KR100554580B1 - 화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 화상 표시 장치, 및이동 전자 기기 - Google Patents

화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 화상 표시 장치, 및이동 전자 기기 Download PDF

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Abstract

화상 표시 장치에 의해 화소들을 포함하는 화상을 표시하도록 화소들의 화소값들을 나타내는 화상 신호를 처리하기 위한 화상 처리 장치는, 제1 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈(a first series of pixels) 및 상기 제1 화소값과 상이한 제2 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈(a second series of pixels) - 상기 제2 화소 시리즈는 상기 제1 화소 시리즈에 후속함 - 에 대응하는, 상기 화상 신호의 저주파 부분을 검출하기 위한 검출 수단; 및 상기 제1 화소값이 점진적으로 상기 제2 화소값으로 변화되도록, 상기 화상 신호의 상기 저주파 부분의 소정 부분 - 상기 소정 부분은 상기 제1 화소 시리즈 및 상기 제2 화소 시리즈 중 적어도 하나를 포함함 - 을 확장하기 위한 신호 확장 수단을 포함한다.
화상 표시 장치, 신호 확장 수단, 화상 신호, 블록화 수단, 검출 수단

Description

화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 화상 표시 장치, 및 이동 전자 기기{IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, IMAGE DISPLAY APPARATUS, AND MOBILE ELECTRONIC DEVICE}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 이용되는 액정 표시 장치의 블럭도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치의 블럭도.
도 3은 제1 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단의 블럭도.
도 4는 제1 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단의 블럭도.
도 5는 제1 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단 및 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘의 전반부를 예시한 흐름도.
도 6은 제1 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단 및 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘의 후반부를 예시한 흐름도.
도 7은 제1 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 신호 확장의 대상이지만 신호 확장의 이전 상태인 화상 신호의 일부분을 도시한 개략도.
도 8은 제1 실시예의 화상 처리 장치의 라인 메모리에 저장된 화상 신호의 화상 데이터를 도시한 개략도.
도 9는 제1 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘을 예시한 흐름도.
도 10은 제1 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 신호 확장에 의해 획득된 예시적 화상 신호를 도시한 개략도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 처리 장치의 블럭도.
도 12는 제2 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단의 블럭도.
도 13은 제2 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단의 블럭도.
도 14는 제2 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단 및 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘의 전반부를 예시한 흐름도.
도 15는 제2 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단 및 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘의 후반부를 예시한 흐름도.
도 16은 제2 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 신호 확장의 대상이지만 신호 확장의 이전 상태인 화상 신호의 일부분을 도시한 개략도.
도 17은 제2 실시예의 화상 처리 장치의 프레임 메모리에 저장된 화상 신호의 화상 데이터를 도시한 개략도.
도 18은 제2 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 신호 확장에 의해 획득된 예시적 화상 신호를 도시한 개략도.
도 19는 제2 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘을 예시한 흐름도.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 처리 장치의 블럭도.
도 21은 제3 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단의 블럭도.
도 22는 제3 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단의 블럭도.
도 23은 제3 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단 및 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘의 전반부를 예시한 흐름도.
도 24는 제3 실시예의 화상 처리 장치의 검출 수단 및 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘의 후반부를 예시한 흐름도.
도 25는 제3 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 신호 확장의 대상이지만 신호 확장의 이전 상태인 화상 신호의 일부분을 도시한 개략도.
도 26은 제3 실시예의 화상 처리 장치의 메모리에 저장된 화상 데이터를 도시한 개략도.
도 27은 제3 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 처리의 기본 알고리즘을 예시한 흐름도.
도 28은 제3 실시예의 화상 처리 장치의 신호 확장 수단이 실행하는 신호 확장에 의해 획득된 예시적 화상 신호를 도시한 도면.
도 29는 제3 실시예의 화상 표시 장치의 표시부를 도시한 도면.
도 30은 예시적으로 다수의 블럭을 도시한, 제3 실시예의 화상 표시 장치의 표시를 도시한 도면.
도 31은 또다른 예시적 방법으로 다수의 블럭을 도시한, 제3 실시예의 화상 표시 장치의 표시부를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액정 표시 장치
2 : 외부 호스트 시스템
21 : CPU
22 : 외부 메모리
23 : I/O 시스템
3 : 데이터 버스
4 : 액정 표시 모듈
41 : 액정 컨트롤러
41a : I/F부
41b : 신호 처리부
42 : 표시 메모리
43 : 화상 처리 장치
44 : 액정 드라이버
45 : 액정 패널
51 : 제어 수단
52 : 라인 메모리
53 : 검출 수단
54 : 신호 확장 수단
본 발명은 화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 그를 이용한 화상 표시 장치, 및 이동 전화(mobile phone)와 같은 이동 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 화상 표시 장치의 분야에서 고해상도 화상을 표시하기 위한 기술, 예를 들면, 정밀한 CG(컴퓨터 그래픽) 화상을 표시하고 기타 화상을 보다 사실적으로 표시하기 위한 기술이 개발되어 왔다. 그러나, 화상 표시 기술의 개발에 의해 지금까지 실현된 화상보다 더욱 고그레이 스케일화되고 고해상도의 화상을 화상 표시 장치에 의해 표시하는 것이 강력히 요구되고 있다.
화상 신호로서 디지털 신호를 이용하는 화상 표시 장치에서는, 화상 신호의 6 내지 8비트가 R(적), G(녹), B(청) 데이터의 각각에 할당된다. 더 그레이 스케일화되고 더 고해상도의 화상을 표시하는 것에 대한 강력한 요구로 인해, 보다 많은 수의 비트를 갖는 디지털 신호를 이용하는 것에 대한 요구가 장차 증가할 것으로 기대된다.
16비트로 표현되는 화상 신호의 6 내지 8비트를 R, G, B 데이터의 각각에 할당하는 주류의 화상 표시 장치에 대해 구체적으로 설명하겠다.
이런 타입의 화상 표시 장치에서 사용되는 화상 표시 데이터는 216=65536이기 때문에 65536 컬러를 표시할 수 있다. 65536 컬러 화상 표시 데이터로 RGB 컬러 화상을 표시하기 위하여, 5-6-5 포맷이 일반적으로 이용된다. 이 포맷에 의해, 5비트가 R 데이터에 할당되고, 6비트가 G 데이터에 할당되고, 5 비트가 B 데이터에 할당된다. 따라서, 화상 표시 데이터는 총 16비트를 갖는다.
TFT 액정 표시 패널 유닛에서는, 그레이 스케일 레벨을 표현하는 값으로서, 6비트가 R, G, B 데이터의 각각에 할당된다. 따라서, 화상 표시 데이터는 총 18비트를 갖는다.
입력 디지털 화상 신호에 대응하는 화상 신호가 처리를 위해 출력된다.
16비트 디지털 화상 신호를 그러한 TFT 액정 표시 패널 유닛과 부합시키기 위하여, 각각 5비트가 할당되어 있는 R-화소 화상 표시 데이터 및 B-화소 화상 표시 데이터를 6비트 화상 표시 데이터로 확장하기 위한 그레이 스케일 보정이 행해진다.
그러한 그레이 스케일 보정을 위하여, 다음 3가지 시스템이 주로 이용된다: (1) LSB(Least Significant Bit: 최하위 비트) 고정 시스템, (2) MSB(Most Significant Bit: 최상위 비트) 반복 시스템, 및 (3) 그레이 스케일 팔레트(palette) 시스템.
(1) LSB 고정 시스템에 따르면, 6비트 화상 표시 데이터를 작성하기 위해 5비트 화상 표시 데이터에 1비트가 LSB로서 부가된다. LSB로서는, "1" 또는 "0"이 자동으로 설정된다.
(2) MSB 반복 시스템에 따르면, 6비트 화상 표시 데이터를 작성하기 위해 5비트 화상 표시 데이터에 1비트가 LSB로서 부가된다. LSB로서는, (1) LSB 고정 시스템과 달리, MSB와 동일한 값이 설정된다.
(3) 그레이 스케일 팔레트 시스템에 따르면, 룩업 테이블(LUT) 또는 변환 테이블이라고 하는 팔레트에 의해 5비트 화상 표시 데이터 및 6비트 화상 표시 데이터가 서로 관련된다. 5비트 화상 표시 데이터로 표현된 하나의 값이 입력되면, 그 값에 대응하는 6비트 화상 표시 데이터가 출력된다.
그레이 스케일의 정도를 개선하기 위하여, 의사 그레이 스케일(pseudo gray scale) 시스템이 이용될 수 있다. 일반적으로 알려진 의사 그레이 스케일 시스템으로는, (4) 디터(dither) 시스템, (5) 에러 확산 시스템, 및 (6) FRC(Frame Rate Control: 프레임 레이트 제어) 시스템이 있다.
(4) 디터 시스템에 따르면, 기준 화소 값들(reference pixel values)이 정의된다. 특정 영역의 화소들에서, 기준 화소 값들과 다른 화소 값들을 갖는 화소들을 표시하기 위하여 이산 기준 화소 값들(discrete reference pixel values)이 사용된다. 비기준 화소 값들을 갖는 화소들의 수 대 기준 화소 값들을 갖는 화소들의 수의 비(즉, 표현비)(expression ratio)가 먼저 구해진다. 그 후, 표현비에 따라서, 기준 화소 값들 사이의 그레이 스케일들(중간 톤들)이 표시된다.
(5) 에러 확산 시스템에 따르면, 하나의 화소의 화소 값이 양자화(또는 2진화)된다. 양자화된 값과 원(original) 화소 값 사이의 차이(즉, 양자화 에러)가 주변 화소들의 화소 값에 할당된다. 따라서, 중간 톤들이 표시된다.
(6) FRC 시스템에 따르면, 기준 화소 값들이 정의된다. 특정 기간(예를 들면, 1 프레임) 내에서, 기준 화소 값들과 다른 화소 값들을 갖는 화소들을 표시하기 위해 이산 기준 화소 값들이 사용된다. 기준 화소 값들을 갖는 화소들이 표시되는 기간 대 비기준 화소 값들을 갖는 화소들이 표시되는 기간의 비가 구해진다. 이 비를 이용하여, 기준 화소 값들 사이의 그레이 스케일들(중간 톤들)이 표시된다.
(1), (2), (3) 시스템들은 컬러 재현성(그레이 스케일 재현성)의 점에서 문제점이 있다. 이에 대해 이하에서 설명하겠다. 다음 설명에서, 5비트 화상 표시 데이터 및 6비트 화상 표시 데이터의 화소 값 00h는 가장 어두운 표시에 대응하는 화소 값이다. 5비트 화상 표시 데이터의 화소 값 1Fh 및 6비트 화상 표시 데이터의 화소 값 3Fh는 각각 가장 밝은 표시에 대응하는 화소 값들이다.
(1) LSB 고정 시스템은 다음의 문제점이 있다. 원 화상 데이터의 컬러 성분 화상 표시 데이터의 LSB에 "0"을 부가함으로써 그레이 스케일 확장이 행해지는 경우에는, (5비트 화상 표시 데이터의 가장 밝은 표시에 대응하는) 화소 값 1Fh가 화소 값 3Eh로 변환된다. 그 결과, 표시 패널에 의해 가능한 가장 밝은 표시(3Fh)가 표시될 수 없다. 원 화상 데이터의 컬러 성분 화상 표시 데이터의 LSB에 "1"을 부가함으로써 그레이 스케일 확장이 행해지는 경우에는, (5비트 화상 표시 데이터의 가장 어두운 표시에 대응하는) 화소 값 00h가 6비트 화상 표시 데이터의 화소 값 01h로 변환된다. 그 결과, 표시 패널에 의해 가능한 가장 어두운 표시(00h)가 표시될 수 없다.
(2) MSB 반복 시스템은 다음의 문제점이 있다. 5비트 화상 표시 데이터의 연속적인 화소 값들(예를 들면, 0Fh 및 10h)이, 비연속적인 6비트 화상 표시 데이터의 화소 값들 1Eh 및 21h로 변환된다. 그 결과, 연속적인 휘도가 표시될 수 없다.
(3) 그레이 스케일 팔레트 시스템은 다음의 문제점이 있다. 5비트 화상 표시 데이터를 6비트 화상 표시 데이터로 변환하기 위한 팔레트가 일단 설정되면, 모 든 화상에 대해서 동일 팔레트가 이용된다. 팔레트는 서로 다른 타입의 화상들(예를 들면, 그래픽 화상, 애니메이션 화상 및 다른 일반적인 화상들)이 표시될 때마다 새로이 설정될 필요가 있다. 이것은 사용자의 작업 부담을 증가시킨다.
상기 (1), (2), (3) 시스템들의 문제점은 6비트 화상 표시 데이터의 표시 패널의 표시 능력(26=64 그레이 스케일)이 충분히 이용될 수 없다는 사실에 기인한다. (1), (2) 시스템에서는, "0" 또는 "1"이 LSB로서 자동적으로 부가된다. 그러므로, 실제 표시는 5비트 표시(25=32 그레이 스케일)에 한정된다. (3) 시스템에서는, 팔레트에 포함될 수 있는 데이터의 타입 수가 32이다.
상기와 같이 표시 패널의 표시 능력이 충분히 이용될 수 없을 때, 상기 문제점들에 더하여 다음의 문제점이 생길 수 있다. (1), (2), (3) 시스템들에서는, 화상 표시 신호들의 비트 수가 불충분하다. 그러므로, 일반적으로 하나의 화상에서, 완만한(smooth) 계조 변화에 의해 표현되어야 하는 부분이 바람직하지 않게 계단형 스트라이프(stepwise stripes)로 표현될 수 있다(그러한 스트라이프를 "의사 윤곽"(pseudo profile)이라 칭하겠다).
(4), (5), (6) 시스템들은, 입력 화상 신호의 그레이 스케일 비트 수가 화상 표시 장치의 그레이 스케일 비트 수보다 클 때, 즉 화상 표시 장치의 그레이 스케일 성능이 입력 화상 신호에 대해 불충분할 때, 화상 표시 장치의 그레이 스케일 성능의 정도를 개선할 수 있다. 그러나, 입력 화상 신호의 그레이 스케일 비트 수가 화상 표시 장치의 그레이 스케일 비트 수보다 작을 때, (비록 화상 표시 장치의 그레이 스케일 성능이 그러한 표시를 행하기에 충분할지라도) 입력 화상 신호의 그레이 스케일 비트 수를 초과하는 그레이 스케일 비트 수에 대응하는 표시는 행해질 수 없다. 환언하면, 화상 표시 장치의 그레이 스케일 성능이 충분히 이용될 수 없다.
본 발명의 일 국면에 따르면, 화소들을 포함하는 화상을 화상 표시 장치에 의해 표시하기 위해 화소들의 화소 값을 표현하는 화상 신호를 처리하기 위한 화상 처리 장치는, 제1 화소 값을 갖는 제1 화소 시리즈 및 제1 화소 값과 다른 제2 화소 값을 갖는 제2 화소 시리즈 - 이 제2 화소 시리즈는 제1 화소 시리즈에 후속함 - 에 대응하는, 화상 신호의 저주파 부분을 검출하기 위한 검출 수단; 제1 화소 값이 제2 화소 값으로 점차 변화하도록, 화상 신호의 저주파 부분의 소정 부분 - 상기 소정 부분은 제1 화소 시리즈 및 제2 화소 시리즈 중 적어도 하나를 포함함 - 을 확장하기 위한 신호 확장 수단을 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 화상 처리 장치는, 화상 신호를 소정 수의 화소들에 각각 대응하는 복수의 블록으로 분할하기 위한 블록화 수단을 더 포함한다. 복수의 블록으로 분할된 화상 신호는 검출 및 확장된다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 복수의 화소들은 복수의 행(row) 및 복수의 열(column)로 배치된다. 블록화 수단은 복수의 블록 사이의 경계가 복수의 열에 대하여 랜덤하도록 화상 신호를 분할한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 검출 수단은, 화상 신호가 확장되어야 할지 여 부를 판정하기 위하여, 제1 화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값과 제2 화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값과의 차이가 제1 화소 시리즈의 폭을 나타내는 값과 같은지 여부를 판정한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 신호 확장 수단은 확장되지 않는 화상 신호의 일부분에 고정 값을 갖는 비트들을 부가한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 저주파 부분에서 제1 화소 값과 제2 화소 값과의 차이는 1이다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 신호 확장 수단은 제1 화소 시리즈의 중점 및 제2 화소 시리즈의 중점으로부터 일부분을 확장한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 신호 확장 수단은 제1 화소 값을 갖는 화소들에 대응하는 화상 신호의 부분 및 제2 화소 값을 갖는 화소들에 대응하는 화상 신호의 부분 중 적어도 하나에 2비트를 부가한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 신호 확장 수단은 제1 화소 값을 갖는 화소들에 대응하는 화상 신호의 부분 및 제2 화소 값을 갖는 화소들에 대응하는 화상 신호의 부분 중 적어도 하나에 4비트를 부가한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 신호 확장 수단은 제1 화소 값이 직선 또는 곡선 상에서 제2 화소 값으로 점차 변화하도록 화상 신호를 확장한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 제1 화소 시리즈 및 제2 화소 시리즈는 화상 신호가 전달되는 수평 방향, 수평 방향에 대해 수직인 수직 방향, 및 수평 방향 및 수직 방향에 대해 비스듬한 경사 방향 중 적어도 하나로 배열된다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 화상 표시 장치에 의해 처리되는 그레이 스케일 비트 수는 화상 신호에 의해 표현되는 그레이 스케일 비트 수보다 크다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 화소들을 포함하는 화상을 화상 표시 장치에 의해 표시하기 위해 화소들의 화소 값을 표현하는 화상 신호를 처리하기 위한 화상 처리 방법은, 제1 화소 값을 갖는 제1 화소 시리즈 및 제1 화소 값과 다른 제2 화소 값을 갖는 제2 화소 시리즈 - 이 제2 화소 시리즈는 제1 화소 시리즈에 후속함 - 에 대응하는, 화상 신호의 저주파 부분을 검출하는 단계; 제1 화소 값이 제2 화소 값으로 점차 변화하도록, 화상 신호의 저주파 부분의 소정 부분 - 이 소정 부분은 제1 화소 시리즈 및 제2 화소 시리즈 중 적어도 하나를 포함함 - 을 확장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 화상 처리 방법은, 화상 신호를 소정 수의 화소들에 각각 대응하는 복수의 블록으로 분할하는 단계를 더 포함한다. 복수의 블록으로 분할된 화상 신호는 검출 및 확장된다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 화상 표시 장치는, 화상 처리 장치에 의해 확장된 화상 신호를 이용하여 화상을 표시하기 위한 상술한 화상 처리 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 이동 전자 기기는 상술한 화상 표시 장치를 포함한다. 화상 표시 장치는 액정 표시 장치이다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치는 검출 수단 및 신호 확장 수단을 포함한다. 검출 수단은 비트들에 의해 표현되는 화상 신호의 저주파 부분을 검출한다. 저주 파 부분은 제1 화소 값을 갖는 제1 화소 시리즈 및 제1 화소 값과 다른 제2 화소 값을 갖는 제2 화소 시리즈에 대응한다. 상기 제2 화소 시리즈는 제1 화소 시리즈에 후속한다. 신호 확장 수단은 화상 신호의 저주파 부분의 소정 부분을 확장한다. 소정 부분은 제1 화소 시리즈 및/또는 상기 제2 화소 시리즈를 포함한다. 보다 구체적으로, 확장은 제1 화소 값이 제2 화소 값으로 점차 변화하도록 행해진다.
그러므로, 본 발명에 따르면, 표시 패널의 화상 표시 능력이 충분히 이용될 수 있고, 완만한 계조 변화가 실현된다. 의사 윤곽, 즉 계조의 계단형 스트라이프가 제거될 수 있다.
본 발명에 따르면, 신호 확장의 대상으로서 검출 수단에 의해 검출된 화상 신호의 저주파 부분은 다음과 같이 처리된다. 신호 확장 수단에 의해 소정 수의 비트들이 부가된다. 신호 확장의 대상이 아닌 부분에는, 이 부분의 비트 수가 확장된 부분의 비트 수와 같도록 비트 "00"이 부가된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 소정 수의 비트가 자동적으로 부가되지 않는다. 화상 표시 장치의 표시 능력이 충분히 이용될 수 있다. 그러므로, 가장 밝은 점 또는 가장 어두운 점이 제거되고 상당히 이산적인(discrete) 화소들에 기초하여 화상이 표시되는 문제점이 회피될 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 기술된 발명은 표시 패널의 표시 능력을 충분히 이용하기 위하여 입력 화상 신호를 확장하기 위한 화상 처리 장치와 화상 처리 방법, 화상 표시 장치, 및 그것을 이용한 휴대 전화(cellular phone)와 같은 이동 전자 기기를 제공하는 이점을 가능하게 한다.
본 발명의 이들 및 다른 이점들은 당업자가 첨부 도면을 참고하여 이하의 상세한 설명을 읽고 이해함으로써 명백히 알 수 있을 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예시적 실시예를 통해 설명될 것이다.
(제1 실시예)
본 발명의 제1 실시예에서 6 비트 디지탈 화상 신호를 8 비트 디지탈 화상 신호로 확장시키기 위한 화상 처리 장치가 설명된다. 제1 실시예에서 사용되는 액정 패널은 640 화소(수평) ×480 화소(수직)의 표시 영역을 갖는다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치는 액정 패널에 제공될 화상을 처리하는 장치에만 제한되는 것은 아니라는 점을 알아야 한다. 본 발명의 화상 처리 장치에 사용되는 액정 패널은 640 화소 ×480 화소의 표시 영역을 갖는 것에만 제한되지 않는다. 이런 것들은 예시적인 것에 불과하다.
제1 실시예의 화상 처리 장치는 예를 들어, 휴대 전화, PDA, 및 또다른 소형 표시 장치와 같이 저비용으로 생산될 필요가 있는 제품에 적합한 구조를 갖는다.
도 1은 화상 처리 장치를 포함하는 액정 표시 장치(1)를 예시한 블럭도이다.
액정 표시 장치(1)은 데이터 버스(3)을 통해서 서로 접속된 액정 표시 모듈(4) 및 외부 호스트 시스템(2)를 포함한다.
외부 호스트 시스템(2)은 CPU(21), 외부 메모리(22), 및 I/O(입/출력) 시스템(23)을 포함하는데, 이들은 데이터 버스(3)에 각각 접속된다.
액정 모듈(4)은 액정 컨트롤러(41), 표시 메모리(42), 화상 처리 장치(43), 액정 드라이버(44), 및 액정 패널(45)를 포함한다. 제1 실시예에서, 화상 처리 장치(43)는 액정 컨트롤러(41) 및 액정 드라이버(44) 사이에 접속된다. 화상 처리 장치(43)는 액정 컨트롤러(41)로부터 출력되는 6 비트 화상 데이터를 소정의 방식으로 처리하여 6 비트 화상 신호를 8 비트 화상 데이터로 변환하고, 8 비트 화상 데이터를 액정 드라이버(44)로 출력한다.
액정 컨트롤러(41)는 I/F부(41a) 및 신호처리부(41b)를 포함하고, 데이터 버스(3)에 접속된다. 액정 컨트롤러(41)는 표시 메모리(42)에 접속되고, 표시 메모리(42)에 저장된 표시 정보 및 제어 정보에 기초하여 화상 처리 장치(43)로 화상 신호 및 제어 신호를 출력한다. 화상 처리 장치(43)는 아래에 설명하는 대로 화상 신호 및 제어 신호를 처리하여 확장된 화상 신호를 발생시키고, 확장된 화상 신호를 액정 드라이버(44)로 출력한다. 화상 처리 장치(43)로부터의 확장된 화상 신호 및 제어 신호에 기초하여, 액정 드라이버(44)는 액정 패널(45)이 화상을 표시하도록 하게 한다. 액정 패널(45)은 표시 패널로 기능한다. 액정 패널(45)에서 다수의 화소가 다수의 행 및 다수의 열을 따라 배치된다.
도 2는 도 1에 도시된 화상 처리 장치(43)의 부분 구조를 예시한 블럭도이다.
화상 처리 장치(43)는 제어 수단(51), 라인 메모리(52), 검출 수단(53), 및 신호 확장 수단(54)을 포함한다.
제어 수단(51)은 액정 컨트롤러(41)로부터 츨력되는 6 비트 화상 신호 및 제어 신호를 수신한다. 제어 신호는 라인 메모리(52), 검출 수단(53), 신호 확장 수 단(54), 및 액정 드라이버(44)의 각각에 출력된다.
6 비트 화상 신호는 라인 메모리(52)로 출력된다. 제어 수단(51)은 라인 메모리(52), 검출 수단(53), 및 신호 확장 수단(54)을 제어하여, 이런 수단들에 의해 처리된 화상 데이터가 액정 드라이버(44)로 출력될 때 제어 신호와 동기화되도록 한다.
라인 메모리(52)는 순차적으로 제어 수단(51)으로부터의 6 비트 화상 신호를 판독하면서, 라인 단위로 즉, 640 화소의 단위로 제어 신호에 6 비트 화상 신호를 동기화시킨다. 라인 메모리(52)는 또한 신호 확장 수단(54)에 의해 발생된 8 비트 확장 화상 신호를 판독하고 8 비트 확장 화상 신호를 액정 드라이버(44)로 출력한다.
검출 수단(53)은 라인 메모리(52)로부터 출력된 6 비트 화상 신호를 판독하고, 계단형 또는 불연속적 계조 변화, 즉 의사 윤곽(pseudo profile)에 의해 표현되는 화상 신호의 영역을 검출한다. 의사 윤곽은 화상 신호의 불충분한 비트수에 의해 야기되고, 화질을 떨어뜨린다. 일반적으로, 화상에서 의사 윤곽은 계조의 계단형 스트라이프 형태를 갖는다.
더 특정하게는, 검출 수단(53)은 6 비트 화상 신호에 대해 다음의 동작을 실행한다. 검출 수단(53)은 동일한 화소 값 L(L는 0 에서 63 까지의 임의의 정수)을 갖는 둘 또는 그 이상의 화소가 연속적이고, 둘 이상의 화소에 대해 동일한 화소 값 (L+1) 또는 (L-1)을 갖는 둘 이상의 화소가 그 후속으로 따라오는 화상 패턴을 검출한다. 검출 수단(53)은 또한 동일한 화소 값을 갖는 연속적인 화소들 중에서 제1 화소의 위치를 나타내는 값, 및 동일한 화소 값을 갖는 연속적인 화소들의 폭(화소수)을 저장한다. 검출 수단(53)은 신호 확장 수단(54)에 위치 및 폭을 출력한다.
신호 확장 수단(54)은 두 개의 최하위 비트를, 검출 수단(53)에 의해 검출되고 신호 확장의 대상이 된 화소에 대응하는 6 비트 화상 신호에 부가하여 8 비트 화상 신호를 생성한다. 2 비트의 추가는 후에 기술하는 대로 실행되어, 충분하지 못한 비트수에 의해 야기되는 화상의 불연속 부분이 제거되고 완만한 계조 변화가 실현되도록 한다. 신호 확장의 대상이 아닌 화소에 대응하는 화상 신호에 두개의 최하위 비트 "00"이 부가되어 8 비트 화상 신호를 생성하게 된다. 따라서, 모든 6 비트 화상 신호는 8 비트 화상 신호로 확장된다. 신호 확장 수단(54)에 의해 확장된 8 비트 화상 신호는 라인 메모리(52)에 기입된다.
검출 수단(53) 및 신호 확장 수단(54)은 각각의 R, G,및 B 화소에 대해 라인 단위로 상기 설명한 처리를 실행한다. 신호의 480 라인이 순차적으로 처리되고, 이에 따라 하나의 화상이 표시된다.
제1 실시예에서, 두개의 인접 화소의 화소 값 사이의 차가 1 이고 동일한 화소값을 갖는 둘 이상의 화소가 연속하는 것으로 검출될 때, 신호 확장이 실행된다. 본 발명은 이것에만 제한되지 않고, 두개의 인접한 화소의 화소값 사이의 차 및 신호 확장을 위한 연속하는 화소의 개수와 같은 임계값들이 자유롭게 설정될 수 있다.
다음으로, 검출 수단(53)의 구조가 도 3을 참조하여 더 자세히 설명된다.
검출 수단(53)은 화소값 비교 수단(61), 폭 카운트 수단(62), 화소 위치 메모리 수단(63), 제1 내지 제3 판정 수단(65 ∼ 67), 및 화소값 교환 수단(68)을 포함한다.
화소 비교 수단(61)은 라인 메모리(52)(도 2)에 접속되고, 라인 메모리(52)로부터 판독된 인접 화소의 화소값이 서로 동일한지의 여부를 비교한다.
폭 카운트 수단(62)는 화소값 비교 수단(61)에 접속된다. 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가 인접 화소의 화소값들이 서로 동일하다는 것을 보여줄 때(즉, 동일 화소값을 갖는 화소가 연속적일 때), 폭 카운트 수단(62)는 "1"을 화상 데이터의 폭에 부가한다.
화소 위치 메모리 수단(63)은 화소값 비교 수단(61)에 접속된다. 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가 인접 화소의 화소값들이 서로 동일하다는 것을 보여줄 때(즉, 동일 화소값을 갖는 화소가 연속적일 때), 화소 위치 메모리 수단(63)은 연속적인 화소들 중에서 제1 화소의 위치를 나타내는 값을 저장한다.
폭 메모리 수단(64)은 화소값 비교 수단(61)에 접속된다. 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가 동일한 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈가 종료되었음을 보여줄 때, 폭 메모리 수단(64)은 동일한 화소값(화소수)을 갖는 화소의 폭을 저장한다.
제1 판정 수단(65)은 폭 카운트 수단(62), 화소 위치 메모리 수단(63), 및 폭 메모리 수단(64)에 접속된다. 제1 판정 수단(65)은 (ⅰ) (화소 위치 메모리 수단(63)에 저장된) 동일한 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈의 제1 화소의 위치를 나 타내는 값과 (ⅱ) 동일한 화소값을 갖는 다음의 (제2) 화소 시리즈의 제1 화소의 위치를 나타내는 값 사이의 차이가 폭 메모리 수단(64)가 저장한 폭과 동일한 지의 여부를 판정한다.
제2 판정 수단(66)은 제1 판정 수단(65)에 접속된다. 제2 판정 수단(66)은 동일한 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈의 화소값이 동일한 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈의 화소값보다 1 만큼 큰 지의 여부를 판정한다.
제3 판정 수단(67)은 제2 판정 수단(66)에 접속된다. 제3 판정 수단(67)은 동일한 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈의 화소 값이 동일한 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈의 화소값보다 1 만큼 작은 지의 여부를 판정한다.
제1 판정 수단(65)의 판정 결과가 "동등"이고 제2 판정 수단(66)의 판정 결과가 "1 만큼 큰 것"일 때, 화소값 교환 수단(68)은 이후에 설명하는 바와 같이, 신호 확장에 의해 처리될 라인 메모리(52)내의 화상 데이터를 대칭적으로 교환한다.
화소값 비교 수단(61), 폭 카운트 수단(62), 화소 위치 메모리 수단(63), 및 폭 메모리 수단(64)에 의해 행해지는 처리에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다. 제1 판정 수단(65), 제2 판정 수단(66), 및 제3 판정 수단(67), 및 화소값 교환 수단(68)에 의해 행해지는 처리에 대해서는 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
신호 확장 수단(54)의 구성에 대해 도 4를 참조하여 보다 상세히 기술하기로 한다.
신호 확장 수단(54)은 제1 4배 연산 수단(first quadruple operation section)(69), 제1 감산 수단(70), 제2 감산 수단(71), 제2 4배 연산 수단(72), 제산 수단(division section)(73), 및 가산 수단(74)을 포함한다.
제1 4배 연산 수단(69)은 2비트 시프트 회로를 포함하며, 2비트 시프트 회로를 이용하여 입력 신호의 값을 4배로 한다.
제1 감산 수단(70) 및 제2 감산 수단(71) 각각은 감산 회로를 포함하며, 감산 회로를 이용하여 입력 신호의 값의 감산을 행한다.
제2 4배 연산 수단(72)는 2비트 시프트 회로를 포함하며, 2비트 시프트 회로를 이용하여 입력 신호의 값을 4배로 한다.
제산 수단(73)는 제산 회로를 포함하며, 제산 회로를 이용하여 입력 신호의 값의 제산을 행한다.
가산 수단(74)는 가산 회로를 포함하며, 가산 회로를 이용하여 입력 신호의 값의 가산을 행한다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 검출 수단(53) 및 신호 확장 수단(54)에 의해 행해지는 처리의 기본 알고리즘에 대해 기술하기로 한다. 도 5는 검출 수단(53) 및 신호 확장 수단(54)의 처리의 전반부를 도시한 도면이다. 도 6은 검출 수단(53) 및 신호 확장 수단(54)의 처리의 후반부를 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에서, "n"은 화소의 위치의 순서로 각 라인의 각 화소에 할당된 수를 나타낸다. 제1 예에서, 640 화소가 각 라인에 배치되며, "n"은 1 내지 640의 범위에 있는 자연수이 다. 각 라인의 화소의 화소값은, "n"의 값에 따라 D1, D2, ..., D640 으로 표시된다. "i"는, 동일한 화소값을 갖는 일련의 둘 이상의 인접 화소 내의 각 화소에 할당된다(1≤i ≤n). "i"의 값은 일련의 화소들의 한쪽 끝으로부터 순차적으로 할당된다. Si는 일련의 화소들중에서 제1 화소의 위치를 나타내는 값이며, Wi는 일련의 화소들 내의 화소수를 나타낸다. 예를 들면, 화소 값은 D1=D2=D3 및 D 4=D5이면, S1=1, W1=3, S2=4이고 W2=2이다.
검출 수단(53) 및 신호 확장 수단(54)의 처리는 이하와 같이 행해진다.
도 5를 참조하면, 단계 1에서, i=1, n=1로 설정된다.
단계 2에서, 화상 데이터 Dn-1, Dn, 및 Dn+1이 화소값 비교 수단(61)에 의해 판독된다.
단계 3에서, 화상 데이터(화소) Dn 및 화상 데이터 Dn-1(이는 Dn의 직전의 것임)의 화소값들이 화소값 비교 수단(61)에 의해 서로 비교된다.
단계 3에서 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 가지는 것으로 나타나면, 처리는 단계 4로 진행되며 여기서 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn+1(이는 Dn의 직후의 것임)의 화소값들이 화소값 비교 수단(61)에 의해 서로 비교된다.
단계 3에서 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 가지지 않는 것으로 나타나면, 처리는 단계 7로 진행되며 여기서 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn+1의 화소값들이 화소값 비교 수단(61)에 의해 서로 비교된다.
단계 4에서 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 가지는 것으로 나타나면, 화상 데이터 Dn-1, Dn , 및 Dn+1이 모두 동일한 화소값을 갖는다. 처리는 단계 5로 진행되며, 여기서 폭 카운트 수단(62)는 폭 메모리 수단(64)에 저장된 폭 Wi에 +1을 가산하며, 처리는 단계 9로 진행한다.
단계 4에서 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 가지지 않는 것으로 나타나면, 화상 데이터 Dn-1 및 Dn은 동일한 화소값을 가지나 화상 데이터 Dn 및 Dn+1은 동일한 화소값을 갖지 않는다. 이는, 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈가 데이터 Dn에서 종료됨을 나타낸다. 따라서, Si 및 Wi는 화소 위치 메모리 수단(63) 및 폭 메모리 수단(64)에 각각 저장되며 i는 i+1로 갱신된다.
단계 3에서 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 가지지 않는 것으로 나타나고, 단계 7에서 화소값 비 교 수단(61)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 가지는 것을 나타나면, 화상 데이터 Dn에 대응하는 화소는 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈 중 제1 화소가다. 따라서, Si=n이 화소 위치 메모리 수단(63)에 저장되고, Wi=2가 폭 메모리 수단(64)에 저장된다. 처리는 단계 9로 진행된다.
단계 7에서 화소값 비교 수단(61)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn 및 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 가지지 않는 것으로 나타나면, 화상 데이터 Dn-1, D n 및 Dn+1 모두가 다른 화소값을 가지며, 즉 이 부분에 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈가 없다. 따라서, 화소 위치 메모리 수단(63) 또는 폭 메모리 수단(64)에 어떤 데이터도 저장하지 않고 단계 9로 처리가 진행된다.
단계 9에서, n이 (n+1)로 갱신된다. 단계 10에서, n이 640을 초과하는지 여부가 판정된다. n이 640을 초과하지 않으면, 단계 2로 처리가 돌아가며, (n+1)에 대해 단계 2 내지 10의 처리가 행해진다. n이 640을 초과하면, 단계 11로 처리가 진행된다(도 6).
이러한 방식으로, 모든 n 값(0 내지 640)에 대해 상술한 처리가 수행된다.
도 6에 도시된 처리에서, 도 5에 도시된 처리에서 저장되는, 값 Si(화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값)과, Wi(화소 시리즈의 화소수를 나타내는 값)은, 신호가 확장되어야 하는지 여부를 판정하고 필요할 경우 신호를 확장하는 데에 사용된다. 이하의 설명에서, Li는 화소 시리즈 중(Si에서의) 제1 화소의 화소값을 나타낸다. Li는 제1 화소값으로서 정의되며, Li+1은 제2 화소값으로서 정의된다.
Si와 Si+Wi 사이의 중점에 있는 화소 위치값은 Mi이며, Si+1 과 Si+1 + Wi+1 사이의 중점에 있는 화소 위치값은 Mi+1이다. 보다 정확하게는, Mi 및 Mi+1 각각은 Mi=Si+[Wi/2] 및 Mi+1=Si+1+[Wi+1/2]로 표시되는 화소 위치값이다. "[ ]"은 가우스 심볼이며, [a]은 a 값을 초과하지 않는 최대 정수를 나타낸다.
우선, 단계 11에서, i=1로 설정된다.
단계 12에서, Si+1-Si=Wi 인지 여부가 제1 판정 수단(65)에 의해 판정된다. Si+1-Si=Wi인 것으로 판정되면, 처리는 단계 13으로 진행된다. Si+1 -Si=Wi이 아닌 것으로 판정되면, 처리는 단계 25로 진행된다.
단계 13에서, Li-Li+1=1 인지 여부가 제2 판정 수단(66)에 의해 판정된다. Li-Li+1=1인 것으로 판정되면, 처리는 단계 14로 진행한다. Li-Li+1 =1이 아닌 것으로 판정된 경우, 처리는 단계 23으로 진행된다.
단계 23에서, Li+1-Li=1 인지 여부가 제3 판정 수단(67)에 의해 판정된다. Li+1-Li=1 인 것으로 판정되면, 처리는 단계 24로 진행하며 여기서 신호 확장 수단(54)이 신호 확장을 수행한다. Li+1-Li=1 이 아닌 것으로 판정되면 처리는 단계 25로 진행된다.
단계 14에서, k=0으로 설정된다. k는 0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1 로 표시되는 정수이다.
다음에, 단계 15에서, 화소 위치값 (Mi+k)의 화소값, 및 화소 위치값((Mi+1-1)-k))의 화소값은 화소값 교환 수단(68)에 의해 서로 교환된다. 단계 15의 처리가 종료하면, 단계 16으로 처리가 진행되며, 여기서 k는 (k+1)로 갱신된다.
그 후, 처리는 단계 17로 진행된다. 갱신된 k, 즉 (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 초과하는지 여부가 판정된다. (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 초과하지 않으면, 처리는 단계 15로 돌아가며, (k+1)에 대해 단계 15의 처리가 수행된다. 단계 17에서, (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 초과하면, 처리는 단계 18로 진행된다.
이에 따라, 전술한 처리는 모든 k 값(0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1)에 대해 수행된다.
단계 17의 처리가 종료하면, 처리는 단계 18로 진행되며 여기서 신호 확장 수단(54)는 신호 확장을 수행한다.
단계 18의 처리가 종료하면, 처리는 단계 19로 진행되며, 여기서 k=0이 설정된다. k는 0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1로 표시되는 정수이다.
다음에, 단계 20에서, 화소 위치값 (Mi+k)의 화소값, 및 화소 위치값((Mi+1-1)-k))의 화소값이 서로 교환된다. 단계 20의 처리가 종료하면, 처리는 단계 21로 진행되며, 여기서 k는 (k+1)로 갱신된다.
그 후, 처리는 단계 22로 진행된다. 갱신된 k, 즉 (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 초과하는지 여부가 판정된다. (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 초과하지 않으면, 처리는 단계 20으로 돌아가며 (k+1)에 대해 단계 20의 처리가 행해진다. 단계 22에서 (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 초과하면, 처리는 단계 25로 진행된다.
이에 따라, 모든 k 값(0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1)에 대해 전술한 처리가 수행된다.
단계 25에서, i는 (i+1)로 갱신된다.
단계 26에서, 갱신된 i, 즉 (i+1)이 iend-1을 초과하는지 여부가 판정된다. iend는, 도 5의 처리에서 설정되는 i의 최대값을 나타낸다. (i+1)이 iend-1을 초과하지 않으면, 처리는 단계 12로 돌아가며, 여기서 (i+1)에 대해 단계 12 내지 26의 처리가 수행된다. (i+1)이 iend-1을 초과하면, 검출 수단(53) 및 신호 확장 수단(54)의 처리가 종료된다.
이러한 방식으로, 모든 i 값(1 내지 iend-1)에 대해 전술한 처리가 수행된다.
검출 수단(53)과 신호 확장 수단(54)에 의해 수행되는 도 6에 도시된 처리가 보다 상세히 기술될 것이다.
화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값 Si와, Wi(화소 시리즈의 폭 또는 화소수)(i=1, 2, ..., iend)은 도 5에 도시된 처리에 의해 저장된다. 도 6에 도시된 처리에 있어서, 신호 확장은 Si+1-Si=Wi과 Li-Li+1 =1일 경우, 또는 Si+1-Si=W1과 Li+1-Li=1일 경우(저주파 영역)에만 수행된다. 신호 확장은 Li와 Li+1 간의 차가 ±2 혹은 그 이상일 경우(고주파 영역)에는 수행되지 않는다. 실제 신호 확장은 하기와 같이, Mi 내지 (Mi+1-1)에서의 화소에 대해 수행된다.
Si+1-Si=Wi과 Li+1-Li=1일 경우, 신호 확장은 신호 확장 수단(54)에 의해 수행된다. Si+1-Si=Wi과 Li-Li+1=1일 경우, Mi 내지 (Mi+1-1)에서의 화소의 데이터는 다음과 같이, 대칭적으로 교환된다. Mi에서의 화상 데이터와 (Mi+1-1)에서의 화상 데이터가 교환된다. (Mi+1)에서의 화상 데이터와 (Mi+1-2)에서의 화상 데이터가 교환된다. (Mi+2)에서의 화상 데이터와 (Mi+1-3)에서의 화상 데이터가 교환된다. 이러한 데이터 교환은 (Mi+[(Mi+1-Mi)/2]-1)에서의 화상 데이터와 (Mi+1-[(M i+1-Mi)/2])에서의 화상 데이터가 교환될 때까지 계속된다. 그 이후에, 신호 확장이 수행된다. 신호 확장이 완료된 이후에, 데이터 교환이 다시 수행되어, 화상 데이터를 복귀시킨다. 데이터 교환이 수행되어, 화소의 제1 그룹의 화소값이 화소의 제2 그룹의 화소값보다 큰지 혹은 작은지에 관계없이 유사한 신호 확장이 수행될 수 있다.
도 7은 신호 확장의 대상인 예시적인 신호부의 개략도이다. 도 7에 도시된 신호는 아직은 신호 확장에 의해 처리되고 있지 않다.
도 7에 도시된 실시예에 있어서, 6 비트로 표시된 화소값 Li를 갖는 화소는 개시 위치의 값 Si로부터 Wi동안 계속되고, 그 다음, 6 비트로 표시된 화소값 Li+1(Li+1)를 갖는 화소는 개시 위치의 값 Si+1(=Si+Wi )로부터 Wi+1동안 계속된다. 라인 메모리(52)는 도 8에 도시된 바와 같이 라인에 이러한 화소들을 저장한다.
다음으로, 신호 확장 수단(54)에 의해 수행된 신호 확장은 도 4와 도 9를 참조하여 기술될 것이다. 도 9는 신호 확장 수단(54)에 의해 수행된 신호 확장의 알고리즘을 설명하는 순서도이다.
신호 확장 수단(54)에 의해 수행된 신호 확장은 6 비트로 표시된 화소값을 8 비트로 표시된 화소값으로 확장한다. 구체적으로, 신호 확장 수단(54)은 다음과 같이 수행된다. 6 비트 데이터의 화소값 Li와 Li+1(Li=0 내지 63)은 8 비트 표시로는 각각 4Li과 4(Li+1)(4Li=0 내지 255)이다. 신호 확장이 수행되어, 화소값 4Li를 갖는 Mi 내지 (Si+1-1)에서의 화소와, 화소값 4(Li+1)를 갖는 Si+1 내지 Mi+1-1에서의 화소는 화소값 4Li, 4Li+1, 4Li+2 및 4Li+3(이는, 8 비트 데이터의 화소값임)을 얻는다. 화소값은 [(Mi+1-Mi)/4] 화소들에 의해 4Li에서 4Li+1, 4Li+2, 및 4Li+3으로 바뀌어야 한다. 상술한 화소에 상술한 화소값을 제공하기 위해, 2개의 최하위 비트들을 6 비트 신호에 추가하여, 6 비트 신호를 8 비트 신호로 확장한다. 그러한 신 호 확장 때문에, 불충분한 비트수로 인한 Li 에서 Li+1로의 계단형 변화는 도 10에 도시된 바와 같이, 완만하고 선형인 계조 변화(smooth and linear gradation change)로 바뀐다.
이제, 도 4 및 도 9를 참조하여, 신호 확장 수단(54)의 처리가 기술될 것이다. 다음 기술에 있어서, Dj는 화소 위치값 j에서의 6 비트 화소값을 나타내고, Dj'은 신호 확장 이후에 화소 위치값 j에서의 8 비트 화소값을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 단계 1에서 j=Mi이 설정된다.
단계 2에서, 신호 확장은 화소 위치값 j에서의 6 비트 화상 데이터 Dj에 대해 수행되어, 8 비트 확장된 화상 데이터 Dj'을 얻는다.
신호 확장 수단(54)에 의해 수행되는 단계 2의 처리는 도 4를 참조하여 기술될 수도 있다.
제1 4배 연산 수단(the first quadruple operation section; 69)은 화소 위치값 Mi에서의 화상 데이터 DMi를 수신하여 4배로 한다. 제1 감산 수단(70)은 화소 위치값 j와 Mi를 수신하고, 감산을 수행하여 (j-Mi)를 얻는다. 제2 감산 수단(71)은 화소 위치값 Mi+1과 Mi를 수신하고, 감산을 수행하여 (Mi+1-Mi )를 얻는다.
제1 감산 수단(70)에 의해 얻어진 값 (j-Mi)는 제2 4배 연산 수단(72)에 입력된다. 제2 4배 연산 수단(72)은 값 (j-Mi)를 4배하여 4(j-Mi)를 얻는다.
제산 수단(73)은 제2 4배 연산 수단(72)에 의해 얻어진 4(j-Mi)와 제2 감산 수단(71)에 의해 얻어진 값 (Mi+1-Mi)를 수신한다. 이러한 값들은 제산 처리되어 [4(j-Mi)/(Mi+1-Mi)]를 얻는다.
가산 수단(74)은 제1 4배 연산 수단(69)에 의해 얻어진 4DMi와 제산 수단(73)에 의해 얻어진 값 [4(j-Mi)/(Mi+1-Mi)]를 수신하고, 그들을 서로 가산하여 8 비트 확장된 화상 신호 Dj'=4DMi+[4(j-Mi)/(Mi+1-Mi )]를 얻는다. DMi는 Mi에서의 6 비트 화소값이다. 데이터 교환이 수행되지 않을 때 (Li+1-Li=1), DMi=L i이다. 데이터 교환이 수행될 때(Li-Li+1=1), DMi=Li+1이다.
신호 확장 수단(54)에 의한 신호 확장이 종료될 때, 처리는 단계 3으로 진행되고, 여기서 j는 j+1로 갱신된다.
단계 4에서, 갱신된 j, 즉 (j+1)이 (Mi+1-1)을 초과하는지 여부가 결정된다. (j+1)이 (Mi+1-1)을 초과하지 않으면 처리는 단계 2로 되돌아가고, 단계 2의 처리는 (j+1)에 대해 수행된다. (j+1)이 (Mi+1-1)을 초과하면, 신호 확장이 종결된다.
제1 실시예에 따른 화상 처리 장치(43)는 다음과 같이 동작한다. 검출 수단(53)은 동일한 화소값 L(L은 0 내지 63의 임의의 정수임)을 갖는 둘 이상의 화소가 연속적이고, 둘 이상의 화소 다음에 동일한 화소값 (L+1) 또는 (L-1)을 갖는 둘 이상의 화소가 이어지는 화상 패턴을 검출한다. 또한, 검출 수단(53)은 동일한 화소값을 갖는 연속적인 화소들 중에서 제1 화소의 위치값 Si와, 동일한 화소값을 갖는 연속적인 화소들의 폭(화소수) Wi을 저장한다. Si와 Wi를 이용하여, 신호 확장 수단(54)은 6 비트 화상 데이터를 8 비트 화상 데이터로 확장한다. 따라서, 액정 패널(45)의 표시 능력(display capability)이 충분히 사용될 수 있다. 불충분한 비트수로 인해 색조의 계단형 또는 불연속적인 변화가 발생하는 종래 장치의 문제가 해결되고, 완만하고 선형인 계조 변화가 제공된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서의 화상 처리 장치(43)는 액정 컨트롤러(41)와 액정 드라이버(44) 사이에 접속된다. 화상 처리 장치(43)는 다른 위치, 예를 들면, 액정 컨트롤러(41)에 장착될 수도 있다.
화상 처리 장치(43)가 액정 컨트롤러(41)에 위치될 때, 화상 처리 장치(43)와 신호 처리부(41b)는 다른 회로로 형성될 수도 있다. 또한, 화상 처리 장치(43)와 신호 처리부(41b)는 다목적 처리를 실현하기 위한 1-칩 마이크로 컴퓨터에 통합될 수도 있다.
그런 경우에, 도 5, 6 및 9를 참조하여 상술된 화상 처리 프로그램은 외부 호스트 시스템(2)의 외부 메모리(22)에 저장될 수 있으므로, 액정 컨트롤러(41)는 외부 호스트 시스템(2)에 의해 제어되어 프로그램을 실행시킬 수 있다. 또한, 프로그램은 액정 컨트롤러(41) 및/또는 액정 드라이버(44)의 내장형 메모리에 저장될 수도 있다.
제1 실시예에 기술된 액정 표시 장치(1)는 R, G 및 B 화소의 조합에 의해 칼 라 화상을 실현한다. 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고, 화상 처리 장치는 단색 액정 표시 장치에 적용될 수 있다. 화상 처리 장치는 예를 들면, ELD(electroluminescence displays) 또는 PDP(plasma display panels)에 적용될 수 있다.
제1 실시예에 있어서, 신호 확장은 수평 방향(즉, 화상 신호가 화상 표시면에 연속적으로 전달되는 방향)에 인접한 화소들에 기초하여 수행된다. 프레임 메모리와 같은 수직 라인을 저장하는 수단이 제공되는 경우에, 신호 확장은 수직 방향(즉, 화상 신호가 화상 표시면에 연속적으로 전달되는 방향에 수직인 방향)에 인접한 화소들에 기초하여 수행될 수 있다. 각 라인에 대해 검출되고 확장된 화상 데이터를 저장하는 수단이 제공되는 경우에는, 수평 방향에 인접한 화소들에 기초한 신호 확장, 수직 방향에 인접한 화소들에 기초한 신호 확장, 및 사선에 인접한 화소들에 기초한 신호 확장이 조합될 수 있다. 또한, 신호 확장은 선형 대신, 곡선 방식(예를 들면, 상향 또는 하향으로 돌출)으로 수행될 수도 있다. 다수 방향에 인접한 화소들에 기초하여 신호 처리를 수행함으로써, 더 높은 자유도를 갖는 보다 자연스러운 화상이 제공될 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 제2 실시예에 있어서, 6 비트 디지털 화상 신호를 10 비트 디지털 화상 신호로 확장하여 액정 패널에 제공되는 화상 처리 장치가 기술될 것이다. 제2 실시예에서 사용된 액정 패널은 1600 화소(수평) ×1200 화소(수직)의 표시 영역을 갖는다.
제2 실시예에 사용된 액정 표시 장치는 제1 실시예에 사용된 액정 표시 장치(1)(도 1)와 사실상 동일한 구조를 가지므로, 상세히 기술되지 않을 것이다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치는 액정 패널에 제공되는 화상을 처리하기 위한 장치에 한정되지 않음을 주목해야 한다. 본 발명에 따른 화상 처리 장치는 6 비트 디지털 화상 신호를 10 비트 디지털 화상 신호로 확장하는 것에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 화상 처리 장치와 함께 사용되는 액정 패널은 1600 화소 ×1200 화소의 표시 영역을 갖는 것으로 한정되지 않는다. 이들은 단지 예시적이다.
제2 실시예의 화상 처리 장치는 더 높은 품질의 화상 예를 들어, 대형 스크린 액정 TV 및 모니터를 제공하기 위해 요구되는 제품에 적합한 구조를 갖는다.
도 11은 제2 실시예에 따른 화상 처리 장치(43A)의 부분적 구조를 설명하는 블록도이다.
화상 처리 장치(43A)는 제어 수단(151), 프레임 메모리(152), 검출 수단(153), 및 신호 확장 수단(154)을 포함한다.
제어 수단(151)은 액정 컨트롤러(41)(도 1)로부터 출력되는 제어 신호와 6-비트 신호를 수신한다. 제어 신호는 프레임 메모리(152), 검출 수단(153), 신호 확장 수단(154), 및 액정 드라이버(44)(도 1) 각각으로 출력된다. 6-비트 화상 신호는 프레임 메모리(152)로 출력된다. 제어 수단(151)은 프레임 메모리(152), 검출 수단(153), 및 신호 확장 수단(154)을 제어하여, 이 수단들에서 처리된 화상 데이터가 액정 드라이버(44)(도 1)로 출력되고 있을 때의 제어 신호와 동기되도록 한 다.
프레임 메모리(152)는 제어 수단(151)으로부터의 6-비트 화상 신호를 순차 판독하면서, 6-비트 화상 신호를 프레임마다, 즉 1600×1200 화소의 단위로 제어 신호에 동기시킨다. 또한 프레임 메모리(152)는 신호 확장 수단(154)에 의해 생성된 10-비트 확장된 화상 신호를 판독하고, 매 프레임마다 액정 드라이버(44)(도 1)로 10-비트 확장된 화상 신호를 출력한다.
검출 수단(153)은 프레임 메모리(152)로부터 출력된 6-비트 화상 신호를 판독하고, 계단형 또는 불연속적 계조(gradation) 변화에 의해 표현되는 화상 신호의 일부분, 즉 의사(pseudo) 윤곽을 검출한다. 의사 윤곽은 화상 신호의 불충분한 비트 수에 의해 발생하며, 화상의 품질을 저하시킨다. 일반적으로, 화상에 있어서, 의사 윤곽은 계조의 계단형 스트라이프이다.
특히, 검출 수단(153)은 6-비트 화상 신호에 대해 다음의 동작을 수행한다. 검출 수단(153)은, 동일한 화소값 L(L은 0 내지 63의 임의의 정수)을 갖는 2 이상의 화소들이 연속적이고, 2 이상의 화소들이 동일한 화소값 (L+1) 또는 (L-1)을 갖는 두개 이상의 화소들이 후속하는 화상 패턴을 검출한다. 검출 수단(153)은 또한 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈 중에서 제1 화소의 위치값, 및 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈의 폭(화소수)을 저장한다. 검출 수단(153)은 위치값 및 폭 값을 신호 확장 수단(154)으로 출력한다.
신호 확장 수단(154)은, 검출 수단(153)에 의해 검출되고, 신호 확장의 대상인 화소들에 대응하는 6-비트 화상 신호에 4개의 최하위 비트들을 부가함으로써, 10-비트 화상 신호를 생성한다. 4 비트의 추가는 후술되는 바와 같이, 불충분한 비트 수에 의해 야기된 화상의 불연속 부분이 제거되고 완만한 계조 변화가 구현되도록 수행된다. 신호 확장의 대상이 아닌 화소들에 대응하는 화상 신호에는, 4개의 최하위 비트 "0000"이 부가됨으로써, 10-비트 화상 신호를 생성한다. 그러므로, 모든 6-비트의 화상 신호는 10-비트 화상 신호들로 확장된다. 신호 확장 수단(154)에 의해 확장된 10-비트 화상 신호는 프레임 메모리(152)에 기입된다.
검출 수단(153)과 신호 확장 수단(154)은 R, G 및 B 화소들 각각에 대해 상술한 처리를 수행한다. 이러한 신호 확장은 일 프레임, 즉 1600×1200 화소들에 대해 수행되어, 하나의 화상이 표시된다.
제2 실시예에서, 두개의 인접한 화소의 화소값들 사이의 차이는 1이며, 동일한 화소값을 갖는 2 이상의 화소들이 연속적이라는 것이 검출되는 경우, 신호 확장이 수행된다. 본 발명은 이것에 제한되는 것은 아니며, 두개의 인접한 화소의 화소값들 사이의 차이와 같은 임계값과 신호 확장을 위한 연속 화소들의 수를 자유롭게 설정할 수 있다.
다음에, 검출 수단(153)의 구조가 도 12를 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
검출 수단(153)은 화소값 비교 수단(161), 폭 카운트 수단(162), 화소 위치 메모리 수단(163), 폭 메모리 수단(164), 제1 내지 제3 판정 수단(165 내지 167), 및 화소값 교환 수단(168)을 포함한다.
화소값 비교 수단(161)은 프레임 메모리(152)(도 11)에 접속되고, 프레임 메모리(152)로부터 판독된 인접한 화소들의 화소값이 서로 동일한지의 여부를 비교한 다.
폭 카운트 수단(162)은 화소값 비교 수단(161)에 접속되어 있다. 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가 인접한 화소들의 화소값이 서로 동일하다는 것을 나타내는 경우(즉, 동일한 화소값을 갖는 화소들이 연속적인 경우), 폭 카운트 수단(162)은 화상 데이터의 폭에 "1"을 부가한다.
화소 위치 메모리 수단(163)은 화소값 비교 수단(161)에 접속되어 있다. 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가 인접한 화소들의 화소값이 서로 동일하다는 것을 나타내는 경우(즉, 동일한 화소값을 갖는 화소들이 연속적인 경우), 화소 위치 메모리 수단(163)은 연속 화소 중에서 제1 화소의 위치를 나타내는 값을 저장한다.
폭 메모리 수단(164)은 화소값 비교 수단(161)에 접속되어 있다. 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가 동일 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈가 종결되었음을 나타내면, 폭 메모리 수단(164)은 동일 화소값(화소수)을 갖는 화소의 폭을 저장한다.
제1 판정 수단(165)은 폭 카운트 수단(162), 화소 위치 메모리 수단(163), 및 폭 메모리 수단(164)에 접속되어 있다. 제1 판정 수단(165)은 (ⅰ) (화소 위치 메모리 수단(163)에 의해 저장된) 동일 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값과 (ⅱ) 동일한 화소값을 갖는 다음(제2) 화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값 사이의 차이가 폭 메모리 수단(164)에 의해 저장된 폭과 동일한지의 여부를 판정한다.
제2 판정 수단(166)은 제1 판정 수단(165)에 접속되어 있다. 제2 판정 수단(166)은 동일 화소값들을 갖는 제1 화소 시리즈의 화소값이 동일 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈의 화소값보다 1 만큼 큰지의 여부를 판정한다.
제3 판정 수단(167)은 제2 판정 수단(166)에 접속되어 있다. 제3 판정 수단(167)은 동일 화소값들을 갖는 제1 화소 시리즈의 화소값이 동일 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈의 화소값보다 1 만큼 작은지의 여부를 판정한다.
제1 판정 수단(165)의 판정 결과가 "동일함"이고, 제2 판정 수단(166)의 판정 결과가 "1 만큼 큼"인 경우, 제2 판정 수단(166)에 접속된 신호 교환 수단(168)은 신호 확장에 의해 처리되는 프레임 메모리(152)의 화상 데이터를 대칭적으로 교환한다.
신호 확장 수단(154)의 구조는 도 13을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
신호 확장 수단(154)은 제1 16배 연산 수단(169), 제1 감산 수단(170), 제2 감산 수단(171), 제2 16배 연산 수단(172), 제산 수단(division section)(173), 및 가산 수단(174)을 포함한다.
제1 16배 연산 수단(169)은 4-비트 시프트 회로를 포함하고, 4-비트 시프트 회로를 사용하여 입력 신호의 값에 16을 곱한다.
제1 감산 수단(170)과 제2 감산 수단(171)은 각각 감산 회로를 포함하고, 감산 회로를 사용하여 입력 신호의 값의 감산을 수행한다.
제2 16배 연산 수단(172)은 4-비트 시프트 회로를 포함하고, 4-비트 시프트 회로를 사용하여 입력 신호의 값에 16을 곱한다.
제산 수단(173)은 제산 회로를 포함하고, 제산 회로를 사용하여 입력 신호의 값의 제산(division)을 수행한다.
가산 수단(174)은 가산 회로를 포함하고, 가산 회로를 사용하여 입력 신호의 값의 가산을 수행한다.
도 14 및 15를 참조로 하여, 검출 수단(153) 및 신호 확장 수단(154)에 의해 수행되는 처리의 기본적인 알고리즘을 설명할 것이다. 도 14는 검출 수단(153) 및 신호 확장 수단(154)의 처리의 전반부를 도시한다. 도 15는 검출 수단(153) 및 신호 확장 수단(154)의 처리의 후반부를 도시한다. 도 14와 15에서, "n"은 각 프레임의 각 화소에 할당된 번호를 화소들의 위치 순서로 나타낸다. 제2 실시예에서, 1600×1200 화소들은 각 프레임마다 구성되어 있고, "n"은 1 내지 1920000 범위의 자연수이다. 각 프레임의 화소들의 화소값은 "n" 값에 대응하여 D1, D2, ..., D1920000으로 표현된다. "i"는 동일한 화소값을 갖는 2 이상의 화소들의 시리즈의 각 화소에 할당된다(1≤i<n). "i"의 값들은 화소 시리즈의 일단으로부터 순차적으로 할당된다. Si는 화소 시리즈 중에서 제1 화소의 위치를 나타내는 값이고, Wi는 화소 시리즈의 화소수를 나타낸다. 예를 들어, 화소값 D1=D2=D3이고, D4 =D5, S1=1, W1=3, S2=4, 및 W2=2이다.
검출 수단(153) 및 신호 확장 수단(154)의 처리는 다음과 같이 수행된다.
도 14를 참조하여 보면, 단계 1에서, i=1 및 n=1로 설정되어 있다.
단계 2에서, 화상 데이터 Dn-1, Dn, 및 Dn+1은 화소값 비교 수단(161)에 의해 판독된다.
단계 3에서, 화상 데이터(화소) Dn과 화상 데이터 Dn-1(Dn 바로 직전임)의 화소값들이 화소값 비교 수단(161)에 의해 서로 비교된다.
단계 3에서의 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 가짐을 나타내면, 처리는 단계 4로 진행하여, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1(Dn 바로 직후임)의 화소값들이 화소값 비교 수단(161)에 의해 서로 비교된다.
단계 3에서의 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 갖지 않음을 나타내면, 처리는 단계 7로 진행하여, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1의 화소값들이 화소값 비교 수단(161)에 의해 서로 비교된다.
단계 4에서의 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 가짐을 나타내면, 화상 데이터 Dn-1, Dn, 및 Dn+1 은 모두 동일한 화소값을 가진다. 처리는 단계 5로 진행하여, 폭 카운트 수단(162)은 폭 메모리 수단(164)에 저장된 폭 Wi에 +1을 부가한 후, 처리는 단계 9로 진행한다.
단계 4에서의 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 갖지 않음을 나타내면, 화상 데이터 Dn-1과 Dn 이 동일한 화소값을 가지지만 화상 데이터 Dn과 Dn+1이 동일한 화소값을 갖지 않는 것이다. 이것은 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈가 데이터 Dn에서 종결된다는 것을 의미한다. 따라서, Si 및 Wi은 화소 위치 메모리 수단(163)과 폭 메모리 수단(164)에 각각 저장되고, i는 i+1로 갱신된다.
단계 3에서의 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 갖지 않음을 나타내고, 단계 7에서의 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 가짐을 나타내면, 화상 데이터 Dn에 대응하는 화소는 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈 중 제1 화소인 것이다. 따라서, Si=n이 화소 위치 메모리 수단(163)에 저장되고, Wi=2가 폭 메모리 수단(164)에 저장된다. 처리는 단계 9로 진행한다.
단계 7에서의 화소값 비교 수단(161)의 비교 결과가, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 갖지 않음을 나타내면, 화상 데이터 Dn-1, Dn , 및 Dn+1이 모두 다른 화소값을 갖는다는 것으로, 즉, 이 부분에서는 동일한 화소값을 갖는 화소 시리즈가 없다는 것이다. 따라서, 화소 위치 메모리 수단(163) 또는 폭 메모리 수단(164)에 어떤 데이터도 저장하지 않고 처리는 단계 9로 진행한다.
단계 9에서, n은 (n+1)로 갱신된다. 단계 10에서, n이 1920000을 넘는지의 여부가 판정된다. n이 1920000을 넘지 않으면, 처리는 단계 2로 진행하고, 단계들 2 내지 10이 (n+1)에 대해 수행된다. n이 1920000을 넘으면, 처리는 단계 11(도 15)로 진행한다.
이 방식으로, 상술한 처리가 n의 모든 값(0 내지 1920000)에 대해 수행된다.
도 15에 도시된 처리에서, 값 Si(화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값)과 Wi(화소 시리즈 중 화소들의 수를 나타내는 값)은 도 14에 도시된 처리시 저장되며, 신호가 확장되어야만 하는지의 여부를 판정하고, 필요할 때 신호를 확장하는데 이용된다. 다음 설명에서, Li은 화소 시리즈 중에서 제1 화소(Si에서)의 화소값을 나타낸다.
Si와 Si+Wi 사이의 중앙의 화소 위치값은 Mi이며, Si+1 와 Si+1+Wi+1 사이의 중앙의 화소 위치값은 Mi+1이다. 보다 정확하게는, Mi와 Mi+1은 각각 Mi =Si+[Wi/2] 및 Mi+1=Si+1+[Wi+1/2]로 나타내어지는 화소 위치값들이다. "[]"은 가우스 기호이며, [a]는 값 a를 넘지 않는 최대 정수값을 나타낸다.
먼저, 단계 11에서, i=1로 설정된다.
단계 12에서, 제1 판정 수단(165)에 의해 Si+1-Si=Wi 인지의 여부가 판정된다. Si+1-Si=Wi 라고 판정된 경우에는, 처리는 단계 13으로 진행한다. Si+1 -Si=Wi 라고 판정되지 않는 경우에는, 처리는 단계 25로 넘어간다.
단계 13에서, 제2 판정 수단(166)에 의해 Li-Li+1=1 인지의 여부가 판정된다. Li-Li+1=1 라고 판정된 경우에는, 처리는 단계 14로 진행한다. Li-Li+1 =1 라고 판정되지 않는 경우에는, 처리는 단계 23으로 진행한다.
단계 23에서, 제3 판정 수단(167)에 의해 Li+1-L1=1 인지의 여부가 판정된다. Li+1-Li=1 라고 판정된 경우에는, 처리는 단계 24로 진행하며, 거기서 신호 확장 수단(154)은 신호 확장을 수행한다. Li+1-Li=1 라고 판정되지 않는 경우에는, 처리는 단계 25로 진행한다.
단계 14에서 k=0이 설정된다. k는 0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1에 의해 나타내어지는 정수이다.
다음에, 단계 15에서, 화소 위치값 (Mi+k)의 화소값과 화소 위치값 ((Mi+1-1)-k)의 화소값이 신호 확장 수단(168)에 의해 서로 교환된다. 단계 15의 처리가 완료되면, 처리는 단계 16으로 진행하고, k는 (k+1)로 갱신된다.
그 다음에, 처리는 단계 17로 진행한다. 갱신된 k, 즉 (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 넘는지의 여부가 판정된다. (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 넘지 않으면, 처리는 단계 15로 되돌아가고, 단계 15의 처리가 (k+1)에 대해 수행된다. 단계 17에서, (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 넘으면, 처리는 단계 18로 진행한다.
그러므로, 상술한 처리는 k의 모든 값(0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1)에 대해 수행 된다.
단계 17의 처리가 완료되면, 처리는 단계 18로 진행하고, 거기서 신호 확장 수단(154)은 신호 확장을 수행한다.
단계 18의 처리가 완료되면, 처리는 단계 19로 진행하며, k=0으로 설정된다. k는 0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1에 의해 표현되는 정수이다.
다음에, 단계 20에서 화소 위치값 (Mi+k)의 화소값과 화소 위치값 ((Mi+1-1)-k)의 화소값이 서로 교환된다. 단계 20의 처리가 완료되면, 처리는 단계 21로 진행하고, k는 (k+1)로 갱신된다.
그 다음에, 처리는 단계 22로 진행한다. 갱신된 k, 즉 (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 넘는지의 여부가 판정된다. (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 넘지 않으면, 처리는 단계 20으로 되돌아가고, 단계 20의 처리가 (k+1)에 대해 수행된다. 단계 22에서, (k+1)이 [(Mi+1-Mi)/2]-1을 넘으면, 처리는 단계 25로 진행한다.
그러므로, 상술한 처리는 k의 모든 값(0 내지 [(Mi+1-Mi)/2]-1)에 대해 수행된다.
단계 25에서, i는 (i+1)로 갱신된다.
단계 26에서, 갱신된 i, 즉 (i+1)이 iend-1을 넘는지의 여부가 판정된다. iend는 도 14의 처리시 설정된 i의 최대값을 나타낸다. (i+1)이 iend-1을 넘지 않으면, 처리는 단계 12로 되돌아가고, 단계 12 내지 26의 처리가 (i+1)에 대해 수행된 다. (i+1)이 iend-1을 넘으면, 검출 수단(153)과 신호 확장 수단(154)의 처리가 종료된다.
이 방식으로, 상술한 처리가 i의 모든 값(1 내지 iend-1)에 대해 수행된다.
검출 수단(153)과 신호 확장 수단(154)에 의해 수행된 도 15에 도시된 처리가 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값 Si, 및 Wi(화소 시리즈의 폭 또는 화소수)(i=1, 2, ..., iend)는 도 14에 도시된 처리에 의해 저장된다. 도 15에 도시된 처리에 있어서, 신호 확장은 오직 Si+1-Si=Wi 및 Li-L i+1=1 인 경우, 혹은 Si+1-Si=Wi 및 Li+1-Li=1 경우(저주파 영역)에서만 수행된다. L i와 Li+1 사이의 차이가 ±2 이상인 경우(고주파 영역), 신호 확장은 수행되지 않는다. 실제적인 신호 확장은 이하에서 설명할 바와 같이 Mi 내지 (Mi+1-1)에서의 화소들에 대해 수행된다.
Si+1-Si=Wi 및 Li+1-Li=1 인 경우에는, 신호 확장은 신호 확장 수단(154)에 의해 수행된다. Si+1-Si=Wi 및 Li-Li+1=1 인 경우에는, Mi 내지 (Mi+1-1)에서의 화소들의 데이터는 다음과 같이 대칭적으로 교환된다. Mi 에서의 화상 데이터와 (Mi+1-1)에서의 화상 데이터가 교환된다. (Mi+1+1)에서의 화상 데이터와 (Mi+1-2)에서의 화상 데이터가 교환된다. (Mi+1+2)에서의 화상 데이터와 (Mi+1-3)에서의 화상 데이터가 교환 된다. 이러한 데이터 교환은, (Mi+[(Mi+1-Mi)/2]-1)에서의 화상 데이터와 (Mi+1-[(Mi+1-Mi)/2])에서의 화상 데이터가 교환될 때까지 계속된다. 그 후에, 신호 확장이 수행된다. 신호 확장이 완료된 후에, 화상 데이터로 복귀하도록 데이터 교환이 다시 수행된다. 데이터 교환이 수행되어 제1 그룹의 화소들의 화소값이 제2 그룹의 화소들의 화소값보다 큰지 작은지의 여부에 관계 없이 유사한 신호 확장이 수행될 수 있다.
도 16은 신호 확장의 대상인 예시적인 신호 부분의 개략도이다. 도 16에 도시된 신호는 아직 신호 확장에 의해 처리된 것이 아니다.
도 16에 도시된 예에서, 6 비트로 표시되는 화소값 Li를 갖는 화소는 개시 위치값 Si부터 Wi에 대해 계속되고, 그 후 6 비트로 표시되는 화소값 Li+1 (Li+1)를 갖는 화소는 개시 위치값 Si+1 (=Si+Wi)부터 Wi+1에 대해 계속된다. 프레임 메모리(152)는 이러한 화소들을 도 17에 도시된 라인에 저장한다.
다음에, 신호 확장 수단(154)에 의해 수행된 신호 확장은 도 13과 19를 참조하여 설명될 것이다. 도 19는 신호 확장 수단(154)에 의해 수행되는 신호 확장의 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
신호 확장 수단(154)에 의해 수행되는 신호 확장은 6 비트로 표현되는 화소값을 10 비트로 표현되는 화소값으로 확장한다. 특히, 신호 확장 수단(154)은 다음과 같이 수행된다. 6 비트 데이터의 화소값 Li와 Li+1 (Li=0 내지 63)는 10-비트 표현에서는 각각 16Li와 16(Li+1) (16Li=0 내지 1023)이다. 신호 확장은 화소값 16Li를 갖는 Mi 내지 (Si+1-1)에서의 화소들과, 화소값 16(Li+1)를 갖는 (Si+1) 내지 (Mi+1-1)에서의 화소들이 화소값 16Li+j (10-비트 데이터의 화소값들임; j는 0 내지 15의 정수)를 얻도록 수행된다. 화소값은 [(Mi+1-Mi)/16] 화소들 만큼 변해야만 한다. 상술된 화소들에 상술된 화소값을 제공하기 위하여, 4개의 최하위 비트들이 6-비트 신호에 부가되어 6-비트 신호를 10-비트 신호로 확장한다. 이러한 신호 확장에 의해, 불충분한 비트 수에 기인하는 Li로부터 Li+1 로의 계단형 변화는 도 18에 도시된 바와 같이 완만하고 선형적인 계조 변화로 변경된다.
이제, 도 13 및 19를 참조하여, 신호 확장 수단(154)의 처리가 설명될 것이다. 다음 설명에서, Dj는 화소 위치값 j에서의 6-비트 화소값을 나타내고, Dj'은 신호 확장 후의 화소 위치값 j에서의 10-비트 화소값을 나타낸다.
도 19를 참조하면, 단계 1에서, j=M1이 설정된다.
단계 2에서, 화소 위치값 j에서의 6-비트 화상 데이터 Dj에 대해 신호 확장이 수행되어, 10-비트 확장된 화상 데이터 Dj'을 얻는다.
신호 확장 수단(154)에 의해 수행된 단계 2의 처리는 도 13을 참조하여 설명될 것이다.
제1 16배 연산 수단(169)은 화소 위치값 Mi에서 화상 데이터 DMi를 수신하고 16을 곱한다. 제1 감산 수단(170)은 화소 위치값 j와 Mi를 수신하고 감산을 수행하여, (j-Mi)을 획득한다. 제2 감산 수단(171)은 화소 위치값 Mi+1과 Mi를 수신하고 감산을 수행하여, (Mi+1-Mi)를 획득한다.
제 1 감산 수단(170)에서 구한 값 (j-Mi)은 제2 16배 연산 수단(172)의 입력이 된다. 제2 16배 연산 수단(172)은 값 (j-Mi)을 16배하여 16(j-Mi)를 얻는다.
제산 수단(173)은 제2 16배 연산 수단(172)에서 구한 16(j-Mi)과 제2 감산 수단(171)에서 얻은 값(Mi+1-Mi)을 수신한다. 이 값들을 제산 처리하여 [16(j-Mi)/(Mi+1-Mi)]을 얻는다.
가산 수단(174)은 제1 16배 연산 수단(169)에서 얻은 16DMi과 제산 수단(173)에서 얻은 값 [16(j-Mi)/(Mi+1-Mi)]을 수신하고, 이들을 더하여 10 비트 확장 화상 신호 D1'=16DMi+[16(j-Mi)/(Mi+1-Mi)]를 얻는다. DMi은 Mi에서 6비트의 화소 값이다. 데이터 교환이 수행되지 않을 때(Li+1-Li=1), DMi=Li이다. 데이터 교환이 수행되면(Li-Li+1=1), DMi=Li+1이다.
신호 확장 수단(154)에 의한 신호 확장이 종료되면, 처리는 단계 3으로 진행하며, j는 j+1로 갱신된다.
단계 4에서는 갱신된 j, 즉, (j+1)가 (Mi+1-1)을 초과하는지 여부를 판정한 다. (j+1)이 (Mi+1-1)을 초과하지 않으면, 처리는 단계 2로 되돌아가는데, 단계 2의 처리가 (j+1)에 대하여 수행된다. (j+1)이 (Mi+1-1)을 초과하면, 신호 확장이 종료된다.
제2 실시예에 따른 화상 처리 장치(43A)는 이하와 같이 동작한다. 검출 수단(153)은 동일한 화소값(L)을 갖는 둘 이상의 화소가 연속적이고 상기 둘 이상의 화소 이후에 동일한 화소값 (L+1) 혹은 (L-1)을 갖는 둘 이상의 화소가 따르는 화상 패턴을 검출한다. 검출 수단(153)은 또한 동일 화소값을 갖는 연속적인 화소들 중에서 제1 화소의 위치와, 상기 동일 화소값을 갖는 연속적인 화소의 폭(화소의 수)을 표시한다. Si과 Wi을 사용하여, 신호 확장 수단(154)은 6 비트의 화상 데이터를 10 비트의 화상 데이터로 확장한다. 따라서, 상기 액정 패널(45)(도 1)의 표시 능력은 충분히 활용될 수 있다. 종래 장치의 문제점인 불충분한 비트수에 의한 컬러 톤의 계단형 또는 불연속적인 변화가 해소되고, 완만하고 선형적인 계조 변화가 제시된다.
제2 실시예의 화상 처리 장치(43A)는 제1 실시예에서와 같이 액정 컨트롤러와 액정 드라이버 사이에 접속된다. 화상 처리 장치(43A)는 다른 위치, 예를 들면 액정 컨트롤러에 제공된다.
화상 처리 장치(43A)가 액정 컨트롤러에 위치할 때, 화상 처리 장치(43A)와 신호 처리부는 다른 회로로 형성될 것이다. 혹은, 화상 처리 장치(43A)와 신호 처리부가 단일 칩 마이크로컴퓨터로 집적되어 다중 처리를 실현할 수도 있다.
어떤 경우에는, 도 14, 15, 19를 참조하여 기술된 화상 처리 프로그램이 외부 호스트 시스템(2)의 외부 메모리(22)(도 1)에 저장되어, 액정 컨트롤러(41)(도 1)가 외부 호스트 시스템에 의해 제어되어 이 프로그램을 실행할 수 있다. 또는, 이 프로그램이 액정 컨트롤러(41) 및/또는 액정 드라이버(44)의 내장 메모리에 저장될 수 있다.
제2 실시예에 기술된 액정 표시 장치는 R, G, B 화소의 조합으로 컬러 화상를 구현한다. 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 화상 처리 장치는 단색 액정 표시 장치에도 적용가능하다. 화상 처리 장치는 예를 들면 ELD(electroluminescence display) 또는 PDP(plasma display panel)에도 적용가능하다.
제2 실시예에 있어서, 신호 확장은 수평 방향(즉, 화상 신호가 연속적으로 화상 표시면에 전달되는 방향)에 인접한 화소을 기초로 수행된다. 프레임 메모리와 같은 수직 라인을 저장하는 수단이 제공되는 경우에는 수직 방향(즉, 화상 신호가 연속적으로 화상 표시면에 전달되는 방향에 수직인 방향)에 인접한 화소를 기초로 신호 확장이 수행된다. 각 라인에 대하여 검출되고 확장된 화상 데이터를 저장하는 부분이 수평 방향에 인접하는 경우에는, 수평 방향에 인접한 화소에 기초한 신호 확장, 수직 방향에 인접한 화소에 기초한 신호 확장, 및 사선 라인에 인접한 화소에 기초한 신호 확장이 결합된다. 신호 확장은 또한, 직선형 대신 곡선형으로(예를 들면, 상향 또는 하향으로 돌출) 수행될 수 있다. 신호 처리를 다중 방향에 인접한 화소을 기초로 수행함으로써, 더 높은 자유도를 갖는 더 자연 스러운 화상를 얻을 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따르면, 고품질의 화상 표시가 단순한 회로 구성으로 제공된다. 신호 확장은 컬러 화상의 각 컬러 성분에 대해, 소정의 화소 폭을 갖는 복수의 화상 데이터를 비교한 뒤 사전 확장 화상 데이터에서 절단된 낮은 비트값을 부가함으로써 수행된다. 다시 말하면, 상위 비트 값이 예측되고 생성된다. 그 결과, 컬러 해상도가 향상되고, 따라서 완만하고 선형적인 계조 변화를 실현할 수 있다.
제1 및 제2 실시예에서는, 소정의 화소 폭이 자동적으로 최적화되고 , 각 화상 또는 동일한 화상의 각 부분에 대해 조절될 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예에서는, 6 비트의 디지털 화상 신호를 8 비트의 디지털 화상 신호로 확장하여 액정 패널에 공급하는 화상 처리 장치가 기술되어 있다. 제3 실시예에서, 제1 실시예에 기술된 검출 및 신호 확장이 블록 단위로 수행된다. 제3 실시예에서 사용되는 액정 패널은 표시 영역이 640 화소(수평) ×480 화소(수직)이다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치는 액정 패널에 공급되는 화상를 처리하는 장치에 한정되는 것이 아니라는 것을 알아야 한다. 본 발명의 화상 처리 장치와 사용되는 액정 패널은 표시 영역이 640 화소 × 480 화소에 한정되지 않는다. 이들은 단지 예일 뿐이다.
제3 실시예에 사용되는 액정 표시 장치는 제1 실시예에 사용된 액정 표시 장 치(1)(도 1)와 그 구조가 실질적으로 동일하므로, 상세한 사항은 기술하지 않겠다.
도 20은 제3 실시예 따른 화상 처리 장치(43B)의 부분적인 구조를 도시하는 블록도이다.
상기 화상 처리 장치(43B)는 제어 수단(251), 메모리(252), 검출 수단(253), 신호 확장 수단(254), 블록화 수단(256)을 포함한다.
제어 수단(251)은 액정 컨트롤러(41)(도 1)의 출력인 6 비트의 신호 및 제어신호를 수신한다. 제어 신호는 메모리(252), 검출 수단(253), 신호 확장 수단(254), 블록화 수단(256), 액정 드라이버(44)(도 1) 각각에 출력된다. 6 비트의 화상 신호는 제어 수단(251)으로부터 블록화 수단(256)으로의 출력이다. 제어 수단(251)은 메모리(252), 검출 수단(253), 신호 확장 수단(254), 및 블록화 수단(256)을 제어하여, 이들 수단에서 처리된 데이터가 액정 드라이버(44)(도 1)에 출력될 때 제어 신호에 동기되도록 한다.
블록화 수단(256)은 제어 수단(251)으로부터의 입력인 6 비트 신호를 복수의 블록으로 나눈다. 각 블록은 예를 들면, 64 화소에 해당한다. 블록화 수단(256)은 6 비트의 신호를 메모리(252)에 출력하면서, 블록 단위로, 제어 수단(251)으로부터 출력되는 제어 신호에 6 비트의 화상 신호를 동기시킨다.
메모리(252)는 블록화 수단(256)으로부터 6 비트의 화상 신호를 연속적으로 판독하면서, 블록 단위로, 6 비트의 화상 신호를 제어 신호로 동기시킨다. 메모리(252)는 또한 신호 확장 수단(254)에서 생성되는 8 비트의 확장된 화상 신호를 판독하고 이 8비트의 확장된 화상 신호를 액정 드라이버(44)(도 1)에 출력한다.
검출 수단(253)은 메모리(252)에서 출력되는 6 비트의 화상 신호를 판독하고, 계단형이거나 불연속적인 계조 변화, 즉, 의사 윤곽으로 표현되는 화상 신호의 부분을 검출한다. 의사 윤곽은 불충분한 비트 수의 화상 신호에 의해 유발되고, 화상의 품질을 떨어뜨린다. 일반적으로 화상에서, 의사 윤곽은 계조의 계단형 스트라이프이다.
구체적으로, 검출 수단(253)은 6 비트 화상 신호에 관한 이하의 동작을 수행한다. 검출 수단(253)은 동일한 화소 값 L(L은 0 내지 63 중 임의의 정수)을 갖는 둘 이상의 화소가 연속적이고 동일 화소값 (L+1) 또는 (L-1)을 갖는 상기 둘 이상의 화소들이 상기 둘 이상의 화소들을 따르는 화상 패턴을 검출한다. 검출 수단(253)은 또한 동일 화소 값을 갖는 연속적인 화소들 중 제1 화소의 위치와, 동일 화소 값을 갖는 연속적인 화소들의 폭(화소수)을 나타내는 값을 저장한다. 검출 수단(253)은 신호 확장 수단(254)에 상기 위치와 폭을 나타내는 값을 출력한다.
신호 확장 수단(254)은 검출 수단(253)에 의해 검출되고 신호 확장의 대상이 되는 화소에 해당하는 6 비트의 화상 신호에 2개의 최하위 비트를 부가하여, 8 비트의 화상 신호를 생성한다. 후술하는 바와 같이 2비트의 추가로, 불충분한 비트 수에 의해 야기되는 화상의 불연속 부분이 제거되고 연속적인 계조 변화가 실현된다. 신호 확장의 대상이 아닌 화소에 해당하는 화상 신호에 2개의 최하위 비트 "00"이 추가됨으로써, 8 비트의 화상 신호가 생성된다. 따라서, 모든 6 비트 화상 신호는 8 비트 화상 신호로 확장된다. 신호 확장 수단(254)에 의해 확장되는 8 비트 화상 신호는 메모리(252)에 기입된다.
검출 수단(253)과 신호 확장 수단(254)은 R, G, B 화소 각각에 대하여 상술한 처리를 수행한다. 한 블록의 화소가 처리된 후, 다음 화소 블록이 동일한 방식으로 처리된다. 총 (640/64) ×480=4800 화소 블록이 처리되어, 한 화상이 표시된다.
화상 신호의 한 블록에 포함되는 화소의 수가 증가하면, 요구되는 메모리 용량이 증가하여 제조 비용이 증가한다. 그러나, 화질 향상 효과는 증가한다. 반대로, 화상 신호의 한 블록에 포함되는 화소의 수가 감소하면, 요구되는 메모리 용량이 감소하여 제조 비용이 감소한다. 그러나, 화질 향상 효과는 감소한다. 제3 실시예에서, 각 블록은 64 화소을 포함한다. 각 블록에 포함되는 화소의 수는, 예를 들면, 원하는 제조 비용, 메모리 용량, 또는 화상 품질 향상 효과에 따라 자유롭게 설정할 수 있다.
제3 실시예에서, 두 인접 화소의 화소값 간의 차가 1이고, 동일 화소값을 갖는 둘 이상의 화소가 연속적인 것으로 검출되면, 신호 확장이 수행된다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 두 인접 화소의 화소값 간의 차와 같은 임계 값과 신호 확장을 위한 연속적인 화소 수를 자유롭게 설정할 수 있다.
다음으로, 검출 수단(253)의 구조가 도 21을 참조로 더욱 자세히 기술될 것이다.
검출 수단(253)은 화소값 비교 수단(261), 폭 카운트 수단(262), 화소 위치 메모리 수단(263), 폭 메모리 수단(264), 제1 내지 제3 판정 수단(265 내지 267), 및 화소값 교환 수단(268)을 포함한다.
화소값 비교 수단(261)은 메모리(252)(도 20)에 접속되고 메모리(252)에서 판독되는 인접 화소의 화소값이 각각 동일한지를 비교한다.
폭 카운트 수단(262)은 화소값 비교 수단(261)에 접속된다. 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 인접 화소의 화소값들이 서로 동일한 것으로 (즉, 동일 화소값을 갖는 화소들이 연속적인 것으로) 나타나면, 폭 카운트 수단(262)은 화상 데이터의 폭에 "1"을 부가한다.
화소 위치 메모리 수단(263)의 화소 위치가 화소값 비교 수단(261)에 접속된다. 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 인접 화소들의 화소값이 서로 동일한 것으로 (즉, 동일 화소값을 갖는 화소들이 연속적인 것으로) 나타나면, 화소 위치 메모리 수단(263)은 연속적인 화소들 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값을 저장한다.
폭 메모리 수단(264)은 화소값 비교 수단(261)에 접속된다. 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 동일 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈가 종료된 것으로 판단되면, 폭 메모리 수단(264)은 동일 화소값(화소 수)을 갖는 화소 폭을 저장한다.
제1 판정 수단(265)은 폭 카운트 수단(262), 화소 위치 메모리 수단(263), 및 폭 메모리 수단(264)에 접속된다. 제1 판정 수단(265)은 (i) 동일 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈 중 제1 화소의 위치(화소 위치 메모리 수단(263)에 의해 저장된)를 나타내는 값과 (ii) 동일 화소값을 갖는 다음(제2) 화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값 사이의 차가 폭 메모리 수단(264)에 저장된 폭과 동일한지를 판정한다.
제2 판정 수단(266)은 제1 판정 수단(265)에 접속된다. 제2 판정 수단(266) 은 동일 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈의 화소값이, 예를 들면 1만큼, 동일 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈의 화소값보다 큰지를 판정한다.
제3 판정 수단(267)은 제2 판정 수단(266)에 접속된다. 제3 판정 수단(267)은 동일 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈의 화소값이, 예를 들면 1만큼, 동일 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈의 화소값보다 큰지를 판정한다.
제1 판정 수단(265)의 판정 결과가 "동일함"이고 제2 판정 수단(266)의 판정 결과가 "1만큼 큼"일 때, 제2 판정 수단(266)에 접속된 신호 교환 수단(268)은 대칭적으로 신호 확장 처리될 메모리(252)의 화상 데이터를 교환한다.
화소값 비교 수단(261), 폭 카운트 수단(262), 화소 위치 메모리 수단(263), 및 폭 메모리 수단(264)에 의해 수행되는 처리가 도 23을 참조하여 이하 설명된다. 제1 판정 수단(265), 제2 판정 수단(266), 제3 판정 수단(267), 및 화소값 교환 수단(268)에 의해 수행되는 처리가 도 24를 참조하여 이하 설명된다.
신호 확장 수단(254)의 구조는 도 22를 참조하여 더욱 자세히 설명된다.
신호 확장 수단(254)은 제1 4배 연산 수단(269), 제1 감산 수단(270), 제2 감산 수단(271), 제2 4배 연산 수단(272), 제산 수단(273), 및 가산 수단(274)을 포함한다.
제1 4배 연산 수단(269)은 2 비트 시프트 회로를 포함하고, 입력 신호값을 2 비트 시프트 회로를 사용하여 4배한다(4DMi).
제1 감산 수단(270)과 제2 감산 수단(271)은 각각 감산 회로를 포함하고, 감 산 회로를 사용하여 입력 신호값의 감산을 수행한다(j-Mi 및 Mi+1-Mi).
제2 4배 연산 수단(272)은 2 비트의 시프트 회로를 포함하고, 2 비트 시프트 회로를 사용하여 입력 신호값을 4배한다(4(j-Mi)).
제산 수단(273)은 제산 회로를 포함하고, 제산 회로를 이용하여 입력값의 제산을 수행한다([4(j-Mi)/(Mi+1-Mi)]).
가산 수단(274)은 가산 회로를 포함하고, 가산 회로를 이용하여 입력값의 가산을 수행한다(4DMi+[4(j-Mi)/(Mi+1-Mi)]).
도 23 및 24를 참조로, 검출 수단(253)(도 21)과 신호 확장 수단(254)(도 22)에 의해 수행되는 처리의 기본적인 알고리즘이 기술된다. 도 23은 검출 수단(253)과 신호 확장 수단(254)의 처리의 전반부를 도시한다. 도 24는 검출 수단(253)과 신호 확장 수단(254)의 처리의 후반부를 도시한다. 도 23과 24에서, "n"은 화소 위치 순으로 각 블록의 각 화소에 할당된 화소수를 나타낸다. 제3 실시예에서, 각 블록은 64 화소을 포함하며, "n"은 1에서 64까지의 범위의 자연수이다. 각 블록의 화소들의 화소값은 "n" 값에 따라서 D1, D2, ... D64 로 표시된다. 동일 화소값을 갖는 둘 이상의 화소 시리즈의 각 화소에 "i"가 할당된다(1≤i<n). 그 화소 시리즈의 일단으로부터 순차적으로 "i" 값이 할당된다. Si은 화소 시리즈 중에서 제1 화소의 위치를 나타내는 값이고, Wi은 화소 시리즈의 화소의 수를 나타낸다. 예를 들어, 화소값이 D1=D2=D3이고 D4=D5일 때, S1=1, W1=3, S2=4, W2=2이다.
검출 수단(253)과 신호 확장 수단(254)의 처리는 다음과 같이 수행된다.
도 23을 참조하면, 단계 1에서, i=1 그리고 n=1로 설정한다.
단계 2에서, 화상 데이터 Dn-1, Dn, Dn+1가 화소값 비교 수단(261)에서 판독된다.
단계 3에서, 화상 데이터(화소) Dn과 화상 데이터 Dn-1(Dn 바로 앞의)의 화소값이 화소 비교 수단(261)에서 서로 비교된다.
단계 3에서 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 갖는 것으로 판정되면, 처리는 단계 4로 진행하는데, 여기서 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1(Dn 바로 뒤의)이 화소값 비교 수단(261)에서 서로 비교된다.
단계 3에서 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn-1이 동일한 화소값을 갖지 않는 것으로 판정되면, 처리는 단계 7로 진행하는데, 여기서 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 화소값 비교 수단(261)에서 서로 비교된다.
단계 4의 화소값 비교 수단의 비교 결과, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 동일한 화소값을 갖는 것으로 나타나면, 화상 데이터 Dn-1, Dn, Dn+1 은 모두 동일 동일한 화소값을 갖는다. 처리는 단계 5로 진행하고, 폭 카운트 수단(262)은 폭 메모리 수단(264)에 저장된 폭 Wi에 +1을 더하고 단계 9로 진행한다.
단계 4의 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 동일 화소값을 갖지 않는 것으로 나타나면, 화상 데이터 Dn-1과 Dn 은 동일 화소값을 갖지만 화상 데이터 Dn과 Dn+1은 동일 화소값을 갖지 않는 것이 된다. 이는 동일 화소값을 갖는 화소 시리즈가 데이터 Dn에서 종료된다는 것을 표시한다. 따라서, Si와 Wi는 화소 위치 메모리 수단(263)과 폭 메모리 수단(264)에 각각 저장되고, i가 i+1로 갱신된다.
단계 3에서 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn-1이 동일 화소값을 갖지 않는 것으로 나타나고, 단계 7에서 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 화상 데이터 Dn과 Dn+1이 동일 화소값을 갖는 것으로 나타나면, 화상 데이터 Dn에 대응하는 화소는 동일 화소값을 갖는 화소 시리즈의 제1 화소가다. 따라서, Si=n이 화소 위치 메모리 수단(263)에 저장되고 Wi=2가 폭 메모리 수단(264)에 저장된다. 처리는 단계 9로 진행한다.
단계 7에서 화소값 비교 수단(261)의 비교 결과, 화상 데이터 Dn과 화상 데이터 Dn+1이 동일 화소값을 갖지 않는 것으로 나타나면, 화상 데이터 Dn-1, Dn , 및 Dn+1이 모두 다른 화소값을 갖는데, 즉, 이 부분에 동일 화소값을 갖는 화소 시리즈 가 없다. 따라서, 화소 위치 메모리 수단(263)이나 폭 메모리 수단(264)에 데이터를 저장하지 않고 처리는 단계 9로 진행한다.
단계 9에서, n은 (n+1)로 갱신된다. 단계 10에서는 갱신된 n, 즉, (n+1)이 64를 초과하는지를 판정한다. (n+1)이 64를 초과하지 않으면, 처리는 단계 2로 되돌아 가고, 단계 2 내지 단계 10의 처리가 (n+1)에 대해 수행된다. (n+1)이 64를 초과하면, 처리는 단계 11로 진행한다(도 24).
이러한 방식으로, 상기 처리가 모든 n 값에 대해 수행된다(1 내지 64).
도 24에 도시된 처리에서, 도 23에 도시된 처리시 저장된 값 Si(화소 시리즈의 제1 화소의 위치를 나타내는 값)와 Wi(화소 시리즈의 화소의 수)을 신호가 확장되어야 하는지를 판정하는데 사용하고 필요하면 신호를 확장한다. 다음의 설명에서, Li는 화소 시리즈 중 (Si에서의) 제1 화소의 화소값을 나타낸다.
Si와 Si+Wi사이의 중앙에서의 화소 위치는 Mi이고, Si+1 와 Si+1 + Wi+1사이의 중앙에서의 화소 위치는 Mi+1이다. 보다 정확하게, Mi 및 Mi+1은 각각 M i = Si + [Wi/2] 및 Mi+1 = Si+1 + [Wi+1/2]로 나타내는 화소 위치값들이다. "[ ]"는 가우스 심볼이고, [a]는 a값을 초과하지 않은 최대 정수를 나타낸다.
먼저, 단계 11에서, i=1이 설정된다.
단계 12에서, 제1 판정 수단(265)에 의해 Si+1 - Si = Wi인지 여부가 판정된다. Si+1 - Si = Wi인 것으로 판정된 경우, 처리는 단계 13으로 진행한다. Si+1 - Si = Wi이 아닌 것으로 판정되는 경우, 처리는 단계 25로 진행한다.
단계 13에서, Li - Li+1 = 1인지 여부가 제2 판정 수단(266)에 의해 판정된다. Li - Li+1 = 1인 것으로 판정될 때, 처리는 단계 14로 진행한다. Li - Li+1 = 1이 아닌 것으로 판정되면, 처리는 단계 23으로 진행한다.
단계 23에서, Li+1 - Li = 1인지 여부가 제3 판정 수단(267)에 의해 판정된다. Li+1 - Li = 1인 것으로 판정될 때, 처리는 신호 확장 수단(254)이 신호 확장을 실행하는 단계 24로 진행한다. Li+1 - Li = 1이 아닌 것으로 판정되면, 처리는 단계 25로 진행한다.
단계 14에서, k=0으로 설정된다. k는 0 내지 [(Mi+1 - Mi)/2]-1로 나타내는 정수이다.
다음으로, 단계 15에서, 화소 위치값 (Mi + k)의 화소값 및 화소 위치값((Mi+1 - 1) - k))의 화소값이 화소값 교환 수단(268)에 의해 서로 교환된다. 단계 15의 처리가 완료될 때, 처리는 단계 16으로 진행하고, 여기서 k는 (k + 1)로 갱신된다.
그 후, 처리는 단계 17로 진행한다. 갱신된 k, 즉 (k + 1)이 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1을 초과하는지 여부가 판정된다. (k + 1)이 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1을 초과하지 않을 경우, 처리는 단계 15로 되돌아가고, 단계 15의 처리는 (k + 1)에 대해 실행된다. 단계 17에서 (k + 1)이 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1을 초과하는 경우, 처리는 단계18로 진행한다.
따라서, 상술한 처리는 모든 k의 값들(0 내지 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1)에 대해 실행된다.
단계 17의 처리가 완료되면, 처리는 단계 18로 진행하는데, 여기서 신호 확장 수단(254)은 신호 확장을 실행한다.
단계 18의 처리가 완료되면, 처리는 단계 19로 진행하는데, 여기서 k = 0이 설정된다. k는 0 내지 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1로 나타나는 정수이다.
다음, 단계 20에서, 화소 위치값 (Mi + k)의 화소값 및 화소 위치값((Mi+1 - 1) - k)의 화소값은 서로 교환된다. 단계 20의 처리가 완료되면, 처리는 단계 21로 진행하고, 여기서 k는 (k + 1)로 갱신된다.
그 후, 처리가 단계 22로 진행한다. 갱신된 k, 즉 (k + 1)이 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1을 초과하는지 여부가 판정된다. (k + 1)이 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1을 초과하지 않을 경우, 처리는 단계 20으로 되돌아가고 단계 20의 처리는 (k + 1)에 대해 실행된다. 단계 22에서 (k + 1)이 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1을 초과할 경우, 처리는 단계 25로 진행한다.
따라서, 상술한 처리는 모든 k 값(0 내지 [(Mi+1 - Mi)/2] - 1)에 대해 실행된다.
단계 25에서, i는 (i + 1)로 갱신된다.
단계 26에서, 갱신된 i, 즉 (i + 1)이 iend - 1을 초과하는지 여부가 판정된다. iend는 도 23의 처리에서 설정된 i의 최대값을 나타낸다. (i+1)이 iend - 1을 초과하지 않을 경우, 처리는 단계 12로 되돌아가고, 단계 12 내지 26의 처리가 (i + 1)에 대해 실행된다. (i + 1)이 iend - 1을 초과하는 경우, 검출 수단(253) 및 신호 확장 수단(254)의 처리가 종료된다.
이러한 방식으로, 상술한 처리는 모든 i값(i 내지 iend - 1)에 대해 실행된다.
검출 수단(253) 및 신호 확장 수단(254)에 의해 실행되는 도 24에 나타낸 처리가 보다 상세하게 설명될 것이다.
화소 시리즈 중 제1 화소의 위치를 나타내는 값 Si 및 Wi (폭 또는 화소 시리즈의 화소들의 수)(i=1, 2, ..., iend)는 도 23에 나타낸 처리에 의해 저장된다. 도 24에 나타낸 처리에서, 신호 확장은 Si+1 - Si = Wi 및 Li - Li+1 = 1인 경우 또는 Si+1 - Si = Wi 및 Li+1 - Li = 1(저주파 부분)인 경우에만 실행된다. 신호 확장은 Li와 Li+1 사이의 차이가 ±2 이상인 경우(고주파 부분) 실행되지 않는다. Mi 내지 (Mi+1 - 1)에서의 화소들에 대해 실제 신호 확장은 아래에 설명한 바와 같이 실행된다.
Si+1 - Si = Wi 및 Li+1 - Li = 1인 경우, 신호 확장은 신호 확장 수단(254)에 의해 실행된다. Si+1 - Si = Wi 및 Li - Li+1 = 1인 경우, Mi 내지 (Mi+1 - 1)에서의 화소들의 데이타는 다음과 같이 대칭적으로 교환된다. Mi에서의 화상 데이터와 (Mi+1 - 1)에서의 화상 데이터가 교환된다. (Mi + 1)에서의 화상 데이터와 (Mi+1 - 2)에서의 화상 데이터가 교환된다. (Mi + 2)에서의 화상 데이터와 (Mi+1 - 3)에서의 화상 데이터가 교환된다. 그러한 데이터 교환은 (Mi + [(Mi+1 - Mi)/2] - 1)에서의 화상 데이터와 (Mi+1 - [(Mi+1 - Mi)/2])에서의 화상 데이터가 교환될 때까지 계속된다. 그 후, 신호 확장이 실행된다. 신호 확장이 완료된 후, 화상 데이터로 귀환하기 위해 데이터 교환이 다시 실행된다. 데이터 교환이 실행되어 제1 화소 시리즈의 화소값이 제2 화소 시리즈의 화소값들 보다 더 큰지 또는 더 작은지 여부에 관계없이 유사한 신호 확장이 실행될 수 있다.
도 25는 신호 확장의 대상인 예시적인 신호 부분의 개략도이다. 도 25에 나타낸 신호는 신호 확장에 의해 아직 처리되지 않았다.
도 25에 나타낸 실시예에서, 6 비트로 나타내는 화소값 Li를 갖는 화소들은 시작 위치값 Si로부터 Wi에 대해 지속되고, 그 후, 6 비트로 나타내는 화소값 Li+1(=Li + 1)을 갖는 화소들은 시작 위치값 Si+1(=Si + Wi )로부터 Wi+1에 대해 지속된다. 메모리(252)는 도 26에 나타낸 바와 같이 그러한 화소를 라인으로 저장한다.
다음, 신호 확장 수단(254)에 의해 실행되는 신호 확장이 도 22 및 27을 참 조하여 설명될 것이다. 도 27은 신호 확장 수단(254)에 의해 실행되는 신호 확장의 알고리즘을 설명하는 흐름도이다.
신호 확장 수단(254)에 의해 실행되는 신호 확장은 6 비트로 나타내는 화소값을 8 비트로 나타내는 화소값으로 확장한다. 특히, 신호 확장 수단(254)은 다음과 같이 실행된다. 6 비트 데이터의 화소값 Li 및 Li + 1(Li = 0 내지 63)은 각각 8 비트로 표현한 4Li 및 4(Li + 1)(4Li = 0 내지 255)이다. 화소값 4L i를 갖는 Mi 내지 (Si+1 - 1)에서의 화소들 및 화소값 4(Li + 1)을 갖는 (Si+1) 내지 (Mi+1 - 1)에서의 화소들이 (8 비트 데이터의 화소값인) 4Li, 4Li + 1, 4Li + 2, 및 4Li + 3의 화소값을 갖도록 신호 확장이 실행된다. 화소값들은 [(Mi+1 - Mi)/4] 화소들에 의해 4Li에서 4Li + 1로, 4Li + 2로, 4Li + 3으로 변화된다. 상술한 화소들에 상술한 화소값들을 제공하기 위해, 2개의 최하위 비트들이 6 비트 신호들에 가산되어 6 비트 신호들을 8 비트 신호들로 확장한다. 이러한 신호 확장때문에, 불충분한 비트 수들로 인한 Li로부터 Li + 1로의 계단형 변화는 도 28에 나타낸 바와 같이 완만하고 선형적인 계조 변화로 바뀐다.
지금, 도 22 및 27을 참조하여, 신호 확장 수단(254)의 처리가 설명될 것이다. 다음의 설명에서, Dj는 화소 위치값 j에서의 6 비트 화소값을 나타내고, Dj'는 신호 확장 이후의 화소 위치값 j에서의 8 비트 화소값을 나타낸다.
도 27을 참조하면, 단계 1에서, j = Mi로 설정된다.
단계 2에서, 화소 위치값 j에서의 6 비트 화상 데이터 Dj에 대해 신호 확장이 실행되어 8 비트의 확장된 화상 데이터 Dj'값을 획득한다.
신호 확장 수단(254)에 의해 실행되는 단계 2의 처리는 도 22를 참조하여 설명될 것이다.
제1 4배 연산 수단(269)은 화소 위치값 Mi에서의 화상 데이터 DMi를 수신하고 4배로 한다. 제1 감산 수단(270)은 화소 위치값 j 및 Mi를 수신하고 감산을 실행하여 (j - Mi)를 획득한다. 제2 감산 수단(271)은 화소 위치값 Mi+1 및 Mi를 수신하고 감산을 실행하여 (Mi+1 - Mi)를 획득한다.
제1 감산 수단(270)에 의해 얻어진 값 (j - Mi)는 제2 4배 연산 수단(272)에 입력된다. 제2 4배 연산 수단(272)은 값 (j - Mi)를 4배로 하여 4(j - Mi)를 획득한다.
제산 수단(division section)(272)은 제2 4배 연산 수단(272)에 의해 얻어진 4(j - Mi) 및 제2 감산 수단(271)에 의해 얻어진 값 (Mi+1 - Mi)를 수신한다. 이들 값들은 나누어져 [4(j - Mi)/(Mi+1 - Mi)]를 획득한다.
가산 수단(274)은 제1 4배 연산 수단(269)에 의해 얻어진 4DMi 및 제산 수단(273)에 의해 얻어진 값 [4(j - Mi)/(Mi+1 - Mi)]을 수신하고 이들을 함께 가산하여 8 비트의 확장된 화상 신호 Dj' = 4DMi + [4(j - Mi)/(Mi+1 - Mi)]를 획득한다. DMi는 Mi에서의 6 비트 화소값이다. 데이터 교환이 실행되지 않을 경우(Li+1 - Li=1), DMi = Li이다. 데이터 교환이 실행될 경우(Li - Li+1 =1), DMi = Li+1이다.
신호 확장 수단(254)에 의한 신호 확장이 완료된 경우, 처리는 단계 3으로 진행하고, 여기서 j는 j + 1로 갱신된다.
단계 4에서, 갱신된 j, 즉 (j + 1)이 (Mi+1 - 1)을 초과하는지 여부가 판정된다. (j + 1)이 (Mi+1 - 1)을 초과하지 않을 경우, 처리는 단계 2로 되돌아가고, 여기서 단계 2의 처리가 (j + 1)에 대해 실행된다. (j + 1)이 (Mi+1 - 1)을 초과한 경우, 신호 확장은 종료된다.
제3 실시예에 따른 화상 처리 장치(43B)는 다음과 같이 동작한다. 블록화 수단(256)은 화상 신호를 소정 개수의 화소들을 각각 포함하는 다수의 블록들로 분할한다. 그 후, 블록화 수단(256)은 6 비트 화상 신호를 블록 베이스(block-block basis)로 메모리(252)에 출력한다. 검출 수단(253)은 동일한 화소값 L을 갖는 2개 이상의 화소들이 연속적이고 동일한 화소값 (L + 1) 또는 (L - 1)을 갖는 2개 이상의 화소들이 2개 이상의 화소들에 후속하는 화상 패턴을 검출한다. 또한 검출 수단(253)은 동일한 화소값을 갖는 연속적인 화소들중 제1 화소의 위치를 나타내는 값 Si 및 동일한 화소값을 갖는 연속적인 화소들의 폭(화소들의 수) Wi를 저장한다. Si 및 Wi를 사용하여, 신호 확장 수단(254)은 6 비트 화상 데이터를 8 비트 화상 데이터로 확장한다. 따라서, 액정 패널(45)(도 1)의 표시 능력이 완전히 사용될 수 있다. 종래 장치의 문제점인, 불충분한 비트 수로 인해 계단형이거나 또는 불연속적으로 일어나는 컬러 톤들의 변화에 대해, 완만하고 선형적인 계조 변화가 제공된다.
제3 실시예의 화상 처리 장치(43B)는 액정 컨트롤러(41)와 액정 드라이버(44) 사이에 접속된다. 화상 처리 장치(43B)는 다른 위치, 예를 들면 액정 컨트롤러(41) 내에 제공될 수 있다.
화상 처리 장치(43B)가 액정 컨트롤러(41) 내에 위치할 경우, 화상 처리 장치(43B) 및 신호 처리 수단(41b)은 서로 다른 회로로 구성될 수 있다. 선택적으로, 화상 처리 장치(43B) 및 신호 처리 수단(41b)은 원 칩 마이크로컴퓨터로 집적화되어 여러가지 목적을 갖는 처리를 구현할 수 있다.
이러한 경우에, 도 23, 24 및 27을 참조하여 상술한 화상 처리 프로그램은 외부 호스트 시스템(2)의 외부 메모리(22)(도 1)에 저장되어, 액정 컨트롤러(41)(도 1)가 외부 호스트 시스템(2)에 의해 제어되어 프로그램을 실행할 수 있다. 선택적으로, 프로그램은 액정 컨트롤러(41) 및/또는 액정 드라이버(44) 내의 내장된 메모리(41)에 저장될 수 있다.
제3 실시예에서 설명한 액정 표시 장치는 R, G 및 B 화소들의 결합을 통해 컬러 화상을 구현할 수 있다. 본 발명은 여기에 한정되지 않고 화상 처리 장치는 단일 컬러 액정 표시 장치들에도 응용가능하다. 화상 처리 장치는, 예를 들면 ELDs(electroluminescene displays) 또는 PDPs(plasma display panels)에 응용가능하다.
제3 실시예에서, 신호 확장은 수평 방향(즉, 화상 신호들이 화상 표시면 상에서 순차적으로 전달되는 방향)으로 인접한 화소들에 기초하여 실행된다. 수직 라인들을 저장하기 위한 수단으로 프레임 메모리가 제공되는 경우, 신호 확장은 수직 방향(즉, 화상 신호들이 화상 표시면 상에서 순차적으로 전달되는 방향에 수직인 방향)으로 인접한 화소들에 기초하여 실행된다. 각 라인에 대해 검출되고 확장되는 화상 데이터를 저장하기 위한 수단이 제공되는 경우, 수평 방향으로 인접한 화소들에 기초한 신호 확장, 수직 방향으로 인접한 화소들에 기초한 신호 확장 및 사선으로 인접한 화소들에 기초한 신호 확장은 결합될 수 있다. 또한, 신호 확장은 선형 방식 대신, (예를 들면, 상방 또는 하방으로 돌출되는) 곡선 방식(curved manner)으로 실행될 수 있다. 여러 방향으로 인접한 화소들에 기초하여 신호 처리를 실행함으로써, 보다 높은 자유도를 갖는 보다 자연적인 화상들이 제공될 수 있다.
각 블록 내의 화소들의 수는 자동적으로 최적화되고, 각 화상 또는 동일한 화상의 각 부분에 대해 조정될 수 있다. 블록들 사이의 경계들을 행 단위로 랜덤하게 변경함으로써, 동일한 개수의 화소들에서 보다 작은 메모리 용량으로 화질을 개선할 수 있고, 이는 제조 비용을 감소시킨다.
도 29는 제3 실시예에 사용되는 액정 표시 장치의 표시부를 나타낸다. 참조 번호는 화상 데이터가 전달되는 순서를 나타낸다.
도 30은 블록화 수단(256)에 의해 화소들이 블록들로 분할된 예시적인 표시 부를 나타낸다. 제3 실시예에서, 각 블록들은 64 화소들을 포함한다. 도 31은 화소들이 블록화 수단(256)에 의해 블록들로 분할되는 다른 예시적인 표시부를 나타낸다. 도 31에서, 블록들 사이의 경계는 랜덤하게 변경된다. 도 31에 나타낸 바와 같이, 하나의 블록은 2개의 서로 다른 인접한 행들의 부분들을 포함할 수 있다.
신호 확장 처리될 각 블록 내의 화소의 수들은 자동적으로 최적화될 수 있고, 각 화상 또는 동일한 화상의 각 부분에 대해 조정될 수 있다.
제3 실시예에서, 6 비트 디지털 화상 신호는 8 비트 디지털 화상 신호로 확장된다. 6 비트 디지털 화상 신호는 10 비트 이상을 포함하는 디지털 화상 신호로 확장될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 고품질 화상 표시가 단순한 회로 구성으로 제공될 수 있다. 신호 확장은, 소정의 화소 폭을 갖는 다수의 화상 데이터를 비교하고 그 다음 확장 이전의 화상 데이터에서 잘려진 보다 낮은 비트 값들을 가산함으로써, 컬러 화상의 각 컬러 성분들에 대해 실행된다. 즉, 보다 높은 비트 값들이 예측되고 재생산된다. 결과적으로, 컬러 해상도가 개선되고 따라서 완만하고 선형적인 계조 변화가 구현된다.
본 발명에 따르면, 화상 신호의 고주파 부분 - 휘도가 화소 단위로 변화함 - 은 신호 확장에 의해 처리되지 않는다. 화상 신호의 저주파 부분 - 일련의 소정 개수의 화소들이 동일한 화소값을 가짐 - 만 신호 확장에 의해 처리된다. 따라서, 풍경 묘사, 다른 페인팅 등과 같이, 큰 고주파 부분을 가지는 화상들은 실질적으로 번짐(blur)을 가지지 않도록 처리될 수 있다. 저주파 부분 내의 의사 윤곽(pseudo profile)만 보정될 수 있다.
제1 내지 제3 실시예에서, 검출 수단에 의해 검출되는 입력 화상 신호의 저주파 부분이 확장된다. 보다 구체적으로는, 제1 화소값(예를 들면, Li)를 가지는 화소 시리즈 및 (제1 화소값과는 다른) 제2 화소값(예를 들면, Li + 1)을 갖는 화소 시리즈에 대응하는, 입력 화상 신호의 소정 부분이 다음과 같이 확장된다. 제1 화소값 및 제2 화소값을 가지는 비트 스트림들은 신호 확장 수단에 의해 소정 비트 수로 보충되어, 제1 화소값은 제2 화소값으로 점차적으로 변화한다.
본 발명은 여기에 제한되지 않는다. 검출 수단에 의해 검출된 입력 화상 신호의 저주파 부분에서 제1 화소값을 가지는 화소 시리즈 또는 제2 화소값을 가지는 화소 시리즈 중 어느 하나에 대응하는 소정 부분이 확장될 수 있다. 이 경우, 제1 화소값 또는 제2 화소값을 가지는 비트 스트림들은 신호 확장 수단에 의해 소정 비트수로 보충되어 제1 화소값이 제2 화소값으로 점차적으로 변화된다. 이 경우, 신호 확장 수단은 고정된 소정의 비트수(예를 들면, "00")을 신호 확장의 대상으로 판정되지 않은 입력 화상 신호의 일부분에 상술한 바와 같이 가산한다.
제1 및 제3 실시예에 따른 화상 처리 장치들은 저비용으로 생산되는 것이 요구되는 제품들, 예를 들면, 휴대용 전화, PDA 및 다른 소형 표시 장치들에 적당한 구조를 가진다. 제2 실시예의 화상 처리 장치는 제1 및 제3 실시예의 화상 처리 장치 보다 고품질의 화상을 제공하는 것이 요구되는 제품, 예를 들면, 대형 스크린 액정 TV 및 모니터에 적합한 구조를 갖는다.
구체적으로 상술하지는 않았지만, 제3 실시예에서, 입력 화상 신호는 입력 신호의 적절한 부분들을 블록으로 처리함으로써, 즉 입력 화상 신호를 적절한 방식으로 제어함으로써 다수의 블록들로 구체적으로 분할된다. 따라서, 제어 수단(251)의 일부분(즉, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 기록된 제어 프로그램 또는 소프트웨어)는 블록화 수단으로 기능한다.
본 발명에 따른 화상 처리 장치는 검출 수단 및 신호 확장 수단을 포함한다. 검출 수단은 비트로 나타내는 화상 신호의 저주파 부분을 검출한다. 저주파 부분은 제1 화소값을 갖는 제1 화소 시리즈 및 제1 화소값과는 다른 제2 화소값을 갖는 제2 화소 시리즈에 대응한다. 제2 화소 시리즈는 제1 화소 시리즈에 후속한다. 신호 확장 수단은 화상 신호의 저주파 부분중 소정의 부분을 확장한다. 소정의 부분은 제1 화소 시리즈 및/또는 제2 화소 시리즈를 포함한다. 보다 구체적으로는, 제1 화소값 및/또는 제2 화소값을 가지는 화소들에 대응하는 화상 신호의 일부분에 소정 비트수를 가산하여 확장을 실행함으로써 제1 화소값은 제2 화소값으로 점차적으로 변화된다. 따라서, 신호 확장은, 소정의 화소폭을 갖는 복수의 화상 데이터를 비교한 후 확장 이전의 화상 데이터에서 잘려진 보다 낮은 비트값들을 가산함으로써, 컬러 화상의 각 컬러 성분에 대해 실행된다. 이는 단순한 회로 구성으로 실행될 수 있다. 즉, 보다 높은 비트 값들이 예측되고 재생산된다. 결과적으로, 컬러 해상도가 개선되고 따라서 완만하고 선형적인 계조 변화가 구현된다.
블록화 수단이 입력 화상 신호를, 소정 개수의 화소들을 각각 포함하는 다수의 블록들로 분할하는 경우, 작은 용량의 메모리를 사용하여 상술한 신호 확장이 실행될 수 있다. 즉, 소정의 화소폭을 갖는 다수의 화상 데이터를 비교한 후, 확장 이전의 화상 데이터에서 잘려진 보다 낮은 비트 값들을 가산함으로써, 컬러 화상의 각 컬러 성분에 대해 신호 확장이 실행될 수 있다. 이는 단순한 회로 구성에 의해 실행될 수 있다. 즉, 보다 높은 비트 값들이 예측되고 재생산된다. 결과적으로 컬러 해상도가 개선되고 따라서 완만하고 선형적인 계조 변화가 구현된다.
신호들이 8 비트 이상일 경우, 예를 들면 미래에는 10 비트를 갖는 신호들이 구현될 경우에도, 화상 신호의 그레이 스케일 비트수의 증가없이도 화상 표시 장치의 그레이 스케일 표시 능력이 완전히 사용된다. 신호 확장에 대해 블록들 사이의 경계들이 행 단위로 랜덤하게 변화되는 경우, 보다 작은 화소수를 포함하는 블록들에 기초한 신호 확장이 보다 많은 화소수를 포함하는 블록들에 기초한 신호 확장만큼 효과적으로 화질을 개선시킬 수 있다. 따라서, 보다 작은 메모리 용량을 필요로 하는 회로 구성에 의해 저비용으로 생산되는 것이 가능하다.
본원의 범주 및 사상에 벗어남이 없이 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 다양한 다른 변형들이 자명할 것이고 용이하게 구현될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위의 범주는 본원에서 제시한 상세한 설명에 한정되지 않고 청구범위는 넓게 구성된다.
본 발명에 따르면, 표시 패널의 화상 표시 능력이 충분히 이용될 수 있고, 완만한 계조 변화가 실현된다. 의사 윤곽, 즉 계조의 계단형 스트라이프가 제거될 수 있다.
본 발명에 따르면, 소정 수의 비트가 자동적으로 부가되지 않는다. 화상 표시 장치의 표시 능력이 충분히 이용될 수 있다. 그러므로, 가장 밝은 점 또는 가장 어두운 점이 제거되고 상당히 이산적인(discrete) 화소들에 기초하여 화상이 표시되는 문제점이 회피될 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 명세서에서 기술된 발명은 표시 패널의 표시 능력을 충분히 이용하기 위하여 입력 화상 신호를 확장하기 위한 화상 처리 장치와 화상 처리 방법, 화상 표시 장치, 및 그것을 이용한 휴대 전화(cellular phone)와 같은 이동 전자 기기를 제공하는 이점을 가능하게 한다.

Claims (28)

  1. 화상 처리 장치에 있어서,
    화상 표시 장치의 각 화소에 입력되는 비트 스트림들로 표시되는, 각 입력 화상 신호의 저주파 부분을 검출하기 위한 검출 수단 - 상기 저주파 부분은 제1 화소값의 제1 시리즈 및 상기 제1 화소값과 소정량만큼 상이한 제2 화소값의 후속 제2 시리즈에 대응함 - ; 및
    상기 제1 화소값이 점진적으로 상기 제2 화소값으로 변하도록, 상기 제1 화소값과 상기 제2 화소값 중 적어도 하나의 비트 스트림들에 소정수의 비트들을 추가함으로써, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 저주파 부분의 상기 제1 시리즈 및 상기 제2 시리즈 중 적어도 하나에 대응하는 각 입력 화상 신호의 소정 부분을 확장하기 위한 신호 확장 수단
    을 포함하는 화상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 표시 장치의 각 화소에 입력되는 비트 스트림들로 표시되는, 각 입력 화상 신호를 복수의 블록 - 상기 블록들의 각각은 소정수의 화소들에 대응함 - 으로 분할하여 출력하는 블록화 수단을 더 포함하며,
    상기 검출 수단은 상기 제1 화소값의 상기 제1 시리즈 및 상기 제1 화소값과 상기 소정량만큼 상이한 상기 제2 화소값의 상기 후속 제2 시리즈에 대응하는, 한 블록 내의 각 입력 화상 신호의 상기 저주파 부분을 검출하는 화상 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 블록 사이의 경계들은 화소들의 행마다 랜덤하게 변하는 화상 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검출 수단은, 각 입력 화상 신호가 확장될지의 여부를 판정하도록, 상기 제1 시리즈의 초기 화소 위치와 상기 제1 시리즈에 후속하는 상기 제2 시리즈의 초기 화소 위치 사이의 차가 상기 제1 시리즈의 화소폭을 나타내는 값과 동일한지를 판정하는 화상 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 확장 수단은 확장되지 않도록 결정되는 각 입력 화상 신호의 일부에 고정값을 갖는 소정수의 비트들을 추가하는 화상 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 저주파 부분에서 상기 제1 화소값과 상기 제2 화소값 사이의 차가 1인 화상 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 확장 수단은 상기 제1 화소값의 상기 제1 시리즈의 중앙으로부터 상기 제2 화소값의 상기 제2 시리즈의 중앙까지의 일부를 확장하는 화상 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소정수의 비트들은 2인 화상 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소정수의 비트들은 4인 화상 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 신호 확장 수단은 상기 제1 화소값이 직선 또는 곡선 상에서 상기 제2 화소값으로 점진적으로 변화하도록 각 입력 화상 신호의 상기 저주파 부분을 확장하는 화상 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시리즈 및 상기 제2 시리즈는 각 입력 화상 신호가 상기 화상 표시 장치의 화상 표시면에서 순차적으로 전달되는 수평 방향, 상기 수평 방향에 수직한 수직 방향, 및 사선 방향 중 적어도 하나로 배치되는 화상 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화상 표시 장치에 의해 처리되는 그레이 스케일 비트들의 수는 각 입력 화상 신호에 의해 표시되는 그레이 스케일 비트들의 수보다 큰 화상 처리 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제1항에 따른 화상 처리 장치를 이용하여 상기 확장된 입력 화상 신호를 표시하는 화상 표시 장치.
  18. 제17항에 따른 화상 표시 장치를 포함하는 이동 전자 기기.
  19. 제1 화소값의 제1 시리즈 및 상기 제1 화소값과 소정량만큼 상이한 제2 화소값의 후속 제2 시리즈에 대응하는, 입력 화상 신호의 소정 부분에 걸쳐 상기 제1 화소값에서 상기 제2 화소값으로 점진적으로 변하도록 비트 스트림들을 변환하는 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 변환 단계는, 상기 입력 화상 신호의 상기 비트 스트림들을 변환하도록 상기 제1 화소값과 상기 제2 화소값 중 적어도 하나의 비트 스트림들에 소정수의 비트들을 추가하는 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 변환 단계는, 상기 입력 화상 신호를 소정수의 화소들을 포함하는 블록들로 분할하는 단계 및 각 블록에서 상기 입력 화상 신호의 비트 스트림들을 변환하는 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 블록 사이의 경계들은 화소들의 행마다 랜덤하게 변하는 화상 처리 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 제1 화소값과 제2 화소값 사이의 차는 1인 화상 처리 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 소정 부분은 상기 제1 화소값의 상기 제1 시리즈의 중앙으로부터 상기 제2 화소값의 상기 제2 시리즈의 중앙까지의 부분인 화상 처리 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 소정수의 비트들은 2인 화상 처리 방법.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 소정수의 비트들은 4인 화상 처리 방법.
  27. 제19항에 있어서,
    상기 변환 단계는 상기 입력 화상 신호의 직선 또는 곡선 상에서 상기 제1 화소값이 상기 제2 화소값으로 점진적으로 변하도록 상기 비트 스트림들을 변환하는 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  28. 제19항에 따른 화상 처리 방법을 사용하여 상기 변환된 화상 신호를 표시하는 화상 표시 장치.
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