KR20090017205A - 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치 및 방법 - Google Patents

에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 디스플레이 소자 생산시 발생한 불량 화소(Dot Defect)를 사용자가 인식하지 못하도록 최종 출력단의 모션 벡터(Motion Vector)와 영상 에지(Edge)를 이용하여 불량 화소를 보정하는 것이다.
이에, 본 발명은 불량 화소를 탐색하여 그 유형과 해당 좌표계를 검출하고, 해당 불량 화소 주위의 특정 윈도우 크기 만큼의 색상을 보정하기 위하여 영상 에지의 이동 벡터를 통해 불량인 화소의 색상 방향으로 윈도우 내의 색상 좌표계를 이동킴으로써 화질을 효과적으로 보상할 수 있다.
영상, 에지, 이동 벡터, 화질 보정

Description

에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치 및 방법{CORRECTION APPARATUS AND METHOD OF IMAGE USING EDGE INFORMATION AND MOTION VECTOR}
본 발명은 화질 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 소자 상에서 발생하는 불량 화소(Dot Defect)를 사용자가 인식하지 못하도록 최종 출력단의 모션 백터(Motion Vector)와 영상 에지(Edge)를 이용하여 결함 부분을 보정하는 에지 이동정보를 이용한 화질 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 제조시 소자 상에 불량 화소(Dot Defect)가 발생하게 되면 해당 소자를 폐기 처분하는 것이 일반적이었다. 여기서, 불량 화소(Dot Defect)란 LCD 모니터의 특정 화소(Pixel)가 정상적으로 작동하지 않는 것으로서, 하나의 화소는 Red, Green, Blue 3개의 서브 픽셀(sub-pixel)로 이루어지며, 이러한 서브 픽셀에서 주로 불량 화소가 발행하였다.
이러한, 불량 화소의 발생은 대부분 트랜지스터의 오류로 인하여 생기는데, TFT(Thin Film Transistor)는 박막 액정에 수십, 수 백만개의 트랜지스터(일종의 on/off 스위치)를 집적해 놓은 것으로서 각각의 화소마다 개별적인 스위치가 구비되어 있다. 그런데, 이 중에서 특정 화소의 스위치에 이상이 발생하면 전압이 인가 되었는데도 빛을 계속 통과시켜 화소가 빛을 내도록 하거나, 또는 전압이 인가되지 않았는데도 계속 빛을 통과시키지 않아 화소가 빛을 발광하지 못함으로써 불량 소자를 생성하였다.
여기서, 특정 화소가 계속 빛을 발하고 있는 경우를 브라이트 불량 화소(Bright Dot Defect)라고 하며, 전압이 인가된 상태가 해제되지 않음으로써 발생하는 것은 블랙 불량 화소(Black Dot Defect)라고 일컫는다.
종래에는, 이러한 불량 화소 증상이 검출되면 디스플레이 소자를 폐기 처분함으로써 자원이 낭비되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 불량 화소의 유형과 해당 좌표계를 검출하고, 해당 불량 화소 주위의 특정 윈도우 크기 만큼의 색상을 보정하기 위하여 영상 에지 이동 백터를 이용하여 색상 좌표계를 이동하는 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치는, 디스플레이 패널 전체 좌표에 대해서 손실 블럭이 발생한 불량 화소의 위치를 검출하는 불량 화소 검출부와, 손실 블록으로 판정된 화소의 유형과 해당 좌표값을 저장하는 저장부와, 영상신호가 입력되면, 입력된 영상의 에지를 검출하는 영상 에지 검출부와, 검출된 영상의 에지가 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하는지를 판단하여, 윈도우 내부에 위치할 경우 에지의 이동 벡터를 검출하는 에지 이동 벡터 검출부와, 윈도우 내부의 불량 화소 포인트를 검출하고, 불량 화소 포인트가 위치하는 좌표값에 따라 인접한 화소의 색상 가중치를 계산하는 가중치 계산부 및 에지의 이동 벡터만큼 색좌표를 이동하여 인접한 화소의 색상으로 불량 화소의 색상을 변환하여 보상하는 불량 화소 보상부를 포함합니다.
또 다른 측면에서 본 발명의 목적을 달성하기 위한 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 방법은, 디스플레이 패널 전체 좌표에 대해서 손실 블럭이 발생한 불량 화소의 위치를 검출하고, 손실 블록으로 판정된 화소의 유형과 해당 좌표값을 저장 하는 단계와, 외부로부터 영상신호가 입력되면, 입력된 영상의 에지를 검출하고, 영상 에지가 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하는지를 판단하는 단계와, 영상 에지가 윈도우 내부에 위치할 경우, 에지의 이동 벡터를 검출하고, 불량 화소의 포인트를 검출하여 불량 화소 포인트가 위치하는 좌표값에 따라 인접한 화소의 색상 가중치를 계산하는 단계 및 에지의 이동 벡터만큼 색좌표를 이동한 후, 불량 화소의 유형에 따라 불량 화소 포인트가 인접한 화소의 색상으로 변환하는 단계를 포함한다.
여기서, 영상 에지가 윈도우 내부에 위치하지 않을 경우, 윈도우 전체에 따른 인접 화소의 색상을 고려하여 가중치를 계산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 불량 화소의 포인트가 영상 에지의 내부 영역에 위치할 경우, 에지 영역의 값만 이용하여 인접한 화소의 가중치를 계산하고, 영상 에지의 내부 영역에 위치하지 않을 경우, 에지 영역이 아닌 부분의 영역 값만을 이용하여 인접한 화소의 가중치를 계산하는 것을 특징으로 한다.
이때, 불량 화소의 유형이 브라이트 불량 화소(Bright Dot Defect)인 경우, 윈도우 내의 인접한 색상으로 상기 불량 화소를 밝게 보상하고, 불량 화소의 유형이 블랙 불량 화소(Black Dot Defect)인 경우, 윈도우 내의 인접한 색상으로 불량 화소를 어둡게 보상하는 것을 특징으로 한다.
위와 같이 설명된 본 발명에 따르면, 불량 화소 주위의 특정 윈도우 크기 만큼의 에지 정보를 사용하여 에지 이동벡터를 구한 후에, 불량인 화소의 색상 방향 으로 윈도우 내의 색상 좌표계를 이동하여 손실된 화소의 색상을 자연스럽게 보상함으로써 화면 화질의 성능을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치 및 방법에 대해 첨부한 도면을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상의 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치의 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 영상의 화질 보정 장치는, 디스플레이 패널 전체 좌표에 대해서 불량 화소를 탐색하는 불량 화소 검출부(100)와, 해당 불량 화소가 탐색된 위치의 좌표값을 검출하여 저장하는 저장부와(102), 외부기기를 통해서나 방송 신호가 수신되면, 수신된 영상 신호의 에지를 검출하는 영상 에지 검출부(104)와, 영상 에지 검출부(104)에 의해 검출된 영상의 에지가 탐색된 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하는지를 판단하여 에지의 위치 이동을 검출하는 이동 벡터 검출부(106)와, 불량 화소 포인트가 위치하는 좌표값에 따라 인접한 화소의 색상 가중치를 계산하는 가중치 계산부(108)와, 불량 화소를 유형에 따라 인접한 화소의 색상으로 보상하여 출력부(112)로 출력되도록 하는 불량 화소 보상부(110)로 구성된다.
여기서, 불량 화소 검출부(100)는 디스플레이 패널 전체를 스캔하여 패널 전제 좌표에 대해서 손실 블럭이 발생한 불량 화소의 위치를 검출한다. 불량 화소는 크게 브라이트 불량 화소(Bright Dot Defect)와 블랙 불량 화소(Black Dot Defect) 의 2가지로 구분된다. 이에, 불량 화소 검출부(100)는 손실 블럭의 특정 화소가 계속 빛을 발하여 생기는 브라이트 불량 화소인지 특정 화소가 켜지지 않고 계속 꺼진 상태를 유지하는 블랙 불량 화소인지에 따른 불량 화소 유형을 함께 검출하여 저장부(102)에 제공한다.
저장부(102)는 불량 화소 검출부(100)에 의해 검출된 손실 블록의 불량 화소 유형과 불량 화소가 위치한 좌표값을 저장한다.
영상 에지 검출부(104)는 외부기기나 방송국으로부터 영상 신호가 입력되면, 입력된 영상의 에지를 검출한다. 에지(Edge) 검출은 2차원 매트릭스를 이용하여 영상을 변화시키는 것으로 필터라고도 부른다. 본 발명의 영상 에지 검출부(104)는 에지 디텍션 필터로 가장 대표적인 필터 Sobel operator을 이용하여, 두 개의 필터가 한 쌍으로 가로 방향으로 고주파를 찾아내고 세로 방향으로 고주파를 찾아내어 영상의 에지를 검출한다.
에지 이동 벡터 검출부(106)는 영상 에지 검출부(104)에 의해 검출된 영상의 에지가 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하는지를 판단한다. 그리고, 영상 에지가 특정 크기 윈도우 즉, 보상 마스크(Mask) 내부에 위치하는 경우, 이동 벡터를 이용하여 에지의 방향성을 검출한다.
가중치 계산부(108)는 윈도우 내부의 불량 화소 포인트를 검출하고, 불량 화소 포인트가 위치하는 좌표값에 따라 인접한 화소의 색상 가중치를 계산한다. 즉, 불량 화소 포인트가 영상의 내부 영역에 존재하는 경우, 에지 영역의 값만 이용하여 색상의 가중치를 계산한다. 반면, 불량 화소 포인트가 영상의 외부 영역에 존재 하는 경우에는, 에지 영역이 아닌 부분의 영역 값만 이용하여 색상의 가중치를 계산한다.
그리고, 불량 화소 보상부(110)는 에지의 이동 벡터만큼 색좌표를 이동하여 인접한 화소의 색상으로 불량 화소의 색상을 변환하는데, 브라이트 불량 화소인 경우, 서브 픽셀의 R, G, B 스위치 중 하나가 제어가 불가능하여 빛이 계속적으로 통과되면, 해당 불량 픽셀 주위의 특정 크기의 윈도우 만큼의 색을 보정하기 위해서, 이동 벡터와 에지를 이용하여 불량인 서브 픽셀의 색상 방향으로 윈도우 내의 색상 좌표계를 이동하여 불량 화소를 보상한다.
블랙 불량 화소인 경우에도 특정 윈도우 크기 만큼의 색상을 보정할 시 이동 백터 정보와 영상의 에지를 이용하여 불량인 픽셀의 색상 방향으로 윈도우 내의 색상 좌표계를 이동하여 불량 화소를 보상한다.
이때, 윈도우의 크기는 CPU의 실행에 따라 조정할 수 있으며, 색상 좌표계를 이동하여 색상을 보상함으로써 불량 화소가 눈에 잘 띄지 않는다.
이러한, 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치의 불량 화소 보정 과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상의 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 방법을 순서대로 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에지 이동 백터를 이용한 화질 보정법을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상의 에지와 이동 벡터를 이용하여 손실된 블럭의 화질을 보상하는 과정은, 먼저, 불량 화소가 위치가 지점을 검출하기 위하여 불 량 화소 검출부(100)가 디스플레이 패널 전체 좌표값에 대해서 손실 블럭이 발생한 불량 화소의 위치를 탐색한다(S100).
그리고, 불량 화소 검출부(100)는 검출된 해당 불량 화소가 브라이트 불량 화소(Bright Dot Defect)인지 블랙 불량 화소(Black Dot Defect)인지 불량 화소의 유형을 판단하여, 불량 화소의 좌표값과 해당 유형을 저장부(102)에 제공한다. 이에, 저장부(102)는 불량 화소 검출부(100)에 의해 검출된 불량 화소의 좌표값과 유형을 저장한다(S102).
이후, 외부기기나 방송국으로부터 영상 신호가 입력(S104)되어 디스플레이 패널로 출력될 경우, 영상 에지 검출부(104)는 입력된 영상의 에지를 검출한다(S106).
그리고, 검출된 영상의 에지 정보를 에지 이동 벡터 검출부(106)에 제공한다. 에지 이동 벡터 검출부(106)는 영상 에지 검출부(104)에 의해 검출된 영상의 에지가 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하는지를 판단한다(S108). 즉, 설정된 보상 마스크 내부 영역에 영상의 에지가 위치하는지를 검출한다.
그리고, 영상 에지가 특정 크기 윈도우 즉, 보상 마스크(Mask) 내부에 위치하는 경우, 이동 벡터를 이용하여 에지의 방향성을 검출한다(S110).
이후, 가중치 계산부(108)에 의해 윈도우 내부의 불량 화소 포인트를 검출하고(S112), 불량 화소 포인트가 위치하는 좌표값에 따라 인접한 화소의 색상 가중치를 계산한다.
여기서, 불량 화소 포인트가 영상의 에지 내부 영역에 존재하는 경우, 에지 영역의 값만 이용하여 색상의 가중치를 계산한다(S116).
반면, 불량 화소 포인트가 영상의 외부 영역에 존재하는 경우에는, 에지 영역이 아닌 부분의 영역 값만 이용하여 색상의 가중치를 계산한다(S114).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에지 이동 백터를 이용한 화질 보정법을 나타낸 도면으로써, 불량 화소 포인트가 보상 마스크 내에서 영상의 에지 외부 또는 내부 영역에 존재할 경우, 색상의 가중치를 계산하여 윈도우 내의 색상 좌표계를 이동시킨다.
도 3의(a)를 살펴보면, 불량 화소 포인트가 영상의 에지 외부에 위치한 것을 나타낸 것으로, 영상 에지의 이동 벡터와 불량 화소 포인트의 위치를 이용하여 색상의 가중치를 계산하고, 불량인 화소 포인트로 마스크 내의 색상 좌표계를 이동하여 불량 화소를 보상한다. 즉, 불량 화소 포인트가 영상 에지 외부 영역에 위치할 경우, 에지 영역이 아닌 부분의 영역 값만을 이용하여 색상의 가중치를 계산한다. 이때, 가중치를 계산하여 획득한 색상의 농도 정도에 따라 주위 정방형의 색값을 이용하여 불량 화소가 사용자 눈에 거슬리지 않도록 주위 색을 최적의 색값으로 조정한다.
한편, 도 3의 (b)를 살펴보면, 불량 화소 포인트가 영상의 에지 내부에 위치한 것을 나타낸 것으로, 영상 에지의 이동 벡터와 불량 화소 포인트의 위치를 이용하여 색상의 가중치를 계산하고, 불량인 화소 포인트로 마스크 내의 색상 좌표계를 이동하여 불량 화소를 보상한다. 즉, 불량 화소 포인트가 영상 에지 내부 영역에 위치할 경우, 영상 에지 영역의 값만 이용하여 색상의 가중치를 계산한다. 이때, 가중치를 계산하여 획득한 색상의 농도 정도에 따라 주위 정방형의 색값을 이용하여 불량 화소가 사용자 눈에 거슬리지 않도록 주위 색을 최적의 색값으로 조정한다.
계속해서, 불량 화소의 주위 색을 최적을 색값으로 보상할 시, 불량 화소 보상부는 해당 불량 화소의 유형을 저장부(102)로부터 읽어들여(S118) 브라이트 불량 화소인 경우, 서브 픽셀의 R, G, B 스위치 중 하나가 제어가 불가능하여 빛이 계속적으로 통과되면, 해당 불량 픽셀 주위의 특정 크기의 윈도우 만큼의 색을 보정하기 위해서, 이동 벡터와 에지를 이용하여 불량인 서브 픽셀의 색상 방향으로 윈도우 내의 색상 좌표계를 이동하여 불량 화소를 인접한 화소의 색상으로 밝게 보상한다(S120).
또한, 해당 불량 화소가 블랙 불량 화소인 경우에도 특정 윈도우 크기 만큼의 색상을 보정할 시, 이동 벡터 정보와 영상의 에지를 이용하여 불량인 서브 픽셀의 색상 방향으로 윈도우 내의 색상 좌표계를 이동하여 불량 화소를 인접한 화소의 색상으로 어둡게 보상한다(S122).
이때, 윈도우의 크기는 CPU의 실행에 따라 조정할 수 있으며, 색상 좌표계를 이동하여 색상을 보상함으로써 불량 화소가 눈에 잘 띄지 않는다.
예컨대, 불량 화소가 서브 픽셀 R값에 문제가 발생된 경우, 주위의 RGB값을 조절하여 불량 화소가 발생된 R값이 눈에 거슬리지 않게 보상하는 것이다. 이때, 주위의 RGB값은 불량 화소가 발생된 R값 그리고 주위의 RGB값에 따라 상호 영향을 받아 보상을 하게 되는 것이다.
한편, S108에서 영상 에지 검출부(104)에 의해 검출된 영상의 에지가 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하지 않는 경우, 특정 크기 윈도우, 즉, 도 3의(c)에 도시된 바와 같이, 마스크 전체를 고려하여 가중치를 계산한다(S126).
그리고, 불량 화소의 유형을 판단하여 그에 따라 불량 화소를 인접한 화소의 색상으로 밝거나 또는 어둡게 보상한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것을 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상의 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상의 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 방법을 순서대로 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에지 이동 벡터를 이용한 화질 보정법을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 불량 화소 검출부(Dot Defect)검출부
102 : 저장부
104 : 영상 에지(Edge) 검출부
106 : 에지 이동 벡터(Motion Vector) 검출부
108 : 불량 화소 포인트 검출부
110 : 불량화소 보상부
112 : 출력부

Claims (5)

  1. 디스플레이 패널 전체 좌표에 대해서 손실 블럭이 발생한 불량 화소의 위치를 검출하는 불량 화소 검출부와;
    상기 손실 블록으로 판정된 화소의 유형과 해당 좌표값을 저장하는 저장부와;
    영상신호가 입력되면, 입력된 영상의 에지를 검출하는 영상 에지 검출부와;
    상기 검출된 영상의 에지가 상기 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하는지를 판단하여, 윈도우 내부에 위치할 경우 에지의 이동 벡터를 검출하는 에지 이동 벡터 검출부와;
    상기 윈도우 내부의 불량 화소 포인트를 검출하고, 상기 불량 화소 포인트가 위치하는 좌표값에 따라 인접한 화소의 색상 가중치를 계산하는 가중치 계산부; 및
    상기 에지의 이동 벡터만큼 색좌표를 이동하여 인접한 화소의 색상으로 상기 불량 화소의 색상을 변환하여 보상하는 불량 화소 보상부를 포함하는 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 장치.
  2. 디스플레이 패널 전체 좌표에 대해서 손실 블럭이 발생한 불량 화소의 위치를 검출하고, 상기 손실 블록으로 판정된 화소의 유형과 해당 좌표값을 저장하는 단계와;
    외부로부터 영상신호가 입력되면, 입력된 영상의 에지를 검출하고, 상기 영 상 에지가 상기 불량 화소 주위의 특정 크기 윈도우 내부에 위치하는지를 판단하는 단계와;
    상기 영상 에지가 상기 윈도우 내부에 위치할 경우, 상기 에지의 이동 벡터를 검출하고, 상기 불량 화소의 포인트를 검출하여 상기 불량 화소 포인트가 위치하는 좌표값에 따라 인접한 화소의 색상 가중치를 계산하는 단계; 및
    상기 에지의 이동 벡터만큼 색좌표를 이동한 후, 상기 불량 화소의 유형에 따라 상기 불량 화소 포인트가 인접한 화소의 색상으로 변환하는 단계를 포함하는 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 영상 에지가 상기 윈도우 내부에 위치하지 않을 경우, 상기 윈도우 전체에 따른 인접 화소의 색상을 고려하여 가중치를 계산하는 것을 특징으로 하는 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 불량 화소의 포인트가 상기 영상 에지의 내부 영역에 위치할 경우, 상기 에지 영역의 값만 이용하여 인접한 화소의 가중치를 계산하고, 상기 영상 에지의 내부 영역에 위치하지 않을 경우, 상기 에지 영역이 아닌 부분의 영역 값만을 이용하여 인접한 화소의 가중치를 계산하는 것을 특징으로 하는 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 불량 화소의 유형이 브라이트 불량 화소(Bright Dot Defect)인 경우, 상기 윈도우 내의 인접한 색상으로 상기 불량 화소를 밝게 보상하고, 상기 불량 화소의 유형이 블랙 불량 화소(Black Dot Defect)인 경우, 상기 윈도우 내의 인접한 색상으로 상기 불량 화소를 어둡게 보상하는 것을 특징으로 하는 에지 이동 정보를 이용한 화질 보정 방법.
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