KR20070028159A - 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상 디스플레이 장치에서 입력 영상의 히스토그램을 이용하여 화면의 밝기와 색상을 조절하여 영상 효과를 가할 수 있도록 한 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치에 관한 것으로서, 특히 다이나믹 콘트라스트 비(DCR: Dynamic Contrast Ratio)(AI)의 히스토그램을 이용해서 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 밝기와 색상을 적응적으로 변화시켜 줄 수 있도록 한 화면 효과 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 입력 영상신호의 히스토그램을 추출하는 히스토그램 추출수단, 상기 추출된 히스토그램에 따라 밝기 및/또는 색상을 제어하는 화면 효과 처리수단, 상기 화면 효과 처리수단에 밝기 및/또는 색상 제어에 필요한 데이터를 제공하기 위한 데이터 저장수단, 상기 효과 처리수단에 의해서 제어된 밝기 및/또는 색상의 화면 효과를 반영하여 해당 영상을 출력하는 영상 출력수단; 을 포함하여 구성된다.
영상 디스플레이 장치, 화면, 영상효과, 앰비-라이트(Ambi-Light)

Description

입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치{APPARATUS FOR AMBI-LIGHT PROCESSING USING INPUT VIDEO HISTOGRAM BASED ON DYNAMIC CONTRAST RATIO}
도1은 종래에 고정된 배경색을 가지는 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) UI의 예를 나타낸 도면
도2는 본 발명에 따른 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) UI의 예를 나타낸 도면
도3은 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치를 적용한 LCD 영상 디스플레이 시스템 구성을 나타낸 도면
도4는 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치 및 그 제어방법을 나타낸 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 영상신호 입력부 20: 히스토그램 추출부
30: 앰비-라이트 시스템 제어부 40: W/B 앰비-라이트 테이블 제어부
50: 색상 앰비-라이트 테이블 제어부 60: 앰비-라이트 모듈레이터
70: 앰비-라이트
본 발명은 영상 디스플레이 장치에서 입력 영상의 히스토그램을 이용하여 화 면의 밝기와 색상을 조절하여 영상 효과를 가할 수 있도록 한 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치에 관한 것으로서, 특히 다이나믹 콘트라스트 비(DCR: Dynamic Contrast Ratio)(AI)의 히스토그램을 이용해서 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 밝기와 색상을 적응적으로 변화시켜 줄 수 있도록 한 화면 효과 처리장치에 관한 것이다.
기존의 영상 디스플레이 장치에서는 다양한 영상 효과 처리 기법이 적용되고 있지만, 고정된 배경색을 가진 앰비-라이팅(Ambi-Lighting)만을 사용하기 때문에 단조롭고 제한적인 화면 효과를 가질 뿐이다.
사람의 눈은 광학적 특성에 의해서 대상 색과 그 주변 색에 따라 대상 색채를 다르게 느끼지만, 기존에는 고정된 배경색을 가진 앰비-라이팅(Ambi-Lighting)만을 사용하였고, 고정된 배경색을 도1에 나타낸 바와 같은 사용자 인터페이스(UI)를 통하여 선택할 수 있게 하였다. 여기서 알 수 있듯이 앰비-라이팅(Ambi-Lighting)의 밝기 또한 UI로 구현되어 있기 때문에 사용자가 일일이 이를 조절해 주어야 하는 불편함이 따른다.
본 발명의 목적은 영상 디스플레이 장치에서 입력 영상의 히스토그램에 적응적으로 연계시켜 다채로운 영상 효과 처리를 수행함으로써 기존에 고정된 배경색으로 인하여 느꼈던 단조로움을 극복하고, UI 영상 조정 팩터를 히스토그램과 연계시켜 더욱 유연한 영상 효과를 구현할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 영상 디스플레이 장치에서 DCR(AI)의 히스토그램 을 기반으로 적응적인 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 효과를 얻을 수 있도록 한 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 영상 디스플레이 장치에서 입력 영상 프레임별 히스토그램을 사용하여 영상 프레임별로 최적화된 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 효과를 얻을 수 있도록 한 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 영상 디스플레이 장치에서 DCR(AI)의 히스토그램을 이용하여 앰비-라이팅(Ambi-Lighting)의 밝기와 색상을 적응적으로 변화시켜 주고, 기존에 사용하던 UI에 자동기능을 부가한 UI를 사용함으로써 보다 다채롭고 편리한 영상 효과 구현을 가능하게 한 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 화면 효과 처리장치는, 입력 영상신호의 히스토그램을 추출하는 히스토그램 추출수단, 상기 추출된 히스토그램에 따라 밝기 및/또는 색상을 제어하는 화면 효과 처리수단, 상기 화면 효과 처리수단에 밝기 및/또는 색상 제어에 필요한 데이터를 제공하기 위한 데이터 저장수단, 상기 효과 처리수단에 의해서 제어된 밝기 및/또는 색상의 화면 효과를 반영하여 해당 영상을 출력하는 영상 출력수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치에서, 상기 데이터 저장수단은 화면 밝기(W/B)에 관한 LUT(Look-Up Table) 및, 화면 색상(Color)에 관한 LUT이 저장된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치에서, 상기 화면 효과 처리는 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 제어인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치에서, 상기 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 밝기의 조절은 DCR의 W/B LUT를 이용하여 역으로 설정된 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) LUT을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치에서, 상기 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 색상의 조절은 R,G,B 데이터로부터 색좌표에서 좌표값을 구하고 이에 대하여 보색으로 설정된 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 색상 LUT를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치에서, 상기 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 밝기와 색상의 조절은 UI 상에서 자동으로 선택될 수 있음을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치에서의 화면 효과 처리장치의 실시예를 설명한다.
먼저, 도2는 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치에서의 UI 구조의 예를 보여준다. 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 조절을 위하여 해당 기능의 온,오프는 물론 자동(AUTOMATION) 설정 여부, 그리고 밝기(BRIGHTNESS)나 색상(COLOR)의 조절을 위한 항목들이 나열되어 있음을 알 수 있다. 이 것은 사용자의 선택에 의해서 설정되 며, 설정된 값은 영상 디스플레이 장치 내의 메모리에 저장되고, 저장된 설정 정보에 근거하여 화면 효과 처리가 이루어지게 된다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 DCR(AI)의 히스토그램을 이용한다는데 그 특징이 있다. DCR의 히스토그램을 이용해서 앰비-라이팅(Ambi-Lighting)의 밝기와 색상을 적응적으로 변경시킨다. 그리고 기존에 사용하던 방식에 자동(AUTOMATION) 항목을 부가한 UI를 사용하며, UI 영상 조정 팩터(Factor)를 히스토그램과 연계시켜 더욱 유연한 영상 효과를 구현할 수 있도록 한다.
도3은 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치를 적용한 LCD 영상 디스플레이 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
도3에 나타내 바와 같이 본 발명에 따른 영상 디스플레이 시스템은 영상 디스플레이 장치(100)를 기반으로 한다. 영상 디스플레이 장치(100)는 DCR(AI) 제어부(110) 및 그 데이터 테이블 메모리(111), ODC/타이밍 제어부(120) 및 그 데이터 테이블 메모리(121), TFT-LCD 패널(130), 게이트 구동회로부(140), 소스 구동 회로부(150), 백라이트부(160), 전원회로부(170), 인버터부(180), 인터페이스부(190,191)를 포함한다.
DCR(AI) 제어부(AI Controller)(110)는 LVDS Rx Intergrated 회로를 사용하였으며 다이나믹 콘트라스트 비(DCR) 제어를 기반으로, 입력 영상에 대한 히스토그램을 추출하며, 이를 기반으로 하여 적절한 LUT(111)를 참조하여 히스토그램에 따른 앰비-라이트(Ambi-Light) 밝기 및 색상의 조절이 이루어지게 한다.
ODC/타이밍 제어부(120)는 LUT(121)를 참조하여 ODC 및 타이밍 제어신호를 출력하고 이에 따라 게이트 구동회로부(140)와 소스 구동회로부(150)를 제어한다.
TFT-LCD 패널(130)은 1366 * RGB * 768pixel의 패널을 사용하고 있는데, 상기 게이트 구동 회로부(Gate Driver Circuit)(140) 및 소스 구동 회로부(Source Driver Circuit)(150)에 의해서 구동되어 영상을 디스플레이 한다.
백라이트부(160)는 인버터부(180)의 PWM 제어를 기반으로 하여 백라이트 밝기 조절을 수행하며, 전원회로부(170)는 각 구성 요소들에 적절한 전원을 공급해 준다. 인터페이스부(190,191)는 각종 제어신호, 전원, 데이터 등의 입출력을 담당한다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 DCR(AI)의 히스토그램을 이용하여 앰비-라이트(Ambi-Light) 밝기와 색상을 적응적으로 변경시켜 준다. 이를 위하여 제 1 메모리(200), 제 2 메모리(300), 앰비-라이트 모듈레이터(AMBI-LIGHT MODULATOR)(400), 앰비-라이트(Ambi-Light)(LAMP)(500)를 포함하게 된다.
상기 제 1 메모리(200)는 RAM으로서, 앰비-라이트(Ambi-Light)의 W/B(흑백) 데이터(LUT)를 저장한다. 제 2 메모리(300)는 RAM으로서, 앰비-라이트(Ambi-Light)의 색상 데이터(LUT)를 저장한다. 앰비-라이트 모듈레이터(400)는 상기 제 1 메모리(200) 및 제 2 메모리(300)의 데이터를 이용해서 앰비-라이트(500)의 색상 변화를 주게 된다.
제 1 메모리(200)에 의해서 이루어지는 앰비-라이트(Ambi-Light)의 밝기 조절의 개념을 도3에서 부호 '210'으로 표현하였다. 도3에서 부호 '211'은 입력 영상에서 추출된 히스토그램의 예를 보여준다. 히스토그램의 추출은 AI제어부(110)에서 이루어진다. 부호 '212'는 상기 추출된 히스토그램에 따라 앰비-라이트(Ambi-Light)의 밝기가 조절되는 다양한 모습을 보여주고 있다. 즉, 히스토그램에 적응적으로 앰비-라이트(Ambi-Light)의 밝기가 유연하게 변화됨을 보여준다. 또한 상기 히스토그램에 따라 서로 다른 LUT를 선택하여 적용할 수 있음을 보여준다. 선택될 수 있는 LUT의 다양한 유형을 부호 '213'으로 표현하였다.
정리하면, 앰비-라이트(Ambi-Light)(500)의 밝기 조절은 DCR의 W/B LUT를 이용하여 역으로 설정된 앰비-라이트 LUT를 사용하여 조절하며, 이는 모듈레이터(400)에서 PWM을 기반으로 앰비-라이트(500)의 구동을 제어함으로써 이루어진다.
제 2 메모리(300)에 의해서 이루어지는 앰비-라이트(Ambi-Light)의 색상 조절의 개념을 도3에서 부호 '310'으로 표현하였다. 즉, R,G,B 색상 데이터를 구하고 색좌표(310)에서 해당 좌표값을 구하여, 이로부터 보색으로 설정된 앰비-라이트(Ambi-Light) LUT를 적용하여 앰비-라이트(500)의 색상 변화를 얻게 되는 것이다.
주지된 바와 같이 보색이라 함은 색상이 다른 두 색을 적당한 비율로 혼합하여 무채색이 될 때 이 두 빛의 색 관계를 보색 관계라고 하는데, 대체로 보색 관계에 있는 색을 서로 배색하면 선명한 인상을 주게 된다. 예를 들면 적색과 녹색, 황색과 청색, 녹색과 보라색 등은 서로 보색 관계에 놓여 있다.
그러므로, 상기한 바와 같이 앰비-라이트(Ambi-Light) 제어를 수행할 때 다음과 같은 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 영상의 프레임이 어두운 화면에 적색계통의 화면의 히스토그램을 나타내면 밝은 색의 녹색계 앰비-라이트(Ambi-Light), 영상 프레임이 밝은 화면에 청색계통의 화면의 히스토그램을 나타내면 어 두운 색의 황색계 앰비-라이트(Ambi-Light)를 구현하는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 화면 효과 처리에서 UI는 감산혼합이나 가산혼합 등을 이용하여 다양한 영상 보강을 할 수 있다.
도4는 본 발명에 따른 화면 효과 처리장치 및 그 제어방법을 나타낸 도면으로서, 영상신호 입력부(LVDS)(10), 히스토그램 추출부(AI)(20), 앰비-라이트 시스템 제어부(AMBI-LIGHT SYSTEM CONTROLLER)(30), W/B 앰비-라이트 테이블 제어부(W/B AMBI-LIGHT LUT CONTROLLER)(40), 색상 앰비-라이트 테이블 제어부(COLOR AMBI-LIGHT LUT CONTROLLER)(50), 앰비-라이트 모듈레이터(AMBI-LIGHT MODULATOR)(60), 앰비-라이트(AMBI-LIGHT)(70)를 포함하고 있다.
영상신호 입력부(10)를 통해서 입력된 영상신호는 히스토그램 추출부(20)에 의해서 그 영상의 히스토그램이 추출된다. 추출된 히스토그램 정보는 앰비-라이트 시스템 제어부(30)에 입력된다. 앰비-라이트 시스템 제어부(30)는 히스토그램을 사용하여 입력 영상 프레임 별로 최적화된 앰비-라이트(Ambi-Light) 효과를 낼 수 있도록 W/B 앰비-라이트 테이블 제어부(40)와 색상 앰비-라이트 테이블 제어부(50)를 제어한다.
이 과정은 도4에서 일련의 과정(S11~S43)으로 요약하였다. 제 1 단계(S10)는 기기의 전원을 온시키는 단계(SET POWER ON)이며 이에 따라 최종적인 앰비 라이트 설정(LAST AMBI-LIGHT SET)이 이루어진다(S11). 다음 단계(S20)는 UI 상에서 앰비 라이팅의 온/오프를 선택하는 단계이며, 다음 단계(S31)는 앰비 라이트의 자동 수행 여부를 설정하는 단계이고, 단계(S32)는 라이트의 밝기(BRIGHT)를 조정하는 단 계이며, 단계(S33)는 색상을 조정하는 단계이다. 상기 자동 설정 단계(S31)에 따라 그 다음 단계(S41)에서는 예시된 몇 가지 영상 중의 하나를 선택하여 설정하는 것이며, 밝기 조절 단계(S42), 색상 조절단계(S43)를 거침으로써 사용자가 UI를 기반으로 하여 필요한 조정 작업을 완수할 수 있게 된다.
W/B 앰비-라이트 테이블 제어부(40)는 상기한 바와 같이 DCR의 W/B LUT를 이용하여 역으로 설정된 앰비-라이트 LUT를 사용하여 밝기를 조절하며, 색상 앰비-라이트 테이블 제어부(50)는 RGB 색상 데이터를 얻어 색좌표를 기반으로 보색으로 설정된 앰비-라이트 색상 LUT를 적용하여 앰비-라이트의 색상을 변화시키게 된다.
이는, 각각의 제어부(40,50)의 출력을 앰비-라이트 모듈레이터(60)에서 적응적으로 적용하여 이를 기반으로 PWM 신호를 이용해서 앰비-라이트(70)를 구동 제어함으로써 구현된다.
본 발명은 영상 프레임별 히스토그램을 사용하여 영상 프레임별로 최적화된 앰비-라이팅 효과를 얻을 수 있다. 또한 기존의 세트에만 존재하던 영상 UI를 앰비-라이팅에 추가하여 더욱 다채롭고 풍부한 효과의 영상을 제공할 수 있으며, 자동 설정의 기능을 추가함으로써 UI의 편의성을 향상시켰다.

Claims (6)

  1. 입력 영상신호의 히스토그램을 추출하는 히스토그램 추출수단, 상기 추출된 히스토그램에 따라 밝기 및/또는 색상을 제어하는 화면 효과 처리수단, 상기 화면 효과 처리수단에 밝기 및/또는 색상 제어에 필요한 데이터를 제공하기 위한 데이터 저장수단, 상기 효과 처리수단에 의해서 제어된 밝기 및/또는 색상의 화면 효과를 반영하여 해당 영상을 출력하는 영상 출력수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 저장수단은 화면 밝기(W/B)에 관한 LUT(Look-Up Table) 및, 화면 색상(Color)에 관한 LUT이 저장된 것을 특징으로 하는 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화면 효과 처리는 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 제어인 것을 특징으로 하는 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 밝기의 조절은 DCR의 W/B LUT를 이용하여 역으로 설정된 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) LUT을 사용하는 것을 특징으로 하는 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 색상의 조절은 R,G,B 데이터로부터 색좌표에서 좌표값을 구하고 이에 대하여 보색으로 설정된 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 색상 LUT를 사용하는 것을 특징으로 하는 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 앰비-라이팅(Ambi-Lighting) 밝기와 색상의 조절은 UI 상에서 자동으로 선택될 수 있음을 특징으로 하는 입력 영상 히스토그램을 이용한 화면 효과 처리장치.
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