KR20110123283A

KR20110123283A - 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 방법, 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛, 이미지 프로세싱 장치, 디스플레이 디바이스

Info

Publication number: KR20110123283A
Application number: KR1020117023315A
Authority: KR
Inventors: 제이. 무이즈 램코 티.
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-11-14
Also published as: US20140071348A1; US20110310116A1; US8605083B2; RU2533855C2; KR101625362B1; RU2011140532A; CN102341826A; EP2404281A1; US8860718B2; JP5624062B2; WO2010100609A1; JP2012519896A; CN102341826B

Abstract

방법, 유닛, 및 디스플레이 디바이스에서, 입력 이미지 신호는 지역 콘트라스트 신호(V_RC) 및 상세 신호(V_D)로 분리되고, 두 개의 신호들에 대한 동적 범위들을 개별적으로 스트레칭하는 것이 이어지며, 지역 콘트라스트 신호에 대한 동적 범위는 상세 신호에 대한 동적 범위보다 높은 스트레치 비로 스트레칭된다. 바람직하게는, 상세 신호에 대한 스트레치 비는 1에 가깝거나, 바람직하게는 1이다. 바람직한 실시예에서, 하이라이트들이 식별되고, 하이라이트들에 대해, 동적 범위는 지역 콘트라스트 신호에 대한 것보다 높은 정도로 스트레칭된다.

Description

입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 방법, 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛, 이미지 프로세싱 장치, 디스플레이 디바이스{METHOD FOR CONVERTING INPUT IMAGE DATA INTO OUTPUT IMAGE DATA, IMAGE CONVERSION UNIT FOR CONVERTING INPUT IMAGE DATA INTO OUTPUT IMAGE DATA, IMAGE PROCESSING APPARATUS, DISPLAY DEVICE}

본 발명은 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛에 관한 것이다.

본 발명은 또한:

- 입력 이미지 데이터를 수신하는 수신 수단, 및

- 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛을 포함하는, 이미지 프로세싱 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한;

- 입력 이미지 데이터를 수신하는 수신 수단, 및

- 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛을 포함하는, 이미지 프로세싱 장치를 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

통상적으로 보다 낮은 중요도(magnitude)의 여러 가지 오더들(orders)인 동적 범위(dynamic range)를 갖는 디스플레이 상의 HDR(high-dynamic range) 영상(imagery)의 수용가능한 표시(acceptable representation)를 인에이블하기 위해, 기록된 비디오 시퀀스들의 동적 범위는 일반적으로, 획득 및 전송 동안 톤-매핑(tone-mapping)에 의해 압축된다. 많은 외부 장면들의 동적 범위는 중요도의 12개의 오더들만큼 클 수 있고, 반면에, 대부분의 LCD들은 주로, 중요도의 약 3 오더들의 정적 콘트라스트 비(static contrast ratio)를 제공한다. 결국, 엄격한 동적 범위 압축은, LDR(low dynamic range) 디스플레이 상의 장면의 유쾌한 표시를 인에이블하기 위해 이미징 파이프라인(imaging pipeline)의 초기 스테이지들에서 요구된다. 간단한 기술들을 사용하는 것은, 일반적으로, 작은 세부사항들의 콘트라스트가 타협되거나 심지여 손실될 수 있는 단점을 갖는다.

이들 단점들을 해소하기 위해, 보다 개선된 적응 방법들이 전개되고 있다. 이들 방법들은 미세한 세부사항들의 콘트라스트를 보존하면서, 대규모 콘트라스트들을 지배적으로 압축한다.

이 방식은, 디스플레이 시스템의 능력들이 이미징 파이프라인(imaging pipeline)의 초기 스테이지들에서의 압축 동안 예측된 것들과 다소 유사하게 남아있는 한, 잘 수행한다. 하지만, 새로운 HDR 디스플레이 시스템들에서, 중요도의 6 오더들까지의 정적 콘트라스트 비들이 달성될 수 있다. 더욱이, 그러한 디스플레이 시스템들은 매우 높은 피크 밝기(peak brightness)를 (시간적 또는 공간적으로) 국부적으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 이것은, 어두운 이미지 부분들 아래의 약간의 LED들을 흐릿하게 함으로써 세이브되는 파워가 밝은 영역들 아래의 다른 LED들을 부스트(boost)하도록 사용될 수 있는, 2D 디머블 LED 백라이트들(dimmable LED backlights)에 의해 달성될 수 있다. HDR 이미지 신호로의 입력 LDR 이미지 데이터의 확장은 종종 장면(scene)의 부자연스러운 모습을 야기하는 것으로 발견된다.

본 발명의 목적은, 재생 품질을 증가시키고, 이미지들의 보다 유쾌하고 자연스러운 모습을 제공하는 목표를 갖는 방법, 변환 유닛 및 이미지 프로세싱 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 상기 방법은:

- 입력 이미지 데이터가 적어도 두 개의 신호들, 지역 콘트라스트 데이터(regional contrast data)를 제공하는 제 1 신호 및 세부 데이터를 제공하는 제 2 신호로 변환되고,

- 적어도 제 1 신호의 동적 범위가 스트레칭되고(stretched), 여기에서 제 1 신호의 동적 범위가 제 2 신호의 동적 범위보다 높은 정도로 스트레칭되며,

- 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호들이 출력 신호에서 조합되는 것을 특징으로 한다.

발명자는, 그러한 문제점들이 국부적 및 지역 콘트라스트 간의 불균형을 일으킨다고 이해하였다. 디스플레이 동안 또는 디스플레이 전에 전체 동적 범위 확장과 조합하여 획득하는 동안 동적 범위 압축 동안 세부 콘트라스트의 보존은 디스플레이되는 이미지에서 지역 콘트라스트들에 대하여 미세한 세부사항들의 인헨스먼트(enhancement)를 야기한다. 지역 콘트라스트 데이터는 비교적 낮은 공간 주파수 정보(spatial frequency information)를 포함한다. 세부 데이터는 보다 높은 공간 주파수 정보를 포함한다.

고려가능한 확장 요소들에 대해, 이것은, 장면의 부자연스런 모습을 야기하고, 또한, 아날로그 및 디지털 노이즈의 바람직하지 않은 증폭을 야기한다.

가능한 솔루션은 범위 확장 동안, 원래 HDR 장면을 검색하기 위해 범위 압축 동안 사용되는 매핑 오퍼레이터(mapping operator)의 수학적인 역(mathematical inverse)을 사용하는 것이다. 하지만, 이것은, 입력 신호에서 포함되어야 하는, 사용된 압축 방법에 대한 인식을 요구한다. 하지만, 실제에서, 우리는 종종, 획득 및 인코딩 동안 그것의 동적 범위가 어떻게 압축되었는지에 대한 인식 없이 레거시(legacy) LDR 비디오를 다루어야 한다. 그러므로, 이 '완전한' 솔루션은 종종 실제적이지 않다. 이 특징에서 벗어나, 수신 유닛은 다양한 가능한 압축 방법들을 매치(match)할 수 있어야 하다.

본 발명은 입력 이미지 데이터를 출력 신호로의 HDR 변환에 대해 보다 균형잡힌 LDR를 제공한다.

입력 신호는 지역적, 세미글로벌 데이터(regional, semiglobal data)를 제공하는 제 1 신호 및 세부사항들을 제공하는 제 2 신호로 분리된다. 제 1 신호는 예컨대, 쌍방 필터링(bilateral filtering)과 같은, 에지 특징들(edge features)을 보존하는 저역 통과 필터링 방법들을 포함하는, 입력 신호를 저역 통과 필터링함으로써 만들어질 수 있다. 세부사항들을 제공하는 제 2 신호는, 예컨대 입력 데이터 신호로부터 제 1 신호를 감산함으로써 만들어질 수 있다.

적어도 제 1 신호는 스트레칭되고, 즉 적어도 제 1 신호의 동적 범위가 확장된다. 두 개의 신호들은 상이하게 스트레칭되는데, 여기에서 제 2 신호는 제 1 신호보다 작은 정도로 스트레칭된다. 이것은, 지역 콘트라스트에 대해 미세한 세부사항들의 부자연스러운 가시적인 인헨스먼트(unnatural visible enhancement)를 감소시켜, 장면의 보다 자연스러운 모습을 유도한다. 어느 정도까지 노이즈가 또한 억제된다. 바람직한 실시예들에서, 제 2 신호는 스트레칭되지 않는다. 원래 압축 동안, 세부사항들이 보존되면, 세부 정보를 제공하는 제 2 신호는 스트레치될 필요가 없다. 이것은, 알고리즘의 단순화를 허용하는 비교적 간단한 실시예이다.

바람직한 실시예들에서, 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호의 동적 범위는 상부 값(upper value)으로써 묶여진다. 이 상부 값은 디스플레이 상에서 최대 허용가능한 신호보다 작게 될 수 있다. 입력 이미지 신호는 또한, 이미지에서 하이라이트들(highlights)을 형성하는 픽셀들의 그룹들을 식별하기 위해 분석되고, 여기에서 상기 식별된 픽셀들의 그룹에 대한 픽셀 데이터는, 제 3 신호가 상부 최대 픽셀 값에 대해 상기 상부 값을 넘어 확장하는 동적 범위를 커버(cover)하도록 제 3 신호로 변환되고, 여기에서 제 3 신호는 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호와 조합된다.

스트레칭된 제 1 및 제 2 신호를 포함하는 신호는 상부 값으로써 묶여지는 동적 범위를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 상부 값 위 및 최대 값으로, 픽셀 값들의 상부 동적 범위가 하이라이트들을 디스플레이하기 위해 보존(reserve)된다.

특별히, 매우 높은 휘도 디스플레이들(high luminance displays)에 대해, 어느 정도 뷰어(viewer)가 광에 의해 블라인드(blind)되도록 최대 달성가능한 세기가 높다는 것을 알았다. 적절한 경우들에서, 뷰어는 밝은 스폿들(spots)만을 인지하고, 매우 제한된 정도로, 장면의 보다 어두운 세부사항들을 인지할 수 없다. 하지만, 극한 경우들에서, 이것은 뷰어들의 눈들에 대해 고통이거나 심지어 해로울 수 있다. 조합된 제 1 및 제 2 신호가 스크레치되는 범위를 제한함으로써, 이것이 회피된다. 하지만, 이것은, HDR 디스플레이들의 가능성들을 충분히 이용하지 못한다. 바람직한 실시예들에서, 최대 휘도는 높은 휘도 디바이스의 가능성들을 아래로 유지된다. 이미지에서 하이라이트들을 인식하고, 디스플레이의 동적 범위의 가장 높은 부분에서 그것들의 픽셀 값들을 놓음으로써, 이들 하이라이트들이 뷰어를 블라인드(blind)함이 없이 맨 앞으로 와서, 매우 신선하고 명료한 이미지를 제공한다. 실시예에서, 하이라이트들은 LDR 범위의 상부 값에 있거나 상부 값에 가까운 범위에서 픽셀 값을 갖는 픽셀들의 그룹들을 선택함으로써 식별되고, 여기에서, 높은 픽셀 값 픽셀의 이웃에서, 높은 픽셀 값 픽셀들의 수는 임계치, 즉 높은 세기 픽셀들의 작은 그룹들 아래에 있다.

하이라이트들은 높은 세기 픽셀들의 비교적 작은 그룹들이다. 상부 값 위의 디스플레이 디바이스의 동적 범위는 하이라이트들에 의해 밀집된다(populated). 이것은 고 품질 이미지를 제공하고, 여기에서, 한편으로는, 세부사항들이 부자연스럽게 인헨스(enhance)되지 않고, 또는 밝은 블라인딩 스폿들(bright blinding spots)이 이미지에서 나타나고, 다른 한편으로는, 디스플레이 범위의 하이 엔드(high end)에서 이미지된 하이라이트들이 반짝거리고(sparking) 신선한 이미지를 제공한다.

바람직한 실시예들에서, 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호에 대한 동적 범위의 상부 값은 500 내지 1000 Nit의 디스플레이 상에 디스플레이될 때 광 세기들에 대응하는 범위에 놓이고, 상부 최대 픽셀 값은 1000 Nit를 넘는, 바람직하게는 약 2500 Nit의 디스플레이 상에 디스플레이될 때 광 세기들에 대응하는 범위에 놓인다.

본 발명의 여러 가지 양태들은 예로써 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명된다.

본 발명은 재생 품질을 증가시키고, 이미지들의 보다 유쾌하고 자연스러운 모습을 제공하는 목표를 갖는 방법, 변환 유닛 및 이미지 프로세싱 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 대한 개략적인 흐름도.
도 2는 동적 범위들의 확장을 도시하는 도면.
도 3은 하이라이트 식별 알고리즘을 도시하는 도면.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 동적 범위 확장 알고리즘의 효과들을 도시하는 도면들.
도 5는 믹싱 맵(mixing map)을 도시하는 도면.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 동적 범위 확장을 또한 도시하는 도면들.
도 7a 내지 도 7d 및 도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 동적 범위 확장의 또 다른 예들을 도시하는 도면들.
도 9는 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스를 도시하는 도면.

도면들은 규모에 따라 도시되어 있지 않다. 일반적으로, 식별 성분들은 도면들에서 동일한 도면번호들로써 나타내진다.

아래에 예들이 보여진다.

많은 외부 장면들의 동적 범위는 중요도의 12 오더들만큼 크게 될 수 있고, 반면에, 대부분의 LCD들은 단순히, 중요도의 약 3 오더들의 정적 콘트라스트 비를 제공한다. 결국, 심각한 동적 범위 압축은 LDR(low dynamic Range) 디스플레이 상의 장면의 유쾌한 표시를 인에이블하기 위해 이미징 파이프라인의 초기 스테이지들에서 요구된다. 동적 범위 압축에 대한 가장 간단한 방식은 글로벌 톤-매핑 오퍼레이터들(global tone-mapping operators)에 의한 것이다. 하지만, 이들 간단한 기술들의 주요 단점은, 작은 세부사항들의 콘트라스트가 타협될 수 있다는 점이다. 이들 단점들을 해소하기 위해, 보다 개선된 방법들이 미세한 세부사항들의 콘트라스트를 보존하면서 지역(큰 규모) 콘트라스트들을 압축하는 것으로 개발되었다.

종래의 LDR(low-dynamic range) 디스플레이 스크린들 상에, 영상의 콘트라스트는 일반적으로, 사용자 선호도를 받고, 때로는, 디스플레이 이전의 히스토그램 스트레치(histogram stretch)에 의해 지원되는, 디스플레이 디바이스의 완전한 능력들(full capabilities)(즉, 8 비트 시스템에 대한 블랙에 대해서 0, 화이트에 대해 255)로 스트레칭된다. 이 방식은, 디스플레이 시스템의 능력들이 이미징 파이프라인의 초기 스테이지들에서 압축 동안 예측되는 것들에 거의 유사하게 되는 한, 잘 수행한다. 하지만, 새로운 HDR(high-dynamic-range) 디스플레이 시스템들에서, 중요도의 6까지의 오더들의 정적 콘트라스트 비들이 달성된다. 더욱이, 그러한 디스플레이 시스템들은 매우 높은 피크 밝기를 국부적으로(시간적 또는 공간적) 생성할 수 있다. 예를 들어, 이것은 2D 디머블 LED 백라이트들에 의해 달성될 수 있고, 여기에서, 어두운 이미지 부분들 아래의 약간의 LED들을 흐릿하게 함으로써 세이브된 파워는 밝은 영역들 아래의 다른 LED들을 부스트하는데 사용될 수 있다.

HDR 디스플레이 상에 레거시 LDR 비디오를 직접 디스플레이할 때, 아티팩트(artifact)가 발생하고, 즉 국부적과 지역적 콘트라스트 간에 불균형이 발생한다.

디스플레이 전의 범위 확장과 조합하여 범위 압축 동안 세부사항 콘트라스트의 보존은, 지역적 콘트라스트에 대해 미세한 세부사항들의 인헨스먼트를 야기한다. 큰 확장 요소들에 대해, 이것은, 장면의 부자연스러운 모습을 야기하고, 때때로 바람직하지 않은 노이즈 증폭을 야기한다.

본 발명에 따른 방법에서, 입력 이미지 데이터는 적어도 2개의 신호들, 즉 낮은 공간 주파수 지역 콘트라스트 데이터를 제공하는 제 1 신호 및 높은 공간 주파수 상세 데이터를 제공하는 제 2 신호로 전환된다. 적어도 제 1 신호의 동적 범위는 스트레칭되고, 제 1 신호의 동적 범위는 제 2 신호의 동적 범위보다 높은 정도로 스트레칭된다. 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호들은 이미지 출력 신호에서 조합된다.

제 1 신호는 지역 콘트라스트 신호를 제공하고, 제 2 신호는 상세 레이어(detail layer)를 제공한다. 2개의 신호들은 분리하여 스트레칭되고, 여기에서, 제 1 신호는 제 2 신호보다 더 많이 스트레칭된다. 효과에서, 지역 콘트라스트 신호의 지역 스트레치는 예컨대 저역통과 필터링에 의해 수행된다. 이 스트레칭 시에, 국부적인 세부사항은 낮은 정도로 스트레칭된다. 2개의 신호들은 조합된다. 이것은, 들어오는 신호의 전체 스트레치에 비해 감소하고, 세부적 이미지와 지역적 이미지 간의 불균형이 감소된다. 바람직한 실시예들에서, 제 2 신호는 입력 이미지 데이터로부터 제 1 신호를 감산함으로써 만들어진다.

도 1은 본 발명에 따라 예시적인 알고리즘에 대한 흐름도를 도시한다.

알고리즘은 이중 신호 과정으로서 동적 범위 확장을 수행한다. 초기에, 지역 콘트라스트는 이 예에서, 비디오에 저역 통과 필터(1)를 적용함으로써, 제 1 신호 지역 콘트라스트 신호(V_RC)를 제공함으로써, 입력 신호(V_in)로부터 상세 레이어를 추출함으로써, 제 2 상세 신호(V_D)를 제공함으로써 입력 신호(V_in)로부터 추출된다. 이 예에서, V_D는 지역 콘트라스트들 간의 차이 및 감산자(subtractor) 2에서의 입력을 계산함으로써 추출되고:

여기에서, V_in는 입력 비디오를 나타내고, F_bil은 저역통과 필터, 바람직하게는 빠른 쌍방 필터의 적용을 나타낸다. 바람직하게는, 저역통과 오퍼레이터로서 쌍방 그리드(bilateral grid)를 사용하는 쌍방 필터링이 실행된다. 이 방식은 계산적으로 효과적인 근사치를 완전한 쌍방 필터에 제공한다. 이 방식의 주요한 이점은, 그것이 저렴한 에지 보존 블러 필터(cheap edge-preserving blur filter)를 제공하여, 선형 공간 필터 커널들(linear spatial filter kernels)과 종종 연관되는 헤일로 아티팩트들(halo artifacts)을 방지한다는 점이다. 쌍방 그리드를 사용하는 쌍방 필터링은 (1) 국부적인 히스토그램들을 구성하고, (2) 다차원 선형 필터 커널(multi-dimensional linear filter kernel)을 이들 히스토그램들에 적용하고, (3) 요구된 출력 픽셀들을 슬라이스(slice)(= 보간(interpolating))함으로써 효과적으로 요약될 수 있다. 비록 선호되지만, 쌍방 그리드가 본 발명의 필수 부분을 나타내지 않음에 유의해야 한다. 지역 콘트라스트들은 종래 저역통과 필터들(의 뱅크들(banks)을 사용하여 선택적으로 추출될 수 있다. 제 1 및 제 2 신호를 생성하기 위해 수학적인 알고리즘을 사용하는 대신에, 다른 방법들이 또한, 예컨대 미리 정의된 특정 클래스들(classer), 예컨대 어두운 룸 인테리어(dark room interior)에 대해 사용될 수 있다.

높은 휘도의 이미지에서 지역 및 세부 간의 불균형을 감소시키고, 동적 범위 확장을 적용할 때 미세한 세부사항과 지역 콘트라스트 간의 자연적인 균형을 유지하기 위해, 2개의 신호들(V_RC 및 V_D)은 분리해서 매핑된다. 그렇게 하기 위해 바람직한 한 가지 방식은, 입력 동적 범위[K_LDR-W_LDR]로부터, 디스플레이 능력들, 인간 눈의 능력들, 또는 사람의 선호도에 의존하는 미리 결정된 타깃 동적 범위[K₀-W₀]로, 선형적으로 지역 콘트라스트(V_RC)를 스트레칭하는 것이다.

여기에서,

는 스트레칭된 신호이다. 그러한 미리 결정된 타깃 동적 범위는 제조자에 의해 설정될 수 있다. W₀는 조합된 신호에 대한 동적 범위의 상부 값을 규정한다. 도 1에서, 제 1 신호(V_RC)의 스트레칭이 M(V_RC)으로써 개략적으로 도시되며, 여기에서 M은 상기 수식이 선형 스트레칭이 사용되는 예인 스트레칭 동작을 나타낸다. 매핑하는 다른 수식들을 사용하는 비선형 스트레칭이 또한 이 스트레칭 또는 매핑 단계에 대해 가능하고, 뿐만 아니라 임의의 다른 스트레칭 또는 매핑 단계에 대해 가능하다.

스트레칭 동작은 범위 확장을 제공한다. 그로소 모도(grosso modo): 동적 범위의 스트레칭이 입력 동적 범위(W_LDR-K_LDR) 및 타깃 동적 범위의 비, 즉 제 1 지역 콘트라스트 신호에 적용된 스트레칭의 양인 아래의 요소이다.

스트레칭은 스트레처(stretcher) 3에서 수행된다. 스트레처 3은 스트레칭된 동적 범위(W₀-K₀) 상에, 인입하는 동적 범위(W_LDR-K_LDR)를 갖는 인입하는 데이터(V_in)를 매핑한다.

위에서, 바람직하게는 W₀<W_HDR이고, 여기에서 W_HDR는 디스플레이의 최대 범위이고, 그에 의해, 미리 규정된 타깃 동적 범위를 최대 디스플레이 동적 범위 아래로 유지한다. 이것은, 큰 밝은 영역들이 불쾌하게 높은 휘도들에서 이미지/렌더(render)되는 것을 방지한다.

바람직하게는, W₀는 500 내지 1000 Nit의 범위에서 휘도에 대응하는 범위에 있다.

두 번째로, 상세 레이어 신호는, 제 1 신호의 스트래칭 팩터에 비해 적절한 인헨서(enhancer) 4에서 인헨스먼트 팩터(enhancement factor)(g_D)를 적용함으로써 인헨스된다.

는 세부사항들을 포함하는 스트레칭된 제 2 신호이다. 바람직하게는, 이득(g_D)은 1에 가깝고, 예컨대 1과 1,2 사이의 범위 내에 있거나, 간단히 1이며, 후자의 경우에, 세부 레이어 데이터(V_D)는 인헨스먼트 없이 그 자체로 남게 되고, 그것이 단순히 선호된 실시예이다. 많은 레거시 압축된 LDR 신호에서, 세부사항들에서 콘트라스트를 다소간에 유지하는 압축이 수행된다. 그러므로, 세부 레이어를 그대로 남겨두는 것, 즉 1의 이득 팩터를 적용하는 것이 종종 충분하고, 알고리즘의 복잡성을 감소시킨다.

명백히, 파워 펑션들(power functions) 또는 S-펑션들과 같은, 위의 간단한 선형 스케일링 이외에 확장 펑션들M(V_RC) 및 g_D가 사용될 수 있다. 마지막으로, 출력은 매핑된 세부 및 지역 콘트라스트 레이어들, 즉 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호를 조합함으로써 구성되며:

는 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호이다. 이 예에서, 이것은, 이 예에서 간단한 가산기(adder)인, 조합기(combiner)(5)에서 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호를 조합함으로써 행해진다.

본 발명의 이러한 양태는 입력 신호의 동적 범위의 증가 후에 지역 콘트라스트와 세부 콘트라스트 간의 가시적인 미스매치(visible mismatch)를 감소시킴으로써 디스플레이된 이미지를 개선한다.

HDR 디스플레이에서 일어나는 또 다른 문제점은, 새로운 HDR 디스플레이들의 피크 밝기가 매우 높다(예컨대, 밝은측(Brightside)/돌비(Dolby)에 의한 DR37-P가 3000 cd/m2 이상의 피크 밝기를 갖는다고 알려져 있음)는 점이다. 그 결과, 완전한 동적 범위에 대해 디스플레이하는 동안 신호를 스트레칭하는 것은 약간의 이미지들에 대해 불쾌하게 밝은 장면들을 야기할 수 있다. 입력이 스트레칭되는 범위는 그러한 불쾌한 장면들을 회피하기 위해 예컨대 500과 1000Nit 사이로 제한될 수 있지만, 이 경우에, 디스플레이들의 능력들이 충분히 이용되지 않는다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예들에서, 추가적인 단계가 알고리즘에 부가된다. 이 바람직한 스텝은 도 1에서 직사각형(6)에서 개략적으로 도시되어 있다.

HDR 디스플레이들의 능력들의 완전한 이점을 취하기 위해, 남아있는 이용가능한 동적 범위, 즉 범위 W₀ 내지 W_HDR이 밀집되는(하이라이팅), 작은 스페큘러 하이라이트들(specular highlights)이 식별된다. 바람직하게는, 쌍방 그리드들은 또한, 저역통과 필터의 형태로서 사용된다. 쌍방 그리드들이 구성하는 국부적인 히스토그램들을 포함하기 때문에, 이들 히스토그램들은 적은 수의 밝은 픽셀들을 갖는 영역들을 식별하는데 직접 사용될 수 있다. 하이라이트들의 식별을 수행하기 위한 알고리즘이 도 1에서, 식별기(7)에서 펑션 FHL(V_in)로서 개략적으로 도시되어 있다. 하이라이트들에 속하는 것으로서 식별되는 픽셀들의 데이터는, 그것들을 가장 높은 동적 범위로 인도하는 매퍼(mapper)(8)에서의 팩터에 의해 인헨스되어, 작은 밝은 영역들을 하이라이트하는 신호(V_HL)를 제공한다. 신호들(

및 V_HL)은 출력 신호(V_out)를 제공하도록 조합기(9)에서 조합된다. 매핑은 간단한 승산(multiplication) 또는 보다 복잡한 펑션들에 의해 행해질 수 있다.

도 2는 다양한 동적 범위 인헨스먼트들을 개략적으로 도시한다. 입력 신호(V_in)는 K_LDR 내지 W_LDR에 이르는 동적 범위를 갖는다. 이것은, K₀ 내지 W₀에 이르는 동적 범위에 매핑된다. 하이라이트들에 속하는 것으로서 식별되며, 도 2에서 화살표 7로써 개략적으로 나타내지는, 가장 높은 입력 범위 내의 픽셀들을 포함하는 픽셀들이 하이라이트 식별기(7)로써 식별되는 것 외에; 하이라이트들에 속하는 것으로 식별되는 픽셀들에 대해, 매퍼(8)에서 매핑 동작이 수행되고, 여기에서, 하이라이트들을 위한 데이터가 보다 큰 동적 범위 상에 매핑되어, 예컨대 HDR 디스플레이 디바이스의 완전한 동적 범위의 탑 부분(top part)에 대응하는, 특히 휘도 HL의 가장 높은 범위를 커버(cover)한다. 하이라이트들에 대해 보존되는, 휘도의 이 가장 높은 범위는 최대 값(W_HDR)에 스트레칭된다. 이 최대 값은, 타깃 범위가 불쾌한 뷰잉 상태들을 회피하도록 적당한 휘도 값들로 유지되는, 타깃 동적 범위의 상부 값(W₀) 위에 놓인다. 도 2에서 "Ex"는

에 대한 동적 범위의 확장을 개략적으로 도시하며, "HL"는 하이라이트 신호(V_HL)에 대해 보존되는 보다 높은 동적 범위를 개략적으로 도시한다.

도 3은 하이라이트 식별 알고리즘을 도시한다.

입력 신호는 식별기(7)로 전달된다. 임계값(I_threshold) 위의 휘도(I) 및 임계치(n_threshold) 아래의 그러한 높은 세기 픽셀들의 넘버(n_av)를 갖는 픽셀들을 갖는 이들 영역들 또는 블록들은 하이라이트들로서 식별된다. 추가적인 예들이 아래에 주어진다.

예로서, 아래의 과정이 이어질 수 있다:

프로세싱 흐름에서 하이라이팅을 포함하기 위해, 입력 신호 상에 구성되는 쌍방 그리드의 세기는 그리드(B₀)를 야기하는, 타깃 동적 범위[K₀-W₀]로, 그리고 그리드(B_HDR)를 야기하는, 디스플레이의 완전한 동적 범위[K_HDR-W_HDR]로 스트레칭된다. 이들 2개의 그리드들은 슬라이싱(보간) 앞에 믹싱 맵(M)을 사용하여 최종 그리드(B_mapped)에 적응적으로 믹싱된다(mixed):

이 예에서, 모든 상기 동작들이 이미지의 심하게 서브-샘플된 표시(heavily sub-sampled representation)인, 그리드 베이스(grid base) 상에서 수행된다. 풀 해상도(full resolution)에 대한 최종 출력은 매핑된 쌍방 그리드(B_mapped)로 슬라이스함으로써 구성된다. 믹싱 맵(M)을 생성하기 위해, 우리는 아래의 방식을 채택하는데:

1. 기존의 국부적인 히스토그램들을 합산함으로써 지역 누적 히스토그램(regional cumulative histogram)을 구성하고,

2. 휘도 값들의 탑 n 퍼센트인, 이미지 픽셀들의 n 퍼센트(percent) 미만이 존재하는 밝기(I_threshold)를 확립하고,

3. I_threshold보다 높은 세기들을 갖는 픽셀들(n)의 양을 카운트하고(국부적인 기반상에서),

4. 이웃하는 빈들(bins) 간의 공간 일관성(spatial consistency)을 생성하기 위해 형태학적 팽창 필터(morphological dilatation filter)를 적용하여, 일관성 값(C_O)을 야기한다. 만약, 일관성 값이 높으면, 비교적 큰 밝은 영역들이 제공되고, 일관성 값이 작으면, 작은 밝은 영역들이 제공된다.

5. 믹싱 팩터(M)를 계산한다. 매핑 펑션(M)의 값은, 한정적 픽셀들(qualifying pixels)의 수가 미리 규정된 임계치(T)(작은 하이라이트들 및 믹스되는 것) 아래에 있고, 큰 밝은 이미지 부분들이 불쾌하게 밝게 되는 것을 방지하기 위해 이 임계치를 0 위로 되게 하는, 영역들에 대해 1로 세팅된다.

도 4a 내지 도 4f는 상술한 바와 같은 동적 범위 확장 알고리즘의 효과들을 도시한다. (a) 시뮬레이팅된 LDR 입력 이미지, 뿐만 아니라, (b) 지역 콘트라스트 레이어, 및 (c) 쌍방 그리드 필터링에 의해 추출되는 상세 레이어가 도시된다. 확장 후 장면의 자연스러운 모습은 (d) 사용자 또는 제조자 규정된 범위 [K₀-W₀]에 지역 콘트라스트(VRC)만을 확장함으로써 유지된다. (e)에서, 중간 출력(프레임들 (c)와 (d)의 합)이 도시된다. (f)에서, 남아 있는 이용가능한 동적 범위를 가득 채우기 위해 작은 스펙큘러 하이라이트들(specular highlights)이 식별되는, 최종 매핑된 출력이 도시된다.

도 5는 도 4a 내지 도 4f의 이미지에 대해 계산된 믹싱 맵을 도시한다. 오른쪽 상의 스케일은 믹싱 팩터(M)를 제공한다. 믹싱 팩터의 몇몇 통상적인 영역들은 화살표들로써 나타내진다. 겨울에 밝은 반사(bright reflection) 및 구름들에서의 밝은 영역들은 작은 하이라이트들로서 정확히 검출되고, HDR 디스플레이 디바이스의 완전한 동적 범위 또는 완전한 범위의 근처에 매핑된다. 하늘의 밝은 영역이 비교적 크기 때문에, 보다 작은 가중(weight)(보다 작은 믹싱 요소 M)은, 그것이 높은 밝기 HDR 디스플레이 상에서 불쾌하게 되는 것을 방지하기 위해 이 영역에 귀착된다. 두 번째로, 맵의 작은 해상도 특성은 그것의 블록 모습(blocky appearance)으로부터 명백히 가시적인데, 왜냐하면, 이들 동작들이 풀 픽셀 해상도(full pixel resolution)가 아닌, 국부적인 히스토그램들을 통해 수행된다. 이 바람직한 실시예에서, 믹싱 맵(M)은 쌍방 그리드들(B₀ 및 B_HDR)에 적용된다. 픽셀들 그 자체들은 최종 그리드(B_mapped)를 슬라이싱함으로써 구성된다. 결국, 인헨스된 영역에서 밝은 픽셀들만이 하이라이팅 동작에 의해 영향을 받고, 미드-그레이 세기들(mid-grey intensities)에 대한 어두움(dark)은 불변으로 남아 있어, 하이라이팅 과정은 이용가능한 동적 범위의 탑 부분(HL)을 가득 채우는 선택적인 동작이다. 도 3a의 이미지에 대한 최종 출력은 도 3f에 도시되어 있다. 겨울 및 구름들에서 밝은 반사들은 디스플레이(즉, 믹싱 요소(M)는 거의 1임)의 피크 밝기로 매핑되고, 이들 영역들은 흰색 화살표로써 도 5에 나타내져 있으며, 반면에, 하늘에서의 보다 큰 영역들은 도 3의 중간 세기들에 가깝게 남아 있다. 다시, 미세한 상세 콘트라스트의 인헨스먼트를 통한 방지에 의해, 장면의 보다 자연스러운 모습이 유지된다.

도 6 내지 도 8은 제안된 동적 범위 확장 방법의 성능의 다른 예들을 도시한다. 도 6a 내지 도 6c는 동적 범위 확장에 대한 설명을 형성한다. (a) 시뮬레이트된 LDR 이미지 및 (b) 하이라이팅이 없는 및 (c) 하이라이팅을 갖는 확장된 출력이 도시되어 있다. 다시, 이 방법은 극히 밝은 HDR 디스플레이들 상에 높은 성능을 제공하도록 설계된다. 그러한 디스플레이들 없이, 우리는 확장 과정의 시뮬레이션들에 제한된다. 이를 위해, LDR 입력이 시뮬레이팅되고, 확장 과정은 완전한 이용가능한 범위에 이미지를 재저장하는데 사용된다. 명백히, 이 시뮬레이션은 완전하지 않으며, 실제 HDR 디스플레이의 실질적인 모습을 제공할 수 없다. 그럼에도 불구하고, 도 6a 내지 도 6c는 디스플레이의 피크 밝기의 선택적 사용뿐만 아니라, 지역 콘트라스트와 미세 콘트라스트들 간의 유지된 균형을 도시한다.

도 7a 내지 도 7d는 동적 범위 확장의 다른 예들을 도시한다. 시뮬레이팅된 LDR 이미지들(7a 및 7c)이 왼쪽에 도시되고, 하이라이팅을 포함하는 확장된 HDR 버전인, 이미지들(7b 및 7d)이 오른쪽에 도시된다. 아래 예에서, 타원들은 하이라이트된 영역들을 나타낸다. 이 예는, 눈 덮인 산에서 큰 흰색 영역들이, 이것이 불쾌하기 때문에, HDR 디스플레이의 피크 밝기로 매핑되지 않는다. 대신에, 작은 스페큘러 하이라이트들만이 매우 선택적인 과정에서 충분한 밝기로 매핑된다. 위의 예에서, 자동차 헤드라이트들만이 피크 밝기로 매핑된다.

도 8a 내지 도 8e는 동적 범위 확장의 예들을 제공한다. 시뮬레이팅된 LDR 이미지들이 도 8a 및 도 8c에서 왼쪽에 도시되어 있고, 하이라이팅을 포함하는 확장된 HDR 버전들이 도 8a 및 도 8d에서 오른쪽에 도시되어 있다.

요약하면, 본 발명은, 입력 이미지 신호가 지역 콘트라스트 신호 및 상세 신호로 분리되고, 이어서 두 개의 신호들에 대한 동적 범위들을 선택적으로 스트레칭되는, 방법, 유닛, 및 디스플레이 디바이스를 제공하는 것으로서 설명될 수 있고, 지역 콘트라스트 신호에 대한 동적 범위는 상세 신호에 대한 동적 범위보다 높은 스트레치 비로 스트레칭된다. 바람직하게는, 상세 신호에 대한 스트레치 비는 거의 1이거나 바람직하게는 1이다. 바람직한 실시예에서, 하이라이트들이 식별되고, 하이라이트들에 대해, 동적 범위는 지역 콘트라스트 신호에 대한 것보다 높은 정도로 스트레칭된다.

상세 신호보다 더 지역 콘트라스트 신호를 스트레치하는 것은, 지역 콘트라스트에 대해 미세한 세부사항들의 인헨스먼트 간에 미스매치를 감소시키고, 보다 자연스런 모습을 제공한다. 하이라이트된 영역들에 대한 동적 범위의 보다 극한 스트레칭은 동적 범위의 탑 부분에 이들 하이라이트들을 매핑한다. 이것은, 불쾌한 뷰잉(unpleasant viewing)을 제공하는, 너무 큰 밝은 영역들을 야기하지 않고 이미지 스파클(image sparkle)을 만든다.

본 발명의 방법들 및 시스템은, 예컨대 인헨스먼트 알고리즘들 및 다른 비디오 프로세싱 알고리즘을 인에이블하기 위해 다양한 목적들을 위한 다양한 방식들로 사용될 수 있다.

본 발명은 또한, 컴퓨터 상에서 실행될 때, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 구현된다.

본 발명은, 이미지 신호들의 변환 유닛, 및 이미지 신호들의 변환이 특히 HDR 성능을 갖춘 디스플레이 디바이스들에서의 디스플레이 디바이스들과 같이 사용되는 디바이스들에서 사용될 수 있다.

청구범위에서, 괄호 사이의 임의의 도면번호들은 청구항을 제한하는 것으로서 고려되지 않는다.

단어 "포함하는"은 청구항에서 열서된 것 외의 다른 요소들 또는 스텝들의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 상술한 바와 같이, 다양한 상이한 바람직한 실시예들의 특징들의 임의 조합으로써 구현될 수 있다.

본 발명은 위의 주어진 예들에 제한되지 않으며, 다양한 방식들로 실행될 수 있다.

예를 들어:

상부 값(W₀)은 다수의 파라미터들에 의존하여 만들어질 수 있고, 그것의 가장 중요한 것은,

컬러이다:

반사 적색(reflective red) 및 청색 컬러들에 대한 최대 포화 레벨(maximum saturation level)은 녹색 및 노란색에 비해 비교적 낮다. W₀에 대한 값은, 바람직한 실시예들에서, 블라인드(blind)하기보다는 오히려 글로우(glow)하기 시작하는 부분들을 회피하기 위해, 상기 컬러에 의존하여 만들어진다.

주변 조명 레벨:

바람직한 실시예들에서, 디스플레이 디바이스에는 주변 조명 레벨을 감지하기 위해, 광 센서가 제공된다. 주변 조명 센서의 출력은 상부 값(W₀)을 결정하고, 주변 조명 레벨이 높으면 높을수록, 상부 값(W₀)은 높게 설정된다. 도 9는 그러한 실시예를 도시한다. 디스플레이 디바이스에는 디스플레이 스크린(91)이 제공된다. 출력 신호(V_out)는 스크린(91) 상에 디스플레이되는 이미지를 결정한다. 디스플레이 디바이스에는 주변 조명을 측정하기 위한 주변 조명 센서(92)가 제공된다. 이 센서의 출력은 V_RC의 동적 범위를 스트레칭하기 위한 스트레처(stretcher)(3)에 대한 입력이다. 이 센서의 출력은 또한, 하이라이트들 및/또는 하이라이트들을 위한 동적 범위를 제공하는 스트레칭을 결정하기 위한 매퍼(8) 및 식별자(7)에 결합될 수 있다. 이 예에서, 센서(2)의 출력은 식별자(7) 및/또는 매퍼(8)에 직접 공급된다. 본 발명의 실시예들 내에서, 스트레처(3) 및 식별기(7) 및/또는 매퍼(8)의 기능적인 파라미터들은, 센서 신호가 디스플레이들 중 하나에만 전달되도록, 링크될 수 있다. 마찬가지로, 동적 범위 및/또는 동적 범위를 통한 분배, 및/또는 센서 신호의 펑션으로서 식별자(7) 및/또는 매퍼(8)에 대한, 상부 값과 같이, 스트레처(3)에 대한 기능적인 파라미터들이 저장되는, 룩업 테이블을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 존재할 수 있다. 그러한 실시예에서, 센서의 출력은 컴퓨터 프로그램에 대한 입력이고, 컴퓨터 프로그램은 스트레처(3), 식별자(7) 및/또는 매퍼(8)에 대한 파라미터들을 제어한다.

- 그래픽 검출

바람직한 실시예들에서, 그래픽 검출 유닛은 인헨스먼트 및/또는 하이라이팅으로부터 그것들을 배제하기 위해 그래픽들(로고들(logos), 부제들(subtitles)과 같은)을 식별하는데 사용된다.

본 발명은 또한 다양한 시스템들에서 구현된다:

이미지 변환 유닛은 또한 다양한 종류들의 이미지 프로세싱 장치의 부분을 형성할 수 있다.

예를 들어, 변환을 수행하기 위한 변환 유닛은 도 9에서와 같이, 디스플레이 디바이스의 부분일 수 있다.

"변환 유닛"은 변환 방법을 수행하기 위한 소프트웨어, 하드웨어, 또는 그것들의 임의 조합을 포함하는 임의의 수단으로서 광범위하게 해석되어야 한다.

변환 유닛은 또한, 예컨대 기록 디바이스의 부분일 수 있다. 기록 디바이스는 이미지 또는 비디오를 기록할 수 있고, 여기에서 기록 디바이스에는, 디스플레이 디바이스들의 성능들에 대한 정보가 제공된다. 기록 디바이스들은, 동적 범위(W₀-K₀ 및/또는 W_HDR-K_HDR)를 디스플레이 스크린의 성능들과 매칭하는, 본 발명에 따른 방법을 실시간으로 적용한다. 개선된 이미지 또는 비디오는 실시간으로 또는 차후에 디스플레이될 수 있다.

이 시스템에 대한 변경에서, 소프트웨어는 인터넷 상의 일부 서버 상에 있을 수 있다. 사용자는 그/그녀가 가지고 있는 이미지들 및 비디오들의 이미지 데이터를 인터넷 사이트에 전달하고, 그/그녀가 가지고 있는 디스플레이 디바이스의 동적 범위 성능들에 대한 세부사항들을 인터넷 사이트에 제공한다. 이 동적 범위 정보는 예컨대, 동적 범위를 명시함으로써 명백해질 수 있고, 또는 예컨대 그/그녀가 갖고 있는 디스플레이 디바이스를 명시함으로써, 또는 디스플레이의 타입이 자동으로 체크되므로, 그것을 통지(noticing)하는 사용자 없이도, 암시적일 수 있다. 서버에서, 디스플레이 디바이스의 성능들을 제공하면, 입력 이미지 데이터에 본 발명의 방법을 적용하는지가 체크되고, 개선된 이미지 또는 비디오가 생성된다. 답변이 긍정적이면, 본 발명의 방법은 입력 이미지 데이터에 적용되고, 서비스에 대한 지불(payment)을 수신한 후에, HDR 디스플레이의 성능들에 매칭된, 개선된 출력 이미지 데이터가 사용자에게 다시 전달된다.

본 실시예는, 사용자가 특정한 변환 유닛을 구입하게 강요함이 없이, 그/그녀의 새로 구입한 HDR 디스플레이를 충분히 이용하도록 사용자로 하여금 그/그녀의 "오래된" 이미지 또는 비디오들을 업그레이드하도록 허용한다.

예컨대 스포츠를 시청하기 위한 "뷰 당 지불(pay per view)"에서, 사용자는 표준 품질을 구입하는 옵션 또는 업그레이드된 품질을 제공받을 수 있고, 업그레이드된 품질은 그/그녀가 갖고 있는 특정한 HDR 디스플레이 디바이스의 동적 범위에 매칭된다.

1: 저역통과 필터 2: 센서
3: 스트레처 5, 9: 조합기
7: 식별기 8: 매퍼
91: 디스플레이 스크린 92: 조명 센서

Claims

입력 이미지 데이터(V_in)를 출력 이미지 데이터(
, V_out)로 변환하기 위한 방법에 있어서,
상기 입력 이미지 데이터(V_in)는 적어도 2개의 신호들로 분리되고, 제 1 신호(V_RC)는 지역 콘트라스트 데이터(regional contrast data)를 포함하고 제 2 신호(V_D)는 상세 데이터를 포함하고, 적어도 상기 제 1 신호의 동적 범위(dynamic range)는 스트레칭된(stretched) 제 1 신호(
)를 제공하기 위해 스트레칭되고, 상기 제 1 신호의 동적 범위는 상기 제 2 신호에 적용되는 것보다 높은 정도로 스트레칭되고, 상기 스트레칭된 제 1 신호(
) 및 제 2 신호(
)는 출력 신호(
)로 조합되는, 변환 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 신호(V_D)는 상기 이미지 입력 데이터(V_in)로부터 상기 제 1 신호(V_RC)를 감산함으로써 만들어지는, 변환 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 신호(V_D)는 스트레칭되지 않는, 변환 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호(
)에 대한 동적 범위의 상부 값(upper value)이 500 내지 1000Nit의 디스플레이 상에 디스플레이될 때 광 세기들에 대응하는 범위에 놓이는, 변환 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호의 동적 범위는 상부 값(W₀)에 의해 묶이고, 상기 입력 이미지 신호(V_in)는 상기 이미지에서 하이라이트들(highlights)을 형성하는 픽셀들의 그룹들을 식별하도록 분석되고(FHL(Vin)), 상기 식별된 픽셀들의 그룹들에 대한 상기 픽셀 데이터는, 제 3 신호가 상부 최대 픽셀 값(W_HDR)에 대해 상기 상부 값(W₀)을 넘어 위쪽으로 확장하는 동적 범위(W_HDR-K_HDR)를 커버하도록 상기 제 3 신호(V_HL)로 변환되고, 상기 제 3 신호(V_HL)는 출력 신호(V_out)에서 상기 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호(
)와 조합되는, 변환 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 상부 최대 픽셀 값(W_HDR)은 1000 Nit를 넘는 디스플레이 상에 디스플레이될 때 광 세기들에 대응하는 범위에 놓이는, 변환 방법.
컴퓨터 상에 실행될 때, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드 수단을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛에 있어서,
상기 입력 이미지 데이터(V_in)를 적어도 2개의 신호들로 분리하는 스플리터(splitter)로서, 제 1 신호(V_RC)는 지역 콘트라스트 데이터를 포함하고 제 2 신호(V_D)는 상세 데이터를 포함하는, 상기 스플리터(splitter), 스트레칭된 제 1 신호(
)를 제공하기 위해 적어도 상기 제 1 신호의 동적 범위를 스트레치하는 스트레처(stretcher:3)로서, 상기 제 1 신호(V_RC)의 동적 범위가 상기 제 2 신호(V_D)에 적용되는 것보다 높은 정도로 스트레칭되는, 상기 스트레처(3), 및 출력 신호(
)에서 상기 스트레칭된 제 1 신호(
)와 제 2 신호(
)를 조합하는 조합기(5)를 포함하는, 이미지 변환 유닛.
제 8 항에 있어서,
상기 스트레처(3)는, 상기 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호의 동적 범위가 상부 값(W₀)에 의해 묶이도록 배치되고, 상기 유닛은 상기 이미지에서 하이라이트들을 형성하는 픽셀들의 그룹들을 식별하도록 상기 입력 이미지 신호(V_in)를 분석하기 위한 식별기(7), 상기 제 3 신호(V_HL)가 상부 최대 픽셀 값(W_HDR)에 대해 상기 상부 값(W₀)을 넘어 위쪽으로 확장하는 동적 범위(W_HDR-K_HDR)를 커버하도록 상기 제 3 신호(V_HL)에 상기 식별된 픽셀들의 그룹들에 대한 픽셀 데이터를 매핑하는 매퍼(8), 및 출력 신호(V_out)에서 상기 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호(
)와 상기 제 3 신호(V_HL)를 조합하는 조합기(9)를 포함하는, 이미지 변환 유닛.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 스트레처(3)는, 상기 조합된 스트레칭된 제 1 및 제 2 신호(
)에 대한 동적 범위의 상기 상부 값(W₀)이 500 내지 1000Nit의 디스플레이 상에 디스플레이될 때 광 세기들에 대응하는 범위에 놓이도록 구성되는, 이미지 변환 유닛.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매퍼(8)는, 상기 상부 최대 픽셀 값(W_HDR)이 1000Nit를 넘는 디스플레이 상에 디스플레이될 때 광 세기들에 대응하는 범위에 놓이도록 구성되는, 이미지 변환 유닛.
입력 이미지 데이터를 수신하기 위한 수신 수단 및 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같이, 상기 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛을 포함하는, 이미지 프로세싱 장치.
입력 이미지 데이터를 수신하기 위한 수신 수단, 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같이, 입력 이미지 데이터를 출력 이미지 데이터로 변환하기 위한 이미지 변환 유닛, 및 디스플레이 스크린(91)을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
제 13 항에 있어서,
제 11 항에 청구된 바와 같은 이미지 변환 유닛을 포함하고,
상기 상부 최대 값이 상기 디스플레이 스크린(91)의 동적 범위의 최대에서의 값 또는 그 근처의 값에 대응하는, 디스플레이 디바이스.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
출력을 제공하는 주변 조명 센서(92)를 포함하고,
상기 주변 조명 센서(92)의 출력이 상기 스트레처(3)에 대한 입력인, 디스플레이 디바이스.