KR20070111389A - 화상 보정 회로, 화상 보정 방법, 및 화상 디스플레이 - Google Patents

화상 보정 회로, 화상 보정 방법, 및 화상 디스플레이 Download PDF

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KR20070111389A
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시게루 하라다
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

화상 보정 방법은, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 상기 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역에서의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 단계; 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 단계 - 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 기준 입출력 특성 라인의 최소 휘도점을 통과함 -; 및 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 단계를 포함한다.
색보정, 휘도, 콘트라스트, 히스토그램, CRT, LCD, DVD

Description

화상 보정 회로, 화상 보정 방법, 및 화상 디스플레이{IMAGE CORRECTION CIRCUIT, IMAGE CORRECTION METHOD, AND IMAGE DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 디스플레이의 전체 구성을 나타낸 회로 블록도.
도 2는 휘도 분포, 휘도 무게 중심, 및 중간 휘도 영역 간의 관계를 나타낸 도표.
도 3a 및 도 3b는 블랙측의 중간 휘도 분포와 화이트측의 중간 휘도 분포를 기재한 도표.
도 4a 및 도 4b는 제1 실시예에 따른 입출력 특성 라인의 특정예를 나타낸 도표.
도 5a 및 도 5b는 중간 휘도 영역에서 분포 총량과 이득 간의 관계의 구체예를 나타낸 도표.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입출력 특성 라인의 구성을 나타낸 회로 블록도.
도 7a 및 도 7b는 블랙측 휘도 분포와 화이트측 휘도 분포를 나타낸 도표.
도 8a 및 도 8b는 제2 실시예에 따른 입출력 특성 라인의 특정예를 나타낸 도표.
도 9a 및 도 9b는 제2 실시예에 따른 입출력 특성 라인의 다른 특정예를 나타낸 도표.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 변형예에 따른 휘도 분포, 기준 휘도, 및 중간 휘도 영역 간의 관계를 나타낸 도표.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 변형예에 따른 휘도 분포, 기준 휘도, 및 중간 휘도 영역 간의 관계를 나타낸 도표.
도 12a 및 도 12b는 휘도 분포, 기준 휘도, 및 중간 휘도 영역 간의 관계를 나타낸 도표.
도 13은 본 발명의 변형예에 따른 휘도 분포, 초기 기준 휘도, 초기 중간 휘도 영역, 중간 휘도 무게 중심 간의 관계를 나타낸 도표.
도 14a 및 도 14b는 종래 기술의 화상 디스플레이에서 휘도 분포와 감마 곡선의 변화 모드 간의 관계의 일례를 나타낸 도표.
도 15a 및 도 15b는 종래 기술의 화상 디스플레이에서 휘도 분포와 감마 곡선의 변화 모드 간의 관계의 또 다른 예를 나타낸 도표.
도 16a 및 도 16b는 종래 기술의 화상 디스플레이에서 휘도 분포와 감마 곡선의 변화 모드 간의 관례의 또 다른 예를 나타낸 도표.
도 17a 및 도 17b는 종래 기술의 화상 디스플레이에서 감마 곡선의 변화 모드의 또 다른 예를 나타낸 도표.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 튜너
12: Y/C 분리 회로
13: 크로마 디코더
14: 스위치
15: 지연 회로
31:
Figure 112007036174215-PAT00001
보정 실행 회로
21: 휘도분포 취득회로
22: 블랙측 중간 휘도분포 취득회로
23: 화이트측 중간 휘도분포 취득회로
24: 특성 라인 결정부
41: 행렬 회로
42: 드라이버
[특허문헌1] 일본 특허공개공보 제2006-93753호
[특허문헌2] 일본 특허공개공보 제2005-175933호
[관련 출원에 대한 교차 참조]
본 발명은 2006년 5월 17일 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 JP 2006-138164호와 관련된 요지를 포함하고, 그 전체 내용은 여기서 참조로 결합된다.
본 발명은 화상 신호에 대한 보정 처리를 수행하는 기능을 갖는 화상 보정 회로, 화상 보정 방법, 및 화상 디스플레이에 관한 것이다.
텔레비전 수상기, VCR(Video Cassette Recorder), 디지털 카메라, 텔레비전 카메라, 프린터 등의 장치들은 통상 입력 화상에 대한 화질 보정 후에 입력 화상을 출력하는 화상 처리 기능(예를 들어, 휘도 또는 콘트라스트 조정, 요철 보정 등의 기능들)을 갖는다. 이러한 기능은 전체적으로 어둡고, 콘트라스트가 낮은 화상 또는 흐릿한 화상에 주로 효과적으로 적용된다.
이러한 기능들 중에서, 일반적으로, 소위 감마 특성을 나타내는 감마 곡선을 보정함으로써 콘트라스트 조정이 수행되며, 예를 들어, 입력 화상의 히스토그램 분포로서 휘도 분포를 이용하는 방법이 있다. 더 구체적으로, 예를 들어, 도 14a에 도시된 바와 같이, 휘도 분포가 저휘도 영역(블랙레벨 영역)에 분포된 경우(휘도 분포(106A)), 예를 들어, 도 14b에 도시된 바와 같이, L101 에서 L102로 감마 곡선이 보정된다. 마찬가지로, 예를 들어, 도 15a에 도시된 바와 같이, 높은 휘도 영역(화이트레벨 영역)에 휘도 분포가 분포된 경우(휘도 분포(106B)), 예를 들어, 도 15b에 도시된 바와 같이, 감마 곡선은 L101 에서 L103으로 보정되며, 예를 들어, 도 16a에 도시된 바와 같이, 중간 휘도 영역에 휘도 분포가 분포된 경우(휘도 분포(106C)), 예를 들어, 도 16b에 도시된 바와 같이, 감마 곡선은 L101에서 L104로 보정된다. 또한, 감마 곡선을 보정하는 때에 각 휘도 레벨에 설정되는 보정량은 이득이라 불린다.
또한, 예를 들어, 특허문헌1 및 특허문헌2에서는, 입력 화상의 휘도 분포가 히스토그램 분포로 검출되어, 휘도 히스토그램 분포에 기초하여 각 분포 피크에서 감마 곡선이 보정되는 콘트라스트 향상 방법이 개시되어 있다.
종래 기술의 휘도 히스토그램 분포를 이용하는 콘트라스트 개선 방법에서, 도 14a 및 도 14b 내지 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 모든 휘도 영역에서 검출되는 분포 결과들은 모든 휘도 영역의 콘트라스트 향상에 반영되거나, 특허문헌1 및 특허문헌2에 도시된 바와 같이, 휘도 영역의 일부분에서 검출되는 분포 결과는 부분적으로 콘트라스트 향상에 반영된다. 그러나, 이러한 콘트라스트 향상 방법들의 경우에는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이, 입력 신호의 기재사항에 따라서, 콘트라스트가 효율적으로 향상될 수 없거나, 표시된 화상이 부자연스럽게 보일 수 있다.
즉, 예를 들어, 화상 프레임 내의 휘도 히스토그램 분포에 하나의 분포 피크 또는 적은 수의 분포 피크가 존재하는 경우에, 각각의 분포 피크에서 감마 곡선이 보정되는 때에, 효과적인 콘트라스트 향상이 성취될 수 있는 것으로 간주된다. 그러나, 휘도 히스토그램 분포에 다수의 분포 피크가 존재하는 경우, 고정의 휘도 영역에서의 분포 결과에 기초하여 이러한 다수의 분포 피크 각각에서 감마 곡선이 보정되는 때에, 예를 들어, 감마 곡선은 도 17a 및 도 17b에 도시된 감마 곡선(L105 및 L105B)과 같이 복잡하다. 따라서, 예를 들어, 도 17a에 도시된 바와 같이, 콘트라스트를 개선하는 효과는 감소되며, 효과를 증대하기 위해 곡선의 기울기를 증가시키는 경우, 예를 들어, 곡선은 도 17b에 도시된 바와 같이, 감마 곡선(L105B) 과 같은 음(-)의 기울기를 가져, 표시된 화상은 부자연스럽게 나타난다.
따라서, 모든 휘도 영역에서 검출된 분포 결과가 콘트라스트 향상에 반영되는, 또는 휘도 영역의 일부분에서 검출되는 분포 결과가 부분적으로 콘트라스트 향상에 반영되는 종래 기술의 기법에서, 입력 화상의 내용에 무관하게 콘트라스트를 효과적으로 향상시키는 것은 어렵다.
전술한 바를 고려할 때, 입력 화상, 입력 보정 방법, 및 화상 디스플레이의 기재사항에 무관하게 효과적인 콘트라스트 향상을 성취할 수 있는 화상 보정 회로를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 제1 화상 보정 회로로서, 화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단; 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 기준 입출력 특성 라인의 최소 휘도점을 통과함 -; 및 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단을 포함하는 제1 화상 보정 회로가 제공된다. 이 경우, " 기준 입출력 특성 라인"은 선 형태의 특성에 한하지 않으며, 곡선에 의해 나타나는 특성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임에서의 입출력 특성에 기초하여, 입력 화상 데이터가 보정되는 화상 보정 방법으로서: 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 상기 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역에서의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 단계; 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 단계 - 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최소 휘도점을 통과함 -; 및 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 행하는 단계를 포함하는 제1 화상 보정 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 제1 화상 디스플레이로서, 화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단; 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기 준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성라인의 최소 휘도점을 통과함 -; 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단; 및 화상 보정이 수행된 입력 화상 데이터에 기초하여 화상을 표시하는 디스플레이 수단을 포함하는 제1 화상 디스플레이가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 화상 보정 회로, 제1 화상 보정 방법, 및 제1 화상 디스플레이에서는, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역에서 블랙측 중간 휘도 분포가 취득된다. 또한, 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 기준점과 최소 휘도점을 통과하는 저휘도 영역 입출력 특성 곡선이 결정된다. 그 후, 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준점보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대한 화상 보정이 실행된다. 따라서, 국부 영역의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여, 영역보다 더 넓은 영역인 기준 휘도에 비하여 보다 낮은 저휘도 영역에서의 입출력 특성 곡선(저휘도 영역 입출력 특성 곡선)이 결정되므로, 입력 화상 데이터의 기재사항에 무관하게, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선이 간단하 곡선을 용이하게 형성한다.
본 발명의 실시예에 따른 화상 보정 회로에서는, 전술한 저휘도 영역 입출력 특성 곡선이 기준 입출력 특성 라인 아래에 제공되며, 변곡점을 갖지 않는 곡선인 것이 바람직하다. 이러한 경우, "변곡점"은 곡선을 정의하는 함수의 제2 도함수의 부호가 + 에서 - 로 또는 -에서 +로 변하는 점을 의미한다. 이러한 구성에 있어 서, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 가장 간단한 곡선을 형성하며, 콘트라스트를 향상시키는 효과 또한 강화된다.
또한, 상기 휘도 분포 취득 수단은 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 기준 휘도 사이의 영역에서의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 더 취득하고, 상기 결정 수단은 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 기준 입출력 특성 라인의 기준점과 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과하는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 더 결정하고, 상기 보정 실행 수단은 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선과 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도와 비교하여 더 낮은 휘도 및 더 높은 휘도의 영역에서의 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서, 취득된 블랙측 중간 휘도 분포와 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선이 결정되며, 특성 곡선에 기초하여, 저휘도 영역과 고휘도 영역 모두에서의 입력 화상 데이터에 대한 화상 보정이 실행된다. 따라서, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선 이외에, 고휘도 영역 입출력 특성 곡선이 입력 화상의 기재사항에 무관하게 간략한 곡선을 용이하게 형성하며, 콘트라스트를 향상시키는 효과가 더욱 향상된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임에서의 입출력 특성에 기초하여, 입력 화상 데이터를 보정하는 제2 화상 보정 회로로서, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역 내의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공된는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서, 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단; 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -; 및 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여, 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단을 포함하는 제2 화상 보정 회로가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시킴으로써 얻어지는, 각 화상 프레임에서의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터가 보정되는 화상 보정 방법으로서, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 단계; 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 단계 - 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -; 및 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 행하는 단계를 포함하는 제2 화상 보정 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 제2 화상 디스플레이로서, 화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단; 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -; 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단; 및 화상 보정이 수행된 입력 화상 데이터에 기초하여 화상을 표시하는 디스플레이 수단을 포함하는 제2 화상 디스플레이가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 제2 화상 보정 회로, 제2 화상 보정 방법, 및 제2 화상 디스플레이에서는, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포 내의 주어진 중간 휘도 영역에서 화이트측 중간 휘도 분포가 취득된다. 또한, 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 기준점과 최대 휘도점을 통과하는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선이 결정된다. 그 후, 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 고휘도 영역 내의 입력 화상 데이터에 대한 화상 보정이 실행된다. 따라서, 국부 영역의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여, 더 넓은 영역인 기준 휘도에 비하여 더 높은 휘도의 영역에서의 입출력 특성 곡선(고휘도 영역 입출력 특성 곡선)이 결정되므로, 입력 신호의 기재사항에 무관하게, 고휘도 영 역 입출력 특성 곡선이 간략한 곡선을 용이하게 형성한다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 화상 보정 회로, 화상 보정 방법, 또는 제1 화상 디스플레이에 있어서, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포 내의 주어진 중간 휘도 영역에서 블랙측 중간 휘도 분포가 취득되며, 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 최대 휘도점과 기준점을 통과하는 저휘도 입출력 특성 곡선이 결정되며, 결정된 저휘도 입출력 특성 곡선에 기초하여 저휘도 영역에서의 입력 화상 데이터에 대한 화상 보정이 실행되므로, 입력 화상 데이터의 기재사항에 무관하게, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선이 간략한 곡선을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 화상 프레임에서의 휘도 히스토그램 분포가 다수의 분포 피크를 갖는 경우라도, 부자연스러운 화상이 표시되지 않고, 효과적인 콘트라스트 향상이 성취된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제2 화상 보정 회로, 제2 화상 보정 방법, 또는 제2 화상 디스플레이에서는, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포 내의 주어진 결정된 중간 휘도 영역에서 화이트측 중간 휘도 분포가 취득되며, 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 기준점과 최대 휘도점을 통과하는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선이 결정되며, 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 고휘도 영역에서의 입력 데이터에 대한 화상 보정이 실행되므로, 입력 화상 데이터의 기재사항에 무관하게, 고휘도 영역 입출력 특성 곡선이 간략한 곡선을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 화상 프레임에서의 휘도 히스토그램 분포가 다수의 분포 피크를 갖는 경우라도, 부자연스러운 화상이 표시되지 않고, 효 과적인 콘트라스트 향상이 성취될 수 있다.
본 발명의 다른 기타의 목적, 특징, 및 장점들은 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 나타날 것이다.
이하, 바람직한 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 디스플레이의 전체 구성을 나타낸다. 화상 디스플레이는 튜너(11), Y/C 분리 회로(12), 크로마 디코더(13), 스위치(14), 지연 회로(15), 입출력 특성 라인 발생부(2), 및 화상 처리부(3)를 포함하는 화상 처리 기능부, 및 행렬 회로(41), 드라이버(42), 및 디스플레이(5)를 포함하는 화상 디스플레이 기능부를 포함한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 보정 회로 및 화상 보정 방법은 후술하는 바와 같이 본 실시예에 따른 화상 디스플레이에 의해 실시된다.
화상 디스플레이에 입력되는 화상 신호들은 TV로부터의 TV 신호 외에 VCR(Video Cassette Recorder), DVD(Digital Versatile Disc), 등으로부터 출력될 수 있다. 복수 종류의 매체로부터 화상 정보를 취득하여, 각 매체에 해당하는 화상을 표시하는 것은 최근의 텔레비전과 PC에 있어서 일상적인 관례가 되었다.
튜너(11)는 TV로부터 TV 신호를 수신하여 복조하며, 콤포지트 비디오 버스트 신호(CVBS)로서 TV 신호를 출력한다.
Y/C 분리부(12)는 튜너(11)로부터 또는 VCR 또는 DVD로부터 콤포지트 비디오 버스트 신호를 휘도 신호(Y1) 및 색도 신호(C1)를 분리하여, 이들을 출력한다.
크로마 디코더(13)는 Y/C 분리부(12)에 의해 분리된 휘도 신호(Y1)와 색도 신호(C1)를 휘도 신호(Y1) 및 색차 신호(U1 및V1)을 포함하는 YUV 신호(Y1, U1, V1)로 출력한다.
YUV 신호들은 디지털 화상의 화상 데이터이며, 2차원 화상에서의 위치에 해당하는 픽셀값의 집합이다. 휘도 신호(Y)는 휘도 레벨을 나타내며, 100% 백색인 화이트 레벨과 블랙 레벨 사이의 진폭값을 취한다. 또한, 100% 백색 화상 신호는 화상 신호의 상대적인 비율을 나타내는 소위 IRE(Institute of Radio Engineers) 단위로 100 IRE이다. 블랙 레벨은 0 IRE 이다. 반면, 색차 신호(U 및 V)는 청색(B)으로부터 휘도 신호(Y)를 감산하여 만들어지는 신호(B-Y) 및 적색(R)으로부터 휘도 신호(Y)를 감산하여 만들어지는 신호(R-Y)에 각각 해당하며, 신호 U 및 V가 휘도 신호(Y)와 결합되는 경우, 색(색상, 채도, 휘도)가 표시될 수 있다.
스위치(14)는 선택된 신호들을 YUV 신호들(Yin, Uin, Vin)로서 출력할 수 있도록 복수 종류의 매체로부터의 YUV 신호들(이 경우, DVD2로부터의 YUV 신호들(Y2, U2, V2) 및 YUV 신호들(Y1, U1, V1))을 스위칭시킨다.
입출력 특성 라인 발생부(2)는 후술하는 화상 처리부(3)의
Figure 112007036174215-PAT00002
보정 실행 회로(31)에서 사용되는 입출력 특성 라인(
Figure 112007036174215-PAT00003
곡선)을 적응적으로 발생시키며, 휘도 분포 취득 회로(21), 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22), 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23), 및 특성 라인 결정부(24)를 포함한다.
휘도 분포 취득 회로(21)는 스위치(14)로부터 출력되는 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)의 휘도 신호(Yin)에 기초하여 히스토그램 분포로서 휘도 분포를 취득하고, 취 득된 휘도 분포의 휘도 무게 중심을 결정하여, 휘도 무게 중심에 중심이 맞춰진 중간 휘도 영역을 결정한다. 휘도 무게 중심은 하나의 화상 프레임의 휘도 분포에서 휘도와 도수(frequency)의 곱의 총합(총 적분(total integral))을 도수의 총합으로 나눈 값에 해당하는 휘도 위치이다.
도 2는 휘도 분포 취득 회로(21)에 의해 취득된 휘도 분포(휘도 분포 6)의 일례를 나타내며, 종축은 히스토그램 분포의 도수, 횡축은 휘도 레벨이다.
휘도 분포 취득 회로(21)는 화상 표시 시의 하나의 프레임에 대한 데이터 당 휘도 분포(6) 또는 하나의 필드에 대한 데이터인 화상 프레임의 데이터(하나의 화면을 구성하는 화상 데이터) 당 휘도 분포를 취득한다. 또한, 이러한 휘도 분포(6)에 기초하여, 휘도 분포의 휘도 무게 중심(예를 들어, 도 2의 휘도 무게 중심 G1)이 각각의 화상 프레임에서 결정되고, 취득된 휘도 무게 중심(G1)으로부터 저휘도 측 및 고휘도 측 각각까지의 소정의 폭(도 2에 도시된 예에서는, 3개의 그레이 레벨과 동일한 폭)을 설정한 범위가 각 화상 프레임에서의 중간 휘도 영역으로서 결정된다. 이러한 경우, 휘도 무게 중심(G)은 예를 들어, 이하의 수학식 1에 의해 결정되며, 각각의 화상 프레임에서 휘도 분포가 취득되어, 휘도 무게 중심(G)이 각각의 화상 프레임에서 결정될 수 있다. 또한, 이와 같은 방법으로 취득되는 휘도 분포(6)의 데이터, 휘도 무게 중심(G), 및 중간 휘도 영역(6M)은 블랙측 중간 휘도 분포 취득부(22) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득부(23)에 출력된다.
Figure 112007036174215-PAT00004
G: 휘도 무게 중심
m: 휘도 분포의 휘도 레벨들의 분할수
histk : 휘도 분포의 k번째 휘도 레벨의 도수
Pk: 휘도 분포의 k번째 휘도 레벨
휘도 분포 취득 회로(21)에 의해 취득된 휘도 분포(6), 휘도 무게 중심(G), 및 중간 휘도 영역(6M)의 데이터에 기초하여, 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22)는 각각의 화상 프레임에서 결정된 중간 휘도 영역(6M) 내의 휘도 무게 중심(G)보다 낮은 휘도를 갖는 영역(블랙측 중간 휘도 영역(6BM))의 휘도 분포로서 각각의 화상 프레임에서 블랙측 중간 휘도 분포(61)를 취득한다. 마찬가지로, 휘도 분포 취득 회로(21)에 의해 취득된 휘도 분포(G), 휘도 무게 중심(G) 및 중간 휘도 영역(6M)의 데이터에 기초하여, 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)는 각각의 화상 프레임에서 결정된 중간 휘도 영역(6M)의 휘도 무게 중심(G)보다 높은 휘도를 갖는 영역의 휘도 분포로서 각각의 화상 프레임 내의 화이트측 중간 휘도 분포(62) 를 취득한다.
도 1을 참조하면, 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22)에 의해 취득된 블랙측 중간 휘도 분포(61) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)에 의해 취득된 화이트측 중간 휘도 분포(62)에 기초하여, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 특성 라인 결정부(24)는 (입력 휘도 신호(Yin) = 출력 휘도 신호(Yout)) 임을 나타내는 적응적으로 변화하는 기준 입출력 특성 라인(L0)인 입출력 특성 라인(
Figure 112007036174215-PAT00005
곡선)(Lout1)을 결정한다. 더 구체적으로,
Figure 112007036174215-PAT00006
곡선(Lout1)은 휘도 무게 중심(G1)과 휘도 무게 중심(G1)에서의 기준 입출력 특성 라인(L0)의 값에 의해 결정되는 중심점(P1) 및 기준 입출력 특성 라인(L0)의 최소 휘도점(P3)을 통과하는 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1), 및 중심점(P1)과 기준 입출력 특성 라인(L0)의 최고 휘도점(P4)을 통과하는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)을 포함한다. 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)은 각각 기준 입출력 특성 라인(L0)의 아래와 위에 제공되며, 이들 각각은 변곡점을 갖지 않는 곡선(예를 들어, 2차(quadratic) 곡선)으로 표현되어, 전체
Figure 112007036174215-PAT00007
곡선(Lout1)은 S-형 곡선이다. 즉, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, LB1 및 LB2는 L0보다 낮으며, LW1 및 LW2 는 L0보다 높아서, 휘도 무게 중심(G1)에 중심이 맞춰져 콘트라스트가 향상된다.
전술한 바와 같이, 휘도 무게 중심은 각각의 화상 프레임에서 결정되므로, 예컨대, 도 4b에 도시된 바와 같이, 각각의 화상 프레임에서 중심점, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선, 고휘도 영역 입출력 특성 곡선, 및
Figure 112007036174215-PAT00008
곡선이 취득되며, 각각의 화상 프레임에서 상이할 가능성이 높다(예를 들어, 도면에서 휘도 무게 중심(G2), 중심점(P2), 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB2), 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW2), 및
Figure 112007036174215-PAT00009
곡선(Lout2)).
또한, 특성 라인 결정부(24)는 블랙측 중간 휘도 분포(61)의 분포 총량 및 화이트측 중간 휘도 분포(62)의 분포 총량에 기초하여, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)에서의 적절한 이득값, 즉, 기준 입출력 특성 라인(L0)으로부터의 적응적 변화의 적절한 량을 결정한다.
이러한 경우, 도 5a는 블랙측 중간 휘도 영역(6BM)의 분포 총량과 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1)의 이득(블랙측 이득(Bg) 간의 관계를 나타내며, 도 5b는 화이트측 중간 휘도 영역(6WM)의 분포 총량과 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)의 이득(화이트측 이득(Wg))과의 관계를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b에 있어서, 횡축의 분포 총량의 값을 기준으로, 블랙측 분산 임계치들(Bt0 내지 Bt3)과 화이트측 분산 임계치들(Wt0 내지 Wt3)에 의해 각각 구분되는 5개의 영역(B0 내지 B4) 및 5개의 영역(W0 내지 W4)이 존재한다.
더 구체적으로, 도 5a에 있어서, 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt0) 이하인 영역(B0)에서, 블랙측 이득(Bg)의 값은 "0"이며, 이러한 경우, 기준 입출력 특성 라인(L0)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1 또는 LB2)으로 변경되지 않으며, 그대로 유지된다. 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt0)보다 크고, 블랙측 분포 임계치(Bt1) 이하인 영역(B1)에 있어서, 블랙측 이득(Bg)의 값은 분포 총량의 증가에 따라서 증가된다(이 경우, 선형적 증가). 또 한, 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt1)보다 크고, 블랙측 분산 임계치(Bt2) 이하인 영역(B2)에 있어서, 블랙측 이득(Bg)은 균일한 값이 되도록 블랙측 이득 임계치(Bg2)에 제한되며, 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt2)보다 큰 영역(B3)에 있어서, 블랙측 이득(Bg)은 블랙측 이득 임계치(Bg2)보다 작도록 제한된다. 즉, 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt2)보다 크고, 블랙측 분산 임계치(Bt3) 이하인 영역(B3)에 있어서, 블랙측 이득(Bg)의 값은 분포 총량의 증가에 따라 감소되며(이러한 경우, 선형적으로 감소), 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt3)보다 큰 영역(B4)에 있어서, 블랙측 이득(Bg)은 블랙측 이득 임계치(Bg2)보다 작은 블랙측 이득 임계치(Bg1)으로 제한되어, 균일한 값이 된다.
마찬가지로, 도 5b에서, 분포 총량이 화이트측 분산 임계치(Wt0) 이하인 영역(W0)에 있어서, 화이트측 이득(Wg)의 값은 "0"이며, 이러한 경우, 기준 입출력 특성 라인(L0)은 도 4a 또는 도 4b에 도시된 바와 같이 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1 또는 LW2)으로 변화되지 않고, 그대로 유지된다. 분포 총량이 화이트측 분산 임계치(Wt0)보다 크며, 화이트측 분산 임계치(Wt1) 이하인 영역(W1)에 있어서, 화이트측 이득(Wg)의 값은 분포 총량이 증가함에 따라 증가된다(이러한 경우, 선형적으로 증가). 또한, 분포 총량이 화이트측 분산 임계치(Wt1)보다 크고, 화이트측 분산 임계치(Wt2) 이하인 영역(W2)에 있어서, 화이트측 이득(Wg)은 화이트측 이득 임계치(Wg2)에 의해 제한되어 균일한 값이 되며, 분포 총량이 화이트측 분산 임계치(Wt2)보다 큰 영역(W3 및 W4)에 있어서, 화이트측 이득(Wg)은 화이트측 이득 임계치(Wg2)보다 작도록 제한된다. 즉, 분포 총량이 화이트측 분산 임계치(Wt2)보 다 크고, 화이트측 분산 임계치(Wt3) 이하인 영역(W3)에 있어서, 화이트측 이득(Wg)의 값은 분포 총량이 증가함에 따라 감소되며(이러한 경우, 선형적으로 감소), 분포 총량이 화이트측 분산 임계치(Wt3)보다 큰 영역(W4)에 있어서, 화이트측 이득(Wg)은 화이트측 이득 임계치(Wg2)보다 작은 화이트측 이득 임계치(Wg1)로 제한되어 균일한 값이 된다.
따라서, 블랙측 중간 휘도 영역(6BM) 및 화이트측 중간 휘도 영역(6WM)의 총 분산값들을 참조하여, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)은 총 분산값들에 따라서 블랙측 분산 임계치(Bt1) 및 화이트측 분산 임계치(Wt1)로 각각 증가되며, 분포 총량들이 블랙측 분산 임계치(Bt1) 및 화이트측 분산 임계치(Wt1)보다 큰 경우, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)의 값들은 제한되어, 상세하게 후술하는 바와 같이, 중간 휘도 영역(6M)의 이득이 과도하지 않게 조절된다.
도 1을 다시 참조하면, 지연 회로(15)는 스위치(14)로부터 출력되는 색차 신호(Uin 및 Vin)를 지연시키고, 입출력 특성 라인 발생부(2)로부터 출력되는
Figure 112007036174215-PAT00010
곡선(Lout) 및 색차 신호(Uin 및 Vin)를 동기화시켜, 이들을 화상 처리부(3)에 출력한다.
화상 처리부(3)는 스위치(14)로부터 출력되어, 입출력 특성 라인 발생부(2)에 의해 적응적으로 발생되는
Figure 112007036174215-PAT00011
곡선(Lout)의 사용을 통해 지연 회로(15)를 통과하는 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)에 대하여 소정의 화상 처리를 수행하며, 본 실시예에 따른 화상 디스플레이에서, 화상 처리부(3)는 Y 신호(Yin)에 대한 콘트라스트 향상 처리를 수행하는
Figure 112007036174215-PAT00012
보정 수행 회로(31)를 포함한다.
Figure 112007036174215-PAT00013
보정 실행 회로(31)는 입출력 특성 라인 발생부(2)에 의해 적응적으로 발생되는
Figure 112007036174215-PAT00014
곡선(Lout)의 사용을 통해 Y 신호(Yin)들에 대하여 콘트라스트 향상 처리를 수행한다. 더 구체적으로, 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 입력 휘도 신호(Yin)의 콘트라스트는, 각 화상 프레임에서 결정되는
Figure 112007036174215-PAT00015
곡선(Lout1 및 Lout2)만큼 각 휘도 레벨의 이득에 나타나는 정도로 조정된다. 화상 처리(콘트라스트 조정) 후의 YUV 신호(Yout, Uout, Vout)는 행렬 회로(41)에 출력된다.
행렬 회로(41)는 화상 처리부(3)에 의한 화상 처리후 YUV 신호(Yout, Uout, Vout)로부터 RGB 신호들을 재생하며, 재생된 RGB 신호(Rout, Gout, Bout)를 드라이버(42)에 출력한다.
드라이버(42)는 행렬 회로(41)로부터 출력되는 RGB 신호(Rout, Gout, Bout)에 기초하여 디스플레이(5)에 대한 구동 신호를 생성하여, 구동 신호를 디스플레이(5)에 출력한다.
디스플레이(5)는 화상 처리부(3)에 의한 화상 처리후 YUV 신호호(Yout, Uout, Vout)에 기초하여 드라이버(42)에서 출력되는 구동 신호에 따라서 화상을 표시한다. 예를 들어, CRT(Cathode-Ray Tube)(51), LCD(Liquid Crystal Display)(52), PDP(Plasma Display Panel)(도시 생략) 등이 사용된다.
이러한 경우, 입출력 특성 라인 발생부(2) 및 화상 처리부(3)는 본 발명에서 "화상 보정 회로"의 특정예에 해당하며, 휘도 분포 취득 회로(21), 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22), 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)는 본 발명에서 "휘도 분포 취득 수단"의 특정예에 해당한다. 또한, 특성 라인 결정부(24)는 본 발명에서 "결정 수단"의 특정예에 해당하며,
Figure 112007036174215-PAT00016
보정 실행 회로(31)는 본 발명에서 "보정 실행 수단"의 특정예에 해당한다. 블랙측 분산 임계치(Bt1 및 Bt2)는 본 발명에서 "제1 블랙측 분산 임계치" 및 "제2 블랙측 분산 임계치"의 특정예에 각각 해당하며, 블랙측 이득 임계치(Bg2)는 본 발명에서 "블랙측 이득 임계치"의 특정예에 해당한다. 화이트측 분산 임계치(Wt1 및 Wt2)는 본 발명에서 "제1 화이트측 분산 임계치" 및 "제2 화이트측 분산 임계치"의 특정예에 각각 해당하며, 화이트측 이득 임계치(Wg2)는 본 발명에서 화이트측 이득 임계치의 특정예에 해당한다.
다음, 도 1 내지 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 본 실시예에 따른 화상 디스플레이의 동작을 설명한다.
먼저, 화상 디스플레이에 입력되는 화상 신호는 YUV 신호로 복조된다. 더 구체적으로, TV로부터의 TV 신호는 튜너(11)에 의해 콤포지트 비디오 버스트 신호로 복조되어, 콤포지트 비디오 버스트 신호는 VCR 또는 DVD1으로부터 화상 디스플레이에 바로 입력된다. 그 후, 콤포지트 비디오 버스트 신호는 Y/C 분리 회로(12)에서 휘도 신호(Y1)와 색도 신호(C1)로 분리된 후, 휘도 신호(Y1)와 색도 신호(C1)는 크로마 디코더(13)에서 YUV 신호(Y1, U1, V1)으로 디코딩된다. 한편, YUV 신호(Y2, U2, V2)는 DVD2로부터 화상 디스플레이에 바로 입력된다.
다음, 스위치(14)에서, YUV 신호(Y1, U1, V1) 또는 YUV 신호(Y2, U2, V2) 중 어느 하나가 선택되어 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)로서 출력된다. 그 후, YUV 신호(Yin, Uin, Vin) 중 휘도 신호(Yin)가 화상 처리부(3)의
Figure 112007036174215-PAT00017
보정 실행 회로(31) 및 입출력 특성 라인 발생부(2)에 출력되고, 색차 신호(Uin 및 Vin)가 지연 회 로(15)에 출력된다.
입출력 특성 라인 발생부(2)에 있어서, 입력된 휘도 신호(Yin)에 기초하여
Figure 112007036174215-PAT00018
곡선(Lout)을 발생시키는 이하의 동작이 수행된다.
더 구체적으로, 먼저, 휘도 분포 취득 회로(21)에서, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 히스토그램 분포로서 휘도 분포가 각각의 화상 프레임에서 스위치(14)로부터 출력되는 YUV 신호(Yin, Uin, Vin) 중 휘도 신호(Yin)에 기초하여 취득된다. 또한, 취득된 휘도 분포에 기초하여, 각각의 화상 프레임에서 휘도 무게 중심(G1)이 결정되고, 휘도 무게 중심(G1)으로부터 저휘도측 및 고휘도측 각각까지의 소정의 폭이 설정되어, 중간 휘도 영역이 각 화상 프레임에서 결정된다.
다음, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)에 있어서, 휘도 분포 취득 회로(21)에 의해 취득되는 휘도 분포(6)의 데이터, 휘도 무게 중심(G), 및 중간 휘도 영역(6M)에 기초하여, 각 화상 프레임에서 블랙측 중간 휘도 분포(61) 및 화이트측 중간 휘도 분포(62)가 취득된다.
그 후, 특성 라인 결정부(24)에서, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22)에 의해 취득된 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)에 의해 취득된 화이트측 중간 휘도 분포(62)에 기초하여, 기준 입출력 특성 라인(L0)이 적응적으로 변화되며, 저휘도 영역 입출력 특징 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)을 포함하는 입출력 특성 라인(
Figure 112007036174215-PAT00019
곡선)(Lout1)이 결정된다. 또한, 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)의 이득의 적절한 값 들(블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)), 즉, 기준 입출력 특성 라인(L0)으로부터의 적응적 변화의 적당량이 블랙측 중간 휘도 분포(61) 및 화이트측 중간 휘도 분포(62)의 분포 총량에 기초하여 결정된다. 더 구체적으로, 블랙측 중간 휘도 영역(6BM) 및 화이트측 중간 휘도 영역(6WM)의 분포 총량들을 참조하면, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)은 분포 총량들에 따라서 각각 블랙측 분산 임계치(Bt1) 및 화이트측 분산 임계치(Wt1)까지 증가되며, 분포 총량들이 블랙측 분산 임계치(Bt1) 및 화이트측 분산 임계치(Wt1)보다 큰 경우에는, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)의 값이 중간 휘도 영역(6M)의 이득이 과도하게 되지 않도록 제한된다.
Figure 112007036174215-PAT00020
곡선(Lout1)이 화상 처리부(3)의
Figure 112007036174215-PAT00021
보정 실행 회로(31)에 출력되도록 각 화상 프레임 내에서 적응적으로 발생된다.
한편, 지연 회로(15)는 색차 신호(Uin 및 Vin)를 지연시키며, 그 결과, 입출력 특성 라인 발생부(2)에서 출력되는
Figure 112007036174215-PAT00022
곡선(Lout)과 색차 신호(Uin 및 Vin)는 동기화된다.
다음, 화상 처리부(3)의
Figure 112007036174215-PAT00023
보정 실행 회로(31)에서, 스위치(14)로부터 출력되는 휘도 신호(Yin) 및 스위치(14)로부터 출력되어 지연회로(15)를 통과하는 색차 신호(Uin 및 Vin)에 기초하여, 입출력 특성 라인 발생부(2)로부터 공급되는
Figure 112007036174215-PAT00024
곡선(Lout)의 사용을 통해 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)에 대하여 콘트라스트 향상 처리가 수행된다. 더 구체적으로, 각각의 휘도 레벨에서 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1)의 블랙측 이득(Bg) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)의 화이트측 이득(Wg)에 나타난 정도로 콘트라스트가 조정된다.
이러한 경우,
Figure 112007036174215-PAT00025
곡선(Lout)은 국소 영역의 휘도 분포인 블랙측 중간 휘도 분포(61)와 화이트측 중간 휘도 분포(62)에 기초하여 블랙측 중간 휘도 분포(61) 및 화이트측 중간 휘도 분포(62)보다 더 넓은 영역(휘도 무게 중심(G1)보다 저 휘도측 및 고 휘도측의 영역)의 입출력 특성 라인인 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)을 포함하므로, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)은, 더 나아가서는
Figure 112007036174215-PAT00026
곡선(Lout)이 확장에 의해 입력 화상(YUV 신호(Yin, Uin, Vin))의 내용에 무관한 간단한 곡선을 용이하게 형성한다. 더 구체적으로, 본 실시예에 있어서, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1) 각각은 변곡점을 갖지 않는 2차 곡선을 포함하므로, 입력 신호의 기재사항, 즉, 각 화상 프레임 내의 입력 휘도 신호(Yin)의 히스토그램 분포와 무관하게,
Figure 112007036174215-PAT00027
곡선(Lout)은 간략한 S-형 곡선이다.
따라서, 예를 들어, 휘도 분포에 피크가 다수 존재하는 입력화상의 경우, 종래 기술의 화상디스플레이에서는, 도 15a 및 도 15b에 도시된 감마 곡선(L105A 및 L105B)의 경우에서와 같이, 감마 곡선이 복잡하여, 콘트라스트 향상 효과가 감소되거나(도 15a 참조), 또는 감마 곡선이 음(-)의 기울기를 가져, 표시된 화상이 부자연스럽게 나타난다(도 15b 참조). 한편, 본 실시예에 따른 화상 표시에서는,
Figure 112007036174215-PAT00028
곡선(Lout)이 간략한 S-형 곡선을 용이하게 형성하여, 종래 기술과 비교했을 때, 표시된 화상의 콘트라스트가 더욱 효과적으로 향상되며, 표시된 화상이 부자연스럽게 나타나는 것을 방지한다.
또한, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 블랙측 중간 휘도 영역(6BM) 및 화이트측 중간 휘도 영역(6WM)의 분포 총량에 대하여, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)은 분포 총량들에 따라서 각각 블랙측 분산 임계치(Bt1) 및 화이트측 분산 임계치(Wt1)까지 증가되어, 분포 총량에 따라서 콘트라스트를 증가시키도록 이득이 적절히 설정된다. 또한, 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt1) 또는 화이트측 분산 임계치(Wt1)보다 큰 경우,블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)의 값들은 중간 휘도 영역(6M)의 이득이 과도하게 되지 않도록 제한된다. 따라서, 예를 들어, 사람 피부의 확대 화상에서도, 피부 요철이 과도하게 강조되지 않고, 더욱 자연스러운 화상이 표시된다. 또한, 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt2) 또는 화이트측 분산 임계치(Wt2)보다 큰 경우, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)의 값들은 (각각, 블랙측 이득 임계치(Bg2) 및 화이트측 이득 임계치(Wg2)보다 작도록) 더욱 제한되므로, 분포 총량들이 더 증가되더라도, 중간 휘도 영역(6M)의 이득은 과도하게 되지 않도록 확실히 제한된다.
다음, 행렬 회로(41)는 콘트라스트 처리후의 YUV 신호(Yout, Uout, Vout)로부터 RGB 신호(Rout, Gout, Bout)을 재생하며, 드라이버(42)는 RGB 신호(Rout, Gout, Bout)에 기초하여 구동 신호를 생성하며, 구동 신호에 기초하여 디스플레이(5)에 화상이 표시된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)에서는, 화상 프레임 내의 휘도 신호(Yin)의 휘도 분포(6)의 중간 휘도 영역(6M)의 블랙측 중간 휘도 분포(61)와 화 이트측 중간 휘도 분포(62)가 취득되며, 특성 라인 결정부(24)에서는, 블랙측 중간 휘도 분포(61)와 화이트측 중간 휘도 분포(62)에 기초하여, 기준점(휘도 무게 중심(G1))과 최소 휘도점(P3)을 통과하는 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 휘도 무게 중심(G1)과 최대 휘도점(P4)을 통과하는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)이 각 화상 프레임에서 결정되며,
Figure 112007036174215-PAT00029
보정 실행 회로(31)에서는, 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1)과 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)에 기초하여, 휘도 무게 중심(G1)보다 더 낮은 휘도측 및 더 높은 휘도측 상의 영역들의 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)에 대한 화상 보정이 실행되어, 입력 화상 데이터에 기재사항에 무관하게, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)이 간략한 곡선을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 화상 프레임의 휘도 히스토그램 분포가 다수의 분포 피크를 포함하는 경우에도, 표시된 화상이 부자연스럽게 나타나지 않고, 효과적인 콘트라스트 향상이 성취될 수 있다.
또한, 각 화상 프레임에서 휘도 무게 중심과 중간 휘도 영역이 결정되어, 휘도 분포(6)의 분포 모드에 무관하게, 즉, 표시된 화상의 기재사항에 무관하게, 가장 적합한 콘트라스트 향상이 수행될 수 있다.
또한, 블랙측 중간 휘도 영역(6BM) 또는 화이트측 중간 휘도 영역(6WM)의 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt1) 또는 화이트측 분산 임계치(Wt1)보다 더 큰 경우, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)의 값들이 제한되어, 중간 휘도 영역(6M)의 이득이 과도하게 되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 사람 피부의 확대 화상에서, 피부 요철이 과도하게 강조되지 않고, 더 자연스러운 화상 이 표시될 수 있다.
또한, 블랙측 중간 휘도 영역(6BM) 또는 화이트측 중간 휘도 영역(6WM)의 분포 총량이 블랙측 분산 임계치(Bt2) 또는 화이트측 분산 임계치(Wt2)보다 큰 경우에는, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)의 값이 (각각 블랙측 이득 임계치(Bg2) 및 화이트측 이득 임계치(Wg2)보다 작도록) 더 제한되어, 분포 총량이 더 증가되더라도, 중간 휘도 영역(6M)의 이득이 과도하게 되는 것이 확실하게 방지될 수 있다.
또한, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22)와 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)가 따로 배치되므로, 저휘도 영역의 콘트라스트를 향상시키는 동작 및 고휘도 영역의 콘트라스트를 향상시키는 동작이 따로 수행될 수 있다.
[제2 실시예]
다음, 본 발명의 제2 실시예를 아래에서 설명한다. 본 실시예에 따른 화상 디스플레이는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 디스플레이 내의 입출력 특성 라인 발생부(2)에 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25)와 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)를 더 포함한다.
도 6은 본 실시예에 따른 입출력 특성 라인 발생부(2A)의 구성을 나타낸다. 본 실시예에 따른 입출력 특성 라인 발생부(2A)는 휘도 분포 취득 회로(21), 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22), 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23), 특성 라인 결정부(24), 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25), 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)를 포함한다. 제1 실시예와 유사한 성분들에 대하여는 유사한 참조 부호 가 주어지며, 그 설명은 생략한다.
예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이, 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25)는 휘도 분포 취득 회로(21)에 의해 취득된 휘도 분포(6), 휘도 무게 중심(G), 및 중간 휘도 영역(6M)의 데이터에 기초하여 각 화상 프레임에서 결정되는 중간 휘도 영역(6M)보다 더 낮은 휘도측의 영역(블랙측 휘도 영역(6B))에서의 휘도 분포로서 각 화상 프레임의 블랙측 휘도 분포(63)를 취득한다. 마찬가지로, 예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)는 휘도 분포 취득 회로(21)에 의해 취득된 휘도 분포(6), 휘도 무게 중심(G), 및 중간 휘도 영역(6M)의 데이터에 기초하여 각 화상 프레임에서 결정된 중간 휘도 영역(6M)보다 고 휘도측의 영역(화이트측 휘도 영역(6W))의 휘도 분포로서 각 화상 프레임에서의 화이트측 휘도 분포(64)를 취득한다.
이러한 경우, 휘도 분포 취득 회로(21), 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22), 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23), 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25), 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)는 본 발명에서의 "휘도 분포 취득 수단"의 특정예에 해당한다.
본 실시예에 따른 입출력 특성 라인 발생부(2A)에서는, 입력된 휘도 신호(Yin)에 기초하여 다음의
Figure 112007036174215-PAT00030
곡선(Lout)을 발생시키는 동작이 수행된다.
먼저, 휘도 분포 취득 회로(21)에서는, 제1 실시예의 경우와 같이, 휘도 신호(Yin)에 기초하여 각 화상 프레임에서 히스토그램 분포로서의 휘도 분포(6)가 취득되고, 취득된 휘도 분포에 기초하여, 휘도 무게 중심(G1)과 중간 휘도 영역(6M) 이 각 화상 프레임에서 결정된다. 다음, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)에서는, 제1 실시예의 경우에서와 같이, 휘도 분포(6), 휘도 무게 중심(G), 및 중간 휘도 영역(6M)의 데이터에 기초하여, 블랙측 중간 휘도 분포(61) 및 화이트측 중간 휘도 분포(62)가 각 화상 프레임에서 취득된다. 한편, 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25) 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)에서는, 휘도 분포(6), 휘도 무게 중심(G), 및 중간 휘도 영역(6M)의 데이터에 기초하여, 블랙측 휘도 분포(63) 및 화이트측 휘도 분포(64)가 각 화상 프레임에서 취득된다.
다음, 특성 라인 결정부(24)에서는, 제1 실시예의 경우에서와 같이, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22)에 의해 취득된 블랙측 중간 휘도 분포(61) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)에 의해 취득된 화이트측 중간 휘도 분포(62)에 기초하여, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)이 발생된다.
본 실시예에 따른 특성 라인 결정부(24)에서는,
Figure 112007036174215-PAT00031
곡선(Lout)이 최종 결정되는 경우, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1) 이외에, 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25)에 의해 취득된 블랙측 휘도 분포(63) 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)에 의해 취득된 화이트측 휘도 분포(64)에 기초하여,
Figure 112007036174215-PAT00032
곡선(Lout)이 결정된다. 더 구체적으로, 도 8A에 도시된
Figure 112007036174215-PAT00033
곡선(Lout11)의 경우에서와 같이, 블랙측 휘도 분포(63)에 기초하여 발생된 입출력 특성 라인(L10B)의 이득과 화이트측 휘도 분포(64)에 기초하여 발생된 입출력 특성 라인(L10W)의 이득이 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1)과 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)의 이득에 중첩되어, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB11) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW11)을 포함하는
Figure 112007036174215-PAT00034
곡선(Lout11)을 최종 결정한다. 따라서, 중간 휘도 영역(6M)의 휘도 분포 이외에 블랙측 휘도 영역(6B)의 휘도 분포 및 화이트측 휘도 영역(6W)의 휘도 분포를 고려하여
Figure 112007036174215-PAT00035
곡선(Lout11)이 결정되어,
Figure 112007036174215-PAT00036
곡선을 더욱 정교하게 조정한다.
또한, 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 입출력 특성 라인(L10B)의 이득과 입출력 특성 라인(L10W)의 이득을 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1)의 이득과 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1)의 이득에 중첩한 결과, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB11) 또는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW11)의 이득이 과도하게 되고, 블랙측 휘도 영역(6B) 또는 화이트측 휘도 영역(6W)의 일부에서, 입력이 변할지라도, 출력이 변하지 않으므로, 그레이 레벨을 나타내기 어려운 경우, 입출력 특성 라인(L10B)의 이득 및 입출력 특성 라인(L10W)의 이득이 더 작도록 보정되고, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB11) 또는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW11)의 이득이 과도하게 되는 것이 방지된다. 따라서, 블랙측 휘도 영역(6B) 또는 화이트측 휘도 영역(6W)의 일부에서는, 입력의 변화에 따라서 출력이 변하고, 그레이 레벨이 확실하게 표시될 수 있다.
또한, 예를 들어, 도 9a에 도시된 바와 같이, 블랙측 휘도 분포(63) 또는 화이트측 취도 분포(64)에 기초하여 발생된 입출력 특성 라인이 도면에서 입출력 특성 라인(L20)과 같은 형태를 갖는 경우, 입출력 특성 라인은 마찬가지의 방식으로 도면의
Figure 112007036174215-PAT00037
곡선(Lout21)과 같이 결정되고, 도 9b에 도시된 입출력 특성 라인(L21)과 같이, 이 때의 이득이 과도하게 되는 경우,
Figure 112007036174215-PAT00038
곡선(Lout21)의 이득은 과도하게 도지 않도록 보정된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는,
Figure 112007036174215-PAT00039
곡선(Lout)이 최종 결정되는 경우, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB1) 및 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW1) 이외에 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25)에 의해 얻어지는 블랙측 휘도 분포(63) 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)에 의해 얻어지는 화이트측 휘도 분포(64)를 고려하여
Figure 112007036174215-PAT00040
곡선(Lout)이 결정되므로, 블랙측 휘도 영역(6B) 및 화이트측 휘도 영역(6W)의 휘도 분포를 고려하여
Figure 112007036174215-PAT00041
곡선(Lout11)이 또한 결정되는 경우,
Figure 112007036174215-PAT00042
곡선은 더욱 정교하게 조정될 수 있다.
더 구체적으로, 예를 들어, 입출력 특성 라인(L10B) 및 입출력 특성 라인(L10W)을 중첩한 결과, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB11) 또는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW11)의 이득이 과도하게 되고, 블랙측 휘도 영역(6B) 또는 화이트측 휘도 영역(6W)의 일부에서 그레이 레벨을 표시하기 어려운 경우, 입출력 특성 라인(L10B)의 이득 및 입출력 특성 라인(L10W)의 이득은 더 작게 보정되므로, 블랙측 휘도 영역(6B) 또는 화이트측 휘도 영역(6W)의 일부에서, 입력의 변화에 따라서 출력이 변화고, 그레이 레벨이 확실하게 표시될 수 있다.
또한, 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25) 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)가 따로 배치되므로, 본 실시예에서는, 저휘도 영역에서의 콘트라스트를 향상시키는 동작과 고휘도 영역에서의 콘트라스트를 향상시키는 동작이 따로 수행될 수 있다.
제1 실시예 및 제2 실시예를 참조하여 본 발명이 기술되었지만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.
예를 들어, 전술한 실시예들에 있어서, 도 2에 도시된 전체 휘도 영역에서의 휘도 분포(6)에 기초하여 휘도 무게 중심(G1)이 결정되고, 휘도 무게 중심(G1)에 기초하여 중간 휘도 영역이 결정되는 경우, 중간 휘도 무게 중심에서부터 블랙측인 저휘도측과 화이트측인 고휘도측의 각각에까지 소정의 폭(도 2에 도시된 예에서는, 3개의 그레이 레벨의 폭)을 갖는 영역이 각 화상 프레임에서 중간 휘도 영역(6M)으로 결정된다. 그러나, 휘도 무게 중심(G1)이 도 10a에 도시된 바와 같이 블랙측으로 편향되는 경우(휘도 무게 중심(G11)이 휘도 무게 중심(G1c)보다 더 낮은 휘도측에 제공되는 경우), 중심점(P30)과 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW3)을 통과하는 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB3)을 포함하는 입출력 특성 라인(Lout3)은 특성 라인 결정부(24)에 의해 결정된다: 따라서, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB3)에 의해, 도면에 도시된 바와 같이, 블랙 이득이 과도하게 감소되므로, 블랙을 자세하게 재생하기 어렵고, 이에 따라 화상은 너무 어둡게 나타난다. 또한, 휘도 무게 중심(G1)이 도 11a에 도시된 바와 같이 화이트측으로 편향되는 경우(휘도 무게 중심(G1h)이 휘도 무게 중심(G1c)보다 높은 휘도측에 제공되는 경우), 중심점(P50)과 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LW5)을 통과하는 저휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB5)을 포함하는 입출력 특성 라인(Lout5)이 특성 라인 결정부(24)에 의해 결정된다: 그러나, 고휘도 영역 입출력 특성 곡선(LB5)에 의해 도면에 도시된 바와 같 이 화이트 이득이 과도하게 증가되어, 그 결과, 화상은 너무 밝게 나타난다.
따라서, 휘도 무게 중심(G1)이 블랙측 또는 화이트측으로 편향되는 경우, 도 10b 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 중간 휘도 영역(6M)과 폭이 동일하고, 휘도 무게 중심(G1)이 편향되는 측의 중간 휘도 무게 중심에서부터의 폭이 더 좁아지고, 대향하는 측의 폭이 더 넓어지는 면적은 중간 영역(6Mv)으로 결정되므로, 블랙 이득 또는 화이트 이득이 과도하게 되는 것이 방지될 수 있어서, 더욱 효과적인 콘트라스트 향상이 성취될 수 있다.
예를 들어, 전술한 실시예들에 있어서, 중간 휘도 영역(6M) 결정시 기준 휘도인 휘도 무게 중심이 각 화상 프레임에서 결정되는 경우가 기술된다: 그러나, 예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 기준 휘도(G10) 및 기준 휘도(G10)에 기초한 중간 휘도 영역(6M)은 미리 고정될 수 있다. 이러한 구성에 있어서도, 예를 들어, 도 12b에 도시된
Figure 112007036174215-PAT00043
곡선(Lout10)에서 처럼, 종래 기술과 비교하여
Figure 112007036174215-PAT00044
곡선이 간략화될 수 있어, 종래 기술보다 더욱 자연스러운 화상이 표시될 수 있으며, 콘트라스트는 효과적으로 향상될 수 있다.
또한, 전술한 실시예들에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전체 휘도 영역에서의 휘도 분포(6)에 기초하여 휘도 무게 중심(G1)이 결정되고, 휘도 무게 중심(G1)에 기초하여 중간 휘도 영역(6M)이 결정되는 경우가 기재되어 있다: 그러나, 도 13에 도시된 바와 같이, 소정의 최초 중간 휘도 영역(6M0)의 휘도 분포에 기초하여 휘도 무게 중심(중간 휘도 무게 중심(G1M))이 결정되고, 중간 휘도 무게 중심(G1M)으로부터 저휘도측과 고휘도측 각각까지의 소정의 폭(도 13에 도시된 예 에 있어서 3개의 그레이 레벨과 같은 폭)을 갖는 면적이 각각의 화상 프레임에서 중간 휘도 영역(6M)으로서 결정될 수 있다. 이러한 구성에서는, 전술한 실시예들과 동일한 효과들이 성취될 수 있다.
또한, 전술한 실시예들에서는, 블랙측 중간 휘도 영역(6BM) 또는 화이트측 중간 휘도 영역(6WM)의 분포 총량과 블랙측 이득(Bg) 또는 화이트측 이득(Wg)간의 관계가 도 5a 및 도 5b를 참조하여 자세하게 기재되어 있다: 그러나, 본 발명은 이러한 경우에 한하지 않는다. 예를 들어, 영역(B2 및 W2)과 영역(B4 및 W4)에 있어서, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)은 균일한 값을 가지지 않을 수 있으며, 이득이 과도하게 되지 않는 정도로 약간 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 블랙측 이득(Bg) 및 화이트측 이득(Wg)은 영역(B0 및 W2)로부터 증가되거나, 영역(B3 및 W3)을 배치하지 않고서 영역(B2 및 W2)로부터 영역(B4 및 W4)까지 이득이 바로 감소될 수 있다.
전술한 실시예들에서는, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22) 및 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23)가 입출력 특성 라인 발생부(2)에 배치되어 있는 경우, 또는 이에 더하여, 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25) 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26)가 입출력 특성 라인 발생부(2A)에 배치되어, 저휘도측에 대한 콘트라스트 향상 처리와 고휘도측에 대한 콘트라스트 향상 처리를 동시에 수행하는 경우가 기재되어 있다. 그러나, 블랙측 중간 휘도 분포 취득 회로(22)와 화이트측 중간 휘도 분포 취득 회로(23) 중 어느 하나만이 배치되거나, 또는 이에 더하여, 블랙측 휘도 분포 취득 회로(25) 및 화이트측 휘도 분포 취득 회로(26) 중 어느 하나 만이 배치되어, 저휘도측 및 고휘도측 중 어느 것에 대해서도 콘트라스트 향상 처리를 수행할 수 있다. 이러한 구성에서도, 종래 기술보다 더 자연스러운 화상이 표시될 수 있으며, 콘트라스트가 효율적으로 향상될 수 있다.
전술한 실시예들에서는, 화상 처리부(3)가
Figure 112007036174215-PAT00045
보정 실행 회로(31)를 포함하는 경우가 기재되어 있다: 그러나, 화상 처리부(3)의 구성은 이 경우에 한하지 않으며, 화상 처리부(3)는 예를 들어 화상 처리를 위한 또 다른 회로, 또는 복수의 이러한 회로들을 포함할 수도 있다.
첨부된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내라면, 설계 요구사항 및 기타의 요소들에 따라서 각종의 개조예, 결합예, 하부 결합예, 및 변경예들이 발생할 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 화상 보정 회로, 화상 보정 방법, 또는 제1 화상 디스플레이에 있어서, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포 내의 주어진 중간 휘도 영역에서 블랙측 중간 휘도 분포가 취득되며, 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 최대 휘도점과 기준점을 통과하는 저휘도 입출력 특성 곡선이 결정되며, 결정된 저휘도 입출력 특성 곡선에 기초하여 저휘도 영역에서의 입력 화상 데이터에 대한 화상 보정이 실행되므로, 입력 화상 데이터의 기재사항에 무관하게, 저휘도 영역 입출력 특성 곡선이 간략한 곡선을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 화상 프레임에서의 휘도 히스토그램 분포가 다수의 분포 피크를 갖는 경우라도, 부자연스러운 화상이 표시되지 않고, 효과적인 콘트라스트 향상이 성 취된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제2 화상 보정 회로, 제2 화상 보정 방법, 또는 제2 화상 디스플레이에서는, 화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포 내의 주어진 결정된 중간 휘도 영역에서 화이트측 중간 휘도 분포가 취득되며, 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 기준점과 최대 휘도점을 통과하는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선이 결정되며, 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 고휘도 영역에서의 입력 데이터에 대한 화상 보정이 실행되므로, 입력 화상 데이터의 기재사항에 무관하게, 고휘도 영역 입출력 특성 곡선이 간략한 곡선을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 화상 프레임에서의 휘도 히스토그램 분포가 다수의 분포 피크를 갖는 경우라도, 부자연스러운 화상이 표시되지 않고, 효과적인 콘트라스트 향상이 성취될 수 있다.

Claims (21)

  1. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 보정 회로로서,
    화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단;
    상기 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 상기 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최소 휘도점을 통과함 -; 및
    상기 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단
    을 포함하는 화상 보정 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인 아래에 제공되며, 변곡점을 갖지 않는 곡선인 화상 보정 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휘도 분포 취득 수단은 상기 중간 휘도 영역의 최저 휘도에 비하여 더 낮은 휘도의 영역에서의 휘도 분포로서 블랙측 휘도 분포를 더 취득하며,
    상기 결정 수단은 상기 취득된 블랙측 휘도 분포와 상기 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 화상 보정 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결정 수단은 저휘도 영역 입출력 특성 곡선의 이득이 과도하게 되지 않도록 블랙측 휘도 분포와 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 화상 보정 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    블랙측 중간 휘도 분포의 분산치가 주어진 제1 블랙측 분산 임계치 이하인 경우, 상기 결정 수단은 상기 분산치의 증가에 따라서 상기 저휘도 영역 입출력 특성 곡선의 이득을 증가시키는 반면,
    상기 블랙측 중간 휘도 분포의 분산치가 상기 제1 블랙측 분산 임계치보다 크고, 주어진 제2 블랙측 분산 임계치 이하인 경우, 상기 결정 수단은 저휘도 영역 입출력 특성 곡선의 이득을 주어진 블랙측 이득 임계치로 제한하는 화상 보정 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 블랙측 중간 휘도 분포의 분산치가 상기 제2 블랙측 분산 임계치보다 큰 경우, 상기 결정 수단은 상기 저휘도 영역 입출력 곡선의 이득을 상기 블랙측 이득 임계치보다 작도록 제한하는 화상 보정 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 휘도 분포 취득 수단은 상기 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 기준 휘도 사이의 영역의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 더 취득하고,
    상기 결정 수단은 상기 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 상기 기준 입출력 특성 라인의 기준점과 상기 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과하는 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 더 결정하고,
    상기 보정 실행 수단은 상기 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선과 상기 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 상기 기준 휘도에 비하여 더 낮은 휘도의 영역과 더 높은 휘도의 영역의 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 화상 보정 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인 위에 제공되며 변곡점을 갖지 않는 곡선인 화상 보정 회로.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 휘도 분포 취득 수단은 상기 중간 휘도 영역보다 상기 최고 휘도에 비해 더 높은 휘도의 영역의 휘도 분포로서 화이트측 휘도 분포를 더 취득하며,
    상기 결정 수단은 상기 취득된 화이트측 휘도 분포와 상기 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 화상 보정 회로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결정 수단은 상기 소휘도 영역 입출력 특성 곡선의 이득이 과도하지 않도록 상기 화이트측 휘도 분포와 상기 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 화상 보정 회로.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 화이트측 중간 휘도 분포가 주어진 제1 화이트측 분산 임계치 이하인 경우, 상기 결정 수단은 상기 분산치의 증가에 따라서 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선의 이득을 증가시키는 반면,
    상기 화이트측 중간 휘도 분포의 분산치가 상기 제1 화이트측 분산 임계치보다 크고, 주어진 제2 화이트측 분산 임계치 이하인 경우, 상기 결정 수단은 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선의 이득을 주어진 화이트측 이득 임계치로 제한하는 화상 보정 회로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화이트측 중간 휘도 분포의 분산치가 상기 제2 화이트측 분산 임계치보다 큰 경우, 상기 결정 수단은 상기 고휘도 영역 입출력 곡선의 이득을 상기 화이트측 이득 임계치보다 작도록 제한하는 화상 보정 회로.
  13. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임에서의 입출력 특성에 기초하여, 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 보정 회로로서,
    화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역 내의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서, 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단;
    상기 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 상기 기준 회도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -; 및
    상기 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여, 상기 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단
    을 포함하는 화상 보정 회로.
  14. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임에서의 입출력 특성에 기초하여, 입력 화상 데이터가 보정되는 화상 보정 방법으로서,
    화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 상기 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역에서의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 단계;
    상기 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 단계 - 상기 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최소 휘도점을 통과함 -; 및
    상기 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 상기 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 행하는 단계
    를 포함하는 화상 보정 방법.
  15. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시킴으로써 얻어지는, 각 화상 프레임에서의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터가 보정되는 화상 보정 방법으로서,
    화상 프레임에서의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 단계;
    상기 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 단계 - 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -; 및
    상기 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 상기 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 행하는 단계
    를 포함하는 화상 보정 방법.
  16. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 디스플레이로서,
    화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단;
    상기 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 상기 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성라인의 최소 휘도점을 통과함 -;
    상기 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단; 및
    화상 보정이 수행된 입력 화상 데이터에 기초하여 화상을 표시하는 디스플레이 수단
    을 포함하는 화상 디스플레이.
  17. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 디스플레이로서,
    화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득 수단;
    상기 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정 수단 - 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -;
    상기 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행 수단; 및
    화상 보정이 수행된 입력 화상 데이터에 기초하여 화상을 표시하는 디스플레이 수단
    을 포함하는 화상 디스플레이.
  18. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 보정 회로로서,
    화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득부;
    상기 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정부 - 상기 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성라인의 최소 휘도점을 통과함 -; 및
    상기 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행부
    를 포함하는 화상 보정 회로.
  19. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 보정 회로로서,
    화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내 의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득부;
    상기 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정부 - 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -; 및
    상기 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행부;
    를 포함하는 화상 보정 회로.
  20. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 디스플레이로서,
    화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최저 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 블랙측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득부;
    상기 취득된 블랙측 중간 휘도 분포에 기초하여 저휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정부 - 상기 저휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최소 휘도점을 통과함 -;
    상기 결정된 저휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행부; 및
    화상 보정이 수행된 입력 화상 데이터에 기초하여 화상을 표시하는 디스플레이부
    를 포함하는 화상 디스플레이.
  21. 소정의 기준 입출력 특성 라인을 적응적으로 변화시켜 얻어지는, 각 화상 프레임 내의 입출력 특성에 기초하여 입력 화상 데이터를 보정하는 화상 디스플레이로서,
    화상 프레임 내의 입력 화상 데이터의 휘도 분포에서 주어진 중간 휘도 영역의 최고 휘도와 중간 휘도 영역의 중심에 제공되는 기준 휘도와의 사이의 영역 내의 휘도 분포로서 화이트측 중간 휘도 분포를 취득하는 휘도 분포 취득부;
    상기 취득된 화이트측 중간 휘도 분포에 기초하여 고휘도 영역 입출력 특성 곡선을 결정하는 결정부 - 상기 고휘도 영역 입출력 특성 곡선은 상기 기준 입출력 특성 라인에서 기준 휘도에 따라서 결정되는 기준점 및 상기 기준 입출력 특성 라인의 최대 휘도점을 통과함 -;
    상기 결정된 고휘도 영역 입출력 특성 곡선에 기초하여 기준 휘도보다 높은 휘도를 갖는 입력 화상 데이터에 대하여 화상 보정을 실행하는 보정 실행부; 및
    화상 보정이 수행된 입력 화상 데이터에 기초하여 화상을 표시하는 디스플레이부
    를 포함하는 화상 디스플레이.
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