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KR101024058B1 - Image contrast control method and device for local dimming backlight - Google Patents

Image contrast control method and device for local dimming backlight Download PDF

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KR101024058B1
KR101024058B1 KR1020090095785A KR20090095785A KR101024058B1 KR 101024058 B1 KR101024058 B1 KR 101024058B1 KR 1020090095785 A KR1020090095785 A KR 1020090095785A KR 20090095785 A KR20090095785 A KR 20090095785A KR 101024058 B1 KR101024058 B1 KR 101024058B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
block
image
sub
average value
histogram
Prior art date
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Active
Application number
KR1020090095785A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김기두
정진영
Original Assignee
국민대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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Abstract

본 발명은 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 제 1 추출부(104)가 RGB 영상으로부터 변환된 Y-Cb-Cr 영상에서 휘도(Y) 성분을 추출하고, 제 2 추출부(106)는 전체 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00001
)을 추출한다. 그런 다음, 분할부(108)가 상기 Y-Cb-Cr 영상의 크기를 M * N 서브 블록 크기로 분할하면, 상기 제 1 계산부(110) 및 제 2 계산부(112)는 상기 분할된 서브 블록별로 각 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00002
) 및 표준편차 정보(σb)를 계산한다. 선택부(116)에 의해 상기 분할된 서브 블록 중 상기 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00003
)이 상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00004
)보다 작은 서브 블록이 선택되면, 제어부(118)는 상기 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00005
) 의 표준편차(σb) 내로 한정하여 상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00006
) 이하의 값을 가지는 픽셀에만 국부적인 히스토그램 확장 기법(local histogram stretching)을 적용하여 컨트라스트를 향상시킨다. 아울러, 상기 히스토그램 확장이 수행된 각 서브 블록의 정보를 기초로 하여 백라이트 제어부(120)는 상기 픽셀의 광원에 공급되는 전류를 제어한다. 그와 같은 본 발명에 따르면, 블록 효과의 제거로 인하여 영상의 컨트라스트가 개선되고, 일부 픽셀에 대한 히스토그램 확장 수행으로 인해 하드웨어 구성이 간단해지며 전력소모가 감소하는 이점이 있다. The present invention relates to a method and apparatus for controlling image contrast for local dimming backlight. According to the present invention, the first extractor 104 extracts a luminance Y component from a Y-Cb-Cr image converted from an RGB image, and the second extractor 106 extracts an overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00001
). Then, when the division unit 108 divides the size of the Y-Cb-Cr image into M * N sub-block sizes, the first calculation unit 110 and the second calculation unit 112 divide the size of the divided sub. The average luminance value of each block for each block
Figure 112009061776325-pat00002
) And standard deviation information (σ b ) are calculated. The luminance average value of each block among the divided subblocks by the selecting unit 116 (
Figure 112009061776325-pat00003
Is the overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00004
When a sub block smaller than) is selected, the controller 118 determines the luminance average value of each block (
Figure 112009061776325-pat00005
The overall luminance average value (limited to the standard deviation σ b ) of
Figure 112009061776325-pat00006
Local histogram stretching is applied only to pixels having the following values to improve contrast. In addition, the backlight controller 120 controls the current supplied to the light source of the pixel based on the information of each sub block in which the histogram expansion is performed. According to the present invention, the contrast of the image is improved due to the removal of the block effect, and the hardware configuration is simplified and the power consumption is reduced due to the histogram expansion for some pixels.

Description

로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법 및 그 장치{Method for controlling a Image Contrast for Local Dimming Backlight and Apparatus thereof}Method for controlling image contrast for local dimming backlight and its device {Method for controlling a Image Contrast for Local Dimming Backlight and Apparatus

본 발명은 영상 컨트라스트 제어에 관한 것으로, 특히 백라이트 LED를 액정의 후면에 배치하고 로컬 디밍방식을 적용하는 디스플레이 장치에서 입력 영상을 같은 크기의 블록단위로 구분한 다음, 그 블록단위로 컨트라스트를 독립적으로 제어하는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to image contrast control. In particular, in a display device in which a backlight LED is disposed on a rear surface of a liquid crystal and a local dimming method is applied, the input image is divided into block units of the same size, and the contrast is independently determined in the block units. A method and apparatus for controlling image contrast for local dimming backlight for controlling.

현재, 디스플레이장치에서 입력된 영상 정보의 컨트라스트(Contrast)를 향상시키는 방법은 다양하게 제안되고 있다. Currently, various methods for improving contrast of image information input from a display apparatus have been proposed.

그 중에서 이미지 처리 분야에서 다양한 응용 예를 가지는 영상의 히스토그램(Histogram)을 이용한 방법을 살펴본다. Among them, a method using a histogram of an image having various applications in the image processing field will be described.

먼저, 영상의 히스토그램을 이용하여 입력 영상의 컨트라스트를 향상시키는 대표적인 방법으로 히스토그램 평활화(Histogram Equalization, '글로벌 HE'라고도 함) 방법이 있다. 상기 방법은 입력 영상에서 명암 값의 확률 분포를 기초로 영상 의 명암 값을 재배치하는 방법이다. 이러한 방법은 다양한 영상에 대해 간단하면서도 비교적 우수한 성능을 제공한다. 하지만, 상기 방법은 입력 영상 전체를 동일 수준으로 향상시키는 것으로서, 부분적으로 다양한 밝기 특성을 가진 입력 영상의 경우에는 적합하지 않다. 즉 하나의 영상 정보에 특정 밝기의 화소가 지배적인 경우에 히스토그램 평활화를 수행하여 컨트라스트를 확장하게 되면 임의의 픽셀들의 경우 오히려 컨트라스트 측면에서 손실이 발생할 수 있기 때문이다. First, a histogram equalization (also referred to as a global HE) method is a representative method of improving contrast of an input image using a histogram of an image. The method is a method of rearranging the contrast values of the image based on the probability distribution of the contrast values in the input image. This method provides simple and relatively good performance for various images. However, the method improves the entire input image to the same level, and is not suitable for an input image having various brightness characteristics. In other words, if the contrast is extended by performing histogram smoothing when a pixel having a specific brightness is dominant in one image information, a loss may occur in contrast in the case of arbitrary pixels.

그래서, 입력 영상을 서브-블록(sub-block)으로 나누어 히스토그램 평활화를 영역별로 수행하는 로컬 히스토그램 평활화(Local Histogram Equalization) 방법이 제안되었다. 상기 방법은 입력 영상을 분할하여 처리하면 각 분할된 이미지의 동적 영역을 분리한 후 확장할 수 있기 때문에, 명암 값이 큰 영역과 작은 영역 간의 간섭을 일으키는 문제를 차단할 수 있다. 하지만, 상기 방법은 입력 영상을 서브-블록으로 분할하여 처리할 때, 인접 블록들 간의 히스토그램 평활화 함수의 차이로 인하여 영역별로 구분이 생기는 블록 효과(Blocking Effect) 현상이 발생하는 문제를 초래한다. 즉 상기 블록 효과는 각 블록을 독립적으로 부호화하기 때문에 블록의 에지 부분에 불연속성을 발생시켜 화질 저하를 일으키고 있는 것이다. 그렇기 때문에 이미지 처리분야에서는 상기 블록 효과를 줄이는 것이 요구되고 있다. Thus, a local histogram equalization method has been proposed in which the input image is divided into sub-blocks and performs histogram smoothing for each region. Since the method divides and processes the input image, the dynamic region of each divided image can be separated and expanded, thereby preventing the problem of causing interference between a region having a large contrast value and a small region. However, when the input image is divided into sub-blocks and processed, a blocking effect phenomenon occurs due to a difference in histogram smoothing functions between adjacent blocks. That is, the block effect encodes each block independently, causing discontinuity in the edge portion of the block, causing deterioration in image quality. Therefore, there is a demand in the image processing field to reduce the block effect.

상기 블록 효과를 제거하는 방법으로, 블록들을 픽셀단위로 중첩시키면서 수행하는 블록-중첩 히스토그램 평활화(Block-Overlapped Histogram Equalization) 방법과, 부분적인 중첩을 수행하는 부분 중첩 서브블록 히스토그램 평활화(Partially Overlapped Sub-Block Histogram Equalization) 방법이 제안되고 있다. A block-overlapped histogram equalization method for overlapping blocks by pixel and a partial overlapped sub-block histogram smoothing method for partially overlapping as a method of removing the block effect. Block Histogram Equalization method has been proposed.

하지만, 상기한 방법들은 하드웨어 구성이 복잡하고 이에 연산량이 많다는 단점이 있다. 상기 문제는 디스플레이 장치에서 에너지가 비효율적으로 소모되는 문제를 초래한다. 특히 휴대성이 있는 디스플레이 장치는 배터리 수명시간을 연장하는 것이 무엇보다 중요하기 때문에 기기의 전력소모를 감소하는 노력이 지속적으로 수행되고 있는데, 상기한 블록 효과를 제거하는 방법들은 이미지 처리 분야에서 명암대비를 향상시킬 수는 있지만 전력소모의 감소 목표에는 적합하지 않았다. 상기 전력소모는 휴대기기에 뿐만 아니라 일반적인 디스플레이 장치에도 적용된다. However, the above methods have a disadvantage in that the hardware configuration is complicated and the amount of computation is large. This problem causes a problem that energy is inefficiently consumed in the display device. In particular, the portable display device is important to extend the battery life time, and as a result, efforts to reduce the power consumption of the device has been continuously performed. Although it can improve the power consumption, it is not suitable for the goal of reducing power consumption. The power consumption is applied not only to portable devices but also to general display devices.

결국, 디스플레이장치에서 입력 영상을 서브 블록으로 분할하여 처리할 경우, 블록 효과를 제거하여 명암대비를 극대화하면서도 전력소모량을 최소화하기 위한 새로운 방법이 필요하였다. As a result, when the input apparatus divides and processes the input image into sub-blocks, a new method for minimizing power consumption while maximizing contrast by eliminating block effects is needed.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입력 영상을 분할하여 처리할 때 발생하는 블록 효과를 개선하여 영상정보의 컨트라스트를 향상시키기 위한 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and to improve the contrast of image information by improving the block effect generated when the input image is divided and processed.

본 발명의 다른 목적은 디스플레이 장치에서의 전력 소모량을 최소화하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to minimize the power consumption in the display device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환하는 단계; 상기 Y-Cb-Cr 영상에서 휘도(Y) 성분을 추출하는 단계; 상기 Y-Cb-Cr 영상의 전체 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00007
)을 계산하는 단계; 상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00008
)이 계산되면 상기 YCbCr 영상의 크기를 M * N 서브 블록 크기로 분할하는 단계; 상기 분할된 서브 블록별로 각 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00009
) 및 표준편차 정보(σb)를 계산하는 단계; 상기 분할된 서브 블록 중에서 상기 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00010
)이 상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00011
)보다 작은 서브 블록만을 선택하는 단계; 그리고 상기 선택된 서브 블록 중 상기 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00012
) 의 표준 편차(σb) 내로 한정하여 상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00013
) 이하의 값을 가지는 픽셀에만 국부적인 히스토그램 확장 기법(local histogram stretching)을 적용하는 단계를 포함하여 구성된다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, converting an RGB image to a YCbCr image; Extracting a luminance (Y) component from the Y-Cb-Cr image; Overall luminance average value of the Y-Cb-Cr image
Figure 112009061776325-pat00007
Calculating; The overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00008
Is calculated, the size of the YCbCr image is divided into M * N subblock sizes; The luminance average value of each block for each of the divided subblocks (
Figure 112009061776325-pat00009
) And the standard deviation information σ b ; The luminance average value of each block among the divided subblocks (
Figure 112009061776325-pat00010
Is the overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00011
Selecting only subblocks smaller than); And a luminance average value of each block among the selected subblocks (
Figure 112009061776325-pat00012
The overall luminance mean value (limited to the standard deviation σ b ) of
Figure 112009061776325-pat00013
And applying local histogram stretching only to pixels having a value less than or equal to).

상기 히스토그램 확장이 수행된 각 서브 블록의 정보를 기초로 하여 상기 픽셀의 광원에 공급되는 전류를 제어하는 단계; 그리고 상기 서브 블록으로 분할된 영상을 통합한 후 RGB 영상으로 변환하여 출력하는 단계를 더 포함하여 구성된다. Controlling a current supplied to a light source of the pixel based on information of each sub block in which the histogram expansion is performed; And integrating the image divided into the sub-blocks and converting the image into an RGB image.

상기 국부적인 히스토그램 확장 기법은, 상기 서브 블록에 위치하는 픽셀들의 분포도를 고려하여 히스토그램의 확장 정도를 제어하되, 상기 서브 블록의 표준편차가 작고 상기 서브 블록의 블록별 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00014
)이 클수록 상기 히스토그램 확장이 증가하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The local histogram expansion technique controls the degree of expansion of the histogram in consideration of the distribution of pixels located in the sub block, wherein the standard deviation of the sub block is small and the luminance average value of each block of the sub block (
Figure 112009061776325-pat00014
Is increased so that the histogram expansion increases.

상기 선택 단계에서 미선택된 서브 블록은 원 영상의 휘도 값을 그대로 유지하는 것을 특징으로 한다. The unselected sub-blocks in the selecting step may maintain the luminance value of the original image.

상기 국부적인 히스토그램 확장 기법은, 상기 선택된 서브 블록 중 일부 픽셀 값에 대해서 원 영상에 비해 어두운 영역만이 더욱 어둡게 되도록 하는 것을 특징으로 한다.The local histogram extension technique may allow only dark areas to be darker than some of the original images for some pixel values of the selected subblock.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 입력된 RGB 영상으로부터 변환된 Y-Cb-Cr 영상정보의 휘도(Y) 성분을 추출하는 제 1 추출부; 상 기 Y-Cb-Cr 영상정보의 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00015
)를 추출하는 제 2 추출부; 상기 Y-Cb-Cr 영상정보의 크기를 M * N 서브 블록 크기로 분할하는 분할부; 상기 분할된 서브 블록별로 각 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00016
) 을 구하는 제 1 계산부 및 표준편차정보(σb)를 구하는 제 2 계산부; 상기 Y-Cb-Cr 영상정보의 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00017
)과 상기 각 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00018
)의 크기를 비교하는 비교부; 상기 비교 결과에 따라 상기 분할된 블록 중에서 히스토그램 확장기법을 적용할 서브 블록을 선택하는 선택부; 그리고 상기 선택된 서브 블록 중 다음 식(1)에 해당하는 픽셀들에 대해서만 다음 식(2)에 의해 국부적인 히스토그램 확장 기법(local histogram stretching)을 수행하는 제어부를 포함하여 구성된다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a first extraction unit for extracting the luminance (Y) component of the converted Y-Cb-Cr image information from the input RGB image; The luminance average value of the Y-Cb-Cr image information (
Figure 112009061776325-pat00015
A second extracting unit for extracting; A divider dividing the size of the Y-Cb-Cr image information into M * N sub-block sizes; The luminance average value of each block for each of the divided subblocks (
Figure 112009061776325-pat00016
A first calculation unit for obtaining " ) and a second calculation unit for obtaining standard deviation information [sigma] b ; Luminance average value of the Y-Cb-Cr image information (
Figure 112009061776325-pat00017
) And the luminance average value of each block (
Figure 112009061776325-pat00018
Comparing unit for comparing the size of; A selection unit for selecting a sub-block to which the histogram expansion technique is applied among the divided blocks according to the comparison result; And a control unit performing local histogram stretching by only the pixels corresponding to the following equation (1) among the selected subblocks by the following equation (2).

Figure 112009061776325-pat00019
- σb <
Figure 112009061776325-pat00020
<
Figure 112009061776325-pat00021
+ σb ----- 식(1)
Figure 112009061776325-pat00019
b <
Figure 112009061776325-pat00020
<
Figure 112009061776325-pat00021
+ σ b ----- Equation (1)

Figure 112009061776325-pat00022
----- 식(2)
Figure 112009061776325-pat00022
----- Formula (2)

여기서,

Figure 112009061776325-pat00023
는 히스토그램 확장된 출력 픽셀의 휘도 값,
Figure 112009061776325-pat00024
는 각 서브블록의 입력 픽셀의 휘도 값, α는 확장계수,
Figure 112009061776325-pat00025
는 각 블록별 휘도 평균값, σb는 표준편차정보이다. here,
Figure 112009061776325-pat00023
Is the luminance value of the histogram extended output pixel,
Figure 112009061776325-pat00024
Is the luminance value of the input pixel of each subblock, α is the expansion coefficient,
Figure 112009061776325-pat00025
Is an average value of luminance for each block, and sigma b is standard deviation information.

상기 선택부는

Figure 112009061776325-pat00026
<
Figure 112009061776325-pat00027
을 만족하는 서브 블록을 상기 히스토그램 확장기법을 적용할 서브 블록으로 선택한다.The selection unit
Figure 112009061776325-pat00026
<
Figure 112009061776325-pat00027
A sub block satisfying the P 1 is selected as a sub block to which the histogram extension technique is applied.

상기 히스토그램 확장이 수행된 각 서브 블록의 정보를 기초로 하여 상기 픽셀의 광원에 공급되는 공급전류를 제어하는 백라이트 제어부를 더 포함하여 구성된다. And a backlight controller configured to control a supply current supplied to a light source of the pixel based on the information of each sub block on which the histogram expansion is performed.

본 발명에서는, 입력 영상의 휘도 값 평균값과, 소정 개수로 분할된 원 영상의 영역별 각 휘도 평균값 및 표준편차를 구한 상태에서, 영역별 각 휘도 평균값이 전체 휘도 평균값보다 작은 서브 블록에 대해서만 히스토그램 확장기법을 국부적으로 적용하고, 이때 상기 서브 블록 내에 위치하는 픽셀 중에서 원 영상의 전체 휘도 평균값 이하의 값을 가지는 픽셀로만 히스토그램 확장 기법을 적용하고 있어, 원 영상의 컨트라스트 개선과 함께 종래 영역별 불연속성에 의해 발생했던 블록효과가 제거되는 효과가 있다. According to the present invention, the histogram is extended only for subblocks in which the average luminance value of each region is smaller than the total luminance average value in the state where the average luminance value of the input image, the luminance average value and the standard deviation of each region of the original image divided into a predetermined number are obtained. In this case, the histogram expansion technique is applied to only pixels having a value less than or equal to the overall luminance average value of the original image among pixels located in the sub-block. The block effect that has occurred is removed.

또 분할된 서브 블록 중 일부 픽셀에 대해서만 히스토그램 확장기법을 사용하고 있어, 디스플레이 장치에서 처리되는 이미지 처리량과 처리속도의 단순화가 가능해져서 하드웨어의 구성을 간단하게 할 수 있다.In addition, the histogram expansion technique is used for only some pixels of the divided sub-blocks, thereby simplifying image processing and processing speed of the display device, thereby simplifying the hardware configuration.

아울러 디스플레이 장치에서 히스토그램 확장이 수행된 각 서브 블록의 정보를 기초로 하여 LED 광원에 공급되는 전류를 조절하고 있어 전력소모가 감소하고, 추가적인 컨트라스트가 개선되는 효과가 있다. In addition, the display device adjusts the current supplied to the LED light source based on the information of each sub-block in which the histogram expansion is performed, thereby reducing power consumption and improving additional contrast.

이하 본 발명에 의한 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법 및 그 장치를 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예를 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method and an apparatus for controlling image contrast for local dimming backlight according to the present invention will be described in detail with reference to a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예는 백라이트 LED를 도광판 후면에 위치시켜 로컬 디밍(Local dimming)을 구현할 수 있는 LCD 패널구조가 적용된 디스플레이장치에 적용되는 것이고, 이때 상기 디스플레이 장치는 일반적인 장치로서 본 실시 예에서는 그 설명을 생략하기로 한다. An embodiment of the present invention is applied to a display device to which an LCD panel structure capable of realizing local dimming by placing a backlight LED behind a light guide plate, wherein the display device is a general device. Will be omitted.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상 컨트라스트 제어장치의 구성도가 도시되어 있다. 1 is a block diagram of an image contrast control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 보면, 영상 컨트라스트 제어장치(100)에는 RGB 영상정보를 Y-Cb-Cr 영상으로 변환하는 변환부(102)가 구비된다.Referring to FIG. 1, the image contrast control apparatus 100 includes a converter 102 that converts RGB image information into a Y-Cb-Cr image.

상기 변환부(102)에 의해 변환된 Y-Cb-Cr 영상에서 휘도(Luminance, Y) 성분을 추출하는 제 1 추출부(104)가 구비된다. 통상 상기 휘도 성분을 추출하는데 사용되는 식은 다음과 같다. The first extractor 104 extracts a luminance (Y) component from the Y-Cb-Cr image converted by the converter 102. In general, the equation used to extract the luminance component is as follows.

Y = 0.257R + 0.504G + 0.098B + 16 ----- 식(1)Y = 0.257R + 0.504G + 0.098B + 16 ----- Formula (1)

Cb = -0.148R - 0.291G + 0.439B + 128 ----- 식(2)Cb = -0.148R-0.291G + 0.439B + 128 ----- Formula (2)

Cr = 0.439R - 0.368G - 0.071B + 128 ----- 식(3)Cr = 0.439 R-0.368 G-0.071 B + 128 ----- Formula (3)

상기 Y-Cb-Cr 영상에서 휘도 평균값(Average Luminance of whole image,

Figure 112009061776325-pat00028
)를 추출하는 제 2 추출부(106)가 구비된다.Average Luminance of whole image in the Y-Cb-Cr image
Figure 112009061776325-pat00028
) Is provided with a second extraction unit 106.

상기 Y-Cb-Cr 영상을 M * N개의 소정 개수의 블록으로 분할하는 분할부(108)가 구비된다. A divider 108 is provided for dividing the Y-Cb-Cr image into M * N predetermined number of blocks.

상기 분할부(108)에 의해 M * N 크기로 분할된 각 블록('서브블록'이라고 함)의 블록별 휘도 평균값(Average Luminance of sub-blocks,

Figure 112009061776325-pat00029
)을 계산하는 제 1 계산부(110)와, 블록별 표준편차(σb)를 계산하는 제 2 계산부(112)가 구비된다.Average Luminance of sub-blocks of each block (called 'sub-blocks') divided by the divider 108 into M * N size (Average Luminance of sub-blocks,
Figure 112009061776325-pat00029
The first calculation unit 110 for calculating a) and the second calculation unit 112 for calculating the standard deviation (σ b ) for each block is provided.

상기 제 2 추출부(106)에 의해 추출된 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00030
)과 상기 제 1 계산부(110)에 의해 계산된 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00031
)의 크기를 비교하는 비교부(114)가 구비된다. The luminance average value extracted by the second extraction unit 106 (
Figure 112009061776325-pat00030
) And the luminance average value for each block calculated by the first calculator 110 (
Figure 112009061776325-pat00031
Comparing unit 114 for comparing the size of the) is provided.

상기 비교결과, 상기 분할된 서브 블록 중에서 히스토그램 확장기법을 적용할 서브 블록을 선택하는 선택부(116)가 구비된다. 상기 선택부는

Figure 112009061776325-pat00032
<
Figure 112009061776325-pat00033
을 만족하는 서브 블록만을 선택한다. 이는 분할된 서브 블록 중에서 충분히 밝은 픽셀들로만 구성된 서브 블록에 대해서는 본 실시 예의 히스토그램 확장 기법을 적용하지 않고자 함이다. As a result of the comparison, a selector 116 is provided to select a subblock to which the histogram extension technique is applied from the divided subblocks. The selection unit
Figure 112009061776325-pat00032
<
Figure 112009061776325-pat00033
Only subblocks satisfying are selected. This is to avoid applying the histogram extension technique of the present embodiment to a subblock composed of only sufficiently bright pixels among the divided subblocks.

상기 선택부(116)에 의해 선택된 서브 블록에 대해서 컨트라스트 향상을 위해 국부적인 히스토그램 확장을 수행하는 제어부(118)가 구비된다. 이때 상기 제어부(118)는 상기 서브 블록에 위치한 모든 픽셀을 대상으로 하지 않고 다음 식(4)의 조건을 만족하는 픽셀들에 대해서만 히스토그램 확장을 수행한다. 그렇기 때문에 본 실시 예에 따르면 히스토그램 확장이 수행되면 어두운 영역이 더 어두워지는 결과를 낳게 된다. 이와 같이 하는 이유는 상기 국부적인 히스토그램 확장 기법을 제한하여 수행하기 위한 것이다. A control unit 118 is provided for performing local histogram expansion to improve contrast of the sub block selected by the selection unit 116. At this time, the controller 118 does not target all pixels located in the sub-block, and performs histogram expansion only on pixels that satisfy the condition of Equation (4). Therefore, according to the present embodiment, when the histogram expansion is performed, the dark area becomes darker. The reason for doing so is to limit and implement the local histogram extension technique.

Figure 112009061776325-pat00034
--------- 식(4)
Figure 112009061776325-pat00034
--------- Formula (4)

여기서,

Figure 112009061776325-pat00035
는 각 서브블록의 입력 픽셀의 휘도 값,
Figure 112009061776325-pat00036
는 블록별 휘도 평균값, σb는 표준편차이다. here,
Figure 112009061776325-pat00035
Is the luminance value of the input pixel of each subblock,
Figure 112009061776325-pat00036
Is the average luminance value for each block, and sigma b is the standard deviation.

그리고 상기 제어부(118)는 상기 히스토그램 확장을 다음 식(5)의 알고리즘을 이용하여 수행한다. The controller 118 performs the histogram expansion using the algorithm of Equation (5).

Figure 112009061776325-pat00037
-------- 식(5)
Figure 112009061776325-pat00037
-------- Formula (5)

여기서,

Figure 112009061776325-pat00038
는 히스토그램 확장된 출력 픽셀의 휘도 값,
Figure 112009061776325-pat00039
는 각 서브블록의 입력 픽셀의 휘도 값, α는 확장계수(즉 블록 노이즈를 제한할 수 있는 범위 내에서 선택할 수 있는 값),
Figure 112009061776325-pat00040
는 각 블록별 휘도 평균값, σb는 표준편차 정보이다. here,
Figure 112009061776325-pat00038
Is the luminance value of the histogram extended output pixel,
Figure 112009061776325-pat00039
Is the luminance value of the input pixel of each subblock, α is the expansion coefficient (that is, a value selectable within a range that can limit block noise),
Figure 112009061776325-pat00040
Is the average luminance value of each block, and sigma b is standard deviation information.

상기 선택된 서브 블록에 대한 히스토그램 확장이 수행된 다음에, 각 서브 블록에 대한 정보를 기초로 상기 픽셀의 광원인 LED로 공급전류를 조절하는 백라이트 제어부(120)가 구비된다. 상기 백라이트 제어부(120)는 상기 서브 블록으로 분할된 Y-Cb-Cr 영상을 하나로 통합하고, 이를 RGB 영상으로 변환하여 출력하는 기능도 수행한다. After the histogram expansion of the selected subblock is performed, the backlight controller 120 adjusts a supply current to an LED which is a light source of the pixel based on the information on each subblock. The backlight controller 120 also integrates the Y-Cb-Cr image divided into the sub-blocks into one, and converts the image into an RGB image.

이어 상기한 구성을 가지는 영상 컨트라스트 제어장치의 제어방법을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법을 보인 흐름도이다. Next, a control method of the image contrast control device having the above configuration will be described with reference to FIG. 2. 2 is a flowchart illustrating a method of controlling image contrast for a local dimming backlight according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 변환부(102)는 입력된 RGB 영상을 Y-Cb-Cr 영상으로 상기 식(1) 내지 식(3)을 이용하여 변환한다(s100). First, the converting unit 102 converts the input RGB image into a Y-Cb-Cr image using Equations (1) to (3) (s100).

상기 YCbCr 영상으로 변환되면, 상기 제 1 추출부(104)는 상기 Y-Cb-Cr 영상으로부터 휘도(Y) 성분을 추출하고, 상기 제 2 추출부(106)는 상기 Y-Cb-Cr 영상의 전체 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00041
)을 추출한다(s102). When converted into the YCbCr image, the first extractor 104 extracts a luminance (Y) component from the Y-Cb-Cr image, and the second extractor 106 extracts the Y-Cb-Cr image. Overall luminance average value
Figure 112009061776325-pat00041
) Is extracted (s102).

상기 전체 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00042
)이 추출된 다음에는, 본 실시 예의 히스토그램 확장을 적용하기 위해 상기 분할부(108)가 상기 Y-Cb-Cr 영상을 M * N 개의 서브 블록 크기로 분할한다(s104). 상기 분할은 상기 Y-Cb-Cr 영상의 전체 크기 및 해상도에 따라 다양한 개수로 분할된다.The overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00042
) Is extracted, the divider 108 divides the Y-Cb-Cr image into M * N sub-block sizes in order to apply the histogram extension of the present embodiment (s104). The division is divided into various numbers according to the overall size and resolution of the Y-Cb-Cr image.

상기 제 1 계산부(110)는 상기 M * N 개로 분할된 서브 블록에 대해 각 블록별 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00043
) 을 계산하고, 아울러 제 2 계산부(112)는 표준편차(σb)정 보를 계산한다(s106). 상기 표준편차(σb)는 히스토그램 확장 정도를 제어하기 위한 값으로 제공된다. The first calculator 110 calculates a luminance average value of each block for the sub-blocks divided into M * N pieces.
Figure 112009061776325-pat00043
), And the second calculation unit 112 calculates standard deviation (σ b ) information (s106). The standard deviation σ b is provided as a value for controlling the degree of histogram extension.

상기 전체 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00044
)과 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00045
)이 계산되면, 상기 비교부(114)는 상기 서브 블록별로 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00046
)과 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00047
)을 비교한다(s108). 이는 히스토그램 확장을 수행할 서브 블록을 선택하기 위함이다. The overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00044
) And block-by-block luminance average (
Figure 112009061776325-pat00045
Is calculated, the comparator 114 calculates an overall luminance average value for each of the sub-blocks.
Figure 112009061776325-pat00046
) And block-by-block luminance average (
Figure 112009061776325-pat00047
) Is compared (s108). This is to select a subblock to perform histogram expansion.

상기 비교결과에 따라, 상기 선택부(116)는 분할된 서브 블록 중에서 히스토그램 확장기법을 적용할 서브 블록을 선택한다(s110). 상기 서브 블록 선택은 상기

Figure 112009061776325-pat00048
<
Figure 112009061776325-pat00049
을 만족하는 서브 블록으로 한정된다. 만약 상기 비교결과에 따라 상기
Figure 112009061776325-pat00050
<
Figure 112009061776325-pat00051
을 만족하는 서브 블록이 존재하지 않는다면, 아래의 제 118 단계로 진행하여 분할된 영상을 통합하고 출력하게 된다. According to the comparison result, the selector 116 selects a subblock to which the histogram expansion technique is applied from the divided subblocks (S110). The sub-block selection is
Figure 112009061776325-pat00048
<
Figure 112009061776325-pat00049
It is limited to a sub block that satisfies. If according to the comparison result
Figure 112009061776325-pat00050
<
Figure 112009061776325-pat00051
If there is no sub-block satisfying the, the process proceeds to step 118 below to integrate and output the divided image.

그러나, 상기 선택부(116)에 의해 히스토그램 확장기법이 적용될 서브 블록이 선택되면, 상기 제어부(118)는 상기 선택된 서브 블록의 블록 단위로 독립적인 히스토그램 확장 제어과정을 수행하여 컨트라스트 향상을 실현한다. However, when a sub block to which the histogram extension technique is to be applied is selected by the selection unit 116, the controller 118 performs an independent histogram extension control process in units of blocks of the selected sub block to realize contrast enhancement.

이때, 상기 제어부(118)는 상기 선택된 서브 블록에 위치한 모든 픽셀에 대해 히스토그램 확장을 수행하지 않고, 상기 선택된 서브 블록에 위치한 픽셀 중에 서 실제 히스토그램 확장을 적용할 픽셀 범위를 상기한 식(4)을 이용하여 결정한다(s112). 즉 상기 픽셀 범위는 블록별 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00052
)의 표준편차 내로 한정하여 분할 이전의 원 영상의 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00053
) 이하의 값을 가지는 픽셀 영역을 결정한다. 상기 히스토그램 확장이 적용될 픽셀 영역의 결정 예가 도 3에 도시하고 있다. In this case, the control unit 118 does not perform histogram expansion on all pixels located in the selected subblock, and uses Equation (4) above to determine the pixel range to which the actual histogram extension is applied among the pixels located in the selected subblock. Determine using (s112). That is, the pixel range is a luminance average value for each block (
Figure 112009061776325-pat00052
Total luminance mean value of the original image before dividing (limited to the standard deviation of
Figure 112009061776325-pat00053
A pixel area having the following value is determined. An example of determining a pixel area to which the histogram extension is applied is shown in FIG. 3.

상기 히스토그램 확장이 수행될 픽셀 영역이 정해지면, 상기 제어부(118)는 상기 결정된 픽셀 영역에 대해 상기 식(5)와 같이 표준편차(σb)의 역수를 적용하여 상기 블록별 휘도 평균값(

Figure 112009061776325-pat00054
)에서 많이 벗어난 픽셀 값에 대해서는 히스토그램 확장 폭이 좁게 되게 하고, 반면 상기 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00055
)에 근접된 픽셀 값에 대해서는 히스토그램 확장 폭이 넓게 되도록 제어한다(s114). 즉 상기 히스토그램 확장 정도는 각 서브 블록의 표준편차(σb)가 작을수록 그리고 서브 블록의 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00056
)이 클수록 증가한다. When the pixel region in which the histogram expansion is to be performed is determined, the controller 118 applies the inverse of the standard deviation σ b to the determined pixel region as shown in Equation (5).
Figure 112009061776325-pat00054
For pixel values that deviate significantly from), the histogram extension width is narrowed, whereas the luminance average value of each block (
Figure 112009061776325-pat00055
For the pixel value close to), it is controlled to widen the histogram extension (S114). That is, the histogram expansion degree is obtained by decreasing the standard deviation (σ b ) of each sub block and by the luminance average value of the sub block (
Figure 112009061776325-pat00056
Increases as) increases.

상기한 방법으로 히스토그램 확장이 수행된 도면 예를 도 4에 도시하고 있다.4 illustrates an example in which the histogram expansion is performed by the above method.

도 4a는 24비트 RGB 영상과 해상도 600 * 285의 스파이더맨의 원 영상 화면이다. FIG. 4A is a Spiderman original image screen with a 24-bit RGB image and a resolution of 600 * 285.

그리고 상기 원 형상 화면에 대해 3 * 3의 총 9개의 서브 블록 영역으로 분할한 다음, 상술한 바 있는

Figure 112009061776325-pat00057
<
Figure 112009061776325-pat00058
을 만족하는 5개의 서브 블록(흰색 점선)을 구하고, 그 서브 블록에서 원 영상의 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00059
) 이하의 값을 가지는 픽셀에만 표준편차(σb)를 '10'으로 하여 히스토그램 확장을 수행하였다. 그 결과 화면이 도 4b에 도시되어 있다. 참고로, 도 4c는 도 4a의 원 형상화면을 종래 히스토그램 평활화를 적용하여 얻어진 결과 화면이다.And dividing the circular screen into nine subblock regions of 3 * 3 in total, and then
Figure 112009061776325-pat00057
<
Figure 112009061776325-pat00058
Five subblocks (dotted white lines) satisfying are obtained, and the total luminance average value of the original image is obtained from the subblock.
Figure 112009061776325-pat00059
Histogram expansion was performed with the standard deviation σ b as '10' only for pixels with values less than or equal to). The resulting screen is shown in FIG. 4B. For reference, FIG. 4C is a result screen obtained by applying the conventional histogram smoothing to the circular screen of FIG. 4A.

그래서, 상기 도 4b의 화면과 도 4c의 화면을 비교하면 현격한 차이가 있음을 알 수 있다. 즉 도 4c는 원 영상의 모든 픽셀에 대하여 동일한 함수를 사용하여 히스토그램 평활을 적용하고 있어 전체적으로 색상이 희어진 결과를 초래하고 있다. 반면, 도 4b의 본 실시 예에 따른 화면과 같이 상기 선택된 5개의 서브 블록은 이를 구성하는 픽셀 값들이 비교적 어두운 값을 가지는 영역이고, 제한적인 범위 내에서 히스토그램 확장을 수행한 것으로, 원 영상 화면과 비교하면 어두운 영역이 더 어두워지는 결과를 확인할 수 있다. Thus, it can be seen that there is a significant difference when comparing the screen of FIG. 4B with the screen of FIG. 4C. That is, in FIG. 4C, histogram smoothing is applied to all pixels of the original image by using the same function, resulting in a whitening of the color as a whole. On the other hand, as shown in the screen according to the embodiment of FIG. 4B, the selected five sub-blocks are regions in which pixel values constituting the pixels have relatively dark values, and the histogram expansion is performed within a limited range. In comparison, the darker areas become darker.

도 4a 및 도 4b의 히스토그램을 비교하는 그래프는 도 5에 도시하고 있다. 도 5를 보면, 원 영상의 히스토그램(점선)과 본 실시 예가 적용된 경우(실선)를 비교하면, 원 영상의 휘도 평균값 '54' 레벨 이하의 픽셀들의 값이 '0' 레벨 가까이 매핑되면서 전체적인 동적 영역이 확대됨을 확인할 수 있다. 이때 히스토그램의 확장 정도는 확장계수(α)에 비례함을 알 수 있는데 이는 도 6에 도시하고 있다. 도 6은 확장계수(α)에 따른 히스토그램의 변화상태를 보인 그래프이다. A graph comparing the histograms of FIGS. 4A and 4B is shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, when the histogram (dotted line) of the original image is compared with the case where the present embodiment is applied (solid line), the pixels having the luminance average value of '54' level or less of the original image are mapped near the '0' level, and thus, the overall dynamic range. You can see that this is enlarged. At this time, it can be seen that the extent of expansion of the histogram is proportional to the expansion coefficient α, which is shown in FIG. 6. 6 is a graph showing a change state of the histogram according to the expansion coefficient α.

한편, 상술한 바와 같이 분할된 서브 블록에서 일부 픽셀에 대해서만 히스토그램 확장이 수행된 다음에는, 상기 백라이트 제어부(120)는 상기 서브 블록의 정보를 기초로 하여 픽셀을 나타내는 광원인 LED로 공급되는 전류를 제어한다(s116). 그리고 상기 분할된 영상을 통합한 후(s118), 이를 RGB 영상으로 변환하여 출력한다(s120). 출력되는 영상은 앞서 설명한 도 4b와 같다. On the other hand, after the histogram expansion is performed for only some pixels in the divided sub-blocks as described above, the backlight controller 120 receives the current supplied to the LED which is a light source representing the pixel based on the information of the sub-blocks. Control (s116). After integrating the divided image (s118), the image is converted into an RGB image and output (s120). The output image is the same as FIG. 4B described above.

한편, 본 실시 예를 통한 컨트라스트 개선정도는 C.F.Hsu et al.[1]가 제안한 방법으로 확인할 수 있다. 이는 다음 [표 1]에 기재하였다. 상기 [표 1]에는 원 영상과 개선 후 영상 각각의 히스토그램 상 25%, 75%에 해당하는 휘도 성분값 'C25'와 'C75'에 대한 비를 구하여 표시하고 있다. On the other hand, the degree of contrast improvement through the present embodiment can be confirmed by the method proposed by C.F.Hsu et al. [1]. This is shown in the following [Table 1]. [Table 1] shows the ratios of the luminance component values 'C25' and 'C75' corresponding to 25% and 75% on the histogram of the original image and the improved image.

[표 1]TABLE 1

구분division C25C25 C75C75 C75/C25C75 / C25 영상개선비Video Improvement Cost 원 영상Original video 2424 6565 2.72.7 00 α=5α = 5 2222 6666 33 11%11% α=10α = 10 2020 6767 3.43.4 24%24% α=20α = 20 1818 6969 3.83.8 41%41%

[표 1]와 같이 확장계수(α)에 따라 영상개선비가 비례적으로 향상되는 것을 알 수 있다. 특히 확장계수(α)가 20일 때 원 영상 대비 41%의 향상효과를 확인할 수 있다. As shown in Table 1, it can be seen that the image improvement ratio is proportionally improved according to the expansion coefficient α. In particular, when the expansion coefficient (α) is 20, an improvement of 41% can be confirmed.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 입력 영상을 같은 크기의 블록 단위로 분할하고 각 서브 블록내의 픽셀정보를 분석하여 밝기성분(Y)에 대한 히스토그램과 평균, 표준편차 등의 정보를 생성한 다음, 블록별 소정 픽셀에 대해 히스토그램 확장을 독립적으로 수행하여 컨트라스트를 향상시키고 있음을 알 수 있다.As described above, the present invention divides the input image into blocks of the same size and analyzes pixel information in each sub-block to generate histograms, averages, and standard deviations of brightness components (Y), and then blocks. It can be seen that the contrast is improved by performing the histogram expansion independently for each predetermined pixel.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Although described with reference to the illustrated embodiment of the present invention as described above, this is merely exemplary, those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent that other embodiments may be modified and equivalent. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상 컨트라스트 제어장치의 구성도1 is a block diagram of an image contrast control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법을 보인 흐름도2 is a flowchart illustrating a method of controlling image contrast for local dimming backlight according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에서 히스토그램 확장이 적용될 픽셀 영역이 결정된 예시도3 is an exemplary diagram in which a pixel area to which histogram extension is applied is determined in FIG. 2;

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따라 히스토그램 확장이 수행된 도면 예시도4A to 4C are diagrams illustrating a histogram expansion performed according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4a 및 도 4b의 히스토그램을 비교하는 그래프5 is a graph comparing the histograms of FIGS. 4A and 4B.

도 6은 확장계수(α)에 따른 히스토그램의 변화상태를 보인 그래프6 is a graph showing a change state of the histogram according to the expansion coefficient α.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

102 : 변환부 104 : 제 1 추출부102: converting unit 104: first extracting unit

106 : 제 2 추출부 108 : 분할부106: second extraction unit 108: division

110 : 제 1 계산부 112 : 제 2 계산부110: first calculation unit 112: second calculation unit

114 : 비교부 116 : 선택부114: comparison unit 116: selection unit

118 : 제어부 120 : 백라이트 제어부118 control unit 120 backlight control unit

Claims (8)

RGB 영상을 Y-Cb-Cr 영상으로 변환하는 단계; Converting an RGB image to a Y-Cb-Cr image; 상기 Y-Cb-Cr 영상에서 휘도(Y) 성분을 추출하는 단계; Extracting a luminance (Y) component from the Y-Cb-Cr image; 상기 Y-Cb-Cr 영상의 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00060
)을 계산하는 단계;
Overall luminance average value of the Y-Cb-Cr image
Figure 112009061776325-pat00060
Calculating;
상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00061
)이 계산되면 상기 Y-Cb-Cr 영상의 크기를 M * N 서브 블록 크기로 분할하는 단계;
The overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00061
Is calculated, the size of the Y-Cb-Cr image is divided into M * N sub-block sizes;
상기 분할된 서브 블록별로 각 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00062
) 및 표준편차 정보(σb)를 계산하는 단계;
The luminance average value of each block for each of the divided subblocks (
Figure 112009061776325-pat00062
) And the standard deviation information σ b ;
상기 분할된 서브 블록 중에서 상기 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00063
)이 상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00064
)보다 작은 서브 블록만을 선택하는 단계; 그리고
The luminance average value of each block among the divided subblocks (
Figure 112009061776325-pat00063
Is the overall luminance average value (
Figure 112009061776325-pat00064
Selecting only subblocks smaller than); And
상기 선택된 서브 블록 중 상기 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00065
) 의 표준편차(σb) 내로 한정하여 상기 전체 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00066
) 이하의 값을 가지는 픽셀에만 국부적인 히스토그램 확장 기법(local histogram stretching)을 적용하는 단계를 포함하여 구성되는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법.
The luminance average value of each block among the selected subblocks
Figure 112009061776325-pat00065
The overall luminance average value (limited to the standard deviation σ b ) of
Figure 112009061776325-pat00066
And applying local histogram stretching only to pixels having a value less than or equal to the following.
제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 히스토그램 확장이 수행된 각 서브 블록의 정보를 기초로 하여 상기 픽셀의 광원에 공급되는 전류를 제어하는 단계; 그리고 Controlling a current supplied to a light source of the pixel based on information of each sub block in which the histogram expansion is performed; And 상기 서브 블록으로 분할된 영상을 통합한 후 RGB 영상으로 변환하여 출력하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법.And integrating the image divided into the sub-blocks, converting the image into an RGB image, and outputting the converted RGB image. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 국부적인 히스토그램 확장 기법은, The method of claim 1 or 2, wherein the local histogram expansion technique, 상기 서브 블록에 위치하는 픽셀들의 분포도를 고려하여 히스토그램의 확장 정도를 제어하되, 상기 서브 블록의 표준편차가 작고 상기 서브 블록의 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00067
)이 클수록 상기 히스토그램 확장이 증가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법.
The degree of expansion of the histogram is controlled in consideration of the distribution of pixels located in the sub-block, wherein the standard deviation of the sub-block is small and the luminance average value of each block of the sub-block (
Figure 112009061776325-pat00067
And) increasing the histogram extension to increase the image contrast control method for the local dimming backlight.
제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 국부적인 히스토그램 확장 기법은, 상기 선택된 서브 블록 중 일부 픽셀 값에 대해서 원 영상에 비해 어두운 영역만이 더욱 어둡게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법.And the local histogram extension technique makes only darker regions darker than the original image with respect to some pixel values of the selected subblocks. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 선택 단계에서 미선택된 서브 블록은 원 영상의 휘도 값을 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어방법. And the sub-block unselected in the selecting step maintains the luminance value of the original image as it is. RGB 영상으로부터 변환된 Y-Cb-Cr 영상정보의 휘도(Y) 성분을 추출하는 제 1 추출부; A first extracting unit which extracts a luminance (Y) component of Y-Cb-Cr image information converted from an RGB image; 상기 Y-Cb-Cr 영상정보의 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00068
)를 추출하는 제 2 추출부;
Luminance average value of the Y-Cb-Cr image information (
Figure 112009061776325-pat00068
A second extracting unit for extracting;
상기 Y-Cb-Cr 영상정보의 크기를 M * N 서브 블록 크기로 분할하는 분할부; A divider dividing the size of the Y-Cb-Cr image information into M * N sub-block sizes; 상기 분할된 서브 블록별로 각 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00069
) 을 구하는 제 1 계산부 및 표준편차정보(σb)를 구하는 제 2 계산부;
The luminance average value of each block for each of the divided subblocks (
Figure 112009061776325-pat00069
A first calculation unit for obtaining &quot; ) and a second calculation unit for obtaining standard deviation information [sigma] b ;
상기 Y-Cb-Cr 영상정보의 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00070
)과 상기 각 블록별 휘도 평균값(
Figure 112009061776325-pat00071
)의 크기를 비교하는 비교부;
Luminance average value of the Y-Cb-Cr image information (
Figure 112009061776325-pat00070
) And the luminance average value of each block (
Figure 112009061776325-pat00071
Comparing unit for comparing the size of;
상기 비교 결과에 따라 상기 분할된 블록 중에서 히스토그램 확장기법을 적용할 서브 블록을 선택하는 선택부; 그리고 A selection unit for selecting a sub-block to which the histogram expansion technique is applied among the divided blocks according to the comparison result; And 상기 선택된 서브 블록 중 다음 식(1)에 해당하는 픽셀들에 대해서만 다음 식(2)에 의해 국부적인 히스토그램 확장 기법(local histogram stretching)을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어장치.Image contrast control for local dimming backlight configured to include a control unit that performs local histogram stretching by only the pixels corresponding to the following equation (1) among the selected subblocks by the following equation (2) Device.
Figure 112009061776325-pat00072
- σb <
Figure 112009061776325-pat00073
<
Figure 112009061776325-pat00074
+ σb ----- 식(1)
Figure 112009061776325-pat00072
b <
Figure 112009061776325-pat00073
<
Figure 112009061776325-pat00074
+ σ b ----- Equation (1)
Figure 112009061776325-pat00075
----- 식(2)
Figure 112009061776325-pat00075
----- Formula (2)
여기서,
Figure 112009061776325-pat00076
는 히스토그램 확장된 출력 픽셀의 휘도 값,
Figure 112009061776325-pat00077
는 각 서브블록의 입력 픽셀의 휘도 값, α는 확장계수,
Figure 112009061776325-pat00078
는 각 블록별 휘도 평균값, σb는 표준편차정보임.
here,
Figure 112009061776325-pat00076
Is the luminance value of the histogram extended output pixel,
Figure 112009061776325-pat00077
Is the luminance value of the input pixel of each subblock, α is the expansion coefficient,
Figure 112009061776325-pat00078
Is the average luminance value for each block, and σ b is the standard deviation information.
제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 선택부는
Figure 112009061776325-pat00079
<
Figure 112009061776325-pat00080
을 만족하는 서브 블록을 상기 히스토그램 확장기법을 적용할 서브 블록으로 선택하는 것을 특징으로 하는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어장치.
The selection unit
Figure 112009061776325-pat00079
<
Figure 112009061776325-pat00080
The image contrast control device for local dimming backlight, characterized in that for selecting a sub block that satisfies the sub block to apply the histogram expansion technique.
제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 히스토그램 확장이 수행된 각 서브 블록의 정보를 기초로 하여 상기 픽셀의 광원에 공급되는 공급전류를 제어하는 백라이트 제어부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 로컬 디밍 백라이트용 영상 컨트라스트 제어장치. And a backlight controller configured to control a supply current supplied to a light source of the pixel based on the information of each sub-block in which the histogram expansion is performed.
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