KR102317035B1 - 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법 - Google Patents

디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스는, 하이 다이내믹 레인지(High Dynamic Range)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트 및 상기 컨텐트의 메타데이터를 수신하는 수신부(상기 메타데이터는, 상기 이미지의 다이내믹 레인지를 나타내는 정보, 상기 이미지의 피크 휘도를 나타내는 정보 및 상기 이미지의 휘도 곡선을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함함)와, 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 APL(Average Picture Level)을 획득하고, 상기 획득된 APL에 대응하는 상기 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하고, 상기 검출된 피크 휘도 및 상기 수신된 메타데이터에 기초하여, 상기 이미지의 톤 매핑을 수행한다.

Description

디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
HDR(High Dynamic Range) 컨텐트는 인간이 실제의 현상을 눈으로 보는 것과 유사한 느낌을 주기 위하여 넓은 다이내믹 레인지를 갖는 영상을 제공할 수 있도록 제작된 컨텐트이다. 그러나, 일반적인 디스플레이 장치로는 넓은 다이내믹 레인지의 영상을 처리하는데 한계가 있기 때문에, HDR 컨텐트를 일반적인 디스플레이 장치에서 재생하기 위해서는 톤 매핑이라는 과정이 필요하다. 여기서, 톤 매핑이란, HDR 컨텐트의 영상을 디스플레이 장치에서 재생할 수 있는 제한된 다이내믹 레인지를 갖는 영상으로 변환하는 기술을 의미한다. 최근에는, HDR 컨텐트의 다이내믹 레인지를 디스플레이 장치에서도 최대한 살릴 수 있도록 하기 위한 규격이 논의되고 있으나, 고정된 피크 휘도에 기초한 톤 매핑만이 논의되고 있기 때문에 디스플레이 디바이스의 종류에 따라 HDR의 디테일 특성을 제대로 재현하지 못하는 문제점이 존재한다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 디스플레이 디바이스의 물리적인 피크 휘도뿐만 아니라 입력 영상의 특성 및 디스플레이 디바이스의 블랙 레벨을 고려하여 영상의 톤 매핑을 수행함으로써 HDR 컨텐트의 영상 디테일을 재현할 수 있는 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은 입력 영상의 APL에 따라 다른 피크 휘도를 나타내는 디스플레이 디바이스에서도 최적의 HDR 효과를 구현할 수 있도록 하는 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 입력 영상의 특성에 따라 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변 적용할 수 있는 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스는, 하이 다이내믹 레인지(High Dynamic Range)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트 및 상기 컨텐트의 메타데이터를 수신하는 수신부(상기 메타데이터는, 상기 이미지의 다이내믹 레인지를 나타내는 정보, 상기 이미지의 피크 휘도를 나타내는 정보 및 상기 이미지의 휘도 곡선을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함함)와, 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 APL(Average Picture Level)을 획득하고, 상기 획득된 APL에 대응하는 상기 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하고, 상기 검출된 피크 휘도, 상기 수신된 메타데이터 및 상기 디스플레이부의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 이미지의 톤 매핑을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스의 제어 방법은, 하이 다이내믹 레인지(High Dynamic Range)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트 및 상기 컨텐트의 메타데이터를 수신하는 단계(상기 메타데이터는, 상기 이미지의 다이내믹 레인지를 나타내는 정보, 상기 이미지의 피크 휘도를 나타내는 정보 및 상기 이미지의 휘도 곡선을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함함)와, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 APL(Average Picture Level)을 획득하는 단계와, 상기 획득된 APL에 대응하는 상기 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하는 단계와, 상기 검출된 피크 휘도, 상기 수신된 메타데이터 및 상기 디스플레이부의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 이미지의 톤 매핑을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 디스플레이 디바이스의 물리적인 피크 휘도뿐만 아니라 입력 영상의 특성 및 디스플레이 디바이스의 블랙 레벨을 고려하여 영상의 톤 매핑을 수행하는 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 입력 영상의 APL에 따라 다른 피크 휘도를 나타내는 디스플레이 디바이스에서도 최적의 HDR 효과를 구현할 수 있도록 하는 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 입력 영상의 특성에 따라 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변 적용할 수 있는 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 디바이스를 포함한 서비스 시스템(service system)을 개략적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 2의 제어부의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 디스플레이 디바이스와 연결된 입력 수단을 도시한 도면이다.
도 5는 특정 디스플레이 디바이스에 포함된 디스플레이부의 휘도 곡선을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스에서 HDR 이미지의 톤 매핑을 수행하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스에서 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스에서 HDR 이미지의 톤 매핑을 수행하는 방법의 다른 일례를 도시한 흐름도이다.
도 9는 HDR 이미지를 구성하는 특정 프레임의 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 디바이스를 포함한 서비스 시스템(service system)을 개략적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 서비스 시스템은, 컨텐트 제공자(content provider)(10), 서비스 제공자(service provider)(20), 네트워크 제공자(network provider)(30) 및 HNED(Home Network End User)(Customer)(40)를 포함한다. 여기서, HNED(40)는 예를 들어, 클라이언트(100) 즉, 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스를 포함한다.
컨텐트 제공자(10)는, 각종 컨텐트를 제작하여 제공한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 컨텐트 제공자(10)로 지상파 방송 송출자, 케이블 방송 사업자(cable SO (System Operator)) 또는 MSO(Multiple SO), 위성 방송 송출자, 다양한 인터넷 방송 송출자, 개인 컨텐트 제공자들 등을 예시할 수 있다. 한편, 컨텐트 제공자(10)는, 방송 컨텐트 외에도 다양한 서비스나 애플리케이션 등을 제작하여 제공할 수 있다.
서비스 제공자(20)는, 컨텐트 제공자(10)에 의해 제작된 컨텐트를 서비스 패키지화(service packetizing)하여 HNED(40)로 제공한다. 예컨대, 서비스 제공자(20)는, 제1 지상파 방송, 제2 지상파 방송, 케이블 MSO, 위성 방송, 다양한 인터넷 방송, 애플리케이션 등에 의해 제작된 컨텐트들 중 적어도 하나 이상을 서비스를 위해 패키지화하고, 이를 HNED(40)에게 제공한다.
서비스 제공자(20)는, 유니-캐스트(uni-cast) 또는 멀티-캐스트(multi-cast) 방식으로 클라이언트(100)에 서비스를 제공한다. 한편, 서비스 제공자(20)는 데이터를 미리 등록된 다수의 클라이언트(100)로 한꺼번에 전송할 수 있는데, 이를 위해 IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜 등을 이용할 수 있다.
상술한 컨텐트 제공자(10)와 서비스 제공자(20)는, 동일한 개체(entity)일 수 있다. 예를 들어, 컨텐트 제공자(10)가 제작한 컨텐트를 서비스 패키지화하여 HNED(40)로 제공함으로써 서비스 제공자(20)의 기능도 함께 수행하거나 그 반대일 수도 있다.
네트워크 제공자(30)는, 컨텐트 제공자(10) 또는/및 서비스 제공자(20)와 클라이언트(100) 사이의 데이터 교환을 위한 네트워크 망을 제공한다.
클라이언트(100)는, HNED(40)에 속한 소비자로서, 네트워크 제공자(30)를 통해 예컨대, 홈 네트워크(home network)를 구축하여 데이터를 수신하며, VoD, 스트리밍 등 다양한 서비스나 애플리케이션 등에 관한 데이터를 송/수신할 수도 있다.
한편, 서비스 시스템 내 컨텐트 제공자(10) 또는/및 서비스 제공자(20)는 전송되는 컨텐트의 보호를 위해 제한 수신(conditional access) 또는 컨텐트 보호(content protection) 수단을 이용할 수 있다. 따라서, 클라이언트(100)는 상기 제한 수신이나 컨텐트 보호에 대응하여 케이블카드(CableCARD)(또는 POD: Point of Deployment), DCAS(Downloadable CAS) 등과 같은 처리 수단을 이용할 수 있다.
그 밖에, 클라이언트(100)도 네트워크를 통해, 양방향 서비스를 이용할 수 있다. 따라서, 클라이언트(100)가 오히려 컨텐트 제공자의 역할 내지 기능을 수행할 수도 있으며, 서비스 제공자(20)는 이를 수신하여 다시 다른 클라이언트 등으로 전송할 수도 있다.
도 1에서 컨텐트 제공자(10) 또는/및 서비스 제공자(20)는 본 명세서에서 후술하는 서비스를 제공하는 서버일 수 있다. 이 경우, 상기 서버는 필요에 따라 네트워크 제공자(30)도 소유 내지 포함하는 의미일 수 있다. 이하 특별히 언급하지 않더라도 서비스 또는 서비스 데이터는, 전술한 외부로부터 수신되는 서비스 내지 애플리케이션뿐만 아니라 내부 서비스 내지 애플리케이션을 포함하며, 이러한 서비스 내지 애플리케이션은 클라이언트(100)를 위한 서비스 내지 애플리케이션 데이터를 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 디바이스(200)는, 방송 수신부(205), 외부 디바이스 인터페이스부(235), 저장부(240), 사용자입력 인터페이스부(250), 제어부(270), 디스플레이부(280), 오디오 출력부(285), 전원 공급부(290) 및 촬영부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 방송 수신부(205)는, 적어도 하나의 튜너(210), 복조부(220) 및 네트워크 인터페이스부(230)를 포함할 수 있다. 다만, 경우에 따라, 상기 방송 수신부(205)는 튜너(210)와 복조부(220)는 구비하나 네트워크 인터페이스부(230)는 포함하지 않을 수 있으며 그 반대의 경우일 수도 있다. 또한, 상기 방송 수신부(205)는 도시되진 않았으나, 다중화부(multiplexer)를 구비하여 상기 튜너(210)를 거쳐 복조부(220)에서 복조된 신호와 상기 네트워크 인터페이스부(230)를 거쳐 수신된 신호를 다중화할 수도 있다. 그 밖에 상기 방송 수신부(225)는 역시 도시되진 않았으나, 역다중화부(demultiplexer)를 구비하여 상기 다중화된 신호를 역다중화하거나 상기 복조된 신호 또는 상기 네트워크 인터페이스부(230)를 거친 신호를 역다중화할 수 있다.
튜너(210)는, 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기 저장된 모든 채널을 튜닝하여 RF 방송 신호를 수신한다. 또한, 튜너(210)는, 수신된 RF 방송 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency; IF) 신호 혹은 베이스밴드(baseband) 신호로 변환한다.
예를 들어, 수신된 RF 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환한다. 즉, 튜너(210)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 모두 처리할 수 있다. 튜너(210)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 제어부(270)로 직접 입력될 수 있다.
또한, 튜너(210)는, 싱글 캐리어(single carrier) 또는 멀티플 캐리어(multiple carrier)의 RF 방송 신호를 수신할 수 있다. 한편, 튜너(210)는, 안테나를 통해 수신되는 RF 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 RF 방송 신호를 순차로 튜닝 및 수신하여 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 신호(DIF: Digital Intermediate Frequency or baseband signal)로 변환할 수 있다.
복조부(220)는, 튜너(210)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조하고, 채널 복호화 등을 수행할 수도 있다. 이를 위해 복조부(220)는 트렐리스 디코더(Trellis Decoder), 디인터리버(De-interleaver), 리드 솔로먼 디코더(Reed-Solomon Decoder) 등을 구비하거나 컨벌루션 디코더(convolution decoder), 디인터리버 및 리드-솔로먼 디코더 등을 구비할 수 있다.
복조부(220)는, 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때, 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다. 일 예로, 스트림 신호는 MPEG-2 규격의 영상 신호, 돌비(Dolby) AC-3 규격의 음성 신호 등이 다중화된 MPEG-2 TS(Transport Stream)일 수 있다.
복조부(220)에서 출력한 스트림 신호는 제어부(270)로 입력될 수 있다. 제어부(270)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 제어하고, 디스플레이부(280)를 통해 영상을, 오디오 출력부(285)를 통해 음성의 출력을 제어할 수 있다.
외부 디바이스 인터페이스부(235)는 디스플레이 디바이스(200)와 다양한 외부 디바이스 사이의 인터페이싱 환경을 제공한다. 이를 위해, 외부 디바이스 인터페이스부(235)는, A/V 입/출력부(미도시) 또는 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부 디바이스 인터페이스부(235)는, DVD(Digital Versatile Disk), 블루-레이(Blu-ray), 게임 디바이스, 카메라, 캠코더(Camcorder), 컴퓨터(노트북), 태블릿 PC, 스마트 폰, 블루투스 디바이스(Bluetooth device), 클라우드(Cloud) 등과 같은 외부 디바이스 등과 유/무선으로 접속될 수 있다. 외부 디바이스 인터페이스부(235)는 연결된 외부 디바이스를 통하여 입력되는 이미지, 영상, 음성 등 데이터를 포함한 신호를 디지털 디바이스의 제어부(470)로 전달한다. 제어부(270)는 처리된 이미지, 영상, 음성 등을 데이터 신호를 연결된 외부 디바이스로 출력되도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 외부 디바이스 인터페이스부(435)는, A/V 입/출력부(미도시) 또는 무선 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
A/V 입/출력부는, 외부 디바이스의 영상 및 음성 신호를 디스플레이 디바이스(200)로 입력할 수 있도록, USB 단자, CVBS(Composite Video Banking Sync) 단자, 컴포넌트 단자, S-비디오 단자(아날로그), DVI(Digital Visual Interface) 단자, HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자, RGB 단자, D-SUB 단자 등을 포함할 수 있다.
무선 통신부는, 다른 외부 디바이스와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 디스플레이 디바이스(200)는 예를 들어, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(Digital Living Network Alliance) 등의 통신 프로토콜에 따라 다른 디지털 디바이스와 네트워크 연결될 수 있다.
또한, 외부 디바이스 인터페이스부(235)는, 셋톱-박스(STB)와 상술한 각종 단자 중 적어도 하나를 통해 접속되어, 셋톱-박스(STB)와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
한편, 외부 디바이스 인터페이스부(235)는, 인접하는 외부 디바이스 내의 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록(application list)을 수신하여, 제어부(270) 또는 저장부(240)로 전달할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(230)는, 디스플레이 디바이스(200)를 인터넷 망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 네트워크 인터페이스부(230)는, 유선 네트워크와의 접속을 위해 예를 들어, 이더넷(Ethernet) 단자 등을 구비할 수 있으며, 무선 네트워크와의 접속을 위해 예를 들어, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 통신 규격 등을 이용할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(230)는, 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 다른 사용자 또는 다른 외부 디바이스와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 특히, 디스플레이 디바이스(200)에 미리 등록된 다른 사용자 또는 다른 외부 디바이스 중 선택된 사용자 또는 선택된 외부 디바이스에, 상기 디스플레이 디바이스(200)에 저장된 일부의 컨텐트 데이터를 송신할 수 있다.
한편, 네트워크 인터페이스부(230)는, 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 소정 웹 페이지에 접속할 수 있다. 즉, 네트워크를 통해 소정 웹 페이지에 접속하여, 해당 서버와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 그 외, 컨텐트 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐트 또는 데이터들을 수신할 수 있다. 즉, 네트워크를 통하여 컨텐트 제공자 또는 네트워크 제공자로부터 제공되는 영화, 광고, 게임, VOD, 방송 신호 등의 컨텐트 및 그와 관련된 정보를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크 운영자가 제공하는 펌웨어(firmware)의 업데이트 정보 및 업데이트 파일을 수신할 수 있다. 또한, 인터넷 또는 컨텐트 제공자 또는 네트워크 운영자에게 데이터들을 송신할 수 있다.
또한, 네트워크 인터페이스부(230)는, 네트워크를 통해 공개(open)된 애플리케이션들 중 원하는 애플리케이션을 선택하여 수신할 수 있다.
저장부(240)는, 제어부(270) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(240)는 외부 디바이스 인터페이스부(235) 또는 네트워크 인터페이스부(230)로부터 입력되는 영상, 음성, 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 저장부(240)는, 채널 기억 기능을 통하여 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
저장부(240)는, 외부 디바이스 인터페이스부(235) 또는 네트워크 인터페이스부(230)로부터 입력되는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 저장할 수 있다.
또한, 저장부(240)는, 후술하여 설명하는 다양한 플랫폼(platform)을 저장할 수도 있다.
저장부(240)는, 예를 들어 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 디지털 디바이스(400)는, 저장부(240) 내에 저장되어 있는 컨텐트 파일(동영상 파일, 정지영상 파일, 음악 파일, 문서 파일, 애플리케이션 파일 등)을 재생하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 2는 저장부(440)가 제어부(270)와 별도로 구비된 실시 예를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 저장부(240)는 제어부(270) 내에 포함될 수도 있다.
사용자 입력 인터페이스부(250)는, 사용자가 입력한 신호를 제어부(270)로 전달하거나 제어부(270)의 신호를 사용자에게 전달한다.
예를 들어, 사용자 입력 인터페이스부(250)는, RF 통신 방식, 적외선(IR) 통신 방식 등 다양한 통신 방식에 따라, 원격제어 디바이스(400)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 제어 신호를 수신하여 처리하거나, 제어부(270)의 제어 신호를 원격제어 디바이스(400)로 송신하도록 처리할 수 있다.
또한, 사용자 입력 인터페이스부(250)는, 전원 키, 채널 키, 볼륨 키, 설정치 등의 로컬 키(미도시)에서 입력되는 제어 신호를 제어부(270)에 전달할 수 있다.
사용자 입력 인터페이스부(250)는, 사용자의 제스처(gesture)를 센싱(sensing)하는 센싱부(미도시)로부터 입력되는 제어 신호를 제어부(270)에 전달하거나, 제어부(270)의 신호를 센싱부(미도시)로 송신할 수 있다. 여기서, 센싱부(미도시)는, 터치 센서, 음성 센서, 위치 센서, 동작 센서 등을 포함할 수 있다.
제어부(270)는, 튜너(210), 복조부(220) 또는 외부 디바이스 인터페이스부(235)를 통하여 입력되는 스트림을 역다중화하거나 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
제어부(270)에서 처리된 영상 신호는, 디스플레이부(280)로 입력되어 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(270)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부 디바이스 인터페이스부(235)를 통하여 외부 출력 디바이스로 입력될 수 있다.
제어부(270)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(285)로 오디오 출력될 수 있다. 또한, 제어부(270)에서 처리된 음성 신호는 외부 디바이스 인터페이스부(235)를 통하여 외부 출력 디바이스로 입력될 수 있다.
도 2에서는 도시되어 있지 않으나, 제어부(270)는 역다중화부, 영상 처리부 등을 포함할 수 있다.
제어부(270)는, 디스플레이 디바이스(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(270)는, 튜너(210)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기 저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 튜닝(tuning)하도록 제어할 수 있다.
제어부(270)는, 사용자 입력 인터페이스부(250)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디스플레이 디바이스(200)를 제어할 수 있다. 특히, 네트워크에 접속하여 사용자가 원하는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 디스플레이 디바이스(200) 내로 다운로드 받을 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어, 제어부(270)는, 사용자 입력 인터페이스부(250)를 통하여 수신한 소정 채널 선택 명령에 따라 선택한 채널의 신호가 입력되도록 튜너(210)를 제어한다. 그리고 선택한 채널의 영상, 음성 또는 데이터 신호를 처리한다. 제어부(270)는, 사용자가 선택한 채널 정보 등이 처리한 영상 또는 음성신호와 함께 디스플레이부(280) 또는 오디오 출력부(285)를 통하여 출력될 수 있도록 한다.
다른 예로, 제어부(270)는, 사용자 입력 인터페이스부(250)를 통하여 수신한 외부 디바이스 영상 재생 명령에 따라, 외부 디바이스 인터페이스부(235)를 통하여 입력되는 외부 디바이스, 예를 들어, 카메라 또는 캠코더로부터의, 영상 신호 또는 음성 신호가 디스플레이부(280) 또는 오디오 출력부(285)를 통해 출력될 수 있도록 한다.
한편, 제어부(270)는, 영상을 표시하도록 디스플레이부(280)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 튜너(210)를 통해 입력되는 방송 영상, 또는 외부 디바이스 인터페이스부(235)를 통해 입력되는 외부 입력 영상, 또는 네트워크 인터페이스부를 통해 입력되는 영상, 또는 저장부(240)에 저장된 영상을, 디스플레이부(280)에 표시하도록 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이부(280)에 표시되는 영상은, 정지영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
또한, 제어부(270)는, 컨텐트를 재생하도록 제어할 수 있다. 이때의 컨텐트는, 디스플레이 디바이스(200) 내에 저장된 컨텐트, 또는 수신된 방송 컨텐트, 외부로부터 입력되는 외부 입력 컨텐트일 수 있다. 컨텐트는, 방송 영상, 외부 입력 영상, 오디오 파일, 정지 영상, 접속된 웹 화면, 및 문서 파일 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 제어부(270)는, 애플리케이션 보기 항목에 진입하는 경우, 디스플레이 디바이스(200) 내 또는 외부 네트워크로부터 다운로드 가능한 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 표시하도록 제어할 수 있다.
제어부(270)는, 다양한 사용자 인터페이스와 더불어, 외부 네트워크로부터 다운로드 되는 애플리케이션을 설치 및 구동하도록 제어할 수 있다. 또한, 사용자의 선택에 의해, 실행되는 애플리케이션에 관련된 영상이 디스플레이부(280)에 표시 되도록 제어할 수 있다.
한편, 도면에 도시하지 않았지만, 채널 신호 또는 외부 입력 신호에 대응하는 썸네일 이미지를 생성하는 채널 브라우징 처리부가 더 구비되는 것도 가능하다.
채널 브라우징 처리부는, 복조부(220)에서 출력한 스트림 신호(TS) 또는 외부 디바이스 인터페이스부(235)에서 출력한 스트림 신호 등을 입력받아, 입력되는 스트림 신호로부터 영상을 추출하여 썸네일 영상을 생성할 수 있다. 생성된 썸네일 영상은 그대로 또는 부호화되어 제어부(270)로 입력될 수 있다. 또한, 생성된 썸네일 영상은 스트림 형태로 부호화되어 제어부(270)로 입력되는 것도 가능하다. 제어부(270)는 입력된 썸네일 영상을 이용하여 복수의 썸네일 영상을 구비하는 썸네일 리스트를 디스플레이부(280)에 표시할 수 있다. 한편, 이러한 썸네일 리스트 내의 썸네일 영상들은 차례로 또는 동시에 업데이트 될 수 있다. 이에 따라 사용자는 복수의 방송 채널의 내용을 간편하게 파악할 수 있게 된다.
디스플레이부(280)는, 제어부(270)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호 또는 외부 디바이스 인터페이스부(235)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호 등을 각각 R, G, B 신호로 변환하여 구동 신호를 생성한다.
디스플레이부(280)는 PDP, LCD, OLED, 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등이 가능할 수 있다.
한편, 디스플레이부(280)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 디바이스 이외에 입력 디바이스로 사용되는 것도 가능하다.
오디오 출력부(285)는, 제어부(270)에서 음성 처리된 신호, 예를 들어, 스테레오 신호, 3.1 채널 신호 또는 5.1 채널 신호를 입력받아 음성으로 출력한다. 음성 출력부(285)는 다양한 형태의 스피커로 구현될 수 있다.
한편, 사용자의 제스처를 감지하기 위해, 상술한 바와 같이, 터치 센서, 음성 센서, 위치 센서, 동작 센서 중 적어도 하나를 구비하는 센싱부(미도시)가 디스플레이 디바이스(200)에 더 구비될 수 있다. 센싱부(미도시)에서 감지된 신호는 사용자입력 인터페이스부(250)를 통해 제어부(270)로 전달될 수 있다.
한편, 사용자를 촬영하는 촬영부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 촬영부(미도시)에서 촬영된 영상 정보는 제어부(270)에 입력될 수 있다.
제어부(270)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상, 또는 센싱부(미도시)로부터의 감지된 신호를 각각 또는 조합하여 사용자의 제스처를 감지할 수도 있다.
전원 공급부(290)는, 디스플레이 디바이스(200) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다.
특히, 시스템 온 칩(System on Chip; SoC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(270)와, 영상 표시를 위한 디스플레이부(280), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(285)에 전원을 공급할 수 있다.
이를 위해, 전원 공급부(290)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(미도시)를 구비할 수 있다. 한편, 예를 들어, 디스플레이부(280)가 다수의 백라이트 램프(backlight lamp)를 구비하는 액정 패널로서 구현되는 경우, 휘도 가변 또는 디밍(dimming) 구동을 위해, PWM(Pulse Width Modulation) 동작 가능한 인버터(inverter)(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
원격제어 디바이스(400)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(250)로 송신한다. 이를 위해, 원격제어 디바이스(400)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다.
또한, 원격제어 디바이스(400)는, 사용자입력 인터페이스부(250)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어 디바이스(400)에서 표시하거나 음성 또는 진동을 출력할 수 있다.
상술한 디스플레이 디바이스(200)는, 고정형 또는 이동형의 ATSC 방식 또는 DVB 방식의 디지털 방송 신호의 처리가 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.
그 밖에 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는 도시된 구성 중 필요에 따라 일부 구성을 생략하거나 반대로 도시되진 않은 구성을 더 포함할 수도 있다. 한편, 디스플레이 디바이스는 상술한 바와 달리, 튜너와 복조부를 구비하지 않고, 네트워크 인터페이스부 또는 외부 디바이스 인터페이스부를 통해서 컨텐트를 수신하여 재생할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 2의 제어부의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
제어부(270)의 일 예는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), OSD 생성부(340), 믹서(mixer)(350), 프레임 레이트 변환부(FRC: Frame Rate Converter)(355), 및 포맷터(formatter)(360)를 포함할 수 있다. 그 외 상기 제어부는 도시되진 않았으나 음성 처리부와 데이터 처리부를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, 역다중화부(310)는 입력되는 MPEG-2 TS 영상, 음성 및 데이터 신호로 역다중화할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너 또는 복조부 또는 외부디바이스 인터페이스부에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(320)는, 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행한다. 이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(325) 및 스케일러(335)를 구비할 수 있다.
영상 디코더(325)는 역다중화된 영상 신호를 복호하며, 스케일러(335)는 복호된 영상 신호의 해상도를 디스플레이부에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)한다.
영상 디코더(325)는 다양한 규격을 지원할 수 있다. 예를 들어, 영상 디코더(325)는 영상 신호가 MPEG-2 규격으로 부호화된 경우에는 MPEG-2 디코더의 기능을 수행하고, 영상 신호가 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 방식 또는 H.264 규격으로 부호화된 경우에는 H.264 디코더의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 영상 처리부(320)에서 복호된 영상 신호는, 믹서(350)로 입력된다.
OSD 생성부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 데이터를 생성한다. 예를 들어, OSD 생성부(340)는 사용자입력 인터페이스부의 제어 신호에 기초하여 디스플레이부(280)의 화면에 각종 데이터를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text) 형태로 표시하기 위한 데이터를 생성한다. 생성되는 OSD 데이터는, 디지털 디바이스의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯(widget), 아이콘(icon), 시청률 정보(viewing rate information) 등의 다양한 데이터를 포함한다. OSD 생성부(340)는, 방송 영상의 자막 또는 EPG에 기반한 방송 정보를 표시하기 위한 데이터를 생성할 수도 있다.
믹서(350)는, OSD 생성부(340)에서 생성된 OSD 데이터와 영상 처리부에서 영상 처리된 영상 신호를 믹싱(mixing)하여 포맷터(360)로 제공한다. 복호된 영상 신호와 OSD 데이터가 믹싱됨으로 인하여, 방송 영상 또는 외부 입력 영상 상에 OSD가 오버레이(overlay) 되어 표시된다.
프레임 레이트 변환부(FRC)(355)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트(frame rate)를 변환한다. 예를 들어, 프레임 레이트 변환부(355)는 입력되는 60Hz 영상의 프레임 레이트를 디스플레이부의 출력 주파수에 따라 예를 들어, 120Hz 또는 240Hz의 프레임 레이트를 가지도록 변환할 수 있다. 상기와 같이, 프레임 레이트를 변환하는 방법에는 다양한 방법이 존재할 수 있다. 일 예로, 프레임 레이트 변환부(355)는 프레임 레이트를 60Hz에서 120Hz로 변환하는 경우, 제1 프레임과 제2 프레임 사이에 동일한 제1 프레임을 삽입하거나, 제1 프레임과 제2 프레임으로부터 예측된 제3 프레임을 삽입함으로써 변환할 수 있다. 다른 예로, 프레임 레이트 변환부(355)는 프레임 레이트를 60Hz에서 240Hz로 변환하는 경우, 기존 프레임 사이에 동일한 프레임 또는 예측된 프레임을 3개 더 삽입하여 변환할 수 있다. 한편, 별도의 프레임 변환을 수행하지 않는 경우에는 프레임 레이트 변환부(355)를 바이패스(bypass) 할 수도 있다.
포맷터(360)는, 입력되는 프레임 레이트 변환부(355)의 출력을 디스플레이부의 출력 포맷에 맞게 변경한다. 예를 들어, 포맷터(360)는 R, G, B 데이터 신호를 출력할 수 있으며, 이러한 R, G, B 데이터 신호는, 낮은 전압 차분 신호(LVDS: Low voltage differential signal) 또는 mini-LVDS로 출력될 수 있다. 또한, 포맷터(360)는 입력되는 프레임 레이트 변환부(355)의 출력이 3D 영상 신호인 경우에는 디스플레이부의 출력 포맷에 맞게 3D 형태로 구성하여 출력함으로써, 상기 디스플레이부를 통해 3D 서비스를 지원할 수도 있다.
한편, 제어부 내 음성 처리부(미도시)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이러한 음성 처리부(미도시)는 다양한 오디오 포맷을 처리하도록 지원할 수 있다. 일 예로, 음성 신호가 MPEG-2, MPEG-4, AAC, HE-AAC, AC-3, BSAC 등의 포맷으로 부호화된 경우에도 이에 대응되는 디코더를 구비하여 처리할 수 있다.
또한, 제어부 내 음성 처리부(미도시)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
제어부 내 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부는 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 경우에도 이를 복호할 수 있다. 여기서, 부호화된 데이터 신호로는, 각 채널에서 방영되는 방송 프로그램의 시작시각, 종료시각 등의 방송 정보가 포함된 EPG 정보일 수 있다.
한편, 상술한 디지털 디바이스는 본 발명에 따른 예시로서, 각 구성요소는 실제 구현되는 디지털 디바이스의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라, 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분화될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 디바이스는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
한편, 디지털 디바이스는, 디바이스 내에 저장된 영상 또는 입력되는 영상의 신호 처리를 수행하는 영상신호 처리디바이스일 수 있다. 영상신호 처리디바이스의 다른 예로는, 도 2에서 도시된 디스플레이부(280)와 오디오 출력부(285)가 제외된 셋톱-박스(STB), 상술한 DVD 플레이어, 블루-레이 플레이어, 게임 디바이스, 컴퓨터 등이 더 예시될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 디스플레이 디바이스와 연결된 입력 수단을 도시한 도면이다.
디스플레이 디바이스(200)를 제어하기 위해 상기 디스플레이 디바이스(200) 상에 구비된 프론트 패널(front panel)(미도시)이나 제어 수단(입력 수단)이 이용될 수 있다.
한편, 제어 수단은 유, 무선 통신 가능한 사용자 인터페이스 디바이스(UID; User Interface Device)로써, 주로 디스플레이 디바이스(200)의 제어 목적으로 구현된 리모컨(410), 키보드(430), 포인팅 디바이스(420), 터치패드(touch-pad) 등이 포함되나, 상기 디스플레이 디바이스(200)에 연결된 외부 입력 전용의 제어 수단 역시 포함될 수 있다. 그 밖에, 디스플레이 디바이스(200)의 제어 목적이 아니나 모드 전환 등을 통해 상기 디스플레이 디바이스(200)를 제어하는 스마트 폰, 태블릿 PC 등 모바일 디바이스 등도 제어 수단에 포함된다. 다만, 본 명세서에서는 편의상 포인팅 디바이스(pointing device)를 일 실시 예로 하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
입력 수단은, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(Digital Living Network Alliance), RS 등의 통신 프로토콜을 필요에 따라 적어도 하나 이상 채용하여 디지털 디바이스와 통신 가능하다.
리모컨(410)은, 디스플레이 디바이스(200)의 제어를 위해 필요한 다양한 키 버튼들이 구비된 통상의 입력 수단을 말한다.
포인팅 디바이스(420)는, 자이로 센서(Gyro Sensor) 등을 탑재하여 사용자의 움직임, 압력, 회전 등에 기초하여 디스플레이 디바이스(200)의 화면상에 대응되는 포인터(pointer)를 구현하여 상기 디스플레이 디바이스(200)에 소정 제어 명령을 전달한다. 이러한 포인팅 디바이스(420)는, 매직 리모컨, 매직 컨트롤러 등 다양한 이름으로 명명될 수 있다.
키보드(430)는, 디스플레이 디바이스(200)가 종래 방송만을 제공하던 것을 넘어 지능형 통합 디지털 디바이스로서 웹 브라우저, 애플리케이션, SNS(Social Network Service) 등 다양한 서비스를 제공함에 따라 종래 리모컨(410)만으로는 제어가 쉽지 않아 이를 보완하여 PC의 키보드와 유사하게 구현하여 텍스트 등의 입력 편의를 도모하기 위해 구현되었다.
한편, 리모컨(410), 포인팅 디바이스(420), 키보드(430) 등 제어수단은, 필요에 따라 터치패드를 구비함으로써 텍스트 입력, 포인터 이동, 사진 내지 동영상의 확대/축소 등 더욱 편리하고 다양한 제어 목적에 이용할 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서, 상술한 컨텐트 제공자(10), 서비스 제공자(20) 및 네트워크 제공자(30) 중 적어도 하나는 하이 다이내믹 레인지(High Dynamic Range: HDR)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트를 제공하는 것으로 가정한다. 다이내믹 레인지란 명암비를 포함하는 의미로, 영상에서 두 색의 차이를 얼마나 큰 음영 차이로 현실 세계에서와 같이 자연스럽게 표현할 수 있는지 여부를 나타내는 것일 수 있다. 설명의 편의상, 하이 다이내믹 레인지를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트를 HDR 컨텐트라 칭할 수도 있고, 하이 다이내믹 레인지를 갖는 이미지를 HDR 이미지라 칭할 수도 있다. 여기서, 이미지란, 비디오 이미지, 무빙 이미지, 스틸 이미지, 파노라마 이미지, 그래픽 이미지 등을 포함하는 개념일 수 있다. 또한, 일례로, 하이 다이내믹 레인지란, 1:103 이상의 다이내믹 레인지를 의미할 수 있다.
도 5는 특정 디스플레이 디바이스에 포함된 디스플레이부의 휘도 곡선을 도시한 도면이다. 도 5를 참조하여, 본 발명의 이전에, 디스플레이 디바이스에서 HDR 컨텐트의 톤 매핑을 수행하는 방법의 문제점을 설명하면 다음과 같다.
도 5는 OLED를 포함하여 이루어지는 디스플레이부의 APL 대 휘도 곡선의 일례를 도시한 것이다. 디스플레이부가 OLED를 포함하여 이루어지는 경우, 상기 디스플레이부는, OLED의 전류 구동 방식의 특성상 이미지의 APL이 커지면 순간적인 피크 전류가 작아지면서 디스플레이부의 피크 휘도가 감소하는 휘도 곡선을 따를 수 있다.
한편, 종래의 디스플레이 디바이스는 HDR 컨텐트가 수신된 경우, 디스플레이부에서 물리적으로 구현 가능한 최대 피크 휘도에 기초한 고정된 휘도 곡선에 따라 이미지의 톤 매핑을 수행하였다. 예를 들어, HDR 컨텐트의 다이내믹 레인지가 0.117~20,000 nit이고 상기 디스플레이부에서 물리적으로 구현 가능한 최대 피크 휘도가 100 nit인 경우, 디스플레이 디바이스는 HDR 컨텐트의 다이내믹 레인지를 상기 디스플레이부의 최대 피크 휘도인 100nit 내에서 표현할 수 있는 낮은 다이내믹 레인지로 변환하는 톤 매핑을 수행하며, 상기 톤 매핑 수행 시 기 설정된 기법(예를 들어, 감마 보정)에 의한 고정된 휘도 곡선을 적용하였다. 최근에는 디스플레이부에서 물리적으로 구현 가능한 최대 피크 휘도가 증가함으로써 제품에 따라 1000 nit 이상의 휘도를 구현할 수 있는 디스플레이 디바이스도 제안되고 있으나, 이러한 디스플레이 디바이스의 경우에도 HDR 컨텐트를 종래에 비해 넓은 다이내믹 레인지의 이미지로 톤 매핑을 수행할 수 있을 뿐 HDR 컨텐트의 디테일 특성을 재현하기에는 한계가 있다.
특히, OLED를 포함하여 이루어지는 디스플레이 디바이스의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 이미지의 APL에 따라 디스플레이부의 피크 휘도가 달라짐에도 피크 휘도의 가변성을 고려함이 없이 상기 디스플레이부에서 물리적으로 구현 가능한 최대 피크 휘도에 기초한 고정된 휘도 곡선에 따라 이미지의 톤 매핑을 수행하면, 낮은 다이내믹 레인지의 컨텐트를 재생하는 경우보다 콘트라스트, 컬러, 계조 등의 이미지 화질이 오히려 낮아지게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은, 디스플레이 디바이스의 물리적인 피크 휘도뿐만 아니라 입력 이미지의 특성 및 디스플레이 디바이스의 블랙 레벨을 고려하여 이미지의 톤 매핑을 수행함으로써 HDR 컨텐트의 디테일을 재현할 수 있는 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법을 제안하고자 한다. 특히, 이미지의 APL에 따라 피크 휘도가 가변되는 특성을 갖는 디스플레이 디바이스의 경우, 가변되는 피크 휘도에 기초하여 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변하여 적용함으로써, 디스플레이 디바이스에서 구현 가능한 범위 내에서 입력 이미지의 HDR 특성을 최대로 재현할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스에서 HDR 이미지의 톤 매핑을 수행하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
디스플레이 디바이스(200)의 제어부(270)는, 하이 다이내믹 레인지(HDR)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트 및 상기 컨텐트의 메타데이터를 수신하도록 수신부(205)를 제어한다(S610). 여기서, 수신부(210)는 튜너(210) 또는 네트워크 인터페이스부(230)일 수 있다. 실시예에 따라, 외부장치 인터페이스부(235)를 통해 외부 디바이스로부터 상기 컨텐트가 수신되는 경우, 외부장치 인터페이스부(235)가 수신부(205)의 역할을 할 수도 있다.
상기 컨텐트의 메타데이터는, 상기 이미지의 다이내믹 레인지를 나타내는 정보, 상기 이미지의 피크 휘도를 나타내는 정보 및 상기 이미지의 휘도 곡선을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 이미지의 휘도 곡선이란, 상기 컨텐트의 HDR을 구현하기 위하여, 상기 이미지의 APL에 따른 최소 휘도 및 최대 휘도 사이의 범위를 나타내는 휘도 곡선일 수 있다. 상기 컨텐트를 제공하는 컨텐트 제공자(10), 서비스 제공자(20) 및/또는 네트워크 제공자(30)는, 디스플레이 디바이스(200)에서 HDR 이미지를 처리하는데 필요한 정보를 상기 컨텐트의 메타데이터로서 제공할 수 있다.
제어부(270)는, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 APL(Average Picture Level)을 획득한다(S620). 제어부(270)는, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지를 디코딩하고, 디코딩된 이미지의 픽셀 데이터에 기초하여 APL을 획득할 수 있다. 제어부(270)는, 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다, 이미지의 APL을 획득할 수도 있다.
제어부(270)는, 상기 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 검출한다(S630). 피크 휘도란 디스플레이부(280)가 낼 수 있는 최대 휘도를 의미하는 것으로, 실시예에 따라, 상기 피크 휘도는 디스플레이부(280)에서 구현 가능한 물리적인 피크 휘도와 동일할 수도 있고, 디스플레이부(280)에서 구현 가능한 물리적인 피크 휘도보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 입력 영상(이미지)의 APL에 따라 상기 피크 휘도가 달라질 수도 있고 입력 영상의 APL과 상관 없이 상기 피크 휘도는 고정된 값일 수도 있다.
제어부(270)는, 디스플레이부(280)의 종류에 따라 기 설정된 휘도 곡선에 기초하여 상기 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 결정할 수 있다. 상기 휘도 곡선은, 디스플레이부(280)의 종류에 기초한 특성에 디펜던트(dependent) 할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(280)의 종류란, 디스플레이부(280)가 CRT(Cathode Ray Tube), LED(Light Emitting Diode). OLED(Organic Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), QD(quantum dot) 디스플레이, QD LED 디스플레이 중 어느 것을 포함하여 이루어지는지에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(280)가 OLED를 포함하여 이루어지는 경우, OLED의 전류 구동 방식의 특성상 이미지의 APL이 커지면 순간적인 피크 전류가 작아지면서 디스플레이부(280)의 피크 휘도가 감소하는 휘도 곡선을 따를 수 있고, 디스플레이부(280)가 LCD를 포함하여 이루어지는 경우, LCD의 전압 구동 방식의 특성상 이미지의 APL에 관계 없이 디스플레이부(280)의 피크 휘도가 일정한 휘도 곡선을 따를 수 있다. 저장부(240)는, 해당 디스플레이부(280)의 APL 대 휘도 곡선에 대응하는 데이터를 저장하고 있을 수 있다. 제어부(270)는, 디스플레이부(280)가 OLED를 포함하여 이루어지는 경우, 저장부(240)에 저장된 상기 도 5와 같은 휘도 곡선에 기초하여 상기 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 결정할 수 있다.
그리고, 제어부(270)는, 상기 검출된 디스플레이부(280)의 피크 휘도 및 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터에 기초하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행한다(S540). 이미지의 톤 매핑이란, 수신된 컨텐트에 포함된 HDR 이미지의 휘도, 다이내믹 레인지, 색도 및 채도 중 적어도 하나를 조절하여 디스플레이 디바이스(200)에서 구현 가능한 다이내믹 레인지의 이미지로 변환하는 과정을 의미한다. 제어부(270)는, 기 설정된 기법(예를 들어, 감마 보정)에 의해 도출된 최소 휘도, 상기 검출된 디스플레이부(280)의 피크 휘도 및 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터에 기초하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(270)는, 상기 검출된 디스플레이부(280)의 피크 휘도 및 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터와 함께, 디스플레이부(280)의 블랙 레벨도 고려하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행할 수도 있다. 디스플레이부(280)의 블랙 레벨은, 디스플레이부(280)를 통해 출력되는 영상의 가장 어두운 부분의 밝기 수준을 나타내는 것으로, 디스플레이부(280)의 종류에 따라 기 설정된 고정값일 수 있다. 저장부(240)는 해당 디스플레이부(280)의 블랙 레벨에 대응하는 데이터를 저장하고 있을 수 있다.
종래의 디스플레이 디바이스는, 이미지의 톤 매핑 시, 디스플레이부의 블랙 레벨을 반영함이 없이, 기 설정된 기법(예를 들어, 감마 보정)에 의해 도출된 최소 휘도 및 디스플레이부에서 구현 가능한 물리적인 피크 휘도에 기초한 고정된 휘도 곡선만을 적용하였기 때문에, 이미지의 콘트라스트를 최대로 표현하는 데에 한계가 있었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이미지의 톤 매핑 시 디스플레이부(280)의 블랙 레벨도 함께 고려함으로써, 이미지의 낮은 APL에서부터 높은 APL에 걸쳐서 보다 사실적으로 이미지를 표현할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 제어부(270)는, 상기 검출된 디스플레이부(280)의 피크 휘도, 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터 및 디스플레이부(280)의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(270)는, 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다, 상기 이미지의 APL을 재 획득하고, 상기 재 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 검출하고, 상기 재 획득된 APL에 대응하는 피크 휘도, 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터 및 디스플레이부(280)의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 결정된 휘도 곡선을 가변할 수 있다. 그리고 제어부(270)는, 상기 결정된 휘도 곡선에 기초하여 상기 이미지를 처리하고 디스플레이부(280)의 휘도를 제어할 수 있다.
도 6은 OLED를 포함하여 이루어지는 디스플레이 디바이스(200)와 같이 이미지의 APL에 따라 디스플레이부(280)의 피크 휘도가 가변되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 도 6에 의한 본 발명의 실시예는, 이미지의 APL에 따라 디스플레이부(280)의 피크 휘도가 가변되지 않는 디스플레이 디바이스(200)의 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 후자의 경우, 디스플레이 디바이스(200)는, 기 설정된 화질 설정 조건 또는 사용자에 의해 변경된 화질 설정 조건에 따라, 디스플레이부(280)에서 구현 가능한 물리적인 피크 휘도, 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터 및 디스플레이부(280)의 블랙 레벨에 기초하여 상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변하여 적용할 수 있다. 이때, 상기 디스플레이부(280)에서 구현 가능한 물리적인 피크 휘도 및 상기 디스플레이부(280)의 블랙 레벨은 고정된 값이므로, 상기 가변 적용되는 휘도 곡선의 APL 별 최소 휘도값 및 피크 휘도값도 고정된 값이 되고, 상기 최소 휘도값과 상기 피크 휘도값의 사이에서 상기 휘도 곡선의 기울기가 가변될 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 영화 전용 화질 조건이 설정되거나 게임 전용 화질 조건이 설정된 경우, 제어부(270)는, 상기 설정된 화질 조건에 따라 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변하여 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스에서 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선의 일례를 도시한 도면이다.
제어부(270)는, 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 특성(예를 들어, APL)에 따라 상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변 적용할 수 있다. 예를 들어, 제어부(270)는, 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도의 값이 5000 nit이고 디스플레이부(280)의 블랙 레벨이 0.1 nit인 경우, 블랙 레벨이 0.1 nit인 A 그래프에 기초하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행하고, 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도의 값이 2000 nit이고 디스플레이부(280)의 블랙 레벨이 0.1 nit인 경우 블랙 레벨이 0.1 nit인 B 그래프에 기초하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행하고, 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도의 값이 1000 nit이고 디스플레이부(280)의 블랙 레벨이 0.1 nit인 경우 블랙 레벨이 0.1 nit인 C 그래프에 기초하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행할 수 있다. 다른 일례로, 제어부(270)는, 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도의 값이 5000 nit이고 디스플레이부(280)의 블랙 레벨이 0.01 nit인 경우, 블랙 레벨이 0.01 nit인 A 그래프에 기초하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행할 수 있다. 물론, 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도의 값이 5000 nit이고 디스플레이부(280)의 블랙 레벨이 0.1 nit로 동일한 경우에도, 상기 획득된 APL, 상기 디스플레이부(280)의 피크 휘도, 수신된 HDR 컨텐트의 메타데이터 및 상기 디스플레이부(280)의 블랙 레벨에 기초하여 상기 A 그래프의 기울기가 달라질 수 있음은 물론이다.
HDR 컨텐트의 재생 중 이미지 프레임에 따라 상기 획득된 APL이 변경되면, 제어부(270)는 상기 변경된 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 재 검출하고, 이에 따라 상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변 적용할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 입력 영상(이미지)의 특성이 변함에 따라 상기 입력 영상의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변함으로써 최적화된 HDR 컨텐트를 사용자에게 제공할 수 있으며, 상기 입력 영상의 톤 매핑 시 디스플레이부(280)의 블랙 레벨의 차이까지 반영함으로써 보다 디테일하게 HDR의 특성을 재현할 수 있는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스에서 HDR 이미지의 톤 매핑을 수행하는 방법의 다른 일례를 도시한 흐름도이다. 도 5 내지 도 7과 관련하여 상술한 바와 중복되는 내용은 자세히 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
디스플레이 디바이스(200)의 제어부(270)는, 하이 다이내믹 레인지(HDR)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트 및 상기 컨텐트의 메타데이터를 수신하도록 수신부(205)를 제어한다(S810).
제어부(270)는, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 블록 별 APL을 획득한다(S820). 제어부(270)는, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지를 디코딩하고, 디코딩된 이미지의 픽셀 데이터에 기초하여 블록 별 APL을 획득할 수 있다. 제어부(270)는, 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다, 이미지의 APL을 획득할 수도 있다.
도 9는 HDR 이미지를 구성하는 특정 프레임의 예시를 도시한 도면이다.
제어부(270)는, 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지를 구성하는 프레임을 기 설정된 개수의 블록(B)으로 분할하고, 블록(B) 별 APL을 획득할 수 있다. 예를 들어, 프레임을 분할하는 블록(B)의 개수 및 크기는, 디스플레이부(280)의 크기에 기초하여 결정될 수도 있고, 디스플레이부(280)에 포함된 백라이트 유닛의 발광 블록의 개수 및 크기에 의해 결정될 수도 있고, 디스플레이부(280)에 포함된 백라이트 유닛에서 로컬 디밍 구동이 가능한 단위 발광 블록의 개수 및 크기에 의해 결정될 수도 있다.
각 블록(B)을 통해 표현되는 영상이 다르기 때문에, 블록 별 APL은 블록 마다 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 밝은 영상에 대응하는 블록(B1)의 APL의 값은 어두운 영상에 대응하는 블록(B2)의 APL의 값보다 클 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 제어부(270)는, 상기 획득된 블록 별 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 검출한다(S830). 즉, 제어부(270)는, 상기 이미지의 각 블록의 APL과 관련하여, 상기 이미지의 각 블록과 대응되는 디스플레이부(280)의 영역이 낼 수 있는 최대 휘도의 값을 검출할 수 있다. 제어부(270)는, 디스플레이부(280)의 종류에 따라 기 설정된 휘도 곡선에 기초하여 상기 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 결정할 수 있다.
그리고, 제어부(270)는, 상기 검출된 블록 별 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도 및 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터에 기초하여, 각 블록 별로 상기 이미지의 톤 매핑을 수행한다(S840). 상기 이미지의 각 블록 별로 APL이 상이하고, 이에 따라 상기 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도도 상이하므로, 제어부(270)는, 각 블록 별로 상기 이미지의 톤 매핑을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(270)는, 상기 검출된 블록 별 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도 및 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터와 함께, 디스플레이부(280)의 블랙 레벨도 고려하여 상기 이미지의 톤 매핑을 수행할 수도 있다.
구체적으로, 제어부(270)는, 상기 검출된 블록 별 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도, 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터 및 디스플레이부(280)의 블랙 레벨에 기초하여, 각 블록 별로 상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(270)는, 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다, 상기 이미지의 블록 별 APL을 재 획득하고, 상기 재 획득된 블록 별 APL에 대응하는 디스플레이부(280)의 피크 휘도를 검출하고, 상기 재 획득된 블록 별 APL에 대응하는 피크 휘도, 상기 수신된 컨텐트의 메타데이터 및 디스플레이부(280)의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 결정된 휘도 곡선을 블록 별로 가변할 수 있다.
상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선은 상기 이미지의 블록 별로 가변된다는 점을 제외하고는 도 7과 관련하여 상술한 바와 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 의하면, 입력 영상(이미지)의 블록 별 특성을 반영하여 상기 입력 영상의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변함으로써, 디스플레이 디바이스(200)에서 보다 디테일하게 HDR의 특성을 재현할 수 있는 효과가 있다.
도 8에 의한 실시예 역시 6은 OLED를 포함하여 이루어지는 디스플레이 디바이스(200)와 같이 이미지의 APL에 따라 디스플레이부(280)의 피크 휘도가 가변되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 도 8에 의한 실시예는, 이미지의 APL에 따라 디스플레이부(280)의 피크 휘도가 가변되지 않는 디스플레이 디바이스(200)의 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 디바이스(200)는 비디오 디코더(1010), 색역 매핑 모듈(1020), 톤 매핑 모듈(1030), APL 분석 모듈(1040), 피크 휘도 산출 모듈(1050), 디스플레이부(1060) 및 블랙 레벨 분석 모듈(1070)을 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라, 비디오 디코더(1010), 색역 매핑 모듈(1020), 톤 매핑 모듈(1030), APL 분석 모듈(1040) 및 피크 휘도 산출 모듈(1050)은 도 2의 제어부(270) 내에 구현될 수 있고, 디스플레이부(1060)는 도 2의 디스플레이부(280)로 구현될 수 있고, 블랙 레벨 분석 모듈(1070)은 도 2의 제어부(270) 또는 저장부(240) 내에 구현될 수도 있다.
외부 서버로부터 HDR을 갖는 이미지 및 상기 이미지의 메타데이터가 수신되면, 상기 이미지는 비디오 디코더(1010)로 입력되고 상기 HDR 이미지의 메타데이터는 톤 매핑 모듈(1030)로 입력될 수 있다.
비디오 디코더(1010)는 상기 이미지를 디코딩하고, 디코딩된 이미지를 색역 매핑 모듈(1020)로 출력할 수 있다. 또한, 비디오 디코더(1010)는, 상기 디코딩된 이미지의 픽셀 데이터를 APL 분석 모듈(1040)로 출력하고, APL 분석 모듈(1040)은, 상기 디코딩된 이미지의 필셀 데이터에 기초하여 상기 이미지의 APL을 획득할 수 있다. 상술한 바와 같이, APL 분석 모듈(1040)은, 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다 상기 이미지의 APL을 획득할 수 있고, 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다 상기 이미지의 블록 별 APL을 획득할 수도 있다. 그리고, APL 분석 모듈(1040)은, 상기 획득된 이미지의 APL을 피크 휘도 산출 모듈(1050)로 출력할 수 있다.
피크 휘도 산출 모듈(1050)은, 상기 획득된 이미지의 APL에 대응하는 디스플레이부(1060)의 피크 휘도를 검출한다. 피크 휘도 산출 모듈(1050)은, 디스플레이부(1060)의 종류에 따라 기 설정된 APL 대 휘도 곡선에 기초하여, 상기 획득된 이미지의 APL에 대응하는 디스플레이부(1060)의 피크 휘도를 검출할 수 있다. 그리고, 피크 휘도 산출 모듈(1050)은, 상기 획득된 이미지의 APL에 대응하는 디스플레이부(1060)의 피크 휘도를 톤 매핑 모듈(1030)로 출력할 수 있다.
한편, 색역 매핑 모듈(1020)은 상기 디코딩된 이미지에 포함된 색 영역(color gamut)을 디스플레이부(1060)에서 표현 가능한 색 영역으로 매핑하고, 그 결과를 톤 매핑 모듈(1030)로 출력할 수 있다.
한편, 블랙 레벨 분석 모듈(1070)은 디스플레이부(1060)의 블랙 레벨을 톤 매핑 모듈(1030)로 출력할 수 있다.
톤 매핑 모듈(1030)은, 피크 휘도 산출 모듈(1050)로부터 입력된 상기 이미지의 APL에 대응하는 디스플레이부(1060)의 피크 휘도, 상기 수신된 이미지의 메타데이터, 및 블랙 레벨 분석 모듈(1070)로부터 입력된 디스플레이부(1060)의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 이미지의 톤 매핑을 수행할 수 있다. 상기 이미지의 톤 매핑 수행 방법은 도 5 내지 도 9와 관련하여 상술한 바와 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
그리고, 톤 매핑 모듈(1030)은, 톤 매핑된 이미지를 디스플레이부(1060)에 출력하고, 디스플레이부(1060)는 HDR 특성이 재현된 이미지를 디스플레이할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 의하면, 입력 영상의 APL에 따라 가변되는 피크 휘도를 나타내는 디스플레이 디바이스에 있어서 고정된 피크 휘도에 의한 휘도 곡선을 이용하여 이미지의 톤 매핑을 수행할 경우 원하는 HDR 효과가 나타나지 않는 문제점을 해결할 수 있으며, 나아가, 입력 영상의 APL과 관련 없이 고정된 피크 휘도를 나타내는 디스플레이 디바이스의 경우에도 입력 영상의 특성을 반영하여 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 가변 적용함으로써, 제한적인 소자 특성에도 불구하고 우수한 콘트라스트비를 구현할 수 있는 효과가 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
200: 디스플레이 디바이스
270: 제어부
280: 디스플레이부

Claims (16)

  1. 하이 다이내믹 레인지(High Dynamic Range)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트 및 상기 컨텐트의 메타데이터를 수신하는 수신부, 상기 메타데이터는, 상기 이미지의 다이내믹 레인지를 나타내는 정보, 상기 이미지의 피크 휘도를 나타내는 정보 및 상기 이미지의 휘도 곡선을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함함; 및
    제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다,
    상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 APL(Average Picture Level)을 획득하고,
    상기 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하고,
    상기 검출된 피크 휘도 및 상기 수신된 메타데이터에 기초하여, 상기 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다 상기 이미지의 톤 매핑을 수행하는, 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 블랙 레벨을 저장하는 메모리;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 검출된 피크 휘도, 상기 수신된 메타데이터 및 상기 디스플레이부의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 이미지의 톤 매핑을 수행하는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 APL에 대응하는 상기 디스플레이부의 피크 휘도는, 상기 디스플레이부의 종류에 따라 기 설정된 휘도 곡선에 기초하여 결정되는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다, 상기 이미지의 APL을 재 획득하고,
    상기 재 획득된 APL에 대응하는 상기 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하고,
    상기 재 획득된 APL에 대응하는 피크 휘도, 상기 수신된 메타데이터 및 상기 디스플레이부의 블랙 레벨에 기초하여, 상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 결정하는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지의 블록 별 APL을 획득하고,
    상기 획득된 블록 별 APL에 대응하는 상기 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하고,
    상기 검출된 블록 별 APL에 대응하는 피크 휘도, 상기 수신된 메타데이터 및 상기 디스플레이부의 블랙 레벨에 기초하여, 각 블록 별로, 상기 이미지의 톤 매핑을 수행하는, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다, 상기 이미지의 블록 별 APL을 재 획득하고,
    상기 재 획득된 블록 별 APL에 대응하는 상기 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하고,
    상기 검출된 블록 별 APL에 대응하는 피크 휘도, 상기 수신된 메타데이터 및 상기 디스플레이부의 블랙 레벨에 기초하여, 각 블록 별로, 상기 이미지의 톤 매핑을 위한 휘도 곡선을 결정하는, 디스플레이 디바이스.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 블랙 레벨은, 상기 디스플레이부의 종류에 따라 기 설정된 고정 값인, 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 톤 매핑은, 상기 이미지의 휘도, 다이내믹 레인지, 색도 및 채도 중 적어도 하나를 조절하는 것인, 디스플레이 디바이스.
  9. 하이 다이내믹 레인지(High Dynamic Range)를 갖는 이미지를 포함하는 컨텐트 및 상기 컨텐트의 메타데이터를 수신하는 단계, 상기 메타데이터는, 상기 이미지의 다이내믹 레인지를 나타내는 정보, 상기 이미지의 피크 휘도를 나타내는 정보 및 상기 이미지의 휘도 곡선을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함함;
    기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다 상기 수신된 컨텐트에 포함된 이미지의 APL(Average Picture Level)을 획득하는 단계;
    상기 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다 상기 획득된 APL에 대응하는 디스플레이부의 피크 휘도를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 피크 휘도 및 상기 수신된 메타데이터에 기초하여, 상기 기 설정된 시간 마다 또는 기 설정된 프레임 마다 상기 이미지의 톤 매핑을 수행하는 단계;를 포함하는 디스플레이 디바이스의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 블랙 레벨을 메모리로부터 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 이미지의 톤 매핑은, 상기 검출된 피크 휘도, 상기 수신된 메타데이터 및 상기 디스플레이부의 블랙 레벨에 기초하여 수행되는, 디스플레이 디바이스의 제어 방법.
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