KR20180006713A - 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법 - Google Patents

영상 처리 장치 및 영상 처리 방법 Download PDF

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Abstract

영상처리 장치 및 영상처리 방법이 제공된다. 영상처리 장치는 디스플레이 및 입력 영상 내의 에지(Edge) 영역 및 상기 에지 영역의 주변 영역을 판단하고, 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 픽셀 특성을 바탕으로 상기 에지 영역의 픽셀 값을 판단하여, 상기 판단된 픽셀 값을 바탕으로 상기 에지 영역을 보상한 영상을 상기 디스플레이에 제공하는 프로세서를 포함한다.

Description

영상 처리 장치 및 영상 처리 방법{Image Processing Apparatus and Image Processing Method}
본 개시는 디스플레이 장치 및 이의 영상 처리 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 개시는 디스플레이의 픽셀 특성을 이용하여 영상의 화질을 개선할 수 있는 영상 처리 방법 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
종래에는 디스플레이의 화질 처리 시, 디스플레이의 픽셀 특성이 반영되지 않은 영상 신호만을 활용하여 화질을 처리한다. 또한, 종래에는 기존의 RGB 픽셀이 아닌 RGBW와 같은 특수 픽셀 구조에서 파인 피치(fine pitch)를 기준으로 픽셀 값을 보존하는 서브 픽셀 렌더링하는 화질 처리 방법이 있다.
그러나, 종래의 화질 처리 방법은 LED(Light-emitting Diode) 디스플레이의 픽셀 특성을 반영하지 않는다. LED 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이와 달리 픽셀이 패키지 형태 또는 각각 독립적으로 발광하는 칩 형태로 형성된다. 일반적인 LCD 디스플레이 픽셀 특성이 반영된 화질 처리 방법을 LED 디스플레이에 적용 시, LCD 디스플레이 픽셀 특성과 다른 LED 픽셀 구조의 특성으로 인해, 실제 LED 디스플레이에 시인되는 화질에서 열화가 발생되는 문제가 있다. 따라서, LED 디스플레이의 픽셀 특성이 반영된 화질 처리 방법이 필요하다.
본 개시의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 디스플레이 픽셀 구조에 따라 발생하는 에지(edge) 영역을 에지 주변 영역의 픽셀 피치(pixel pitch) 및 발광량 중 적어도 하나의 픽셀 특성을 이용하여 보상함으로써 에지 영역의 화질을 개선하는 영상 처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치는, 디스플레이 및 입력 영상 내의 에지(Edge) 영역 및 상기 에지 주변 영역을 구분하고, 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 픽셀 피치(pitch) 및 발광량 중 적어도 하나의 특성을 바탕으로 상기 에지 영역의 보상 값을 판단하여, 상기 판단된 보상 값을 바탕으로 상기 에지 영역을 보상한 영상을 상기 디스플레이에 제공하는 프로세서를 포함한다.
상기 프로세서는, 상기 입력 영상에 포함된 복수의 픽셀들 간의 명암도를 바탕으로 그라디언트(gradient)를 검출하고, 상기 그라디언트의 크기를 바탕으로 에지 영역을 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 그라디언트 크기가 기 정의된 값보다 큰 그라디언트를 가지는 영역을 에지 중심 영역으로 판단하고, 상기 판단된 에지 중심 영역의 픽셀 값은 원 픽셀의 밝기로 유지할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 에지 영역 중 상기 에지 중심 영역을 제외한 영역을 에지 외곽 영역으로 판단하고, 상기 주변 영역에 포함된 상기 복수의 픽셀의 발광량을 조절하여 상기 에지 외곽 영역의 픽셀의 밝기를 밝게 할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 픽셀 피치, 상기 발광량, 및 상기 그라디언트를 바탕으로 함수 I'(x)=I(x) + f(g, d, L)를 이용하여 상기 에지 영역의 픽셀 값을 보상하고, 여기서, I(x)는 상기 에지 영역의 입력 픽셀 값, f(g, d, L)은 상기 에지 영역의 밝기를 밝게 하는 함수, g는 상기 그라디언트 값, d는 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치(pixel pitch), 그리고 L은 상기 주변 영역에 포함된 픽셀들의 발광량일 수 있다.
상기 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치는, 상기 에지 영역을 중심으로 마주보고 있는 상기 에지 주변 영역의 픽셀 간의 거리일 수 있다.
상기 디스플레이는 LED(light-emitting diode)일 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 영상 처리 방법은, 입력 영상 내의 에지(Edge) 영역 및 상기 에지 영역의 주변 영역을 구분하는 단계, 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀의 픽셀 피치 및 발광량 중 적어도 하나의 특성을 판단하는 단계, 상기 판단된 픽셀 특성을 바탕으로 상기 에지 영역의 픽셀 값을 보상하는 단계, 및 상기 에지 영역의 보상된 영상을 디스플레이에 렌더링하는 단계를 포함한다.
상기 구분하는 단계는, 상기 입력 영상에 포함된 복수의 픽셀들 간의 명암도를 바탕으로 그라디언트(gradient)를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보상하는 단계는, 상기 그라디언트 크기가 기 정의된 값보다 큰 그라디언트를 가지는 영역을 에지 중심 영역으로 판단하고, 상기 판단된 에지 중심 영역의 픽셀 값은 원 픽셀의 밝기로 유지할 수 있다.
상기 보상하는 단계는, 상기 에지 영역 중 에지 중심 영역을 제외한 영역을 에지 외곽 영역으로 판단하고, 상기 주변 영역에 포함된 상기 복수의 픽셀의 발광량을 조절하여 상기 에지 외곽 영역의 픽셀의 밝기를 밝게 할 수 있다.
상기 보상하는 단계는, 상기 픽셀 피치, 상기 발광량, 및 상기 그라디언트를 바탕으로 함수 I'(x)=I(x) + f(g, d, L)를 이용하여 상기 에지 영역의 픽셀 값을 보상하고, 여기서, I(x)는 상기 에지 영역의 입력 픽셀 값, f(g, d, L)은 상기 에지 영역의 밝기를 밝게 하는 함수, g는 상기 그라디언트 값, d는 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치(pixel pitch), 그리고 L은 상기 주변 영역에 포함된 픽셀들의 발광량일 수 있다.
상술한 실시 예들을 바탕으로, 본 개시는 디스플레이를 구성하는 픽셀의 구조 및 발광량 특성을 이용하여 영상의 에지 영역에서 발생되는 열화를 감소시켜 영상 화질의 표현력을 개선할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치를 구성하는 간단한 블록도이다.
도 2는, LCD(liquid crystal display) 디스플레이 및 LED(light-emitting diode) 디스플레이의 픽셀 구조를 도시한 도면이다.
도 3은, 종래 기술에 따라 LCD 디스플레이 및 LED 디스플레이에서 영상 처리 시 에지(edge) 영역을 도시한 도면이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 영상 처리 방법의 순서도이다.
도 5는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, LED 디스플레이에서 영상 처리 방법을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 영상 처리 방법이 적용된 영상이 디스플레이에 렌더링된 영상을 도시한 도면이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치를 구성하는 상세한 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 ?모듈? 혹은 ?부?는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의?모듈? 혹은 복수의?부?는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ?모듈? 혹은 ?부?를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
본 개시에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치를 구성하는 간단한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
디스플레이(110)는 디스플레이 장치(100)에 입력된 영상(수신된 영상)을 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 장치(100)에서 입력되는 영상 신호를 에지(Edge) 분석 알고리즘 등과 같은 방법을 이용하여 분석할 때, 디스플레이(110)는 디스플레이(110)를 구성하는 픽셀의 구조적 특성에 의해 에지 성분이 검출될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(110)는 LCD, LED, OLED 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
프로세서(120)는 디스플레이 장치(100)에 입력되는 입력 영상 신호를 바탕으로 입력 영상 내의 에지 영역 및 에지 주변 영역을 구분할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 에지 분석 알고리즘을 이용하여 영상에서 에지 영역 및 에지 주변 영역을 구분할 수 있다.
프로세서(120)는 에지 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치(pixel pitch) 및 발광량 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
프로세서(120)는 에지 주변 영역의 픽셀 피치(pixel pitch) 및 발광량 중 적어도 하나를 바탕으로 에지 영역의 보상 값을 판단할 수 있다. 에지 주변 영역의 픽셀 피치는 에지 영역의 중심 선을 기준으로 마주보고 있는 에지 주변 영역의 픽셀들 간의 거리를 의미할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 에지 주변 영역의 픽셀 피치가 클수록(coarse pitch) 에지 주변 영역에 포함된 픽셀들의 발광량을 크도록 구현할 수 있다. 따라서, 에지 주변 영역에 포함된 픽셀들의 발광량이 증가할수록 에지 영역의 보상 값은 증가할 수 있다. 즉, 에지 영역에서 에지 주변 영역과 인접한 부분의 밝기가 증가되고, 에지 영역의 블랙 구간의 범위는 감소될 수 있다.
프로세서(120)는 에지 영역의 보상 값을 바탕으로 에지 영역의 밝기를 보상한 영상을 디스플레이(110)에 제공할 수 있다.
프로세서(120)는 입력 영상에 포함된 복수의 픽셀들 간의 명암도를 바탕으로 그라디언트(gradient)를 검출하고, 그라디언트의 크기를 바탕으로 입력 영상 신호 내의 에지 영역을 판단할 수 있다.
영상처리에서 그라디언트는 영상의 에지(edge) 및 에지(edge) 방향을 찾는 용도로 활용될 수 있다. 예를 들어, 영상의 밝기 함수 f(x,y)는 좌표(x,y)에서의 픽셀의 밝기를 나타내는 함수로 볼 때, 영상의 각 픽셀 위치에서 그라디언트의 크기와 방향을 구하면 해당 픽셀이 얼마나 영상 내의 에지(edge)에 가까운지 알 수 있다. 또한, 그라디언트의 크기와 방향을 바탕으로 에지의 방향이 어디인지 알 수 있다.
그라디언트의 크기는 절대값인 |gradient|일 수 있다. 그라디언트의 크기는 영상의 밝기 변화가 급격할수록 큰 값을 가질 수 있다.　영상 내의 두 영역인 에지 영역과 에지 주변 영역의 경계(edge)에서 급격한 밝기 변화가 일어나므로 그라디언트의 절대값은 두 영역의 경계에서 큰 값을 나타낼 수 있다.
프로세서(120)는 상기 그라디언트 크기가 기 정의된 값보다 큰 그라디언트를 가지는 영역을 에지 중심 영역(윤곽선 또는 중심선)으로 판단하고, 에지 중심 영역의 픽셀 값은 원 픽셀의 밝기로 유지할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 그라디언트의 크기가 150~200 이내인 영역을 에지 중심 영역으로 판단할 수 있다. 에지 중심 영역은 픽셀 간 명암이 급격히 변하는 윤곽선(edge)일 수 있다. 즉, 그라디언트의 크기가 150~200인 영역은 에지 영역 내에서 가장 어두운 영역일 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 에지 중심 영역의 픽셀 값을 보상하지 않고 원 픽셀의 밝기를 유지할 수 있다. 에지 중심 영역의 그라디언트의 크기는 본 개시를 설명하기 위한 일 실시 예일 뿐 다양한 크기의 범위로 변경 구현될 수 있다.
프로세서(120)는 에지 영역 중 에지 중심 영역을 제외한 영역을 에지 외곽 영역으로 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 에지 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 발광량을 조절하여 에지 외곽 영역의 픽셀의 밝기를 밝게 할 수 있다.
프로세서(120)는 에지 외곽 영역의 밝기를 밝게 하도록 에지 주변 영역의 픽셀의 발광량을 증가시킬 수 있다.
프로세서(120)는 에지 주변 영역의 픽셀 피치(pixel pitch), 발광량, 및 그라디언트를 바탕으로 함수 I'(x)=I(x) + f(g, d, L)를 이용하여 상기 에지 영역의 픽셀 값을 보상할 수 있다. 여기서, I(x)는 에지 영역의 입력 픽셀 값, f(g, d, L)은 에지 영역의 밝기를 밝게 하는 함수, g는 그라디언트 값, d는 에지 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치(pixel pitch), 그리고 L은 에지 주변 영역에 포함된 픽셀들의 발광량일 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 함수 f(g, d, L)에서 에지 주변 영역의 픽셀 피치(d)가 클수록(coarse pitch) 또는 그라디언트 크기(g) 가 클수록 에지 주변 영역에 포함된 픽셀들의 신호값을 증가시켜 에지 영역의 밝기를 밝게 보상할 수 있으며, 이 증가시키는 정도는 픽셀이 물리적으로 갖는 기본 발광량(L) 에 따라 조절 가능하다.
도 2는, LCD(liquid crystal display) 디스플레이 및 LED(light-emitting diode) 디스플레이의 픽셀 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, LCD(210)는 RGB 서브 픽셀이 하나의 픽셀(210-1, 210-2)이며, 복수의 픽셀들(210-1, 210-2)이 서로 인접하여 블랙 구간이 없이 붙어있는 구조적 특성을 가진다. 반면, LED(220)은 RGB 서브 픽셀이 하나의 픽셀 패키지(220-1, 220-2)이며, 복수의 픽셀 패키지들이 블랙 구간의 공간을 가지고 서로 이격되어 배치되어 있는 구조적 특성을 가진다. LED(220)에서 픽셀 피치(pixel pitch)는 인접한 두 픽셀들 간의 중심점에서 중심점까지의 거리(d)이다. LCD(210)에서 픽셀 피치(pixel pitch)는 픽셀에 포함된 동일한 색을 가지는 서브 픽셀들 간의 거리이다. 예를 들어, LCD(210)에서 픽셀 피치는 RGB 픽셀(210-1)의 R 서브 픽셀과 RGB 픽셀(210-2)의 R 서브 픽셀까지의 거리이다.
따라서, LED(220)는 LCD(210)와 다른 픽셀 구조로 인해, 동일한 입력 영상 신호를 LED(220) 디스플레이에 렌더링할 때 LCD(210) 디스플레이에 렌더링하는 것 봐 영상에서 열화 현상이 더 많이 발생하게 된다. 본 개시는 LED(220) 디스플레이의 픽셀 구조의 특성을 반영한 영상 처리 방법을 통해 LED(220) 디스플레이에서 영상을 렌더링할 때 열화 현상을 감소시킬 수 있다.
도 3은, 종래 기술에 따라 LCD 디스플레이 및 LED 디스플레이에서 영상 처리 시 에지(edge) 영역을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 예를 들어, 입력 영상 신호에 영상의 블랙 구간인 가는 선(thin line)이 포함될 수 있다. 디스플레이 장치(100)에서 입력 영상 신호를 LCD(310) 디스플레이에 렌더링하기 위해 종래의 영상 처리 방법을 이용한 경우, LCD는 영상의 블랙 구간의 픽셀간 거리가 짧은 파인 피치(fine pitch) 영상(330)을 획득할 수 있다. 반면, 디스플레이 장치(100)에서 입력 영상 신호를 LED(320) 디스플레이에 렌더링하기 위해 종래의 영상 처리 방법을 이용한 경우, LED는 영상의 블랙 구간의 픽셀간 거리가 긴 코어스 피치(coarse pitch) 영상(340)을 획득할 수 있다. 도 2에서 상술한 바와 같이, LED 디스플레이는 복수의 픽셀 패키지들이 블랙 구간을 사이에 두고 이격되어 배치된다. 따라서, 블랙 구간이 포함된 입력 영상을 영상 처리할 경우, LED 디스플레이는 LCD 디스플레이보다 픽셀 피치가 더 큰 Coarse Pitch 영상을 생성하게 된다. 따라서, 동일한 입력 영상을 영상 처리하여 LCD 디스플레이와 LED 디스플레이에 렌더링한 경우, LCD 디스플레이에 시인되는 영상(350)보다 LED 디스플레이에 시인되는 영상(360)에서 화질 열화 현상이 더욱 많이 발생된다. 따라서, LED 디스플레이에 시인되는 영상(360)은 원 영상(300)보다 두꺼운 선(thick line)이 될 수 있다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 영상 처리 방법의 순서도이다.
S410 단계에서, 디스플레이 장치(100)는 입력 영상 신호에서 입력 영상 내의 에지 영역 및 에지 주변 영역을 판단할 수 있다. 도 1에서 상술한 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 입력 영상의 픽셀들 간 명암도를 바탕으로 그라디언트 검출하고, 그라디언트 크기를 이용하여 에지 영역 및 에지 주변 영역을 판단할 수 있다.
예를 들어, 그라디언트 크기가 큰 것은 A 영역과 B영역 사이의 밝기가 급격히 변하는 영역을 의미한다. 따라서, 그라디언트 크기를 이용하여 A 영역과 B 영역의 경계(edge)를 판단할 수 있다. 디스플레이 장치(100)는 A영역과 B 영역 중 명암이 어두운 곳을 에지 영역(A), 명암이 밝은 곳을 에지 주변 영역(B)으로 판단할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(100)는 영상 내에서 그라디언트 지정된 크기 이상인 영역을 윤곽선(edge)인 에지 중심 영역(A-1)으로 판단할 수 있다. 또한, 에지 영역(A) 중 에지 중심 영역(A-1)을 제외한 영역을 에지 외곽 영역(A-2)으로 판단할 수 있다. 디스플레이 장치(100)는 에지 외곽 영역(A-2)의 픽셀 값을 에지 주변 영역(B)에 포함된 픽셀 피치 및 발광량을 바탕으로 보상할 수 있다.
S420 단계에서, 디스플레이 장치(100)는 에지 주변 영역에 포함된 픽셀들의 픽셀 피치 및 발광량 중 적어도 하나의 특성을 판단할 수 있다. 에지 주변 영역에 포함된 픽셀들간의 픽셀 피치는 에지 영역을 중심으로 마주보고 있는 에지 주변 영역의 픽셀 간의 거리를 의미할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 피치는 픽셀 간의 거리가 큰 코어스 피치(Coarse pitch) 또는 픽셀 간의 거리가 짧은 파인 피치(Fine pitch)일 수 있다. 또한, 발광량은 LED 디스플레이에서 밝기일 수 있다.
S430 단계에서, 디스플레이 장치(100)는 에지 주변 영역의 픽셀 특성을 바탕으로 에지 영역의 픽셀 값을 보상할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 에지 주변 영역의 픽셀 피치가 coarse pitch일 때 에지 주변 영역의 픽셀 발광량을 크게 하여 에지 주변 영역의 픽셀 피치가 fine pitch일 때보다 에지 영역의 밝기를 밝게 할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(100)는 영상 신호 내 그라디언트를 바탕으로 에지 주변 영역의 발광량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 그라디언트가 음(-)의 값을 가진 경우와 양(+)의 값을 가진 경우 영상의 픽셀 밝기는 상이하다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 그라디언트가 음(-)의 값을 가진 구간에서 에지 주변 영역의 픽셀 발광량을 크게 하여 에지 영역의 밝기를 밝게 할 수 있다.
S440 단계에서, 디스플레이 장치(100)는 에지 주변 영역의 픽셀 특성을 바탕으로 에지 영역의 보상된 영상을 디스플레이에 렌더링할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따라, LED 디스플레이는 종래보다 화질의 열화가 개선된 영상을 디스플레이할 수 있다.
도 5는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, LED 디스플레이에서 영상 처리 방법을 도시한 도면이다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, LED 디스플레이(520)에 입력된 영상 신호를 에지 검출(edge detection) 알고리즘을 이용하여 분석한 경우, 에지가 검출된 영상(540)을 획득할 수 있다. 도 4에서 상술한 바와 같이, 영상에서 에지 검출 영상(540)에서 에지 영역(영상 중심의 검은 영역)과 에지 주변 영역이 구분될 수 있다. 디스플레이 장치(100)는 그라디언트, 에지 주변 영역의 픽셀 피치, 및 발광량 중 적어도 하나를 이용하여 에지 영역의 픽셀 값을 보상하여 보상 영상(560)을 생성할 수 있다. 에지 주변 영역의 픽셀 발광량이 조절되는 것은 각 픽셀의 밝기가 더 밝아지거나 어두어지는 것을 의미할 수 있다. 발광량이 크게 되는 것은 각 픽셀의 밝기가 더 밝아지는 것을 의미할 수 있다.
도 5에서는 세로 방향의 에지 검출에 대한 실시 예를 도시하였으나, 이는 본 개시를 설명하기 위한 일 실시 예일 뿐 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 일 실시 예에 따라, 그라디언트의 방향을 통해 에지 방향을 검출될 수 있다. 따라서, 에지는 영상 내의 다양한 방향 및 위치에서 검출될 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 영상 내의 모든 방향 및 위치에서 에지를 검출하고 에지 영역의 픽셀값(밝기)을 에지 주변 영역의 픽셀 피치 및 발광량 중 적어도 하나를 이용하여 보상할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 영상 처리 방법이 적용된 영상이 디스플레이에 렌더링된 영상을 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 입력 영상(thin line)(610)이 종래 영상 처리 방법을 이용하여 LED 디스플레이에 렌더링하는 경우, 화질 열화로 인해 원 영상의 가는 선보다 더 굵게 시인(610)될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 디스플레이 장치(100)는 입력 영상(thin line)(610)에서 에지 검출 알고리즘을 이용하여 에지를 검출할 수 있다. 도 1에서 상술한 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 입력 영상(610)에 에지 주변 영역의 픽셀 피치(pixel pitch), 발광량, 및 그라디언트를 바탕으로 함수 I'(x)=I(x) + f(g, d, L)를 이용하여 에지 영역의 픽셀 값을 보상(620)하여 화질의 열화가 개선된 영상(620)을 획득할 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, LED 디스플레이에 종래의 영상 처리 방법을 적용한 영상(630)보다 본 개시의 실시 예에 따른 영상 처리 방법을 적용한 영상(640)에서 영상에 포함된 윤곽선이 더욱 선명하게 화질이 개선될 수 있다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치를 구성하는 상세한 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 영상 수신부(710), 영상 처리부(720), 디스플레이부(730), 통신부(740), 메모리(750), 및 프로세서(760) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 도 7에 도시된 디스플레이 장치(100)의 구성은 일 예에 불과하므로, 반드시 전술된 블록도에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 디스플레이 장치(100)의 종류 또는 디스플레이 장치(100)의 목적에 따라 도 7에 도시된 디스플레이 장치(100)의 구성의 일부가 생략 또는 변형되거나, 추가될 수도 있음은 물론이다.
영상 수신부(710)는 다양한 소스를 통해 영상 신호를 입력 받을 수 있고 영상 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 영상 수신부(710)는 외부 서버로부터 영상 데이터를 수신할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 외부에 위치하는 장치로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다.
또는, 영상 수신부(710)는 외부 환경을 촬영하여 영상 데이터를 획득할 수 있다. 예로, 영상 수신부(710)는 디스플레이 장치(100)의 외부 환경을 촬영하는 카메라로 구현될 수 있다.
영상 처리부(720)는 영상 획득부(710)에서 수신한 영상 데이터에 대한 처리를 수행하는 구성요소이다. 영상 처리부(720)에서는 영상 데이터에 대한 디코딩, 스케일링, 노이즈 필터링, 프레임 레이트 변환, 해상도 변환 등과 같은 다양한 이미지 처리를 수행할 수 있다.
디스플레이부(730)는 영상 데이터를 영상 처리부(720)에서 처리한 동영상 프레임 또는 그래픽 처리부(793)에서 생성된 다양한 화면 중 적어도 하나를 디스플레이 영역에 디스플레이할 수 있다.
디스플레이부(730)는 다양한 크기를 가질 수 있다. 디스플레이부(730)는 복수의 픽셀들로 구성될 수 있다. 이 때, 복수의 픽셀들의 가로 개수 X 세로 개수는 해상도(resolution)로 표현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(730)는 320××320 해상도, 360××480 해상도, 720××1280 해상도, 1280××800 해상도 또는 3940××2160 해상도 등을 가질 수 있다.
디스플레이부(730)는 플렉서블 디스플레이(flexible display)의 형태로 디스플레이 장치(100)의 전면 영역 및, 측면 영역 및 후면 영역 중 적어도 하나에 결합될 수도 있다.
통신부(740)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 기기와 통신을 수행하는 구성이다. 통신부(740)는 와이파이칩, 블루투스 칩, 무선 통신 칩, NFC 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(790)는 통신부(740)를 이용하여 외부 서버 또는 각종 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다.
메모리(750)는 디스플레이 장치(100)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(750)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다. 메모리(750)는 프로세서(790)에 의해 액세스되며, 프로세서(790)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다. 본 개시에서 메모리라는 용어는 메모리(750), 프로세서(790) 내 롬(792), 램(791) 또는 디스플레이 장치(100)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱)를 포함할 수 있다.
또한, 메모리(750)에는 디스플레이부(730)의 디스플레이 영역에 표시될 각종 화면을 구성하기 위한 프로그램 및 데이터 등이 저장될 수 있다.
프로세서(790)(또는, 프로세서)는 메모리(750)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(790)는 RAM(791), ROM(792), 그래픽 처리부(793), 메인 CPU(794), 제1 내지 n 인터페이스(795-1 ~ 795-n), 버스(796)로 구성될 수 있다. 이때, RAM(791), ROM(792), 그래픽 처리부(793), 메인 CPU(794), 제1 내지 n 인터페이스(795-1 ~ 795-n) 등은 버스(796)를 통해 서로 연결될 수 있다.
RAM(791)은 O/S 및 어플리케이션 프로그램을 저장한다. 구체적으로, 디스플레이 장치(100)가 부팅되면 O/S가 RAM(791)에 저장되고, 사용자가 선택한 각종 어플리케이션 데이터가 RAM(791)에 저장될 수 있다.
ROM(792)에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴 온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 메인 CPU(794)는 ROM(792)에 저장된 명령어에 따라 메모리(750)에 저장된 O/S를 RAM(191)에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 메인 CPU(794)는 메모리(750)에 저장된 각종 어플리케이션 프로그램을 RAM(791)에 복사하고, RAM(791)에 복사된 어플리케이션 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
그래픽 처리부(193)는 렌더링부(미도시)를 이용하여 아이템, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성한다. 렌더링부에서 생성된 화면은 디스플레이부(730)의 디스플레이 영역 내에 표시될 수 있다.
메인 CPU(794)는 메모리(750)에 액세스하여, 메모리(750)에 저장된 O/S를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고, 메인 CPU(794)는 메모리(750)에 저장된 각종 프로그램, 콘텐트, 데이터 등을 이용하여 다양한 동작을 수행한다.
제1 내지 n 인터페이스(795-1 내지 795-n)는 상술한 각종 구성요소들과 연결된다. 제1 내지 n 인터페이스(795-1 내지 795-n) 중 하나는 네트워크를 통해 외부 장치와 연결되는 네트워크 인터페이스가 될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치 (예: 모듈들 또는 디스플레이 장치(100)) 또는 방법 (예: 동작들)은, 예컨대, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 유지되는(maintain) 프로그램들 중 적어도 하나의 프로그램에 포함된 명령어(instructions)를 실행하는 적어도 하나의 컴퓨터(예: 프로세서 790)에 의하여 수행될 수 있다.
상기 명령어가 컴퓨터(예: 프로세서 790)에 의해 실행될 경우, 상기 적어도 하나의 컴퓨터는 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 이 때, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리(750)가 될 수 있다.
프로그램은, 예로, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체 (magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체 (optical media)(예: CD-ROM (compact disc read only memory), DVD (digital versatile disc), 자기-광 매체 (magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크 (floptical disk)), 하드웨어 장치 (예: ROM (read only memory), RAM (random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등과 같은 컴퓨터로 읽을 수 저장 매체에 포함될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 일반적으로 디스플레이 장치(100)의 구성의 일부로 포함되나, 디스플레이 장치(100)의 포트(port)를 통하여 장착될 수도 있으며, 또는 디스플레이 장치(100)의 외부에 위치한 외부 기기(예로, 클라우드, 서버 또는 다른 전자 기기)에 포함될 수도 있다. 또한, 프로그램은 복수의 저장 매체에 나누어 저장될 수도 있으며, 이 때, 복수의 저장 매체의 적어도 일부는 디스플레이 장치(100)의 외부 기기에 위치할 수도 있다.
명령어는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 영상처리 장치
110: 디스플레이
120: 프로세서
210: LCD(liquid crystal display) 디스플레이
220: LED(light-emitting diode) 디스플레이

Claims (14)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    디스플레이; 및
    입력 영상 내의 에지(Edge) 영역 및 상기 에지 주변 영역을 구분하고, 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치(pitch) 및 발광량 중 적어도 하나의 특성을 바탕으로 상기 에지 영역의 보상 값을 판단하여, 상기 판단된 보상 값을 바탕으로 상기 에지 영역을 보상한 영상을 상기 디스플레이에 제공하는 프로세서;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 입력 영상에 포함된 복수의 픽셀들 간의 명암도를 바탕으로 그라디언트(gradient)를 검출하고, 상기 그라디언트의 크기를 바탕으로 에지 영역을 판단하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 그라디언트 크기가 기 정의된 값보다 큰 그라디언트를 가지는 영역을 에지 중심 영역으로 판단하고, 상기 판단된 에지 중심 영역의 픽셀 값은 원 픽셀의 밝기로 유지하는 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 에지 영역 중 상기 에지 중심 영역을 제외한 영역을 에지 외곽 영역으로 판단하고, 상기 주변 영역에 포함된 상기 복수의 픽셀의 발광량을 조절하여 상기 에지 외곽 영역의 픽셀의 밝기를 밝게 하는 디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 픽셀 피치, 상기 발광량, 및 상기 그라디언트를 바탕으로 함수 I'(x)=I(x) + f(g, d, L)를 이용하여 상기 에지 영역의 픽셀 값을 보상하고,
    여기서, I(x)는 상기 에지 영역의 입력 픽셀 값, f(g, d, L)은 상기 에지 영역의 밝기를 밝게 하는 함수, g는 상기 그라디언트 값, d는 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치(pixel pitch), 그리고 L은 상기 주변 영역에 포함된 픽셀들의 발광량인 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치는, 상기 에지 영역을 중심으로 마주보고 있는 상기 에지 주변 영역의 픽셀 간의 거리인 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는 LED(light-emitting diode)인 디스플레이 장치.
  8. 영상 처리 방법에 있어서,
    입력 영상 내의 에지(Edge) 영역 및 상기 에지 영역의 주변 영역을 구분하는 단계;
    상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀의 픽셀 피치 및 발광량 중 적어도 하나의 특성을 판단하는 단계;
    상기 판단된 픽셀 특성을 바탕으로 상기 에지 영역의 픽셀 값을 보상하는 단계; 및
    상기 에지 영역의 보상된 영상을 디스플레이에 렌더링하는 단계;를 포함하는 영상 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구분하는 단계는,
    상기 입력 영상에 포함된 복수의 픽셀들 간의 명암도를 바탕으로 그라디언트(gradient)를 검출하는 단계;를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보상하는 단계는,
    상기 그라디언트 크기가 기 정의된 값보다 큰 그라디언트를 가지는 영역을 에지 중심 영역으로 판단하고, 상기 판단된 에지 중심 영역의 픽셀 값은 원 픽셀의 밝기로 유지하는 영상 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보상하는 단계는,
    상기 에지 영역 중 에지 중심 영역을 제외한 영역을 에지 외곽 영역으로 판단하고, 상기 주변 영역에 포함된 상기 복수의 픽셀의 발광량을 조절하여 상기 에지 외곽 영역의 픽셀의 밝기를 밝게 하는 영상 처리 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 보상하는 단계는,
    상기 픽셀 피치, 상기 발광량, 및 상기 그라디언트를 바탕으로 함수 I'(x)=I(x) + f(g, d, L)를 이용하여 상기 에지 영역의 픽셀 값을 보상하고,
    여기서, I(x)는 상기 에지 영역의 입력 픽셀 값, f(g, d, L)은 상기 에지 영역의 밝기를 밝게 하는 함수, g는 상기 그라디언트 값, d는 상기 주변 영역에 포함된 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치(pixel pitch), 그리고 L은 상기 주변 영역에 포함된 픽셀들의 발광량인 영상 처리 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들 간의 픽셀 피치는, 상기 에지 영역을 중심으로 마주보고 있는 상기 에지 주변 영역의 픽셀 간의 거리인 영상 처리 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이는 LED(light-emitting diode)인 영상 처리 방법.
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