KR102661824B1 - 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 입력 영상 중 일부에 대해 선형 톤 매핑을 수행하는 선형 톤 매핑부와, 입력 영상 중 다른 일부에 대해 비선형 톤 매핑을 수행하는 비선형 톤 매핑부와, 선형 톤 매핑부와 비선형 톤 매핑부의 출력을 각각 합성하는 합성부를 포함한다. 이에 의해, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.

Description

신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치{Signal processing device and image display apparatus including the same}
본 발명은 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있는 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치에 관한 것이다.
신호 처리 장치는, 영상을 표시할 수 있도록 입력 영상에 대한 신호 처리를 수행하는 장치이다.
예를 들어, 신호 처리 장치는, 방송 신호 또는 HDMI 신호 등을 수신하고, 수신되는 방송 신호 또는 HDMI 신호에 기초한 신호 처리를 수행하여, 신호 처리된 영상 신호를 출력할 수 있다.
한편, 카메라 및 방송 기술의 발전에 따라, 입력 영상의 해상도 및 수직 동기 주파수가 증대되고 있다. 구체적으로, 4K 해상도 및 120Hz의 수직 동기 주파수를 가지는 영상에 대한 화질 처리가 화질 처리에 대한 필요가 제기되고 있다.
이러한 입력 영상의 화질 처리를 신호 처리 장치가 담당할 수 있다. 이에, 신호 처리 장치에서 향상된 화질 처리를 위한 연구가 수행되고 있다.
예를 들어, 하이 다이나믹 레인지(HDR)에 따른 영상 표시를 위한 연구가 수행되고 있다.
본 발명의 목적은, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있는 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치를 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있는 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 입력 영상 중 일부에 대해 선형 톤 매핑을 수행하는 선형 톤 매핑부와, 입력 영상 중 다른 일부에 대해 비선형 톤 매핑을 수행하는 비선형 톤 매핑부와, 선형 톤 매핑부와 비선형 톤 매핑부의 출력을 각각 합성하는 합성부를 포함한다.
한편, 선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하며, 비선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 미만의 적어도 일부의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치는, 입력 영상에 대해 선형 개멋 매핑을 수행하는 선형 개멋 매핑부를 더 포함하며, 선형 톤 매핑부는, 선형 개멋 매핑부의 출력에 대해, 선형 톤 매핑을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치는, 입력 영상에 대한 영상 분석을 수행하는 영상 분석부를 더 포함하며, 분석된 영상의 컨텐츠 종류 또는 영상 해상도에 기초하여, 비선형 톤 매핑이 수행되는 구간이 가변될 수 있다.
한편, 제1 레벨은, 입력되는 설정 신호에 따라 가변될 수 있다.
한편, 제1 레벨이 커질수록, 비선형 톤 매핑시, 출력 휘도의 레벨이 증가할 수 있다.
한편, 제1 레벨이 커질수록, 비선형 톤 매핑 구간이 증가할 수 있다.
한편, 선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하며, 비선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 보다 작은 제2 레벨 이하의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다.
한편, 합성부는, 제1 레벨과 제2 레벨 사이의 휘도에 대해, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑에 기초한, 휘도 변화가 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 디스플레이와, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑을 조절할 수 있는 오브젝트를 표시하도록 제어하며, 오브젝트에 기초하여 설정된 설정값에 기초하여, 입력 영상에 대해, 선형 톤 매핑부과, 비선형 톤 매핑을 각각 수행하고, 합성된 영상을 디스플레이에 표시하도록 제어하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
한편, 신호 처리부는, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 혼합 모드의 온 또는 오프 설정을 위한 제2 오브젝트를 표시하도록 제어하며, 제2 오브젝트가 선택된 상태에서, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑을 조절할 수 있는 오브젝트의 설정에 따라, 입력 영상에 대해, 선형 톤 매핑부과, 비선형 톤 매핑을 각각 수행하고, 합성된 영상을 디스플레이에 표시하도록 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부는, 오브젝트 내의 선택 바의 위치가, 선형 톤 매핑 항목과 비선형 톤 매핑 항목 중 비선형 톤 매핑 항목에 더 가까울수록, 비선형 톤 매핑 구간이 증가하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 입력 영상 중 일부에 대해 선형 톤 매핑을 수행하는 선형 톤 매핑부와, 입력 영상 중 다른 일부에 대해 비선형 톤 매핑을 수행하는 비선형 톤 매핑부와, 선형 톤 매핑부와 비선형 톤 매핑부의 출력을 각각 합성하는 합성부를 포함한다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있게 된다.
한편, 선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하며, 비선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 미만의 적어도 일부의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치는, 입력 영상에 대해 선형 개멋 매핑을 수행하는 선형 개멋 매핑부를 더 포함하며, 선형 톤 매핑부는, 선형 개멋 매핑부의 출력에 대해, 선형 톤 매핑을 수행할 수 있다. 이에 따라, 선형 도메인에서, 개멋 매핑과 톤 매핑을 연속적으로 처리할 수 있어, 색 정확도가 높을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치는, 입력 영상에 대한 영상 분석을 수행하는 영상 분석부를 더 포함하며, 분석된 영상의 컨텐츠 종류 또는 영상 해상도에 기초하여, 비선형 톤 매핑이 수행되는 구간이 가변될 수 있다. 이에 따라, 분석된 영상의 컨텐츠 종류 또는 영상 해상도에 따라 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
한편, 제1 레벨은, 입력되는 설정 신호에 따라 가변될 수 있다. 이에 따라, 설정 신호에 따라 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
한편, 제1 레벨이 커질수록, 비선형 톤 매핑시, 출력 휘도의 레벨이 증가할 수 있다. 이에 따라, 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
한편, 제1 레벨이 커질수록, 비선형 톤 매핑 구간이 증가할 수 있다. 이에 따라, 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
한편, 선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하며, 비선형 톤 매핑부는, 제1 레벨 보다 작은 제2 레벨 이하의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있게 된다.
한편, 합성부는, 제1 레벨과 제2 레벨 사이의 휘도에 대해, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑에 기초한, 휘도 변화가 수행되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 디스플레이와, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑을 조절할 수 있는 오브젝트를 표시하도록 제어하며, 오브젝트에 기초하여 설정된 설정값에 기초하여, 입력 영상에 대해, 선형 톤 매핑부과, 비선형 톤 매핑을 각각 수행하고, 합성된 영상을 디스플레이에 표시하도록 제어하는 신호 처리부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있게 된다.
한편, 신호 처리부는, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 혼합 모드의 온 또는 오프 설정을 위한 제2 오브젝트를 표시하도록 제어하며, 제2 오브젝트가 선택된 상태에서, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑을 조절할 수 있는 오브젝트의 설정에 따라, 입력 영상에 대해, 선형 톤 매핑부과, 비선형 톤 매핑을 각각 수행하고, 합성된 영상을 디스플레이에 표시하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있게 된다.
한편, 신호 처리부는, 오브젝트 내의 선택 바의 위치가, 선형 톤 매핑 항목과 비선형 톤 매핑 항목 중 비선형 톤 매핑 항목에 더 가까울수록, 비선형 톤 매핑 구간이 증가하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 설정 입력에 따라, 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 영상표시장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 3은 도 2의 신호 처리부의 내부 블록도의 일예이다.
도 4a는 도 2의 원격제어장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 4b는 도 2의 원격제어장치의 내부 블록도이다.
도 5는 도 2의 디스플레이의 내부 블록도이다.
도 6a 내지 도 6b는 도 5의 유기발광패널의 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 신호 처리 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명과 관련된 신호 처리 장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 11 내지 도 14b는 도 10의 신호 처리 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 영상표시장치(100)는, 디스플레이(180)를 포함할 수 있다.
한편, 디스플레이(180)는 다양한 패널 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180)는, 액정표시패널(LCD 패널), 유기발광패널(OLED 패널), 무기발광패널(LED 패널) 등 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서는, 디스플레이(180)가 유기발광패널(OLED 패널)을 구비하는 것을 중심으로 기술한다.
한편, 유기발광패널(OLED 패널)은, 액정표시패널 보다 패널 응답 속도가 빠르며, 색재현 효과가 뛰어나며, 색재현성이 뛰어나다는 장점이 있다.
이에 따라, 디스플레이(180)가 유기발광패널을 구비하는 경우, 영상표시장치(100) 내의 신호 처리부(도 2의 170)는, 유기발광패널에 대응하는 화질 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 도 1의 영상표시장치(100)는, TV, 모니터, 태블릿 PC, 이동 단말기 등이 가능하다.
도 2는 도 1의 영상표시장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 영상표시장치(100)는, 영상 수신부(105), 외부장치 인터페이스부(130), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(150), 센서부(미도시), 신호 처리부(170), 디스플레이(180), 오디오 출력부(185)를 포함할 수 있다.
영상 수신부(105)는, 튜너부(110), 복조부(120), 네트워크 인터페이스부(130), 외부장치 인터페이스부(130)를 포함할 수 있다.
한편, 영상 수신부(105)는, 도면과 달리, 튜너부(110), 복조부(120)와, 외부장치 인터페이스부(130)만을 포함하는 것도 가능하다. 즉, 네트워크 인터페이스부(130)를 포함하지 않을 수도 있다.
튜너부(110)는, 안테나(미도시)를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기저장된 모든 채널에 해당하는 RF 방송 신호를 선택한다. 또한, 선택된 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환한다.
예를 들어, 선택된 RF 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환한다. 즉, 튜너부(110)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(110)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 신호 처리부(170)로 직접 입력될 수 있다.
한편, 튜너부(110)는, 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.
복조부(120)는 튜너부(110)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행한다.
복조부(120)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.
복조부(120)에서 출력한 스트림 신호는 신호 처리부(170)로 입력될 수 있다. 신호 처리부(170)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이(180)에 영상을 출력하고, 오디오 출력부(185)로 음성을 출력한다.
외부장치 인터페이스부(130)는, 접속된 외부 장치(미도시), 예를 들어, 셋탑 박스(50)와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(130)는, A/V 입출력부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋탑 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
A/V 입출력부는, 외부 장치의 영상 및 음성 신호를 입력받을 수 있다. 한편, 무선 통신부(미도시)는, 다른 전자기기와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다.
이러한 무선 통신부(미도시)를 통해, 외부장치 인터페이스부(130)는, 인접하는 이동 단말기(600)와 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 외부장치 인터페이스부(130)는, 미러링 모드에서, 이동 단말기(600)로부터 디바이스 정보, 실행되는 애플리케이션 정보, 애플리케이션 이미지 등을 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 영상표시장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스부(135)는, 네트워크를 통해, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다.
한편, 네트워크 인터페이스부(135)는, 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
저장부(140)는, 신호 처리부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(130)로 입력되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(140)는, 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
도 2의 저장부(140)가 신호 처리부(170)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 저장부(140)는 신호 처리부(170) 내에 포함될 수 있다.
사용자입력 인터페이스부(150)는, 사용자가 입력한 신호를 신호 처리부(170)로 전달하거나, 신호 처리부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달한다.
예를 들어, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 신호 처리부(170)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 신호 처리부(170)에 전달하거나, 신호 처리부(170)로부터의 신호를 센서부(미도시)로 송신할 수 있다.
신호 처리부(170)는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여, 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
예를 들어, 신호 처리부(170)는, 영상 수신부(105)에서 수신된 방송 신호 또는 HDMI 신호 등을 수신하고, 수신되는 방송 신호 또는 HDMI 신호에 기초한 신호 처리를 수행하여, 신호 처리된 영상 신호를 출력할 수 있다.
신호 처리부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이(180)로 입력되어, 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 신호 처리부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
신호 처리부(170)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(185)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 신호 처리부(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않으나, 신호 처리부(170)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다. 즉, 신호 처리부(170)는, 다양한 신호 처리를 수행할 수 있으며, 이에 따라, 시스템 온 칩(System On Chip,SOC)의 형태로 구현될 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
그 외, 신호 처리부(170)는, 영상표시장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(170)는 튜너부(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 신호 처리부(170)는 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는, 영상을 표시하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(180)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는 디스플레이(180)에 표시되는 영상 내에, 소정 오브젝트가 표시되도록 할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트는, 접속된 웹 화면(신문, 잡지 등), EPG(Electronic Program Guide), 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 정지 영상, 동영상, 텍스트 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상에 기초하여, 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 사용자와 영상표시장치(100) 간의 거리(z축 좌표)를 파악할 수 있다. 그 외, 사용자 위치에 대응하는 디스플레이(180) 내의 x축 좌표, 및 y축 좌표를 파악할 수 있다.
디스플레이(180)는, 신호 처리부(170)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성한다.
한편, 디스플레이(180)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.
오디오 출력부(185)는, 신호 처리부(170)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.
촬영부(미도시)는 사용자를 촬영한다. 촬영부(미도시)는 1 개의 카메라로 구현되는 것이 가능하나, 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 카메라로 구현되는 것도 가능하다. 촬영부(미도시)에서 촬영된 영상 정보는 신호 처리부(170)에 입력될 수 있다.
신호 처리부(170)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상, 또는 센서부(미도시)로부터의 감지된 신호 각각 또는 그 조합에 기초하여 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 영상표시장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다. 특히, 전원 공급부(190)는, 시스템 온 칩(System On Chip,SOC)의 형태로 구현될 수 있는 신호 처리부(170)와, 영상 표시를 위한 디스플레이(180), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(185) 등에 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 공급부(190)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 dc/dc 컨버터를 구비할 수 있다.
원격제어장치(200)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(150)로 송신한다. 이를 위해, 원격제어장치(200)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는, 사용자입력 인터페이스부(150)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(200)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.
한편, 상술한 영상표시장치(100)는, 고정형 또는 이동형 디지털 방송 수신 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 영상표시장치(100)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 영상표시장치(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 3은 도 2의 신호 처리부의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 의한 신호 처리부(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), 오디오 처리부(370)를 포함할 수 있다. 그 외 , 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, MPEG-2 TS가 입력되는 경우 이를 역다중화하여, 각각 영상, 음성 및 데이터 신호로 분리할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(320)는, 입력되는 영상에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 처리부(320)는, 역다중화부(310)로부터 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다.
이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(325), 스케일러(335), 화질 처리부(635), 영상 인코더(미도시), OSD 처리부(340), 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360) 등을 포함할 수 있다.
영상 디코더(325)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(335)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 디스플레이(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행한다.
영상 디코더(325)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다. 예를 들어, MPEG-2, H,264 디코더, 색차 영상(color image) 및 깊이 영상(depth image)에 대한 3D 영상 디코더, 복수 시점 영상에 대한 디코더 등을 구비할 수 있다.
스케일러(335)는, 영상 디코더(325) 등에서 영상 복호 완료된, 입력 영상 신호를 스케일링할 수 있다.
예를 들어, 스케일러(335)는, 입력 영상 신호의 크기 또는 해상도가 작은 경우, 업 스케일링하고, 입력 영상 신호의 크기 또는 해상도가 큰 경우, 다운 스케일링할 수 있다.
화질 처리부(635)는, 영상 디코더(325) 등에서 영상 복호 완료된, 입력 영상 신호에 대한 화질 처리를 수행할 수 있다.
예를 들어, 화질 처리부(635)는, 입력 영상 신호의 노이즈 제거 처리를 하거나, 입력 영상 신호의 도계조의 해상를 확장하거나, 영상 해상도 향상을 수행하거나, 하이 다이나믹 레인지(HDR) 기반의 신호 처리를 하거나, 프레임 레이트를 가변하거나, 패널 특성, 특히 유기발광패널에 대응하는 화질 처리 등을 할 수 있다.
OSD 처리부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성한다. 예를 들어, 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이(180)의 화면에 각종 정보를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 생성되는 OSD 신호는, 영상표시장치(100)의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯, 아이콘 등의 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 생성되는 OSD 신호는, 2D 오브젝트 또는 3D 오브젝트를 포함할 수 있다.
또한, OSD 처리부(340)는, 원격제어장치(200)로부터 입력되는 포인팅 신호에 기초하여, 디스플레이에 표시 가능한, 포인터를 생성할 수 있다. 특히, 이러한 포인터는, 포인팅 신호 처리부에서 생성될 수 있으며, OSD 처리부(240)는, 이러한 포인팅 신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 물론, 포인팅 신호 처리부(미도시)가 OSD 처리부(240) 내에 구비되지 않고 별도로 마련되는 것도 가능하다.
프레임 레이트 변환부(Frame Rate Conveter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.
한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 입력되는 영상 신호의 포맷을, 디스플레이에 표시하기 위한 영상 신호로 변화시켜 출력할 수 있다.
특히, 포맷터(Formatter)(360)는, 디스플레이 패널에 대응하도록 영상 신호의 포맷을 변화시킬 수 있다.
한편, 포맷터(360)는, 영상 신호의 포맷을 변경할 수도 있다. 예를 들어, 3D 영상 신호의 포맷을, 사이드 바이 사이드(Side by Side) 포맷, 탑 다운(Top / Down) 포맷, 프레임 시퀀셜(Frame Sequential) 포맷, 인터레이스 (Interlaced) 포맷, 체커 박스(Checker Box) 포맷 등의 다양한 3D 포맷 중 어느 하나의 포맷으로 변경할 수 있다.
프로세서(330)는, 영상표시장치(100) 내 또는 신호 처리부(170) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(330)는 튜너(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)와의 데이터 전송 제어를 수행할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 신호 처리부(170) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320) 등의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부(170) 내의 오디오 처리부(370)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해 오디오 처리부(370)는 다양한 디코더를 구비할 수 있다.
또한, 신호 처리부(170) 내의 오디오 처리부(370)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
신호 처리부(170) 내의 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 데이터 신호인 경우, 이를 복호화할 수 있다. 부호화된 데이터 신호는, 각 채널에서 방영되는 방송프로그램의 시작시간, 종료시간 등의 방송정보를 포함하는 전자 프로그램 가이드 정보(Electronic Program Guide) 정보일 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 신호 처리부(170)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 신호 처리부(170)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
특히, 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 영상 처리부(320) 외에 별도로 마련될 수도 있다.
도 4a는 도 2의 원격제어장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 4a의 (a)에 도시된 바와 같이, 디스플레이(180)에 원격제어장치(200)에 대응하는 포인터(205)가 표시되는 것을 예시한다.
사용자는 원격제어장치(200)를 상하, 좌우(도 4a의 (b)), 앞뒤(도 4a의 (c))로 움직이거나 회전할 수 있다. 영상표시장치의 디스플레이(180)에 표시된 포인터(205)는 원격제어장치(200)의 움직임에 대응한다. 이러한 원격제어장치(200)는, 도면과 같이, 3D 공간 상의 움직임에 따라 해당 포인터(205)가 이동되어 표시되므로, 공간 리모콘 또는 3D 포인팅 장치라 명명할 수 있다.
도 4a의 (b)는 사용자가 원격제어장치(200)를 왼쪽으로 이동하면, 영상표시장치의 디스플레이(180)에 표시된 포인터(205)도 이에 대응하여 왼쪽으로 이동하는 것을 예시한다.
원격제어장치(200)의 센서를 통하여 감지된 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보는 영상표시장치로 전송된다. 영상표시장치는 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보로부터 포인터(205)의 좌표를 산출할 수 있다. 영상표시장치는 산출한 좌표에 대응하도록 포인터(205)를 표시할 수 있다.
도 4a의 (c)는, 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누른 상태에서, 사용자가 원격제어장치(200)를 디스플레이(180)에서 멀어지도록 이동하는 경우를 예시한다. 이에 의해, 포인터(205)에 대응하는 디스플레이(180) 내의 선택 영역이 줌인되어 확대 표시될 수 있다. 이와 반대로, 사용자가 원격제어장치(200)를 디스플레이(180)에 가까워지도록 이동하는 경우, 포인터(205)에 대응하는 디스플레이(180) 내의 선택 영역이 줌아웃되어 축소 표시될 수 있다. 한편, 원격제어장치(200)가 디스플레이(180)에서 멀어지는 경우, 선택 영역이 줌아웃되고, 원격제어장치(200)가 디스플레이(180)에 가까워지는 경우, 선택 영역이 줌인될 수도 있다.
한편, 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누른 상태에서는 상하, 좌우 이동의 인식이 배제될 수 있다. 즉, 원격제어장치(200)가 디스플레이(180)에서 멀어지거나 접근하도록 이동하는 경우, 상,하,좌,우 이동은 인식되지 않고, 앞뒤 이동만 인식되도록 할 수 있다. 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누르지 않은 상태에서는, 원격제어장치(200)의 상,하, 좌,우 이동에 따라 포인터(205)만 이동하게 된다.
한편, 포인터(205)의 이동속도나 이동방향은 원격제어장치(200)의 이동속도나 이동방향에 대응할 수 있다.
도 4b는 도 2의 원격제어장치의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 원격제어장치(200)는 무선통신부(425), 사용자 입력부(435), 센서부(440), 출력부(450), 전원공급부(460), 저장부(470), 제어부(480)를 포함할 수 있다.
무선통신부(425)는 전술하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 영상표시장치 중 임의의 어느 하나와 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예들에 따른 영상표시장치들 중에서, 하나의 영상표시장치(100)를 일예로 설명하도록 하겠다.
본 실시예에서, 원격제어장치(200)는 RF 통신규격에 따라 영상표시장치(100)와 신호를 송수신할 수 있는 RF 모듈(421)을 구비할 수 있다. 또한 원격제어장치(200)는 IR 통신규격에 따라 영상표시장치(100)와 신호를 송수신할 수 있는 IR 모듈(423)을 구비할 수 있다.
본 실시예에서, 원격제어장치(200)는 영상표시장치(100)로 원격제어장치(200)의 움직임 등에 관한 정보가 담긴 신호를 RF 모듈(421)을 통하여 전송한다.
또한, 원격제어장치(200)는 영상표시장치(100)가 전송한 신호를 RF 모듈(421)을 통하여 수신할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는 필요에 따라 IR 모듈(423)을 통하여 영상표시장치(100)로 전원 온/오프, 채널 변경, 볼륨 변경 등에 관한 명령을 전송할 수 있다.
사용자 입력부(435)는 키패드, 버튼, 터치 패드, 또는 터치 스크린 등으로 구성될 수 있다. 사용자는 사용자 입력부(435)를 조작하여 원격제어장치(200)로 영상표시장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 사용자 입력부(435)가 하드키 버튼을 구비할 경우 사용자는 하드키 버튼의 푸쉬 동작을 통하여 원격제어장치(200)로 영상표시장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 사용자 입력부(435)가 터치스크린을 구비할 경우 사용자는 터치스크린의 소프트키를 터치하여 원격제어장치(200)로 영상표시장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 또한, 사용자 입력부(435)는 스크롤 키나, 조그 키 등 사용자가 조작할 수 있는 다양한 종류의 입력수단을 구비할 수 있으며 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
센서부(440)는 자이로 센서(441) 또는 가속도 센서(443)를 구비할 수 있다. 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보를 센싱할 수 있다.
일예로, 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 동작에 관한 정보를 x,y,z 축을 기준으로 센싱할 수 있다. 가속도 센서(443)는 원격제어장치(200)의 이동속도 등에 관한 정보를 센싱할 수 있다. 한편, 거리측정센서를 더 구비할 수 있으며, 이에 의해, 디스플레이(180)와의 거리를 센싱할 수 있다.
출력부(450)는 사용자 입력부(435)의 조작에 대응하거나 영상표시장치(100)에서 전송한 신호에 대응하는 영상 또는 음성 신호를 출력할 수 있다. 출력부(450)를 통하여 사용자는 사용자 입력부(435)의 조작 여부 또는 영상표시장치(100)의 제어 여부를 인지할 수 있다.
일예로, 출력부(450)는 사용자 입력부(435)가 조작되거나 무선 통신부(425)을 통하여 영상표시장치(100)와 신호가 송수신되면 점등되는 LED 모듈(451), 진동을 발생하는 진동 모듈(453), 음향을 출력하는 음향 출력 모듈(455), 또는 영상을 출력하는 디스플레이 모듈(457)을 구비할 수 있다.
전원공급부(460)는 원격제어장치(200)로 전원을 공급한다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)이 소정 시간 동안 움직이지 않은 경우 전원 공급을 중단함으로서 전원 낭비를 줄일 수 있다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)에 구비된 소정 키가 조작된 경우에 전원 공급을 재개할 수 있다.
저장부(470)는 원격제어장치(200)의 제어 또는 동작에 필요한 여러 종류의 프로그램, 애플리케이션 데이터 등이 저장될 수 있다. 만일 원격제어장치(200)가 영상표시장치(100)와 RF 모듈(421)을 통하여 무선으로 신호를 송수신할 경우 원격제어장치(200)와 영상표시장치(100)는 소정 주파수 대역을 통하여 신호를 송수신한다. 원격제어장치(200)의 제어부(480)는 원격제어장치(200)와 페어링된 영상표시장치(100)와 신호를 무선으로 송수신할 수 있는 주파수 대역 등에 관한 정보를 저장부(470)에 저장하고 참조할 수 있다.
제어부(480)는 원격제어장치(200)의 제어에 관련된 제반사항을 제어한다. 제어부(480)는 사용자 입력부(435)의 소정 키 조작에 대응하는 신호 또는 센서부(440)에서 센싱한 원격제어장치(200)의 움직임에 대응하는 신호를 무선 통신부(425)를 통하여 영상표시장치(100)로 전송할 수 있다.
영상표시장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)는, 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있는 무선통신부(151)와, 원격제어장치(200)의 동작에 대응하는 포인터의 좌표값을 산출할 수 있는 좌표값 산출부(415)를 구비할 수 있다.
사용자 입력 인터페이스부(150)는, RF 모듈(412)을 통하여 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있다. 또한 IR 모듈(413)을 통하여 원격제어장치(200)이 IR 통신 규격에 따라 전송한 신호를 수신할 수 있다.
좌표값 산출부(415)는 무선통신부(151)를 통하여 수신된 원격제어장치(200)의 동작에 대응하는 신호로부터 손떨림이나 오차를 수정하여 디스플레이(170)에 표시할 포인터(205)의 좌표값(x,y)을 산출할 수 있다.
사용자 입력 인터페이스부(150)를 통하여 영상표시장치(100)로 입력된 원격제어장치(200) 전송 신호는 영상표시장치(100)의 신호 처리부(170)로 전송된다. 신호 처리부(170)는 원격제어장치(200)에서 전송한 신호로부터 원격제어장치(200)의 동작 및 키 조작에 관한 정보를 판별하고, 그에 대응하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 원격제어장치(200)는, 그 동작에 대응하는 포인터 좌표값을 산출하여 영상표시장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)로 출력할 수 있다. 이 경우, 영상표시장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)는 별도의 손떨림이나 오차 보정 과정 없이 수신된 포인터 좌표값에 관한 정보를 신호 처리부(170)로 전송할 수 있다.
또한, 다른 예로, 좌표값 산출부(415)가, 도면과 달리 사용자 입력 인터페이스부(150)가 아닌, 신호 처리부(170) 내부에 구비되는 것도 가능하다.
도 5는 도 2의 디스플레이의 내부 블록도이다.
도면을 참조하면, 유기발광패널 기반의 디스플레이(180)는, 유기발광패널(210), 제1 인터페이스부(230), 제2 인터페이스부(231), 타이밍 컨트롤러(232), 게이트 구동부(234), 데이터 구동부(236), 메모리(240), 프로세서(270), 전원 공급부(290), 전류 검출부(510) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이(180)는, 영상 신호(Vd)와, 제1 직류 전원(V1) 및 제2 직류 전원(V2)을 수신하고, 영상 신호(Vd)에 기초하여, 소정 영상을 표시할 수 있다.
한편, 디스플레이(180) 내의 제1 인터페이스부(230)는, 신호 처리부(170)로부터 영상 신호(Vd)와, 제1 직류 전원(V1)을 수신할 수 있다.
여기서, 제1 직류 전원(V1)은, 디스플레이(180) 내의 전원 공급부(290), 및 타이밍 컨트롤러(232)의 동작을 위해 사용될 수 있다.
다음, 제2 인터페이스부(231)는, 외부의 전원 공급부(190)로부터 제2 직류 전원(V2)을 수신할 수 있다. 한편, 제2 직류 전원(V2)은, 디스플레이(180) 내의 데이터 구동부(236)에 입력될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(232)는, 영상 신호(Vd)에 기초하여, 데이터 구동 신호(Sda) 및 게이트 구동 신호(Sga)를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 인터페이스부(230)가 입력되는 영상 신호(Vd)를 변환하여 변환된 영상 신호(va1)를 출력하는 경우, 타이밍 컨트롤러(232)는, 변환된 영상 신호(va1)에 기초하여, 데이터 구동 신호(Sda) 및 게이트 구동 신호(Sga)를 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(timing controller)(232)는, 신호 처리부(170)로부터의 비디오 신호(Vd) 외에, 제어 신호, 수직동기신호(Vsync) 등을 더 수신할 수 있다.
그리고, 타이밍 컨트롤러(timing controller)(232)는, 비디오 신호(Vd) 외에, 제어 신호, 수직동기신호(Vsync) 등에 기초하여, 게이트 구동부(234)의 동작을 위한 게이트 구동 신호(Sga), 데이터 구동부(236)의 동작을 위한 데이터 구동 신호(Sda)를 출력할 수 있다.
이때의 데이터 구동 신호(Sda)는, 패널(210)이 RGBW의 서브픽셀을 구비하는 경우, RGBW 서브픽셀 구동용 데이터 구동 신호일 수 있다.
한편, 타이밍 컨트롤러(232)는, 게이트 구동부(234)에 제어 신호(Cs)를 더 출력할 수 있다.
게이트 구동부(234)와 데이터 구동부(236)는, 타이밍 컨트롤러(232)로부터의 게이트 구동 신호(Sga), 데이터 구동 신호(Sda)에 따라, 각각 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)을 통해, 주사 신호 및 영상 신호를 유기발광패널(210)에 공급한다. 이에 따라, 유기발광패널(210)은 소정 영상을 표시하게 된다.
한편, 유기발광패널(210)은, 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 영상을 표시하기 위해, 유기 발광층에 대응하는 각 화소에, 다수개의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차하여 배치될 수 있다.
한편, 데이터 구동부(236)는, 제2 인터페이스부(231)로부터의 제2 직류 전원(V2)에 기초하여, 유기발광패널(210)에 데이터 신호를 출력할 수 있다.
전원 공급부(290)는, 각종 전원을, 게이트 구동부(234)와 데이터 구동부(236), 타이밍 컨트롤러(232) 등에 공급할 수 있다.
전류 검출부(510)는, 유기발광패널(210)의 서브픽셀에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 검출되는 전류는, 누적 전류 연산을 위해, 프로세서(270) 등에 입력될 수 있다.
프로세서(270)는, 디스플레이(180) 내의 각종 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부(234)와 데이터 구동부(236), 타이밍 컨트롤러(232) 등을 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 전류 검출부(510)로부터, 유기발광패널(210)의 서브픽셀에 흐르는 전류 정보를 수신할 수 있다.
그리고, 프로세서(270)는, 유기발광패널(210)의 서브픽셀에 흐르는 전류 정보에 기초하여, 각 유기발광패널(210)의 서브픽셀의 누적 전류를 연산할 수 있다. 연산되는 누적 전류는, 메모리(240)에 저장될 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 각 유기발광패널(210)의 서브픽셀의 누적 전류가, 허용치 이상인 경우, 번인(burn in)으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(270)는, 각 유기발광패널(210)의 서브픽셀의 누적 전류가, 300000 A 이상인 경우, 번인된 서브픽셀로 판단할 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 각 유기발광패널(210)의 서브픽셀 중 일부 서브픽셀의 누적 전류가, 허용치에 근접하는 경우, 해당 서브픽셀을, 번인이 예측되는 서브픽셀로 판단할 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 전류 검출부(510)에서 검출된 전류에 기초하여, 가장 누적 전류가 큰 서브픽셀을, 번인 예측 서브픽셀로 판단할 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 도 5의 유기발광패널의 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 6a는, 유기발광패널(210) 내의 픽셀(Pixel)을 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 유기발광패널(210)은, 복수의 스캔 라인(Scan 1 ~ Scan n)과, 이에 교차하는 복수의 데이터 라인(R1,G1,B1,W1 ~ Rm,Gm,Bm,Wm)을 구비할 수 있다.
한편, 유기발광패널(210) 내의 스캔 라인과, 데이터 라인의 교차 영역에, 픽셀(subpixel)이 정의된다. 도면에서는, RGBW의 서브픽셀(SR1,SG1,SB1,SW1)을 구비하는 픽셀(Pixel)을 도시한다.
도 6b는, 도 6a의 유기발광패널의 픽셀(Pixel) 내의 어느 하나의 서브픽셀(sub pixel)의 회로를 예시한다.
도면을 참조하면, 유기발광 서브픽셀(sub pixell) 회로(CRTm)는, 능동형으로서, 스캔 스위칭 소자(SW1), 저장 커패시터(Cst), 구동 스위칭 소자(SW2), 유기발광층(OLED)을 구비할 수 있다.
스캔 스위칭 소자(SW1)는, 게이트 단자에 스캔 라인(Scan line)이 접속되어, 입력되는 스캔 신호(Vdscan)에 따라 턴 온하게 된다. 턴 온되는 경우, 입력되는 데이터 신호(Vdata)를 구동 스위칭 소자(SW2)의 게이트 단자 또는 저장 커패시터(Cst)의 일단으로 전달하게 된다.
저장 커패시터(Cst)는, 구동 스위칭 소자(SW2)의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 형성되며, 저장 커패시터(Cst)의 일단에 전달되는 데이터 신호 레벨과, 저장 커패시터(Cst)의 타단에 전달되는 직류 전원(VDD) 레벨의 소정 차이를 저장한다.
예를 들어, 데이터 신호가, PAM(Pluse Amplitude Modulation) 방식에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 경우, 데이터 신호(Vdata)의 레벨 차이에 따라, 저장 커패시터(Cst)에 저장되는 전원 레벨이 달라지게 된다.
다른 예로, 데이터 신호가 PWM(Pluse Width Modulation) 방식에 따라 서로 다른 펄스폭을 갖는 경우, 데이터 신호(Vdata)의 펄스폭 차이에 따라, 저장 커패시터(Cst)에 저장되는 전원 레벨이 달라지게 된다.
구동 스위칭 소자(SW2)는, 저장 커패시터(Cst)에 저장된 전원 레벨에 따라 턴 온된다. 구동 스위칭 소자(SW2)가 턴 온하는 경우, 저장된 전원 레벨에 비례하는, 구동 전류(IOLED)가 유기발광층(OLED)에 흐르게 된다. 이에 따라, 유기발광층(OLED)은 발광동작을 수행하게 된다.
유기발광층(OLED)은, 서브픽셀에 대응하는 RGBW의 발광층(EML)을 포함하며, 정공주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL), 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 그 외에 정공 저지층 등도 포함할 수 있다.
한편, 서브픽셀(sub pixell)은, 유기발광층(OLED)에서 모두 백색의 광을 출력하나, 녹색,적색,청색 서브픽셀의 경우, 색상 구현을 위해, 별도의 컬러필터가 구비된다. 즉, 녹색,적색,청색 서브픽셀의 경우, 각각 녹색,적색,청색 컬러필터를 더 구비한다. 한편, 백색 서브픽셀의 경우, 백색광을 출력하므로, 별도의 컬러필터가 필요 없게 된다.
한편, 도면에서는, 스캔 스위칭 소자(SW1)와 구동 스위칭 소자(SW2)로서, p타입의 MOSFET인 경우를 예시하나, n타입의 MOSFET이거나, 그 외, JFET, IGBT, 또는 SIC 등의 스위칭 소자가 사용되는 것도 가능하다.
한편, 픽셀(Pixel)은, 단위 표시 기간 동안, 구체적으로 단위 프레임 동안, 스캔 신호가 인가된 이후, 유기발광층(OLED)에서 계속 발광하는 홀드 타입의 소자이다.
한편, 카메라 및 방송 기술의 발전에 따라, 입력 영상 신호의 해상도 및 수직 동기 주파수가 증대되고 있다. 특히, 4K 해상도 및 120Hz의 수직 해상도를 가지는 영상 신호에 대한 화질 처리의 필요성이 제기되고 있다. 이에 입력 영상 신호의 화질 처리 향상을 위한 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 7 이하를 참조하여 기술한다.
도 7은 본 발명의 실시예 에 따른 신호 처리 장치의 내부 블록도의 일예이다.
한편, 도 7의 신호 처리 장치(170)는, 도 2의 신호 처리부(170)에 대응할 수 있다.
먼저, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치(170)는, 영상 분석부(610), 및 화질 처리부(635)를 구비할 수 있다.
영상 분석부(610)는, 입력 영상 신호를 분석하고, 분석된 입력 영상 신호와 관련된 정보를 출력할 수 있다.
한편, 영상 분석부(610)는, 입력되는 제1 입력 영상 신호의 오브젝트 영역과 배경 영역을 구분할 수 있다. 또는, 영상 분석부(610)는, 입력되는 제1 입력 영상 신호의 오브젝트 영역과 배경 영역의 확률 또는 비율을 연산할 수 있다.
입력 영상 신호는, 영상 수신부(105)로부터의 입력 영상 신호이거나, 도 3의 영상 디코더(320)에서 복호화된 영상일 수 있다.
특히, 영상 분석부(610)는, 인공 지능(artificial intelligence;AI)을 이용하여, 입력 영상 신호를 분석하고, 분석된 입력 영상 신호 정보를 출력할 수 있다.
구체적으로, 영상 분석부(610)는, 입력 영상 신호의 해상도, 계조(resolution), 잡음 수준, 패턴 여부 등을 분석하고, 분석된 입력 영상 신호와 관련된 정보, 특히 화질 설정 정보를, 화질 처리부(635)로 출력할 수 있다.
화질 처리부(635)는, HDR 처리부(705), 제1 리덕션부(710), 인핸스부(750), 제2 리덕션부(790)를 구비할 수 있다.
HDR 처리부(705)는, 영상 신호를 입력받고, 입력되는 영상 신호에 대해, 하이 다이내믹 레인지(HDR) 처리를 할 수 있다.
예를 들어, HDR 처리부(705)는, 스탠다드 다이내믹 레인지(Standard Dynamic Range; SDR) 영상 신호를 HDR 영상 신호로 변환할 수 있다.
다른 예로, HDR 처리부(705)는, 영상 신호를 입력받고, 입력되는 영상 신호에 대해, 하이 다이내믹 레인지를 위한, 계조 처리를 할 수 있다.
한편, HDR 처리부(705)는, 입력되는 영상 신호가 SDR 영상 신호인 경우, 계조 변환을 바이패스하고, 입력되는 영상 신호가 HDR 영상 신호인 경우, 계조 변환을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
한편, HDR 처리부(705)는, 저계조와 고계조 중 저계조를 강조하고 고계조가 포화되도록 하는 제1 계조 변환 모드, 또는 저계조와 고계조 전반에 대해 다소 균일하게 변환되도록 하는 제2 계조 변환 모드에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다.
HDR 처리부(705)는, 제1 계조 변환 곡선 또는 제2 계조 변환 곡선에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다.
예를 들어, HDR 처리부(705)는, 제1 계조 변환 곡선에 대응하는 룩업 테이블 내의 데이터 또는 제2 계조 변환 곡선에 대응하는 룩업 테이블 내의 데이터 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다.
구체적으로, HDR 처리부(705)는, 제1 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 룩업 테이블 내의 제1 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다.
더 구체적으로, HDR 처리부(705)는, 제1 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 입력 데이터에 관한 연산식, 및 상기 연산식에 따라 결정되는 룩업 테이블 내의 제1 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다. 여기서 입력 데이터는, 비디오 데이터와 메타 데이터를 포함할 수 있다.
한편, HDR 처리부(705)는, 제2 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 룩업 테이블 내의 제2 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다.
더 구체적으로, HDR 처리부(705)는, 제2 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 입력 데이터에 관한 연산식, 및 상기 연산식에 따라 결정되는 룩업 테이블 내의 제2 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다. 여기서 입력 데이터는, 비디오 데이터와 메타 데이터를 포함할 수 있다.
한편, HDR 처리부(705)는, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)에서의 제3 계조 변환 모드 또는 제4 계조 변환 모드에 따라, 제1 계조 변환 모드, 또는 제2 계조 변환 모드를 선택할 수도 있다.
예를 들어, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)는, 제3 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 룩업 테이블 내의 제3 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다.
구체적으로, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)는, 제3 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 입력 데이터에 관한 연산식, 및 상기 연산식에 따라 결정되는 룩업 테이블 내의 제3 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다. 여기서 입력 데이터는, 비디오 데이터와 메타 데이터를 포함할 수 있다.
한편, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)는, 제4 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 룩업 테이블 내의 제4 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다.
구체적으로, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)는, 제4 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 입력 데이터에 관한 연산식, 및 상기 연산식에 따라 결정되는 룩업 테이블 내의 제4 계조 변환 모드에 대응하는 데이터에 기초하여, 계조 변환 처리를 할 수 있다. 여기서 입력 데이터는, 비디오 데이터와 메타 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, HDR 처리부(705)는, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)에서, 제4 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 제2 계조 변환 모드를 수행할 수 있다.
다른 예로, HDR 처리부(705)는, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)에서, 제3 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 제1 계조 변환 모드를 수행할 수 있다.
또는, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)는, HDR 처리부(705)에서의 계조 변환 모드에 따라, 수행되는 계조 변환 모드를 가변할 수도 있다.
예를 들어, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)는, HDR 처리부(705)에서 제2 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 제4 계조 변환 모드를 수행할 수 있다.
다른 예로, 제2 리덕션부(790) 내의 고계조 증폭부(851)는, HDR 처리부(705)에서 제1 계조 변환 모드가 수행되는 경우, 제3 계조 변환 모드를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 HDR 처리부(705)는, 저계조와 고계조가 균일하게 변환되도록 계조 변환 모드를 수행할 수 있다.
즉, HDR 처리부(705)는, 제1 계조 변환 곡선이 아닌, 제2 계조 변환 곡선에 기초하여, 계조 변환 처리를 수행할 수 있다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, HDR 처리부(705)에서의, 제2 계조 변환 모드에 따라, 제4 계조 변환 모드를 수행하며, 이에 입력되는 영상 신호의 계조의 상한 레벨을 증폭할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
다음, 제1 리덕션부(reduction unit))(710)는, 입력 영상 신호 또는 HDR 처리부(705)에서 처리된 영상 신호에 대해, 노이즈 제거를 수행할 수 있다.
구체적으로, 제1 리덕션부(reduction unit))(710)는, 입력 영상 신호 또는 HDR 처리부(705)로부터의 HDR 영상에 대해, 상기 다단계 노이즈 제거 처리, 및 제1 단계 계조 확장 처리를 할 수 있다.
이를 위해, 제1 리덕션부(710)는, 다단계로 노이즈 제거를 위한 복수의 노이즈 제거부(715,720)와, 계조 확장을 위한 계조 확장부(725)를 구비할 수 있다.
다음, 인핸스부(enhancement unit)(750)는, 제1 리덕션부(710)로부터의 영상에 대해, 다단계 영상 해상도 향상 처리를 할 수 있다.
또한, 인핸스부(750)는, 오브젝트 입체감 향상 처리를 할 수 있다. 또한, 인핸스부(750)는, 컬러 또는 컨트라스트 향상 처리를 할 수 있다.
이를 위해, 인핸스부(750)는, 다단계로 영상 해상도 향상을 위한 복수의 해상도 향상부(735,738,742), 오브젝트의 입체감 향상을 위한 오브젝트 입체감 향상부(745), 컬러 또는 컨트라스트 향상을 위한 컬러 컨트라스트 향상부(749)를 구비할 수 있다.
다음, 제2 리덕션부(790)는, 제1 리덕션부(710)로부터 입력된 노이즈 제거된 영상 신호에 기초하여, 제2 단계 계조 확장 처리를 수행할 수 있다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, 입력되는 신호의 계조의 상한 레벨을 증폭하고, 입력 신호의 도계조의 해상를 확장할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
예를 들어, 입력되는 신호의 전 계조 영역에 대해 균일하게 계조 확장을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 영역에 대해 균일한 계조 확장이 수행되면서, 고계조 표현력을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, 제1 계조 확장부(725)로부터의 입력 신호에 기초하여, 계조 증폭 및 확장을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, 사용자 입력 신호에 기초하여, 입력되는 영상 신호가 SDR 영상 신호인 경우, 증폭의 정도를 가변할 수 있다. 이에 따라, 사용자 설정에 대응하여, 고계조 표현력을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, 입력되는 영상 신호가 HDR 영상 신호인 경우, 설정된 값에 따라, 증폭을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, 사용자 입력 신호에 기초하여, 입력되는 영상 신호가 HDR 영상 신호인 경우, 증폭의 정도를 가변할 수 있다. 이에 따라, 사용자 설정에 대응하여, 고계조 표현력을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, 사용자 입력 신호에 기초하여, 계조 확장시, 계조 확장의 정도를 가변할 수 있다. 이에 따라, 사용자 설정에 대응하여, 고계조 표현력을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 제2 리덕션부(790)는, HDR 처리부(705)에서의, 계조 변환 모드에 따라, 계조의 상한 레벨을 증폭시킬 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
신호 처리 장치(170)는, 영상 신호를 입력받고, 입력되는 영상 신호의 휘도를 조절하는 HDR 처리부(705)와, HDR 처리부(705)로부터의 영상 신호의 휘도를 증폭하고, 영상 신호의 계조 해상도를 증가시켜, 인핸스드(enhanced) 영상 신호를 생성하는 리덕션부(790)를 포함하고, 앤핸스드 영상 신호는, 표시되는 HDR 이미지 내의 하이다이나믹 레인지를 유지하는 동안, 영상 신호의 증가된 휘도와 계조 해상도를 제공한다.
한편, 영상 신호의 휘도 범위는, 신호 처리 장치(170)에 수신되는 제어 신호에 따라 조절된다.
한편, 입력되는 영상 신호가 HDR 신호인지 SDR 신호인지 여부를 결정하고, HDR 처리부(705)로 제공하기 위한 제어 신호를 생성하는 영상 분석부를 더 포함하고, 제어 신호가, 입력되는 영상 신호가 HDR 신호인 것을 나타내는 경우에만 조절된다.
한편, 제어 신호는, 신호 처리와 연관된 영상 표시 장치의 제어부로부터 수신되고, 영상 표시 장치의 설정에 대응한다.
한편, 계조의 해상도는, 영상 신호의 조정된 휘도의 증폭에 기초하여 증가된다.
한편, 계조의 해상도는, 신호 처리 장치(170)에 입력되는 제어 신호에 기초하여 증가된다.
한편, 제어 신호는, 신호 처리와 연관된 영상 표시 장치의 제어부로부터 수신되고, 영상 표시 장치의 설정에 대응한다.
한편, 리덕션부(790)는, 입력되는 신호의 계조의 상한 레벨을 증폭하는 고계조 증폭부(851)와, 고계조 증폭부(851)로부터의 증폭된 계조의 해상도를 확장하는 디컨투어부(842,844)를 포함할 수 있다.
제2 리덕션부(790)는, 제2 단계 계조 확장을 위한 제2 계조 확장부(729)를 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 신호 처리 장치(170) 내의 화질 처리부(635)는, 도 7과 같이, 4단계의 리덕션 처리와, 4단계의 영상 향상 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 4단계 리덕션 처리는, 2단계의 노이즈 제거 처리와, 2단계의 계조 확장 처리를 포함할 수 있다.
여기서, 2단계의 노이즈 제거 처리는, 제1 리덕션부(710) 내의 제1 및 제2 노이즈 제거부(715,720)가 수행하며, 2단계의 계조 확장 처리는, 제1 리덕션부(710) 내의 제1 계조 확장부(725)와, 제2 리덕션부(790) 내의 제2 계조 확장부(729)가 수행할 수 있다.
한편, 4단계 영상 향상 처리는, 3단계의 영상 해상도 향상 처리(bit resolution enhancement)와, 오브젝트 입체감 향상 처리를 구비할 수 있다.
여기서, 3단계의 영상 해상도 향상 처리는, 제1 내지 제3 해상도 향상부(735,738,742)가 처리하며, 오브젝트 입체감 향상 처리는, 오브젝트 입체감 향상부(745)가 처리할 수 있다.
한편, 본 발명의 신호 처리 장치(170)의 제1 특징은, 다단계 화질 처리로서 동일 또는 유사한 알고리즘을 다중 적용하여 점진적으로 화질을 향상시키는 것에 있다.
이를 위해, 본 발명의 신호 처리 장치(170) 내의 화질 처리부(635)는, 동일 또는 유사 알고리즘을 2회 이상 적용하여, 화질 처리를 진행하는 것으로 한다.
한편, 화질 처리부(635)에서 수행되는 동일 또는 유사 알고리즘은, 각 단계별로 달성하고자 하는 목표가 다르며, 점진적으로 다단계 화질 처리를 수행함으로써, 1 단계에 모든 화질을 처리하는 것 대비하여, 영상의 아티팩트(Artifact)가 적게 발생하는 장점이 있으며, 보다 자연스럽고 보다 선명한 영상 처리 결과물을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
한편, 동일 또는 유사 알고리즘을, 다른 화질처리 알고리즘과 교차하면서 다중으로 적용함으로써, 단순 연속 처리 이상의 효과를 얻을 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 신호 처리 장치(170)의 다른 특징은, 다단계로 노이즈 제거 처리를 하는 것에 있다. 각 단계의 노이즈 제거 처리는 시간(Temporal) 처리와, 공간(Spatial) 처리를 포함할 수 있다.
한편, 하이 다이내믹 레인지(HDR) 기법은, 스탠다드 다이내밀 레인지(SDR) 등의 기존보다 훨씬 넓은 범위의 휘도(단위 nit) 영역을 사용하여, 보다 풍부한 명암을 표현할 수 있다.
최근 다이내믹 레인지가 넓은 고사양의 카메라 등에 의해, 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성할 수 있다.
한편, 스탠다드 다이내믹 레인지 영상 등은 일반적인 다이내믹 레인지 수준으로서, 방송 표준에서는 대략 100 니트(nit) 이하까지 표현된다.
그러나, 최근 사용되고 있는 하이 다이내믹 레인지 기법은, 대략 10000 니트(nit) 까지의 넓은 범위를 표현하도록 하고 있다.
이에 따라, 하이 다이내믹 레인지 기법을 적용할 경우, 기존의 일반 다이내믹 레인지에 비해서 영상 특성이 크게 변하므로, 이를 표현하기 위한 영상 포맷, 관련 메타데이터(metadata), 압축 방식, 장치 간 인터페이스, 디스플레이(180) 등의 전체 시스템 상의 변경이 요구된다.
본 발명은 보다 넓은 다이내믹 레인지(dynamic range)로 발전하고 있는 디스플레이 장치에서, 기존의 일반 다이내믹 레인지 영상을 재생하는 경우, 또는, 하이 다이내믹 레인지 영상을 재생하는 경우, 소스 영상의 화질을 그대로 유지하도록 톤 매핑을 수행하는 방안에 대한 것이다.
특히, 영상의 다이내믹 레인지가 디스플레이(180)의 다이내믹 레인지와 다른 경우가 많으므로, 영상의 다이내믹 레인지를 디스플레이(180)의 다이내믹 레인지에 적합하도록 매핑하는 것이 필요하다.
한편, 표현 가능한 영역의 휘도(밝기)는 그대로 표현하고, 표현할 수 없는 범위의 밝기 성분에 대해서는 소스 영상 대비 화질의 손상이 최소화되는 화질 처리가 필요하다. 또한, 사용자가 원하는 의도도 반영되는 변환 기능도 요구된다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명과 관련된 신호 처리 장치의 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 8a는 선형 톤 매핑 곡선(CVa)을 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)에 따라, 복수의 구간 별로, 선형 톤 매핑 또는 계조 변환이 수행될 수 있다.
예를 들어, 입력 휘도 레벨이 LVax 이하인 경우, 제1 기울기(SLa)의 선형 톤 매핑 곡선에 기초하여, 휘도 변환이 수행되며, 입력 휘도 레벨이 LVax 에서 LVbx 사이인 경우, 제1 기울기(SLa) 보다 큰 제2 기울기(SLb)의 선형 톤 매핑 곡선에 기초하여, 휘도 변환이 수행되며, 입력 휘도 레벨이 LVbx 초과인 경우, 제2 기울기(SLb) 보다 작은 제3 기울기(SLc)의 선형 톤 매핑 곡선에 기초하여, 휘도 변환이 수행될 수 있다.
도 8b는 도 8a의 선형 톤 매핑 수행을 위한 신호 처리부의 일예를 도시한다.
도면을 참조하면, 신호 처리부(170x)는, 영상 분석부(610), 선형 개멋 매핑부(810), 선형 톤 매핑부(820)를 구비할 수 있다.
선형 톤 매핑부(820)는, 입력 휘도를 출력 휘도로 바로 매핑할 수 있어 직관적이고 용이한 톤 매핑 데이터의 생성이 가능하게 된다.
한편, 도면과 같이, 선형 개멋 매핑부(810)에서, 선형 개멋 매핑(gamut mapping)을 먼저 수행하고, 선형 톤 매핑부(820)에서 선형 톤 매핑을 수행하는 경우, 선형 도메인에서, 개멋 매핑과 톤 매핑을 연속적으로 처리할 수 있어, 색 정확도가 높을 수 있다.
그러나, 휘도 성분을 선형 도메인으로 변환할 때 충분한 신호 계조(resolution)를 할당하지 않으면, 계조 표현력이 부족해질 수 있다. 특히 저계조 부분의 계조 표현력이 부족해질 수 있다.
도 8c는 비선형 톤 매핑 수행을 위한 신호 처리부의 일예를 도시한다.
도면을 참조하면, 신호 처리부(170y)는, 영상 분석부(610), 비선형 톤 매핑부(822)를 구비할 수 있다.
비선형 톤 매핑부(822)는, 입력 영상에 대하여 휘도에 비선형을 가지는 도메인에서 톤 매핑을 한다. 톤 매핑시에는 영상 분석부(610)로부터의 데이터를 사용할 수 있다.
한편, 비선형 톤 매핑부(822)에서 수행되는 비선형 톤 매핑은, 입력되는 비선형 신호를 원하는 신호 레벨로 출력할 수 있어 요구되는 신호 계조(resolution)가 작아, 보다 효율적인 하드웨어 구현이 가능하다.
그러나, 선형 톤 매핑에 비하여 직관적인 톤 매핑 데이터 생성이 어려워, 보다 복잡한 연산 과정 등을 거쳐야 하며, 개멋 매핑을 톤 매핑 이전에 하기가 어려워 색 정확도 수준이 선형 도메인 보다 떨어지는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이에 적합하게 매핑할 수 있는 방안을 제시한다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있는 방안을 제시한다. 이에 대해서는, 도 9 이하를 참조하여 기술한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치(170)는, 입력 영상 중 일부에 대해 선형 톤 매핑을 수행할 수 있다(S910).
예를 들어, 도 10의, 선형 톤 매핑부(820)는, 입력 영상 중 일부에 대해 선형 톤 매핑을 수행할 수 있다.
다음, 신호 처리 장치(170)는, 입력 영상 중 다른 일부에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다(S920).
예를 들어, 도 10의, 비선형 톤 매핑부(822)는, 입력 영상 중 다른 일부에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다.
다음, 신호 처리 장치(170)는, 선형 톤 매핑부(820)의 출력과, 비선형 톤 매핑부(822)의 출력을 합성할 수 있다(S930).
예를 들어, 도 10의, 합성부(830)는, 선형 톤 매핑부(820)의 출력과, 비선형 톤 매핑부(822)의 출력을 합성할 수 있다.
이에 따라, 선형 도메인에서, 톤 매핑을 처리하므로, 색 정확도가 향상될 수 있으며, 아울러, 저계조에 대해, 비선형 도메인에서 톤 매핑을 수행하므로, 저계조 표현력이 향상될 수 있게 된다.
특히, 도 8a 내지 도 8c에 비해, 색 정확도 향상 및 저계조 표현력을 동시에 구현할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치의 내부 블록도의 일예이다고, 도 11 내지 도 14b는 도 10의 신호 처리 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치(170)는, 입력 영상 중 일부에 대해 선형 톤 매핑을 수행하는 선형 톤 매핑부(820)와, 입력 영상 중 다른 일부에 대해 비선형 톤 매핑을 수행하는 비선형 톤 매핑부(822)와, 선형 톤 매핑부(820)와 비선형 톤 매핑부(822)의 출력을 각각 합성하는 합성부(830)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이(180)에 적합하게 매핑할 수 있게 된다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있게 된다. 구체적으로, 색 정확도 향상 및 저계조 표현력을 동시에 구현할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치(170)는, 영상 분석부(610)와 입력 영상에 대해 선형 개멋 매핑을 수행하는 선형 개멋 매핑부(810)를 더 포함할 수 있다.
영상 분석부(610)는, 디스플레이(180)에 관한 정보, 예를 들어, 디스플레이의 피크 휘도 정보 등을 출력할 수 있다.
한편, 영상 분석부(610)는, 입력 영상에 대한 메타데이터를 출력할 수 있다. 여기서 메타 데이터는, 톤 매핑 데이터, mastering display peak luminance 정보 등을 포함할 수 있다.
한편, 영상 분석부(610)는, 입력 영상에 대한 영상 분석을 수행하고, 분석된 영상의 컨텐츠 종류 또는 영상 해상도 정보를 출력할 수 있다.
도 11은, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)과 비선형 톤 매핑 곡선(CVb)에 따라, 톤 매핑이 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치(170)는, 입력 영상의 휘도 레벨 중 제1 레벨(La) 이상의 휘도에 대해, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)에 따라, 선형 톤 매핑을 수행하며, 제1 레벨(La) 미만의 적어도 일부의 휘도에 대해, 비선형 톤 매핑 곡선(CVb)에 따라, 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치(170) 내의 선형 톤 매핑부(820)는, 제1 레벨(La) 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하며, 비선형 톤 매핑부(822)는, 제1 레벨 미만의 적어도 일부의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이(180)에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
특히, 제1 레벨(La) 미만의 휘도 변환시, 비선형 톤 매핑 곡선(CVb)의 레벨이, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)의 레벨 보다 크므로, 저계조 표현력이 증대되게 된다.
한편, 제1 레벨(La) 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하므로, 톤 매핑시의 색 정확도가 향상될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치(170)는, 입력 영상에 대해 선형 개멋 매핑을 수행하는 선형 개멋 매핑부(810)를 더 포함하며, 선형 톤 매핑부(820)는, 선형 개멋 매핑부(810)의 출력에 대해, 연속적으로 선형 톤 매핑을 수행할 수 있다. 이에 따라, 선형 도메인에서, 개멋 매핑과 톤 매핑을 연속적으로 처리할 수 있어, 색 정확도가 높을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치(170) 내의 비선형 톤 매핑부(822)는, 영상 분석부(610)로부터의 영상의 컨텐츠 종류 정보 또는 영상 해상도 정보에 따라, 비선형 톤 매핑 구간을 가변할 수 있다. 이에 따라, 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
예를 들어, 비선형 톤 매핑부(822)는, 영상 해상도가 높을수록, 비선형 톤 매핑 구간이 커지도록 제어할 수 있다.
다른 예로, 비선형 톤 매핑부(822)는, 평균 휘도 레벨(APL)이 낮을수록, 비선형 톤 매핑 구간이 커지도록 제어할 수 있다.
한편, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 기준인, 도 11에서의 제1 레벨은, 입력되는 설정 신호에 따라 가변될 수 있다. 이에 따라, 설정 신호에 따라 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
예를 들어, 제1 레벨이 커질수록, 비선형 톤 매핑시, 출력 휘도의 레벨이 증가할 수 있다. 이에 따라, 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
다른 예로, 제1 레벨이 커질수록, 비선형 톤 매핑 구간이 증가할 수 있다. 이에 따라, 적응적으로 입력 영상의 다이나믹 레인지를 가변할 수 있게 된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치(100)의 디스플레이(180)에, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑을 조절할 수 있는 오브젝트(1220)와, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 혼합 모드의 온 또는 오프 설정을 위한 제2 오브젝트(1230)가 표시되는 것을 예시한다.
예를 들어, 소정 영상(1210)이 표시된 상태에서, 특정 버튼 동작시, 신호 처리부(170)는, 도 12와 같이, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑을 조절할 수 있는 오브젝트(1220)와, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 혼합 모드의 온 또는 오프 설정을 위한 제2 오브젝트(1230)가 표시되록 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는, 제2 오브젝트(1230)가 선택된 상태에서, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑을 조절할 수 있는 오브젝트(1220)의 설정에 따라, 입력 영상에 대해, 선형 톤 매핑부(820)과, 비선형 톤 매핑을 각각 수행하고, 합성된 영상을 디스플레이(180)에 표시하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 13a와 같이, 오브젝트(1220) 내의 선택 바(1222)의 위치가, 선형 톤 매핑 항목과 비선형 톤 매핑 항목 중 선형 톤 매핑 항목에 더 가까울수록, 도 13b와 같이, 비선형 톤 매핑 구간이 작아지도록 제어할 수 있다.
도 13a에서는, 선택 바(1222)의 위치가, 중간 위치인 P1에서 선형 톤 매핑 항목에 더 가까운 P2로 이동하는 것을 예시한다.
이에 따라, 도 13b와 같이, 비선형 톤 매핑 구간이 작아질 수 있다.
도 13b에서는, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)과 비선형 톤 매핑 곡선(CVb1)을 예시한다. 도 11과 비교하여, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)은 동일하나, 비선형 톤 매핑 곡선(CVb1)은, 비선형 톤 매핑 곡선(CVb)에 비해, 구간이 작으며, 그 레벨도 더 작을 수 있다.
특히, 도 11의 제1 레벨(La) 보다 작은 Lb 레벨 이하에서, 비선형 톤 매핑 곡선(CVb1)에 따라, 비선형 톤 매핑이 수행되게 된다.
한편, 비선형 톤 매핑 곡선(CVb1)의 기울기 등은, 도 11의 비선형 톤 매핑 곡선(CVb)의 기울기 보다 작을 수 있다.
이에 따라, 선형 톤 매핑 항목과 비선형 톤 매핑 항목 중 선형 톤 매핑 항목에 더 가까울수록, 비선형 톤 매핑 구간이 작아지면서, 비선형 톤 매핑시의 휘도 변환 레벨이 작아질 수 있다.
한편, 선형 톤 매핑부(820)는, 제1 레벨(La) 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하며, 비선형 톤 매핑부(822)는, 제1 레벨(La) 보다 작은 제2 레벨(Lb) 이하의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이(180)에 적합하게 매핑할 수 있게 된다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있게 된다.
한편, 합성부(830)는, 제1 레벨(La)과 제2 레벨(Lb) 사이의 휘도에 대해, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑에 기초한, 휘도 변화가 수행되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 사이값에 기초하여, 휘도 변화가 수행되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이(180)에 적합하게 매핑할 수 있게 된다.
다른 예로, 도 14a와 같이, 오브젝트(1220) 내의 선택 바(1222)의 위치가, 선형 톤 매핑 항목과 비선형 톤 매핑 항목 중 비선형 톤 매핑 항목에 더 가까울수록, 도 14b와 같이, 비선형 톤 매핑 구간이 증가하도록 제어할 수 있다.
도 14a에서는, 선택 바(1222)의 위치가, 중간 위치인 P1에서 비선형 톤 매핑 항목에 더 가까운 P3로 이동하는 것을 예시한다.
이에 따라, 도 14b와 같이, 비선형 톤 매핑 구간이 커질 수 있다.
도 14b에서는, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)과 비선형 톤 매핑 곡선(CVc1)을 예시한다. 도 11과 비교하여, 선형 톤 매핑 곡선(CVa)은 동일하나, 비선형 톤 매핑 곡선(CVc1)은, 비선형 톤 매핑 곡선(CVb)에 비해, 구간이 커지며, 그 레벨도 더 커질 수 있다.
특히, 도 11의 제1 레벨(La) 보다 큰 Lc 레벨 이하에서, 비선형 톤 매핑 곡선(CVc1)에 따라, 비선형 톤 매핑이 수행되게 된다.
한편, 비선형 톤 매핑 곡선(CVc1)의 기울기 등은, 도 11의 비선형 톤 매핑 곡선(CVb)의 기울기 보다 클 수 있다.
이에 따라, 선형 톤 매핑 항목과 비선형 톤 매핑 항목 중 비선형 톤 매핑 항목에 더 가까울수록, 비선형 톤 매핑 구간이 커지면서, 비선형 톤 매핑시의 휘도 변환 레벨이 커질 수 있다.
한편, 선형 톤 매핑부(820)는, 제3 레벨(Lc) 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하며, 비선형 톤 매핑부(822)는, 제3 레벨(Lc) 미만의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 다이나믹 레인지를 디스플레이(180)에 적합하게 매핑할 수 있게 된다. 특히, 저계조 표현력을 증대시키면서, 톤 매핑시의 연산량을 저감할 수 있게 된다.
상기와 같이, 선형 도메인에서, 톤 매핑을 처리하므로, 색 정확도가 향상될 수 있으며, 아울러, 저계조에 대해, 비선형 도메인에서 톤 매핑을 수행하므로, 저계조 표현력이 향상될 수 있게 된다.
한편, 영상 분석부(610)에서 분석된 영상의 밝기, 채도, 색상 등의 정보에 기초하여, 선형 톤 매핑 구간과 비선형 톤 매핑 구간을 가변할 수 있다.
예를 들어, 선형 톤 매핑 구간을, 선형 도메인에서 처리할 때 필요한 신호 계조(resolution)을 전반적인 표현력을 확보하는 수준으로 정하고, 비선형 톤 매핑 구간을 부족한 저계조 부분의 계조를 비선형 톤 매핑 결과를 사용하여 확보할 수 있다.
한편, 선형 톤 매핑을 사용하므로 선형 개멋 매칭 처리도 가능하게 되어, 색 정확도 향상도 가능하게 된다.
한편, 도 12 내지 도 14b와 같이, 유저 인터페이스(UI)를 통해, 사용자가 원하는 톤 매핑 수준을 조절할 수 있게 된다. 특히, 톤 매핑시 선형, 비선형 혼합 정도를 조절함으로써, 저계조 표현력은 물론, 중계조, 고계조 표현력 등의 개선 정도를 조절할 수 있게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (18)

  1. 입력 영상 내의 제1 레벨 이상의 휘도에 대해 선형 톤 매핑을 수행하는 선형 톤 매핑부;
    상기 입력 영상 내의 상기 제1 레벨 미만의 적어도 일부 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행하는 비선형 톤 매핑부;
    상기 선형 톤 매핑부와 상기 비선형 톤 매핑부의 출력을 각각 합성하는 합성부;를 포함하며,
    상기 비선형 톤 매핑부는,
    상기 입력 영상의 평균 휘도 레벨이 낮을수록, 상기 비선형 톤 매핑이 수행되는 비선형 톤 매핑 구간이 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입력 영상에 대해 선형 개멋 매핑을 수행하는 선형 개멋 매핑부;를 더 포함하며,
    상기 선형 톤 매핑부는, 상기 선형 개멋 매핑부의 출력에 대해, 선형 톤 매핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입력 영상에 대한 영상 분석을 수행하는 영상 분석부;를 더 포함하며,
    상기 분석된 영상의 컨텐츠 종류 또는 영상 해상도에 기초하여, 상기 비선형 톤 매핑이 수행되는 구간이 가변되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레벨은, 입력되는 설정 신호에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레벨이 커질수록, 상기 비선형 톤 매핑시, 출력 휘도의 레벨이 증가하거나 상기 비선형 톤 매핑 구간이 증가하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비선형 톤 매핑부는,
    상기 제1 레벨 보다 작은 제2 레벨 이하의 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행하며,
    상기 합성부는,
    상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨 사이의 휘도에 대해, 상기 선형 톤 매핑과 상기 비선형 톤 매핑에 기초한, 휘도 변화가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  9. 삭제
  10. 디스플레이; 및
    제1항, 제3항 내지 제6항, 제8항 중 어느 한 항의 신호 처리 장치;를 포함하는 영상표시장치.
  11. 디스플레이;
    선형 톤 매핑 구간과 비선형 톤 매핑 구간을 설정하기 위한 오브젝트를 표시하도록 제어하며, 상기 오브젝트에 기초하여 설정된 상기 선형 톤 매핑 구간과, 상기 비선형 톤 매핑 구간에 기초하여, 입력 영상 내의 제1 레벨 이상의 휘도에 대해, 선형 톤 매핑을 수행하고, 상기 입력 영상 내의 상기 제1 레벨 미만의 적어도 일부 휘도에 대해 비선형 톤 매핑을 수행하고, 상기 선형 톤 매핑의 출력과 상기 비선형 톤 매핑의 출력을 합성하여, 합성된 영상을 상기 디스플레이에 표시하도록 제어하는 신호 처리부;를 포함하며,
    상기 신호 처리부는,
    상기 입력 영상의 평균 휘도 레벨이 낮을수록, 상기 비선형 톤 매핑이 수행되는 비선형 톤 매핑 구간이 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 선형 톤 매핑과 비선형 톤 매핑의 혼합 모드의 온 또는 오프 설정을 위한 제2 오브젝트를 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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