KR20040026181A - 디지털 표시시스템의 영상제어 방법 - Google Patents

디지털 표시시스템의 영상제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 영상데이터의 각 영상출력 단위별로 평균밝기 및 영상의 표준편차를 실시간으로 검출하고, 그 평균밝기 및 영상의 표준편차에 적응적으로 출력영상의 휘도 및 콘트라스트를 자동조절할 수 있도록 하는 디지털 표시시스템의 영상제어 방법을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 디지털 영상데이터를 입력받아 프레임 메모리에 프레임 단위로 저장하였다가 화면표시장치를 통해 영상출력하는 디지털 표시시스템의 영상출력 방법에 있어서, 상기 프레임 메모리에 저장된 영상데이터를 프레임 단위로 스캐닝하여 각 화소별로 수평크기와 수직크기를 갖도록 수치화하는 단계와, 상기 영상데이터 프레임의 화소값을 연산하여 평균 밝기값과 표준편차를 구하는 단계, 상기 영상데이터 프레임의 평균 밝기값과 표준편차를 미리 설정된 임계치와 비교하는 단계 및, 상기 평균 밝기값과 표준편차가 임계치와 비교된 결과에 적응적으로 영상의 휘도와 콘트라스트를 조절하여 영상출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 표시시스템의 영상제어 방법{Method for controlling picture display of digital display system}
본 발명은 디지털 표시시스템의 영상제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털 영상데이터의 밝기 상태를 감안하여 영상의 휘도 및 콘트라스트를 자동적으로 조절하기 위한 디지털 표시시스템의 영상제어 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 디지털 표시시스템은 공중파 또는 유선 형태의 방송매체를 통해 전송되는 영상소스나, 다양한 영상기록매체로부터 독취되는 영상데이터를 영상처리하여 PDP와 같은 액정표시장치나 CRT 모니터 상에 가시적으로 표시하기 위한 것이다.
최근에, 이러한 디지털 표시시스템에서는 디지털 캠코더 등과 같은 동영상 촬영장치와 연결되어 그 동영상 촬영장치를 통해 촬영된 주변 동영상을 실시간으로 액정표시장치나 모니터 상에 재현시키는 것이 가능하도록 되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 디지털 표시시스템은 외부로부터 영상데이터를 입력받은 경우에, 그 영상의 밝기가 일부 화면영역에 밀집되어 있는 상태에서는 화면출력을 위해 많은 전력을 소비해야 할 뿐만 아니라, 일부 화면영역에 밝기가 밀집되어 있는 영상에서는 콘트라스트가 낮기 때문에 영상의 내용을 판별하기가 어렵게 되면서 영상의 시청에 지장을 초래한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 디지털 영상데이터의 각 영상출력 단위별로 평균밝기 및 영상의 표준편차를 실시간으로 검출하고, 그 평균밝기 및 영상의 표준편차에 적응적으로 출력영상의휘도 및 콘트라스트를 자동조절할 수 있도록 하는 디지털 표시시스템의 영상제어 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 영상제어방법을 설명하기 위한 디지털 표시시스템의 영상제어 장치에 대한 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 영상데이터의 프레임별 평균 밝기값과 표준편차를 구하기 위해 프레임 메모리의 영상데이터를 스캐닝 하는 상태를 예시적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 디지털 표시시스템의 영상제어 방법에 대한 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10:디지털영상 수신부, 20:프레임 메모리,
30:제어프로세서, 40:평균값/표준편차 추출부,
50:평균값/표준편차 비교부, 60:임계치 설정부,
70:출력영상 제어부, 80:영상변환 처리부,
90:영상 출력부.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 디지털 영상데이터를 입력받아 프레임 메모리에 프레임 단위로 저장하였다가 화면표시장치를 통해 영상출력하는 디지털 표시시스템의 영상출력 방법에 있어서, 상기 프레임 메모리에 저장된 영상데이터를 프레임 단위로 스캐닝하여 각 화소별로 수평크기와 수직크기를 갖도록 수치화하는 단계와, 상기 영상데이터 프레임의 화소값을 연산하여 평균 밝기값과 표준편차를 구하는 단계, 상기 영상데이터 프레임의 평균 밝기값과 표준편차를 미리 설정된 임계치와 비교하는 단계 및, 상기 평균 밝기값과 표준편차가 임계치와 비교된 결과에 적응적으로 영상의 휘도와 콘트라스트를 조절하여 영상출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 표시시스템의 영상제어 방법을 제공한다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉, 도 1은 본 발명에 따른 영상제어방법을 설명하기 위한 디지털 표시시스템의 영상제어 장치에 대한 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법이 적용되는 영상제어 장치는 디지털영상 수신부(10)와, 프레임 메모리(20), 제어 프로세서(30), 영상변환 처리부(80) 및, 영상 출력부(90)로 구성된다.
상기 디지털영상 수신부(10)는 외부로부터 입력되는 TMDS(Transmission Minimized Differencial Signaling)신호와 같은 디지털 영상데이터를 수신받음과 더불어, 아날로그 영상신호를 입력받아 디지털 변환처리하게 된다.
상기 프레임 메모리(20)는 상기 디지털영상 수신부(10)를 통해 수신되는 디지털 영상데이터를 영상프레임 단위(즉, 1/30초(sec)의 영상출력을 위한 1장의 영상단위)로 순차적으로 저장하였다가 출력하게 된다.
상기 제어 프로세서(30)는 평균값/표준편차 추출부(40)와, 평균값/표준편차 비교부(50), 임계치 설정부(60), 출력영상 제어부(70)로 구성되는 바, 상기 평균값/표준편차 추출부(40)는 상기 프레임 메모리(20)에 프레임 단위별로 저장되는 디지털 영상데이터에 대한 밝기의 평균값과 표준편차를 추출하기 위한 것이다.
여기서, 상기 평균값/표준편차 추출부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 프레임 메모리(20)에 저장되는 디지털 영상프레임의 각 화소(P)에 대한 값을 스캐닝(SC)에 의해 실시간으로 읽어들여서 영상의 수평크기(H)와 수직크기(V)를 갖는 P(h,v)로 수치화 시킴에 의해, 각각 수치화된 화소값에 대한 평균밝기와 표준편차를 구하게 되는 것이다.
한편, 상기 평균값/표준편차 추출부(40)에서 구해지는 영상데이터의 프레임별 평균 밝기값(AVG)은 하기한 수학식 1과 같이 나타난다.
상기한 수학식 1과 같이 영상데이터의 프레임별 평균 밝기값(AVG)이 구해지면, 상기 평균값/표준편차 추출부(40)에서는 상기 평균 밝기값(AVG)으로부터 영상데이터의 표준편차(STD)를 구하게 되는 바, 이는 하기한 수학식 2에 나타난 바와 같다.
동 도면에서, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 상기 평균값/표준편차 추출부(40)로부터 구해진 영상데이터의 프레임별 평균 밝기값과 표준편차를 미리 설정된 임계치와 비교하여, 그 비교 결과에 따라 상기 프레임 메모리(20)로부터 출력되는 영상데이터의 프레임에 대한 휘도 및 콘트라스트를 조절하기 위한 조절제어신호를 발생하게 되고, 상기 임계치 설정부(60)는 상기 평균값/표준편차 비교부(50)에서 비교 대상으로 되는 복수의 밝기 임계치와 표준편차 임계치가 설정되어 있다.
여기서, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)에서는 상기 임계치 설정부(60)에 각각 복수개씩 설정되어 있는 밝기 임계치와 표준편차 임계치를 각각 순차적으로 모두 비교하여 휘도 및 콘트라스트의 조절여부를 결정하게 된다.
즉, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 영상데이터의 평균 밝기값이 특정의 밝기 임계치보다 밝고, 표준편차가 특정의 표준편차 임계치보다 작은 경우에, 영상의 화면영역이 전체적으로 동일한 밝기를 갖고 있는 것으로 판단하여, 영상의 밝기를 전체적으로 낮추기 위해 휘도를 조절하는 조절제어신호를 발생한다.
또한, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 영상데이터의 평균 밝기값이 특정의 밝기 임계치보다 밝지만, 표준편차가 특정의 표준편차 임계치보다 큰 경우에, 영상이 화면영역 별로 동일한 밝기를 갖추고 있지 않지만 전반적으로 밝은 영상으로 판단하여, 영상의 밝기를 전체적으로 낮추면서 콘트라스트값을 높히기 위해 휘도 및 콘트라스트를 조절하는 조절제어신호를 발생한다.
또, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 영상데이터의 평균 밝기값이 특정의 밝기 임계치보다 어둡고, 표준편차가 특정의 표준편차 임계치보다 큰 경우에, 영상이 외부에서의 디지털 영상처리시에 인위적인 조작에 의해서 전반적으로 어둡게 설정된 것으로 판단하여, 영상의 밝기가 유지되도록 하되 콘트라스트를 높혀주기 위해 콘트라스트를 조절하는 조절제어신호를 발생한다.
한편, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 영상데이터를 상기 임계치 설정부(60)의 복수의 밝기 임계치 및 복수의 표준편차 임계치와 각각 비교한 결과로, 각 임계치보다 어둡지도 않고 밝지도 않으며, 그 표준편차가 각 임계치보다 크지도 않고 작지도 않은 상태이면, 영상에 대한 휘도 및 콘트라스트의 조절 필요성이 없는 것으로 판단하여, 조절제어신호를 발생하지 않게 된다.
도 1에서, 상기 제어 프로세서(30)의 출력영상 제어부(70)는 상기 평균값/표준편차 비교부(50)로부터 발생되는 조절제어신호에 의해 상기 프레임 메모리(20)로부터 출력되는 해당 프레임의 영상데이터에 대한 휘도 및 콘트라스트를 조절하게 된다.
상기 영상변환 처리부(80)는 상기 출력영상 제어부(70)를 통해 휘도 및 콘트라스트가 조절된 영상데이터에 대한 스케일 및 색변환 처리를 거쳐서 예컨대 PDP와같은 영상표시장치에 표시가 가능한 데이터 형식으로 변환하게 된다.
상기 영상 출력부(90)는 상기 영상변환 처리부(80)를 통해 데이터 변환된 영상데이터를 입력받아 영상표시장치에 영상을 표시하기 위한 구동을 수행한다.
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 3의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 디지털영상 수신부(10)를 통해서 외부로부터의 디지털 영상데이터가 입력되면, 프레임 메모리(20)에서는 상기 디지털 영상데아터를 프레임 단위로 저장하게 된다(단계 S10).
그 상태에서, 제어 프로세서(30)의 평균값/표준편차 추출부(40)는 상기 프레임 메모리(20)에 저장되는 영상데이터의 프레임을 실시간으로 화소별로 스캐닝하여 수평 크기(H)와 수직 크기(V)를 갖도록 수치화하고, 그 수치화된 화소값에 의해 영상데이터의 프레임별 평균 밝기값(AVG)을 상기 수학식 1과 같이 연산하여 구하게 된다.
그 다음에, 상기 평균값/표준편차 추출부(40)는 영상데이터의 프레임별 평균 밝기값(AVG)이 구해지면, 그 평균 밝기값(AVG)에 의해 상기 수학식 2와 같이 표준편차(STD)를 연산하여 구하게 된다(단계 S11).
한편, 평균값/표준편차 비교부(50)는 상기 평균값/표준편차 추출부(40)에서 구해진 평균 밝기값(AVG)과 표준편차(STD)를 임계치 설정부(60)에 설정된 복수의 밝기값 임계치와 표준편차 임계치 중에서 특정의 임계치와 각각 비교하게 되는 바,상기 평균 밝기값(AVG)이 제 1밝기 임계치(TH1)보다 더 밝고, 상기 표준편차(STD)가 제 1표준편차 임계치(TH2)보다 더 작은값을 갖는 지의 여부를 판단한다(단계 S12).
상기 판단 결과, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 평균 밝기값(AVG)이 제 1밝기 임계치(TH1)보다 밝고 표준편차(STD)가 제 1표준편차 임계치(TH2)보다 더 작은값을 갖는 것으로 판단되면, 영상의 전체 화면영역이 동일한 밝기를 갖고 있는 것으로 판정하여 영상의 밝기를 전체적으로 낮추기 위해 휘도치를 감소 조정하는 조절제어신호를 발생한다(단계 S13).
그에 따라, 상기 제어 프로세서(30)의 출력영상 제어부(70)는 상기 평균값/표준편차 비교부(50)로부터의 조절제어신호에 의해 프레임 메모리(20)로부터 출력되는 해당 프레임의 영상데이터에 대한 휘도치를 감소 조정하게 된다.
한편, 상기 단계 S12의 판단 결과에 따라, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 상기 평균 밝기값(AVG)과 표준편차(STD)가 각각의 임계치(TH1)(TH2)와의 비교조건을 만족하지 못한다고 판단되면, 그 평균 밝기값(AVG)이 제 1밝기 임계치(TH1) 보다 더 밝지만, 표준편차(STD)가 제 1표준편차 임계치(TH2) 보다 더 큰값을 갖는지의 여부를 판단한다(단계 S14).
상기 판단 결과, 상기 평균 밝기값(AVG)이 제 1밝기 임계치(TH1) 보다 더 밝고, 표준편차(STD)가 제 1표준편차 임계치(TH2) 보다 더 큰값을 갖는다고 판단되면, 영상이 전체 화면영역에 대해 동일한 밝기를 갖고 있지는 않지만 전반적으로 밝은 영상인 것으로 판정하여 영상의 밝기를 전체적으로 낮추면서 콘트라스트값을 높혀주기 위해, 휘도치를 감소함과 더불어 콘트라스트를 증가 조정하는 조절제어신호를 발생한다(단계 S15).
그에 따라, 상기 출력영상 제어부(70)는 상기 평균값/표준편차 비교부(50)로부터의 조절제어신호에 의해 프레임 메모리(20)로부터 출력되는 해당 프레임의 영상데이터에 대한 휘도치를 감소 조정함과 더불어 콘트라스트가 증가되도록 조정하게 된다.
하지만, 상기 단계 S14의 판단 결과에 따라, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)에서는 평균 밝기값(AVG)이 제 1밝기 임계치(TH1) 보다 더 밝지 않고, 표준편차(STD)가 제 1표준편차 임계치(TH2) 보다 더 큰값을 갖지 않는다고 판단되면, 상기 평균 밝기값(AVG)이 제 2밝기 임계치(TH3) 보다 어둡고, 표준편차(STD)가 제 2표준편차 임계치(TH4)보다 더 작은 값을 갖는 지의 여부를 판단한다(단계 S16).
상기 판단 결과, 상기 평균 밝기값(AVG)이 제 2밝기 임계치(TH3) 보다 어둡고, 표준편차(STD)가 제 2표준편차 임계치(TH4)보다 더 작은 값을 갖는다고 판단되면, 영상이 전반적으로 어두운 상태로 조정된 것으로 판정하여 영상의 밝기는 유지하되 콘트라스트를 높혀주기 위해서 콘트라스트를 증가 조정하는 조절제어신호를 발생한다(단계 S17).
그에 따라, 상기 출력영상 제어부(70)는 상기 평균값/표준편차 비교부(50)로부터의 조절제어신호에 의해 프레임 메모리(20)로부터 출력되는 해당 프레임의 영상데이터에 대한 콘트라스트가 증가되도록 조정하게 된다.
한편, 상기 단계 S16의 판단 결과에 따라, 상기 평균값/표준편차 비교부(50)는 상기 평균 밝기값(AVG)과 표준편차(STD)가 각 임계치(TH3)(TH4)와의 비교조건을 만족하지 않는다고 판단되면, 영상의 현재상태가 그대로 유지되도록 조절제어신호를 발생하지 않게 된다(단계 S18).
상기 단계 S13이나 단계 S15 또는, 단계 S17, 단계 S18의 수행 이후에, 상기 출력영상 제어부(70)에 의해 휘도치 또는 콘트라스트가 조정된 영상데이터는 영상변환 처리부(80)를 통해서 스케일 및 색변환처리가 이루어지고서, 화면표시장치를 통한 영상출력이 가능한 데이터 형식으로 변환되어 영상 출력부(90)의 구동에 의해 화면표시장치 상에 영상출력된다(단계 S19).
상기한 실시예를 갖는 본 발명은 그 실시양태에 구애받지 않고 그 기술적 요지를 벗어나지 않는 한도 내에서 얼마든지 다양하게 변형하여 실시할 수 있도록 되어 있음은 물론이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 디지털 영상데이터를 각 영상프레임 별로 평균 밝기값과 표준편차를 구하여 미리 설정된 복수의 임계치와 순차적으로 비교함에 의해, 임계치와의 비교 결과에 적응적으로 영상의 휘도치와 콘트라스트를 자동 조정할 수 있도록 함에 따라, 영상의 밝기가 불안정적이거나 밝은 부위가 소정 화면영역에 밀집되어 있더라도 영상출력시 휘도와 콘트라스트를 적절하게 조정할 수 있도록 되어 있기 때문에, 화면 출력시에 소비전력의 절감이 가능할 뿐만 아니라 보다 안정적인 영상출력이 가능하다는 효과를 갖게 된다.

Claims (4)

  1. 디지털 영상데이터를 입력받아 프레임 메모리에 프레임 단위로 저장하였다가 화면표시장치를 통해 영상출력하는 디지털 표시시스템의 영상출력 방법에 있어서,
    상기 프레임 메모리에 저장된 영상데이터를 프레임 단위로 스캐닝하여 각 화소별로 수평크기와 수직크기를 갖도록 수치화하는 단계와,
    상기 영상데이터 프레임의 화소값을 연산하여 평균 밝기값과 표준편차를 구하는 단계,
    상기 영상데이터 프레임의 평균 밝기값과 표준편차를 미리 설정된 임계치와 비교하는 단계 및,
    상기 평균 밝기값과 표준편차가 임계치와 비교된 결과에 적응적으로 영상의 휘도와 콘트라스트를 조절하여 영상출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 표시시스템의 영상제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 영상데이터 프레임의 화소값을 연산하여 평균 밝기값을 구하는 단계에서,
    상기 평균 밝기값은
    에 의해 구해지고, 여기서 P(h,v)는 수평크기와 수직크기를 갖는 화소값에해당되는 것을 특징으로 하는 디지털 표시시스템의 영상제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 영상데이터 프레임의 화소값을 연산하여 표준편차를 구하는 단계에서,
    상기 표준편차는
    에 의해 구해지고, 여기서 AVG는 평균 밝기값에 해당되는 것을 특징으로 하는 디지털 표시시스템의 영상제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 영상데이터 프레임의 평균 밝기값과 표준편차를 미리 설정된 임계치와 비교하는 단계에서,
    상기 임계치는 각각 복수의 밝기 임계치와 복수의 표준편차 임계치를 갖추고 있고, 상기 평균 밝기값과 표준편차가 복수의 밝기 임계치 및 표준편차 임계치와 각각 순차적으로 비교되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 표시시스템의 영상제어 방법.
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