KR101933509B1 - 표시 장치, 이를 이용한 표시 시스템 및 표시 장치의 영상 처리 방법 - Google Patents

표시 장치, 이를 이용한 표시 시스템 및 표시 장치의 영상 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치, 이를 이용한 표시 시스템 및 표시 장치의 영상 처리 방법으로서, 구체적으로 표시 장치는 복수의 주사선 및 복수의 데이터 선에 연결된 복수의 화소를 포함하는 표시부, 외부로부터 입력되는 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 반전 영상 처리부, 상기 제1 영상 데이터 신호 및 상기 제2 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 교차하여 혼합한 제3 영상 데이터 신호를 생성하고, 상기 표시부에 표시되는 영상 프레임 단위로 개폐되는 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성하는 제어부, 및 상기 제어부로부터 상기 제3 영상 데이터 신호를 전달받아 상기 복수의 데이터 선 각각에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.

Description

표시 장치, 이를 이용한 표시 시스템 및 표시 장치의 영상 처리 방법{DISPLAY DEVICE, DISPLAY SYSTEM USING THE SAME AND METHOD FOR PROCESSING IMAGE OF THE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치, 이를 이용한 표시 시스템 및 표시 장치의 영상 처리 방법에 관한 것으로, 특히 영상의 보안을 위한 영상 처리 수단이 포함된 표시 장치와 이를 이용한 표시 시스템 및 그 영상 처리 방법에 관한 것이다.
최근 들어 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 개발되고 있다.
평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display: OLED) 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치들은 휴대 전화 단말로 대표되는 모바일 기기로부터 가두에 설치되어 공중에게 디스플레이되는 대형 표시 장치에 이르기까지 폭넓게 이용되고 있다. 일반적으로 표시 장치는 대부분 고화질, 고휘도의 화면 품질 특성 개발을 중점으로 연구 개발되고 왔고, 사각지대 없이 어떠한 각도에서 보더라도 선명하게 이미지가 표시되는 것이 표시 장치의 중요한 개발 과제임은 분명하다.
그러나, 현대 기술 사회에서 문화적 컨텐츠가 가지는 공공성, 전파성, 다양성 등의 가치가 중요하게 될수록 그에 못지 않게 개개인의 사적 정보, 비밀 정보, 프라이빗 데이터 등의 보호 역시 중요한 문제로 대두되고 있다. 즉, 타인에게 공개되지 않고 사적인 부분에서 공유되어야 할 컨텐츠들의 보안성이 표시 장치의 기술 발전에 따라 침해될 위험이 있다. 따라서, 정보 기기의 발달에 수반하여 불특정 사람들이 있는 공공 장소에서의 표시 컨텐츠의 보안성 유지가 매우 중요한 연구과제로 부상되고 있다.
종래 표시 장치에서 표시되는 화면의 보안성을 위한 기술로서, 광학적인 차폐판을 설치하거나 특정 각도나 특정 방향에서만 표시 내용이 보여질 수 있도록 제어하는 기술이 있으나, 이러한 보안 기술은 완전하게 표시 화면을 차폐할 수 없고, 표시 장치를 사용하는 사용자에 대한 편의성을 방해할 수 있는 문제가 있다.
따라서, 표시 장치의 컨텐츠의 보안성이 유지됨과 동시에 사용자의 편의가 고려된 보안용 표시 장치와 영상 처리 방법의 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 개인의 사적 영상 컨텐츠의 표시를 보호하기 위하여 필요한 사람들에게만 영상이 정확하게 표시되는 보안용 표시 장치 및 시스템과 그 표시 장치의 보안 영상 처리 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 영상을 인지할 필요가 있는 사람들에게만 영상을 표시하여 정보를 전달할 수 있게 하는 보안 개념의 새로운 디스플레이 방식과 장치를 도입하되 복잡한 장치나 설비 없이 실제 사용자에게 보안 영상을 인지함에 있어 편의성을 도모하고자 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 복수의 주사선 및 복수의 데이터 선에 연결된 복수의 화소를 포함하는 표시부, 외부로부터 입력되는 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 반전 영상 처리부, 상기 제1 영상 데이터 신호 및 상기 제2 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 교차하여 혼합한 제3 영상 데이터 신호를 생성하고, 상기 표시부에 표시되는 영상 프레임 단위로 개폐되는 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성하는 제어부, 및 상기 제어부로부터 상기 제3 영상 데이터 신호를 전달받아 상기 복수의 데이터 선 각각에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
이때 상기 반전 영상 처리부는, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도값에 대응하여 계조가 반전되는 반전 휘도값을 계산하여, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도 정보를 변환시키는 계조 반전부를 포함한다.
상기 휘도값과 상기 반전 휘도값의 합은 상기 제1 영상 데이터 신호의 데이터 값을 표시하는 비트수에 따라 결정되는 최대 계조의 휘도값을 나타낸다.
상기 반전 영상 처리부는, 상기 계조 반전된 영상 데이터 신호에 대해 휘도 직류 성분을 가감하는 DC 성분 추가부, 및 상기 계조 반전된 영상 데이터 신호에 대해 노이즈 신호를 생성하여 부가하는 노이즈 생성부 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 DC 성분 추가부는 상기 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 휘도 성분을 더 추가할 수 있다.
또한 상기 노이즈 생성부는 상기 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 휘도 노이즈를 더 생성하여 부가할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 영상 데이터 신호 및 상기 제2 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 상호 교차하고 혼합하여 상기 제3 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 전달하는 데이터 가공부를 포함한다.
이때 상기 데이터 가공부는 상기 제2 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 디더링을 실시할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제1 영상 데이터 신호에 따른 제1 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 개방하고, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제2 영상 데이터 신호에 따른 제2 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 차폐하는 상기 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성하여 상기 셔터 안경에 전달하는 셔터 안경 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예로서 상기 제1 영상 데이터 신호, 상기 제2 영상 데이터 신호는 각각 제1 시점(視點) 영상 데이터 신호와 제2 시점(視點) 영상 데이터 신호를 포함할 수 있다. 상기 제3 영상 데이터 신호는, 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호, 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호, 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호, 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호가 순차적으로 혼합하여 배열되는데, 이에 따라 표시되는 영상은 입체 영상이다.
상기 표시 장치의 제어부는, 상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방시키고, 상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방시키는 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는, 상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방하는 좌안 셔터 제어 신호, 및 상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방하는 우안 셔터 제어 신호를 포함한다.
이때 상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는, 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호 각각에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터 및 우안 셔터를 차폐시킨다.
상기 제어부는, 외부에서 입력되는 동기신호에 따라 상기 표시부 및 상기 데이터 구동부의 구동을 제어하는 제어신호를 생성하여 전달하는 타이밍 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 표시 시스템은 외부로부터 입력되는 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전시킨 제2 영상 데이터 신호와 상기 제1 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 교차하여 혼합한 제3 영상 데이터 신호를 생성하는 데이터 가공부, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따라 대응하는 구동 전류로 발광하여 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하는 표시부, 상기 표시부에 표시되는 영상 프레임 단위로 개폐되어 상기 표시 영상의 투과를 조절하는 셔터 안경, 및 상기 셔터 안경의 개폐를 제어하는 구동 제어 신호를 생성하여 상기 셔터 안경에 전달하는 셔터 안경 제어부를 포함한다.
상기 표시 시스템은, 상기 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전된 상기 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 반전 영상 처리부를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 구동 제어 신호는, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제1 영상 데이터 신호에 따른 제1 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 개방하고, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제2 영상 데이터 신호에 따른 제2 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 차폐한다.
다른 실시 예로서 상기 제1 영상 데이터 신호, 상기 제2 영상 데이터 신호는 각각 제1 시점(視點) 영상 데이터 신호와 제2 시점(視點) 영상 데이터 신호를 포함하고, 상기 제3 영상 데이터 신호는, 순차적으로 혼합된 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호, 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호, 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호, 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호를 포함하며, 상기 셔터 안경 제어부는, 상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방시키고, 상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방시키는 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 표시 시스템은 입체 영상을 구현한다.
이때 상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는, 상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방하는 좌안 셔터 제어 신호, 및 상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방하는 우안 셔터 제어 신호를 포함할 수 있다.
상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는, 상기 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호 및 상기 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호 각각에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터 및 우안 셔터를 차폐시킨다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표시 장치의 영상 처리 방법은, 외부로부터 제1 영상 데이터 신호가 입력되는 단계, 상기 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 단계, 상기 제2 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호를 검출하고, 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 디더링을 실시하는 단계, 상기 제1 영상 데이터 신호 및 상기 제2 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 교대로 혼합하여 제3 영상 데이터 신호를 생성하는 단계, 및 상기 제3 영상 데이터 신호를 표시부의 복수의 화소에 출력하여 대응하는 영상을 표시하는 단계를 포함한다.
상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호는, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도값에 대응하여 계조가 반전되는 반전 휘도값을 계산하고, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도 정보를 변환시켜 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 단계 이후에, 상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호에 대해 휘도 직류 성분을 가감하는 단계, 및 상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호에 대해 노이즈 신호를 생성하여 부가하는 단계 중에서 적어도 하나를 더 추가할 수 있다.
상기 제1 영상 데이터 신호, 상기 제2 영상 데이터 신호는 각각 제1 시점(視點) 영상 데이터 신호와 제2 시점(視點) 영상 데이터 신호를 포함하고, 상기 제3 영상 데이터 신호는, 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호, 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호, 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호, 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호가 순차적으로 혼합하여 배열되어 표시 장치에서 입체 영상을 구현할 수 있다.
본 발명에 의하면 필요한 사람들에게만 영상이 정확하게 표시되는 보안용 표시 장치 및 시스템과 그 표시 장치의 보안 영상 처리 방법을 제공함으로써 개인의 사적 영상 컨텐츠의 표시를 보호할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 영상을 인지할 필요가 있는 사람들에게만 영상을 표시하여 정보를 전달할 수 있게 하는 보안 개념의 새로운 디스플레이 방식과 장치를 도입함으로써, 복잡한 장치나 설비 없이도 실제 사용자가 보안 영상을 시청할 때 편의성을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 표시 장치 및 표시 시스템의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 반전 영상 처리부의 일 실시 예에 따른 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 표시 장치 및 표시 시스템의 영상 처리 방법에 따른 타이밍도와 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 표시 시스템에 따라 인식되는 영상 패턴을 개념적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 의한 표시 장치 및 표시 시스템의 영상 처리 방법에 따른 타이밍도와 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 표시 장치의 영상 처리 방법에 따른 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시 예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시 예에서 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 제1 실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 표시 장치 및 표시 시스템의 블록도이다.
도 1의 실시 예에 따른 표시 장치는 영상이 표시되는 복수의 화소(70)를 포함하는 표시부(10), 복수의 주사선(S1 내지 Sn)을 통해 복수의 화소(70)와 연결된 주사 구동부(20), 복수의 데이터 선(D1 내지 Dm)을 통해 복수의 화소(70)와 연결된 데이터 구동부(30), 상기 주사 구동부(20) 및 데이터 구동부(30)를 제어하고 외부의 셔터 안경(60)을 제어하는 제어부(40), 및 외부 영상 데이터에 대한 반전 영상을 생성하여 제어부에 전달하는 반전 영상 처리부(50)를 포함한다.
도 1의 실시 예에 따른 표시 장치를 포함하는 표시 시스템은 상기 표시부(10)에서 생성되는 영상을 전달받아 사용자가 인식할 수 있는 셔터 안경(60)을 포함하는 구성이다.
도 1에 도시된 표시 장치 및 표시 시스템의 구성은 하나의 실시 형태를 예시한 것이므로 반드시 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상을 수행할 수 있는 구성을 포함한다면 구성 수단의 확장, 축소, 재변경은 모두 가능하다.
구체적으로 도 1의 표시부(10)는 행 방향 및 열 방향으로 배열된 매트릭스 구조로 이루어진 복수의 화소(70)를 포함한다. 복수의 화소(70) 각각은 주사 구동부(20)로부터 전달되는 대응하는 주사 신호에 의해 구동이 활성화 되어 데이터 구동부(30)로부터 전달되는 대응하는 데이터 신호에 따른 구동 전류로 발광 소자가 빛을 방출하여 영상을 표시한다.
도 1에 도시되지 않았으나 표시부(10)는 외부로부터 제1 전원전압(ELVDD) 및 제2 전원전압(ELVSS)을 공급받아 각각의 화소들(60)로 공급한다. 제1 전원전압(ELVDD) 및 제2 전원전압(ELVSS)을 공급받은 화소들(70) 각각은 데이터 구동부(30)로부터 전달된 데이터 신호에 대응하여 제1 전원부터 발광소자를 경유하여 제2 전원으로 흐르는 전류를 제어함으로써 데이터신호에 대응되는 빛을 생성한다. 본 발명에서 상기 데이터 구동부(30)를 통해 전달되는 복수의 데이터 신호 각각은 표시 영상의 보호를 위해 보안 처리되고 원본 영상과 함께 가공된 영상 데이터 신호이다.
주사 구동부(20)는 제어부(40)로부터 주사 구동 제어신호(CONT2)를 공급받아 복수의 주사 신호를 생성한다. 주사 구동부(20)는 상기 생성된 복수의 주사 신호를 복수의 주사선(S1 내지 Sn) 각각으로 순차적으로 공급한다.
데이터 구동부(30)는 제어부(40)로부터 데이터 구동 제어신호(CONT1)를 공급받고, 제어부(40)로부터 가공된 영상에 대응하는 복수의 데이터 신호(DATA2)를 표시부(10)의 각 화소에 전달한다. 즉, 상기 주사 신호와 동기되도록 복수의 데이터 선(D1 내지 Dm)에 가공 처리된 데이터 신호(DATA2)를 공급한다.
제어부(40)는 외부로부터 공급되는 동기 신호들과 클럭신호, 및 영상 데이터를 입력 받아 표시 장치의 각 구동부의 구동을 제어하는 제어신호 및 데이터 구동부로 출력하는 데이터 신호를 생성 및 가공 처리한다.
구체적으로 도 1의 일 실시 예에 따른 제어부(40)는 데이터 가공부(401), 타이밍 제어부(403), 및 셔터 안경 제어부(405)를 포함할 수 있다.
데이터 가공부(401)는 외부에서 입력되는 원본 영상 데이터 신호(DATA1)와 반전 영상 처리부(50)에서 상기 원본 영상 데이터 신호(DATA1)를 변환시켜 생성한 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)를 입력받아 가공 처리한 후 표시 영상의 보안을 위한 보안 영상 데이터 신호(DATA2)로 데이터 구동부(30)에 출력한다.
반전 영상 처리부(50)에서 생성하는 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)는 외부 입력되는 원본 영상 데이터 신호(DATA1)를 이용하는데 구체적인 변환 처리 방법과 이를 수행하는 수단은 이하 도 2에서 설명하기로 한다.
제어부(40)의 데이터 가공부(401)는 외부에서 입력되는 원본 영상 데이터 신호(DATA1)를 전달받음과 동시에 반전 영상 처리부(50)에서 생성하는 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)를 전달받아 보안용 영상 데이터 신호(DATA2)를 생성하고, 데이터 구동부(30)에서 이를 전달하여 표시부의 화소 각각은 보안 영상 데이터 신호(DATA2)에 따른 구동 전류로 빛을 방출하여 영상을 표시하게 된다. 이때 표시되는 영상은 연속하는 프레임 동안 원본 영상 데이터와 반전 영상 데이터가 혼재되어 표시되는 영상으로서, 표시 장치의 시청자(사용자)는 셔터 안경(60)을 통해서만 실제 영상인 원본 영상을 인식할 수 있다. 즉, 셔터 안경을 쓴 사람만이 연속하는 프레임 속에 포함된 실제 원본 영상만을 선택적으로 인식하여 볼 수 있고, 그렇지 않은 육안의 시청자들은 보안 영상으로서 원본 영상와 반전 영상이 혼합된 영상을 시청하게 된다. 그럴 경우 상기 혼합된 영상에 원본 영상이 포함되어 있긴 하지만, 그와 함께 반전 영상이 혼재되어 있으므로 육안의 시청자들은 실제 원본 영상을 전혀 구별할 수 없고 실제 원본 영상 컨텐츠의 보안성이 확보될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 데이터 가공부(401)는 전달받은 원본 영상 데이터 신호(DATA1) 및 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)의 가공 처리 이전 또는 이후에 영상에 표시되는 객체의 에지 경계부에 대한 데이터를 검출할 수 있다. 표시 이미지에서 객체의 에지 부분은 반전 영상에 의해 가려지기가 쉽지 않은 부분이므로 에지 경계부에 대한 데이터 신호를 검출하여 디더링(dithering)을 수행할 수 있다.
이하에서 설명될 것이지만, 반전 영상 처리부(50)에서 이미 에지 부분에 대한 휘도 직류 성분 추가 또는 노이즈 신호를 생성하여 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)를 변환처리 하였지만, 데이터 가공부(401)는 에지 부분의 휘도차를 좀더 없애기 위하여 추가적으로 디더링을 수행하는 것이다. 그러면 반전 영상이 원본 영상을 확실하게 마스킹(masking) 할 수 있어 영상의 보안 효과가 극대화 될 수 있다.
한편, 상기 원본 영상 데이터 신호(DATA1), 반전 영상 데이터 신호(DATA-1), 및 보안 영상(DATA2) 데이터 신호는 색상, 휘도 정보 등의 광학 특성 정보를 포함하는 일반적인 2차원 영상 데이터 신호일 수 있으나, 사용자의 3차원 입체 영상 인식을 위한 3D 입체 영상 데이터일 수도 있다.
제어부(40)의 타이밍 제어부(403)는 외부에서 입력되는 동기 신호와 클럭 신호를 바탕으로 표시 장치의 각 구동부의 구동 타이밍을 제어한다. 상기 동기 신호는 연속하는 프레임을 구분하는 수직 동기 신호(Vsync)(도면 미도시), 화소 라인에 포함되는 복수의 화소별로 구동 활성화 타이밍을 설정하는 수평 동기 신호(Hsync)일 수 있다. 타이밍 제어부(403)는 이들 동기 신호에 대응하여 데이터 구동 제어신호(CONT1) 및 주사 구동 제어신호(CONT2)를 생성할 수 있다. 또한 도면에 도시하지 않았으나, 제1 전원 및 제2 전원에서 공급되는 전원전압의 공급을 제어하는 전원 구동 제어신호를 생성할 수도 있다. 상기 데이터 구동 제어신호(CONT1) 및 주사 구동 제어신호(CONT2)의 구동 타이밍에 대응하여 데이터 선 및 주사선으로 각각 데이터 신호와 주사 신호가 순차적으로 전달된다.
또한 제어부(40)의 셔터 안경 제어부(405)는 외부에서 표시부에 표시되는 영상을 인식하기 위한 셔터 안경(60)의 개폐를 제어하는 셔터 안경 제어신호(CONT3)를 생성하여 전달한다. 셔터 안경(60)은 표시부에 표시되는 영상의 구동 방식에 따라 양안 셔터 전체가 동시에 개폐되거나 좌안 셔터 및 우안 셔터가 교대로 개폐될 수 있다. 본 발명은 표시부에 표시되는 실제 영상과 상기 실제 영상을 볼 수 없도록 만든 보안 영상을 사용자와 사용자 이외의 타인에게 각각 구분하여 전달하는 것인데, 이를 위한 수단이 셔터 안경(60)이 된다. 즉, 보호받고자 하는 컨텐츠에 대한 원본 영상을 볼 필요가 있는 사용자는 셔터 안경(60)을 쓰고 표시부에서 전달되는 보안 영상 중 실제 원본 영상만을 취사하여 볼 수 있다. 그러나 컨텐츠에 대한 볼 권한이 없는 사용자 외의 타인은 셔터 안경 없이 육안으로 표시부에서 방출되는 보안 영상을 시청하게 될 때 상기 보안 영상 속에서 실제 원본 영상을 구분하여 볼 수 없다.
셔터 안경(60)은 사용자가 보안 영상 중 실제 원본 영상만을 선택하여 볼 수 있도록 양안셔터 전체 또는 좌우안 셔터가 분리되어 개폐될 수 있고, 상기 셔터 안경 제어신호(CONT3)는 표시부(10)에 표시되는 보안 영상의 구동 방식에 따라 상기 셔터 안경의 개폐를 제어한다.
도 2는 도 1에 도시된 반전 영상 처리부(50)의 일 실시 예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
반전 영상 처리부(50)는 외부에서 입력되는 원본 영상 데이터 신호(DATA1)를 소정의 신호 처리 과정을 통해 원본 영상과 휘도 등의 광학 특성 정보가 달라지는 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)로 변환하여 제어부(40)로 출력한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 소정의 신호 처리는 계조 반전 처리, 직류 성분 추가, 노이즈 생성 및 추가 등의 처리 과정일 수 있지만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니고, 원본 영상을 보호하거나 비밀 유지를 위해 원본 영상을 변조시키는 신호 처리이면 충분히 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 반전 영상 처리부(50)는 계조 반전부(501), DC 성분 추가부(503), 및 노이즈 생성부(505)를 포함한다. 도 2의 구성 수단은 신호 처리의 순서에 따라 계조 반전부(501), DC 성분 추가부(503), 및 노이즈 생성부(505) 순으로 배치되어 있으나 신호 처리의 다른 순서에 따라 상기 구성 수단의 연결 및 배치는 달라질 수 있음은 물론이다.
계조 반전부(501)는 원본 영상 데이터 신호(DATA1)를 입력 받아 해당 데이터의 휘도 정보를 취득하여 휘도값을 반전시킨다. 즉, 원본 영상 데이터 신호(DATA1)의 휘도 정보를 나타내는 화소별 입력 데이터 값(8 내지 12 비트로 표시될 수 있음)을 휘도값으로 환산한다. 그리고 해당 휘도 값에 대응하여 계조가 반전되는 반전 휘도값을 계산한다. 이로써, 해당 데이터의 휘도로 발광했을 때의 명암비를 전체 계조 범위 내에서 대칭적으로 조정한다. 상기 휘도값과 상기 반전 휘도값의 합은 입력 원본 영상 데이터 신호의 데이터 값을 표시하는 비트수(예를 들면 8비트)에 따라 결정되는 최대 계조(256)의 휘도값을 나타낸다.
상기 반전 휘도값의 계산 방법은 계조 반전부(501)를 통해 계조 반전된 출력 데이터 신호와 상기 입력된 원본 영상 데이터 신호의 휘도가 서로 상반된 명암비를 가지도록 계조값을 변경시키는 것이다.
만일 입력되는 영상 데이터 신호의 감마 데이터가 8비트로 이루어지는 경우라면 이들 데이터 신호로 표현될 수 있는 전체 계조는 28 인 256 계조이고, 전체 계조 범위는 0 내지 255 계조가 된다. 이러한 전체 계조 범위 내에서 입력되는 원본 영상 데이터 신호(DATA1)의 계조를 반전시킨다. 즉, 입력된 원본 영상 데이터 신호(DATA1)의 계조와 이를 반전시킨 영상 데이터 신호의 계조 합이 전체 256 계조가 되도록 반전시킨다. 일례로 원본 영상 데이터 신호(DATA1)에 포함된 휘도 정보가 36 정도의 저계조 데이터인 경우, 이를 반전시키면 256 계조값에서 36 계조값를 뺀 220의 고계조 데이터로 변환된다. 또한 휘도 정보가 200 정도의 고계조 데이터인 경우, 이를 반전시켜 56의 저계조 데이터로 변환한다. 이러한 방식으로 원본 영상 데이터 신호(DATA1)를 계조 반전시킨 출력 데이터 신호에 의해 표시되는 반전 영상은 원본 영상에 비해 명암 구성이 역전된다.
상기 계조 반전부(501)에서 계조가 대칭적으로 반전 처리된 영상 데이터 신호는 DC 성분 추가부(503)로 전달된다.
DC 성분 추가부(503)는 전체 표시 영상 내에 포함되는 사물 또는 객체 간의 대비되는 휘도 차이를 없애기 위해서 계조 반전되어 전달된 영상 데이터 신호에 직류 성분으로서의 휘도 성분을 추가한다. 상기 휘도 성분은 임의의 기준 휘도값(상수값)일 수 있으며, 본 발명에서 휘도 성분을 추가한다는 것은 상기 기준 휘도값을 더하거나 빼는 과정을 포함하는 개념이다.
반전 영상 처리부(50)의 데이터 변환 과정을 거쳐서 출력되는 반전 영상 데이터 신호가 표시하는 반전 영상은 제어부(40)에서 실제 외부 입력된 원본 영상과 함께 혼재되어 보안 영상으로 가공되는데, 보안 영상으로 표시할 때 육안 관찰자들에게 원본 영상과 반전 영상이 겹쳐서 인식된다. 이때 영상에서 표시되는 사물 또는 객체의 에지 부분이 특히 눈에 잘 띄게 된다. 따라서, 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)를 생성할 때 이들 에지 경계부를 기준으로 휘도 차이가 줄어들도록 상기 DC 성분 추가부(503)에서 휘도 직류 성분을 추가할 수 있다. 추가되는 휘도 직류 성분의 휘도값은 특별히 제한되지 않으며 에지 경계부를 중심으로 휘도 차의 비율이 줄어들 수 있는 휘도값이면 족하다.
일례로 표시 영상의 소정의 객체에 대한 에지 경계부를 기준하여 좌우 휘도값이 각각 100nit와 101nit여서 휘도차가 1%일 때 DC 성분 추가부(503)는 해당 부분의 원본 영상 데이터 신호를 계조 반전시킨 데이터 신호에 각각 직류 성분으로서 휘도값 100nit를 추가하여 신호를 변환처리할 수 있다.
그러면 해당 부분의 데이터 휘도값은 각각 200nit와 201nit가 되어 에지 경계부의 휘도 차를 0.5% 낮출 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, DC 성분 추가부(503)에 의한 신호 처리 후 출력되는 데이터 신호가 표시하게 되는 반전 영상이 객체의 에지 부분의 휘도차를 줄여 경계면의 구분을 모호하게 할 것이므로 원본 영상을 보이지 않게 커버하는 보안성은 더 증가될 것이다.
DC 성분 추가부(503)에서 기준 휘도값을 추가한 후에 산출된 휘도값은 데이터 값으로 재환산된다.
도 2를 참조하면, DC 성분이 추가된 후 변조된 휘도값으로 재환산된 데이터 값을 포함하는 영상 데이터 신호는 노이즈 생성부(505)에 전달된다. 노이즈 생성부(505)는 표시 영상의 화질을 좌우하는 휘도, 색수차, 콘트라스트 등의 광학 특성 정보에 대한 노이즈 신호를 생성하여 추가한다. 즉, 노이즈 생성부(505)는 상기 DC 성분 추가부(503)에서 변환 처리된 데이터 신호에 대해 휘도 노이즈, 색 노이즈 등을 생성하여 추가할 수 있다. 또한 일반적으로 선명한 화질 구현을 위한 영상 데이터 처리에서는 데이터 신호에 대한 휘도 성분이나 색 성분의 노이즈 임계값을 설정하고 콘트라스트를 제어하는 제어값을 설정할 수 있는데, 본 발명에서는 원본 영상을 커버하는 반전영상을 보다 효과적으로 형성하기 위하여 노이즈 생성부(505)에서 이러한 휘도 노이즈 임계값, 색 노이즈 임계값, 콘트라스트 제어값 등을 완화하여 설정할 수 있다.
또한 노이즈 생성부(505)는 전반적인 영상 데이터에 대한 노이즈 신호 추가 이외에 표시 영상의 객체에 대한 에지 경계부에서의 휘도 편차를 없애기 위하여 상기 에지 경계부에 대응하는 영상 데이터 신호에 휘도 노이즈를 생성하여 추가할 수 있다. 상기 노이즈 생성부(505)에서의 영상 데이터 신호의 변환 처리가 수행되고 나면, 반전 영상 처리부(50)에 입력된 원본 영상 데이터 신호(DATA1)는 계조가 반전되고 객체의 에지 경계면의 휘도 차이가 없으며 노이즈 및 DC 성분이 추가된 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)로 출력된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 표시 장치 및 표시 시스템의 영상 처리 방법에 따른 타이밍도와 개념도이다.
도 3의 타이밍도를 참조하면, 시간의 흐름에 따라 각 프레임(1F 내지 4F)이 연속적으로 진행된다.
각 프레임 동안 표시부(10)의 전체 화소들이 순차적으로 활성화된다. 즉, 복수의 화소 라인에 연결된 복수의 주사선으로 각각 전달되는 복수의 주사 신호(S[1] 내지 S[n])의 온 전압 레벨에 따른 전압값으로 인가되는 시점에 동기되어 상기 복수의 화소 라인 각각에 해당하는 복수의 화소의 구동이 활성화된다. 이때 온 전압 레벨은 해당 화소의 구성 소자인 트랜지스터를 턴 온 시키는 전압 레벨을 의미한다. 도 3은 화소의 구성 소자들이 PMOS(P channel metal oxide semiconductor) 트랜지스터인 경우를 상정하여 도시된 것이므로 온 전압 레벨은 PMOS 트랜지스터를 턴 온 시킬 수 있는 소정의 로우 레벨 전압일 수 있다.
상기 각 프레임(1F 내지 4F)마다 상기 복수의 주사 신호(S[1] 내지 S[n])가 반복적으로 전달되면, 온 전압 레벨의 전압 펄스에 응답하여 각 화소 라인에 포함된 복수의 화소에 데이터 신호에 따른 데이터 전압이 인가된다. 즉, 각 화소 라인에 대응하는 복수의 화소에 순차적으로 영상 데이터 신호, 즉 제어부(40)에서 가동처리되어 데이터 구동부(30)를 통해 출력되는 보안 영상 데이터 신호(DATA2)가 전달되면서 영상 데이터(Data)가 기입된다.
이때 기입되는 보안 영상 데이터 신호는 상술한 바와 같이 도 2의 반전 영상 처리부(50)에서 변조된 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)와 실제 원본 영상 데이터 신호(DATA1)가 제어부(40)의 데이터 가공부(401)에서 혼합된 후 출력된 것이다.
도 3의 실시 예에 따르면 제어부(40)의 데이터 가공부(401)는 상기 원본 영상 데이터 신호(DATA1)와 반전 영상 데이터 신호(DATA-1)를 프레임 단위로 상호 교차되도록 가공하여 출력할 수 있다.
그래서 도 3을 참조하여 알 수 있듯이 가공처리된 보안 영상 데이터에 따른 영상은 제1 프레임(1F)에서 원본 영상인 An, 그 후에 연속하는 제2 프레임(2F)에서 상기 원본 영상(An)의 반전 영상인 An-1, 그 다음 제3 프레임(3F)에서 상기 원본 영상(An)의 다음 프레임에 이어지는 원본 영상인 An+1, 제4 프레임(4F)에서 상기 원본 영상(An+1)의 반전 영상인 An+1- 1으로 표시될 수 있다.
도 3에서는 설명의 편의를 위해 각 원본 영상에 대한 반전 영상은 원본 영상의 빗금과 반대 방향의 빗금으로 표시하였다.
연속되는 프레임에서 순차적으로 원본 영상과 그의 반전 영상이 이어지면서 그에 따라 셔터 안경이 개폐되고, 셔터 안경의 개폐 제어를 위해 셔터 제어 신호(SCS)가 생성되어 전달된다. 도 1에서 설명한 바와 같이 상기 셔터 제어 신호(SCS)는 제어부(40)의 셔터 안경 제어부(405)에서 생성되어 셔터 안경(60)에 전달된다. 상기 셔터 제어 신호(SCS)는 보안 영상 데이터 신호에 대응하여 표시되는 보안 영상 중에서 원본 영상이 표시되는 때에만 셔터 안경을 개방시키는 온 레벨 전압으로 전달된다. 즉, 셔터 제어 신호(SCS)는 보안 영상 데이터 신호에 포함된 원본 영상 데이터 신호가 전달되는 프레임 동안에만 셔터 안경을 개방시키는 온 레벨 전압으로 전달된다.
제1 프레임(1F)에서 셔터 제어 신호(SCS)는 온 전압 레벨로 전달되고 그에 응답하여 셔터 안경(60)의 양안 셔터 모두가 턴 온 된다. 그러면 사용자는 셔터 안경을 통해 표시부에 표시되는 제1 프레임(1F)의 원본 영상(An)을 볼 수 있게 된다. 다음으로 제2 프레임(2F)에서 셔터 제어 신호(SCS)는 오프 전압 레벨로 바뀌어 전달되고 그에 응답하여 셔터 안경(60)의 양안 셔터 모두가 턴 오프 된다. 그러면 사용자는 셔터 안경(60)이 닫혀진 상태이므로 제2 프레임(2F) 동안 표시되는 원본 영상(An)의 반전 영상(An-1)을 볼 수 없다. 따라서 연속적으로 연결되는 보안 영상의 프레임에서 사용자는 셔터 안경이 개방된 때에만 표시되는 원본 영상만을 볼 수 있고, 나머지 반전 영상은 셔터 안경에 의해 영상 인식이 차단된다. 사용자는 보안 영상이 표시되어도 셔터 안경의 개폐로 인해 명확하게 원본 영상을 볼 수 있다.
이에 반하여 셔터 안경을 착용하지 않는 타인들은 원본 영상과 반전 영상이 연속적으로 표시되는 보안 영상을 육안으로 인지하기 때문에, 계조가 서로 반대인 두 영상 데이터의 특성상 시각적인 중첩 효과에 의해 원본 영상을 볼 수 없다.
이러한 본 발명의 영상 표시 시스템에 따라 인식되는 영상 패턴은 도 4에서 개념적으로 나타내었다.
도 4에서 실시예 (1)은 셔터 안경을 착용한 사용자의 영상 인식을 나타내고, 실시예 (2)는 셔터 안경을 착용하지 않고 육안으로 표시부(10)를 볼 경우의 영상 인식을 나타낸다.
실시예 (1)의 사용자는 보안 영상 중 셔터 안경이 개방될 때에 동기되어 표시되는 원본 영상(OAn, OAn+1)들을 순차적으로 인지하고, 원래의 영상을 볼 수 있다.
이에 반해 실시예 (2)의 셔터 안경 비사용자는 원본 영상과 반전 영상 모두 순차적으로 인지하는데, 연속되는 프레임의 원본 영상과 반전 영상은 시각적으로 중첩되어 보안 영상(SAn, SAn+1)과 같은 형태로 보여지게 된다. 따라서 타인들은 셔터 안경 없이는 원본 영상(OAn, OAn+1)을 볼 수 없기 때문에 원본 영상에 대한 사적 정보가 보호될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 의한 표시 장치 및 표시 시스템의 영상 처리 방법에 따른 타이밍도와 개념도이다.
도 5는 도 3과 같이 원본 영상과 반전 영상을 연속하는 프레임 동안 프레임 단위로 번갈아 표시하는 실시 예로서, 다만, 2차원 영상 데이터가 아닌 3차원 영상 데이터의 구동 방식인 점에 차이가 있다.
즉, 입력되는 원본 영상 데이터 신호가 3차원 입체 영상 데이터로서, 좌안 영상 데이터 신호와 우안 영상 데이터 신호를 포함한다. 따라서, 도 2의 반전 영상 처리부(50)에서는 상기 원본 영상에 대한 좌안 영상 데이터 신호와 우안 영상 데이터 신호를 각각 계조 반전, DC 휘도 성분 추가, 및 노이즈 생성 및 추가 등의 과정을 거쳐 반전된 좌안 영상 데이터 신호와 우안 영상 데이터 신호를 출력한다.
그러면, 제어부(40)의 데이터 가공부(401)에서 보안 입체 영상 데이터 신호로 생성하여 출력하게 되는데, 상기 보안 입체 영상 데이터 신호는 도 5와 같이 좌안 영상에 대한 원본 영상(L)과 좌안 영상에 대한 반전 영상(L-1), 및 우안 영상에 대한 원본 영상(R)과 우안 영상에 대한 반전 영상(R-1)가 순차로 표시될 수 있도록 각각의 영상 데이터 신호를 혼합, 가공한 것이다.
실시 예에 따라서, 상기 좌안 영상에 대한 원본 영상(L)과 좌안 영상에 대한 반전 영상(L-1), 및 우안 영상에 대한 원본 영상(R)과 우안 영상에 대한 반전 영상(R-1)은 하나의 프레임 동안 서브필드(1SF 내지 4SF) 단위로 데이터 신호가 전달되어 기입된 후 영상이 표시될 수 있다. 또는 다른 실시 예로서, 각각의 좌안 원본 영상, 좌안 반전 영상, 우안 원본 영상, 및 우안 반전 영상이 프레임 단위로 서로 교차되어 표시될 수 있다.
표시부(10)에서 표시되는 입체 영상 데이터 신호가 도 5와 같은 방식으로 기입되어 영상이 구현될 때 상기 각각의 표시 영상 단위로 셔터 제어 신호가 전달되어 셔터 안경의 개폐가 제어될 수 있다. 도 5의 경우 입체 영상을 구현하는 구동 방식이므로 셔터 안경은 좌안 셔터와 우안 셔터가 별개로 개폐되고 이를 제어하기 위한 제어신호 역시 좌안 셔터 제어 신호(LSCS) 및 우안 셔터 제어 신호(RSCS)로 별개로 생성되어 전달될 수 있다.
상기 좌안 셔터 제어 신호(LSCS) 및 우안 셔터 제어 신호(RSCS)는 제어부(40)의 셔터 안경 제어부(405)에서 생성되어 전달된다.
도 5를 참조하면 서브필드 단위로 구분되어 보안용 입체 영상 데이터 신호가 기입되어 표시되는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 서브필드(1SF)에서 보안용 입체 영상 데이터 신호 중 좌안 원본 영상 데이터 신호가 주사 신호(S[1] 내지 S[n])의 전달 시점에 동기되어 각 화소에 인가되면, 좌안 원본 영상(L)이 표시부에 표시된다. 제2 서브필드(2SF)에서는 보안용 입체 영상 데이터 신호 중 좌안 원본 영상 데이터 신호를 변조 처리한 좌안 반전 영상 데이터 신호가 주사 신호(S[1] 내지 S[n])의 전달 시점에 동기되어 각 화소에 인가될 때 좌안 원본 영상(L)의 좌안 반전 영상(L-1)이 표시부에 표시된다. 이후의 제3 서브필드(3SF) 및 제4 서브필드(4SF)에서는 각각 우안 원본 영상 데이터 신호와 우안 반전 영상 데이터 신호가 동일한 방식으로 전달되어 우안 원본 영상(R)과 우안 반전 영상(R-1)이 각각 표시된다.
제1 서브필드(1SF)에서 좌안 셔터 제어 신호(LSCS)는 온 전압 레벨로 전달되고 그에 응답하여 셔터 안경(60)의 좌안 셔터가 턴 온 된다. 그러면 사용자는 좌안 셔터 안경을 통해 좌안 원본 영상(L)을 볼 수 있게 된다. 제2 서브필드(2SF)에서는 상기 좌안 셔터 제어 신호(LSCS)가 오프 전압 레벨로 바뀌어 전달되므로 셔터 안경(60)의 좌안 셔터가 닫혀서 셔터 안경이 모두 오프된다. 그러면 사용자는 제2 서브필드(2SF) 동안 표시되는 좌안 반전 영상(L-1)을 볼 수 없다. 좌안 셔터 제어 신호(LSCS)는 좌안 원본 영상(L)이 표시되는 제1 서브필드(1SF)를 제외한 나머지 서브필드에서 모두 오프 전압 레벨로 전달된다.
한편 제3 서브필드(3SF)에서 우안 셔터 제어 신호(RSCS)는 온 전압 레벨로 전달되고 그에 응답하여 셔터 안경(60)의 우안 셔터가 턴 온 된다. 그러면 사용자는 우안 셔터 안경을 통해 우안 원본 영상(R)을 볼 수 있게 된다. 제4 서브필드(4SF)에서는 상기 우안 셔터 제어 신호(RSCS)가 오프 전압 레벨로 바뀌어 전달되므로 셔터 안경(60)의 우안 셔터가 닫혀서 셔터 안경이 모두 오프된다. 그러면 사용자는 제4 서브필드(4SF) 동안 표시되는 우안 반전 영상(R-1)을 볼 수 없다. 우안 셔터 제어 신호(RSCS)는 우안 원본 영상(R)이 표시되는 제3 서브필드(3SF)를 제외한 나머지 서브필드에서 모두 오프 전압 레벨로 전달된다.
따라서 연속적으로 표시되는 보안 입체 영상에서 사용자는 좌안 셔터와 우안 셔터가 각각 개방된 제1 서브필드(1SF)와 제3 서브필드(3SF) 동안 표시되는 좌안 및 우안 원본 영상을 보게 되어 3차원 입체 영상을 인지할 수 있고, 나머지 서브필드에서는 셔터 안경이 모두 닫혀져서 좌안 및 우안 반전 영상의 인식이 차단된다. 도 5와 같은 방식에 의해 사용자는 3차원 입체 영상에서도 타인으로부터의 영상 컨텐츠의 보안성을 확보할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 표시 장치의 영상 처리 방법에 따른 흐름도이다. 도 6에서는 설명의 편의상 2차원 영상 데이터에 한정하여 설명하기로 한다.
도 6의 표시 장치의 영상 처리 방법은, 외부에서 입력되는 영상 신호에 대하여 본 발명의 실시 예에 따라 가공 처리하여 데이터 구동부로 출력하여 표시하는 과정까지를 나타낸 것이다.
먼저 원본 영상 데이터가 외부로부터 표시 장치에 입력된다(S1).
원본 영상 데이터 신호는 제어부에 바로 전달되지만, 반전 영상 처리부에 전달되어 반전 영상 데이터 가공을 위한 일련의 처리과정을 거친다. 우선적으로 원본 영상 데이터 신호에 대하여 휘도값을 추출하고 그에 대응하여 계조를 반전시킨 반전 휘도값을 산출한다(S2).
상기 반전 휘도값에 더하여 임의의 기준 휘도값을 가감하여 DC 성분을 추가한다(S3). 그러면 표시 이미지의 객체의 에지 경계부의 휘도 차이가 적어져서 원본 영상을 확실하게 마스킹할 수 있는 반전 영상을 구현할 수 있다. DC 성분을 추가하고 난 후 계산된 휘도값을 데이터 값으로 재환산할 수 있다.
환산된 화소별 데이터 값에 대하여 노이즈 성분을 생성하여 추가하면, 반전 영상 데이터 신호가 생성된다(S4, S5).
상기 S1 단계에서 입력된 원본 영상 데이터 신호와 상기 S5 단계에서 생성된 반전 영상 데이터 신호는 제어부에서 혼합 처리된다. 이때 먼저 원본 영상 데이터와 반전 영상 데이터를 상호 비교할 수 있다(S6).
상기 S6 단계의 과정을 통해 영상 데이터에서 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호를 검출하게 된다(S7).
상기 S7 단계에서는 원본 영상을 보다 확실하게 마스킹하기 위하여 상기 검출된 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 디더링을 실시한다(S8). 디더링을 실시하는 과정을 통해 반전 영상 데이터 신호의 에지 경계면에서의 휘도차를 줄일 수 있다. 그러면 추후 보안 영상 데이터 상태로 화면에 표시되었을 때 중첩된 영상에서 에지 부분이 부각되는 것을 없앨 수 있다.
다음으로 원본 영상 데이터 신호와 디더링 실시한 반전 영상 데이터 신호를 혼합, 가공하여 보안 영상 데이터 신호를 생성한다(S9). 이때 상기 보안 영상 데이터 신호에서 각각의 영상 데이터 신호는 프레임 단위로 서로 교차되도록 배치될 수 있다.
가공된 보안 영상 데이터 신호는 데이터 구동부로 출력되어 표시부에 전달되어 보안 영상이 표시된다(S10). 보안 영상은 반전 영상이 원본 영상을 커버하도록 중첩한 것이므로 일반적으로 육안의 관찰자에게는 원본 영상이 인식되지 않으나, 셔터의 개폐가 제어되는 셔터 안경을 착용한 사용자에게는 원본 영상만이 인지되어 영상 데이터에 대한 보안성을 확보할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
10: 표시부 20: 주사 구동부
30: 데이터 구동부 40: 제어부
50: 반전 영상 처리부 60: 셔터 안경
70: 화소
401: 데이터 가공부 403: 타이밍 제어부
405: 셔터 안경 제어부 501: 계조 반전부
503: DC 성분 추가부 505: 노이즈 생성부

Claims (27)

  1. 복수의 주사선 및 복수의 데이터 선에 연결된 복수의 화소를 포함하는 표시부,
    외부로부터 입력되는 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 반전 영상 처리부,
    상기 제1 영상 데이터 신호 및 상기 제2 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 교차하여 혼합한 제3 영상 데이터 신호를 생성하고, 상기 표시부에 표시되는 영상 프레임 단위로 개폐되는 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성하는 제어부, 및
    상기 제어부로부터 상기 제3 영상 데이터 신호를 전달받아 상기 복수의 데이터 선 각각에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 반전 영상 처리부는,
    상기 계조 반전된 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 적어도 일부 영역에 대응하는 계조 반전된 영상 데이터 신호에 대해 휘도 직류 성분을 가감하는 DC 성분 추가부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반전 영상 처리부는, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도값에 대응하여 계조가 반전되는 반전 휘도값을 계산하여, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도 정보를 변환시키는 계조 반전부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 휘도값과 상기 반전 휘도값의 합은 상기 제1 영상 데이터 신호의 데이터 값을 표시하는 비트수에 따라 결정되는 최대 계조의 휘도값을 나타내는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 반전 영상 처리부는,
    상기 계조 반전된 영상 데이터 신호에 대해 노이즈 신호를 생성하여 부가하는 노이즈 생성부를 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 DC 성분 추가부는 상기 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 휘도 직류 성분을 더 추가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 노이즈 생성부는 상기 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 휘도 노이즈를 더 생성하여 부가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 영상 데이터 신호 및 상기 제2 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 상호 교차하고 혼합하여 상기 제3 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 전달하는 데이터 가공부를 포함하는 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 데이터 가공부는 상기 제2 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 디더링을 실시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제1 영상 데이터 신호에 따른 제1 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 개방하고, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제2 영상 데이터 신호에 따른 제2 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 차폐하는 상기 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성하여 상기 셔터 안경에 전달하는 셔터 안경 제어부를 포함하는 표시 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터 신호, 상기 제2 영상 데이터 신호는 각각 제1 시점(視點) 영상 데이터 신호와 제2 시점(視點) 영상 데이터 신호를 포함하고,
    상기 제3 영상 데이터 신호는, 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호, 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호, 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호, 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호가 순차적으로 혼합하여 배열된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 표시 장치의 제어부는, 상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방시키고, 상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방시키는 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는,
    상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방하는 좌안 셔터 제어 신호, 및
    상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방하는 우안 셔터 제어 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는,
    제1 시점의 제2 영상 데이터 신호 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호 각각에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터 및 우안 셔터를 차폐시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 외부에서 입력되는 동기신호에 따라 상기 표시부 및 상기 데이터 구동부의 구동을 제어하는 제어신호를 생성하여 전달하는 타이밍 제어부를 포함하는 표시 장치.
  15. 외부로부터 입력되는 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전시킨 제2 영상 데이터 신호와 상기 제1 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 교차하여 혼합한 제3 영상 데이터 신호를 생성하는 데이터 가공부,
    상기 제3 영상 데이터 신호에 따라 대응하는 구동 전류로 발광하여 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하는 표시부,
    상기 표시부에 표시되는 영상 프레임 단위로 개폐되어 상기 표시 영상의 투과를 조절하는 셔터 안경,
    상기 셔터 안경의 개폐를 제어하는 구동 제어 신호를 생성하여 상기 셔터 안경에 전달하는 셔터 안경 제어부, 및
    상기 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전된 상기 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 반전 영상 처리부를 포함하고,
    상기 반전 영상 처리부는,
    상기 계조 반전된 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 적어도 일부 영역에 대응하는 계조 반전된 영상 데이터 신호에 대해 휘도 직류 성분을 가감하는 DC 성분 추가부를 포함하는 표시 시스템.
  16. 삭제
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 반전 영상 처리부는, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도값에 대응하여 계조가 반전되는 반전 휘도값을 계산하여, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도 정보를 변환시키는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 반전 영상 처리부는, 상기 계조 반전된 영상 데이터 신호에 대해 노이즈 신호를 생성하여 부가하는 노이즈 생성부를 더 포함하는 표시 시스템.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 데이터 가공부는 상기 제2 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호에 대하여 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 디더링을 실시하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 구동 제어 신호는, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제1 영상 데이터 신호에 따른 제1 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 개방하고, 상기 제3 영상 데이터 신호에 따른 표시 영상 중 상기 제2 영상 데이터 신호에 따른 제2 영상이 표시되는 프레임 동안 상기 셔터 안경을 차폐하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터 신호, 상기 제2 영상 데이터 신호는 각각 제1 시점(視點) 영상 데이터 신호와 제2 시점(視點) 영상 데이터 신호를 포함하고,
    상기 제3 영상 데이터 신호는, 순차적으로 혼합된 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호, 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호, 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호, 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호를 포함하며,
    상기 셔터 안경 제어부는, 상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방시키고, 상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방시키는 셔터 안경의 구동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는,
    상기 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터를 개방하는 좌안 셔터 제어 신호, 및
    상기 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 우안 셔터를 개방하는 우안 셔터 제어 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 셔터 안경의 구동 제어 신호는,
    상기 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호 및 상기 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호 각각에 따른 영상이 표시되는 동안 상기 셔터 안경의 좌안 셔터 및 우안 셔터를 차폐시키는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  24. 외부로부터 제1 영상 데이터 신호가 입력되는 단계,
    상기 제1 영상 데이터 신호를 전달받아 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 단계,
    상기 제2 영상 데이터 신호 중 표시 영상 내 객체의 에지 경계부에 대응하는 데이터 신호를 검출하고, 상기 에지를 기준으로 데이터 신호의 휘도값의 차이를 줄이는 디더링을 실시하는 단계,
    상기 제1 영상 데이터 신호 및 상기 제2 영상 데이터 신호를 프레임 단위로 교대로 혼합하여 제3 영상 데이터 신호를 생성하는 단계, 및
    상기 제3 영상 데이터 신호를 표시부의 복수의 화소에 출력하여 대응하는 영상을 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치의 영상 처리 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호는, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도값에 대응하여 계조가 반전되는 반전 휘도값을 계산하고, 상기 제1 영상 데이터 신호의 휘도 정보를 변환시켜 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 영상 처리 방법.
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호를 생성하는 단계 이후에,
    상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호에 대해 휘도 직류 성분을 가감하는 단계, 및 상기 계조 반전된 제2 영상 데이터 신호에 대해 노이즈 신호를 생성하여 부가하는 단계 중에서 적어도 하나를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 영상 처리 방법.
  27. 제 24항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터 신호, 상기 제2 영상 데이터 신호는 각각 제1 시점(視點) 영상 데이터 신호와 제2 시점(視點) 영상 데이터 신호를 포함하고,
    상기 제3 영상 데이터 신호는, 제1 시점의 제1 영상 데이터 신호, 제1 시점의 제2 영상 데이터 신호, 제2 시점의 제1 영상 데이터 신호, 및 제2 시점의 제2 영상 데이터 신호가 순차적으로 혼합하여 배열된 것을 특징으로 하는 표시 장치의 영상 처리 방법.
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