KR100809355B1 - 영상 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법은 외부 조도를 기초로 하여 전력 레벨의 변환 이전의 제1 전력 레벨이 상기 전력 레벨의 변환 이후의 제2 전력 레벨로 되는 (a) 단계와, 상기 제2 전력 레벨에서 출력되는 영상이 상기 제1 전력 레벨에서 출력되는 영상의 화질을 유지하도록, 입력되는 영상 정보를 적어도 2 이상의 그룹으로 나누어 각각 처리하는 (b) 단계 및 상기 그룹별로 처리된 영상 정보를 상기 제2 전력 레벨에서 출력하는 (c) 단계를 포함한다.

영상 보상, 밝기(brightness), 저전력

Description

영상 처리 방법{Method for image processing}

본 발명은 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스플레이 장치에서의 소비 전력이 감소되는 경우에, 소비 전력 감소에 따른 영상의 화질 저하를 방지할 수 있는 영상 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치에서 실제로 영상이 디스플레이되는 디스플레이 모듈의 소비 전력은 디스플레이 장치 전체에서 소모되는 전력과 비교하여 상대적으로 큰 전력을 소비하게 된다.

또한, 최근에는 칼라를 지원하는 디스플레이 모듈을 탑재한 디스플레이 장치가 출시되고, 이러한 칼라를 지원하는 디스플레이 모듈에서 소비되는 전력은 기존의 흑백의 디스플레이 모듈에서 소비되는 전력에 비해 크다고 할 수 있다.

이 때, 디스플레이하는 모듈은, 크게 자발광 디스플레이 모듈과 비발광 디스플레이 모듈로 나뉘어지게 된다. 자발광 디스플레이 모듈은 자체적으로 빛을 발생시키는 반면, 비발광 디스플레이 모듈은 백라이트 유닛과 같이 별도로 빛을 발생시키는 장치가 필요하다.

사용자는 디스플레이 장치를 통해 영상을 시청하는 도중 디스플레이 장치의 밝기가 너무 밝아 눈의 피로도가 증가되거나 외부 광의 강도가 디스플레이 장치에 비하여 월등하게 밝아서 영상의 시감성이 저하되는 경우, 디스플레이 장치의 밝기를 변경하게 된다.

이 때, 디스플레이하는 모듈은, 크게 자발광 디스플레이 모듈과 비발광 디스플레이 모듈로 나뉘어지게 된다. 자발광 디스플레이 모듈은 자체적으로 빛을 발생시키는 반면, 비발광 디스플레이 모듈은 백라이트 유닛과 같이 별도로 빛을 발생시키는 장치가 필요하다.

사용자는 디스플레이 장치를 통해 영상을 시청하는 도중 디스플레이 장치의 밝기가 너무 밝아 눈의 피로도가 증가되거나 외부 광의 강도가 디스플레이 장치에 비하여 월등하게 밝아서 영상의 시감성이 저하되는 경우, 디스플레이 장치의 밝기를 변경하게 된다.

이 때, 사용자가 외부 광의 강도에 따라 디스플레이 장치의 영상 밝기를 변경하는 경우, 이는 디스플레이 장치의 시감성에 영향을 주는 영상의 영상 특성, 예를 들어 밝기, 휘도, 명암 및 채도 등이 고려되지 않아 영상의 시감성이 저하될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 외부 광의 강도뿐만 아니라 디스플레이 장치의 내부적인 문제로 인하여 디스플레이 장치의 영상 밝기가 변하는 경우에도 영상의 시감성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 디스플레이 장치를 통해 영상을 시청하는 도중, 배터리 잔류량의 감소와 같은 소비 전력의 감소에 따라 영상의 밝기가 낮아지는 경우에 영상의 시감성이 저하될 수도 있는 것이다.

따라서, 이와 같이 소비 전력의 감소에 따라 영상의 밝기가 낮아진 경우에도 영상의 시감성을 유지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

한국 특허공개공보 제2004-0054118호는 고화질용 항목들을 설정하고, 고화질용 항목 설정 후 외부에서 입력된 데이터의 종류를 판단하여 기설정된 고화질용 항목에 대한 데이터일 경우 기설정된 고화질용 백라이트 밝기로 제어하고, 데이터가 기설정된 고화질용 항목이 아닌 경우 기설정된 저화질용 백라이트 밝기로 제어하여 불필요하게 소모되는 전력을 줄일 수 있고, 그로 인해 배터리의 사용시간을 늘릴 수 있는 이동 통신 단말기의 전력 제어 방법을 개시하고 있으나, 여기에서는 본 발명의 목적인 소비 전력 감소에 따른 영상의 화질 저하를 보상하는 방법에 대해서는 개시되고 있지 않다.

본 발명은 원 영상의 화소 값을 보상하여 디스플레이 장치의 휘도 감소에 따른 영상의 화질 저하를 방지함으로써 디스플레이 장치에서 소비되는 전력을 낮추더라도 원 영상의 화질을 유지하도록 하는 영상 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법은 외부 조도를 기초로 하여 전력 레벨의 변환 이전의 제1 전력 레벨이 상기 전력 레벨의 변환 이후의 제2 전력 레벨로 되는 (a) 단계와, 상기 제2 전력 레벨에서 출력되는 영상이 상기 제1 전력 레벨에서 출력되는 영상의 화질을 유지하도록, 입력되는 영상 정보를 적어도 2 이상의 그룹으로 나누어 각각 처리하는 (b) 단계 및 상기 그룹별로 처리된 영상 정보를 상기 제2 전력 레벨에서 출력하는 (c) 단계를 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 영상 보상 장치 및 방법에 따르면, 원 영상의 화소 값을 보상하여 디스플레이 장치의 휘도 감소에 따른 영상의 화질 저하를 방지함으로써 디스플레이 장치에서 소비되는 전력을 낮출 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 영상 처리 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴 퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에서 사용되는 용어 중 '디스플레이 장치' 또는 '영상 보상 장치'는 영상을 보상하여 디스플레이하는 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display)인 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 발광 유닛의 형태에 따라 PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 자발광 디스플레이 장치와 LCD(Liquid Crystal Display) 및 DLP(Digital Lighting Processing) 등의 비발광 디스플레이 장치로 나뉘어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어 중 '발광 유닛'은 자발광 디스플레이 장치 또는 비발광 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(Back Light Unit)으로 이해될 수 있다. 이때, 발광 유닛으로 자발광 디스플레이 장치가 사용되는 것은 자발광 디스플레이 장치의 경우에는 별도의 백라이트 유닛을 사용하지 않고 자체적으로 빛을 발생시키기 때문이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따라 영상 보상을 위한 방법을 나타내는 그래프이다.

도 1a를 참조하면, 백라이트 유닛으로부터의 광량이 감소함에 따라 이를 보상하기 위한 방법으로서 원 영상 내에서 증가시킬 수 있는 휘도 값을 계산하여 스케일링 값(scaling value)을 구한 다음, 선형적으로 영상의 각 화소값을 증가시키는 방법이다. 도 1a에서는 원 영상의 화소값을 나타내는 그래프(10)가 상기 스케일링 값에 의해 선형적으로 증가된 화소값을 갖는 그래프(11)로 변환되는 것을 나타내고 있다. 이러한 경우에는 영상에 따라 선형계수 값이 급격히 변할 수 있으며 고휘도의 영상에 대해서는 저하된 디스플레이의 밝기를 보상할 수가 없게 된다. 즉, 도 1a에서의 P와 Q사이에서는 계조 손실이 발생하게 된다. 따라서, 고휘도 영상의 경우 디스플레이의 밝기 감소량이 미미하게 되어 상대적으로 어두운 디스플레이의 밝기를 제공하게 되므로 화질 열화를 일으킬 수 있게 된다.

또한, 도 1b를 참조하면, 백라이트 유닛으로부터의 광량이 감소함에 따라 이를 보상하기 위한 방법으로서 고휘도 영상에 대해서는 화소값을 증가시키고, 저휘도 영상에 대해서는 화소값을 감소시키는 방법이다. 도 1b에서는 원 영상의 화소값 을 나타내는 그래프(20)가 콘트라스트 특성을 향상시키기 위한 그래프(21)로 변환되는 것을 나타내고 있다. 이 경우, 원 영상이 어두운 경우에 더 어두워지는 콘트라스트 향상 효과가 있으나, 밝기 보상은 이루어지지 않고 있는 것이다.

즉, 도 1a와 도 1b에 도시된 그래프에 의하면, 밝기 특성과 콘트라스트 특성을 동시에 향상시킬 수는 없는 것이다. 이에, 본 발명에서는 바람직하게는 저휘도 계조값들은 유지하면서, 중휘도 및 고휘도 계조값들을 증가시킴으로써 백라이트 유닛의 밝기 감소로 인한 영상 보상에 있어서 밝기 특성 및 콘트라스트 특성을 동시에 향상시키고, 이에 따라 디스플레이 장치에서 소비되는 전력을 낮출 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 보다 상세한 내용은 도 2 내지 도 6에서 구체적으로 설명하도록 하며, 특히 본 발명의 실시에 따라 밝기 특성 및 콘트라스트 특성을 동시 향상시키기 위한 그래프 형태는 도 4에서 도시되고 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상을 보상하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 보상 장치(200)는 발광 유닛(210)에서 소비되는 전력이 감소되어 발광 유닛(210)으로부터의 광량이 감소되는 경우에 보상 유닛(230)에 의한 영상 보상이 이루어지는 구성을 갖는다.

보다 구체적으로 설명하면, 예컨대 영상 보상 장치(200)의 초기 상태에서는 원 영상에 대한 신호 값이 영상 보상 유닛(230)을 바이패스하여 디스플레이 패널(220)에 입력되고, 입력된 신호 값에 의해 백라이트 유닛(210)으로부터의 광량이 조절되어 사용자의 눈에 인지된다. 이 때, 사용자의 인위적인 조작이나 전력 절감 을 위하여 발광 유닛(210)으로부터의 광량이 감소되면, 디스플레이 패널(220)을 통하여 투과되는 광량이 감소되고, 결국 사용자의 눈에 인지되는 광량도 감소하게 되어 시감성이 저하될 수 있다.

따라서, 이러한 경우에 영상 보상 유닛(230)은 발광 유닛(210)의 전력을 제어하는 전력 제어 신호를 감지하고, 감지된 전력 제어 신호에 의해 전력 레벨이 낮아졌다고 판단되는 경우에는, 원 영상을 보상한 후 보상된 원 영상을 디스플레이 패널(220)로 제공하게 된다. 이 때, 영상 보상 유닛(230)에 의해 원 영상의 밝기 및 콘트라스트 특성이 보상됨으로써 발광 유닛(210)으로부터의 광량이 감소되더라도 사용자는 발광 유닛(210)에서 소비되는 전력이 낮아지기 이전의 영상에 대한 시감성을 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 영상 보상 유닛(230)이 발광 유닛(210)으로 공급되는 전력 레벨의 감소를 감지하는 방법으로서, 예컨대 발광 유닛(210)을 제어하는 인버터(미도시)의 출력을 감지함으로써 가능하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 보상 장치(300)는 전력 제어 모듈(310), 제어 파라미터 생성 모듈(320), 영상 보상 모듈(330) 그리고 출력 모듈(340)을 포함한다.

한편, 본 발명에 대한 실시예에서 사용되는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

전력 제어 모듈(310)은 백라이트 유닛과 같은 발광 유닛의 전력을 제어하는 모듈로서, 사용자에 의한 전력 제어 입력에 따라 발광 유닛의 전력을 제어한다.

상기 전력 제어 입력의 예로서, 디스플레이 장치가 최대로 소비하는 전력을 100이라고 하였을 때, 제1 모드는 최대 소비 전력의 70%만 소비되는 모드로, 제2 모드는 최대 소비 전력의 50%만 소비되는 모드로, 제3 모드는 최대 소비 전력의 30%만 소비되는 모드로 동작한다고 가정한다. 이 때 사용자가 선택한 저전력 모드가 상기 전력 제어 입력이 되는 것이며, 전력 제어 모듈(310)은 이러한 전력 제어 입력에 따라 발광 유닛의 전력을 제어하게 되는 것이다. 또한, 전력 제어 모듈(310)은 이러한 전력 레벨 감소에 대한 정보를 제어 파라미터 생성 모듈(320)로 제공함으로써 제어 파라미터 생성 모듈(320)로 하여금 영상 보상을 위한 제어 파라미터를 생성하도록 한다.

제어 파라미터 생성 모듈(320)은 원 영상을 구성하는 각 화소 정보와 전력 제어 모듈(310)로부터 제공되는 전력 레벨에 대한 감소 정보를 기초로 원 영상을 보상하기 위한 제어 파라미터를 생성한다.

영상 보상 모듈(330)은 제어 파라미터 생성 모듈(320)에 의해 생성된 제어 파라미터를 제공받아, 원 영상을 구성하는 각 화소 정보를 보상한다. 이 때, 원 영상을 구성하는 화소 정보와 보상된 영상을 구성하는 화소 정보 간의 관계는 도 4에서 도시된 그래프로 나타낼 수 있다.

이 때, 도 4에 도시된 그래프는 제어 파라미터 생성 모듈(320)에 의해 생성 혹은 조정될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 제1 구간(402)의 길이와 제2 구간(404)에서의 P2에 대한 |Q3-Q2|의 크기는 백라이트 유닛의 밝기 감소량에 따라 비례적으로 증가할 수 있다. 또한, 제1 구간(402)의 길이와 제2 구간(404) 에서의 P2에 대한 |Q3-Q2|의 크기는 입력되는 영상의 화소값 분포 특성에 따라 조정될 수 있다.

영상의 화소값 분포 특성에 따른 조정 내용에 대한 구체적인 예로, 표시될 영상 화소값이 저휘도 영역에 많이 분포하는 경우에는 제1 구간(402)의 길이를 짧게 하고, |Q3-Q2|의 크기도 작게 함으로써 백라이트 유닛의 밝기 감소로 인해 감소된 저휘도 계조 표현력을 증가시킬 수 있다. 이로 인하여 보다 선명한 화면을 제공할 수 있다.

도 4를 참조하면, '410'으로 표시되는 그래프는 원 영상이 보상되지 않는 경 우의 관계를 나타내고 있으며, '420'으로 표시되는 그래프는 원 영상이 보상되는 경우의 관계를 나타내고 있다. 예를 들어, 입력되는 영상의 화소가 8비트로 표시되는 경우에 입력 영상의 화소 정보는 2⁸ = 256개의 화소 정보(0부터 255)를 갖게 된다.

그리고, 입력 영상 즉, 원 영상의 화소 정보 구간이 2개의 구간으로 나누어질 수 있는데, 이 중 제1구간(402)은 원 영상의 화소 값이 '410'으로 표시되는 그래프에 따라 출력 영상의 화소 값으로 변환되므로 실질적으로 원 영상에 대한 보상이 이루어지지 않게 된다. 그리고, 제2구간(404)에서는 원 영상의 화소 값이 소정의 폭만큼 증가되어 보상된다.

보다 구체적으로 설명하면, 원 영상의 화소 값이 P1 인 경우에, P1은 제1구간(402)에 속해 있으므로 출력 영상의 화소 값은 보상되지 않고 Q1으로 된다. 그러나, 원 영상의 화소 값이 P2 인 경우에, P2는 제2구간(404)에 속해 있으므로 출력 영상의 화소 값은 '410'으로 표시되는 그래프에 따라 Q2가 아니라 Q3이 된다. 즉, |Q2-Q3| 만큼 원 영상의 화소 값이 증가하게 되는 것이다. 본 명세서에서는 제1 구간(402)과 제2구간(404)의 경계에 해당하는 값을 '임계값 '으로 나타내고, |Q2-Q3|과 같은 원 영상의 화소 값에 대한 증가량을 '보상량 '으로 나타내기로 하며, 이와 같은 임계값과 보상량은 제어 파라미터 생성 모듈(320)에 의해 생성된 제어 파라미터에 해당하게 된다.

이 때, 상기 임계값은 전력 제어 모듈(310)에 의해 제공되는 전력 레벨 감소 에 대한 정보에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제어 파라미터 생성 모듈(320)은 전력 레벨의 감소 정도 및 임계값과의 관계를 나타내는 테이블을 구비하여, 전력 제어 모듈(310)에 의해 제공되는 전력 레벨 감소 정보에 대응하는 임계값을 결정할 수 있다.

한편, 도 4에서는 원 영상의 화소 정보가 보상되는 것을 나타내고 있으나, 원 영상의 휘도 성분을 이용하여 보상되는 것으로 이해될 수도 있다. 즉, 원 영상의 화소에 대한 휘도 정보가 임계 화소 정보 이하일 경우에는 보상을 수행하지 않고 그 이상일 경우에만 보상 진폭만큼 휘도 성분을 증가시키는 것으로 이해될 수 있는 것이다.

또한, 도 4에서는 제1 구간(402)에서 원 영상의 화소 값이 그대로 출력 영상의 화소 값으로 되는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 구간(402)에서의 화소값은 제2 구간(404)에서와 같이 소정 크기의 보상량만큼 향상될 수도 있다.

출력 모듈(340)은 영상 보상 모듈(330)에 의해 보상된 영상을 입력받아 출력한다.

이하, 도 3에서 도시된 각 모듈들간의 동작 과정을 도 5에 도시된 영상 보상 방법을 나타내는 플로우 차트를 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다.

우선, 전력 제어 모듈(310)이 사용자로부터 전력 제어 입력을 수신한다(S510). 그리고 나서, 전력 제어 모듈(310)은 수신한 전력 제어 입력에 대응하는 전력 레벨 감소 정보를 제어 파라미터 생성 모듈(320)로 제공하고(S520), 제어 파 라미터 생성 모듈(320)은 상기 전력 레벨 감소 정보에 대응하는 임계값을 결정한다(S530).

영상 보상 모듈(330)은 상기 결정된 임계값에 따라 나누어진 각각의 영역에 대한 영상 보상 함수를 결정한다(S540). 이 때, 상기 영상 보상 함수는 제어 파라미터 생성 모듈(320)에 의해 생성된 제어 파라미터에 의해 결정될 수 있는데, 이러한 제어 파라미터는 임계값과 보상량을 포함하며, 영상 특성에 따른 계수 집합(coefficient set) 또는 각 계수(coefficient)를 선정할 수 있는 값을 포함할 수도 있다. 상기 영상 보상 함수는 영상 보상을 위한 영상 제어 정보로 이해될 수 있다. 한편, 설명의 편의를 위하여 임계값을 'TH', 보상량을 'g'로 나타내기로 한다.

임계값 및 보상량은 발광 유닛의 밝기 감소량에 따라 비례적으로 변경될 수 있으며, 입력되는 영상의 화소값 분포 특성에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 영상 화소값이 저휘도 영역에 많이 분포하는 경우에는 임계값을 작게 하고, 보상량의 크기도 작게 함으로써 발광 유닛의 밝기 감소로 인해 감소된 저휘도 계조 표현력을 증가시킬 수 있으며 이로 인하여 보다 선명한 화면을 제공할 수 있게 되는 것이다.

제어 파라미터 생성 모듈(320)은 전력 레벨 감소 정보와 임계값 TH 간의 일정한 관계를 나타내는 룩업 테이블(Lookup Table)을 통하여 TH 를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전력 레벨의 감소에 따라 화면 밝기가 많이 감소된 경우에는 TH 값을 작게 할 수 있는데, 이를 위하여 화면 밝기의 감소 양에 따른 TH 값이 기록된 룩업 테이블(Lookup Table)이 제어 파라미터 생성 모듈(320) 내에 혹은 영상 보상 장치(300)에 구비된 별도의 메모리에 저장될 수 있다. 그리고, 보상량 g는 입력되는 원 영상의 화소 정보에 따라 결정될 수 있는데, 보상량 g에 대한 결정은 화소 정보와 보상량 g와의 관계를 나타내는 룩업 테이블(Lookup Table)로부터 결정될 수 있다.
또한, 전력 레벨의 감소와 같은 전력 레벨의 변환에 있어서, 변환 이전의 전력 레벨을 제1 전력 레벨로, 변환 이후의 전력 레벨을 제2 전력 레벨로 구분할 수 있다.

또한, 임계값 TH 및 보상량 g는 각각 화면 밝기의 감소 양 및 원 영상의 화소 정보를 매개 변수로 하는 함수에 의해 생성될 수도 있다. 또한, 임계값 TH 및 보상량 g는 실험적으로 최적화된 고정된 값으로 미리 설정될 수도 있다.

영상 보상 모듈(330)은 결정된 영상 보상 함수에 의해 원 영상을 보상한다(S550).

만일, 원 영상의 화소 정보 x가 임계값 TH와 동일하거나 작은 경우에는 원 영상에 대한 보상을 수행하지 않고, 화소 정보 x가 임계값 TH보다 큰 경우에는 화소 정보 x가 보상되는데, 이러한 관계를 [수학식 1]에서 나타내고 있다.

if x>TH

y1=F*g

else,

y2=x

이 때, y1는 보상된 영상에 대한 화소 정보를 나타내고, F는 도 4에서 도시한 것과 같은 '420'로 표시되는 그래프의 특성을 갖는 함수를 나타낸다. F는 원 영상의 화소에 대한 정보를 매개 변수로 하여 정해질 수 있다.

예를 들어 F는 [수학식 2]와 같은 다항식으로 표현될 수 있다.

F(x) = a*x⁵+b*x⁴+c*x³+d*x²+e*x¹+f

이 때, 계수 a, b, c, d, e 및 f는 실험적으로 구해지거나 또는 입력되는 원 영상의 화소 정보에 따라 결정될 수 있다. 이러한 계수 집합은 제어 파라미터 생성 모듈(320)에 의해 생성되어 영상 보상 모듈(330)로 제공될 수 있다.

한편, [수학식 1]과 [수학식 2]로부터 y1과 y2의 교점 즉, x= (ax⁵+bx⁴+cx³+dx²+ex¹+f)*g 를 만족하는 x의 값은 임계값 TH에 대응되며, 이를 만족하도록 각 계수들의 값 및 보상량 g의 값이 설정될 수 있다.

출력 모듈(340)은 영상 보상 모듈(330)에 의해 보상된 영상을 출력하여 사용자에게 제공하게 된다(S560). 따라서, 사용자는 원 영상의 보상을 통하여 원 영상에 대한 시감성을 유지하면서 발광 유닛에서 소비되는 전력을 낮출 수 있게 되는 것이다.

즉, 도 4에서 도시된 그래프(420)에 의해 원 영상이 변환되는 경우, 발광 유닛의 소비 전력이 감소되어 영상 보상 장치(300)의 화면 밝기가 어두워지더라도 보상량만큼 화소 정보가 증가하기 때문에 사용자 입장에서는 계속해서 거의 동일한 밝기의 영상을 볼 수 있게 될 뿐만 아니라, 임계값 TH 보다 작은 값을 갖는 영상 정보는 원 영상 그대로 출력되므로 상대적으로 콘트라스트(contrast) 효과가 생기게 되어 사용자에 의한 시감성을 유지할 수 있게 되는 것이다. 이와 관련하여, 도 6a 및 도 6b를 통하여 설명하도록 한다.

한편, 만일, x가 원 영상의 휘도 성분을 나타내는 경우에는 F*g 는 보상된 휘도 정보를 나타내며, 원 영상은 휘도 성분이 보상되어 출력 모듈(340)을 통해 출력될 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 낮은 계조 영역에서의 영상 특성을 비교하기 위한 도면으로서, 도 6a는 종래 기술에 따른 경우를, 도 6b는 본 발명에 따른 경우를 도시하고 있다.

발광 유닛에서의 소비 전력이 감소되면 디스플레이 화면의 휘도가 감소하게 되는데, 이 때, 도 6a와 같이 종래의 기술을 적용하게 되면 점선으로 표시된 구간에서 표현되는 영상의 계조 구분력이 현저히 감소하게 된다.

그러나, 도 6b에 도시된 바와 같이 본 발명을 따를 경우에는 점선으로 표시된 낮은 계조 구간에서의 계조 변경값을 원 영상의 값으로 유지함으로써 디스플레이 화면에서의 휘도가 감소하더라도 저계조 영역에서의 계조 구분력을 유지하면서 동시에 중간 계조 이상에서는 밝기 특성 및 대비 특성을 향상시켜 원 영상의 화질 저하를 방지할 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따라 영상 보상을 위한 방법을 나타내는 그래프이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상을 보상하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 변환 관계를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보상 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 낮은 계조 영역에서의 영상 특성을 비교하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

300: 영상 보상 장치

310: 전력 제어 모듈

320: 제어 파라미터 생성 모듈

330: 영상 보상 모듈

340: 출력 모듈

Claims (5)

1. 외부 조도를 기초로 하여 전력 레벨의 변환 이전의 제1 전력 레벨이 상기 전력 레벨의 변환 이후의 제2 전력 레벨로 되는 (a) 단계;

   상기 제2 전력 레벨에서 출력되는 영상이 상기 제1 전력 레벨에서 출력되는 영상의 화질을 유지하도록, 입력되는 영상 정보를 적어도 2 이상의 그룹으로 나누어 각각 처리하는 (b) 단계; 및

   상기 그룹별로 처리된 영상 정보를 상기 제2 전력 레벨에서 출력하는 (c) 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 영상 정보를 상기 2 이상의 그룹으로 나누기 위하여, 상기 변환 정도에 대응하는 임계값을 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 처리 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 (b) 단계는, 상기 영상 정보의 값이 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 영상 정보의 값을 유지하도록 상기 영상 정보를 처리하는 단계; 및

   상기 영상 정보의 값이 상기 임계값보다 크거나 같은 경우, 상기 영상 정보의 값을 증가시키도록 상기 영상 정보를 처리하는 단계를 포함하는, 영상 처리 방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 (b) 단계는, 상기 영상 정보의 값이 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 영상 정보의 값이 제1 증가율로 증가하도록 상기 영상 정보를 처리하는 단계; 및

   상기 영상 정보의 값이 상기 임계값보다 크거나 같은 경우, 상기 영상 정보의 값이 제2 증가율로 증가하도록 상기 영상 정보를 처리하는 단계를 포함하며,

   상기 제2 증가율은 상기 제1 증가율보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 영상 정보는 각 화소의 휘도 정보인 영상 처리 방법.

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