KR20060033563A - 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼 표시창을 구비한 휴대 단말기에 있어서 외부(sub) 표시창에 표시되는 영상을 디더링을 이용하여 표시함으로써, 디스플레이 버퍼 용량 및 소비 전력을 줄이고, 화질을 향상시킬 수 있는 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법에 관한 것으로, 표시창에 표시할 실제 영상데이터를 수신하고, 그 수신된 영상데이터에 디더링(dithering) 알고리즘을 적용하는 단계와; 상기 디더링 알고리즘에 의해 변경된 영상데이터를 상기 표시창에 표시하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 색상수가 제한된 디스플레이 장치의 버퍼 용량 및 소비 전력을 줄이고, 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법{METHOD FOR DISPLAYING IMAGE BY DITHERING IN MOBILE TERMINAL}

도1은 컬러 스케일의 원본 영상(a)을 컬러 영상(b)으로 표시한 일 예시도.

도2는 그레이 스케일의 원본 영상(a)을 1과 0의 바이너리 영상(b)으로 표시한 일 예시도.

도3은 본 발명 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법에 대한 일 실시예 순서도.

도4는 본 발명의 디더링 알고리즘 적용 방안에 대한 예시도.

도5는 디더링이 적용되지 않은 영상(a)과 본 발명에 의한 디더링이 적용된 영상(b)에 대한 일 예시도.

도6은 본 발명에 대한 적용 예시도.

본 발명은 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법에 관한 것으로, 특히 듀얼 표시창을 구비한 휴대 단말기에 있어서 외부(sub) 표시창에 표시되는 영상을 디더링을 이용하여 표시함으로써, 디스플레이 버퍼 용량 및 소비 전력을 줄이 고, 화질을 향상시킬 수 있는 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법에 관한 것이다.

최근 휴대 단말기의 디스플레이는 바이너리 환경에서부터 24비트 환경까지 비약적으로 발전하였다. 단순 흑백 디스플레이에서 65000 컬러 이상의 자연스러운 색표현이 가능하게 되었고, 디스플레이 소자도 STN 급에서 TFT, UFB, 유기 EL과 같은 소자들로 예전에 비해 소모 전력이 줄어들고, 더욱 선명한 화면을 볼 수 있게 되었다.

종래 휴대 단말기에서 영상 등을 표시하는 기술은 대부분 풍부한 디스플레이 환경에 관한 기술위주로, 디스플레이 버퍼의 제한, 메모리 절약 및 전력소비 감소 등을 고려한 기술은 그리 많지 않다. 특히 듀얼 표시창을 구비한 휴대 단말기에서 외부(sub) 표시창에 유기 EL과 같은 소자를 쓰는 경우 색상 표현이 5~6개 정도로 제한적이고, 향후 발전가능성도 256 컬러 등 많은 색상제한이 있다.

이렇듯 휴대 단말기의 외부 표시창은 사용되는 디스플레이 소자에 따라 색상 표현에 제한이 되거나 그렇지 않은 경우가 있다.

그럼, 종래 휴대 단말기의 외부 표시창에서 표현하는 색상이 제한적인 경우와 그렇지 않은 경우에 대해 설명하고, 그에 대한 문제점을 설명한다.

도1은 컬러 스케일의 원본 영상(a)을 컬러 영상(b)으로 표시한 일 예를 도시한 것으로, 색표현이 800만 이상 가능한 24비트 해상도의 영상을 도시한 것이다. 상기 외부 표시창에 표시된 영상은 24비트의 해상도를 가지기 때문에 24비트의 디스플레이 버퍼 크기를 구비하여야 한다. 즉, 표시되는 해상도가 커지면 커질수록 디스플레이 버퍼가 커지는 문제가 있고, 또한, 도1b에서 알 수 있듯이, 원본 영상에 비해 경계면이 선명하지 않아 정확한 영상을 표시할 수 없는 문제가 있었다.

도2는 그레이 스케일의 원본 영상(a)을 1과 0의 바이너리 영상(b)으로 표시하는 일 예를 도시한 것으로, 비록 디스플레이 버퍼의 크기가 작은 이점이 있지만, 영상의 경계선 및 전체적인 영상에서 알아보기 힘들 정도로 많은 화질열화가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 해당 픽셀의 색정보 경계선에서 나타나는 에러값을 측정하고, 그 측정된 에러값을 이용하여 주변 픽셀로 에러를 퍼뜨림으로써, 색상수가 제한된 디스플레이 장치의 버퍼 용량 및 소비 전력을 줄이고, 화질을 향상시킬 수 있는 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 표시창에 표시할 실제 영상데이터를 수신하고, 그 수신된 영상데이터에 디더링(dithering) 알고리즘을 적용하는 단계와; 상기 디더링 알고리즘에 의해 변경된 영상데이터를 상기 표시창에 표시하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

디더링(dithering)은 색성분을 주변의 다른 색성분으로 분해하여 화면을 약 간 떨리는 것처럼 보이게 하여 자연스런 색상을 표현하는 기법으로 화면의 색성분이 제한되어 있을 때 유용한 기법이다. 예를 들어, 분홍색을 표현할 수 없는 디스플레이 장치에서 분홍색을 표현하기 위해 붉은 색 픽셀과 흰색 픽셀로 분해한 후 적당한 비율로 표현하면 다양한 계조의 분홍색을 표현할 수 있다. 이렇듯 디더링은 저해상도 디스플레이 도형처리에서 사실감을 높이고 매끄럽지 못한 계단모양으로 울퉁불퉁한 경계선을 자연스럽게 표현하기 위한 방법이다.

디더링은 기본적으로 영상 비트깊이(bit-depth)를 저수준으로 떨어뜨리고, 색변화의 경계선에 노이즈를 첨가함으로서 자연스러운 영상효과를 만들어 낸다. 따라서, 디더링의 가장 큰 요인은 얼마나 노이즈 성분을 적절히 사용하여 화면을 자연스럽게 보이게 하는가 하는 것이다.

본 발명은 이러한 디더링 기법 중 Floyd-Steinberg의 에러 확산(Error-Diffusion) 알고리즘을 이용한 디더링 기능을 통해 영상의 선명도를 높일 수 있고, 디스플레이 버퍼 크기를 줄이는 것을 그 요지로 한다.

상기 Floyd-Steinberg 알고리즘은 하나의 픽셀로부터 주변 픽셀로 에러를 효율적으로 퍼뜨리는 것에 대한 알고리즘으로, 하나의 픽셀 성분에 대해 원본 색상의 특성을 주변 픽셀로 퍼뜨려 에러 확산을 구현하는 것이다.

도3은 본 발명 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법에 대한 일 실시예 순서도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 영상데이터의 실제값을 수신하고, 그 수신된 실제값을 이용하여 픽셀의 색정보 경계선의 에러를 측정하는 단계와, 상기 측정된 에러와 우선값(priority)을 적용하여 주변 픽셀로 에러를 확산하 는 단계와, 상기 단계들을 모든 픽셀에 대해 수행하고, 모든 픽셀에 대해 에러 확산이 이루어지면 에러 확산이 적용된 픽셀값으로 영상을 표시하는 단계로 이루어진다.

상기 색정보 경계선의 에러를 측정하는 것과 그 측정된 에러와 우선값을 적용하여 주변 픽셀로 에러를 확산하는 것은 Floyd-Steinberg의 에러 확산(Error-Diffusion) 알고리즘을 이용하는데, 이에 대한 알고리즘은 다음과 같다.

for(x=0;x<width;x++)

{

for(y=0;y<height;y++)

{

P(x,y)=trunc(I(x,y)+0.5);

error=I(x,y)-P(x,y);

I(x,y+1)+=α*error;

I(x+1,y-1)+=β*error;

I(x+1,y)+=γ*error;

I(x+1,y+1)+=δ*error;

}

}

상기 알고리즘은 실제 코딩으로 구현하기 위한 가짜 코드(Pseudo-Code)를 도시한 것으로, 여기서, x, y는 각각 픽셀의 가로, 세로 위치를 의미하고, width와 height는 디스플레이 장치의 가로 픽셀수와 세로 픽셀수를 의미한다.

그리고, P(x,y)와 error 수식은 색정보 경계선에서 나타나는 에러를 정확히 측정하기 위한 구문이고, 이후의 "I(x,y+1)+=α*error"부터 "I(x+1,y+1)+=δ*error"까지는 우선값(priority)을 적용하여 주변 픽셀로 에러를 퍼뜨리는 과정이다.

그럼, 상기 알고리즘을 이용한 본 발명에 대한 동작을 도4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실제 영상데이터에 대한 픽셀값(I(x,y))을 이용하여 픽셀에 대한 에러를 측정하고, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 측정된 에러값을 이용하여 주변 픽셀로 우선값을 적용한 에러를 퍼뜨린다. 즉, 에러를 계산한 해당 픽셀(I(x,y))의 우측 픽셀에는 해당 픽셀의 우선값 α(=7/16)에 해당하는 에러를, 해당 픽셀의 좌측 하부 픽셀에는 해당 픽셀의 우선값 β(=3/16)에 해당하는 에러를, 해당 픽셀의 하부 픽셀에는 해당 픽셀의 우선값 γ(=5/16)에 해당하는 에러를, 해당 픽셀의 우측 하부 픽셀에는 해당 픽셀의 우선값 δ(=1/16)에 해당하는 에러를 퍼뜨린다. 여기서, 상기 우선값의 합, α+β+γ+δ은 1이 된다.

그리고, 상기와 같은 과정이 첫 번째 픽셀부터 하위우측 마지막 픽셀까지 순차적으로 수행되어 영상을 표시하는 표시창의 각 픽셀에 에러를 퍼뜨린다.

이때, 상기 에러를 퍼뜨리는 과정에서 사용되는 변수는 주로 플로팅 포인트(floating point)와 같은 소수점을 사용하기 때문에 계산 속도가 떨어질 수 있는데, 본 발명에서는 계산 속도를 향상시키기 위해 에러 확장 계산 시 전체 픽셀에 10을 곱하여 정수값으로 계산하고, 모든 계산이 완료된 후 다시 10으로 나눈 값을 적용하여 계산 속도를 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 모든 픽셀에 에러 확산이 적용되면, 에러 확산이 적용된 영상데이터를 표시창에 표시하는데, 도5에 도시된 일 예와 같이, 디더링이 적용되지 않은 상태에서 표시된 영상(a)에 비해 디더링이 적용된 영상(b)이 더욱 선명한 것을 알 수 있다.

이렇듯 본 발명은 색상수가 제한된 디스플레이에 적용할 수 있는데, 이에 대한 예로, 도6에 도시된 바와 같이, 듀얼 표시창을 구비한 휴대 단말기의 외부 표시창에 적용할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 디더링을 이용하여 색상수가 제한된 표시창에 적용함으로써, 디스플레이 버퍼 크기를 줄일 수 있고, 영상의 선명도를 높일 수 있다.

그리고, 본 발명에 적용되는 디더링 기법은 Floyd-Steinberg 알고리즘에 한정하지 않고, 디더링에 대한 모든 기술을 적용할 수 있다는 것은 자명하다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 해당 픽셀의 색정보 경계선에서 나타나는 에러값을 측정하고, 그 측정된 에러값을 이용하여 주변 픽셀로 에러를 퍼뜨림으로써, 색상수가 제한된 디스플레이 장치의 버퍼 용량 및 소비 전력을 줄이고, 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 표시창에 표시할 실제 영상데이터를 수신하고, 그 수신된 영상데이터에 디더링(dithering) 알고리즘을 적용하는 단계와;

   상기 디더링 알고리즘에 의해 변경된 영상데이터를 상기 표시창에 표시하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 디더링 알고리즘은 Floyd-Steinberg의 에러 확산(Error-Diffusion) 알고리즘인 것을 특징으로 하는 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 에러 확산 알고리즘은 영상데이터의 실제값을 수신하고, 그 수신된 실제값을 이용하여 픽셀의 색정보 경계선의 에러를 측정하는 단계와;

   상기 측정된 에러와 기 설정된 우선값(priority)을 적용하여 주변 픽셀로 에러를 확산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 디더링 알고리즘은 듀얼 표시창을 구비한 휴대 단말기 에서 색상수가 제한되는 외부(sub) 표시창에 적용되는 것을 특징으로 하는 디더링을 이용한 휴대 단말기의 영상 표시 방법.

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