KR101821866B1 - 디스플레이 전력 저감 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법은 디스플레이의 BLU(Back Light Unit) 제어 가능 여부를 판단하는 단계, 상기 BLU의 제어가 가능하면 영상 전환(scene change)의 발생 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단에 따라 BLU 전류를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 BLU의 제어가 불가능하면 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 단계 및 상기 전체 영상의 투과율 연산을 최소화하도록 투과율을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 전력 저감 방법 및 그 장치{POWER SAVING APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYS}

본 발명은 디스플레이 전력 저감 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이의 BLU(Back Light Unit) 제어가 가능하면, 프레임간 휘도 차이를 추정하고 휘도 차이에 기반하여 BLU 전류를 조절하고, BLU 제어가 불가능하면 서브 블록별 휘도 평균값을 추정하고 전체 영상의 휘도 평균값과 비교하여 그 결과에 기반한 투과율 제어 알고리즘을 적용하여 영상의 품질 저하 없이 전력 저감을 달성 하기 위한 디스플레이 전력 저감 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래의 디스플레이는 BLU의 제어가 가능한 경우에 BLU의 전류를 제어하여 전력을 저감할 뿐, BLU 제어가 불가능한 경우에는 디스플레이 전력 저감 방법으로 적용할 수 없다는 문제점이 존재하였다. 또한, 단순히 BLU 전류를 제어하여 전력을 저감함으로써, 영상의 품질 저하를 피할 수 없는 문제점이 존재하였다. 이에 BLU 제어 가능 여부에 따라서 다른 알고리즘을 적용하여 영상 품질 저하 없이 디스플레이의 전력을 저감시킬 수 있는 방법 및 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 디스플레이의 BLU(Back Light Unit) 제어 가능 여부에 따른 전력 저감 알고리즘을 적용하여 디스플레이 전력 저감 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법은 디스플레이의 BLU(Back Light Unit) 제어 가능 여부를 판단하는 단계, BLU의 제어가 가능하면 영상 전환(scene change)의 발생 여부를 판단하는 단계 및 판단에 따라 BLU 전류를 제어하는 단계를 포함하고, BLU의 제어가 불가능하면 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 단계 및 전체 영상의 투과율 연산을 최소화하도록 투과율을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 영상 전환의 발생 여부를 판단하는 단계는 영상의 현재 프레임과 이전 프레임간의 휘도 차이값을 추정하는 단계 및 프레임간의 휘도 차이값과 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 이상인 경우에는 영상 전환이 발생한 것으로 판단하고, 영상 전환의 발생에 대응하여 현재 프레임 휘도 평균값을 추정하는 단계 및 현재 프레임 휘도 평균값을 미리 결정된 임계 휘도값과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, BLU 전류를 제어하는 단계는 현재 프레임 휘도 평균값이 미리 결정된 임계 휘도값 이상이면 BLU의 전류를 임계 휘도값에 해당하는 전류로 제어하고, 현재 프레임 휘도 평균값이 미리 결정된 임계 휘도값 미만이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 미만인 경우에는 영상 전환이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 영상 전환이 발생하지 않은 것에 대응하여 프레임간의 휘도 차이값을 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, BLU 전류를 제어하는 단계는 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값 이상이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어하고, 프레임간 휘도 차이값이 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값 미만이면 이전 BLU의 전류를 유지하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 투과율을 제어하는 단계는 각 서브 블록별 휘도 평균값과 전체 영상의 휘도 평균값을 추정하는 단계 및 각 서브 블록별 휘도 평균값이 전체 영상의 휘도 평균값 이상인 경우에는 이전의 투과율을 유지하고, 각 서브 블록별 휘도 평균값이 전체 영상의 휘도 평균값 미만인 경우에는 휘도값에 대응하여 투과율을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 장치는 디스플레이의 전력 저감을 위해 BLU(Back Light Unit) 제어를 통한 전력 저감 여부를 판단하기 위한 BLU 제어 가능 여부 판단부, BLU 제어가 가능한 경우, 디스플레이에서 새로운 영상 전환(scene change)이 발생 여부를 판단하기 위한 영상 전환 판단부, 판단 결과에 대응하여 BLU의 전류를 제어하기 위한 BLU 제어부 및 BLU 제어가 불가능한 경우, 디스플레이의 전력 저감을 위해 디스플레이의 투과율을 제어하기 위한 투과율 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 영상 전환 판단부는 현재 프레임과 이전 프레임의 휘도값을 획득하고, 현재 프레임과 이전 프레임간의 휘도 차이값을 추정하고, 프레임간 휘도 차이값과 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값을 비교하여 영상 전환이 발생하였는지 판단할 수 있다.

또한, 영상 전환 판단부는 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 이상인 경우에는 영상 전환이 발생한 것으로 판단하고, BLU 제어부는 영상 전환의 발생에 대응하여, 현재 프레임 휘도 평균값을 추정하고, 현재 프레임 휘도 평균값이 미리 결정된 임계 휘도값 이상이면 BLU의 전류를 임계 휘도값에 해당하는 전류로 제어하고, 미리 결정된 임계 휘도값 미만이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어할 수 있다.

또한, 영상 전환 판단부는 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 미만인 경우에는 영상 전환이 발생하지 않은 것으로 판단하고, BLU 제어부는 영상 전환이 발생하지 않은 것에 대응하여, 프레임간의 휘도 차이값을 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값과 비교하고, 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 2임계 휘도 차이값 이상이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어하고, 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값 미만이면 이전 BLU의 전류를 유지시키도록 제어할 수 있다.

또한, 투과율 제어부는 전체 영상을 서브 블록으로 나누고, 각 서브 블록별 휘도 평균값과 전체 영상의 휘도 평균값을 추정하고, 각 서브 블록의 휘도 평균값이 전체 영상의 휘도 평균값 이상인 경우에는 이전의 투과율을 유지시키고, 각 서브 블록의 휘도 평균값이 전체 영상의 휘도 평균값 미만인 경우에는 휘도값에 대응하여 투과율을 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예로써, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서, BLU 제어가 가능하면 영상 전환 발생 여부에 따라 BLU 전류를 제어하여 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서, BLU 제어가 불가능하면 투과율 연산을 최소화 하도록 하는 알고리즘을 적용하여 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 장치에 관한 구성 블록도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에 관한 알고리즘을 간략하게 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 형태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에 관한 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서 영상 전환이 발생한 경우 BLU 전류 제어를 위한 구간별 근사화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서 영상 전환이 발생하지 않은 경우 BLU 전류 제어를 위한 구간별 근사화를 나타낸 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 장치에 관한 구성 블록도를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 장치(1000)는 BLU(Back Light Unit) 제어 가능여부 판단부(100), 영상 전환(scene change) 판단부(200), BLU 제어부(300), 투과율 제어부(400)를 포함할 수 있다.

BLU(Back Light Unit) 제어 가능여부 판단부(100)는 디스플레이의 전력 저감을 위해 디스플레이의 BLU 제어를 통한 전력 저감 여부를 판단하기 위한 장치가 될 수 있다. BLU 제어 가능여부 판단부(100)의 판단에 따라 BLU 제어가 가능하면 BLU 제어를 통한 전류 저감 알고리즘을 진행하고, BLU 제어가 불가능하면 투과율 조절 연산을 최소화하도록 하는 알고리즘을 진행하여 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

영상 전환(scene change) 판단부(200)는 디스플레이에서 새로운 영상 전환의 발생 여부를 판단하기 위한 장치가 될 수 있다. 즉, 영상 전환 판단부(200)는 디스플레이에서 영상이 재생될 때 영상 전환의 발생을 판단할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이에서 영상 전환이 발생하면, 영상간의 휘도 차이가 발생하여 프레임간 서로 다른 영상으로 판단될 수 있다. 따라서, 영상 전환 판단부(200)는 현재 프레임과 이전 프레임간의 프레임간 휘도 차이값(△Y_frame)을 추정하고, 상기 추정값을 제 1 임계 휘도 차이값과 비교하여 영상 전환의 발생 유무를 판단할 수 있다.

영상 전환 판단부(200)는 임계 휘도 차이값과 비교를 위하여 프레임간 휘도 차이값(△Y_frame)을 추정해야 하므로, 휘도 측정부(미도시), 휘도 차이값 추정부(미도시) 및 비교 판단부(미도시) 등을 포함할 수 있다.

BLU 제어부(300)는 영상 전환 판단부(200)의 판단 결과로써, 영상 전환의 발생 유무에 대응하여 BLU 전류를 제어할 수 있다. 즉, 프레임간 휘도 차이값(△Y_frame)과 제 1 임계 휘도 차이값을 비교하여 영상 전환이 발생한 것으로 판단하면, 현재 프레임의 휘도 평균값과 임계 휘도값을 비교하여 BLU 전류를 제어하고, 영상 전환이 발생하지 않은 것으로 판단하면, 제 2 임계 휘도 차이값과 비교하여 BLU 전류를 제어할 수 있다.

예를 들어, BLU 제어부(300)는 영상 전환의 발생 유무에 따라 영상 품질 저하 없이 BLU 전류 소모가 최소가 되도록, BLU 전류를 이전 전류와 동일하게 제어하거나 또는 임계 휘도값에 해당하는 전류로 제어하거나 또는 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어할 수 있다.

투과율 제어부(400)는 BLU 제어가 불가능한 경우 투과율 연산을 최소화하도록 디스플레이의 투과율을 제어함으로써 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다. 예를 들어, LCD 디스플레이 등에서는 편광 필터(Polarization Filter)를 사용하여 통과시킬 빛의 양과 방향을 제어할 수 있는데, 투과율 조절 연산을 최소화함으로써 편광 필터의 제어에 필요한 전력소모를 줄일 수 있다.

즉, 투과율 조절 연산을 최소화하도록, 각 서브 블록의 휘도 평균값이 전체 영상 휘도 평균값 이상인 경우에는 투과율 제어부(400)가 투과율 조절 연산 없이 이전 투과율을 유지하도록 하여 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

또한, 서브 블록의 휘도 평균값이 전체 영상 휘도 평균값 미만인 경우에는 투과율 제어부(400)가 영상 품질 유지를 위하여 편광 필터를 제어하게 되므로, 투과율 제어부(400)는 휘도값에 대응하여 투과율을 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에 관한 알고리즘을 간략하게 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 도 2는 디스플레이 전력 저감 방법에 대한 알고리즘으로, BLU 제어가 가능하면 BLU 제어를 통한 전력감소 알고리즘을 진행하고, BLU 제어가 불가능하다면 전체 화면을 서브 블록으로 나누어 투과율의 제어 연산을 최소화 하는 알고리즘을 진행함으로써, 영상의 품질 저하 없이 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

단계 S10에서, BLU(Back Light Unit) 제어 가능여부 판단부(100)는 디스플레이 전력 저감을 위해 BLU의 제어가 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 디스플레이에서 전력 소모는 대부분이 BLU에서 발생하므로, BLU의 제어가능 여부를 먼저 판단하고, 다음 알고리즘을 진행할 수 있다.

BLU 제어 가능여부 판단부(100)의 판단으로 BLU 제어 가능으로 판단하면, 단계 S20에서, 영상 전환(scene change) 판단부(200)는 디스플레이에서 영상이 재생될 때 영상 전환의 발생 여부를 판단할 수 있다. 디스플레이에서 영상 전환의 발생 유무에 따라 영상간의 휘도 차이가 상당히 달라지게 된다. 예를 들어, 현재 프레임에서 다음 프레임으로 넘어갈 때 영상 전환이 발생한다면, 휘도 차이로 인하여 현재 프레임과 다음 프레임은 전혀 다른 영상으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이에서 영상 전환이 발생한다면 휘도값에 상당한 차이가 발생하게 되므로, 영상 전환 판단부(200)는 프레임간 휘도 변화를 측정하여 이를 기반으로 영상 전환의 발생 여부를 판단할 수 있다.

단계 S30에서, BLU 제어부(300)는 영상 전환 발생 여부에 대응하여 BLU 전류를 제어할 수 있다. 즉, BLU의 제어가 가능하면, BLU 제어부(300)는 디스플레이 전력 저감을 위해서 BLU 전류를 제어할 수 있는데, 영상 전환 발생 여부에 따라 임계값을 설정하여 BLU 전류를 제어할 수 있다. 예를 들어, 영상 전환이 발생한 부분과 영상 전환이 없고 영상이 계속 되는 부분에서는 휘도값의 차이가 서로 다르므로, 임계값을 서로 다르게 설정할 수 있다.

다시 말하면, 영상 전환이 발생한 부분은 휘도 차이가 크므로 임계 휘도 차이값을 크게 설정하고, 영상 전환이 발생하지 않은 부분은 임계 휘도 차이값을 작게 설정할 수 있다. 즉, 영상 전환 발생 여부를 판단할 수 있는 제 1 임계 휘도 차이값(△Y_{th, scene})과 영상 전환이 없는 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th, frame})를 설정할 수 있고, 제 1 임계 휘도 차이값(△Y_{th, scene})은 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th, frame})보다는 크게 설정할 수 있다. 예를 들어 제 1 임계 휘도 차이값(△Y_{th, scene})을 50으로 설정한다면, 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th, frame})은 20 정도로 설정할 수 있다. 물론, 이 값들은 하나의 예시일 뿐, 영상의 환경이나 전력 저감을 위해서 다르게 설정할 수 있다.

즉, BLU 제어부(300)는 제 1 임계 휘도 차이값(△Y_{th, scene})을 사용하여 영상 전환의 발생여부를 판단하고, 이에 기반하여 BLU 전류를 제어함으로써, 영상의 품질 저하 없이 디스플레이의 전력을 저감 할 수 있다.

BLU 제어 가능여부 판단부(100)의 판단으로 BLU 제어 불가능으로 판단하면, 단계 S40에서, 투과율 제어부(400)는 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 알고리즘을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 형태를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 전체 영상을 디스플레이의 크기나 해상도에 따라 서브 블록(520)의 비율, 크기, 개수 등을 정하여 나눌 수 있다. 예를 들어, 16:9 디스플레이와 같은 경우에는 16x9 또는 4x3 과 같은 서브 블록으로 나눌 수 있다.

단계 S50에서, 투과율 제어부(400)는 투과율 연산을 최소화하도록 투과율을 제어할 수 있다. 예를 들어, BLU의 제어가 불가능한 경우에는 디스플레이 전력 저감 방법으로 BLU의 전류를 제어하는 방법을 사용할 수 없으므로, 영상 품질 저하 없이 투과율 연산을 최소화하여 투과율을 제어하는 방법으로 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다. 즉, 품질 저하 없이 투과율 조절 연산을 최소화하여야 하므로, 전체 영상과 서브 블록별 휘도 평균값을 비교하는 방법으로 투과율을 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에 관한 알고리즘을 나타낸 순서도이다.

도 4를 참조하면, 디스플레이에서 BLU의 제어가 가능한지 여부를 판단하고(S100), BLU 제어가 가능하면 BLU 제어를 통한 전류 저감 알고리즘을 진행(S110~S180)하고, BLU 제어가 불가능하면 서브 블록의 투과율 조절 연산을 최소화 하도록 하는 알고리즘(S200~S250)을 진행하여 영상의 품질 저하 없이 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

BLU 제어를 통한 알고리즘을 살펴보면, 단계 S100에서 BLU 제어 가능여부 판단부(100)는 BLU 제어 가능여부를 판단하고, BLU 제어가 가능하다고 판단하면, 단계 S110에서, 영상 전환 판단부(200)는 현재 프레임(이전 프레임)과 이후 프레임간의 휘도 차이를 추정할 수 있다.

단계 S120에서, 영상 전환 판단부(200)는 현재 프레임과 이전 프레임간의 휘도 차이값(△Y_frame)을 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값(△Y_{th, scene})과 비교할 수 있고, 현재 프레임과 이전 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값(△Y_{th, scene}) 이상이면 영상 전환이 발생한 것으로 판단하고, 제 1 임계 휘도 차이값(△Y_{th, scene}) 미만이면 영상 전환이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

영상 전환이 발생한 경우에, 단계 S130에서, 현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})을 추정하고, 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})과 비교할 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})은 휘도 전체 범위인 0~255 에서 중간값인 128(Y_{th, scene} = 128)로 미리 결정할 수 있으나, 이 값은 하나의 예시로 영상의 환경에 따라 달라질 수 있다. 즉, 영상의 환경에 따라 임계 휘도값(Y_{th, scene})을 미리 휘도값 128로 결정한 경우에는 현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})과 미리 결정한 임계 휘도값(Y_{th , scene}) 128과 비교하고, 그 결과에 기반하여 BLU의 전류를 제어할 수 있다.

또한, 영상 전환이 발생한 경우에 비교 기준으로 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})을 임계 절대값으로 결정(예: 128)하여 사용하는 이유는 영상 전환이 발생하는 하나의 프레임에서 기준을 새로 시작한다는 의미가 될 수 있다. 즉, 영상 전환이 발생하면 새로운 기준인 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})과 비교하고, 그 비교한 결과로 영상 전환 프레임에서 BLU 전류 기준을 새로 결정하여 제어할 수 있다.

영상 전환이 발생한 경우, BLU 제어부(300)의 전류 제어는 다음 수학식 1에 의하여 결정될 수 있다.

수학식 1

If (Y_{평균,현재} Y_{th , scene}), I_BLU,현재= I_{BLU , scene}

else, I_BLU,현재 = αY_현재+β

수학식 1을 참조하면, 현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})이 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th , scene}) 이상인 경우, BLU 제어부(300)는 BLU의 전류를 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})에 해당하는 전류로 제어하고, 현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})이 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th , scene}) 미만인 경우, 구간별 직선으로 근사화된 1차식 I_{BLU, 현재} = αY_현재+β 을 사용하여 BLU 전류를 연속적으로 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서 영상 전환이 발생한 경우 BLU 전류 제어를 위한 구간별 근사화를 나타낸 그래프이다.

도 5를 참조하면, 도 5의 x축은 휘도값을 나타내고, y축은 BLU 전류값을 나타낸다. α와 β 값은 구간별 직선 1차식의 기울기와 절편을 나타낸다. 다시 말하면, α와 β 값은 미리 설정한 구간별 양 끝점에서의 휘도값과 전류값에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 각 구간별로 미리 설정하면, 그 구간별 휘도값, 전류값이 결정되므로, α와 β 값은 미리 결정될 수 있다.

수학식 1 및 도 5를 참조하면, Y_{th , scene} ~ Y _max 구간에서는 다른 구간보다 큰 전류를 사용하기 때문에 전류가 크게 변화하면 전류 소모량이 커질 수 있기 때문에 기울기를 작게 하거나 일정한 상수 값으로 결정해야 할 것이며, 나머지 구간도 전류의 크기에 따라 기울기를 순차적으로 변화시켜서 전류 소모량을 감소시켜 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})이 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th , scene}) 이상인 경우, 단계 S140에서, BLU 제어부(300)는 BLU의 전류를 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})에 해당하는 전류로 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})이 128인 경우에, 현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})(510)이 휘도 128 이상이므로 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})에 해당하는 전류 I_{BLU , scene} (520)로 제어할 수 있다. 즉, 영상 변환이 발생한 경우에 현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})이 미리 결정된 임계 휘도값(Yth, scene) 이상이면, 현재 영상 재생시 BLU에서 소모되는 전류가 있다고 볼 수 있으므로, 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th, scene})에 해당하는 전류(I_{BLU , scene})로 제어하여 디스플레이 전력을 저감할 수 있다.

현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})이 미리 결정된 임계 휘도값(Y_{th , scene}) 미만인 경우, 단계 S150에서, BLU 제어부(300)는 BLU 전류를 구간별(piecewise) 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 휘도값(Y)에 따라서 각 구간별로 양 끝 점에서의 휘도값과 전류값을 결정하여, 구간별로 α와 β 값을 미리 결정할 수 있다. 즉, 휘도값(Y)에 따라서 각 구간별로 미리 결정한 α와 β 값을 사용하여 BLU 전류를 연속적으로 제어할 수 있다.

영상 전환이 발생하지 않은 경우에, 단계 S160에서, 현재 프레임과 이전 프레임간의 휘도 차이값(△Y_frame)을 추정하고, 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th, frame})과 비교하고, 그 결과에 기반하여 BLU의 전류를 제어할 수 있다.

영상 전환이 발생하지 않은 경우, BLU 제어부(300)의 전류 제어는 다음 수학식 2에 의하여 결정될 수 있다.

수학식 2

If (Y_frame Y_{th , frame}), I_BLU,현재= αY_현재+β

else, I_BLU,현재 = I_BLU,이전

즉, 수학식 2를 참조하면, 현재 프레임과 이전 프레임의 휘도 차이값(△Y_frame)이 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th , frame}) 이상인 경우, BLU 제어부(300)는 구간별 직선으로 근사화된 1차식 I_BLU,현재=αY_현재+β 을 사용하여 BLU 전류를 연속적으로 제어하고, 휘도 차이값(△Y_frame)이 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th, frame}) 미만인 경우 이전 BLU 전류(I_BLU,이전)를 유지하도록 하여 디스플레이의 전력을 저감할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 방법에서 영상 전환이 발생하지 않은 경우 BLU 전류 제어를 위한 구간별 근사화를 나타낸 그래프이다.

도 6을 참조하면, 도 6의 x축은 휘도값을 나타내고, y축은 BLU 전류값을 나타낸다. α와 β 값은 구간별 직선 1차식의 기울기와 절편을 나타낸다. 다시 말하면, α와 β 값은 미리 설정한 구간별 양 끝점에서의 휘도값과 전류값에 따라 결정될 수 있고, 각 구간별로 각각 미리 설정할 수도 있다. 예를 들어, 각 구간별로 미리 설정하여, α와 β 값을 미리 결정할 수 있다.

수학식 2 및 도 6을 참조하면, Y_max 쪽으로 갈수록 다른 구간보다 큰 전류를 사용하므로 Y_max 구간에 가까울수록 기울기인 α 값이 작아지거나 일정한 상수가 되도록 결정하여 디스플레이의 전류를 저감할 수 있다. 다시 말하면, 휘도 차이값(△Y_frame)이 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th , frame}) 이상인 경우에 구간별 직선으로 근사화된 1차식 I_BLU,현재=αY_현재+β 을 사용하기 위해서, 휘도값(Y)에 따라서 각 구간별로 나눌 수 있다. 휘도값(Y)이 클수록 큰 전류를 사용하기 때문에 전류제어를 함에 있어서 전류가 크게 변화하면 전류 소모량이 커질 수 있기 때문에 기울기를 작게 해야 하며, 나머지 구간도 전류의 크기에 따라 기울기를 순차적으로 변화시켜야 전류 소모량을 줄일 수 있다.

또한, 휘도 차이값(△Y_frame)이 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th , frame}) 미만인 경우에는 이전 BLU 전류를 유지하도록 하여, 영상 품질의 차이 없이 전류 소모량을 줄일 수 있다.

휘도 차이값(△Y_frame)이 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th , frame}) 이상이면, 단계 S170에서, BLU 제어부(300)는 구간별 직선으로 근사화된 1차식 I_BLU,현재=αY_현재+β 을 사용하여 전류를 제어할 수 있다. 즉, BLU 제어부(300)는 휘도 차이값(△Y_frame)을 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th , frame}) 이상으로 판단한 경우, 휘도값(Y)에 따라서 각 구간별로 나누어 미리 결정한 α와 β 값에 따라서 BLU 전류를 제어할 수 있다.

휘도 차이값(△Y_frame)이 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th , frame}) 미만이면, 단계 S180에서, BLU 제어부(300)는 이전 BLU 전류를 계속 유지하도록 함으로써 영상 품질 저하 없이 전류 소모를 감소시킬 수 있다. 즉, 영상 전환이 없고 휘도 차이값(△Y_frame) 또한 제 2 임계 휘도 차이값(△Y_{th , frame}) 미만이므로, 투과율 조절 연산 없이 이전 BLU 전류를 계속 유지하도록 하는 것이 영상 품질 저하 없이 전력을 저감 시킬 수 방법이 될 수 있다.

BLU 제어가 불가능하여 투과율을 제어하는 알고리즘을 살펴보면, 단계 S100에서 BLU 제어 가능여부 판단부(100)는 BLU 제어 가능여부를 판단하고, BLU 제어가 불가능하다고 판단하면, 단계 S200에서, 투과율 제어부(400)는 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 알고리즘을 수행할 수 있다. 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 전체 영상을 디스플레이의 크기나 해상도에 따라 서브 블록(520)의 비율, 크기, 개수 등을 정하여 나눌 수 있다.

단계 S210에서, 투과율 제어부(400)는 각 서브 블록별 휘도 평균값을 추정하고, 단계 S220에서 전체 휘도 평균값을 추정하고, 단계 S230에서 각 서브 블록 휘도 평균값과 전체 휘도 평균값을 비교하고, 그 결과에 기반하여 투과율을 제어할 수 있다.

BLU 제어가 불가능한 경우, 투과율 제어부(400)의 디스플레이 투과율 제어는 다음 수학식 3에 의하여 결정될 수 있다.

수학식 3

If (Y_{서브 블록,평균} Y_{전체 , 평균}), 투과율_현재= 투과율_이전

수학식 3을 참조하면, 각 서브 블록의 휘도 평균값(Y_{서브 블록,평균})이 전체 영상의 휘도 평균값(Y_{전체 , 평균}) 이상인 경우에는 투과율 제어부(400)가 이전의 투과율을 계속 유지하도록 하고, 각 서브 블록의 휘도 평균값(Y_{서브 블록,평균})이 전체 영상의 휘도 평균값(Y_{전체 , 평균}) 미만인 경우에는 투과율 제어부(400)가 휘도값에 대응하여 투과율을 제어할 수 있다.

예를 들어, 각 서브 블록의 휘도 평균값(Y_{서브 블록,평균})이 전체 영상의 휘도 평균값(Y_{전체, 평균}) 이상인 경우에는 이전 투과율을 계속 유지하도록 함으로써, 투과율 연산을 할 필요가 없으므로, 편광필터 제어에 필요한 전류 소모를 절감할 수 있다. 즉, 투과율을 각 프레임마다 제어하는데 드는 연산을 최소화하여 소모 전력을 감소시킬 수 있다.

또한, 각 서브 블록의 휘도 평균값(Y_{서브 블록,평균})이 전체 영상의 휘도 평균값(Y_{전체 , 평균}) 미만인 경우에는 휘도값에 대응하여 투과율을 제어함으로써 소모 전력을 감소 시킬 수 있다. 예를 들어, 휘도값이 변화하더라도 휘도값에 대응하여 투과율을 변화시키면 밝기를 일정하게 유지시킬 수 있다. 즉, 투과율을 휘도값에 대응하여 제어함으로써, 영상 품질 저하 없이 소모 전력을 감소시킬 수 있다. 즉, 휘도값이 낮아지면 이에 대응하여 디스플레이의 투과율을 증가시켜 밝기는 일정하게 유지시킬 수 있으므로, 영상 품질의 저하를 줄이면서 전류 소모를 감소시킬 수 있다.

각 서브 블록의 휘도 평균값(Y_{서브 블록,평균})이 전체 영상의 휘도 평균값(Y_{전체 , 평균}) 이상인 경우에, 단계 S240에서 투과율 제어부(400)는 이전 투과율을 유지하도록 할 수 있다. 즉, 투과율 제어부(400)는 투과율 연산 없이 이전 투과율을 계속 유지하도록 함으로써, 투과율을 각 프레임마다 제어하는데 드는 연산을 최소화하여 소모 전력을 감소시킬 수 있다.

각 서브 블록의 휘도 평균값(Y_{서브 블록,평균})이 전체 영상의 휘도 평균값(Y_{전체 , 평균}) 미만인 경우에, 단계 S250에서 투과율 제어부(400)는 휘도값에 대응하여 투과율을 제어할 수 있다. 즉, 투과율 제어부(400)는 휘도값에 대응하여 편광 필터를 조절함으로써 투과율을 제어할 수 있고, 디스플레이의 밝기를 일정하게 유지시킴으로써, 영상 품질 저하 없이 소모 전력을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 전력 저감 장치와 관련하여서는 전술한 방법에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 디스플레이 전력 저감 장치와 관련하여, 전술한 방법에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.

본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: BLU(Back Light Unit) 제어 가능여부 판단부
200: 영상 전환(scene change) 판단부
300: BLU 제어부
400: 투과율 제어부
510: 현재 프레임의 휘도 평균값(Y_{평균 , 현재})
520: 임계 휘도값(Y_{th, scene})에 해당하는 전류 I_{BLU , scene}
1000: 디스플레이 전력저감 장치

Claims (13)

1. 디스플레이 전력 저감 방법에 있어서,
   디스플레이의 BLU(Back Light Unit) 제어 가능 여부를 판단하는 단계;
   상기 BLU의 제어가 가능하면 영상 전환(scene change)의 발생 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 영상 전환 발생 여부 판단에 따라 BLU 전류를 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 BLU의 제어가 불가능하면 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 단계; 및
   상기 전체 영상의 투과율 연산을 최소화하도록 투과율을 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 투과율을 제어하는 단계는
   각 서브 블록별 휘도 평균값과 전체 영상의 휘도 평균값을 추정하는 단계; 및
   상기 각 서브 블록별 휘도 평균값이 상기 전체 영상의 휘도 평균값 이상인 경우에는 이전의 투과율을 유지하고, 상기 각 서브 블록별 휘도 평균값이 상기 전체 영상의 휘도 평균값 미만인 경우에는 휘도값에 대응하여 투과율을 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 서브 블록으로 나누는 단계는 상기 디스플레이의 크기나 해상도에 따라 서브 블록의 비율, 크기, 개수를 정하여 전체 영상을 서브 블록으로 나누는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 영상 전환의 발생 여부를 판단하는 단계는 영상의 현재 프레임과 이전 프레임간의 휘도 차이값을 추정하는 단계; 및
   상기 프레임간의 휘도 차이값과 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 프레임간의 휘도 차이값이 상기 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 이상인 경우에는 상기 영상 전환이 발생한 것으로 판단하고, 상기 영상 전환의 발생에 대응하여 현재 프레임 휘도 평균값을 추정하는 단계; 및
   상기 현재 프레임 휘도 평균값을 미리 결정된 임계 휘도값과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 BLU 전류를 제어하는 단계는 상기 현재 프레임 휘도 평균값이 미리 결정된 임계 휘도값 이상이면 BLU의 전류를 상기 임계 휘도값에 해당하는 전류로 제어하고, 상기 현재 프레임 휘도 평균값이 미리 결정된 임계 휘도값 미만이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 방법.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 미만인 경우에는 상기 영상 전환이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 영상 전환이 발생하지 않은 것에 대응하여 상기 프레임간의 휘도 차이값을 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 BLU 전류를 제어하는 단계는 상기 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값 이상이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어하고, 상기 프레임간 휘도 차이값이 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값 미만이면 이전 BLU의 전류를 유지하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 방법.
   
7. 삭제
8. 디스플레이 전력 저감 장치에 있어서,
   상기 디스플레이의 전력 저감을 위해 BLU(Back Light Unit) 제어를 통한 전력 저감 여부를 판단하기 위한 BLU 제어 가능 여부 판단부;
   상기 BLU 제어가 가능한 경우, 상기 디스플레이에서 새로운 영상 전환(scene change)이 발생 여부를 판단하기 위한 영상 전환 판단부;
   상기 새로운 영상 전환 발생 여부의 판단 결과에 대응하여 BLU의 전류를 제어하기 위한 BLU 제어부; 및
   상기 BLU 제어가 불가능한 경우, 상기 디스플레이의 전력 저감을 위해 상기 디스플레이의 투과율을 제어하기 위한 투과율 제어부를 포함하고,
   상기 투과율 제어부는 전체 영상을 상기 디스플레이의 크기나 해상도에 따라 서브 블록의 비율, 크기, 개수를 정하여 상기 전체 영상을 서브 블록으로 나누고, 각 서브 블록별 휘도 평균값과 전체 영상의 휘도 평균값을 추정하고, 상기 각 서브 블록의 휘도 평균값이 상기 전체 영상의 휘도 평균값 이상인 경우에는 이전의 투과율을 유지시키고, 상기 각 서브 블록의 휘도 평균값이 전체 영상의 휘도 평균값 미만인 경우에는 휘도값에 대응하여 투과율을 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 영상 전환 판단부는 현재 프레임과 이전 프레임의 휘도값을 획득하고, 상기 현재 프레임과 이전 프레임간의 휘도 차이값을 추정하고, 상기 프레임간 휘도 차이값과 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값을 비교하여 영상 전환이 발생하였는지 판단하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 전환 판단부는 상기 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 이상인 경우에는 상기 영상 전환이 발생한 것으로 판단하고, BLU 제어부는 상기 영상 전환의 발생에 대응하여, 현재 프레임 휘도 평균값을 추정하고, 상기 현재 프레임 휘도 평균값이 미리 결정된 임계 휘도값 이상이면 BLU의 전류를 상기 임계 휘도값에 해당하는 전류로 제어하고, 미리 결정된 임계 휘도값 미만이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 장치.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 전환 판단부는 상기 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 1 임계 휘도 차이값 미만인 경우에는 상기 영상 전환이 발생하지 않은 것으로 판단하고, BLU 제어부는 상기 영상 전환이 발생하지 않은 것에 대응하여, 상기 프레임간의 휘도 차이값을 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값과 비교하고, 상기 프레임간의 휘도 차이값이 미리 결정된 제 2임계 휘도 차이값 이상이면 BLU의 전류를 구간별 직선으로 근사화시킨 1차식을 사용하여 연속적으로 제어하고, 미리 결정된 제 2 임계 휘도 차이값 미만이면 이전 BLU의 전류를 유지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 전력 저감 장치.
    
12. 삭제
13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
    

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