KR20050122843A - Digital black stretch apparatus for improving of contrast - Google Patents
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Abstract
본 발명은 명암대비를 극대화해 어둠 속에 묻혀 있던 영상도 선명하게 볼 수 있도록 해주는 흑신장 기술 적용 시, 흑신장으로 표현하지 못하는 계조를 디더링 또는 오차확산 기법을 사용하여 계조 표현력을 높일 수 있도록 하는 명암비 개선을 위한 디지털 흑신장 장치에 관한 것으로, 입력 영상을 8비트로 신호 처리하여 각각의 신호 레벨을 가지는 픽셀 개수를 검출 분석하여, 전체 화면의 휘도 분포를 검출하는 영상 히스토그램 분석부와; 상기 영상 히스토그램 분석부의 검출 결과에 따라 흑신장 함수를 발생시키는 흑신장 함수 발생부와; 상기 흑신장 함수 발생부를 통해 생성한 흑신장 함수에 의해 입력 영상을 흑신장 시키는 흑신장 함수 변환부와; 상기 흑신장 함수 변환 후 발생하는 계조 손실 부분을 보상하여 최종 영상을 출력하는 디더링부를 포함하여 구성함으로써 달성할 수 있다.The present invention provides a contrast ratio that can increase gradation expression power by using dithering or error diffusion technique for gradations that cannot be expressed in black kidneys when maximizing contrast is used so that even the images buried in the dark can be clearly seen. A digital black kidney apparatus for improvement, comprising: an image histogram analyzer for detecting and analyzing a number of pixels having respective signal levels by processing an input image with 8 bits; A black kidney function generator for generating a black kidney function according to a detection result of the image histogram analyzer; A black kidney function converter to blacken the input image by the black kidney function generated by the black kidney function generator; It can be achieved by including a dithering unit for compensating for the gradation loss generated after the black kidney function conversion to output the final image.
Description
본 발명은 명암비 개선을 위한 디지털 흑신장 장치에 관한 것으로, 특히 명암대비를 극대화해 어둠 속에 묻혀 있던 영상도 선명하게 볼 수 있도록 해주는 흑신장 기술 적용 시, 흑신장으로 표현하지 못하는 계조를 디더링 또는 오차확산 기법을 사용하여 계조 표현력을 높일 수 있도록 하는 명암비 개선을 위한 디지털 흑신장 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a digital black kidney device for improving contrast ratio, in particular, dithering or error in gray scales that cannot be expressed when the black kidney technology is applied to maximize the contrast so that the image buried in the dark can be seen clearly. The present invention relates to a digital black height device for improving contrast ratio that can increase gray scale expression using a diffusion technique.
일반적으로, 명암비를 개선시키기 위한 여러 가지 방법 중에서 흑신장(Black Stretch) 기술은, 낮은 레벨의 신호 부분을 좀 더 낮게 변환함으로써, 높은 레벨의 신호와의 대비를 높여주는 방법으로서, 입력영상의 히스토그램을 분석하여 분포도에 따라 흑신장 함수를 다르게 발생시켜 입력신호에 적용시키게 된다.In general, among the various methods for improving the contrast ratio, the black stretch technique is a method of increasing the contrast with a high level signal by converting a lower level part of the signal to a lower level. Analyze this and generate the black kidney function differently according to the distribution and apply it to the input signal.
도1은 종래의 흑신장 기법의 특성을 나타내는 흑신장 함수 그래프도로서, 흑신장 기법은 도1의 (a)에 도시된 바와 같이 낮은 전압(어두운 부분)에서 입력에 대한 출력이 비례함수(y=x)로 나타나지 않고, 흑신장 함수(y=f(x))를 적용하여 아래쪽으로 볼록한 만곡부를 형성함으로써, 어두운 부분을 좀더 어둡게 표현함으로써 명암 대비를 높이게 되는 것이다.FIG. 1 is a graph of a black kidney function showing the characteristics of a conventional black kidney technique. In the black kidney technique, as shown in FIG. 1 (a), the output of the input is proportional to the input at a low voltage (dark portion) (y). = x), and by applying the black kidney function (y = f (x)) to form a convex downward portion, to increase the contrast by expressing darker parts darker.
도1의 (b)는 상기 도1의 (a)에서 흑신장 함수 변환부를 보다 구체적으로 도시한 것으로, 이에 도시된 바와 같이 입력신호를 소정 범위로 구분하여 그 대표값을 출력한다. 예컨대, '0≤x≤4'이면 대표값으로 'y=0'을 출력하고, '5≤x≤6'이면 대표값으로 'y=1'을 출력하고, '6<x=7'이면 대표값으로 'y=2'를 출력하는 것이다.FIG. 1 (b) shows the black kidney function converter in more detail in FIG. 1 (a). As shown in FIG. 1, the input signal is divided into a predetermined range and its representative value is output. For example, if '0≤x≤4', 'y = 0' is output as a representative value, if '5≤x≤6', 'y = 1' is output as a representative value, and if '6 <x = 7' The representative value is 'y = 2'.
그러나, 상기와 같이 흑신장을 적용시키면 명암비는 개선시킬 수 있지만, 어두운 레벨의 입력신호가 몇 개의 대표값으로 들어오면서 어두운 부분의 계조 표현이 나빠지게 되는 문제를 가지게 된다.However, if the black height is applied as described above, the contrast ratio can be improved, but the input signal of a dark level comes in several representative values, and thus the gray level representation of the dark portion is deteriorated.
특히, PDP나 LCD와 같은 디지털 디스플레이에서는 계조 표현이 나빠질 경우 화질에 치명적인 영향을 미치게 되므로, 흑신장에 의한 명암비를 개선시킴과 아울러 계조 표현력을 높일 수 있는 방안이 필요한 상황이다.In particular, in a digital display such as a PDP or an LCD, when a gray level expression is deteriorated, the image quality has a fatal effect. Therefore, there is a need for a method of improving the contrast ratio due to black height and increasing the gray level expressive power.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 명암대비를 극대화해 어둠 속에 묻혀 있던 영상도 선명하게 볼 수 있도록 해주는 흑신장 기술 적용 시, 흑신장으로 표현하지 못하는 계조를 디더링 또는 오차확산 기법을 사용하여 계조 표현력을 높일 수 있도록 하는 명암비 개선을 위한 디지털 흑신장 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was created in order to solve the above-mentioned problems, and when applying the black kidney technology that maximizes the contrast so that the image buried in the dark can be clearly seen, it is not possible to express the gray scale in the black kidney. An object of the present invention is to provide a digital black height device for improving contrast ratio, which can increase gray scale expression power by using dithering or error diffusion technique.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력 영상을 8비트로 신호 처리하여 각각의 신호 레벨을 가지는 픽셀 개수를 검출 분석하여, 전체 화면의 휘도 분포를 검출하는 영상 히스토그램 분석부와; 상기 영상 히스토그램 분석부의 검출 결과에 따라 흑신장 함수를 발생시키는 흑신장 함수 발생부와; 상기 흑신장 함수 발생부를 통해 생성한 흑신장 함수에 의해 입력 영상을 흑신장 시키는 흑신장 함수 변환부와; 상기 흑신장 함수 변환 후 발생하는 계조 손실 부분을 보상하여 최종 영상을 출력하는 디더링부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an image histogram analyzer for detecting and analyzing a number of pixels having respective signal levels by processing an input image with 8 bits; A black kidney function generator for generating a black kidney function according to a detection result of the image histogram analyzer; A black kidney function converter to blacken the input image by the black kidney function generated by the black kidney function generator; And a dithering unit configured to compensate for the gradation loss portion generated after the black kidney function conversion and output a final image.
본 발명은 PDP나 LCD 등과 같은 디지털 디스플레이에서 흑신장 기법의 적용으로 표현되지 못하는 계조 표현을, 디더링 또는 오차확산 기법을 사용해서 표현함으로써, 명암비를 개선시킴과 동시에 종래의 기술과는 달리 계조 표현이 나빠지는 문제도 해결할 수 있도록 하는 장치의 제공을 요지로 한다.According to the present invention, the gray scale expression that cannot be represented by the application of the black height technique in a digital display such as a PDP or an LCD is expressed by using dithering or error diffusion techniques, thereby improving contrast ratio and unlike the conventional technology. An object of the present invention is to provide a device that can solve a problem that worsens.
본 발명은 입력신호에 대한 대표값을 출력하여 명암비를 개선하는 흑신장 기법으로 인해 저하되는 계조 표현력을, 흑신장 기법 적용 후 바로 디더링 또는 오차확산 기법을 적용하여 계조 표현력을 높일 수 있도록 하는 것으로, 본 발명을 적용할 경우 흑신장의 효과는 그대로 살리면서 흑신장의 부작용인 계조 뭉개짐, 색번짐 현상을 현저히 줄일 수 있도록 하는 특징이 있다.The present invention is to increase the gradation expression power by applying a dithering or error diffusion technique immediately after applying the black height technique, the gradation expression power is reduced due to the black height technique to improve the contrast ratio by outputting a representative value for the input signal, When the present invention is applied, the effect of the black kidney is preserved while it is characterized by remarkably reducing the gradation crushing, color bleeding phenomenon which is a side effect of the black kidney.
여기서, 상기 디더링은 요구된 색상의 사용이 불가능할 때, 다른 색상들을 섞어서 비슷한 색상을 내기 위한 것으로, 예컨대, 요구된 색상인 녹색이 없을 때, 파란점과 노란점을 촘촘히 찍으면 멀리서 보았을 때 녹색처럼 보이게 만드는 원리와 같이, 픽셀에 상이한 색상을 발현하는 주파수를 번갈아 혹은 인접 픽셀에서 동시에 발산하여 원하는 색상을 얻도록 하는 방법이다.Here, the dithering is to produce a similar color by mixing different colors when the use of the required color is not possible, for example, when there is no green color as the required color, when the blue and yellow dots are closely taken, the green color looks like a green color when viewed from a distance. As with the principle of making, it is a method to alternate the frequency of expressing different colors to pixels or to simultaneously emit from adjacent pixels to obtain desired color.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described.
도2는 본 발명에 따라 흑신장으로 발생하는 계조 표현력을 개선하는 디지털 흑신장 장치의 구성을 보인 블록도로서, 입력 영상을 8비트로 신호 처리하여 0~255 각각의 신호 레벨을 가지는 픽셀 개수를 검출 분석하여, 전체 화면의 휘도 분포를 검출하는 영상 히스토그램 분석부(101)와, 상기 영상 히스토그램 분석부의 검출 결과에 따라 흑신장 함수를 발생시키는 흑신장 함수 발생부(102)와, 상기 흑신장 함수 발생부를 통해 생성한 흑신장 함수에 의해 입력 영상을 흑신장 시키는 흑신장 함수 변환부(103)와, 상기 흑신장 함수 변환 후 발생하는 계조 손실 부분을 보상하여 최종 영상을 출력하는 디더링부(104)를 포함하여 구성한다.FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a digital black kidney device for improving gray scale power generated by black kidney according to the present invention, and processing the input image with 8 bits to detect the number of pixels having a signal level of 0 to 255, respectively. An image histogram analyzer 101 for detecting a luminance distribution of the entire screen by analyzing the image, a black kidney function generator 102 for generating a black kidney function according to the detection result of the image histogram analyzer, and generating the black kidney function A black kidney function converter 103 for blackening the input image by the black kidney function generated through the negative part, and a dithering unit 104 for compensating for the grayscale loss generated after the black kidney function conversion and outputting the final image. It is configured to include.
여기서, 상기 흑신장 함수 발생부(102)는 어두운 화면 분포가 많을 경우 흑신장을 약하게 하고, 어두운 화면과 밝은 화면이 혼재된 경우 흑신장 강도를 높인다.Here, the black kidney function generator 102 weakens the black kidney when there are many dark screen distributions, and increases the black kidney strength when the dark screen and the bright screen are mixed.
또한, 상기 디더링부(104)는 흑신장 함수 변환수의 입력 영상 데이터의 소수점 부분을 보상하는 부분으로서 오차 확산부에 의해 대신할 수도 있다.In addition, the dithering unit 104 may be replaced by an error diffusion unit as a portion for compensating the decimal point portion of the input image data of the black kidney function conversion number.
이하, 상기와 같이 구성된 장치의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and operation of the device configured as described above are as follows.
우선, 상기 히스토그램 분석부는 입력되는 영상을 8비트로 신호 처리하여, 0~255 각각의 신호 레벨을 가지는 픽셀 개수를 검출 분석하여 전체 화면의 휘도 분포를 검출하고, 그 검출 결과에 따라 흑신장 함수를 발생시켜 상기 입력되는 영상을 흑신장 시킨다.First, the histogram analysis unit processes an input image into 8 bits, detects and analyzes the number of pixels having a signal level of 0 to 255, detects a luminance distribution of the entire screen, and generates a black kidney function according to the detection result. To make the input image black.
종래의 상기 흑신장 과정으로 영상 처리를 종료하였지만, 본 발명에서는 상기 흑신장 함수 변환 후 디더링 또는 오차확산 기법을 추가로 적용하여, 상기 흑신장 처리에 의해 발생하는 계조 손실 부분을 보상하도록 한다.Although the image processing is completed by the conventional black kidney process, the present invention further applies a dithering or error diffusion technique after converting the black kidney function to compensate for the gradation loss caused by the black kidney process.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 명암비 개선을 위한 디지털 흑신장 장치는 명암대비를 극대화해 어둠 속에 묻혀 있던 영상도 선명하게 볼 수 있도록 해주는 흑신장 기술 적용 시, 흑신장으로 표현하지 못하는 계조를 디더링 또는 오차확산 기법을 사용하여 계조 표현력을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the digital black scale device for improving the contrast ratio of the present invention dithers or errors gray scales that cannot be expressed by the black kidney when the black kidney technology is applied to maximize the contrast to clearly see the image buried in the dark. It is effective to increase the expressive power of gray using diffusion technique.
도 1은 종래의 흑신장 기법의 특성을 나타내는 흑신장 함수 그래프도.1 is a graph of the black kidney function showing the characteristics of the conventional black kidney technique.
도 2는 본 발명에 따라 흑신장으로 발생하는 계조 표현력을 개선하는 디지털 흑신장 장치의 구성을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a digital black kidney device to improve the gray scale expression power generated by the black kidney in accordance with the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101 : 영상 히스토그램 분석부 102 : 흑신장 함수 발생부101: image histogram analyzer 102: black kidney function generator
103 : 흑신장 함수 변환부 104 : 디더링부103: black height function conversion unit 104: dithering unit
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