KR20110086244A - 영상표시기기의 화질 개선 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상표시기기에서 화질 개선 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 영상표시기기는 디스플레이모듈; 외부로부터 입력되는 영상신호의 평균 휘도레벨(APL)을 검출하여 출력하는 평균 휘도레벨(APL)검출부; 상기 출력된 평균 휘도레벨과 사용자로부터 입력받은 휘도 조정 레벨에 따른 소비전력 레벨을 저장하며, 상기 소비전력 레벨에 따른 색온도차와 상기 색온도에 따른 색온도 보상값을 저장하는 메모리부; 상기 조정된 휘도레벨로 상기 영상신호의 최대 휘도 레벨을 조정하며, 상기 조정된 휘도레벨에 따른 색온도 보상을 수행하도록 제어하는 제어부;로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

영상표시기기의 화질 개선 장치 및 방법{Apparatus and mehtod for improving of image quality in image display device}

본 발명은 영상표시기기에 관한 것으로, 특히 영상표시기기에서 저전력을 이용한 화질 개선 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 영상표시 장치는 PDP 등과 같이 플라즈마 방전 시스템에 의해 영상을 표시하는 자체 발광 방식의 영상표시 장치와, 백라이트용 램프(backlight lamp) 등의 광원에 의해 영상을 표시하는 비발광 방식의 영상표시 장치가 있다.

이러한 비발광형 영상표시 장치로써 대표적으로는 액정표시기기(LCD:Liquid Caystal Display)를 일 예로 들 수 있는데, LCD는 백라이트에 교류 전원을 공급하기 위한 인버터 및 백라이트의 밝기를 연속적으로 변화시키기 위한 디밍(dimming)회로를 포함한다.

이와 같은 액정표시기기는 상기 인버터를 통해 상기 백라이트를 구동시키기 위한 구동 전압을 공급하고, 상기 공급되는 구동 전류를 토대로 상기 백라이트가 동작함으로써, 원하는 밝기의 영상을 디스플레이한다. 또한, 상기 액정표시기기는 전원이 온 되어 있는 상태에서 LCD 패널에 화상을 디스플레이하기 위한 백라이트를 계속 켜두어야 하기 때문에 전력 소모량이 크며, 상기 백라이트는 LCD 패널에 일정량의 광을 발생하여 항상 일정한 밝기를 유지하는 역할을 하는데, 액정표시기기의 주변 밝기가 어두워서 상대적으로 많은 광량이 요구되지 않음에도 불구하고 일정한 밝기를 유지하기 때문에 많은 광을 소모함으로써 전력 소비가 증가되는 문제점을 해결하기 위해 외부로부터 입력되는 영상신호의 평균 휘도 레벨(APL:Average of Picture Level)을 이용하여 상기 백라이트의 밝기를 가변함으로써, 전력소모를 감소할 뿐만 아니라 화질을 높일 수 있는 방법이 제공되고 있다.

즉, 기존의 액정표시기기에는 화면의 1 프레임(Frame)의 평균 휘도 레벨(APL)을 분석한 뒤 상기 화면의 APL이 낮으면 상기 백라이트로 공급보다 구동 전압을 낮추어 블랙은 더움 검게, 그리고 상기 화면의 APL이 높으면 백라이트의 전압을 맥시멈(Maximum)으로 두어 화이트의 휘도를 최대로 끌어올려 화질을 개선하는 알고리즘이 사용되고 있다.

이를 통해 10000:1 또는 그 이상의 컨트라스트 비(Contrast ratio)를 구현하여 리얼 블랙(real black)과 리얼화이트(real white)에 가깝게 구현하였다. 그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 화질 개선 방법은 외부에서 입력되는 영상신호의 APL 값을 매 프레임마다 검출한 결과를 바탕으로 상기 백라이트를 컨트롤하기 때문에 한 장면 내에서 최대 휘도의 화이트와 최소 휘도의 블랙을 동시에 구현할 수 없었다. 즉, 상기 백라이트를 최대의 전압으로 출력하면 화이트는 밝아지지만 동시에 블랙의 휘도도 높아지는 문제점이 있다.

LED의 수명이 줄어드는 단점을 보완하기 위해 APL이 높은 경우 LED에 구동되는 전압을 낮추는 방법이 있으나 이는 색온도도 이에 따라 낮아지는 현상이 발생함에 따라 디스플레이의 특성을 변형 시키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 영상표시기기에서 저전력에서도 영상의 열하가 발생하지 않도록 하는 영상표시기기에서 화질 개선을 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 영상표시기기는 디스플레이모듈; 외부로부터 입력되는 영상신호의 평균 휘도레벨(APL)을 검출하여 출력하는 평균 휘도레벨(APL)검출부; 상기 출력된 평균 휘도레벨과 사용자로부터 입력받은 휘도 조정 레벨에 따른 소비전력 레벨을 저장하며, 상기 소비전력 레벨에 따른 색온도차와 상기 색온도에 따른 색온도 보상값을 저장하는 메모리부; 상기 조정된 휘도레벨로 상기 영상신호의 최대 휘도 레벨을 조정하며, 상기 조정된 휘도레벨에 따른 색온도 보상을 수행하도록 제어하는 제어부;로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 외부로부터 영상신호를 입력받는 단계; 상기 영상신호에 대한 평균 휘도레벨을 검출하는 단계; 최대 휘도레벨 값의 조정 신호를 입력받는 단계; 조정된 휘도레벨 값에 따른 전압 인가량을 산출하는 단계; 산출된 전압 인가량에 따른 색온도 차를 산출하는 단계; 산출된 색온도 차에 따른 색온도 보상 값으로 상기 색온도를 보상하는 단계;로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 영상표시기기의 화질 개선 장치 및 방법은 저전력 공급에 따른 소비전력을 최소화하면서 색온도 저하에 따른 화질 왜곡이 발생하지 않도록 함으로서 사용자가 최적화된 화면 및 소비전력 절감에 대한 효과를 가질 수 있게 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 영상표시기기의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리부의 처리 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 APL대비 휘도를 나타낸 그래프 예시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 APL에 따른 소비전력 소비를 나타낸 예시.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인가 전력에 따른 색온도 편차를 나타낸 그래프 및 예시표.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 색온도 보상을 위한 RGB 보상 데이터를 나타낸 예시표.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 액정표시기기의 화질 개선 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 외부로부터 입력되는 영상신호를 신호처리하여 디스플레이 가능하도록 하는 영상신호 처리부(10)와, 상기 영상신호 처리부(10)를 통해 신호처리된 영상신호를 디스플레이하기 위한 디스플레이 모듈(20)과, 사용자로부터 요구명령을 입력받기 위한 키입력부(30)와, 상기 키입력부(30)를 통해 설정된 기준범위 데이터를 저장하기 위한 메모리부(40)와, 상기 영상신호처리부(10)를 통해 신호처리된 영상신호에 대하여 특정 영역별 평균 휘도 레벨을 검출하기 위한 평균 휘도 레벨(APL) 검출부(50)를 포함한다.

특히 본 발명의 실시 예에 따른 메모리부(40)는 APL과 최대 밝기 조정에 따른 LED소자에 인가되는 전력량을 나타내는 테이블, 상기 소비전력에 따른 각각의 색온도 편차에 따른 테이블 및 색온도 보상을 위한 RGB레벨 값 테이블을 저장한다.

따라서 제어부(60)는 상기 평균 휘도 레벨 검출부(50)를 토해 검출된 평균 휘도 레벨에 따라 LED에 인가되는 전력량을 확인하고, 상기 전력량에 따른 색온도 편차에 의해 열하되는 색온도 보상을 수행하도록 하는 기능을 수행한다. 또한 상기 제어부(60)의 제어신호에 따라 상기 디스플레이 모듈(20)을 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원공급부(70)를 포함한다.

그리고, 상기 디스플레이 모듈(20)은 상기 영상신호 처리부(10)로부터의 출력 신호에 따라 상기 디스플레이 모듈(20)을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 모듈 구동 회로부(22)와, 상기 모듈 구동 회로부(22)로부터의 데이터 신호에 따라 입력되는 영상신호를 디스플레이하는 디스플레이 패널(24)와, 상기 디스플레이 패널(24)에 내장되며 상기 디스플레이 패널(124) 전면으로 빛을 공급하는 LED 백라이트(26)를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 메모리부(40)는 영상신호 처리부(10)에서 출력되는 영상에 대한 APL을 APL검출부(50)에서 검출하고, 상기 검출된 APL에 대해 사용자가 설정한 APL 최대값에 따른 전력값을 저장하는 테이블(42), 상기 전력값 테이블에서 추출된 소비전력에 따라 최초의 APL과 상기 조절된 APL값에 따른 색온도 편차값을 저장하는 테이블(44) 및 상기 색온도에 대한 편차에 따른 RGB 조정값을 포함하는 테이블(46)을 저장한다. 이에 따라 상기 메모리부(40)에 저장된 테이블을 이용하여 사용자가 설정한 APL 최대값에 따라 열하되는 색온도에 대한 보상을 수행하도록 할 수 있다.

상기 색온도 보상에 따른 동작을 상기 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 영상표시기기는 영상신호가 입력되면 영상신호 처리부(10)를 통해 사용자에게 보여질 영상으로 소정 처리되며 해당 처리된 영상은 디스플레이 패널(24)을 통해 디스플레이되게 된다. 이때 본 발명의 실시 예에 따라 출력될 영상에 대하여 APL검출부(50)에서 평균 휘도레벨을 검출하게 된다. 도 3은 평균 휘도레벨에 따른 최대 휘도를 나타낸 그래프이다.

예를 들어 전체 블랙화면을 100이라고하면 화이트 영상이 차지하는 비율을 예를 들어 나타낸 그래프로 평균회도레벨(APL)이 증가됨에 다라 최대 휘도레벨은 소정비율까지 유지되며 소정 시점부터 낮아지게 된다. 따라서 상기 낮아진 휘도레벨에 따라 색온도 역시 도 5의 (a)그래프와 같이 낮아지게 된다.

도 4는 사용자가 소비전력 절감을 위해 휘도의 최대값을 조정하는 경우 그에 따른 평균휘도레벨의 변화량을 나타낸 표이다. 즉, 소정의 UI를 통해 사용자가 최대 밝기를 조정하여 최대값 100에서 최소값 0 사이로 조정하는 경우 그에 따라 인가되는 소비전력 량을 나타낸다.

예를 들어 사용자가 최대 휘도레벨 100에서 절전모드(소비전력 절감)UI를 이용하여 최대 휘도레벨을 20으로 낮춘 경우 그에 따라 평균 휘도레벨이 0에서 100인 경우 전원공급부(70)를 통해 인가되는 전력의 비율은 60~50% 이다.

상기와 같이 최대 휘도레벨을 낮추면 인가전력 역시 낮아지게 된다. 도 5의 (a)는 인가전력을 100%로 설정했을 때와 인가전력을 줄였을 때에 따라 변경되는 색온도차(ΔT)에 대한 그래프 및 테이블이다.

ΔT 는 도 4에 개시된 인가전력에 따라 증가 또는 감소하는 색온도에 대한 차이값으로, 상기 예에서와 같이 20으로 최대 휘도레벨을 낮추게 되면 LED백라이트로 인가되는 전력량은 100% 전력량의 50%로 저감되고 그에 따라 상기 최대 휘도레벨100에 비해 색온도 차ΔT 는 1200일 정도로 나타나게 된다.

도 6은 인가전력 100%에서 감소된 휘도레벨에 따라 발생되는 색온도 차를 보상하기 위한 RGB레벨값을 나타낸 것이다.

색온도차가 발생하게 되면 영상데이터의 해상도 또는 원 영상의 손실이 발생할 수 있음에 따라 소비전력 절감을 위해 최대 휘도레벨을 감소시킬 경우 발생되는 색온도차에 따른 영상 손실을 줄이기 위해 영상의 R,G, B레벨을 조정하게 된다.

도 6에 개시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 R, G, B 중 휘도에 따른 색온도에 영향을 최소한으로 미치는 G를 1로 설정하여 예를 들어 설명한다. G가 아닌 R 또는 B를 기준으로 하여 색온도에 따른 보상 레벨에 대한 이득 값을 연산하도록 할 수 있다.

따라서, 상기한 예에서와 같이 최대 휘도 레벨을 20으로 낮춘 경우 그에 따른 소비전력은 50%로 저감되며, 색온도는 1200을 연산된다. 따라서 상기 색온도에 따라 RGB레벨값을 보상하기 위해 R은 1을 기준으로 0.8 레벨로 감소시키며 B값은 1.02레벨로 증가시킴으로써 최대 휘도 레벨이 100 일때의 정상 영상에 대한 휘도레벨과 유사한 형태로의 색온도로 보상됨에 따라 소비전력은 낮아지게 되더라도 영상의 손실은 최소한으로 감소시킬 수 있게 된다.

10 : 영상신호 처리부 20 : 디스플레이 모듈
30 : 키입력부 40 : 메모리부
50 : APL검출부 60 : 제어부
70 : 전원공급부

Claims (7)

1. 디스플레이모듈;
   외부로부터 입력되는 영상신호의 평균 휘도레벨(APL)을 검출하여 출력하는 평균 휘도레벨(APL)검출부;
   상기 출력된 평균 휘도레벨과 사용자로부터 입력받은 휘도 조정 레벨에 따른 소비전력 레벨을 저장하며, 상기 소비전력 레벨에 따른 색온도차와 상기 색온도에 따른 색온도 보상값을 저장하는 메모리부;
   상기 조정된 휘도레벨로 상기 영상신호의 최대 휘도 레벨을 조정하며, 상기 조정된 휘도레벨에 따른 색온도 보상을 수행하도록 제어하는 제어부;로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 메모리부는
   사용자 휘도 조정 레벨에 따른 인가 전력량 저장부;
   상기 인가 전력량에 따른 색온도 차 데이터 저장부;
   상기 색온도 데이터에 따른 색온도 보상 값을 저장하는 저장부;로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 화질 개선 장치.
3. 제 1항에 있어서, 디스플레이 모듈은
   외부로부터 입력되는 영상신호의 존재 여부에 따라 디스플레이 모듈을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 모듈 구동 회로부;
   상기 모듈 구동 회로부로 부터의 신호에 따라 상기 입력되는 영상신호를 디스플레이하는 디스플레이 패널;
   상기 디스플레이 패널에 내장되며 상기 전원공급부로 부터 공급되는 구동 저압으로 발광하여 상기 디스플레이 패널 전면으로 빛을 제공하는 LED백라이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 화질 개선 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   사용자가 임의로 원하는 휘도레벨을 설정하기 위한 키입력부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 화질 개선 장치.
5. 외부로부터 영상신호를 입력받는 단계;
   상기 영상신호에 대한 평균 휘도레벨을 검출하는 단계;
   최대 휘도레벨 값의 조정 신호를 입력받는 단계;
   상기 조정된 휘도레벨 값에 따른 전압 인가량을 산출하는 단계;
   상기 산출된 전압 인가량에 따른 색온도 차를 산출하는 단계;
   상기 산출된 색온도 차에 따른 색온도 보상 값으로 상기 색온도를 보상하는 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 화질 개선 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 색온도 보상 값은 상기 색온도에 따른 R.G, B의 레벨 조정값임을 특징으로 하는 영상표시기기의 화질 개선 방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 전압 인가량은 상기 기 설정된 최대 휘도레벨에 인가되는 전압량에 따른 조정된 최대 휘도레벨에 해당하는 전압인가량의 비율을 나타냄을 특징으로 하는 영상표시기기의 화질 개선 방법.

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