(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-13
(45)【発行日】2022-01-13
(54)【発明の名称】映像処理方法を遂行する表示装置
(51)【国際特許分類】
H04N 5/20 20060101AFI20220105BHJP
G09G 3/36 20060101ALI20220105BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20220105BHJP
G06T 5/00 20060101ALI20220105BHJP
【ＦＩ】
H04N5/20
G09G3/36
G09G3/20 612U
G09G3/20 632F
G09G3/20 642E
G06T5/00 740
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2017175801
(22)【出願日】2017-09-13
(65)【公開番号】P2018050293
(43)【公開日】2018-03-29
【審査請求日】2020-09-07
(31)【優先権主張番号】10-2016-0121748
(32)【優先日】2016-09-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】512187343
【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１， Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ， Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ， Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】康 鳳 均
(72)【発明者】
【氏名】崔 ナム 坤
(72)【発明者】
【氏名】金 基 根
(72)【発明者】
【氏名】金 鎭 必
(72)【発明者】
【氏名】文 勝 煥
(72)【発明者】
【氏名】朴 東 園
(72)【発明者】
【氏名】ベ 栽 成
(72)【発明者】
【氏名】申 東 和
【審査官】西谷 憲人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０１４６２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１２１０１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１２８２９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１０－２５７１００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３３８４５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５３１８２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２５７６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２８６６５３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｎ ５／２０
Ｇ０９Ｇ ３／３６
Ｇ０９Ｇ ３／２０
Ｇ０６Ｔ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力映像データに対応する入力映像を分析して前記入力映像に対する第１映像情報を抽出し、前記第１映像情報に基づいて前記入力映像に高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）機能が必要であるか否かを判断し、前記入力映像に対する判断結果に基づいて映像出力モードを設定し、前記映像出力モードに従って前記入力映像に適合した基準トーンカーブを設定し、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像を変換して出力映像に対応する出力映像データを生成するタイミング制御回路と、前記出力映像データに基づいて前記出力映像を表示する表示パネルと、を備え、
前記タイミング制御回路は、
前記入力映像の色空間情報を獲得し、前記入力映像の第１ピーク輝度、第２ピーク輝度、及び平均輝度を獲得し、前記入力映像内で前記第１ピーク輝度の量を示す第１値、前記第２ピーク輝度の量を示す第２値、及び前記平均輝度の量を示す第３値を獲得し、
前記第１ピーク輝度と前記第２ピーク輝度との差が基準輝度よりも大きく、前記第１値と前記第３値との差及び前記第２値と前記第３値との差の両方が第１基準値よりも大きく、前記第３値が第２基準値よりも小さい場合に、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断することを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記タイミング制御回路は、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に、前記映像出力モードを第１の標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）出力モードに設定し、
前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記映像出力モードを第１のＨＤＲ出力モードに設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記タイミング制御回路は、前記入力映像の入力輝度ヒストグラムを累積して累積輝度ヒストグラムを生成し、前記第１映像情報に基づいて基準トーンカーブパラメータを決定し、前記基準トーンカーブパラメータに基づいて前記累積輝度ヒストグラムを調節して前記基準トーンカーブを生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項4】
前記タイミング制御回路は、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像の入力輝度ヒストグラムをマッピングして前記出力映像に対応する出力輝度ヒストグラムを生成し、
前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記入力輝度ヒストグラムに対する反転トーンマッピングを遂行して前記出力輝度ヒストグラムを生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項5】
前記タイミング制御回路は、前記出力映像に対応する現在フレーム映像と前記現在フレーム映像の前に処理された前フレーム映像との間に少なくとも一つのバッファフレーム映像を挿入して、前記出力映像に対する時間的フィルタリングを追加的に遂行することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項6】
前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が適用されて前記出力映像が生成された場合に、前記表示パネルに表示された前記出力映像の輝度を測定して獲得された計測トーンカーブは、前記基準トーンカーブにマッチングすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、映像表示に関し、より詳しくは、映像処理方法を遂行する表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
大面積が容易で、薄型及び軽量化が可能な平板ディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）が表示装置として広く用いられており、このような平板ディスプレイには、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）などが使われている。
【0003】
表示装置に表示される映像は多様な輝度範囲（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｒａｎｇｅ）を有し、このような映像の輝度範囲をダイナミックレンジ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ）と称する。最近には人が実際の場面（ｒｅａｌ ｓｃｅｎｅ）を見る感じで、表示装置で再現されるイメージを見ることができる高ダイナミックレンジ（ｈｉｇｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＨＤＲ）機能に対する要求が増加している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ＨＤＲ映像を表示するための映像処理方法を遂行する表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態による映像処理方法は、入力映像データに対応する入力映像を分析して前記入力映像に対する第１映像情報を抽出するステップと、前記第１映像情報に基づいて前記入力映像に高ダイナミックレンジ（ｈｉｇｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＨＤＲ）機能が必要であるか否かを判断するステップと、前記入力映像に対する判断結果に基づいて映像出力モードを設定するステップと、前記映像出力モードに従って前記入力映像に適合した基準トーンカーブ（ｔｏｎｅ ｃｕｒｖｅ）を設定するステップと、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像を変換して出力映像に対応する出力映像データを生成するステップと、を有する。
【0006】
前記第１映像情報を抽出するステップは、前記入力映像の色空間情報を獲得するステップと、前記入力映像の第１ピーク輝度、第２ピーク輝度、及び平均輝度を獲得するステップと、前記入力映像内で前記第１ピーク輝度の量を示す第１値、前記第２ピーク輝度の量を示す第２値、及び前記平均輝度の量を示す第３値を獲得するステップと、を含み得る。
前記入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断するステップは、前記第１ピーク輝度と前記第２ピーク輝度との差が基準輝度よりも大きいか否かを判断するステップと、前記第１値と前記第３値との差及び前記第２値と前記第３値との差の両方が第１基準値よりも大きいか否かを判断するステップと、前記第３値が第２基準値よりも小さいか否かを判断するステップと、を含み、前記第１ピーク輝度と前記第２ピーク輝度との差が前記基準輝度よりも大きく、前記第１値と前記第３値との差及び前記第２値と前記第３値との差の両方が前記第１基準値よりも大きく、前記第３値が前記第２基準値よりも小さい場合に、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断し得る。
前記映像出力モードを設定する段階は、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に、前記映像出力モードを第１の標準ダイナミックレンジ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＳＤＲ）出力モードに設定する段階と、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記映像出力モードを第１のＨＤＲ出力モードに設定する段階と、を含み得る。
前記映像処理方法は、前記入力映像に対する第２映像情報を選択的に受信するステップを更に含み、前記映像出力モードを設定するステップは、前記第２映像情報が受信され且つ前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に、前記映像出力モードを第２のＳＤＲ出力モードに設定するステップと、前記第２映像情報が受信され且つ前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記映像出力モードを第２のＨＤＲ出力モードに設定するステップと、を含み得る。
前記基準トーンカーブを設定するステップは、前記入力映像の入力輝度ヒストグラムを累積して累積輝度ヒストグラムを生成するステップと、前記第１映像情報に基づいて基準トーンカーブパラメータを決定するステップと、前記基準トーンカーブパラメータに基づいて前記累積輝度ヒストグラムを調節して前記基準トーンカーブを生成するステップ、とを含み得る。
前記第１映像情報を抽出するステップは、前記入力映像の映像種類が静止映像か動画映像かを判別するステップと、照度センサーに基づいて前記出力映像を表示しようとする表示環境の照度を獲得するステップと、前記出力映像を表示しようとする表示パネルのバックライトの輝度範囲を獲得するステップと、を含み、前記基準トーンカーブパラメータは、前記入力映像の映像種類、前記表示環境の照度、及び前記バックライトの輝度範囲のうちの少なくとも一つに基づいて決定され得る。
前記出力映像を生成するステップは、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像の入力輝度ヒストグラムをマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）して前記出力映像に対応する出力輝度ヒストグラムを生成するステップと、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記入力輝度ヒストグラムに対する反転トーンマッピング（ｉｎｖｅｒｓｅ ｔｏｎｅ ｍａｐｐｉｎｇ）を遂行して前記出力輝度ヒストグラムを生成するステップと、を含み得る。
前記映像処理方法は、前記出力映像に対する時間的フィルタリング（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を遂行するステップを更に含み、前記時間的フィルタリングを遂行するステップは、前記出力映像に対応する現在フレーム映像と前記現在フレーム映像の前に処理された前フレーム映像との間に少なくとも一つのバッファフレーム映像を挿入するステップを含み得る。
前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が適用されて前記出力映像が生成された場合に、表示パネルに表示された前記出力映像の輝度を測定して獲得された計測トーンカーブは、前記基準トーンカーブにマッチングし得る。
前記入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断するステップは、前記第１ピーク輝度と前記第２ピーク輝度との差が基準輝度よりも大きいか否かを判断するステップと、前記第１値と前記第３値との差及び前記第２値と前記第３値との差の両方が第１基準値よりも大きいか否かを判断するステップと、前記第３値が第２基準値よりも小さいか否かを判断するステップと、を含み、前記第１ピーク輝度と前記第２ピーク輝度との差が前記基準輝度よりも大きく、前記第１値と前記第３値との差及び前記第２値と前記第３値との差の両方が前記第１基準値よりも大きく、前記第３値が前記第２基準値よりも小さい場合に、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断し得る。
前記映像出力モードを設定する段階は、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に、前記映像出力モードを第１の標準ダイナミックレンジ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＳＤＲ）出力モードに設定する段階と、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記映像出力モードを第１のＨＤＲ出力モードに設定する段階と、を含み得る。
前記映像処理方法は、前記入力映像に対する第２映像情報を選択的に受信するステップを更に含み、前記映像出力モードを設定するステップは、前記第２映像情報が受信され且つ前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に、前記映像出力モードを第２のＳＤＲ出力モードに設定するステップと、前記第２映像情報が受信され且つ前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記映像出力モードを第２のＨＤＲ出力モードに設定するステップと、を含み得る。
前記基準トーンカーブを設定するステップは、前記入力映像の入力輝度ヒストグラムを累積して累積輝度ヒストグラムを生成するステップと、前記第１映像情報に基づいて基準トーンカーブパラメータを決定するステップと、前記基準トーンカーブパラメータに基づいて前記累積輝度ヒストグラムを調節して前記基準トーンカーブを生成するステップ、とを含み得る。
前記第１映像情報を抽出するステップは、前記入力映像の映像種類が静止映像か動画映像かを判別するステップと、照度センサーに基づいて前記出力映像を表示しようとする表示環境の照度を獲得するステップと、前記出力映像を表示しようとする表示パネルのバックライトの輝度範囲を獲得するステップと、を含み、前記基準トーンカーブパラメータは、前記入力映像の映像種類、前記表示環境の照度、及び前記バックライトの輝度範囲のうちの少なくとも一つに基づいて決定され得る。
前記出力映像を生成するステップは、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像の入力輝度ヒストグラムをマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）して前記出力映像に対応する出力輝度ヒストグラムを生成するステップと、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記入力輝度ヒストグラムに対する反転トーンマッピング（ｉｎｖｅｒｓｅ ｔｏｎｅ ｍａｐｐｉｎｇ）を遂行して前記出力輝度ヒストグラムを生成するステップと、を含み得る。
前記映像処理方法は、前記出力映像に対する時間的フィルタリング（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を遂行するステップを更に含み、前記時間的フィルタリングを遂行するステップは、前記出力映像に対応する現在フレーム映像と前記現在フレーム映像の前に処理された前フレーム映像との間に少なくとも一つのバッファフレーム映像を挿入するステップを含み得る。
前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が適用されて前記出力映像が生成された場合に、表示パネルに表示された前記出力映像の輝度を測定して獲得された計測トーンカーブは、前記基準トーンカーブにマッチングし得る。
【0007】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による表示装置は、入力映像データに対応する入力映像を分析して前記入力映像に対する第１映像情報を抽出し、前記第１映像情報に基づいて前記入力映像に高ダイナミックレンジ（ｈｉｇｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＨＤＲ）機能が必要であるか否かを判断し、前記入力映像に対する判断結果に基づいて映像出力モードを設定し、前記映像出力モードに従って前記入力映像に適合した基準トーンカーブ（ｔｏｎｅ ｃｕｒｖｅ）を設定し、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像を変換して出力映像に対応する出力映像データを生成するタイミング制御回路と、前記出力映像データに基づいて前記出力映像を表示する表示パネルと、を備える。
【0008】
前記タイミング制御回路は、前記入力映像の色空間情報を獲得し、前記入力映像の第１ピーク輝度、第２ピーク輝度、及び平均輝度を獲得し、前記入力映像内で前記第１ピーク輝度の量を示す第１値、前記第２ピーク輝度の量を示す第２値、及び前記平均輝度の量を示す第３値を獲得し、前記第１ピーク輝度と前記第２ピーク輝度との差が前記基準輝度よりも大きく、前記第１値と前記第３値との差及び前記第２値と前記第３値との差の両方が第１基準値よりも大きく、前記第３値が前記第２基準値よりも小さい場合に、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断し得る。
前記タイミング制御回路は、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に、前記映像出力モードを第１の標準ダイナミックレンジ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＳＤＲ）出力モードに設定し、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記映像出力モードを第１のＨＤＲ出力モードに設定し得る。
前記タイミング制御回路は、前記入力映像の入力輝度ヒストグラムを累積して累積輝度ヒストグラムを生成し、前記第１映像情報に基づいて基準トーンカーブパラメータを決定し、前記基準トーンカーブパラメータに基づいて前記累積輝度ヒストグラムを調節して前記基準トーンカーブを生成し得る。
前記タイミング制御回路は、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像の入力輝度ヒストグラムをマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）して前記出力映像に対応する出力輝度ヒストグラムを生成し、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記入力輝度ヒストグラムに対する反転トーンマッピング（ｉｎｖｅｒｓｅ ｔｏｎｅ ｍａｐｐｉｎｇ）を遂行して前記出力輝度ヒストグラムを生成し得る。
前記タイミング制御回路は、前記出力映像に対応する現在フレーム映像と前記現在フレーム映像の前に処理された前フレーム映像との間に少なくとも一つのバッファフレーム映像を挿入して、前記出力映像に対する時間的フィルタリング（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を追加的に遂行し得る。
前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が適用されて前記出力映像が生成された場合に、前記表示パネルに表示された前記出力映像の輝度を測定して獲得された計測トーンカーブは、前記基準トーンカーブにマッチングし得る。
前記タイミング制御回路は、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に、前記映像出力モードを第１の標準ダイナミックレンジ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＳＤＲ）出力モードに設定し、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記映像出力モードを第１のＨＤＲ出力モードに設定し得る。
前記タイミング制御回路は、前記入力映像の入力輝度ヒストグラムを累積して累積輝度ヒストグラムを生成し、前記第１映像情報に基づいて基準トーンカーブパラメータを決定し、前記基準トーンカーブパラメータに基づいて前記累積輝度ヒストグラムを調節して前記基準トーンカーブを生成し得る。
前記タイミング制御回路は、前記基準トーンカーブに基づいて前記入力映像の入力輝度ヒストグラムをマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）して前記出力映像に対応する出力輝度ヒストグラムを生成し、前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に、前記入力輝度ヒストグラムに対する反転トーンマッピング（ｉｎｖｅｒｓｅ ｔｏｎｅ ｍａｐｐｉｎｇ）を遂行して前記出力輝度ヒストグラムを生成し得る。
前記タイミング制御回路は、前記出力映像に対応する現在フレーム映像と前記現在フレーム映像の前に処理された前フレーム映像との間に少なくとも一つのバッファフレーム映像を挿入して、前記出力映像に対する時間的フィルタリング（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を追加的に遂行し得る。
前記入力映像に前記ＨＤＲ機能が適用されて前記出力映像が生成された場合に、前記表示パネルに表示された前記出力映像の輝度を測定して獲得された計測トーンカーブは、前記基準トーンカーブにマッチングし得る。
【発明の効果】
【0009】
本発明の映像処理方法を遂行する表示装置によれば、映像提供者からＨＤＲ映像情報を受信しなくても、自動的に入力映像を分析してＨＤＲ機能が必要な映像であるか否かを判断し、映像分析結果を示す多様な情報に基づいて現在の映像及び環境に対する最適の映像処理をリアルタイム且つ能動的に遂行して最適のＨＤＲ映像を生成することができる。従って、複雑なＨＤＲエンコーディング／デコーディング過程無しに実際の場面と同様の高い明暗比を有する映像を表示することができるため、映像処理性能及び表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態による表示装置を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態による映像処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図14】本発明の一実施形態による映像処理方法の他の例を示すフローチャートである。
【図16】本発明の一実施形態による映像処理方法により表示される出力映像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。図面上の同一な構成要素に対しては同一な参照符号を使用し、同一な構成要素に対する重複説明は省略する。
【0012】
図１は、本発明の一実施形態による表示装置を示すブロック図である。
【0013】
図１を参照すると、表示装置１０は、表示パネル１００、タイミング制御回路２００、ゲート駆動回路３００、データ駆動回路４００、バックライト回路５００、及び照度センサー６００を含む。
【0014】
表示パネル１００は、複数のゲートラインＧＬ及び複数のデータラインＤＬに連結される。ゲートラインＧＬは第１方向（ＤＲ１）に延長され、データラインＤＬは第１方向（ＤＲ１）と交差する（例えば、直交する）第２方向（ＤＲ２）に延長される。表示パネル１００はマトリックス形態に配置された複数のピクセルＰＸを含む。複数のピクセルＰＸの各々はゲートラインＧＬのうちの一つ及びデータラインＤＬのうちの一つに電気的に連結される。
【0015】
タイミング制御回路２００は、表示パネル１００の動作を制御し、ゲート駆動回路３００、データ駆動回路４００、及びバックライト回路５００の動作を制御する。タイミング制御回路２００は、外部装置（例えば、ホスト又はグラフィック処理装置）から入力映像データ（ＩＤＡＴ）及び入力制御信号（ＩＣＯＮＴ）を受信し、映像情報（ＩＨＤＲ）を選択的に受信する。入力映像データ（ＩＤＡＴ）は、複数のピクセルＰＸに対応するピクセルデータを含む。入力制御信号（ＩＣＯＮＴ）は、マスタークロック信号、データイネーブル信号、垂直同期信号、水平同期信号などを含む。映像情報（ＩＨＤＲ）は、高ダイナミックレンジ（ｈｉｇｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＨＤＲ）メタデータを含み、入力映像データ（ＩＤＡＴ）に対応する映像がＨＤＲ映像である場合にのみ映像提供者から提供を受ける。
【0016】
ＨＤＲ映像は、ＨＤＲ機能が適用された映像を示し、相対的に広い範囲の輝度レベルを表現する映像を示す。これと反対に、ＨＤＲ機能が適用されず、相対的に狭い範囲の輝度レベルを表現する映像を標準ダイナミックレンジ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＳＤＲ）映像、又は低ダイナミックレンジ（ｌｏｗ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ：ＬＤＲ）映像と称する。
【0017】
タイミング制御回路２００は、入力映像データ（ＩＤＡＴ）に基づいて出力映像データ（ＤＡＴ）を生成する。出力映像データ（ＤＡＴ）の生成に映像情報（ＩＨＤＲ）、表示環境の照度（ＬＵ）などが追加的に利用される。タイミング制御回路２００は、入力制御信号（ＩＣＯＮＴ）に基づいて、第１制御信号（ＧＣＯＮＴ）、第２制御信号（ＤＣＯＮＴ）、及び第３制御信号（ＢＣＯＮＴ）を生成する。第１制御信号（ＧＣＯＮＴ）は、垂直開始信号、ゲートクロック信号などを含む。第２制御信号（ＤＣＯＮＴ）は、水平開始信号、データクロック信号、極性制御信号、データロード信号などを含む。第３制御信号（ＢＣＯＮＴ）は、パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）信号などを含む。
【0018】
ゲート駆動回路３００は、ゲートラインＧＬを介して表示パネル１００に連結され、第１制御信号（ＧＣＯＮＴ）に基づいて表示パネル１００を駆動する複数のゲート信号を生成する。ゲート駆動回路３００は、ゲート信号をゲートラインＧＬに順次に提供する。
【0019】
データ駆動回路４００は、データラインＤＬを介して表示パネル１００に連結され、第２制御信号（ＤＣＯＮＴ）及びディジタル形態の出力映像データ（ＤＡＴ）に基づいて、表示パネル１００を駆動するアナログ形態の複数のデータ電圧を生成する。データ駆動回路４００は、データ電圧を、データラインＤＬを介して表示パネル１００の複数のライン（例えば、水平ライン）に順次に提供する。
【0020】
バックライト回路５００は、第３制御信号（ＢＣＯＮＴ）に基づいて表示パネル１００に光ＬＩを提供する。バックライト回路５００は、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）のような光源を複数個含んで具現され、グローバルディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）方式及び／又はローカルディミング方式により駆動される。
【0021】
照度センサー６００は、表示環境の照度（ＬＵ）を測定する。表示環境の照度（ＬＵ）は、表示装置１０が設置されている場所の照度を示し、出力映像データ（ＤＡＴ）に基づいて、表示パネル１００に目標映像を表示しようとする場合に、表示装置１０の周辺環境の照度を示す。
【0022】
一実施形態において、ゲート駆動回路３００及び／又はデータ駆動回路４００は、表示パネル１００上に実装されるか、或いはテープキャリアパッケージ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ：ＴＣＰ）形態に表示パネル１００に連結される。一実施形態において、ゲート駆動回路３００及び／又はデータ駆動回路４００は、表示パネル１００に集積される。
【0023】
【0024】
【0025】
映像検出部２１０は、入力映像データ（ＩＤＡＴ）に基づいて映像種類情報（ＴＩ）及びカラー情報（ＣＩ）を獲得する。
【0026】
映像種類情報（ＴＩ）は、入力映像データ（ＩＤＡＴ）に対応する入力映像が静止映像か動画映像かを示す情報である。例えば、入力映像を現在フレーム映像と仮定すると、映像検出部２１０は、現在フレーム映像と前フレーム映像とを比較して入力映像が静止映像か動画映像かを判別する。一実施形態において、映像種類情報（ＴＩ）と実質的に同一なフラグ信号が外部装置から受信される。
【0027】
カラー情報（ＣＩ）は、入力映像の色空間情報を含む。例えば、色空間情報は、ＨＳＶ色空間情報、ＨＳＬ色空間情報、ＲＧＢ色空間情報、ＣＭＹＫ色空間情報などの多様な色空間情報のうちの一つである。
【0028】
映像処理部２３０は、入力映像データ（ＩＤＡＴ）に基づいて輝度情報を獲得する。映像処理部２３０は、カラー情報（ＣＩ）、輝度情報、映像種類情報（ＴＩ）、表示環境の照度（ＬＵ）、第３制御信号（ＢＣＯＮＴ）、及び映像情報（ＩＨＤＲ）のうちの少なくとも一つに基づいて入力映像データ（ＩＤＡＴ）を処理（又は、変換、調節など）して、出力映像データ（ＤＡＴ）を生成する。出力映像データ（ＤＡＴ）に基づいて出力映像が表示パネル１００に表示される。
【0029】
一実施形態において、映像処理部２３０は、入力映像にＨＤＲ機能を選択的に適用するための多様な動作を遂行し、映像分析部、判断部、モード設定部、トーンカーブ設定部、変換部、格納部、時間的フィルタリング遂行部などを含んで具現される。出力映像データ（ＤＡＴ）を生成するための映像検出部２１０及び映像処理部２３０の具体的な動作は後述する。
【0030】
制御信号生成部２５０は、入力制御信号（ＩＣＯＮＴ）に基づいて第１制御信号（ＧＣＯＮＴ）、第２制御信号（ＤＣＯＮＴ）、及び第３制御信号（ＢＣＯＮＴ）を生成する。
【0031】
一方、図示していないが、タイミング制御回路２００は、構成要素の全般的な動作を制御するマイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ：ＭＣＵ）のようなプロセッサを含み、入力映像データ（ＩＤＡＴ）に対する画質補正、むら補正、色特性補償（ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｏｌｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＡＣＣ）、及び／又はダイナミックキャパシタンス補償（ｄｙｎａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ：ＤＣＣ）などを選択的に遂行する映像処理ブロックを更に含む。
【0032】
図３は、本発明の一実施形態による映像処理方法の一例を示すフローチャートである。
【0033】
図１、図２、及び図３を参照すると、本実施形態による映像処理方法は、入力映像を分析して入力映像に対する第１映像情報を抽出する（ステップＳ１００）。第１映像情報は、外部から受信されず、入力映像を直接的に分析して獲得された情報を示す。例えば、第１映像情報は、上述したカラー情報（ＣＩ）、輝度情報、映像種類情報（ＴＩ）、表示環境の照度（ＬＵ）、バックライト５００の輝度範囲などを含む。
【0034】
入力映像に対する第２映像情報を選択的に受信する（ステップＳ２００）。第２映像情報は、入力映像を分析して獲得されたものではなく、外部装置から受信された情報を示す。例えば、第２映像情報は上述した映像情報（ＩＨＤＲ）を含む。一方、一実施形態において、ステップＳ２００は省略される。
【0035】
図１を参照して上述したように、入力映像がＨＤＲ映像である場合にのみ映像提供者から第２映像情報の提供を受ける。即ち、第２映像情報が受信された場合に入力映像はＨＤＲ映像であり、第２映像情報が受信されない場合に入力映像はＳＤＲ映像である。
【0036】
映像情報に基づいて入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断する（ステップＳ３００）。例えば、第１映像情報に基づいて、或いは第１及び第２映像情報に基づいて、入力映像がＨＤＲ機能を適用するのに適合した映像であるか否かを判断する。
【0037】
入力映像に対する判断結果に基づいて映像出力モードを設定する（ステップＳ４００）。映像出力モードは、ＨＤＲ機能が必要でないＳＤＲ出力モード及びＨＤＲ機能が必要なＨＤＲ出力モードを含む。また、第２映像情報の受信の有無に従って、ＳＤＲ出力モードは第１及び第２のＳＤＲ出力モードに区分され、ＨＤＲ出力モードは第１及び第２のＨＤＲ出力モードに区分される。
【0038】
映像出力モードに従って入力映像に適合した基準トーンカーブ（ｔｏｎｅ ｃｕｒｖｅ）を設定する（ステップＳ５００）。トーンカーブは、原本映像（即ち、入力映像）の入力輝度（又は、入力階調）と変換映像（即ち、出力映像）の出力輝度（又は、出力階調）との間の関係を示すグラフである。図８ｃ、図９ｃ、図１０ｃ、及び図１１ｃを参照して後述するように、基準トーンカーブは、映像出力モードによって、直線、Ｓ字、逆Ｓ字などの形態を有する。
【0039】
基準トーンカーブに基づいて、入力映像を変換して出力映像を生成する（ステップＳ６００）。入力映像と同様に、出力映像はＨＤＲ映像又はＳＤＲ映像である。出力映像は、映像出力モードによって入力映像と同一であることも相違することもある。
【0040】
一方、図示していないが、表示パネル１００に出力映像を表示するステップを更に含む。
【0041】
【0042】
図１、図２、図３、及び図４を参照すると、第１映像情報を抽出するステップは（ステップＳ１００）、入力映像データ（ＩＤＡＴ）を分析して入力映像の色空間情報を獲得する（ステップＳ１１０）。色空間情報は、カラー情報（ＣＩ）に含まれ、多様な色空間情報のうちの一つである。例えば、入力色ヒストグラムを分析して色空間情報を獲得する。
【0043】
入力映像データ（ＩＤＡＴ）に基づいて、入力輝度ヒストグラムを分析して入力映像の輝度情報を獲得する（ステップＳ１２０）。具体的に、入力映像の第１ピーク輝度、第２ピーク輝度、及び平均輝度を獲得する（ステップＳ１２１）。また、入力映像内で、第１ピーク輝度の量を示す第１値、第２ピーク輝度の量を示す第２値、及び平均輝度の量を示す第３値を獲得する（ステップＳ１２３）。即ち、ステップＳ１２０において、入力輝度ヒストグラム内で、第１ピーク輝度、第２ピーク輝度、及び平均輝度の座標を獲得する。例えば、入力輝度ヒストグラムは入力映像内の主調色（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｃｏｌｏｒ）に対する輝度ヒストグラムである。
【0044】
一実施形態において、第１値は入力映像内で第１ピーク輝度を有するピクセルの個数と実質的に同一である。同様に、第２値は入力映像内で第２ピーク輝度を有するピクセルの個数と実質的に同一であり、第３値は入力映像内で平均輝度を有するピクセルの個数と実質的に同一である。
【0045】
入力映像の映像種類が静止映像か動画映像かを判別する（ステップＳ１３０）。例えば、入力映像に対応する現在フレーム映像と前フレーム映像とを比較して、現在フレーム映像と前フレーム映像とが同一な場合に入力映像が静止映像であると判別し、現在フレーム映像と前フレーム映像とが互いに異なる場合に入力映像が動画映像であると判別する。入力映像の映像種類は、映像種類情報（ＴＩ）に含まれる。
【0046】
照度センサー６００に基づいて出力映像を表示しようとする表示環境の照度（ＬＵ）を獲得し（ステップＳ１４０）、第３制御信号（ＢＣＯＮＴ）に基づいてバックライト５００の輝度範囲を獲得する（ステップＳ１５０）。図示していないが、出力映像を表示しようとする表示環境の色温度情報などを更に獲得する。
【0047】
一実施形態において、図４のステップＳ１１０及びＳ１３０は映像検出部２１０により遂行され、図４のステップＳ１２０及びＳ１５０は映像処理部２３０により遂行される。例えば、映像処理部２３０はステップＳ１２０及びＳ１５０を遂行するための映像分析部を含んで具現される。
【0048】
上記のような多様な第１映像情報のうちの一部はステップＳ３００で利用され、他の一部はステップＳ５００で利用される。例えば、色空間情報及び輝度情報は、入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断することに利用される。入力映像の映像種類、表示環境の照度（ＬＵ）、バックライト５００の輝度範囲などは、基準トーンカーブを設定することに利用される。
【0049】
図５は、図３の入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断するステップを示すフローチャートである。図６ａ、図６ｂ、図６ｃ、及び図６ｄは、図５の動作を説明するための図である。図６ａ、図６ｂ、図６ｃ、及び図６ｄは、入力輝度ヒストグラムの例を示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度（Ｌ）及びピクセル数（Ｎ）を示す。
【0050】
図３、図５、図６ａ、図６ｂ、図６ｃ、及び図６ｄを参照すると、入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断するステップは（ステップＳ３００）、図４のステップＳ１２０で獲得された入力映像の輝度情報が利用される。
【0051】
具体的に、第１ピーク輝度と第２ピーク輝度との差が基準輝度よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ３１０）、第１値と第３値との差及び第２値と第３値との差の両方が第１基準値よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ３２０）、第３値が第２基準値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ３３０）。ステップＳ３１０、Ｓ３２０、及びＳ３３０の判断結果に基づいて、入力映像にＨＤＲ機能が必要であると判断されるか（ステップＳ３４０）、又は入力映像にＨＤＲ機能が不必要であると判断される（ステップＳ３５０）。
【0052】
例えば、入力映像に対する入力輝度ヒストグラムが図６ａのように示された場合に、第１ピーク輝度（Ｐ１）と第２ピーク輝度（Ｐ２）との差が基準輝度よりも大きく（ステップＳ３１０：はい）、第１値（Ｎ１）と第３値（Ｎ３）との差及び第２値（Ｎ２）と第３値（Ｎ３）との差の両方が第１基準値よりも大きく（ステップＳ３２０：はい）、第３値（Ｎ３）が第２基準値よりも小さい場合に（ステップＳ３３０：はい）、入力映像はＨＤＲ機能が必要である（即ち、ＨＤＲ機能を適用するのに適合する）と判断される。即ち、図６ａの入力輝度ヒストグラムで、第１ピーク輝度（Ｐ１）と第２ピーク輝度（Ｐ２）とが十分に離隔しており、ピーク輝度（Ｐ１、Ｐ２）に対する値（Ｎ１、Ｎ２）が十分に大きく、平均輝度（ＡＶＧ）に対する値（Ｎ３）が十分に小さい場合に、これに対応する入力映像はＨＤＲ機能を適用するのに適合した映像である。
【0053】
入力映像に対する入力輝度ヒストグラムが図６ｂのように示された場合に、第１ピーク輝度（Ｐ１１）と第２ピーク輝度（Ｐ２１）との差が基準輝度よりも小さいため（ステップＳ３１０：いいえ）、入力映像はＨＤＲ機能が不必要である（即ち、ＨＤＲ機能を適用するのに適合しない）と判断される。即ち、図６ｂの入力輝度ヒストグラムで、第１ピーク輝度（Ｐ１１）と第２ピーク輝度（Ｐ２１）とが十分に離隔していないため、これに対応する入力映像は、平均輝度（ＡＶＧ１）に拘わらず、ＨＤＲ機能を適用するのに適合しない映像である。
【0054】
入力映像に対する入力輝度ヒストグラムが図６ｃのように示された場合に、第１ピーク輝度（Ｐ１２）と第２ピーク輝度（Ｐ２２）との差が基準輝度よりも大きく（ステップＳ３１０：はい）、第１値（Ｎ１２）と第３値（Ｎ３２）との差が第１基準値よりも大きいが、第２値（Ｎ２２）と第３値（Ｎ３２）との差が第１基準値よりも小さいため（ステップＳ３２０：いいえ）、入力映像はＨＤＲ機能が不必要であると判断される。即ち、図６ｃの入力輝度ヒストグラムで、ピーク輝度（Ｐ２２）に対する値（Ｎ２２）が十分に大きくなく、平均輝度（ＡＶＧ２）に対する値（Ｎ３２）が十分に小さくないため、これに対応する入力映像はＨＤＲ機能を適用するのに適合しない映像である。
【0055】
また、入力映像に対する入力輝度ヒストグラムが図６ｄのように示された場合に、第１ピーク輝度（Ｐ１３）と第２ピーク輝度（Ｐ２３）との差が基準輝度よりも大きく（ステップＳ３１０：はい）、第１値（Ｎ１３）と第３値（Ｎ３３）との差及び第２値（Ｎ２３）と第３値（Ｎ３３）との差の両方が第１基準値より大きいが（ステップＳ３２０：はい）、第３値（Ｎ３３）が第２基準値よりも大きいため（ステップＳ３３０：いいえ）、入力映像はＨＤＲ機能が不必要であると判断される。即ち、図６ｄの入力輝度ヒストグラムで、平均輝度（ＡＶＧ３）に対する値（Ｎ３３）が十分に小さくないため、これに対応する入力映像はＨＤＲ機能を適用するのに適合しない映像である。
【0056】
一実施形態において、図５のステップＳ３１０からＳ３５０は映像処理部２３０により遂行される。例えば、映像処理部２３０は、ステップＳ３１０からＳ３５０を遂行するための判断部を含んで具現される。
【0057】
図５、図６ａ、図６ｂ、図６ｃ、及び図６ｄを参照して入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断するための基準を例示的に説明したが、このような判断基準は実施形態によって多様に変更される。例えば、階調別最大／最小分布、階調分布偏差、最大／最小輝度、平均輝度／低輝度／高輝度の対比などの多様な因子を全体的／部分的に比較してＨＤＲ機能が必要か否かを判断する。
【0058】
図７は、図３の映像出力モードを設定するステップを示すフローチャートである。図８ａ、図８ｂ、図８ｃ、図９ａ、図９ｂ、図９ｃ、図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃ、図１１ａ、図１１ｂ、及び図１１ｃは、図７の動作を説明するための図である。図８ａ、図９ａ、図１０ａ、及び図１１ａは、入力輝度ヒストグラムの例を示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度及びピクセル数（Ｎ）を示す。図８ｂ、図９ｂ、図１０ｂ、及び図１１ｂは、出力輝度ヒストグラムの例を示し、水平軸及び垂直軸は各々出力輝度及びピクセル数（Ｎ）を示す。図８ｃ、図９ｃ、図１０ｃ、及び図１１ｃは、基準トーンカーブの例を示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度及び出力輝度を示す。
【0059】
図３、図７、図８ａ、図８ｂ、図８ｃ、図９ａ、図９ｂ、図９ｃ、図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃ、図１１ａ、図１１ｂ、及び図１１ｃを参照すると、映像出力モードを設定するステップは（ステップＳ４００）、図３のステップＳ３００における入力映像に対する判断結果及びステップＳ２００における第２映像情報の受信の有無が利用される。
【0060】
具体的に、第２映像情報を受信しない場合（ステップＳ４１０：いいえ）、及び入力映像にＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に（ステップＳ４２０ａ：いいえ）、映像出力モードを第１のＳＤＲ出力モードに設定する（ステップＳ４３０）。
【0061】
例えば、図８ａ及び図８ｂに示したように、第１のＳＤＲ出力モードで、入力映像の入力輝度（図８ａのＬＡ１）及び出力映像の出力輝度（図８ｂのＬＢ１）の両方は標準輝度範囲（ＳＬＲ）を有し、入力映像及び出力映像の両方はＳＤＲ映像である。また、図８ａの入力輝度ヒストグラムと図８ｂの出力輝度ヒストグラムとは実質的に同一である。
【0062】
図８ａの入力輝度ヒストグラムを図８ｂの出力輝度ヒストグラムに変換するために、基準トーンカーブは図８ｃに示したように直線形態を有する。即ち、図８ｃの基準トーンカーブで入力輝度（ＬＡ１）と出力輝度（ＬＢ１）とは実質的に同一であり、図８ｃの基準トーンカーブの伝達関数は約１である。図８ｃの基準トーンカーブに基づいて第１のＳＤＲ出力モードで遂行される映像処理動作をバイパス（ｂｙｐａｓｓ）動作と呼ぶ。
【0063】
第２映像情報を受信しない場合（ステップＳ４１０：いいえ）、及び入力映像にＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に（ステップＳ４２０ａ：はい）、映像出力モードを第１のＨＤＲ出力モードに設定する（ステップＳ４４０）。
【0064】
例えば、図９ａ及び９ｂに示したように、第１のＨＤＲ出力モードで、入力映像の入力輝度（図９ａのＬＡ２）は標準輝度範囲（ＳＬＲ）を有し、出力映像の出力輝度（図９ｂのＬＢ２）は高輝度範囲（ＨＬＲ）を有する。即ち、第１のＨＤＲ出力モードで、入力映像はＳＤＲ映像であり、出力映像はＨＤＲ映像である。
【0065】
また、図９ａの入力輝度ヒストグラムと図９ｂの出力輝度ヒストグラムとは互いに異なる。図９ａの入力輝度ヒストグラムでは、第１しきい輝度よりも高く、第２しきい輝度よりも低い中間輝度を有するピクセル数が相対的に多く、第１しきい輝度よりも低いか等しい低輝度及び第２しきい輝度よりも高かいか等しい高輝度を有するピクセル数が相対的に少ない。図９ｂの出力輝度ヒストグラムでは、中間輝度を有するピクセル数が相対的に少なく、低輝度及び高輝度を有するピクセル数が相対的に多い。図９ａの入力映像はＳＤＲ映像で且つ輝度対比が相対的に大きい映像であり、図９ａのＳＤＲ映像を図９ｂのＨＤＲ映像に変換して輝度対比がより強調される。
【0066】
図９ａの入力輝度ヒストグラムを図９ｂの出力輝度ヒストグラムに変換するために、基準トーンカーブは図９ｃに示したようにＳ字形態を有する。図９ｃの基準トーンカーブで、入力輝度（ＬＡ２）が低輝度の場合に出力輝度（ＬＢ２）は入力輝度（ＬＡ２）よりも小さく、入力輝度（ＬＡ２）が高輝度の場合に出力輝度（ＬＢ２）は入力輝度（ＬＡ２）よりも大きい。図９ｃの基準トーンカーブに基づいて第１のＨＤＲ出力モードで遂行される映像処理動作を反転トーンマッピング（ｉｎｖｅｒｓｅ ｔｏｎｅ ｍａｐｐｉｎｇ）動作と称する。この際、輝度範囲の拡張のために、ディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）、ブースティング（ｂｏｏｓｔｉｎｇ）などの動作が共に遂行される。
【0067】
第２映像情報を受信した場合（ステップＳ４１０：はい）、及び入力映像にＨＤＲ機能が必要でないと判断された場合に（ステップＳ４２０ｂ：いいえ）、映像出力モードを第２のＳＤＲ出力モードに設定する（ステップＳ４５０）。
【0068】
例えば、図１０ａ及び図１０ｂに示したように、第２のＳＤＲ出力モードで、入力映像の入力輝度（図１０ａのＬＡ３）は高輝度範囲（ＨＬＲ）を有し、出力映像の出力輝度（図１０ｂのＬＢ３）は標準輝度範囲（ＳＬＲ）を有する。即ち、第２のＳＤＲ出力モードで、入力映像はＨＤＲ映像であり、出力映像はＳＤＲ映像である。
【0069】
また、図１０ａの入力輝度ヒストグラムと図１０ｂの出力輝度ヒストグラムとは互いに異なる。図１０ａの入力映像はＨＤＲ映像で且つ輝度分布が相対的に狭い映像であり、図１０ａのＨＤＲ映像を図１０ｂのＳＤＲ映像に変換して輝度分布が分散される。
【0070】
図１０ａの入力輝度ヒストグラムを図１０ｂの出力輝度ヒストグラムに変換するために、基準トーンカーブは図１０ｃに示したように逆Ｓ字形態を有する。図１０ｃの基準トーンカーブで、入力輝度（ＬＡ３）が低輝度の場合に出力輝度（ＬＢ３）は入力輝度（ＬＡ３）よりも大きく、入力輝度（ＬＡ３）が高輝度の場合に出力輝度（ＬＢ３）は入力輝度（ＬＡ３）よりも小さい。図１０ｃの基準トーンカーブに基づいて第２のＳＤＲ出力モードで遂行される映像処理動作を正常トーンマッピング（ｔｏｎｅ ｍａｐｐｉｎｇ）動作と称する。
【0071】
第２映像情報を受信した場合（ステップＳ４１０：はい）、及び入力映像にＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に（ステップＳ４２０ｂ：はい）、映像出力モードを第２のＨＤＲ出力モードに設定する（ステップＳ４６０）。
【0072】
例えば、図１１ａ及び１１ｂに示したように、第２のＨＤＲ出力モードで、入力映像の入力輝度（図１１ａのＬＡ４）及び出力映像の出力輝度（図１１ｂのＬＢ４）の両方は高輝度範囲（ＨＬＲ）を有する。即ち、第２のＨＤＲ出力モードで、入力映像及び出力映像の両方はＨＤＲ映像である。
【0073】
また、図１１ａの入力輝度ヒストグラムと図１１ｂの出力輝度ヒストグラムとは互いに異なる。図１１ａの入力輝度ヒストグラムと比較した場合、図１１ｂの出力輝度ヒストグラムでは低輝度及び高輝度を有するピクセル数が相対的に多い。図１１ａの入力映像を図１１ｂの出力映像に変換して輝度対比が更に強調される。
【0074】
図１１ａの入力輝度ヒストグラムを図１１ｂの出力輝度ヒストグラムに変換するために、基準トーンカーブは、図１１ｃに示したように、Ｓ字形態を有する。図１１ｃの基準トーンカーブは、図９ｃの基準トーンカーブと類似する。
【0075】
一実施形態において、図７のステップＳ４１０～Ｓ４６０は映像処理部２３０により遂行される。例えば、映像処理部２３０はステップＳ４１０～Ｓ４６０を遂行するためのモード設定部を含んで具現される。
【0076】
【0077】
図１２は、図３の基準トーンカーブを設定するステップを示すフローチャートである。図１３ａ、図１３ｂ、及び図１３ｃは、図１２の動作を説明するための図である。図１３ａは累積輝度ヒストグラムの一例を示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度（ＬＡ）及びピクセル数（Ｎ）を示す。図１３ｂ及び図１３ｃは基準トーンカーブの例を示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度（ＬＡ）及び出力輝度（ＬＢ）を示す。
【0078】
図３、図１２、図１３ａ、図１３ｂ、及び図１３ｃを参照すると、入力映像に適合した基準トーンカーブを設定するステップは（ステップＳ５００）、入力映像の入力輝度ヒストグラムを累積して累積輝度ヒストグラムを生成する（ステップＳ５１０）。例えば、図９ａの入力輝度ヒストグラムを輝度毎に累積して図１３ａの累積輝度ヒストグラムを獲得する。図１３ａで、実線は累積輝度ヒストグラムを示し、点線は図８ｃの基準トーンカーブに対応するバイパスラインを示す。
【0079】
第１映像情報に基づいて基準トーンカーブパラメータを決定する（ステップＳ５２０）。例えば、図４のステップＳ１３０、Ｓ１４０、及びＳ１５０で獲得された入力映像の映像種類、表示環境の照度（ＬＵ）、バックライト５００の輝度範囲のうちの少なくとも一つに基づいて基準トーンカーブパラメータが決定される。
【0080】
基準トーンカーブパラメータに基づいて累積輝度ヒストグラムを調節して基準トーンカーブを生成する（ステップＳ５３０）。例えば、バイパスラインを中心に図１３ａの累積輝度ヒストグラムを反転して図１３ｂのトーンカーブを生成する。基準トーンカーブパラメータの値によって図１３ｂのトーンカーブが図１３ｃの複数のトーンカーブ（ＲＴＣ１、ＲＴＣ２、ＲＴＣ３、ＲＴＣ４、ＲＴＣ５）に調節され、図１３ｃの複数のトーンカーブ（ＲＴＣ１～ＲＴＣ５）のうちの一つを基準トーンカーブとして提供する。
【0081】
バイパスラインを中心に図１３ａの累積輝度ヒストグラムを反転して獲得された図１３ｂのトーンカーブを基準トーンカーブとして使用する場合に、ＨＤＲ機能の効果が落ちることがある。例えば、入力映像の輝度範囲とバックライト５００の輝度範囲とが異なるため、バックライト５００の輝度範囲に従うトーン調節が必要である。そして、実際の場面でない入力映像から抽出された輝度ヒストグラムに基づいて図１３ｂのトーンカーブが獲得されたため、映像変換時に階調固まりなどが発生する。また、入力映像が、輝度変化が相対的に大きい動画映像である場合に、トーンカーブが急激に変わると、瞬き（ｂｌｉｎｋｉｎｇ）が視認される問題が発生する。一方、表示装置１０の周辺の照度、色温度などによって最適のＨＤＲ映像処理が変わる。従って、上記のような表示装置１０の特徴、映像の特徴、及び周辺環境の特徴などを考慮して獲得された基準トーンカーブパラメータに基づいて、入力映像に対する最適の基準トーンカーブを設定する。
【0082】
一実施形態において、基準トーンカーブパラメータは、０よりも大きいか等しく、１よりも小さいか等しい。例えば、図１３ｂのトーンカーブに１、０．７５、０．５、０．２５、及び０の基準トーンカーブパラメータを各々適用して、図１３ｃのトーンカーブ（ＲＴＣ１、ＲＴＣ２、ＲＴＣ３、ＲＴＣ４、ＲＴＣ５）が生成される。１の基準トーンカーブパラメータが適用された図１３ｃのトーンカーブ（ＲＴＣ１）は、図１３ｂのトーンカーブと実質的に同一であり、０の基準トーンカーブパラメータが適用された図１３ｃのトーンカーブ（ＲＴＣ５）は、図１３ａ及び図１３ｂのバイパスラインと実質的に同一である。
【0083】
一実施形態において、図１２のステップＳ５１０～Ｓ５３０は、映像処理部２３０により遂行される。例えば、映像処理部２３０は，ステップＳ５１０～Ｓ５３０を遂行するためのトーンカーブ設定部を含んで具現される。
【0084】
図１３ａ、図１３ｂ、及び図１３ｃを参照して第１のＨＤＲ出力モードで基準トーンカーブを生成する動作を例示的に説明したが、第２のＳＤＲ出力モード及び第２のＨＤＲ出力モードで基準トーンカーブを生成する動作もこれと類似するように遂行される。但し、生成される基準トーンカーブの形態が変わる。
【0085】
図示していないが、図３の出力映像を生成するステップは（ステップＳ６００）、基準トーンカーブに基づいて入力映像の入力輝度ヒストグラムをマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）して出力映像に対応する出力輝度ヒストグラムを生成する。
【0086】
具体的に、第１のＨＤＲ出力モード及び第２のＨＤＲ出力モードで（即ち、入力映像にＨＤＲ機能が必要であると判断された場合に）、入力輝度ヒストグラムに対する反転トーンマッピングを遂行して出力輝度ヒストグラムを生成する。例えば、図９ｃの基準トーンカーブに基づいて図９ａの入力輝度ヒストグラムをマッピングして図９ｂの出力輝度ヒストグラムを生成し、図１１ｃの基準トーンカーブに基づいて図１１ａの入力輝度ヒストグラムをマッピングして図１１ｂの出力輝度ヒストグラムを生成する。
【0087】
また、第２のＳＤＲ出力モードで、入力輝度ヒストグラムに対する正常トーンマッピングを遂行して出力輝度ヒストグラムを生成する。例えば、図１０ｃの基準トーンカーブに基づいて図１０ａの入力輝度ヒストグラムをマッピングして図１０ｂの出力輝度ヒストグラムを生成する。
【0088】
一方、第１のＳＤＲ出力モードで、入力輝度ヒストグラムをバイパスして出力輝度ヒストグラムが生成される。この場合、ステップＳ５００が省略され、予め格納された図８ｃの基準トーンカーブに基づいて図８ａの入力輝度ヒストグラムをマッピングして図８ｂの出力輝度ヒストグラムを生成し、ステップＳ５００及びＳ６００の両方が省略され、図８ａの入力輝度ヒストグラムをそのまま出力輝度ヒストグラムに提供する。
【0089】
一実施形態において、図３のステップＳ６００は映像処理部２３０により遂行される。例えば、映像処理部２３０はステップＳ６００を遂行するための変換部を含んで具現される。
【0090】
図１４は、本発明の一実施形態による映像処理方法の他の例を示すフローチャートである。
【0091】
図１、図２、及び図１４を参照すると、本実施形態による映像処理方法は、入力映像を分析して入力映像に対する第１映像情報を抽出し（ステップＳ１００）、映像情報に基づいて入力映像にＨＤＲ機能が必要であるか否かを判断し（ステップＳ３００）、入力映像に対する判断結果に基づいて映像出力モードを設定し（ステップＳ４００）、映像出力モードに従って入力映像に適合した基準トーンカーブを設定し（ステップＳ５００）、基準トーンカーブに基づいて入力映像を変換して出力映像を生成する（ステップＳ６００）。また、入力映像に対する第２映像情報を選択的に受信する（ステップＳ２００）。図１４のステップＳ１００～Ｓ６００は図３のステップＳ１００～Ｓ６００と各々実質的に同一である。
【0092】
出力映像に対する時間的フィルタリング（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を遂行する（ステップＳ７００）。時間的フィルタリングにより基準トーンカーブの急激な変化が防止される。
【0093】
図１５ａ及び図１５ｂは、図１４の時間的フィルタリングを遂行するステップを説明するための図である。図１５ａは、時間的フィルタリングによるフレーム映像の変化を示す。図１５ｂは時間的フィルタリングによる基準トーンカーブの変化を示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度（ＬＡ）及び出力輝度（ＬＢ）を示す。
【0094】
図１４、図１５ａ、及び図１５ｂを参照すると、出力映像に対する時間的フィルタリングを遂行するステップは（ステップＳ７００）、出力映像に対応する現在フレーム映像（Ｆ（Ｋ＋１））と現在フレーム映像（Ｆ（Ｋ＋１））の前に処理された前フレーム映像（ＦＫ）との間に、少なくとも一つのバッファフレーム映像を挿入する。例えば、図１５ａに示したように、２つのバッファフレーム映像（ＢＦ）が挿入される。
【0095】
一実施形態において、図１５ｂに示したように、バッファフレーム映像（ＢＦ）の基準トーンカーブ（ＲＴＣＢ１、ＲＴＣＢ２）は、前フレーム映像（ＦＫ）の基準トーンカーブ（ＲＴＣＫ）と現在フレーム映像（Ｆ（Ｋ＋１））の基準トーンカーブ（ＲＴＣ（Ｋ＋１））との間の中間値を有する。例えば、２つのバッファフレーム映像（ＢＦ）のうち、前フレーム映像（ＦＫ）に隣接する第１バッファフレーム映像の基準トーンカーブ（ＲＴＣＢ１）は基準トーンカーブ（ＲＴＣＫ）に類似し、現在フレーム映像（Ｆ（Ｋ＋１））に隣接する第２バッファフレーム映像の基準トーンカーブ（ＲＴＣＢ２）は基準トーンカーブ（ＲＴＣ（Ｋ＋１））に類似する。少なくとも一つのバッファフレーム映像（ＢＦ）の基準トーンカーブ（ＲＴＣＢ１、ＲＴＣＢ２）は、基準トーンカーブパラメータと類似の因子（例えば、ｔｅｍｐｏｒａｌ ｆａｃｔｏｒ）に基づいて生成される。
【0096】
時間的フィルタリングが遂行されない場合に、前フレーム映像（ＦＫ）は第Ｋ（Ｋは、自然数）フレーム映像であり、現在フレーム映像（Ｆ（Ｋ＋１））は第（Ｋ＋１）フレーム映像である。この場合、第Ｋ及び第（Ｋ＋１）フレーム映像が連続して表示されると、基準トーンカーブの急激な変化によって瞬きが視認される問題が発生する。
【0097】
図１５ａ及び図１５ｂに示したように、時間的フィルタリングが遂行される場合に、前フレーム映像（ＦＫ）は第Ｋフレーム映像であり、バッファフレーム映像（ＢＦ）は第（Ｋ＋１）及び（Ｋ＋２）フレーム映像であり、現在フレーム映像（Ｆ（Ｋ＋１））は第（Ｋ＋３）フレーム映像である。第Ｋ～第（Ｋ＋３）フレーム映像が連続して表示される場合に、基準トーンカーブが数フレームに亘って徐々に変わるため、基準トーンカーブの急激な変化が防止される。
【0098】
一実施形態において、図１４のステップＳ７００は映像処理部２３０により遂行される。例えば、映像処理部２３０は前フレーム映像の基準トーンカーブを格納する格納部及びバッファフレーム映像の基準トーンカーブを生成し、これを適用するための時間的フィルタリング遂行部を含んで具現される。
【0099】
【0100】
以上、図３～図１５を参照して本発明の実施形態による映像処理方法が表示装置１０のタイミング制御回路２００により遂行されると説明したが、本発明の実施形態による映像処理方法は、表示装置１０の内部又は外部に配置される任意の映像処理装置により遂行される。
【0101】
一方、本発明の実施形態による映像処理方法は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたコンピュータにより読み取り可能なプログラムコードを含む製品などの形態で具現される。コンピュータにより読み取り可能なプログラムコードは多様なコンピュータ又は他のデータ処理装置のプロセッサに提供される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体はコンピュータにより読み取り可能な信号媒体又はコンピュータにより読み取り可能な記録媒体である。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、命令語実行システム、装備、又は装置内に、或いはこれらと接続されてプログラムを格納するか又は含まれる任意の有形的な媒体である。
【0102】
図１６は、本発明の一実施形態による映像処理方法により表示される出力映像の一例を示す図である。図１７ａ、図１７ｂ、図１８ａ、図１８ｂ、及び図１８ｃは、図１６の出力映像の特性を説明するための図である。図１７ａ及び図１７ｂは、図１６の出力映像の輝度を測定して獲得されたガンマ曲線及び計測トーンカーブを示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度（ＬＡ）及び出力輝度（ＬＢ）を示す。図１８ａ及び図１８ｂは、図１６の出力映像に対する輝度ヒストグラムを示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度（ＬＡ）及びピクセル数（Ｎ）を示す。図１８ｃは図１６の出力映像に対する基準トーンカーブを示し、水平軸及び垂直軸は各々入力輝度（ＬＡ）及び出力輝度（ＬＢ）を示す。
【0103】
図１６、図１７ａ、図１７ｂ、図１８ａ、図１８ｂ、及び図１８ｃを参照すると、入力映像にＨＤＲ機能を適用して出力映像を生成した場合に、表示パネル１００に表示された出力映像の輝度を測定して獲得された計測トーンカーブは基準トーンカーブにマッチングする。
【0104】
例えば、図１６に示したように、ＨＤＲ機能が適用された出力映像（ＯＩＭＧ）は第１部分映像（ＰＩ１）及び第２部分映像（ＰＩ２）を含む。第１部分映像（ＰＩ１）は被写体、背景などを含む一般的な映像であり、第２部分映像（ＰＩ２）は最低階調（例えば、０階調）から最高階調（例えば、２５５階調）まで可能な全ての階調がバー（ｂａｒ）形態に順次に表示されるテスト映像である。
【0105】
計測器を用いてＨＤＲ機能が適用された出力映像（ＯＩＭＧ）の第２部分映像（ＰＩ２）の輝度を測定し、測定された輝度に基づいて計測トーンカーブを獲得する。例えば、図１７ａに示したように、第２部分映像（ＰＩ２）の輝度を測定して正常ガンマ（ＧＮ）対ＨＤＲ機能が適用されたＨＤＲガンマ（ＧＨ）を獲得する。正常ガンマ（ＧＮ）はガンマ値が２．２のガンマ曲線を示す。図１７ａの正常ガンマ（ＧＮ）を図１７ｂの直線形態（ＧＮ’）にマッピングし、これと対応するように図１７ａのＨＤＲガンマ（ＧＨ）をマッピングして図１７ｂの計測トーンカーブ（ＭＴＣ）を獲得する。
【0106】
一方、出力映像（ＯＩＭＧ）に対応する入力映像の全体的な輝度ヒストグラムが図１８ａに示したように獲得され、図１８ａの輝度ヒストグラムを累積して図１８ｂのヒストグラムが獲得され、図１８ｂのヒストグラムを正規化（ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）及び反転（即ち、バイパスラインを中心に反転）して図１８ｃの基準トーンカーブ（ＲＴＣ）が獲得される。図１８ｃの基準トーンカーブ（ＲＴＣ）は、図３のステップＳ５００で設定された基準トーンカーブと実質的に同一である。
【0107】
【0108】
一実施形態において、計測トーンカーブ（ＭＴＣ）と基準トーンカーブ（ＲＴＣ）とが互いにマッチングするということは、計測トーンカーブ（ＭＴＣ）と基準トーンカーブ（ＲＴＣ）とが実質的に同一であることを示す。他の実施形態において、計測トーンカーブ（ＭＴＣ）と基準トーンカーブ（ＲＴＣ）とが互いにマッチングするということは、計測トーンカーブ（ＭＴＣ）と基準トーンカーブ（ＲＴＣ）とが同一な大きさを有する場合に、２つのカーブが一定水準以上の相関性及び／又は類似度を有することを示す。
【0109】
一実施形態において、出力映像（ＯＩＭＧ）及び輝度ヒストグラムに変化を与え、変化によって計測トーンカーブ（ＭＴＣ）と基準トーンカーブ（ＲＴＣ）とが相関性を有して変化するか否かを追加的に判断し、出力映像（ＯＩＭＧ）に本発明の実施形態に従ってＨＤＲ機能が適用されたか否かを判断する。例えば、出力映像（ＯＩＭＧ）の第１部分映像（ＰＩ１）の一部を高階調映像（例えば、ｗｈｉｔｅ ｂｏｘ）に変更する方式により出力映像（ＯＩＭＧ）及び輝度ヒストグラムに変化を与える。
【産業上の利用可能性】
【0110】
本発明は、表示装置及びこれを含む多様な装置及びシステムに適用することができる。従って、本発明は、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＰＭＰ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｐｌａｙｅｒ）、ディジタルカメラ、キャムコーダ、ＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、サーバーコンピュータ、ワークステーション、ノートブック、ディジタルＴＶ、セットトップボックス、音楽再生機、携帯用ゲームコンソール、ナビゲーションシステム、スマートカード、プリンタなどの多様な電子機器に有用に利用することができる。
【0111】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【0112】
１０ 表示装置
１００ 表示パネル
２００ タイミング制御回路
２１０ 映像検出部
２３０ 映像処理部
２５０ 制御信号生成部
３００ ゲート駆動回路
４００ データ駆動回路
５００ バックライト回路
６００ 照度センサー
１００ 表示パネル
２００ タイミング制御回路
２１０ 映像検出部
２３０ 映像処理部
２５０ 制御信号生成部
３００ ゲート駆動回路
４００ データ駆動回路
５００ バックライト回路
６００ 照度センサー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図6c】
【図6d】
【図7】
【図8a】
【図8b】
【図8c】
【図9a】
【図9b】
【図9c】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図12】
【図13a】
【図13b】
【図13c】
【図14】
【図15a】
【図15b】
【図16】
【図17a】
【図17b】
【図18a】
【図18b】
【図18c】