KR20210112690A - 디스플레이 패널 구동을 위한 영상데이터를 처리하는 장치 및 방법 - Google Patents

디스플레이 패널 구동을 위한 영상데이터를 처리하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20210112690A
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Abstract

본 실시예는 디스플레이 패널 구동을 위한 영상데이터를 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상 장면의 대표 밝기값에 따라 각 화소의 밝기를 유동적으로 변경하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

디스플레이 패널 구동을 위한 영상데이터를 처리하는 장치 및 방법{APPARATUS ANS METHOD FOR PROCESSING IMAGE DATA FOR DRIVING DISPLAY PANEL}
본 실시예는 디스플레이 패널 구동을 위한 영상데이터를 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
표시장치는 호스트 장치로부터 수신되는 영상데이터에 따라 각 화소의 밝기를 제어함으로써 패널 상에 영상을 표시하게 된다. 일반적으로, 백라이트를 사용하지 않고 화소가 자체적으로 발광하는 자체 발광 표시장치-예를 들어, 유기발광표시장치 등-는 화소로 공급되는 구동전류의 크기를 제어하여 각 화소의 밝기를 제어할 수 있다.
이러한 표시장치에서, 화소로 공급되는 구동전류의 크기는 영상데이터를 변환한 아날로그전압-일명, 데이터전압-에 의해 제어되기 때문에 결과적으로 표시장치는 영상데이터에 따라 각 화소의 밝기를 제어할 수 있게 된다.
여기서, 각 화소의 밝기가 밝아질수록 표시장치의 전력 소비량은 증가하게 된다.
다시 말해서, 영상데이터에 포함된 영상 장면에 백색 계열의 색상이 많이 분포할수록 각 화소의 밝기가 밝아지기 때문에 표시장치의 전력 소비량이 증가하게 되고, 표시장치를 사용중인 사용자의 눈부심 현상도 발생하게 된다.
위와 같은 사항을 해결하기 위해서 종래에는 표시장치에서 영상데이터의 밝기를 일률적으로 감소시켜서 전력 소비량을 감소시킴과 아울러 사용자의 눈부심 현상도 방지하였다.
하지만, 영상데이터의 밝기를 일률적으로 낮추게 되면 원하지 않는 영상 장면의 밝기도 감소하고 그에 따라 화질이 열화될 수 있는 문제점이 있다.
예를 들어, 영상 장면에 어두운 색상이 많이 분포한 경우에도 종래에는 표시장치가 영상데이터의 밝기를 일률적으로 감소시켰기 때문에 어두운 색상이 분포된 영상 장면에 대한 화질이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은 일 측면에서, 영상 장면의 대표 밝기값에 따라 각 화소의 밝기를 유동적으로 변경하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 처리장치가 영상데이터를 처리하는 방법에 있어서, 입력 영상데이터에 포함된 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값을 산출하는 단계; N(N은 2이상의 자연수)개의 설정치들을 이용하여 N개의 X축 포인트값들을 산출하는 단계; N개의 제1 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제1 기준 커브를 생성하고, N개의 제2 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제2 기준 커브를 생성하는 단계; 상기 제1 기준 커브, 상기 제2 기준 커브 및 상기 대표 밝기값을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성하는 단계; 및 상기 밝기 조절용 커브를 이용하여 상기 화소별 입력 밝기값을 화소별 출력 밝기값으로 변환하는 단계 를 포함하는 영상데이터를 처리하는 방법을 제공한다.
상기 방법은 상기 출력 밝기값을 포함하는 출력 영상데이터를 패널구동장치로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
화소별 입력 밝기값, 상기 X축 포인트값들, 상기 제1 Y축 포인트값들, 상기 제 2 Y축 포인트값들 및 상기 화소별 출력 밝기값은 계조값일 수 있다.
밝기 조절용 커브의 X축 좌표값은 상기 화소별 입력 밝기값을 포함하고, 상기 밝기 조절용 커브의 Y축 좌표값은 상기 화소별 출력 밝기값을 포함할 수 있다.
상기 제1 기준 커브와 상기 제2 기준 커브를 생성하는 단계는 상기 X축 포인트값들과 상기 제1 Y축 포인트값들을 매칭시키고, 상기 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제1 기준 커브를 생성하는 단계; 및 상기 X축 포인트값들과 상기 제2 Y축 포인트값들을 매칭시키고, 상기 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제2 기준 커브를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설정치들은 2의 거듭제곱의 지수로 구성될 수 있다.
상기 X축 포인트값들을 산출하는 단계에서 상기 설정치들 중에서 마지막 설정치인 제N 설정치만큼의 쉬프트 연산을 통해 상기 제N 설정치를 지수로 하는 2의 거듭제곱값인 제N 거듭제곱값을 산출하고, 화소의 최고 밝기값에서 상기 제N 거듭제곱값을 차감하여 제N X축 포인트값 - 상기 X축 포인트값들 중에서 최고 포인트값 - 을 최우선으로 산출할 수 있다.
상기 대표 밝기값은 상기 제1 기준 커브에 지정된 제1 대표 밝기값보다 작거나 같고, 상기 제2 기준 커브에 지정된 제2 대표 밝기값보다 크거나 같을 수 있다.
상기 밝기 조절용 커브를 생성하는 단계에서 상기 제1 대표 밝기값, 상기 제2 대표 밝기값 및 상기 대표 밝기값을 이용한 데이터 보간법을 통해 상기 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
다른 실시예는, 입력 영상데이터에 포함된 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값을 산출하는 대표 밝기값 산출부; N(N은 2이상의 자연수)개의 설정치들을 이용하여 N개의 X축 포인트값들을 산출하고, N개의 제1 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제1 기준 커브를 생성하며, N개의 제2 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제2 기준 커브를 생성한 후에 상기 제1 기준 커브, 상기 제2 기준 커브 및 상기 대표 밝기값을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성하는 커브 생성부; 및 상기 밝기 조절용 커브를 이용하여 상기 화소별 입력 밝기값을 화소별 출력 밝기값으로 변환하는 영상데이터 변환부를 포함하는 영상데이터 처리장치을 제공한다.
영상데이터 처리장치는 상기 화소별 출력 밝기값을 포함한 출력 영상데이터를 패널구동장치에 송신하는 영상데이터 송신부를 더 포함할 수 있다.
상기 커브 생성부는 상기 N개의 설정치들을 지수로 하는 2의 거듭제곱값들을 쉬프트 연산을 통해 산출하는 쉬프트 연산부; 화소의 최고 밝기값에서 제N 거듭제곱값 - 상기 N개의 설정치들 중에서 마지막 설정치인 제N 설정치에 해당하는 2의 거듭제곱값 - 을 차감하여 제N X축 포인트값 - 상기 X축 포인트값들 중에서 최고 포인트값 - 을 산출하고, 상기 제N X축 포인트값에서 제N-1 거듭제곱값을 차감하여 제N-1 X축 포인트값을 산출하는 감산부; 및 상기 X축 포인트값들과 상기 제1 Y축 포인트값들을 매칭시킨 후에 상기 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제1 기준 커브를 생성하고, 상기 X축 포인트값들과 상기 제2 Y축 포인트값들을 매칭시킨 후에 상기 X축 포인트값들을 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제2 기준 커브를 생성하는 데이터 보간부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 보간부는 상기 제1 기준 커브에 지정된 제1 대표 밝기값, 상기 제2 기준 커브에 지정된 제2 대표 밝기값 및 상기 대표 밝기값을 이용한 데이터 보간법을 통해 상기 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
영상데이터 처리장치는 상기 N개의 설정치들, 상기 N개의 제1 Y축 포인트값들 및 상기 N개의 제2 Y축 포인트값들을 저장하는 메모리부를 더 포함할 수 있다.
상기 메모리부는 다수의 대표 밝기 범위, 다수의 가중평균 밝기 범위 및 상기 다수의 대표 밝기 범위 대비 상기 다수의 가중평균 밝기 범위에 따른 다수의 대표 밝기 등급을 포함한 룩업테이블을 더 저장할 수 있다.
상기 화소별 입력 밝기값은 각 화소의 R(Red)서브화소의 계조값인 R계조값, G(Green)서브화소의 계조값인 G계조값, B(Blue)서브화소의 계조값인 B계조값을 포함하고, 상기 대표 밝기값 산출부는 상기 각 화소에 대한 상기 R계조값의 제곱수를 총합한 제1제곱총합값, 상기 G계조값의 제곱수를 총합한 제2제곱총합값, 및 상기 B계조값의 제곱수를 총합한 제3제곱총합값 중 최대인 값을, 상기 R계조값을 총합한 제1총합값, 상기 G계조값을 총합한 제2총합값 및 상기 B계조값을 총합한 제3총합값 중 최대인 값으로 나누어서 상기 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값을 산출할 수 있다.
상기 커브 생성부는 상기 룩업테이블에서 상기 대표 밝기값을 포함한 특정 대표 밝기 범위 대비 상기 가중평균 밝기값을 포함한 특정 가중평균 밝기 범위에 따른 특정 대표 밝기 등급을 추출하고, 상기 제1 기준 커브, 상기 제2 기준 커브 및 상기 특정 대표 밝기 등급을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 영상데이터 처리장치가 영상 장면의 대표 밝기값에 따라 밝기 조절용 커브를 적절하게 조정하여 생성하고, 밝기 조절용 커브를 통해 영상 장면에 해당하는 각 화소의 밝기를 조절하기 때문에 종래에 일률적인 밝기 조절로 인해 발생하는 화질의 열화 현상을 해소할 수 있다.
그리고 영상데이터 처리장치가 간단한 연산을 통해 밝기 조절용 커브를 생성하기 때문에 영상데이터 처리장치를 구성하는 회로를 간소화할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상데이터 처리장치의 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 커브 생성부의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 설정치들을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 X축 포인트값을 산출하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 룩업테이블을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 기준 커브를 생성하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2 기준 커브를 생성하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 밝기 조절용 커브를 생성하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 밝기 조절용 커브를 통해 화소의 입력 밝기값을 변환하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 영상데이터 처리장치에서 영상데이터를 처리하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 영상데이터 처리장치(110), 패널 구동장치(120), 게이트구동장치(130) 및 디스플레이 패널(140) 등을 포함할 수 있다.
영상데이터 처리장치(110)는 외부(예를 들어, 호스트 장치 등)로부터 입력 영상데이터(RGB)를 수신하고, 입력 영상데이터(RGB)를 출력 영상데이터(RGB')로 변환할 수 있고, 출력 영상데이터(RGB')를 패널구동장치(120)로 송신할 수 있다.
패널구동장치(120)는 영상데이터 처리장치(110)로부터 출력 영상데이터(RGB')를 수신하고, 출력 영상데이터(RGB')를 이용하여 아날로그전압-일명, 데이터전압-을 생성할 수 있다.
그리고 패널구동장치(120)는 아날로그전압을 데이터라인(DL)을 통해 디스플레이 패널(140)에 배치되는 각 화소로 공급할 수 있다.
여기서, 디스플레이 패널(140)에는 각 화소, 즉 다수의 화소가 배치될 수 있고, 다수의 화소 각각은 자체적으로 발광하는 화소일 수 있다. 예를 들어, 각 화소는 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 포함할 수 있고, 유기발광다이오드로 공급되는 구동전류에 의해 자체적으로 발광할 수 있다. 여기서, 각 화소의 밝기는 패널구동장치(120)로부터 공급되는 아날로그전압에 의해 제어될 수 있다.
게이트구동장치(130)는 게이트라인(GL)을 통해 디스플레이 패널(140)로 스캔신호를 공급할 수 있다.
이러한 스캔신호에 따라 디스플레이 패널(140)의 특정 라인이 선택될 수 있고, 패널구동장치(120)에서 공급되는 아날로그전압은 선택된 라인의 화소로만 공급될 수 있다.
영상데이터 처리장치(110)는 패널구동장치(120), 게이트구동장치(130)로 동기화신호 및/또는 제어신호를 공급하여 스캔신호의 공급 타이밍 및 아날로그전압의 공급 타이밍 등을 제어할 수 있다.
이러한 영상데이터 처리장치(110)는 타이밍컨트롤러로 호칭되고, 패널구동장치(120)는 소스드라이버, 컬럼드라이버 등으로 호칭되고, 게이트구동장치(130)는 게이트드라이버로 호칭될 수 있다. 그리고 각각의 장치는 독립적인 집적회로의 형태로 구성되거나, 두 개 이상의 장치가 하나의 집적회로의 형태로 구성될 수 있다.
한편, 일 실시예에서 영상데이터 처리장치(110)는 외부(예를 들어, 호스트 장치 등)로부터 수신하는 입력 영상데이터에 해당하는 장면 영상의 밝기를 분석하고, 장면 영상의 밝기에 해당하는 입력 영상데이터(RGB)의 화소별 입력 밝기값을 장면 영상의 밝기에 따라 조절할 수 있고, 조절한 화소별 입력 밝기값인 화소별 출력 밝기값을 포함한 출력 영상데이터(RGB')를 패널구동장치(120)로 송신할 수 있다.
이를 위해 영상데이터 처리장치(110)는 ACL(Adaptive Current Limit 또는 Automotive Current Limit) 기술을 응용할 수 있다.
이에 대한 구체적인 설명은 아래와 같다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상데이터 처리장치(110)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 영상데이터 처리장치(110)는 대표 밝기값 산출부(210), 메모리부(220), 커브 생성부(220), 영상데이터 변환부(240) 및 영상데이터 송신부(250)를 포함할 수 있다.
대표 밝기값 산출부(210)는 입력 영상데이터(RGB)에 포함된 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값을 산출할 수 있다. 여기서, 대표 밝기값은 평균 영상 레벨(APL: Average Picture Level)로 호칭될 수도 있고, 아래와 같은 수식에 의해 산출될 수 있다. 한편, 화소별 입력 밝기값은 각 화소의 R(Red)서브화소의 계조값인 R계조값, G(Green)서브화소의 계조값인 G계조값, B(Blue)서브화소의 계조값인 B계조값을 포함할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Y는 디스플레이 패널(140)에 배치된 다수의 화소 각각에 대한 휘도성분인 화소계조값, R계조값은 각 화소를 구성하는 R(Red)서브화소의 계조값, G계조값은 각 화소를 구성하는 G(Green)서브화소의 계조값, B계조값은 각 화소를 구성하는 B(Blue)서브화소의 계조값, n은 다수의 화소의 개수일 수 있다. 그리고 a는 R계조값에 대한 가중치, b는 G계조값에 대한 가중치, c는 B계조값에 대한 가중치이고, a+b+c=1의 관계를 가질 수 있다.
한편, 대표 밝기값 산출부(210)는 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값도 산출할 수 있다.
구체적으로, 대표 밝기값 산출부(210)는 각 화소에 대한 R계조값의 제곱수를 총합한 제1제곱총합값, G계조값의 제곱수를 총합한 제2제곱총합값, 및 B계조값의 제곱수를 총합한 제3제곱총합값 중 최대인 값을, R계조값을 총합한 제1총합값, G계조값을 총합한 제2총합값 및 B계조값을 총합한 제3총합값 중 최대인 값으로 나누어서 화소별 입력 밝기값에 대한 가중대표 밝기값을 산출할 수 있다. 여기서, 가중평균 밝기값은 가중평균 영상 레벨(WAPL: Weighted Average Picture Level)로 호칭될 수도 있다.
메모리부(220)는 후술할 커브 생성부(230)에서 밝기 조절용 커브를 생성하기 위한 데이터를 저장할 수 있다.
구체적으로 메모리부(220)는 밝기 조절용 커브를 생성하기 위한 N개의 설정치들과 N개의 제1 Y축 포인트값들 및 N개의 제2 Y축 포인트값들을 저장할 수 있다. 여기서, 밝기 조절용 커브의 X축의 좌표값은 입력 밝기값일 수 있고, Y축의 좌표값은 출력 밝기값일 수 있다.
일 실시예에서는 메모리부(220)의 크기를 최소화하기 위해 밝기 조절용 커브를 구성하는 점들의 X, Y 좌표값을 모두 저장하지 않고, 후술할 커브 생성부(230)에서 밝기 조절용 커브를 생성할 때에 기본적으로 필요한 데이터인 N개의 설정치들과 N개의 제1 Y축 포인트값들 및 N개의 제2 Y축 포인트값들을 저장할 수 있다.
여기서, N개의 설정치들은 커브 생성부(230)에서 밝기 조절용 커브를 생성할 때에 필요한 N개의 X축 포인트값들을 산출하기 위한 데이터를 의미할 수 있다.
이러한 설정치들은 도 4 및 도 5와 같이 2의 거듭제곱의 지수로 구성될 수 있다. N개의 설정치들을 2의 거듭제곱의 지수로 구성한 이유에 대한 자세한 설명은 커브 생성부(230)의 설명시에 하도록 한다.
한편, 대표 밝기값 산출부(210)에서 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값을 산출하는 경우, 메모리부(220)는 도 7과 같이 다수의 대표 밝기 범위, 다수의 가중평균 밝기 범위 및 다수의 대표 밝기 범위 대비 다수의 가중평균 밝기 범위에 따른 다수의 대표 밝기 등급을 포함한 룩업테이블을 더 저장할 수 있다.
커브 생성부(230)는 입력 영상데이터의 화소별 입력 밝기값을 적절하게 조절하기 위한 밝기 조절용 커브를 생성한다.
구체적으로, 커브 생성부(230)는 N개의 설정치들을 이용하여 N X축 포인트값들을 산출할 수 있다.
일 실시예에서 커브 생성부(230)는 N개의 설정치들을 지수로 하는 2의 거듭제곱값인 제1 내지 제N 거듭제곱값을 쉬프트 연산을 통해 산출할 수 있다.
예를 들어, N개의 설정치들이 도 4와 같이 8개의 설정치인 포인트 1 설정치 내지 포인트 8 설정치로 구성되고, 포인트 8 설정치가 5인 경우, 커브 생성부(230)는 이진수 "00000001"을 5만큼 좌측 쉬프트하여 2의 5제곱값인 32에 해당하는 이진수 "00010000"을 산출할 수 있다.
위와 같이 제1 내지 제N 거듭제곱값을 산출한 후에 커브 생성부(230)는 도 5와 같이 기설정된 화소의 최고 밝기값에서 제N 거듭제곱값을 차감하여 제N X축 포인트값을 최우선적으로 산출할 수 있다.
이후, 커브 생성부(230)는 제N X축 포인트값에서 제N-1 거듭제곱값을 차감하여 제N-1 X축 포인트값을 두번째로 산출할 수 있다.
커브 생성부(230)는 위와 같은 방식으로 제N-2 X축 포인트값부터 제1 X축 포인트값을 산출할 수 있다.
다시 말해서, 커브 생성부(230)는 N개의 X축 포인트값들을 산출할 때에 밝기값이 가장 큰 포인트값부터 밝기값이 가장 작은 포인트값 순으로 산출할 수 있다.
예를 들어, N개의 설정치들이 도 4와 같을 때에 커브 생성부(230)는 도 6과 같이 밝기값이 가장 큰 제8 X축 포인트값인 "991"을 최우선적으로 산출한 후에 밝기값 순으로 나머지 X축 포인트값들을 산출할 수 있다.
일 실시예에서 커브 생성부(230)는 위와 같이 쉬프트 연산과 차감 연산을 통해 X축 포인트값들을 산출하기 때문에 커브 생성부(230)를 구성하는 회로가 간소화될 수 있다.
한편, 커브 생성부(230)는 위와 같이 산출한 N개의 X축 포인트값들과 메모리부(220)에 저장된 N개의 제1 Y축 포인트값(도 8의 Min1 내지 Min8)을 매칭(도 8의 사각점 참조)시킬 수 있다.
이후, 커브 생성부(230)는 N개의 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 도 8과 같은 제1 기준 커브를 생성할 수 있다.
또한, 커브 생성부(230)는 N개의 X축 포인트값들과 메모리부(220)에 저장된 N개의 제2 Y축 포인트값(도 9의 Max1 내지 Max8)을 매칭(도 9의 마름모점 참조)시킬 수 있다.
이후, 커브 생성부(230)는 N개의 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 도 9와 같은 제2 기준 커브를 생성할 수 있다.
여기서, 제1 기준커브와 제2 기준 커브는 대표 밝기값을 반영한 밝기 조절용 커브를 생성하기 위해 필요한 최소 조절 기준과 최대 조절 기준일 수 있다.
위와 같이 제1 기준 커브와 제2 기준 커브를 생성한 커브 생성부(230)는 제1 기준 커브에 지정된 제1 대표 밝기값과 제2 기준 커브에 지정된 제 2 대표 밝기값 및 대표 밝기값을 이용한 데이터 보간법을 통해 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다. 여기서, 제1 대표 밝기값과 제 2 대표 밝기값은 메모리부(220)에 저장될 수 있고, 대표 밝기값은 제1 대표 밝기값보다 작거나 같고, 제 2 대표 밝기값보다 크거나 같을 수 있다.
일 실시예에서 제N X축 포인트값에 매칭된 밝기 조절용 커브의 N번째 Y축 포인트값은 아래와 같은 보간법 수식에 의해 산출될 수 있다.
Figure pat00002
여기서, Max.N은 N번째 제2 Y축 포인트값, Rv.B는 대표 밝기값, Rv.B1은 제1 대표 밝기값, Min.N은 N번째 제1 Y축 포인트값, Rv.B2는 제2 대표 밝기값일 수 있다.
커브 생성부(230)는 위와 같은 보간법 수식을 통해 밝기 조절용 커브의 N개의 Y축 포인트값들을 산출할 수 있다. 그리고 N개의 Y축 포인트값들과 매칭(도 10의 원점 참조)된 N개의 X축 포인트값들 사이를 잇는 값들도 데이터 보간법을 통해 산출하여 도 10과 같은 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
한편, 대표 밝기값 산출부(210)에서 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값을 산출하고, 메모리부(220)가 도 7과 같은 룩업테이블을 더 저장한 경우, 커브 생성부(230)는 룩업테이블에서 특정 대표 밝기 범위 대비 특정 가중평균 밝기 범위에 따른 특정 대표 밝기 등급을 추출할 수 있다. 여기서, 특정 대표 밝기 범위는 대표 밝기값을 포함한 대표 밝기 범위이고, 특정 가중평균 밝기 범위는 가중평균 밝기값을 포함한 가중평균 밝기 범위일 수 있다.
커브 생성부(230)는 제1 기준 커브, 제2 기준 커브 및 특정 평균 밝기 등급을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성할 수도 있다.
다시 말해서, 제1 기준 커브에는 제1 대표 밝기 등급이 지정될 수 있고, 제2 기준 커브에는 제 2 대표 밝기 등급이 지정될 수 있다. 그리고 커브 생성부(230)는 제1 대표 밝기 등급, 제 2 대표 밝기 등급 및 특정 평균 밝기 등급을 이용한 데이터 보간법을 통해 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
일 실시예에서는 위와 같이 커브 생성부(230)가 입력 영상데이터(RGB)의 대표 밝기값, 즉 입력 영상데이터(RGB)에 포함된 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값에 따라 밝기 조절용 커브를 적절하게 조정할 수 있다.
영상데이터 변환부(240)는 밝기 조절용 커브를 이용하여 화소별 입력 밝기값을 화소별 출력 밝기값으로 변환한다.
예를 들어, 입력 영상데이터(RGB)에 포함된 어느 하나의 화소 입력 밝기값이 831일 때, 영상데이터 변환부(240)는 어느 하나의 화소 입력 밝기값인 831을 도 11과 같이 밝기 조절용 커브에 대입하여 출력 밝기값인 728로 변환할 수 있다.
위와 같은 방식으로 입력 영상데이터(RGB)에 포함된 전체 화소의 입력 밝기값들을 출력 밝기값들로 변환한 영상데이터 변환부(240)는 화소별 출력 밝기값을 포함한 출력 영상데이터(RGB')를 영상데이터 송신부(250)로 전달할 수 있다.
그리고 영상데이터 송신부(250)는 출력 영상데이터(RGB')를 패널구동장치(120)에 송신할 수 있다.
일 실시예에서 대표 밝기값의 산출과 이에 따른 밝기 조절용 커브의 생성은 영상데이터의 프레임 단위로 처리될 수 있다.
다시 말해서, 영상데이터 처리장치(110)에서 프레임 단위의 입력 영상데이터(RGB)를 수신할 때마다 대표 밝기값 산출부(210)에서 대표 밝기값을 산출하고, 이에 따라 커브 생성부(230)에서 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
여기서, 이전 프레임의 대표 밝기값에 비해 현재 프레임의 대표 밝기값이 급격히 바뀌게 되면, 화면의 밝기 변화가 크게 발생하게 되어 표시장치(100)를 보고 있는 사용자에게 이질감을 줄 수 있다.
일 실시예에서는 이를 해소하기 위해 대표 밝기값의 급격한 변화를 완충할 수 있는 디밍(Dimming) 기법을 적용할 수 있다.
이하에서는 커브 생성부(230)의 상세 구성에 대해서 설명하도록 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 커브 생성부(230)의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 커브 생성부(230)는 쉬프트 연산부(310), 감산부(320) 및 데이터 보간부(330)를 포함할 수 있다.
쉬프트 연산부(310)는 N개의 설정치들을 지수로 하는 2의 거듭제곱값인 제1 내지 제N 거듭제곱값을 쉬프트 연산을 통해 산출할 수 있다.
예를 들어, N개의 설정치들이 도 4와 같이 8개의 설정치인 포인트 1 설정치 내지 포인트 8 설정치로 구성되고, 포인트 8 설정치가 5인 경우, 쉬프트 연산부(310)는 이진수 "00000001"을 5만큼 좌측 쉬프트하여 2의 5제곱값인 32에 해당하는 이진수 "00010000"을 산출할 수 있다.
감산부(320)는 기설정된 화소의 최고 밝기값에서 제N 거듭제곱값을 차감하여 제N X축 포인트값을 산출하고, 제N X축 포인트값에서 제N-1 거듭제곱값을 차감하여 제N-1 X축 포인트값을 산출할 수 있다.
다시 말해서, 감산부(320)는 N개의 X축 포인트값들을 산출할 때에 차감 연산을 통해 밝기값이 가장 큰 포인트값부터 밝기값이 가장 작은 포인트값 순으로 산출할 수 있다.
데이터 보간부(330)는 N개의 X축 포인트값과 메모리부(220)에 저장된 N개의 제1 Y축 포인트값들을 매칭시킨 후에 N개의 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출할 수 있다. 이를 통해 데이터 보간부(330)는 도 8과 같은 제1 기준 커브를 생성할 수 있다.
그리고 데이터 보간부(330)는 N개의 X축 포인트값들과 메모리부(220)에 저장된 N개의 제2 Y축 포인트값들을 매칭시킨 후에 N개의 X축 포인트값의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출할 수 있다. 이를 통해 데이터 보간부(330)는 도 9와 같은 제2 기준 커브를 생성할 수 있다.
위와 같이 제1 기준 커브와 제2 기준 커브를 생성한 데이터 보간부(330)는 제1 기준 커브에 지정된 제1 대표 밝기값과 제2 기준 커브에 지정된 제 2 대표 밝기값 및 대표 밝기값을 이용한 데이터 보간법을 통해 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다. 여기서, 제1 대표 밝기값과 제 2 대표 밝기값은 메모리부(220)에 저장될 수 있고, 대표 밝기값은 제1 대표 밝기값 보다 작거나 같고, 제 2 대표 밝기값보다 크거나 같을 수 있다.
데이터 보간부(330)는 상술한 보간법 수식(수학식 2)을 통해 밝기 조절용 커브의 N개의 Y축 포인트값들을 산출할 수 있다. 그리고 N개의 Y축 포인트값들과 매칭(도 10의 원점 참조)된 N개의 X축 포인트값들 사이를 잇는 값들도 데이터 보간법을 통해 산출하여 도 10과 같은 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
한편, 대표 밝기값 산출부(210)에서 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값을 산출하고, 메모리부(220)가 도 7과 같은 룩업테이블을 더 저장한 경우, 데이터 보간부(330)는 룩업테이블에서 특정 평균 밝기 범위 대비 특정 가중평균 밝기 범위에 따른 특정 대표 밝기 등급을 추출할 수 있다. 여기서, 특정 대표 밝기 범위는 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값이 포함된 대표 밝기 범위이고, 특정 가중평균 밝기 범위는 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값이 포함된 가중평균 밝기 범위를 의미한다.
데이터 보간부(330)는 제1 기준 커브, 제2 기준 커브 및 특정 대표 밝기 등급을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성할 수도 있다.
다시 말해서, 제1 기준 커브에는 제1 대표 밝기 등급이 지정될 수 있고, 제2 기준 커브에는 제2 평균 밝기 등급이 지정될 수 있다. 그리고 데이터 보간부(330)는 제1 대표 밝기 등급, 제 2 대표 밝기 등급 및 특정 대표 밝기 등급을 이용한 데이터 보간법을 통해 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다.
이하에서는 영상데이터 처리장치(110)에서 영상데이터를 처리하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 12는 일 실시예에 따른 영상데이터 처리장치에서 영상데이터를 처리하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 12를 참조하면, 영상데이터 처리장치(110)는 호스트 장치로부터 입력 영상데이터(RGB)를 수신한 후에 입력 영상데이터(RGB)에 포함된 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값을 산출할 수 있다(S1210). 여기서, 대표 밝기값은 평균 영상 레벨(APL: Average Picture Level)로 호칭될 수 있고, 화소별 입력 밝기값은 각 화소의 R(Red)서브화소의 계조값인 R계조값, G(Green)서브화소의 계조값인 G계조값, B(Blue)서브화소의 계조값인 B계조값을 포함할 수 있다. 영상데이터 처리장치(110)는 상술한 수학식 1을 통해 대표 밝기값을 산출할 수 있다.
위와 같이 대표 밝기값을 산출한 영상데이터 처리장치(110)는 기저장한 N개의 설정치들을 이용 N개의 X축 포인트값들을 산출할 수 있다(S1220). 여기서, 영상데이터 처리장치(110)는 N개의 설정치들을 이용한 쉬프트 연산과 차감 연산을 통해 N개의 X축 포인트값들을 산출하되, 제N X축 포인트값을 최우선적으로 산출할 수 있다.
이후, 영상데이터 처리장치(110)는 N개의 X축 포인트값들과 기저장한 N개의 제1 Y축 포인트값을 매칭시키고, N개의 X축 포인트값의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 제1 기준 커브를 생성할 수 있다(S1230).
영상데이터 처리장치(110)는 N개의 X축 포인트값과 기저장한 N개의 제2 Y축 포인트값들을 매칭시키고, N개의 X축 포인트값의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 제2 기준 커브를 생성할 수 있다(S1240). 여기서, 제1 기준 커브와 제2 기준 커브의 생성 순서는 영상데이터 처리장치(110)를 설계하는 설계자의 임의대로 결정될 수 있다.
이후 영상데이터 처리장치(110)는 제1 기준 커브에 지정된 제1 대표 밝기값과 제2 기준 커브에 지정된 제2 대표 밝기값 및 대표 밝기값을 이용한 데이터 보간법을 통해 밝기 조절용 커브를 생성할 수 있다(S1250). 여기서, 대표 밝기값은 제1 대표 밝기값 보다 작거나 같고, 제 2 대표 밝기값보다 크거나 같을 수 있다.
영상데이터 처리장치(110)는 밝기 조절용 커브를 이용하여 화소별 입력 밝기값을 화소별 출력 밝기값으로 변환하고, 화소별 출력 밝기값을 포함한 출력 영상데이터(RGB')를 패널구동장치(120)로 송신할 수 있다(S1260, S1270).
한편, 상기 단계 S1210에서 영상데이터 처리장치(110)는 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값을 더 산출할 수 있다.
이러한 경우, 영상데이터 처리장치(110)는 도 7과 같은 룩업테이블을 더 저장할 수 있고, 상기 단계 S1240 이후에 룩업테이블에서 대표 밝기값을 포함한 특정 평균 밝기 범위 대비 가중평균 밝기값을 포함한 특정 가중평균 밝기 범위에 따른 특정 대표 밝기 등급을 추출할 수 있다.
그리고 영상데이터 처리장치(110)는 제1 기준 커브, 제2 기준 커브 및 특정 대표 밝기 등급을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 일 실시예에서는 영상데이터 처리장치(110)가 영상 장면의 대표 밝기값에 따라 밝기 조절용 커브를 적절하게 조정하여 생성하고, 밝기 조절용 커브를 통해 영상 장면에 해당하는 각 화소의 밝기를 조절하기 때문에 종래에 일률적인 밝기 조절로 인해 발생하는 화질의 열화 현상을 해소할 수 있다.
그리고 영상데이터 처리장치(110)가 쉬프트 연산과 차감 연산, 그리고 데이터 보간법을 통해 밝기 조절용 커브를 생성하기 때문에 영상데이터 처리장치(110)를 구성하는 회로를 간소화할 수 있다.

Claims (17)

  1. 처리장치가 영상데이터를 처리하는 방법에 있어서,
    입력 영상데이터에 포함된 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값을 산출하는 단계;
    N(N은 2이상의 자연수)개의 설정치들을 이용하여 N개의 X축 포인트값들을 산출하는 단계;
    N개의 제1 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제1 기준 커브를 생성하고, N개의 제2 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제2 기준 커브를 생성하는 단계;
    상기 제1 기준 커브, 상기 제2 기준 커브 및 상기 대표 밝기값을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성하는 단계; 및
    상기 밝기 조절용 커브를 이용하여 상기 화소별 입력 밝기값을 화소별 출력 밝기값으로 변환하는 단계
    를 포함하는 영상데이터를 처리하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 밝기값을 포함하는 출력 영상데이터를 패널구동장치로 송신하는 단계를 더 포함하는 영상데이터를 처리하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소별 입력 밝기값, 상기 X축 포인트값들, 상기 제1 Y축 포인트값들, 상기 제 2 Y축 포인트값들 및 상기 화소별 출력 밝기값은 계조값인 영상데이터를 처리하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 조절용 커브의 X축 좌표값은 상기 화소별 입력 밝기값을 포함하고, 상기 밝기 조절용 커브의 Y축 좌표값은 상기 화소별 출력 밝기값을 포함하는 디스플레이 패널 구동을 위한 영상데이터를 처리하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 기준 커브와 상기 제2 기준 커브를 생성하는 단계는
    상기 X축 포인트값들과 상기 제1 Y축 포인트값들을 매칭시키고, 상기 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제1 기준 커브를 생성하는 단계; 및
    상기 X축 포인트값들과 상기 제2 Y축 포인트값들을 매칭시키고, 상기 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제2 기준 커브를 생성하는 단계
    를 포함하는 영상데이터를 처리하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정치들은 2의 거듭제곱의 지수로 구성되는 영상데이터를 처리하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 X축 포인트값들을 산출하는 단계에서
    상기 설정치들 중에서 마지막 설정치인 제N 설정치만큼의 쉬프트 연산을 통해 상기 제N 설정치를 지수로 하는 2의 거듭제곱값인 제N 거듭제곱값을 산출하고, 화소의 최고 밝기값에서 상기 제N 거듭제곱값을 차감하여 제N X축 포인트값 - 상기 X축 포인트값들 중에서 최고 포인트값 - 을 최우선으로 산출하는 영상데이터를 처리하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 대표 밝기값은 상기 제1 기준 커브에 지정된 제1 대표 밝기값보다 작거나 같고, 상기 제2 기준 커브에 지정된 제2 대표 밝기값보다 크거나 같은 영상데이터를 처리하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 밝기 조절용 커브를 생성하는 단계에서
    상기 제1 대표 밝기값, 상기 제2 대표 밝기값 및 상기 대표 밝기값을 이용한 데이터 보간법을 통해 상기 밝기 조절용 커브를 생성하는 영상데이터를 처리하는 방법.
  10. 입력 영상데이터에 포함된 화소별 입력 밝기값에 대한 대표 밝기값을 산출하는 대표 밝기값 산출부;
    N(N은 2이상의 자연수)개의 설정치들을 이용하여 N개의 X축 포인트값들을 산출하고, N개의 제1 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제1 기준 커브를 생성하며, N개의 제2 Y축 포인트값들과 상기 X축 포인트값들을 이용하여 제2 기준 커브를 생성한 후에 상기 제1 기준 커브, 상기 제2 기준 커브 및 상기 대표 밝기값을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성하는 커브 생성부; 및
    상기 밝기 조절용 커브를 이용하여 상기 화소별 입력 밝기값을 화소별 출력 밝기값으로 변환하는 영상데이터 변환부
    를 포함하는 영상데이터 처리장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소별 출력 밝기값을 포함한 출력 영상데이터를 패널구동장치에 송신하는 영상데이터 송신부
    를 더 포함하는 영상데이터 처리장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 커브 생성부는
    상기 N개의 설정치들을 지수로 하는 2의 거듭제곱값들을 쉬프트 연산을 통해 산출하는 쉬프트 연산부;
    화소의 최고 밝기값에서 제N 거듭제곱값 - 상기 N개의 설정치들 중에서 마지막 설정치인 제N 설정치에 해당하는 2의 거듭제곱값 - 을 차감하여 제N X축 포인트값 - 상기 X축 포인트값들 중에서 최고 포인트값 - 을 산출하고, 상기 제N X축 포인트값에서 제N-1 거듭제곱값을 차감하여 제N-1 X축 포인트값을 산출하는 감산부; 및
    상기 X축 포인트값들과 상기 제1 Y축 포인트값들을 매칭시킨 후에 상기 X축 포인트값들의 사이를 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제1 기준 커브를 생성하고, 상기 X축 포인트값들과 상기 제2 Y축 포인트값들을 매칭시킨 후에 상기 X축 포인트값들을 잇는 값들을 데이터 보간법을 통해 산출하여 상기 제2 기준 커브를 생성하는 데이터 보간부
    를 포함하는 영상데이터 처리장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 보간부는 상기 제1 기준 커브에 지정된 제1 대표 밝기값, 상기 제2 기준 커브에 지정된 제2 대표 밝기값 및 상기 대표 밝기값을 이용한 데이터 보간법을 통해 상기 밝기 조절용 커브를 생성하는 영상데이터 처리장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 N개의 설정치들, 상기 N개의 제1 Y축 포인트값들 및 상기 N개의 제2 Y축 포인트값들을 저장하는 메모리부
    를 더 포함하는 영상데이터 처리장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 메모리부는 다수의 대표 밝기 범위, 다수의 가중평균 밝기 범위 및 상기 다수의 대표 밝기 범위 대비 상기 다수의 가중평균 밝기 범위에 따른 다수의 대표 밝기 등급을 포함한 룩업테이블을 더 저장하는 영상데이터 처리장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 화소별 입력 밝기값은 각 화소의 R(Red)서브화소의 계조값인 R계조값, G(Green)서브화소의 계조값인 G계조값, B(Blue)서브화소의 계조값인 B계조값을 포함하고, 상기 대표 밝기값 산출부는 상기 각 화소에 대한 상기 R계조값의 제곱수를 총합한 제1제곱총합값, 상기 G계조값의 제곱수를 총합한 제2제곱총합값, 및 상기 B계조값의 제곱수를 총합한 제3제곱총합값 중 최대인 값을, 상기 R계조값을 총합한 제1총합값, 상기 G계조값을 총합한 제2총합값 및 상기 B계조값을 총합한 제3총합값 중 최대인 값으로 나누어서 상기 화소별 입력 밝기값에 대한 가중평균 밝기값을 산출하는 영상데이터 처리장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 커브 생성부는 상기 룩업테이블에서 상기 대표 밝기값을 포함한 특정 대표 밝기 범위 대비 상기 가중평균 밝기값을 포함한 특정 가중평균 밝기 범위에 따른 특정 대표 밝기 등급을 추출하고, 상기 제1 기준 커브, 상기 제2 기준 커브 및 상기 특정 대표 밝기 등급을 이용하여 밝기 조절용 커브를 생성하는 영상데이터 처리장치.
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