KR100586083B1 - 의사윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

의사윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 처리하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

새로운 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 기술을 이용하면, 새로운 종류의 결함이 비디오 화상에 발생할 수 있다. 이러한 결함은 일반적으로 "동화 의사(false)윤곽 효과"라고 기술되는데, 그 이유는 상기 결함이 PDP 스크린상에서 관찰점이 이동할 때, 화상에서 채색된 가장자리(edge) 출현 형태의 컬러와 그레이 레벨(gray level)로 인한 교란에 해당하기 때문이다. 본 발명에 따르면, 이러한 결함은 화상을 분석하고 보정이 필요한 픽셀을 결정함으로써 보상된다. 이 픽셀들의 디지털 서브-필드 코드 워드는 보정된 서브-필드 코드 워드에 의해 대체된다. 이에 의해, 상기 디지털 코드 워드에 삽입되거나 또는 상기 디지털 코드 워드로부터 생략되는 보정 서브-필드(C1, C2, C3)는 최적 결과를 위해 상기 프레임 기간 내 자기 위치를 고려 하여 선택된다.

Description

의사윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 처리하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING VIDEO PICTURES, ESPECIALLY FOR FALSE CONTOUR EFFECT COMPENSATION}
도 1은 의사윤곽 효과가 시뮬레이션된 비디오 화상을 보여주는 도면.
도 2는 PDP의 서브-필드 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 의사윤곽 효과를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 두 프레임의 디스플레이가 도 3에 도시된 방식으로 이루어질 때, 어두운 가장자리(dark edge)의 출현을 보여주는 도면.
도 5는 두 개의 상이한 서브-필드 조직 구성도.
도 6은 도 3의 예시도이지만 도 5에 따른 서브-필드 구성을 이용한 예시도.
도 7은 의사윤곽 효과의 진폭 기반 보정에 대한 눈의 망막에서의 효과를 보여주는 그래프.
도 8은 서브-필드 해상도로 도시된 진폭 기반 보정에 대한 눈 망막에서의 효과를 보여주는 도면.
도 9는 도 1의 비디오 화상을 픽셀 블록으로 세분된 것을 보여주는 도면.
도 10은 서브-필드 해상도로 도시된 서브-필드 기반 보정 방법에 대한 눈 망막 상의 효과를 보여주는 도면.
도 11은 본 발명에 따른 장치의 블록도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 프레임 메모리 12 : 움직임 추정 및 전이 검출 유닛
13 : 룩-업 테이블 메모리 14 : 룩-업 테이블
15 : 디멀티플렉서 16 : 서브-필드 코드 생성 유닛
본 발명은 특히 의사윤곽 효과 보상(false contour effect compensation)을 위해 비디오 화상을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
더 상세하게는, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이나 혹은 디지털 마이크로 미러 어레이(DMD : digital micro mirror arrays)를 구비하는 디스플레이 장치와 같이 매트릭스(matrix) 디스플레이 상에 디스플레이 되는, 화상의 화질을 개선하기 위한 일종의 비디오 처리방법에 밀접하게 관련되는 것이다.
PDP가 여러 해 동안 공지되어왔음에도 불구하고, 플라즈마 디스플레이는 TV 제작자들로부터 점차적으로 관심을 받고 있다. 실제로, 현재 이 기술은 시야 각도(viewing angle)를 전혀 제한하지 않으면서 제한된 두께(depth)를 갖는 큰 사이즈의 평면 컬러 패널의 제조를 가능하게 한다. 상기 디스플레이의 크기는 종래의 CRT 수상관이 지금까지 허용되었던 크기보다 훨씬 더 크게 될 수 있다.
최신 새대의 유럽방식 TV세트에 대해서 언급하자면, TV의 화질을 향상시키기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 기술과 같은 새로운 기술로 제조된 TV 세트는 과거의 표준 TV 기술과 동등하거나 양호한 화상을 제공해야 한다는 것이 강하게 요구된다. 한편으로는, 상기 플라즈마 디스플레이 기술은 거의 무제한의 스크린 크기, 또한 매력적인 두께로의 제조를 가능하게 하지만, 다른 한 편으로는, 화질에 손상을 줄 수 있는 새로운 종류의 결함(artefact)을 발생시킨다. 대부분의 이러한 결함은 종전의 CRT 컬러 수상관에서 발생하는 알려진 결함과는 다르다. 이미 이것으로 인해, 결함의 다른 외형은 시청자(viewer)의 눈에 잘 띄게 하는데, 그 이유는 시청자가 공지된 기존의 TV 결함을 보는 것에 익숙하기 때문이다.
본 발명은 특별한 새로운 결함을 처리하는데, 상기 결함은 매트릭스 스크린 상에서 관측점이 이동할 때, 화상의 컬러 가장자리(edge)출현 형태의 컬러 및 그레이 레벨의 교란에 해당하기 때문에 "동화 의사(Dynamic false)윤곽 효과"라 불린다. 이러한 종류의 결함은 사람의 피부가 디스플레이 되었을 때처럼(예를 들면 얼굴이나 팔 등이 디스플레이 되는 것) 상기 영상이 완만한 계조(gradation)를 가질 때 개선된다. 또한 시청자가 그의 머리를 흔들 때 이와 동일한 문제가 정지 영상에 발생하고, 그것은 이러한 오류(failure)는 인간의 시각적인 인지에 따르고 눈의 망막에서 발생한다는 결론을 유도한다.
두 가지의 해결 방법이 의사윤곽 효과를 보상하기 위해 논의되고 있다. 상기 의사윤곽 효과가 사용되는 플라즈마 기술의 서브-필드 구성에 직접 관련되기 때문에, 하나의 해결 방법은 PDP의 서브-필드 구성을 최적화시키는 것이다. 상기 서브-필드 구성은 이후에 더 자세하게 설명될 것이지만, 우선적으로 그것은 8-비트 이상의 조명 서브-기간에서 일종의 8비트 그레이 레벨의 분해임을 주시해야 한다. 게다가 이러한 화상 인코딩의 최적화는 의사윤곽 효과에 긍정적인 영향을 준다. 그럼에도 불구하고, 이런 해결 방법은 의사윤곽 효과 크기를 단지 약간만 감소시킬 수 있어, 어떤 경우에는 상기 효과가 여전히 발생하고 인지될 수 있다. 더욱이, 서브-필드 구성은 간단한 설계상의 선택 문제가 아니다. 서브-필드가 더 많이 허용될수록 PDP는 더욱 복잡하게 될 것이다. 그래서, 상기 서브-필드 구성의 최적화는 단지 좁은 영역에서만 가능하고 이러한 효과만을 제거하지는 않을 것이다.
상기 기술된 문제를 해결하기 위한 제 2의 접근 방법이 "펄스 등화 기술"이라는 표현으로 공지되어 있다. 이 기법은, 예를 들어, 유로 디스플레이 1996(Euro Display 1996)의 페이지 39 내지 42에 수록된 케이 토다(K. Toda) 등이 쓴 "플라즈마 디스플레이의 그레이 스케일 성능을 개선하기 위한 등화 펄스 기술(An Equalising Pulse Technique for Improving the Gray Scale Capability of Plasma Displays)"에 기술되어 있다. 이 기술은 보다 복잡한 기술이다. 상기 기술은 그레이 스케일의 교란이 예견될 때 TV 신호에 첨가되거나 TV신호와 분리되는 등화 펄스를 이용한다. 그 외에도, 의사윤곽 효과가 움직임(motion)에 관련 있다는 사실 때문에, 보다 나은 보상 품질을 제공하기 위해서는 각각의 가능한 스피드에 대해 다른 펄스를 필요로 한다. 그것은 각 스피드에 대해 다수의 큰 룩-업 테이블(LUT)을 저장하는 큰 메모리의 필요성을 초래하고, 움직임 추정기에 대한 필요성이 존재하게 된다. 이 등화 펄스의 문제점은 의사윤곽 효과가 쉽게 발생할 가능성이 있는 영역에서는 등화 펄스가 비디오 신호의 진폭을 증가 또는 감소시키도록 사용되는 것이다. 따라서, 보정 값은 해당 서브-필드 코드 워드가 계산되기 이전에 픽셀 값(플라즈마 디스플레이에서 RGB 데이터)에 더해진다. 그러므로 프레임 기간 내의 어느 위치에서 서브-필드가 삽입되거나 생략되는지 고려되지 않는다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 등화 펄스를 이용하는 공지된 해결 방법에 기초하지만 보다 효율적인 의사윤곽 효과 보상을 허용하는 방법 및 장치를 개시하는것이다. 이러한 목적은 청구항 1항 및 4항에서 청구된 조치를 통해서 달성된다.
본 발명의 일반적인 사상은 픽셀 값의 보정이 삽입되거나 생략되는 서브-필드의 위치에 대한 고려 없이 단지 진폭 값에서 이루어지는 것이 아니라 서브-필드 레벨에서도 이루어진다는 것이다. 화상 내에서의 픽셀에 대한 움직임이 알려지면, 보정을 위한 서브-필드는 의사윤곽 효과 보상을 위해 프레임 기간에서 가능성이 가장 높은 위치에 배치된다.
서브-필드 레벨에서 수행되는 보정은 과다하거나 충분치 못한 광 임펄스가 사용될 수 있는 위치(프레임 내에서의 시간 위치)에서 서브-필드를 직접 삽입하거나 제거하도록 허용한다. 이와 같은 방법으로 오류가 발생하는 곳에서 그 오류를 직접 보상할 수 있다.
효과적으로, 본 독창적인 방법의 추가적인 실시 예는 각 종속 청구항에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 일 예가 청구항 3에 개시되어 있다. 상기 장치는 움직임 추정기를 이용하여 비디오 프레임의 픽셀 블록에 대한 움직임 벡터를 계산한다. 또한 상기 장치는 이동중인 임계 픽셀 값 전이를 결정하기 위한 수단을 포함한다. 주어진 움직임 벡터 및 임계 픽셀 값 전이에 대해, 룩-업 테이블이 제공되는데, 이 테이블에는 양호한 의사윤곽 효과 보상을 위해 사용될 보정된 디지털 코드 워드가 저장된다.
본 발명의 예시적인 실시 예가 도면에 도시되고, 이하에 나오는 상세한 설명에서 더욱 상세하게 기술된다.
도 1은 의사윤곽 효과로 인한 결함(artefact)을 나타내고 있다. 디스플레이된 여성의 팔에는 두 개의 어두운선(dark-line)이 나타나고 있고, 상기 어두운선은 일 예로 이러한 의사윤곽 효과에 의해 야기된다. 또한 여성 얼굴의 우측에도 이러한 어두운선이 발생하고 있다.
PDP는 단지 스위치 온 또는 오프 될 수 있는 방전 셀의 매트릭스 어레이를 사용한다. 또한 그레이 레벨이 광 방출(light emission)의 아날로그 제어를 통해 표현되는 CRT 또는 LCD 와는 달리, PDP에서 그레이 레벨은 프레임 당 광 펄스의 수를 조정함으로써 제어된다. 이러한 시간-조정은 눈의 시간 응답에 대응하는 기간에 걸쳐 눈에 의해 적분될 것이다. PDP 스크린 상의 관찰점(눈의 초점 영역)이 이동할 때, 눈도 이러한 움직임을 따른다. 결과적으로, 그것은 프레임 기간에 걸쳐 동일한 셀로부터 나오는 광을 더 이상 적분(정적 적분)하지 않지만, 이동 궤도상에 위치한 다른 셀로부터 나오는 정보를 적분할 것이다. 따라서, 이러한 움직임 동안 모든 광펄스를 혼합할 것이고, 이는 결함 신호 정보를 초래할 것이다. 이제 이러한 효과는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
비디오 처리 분야에서는 예컨대 8비트의 휘도 레벨 표기가 매우 일반적이다. 이 경우에 각 레벨은 다음과 같은 8비트의 조합으로 표기될 것이다.
20=1, 21=2, 22=4, 23=8, 24=16, 25=32, 26=64, 27=128
PDP 기술을 이용하여 이런 코딩 구조를 구현하기 위해, 프레임 기간은 또한 매우 자주 서브-필드로 언급되는 8 개의 광 기간으로 배분될 것이고, 각 프레임-기간은 8 비트 중 하나의 비트에 대응한다. 비트 21=2 에 대한 조명 펄스의 수는 비트 20=1에 대한 조명 펄스 수의 두 배이며, 이와 같이 계속된다. 이러한 8 비트의 서브-기간의 조합을 이용하여, 우리는 상기 256개의 서로 다른 그레이 레벨을 만들 수 있다. 움직임이 없어도, 관찰자의 눈은 거의 한 프레임 기간 동안 이러한 서브-기간을 적분 할 것이고, 올바른 그레이 레벨 효과를 가질 것이다. 상술된 서브-필드 구성은 도 2에 도시되어 있다.
서브 필드 구성에 따른 광 방출 패턴은 그레이 레벨과 컬러의 교란에 대응하는 영상 품질 열화(degradation)의 새로운 카테고리를 유도한다. 이미 설명된 것처럼, PDP 스크린 상에서 관찰 지점이 이동할 때, 화상에서 컬러 가장자리의 출현에 대응한다는 사실 때문에, 이러한 교란은 소위 동화 의사윤곽 효과로 규정된다. 관찰자는 디스플레이된 피부와 같이 동질의 영역에 출현하는 뚜렷한 윤곽 효과를 갖는다. 상기 열화는 상기 영상이 완만한 계조를 갖고 또한 광 방출 기간이 수 밀리초를 초과 할 때 개선된다. 결국, 상기 효과는 어두운 화면에서는 평균 그레이 레벨(예컨대 32 내지 223의 휘도 값을 갖는 화면에서처럼 그렇게 교란되지 않는다.
이 외에도, 또한 관찰자가 그의 머리를 흔들 때 이와 동일한 문제가 정지 영상에서 발생하고, 이러한 오류가 인간의 시각적인 인지에 의존한다는 결론을 유도한다.
이동 영상의 시각적인 인지의 기본 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해서, 간단한 사례가 고려될 것이다. 비디오 프레임 당 5 픽셀의 스피드로 휘도 레벨(128)와 휘도 레벨(127) 사이의 전이를 가정하고, 눈은 이러한 이동을 따라 움직인다고 가정하자. 도 3은 휘도 레벨(128)에 해당하는 보다 어두운 어두운 영역과 휘도 레벨(127)에 해당하는 보다 밝은 어두운 영역을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 상기 서브-필드 구성은 도 3의 우측면에 묘사된 것처럼 휘도 레벨(128과 127)을 만들기 위해 사용된다. 도 3에서 세 개의 평행 라인은 눈이 상기 움직임을 따르는 방향을 나타낸다. 상기 두 개의 바깥 라인은 결함 신호가 인지될 영역의 경계를 나타낸다. 두 라인 사이에서, 눈은 휘도 결핍을 인지할 것이고, 이는 도 4에 기술된 해당 영역에서의 어두운-가장자리의 출현을 초래할 것이다. 휘도의 결핍이 도시된 영역에서 인지될 것이라는 효과는, 눈이 광을 수신하는 지점이 이동 중일 때 눈은 한 픽셀의 모든 광기간을 더 이상 적분하지 않을 것이라는 사실 때문이다. 아마도, 광 펄스의 일 부분만이 상기 지점이 이동할 때 적분될 것이다. 그러므로, 해당하는 휘도에 결핍이 존재하고 어두운-가장자리가 발생할 것이다. 도 4의 좌측면에는 도 3에서 도시된 이동 화상을 관찰하는 동안의 눈의 셀(eye cell)의 반응을 기술하는 곡선이 도시되어 있다. 수평적인 전이로부터 양호한 거리를 갖는 상기 눈 셀은 해당 픽셀로부터 충분한 광을 적분할 것이다. 전이 근처에 있는 눈 셀만이 동일한 픽셀로부터 많은 양의 광을 적분할 수 없을 것이다.
우선적으로 이러한 거동을 개선시키기 위해, 더 많은 서브-필드, 특히 동일한 가중치를 갖는 더 많은 서브-필드를 구비하는 새로운 서브-필드 구성이 제공된다. 이것은 이미 윤곽 효과를 감소시키고, 상황을 개선시킬 것이다. 게다가, 이것은 이후에 설명될 본 발명의 보정 방법을 고려한다. 도 5에서는 새로운 코딩 구조에 대한 두 가지 예가 도시되어 있다. 최적의 구조를 선택하는 것은 플라즈마 기술을 토대로 하여 이루어져야 한다. 제 1 예에서는 10 개의 서브-필드가 사용되고, 그 중 48/256의 상대 지속기간을 갖는 조명기간을 갖는 4 개의 서브-필드가 존재한다. 제 2 예에서는 12 개의 서브-필드가 사용되고, 그 중 32/256의 상대 지속기간을 갖는 7 개의 서브-필드가 존재한다. 상기 프레임 기간은 256/256의 상대 지속기간을 갖는다는 것을 주시해야 한다.
도 6에는, 도 5의 제 2 예에 따른 새로운 서브-필드 구성의 결과가 프레임 당 5 개의 픽셀 스피드로 움직이는 128/127 수평 전이의 경우를 도시하고 있다. 이제, 해당 눈 셀이 조명기간 동안의 더욱 유사한 양을 적분할 것이라는 기회가 증가된다. 이러한 사실은 도 6 하단의 눈-자극 적분 그래프를 도 3 하단의 눈-자극 적분 그래프와 비교함으로서 설명되어진다.
의사윤곽 감소를 위해, 몇 개의 해결 방법이 존재하는데, 상기 해결 방법에서 보정 신호는 휘도 결핍(어두운 가장자리) 또는 휘도 증가(밝은 가장자리)를 보상하기 위하여 비디오 신호에 더해진다. 공지된 모든 해결 방법은 의사윤곽이 발생하는 영역에서 비디오 신호의 진폭을 감소시키거나 증가시킨다.
아래 예는 상기 사용된 원리를 설명한다. 즉, 3×8 비트로 코드화된 RGB 화상은 12 비트의 서브-필드 코드로 변환된다고 가정된다. 이 변환은 예컨대 룩-업 테이블에 의해 실현되는데, 상기 테이블에는 12 비트 서브-필드 코드들이 상기 서로 다른 8 비트 RGB 데이터 워드를 위해 저장된다. 이러한 방법으로, 상기 비디오 신호(RGB에 대해 3회)는 각 컬러 채널에 대해 12 비트의 서브-필드 코드로 변환된다.
(등화 펄스를 이용하는) 공지된 의사윤곽 효과 보상 방법은 비디오 신호의 픽셀 값을 직접 보정한다. 즉, 보정은 서브-필드 변환 이전에 이루어진다.
이러한 방법에 대한 예시가 도 7a 및 도 7b에서 보여진다. 도 7a로부터 눈의 망막 상의 진폭은 전이의 중간에서 32 상대적 진폭 단위가 결여된 것으로 추정된다. 진폭 결여는 상기 값을 전이 픽셀에 단순히 더함으로써 보상된다(도 7b 참조). 눈 상의 밝기 감각(impression)은 일정한 시간 기간에 걸쳐 광선 진폭의 적분에 의해 주어지기 때문에, 이러한 보정은 안구가 움직일 때는 완벽할 수 없다.
서브-필드 코드 워드가 생성된 이후 서브-필드 레벨 상의 효과는 도 8에 도시된다. 상기 전이의 3 픽셀을 위하여 보정 값 +32에 해당하는 가중치 32를 갖는 추가적인 서브-필드가 활성화된다(도 8에 도시된 어두운 흑색 바(bar) 참조). 상기 전이의 단지 3 픽셀만이 가중치가 32인 추가적인 서브-필드를 갖는데 유의하라. 그렇지 않으면 전이가 왜곡될 것이기 때문이다.
도 8의 하단에 도시된 눈 자극 적분 그래프는 의사윤곽 효과가 여전히 존재하지만 도 6에 비해 감소되었음을 나타낸다.
진폭 보정의 단점은 아래 표 상에서 또한 볼 수 있다. 이전 예를 이용하여, 보정 값 32는 상이한 타이밍 위치 예를 들어, 서브-필드 9(SF9) 또는 서브-필드 10(SF10) 상에 영향을 줄 수 있다.
구현된 표에 되시된 두 개의 보정(서브-필드 9 또는 서브 필드 10의 값 양쪽에 값 32를 더함) 효과는 눈에 대해 완전히 서로 다르고, 결과적으로 화상 밝기 감각에 대해 완전히 다르지만, 두 개의 보정 모두는 동일한 진폭 159를 갖는다.
서브-필드 SF0 SF1 SF2 SF3 SF4 SF5 진폭
보정 1 1 2 4 8 16 32
보정 2 1 2 4 8 16 32
서브-필드 SF6 SF7 SF8 SF9 SF10 SF11 진폭
보정 1 32 32 32 0 0 0 159
보정 2 32 32 0 32 0 0 159
도 8에서 상기 보상 기법이 이미 사용되었지만, 화상에서의 움직임과 임계 전이가 위치하는 곳에 대한 지식을 가지고 있어야할 필요가 있다. 움직임 추정기는 픽셀 블록 움직임 벡터를 제공하기 위하여 사용된다. 우선, 본래의 화상은 블록으로 분할되고, 분할된 각 블록은 지정된 단일 움직임 벡터를 가질 것이다. 이러한 분할의 예가 도 9에 도시되어 있다. 움직임에 의존하는 다른 형태의 화상 분할이 사용될 수도 있는데, 왜냐하면 목표는 단지 잘 정의된 움직임 벡터를 갖는 기본 구성요소로 화상을 분할하는 것이기 때문이다. 그래서 모든 움직임 추정기는 본 발명을 위해 사용될 수 있고, 상기 추정기는 블록으로 화상을 세분화하고, 각 블록에 대한 해당 움직임 벡터를 계산할 수 있다. 움직임 추정기는 일 예로 100Hz 상향-변환(up-conversion) 기법과 또한 MPEG 코딩 등으로부터 잘 알려져 있기 때문에, 해당 기술 분야에서도 잘 알려져 있으며, 여기서는 더 이상 상세하게 추정기들을 설명할 필요가 없다. 본 발명에 사용될 수 있는 움직임 추정기가 기술되어 있는 일례로서, WO-A-89/08891를 들 수 있다. 각 블록에 대한 이러한 움직임의 방향과 움직임의 크기를 정확하게 제공하는 움직임 추정기가 사용하기 가장 좋다. 대부분의 PDP는 RGB 구성요소 데이터로 동작하기 때문에, 각 RGB 구성 요소에 대해서 개별적인 움직임 추정이 수행되어지고 이러한 세 가지 구성 요소가 움직임 추정의 효율이 개선되도록 결합될 때 이러한 장점이 달성되어질 수 있다. 다른 블록에서, 의사윤곽을 야기할 수 있는 임계 픽셀 값 전이를 발견하기 위하여 두 개의 인접 블록이 동일한 움직임 벡터를 갖는지 평가된다. 나아가, 각 블록은 임계 전이를 위해 평가될 수 있다. 임계 전이는 약간 다른 픽셀 값을 갖는 두 픽셀 영역이 찾아질 때 발견된다. 여기에서, 두 개의 픽셀 값 코드 워드의 서브-필드 대부분은 보다 큰 가중치를 갖는 한 개의 서브-필드 및 보다 적은 가중치를 갖는 다수의 서브-필드를 제외하고 동일하다(예컨대 도 6 참조).
본 발명에 따른 서브-필드 레벨에서 수행되는 보정은 광 임펄스가 너무 많거나 충분하지 못한 위치(프레임 내의 시간 위치) 상에 서브-필드를 직접 삽입하거나 제거하도록 허용한다. 이러한 방법으로 오류가 발생하는 곳에서 그 오류를 직접 보상할 수 있다.
서브-필드 기반 보상의 경우, 서브-필드는 움직임의 전이 및 스피드에 의거하여 삽입되거나 제거된다. 이것은 광 펄스가 없거나 너무 많은 위치에 (시각 방향으로) 광펄스를 삽입하거나 제거하는 것을 직접 할 수 있다는 것을 의미한다. 진폭 기반 보상과의 주요 차이점은 상기 진폭 기반 보상 기술을 이용하면 추가적인 광 펄스가 최적으로 삽입되거나 제거되는 시간을 결정할 수 없다는 것이다.
도 10에서, 서브-필드 기반 보상 기법은 일 예로서 도시되어 있다. 추가적인 서브-필드는 작은 흑색 박스로 도시된다. 픽셀 값 127을 갖는 제 1 픽셀을 위해, 가중치 16을 갖는 서브-필드는 보상을 위해 역시 생략되었다. 도 10에 도시된 보정은 이러한 전이 및 움직임에 대해 의사윤곽 효과에 대한 양호한 보상을 제공하기 위한 일 예이다. 추가적인 서브-필드는 작은 흑색 박스로 도시되며, 광 펄스가 필요한 시간 기간 내에 정확하게 광 펄스를 생성한다. 도시된 평행 라인의 영역 내에서, 눈은 도시된 방향을 따라 볼 때 총 가중치가 약 128인 광 방출 펄스를 인식할 것이다. 그러나 눈 망막 위의 적분은 또한 서브-필드들 사이의 시간 간격의 함수라는 점에 유의해야만 한다. 따라서, 주어진 움직임 벡터를 갖는 주어진 전이를 보상하기 위한 최상의 결과를 찾기 위한 쉬운 방법이 실험될 것이다.
의사윤곽 효과를 보상하기 위하여 사용된 비디오 처리 블록은 도 11에 도시되었다. 참조 번호(10)는 전체 블록을 나타낸다. RGB 데이터는 이 블록에 입력된다. 초기화 이후에, 하나의 프레임 N은 프레임 메모리(11)에 저장될 것이며, 프레임 N+1의 데이터는 움직임 추정 및 전이 검출 유닛(12)에 전달될 것이다. 이 유닛 내에서, 화상은 블록으로 분할되고 그 블록에 대한 움직임 벡터는 계산된다. 바람직하게는 블록으로의 분할은 블록 내에 있는 모든 픽셀이 동일한 픽셀 값을 갖도록 이루어진다. 움직임 벡터가 발견되면, 임계 전이가 검색된다. 임계 전이 검색은 동일한 움직임 벡터 및 픽셀 값을 갖는 인접 블록들을 찾음으로써 이루어지는데, 이 값에 보다 큰 가중치의 서브-필드에서 주로 차이를 갖는 서브-필드 코드는 상기 동일한 움직임 벡터 및 픽셀값에 대응한다(위에서 주어진 설명 참조). 또한 발견된 전이는 그 전이의 픽셀 값 차이 관점으로 분류될 것이다. 움직임 벡터 및 전이 분류에 관한 정보는 룩-업 테이블 메모리(13)에 공급된다. 다수의 룩-업 테이블(14)은 룩-업 테이블 메모리(13)에 저장된다. 움직임 벡터 및 전이 분류에 관한 정보는 올바른 테이블에 대한 주소 역할을 한다. 제어 신호는 전이 검출 중에 발견된 정보로부터 생성되는데, 상기 제어 신호는 선택된 룩-업 테이블 내에서 어떤 입력 데이터가 출력되어야하는지를 제어한다. 보정되어야할 전이 픽셀을 위해 새로운 서브-필드 코드가 룩-업 테이블 내에 저장되고, 이들 코드는 이 신호의 제어 하에 판독된다. 다른 제어 신호는 룩-업 테이블의 출력부에 있는 디멀티플렉서(15)의 제어를 위해 생성된다. 이 신호는 룩-업 테이블(14)의 출력과 서브-필드 코드 생성 유닛(16)의 출력 사이를 스위치하기 위하여 사용되는데, 상기 서브-필드 코드 생성 유닛 내에서는 프레임의 RGB 픽셀 값이 서브-필드 코드로 변환된다. 다른 룩-업 테이블은 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 결과로서, 룩-업 테이블 메모리(13)의 출력에서 임계 움직임 전이를 위한 보정된 서브-필드 코드를 포함하는 상기 프레임의 서브-필드 코드는 디스플레이 유닛에 제공된다.
본 발명은 개시된 실시 예로 제한되지 않는다. 다양한 변경은 가능하고, 청구항의 범위에 포함된다고 간주된다. 일 예로 상이한 서브-필드 구성이 사용될 수 있다. 특허로 보호되는 실시예에 있어서의 값은 본 명세서에서 보여진 값들과는 다를 수 있으며, 특히 사용되는 서브-필드의 수와 가중치에 있어서 다를 수 있다.
대안적인 실시 예는 움직임 추정기가 없는 실시 예이다. 여기에서, 두 개의 연속하는 프레임의 픽셀 값은 한 픽셀씩 비교되며, 임계 차이가 발견될 때마다 해당 보정된 서브-필드 코드가 룩-업 테이블에서 선택된다. 이 간단한 해결 방법을 이용하면, 보정 결과는 위에서 설명된 예에서처럼 그다지 우수하지는 않을 것이지만 상기 해결 방법은 저렴한 구현을 위해서는 충분할 것이다.
그레이 레벨 제어를 위해 상이한 펄스 수를 사용함으로써 제어되는 모든 종류의 디스플레이는 본 발명과 관련되어 사용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 보다 효율적인 의사윤곽 효과의 보상을 허용하는 방법 및 장치를 제공한다.

Claims (6)

  1. 의사윤곽 효과 보상을 위해 유용한, 픽셀로 구성되는 비디오 화상을 처리하는 방법에 있어서,
    - 상기 화상의 각 픽셀에 대한 디지털 코드워드를 결정하는 단계로서, 상기 디지털 코드 워드는 디스플레이의 대응하는 픽셀이 활성화되는 시간 기간의 길이를 결정하고, 디지털 코드워드의 각 비트에는 서브-필드를 한정하는 특정 지속기간이 할당되고, 주어진 코드워드에 따른 상기 서브-필드의 합은 상기 대응하는 픽셀이 활성화되는 시간 기간의 길이를 결정하는, 디지털 코드워드를 결정하는 단계와,
    - 픽셀의 블록에 대한 움직임 벡터를 계산함으로써 정정이 필요한 화상의 픽셀을 결정하는 단계로서, 미리 결정된 차이를 갖는 픽셀 값의 두 개의 인접한 블록이 동일한 움직임 벡터로 이동할 때, 적어도 상기 블록의 천이 근처의 픽셀이 정정을 위해 선택되는, 정정이 필요한 화상의 픽셀을 결정하는 단계와,
    - 정정이 필요한 화상의 픽셀을 결정하는 단계에서 정정을 위해 결정된 픽셀을 위한 정정된 디지털 코드워드를 생성하는 단계와,
    - 디스플레이 제어를 위한 원래의 코드워드 대신에, 정정을 위해 결정된 상기 픽셀에 대해 상기 정정된 디지털 코드워드를 사용하는 단계를 포함하고,
    정정된 디지털 코드워드를 생성하는 상기 단계는, 정정을 위해 결정된 상기 픽셀에 대한 정정을 관찰자가 천이의 움직임을 따르는 한 방향을 따라 분산시키는 단계에 기초하고, 정정을 분산시키는 상기 단계는, 움직이는 천이에 대한 다양한 평행 관찰 궤적을 따른 활성화된 서브-필드 가중치의 적분이 안정되게 유지되는 규칙에 따라, 더 적은 휘도가 관찰되는 곳에서 서브-필드 활성화 입력 데이터를 삽입하고, 너무 높은 휘도가 관찰되는 곳에서 서브-필드 활성화 입력 데이트를 생략함으로써, 이루어지는,
    의사윤곽 효과 보상을 위해 유용한, 비디오 화상의 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 프레임 기간은 256개의 시간 유닛으로 이루어진 상대적인 지속 기간을 갖고, 12개의 서브-필드로 분할되는데, 상기 12개의 서브-필드 중 7개의 서브-필드는 32개 시간 유닛의 지속 기간을 갖고, 나머지 5개 서브-필드 각각은 다른 지속 기간을 갖는, 비디오 화상의 처리 방법.
  3. 의사윤곽 효과 보상을 위해 유용한, 픽셀로 구성된 비디오 화상을 처리하는 장치로서,
    각 픽셀에 대한 디지털 코드워드를 생성하기 위하여 비디오 화상의 픽셀에 응답하는 코딩 유닛으로서, 상기 디지털 코드워드는 디스플레이의 대응하는 픽셀이 활성화되는 시간 기간의 길이를 결정하고, 한 디지털 코드워드의 각 비트에는 하나의 서브-필드를 한정하는 특정 지속 기간이 할당되고, 주어진 코드워드에 따른 서브-필드의 합은 상기 대응하는 픽셀이 활성화되는 시간 기간의 길이를 결정하는, 코딩 유닛과,
    비디오 프레임의 픽셀 블록에 대한 움직임 벡터를 계산하기 위한 움직임 추정기를 포함하고,
    상기 비디오 화상을 처리하는 장치는, 다른 움직임 벡터와 다른 픽셀 값의 천이를 위한 다수의 룩업 테이블을 더 포함하는데,
    상기 룩업 테이블은 적어도 각 천이의 픽셀에 대해, 정정을 위해 결정된 상기 픽셀에 대한 정정을 관찰자가 천이의 움직임을 따르는 방향을 따라 분산시키는 것에 기초하여 생성된 정정된 디지털 코드워드를 포함하고, 여기에서 이동하는 천이에 대한 평행 관찰 궤적을 따라 활성화된 서브-필드 가중치의 적분이 안정되게 유지되는 규칙에 따라, 적은 휘도가 관찰되는 곳에서 서브-필드 활성화 입력 데이터가 삽입되고, 너무 큰 휘도가 관찰되는 곳에서 서브-필드 활성화 입력 데이터가 생략되는,
    비디오 화상을 처리하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 매트릭스 디스플레이를 더 포함하는, 비디오 화상을 처리하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 매트릭스 디스플레이는 플라즈마 디스플레이를 포함하는, 비디오 화상을 처리하는 장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 매트릭스 디스플레이는 DMD 디스플레이를 포함하는, 비디오 화상을 처리하는 장치.
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