KR20160053291A - 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부는, 입력 영상의 레드(Red, 이하 R), 그린(Green, 이하 G), 블루(Blue, 이하 B) 및 화이트(White, 이하 W) 데이터 신호 중 상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 상기 입력 영상의 순색 영상 포함 여부를 판별하는 색상 분석부; 및 상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상에 따라 상기 W 데이터 신호의 휘도를 조절하는 휘도 조절부;를 포함하는 데이터 변환부를 제공할 수 있다.

Description

데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법 {METHOD OF DATA CONVERSION AND DATA CONVERTER}
본 발명은 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 예로 디지털 비디오 또는 스틸 포토 카메라에 의해 캡쳐된 이미지 데이터, 비디오 또는 스틸 포트 아카이브로부터 획득된 이미지 데이터, 소프트웨어 어플리케이션이 의해 생성된 이미지 데이터 또는 브로드캐스트와 스트리밍 미디어로부터 획득된 이미지 데이터를 포함하는 다양한 타입의 이미지 데이터를 디스플레이 할 수 있다. 이러한 디스플레이 장치는 데스크탑 컴퓨터 또는 랩탑 컴퓨터, 컴퓨터 워크스테이션, 개인 휴대 정보 단말기, 모바일 전화기와 같은 모바일 장치, 무선 통신 장치, 멀티 미디어 장치, 카메라 및 텔레비전과 같은 전용 뷰잉 스테이션과 같은 다양한 장치들과 통합될 수도 있고, 그 다양한 장치들에 커플링될 수도 있으며 다양한 장치들과 관련될 수도 있다. 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 (LCD), 음극선관 (CRT) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 프로젝션 디스플레이 및 유기발광다이오드 표시장치 등을 포함할 수도 있다.
최근 디스플레이 장치의 휘도 상승을 통한 고화질 구현 및 소비 전력 저감에 관한 관심이 높아지고 있다. 그러나 디스플레이 장치에 사용되는 전형적인 색상 영상은 레드, 그린 및 블루의 3 개의 채널로 구성된 RGB 색상 영상이고, 이들 RGB 색상을 모두 활용하여 피크(Peak) 휘도를 구현하고 있다. 즉, RGB 색상을 이용하여 화이트 색상을 구현한다. 그러나 화이트 색상의 휘도를 조절하기 위하여 RGB 색상의 휘도 각각을 조절하는데 한계가 있고, 특히 액정 디스플레이의 경우 액정의 투과율에 따른 휘도 상향 방법에 제한이 있었다. 이러한 제한을 해결하기 위하여 화이트 서브 픽셀을 이용한 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 다만, 영상이 순색 영상을 포함하는 경우 화이트 휘도에 의해 명도비가 떨어져 화질 저하가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명에 따른 실시예는 화이트 픽셀을 추가로 구비하여 휘도를 상승시킨 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는 화이트 데이터 신호의 명도를 독립적으로 제어할 수 있는 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는 입력 영상이 포함하는 순색 영상의 정도와 순색 영상의 색상에 따라서 화이트 데이터 신호의 명도를 달리 제어하여 색상별로 화이트 휘도를 차등으로 낮추어 화질 열화를 방지할 수 있는 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는 백라이트의 휘도를 상향할 필요 없이 고 명암비를 구현할 수 있는 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부는, 입력 영상의 레드(Red, 이하 R), 그린(Green, 이하 G), 블루(Blue, 이하 B) 및 화이트(White, 이하 W) 데이터 신호 중 상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 상기 입력 영상의 순색 영상 포함 여부를 판별하는 색상 분석부; 및 상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상에 따라 상기 W 데이터 신호의 휘도를 조절하는 휘도 조절부;를 포함하는 데이터 변환부를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부에서, 상기 색상 분석부는, 상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 입력 영상을 이루는 화소의 채도를 제1 기준치와 비교하는 색상분포분석부;를 포함하는 데이터 변환부를 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부에서, 상기 색상 분석부는, 상기 제1 기준치 이상의 채도를 가진 화소의 수를 제2 기준치와 비교하는 색상분포량분석부;를 더 포함하는 데이터 변환부를 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부에서, 상기 색상분포량분석부는 상기 제2 기준치 이상의 화소 수를 포함하는 상기 입력 영상을 순색 영상으로 판단하는 데이터 변환부를 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부에서, 상기 휘도 조절부는, 상기 제1 기준치 이상의 채도를 가진 화소를 색상별로 구분하여 최대 화소수를 가진 색상을 판별하는 최대색상분석부;를 포함하는 데이터 변환부를 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부에서, 상기 휘도 조절부는,
상기 최대색상분석부에서 판변한 색상에 따라 상기 W 데이터의 휘도를 조절하기 위한 휘도조절계수를 설정하는 휘도조절계수설정부;를 더 포함하는 데이터 변환부를 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부의 데이터 변환 방법은, 입력 영상의 레드(Red, 이하 R), 그린(Green, 이하 G), 블루(Blue, 이하 B) 및 화이트(White, 이하 W) 데이터 신호 중 상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 입력 영상이 순색 영상을 포함하는지 판단하는 단계; 상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상 중 최대 비율의 색상을 판단하는 단계; 및 상기 최대 비율의 색상에 따라 화이트 휘도를 조절하는 단계;를 포함하는 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부의 데이터 변환 방법에 있어서, 입력 영상이 순색 영상을 포함하는지 판단하는 단계;는 상기 입력 영상을 이루는 화소들 각각의 채도를 분석하는 단계; 상기 화소들 각각의 채도가 제1 기준치 이상인지 판단하는 단계; 및 상기 제1 기준치 이상의 화소 수가 제2 기준치 이상인지 판단하는 단계;를 포함하는 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부의 데이터 변환 방법에 있어서, 상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상 중 최대 비율의 색상을 판단하는 단계는, 상기 제1 기준치 이상의 화소들의 색상을 판단하는 단계; 및 상기 제1 기준치 이상의 화소들의 색상 중에서 최대 비율의 색상을 판단하는 단계;를 포함하는 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수도 있다.
본 발명에 따른 실시예는 화이트 픽셀을 추가로 구비하여 휘도를 상승시킬 수 있고, 화이트 데이터 신호의 명도를 독립적으로 제어할 수 있고, 입력 영상이 포함하는 순색 영상의 정도와 순색 영상의 색상에 따라서 화이트 데이터 신호의 명도를 달리 제어하여 색상 별로 화이트 휘도를 차등으로 낮추어 화질 열화를 방지할 수 있으며, 백라이트의 휘도를 상향할 필요 없이 고 명암 비를 구현할 수 있는 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 데이터 변환부를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 데이터 변환부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 데이터 변환부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 색상분석부와 휘도조절부를 구체화한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부의 동작 관계를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 도 5의 제1 단계를 구체화한 흐름도이다.
도 7은 도 5의 제2 단계를 구체화한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부를 포함하는 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 서브 화소의 배치관계를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 데이터 변환부와 데이터 변환부의 데이터 변환 방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
<제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 데이터 변환부를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 데이터 변환부(100)는 입력되는 레드(Red; 이하 R), 그린(Green; 이하 G), 블루(Blue; 이하 B) 데이터 신호를 RGB 및 화이트(White; 이하 W) 데이터 신호로 변환하고 RGB 데이터 신호를 분석하여 W 휘도를 조절하여 출력하는 기능을 할 수 있다. 상기 데이터 변환부(100)는 역-감마부(110), RGB to RGBW 변환부(120), 색상분석부(130), 휘도조절부(140) 그리고 렌더링부(150)을 포함할 수 있다.
상기 역 감마부(110; De-Gamma)는 입력되는 입력 영상의 RGB 데이터신호들을 프레임 별로 역-감마 처리하는 역할을 할 수 있다. 더욱 자세히 이를 설명하면, 역 감마부(110)는 RGB 데이터신호들을 RGBW 데이터신호들로 변환하는 연산 중 일어나는 비트 오버플로우(bit overflow) 등을 막기 위해 수신된 인버스 감마(Inverse Gamma)를 역-감마 처리하여 리니어(Linear) 형태로 바꾼 후 비트 스트레칭(bit stretching)을 한다. 역 감마부(110)는 역-감마 룩업테이블(DE-Gamma LUT)을 이용하여 비트 스트레칭(bit stretching)을 수행할 수 있다. 그 결과, RGB 데이터신호들(RGB)은 역 감마부(110)에 의한 비트 스트레칭에 의해 비트 수를 상향 변경하여 출력할 수 있다.
상기 RGB to RGBW 변환부(120)는 역 감마부(110)를 통해 출력된 RGB 데이터신호들을 RGBW 데이터신호들로 변환하는 역할을 한다. RGB to RGBW 변환부(120)를 이용하여 RGB 데이터신호들을 RGBW 데이터신호들로 변환하는 이유는 RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널을 구동하기 위함이다. RGB to RGBW 변환부(120)는 색 좌표를 변경하지 않고 소비전력을 최적화하기 위해 RGB 데이터신호들에서 W 데이터신호와 동일한 휘도 및 동일한 색 좌표를 갖는 실측치 또는 계산치 기반의 RGB 데이터신호들을 뺌과 동시에 W 데이터신호를 추가할 수 있다. 또한 일 예로서, 상기 RGB to RGBW 변환부(120)는 R, G, B 데이터에서 수학식 1과 같은 공통 계조 값 또는 수학식 2와 같은 최소 계조 값을 추출하여 상기 W 데이터로 생성하고, R, G, B의 입력 데이터 각각에서 상기 W 데이터를 차감하여 상기 R, G, B 데이터를 생성할 수 있다.
수학식 1
Figure pat00001
수학식 2
Figure pat00002
다른 예로서, 상기 RGB to RGBW 변환부(120)는 각 서브화소(또는 서브픽셀)의 휘도 및/또는 구동 등의 특성에 따른 각 서브 화소의 휘도 특성에 따라 설정된 데이터 변환 방법을 기반으로 R, G, B 데이터를 4색인 R 데이터, G 데이터 B 데이터로부터 W 데이터로 변환할 수 있다.
이 경우는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0060476호 또는 제10-2013-0030598호에 개시된 변환 방법에 따라 RGB 계조에서 WRGB 계조로 매핑할 수 있다.
이하 RGB to RGBW 변환부(120)에 입력되는 RGB 데이터신호들은 RGB 데이터신호들이라고 지칭하고, 상기 RGB to RGBW 변환부(120)로부터 출력되는 RGBW 데이터신호들 중에서 RGB 데이터신호들을 변환된 RGB 데이터신호들이라고 지칭한다.
상기 색상분석부(130)는 도면에 도시된 바와 같이 RGB to RGBW 변환부(120)로부터의 변환된 RGB 데이터 신호를 인가 받거나, 도면에 도시된 바와는 달리 역감마부(110)의 출력 신호 또는 역감마부(110)로 입력되는 RGB 데이터 신호를 인가 받을 수 있다. 그리고 상기 색상분석부(130)는 RGB 데이터 신호에 기초하여 색상 분포를 분석할 수 있다. 구체적으로 상기 색상분석부(130)는 입력 영상의 채도를 분석하고 분석된 입력 영상의 채도에 기초하여 입력 영상의 순색 영상 포함 여부를 판단할 수 있다. 한편 채도(saturation)란 어떤 색에 있어서 색상의 양 또는 흰색에서 회색에 이르는 단계에 따라 다르게 나타나는 색의 깨끗한 정도를 의미하고 흰색이나 검은색이 섞이지 않은 빛 스펙트럼에 가장 가까운 색일수록 채도가 높다고 할 수 있다. 즉 채도는 색의 순수도 또는 순수한 색이 흰빛에 희석된 정도의 척도이다. 따라서 입력 영상의 채도 정보를 분석하면 입력 영상이 순색 영상을 포함하는지 여부를 판별할 수 있다.
상기 휘도조절부(140)는 색상분석부(130)의 판단 결과에 기초하여 RGB to RGBW 변환부(120)로부터의 W 데이터 신호의 휘도를 조절할 수 있다.
상기 렌더링부(150)는 상기 RGB to RGBW 변환부(120) 및 휘도조절부(140) 각각으로부터 입력되는 RGBW 데이터신호들을 기초하고, 두 개 이상의 픽셀을 이용하여 하나의 픽셀을 재현하여 해상도를 향상시킬 수 있다.
한편 상기 데이터 변환부(100)는 감마부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 상기 감마부는 변환된 RGBW 데이터 신호를 프레임 별로 감마 처리하여 논-리니어(Non-Linear) 형태로 변환할 수 있다.
<제2 실시예>
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 데이터 변환부를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 데이터 변환부(100)는 색상분석부(130), 휘도조절부(140) 및 RGB to RGBW 변환부(120)를 포함할 수 있다.
상기 색상분석부(130)는 입력되는 입력 영상의 RGB 데이터신호에 기초하여 입력 영상의 채도를 분석하고 채도에 따라 입력 영상이 순색 영상인지를 판단할 수 있다. 상기 색상분석부(130)는 입력 영상이 순색이 아닌 색상의 분포가 복합적인 색상복합영상인 경우 이러한 판단 결과를 RGB to RGBW 변환부(120)로 출력할 수 있다. 또한 입력 영상이 순색 영상인 경우에는 휘도조절부(140)로 휘도조절신호를 출력할 수 있다.
상기 휘도조절부(140)는 상기 색상분석부(130)로부터 휘도조절신호를 입력 받은 경우, 입력 영상이 포함하는 순색의 색상을 판별하고 그에 따른 휘도조절계수신호를 생성하여 이를 RGB to RGBW 변환부(120)로 출력할 수 있다.
상기 RGB to RGBW 변환부(120)는 상기 색상분석부(130)의 출력 신호 또는 휘도조절부(140)의 휘도조절계수신호 중 어느 하나를 입력 받을 수 있다.
상기 RGB to RGBW 변환부(120)가 색상분석부(130)로부터 색상복합영상이라는 판단결과를 제공받은 경우, RGB 데이터 신호를 RGBW 데이터 신호로 변환하면서 W 휘도를 별도로 조절하지 않고, 상기 RGB to RGBW 변환부(120)가 휘도조절계수신호를 제공받은 경우, RGB 데이터 신호를 RGBW 데이터 신호로 변환하면서 W 휘도를 휘도조절계수에 대응하여 조절할 수 있다. 그리하여 색상 별 휘도가 조절된 변환된 RGBWm 신호를 출력할 수 있다.
<제3 실시예>
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 데이터 변환부를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 데이터 변환부(100)는 색상분석부(130) 및 휘도조절부(140) 수 있다.
상기 색상분석부(130)는 입력되는 RGBW 데이터 신호 중 RGB 데이터 신호에 기초하여 입력 영상이 순색에 가까운 순색 영상인지 색상이 복합적인 색상복합영상인지를 판단할 수 있다. 그리고 입력 영상이 색상복합영상에 해당하는 경우에는 RGBW 데이터 신호를 그대로 출력하고, 입력 영상이 순색에 가깝거나 순색에 해당하는 순색 영상인 경우에는 휘도조절신호를 출력할 수 있다.
상기 휘도조절부(140)는 상기 휘도조절신호에 기초하여 입력되는 RGBW 데이터신호에서 최대색상을 판단, 즉 가장 높은 비율에 해당하는 색상이 무엇인지 판단하고, 최대색상에 따른 휘도조절계수를 설정하여 상기 휘도조절계수에 따라 W 데이터 신호의 휘도를 조절하여 변환된 RGBWm를 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 색상분석부와 휘도조절부를 구체화한 도면이다.
도 4를 참조하면, 색상분석부(130)는 색상분포분석부(131) 및 색상분포량분석부(132)를 포함할 수 있다. 그리고 휘도조절부(140)는 최대색상분석부(141) 및 휘도조절계수 설정부(142)를 포함할 수 있다.
상기 색상분포분석부(131)는 RGB 데이터를 HSI 데이터로 변환하여 입력 영상의 채도를 분석할 수 있다. 또한 상기 색삭분포량분석부(132)는 상기 색삭분포분석부(131)의 분석된 입력 영상의 채도를 기초하여 입력 영상의 순색 영상 포함 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로 상기 색상분포분석부(131)는 RGB 데이터를 HSI 데이터로 변환할 수 있다. 여기서 HIS(Hue Saturation Intensity) 데이터의 색 모델이란 인간이 색을 인지하는 방식과 깊은 관계를 가지고 있는 모델이다. 그리고 이를 통해 입력 영상을 색상(hue), 채도(Saturation) 및 명도(Intensity) 정보로 구분할 수 있다.
RGB 데이터를 HIS 데이터로 변환하는 방법으로는 이하 수학식 3 내지 수학식 5에 따라 변환할 수 있다.
수학식 3
Figure pat00003
수학식 4
Figure pat00004
수학식 5
Figure pat00005
또한 상기 색상분포분석부(131)는 이와 달리 입력되는 RGB 데이터를 기초하여 입력 영상의 채도(S)를 분석할 수 있고, 이하 수학식 6에 따라 RGB 데이터로부터 입력 영상의 채도를 구할 수 있다.
수학식 6
Figure pat00006
이와 같이 상기 색상분포분석부(131)는 상기 수학식 4 또는 수학식 6에 기초하여 입력 영상의 모든 화소에 대한 채도를 구하고, 그 결과값이 0 내지 1의 값 중에서 제1 기준치 이상인 경우에는 해당 화소의 영상은 순색으로 간주할 수 있다. 그리고 상기 제1 기준치는 0.878이 될 수 있고, 이는 오차 확률을 감안하여 설정된 값이나, 오차 범위에 따라서 달리 설정될 수 있다.
상기 색상분포량분석부(132)는 상기 색상분포분석부(131)의 분석 결과를 기초하여 모든 화소의 채도 값 중에서 상기 제1 기준치 이상인 화소가 전체 화소 대비 제2 기준치 이상인지 여부, 즉 전체 화소 수 대비 제1 기준치 이상을 만족하는 화소 수의 비율을 판단할 수 있다. 이 때 상기 제2 기준치는 1%가 될 수 있으나, 상기 제2 기준치는 오차 범위를 고려하여 달리 설정될 수 있다. 그리하여 입력 영상이 포함하는 순색 영상에 따라 화이트 휘도 조절 시, 어느 정도의 순색 영상이 포함되었을 때 화이트 휘도를 조절할 것인지 상기 제2 기준치를 설정함으로써 결정할 수 있다.
한편 제1 기준치 이상의 채도를 가진 화소 수가 제2 기준치 이상인 경우에는 입력 영상이 순색 영상을 포함하는 것으로 판단할 수 있고, 그렇지 않은 경우에는 다수의 색상이 복합된 색상복합영상으로 판단할 수 있다. 그리고 입력 영상이 색상복합영상으로 판별된 경우에는 입력 받은 입력 영상의 화이트 휘도를 별로도 변조하지 않고 제1 출력 영상으로 그대도 출력할 수 있다. 그리고 입력 영상이 상기 제2 기준치 이상의 비율로 순색 영상을 포함하는 것으로 판별된 경우, 상기 색상분포량분석부(132)는 모든 화소에 대한 채도 분석 정보 또는 모든 화소 중에서 상기 제1 기준치 이상에 해당하는 화소들에 대한 색상 정보를 상기 휘도조절부(140)로 출력할 수 있다.
이 때 상기 색상분석부(130)는 RGBW 데이터 신호를 입력 받아 이 중 RGB 데이터 신호를 기초하여 입력 영상의 채도를 분석할 수도 있고, 분석 결과에 따라 상기 휘도조절부(140)는 RGBW 데이터 신호 중에서 W 데이터 신호의 휘도를 조절할 수 있다.
상기 휘도조절부(140)의 최대색상분석부(141)는 색상분포량분석부(132)로부터 입력 받은 모든 화소에 대한 채도 정보 또는 제1 기준치 이상에 해당하는 화소의 색상 정보를 기초하여 모든 화소의 채도 값 중에서 제1 기준치 이상인 화소를 색상 별로 구분하여 색상별로 가장 많은 화소를 지닌 색상, 즉 최대색상을 분석할 수 있다.
상기 휘도조절부(140)의 휘도조절계수설정부(142)는 분석된 최대색상의 색상에 따라 휘도조절계수의 값을 달리 설정할 수 있다.
상기 휘도조절계수는 색상에 따라 달라질 수 있고, 상기 휘도조절계수에 따라 해당 화소의 W 데이터의 휘도가 조절될 수 있다.
상기 휘도조절계수는 상기 수학식 5에 따른 입력 영상의 색상 정보를 기초하여 일 예로 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue), 시안(Cyan), 마젠타(Magenta) 및 옐로(Yellow) 색상 각각에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
또한 상기 휘도조절계수에 따라 W 데이터 신호를 조절한 제2 출력영상을 출력할 수 있다.
상기 휘도조절계수는 색상별로 고정된 값은 아니고, 임의로 가변할 수 있는 값이 될 수 있다. 일 예로 옐로 순색을 가장 높은 비율로 포함하는 영상의 경우 옐로 영상은 주로 강조되는 영역에 있기 때문에 화이트 휘도를 많이 낮출 수 있도록 휘도조절계수가 설정, 즉 화이트 휘도를 비교적 많이 낮추어 옐로 영상 부분을 강조할 수 있다. 그리고 블루 영상과 화이트 영상이 같이 있는 영상의 경우 화이트 영상이 강조되는 영상이 많기 때문에 화이트 휘도의 변화를 적게, 즉 화이트 휘도를 비교적 적게 낮출 수 있도록 휘도조절계수를 설정할 수 있다.
또한 상기 휘도조절계수는 밝기가 낮은 색상일수록 화이트 휘도의 저감 폭을 낮게 할 수 있도록 설정된 값일 수 있다. 즉, 밝기가 비교적 높은 순색 영상의 경우 화이트 휘도를 비교적 더 낮게 하여 명도비를 높일 수 있고, 밝기가 비교적 낮은 순색 영상의 경우 화이트 휘도 저감 정도를 비교적 적게 하여 화질 열화가 발생하지 않도록 할 수 있다. 또한 밝기가 높은 색상은 옐로 색상이고, 그린, 레드 및 블루 색상 순서로 밝기가 상대적으로 낮다고 볼 수 있으므로 이 순서대로 화이트 휘도 저감 정도를 낮출 수 있다.
<데이터 변환부의 데이터 변환 방법>
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부의 동작 관계를 나타낸 흐름도이다. 그리고 도 6은 도 5의 제1 단계를 구체화한 흐름도이고, 도 7은 도 5의 제2 단계를 구체화한 흐름도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부(100)는 제1 내지 제3 단계(S100, S200, S300)를 수행할 수 있다.
상기 제1 단계(S100)는 순색영상판단단계로써, 입력 영상의 레드(Red, 이하 R), 그린(Green, 이하 G), 블루(Blue, 이하 B) 및 화이트(White, 이하 W) 데이터 신호 중 상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 입력 영상이 순색 영상을 포함하는지 판단할 수 있다. 그리고 상기 제2 단계(S200)는 최대비율색상판단단계로써, 상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상 중 최대 비율의 색상을 판단할 수 있다. 그리고 상기 제3 단계(S300)는 상기 최대 비율의 색상에 따라 화이트 휘도를 조절할 수 있다. 또한 상기 제1 단계(S100)인 입력 영상이 순색 영상을 포함하는지 판단하는 단계는, 상기 입력 영상을 이루는 화소들 각각의 채도를 분석하는 단계(S110), 상기 화소들 각각의 채도가 제1 기준치 이상인지 판단하는 단계(S120) 및 상기 제1 기준치 이상의 화소 수가 제2 기준치 이상인지 판단하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 단계(S200)인 상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상 중 최대 비율의 색상을 판단하는 단계는, 상기 제1 기준치 이상의 화소들의 색상을 판단하는 단계(S210) 및 상기 제1 기준치 이상의 화소들의 색상 중에서 최대 비율의 색상을 판단하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 실시예는 높은 화이트 휘도와 낮은 순색 영상의 휘도를 고려하여 명도 대비를 위해 순색 영상이 있는 경우에 화이트 휘도를 낮출 수 있고, 이 경우 순색 영상의 색상 별로 화이트 휘도의 저감 정도를 달리 설정할 수 있다. 구체적으로 입력 영상의 채도를 분석하고 그에 따라 입력 영상의 순색 영상을 포함하는지 판별하여 입력 영상이 기준치 이상의 순색 영상을 포함하고, 가장 높은 비율의 순색 영상의 색상을 판별하여, 판별된 색상에 따라 입력 영상의 휘도를 조절함으로써 색상별로 휘도 및 인지 특성을 고려하여 화이트 휘도를 조절할 수 있다. 그리고 색상별로 화이트 휘도를 저감시키는 경우, 소비전력 저감이 가능한 동시에 명도 대비를 보완할 수 있다. 또한 순색 영상일 경우 순색의 색상과 무관하게 일률적으로 화이트 휘도를 저감하여 명도비를 개선하고자 하는 경우 나타날 수 있는 화질 열화를 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부를 포함하는 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 9는 서브 화소의 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(600)는 표시패널(200), 데이터 드라이버(300), 게이트 드라이버(400) 그리고 타이밍 컨트롤러(500)를 포함할 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러(500)는 데이터 변환부(100)를 포함할 수 있고, 상기 데이터 변환부(100)가 상기 타이밍 컨트롤러(500)와 별로도 구비될 수 있다.
상기 데이터 변환부(100)는 상기 타이밍 컨트롤러(500)의 일부일 수 있고, 상기 타이밍 컨트롤러(500)와는 별도의 하나의 장치일 수 있다. 또한 상기 데이터 변환부(100)는 표시장치(600)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 무선 통신 장치 (이를테면 무선 모바일 핸드셋) 를 포함할 수도 있고, 또는 디지털 카메라, 비디오 카메라, 디지털 멀티미디어 플레이어, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 비디오 게임 콘솔, 다른 비디오 장치 또는 전용 뷰잉 스테이션 (이를테면 텔레비전) 의 일부일 수도 있다.
상기 표시패널(200)에는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 형성되고, 상기 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)의 교차부에는 서브 화소(Pix)가 형성될 수 있다.
상기 게이트 드라이버(400)는 상기 타이밍 컨트롤러(500)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 다수의 스캔신호(SP)들을 대응되게 공급한다. 이들 다수의 스캔신호(SP)들은 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)이 순차적으로 1 수평동기신호의 기간씩 인에이블 되게 할 수 있다. 상기 게이트 드라이버(400)는 다수의 게이트 집적회로를 포함할 수 있다.
상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(500)로부터의 데이터 제어신호(DCS)들에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn) 중 어느 하나가 인에이블 될 때마다 데이터 전압을 발생하여 상기 표시패널(200)의 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 각각 공급할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(500)는 외부의 시스템(예를 들면, 컴퓨터의 시스템의 그래픽 모듈 또는 텔레비전 수신 시스템의 영상 복조 모듈, 도시하지 않음)으로부터 공급된 각종 제어신호들(O_CS)을 이용하여 상기 게이트 드라이버(300)를 제어하는 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버(300)를 제어하는 데이터 제어신호(DCS)를 생성할 수 있다.
상기 표시패널(200)의 서브 화소(Pix)는 R, G, B 및 W 컬러에 대응하는 서브 화소들을 포함할 수 있다. 또한 상기 컬러 별 서브 화소들은 도 9와 같이 배치될 수 있다. 구체적으로 이를 설명하면, 기수번째 수평라인(n)에서 각 컬러 별 서브 화소는 W 서브화소(101), R 서브화소(102), G 서브화소(103) 및 B 서브화소(104) 순으로 연속하도록 배치되고, 우수번째 수평라인(n+1)에서 각 컬러별 서브 화소는 G 서브화소(103), B 서브화소(104), W 서브화소(101) 및 R 서브화소(102) 순으로 연속하도록 배치될 수 있다. 즉 기수번째 수평라인(n)에서의 각 컬러별 서브화소와 우수번째 수평라인(n+1)에서 각 컬러별 서브화소는 수직 방향으로 동일한 컬러대로 배열되지 않고 지그재그(zigzag) 형태로 배열될 수 있다. 일 예로 m번째 수직 라인과 기수번째 수평라인(n)이 교차하는 지점과 m+2번째 수직 라인과 우수번째 수평라인(n+1)이 교차하는 지점에서 W 서브화소(101)가 배치될 수 있다. 즉, 임의의 수직 라인에서 기수번째 수평라인(n)의 W, R, G, B 중 어느 하나의 서브화소는 우수번째 수평라인(n+1)에서 상기 임의의 수직 라인으로부터 두 칸 이동한 수직 라인 상에 동일하게 배치될 수 있다. (서브화소 단위로 두 칸 이동) 이와 같이 기수번째 수평라인(n)과 우수번째 수평라인(n+1)에서 동일한 서브화소가 서브화소 단위로 두 칸 이동하여 반복되는 지그재그 구조는, 수직방향으로 동일한 서브화소가 나타나는 구조와 비교하여 라인이 시인되는 현상을 방지할 수 있다.
한편 상기 표시패널(200)이 액정표시패널인 경우 서브 화소(Pix)는 상기 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 접속된 박막트랜지스터(TFT) 및 상기 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 화소전극을 포함한다. 그리고 상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)으로부터의 스캔신호(SP)에 응답하여 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로부터의 데이터를 액정셀에 공급한다. 이를 위하여, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 접속되며, 소스 전극은 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 접속되고, 드레인 전극은 액정셀의 화소전극에 접속된다. 또한, 상기 표시패널(200)의 하부 유리기판에는 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터가 형성된다. 또한 상기 표시패널(200)의 상부 유리기판에는 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 각 화소 영역에 대응되는 컬러필터와, 이들 각각을 테두리하여 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)과, 데이터라인(DL1 ~ DLm) 및 박막트랜지스터(TFT) 등을 가리는 블랙 매트릭스를 추가적으로 포함할 수 있다. 또한 R, G, B, W 서브화소 각각에 포함된 액정셀은 R, G, B 및 W 컬러를 위한 액정셀일 수 있다.
또한 상기 상기 표시패널(200)이 유기발광다이오드 표시패널인 경우 R, G, B, W 서브화소 각각은 유기발광다이오드를 포함할 수 있고, 상기 유기발광다이오드가 발광함으로써 각 서브화소로부터 방출되는 광을 통해 영상을 표시할 수 있다. 상기 유기발광다이오드는 정공 수송층/유기 발광층/전자 수송층의 구조 또는 정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 나아가, 상기 유기 발광셀에는 상기 유기 발광층의 발광 효율 및/또는 수명 등을 향상시키기 위한 기능층이 추가로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 데이터 변환부
101 W 서브화소
102 R 서브화소
103 G 서브화소
104 B 서브화소
110 역감마부
120 RGB to RGBW 변환부
130 색상 분석부
131 색상분포분석부
132 색상분포량분석부
140 휘도조절부
141 최대색상분석부
142 휘도조절계수 설정부
150 렌더링부
200 표시패널
300 데이터 드라이버
400 게이트 드라이버
500 타이밍 컨트롤러
600 표시장치

Claims (9)

  1. 입력 영상의 레드(Red, 이하 R), 그린(Green, 이하 G), 블루(Blue, 이하 B) 및 화이트(White, 이하 W) 데이터 신호 중 상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 상기 입력 영상의 순색 영상 포함 여부를 판별하는 색상 분석부; 및
    상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상에 따라 상기 W 데이터 신호의 휘도를 조절하는 휘도 조절부;를 포함하는 데이터 변환부.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 색상 분석부는,
    상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 입력 영상을 이루는 화소의 채도를 제1 기준치와 비교하는 색상분포분석부;를 포함하는 데이터 변환부.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 색상 분석부는,
    상기 제1 기준치 이상의 채도를 가진 화소의 수를 제2 기준치와 비교하는 색상분포량분석부;를 더 포함하는 데이터 변환부.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 색상분포량분석부는 상기 제2 기준치 이상의 화소 수를 포함하는 상기 입력 영상을 순색 영상으로 판단하는 데이터 변환부.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 휘도 조절부는,
    상기 제1 기준치 이상의 채도를 가진 화소를 색상별로 구분하여 최대 화소수를 가진 색상을 판별하는 최대색상분석부;를 포함하는 데이터 변환부.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 휘도 조절부는,
    상기 최대색상분석부에서 판변한 색상에 따라 상기 W 데이터의 휘도를 조절하기 위한 휘도조절계수를 설정하는 휘도조절계수설정부;를 더 포함하는 데이터 변환부.
  7. 입력 영상의 레드(Red, 이하 R), 그린(Green, 이하 G), 블루(Blue, 이하 B) 및 화이트(White, 이하 W) 데이터 신호 중 상기 RGB 데이터 신호에 기초하여 입력 영상이 순색 영상을 포함하는지 판단하는 단계;
    상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상 중 최대 비율의 색상을 판단하는 단계; 및
    상기 최대 비율의 색상에 따라 화이트 휘도를 조절하는 단계;를 포함하는 데이터 변환부의 데이터 변환방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    입력 영상이 순색 영상을 포함하는지 판단하는 단계;는
    상기 입력 영상을 이루는 화소들 각각의 채도를 분석하는 단계;
    상기 화소들 각각의 채도가 제1 기준치 이상인지 판단하는 단계; 및
    상기 제1 기준치 이상의 화소 수가 제2 기준치 이상인지 판단하는 단계;를 포함하는 데이터 변환부의 데이터 변환방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 입력 영상에 포함된 순색 영상의 색상 중 최대 비율의 색상을 판단하는 단계는,
    상기 제1 기준치 이상의 화소들의 색상을 판단하는 단계; 및
    상기 제1 기준치 이상의 화소들의 색상 중에서 최대 비율의 색상을 판단하는 단계;를 포함하는 데이터 변환부의 데이터 변환방법.
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