KR100467428B1 - 콘트라스트 보정회로 - Google Patents

콘트라스트 보정회로 Download PDF

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Abstract

어두운 화면에서의 흰색일그러짐 등을 방지할 수 있는 콘트라스트 보정회로를 제공한다.
입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 적산하고, 화면 전체의 영상신호의 밝기 레벨의 총계를 산출하는 적분회로(10)와, 화면의 밝기에 따른 복수종의 콘트라스트 변환특성을 나타내는 테이블데이터가 저장되어 있는 ROM(16)과, 화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계를 기준치로 하여 이 기준치와 상기 적분수단의 적분출력을 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 복수종의 테이블데이터 중 화면의 밝기에 적합한 테이블데이터를 선택적으로 출력하도록 ROM(16)에 지시하는 선택신호 발생회로(14)와, 입력되는 영상신호의 콘트라스트를 ROM(16)으로부터 출력되는 테이블데이터에 의해 보정하는 변환테이블이 저장되어 있는 RAM(18)을 갖는다.
본 발명에 따르면, 검정레벨의 화소수가 많은 화상 중에 소면적의 비교적 밝은 화상이 있는 화면의 콘트라스트의 보정을 행할 때에 흰색일그러짐의 방지를 꾀할 수 있다.

Description

콘트라스트 보정회로{CONTRAST COMPENSATION CIRCUIT}
본 발명은 콘트라스트(Contrast) 보정회로에 관한 것으로, 특히 PDP(PlasmaDisplay Panel) 등의 다이나믹레인지(Dynamic Range)가 좁은 표시장치에 사용하기에 적합한 콘트라스트 보정회로에 관한 것이다.
PDP와 같이 다이나믹레인지가 좁은 표시장치에 있어서는, 시감(視感)상 보다 좋은 화상을 얻기 위해 화상 중의 정보량이 많은 부분의 콘트라스트를 강조하기 위한 콘트라스트 보정회로가 잘 이용된다.
이와 같은 종래의 콘트라스트 보정회로에 있어서, 화상의 콘트라스트를 강조하기 위한 콘트라스트변환에는, 통상 콘트라스트 변환특성이 다른 복수종의 룩업테이블이 이용되며, 이들 테이블은 ROM 등의 메모리에 담겨져 있다. 룩업테이블의 선택에는 1화면 분의 화상데이터를 적산한 결과나 히스토그램을 취한 결과 등이 이용된다.
상술한 복수의 룩업테이블을 사용하여 화상데이터의 콘트라스트변환을 행하는 종래의 콘트라스트 보정회로를 사용한 경우에 대부분의 화면에 있어서는 매우 양호한 영상이 얻어진다.
그러나, 특정 화면에서는 보정하지 않는 편이 낫다고 하는 경우도 있다. 구체적으로는 영화의 어두운 화면 등의 화상데이터가 이에 해당한다. 이와 같은 화면, 즉 검정레벨의 화소수가 많은 화상 중에 소면적의 비교적 밝은 화상이 있는 경우에는 면적비율(데이터양에 상당한다)로 말하면, 검정레벨의 화소로 이루어지는 화상쪽이 많기 때문에 종래의 콘트라스트 보정회로에서는 어두운 화면에서 유효한 콘트라스트 변환특성을 갖는 룩업테이블이 선택되기 쉽다.
그러나, 검정레벨의 화소수가 많은 화상 중에 소면적의 비교적 밝은 화상이 있는 화면의 경우, 중요한 정보는 오히려 소면적의 부분이며, 이와 같은 화면에 대하여 어두운 화면을 위한 룩업테이블이 선택되어 콘트라스트의 보정이 이루어진 경우에는 흰색일그러짐 등의 열화를 일으키기 쉽다고 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 어두운 화면에서의 흰색일그러짐 등을 방지할 수 있는 콘트라스트 보정회로를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘트라스트 보정회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 콘트라스트 보정회로의 ROM에 저장되어 있는 테이블데이터가 나타내는 콘트라스트 변환특성을 나타내는 설명도이다.
도 3은 배경의 대부분이 검정레벨인 계조에서 부분적으로 흰색에 가까운 밝은 계조의 화상이 존재하는 경우의 화면을 나타내는 설명도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 적분회로(적분수단)
12 : 검정레벨 검출회로(검정레벨 검출수단)
14 : 선택신호 발생회로(선택수단)
16 : ROM(제1 기억수단)
18 : RAM(제2 기억수단)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 콘트라스트 보정회로는,
입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 적산하고, 화면 전체의 영상신호의 밝기 레벨의 총계를 산출하는 적분수단과, 화면의 밝기에 따른 복수종의 콘트라스트 변환특성을 나타내는 테이블데이터가 저장되어 있는 제1 기억수단과, 상기 화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계를 기준치로 하여 그 기준치와 상기 적분수단의 적분출력을 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 상기 복수종의 테이블데이터 중 화면의 밝기에 적합한 테이블데이터를 선택적으로 출력하도록 상기 제1 기억수단에 지시하는 선택수단과, 상기 입력되는 영상신호의 콘트라스트를 상기 제1 기억수단으로부터 출력되는 테이블데이터에 의해 보정하는 변환테이블이 저장되어 있는 제2 기억수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘트라스트 보정회로에 있어서, 상기 입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 화소단위로 검출하고, 영상신호의 밝기 레벨이 소정값 이하인 경우에 검정레벨로 판정하고, 그 검정레벨의 화소수를 나타내는 데이터를 출력하는 검정레벨검출수단을 가지며, 상기 선택수단은 상기 검정레벨검출수단에 의해 검출된 검정레벨의 화소수가 소정값 이상인 경우에 상기 적분수단의 출력과 비교하는 상기 기준치를, 상기 화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계로부터 상기 검출된 검정레벨의 화소수를 감산한 값으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘트라스트 보정회로에 있어서, 상기 소정값은 표시화면 전체에 대한 주목할 표시영역의 면적비율이 미리 규정되어 있으며, 배경이 검정화면인 경우에는 그 검정화면의 면적에 상당하는 화소수로 설정되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 콘트라스트 보정회로의 구성을 도 1에 나타낸다. 이 도면에 있어서, 콘트라스트 보정회로는 적분회로(10)와, 검정레벨 검출회로(12)와, 선택신호 발생회로(14)와, ROM(16)과, RAM(18)을 가지고 있다.
적분회로(10)는 입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 적산하고, 화면 전체의 영상신호의 밝기레벨의 총계를 산출한다.
검정레벨 검출회로(12)는 입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 화소단위로 검출하고, 영상신호의 밝기 레벨이 소정값 이하인 경우에 검정레벨이라고 판정하며, 이 검정레벨의 화소수를 나타내는 데이터를 출력하는 기능을 갖는다. 즉, 입력단자(100, 101, 102)로부터 입력되는 영상신호 중, R, G, B 모두 어느 값 이하인 경우 검정레벨로 판정하고, 그 화소수를 계산하여 출력하는 회로이다.
선택신호 발생회로(14)는 적분회로(10)의 적분출력과, 화면의 전화소의 밝기레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계를 기준치로 하여 이 기준치와 적분회로(10)의 적분출력을 비교하고, 이 비교결과에 기초하여 ROM(16)에 저장되어 있는 복수종의 테이블데이터 중 화면의 밝기에 적합한 테이블데이터를 선택적으로 출력하도록 ROM(16)에 지시하는 기능을 갖는다.
다만, 선택신호 발생회로(14)는 검정레벨 검출회로(12)에 의해 검출된 검정레벨의 화소수가 소정값 이상인 경우에는 적분회로(10)의 출력과 비교하는 기준치를, 상기 화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계로부터 상기 검출된 검정레벨의 화소수를 감산한 값으로 한다.
또한, ROM(16)에는 화면의 밝기에 따라 선택되는 복수종의 콘트라스트변환 특성을 나타내는 테이블데이터가 저장되어 있으며, ROM(16)은 선택신호 발생회로(14)로부터 출력되는 선택신호에 의해 선택된 콘트라스트 변환특성의 테이블데이터를 출력한다.
RAM(18)에는 입력단자(100~102)로부터 입력되는 영상신호의 콘트라스트를 ROM(16)으로부터 출력되는 테이블데이터에 의해 보정하는 변환테이블이 저장되어 있다. RAM(18)에 저장된 변환테이블에 의해 콘트라스트가 보정된 영상신호는 출력단자(200~202)에 출력된다.
다음으로, ROM(16)에 저장되어 있는 복수종의 콘트라스트 변환특성을 나타내는 테이블데이터에 관하여 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 화상의 콘트라스트 변환특성을 나타내고 있다. 이 도면에 있어서, 곡선(Q1)으로 나타내어진 콘트라스트 변환특성은 입력되는 영상신호의 밝기 레벨의 평균치가 작고 전체가 어두운 화상에 대하여 선택되는 특성이며, 곡선(Q16)으로 나타내어진 콘트라스트 변환특성은 입력되는 영상신호의 밝기 레벨의 평균치가 크고 전체가 밝은 화상에 대하여 선택되는 특성이다. 도면 중, 점선으로 둘러싸여진 영역의 화상데이터의 콘트라스트가 강조되는 특성으로 이루어져 있다.
본 실시예에서는, 곡선(Q1)과 곡선(Q16) 사이를 균등하게 분할하여 얻어지는 곡선(Q1~Q16)의 16의 콘트라스트 변환특성을 나타내는 테이블데이터(수치데이터)가 ROM(16)에 저장되어 있으며, 입력되는 영상신호의 밝기 레벨의 평균치에 따라 소정의 테이블데이터가 선택되도록 되어 있다.
상기 구성으로 이루어지는 본 실시예에 따른 콘트라스트 보정회로의 동작에 관하여 설명한다.
도 1에 있어서, 입력단자(100~102)로부터 R, G, B의 영상신호(디지털신호)가 입력되면, 적분회로(10)는 입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 적산하고, 화면 전체의 영상신호의 밝기 레벨의 총계(평균치)(S0)를 산출한다. 여기서, 1화면의 사이즈를 852(도트)×480(라인)으로 하고, 1화소를 R, G, B에 관하여 8비트로 표시하는 것으로 하여 화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계 (Sm)는,
Sm=852(도트)×480(라인)×255(8비트 : 최대값)×3(RGB)=312854400
이 된다.
적분회로(10)에 의해 산출된 화면 전체의 영상신호의 밝기 레벨의 총계(평균치)(S0)는 선택신호 발생회로(14)에 의해 이하와 같이 테이블데이터를 선택하기 위한 선택신호로 치환된다. 즉, 선택신호는 적분회로(10)의 출력(S0)을 총계(Sm)로 나눈 값(적분기의 출력 (총계)÷312854400)이며, 0~1까지의 값을 취하는데, 각 콘트라스트 변환특성(Q1~Q16)을 나타내는 테이블데이터로 이루어지는 콘트라스트변환테이블수에 맞추어 균등하게 할당한다. 여기에서는, 각 콘트라스트 변환특성을 나타내는 테이블데이터의 집합을 콘트라스트변환테이블이라고 부르기로 한다.
선택신호는 상술한 바와 같이, 콘트라스트변환테이블이 16종 있는 경우에, 선택신호 발생회로(14)에서의 계산결과에 따라 이하와 같이 콘트라스트변환테이블을 선택하는 선택신호가 ROM(16)에 출력된다. 즉,
S0/Sm=0~0.0625인 경우에는, 콘트라스트변환테이블(Q1)을,
S0/Sm=0.0625~0.125인 경우에는 콘트라스트변환테이블(Q2)을,
S0/Sm=0.875~0.9375인 경우에는 콘트라스트변환테이블(Q15)을,
S0/Sm=0.9375~1인 경우에는 콘트라스트변환테이블(Q16)을, 각각 선택하기 위한 선택신호가 ROM(16)에 출력된다.
이 결과, ROM(16)에서는 선택신호 발생회로(14)로부터 출력되는 선택신호에 의해 선택된 콘트라스트 변환특성을 갖는 테이블데이터를 RAM(18)에 출력한다. RAM(18)에서는 변환테이블에 의해 ROM(16)으로부터 받은 테이블데이터에 기초하여 입력단자(100~102)로부터 입력된 영상신호(R, G, B)의 콘트라스트를 보정하고, 이 콘트라스트가 보정된 영상신호(R, G, B)를 출력단자(200~202)로부터 출력한다.
이와 같이 하여, 화면 전체가 어두울 때에는 어두운 부분의 콘트라스트를 강조한 영상이, 또한 화면 전체가 밝을 때에는 밝은 부분의 콘트라스트를 강조한 영상이 얻어진다.
대부분의 경우는 이 방법으로 원하는 콘트라스트 보정을 할 수 있으나, 앞서 기술한 바와 같이, 반대로 폐해를 일으키는 경우도 있을 수 있다. 그 구체적인 예를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 배경(A)의 대부분이 검정레벨의 계조이고, 부분적으로 흰색에 가까운 밝은 계조의 화상(B)이 존재하는 경우의 화면을 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같은 화면의 경우, 적분회로(10)의 출력, 즉 화면 전체의 영상신호의 밝기 레벨의 총계(평균치)는 낮은 값이 되므로, 도 1의 구성에 있어서 검정레벨 검출회로를 마련하지 않는 경우에는 어두운 화면에 상응하는 콘트라스트변환테이블이 선택되며, 도면 중 밝은 부분의 콘트라스트를 희생하여 어두운 부분의 콘트라스트가 강조되어진다.
그런데, 중요한 영상신호는 오히려 밝은 부분에 있는데 대하여 그 부분의 콘트라스트는 줄여지고 있으므로 흰색일그러짐과 같은 현상을 일으킨다.
이와 같은 현상을 회피하기 위해, 본 발명에서는, 우선 적분회로(10)에 의해 영상신호의 총계를 적산함과 동시에, 검정레벨 검출회로(12)에 의해 입력단자(100, 101, 102)로부터 입력되는 영상신호의 밝기 레벨 중, R, G, B 모두 어떤 값 이하인 경우 검정레벨이라고 판정하여 그 화소수를 계수하여 출력한다.
여기서, 검정레벨 검출회로(12)에서 검정레벨의 판정을 어떤 값 이하로 하고 있는 것은, 영상신호에는 노이즈성분이 포함되어 있기 때문에 검정레벨 검출회로(12)에서 검출된 영상신호의 밝기 레벨은 실제로는 검정레벨이라도 영상신호의 밝기 레벨이 모두 영이 된다고는 할 수 없기 때문이다. 본 실시예에서는, 예를 들면 영상신호의 계조가 0~5에서는 검정레벨이라고 판정하고, 계조가 6~255에서는 검정 이외의 색이라고 판정하는 것으로 한다.
다음으로, 검정레벨 검출회로(12)에서 검정레벨로 계수된 화소수가 소정값 이상인 경우에는, 선택신호 발생회로(14)에서 발생하는 선택신호의 계산식에 있어서 「화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계(Sm)」를 산출할 때, 검정레벨 검출회로(12)에서 검정레벨로 계수된 화소수를 빼고 계산한다. 즉, 다음 식에 의해 구해진 Sm'을 Sm 대신 사용하여 선택신호(S0/Sm')를 산출한다.
또한, 상기 소정값은 표시화면 전체에 대한 주목할 표시영역의 면적비율이 미리 규정되어 있으며, 배경이 검정화면인 경우에는 그 검정화면의 면적에 상당하는 화소수로 설정해도 된다. 예를 들면, 배경이 검정으로 흰색에 가까운 밝은 계조의 소화면표시(전화면의 1/4의 표시영역)를 행하는 경우에는, 선택신호 발생회로914)에 설정되는 소정값으로서의 설정치는 852×480 표시화면의 3/4가 검정화면인 경우에 852×480×3/4=306720이 된다.
본 발명에 따르면, 검정레벨의 화소수가 많은 화상 중에 소면적의 비교적 밝은 화상이 있는 화면의 콘트라스트의 보정을 행할 때에 흰색일그러짐의 방지를 꾀할 수 있다.
또한, 검정레벨의 화소데이터가 많은 화면에 있어서도 원하는 주목할 화상에 대하여 보다 적절한 콘트라스트 변환특성을 갖는 테이블데이터가 선택되므로, 배경의 대부분이 검정레벨의 화소로 점유되는 화면에 있어서 흰색일그러짐이 발생하는 등의 폐해를 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 적산하고, 화면 전체의 영상신호의 밝기 레벨의 총계를 산출하는 적분수단과,
    화면의 밝기에 따른 복수종의 콘트라스트 변환특성을 나타내는 테이블데이터가 저장되어 있는 제1 기억수단과,
    상기 화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소의 밝기 레벨의 총계를 기준치로 하여 그 기준치와 상기 적분수단의 적분출력을 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 상기 복수종의 테이블데이터 중 화면의 밝기에 적합한 테이블데이터를 선택적으로 출력하도록 상기 제1 기억수단에 지시하는 선택수단과,
    상기 입력되는 영상신호의 콘트라스트를 상기 제1 기억수단으로부터 출력되는 테이블데이터에 의해 보정하는 변환테이블이 저장되어 있는 제2 기억수단과,
    상기 입력되는 영상신호의 밝기 레벨을 화소단위로 검출하고, 영상신호의 밝기 레벨이 소정값 이하인 경우에 검정레벨로 판정하며, 그 검정레벨의 화소수를 나타내는 데이터를 출력하는 검정레벨검출수단을 가지며,
    상기 선택수단은 상기 검정레벨검출수단에 의해 검출된 검정레벨의 화소수가 소정값 이상인 경우에 상기 적분수단의 출력과 비교하는 상기 기준치를, 상기 화면의 전화소의 밝기 레벨이 최대일 때의 전화소수에서 상기 검출된 검정레벨의 화소수를 감산한 값의 밝기 레벨의 총계로 하는
    것을 특징으로 하는 콘트라스트 보정회로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소정값은 표시화면 전체에 대한 주목할 표시영역의 면적비율이 미리 규정되어 있으며, 배경이 검정화면인 경우에는 그 검정화면의 면적에 상당하는 화소수로 설정되는 것을 특징으로 하는 콘트라스트 보정회로.
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