KR20050032847A - 계조 처리 방법 - Google Patents

Abstract

디스플레이 장치에서 화질을 개선할 수 있는 계조 처리 방법이 개시된다.

본 발명의 계조 처리 방법은 디더 패턴(dither pattern) 상에 랜덤하게 씨드(seed)값들을 설정하고, 설정된 씨드값들을 이용하여 이항 연산을 수행하여 마스크(mask)값들을 산출하여 디더 패턴을 생성하며, 생성된 디더 패턴을 이용하여 디더링을 수행함으로써, 불규칙적으로 생성되는 마스크값들에 의해 디더링 노이즈와 플리커(flicker)를 방지하여 화질을 향상시킬 수 있다.

Description

계조 처리 방법{Method for processing a gray scale}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 디더링을 통해 화질을 개선한 계조 처리 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 스크린 대형화 및 경박 단소화시킬 수 있는 미래형 평판 디스플레이 장치로서, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP, 이하 PDP라 한다)이 각광받고 있다.

이러한 PDP는 상기와 같은 장점과 더불어 화질을 저하시킬 수 있는 새로운 종류의 인공물(artifacts)을 발생시키는 단점이 있다. 이러한 인공물 대부분은 기존의 CRT(Cathode Ray Tube) 화상에 대한 것과는 다르다. 이와 같이 PDP에 발생되는 인공물이 기존의 CRT와 다른 이유는 통상적으로 사람들이 기존의 CRT 인공물을 무의식적으로 보는 것에 익숙해져 있기 때문이다.

PDP는 단지 온(on) 또는 오프(off)만일 수 있는 방전 셀(discharge cell)의 매트릭스 어레이(matrix array)를 이용한다. 일반적으로, CRT 또는 LCD(Liquid Crystal Display)에서는 광 방출의 아날로그 제어에 의해 계조(gray scale)가 표현되는데 반해, PDP에서는 프레임당 광 펄스의 개수를 변조함으로써 계조를 표현하게 된다. 이와 같이 PDP에서의 시간-변조는 사람의 눈의 시간 반응에 대응하는 기간에 걸쳐서 눈에 의해 통합되게 된다.

PDP는 비디오 진폭이 일정한 주파수에서 발생하는 광펄스의 개수를 결정하기 때문에, 진폭이 더 커진다는 것은 그만큼 광펄스의 개수가 더 많아진다는 것을 의미하고, 이에 따라 온(on)시간이 더 많아진다는 것을 의미한다. 이러한 종류의 변조를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식이라 한다.

PDP에서 PWM 방식의 화질 문제는 저 계조 영역에서 계조를 표현할 때 노이즈를 발생시킨다. 이와 같이 노이즈가 발생하는 것은 PDP의 휘도는 펄스 개수에 선형적으로 변화하지만, 사람의 기각이 인지하는 정도는 비선형적이기 때문이다.

특히, PDP에서는 밝은 영역에서보다는 어두운 영역에서 보다 큰 문제를 야기한다. 또한, PDP 패널을 사용하여 RGB에 대하여 256 계조를 표현하더라고 저계조 영역에서는 양자화 노이즈(Quantization Noise) 문제가 심각해진다. 더욱이 이러한 비선형적인 특성을 맞추기 위해서 PDP에서 필요한 디감마(degamma) 함수는 비디오의 어두운 노이즈를 증가시키며, 이것은 인지도(perceptibility)의 부족을 초래한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 디더링 방법이 제안된 바 있다. 디더링 방법은 표현하고자 하는 계조에 적당한 노이즈를 부가하여 의사 윤곽(false contour)을 억제시키는 것이다.

종래의 디더링 방법은 다수의 프레임, 다수의 라인 및 다수의 열에 대응하는 3차원 디더 패턴을 반복적으로 사용하여 의사 윤곽을 억제하게 된다.

하지만, 종래의 디더링 방법은 특정 계조에서 화상의 품질을 감소시키는 디더링 노이즈를 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 디더링 방법은 저계조 및 고계조 구분없이 3차원 디더 패턴을 토글(toggle)시키면서 반복적으로 사용함으로써 저계조 표현시 플리커(flicker)가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 디터 패턴을 랜덤하게 생성하여 디더링 노이즈 및 플리커를 방지할 수 있는 계조 처리 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 디더 패턴 생성 방법은, 랜덤하게 설정되는 씨드값들을 대상으로 이항 연산을 수행하여 생성한다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 씨드값들을 이용하여 이항 연산을 통해 디더 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 디더 패턴을 이용하여 디더링을 수행하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 디더 패턴을 생성하는 단계는, a)인접하는 씨드값들을 이용하여 제1 라인 상의 마스크값들을 산출하는 단계; b)상기 제1 라인 상의 인접하는 마스크값들을 이용하여 제2 라인 상의 마스크값들을 산출하는 단계; 및 c) 상기 b)단계를 상기 디더 패턴 상에 설정된 제n 라인 상의 마스크값들을 산출할 때까지 반복적으로 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 계조 처리 방법을 설명한다.

이미 설명한 바와 같이, 종래의 디더링 방법은 일정하게 설정된 3차원 디더 패턴을 매 프레임마다 교대로 적용하여 디더링을 수행함으로써, 디더링 노이즈와 플리커를 발생시키게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 랜덤하게 생성되는 디더 패턴을 이용하여 디더링을 수행하게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 디더링 방법을 개념적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디더 패턴을 생성하는 방법을 개념적으로 설명한 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 디더 패턴 생성 방법은 시간적인 주기성보다는 공간적인 위치에 관점을 두고 있다.

먼저, 첫 번째 라인에 씨드(seed)값(ABCDABCDABCD...ABCD)이 임의로 랜덤하게 설정된다. 이때, 씨드값은 사용되는 디더 마스크의 개수값 이내에서 설정될 수 있다. 예들 들어, 디더 마스크가 4장이 사용되는 경우, 씨드값은 0부터 4까지의 수 중에서 하나가 설정될 수 있다. 즉, 032114232301...이 그것이다. 또한, 주의할 것은 인접하는 씨드값들은 동일하지 않아야 한다는 것이다. 만일 인접하는 씨드값들이 동일하게 되는 경우, 플리커가 발생될 가능성이 존재하게 된다.

이와 같이 첫 번째 라인 상에 씨드값들이 설정되게 되면, 이항 연상을 통해 마스크값을 구하게 된다. 즉, 두 번째 라인 상에 생성되는 마스크 값들은 인접하는 씨드값들을 더한 다음, 사용된 마스크 개수로 나눈 나머지값을 소정의 마스크값을 생성하게 된다.

이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.

스크값=(A+B)/마스크 개수

여기서, A와 B는 인접하는 씨드값들을 나타낸다.

상기 수학식1을 적용하여 마스크값을 구해보면, 예를 들어 A와 B가 각각 1과 4이고 마수크가 4장 사용된다고 하면, 마스크값은 A와 B값을 더한 5를 4로 나눈 나머지값 1이 구하고자 하는 마스크값이 되게 된다.

이와 같은 과정을 통해 씨드값으로 설정된 모든 값들에 대해 이항 연산을 통해 두 번째 라인 상에 마스크값들을 구하게 된다.

물론, 나머지 라인들에 대한 마스크값들도 이와 동일하게 반복적으로 구하게 된다.

이와 같은 과정을 통해 디더 패턴을 생성하게 되면, 씨드값이 랜덤하게 설정됨에 따라 생성되는 디더 패턴도 반복성 또는 주기성을 갖지 않고 비반복성 또는 비주기성을 갖는 마스크값들이 생성되게 된다.

이와 같은 생성된 디더 패턴을 이용하여 디더링을 수행하게 되면, 디더링 노이즈와 플리커가 방지되게 되어 화질이 향상된 영상이 디스플레이될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 디더 패턴을 생성하는 방법을 실제적으로 구현한 예시도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 라인 상에 임의로 랜덤하게 씨드값이 설정되게 된다. 예를 들면, 씨드값들은 123412431324134214231432 등으로 랜덤하게 설정된다. 도 2에서는 마스크가 4장 사용된 경우를 가정하고 설명한다. 따라서, 마스크의 사용 장수에 따라 마스크값들은 서로 상이하게 산출될 수 있다.

이와 같이 설정된 씨드값들을 바탕으로 이항 연산을 수행하여 제2 라인 상의 마스크값들을 산출한다.

즉, 제2 라인 상의 제1 픽셀에 대한 마스크값은 (1+2)/4의 나머지값 3이 되고, 제2 픽셀에 대한 마스크값은 (2+3)/4의 나머지값 1이 되고, 제3 픽셀에 대한 마스크값은 (3+4)/4의 나머지값 3 등과 같이 제2 라인 상의 각 픽셀들에 대한 마스크값들이 모두 산출될 때까지 지속적으로 이항 연산이 수행된다.

이에 따라 제2 라인 상의 마스크값들은 313132300121032312101310으로 각각 산출된다.

이와 같이 제2 라인 상의 마스크값들이 모두 산출되게 되면, 산출된 마스크값들을 다시 이항연산을 수행하여 제3 라인 상의 마스크값들을 위와 동일한 과정에 의해 산출하게 된다. 그러면, 제3 라인 상의 마스크값들은 000011301331311033110013이 각각 산출되게 된다.

이와 같이 구하고자 하는 모든 라인(즉, 제N 라인)들에 대한 마스크값들을 산출하여 랜덤한 디더 패턴이 생성되게 된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 랜덤하게 설정된 씨드값들을 이용하여 이항 연산을 수행하게 되면, 다스크값들이 불규칙적으로 생성되게 됨을 알 수 있다.

이와 같이 생성된 디더 패턴을 이용하여 디더링을 수행함으로써, 디더링 노이즈와 플리커를 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 디더 패턴은 2×2, 3×3, 4×4,..., n×n에서 더욱 커다란 디더링 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 계조 처리 방법에 따르면, 랜덤하게 설정되는 씨드값들을 이용하여 이항 연산을 통해 불규칙적으로 생성되는 디더 패턴을 이용하여 디더링을 수행함으로써, 종래와 같이 일정하게 고정된 디더 패턴을 사용함으로써 발생되는 디더링 노이즈와 플리커를 방지하여 화질을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디더 패턴을 생성하는 방법을 개념적으로 설명한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 디더 패턴을 생성하는 방법을 실제적으로 구현한 예시도.

Claims (9)

1. 디더링에 사용되는 디더 패턴을 생성하는 방법에 있어서,

   랜덤하게 설정되는 씨드값들을 대상으로 이항 연산을 수행하여 생성하는 것을 특징으로 하는 디더 패턴 생성 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 씨드값들은 사용되는 마스크 개수값 이내에서 제1 라인 상에 설정되는 것을 특징으로 하는 디더 패턴 생성 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 씨드값을 바탕으로 디더 패턴 상의 모든 픽셀에 대해 마스크값들이 산출되는 것을 특징으로 하는 디더 패턴 생성 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 마스크값들은 상기 이항 연산에 의해 인접하는 씨드값들의 합을 마스크 개수로 나눈 나머지값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 디더 패턴 생성 방법.
5. 씨드값들을 이용하여 이항 연산을 통해 디더 패턴을 생성하는 단계; 및

   상기 생성된 디더 패턴을 이용하여 디더링을 수행하는 단계

   를 포함하는 계조 처리 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 씨드값들은 디더 패턴의 제1 라인 상에 랜덤하게 설정되는 것을 특징으로 하는 계조 처리 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 씨드값들은 인접하는 씨드값들이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 계조 처리 방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 이항 연산에 의해 산출되는 마스크값은 인접하는 씨드값들의 합을 마스크 개수로 나눈 나머지값인 것을 특징으로 하는 계조 처리 방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 디더 패턴을 생성하는 단계는,

   a)인접하는 씨드값들을 이용하여 제1 라인 상의 마스크값들을 산출하는 단계;

   b)상기 제1 라인 상의 인접하는 마스크값들을 이용하여 제2 라인 상의 마스크값들을 산출하는 단계; 및

   c) 상기 b)단계를 상기 디더 패턴 상에 설정된 제n 라인 상의 마스크값들을 산출할 때까지 반복적으로 수행하는 단계

   를 포함하는 계조 처리 방법.