KR20050087476A

KR20050087476A - 화질 조정 방법

Info

Publication number: KR20050087476A
Application number: KR1020040013302A
Authority: KR
Inventors: 한정민
Original assignee: 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2005-08-31
Also published as: KR100599970B1

Abstract

본 발명은 TV용 LCD에서 고 계조 표시를 가능하게 하기 위해서 계조의 표시를 LCD 구동에만 의존하지 않고,한 프레임에서의 계조 신호를 확률적으로 합산하여, 일정 수준 이상의 밝기 혹은 이하의 밝기에서 인버터를 연동하여 구동함으로써 백 라이트의 밝기를 밝게 혹은 어둡게 하는 화질 조정 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 계조 표시를 가능하게 하기 위하여 한 프레임 내의 계조 표시에 대한 데이터를 확률적으로 분석하여 백 라이트의 밝기를 다단계로 조절하며, 이 때 발생하는 선명도의 저하 및 표시 정보 식별의 곤란함을 방지하기 위하여 백 라이트가 밝게 혹은 어둡게 조절된 경우에 표시 정보 간의 계조 격차를 크게 함으로써 고 계조의 선명하고 식별이 용이한 정보를 표시한다.

Description

화질 조정 방법{IMAGE QUALITY CONTROL METHOD}

본 발명은 화질 조정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, TV용 LCD에서 고 계조 표시를 가능하게 하기 위해서 계조의 표시를 LCD 구동에만 의존하지 않고,한 프레임에서의 계조 신호를 확률적으로 합산하여, 일정 수준 이상의 밝기 혹은 이하의 밝기에서 인버터를 연동하여 구동함으로써 백 라이트의 밝기를 밝게 혹은 어둡게 하는 화질 조정 방법에 관한 것이다.

종래의 기술에서 계조의 표시는 일정한 밝기로 고정된 백 라이트의 배경 하에서 LCD의 구동에 의한 투과율의 차이에만 의존하고 있다. 그러나, 이러한 경우 통상의 256 계조 이상의 계조의 표시에는 2⁸이상의 신호 처리를 통한 구동이 필요하며, 대화면 구동을 위한 신호 처리에 많은 부담을 주게 되어, 실제로 이 이상의 고 계조 구동은 불가능하다. 따라서, TV용 LCD에서 보다 높은 계조의 표현을 위해서는 배경 광원과의 연동이 필요하다.

그러나, 이러한 단순하게 배경 광원과의 연동 만으로 최상 밝기의 부근 혹은 최저 밝기의 부근에서의 표시 화상의 인식이 어렵게 되는 단점이 있다. 즉, 최상 밝기 부근에서는 확률적으로 밝은 화면으로 판단되어 백 라이트의 휘도가 밝게 조절이 되며, 이 때에 표시하고자 하는 대상의 상대적인 그레이 스케일 저하로 어두운 화상에서 표시 정보의 식별이 곤란하게 되는 문제점을 가지고 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 화질 조정 방법 설명하는 도면이다.

도 1의 화면은 예시 화면으로서, 전체 영역의 4/5가 표시되고 있는 상황을 나타낸 것이다. 표시 영역 중에 계층 별로 그레이 250, 230, 210, 190의 상태를 나타낸 것이다. 이럴 경우 먼저 전체 영역 중에서 그레이 레벨로 평균을 작성하면, 이 화면은 전체적으로 어두운 화면임을 알 수 있다. 따라서, 이에 맞추어 먼저 백 라이트의 밝기를 어둡게 조정한다. 백 라이트의 밝기를 조절하여 전체적으로 어두운 화면의 경우, 실제 블랙에 가까운 상태를 만들 수 있어서 전체 콘트라스트 비율이 높아지는 장점은 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 최초 230, 250 계조의 화면이 구분할 수 없게 되는 상황이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고 계조 표시를 가능하게 하기 위하여 한 프레임 내의 계조 표시에 대한 데이터를 확률적으로 분석하여 백 라이트의 밝기를 다단계로 조절하며, 이 때 발생하는 선명도의 저하 및 표시 정보 식별의 곤란함을 방지하기 위하여 백 라이트가 밝게 혹은 어둡게 조절된 경우에 표시 정보 간의 계조 격차를 크게 함으로써 고 계조의 선명하고 식별이 용이한 정보를 표시하는 화질 조정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (i) 전체 표시 화상의 각 화소의 계조 값을 계산하는 단계; (ii) 단계 (i)에서 계산된 각 화소 계조 값을 평균하여 계조 평균값을 얻는 단계; (iii) 상기 계조 평균값을 다수의 화면 밝기 기준값과 순차적으로 비교하는 단계; (iv) 단계 (iii)의 비교 결과에 따라 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는 단계; (v) 상기 밝기 레벨 판단 데이터를 기초로 하여 백 라이트 밝기 및 감마 곡선을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화질 조정 방법을 제공한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 장치를 나타낸 블럭도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 감마 곡선을 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 상대적인 콘트라스트 값을 보정한 상태를 나타낸 도면이다.

단계 S401에서, 제어부(302)는 다수의 화면 밝기 기준값을 메모리(304)에 저장한다. 상기 다수의 화면 밝기 기준값은 한 프레임 내의 계조 표시에 대한 데이터를 확률적으로 분석함에 의해 매우 어두운 화면의 밝기 기준값, 어두운 화면의 밝기 기준값, 밝은 화면의 밝기 기준값, 및 매우 밝은 화면의 밝기 기준값을 포함한다. 즉, 한 프레임 표시 정보를 전부 메모리(304)에 저장하여 확률적으로 전체적인 화면의 밝기를 밝은 화면, 통상 화면, 및 어두운 화면으로 나누어 판단한다. 이 때, 화면의 수준을 구분하는 것은 사용자의 필요에 따라 다수의 단계로의 설정이 가능하다.

통상 인버터(308)의 밝기의 조절은 현재 모드일 때, 10:1 이상이므로, 밝은 화면과 어두운 화면의 구분은 이 범위 내에서 표시 품위를 저하시키지 않는다고 판단되는 범위 내에서 자유롭게 선택이 가능하다.

평균값 획득부(306)은 전체 표시 화상의 각 화소의 계조 값 Pi을 계산한다(단계 S402). 여기서, i는 1 ∼ n(n은 2 이상의 정수)로서 전체 화면 해상도 대비 화소 수를 나타낸다. 평균값 획득부(306)는 계산된 각 화소 계조 값을 평균하여 계조 평균값 Avg을 획득한다(단계 S403). 즉 Avg=∑(1-n)Pi. 상기 계조 평균값 Avg는 제어부(302)에 제공된다.

제어부(302)는 상기 평균값 획득부(306)로부터의 계조 평균값 Avg을 다수의 화면 밝기 기준값과 순차적으로 비교한다. 즉, 제어부(302)는 계조 평균값 Avg가 어두운 화면의 밝기 기준값 D1 보다 큰 지를 판단한다(단계 S404). 단계 S404의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 어두운 화면의 밝기 기준값 D1 보다 큰 경우, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 어두운 화면의 밝기 기준값 D2 보다 큰 지의 여부를 판단한다(단계 S405).

단계 S405의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 어두운 화면의 밝기 기준값 D2 보다 큰 경우, 제어부(302)는 매우 어두운 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S406). 상기 단계 S405에서, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 어두운 화면의 밝기 기준값 D2 이하인 경우, 제어부(302)는 어두운 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S407). 단계 S404의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 어두운 화면의 밝기 기준값 D1 이하인 경우, 상기 계조 평균값 Avg가 밝은 화면의 밝기 기준값 B1 보다 작은 지의 여부를 판단한다(단계 S408).

단계 S408의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 밝은 화면의 밝기 기준값이 B1 이상인 경우, 제어부(302)는 중간 밝기 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S409). 단계 S408에서, 상기 계조 평균값 Avg가 밝은 화면의 밝기 기준값이 B1 보다 작은 경우, 제어부(302)는 상기 계조 평균값 Avg가 매우 밝은 화면의 밝기 기준값 B2 보다 작은 지의 여부를 판단한다(단계 S410). 단계 S410의 판단 결과, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 밝은 화면의 밝기 기준값이 B2 이상인 경우, 제어부(302)는 밝은 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S411). 이와는 반대로, 상기 계조 평균값 Avg가 매우 밝은 화면의 밝기 기준값 B2 보다 작은 경우, 제어부(302)는 매우 밝은 화면 조절용 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는다(단계 S412).

제어부(302)는 상기 밝기 레벨 판단 데이터를 기초로 하여 인버터(308)를 제어하여 백 라이트 밝기를 조절하고, 전체 표시 화상의 명암차를 크게 하기 위하여, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 감마 곡선을 조절한다(단계 S413). 제어부(302)는 상기 조절된 백 라이트 밝기 및 감마 곡선에 따라 화면을 출력하도록 한다(단계 S414).

상기한 바와 같이, 본 발명은 고 계조의 선명하고 식별이 용이한 정보를 표시하기 위한 수단으로서, 아래의 2 단계의 조정 작업을 거치며, 이에 대한 설명은 다음과 같다.

제1 단계의 조정 작업을 통하여 인버터를 조정하는 신호가 출력되어 백 라이트의 밝기가 조정되는 순간에 다시 확률적으로 조정된 값에 의해서 전체 표시 화상의 밝기가 최고 혹은 최저 수준으로 판단될 경우, 표시 화상의 명암 차를 크게 하기 위해서 상대적인 구동 전위를 크게 해 주는 작업을 수행한다. 이 때 상대적인 구동 전위를 크게 해 주는 기준에 대해서는 실험을 통한 적절한 값을 선택하여야 하며, 상대적인 구동 전위의 차이에 대해서도 실험을 통해서 적절한 값을 산출하는 바람직하다.

상기 제2 단계의 조정 작업을 통하여 가공된 구동 신호가 LCD 구동에 적용되는 시점에서 이미 제1 단계의 확률적인 밝기의 판단에 의해서 밝기의 조절이 이루어진 백 라이트를 배경으로 LCD가 구동되므로, 원하는 화상을 얻을 수 있다.

상기 제2 단계의 조정 작업 및 인버터 출력의 조절을 통하여 화면 전체의 밝기가 밝은 경우에는 전체적으로 밝은 휘도의 백 라이트에서 표시 영역과 비 표시 영역 간의 명암 차는 더욱 크게 되어 밝은 백 라이트 하에서도 우수한 표시 품질을 얻을 수 있으며, 반대로 어두운 경우에도 같은 원리로 식별이 용이한 표시 화상을 얻을 수 있다.

본 발명에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 전체적으로 감마 커브의 기울기를 변경하여 표시하고자 하는 부분의 명암 차를 회복하는 방법이다. 이 경우, 밝은 방향으로 조정 및 어두운 방향으로의 조정이 가능하며, 예를 들면 전체 밝기의 평균 값에 대하여 5 단계로 나누어 제어하는 경우를 생각하면, 단계를 정상 상태를 중심으로 밝은 쪽으로 B1, B2, 어두운 쪽으로 D1, D2로 설정하면, 각각을 고려한 감마 곡선 도 5 내지 도 9에 나타난 바와 같다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명은 특히 TV 용 LCD의 구동에 있어서 기존의 모니터용 LCD에서 기본적으로 사용된 256 계조 이상의 고 계조 구동을 통하여 고 품위의 화상 표시를 가능하게 하기 위하여, 먼저 확률적으로 계산된 화면 전체의 밝기를 기준으로 하여 백 라이트의 밝기를 조절하고, 다음으로 최고 혹은 최저 수준의 확률적인 밝기에서의 표시 정보의 시인성 확보를 위해서 상대적으로 표시 영역과 비 표시 영역에서의 상대적인 명암 차를 크게 하는 방법에 의해서 고 계조의 TV 화면 구동을 가능하게 하는 장점을 가진다.

도 1 및 도 2는 종래의 화질 조정 방법을 설명하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 장치를 나타낸 블럭도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화질 조정 방법을 설명하는 흐름도.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 감마 곡선을 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 상대적인 콘트라스트 값을 보정한 상태를 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

302: 제어부 304: 메모리

306: 평균값 획득부 308: 인버터

Claims

(i) 전체 표시 화상의 각 화소의 계조 값을 계산하는 단계;

(ii) 단계 (i)에서 계산된 각 화소 계조 값을 평균하여 계조 평균값을 얻는 단계;

(iii) 상기 계조 평균값을 다수의 화면 밝기 기준값과 순차적으로 비교하는 단계;

(iv) 단계 (iii)의 비교 결과에 따라 밝기 레벨 판단 데이터를 얻는 단계; 및

(v) 상기 밝기 레벨 판단 데이터를 기초로 하여 백 라이트 밝기 및 감마 곡선을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화질 조정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 화면 밝기 기준값은 한 프레임 내의 계조 표시에 대한 데이터를 확률적으로 분석함에 의해 매우 어두운 화면의 밝기 기준값, 어두운 화면의 밝기 기준값, 밝은 화면의 밝기 기준값, 및 매우 밝은 화면의 밝기 기준값를 포함하는 것을 특징으로 하는 화질 조정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 감마 곡선은 전체 표시 화상의 명암차를 크게 하기 위하여 조절되는 것을 특징으로 하는 화질 조정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 화면 밝기 기준값을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화질 조정 방법.