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KR20170006969A - 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR20170006969A
KR20170006969A KR1020150098469A KR20150098469A KR20170006969A KR 20170006969 A KR20170006969 A KR 20170006969A KR 1020150098469 A KR1020150098469 A KR 1020150098469A KR 20150098469 A KR20150098469 A KR 20150098469A KR 20170006969 A KR20170006969 A KR 20170006969A
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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는, 영상을 입력받는 영상 입력부, 복수의 화소를 포함하며, 복수의 화소를 화소 단위로 발광시켜 입력된 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널부, 디스플레이 패널부를 구동하는 패널 구동부 및, 입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 패널 구동부를 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어 방법 { DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF }
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 화소의 밝기를 직접 제어할 수 있는 디스플레이 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 디스플레이 장치가 사용되고 있다. 디스플레이 장치의 예로는 TV, 모니터, 전광판, 전자 액자, 키오스크, 휴대폰, 빔 프로젝터 등이 있을 수 있다.
한편, 디스플레이 장치에서 기존에 널리 쓰이던 LCD는 백라이트를 광원으로 삼아 광원에서 원하는 색상만 출력해 특정 영상을 표현하는 방식이다. LCD의 백라이트는 하나의 면 광원으로서 디스플레이 전체를 밝혀주고 각 화소는 이 빛을 액정을 통해 0~255 즉, 총 256 단계로 나눠 사용하는 구조이다.
도 18은 기존의 LCD에서의 휘도 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
LCD는 상술한 바와 같이 단일 광원을 이용하다 보니, 빛의 최대 밝기는 모든 화소가 동일하고 해당 빛을 0~255의 256 단계로 획일적으로 나눠서 사용하게 된다.
이에 따라 영상을 표현할 때 얼마나 많은 신호를 표현할 수 있는지를 나타내는 Dynamic Range가 256 단계 즉, 0 ~ 255 단계로 결정된다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 입력된 영상의 특성에 기초하여 각 화소의 밝기를 개별적으로 제어함에 따라 화질을 개선시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 영상 표시 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 영상을 입력받는 영상 입력부, 복수의 화소를 포함하며, 상기 복수의 화소를 화소 단위로 발광시켜 상기 입력된 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널부, 상기 디스플레이 패널부를 구동하는 패널 구동부 및, 상기 입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 상기 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 패널 구동부를 제어하는 프로세서를 포함한다.
또한, 상기 프로세서는, 최소 휘도 레벨 및 최대 휘도 레벨 중 적어도 하나가 상이한 별개의 감마 테이블을 상기 복수의 영역 각각에 적용하여, 각 영역이 디스플레이 휘도가 적용된 감마 테이블에 따라 개별적으로 조정되도록 제어하며, 상기 감마 테이블은 영상의 계조 및 디스플레이 휘도 간의 관계를 나타내는 테이블일 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 복수의 영역 중 계조가 상대적으로 낮은 제1 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 낮은 제1 감마 테이블을 적용하고, 계조가 상대적으로 높은 제2 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 높은 제2 감마 테이블을 적용할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 해당 영역을 복수의 서브 영역으로 구분하고, 상기 복수의 서브 영역 중 적어도 일부 서브 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 입력된 영상의 계조 히스토그램을 분석하고, 상기 입력된 영상을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 입력된 영상의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분하고, 복수의 계조 구간 중 적어도 일부 계조 구간에 대응되는 적어도 일부 영역에 별개의 감마 테이블을 적용하여 해당 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 입력된 영상을 기설정된 기준에 따라 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 입력된 영상을 구성하는 복수의 오브젝트 영역 중 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역의 계조 특성에 기초하여, 해당 오브젝트 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역은 관심 오브젝트 영역이 될 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 디스플레이 장치가 저전력 모드로 동작하는 경우, 상기 저전력 모드에서 기설정된 최대 휘도 레벨에 기초하여 상기 영상의 적어도 일부 계조 구간을 상기 회대 휘도 레벨에 따라 리스케일링하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 화소는 자발광 소자로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 화소를 포함하며, 상기 복수의 화소를 화소 단위로 발광시켜 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법은,
입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 상기 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계 및, 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 최소 휘도 레벨 및 최대 휘도 레벨 중 적어도 하나가 상이한 별개의 감마 테이블을 상기 복수의 영역 각각에 적용하여, 각 영역이 디스플레이 휘도가 적용된 감마 테이블에 따라 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 상기 복수의 영역 중 계조가 상대적으로 낮은 제1 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 낮은 제1 감마 테이블을 적용하고, 계조가 상대적으로 높은 제2 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 높은 제2 감마 테이블을 적용하여 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 상기 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 해당 영역을 복수의 서브 영역으로 구분하는 단계를 더 포함하며, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 상기 복수의 서브 영역 중 적어도 일부 서브 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 구동할 수 있다.
또한, 상기 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계는, 상기 입력된 영상의 계조 히스토그램을 분석하고, 상기 입력된 영상을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 입력된 영상의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분하고, 복수의 계조 구간에 대응되는 영역을 상기 복수의 영역으로 구분하며, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 상기 복수의 계조 구간 중 적어도 일부 계조 구간에 대응되는 적어도 일부 영역에 별개의 감마 테이블을 적용하여 해당 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 상기 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계는, 상기 입력된 영상을 기설정된 기준에 따라 복수의 영역으로 구분하고, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 구분된 복수의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 상기 입력된 영상을 구성하는 복수의 오브젝트 영역 중 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역의 계조 특성에 기초하여, 해당 오브젝트 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 상기 디스플레이 장치가 저전력 모드로 동작하는 경우, 상기 저전력 모드에서 기설정된 최대 휘도 레벨에 기초하여 상기 영상의 적어도 일부 계조 구간을 상기 최대 휘도 레벨에 따라 리스케일링하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 화소는 자발광 소자로 구현될 수 있다.
또한, 상기 영상의 계조 구간은 256 단계의 계조 구간이 될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 자발광 디스플레이의 전력 소모를 최소화하면서 화질을 개선시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 패널 구동부의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화소 구조를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 감마 테이블의 형태를 나타내는 도면들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휘도 히스토그램을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감마 테이블의 형태를 나타내는 도면들이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역별 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 및 도 11b, 도 12a 및 도 12b, 도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 특성 별 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 구분 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 저전력 모드에서의 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨텐츠 속성에 따른 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 기존의 LCD에서의 휘도 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 영상 입력부(110), 디스플레이 패널부(120), 패널 구동부(130) 및 프로세서(140)를 포함한다.
영상 입력부(110)는 영상을 입력받는다. 구체적으로, 영상 입력부(110)는 외부의 저장 매체, 방송국, 웹 서버 등과 같은 각종 외부 장치로부터 영상을 입력받을 수 있다. 여기서, 입력되는 영상은 단일 시점 즉 2D 영상, 스테레오(Stero) 영상, 다시점 영상 중 어느 하나의 영상이 될 수 있다.
디스플레이 패널부(120)는 복수의 화소(pixel)를 포함하며, 복수의 화소를 화소 단위로 발광시켜 입력된 영상을 디스플레이한다. 여기서, 복수의 화소는 OLED(organic light emitting diode), PDP(plasma display panel), LED(Light-Emitting Diode) 등 스스로 빛을 내는 자발광 소자로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 각 화소의 밝기를 직접 제어할 수 있는 디스플레이 패널이라면 한정되지 않고 적용가능하다.
패널 구동부(130)는 디스플레이 패널부(120)를 구동한다. 구체적으로, 패널 구동부(130)는 후술하는 프로세서(140)의 제어에 따라 디스플레이 패널부(120)를 구성하는 복수의 화소 각각의 발광 상태를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 패널 구동부의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 패널 구동부(130)는 스캔 구동부(131), 데이터 구동부(132) 및 타이밍 컨트롤러(133)를 포함한다.
디스플레이 패널부(120)에는 복수의 화소(Pij)가 배열되고, 각 화소(Pij)는 전류의 흐름에 대응하여 빛을 발광하는 자발광 소자, 자발광 소자에 전류를 공급하는 ELVDD 및 자발광 소자에 공급되는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 여기서, 자발광 소자는 유기발광다이오드가 될 수 있다.
또한, 디스플레이 패널부(120)는 행 방향으로 형성되며 주사 신호를 전달하는 n 개의 주사선(S1, S2, S3,..., Sn)과, 열방향으로 형성되며 데이터 신호를 전달하는 m 개의 데이터 선(D1, D2, D3,..., Dm)이 배열되는 형태가 될 수 있다.
또한, 디스플레이 패널부(120)는 프로세서(140)의 제어에 따라 전압원(미도시)로부터 제1 전압 및 제2 전압을 전달받아 구동할 수 있다. 여기서, 제1 전원은 ELVDD가 될 수 있으며, 제2 전압은 ELVSS가 될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널부(120)는 주사 신호, 데이터 신호, 구동 전원(ELVDD) 및 기저 전원(ELVSS)에 의해 유기 발광 다이오드에 전류가 흐르게 되면 전류의 양에 대응하여 발광함으로써, 영상을 표시하게 된다.
데이터 구동부(131)는 데이터 신호를 생성하는 수단으로, 적색, 청색, 녹색의 성분을 갖는 영상신호(R,G,B data)를 전달받아 데이터 신호를 생성한다. 또한, 데이터 구동부(132)는 화소부(100)의 데이터 선(D1, D2, D3,..., Dm)과 연결되어 생성된 데이터 신호를 디스플레이 패널부(120)에 인가한다.
스캔 구동부(132)는 주사신호를 생성하는 수단으로, 주사선(S1, S2, S3,..., Sn)에 연결되어 주사 신호를 디스플레이 패널부(120)의 특정한 행에 전달한다. 주사 신호가 전달된 화소(111)에는 데이터 구동부(132)에서 출력된 데이터 신호가 전달되게 된다.
타이밍 컨트롤러(133)는 외부로부터 입력 신호(IS), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클럭 신호(MCLK) 등을 입력받아 영상 데이터 신호, 주사 제어 신호, 데이터 제어 신호, 발광 제어 신호 등을 생성하여 디스플레이 ㅍ패널부(120), 데이터 구동부(131), 스캔 구동부(132) 등에 제공할 수 있다. 이러한 신호들의 구체적 구성은 당업자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명을 생략하도록 한다.
계조 전압 생성부(134)는 복수의 계조 전압들(V0 내지 V255)을 생성하여 데이터 구동부(131)에 공급한다.
한편, 화소(Pij)는 유기전계 발광 다이오드를 포함하며, 스캔 라인(S1,S2,...,Sn)과 데이터 라인(D1,D2,...,Dn)의 교차점에 배치된다. 보다 구체적인 설명을 위해 도 3을 참조하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화소 구조를 나타내는 회로도이다.
단, 본 발명의 실시 예에 의한 디스플레이 패널부에 구비되는 화소가 도 3의 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예에 의한 화소는 발광소자로서의 유기 전계 발광 다이오드(OLED)로 구현될 수 있다. 유기 전계 발광 다이오드(OLED)는 화소 회로에서 출력된 구동 전류를 입력받아 빛을 방출하며, 유기 전계 발광 다이오드(OLED)에서 방출하는 빛의 휘도는 구동 전류의 크기에 따라 달라진다.
화소 회로(210)는 커패시터(C1), 구동 트랜지스터(M1), 및 스위칭 트랜지스터(M2)를 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(M1)는 고 전원전압(ELVDD)을 공급받는 제1 단자(D), 유기 전계 발광 다이오드(OLED)의 애노드에 연결된 제2 단자(S) 및 주사 트랜지스터(M2)의 제2 단자에 연결된 게이트 단자를 포함한다. 유기 전계 발광 다이오드(OLED)의 애노드는 구동 트랜지스터(M1)의 제2 단자(S)에 연결되고, 유기 전계 발광 다이오드(OLED)의 캐소드는 저 전원전압(ELVSS)에 연결된다.
스위칭 트랜지스터(M2)는 데이터 라인(Dj)에 연결된 제1 단자, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자에 연결된 제2 단자, 및 주사 라인(Si)에 연결된 게이트 단자를 포함한다. 커패시터(C1)는 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자와 제1 단자(D) 사이에 연결된다.
주사 라인(Si)을 통해 게이트 온 레벨을 갖는 주사신호가 주사 트랜지스터(M2)로 인가되면, 데이터 전압이 스위칭 트랜지스터(M2)를 통해서 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자 및 커패시터(C1)의 제1 단자에 인가된다. 데이터 라인(Dj)을 통해 유효한 데이터 전압이 인가되는 동안, 저장 커패시터(C1)에 데이터 전압에 상응하는 레벨이 충전된다. 구동 트랜지스터(M1)는 데이터 전압의 전압 레벨에 따라, 구동 전류(IOLED)를 생성하여 유기 전계 발광 다이오드(OLED)로 출력한다.
유기 전계 발광 다이오드(OLED)는 화소 회로(210)로부터 구동 전류(IOLED)를 입력 받아, 데이터 전압에 상응하는 휘도의 빛을 방출하게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(140)는 입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 해당 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도(또는 출력 휘도)가 개별적으로 조정되도록 패널 구동부(130)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 입력된 아날로그 영상을 기설정된 비트(예를 들어 6 비트 또는 8 비트)의 디지털 영상으로 변환하고 변환된 디지털 영상의 계조 특성에 기초하여 해당 영상을 복수의 영역으로 구분할 수 있다. 여기서, 계조란 색감의 농도 변화 즉, 밝은 부분과 어두운 부분은 여러 단계로 세분화한 것을 의미하는 것으로, 일반적으로 명암 차이가 세분화될수록 색감의 변화가 자연스럽게 표현되는데 이런 경우에 계조가 좋다고 표현한다.
구체적으로, 프로세서(140)는 구분된 복수의 영역 각각에 상이한 형태의 감마 테이블(또는 감마 커브)을 적용할 수 있다.
특히, 프로세서(140)는 최소 휘도 레벨 및 최대 휘도 레벨 중 적어도 하나가 상이한 별개의 감마 테이블(또는 감마 커브)을 복수의 영역 각각에 적용하여, 각 영역이 디스플레이 휘도가 적용된 감마 테이블에 따라 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다. 여기서, 감마 테이블(또는 감마 커브)은 디스플레이 장치(100)가 최대 휘도 레벨로 발광할 때를 기준으로 영상의 계조 및 디스플레이 휘도 간의 관계를 나타내는 테이블을 의미한다. 즉, 프로세서(140)는 디스플레이의 최소 휘도 레벨 및 최대 휘도 레벨로 결정되는 다이내믹 레인지가 상이한 별개의 감마 테이블을 하나의 영상을 구성하는 복수의 영역 각각에 적용하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 다양하게 조정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는, 복수의 영역 중 계조가 상대적으로 낮은 제1 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 낮은 제1 감마 테이블을 적용하고, 계조가 상대적으로 높은 제2 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 높은 제2 감마 테이블을 적용하여 각 영역의 디스플레이 휘도를 개별적으로 제어할 수 있다.
이 경우 프로세서(140)는 복수의 영역 각각에 완전한 별개의 감마 테이블을 적용할 수도 있으나, 하나의 영역에 적용된 감마 테이블과 인접한 영역에 적용된 감마 테이블이 연결되도록 적용하는 것도 가능하다.
일 예로, 프로세서(140)는 복수의 영역이 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 경우, 제1 영역에 제1 감마 테이블을 적용하고, 제2 영역에 이와 완전 별개의 감마 테이블을 적용할 수 있다.
다른 예로, 제1 영역에 제1 감마 테이블이 적용되면, 해당 감마 테이블이 끝나는 계조 및 이에 대응되는 디스플레이 휘도에서 제2 감마 테이블이 연결되도록 적용할 수도 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도면을 참조하도록 한다.
또한, 프로세서(140)는 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 해당 영역을 복수의 서브 영역으로 구분하고, 복수의 서브 영역 중 적어도 일부 서브 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 밤 하늘에 별이 반짝이는 영상의 경우 밤 하늘의 배경 영역은 하나의 영역으로 구분될 수 있으나, 별이 반짝이는 영역은 해당 영역 내의 서브 영역으로 구분될 수 있다. 이는 밤 하늘의 배경 영역과 별이 반짝이는 영역이 계조가 크게 차이나기 때문이다.
한편, 프로세서(140)는 입력된 영상을 복수의 영역으로 구분하기 위해 입력된 영상의 계조 히스토그램을 분석하고, 입력된 영상을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 입력된 영상의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분할 수 있다. 이어서, 프로세서(140)는 복수의 계조 구간 중 적어도 일부 계조 구간에 대응되는 적어도 일부 영역에 별개의 감마 테이블을 적용하여 해당 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 입력된 영상의 계조 히스토그램에서 화소 분포가 기설정된 임계값 이상으로 증가하거나 감소하는 계조값(또는 계조 구간)을 기즌으로 입력된 영상의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분할 수 있다. 여기서, 계조 히스토그램이란 영상을 구성하는 화소의 계조 분포를 나타낸 그래프이다. 예를 들어, x축은 입력 영상의 계조 레벨을 나타내며, 입력 영상의 계조 레벨은 0 에서 255 까지 256 단계로 나눌 수 있고, y축은 화소의 수(돗수)를 나타내는 형태가 될 수 있다. 다만 입력 영상의 계조 레벨은 영상에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
또는 프로세서(140)는 입력된 영상을 기설정된 기준에 따라 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다.
구체적으로 프로세서(140)는 입력된 영상 프레임을 기설정된 크기의 복수의 화소 영역으로 구분하고, 각 화소 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여, 입력된 영상 프레임을 디스플레이 휘도를 개별적으로 조정할 복수의 영역으로 구분할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 각 화소 영역의 최대 계조값, 평균 계조값, 최소 계조값 등의 계조 특성에 기초하여 복수의 화소 영역을 그룹핑하여 복수의 영역으로 구분할 수 있다.
또는 프로세서(140)는 입력된 영상의 컨텐츠 속성에 따라 복수의 영역으로 구분하는 것도 가능하다. 예를 들어, 영상에 포함된 복수의 오브젝트에 대한 메타 데이터 정보에 기초하여 각 영상에 포함된 오브젝트 영역을 복수의 영역으로 구분할 수 있다.
다만, 입력된 영상을 복수의 영역으로 구분하는 방법은 상술한 방법들에 한정되는 것은 아니며, 영상의 계조에 기초하여 영역을 구분할 수 있는 방법이라면 한정되지 않고 적용가능하다.
또한, 프로세서(130)는 입력된 영상을 구성하는 복수의 오브젝트 영역 중 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역의 계조 특성에 기초하여, 해당 오브젝트 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다. 여기서, 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역은 사용자의 관심 오브젝트 영역(예를 들어, 복수의 메시지 영역 중 최신 메시지 영역, 알림 메시지 디스플레이 영역 등)이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배경 영역, 사람 영역을 포함하는 영상의 경우 사람을 관심 오브젝트 영역으로 설정하는 것도 가능하다.
다만, 구분되는 영역은, 상술한 바와 같이 오브젝트 단위가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 오브젝트 및 그에 인접한 오브젝트를 포함하는 영역이 휘도 개별 조정을 위한 영역이 될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 해당 오브젝트 영역의 최대 계조, 평균 계조, 최소 계조 등의 계조 특성에 기초하여 해당 오브젝트 영역에 대응되는 감마 테이블을 적용할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 각 오브젝트 내에서도 오브젝트를 구성하는 복수의 화소의 계조에 기초하여 하나의 오브젝트를 복수 개의 서브 영역으로 구분하고, 각 서브 영역에 별개의 감마 테이블을 적용할 수도 있다. 예를 들어, 오브젝트가 산인 경우, 산의 중하부 영역 및 상부 영역의 계조가 상이한 경우 해당 산의 중하부 영역에는 제1 감마 테이블을 적용하고, 상부 영역에는 제2 감마 테이블을 적용할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 프로세서(140)는 디스플레이 장치(100)의 동작 모드에 기초하여 각 동작 모드에서 감마 테이블을 상이한 형태로 적용할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 디스플레이 장치(100)가 저전력 모드로 동작하는 경우, 저전력 모드에서 기설정된 최대 휘도 레벨에 기초하여 영상의 적어도 일부 계조 구간을 상기 휘도 레벨에 따라 리스케일링하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정할 수 있다. 프로세서(140)는 저전력 모드에서의 목표 저감율에 따라 휘도에 매핑되는 계조 간격을 넓게 조정하여 영상 표현에 이용되는 총 bit 수를 저감시킬 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면 프로세서(140)는 디스플레이 장치(100)의 주변 환경을 분석하고, 주변 환경에 기초하여 휘도를 조정할 수 있다. 일 예로, 주변 조도 등에 따라 디스플레이 최대 휘도 레벨이 변경되는 경우 변경된 최대 휘도 레벨에 대응되도록 계조 간 휘도 맵핑 간격이 조정된 감마 테이블을 적용하여 휘도를 조정할 수 있다. 다른 예로, 주변 조도 별 감마 테이블이 기설정되어 있는 경우, 주변 조도에 적합한 감마 테이블을 선별적으로 적용하여 휘도를 조정할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 4에 따르면, 디스플레이 장치(100')는 영상 입력부(110), 디스플레이(120), 패널 구동부(130), 프로세서(140), 저장부(150), 감지부(160), 비디오 처리부(170) 및 오디오 처리부(180)를 포함한다. 도 4에 도시된 구성 중 도 1에 도시된 구성과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
프로세서(140)는 디스플레이 장치(100')의 동작을 전반적으로 제어한다.
구체적으로, 프로세서(140)는 RAM(141), ROM(142), 메인 CPU(143), 그래픽 처리부(144), 제1 내지 n 인터페이스(1405-1 ~ 145-n), 버스(146)를 포함한다.
RAM(141), ROM(142), 메인 CPU(143), 그래픽 처리부(144), 제1 내지 n 인터페이스(145-1 ~ 145-n) 등은 버스(146)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제1 내지 n 인터페이스(145-1 내지 145-n)는 상술한 각종 구성요소들과 연결된다. 인터페이스들 중 하나는 네트워크를 통해 외부 장치와 연결되는 네트워크 인터페이스가 될 수도 있다.
메인 CPU(143)는 저장부(150)에 액세스하여, 저장부(150)에 저장된 O/S를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고, 저장부(150)에 저장된 각종 프로그램, 컨텐츠, 데이터 등을 이용하여 다양한 동작을 수행한다.
ROM(142)에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 메인 CPU(143)는 ROM(142)에 저장된 명령어에 따라 저장부(150)에 저장된 O/S를 RAM(141)에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 메인 CPU(143)는 저장부(150)에 저장된 각종 어플리케이션 프로그램을 RAM(141)에 복사하고, RAM(141)에 복사된 어플리케이션 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
그래픽 처리부(144)는 연산부(미도시) 및 렌더링부(미도시)를 이용하여 아이콘, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 오브젝트를 포함하는 화면, 예를 들어, 포인팅 오브젝트를 포함하는 화면을 생성한다. 연산부(미도시)는 수신된 제어 명령에 기초하여 화면의 레이아웃에 따라 각 오브젝트들이 표시될 좌표값, 형태, 크기, 컬러 등과 같은 속성값을 연산한다. 렌더링부(미도시)는 연산부(미도시)에서 연산한 속성값에 기초하여 오브젝트를 포함하는 다양한 레이아웃의 화면을 생성한다.
한편, 상술한 프로세서(140)의 동작은 도 5에 도시된 바와 같은 저장부(150)에 저장된 프로그램에 의해 이루어질 수 있다.
저장부(150)는 디스플레이 장치(100')를 구동시키기 위한 O/S(Operating System) 소프트웨어 모듈, 각종 멀티미디어 컨텐츠와 같은 다양한 데이터를 저장한다.
특히, 저장부(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능을 제공하기 위한 히스토그램 산출 모듈(151), 영역 구분 모듈(152), 감마 테이블 적용 모듈(153) 및 휘도 조정 모듈(154) 등의 프로그램이 저장되어 있을 수 있다.
프로세서(134)는 히스토그램 산출 모듈(151)을 이용하여 입력된 영상 프레임 각각을 분석하여 각 영상 프레임에 대응되는 계조 휘스토그램을 산출할 수 있다. 여기서, 계조 히스토그램이란 상술한 바와 같이 영상 프레임을 구성하는 각 화소의 계조 분포를 나타낸 그래프이다.
이어서, 프로세서(140)는 영역 구분 모듈(152)을 이용하여 산출된 계조 히스토그램에 기초하여 영상 프레임을 복수의 영역으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 계조 히스토그램에서 화소의 수(돗수)가 기설정된 임계값 이상으로 많아지거나 작아지는 계조를 기준으로 하여 영상 프레임의 계조 구간을 복수의 구간으로 구분할 수 있다.
이어서, 프로세서(140)는 감마 테이블 적용 모듈(153)을 이용하여 복수의 영역 각각에 대응되는 감마 테이블을 적용할 수 있다. 다만, 복수의 영역의 개수와 적용되는 감마 테이블의 개수가 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 두 개의 영역을 통합하여 하나의 감마 테이블을 적용할 수 있다.
이 후, 프로세서(140)는 휘도 조정 모듈(154)을 이용하여 각 영역에 적용된 감마 테이블에 따라 각 영역의 휘도를 개별적으로 제어한다.
또한, 저장부(150)는 다양한 감마 테이블을 저장할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 저장부(150)에 저장된 감마 테이블 중 각 영역의 계조 분포에 대응되는 감마 테이블을 획득하여 각 영역의 휘도 조정에 이용할 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 기본 감마 테이블 만을 저장부(150)에 저장하고, LUT 또는 계산식 등에 따라 실시간으로 기본 감마 테이블의 형태를 조정하여 각 영역에 대응되는 다양한 감마 테이블을 획득하는 것도 가능하다.
또한, 저장부(150)는 복수의 영상을 샘플링하여 획득된 다양한 타입의 샘플 영상 각각에 대응되는 감마 테이블을 저장하고 있을 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 입력된 영상의 계조 분포 타입을 파악 후, 해당 타입에 기 정의된 감마 테이블을 바로 적용할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 계조 0 ~ 100 사이에 화소의 50%가 분포하고, 계조 101 ~ 200 사이에 화소의 30%가 분포하고, 계조 201 ~ 255 사이에 화소의 20%가 분포하는 영상 타입에 대응되는 감마 테이블을 본 발명의 실시 예를 적용하여 미리 산출한 후, 입력된 영상 타입 파악 후 바로 대응뇌는 감마 테이블을 적용할 수 있다.
감지부(160)는 주변 환경을 감지하는 요소이다. 감지부(160)는 빛의 조도, 세기, 컬러, 입사 방향, 입사 면적, 분포도 등과 같은 다양한 특성들 중에서 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다. 구현 예에 따라 감지부(160)는 조도 센서, 온도 감지 센서, 광량 센싱 레이어, 카메라 등이 될 수 있다.
비디오 처리부(170)는 비디오 데이터에 대한 처리를 수행하는 구성요소이다. 비디오 처리부(170)에서는 비디오 데이터에 대한 디코딩, 스케일링, 노이즈 필터링, 프레임 레이트 변환, 해상도 변환 등과 같은 다양한 이미지 처리를 수행할 수 있다.
오디오 처리부(180)는 음향 데이터에 대한 처리를 수행하는 구성요소이다. 음향 처리부(180)에서는 음향 데이터에 대한 디코딩이나 증폭, 노이즈 필터링 등과 같은 다양한 처리가 수행될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 감마 테이블의 형태를 나타내는 도면들이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감마 테이블의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.
감마 테이블은 디스플레이 장치(100)가 최대 휘도 레벨로 발광할 때를 기준으로 영상의 계조 및 디스플레이 휘도 간의 관계를 나타내는 테이블을 의미한다.
도시된 바와 같이 디스플레이 최대 휘도가 상이한 다양한 감마 테이블들(A 내지 C)이 저장부(150)에 기저장되어 있거나, 기본 감마 테이블(예를 들어, 테이블 A)를 기초로 실시간으로 생성될 수 있다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 감마 테이블의 다양한 형태를 나타내는 도면들이다.
도시된 바와 같이 주변 환경의 조건에 따라 기 정의된 상이한 다양한 감마 테이블들(A' 내지 C')이 저장부(150)에 기저장되어 있을 수 있다.
그 밖에 디스플레이 장치(100')는 오디오 데이터에 대한 처리를 수행하는 오디오 처리부(160), 비디오 데이터에 대한 처리를 수행하는 비디오 처리부(170), 사용자의 제어에 따라 정지 영상 또는 동영상을 촬상하기 카메라, 사용자 음성이나 기타 음향을 입력받아 오디오 데이터로 변환하기 위한 마이크 등을 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따라 휘도를 조정하는 방법을 자세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휘도 히스토그램을 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 프로세서(140)는 입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역 각각의 디스플레이 휘도를 개별적으로 조정할 수 있다. 구체적으로, 도시된 바와 같이 복수의 영역 각각에 상이한 감마 테이블을 적용하여 디스플레이 휘도를 개별적으로 조정할 수 있다.
예를 들어, 입력된 영상 프레임의 휘도 히스토그램이 도 8에 도시된 바와 같은 형태를 갖는 경우, 프로세서(140)는 휘도 히스토그램에서 화소의 수(돗수)가 기설정된 임계값 이상으로 변경되는 계조를 기준으로 하여 영상 프레임의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 특정 계조 값(또는 계조 영역)들에서 화소의 수가 기설정된 임계값 이상으로 변경되는 경우, 해당 계조 값(또는 계조 영역)을 기준으로 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분하고 영상 프레임을 각 계조 구간에 대응되는 복수의 영역으로 구분할 수 있다.
구체적으로, 일 실시 예에 따르면, 도 9a에 도시된 바와 같이 각 계조 구간에 대응되는 복수의 영역 각각에서 별개의 감마 테이블을 적용할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 제일 어두운 첫번째 계조 구간에서는 감마 테이블 C를 적용하여 휘도를 조정하고, 중간 밝기의 두번째 계조 구간에서는 감마 테이블 B를 적용하여 휘도를 조정하고, 제일 밝은 세번째 계조 구간에서는 감마 테이블 A를 적용하여 휘도를 조정할 수 있다. 즉, 첫번째 계조 구간에서는 감마 테이블 C를 적용하고, 두번째 계조 구간에서는 감마 테이블 C가 끝나는 디스플레이 휘도 지점부터 감마 테이블 B를 적용하고, 세번째 계조 구간에서는 감마 테이블 B가 끝나는 디스플레이 휘도 지점부터 감마 테이블 A를 적용할 수 있다.
다만, 다른 실시 예에 따르면, 도 9b에 도시된 바와 같이 각 계조 구간에 대응되는 복수의 영역 중 적어도 일부의 영역을 병합하여 하나의 감마 테이블을 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 첫번째 계조 구간에서는 감마 테이블 C를 적용하여 휘도를 조정하고, 두번째 계조 구간 및 세번째 계조 구간은 병합하여 하나의 감마 테이블 즉, B 또는 C를 적용하여 휘도를 조정할 수 있다. 이와 같이 영상의 특성에 따라 감마 테이블의 적용 형태는 다양하게 변경될 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역별 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 실시 예와 달리, 복수의 영역 각각의 계조 구간을 다시 0 ~ 255의 전체 계조 구간으로 리스케일링하여 각 영역에 대응되는 감마 테이블을 적용함으로써, 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정할 수 있다.
일 예로, 도 7에서 감마 테이블 C가 적용되는 영역이 0 ~ 49의 계조 구간인 경우, 도 10a에 도시된 바와 같이 해당 계조 구간을 0 ~ 255 의 계조 구간으로 재맵핑시켜 감마 테이블 C를 적용할 수 있다. 예를 들어, 0 ~ 49의 계조 구간 중 0 ~ 1 계조 구간을 0 ~ 4 계조 구간(256/50=5.12)에 맵핑시키고, 1 ~ 2 계조 구간을 4 ~ 8 계조 구간에 맵핑시켜 계조 간 휘도 맵핑 간격을 세분화할 수 있다. 나머지 계조 구간에서도 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이 동일하게 재맵핑을 수행하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 세분화할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 감마 테이블 B가 적용되는 영역이 50 ~ 170의 계조 구간인 경우, 도 10b에 도시된 바와 같이 해당 계조 구간을 0 ~ 255 의 계조 구간으로 재맵핑시켜 감마 테이블 B를 적용하고, 도 7에서 감마 테이블 A가 적용되는 영역이 171 ~ 255의 계조 구간인 경우, 도 10c에 도시된 바와 같이 해당 계조 구간을 0 ~ 255 의 계조 구간으로 재맵핑시켜 감마 테이블 A를 적용할 수 있다.
다른 예로, 도 7에서 감마 테이블 C가 적용되는 영역이 0 ~ 49의 계조 구간인 경우, 도 10a에 도시된 바와 같이 해당 계조 구간을 0 ~ 255 의 계조 구간으로 세분화하여 감마 테이블 C를 적용할 수도 있다. 예를 들어, 0 ~ 49의 계조 구간 중 0 ~ 1 계조 구간을 0 ~ 4 계조 구간으로 세분화하고, 1 ~ 2 계조 구간을 4 ~ 8 계조 구간으로 세분화하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 세분화할 수 있다. 나머지 계조 구간에서도 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이 동일하게 각 계조 구간을 세분화하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 세분화할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 감마 테이블 B가 적용되는 영역이 50 ~ 170의 계조 구간인 경우, 도 10b에 도시된 바와 같이 해당 계조 구간을 0 ~ 255 의 계조 구간으로 세분화하여 감마 테이블 B를 적용하고, 도 7에서 감마 테이블 A가 적용되는 영역이 171 ~ 255의 계조 구간인 경우, 도 10c에 도시된 바와 같이 해당 계조 구간을 0 ~ 255 의 계조 구간으로 세분화하여 감마 테이블 A를 적용할 수 있다.
도 11a 및 도 11b, 도 12a 및 도 12b, 도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 영상 특성 별 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a은 영상(1110)의 대부분이 계조가 낮은 화소로 이루어진 경우로, 도 11b와 같은 형태의 계조 히스토그램을 갖는 경우가 될 수 있다.
이 경우, 도 12a에 도시된 바와 같이 종래 기술의 경우, 아주 밝은 범위의 계조는 사용하지 않게 되므로, 8 bit 기준으로 사용하지 않는 계조는 그냥 낭비되어 활용되지 않는 상태가 된다. 도 11b의 경우는 영상에 밝은 계조가 없는 경우를 예를 들었으나, 도 12a에서는 설명의 편의를 위하여 아주 밝은 계조와 아주 어두운 계조 모두 사용하지 않는 경우를 도시하였다. 도시된 바와 같이 아주 어두운 계조를 사용하지 않는 경우에도 해당 범위의 계조가 낭비되어 활용되지 않는 상태가 된다.
하지만, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 12b에 도시된 바와 같이 계조 변화가 효과적으로 이루어질 수 있도록 디스플레이의 휘도를 0~255의 전체 계조 범위에 매핑되도록 재조정해 표현력(Dynamic Range)를 넓힐 수 있게 된다. 이에 따라 해당 계조 구간에서 세밀하고 부드러운 계조 변화가 이루어지도록 할 수 있다.
도 13a은 영상(1310)의 대부분이 계조가 낮은 화소로 이루어졌으나, 일부분이 계조가 매우 높은 화소로 이루어진 경우로, 도 13b와 같은 형태의 계조 히스토그램을 갖는 경우가 될 수 있다.
이 경우, 도 13c에 도시된 바와 같이 대부분의 화소를 포함하는 낮은 계조 구간에서 특정 감마 테이블을 적용하고, 일부 화소를 포함하는 계조가 매우 높은 구간에는 별개의 감마 테이블을 적용하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정할 수 있다. 이 경우, 도시된 바와 같이 대응되는 화소를 포함하지 않는 계조 구간에는 감마 테이블이 적용되지 않는 형태가 될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 구분 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 프로세서(140)는 도 14에 도시된 바와 같이 영상을 기설정된 크기의 화소 영역으로 구분하고, 각 화소 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 영상을 복수의 영역으로 구분할 수 있다. 여기서, 복수의 영역은 개별적 휘도 조정의 대상이 되는 영역으로 각 영역은 복수의 화소 영역을 포함할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 각 화소 영역의 화소 값(예를 들어, 평균 화소값, 최대 화소값, 최소 화소값 등)에 기초하여 각 화소 영역을 그룹핑할 수 있다. 그룹핑된 복수의 화소 영역은 화소값이 유사한 영역이므로 동일한 감마 그래프에 따라 휘도 조정이 이루어지는 하나의 영역으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 14에서 제1 화소 영역(1310)은 매우 높은 계조값을 갖는 화소들로 이루어진 영역으로 제1 그룹으로 그룹핑되고, 제2 화소 영역(1320)은 중간 정도의 계조값을 갖는 화소들로 이루어진 영역으로 제2 그룹으로 그룹핑되고, 제3 화소 영역(1330)은 매우 낮은 계조값을 갖는 화소들로 이루어진 영역으로 제3 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 이와 같이 그룹핑된 제1 내지 제3 그룹은 각각 개별적 휘도 조정 대상이 되는 제1 영역 내지 제3 영역을 구성하게 된다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 저전력 모드에서의 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이 프로세서(140)는 디스플레이 장치(100)가 저전력 모드로 동작하는 경우, 저전력 모드에서 기설정된 최대 휘도 레벨에 기초하여 상기 적어도 일부 영역에 영상의 전체 계조 구간을 구성하는 각 계조 구간의 크기를 확장시킨 형태의 감마 테이블을 적용할 수 있다.
예를 들어, 저전력 모드에서 최대 휘도 레벨이 200 cd/m²인 경우, 우측 상부에 도시된 바와 같이 0 ~ 255 의 계조 구간이 모두 200 cd/m²내의 휘도 레벨에서 맵핑될 수 있도록 휘도 맵핑 간격을 조정한 감마 그래프를 적용할 수 있다.
다만, 이 경우에도 우측 하부에 도시된 바와 같이 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 계조 구간 각각에 별개의 감마 테이블을 적용하여 휘도 맵핑 간격을 조정할 수 있음은 물론이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 컨텐츠 속성에 따른 휘도 조정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 영상을 구성하는 복수의 오브젝트 영역 중 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역의 계조 특성에 기초하여, 해당 오브젝트 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어할 수 있다. 여기서, 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역은 사용자의 관심 오브젝트 영역이 될 수 있다.
예를 들어 도 16a와 같이 복수의 오브젝트 영역(1610, 1620)을 포함하는 영상을 제공하는 경우, 도 16b와 같이 관심 오브젝트 영역(1620)의 휘도를 나머지 영역과 상이하게 조정할 수 있다. 여기서, 관심 오브젝트 영역(1620)은 복수의 메시지 영역 중 최신 메시지 영역, 알림 메시지 디스플레이 영역 등이 될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17에 도시된 흐름도에 따르면, 복수의 화소를 포함하며, 상기 복수의 화소를 화소 단위로 발광시켜 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법은 우선, 입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 영상을 복수의 영역으로 구분한다(S1810). 여기서, 복수의 화소는 자발광 소자로 구현될 수 있다.
이어서, 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 디스플레이 패널을 구동한다(S1820).
이 경우, 디스플레이 패널을 구동하는 S1820 단계에서는, 최소 휘도 레벨 및 최대 휘도 레벨 중 적어도 하나가 상이한 별개의 감마 테이블을 복수의 영역 각각에 적용하여, 각 영역이 디스플레이 휘도가 적용된 감마 테이블에 따라 개별적으로 조정되도록 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널을 구동하는 S1820 단계에서는, 복수의 영역 중 계조가 상대적으로 낮은 제1 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 낮은 제1 감마 테이블을 적용하고, 계조가 상대적으로 높은 제2 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 높은 제2 감마 테이블을 적용하여 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 구동 방법은, 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 해당 영역을 복수의 서브 영역으로 구분하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널을 구동하는 S1820 단계에서는, 복수의 서브 영역 중 적어도 일부 서브 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 영상을 복수의 영역으로 구분하는 S1810 단계는, 입력된 영상의 계조 히스토그램을 분석하고, 입력된 영상을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 입력된 영상의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분하고, 복수의 계조 구간에 대응되는 영역을 복수의 영역으로 구분할 수 있다.
이 경우, 디스플레이 패널을 구동하는 S1820 단계에서는, 복수의 계조 구간 중 적어도 일부 계조 구간에 대응되는 적어도 일부 영역에 별개의 감마 테이블을 적용하여 해당 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 영상을 복수의 영역으로 구분하는 S1810 단계는, 입력된 영상을 기설정된 기준에 따라 복수의 영역으로 구분할 수 있고, 디스플레이 패널을 구동하는 S1820 단계에서는, 구분된 복수의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널을 구동하는 S1820 단계에서는, 입력된 영상을 구성하는 복수의 오브젝트 영역 중 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역의 계조 특성에 기초하여, 해당 오브젝트 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널을 구동하는 S1820 단계에서는, 디스플레이 장치가 저전력 모드로 동작하는 경우, 저전력 모드에서 기설정된 최대 휘도 레벨에 기초하여 영상의 적어도 일부 계조 구간을 상기 최대 휘도 레벨에 따라 리스케일링하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 자발광 디스플레이의 전력 소모를 최소화하면서 화질을 개선시킬 수 있게 된다.
상술한 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법은 프로그램으로 구현되어 디스플레이 장치에 제공될 수 있다.
일 예로, 입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계 및 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도를 개별적으로 조정하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110: 영상 입력부 120: 디스플레이 패널부
130: 패널 구동부 140: 프로세서

Claims (20)

  1. 영상을 입력받는 영상 입력부;
    복수의 화소를 포함하며, 상기 복수의 화소를 화소 단위로 발광시켜 상기 입력된 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널부;
    상기 디스플레이 패널부를 구동하는 패널 구동부; 및
    상기 입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 상기 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 패널 구동부를 제어하는 프로세서;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    최소 휘도 레벨 및 최대 휘도 레벨 중 적어도 하나가 상이한 별개의 감마 테이블을 상기 복수의 영역 각각에 적용하여, 각 영역이 디스플레이 휘도가 적용된 감마 테이블에 따라 개별적으로 조정되도록 제어하며,
    상기 감마 테이블은 영상의 계조 및 디스플레이 휘도 간의 관계를 나타내는 테이블인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 영역 중 계조가 상대적으로 낮은 제1 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 낮은 제1 감마 테이블을 적용하고, 계조가 상대적으로 높은 제2 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 높은 제2 감마 테이블을 적용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 해당 영역을 복수의 서브 영역으로 구분하고, 상기 복수의 서브 영역 중 적어도 일부 서브 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 입력된 영상의 계조 히스토그램을 분석하고, 상기 입력된 영상을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 입력된 영상의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분하고, 복수의 계조 구간 중 적어도 일부 계조 구간에 대응되는 적어도 일부 영역에 별개의 감마 테이블을 적용하여 해당 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 입력된 영상을 기설정된 기준에 따라 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 입력된 영상을 구성하는 복수의 오브젝트 영역 중 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역의 계조 특성에 기초하여, 해당 오브젝트 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역은 관심 오브젝트 영역인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 상기 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이 장치가 저전력 모드로 동작하는 경우, 상기 저전력 모드에서 기설정된 최대 휘도 레벨에 기초하여 상기 영상의 적어도 일부 계조 구간을 상기 최대 휘도 레벨에 따라 리스케일링하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소는 자발광 소자로 구현되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 복수의 화소를 포함하며, 상기 복수의 화소를 화소 단위로 발광시켜 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    입력된 영상의 계조 특성에 기초하여 상기 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계; 및
    상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계;를 포함하는 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    최소 휘도 레벨 및 최대 휘도 레벨 중 적어도 하나가 상이한 별개의 감마 테이블을 상기 복수의 영역 각각에 적용하여, 각 영역이 디스플레이 휘도가 적용된 감마 테이블에 따라 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동하며,
    상기 감마 테이블은 영상의 계조 및 디스플레이 휘도 간의 관계를 나타내는 테이블인 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    상기 복수의 영역 중 계조가 상대적으로 낮은 제1 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 낮은 제1 감마 테이블을 적용하고, 계조가 상대적으로 높은 제2 영역에는 최소 및 최대 휘도 레벨이 상대적으로 높은 제2 감마 테이블을 적용하여 상기 디스플레이 패널을 구동하는 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 해당 영역을 복수의 서브 영역으로 구분하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    상기 복수의 서브 영역 중 적어도 일부 서브 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 구동하는 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계는,
    상기 입력된 영상의 계조 히스토그램을 분석하고, 상기 입력된 영상을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 입력된 영상의 전체 계조 구간을 복수의 계조 구간으로 구분하고, 복수의 계조 구간에 대응되는 영역을 상기 복수의 영역으로 구분하며,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    상기 복수의 계조 구간 중 적어도 일부 계조 구간에 대응되는 적어도 일부 영역에 별개의 감마 테이블을 적용하여 해당 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 영상을 복수의 영역으로 구분하는 단계는,
    상기 입력된 영상을 기설정된 기준에 따라 복수의 영역으로 구분하고,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    구분된 복수의 영역을 구성하는 화소의 계조 분포에 기초하여 상기 복수의 영역 중 적어도 일부 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    상기 입력된 영상을 구성하는 복수의 오브젝트 영역 중 기설정된 조건을 만족하는 오브젝트 영역의 계조 특성에 기초하여, 해당 오브젝트 영역의 디스플레이 휘도가 개별적으로 조정되도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    상기 디스플레이 장치가 저전력 모드로 동작하는 경우, 상기 저전력 모드에서 기설정된 최대 휘도 레벨에 기초하여 상기 영상의 적어도 일부 계조 구간을 상기 최대 휘도 레벨에 따라 리스케일링하여 계조 간 휘도 맵핑 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 화소는 자발광 소자로 구현되는 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 영상의 계조 구간은 256 단계의 계조 구간인 것을 특징으로 하는 구동 방법.
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