KR19980027326A - TV Display Contrast Enhancement Circuit Using Adaptive Histogram Equalization - Google Patents

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Abstract

본 발명은 티브이의 입력신호에 따라 능동적으로 대비비를 서로 다르게 하여 어두운 배경화면에서의 대비와 밝은 배경화면에서의 대비를 향상시키도록한 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로에 관한 것으로, 종래에는 진폭만을 높여 화면대비를 향상시키기 때문에 휘도신호의 DC레벨의 변화에 따라 화면대비상태가 달라지게 된다.The present invention relates to a TV screen contrast enhancement circuit using an adaptive histogram equalization method for actively contrasting the contrast ratio according to an input signal of a TV to improve the contrast on a dark background and the contrast on a bright background. In the related art, the screen contrast is changed according to the change of the DC level of the luminance signal because only the amplitude is increased to improve the screen contrast.

즉, 밝은 배경에서의 화면대비는 작아지고, 어두운 배경에서의 화면대비는 상태적으로 커기게 되므로 상기 어두운 배경에서의 화면대비를 향상시키면 밝은 화면에서 포화가 되어 화질의 열화를 일으키고 밝은 배경에서는 포화되지 않게 대비비를 맞추므로서 어두운 배경에서의 화면 대비가 크게 나타나지 않게 되는 문제점이 있었다.In other words, the contrast on a light background becomes smaller, and the contrast on a dark background becomes larger. Therefore, if the contrast on the dark background is improved, the brightness becomes saturated on a bright screen, resulting in deterioration of image quality. There was a problem that the contrast of the screen on a dark background does not appear much by adjusting the contrast ratio.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 능동적으로 입력되는 신호에 따라 화면 대비비를 히스토그램을 이용하여 서로 다르게 함으로써 어두운 배경화면에서의 화면대비와 밝은 배경화면에서의 화면대비를 서로 향상시켜 선명한 영상을 시청할수 있도록 한 것으로서 휘도 및 색신호를 분리하여 출력하는 VCR 등에 적용한다.The present invention improves the screen contrast on a dark background and the screen contrast on a bright background by varying the screen contrast ratio using a histogram according to an actively input signal. It is intended to watch video, and it is applied to a VCR that separates and outputs luminance and color signals.

Description

적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로TV Display Contrast Enhancement Circuit Using Adaptive Histogram Equalization

종래 티브이의 화면대비조정회로는 제 1도에 도시된 바와 같이, 내부 IIC의 조정에 의해 화면대비신호를 출력하는 마이컴(1)과, 마이컴(1)에서 출력된 화면대비신호를 입력받아 내부증폭기를 통해 휘도신호를 증폭하여 원하는 정도의 화면대비상태가 되도록 출력하는 영상컬러편향부(2)로 구성된 것이다.The conventional TV's screen contrast adjustment circuit, as shown in Figure 1, the microcomputer (1) for outputting the screen contrast signal by the adjustment of the internal IIC, and receives the screen contrast signal output from the microcomputer (1) internal amplifier It is composed of an image color deflection unit 2 for amplifying the luminance signal through and outputting the image to be in a desired contrast state.

이와 같이 구성된 종래 티브이의 화면대비조정회로는 제1도에 도시된 바와 같이, 마이컴(1)의 내부 IIC의 조정에 의해 화면대비신호가 제 2도의 (가)에서와 같이 출력되면 영상컬러편향부(2)는 마이컴(1)에서 출력된 화면대비신호인 휘도신호를 입력받아 내부 증폭기를 통하여 제 2도의 (나)에서와 같이 화면 대비를 증폭하여 출력하므로서 원하는 정도의 화면 대비상태가 출력된다.As shown in FIG. 1, the conventional TV's screen contrast adjustment circuit has an image color deflection unit when the screen contrast signal is output as shown in (a) of FIG. 2 by the adjustment of the internal IIC of the microcomputer 1. (2) receives the luminance signal, which is the screen contrast signal output from the microcomputer 1, and amplifies the screen contrast as shown in (b) of FIG. 2 through an internal amplifier, and outputs the desired screen contrast state.

여기서 대비조정이 단순한 진폭의 선형증폭임을 알수 있으므로 매우간편하게 화면대비를 향상시킬수 있어 입력신호의 진폭이 매우작은 영역인 어두운 영역에서는 화면 대비가 향상된다.Here, it can be seen that the contrast adjustment is a simple amplitude linear amplification, so that the screen contrast can be easily improved, and the screen contrast is improved in the dark areas where the amplitude of the input signal is very small.

그러나 종래에는 진폭만을 높여 화면대비를 향상시키기 때문에 휘도신호의 DC레벨의 변화에 따라 화면대비상태가 달라지게 된다.However, in the related art, the screen contrast is changed according to the change of the DC level of the luminance signal because only the amplitude is increased to improve the screen contrast.

즉, 밝은 배경에서의 화면대비는 작아지고, 어두운 배경에서의 화면대비는 상태적으로 커기게 되므로 상기 어두운 배경에서의 화면대비를 향상시키면 밝은 화면에서 포화가 되어 화질의 열화를 일으키고 밝은 배경에서는 포화되지 않게 대비비를 맞추므로서 어두운 배경에서의 화면 대비가 크게 나타나지 않게 되는 문제점이 있었다.In other words, the contrast on a light background becomes smaller, and the contrast on a dark background becomes larger. Therefore, if the contrast on the dark background is improved, the brightness becomes saturated on a bright screen, resulting in deterioration of image quality. There was a problem that the contrast of the screen on a dark background does not appear much by adjusting the contrast ratio.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 능동적으로 입력되는 신호에 따라 화면 대비비를 히스토그램 등화방식을 이용하여 서로 다르게 함으로써 어두운 배경화면에서의 화면대비와 밝은 배경화면에서의 화면대비를 서로 향상시키도록한 것으로 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The present invention improves the screen contrast on a dark background and the screen contrast on a bright background by varying the screen contrast ratio using a histogram equalization method according to an actively input signal in order to solve such a conventional problem. When explaining the configuration and effect of the present invention by the accompanying drawings to be as follows.

도1은 종래 티브이의 화면대비 조정 블록도.1 is a block diagram of a conventional TV contrast adjustment.

도2의 (가)는 종래 영상컬러편향부에 입력되는 휘도신호 파형도.Fig. 2A is a luminance signal waveform diagram input to a conventional image color deflection portion.

(나)는 종래 화면 대비를 높였을 때의 휘도신호 파형도.(B) shows the luminance signal waveform when the contrast of the conventional screen is increased.

도3은 본 발명 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이의 적응대비향 상회로를 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the adaptive contrast enhancement circuit of the TV using the present invention adaptive histogram equalization method.

도4는 본 발명 적응 대비향상부의 구조를 보인 상세블럭도.Figure 4 is a detailed block diagram showing the structure of the present invention adaptive contrast enhancement.

도5는 본 발명 적응 대비향상부의 적응부구조를 보인 상세블록도.Figure 5 is a detailed block diagram showing the structure of the adaptive portion of the present invention adaptive contrast enhancement.

도6은 본 발명 등화부의 상세구조를 보인 블록도.Figure 6 is a block diagram showing a detailed structure of the equalizer of the present invention.

도7은 본 발명 대역 결정부의 동작상태를 보인 그래프.7 is a graph showing an operating state of the band determining unit of the present invention.

도8의 (가)는 본 발명 밝은 영상에 대한 등화상태를 보인 그래프.Figure 8 (a) is a graph showing the equalization state for the bright image of the present invention.

(나)는 본 발명 등화상태후의 히스토그램을 보인 그래프.(B) is a graph showing the histogram after the equalization state of the present invention.

도9의 (가)는 본 발명 어두운영상에 대한 등화전상태를 보인 그래프.Figure 9 (a) is a graph showing the state before equalization for the dark image of the present invention.

(나)는 본 발명 어두운 영상에 대한 등화후상태를 보인 그래프.(B) is a graph showing the state after equalization for the dark image of the present invention.

도10은 본 발명을 설명하기 위한 계산식을 보인 도표.10 is a table showing a calculation formula for explaining the present invention.

본 발명은 티브이의 입력신호에 따라 능동적으로 대비비를 서로 다르게 하여 어두운 배경화면에서의 대비와 밝은 배경화면에서의 대비를 향상시키도록한 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로에 관한 것이다.The present invention relates to a TV screen contrast enhancement circuit using an adaptive histogram equalization method for actively contrasting a contrast ratio according to an input signal of a TV to improve contrast on a dark background screen and a contrast on a bright background screen.

먼저, 본 발명 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로는 제 3도에 도시된 바와 같이, 입력된 음성/영상신호를 스위칭선택출력하는 음성/영상스위칭부(10)와, 상기 음성/영상스위칭부(10)에서 출력된 영상신호를 입력받아 휘도신호와 색신호를 분리하여 출력하는 콤필터부(11)와, 콤필터부(11)에서 필터링출력된 휘도신호를 입력받아 내부 히스토그램의 등화방식을 이용하여 화면대비를 향상시켜 출력하는 적응대비향상부(12)와, 상기 적응대비향상부(12)에서 출력된 휘도신호와 콤필터부(11)에서 출력된 색신호를 입력받아 내부증폭기에 의해 원하는 상태의 화면대비신호를 출력하는 영상컬러편향부(13)로 구성된 것이다.First, the TV screen contrast enhancement circuit using the adaptive histogram equalization method of the present invention includes an audio / video switching unit 10 for switching and outputting an input audio / video signal as shown in FIG. Equalization method of the internal histogram by receiving the image signal output from the switching unit 10 receives the luminance signal and the color signal separately and outputs, and the luminance signal filtered from the comb filter unit 11 Adaptive Contrast Enhancement Unit 12 for improving and outputting the screen contrast, and the luminance signal output from the Adaptive Contrast Enhancement unit 12 and the color signal output from the comb filter unit 11 are received by the internal amplifier. The image color deflection unit 13 outputs a screen contrast signal in a desired state.

제 4도는 본 발명 적응대비향상부(13)의 상세 블록도로서, 콤필터부(11)에서 출력된 휘도신호의 동기를 제거하기 위한 클램핑부(14)와, 클램핑부(14)에서 동기신호가 제거되어 출력된 휘도신호를 디지탈신호로 변환시키는 A/D변환부(15)와,상기 디지탈신호로 변환출력된 휘도신호의 각 필드를 저장하는 필드메모리부(16)와, 필드메모리부(16)에 입력되는 필드에 따라 화면대비를 향상시키는 적응부(17)와, 상기 적응부(17)에서 향상되게 출력된 화면대비신호를 아날로그신호로 변환시키는 D/A변환부(18)로 구성된 것이다.4 is a detailed block diagram of the adaptive contrast improving unit 13 of the present invention. The clamping unit 14 for removing the synchronization of the luminance signal output from the comb filter unit 11 and the synchronization signal from the clamping unit 14 are shown. And an A / D converter 15 for converting the luminance signal outputted from the digital signal into a digital signal, a field memory unit 16 for storing each field of the luminance signal converted and outputted into the digital signal, and a field memory unit ( 16, and an adaptation unit 17 for improving the screen contrast according to the field input to the field, and a D / A converter 18 for converting the screen contrast signal output from the adaptation unit 17 into an analog signal. will be.

제 5도는 적응부(17)의 상세블록도 로서, 필드메모리(16)를 통해 입력되는 신호의 특성을 파악하여 히스토그램인 휘도빈도값[h(Y)]을 출력하는 신호검출부(19)와, 신호검출부(19)에서 출력된 히스토그램을 입력받아 상기 히스토그램에서 가장 많이 분포하는 휘도값(YM)을 검출하는 최대값추출부(20)와, 상기 최대값추출부(20)에서 출력된 휘도값(YM)과 사용자가 입력한 등화값을 입력받아 상기 휘도값(YM)을 중심으로 신호검출부(19)에서 출력되는 휘도빈도값[h(Y)]을 더하여 결정한 값과 비교하여 대역폭을 결정하는 대역결정부(21)와, 상기 대역결정부(21)에서 결정된 대역폭(YM+T)(YM-T)을 입력받아 등화율이 결정되도록 양자화된 확률분포함수값[h*(V*)]을 출력하는 등화부(22)와, 상기 등화부(22)에서 출력된 확률분포함수값[h*(V*)]을 입력받아 필드메모리(16)에 저장된 신호를 등화된 신호로 변환하여 출력하는 신호복원부(23)로 구성된 것이다.5 is a detailed block diagram of the adaptation unit 17, which detects the characteristics of a signal input through the field memory 16 and outputs a luminance frequency value [h (Y)] that is a histogram; A maximum value extractor 20 which receives a histogram output from the signal detector 19 and detects a luminance value YM that is most distributed in the histogram; and a luminance value output from the maximum value extractor 20 YM) and the equalization value input by the user, and a band for determining the bandwidth by comparing the luminance frequency value [h (Y)] output from the signal detector 19 with the luminance value YM as the center. The quantized probability distribution function value [h * (V *)] is input to determine the equalization rate by receiving the decision unit 21 and the bandwidth YM + T (YM-T) determined by the band determiner 21. The equalizer 22 outputs and the probability distribution function value [h * (V *)] outputted from the equalizer 22 are received and stored in the field memory 16. The signal recovery unit 23 converts the call into an equalized signal and outputs the converted signal.

제 6도는 등화부(22)의 상세구조를 보인 블록도로서, 신호검출부(19)에서 출력된 히스토그램[h(Y)]을 입력받아 등화하지 않을 부분만을 제거하여 대역제한된 히스토그램[h'(Y)]을 출력하는 대역절단부(24)와, 상기 대역절단부(24)에서 출력된 히스토그램[h'(Y)]을 입력받아 각 휘도값이 나타날 확률[P(Y)]을 연산하는 빈도 연산부(25)와, 상기 빈도연산부(25)에서 출력되는 확률[P(Y)]로 부터 누적분포함수(V)를 연산하는 누적분포연산부(26)와, 상기 최대값추출부(20)에서 출력된 휘도값(YM)을 입력받아 상기 휘도값(YM)이 세 휘도영역중 어느 영역에 위치하느냐를 판별하여 해당되는 영역에 맞는 휘도값이 출력되게 등화율(∝)을 결정하여 출력하는 등화율결정부(27)와,상기 등화율결정부(27)에서 출력된 등화율(∝)을 입력받아 누적분포연산부(26)에서 출력된 누적분포함수(V)를 등화하여 양자화된 확률분포함수값[h*(V*)]을 출력하는 등양자부(28)로 구성된 것이다.FIG. 6 is a block diagram showing the detailed structure of the equalizer 22. The histogram h (Y) output from the signal detector 19 is removed to remove only the portion not to be equalized. Frequency band calculating section 24 for outputting the band cutting section 24 and the histogram [h '(Y)] output from the band cutting section 24 to calculate the probability [P (Y)] of each luminance value. 25), a cumulative distribution calculation unit 26 for calculating a cumulative distribution function V from the probability [P (Y)] output from the frequency calculating unit 25, and an output from the maximum value extracting unit 20. Determining which region among the three luminance regions receives the luminance value YM, and determines the equalization rate so as to output the luminance value suitable for the corresponding region. The unit 27 and the cumulative distribution output from the cumulative distribution calculation unit 26 by receiving the equalization rate (∝) output from the equalization rate determination unit 27. (V), such as the equalization and outputs a quantized value probability distribution functions [h * (* V)] to be composed of both section 28.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과는 제 3도에 도시된 바와 같이, 음성/영상스위칭부(10)에서 영상신호가 스위칭선택 출력되면 콤필터부(11)는 스위칭선택된 영상신호의 휘도신호와 색신호를 분리하여 적응대비향상부(12)에는 휘도신호를 영상컬러편향부(13)에는 색신호를 인가한다.As illustrated in FIG. 3, when the video signal is switched and output from the audio / video switching unit 10, the comb filter unit 11 generates a luminance signal and a color signal of the switched video signal. Then, the luminance signal is applied to the adaptive contrast enhancement unit 12 and the color signal is applied to the image color deflection unit 13.

이때 상기 적응대비향상부(12)는 제 4도에 도시된 바와 같이, 콤필터부(11)에서 출력된 휘도신호를 클램핑부(14)에서 입력받아 동기신호를 제거하여 출력하므로서 A/D변환부(15)는 동기신호가 제거된 휘도신호를 디지탈신호로 변환하여 출력한다.In this case, as shown in FIG. 4, the adaptive contrast enhancement unit 12 receives the luminance signal output from the comb filter unit 11 from the clamping unit 14, removes the synchronization signal, and outputs the A / D conversion. The unit 15 converts the luminance signal from which the synchronization signal is removed into a digital signal and outputs the digital signal.

따라서, A/D변환부(15)에서 변환출력된 디지탈신호의 각 필드는 필드메모리부(16)에 저장된후 적응부(17)에 입력되어 상기 필드메모리부(16)에 저장되어 출력된 각 필드에 따라 화면대비를 향상시킨후 D/A변환부(18)를 통하여 다시 아날로그신호로 변환하여 출력하게 된다.Therefore, each field of the digital signal converted and output by the A / D conversion unit 15 is stored in the field memory unit 16 and then input to the adaptation unit 17 and stored in the field memory unit 16 and output. After improving the screen contrast according to the field, the D / A converter 18 converts the analog signal into an analog signal and outputs the converted analog signal.

한편, 적응부(17)는 제 5도에 도시된 바와 같이, 필드메모리부(16)에서 출력된 필드신호를 신호검출부(19)에서 입력받아 입력신호의 특성을 파악하여 히스토그램[h(Y)]을 출력하게 되면 최대값추출부(20)에서는 히스토그램[h(Y)]을 입력받아 휘도값에 대한 분포를 표시하는 히스토그램에서 가장 많이 분포하는 휘도값(YM)을 검출하여 대역결정부(21)와 등화부(22)에 인가하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the adaptation unit 17 receives the field signal output from the field memory unit 16 from the signal detection unit 19, grasps the characteristics of the input signal, and histogram [h (Y)]. ], The maximum value extractor 20 receives the histogram [h (Y)] and detects the luminance value YM that is most distributed in the histogram indicating the distribution of the luminance values. ) And the equalizer 22.

이때 대역결정부(21)는 최대값추출부(20)에서 출력된 휘도값(YM)과 사용자가 입력한 임의의 등화값을 입력받아 상기 입력된신호중 등화할 대역값을 결정하여 출력하게 되는데 제 7도의 (가)에서와 같이 히스토그램에서 모든값을 합산하였을 때의 값은 화소수(N)와 같으므로 사용자가 입력한 등화값을 입력받으므로 상기 대역결정부(21)내에서는 최대값추출부(20)에서 출력된 휘도값(YM)을 중심으로 최대값추출부(20)에서 출력된 히스토그램[h(Y)]을 더하여 결정한 값과 비교하여 대역폭(YM+T)(YM-T)을 결정하여 출력하게 된다.In this case, the band determiner 21 receives the luminance value YM output from the maximum value extractor 20 and an arbitrary equalization value input by the user, and determines and outputs a band value to be equalized among the input signals. As shown in (a) of FIG. 7, when the sum of all the values in the histogram is equal to the number of pixels N, the equalization value input by the user is received. The bandwidth (YM + T) (YM-T) is compared with the value determined by adding the histogram [h (Y)] output from the maximum value extracting unit 20 based on the luminance value YM output from (20). The output is determined.

즉,사용자가 전체 화소수를 χ%로 등화하기로 결정하였으면 휘도빈도값[h(Y)]의 합[S(T)]이 계산될수 있어 상기 사용자가 결정한 등화값보다 크거나 같을 때 까지 제 10도에 도시된 바와 같이 식1에 의해 빈도값의 합[S(T)]이 계산되어 비교된다.That is, if the user decides to equalize the total number of pixels by χ%, the sum [S (T)] of the luminance frequency value [h (Y)] can be calculated to be equal to or greater than the equalization value determined by the user. As shown in FIG. 10, the sum of the frequency values [S (T)] is calculated and compared by Equation 1.

따라서, 상기 빈도값의 합[S(T)]이 사용자가 결정한 등화값에 만족하게 되면 이때의 대역폭(YM+T)(YM-T)의 값을 등화부(22)로 출력하게 된다.Therefore, when the sum S (T) of the frequency values satisfies the equalization value determined by the user, the value of the bandwidth YM + T (YM-T) is output to the equalizer 22.

상기 대역폭은 제 10도에 도시된 식2 에서와 같이 나타낼수 있다.The bandwidth may be represented as in Equation 2 shown in FIG.

이와같이 대역결정부(21)에서 결정된 대역폭(YM+T)(YM-T)이 출력되면 등화부(22)는 이를 입력받아 등화율이 결정되도록 양자화된 확률분포함수값[h*(V*)]을 신호복원부(23)에 출력하므로서 상기 신호복원부(23)는 등화부(22)에서 출력된 확률분포함수값[h*(V*)]을 입력받아 필드메모리(16)에 저장된 신호를 등화된 신호로 변환하여 출력한다.As such, when the bandwidth YM + T (YM-T) determined by the band determiner 21 is output, the equalizer 22 receives the input quantized probability distribution function value [h * (V *) to determine an equalization rate. ] To the signal restorer 23, the signal restorer 23 receives the probability distribution function value [h * (V *)] output from the equalizer 22 and stores the signal stored in the field memory 16. Is converted to an equalized signal and output.

이때, 등화부(22)는 제 6도에 도시된 바와 같이, 신호검출부(19)에서 입력신호의 특성을 파악하여 출력된 히스토그램[h(Y)]을 대역절단부(24)에서 입력받아 상기 히스토그램중 등화하지 않는 부분만을 제거하여 출력하게 되는데 상기 대역결정부(21)에서 결정되어 출력된 대역폭(YM+T)(YM-T)에 의해 구성되는 전달함수[H(Y)]는 제 10도에 도시된바와 같이 식3 에서와 같이 주어지게 되므로 상기 대역절단부(24)에서 출력되는 대역제한된 히스토그램[h'(Y)]은 휘도값이 대역폭(YM-T)에서 대역폭(YM+T)사이의 값만을 갖게된다.At this time, the equalizer 22 receives the histogram [h (Y)] outputted by grasping the characteristic of the input signal from the signal detector 19 and received from the band cut section 24, as shown in FIG. Only the portion that is not equalized is removed and output. The transfer function H (Y) formed by the bandwidth YM + T (YM-T) determined and output by the band determining unit 21 is shown in FIG. As shown in Equation 3, the band-limited histogram [h '(Y)] output from the band cut section 24 has a luminance value between the bandwidth (YM-T) and the bandwidth (YM + T). Will have only the value of.

한편, 빈도연산부(25)는 대역절단부(24)에서 출력되는 대역제한된 히스토그램[h'(Y)]을 입력받아 각 휘도값에 대한 확률[P(Y)]을 제 10도에 도시된 바와 같이 식4에 의해 연산하여 출력한다.On the other hand, the frequency calculator 25 receives the band-limited histogram [h '(Y)] output from the band cut section 24 and shows the probability [P (Y)] for each luminance value as shown in FIG. Calculate and output according to Equation 4.

이와 같이 빈도연산부(25)에서 연산출력된 확률[P(Y)]은 누적분포연산부(26)에 입력되어 제 10도에 도시된 바와 같이 식5에 의해 연산되어 누적분포함수[V 또는 F(Y)]가 출력되어 등 양자부(28)에 입력된다.In this way, the probability P (Y) calculated by the frequency calculating unit 25 is inputted to the cumulative distribution calculating unit 26 and calculated by Equation 5 as shown in FIG. 10 to calculate the cumulative distribution function [V or F ( Y)] is output to the back quantum unit 28.

즉, 각 휘도값에 대한 확률[P(Y)]이 연산출력되었을 때 상기 누적분포함수[F(Y)]는 제 10도에 도시된 식8에 의하여 0.1 사이에 분포하게 된다.(제10도의 식3 참고)That is, when the probability P (Y) for each luminance value is computed and output, the cumulative distribution function F (Y) is distributed between 0.1 by Equation 8 shown in FIG. See Equation 3 in the diagram)

따라서, 임의의 화소의 히스토리그램값[h(χi)을 결정하였으면 휘도값은 대역폭(YM+T)에서 대역폭(YM-T)사이의 값이 되므로 상기 임의의 화소에서의 확률[P(Y)]은 제 10도에 도시된 식9에 의해 출력된다.Therefore, when the histogram value h (χi) of an arbitrary pixel is determined, the luminance value is a value between the bandwidth YM + T and the bandwidth YM-T, so that the probability P (Y) in the arbitrary pixel is determined. ] Is output by equation 9 shown in FIG.

이때 등화율결정부(27)에서는 최대값추출부(20)에서 출력된 휘도값(YM)을 입력받아 상기 휘도값(YM)이 세 휘도영역중 어느 영역에 위치하느냐를 판별하여 각 영역마다 다르게 출력하게 되는데 상기 세 휘도영역은 화면대비가 조금만 변화되어도 시각적으로 인식되는 낮은 휘도영역(휘도값은 약 0-50), 중간 휘도영역(휘도값은 약 51-200), 시각적으로 화면대비의 변화에 둔감한 높은 휘도영역(휘도값은 약 201-255)으로 나뉘어져 제 10도에 도시된 바와 같이 식6에 의해 등화율(∝)이 출력되게 된다.At this time, the equalization rate determiner 27 receives the luminance value YM outputted from the maximum value extractor 20 and determines which region among the three luminance regions is the luminance value YM, which is different for each region. The three luminance areas are visually recognized even when the screen contrast is slightly changed (low luminance value is about 0-50), intermediate luminance area (luminance value is about 51-200), and the visual contrast is changed. The high luminance region (luminance value is about 201-255) insensitive to the < RTI ID = 0.0 >

이와 같이 등화율결정부(27)에서 출력되는 등화율(∝)와 누적분포연산부(26)에서 출력된 누적분포함수[V 또는 F(Y)]는 양자화를 위해 함께 등 양자부(28)에 입력되므로서 등 양자부(28)는 제 10도에 도시된 바와 같이 식7에 의해 양자화된 확률분포함수(V*)를 출력하게 된다.In this way, the equalization rate (∝) output from the equalization rate determining unit 27 and the cumulative distribution function [V or F (Y)] output from the cumulative distribution calculating unit 26 are together at the equal quantum unit 28 for quantization. As input, the quantum unit 28 outputs the probability distribution function V * quantized by Equation 7, as shown in FIG.

따라서, 상기 등 양자부(28)에서 출력된 확률분포함수(V*)의 기울기 성분(Yband·∝)은 등화정도에 따라 반비례하므로 기울기 성분이 큰 경우 누적분포연산부(26)에서 출력된 누적분포함수(V)의 변화에 따라 등 양자부(28)에서 출력된 확률분포함수(V*)의 변화가 크므로 등화율이 떨어지게 되며 상기 기울기 성분이 작은 경우 등화율이 커져 화면대비가 커지게 되므로 상기 확률분포함수(V*)의특성에 따라 등 양자부(28)는 최종적으로 확률[Pv* 및 h*(V*)]를 연산하여 최종적으로 연산된 확률[h*(V*)]을 출력하게 된다.Therefore, since the slope component Yband · ∝ of the probability distribution function V * output from the back quantum unit 28 is inversely proportional to the degree of equalization, the cumulative distribution output from the cumulative distribution calculation unit 26 when the slope component is large. Since the change in the probability distribution function V * output from the back quantum unit 28 is large according to the change in the function V, the equalization rate is decreased. The quantum unit 28 finally calculates the probability [Pv * and h * (V *)] according to the characteristics of the probability distribution function V * to obtain the finally calculated probability [h * (V *)]. Will print.

여기서, Pv*는 동일한 누적분포함수값을 갖는 휘도값들의 확률의 합이고, h*(V*)는 동일한 누적분포함수값을 갖는 휘도값들의 히스토그램값[h(v)]의 합이다.Here, Pv * is a sum of probabilities of luminance values having the same cumulative distribution function value, and h * (V *) is a sum of histogram values [h (v)] of luminance values having the same cumulative distribution function value.

즉, 빈도연산부(25)에서 연산출력된 확률[P(Y)]이 누적분포연산부(26)를 통하여 일정하게 양자화하는 등 양자부(28)는 최대값추출부(20)에서 출력되는 휘도값(YM)의 휘도 레벨이 중간휘도영역(51이상 209이하)인 제 10도의 식10에 해당되며, 휘도값(YM)의 휘도 레벨이 낮은 휘도영역(51이하)이하에서는 제 10도의 식11에 의해 확률분포함수(V*)를 증가하여 출력시키므로서 등화량을 높이고, 휘도값(YM)의 휘도 레벨이 높은 휘도영역(210이상)일 경우에는 제 10도의 식12에 의해 최대 30%정도 등화량을 줄이게 된다.That is, the quantum unit 28 outputs the luminance value output from the maximum value extracting unit 20 such that the probability [P (Y)] computed and output by the frequency calculating unit 25 is uniformly quantized through the cumulative distribution calculating unit 26. The luminance level of (YM) corresponds to Equation 10 of FIG. 10, which is an intermediate luminance region (more than 51 and less than 209). By increasing the probability distribution function V * and outputting the result, the equalization amount is increased, and in the case of the luminance region 210 or higher where the luminance value YM is high, equalizing the maximum 30% by Equation 12 of FIG. Will reduce the volume.

한편, 제 8도의 (가)는 밝은 영상에 대한 등화량을 나타낸것이고, (나)는 밝은 영상에 대한 등화후의 히스토그램을 나타낸 것이다.On the other hand, (a) of FIG. 8 shows the equalization amount for the bright image, and (b) shows the histogram after the equalization for the bright image.

즉, 제8도의 (가)는 원래의 영상히스토그램의 90%정도를 등화하였고 밝은 영역에서의 등화이므로 등화율 요소값은 0.9정도로 하므로서 제8도의 (나)에서와 같이 등화결과가 나타나게 되므로서 화면대비가 눈에 잘 띄는 부분(최대값추출부에서 출력되는 휘도값이하의 휘도)에서의 화면 대비가 2배정도가 된다.That is, in Figure 8 (a) equalizes about 90% of the original image histogram and is equalized in a bright area, the equalization factor value is about 0.9, so that the equalization result appears as in (b) of Figure 8 The contrast of the screen in the areas where the contrast is prominent (less than the luminance value output from the maximum value extracting unit) is about twice as high.

그리고, 제 9도의 (가)는 어두운영상에 대한 등화전 상태를 보인 그래프이고, (나)는 등화후의 상태를 보인 그래프이다.9A is a graph showing the state before equalization of the dark image, and (B) is a graph showing the state after equalization.

즉, 어두운 영상에 대한 전체 화소는 759개이므로 이들을 96%로 등화하게 되면 제9도의(가)에서와 같이, 휘도값이 43에서 56까지 되므로 대역폭(Yband)는 13이 되고 상기 어두운 영상이므로 등화율(∝)은 1.1정도가 되도록 하므로서 상기 등화결과는 제9도의(나)에서와 같이 아주 작은 값의 휘도는 거의 존재하지 않는 것 같았으나 등화로써 그 위도의 분포가 많아져서 화면 대비가 향상된다.That is, since the total number of pixels for dark image is 759, equalizing them to 96%, the luminance value is from 43 to 56 as shown in FIG. 9, so the bandwidth (Yband) is 13 and equalization because it is the dark image. Since the ratio is about 1.1, the result of the equalization shows that there is almost no luminance of very small value as in (b) of FIG. 9, but the distribution of the latitude is increased by equalization, which improves the screen contrast. .

이때, 상기 등화율(∝)이 작아질 수록 등화가 많이되고 등화율(∝)이 1이상일 경우 등화정도가 작아지게 되며 특정부분(미세한 부분)의 화면대비가 크게 향상 된다.In this case, the smaller the equalization rate is, the more the equalization is. When the equalization rate is 1 or more, the degree of equalization is reduced, and the contrast of the specific part (fine part) is greatly improved.

이상에서 설명한 바와 같이, 능동적으로 입력되는 신호에 따라 화면 대비비를 히스토그램을 이용하여 서로 다르게 함으로써 어두운 배경화면에서의 화면대비와 밝은 배경화면에서의 화면대비를 서로 향상시키도록 하므로서 제품의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.As described above, by varying the screen contrast ratio using a histogram according to an actively input signal, the reliability of the product is improved by improving the contrast of a dark background and the contrast of a bright background. It is effective.

Claims (4)

콤필터부(11)에서 필터링출력된 휘도신호를 입력받아 내부 히스토그램의 등화방식을 이용하여 화면대비를 향상시켜 영상컬러편향부(13)에 화면대비가 향상된 휘도신호를 출력하는 적응대비향상부(12)가 구비된 것을 특징으로 하는 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로.Adaptive Contrast Enhancement unit which receives the luminance signal filtered out from the comb filter unit 11 and improves the screen contrast using the equalization method of the internal histogram to output the luminance signal with improved image contrast to the image color deflection unit 13 ( 12) TV screen contrast enhancement circuit using an adaptive histogram equalization method characterized in that it is provided. 제 1항에 있어서, 적응대비향상부(12)는 콤필터부(11)에서 출력된 휘도신호의 동기를 제거하기 위한 클램핑부(14)와, 클램핑부(14)에서 동기신호가 제거되어 출력된 휘도신호를 디지탈신호로 변환시키는 A/D변환부(15)와,상기 디지탈신호로 변환출력된 휘도신호의 각 필드를 저장하는 필드메모리부(16)와, 필드메모리부(16)에 입력되는 필트에 따라 화면대비를 향상시키는 적응부(17)와, 상기 적응부(17)에서 향상되게 출력된 화면대비신호를 아날로그신호로 변환시키는 D/A변환부(18)로 구성된 것을 특징으로 하는 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로.The adaptive contrast enhancing unit 12 is a clamping unit 14 for removing the synchronization of the luminance signal output from the comb filter unit 11, and the synchronization signal is removed from the clamping unit 14 and output. An A / D conversion unit 15 for converting the converted luminance signal into a digital signal, a field memory unit 16 for storing each field of the luminance signal converted and outputted into the digital signal, and an input into the field memory unit 16; It is characterized in that it is composed of an adaptation unit 17 for improving the screen contrast according to the filter, and a D / A conversion unit 18 for converting the screen contrast signal output improved from the adaptation unit 17 into an analog signal TV screen contrast enhancement circuit using adaptive histogram equalization. 제 2항에 있어서, 적응부(17)는 필드메모리(16)를 통해 입력되는 신호의 특성을 파악하여 히스토그램인 휘도빈도값[h(Y)]을 출력하는 신호검출부(19)와, 신호검출부(19)에서 출력된 히스토그램을 입력받아 상기 히스토그램에서 가장 많이 분포하는 휘도값(YM)을 검출하는 최대값추출부(20)와, 상기 최대값추출부(20)에서 출력된 휘도값(YM)과 사용자가 입력한 등화값을 입력받아 상기 휘도값(YM)을 중심으로 신호검출부(19)에서 출력되는 휘도빈도값[h(Y)]을 더하여 결정한 값과 비교하여 대역폭을 결정하는 대역결정부(21)와, 상기 대역결정부(21)에서 결정된 대역폭(YM+T)(YM-T)을 입력받아 등화율이 결정되도록 양자화된 확률분포함수값[h*(V*)]을 출력하는 등화부(22)와, 상기 등화부(22)에서 출력된 확률분포함수값[h*(V*)]을 입력받아 필드메모리(16)에 저장된 신호를 등화된 신호로 변환하여 출력하는 신호복원부(23)로 구성된 것을 특징으로 하는 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로.The signal detecting unit (19) according to claim 2, wherein the adaptor (17) detects the characteristics of the signal input through the field memory (16) and outputs a luminance frequency value (h (Y)) that is a histogram. A maximum value extractor 20 that receives the histogram output from 19 and detects a luminance value YM that is most distributed in the histogram, and a luminance value YM output from the maximum value extractor 20 And a band determining unit which receives the equalization value input by the user and determines the bandwidth by adding the luminance frequency value [h (Y)] output from the signal detection unit 19 around the luminance value YM to determine the bandwidth. (21), and outputs a quantized probability distribution function value [h * (V *)] to receive the bandwidth YM + T (YM-T) determined by the band determiner 21 and determine an equalization rate. The equalizer 22 receives the probability distribution function value [h * (V *)] output from the equalizer 22 and equalizes the signal stored in the field memory 16. A TV screen contrast enhancement circuit using an adaptive histogram equalization method, characterized in that the signal recovery unit 23 converts and outputs the converted signal. 제 3항에 있어서, 등화부(22)는 신호검출부(19)에서 출력된 히스토그램[h(Y)]을 입력받아 등화하지 않을 부분만을 제거하여 대역제한된 히스토그램[h'(Y)]을 출력하는 대역절단부(24)와, 상기 대역절단부(24)에서 출력된 히스토그램[h'(Y)]을 입력받아 각 휘도값이 나타날 확률[P(Y)]을 연산하는 빈도 연산부(25)와, 상기 빈도연산부(25)에서 출력되는 확률[P(Y)]로 부터 누적분포함수(V)를 연산하는 누적분포연산부(26)와, 상기 최대값추출부(20)에서 출력된 휘도값(YM)을 입력받아 상기 휘도값(YM)이 세 휘도영역중 어느 영역에 위치하느냐를 판별하여 해당되는 영역에 맞는 휘도값이 출력되게 등화율(∝)을 결정하여 출력하는 등화율결정부(27)와,상기 등화율결정부(27)에서 출력된 등화율(∝)을 입력받아 누적분포연산부(26)에서 출력된 누적분포함수(V)를 등화하여 양자화된 확률분포함수값[h*(V*)]을 출력하는 등양자화부(28)로 구성된 것을 특징으로 하는 적응 히스토그램 등화방식을 이용한 티브이화면 대비 향상회로.4. The equalizer 22 receives the histogram [h (Y)] output from the signal detector 19 and removes only the portions not to be equalized to output a band-limited histogram [h '(Y)]. A frequency calculating section 25 which receives a band cutting section 24 and a histogram [h '(Y)] output from the band cutting section 24 and calculates a probability [P (Y)] of occurrence of each luminance value; A cumulative distribution calculating unit 26 for calculating a cumulative distribution function V from the probability [P (Y)] output from the frequency calculating unit 25 and a luminance value YM output from the maximum value extracting unit 20. An equalization rate determiner 27 for determining which equalization rate is determined so that the luminance value YM is located in one of the three luminance areas, and determining the equalization rate so as to output a luminance value suitable for the corresponding area. And, by receiving the equalization rate (∝) output from the equalization rate determination unit 27 equalizes the cumulative distribution function (V) output from the cumulative distribution calculation unit 26 both The probability distribution function values [h * (V *)] Using the adaptive histogram equalization method, characterized in that consists of the quantization unit 28 such that the output contrast enhancement circuit TV screen.
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