KR100599970B1

KR100599970B1 - How to adjust the quality

Info

Publication number: KR100599970B1
Application number: KR1020040013302A
Authority: KR
Inventors: 한정민
Original assignee: 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: KR20050087476A

Abstract

본 발명은 TV용 LCD에서 고 계조 표시를 가능하게 하기 위해서 계조의 표시를 LCD 구동에만 의존하지 않고,한 프레임에서의 계조 신호를 확률적으로 합산하여, 일정 수준 이상의 밝기 혹은 이하의 밝기에서 인버터를 연동하여 구동함으로써 백 라이트의 밝기를 밝게 혹은 어둡게 하는 화질 조정 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 계조 표시를 가능하게 하기 위하여 한 프레임 내의 계조 표시에 대한 데이터를 확률적으로 분석하여 백 라이트의 밝기를 다단계로 조절하며, 이 때 발생하는 선명도의 저하 및 표시 정보 식별의 곤란함을 방지하기 위하여 백 라이트가 밝게 혹은 어둡게 조절된 경우에 표시 정보 간의 계조 격차를 크게 함으로써 고 계조의 선명하고 식별이 용이한 정보를 표시한다.The present invention does not rely only on display of gray scales to enable high gray scale display in a TV LCD, but probabilistically sums up the gray scale signals in one frame, thereby inverting the inverter at a predetermined level or lower brightness. Disclosed is a method of adjusting an image quality of brightening or darkening a backlight by driving in conjunction. In order to enable gradation display, the disclosed invention probabilistically analyzes data on gradation display in one frame to adjust the brightness of the backlight in multiple stages, and reduces the sharpness and difficulty in identifying display information. To prevent this, when the backlight is brightly or darkly adjusted, the gradation gap between the display information is increased to display clear and easy-to-identify information of high gradation.

화질, 조정Image quality, adjustment

Description

How to adjust image quality {IMAGE QUALITY CONTROL METHOD}

도 1 및 도 2는 종래의 화질 조정 방법을 설명하는 도면.1 and 2 are diagrams illustrating a conventional image quality adjusting method.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 장치를 나타낸 블럭도.3 is a block diagram illustrating an image quality adjusting device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 방법을 설명하는 흐름도.4 is a flowchart illustrating a method of adjusting image quality according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 감마 곡선을 나타낸 도면.5 to 9 illustrate gamma curves according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 상대적인 콘트라스트 값을 보정한 상태를 나타낸 도면.10 is a view showing a state in which a relative contrast value is corrected according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

302: 제어부 304: 메모리302: control unit 304: memory

306: 평균값 획득부 308: 인버터306: average value acquisition unit 308: inverter

본 발명은 화질 조정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, TV용 LCD에서 고 계조 표시를 가능하게 하기 위해서 계조의 표시를 LCD 구동에만 의존하지 않고,한 프레임에서의 계조 신호를 확률적으로 합산하여, 일정 수준 이상의 밝기 혹은 이하의 밝기에서 인버터를 연동하여 구동함으로써 백 라이트의 밝기를 밝게 혹은 어둡게 하는 화질 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for adjusting image quality, and more particularly, in order to enable high gray scale display in a TV LCD, the gray scale display is probabilistically summed up by probing gradation signals in one frame instead of relying only on LCD driving. In addition, the present invention relates to a method of adjusting the image quality by brightening or darkening the backlight by driving the inverter at a certain level or less.

종래의 기술에서 계조의 표시는 일정한 밝기로 고정된 백 라이트의 배경 하에서 LCD의 구동에 의한 투과율의 차이에만 의존하고 있다. 그러나, 이러한 경우 통상의 256 계조 이상의 계조의 표시에는 2⁸이상의 신호 처리를 통한 구동이 필요하며, 대화면 구동을 위한 신호 처리에 많은 부담을 주게 되어, 실제로 이 이상의 고 계조 구동은 불가능하다. 따라서, TV용 LCD에서 보다 높은 계조의 표현을 위해서는 배경 광원과의 연동이 필요하다.In the prior art, the display of gradation only depends on the difference in transmittance caused by the driving of the LCD under the background of the backlight fixed at a constant brightness. However, in such a case, the display of grayscales of 256 or more gray levels requires driving through signal processing of 2 ⁸ or more, which imposes a lot of burden on signal processing for large screen driving, and in fact, higher grayscale driving is impossible. Therefore, in order to express higher gray levels in TV LCDs, it is necessary to link with a background light source.

그러나, 이러한 단순하게 배경 광원과의 연동 만으로 최상 밝기의 부근 혹은 최저 밝기의 부근에서의 표시 화상의 인식이 어렵게 되는 단점이 있다. 즉, 최상 밝기 부근에서는 확률적으로 밝은 화면으로 판단되어 백 라이트의 휘도가 밝게 조절이 되며, 이 때에 표시하고자 하는 대상의 상대적인 그레이 스케일 저하로 어두운 화상에서 표시 정보의 식별이 곤란하게 되는 문제점을 가지고 있다.However, there is a disadvantage in that it is difficult to recognize the display image in the vicinity of the highest brightness or in the vicinity of the lowest brightness only by interlocking with the background light source. In other words, the brightness of the backlight is brightly adjusted because it is determined to be a bright screen in the vicinity of the highest brightness, and it is difficult to identify the display information in the dark image due to the relative gray scale degradation of the object to be displayed. have.

도 1 및 도 2는 종래의 화질 조정 방법 설명하는 도면이다.1 and 2 are diagrams illustrating a conventional image quality adjusting method.

도 1의 화면은 예시 화면으로서, 전체 영역의 4/5가 표시되고 있는 상황을 나타낸 것이다. 표시 영역 중에 계층 별로 그레이 250, 230, 210, 190의 상태를 나타낸 것이다. 이럴 경우 먼저 전체 영역 중에서 그레이 레벨로 평균을 작성하면, 이 화면은 전체적으로 어두운 화면임을 알 수 있다. 따라서, 이에 맞추어 먼저 백 라이트의 밝기를 어둡게 조정한다. 백 라이트의 밝기를 조절하여 전체적으로 어두운 화면의 경우, 실제 블랙에 가까운 상태를 만들 수 있어서 전체 콘트라스트 비율 이 높아지는 장점은 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 최초 230, 250 계조의 화면이 구분할 수 없게 되는 상황이 발생한다.The screen of FIG. 1 is an example screen and shows a situation in which 4/5 of the entire area is displayed. The states of gray 250, 230, 210, and 190 are shown for each layer in the display area. In this case, if the average is first created in gray level of the entire area, it can be seen that the screen is a dark screen as a whole. Therefore, the brightness of the backlight is first darkened accordingly. In the case of a totally dark screen by adjusting the brightness of the backlight, it is possible to create a state close to the actual black, which increases the overall contrast ratio, but as shown in FIG. 2, the first 230 and 250 gradation screens are indistinguishable. Situation occurs.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고 계조 표시를 가능하게 하기 위하여 한 프레임 내의 계조 표시에 대한 데이터를 확률적으로 분석하여 백 라이트의 밝기를 다단계로 조절하며, 이 때 발생하는 선명도의 저하 및 표시 정보 식별의 곤란함을 방지하기 위하여 백 라이트가 밝게 혹은 어둡게 조절된 경우에 표시 정보 간의 계조 격차를 크게 함으로써 고 계조의 선명하고 식별이 용이한 정보를 표시하는 화질 조정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in order to enable high gradation display, the data of the gradation display in one frame is probabilistically analyzed to adjust the brightness of the backlight in multiple stages. In order to prevent the deterioration of sharpness and difficulty in identifying the display information, the gray scale difference between the display information is increased when the backlight is brightly or darkly displayed. The purpose is to provide a method for adjusting the image quality.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (i) 전체 표시 화상의 각 화소의 계조 값을 계산하는 단계; (ii) 단계 (i)에서 계산된 각 화소 계조 값을 평균하여 계조 평균값을 얻는 단계; (iii) 상기 계조 평균값을 다수의 화면 밝기 기준값과 순차적으로 비교하는 단계; (iv) 단계 (iii)의 비교 결과에 따라 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는 단계; (v) 상기 밝기 레벨 판단 데이터를 기초로 하여 백 라이트 밝기 및 감마 곡선을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화질 조정 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: (i) calculating the gray value of each pixel of the entire display image; (ii) averaging each pixel gray value calculated in step (i) to obtain a gray average value; (iii) sequentially comparing the gray level average values with a plurality of screen brightness reference values; (iv) obtaining brightness level determination data according to the comparison result of step (iii); and (v) adjusting the backlight brightness and the gamma curve based on the brightness level determination data.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 장치를 나타낸 블럭도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 감마 곡선을 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 상대적인 콘트라스트 값을 보정한 상태를 나타낸 도면이다.3 is a block diagram illustrating an image quality adjusting device according to an embodiment of the present invention. 4 is a flowchart illustrating a method of adjusting image quality according to an embodiment of the present invention. 5 to 9 illustrate gamma curves according to an embodiment of the present invention. 10 is a diagram illustrating a state in which a relative contrast value is corrected according to an embodiment of the present invention.

단계 S401에서, 제어부(302)는 다수의 화면 밝기 기준값을 메모리(304)에 저장한다. 상기 다수의 화면 밝기 기준값은 한 프레임 내의 계조 표시에 대한 데이터를 확률적으로 분석함에 의해 매우 어두운 화면의 밝기 기준값, 어두운 화면의 밝기 기준값, 밝은 화면의 밝기 기준값, 및 매우 밝은 화면의 밝기 기준값을 포함한다. 즉, 한 프레임 표시 정보를 전부 메모리(304)에 저장하여 확률적으로 전체적인 화면의 밝기를 밝은 화면, 통상 화면, 및 어두운 화면으로 나누어 판단한다. 이 때, 화면의 수준을 구분하는 것은 사용자의 필요에 따라 다수의 단계로의 설정이 가능하다. In step S401, the controller 302 stores a plurality of screen brightness reference values in the memory 304. The plurality of screen brightness reference values include a brightness reference value of a very dark screen, a brightness reference value of a dark screen, a brightness reference value of a bright screen, and a brightness reference value of a very bright screen by probabilistic analysis of data on gray scale display in one frame. do. That is, all of the frame display information is stored in the memory 304 to determine the brightness of the overall screen in a probable manner by dividing it into a bright screen, a normal screen, and a dark screen. At this time, the level of the screen can be set to a plurality of stages according to the needs of the user.

통상 인버터(308)의 밝기의 조절은 현재 모드일 때, 10:1 이상이므로, 밝은 화면과 어두운 화면의 구분은 이 범위 내에서 표시 품위를 저하시키지 않는다고 판단되는 범위 내에서 자유롭게 선택이 가능하다.Since the brightness of the inverter 308 is usually adjusted to 10: 1 or more in the current mode, the division between the bright screen and the dark screen can be freely selected within the range determined not to degrade the display quality within this range.

평균값 획득부(306)은 전체 표시 화상의 각 화소의 계조 값 Pi을 계산한다(단계 S402). 여기서, i는 1 ∼ n(n은 2 이상의 정수)로서 전체 화면 해상도 대비 화소 수를 나타낸다. 평균값 획득부(306)는 계산된 각 화소 계조 값을 평균하여 계조 평균값 Avg을 획득한다(단계 S403). 상기 계조 평균값 Avg는 제어부(302)에 제공된다.The average value acquisition unit 306 calculates the tone value Pi of each pixel of the entire display image (step S402). Here, i is 1 to n (n is an integer of 2 or more), and represents the number of pixels compared to the full screen resolution. The average value obtaining unit 306 averages each calculated pixel gradation value to obtain a gradation average value Avg (step S403). The gray average value Avg is provided to the controller 302.

제어부(302)는 상기 평균값 획득부(306)로부터의 계조 평균값 Avg을 다수의 화면 밝기 기준값과 순차적으로 비교한다. 즉, 제어부(302)는 계조 평균값 Avg가 어두운 화면의 밝기 기준값 D1 보다 큰 지를 판단한다(단계 S404). 단계 S404의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 어두운 화면의 밝기 기준값 D1 보다 큰 경우, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 어두운 화면의 밝기 기준값 D2 보다 큰 지의 여부를 판단한다(단계 S405).The controller 302 sequentially compares the gray scale average value Avg from the average value acquirer 306 with a plurality of screen brightness reference values. That is, the controller 302 determines whether the gray scale average value Avg is larger than the brightness reference value D1 of the dark screen (step S404). As a result of the determination in step S404, when the gradation average value Avg is greater than the brightness reference value D1 of the dark screen, it is determined whether the gradation mean value Avg is greater than the brightness reference value D2 of the very dark screen (step S405).

단계 S405의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 어두운 화면의 밝기 기준값 D2 보다 큰 경우, 제어부(302)는 매우 어두운 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S406). 상기 단계 S405에서, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 어두운 화면의 밝기 기준값 D2 이하인 경우, 제어부(302)는 어두운 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S407). 단계 S404의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 어두운 화면의 밝기 기준값 D1 이하인 경우, 상기 계조 평균값 Avg가 밝은 화면의 밝기 기준값 B1 보다 작은 지의 여부를 판단한다(단계 S408).As a result of the determination in step S405, when the gradation average value Avg is larger than the brightness reference value D2 of the very dark screen, the control unit 302 obtains very dark screen adjustment brightness level determination data (step S406). In step S405, when the gradation average value Avg is less than or equal to the brightness reference value D2 of the very dark screen, the control unit 302 obtains the brightness level determination data for adjusting the dark screen (step S407). As a result of the determination in step S404, when the gradation average value Avg is less than or equal to the brightness reference value D1 of the dark screen, it is determined whether the gradation mean value Avg is smaller than the brightness reference value B1 of the bright screen (step S408).

단계 S408의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 밝은 화면의 밝기 기준값이 B1 이상인 경우, 제어부(302)는 중간 밝기 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S409). 단계 S408에서, 상기 계조 평균값 Avg가 밝은 화면의 밝기 기준값이 B1 보다 작은 경우, 제어부(302)는 상기 계조 평균값 Avg가 매우 밝은 화면의 밝기 기준값 B2 보다 작은 지의 여부를 판단한다(단계 S410). 단계 S410의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 밝은 화면의 밝기 기준값이 B2 이상인 경우, 제어부(302)는 밝은 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S411). 이와는 반대로, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 밝은 화면의 밝기 기준값 B2 보다 작은 경우, 제어부(302)는 매우 밝은 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S412).As a result of the determination in step S408, when the brightness reference value of the screen where the gray scale average value Avg is bright is B1 or more, the controller 302 obtains brightness level determination data for adjusting the intermediate brightness screen (step S409). In step S408, when the brightness reference value of the screen where the gray average value Avg is bright is smaller than B1, the controller 302 determines whether the gray level average value Avg is smaller than the brightness reference value B2 of the very bright screen (step S410). As a result of the determination in step S410, when the brightness reference value of the screen where the gray scale average value Avg is very bright is B2 or more, the controller 302 obtains the brightness level determination data for bright screen adjustment (step S411). On the contrary, when the gradation average value Avg is smaller than the brightness reference value B2 of the very bright screen, the control unit 302 obtains very bright screen adjustment brightness level determination data (step S412).

제어부(302)는 상기 밝기 레벨 판단 데이터를 기초로 하여 인버터(308)를 제어하여 백 라이트 밝기를 조절하고, 전체 표시 화상의 명암차를 크게 하기 위하여, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 감마 곡선을 조절한다(단계 S413). 제어부(302)는 상기 조절된 백 라이트 밝기 및 감마 곡선에 따라 화면을 출력하도록 한다(단계 S414).The controller 302 controls the inverter 308 based on the brightness level determination data to adjust the brightness of the backlight and increase the contrast of the entire display image, as shown in FIGS. 5 to 9. The gamma curve is adjusted (step S413). The controller 302 outputs a screen according to the adjusted backlight brightness and gamma curve (step S414).

상기한 바와 같이, 본 발명은 고 계조의 선명하고 식별이 용이한 정보를 표시하기 위한 수단으로서, 아래의 2 단계의 조정 작업을 거치며, 이에 대한 설명은 다음과 같다.As described above, the present invention is a means for displaying clear and easy-to-identify information of high gradation, and undergoes the following two steps of adjustment, which will be described below.

제1 단계의 조정 작업을 통하여 인버터를 조정하는 신호가 출력되어 백 라이트의 밝기가 조정되는 순간에 다시 확률적으로 조정된 값에 의해서 전체 표시 화상의 밝기가 최고 혹은 최저 수준으로 판단될 경우, 표시 화상의 명암 차를 크게 하기 위해서 상대적인 구동 전위를 크게 해 주는 작업을 수행한다. 이 때 상대적인 구동 전위를 크게 해 주는 기준에 대해서는 실험을 통한 적절한 값을 선택하여야 하며, 상대적인 구동 전위의 차이에 대해서도 실험을 통해서 적절한 값을 산출하는 바람직하다. When the signal for adjusting the inverter is output through the adjustment operation in the first step and the brightness of the entire display image is determined to be the highest or lowest level based on the stochastic adjustment value again at the moment when the brightness of the backlight is adjusted, the indication is displayed. In order to increase the contrast of the image, an operation of increasing the relative driving potential is performed. In this case, an appropriate value through experiments should be selected for a criterion for increasing the relative driving potential, and it is preferable to calculate an appropriate value through experiments with respect to the difference in relative driving potential.

상기 제2 단계의 조정 작업을 통하여 가공된 구동 신호가 LCD 구동에 적용되 는 시점에서 이미 제1 단계의 확률적인 밝기의 판단에 의해서 밝기의 조절이 이루어진 백 라이트를 배경으로 LCD가 구동되므로, 원하는 화상을 얻을 수 있다.Since the LCD is driven against the background of the backlight whose brightness has already been adjusted by the determination of the probabilistic brightness of the first stage at the time when the driving signal processed through the adjustment of the second stage is applied to the LCD driving, the desired image Can be obtained.

상기 제2 단계의 조정 작업 및 인버터 출력의 조절을 통하여 화면 전체의 밝기가 밝은 경우에는 전체적으로 밝은 휘도의 백 라이트에서 표시 영역과 비 표시 영역 간의 명암 차는 더욱 크게 되어 밝은 백 라이트 하에서도 우수한 표시 품질을 얻을 수 있으며, 반대로 어두운 경우에도 같은 원리로 식별이 용이한 표시 화상을 얻을 수 있다. When the brightness of the entire screen is bright through the adjustment operation of the second step and the inverter output, the contrast difference between the display area and the non-display area becomes larger in the backlight of bright brightness as a whole so that the display quality is excellent even under the bright backlight. On the contrary, even when it is dark, the display image which is easy to identify can be obtained by the same principle.

본 발명에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 전체적으로 감마 커브의 기울기를 변경하여 표시하고자 하는 부분의 명암 차를 회복하는 방법이다. 이 경우, 밝은 방향으로 조정 및 어두운 방향으로의 조정이 가능하며, 예를 들면 전체 밝기의 평균 값에 대하여 5 단계로 나누어 제어하는 경우를 생각하면, 단계를 정상 상태를 중심으로 밝은 쪽으로 B1, B2, 어두운 쪽으로 D1, D2로 설정하면, 각각을 고려한 감마 곡선 도 5 내지 도 9에 나타난 바와 같다.In the present invention, as shown in Fig. 10, by changing the slope of the gamma curve as a whole to recover the contrast difference of the portion to be displayed. In this case, the light direction can be adjusted and the dark direction can be adjusted. For example, considering the case of controlling the average value of the overall brightness by dividing it into 5 steps, the steps are B1, B2 toward the light centered on the normal state. , D1, D2 toward the dark side, gamma curve considering each, as shown in Figs.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.Although the present invention has been described as a specific preferred embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described embodiments without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Anyone with a variety of variations will be possible.

따라서, 본 발명은 특히 TV 용 LCD의 구동에 있어서 기존의 모니터용 LCD에서 기본적으로 사용된 256 계조 이상의 고 계조 구동을 통하여 고 품위의 화상 표 시를 가능하게 하기 위하여, 먼저 확률적으로 계산된 화면 전체의 밝기를 기준으로 하여 백 라이트의 밝기를 조절하고, 다음으로 최고 혹은 최저 수준의 확률적인 밝기에서의 표시 정보의 시인성 확보를 위해서 상대적으로 표시 영역과 비 표시 영역에서의 상대적인 명암 차를 크게 하는 방법에 의해서 고 계조의 TV 화면 구동을 가능하게 하는 장점을 가진다.Therefore, in order to enable high-definition image display through driving of high gradation of 256 gradations or more, which is basically used in existing monitor LCDs, especially in driving of LCDs for TVs, the present invention first calculates screens probabilistically. The brightness of the backlight is adjusted based on the overall brightness, and then the relative contrast between the display area and the non-display area is increased to secure the visibility of the display information at the highest or lowest level stochastic brightness. This method has the advantage of enabling high grayscale TV screen driving.

Claims

delete

(i) calculating a gray value of each pixel of the entire display image;

(ii) averaging each pixel gray value calculated in step (i) to obtain a gray average value;

(iii) a plurality of values including a brightness reference value of a very dark screen, a brightness reference value of a dark screen, a brightness reference value of a bright screen, and a brightness reference value of a very bright screen, which are set by probabilistic analysis of data for gray scale display in one frame. Sequentially comparing a screen reference value and the gray level average value;

(iv) obtaining brightness level determination data according to the comparison result of step (iii); And

(v) adjusting a backlight brightness and a gamma curve based on the brightness level determination data.

The image quality adjusting method according to claim 2, wherein the gamma curve is adjusted to increase the contrast of the entire display image.

The method of claim 2, further comprising storing the plurality of screen brightness reference values.