KR101132769B1 - 텍스처 기반의 코딩을 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

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Abstract

허위 윤곽 효과를 감소시키기 위해, 무게 중심 코딩(GCC)이 이용된다. 그러나, 소수의 레벨을 갖는 GCC는 화상에서의 잡음을 야기한다. 그러므로, 각 화상은 세그먼트로 나누어지고, 그러한 GCC는, 허위 윤곽 효과가 중요한 영역에서만 수행된다. 이것은 화상의 피부 영역에 대한 경우이다. 그러한 영역은 칼라 분석(1, 2) 및 텍스처 분석(3, 4)에 의해 검출된다. 이러한 분석이 피부 영역을 초래하면, 데이터 처리를 위한 특정한 허위 윤곽 모드(5)가 사용된다. 그렇지 않은 경우, 표준 모드(6)가 사용된다.

Description

텍스처 기반의 코딩을 위한 방법 및 디바이스 {METHOD AND DEVICE FOR TEXTURE BASED CODING}
본 발명은 화상의 픽셀에 대응하는 복수의 발광 요소를 갖는 디스플레이 디바이스 상의 디스플레이를 위해 비디오 데이터를 처리하는 방법에 관한 것으로, 비디오 프레임 또는 필드의 시간은 복수의 서브-필드로 나누어지고, 그 동안 발광 요소는, 제 1 인코딩 방법을 이용하여 화상의 제 1 부분을 인코딩함으로써 픽셀을 조명하는 p 가능한 비디오 레벨을 인코딩하는데 사용된 n 비트의 서브-필드 코드워드에 대응하는 작은 펄스에서 광 방출을 위해 활성화될 수 있고, 픽셀을 조명하기 위한 가능한 비디오 레벨의 미리 주어진 세트 중에서, 광 생성에 사용되는 n<m<p인 m 비디오 레벨의 서브셋이 선택되고, 상기 m 값은, 대응하는 서브-필드 코드워드의 광 생성에 대한 시간적 무게 중심이 비디오 레벨에 따라 연속적으로 증가하는 규칙에 따라 선택된다. 더욱이, 본 발명은 비디오 데이터를 처리하는 대응하는 디바이스에 관한 것이다.
먼저, 허위 윤곽 효과(false contour effect)가 설명될 것이다. 일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 단지 "온" 또는 "오프"일 수 있는 방전 셀의 매트릭스 어레이를 이용한다. 그러므로, 그레이 레벨이 광 방출의 아날로그 제어에 의해 표현되는 CRT 또는 LCD와 달리, PDP는 각 셀의 펄스 폭 변조(PWM)에 의해 그레이 레벨을 제어한다. 이러한 시간 변조는 눈의 시간 반응에 대응하는 기간에 걸쳐 눈에 의해 통합될 것이다. 셀이 주어진 시간 프레임에서 더 자주 스위치 온 되면, 그 휘도(밝기)는 더 밝아진다. 예를 들어, 8 비트 휘도 레벨(칼라당 256 레벨이므로, 16.7백만 칼라)을 배치할 때, 각 레벨은 다음 8 비트의 조합에 의해 표현될 수 있다:
1-2-4-8-16-32-64-128
그러한 코딩을 실현하기 위해, 프레임 기간은 8 조명 서브-기간(서브-필드라 불림)으로 분리될 수 있고, 각각은 비트 및 밝기 레벨에 대응한다. 비트 "2"에 대한 광 펄스의 수는 비트 "1"에 대해 2배가 되는 방식이다. 이러한 8 서브-기간으로, 256 그레이 레벨을 구축하는 것이 조합을 통해 가능하다. 관찰자의 눈은 우측 그레이 레벨의 인상(impression)을 포착하기 위해 이들 서브-기간을 프레임 기간에 걸쳐 통합할 것이다. 도 1은 이러한 분해(decomposition)를 도시한다.
광 방출 패턴은 그레이 레벨 및 칼라의 교란에 대응하는 화질 저하의 새로운 카테고리를 야기한다. 이것은 "동적 허위 윤곽 효과"로서 정의되는데, 이는 플라즈마 패널 상의 관찰점이 이동할 때 화상에서 채색 에지의 환영(apparition)의 형태로 그레이 레벨 및 칼라의 교란에 대응하기 때문이다. 화상에서의 그러한 실패는 균일한 영역에서 발생하는 강렬한 윤곽의 인상을 초래한다. 상기 저하는, 이미지가 매끄러운 계조(smooth gradation)(피부와 같은)를 가질 때 그리고 광 방출 기간이 수ms를 초과할 때 개선된다.
PDP 스크린 상의 관찰점(눈 초점 영역)이 이동할 때, 눈은 이러한 이동에 따를 것이다. 따라서, 프레임에 걸쳐 동일한 셀을 더 이상 통합하지 않을 것이지만(정적 통합), 이동 궤도 상에 위치한 상이한 셀로부터 나오는 정보를 통합하고, 이들 모든 광 펄스를 함께 혼합하며, 이것은 잘못된 신호 정보를 초래한다.
기본적으로, 하나의 레벨로부터 완전히 상이한 코드를 갖는 다른 레벨로의 전이가 있을 때 허위 윤곽 효과가 발생한다. 그러므로, 제 1 포인트는, p 그레이 레벨(일반적으로 p=256)을 달성하고, 2n개의 가능한 서브-필드 배열(인코딩에서 작동할 때) 또는 p 그레이 레벨(비디오 레벨에서 작동할 때) 중에서 m 그레이 레벨(m<p)을 선택하도록 하는 코드(n 서브-필드)로부터 나와, 가까운 레벨은 가까운 서브-필드 배열을 가질 것이다.
제 2 포인트는 우수한 비디오 품질을 유지하기 위해 최대 레벨을 유지하는 것이다. 이를 위해, 선택된 레벨 중 최소 레벨은 서브 필드의 수의 2배와 동일해야 한다.
모든 다른 예에서, 다음과 같이 한정된 11 서브-필드 모드가 사용된다:
1 2 3 5 8 12 18 27 41 58 80.
이러한 문제에 대해, 무게 중심 코딩(GCC: Gravity Centre Coding)이 문헌 EP 1 256 924에 소개되었다. 이 문헌의 내용은 본 명세서에 참고용으로 표현적으로 병합된다.
전술한 바와 같이, 인간의 눈은 펄스 폭 변조에 의해 방출된 광을 통합한다. 그러므로, 만약 기본 코드로 인코딩된 모든 비디오 레벨을 고려하면, 이러한 비디오 레벨의 시간 위치(광의 무게 중심)는 도 2에 도시된 바와 같이 비디오 레벨에 따라 연속적으로 증가하지 않는다.
비디오 레벨에 대한 무게 중심(CG2)은 비디오 레벨의 무게 중심(CG1)보다 더 크다. 그러나, 비디오 레벨 3의 무게 중심(CG3)은 비디오 레벨 2의 무게 중심보다 더 작다.
이것은 허위 윤곽을 야기한다. 무게 중심은 지속 가중치에 의해 가중된 서브필드 '온'의 무게 중심으로서 한정된다:
Figure 112006097592327-pct00001
여기서 sfWi는 i번째 서브필드의 서브필드 가중치이다. δi는 i번째 서브 필드가 선택된 코드에 대해 '온'되는 경우 1이 되고, 그렇지 않은 경우 0이 된다. sfCGi는 i번째 서브필드의 무게 중심, 즉 처음 7개 서브필드에 대해 도 3에 도시된 바와 같이 그 시간 위치이다.
여기서 선택된 11 서브필드 코드에 대한 256 비디오 레벨의 시간적 무게 중심은 도 4에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다.
곡선은 단조롭지 않고, 많은 도약을 나타낸다. 이러한 도약은 허위 윤곽에 대응한다. GCC에 따라, 이러한 도약은 단지 몇몇 레벨을 선택함으로써 억제되고, 이 레벨들에 대해 무게 중심은, 제 1 미리 한정된 한계까지의 낮은 비디오 레벨 범 위에서 및/또는 제 2 미리 한정된 한계로부터의 높은 비디오 레벨 범위에서 예외와 별도로 비디오 레벨에 따라 연속적으로 증가할 것이다. 이것은 이전 그래픽에서의 도약 없이 단조로운 곡선을 트레이싱(tracing)하고, 도 5에 도시된 바와 같이 가장 가까운 포인트를 선택함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, GCC를 사용할 때 반드시 모든 가능한 비디오 레벨이 사용되는 것은 아니다.
낮은 비디오 레벨에서, 증가하는 무게 중심을 갖는 레벨만을 선택하는 것을 피해야 하는데, 이는 가능한 레벨의 수가 낮기 때문이고, 만약 증가하는 무게 중심 레벨이 선택되면, 검은색 레벨에서 우수한 비디오 품질을 가지는 충분한 레벨이 존재하지 않을 수 있으며, 이는 인간의 눈이 검은색 레벨에서 매우 민감하기 때문이다. 더욱이 어두운 영역에서의 허위 윤곽은 무시할 만하다.
높은 레벨 영역에서, 무게 중심이 감소하므로, 선택된 레벨에서 또한 감소가 있지만, 이것은 인간의 눈이 높은 레벨에서 민감하지 않기 때문에 중요하지 않다. 이러한 영역에서, 눈은 상이한 레벨을 구별할 수 없고, 허위 윤곽 레벨은 비디오 레벨에 관해 무시할 만하다{눈은 웨버-페크너 법칙(Weber-Fechner law)이 고려된 경우 상대 진폭에만 민감하다}. 이러한 이유로 인해, 곡선의 단조로움은 최대 비디오 레벨의 10% 내지 80% 사이의 비디오 레벨에 대해서만 필요할 것이다.
이러한 경우에, 예를 들어 40 레벨(m=40)은 가능하면 256 중에서 선택될 것이다. 이러한 40 레벨은 우수한 비디오 품질{그레이 스케일 묘사(portrayal)}을 유지하도록 한다.
이러한 선택은 비디오 레벨에서 동작할 때 이루어질 수 있는데, 이는 단지 적은 수의 레벨(일반적으로 256)만이 이용가능하기 때문이다. 그러나, 이러한 선택이 인코딩에서 이루어질 때, 2n(n은 서브-필드의 수) 상이한 서브-필드 배열이 있어서, 더 많은 레벨이 도 6에 도시된 바와 같이 선택될 수 있고, 여기서 각 포인트는 서브-필드 배열에 대응한다(동일한 비디오 레벨을 제공하는 상이한 서브-필드 배열이 있다).
더욱이, 이러한 방법은 예를 들어 변경 없이 100Hz와 같이 상이한 코딩에 적용될 수 있어서, 또한 양호한 결과를 제공한다.
한 편으로, GCC 개념은 허위 윤곽 효과의 눈에 띠는 감소를 가능하게 한다. 다른 한 편으로, 필요한 것보다 적은 레벨이 이용가능하기 때문에 필요한 디더링(dithering)의 형태로 화상에서 잡음을 야기한다. 손실된 레벨은 이 때 이용가능한 GCC 레벨의 공간과 시간 혼합에 의해 렌더링된다. 허위 윤곽 효과는, 특정 시퀀스(대부분 넓은 피부 영역 상에서 보이는) 상에서만 나타나는 결점인 반면, 야기된 잡음은 항상 보일 수 있고, 잡음이 있는 디스플레이의 인상을 제공할 수 있다. 이러한 이유로 인해, 허위 윤곽 결점의 위험이 있는 경우에만 GCC 방법을 이용하는 것이 중요하다.
문헌 EP 1 376 521은 화상에서 많은 움직임이 있는지의 여부에 따라 GCC를 스위치 온 또는 오프하도록 하는 움직임 검출에 기초로 한 이에 대한 해결책을 소개한다.
이로 보아, 본 발명의 목적은, 감소된 허위 윤곽 효과 교란을 갖는 GCC의 이용을 가능하게 하는 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 이 목적은 화상의 픽셀에 대응하는 복수의 발광 요소를 갖는 디스플레이 디바이스 상의 디스플레이를 위해 비디오 데이터를 처리하는 방법에 의해 달성되며, 여기서 비디오 프레임 또는 필드의 시간은 복수의 서브-필드로 나누어지고, 그 동안 발광 요소는, 픽셀을 조명하는 p 가능한 비디오 레벨을 인코딩하는데 사용된 n 비트의 서브-필드 코드에 대응하는 작은 펄스에서 광 방출을 위해 활성화될 수 있으며, 상기 방법은, 제 1 인코딩 방법을 이용하여 화상의 제 1 부분을 인코딩하는 단계로서, 픽셀을 조명하기 위해 가능한 비디오 레벨의 세트 중에서, 광 생성에 사용되는, n<m<p인 m 비디오 레벨의 서브셋이 선택되고, 상기 m 값은, 대응하는 서브-필드 코드워드의 광 생성을 위한 시간적 무게 중심이 비디오 레벨에 따라 연속적으로 증가한다는 규칙에 따라 선택되는, 인코딩 단계와,
미리 결정된 기준에 기초하여 화상의 상기 제 1 부분을 선택하고, 상기 제 1 인코딩 방법과 다른 제 2 인코딩 방법을 이용하여 화상의 상기 제 1 부분과 다른 적어도 하나의 제 2 부분을 인코딩하는 단계를 포함한다.
더욱이, 본 발명은 화상의 픽셀에 대응하는 복수의 발광 요소를 갖는 디스플레이 디바이스 상의 디스플레이를 위해 비디오 데이터를 처리하는 디바이스를 제공하며, 비디오 프레임 또는 필드의 시간은 복수의 서브-필드로 나누어지고, 그 동안 발광 요소는 픽셀을 조명하는 p 가능한 비디오 레벨을 인코딩하는데 사용된 n 비트의 서브-필드 코드 워드에 대응하는 작은 펄스에서 광 방출을 위해 활성화될 수 있으며, 상기 디바이스는, 제 1 인코딩 방법을 이용하여 화상의 제 1 부분을 인코딩하는 인코딩 수단으로서, 픽셀을 조명하기 위해 미리 주어진 가능한 비디오 레벨의 세트 중에서, 광 생성에 사용되는, n<m<p인 m 비디오 레벨의 서브셋이 선택되고, 상기 m 값은, 대응하는 서브-필드 코드워드의 광 생성을 위한 시간적 무게 중심이 비디오 레벨에 따라 연속적으로 증가한다는 규칙에 따라 선택되는, 인코딩 수단과,
미리 결정된 기준에 기초하여 화상의 상기 제 1 부분을 선택하기 위해 상기 인코딩 수단에 연결된 선택 수단을 포함하며, 상기 인코딩 수단은 상기 제 1 인코딩 방법과 다른 제 2 인코딩 방법을 이용하여 화상의 상기 제 1 부분과 다른 적어도 하나의 제 2 부분을 인코딩하기 위해 적응된다.
본 발명의 아이디어에 따라, GCC는 허위 윤곽 결점의 위험을 갖는, 특정 화상 영역에 한정된다. 다른 영역은 GCC 코딩되지 않거나, 많은 선택된 레벨을 갖는 다른 GCC로 코딩되어서, 요약하면 가시 허위 윤곽 결점의 위험은 감소된다.
바람직하게, GCC 코딩이 구현되는, 화상의 제 1 부분에 대한 선택 기준은 다음과 같다:
미리 결정된 최소 크기보다 더 큰 크기를 갖는 균일한 영역. 따라서, 허위 윤곽 효과에 민감한 균일한 영역이 있고, GCC는 특히 이 영역에 적용되어, 결점을 감소시킨다.
균일한 영역은 미리 결정된 텍스처(texture)를 가질 수 있다. 이 경우에, 화상은 그러한 텍스처에 대해 분석된다. 더욱이, 균일한 영역은 피부 칼라와 같은 미리 결정된 칼라를 가질 수 있다. 그러한 피부 영역은 전술한 바와 같이 허위 윤곽 효과에 매우 민감하다.
피부 칼라는 칼라 공간 도표의 위상각 및 진폭에 의해 결정될 수 있다. 그 결정은 구현되기에 간단한데, 이는 진폭 및 위상각만이 특정 범위 내에 있어야 하기 때문이다.
상기 특징과 독립적으로, 제 1 인코딩 방법(GCC)은, 한 영역의 비틀림(skewness)이 최소 비틀림보다 더 크고, 이 영역의 첨도(kurtosis)는 최소 첨도보다 더 큰 경우, 그 영역에 사용되지 않을 것이다. 따라서, 균일한 영역은 화상 영역의 히스토그램의 구조를 분석함으로써 높은 확실도(degree of certainty)로 발견될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면 및 더 구체적으로 다음 설명에 예시된다.
도 1은 이진 코드에 대한 프레임 기간의 구조를 도시한 도면.
도 2는 3개의 비디오 레벨의 무게 중심을 도시한 도면.
도 3은 서브-필드의 무게 중심을 도시한 도면.
도 4는 비디오 레벨에 따른 시간 무게 중심을 도시한 도면.
도 5는 GCC에 대한 선택된 비디오 레벨을 도시한 도면.
도 6은 비디오 레벨에 대한 상이한 서브-필드 배열에 대한 무게 중심을 도시한 도면.
도 7은 칼라 차이 벡터 공간을 도시한 도면.
도 8은 칼라 분석을 위한 데이터 처리를 도시한 도면.
도 9는 공간 주파수를 분석하기 위한 다이어그램을 도시한 도면.
도 10은 제 1 피부 부분의 히스토그램 분석을 도시한 도면.
도 11은 제 1 피부 부분의 스펙트럼 분석을 도시한 도면.
도 12는 제 2 피부 부분의 히스토그램 분석을 도시한 도면.
도 13은 제 2 피부 부분의 스펙트럼 분석을 도시한 도면.
도 14는 배경 텍스처의 히스토그램 분석을 도시한 도면.
도 15는 배경 텍스처의 스펙트럼 분석을 도시한 도면.
도 16은 피부 영역을 갖는 화상의 분할(segmentation)을 도시한 도면.
도 17은 코드 스위칭에 대한 신호 흐름도.
도 18은 간략화된 코드 스위칭의 신호 흐름도.
도 19는 본 발명의 개념을 구현하는 블록도.
본 발명의 개념에 따라, GCC는 화상의 모든 영역에 사용되지 않는다. 그러나, GCC 개념의 추가 장점은 GCC 선택된 레벨이 기존의 레벨의 서브셋이라는 점에 기초한다. 그러므로, 화상의 부분이 GCC를 이용하는 반면, 그 나머지가 모든 레벨로 코딩된다면, 약간의 잡음 및 약간의 가시적 허위 윤곽을 갖는 몇몇 영역이 있다는 점을 제외하고 시청자가 임의의 차이를 볼 수 없을 것이다. 일반적으로, GCC로 코딩된 영역과 표준 영역 사이의 경계는 볼 수 없다! GCC 개념의 이러한 특성은 텍스처-기반의 개념을 한정하도록 한다.
이러한 새로운 개념은 2가지 유형의 영역에서 화상의 분할에 기초한다:
- 허위 윤곽 효과가 시청자에 대해 실제로 교란하지 않는 영역(풍경, 풀, 나무, 빌딩, 물...)
- 허위 윤곽 효과가 부자연스러워서 실제로 교란하는 영역(크고 균일한 피부 영역)
이제, 아이디어는 이들 2가지 유형의 영역에 대한 2가지 유형의 모드를 한정하는 것이다:
- 허위 윤곽 임계 모드: GCC는 허위 윤곽에 대해 실제로 최적화됨(더 많은 잡음).
- 표준 모드: 어떠한 GCC도 없거나 많은 선택된 레벨을 갖는 GCC(거의 어떠한 잡음도 없음).
2개의 그러한 예는 아래에 주어진다:
주요 문제는, 잡음이 항상 볼 수 있는 결점을 야기하므로 최소로 감소되어야 한다는 것이다. 다른 한 편으로, 허위 윤곽 효과는 특정 시퀀스 상에서만 볼 수 있고, 이러한 시퀀스 상에서만 다루어져야(tackle) 하고, 무엇보다도 그러한 시퀀스의 중요 부분에서만 다루어져야 한다. 본 발명의 목적은, 허위 윤곽 효과가 다루어질 특정 영역에서 화상의 분할이다.
제 1 중요한 분할 파라미터는 칼라 자체이다. 다음과 같은 2가지 상황이 발생할 수 있다:
a) 검은색 및 백색 화상: 이것은 YUV 정보(U 및 V는 전체 화상에 대해 거의 무시할 만하다)를 이용함으로써 테스트될 수 있다
- 허위 윤곽 임계 모드는 전체 화상에 대해 활성화된다. 사실, 이것은 채색 에지(허위 윤곽 라인)를 보기 위해 검은색 및 백색 막 상에서 매우 교란될 것이다.
b) 정상 채색 화상
- 현재 픽셀이 거의 회색(적색, 녹색 및 청색 성분은 매우 유사함)이면, 영역은 허위 윤곽에 민감하다. 사실, 허위 윤곽은 채색 에지를 야기하며, 이것은 회색 영역 상에 인간의 눈에 의해 대기되지 않는다! 이 경우에, 허위 윤곽 임계 모드는 현재 픽셀에 대해 활성화된다.
- 현재 픽셀이 피부 칼라(비교: 아래의 피부 칼라 검출의 설명)를 가지면, 영역은 허위 윤곽에 민감하다. 사실, 허위 윤곽은 채색 에지(청색, 적색...)를 야기하고, 이것은 피부 영역 상에 인간의 눈에 의해 대기되지 않는다! 이 경우에, 허위 윤곽 임계 모드는 현재 픽셀에 대해 활성화된다.
- 모든 다른 경우에, 표준 모드가 활성화된다.
피부 색조의 검출은, 대부분의 사람에 대해 피부 색조가 CbCr 칼라 차이 벡터 공간에서 대략 약 115° 내지 135°의 위상각 사이의 영역에 일반적으로 위치한다는 점에 기초한다. 더욱이, CbCr 벡터 진폭은 일반적으로 최대 칼라 채도의 10% 내지 50% 의 어느 곳에 위치한다. 피부 색조 축 근처에 위치하는 적거나 더 많은 칼라 채도를 갖는 물체는 인간의 피부일 가능성이 없고, 검출 프로세스에서 무시될 수 있다.
도 7은 피실험자의 얼굴상의 커서에 위치한 피부 색조의 CbCr 칼라 공간 위상 및 진폭(노란색 마커)의 벡터스코프(vectorscope) 디스플레이를 도시한다. 124 °의 위상각 및 23%의 진폭은 원하는 피부 색조 검출 영역 내에 충분히 위치한다.
더욱이, 휘도 성분은 또한 RGB 칼라 성분이 사용되는 경우에서와 같이(도 8에 비해) 추가 피부 색조 검출 기준으로서 이용될 수 있다. 허위 윤곽 보정에 대한 피부 칼라 검출은, 부정확한 검출이 대부분의 경우에 어떠한 주요 저하 결과도 초래하지 않는다는 점으로 인해 다른 응용에 대해 흔히 있듯이 중요하지 않다. 저역 통과 필터 및 레벨 임계는 검출 프로세스 전에 구현되어야 하여, 허위 윤곽 보정이 피부 색조 검출 좌표 내에 위치할 수 있는 작은 칼라 영역에 의해 트리거링되는 것을 방지한다.
제안된 피부 검출의 블록도는 도 8에 도시된다. 먼저, RGB-신호는 저역 통과 필터 및 레벨 임계를 받는다. 결과적인 신호의 위상(Ph) 및 진폭(Am)은 추출되고, 결정 블록에 공급된다. 위상(Ph) 및 진폭(Am)이 Phmin, Phmax, Ammin, 및 Ammax의 좌표 내에 있는 경우, "피부 온(skin on)" 신호는 출력된다. 다른 경우에, "피부 오프" 신호는 결정 블록으로부터 출력된다.
Phmin, Phmaz, Ammin 및 Ammax에 대한 값이 외부 레지스터로부터 나오는 사전 결정된 값이다. 상기 예에 사용된 값은 다음과 같다:
Phmin = 115°
Phmax = 135°
Ammin = 10%
Ammax = 50%
허위 윤곽의 가시도(visibility)는 피부와 같은 균일한 영역 상에 매우 높지만, 그 가시도는 높은 텍스처화된 물체 상에 감소된다. 이전 단락에서, 피부 칼라를 검출하는 방식이 제공된다. 이러한 검출의 정밀도를 추가로 증가시키기 위해, 피부의 균일함을 체크함으로써 피부 텍스처의 증명을 추가하는 것이 제안된다. 즉, 이러한 영역 상의 "허위 윤곽 임계 모드"를 활성화하기 전에 피부 칼라 영역 상에 존재하는 실제적인 텍스처가 거의 없다는 것이 체크될 것이다. 더욱이, 상기 영역이 너무 많은 텍스처를 포함할 때, 텍스처 자체로 인해 허위 윤곽이 교란하지 않는 영역, 또는 비-피부 영역의 표시이다(텍스처는 허위 윤곽 효과를 숨길 것이다).
본 명세서에 제공된 검출은 약간 더 복잡한 선택적인 검출이지만, 이것은 이러한 효과에 의해 실제로 오염되지 않는 영역 상에 "허위 윤곽 임계 모드"의 이용의 추가 감소를 허용해야 한다.
상기 검출에 대해, 홀수로서 N 및 M을 갖는 현재 픽셀 P(x;y) 주위의 블록(NxM)이 정의된다. 현재 픽셀은 블록의 중심(x0:y0)에 정확히 위치된다.
각 칼라 성분에 대해, 선택된 블록의 히스토그램에 관련된 다음의 파라미터를 갖는다:
그레이 레벨의 평균:
Figure 112006097592327-pct00002
P(x;y)
이러한 파라미터는 히스토그램의 평균값(그레이 스케일에서의 위치)을 나타낸다.
그레이 레벨의 변동:
Figure 112006097592327-pct00003
[P(x;y)-MGL(xo;y0)]2
이러한 파라미터는 평균값 주위의 그레이 레벨의 재분할(repartition)을 나타낸다.
비틀림:
Figure 112006097592327-pct00004
[P(x;y)-MGL(xo;y0)]3
이러한 파라미터는 히스토그램의 불일치성을 측정한다(평균값 주위에 평형이 잘 이루어지거나 그렇지 않은)
첨도:
Figure 112006097592327-pct00005
[P(x;y)-MGL(xo;y0)]4
이러한 파라미터는 히스토그램의 일반적인 형태에 대한 정보(날카롭고 가늘거나 오히려 평탄화된)를 제공한다.
모든 이러한 파라미터로부터, 대부분 SKEW 및 KURT 파라미터는 텍스처를 평가하는데 사용될 것이다.
이와 동시에, 블록에 위치한 고주파수가 분석되어야 한다. 더욱이, 균일한 블록은 단지 저주파수를 갖는 반면, 현저하게 텍스처화된 블록은 고주파수에 위치한 훨씬 더 많은 에너지를 가질 것이다. 주파수는 블록의 푸리에 변환을 이용함으로써 분석될 것이다.
Figure 112006097592327-pct00006
Figure 112006097592327-pct00007
함수{F(u;v)}는 푸리에 영역에서의 블록의 공간 주파수의 재분할을 나타낸다(u: 수평 주파수 - v: 수직 주파수). 푸리에 영역은 도 9에 도시된다.
[-L;L] 및 [-K;K] 사이에 위치한 영역은 저주파수 영역을 나타낸다. 그 나머지는 영역 H(고주파수에 대해)로서 정의된다. 그러므로, 얼마나 많은 에너지가 저주파수에 위치하는 지를 결정하기 위해, 다음 수학식을 이용할 것이다:
Figure 112006097592327-pct00008
여기서,
Figure 112006097592327-pct00009
마지막으로, 특정한 허위 윤곽 결정 모드를 활성화하거나 활성화하지 않는 것에 대한 결정은 다음과 같이 주어진다.
If Enhigh ≥EnergyMin 표준 모드의 활성화
else if Enhigh < EnergyMin
if |SKEW|≥SKWE_Min 및 KURT≥KURT_Min 표준 모드의 활성화.
다른 경우 특정 허위 윤곽 모드를 사용한다.
이제, 전술한 개념은 예로서 예시될 것이다. 이러한 목적을 위해, 나무 및 꽃 전면에 위치한 여자의 화상이 취해지고, 텍스처 분석을 위한 3개의 영역이 한정된다: 블록 1(빰에), 블록 2(턱 상에), 블록 3(꽃에). 이러한 화상의 텍스처 분석은 도 10 내지 도 16과 관련하여 예시된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 선택된 영역(블록 1)은 순수한 균일한 피부 영역 상에 있다. 녹색, 청색 및 적색 신호에 관련된 히스토그램은 도 10의 우측에 도시된다. 각 히스토그램의 우측 상에, 통계값(MGL, VGL, SKEW 및 KURT)이 제공된다. 히스토그램에서, 픽셀의 수는 비디오 레벨에 대해 그려진다.
히스토그램은 매우 날카롭고, 비틀림 및 첨도의 파라미터는 매우 작다. 이것은 균일한 영역을 나타낸다.
블록 1의 스펙트럼 분석의 결과는 도 11에 도시된다(3개의 칼라 각각에 대한 스펙트럼 룸의 1/4분면). 이러한 도면에서, 각 칼라에 대한 에너지는 저주파수(좌측 코너)에 위치한다. 이것은, 분석된 블록이 주로 거의 어떠한 텍스처도 갖지 않는 균일한 영역이라는 것을 의미한다. 고주파수에 위치한 에너지는 무시할 만하고, 그 영역은 균일한 영역으로서 처리될 것이다.
도 12는 검은 점{애교점(beauty spot)}을 제외한 순수한 균일한 피부 영역 상에 선택된 영역(블록 2)의 히스토그램 분석을 도시한다. 히스토그램은 블록 1보다 더 크고, 비틀림 및 첨도의 파라미터는 더 크지만, 너무 강하지 않고, 이것은 여전히 균일한 영역을 나타낼 것이다.
블록 2의 스펙트럼 분석의 결과는 도 13에 도시된다. 에너지는 저주파수(좌측 코너)에 위치한다. 약간 높은 주파수(하부 좌측 코너)가 있지만, 무시할만하다. 이것은, 분석된 블록이 주로 전이를 제외한 거의 어떠한 텍스처도 갖지 않는 균일한 영역이라는 것을 의미한다: 이러한 전이는 피부와 검은 점 사이의 에지에 대응한다. 어쨌든, 고주파수에 위치한 에너지는 무시할 만할 것이고, 그 영역은 균일한 영역으로서 처리될 것이다.
도 14는 많은 텍스처를 포함하는 꽃 상에 선택된 영역(블록 3)의 히스토그램 분석을 도시한다. 히스토그램은 블록 1에 대해서보다 더 크고, 비틀림 및 첨도의 파라미터는 2가지 이전 경우에 비해 매우 강하다. 이것은 비균일 영역을 나타낸다.
블록 3의 스펙트럼 분석의 결과는 도 15에 도시된다. 에너지는 고주파수(중간 영역)쪽에 더 많이 위치한다. 저주파수(좌측 코너)에는 약간의 에너지가 있지만, 무시할 만하다. 이것은, 분석된 블록이 그것의 칼라와 독립적으로 특정한 허위 윤곽 처리를 필요로 하지 않는 주로 많은 텍스처를 갖는 블록이라는 것을 의미한다(심지어 그 색조가 피부 색조와 유사하더라도).
도 16은 꽃을 가진 여자의 화상의 분석으로부터 얻어진 분할의 결과를 도시한다. 그레이에서의 영역은, 특정한 허위 윤곽 코딩이 사용되는 영역에 대응하는 반면, 나머지가 표준 접근법으로 코딩된다. 히스토그램 및 에너지의 분석에 기초한 분할은 여자의 피부 영역을 명백히 초래한다.
도 17은 특정 영역에 사용될 코딩에 관한 결정에 대한 본 발명의 알고리즘을 도시한다. 프레임(T)으로부터의 입력 R, G, B 신호는 단색 테스트 유닛(1)에서의 단색 테스트에 의해, 그리고 픽셀이 단색이 아닌 경우 피부 칼라 테스트 유닛(2)에서의 피부 칼라 테스트에 의해 분석된다. 그 다음에, 현재 픽셀이 단색이거나 피부 칼라를 갖는 경우, 그 텍스처가 분석될 것이다.
- 텍스처가 에너지 계산 유닛(3)에서 계산되고 테스트되며 낮은 비틀림 및 첨도 파라미터{VGL, SKEW 및 KURT 계산 유닛(4)에서 계산되고 테스트된}를 가지면, 특정한 허위 윤곽 모드(5)는 활성화된다.
- 현재 영역이 너무 많은 텍스처(고주파수 또는 높은 첨도 및 비틀림)를 갖는 경우, 표준 모드(6)가 사용된다.
도 17에 제공된 예는 특정한 영역에 사용될 코딩에 관한 결정에 대한 본 발명의 알고리즘을 도시한다. 프레임(T)으로부터의 입력(R, G, B) 신호는 단색 테스트 입력(1)에서의 단색 테스트에 의해, 그리고 픽셀이 단색이 아닌 경우 피부 칼라 테스트 유닛(2)에서 피부 칼라 테스트에 의해 분석된다. 그 다음에, 현재 픽셀이 단색이거나 피부 칼라를 갖는 경우, 그 텍스처가 분석될 것이다.
- 텍스처가 에너지 계산 유닛(3)에서 계산되고 테스트되며 낮은 비틀림 및 첨도 파라미터{VGL, SKEW 및 KURT 계산 유닛(4)에서 계산되고 테스트됨}를 가지면, 특정한 허위 윤곽 모드(5)가 활성화된다.
- 현재 영역이 너무 많은 텍스처(고주파수 또는 높은 첨도 및 비틀림)를 갖는 경우, 표준 모드(6)가 사용된다.
도 17에 도시된 예는, 예를 들어 에너지 및/또는 히스토그램 분석에 의해 텍스처의 선택적 검출을 이용한 완전한 특징적 예(full featured example)이며, 이것은 더 강력한 개념이다. 덜 강력하지만 구현하기에 더 간단한, 단색 검출(1) 및 피부 칼라 검출(2)에만 기초로 한 간략화된 버전은 도 18에 도시된다. 이러한 경우에, 허위 윤곽 모드(5)는 픽셀이 단색인 경우 또는 칼라가 피부 칼라인 경우에 활성화된다. 모든 다른 상황에서, 표준 모드(6)가 적용될 것이다.
다음 단락에서, 분할 부분이 전체 PDP 구조에서 어떻게 구현되는지를 보여준다.
본 발명에 따른 전체 개념의 구현이 도 19에 도시된다. 입력 R, G, B 비디오 데이터(3x12 비트)는,
Figure 112006097592327-pct00010
(여기서 γ는 2.2와 약간 동일하고, MAX는 가장 높은 가능한 입력 값을 나타낸다)의 형태로 2차 함수를 수행하는 디감마 블록(11)으로 송출되기 전에 도 17의 피부 분할 부분(10) 또는 도 18의 10'에 바로 송출된다. 디감마 유닛(11)의 출력은 정확히 낮은 레벨을 렌더링할 수 있기 위해 12 초과 비트를 갖는다.
피부 분할 부분(10, 10')은, 특정한 허위 윤곽 코딩 또는 오히려 표준 코딩이 사용되어야 하는 지를 결정하기 위해 픽셀당 분할 픽셀을 수행한다. 출력 허위 윤곽 레벨은 코딩 선택 블록(12)으로 보내지고, 이 블록은 사용될 적절한 GCC 코딩 또는 표준 코딩을 선택할 것이다. 이러한 선택된 모드에 기초하여, 재스케일링(rescaling) 유닛(13)의 LUT 및 코딩 블록(15)의 LUT는 업데이트된다. 재스케일링 유닛(13)은 GCC를 수행하는 반면, 코딩 유닛(15)은 일반적인 서브-필드 코딩을 수행한다. 이들 사이에, 디더링 유닛(14)은 비디오 신호를 정확히 렌더링하기 위해 4 초과 비트 디더링을 추가할 것이다. 재스케일링 유닛(13)의 출력이, p가 사용된 GCC 코드워드의 총 양(본 예에서 255 중 40)을 나타내는 p*16 상이한 출력 레벨을 갖는 다는 것이 주지되어야 한다. 4 추가 비트는 출력에서 충분한 이산 비디오 레벨을 갖기 위해 디더링에 사용된다. 디더링 이후에, 각 신호 RGB의 p 레벨이 남아있다. 유닛(15)에서의 서브-필드 코딩은 각 칼라 신호(RGB)에 대해 16 비트를 갖는 서브-필드 데이터를 생성한다. 결과적인 서브-필드 데이터는 PDP(16)로 송신된다.
전술한 실시예는 PDP에 관한 것이다. 그러나, 픽셀을 조명하기 위해 PWM을 이용하는 임의의 다른 종류의 디스플레이도 본 발명으로부터 이익을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 화상의 픽셀에 대응하는 복수의 발광 요소를 갖는 디스플레이 디바이스 상의 디스플레이를 위해 비디오 데이터를 처리하는 방법 등에 이용된다.

Claims (11)

  1. 화상의 픽셀에 대응하는 복수의 발광 요소를 갖는 디스플레이 디바이스(16) 상의 디스플레이를 위해 비디오 데이터를 처리하는 방법으로서, 비디오 프레임 또는 필드의 시간은 복수의 서브-필드로 나누어지고, 그 동안 상기 발광 요소는 픽셀을 조명하는 p 가능한 비디오 레벨을 인코딩하는데 사용된 n 비트의 서브-필드 코드워드에 대응하는 작은 펄스에서 광 방출을 위해 활성화될 수 있고,
    - 제 1 인코딩 방법(5)을 이용하여 화상의 제 1 부분을 인코딩하는 단계(12, 13)로서, 픽셀을 조명하기 위해 가능한 비디오 레벨 세트 중에서, n<m<p인 m 비디오 레벨의 서브셋이 선택되고, 이것은 광 생성을 위해 사용되고, 상기 m 값은, 대응하는 서브-필드 코드워드의 광 생성을 위해 시간적 무게 중심(CG1, CG2, CG3)이 비디오 레벨에 따라 연속적으로 증가한다는 규칙에 따라 선택되는, 인코딩 단계(12, 13)를
    포함하는, 비디오 데이터 처리 방법에 있어서,
    - 미리 결정된 기준에 기초하여 상기 화상의 상기 제 1 부분을 선택하는 단계와;
    - 상기 제 1 인코딩 방법(5)과 상이한 제 2 인코딩 방법(6)을 이용하여 상기 화상의 상기 제 1 부분과 상이한 적어도 하나의 제 2 부분을 인코딩하는 단계(12, 13)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    비디오 데이터 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 부분에 대한 선택 기준은, 미리 결정된 최소 크기보다 더 큰 크기를 갖는 균일한 영역인, 비디오 데이터 처리 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 균일한 영역은 미리 결정된 텍스처를 갖는, 비디오 데이터 처리 방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 균일한 영역은 미리 결정된 칼라를 갖는, 비디오 데이터 처리 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 미리 결정된 칼라는 칼라 공간 다이어그램의 위상각(Ph) 및 진폭(Am)에 의해 결정된 피부 칼라인, 비디오 데이터 처리 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 미리 결정된 칼라는 그레이 색조인, 비디오 데이터 처리 방법.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    한 영역에서, 상기 영역의 비틀림(skewness)이 최소 비틀림보다 더 크고, 상기 영역의 첨도(kurtosis)가 최소 첨도보다 더 큰 경우, 제 2 인코딩 방법만이 사용되는, 비디오 데이터 처리 방법.
  8. 화상의 픽셀에 대응하는 복수의 발광 요소를 갖는 디스플레이 디바이스(16) 상의 디스플레이를 위해 비디오 데이터를 처리하는 디바이스로서, 비디오 프레임 또는 필드의 시간은 복수의 서브-필드(SF)로 나누어지고, 그 동안 상기 발광 요소는 픽셀을 조명하는 p 가능한 비디오 레벨을 인코딩하는데 사용된 n 비트의 서브-필드 코드워드에 대응하는 작은 펄스에서 광 방출을 위해 활성화될 수 있고,
    - 제 1 인코딩 방법(5)을 이용하여 화상의 제 1 부분을 인코딩하는 인코딩 수단(12, 13)으로서, 픽셀을 조명하기 위해 미리 주어진 가능한 비디오 레벨 세트 중에서, n<m<p인 m 비디오 레벨의 서브셋이 선택되고, 이것은 광 생성을 위해 사용되고, 상기 m 값은, 대응하는 서브-필드 코드워드의 광 생성을 위해 시간적 무게 중심(CG1, CG2, CG3)이 비디오 레벨에 따라 연속적으로 증가한다는 규칙에 따라 선택되는, 인코딩 수단(12, 13)을
    포함하는, 비디오 데이터 처리 디바이스에 있어서,
    - 미리 결정된 기준에 기초하여 상기 화상의 상기 제 1 부분을 선택하기 위해 상기 인코딩 수단(12, 13)에 연결된 선택 수단을 포함하고,
    - 상기 인코딩 수단(12, 13)은, 상기 제 1 인코딩 방법(5)과 상이한 제 2 인코딩 방법(6)을 이용하여 상기 화상의 상기 제 1 부분과 상이한 적어도 하나의 제 2 부분을 인코딩하기 위해 적응되는 것을 특징으로 하는, 비디오 데이터 처리 디바이스.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 부분에 대한 선택 기준은 미리 결정된 최소 크기보다 더 큰 크기를 갖는 균일한 영역인, 비디오 데이터 처리 디바이스.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 균일한 영역은 미리 결정된 칼라를 갖는, 비디오 데이터 처리 디바이스.
  11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    한 영역에서, 상기 영역의 비틀림이 최소 비틀림보다 더 크고 상기 영역의 첨도가 최소 첨도보다 더 큰 경우, 제 2 인코딩 방법만이 사용되는, 비디오 데이터 처리 디바이스.
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