KR100339900B1 - 화상표시장치 - Google Patents

Abstract

원화상을 확대해도 윤곽이 희미해지지 않는 보간처리를 한 화상표시장치를 제공한다.

입력화상신호의 인접하는 2 화소, 화소 (1), 화소 (2) 사이를 n (n 은 자연수) 개의 화소로 보간하는 경우에 있어서, 화소 (2) 의 반대측에서 화소 (1) 에 인접하는 화소 (0) 의 데이터를 K0, 화소 (1) 의 데이터를 K1, 화소 (2) 의 데이터를 K2, 화소 (1) 의 반대측에서 화소 (2) 에 인접하는 화소 (3) 의 데이터를 K3 이라 하여 화소 (1) 에서 m (m 은 n 이하의 자연수) 번째의 보간 화소의 데이터가 되는 보간값으로서 다음 식

Xm = K1 + m (K1 - K0)/(n + 1)

Ym = K2 + (n + 1 - m) (K2 - K3)/(n + 1)

에서 구하는 Xm 내지 Ym 의 범위 내의 값 Zm 을 선택하여 표시화면에 출력한다.

Description

화상표시장치{IMAGE DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 액정, CRT 등의 표시장치, 특히 입력화상의 화소수를 늘리고 확대하여 더 높은 해상도로 표시하는 기능을 갖는 화상표시장치에 관한 것이다.

최근, 각종 화상표시장치에 있어서 각각 고해상도화가 진행하여, 보다 많은화소를 갖는 것이 개발되고 있다. 여기서 화소란 색을 표현하는 최소단위로서 정의되는 것으로, R (빨강), G (초록), B (파랑) 3 원색을 이용하는 경우에는, 세로 또는 가로 1 열에 연속하여 배치된 RGB 각 1 도트, 계 3 도트의 한 세트가 1 화소가 된다. 예컨대 액정표시장치에서는 VGA (수평 640 ×수직 480 화소) 에서 XGA (수평 1024 ×수직 768 화소) 로 진행하고, 또 SXGA (수평 1280 ×수직 1024 화소) 가 실용화 단계에 있다.

이에 따라 NTSC 신호 (수평 640 ×수직 500 화소 상당), VGA 액정 등 낮은 해상도의 입력화상의 화소수를 늘려 확대하여, 보다 많은 화소수로 높은 해상도의 화면에 표시할 필요성이 증가하고 있다. 이 경우, 표시화면에 있어서 원화상의 화소 사이에 보간되는 화소의 데이터를 보간값으로서 새로 작성하게 되지만, 이 방법으로 인접하는 양측의 원화상의 데이터 중 어느 하나를 그대로 연장하거나, 또는 양측의 원화상의 2 화소의 중간값으로 하는 등의 방법이 제안되어 있다. 일반적으로는 후자의 중간값을 취하는 방법, 즉 양측의 2 화소를 연결하는 직선상의 값으로 하는 선형 보간처리가 이용되고 있다.

도 5 는 선형 보간처리의 알고리즘을 나타내는 개념도이며, 원화상의 각 화소 사이에 1 개의 보간 화소를 삽입하는 확대율이 2 배인 경우를 화소 0 내지 화소 3 의 범위에서 나타내고 있다. 화상의 데이터 (K) 로서 휘도를 예로 들어 설명한다. 각 보간 화소의 휘도는 양측의 원화상 화소의 휘도, K0 와 K1, K1 과 K2 또는 K2 와 K3 를 연결한 직선상에 있는 중간값, (K1 + K2)/2, (K2 + K3)/2, (K3 + K4)/2 로서 산출된다. 또, 원화상의 화소 사이를 2 개 이상의 화소로 보간하는 경우도 완전히 동일하며, 양측의 휘도 데이터를 연결하는 직선상의 값이 보간값으로서 채용된다.

상기 종래의 보간법에서는 원화상의 계조 변화를 그대로 확대하게 되어, 고해상도의 표시화면에서도 계조 변화의 매끄러운 화상을 얻을 수 있는 것이 특징이다. 그 반면, 원화상에서는 급준한 에지부인 개소에서도 확대후의 표시화면에서는 그 사이에 중간값이 들어가게 되어 윤곽이 희미해진다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해소하여 확대하더라도 윤곽이 희미해지지 않는 보간값의 선택수단 및 그 표시수단을 장착한 화상표시장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 화상표시장치는, 입력화상신호의 인접하는 2 화소, 화소 (1), 화소 (2) 사이를 n (n 은 자연수) 개의 화소로 보간하는 경우에 있어서, 화소 (2) 의 반대측에서 화소 (1) 에 인접하는 화소 (0) 의 데이터를 K0, 화소 (1) 의 데이터를 K1, 화소 (2) 의 데이터를 K2, 화소 (1) 의 반대측에서 화소 (2) 에 인접하는 화소 (3) 의 데이터를 K3 이라 하여 화소 (1) 에서 m (m 은 n 이하의 자연수) 번째의 보간 화소의 데이터인 보간값으로서 다음 식

Xm = K1 + m (K1 - K0)/(n + 1)

Ym = K2 + (n + 1 - m)(K2 - K3)/(n + 1)

에서 구하는 Xm 내지 Ym 의 범위 내의 값 Zm 을 선택하는 수단과, 상기 보간값을표시화면의 대응하는 화소의 데이터로서 출력하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상표시장치이다.

또, 본 발명에 관련된 화상표시장치는,

상기 Zm 은 다음 식

Zm = (Xm + Ym)/2

로 산출되는 Zm 인 것을 특징으로 하는 화상표시장치이다.

이들 수단에 의해 원화상의 에지부의 윤곽이 보간 화소가 삽입된 확대후의 표시화면에서는 희미해지는 것을 방지하여 명료한 화상을 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 화상표시장치는, 상기 Zm 이 상기 데이터 (K1 내지 K2) 의 범위 밖에 있을 때에는 상기 데이터 (K1, K2) 중 상기 Zm 에 더 가까운 데이터 (K1 또는 K2) 를 보간값으로서 채용하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상표시장치이다.

이로써 상기 본 발명에 관련된 화상표시장치에서 발생하는 과도한 보정, 소위 오버슈트를 방지하여 윤곽이 너무 명료해져 질감이 부족하다는 점을 보완할 수 있다.

도 1 은 본 발명 제 1 실시예의 보간값 결정법을 나타내는 개념도이다.

도 2 는 본 발명 제 2 실시예의 보간값 결정법을 나타내는 개념도이다.

도 3 은 본 발명 제 2 실시예의 회로블록도이다.

도 4 는 본 발명 제 2 실시예의 타이밍도이다.

도 5 는 종래의 보간값 결정법을 나타내는 개념도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명*

4 : 제 1 선택회로 5 : 제 1 연산회로

6 : 제 2 연산회로 7 : 제 3 연산회로

8 : 제 2 선택회로 9 : 제어회로

K : 화소의 화상데이터

이하 본 발명의 화상표시장치를 도면에 근거하여 설명한다. 도 1 은 본 발명에서 제 1 실시형태의 보간값 결정 알고리즘을 원화상의 각 2 개의 화소 간에 1 개의 보간 화소를 삽입하는 확대율이 2 배인 경우에 관해서 나타낸 개념도이고, 화상의 데이터 (K) 가 휘도인 경우를 예로 들어 설명하고 있다.

원화상의 화소 (1), 화소 (2) 사이에 삽입되는 보간 화소의 데이터, 즉 휘도 (K1, K2) 사이의 보간값을 구하는 경우, 화소 (1) 의 외측에 있는 화소 (0) 의 휘도 (K0 와 K1) 를 연결하는 직선을 K1 에서 K2 측으로 연장하고, 그 선상에 있는 화소 (1), 화소 (2) 의 중간점의 휘도, X1 을 구한다. 다음에, 화소 (2) 의 외측에 있는 화소 (3) 의 휘도 (K3 와 K2) 를 연결하는 직선을 K2 에서 K1 측으로 연장하고, 그 선상에 있는 화소 (2), 화소 (3) 의 중간점의 휘도 Y1 를 구한다. X1, Y1 를 계산식으로 나타내면 다음과 같아진다.

X1 = K1 + (K1 - K0)/2

Y1 = K2 + (K2 - K3)/2

채용할 보간값 (Z1) 는 X1 내지 Y1 범위내의 값에서 어떤 특정한 기준으로 선택한다.

일반적으로 에지부의 급준도, 즉 윤곽의 명료도와 대상물의 소위 질감은 트레이드 오프 관계에 있어, 에지부가 너무 급준하면 균일하지 않은 화상이 되는데 질감면에서 뒤떨어진다고 평가된다. 어느 정도의 급준도가 적당한지는 표시하는 대상물에 따라서도 달라, 본 발명의 화상표시장치는 표시화상에 알맞은 급준도라는 기준에서 X1 내지 Y1 범위내인 특정한 값 Z1 을 결정하여 이것을 보간값으로서 채용하는 것이다.

예컨대, 도 1 과 같이 원화상의 휘도변화가 위로 볼록한 곡선으로 근사할 수 있는 경우, 상한치 (Y1) 를 채용하면 더 급준해지고, 하한치 (X1) 를 채용하면 종래예보다는 급준하지만 그 효과는 약간 완화된다. 원화상의 휘도변화가 아래로 볼록한 곡선으로 근사할 수 있는 경우는 반대로 Y1 가 하한치, X1 가 상한치가 되는데, Y1 를 선택하면 더 급준해지는 것은 위로 볼록한 경우와 마찬가지이다. 제 1 실시형태에서는 Z1 로서 X1 과 Y1 의 중간값을 채용하고 있다. 즉

Z1 = (X1 + Y1)/2

이다.

마찬가지 방법으로, 원화상의 화소 (2, 3) 의 사이를 보간하는 화소의 휘도는 각각의 외측에 인접하는 화소 (1, 4) 의 휘도 데이터를 더하여 K1, K2, K3, K4 로부터 구해지고, 이렇게 하여 각 보간 화소의 휘도가 결정된다. 이상, 원화상의 각 2 화소 사이에 1 개의 보간 화소를 삽입하는 경우에 관해 설명하였지만, 2 화소 사이를 2 개 이상의 화소로 보간하는 경우도 완전히 동일한 사고방식을 적용할 수 있다. 예컨대 화소 (1, 2) 사이를 n 개의 화소로 보간하는 경우, 화소 (1) 에서 m 번째 보간 화소의 휘도 (Zm) 는 화소 (1, 2) 의 휘도 (K1, K2) 에서 유도된 Xm 과 화소 (2, 3) 의 휘도 (K2, K3) 에서 유도된 Ym 의 중간값으로 하면 된다. 이 경우의 Xm, Ym, Zm 은 상기한 보간 화소가 1 개인 경우의 식을 일반화하여 다음 식과 같아진다.

Xm = K1 + m (K1 - K0)/(n + 1)

Ym = K2 + (n + 1 - m)(K2 - K3)/(n + 1)

Zm = (Xm + Ym)/2

도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태의 알고리즘을 나타내는 개념도이다. 도 1 과 마찬가지로 확대율이 2 배인 경우에 관해 다시 휘도 데이터를 예로 들어설명한다. 원화상의 에지부에서 특히 휘도변화가 심한 영역에서는, 제 1 실시형태의 방법으로 Zm 을 결정하면 도 2 에서 볼 수 있는 것처럼 Zm 이 양측의 원화상 휘도 (K1 내지 K2) 의 범위를 초과해버리는 경우가 있다.

Zm 을 그대로 보간값으로서 채용하면 화상의 에지부를 더 급준하게 표시하게 되어 이 점을 살리는 표시방법도 있지만, 통상의 경우에는 대상물의 질감이 손상되게 되어 바람직하지 않다. 제 2 실시형태에서는 이 경우 휘도 (K1, K2) 중 산출한 Zm 에 가까운 쪽의 휘도 (K1 또는 K2) 를 보간값으로서 채용한다. 이로써 원화상의 질감을 손상시키지 않고도 윤곽이 명료한 화상을 얻을 수 있다.

도 3 은 본 발명 제 2 실시형태의 표시장치에서, 보간값의 선택과 표시화면에 출력을 하는 회로의 블록도이다. 입력신호를 1 클록 지연시켜 출력하는 데이터 플립 플롭 3 개 (D-FF1 내지 D-FF3 이라 한다), 1 라인분의 데이터를 기록하는 라인 메모리 3 개 (라인 메모리 A 내지 라인 메모리 C), 가산, 감산처리를 하는 제 1 연산회로 (5), 제 2 연산회로 (6), 제 3 연산회로 (7), 입출력치의 비교, 선택을 하는 제 1 선택회로 (4), 제 2 선택회로 (8), 및 이들 메모리, 연산회로, 선택회로를 제어하는 제어회로 (9) 로 구성된다.

3 개의 데이터 플립 플롭은 각각 1 클록씩 지연된 신호를 출력하고, 입력신호를 더하여 보간값의 산출에 필요한 4 개의 데이터, 데이터 (300, 301, 302, 303 ; 각각 상기한 휘도 K0, K1, K2, K3 에 대응) 가 제 1 선택회로 (4) 로 공급된다. 또, 라인 메모리 (A) 내지 라인 메모리 (C) 는 수평방향 1 열분의 데이터를 기억하여, 후술하는 수직방향의 보간을 할 때 필요한 데이터가 호출된다. 제 1 선택회로 (4) 에서는 데이터의 선택과 수평 또는 수직의 보간방향 전환을 하여 후단의 연산회로부에 출력한다.

수평방향의 보간인 경우, 먼저 제 1 연산회로 (5) 에 의해 데이터 (300 와 301) 의 차분인 데이터 (304) 및 데이터 (302 와 303) 의 차분인 데이터 (305) 가 계산된다. 다음에 제 2 연산회로 (6) 에 의해 Xm 에 대응하는 데이터 (306), Ym 에 대응하는 데이터 (307) 를 산출하고, 제 3 연산회로 (7) 에 의해 Zm 에 대응하는 데이터 (308) 가 구해진다. 또, 제 2 선택회로 (8) 에 의해 데이터 (301, 302, 308), 즉 양측 화소의 데이터 (K1, K2) 와 Zm 의 대소를 비교하여 최종적인 보간값을 결정하여 그 데이터를 후단의 도시하지 않은 표시회로에 출력한다. 하기 표 1 은 제 2 선택회로 (8) 에 의해 보간값을 결정하는 경우의 선택표이다.

상태	출력
Data301>Data302Data308>Data301	Data301
Data302>Data301Data308>Data302	Data302
Data301>Data302Data308<Data302	Data302
Data302>Data301Data308<Data301	Data301
상기 이외	Data308

도 4 는 상기한 동작을 하는 각 회로요소에 대한 입출력의 타이밍도이며, 수평방향의 1 열을 예로 들어 확대율이 2 배인 경우에 관해서 나타내고 있다. 원화상의 수평방향 1 열의 화소, 11, 12, 13 ∼ 의 각 화소간 보간화소를 11a, 12a, 13a ∼ 라 했을 때, 각 보간 화소의 데이터 (도면에서는 E1, E2, E3 ∼) 의산출과 출력은 제어회로 (9) 의 제어에 의해 도면에 나타내는 타이밍으로 실시된다.

수직방향의 보간은 입력신호와 동일열의 데이터를 라인 메모리 (A) 내지 라인 메모리 (C) 에서 불러내어 합계 4 개의 데이터로 수평방향과 완전히 마찬가지로 실행된다. 이렇게 하여 가로 2 배 ×세로 2 배, 합계 4 배의 확대화상이 완성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 화상표시장치에서는 화상확대시의 보간처리에 있어서, 종래예보다도 원화상의 데이터의 변화를 더 급준하게 하는 보간값을 채용한다. 그 결과, 보간값의 삽입으로 윤곽이 희미해진다는 문제점을 해소하여 윤곽이 명료한 확대화상을 얻을 수 있다. 또, 윤곽의 급준도는 대상물질질감을 손상시키지 않도록 표시화상의 내용에 맞추어 선정할 수 있다.

Claims (3)

1. 입력화소신호의 인접하는 2 화소, 화소 (1), 화소 (2) 사이를 n (n 은 자연수) 개의 화소로 보간하는 경우에 있어서, 화소 (2) 의 반대측에서 화소 (1) 에 인접하는 화소 (0) 의 데이터를 K0, 화소 (1) 의 데이터를 K1, 화소 (2) 의 데이터를 K2, 화소 (1) 의 반대측에서 화소 (2) 에 인접하는 화소 (3) 의 데이터를 K3 이라 하여 화소 (1) 에서 m (m 은 n 이하의 자연수) 번째의 보간 화소의 데이터인 보간값으로서 다음 식

   Xm = K1 + m (K1 - K0)/(n + 1)

   Ym = K2 + (n + 1 - m) (K2 - K3)/(n + 1)

   에서 구하는 Xm 내지 Ym 의 범위 내의 값 Zm 을 선택하는 수단과, 상기 보간값을 표시화면이 대응하는 화소의 데이터로서 출력하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 Zm 은 다음 식

   Zm = (Xm + Ym)/2

   로 산출되는 Zm 인 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 Zm 이 상기 데이터 K1 내지 K2 의 범위 밖에 있을 때에는 상기 데이터 (K1, K2) 중 상기 Zm 에 더 가까운 데이터 (K1 또는 K2) 를보간값으로서 채용하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상표시장치.