KR20190130079A - 디스플레이 특성들의 환경 적응을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

디스플레이 특성들의 환경 적응을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20190130079A
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윌리엄 던
해리 프리슬리
제리 와싱어
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매뉴팩처링 리소시스 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

환경 데이터에 기초한 디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템 및 방법이 개시된다. 예시적인 실시예들은 광 센서와, 상기 광 센서로부터 전기적인 신호들을 수신하고 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)를 발생시키도록 구성되는 환경 처리 유닛과, S a와 인코딩된 이미지 신호(S e)를 받아들이고 프리-디코딩 이미지 신호(S p)를 발생하는 이미지 신호 프로세서와, 그리고 S p를 받아들이고 디스플레이를 위해 디코딩된 이미지 신호를 발생하는 이미지 신호 디코더를 제공한다. 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는 요구된 디스플레이 블랙 레벨(S b)의 순간 값을 포함할수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는 신호 선형성 수정 값을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 특성들의 환경 적응을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ENVIRONMENTAL ADAPTATION OF DISPLAY CHARACTERISTICS}
본 출원은 2011년 9월 23일에 출원된 미국 출원 번호 61/538,319 및 2012년 5월 30일에 출원된 미국 출원 번호 61/653,201에 대한 우선권을 청구하고, 이 두 출원 모두는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 명세서의 예시적인 실시예들은 미리정의된 규칙들의 세트에 따라 디스플레이의 시각적인 특성들을 자동적으로 변경하도록 시청 환경의 측정된 특성들을 이용하는 디스플레이 및 방법에 관련된다. 일부 실시예들은 모든 환경적인 시청 조건들에서 이미지 반복을 위해 최적의 시각 인식을 나타내는 자동 디스플레이를 제공한다.
문자 그대로 수백건의 특정 애플리케이션들이 존재하는 엔터테인먼트(예를 들어, 텔레비전, 이-북들), 광고(예를 들어, 쇼핑 몰들, 공항들, 광고게시판들), 정보(예를 들어, 자동차, 항공전자공학, 시스템 모니터링, 보안), 및 상호-애플리케이션들(예를 들어, 컴퓨터들, 스마트폰들)를 포함하는 매우 넓은 범위의 애플리케이션들에서 디스플레이가 사용된다. 그와 같이, 디스플레이들은 일반적으로 넓은 범위의 시청 환경들에 영향을 받고, 많은 애플리케이션들에서, 디스플레이의 시청 환경은 일정하지 않다. 따라서, 시청 환경이 변할 수 있으면, 디스플레이의 시각적 특성들은 또한 최적의 성능 및 정확도를 유지하기 위해 상기 변경을 정당화하는 것은 당연하다. 디스플레이의 주요 시각적 특성들은 밝기(종종 콘트라스트 또는 픽쳐라 불린다), 블랙 레벨(밝기와 혼용하여 불린다), 포화도(색 강도), 색조(종종 틴트라 불린다), 및 선명도이다. 이러한 5개의 시각적 특성들 모두에 환경적인 시청 조건들을 변경하는 것에 대한 자동적인 적응이 부여될 수 있다.
매우 높은-레벨의 이미지 캡쳐 및 재생 프로세스의 다이어그램이 도 1에서 도시된다. 통상적으로, 비디오/스틸 카메라들에 의해 캡쳐된 실제 장면들 또는 컴퓨터로 생성된 장면으로부터 이미지들은 발생한다. 대부분 재생 시스템들의 최종적인 목표는 최종적인 인간 관찰자에게 가능한 가장 실제와 같은 이미지를 디스플레이하는 것이다. 이러한 것을 완벽하게 행하기 위해서는 많은 장애들이 존재한다; 실제로, 일부 "개선들(enhancements)"이 시청 경험을 향상시키기 위해 디스플레이된 이미지에 의도적으로 부가된다. 고신뢰도 재생에 대한 주된 장애들 중 하나는, 상기 최종 관찰자의 국부적인 시청 환경이 명확하게 예측될 수 없지만, 이러한 시청 환경은 재생의 화질에 지대한 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 또한, 시청 환경은 엄격하게 제어되는 극장의 환경과 같은 몇몇의 특정 경우들을 제외하곤 거의 계속해서 변할 수 있다.
도 1의 미묘(subtle)하지만 매우 밀접한 관련이 있는 양상은, 물체로부터 반사되는 전체 광은 근본적으로 물체에 조사되는 모든 광원들로부터의 반사된 광의 선형 합(linear summation)이라는 점이다. 또한, 물체는 또한 자기 자신의 광을 방출할 수 있고, 이러한 광은 또한 전체 관측 광에 이르도록 물체로부터 반사된 요인들(contributions)에 선형적으로 부가된다. 이것은 기본적으로 비 간섭성 광이 이와 관련하여 선형적으로 (예를 들어, 1 + 1 = 2) 거동함을 나타낸다. 결과적으로, 장면 내의 임의의 점의 절대 밝기 또는 휘도는 상기 점의 기원이 되는 광의 모든 구성 컴포넌트들에 비례한다. 이것은 실제 장면의 인간 관찰자에 제시되는 현실(reality)이고, 또한 컴퓨터가 생성하는 장면이 통상적으로 만들어지는 방식이다. 따라서, 이론적으로 디스플레이 디바이스는 또한, 재생의 가장 순수한 형태(purest form)에 대한 휘도 선형성의 원리를 준수해야만 한다. 또는 더 일반적으로, 카메라에 들어가는 광으로부터 디스플레이에서 나오는 광으로의 전체 단-대-단 연쇄 프로세스들은 휘도 선형성의 원리를 준수해야만 한다. 이 원리는 본 발명의 여러 양상들에 관련될 것이다.
상기에서 언급된 것처럼, 디스플레이의 목표는 원래 장면의 실물과 똑같은 복제를 재생해야 하는 것이다. 하지만, 여러가지 내재적이고 피할 수 없는 한계들이 존재한다. 그와 같은 한계 중 하나는, 디스플레이가 실제 세상, 특히 최상위의 스케일의 상부단(예를 들어, 태양 및 태양의 반사)에 존재하는 휘도의 동적 범위와 매칭하는 것이 어렵다는 것이다. 다른 한계로는, 디스플레이가 대부분 원래 장면의 "평면(flat)" 버전이고, 따라서 여러 "3D" 기술들이 적어도 하나 이상의 특정 관점들로부터 깊이의 착시(illusion of depth)를 생성하기 위해 존재하지만, 진정한 3차원(3D) 깊이 재생이 불가능하다는 것이다. 또한, IMAX® 극장과 같은 특수한 장소에서 일반적인 디스플레이들의 문제점을 극복하기 위한 시도를 하지만, 그와 같은 일반적인 디스플레이들은 거의 반구(hemispherical)인 인간의 눈의 시야를 시뮬레이션하는 것을 시작할 수 없다. 최종적으로, 디스플레이 자체는 어떤 환경에서 존재하는 물리적 실체이고, 환경 자체는 재생 화질에 매우 현저한 영향을 줄 수 있다.
종래의 색상 디스플레이에서, 각각의 화소는 통상적으로 3개의 서브-픽셀들로 구성되고, 하나의 서브-픽셀은 기본 색상들 - 통상적으로 적색, 녹색 및 청색의 각각이다. 4개 이상의 서브-픽셀들을 사용할 수 있는 디스플레이들이 존재하지만, 본 명세서의 실시예들은 그 실시예들이 나타내는 정확한 수의 서브-픽셀들 또는 색상들에 의존하지 않는다. 디스플레이되는 이미지의 정보 콘텐트는, 기술 의존적인 특정한 구동 프로세스들(예를 들어, CRT, 플라스마, LCD, OLED 등)로 각각의 서브-픽셀에 고유하게 지시하거나 각각의 서브 픽셀을 구동하는 결과이다. 각 서브-픽셀의 구동 레벨은 전체 온에서 전체 오프의 범위를 가질 수 있다 - 이것은 이미지들이 디스플레이에 의해 형성되는 기본적인 프로세스이다. 디스플레이가능한 색상들의 전체 범위(즉, 색 영역)는, 이 디스플레이가능한 색상들의 전체 범위를 통해 서브-픽셀들의 상대적인 구동 레벨을 변화시킴으로써 얻어진다. 기본 색상들의 제어된 혼합을 통해 효과적으로 섞인 색상을 생성하도록 인간의 눈이 3개의 서브-픽셀들을 통합할 때 기본 색상이 아닌 것들이 생성된다. 디지털 영역에서, 서브-픽셀 구동 레벨들이 8개의 디지털 비트들을 갖도록 정의되면, 그때, 서브 픽셀마다 총 28 = 256 개의 구별된 구동 레벨들이 존재할 수 있다. 모든 서브-픽셀들이 (VESA FPDM 2.0에 의해 정의되는) 동일한 레벨에서 구동되고 있는 특별한 경우가 그레이 레벨이다. 이것은 일반적으로 전체 오프(대부분 블랙으로 나타나는 가장 낮은 밝기)로부터 전체 온(대부분 화이트로 나타나는 가장 높은 밝기)의 범위를 갖는 '회색 같은(gray-like)' 색상을 생성할 것이다. 계속해서, 서브-픽셀당 8비트(종종 24-비트 색상으로 불리움: 3 서브-픽셀들 x 8 비트들 = 24)의 경우에, 224 = 16,777,216 개의 가능한 색상들이 존재하지만, 모든 서브-픽셀들이 동일하게 구동될 때 그레이 레벨들이 생성되는 엄격한 정의에 의해 단지 256개의 고유한 그레이 레벨들이 존재한다. 간략화를 위해, 색상 이미지들의 생성을 위해 요구되는 동일한 레벨로 이웃하는 서브-픽셀들이 반드시 구동되지 않는 암시적인 이해를 가지고 서브-픽셀 기준으로 그레이 레벨들(즉, 8 비트의 제어를 위한 256 그레이 레벨들)에 대해 언급할 것이다. 이는 본 발명이 색상 재생에 대하여 독립적이지만, 색상 재생과 완전히 양립할 수 있기 때문이다.
감마(
Figure pat00001
)는 이미지에서 (서브 픽셀 기준으로) 그레이 레벨들의 스케일링을 변환하는 멱함수
Figure pat00002
에서의 수학적인 지수를 말한다. 감마 프로세싱의 기원은 초창기의 진공 튜브 카메라들 및 CRT 디스플레이들로 거슬러 올라가지만, 인간의 시각이 밝기에서의 절대적인 변화들에 더 민감한, 이미지의 더 어두운 영역들에서 수용된 해상도를 향상시키기 위해 감마 프로세싱은 현대 디스플레이에서도 매우 밀접한 프로세스이다.
개념적으로 가장 간단한 이미지 재생 스트림은 도 2에서 도시된다. 실제 장면(Li)으로부터의 광은 카메라에 의해 캡쳐되고, 초기 소스 이미지 신호
Figure pat00003
를 생성하도록 광-대-전기(O/E) 변환을 수행하는 검출기(일반적으로 CCD 또는 CMOS 기술을 사용하는 고체상태의 픽셀레이트(pixilate)된 검출기로 들어간다. 이러한 이미지 신호는 각각의 픽셀레이트된 검출기 요소로 들어가는 광의 양에 거의 비례하는 전압 신호이지만,
Figure pat00004
는 디지털 신호로 즉시 변환될 수 있다. 대안으로, 광이 실제에서 행동하는 것과 매우 유사한 방식으로 소스 이미지 신호
Figure pat00005
는 선형 도메인에서 통상적으로 개발된 컴퓨터로 생성된 그래픽들로부터 비롯될 수 있다. 두 경우에서, 신호 인코딩은 (반드시 그렇지는 않지만) 통상적으로 멱함수:
Figure pat00006
의 형태를 갖는
Figure pat00007
으로 표시된 함수 블록에서 발생한다. 역사적으로,
Figure pat00008
지수는 감마-보정 지수로 언급되지만, 본 명세서에서는 더 일반적으로 신호 인코딩 지수로 언급될 것이다. 이후, 초래된 인코딩된 신호
Figure pat00009
는 디스플레이로 들어가고 (반드시 그렇지는 않지만) 통상적으로 멱함수:
Figure pat00010
의 형태를 갖는
Figure pat00011
로 표시된 함수 블록에 의해 디코딩된다. 치환에 의해, 상기 디스플레이를 구동하는 상기 초래된 디코딩된 신호
Figure pat00012
는
Figure pat00013
를 통해 초기 소스 이미지 신호
Figure pat00014
와 관련된다. 실제로, 상기에서 서술된 상대적으로 단순한 변환들에 대한 변형들이 존재하지만, 인코딩 및 디코딩 이미지 신호들의 일반적인 프로세스는 동일한 것으로 인식된다.
도 2를 참조하면, 디코딩된 이미지 신호
Figure pat00015
는 이후 상기 디스플레이에서 컴포넌트들을 구동하기 위해 사용되고, 상기 디스플레이는 상기 전기적인 이미지 데이터를 전기-대-광(E/O) 변환 프로세스를 통해 디스플레이(LO)에 의해 방출된 광으로 변환한다. E/O 프로세스의 세부사항들은 디스플레이 기술: 예를 들어, LCD, 플라즈마, OLED 등에 고유하다. 실제로, 사실상 시대에 뒤떨어진 CRT 기술에 대해, 디코딩 함수
Figure pat00016
는 E/O 변환 프로세스의 필수적인 부분이었다.
상기의 논의에서, 신호들 'S'는 통상적으로 0과 1사이의 범위를 갖는 정규화된 값들을 나타내는 것으로 인식된다. 전압 신호들의 경우에서, 실제 신호들은
Figure pat00017
이 되도록
Figure pat00018
에 의해 정규화된다. 디지털 신호들의 경우에서, 신호들은
Figure pat00019
이 되도록
Figure pat00020
에 의해 정규화된다(예를 들어, 8-비트 채널에 대해
Figure pat00021
). 일반적으로, 신호 정규화 프로세스는 도 2에서 명시적으로 도시되지 않고, 본 명세서에서 암시되는 프로세싱 단계들을 요구한다. 정규화된 신호들이 지속적으로 사용되는 동안, 신호들이 전압 레벨들 또는 비트 레벨들을 나타내는지는 중요하지 않다.
단-대-단 이미지 프로세싱 스트림의 특정 예로서, ITU-R BT.709-5(2002)는
Figure pat00022
의
Figure pat00023
값을 갖는 텔레비전 신호를 인코딩하는 권고하는 반면(주의: 이것은 BT.709의 근소한 간소화이다), ITU-R BT.1886(2011)는 2.4의
Figure pat00024
값을 갖는 텔레비전 신호를 디코딩하도록 권고하며, 2.4의
Figure pat00025
는 1.2의 단-대-단 멱
Figure pat00026
:
Figure pat00027
Figure pat00028
으로 이어진다. 상기 ITU-정의된 프로세스들에서 발생하는 신호 변환들은 도 3에서 도시되고, 여기서 수평 '입력' 축 및 수직 '출력' 축에 대한 파라미터들은 관련된 프로세싱 단계에 의존한다. 예를 들어, 신호 인코딩 동작 동안, 수평축은 (입력 신호로서)
Figure pat00029
를 나타내는 반면, 수직축은 (출력 신호로서)
Figure pat00030
를 나타낸다. 신호들의 암시된 정규화는 도 3에서 명확하고, 이는 신호 레벨들이 0과 1사이에 존재하기 때문이다.
도 3에서 ITU-R BT.709/1886 신호 변환 프로세스들은 상기에서 언급한 단-대-단 휘도 선형성의 원리를 엄격하게 고수하지 않는데, 이는 상기 재생 시스템이 순수한 선형성에 대한 경우인
Figure pat00031
보다는
Figure pat00032
의 단-대-단 멱법칙 지수를 갖기 때문이다. 이것은 도 3에서 경미한 곡선의 블랙 라인을 생성한다. 순수한 선형성에서 벗어나는 주된 이유는, 카메라/디스플레이가 실제에서 존재하는 광의 전체 동적 범위를 거의 재생할 수 없기 때문이다. 그 결과로서,
Figure pat00033
의 단-대-단 지수(또는 멱)는 일반적으로
Figure pat00034
의 평균 배경 조도를 갖는 가정 내의 텔레비전 시청을 위해 양호한 지각 경험을 생성하기 위해 고려된다. 이것은 인간의 눈이 통상적인 가정 환경에 적응될 때, 더 실제와 똑같은 이미지 대조를 생성하는 것에 기초한다.
하지만,
Figure pat00035
의 배경 조도를 갖는 극장들과 같은 훨씬 더 어두운 시청 환경들을 목표로하고, 예술적인 취향 비디오 콘텐트를 생성하기 위해 영화 제작자가 ITU-R BT.709 인코딩으로부터 벗어나는 것은 일반적이다. 본 출원의 통상적인 인코딩 지수는 대략
Figure pat00036
이다. 이 신호가 이후 멱지수
Figure pat00037
으로 디코딩되면, 그때 단-대-단 선형성 멱은
Figure pat00038
이다.
Figure pat00039
의 배경 조도를 가는 사무실과 같은 적당히 밝은 환경들에서 이미지 렌더링을 하도록 의도되는 sRGB 표준이 다른 대중적인 이미지 인코딩 기법이다. sRGB는
Figure pat00040
로 근사화하는 신호 인코딩 지수를 요구한다. 그와 같은 sRGB-인코딩된 신호가 이후 멱지수
Figure pat00041
로 디코딩되면, 그때 단-대-단 선형성 멱은
Figure pat00042
이다.
상기에서 논의된 3개의 다른 시청 환경들 및 그것들의 제안된 단-대-단 선형 멱 지수들은 곡선-적합식(curve-fitted)이고 더 높은 레벨들의 주변 조도를 추정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 경향(trend)은 식 (1)에 의해 주어지고, 도 4에서 표현된다. 따라서, 주변 조도 레벨
Figure pat00043
이 일단 측정되고, 이후 요구된 단-대-단 선형 멱 지수
Figure pat00044
는 식 (1)로부터 결정될 수 있다.
Figure pat00045
와
Figure pat00046
사이의 이러한 관계식은 다음의 섹션들에서 서술된 본 발명의 일정 양상들에 밀접한 관련이 있을 수 있다. 식 (1)에 의해 주어진 이러한 관계식은 단지 전형적인 것이고, 본 발명은 식 (1)의 정확한 형식에 의존하지 않는다. 일반적으로, 본 발명은
Figure pat00047
와
Figure pat00048
사이의 임의적인 관계를 구현할 수 있다.
Figure pat00049
식 (1)
도 4에서 주변 조도가 증가할수록 요구된 단-대-단 멱은 점근적으로(asymptotically) 순수한 선형으로 접근하는 것; 즉,
Figure pat00050
을 나타낸다. 1000 럭스가 넘으면, 멱
Figure pat00051
는 실질적으로 1과 동일하다. 이것은 기본적으로, 눈이 한낮의 상태들에 충분히 적응될수록 디스플레이는 이전에 논의되었던 순수한 단-대-단 조도 선형성의 원리를 간주하기 시작해야 하는 것을 서술한다. 하지만, 임의의 디스플레이가 실제로
Figure pat00052
인 멱을 구현하는 것은 거의 없다.
대안으로, 식 (1)에 의해 서술된 함수는 도 5에서 도시된 분할 방식으로 구현될 수 있다. 도 5에서 도시된 분할된 레벨들의 수는 전형적이고; 본 발명은 임의의 수의 분할된 레벨들을 구현할 수 있다.
본 명세서의 예시적인 실시예들은, 밝기, 블랙 레벨, 포화도, 색조, 및 선명도와 같은 핵심적인 디스플레이 실행 파라미터들이 최적으로 고려되도록, 즉, 상기 핵심적인 디스플레이 실행 파라미터들이 주어진 시청 조건들에 대해 최적의 상태로 조정되도록, 이미지 그리고/또는 비디오 신호를 동적으로(실시간) 처리하고 변경하기 위해 저장된 특성 디스플레이 데이터와 함께 환경 광 센서로부터의 실시간 측정 데이터를 사용한다. 다른 실시예들은 또한 동적 실행 프로세스를 수행하는 방법과 함께 디스플레이가 서술된 것처럼 수행되도록 교정되는 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 및 기타 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들에 도시된 것과 함께, 하기의 특정 실시예들의 더 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
하기의 상세한 설명 및 동일한 참조 번호가 동일한 부분들을 나타내는 첨부된 도면들을 파독함으로써 예시적인 실시예는 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 통상적인 이미지 재생 프로세스의 그래픽적 표현이다.
도 2는 신호 인코딩 및 디코딩 프로세스에 대한 블록도이다.
도 3은 ITU-R BT.709/1886에 대한 이미지 신호 변환들의 그래픽적 표현이다.
도 4는 단-대-단 멱 대 주변 조도의 그래픽적 표현이다.
도 5는 개별 실행에서 단-대-단 멱 대 주변 조도의 그래픽적 표현이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서의 기본적인 요소들의 블록도이다.
도 7은 반사된 주변 광 및 반사된 주변광과 디스플레이된 광과의 관계를 도시한 도면이다.
도 8은 블랙 레벨 그리고/또는 선형성의 포스트-디코딩 조정을 사용하는 실시예의 블록도이다.
도 9는 식 (2)를 사용하는 도 8의 예시적인 신호 변환들의 그래픽적 표현이다.
도 10은 포스트-디코딩 조정의 대안의 실시예의 블록도이다.
도 11은 블랙 레벨 그리고/또는 선형성의 프리-디코딩 조정의 실시예의 블록도이다.
도 12는 식 (4)를 사용하는 도 11의 예시적인 신호 변환들의 그래픽적 표현이다.
도 13은 식 (5)를 사용하는 도 11의 예시적인 신호 변환들의 그래픽적 표현이다.
도 14는 식 (6)을 사용하는 도 11의 예시적인 신호 변환들의 그래픽적 표현이다.
도 15는 식 (7)을 사용하는 도 11의 예시적인 신호 변환들의 그래픽적 표현이다.
도 16은 도 15의 좌측 하단부의 상세도이다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도시되는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명은 이후에 더 상세하게 서술된다. 하지만, 본 발명은 많은 다른 형식들로 실시될 수 있고, 본 명세서에서 서술되는 예시적인 실시예들로 제한되도록 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이러한 실시예들은 본 발명이 완성되고 완전해지도록 제공되고 당업자에게 본 발명의 범위를 완전하게 전달할 것이다. 도면들에서, 층들 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기들은 명확함을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시예들을 서술할 목적이고, 본 발명을 제한하도록 한정되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는, 단일 형태들을 나타내는 용어는, 본문에서 명확하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수의 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "포함하다" 그리고/또는 "포함하는"은 본 명세서에서 사용될 때, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 그리고/또는 컴포넌트들의 존재를 구체화하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 그리고/또는 그것들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들 (및 중간 구조들)의 개략적인 도면들인 도면들을 참조하여 본 명세서에서 서술된다. 그와 같이, 예를 들어, 제조 기법들 그리고/또는 허용오차들의 결과로서 조명들의 형태의 변화가 예측된다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에서 도시되는 영역들의 특정 형태들을 제한하도록 해석되지 않고, 예를 들어, 제조로부터 초래되는 형태들에서의 편차들을 포함한다.
다르게 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 (기술적 및 과학적 용어들을 포함하는) 모든 용어들은 본 발명이 속하는 당업계의 인간들에 의해 일반적으로 이해되는 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전들에서 정의되는 용어들은 관련된 기술의 콘텍스트에서 의미와 일치하는 용어를 갖도록 해석되어야 하는 것으로 또한 이해될 것이고, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한 이상화되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 6은 예시적인 실시예들의 기본적인 컴포넌트들의 개략도를 제공한다. 여기에서, 환경 광 센서(100)는 환경 프로세서(200)와 전기적 통신을 하고, 상기 환경 프로세서(200)는 비디오 소스(150)로부터 비디오 데이터를 획득한다. 환경 프로세서(200)는 여러 컴포넌트들, 적어도 디스플레이 제어기(110) 및 교정 데이터(120)를 포함할 수 있다. 환경 프로세서(200)는 그때 바람직하게 디스플레이(300)와 전기적으로 통신한다. 일부 실시예들에서, 환경 광 센서(100), 비디오 소스(150) 및 디스플레이(300)와 전기적 통신을 하는 디스플레이 제어기(110)가 환경 프로세서(200)가 될 것이다.
비디오 소스(150)는 비디오 데이터를 생성 그리고/또는 비디오 데이터를 생성하는 임의의 수의 장치들이 될 수 있고, 이러한 장치는 텔레비전/케이블/위성 송신기들, DVD/블루 레이 플레이어들, 컴퓨터들, 비디오 레코더들, 또는 비디오 게임 시스템들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 환경 광 센서(100)는 인입하는 광의 레벨을 관련된 전기 신호로 변환하는 광전자 디바이스일 수 있고, 또한 스펙트럼 정보도 포함할 수 있다. 디스플레이 제어기(110)는, 주변 광 센서로부터의 신호를 이용하고 상기 교정 데이터에 기초하여 상기 비디오 신호를 수정하는 소프트웨어 및 하드웨어의 조합일 수 있다. 교정 데이터(120)는, 바람직하게, 환경 광 센서(100)에 대한 교정 데이터를 포함하는 디스플레이 제어기에 액세스가능하고 디스플레이 어셈블리에 대한 반사율 정보를 선택적으로 포함하는 비휘발성 데이터 저장장치이다. 디스플레이(300)는 이미지를 시청자에게 제시하는 임의의 전자 디바이스일 수 있다.
밝기 조정
디스플레이의 요구된 밝기(즉, 최대 휘도)가 변할 수 있는 많은 애플리케이션들이 존재하지만, 아마도 가장 명백한 경우는 디스플레이들이 야외에서 사용되는 경우이다. 이 경우에서, 상기 디스플레이 주위의 주변 광 휘도는 한밤부터 대낮 - 대략적으로 지수가 천만, 즉, 10의 7자리수(7 orders of magnitude) - 까지 어디에서든 변할 수 있다.
(눈, 시신경, 및 뇌를 포함하는) 인간의 시각적 시스템의 동작은 매우 복잡합한 주제이다: 실제로, 상기 시각적 시스템의 파라메트릭 성능에 대해 그 분야의 대부분의 최고 전문가들 사이에서도 완전한 합의가 이뤄지지 않는다. 상기 주제는 인간 시각적 시스템의 고도로 적응적이고 비선형적인 특성에 의해 혼란이 가중된다. 따라서, 본 개시물에서 특정 시각적 능력들을 정의하기 위한 시도는 실용성이 없다. 하지만, 모든 인간이 동의하는 몇 가지 일반성이 존재한다. 그중 한가지로는, 인간의 시각적 시스템은 적응하기 위해 주어진 일정 시간에 대해 매우 넓은 범위의 광 레벨들, 예를 들어, 10의 12 자리수까지 적응할 수 있다. 하지만, 임의의 특정한 적응 레벨의 순간 동적 범위로, 예를 들어, 10의 2-3 자리수(이것은 적응의 절대 레벨에 따라서 변한다)로 제한된다.
특정 적응 레벨은 이 범위에서의 모든 볼 수 있는 물체들 및 광원을 고려하여 눈의 통합적인 시야(거의 반구형)에 의존한다. 디스플레이는 전체 시야 중 일부 부분들 만을 차지할 것이므로, 그때 디스플레이의 최대 밝기는 인간의 시야의 전체 적응을 다양한 레벨들로 수용하기 위해 변동될 수 있어야 하고, 물론 이 광 레벨들은 디스플레이 자체로부터 광을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제곱 미터(니트들) 당 500 칸델라를 생성하는 디스플레이는 (인간이 디스플레이에 너무 가까이 접근하여 그 인간의 시야를 대부분 채우고 적절한 적응을 위한 일정 시간이 허용되지 않는 경우) 밤 또는 다른 어두운 환경에서 볼 때 지나치게 밝을 수 있지만, 동일한 디스플레이는 햇빛이 비취는 날에 약간 흐릿하고 평범하게 보일 것이고, 실제로 식별할 수 없는 더 낮은 그레이 레벨(gray level)을 가질 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예에서, 디스플레이의 최대 휘도는 적어도 주변 광의 순간적으로 측정된 레벨에 따라 자동적으로 제어된다. 이러한 이슈는 미국 특허 번호 8,125,163에 의해 어드레스되고 있고, 본 명세서에서 미국 특허 번호 8,125,163의 전체 내용이 참조로서 포함된다.
블랙 레벨 및 선형성 조정
임의의 디스플레이는 주변 환경 광을 일정 정도로 반사할 것이다. 어떤 경우에서, 반사된 광 레벨은 디스플레이된 이미지 또는 비디오 콘텐트(이후 단순히 '이미지'라고 함)의 어두운 영역을 실질적으로 지배하기 위해 충분히 높을 수 있다. 이것이 발생할 때, 상기 이미지의 실질적으로 더 어두운 영역들에서의 시각적 세부사항들은 근본적으로 "워시 아웃(washed out)"된다. 다른 방식으로 말하면, 상기 디스플레이는 반사된 주변 광과 동일한 밝기 레벨 아래의 시각적으로 식별할 수 있는 밝기 레벨들의 이미지를 생성할 수 없다. 일반적인 상황은 도 7에서 도시되고, 여기에서 RAL은 반사된 주변 광의 효율적인 밝기이고 DBL은 이미지의 일부 부분의 디스플레이된 밝기 레벨이다. 이미지에서 DBL<RAL인 곳마다, 그러한 영역들에서의 이미지 콘텐트에서 식별할 수 있는 손실이 존재할 것이다. 유사한 것으로서, 과도한 배경 잡음을 갖는 환경에서 들을 때 음악 내의 조용한 악절(樂節)을 들을 수 없는 것이 있다. 바로 이러한 이유로, 대부분의 라디오 방송들은 자동차의 잡음 환경에서 개선된 "지각적(perceptual)" 청취를 위해 압축된 동적 범위를 갖는 신호들을 전송한다.
이미지 내의 더 어두운 영역들의 시각적 안목을 복구하기 위해, 블랙 레벨의 디스플레이된 밝기는 반사된 주변 광의 효율적인 밝기와 거의 동일하도록 인간은 이미지 신호의 블랙 레벨(즉, 가장 낮은 출력)을 인위적으로 상승시킬 수 있다. 이것은 모든 디스플레이된 광 레벨 대 반사된 주변 광에 대해 신호-대-잡음비를 1보다 크도록 생성하는 것과 동일하다. 그 결과로서, 원래 이미지의 완전한 블랙 영역은 주변 광 레벨에 의존하는 특정 레벨의 어두운 회색이 될 것이다: 즉, 이미지의 동적 범위는 압축된다.
블랙 레벨을 상승시키는 것에 더하여, 특정 애플리케이션 및 렌더링 인텐트에 따른 (톤 스케일이라고도 알려진) 그레이 스케일의 선택 영역들의 콘트라스트를 개선하기 위해 인간은 디스플레이 시스템의 단-대-단 선형성을 또한 변경할 수 있다. 이것은 도 4 및 도 5에서 도시된 이전의 식 (1) 또는 임의의 다르게 정의된 관계식에 기초할 수 있다.
야외 애플리케이션들 및 일부 실내 애플리케이션들에 대해, 디스플레이로부터 반사되는 주변 광의 양은 시각 및 다른 동작 조건들(예를 들어, 날씨, 그림자 효과들, 무드 조명 등)에 따라 거의 계속적으로 변할 것이다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시예는 이전에 논의된 것과 같은 미리 정의된 규칙들(이에 한정되지는 않는다)에 따라 디스플레이의 블랙 레벨 및 선형성을 자동적으로 조정하는 수단을 제공한다.
디스플레이로부터의 반사된 주변 광이 거의 없거나 전혀 없는 어두운 극장 또는 유사한 환경들에서, 특정 애플리케이션들, 예를 들어, 디지털 사이니지(digital signage)에서의 예술적 자유에서 단-대-단 선형성을 변경시킬 필요성이 또한 있을지라도, 그와 같은 경우에서 이미지의 블랙 레벨을 상승시킬 특별한 필요가 존재하지 않는다.
자동 블랙 레벨 및 선형성 조정들을 수행하기 위해 개념적 및 기능적으로 가장 가까운 위치는, 일반적으로 도 8에서 도시된 것처럼, 정상 이미지 신호 디코딩 프로세스이후이다. 이 도면에서, 지금
Figure pat00053
으로 표시된 새로운 신호 처리 블록은 변동하는 환경 조건들(즉, 환경 반응 조정)에 응답하여 자동, 실시간 이미지 신호 조정을 제공할 목적으로 신호 흐름에 삽입되어진다.
Figure pat00054
에 의해 표시된 처리 블록은 포스트-디코딩 프로세서로서 간주될 수 있는데, 이는
Figure pat00055
에 의해 표시된 정상 신호 디코딩 프로세서 이후에 상기 처리 블록이 동작하기 때문이다.
도 8에서, 통상적으로 선형인 광-대-전기(O/E) 변환 프로세스에서 광 센서는 환경 광 레벨들
Figure pat00056
을 전기 신호로 변환한다. 이 센서의 출력은 '프록(Proc)'으로 표시된 환경 처리 유닛에 공급되고, 상기 '프록(Proc)'은 측정된 주변 광 레벨에 상대적인 요구된 디스플레이 블랙 레벨을 결정하는 연산 알고리즘들 그리고/또는 룩업 테이블을 최소한 포함한다. 추가적으로, 환경 프로세서는 측정된 주변 광 레벨에 상대적인 이미지 신호 선형성 수정을 위한 연산 알고리즘들(예를 들어, 멱함수) 그리고/또는 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 실시간 프로그램가능 명령들을 환경 프로세서에 부가하기 위한 준비가 도시된다. 프로그램가능 명령들은 매우 다양한 방법들로 사용될 수 있고, 이러한 방법들은 시각, 디스플레이 콘텐트 등에 의존하는 환경 기반 프로세싱을 변경하거나 오버라이딩하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 요약하면, 환경 프로세서 출력 신호
Figure pat00057
는 요구된 디스플레이 블랙 레벨
Figure pat00058
의 순간 값, 및 단순한 멱함수의 경우에서 본 명세서에서
Figure pat00059
라 불리는 지수의 형태를 갖는 신호 선형 수정 값을 선택적으로 포함한다.
도 8을 또한 참조하면, 디코딩된 이미지 신호
Figure pat00060
및 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00061
는
Figure pat00062
으로 표시된 이미지 신호 프로세싱 블록으로 공급되고, 예시적인 실시예에서, 상기 이미지 신호 프로세싱 블록은 아래의 식 (2)에 따른 최종 디스플레이 구동 신호
Figure pat00063
를 생성한다. 3개의 이미지 신호 변환들(인코딩, 디코딩 및 포스트-디코딩) 모두가 멱법칙 함수들로 수행되는 것으로 이 수식은 가정한다. 다른 함수들이 본 명세서의 여러 실시예들에서 사용될 수 있는 것처럼 발명에 필수적이지 않지만, 멱법칙 함수들에 의한 신호 인코딩 및 디코딩은 산업계에서 일반적이다. 식 (2)의 우변은 입력 신호들
Figure pat00064
및
Figure pat00065
를 받아들여 신호
Figure pat00066
를 출력하는 블록
Figure pat00067
의 기능성을 나타낸다.
Figure pat00068
식 (2)
Figure pat00069
(멱법칙 인코딩을 추정하는) 멱지수를 인코딩하는 신호
Figure pat00070
=(멱법칙 디코딩을 추정하는) 멱지수를 디코딩하는 신호
Figure pat00071
및
Figure pat00072
는 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00073
에 포함된다.
Figure pat00074
= 전체 스케일 신호의 부분으로서 요구된 블랙 레벨 오프셋
Figure pat00075
= (멱법칙 수정을 추정하는) 선형성 수정자 멱지수
인코딩 지수
Figure pat00076
및 디코딩 지수
Figure pat00077
가 식 (2)에서 추정되는 알려진 양들이라면, 그 후, 최종 단-대-단 신호 선형성은 선형성 수정자 지수
Figure pat00078
의 값에 의해 단독으로 결정된다; 즉,
Figure pat00079
는 이전에 정의된 단-대-단 선형성 멱지수
Figure pat00080
와 동일하다. 통상적으로, 인코딩 지수
Figure pat00081
는 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수
Figure pat00082
는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지거나 그리고/또는 테스팅에 의해 결정될 수 있다. 식 (2)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 본 섹션에서 서술되는 프로세스들의 특정 예를 제공하지만, 일반적인 프로세스는 임의의 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.
식 (2)의 기능성은 도 9에서 도시된다. 여기에서, 인코딩 프로세스는 (ITU-R BT.709-5에 의해 근사화되는) 지수
Figure pat00083
=0.50을 갖는 단일 멱법칙 변환이고, 디코딩 프로세스는 (ITU-R BT.1886에 따른) 지수
Figure pat00084
=2.40을 갖는 단일 멱법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨은 0.1에서 설정되고, 선형성 수정자 지수
Figure pat00085
는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 하위 곡선에 의해 주어지고, 단-대-단 신호 변환은 0.1의 요구된 블랙 레벨 오프셋을 나타내고 단-대-단 신호 변환 지수
Figure pat00086
으로 일관된 약간 처진 선형성을 갖는 중간 곡선에 의해 주어진다.
대안으로, 이미지 신호 디코딩 블록
Figure pat00087
의 기능성은 도 10에서 도시된 것처럼
Figure pat00088
으로 표시된 새로운 처리 블록으로서 환경 프로세서 블록
Figure pat00089
에 흡수될 수 있다.
도 10에서, 디스플레이 구동 신호
Figure pat00090
는 식 (3)에 의해 형성된다.
Figure pat00091
식 (3)
여기에서,
Figure pat00092
이고, 모든 다른 파라미터들은 이전에 정의된다. 식 (3)은 식 (2)와 동일한 기능성을 갖고, 따라서, 도 9에 도시되는 동일한 결과들을 생성한다.
어떤 경우, 정규 신호 디코딩 변환 이전에 블랙 레벨 그리고/또는 선형성 조정들을 수행하는 것은 더 편리하거나 심지어 필요하다. 일반적인 프로세스는 도 11에서 도시된다. 이 도면에서,
Figure pat00093
에 의해 표시된 환경적으로 반응하는 이미지 신호 프로세싱 함수는
Figure pat00094
에 의해 표시되는 정규 이미지 신호 디코더 함수 앞에서 움직이는 것으로 보여진다. 이 방식으로,
Figure pat00095
는 프리-디코딩 함수로서 간주될 수 있다.
도 11을 참조하면, 인코딩된 이미지 신호
Figure pat00096
및 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00097
는
Figure pat00098
으로 표시된 이미지 신호 프로세싱 블록으로 공급되고, 예시적인 실시예에서, 상기 이미지 신호 프로세싱 블록은 아래의 식 (4)에 따른 최종 디스플레이 구동 신호
Figure pat00099
를 생성한다. 3개의 이미지 신호 변환들(인코딩, 디코딩 및 포스트-디코딩) 모두가 멱법칙 함수들로 수행되는 것으로 이 수식은 가정한다. 본 명세서의 임의의 실시예들에서 필수적이지 않지만, 멱법칙 함수들에 의한 신호 인코딩 및 디코딩은 산업계에서 일반적이다. 식 (4)의 우변은 입력 신호들
Figure pat00100
및
Figure pat00101
를 받아들여 신호
Figure pat00102
를 출력하는 블록
Figure pat00103
의 프로세싱 기능성을 나타낸다.
Figure pat00104
식 (4)
Figure pat00105
(멱법칙 인코딩을 추정하는) 멱지수를 인코딩하는 신호
Figure pat00106
=(멱법칙 디코딩을 추정하는) 멱지수를 디코딩하는 신호
Figure pat00107
및
Figure pat00108
는 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00109
에 포함된다.
Figure pat00110
= 전체 스케일 신호의 부분으로서 요구된 블랙 레벨 오프셋
Figure pat00111
= (멱법칙 수정을 추정하는) 선형성 수정자 멱지수
인코딩 지수
Figure pat00112
및 디코딩 지수
Figure pat00113
가 식 (4)에서 추정되는 알려진 양들이라면, 그 후, 최종 신호 선형성은 선형성 수정자 지수
Figure pat00114
의 값에 의해 단독으로 결정된다; 즉,
Figure pat00115
는 이전에 정의된 단-대-단 선형성 멱지수
Figure pat00116
와 동일하다. 통상적으로, 인코딩 지수
Figure pat00117
는 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수
Figure pat00118
는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지거나 그리고/또는 테스팅에 의해 결정될 수 있다. 식 (4)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 본 섹션에서 서술되는 프로세스들의 특정 예를 제공하지만, 일반적인 프로세스는 임의의 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.
식 (4)의 기능성의 예는 도 12에서 도시된다. 여기에서, 인코딩 프로세스는 (ITU-R BT.709-5에 의해 근사화되는) 지수
Figure pat00119
=0.50을 갖는 단일 멱법칙 변환이고, 디코딩 프로세스는 (ITU-R BT.1886에 따른) 지수
Figure pat00120
=2.40을 갖는 단일 멱법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨은 0.1에서 설정되고, 선형성 수정자 지수
Figure pat00121
는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 하위 곡선에 의해 주어지고, 단-대-단 신호 변환은 0.1의 요구된 블랙 레벨 오프셋을 나타내고 단-대-단 신호 변환 지수
Figure pat00122
으로 일관된 약간 처진 선형성을 갖는 중간 곡선에 의해 주어진다. 예상대로, 도 12는 도 9와 동일한 것으로 보이고, 이는 동일한 블랙 레벨(
Figure pat00123
) 및 선형성 수정자(
Figure pat00124
)은 두 경우 모두에서 요청되기 때문이다.
인간은 특정 임계치 아래로 그레이 레벨들을 유지하고 그리고/또는 감소하도록 이전의 섹션들에서 서술된 시나리오들을 수정할 수 있다. 이것을 하는 주된 이유는 LCD(liquid crystal displays)에서 백라이트 동적 밝기 감소(backlight dynamic dimming)의 우수한 절전 속성들을 유지하기 위해서이다. 동적 밝기 감소는 본 명세서에서 2010년 6월 3일에 출원된 동시계속 출원(co-pending application) 12/793,474에 의해 어드레스되고 있고, 12/793,474의 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 완전히 포함된다.
설명의 목적으로, 본 섹션에서 서술된 실시예는 이전에 도 11에서 도시된 프리-디코더 프로세서를 가정할 것이다.
예시적인 실시예 1
인코딩된 이미지 신호
Figure pat00125
및 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00126
는
Figure pat00127
으로 표시된 이미지 신호 프로세싱 블록으로 공급되고, 예시적인 실시예에서, 상기 이미지 신호 프로세싱 블록은 아래의 식 (5)에 따른 프리-디코딩 이미지 신호
Figure pat00128
를 생성한다. 본 발명에서 필수적이지 않지만, 3개의 이미지 신호 변환들(인코딩, 프리-디코더 프로세싱 및 디코딩) 모두가 멱법칙 함수들로 수행되는 것으로 이 수식은 가정한다. 식 (5)는 입력 신호들
Figure pat00129
및
Figure pat00130
를 받아들여 신호
Figure pat00131
를 출력하는 블록
Figure pat00132
의 프로세싱 기능성을 나타낸다. 이 실시예의 새로운 특징은
Figure pat00133
로 표시된 그레이 레벨 임계치의 도입이고, 이는 식 (5)에서 표현된 2가지의 조건적인 경우들로 이어진다. 인코딩된 신호 레벨들이
Figure pat00134
로부터 도출된 레벨 아래로 떨어질 때, 제1 조건은 적용가능하고, 이 경우에서, 그러한 신호 레벨들은 0(즉, 완전히 블랙)으로 설정될 것이다. 그렇지 않으면, 식 (5)에서 제2 조건은
Figure pat00135
로부터 도출된 레벨을 넘어가는 인코딩된 신호에 대해 적용가능하다.
Figure pat00136
식 (5)
Figure pat00137
(멱법칙 인코딩을 추정하는) 멱지수를 인코딩하는 신호
Figure pat00138
=(멱법칙 디코딩을 추정하는) 멱지수를 디코딩하는 신호
Figure pat00139
,
Figure pat00140
및
Figure pat00141
는 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00142
에 포함된다.
Figure pat00143
= 전체 스케일 입력 신호의 부분으로서 요구된 그레이 레벨 임계치
Figure pat00144
= 전체 스케일 출력 신호의 부분으로서 요구된 블랙 레벨 오프셋
Figure pat00145
= (멱법칙 수정을 추정하는) 선형성 수정자 멱지수
그레이 레벨 임계치
Figure pat00146
는: 1) 'Proc'으로 표시된 처리 블록 내의 룩업 테이블 또는 연산 알고리즘들을 통해 결정되거나, 2) 'Proc'상에 '프로그램가능 명령들' 포트에 의해 제공되거나, 3) 'Proc'내에서 미리프로그래밍된 고정된 값이거나, 4) 상기의 것들의 임의의 조합일 수 있다. 대안으로,
Figure pat00147
는 상기
Figure pat00148
처리 블록 내의 고정된 값일 수 있다.
인코딩 지수
Figure pat00149
및 디코딩 지수
Figure pat00150
가 식 (5)에서 추정되는 알려진 양들이라면, 그 후, 그레이 레벨 임계치
Figure pat00151
를 넘는 최종 신호 선형성은 선형성 수정자 지수
Figure pat00152
의 값에 의해 단독으로 결정된다; 즉,
Figure pat00153
는 이전에 정의된 단-대-단 선형성 멱지수
Figure pat00154
와 동일하다. 통상적으로, 인코딩 지수
Figure pat00155
는 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수
Figure pat00156
는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지거나 그리고/또는 테스팅에 의해 결정될 수 있다. 식 (5)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 본 섹션에서 서술되는 프로세스들의 특정 예를 제공하지만, 일반적인 프로세스는 임의의 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.
식 (5)의 기능성의 예는 도 13에서 도시된다. 여기에서, 인코딩 프로세스는 (ITU-R BT.709-5에 의해 근사화되는) 지수
Figure pat00157
=0.50을 갖는 단일 멱법칙 변환이고, 디코딩 프로세스는 (ITU-R BT.1886에 따른) 지수
Figure pat00158
=2.40을 갖는 단일 멱법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨은 0.1에서 설정되고, 요청된 블랙 레벨 임계치는 0.05로 설정되고, 선형성 수정자 지수
Figure pat00159
는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 하위 곡선에 의해 주어지고, 단-대-단 신호 변환은 0.05의 임계치에서 0.1의 요구된 블랙 레벨 오프셋을 나타내고 단-대-단 신호 변환 지수
Figure pat00160
으로 일관된 약간 처진 선형성을 갖는 중간 곡선에 의해 주어진다.
예시적인 실시예 2
식 (5)에 의해 생성되고 도 13에서 도시된 "클리프(cliff)" 타입의 임계치 컷오프는, 특히 상위 레벨들의 임계치들 그리고/또는 블랙 레벨 오프셋들에 대해 이미지 내의 불쾌한 시각적 아티팩트들을 생성할 수 있다. 이것은 갑작스럽고 부자연스럽게 블랙이되는 이미지 내의 어두운 영역들로서 나타내질 것이다 - 이것은 종종 블랜딩으로 불리는 현상이다. 이러한 효과는 임계치의 에지를 연화시킴으로써 감소될 수 있다.
도 11을 참조하면, 인코딩된 이미지 신호
Figure pat00161
및 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00162
는
Figure pat00163
으로 표시된 이미지 신호 프로세싱 블록으로 공급되고, 예시적인 실시예에서, 상기 이미지 신호 프로세싱 블록은 아래의 식 (6)에 따른 프리-디코딩 이미지 신호
Figure pat00164
를 생성한다. 본 발명에서 필수적이진 않지만, 3개의 이미지 신호 변환들(인코딩, 프리-디코더 프로세싱 및 디코딩) 모두가 멱법칙 함수들로 수행되는 것으로 이 수식은 가정한다. 식 (6)은 입력 신호들
Figure pat00165
및
Figure pat00166
를 받아들여 신호
Figure pat00167
를 출력하는 블록
Figure pat00168
의 프로세싱 기능성을 나타낸다. 이 실시예의 새로운 특징은
Figure pat00169
로 표시된 그레이 레벨 턴-오프 포인트의 도입이고, 이는 식 (6)에서 표현된 3가지의 조건적인 경우들로 이어진다. 인코딩된 신호 레벨들이
Figure pat00170
로부터 도출된 레벨 아래로 떨어질 때, 제1 조건은 적용가능하고, 이 경우에서, 그러한 신호 레벨들은 0(즉, 완전히 블랙)으로 설정된다. 다음,
Figure pat00171
로부터 도출된 레벨을 넘지만
Figure pat00172
로부터 도출된 임계 레벨 아래인 인코딩된 신호 레벨들에 대해, 그때, 식 (6)에서의 제2 조건은 적용가능하다. 그렇지 않으면, 식 (6)에서 제3 조건은
Figure pat00173
로부터 도출된 레벨을 넘어가는 인코딩된 신호에 대해 적용가능하다. 제2 조건은
Figure pat00174
(구동 레벨 = 0) 내지
Figure pat00175
(구동 레벨 = 1) 사이의 디스플레이 구동 신호
Figure pat00176
에서의 선형 램프를 생성함으로써 상승된 블랙 레벨과 풀 오프 레벨 사이의 전이를 부드럽게 하는데 사용된다.
Figure pat00177
식 (6)
Figure pat00178
(멱법칙 인코딩을 추정하는) 멱지수를 인코딩하는 신호
Figure pat00179
=(멱법칙 디코딩을 추정하는) 멱지수를 디코딩하는 신호
Figure pat00180
,
Figure pat00181
,
Figure pat00182
및
Figure pat00183
는 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00184
에 포함된다.
Figure pat00185
= 전체 스케일 입력 신호의 부분으로서 요구된 그레이 레벨 턴-오프 포인트
Figure pat00186
= 전체 스케일 입력 신호의 부분으로서 요구된 그레이 레벨 임계치
Figure pat00187
= 전체 스케일 출력 신호의 부분으로서 요구된 블랙 레벨 오프셋
Figure pat00188
= (멱법칙 수정을 추정하는) 선형성 수정자 멱지수
그레이 레벨 턴-오프 포인트
Figure pat00189
및 그레이 레벨 임계치
Figure pat00190
는: 1) 'Proc'으로 표시된 처리 블록 내의 룩업 테이블 또는 연산 알고리즘들을 통해 결정되거나, 2) 'Proc'상에 '프로그램가능 명령들' 포트에 의해 제공되거나, 3) 'Proc'내에서 미리프로그래밍된 고정된 값들이거나, 4) 상기의 것들의 임의의 조합일 수 있다. 대안으로,
Figure pat00191
및
Figure pat00192
는 상기
Figure pat00193
처리 블록 내의 고정된 값일 수 있다.
인코딩 지수
Figure pat00194
및 디코딩 지수
Figure pat00195
가 식 (6)에서 추정되는 알려진 양들이라면, 그 후, 그레이 레벨 임계치
Figure pat00196
를 넘는 최종 신호 선형성은 선형성 수정자 지수
Figure pat00197
의 값에 의해 단독으로 결정된다; 즉,
Figure pat00198
는 이전에 정의된 단-대-단 선형성 멱지수
Figure pat00199
와 동일하다. 통상적으로, 인코딩 지수
Figure pat00200
는 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수
Figure pat00201
는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지거나 그리고/또는 테스팅에 의해 결정될 수 있다. 식 (6)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 본 섹션에서 서술되는 프로세스들의 특정 예를 제공하지만, 일반적인 프로세스는 임의의 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.
식 (6)의 기능성의 예는 도 14에서 도시된다. 여기에서, 인코딩 프로세스는 (ITU-R BT.709-5에 의해 근사화되는) 지수
Figure pat00202
=0.50을 갖는 단일 멱법칙 변환이고, 디코딩 프로세스는 (ITU-R BT.1886에 따른) 지수
Figure pat00203
=2.40을 갖는 단일 멱법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨 오프셋은 0.1에서 설정되고, 요청된 블랙 레벨 임계치는 0.05로 설정되고, 선형성 수정자 지수
Figure pat00204
는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 하위 곡선에 의해 주어지고, 단-대-단 신호 변환은 0.1의 요구된 블랙 레벨 오프셋, 0.02의 그레이 레벨 턴-오프, 및 0.05의 그레이 레벨 임계치를 나타내고 단-대-단 신호 변환 지수
Figure pat00205
으로 일관된 약간 처진 선형성을 갖는 중간 곡선에 의해 주어진다. (
Figure pat00206
, 0)과 (
Figure pat00207
, 0) 사이의 선형 램프는 이전에 언급된 밴딩 효과를 감소시키기 위해 작동한다.
예시적인 실시예 3
이전의 실시예에서의 풀 오프와 임계치 사이의 전이로서 제공된 선형 램프는 시각적 아티팩트들에서의 명백한 감소, 또는 밴딩을 제공하지만, 시각적 아티팩트들을 생성하기 위한 가능성을 갖는 도 14에서 도시된 단-대-단 변환 곡선에서의 첨단점(sharp point)이 여전히 존재한다. 상기 전이를 더 향상시키기 위해, 다른 함수들이 사용될 수 있지만, 사인 곡선을 사용하는 특정 실시예는 아래에서 서술될 것이다.
도 11을 참조하면, 인코딩된 이미지 신호
Figure pat00208
및 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00209
는
Figure pat00210
으로 표시된 이미지 신호 프로세싱 블록으로 공급되고, 예시적인 실시예에서, 상기 이미지 신호 프로세싱 블록은 아래의 식 (7)에 따른 프리-디코딩 이미지 신호
Figure pat00211
를 생성한다. 본 발명에서 필수적이진 않지만, 3개의 이미지 신호 변환들(인코딩, 프리-디코더 프로세싱 및 디코딩) 모두가 멱법칙 함수들로 수행되는 것으로 이 수식은 가정한다. 식 (7)은 입력 신호들
Figure pat00212
및
Figure pat00213
를 받아들여 신호
Figure pat00214
를 출력하는 블록
Figure pat00215
의 프로세싱 기능성을 나타낸다. 이 실시예의 새로운 특징은
Figure pat00216
로 표시된 그레이 레벨 턴-오프 포인트의 도입이고, 이는 식 (7)에서 표현된 3가지의 조건적인 경우들로 이어진다. 인코딩된 신호 레벨들이
Figure pat00217
로부터 도출된 레벨 아래로 떨어질 때, 제1 조건은 적용가능하고, 이 경우에서, 그러한 신호 레벨들은 0(즉, 완전히 블랙)으로 설정된다. 다음,
Figure pat00218
로부터 도출된 레벨을 넘지만
Figure pat00219
로부터 도출된 임계 레벨 아래인 인코딩된 신호 레벨들에 대해, 그때, 식 (7)에서의 제2 조건은 적용가능하다. 그렇지 않으면, 식 (7)에서 제3 조건은
Figure pat00220
로부터 도출된 레벨을 넘어가는 인코딩된 신호에 대해 적용가능하다. 제2 조건은
Figure pat00221
(구동 레벨 = 0) 내지
Figure pat00222
(구동 레벨 =
Figure pat00223
) 사이의 디스플레이 구동 신호
Figure pat00224
에서의 사인-곡선 램프를 생성함으로써 상승된 블랙 레벨과 풀 오프 레벨 사이의 전이를 부드럽게 하는데 사용된다.
Figure pat00225
식 (7)
Figure pat00226
(멱법칙 인코딩을 추정하는) 멱지수를 인코딩하는 신호
Figure pat00227
=(멱법칙 디코딩을 추정하는) 멱지수를 디코딩하는 신호
Figure pat00228
,
Figure pat00229
,
Figure pat00230
및
Figure pat00231
는 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00232
에 포함된다.
Figure pat00233
= 전체 스케일 입력 신호의 부분으로서 요구된 그레이 레벨 턴-오프 포인트
Figure pat00234
= 전체 스케일 입력 신호의 부분으로서 요구된 그레이 레벨 임계치
Figure pat00235
= 전체 스케일 출력 신호의 부분으로서 요구된 블랙 레벨 오프셋
Figure pat00236
= (멱법칙 수정을 추정하는) 선형성 수정자 멱지수
그레이 레벨 턴-오프 포인트
Figure pat00237
및 그레이 레벨 임계치
Figure pat00238
는: 1) 'Proc'으로 표시된 처리 블록 내의 룩업 테이블 또는 연산 알고리즘들을 통해 결정되거나, 2) 'Proc'상에 '프로그램가능 명령들' 포트에 의해 제공되거나, 3) 'Proc'내에서 미리프로그래밍된 고정된 값들이거나, 4) 상기의 것들의 임의의 조합일 수 있다. 대안으로,
Figure pat00239
및
Figure pat00240
는 상기
Figure pat00241
처리 블록 내의 고정된 값일 수 있다.
인코딩 지수
Figure pat00242
및 디코딩 지수
Figure pat00243
가 식 (7)에서 추정되는 알려진 양들이라면, 그 후, 그레이 레벨 임계치
Figure pat00244
를 넘는 최종 신호 선형성은 선형성 수정자 지수
Figure pat00245
의 값에 의해 단독으로 결정된다; 즉,
Figure pat00246
는 이전에 정의된 단-대-단 선형성 멱지수
Figure pat00247
와 동일하다. 통상적으로, 인코딩 지수
Figure pat00248
는 이미지 데이터의 소스에 기초하여 알려지고, 디코딩 지수
Figure pat00249
는 디스플레이의 제조자에 의해 주어지거나 그리고/또는 테스팅에 의해 결정될 수 있다. 식 (7)는 신호 인코딩/디코딩의 특정 방법에 기초하여 본 섹션에서 서술되는 프로세스들의 특정 예를 제공하지만, 일반적인 프로세스는 임의의 다른 인코딩/디코딩 방법과 동일하다.
식 (7)의 기능성의 예는 도 15에서 도시된다. 여기에서, 인코딩 프로세스는 (ITU-R BT.709-5에 의해 근사화되는) 지수
Figure pat00250
=0.50을 갖는 단일 멱법칙 변환이고, 디코딩 프로세스는 (ITU-R BT.1886에 따른) 지수
Figure pat00251
=2.40을 갖는 단일 멱법칙 변환이다. 이 예에서, 요청된 블랙 레벨 오프셋은 0.1에서 설정되고, 요청된 블랙 레벨 임계치는 0.05로 설정되고, 선형성 수정자 지수
Figure pat00252
는 1.20으로 설정된다. 효과적인 디코딩 변환은 하위 곡선에 의해 주어지고, 단-대-단 신호 변환은 0.1의 요구된 블랙 레벨 오프셋, 0.02의 그레이 레벨 턴-오프, 및 0.05의 그레이 레벨 임계치를 나타내고 단-대-단 신호 변환 지수
Figure pat00253
으로 일관된 약간 처진 선형성을 갖는 중간 곡선에 의해 주어진다.
도 15의 좌측 하단의 클로즈-업이 아래의 도 16에서 도시된다. 이것은
Figure pat00254
= 0.05인 경우에서 그레이 레벨 임계치에서 단-대-단 신호 변환의 더 스무스한 전이를 도시한다.
본 섹션에서 제공된 모든 예들은 본 발명의 일반적인 원리들의 단지 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않는 것을 반복적으로 나타낸다. 특히, 상기 사인 함수가 아닌 다른 함수들이 이 영역에서 그레이 레벨 처리의 추가적인 개선을 위해 임계점에서 상기 곡선들의 기울기들의 "탄젠트-매칭(tangential-matching)"을 제공하도록 식 (7)에서 사용될 수 있다.
예시적인 실시예 4
본 섹션에서 서술된 실시예는 이미지 코딩: ITU-R BT.709-5(2002), 및 이미지 코딩: ITU-R BT.1886(2011)의 매우 일반적인 산업-표준 방법을 사용하는 자동 블랙 레벨 및 선형성 보정의 구현을 도시한다. 이 실시예는 또한 임의의 인코딩된/디코딩된 신호 변환 포맷들에 적응될 수 있는 방법을 일반적으로 도시하기 위해 작동한다.
BT.709 인코딩 프로세스는 식 (8)에 의해 서술된다. 식 (8)에서의 제1 조건은, 순수 멱법칙 함수를 위한 경우인 것처럼, 그와 같은 낮은 레벨들에서의 잡음에 대해 문제가 되는 작은 신호들(즉, 가장 어두운 그레이 레벨들)에 대한 변환 함수에서 거의 무한대의 기울기를 방지하도록 의도된다.
Figure pat00255
식 (8)
상기 BT.1886 디코딩 프로세스는 식 (9)에 의해 서술되는 것처럼 단순한 멱법칙 변환이다.
Figure pat00256
식 (9)
도 11을 참조하면, 인코딩된 이미지 신호
Figure pat00257
및 환경적으로 반응하는 제어 신호
Figure pat00258
는
Figure pat00259
으로 표시된 이미지 신호 프로세싱 블록으로 공급되고, 예시적인 실시예에서, 상기 이미지 신호 프로세싱 블록은, 입력 신호들
Figure pat00260
및
Figure pat00261
를 받아들여 신호
Figure pat00262
를 출력하는 블록
Figure pat00263
의 프로세싱 기능성을 나타내는 아래의 식 (10)에 따른 프리-디코딩 이미지 신호
Figure pat00264
를 생성한다. 식 (8)에서 서술된 엔코딩 프로세스의
Figure pat00265
에서의 브레이크 포인트는 식 (10)에서 서술된 2개의 세트들의 조건 경우들로 이어진다. 제1 세트의 조건들은, 인코딩된 신호 레벨
Figure pat00266
가 0.081(= 4.5 x 0.018) 아래에 있고, 블랙 레벨 전이 파라미터들
Figure pat00267
및
Figure pat00268
에 상대적인 인코딩된 신호 레벨
Figure pat00269
에 의존하는 3개의 서브-조건들 1a-1c이 될 때 적용가능하다. 식 (10)의 제2 세트의 조건들은, 인코딩된 신호 레벨
Figure pat00270
가 0.081보다 크고 블랙 레벨 전이 파라미터들
Figure pat00271
및
Figure pat00272
에 상대적인 인코딩된 신호 레벨
Figure pat00273
에 의존하는 3개의 다른 서브-조건들 2a-2c이 될 때, 적용가능하다. 이 목적을 위해 사용될 수 있는 많은 함수들이 존재하지만, 식 (10)에서, 조건들 1b 및 2b에 대한 블랙 레벨 전이를 위해 사인 함수가 구현되었다.
Figure pat00274
식 (10)
부가하여, 주변 광의 스펙트럼 분산의 따라, 디스플레이의 화이트 밸런스를 자동적으로 변경시키는 것이 바람직할 수 있다.
교정 데이터에 관련하여, 공장에서, LCD의 반사율 특성들은 비휘발성 메모리에서 측정되고 저장될 수 있다. 부가하여, 주변 광 센서는 알려진 광 표준으로 교정될 것이다.
상품이 일단 시장에 나오면, 디스플레이 제어기는 계속해서 광 센서로부터 데이터를 분석하고 반사율 데이터가 저장된 공장에서 사용하는 LCD의 전면으로부터 반사되는 광의 양을 계산할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 도시 및 서술하였지만은 당업자이면 청구된 발명의 범위 내에서, 서술된 본 발명의 영향을 미치는 많은 변형들 및 수정들이 행해질 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 부가적으로, 상기에서 기재된 많은 요소들은 동일 결과를 제공하고 청구된 발명의 정신 내에 드는 다른 요소들로 변경 또는 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명은 오직 특허 청구 범위에 의해 기재된 것으로 제한되도록 의도된다.

Claims (30)

  1. 환경 데이터에 기초하여 디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템으로서,
    광 센서와;
    상기 광 센서로부터 전기적인 신호들을 수신하고 그리고 환경적으로 반응하는 제어 신호(environmentally-reactive control signal)(S a)를 발생시키는 환경 프로세서와;
    S a와 인코딩된 이미지 신호(S e)를 받아들이고 그리고 프리-디코딩 이미지 신호(S p)를 발생시키는 이미지 신호 프로세서와; 그리고
    S p를 받아들이고 그리고 상기 디스플레이를 위해 디코딩된 이미지 신호를 발생시키는 이미지 신호 디코더를 포함하고,
    상기 이미지 신호 프로세서는, 상기 인코딩된 이미지 신호(S e)가 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t) 사이에 있을 때 선형 관계식에 기초하여 S p를 결정하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)는, 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t) 사이의 결과적인 신호 변환의 스무스한 전이를 용이하게 하도록 상기 그레이 레벨 임계치(S t)보다 작은 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    결과적인 신호 변환의 풀 오프 레벨은 상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)에 있고, 그리고
    상기 결과적인 신호 변환의 상승된 블랙 레벨은 상기 그레이 레벨 임계치(S t)에 있는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는, 요구된 디스플레이 블랙 레벨
    Figure pat00275
    의 순간 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 환경 프로세서는 하루의 시간에 따라 환경 처리를 변경하는 프로그래밍가능한 명령어들을 더 수신하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 환경 프로세서는 디스플레이 콘텐츠에 따라 환경 처리를 변경하는 프로그래밍가능한 명령어들을 더 수신하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는 신호 선형성 수정 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 임계치(S t)는 상기 환경 프로세서에 의해 결정되는 환경적으로 반응하는 변수인 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 임계치(S t)는 하루의 시간에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 임계치(S t)는 디스플레이 콘텐츠에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  11. 환경 데이터에 기초하여 디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템으로서,
    광 센서와;
    상기 광 센서로부터 전기적인 신호들을 수신하고 그리고 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)를 발생시키는 환경 프로세서와;
    S a와 인코딩된 이미지 신호(S e)를 받아들이고 그리고 프리-디코딩 이미지 신호(S p)를 발생시키는 이미지 신호 프로세서와; 그리고
    S p를 받아들이고 그리고 상기 디스플레이를 위해 디코딩된 이미지 신호를 발생시키는 이미지 신호 디코더를 포함하고,
    상기 이미지 신호 프로세서는, 상기 인코딩된 이미지 신호(S e)가 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t) 사이에 있을 때 사인 곡선에 기초하여 S p를 결정하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)는, 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t) 사이의 결과적인 신호 변환의 스무스한 전이를 용이하게 하도록 상기 그레이 레벨 임계치(S t)보다 작은 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    결과적인 신호 변환의 풀 오프 레벨은 상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)에 있고, 그리고
    상기 결과적인 신호 변환의 상승된 블랙 레벨은 상기 그레이 레벨 임계치(S t)에 있는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는, 요구된 디스플레이 블랙 레벨
    Figure pat00276
    의 순간 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 환경 프로세서는 하루의 시간에 따라 환경 처리를 변경하는 프로그래밍가능한 명령어들을 더 수신하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  16. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 환경 프로세서는 디스플레이 콘텐츠에 따라 환경 처리를 변경하는 프로그래밍가능한 명령어들을 더 수신하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  17. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는 신호 선형성 수정 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  18. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 임계치(S t)는 상기 환경 프로세서에 의해 결정되는 환경적으로 반응하는 변수인 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  19. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 임계치(S t)는 하루의 시간에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  20. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 임계치(St)는 디스플레이 콘텐츠에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 시스템.
  21. 환경 데이터에 기초하여 디스플레이의 특성들을 변경하는 방법으로서,
    광 센서로부터 환경 데이터를 받아들이는 단계와;
    상기 환경 데이터로부터 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)를 발생시키는 단계와;
    인입하는 인코딩된 이미지 데이터(S e) 및 S a에 기초하여 프리-디코딩 이미지 신호(S p)를 발생시키는 단계와; 그리고
    S p를 디코딩된 이미지 신호(S d)로 디코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 프리-디코딩 이미지 신호(S p)를 발생시키는 단계는, S e가 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t) 사이에 있을 때 선형 관계식에 기초하여 S p를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)는, 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t) 사이의 결과적인 신호 변환의 스무스한 전이를 용이하게 하도록 상기 그레이 레벨 임계치(S t)보다 작은 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    결과적인 신호 변환의 풀 오프 레벨은 상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)에 있고, 그리고
    상기 결과적인 신호 변환의 상승된 블랙 레벨은 상기 그레이 레벨 임계치(S t)에 있는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  24. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는, 요구된 디스플레이 블랙 레벨
    Figure pat00277
    의 순간 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  25. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는 신호 선형성 수정 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  26. 환경 데이터에 기초하여 디스플레이의 특성들을 변경하는 방법으로서,
    광 센서로부터 환경 데이터를 받아들이는 단계와;
    상기 환경 데이터로부터 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)를 발생시키는 단계와;
    인입하는 인코딩된 이미지 데이터(S e) 및 S a에 기초하여 프리-디코딩 이미지 신호(S p)를 발생시키는 단계와; 그리고
    S p를 디코딩된 이미지 신호(S d)로 디코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 프리-디코딩 이미지 신호(S p)를 발생시키는 단계는, S e가 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t ) 사이에 있을 때, 사인 곡선에 기초하여 S p를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)는, 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)와 그레이 레벨 임계치(S t) 사이의 결과적인 신호 변환의 스무스한 전이를 용이하게 하도록 상기 그레이 레벨 임계치(S t)보다 작은 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    결과적인 신호 변환의 풀 오프 레벨은 상기 그레이 레벨 턴-오프 포인트(S 0)에 있고, 그리고
    상기 결과적인 신호 변환의 상승된 블랙 레벨은 상기 그레이 레벨 임계치(S t)에 있는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  29. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는, 요구된 디스플레이 블랙 레벨
    Figure pat00278
    의 순간 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
  30. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    상기 환경적으로 반응하는 제어 신호(S a)는 신호 선형성 수정 값을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이의 특성들을 변경하는 방법.
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