KR102136312B1 - 디스플레이 기기의 잔상방지장치 - Google Patents

디스플레이 기기의 잔상방지장치 Download PDF

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Abstract

디스플레이 기기의 잔상방지장치가 개시된다. 본 발명의 장치는, 제1게인이 설정된 영상에서 정지영역을 검출하는 검출부와, 상기 정지영역에 대해, 상기 제1게인보다 낮은 게인을 설정하는 영상처리부를 포함한다.

Description

디스플레이 기기의 잔상방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING IMAGE STICKING IN DISPLAY DEVICE}
본 발명은 잔상방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광소자를 사용하는 디스플레이 기기에 적용되는 잔상방지장치에 관한 것이다.
최근 발광 다이오드(Light-Emitting Diode; LED)나 유기발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode; OLED)와 같은 발광소자를 사용하는 디스플레이 기기(예를 들어, TV)가 등장하고 있다.
일반적으로, 이러한 발광소자를 사용하는 디스플레이 기기의 경우, 동일 화면이나 정지화면이 장시간 지속될 경우 잔상이 발생한다. 특히 방송국의 로고 또는 디스플레이 기기의 정보표시 등이 잔상으로 남게 될 가능성이 높다
이러한 잔상은 시간이 오래 경과되면 고착잔상으로 남게 되며, 화질의 열화를 초래하게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 디스플레이 기기에서 잔상이 발생하는 영역을 사전에 판별하여 잔상을 방지하는 잔상방지장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 잔상방지장치는, 제1게인이 설정된 영상에서 정지영역을 검출하는 검출부; 및 상기 정지영역에 대해, 상기 제1게인보다 낮은 게인을 설정하는 영상처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 검출부는, 상기 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하여, 소정 주기마다 해당 블록의 영상에 대한 히스토그램을 생성하는 생성부; 및 이전 주기에서 생성된 히스토그램을 현 주기의 히스토그램과 매칭하여, 유사도에 따라 정지영역을 결정하는 매칭부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 검출부는, 상기 생성부가 생성한 블록의 영상에 대한 히스토그램의 특징을 결정하는 결정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 매칭부는, 유사도에 따라 정지영역의 레벨을 차등적으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 영상처리부는, 상기 정지영역의 중심 픽셀에 대하여 상기 제1게인보다 낮은 제2게인을 설정하고, 상기 정지영역의 그 외 픽셀에 대하여 상기 정지영역의 주위 블록의 게인을 보간하여 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 영상처리부는, 상기 정지영역의 레벨에 따라 차등적으로 게인을 설정할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 정지영역을 검출하고, 해당 영역에서의 각 픽셀에 차등적으로 게인을 부여하여, 디스플레이 기기의 잔상을 방지하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잔상방지장치의 일실시예 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 잔상이 발생하는 영역을 설명하기 위한 일예시도
도 3은 도 1의 정지영역 검출부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 4는 도 3의 로컬 히스토그램 생성부가 생성한 히스토그램의 일예를 설명하기 위한 것이다.
도 5는 도 1의 정지영역 검출부의 입력과 출력의 일예시도이다.
도 6은 영상처리부의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 잔상방지장치의 일실시예 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 장치는, 정지영역 검출부(1) 및 영상처리부(2)를 포함한다.
일반적으로, 발광소자를 사용하는 디스플레이 기기에서 잔상이 발생할 가능성이 높은 영역은, 방송영상 디스플레이의 경우 로고영역, 메뉴영역, 텍스트영역 등일 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 잔상이 발생하는 영역을 설명하기 위한 일예시도로서, 발광소자를 사용하는 디스플레이 기기가 스마트 TV인 경우를 나타낸 것이다.
도 2a에서는 우측 상단의 로고가 디스플레이되는 영역(A)이나 하단의 텍스트가 디스플레이되는 영역(B)이, 도 2b에서는 하단의 메뉴가 디스플레이되는 영역(C)이 잔상이 발생할 가능성이 높은 영역에 해당한다 할 수 있다.
종래 이러한 영역을 검출하기 위해, 데이터 비교, 움직임 검출 등 기술을 사용하였으나, 이러한 기술은 알고리즘이 복잡하고, 프레임 메모리(frame memory)와 같은 하드웨어가 다량 요구되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 프레임 메모리와 같은 별도의 하드웨어를 요구하지 않으면서, 정지영역의 특성을 이용하여 정지영역을 검출하는 방법을 제안한다.
먼저, 정지영상의 특성을 살펴본다.
일반적으로 디스플레이 기기에서 도 2a나 도 2b와 같이 잔상이 발생할 가능성이 있는 정지영역은, 다른 영상부분과 다른 특성을 가진다.
즉, 디스플레이 기기에 디스플레이되는 정지영역은, 주로 원색으로 이루어지며, 데이터가 주로 어느 한 영역에 밀집되는 특성을 가진다. 본 발명은 이러한 특성을 이용하여 최소의 하드웨어 자원을 사용하여 영역을 검출하는 것을 제안한다.
도 3은 도 1의 정지영역 검출부의 일실시예 상세 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정지영역 검출부(1)는, 로컬 히스토그램 생성부(10), 특징결정부(20), 매칭부(30) 및 저장부(40)를 포함할 수 있다.
로컬 히스토그램 생성부(10)는, 입력되는 영상을 소정 크기로 분할하고, 해당 영역의 히스토그램을 생성한다. 일반적으로 히스토그램(histogram)은, 자료의 분포를 나타내는 그래프로서, 본 발명의 로컬 히스토그램 생성부(10)는 영상의 RGB(Red/Green/Blue) 픽셀의 분포를 이용하여 히스토그램을 생성할 수 있다.
도 4는 도 3의 로컬 히스토그램 생성부(10)가 생성한 히스토그램의 일예를 설명하기 위한 것이다.
도 4에서 D는 원영상을 나타내며, 본 발명의 설명을 위해 소정 영상에 복수의 로고를 삽입한 것을 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 원영상이 소정 블럭으로 분할되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 도 4의 E 내지 G는 각각 원영상 D의 RGB 값을 블럭 단위로 히스토그램으로 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 로고가 배치된 영역에서는, 히스토그램의 분포가 단순하거나, 히스토그램의 밀집도가 일반 영상에 비해 높게 분포되어 있음을 알 수 있다.
로컬 히스토그램 생성부(10)가 분할하는 영상(블럭)의 크기는, 설정에 의해 결정될 수 있으며, 블럭의 크기는 가변적이다. 또한, 로컬 히스토그램 생성부(10)의 히스토그램 생성은, 소정 주기로 수행될 수 있다. 예를 들어, 1시간, 30분, 10분, 1분의 주기로, 히스토그램을 생성할 수 있을 것이다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이러한 예시에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
특징결정부(20)는, 블럭 단위의 영상의 히스토그램을 단순화하여, 히스토그램의 특징을 결정한다. 이는 저장되는 정보의 양을 줄이기 위한 것으로서, 특징결정부(20)의 사용은 선택적인 것이다. 즉, 디스플레이 기기의 내부 저장부(40)의 크기가 로컬 히스토그램 결정부(10)의 출력을 저장할 정도로 충분히 큰 경우에는, 히스토그램 데이터를 직접 저장부(40)에 저장할 수도 있을 것이다.
특징결정부(20)가 결정하는 히스토그램의 특징은, 예를 들어, 로컬 히스토그램 생성부(10)가 생성한 히스토그램을 압축한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
저장부(40)는, 특징결정부(20)가 저장한 히스토그램의 특징을 저장할 수 있다. 또는, 저장부(40)는, 저장용량에 따라, 로컬 히스토그램 생성부(10)가 저장한 히스토그램을 저장할 수도 있다. 저장부(40)는, 디스플레이 기기의 내부 메모리일 수 있다.
매칭부(30)는, 이전 주기에 저장부(40)에 저장된 히스토그램 특징 또는 히스토그램과 현 주기의 히스토그램 특징 또는 히스토그램을 매칭하여 영역의 유사도를 결정한다. 정지영역에 대해서는 이전 주기의 히스토그램 또는 히스토그램 특징이 현주기의 그것과 거의 유사할 것이므로, 매칭부(30)는 히스토그램 또는 히스토그램 특징이 매칭되는 블럭 단위의 영역을 정지영역으로 결정할 수 있다.
도 5는 도 1의 정지영역 검출부의 입력과 출력의 일예시도이다. 편의를 위해 도 5의 (a) 영상을 블럭 단위로 분할한 것으로 도시하였으나, 이는 설명을 위한 것임은 자명하다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 정지영역 검출부(1)는, 로고 등에 의해 영상이 변경되지 않는 영역을 블럭 단위로 결정하여 출력할 수 있다.
한편, 매칭부(30)는, 유사도에 따라 정지영역에 대한 레벨을 다르게 설정할 수도 있다. 즉, 유사도가 더 높은 블록에 대해서는, 제1레벨을, 제1레벨에 비해 유사도가 낮은 블록에 대해서는 제2레벨를 부여하여, 이후 영상처리부(2)의 영상처리를 레벨에 따라 다르게 수행할 수도 있을 것이다. 레벨의 수는 시스템에 따라 달리 설정될 수 있으며, 레벨을 결정하는 유사도 역시 설정에 의해 결정될 수 있다.
이와 같이 지정된 정지영역을 이용하여, 도 1의 영상처리부(2)는 정지영역 검출부(1)가 검출한 정지영역의 잔상을 방지하기 위한 영상처리를 수행할 수 있다.
잔상을 방지하거나, 또는 잔상의 강도를 줄이기 위해서는, 해당 영역의 휘도를 감소하는 것이다. 그러나, 휘도 감속의 폭이 높아질수록 시청자가 인지하는 화면의 열화가 심해질 것이므로, 본 발명에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 휘도와 색온도를 동시에 제어하는 기법을 제안한다.
일반적으로, 발광소자를 이용하는 디스플레이 기기에서, RGB 셀중 블루(B) 셀의 효율이 가장 낮게 측정된다. 즉, 수명이나 휘도 등 여러 측면에서 블루 셀의 문제점이 가장 크게 나타난다. 따라서, 잔상 또한 블루 셀에서 가장 심하게 발생하게 되므로, 본 발명의 영상처리부(2)는 블루셀의 사용빈도를 낮추는 방법을 사용한다. 블루 셀의 사용빈도를 낮추기 위해, 본 발명의 영상처리부(2)는, 휘도와 색온도를 동시에 제어한다.
본 발명의 영상처리부(2)는, 소정 크기의 블록으로 나뉘어진 영상에서, 정지영역과 그 외 영역에 대하여 휘도 게인(gain)과 색온도 게인을 차별적으로 부여한다. 일반적으로 하나의 영상에서, 휘도 게인과 색온도 게인은 동일하게 부여된다. 본 발명의 영상처리부(2)는, 정지영역의 중심 픽셀에 대하여, 영상의 휘도 게인 및 색온도 게인보다 일정 크기 적은 게인을 부여하고, 나머지 픽셀에 대해서는, 주위 블록의 게인을 보간(interpolation)하여 적용함으로써, 화질의 열화를 최소화할 수 있다.
도 6은 영상처리부의 동작을 설명하기 위한 일예시도로서, 도 5의 (b)를 확대하여 나타낸 것이다. 도 6에서, 흰색으로 처리된 블록은 정지영역 검출부(1)에 의해 검출된 정지영역을 나타내며, 각 블록의 중심의 붉은 원은 해당 블록에서의 게인을 나타낸다.
영상처리부(2)는, 정지영역의 중심 픽셀에 대해, 정지영역 외의 영역에 대한 게인보다 일정 크기 적은 게인을 적용한다. 즉, 도 6에서, 정지영역에 대한 게인(휘도 게인 및 색온도 게인을 포함함)인 g4는, 그 주변 블록의 게인인 g1 내지 g3보다 일정 크기 적은 게인이다.
또한, 영상처리부(2)는, 정지영역의 임의의 픽셀에 대해서는, 주변 블록의 게인을 보간하여 해당 픽셀에 대한 게인을 부여할 수 있다.
즉, 예를 들어, 도 6의 H 픽셀에 대해, 주변 블록의 게인인 g1 내지 g4를 보간하여 해당 픽셀의 게인으로 부여한다. 이때, 보간시에는, 해당 픽셀 H와 주변 블록의 거리인 d1 내지 d4에 따른 가중치를 부여할 수 있다.
이와 같이, 차등적인 휘도 및 색온도 게인을 정지영역에 부여하여, 정지영역은 휘도와 색온도가 낮아지게 되고, 이를 통해 해당 영역의 잔상의 발생 가능성이 낮아지게 된다. 또한, 정지영역에서 각 픽셀에 대해 차등적으로 게인을 부여함으로써, 화질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일예에서는, 정지영역에서 각 픽셀마다 차등적인 게인을 부여하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 소정 단위의 픽셀에 대해 차등적인 게인을 부여할 수도 있다. 즉, 도 6의 블록보다 더 작은 크기의 블록을 정지영역에 설정하고, 해당 불록에서의 게인을 주변 게인을 보간하여 부여할 수도 있다.
한편, 영상처리부(2)는, 매칭부(30)가 유사도에 따라 정지영역에 대한 레벨을 다르게 설정한 경우, 레벨에 따라 게인을 차등적으로 부여할 수도 있다. 즉, 유사도가 더 높은 블록이 제1레벨로, 제1레벨보다 유사도가 낮은 블록이 제2레벨의 정지영역으로 결정된 경우, 제1레벨에 대해 제2레벨보다 더 낮은 게인을 부여할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 의해 잔상이 방지된 영상을 설명하기 위한 것으로서, 도 7은 로고에 의해 정지영역이 발생된 경우, 도 8은 메뉴에 의해 정지영역이 발생된 경우를 나타낸다. 도 7 및 도 8에서 (a)는 원영상이고, (b)는 정지영역 검출부(1)가 검출한 정지영역을 나타낸 것이며, (c)는 영상처리부(2)에 의해 휘도 게인 및 색온도 게인이 차등적으로 설정된 것을 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 정지영역 검출부(1)가 검출한 정지영역에서, 휘도와 색온도가 변화되었음을 알 수 있으며, 시청자의 변화감지를 최소화하기 위해, 게인이 각 픽셀별로 차등적으로 설정되었음을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 잔상방지장치에 의해, 종래 잔상이 발생하던 디스플레이를 이용하는 경우, 약 30% 정도의 개선효과를 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1: 정지영역 검출부 2: 영상처리부
10: 로컬 히스토그램 생성부 20: 특징결정부
30: 매칭부 40: 저장부

Claims (6)

  1. 제1게인이 설정된 영상에서 정지영역을 검출하는 검출부; 및
    상기 정지영역에 대해, 상기 제1게인보다 낮은 게인을 설정하는 영상처리부를 포함하고,
    상기 검출부는,
    상기 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하여, 소정 주기마다 해당 블록의 영상에 대한 히스토그램을 생성하는 생성부; 및
    이전 주기에서 생성된 히스토그램을 현 주기의 히스토그램과 매칭하여, 유사도에 따라 정지영역을 결정하는 매칭부를 포함하고,
    상기 매칭부는 유사도에 따라 정지영역의 레벨을 차등적으로 결정하고,
    상기 영상처리부는 상기 정지영역의 레벨에 따라 차등적으로 게인을 설정하는 것을 특징으로 하는 잔상방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게인은 휘도 및 색온도인 것을 특징으로 하는 잔상방지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 검출부는,
    상기 생성부가 생성한 블록의 영상에 대한 히스토그램의 특징을 결정하는 결정부를 더 포함하는 잔상방지장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 영상처리부는,
    상기 정지영역의 중심 픽셀에 대하여 상기 제1게인보다 낮은 제2게인을 설정하고, 상기 정지영역의 그 외 픽셀에 대하여 상기 정지영역의 주위 블록의 게인을 보간하여 설정하는 잔상방지장치.
  6. 삭제
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