KR20180008757A

KR20180008757A - 위치 기반 디스플레이 특성의 환경 적응을 갖춘 전자 디스플레이

Info

Publication number: KR20180008757A
Application number: KR1020177036455A
Authority: KR
Inventors: 존 슈흐; 윌리암 던; 라에 릭 드; 단 새프스트롬; 해리 프레슬리; 제리 워싱거
Original assignee: 매뉴팩처링 리소시스 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2018-01-24
Also published as: WO2017031237A1; AU2016308187B2; KR102130667B1; AU2016308187A1; JP2018525650A; EP3338273A1; CA2985673A1; CA2985673C; EP3338273A4

Abstract

본 발명의 예시적인 실시 예들은 전자 디스플레이와 전기적으로 접속된 디스플레이 제어기를 구비한 전자 디스플레이를 제공하며, 상기 디스플레이 제어기는 전자 디스플레이로 하여금 만일 현재의 시간이 일출과 일몰 사이라면 주변 광센서로부터 어떤 입력도 수락함이 없이 야간 명령들에 따라 동작하도록 하고, 만일 현재 시간이 일몰과 일출 사이라면 전자 디스플레이로 하여금 주변 광센서로부터 어떤 입력도 수락함이 없이 주간 명령들에 따라 동작하도록 한다. 야간 명령들은 감마에 대한 제 1 설정을 포함할 수 있고, 주간 명령들은 감마에 대한 제 2 설정을 포함할 수 있다. 일출과 일몰 천이 기간은 인공 주변 센서 데이터(Artificial Ambient Sensor(AAS) data)를 사용하여 계산될 수 있으며 상기 AAS 데이터에 기초하여 선택한 감마에 대한 추가 설정이 가능하다.

Description

위치 기반 디스플레이 특성의 환경 적응을 갖춘 전자 디스플레이

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2015년 8월 17일자로 출원된 미국 가출원 제 62/206,050 호 및 2016년 3 월 28 일자로 출원된 미국 가출원 제 62/314,073호의 우선권을 주장하며, 이들 모두는 그 전체가 본원에 참고로 인용된다. 본 출원은 또한 2016년 2월 12일자로 출원된 미국 출원 제 15/043,100호 및 2016년 2월 12일자로 출원된 미국 출원 제 15/043,135호의 일부 계속 출원이며, 이들 둘 다는 미국 가출원 번호 제 62/ 161,673의 우선권을 주장하며, 이들 모두는 그 전체가 본원에 참고로 인용된다.

여기에 개시된 예시적인 실시 예들은 미리 정의된 규칙들의 세트에 따라 디스플레이의 시각적 특징들을 자동으로 변화시키기 위해 뷰잉 환경의 측정 또는 계산된 특성들을 이용하는 디스플레이 및 방법에 관한 것이다. 일부 실시 예들은 모든 환경 뷰잉 조건들에서 이미지 재현을 위한 최적의 시각적 지각을 나타내는 자율 디스플레이를 제공한다.

디스플레이들은 엔터테인먼트(예: 텔레비전, 전자 서적), 광고(예 : 쇼핑몰, 공항, 광고판), 정보(예: 자동차, 항공 전자 공학, 시스템 모니터링, 보안), 교차 응용(예: 컴퓨터, 스마트 폰)을 비롯한 다양한 응용분야에서 사용된다. 이와 같이, 디스플레이는 디스플레이들은 일반적으로 광범위한 뷰잉 환경에 종속되며, 많은 응용 들에서 디스플레이의 뷰잉 환경은 일정하지 않다.

여기에 개시된 예시적인 실시 예들은 저장된 특징적 디스플레이 데이터와 연계하여 환경 조건들의 위치 기반 및/또는 시간 기반 결정들을 이용하여, 이미지 및/또는 비디오 신호를 동적으로(실시간으로) 처리 및 변경함으로써 휘도, 블랙 레벨, 감마, 채도, 색조 및 선명도가 최적으로 인식되게 하는바, 이는 이들이 주어진 뷰잉 조건들에 대한 이들의 최상의 의도된 렌더링에 맞춰 튜닝(tune)된다. 다른 실시 예들은 디스플레이가 설명된 바와 같이 수행하도록 조정하는 방법뿐만 아니라 동적 성능 처리를 수행하는 방법을 제공한다.

본 발명의 전술한 특징 및 다른 특징 및 장점들은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 특정 실시 예에 대한 다음의 보다 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
예시적인 실시 예에 대한 더 나은 이해는 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 읽음으로써 얻어질 것이며, 동일한 참조 부호는 동일한 부분을 지칭한다.
도 1은 전형적인 이미지 재현 처리의 그래픽 표현이다.
도 2는 신호 인코딩 및 디코딩 처리에 대한 블록도이다.
도 3은 ITU-R BT.709/1886에 따른 이미지 신호 변환의 그래픽 표현이다.
도 4는 종단 간(end to end) 멱(power) 대 주변 조도의 그래픽 표현이다.
도 5는 이산 구현(discrete implementation)에서 종단 간 멱 대 주변 조도의 그래픽 표현이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예의 기본 요소들에 대한 블록도이다.
도 7은 반사된 주변 조명과 그리고 이의 디스플레이된 광과의 관계를 도시한다.
도 8은 주변 조건들의 위치 기반 결정들의 예시적인 실시 예를 수행하기 위한 논리적 흐름도이다.
도 9는 블랙 레벨 및/또는 선형성의 포스트-디코딩 조정을 이용하는 실시 예에 대한 블록도이다.
도 10은 식 2를 사용한 도 8의 예시적인 신호 변환들의 그래픽 표현이다.
도 11은 포스트-디코딩 조정을 위한 대체 실시예의 블록도이다.
도 12는 블랙 레벨 및/또는 선형성의 프리-디코딩 조정을 위한 실시 예의 블록도이다.
도 13은 식 4를 사용한 도 11의 예시적인 신호 변환의 그래픽 표현이다.
도 14는 식 5를 사용한 도 11의 예시적인 신호 변환들의 그래픽 표현이다.
도 15는 식 6을 사용한 도 11의 예시적인 신호 변환들의 그래픽 표현이다.
도 16은 식 7을 사용한 도 11의 예시적인 신호 변환들의 그래픽 표현이다.
도 17은 도 15의 하부 좌측 코너의 상세도이다.
도 18은 남은 시간 동안 야간/주간 레벨을 사용하면서 일몰/일출 천이 시간 동안 AAS 기법을 사용하는 실시 예를 수행하기 위한 논리 흐름도를 제공한다.
도 19는 남은 시간 동안 야간/주간 명령들(instructions)을 사용하면서 단일의 천이 기간만을 갖는 AAS 기술을 사용하는 실시 예들을 수행하기 위한 논리 흐름도를 제공한다.
도 20은 지역 날씨 정보를 고려하면서 일몰/일출 천이 시간뿐만 아니라 주간시간 동안 AAS 기술을 사용하는 개선된 실시 예를 수행하기 위한 논리적 순서도를 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 설명된 예시적인 실시 예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시가 철저하고 완전하게 이루어질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달할 수 있도록 제공된다. 도면들에서, 층(layer)들 및 영역(region)들의 크기 및 상대적 크기들은 명확성을 위해 확대 도시된다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 양태를 설명하기 위한 목적에서 이며, 본 발명을 제한하고자하는 것은 아니다. 본원에서 사용된 단수 형태는 문맥상 다르게 지시하지 않는 한 복수 형태를 포괄하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "포함" 및/또는 "포함하는" 은 언급된 피쳐(features), 정수(integers), 단계, 동작, 엘리먼트 및/또는 컴포넌트의 존재를 나타내지만, 다른 피쳐, 정수, 단계, 동작, 엘리먼트, 컴포넌트 및/또는 이들의 그룹의 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명의 실시 예들은 본 발명의 이상적인 실시 예들(및 중간 구조)의 개략도인 도면을 참조하여 설명된다. 이와 같이, 예를 들어 제조 기술 및/또는 허용 오차와 같은 결과로서의 일러스트레이션의 형상으로부터의 변환들이 예상될 것이다 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 특정 형상의 영역으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조로부터 초래되는 형상의 편차를 포함해야한다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야하며, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.

예시적인 이미지 캡처 및 재현 처리에 대한 매우 높은 레벨의 다이어그램이 도 1에 나와 있다. 이미지는 일반적으로 비디오/스틸 카메라 또는 컴퓨터 생성 장면에서 캡처한 실제 장면에서 발생한다. 대부분의 재현 시스템의 고결한 목표는 최종 인간 관측자에게 가능한 가장 실물과 유사한 이미지를 표시하는 것이다. 이것을 완벽하게 수행하는 데는 많은 장애가 있다. 사실, 일부 "개선 사항"은 종종 보기 체험을 개선하기 위해 디스플레이된 이미지에 의도적으로 추가된다. 고 충실도 재현의 주된 장애물 중 하나는 최종 관측자의 로컬 뷰잉 환경이 명확하게 예측될 수 없지만 뷰잉 환경이 재현의 시각 품질에 지대한 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 또한 뷰잉 환경은 극장의 엄격한 제어 환경과 같은 몇 가지 특수한 경우를 제외하고 거의 지속적으로 바뀔 수 있다.

[0032]도 1의 미묘하지만 매우 밀접한 측면은 물리적인 물체에서 반사되는 전체 광은 본질적으로 물체에 충돌하는 모든 광원의 반사된 광의 선형 합계라는 것이다. 또한, 물체는 또한 자체의 광을 방출할 수 있으며, 이 광은 전체 관측된 광에 도달하기 위해 물체로부터 반사된 기여에 선형적으로 더해진다. 이것은 기본적으로 비간섭성 광이 이 점에 대해 선형적으로 동작한다는 설명이다(예: 1 + 1 = 2). 결과적으로 장면의 모든 지점의 절대 밝기 또는 휘도는 해당 지점까지 추적할 수 있는 광의 모든 구성 컴포넌트에 비례한다. 이것은 실제 장면의 인간 관측자에게 제공되는 현실이며 컴퓨터 생성 장면이 일반적으로 생성되는 방식이기도 하다. 따라서, 이론적으로 디스플레이 장치는 가장 순수한 형태의 재현을 위해 휘도 선형성의 원칙을 준수해야한다. 또는 일반적으로 카메라에서 들어오는 광에서부터 디스플레이를 나가는 광에 이르는 전체 처리 체인이 휘도 선형성의 원칙을 준수해야한다. 이 원리는 본 발명의 다양한 양상과 관련될 것이다.

위에서 언급했듯이 디스플레이의 목표는 원래 장면의 실물과 같은 복제물을 재현하는 것이다. 그러나 몇 가지 고유하고 불가피한 한계가 있다. 그러한 제한 중 하나는 디스플레이가 실제 세계, 특히 스케일의 상단(예를 들어, 태양 및 그 반사)에 존재하는 휘도의 동적 범위와 매칭하는데 있어서의 어려움이다. 또 다른 한계는 디스플레이가 원래 장면의 주름진 "평평한" 버천이라는 것이다. 따라서 하나 이상의 특정 관점에서 볼 때 깊이 있는 일루션(illusion)을 생성하기 위해 다양한 "3D"기술이 존재하지만 진정한 3 차원(3D) 깊이 재현은 불가능하다. 또한 IMAX® 극장과 같은 특별한 장소에서 이를 극복하려고 시도하지만 일반적인 디스플레이는 인간의 눈의 거의 반구형인 시야의 시뮬레이션을 시작할 수 없다. 마지막으로, 디스플레이 자체는 일부 환경에 존재하는 물리적 객체이며, 환경 자체가 재현의 시각적 품질에 매우 중요한 영향을 미칠 수 있다.

전통적인 컬러 디스플레이에서 각 픽셀은 전형적으로 적색, 녹색 및 청색과 같은 기본 색상 각각에 대해 하나씩 3 개의 하위 픽셀로 구성된다. 4 개 이상의 서브-픽셀을 사용할 수 있는 디스플레이가 있지만, 본 명세서의 실시 예는 이들이 나타내는 서브 픽셀 또는 컬러의 정확한 수에 의존하지 않는다. 디스플레이된 이미지의 정보 내용은 각 서브 픽셀을 고유하게 명령 또는 구동 한 결과이며, 구동 처리의 특성은 기술 의존적이다(예를 들어, CRT, 플라즈마, LCD, OLED 등). 본 명세서의 예시적인 실시 예는 임의의 유형의 전자 디스플레이 상에 이용될 수 있고, 하나의 디스플레이 유형에 특정한 것이 아니라는 점에 유의해야한다. 각 서브 픽셀의 구동 레벨은 풀 오프에서 풀 온까지의 범위일 수 있다. 이것은 이미지가 디스플레이에 의해 형성되는 기본적인 처리이다. 디스플레이 가능한 컬러들의 전체 범위(즉, 컬러 영역)는 그 조합들의 전체 범위를 통해 서브-픽셀들의 상대적 구동 레벨을 변화시킴으로써 얻어진다. 비 원색은 인간의 눈이 3 개의 서브 픽셀을 통합하여 기본 색상의 제어된 혼합을 통해 효과적인 혼합 색상을 생성할 때 생성된다.

디지털 영역에서, 서브-픽셀 구동 레벨이 8 개의 디지털 비트로 정의되면, 서브-픽셀 당 총 2⁸ = 256 개의 별개의 구동 레벨이 존재할 수 있다. 그레이 레벨은 모든 서브 픽셀들이 동일한 레벨(VESA FPDM 2.0에 정의됨)에서 구동되는 특별한 경우이다. 이것은 일반적으로 풀 오프(가장 낮은 밝기, 주로 검은 색으로 보임)에서 전체 켜기(가장 밝음, 주로 흰색으로 나타나는)와 같은 '그레이와 같은' 색상을 생성한다. 서브 픽셀 당 8 비트(24 비트 컬러라고도 하는 3 서브 픽셀 × 8 비트 = 24)를 계속할 경우, 2²⁴ = 16,777,216 개의 가능한 색상이 있지만, 그레이 레벨의 모든 서브-픽셀이 동일하게 구동될 때 생성된다. 간략성을 위해, 인접한 서브-픽셀이 반드시 컬러 이미지 생성에 요구되는 것과 동일한 레벨로 구동되지는 않는다는 암묵적인 이해와 함께, 서브 픽셀 단위(즉, 8 비트의 제어를 위한 256 그레이 레벨)에서 그레이 레벨을 말할 것이다. 이것은 본 발명이 색 재현과 독립적이지만, 색 재현과 완전히 호환 가능하기 때문이다.

감마(γ로 표기됨)는 이미지에서 그레이 레벨의 스케일링(서브 픽셀 기준)을 변환하는 멱 함수 S^γ의 수학적 지수를 나타낸다. 비록 감마 처리의 근원은 진공관 카메라와 CRT 디스플레이의 초창기로 거슬러 올라가지만, 인간의 시각이 밝기의 절대적인 변화에 더 민감한 이미지의 더 어두운 영역에서 인지된 해상도를 향상시키는 것은 여전히 현대 디스플레이들에서 매우 관련이 있는 절차이다.

개념적으로 가장 단순한 이미지 재현 스트림이 도 2에 도시된다. 실세계 장면(L_i)에서 나오는 광은 카메라에 의해 캡쳐되어 광학-전기(O/E) 변환을 수행하는 검출기(일반적으로 CCD 또는 CMOS 기술을 사용하는 고체 상태의 픽셀화 검출기) 초기 소스 이미지 신호(S_s)를 출력한다. 이 이미지 신호는 전형적으로 각 픽셀 화된 검출기 엘리먼트 상에 도달하는 광의 양에 대략 비례하는 전압 신호이지만, 즉시 디지털 신호로 변환될 수 있다. 대안적으로, 소스 이미지 신호(S_s)는 광이 실 세계에서 거동하는 것과 거의 동일한 방식으로 선형 도메인에서 전형적으로 발전되는 컴퓨터 생성 그래픽으로부터 유래한다. 두 경우 모두에서, 신호 인코딩은

로 표기된 함수 블록에서 발생한다. 일반적으로(반드시 그런 것은 아니지만) 멱 함수

= (S)^a의 형태를 취한다. 역사적으로, a 지수는 감마 보정 지수로서 언급되지만, 이 논의의 목적상 보다 일반적으로 신호 인코딩 지수로서 언급될 것이다. 그런 다음, 결과적인 인코딩된 신호 S_e (= (S_s)^a) 는 디스플레이에 들어가고

로 표기된 함수 블록에 의해 디코딩되는 바, 이는 일반적으로(반드시 그런 것은 아니지만) 또 하나의 멱 함수

=(S)^γ의 형태를 취한다. 대체에 의해, 디스플레이를 구동하는 결과적인 디코딩된 신호 S_d (= (S_e)^γ) 는 Sd =(Ss) S_d = (S_s)^{a γ}를 통해 초기 소스 이미지 신호 S_s와 관련된다. 실제적으로, 위에서 설명된 비교적 단순한 변환에 대한 변수들이 있지만, 이미지 신호를 인코딩 및 디코딩하는 일반적인 처리는 동일하다는 것에 유의해야한다.

계속해서, 도 2를 참조하면, 디코딩된 이미지 신호(Sd)는 전기 이미지 데이터를 전기-광학(E/O) 변환을 통해 디스플레이(L₀)에 의해 방출되는 광으로 변환하는 디스플레이 내의 컴포넌트들을 구동하는데 사용된다. E/O 처리의 세부 사항은 디스플레이 기술 예컨대 LCD, 플라즈마, OLED 등에 고유하다. 사실은, 사실상 폐기된 CRT 기술의 경우 디코딩 함수 f_d는 E/O 변환 처리의 필수적인 부분이었다.

상기 논의에서, 신호들 'S'는 전형적으로 0에서 1까지의 정규화된 값을 나타낸다는 점에 유의해야한다. 전압 신호들의 경우, 실제 신호들은 V_MAX로 정규화되어 S=V_actual/V_MAX가 된다. 디지털 신호들의 경우, 신호들은 D_MAX에 의해 표준화되어 S=D_actual/D_MAX (예컨대, 8비트 채널 D_MAX=2⁸= 256에 대해)가 된다. 신호 정규화 처리는 일반적으로 도 2에 명시적으로 도시되지 않았지만 여기에 함축된 처리 단계를 요구한다. 정규화된 신호가 일관되게 사용되는 한, 신호들이 전압 레벨들 또는 비트 레벨들을 나타내는지 여부는 중요하지 않으며, 둘 모두는 본 명세서의 예시적인 실시 예들에 의해 커버될 것이다.

종단 간 이미지 처리 스트림의 특정 예로서, ITU-R BT.709-5(2002) 는 a값 0.5로 텔레비전 신호를 인코딩할 것을 권고(주: 이는 BT.709의 약간 단순화이다)하고 있으며, ITU-R BT.1886(2011)는 γ값 2.4로 텔레비젼 신호를 인코딩할 것을 권고하여 종단간 멱 (ε)이 1.2: S_d = S_e ² ^.4 = (S_s ⁰ ^.5)^2.4= S_s ^{(0.5 x 1.2)} = S_s ¹ ^.2 에 이르게 하고 있다. 상기 ITU-정의 처리들에서 발생하는 신호 변환들은 도 3에 도시되며, 여기서 수평 '입력' 축 및 수직 '출력' 축에 대한 파라미터들은 관련 처리 단계에 의존한다. 예컨대, 신호 인코딩 동작 동안 수평축은 (입력 신호로서) S_s를 나타내고, 수직 축은 (출력 신호로서) S_e 를 나타낸다. 신호들의 함축된 정규화는 모든 신호 레벨들이 0과 1 사이에 있기 때문에 도 3에서 분명하다.

도 3에서 ITU-R BT.709/1886 신호 변환 처리는 재현 시스템의 종단 간 멱 법칙 지수가 순수 선형성의 경우에서와 같이 ε=1.0보다는 ε=1.2를 갖기 때문에 전술한 종단 간 밝기 선형성의 원칙을 엄격하게 준수하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 이것은 도 3에서 블랙 라인의 약간의 곡선을 생성한다. 순수 선형성으로 부터의 이탈의 주된 이유는 카메라/디스플레이가 실 세계에 존재하는 전체 동적 범위의 광을 실제로 재현할 수 없다는 데 있다. 결과적으로 ε = 1.2의 종단 간 지수(또는 멱 지수)는 일반적으로 평균 배경 조명이 200lux 인 가정용 텔레비전 뷰잉에 대해 더 나은 지각 체험을 산출하는 것으로 여겨진다. 이것은 인간의 눈이 전형적인 가정 내 환경에 적응할 때, 보다 생생한 이미지 대비를 재현하는 것에 기초한다.

그러나, 배경 조도가 1 - 10lux 인 극장과 같은 더욱 어두운 뷰잉 환경을 목표로 하고/하거나 예술적으로 풍미가 있는 비디오 콘텐츠를 생성하기 위해 영화 제작자들은 ITU-R BT.709 인코딩으로부터 이탈하는 것이 일반적이다. 이러한 응용의 전형적인 인코딩 지수는 대략 a=0.60이다. 이 신호가 멱 지수 γ = 2.4로 디코딩되면 종단 간 선형성 멱은 ε = 1.45가 된다.

또 다른 보편적인 이미지 인코딩 방식은 sRGB 표준으로서, 이는 배경 조명이 350lux 인 업무 사무실과 같은 적당히 밝은 환경에서 이미지를 렌더링하기 위한 것이다. sRGB는 a=0.45에 근사하는 신호 인코딩 지수를 요구한다. 그러한 sRGB로 인코딩된 신호가 후속적으로 멱 지수 γ = 2.4로 디코딩되면, 종단 간 선형성 멱은 ε = 1.1이다.

위에 논의된 세 가지 서로 다른 뷰잉 환경과 이들의 제안된 종단 간 선형성 멱 지수는 곡선 맞춤(curve-fitting)되어 더 높은 레벨의 주변 조명에 외삽하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경향은 도 4에 플롯된 식(1)으로 주어진다. 따라서, 일단 주변 조명 레벨(I_a)이 측정되면, 원하는 종단 간 선형성 멱 지수(ε)가 식(1)으로부터 결정될 수 있다. I_a와 ε 사이의 이러한 관계는 다음 단락에서 설명하는 본 발명의 특정 양상들과 밀접한 관계를 갖게 될 것이다. 식(1)에 의해 주어진 관계는 단지 대표적인 것이며, 본 발명은 식(1)의 정확한 형태에 의존하지 않는다. 일반적으로, 본 발명은 I_a와 ε 사이의 어떤 임의의 관계를 구현할 수 있다.

식(1)

도 4에서, 주변 조명이 증가함에 따라 원하는 종단 간 멱이 순전히 선형적으로 (즉, ε→1) 점근적으로 접근한다는 것을 주목된다. 1000lux 이상에서 멱 ε는 본질적으로 1과 같다. 이것은 기본적으로 눈이 전체 주간 광(daylight) 조건들에 적응되어 디스플레이는 전술한 것처럼 순수 종단 간 휘도 선형성의 원칙을 준수하기 시작해야 한다는 진술이다. 그러나, 디스플레이가 실제로 ε = 1의 멱을 구현하는 경우는 거의 없다.

대안적으로, 식(1)에 의해 기술된 함수는 도 5에 도시된 바와 같이 개별적인 방식으로 구현될 수 있다. 도 5에 도시된 개별 레벨들의 수가 대표적인 바, 본 발명의 다양한 실시 예들은 처리 능력 및 응용에 따라 임의의 수의 개별 레벨들을 구현할 수 있다.

도 6은 예시적인 실시 예의 기본 컴포넌트들의 개략도를 제공한다. 여기서, 환경 프로세서(200)는 비디오 소스(150)로부터 비디오 데이터를 얻을 수 있다. 디스플레이 제어기(110)는 비록 이에 한정되는 것은 아니지만, 마이크로 프로세서 및 (조정 데이터를 저장할 수 있는) 전자 저장 장치(electronic storage)를 비롯한 여러 가지 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 환경 프로세서(200)는 디스플레이(300)와 전기적으로 통신하는 것이 바람직하다. 일부 실시 예에서, 디스플레이 제어기(110)는 비디오 소스(150) 및 디스플레이(300)와 전기적으로 통신할 수도 있다. 디스플레이 제어기(110)상에서의 하나 이상의 마이크로 프로세서가 여기에 기술된 함수들 중 임의의 것을 수행할 수 있다.

비디오 소스(150)는 비록 이에 한정되는 것은 아니지만, 텔레비전/케이블/위성 송신기, DVD/블루레이 플레이어, 컴퓨터, 비디오 레코더 또는 비디오 게임 시스템을 비롯한, 비디오 데이터를 생성 및/또는 전송하는 임의의 수의 장치일 수 있다. 디스플레이 제어기(110)는 위치 기반 주변 환경 데이터를 이용하고 조정 데이터에 기초하여 비디오 신호를 수정하는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합 일 수 있다. 조정 데이터(120)는 바람직하게는 위치 기반 주변 환경 데이터에 대한 조정 데이터를 내포하고 옵션에 따라 디스플레이 어셈블리에 대한 반사 정보를 포함하는 디스플레이 제어기에 액세스 가능한 비 휘발성 데이터 스토리지이다. 디스플레이(300)는 뷰어에게 이미지를 제공하는 임의의 전자 장치 일 수 있다.

밝기 조정

디스플레이의 원하는 밝기(즉, 최대 휘도)가 변할 수 있는 많은 응용들이 있지만, 아마도 가장 분명한 경우는 디스플레이들이 옥외에서 사용될 때이다. 이 경우 디스플레이를 둘러싸는 주변 광 조명은 어두운 밤에서부터 정오의 충분한 햇빛까지- 대략 10의 7승의 인자로 변할 수 있다.

(눈, 시신경 및 뇌를 포함하는) 인간 시각 체계의 동작은 매우 복잡한 문제인바, 실제로 이 분야의 선도적인 전문가들 대부분이 파라메트릭 성능에 대한 충분한 합의가 이루어지지 않고 있다. 이 문제는 인간 시각 시스템의 적응성이 높고 비선형적인 특성으로 인해 심화된다. 따라서, 본 발명에서 특정 시각 함수을 정의하려는 시도에는 유용하지 않다. 그러나 모든 사람들이 동의하는 몇 가지 일반적 사항이 있다. 하나는 인간의 시각 시스템이 적응을 위해서는 어떤 시간이 주어진 매우 넓은 범위의 광 레벨을 통해, 아마도 10의 12승 정도에 적응할 수 있다. 그러나, 특정 적응 레벨, 아마도 10의 2 내지 3승 (이는 절대적인 적응 레벨에 따라 다름)에서 인간 시각의 순간 동적 범위에는 한계가 있다.

특정 적응 레벨은 이 범위의 모든 뷰잉가능한 객체들 및 광원들을 고려하여 눈의 통합 시야(거의 반구형)에 따라 달라진다. 디스플레이는 전체 시야의 일부분만을 차지할 것이기 때문에, 디스플레이의 최대 밝기는 다양한 광 레벨들에 대한 인간의 시력의 전체적인 적응을 수용하도록 변경되어야하며, 이는 물론 디스플레이 자체로부터의 광을 포함할 것이다. 예를 들어 (디스플레이에 충분히 가까이 다가가야 자신의 시야를 대부분 채우고 적절한 적응이 일어나기까지 일부 시간이 걸리지 않는다면) 야간이나 기타 어두운 환경에서 뷰잉할 때 500 칸델라/평방 미터(nits)를 생성하는 디스플레이는 눈에 띄게 밝아 질 수 있으나, 동일 디스플레이는 햇볕이 잘 드는 날에는 약간 희미하고 인상적이지 않을 것이고, 실제로는 식별할 수 없는 더 낮은 그레이 레벨을 가질 수 있다.

블랙 레벨 및 선형성 조정

모든 디스플레이는 어느 정도 주변 환경 광을 반영한다. 일부 경우들에서, 반사된 광 레벨은 디스플레이된 이미지 또는 비디오 콘텐츠 (이하 간단히 '이미지')의 어두운 영역을 실질적으로 지배하기에 충분히 높을 수 있다. 이것이 발생하면 이미지의 더 어두운 영역들의 시각적 세부 사항은 근본적으로 "희미(wash out)"해진다. 달리 말하면, 디스플레이는 반사된 주변 조명의 등가 휘도 레벨 아래로 떨어지는 이미지에서, 시각적으로 식별 가능한 휘도 레벨을 생성할 수 없다. 일반적인 상황을 도 7에 나타냈으며, 여기서 RAL은 반사된 주변 조명의 유효 밝기이고, DBL은 이미지의 어떤 부분의 디스플레이된 밝기이다. 이미지의 DBL <RAL이 있는 곳이면, 해당 영역들의 이미지 콘텐츠에 분명한 손실이 있을 것이다. 유추(analogy)는 과도한 배경 노이즈가 있는 환경에서 듣는 동안 음악 내에서 더 조용한 부분을 들을 수 없는 것이다. 이러한 이유 때문에 대부분의 라디오 방송은 자동차의 시끄러운 환경에서 향상된 "지각" 청취를 위해 압축된 동적 범위를 갖는 신호를 전송한다.

이미지 내의 더 어두운 영역들의 시각적 식별을 회복하기 위해, 이미지 신호의 블랙 레벨을 인위적으로 상승시켜서 블랙 레벨의 디스플레이된 밝기가 반사된 주변 조명의 유효 밝기와 거의 같도록 할 수 있다. 이는 디스플레이된 모든 광 레벨 대 반사된 주변 조명의 신호 대 잡음 비> 1을 생성하는 것과 등가이다. 결과적으로, 원본 이미지의 순수한 블랙 영역은 주변 조명도에 따라 특정 레벨의 어두운 그레이가 된다. 즉 이미지의 동적 범위가 압축된다.

블랙 레벨을 높이는 것 이외에도, 디스플레이 시스템의 종단 간 선형성(또는 감마)을 변경하여, 특정 응용 및 렌더링 의도에 따라, 그레이 스케일(톤 스케일이라고도 함)의 선택 영역들의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 이는 도 4 및 도 5에서 설명한 것처럼 이전의 식(l) 또는 다른 정의된 관계에 기초할 수 있다.

옥외 응용들 및 특정 실내 응용들의 경우, 디스플레이로부터 반사되는 주변 조명의 양은 하루의 시간 및 기타 동작 조건(예 : 날씨, 섀도 잉 효과, 무드 광 등)에 따라 거의 지속적으로 변한다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시 예는 앞서 논의된 것에 한정되는 것은 아니지만, 사전 정의된 규칙에 따라 디스플레이의 블랙 레벨 및/또는 감마를 자동으로 조정하는 수단을 제공한다.

어두워진 극장이나 유사한 환경들에서, 디스플레이로부터의 반사되는 주변 조명이 거의 없거나 전혀 없으며, 이 경우 비록 특정 응용들 (예를 들어, 디지털 사이니지의 예술적 자유)에서 이미지들의 종단 간 선형성(감마)를 변경하는 거이 여전히 바람직하더라도, 이미지의 블랙 레벨을 올릴 특별한 필요가 없다는 것을 유의해야한다.

자율적인 블랙 레벨 및 선형성 조정을 수행하기 위한 개념적으로 및 함수적으로 가장 쉬운 위치는 도 8에 일반적으로 도시된 정상적인 이미지 신호 디코딩 처리 이후이다. 이 도면에서, 신호 흐름은 환경 조건들을 변화시킴에 응답하여 자동적인 실시간 이미지 신호 조정을 제공하기 위해 신호 흐름에 f_p로 표기된 새로운 신호 처리 블록이 추가된 것을 제외하고는 이전에 도 2에서 설명한 것과 유사하다. f_p로 표기된 처리 블록은 f_d로 표기된 정상적인 신호 디코딩 프로세서 이후에 동작하기 때문에 포스트-디코딩 프로세서로 뷰잉될 수 있다.

주변 환경 조건 결정

예시적인 실시 예에서, 주변 환경 조건들은 디스플레이의 지리적 위치에 기초하여 결정될 수 있으며, 달력 날짜에 기초하여, 일출 및 일몰의 대략적인 시간을 연산하고, 현재의 시간과 비교하여 주변 환경 조건들이 현재 어떠한 지를 결정할 수 있다.

도 8은 디스플레이 위치 데이터에 기초하여 제어되는 방법의 제 1 실시 예를 수행하기 위한 논리 흐름도를 제공한다. 이 실시 예에서의 초기 단계로서, 시스템은 바람직하게는 디스플레이에 대한 지리적 위치 데이터를 결정한다. 이것은 여러 가지 방법으로 수행될 수 있다. 첫째, 디스플레이의 물리적 어드레스는 디스플레이가 위치하는 도시/주를 결정하는데 사용될 수 있다. 둘째, 디스플레이의 물리적 주소를 위도와 경도 좌표로 바꿀 수 있다. 이 기법은 비록 이에 한정되는 것은 아니지만, www.latlong.net을 비롯한 수많은 온라인 도구에 액세스하여 수행할 수 있다. 셋째, 디스플레이의 위치는 전자 디스플레이 내의 GPS 가능 디바이스(400)로부터 좌표를 판독함으로써 결정될 수 있고, 디스플레이 제어기(110)의 일부를 형성할 수 있거나 또는 디스플레이 제어기(110)와 전기적으로 연결된 별도의 디바이스 일 수 있다. 만일 좌표가 실제 주소가 되면, 전술한 기법들로 위도와 경도 좌표로 변환하거나 그 반대로 변환할 수 있다.

일단 디스플레이의 위치가 결정되면,이 위치에 대한 일몰 및 일출 시간이 바람직하게 결정된다. 이 단계를 수행하는 시기는 다를 수 있다. 일부 실시 예에서, 이 단계는 오직 한 번만 수행될 수 있으며, 디스플레이의 수명의 나머지 동안 디스플레이에 365일의 데이터가 사용된다. 대안적으로, 이 단계는 매년, 매월, 매주 또는 매일 수행할 수 있다. 이 단계는 여러 가지 방법으로 수행할 수도 있다. 먼저, 물리적 어드레스가 주어지면, 시스템은 이 어드레스에 기초하여 일출/일몰 시간을 결정하여 디스플레이 제어기(110)상의 전자 저장부에 저장할 수 있다. 둘째로, 위도/경도 좌표가 주어지면, 시스템은 이러한 좌표에 기초하여 일출/일몰 시간을 결정할 수 있고 디스플레이 제어기(110)상의 전자 저장부 내에 저장할 수 있다. 위치 데이터는 비록 이에 한정되는 것은 아니지만 www.sunrisesunset.com, www.suncalc.net 및 다양한 NOAA 온라인 도구를 비롯한 그 어떤 수의 온라인 데이터베이스에 액세스하여 일출/일몰 시간으로 변환할 수 있다. 또한 위도 및 경도 데이터를 사용하여 일출 식에 기초하여 일출/일몰 시간을 연산할 수 있다.

여기서,

는 일출(음의 값을 취하는 경우) 또는 일몰(양의 값을 취하는 경 시간 각도이다.

　는 관측자의 지구 위도이다.

　는 태양의 적위이다.

디스플레이에 대한 지리적 위치 데이터를 결정하고, 이 지리적 위치 데이터에 기초하여 대략적인 일출/일몰 시간을 결정하는 단계는 전자적으로 또는 수동으로 수행될 수 있으며, 디스플레이가 실제 위치로 선적되기 전에 수행될 수도 있음을 알아야한다. 다른 실시 예에서, 디스플레이는 이들 2 단계를 수행하기 전에 실제 위치 내에 설치될 수 있다.

일단 근사 일출/일몰 시간이 결정되면(그리고 바람직하게는 디스플레이에 저장되면), 시스템은 현재 시간이 몇시인지를 확인하고 현재 시간이 현재 밤 또는 낮인지를 결정할 것이다. 비록 본 도면은 로직을 "현재 시간이 일몰후 일출전에 놓이는가 "라고 읽지만, 현재 시간이 "일출과 일몰 전에 놓이는가"를 결정하는 것으로 수행될 수 있는 것으로도 보이며, 본 실시 예들 중 어느 것에도 차이가 없다. 이 제 1 실시 예에서, 만일 시스템이 현재 야간인 것으로 결정하면, 시스템은 야간 명령들을 디스플레이 제어기(110)에 제공한다. 대안적으로, 시스템이 주간임을 결정하면, 시스템은 야간 명령들을 디스플레이 제어기(110)에 제공한다. 일반적으로 말하면, 야간/주간 명령들은 단순히 현재 주간/야간임을 나타내는 디스플레이 제어기(110)(가능하게는 디스플레이 제어기(110) 내의 다른 컴포넌트들로부터)로 전송되는 지시 일 수 있다.

디스플레이에 대한 상대적인 주간 및 야간 설정들 및 변수들은 간단한 이진 동작을 통해 이 실시 예에 대해 선택될 수 있으며, 여기서 디스플레이에 대한 제 1 세트의 설정 및 변수는 야간 동안 요구되고, 디스플레이에 대한 제 2 세트의 설정 및 변수는 주간 동안 요구된다. 따라서,적절한 감마 또는 블랙 레벨이 "야간 명령"에 대해 선택되고, 다른 감마 또는 블랙 레벨이 "야간 명령"에 대해 선택될 수 있으며, 이는 주변 광선과 감마와의 사이의 원하는 관계에 기초하거나 또는 주변 광과 감마 또는 블랙 레벨(또는 다른 디스플레이 설정)과의 사이의 임의의 다른 원하는 관계에 기초하여 룩업 테이블로부터 (도 4 또는 도 5에 도시된 것과 유사하게 )선택될 수 있다.

도면의 점선은 이 데이터가 매년, 매월, 매주 또는 매일 업데이트되는 실시 예를 실행하는 경우, 대략적인 일출/일몰 시간을 결정하기 위해 복귀하는 시스템의 옵션을 나타낸다.

도 9에서, 주간/야간 지시 (주변 조건들의 위치 기반 결정)는 바람직하게는, 주간/야간 지시에 대한 원하는 디스플레이 블랙 레벨(및 하기에 논의되는 다른 설정들)을 결정하는 룩업 테이블 및/또는 연산 알고리즘을 최소로 포함하는 'Proc'로 표기된 환경 처리 유닛으로 전송된다. 이 환경 처리 유닛은 디스플레이 제어기(110)의 일부일 수 있고, 디스플레이 제어기(110) 상의 마이크로 프로세서 또는 별도의 프로세서를 사용할 수 있다. 부가적으로, 환경 프로세서는 주간/야간 명령에 대한 이미지 신호 선형성 수정(예를 들어, 멱 함수)을 위한 룩업 테이블 및/또는 계산 알고리즘을 갖는 전자 저장 장치와 통신할 수 있다. 또한, 실시간 프로그램 가능 명령들을 환경 프로세서에 추가하는 조항이 나타내진다. 프로그램 가능 명령들은 비록 이에 한정되는 것은 아니지만, 시각, 디스플레이 콘텐츠 등에 따라 환경 기반 처리를 변경하거나 대체하는 것을 비롯한 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 요약하면, 환경 프로세서 출력 신호 Sa는 원하는 디스플레이 블랙 레벨 Sb의 순간 값 및 옵션에 따라 (단순한 멱 함수의 경우에) 여기서 β라고 칭하는 지수의 형태를 취하는 신호 선형성 수정 값을 갖는다.

도 9를 계속 참조하면, 디코딩된 이미지 신호(S_d) 및 주변 반응 제어 신호(S_a)는 f_p로 표기된 이미지 신호 처리 블록으로 공급되며, 예시적인 실시 예에서 아래의 식(2)에 따라 최종 디스플레이 구동 신호 S_p를 생성한다. 이 식은 3 가지 이미지 신호 변환(인코딩, 디코딩 및 포스트 디코딩)이 지수 법칙 함수로 수행된다고 가정한다. 멱 법칙 함수에 의한 신호 인코딩 및 디코딩은 업계에서 전형적이지만, 다른 함수들이 본 명세서의 다양한 실시 예들과 함께 사용될 수 있기 때문에 본 발명에 대한 필요성은 아니다. 식(2)의 우변은 입력 신호 S_a 및 S_d를 받아들이고 신호 S_p를 출력하는 블록의 처리 기능 f_p를 나타낸다.

식(2)

a = 신호 인코딩 멱 지수(멱 법칙 인코딩 가정시)

γ = 신호 디코딩 멱 지수(멱 법칙 디코딩 가정시)

S_b 및 β는 환경 반응 제어 신호 S_a에 포함된다.

S_b = 풀 스케일 신호의 비율로서 원하는 블랙 레벨 오프셋

β = 선형성 수정자 멱 지수(멱 법칙 수정 가정시)

인코딩 지수 a와 디코딩 지수 γ가 식(2)에서 가정된 바와 같이 알려진 양이면, 최종 종단 간 신호 선형성은 선형성 수정자 지수 β의 값에 의해서만 결정된다. 즉, β는 이전에 정의된 종단 간 선형성 멱 지수 ε와 등가이다. 인코딩 지수 a는 전형적으로 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수 γ는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지고 그리고/또는 테스트에 의해 결정될 수 있다. 식(2)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 이 섹션에서 설명하는 처리들의 구체적인 예를 제공하지만 일반적인 처리는 어떤 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.

식(2)의 기능이 도 10에 도시된다. 여기서, 인코딩 처리는 지수 a = 0.50(ITU-R BT.709-5에 의해 근사화 됨)로의 단일 멱 법칙 변환이고, 디코딩 처리는 지수 γ = 2.40(ITU -R BT.1886에 따라)로의 단일 멱 법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨은 0.1로 설정되고 선형성 수정자 지수 β는 1.20으로 설정되었지만, 일반적으로 이들 값은 주간/야간 지시에 기초하여 시스템에 의해(바람직하게는 자동적으로) 선정될 것이다. 효과적인 디코딩 변환이 더 낮은 곡선에 의해 주어지며 종단 간 신호 변환은 0.1의 원하는 블랙 레벨 오프셋과 그리고 ε = 1.20의 신호 변환 멱과 일치하는 약간 기울어진 선형성을 나타내는 중간 곡선에 의해 주어진다.

대안적으로, 이미지 신호 디코딩 블록 f_d의 기능은 도 11에 보인 바와 같이 f_dp로 표기된 새로운 처리 블록으로서 환경 프로세서 블록 f_p에 흡수될 수 있다.

도 11에서, 디스플레이 구동 신호 S_p가 식(3)으로 형성된다.

식(3)

여기서 β * = β/γ이고 다른 모든 파라미터는 이전과 같이 정의된다. 식(3)은 식(2)와 동일한 함수를 가지므로 도 10과 같은 결과를 산출한다.

어떤 경우에서는 정상적인 신호 디코딩 변환 이전에 블랙 레벨 및/또는 선형성 조정을 수행하는 것이 더 편리하거나 필요하다. 일반적인 처리가 도 12에 도시되어 있다. 이 도면에서, f_p로 나타낸 환경 반응 이미지 신호 처리 함수는 f_d로 나타낸 정상적인 이미지 신호 디코더 기능 앞으로 이동되었음을 알 수 있다. 이러한 방식으로 f_p는 사전 디코딩 기능으로서 간주될 수 있다.

도 12를 참조하면, 인코딩된 이미지 신호(S_e) 및 환경 반응 제어 신호(S_a)는 f_p 로 표기된 이미지 처리 블록으로 공급되며, 이는 예시적인 실시 예에서 아래의 식(4)에 따라 최종 디스플레이 구동 신호 S_p를 생성한다. 이 식은 모두 3 개의 이미지 신호 변환(인코딩, 프리-디코더 처리 및 디코딩)이 멱 법칙 함수로 수행된다고 가정한다. 멱 법칙 함수에 의한 신호 인코딩 및 디코딩은 본 명세서의 임의의 실시 예에서 필수적인 것은 아니지만 업계에서 전형적이다. 식(4)의 우변은 블록 f_p의 처리 함수을 나타내며, 입력 신호 Sa 및 입력 신호 Sa를 받아들이고 신호 S_p를 출력한다.

식(4)

a = 신호 인코딩 멱 지수(멱 법칙 인코딩 가정시)

γ = 신호 디코딩 멱 지수(멱 법칙 디코딩 가정시)

S_b 및 β는 환경 반응 제어 신호 S_a에 포함된다.

S_b = 풀 스케일 신호의 비율로서 원하는 블랙 레벨 오프셋

β = 선형성 수정자 멱 지수(멱 법칙 수정 가정시)

인코딩 지수 a와 디코딩 지수 γ가 식(2)에서 가정된 바와 같이 알려진 양이면, 최종 종단 간 신호 선형성은 선형성 수정자 지수 β의 값에 의해서만 결정된다. 즉, β는 이전에 정의된 종단 간 선형 멱 지수 ε와 등가이다. 인코딩 지수 a는 전형적으로 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수 γ는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지고 그리고/또는 테스트에 의해 결정될 수 있다. 식(4)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 이 섹션에서 설명된 처리들의 특정 예를 제공하지만 일반적인 처리는 어떤 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.

식(4)의 함수의 예가 도 13에 도시된다. 여기서, 인코딩 처리는 지수 a = 0.50(ITU-R BT.709-5에 의해 근사화됨)을 갖는 단일 멱 법칙 변환이고, 디코딩 처리는 지수 γ = 2.40(ITU -R BT.1886에 따라)로의 단일 멱 법칙 변환이다. 이 예에서 요청된 블랙 레벨은 0.1로 설정되었고, 선형성 수정자 지수 β는 1.20으로 설정되었다. 디코딩 변환은 더 낮은 곡선에 의해 주어지며, 종단 간 신호 변환은 0.1의 원하는 블랙 레벨 오프셋과 그리고 ε = 1.20의 신호 변환 멱과 일치하는 약간 기울어진 선형성을 나타내는 중간 곡선에 의해 주어진다. 예상되는 바와 같이, 도 13은 두 경우 모두 동일한 블랙 레벨(Sb)과 선형 수정 기호(β)가 요청되었기 때문에 도 10과 동일하게 나타난다.

특정 임계값 이하의 그레이 레벨을 유지 및/또는 감소시키기 위해 이전 섹션들에서 설명한 시나리오를 수정할 수 있다. 이렇게 하는 주된 이유는 액정 디스플레이(LCD)에서 백라이트 동적 디밍의 매력적인 절전 특성을 유지하기 위해서이다. 동적 디밍은 2010 년 6 월 3 일자로 출원된 동시 계류중인 출원 제 12/793,474 호에 의해 다루어졌으며, 이 출원 전체는 본원에 참고 문헌으로 포함된다.

예시의 목적으로,이 섹션에서 설명된 실시 예는 도 12에서 이전에 도시된 프리-디코더 프로세서를 가정할 것이다.

예시적인 실시 예 1

도 12를 참조하면, 인코딩된 이미지 신호(Se) 및 환경 반응 제어 신호(Sa)는 fp로 표기된 이미지 신호 처리 블록으로 공급되며, 이는 예시적인 실시 예에서 아래의 수학 식 5에 따라 프리-디코딩 이미지 신호 Sp를 생성한다. 이 식은 본 발명에서 필수적인 것은 아니지만, 총 3 개의 이미지 신호 변환(인코딩, 프리-디코더 처리 및 디코딩)이 멱 법칙 함수로 수행되는 것으로 가정한다. 식(5)는 블록 fp의 처리 기능을 나타내며, 입력 신호 Sa 및 Se를 받아들이고 신호 SP를 출력한다. 이 실시 예의 새로운 특징은 St로 표기된 그레이 레벨 임계값의 도입으로서, 식(5)에 표현된 2 개의 조건적인 경우를 도출한다. 첫 번째 조건은 인코딩된 신호 레벨이 St로부터 도출된 레벨 아래로 떨어질 때 적용 가능하며,이 경우 이들 신호 레벨은 0(즉, 완전 블랙)으로 설정될 것이다. 식(5)의 두 번째 조건은 St에서 파생된 레벨 이상인 인코딩된 신호 레벨에 적용 가능하다.

식(5)

a = 신호 인코딩 멱 지수(멱 법칙 인코딩 가정시)

γ = 신호 디코딩 멱 지수(멱 법칙 디코딩 가정시) S_t, S_b 및 β는 환경 반응 제어 신호 S_a에 포함된다.

St = 풀 스케일 입력 신호의 일부분으로서 원하는 그레이 레벨 임계값

Sb = 풀 스케일 출력 신호의 일부분으로서 원하는 블랙 레벨 오프셋

β = 선형성 수정자 멱 지수(멱 법칙 수정 가정시)

그레이 레벨 임계값(St)은 1) 'Proc'로 표기된 처리 블록 내에서 룩업 테이블 또는 연산 알고리즘을 통해 결정되는 환경 반응 변수이거나, 2) 'Proc'의 '프로그램가능 명령이거나, 3) 'Proc'내에 사전 프로그래밍된 고정 값이거나, 4) 위의 어떤 조합일 수 있다. 대안적으로, St는 fp 값 내에서 고정된 값일 수 있다.

인코딩 지수 a 및 디코딩 지수 γ가 식 5에서 가정된 바와 같이 알려진 양인 경우, 그레이 레벨 임계값 St를 초과하는 최종 신호 선형성은 단지 선형성 수정자 지수 β의 값에 의해 결정되며, β는 이전에 정의된 종단 간 선형 멱 지수 ε와 등가이다. 인코딩 지수 a는 전형적으로 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수 γ는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지거나 테스트에 의해 결정될 수 있다. 식(5)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 이 섹션에서 설명하는 처리들의 구체적인 예를 제공하지만 일반적인 처리는 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.

식(5)의 기능의 예가 도 14에 도시되어 있다. 여기서, 인코딩 처리는 지수 a = 0.50(ITU-R BT.709-5에 의해 근사화됨)으로의 단일 멱 법칙 변환이고, 디코딩 처리는 지수 γ = 2.40(ITU -R BT.1886에 따라)으로의 단일 멱 법칙 변환이다. 이 예에서 요청된 블랙 레벨은 0.1로 설정되고, 요청된 블랙 레벨 임계값은 0.05로 설정되고, 선형성 수정자 지수 β는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 더 낮은 곡선에 의해 주어지며, 종단 간 신호 변환은 0.05의 임계값에서 0.1의 원하는 블랙 레벨 오프셋 및 ε = 1.20의 종단 간 신호 변환 멱과 일치하는 약간 기울어진 선형성을 나타내는 중간 곡선에 의해 주어진다.

예시적인 실시 예 2

식(5)에 의해 생성되고도 13에 도시된 "클리프(cliff)" 유형의 임계값 컷오프"가 이미지에서 특히 임계값 및/또는 블랙 레벨 오프셋의 높은 레벨에 대해 마땅하지 않은 시각적인 아티팩트를 생성할 수 있다. 이것은 갑자기 부자연스럽게 블랙 색으로 변하는 이미지의 어두운 영역으로 나타나며, 이 현상은 때로 밴딩이라고도 한다. 이 효과는 임계값의 가장자리를 부드럽게 하여 줄일 수 있다.

도 12를 다시 참조하면, 인코딩된 이미지 신호(Se) 및 환경 반응 제어 신호(Sa)는 예시적인 실시 예에서, 아래의 식 6에 따라 프리-디코딩 이미지 신호 Sp를 생성하는 fp로 표기된 이미지 신호 처리 블록에 공급된다. 이 식은 본 발명에서 필수적인 것은 아니지만, 총 3개의 이미지 신호 변환(인코딩, 프리-디코더 처리 및 디코딩)이 멱 법칙 함수로 수행되는 것으로 가정한다. 식(6)은 블록 fp의 처리 기능을 나타내며, 입력 신호 Sa 및 Se를 받아들이고 신호 Sp를 출력한다. 이 실시 예의 새로운 특징은 So로 표기된 그레이 레벨 턴 오프 포인트의 도입이며, 식(6)으로 표현된 3 개의 조건적인 경우를 도출한다. 첫 번째 조 은 인코딩된 신호 레벨이 So로부터 도출된 레벨 아래로 떨어질 때 적용 가능하며, 이 경우 이들 신호 레벨은 0(즉, 완전 블랙)으로 설정된다. 다음으로, So로부터 도출된 레벨 이상이지만 St로부터 도출된 임계 레벨인 인코딩된 신호 레벨에 대해, 식(6)의 두 번째 조건이 적용 가능하다. 식(6)에서의 세 번째 조건은 St에서 도출된 레벨보다 높은 인코딩된 신호 레벨에 적용 가능하다. 두 번째 조건은 So(구동 레벨 = 0)내지 St(구동 레벨 = Sb) 사이의 디스플레이 구동 신호(Sd)에서 선형 램프를 생성함으로써 상승된 블랙 레벨과 풀 오프 레벨 사이의 전환을 부드럽게하는 데 사용된다.

식(6)

a = 신호 인코딩 멱 지수(멱 법칙 인코딩 가정시)

γ = 신호 디코딩 멱 지수(멱 법칙 디코딩 가정시) St, Sb 및 β는 환경 반응 제어 신호 Sa에 포함된다.

So = 풀 스케일 입력 신호의 일부분으로서 원하는 그레이 레벨 턴-오프 포인트

St = 풀 스케일 입력 신호의 일부분으로 원하는 그레이 레벨 임계값

β = 선형성 수정자 지수(지수 법칙 수정 가정시)

그레이 레벨 턴-오프 포인트(So) 및 그레이 레벨 임계값(St)는 1) "Proc"로 표기된 처리 블록 내의 룩업 테이블 또는 연산 알고리즘을 통해 결정되는 환경-반응 변수이거나, 2) 'Proc'에 프로그래밍가능 명령'포트이거나, 3)'Proc '내에 미리 프로그래밍된 고정 값이거나, 또는 4) 위의 어떤 조합일 수 있다. 대안적으로, So와 St는 fp 처리 블록 내에서 고정된 값일 수 있다.

인코딩 지수 a 및 디코딩 지수 γ가 수학 식 6에서 가정된 바와 같이 알려진 양인 경우, 그레이 레벨 임계값 St를 초과하는 최종 신호 선형성은 단지 선형성 수정자 지수 β의 값에 의해 결정되며, β는 이전에 정의된 종단 간 선형 멱 지수 ε와 등가이다. 인코딩 지수 a는 전형적으로 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수 γ는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지고 그리고/또는 테스트에 의해 결정될 수 있다. 식(6)은 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 이 섹션에서 설명된 처리의 구체적인 예를 제공하지만 일반적인 처리는 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.

식(6)의 기능의 예가 도 15에 도시된다. 여기서, 인코딩 처리는 지수 a = 0.50(ITU-R BT.709-5에 의해 근사화됨)으로의 단일 멱 법칙 변환이고, 디코딩 처리는 지수 γ = 2.40(ITU -R BT.1886에 따라)으로의 단일 멱 법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨 오프셋은 0.1로 설정되고, 요청된 그레이 레벨 턴 오프는 0.02로 설정되고, 그레이 레벨 임계값은 0.05로 설정되며, 선형성 수정자 지수 β는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 더 낮은 곡선에 의해 주어지며, 종단 간 신호 변환은 0.1의 원하는 블랙 레벨 오프셋, 0.02의 그레이 레벨 턴 오프, 및 0.05의 그레이 레벨 임계값 및 ε = 1.20과 일치하는 약간 기울어진 선형성을 나타내는 중간 곡선에 의해 주어진다. (So, 0)과(St, Sb) 간의 선형 램프는 전술한 밴딩 효과를 감소시키는 역할을 한다.

예시적인 실시 예 3

이전 실시 예에서 풀 오프와 임계값 사이의 천이로서 제공되는 선형 램프는 시각적 아티팩트 또는 밴딩(banding)의 상당한 감소를 제공하지만, 도 15에 도시된 종단 간 변환 곡선에 여전히 날카로운 포인트가 존재한다. 천이를 더욱 개선하기 위해, 사인 곡선을 사용하는 특정 예가 아래에서 설명되지만, 다른 함수들도 사용될 수 있다.

도 12를 다시 참조하면, 인코딩된 이미지 신호(Se) 및 환경 반응 제어 신호(Sa)는 예시적인 실시 예에서 아래의 식 7에 따라 프리-디코딩 이미지 신호(Sp)를 생성하는 fp로 표기된 이미지 신호 처리 블록내로 공급되는 것이 바람직하다. 이 식은 본 발명에서 필수적인 것은 아니지만, 3 개의 이미지 신호 변환(인코딩, 프리 디코더 처리 및 디코딩)이 멱 법칙 함수로 수행되는 것으로 가정한다. 식(7)은 블록 fp의 처리 기능을 나타내며 입력 신호 Sa 및 Se를 받아들이고 신호 Sp를 출력한다. 이 실시 예의 새로운 특징은 So로 표기된 그레이 레벨 턴 오프 포인트의 도입이며, 식(7)에서 표현된 3 개의 조건적인 경우로 이어진다. 첫 번째 조건은 인코딩된 신호 레벨이 So로부터 도출된 레벨 아래로 떨어질 때 적용 가능하며,이 경우 이들 신호 레벨은 0(즉, 풀 블랙)으로 설정된다. 다음으로, So로부터 도출된 레벨 이상이지만 St로부터 도출된 임계 레벨 아래인 인코딩된 신호 레벨들에 대하여, 식(7)의 두 번째 조건이 적용 가능하다. 식(7)의 세 번째 조건은 St에서 파생된 레벨 이상으로 인코딩된 신호 레벨에적용 가능하다. 두 번째 조건은 상승된 블랙 레벨과 풀 오프 레벨 사이의 전환을 부드럽게 하는 데 사용된다 So(드라이브 레벨 = 0)에서 St(드라이브 레벨 = St) 사이의 디스플레이 드라이브 신호(Sd)에 사인 곡선 램프를 생성한다.

식(7)

a = 신호 인코딩 멱 지수(멱 법칙 인코딩 가정시)

γ = 신호 디코딩 멱 지수(멱 법칙 디코딩 가정시) So, St, Sb 및 β는 환경 반응 제어 신호 Sa에 포함된다.

β = 선형성 수정자 멱 지수(지수 법칙 수정 가정시)

그레이 레벨 턴-오프 포인트(So) 및 그레이 레벨 임계값(St)는 1) "Proc"로 표기된 처리 블록 내의 룩업 테이블 또는 연산 알고리즘을 통해 결정되는 환경-반응 변수이거니, 2)'Proc'에 프로그래밍 가능한 명령'포트이거나, 3)'Proc'내에 미리 프로그래밍된 고정 값이거나, 4) 위의 어떤 조합일 수 있다. 대안적으로, So와 St는 fp 처리블록 내에서 고정된 값일 수 있다.

인코딩 지수 a 및 디코딩 지수 γ가 수학 식 7에서 가정된 바와 같이 알려진 양인 경우, 그레이 레벨 임계값 St를 초과하는 최종 신호 선형성은 단지 선형성 수정자 지수 β의 값에 의해 결정되며, β는 이전에 정의된 종단 간 선형 멱 지수 ε와 등가이다. 인코딩 지수 a는 전형적으로 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수 γ는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지거나 테스트에 의해 결정될 수 있다. 식(7)은 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 이 섹션에서 설명된 처리의 구체적인 예를 제공하지만 일반적인 처리는 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.

식(7)의 함수의 예가 도 16에 나와있다. 여기서, 인코딩 처리는 지수 a = 0.50(ITU-R BT.709-5에 의해 근사화됨)으로의 단일 멱 법칙 변환이고, 디코딩 처리는 지수 γ = 2.40(ITU -R BT.1886에 따라)으로의 단일 멱 법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨 오프셋은 0.1로 설정되고, 요청된 그레이 레벨 턴 오프는 0.02로 설정되고, 그레이 레벨 임계값은 0.05로 설정되며, 선형성 수정자 지수 β는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 더 낮은 곡선에 의해 주어지며, 종단 간 신호 변환은 0.1의 원하는 블랙 레벨 오프셋, 0.02의 그레이 레벨 턴 오프, 및 0.05의 그레이 레벨 임계값 및 ε = 1.20과 일치하는 약간 기울어진 선형성을 나타내는 중간 곡선에 의해 주어진다. (So, 0)과(St, Sb) 간의 선형 램프는 전술한 밴딩 효과를 감소시키는 역할을 한다.

도 16의 왼쪽 하단 모서리가 도 17에 도시된다. 이는 그레이 레벨 임계값에서 이 경우에서는 St = 0.05에서 종단 간 신호 변환의 보다 부드러운 전환을 보여준다.

이 섹션에서 제공되는 모든 예는 단지 본 발명의 일반적인 원리를 설명하기 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 반복한다. 특히, 사인 함수 이외의 함수는 이 영역에서 그레이 레벨 처리를 더 향상시키기 위해 임계점에서 곡선의 기울기의 "접선-매칭(tangential-matching)"을 제공하기 위해 식(7)에서 사용될 수 있다.

예시적인 실시 예 4

이 섹션에서 설명하는 실시 예는 매우 일반적인 업계 표준의 이미지 인코딩 방법인 ITU-R BT.709-5(2002) 및 이미지 디코딩 : ITU-R BT.1886(2011)을 사용하여 자율적인 블랙 레벨 및 선형성 조정의 구현을 설명한다. 이 실시 예는 또한 본 발명이 어떻게 임의의 인코딩/디코딩된 신호 변환 포맷에 적용될 수 있는지를 일반적으로 설명하는 역할을 한다.

BT.709 인코딩 처리는 식(8)에 의해 기술된다. 식(8)의 첫 번째 조건은 순수한 지수 함수(power-law function)의 경우와 같이 그러한 낮은 레벨의 노이즈에 대해 문제가 있을 수 있는 작은 신호(즉, 가장 어두운 그레이 레벨들)에 대한 변환 함수에서 거의 무한한 기울기를 방지하기위한 것이다.

식(8)

BT.1886 디코딩 처리는 식(9)에 설명된 바와 같이 단순히 멱 법칙 변환이다.

식(9)

다시 도 12를 참조하면, 인코딩된 이미지 신호 S_e 및 환경-반응 제어 신호(Sa)는 예시적인 실시 예에서 하기의 식(10)에 따라 프리-디코딩 이미지 신호 fp로 표기된 이미지 신호 처리 블록으로 공급되며, 입력 신호 Sa 및 Se를 받아드리고 신호 Sp를 출력하는 블록 fp의 처리 기능을 나타낸다. 식(8)에 의해 기술된 인코딩 처리에서의 Ss = 0.018에서의 중단 점은 식(10)에서 표현된 바와 같이 2개 세트의 조건적인 경우들을 도출한다. 첫 번째 세트의 조건은 인코딩된 신호 레벨이 0.081(= 4.5 x 0.018)의 값보다 작을 때 적용 가능하며, 인코딩된 신호 레벨에 의존하는 3 개의 하위 조건들(1a-1b)을 도출한다. 식(10)의 두 번째 세트의 조건은 인코딩된 신호 레벨 Se가 0.081보다 클 때, 블랙 레벨 천이 파라미터 So 및 St에 대해 인코딩된 신호 레벨에 의존하는 3 개의 더 많은 하위 조건 2a-2c를 도출할 때 적용 가능하며, 식(10)에서 조건 lb 및 2b에 대한 블랙 레벨 천이를 위해 사인 함수가 구현되었지만,이 목적을 위해 사용될 수 있는 많은 함수들이 있다.

식(10)

또한, 주변 광의 스펙트럼 분포에 따라, 디스플레이의 화이트 밸런스를 자동으로 변경하는 것이 바람직할 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 감마(γ로 표기됨)는 일반적으로 이미지에서 그레이 레벨의 스케일링을(서브 픽셀 기준으로) 변환하는 멱 함수 S^γ의 수학적 지수를 지칭한다. 위에 교시된 바와 같이, 시스템의 예시적인 실시 예는 주변 광 센서로부터의 데이터 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 주변 광 센서의 실제 데이터를 사용할 필요가 없이 디스플레이의 위치에 대한 일몰 및 일출 시간과 관련된 데이터에 따라 디스플레이에 대해 원하는 감마 γ를 선택할 수 있다. 이 개념을 보다 더 고려하면, 이하의 실시 예는 주변 광 센서로부터의 실제 데이터의 사용을 요구하지 않으면서, 인공 주변 광 센서 데이터(AAS 데이터)에 기초하여 다양한 디스플레이 설정, 특히 감마(γ) 또는 블랙 레벨이 선택될 수 있게 한다.

디스플레이 환경에서의 이상(anomalies)은 종종 주변 광센서 데이터에 변화를 일으켜 주변 환경이 크게 변경되지 않았더라도 디스플레이로 하여금 밝기 레벨을 크게 바꿀 수 있게 한다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 주변 광 센서는 섀도우 내에 위치할 수 있으며, 나머지 디스플레이는 그렇지 않을 수 있다. 이 선택 음영은 이에 한정되는 것은 아니지만 조명 기둥, 나무, 통과 차량 및/또는 건설 장비를 비롯한 여러 장애물에 의해 발생할 수 있다. 다른 이상들은 각각의 서로 다른 센서의 응답, 온도 변화에 대한 센서의 응답, 각 디스플레이에서의 광센서 위치의 변화 시간이 지남에 따른 디스플레이의 일반적인 주변 환경의 변화 등 다양한 변화를 비롯한 주변 광센서 데이터의 가변성을 만들 수 있다

일부 실시 예들에서, 전술 한 바와 같이, 시스템은 주변 광센서로부터의 데이터의 사용 없이 기능할 수 있다. 그러나 이는 일반적으로 시스템의 기능과 그 이점, 특히 절전 이점을 제한하며 때로는 디스플레이 휘도에 급격한 변화를 일으킬 수 있다. 그러나, 다음의 실시 예들은 인공 주변 광 센서 데이터(AAS)를 생성함으로써 전자 디스플레이의 휘도를 제어하는 시스템 및 방법을 제공한다.

일 실시 예에서, 인공 주변 센서 데이터를 생성하는 것은 다음 파라미터들을 정의하는 것을 포함한다 :

(1) 야간 명령-야간에 원하는 감마.

(2) 주간 명령-주간에 원하는 감마.

(3) 높은 주변 판독(HA)-디스플레이 환경에서 가장 높은 주변 광 레벨을 체험할 때 주변 광센서가 수신한 대략적인 원시 데이터.

(4) 디스플레이 위치 또는 주소/도시/주에 대한 GPS 좌표.

(5) 일출 천이 기간(t^sr)-야간 주변 광센서 판독으로부터 주간 주변 광센서 판독으로 천이할 시간 량(일반적으로 초 단위로 측정).

(6) 일몰 천이 기간(t^ss)-주간 주변 광센서 판독으로부터 야간 주변 광센서 판독으로 천이할 시간량(일반적으로 초 단위로 측정).

이 실시 예에 있어서, 일출 천이 기간 동안, 인공 주변 센서(AAS) 데이터는 다음의 방식으로 계산될 수 있는데, 여기서 tⁱ은 천이 시간을 제공한다(즉, tⁱ은 0과 t^sr 사이에서 변한다).

일출에 대한 AAS = (tⁱ * HA)/t^sr.

유사하게, 일몰에 대한 AAS는 다음과 같은 방식으로 계산될 수 있는데, 여기서 tⁱ은 천이 시간을 제공한다(즉, tⁱ은 0과 t^ss 사이에서 변한다).

일몰에 대한 AAS = HA - (tⁱ * HA)/t^ss.

일단 천이 기간 동안의 AAS가 계산되면, 원하는 백라이트 레벨은 전술한 주변 광 대 디스플레이 설정 중 임의의 것으로부터 결정될 수 있다.

도 18은 일몰/일출 천이 시간 동안 AAS 기술을 사용하고 나머지 시간 동안 야간/주간 레벨을 사용하는 실시 예를 수행하기 위한 논리 흐름도를 제공한다.

일부 실시 예에서, 일몰 천이 기간 및 일출 천이 기간은 유사하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 이 경우 두 개의 천이 기간이 필요하지 않을 수 있다. 대신, 하나의 천이 기간을 사용할 수 있다. 도 19는 남은 시간 동안 밤/낮 명령을 사용하면서 단일 천이 기간만을 갖는 AAS 기술을 사용하는 실시 예를 수행하기 위한 논리 흐름도를 제공한다.

진보된 실시 예에서, 시스템 및 방법은 또한 주변 광센서로부터의 실제 데이터를 요구하지 않으면서 디스플레이 설정을 추가로 조정하기 위해 지역 날씨 정보를 이용할 수 있다. 지역 날씨 정보는 이용 가능한 웹 API 또는 소정의 시간 간격(예를 들어, 15 분마다)으로 액세스될 수 있는 다른 온라인 날씨 정보로부터 얻어 질 수 있다. 여기에서는 날씨 인자(WF)가 사용된다.

주간 또는 임의의 천이 기간인 경우 : WF = 4 * Cⁱ, 여기서 Cⁱ = 맑은 하늘을 나타내는 높은 백분율 및 많은 양의 구름 커버를 나타내는 낮은 백분율이다. 물론 높은 비율은 더 많은 구름 커버를 나타내며 낮은 비율은 적은 구름 커버를 나타내는 반전이 사용될 수 있다. 그 어느 기법이라도 당업자가 사용할 수 있다.

본 실시 예에서, 일출 천이 기간 동안 인공 주변 센서(AAS) 데이터는 다음과 같은 방식으로 계산될 수 있다.

일출에 대한 AAS = (tⁱ * (HA*WF))/t^sr.

일몰에 대한 AAS는 다음과 같은 방식으로 계산될 수 있다.

일몰에 대한 AAS = (HA*WF) - (tⁱ * (HA*WF))/t^ss.

주간이면 AAS = HA*WF.

야간이면 AAS = 0.

천이 기간 또는 주간에 대한 AAS가 계산되면 원하는 디스플레이 설정이 위에서 설명한 주변 광 레벨 대 디스플레이 설정 중 어느 것에서 결정될 수 있다.

도 20은 지역 날씨 정보를 고려하면서 일몰/일출 천이 시간뿐만 아니라 낮 시간 동안 AAS 기술을 사용하는 개선된 실시 예를 수행하기 위한 논리적 순서도를 제공한다.

예를 들어 주간(즉, 천이 기간 또는 야간이 아님)시간 동안 그리고 흐리고 비가오는 경우 관련된 계산은 다음과 같다.

Ci = 10% 클리어니스 백분율

HA = 500

날씨 인자 = 4 * 0.10 = 0.40

AAS = 500 * 0.40 = 300

지역 날씨 조건들을 수정하지 않으면 주간 값은 500 일 것으로 예상되며 이는 다른 디스플레이 설정(여기에서는 감마)이 필요하다는 것을 의미한다. 여기에서 우리는 흐린 하늘 때문에 상당한 멱 절감 효과를 볼 수 있다.

같은 예의 경우, 일출 또는 일몰 천이 중간에 디스플레이가 있는 경우 계산된 광센서 값 및 해당하는 원하는 밝기는 다음과 같다.

t^sr = 1800초

tⁱ = 900초

HA = 500

날씨 인자 = 4 * 0.10 = 0.40

AAS = (900 * 500 * 0.40)/1800 = 100

지역 조건들의 정정이 없는 경우, AAS 값은 250이다.

본 발명의 바람직한 실시 예가 도시되고 기술되었으므로, 당업자는 기재된 발명에 영향을 미치고 여전히 청구된 발명의 범위 내에 있는 많은 변환 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 상기 표시된 많은 엘리먼트는 동일한 결과를 제공하고 청구된 발명의 사상 내에 있는 다른 엘리먼트로 변경되거나 대체될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 특허청구 범위의 범위에 의해 지시된 바와 같이 제한되도록 의도된다.

Claims

전자 디스플레이 조립체에 있어서,
전자 디스플레이; 및
상기 전자 디스플레이와 전기적으로 접속된 디스플레이 제어기를 구비하며,
상기 디스플레이 제어기는 전자 디스플레이로 하여금 만일 현재의 시간이 일출과 일몰 사이라면 주변 광센서로부터 어떤 입력도 수락함이 없이 야간 명령들에 따라 동작하도록 하고, 그리고
만일 현재 시간이 일몰과 일출 사이라면 전자 디스플레이로 하여금 주변 광센서로부터 어떤 입력도 수락함이 없이 주간 명령들에 따라 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 1항에 있어서,
상기 야간 명령들은 낮은 주변 광 조건들 동안 상기 디스플레이에 대한 원하는 블랙 레벨을 포함하고,
상기 주간 명령들은 높은 주변 광 조건들 동안 상기 디스플레이에 대한 원하는 블랙 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 야간 명령들은 낮은 주변 광 조건 동안 상기 디스플레이에 대한 원하는 감마 설정을 포함하고,
상기 주간 명령들은 높은 주변 광 조건 동안 상기 디스플레이에 대한 원하는 감마 설정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 각각의 날 동안 일출 및 일몰 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 4 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 일출 식을 계산함으로써 각각의 날 동안 일출 및 일몰 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 또한,
상기 현재 시간이 일몰 천이 기간 동안 인지 혹은 일출 천이 기간 동안 인지를 결정하고,
만일 일몰 천이 기간 동안이면, 일몰에 대한 인공 주변 센서 (Artificial Ambient Sensor: AAS) 데이터를 계산하고,
만일 일출 천이 기간 동안이면, 일출에 대한 AAS 데이터를 제공하고, 그리고
상기 디스플레이가 상기 AAS 데이터에 기초하여 동작하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 또한,
인공 주변 센서 데이터(AAS)를 계산하고,
상기 AAS 데이터에 기초하여 원하는 감마를 결정하고, 그리고
원하는 감마를 사용하여 전자 디스플레이를 구동하도록 된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 또한
지역 날씨 정보를 결정하고,
상기 지역 날씨 정보에 기초하여 인공 주변 센서 데이터를 계산하고,
상기 인공 주변 센서 데이터에 기초하여 원하는 감마를 결정하고, 그리고
원하는 감마를 사용하여 전자 디스플레이를 구동하도록 된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
전자 디스플레이 조립체에 있어서,
전자 디스플레이; 및
상기 전자 디스플레이와 전기적으로 연결된 디스플레이 제어기를 포함하고,
상기 디스플레이 제어기는
상기 일몰 천이 기간 및 상기 일출 천이 기간을 포함하는 각각의 날의 상기 일몰 및 일출 시간을 결정하고,
상기 현재 시간이 일출 천이, 주간, 일몰 천이 혹은 야간 동안인지를 결정하고,
현재 시간이 일출 천이 기간이면, 일출에 대한 인공 주변 센서 데이터(AAS)를 계산하고 그리고 이 AAS 데이터에 기초하여 원하는 감마를 결정하고,
현재 시간이 주간이면 원하는 주간 감마를 결정하고,
현재 시간이 일몰 천이 기간 동안이면 일몰에 대한 인공 주변 센서 데이터(AAS)를 결정하고 그리고 이 AAS 데이터에 기초하여 원하는 감마를 결정하고,
현재 시간이 야간이면, 원하는 야간 감마를 결정하고, 그리고
원하는 감마 레벨에서 상기 전자 디스플레이를 구동하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 9 항에 있어서,
상기 AAS 데이터는 상기 환경에 존재하는 주변 광의 량을 근사화하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 9 항에 있어서,
상기 원하는 감마 레벨은 상기 환경에 존재하는 주변 광의 양을 근사함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 10 항에 있어서,
상기 원하는 감마는 상기 AAS 데이터를 상기 환경의 주변 광과 감마에 대응하는 값 사이의 미리 정해진 관계와 비교함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 9 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 또한, 상기 원하는 감마에 대한 블랙 레벨 오프셋을 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 9 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 또한, 상기 AAS 데이터에 기초하여 블랙 레벨 오프셋을 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 9 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 또한, 클라우드 커버의 백분율을 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
전자 디스플레이 조립체에 있어서,
전자 디스플레이;
GPS 장치; 및
상기 전자 디스플레이 및 상기 GPS 장치와 전기적으로 연결된 디스플레이 제어기를 포함하고,
상기 제어기는
상기 GPS 장치를 통한 상기 전자 디스플레이에 대한 위치 데이터를 결정하고,
주어진 날에 대한 상기 일출 및 일몰 시간을 결정하고,
상기 전자 디스플레이로 하여금 현재 시간이 일출과 일몰 사이라면 제 1 감마 설정을 이용하고, 현재 시간이 일몰과 일출 사이라면 제 2 감마 설정을 이용하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 16 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 상기 전자 디스플레이를 동작시키기 위해 주변 광 센서로부터의 데이터를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 16 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 상기 전자 디스플레이의 경도 및 위도 좌표에 기초하여 일출 및 일몰 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 18 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 일출 식을 계산함으로써 상기 일출 및 일몰 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
제 16 항에 있어서,
상기 디스플레이 제어기는 또한,
현재 시간이 일몰 천이 또는 일출 천이 기간 동안인지를 결정하고,
일몰 천이 기간 동안이면, 인공 주변 센서 데이터(AAS)를 계산하고,
일출 천이 기간 동안이면, 일출에 대한 주변 센서 데이터(AAS)를 생성하고,
상기 AAS 데이터에 기초하여 전자 디스플레이에 대한 감마 설정을 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 조립체.
전자 디스플레이 특성의 환경 적응 방법으로서,
하루 동안의 일몰 및 일출 시간을 결정하는 단계;
현재 시간이 일출과 일몰 사이인지 또는 일몰과 일출 사이인지를 결정하는 단계;
현재 시간이 일출과 일몰 사이 또는 일몰과 일출 사이인지 여부에 기초하여 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계; 및
상기 선택된 감마에서 상기 디스플레이를 구동하는 단계를 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서,
야간에서 일출로 천이할 때 디스플레이에 대한 감마를 점차적으로 변경하는 단계; 및
주간에서 일몰로 천이할 때 감마를 점차적으로 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 감마를 선택하는 단계는 주변 광 센서로부터의 어떠한 실제 입력없이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 하루 동안의 일몰 및 일출 시간을 결정하는 단계는 일출 식을 계산함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 현재 시간이 일출과 일몰 사이인지 또는 일몰과 일출 사이인지 여부에 기초하여 상기 디스플레이에 대한 블랙 레벨 오프셋을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 블랙 레벨 오프셋에서 상기 디스플레이를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
현재 시간이 일몰 천이 또는 일출 천이 기간 동안인지를 결정하는 단계,
일몰 천이 기간 동안일 경우, 인공 주변 센서 데이터(AAS)를 계산하는 단계,
일출 천이 기간 동안일 경우, 현재 시간이 일몰 천이 또는 일출 천이 기간 동안이면 AAS 데이터에 기초하여 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계, 및
현재 시간이 일몰 천이 또는 일출 천이 기간인 경우, 선택된 감마로 디스플레이를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
현재 시간이 일몰 천이 또는 일출 천이 기간 동안인지를 결정하는 단계,
일몰 천이 또는 일출 천이 기간 동안일 경우, 인공 주변 센서 데이터(AAS)를 계산하는 단계,
일몰 천이 또는 일출 천이 동안일 경우, AAS 데이터에 기초하여 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
지역 날씨 정보를 결정하는 단계,
상기 지역 날씨 정보에 기초하여 인공 주변 센서 데이터(AAS)를 계산하는 단계,
상기 AAS 데이터와 상기 현재 시간이 일출과 일몰 사이인지 또는 일몰과 일출 사이인지 여부에 기초하여 상기 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계, 및
선택된 감마에서 디스플레이를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전자 디스플레이 특성의 환경 적응 방법으로서,
상기 일몰 천이 기간과 일출 천이 기간을 포함하는 하루 동안의 일출 및 이출 시간을 결정하는 단계,
현재 시간이 일출 천이, 주간, 일몰 천이 또는 야간인지를 결정하는 단계,
현재 시간이 일출 천이 동안이면, 일출에 대한 인공 주변 센서 데이터(AAS)를 계산하고 그리고 상기 AAS 데이터에 기초하여 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계,
현재 시간이 경우 주간인 경우, 디스플레이를 위한 감마를 선택하는 단계,
현재 시간이 일몰 천이 기간 동안이면, 일몰에 대한 AAS 데이터를 계산하고 그리고 AAS 데이터에 기초하여 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계,
현재 시간이 야간이면 야간에 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계, 및
상기 선택한 감마로 디스플레이를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서,
상기 AAS 데이터는 상기 환경에 존재하는 주변 광의 량을 근사화하는 것을 특징으로하는 방법.
제 29 항에 있어서,
상기 원하는 감마 레벨은 상기 환경에 존재하는 주변 광의 양을 근사화함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서,
상기 AAS 데이터에 기초하여 상기 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계는 상기 AAS 데이터를 상기 환경의 주변 광과 감마에 대응하는 값 사이의 미리 결정된 관계와 비교함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서,
상기 현재 시간이 일출과 일몰 사이 또는 일몰과 일출 사이인지 여부에 기초하여 상기 디스플레이에 대한 블랙 레벨 오프셋을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 블랙 레벨 오프셋에서 상기 디스플레이를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서,
상기 AAS 데이터에 기초하여 상기 디스플레이에 대한 블랙 레벨 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 29 항에 있어서,
구름 커버의 백분율을 계산하는 단계; 및
상기 구름 커버의 배뷴율에 기초하여 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전자 디스플레이 특성의 환경 적응 방법으로서,
GPS 장치를 통해 상기 전자 디스플레이에 대한 위치 데이터를 결정하는 단계;
현재 시간이 일출과 일몰 사이에 있으면 제 1 감마 설정을 이용하도록 상기 전자 디스플레이에 지시하는 단계, 및
현재 시간이 일몰 사이에 있으면 제 2 감마 설정을 이용하도록 전자 디스플레이에 지시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 특성의 환경 적응 방법.
제 36 항에 있어서,
상기 제 1 감마 설정 또는 상기 제 2 감마 설정을 이용하도록 상기 전자 디스플레이에 지시하는 단계는 주변 광 센서로부터의 어떠한 입력도 수락하지 않고 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 36 항에 있어서, 상기 일출 및 일몰 시간을 계산하는 단계는 상기 전자 디스플레이의 경도 및 위도 좌표에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 38 항에 있어서, 상기 현재 시간이 일출과 일몰 사이 또는 일몰과 일출 사이인지의 여부에 기초하여 상기 디스플레이에 대한 블랙 레벨 오프셋을 선택하는 단계, 및
상기 선택된 블랙 레벨 오프셋에서 상기 디스플레이를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 38 항에 있어서,
상기 구름 커버의 백분율을 계산하는 단계, 및
상기 구름 커버의 백분율에 기초하여 디스플레이에 대한 감마를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.