KR20020024669A - 플라즈마 디스플레이(ｐｄｐ)에서의 의사윤곽 저감을 위한오차확산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법에 관한 것으로, 의사윤곽 검출부에서 n-1번째의 지난 프레임과 n번째의 현재 프레임의 같은 위치의 계조값을 비교하여 검출된 계조값의 비교로 의사윤곽이 발생하였는지를 판단하는 제 1단계; 의사윤곽이 발생하였다고 판단되면 오차 확산부에서 현재 프레임에서의 계조값을 의사윤곽을 감소시키는 새로운 계조값으로 변환하는 제 2단계; 계조값의 변환에 따른 오차는 오차 확산계수를 이용하여 아직 처리되지 않은 주위 화소들에 전파하여 인간 시각에 평균적으로 표현하고자 하는 계조가 표현되도록 오차 확산부에서 보정하는 제 3단계를 수행하여 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽을 저감시키는 오차확산 방법을 제공함으로써, 동화상의 표현시에 보다 선명한 화질의 영상을 출력하도록 한 것이다.

Description

플라즈마 디스플레이(ＰＤＰ)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법{Error Diffusion Algorithm for Dynamic False Contour Depreciation of Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel; PDP)에서 동화상을 표현할 때에 발생하는 의사윤곽을 저감시키기 위한 오차확산 방법에 관한 것이다.

종래에 CRT(Cathode Ray Tube; 음극선관)에서의 계조 표현은 전자총으로부터 방출되는 전자빔의 세기를 조절함으로서 이루어진다. 반면에 플라즈마 디스플레이는 기존의 CRT와는 달리 펄스 수 조절방법을 이용하여 다양한 계조를 표현한다.

즉 플라즈마 디스플레이는 온(On) 또는 오프(Off)만 가능하며 온(On)되는 시간의 길이를 조절함으로서 계조를 표현하게 된다. 이러한 구동 방식과 동영상의 움직임을 따라가게 되는 인간의 시각특성 때문에 부드러운 계조 변화를 가지는 동화상에 의사윤곽이 발생한다.

플라즈마 디스플레이에서는 CRT와는 달리 펄스 수 조절에 의한 구동방식을 사용한다. 1 필드(Field)를 여러 개의 서브 프레임(Subframe)으로 나누고, 이 서브 프레임의 온 또는 오프, 즉 코딩(Coding)에 의해 밝기를 조절하는 방식이다.

도 1은 서브 필드의 예를 나타낸 것이다. 도 1에서 가로축의 전체는 한번의 TV필드를 나타낸다. TV필드는 60Hz일 경우에 1/60인 16.7msec을 나타낸다. 또한, 흰 부분은 어드레싱(Addressing) 부분을 나타내고, 검은 부분은 발광 부분을 나타낸다.

어드레싱(Addressing)이란 화면상의 표시되어야할 격자를 선택함을 의미한다. 도 1에서 위에 나타낸 숫자는 발광을 위한 서스테인(Sustain) 펄스들의 숫자를 의미한다. 즉 {1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}의 조합으로 0부터 255사이의 256계조를 표현하게 된다. 상기 {1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}의 각각의 원소를 서브 프레임이라 부른다. 도 1를 참조하면, 어드레싱은 일정한 시간을 갖는다. 예를 들어, 9라는 계조를 표현하기 위해서는 1의 서스테인 펄스와 8의 서스테인 펄스를 발광시킴으로서 구현하게 된다.

이와 같은 펄스 수 조절에 의한 계조 표현방식과 화면에서 영상이 움직일 때에 움직이는 화면을 동공이 따라 움직이게 되는 인간의 시각적인 특성 때문에 계조값의 변화가 부드러운 동화상에서 눈에 거슬리는 의사윤곽이 발생한다.

도 2는 의사윤곽이 발생하는 예를 나타낸 것이다. 도 2는 도 1과 같은 발광패턴을 가질 때에 (n-1)번째 프레임은 계조 127에서 나타내고, 현재 프레임인 n번째 프레임은 계조 128일 경우를 나타낸다. 이때 발광되는 서브 프레임의 위치가 다르기 때문에 의사윤곽이 발생한다. 특히 sf8(128)과 sf7(64)에서 비교적 값이 큰 서브 프레임의 사용 여부가 다르기 때문에 의사윤곽이 크게 발생하게 된다.

도 3은 또 다른 의사윤곽의 발생 예를 나타낸 것으로, 도 3은 도 2와는 달리 {1, 2, 4, 8, 16, 32, 48, 48, 48, 48}의 휘도 가중치를 갖는 서브 필드를 갖는 경우를 나타낸다. 도 3은 입력 영상의 계조값이 63 및 64이고, 좌에서 우로 1P/F(화소/프레임) 이동할 경우로, 의사윤곽이 발생하게 되는 원인을 나타내는 도면이다. 도 3에서 보는 것과 같이, 시각의 위치는 영상의 이동방향에 대하여 연속적이므로 점선과 같이 표현되며, 시각의 움직임에 따라 인식되는 계조값은 64 대신에 55가 되어 의사윤곽이 발생하게 된다.

이와 같은 동영상 의사윤곽을 해소하기 위한 방법으로는 등화펄스 방법(일본 특개평10-39828호), 서브 필드 패턴의 최적화(국내 특허출원 제 99-36926호), 오차 확산 방법(국내 특허공개 제 98-32237호), 중간조 표시방법 및 표시장치(국내 특허공개 제 2000-1193호), 펄스 수 등화를 이용한 디스플레이 장치를 위한 동픽셀 왜곡감소 방법(국내 특허공개 제 1999-78432호) 및 화상 표시장치 및 화상 평가장치(국내 특허공개 제 1999-14172호) 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 상기의 플라즈마 디스플레이에서의 의사윤곽에 대한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 동일 위치의 이전 및 현재 프레임의 계조값을 비교하여 의사윤곽이 발생하였을 경우에 계조값을 변환하고, 변환된 계조값을 아직 처리되지 않은 주위 화소들에 전파하는 오차 확산에 의하여 오차를 보정하여 플라즈마 디스플레이의 동화상의 디스플레이 때에 의사윤곽이 발생하지 않도록 한 플라즈마 디스플레이에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법을 제공하기 위한 것이 목적이다.

도 1은 플라즈마 디스플레이에서 서브 필드의 예를 나타낸 도면,

도 2 및 도 3은 플라즈마 디스플레이에서 의사윤곽 발생의 예를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법에 관한 구성도,

도 5는 본 발명의 플라즈마 디스플레이에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법을 나타낸 흐름도,

도 6은 본 발명의 발광패턴에 관한 코딩의 실시예로 나타낸 도표,

도 7은 본 발명의 오차 확산부의 처리상태를 나타낸 흐름도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

100: 의사윤곽 검출부200: 오차 확산부

300: 플라즈마 디스플레이(PDP)

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 의사윤곽 검출부에서 n-1번째의 지난 프레임과 n번째의 현재 프레임의 같은 위치의 계조값을 비교하여 검출된 계조값의 비교로 의사윤곽이 발생하였는지를 판단하는 제 1단계; 의사윤곽이 발생하였다고 판단되면 오차 확산부에서 현재 프레임에서의 계조값을 의사윤곽을 감소시키는 새로운 계조값으로 변환하는 제 2단계; 계조값의 변환에 따른 오차는 오차 확산계수를 이용하여 아직 처리되지 않은 주위 화소들에 전파하여 인간 시각에 평균적으로 표현하고자 하는 계조가 표현되도록 오차 확산부에서 보정하는 제 3단계를 수행하는 오차확산 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 오차 확산에 의한 동영상 의사윤곽의 저감을 위한 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따르면, 도 4에 나타낸 것과 같이 제 1단계에서 의사윤곽 검출부(100)에서 지난 프레임과 현재 프레임의 같은 위치의 계조값을 비교하여 의사윤곽이 발생하는 경우인지 아닌지를 판단하고, 제 2단계에서 의사윤곽이 발생되는 경우라고 판단되면 현재 프레임에서의 계조값을 의사윤곽을 감소시키는 새로운 계조값으로 변환시킨다.

이와 같은 변환에 따른 오차는 제 3단계에서 오차확산부(200)에 의해 아직 처리되지 않은 주위화소들에 전파함으로서 오차가 보정되도록 한다. 반면에 의사윤곽이 발생하지 않는다고 판단되는 경우에는 별도의 처리과정이 없이 플라즈마 디스플레이(300)에서 디스플레이되도록 한다.

상기 제 1단계에서 의사윤곽 검출부(100)에서는 의사윤곽 발생여부를 판단하는 근거로, (1) 부드러운 계조 변화를 가지는 영역에서, (2) 큰 값을 갖는 발광 서브 프레임의 코딩 결과가 다를 경우이다. 따라서, 의사윤곽 검출부(100)는 아래의 두가지 요소를 확인하도록 구성되어 있다.

그 첫 번째 요소는 단계(S10)에서 계조값의 차이를 비교하는 것이다. 이때, 단계(S11)에서 계조값의 차이가 설정된 기준값 이하인지를 판단하여 계조값의 차이가 큰 경우는 경계선 부분이므로 의사윤곽이 발생한다 하더라도 눈에 경계선으로 인식되며, 따라서 의사윤곽이 눈에 잘 띄지 않는다. 그러므로 계조값 차이가 크지 않는 경우만을 의사윤곽 영역으로 고려해야 한다. 이러한 계조값 차이의 기준은 실험을 통해서 결정할 수 있다.

두 번째 요소로는 단계(S12)에서 계조값의 차이가 기준값 이하일 경우에는 서브 프레임의 코딩을 비교한다. 서브 프레임의 코딩이란 주어진 계조를 표현하기 위해 발광되는 서브 프레임 패턴의 위치를 나타낸다. 이전 프레임과 현재 프레임을 비교할 때, 서브 필드를 구성하고 있는 서브 프레임의 크기가 작은 것은 의사윤곽에 끼치는 영향이 적으므로 비교 대상에서 제외한다.

즉 어느 정도의 큰 값을 가지는 서브 프레임들의 사용 여부만을 비교하게 된다. 이때 비교대상이 되는 서브 프레임의 크기는 실험을 통해 결정할 수 있다.

따라서, 단계(S13)에서 서브 프레임의 코딩을 비교하여 동일한지를 판단하여 서브 프레임의 코딩이 동일하지 않을 경우에는 상기 제 2단계를 수행하게 된다.

다음으로, 도 5의 플라즈마 디스플레이에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법을 나타낸 흐름도를 참조하여 2가지의 실시예로 설명한다.

(실시예 1)

실시예의 하나로 도 6의 도표를 참조하면, 0 부터 255까지를 표현하기 위한 발광패턴(코딩 내용)의 일부를 나타낸다. 도 6에서 0은 오프(Off)인 경우이고, 1은 온(On)인 경우를 나타낸다.

이전 프레임의 계조값이 127이고, 현재 프레임의 계조값이 128일 경우라 가정하고, 계조값의 차이가 127과 128 사이이므로 의사윤곽 발생 가능성이 있는 경우라 판단되며, 따라서 코딩 내용을 검사하게 된다.

상기 코딩 내용은 큰 값을 갖는 서브 프레임을 기준으로 한다. 여기서는 의사윤곽 영역 검출시에 비교대상이 되는 서브 프레임이 sf7(64) 및 sf8(128)일 경우라 가정한다. 계조 127과 128에 대한 sf7(64) 및 sf8(128)의 코딩 내용이 (1, 0)와 (0, 1)로 다르므로 현재 프레임의 128이라는 계조를 변환시킨다.

계조값 변환 부분에서는 의사윤곽 발생영역에 대해 이전 프레임과 비교하여 비교대상인 서브 프레임의 코딩이 동일하면서 계조값 변화가 가장 작은 계조로 변환하게 된다. 즉 이 경우에는 계조값 변환 부분에서는 현재 계조값 128과 가장 근사하면서 이전 프레임 계조값 127의 sf7 및 sf8에서 사용한 코딩 결과와 동일한 계조값으로 변환시키게 된다(단계(S20)).

결과적으로 변환된 계조값은 127이 된다. 이때, 128계조를 표현하는 대신에 127을 표현하였으므로 오차가 1이 발생하게 된다. 이 오차는 오차확산이라는 방법을 통해 앞으로 처리될 화소들에서 그 오차가 보정됨으로써 인간 시각에 평균적으로는 표현하고자 하는 계조가 표현되도록 한다. 구체적으로 오차는 오차확산 계수에 의해 주위 화소로 전파된다. 오차확산 계수는 다양한 값과 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 다음의 수학식 1과 같은 오차확산 계수를 사용할 수 있다(단계(S30)).

(실시예 2)

도 7은 오차 확산부의 처리상태를 나타낸 흐름도로, 상기 오차 확산을 위한 실시예 1에서 오차 확산부(200)에서 오차 확산시에 오차가 설정된 값보다 큰 경우에는 오차확산 고유의 패턴이 발생하여 눈에 거슬리는 현상이 발생하기도 한다. 이러한 현상을 제거하기 위하여 단계(S31)에서 오차 크기를 평가하는 부분을 추가하였다. 단계(S32)에서 평가된 오차의 크기가 설정된 기준값 이하인지를 판단한 후에 단계(S33)에서 오차의 크기가 기준값 이상일 경우는 계조값 변환을 적용하지 않은 변환전의 계조값을 플라즈마 디스플레이(300)로 출력하도록 하였다. 단계(S34)에서는 기준값 이하일 경우로 오차 확산계수를 이용하여 보정을 수행한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법은 의사윤곽 검출부로 입력되는 (n-1)번째 프레임과 n번째 프레임의 동일 위치의 계조값을 비교하여 의사윤곽이 검출되면 의사윤곽을 감소시키는 새로운 계조값으로 변환시키고, 오차 확산부에서 오차 확산방법으로 아직 처리되지 않은 주위 화소들에 오차가 보정되도록 하여 의사윤곽이 발생하지 않도록별도의 처리과정 없이 디스플레이하는 것으로, 플라즈마 디스플레이의 동화상의 표현시에 의사윤곽을 저감시켜 보다 선명한 화질의 영상을 출력하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 의사윤곽 검출부에서 n-1번째의 지난 프레임과 n번째의 현재 프레임의 같은 위치의 계조값을 비교하여 검출된 계조값의 비교로 의사윤곽이 발생하였는지를 판단하는 제 1단계;

   의사윤곽이 발생하였다고 판단되면 오차 확산부에서 현재 프레임에서의 계조값을 의사윤곽을 감소시키는 새로운 계조값으로 변환하는 제 2단계;

   계조값의 변환에 따른 오차는 오차 확산계수를 이용하여 아직 처리되지 않은 주위 화소들에 전파하여 인간 시각에 평균적으로 표현하고자 하는 계조가 표현되도록 오차 확산부에서 보정하는 제 3단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1단계에서 의사윤곽이 발생하였는지를 판단하는 근거는 부드러운 계조 변화를 가지는 영역에서 큰 값을 갖는 발광 서브 프레임의 코딩 결과가 다를 경우로,

   계조값의 차이를 비교하는 단계와,

   계조값의 차이가 설정된 기준값 이하인지를 판단하는 단계와,

   기준값 이하일 경우에는 서브 프레임의 코딩을 비교하는 단계와,

   서브 프레임의 코딩을 비교하여 동일한지를 판단하는 단계를 수행하여 서브 프레임의 코딩이 동일하지 않을 경우에는 상기 제 2단계를 수행하는 것을 특징으로하는 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계에서 오차 확산부에서 오차 확산시에 오차가 설정된 값보다 큰 경우에는

   변환된 계조값의 오차 크기를 평가하는 단계와,

   평가된 오차의 크기가 설정된 기준값 이하인지를 판단하는 단계와,

   기준값 이하가 아닐 경우에는 변환전의 계조값을 플라즈마 디스플레이로 출력하는 단계와,

   기준값 이하일 경우에 오차 확산계수를 이용하여 보정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 3단계에서 사용된 오차 확산계수로 수학식이 적용될 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이(PDP)에서의 의사윤곽 저감을 위한 오차확산 방법.