(57)【要約】【課題】  自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置及び方法を提供する。【解決手段】  自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、入力映像に含まれた現在画素に対する高周波成分の大きさを抽出し、パラメータ及び高周波成分の大きさによってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、現在画素に設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器とを備える。【選択図】  図７
2008003590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、
入力映像に含まれた現在画素に対する高周波成分の大きさを抽出し、前記パラメータ及び前記高周波成分の大きさによってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器と、を備える映像処理装置。
【請求項２】
前記入力映像の輝度成分に関するヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムの分布を分析して前記入力映像を分類する映像分析部をさらに備える請求項１に記載の映像処理装置。
【請求項３】
前記パラメータ選択部は、前記入力映像の分類によって前記パラメータを選択する請求項２に記載の映像処理装置。
【請求項４】
外部照度を感知する照度センサーをさらに備え、前記パラメータ選択部は、照度によって前記パラメータを選択する請求項３に記載の映像処理装置。
【請求項５】
前記パラメータは、前記入力映像が明るい映像、暗い映像、または一般映像なのかによって選択される請求項４に記載の映像処理装置。
【請求項６】
前記入力映像が映像分析部によってグラフィック映像に分類された場合、前記入力映像のレベルを一律的にスケールダウンするレベル調節部をさらに備える請求項３に記載の映像処理装置。
【請求項７】
前記高周波成分の大きさは、前記現在画素の輝度成分と、前記輝度成分に低域通過フィルタを適用した成分との差である請求項１に記載の映像処理装置。
【請求項８】
前記高周波成分の大きさは、前記現在画素の輝度成分に高域通過フィルタを適用した成分の大きさである請求項１に記載の映像処理装置。
【請求項９】
前記スケール因子は、前記高周波成分の大きさ及び前記パラメータが大きくなるにつれて小さくなる請求項７に記載の映像処理装置。
【請求項１０】
前記スケール因子は、前記高周波成分の大きさに前記パラメータを指数乗した結果を所定の定数から減算する式から計算される請求項９に記載の映像処理装置。
【請求項１１】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、
入力映像に含まれた現在画素が前記入力映像の中心部から離れた距離を計算し、前記パラメータ及び前記距離によってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器と、を備える映像処理装置。
【請求項１２】
前記入力映像の輝度成分に関するヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムの分布を分析して前記入力映像を分類する映像分析部をさらに備える請求項１１に記載の映像処理装置。
【請求項１３】
前記パラメータ選択部は、前記入力映像の分類によって前記パラメータを選択する請求項１２に記載の映像処理装置。
【請求項１４】
外部照度を感知する照度センサーをさらに備え、前記パラメータ選択部は、照度によって前記パラメータを選択する請求項１３に記載の映像処理装置。
【請求項１５】
前記パラメータは、前記入力映像が明るい映像、暗い映像、または一般映像なのかによって選択される請求項１４に記載の映像処理装置。
【請求項１６】
前記スケール因子は、前記距離及び前記パラメータが大きくなるにつれて小さくなる請求項１１に記載の映像処理装置。
【請求項１７】
前記スケール因子は、前記距離に前記パラメータを乗算した結果を所定の定数から減算する式から計算される請求項１６に記載の映像処理装置。
【請求項１８】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、
入力映像に含まれた現在画素に対する輝度の時間的変化量を計算し、前記パラメータ及び時間的変化量によってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器と、を備える映像処理装置。
【請求項１９】
前記入力映像の輝度成分に関するヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムの分布を分析して前記入力映像を分類する映像分析部をさらに備える請求項１８に記載の映像処理装置。
【請求項２０】
前記パラメータ選択部は、前記入力映像の分離によって前記パラメータを選択する請求項１９に記載の映像処理装置。
【請求項２１】
外部照度を感知する照度センサーをさらに備え、前記パラメータ選択部は、照度によって前記パラメータを選択する請求項１９に記載の映像処理装置。
【請求項２２】
前記時間的変化量は、前記現在画素を中心とした所定大きさのブロックに対する輝度の和のフレーム間変化量である請求項２１に記載の映像処理装置。
【請求項２３】
前記ブロックは、５ｘ５画素サイズである請求項２２に記載の映像処理装置。
【請求項２４】
前記スケール因子は、前記時間的変化量及び前記パラメータが大きくなるにつれて小さくなる請求項１８に記載の映像処理装置。
【請求項２５】
前記スケール因子は、前記時間的変化量に前記パラメータを指数乗した結果を所定の定数から減算する式から計算される請求項２４に記載の映像処理装置。
【請求項２６】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、
入力映像に含まれた現在画素の輝度成分を抽出し、前記パラメータ及び前記輝度成分の大きさによってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器と、を備える映像処理装置。
【請求項２７】
前記スケール因子は、前記輝度成分の大きさ及び前記パラメータが大きくなるにつれて大きくなる請求項２６に記載の映像処理装置。
【請求項２８】
前記スケール因子は、前記輝度成分の大きさに前記パラメータを指数乗した式から計算される請求項２７に記載の映像処理装置。
【請求項２９】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理方法において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するステップと、
入力映像に含まれた現在画素に対する高周波成分の大きさを抽出するステップと、
前記パラメータ及び前記高周波成分の大きさによってスケール因子を設定するステップと、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力するステップと、を含む映像処理方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法を行うためのプログラムで記録されたコンピュータにより読取可能な記録媒体。
【請求項３１】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理方法において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するステップと、
入力映像に含まれた現在画素が前記入力映像の中心部から離れた距離を計算するステップと、
前記パラメータ及び前記距離によってスケール因子を設定するステップと、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力するステップと、を含む映像処理方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法を行うためのプログラムで記録されたコンピュータにより読取可能な記録媒体。
【請求項３３】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理方法において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するステップと、
入力映像に含まれた現在画素に対する輝度の時間的変化量を計算するステップと、
前記パラメータ及び時間的変化量によってスケール因子を設定するステップと、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力するステップと、を含む映像処理方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法を行うためのプログラムで記録されたコンピュータにより読取可能な記録媒体。
【請求項３５】
自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理方法において、
電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するステップと、
入力映像に含まれた現在画素の輝度成分を抽出し、前記パラメータ及び前記輝度成分の大きさによってスケール因子を設定するステップと、
前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力するステップと、を備える映像処理方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法を行うためのプログラムで記録されたコンピュータにより読取可能な記録媒体。
【請求項３７】
入力映像から輝度成分を抽出するステップと、
前記入力映像の分類によって、前記入力映像がグラフィック映像であればレベルまたは前記輝度成分を一律的に低減し、前記入力映像がグラフィック映像でなければ前記入力映像が暗い映像、明るい映像、または一般映像なのかによって適当なパラメータを選択するステップと、
前記選択されたパラメータを使用して前記入力映像の輝度成分を調節するための個別スケール因子を計算するステップと、
前記計算された個別スケール因子を乗算して最終スケール因子をセットするステップと、
前記セットした最終スケール因子に前記入力映像の輝度成分を乗算するステップと、
前記映像を表示するための電力消耗を減らすために変形された輝度成分を出力するステップと、を含む映像調節方法。
【請求項３８】
前記入力映像の分類は、
前記輝度成分のヒストグラムを生成するステップと、
前記生成されたヒストグラムの分布を分析するステップと、を含む請求項３７に記載の映像調節方法。
【請求項３９】
前記パラメータは、
前記入力映像から抽出される高周波成分のレベルを決定する周波数パラメータと、前記入力映像の各々のピクセルおよび所定の位置間の距離に基づいて前記各々のピクセルの位置を計算することによって、前記入力映像の輝度成分の調節を決定する空間パラメータと、各々のピクセルの輝度勾配を計算することによって、前記入力映像の輝度成分の調節を決定する時間パラメータと、前記入力映像の相対的輝度に基づいて前記スケール因子を上昇または減少させる請求項３７に記載の映像調節方法。
【請求項４０】
請求項３７に記載の方法を行うためのプログラムで記録されたコンピュータにより読取可能な記録媒体。
【請求項４１】
請求項１に記載の映像処理装置を備えるディスプレイパネルにおいて、
前記映像処理装置によって調節された映像を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイが前記調節された映像を表示するように前記映像処理装置を制御する制御機と、を備えるディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像ディスプレイ装置に係り、より詳細には、自発光ディスプレイの電力低減のための映像処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近コンピュータの飛躍的な発展とインターネットの普及の拡大と共に、多様な形態及び用途を持つディスプレイ装置が出現している。これらは、デジタルＴＶ、モニタなど相対的に大きいディスプレイを要する機器から、携帯電話、ＰＤＡなど小さくて便利なディスプレイを要する携帯用機器まで多様な機器に搭載される。ところが、特に携帯用機器は、大型機器とは違って充電式バッテリーによって電源を供給されるために、電力消耗を減らすことによって使用時間を延長することが非常に重要な関心事である。
【０００３】
ディスプレイ装置は、ＬＣＤ（液晶表示装置）のような透過型ディスプレイ装置と、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）のような自発光ディスプレイ装置に大別されうる。
【０００４】
図１は、ＬＣＤ  １０の発光原理を示す図面である。ＬＣＤは基本的に、バックライトユニットから白色のバックライト１１を提供されて、これを液晶層１２を通じて通過または遮断させる方式を使用する。液晶層２２の両面に備わった電極１３に加わる電圧によって配列を異ならせることによってバックライト１１の透過比を調節する。この時に透過された光は、カラーフィルタ１４によってカラー色相１５に変換されて外部に出射される。ＬＣＤ  １０のような透過型ディスプレイ装置で電力を低減させるためには、バックライト光源の輝度を映像情報と関係なく一律的に調整する方式が使われる。映像情報が黒色を表そうが白色を表すが関係なくバックライト光源で消耗される電力は同一であるためである。
【０００５】
透過型ディスプレイ装置で電力を低減させる従来の技術として、特許文献１は、平均輝度値を入力されて駆動電圧の電圧レベルを調節して、平均輝度値が基準より大きい場合に光量を減少させ、基準より小さな場合に光量を増加させて消費電力を低減し、全体的な輝度低下を防止する技術を開示する。また、特許文献２は、入力信号で輝度信号成分を抽出して強調した後、バックライトの光量を低減する技術を開示する。
【０００６】
図２は、ＯＬＥＤ  ２０の発光原理を示す図面である。ＯＬＥＤ２０は、有機物薄膜２３の両面に電極２２、２４を配置し、この電極２２、２４を通じて注入された電子と正孔との励起子を形成し、形成された励起子からのエネルギーにより特定の波長の光２６を発生させる装置である。有機物薄膜２３に含まれた有機物の種類によってＲＧＢ色相を発することでフルカラーを具現できる。この時、発生する光２６の強度は純粋に電源２１から供給される電流の強度によって決定される。
【０００７】
自発光型ディスプレイ装置で電力を低減させる従来の技術として、特許文献３は、入力される映像の平均輝度レベルを計算し、平均輝度レベルが基準以下ならばフレーム間平均輝度レベルの差を計算した後に現在フレームの消費電力を減少させるプラズマディスプレイを開示する。また、特許文献４は、入力される映像の平均輝度レベルを計算して該当電力消費レベルを設定し、設定された電力制御レベルによってＰＤＰに入力映像をディスプレイする技術を開示する。そして、特許文献５は、ＯＬＥＤで駆動電圧対電流（輝度）間の関係を表すキャリブレーション曲線を生成し、この曲線に基づいて駆動電圧を調節する技術を開示する。
【０００８】
自発光型ディスプレイ装置は、透過型ディスプレイ装置で使われる低電力技術と異なって、バックライトのない自発光素子の特性上入力信号大きさの低減を通じてのみ消費電力の効率を高めることができる。すなわち、透過型ディスプレイ装置は、輝度に関係なく一定の電力を消耗するが、自発光型ディスプレイ装置において、輝度は流れる電流（消費電力）に比例する。
【０００９】
図３は、自発光型ディスプレイ装置で表示される映像の特性によって消耗される電力を示す図面である。理論的に、黒色イメージが表示される場合に電力消耗量は０％であり、白色イメージが表示される場合に電力消耗量は１００％であり、通常のイメージはこの間での電力を消耗する。
【００１０】
静止イメージの場合、５０〜６０％の電力を消耗する一方、動画の場合に相対的に少ない２０〜３０％の電力を消耗する。また、白色の背景に黒色文字がある場合（電力消耗量：７０〜８０％）に比べて、黒色の背景に白色文字がある場合（電力消耗量：２０〜３０％）がさらに多くの電力を消耗する。
【００１１】
このように、自発光型ディスプレイは電流の量で輝度を調節するために、明るい光を出す時は電流消耗が多くて、モバイル機器のように電力の安定した供給が困難である機器のディスプレイとして使用するためには、低電力化が必須である。
【００１２】
ＬＣＤ及びＰＤＰで駆動する従来技術の大部分は、電圧を減少させてバックライトを一定に低めるか、既定の消費電力ほどのみ電流を流して設定された電力レベルによって入力映像をディスプレイする方式を使用する。前記Ｋｏｄａｋ社のＯＬＥＤ低電力技術も既定の電力レベルによって電圧駆動を行うこととなっている。
【００１３】
しかし、単純に映像のあらゆる信号に対して駆動電圧を一括的に低めれば、映像でユーザの願わない部分の輝度まで減少して画質が劣化する問題が発生しうる。したがって、人間の視覚システムに基づいて入力映像自体の特性を分析して、前記分析された特徴によって動的に信号（ピクセル値）のレベルを調節することによって低電力を具現する技術を考案する必要がある。
【特許文献１】韓国公開特許第２００５−００６１７９７号公報
【特許文献２】日本公開特許第２００４−２４６０９９号公報
【特許文献３】韓国公開特許第２００４−００６９５８３号公報
【特許文献４】韓国公開特許第２００４−００７０９４８号公報
【特許文献５】米国公開特許第２００６−００４４２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記必要性に鑑みてなされたものであり、自発光型ディスプレイ装置において、入力映像の特性によって動的に消耗電力を調節する方法を提供することである。
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されうる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記した技術的課題を達成するために、自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、入力映像に含まれた現在画素に対する高周波成分の大きさを抽出し、前記パラメータ及び前記高周波成分の大きさによってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器と、を備える。
【００１６】
前記した技術的課題を達成するために、自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、入力映像に含まれた現在画素に対する輝度の時間的変化量を計算し、前記パラメータ及び時間的変化量によってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器と、を備える。
【００１７】
前記した技術的課題を達成するために、自発光型ディスプレイの電力低減のための映像処理装置において、電力低減程度を調節するためのパラメータを選択するパラメータ選択部と、入力映像に含まれた現在画素の輝度成分を抽出し、前記パラメータ及び前記輝度成分の大きさによってスケール因子を設定するスケール因子設定部と、前記現在画素に前記設定されたスケール因子を乗算して出力する乗算器と、を備える。
その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
【発明の効果】
【００１８】
前述したように、本発明の映像処理装置及び方法によれば、自発光型ディスプレイ装置の消耗電力を、入力映像の特性に合わせて動的に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明により定義されるだけである。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。
【００２０】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
まず、本発明の出発点となる人間の視覚システム特性に関して、図４Ａないし図６を参照して説明する。図４Ａないし図４Ｂは、マッハ・ベンド効果（Ｍａｃｈ  ｂｅｎｄ  ｅｆｆｅｃｔ）を示す図面である。前記マッハ・ベンド効果は、輝度が急激に変化する場合に視覚反応は境界部分を強調して見る現象をいう。
【００２２】
図４Ａのようにｘ軸に沿って輝度が一定間隔で増加するバーから形成された映像があるとする時、実際輝度は、図４Ｂのように階段型グラフをなす。しかし、図４Ａの映像を人間の視覚システムが認知する輝度は、図４Ｃのように多少歪曲された形態で現れる。すなわち、バーの境界部分で暗い部分４２はさらに暗く、明るい部分４１はさらに明るく認知されるということが分かる。前記境界部分は、周波数観点では高周波領域であって、その領域の輝度（信号レベル）を多少減少させても人間の視覚システムにはあまり影響を与えない。
【００２３】
図５は、映像の位置別に人間の心理的な視覚システムの敏感度が相異なることを示す図面である。人間の心理的視覚システムは、映像の中心部４１にさらに高い関心を持つために、映像の中心部４１に比べて外郭部４２へ行くほど変化に鈍感な特性を持つ。したがって、画面の外郭部４２に対して信号レベルを多少減少させても主観的画質に大きく影響を及ぼさない。
【００２４】
図６は、動画で速く変化するイメージに対する人間の認知特性を示す図面である。ある視覚（ｔ＝ｎ）でのイメージ６１が次の視覚（ｔ＝ｎ＋１）で下に移動したイメージ６２になるとすれば、人間の視覚は、変化された領域６３に対しては二つの視覚の間に混合された信号として認識する。例えば、イメージ６１が黒色であり背景が白色とすれば、イメージの動きで変化された領域６３は、黒色と白色とが混合された色相である灰色と認知されることである。したがって、動きの大きい領域や画素に対しては、信号レベルを多少減少させても人間の視覚システムによって大きく感知されないこともある。
【００２５】
図７は、本発明の一実施形態による映像処理装置１００の構成を図示するブロック図である。映像処理装置１００は、映像分析部１１０、スイッチ１２０、レベル調節部１３０、照度センサー１４０、パラメータ選択部１５０、スケール因子設定部１６０、第１乗算器１７０を備えて構成されうる。図７の映像処理装置１００は、本発明を具現する一例であって、それに含まれた前記構成要素は選択的に除外されてもよい。
【００２６】
まず、映像分析部１１０は、入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）を抽出してヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムの分布を分析して前記入力映像を分類する。図８Ａないし図８Ｃは、映像分析部１１０が分類する映像の種類を表す。映像分析部１１０は、例えば、入力映像の４個の分類に分けることができる。第１は、図８Ａのような暗い映像であり、第２は、図８Ｂのような明るい映像であり、第３は、図８Ｃのようなグラフィック映像である。この３つの分類に該当しないあらゆる映像は一般映像に分類される。
【００２７】
定量的にこのような分類を行うための判断基準の例は、次の通りである。図８Ａのヒストグラムで、全体輝度レベル（例：８ビット映像は０〜２５５）を４等分して、このうち輝度レベルが最も低い部分に含まれる頻度の和が所定の臨界値（例えば、５０％）を超える場合に、該当映像は暗い映像に分類されうる。同様に、図８Ｂのヒストグラムで、全体輝度レベルを４等分して、このうち輝度レベルが最も高い部分に含まれる頻度の和が所定の臨界値を超える場合に、該当映像は明るい映像に分類されうる。
【００２８】
一方、図８Ｃのようなグラフィック映像は、頻度が０である輝度レベルの数、すなわち、ＺｅｒｏＢｉｎの数が所定の臨界値を超えることを基準に分類されうる。グラフィック映像の場合、単色からなるイメージが多数存在する映像であるため、他の映像とは異なる映像調節が必要である。
【００２９】
以上の３つの分類に該当しないあらゆる映像は一般映像に分類されうる。
【００３０】
スイッチ１２０は、映像分析部１１０によって分類された映像の種類によって、入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）を、スケール因子設定部１６０またはレベル調節部１３０でスイッチングする。このようなスイッチングは、入力映像がグラフィック映像であるかどうかによって決定される。入力映像がグラフィック映像である場合には、本発明による映像調節を使用することがあまり有利ではないために、従来のレベル調節方式が使われる。一方、グラフィック映像ではない場合には本発明で提案するスケール調節方式が使われる。
【００３１】
レベル調節部１３０は、入力映像ないし輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）のレベルを一律的に低減（スケールダウン）させる。図９は、レベル調節部１３０のレベル調節方式を示す図面である。入力映像のガンマ曲線６１は、レベル調節比（例えば、０．８５）によって一律的に減少変更される。したがって、変更されたガンマ曲線６２はいずれも輝度レベルに対して元来のガンマ曲線６１に対して前記レベル調節比ほどダウンスケーリングされる。前記レベル調節比は、ユーザの選択またはデフォルト値によって決定できる。
【００３２】
一方、入力映像が映像分析部１１０によってグラフィック映像ではないものとに分類された場合には、パラメータ選択部１５０は、該当入力映像に適したパラメータＰを選択してこれをスケール因子設定部１６０に提供する。本発明では、４つの映像調節パラメータが提案されるが、周波数パラメータ（Ｆｒｅｑｅｎｃｙ＿Ｐａｒａ）、空間パラメータ（Ｓｐａｔｉａｌ＿Ｐａｒａ）、時間パラメータ（Ｔｅｍｐｏｒａｌ＿Ｐａｒａ）及び輝度パラメータ（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ＿Ｐａｒａ）がそれである。前記パラメータは、スケール因子設定部１６０でスケール因子の計算に使われることができ、その値が大きくなるほど映像調節程度、すなわち、電力減少量が大きくなる。
【００３３】
前記パラメータを実際にいくらにするかは経験的に決まりうる。次の表（１）には、入力映像の分類による前記パラメータの値が例示されている。
【００３４】
【表１】
2008003590.tif 000003
一方、パラメータ選択部１５０は、追加的に備わる照度センサー１４０によって感知された外部照度によって前記パラメータテーブルを変更することもできる。すなわち、外部照度が高くて映像の輝度レベルを全般的に向上させる場合には、消耗電力が急激に増加するので、前記パラメータを全体的に大きくして電力低減量を増やすこともできる。
【００３５】
スケール因子設定部１６０は、前記パラメータＰを利用して入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）を調節するためのスケール因子Ｓを設定する。計算されたスケール因子Ｓは第１乗算器１７０に提供される。スケール因子設定部１６０のさらに詳細な構成は図１０に図示される。スケール因子設定部１６０は、細部的に周波数スケール因子計算部１６１、空間スケール因子計算部１６２、時間スケール因子計算部１６３、輝度スケール因子計算部１６４のうち一つを備え、第２乗算器１６５をさらに備えることができる。すなわち、それぞれの計算部１６１、１６２、１６３、１６４は、電力低減のために独立的に使われうるために、スケール因子設定部１６０は、これらのうち一つまたは二つ以上の組み合わせからなりうる。
【００３６】
周波数スケール因子計算部１６１は、周波数パラメータに基づいて、入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）に対する周波数スケール因子（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｃａｌｅ  ｆａｃｔｏｒ；ＳＦ）を計算する。このために、周波数スケール因子計算部１６１はまず、入力映像の高周波成分を抽出する。入力映像の高周波成分を抽出するために、単純に入力映像に高域通過フィルタ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ；ＨＰＦ）を適用する方法も考えられるが、より正確な抽出のためには、入力映像に低域通過フィルタ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ；ＬＰＦ）を適用した映像を前記入力映像から減算することが望ましい。
【００３７】
したがって、抽出された高周波成分の大きさＨ（ｘ，ｙ）は、次の式（１）のように表現できる。ここで、Ｉ（ｘ，ｙ）は入力映像の輝度成分であり、ＬＰＦ（ｘ，ｙ）は、前記輝度成分に低域通過フィルタを適用した成分である。
【００３８】
【数１】
2008003590.tif 000004
このように計算された高周波成分の大きさをガンマ特性（ガンマ曲線）を考慮して指数関数形態になるように表示すれば、周波数スケール因子は、次の式（２）のように表すことができる。
【００３９】
【数２】
2008003590.tif 000005
式（２）を参照すれば、高周波成分の大きさが大きいほどスケール因子の大きさは小さくなるということが分かる。すなわち、入力映像の輝度成分が低周波である場合に比べて、高周波である場合には出力映像の輝度成分はさらに小さくスケールされる。これは、図４Ａないし図４Ｃの説明で詳述したように、人間の視覚システムが高周波成分に多少鈍感であるという特性を利用したことである。
【００４０】
ところが、Ｈ（ｘ，ｙ）は正規化された値でないので、直接式（２）に代入するよりは、その前にこれを０と１との間の値に正規化することが望ましい。例えば、このような正規化は、Ｈ（ｘ，ｙ）をＨ（ｘ，ｙ）が表しうる最大値で割る方式で簡単に行われうる。
【００４１】
図１１Ａのような入力映像の高周波成分の大きさは、図１１Ｂのように現れる。図１１Ｂで暗いほど高周波成分の大きさが大きいということを表す。図１１Ｂの暗い部分は図１１Ａと比較する時、大部分物体の輪郭線のように輝度変化量の大きい画素でなっているということが分かる。
【００４２】
空間スケール因子計算部１６２は、空間パラメータに基づいて、入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）に対する空間スケール因子（ｓｐａｔｉａｌ  ｓｃａｌｅ  ｆａｃｔｏｒ；ＳＳ）を計算する。これは、図５で説明したように、人間の心理的視覚システムは、映像の中央部にさらに敏感で外郭部へ行くほど敏感でないという特性を考慮したことである。図１２のように、一般的に映像７０の画素座標は左上端を原点とする。このような特性がガウス（Ｇａｕｓｓｉａｎ）分布により、ガウス分布が映像７０の中心７１を基準に対称をなすと仮定する時、前記左上端の原点を中心７１にシフトする必要がある。したがって、空間スケール因子ＳＳは、次の式（３）のように表すことができる。ここで、ｘ、ｙは、映像の左上端を原点とした画素のｘ座標値及びｙ座標値であり、Ｗ、Ｈは映像の横サイズ及び縦サイズである。結局、
【００４３】
【数３】
2008003590.tif 000006
は、映像７０の中心から現在画素まで離れた距離を意味し、ここでＷ・Ｈで割ることは前記距離を正規化したものである。
【００４４】
【数４】
2008003590.tif 000007
式（３）を参照すれば、映像の中心から遠く離れるほど空間スケール因子ＳＳの大きさは小さくなるということが分かる。すなわち、映像の外郭に位置する画素の輝度成分は、中心部に位置する画素の輝度成分に比べてさらに小さくスケールされる。
【００４５】
一方、空間パラメータ（Ｓｐａｔｉａｌ＿Ｐａｒａ）は、中心部に対する外郭部のスケーリング強度を決定する役割を行い、その値が大きいほど電力低減効果も大きくなる。図１３Ａは、空間パラメータが０．５である場合に空間スケール因子ＳＳの分布を、図１３Ｂは、空間パラメータが０．８である場合に空間スケール因子ＳＳの分布をそれぞれ表す。図１３Ａ及び図１３Ｂを比較すると、空間パラメータがさらに大きい場合に空間スケーリング効果がさらに大きくなるということを確認できる。
【００４６】
時間スケール因子計算部１６３は、時間パラメータに基づいて、入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）に対する時間スケール因子（ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｓｃａｌｅ  ｆａｃｔｏｒ；ＳＴ）を計算する。これは、図６で説明したように、動画において人間の視覚システムは、輝度の時間的変化量の大きい画素でその変化を感知し難い特性を考慮したことである。
【００４７】
このために、時間スケール因子計算部１６３は、輝度の時間的変化量をまず計算せねばならない。このような計算方法では、単純に対応する画素間の輝度差を計算することもできるが、それよりは、該当画素周辺の画素まで考慮する方法がさらに望ましい。
【００４８】
本発明では、前記時間的変化量の一例として、現在画素を中心とした所定大きさのブロック（現在画素が前記ブロックの中心に位置する）に対する輝度の和のフレーム間変化量を計算する。前記ブロックの大きさとしては、５×５画素サイズが適当である。
【００４９】
現在画素に対する輝度の時間的変化量Ｄ（ｘ，ｙ）は、例えば、次の式（４）または式（５）のように表すことができる。ここで、Ｉｉｎは、５×５ブロックに属する２５個の画素の輝度を表す。
【００５０】
【数５】
2008003590.tif 000008
【００５１】
【数６】
2008003590.tif 000009
式（４）でＤ（ｘ，ｙ）は、まだ正規化されていない値であるため、これを０と１との間の値に正規化する必要がある。式（５）は、既に正規化されてはいるが、理論的にその値が０以上の範囲をいずれも含むことができる。しかし、実際にＤ（ｘ，ｙ）の値が１以上になる場合は、対応する輝度の差が非常に大きい場合であって、１と見なしても構わない。したがって、あらゆるＤの値は０と１との間に存在する。
【００５２】
式（２）のようにガンマ特性を考慮すれば、時間スケール因子ＳＴは指数関数の形態で表すことが望ましい。したがって、時間スケール因子ＳＴは、次の式（６）のように表すことができる。
【００５３】
【数７】
2008003590.tif 000010
式（６）を参照すれば、輝度の時間的変化が大きいほどスケール因子の大きさは小さくなるということが分かる。すなわち、輝度成分の時間的変化が大きい場合が、小さな場合に比べて出力映像の輝度成分はさらに小さくスケールされる。
【００５４】
輝度スケール因子計算部１６４は、輝度パラメータに基づいて、入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）に対する輝度スケール因子（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ  ｓｃａｌｅ  ｆａｃｔｏｒ；ＳＬ）を計算する。人間の視覚システムは、明るい画素に比べて暗い画素に相対的に敏感ではない。すなわち、人間の視覚システムは、明るい画面では画素間の輝度差をよく区分するが、暗い画面では画素間輝度差を相対的によく区分できない傾向がある。したがって、輝度スケール因子計算部１６４は、暗い画面でさらに大きい輝度スケール因子を持たせる。式（２）、（４）のようにガンマ特性を考慮して、輝度スケール因子ＳＬは次の式（７）のように表すことができる。
【００５５】
【数８】
2008003590.tif 000011
式（７）を参照すれば、入力映像の現在画素の輝度が小さいほどスケール因子の大きさは小さくなるということが分かる。
【００５６】
以上、それぞれの計算部１６１、１６２、１６３、１６４は、入力映像の画素単位でスケール因子ＳＦ、ＳＳ、ＳＴ、ＳＬを計算する。
【００５７】
一方、第２乗算器１６５は、前記それぞれの計算部１６１、１６２、１６３、１６４で計算されたスケール因子ＳＦ、ＳＳ、ＳＴ、ＳＬを乗算して最終スケール因子Ｓを計算する。もちろん、入力映像が静止映像ならば、時間スケール因子ＳＴは除外され、電力低減のためにこれら計算部１６１、１６２、１６３、１６４のうち一部のみ使われたならば、使われた該当スケール因子のみを乗算すればよい。
【００５８】
再び図７に戻れば、第１乗算器１７０は、スケール因子設定部１６０で計算された最終スケール因子Ｓ及び入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）を乗算して出力輝度成分Ｉ’（ｘ，ｙ）を出力する。
以上のような本発明の一実施形態による映像処理装置１００を利用した実験結果によれば、グラフィック映像を除いて、静止映像は約２０％程度、動画は約３０％程度の電力低減効果が得られた。
【００５９】
これまで図７及び図１０の各構成要素は、メモリ上の所定領域で行われるタスク、クラス、サブルーチン、プロセス、オブジェクト、実行スレッド、プログラムのようなソフトウェアや、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）やＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなハードウェアで具現され、また前記ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせからなってもよい。前記構成要素はコンピュータで読み取り可能な記録媒体に含まれてもよく、複数のコンピュータにその一部が分散されて分布されてもよい。
【００６０】
図１４は、本発明の一実施形態による映像調節方法を図示するフローチャートである。
まず映像が入力されれば（Ｓ１）、映像分析部１１０は、入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）を抽出してヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムの分布を分析して前記入力映像を分類する（Ｓ２）。前記分類結果、グラフィック映像である場合（Ｓ３のはい）には、レベル調節部１３０は、入力映像ないし前記入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）のレベルを一律的に減少させる。
【００６１】
前記分類結果、グラフィック映像でない場合（Ｓ３のいいえ）には、パラメータ選択部１５０は前記入力映像が暗い映像であるか、明るい映像であるか、一般映像であるかによって適切なパラメータを選択する（Ｓ４）。このようなパラメータには、周波数パラメータ、空間パラメータ、時間パラメータ及び輝度パラメータのうち全部または一部が含まれうる。パラメータ選択部１５０は、さらに外部照度によって前記選択されたパラメータを変更してもよい。
【００６２】
その後、スケール因子設定部１６０は、前記パラメータを利用して入力映像の輝度成分Ｉ（ｘ，ｙ）を調節するための個別スケール因子を計算し（Ｓ５）、計算された個別スケール因子を乗算して最終スケール因子を設定する（Ｓ６）。前記個別スケール因子を計算する具体的な過程については、図１０で詳細に説明したのでここでは省略する。
最後に、乗算器１７０は、前記設定された最終スケール因子に入力映像の輝度成分を乗算して変更された輝度成分を出力する（Ｓ７）。
【００６３】
以上、添付図を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施されうるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施例は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ＰＤＰ、ＯＬＥＤのような自発光ディスプレイ装置に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】ＬＣＤの発光原理を示す図である。
【図２】ＯＬＥＤの発光原理を示す図である。
【図３】自発光型ディスプレイ装置で表示される映像の特性によって消耗される電力を示す図である。
【図４Ａ】輝度が一定間隔で増加する映像を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの映像の実際輝度を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａの映像が人間の視覚システムによって認知された結果を示す図である。
【図５】映像の位置別に人間視覚システムの敏感度が相異なることを示す図である。
【図６】動画で速く変化するイメージに対する人間の認知特性を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による映像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８Ａ】暗い映像のヒストグラムの例を示す図である。
【図８Ｂ】明るい映像のヒストグラムの例を示す図である。
【図８Ｃ】グラフィック映像のヒストグラムの例を示す図である。
【図９】図７の映像処理装置に含まれたレベル調節部のレベル調節方式を示す図である。
【図１０】図７の映像処理装置に含まれたスケール因子設定部の細部構成を示すブロック図である。
【図１１Ａ】入力映像の例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの入力映像の高周波成分の大きさを示す図である。
【図１２】入力映像の座標軸及び中心位置を表示した図である。
【図１３Ａ】空間パラメータが０．５である場合に空間スケール因子の分布を示す図である。
【図１３Ｂ】空間パラメータが０．８である場合に空間スケール因子の分布を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態による映像調節方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１００          映像処理装置
１１０          映像分析部
１２０          スイッチ
１３０          レベル調節部
１４０          照度センサー
１５０          パラメータ選択部
１６０          スケール因子設定部
１６１          周波数スケール因子設定部
１６２          空間スケール因子設定部
１６３          時間スケール因子設定部
１６４          輝度スケール因子設定部
１６５、１７０  乗算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008003590.tif 000014
【図４Ａ】
2008003590.tif 000015
【図４Ｂ】
2008003590.tif 000016
【図４Ｃ】
2008003590.tif 000017
【図５】
2008003590.tif 000018
【図６】
2008003590.tif 000019
【図７】
2008003590.tif 000020
【図８Ａ】
2008003590.tif 000021
【図８Ｂ】
2008003590.tif 000022
【図８Ｃ】
2008003590.tif 000023
【図９】
2008003590.tif 000024
【図１０】
2008003590.tif 000025
【図１１Ａ】
2008003590.tif 000026
【図１１Ｂ】
2008003590.tif 000027
【図１２】
2008003590.tif 000028
【図１３Ａ】
2008003590.tif 000029
【図１３Ｂ】
2008003590.tif 000030
【図１４】
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