KR101152455B1

KR101152455B1 - 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101152455B1
Application number: KR1020060031139A
Authority: KR
Inventors: 이동훈; 이선화; 최용우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2012-06-01
Also published as: KR20070099847A

Abstract

본 발명은 입력영상을 주파수 특성에 따라 분류하고, 그 분류된 영상의 종류에 따라 다운 스케일링을 실시하여 렌더링 효과를 극대화하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 입력영상을 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 특성을 분석하고 그 분석 결과에 따른 입력영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 다운 스케일링하는 다운 스케일링부와; 상기 다운 스케일링부에 의해 다운 스케일링된 영상을 표시할 수 있는 표시장치에 의해 달성된다.

Description

영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DISPLAY DEVICE}

도 1은 서브픽셀 렌더링 변환방법을 나타낸 설명도.

도 2는 서브픽셀 렌더링을 위한 변환 필터의 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치의 블록도.

도 4의 (a)-(c)는 본 발명에 의한 텍스트 영상, 풍경 영상, 인물 영상을 주파수 도메인으로 변환한 그래프의 예시도.

도 5의 (a)-(c)는 본 발명에 따른 렌더링 필터의 예시도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

31 : 다운 스케일링부 31A : 영상/주파수 변환부

31B : 주파수특성 분석부 31C : 렌더링 필터부

32 : 표시장치

본 발명은 영상신호에 대한 서브픽셀 렌더링(Sub Pixel Rendering) 기술에 관한 것으로, 특히 영상의 종류에 따라 서로 다른 필터를 사용하여 최적의 렌더링이 가 능하도록 한 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 화상을 표시하는 장치로 음극선관(CRT)이 많이 사용되었다. 그러나, 최근에는 음극선관의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 등장하였다. 이러한 평판 표시장치의 예로써, 액정표시장치(LCD), 전계방출표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다.

일반적으로, 사이즈가 큰 표시장치에 디스플레이하기 위해 생성된 영상을 보다 작은 표시장치에 디스플레이하고자 하는 경우, 다운 스케일링을 실시하게 된다. 예를 들어, 도 1은 VGA 해상도의 영상을 QVGA 해상도의 영상으로 디스플레이하기 위해 다운 스케일링하는 것을 나타낸 것으로, 여기서 VGA의 1 픽셀이 QVGA의 1 서브-픽셀로 1:1 매칭되는 것을 알 수 있다.

도 2는 상기 다운 스케일링을 실시할 때 각 대응되는 픽셀을 중심으로 3×3 매트릭스를 구성하여 필터링하는 예를 나타낸 것이다. 도 2와 같은 3×3 필터에서 9개의 필터계수(Coefficient)(K1～K9)의 합은 1이 되어야 하며, 그 중에서 센터값인 K5는 1:1 매칭되는 픽셀 데이터 값을 반영하는 중요한 인자이다. 상기 K5는 이론상 0～1 사이의 값으로 설정되는데, "1"로 설정되면 그 위치에 해당하는 데이터만 취하게 되어 서브 픽셀 렌더링 효과인 평탄한(smooth) 영상을 얻을 수 없고, "0"으로 설정되면 그 위치에 해당되는 데이터를 무시하고 그 주변 픽셀의 데이터만 취하게 되어 논리적으로 맞지 않는다. 따라서, 0과 1의 한계치를 제외한 적절한 값으로 설정하게 된다.

상기 필터계수에 따라 렌더링 효과가 크게 좌우되므로 그 필터계수를 최적화하는 것이 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고, 종래의 서브픽셀 렌더링 기술에 있어서는 영상을 다운 스케일링할 때 영상의 종류에 관계없이 동일한 렌더링 필터를 사용하게 되어 있어, 렌더링 효과가 제대로 발휘되지 않는 결함이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력영상을 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 특성에 따라 분류하고, 그 분류된 영상의 종류에 따라 그에 상응되는 렌더링 필터를 적용하여 필터링하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력영상을 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 특성을 분석하고 그 분석 결과에 따라 입력영상의 종류를 분류한 후, 그 분류된 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 다운 스케일링하는 다운 스케일링부와; 상기 다운 스케일링부에 의해 다운 스케일링된 영상을 표시할 수 있는 표시장치를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은, 입력영상을 주파수 도메인으로 변환하는 단계와; 상기 변환된 주파수 도메인 상에서 주파수 성분의 분포 특성에 따라 영상의 종류를 분류하는 단계와; 상기 분류된 영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 입력영상을 필터링하는 단계와; 상기와 같은 일련의 단계를 통해 다운 스케일링된 영상을 표시장치에 디스플레이하는 단계를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력영상(Vin)을 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 성분의 특성을 분석하고 그 분석 결과에 따라 입력영상의 종류를 분류한 다음, 그 분류된 종류에 상응되는 렌더링 필터를 적용하여 필터링하는 다운 스케일링부(31)와; 상기 다운 스케일링부(31)에 의해 다운 스케일링된 영상을 표시할 수 있는 표시장치(32)로 구성하였다.

상기 다운 스케일링부(31)는 입력영상(Vin)을 주파수 도메인으로 변환하는 영상/주파수변환부(31A)와; 상기 변환된 주파수 도메인 상에서 주파수 성분의 분포 특성에 따라 영상의 종류를 분류하는 주파수특성 분석부(31B)와; 상기 분류된 영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 입력영상을 필터링하는 렌더링 필터부(31C)로 구성하였다.

상기 표시장치(32)는 액정 표시장치(LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등을 포함하는 화상 표시장치이다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

다운 스케일링부(31)에서는 입력영상(Vin)을 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 성분의 특성을 분석하고 그 분석 결과에 따른 영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 필터링하는 방식으로 다운 스케일링한다.

즉, 영상/주파수변환부(31A)는 입력영상(Vin)을 주파수 도메인으로 변환하게 되는데, 도 4의 (a)-(c)는 텍스트 영상, 풍경 영상, 인물 영상을 주파수 도메인으로 변환한 그래프를 나타낸 것이다. 상기 그래프상에서 중앙 부분이 저주파수 영역이고 외곽 부분이 고주파수 영역이다.

그리고, 주파수특성 분석부(31B)는 상기 변환된 주파수 도메인 상에서 주파수 성분(예: 고주파 및 저주파 성분)의 분포 특성을 분석하여 그에 따른 영상의 종류를 판별하게 된다.

상기 텍스트 영상의 경우 도 4의 (a)와 같이 고주파 성분과 저주파 성분이 비교적 고르게 분포된 것을 알 수 있고, 풍경 영상의 경우 도 4의 (b)와 같이 고주파 성분이 도 4의 (a)에 비하여 덜 분포된 것을 알 수 있으며, 인물 영상의 경우 도 4의 (c)와 같이 고주파 성분이 거의 없고 저주파수 성분만 중앙에 몰려 있는 것을 알 수 있다.

즉, 주파수 도메인으로 분류해 볼 때, 상기 텍스트 영상은 고주파형에 속하고, 풍경 영상은 중간주파형에 속하며, 인물 영상은 저주파형에 속한다. 이는 다음과 같은 특징에 기인한다.

텍스트 영상의 경우 텍스트 부분과 배경 부분이 검은색과 흰색으로 되어 있어 전반적으로 윤곽이 확실하게 구별되는 반면, 풍경 영상의 경우 전반적으로 윤곽 변화가 중간 정도이며, 인물 영상의 경우 전반적으로 윤곽 변화가 극히 미미하다.

다음은 상기 주파수특성 분석부(31B)가 주파수 도메인으로 변환된 영상을 주파 수 분포 특성에 따라 3가지 종류로 분류하는 예를 나타낸 것이다.

렌더링 필터부(31C)는 상기 분류된 영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 입력영상을 필터링하게 된다.

도 5는 상기와 같이 분류된 영상에 따라 상기 렌더링 필터부(31C)에서 적용되는 렌더링 필터를 예시적으로 나타낸 것이다. 즉, 도 5의 (a)는 상기 고주파형에 해당되는 텍스트 영상을 위한 렌더링 필터를 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 상기 중간주파형에 해당되는 풍경 영상을 위한 렌더링 필터를 나타낸 것이며, 도 5의 (c)는 상기 저주파형에 해당되는 인물 영상을 위한 렌더링 필터를 나타낸 것이다.

상기 도 5의 (a)-(c)에서 중앙의 필터계수를 살펴보면, 텍스트 영상을 위한 렌더링 필터의 계수(3/4)가 가장 큰 값이고, 풍경 영상을 위한 렌더링 필터의 계수(1/2)가 두 번째로 큰 값이며, 인물 영상을 위한 렌더링 필터의 계수(1/4)가 가장 작은 값인 것을 알 수 있다.

상기의 설명에서는 영상을 주파수 도메인으로 변환하고 그 변환된 주파수 분포 특성에 따라 3가지 종류로 분류하는 예를 나타내었는데, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니라 2가지, 4가지, 5가지 등으로 다양하게 분류할 수 있다.

또한, 고주파 구간도 "0,1/3,2/3,1", "0,1/4,1/2,1","0,1/4,3/4,1" 등으로 다양하게 선택할 수 있다.

또한, 상기 각 렌더링 필터에 적용되는 필터 계수도 적절한 값으로 변화시켜 최적의 필터를 구현할 수 있다.

한편, 상기와 같은 과정을 통해 다운 스케일링된 소정의 해상도를 가지는 영상신호가 표시장치(32)에 디스플레이된다.

참고로, 상기 표시장치(32)는 액정 표시장치, 전계방출 표시장치, 플라즈마 표시 패널 및 발광 표시장치 중 어느 하나의 표시장치이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 입력영상을 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 특성을 분석하고 그 분석 결과에 따라 입력영상의 종류를 분류하여 해당 렌더링 필터로 다운 스케일링 함으로써, 렌더링 효과를 극대화할 수 있는 이점이 있다.

Claims

입력영상을 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 특성을 분석하고 그 분석 결과에 따른 입력영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 필터링하는 다운 스케일링부와;

상기 다운 스케일링부에 의해 다운 스케일링된 영상을 표시할 수 있는 표시장치를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치.
제1항에 있어서, 다운 스케일링부는

입력영상을 주파수 도메인으로 변환하는 영상/주파수변환부와;

상기 변환된 주파수 도메인 상에서 주파수 성분의 분포 특성에 따라 영상의 종류를 분류하는 주파수특성 분석부와;

상기 분류된 영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 입력영상을 필터링하는 렌더링 필터부로 구성된 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치.
제2항에 있어서, 주파수특성 분석부는 영상의 종류를 분류할 때 주파수 분포 특성에 따라 적어도 두 가지 이상의 종류로 분류하도록 구성된 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치.
제2항에 있어서, 주파수 특성 분석부는 영상의 종류를 주파수 분포 특성에 따라 3가지로 분류할 때, 고주파형, 중간주파형, 저주파형으로 분류하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치.
제4항에 있어서, 고주파형은 텍스트 영상을 포함하고, 중간주파형은 풍경 영상을 포함하며, 저주파형은 인물 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치.
제2항에 있어서, 렌더링 필터부는 영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용할 때, 중앙의 필터계수 값의 크기가 고주파형, 중간주파형, 저주파형의 순서로 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치.
제1항에 있어서, 표시장치는 액정 표시장치, 전계방출 표시장치, 플라즈마 표시 패널 및 발광 표시장치 중에서 어느 하나의 표시장치인 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 장치.
입력영상을 주파수 도메인으로 변환하는 단계와;

상기 변환된 주파수 도메인 상에서 주파수 성분의 분포 특성에 따라 영상의 종류를 분류하는 단계와;

상기 분류된 영상의 종류에 따라 해당 렌더링 필터를 적용하여 입력영상을 필터 링하는 단계와;

상기와 같은 일련의 단계를 통해 다운 스케일링된 영상을 표시장치에 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 서브픽셀 렌더링 방법.