안녕하세요.

VEGA Brand Editor 1기 이연수입니다.

저는 팬택 부품개발팀에서 Display 부품의 선행 개발업무를 맡고 있는 Engineer입니다.

 

이번에는 LCD의 화상정보에 맞추어 영상의 Gamma(색감) Backlight(밝기)를 조절하여 전력을 절감하는 “CABC” 기능의 세부적인 조절 메커니즘을 설명하고 또한 구체적인 내부 설정치(Gain 설정치 등)들을 측정하여 CABC 기능의 구현 효과와 범위를 확인해 보도록 하겠습니다.

오늘의 주제 내용은 화려하게 국내 Launching show를 실시하며, 출시된 Vega Racer 2에 적용된 기술이며, 이 기술로 인하여 기존 모델 대비 배터리 대기시간을 획기적으로 향상시켜, 한번 충전으로 장시간 통화 및 Application사용이 가능합니다.

 

CABC: Contents Adaptive Brightness Control (영상에 따른 밝기 조절기능)

 

1. 검토 대상 IC

1) DRIVE IC: H HX8369-A

2) SIZE 및 해상도: 5인치 WVGA

 

지원 해상도

~ FWVGA (480X864)

지원 I/F

MIPI / RGB

CABC 관련 설정가능 옵션

CABC mode 설정

Minimum Brightness 설정
CABC step
수 설정

PWM Frequency 설정

BLU F/B 방식

PWM / SPI

Gain Minimum

1

Gain Maximum

1.43

Gain Average

1.2

 


2. CABC Control Block


 
기본적인 CABC 기능의 조절 메커니즘이 영상의 밝기 정보를 히스토그램 방법 등 산술적으로 간단히 구한 후 내부 Gain 설정 공식에서 영상 밝기 정보에 대응하는 Gain을 설정하여 입력 영상 정보를 그 Gain 설정치를 곱하여 출력하는 방식입니다.

이 때 영상의 밝기 증가율인 Gain이 화질이나 소비전력 절감율 등과 직결되는 가장 중요한 설정치로서 Gain이 늘어날수록 소비전력 절감효과도 늘어나는 대신 화질이 흐릿해지는 Wash-out 현상 발생도 증가하여 화질이 저하되는 문제가 발생됩니다.

측정 결과 HX8369-A Gain 설정치는 영상 밝기에 따라 1에서 1.43까지로 (평균 1.24) 나타나며 이것은 No.5 모델 LCD 단품상에서의 소비전력 절감효과와 비슷한 수치이며 다른 메이커들의 Driver IC에 내장된 CABC 기능도 기본 원리는 비슷한 것으로 예상되며 Gain의 설정 방식이나 Gain을 반영한 출력 영상 정보 생성에서 보정을 가하는 내부 방식이 세부적으로 조금씩 상이할 것으로 예상됩니다.


3. CABC Gain 설정치
 


⊙ 화면이 밝을수록 GAIN이 떨어짐으로써 절감 효과가 없는 것으로 나타남.


 
4. CABC 기술 영상 정보 조정 기본 원리 및 이미지 밝기별 비교

 1) 밝은 이미지 CABC 적용
        
-> 영상 정보 밝기나 감마 조정 없어 효과 거의 없음( 0%)


 

    2)
중간 이미지 CABC 적용
        
-> 영상 정보 밝기나 감마 조정으로 10~20% 정도 소비전력 절감 효과 있음 



    3)
어두운 이미지 CABC 적용
        -> 영상 정보 밝기나 감마 조정으로 20~40% 정도 소비전력 절감 효과 있음


이미지별 CABC 적용에 따른 소비전력 절감 효과를 시험해 보면 BRIGHT(밝은)영상보다는 중간계조나 어두운(DARK) 영상일수록 소비전력 절감 효과가 큰 것으로 확인 되었으나 IMAGE가 다소 색이 바랜듯한 Side Effect 이 나타나게 됩니다.


5. CABC
기술 영상 정보 조정 순서도




이번에는 상기와 같이
LCD Drive IC에 내장된 CABC의 기본적인 원리와 Gain 설정에 따른 이미지 변화에 대하여 간략하게 알아 보았습니다.

기본 원리는 어렵지는 않지만 처음 내용을 접하시는 분들은 대략 난감 할 수도 있겠습니다만 기본적인 용어 정도를 익히는 것만으로도 좋은 기회가 될 것 같습니다.

다음 번에는 CABC를 다양한 Contents에 실제 적용하여 소비전력이 어느 정도까지 절약되는지 시험하고 내용 공유해 보도록 하겠습니다.

감사합니다.



*
본 글은 팬택의 기술전략본부 전략구매실 부품개발팀 이연수 선임연구원님이 VEGA를 위해 기고한 글입니다.

 
  


VEGA 오픈캐스트

 

  1. 이은수 2012.06.16 08:29 PERMALINK M/D REPLY

    저 기술을 다른 기기에
    적용할 순 없나요?
    매우 좋은 기술은 확실한데...ㅜ

  2. 기린 2012.06.16 13:10 PERMALINK M/D REPLY

    앞으로 나오는 스마트폰은 계속 이 기술 쓸 것이 당연하겠고.. 기존에 나온 스마트폰은 안되나요?
    매우 좋은 기술인데..