KR101429130B1 - 비디오 화상을 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 프로세싱하는 방법과 장치에 관한 것이다. 상기 방법은:
- 각각의 비디오 화상을 화상의 비디오 그레디언트에 따른 적어도 제1 유형의 영역과 제2 유형의 영역으로 분리시키는 단계로서, 구체적인 비디오 그레디언트 범위는 각 유형의 영역과 연관되는, 분리 단계와;
- 제1 서브-필드 코드 워드 세트를 제1 유형의 영역에 할당하고, 제2의 서브-필드 코드 워드 세트를 제2 유형의 영역에 할당하는 단계로서, 상기 제2의 세트는 상기 제1 세트의 서브세트인, 할당 단계와;
- 제1 서브-필드 코드 워드의 세트로 제1 유형의 영역의 픽셀을 인코딩하고 제2 서브-필드 코드 워드의 세트로 제2 유형의 영역의 픽셀을 인코딩하는 단계를 포함하되,
제1 유형의 영역의 픽셀과 제2 유형의 영역의 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 픽셀의 수평 라인에 대해, 상기 제2 유형의 영역은, 상기 제1 유형의 영역에서의 다음 픽셀이 제1 및 제2 서브-필드 코드 워드의 세트에 속하는 서브-필드 코드 워드에 의해 인코딩되는 픽셀이 되기까지 확장된다.
플라즈마 디스플레이, 동적 의사 윤곽 효과 보상, 비디오 화상, 장치, 방법

Description

비디오 화상을 처리하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING VIDEO PICTURES}
본 발명은 특히 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 기술은 현재, 시야각의 제약(viewing angle constraints)없이 아주 큰 크기와 제한된 깊이를 갖는 편평한 칼라 패널의 획득을 가능하게 한다. 상기 스크린의 크기는 고전적인 CRT 화상 튜브가 허용해 온 것보다 훨씬 더 클 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널(즉, PDP)은 오로지 "온(on)" 또는 "오프(off)"만 될 수 있는 방전 셀의 매트릭스 어레이(matrix array)를 이용한다. 그러므로 그레이 레벨이 발광의 아날로그 제어에 의해 표현되는 음극 광선 튜브 디스플레이 디바이스 또는 액정 디스플레이 디바이스와는 달리, PDP는 각 셀의 펄스 폭 변조에 의해 그레이 레벨을 제어한다. 이러한 시간 -변조는 눈의 시간 응답에 대응하는 주기 동안 눈에 의해 통합된다. 셀이 주어진 시간 프레임에서 더 자주 스위치-온 될수록, 이 셀의 휘도 즉, 밝기는 더 높아진다. 8 비트 밝기 레벨 즉, 칼라 당 255개의 레벨을 처분하길 원한다는 사실을 가정한다. 이러한 때에, 각 레벨은 다음의 가중치를 갖는 8 비트의 결합에 의해 표현될 수 있다: 1-2-4-8-16-32-64-128
이러한 코딩을 실현하기 위해, 상기 프레임 주기는 서브 필드라고 불리는, 8개의 광 서브-주기로 나눠질 있으며, 각각의 광 서브-주기는 비트와 밝기 레벨에 대응한다. 비트 "2"에 대한 광 펄스의 개수는 비트 "1"에 대한 개수의 두 배이다. 비트 "4"에 대한 광 펄스의 개수는 비트 "2"에 대한 개수의 두 배(등등)이다. 이러한 8개의 서브 프레임이 있으면, 256개의 그레이 레벨을 만드는 것이 결합을 통해 가능하다. 관찰자의 눈은 올바른 그레이 레벨의 인상(impression)을 갖기 위해 프레임 주기 동안 이러한 서브-주기를 통합한다. 도 1은 8개의 서브-필드를 갖는 이러한 프레임을 도시한다. 발광 패턴은 그레이 레벨과 칼라의 혼란(disturbance)에 대응하는 이미지 품질 저하(degradation)의 새로운 카테고리를 도입한다. PDP 스크린 상에서 관찰점이 움직일 때, 이미지 품질 저하가 화상에서 유색 에지(colored edge)의 환영(apparition)의 형태로 그레이 레벨 및 칼라의 혼란에 대응하기 때문에 이는 "동적 의사 윤곽 효과"로 한정된다. 화상에서의 이러한 부족은 동질 영역에서 나타나는 진한 윤곽의 인상을 야기한다. 이 화상이 평활한 계조(smooth gradation)을 가질 때 예컨대, 피부와 같이, 발광 주기가 5 또는 6 밀리초(several millisecond)를 능가할 때 상기 저하는 증가한다.
관찰점이 PDP 스크린 상에서 움직일 때, 관찰자의 눈은 이 움직임을 따라간다. 결과적으로, 이 관찰자의 눈은 프레임에 걸쳐 더 이상 상기와 동일한 셀을 통합하지 못하지만 (정적인 통합), 상기 움직임 궤도에 위치한 서로 다른 셀로부터 오는 정보를 통합하며, 결함이 많은 신호 정보를 야기하는, 모든 이러한 광 펄스를 다같이 결합한다.
기본적으로, 완전히 다른 서브-필드 코드를 갖는 하나의 레벨에서 또 다른 레벨까지 전이가 존재할 때, 상기 의사 윤곽 효과가 발생한다. 유럽 특허 출원 EP 1 256 924는, 인코딩에서 동작할 때, 2n의 가능한 서브-필드 배열 중에서 또는 비디오 레벨에서 동작할 때, p 개의 그레이 레벨 중에서 전형적으로 p=256인 p 개의 그레이 레벨을 달성하여 m이 p보다 작은 m 개의 그레이 레벨을 선택하여 근접 레벨(close level)이 근접 서브-필드 코드 즉, 거의 일시적인 무게중심(temporal center of gravity)을 갖는 서브-필드 코드를 갖도록 하는 것을 허가하는 n 개의 서브-필드를 갖는 코드를 제안한다. 이전에 알게된 바와 같이, 인간의 눈은 펄스 폭 변조로 방출된 광을 통합한다. 그러므로 기초적인 코드로 인코딩된 모든 비디오 레벨을 가정하면, 서브-필드 코드에 대한 광 생성의 일시적인 무게중심은 비디오 레벨을 통해 증가하지 못한다. 이것은 도 2에 의해 설명된다. 비디오 레벨(2)에 대응하는 서브-필드 코드의 일시적인 무게중심(CG2)은, 비디오 레벨(3)이 비디오 레벨(2)보다 더 밝을지라도, 비디오 레벨(3)에 대응하는 서브-필드 코드의 일시적인 무게중심(CG3)보다 우수하다. 발광 패턴에서의 불연속 (증가하는 레벨은 증가하는 중심점을 가지지 않음) 은 의사 윤곽을 도입한다. 코드의 중심점 CG(코드)은 서스테인(sustain) 가중치에 의해 "온(on)"가중된 서브-필드의 중심점으로서 한정된다:
Figure 112007090151625-pat00001
여기서,
- sfWi는 ith(i번째) 서브-필드의 서브-필드 가중치이고;
- 만일 ith 서브-필드가 선택된 코드에 대해 '온(on)'일 경우, 상기 δ는 1과 같고, 그렇지 않을 경우, 0이고;
- SfCGi는 ith 서브-필드의 중심점 즉, 시간 위치이다.
도 1의 프레임의 7개의 제1 서브-필드의 중심점(SfCGi)은 도 3에서 도시된다.
그러므로 이러한 정의를 통해, 다음의 가중치 즉, 1 2 3 5 8 12 18 27 41 58 80을 갖는 11개의 서브-필드 코드에 대한 256개의 비디오 레벨의 일시적인 무게중심은 도 4에서 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 이 곡선은 단조롭지 못하고, 많은 급전(jump)을 보인다. 이러한 급전은 동적 의사에 대응한다. 특허출원 EP 1 256 924의 요점은 이 중심점이 스무스하게 증가하는 오직 일부 레벨을 선택함으로써 이러한 급전을 억제하는 것이다. 이것은 이전의 그래픽에서 급전이 없는 단조로운 곡선을 추적하고(tracing) 그리고 가장 가까운 점을 선택함으로 써 이루어 질 수 있다.
이러한 단조로운 곡선은 도 5에 도시된다. 가능한 레벨의 개수가 낮기 때문에 낮은 레벨에 대해 증가하는 중심점을 갖는 레벨을 선택하는 것이 불가능하므로, 증가하는 중심점 레벨이 선택되고 있을 경우에만, 인간의 눈이 블랙 레벨에서 아주 민감하기 때문에 블랙 레벨에서 좋은 비디오 품질을 갖기에 충분한 레벨은 존재하지 않을 것이다. 게다가, 어두운 영역에서 의사 윤곽은 무시할 만하다. 하이 레벨에서, 중심점의 감소가 존재한다. 그러므로 선택된 레벨에서 또한 감소가 존재할 것이지만, 이것은 중요한 것이 아니다. 왜냐하면 인간의 눈은 하이 레벨에서 민감하지 않기 때문이다. 이러한 영역에서, 인간의 눈은 다른 레벨을 구별할 수 없고, 이 의사 윤곽 레벨은 비디오 레벨에 따라 무시될 수 있다(만일 Weber-Fechner 법칙을 고려한다면, 인간의 눈은 상대적인 진폭에만 오로지 민감하다). 이러한 이유로 인해, 최대의 비디오 레벨의 10 퍼센트 내지 80 퍼센트 사이의 비디오 레벨에서만 곡선의 단조로움이 필요하다.
이러한 경우에, 40개의 레벨(m=40)은 256개의 가능한 레벨 중에서 선택된다. 이러한 40개의 레벨은 좋은 비디오 품질(그레이-스케일 기술)을 유지하도록 한다. 이것은 상기 비디오 레벨에서 동작할 때, 이루어 질 수 있는 선택인데, 이는 오로지 소수의 레벨 즉, 전형적으로 256개의 레벨이 이용 가능하기 때문이다. 그러나 이러한 선택이 인코딩에서 이루어질 때, 2n의 서로 다른 서브-필드 배열이 존재하므로, 더 많은 레벨이, 각 포인트가 서브-필드 배열에 대응하는 (똑같은 비디오 레벨 을 주는 다른 서브-필드 배열이 존재한다) 도 6에서 도시된 바와 같이 선택될 수 있다.
GCC라고 불리는 이러한 중심점 코딩의 주요 요점은 의사 윤곽 효과의 억제(극소수의 코드 워드)와 디더링 노이즈(dithering noise)의 억제(보다 적은 디더링 노이즈를 의미하는 더 많은 코드 워드) 사이에서 좋은 절충안을 형성하기 위해 일정량의 코드 워드를 선택하는 것이다.
문제점은 바로, 전체 화상이 콘텐츠(content)에 의존하는 서로 다른 거동을 갖는 것이다. 게다가, 피부에서와 같이 평활한 계조를 갖는 영역에서, 상기 디더링 노이즈를 줄이는데 있어서 가능한 많은 코드 워드를 가지는 것이 중요하다. 더욱이, 이러한 영역은 도 7에 도시된 GCC의 일반적인 콘셉(concept)에 아주 잘 맞는 연속적인 근접 레벨의 계조에 주로 기초한다. 이 도면에서, 피부 영역의 비디오 레벨이 나타난다. 모든 레벨이 다 근접하다는 것을 쉽게 볼 수 있고 표현된 GCC 곡선 상에서 쉽게 발견된다. 도 8은 앞서 도 7에서 도시된 여성의 이마 상에 평활한 스킨 계조를 재생산하는데 의무적인 레드, 블루 및 그린에 대한 비디오 레벨 범위를 도시한다. 이와 같은 예에서, 이 GCC는 40개의 코드 워드에 기초한다. 볼 수 있는 바와 같이, 하나의 칼라 구성요소로부터의 모든 레벨은 상당히 다 근접해있고, 이것은 GCC 콘셉에 아주 적합하다. 이 경우에, 충분한 코드 워드 예컨대, 40개가 존재한다면, 상당히 좋은 디더링 노이즈를 갖는 이러한 영역에서 거의 의사 윤곽 효과를 가지지 않는다. 그러나 이제 도 9에서 나타낸 바와 같이 여성의 이마와 여성의 머리카락 사이의 경계선에서 위치를 분석한다. 이와 같은 경우에, 그 사이에 강 한 변이를 갖는 두개의 평활한 영역(피부 및 머리카락)이 있다. 두개의 평활한 영역의 경우는 앞서 나타난 상황과 유사하다. 이 경우에, 40개의 코드 워드가 사용됨으로 인해 GCC를 통해 양호한 디더링 노이즈 거동과 결합되는 의사 윤곽 효과를 거의 갖지 않는다. 상기 변이에서의 특징은 상당히 다르다. 게다가, 이 변이를 생성하기 위해 요구되는 레벨은 스킨 레벨에서 머리카락 레벨까지 상당히 분산되어 있다. 다시 말해서, 이 레벨은 더 이상 스무스하게 발전하지 않지만, 레드 구성요소의 경우에 대해 도 10에서 도시된 바와 같이 이러한 레벨은 상당히 심하게 급전(jump)한다.
도 10에서, 86에서 53까지 레드 구성요소에서 급전을 볼 수 있다. 중간에 있는 레벨은 사용되지 않는다. 이 경우에, 광의 중심점에서 변화를 제한하는 것인 GCC의 주요 개념은 직접적으로 사용될 수 없다. 게다가, 레벨들은 서로 너무 멀리 떨어져 있고, 이러한 경우, 중심점 콘셉은 더 이상 소용이 없다. 다시 말해서, 변이 영역에서, 이 의사 윤곽은 다시 인지될 수 있다. 더욱이, 이 디더링 노이즈가 상기 상당한 그레디언트 영역에서 또한 덜 인지가능하다는 사실이 추가되어야 하는데, 상기 그레디언트 영역은 이러한 영역에서 의사 윤곽에 더 적응된 더 적은 수의 GCC 코드 워드를 사용할 수 있게 한다.
그러므로 화상에서 모든 영역에 대해 최고의 코딩 구조를 국부적으로 선택하는 것(노이즈/동적 의사 윤곽 효과 트레이드-오프에 있어서)이 하나의 해결책이다. 이런 방식으로, 유럽 특허출원 EP 1 522 964에 개시된 그레디언트 기반 코딩은, 비디오 시퀀스가 EP 1 256 924의 중심점에 의해 코딩될 때 의사 윤곽 효과를 줄이거 나 제거하는데 좋은 해결책이 될 수 있다. 이 착안은 신호 레벨에서 평활한 계조{로우 그레디언트(low gradient)}를 갖는 영역을 위한 "정상"중심점 코딩과, 이 신호 레벨에서 하이 그레디언트 변동(변이)을 겪는 영역을 위한 감소된 코드 세트(즉, 정상 중심점 코드의 세트에 대한 서브세트)을 사용하는 것이다. 11개의 코드 워드를 포함하는 감소한 코드의 세트는, 예컨대 도 11에서 도시된다. 이러한 감소된 세트는 이 영역을 위해 의사 윤곽에 관한 최적의 특성을 갖지만, 이것이 적용되는 영역은 디더링 노이즈를 도입하지 않도록 조심스럽게 선택되어야만 한다. 상기 감소된 코드의 세트가 적용되는 영역의 선택은 그레디언트 추출 필터에 의해 이루어진다. 도 12는 도 7의 화상에 있는 그레디언트 추출 필터에 의해 검출된 그레디언트 영역을 도시한다. 하이 그레디언트 영역은 이 도면에서 흰색으로 디스플레이된다. 그 외의 영역은 검은색으로 디스플레이된다.
그러므로 EP 1 522 964에 개시된 그레디언트 기반 코딩은 화상의 다른 영역 또는 부위에서 동적 의사 윤곽 효과를 줄이는데 좋은 해결책으로서 간주된다. 그러나 이는 두개의 영역{즉, 감소된 세트의 코드(하이 그레디언트)에 의해 코딩된 영역과 "정상"세트의 코드(로우 그레디언트)에 의해 코딩된 영역 사이}사이의 경계선에서 약간의 동적 의사 윤곽 효과를 유지한다. 동적 의사 윤곽 효과는 이 두개의 코드 세트 사이의 이동 때문에 도입된다. 이것은 주로 최상의 아닌 경계선 위치의 선택에 기인하며, 상기 경계선 위치는, 두개의 이웃하는 픽셀이 같은 윤곽(skeleton)으로부터 발생할지라도 완전히 양립될 수 없는 두개의 서로 다른 코드를 통해 코딩되는 곳이다.
본 발명의 목적은 잔존하는 의사 윤곽 효과를 적어도 일부분 제거하는 것이다.
하이 그레디언트 영역을 코딩하는데 필요한 코드의 세트가 화상의 다른 영역을 코딩하는데 필요한 코드의 세트로부터의 서브세트 그 자체이기에, 본 발명에 따라, 두개의 영역 사이의 경계선을 이동시키고 이를, 각각의 수평 픽셀 라인에 대해, 두개의 세트에 속하는 코드에 의해 코딩될 수 있는 픽셀에 놓도록 제안된다. 그러므로 하이 그레디언트 세트의 코드에 의해 코딩된 화상 영역이 확장된다. 이는, 상기와 동일한 세트에 속하는 두개의 코드에 의해 코딩된 임의의 이웃하는 두개의 픽셀 사이에 의사 윤곽 효과가 거의 존재하지 않는다는 관찰로부터 온다.
그러므로 본 발명은 동적 의사 윤곽 효과 보상에 대해 비디오 화상을 프로세싱하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 비디오 화상의 각각의 픽셀은 적어도 하나의 칼라 구성요소(RGB)를 갖고, 이 칼라 구성요소 값은, 본 명세서에서 이후에 서브-필드 코드 워드로 불리는 디지털 코드 워드를 통해 디지털적으로 코딩되되, 본 명세서에서 이후에 서브-필드라고 불리는, 서브-필드 코드 워드의 각 비트에 일정한 지속시간이 할당되고, 이러는 동안, 상기 픽셀의 칼라 구성요소는 광 생성을 위해 활성화될 수 있으며, 상기 방법은:
- 각각의 비디오 화상을 화상의 비디오 그레디언트에 따른 적어도 제1 유형 의 영역과 제2 유형의 영역으로 분리시키는 단계로서, 특정 비디오 그레디언트 범위는 각 유형의 영역과 연관되는, 분리 단계와;
- 제1 서브-필드 코드 워드 세트를 제1 유형의 영역과 제2 유형에 할당하고, 제2의 서브-필드 코드 워드 세트를 제2 유형의 영역에 할당하는 단계로서, 상기 제2의 세트는 상기 제1 세트의 서브세트인, 할당 단계와;
- 제1 서브-필드 코드 워드의 세트로 제1 유형의 영역의 픽셀을 인코딩하고 제2 서브-필드 코드 워드의 세트로 제2 유형의 영역의 픽셀을 인코딩하는 단계
를 포함하되,
제1 유형 영역의 픽셀과 제2 유형 영역의 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 픽셀의 수평 라인에 대해, 제2 유형의 영역은, 제1 유형 영역에서의 다음 픽셀이 제1 및 제2 서브-필드 코드 워드의 세트에 속하는 서브-필드 코드 워드에 의해 인코딩되는 픽셀이 되기까지 확장된다.
그러므로 두개의 서로 다른 코드 세트에 의해 코딩되는 두개의 영역 사이의 경계선을 이동시키고 이 경계선을 상기 두개의 세트에 속하는 코드에 의해 코딩될 수 있는 픽셀에 놓여지는 것이 가능하다면, 동적 의사 윤곽 효과는 단연코 배제된다.
바람직하게는, 제2 유형 영역의 확장은 P 개의 픽셀로 제한된다. 여기서 P는 자연수이다.
특정 실시예에서, P는 최소 숫자와 최대 숫자 사이에서 선택된 랜덤 숫자수이다.
특정 실시예에서, 개수(P)는 각 라인에서 또는 m(<P) 개의 연속 라인으로 구성된 각 그룹에서 변한다.
특정 실시예에서, 서브-필드 코드 워드의 각 세트에서, 서브-필드 코드 워드의 광 생성에 대한 일시적인 무게중심은 제1의 미리 한정된 제한 값까지의 로우 비디오 레벨 범위 및/또는 제2의 미리 한정된 제한 값까지의 하이 비디오 레벨 범위를 제외한 대응하는 비디오 레벨로 계속해서 증가한다. 이 비디오 그레디언트 범위는 유익하게도 겹치지 않으며, 서브-필드 코드 워드의 세트에서 코드의 개수는, 대응하는 비디오 그레디언트 범위의 평균 그레디언트가 더 높아짐에 따라 감소한다.
본 발명은 또한, 동적 의사 윤곽 효과 보상에 대해 비디오 화상을 프로세싱하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 비디오 화상의 각 픽셀은 적어도 하나의 칼라 구성요소(RGB)를 갖고, 이 칼라 구성요소 값은, 본 명세서에서 이후에 서브-필드 코드 워드로 불리는, 디지털 코드 워드로 디지털적으로 코딩되되, 서브-필드 코드 워드의 각 비트에 본 명세서에서 이후에 서브-필드라고 불리는, 일정한 지속시간이 할당되고, 이 지속시간 동안, 상기 픽셀의 칼라 구성요소는 광 생성을 위해 활성화될 수 있으며, 상기 장치는:
- 각각의 비디오 화상을 분할하기 위한 모듈을 화상의 비디오 그레디언트에 따라 적어도 제1 유형의 영역과 제2 유형의 영역으로 분할시키는 분할 모듈로서, 구체적인 비디오 그레디언트 범위는 각 유형의 영역과 연관되는, 분할 모듈과;
- 제1 서브-필드 코드 워드 세트를 제1 유형의 영역에 할당하고, 제2의 서브-필드 코드 워드 세트를 제2 유형의 영역에 할당하는 할당 모듈로서, 상기 제2의 세트는 상기 제1 세트의 서브세트인, 할당 모듈과;
- 제1 서브-필드 코드 워드의 세트로 제1 유형의 영역의 픽셀을 인코딩하고, 제2 서브-필드 코드 워드의 세트로 제2 유형의 영역의 픽셀을 인코딩하기 위한 인코딩 모듈을
포함하되,
제1 유형 영역의 픽셀과 제2 유형 영역의 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 픽셀의 수평 라인에 대해, 상기 분할 모듈은, 제1 유형 영역에서의 다음 픽셀이 제1 및 제2 서브-필드 코드 워드의 세트에 속하는 서브-필드 코드 워드에 의해 인코딩되는 픽셀이 되기까지 제2 유형의 영역을 확장시킨다.
그러므로 본 발명은 동적 의사 윤곽 효과 보상에 대해 비디오 화상을 프로세싱하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 비디오 화상의 각각의 픽셀은 적어도 하나의 칼라 구성요소(RGB)를 갖고, 이 칼라 구성요소 값은, 본 명세서에서 이후에 서브-필드 코드 워드로 불리는 디지털 코드 워드를 통해 디지털적으로 코딩되되, 본 명세서에서 이후에 서브-필드라고 불리는, 서브-필드 코드 워드의 각 비트에 일정한 지속시간이 할당되고, 이러는 동안, 상기 픽셀의 칼라 구성요소는 광 생성을 위해 활성화될 수 있다.
본 발명의 원리는 도 13을 참조하면 쉽게 이해될 수 있다. 이는 20개의 픽셀로 구성된 6개의 라인을 포함하는 화상의 일부분을 도시한다. (옐로로 도시된) 이러한 픽셀의 일부는 제1 코드 세트에 의해 코딩되고, (그린으로 도시된) 나머지 픽셀은 제2의 코드 세트로 코딩된다. 제 2 세트는 제1 세트의 서브세트인데 이는 즉, 제2 세트의 모든 코드가 제1 세트에 포함됨을 의미한다. 제2의 코드 세트는 예컨대, 도 5에서 도시된 바와 같은 화상의 하이 그레디언트 영역을 위해 사용되는 세트이고, 제1 세트는 도 11에 의해 도시된 바와 같이 로우 그레디언트 영역을 위해 사용되는 세트이다. 도 13에서, 제2 세트의 코드에 의해 코딩된 픽셀은 픽셀의 왼쪽 부분에 위치하고, 제1 세트의 코드에 의해 코딩되는 픽셀은 픽셀의 오른쪽 부분에 위치한다. 제2 세트가 제1 세트의 서브세트이므로, 양 세트에 속하는 코드에 의해 코딩된 옐로우 영역에 일부 픽셀이 존재한다. 이러한 픽셀은 옐로우한 그린 칼라에 의해 도 13에서 확인된다.
본 발명의 원리는 픽셀의 각 수평 라인에 대해, 제2 세트에 의해 코딩되는 영역을 이동시키는 것(제1 세트에 의해 코딩되는 영역과 제2 세트에 의해 코딩되는 영역 사이의 경계선이 이동되는 것)인데, 이는, 상기 영역이 두개의 세트(옐로우한 그린 픽셀)에 의해 코딩될 수 있는 픽셀을 충족시킬 때까지 이동시킨다. 이러한 이동은 검은 화살표로 도 13에 도시된다. 이것은 동적 의사 윤곽 효과가 배제되는 것을 보장한다. 이러한 결과를 지지하는 원인은 바로, 이웃하는 픽셀 간에 광 불연속성이 전혀 존재하지 않는 것이다. 이러한 확장을 도 13의 화상에 적용한 이후의 결과가 도 14에 의해 주어진다.
몇몇의 경우에, 양 세트의 코드에 의해 코딩될 수 있는 픽셀(옐로우한 그린 픽셀)은 최초의 경계선으로부터 멀리 떨어져 있을 수 있고, 이는 제2 세트에 의해 코딩되는 영역의 확장된 부분에 불필요한 노이즈를 도입할 수 있다. 그러므로 제2 세트에 의해 코딩되는 픽셀의 영역의 확장을 제한하는 것에 대한 기준은 유익하게도 이러한 노이즈를 줄이기 위해 도입된다. 그러므로 바람직한 실시예에서, 제2 세트에 의해 코딩되는 픽셀을 포함하는 영역의 확장은 각 수평 라인에 대해 P 개의 픽셀로 제한된다. 이 경우에, 제2 세트에 의해 코딩되는 영역은 양 세트에 의해 코딩될 수 있는 픽셀을 충족시킬 때까지 즉, 이 확장이 P 개의 픽셀과 같을 때까지 확장된다.
도 15 및 도 16은, 상기 확장이 각 라인에 대해 P=4인 픽셀에 제한되는 경우를 도시한다. 도 15는, 각 라인의 확장을 갖는 픽셀이 최대 4개가 된다는 사실을 제외하곤 도 13과 동일하다. 이러한 예에서, 픽셀의 제3 및 제5 라인의 확장은 4개의 픽셀을 초과한다. 도 16은, 확장이 각 라인에 대해 4개의 픽셀로 제한될 때의 결과를 도시한다.
상기 코드 확장을 제한하는 단계 이후에, 확장의 마지막이 고르지 않기 때문에 이 확산 다음에 공동 픽셀이 오지 않더라도, 동적 의사 윤곽을 볼 수 없다. 상기 확산은 무작위로 멈춘다. 더욱이, 제2 세트에 의해 코딩된 영역을 최대 공동 픽셀까지 확장시킴으로써 동적 의사 윤곽 효과를 배제하는 것이 불가능하다면, 이 동적 의사 윤곽 효과를 산재시키는 것이 해결책이다. 초기의 경계선이 임의대로 라면, 상기 동적 의사 윤곽 효과가 산재된다. 이 동적 의사 윤곽 효과가 산재되는 것을 확실히 하기 위해, 확장의 픽셀의 개수 P는 유익하게도 n 개의 가능한 값의 범위에서 각 라인 또는 m 개의 연속 라인으로 구성된 각 그룹에 대해 무작위로 선택 된다. 예컨대, 이 범위는 5개의 값[3,4,5,6,7]을 포함하므로 P는 무작위로 이러한 5개의 값 중에 하나가 될 수 있다.
본 발명을 실시하는 디바이스는 도 17에 나타난다. 입력값 R, G, B 화상은 예컨대, 출력=
Figure 112007090151625-pat00002
과 같은 2차 함수를 실행하는 감마 블록(1)에 전송되는데, 여기서 Υ는 대략 2.2이고, MAX는 가장 높은 가능한 입력 비디오 값을 나타낸다.
이 블록의 출력 신호는 유익하게도, 로우 비디오 레벨을 정확하게 랜더링할 수 있도록 하기위해 12 비트보다 많다.
상기 출력 신호는 분할 모듈(2)에 전송되는데, 이 분할 모듈은 예컨대, 화상을 적어도 제1 유형 영역(예컨대, 하이 그레디언트 영역)과 제2 유형 영역(로우 그레디언트 영역)으로 분할시키는 고전적인 그레디언트 추출 필터이다. 상기 감마 정정 단계 이전에, 분할 또는 그레디언트 추출을 실행하는 것이 또한 이론상 가능하다. 그레디언트 추출의 경우에, 이는 인입 신호의 최상위 비트(MSB)(예컨대, 6개의 가장 높은 비트)만을 사용함으로써 간략화될 수 있다. 이 분할 정보는 할당 모듈(3)에 전송되는데, 이 할당 모듈은 적절한 서브-필드 코드의 세트가 현재 입력 값을 인코딩하는데 사용되도록 할당한다. 제1 세트는 예컨대, 화상의 로우 그레디언트 영역을 위해 할당되고, (제1 세트의 서브세트인) 제2 세트는 하이 그레디언트 영역을 위해 할당된다. 앞서 한정된 바와 같이 제2 세트에 의해 코딩되는 영역의 확장은 이 블록에서 실시된다. 상기 할당된 세트에 의존하여, 상기 비디오는 디더 링에 의해 랜더링되는 단편 부분(fractional part)에 이러한 세트의 레벨의 개수(예컨대, 도 11에 의해 도시된 코드 세트가 사용될 경우 11개의 레벨 또는 도 5에 의해 도시되는 코드 세트일 경우 40개의 레벨)를 더한 값까지 재 스케일링(rescale)되어야 한다. 그러므로 이렇게 할당된 세트에 기초하여, 입력 레벨을 할당된 코드의 세트를 갖는 서브-필드 코드로 인코딩하기 위한 재측정 LUT(4)와 코딩 LUT(6)는 업데이트된다. 이들 사이에서, 디더링 블록(7)은 상기 비디오 신호를 정확하게 랜더링하도록 디더링하는 4개보다 많은 비트를 추가한다.
본 발명은 앞에서 설명된 실시예에 제한되지 않는다. 특히, 본 명세서에서 나타난 것들을 제외한 제1 및 제2 코드 세트가 사용될 수 있다.
본 발명은 발광의 듀티-사이클 변조(또는 펄스 폭 변조-PWM)에 기초한 디스플레이 디바이스에 적용 가능하다. 특히, 이는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 DMD(digital micro-mirror device) 기반 디스플레이 디바이스에 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 특히 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치에 이용가능 하다.
도 1은 8개의 서브-필드를 포함하는 비디오 프레임의 서브-필드 구성을 도시하는 도면.
도 2는 서로 다른 코드 워드의 일시적인 무게중심을 도시하는 도면.
도 3은 도 1의 서브-필드 구성에서 각 서브-필드의 일시적인 무게중심을 도시한 도면.
도 4는 가중치 1 2 3 5 8 12 18 27 41 58 80 으로 코딩하는 11개의 서브-필드에 대해 비디오 레벨의 일시적인 무게중심을 도시하는 곡선 나타내는 도면.
도 5는 일시적인 무게중심이 비디오 레벨을 통해 스무스하게 증가하는 코드 워드 세트의 선택을 도시한 도면.
도 6은 n 개의 서브-필드를 포함하는 프레임에 대한 2n의 서로 다른 서브-필드 배열의 일시적인 무게중심을 도시하는 도면.
도 7은 화상과 이러한 화상의 일부분의 비디오 레벨을 도시하는 도면.
도 8은 이러한 화상의 일부분을 재생산하기 위해 사용되는 비디오 레벨 범위를 도시하는 도면.
도 9는 도 7의 화상과 이 화상의 또 다른 부분의 비디오 레벨을 도시하는 도면.
도 10은 도 9의 화상의 일부분을 재생산하기 위해 실행될 비디오 레벨 급전(jump)을 도시한 도면.
도 11은 하이 그레디언트 영역을 재생산하기 위해 사용되는 세트의 코드 워드의 중심점을 나타내는 도면.
도 12는 그레디언트 추출 필터에 의해 도 7의 화상에서 검출되는 하이 그레디언트 영역을 도시하는 도면.
도 13은, 화상의 왼쪽 부분에서의 픽셀이 제1 세트의 코드에 의해 코딩되고 이 화상의 오른쪽 부분의 픽셀이 제2 세트의 코드에 의해 코딩되는 화상을 도시하는 도면으로서, 상기 제1 세트는 상기 제2 세트 내에 포함되는 도면.
도 14는, 본 발명에 따라, 제1 세트에 의해 코딩되는 픽셀의 영역이 두개의 코드 세트에 속하는 코드에 의해 코딩되는 픽셀까지 픽셀의 각 라인에 대해 확장되는 도 13의 화상을 도시하는 도면.
도 15는, 상기 확장의 픽셀이 픽셀의 각 라인에 대해 최대 4개가 되었던 도 14의 화상을 도시하는 도면.
도 16은 픽셀의 각 라인에 대한 확장이 4개의 픽셀로 제한되는 도 14의 화상을 도시하는 도면.
도 17은 본 발명에 따라 디바이스의 기능적인 다이어그램을 도시한 도면.

Claims (9)

  1. 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법으로서,
    비디오 화상의 각 픽셀은 적어도 하나의 칼라 구성(성분)(RGB)을 갖고, 이 칼라 구성요소 값은 (본 명세서에서 서브-필드 코드 워드로 지칭되는) 디지털 코드 워드로 디지털적으로 코딩되되,
    서브-필드 코드 워드의 각 비트에, (본 명세서에서 서브 필드라고 지칭되는) 일정한 지속시간이 할당되고, 이 지속시간 동안, 상기 픽셀의 칼라 구성요소는 광 생성을 위해 활성화될 수 있으며, 상기 방법은:
    - 각각의 비디오 화상을 화상의 비디오 그레디언트 값에 따른 적어도 제1 유형의 영역과 제2 유형의 영역으로 분리시키는 단계로서, 구체적인 비디오 그레디언트 범위는 각 유형의 영역과 연관되며, 로우 비디오 그레디언트 범위는 제1 유형의 영역과 연관되고, 하이 비디오 그레디언트 범위는 제2 유형의 영역과 연관되는, 분리 단계와;
    - 제1 서브-필드 코드 워드 세트를 제1 유형의 영역에 할당하고, 제2의 서브-필드 코드 워드 세트를 제2 유형의 영역에 할당하는 단계로서, 상기 제2의 세트는 상기 제1 세트의 서브세트인, 할당 단계와;
    - 제1 서브-필드 코드 워드 세트로 제1 유형의 영역의 픽셀의 칼라 구성요소를 인코딩하고 제2 서브-필드 코드 워드 세트로 제2 유형의 영역의 픽셀의 칼라 구성요소를 인코딩하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 유형의 영역의 픽셀과 제2 유형의 영역의 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 픽셀의 수평 라인에 대해, 상기 제2 유형의 영역은, 상기 제1 유형의 영역에서의 다음 픽셀이 상기 제1 및 제2 서브-필드 코드 워드 세트에 속하는 서브-필드 코드 워드에 의해 인코딩되는 픽셀이 되기까지 확장되는,
    동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 유형의 영역의 확장은 P 개의 픽셀에 제한되며, 상기 P는 자연수인, 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 P는 최소 숫자와 최대 숫자 사이에서 선택된 랜덤 숫자인, 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 숫자 P는 각 라인에서 변하는, 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 숫자 P는 m(<P) 개의 연속 라인의 각 그룹에서 변하며, 상기 m은 자연수인, 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    서브 필드 코드 워드 세트 각각에서, 대응하는 서브-필드 코드 워드를 갖는 광 생성에 대한 일시적인 무게중심(CGi)은 제1 미리 한정된 제한 값까지의 로우 비디오 레벨 범위 및/또는 제2의 미리 한정된 제한 값으로부터 하이 비디오 레벨 범위를 제외한 대응하는 비디오 레벨로 계속해서 증가하는,
    동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    비디오 그레디언트 범위는 겹치지 않으며, 서브-필드 코드 워드 세트에서 코드의 개수는, 대응하는 비디오 그레디언트 범위의 평균 그레디언트가 더 높아짐에 따라 감소하는, 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 유형의 영역은 그레디언트 임계값 이하로 할당된 그레디언트 값을 갖는 픽셀을 포함하고, 상기 제2 유형의 영역은 상기 그레디언트 임계값 보다 더 크게 할당된 그레디언트 값을 갖는 픽셀을 포함하는, 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위한 비디오 화상 프로세싱 방법.
  9. 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 프로세싱하기 위한 장치로서,
    상기 비디오 화상의 각 픽셀은 적어도 하나의 칼라 구성요소(RGB)를 갖고, 이 칼라 구성요소 값은 (본 명세서에서 서브-필드 코드 워드로 지칭되는) 디지털 코드 워드를 통해 디지털적으로 코딩되되,
    서브-필드 코드 워드의 각 비트에, (본 명세서에서 서브-필드로 지칭되는) 일정한 지속시간이 할당되고, 이 지속시간 동안, 상기 픽셀의 칼라 구성요소는 광 생성을 위해 활성화될 수 있으며, 상기 장치는:
    - 하나의 비디오 화상을 분할하기 위한 모듈을 화상의 상기 영역의 픽셀에 할당된 비디오 그레디언트 값에 따른 적어도 제1 유형의 영역과 제2 유형의 영역으로 분할시키는 분할 모듈(2)로서, 구체적인 비디오 그레디언트 범위는 각 유형의 영역과 연관되는, 분할 모듈(2)과;
    - 제1 서브-필드 코드 워드 세트를 제1 유형의 영역에 할당하고, 제2의 서브-필드 코드 워드 세트를 제2 유형의 영역에 할당하는 할당 모듈(3)로서, 상기 제2의 세트는 상기 제1 세트의 서브세트인, 할당 모듈(3)과;
    - 제1 서브-필드 코드 워드 세트로 제1 유형의 영역의 픽셀의 칼라 구성요소를 인코딩하고, 제2 서브-필드 코드 워드 세트로 제2 유형의 영역의 픽셀의 칼라 구성요소를 인코딩하기 위한 인코딩 모듈(6)을
    포함하되,
    상기 제1 유형의 영역의 픽셀과 상기 제2 유형의 영역의 픽셀을 포함하는 적어도 하나의 픽셀의 수평 라인에 대해, 상기 분할 모듈은, 상기 제1 유형의 영역에서의 다음 픽셀이 제1 및 제2 서브-필드 코드 워드 세트에 모두에 속하는 서브-필드 코드 워드에 의해 인코딩되는 픽셀이 되기까지 상기 제2 유형의 영역을 확장시키는, 동적 의사 윤곽 효과 보상을 위해 비디오 화상을 프로세싱하기 위한 장치.
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