KR100836010B1 - 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화장치 및 방법 - Google Patents

홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100836010B1
KR100836010B1 KR1020070043261A KR20070043261A KR100836010B1 KR 100836010 B1 KR100836010 B1 KR 100836010B1 KR 1020070043261 A KR1020070043261 A KR 1020070043261A KR 20070043261 A KR20070043261 A KR 20070043261A KR 100836010 B1 KR100836010 B1 KR 100836010B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame
edge
frame rate
increasing
image
Prior art date
Application number
KR1020070043261A
Other languages
English (en)
Inventor
나종범
박승필
김창현
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020070043261A priority Critical patent/KR100836010B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100836010B1 publication Critical patent/KR100836010B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response
    • H04N5/205—Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic
    • H04N5/208—Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic for compensating for attenuation of high frequency components, e.g. crispening, aperture distortion correction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/21—Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2340/00—Aspects of display data processing
    • G09G2340/04—Changes in size, position or resolution of an image
    • G09G2340/0407—Resolution change, inclusive of the use of different resolutions for different screen areas
    • G09G2340/0435—Change or adaptation of the frame rate of the video stream

Abstract

본 발명은 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 홀드 타입 디스플레이 장치에서 디스플레이될 영상을 수신하는 입력부; 입력 영상 프레임의 에지 부근 소정 개수의 픽셀들의 픽셀값을 변화시키는 에지강화부; 강화된 에지로부터 에지의 종류와 에지의 움직임 방향을 결정하고 결정 결과를 이용해 영상을 재배열하여 하나의 입력 영상 프레임으로부터 프레임률이 증대된 출력 영상 프레임을 생성하는 프레임률증대부; 및 프레임률이 증대된 영상 프레임을 출력하는 출력부;를 포함한다.
홀드 타입, 디스플레이, 움직임 잔상, 윤곽선

Description

홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치 및 방법{Apparatus for enhancing Outline for Frame-Rate Doubling in Hold-Type displays and method therefor}
도 1 은 디스플레이 인식 모델의 개략도.
도 2 는 visual integration 모델의 개략도.
도 3 은 Blur edge width(BEW) 측정 방법의 개략도.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치의 구성도.
도 5 는 윤곽선 배열 방법에 관한 일예시도.
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법의 흐름도.
도 7 은 에지 부근 픽셀값 조절에 따른 움직임 잔상의 크기 변화에 관한 일예시도.
도 8 은 에지 파라미터의 일예시도.
도 9 는 에지 종류 결정 방법에 관한 일예시도.
도 10 은 움직임 방향 결정 방법에 관한 일예시도.
도 11 은 종래의 입력 영상을 반복하는 방법 및 움직임을 예측한 영상을 중 간에 삽입하는 방법에 의한 이미지의 일예시도.
도 12 는 종래의 흑색 영상 삽입 방법에 의한 이미지의 일예시도.
도 13 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 윤곽선 강화 방법에 의한 이미지의 일예시도.
본 발명은 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 하나의 입력 영상 프레임에서 unsharp masking 과정을 수행한 후, 에지 종류와 움직임 방향에 따라 결정되는 규칙에 의해 하나의 프레임을 두 개의 프레임으로 나눈 출력 영상을 생성하여 움직임 잔상을 줄이는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 여러 분야에서 액정 디스플레이가 전통적인 CRT(Cathode-ray tube) 디스플레이를 대체하고 있으나, 액정 디스플레이는 움직임 잔상이 발생하는 문제점을 가진다. 이러한 문제점은 액정 디스플레이 자체의 구동 특성 및 사람의 시각 시스템(human visual system) 특성에 기인한다.
도 1 에 사람이 액정 디스플레이의 영상을 인식하는 과정에 대한 디스플레이 인식 모델(display perception model)을 나타내었다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 사람의 눈은 시각 시스템의 필터 특성에 의해 화면상의 움직이는 물체를 따라가면 서 빛을 적분하여 인식한다. 이를 eye-trace integration이라고 하며 이러한 특성에 의해 움직이는 물체의 윤곽선은 사람의 망막에 integration 시간 동안 축적된다.
한편, 액정 디스플레이 장치는 홀드 타입 구동 방식이기 때문에 신호의 값을 일정 시간 동안 계속 유지한다. 따라서 액정 디스플레이에서 각 프레임의 신호가 유지되는 동안 움직이는 물체 영상의 에지(edge)가 eye-trace integration에 의해 사람의 망막에 축적되기 때문에 움직임 잔상이 생기게 된다.
도 2 는 visual integration 모델로서 이를 통해 움직임 잔상의 정도를 알 수 있다. 액정 디스플레이 장치에서 각 프레임의 신호가 유지되는 동안 해당 프레임 영상의 에지가 eye-trace integration 되는데, 이는 도 2 의 망막 좌표에서 블러(blur)된 영역에 해당한다. 이러한 블러(blur)된 영역의 면적은 움직임 잔상의 크기에 비례하여 증가하게 된다.
도 3 은 움직임 잔상의 크기를 측정하는 방법인 Blur edge width(BEW)를 나타낸다. BEW는 패턴의 밝기가 10%에서 90%로 변하기까지의 간격을 측정한 것이다.
이러한 움직임 잔상은 움직이는 영상의 품질에 악영향을 끼치게 되므로, 움직임 잔상을 줄이기 위한 여러 방법이 제안되었다. 이러한 방법으로는, 프레임 사이에 흑색의 영상을 삽입하는 방법, 액정 디스플레이 장치의 백라이트를 짧은 시간 동안만 발광하게 하는 방법 및 프레임률을 두 배로 높이고 중간 영상을 삽입하는 방법 등이 있었다.
그러나, 프레임 사이에 흑색의 영상을 삽입하는 방법 및 액정 디스플레이 장 치의 백라이트를 짧은 시간 동안만 발광하게 하는 방법은 integration 시간을 줄여 움직임 잔상을 줄이는 효과가 있으나, 화면이 깜박거리고 디스플레이의 휘도가 감소하는 문제점이 있었다.
그리고, 프레임률을 두 배로 높이고 중간 영상을 삽입하는 방법은 실제 환경에서 움직임을 완벽하게 예측한 중간 영상을 생성하기 어려우며 움직임 예측이 잘못된 경우 오히려 영상의 품질을 떨어뜨리게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 깜박거림, 밝기 저하, 움직임 예측의 복잡성 등 종래 제안된 방법들의 문제점을 해결하되, 간단하고 신속하게 액정 디스플레이 장치의 움직임 잔상을 줄이는 데 있다.
본 발명의 구성을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대하여는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음을 유의하여야 할 것이다.
본 발명에서는 에지 주위에서 움직임 잔상이 생기는 데 착안하여, 에지 부근 픽셀들의 픽셀값의 변화에 따른 움직임 잔상의 크기 변화에 대하여 연구하고 움직임 잔상을 최소로 하는 픽셀값의 구조를 파악하였다. 이를 통해 입력 영상보다 두 배의 프레임률을 가지는 출력 영상을 생성한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치에 관한 것으로서, 홀드 타입 디스플레이 장치에서 디 스플레이될 영상을 수신하는 입력부; 입력 영상 프레임의 에지 부근 소정 개수의 픽셀들의 픽셀값(이하, 에지 파라미터라 한다.)을 변화시키는 에지강화부; 강화된 에지로부터 에지의 종류와 에지의 움직임 방향을 결정하고 결정 결과를 이용해 영상을 재배열하여 하나의 입력 영상 프레임으로부터 프레임률이 증대된 출력 영상 프레임을 생성하는 프레임률증대부; 및 프레임률이 증대된 영상 프레임을 출력하는 출력부(400); 를 포함한다.
바람직하게는, 상기 에지강화부는 수신한 영상 프레임을 입력 순서에 따라 저장하는 버퍼; 및 blur edge width(BEW)를 최소화하는 에지 파라미터를 산출하는 에지파라미터산출부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 에지파라미터산출부는 현재 프레임 및 이전 프레임의 에지 파라미터를 각각 a1, a2,ㆍㆍㆍ, ak 및 b1, b2, ㆍㆍㆍ, bk 라 했을 때, 상기 blur edge width(BEW)를 최소화하도록 다음의 수학식에 의해 에지 파라미터를 결정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112007033343849-pat00001
그리고 바람직하게는, 상기 프레임률증대부는 입력 영상 프레임에서 에지의 종류를 결정하는 에지종류결정부; 입력 영상 프레임의 에지로부터 프레임 차이 영상을 구하고, 구한 차이 영상으로부터 에지의 움직임 방향을 결정하는 움직임방향결정부; 및 결정된 에지의 종류와 에지의 움직임 방향에 따라서 영상을 재배열함으 로써 하나의 입력 영상 프레임으로부터 프레임률이 증대된 출력 영상 프레임을 생성하는 영상재배열부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법에 관한 것으로서, (a) 영상 프레임을 입력받는 단계; (b) 입력받은 영상 프레임에서 윤곽선을 경계로 인접한 소정 개수의 픽셀들의 픽셀값을 조절하는 단계; (c) 픽셀값이 조절된 영상 프레임에서 윤곽선의 종류와 윤곽선의 움직임 방향을 결정하는 단계; (d) 상기 (c) 단계의 결정 결과를 이용하여 프레임률이 증대된 출력 영상 프레임을 생성하는 단계; 및 (e) 생성된 출력 영상 프레임을 출력하는 단계; 를 포함한다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계의 픽셀값 조절은 현재 프레임 및 이전 프레임의 에지 부근 소정 개수의 픽셀들의 픽셀값을 각각 a1, a2,ㆍㆍㆍ, ak 및 b1, b2, ㆍㆍㆍ, bk 라 했을 때, blur edge width(BEW)를 최소화하도록 다음의 수학식에 의한 a1, a2,ㆍㆍㆍ, ak 및 b1, b2, ㆍㆍㆍ, bk 결정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Figure 112007033343849-pat00002
또한 바람직하게는, 상기 픽셀값 조절 이후에 다음의 수학식에 의한 unsharp masking 방법을 이용하여 입력 영상 프레임에 대해 1차원 또는 2차원 필터링을 수 행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112007033343849-pat00003
또한 바람직하게는, 상기 (c) 단계의 윤곽선 종류는 다음의 수학식에서 Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)의 부호에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112007033343849-pat00004
또한 바람직하게는, 상기 (c) 단계의 윤곽선의 움직임 방향은 다음의 수학식에서 D(m,n,t)의 부호에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112007033343849-pat00005
또한 바람직하게는, 상기 (d) 단계는,
Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 양수이고 D(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선을 배열하는 단계;
Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 양수이고 D(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선을 배열하는 단계;
Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 음수이고 D(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선을 배열하는 단계; 및
Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 음수이고 D(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선을 배열하는 단계; 를 통해 출력 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 바람직하게는, 상기 (d) 단계는 다음의 수학식에 의해 계산되는 결과를 이용하여,
D(m,n,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 현재 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
D(m,n,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
D(m,n,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
D(m,n,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 현재 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
D(m,n,t)=0일 경우, D(m+k,n,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 현재 프 레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
D(m,n,t)=0일 경우, D(m,n+k,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
D(m,n,t)=0일 경우, D(m+k,n,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계; 및
D(m,n,t)=0일 경우, D(m,n+k,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 현재 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계; 를 통해 픽셀값이 배열되어 입력 영상 프레임보다 프레임률이 두 배로 증가된 출력 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112007033343849-pat00006
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치의 구성을 도 4 및 도 5 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 윤곽선 강화 장치의 구성도이며, 도 5 는 윤곽선 배열 방법에 관한 일예시도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치는 홀드 타입 디스플레이 장치 에서 디스플레이될 영상을 수신하는 입력부(100), 움직임 잔상을 감소시키기 위해 영상 프레임의 에지 파라미터를 조절하는 에지강화부(200), 입력 영상 프레임에서 에지의 종류와 에지의 움직임 방향을 결정하고 결정 결과를 이용해 영상을 재배열함으로써 프레임률을 증가시키는 프레임률증대부(300) 및 프레임률이 증대된 영상 프레임을 출력하는 출력부(400)를 포함한다.
상기 입력부(100)는 액정 디스플레이 장치에서 디스플레이될 영상을 수신한다. 본 실시예에서 디스플레이 장치로는 액정 디스플레이를 상정하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 홀드 타입 방식으로 구동되는 다른 디스플레이 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 상기 에지강화부(200)는 버퍼(210) 및 에지파라미터산출부(220)를 포함한다.
상기 버퍼(210)는 수신한 영상 프레임을 입력 순서에 따라 저장한다.
다음으로, 상기 에지파라미터산출부(220)는 blur edge width(BEW)를 최소화하는 에지 파라미터를 산출하고, unsharp masking 방법에 의한 필터 계수를 구한다.
또한, 상기 프레임률증대부(300)는 에지종류결정부(310), 움직임방향결정부(320) 및 영상재배열부(330)를 포함한다.
상기 에지종류결정부(310)는 영상 프레임에서 에지의 종류를 결정한다.
다음으로, 상기 움직임방향결정부(320)는 영상 프레임의 에지로부터 프레임 차이 영상을 구하고, 구한 차이 영상으로부터 에지의 움직임 방향을 결정한다.
마지막으로, 상기 영상재배열부(330)는 결정된 에지의 종류와 움직임 방향에 따라서 영상을 재배열함으로써 하나의 입력 영상 프레임으로부터 두 개의 출력 영상 프레임을 생성한다.
본 실시예에서는 하나의 입력 영상 프레임으로부터 두 개의 출력 영상 프레임을 생성하는 경우에 대하여 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 기대되는 디스플레이 장치의 성능 등을 고려하여 프레임률의 증대 정도가 변경될 수 있다.
상기 도 5 에 도시된 바와 같이, 현재 프레임 및 이전 프레임에서의 에지의 종류와 움직임 방향에 따라서 밝은 윤곽선 및 어두운 윤곽선을 배열할 규칙을 정할 수 있으며, 이러한 재배열 방법에 의하여 하나의 입력 영상 프레임으로부터 재배열된 영상 프레임을 생성함으로써 최종적으로 두 개의 프레임을 생성할 수 있다.
그리고, 상기 출력부(400)는 상술한 과정을 통해 프레임률이 증대된 영상 프레임을 출력한다.
상술한 윤곽선 강화 장치를 이용하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법에 대하여 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법의 흐름도이고, 도 7 은 에지 부근 픽셀값 조절에 따른 움직임 잔상의 크기 변화에 관한 일예시도이고, 도 8 은 에지 파라미터의 일예시도이고, 도 9 는 에지 종류 결정 방법에 관한 일예시도이며, 도 10 은 움직임 방향 결정 방법에 관한 일예시도이다.
상기 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 입력부(100)가 액정 디스플레이 장치에서 디스플레이될 입력 영상을 수신한다(S10).
다음으로, 상기 에지강화부(200)의 버퍼(210)는 프레임이 입력되는 순서에 따라 각각의 프레임을 저장한다(S20).
다음으로, 상기 에지강화부(200)의 에지파라미터산출부(220)가 하나의 입력 영상 프레임에서 에지를 판별하고 BEW를 최소화하는 에지 파라미터를 산출한 후(S30), 상기 에지강화부(200)의 에지파라미터산출부(220)가 unsharp masking 방법에 따른 필터 계수를 산출한다(S40).
에지 파라미터 산출 및 필터 계수 산출 방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 도 7 에 도시된 바와 같이, 움직임 잔상을 감소시키기 위해서는 첫 번째 프레임 및 두 번째 프레임의 에지 파라미터를 조절해 주면 된다. 도 7 에서 에지 파라미터의 변화없이 프레임을 반복시키는 경우(original)의 BEW1 및 첫 번째 및 두 번째 프레임에서 에지 파라미터를 조절한 경우(new method)의 BEW2를 비교해보면 BEW2가 더 작음을 알 수 있다.
상기 도 8 에 도시된 바와 같이, 에지 파라미터를 첫 번째 프레임과 두 번째 프레임에서 각각 α, β, γ, δ라 두고 움직임 잔상 크기의 척도인 BEW를 최소화하도록 다음의 [수학식 1]과 같이 에지 파라미터를 결정한다.
Figure 112007033343849-pat00007
이때 C는 BEW를 나타내고, P={α, β, γ, δ}는 BEW를 최소화하는 에지 파라미터의 집합을 나타내며, 전역 탐색을 통해 P를 찾아낸다.
에지 파라미터를 구하는 과정에서 과도한 오버슈트(overshoot)와 언더슈트(undershoot)를 방지하여 영상의 왜곡을 막고 조절된 픽셀값의 대칭성을 위해 다음의 [수학식 2]과 같은 제한 조건을 둘 수 있다.
Figure 112007033343849-pat00008
상기 [수학식 2]에서 g(α,β,γ,δ)는 eye integration된 휘도 값이며, VH 및 VL은 각각 에지에서의 최대 밝기 및 최소 밝기 값을 나타낸다.
상기 [수학식 2]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 eye integration된 휘도 값이 에지에서의 최대 밝기 및 최소 밝기 값의 ±10%를 초과하지 않아야 한다는 제한 조건을 두었다. 제한 조건은 이에 한정되는 것은 아니며 영상의 왜곡을 막기 위한 다른 제한 조건이 가능함은 물론이다.
그 다음, 찾은 에지 파라미터를 이용해 윤곽선을 강화하는 필터를 계산한다.
윤곽선을 강화하는 방법 중 하나로 unsharp masking 방법을 생각할 수 있으며 이 과정은 영상 프레임의 가로 또는 세로 방향에 대하여 또는 2차원에 대하여 할 수 있다. 일반적인 unsharp masking 방법은 다음의 [수학식 3]과 같이 정의된다.
Figure 112007033343849-pat00009
상기 [수학식 3]에서 λ는 양수이며, 2차원의 영상 프레임을 상정하여 x축 방향으로 m번째 및 y축 방향으로 n번째에 위치한 픽셀을 (m,n) 위치의 픽셀로 나타낼 때, O(m,n)은 출력 값, I(m,n)은 입력 값, H(m), H(n), H(m,n)은 각 방향에 대한 저대역필터(low pass filter)를 나타낸다. 그리고 * 기호는 컨벌루션(convolution)을 나타내는 것으로서 2k+1의 탭(tap)수를 가진다.
다음으로, 상기 프레임률증대부(300)의 에지종류결정부(310)가 에지의 종류를 결정한다(S50).
상기 에지의 종류를 결정하는 방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 도 9 에 도시된 바와 같이, 상기 unsharp masking 과정 이후에, 에지의 종류와 에지의 움직임 방향에 따라 강화된 에지 파라미터를 첫 번째 프레임에 적용할 것인지 두 번째 프레임에 적용할 것인지를 결정해야 한다. 이때 조절된 픽셀값의 크기에 따라 에지를 경계로 인접한 한 쪽은 더욱 밝아지고, 다른 한 쪽은 더욱 어두워지게 된다.
먼저, 에지의 종류를 결정하기 위해 다음의 [수학식 4]에 따라 x,y 방향 그래디언트(gradient)를 구한다.
Figure 112007033343849-pat00010
상기 [수학식 4]에서 Gx(m,n,t) 및 Gy(m,n,t)는 각각 x 방향 그래디언트 및 y 방향 그래디언트를 의미한다. 상기 도 7 에 도시된 바와 같이, 에지의 종류는 Gx(m,n,t)나 Gy(m,n,t)의 값이 양수인지 음수인지에 의해 결정된다. 도 7 에서 L은 에지를 경계로 접해 있는 픽셀들 사이에서 픽셀값이 작은 픽셀을 나타내고 H는 픽셀값이 큰 픽셀을 나타낸다. 상기 [수학식 4]의 그래디언트가 음수인 경우 1형 에지로 분류하고 양수인 경우 2형 에지로 분류하는 방식으로 에지의 종류를 결정할 수 있다.
다음으로, 상기 프레임률증대부(300)의 움직임방향결정부(320)가 에지의 움직이는 방향을 결정한다(S60).
상기 에지의 움직임 방향을 결정하는 방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음 과 같다.
상기 도 10 에 도시된 바와 같이, 먼저 에지가 움직이는 방향을 알기 위해 버퍼에 저장된 프레임과 그 다음에 입력되는 프레임간의 차이를 다음의 [수학식 5]에 의해서 구한다.
Figure 112007033343849-pat00011
상기 [수학식 5]에서 I(m,n,t+1) 및 I(m,n,t)는 각각 현재 프레임 및 이전 프레임에서의 픽셀값을 나타낸다. 상기 도 10 에 도시된 바와 같이, 1 형 에지 및 2 형 에지 각각에 대하여 상기 D(m,n,t) 값이 양수인지 음수인지에 따라 움직임 방향을 결정할 수 있다.
상기 D(m,n,t) 값이 0인 경우는 인접한 상하 또는 좌우 픽셀의 픽셀값을 이용하여 상기 도 10 에 도시된 바와 같이 1형 에지 및 2형 에지 각각에 대하여 움직임 방향을 결정할 수 있다.
다음으로, 상기 프레임률증대부(300)의 영상재배열부(330)가 에지의 종류 및 움직임 방향에 따라서 원래의 입력 영상을 재배열한 영상 프레임을 생성함으로써, 두 배의 프레임률을 가지는 출력 영상을 생성한다(S70).
마지막으로, 상기 출력부(400)가 프레임률이 증대된 출력 영상을 출력한다(S80).
이하, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀드 타입 디스플레이의 프 레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치 및 방법을 이용한 실험결과를 상기 도 8 을 참조하여 설명한다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 α,β,γ,δ로 이루어지는 네 개의 에지 파라미터에 대하여 해석을 수행하였는 바, 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의한 에지 파라미터 산출 결과는 α=80, β=50 γ=250, δ=220 이었다.
계산된 에지 파라미터를 이용해 다음의 [수학식 6]에 의해 unsharp masking 방법에 의한 필터 계수를 얻었다.
Figure 112007033343849-pat00012
상기 [수학식 6]에서, 에지 파라미터가 4개이므로 1차원 5-tap 필터를 H로 정의하였다. 그리고 입력 값을 I로 하여 상기 [수학식 3]을 이용하여 다음의 [수학식 7]에 의해 필터의 계수를 구하였다.
Figure 112007033343849-pat00013
그리고, 상기 1차원 필터 계수를 사용한 2차원 컨벌루션을 통해 2차원 필터를 구하였다. 그 결과는 다음의 [수학식 8]과 같다.
Figure 112007033343849-pat00014
상기 [수학식 8]에서 계산된 필터 H(m,n)을 활용하여 윤곽선을 강화할 수 있다.
그 다음, 상기 도 5 에 도시된 바와 같이, 다음의 [표 1]과 같은 방식으로 입력 영상 프레임을 재배열하였다.
첫 번째 프레임의 x( 또는 y ) 방향 두 번째 프레임의 x ( 또는 y ) 방향
Gx(m,n,t)(또는 Gy(m,n,t)) ＞0 D(m,n,t) ＞0 어두운 윤곽선 밝은 윤곽선
Gx(m,n,t)(또는 Gy(m,n,t)) ＞0 D(m,n,t) ＜0 밝은 윤곽선 어두운 윤곽선
Gx(m,n,t)(또는 Gy(m,n,t)) ＜0 D(m,n,t) ＞0 밝은 윤곽선 어두운 윤곽선
Gx(m,n,t)(또는 Gy(m,n,t)) ＜0 D(m,n,t) ＜0 어두운 윤곽선 밝은 윤곽선
상기 [표 1]의 배열 방식에서 밝은 윤곽선은 에지를 경계로 인접한 픽셀들의 픽셀값 조절 결과, 원래 입력 영상보다 밝게 형성된 윤곽선을 의미하며, 어두운 윤곽선은 원래 입력 영상보다 어둡게 형성된 윤곽선을 의미한다.
도 11 내지 도 13 에 기존의 방법에 따른 이미지 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지를 나타내었다.
도 11 의 좌측 이미지는 원래의 입력 영상을 반복하는 방법에 의한 이미지이고, 우측 이미지는 움직임을 예측한 영상을 중간에 삽입하는 방법에 의한 이미지이다. 또한, 도 12 의 좌측 이미지는 보정 전의 흑색 영상 삽입 방법에 의한 이미지이고, 우측 이미지는 보정 후의 흑색 영상 삽입 방법에 의한 이미지이다. 그리고, 도 13 의 이미지는 본 발명에서 제안한 방법에 따른 이미지이다.
도 11 내지 도 12 와 도 13 의 이미지를 비교하여 보면, 본 발명에서 제안한 방법에 따른 이미지는 기존의 방법보다 간단하고 신속한 과정을 통해 영상의 왜곡 없이 움직임 잔상을 감소시켰음을 알 수 있으며, 실제로 동영상을 시청하는 경우에도 영상의 깜박거림이 없게 된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
상술한 본 발명에 따르면, 간단하고 신속한 계산에 의해 밝기 저하 및 깜박거림 등의 문제점이 없이 그동안 액정 디스플레이의 단점으로 지적되어 왔던 움직 임 잔상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치에 있어서,
    홀드 타입 디스플레이 장치에서 디스플레이될 영상을 수신하는 입력부(100);
    입력 영상 프레임의 에지 부근 소정 개수의 픽셀들의 픽셀값(이하, 에지 파라미터라 한다.)을 변화시키는 에지강화부(200);
    강화된 에지로부터 에지의 종류와 에지의 움직임 방향을 결정하고 결정 결과를 이용해 영상을 재배열하여 하나의 입력 영상 프레임으로부터 프레임률이 증대된 출력 영상 프레임을 생성하는 프레임률증대부(300); 및
    프레임률이 증대된 영상 프레임을 출력하는 출력부(400); 를 포함하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 에지강화부(200)는,
    수신한 영상 프레임을 입력 순서에 따라 저장하는 버퍼(210); 및
    blur edge width(BEW)를 최소화하는 에지 파라미터를 산출하는 에지파라미터산출부(220); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에지파라미터산출부(220)는,
    현재 프레임 및 이전 프레임의 에지 파라미터를 각각 a1, a2,ㆍㆍㆍ, ak 및 b1, b2, ㆍㆍㆍ, bk 라 했을 때, 상기 blur edge width(BEW)를 최소화하도록 다음의 수학식에 의해 에지 파라미터를 결정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치.
    Figure 112007033343849-pat00015
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임률증대부(300)는,
    입력 영상 프레임에서 에지의 종류를 결정하는 에지종류결정부(310);
    입력 영상 프레임의 에지로부터 프레임 차이 영상을 구하고, 구한 차이 영상으로부터 에지의 움직임 방향을 결정하는 움직임방향결정부(320); 및
    결정된 에지의 종류와 에지의 움직임 방향에 따라서 영상을 재배열함으로써 하나의 입력 영상 프레임으로부터 프레임률이 증대된 출력 영상 프레임을 생성하는 영상재배열부(330); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 장치.
  5. 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법에 있어서,
    (a) 영상 프레임을 입력받는 단계;
    (b) 입력받은 영상 프레임에서 윤곽선을 경계로 인접한 소정 개수의 픽셀들의 픽셀값을 조절하는 단계;
    (c) 픽셀값이 조절된 영상 프레임에서 윤곽선의 종류와 윤곽선의 움직임 방향을 결정하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계의 결정 결과를 이용하여 프레임률이 증대된 출력 영상 프레임을 생성하는 단계; 및
    (e) 생성된 출력 영상 프레임을 출력하는 단계; 를 포함하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 픽셀값 조절은,
    현재 프레임 및 이전 프레임의 에지 부근 소정 개수의 픽셀들의 픽셀값을 각각 a1, a2,ㆍㆍㆍ, ak 및 b1, b2, ㆍㆍㆍ, bk 라 했을 때, blur edge width(BEW)를 최소화하도록 다음의 수학식에 의한 a1, a2,ㆍㆍㆍ, ak 및 b1, b2, ㆍㆍㆍ, bk 결정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법.
    Figure 112007033343849-pat00016
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 픽셀값 조절 이후에,
    다음의 수학식에 의한 unsharp masking 방법을 이용하여 입력 영상 프레임에 대해 1차원 또는 2차원 필터링을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법.
    Figure 112007033343849-pat00017
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 윤곽선 종류는,
    다음의 수학식에서 Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)의 부호에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법.
    Figure 112007033343849-pat00018
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 윤곽선의 움직임 방향은,
    다음의 수학식에서 D(m,n,t)의 부호에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법.
    Figure 112007033343849-pat00019
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 양수이고 D(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선을 배열하는 단계;
    Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 양수이고 D(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선을 배열하는 단계;
    Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 음수이고 D(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선을 배열하는 단계; 및
    Gx(m,n,t) 또는 Gy(m,n,t)이 음수이고 D(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 x 또는 y 방향에는 어두운 윤곽선, 현재 프레임 x 또는 y 방향에는 밝은 윤곽선을 배열하는 단계; 를 통해 출력 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    다음의 수학식에 의해 계산되는 결과를 이용하여,
    D(m,n,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 현재 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
    D(m,n,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
    D(m,n,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
    D(m,n,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 현재 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
    D(m,n,t)=0일 경우, D(m+k,n,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 현재 프 레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
    D(m,n,t)=0일 경우, D(m,n+k,t)가 양수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계;
    D(m,n,t)=0일 경우, D(m+k,n,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 양수이면 이전 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계; 및
    D(m,n,t)=0일 경우, D(m,n+k,t)가 음수이고 Mm ,n(m,n,t)가 음수이면 현재 프레임 (m,n) 좌표의 픽셀값은 Om ,n(m,n,t)의 값을 배열하는 단계; 를 통해 픽셀값이 배열되어 입력 영상 프레임보다 프레임률이 두 배로 증가된 출력 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 홀드 타입 디스플레이의 프레임 률 증대를 위한 윤곽선 강화 방법.
    Figure 112007033343849-pat00020
KR1020070043261A 2007-05-03 2007-05-03 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화장치 및 방법 KR100836010B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070043261A KR100836010B1 (ko) 2007-05-03 2007-05-03 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070043261A KR100836010B1 (ko) 2007-05-03 2007-05-03 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100836010B1 true KR100836010B1 (ko) 2008-06-09

Family

ID=39770382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070043261A KR100836010B1 (ko) 2007-05-03 2007-05-03 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100836010B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015108300A1 (ko) * 2014-01-17 2015-07-23 삼성전자주식회사 프레임률 제어 방법 및 그 전자 장치
KR20240006947A (ko) * 2022-07-07 2024-01-16 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치 및 디스플레이 제어 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003058098A (ja) 2001-08-08 2003-02-28 Seiko Epson Corp ホールド型画像表示装置
JP2004341844A (ja) 2003-05-15 2004-12-02 Digital Fashion Ltd エッジ抽出装置、エッジ抽出プログラム及びエッジ抽出方法
KR20050101814A (ko) * 2004-04-20 2005-10-25 삼성전자주식회사 이미지 변환 장치 및 그 방법
JP2006074155A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Mitsubishi Electric Corp 画像処理装置および画像処理方法ならびに画像表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003058098A (ja) 2001-08-08 2003-02-28 Seiko Epson Corp ホールド型画像表示装置
JP2004341844A (ja) 2003-05-15 2004-12-02 Digital Fashion Ltd エッジ抽出装置、エッジ抽出プログラム及びエッジ抽出方法
KR20050101814A (ko) * 2004-04-20 2005-10-25 삼성전자주식회사 이미지 변환 장치 및 그 방법
JP2006074155A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Mitsubishi Electric Corp 画像処理装置および画像処理方法ならびに画像表示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015108300A1 (ko) * 2014-01-17 2015-07-23 삼성전자주식회사 프레임률 제어 방법 및 그 전자 장치
US10373545B2 (en) 2014-01-17 2019-08-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Frame rate control method and electronic device thereof
KR20240006947A (ko) * 2022-07-07 2024-01-16 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치 및 디스플레이 제어 방법
KR102640670B1 (ko) 2022-07-07 2024-02-27 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치 및 디스플레이 제어 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100696107B1 (ko) 디스플레이장치 및 그 제어방법
KR100457484B1 (ko) 표시 장치 및 그 구동 방법
KR101333680B1 (ko) 디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법
CN108766372B (zh) 一种改善显示面板的mura现象的方法
KR100643230B1 (ko) 디스플레이장치의 제어방법
US7667720B2 (en) Image display device, driving circuit and driving method used in same
JP5324391B2 (ja) 画像処理装置およびその制御方法
CN113724652B (zh) OLED显示面板Mura的补偿方法、装置及可读介质
CN110189715B (zh) 用于控制显示设备的显示的方法及其装置以及显示装置
US9779514B2 (en) Display device, display panel driver and driving method of display panel
JPWO2009081602A1 (ja) 表示装置
CN106205488B (zh) 延长有机电致发光显示器寿命的方法及显示设备
KR20090127690A (ko) 디스플레이장치 및 그 제어방법
US20090140964A1 (en) Method of processing lcd images according to content of the images
KR101389359B1 (ko) 디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법
KR100836010B1 (ko) 홀드 타입 디스플레이의 프레임률 증대를 위한 윤곽선 강화장치 및 방법
Sasaki et al. 29.2: Motion Picture Simulation for Designing High‐Picture‐Quality Hold‐Type Displays
KR101189455B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
US8471795B2 (en) Method of driving pixels and displaying images on a display device
US20090010339A1 (en) Image compensation circuit, method thereof, and lcd device using the same
JP3495026B2 (ja) 表示装置及びその駆動方法
US20070035784A1 (en) Image processing method and apparatus
WO2022102337A1 (ja) 情報処理装置、表示装置、情報処理方法及びプログラム
WO2024040370A1 (zh) 一种色分离抑制显示的方法及场序显示设备
KR20070001532A (ko) 표시장치와 그 구동방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120531

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee