KR20240074487A - 로컬디밍 기반의 xr 디바이스 절전 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반적으로 XR 디바이스의 전력 소비를 저감하기 위한 절전 제어 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 XR 디바이스에 대해 XR 콘텐츠의 특성을 반영하여 로컬디밍 기반으로 뷰 화면 밝기를 선택적으로 제어함으로써 전력 소비를 저감하고 기능 안전성을 개선하는 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 XR 디바이스의 전력 소비를 낮춤으로써 XR 디바이스의 동작 시간과 디스플레이 부품의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 XR 디바이스의 무게, 부피, 디자인, 사용성을 개선할 수 있는 장점이 있다.

Description

로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법 {control method for power saving of XR devices by use of local dimming}
본 발명은 일반적으로 XR 디바이스의 전력 소비를 저감하기 위한 절전 제어 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 XR 디바이스에 대해 XR 콘텐츠의 특성을 반영하여 로컬디밍 기반으로 뷰(view) 화면 밝기를 선택적으로 제어함으로써 전력 소비를 저감하고 기능 안전성을 개선하는 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 기술에 관한 것이다.
최근들어 정보통신기술(ICT) 분야에서는 확장현실(XR; eXtended Reality) 기술에 대한 관심이 높다. 확장현실(XR)은 일반적으로 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR)을 총칭하는 용어이다. 가상현실(VR; Virtual Reality)은 컴퓨터그래픽(CG)으로 가상의 세계를 생성하여 표시하는 기술이고, 증강현실(AR; Augmented Reality)은 현실 세계의 영상에 컴퓨터그래픽 콘텐츠를 추가하여 표시하는 기술이고, 혼합현실(MR; Mixed Reality)은 현실 세계의 영상에 컴퓨터그래픽 콘텐츠를 독립적으로 결합 또는 믹싱하는 기술이다. 이러한 확장현실(XR; eXtended Reality) 기술은 게임, 콘서트, 실습교육, 대테러 작전, 화재 진압훈련 등 활용도가 높다.
확장현실을 구현하기 위해서는 현실세계를 촬영한 영상을 분석하여 그 촬영영상에 어떠한 객체(objects, 사물)가 포함되어 있는지 인식해야 한다. 즉, 먼저 촬영영상에 객체가 포함되어 있다는 사실을 식별해야 하고, 다음으로는 그 식별된 객체가 어떠한 사물인지(예: 사람, 자동차, 개, 고양이, 거북이 등) 인식해야 한다.
일반적으로 이러한 과정은 컴퓨터 비전(computer vision) 기반으로 복잡한 영상 분석을 통해 이루어진다. 컴퓨터 비전 기술은 카메라 촬영영상을 실시간으로 분석해야 하기 때문에 데이터 처리량이 많을 수밖에 없다.
XR 디바이스는 통상적으로는 헤드마운트(head-mount) 방식으로 착용하는데 그에 따라 무게, 부피, 디자인, 사용성의 측면에서 상당한 제약이 있다. 이러한 XR 디바이스에서 객체인식을 수행한다면 엄청난 고성능을 구현해야 하기 때문에 상당한 어려움이 있다. 특히, 고성능 데이터 처리를 수행함에 따른 전력 소비의 측면에서 기술적 과제가 있다. XR 디바이스는 배터리를 내장하는 것이 일반적인데 배터리 용량이 커지면 무게, 부피, 디자인, 사용성 측면에서 나쁜 영향을 주게 된다. 그에 따라 소형 배터리를 장착할 수 있도록 XR 디바이스의 전력 소비를 낮출 필요가 있다.
대한민국 공개특허 10-2022-0116576호 "헤드 마운트 표시장치" 대한민국 공개특허 10-2021-0080986호 "로컬디밍 제어를 위한 영상데이터처리장치 및 표시장치" 대한민국 등록특허 10-1588901호 "액정표시장치 및 그의 로컬디밍 제어방법" 대한민국 등록특허 10-2370445호 "AR/VR 디스플레이 시스템들에서의 전류 드레인 감소"
본 발명의 목적은 일반적으로 XR 디바이스의 전력 소비를 저감하기 위한 절전 제어 기술을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 XR 디바이스에 대해 XR 콘텐츠의 특성을 반영하여 로컬디밍 기반으로 뷰 화면 밝기를 선택적으로 제어함으로써 전력 소비를 저감하고 기능 안전성을 개선하는 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결 과제는 이 사항에 제한되지 않으며 본 명세서의 기재로부터 다른 해결 과제가 이해될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 XR 디바이스에서 XR 콘텐츠를 재생할 때에 로컬디밍을 적용하여 XR 디바이스의 전력 소비를 저감하기 위한 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법을 제시한다.
본 발명에 따른 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법은, XR 디바이스에서 XR 콘텐츠를 재생하는 제 1 단계: 뷰 중앙 영역에서 그 재생 중인 XR 콘텐츠에 의한 메이저 영상블록을 식별하는 제 2 단계; 뷰 주변 영역에서 그 재생 중인 XR 콘텐츠에 의한 메이저 영상블록을 식별하는 제 3 단계; 위 식별된 메이저 영상블록에 대해 휘도를 상대적으로 더 높게 설정하도록 XR 디바이스의 표시 화면을 로컬디밍 제어하는 제 4 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에서 제 2 단계는, XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 중앙 영역을 식별하는 단계; 뷰 중앙 영역에서 XR 콘텐츠가 재생 중인 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계; 뷰 중앙 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 1 임계치 이상의 움직임이 검출된 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계; 뷰 중앙 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 2 임계치 이상의 명도를 갖는 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에서 제 3 단계는, XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 주변 영역을 식별하는 단계; 뷰 주변 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 3 임계치 이상의 움직임이 검출된 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계; 뷰 주변 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 4 임계치 이상의 명도를 갖는 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법은, XR 디바이스의 주변 조도에 대응하여 XR 디바이스의 화면 밝기를 디밍 제어하는 제 5 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 컴퓨터프로그램은 컴퓨터에 이상과 같은 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법을 실행시키기 위하여 비휘발성 저장매체에 저장된 것이다.
본 발명에 따르면 XR 디바이스의 전력 소비를 낮춤으로써 XR 디바이스의 동작 시간과 디스플레이 부품의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 XR 디바이스의 무게, 부피, 디자인, 사용성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
[도 1]은 본 발명에 따른 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 프로세스의 순서도.
[도 2]는 본 발명에서 뷰 중앙 영역에서 메이저 영상블록을 식별하는 과정의 순서도.
[도 3]은 본 발명에서 뷰 주변 영역에서 메이저 영상블록을 식별하는 과정의 순서도.
[도 4]는 본 발명에 따라 XR 표시 화면에 로컬 디밍을 적용한 예시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서 종래기술과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다.
[도 1]은 본 발명에 따른 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 프로세스의 순서도이다.
본 발명은 XR 디바이스에서 XR 콘텐츠를 재생할 때에 로컬디밍을 적용하여 XR 디바이스의 전력 소비를 저감하는 기술이다.
일반적으로 로컬 디밍(local dimming)은 디스플레이 패널의 백라이트(backlight)를 다수의 영역으로 구분하고 영상에 연계하여 휘도를 조절하는 기술이다. 영상 프레임 내에 어두운 부분과 밝은 부분이 있을 때, 영상에서 어두운 영역은 백라이트를 어둡게 하거나 아예 끄고 밝은 영역은 백라이트를 밝게 켜주는 것이다. 디스플레이 패널에 풀어레이(full-array) LED 백라이트, 미니 LED 디스플레이, OLED 등이 적용됨에 따라 로컬디밍이 가능해졌다. 이러한 로컬디밍을 통해 딥블랙(deep black) 또는 리얼블랙(real black)을 구현할 수 있으므로 콘트라스트(contrast)가 개선된다.
이하에서 본 발명에 따른 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 프로세스를 구체적으로 살펴본다.
단계 (S110) : 먼저, XR 디바이스에서 XR 콘텐츠를 재생한다.
증강현실(AR)의 경우를 예로 들면, 사용자가 헤드마운트 디바이스를 머리에 쓰고 AR 모드로 작동을 시켰을 때에, 사용자 앞에 실제로 놓여진 현실세계가 XR 디바이스의 카메라로 촬영되어 화면에 표시되거나 혹은 반투명 전면커버를 통해 사용자가 볼 수 있는 상황이 만들어지며, 그 위에서 XR 콘텐츠가 증강현실 기술에 의해 합성 재생된다.
단계 (S120, S130) : 다음으로, XR 디바이스는 뷰 중앙 영역과 뷰 주변 영역에서 그 재생 중인 XR 콘텐츠에 의한 메이저 영상블록을 식별한다(S120, S130).
본 발명에서는 XR 디바이스의 표시 화면(뷰 화면)에서 메이저 영상블록(major image blocks)과 마이너 영상블록(minor image blocks)을 구분하고, 이를 이용하여 디밍제어를 수행한다.
뷰 중앙 영역에서 메이저 영상블록을 식별하는 과정은 [도 2]를 참조하여 후술하고, 뷰 주변 영역에서 메이저 영상블록을 식별하는 과정은 [도 3]을 참조하여 후술한다.
단계 (S140) : 다음으로, XR 디바이스는 앞의 (S120, S130)에서 식별된 메이저 영상블록에 대해 휘도를 상대적으로 더 높게 설정하도록 XR 디바이스의 표시 화면을 로컬디밍 제어한다.
개념적으로는 XR 디바이스의 표시 화면에서 주요 부분(메이저 영상블록)은 밝게 표시하고 덜중요한 부분(마이너 영상블록)은 어둡게 표시한다. 바람직하게는 마이너 영상블록에 대해서는 광원을 아예 오프(off)시킴으로써 전력 소비를 크게 절감한다.
단계 (S150) : 또한, XR 디바이스는 주변 조도에 대응하여 XR 디바이스의 화면 밝기를 디밍 제어할 수 있다. 예를 들면, XR 디바이스의 주변이 어두운 경우에는 XR 디바이스의 화면 밝기를 어둡게 설정할 수 있으며, 이를 통해 XR 디바이스의 전력 소비를 추가로 저감할 수 있다.
[도 2]는 본 발명에서 뷰 중앙 영역에서 메이저 영상블록을 식별하는 과정의 순서도이다.
먼저, XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 중앙 영역을 식별한다(S210). 일 실시예로서 XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 중앙 영역의 부분은 미리 설정되어 있다.
다음으로, XR 디바이스는 뷰 중앙 영역에서 XR 콘텐츠가 재생 중인 영역은 메이저 영상블록으로 설정한다(S220). XR 디바이스는 사용자가 머리에 쓴 상태에서 사용하므로 뷰 중앙 영역은 사용자가 현재 중요하게 바라보고 있는 지점일 가능성이 높다. 따라서, 뷰 중앙 영역에 무언가 XR 콘텐츠가 재생되고 있다면 메이저 영상블록으로 설정한다.
다음으로, XR 디바이스는 뷰 중앙 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 1 임계치 이상의 움직임이 검출된 영역을 메이저 영상블록으로 설정한다(S230). 증강현실 모드인 경우를 예로 들면, 사용자 앞의 현실세계에서 무언가 실질적인 움직임이 있다면 그 표시 부분은 메이저 영상블록으로 설정한다. 움직임 검출은 영상 분석을 통해서 달성할 수도 있고, 영상 파싱을 통해 얻어지는 움직임 벡터에 기초하여 달성할 수도 있다.
다음으로, XR 디바이스는 뷰 중앙 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 2 임계치 이상의 명도를 갖는 영역, 즉 일정 수준 이상으로 밝은 부분을 메이저 영상블록으로 설정한다(S240). 증강현실 모드인 경우를 예로 들면, 사용자 앞의 현실세계에서 무언가 밝은 물체가 있다면 그 표시 부분은 메이저 영상블록으로 설정한다.
이때, 제 1 및 제 2 임계치는 콘텐츠에 따라 상이하게 설정할 수도 있고, 사용자의 조작에 의해 조정할 수도 있다.
[도 3]은 본 발명에서 뷰 주변 영역에서 메이저 영상블록을 식별하는 과정의 순서도이다.
먼저, XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 주변 영역을 식별한다(S310). 일 실시예로서 XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 주변 영역의 부분은 미리 설정되어 있다.
다음으로, XR 디바이스는 뷰 주변 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 3 임계치 이상의 움직임이 검출된 영역을 메이저 영상블록으로 설정한다(S320). 증강현실 모드인 경우를 예로 들면, 사용자 앞의 현실세계 또는 XR 콘텐츠에서 무언가 실질적인 움직임이 있다면 그 부분은 메이저 영상블록으로 설정한다. 움직임 검출은 영상 분석을 통해서 달성할 수도 있고, 영상 파싱을 통해 얻어지는 움직임 벡터에 기초하여 달성할 수도 있다.
다음으로, XR 디바이스는 뷰 주변 영역에서 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 4 임계치 이상의 명도를 갖는 영역을 메이저 영상블록으로 설정한다(S330). 증강현실 모드인 경우를 예로 들면, 사용자 앞의 현실세계 또는 XR 콘텐츠에서 무언가 밝은 물체가 있다면 그 표시 부분은 메이저 영상블록으로 설정한다.
이때, 제 3 및 제 4 임계치는 콘텐츠에 따라 상이하게 설정할 수도 있고, 사용자의 조작에 의해 조정할 수도 있다.
[도 4]는 본 발명에 따라 XR 표시 화면에 로컬 디밍을 적용한 예시도이다.
[도 4]에서 사각형 부분은 휘도가 상대적으로 더 높게 설정되는 영역이고, 나머지 부분은 휘도가 상대적으로 더 낮게 설정되거나 바람직하게는 아예 광원이 꺼진 영역이다. 이를 통해 XR 디바이스의 전력 소비를 저감하고 명암비를 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비휘발성 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현되는 것이 가능하다. 이러한 비휘발성 기록매체로는 다양한 형태의 스토리지 장치가 존재하는데 예컨대 하드디스크, SSD, CD-ROM, NAS, 자기테이프, 웹디스크, 클라우드 디스크 등이 있다. 또한, 본 발명은 네트워크로 연결된 다수의 스토리지 장치에 코드가 분산 저장되고 실행되는 형태로도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 하드웨어와 결합되어 특정의 절차를 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램의 형태로 구현될 수도 있다.

Claims (5)

  1. XR 디바이스에서 XR 콘텐츠를 재생할 때에 로컬디밍을 적용하여 XR 디바이스의 전력 소비를 저감하기 위한 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법으로서,
    XR 디바이스에서 XR 콘텐츠를 재생하는 제 1 단계:
    뷰 중앙 영역에서 상기 재생 중인 XR 콘텐츠에 의한 메이저 영상블록을 식별하는 제 2 단계;
    뷰 주변 영역에서 상기 재생 중인 XR 콘텐츠에 의한 메이저 영상블록을 식별하는 제 3 단계;
    상기 식별된 메이저 영상블록에 대해 휘도를 상대적으로 더 높게 설정하도록 상기 XR 디바이스의 표시 화면을 로컬디밍 제어하는 제 4 단계;
    를 포함하여 구성되는 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 중앙 영역을 식별하는 단계;
    상기 뷰 중앙 영역에서 XR 콘텐츠가 재생 중인 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계;
    상기 뷰 중앙 영역에서 상기 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 1 임계치 이상의 움직임이 검출된 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계;
    상기 뷰 중앙 영역에서 상기 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 2 임계치 이상의 명도를 갖는 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 XR 디바이스의 표시 화면에서 뷰 주변 영역을 식별하는 단계;
    상기 뷰 주변 영역에서 상기 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 3 임계치 이상의 움직임이 검출된 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계;
    상기 뷰 주변 영역에서 상기 XR 디바이스의 표시 화면에서 미리 설정된 제 4 임계치 이상의 명도를 갖는 영역을 메이저 영상블록으로 설정하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 XR 디바이스의 주변 조도에 대응하여 상기 XR 디바이스의 화면 밝기를 디밍 제어하는 제 5 단계;
    를 더 포함하여 구성되는 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법.
  5. 컴퓨터에 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항에 따른 로컬디밍 기반의 XR 디바이스 절전 제어 방법을 실행시키기 위하여 저장매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
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KR20220116576A (ko) 2008-12-19 2022-08-23 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 헤드 마운트 표시장치

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