KR20170025292A - 디스플레이 장치 및 그 디스플레이 패널 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 구동하는 방법이 개시된다. 본 방법은, 영상 데이터를 수신하는 단계, 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계, 변환된 RGBW 데이터를 기초로 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 포함하고, 변환하는 단계는, RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 디스플레이 패널 구동 방법 { DISPLAY APPARATUS AND DISPLAY PANEL DRIVING METHOD THEREOF }
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 디스플레이 패널 구동 방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 컬러 픽셀을 갖는 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 장치 및 그 디스플레이 패널 구동 방법에 대한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 디스플레이 장치가 개발 및 보급되고 있었다.
일반적으로 대부분의 디스플레이 장치는 3원색(RGB)을 주요색으로 색을 표현했으나, 3원색 만으론 넓은 색역(color gamut)을 표현하기엔 한계가 있었다.
이에 따라, 4원색 디스플레이 장치가 등장하였고, 화이트 픽셀이 더 추가되어 RGBW를 주요색으로 색을 표현할 수 있었다. 이러한 4원색 디스플레이 장치는 확장된 색역을 표현할 수 있기 때문에 주목되고 있었다.
한편, 4원색 디스플레이 장치에선 RGB 영상을 RGBW 영상으로 변환하는 동작이 필요하고 이를 위해서, 종래엔 RGB 최소, 최대값에 기반하여 화이트 픽셀 값을 구하였다.
그러나, 이러한 종래의 방법으론 단순히 선형적으로 화이트 픽셀 값을 구할 뿐이어서 인간의 시각적 인지 특성을 충분히 고려하지 못한다는 문제가 있었다. 또한, RGB 영상을 RGBW 영상으로 변환할 시, 하드웨어 구조상 RGB 픽셀의 강도가 감소함에 따라, RGBW의 색순도가 감소한다는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 복수의 컬러 픽셀을 갖는 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 장치 및 그 디스플레이 패널 구동 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른, R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 구동하는 방법은, 영상 데이터를 수신하는 단계, 상기 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계 및 상기 변환된 RGBW 데이터를 기초로 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 포함하고, 상기 변환하는 단계는, 상기 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정한다.
이 경우, 상기 변환하는 단계는, 상기 변환된 YCbCr 데이터를 기초로 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수 있다.
한편, 상기 결정하는 단계는, 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값을 기 지정된 대비 증가(Contrast Enhancement) 알고리즘에 적용하여 산출된 값을 상기 W 값으로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 기 지정된 대비 증가 알고리즘은, 히스토그램 평활화(Histogram equalization) 또는 시그모이드 함수(Sigmoid Function)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 결정하는 단계는, 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값 및 Cr 값에 가중치를 부여하여 YCboutCrout 데이터를 산출하고, 상기 산출된 YCboutCrout 데이터에 기초하여 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 YCboutCrout 데이터의 Cbout 및 Crout 값은, 아래의 수학식 1을 통해 계산된 것이며,
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, G는 단조증가함수를 통해 계산된 가중치이고, Cbmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값과 상수 k의 곱이고, Crmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr 값과 상수 k의 곱일 수 있다.
이 경우, 상기 G는 아래의 수학식 2를 통하여 계산된 것이며,
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서 Cbin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb값이고, Crin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr값일 수 있다.
이 경우, 상기 k 값은 아래의 수학식 3을 통하여 계산된 것이며,
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, Yin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치는, 영상 데이터를 수신하는 영상 수신부 및 상기 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하고, 변환된 RGBW 데이터를 기초로 상기 디스플레이 패널을 구동하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정한다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 변환된 YCbCr 데이터를 기초로 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값을 기 지정된 대비 증가(Contrast Enhancement) 알고리즘에 적용하여 산출된 값을 상기 W 값으로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 기 지정된 대비 증가 알고리즘은, 히스토그램 평활화(Histogram equalization) 또는 시그모이드 함수(Sigmoid Function)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값 및 Cr 값에 가중치를 부여하여 YCboutCrout 데이터를 산출하고, 상기 산출된 YCboutCrout 데이터에 기초하여 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 YCboutCrout 데이터의 Cbout 및 Crout 값은, 아래의 수학식 1을 통해 계산된 것이며,
[수학식 1]
Figure pat00004
여기서, G는 단조증가함수를 통해 계산된 가중치이고, Cbmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값과 상수 k의 곱이고, Crmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr 값과 상수 k의 곱일 수 있다.
이 경우, 상기 G는 아래의 수학식 2를 통하여 계산된 것이며,
[수학식 2]
Figure pat00005
여기서 Cbin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb값이고, Crin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr값일 수 있다.
이 경우, 상기 k 값은 아래의 수학식 3을 통하여 계산된 것이며,
[수학식 3]
Figure pat00006
여기서, Yin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 구동하는 방법을 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 방법은, 영상 데이터를 수신하는 단계, 상기 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계 및 상기 변환된 RGBW 데이터를 기초로 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 포함하고, 상기 변환하는 단계는, 상기 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색 변환 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 색순도 증가 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도, 그리고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 영상 수신부(110), 디스플레이 패널(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
디스플레이 장치(100)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(organic light emitting diodes), TOLED(transparent OLED) 등으로 구현될 수 있다. 그리고 디스플레이 장치(100)는 TV, 전자 칠판, 전자 테이블, LFD(Large Format Display), 스마트 폰, 태블릿, 데스크탑 PC, 노트북 등과 같은 다양한 형태의 전자 장치로 구현될 수 있다.
영상 수신부(110)는 다양한 소스를 통해 영상 데이터를 수신한다. 예를 들어, 영상 수신부(110)는 외부의 방송국으로부터 방송 데이터를 수신할 수 있으며, 다양한 통신 인터페이스에 따라 외부 소스(예를 들어, DVD, BD 플레이어 등)로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다.
예컨대, 영상 수신부(110)는 다양한 통신 프로토콜에 따라 다양한 외부 소스와 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로는, IEEE, 와이파이, 블루투스, 3G, 4G, NFC(Near Field Communication)등과 같은 다양한 통신 방식이 사용될 수 있다.
디스플레이 패널(120)은 LCD 패널, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 패널 등일 수 있다.
디스플레이 패널(120)은 R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 포함한다. 이 같은 복수의 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀은 행 및 열로 배열되며, 디스플레이 패널(120)은 이 같은 행 및 열로 배열된 복수의 픽셀의 집합으로 영상을 표시할 수 있다.
제어부(130)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성이다.
제어부(130)는 디스플레이 패널(120)의 각 서브 픽셀을 턴 온 시켜 영상을 디스플레이 하도록 제어할 수 있다.
특히, 제어부(130)는 입력된 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하여, 변환된 RGBW 데이터를 기초로 디스플레이 패널(120)을 구동할 수 있다.
영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하기 위해, 제어부(130)는 먼저, 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 YCbCr데이터로 변환한다. YCbCr 은 영상 시스템에서 사용되는 색공간의 일종이다. Y 는 휘도 성분이며 Cb 와 Cr 은 색차 성분이다.
구체적으로, 제어부(130)는 다음과 같은 수학식 Ⅰ을 이용하여 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환한다.
[수학식 Ⅰ]
Figure pat00007
그리고, 제어부(130)는 변환된 YCbCr데이터의 Y 값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정할 수 있다.
이 경우, 제어부(130)는 변환된 YCbCr데이터의 Y 값 자체를 RGBW 데이터의 W 값으로 결정할 수 있다.
또는, 영상의 명암 대비를 향상시키기 위하여, 제어부(130)는 영상의 전체적인 Y 분포와 각 픽셀의 Y 값에 기반하여, 각 픽셀의 Y 값을 변환하여 새로운 Y' 값을 산출하고, 이를 RGBW 데이터의 W 값으로 결정할 수 있다.
일 예로, 제어부(130)는 변환된 YCbCr데이터의 Y 값을 대비 증가(Contrast Enhancement) 알고리즘에 적용하여 산출된 값을 RGBW 데이터의 W 값으로 결정할 수 있다.
대비 증가 알고리즘으로, 히스토그램(Histogram)을 이용한 대비 스트레칭(Contrast Stretching)과 전역 또는 국부 히스토그램 평활화(Histogram equalization)를 이용할 수 있다.
대비 스트레칭은, 영상에서 최소 명암도와 최대 명암도의 비율을 이용하여 히스토그램을 표현 가능한 최소 명암도와 최대 명암도로 펼치는 방법이다.
히스토그램 평활화는 영상의 누적 히스토그램 분포를 변환하여 영상의 밝기 값을 재분배함으로써 영상의 명암 대비를 개선하는 것으로, 특정 밝기 영역에 집중되어 있는 화소들의 밝기 값을 재조정하여, 보다 넓게 분포하도록 함으로써 영상의 명암 대비를 향상시켜 화질을 개선시킬 수 있다.
히스토그램 평활화에는 전역 히스토그램 평활화(Global Histogram Equalization)와 국부 히스토그램 평활화(Local Histogram Equalization)가 있다.
또는, 대비 증가 알고리즘으로 시그모이드 함수(Sigmoid Function)에 Y 값을 적용하는 기법을 이용할 수 있다. 시그모이드 함수는 "S"자 형태의 연속함수(continuous function)로서 도 2에 도시된 것과 같은 S-shape 함수일 수 있다. S-shape 함수의 형태는 영상 전체의 밝기 값에 기초하여 결정되며, 도 2에 도시된 것처럼, 변환된 YCbCr데이터의 Y 값을 시그모이드 함수의 변수로 적용함으로써 Wo 을 산출하고, Wo 값을 RGBW의 W 값으로 결정할 수 있다.
상술한 실시 예들에 따르면, YCbCr데이터의 Y 값을 대비 증가 알고리즘에 적용함으로써, 영상의 대비가 향상되어 인지시감이 개선된 RGBW 데이터의 W 값을 얻을 수 있다.
한편, 입력된 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환시, 디스플레이 장치의 하드웨어적 특성 때문에 R,G,B 픽셀의 강도가 감소하여, 동일한 RGB 값이어도 RGBW의 색순도가 감소될 수 있다.
즉, 도 3과 같이 RGB 서브 픽셀로 구성된 픽셀(왼쪽)과 RGBW 서브 픽셀로 구성된 픽셀(오른쪽)의 영역이 동일한 경우, RGB 서브 픽셀로 구성된 픽셀의 각 서브 픽셀은 1/3 영역을 차지하고, RGBW 서브 픽셀로 구성된 픽셀의 각 서브 픽셀은 1/4 영역을 차지하기 때문에, 동일한 RGB 값이라도 RGBW 서브 픽셀로 구성된 픽셀에서의 RGB 색순도가 감소한다. 따라서, RGB 데이터에서 RGBW 데이터로 변환시엔 이러한 하드웨어적 특성을 고려하여 RGB 색순도를 증가시켜줄 필요가 있다.
이를 위해, 제어부(130)는 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 YCbCr데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터를 기초로 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값 및 Cr 값에 가중치를 부여한 YCboutCrout 데이터를 산출하고, 산출된 YCboutCrout 데이터에 기초하여 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수 있다.
이 경우, YCboutCrout 데이터의 Cbout 및 Crout 값은, 아래의 수학식 Ⅱ를 통해 계산될 수 있다.
[수학식 Ⅱ]
Figure pat00008
여기서, G는 단조증가함수를 통해 계산된 가중치이고, Cbmax는 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값과 상수 k의 곱이고, Crmax는 변환된 YCbCr 데이터의 Cr 값과 상수 k의 곱이다. 즉, k×Cbin=Cbmax 이고, k×Crin=Crmax 이다.
수학식 Ⅱ의 G 값은 아래와 같은 수학식 Ⅲ의 단조증가함수를 통해 계산될 수 있다.
[수학식 Ⅲ]
Figure pat00009
한편, 수학식 Ⅲ 이외에도 다양한 단조증가함수가 G 값을 구하는데 이용될 수 있다.
그리고, k 값은 아래의 수학식 Ⅳ를 통하여 계산된 것이다.
[수학식 Ⅳ]
Figure pat00010
여기서, Yin은 변환된 YCbCr 데이터의 Y값이다.
그리고, 제어부(130)는 수학식 Ⅰ을 이용하여 Yin, Cbout, Crout 을 다시 RGB로 변환하여, 변환된 RGB값을 최종적인 RGBW 데이터의 RGB 값으로 결정한다.
위 결과를 CbCr 평면(CbCr Plane)에 도시화하면 도 4와 같다.
도 4는 Cbin과 Crin으로 나타내어지는 CbCr 평면상의 점인 In_CbCr과, Cbmax과 Crmax으로 나타내어지는 CbCr 평면상의 점인 Max_CbCr를 CbCr 평면상에 도시한 것이며, 상기 수학식들을 통해 구하여진, Cbout 및 Crout 로 나타내어지는 CbCr 평면상의 점인 Out_CbCr을 CbCr 평면상에 도시한 것이다.
도 4를 참고하면 알 수 있듯이, Out_CbCr은 In_CbCr과 Max_CbCr 사이 값을 취함으로써, In_CbCr과 동일한 색상(hue) 값을 가지면서 색순도는 강화된 것이다.
따라서, 동일한 색상 값을 가지면서 색순도는 강화되었으므로, 도 3에서 설명한 것처럼 디스플레이 장치의 하드웨어적 특성 때문에 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환시, R,G,B 픽셀의 강도가 감소하는 문제를 해결할 수 있다.
상술한 본원 발명의 실시 예들에 의하면, YCbCr공간에서의 컬러 처리를 통하여 색상 왜곡(Hue distortion) 없이 색순도를 증가시켜 풍부한 RGBW 컬러 변환을 할 수 있다. 또한, 입력 영상의 Y 값을 분석하여, 인간의 시각 특성에 적합한 W 픽셀 값을 출력함으로써, 영상의 명암 대비 향상을 이룰 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 TV로 구현된 경우의 디스플레이 장치(100')의 세부 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5를 참고하면, 디스플레이 장치(100')는 디스플레이 패널(120), 패널 구동부(140), 제어부(130), 이미지 처리부(150), 저장부(160), 오디오 처리부(170), 스피커(180), 방송 수신부(112), 통신부(114), 리모콘 신호 수신부(185), 입력부(190)를 포함한다.
디스플레이 패널(120)은 서로 다른 컬러의 복수의 서브 픽셀로 이루어진 픽셀을 포함한다. 디스플레이 패널(120)은 영상 데이터 내의 컬러 프레임 데이터, 즉 픽셀 값에 따라 대응되는 컬러의 서브 픽셀을 턴 온시킨다. 디스플레이 패널(120)의 각 픽셀은 R, G, B, W 서브 픽셀을 포함하는 형태로 구현된다.
디스플레이 장치(100)가 LCD 장치인 경우, 디스플레이 패널(120)은 백라이트부를 포함할 수 있고, 백라이트부는 백색 광원 및 청색 광원을 포함한다. 백라이트부는 백색 광원 및 청색 광원을 순차적으로 턴온시켜 백라이트를 제공한다.
한편, 디스플레이 패널(120)을 구성하는 모든 복수의 서브 픽셀은 LED로 구현될 수 있다. 이 경우, 백라이트부가 필요 없게 된다.
패널 구동부(140)는 각 컬러별 프레임 데이터에 대응되는 컬러의 서브 픽셀을 턴 온 시킨다.
이미지 처리부(150)는 생성된 컬러별 프레임 데이터를 순차적으로 패널 구동부(140)로 제공하고, 패널 구동부(140)는 각 프레임 데이터에 대응되는 컬러의 서브 픽셀이 턴 온 되도록 디스플레이 패널(120)을 구동시킨다. 구체적으로는, 패널 구동부(140)는 제1 컬러 프레임 데이터에 따라 제1 컬러 서브 픽셀이 턴 온 되고, 제2 컬러 프레임 데이터에 따라 제2 컬러 서브 픽셀이 턴 온 되도록 디스플레이 패널(120)을 구동시킨다.
제어부(130)는 디스플레이 장치(100')의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제어부(130)는 영상 데이터가 입력되면 이미지 처리부(150)를 제어하여, 각 컬러별 프레임 데이터를 생성한다.
특히, 제어부(130)는, RGB 데이터를 포함하는 영상 데이터가 입력되면, 이를 RGBW 데이터로 변환하여 각 컬러별 프레임 데이터를 생성하도록 이미지 처리부(150)를 제어할 수 있다. RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 방법에 대해선 상술한바 있으므로 중복 설명은 생략한다.
저장부(160)에는 디스플레이 장치(100')를 구동시키기 위한 O/S(Operating System), 각종 기능을 수행하기 위한 소프트웨어 및 펌웨어, 어플리케이션, 컨텐츠, 어플리케이션 실행 중에 사용자가 입력하거나 설정한 설정 정보, 디스플레이 장치(100')의 특성 등을 나타내는 고유 정보 등이 저장될 수 있다.
제어부(130)는 저장부(160)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 디스플레이 장치(100')의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
제어부(130)는 ROM(131), RAM(132), 메인 CPU(134), 각종 인터페이스(135-1 ~ 135-n), 버스(133)를 포함한다.
ROM(131), RAM(132), 메인 CPU(134), 각종 인터페이스(135-1 ~ 135-n) 등은 버스(133)를 통해 서로 연결되어, 각종 데이터나 신호 등을 송수신할 수 있다.
제1 내지 n 인터페이스(135-1 ~ 135-n)는 도 5에 도시된 각종 구성 요소들 뿐만 아니라, 그 밖의 구성 요소들과도 연결되어 메인 CPU(134)가 액세스할 수 있도록 한다. 일 예로, USB 메모리와 같은 외부 디바이스가 연결되면, 메인 CPU(134)는 USB 인터페이스를 통해서 USB 메모리에 액세스할 수 있다.
디스플레이 장치(100')가 외부 전원과 연결되면, 메인 CPU(134)는 스탠바이 상태로 동작한다. 스탠바이 상태에서 리모콘 신호 수신부(185)나 입력부(190) 등과 같은 각종 입력 수단을 통해 턴 온 명령이 입력되면, 메인 CPU(134)는 저장부(160)에 액세스하여, 저장부(160)에 저장된 O/S를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고, 저장부(160)에 기 저장된 사용자 설정 정보에 따라 디스플레이 장치(100')의 각종 기능을 세팅한다.
구체적으로는, ROM(131)에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 메인 CPU(134)는 ROM(131)에 저장된 명령어에 따라 저장부(160)에 저장된 O/S를 RAM(132)에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 메인 CPU(134)는 저장부(160)에 저장된 각종 프로그램을 RAM(142)에 복사하고, RAM(142)에 복사된 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
리모콘 신호 수신부(185)는 리모콘으로부터 전송되는 리모콘 신호를 수신하기 위한 구성이다. 리모콘 신호 수신부(185)는 IR(Infra Red) 신호를 입력받기 위한 수광부를 포함하는 형태로 구현될 수도 있고, 리모콘과 블루투스나 와이파이와 같은 무선 통신 프로토콜에 따라 통신을 수행하여 리모콘 신호를 수신하는 형태로 구현될 수도 있다.
입력부(190)는 디스플레이 장치(100')의 본체에 구비된 각종 버튼으로 구현될 수 있다. 사용자는 입력부(190)를 통해서 턴 온/턴 오프 명령, 채널 변환 명령, 음량 조절 명령, 메뉴 확인 명령 등과 같은 다양한 사용자 명령을 입력할 수 있다.
방송 수신부(112)는 방송 채널을 튜닝하여 방송 신호를 수신하여 처리하기 위한 구성요소이다. 방송 수신부(112)는 튜너부, 복조부, 등화부, 디멀티플렉서 등을 포함할 수 있다. 방송 수신부(112)는 제어부(130)의 제어에 따라 방송 채널을 튜닝하여 사용자가 원하는 방송 신호를 수신한 후, 수신된 방송 신호를 복조하고 등화한 후, 비디오 데이터, 오디오 데이터 및 부가 데이터 등으로 디먹싱할 수 있다.
디먹싱된 비디오 데이터는 이미지 처리부(150)로 제공된다. 이미지 처리부(150)는 제공된 비디오 데이터에 대해서 노이즈 필터링, 프레임 레이트 변환, 해상도 변환 등과 같은 다양한 이미지 처리를 수행하여, 화면상에 출력할 프레임을 생성한다.
디먹싱된 오디오 데이터는 오디오 처리부(170)로 제공된다. 오디오 처리부(170)에서는 오디오 데이터에 대한 디코딩이나 증폭, 노이즈 필터링 등과 같은 다양한 처리가 수행될 수 있다.
그 밖에, 도시하지는 않았으나 그래픽 처리부가 더 포함될 수도 있다. 그래픽 처리부는 메인 CPU(134)의 제어에 따라 각종 OSD(On Screen Display) 메시지나, 그래픽 화면을 구성한다. 메인 CPU(134)는 방송 신호 내에 자막 데이터와 같은 부가 데이터가 포함된 경우 그래픽 처리부를 제어하여 자막 이미지를 생성하고, 생성된 자막 이미지를 이미지 처리부에서 생성한 각 프레임에 매핑시켜 프레임을 구성할 수 있다.
스피커(180)는 오디오 처리부(170)에서 처리한 오디오 데이터를 출력하기 위한 구성이다. 제어부(130)는 디스플레이 패널(120)의 동작과 연동하여 스피커(180)를 제어하여 비디오 및 오디오 데이터가 동기화되어 출력되도록 한다.
통신부(114)는 다양한 통신 프로토콜에 따라 다양한 외부 소스와 통신을 수행하기 위한 구성요소이다. 예컨대, EEE, 와이파이, 블루투스, 3G, 4G, NFC(Near Field Communication)등과 같은 다양한 통신 방식이 사용될 수 있다. 구체적으로는 통신부(114)는 와이파이칩, 블루투스 칩, NFC칩, 무선 통신 칩 등과 같은 다양한 통신 칩을 포함할 수 있다. 와이파이칩, 블루투스 칩, NFC칩, 무선 통신 칩은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식, NFC 방식으로 통신을 수행한다. 이 중 NFC칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다. 와이파이칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다.
제어부(130)는 방송 수신부(112)를 통해 수신되는 방송 신호 이외에 통신부(114)를 통해 외부 소스로부터 수신되는 영상 데이터도 재생할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 저장부(160)에 기 저장된 영상 데이터에 대한 재생 명령이 리모콘 신호 수신부(185)나 입력부(190)를 통해 입력되는 경우에도, 이미지 처리부(150) 및 오디오 처리부(170)를 제어하여 영상 데이터를 처리할 수 있다.
이 밖에도, 디스플레이 장치(100')가 휴대폰이나 태블릿 PC 등과 같은 다기능 단말 장치로 구현된 경우에는 카메라, 터치 센서, 지자기 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, GPS 칩 등과 같은 다양한 구성 요소들이 더 포함될 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 하드웨어적인 구현에 의하면, 본 발명에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 제어부(130) 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 구동하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 먼저, 영상 데이터를 수신한다(S610). 영상 데이터는 방송국으로부터 수신되는 방송 데이터 또는 DVD, BD 플레이어 등으로부터 수신되는 멀티미디어 데이터일 수 있다.
그리고, 입력된 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환한다(S620).
이 경우, 먼저, RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정할 수 있다.
구체적으로, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값을 그대로 RGBW 데이터의 W 값으로 결정하거나, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값을 변환 함수의 변수로 적용하여 새로운 Y' 값을 산출하여 이를 RGBW 데이터의 W 값으로 결정할 수 있다.
이 경우, 변환 함수는 히스토그램 평활화 함수 또는 시그모이드 함수일 수 있다. 따라서, 이와 같은 변환 함수를 통하면, 밝은 부분은 더 밝게, 어두운 부분은 더 어둡게 표현될 수 있도록, 즉 명암 대비 효과가 증가된 W 값이 결정될 수 있다.
그리고, 변환된 YCbCr 데이터를 기초로 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수 있다.
구체적으로, 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값 및 Cr 값에 가중치를 부여하여 YCboutCrout 데이터를 산출하고, 산출된 YCboutCrout 데이터에 기초하여 RGBW 데이터의 RGB값을 결정할 수있다.
그리고, 변환된 RGBW 데이터를 기초로 디스플레이 패널을 구동한다(S630). 즉, Y 값에 기초하여 W 픽셀 값을 결정하고, CbCr 값에 가중치가 부여된 YCbCr 값에 기초하여 RGB 픽셀 값을 결정하여, 각각 결정된 R, G, B, W 값에 따라 디스플레이 패널의 서브 픽셀들을 턴온시킬 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, YCbCr 공간에서 컬러 처리가 수행되므로, 색상 왜곡 없이 색순도가 증가할 수 있고 풍부한 컬러 변환을 만들 수 있다. 또한, W 픽셀 값을 영상 전체 Y 값에 대한 각 픽셀의 Y 값에 기초하여 결정하므로 대비(contrast)가 증가된 영상을 얻을 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 방법들은 소프트웨어로 생성되어 디스플레이 장치 또는 시스템에 탑재될 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터를 수신하는 단계, 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정하여 RGBW 데이터로 변환하는 단계, 변환된 RGBW 데이터를 기초로 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 디스플레이 장치 110: 영상 수신부
120: 디스플레이 패널 130: 제어부

Claims (17)

  1. R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 구동하는 방법에 있어서,
    영상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 RGBW 데이터를 기초로 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계;를 포함하고,
    상기 변환하는 단계는,
    상기 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변환하는 단계는,
    상기 변환된 YCbCr 데이터를 기초로 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값을 기 지정된 대비 증가(Contrast Enhancement) 알고리즘에 적용하여 산출된 값을 상기 W 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기 지정된 대비 증가 알고리즘은,
    히스토그램 평활화(Histogram equalization) 또는 시그모이드 함수(Sigmoid Function)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값 및 Cr 값에 가중치를 부여하여 YCboutCrout 데이터를 산출하고, 상기 산출된 YCboutCrout 데이터에 기초하여 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 YCboutCrout 데이터의 Cbout 및 Crout 값은, 아래의 수학식 1을 통해 계산된 것이며,
    [수학식 1]
    Figure pat00011

    여기서, G는 단조증가함수를 통해 계산된 가중치이고, Cbmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값과 상수 k의 곱이고, Crmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr 값과 상수 k의 곱인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 G는 아래의 수학식 2를 통하여 계산된 것이며,
    [수학식 2]
    Figure pat00012

    여기서 Cbin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb값이고, Crin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr값인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 k 값은 아래의 수학식 3을 통하여 계산된 것이며,
    [수학식 3]
    Figure pat00013

    여기서, Yin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 구동하는 방법.
  9. R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
    영상 데이터를 수신하는 영상 수신부; 및
    상기 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하고, 변환된 RGBW 데이터를 기초로 상기 디스플레이 패널을 구동하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정하는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 변환된 YCbCr 데이터를 기초로 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값을 기 지정된 대비 증가(Contrast Enhancement) 알고리즘에 적용하여 산출된 값을 상기 W 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기 지정된 대비 증가 알고리즘은,
    히스토그램 평활화(Histogram equalization) 또는 시그모이드 함수(Sigmoid Function)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값 및 Cr 값에 가중치를 부여하여 YCboutCrout 데이터를 산출하고, 상기 산출된 YCboutCrout 데이터에 기초하여 상기 RGBW 데이터의 RGB값을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 YCboutCrout 데이터의 Cbout 및 Crout 값은, 아래의 수학식 1을 통해 계산된 것이며,
    [수학식 1]
    Figure pat00014

    여기서, G는 단조증가함수를 통해 계산된 가중치이고, Cbmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb 값과 상수 k의 곱이고, Crmax는 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr 값과 상수 k의 곱인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 G는 아래의 수학식 2를 통하여 계산된 것이며,
    [수학식 2]
    Figure pat00015

    여기서 Cbin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cb값이고, Crin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Cr값인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 k 값은 아래의 수학식 3을 통하여 계산된 것이며,
    [수학식 3]
    Figure pat00016

    여기서, Yin은 상기 변환된 YCbCr 데이터의 Y값인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀로 구성되는 디스플레이 패널을 구동하는 방법을 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 방법은,
    영상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 영상 데이터에 포함된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 RGBW 데이터를 기초로 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계;를 포함하고,
    상기 변환하는 단계는,
    상기 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, 변환된 YCbCr 데이터의 Y값에 기초하여 RGBW 데이터의 W 값을 결정하는 기록 매체.
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