KR20160068627A

KR20160068627A - 영상 처리 장치, 영상 처리 방법, 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20160068627A
Application number: KR1020150064647A
Authority: KR
Inventors: 히로시 오이시; 마사히코 요시야마; 타카시 야스오카
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2016-06-15
Also published as: US20160163250A1; JP2016109812A

Abstract

영상 처리 장치는 입력 영상 신호의 명도 값에 근거하여 조명 광을 추정하고, 추정 조명 광의 밝기를 조정하고, 반사율을 추정하여 새로운 명도 값을 생성하는 콘트라스트 조정부; 상기 입력 영상 신호의 색 값에 근거하여 조명 광을 추정하고, 추정 조명 광의 밝기를 조정하고, 반사율을 추정하여 새로운 색 값을 생성하는 색 강조부; 및 상기 새로운 명도 값 및 상기 새로운 색 값에 근거하여 상기 투명 표시 장치에 영상을 표시하기 위한 출력 영상 신호를 생성하는 출력 영상 신호 생성부를 포함한다.

Description

영상 처리 장치, 영상 처리 방법, 및 표시 장치{IMAGE PROCESSING DEVICE, IMAGE PROCESSING METHOD AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 영상 처리 장치, 영상 처리 방법 및 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치 중 화면의 배경이 비쳐 보이는 투명 표시 장치는 건물이나 차량의 윈도우, 상점의 쇼윈도우 등에 적용할 수 있다. 투명 표시 장치는 광고나 정보 제공 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 투명 표시 장치는 디자인성이 우수하기 때문에 미래의 표시 장치의 하나로서 주목을 받고 있다.

투명 표시 장치는 배경이 비쳐 보이는 특징을 갖기 때문에, 본래 표시하고자 하는 영상의 시인성이 떨어지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 투명 표시 장치에 영상이 표시될 때, 배경 색과 다른 색을 표시하도록 변환하여 시인성을 향상시키는 기술 및 배경에 의한 영향을 억제하기 위해 투과율을 제어 하는 필터를 포함하는 표시 장치 등에 대한 기술이 특허문헌 1, 2에 개시되어 있다.

JP

2012-247548

A

JP

2013-156635

A

특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 배경의 색과 다른 색을 표시하도록 변환함으로써, 부자연스러운 영상이 표시되는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 투과율이 제어 가능한 필터를 필요로 하게 되고, 투명 표시 장치의 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 영상을 조정하여 투명 표시 장치의 제조 비용을 상승시키지 않으며, 투명 표시 장치에 표시되는 영상의 시인성을 향상시키는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 소정의 관점에 의하면, 투명 표시 장치에 표시하고자 하는 영상에 대한 처리를 행하는 영상 처리 장치에 있어서, 입력 영상 신호의 명도 값에 근거하여 추정된 제1 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제1 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제2 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제1 추정 조명 광 및 상기 제2 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 명도 값을 생성하는 콘트라스트 조정부, 상기 입력 영상 신호의 색 값에 근거하여 추정된 제3 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제3 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제4 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제3 추정 조명 광 및 상기 제4 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 색 값을 생성하는 색 강조부, 및 상기 새로운 명도 값 및 상기 새로운 색 값에 근거하여 상기 투명 표시 장치에 영상을 표시하기 위한 출력 영상 신호를 생성하는 출력 영상 신호 생성부를 포함하는 영상 처리 장치가 제공된다.

이러한 구성에 의하면, 상기 콘트라스트 조정부는, 입력 영상 신호의 명도 값에 근거하여 상기 제1 추정 조명 광을　추정하고, 추정한 상기 제1 추정 조명 광의 소정의 밝기 이하의 범위에 대하여 소정 량 밝게 하여, 반사율을 추정하여 새로운 명도 값을 생성하고, 상기 색 강조부는, 입력 영상 신호의 색 값에 근거하여 상기 제3 추정 조명 광을 추정하고, 추정한 상기 제3 추정 조명 광의 소정의 밝기 이하의 범위에 대하여 소정 량 밝게 하여, 반사율을 추정하여 새로운 색 값을　생성한다. 상기 새로운 명도 값 및 상기 새로운 색 값을 사용하여 상기 자발광형 투명 디스플레이에 영상을 표시하기 위한 영상 신호를 생성한다．　그 결과, 상기 영상 처리 장치는, 투명 표시 장치의 제조 비용을　상승시키지 않고， 투명 표시 장치에 표시ㄷ하는 영상을 이용자에게　시인하기 쉽게 하는 것이　가능하게 된다.

상기 색 강조부는, 상기 입력 영상 신호의 색 값에 비네팅 처리(vignetting processing)를 실행하여 상기 제3 추정 조명 광을 추정하는 조명 광 추정부, 상기 제3 추정 조명 광이 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제3 추정 조명 광의 밝기를 소정 량 밝게 조정하여 상기 제4 추정 조명 광을 산출하는 조정부, 및 상기 입력 영상 신호의 색 값, 상기 제3 추정 조명 광, 및 상기 제4 추정 조명 광에 근거하여 반사율을 추정하고, 상기 새로운 색 값의 정보를 생성하는 반사율 추정부를 포함할 수 있다.

상기 반사율 추정부는, 상기 제4 추정 조명 광의 채도를 조정할 할 수 있다.

상기 반사율 추정부는, 상기 제4 추정 조명 광의 채도가 소정의 문턱값 미만의 경우와 상기 문턱값 이상의 경우에 따라 서로 상이하게 채도를 조정할 수 있다.

상기 조명 광 추정부는, 가우시안 필터를 사용하여 상기 제3 추정 조명 광을 추정할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 소정의 관점에 의하면, 투명 표시 장치에 표시하고자 하는 영상에 대한 처리를 행하는 영상 처리 방법에 있어서, 입력 영상 신호의 명도 값에 근거하여 추정된 제1 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제1 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제2 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제1 추정 조명 광 및 상기 제2 추정 조명 광을 근거로반사율을 추정하여 새로운 명도 값을 생성하는 콘트라스트 조정 단계, 상기 입력 영상 신호의 색 값에 근거하여 추정된 제3 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제3 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제4 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제3 추정 조명 광 및 상기 제4 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 색 값을 생성하는 색 강조 단계, 및 상기 새로운 명도 값 및 상기 새로운 색 값에 근거하여 상기 투명 표시 장치에 영상을 표시하기 위한 출력 영상 신호를 생성하는 출력 영상 신호 생성 단계를 포함하는 영상 처리 방법이　제공된다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 상기 영상 처리 장치; 및 상기 영상 처리 장치가 생성한 출력 영상 신호에 기초하는 영상을 표시하는 투명 표시 패널을 구비하는 표시 장치가 제공된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 영상을 조정하여 투명 표시 장치의 제조 비용을 상승시키지 않으며, 투명 표시 장치에 표시되는 영상의 시인성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 표시 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 색 공간 변환 전처리부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 콘트라스트 조정부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 색 강조 처리부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 조정부에 의한 조정 처리에 사용하는 테이블의 예를 나타내는 설명도이다.
도 7은 색 공간 변환 후처리부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작 예를 나타내는 흐름도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써, 중복 설명을 생략한다.

<1. 본 발명의 일 실시 형태>

[배경]

먼저, 본 발명의 일 실시 형태의 배경에 대하여 설명하고, 그 위에서 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이, 표시 장치 중 투과도를 갖고, 표시 화면의 배경이 비쳐 보이는 특징을 갖는 투명 표시 장치가 주목받고 있다. 투명 표시 장치는 별도의 백라이트 없이, 화소가 스스로 자발광하는 자발광형 표시 장치 중 하나인 유기 전계 발광 표시 장치일 수 있다. 투명 표시 장치는 유기 전계 발광 표시 장치의 전극들을 투명 전극을 사용하여, 비표시 상태에서는 표시 장치의 배면의 배경이 보일 수 있다.

투명 표시 장치는 배경의 광을 차단하지 않고 투과시키기 때문에, 흑색을 표시할 수 없다. 따라서, 투명 표시 장치에 영상을 표시할 때, 흑색이나, 어두운 색의 부분에서는 배경이 투과되어 영상과 배경이 겹쳐보이는 현상이 발생한다.

상술한 바와 같이, 특허문헌 1에는 투명 표시 장치로 영상을 표시할 때, 영상의 색을 배경의 색과 다른 색으로 변환하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 배경에 의한 영향을 억제하기 위해 투과율을 제어할 수 있는 필터를 구비한 투명 표시 장치 기술이 기재되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 배경의 색과 다른 색을 표시하도록 변환함으로써, 부자연스러운 영상이 표시되는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 투과율을 제어 가능한 필터가 필요로 하게 되고, 투명 표시 장치의 제조 비용이 상승되는 문제가 있다.

여기서, 본 발명은 배경에 의한 영향을 억제하고, 자연스러운 영상을 표시하는 투명 표시 장치에 대하여 개시 한다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 배경의 영향을 받아, 영상과 배경이 중첩되지 않도록 하기 위해, 투명 표시 장치에 표시되는 영상에 대하여 화질을 조정하는 처리를 실행한다. 따라서, 투과율을 제어할 수 있는 필터가 필요하지 않고 또한배경에 의한 영향을 억제하고, 자연스러운 영상을 표시할 수 있는 투명 표시 장치를 제안한다.이상, 본 발명의 일 실시 형태의 배경에 대하여 설명하였다.

[구성예]

이어서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 이하, 도 1을 사용하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(10)의 구성예에 대하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(10)는 표시 제어부(100)와, 투명 표시 패널(200)을 포함한다.

표시 제어부(100)는 입력되는 입력 영상 신호(RGB)에 대하여, 투명 표시 패널(200)에 영상을 표시하기 위한 처리를 실행한다. 표시 제어부(100)로 입력되는 입력 영상 신호(RGB)에는 여러 가지 것을 생각할 수 있지만, 예를 들어, 소정의 도형, 문자, 사진 그 외의 정보를 표시시키기 위한 입력 영상 신호(RGB)가 표시 제어부(100)로 공급된다.

본 실시 형태에서는, 표시 제어부(100)는 투명 표시 패널(200)에 영상을 표시하기 위한 처리의 하나로서, 투명 표시 패널(200)에 표시하고자 하는 영상에 대한 조정 처리를 실행한다. 표시 제어부(100)는 입력 영상 신호(RGB)를 근거로 출력 영상 신호(R’G’B’)를 생성하여, 출력 영상 신호(R’G’B’)를 투명 표시 패널(200)로 출력한다.

투명 표시 패널(200)은 화면의 배경이 비쳐 보이는 표시 장치이다. 이에 한정하는 것은 아니나, 표시 장치(10)는 발광 소자로서 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 이 경우, 유기 발광 소자가 매트릭스(matrix) 형상으로 배치되고, 유기 발광 소자의 각 전극은 투명 전극일 수 있다. 투명 표시 패널(200)은 표시 제어부(100)로부터 전송되어 온 출력 영상 신호(R’G’B’)에 기초하여 영상을 표시한다.

본 실시 형태에서는, 투명 표시 패널(200)은 표시 제어부(100)에 있어서 투명 표시 패널(200)에 표시하고자 하는 영상에 대한 조정 처리가 실시된 출력 영상 신호(R’G’B’)에 기초하여 영상을 표시한다. 따라서, 투명 표시 패널(200)의 배경의 영상에 의한 영향을 억제하여, 표시 장치(10)의 시인성이 향상될 수 있다.

이상, 도 1을 사용하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(10)의 구성예에 대하여 설명하였다. 이어서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(10)의 상술한 기능 구성예에 대하여 설명한다.

도 2는 표시 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 나타낸 것은 투명 표시 패널(도 1의 200)에 표시하고자 하는 영상에 대한 조정 처리를 실행하는 표시 제어부(100)의 구성예이다. 이하, 도 2를 사용하여 표시 제어부(100)의 기능 구성예에 대하여 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 표시 제어부(100)는 색 공간 변환 전처리부(110), 콘트라스트 조정부(120), 색 강조 처리부(130), 및 색 공간 변환 후처리부(140)를 포함한다.

색 공간 변환 전처리부(110)는 표시 제어부(100)로 전송되어 온 입력 영상 신호(RGB)를 근거로 CIE LAB 색공간에 근거한 데이터로 변환한다. 색 공간 변환 전처리부(110)는 RGB 색 공간으로부터 CIELAB 색 공간으로 변환하는 처리를 실행한다. 색 공간 변환 전처리부(110)는 입력 영상 신호(RGB)를 근거로 명도 값(L*), 및 색 값(a*, b*)을 출력한다. 색 공간 변환 전처리부(100)는 명도 값(L*)을 콘트라스트 조정부(120)로 출력하고, 색 값(a*, b*)을 색 강조 처리부(130)로 출력한다. 색 공간 변환 전처리부(110)의 상세한 구성예에 대하여는 도 3에서 상세히 설명한다.

콘트라스트 조정부(120)는 명도 값(L*)을 투명 표시 패널(도 1의 200)의 표시에 적합한 명도 값(L*’)으로 변환하는 콘트라스트 조정 처리를 실행한다. 콘트라스트 조정부(120)는 투명 표시 패널(200)의 표시에 적합한 명도 값(L*’)를 색 공간 변환 후처리부(140)로 출력한다. 콘트라스트 조정부(120)의 상세한 구성예에 대하여는 도 4에서 상세히 설명한다.

색 강조 처리부(130)는 색 공간 변환 전처리부(110)로부터 전송되어 온 입력 영상의 색 값(a*, b*)에 대하여, 투명 표시 패널(200)의 표시에 적합한 색 값(a*’, b*’)으로 변환하는 색 강조 처리를 실행한다. 색 강조 처리부(130)는 투명 표시 패널(200)의 표시에 적합한 색 값(a*’, b*’)을 색 공간 변환 후처리부(140)로 출력한다. 색 강조 처리부(130)의 상세한 구성예에 대하여는 도 5에서 상세히 설명한다.

색 공간 변환 후처리부(140)는 CIELAB 색 공간으로부터 RGB 색 공간으로 변환하는 처리를 실행한다. 색 공간 변환 후처리부(140)는 출력 영상 신호 생성부로 지칭될 수도 있다. 구체적으로는, 색 공간 변환 후처리부(140)는 콘트라스트 조정부(120)가 출력한 명도 값(L*’)과, 색 강조 처리부(130)가 출력한 색 값(a*’, b*’)을 사용하여, CIELAB 색 공간으로부터 RGB 색 공간으로 변환하는 처리를 실행한다. 색 공간 변환 후처리부(140)의 상세한 구성예에 대하여는 도 7에서 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 제어부(100)는 도 2에 나타낸 바와 같은 구성을 가짐으로써, 투명 표시 패널(도 2의 200)에 표시하고자 하는 영상에 대한 조정 처리가 실시된 출력 영상 신호(R’G’B’)를 생성할 수 있다.

이어서, 도 2에 나타낸 표시 제어부(100)의 각 부의 상세한 구성예에 대하여 설명한다.

도 3은 색 공간 변환 전처리부의 구성을 나타내는 블록도이다. 입력 영상 신호(RGB)를 RGB 색 공간으로부터 CIELAB 색 공간으로 변환하는 처리를 실행하는 색 공간 변환 전처리부(110)의 기능 구성예이다. 이하, 도 3을 사용하여 색 공간 변환 전처리부(110)의 기능 구성예에 대하여 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 색 공간 변환 전처리부(110)는 리니어 RGB 변환부(112), XYZ 변환부(114), 및 CIELAB 변환부(116)를 포함한다.

리니어 RGB 변환부(112)는 영상 신호(RGB)의 레드, 그린 및 블루 데이터들 각각의 값에 대하여 리니어 RGB 값(Rln, Gln, Bln)을 구한다. 구체적으로는, 리니어 RGB 변환부(112)는 레드, 그린 및 블루 데이터들 각각의 레벨값에 2.2 제곱하여 리니어 RGB 값(Rln, Gln, Bln)을 산출한다. 리니어 RGB 변환부(112)는 리니어 RGB 값(Rln, Gln, Bln)을 XYZ 변환부(114)로 출력한다.

XYZ 변환부(114)는 리니어 RGB 값(Rln, Gln, Bln)에 근거하여 XYZ 값(X, Y, Z)을 구한다. 구체적으로는, XYZ 변환부(114)는 리니어 RGB 값(Rln, Gln, Bln)에 대하여, 입력 영상 색역에 대응한 XYZ 변환 행렬을 이용하여 XYZ 값(X, Y, Z)을 구한다. XYZ 변환부(114)는 이하의 수학식 1에 의해 리니어 RGB 값(Rln, Gln, Bln)을 XYZ 값(X, Y, Z)으로 변환한다.

또한, 상기 수학식 1에 있어서, M은 입력 영상 색역에 대응한 3 x 3 변환 행렬이다. 그리고, XYZ 변환부(114)는 XYZ 값(X, Y, Z)을 CIELAB 변환부(116)로 출력한다.

CIELAB 변환부(116)는 XYZ 변환부(114)로부터 보내온 입력 영상의 XYZ 값(X, Y, Z)을, CIELAB 값(L*, a*, b*)으로 변환한다. 구체적으로는, CIELAB 변환부(116)는 XYZ 변환부(114)로부터 보내온 입력 영상의 XYZ 값(X, Y, Z)을, 하기의 수학식 2에 의해 CIELAB 값(L*, a*, b*)로 변환한다.

또한, 상기 수학식 2에 있어서, (Xn, Yn, Zn)는 화이트포인트(White Point)를 나타내고 있다.

이상, 도 3을 사용하여 색 공간 변환 전처리부(110)의 기능 구성예에 대하여 설명하였다. 이어서, 콘트라스트 조정부(120)의 기능 구성예에 대하여 설명한다.

도 4는 콘트라스트 조정부의 구성을 나타내는 블록도이다. 콘트라스트 조정부(120)는 색 공간 변환 전처리부(도 3의 110)로부터 수신한 명도 값(L*)을 투명 표시 패널(200)의 표시에 적합한 명도 값(L*’)으로 변환한다. 본 실시 형태에서는, 콘트라스트 조정부(120)는 레티넥스(Retinex) 이론을 응용하여 콘트라스트 조정 처리를 실행한다.

콘트라스트 조정부(120)는 조명 광 추정부(122), 조정부(124), 및 반사율 추정부(126)를 포함한다.

조명 광 추정부(122)는 명도 값(L*)에 대하여 조명 광을 추정하는 처리를 실행한다. 구체적으로는, 조명 광 추정부(122)는 명도 값(L*)에 대하여 가우시안 필터(Gaussian Filter) 등으로 비네팅 처리(vignetting processing)를 실행하여, 추정 제1 조명 광 데이터(AA)을 산출한다. 조명 광 추정부(122)는 산출한 제1 추정 조명 광(AA)을 조정부(124) 및 반사율 추정부(126)로 보낸다. 제1 추정 조명 광(AA)은 하기의 수학식 3에 의해 산출된 값을 포함한다 또한, 명도 값(L*)는 0.0으로부터 1.0으로 정규화되어 있는 것으로 한다.

또한, 상기 수학식 3에 있어서, N(σ)는 가우시안 커널(Gaussian Kernel)을 의미하고, *는 콘볼류션(convolution)을 의미한다. 레티넥스(retinex) 이론에서는, 본래, 그 효과를 얻기 위해 매우 큰 커널 사이즈가 요구된다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 하드웨어로의 실장을 고려하여, 7 x 7 정도의 작은 가우시안 커널(kernel)을 사용한다.

조명 광 추정부(122)는 복수의 커널(kernel) 사이즈를 갖는 가우시안 필터를 이용하는 멀티스케일 레티넥스(Multi Scale Retinex)를 채용할 수 있다. 조명 광 추정부(122)는 멀티스케일 레티넥스(retinex)를 채용함으로써, 후광 효과(Halo effect)를 저감시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 조명 광 추정부(122)는 제1 추정 조명 광(AA)의 산출에 있어서, Box Filter 등의 비네팅 처리(vignetting processing)를 행할 수 있다.

조정부(124)는 조명 광 추정부(122)가 산출한 제1 추정 조명 광(AA)에 대하여 조정 처리를 실행한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 추정 조명 광(AA)을 산출할 때 7 x 7 정도의 작은 가우시안 커널(kernel)를 사용하여 콘트라스트 비가 저하될 수 있다. 따라서, 조정부(124)에서, 어두운 부분을 상승시키는 조정 처리를 실행한다.

조정부(124)는 어두운 부분을 상승시키는 조정 처리를 실행함으로써, 작은 가우시안 커널(kernel)을 사용한 경우일지라도 콘트라스트를 개선하는 효과가 발휘된다. 조정부(124)는 제1 추정 조명 광(AA)에 대하여 조정 처리를 실행한 제2 추정 조명 광(AA’)을 반사율 추정부(126)로 보낸다.

반사율 추정부(126)는 명도 값(L*), 조명 광 추정부(122)가 산출한 제1 추정 조명 광(AA) 및 조정부(124)가 조정한 제2 추정 조명 광(AA’)을 사용하여 명도 값(L*’)을 산출한다. 이 명도 값(L*’)은 투명 표시 패널(200)의 표시에 적합한 명도 값이다. 반사율 추정부(126)는 이하의 수학식 4를 사용하여 명도 값(L*’)을 산출한다.

이상, 도 4를 사용하여 콘트라스트 조정부(120)의 기능 구성예에 대하여 설명하였다. 이어서, 색 강조 처리부(130)의 기능 구성예에 대하여 설명한다.

도 5는 색 강조 처리부의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5에 나타낸 것은 표시 제어부(도 1의 100)로 전송되어 온 입력 영상의 색 값(a*, b*)에 대하여, 투명 표시 패널(200)의 표시에 적합한 색 값(a*’, b*’)으로 변환하는 색 강조 처리를 실행하는 색 강조 처리부(130)의 기능 구성예이다. 본 실시 형태에서는, 색 강조 처리부(130)는 콘트라스트 조정부(120)와 마찬가지로 레티넥스(retinex) 이론을 응용하여 색 강조 처리를 실행한다. 이하, 도 5를 사용하여 색 강조 처리부(130)의 기능 구성예에 대하여 설명한다.

색 강조 처리부(130)는 채도 추출부(131), 조명 광 추정부(132), 조정부(133), 반사율 추정부(134), 및 산출부(135)를 포함한다.

채도 추출부(131)는 색 값(a*, b*)에 대하여 채도 데이터(CD) 및 색상 데이터(CLD)를 산출한다. 채도 추출부(131)는 하기의 수학식 5에 의해 색 값(a*, b*)에 대응하는 채도 데이터(CD) 및 색상 데이터(CLD)를 산출한다.

채도 추출부(131)는 입력 영상의 색 값(a*, b*)에 대하여 채도 데이터(CD) 및 색상 데이터(CLD)를 산출하면, 산출한 채도 데이터(CD)를 조명 광 추정부(132) 및 반사율 추정부(134)로 보내고, 색상 데이터(CLD)를 산출부(135)로 보낸다.

조명 광 추정부(132)는 도 4에 나타낸 조명 광 추정부(122)와 동일한 처리를 행한다. 즉, 조명 광 추정부(132)는 채도 추출부(131)로부터 전송되어 온 입력 영상의 채도 데이터(CC)에 대하여 조명 광을 추정하는 처리를 실행한다. 구체적으로는, 조명 광 추정부(132)는 채도 데이터(CC)에 대하여 가우시안 필터 등의 비네팅 처리(vignetting processing)를 실행하여, 제3 추정 조명 광(AA)을 산출한다. 조명 광 추정부(132)는 산출한 제3 추정 조명 광(AA)을 조정부(133) 및 반사율 추정부(134)로 보낸다. 제3 추정 조명 광(AA)은 상술한 수학식 3에 의해 산출된다. 또한, 채도 데이터(CD)는 0.0으로부터 1.0으로 정규화되어 있는 것으로 한다.

또한, 조명 광 추정부(132)는 제3 추정 조명 광(AA)의 산출에 해당하는 Box Filter 등의 비네팅 처리(vignetting processing)를 행할 수 있다.

조정부(133)는 도 4에 나타낸 조정부(124)와 동일한 처리를 행한다. 즉, 조정부(133)는 조명 광 추정부(132)가 산출한 제3 추정 조명 광(AA)에 대하여 조정 처리를 실행한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제3 추정 조명 광(AA)을 산출할 때에 7 x 7 정도의 작은 가우시안 커널을 사용하고 있지만, 이와 같은 가우시안 커널(kernel)을 사용한 경우 콘트라스트 비의 저하를 방지하기 위해 조정부(133)에서 어두운 부분을 상승시키는 조정 처리를 실행한다. 따라서, 작은 가우시안 커널을 사용한 경우일지라도 콘트라스트를 개선하는 효과가 발휘된다. 조정부(133)는 제3 추정 조명 광(AA)에 대하여 조정 처리를 실행한 제4 추정 조명 광(AA’)을 반사율 추정부(134)로 보낸다.

도 6은 조정부(133)에 의한 조정 처리에 사용하는 테이블의 예를 나타내는 설명도이다. 도 6에는 제1 및 제3 추정 조명 광(AA)에 대응하는 제2 및 제4 추정 조명 광(AA’)을 도시한 그래프이다. 조정부(133)는 도 6에 나타낸 바와 같은 테이블을 사용하여 어두운 부분의 제1 및 제3 추정 조명 광(AA)을 상승시키는 조정 처리를 실행한다. 반사율 추정부(134)는 도 4에 나타낸 반사율 추정부(126)와 동일한 처리를 행한다. 즉, 반사율 추정부(134)는 채도 데이터(CD), 제3 추정 조명 광(AA) 및 제4 추정 조명 광(AA’)을 수신한다. 반사율 추정부(134)는 채도 데이터(CD) 및 제4 추정 조명 광(AA’)을 근거로 채도 데이터(CD’)를 산출한다. 이 채도 데이터(CD’)는 투명 표시 패널(도 1의 200)의 표시에 적합한 명도 값이다. 반사율 추정부(134)는 채도 데이터(CD’)를 산출부(135)로 출력한다. 반사율 추정부(134)는 이하의 수학식 6을 사용하여 채도 데이터(CD’)를 산출한다.

Th는 소정의 문턱 값으로, 0.3의 값을 가질 수 있다. 이 수학식 6을 참조하면, 문턱 값(Th)에 따라 채도 데이터(CD’)의 산출법이 상이하다. 그 이유는, L 축(명도축)의 근방에서 강조 처리를 실시하면, 본래 그레이(Gray) 계조에 가까운 색이 부자연스러운 색감을 띠는 경우가 있고, 또한 L* 축 근방에서 강조 처리를 실시하지 않도록 하기 위함이다.

산출부(135)는 반사율 추정부(134)가 산출한 채도 데이터(CD’) 및 채도 추출부(131)가 산출한 색상 데이터(CLD)을 사용하여, 투명 표시 패널(200)의 표시에 적합한 색 값(a*’, b*’)을 산출하는 처리를 실행한다. 산출부(135)는 이하의 수학식 7을 사용하여 색 값(a*’, b*’)을 산출한다.

이상, 도 5를 사용하여 색 강조 처리부(130)의 기능 구성예에 대하여 설명하였다. 이어서, 색 공간 변환 후처리부(140)의 기능 구성예에 대하여 설명한다.

도 7은 색 공간 변환 후처리부의 구성을 나타내는 블록도이다. 색 공간 변환 후처리부(140)는 콘트라스트 조정부(도 2의 120)가 생성한 명도 값(L*’) 및 색 강조 처리부(도 2의 130)가 생성한 색 값(a*’, b*’)를 사용하여, CIELAB 색 공간으로부터 RGB 색 공간으로 변환하는 처리를 실행한다. 이하, 도 7을 사용하여 색 공간 변환 후처리부(140)의 기능 구성예에 대하여 설명한다.

색 공간 변환 후처리부(140)는 XYZ 변환부(142), RGB 변환부(144), 및 감마 RGB 변환부(146)를 포함한다.

XYZ 변환부(142)는 하기의 수학식 8을 사용하여, 명도 값(L*’) 및 색 값(a*’, b*’)을 XYZ 값(X’, Y’, Z’)으로 변환한다. XYZ 변환부(142)는 변환한 XYZ 값(X’, Y’, Z’)을 RGB 변환부(144)로 보낸다.

RGB 변환부(144)는 하기의 수학식 9를 사용하여 XYZ 값(X’, Y’, Z’)을 RGB 값(R’_In, G’_In, B’_In)으로 변환하는 처리를 실행한다. RGB 변환부(144)는 변환한 RGB 값(R’_In, G’_In, B’_In)을 감마 RGB 변환부(146)로 출력한다.(R’_In

또한, 상기 수학식 9에 있어서, N은 투명 표시 패널(200)의 색역에 대응한 3 x 3 변환 행렬이다.

감마 RGB 변환부(146)는 하기의 수학식 10을 사용하여 RGB 값(R’_In, G’_In, B’_In)을 감마 RGB값(R’, G’, B’)으로 변환하는 처리를 실행한다. 투명 표시 패널(도 1의 200)로 인가되는 출력 영상 신호(R’G’B’)는 감마 RGB값(R’, G’, B’)을 포함한다.

이상, 도 7을 사용하여 색 공간 변환 후처리부(140)의 기능 구성예에 대하여 설명하였다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(도 1의 10)에 포함되는 표시 제어부(도 1의 100)는 상술한 바와 같은 구성을 가짐으로써, 투명 표시 패널(도 1의 200)에 표시하고자 하는 영상에 대한 조정 처리가 실시된 영상 신호를 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 제어부(도 1의 100)는 콘트라스트 조정부(도 2의 120)에 있어서 콘트라스트의 개선을 행하고, 색 강조 처리부(도 2의 130)에서 색 강조 처리를 행하도록 함으로써, 투명 표시 패널(도 1의 200)의 표시에 적합한 영상을 생성할 수 있다.

[동작예]

이어서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(도 1의 10)의 동작예에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(도 1의 10)의 동작 예를 나타내는 흐름도이다. 도 8에 나타낸 것은 투명 표시 패널(도 1의 200)에 표시하고자 하는 영상에 대한 조정 처리를 실행하는 표시 장치(도 1의 10)의 동작 예이다. 이하, 도 8을 사용하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(도 1의 10)의 동작예에 대하여 설명한다.

표시 장치(도 1의 10)는 색 공간 변환 전처리부(도 2의 110)는 입력 영상 신호에 대하여 색 공간을 RGB 색 공간으로부터 CIELAB 색 공간으로 변환하는 처리를 실행한다(S101). 색 공간 변환 전처리부(도 2의 110)에 의한 RGB 색 공간으로부터 CIELAB 색 공간으로의 색 공간의 변환 처리는 상술한 바와 같기 때문에 여기서는 상술한 설명은 생략한다.

콘트라스트 조정부(도 2의 120)는 콘트라스트 조정 처리를 수행한다(S102)., 색 강조 처리부(도 2의 130)는 색 강조 처리를 수행한다(S103). 콘트라스트 조정 처리 수행 단계(S102)와 색강조 처리 수행 단계(S103)는 순서가 서로 반대일 수도 있고, 동시에 행해질 수도 있다.

콘트라스트 조정부(도 2의 120)에 의한 콘트라스트 조정 처리(S102)와, 색 강조 처리부(도 2의 130)에 의한 색 강조 처리(S103) 방법은 상술한 바와 같기 때문에 여기서 상세한 설명은 생략한다.

색 공간 변환 후처리부(도 2의 140)는 투명 표시 패널(도 1의 200)의 색역에 대응하는 RGB 값을 산출하는 처리를 실행한다(S104). 구체적으로는, 콘트라스트 조정 처리 단계(S102)에서 생성된 명도 값(도 2의 L*’), 및 색 강조 처리 단계(S103)에서 생성된 색 값(도 2의 a*’, b*’)을 근거로 CIELAB 색 공간으로부터 RGB 색 공간으로 변환하는 처리를 실행한다. RGB 값을 산출하는 단계(S104)는 상술한 바와 같기 때문에 여기서는 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(도 1의 10)는 상술한 바와 같은 동작을 실행함으로써, 투명 표시 패널(도 1의 200)에 표시하고자 하는 영상에 대한 조정 처리가 실시된 영상 신호를 생성할 수 있다.

<2. 정리>

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 표시 제어부(도 1의 100)는 조정 처리가 실시된 출력 영상 신호(도 1의 R’G’B’)를 생성하고, 출력 영상 신호(도 1의 R’G’B’)에 기초하는 영상을 투명 표시 패널(도 1의 200)이 표시한다.

표시 제어부(도 1의 100)는 입력 영상 신호(도 1의 RGB)를 근거로 콘트라스트 조정 처리 및 색 강조 처리를 실행한 후, 출력 영상 신호(도 1의 R’G’B’)를 생성한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 표시 장치(도 1의 10)는 투명 표시 패널(도 1의 200)의 표시에 적합한 콘트라스트 조정 처리 및 색 강조 처리를 실행한다. 따라서, 제조 코스트를 상승시키지 않고, 투명 표시 패널(도 1의 200)에 표시되는 영상의 시인성을 향상시킬 수 있다.

본 명세서에 있어서 장치가 실행하는 처리에 있어서 각 단계는 반드시 플로우차트(flowchart)나 시퀀스(sequence)도에 기재된 순서에 따라 시계열로 처리될 필요는 없다. 예를 들어, 각 장치가 실행하는 처리에 있어서 각 단계는 플로우차트에 기재한 순서와 다른 순서로 처리될 수도 있고, 병렬적으로 처리될 수도 있다.

또한 상술한 각 장치의 구성과 동등한 기능을 본 명세서에 있어서 장치에 내장되는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory) 등의 하드웨어(도시하지 않음)로 발휘시키기 위한 컴퓨터 프로그램도 작성될 수 있다. 또한, 그 컴퓨터 프로그램을 기억시킨 기억 매체도 제공되는 것이 가능하다. 또한, 기능 블록도로 나타낸 각각의 기능 블록을 하드웨어로 구성함으로써, 일련의 처리를 하드웨어로 실현할 수도 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명의 속하는 기술의 분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 자이면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각 종의 변경예 또는 수정예에 착안하여 얻는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 해석된다.

10: 표시 장치 100: 표시 제어부
110: 색 공간 변환 전처리부 112: 리니어 RGB 변환부
114: XYZ 변환부 116: CIELAB 변환부
120: 콘트라스트 조정부 122: 조명 광 추정부
124: 조정부 126: 반사율 추정부
130: 색 강조 처리부 131: 채도 추출부
132: 조명 광 추정부 133: 조정부
134: 반사율 추정부 135: 산출부
140: 색 공간 변환 후처리부 142: XYZ 변환부
144: RGB 변환부 146: 감마 RGB 변환부
200: 투명 표시 패널

Claims

투명 표시 장치에 표시하고자 하는 영상에 대한 처리를 행하는 영상 처리 장치에 있어서,
입력 영상 신호의 명도 값에 근거하여 추정된 제1 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제1 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제2 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제1 추정 조명 광 및 상기 제2 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 명도 값을 생성하는 콘트라스트 조정부;
상기 입력 영상 신호의 색 값에 근거하여 추정된 제3 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제3 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제4 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제3 추정 조명 광 및 상기 제4 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 색 값을 생성하는 색 강조부; 및
상기 새로운 명도 값 및 상기 새로운 색 값에 근거하여 상기 투명 표시 장치에 영상을 표시하기 위한 출력 영상 신호를 생성하는 출력 영상 신호 생성부를 포함하는 영상 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 색 강조부는,
상기 입력 영상 신호의 색 값에 비네팅 처리를 실행하여 상기 제3 추정 조명 광을 추정하는 조명 광 추정부;
상기 제3 추정 조명 광이 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제3 추정 조명 광의 밝기를 소정 량 밝게 조정하여 상기 제4 추정 조명 광을 산출하는 조정부; 및
상기 입력 영상 신호의 색 값, 상기 제3 추정 조명 광, 및 상기 제4 추정 조명 광에 근거하여 반사율을 추정하고, 상기 새로운 색 값의 정보를 생성하는 반사율 추정부를 포함하는 영상 처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 반사율 추정부는, 상기 제4 추정 조명 광의 채도를 조정하는 영상 처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 반사율 추정부는, 상기 제4 추정 조명 광의 채도가 소정의 문턱값 미만의 경우와 상기 문턱값 이상의 경우에 따라 상이하게 채도를 조정하는 영상 처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 조명 광 추정부는, 가우시안 필터를 사용하여 상기 제3 추정 조명 광을 추정하는 영상 처리 장치.
투명 표시 장치에 표시하고자 하는 영상에 대한 처리를 행하는 영상 처리 방법에 있어서,
입력 영상 신호의 명도 값에 근거하여 추정된 제1 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제1 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제2 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제1 추정 조명 광 및 상기 제2 추정 조명광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 명도 값을 생성하는 콘트라스트 조정 단계;
상기 입력 영상 신호의 색 값에 근거하여 추정된 제3 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제3 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제4 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제3 추정 조명 광 및 상기 제4 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 색 값을 생성하는 색 강조 단계; 및
상기 새로운 명도 값 및 상기 새로운 색 값에 근거하여 상기 투명 표시 장치에 영상을 표시하기 위한 출력 영상 신호를 생성하는 출력 영상 신호 생성 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
영상을 표시하는 투명 표시 패널; 및
상기 표시 패널을 구동하는 표시 제어부를 포함하고,
상기 표시 제어부는
입력 영상 신호의 명도 값에 근거하여 추정된 제1 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제1 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제2 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제1 추정 조명 광 및 상기 제2 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 명도 값을 생성하는 콘트라스트 조정부;
상기 입력 영상 신호의 색 값에 근거하여 추정된 제3 추정 조명 광의 밝기가 소정의 밝기 이하인 경우, 상기 제3 추정 조명 광의 밝기보다 소정 량 밝은 밝기를 갖는 제4 추정 조명 광을 산출하고, 상기 제3 추정 조명 광 및 상기 제4 추정 조명 광을 근거로 반사율을 추정하여 새로운 색 값을 생성하는 색 강조부; 및
상기 새로운 명도 값 및 상기 새로운 색 값에 근거하여 상기 투명 표시 장치에 영상을 표시하기 위한 출력 영상 신호를 생성하는 출력 영상 신호 생성부를 포함하는 표시 장치.