KR100437815B1 - 감마보정장치 - Google Patents

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KR100437815B1
KR100437815B1 KR10-2002-0000994A KR20020000994A KR100437815B1 KR 100437815 B1 KR100437815 B1 KR 100437815B1 KR 20020000994 A KR20020000994 A KR 20020000994A KR 100437815 B1 KR100437815 B1 KR 100437815B1
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Abstract

본 발명은 감마보정장치를 제공하기 위한 것으로서, 영상 출력 장치에 입력되는 영상 데이터에 소정 하위비트를 추가하는 프로세싱을 통해 입력 영상 데이터를 증가시키고, 이 입력 영상 데이터의 상위비트에 대해 선형적으로 모델링한 감마 특성값을 저장하는 룩업테이블로부터 출력되는 감마 특성값과, 추가된 하위비트를 이용한 에러보정값을 가산함으로써, 입력 영상 데이터의 비트 해상도를 유지하고, 상기 입력 데이터의 상위비트를 어드레스로 사용하여 룩업테이블의 하드웨어 크기를 줄임과 동시에 하위비트 추가 프로세싱을 통해 추가된 하위비트를 이용한 에러 보정을 하여 입력 영상 데이터의 감마 특성 곡선에 좀더 가까운 출력을 낼 수 있다.

Description

감마보정장치{Gamma Correction Device}
본 발명은 룩업테이블을 사용한 감마 보정 장치에 관한 것이다.
최근에는 기존의 아날로그 영상 표시 장치인 CPT를 사용하는 TV와 더불어 디지털 영상 표시 장치인 LCD, PDP를 사용하는 TV의 개발이 증가하고 있다.
이렇게 새로운 디지털 영상 표시 장치를 영상 출력 장치로 사용함에 있어서 고려되어야 하는 것이 감마 보정이다.
카메라와 같은 영상 신호 입력 장치는 입력되는 영상신호에 대해 CPT 영상표시 장치의 감마 특성이 적용되어 영상처리가 이루어지며, 이렇게 얻어진 디지털 영상 신호에 대해 감마 보정이라는 과정을 통해 원 영상 신호에 가장 근접하는 신호로 근사화시켜 영상 출력 장치로 출력하게 된다.
도1a 및 도1b는 입력 영상 해상도와 출력 영상 해상도가 동일한 경우, 룩업테이블(이하 LUT)을 사용하여 영상 데이터 채널에 대한 감마 보정을 위해 LUT 맵핑(mapping) 처리하는 과정을 보여주고 있다.
입력되는 영상 데이터와 동일한 데이터를 LUT의 램(RAM)에 저장할 경우, 입력 영상과 동일한 출력 영상을 얻을 수 있으며, 영상 출력 장치의 감마 특성 곡선을 모델링한 값을 LUT의 램에 저장할 경우 입력되는 영상 데이터의 값을 어드레스로 하여, 지정되는 어드레스의 값을 출력하는 과정을 거치게 된다.
LUT는 일반적으로 비교적 하드웨어 크기가 큰 투-포트 램으로 구현이 가능한데 투-포트 램은 입력과 출력이 동시에 이루어질 수 있으므로, 실시간으로 이루어지는 영상 출력에 있어서 LUT의 램에 저장되는 값을 변경하여도 시각적인 왜곡없이 읽기와 쓰기 동작이 이루어질 수 있다.
도1a와 같이 입력 영상의 해상도가 8비트이고 영상 출력 장치의 해상도가 8비트일 경우에는 256×8크기의 LUT를 사용하며, 도1b와 같이 입력 영상의 해상도가 10비트이고 영상 출력 장치의 해상도가 10비트일 경우에는 1024×10크기의 LUT를 사용하게 된다.
출력되는 영상 품질을 높이기 위해서는 LUT의 램의 데이터 비트 해상도를 늘리는 것이며, 두 번째는 보다 정밀한 감마 특성 곡선의 모델링이다.
그러나 LUT의 램의 데이터 비트 해상도에 비례하여 필요한 하드웨어 사이즈가 증가하게 되며, 감마 특성의 모델링 효과를 얻기 위해 영상 해상도와 영상 출력 장치의 해상도에 따라 여러 가지 LUT을 사용해야 한다.
도2a 및 도2b는 입력 영상 해상도와 출력 영상 해상도가 동일하지 않은 경우, LUT을 사용하여 영상 데이터 채널에 대한 감마 보정을 위해 LUT 맵핑(mapping) 처리하는 과정을 보여주고 있다.
도2a는 입력 영상의 해상도가 8비트이고, 영상 출력 장치의 해상도가 10비트일 때, 역감마 보정을 위해 256×10 크기를 가지는 LUT을 사용하는 경우이며, 이와 같이 비선형적인 감마 특성 곡선을 가지는 영상 출력 장치에서 룩업 테이블 맵핑(mapping) 에러가 나타날 수 있다.
영상출력장치에 입력되는 입력 영상의 해상도는 8비트임에 반해 디지털 영상출력장치의 해상도가 10비트일 경우, 입력 영상의 해상도를 영상출력장치의 해상도에 맞추기 위해 256×10크기를 가지는 LUT을 사용하게 되며, LUT는 입력되는 8비트의 입력 데이터를 램의 어드레스로 처리하여 여기에 대응되는 감마 특성을 가지는 10비트의 저장 데이터를 출력하는 동작을 수행하게 된다.
그러나, 도2b와 같이 상기 LUT에 저장되어 있는 10비트의 데이터의 범위는 0~1023의 값을 가지나 8비트의 어드레스에 대응되기 때문에, 실제로는 1024개의 데이터가 출력되는 것이 아니라 256개의 데이터가 출력되기 때문에 상대적으로 해상도가 감소된 결과를 얻게 된다.
특히 이러한 문제점은 역감마 특성의 변화가 완만한 구간에서 보다는 역감마 특성의 변화가 급격히 변하는 구간에서 두드러지게 나타나게 되며, 이는 일정하게높은 신호 레벨을 가지는 입력 영상에서 왜곡현상(contour)을 보이게 된다.
이러한 왜곡현상을 감소시키기 위해 도1b와 같이 입력영상의 해상도를 10비트로 증가시키고, 1024×10크기를 갖는 LUT를 사용할 수 있으나, 하드웨어 사이즈의 급격한 증가를 감수해야 한다.
본 발명의 목적은 입력 영상 데이터의 비트 해상도를 유지하고, 상기 입력 데이터의 상위비트를 어드레스로 사용하여 룩업테이블(LUT)의 하드웨어 크기를 줄임과 동시에 하위비트를 이용한 에러 보정을 하여 감마 보정을 행하는 감마 보정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 하드웨어의 크기가 작은 원-포트 램으로 구성된 룩업테이블을 사용하여 얻어진 데이터에 감마 특성을 적용한 에러 보정 방법을 적용하여 출력영상장치의 감마 특성에 맞는 출력 영상을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부에서 원-포트 램으로 구성된 룩업테이블의 저장값을 읽기 또는 쓰기를 위한 엑세스를 할 경우 입력신호를 출력신호로 바이패스시켜 엑세스 시간동안 시각적인 왜곡을 최소화한 출력 영상을 제공하는데 있다.
도1a 및 도1b는 입력 영상 해상도와 출력 영상 해상도가 동일한 경우, 룩업테이블(LUT)의 동작개략도이다.
도2a 및 도2b는 입력 영상 해상도와 출력 영상 해상도가 동일하지 않은 경우, 룩업테이블(LUT)의 동작개략도와 맵핑되는 일부구간의 동작개략도이다.
도3은 10비트의 입력이 8비트의 어드레스로 대응되는 256×10 룩업테이블(LUT)의 동작개략도이다.
도4는 본 발명에 따른 감마보정장치의 블록도이다.
도5는 본 발명에 따른 영상출력장치의 모델링된 감마 특성 곡선의 그래프이다.
도6은 본 발명에 따른 영상출력장치의 모델링된 감마 특성 곡선의 그래프로, 상기 도5의 원부분을 확대하여 도시한 그래프이다.
도7은 본 발명에 따른 영상출력장치의 모델링된 감마 특성 곡선의 그래프로, 상기 도6의 원부분을 확대하여 도시한 그래프이다.
도8은 비트 부가된 입력 영상 데이터를 영상출력시 계단모양의 맵핑으로 발생되는 양자화 에러를 도시한 그래프이다.
도9는 본 발명에 따라 비트 부가된 입력 영상 데이터를 영상출력시 계단모양의 맵핑으로 발생되는 양자화 에러를 보정한 그래프이다.
도10는 에러 보정 기능을 가진 룩업테이블(LUT)을 R, G, B 출력신호에 적용하여 감마보정을 실시하는 예를 도시한 것이다.
표1은 본 발명에 따라 비트 부가된 입력 영상 데이터를 영상출력시 계단모양의 맵핑으로 발생되는 양자화 에러를 보정값을 나타낸다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 입력분류부 11 : 입력부
12 : 레지스터부 13: 검출부
20 : 승산부 30 : LUT
40 : 가산부 50 : LUT제어부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감마보정장치의 특징은 입력 영상 데이터의 해상도가 영상 출력 장치의 해상도보다 낮으면 입력 영상 데이터의 해상도를 영상 출력 장치의 해상도에 맞게 증가시키는 영상 처리부; 영상 출력 장치의 감마 특성 곡선을 다수개의 구간으로 분류하고, 분류된 구간별 감마 특성 기울기 값 그리고 구간별 위치 값을 입력받아 저장한 후 상기 영상 처리부에서 출력되는 실제 영상 데이터에 해당하는 구간의 감마 특성 기울기 값을 출력하며, 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터 중 실제 영상 데이터에 해당하는 상위 비트들로부터 룩업 테이블의 어드레스를 생성하는 입력 분류부; 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터 중 비트 해상도 증가에 의해 추가된 하위 비트와 상기 입력 분류부에서 출력되는 감마 특성 기울기 값을 승산하여 에러 보정값을 출력하는 승산부; 상기 영상 출력 장치의 감마 특성 곡선을 다수개의 구간으로 분류하고 구간별로 선형적으로 연결한 감마 특성값을 저장하고 있으며, 상기 입력 분류부에서 출력되는 어드레스에 대응되는 감마 특성값을 출력하는 원 포트 램의 룩업테이블(LUT); 상기 룩업 테이블로부터 출력된 감마 특성값과 상기 승산부로부터 출력된 에러 보정값을 가산하여 상기 입력 영상 데이터의 감마 보정값을 출력하는 가산부; 그리고 외부에서 상기 룩업 테이블의 값을 변경하기 위해 상기 룩업 테이블을 액세스하는 동안에는 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터를 그대로 감마 보정값으로 출력하고, 그 이외에는 가산부에서 출력되는 감마 보정값을 출력하도록 제어하는 룩업 테이블 제어부를 포함하여 구성되는데 있다.그리고, 상기 가산부에서 출력되는 감마 보정값이 상기 영상출력장치의 최대값을 넘지 않도록 리미팅하는 리미터부를 더 포함하여 구성된다.
상기 룩업 테이블 제어부의 제어에 의해 외부에서 상기 룩업 테이블의 값을 변경하기 위해 상기 룩업 테이블을 액세스하는 동안에는 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터를 선택하고, 그 이외에는 가산부에서 출력되는 감마 보정값을 선택하여 최종 감마 보정값으로 출력하는 선택부를 더 포함하여 구성된다.상기 입력 분류부는 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터 중 실제 영상 데이터에 해당하는 상위 비트를 입력받는 입력부와, 상기 상위 비트에 따른 영상출력장치의 감마 특성 곡선을 다수개의 구간으로 분류하고, 분류된 각 구간의 위치값과 각 구간의 감마 특성 곡선을 모델링하는 감마 특성 기울기 값을 입력받아 저장하는 레지스터부와, 입력되는 상위 비트 데이터가 상기 레지스터에 저장된 구간 중 어느 구간에 해당하는지를 판별하고 판별 결과를 상기 입력부로 출력하는 구간 검출부를 포함하여 구성되며, 상기 입력부는 상기 구간 검출부에서 검출된 구간에 해당하는 감마 특성 기울기 값을 상기 레지스터로부터 읽어 와 승산부로 출력하는 것을 특징으로 한다.본 발명의 특징에 따른 작용은 입력 영상 데이터의 비트 해상도를 유지하고, 상기 입력 영상 데이터의 상위비트를 어드레스로 사용하는 룩업테이블을 구성하여 룩업테이블의 하드웨어 크기를 줄임과 동시에, 상기 상위비트를 몇 개의 구간으로 나누어 직선으로 연결한 감마 특성값을 룩업테이블값으로 저장하여, 상기 구간별 직선의 기울기와 하위비트를 승산함으로써 줄어든 입력 영상 데이터 비트에 의한 에러 보정을 행하여 입력 영상 데이터의 감마 특성 곡선에 좀더 가까운 출력을 낼 수 있다.
또한 하드웨어 크기가 작은 원-포트 램으로 룩업테이블을 구성함으로써 하드웨어의 크기를 더욱 줄이며, LUT제어부로 인해 외부에서 룩업테이블의 저장값을 읽기/쓰기를 위해 액세스 할 경우 입력 신호를 출력 신호로 바이패스시켜 엑세스 시간동안 시각적인 왜곡을 최소화할 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 감마보정장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 일 실시예로서, 입력 영상의 해상도가 8비트이고, 영상 출력 장치의 해상도가 10비트일 때의 감마 보정에 대해서 설명한다. 이때 본 발명은 입력 영상의 해상도를 10비트로 증가시키되 룩업 테이블은 256x10 크기를 갖도록 하면서 에러 보정을 함으로써, 하드웨어 사이즈는 감소시키면서 1024x10 크기의 룩업 테이블을 사용할 때와 같은 성능을 얻도록 한다.도3은 증가된 10비트의 입력 중 8비트의 어드레스로 대응되는 256×10 룩업테이블(LUT)의 동작 개략도를 도시한 것이다.
도3과 같이 본 발명은 입력 영상의 해상도를 10비트로 증가시키되, 실제 LUT 어드레스로 사용될 8비트는 유지하고, 256×10 크기를 가지는 LUT을 사용하면서 나머지 2비트에 대한 에러 보정을 사용함으로써, 감마 특성에 맞는 출력 데이터를 얻는다.
따라서 본 발명은 기존의 입력영상의 비트 해상도를 10비트로 증가시키고, 1024×10 크기의 LUT를 사용하는 것보다 하드웨어 사이즈를 줄일 수 있다.
도4는 본 발명에 따른 감마보정장치의 블록도를 도시한 것이다.
도5는 본 발명에 따른 영상출력장치의 모델링된 감마 특성 곡선의 그래프이다.
도4에서와 같이, 2비트 증가된 10비트의 입력 영상 데이터 중 상위 9~2비트와 구간별 기울기 그리고 구간별 위치 값을 입력받아 룩업 테이블의 8비트 어드레스를 생성하여 출력하고, 상기 입력 영상 데이터에 해당하는 구간의 기울기 값을 출력하는 입력 분류부(10)와, 상기 2비트 증가된 10비트의 입력 영상 데이타 중 하위 0~1비트와 상기 입력분류부(10)로부터 출력되는 해당 구간의 감마 특성 기울기 값을 승산하여 에러 보정값을 출력하는 승산부(20)와, 모델링하여 얻어진 영상출력장치의 감마 특성값을 저장하고 있으며 상기 입력 분류부(10)에서 출력되는 8비트 어드레스에 대응되는 감마 특성값을 출력하는 LUT(30)과, 상기 LUT(30)로부터 출력된 감마 특성값과 상기 승산부(20)로부터 출력된 에러 보정값을 가산하여 입력 영상 데이터의 감마 보정값을 출력하는 가산부(40)를 포함하여 구성된다.상기 입력 분류부(10)는 도5에 도시한 바와 같은 영상출력장치의 감마 특성 곡선을 9개의 구간으로 분류하고, 분류된 각 구간의 위치값과 구간별 선형적 기울기를 갖도록 각 구간의 감마 특성 곡선을 모델링하는 기울기 값을 입력받아 저장한 후 입력되는 상위 9~2비트가 속하는 구간의 기울기값을 출력한다.그리고 본 발명에 따른 감마보정장치의 상기 LUT(30)는 원-포트(one-port) 램으로 구성되고, 상기 LUT(30)의 원-포트 램을 제어하기 위한 LUT제어부(50)를 더 포함하여 구성된다.
상기 LUT 제어부(50)는 읽기(read) 또는 쓰기(write) 동작 명령을 수행케하는 외부제어신호가 입력되면 외부로부터 변경된 감마 보정값을 읽기(read) 또는 쓰기(write) 위해 상기 LUT(30)에 엑세스되는 동안 상기 변경된 감마 보정값을 바이패스하여 출력하고, 동시에 상기 LUT(30)에 상기 변경된 감마 보정값을 읽기 또는 쓰기하도록 제어하면, LUT(30)에 변경된 감마보정값을 읽거나 쓰게 된다.
투-포트램을 사용하는 LUT의 경우 외부에서 LUT의 내용을 변경하기 위해 외부에서 엑세스가 이루어져 쓰기 동작이 실행되면 읽기 동작도 동시에 이루어질 수 있다.
그러나 원-포트램을 사용하는 LUT의 경우 외부에서 LUT의 내용을 변경하기 위해 외부에서 엑세스가 이루어져 쓰기 동작이 실행되면, 우선적으로 요청이 된 쓰기 동작만 동작하고, 읽기 동작은 정지되어 결국 입력 영상 데이터의 감마 보정값이 출력되지 않는 경우가 발생한다. 따라서 출력영상장치에는 왜곡된 영상이 나올 가능성이 높기 때문에 외부에서 엑세스하는 동안 왜곡된 영상 정보의 출력을 막기 위해 엑세스 시간동안 영상을 완전히 어둡게 하는 방법을 사용하였다.
그러므로 본발명은 외부에서 LUT(30)에 읽기 또는 쓰기 동작을 하는 경우 엑세스 시간동안 10비트 입력 영상 데이터가 바로 출력되는 바이패스 구조를 가지도록 하여 영상출력장치에 영상이 출력되는 실시간 동안 외부에서 LUT(30)에 엑세스를 하더라도 왜곡된 영상의 출력을 막으면서, LUT(30)의 내용을 읽기 또는 쓰기가 가능하다.
그리고, 상기 가산된 출력으로부터 얻어진 입력 영상 데이터의 감마 보정값이 상기 영상출력장치의 최대값을 넘지 않게 리미팅하는 리미터부(60)를 더 포함하여 구성된다.
또한 상기 읽기(read) 또는 쓰기(write) 외부제어신호를 입력하여 상기 외부제어신호에 따라 가산부(40)로부터 출력되는 입력 영상 데이터의 감마 보정값 또는 상기 LUT제어부(50)에 의해 바이패스된 감마 보정값 중 어느 하나를 출력하는 선택부(70)를 더 포함하여 구성된다.
그리고 상기 입력분류부(10)는 입력 영상 데이터 중 상위 9~2 비트를 입력받는 입력부(11)와, 상기 상위 9~2비트에 따른 영상출력장치의 감마 특성 곡선을 9개의 구간으로 분류하고, 분류된 각 구간의 위치값과 각 구간의 감마 특성 곡선을 모델링하는 감마 특성 기울기 값을 저장하는 레지스터부(12)와, 입력되는 상위 9~2비트가 상기 레지스터(12)에 저장된 구간 중 어느 구간에 해당하는지를 판별하고 판별 결과를 입력부(11)로 출력하는 구간 검출부(13)로 구성된다. 상기 입력부(13)는 상기 구간 검출부(13)에서 검출된 구간에 해당하는 감마 특성 기울기 값을 상기 레지스터(12)로부터 읽어 와 승산부(20)로 출력한다.이렇게 2비트 부가되어 입력되어진 입력 영상 데이터 중 상위 8비트는 LUT(30)의 어드레스로 사용하여 지정된 어드레스의 10비트 감마 특성값을 출력시키며, 감마 특성값을 고려하여 입력된 구간별 기울기와 상기 2비트 부가됨으로써 생성된 하위 2비트를 승산하여 LUT(30) 출력값을 보상해주어 보다 정밀한 결과를 얻을 수 있다.
따라서 영상 입력 장치로부터 출력된 영상 데이터 8비트를 입력으로 받는 영상 처리부에서 비트 해상도를 증가시키는 프로세싱을 거쳐 감마 보정 장치에 10비트의 입력 영상 데이터를 입력함으로써, 보다 정확한 감마 보정과, LUT의 사이즈를 줄인다.
그리고, 응용될 수 있는 범위로는 입력 영상 데이터의 비트 개수 중 LUT(30)의 어드레스로 사용되는 상위비트의 비트 개수와 에러 보정을 위한 하위비트의 비트 개수는 가변적으로 사용할 수 있다.
예를 들어 입력 영상 데이터의 비트 개수가 10비트일 때, LUT(30)의 어드레스로 사용되는 비트는 상위 8비트가 아닌 상위 6비트만을 사용할 수 있으며, 이에 따라 하위 2비트가 아닌 하위 4비트를 사용하여 에러보정을 실시할 수 있다.
이런 방식을 이용하면 256×10 사이즈의 LUT(30)보다 1/4만큼 작은 64×10 크기를 가지는 LUT(30)를 사용할 수 있고, 256×10 크기의 LUT를 사용하였을 때의 성능과 유사한 결과를 얻을 수 있으면서도 필요한 하드웨어 사이즈를 상당한 사이즈로 감소시킬 수 있다.
도6은 본 발명에 따른 영상출력장치의 모델링된 감마 특성 곡선의 그래프로, 상기 도5의 원부분을 확대하여 도시한 그래프이다.
도7은 본 발명에 따른 영상출력장치의 모델링된 감마 특성 곡선의 그래프로, 상기 도6의 원부분을 확대하여 도시한 그래프이다.
본 발명의 동작을 정확히 설명하기 위해 도5, 도6 및 도7을 참고하면 다음과 같다.
도5와 같이 영상출력장치의 역감마 특성이 모델링될 경우, 특성이 선형적으로 모델링될 수 있는 구간을 9개로 나눌 수 있다.
수평축으로는 입력 영상 8비트의 범위인 0~255가 위치하며, 수직축으로는 출력영상 10비트의 범위인 0~1023이 위치하게 되는데, 비선형적인 감마 특성은 매우 낮은 신호레벨과 아주 높은 신호 레벨에서 두드러지게 나타나므로, 이 2개의 구간에 대해 기울기를 세분화하여 몇 개의 구간으로 분리한 후 각각의 구간별 기울기와 구간 범위, 즉 위치 값을 레지스터부(12)에 입력한다.
이때, 첫 번째 범위는 0부터 시작하고, 마지막 범위는 255로 끝나므로 모두 9개의 구간 시작값을 입력하고, 분류되어진 구간별 기울기 값을 입력한다.
입력되는 영상 데이터 중 실제 영상 데이터인 상위 8비트의 값을 LUT(30)의 어드레스로 사용하여 LUT(30)의 램에 저장된 감마 특성값을 출력하도록 하며, 비트 해상도 증가에 의해 추가된 하위 2비트의 값은 결정된 구간의 기울기와 곱한다. 그리고 곱한 결과와 LUT(30)의 출력값과 합하여 출력하면 입력 영상 데이터의 감마 보정값을 얻을 수 있다.
더욱 자세히 설명하면, 도7에 도시한 바와 같이, LUT(30)의 8비트 입력데이터 225, 226, 227은 하기 표1을 참조하면 LUT(30)의 10비트 감마 특성값 628, 640, 650에 대응되어 출력된다.
[표1] : 본 발명에 따라 비트 부가된 입력 영상 데이터를 영상출력시 계단모양의 맵핑으로 발생되는 양자화 에러를 보정값을 나타내는 표이다.
입력 10비트 상위8비트 하위2비트 에러보정전 출력10비트 LUT값 에러보정후 출력10비트 LUT값
900 225 0 628 628
901 225 1 628 630
902 225 2 628 632
903 225 3 628 634
904 226 0 640 640
905 226 1 640 642
906 226 2 640 644
907 226 3 640 646
908 227 0 650 650
그리고 8비트의 입력 데이터를 10비트로 비트 해상도를 증가시키면 LUT 10비트 입력 데이터, 900, 901, 902, 903은 LUT(30)의 10비트 감마 특성값 628로 대응되어 출력되고, 10비트의 입력 데이터 904, 905, 906, 907은 LUT(30)의 10비트 감마 특성값 640으로 대응되어 출력되고, 10비트의 입력 데이터 908, 909, 910, 911은 LUT(30)의 10비트 감마 특성값 650으로 대응된다.
도8은 비트 부가된 입력 영상 데이터를 영상출력시 계단모양의 맵핑으로 발생되는 양자화 에러를 도시한 그래프이다.
영상 입력 장치에 의해 출력되는 영상 데이터에 하위비트를 부가하여 증가된 입력 영상 데이터를 영상 출력 장치에 입력하는 경우 계단모양의 맵핑으로 양자화 에러와 유사한 에러가 발생된다.
도9는 본 발명에 따라 비트 부가된 입력 영상 데이터를 영상출력시 계단모양의 맵핑으로 발생되는 양자화 에러를 보정한 그래프이다.
도5와 같이 8비트 LUT(30) 입력값 225에서 235까지의 구간의 기울기를 2로 정의하고, 도8과 같이 10비트의 입력 영상 데이터 900, 901, 902, 903는 각 8비트 데이터 225, 225, 225, 225와 비트 부가된 하위 2비트의 데이터인 0, 1, 2, 3을 갖고, 0, 1, 2, 3에 상기 기울기 2가 곱해진 0, 2, 4, 6의 에러보정값을 얻어 출력 10비트인 LUT(30)의 각 감마 특성값 628, 628, 628, 628과 에러보정값인 0, 2, 4, 6을 각각 더하여 628, 630, 632, 634의 감마 보정값을 출력하게 된다.
도10는 에러 보정 기능을 가진 LUT을 R, G, B 출력신호에 적용하여 감마보정을 실시하는 예를 도시한 것이다.
실제 출력영상장치에는 R, G, B와 같은 3가지 영상신호에 대해 LUT를 적용해야 하고 이러한 경우 대부분 3개의 LUT를 사용하여야 하므로, 가능한 한 작은 하드웨어 사이즈를 가지는 본 발명에 의한 LUT를 사용하면 충분히 구현이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 감마보정장치는 다음과 같은 효과가 있다.
입력 영상 데이터의 비트 해상도를 유지하고, 상기 입력 데이터의 상위비트를 어드레스로 사용하여 룩업테이블의 하드웨어 크기를 줄임과 동시에 하위비트 추가 프로세싱을 통해 추가된 하위비트를 이용한 에러 보정을 하여 입력 영상 데이터의 감마 특성 곡선에 좀더 가까운 출력을 낼 수 있다.
하드웨어의 크기가 작은 원-포트 램으로 구성된 룩업테이블의 이용이 가능하고, 외부에서 원-포트 램으로 구성된 룩업테이블의 저장값을 읽기 또는 쓰기를 위한 엑세스를 할 경우 입력신호를 출력신호로 바이패스시켜 엑세스 시간동안 출력 영상의 시각적인 왜곡을 최소화한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 입력 영상 데이터의 해상도가 영상 출력 장치의 해상도보다 낮으면 입력 영상 데이터의 해상도를 영상 출력 장치의 해상도에 맞게 증가시키는 영상 처리부;
    영상 출력 장치의 감마 특성 곡선을 다수개의 구간으로 분류하고, 분류된 구간별 감마 특성 기울기 값 그리고 구간별 위치 값을 입력받아 저장한 후 상기 영상 처리부에서 출력되는 실제 영상 데이터에 해당하는 구간의 감마 특성 기울기 값을 출력하며, 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터 중 실제 영상 데이터에 해당하는 상위 비트들로부터 룩업 테이블의 어드레스를 생성하는 입력 분류부;
    상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터 중 비트 해상도 증가에 의해 추가된 하위 비트와 상기 입력 분류부에서 출력되는 감마 특성 기울기 값을 승산하여 에러 보정값을 출력하는 승산부;
    상기 영상 출력 장치의 감마 특성 곡선을 다수개의 구간으로 분류하고 구간별로 선형적으로 연결한 감마 특성값을 저장하고 있으며, 상기 입력 분류부에서 출력되는 어드레스에 대응되는 감마 특성값을 출력하는 원 포트 램의 룩업테이블(LUT);
    상기 룩업 테이블로부터 출력된 감마 특성값과 상기 승산부로부터 출력된 에러 보정값을 가산하여 상기 입력 영상 데이터의 감마 보정값을 출력하는 가산부; 그리고
    외부에서 상기 룩업 테이블의 값을 변경하기 위해 상기 룩업 테이블을 액세스하는 동안에는 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터를 그대로 감마 보정값으로 출력하고, 그 이외에는 가산부에서 출력되는 감마 보정값을 출력하도록 제어하는 룩업 테이블 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감마 보정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가산부에서 출력되는 감마 보정값이 상기 영상출력장치의 최대값을 넘지 않도록 리미팅하는 리미터부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 감마보정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 룩업 테이블 제어부의 제어에 의해 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터 또는 가산부에서 출력되는 값 중 하나를 선택하여 감마 보정값으로 출력하는 선택부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 감마보정장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 입력 분류부는
    상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 데이터 중 실제 영상 데이터에 해당하는 상위 비트를 입력받는 입력부와,
    상기 상위 비트에 따른 영상출력장치의 감마 특성 곡선을 다수개의 구간으로 분류하고, 분류된 각 구간의 위치값과 각 구간의 감마 특성 곡선을 모델링하는 감마 특성 기울기 값을 입력받아 저장하는 레지스터부와,
    입력되는 상위 비트 데이터가 상기 레지스터에 저장된 구간 중 어느 구간에 해당하는지를 판별하고 판별 결과를 상기 입력부로 출력하는 구간 검출부를 포함하여 구성되며,
    상기 입력부는 상기 구간 검출부에서 검출된 구간에 해당하는 감마 특성 기울기 값을 상기 레지스터로부터 읽어 와 승산부로 출력하는 것을 특징으로 하는 감마 보정 장치.
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