KR100503471B1 - B/W signal stretch control apparatus and method - Google Patents

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KR100503471B1 KR10-2003-0046555A KR20030046555A KR100503471B1 KR 100503471 B1 KR100503471 B1 KR 100503471B1 KR 20030046555 A KR20030046555 A KR 20030046555A KR 100503471 B1 KR100503471 B1 KR 100503471B1
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Abstract

본 발명은 입력 신호 레벨을 출력 가능한 전 레벨로 표현하기 위하여, 흑색 신호 영역 및/또는 백색 신호 영역을 신장시키는 흑/백 신호 영역 신장 조정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 흑/백 신장 조정 장치는, 장면 변화 여부를 판단하는 장면 변화 검출부, 입력 신호의 최대 및/또는 최소 레벨 신호를 추출하는 최소/최대 신호 검출부, 신장될 영역을 정하는 틸트값 및 신장될 영역의 기울기를 결정하는 기울기/틸트 연산부, 화면 변화 여부에 따라 기울기 변화를 조정하는 기울기 결정부 및 상기 기울기 결정부에서 결정된 기울기를 가지는 매핑 함수를 이용하여 매핑하는 매핑부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 장면이 변화하지 않는 경우에 국부적인 장면 변화로 인한 화면의 펄럭임 현상을 방지할 수 있고, 장면이 변화되면, 신속히 신장 강도를 변경시켜 흑/백 신호 영역 신장을 이룰 수 있다.The present invention relates to a black / white signal region extension adjusting device and method for extending a black signal region and / or a white signal region in order to express the input signal level at all output levels. The black / white stretch adjusting device according to the present invention includes a scene change detector for determining whether a scene is changed, a minimum / maximum signal detector for extracting a maximum and / or minimum level signal of an input signal, a tilt value and a stretch for determining an area to be stretched. A tilt / tilt calculating unit for determining a tilt of an area to be used, a tilt determining unit for adjusting a tilt change according to whether a screen is changed, and a mapping unit for mapping using a mapping function having a tilt determined by the tilt determining unit. . According to the present invention, when the scene does not change, flutter of the screen due to local scene change can be prevented, and when the scene changes, the stretch intensity can be quickly changed to achieve black / white signal region extension.

Description

장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 장치 및 조정 방법 { B/W signal stretch control apparatus and method }B / W signal stretch control apparatus and method according to scene change

본 발명은 일반적인 영상 디스플레이 장치에서, 입력되는 영상신호의 레벨이 출력 가능한 레벨보다 작은 범위를 가질 때, 흑색 신호 출력 레벨 및/또는 백색 신호 출력 레벨을 신장시키는 흑/백 신장 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a black / white stretch adjusting device and method for expanding a black signal output level and / or a white signal output level when a level of an input video signal has a range smaller than an outputable level in a general video display device. will be.

광학 기술 및 전자 공학의 발전으로, CRT(브라운관), LCD(액정디스플레이) 방식으로 구현되는 TV 뿐만 아니라, DLP(Digital Light Processing)등의 반사형 디스플레이 소자를 이용하여 구현되는 최신 영상 디스플레이 장치가 개발되어 시판되고 있는데, 이러한 최신 하드웨어 장비는 고화질, 고선명 화질로 영상을 보여줌으로써, 소비자들의 호평을 받고 있다. Advances in optical technology and electronics have led to the development of modern image display devices using reflective display elements such as digital light processing (DLP) as well as TVs implemented in CRT (Crown Tube) and LCD (Liquid Crystal Display) systems. The latest hardware equipment has been well received by consumers by displaying images in high definition and high definition image quality.

하지만, 영상 디스플레이 장치에 입력되는 일반적인 영상신호는 하드웨어가 처리할 수 있는 것보다 작은 신호 범위를 가질 수 있는데, 이러한 경우, 하드웨어가 아무리 최신형이라 하더라도, 그 출력에 제한이 가해질 수 밖에 없다. 이러한 문제를 해결하기 위한 여러 방법 중 하나로, 흑/백 신장 (Black/White Stretch) 기술을 사용할 수 있는데, 상기 흑/백 신장 기술이란, 입력 영상의 표현 영역이 작은 경우에 출력 장치의 표현 영역에 가깝게 신장 시킴으로써 화면의 콘트라스트(Contrast)를 높이는 방법이다. 만일 입력 신호 영역이 출력 영역과 같은 경우라 하더라도, 흑색 영역을 선택적으로 더 어둡게 만들어 줌으로써 콘트라스트를 개선하는 방법으로도 사용할 수 있다.However, a general video signal input to the video display device may have a smaller signal range than the hardware can handle. In this case, no matter how new the hardware, the output is limited. As one of several methods for solving such a problem, a black / white stretch technique may be used. The black / white stretch technique may be applied to a representation region of an output device when the representation region of an input image is small. It is a method to increase the contrast of the screen by stretching it closely. Even if the input signal region is the same as the output region, it can be used as a method of improving the contrast by selectively darkening the black region.

도1은 종래 기술에 따른 흑/백 신장 장치의 구조를 간단한 블록도로 도시하고 있다. 상기 도1을 이용하여, 일반적으로 사용되는 흑/백 신장 방법에 대하여 설명하면, 인가된 입력 신호는 먼저 LPF(Low pass Filter:10)를 통해 노이즈를 걸러 내게 된다.Figure 1 shows a simple block diagram of the structure of the black / white stretching device according to the prior art. Referring to FIG. 1, a commonly used black / white stretching method is described. First, an applied input signal first filters noise through a low pass filter (LPF).

LPF(10)를 통과하면 최소/최대 레벨 신호 검출부(20)에서 입력 신호 중 최소 레벨을 가지는 신호 및 최대 레벨을 가지는 신호를 검출하게 된다. 상기 최소/최대 레벨 신호는 후술하는 매핑 단계에서 사용되는 매핑 함수를 구하기 위한 것이다.When passing through the LPF 10, the minimum / maximum level signal detector 20 detects a signal having a minimum level and a signal having a maximum level among the input signals. The minimum / maximum level signal is for obtaining a mapping function used in a mapping step to be described later.

상기 최소/최대 레벨 신호가 검출되면, 틸트(tilt) 결정부(30)에서 신장시킬 신호 영역을 정하는 틸트 값을 결정하게 된다. When the minimum / maximum level signal is detected, the tilt determination unit 30 determines a tilt value for determining a signal region to be extended.

기울기(Slope) 연산부(40)에서는 상기 틸트값에 의해 정해진 영역에 대하여 출력 레벨을 신장시킨 새로운 매핑 기울기를 연산하게 된다. 상기 매핑 기울기는 매핑부(50)에서 입력신호에 따라 출력 신호를 매핑하는데 필요한 매핑 함수의 기울기를 의미한다. The slope calculator 40 calculates a new mapping slope in which the output level is increased with respect to the region determined by the tilt value. The mapping slope refers to the slope of the mapping function necessary for mapping the output signal according to the input signal by the mapping unit 50.

매핑부(50)는 상기 기울기 연산부(40)에서 연산된 새로운 매핑 기울기를 가지는 매핑 함수를 사용하여 출력신호를 매핑하게 되고 결과적으로 출력 가능한 전 레벨 영역에서 표현할 수 있게 된다.The mapping unit 50 maps an output signal by using a mapping function having a new mapping slope calculated by the slope calculating unit 40, and as a result, may be expressed in the entire level region that can be output.

한편, 도2에서 흑/백 신장 방법에 사용되는 매핑 함수의 그래프를 도시하고 있다. 상기 도2는 매핑 기울기가 1이고 입력 신호는 10 내지 245의 레벨영역으로 제한된 상태에서의 매핑함수를 예로써 도시하고 있다. 매핑 기울기가 1이므로, 입력 레벨 신호가 그대로 출력 레벨 신호로 변환되어, 출력도 10 내지 245의 신호 레벨 영역내로 제한되게 된다. 상기 출력 신호를 전영역으로 표현하기 위해서는 흑/백 영역을 0 내지 255 레벨까지 신장시켜야 하는 바, 먼저, 흑색 신호 신장 영역 및 백색 신호 신장 영역을 결정하기 위한 틸트1 및 틸트2값을 결정하게 된다. 상기 틸트1값 이하의 영역 및 상기 틸트2값 이상의 영역이 각각 흑/백 신장 영역이 된다.2 shows a graph of the mapping function used for the black / white stretching method. FIG. 2 shows an example of a mapping function in a state where the mapping slope is 1 and the input signal is limited to a level region of 10 to 245. FIG. Since the mapping slope is 1, the input level signal is converted into the output level signal as it is, and the output is also limited within the signal level range of 10 to 245. In order to express the output signal in the entire region, the black / white region should be stretched to 0 to 255 levels. First, the tilt 1 and tilt 2 values for determining the black signal stretching region and the white signal stretching region are determined. . The area | region below the said tilt 1 value and the area | region above the said tilt 2 value become a black / white extension area | region, respectively.

상기 예에서는, 흑색 신호 영역 및 백색 신호 영역을 동시에 신장시키는 경우이므로 두개의 틸트값(틸트1, 틸트2)을 결정한 것이고, 만약, 흑색 신호 영역만을 신장시키고자 하는 경우라면, 하나의 틸트값만 결정하면 된다. In the above example, since the black signal region and the white signal region are extended at the same time, two tilt values (tilt 1 and tilt 2) are determined. If only the black signal region is to be extended, only one tilt value is used. You decide.

틸트 값이 결정되고 나면 신장될 영역의 매핑 기울기를 연산하는 과정이 전개 된다. 즉, min값에서 출력 레벨0을 가지는 점(즉, 입력 신호 레벨 10, 출력 신호 레벨 0)과 틸트1값에 해당하는 점을 연결하여 흑색 신장 영역의 매핑 기울기를 연산하고, max값에서 출력 레벨 245를 가지는 점(즉, 입력 신호 레벨 245, 출력 신호 레벨 255)과 틸트2값에 해당하는 점을 연결하여 백색 신장 영역의 매핑 기울기를 연산하게 된다. 결과적으로, 틸트1 및 틸트2사이의 구간에서는, 1의 기울기를 가지고, 틸트1 이하 영역 및 틸트2이상의 영역에서는 새로이 연산된 기울기를 가지는 매핑 함수를 결정할 수 있고, 상기 매핑 함수를 이용하여 매핑함으로써 흑/백 신호 영역 신장이 이루어지게 된다. Once the tilt value is determined, the process of computing the mapping slope of the stretched area is developed. That is, the mapping slope of the black stretched area is calculated by connecting the point having the output level 0 (that is, the input signal level 10 and the output signal level 0) at the min value and the point corresponding to the tilt 1 value, and the output level at the max value. The mapping slope of the white stretched region is calculated by connecting the point having 245 (that is, the input signal level 245 and the output signal level 255) and the point corresponding to the tilt 2 value. As a result, it is possible to determine a mapping function having a slope of 1 in the interval between the tilt 1 and the tilt 2 and having a newly calculated slope in the region below the tilt 1 and the region above the tilt 2, by mapping using the mapping function. The black / white signal area is stretched.

한편, 흑/백 신호 영역을 신장시키면, 부분적인 화면의 변화에도 입력 신호의 최소/최대 레벨 신호가 바뀌는 경우가 발생하므로, 화면의 펄럭임 현상이 발생한다. 즉, 도2에서 흑색 신호 영역을 기준으로 설명하면, min값이 갑작스럽게 변화함으로써 매핑 기울기가 급격하게 변하게 되고, 결과적으로, 흑/백 신장되는 영역이 화면상에서는 밝아졌다 어두워졌다 하는 현상이 발생하게 된다.On the other hand, when the black / white signal region is extended, the minimum / maximum level signal of the input signal may change even when the partial screen is changed, thereby causing flutter of the screen. That is, referring to the black signal region in FIG. 2, the mapping slope suddenly changes due to a sudden change in the min value, resulting in a phenomenon that the black / white stretched region becomes brighter and darker on the screen. do.

종래 기술에 따르면, 급격한 장면 변화로 인한 영향을 줄이기 위하여, 상기 LPF를 사용함으로써 매핑 함수의 변화를 제어하고 있다. 하지만, LPF를 사용하여 제어하는 경우 하드웨어적인 부담이 더 따르게 되며, 화면 전환시에 신속한 신장 강도 변경이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다. According to the prior art, the change of the mapping function is controlled by using the LPF in order to reduce the effect of the sudden scene change. However, when using the LPF to control the hardware burden is more, and there is a problem that the change in elongation strength is not made quickly when switching the screen.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 장면 변화를 판단하여, 그 판단 결과에 따라 매핑 함수의 기울기 변화 속도를 조정함으로써, 흑/백 신호 영역을 신장시키는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for extending a black / white signal region by determining a scene change and adjusting a slope change rate of a mapping function according to the determination result. .

본 발명에 따른 흑/백 신장 조정 장치는, 이전 프레임 및 현재 프레임을 비교하여 장면 변화 여부를 판단하는 장면 변화 검출부, 장면 변화로 판단된 경우, 입력 신호 중 최소 레벨 신호 및 최대 레벨 신호를 검출하는 최소/최대 신호 검출부, 상기 최소/최대 신호 검출부에서 검출된 최소 레벨 신호 및 최대 레벨 신호에 대하여 각각의 출력 레벨 신장을 위한 틸트값을 결정하고 신장 영역의 매핑 기울기를 연산하는 기울기/틸트 연산부, 상기 기울기/틸트 연산부에 의해 결정된 현재 프레임 및 이전 프레임의 매핑 기울기를 이용하여, 장면 변화 여부에 따라 출력 신호 매핑 기울기를 결정하는 기울기 결정부 및 상기 출력 신호 매핑 기울기를 가지는 매핑 함수에 입력 신호를 인가시켜 매핑하는 매핑부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The black / white stretch adjustment device according to the present invention is a scene change detection unit for determining whether the scene change by comparing the previous frame and the current frame, when it is determined that the scene change, detecting the minimum level signal and the maximum level signal of the input signal A tilt / tilt calculator for determining a tilt value for each output level extension and calculating a mapping slope of the extension region with respect to the minimum / maximum signal detector, the minimum level signal and the maximum level signal detected by the minimum / maximum signal detector; By applying an input signal to a mapping function having a slope determination unit and an output signal mapping slope to determine an output signal mapping slope according to a scene change, by using the mapping slope of the current frame and the previous frame determined by the slope / tilt calculation unit. It characterized in that it comprises a mapping unit for mapping.

한편, 본 발명에 따른 흑/백 신장 조정 방법은, 이전 프레임 및 현재 프레임을 비교하여 장면이 변화되었는지를 검출하는 단계, 장면 변화로 검출된 경우에는 장면 변화 신호를 기울기 결정부로 출력하는 단계, 입력 신호 레벨을 확인하여 최소 레벨 신호 및/또는 최대 레벨 신호를 검출하는 단계, 상기 입력 신호 중 신장될 흑색 신호 영역 및/또는 백색 신호 영역 결정을 위한 틸트값 및 상기 신장될 영역의 매핑 기울기를 연산하는 단계, 상기 연산된 신장 영역의 매핑 기울기를 이용하여 장면 변화 여부에 따라 출력 신호 매핑 기울기를 결정하는 단계 및 상기 출력 신호 매핑 기울기를 가지는 매핑 함수에 따라 매핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the black / white stretch adjustment method according to the present invention, comparing the previous frame and the current frame to detect whether the scene has changed, if detected as a scene change, outputting the scene change signal to the slope determination unit, input Detecting a minimum level signal and / or a maximum level signal by calculating a signal level, calculating a tilt value for determining a black signal area and / or a white signal area to be expanded among the input signals, and calculating a mapping slope of the area to be expanded The method may include determining an output signal mapping slope according to a scene change by using the calculated slope of the stretched region, and mapping the mapping signal according to a mapping function having the output signal mapping slope.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 흑/백 신호 영역 신장 조정 장치 및 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for adjusting black / white signal region extension according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명에 따른 흑/백 신장 조정 장치의 구성을 간단한 블록도로 나타낸 도면이다. Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the black / white stretch adjusting device according to the present invention.

도면을 살피면, 인가된 입력신호에 대하여 장면변화 검출부(110)에서 이전 프레임 및 현재 프레임을 비교함으로써, 장면 변화 여부를 판단한 후, 장면이 변화 되었다고 판단되면, 장면 변화 검출신호를 기울기 결정부(140)로 출력하게 된다. Referring to the drawings, when the scene change detection unit 110 compares the previous frame and the current frame with respect to the applied input signal, it is determined whether the scene has changed, and if it is determined that the scene has changed, the slope determination unit 140 Will be printed.

상기 장면 변화 여부 판단을 위하여, 먼저, 이전 프레임을 소정 개수의 블럭으로 나누고, 각 블럭에 대해서 이미지 특성값을 추출하게 된다. 상기 이미지 특성값이란, 그 블럭의 영상에 대하여 특징이 될만한 수치를 의미하는 것으로, 대표적으로 각 블럭 내의 신호 레벨의 평균값을 활용할 수 있으나, 평균값과 같은 산출적인 데이터이외에 다른 특징값도 활용할 수 있다. 그 다음으로, 현재 프레임을 이전 프레임에 대하여 나눈 블럭 개수와 동일한 개수의 블럭으로 나누고, 각 블럭에 대하여 이미지 특성값을 구한다. 그 다음으로 이전 프레임 및 현재 프레임의 대비되는 각 블럭에 대하여 이미지 특성값을 비교하게 된다. To determine whether the scene changes, first, the previous frame is divided into a predetermined number of blocks, and image characteristic values are extracted for each block. The image characteristic value means a numerical value that can be characteristic for the image of the block. Typically, the average value of the signal level in each block can be used, but other characteristic values can be used in addition to the calculated data such as the average value. Next, the current frame is divided into blocks equal to the number of blocks divided by the previous frame, and an image characteristic value is obtained for each block. Next, the image characteristic values are compared for each of the contrasting blocks of the previous frame and the current frame.

도4는, 상기 장면 변화 여부 판단을 위하여 이전 프레임 및 현재 프레임에 대하여 블록을 나누어 비교하는 과정을 도시하고 있다. 도4에 따르면, 프레임1의 각 블럭(A1, B1, C1, ....)및 프레임2의 각 블럭(A2, B2, C3, ....)을 비교할 수 있다. 4 illustrates a process of dividing and comparing blocks with respect to a previous frame and a current frame to determine whether the scene has changed. According to Fig. 4, each block A1, B1, C1, .... of frame 1 and each block A2, B2, C3, .... of frame 2 can be compared.

비교된 블럭 중에서 이미지 특성값이 변한 블럭의 개수를 확인하고 소정 개수가 넘는지를 확인한다. 상기 이미지 특성값이 변한 블럭의 개수가 사용자가 설정한 소정 개수를 넘어서면, 장면 변화 검출부(110)는 장면이 변화된 것으로 보고, 장면 변화 신호를 기울기 결정부(140)로 출력한다. 만일, 전체 화면은 변하지 않고 화면상의 일정 부분에만 단속적으로 자막 또는 캡션 영상이 출현하는 경우에, 변화된 블럭 개수가 사용자가 설정한 개수 이하이면, 장면 변화로 판단하지 않게 된다.The number of blocks of which the image characteristic value has changed among the compared blocks is checked, and it is checked whether the number exceeds the predetermined number. When the number of blocks whose image characteristic values are changed exceeds a predetermined number set by the user, the scene change detector 110 determines that the scene has changed, and outputs a scene change signal to the tilt determination unit 140. If the caption or caption image appears intermittently only on a certain portion of the screen without changing the entire screen, if the changed number of blocks is less than or equal to the number set by the user, the scene change is not determined.

한편, 최소/최대 신호 검출부(혹은, MIN/MAX 검출부:120)에서 입력 신호 레벨 중에서 최소 레벨 신호 및 최대 레벨 신호를 검출한다. Meanwhile, the minimum / maximum signal detector (or MIN / MAX detector 120) detects the minimum level signal and the maximum level signal among the input signal levels.

다음으로, 기울기/틸트 연산부(혹은 SLOPE/TILT 연산부:130)에서는 매핑에 사용될 매핑 함수의 기울기(slope)를 연산하는 한편, 흑/백 신호 레벨에 대하여 신장될 영역을 정하는 틸트(tilt)값을 결정하게 된다. 상기 기울기를 연산하는 방법은 상술한 종래 기술과 동일하다. 즉, 영상 디스플레이 장치가 0 내지 255 레벨까지 표현가능한 경우라면, 최소 입력 레벨에서 출력 레벨이 0으로 매핑되도록 흑색 신호 신장 영역의 매핑 기울기를 구하고, 최대 입력 레벨에서 출력레벨이 255로 매핑되도록 백색 신호 신장 영역의 매핑 기울기를 구하게 된다. Next, the slope / tilt calculating unit (or SLOPE / TILT calculating unit 130) calculates a slope of the mapping function to be used for mapping, while tilting a tilt value that defines an area to be extended with respect to the black / white signal level. Will be decided. The method for calculating the slope is the same as in the above-described prior art. That is, if the image display apparatus can express 0 to 255 levels, the mapping slope of the black signal extension region is obtained so that the output level is mapped to 0 at the minimum input level, and the white signal is mapped to 255 at the maximum input level. The mapping slope of the stretched region is obtained.

한편, 상기 기울기/틸트(SLOPE/TILT) 연산부(130)는 상기 최소/최대 신호 검출부(120)로부터 입력된 최소 신호 레벨 및 최대 신호 레벨을 통하여 흑/백 신장이 수행될 영역의 크기를 예측하여, 신장 영역을 결정하는 틸트값을 조절하는 역할도 수행하게 된다.Meanwhile, the slope / tilt calculator 130 estimates the size of the region where black / white stretching is to be performed based on the minimum signal level and the maximum signal level input from the minimum / maximum signal detector 120. In addition, it also plays a role of adjusting the tilt value to determine the stretched region.

다음, 기울기 결정부(140)는 상기 기울기/틸트 연산부(130)에서 연산된 프레임의 매핑 기울기를 이용하여 매핑 함수의 기울기를 결정하게 된다. 상기 기울기 결정부(140)는 IIR(Infinite Impulse Response) 필터를 사용하여 구현할 수 있다. 상기 IIR필터는 디지털 필터의 한 종류로 입력신호의 값과 출력신호의 값이 재귀적으로(recursive, feedback) 적용되어 필터링이 수행된다. 상기 기울기 결정부(140)는 이전 프레임의 매핑 기울기 및 현재 프레임의 매핑 기울기를 IIR필터로 인가함으로써, 장면 변화에 따른 기울기 변화의 반응 속도를 조정할 수 있다. Next, the slope determination unit 140 determines the slope of the mapping function using the mapping slope of the frame calculated by the slope / tilt calculator 130. The slope determiner 140 may be implemented using an infinite impulse response (IRR) filter. The IIR filter is a type of digital filter, and the filtering is performed by recursively applying the value of the input signal and the value of the output signal. The gradient determiner 140 may adjust the response speed of the gradient change according to the scene change by applying the mapping slope of the previous frame and the mapping slope of the current frame to the IIR filter.

즉, 장면이 변화하지 않고 있는 상황에서는, 이전 프레임의 기울기를 출력 신호 매핑 기울기 결정에 더 많이 반영하여 기울기의 변화를 조정하고, 상기 장면 변화 검출부(110)가 장면 변화로 판단하여 장면 변화 신호를 보내오면, 현재 프레임의 기울기를 더 많이 반영하여 기울기를 결정한다. 전체 화면이 변화하지 않은 상태에서, 자막이 지나가거나 캡션 영상이 나타난 경우에 일정 블록 개수의 평균값만이 변화하게 되므로, 전체 장면은 변화하지 않은 것으로 판단하여, 이전 프레임의 매핑 기울기를 유지시킴으로써 화면의 펄럭임을 막을 수 있게 되는 한편, 장면이 변화하면, 현재 프레임의 기울기를 최대한 반영하여 신속히 신장 강도를 바꿀수 있게 된다. 이와 같은 방법으로, 장면 변화 여부에 따라 기울기 변화 속도를 조정하여 화면의 펄럭임 현상이 생기지 않게 하면서, 흑/백 신호 영역 신장을 이룰수 있게 된다. That is, in a situation where the scene is not changing, the change of the slope is adjusted by more reflecting the slope of the previous frame in the output signal mapping slope determination, and the scene change detection unit 110 determines that the scene change signal is determined as the scene change. When sent, the slope is determined to reflect more of the slope of the current frame. Since the average value of a certain number of blocks changes when the subtitle passes or the caption image is displayed while the entire screen is not changed, the entire scene is determined not to change, and the mapping slope of the previous frame is maintained. While the flutter can be prevented, the scene changes, allowing you to quickly change the stretch intensity to reflect the slope of the current frame as much as possible. In this way, it is possible to increase the black / white signal region while adjusting the rate of change of the slope according to whether or not the scene changes, thereby preventing flutter of the screen.

상기 IIR 필터를 사용하여 구현된 기울기 결정부(140)는, So=k*(So_curr)+(1-k)*(So_prev)의 수식을 통하여 출력 신호 매핑 기울기를 결정하게 되는데, 상기 수식 중에서 So는 출력 매핑 기울기, So_curr은 현재 프레임의 출력 매핑 기울기, So_prev는 이전 프레임의 출력 매핑 기울기를 나타낸다. The slope determination unit 140 implemented using the IIR filter determines the output signal mapping slope through the formula of So = k * (So_curr) + (1-k) * (So_prev). Denotes the output mapping slope, So_curr denotes the output mapping slope of the current frame, and So_prev denotes the output mapping slope of the previous frame.

수식 중 k는 임의의 변수로써, 상기 k를 장면 변화 여부에 따라 조정함으로써 기울기를 결정할 수 있다. 즉, 장면 변화 검출부(110)로부터 장면 변화 신호가 입력되면 k값을 1-k보다 큰 값으로 설정하게 된다. 따라서, 출력 매핑 기울기 So는 현재 프레임의 출력 매핑 기울기에 가깝게 결정된다. 한편, 장면 변화 신호가 입력되지 않는 동안에는 k값을 1-k보다 작은 값으로 설정하여, 이전 프레임의 출력 매핑 기울기를 거의 유지하는 상태에서 출력 매핑 기울기를 결정하게 된다.K in the equation is an arbitrary variable, and the slope may be determined by adjusting k according to whether or not the scene changes. That is, when the scene change signal is input from the scene change detector 110, the k value is set to a value larger than 1-k. Therefore, the output mapping slope So is determined to be close to the output mapping slope of the current frame. Meanwhile, while the scene change signal is not input, the k value is set to a value smaller than 1-k to determine the output mapping slope while maintaining the output mapping slope of the previous frame substantially.

상기 출력 매핑 기울기가 결정되면, 매핑부(150)는 입력 신호에 대하여 상기 기울기를 가지는 매핑 함수를 이용하여 출력함수를 매핑하게 된다. 장면 변화가 없는 상태에서는 매핑 함수의 기울기를 거의 변동없이 그대로 유지하여 매핑함으로써 흑/백 신장이 이루어지고, 장면 변화가 있으면, 현재 프레임의 기울기를 빠르게 반영하여 결정된 매핑 함수에 따라 매핑하게 된다.When the output mapping slope is determined, the mapping unit 150 maps the output function using a mapping function having the slope with respect to the input signal. In the absence of a scene change, black and white stretching is performed by mapping the mapping function while maintaining the inclination of the mapping function almost unchanged. If there is a scene change, the mapping function is mapped according to the mapping function determined by quickly reflecting the slope of the current frame.

이하에서는, 본 발명에 따른 흑/백 신장 조정 방법을 설명한다.Hereinafter, the black / white elongation adjustment method according to the present invention.

입력 신호가 들어오면, 우선 장면 변화 검출부(110)에서 장면 변화 여부를 판단하게 된다. 상기 판단 방법은 상술한 바 있다. 장면 변화로 판단되면, 장면 변화 신호를 기울기(Slope) 결정부(140)로 보내게 된다.When the input signal comes in, first, the scene change detection unit 110 determines whether the scene changes. The determination method has been described above. If it is determined that the scene change, the scene change signal is sent to the slope determiner 140.

한편, 최소/최대 신호 검출부(120)에서는 입력 신호 중에서 최소 레벨을 가지는 신호 및 최대 레벨을 가지는 신호를 검출하게 된다.Meanwhile, the minimum / maximum signal detector 120 detects a signal having a minimum level and a signal having a maximum level among input signals.

다음으로, 상기 검출된 최소 레벨 신호 및 최대 레벨 신호를 사용하여, 기울기/틸트 연산부(130)가 프레임의 기울기 및 틸트 값을 연산하는 단계를 거치게 된다. 한편, 흑색 신호 및 백색 신호 영역을 동시에 신장시키는 경우가 아니라, 흑색 신호만을 신장시키거나 혹은 백색 신호만을 신장시키는 경우라면, 상기 최소/최대 레벨 신호 중 어느 하나에 대해서만 기울기 및 틸트 값을 연산하면 된다.Next, the tilt / tilt calculator 130 calculates the tilt and tilt values of the frame using the detected minimum level signal and the maximum level signal. On the other hand, if the black signal and the white signal region are not stretched at the same time but only the black signal or the white signal is stretched, the tilt and tilt values may be calculated only for any one of the minimum and maximum level signals. .

그 다음, 기울기(Slope) 결정부(140)는 상기 기울기/틸트 연산부(130)에서 연산된 이전 프레임 및 현재 프레임의 기울기를 이용하여 매핑 함수의 기울기를 결정하게 된다. 즉, 장면 변화가 없는 상태에서는 이전 프레임의 매핑 기울기를 거의 그대로 이용하여 매핑 함수를 결정하여 화면의 펄럭임 현상을 방지할 수 있게 되는 한편, 장면 변화가 있는 경우에는 현재 프레임의 매핑 기울기를 많이 반영하여 신속하게 신장 강도를 변경하게 된다.Next, the slope determiner 140 determines the slope of the mapping function using the slopes of the previous frame and the current frame calculated by the slope / tilt calculator 130. That is, in the absence of a scene change, the mapping function of the previous frame is almost used to determine the mapping function to prevent flutter of the screen. In the case of a scene change, the mapping slope of the current frame is reflected a lot. You will quickly change your stretch strength.

매핑 기울기를 결정함으로써 매핑 함수가 정해지면, 상기 매핑 함수에 따라 매핑을 함으로써 흑/백 신호 출력 영역의 신장이 이루어진다. When the mapping function is determined by determining the mapping slope, the mapping according to the mapping function is performed to extend the black / white signal output region.

이상, 본 발명의 상세한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었으며, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다. 상기 설명에 비추어 당해 기술분야의 숙련된 기술자는 본발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않고 개량과 변형이 가능하다The foregoing detailed description of the invention has been presented for purposes of illustration and description, and is not intended to limit the invention thereto. In view of the above description, those skilled in the art can make improvements and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention.

본 발명에 따르면, 입력 신호 레벨이 일정범위로 제한된 상태에서도 흑색 신호 영역 및/또는 백색 신호 영역을 확장시킴으로써 화면의 콘트라스트를 확장시킬수 있다. 특히, 이러한 흑/백 신호 영역 신장시에 화면 변화 여부에 따라 매핑 함수의 변화 속도를 다르게 조정하여, 전체 장면이 변화가 없는 경우에 갑작스런 자막 출현, 캡션 영상 출현등으로 최소 및/또는 최대 신호 레벨이 변화한 경우 매핑 기울기 변화를 천천히 하여 화면의 펄럭임 현상을 방지하고, 전체 장면이 변화된 경우에는, 신속하게 매핑 기울기를 변화시켜, 새로운 화면에 맞게 흑/백 신호 영역을 신장시킬 수 있다.According to the present invention, even when the input signal level is limited to a certain range, the contrast of the screen can be extended by extending the black signal area and / or the white signal area. In particular, the rate of change of the mapping function is adjusted differently depending on whether the screen changes when the black / white signal region is extended, so that when the entire scene is unchanged, the minimum and / or maximum signal level may occur due to sudden caption appearance or caption image appearance. When the change is made, the change of the mapping inclination may be slowed to prevent flutter of the screen, and when the whole scene is changed, the mapping inclination may be quickly changed to increase the black / white signal region to fit the new screen.

도1은 종래 기술에 따른 흑/백 신장 조정 장치의 구성에 대한 간단한 블록도,1 is a simple block diagram of the configuration of the black / white stretch adjustment device according to the prior art,

도2는 흑/백 신장 조정 장치에서 사용되는 매핑 함수 그래프2 is a mapping function graph used in the black / white stretch adjustment device

도3은 본 발명에 따른 흑/백 신장 조정 장치의 구성에 대한 간단한 블록도,Figure 3 is a simple block diagram of the configuration of the black / white stretch adjusting device according to the present invention,

그리고, 도4는 본 발명의 흑/백 신장 조정 장치에서 장면 변화를 검출하는 단계를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a step of detecting a scene change in the black / white stretch adjusting device of the present invention.

Claims (9)

이전 프레임 및 현재 프레임을 비교하여 장면 변화 여부를 판단하는 장면 변화 검출부;A scene change detection unit comparing the previous frame and the current frame to determine whether the scene has changed; 입력 신호 중 최소 레벨 신호 및/또는 최대 레벨 신호를 검출하는 최소/최대 신호 검출부;A minimum / maximum signal detector for detecting a minimum level signal and / or a maximum level signal among input signals; 상기 입력 신호 영역 중 신장 영역을 정하는 틸트값을 결정하고 각 프레임별로 상기 신장 영역의 매핑 기울기를 연산하는 기울기/틸트 연산부;A tilt / tilt calculator configured to determine a tilt value for determining the stretched region among the input signal regions, and calculate a mapping slope of the stretched region for each frame; 상기 신장 영역의 매핑 기울기를 이용하여, 상기 장면 변화 여부에 따라 출력 신호 매핑 기울기를 결정하는 기울기 결정부;및A slope determiner configured to determine an output signal mapping slope according to whether the scene is changed by using the mapping slope of the stretched region; and 상기 출력 신호 매핑 기울기를 가지는 매핑 함수에 입력 신호를 인가시켜 매핑하는 매핑부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 장치.And a mapping unit configured to apply and map an input signal to a mapping function having the output signal mapping slope. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 장면 변화 검출부는,The scene change detection unit, 이전 프레임 및 현재 프레임을 각각 동일한 개수의 복수 블럭으로 나누어 각 블럭의 이미지 특성값을 구하고 비교한 후, 상기 이미지 특성값이 변화한 블럭의 개수를 확인하여 소정 개수 이상이면 장면 변화로 판단하여, 상기 기울기 연산부로 장면 변화 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 장치.After dividing the previous frame and the current frame into a plurality of blocks of the same number, the image characteristic values of each block are obtained and compared, and the number of blocks whose image characteristic values have changed is determined. A black / white stretch adjusting device according to a scene change, characterized by outputting a scene change signal to a tilt calculator. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 이미지 특성값은 각 블럭 내에 존재하는 신호의 레벨 평균값을 사용하는 것을 특징으로 하는 장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 장치.And the image characteristic value uses a level average value of a signal existing in each block. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 기울기 결정부는,The tilt determination unit, 상기 장면 변화 검출부로부터 장면 변화 신호가 입력되지 않는 동안에는 신장되는 영역의 출력 신호 매핑 기울기를 천천히 변화시키고, 상기 장면 변화 신호가 입력되면 출력 신호 매핑 기울기를 빠르게 변화시키는 것을 특징으로 하는 장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 장치. While the scene change signal is not input from the scene change detection unit, the output signal mapping slope of the stretched area is slowly changed, and when the scene change signal is input, the output signal mapping slope is rapidly changed. / Bag height adjustment device. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 기울기 결정부는, 아래의 수식을 이용하여 출력 신호 매핑 기울기를 결정하고, 상기 수식중 k값은 장면 변화 신호가 입력되면 1-k보다 큰 값으로 설정하고, 장면 변화 신호가 입력되지 않는 동안에는 1-k보다 작은 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 장치:The slope determination unit determines the slope of the output signal mapping using the following equation, and the k value in the equation is set to a value greater than 1-k when the scene change signal is input, and 1 while the scene change signal is not input. Black and white height adjustment device according to the scene change characterized in that it is set to a value less than -k: So=k*(So_curr)+(1-k)*(So_prev)So = k * (So_curr) + (1-k) * (So_prev) So는 출력 신호 매핑 기울기, So_curr은 현재 프레임의 매핑 기울기, So_prev는 이전 프레임의 매핑 기울기, k는 임의의 변수. So is the output signal mapping slope, So_curr is the mapping slope of the current frame, So_prev is the mapping slope of the previous frame, and k is any variable. 입력 신호의 이전 프레임 및 현재 프레임을 비교하여 장면 변화 여부를 판단하는 단계;Comparing the previous frame with the current frame of the input signal and determining whether the scene has changed; 장면 변화로 판단된 경우에는 장면 변화 신호를 기울기 결정부로 출력하는 단계;Outputting a scene change signal to a tilt determiner when it is determined that the scene change; 입력 신호 레벨을 확인하여 최소 레벨 신호 및/또는 최대 레벨 신호를 검출하는 단계;Checking the input signal level to detect a minimum level signal and / or a maximum level signal; 상기 입력 신호 중 신장될 흑색 신호 영역 및/또는 백색 신호 영역 결정을 위한 틸트값 및 상기 신장될 영역의 매핑 기울기를 연산하는 단계;Calculating a tilt value for determining a black signal region and / or a white signal region to be extended among the input signals and a mapping slope of the region to be expanded; 상기 신장될 영역의 매핑 기울기를 이용하여 출력 신호 매핑 기울기를 결정하는 단계;및Determining an output signal mapping slope using the mapping slope of the region to be stretched; and 상기 출력 신호 매핑 기울기를 가지는 매핑 함수에 따라 매핑하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑/백 신장 조정 방법.And mapping according to a mapping function having the output signal mapping slope. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 장면 변화를 검출하는 단계는,Detecting the scene change, 이전 프레임을 소정 개수의 블럭으로 나누어 각 블럭의 이미지 특성값을 산출하는 단계;Calculating an image characteristic value of each block by dividing a previous frame into a predetermined number of blocks; 현재 프레임을 상기 이전 프레임의 블럭과 동일한 개수의 블럭으로 나누어 각 블럭의 이미지 특성값을 산출하는 단계;Calculating an image characteristic value of each block by dividing a current frame into blocks equal to the number of blocks of the previous frame; 상기 이전 프레임 및 현재 프레임에서 대비되는 블록을 비교하여 이미지 특성값이 변화된 블럭의 개수를 확인하는 단계;및Comparing the blocks contrasted from the previous frame and the current frame to identify the number of blocks whose image characteristic values have changed; and 상기 이미지 특성값이 변화된 블럭의 개수가 소정 개수 이상인 경우 장면 변화로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑/백 신장 조정 방법.And determining that the scene changes when the number of blocks whose image characteristic values are changed is greater than or equal to a predetermined number. 제6항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 출력 신호 매핑 기울기를 결정하는 단계는, 아래의 수식을 이용하여 결정하고, Determining the output signal mapping slope is determined using the following equation, 상기 수식 중 k값은 장면 변화 신호가 입력되면 1-k보다 큰 값으로 설정하고, 장면 변화 신호가 입력되지 않는 동안에는 1-k보다 작은 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 방법:The k value in the above equation is set to a value larger than 1-k when a scene change signal is input, and to a value smaller than 1-k while the scene change signal is not input. Height adjustment method: So=k*(So_curr)+(1-k)*(So_prev)So = k * (So_curr) + (1-k) * (So_prev) So는 출력 신호 매핑 기울기, So_curr은 현재 프레임의 매핑 기울기, So_prev는 이전 프레임의 매핑 기울기, k는 임의의 변수.So is the output signal mapping slope, So_curr is the mapping slope of the current frame, So_prev is the mapping slope of the previous frame, and k is any variable. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 이미지 특성값은 각 블럭 내에 존재하는 신호의 레벨 평균값을 사용하는 것을 특징으로 하는 장면 변화에 따른 흑/백 신장 조정 방법. And the image characteristic value uses a level average value of a signal existing in each block.
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