바와 같이 시청자의 인지 화질이 상대적으로 밝아 보여 표시 장치의 전면에 상비침이 발생될 수 있다. 한편, 야간 모드, 직사광 모드, 제1 및 제2 확산 모드에 포함되는 않는 경우에는 원본 영상의 휘도를 그대로 유지한다.
이와 같이, 시청 환경이 야간 모드, 직사광 모드 및 제2 확산광 모드인 경우 시인성이 저하된다. 이에 따라, 본원 발명의 영상 보정부(108)는 시청 환경 판단부(106)에서 판단된 시청 환경에 따라 각 시청 환경에 적합하도록 표시 장치(110)의 휘도를 제어한다.
즉, 영상 보정부(108)는 시청 환경이 야간 모드로 판단된 경우, 시청자의 인지 화질이 상대적으로 밝아 보이므로 원본 영상보다 휘도를 저감시킨다. 영상 보정부(108)는 시청 환경이 제1 확산광 모드로 판단된 경우, 시청자의 인지 화질이 양호하므로 휘도를 그대로 유지한다. 영상 보정부(108)는 시청 환경이 제2 확산광 모드로 판단된 경우, 시청자의 인지화질이 상대적으로 어두어 보이므로, 원본 영상보다 휘도를 상승시킨다. 영상 보정부(108)는 시청 환경이 직사광 모드로 판단된 경우, 촬상부(120)를 통해 획득된 화질 열화 영역의 휘도를 부분적으로 보상한다.
이를 위해, 영상 보정부(108)는 도 5에 도시된 바와 같이 비교/검출부(122) 및 휘도 보정부(124)를 구비한다.
비교/검출부(122)는 시청 환경이 직사광 모드로 판단된 경우, 원본 영상의 전체 화소와 촬상부(120)를 통해 촬영된 화질 열화 영상의 전체 화소를 비교하여, 열화 화소를 검출한다.
휘도 보정부(124)는 시청 환경이 직사광 모드로 판단된 경우, 비교/검출부(122)에서 검출된 열화 화소의 휘도를 원본 영상보다 높게 상승시키고 나머지 정상 화소의 휘도는 원본 영상과 동일하게 유지한다. 그리고, 휘도 보정부(124)는 시청환경이 제2 확산광 모드로 판단된 경우 전체 화소의 휘도를 일괄적으로 상승시키고, 시청 환경이 야간 모드로 판단된 경우, 전체 화소의 휘도를 일괄적으로 저감시킨다.
특히, 휘도 보정부(124)는 표시 패널(114)이 액정 표시 패널인 경우, 백라이트 유닛에 포함된 광원들의 휘도를 보정한다. 즉, 시청 환경이 직사광 모드로 판단된 경우, 로컬 디밍 구동 방식으로, 열화 화소가 위치하는 광원 블럭들의 구동 전류를 높여 휘도를 증가시킨다. 그리고, 휘도 보정부(124)는 표시 패널(114)이 유기 발광 표시 패널인 경우, 각 화소의 발광 소자의 휘도를 보정한다.
한편, 영상 보정부(108) 및 시청 환경 판단부(106)는 패널 구동부(112) 내에 내장될 수도 있다. 예를 들어, 영상 보정부(108) 및 시청 환경 판단부(106)는 표시 패널(114)의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버(도시하지 않음)와, 그 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러(도시하지 않음) 사이에 위치하거나, 타이밍 컨트롤러 내에 내장될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 표시 장치의 영상 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 제1 조도 센서(102)를 통해 차량 외부 환경의 외부 조도를 검출(S11단계)하고, 제2 조도 센서(104)를 통해 표시 장치(110)의 전면으로 입사되는 광의 조도를 측정하여 관면 조도를 검출(S12단계)한다.
외부 조도와 관면 조도를 비교하여 외부 조도가 관면 조도보다 낮은 경우(S13단계), 직사광 모드로 판단하여 촬상부(120)를 통해 촬상된 열화 영상과 원본 영상을 비교하여 열화 화소를 검출(S14단계)하고, 전체 화소 중 열화 화소만을 선택적으로 휘도 상승시킨다(S15단계).
그런 다음, 외부 조도가 관면 조도보다 높거나 같고(S16단계), 외부 조도 및 관면 조도의 차이가 기준값 미만인 경우(S17단계), 제1 확산광 모드로 판단하여 휘도를 유지한다(S18단계). 그리고, 외부 조도가 관면 조도보다 높거나 같고(S16단계), 외부 조도 및 관면 조도의 차이가 기준값 이상인 경우(S17단계) 제2 확산광 모드로 판단하여 휘도를 일괄적으로 상승시킨다(S19단계). 그리고, 외부 조도와 관면 조도가 1K Lux이하인 경우(S20단계), 야간 모드로 판단하여 휘도를 일괄적으로 저감시킨다(S21단계).
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량 내 표시 장치의 영상 처리 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 7에 도시된 영상 처리 장치는 도 1에 도시된 영상 처리 장치와 대비하여 제스처 인식부(130)를 더 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제스처 인식부(130)는 표시 장치(110) 상에서 운전자가 영상 보정 제스처를 수행하게 되면, 직사광 모드로 판단하여 제스처 유신호를 생성하고, 운전자가 영상 보정 제스처를 수행하지 않으면, 확산광 모드 및 야간 모드로 판단하여 제스처 무신호를 생성한다. 여기서, 영상 보정 제스처는 온 셀 터치 방식으로 표시 패널(114) 상에 부착되는 터치 패널, 또는 인 셀 터치 방식으로 표시 패널(114)과 일체화된 터치 패널 상에서 다수의 터치가 제한 시간 내에 이루어진 경우를 예로 들 수 있으며 이를 한정하는 것은 아니다.
촬상부(120)는 제스처 유신호에 응답하여 표시 장치(110)에 구현되는 영상의 촬영을 시작하고, 촬영된 영상을 영상 보정부(108)에 송신한다. 특히, 촬상부(120)는 화질 열화가 발생된 영역을 판단할 수 있도록 표시 장치(110)에 구현되는 열화 영상을 촬영한다.
시청 환경 판단부(106)는 제스처 무신호에 응답하여 동작하는 제1 조도 센서(102)를 통해 검출된 외부 조도와, 제스처 무신호에 응답하여 동작하는 제2 조도 센서(104)를 통해 검출된 관면조도를 비교하여 차량용 표시 장치의 시청 환경을 판단한다.
영상 보정부(108)는 시청 환경이 야간 모드, 직사광 모드 및 제2 확산광 모드 별로 각 모드에 적합하게 영상을 보정한다.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 표시 장치의 영상 처리 방법의 제2 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
먼저, 제스처 인식부(130)를 통해 운전자의 영상 보정 제스처 수행 여부를 판단한다(S31단계).
영상 보정 제스처가 수행된 경우, 제스처 인식부(130)는 직사광 모드로 판단하여 제스처 유신호를 생성하고, 그 제스처 유신호에 응답하여 촬상부(120)는 통해 표시 장치(110)에 구현되는 영상의 촬영을 시작(S32단계)하고, 촬영된 열화 영상을 획득하여(S33단계) 영상 보정부(108)에 송신한다. 영상 보정부는 열화 영상이 수신되면 촬상부(120)를 통해 촬상된 열화 영상과 원본 영상을 비교하여 열화 화소를 검출(S34단계)하고, 전체 화소 중 화질 열화 화소의 휘도를 상승시킨다(S35단계).
영상 보정 제스처가 수행되지 않으면, 제스처 인식부(130)는 비직사광 모드로 판단하여 제스처 무신호를 생성하고, 그 제스처 무신호에 응답하여 제1 조도 센서(102)를 통해 차량 외부 환경의 외부 조도를 검출(S36단계)하고, 제2 조도 센서(104)를 통해 표시 장치의 전면으로 입사되는 광의 조도를 측정하여 관면 조도를 검출(S37단계)한다.
외부 조도와 관면 조도를 비교하여 외부 조도가 관면 조도보다 높거나 같고(S38단계), 외부 조도 및 관면 조도의 차이가 기준값 미만인 경우(S39단계), 제1 확산광 모드로 판단하여 휘도를 유지한다(S40단계). 그리고, 외부 조도가 관면 조도보다 높거나 같고(S38단계), 외부 조도 및 관면 조도의 차이가 기준값 이상인 경우(S39단계) 제2 확산광 모드로 판단하여 휘도를 일괄적으로 상승시킨다(S41단계). 그리고, 외부 조도와 관면 조도가 1K Lux이하인 경우(S42단계), 야간 모드로 판단하여 휘도를 일괄적으로 저감시킨다(S43단계).
한편, 본 발명에 따른 영상 처리 장치의 시청 환경 판단부(106), 영상 보정부(108) 및 제스처 인식부(130) 중 적어도 어느 하나는 패널 구동부 내에 위치하는 타이밍 컨트롤러에 내장되거나, 타이밍 컨트롤러와 데이터 드라이버 사이에 위치할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 직사광 모드를 비직사광 모드(야간 모드, 확산광 모드)일 때보다 우선적으로 휘도 부분 보상함으로써 시인성 저하로 인한 사고 발생 위험성을 낮출 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100 : 영상 처리 장치 102,104 : 조도 센서
106 : 시청 환경 판단부 108 : 영상 보정부
110 : 표시 장치 112 : 패널 구동부
114 : 표시 패널 120 : 촬상부
130 : 제스처 인식부

Claims (9)

  1. 차량 외부 환경의 외부 조도와, 차량 내부에 위치하는 표시 장치에 입사되는 광의 관면 조도를 비교하여 상기 표시 장치의 시청 환경을 판단하는 시청 환경 판단부와;
    상기 시청 환경 판단부에서 판단된 시청 환경에 따라 상기 표시 장치의 휘도를 제어하는 영상 보정부와;
    상기 외부 조도를 검출하는 제1 조도 센서와;
    상기 관면 조도를 검출하는 제2 조도 센서와;
    상기 표시 장치에 구현되는 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 상기 영상 보정부에 송신하는 촬상부를 구비하고,
    상기 영상 보정부는
    상기 표시 장치에 직사광이 인가되는 경우, 입력되는 원본 영상과 상기 촬상부를 통해 촬상된 열화 영상을 비교하여 열화 화소를 검출하는 비교/검출부와;
    상기 열화 화소가 위치하는 영역의 휘도 보정하는 휘도 보정부를 구비하는 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 운전자의 영상 보정 제스처를 수행 여부를 판단하며, 상기 영상 보정 제스처가 수행된 경우 제스처 유신호를 생성하고, 상기 영상 보정 제스처가 수행되지 않은 경우 제스처 무신호를 생성하는 제스처 인식부를 더 구비하며,
    상기 촬상부는 상기 제스처 유신호에 응답하여 상기 표시 장치에 구현되는 영상의 촬영을 시작하며,
    상기 제1 및 제2 조도 센서는 상기 제스처 무신호에 응답하여 상기 외부 조도 및 관면 조도를 검출하는 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시청 환경 판단부는
    상기 외부 조도가 상기 관면 조도보다 낮은 경우 직사광 모드로 판단하고,
    상기 외부 조도가 상기 관면 조도보다 높거나 같고, 상기 외부 조도 및 상기 관면 조도의 차이가 기준값 미만인 경우 제1 확산광 모드로 판단하고,
    상기 외부 조도가 상기 관면 조도보다 높거나 같고, 상기 외부 조도 및 상기 관면 조도의 차이가 기준값 이상인 경우 제2 확산광 모드로 판단하고,
    상기 외부 조도와 상기 관면 조도가 1K Lux이하인 경우 야간 모드로 판단하는 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 휘도 보정부는
    상기 열화 화소가 위치하는 영역의 휘도를 상승시키며,
    상기 제2 확산광 모드로 판단되는 경우, 상기 표시 장치 전체 화소의 휘도를 상승시키고, 상기 야간 모드로 판단되는 경우, 상기 표시 장치의 전체 화소의 휘도를 저감시키는 차량용 표시 장치의 영상 처리 장치.
  6. 차량 외부 환경의 외부 조도와, 차량 내부에 위치하는 표시 장치에 입사되는 광의 관면 조도를 비교하여 상기 표시 장치의 시청 환경을 판단하는 단계와;
    상기 판단된 시청 환경에 따라 상기 표시 장치의 휘도를 제어하는 단계와;
    상기 외부 조도를 검출하는 단계와;
    상기 관면 조도를 검출하는 단계와;
    상기 표시 장치에 구현되는 영상을 촬영하여 획득하는 단계와;
    상기 표시 장치에 직사광이 인가되는 경우, 입력되는 원본 영상과 촬상부를 통해 촬상된 열화 영상을 비교하여 열화 화소를 검출하는 단계와;
    상기 열화 화소가 위치하는 영역의 휘도 보정하는 단계를 포함하는 차량용 표시 장치의 영상 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    운전자의 영상 보정 제스처가 수행된 경우 제스처 유신호를 생성하고, 상기 영상 보정 제스처가 수행되지 않은 경우 제스처 무신호를 생성하는 단계와;
    상기 제스처 유신호에 응답하여 상기 표시 장치에 구현되는 영상의 촬영을 시작하는 단계와;
    상기 제스처 무신호에 응답하여 상기 외부 조도 및 관면 조도를 검출하는 단계를 더 포함하는 차량용 표시 장치의 영상 처리 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 외부 조도가 상기 관면 조도보다 낮은지를 우선적으로 판단하고, 상기 열화 화소가 위치하는 영역의 휘도를 선택적으로 상승시키는 단계와;
    상기 외부 조도가 상기 관면 조도보다 높거나 같고, 상기 외부 조도 및 상기 관면 조도의 차이가 기준값 이상인 경우 상기 표시 장치의 휘도를 일괄적으로 상승시키고, 상기 외부 조도와 상기 관면 조도가 1K Lux이하인 경우, 상기 표시 장치의 휘도를 일괄적으로 저감시키는 단계를 포함하는 차량용 표시 장치의 영상 처리 방법.
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