KR100434293B1 - Gamma Correction Device Using Linear Interpolation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선형보간을 이용한 감마 보정 장치를 제공하기 위한 것으로서, 대부분의 감마 보정 곡선이 단조 증가의 형태를 가지는 특성을 이용하여 작은 크기의 룩업테이블을 이용하여 주요 위치의 감마보정값을 저장하고 나머지 부분의 감마보정값은 선형 보간을 통하여 생성시킴으로써 필요한 하드웨어의 양을 대폭적으로 절감할 수 있다.The present invention is to provide a gamma correction device using linear interpolation, by using the characteristic that most of the gamma correction curve has the form of monotonic increase to store the gamma correction value of the main position by using a lookup table of a small size The gamma correction value of the part can be generated through linear interpolation, which can greatly reduce the amount of hardware required.
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 필수적으로 사용되는 감마 보정 기능을 구현함에 있어서 보간 기능을 이용함으로써 필요한 룩업테이블의 양을 최소화하면서 감마 보정 기능을 수행하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for performing a gamma correction function while minimizing the amount of lookup tables required by using an interpolation function in implementing a gamma correction function essential for a display device.
디지털 TV로 인하여 고화질의 디스플레이가 가능하게 되고 이에 따라서 기존에 많이 사용되던 Direct View 형식의 CPT의 수요가 줄고 있으며 반면 대화면 프로젝션 TV, PDP TV, 프로젝터 등이 디지털 TV의 디스플레이 장치로 각광을 받고 있다.High-definition display is possible due to digital TV, and accordingly, demand of CPT of Direct View format, which is widely used, is decreasing. Meanwhile, large-screen projection TV, PDP TV, projector, etc. are spotlighted as display devices of digital TV.
현재 널리 사용되고 있는 TV용 카메라의 경우 CPT 형식의 디스플레이에 맞도록 감마 보정되어 있으며, CPT 이외의 디스플레이 시스템의 경우 영상 처리부에서 각 디스플레이 시스템에 맞도록 감마 보정을 수행하여야 한다.TV cameras, which are currently widely used, are gamma-corrected to fit CPT-type displays. In the case of display systems other than CPT, the image processing unit must perform gamma correction to fit each display system.
또한 PDP, LCD TV, LCD 프로젝션 TV, LCD 프로젝터, DLP 등 디지털 처리방식의 디스플레이 장치들은 복잡한 감마 곡선을 가지는 경우가 많으며, 이를 위해서 기존의 8비트 해상도의 영상데이터를 사용하지 않고 10비트 혹은 12비트의 영상데이터를 사용하여 감마 보정을 수행하는 경우가 많이 있으며 좀더 좋은 화질을 구현하기 위하여 점차 많은 비트를 사용하여 감마 보정을 수행하고 있다.In addition, display devices with digital processing methods such as PDP, LCD TV, LCD projection TV, LCD projector, and DLP often have complex gamma curves. For this purpose, 10-bit or 12-bit data is not used without using 8-bit image data. In many cases, gamma correction is performed using image data, and in order to realize better image quality, gamma correction is performed using more and more bits.
도1은 종래 기술에 따른 8비트 메모리를 이용한 감마 보정용 룩업테이블의 블록도이다.1 is a block diagram of a gamma correction lookup table using an 8-bit memory according to the related art.
도1의 룩업테이블은 감마 보정을 위해 고전적으로 많이 사용되었으며, 보통 R, G, B 각각에 대해서 256×8의 메모리를 이용하여 구성하게 된다.The lookup table of FIG. 1 has been classically used for gamma correction, and is usually configured using 256 × 8 memory for each of R, G, and B.
메모리의 내용으로 어드레스 값과 같은 값을 데이터로 저장하면 바이패스 모드의 룩업테이블을 구성할 수 있다.By storing values such as address values as data in the memory, a lookup table in bypass mode can be constructed.
그리고 필요에 따라서 메모리의 내용을 변경함으로써 원하는 감마 보정 곡선을 얻을 수 있다. 실제 사용시에는 입력 영상을 메모리의 어드레스부에 가하면 메모리의 데이터 출력으로 감마 보정된 영상 데이터가 출력되게 된다.The desired gamma correction curve can be obtained by changing the contents of the memory as necessary. In actual use, when the input image is applied to the address portion of the memory, gamma corrected image data is output as the data output of the memory.
도2는 종래 기술에 따른 8비트 메모리를 이용한 10비트 영상의 감마 보정용 룩업테이블의 블록도이다.2 is a block diagram of a gamma correction lookup table of a 10-bit image using an 8-bit memory according to the related art.
도2는 PDP나 LCD TV에 적용하기 위하여 10비트의 감마 보정을 기존의 룩업테이블을 이용하여 구성한 것이다.FIG. 2 shows a 10-bit gamma correction using an existing lookup table for application to a PDP or LCD TV.
이 경우 룩업테이블의 데이터 폭이 8비트에서 10비트로 증가하게 되며 5/4의 메모리 양이 증가된다. 또한 256×10 메모리를 4개를 사용하여야 10비트 해상도의 룩업테이블을 구성할 수 있으며, 결국 8비트 해상도에 비해서 5배의 메모리를 이용하여야 10비트 해상도의 감마 보정용 룩업테이블을 구성할 수 있다.In this case, the data width of the lookup table is increased from 8 bits to 10 bits, and the memory amount of 5/4 is increased. In addition, it is possible to construct a 10-bit lookup table by using four 256 × 10 memories, and consequently, a gamma-correction lookup table with 10-bit resolution can be configured only by using 5 times as much memory as 8-bit resolution.
도3은 종래 기술에 따른 10비트 메모리를 이용한 감마 보정용 룩업테이블의 블록도이다.3 is a block diagram of a gamma correction lookup table using a 10-bit memory according to the prior art.
도3은 (210)1024×10 크기의 메모리를 이용한 10비트 해상도의 룩업테이블의 예를 나타내었으며, 도2와 같이 8비트 해상도에 비해서 5배의 메모리를 사용한다.FIG. 3 shows an example of a 10-bit resolution lookup table using a (2 10 ) 1024 × 10 sized memory. As shown in FIG.
화소 해상도가 12bit일 경우는 (212)4096×12 크기의 메모리를 사용하여야 하며 화소 해상도가 1.5배 증가함에 따라 사용 메모리는 24배 증가하게 된다.If the pixel resolution is 12bit, (2 12 ) 4096 × 12 size memory should be used. As the pixel resolution is increased 1.5 times, the used memory increases 24 times.
본 발명은 화소의 해상도가 증가함에 따라서 기하급수적으로 증가하게 되는 메모리의 사용량을 줄일 수 있는 감마 보정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gamma correction apparatus capable of reducing the amount of memory used which increases exponentially as the resolution of a pixel increases.
도 1은 종래 기술에 따른 8비트 메모리를 이용한 감마 보정용 룩업테이블의 블록도이다.1 is a block diagram of a gamma correction lookup table using an 8-bit memory according to the related art.
도 2는 종래 기술에 따른 8비트 메모리를 이용한 10비트 영상의 감마 보정용 룩업테이블의 블록도이다.2 is a block diagram of a gamma correction lookup table of a 10-bit image using an 8-bit memory according to the related art.
도 3은 종래 기술에 따른 10비트 메모리를 이용한 감마 보정용 룩업테이블의 블록도이다.3 is a block diagram of a gamma correction lookup table using a 10-bit memory according to the related art.
도 4는 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제1 실시 블록도이다.4 is a first embodiment block diagram of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to the present invention.
도 5는 상기 도4의 감마 보정 장치를 이용하고, 상기 표1의 선형 보간 규칙에 의한 본 발명에 따른 감마보정값 및 그 근사화 오차를 도시한 그래프이다.5 is a graph illustrating a gamma correction value and an approximation error thereof according to the present invention using the linear interpolation rule of Table 1, using the gamma correction device of FIG.
도 6은 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제2 실시 블록도다.6 is a block diagram of a second embodiment of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제3 실시 블록도이다.7 is a third embodiment block diagram of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제4 실시 블록도이다.8 is a fourth block diagram of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 제1 룩업테이블 20 : 증가기,10: first lookup table 20: incrementer,
30 : 제2 룩업테이블 40 : 선형보간부30: second lookup table 40: linear interpolation unit
50 : 증가기 60 : 선택부50: increaser 60: selection
70 : 룩업테이블 80 : 선형보간부70: lookup table 80: linear interpolation unit
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감마 보정 장치의 특징은 입력 영상 데이터 중 소정 상위비트(MSB)를 어드레스로 이용하여 저장된 감마보정값을 출력하는 제1 룩업테이블; 상기 소정 상위 비트를 1 증가시킨 값을 어드레스로 이용하여 저장된 감마보정값을 출력하는 제2 룩업테이블; 그리고 상기 입력 영상 데이터 중 소정 상위비트(MSB)를 제외한 하위비트(LSB) 값에 따라 상기 제1 및 제2 룩업테이블에서 각각 출력되는 두 개의 감마보정값을 선형보간함에 의해 상기 입력 영상 데이터의 최종 감마보정값을 출력하는 선형보간부를 포함하여 구성되는데 있다.상기의 감마 보정 장치는 상기 입력 영상 데이터의 디스플레이 처리 속도와 영상 처리 속도가 일치할 것을 가정하고, 상기 입력 영상 데이터의 소정 상위비트를 1 증가시키는 증가기를 더 포함하여 구성된다.상기 제1 룩업테이블과 제2 룩업테이블은 동일한 감마 보정 값을 저장하고 동일한 메모리 용량을 갖는 것을 특징으로 한다.상기 제1 및 제2 룩업테이블은 상기 입력 영상 테이터의 하위비트가 모두 '0'인 경우의 감마 보정 값을 저장하는 것을 특징으로 한다.상기 입력 영상 데이터의 최대값이 제1 룩업테이블에 입력되는 경우, 상기 제2 룩업테이블에도 상기 최대값이 입력되는 것을 특징으로 한다.상기 입력 영상 데이터의 최대값이 제1 룩업테이블에 입력되는 경우, 상기 제2 룩업테이블에는 영상 데이터의 최소값이 입력되는 것을 특징으로 한다.상기 제1 및 제2 룩업테이블의 내용은 같은 값을 가지며, 이때 제2 룩업테이블의 최소값이 제1 룩업테이블의 최대값과 같은 값을 갖는 것을 특징으로 한다.상기와 같은 본 발명의 특징에 따른 작용은 영상처리 속도와 디스플레이 속도가 동일한 경우에 상기 룩업테이블은 입력되는 영상 데이터의 LSB를 '0'으로 두고, MSB의 자리수를 이용하기 때문에 작은 메모리 크기를 가질 수 있고, 이러한 룩업테이블을 두 개 구비하여 영상 데이터의 MSB 및 1 증가시킨 MSB를 룩업테이블에 입력하여 제공하는 두개의 보정값과, LSB 값에 따라 상기 두 개의 보정값을 적절히 선형보간하여 정확한 감마보정값을 추출할 수 있다.A feature of the gamma correction apparatus according to the present invention for achieving the above object is a first lookup table for outputting a stored gamma correction value using a predetermined upper bit (MSB) of the input image data as an address; A second lookup table configured to output a stored gamma correction value using the value obtained by increasing the predetermined high order bit by one as an address; The gamma correction values output from the first and second lookup tables are linearly interpolated according to values of the lower bit LSB except the predetermined upper bit MSB of the input image data to finalize the final image of the input image data. And a linear interpolation unit for outputting a gamma correction value. The gamma correction apparatus assumes that the display processing speed and the image processing speed of the input image data coincide with each other and set a predetermined higher bit of the input image data. And increasing the first lookup table and the second lookup table. The first and second lookup tables store the same gamma correction value and have the same memory capacity. And a gamma correction value when all lower bits of the image data are '0'. The maximum value of the input image data is input to the first lookup table. The maximum value of the input image data is also input to the second lookup table. The minimum value of the image data is input to the second lookup table. The contents of the first and second lookup tables have the same value, wherein the minimum value of the second lookup table is equal to the maximum value of the first lookup table. According to an aspect of the present invention, when the image processing speed and the display speed are the same, the lookup table sets the LSB of the input image data to '0' and uses the digits of the MSB. Therefore, it is possible to have a small memory size, and two such lookup tables are provided to input MSB and 1 incremented MSB of image data into the lookup table. And the two correction values, it is possible to extract the correct gamma correction value by properly linearly interpolating the two compensation values depending on the value of LSB.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감마 보정 장치의 다른 특징은 입력 영상 데이터의 소정 상위비트(MSB)값과 상기 소정 상위 비트 값을 1 증가시킨 값을 시분할하여 출력하는 선택부; 상기 선택부에서 시분할되어 출력되는 값을 어드레스로 이용하여 저장된 감마보정값을 출력하는 룩업테이블; 그리고 상기 입력 영상 데이터의 소정 상위비트(MSB)를 제외한 하위비트(LSB) 값에 따라 상기 룩업테이블에서 시분할되어 출력되는 두 개의 감마보정값을 선형 보간하여 상기 입력 영상 데이터의 최종 감마보정값을 출력하는 선형보간부를 포함하여 구성되는데 있다.상기의 감마 보정 장치는 상기 입력 영상 데이터의 영상 처리 속도가 디스플레이 처리 속도의 두배 이상인 것을 가정하고, 상기 입력 영상 데이터의 소정 상위비트를 1 증가시키는 증가기를 더 포함하여 구성된다.Another feature of the gamma correction apparatus according to the present invention for achieving the above object is a selection unit for time-division outputting a predetermined upper bit (MSB) value of the input image data and a value obtained by increasing the predetermined upper bit value by one; A lookup table configured to output a stored gamma correction value by using the time division and output value of the selection unit as an address; And outputs the final gamma correction value of the input image data by linearly interpolating two gamma correction values that are time-divided and output from the lookup table according to a lower bit LSB value other than the predetermined upper bit MSB of the input image data. And a linear interpolation unit. The gamma correction apparatus assumes that an image processing speed of the input image data is more than twice the display processing speed, and increases the predetermined higher bit of the input image data by one. It is configured to include more.
상기 룩업테이블은 상기 입력 영상 테이터의 하위비트가 모두 '0'인 경우의 감마 보정 값을 저장한다.The lookup table stores a gamma correction value when all lower bits of the input image data are '0'.
그리고 상기 입력 영상 데이터의 최대값이 상기 선택부에 입력되는 경우, 시분할에 의해 다음에 상기 선택부에 입력되는 값도 상기 최대값과 동일한 값이 입력된다.When the maximum value of the input image data is input to the selection unit, a value that is next inputted to the selection unit by time division is also input with the same value as the maximum value.
상기 선택부 및 상기 선형보간부는 상기 입력 영상 영상데이터의 상위비트 또는 1증가된 상위비트를 선택 신호에 따라 시분할하여 상기 선택부 및 상기 선형보간부에 입력한다.The selector and the linear interpolator time-divide the upper bit or the increased one bit of the input video image data according to a selection signal and input the divided bits to the selector and the linear interpolator.
상기와 같은 본 발명의 특징에 따른 작용은 영상처리 속도가 디스플레이 속도의 2배 이상일 경우에 상기 룩업테이블은 입력되는 영상 데이터의 LSB를 '0'으로 두고, MSB의 자리수를 이용하기 때문에 작은 메모리 크기를 가질수 있고, 상기의 속도 차이로 인해 이러한 룩업테이블을 하나만 구비함으로써, 상기 룩업테이블에 영상 데이터의 MSB 및 이를 1증가시킨 MSB를 시분할하여 입력하고, 상기 룩업테이블로부터 시분할하여 제공하는 두 개의 보정값과, LSB 값에 따라 상기 두 개의 보정값을 적절히 선형보간하여 정확한 감마보정값을 추출할 수 있다.As described above, when the image processing speed is more than twice the display speed, the lookup table sets the LSB of the input image data to '0', and uses the digits of the MSB. By having only one lookup table due to the speed difference, the MSB of the image data and the MSB having increased by 1 are inputted by time-division and time-divided from the lookup table. And the gamma correction value can be extracted by linearly interpolating the two correction values according to the LSB value.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 감마 보정 장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the gamma correction device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도4는 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제1 실시 블록도로, 디스플레이 처리 속도와 영상 처리 속도가 일치할 경우이다.4 is a block diagram of a first embodiment of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to the present invention, in which the display processing speed and the image processing speed are the same.
도4에 도시한 바와 같이, 10비트 해상도를 갖고 입력되는 영상 데이터 중 상위 비트 9~2를 어드레스(address)로 이용하여 저장된 감마보정값을 출력하는 제1 룩업테이블(10)과, 상기 입력 영상 데이터 중 상위 비트 9~2를 1 증가시키는 증가기(20)와, 상기 증가기(20)로부터 1증가된 입력 영상 데이터의 상위 비트 9~2를 어드레스(address)로 이용하여 저장된 감마보정값을 출력하는 제2 룩업테이블(30)과, 상기 입력 영상 데이터 중 하위비트 1~0 값에 따라 상기 제1 및 제2 룩업테이블(10, 30)에서 각각 출력되는 두 개의 감마보정값을 선형보간에 의해 보정하여 출력하는 선형보간부(40)로 구성된다.As shown in FIG. 4, a first lookup table 10 for outputting a stored gamma correction value by using upper bits 9 and 2 as an address among image data input with 10-bit resolution and the input image. The gamma correction value stored by using the incrementer 20 which increases the upper bits 9 through 2 of data and the upper bits 9 through 2 of the input image data increased by 1 from the increaser 20 as addresses. The gamma correction values output from the first and second lookup tables 10 and 30 are linearly interpolated according to the second lookup table 30 to be output and the lower bit 1 to 0 of the input image data. It consists of a linear interpolation section 40 to correct and output by.
입력 영상 데이터 비트 모두를 룩업테이블의 어드레스로 이용하지 않고, 입력 영상 데이터를 상위비트와 하위비트로 분리한 후 상위 비트를 룩업 테이블의 어드레스로 이용함으로써, 룩업테이블(10, 30)은 동일한 감마보정값을 갖는 작은 메모리 크기를 가질 수 있다.Instead of using all of the input image data bits as the address of the lookup table, by separating the input image data into upper and lower bits and using the upper bits as addresses of the lookup table, the lookup tables 10 and 30 use the same gamma correction value. It can have a small memory size.
즉, 상기 룩업테이블(10, 30)은 10비트의 화소 해상도를 가지는 경우에 256×10 크기의 메모리를 사용한다.That is, the lookup tables 10 and 30 use a 256 × 10 size memory when having a pixel resolution of 10 bits.
이 경우 룩업테이블(10, 30)은 입력 영상 데이터의 상위 8비트 데이터를 어드레스로 입력을 받고 룩업테이블(10, 30) 내에 저장된 감마 곡선으로 보정된 값을 10비트의 데이터로 출력한다.In this case, the lookup tables 10 and 30 receive the upper 8-bit data of the input image data as addresses, and output 10-bit data corrected by the gamma curve stored in the lookup tables 10 and 30.
그리고, 상기 룩업테이블(10, 30)은 1024×10 크기의 룩업테이블에서 하위 2비트의 데이터를 '00'으로 세팅하고, 이때의 상위 8비트를 이용하여 256×10 크기의 룩업테이블로 구성하면 된다.The lookup tables 10 and 30 set the lower 2 bits of data in a 1024 × 10 lookup table as '00', and configure the lookup table having a size of 256 × 10 using the upper 8 bits. do.
그리고, 상기 증가기(20)는 제1 룩업테이블(10)에 입력되는 영상 데이터의 값을 +1만큼 증가시켜서 제2 룩업테이블(20)로 제공한다. 또한 특별한 경우로서, 상기 제1 룩업테이블(10)에 입력되는 영상 데이터의 값이 255인 경우에는 출력값으로 255를 제공하도록 구성된다.The incrementer 20 increases the value of the image data input to the first lookup table 10 by +1 and provides it to the second lookup table 20. In addition, as a special case, when the value of the image data input to the first lookup table 10 is 255, the output value is configured to provide 255.
상기 선형보간부(40)는 두 개의 룩업테이블(10, 30)에서 입력되는 감마보정값과 입력 영상 데이터의 하위 비트 1~0을 입력받아 표1과 같은 규칙으로 선형보간을 수행한다.The linear interpolator 40 receives the gamma correction values input from the two lookup tables 10 and 30 and the lower bits 1 to 0 of the input image data and performs linear interpolation according to the rules shown in Table 1.
표1은 본 발명에 따른 LSB 2비트에 대한 선형 보간 규칙의 일예를 나타낸 것이다.Table 1 shows an example of a linear interpolation rule for LSB 2 bits according to the present invention.
[표1]Table 1
선형보간부(40)의 A 입력과 B 입력 값 차이를 LSB 00, 01, 10, 11에 따라 선형 보간하고, 그 값을 출력(out) 단자로 출력한다.The interpolation between the A input and the B input value of the linear interpolator 40 is linearly interpolated according to LSB 00, 01, 10, and 11, and the value is output to the out terminal.
즉, LSB가 00인 경우에는 A에 입력되는 감마보정값을 출력(out) 단자로 출력하고, LSB가 01인 경우에는 A에 입력되는 감마보정값의 3/4배 값과 B에 입력되는 감마보정값의 1/4배 값을 합한 값을 출력(out) 단자로 출력한다.That is, if the LSB is 00, the gamma correction value input to A is output to the output terminal. If the LSB is 01, the gamma correction value input to B and 3/4 times the gamma correction value input to A are output. Output the sum of 1/4 times the correction value to the output terminal.
그리고, LSB가 10인 경우에는 A에 입력되는 감마보정값의 1/2배값과 B에 입력되는 감마보정값의 1/2배 값을 합한 값을 출력(out) 단자로 출력하고, LSB가 11인 경우에는 A에 입력되는 감마보정값의 1/4배값과 B에 입력되는 갑마보정값의 1/3배값을 출력(out) 단자로 출력한다.If the LSB is 10, the sum of 1/2 times the gamma correction value input to A and 1/2 times the gamma correction value input to B is output to the output terminal. In the case of, output 1/4 times the gamma correction value input to A and 1/3 times the gamma correction value input to B to the output terminal.
도5는 상기 도4의 감마 보정 장치를 이용하고, 상기 표1의 선형 보간 규칙에 의한 본 발명에 따른 감마보정값 및 그 근사화 오차를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing a gamma correction value and an approximation error thereof according to the present invention according to the linear interpolation rule of Table 1, using the gamma correction apparatus of FIG.
도5에 도시한 바와 같이, 선형 보간 부분을 확대해서 관찰하여 보면 본 발명에 따른 보간에 의한 감마보정값(곡선)과 실제 1024×10크기의 메모리 크기의 룩업테이블을 사용하였을 경우에 얻어지는 감마보정값(직선)이 약간의 차이가 존재한다.As shown in FIG. 5, when the linear interpolation part is enlarged and observed, the gamma correction obtained by using the gamma correction value (curve) by the interpolation according to the present invention and the lookup table of the actual memory size of 1024 × 10 size is used. There is a slight difference in value (straight line).
그러나 상기 근사화 오차는 대부분의 경우 +1 ~ -1 정도로 범위 안에 포함되며 실제적인 적용에서 큰 문제가 되지 않는 부분이다. 또한 기본 모드에서는 대부분 감마 보정 함수가 y=x 형태의 바이패스 모드를 사용하므로 이 경우에는 1024×10 크기의 메모리를 사용하였을 때와 같은 결과를 출력한다.However, the approximation error is included in the range of about +1 to -1 in most cases and is not a big problem in practical applications. In addition, since the gamma correction function uses the y = x bypass mode in the basic mode, the same result as in the case of using 1024 × 10 memory is output.
그리고 일반적으로 많이 사용하는 감마 보정 함수는 다음과 같은 형태를 가진다.In general, a gamma correction function commonly used has the following form.
V= 4.5L, 0 ≤L < 0.018V = 4.5L, 0 ≤L <0.018
V=1.099L0.45-0.099, 0.018 ≤L < 1V = 1.099L 0.45 -0.099, 0.018 ≤L <1
L : 입력영상, V : 보정 후 영상L: input image, V: image after correction
이러한 감마 보정 함수를 본 특허의 선형 보간 방법을 이용하면 0 ~ -1정도의 오차 이내로 감마 보정 함수를 구현할 수 있다.Using the gamma correction function of the present patent, the gamma correction function can be implemented within an error of 0 to -1.
도6은 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제2 실시 블록도로, 영상 처리 속도가 디스플레이 처리 속도의 2배 이상일 경우이다.FIG. 6 is a block diagram of a second embodiment of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to an exemplary embodiment of the present invention, in which an image processing speed is more than twice the display processing speed.
MPEG를 기반으로 하는 HDTV의 도입에 따라서 최근에는 디스플레이 클럭과 영상 처리 클럭이 일치하지 않는 경우가 자주 발생하고 있다. 즉, 720×480 progressive display의 경우 30MHz의 클럭으로 MPEG으로 압축된 HD 영상을 디코딩하는 데에는 어려움이 존재한다. 이러한 경우 디스플레이 클럭의 정수 배 클럭을 영상 처리용 클럭으로 사용하여 MPEG 디코딩을 수행하고 영상 처리 클럭을 적절한 비율로 분주하여 디스플레이 클럭으로 사용하는 경우가 많이 발생하고 있다.Recently, with the introduction of MPEG-based HDTV, the display clock and the image processing clock are often inconsistent. That is, in the case of 720 × 480 progressive display, there is a difficulty in decoding the HD video compressed by MPEG with a clock of 30MHz. In this case, MPEG decoding is performed using an integer multiple of the display clock as an image processing clock, and the image processing clock is divided at an appropriate ratio to be used as a display clock.
이와 같은 경우에는 앞서 설명한 제1 실시예의 블록도를 일부 수정하여 도6과 같이 구성함으로써 크기가 작은 하나의 룩업테이블을 이용하여 같은 결과를 제공하는 룩업테이블을 구성할 수 있다.In such a case, the block diagram of the first exemplary embodiment described above is partially modified to form a lookup table that provides the same result using a single lookup table having a small size.
즉, 도6의 경우에 영상처리 클럭이 디스플레이 클럭의 2배 이상이면 구현이 가능하며 전체 하드웨어 크기의 90% 이상을 차지하는 메모리를 절반으로 줄일 수 있는 장점이 있으며 각 블록의 기능을 설명하면 다음과 같다.That is, in the case of Figure 6, if the image processing clock is more than twice the display clock can be implemented, there is an advantage that can reduce the memory that occupies more than 90% of the total hardware size in half. same.
도6에 도시한 바와 같이, 10비트 해상도를 갖는 입력 영상 데이터의 상위비트(MSB) 9~2를 1증가시키는 증가기(50)와, 상기 입력 영상 데이터의 상위비트 및 상기 증가기(50)에서 1증가된 상위 비트값을 시분할하여 출력하는 선택부(60)와, 상기 선택부(60)에서 출력되는 상위비트를 어드레스(address)로 사용하여 저장된 감마보정값을 출력하는 룩업테이블(70)과, 상기 입력 영상 데이터의 하위비트(LSB) 1~0 값에 따라 상기 룩업테이블(70)에서 시분할되어 출력되는 두 개의 감마보정값을 선형 보간하여 상기 입력 영상 데이터의 최종 감마보정값을 출력하는 선형보간부(80)로 구성된다.As shown in Fig. 6, an incrementer 50 for increasing the upper bits (MSB) 9 to 2 of the input image data having a 10-bit resolution, the upper bits of the input image data and the incrementer 50 A selector 60 for time division and outputting the higher bit value increased by 1, and a lookup table 70 for outputting a gamma correction value stored using the upper bit output from the selector 60 as an address. And outputting a final gamma correction value of the input image data by linearly interpolating two gamma correction values that are time-divided and output from the lookup table 70 according to the low bit (LSB) 1 to 0 values of the input image data. It is composed of a linear interpolation unit (80).
제1 실시예와 같이, 입력 영상 데이터 비트 모두를 룩업테이블의 어드레스로 이용하지 않는다 .즉, 입력 영상 데이타를 상위비트와 하위비트로 분리하고, 분리된 상위 비트만을 룩업 테이블(70)의 어드레스로 이용함으로써, 상기 룩업테이블(70)은 작은 메모리 크기를 가진다.As in the first embodiment, all of the input image data bits are not used as addresses of the lookup table. That is, the input image data is divided into upper bits and lower bits, and only the separated upper bits are used as addresses of the lookup table 70. Thus, the lookup table 70 has a small memory size.
즉, 상기 룩업테이블(70)은 10비트의 화소 해상도를 가지는 경우에 256×10 크기의 메모리를 사용한다.That is, the lookup table 70 uses a memory of 256 × 10 size when it has a pixel resolution of 10 bits.
이 경우 룩업테이블(70)은 입력 영상 데이터의 상위 8비트 데이터를 어드레스로 입력을 받고 룩업테이블(70) 내에 저장된 감마 곡선으로 보정된 값을 10비트의 데이터로 출력한다.In this case, the lookup table 70 receives the upper 8 bits of the input image data as an address and outputs the value corrected by the gamma curve stored in the lookup table 70 as 10 bits of data.
그리고, 상기 룩업테이블(70)은 1024×10 크기의 룩업테이블에서 하위 2비트의 데이터를 '00'으로 세팅하고, 이때의 상위 8비트를 이용하여 256×10 크기의 룩업테이블로 구성하면 된다.The lookup table 70 may set the lower two bits of data to '00' in a 1024 × 10 lookup table, and configure the lookup table having a size of 256 × 10 using the upper 8 bits.
그리고, 상기 증가기(50)는 입력되는 영상 데이터의 값을 +1만큼 증가시켜서 선택부(60)로 제공한다. 이때 상기 선택부(60)에 입력되는 영상 데이터의 값이 255인 경우에는 출력값으로 255를 제공하도록 구성된다.In addition, the incrementer 50 increases the value of the input image data by +1 and provides it to the selector 60. In this case, when the value of the image data input to the selection unit 60 is 255, the output value is configured to provide 255.
그리고 상기 선택부(60)는 먹스(mux)로 구성되며, 입력 영상 데이터의 상위 비트 값과 이 값이 1증가된 상위 비트 값을 선택 신호에 맞추어서 적절한 타이밍으로 선택하여 출력하게 된다.The selector 60 includes a mux, and selects and outputs an upper bit value of the input image data and an upper bit value of which the value is increased by one at an appropriate timing in accordance with the selection signal.
그리고 크기가 작은 하나의 룩업테이블(70)로 인해 선택부(60)의 출력이 시분할되어 룩업테이블(70)의 어드레스로 입력되며 이때의 출력 데이터인 감마보정값도 시분할되어 선형보간부(80)에 입력된다.The output of the selector 60 is time-divided and input to the address of the look-up table 70 due to one small lookup table 70. The gamma correction value, which is output data at this time, is also time-divided, thereby performing linear division. Is entered.
그리고 룩업테이블(70)은 디스플레이 클럭보다 두 배 이상 빠른 영상처리 클럭을 이용하여 메모리의 읽기 동작을 수행하여 입력 영상이 어드레스로 인가되었을 경우, 이에 해당하는 출력 데이터를 선형보간부(80)의 A입력으로 제공한다.The lookup table 70 performs a read operation of a memory using an image processing clock that is twice as fast as the display clock, and when the input image is applied to an address, the lookup table 70 outputs the corresponding output data A of the linear interpolator 80. Provide as input.
그리고 증가기(50)를 거쳐서 1이 증가된 입력 영상 데이터가 입력되면 이에 해당하는 출력 데이터를 선형보간부(80)의 B 입력으로 제공하는 역할을 수행한다.When the input image data of which 1 is increased through the incrementer 50 is input, the corresponding output data is provided to the B input of the linear interpolator 80.
그러면 선형보간부(80)는 입력 선택 신호를 이용하여 시분할되어 A 입력으로 들어오는 감마보정값과 B입력으로 들어오는 감마보정값을 필요에 따라 저장한 후 입력 영상 데이터의 LSB값을 이용하여 상기 제1 실시예와 마찬가지로 표1과 같은 규칙에 의해 선형보간하여 최종 감마보정값을 계산하여 출력한다.Then, the linear interpolator 80 is time-divided using an input selection signal and stores the gamma correction value coming into the A input and the gamma correction value coming into the B input as needed, and then uses the LSB value of the input image data. As in the embodiment, the final gamma correction value is calculated and output by linear interpolation according to the rules as shown in Table 1.
도6과 같이 하나의 룩업테이블(70)을 이용하여 감마보정값을 선형보간한 경우와 도4와 같이 두 개의 룩업테이블(10, 30)을 이용하여 감마보정값을 선형 보간한 경우를 비교해보면 보정 결과는 100% 정확하게 일치된다.6, when the gamma correction value is linearly interpolated using one lookup table 70 and the gamma correction value is linearly interpolated using two lookup tables 10 and 30 as shown in FIG. The calibration result is 100% accurate.
그러므로 도6의 방법으로 룩업테이블을 구성하면 종래 도2와 비교하였을 때 약 1/4 정도의 하드웨어로 +1 ~ -1 정도의 오차범위 내에서 구현이 가능함을 알 수 있다.Therefore, when the lookup table is configured by the method of FIG. 6, it can be seen that the hardware can be implemented within an error range of about +1 to -1 using about 1/4 of hardware as compared with FIG. 2.
도7은 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제3 실시 블록도로, 디스플레이 처리 속도와 영상 처리 속도가 일치할 경우이다.7 is a third block diagram of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to the present invention, in which the display processing speed and the image processing speed are the same.
도8은 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치의 제4 실시 블록도로, 영상 처리 속도가 디스플레이 처리 속도의 2배 이상일 경우이다8 is a block diagram showing a fourth embodiment of a gamma correction apparatus using linear interpolation according to an embodiment of the present invention, in which an image processing speed is more than twice the display processing speed.
도7 및 도8의 감마 보정 장치는 상기 제1 및 제2 실시예의 동작과 동일하며, 단지 입력 영상 데이터의 해상도가 12비트인 경우를 예시한 것이므로 이에 대한 구성 및 동작은 생략한다.The gamma correction apparatus of FIGS. 7 and 8 is the same as the operations of the first and second embodiments, and merely illustrates a case where the resolution of the input image data is 12 bits, and thus the configuration and operation thereof will be omitted.
이러한 제3 및 제4 실시예는 12비트의 화소를 갖는 입력 영상 데이터를 감마 보정하는 하는 것으로, 종래의 도2의 방법과 비교해볼 때 약 1/8, 1/16의 하드웨어로 구현이 가능하다.The third and fourth embodiments perform gamma correction on input image data having pixels of 12 bits, which can be implemented in hardware of about 1/8 and 1/16 as compared with the conventional method of FIG. .
물론 감마 보정시 오차가 조금 더 증가할 것으로 생각되나 바이패스 모드에서는 오차없이 구현이 가능하고, 대부분의 경우 실제 적용에 문제가 없는 수준으로 기존의 방법에 비해서 하드웨어의 크기를 획기적으로 감소시킬 수 있다.Of course, the gamma correction is expected to increase the error a little bit, but it can be implemented without error in the bypass mode, and in most cases, the size of the hardware can be drastically reduced compared to the conventional method, since there is no problem in actual application. .
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 선형 보간을 이용한 감마 보정 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The gamma correction apparatus using linear interpolation according to the present invention as described above has the following effects.
대부분의 감마 보정 곡선이 단조 증가의 형태를 가지는 특성을 이용하여 작은 크기의 룩업테이블을 이용하여 주요 위치의 감마보정값을 저장하고 나머지 부분의 감마보정값은 선형 보간을 통하여 생성시킴으로써 필요한 하드웨어의 양을 대폭적으로 절감할 수 있다.Most of the gamma correction curves have the form of monotonic increase, so the gamma correction value of the main position is stored by using the small size lookup table and the gamma correction value of the remaining part is generated by linear interpolation. Can be drastically reduced.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009081812A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Nec Electronics Corp | Signal processing apparatus and method |
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| KR102147506B1 (en) | 2013-07-15 | 2020-08-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | Gamma voltage supply device and display device using thereof |
| KR102281900B1 (en) * | 2013-12-31 | 2021-07-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display apparatus and method of driving the same |
| CN105632425A (en) * | 2014-10-29 | 2016-06-01 | 新相微电子（开曼）有限公司 | Digital gamma correction method and digital gamma correction circuit based on thin-film transistor display driving |
| KR101998255B1 (en) * | 2017-11-20 | 2019-07-10 | (주)코텍 | Apparatus and method for tuning in several gamma of digital display device |
| CN114244969B (en) * | 2021-12-21 | 2024-03-15 | 上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司 | Image brightness correction method and hardware system |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233131A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Fuji Film Micro Device Kk | Gamma correction for digital image |
| JPH06296242A (en) * | 1993-04-07 | 1994-10-21 | Seiko Epson Corp | Gamma correction circuit |
| JPH0974501A (en) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Gamma correction circuit |
| US5726718A (en) * | 1994-09-30 | 1998-03-10 | Texas Instruments Incorporated | Error diffusion filter for DMD display |
| KR20000051200A (en) * | 1999-01-19 | 2000-08-16 | 구자홍 | Method for auto image gain controlling and apparatus for the same |
| JP2001075522A (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-23 | Sony Corp | Gain control circuit and display device using the circuit |
| US6215468B1 (en) * | 1998-11-13 | 2001-04-10 | Philips Electronics North America Corporation | Circuit for converting an 8-bit input video signal into a 10-bit gamma corrected output video signal |
| US6266103B1 (en) * | 1998-04-03 | 2001-07-24 | Da Vinci Systems, Inc. | Methods and apparatus for generating custom gamma curves for color correction equipment |
| WO2001071703A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Controller circuit for liquid crystal matrix display devices |
| KR20020040634A (en) * | 2000-11-24 | 2002-05-30 | 이데이 노부유끼 | Digital-signal-processing circuit, display apparatus using the same and liquid-crystal projector using the same |
-
2002
- 2002-01-09 KR KR10-2002-0001176A patent/KR100434293B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233131A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Fuji Film Micro Device Kk | Gamma correction for digital image |
| JPH06296242A (en) * | 1993-04-07 | 1994-10-21 | Seiko Epson Corp | Gamma correction circuit |
| US5726718A (en) * | 1994-09-30 | 1998-03-10 | Texas Instruments Incorporated | Error diffusion filter for DMD display |
| JPH0974501A (en) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Gamma correction circuit |
| US6266103B1 (en) * | 1998-04-03 | 2001-07-24 | Da Vinci Systems, Inc. | Methods and apparatus for generating custom gamma curves for color correction equipment |
| US6215468B1 (en) * | 1998-11-13 | 2001-04-10 | Philips Electronics North America Corporation | Circuit for converting an 8-bit input video signal into a 10-bit gamma corrected output video signal |
| KR20000051200A (en) * | 1999-01-19 | 2000-08-16 | 구자홍 | Method for auto image gain controlling and apparatus for the same |
| JP2001075522A (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-23 | Sony Corp | Gain control circuit and display device using the circuit |
| WO2001071703A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Controller circuit for liquid crystal matrix display devices |
| KR20020040634A (en) * | 2000-11-24 | 2002-05-30 | 이데이 노부유끼 | Digital-signal-processing circuit, display apparatus using the same and liquid-crystal projector using the same |
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