KR100916996B1 - Image processing apparatus and method, lcd overdrive system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상 처리 기술에 관한 것으로, 특히 영상압축 기술에 관한 것이며, 더 자세히는 LCD 오버 드라이브 시스템과 같이 고화질 영상압축이 필요한 영상 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 충분한 압축률을 확보하면서 경계가 강한 합성 영상에서도 화질 열화를 방지할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법, 그를 이용한 액정표시장치 오버드라이브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 문자나 영화자막, 비디오 게임 영상 등과 같은 경계가 확실한 합성 영상은 높은 공간주파수 성분, 인접 픽셀로부터의 낮은 예측가능성, 작은 영역에서의 컬러 성분의 낮은 반복 재현성 등 자연 영상과 기본적으로 다른 특징을 가진다. 본 발명에서는 이러한 자연 영상과 합성 영상 간의 차이점에 착안하여 두 디지털 영상의 단점을 개선할 수 있는 하이브리드 아키텍쳐(hybrid architecture)를 제안한다. 즉, 자연 영상에 대해서 압축률이 뛰어난 DCT 기반 영상압축 알고리즘을 근간으로 하면서, 합성 영상에 대해서는 비 DCT 기반 영상압축 알고리즘을 사용한다. 또한, 본 발명에서는 DCT 기반 영상압축 알고리즘으로서, 영상의 인접 화소의 상관관계를 분석하여 두 그룹으로 정렬시킨 후 그룹 대표값을 부여하는 압축 방식을 제안한다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to image processing technology, and more particularly, to image compression technology, and more particularly, to an image processing system requiring high quality image compression, such as an LCD overdrive system. Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method capable of preventing deterioration of image quality even in a composite image having a strong boundary while securing a sufficient compression ratio, and an LCD device overdrive system using the same. Solid boundary images such as text, movie subtitles, and video game images have fundamentally different characteristics from natural images such as high spatial frequency components, low predictability from adjacent pixels, and low repeatability of color components in small areas. The present invention proposes a hybrid architecture that can improve the disadvantages of two digital images by focusing on the difference between the natural image and the composite image. That is, a DCT-based image compression algorithm having excellent compression ratio for natural images is used, while a non-DCT-based image compression algorithm is used for composite images. Also, in the present invention, as a DCT-based image compression algorithm, a compression scheme that analyzes the correlation of adjacent pixels of an image, arranges them into two groups, and gives a group representative value.
영상 압축, DCT, 합성 영상, DCT 기반 압축 알고리즘, 경계 Image compression, DCT, composite image, DCT-based compression algorithm, boundary
Description
본 발명은 영상 처리 기술에 관한 것으로, 특히 영상압축 기술에 관한 것이며, 더 자세히는 LCD 오버 드라이브 시스템과 같이 고화질 영상압축이 필요한 영상 처리 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to image processing technology, and more particularly, to image compression technology, and more particularly, to an image processing system requiring high quality image compression, such as an LCD overdrive system.
최근 LCD 패널은 모니터, 노트북, TV 등에 널리 사용되고 있다. 그러나, 잘 알려진 바와 같이 느린 응답 속도와 홀드 타입 디스플레이(hold type display) 특성 때문에 빠른 동영상을 재현할 때 화면번짐(motion blur) 현상이 나타나고 있다.Recently, LCD panels are widely used in monitors, notebooks, TVs, and the like. However, as is well known, motion blur occurs when a fast video is reproduced due to a slow response speed and hold type display characteristics.
한편, 이러한 LCD 패널의 단점을 극복하기 위하여 백라이트 스캐닝(backlight scanning), 오버드라이빙(overdriving) 등과 같은 기술이 도입되었다. 오버드라이빙은 이전 영상과의 차이를 검출하여 현재 영상을 보정하는 기술로서, 이를 구현하기 위해서는 이전 영상의 저장이 필수적이기 때문에 1 프레 임(frame)의 영상을 저장할 수 있는 메모리 - 흔히, 프레임 버퍼(frame buffer)라 함 - 가 필요하다.Meanwhile, technologies such as backlight scanning, overdriving, and the like have been introduced to overcome the drawbacks of the LCD panel. Overdriving is a technique for correcting the current image by detecting a difference from the previous image. In order to implement the overdriving, a memory capable of storing one frame of image is often required. frame buffer).
그런데, 고화질(HD) TV와 같은 고해상도 영상 디스플레이 시스템에서는 더 많은 용량, 더 높은 동작 속도를 지원하는 프레임 버퍼가 필요하게 되었다. 그러나, 메모리의 용량이 커질수록 그 가격이 매우 비싸지기 때문에 프레임 버퍼의 용량을 줄이기 위해 BTC(block truncation coding) 기반 알고리즘, DCT(discrete cosine transform) 기반 알고리즘, CSC(color space conversion) 기법과 같은 다양한 영상압축 알고리즘이 사용되고 있다.However, high resolution image display systems such as high definition (HD) TVs require frame buffers that support more capacity and higher operating speeds. However, as the size of the memory increases, the price becomes very expensive. Therefore, various techniques such as block truncation coding (BTC) -based algorithm, discrete cosine transform (DCT) -based algorithm, and color space conversion (CSC) technique can be used to reduce the frame buffer capacity. Image compression algorithms are used.
여기서, BTC 기반 영상압축 알고리즘은 비교적 간단한 회로로 구현할 수 있는 장점이 있지만, 압축률이 낮고 단위 블럭 내에 여러 값을 가지는 화소가 존재하는 경우 원본 값으로 복원하기 어렵다는 단점이 있다.Here, the BTC-based image compression algorithm has an advantage that it can be implemented in a relatively simple circuit, but has a disadvantage that it is difficult to restore the original value when there is a low compression ratio and pixels having multiple values in the unit block.
한편, DCT 기반 영상압축 알고리즘은 높은 압축률과 자연영상에서 좋은 화질을 보여 널리 사용되고 있다. 그러나, DCT 기반 영상압축 알고리즘은 영상에 따라 압축률의 변동폭이 크고, 압축률이 보장되지 않는 문제가 있으며, 문자나 영화자막, 비디오 게임 영상 등과 같이 경계가 확실한 합성 영상에서 블러링(blurring) 현상, 링잉(ringing) 현상이 발생하는 단점이 있다.DCT-based image compression algorithms are widely used because of their high compression ratio and good image quality in natural video. However, the DCT-based image compression algorithm has a problem that the variation of the compression ratio is large and the compression ratio is not guaranteed depending on the image, and the blurring phenomenon and ringing are performed in the composite image having a definite boundary such as a character, a movie subtitle, or a video game image. (ringing) phenomenon has a disadvantage that occurs.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 충분한 압축률을 확보하면서 경계가 강한 합성 영상에서도 화질 열화를 방지할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법, 그를 이용한 액정표시장치 오버드라이브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, an image processing apparatus and method capable of preventing image quality deterioration even in a composite image having a strong boundary while securing a sufficient compression ratio, and an LCD device overdrive system using the same The purpose is to provide.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 입력되는 단위 영상블럭 내의 화소값을 정렬하는 단계; 상기 단위 영상블럭 내의 정렬된 화소값을 이용하여 인접 화소값 간의 차이를 구하는 단계; 상기 인접 화소값 간의 차값을 재정렬하는 단계; 상기 차값이 최대인 것을 기준으로 2 레벨 영상이 존재하는 지를 체크하는 단계; 체크 결과, 2 레벨 영상이 존재함에 따라 상기 단위 영상블럭 내의 화소값을 하이 그룹, 로우 그룹으로 나누고, 각 그룹 내의 화소값 편차를 구하는 단계; 그룹 내의 화소값 편차를 설정된 임계치와 비교하여 합성 영상의 여부를 판단하는 단계; 및 판단 결과, 합성 영상으로 판단됨에 따라 상기 단위 영상블럭 내의 화소값을 0과 1로 표현한 비트 패턴과 각 그룹의 대표값을 생성하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for solving the above technical problem, the step of aligning the pixel value in the input unit image block; Obtaining a difference between adjacent pixel values using aligned pixel values in the unit image block; Reordering difference values between the adjacent pixel values; Checking whether a two-level image exists based on the maximum difference; As a result of the check, dividing the pixel value in the unit image block into a high group and a row group according to the presence of a two-level image, and obtaining a pixel value deviation in each group; Determining whether or not the synthesized image is compared by comparing the pixel value deviation in the group with a set threshold value; And generating a bit pattern representing a pixel value in the unit image block as 0 and 1 and a representative value of each group as determined as a composite image.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 현재 영상 프레임에 대해 DCT 기반 압축에 필요한 예측, DCT 변환, 스캔, 양자화를 수행하기 위한 DCT 기반 압축 변환 부; 현재 영상 프레임에서 합성 영상을 검출하여 비 DCT 기반 압축 알고리즘을 통해 압축하기 위한 합성 영상 처리부; 및 상기 DCT 기반 압축 변환부로부터 출력된 일반 영상의 오차의 합과 합성 영상 처리부로부터 출력된 합성 영상의 오차의 합을 비교하여 합성 영상을 포함하는 영상 블럭에 대해서는 상기 합성 영상 처리부로부터 출력된 압축 데이터를 적용하기 위한 비율 제어부를 구비하는 영상 처리 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a DCT-based compression transform unit for performing prediction, DCT transform, scan, quantization required for DCT-based compression on the current image frame; A composite image processor for detecting a composite image from a current image frame and compressing the composite image using a non-DCT based compression algorithm; And the compressed data output from the synthesized image processor for the image block including the synthesized image by comparing the sum of the errors of the general image output from the DCT based compression converter and the error of the synthesized image output from the synthesized image processor. There is provided an image processing apparatus having a ratio control unit for applying.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 현재 영상 프레임에 대해 DCT 기반 압축에 필요한 예측, DCT 변환, 스캔, 양자화를 수행하기 위한 DCT 기반 압축 변환부; 현재 영상 프레임에서 합성 영상을 검출하여 비 DCT 기반 압축 알고리즘을 통해 압축하기 위한 합성 영상 처리부; 상기 DCT 기반 압축 변환부로부터 출력된 일반 영상의 오차의 합과 합성 영상 처리부로부터 출력된 합성 영상의 오차의 합을 비교하여 합성 영상을 포함하는 영상 블럭에 대해서는 상기 합성 영상 처리부로부터 출력된 압축 데이터를 적용하기 위한 비율 제어부; 상기 비율 제어부의 출력을 가변길이코딩 방식으로 압축하기 위한 VLC 인코더; 프레임 버퍼의 데이터 입/출력을 제어하기 위한 프레임 버퍼 제어부; 상기 프레임 버퍼 제어부에 제어 받아 상기 VLC 인코더로부터 출력된 1 프레임 데이터를 저장하기 위한 상기 프레임 버퍼; 상기 프레임 버퍼에 저장된 1 프레임 데이터를 디코딩하기 위한 VLC 디코더; 상기 비율 제어부의 출력을 복원하여 현재 영상 프레임으로서 출력하기 위한 현재 영상 복원부; 및 상기 VLC 디코더의 출력을 복원하여 이전 영상 프레임으로서 출력하기 위한 이전 영상 복원부를 구비하는 LCD 오버드라이브 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a DCT-based compression transform unit for performing prediction, DCT transform, scan, quantization required for DCT-based compression on the current image frame; A composite image processor for detecting a composite image from a current image frame and compressing the composite image using a non-DCT based compression algorithm; The compressed data output from the synthesized image processor is included in the image block including the synthesized image by comparing the sum of the error of the general image output from the DCT-based compression converter and the synthesized image output from the synthesized image processor. A ratio controller for applying; A VLC encoder for compressing the output of the ratio controller by a variable length coding scheme; A frame buffer control unit for controlling data input / output of the frame buffer; The frame buffer controlled by the frame buffer controller to store one frame data output from the VLC encoder; A VLC decoder for decoding one frame data stored in the frame buffer; A current image restoration unit for restoring the output of the ratio control unit and outputting the current image frame as a current image frame; And a previous image restoration unit for restoring the output of the VLC decoder and outputting the output as the previous image frame.
문자나 영화자막, 비디오 게임 영상 등과 같은 경계가 확실한 합성 영상은 높은 공간주파수 성분, 인접 픽셀로부터의 낮은 예측가능성, 작은 영역에서의 컬러 성분의 낮은 반복 재현성 등 자연 영상과 기본적으로 다른 특징을 가진다. 본 발명에서는 이러한 자연 영상과 합성 영상 간의 차이점에 착안하여 두 디지털 영상의 단점을 개선할 수 있는 하이브리드 아키텍쳐(hybrid architecture)를 제안한다. 즉, 자연 영상에 대해서 압축률이 뛰어난 DCT 기반 영상압축 알고리즘을 근간으로 하면서, 합성 영상에 대해서는 비 DCT 기반 영상압축 알고리즘을 사용한다. 또한, 본 발명에서는 비 DCT 기반 영상압축 알고리즘으로서, 영상의 인접 화소의 상관관계를 분석하여 두 그룹으로 정렬시킨 후 그룹 대표값을 부여하는, 합성 영상에 최적화된 새로운 영상 압축 알고리즘을 제안한다.Solid boundary images such as text, movie subtitles, and video game images have fundamentally different characteristics from natural images such as high spatial frequency components, low predictability from adjacent pixels, and low repeatability of color components in small areas. The present invention proposes a hybrid architecture that can improve the disadvantages of two digital images by focusing on the difference between the natural image and the composite image. That is, a DCT-based image compression algorithm having excellent compression ratio for natural images is used, while a non-DCT-based image compression algorithm is used for composite images. In addition, the present invention proposes a new image compression algorithm optimized for a composite image, which is a non-DCT based image compression algorithm that analyzes the correlation of adjacent pixels of an image, arranges them into two groups, and gives a group representative value.
본 발명은 자연 영상은 물론 합성 영상에 대해서도 일정 압축률을 확보하면서도 블러링(blurring) 현상, 링잉(ringing) 현상과 같은 화질 열화를 방지하는 효과가 있다. 한편, 1/6 이상의 압축률을 확보할 수 있기 때문에 프레임 메모리의 용량을 최소화할 수 있어, 외부 프레임 버퍼를 사용하지 하고 임베디드 프레임 버퍼를 사용할 수 있는 가능성을 제공한다.The present invention has an effect of preventing image quality deterioration such as a blurring phenomenon and a ringing phenomenon while securing a constant compression ratio for a natural image as well as a composite image. On the other hand, since the compression ratio of 1/6 or more can be secured, the capacity of the frame memory can be minimized, thereby providing the possibility of using an embedded frame buffer without using an external frame buffer.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보 다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced in order to enable those skilled in the art to more easily implement the present invention.
통상적인 DCT 기반 영상 압축 스킴은 예측(prediction), DCT 변환, 스캔(scan), 양자화(quantize), 그리고 가변길이코딩(variable length coding, VLC) 블럭을 포함한다. DCT 기반 압축 인코더는 예측 블럭을 위한 원래 데이터를 복원하기 위하여 필수적으로 역 예측, 역 DCT 변환, 역 스캔, 역 양자화 블럭을 포함하는 복원 블럭을 요한다. 복원 블럭은 디코더로 취급될 수 있다. 그래서 이 인코더 내의 복원 블럭은 예측 데이터 생성기로도 동작하고, 별도의 디코더로서 동작할 수 있다.Typical DCT based image compression schemes include prediction, DCT transform, scan, quantize, and variable length coding (VLC) blocks. DCT based compression encoders essentially require a reconstruction block that includes inverse prediction, inverse DCT transform, inverse scan, and inverse quantization blocks to recover the original data for the prediction block. The recovery block can be treated as a decoder. Thus, the reconstruction block in this encoder can also act as a predictive data generator and can act as a separate decoder.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 오버드라이브 시스템의 일부 구성을 나타낸 블럭 다이어그램이다.1 is a block diagram showing some components of an LCD overdrive system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 LCD 오버드라이브 시스템은, 현재 영상 프레임(YCbCr 영역으로 변환된 상태임)에 대해 DCT 기반 압축에 필요한 예측(prediction), DCT 변환, 스캔(scan), 양자화(quantize)를 수행하기 위한 DCT 기반 압축 변환부(110)와, 현재 영상 프레임에서 합성 영상을 검출하여 비 DCT 기반 압축 알고리즘을 통해 압축하기 위한 합성 영상 처리부(120)와, DCT 기반 압축 변환부(110)로부터 출력된 일반 영상의 오차의 합(SAD)과 합성 영상 처리부(120)로부터 출력된 합성 영상의 오차의 합(SAD)을 비교하여 합성 영상을 포함하는 영상 블럭에 대해서는 합성 영상 처리부(120)로부터 출력된 압축 데이터를 적용하기 위한 비율 제어부(130)와, 비율 제어부(130)의 출력을 가변길이코딩 방식으로 압축하기 위한 VLC 인코더(140)와, SDRAM(160)의 데이터 입/출력을 제어하기 위한 SDRAM 제어부(150)와, SDRAM 제어부(150)에 제어 받아 VLC 인코더(140)로부터 출력된 1 프레임 데이터를 저장하기 위한 SDRAM(160)과, SDRAM(160)에 저장된 1 프레임 데이터를 디코딩하기 위한 VLC 디코더(170)와, 비율 제어부(130)의 출력을 복원하여 현재 영상 프레임으로서 출력하기 위한 현재 영상 복원부(180)와, VLC 디코더(170)의 출력을 복원하여 이전 영상 프레임으로서 출력하기 위한 이전 영상 복원부(190)를 구비한다.Referring to FIG. 1, in the LCD overdrive system according to the present embodiment, prediction, DCT conversion, scan, and quantization required for DCT-based compression on a current image frame (which is converted into a YCbCr region) DCT-based
도 2는 상기 도 1의 합성 영상 처리부(120)의 프로세스를 나타낸 플로우 챠트이다.2 is a flowchart illustrating a process of the
도 2를 참조하면, 합성 영상 처리는 자연 영상 처리와 병렬로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the composite image processing is performed in parallel with the natural image processing.
우선, 입력되는 단위 영상블럭(macro block) 내의 화소값을 정렬한다(210). 예컨대, 1화소의 데이터 값이 8비트인 경우에는 0~255까지의 화소값을 가질 것이다. 하기의 표 1은 4×4 단위 영상블럭의 화소값을 예시한 것이다.First, the pixel values in the input macro block are sorted (210). For example, when a data value of one pixel is 8 bits, the pixel value of the pixel may be 0 to 255. Table 1 below illustrates pixel values of a 4 × 4 unit image block.
표 1을 참조하여 화소값을 정렬하면 0, 0, 0, 1, 6, 7, 8, 9, 10, 235, 235, 240, 248, 250, 250, 252가 된다.Referring to Table 1, pixel values are aligned to be 0, 0, 0, 1, 6, 7, 8, 9, 10, 235, 235, 240, 248, 250, 250, and 252.
이어서, 해당 매크로 블럭 내의 정렬된 화소값을 이용하여 인접 화소값 간의 차이를 구한다(220). 차값(Diff.)은 하기의 수학식 1과 같이 정의한다.Subsequently, the difference between adjacent pixel values is calculated using the aligned pixel values in the macroblock (220). The difference value Diff. Is defined as in
여기서, MB(n)은 해당 화소의 화소값이며, MB(n+1)은 인접 화소의 화소값이다. 표 1을 참조하여 차값(Diff.)을 구하면 0, 0, 1, 5, 1, 1, 1, 1, 225, 0, 15, 8, 2, 0, 2로 나타난다.Here, MB (n) is the pixel value of the corresponding pixel, and MB (n + 1) is the pixel value of the adjacent pixel. Referring to Table 1, the difference value (Diff.) Is obtained as 0, 0, 1, 5, 1, 1, 1, 1, 225, 0, 15, 8, 2, 0, 2.
계속하여, 차값(Diff.)을 재정렬한다(230). 표 1을 참조하여 차값(Diff.)을 재정렬하면 225, 15, 8, 5, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0이 된다.Subsequently, the difference value Diff. Is rearranged (230). Reordering the difference values (Diff.) With reference to Table 1 results in 225, 15, 8, 5, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0.
이어서, 해당 매크로 블럭 내에 차값(Diff.)이 최대인 것을 기준으로 백그라운드와 포어그라운드로 구분되는 2 레벨 영상이 존재하는 지를 체크하여(240), 2레벨이 아니면 합성 영상으로 볼 수 없기 때문에 프로세스를 종료한다. 2 레벨 영상의 존재 여부는 그룹간의 차이(gap)가 큰지 작은지를 따져서 결정하며, 표 1을 참조하면 재정렬된 최대 차값이 225이고 그 다음 차값이 15이기 때문에 그룹간의 차이(gap)가 매우 크므로 2 레벨 영상이 존재한다고 볼 수 있다.Subsequently, it is checked whether there is a two-level image divided into a background and a foreground based on the maximum difference value (Diff.) In the macro block (240). Quit. The presence or absence of a two-level image is determined by whether the gap between groups is large or small. Referring to Table 1, since the maximum rearranged value is 225 and the next difference is 15, the gap between groups is very large. It can be seen that a two-level image exists.
한편, 체크 결과, 2 레벨 영상이 존재하면 화소값을 하이(H) 그룹, 로우(L) 그룹으로 나누고, 두 그룹을 가지고 그룹 내의 편차(noise range)를 구한다(250). 표 1을 참조하면, 240, 235, 250, 250, 235, 248, 252 등의 화소값을 가지는 화소는 하이(H) 그룹이고, 0, 10, 7, 6, 8, 0, 1, 9, 0 등의 화소값을 가지는 화소는 로우(L) 그룹으로 분류된다.On the other hand, if there is a 2-level image, the pixel value is divided into a high (H) group and a low (L) group, and a noise range within the group is obtained using the two groups (250). Referring to Table 1, pixels having pixel values of 240, 235, 250, 250, 235, 248, and 252 are high (H) groups, and 0, 10, 7, 6, 8, 0, 1, 9, Pixels having pixel values such as 0 are classified into a row (L) group.
다음으로, 그룹 내의 화소값 편차를 설정된 임계치와 비교하여 합성 영상의 여부를 판단한다(260). 만일, 그룹 내의 화소값 편차가 임계치보다 큰 경우에는 합성 영상이 아닌 것으로 간주하여 프로세스를 종료한다.Next, it is determined whether or not the composite image is compared by comparing the pixel value deviation in the group with the set threshold (260). If the pixel value deviation in the group is larger than the threshold, the process is ended as if it is not a composite image.
한편, 판단 결과, 합성 영상인 경우에는 매크로 블럭 내의 값들을 H(1), L(0)로 표현한 패턴과 두 그룹의 대표값을 계산한다(270). 또한, 이렇게 해서 구한 합성 영상과 입력된 원 영상의 오차의 합도 계산한다. 예컨대, 표 2는 표 1에 나타낸 단위 영상블럭의 H/L 패턴이다.As a result of the determination, in the case of the synthesized image, a pattern in which values in the macroblock are represented by H (1) and L (0) and representative values of two groups are calculated (270). In addition, the sum of the errors of the obtained composite image and the input original image is also calculated. For example, Table 2 shows the H / L patterns of the unit image blocks shown in Table 1.
또한, H 그룹의 대표값(평균)은 244이고, L 그룹의 대표값은 5이다. 따라서, 비트 패턴 16비트, H/L 그룹의 대표값 각각 8비트, 그리고 RGB 화소를 고려하면, 총 비트값은 (16+8+8)×3 = 96비트가 된다. 이는 압축 전의 비트값 384비트(=16(pixel수)×8(1pixel의 데이터값)×3(RGB))에 비하면 1/4로 압축된 것이다.In addition, the representative value (average) of the H group is 244, and the representative value of the L group is 5. Therefore, considering the 16-bit bit pattern, the 8-bit representative value of the H / L group, and the RGB pixel, the total bit value is (16 + 8 + 8) × 3 = 96 bits. This is compressed to 1/4 compared to the bit value 384 bits (= 16 (number of pixels) x 8 (data value of 1 pixel) x 3 (RGB)) before compression.
최종적으로 위에서 생성한 합성 영상 판단 플래그, 패턴, 대표값, 그리고 오차의 합은 비율 제어부(130)로 보내져 일반 영상과의 오차를 비교하여 합성 영상의 오차가 작은 경우 이를 적용하게 된다.Finally, the sum of the synthesized image determination flag, the pattern, the representative value, and the error generated above is sent to the
이러한 방법은 노이즈 없이 압축복원이 가능하다. 하지만 DCT에 비해서 다소 압축률이 낮아지는 단점이 있기 때문에 이를 보상하기 위하여 추가적으로 다음과 같은 프로세스를 적용할 수 있다.This method can restore compression without noise. However, there is a disadvantage that the compression ratio is slightly lower than that of DCT, and the following process can be additionally applied to compensate for this.
RGB에서 YCbCr로 변환된 영역에서는 Y(휘도)와 Cb/Cr이 유사한 패턴을 가진다. 따라서 0/1의 비트 패턴은 Y에 대해서만 구하고, Cb/Cr이 Y와 동일한 패턴을 가지게 되면 Cb/Cr은 비트 패턴은 제외하고 H/L 그룹의 대표값만을 사용한다. 단위 영상블럭이 커지게 되면 0/1 패턴의 데이터 값도 커지게 되는 문제는 이와 같은 방식으로 해결할 수 있다.In the region converted from RGB to YCbCr, Y (luminance) and Cb / Cr have a similar pattern. Therefore, if the bit pattern of 0/1 is obtained for Y only, and Cb / Cr has the same pattern as Y, Cb / Cr uses only the representative value of the H / L group except for the bit pattern. As the unit image block increases, the problem that the data value of the 0/1 pattern also increases can be solved in this manner.
특수한 경우로, Y와 Cb/Cr이 유사한 패턴을 가지지만 패턴이 반대가 되는 경우도 발생한다. 이를 위해 데이터를 추가하지 않고, Y와 Cb/Cr 패턴을 상관 관계를 분석하여 Cb/Cr의 L/H 대표값을 서로 바꾸어 불필요한 코드를 줄여 압축률을 높인다.In a special case, Y and Cb / Cr have similar patterns but the patterns are reversed. For this purpose, the correlation between Y and Cb / Cr patterns is analyzed without adding data, and the L / H representative values of Cb / Cr are exchanged with each other to reduce unnecessary codes to increase the compression ratio.
이를 나타내면 다음과 같다.This is shown below.
Y 패턴 + Y(H) + Y(L) + Cb(Rev) + Cb(H) + Cb(L) + Cr(Rev) + Cr(H) + Cr(L)Y pattern + Y (H) + Y (L) + Cb (Rev) + Cb (H) + Cb (L) + Cr (Rev) + Cr (H) + Cr (L)
여기서, Y 패턴은 Y의 비트 패턴, Y(H)는 Y의 H 그룹의 대표값, Y(L)는 Y의 L 그룹의 대표값, Cb(Rev)는 Cb의 리버스 패턴 여부를 각각 나타낸다.Here, the Y pattern represents a bit pattern of Y, Y (H) represents a representative value of the H group of Y, Y (L) represents a representative value of the L group of Y, and Cb (Rev) represents whether the reverse pattern of Cb.
Y 패턴 + Y(H) + Y(L) + Cb(H/L) + Cb(L/H) + Cr(H/L) + Cr(L/H)Y pattern + Y (H) + Y (L) + Cb (H / L) + Cb (L / H) + Cr (H / L) + Cr (L / H)
전술한 바와 같이 본 발명은 자연 영상은 물론 합성 영상에 대해서도 일정 압축률을 확보하면서도 블러링(blurring) 현상, 링잉(ringing) 현상과 같은 화질 열화를 근본적으로 방지할 수 있게 된다.As described above, the present invention can fundamentally prevent deterioration of image quality such as blurring and ringing while securing a constant compression ratio for both natural and synthetic images.
영상처리 분야에서 테스트용으로 흔히 사용하고 있는 Lena , Baboon 이미지를 테스트를 위해 사용하였다. 또한 합성 이미지에서의 알고리즘의 성능을 시험하기 위해서 Master 이미지를 사용하였다. 하기의 표 3은 각 압축기법의 이미지 퀄러티를 비교한 것이다.Lena and Baboon images, which are commonly used for testing in image processing, were used for testing. The master image is also used to test the performance of the algorithm on the composite image. Table 3 below compares the image quality of each compressor method.
도 3a 내지 도 3d는 합성된 이미지의 퀄러티를 설명하기 위해 Master 이미지로부터 발췌한 것이다. 도 3a는 오리지날 영상의 마스터 이미지이며, 도 3b는 압축률 1/2로 고려되는 YCbCr420 색공간변환시의 마스터 이미지이며, 도 3c는 압축률 1/3인 BTC 기반 알고리즘의 마스터 이미지이며, 도 3d는 압축률 1/6인 본 발명의 알고리즘 적용시의 마스터 이미지이다.3A to 3D are taken from a master image to explain the quality of the synthesized image. FIG. 3A is a master image of an original image, FIG. 3B is a master image during YCbCr420 color space conversion considered to have a
BTC 기반의 압축 알고리즘은 에지(edge) 부근에서 뭉특해지는(blocky) 효과와 컬러 리키지(color leakage)가 나타난다. YCbCr420은 노란색의 페이드(fade)가 나타난다. 본 발명에서 제안된 알고리즘(하드웨어)은 실루엣 모드 압축(합성 영상 처리)에 의해서 문자의 좌측 에지 부분을 잘 나타내고 있다. 반면에 DCT 모드 압축에 의해서는 쉐도우 지역은 자연스러움(smoothness)을 유지하고 있다.BTC-based compression algorithms exhibit blocky effects and color leakage near the edges. YCbCr420 has a yellow fade. The algorithm (hardware) proposed in the present invention well represents the left edge of the character by silhouette mode compression (synthetic image processing). In contrast, the shadow region maintains smoothness by DCT mode compression.
도 4a는 Lena 오리지널 영상이고, 도 4b는 본 발명에 따라 압축 후 복원된 이미지이다. 도 4b의 퀄러티 높은 영상은 자연 영상 부분에서 DCT기반 압축법의 장점을 부각시키고 있다.4A is an original Lena image, and FIG. 4B is an image reconstructed after compression according to the present invention. The high quality image of FIG. 4B highlights the advantages of the DCT-based compression method in the natural image portion.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 오버드라이브 시스템의 일부 구성을 나타낸 블럭 다이어그램이다.1 is a block diagram showing some components of an LCD overdrive system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 상기 도 1의 합성 영상 처리부(120)의 프로세스를 나타낸 플로우 챠트이다.2 is a flowchart illustrating a process of the
도 3a 내지 도 3d는 합성된 이미지의 퀄러티를 설명하기 위해 Master 이미지로부터 발췌한 것이다.3A to 3D are taken from a master image to explain the quality of the synthesized image.
도 4a는 Lena 오리지널 영상이고, 도 4b는 본 발명에 따라 압축 후 복원된 이미지이다.4A is an original Lena image, and FIG. 4B is an image reconstructed after compression according to the present invention.
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