KR20110065986A - 연관된 마스크들을 이용하여 디더링된 비디오 디스플레이 방법 및 이를 적용한 비디오 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

연관된 마스크들을 이용하여 디더링된 비디오 디스플레이 방법 및 이를 적용한 비디오 디스플레이 장치이 제공된다. 본 비디오 디스플레이 장치는, 제1 마스크를 이용하여 비디오 신호를 디더링한 후 비디오 신호에 대해 컬러 프로세싱을 수행하고, 제1 마스크와 연관된 제2 마스크를 이용하여 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링한다. 이에 의해, 연관된 마스크들을 이용하여 디더링을 수행하게 되므로, 비디오 신호의 계조 표현력 저하를 최소화할 수 있게 된다.
비디오, 컬러 프로세싱, 디더링, 마스크

Description

연관된 마스크들을 이용하여 디더링된 비디오 디스플레이 방법 및 이를 적용한 비디오 디스플레이 장치{Method for displaying video signal dithered by related masks and video display apparatus}
본 발명은 비디오 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 획득한 비디오 신호를 디스플레이에 표시하여 사용자가 볼 수 있도록 하는 비디오 디스플레이 장치에 관한 것이다.
비디오 신호에 대한 컬러 프로세싱을 수행하게 되면, 비디오 신호의 비트수 가 증가하게 된다. 이에 따라, 비디오 신호의 비트수는 디스플레이에 처리할 수 있는 비트수 보다 많아지게 되어, 이를 줄일 것이 요구된다.
비디오 신호의 비트수를 줄이기 위한 방안으로 이용되는 신호 처리로 대표적인 것이 디더링이다. 디더링은 비디오 신호의 비트수를 요구되는 비트수로 줄이는 신호처리라 할 수 있다.
한편, 디더링에 의해 비디오 신호의 데이터가 손실되는 것은 피할 수 없다. 따라서, 디더링에 의해 계조 표현력이 저하되는데, 이 계조 표현력 저하를 최소화할 수 있는 디더링의 방안에 대한 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 계조 표현력 저하를 최소화할 수 있는 방안으로, 연관된 마스크들을 이용하여 디더링된 비디오 디스플레이 방법 및 이를 적용한 비디오 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 비디오 디스플레이 장치는, 입력되는 비디오 신호에 대한 신호처리를 수행하는 비디오 처리부; 및 상기 비디오 처리부에서 신호처리된 비디오 신호를 디스플레이에 표시하는 비디오 출력부;를 포함하고, 상기 비디오 처리부는, 제1 마스크를 이용하여 비디오 신호를 디더링(Dithering)하는 제1 디더링부; 상기 제1 디더링부에서 출력되는 비디오 신호에 대해 컬러 프로세싱을 수행하는 컬러 프로세서; 및 상기 제1 마스크와 연관된 제2 마스크를 이용하여, 상기 컬러 프로세서에서 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하는 제2 디더링부;를 포함한다.
상기 제1 마스크의 포맷은, 상기 제2 마스크의 포맷과 동일한 것이 바람직하다.
상기 제2 마스크는, 대응하는 상기 제1 마스크의 계수들을 보상하는 계수들을 포함하는 것이 바람직하다.
'상기 제1 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'의 합은, '상기 제1 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'의 합과 동일한 것이 바람직하다.
상기 제2 디더링부는, 에러 확산 디더링 기법(Error Diffusion Dithering Scheme)을 이용하여 상기 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하고, 상기 에러 확산 디더링 기법에 의해 디더링된 비디오 신호를 상기 제2 마스크를 이용하여 디더링하는 것이 바람직하다.
상기 제1 디더링부는, 상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제1 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고, 상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 상기 비디오 신호를 디더링하지 않는 것이 바람직하다.
상기 제2 디더링부는, 상기 제1 디더링부에 입력된 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제2 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고, 상기 제1 디더링부에 입력된 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 제3 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하는 것이 바람직하다.
상기 제3 마스크의 포맷은, 상기 제2 마스크의 포맷 보다 크기가 큰 것일 수 있다.
상기 비디오 신호는, 수신된 방송 신호에서 분리된 비디오 신호 및 외부 기기로부터 수신된 비디오 신호 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른, 비디오 디스플레이 방법은, 제1 마스크를 이용하여 비디오 신호를 디더링(Dithering)하는 제1 디더링 단계; 상기 제1 디더링 단계에서 디더링된 비디오 신호에 대해 컬러 프로세싱을 수행하는 단계; 상기 제1 마스크와 연관된 제2 마스크를 이용하여, 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하는 제2 디 더링 단계; 및 상기 제2 디더링 단계에서 디더링된 비디오 신호를 디스플레이에 표시하는 단계;를 포함한다.
상기 제1 마스크의 포맷은, 상기 제2 마스크의 포맷과 동일한 것이 바람직하다.
상기 제2 마스크는, 대응하는 상기 제1 마스크의 계수들을 보상하는 계수들을 포함하는 것이 바람직하다.
'상기 제1 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'의 합은, '상기 제1 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'의 합과 동일한 것이 바람직하다.
상기 제2 디더링 단계는, 에러 확산 디더링 기법(Error Diffusion Dithering Scheme)을 이용하여 상기 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하고, 상기 에러 확산 디더링 기법에 의해 디더링된 비디오 신호를 상기 제2 마스크를 이용하여 디더링하는 것이 바람직하다.
상기 제1 디더링 단계는, 상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제1 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고, 상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 상기 비디오 신호를 디더링하지 않는 것이 바람직하다.
상기 제2 디더링 단계는, 상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제2 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고, 상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 제3 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하는 것이 바람직하다.
상기 제3 마스크의 포맷은, 상기 제2 마스크의 포맷 보다 크기가 큰 것일 수 있다.
상기 비디오 신호는, 수신된 방송 신호에서 분리된 비디오 신호 및 외부 기기로부터 수신된 비디오 신호 중 어느 하나일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 연관된 마스크들을 이용하여 디더링을 수행하게 되므로, 비디오 신호의 계조 표현력 저하를 최소화할 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
1. 본 발명이 적용가능한 비디오 디스플레이 장치의 일 예인 DTV
도 1에는 본 발명이 적용가능한 비디오 디스플레이 장치의 일 예인 DTV의 블럭도를 도시하였다. 도 1에 도시된 바와 같이, DTV는 방송 수신부(110), 방송 처리부(120), 방송 출력부(130), 사용자 입력부(140), 제어부(150), 외부 인터페이스(160) 및 저장부(170)를 구비한다.
방송 수신부(110)는 공중(Air) 또는 케이블을 통해 무선 또는 유선으로 수신되는 방송신호들 중 어느 하나를 선국하여 복조한다.
방송 처리부(120)는 방송 수신부(110)에서 출력되는 방송신호에 대한 신호처리를 수행한다. 이와 같은 기능을 수행하는 방송 처리부(120)는 방송 분리 부(121), 오디오 디코딩부(123), 오디오 처리부(125), 비디오 디코딩부(127) 및 비디오 처리부(129)를 구비한다.
방송 분리부(121)는 방송 수신부(110)에서 출력되는 방송신호를 오디오 신호, 비디오 신호 및 부가 데이터로 분리하여 출력한다. 방송신호로부터 분리된 오디오 신호와 비디오 신호는 오디오 디코딩부(123)와 비디오 디코딩부(127)로 각각 인가되어, 디지털 방송 프로그램을 제공하는데 이용된다. 그리고, 방송신호로부터 분리된 부가 데이터는 제어부(150)로 인가되는데, 부가 데이터는 PSIP(Program and System Information Protocol) 정보일 수 있다.
오디오 디코딩부(123)는 방송 분리부(121)에서 출력되는 오디오 신호를 디코딩한다. 이에 따라, 오디오 디코딩부(123)에서는 압축해제된 오디오 신호가 출력되게 된다.
오디오 처리부(125)는 오디오 디코딩부(123)에서 출력되는 디코딩된 오디오 신호를 DTV에 마련된 스피커를 통해 출력가능한 포맷의 오디오 신호로 변환한다.
비디오 디코딩부(127)는 방송 분리부(121)에서 출력되는 비디오 신호를 디코딩한다. 이에 따라, 비디오 디코딩부(127)에서는 압축해제된 비디오 신호가 출력되게 된다.
비디오 처리부(129)는 비디오 디코딩부(127)에서 출력되는 디코딩된 비디오 신호를 DTV에 마련된 디스플레이를 통해 출력가능한 포맷의 비디오 신호로 변환한다. 이를 위해, 비디오 처리부(129)는 디코딩된 비디오 신호에 대한 스케일링 및 컬러 프로세싱 등을 수행한다. 비디오 처리부(129)에 대해서는, 도 2를 참조하여 상세히 후술한다.
출력부(130)는 방송 처리부(120)에서 출력되는 비디오 신호와 오디오 신호에 대응되는 비디오와 오디오를 출력하여 사용자에게 제공한다. 이와 같은 기능을 수행하는 출력부(130)는 오디오 출력부(131)와 비디오 출력부(135)를 구비한다.
오디오 출력부(131)는 오디오 처리부(125)에서 출력되는 오디오 신호를 스피커를 통해 출력하고, 비디오 출력부(135)는 비디오 처리부(129)에서 출력되는 비디오 신호를 디스플레이에 표시한다.
외부 인터페이스(160)는 외부 기기(예를 들면, USB 메모리, 디지털 카메라)와 외부 네트워크(예를 들면, 인터넷, LAN)에 통신가능하도록 연결된다.
저장부(170)에는 제어부(150)가 DTV의 기능을 수행하는 필요한 프로그램과 정보가 저장되는 기록매체이다.
사용자 입력부(140)는 리모콘 또는 DTV의 프런트 패널에 마련된 조작버튼 등을 통해 입력되는 사용자 명령을 제어부(150)로 전달한다.
제어부(150)는 사용자 입력부(140)로부터 전달받은 사용자 명령에 따라 DTV의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(150)는 사용자가 선택한 방송 프로그램이 수신되어 출력되도록 방송 수신부(110), 방송 처리부(120) 및 방송 출력부(130)를 제어한다.
2. 비디오 처리부의 상세 구성
이하에서는, 전술한 비디오 처리부(129)에 대해, 도 2를 참조하여 상세히 설 명한다. 도 2는, 도 1에 도시된 비디오 처리부(129)의 상세 블럭도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 비디오 처리부(129)는 스케일링부(129-1) 및 컬러 프로세싱 모듈(129-3)을 포함하며, 컬러 프로세싱 모듈(129-3)은 프런트 디더링부(129-5), 컬러 프로세서(129-7) 및 포스트 디더링부(129-9)를 포함한다.
스케일링부(129-1)는 비디오 디코딩부(127)에서 디코딩된 비디오 신호를 디스플레이의 크기에 맞게 스케일링한다.
프런트 디더링부(129-5)는 스케일링부(129-1)에서 출력되는 비디오 신호를 디더링하여, '8비트 단위의 비디오 신호'를 생성한다. 여기서, '8비트 단위의 비디오 신호'란 비디오 신호를 구성하는 하나의 픽셀에 대한 컬러 신호들(R 신호, G 신호 및 B 신호) 각각의 비트수가 8비트임을 의미한다.
프런트 디더링부(129-5)에서 수행되는 디더링은, 프런트 마스크를 이용한 시/공간적 디더링 기법(Spatial and Temporal Dithering Scheme)에 따라 수행된다.
프런트 디더링부(129-5)는 스케일링부(129-1)에서 출력되는 모든 비디오 신호에 대해 디더링을 수행하는 것은 아니다. 스케일링부(129-1)에서는 8비트 단위의 비디오 신호 또는 10비트 단위의 비디오 신호가 출력되는데, 프런트 디더링부(129-5)에서 디더링되는 비디오 신호는 10비트 단위의 비디오 신호이다.
프런트 디더링부(129-5)는 후술할 컬러 프로세서(129-7)로 8비트 단위의 비디오 신호를 제공하여야 하는데, 프런트 디더링부(129-5)로 입력되는 비디오 신호가 이미 8 비트 단위인 경우라면 디더링을 굳이 하지 않아도 되기 때문이다.
컬러 프로세서(129-7)는 프런트 디더링부(129-5)에서 출력되는 비디오 신호 에 대한 컬러 프로세싱을 수행한다. 구체적으로, 컬러 프로세서(129-7)에서는, 컬러 보정(Color Correction), 화이트 밸런스 조정(White Balance Adjustment) 및 감마 보정(Gamma Correction) 등의 컬러 프로세싱이 수행된다.
그리고, 컬러 프로세서(129-7)는 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 포스트 디더링부(129-9)로 출력하는데, 컬러 프로세서(129-7)에서 출력되는 비디오 신호는 14비트 단위이다. 컬러 프로세싱에 의해, 비디오 신호의 비트 레졸루션(Bit Resolution)이 증가하기 때문이다.
포스트 디더링부(129-9)는 컬러 프로세서(129-7)에서 출력되는 14비트 단위의 비디오 신호를 디더링하여, 8비트 단위의 비디오 신호를 생성한다. 이때, 포스트 디더링부(129-9)에서 수행되는 디더링은, 시/공간적 디더링 기법과 에러 확산 디더링 기법(Error Diffusion Dithering Scheme)에 따라 수행된다.
한편, 포스트 디더링부(129-9)에서 수행되는 디더링은, 스케일링부(129-1)에서 출력되는 비디오 신호의 비트 단위, 즉, 프런트 디더링부(129-5)에 입력되는 비디오 신호의 비트 단위에 따라 달라진다.
구체적으로, 프런트 디더링부(129-5)에 10비트 단위의 비디오 신호가 입력된 경우, 포스트 디더링부(129-9)는 1) 비디오 신호의 "하위 4비트"를 에러 확산 디더링 기법에 따라 디더링한 후, 2) 비디오 신호의 "다음 하위 2비트"를 "포스트" 마스크를 이용하여 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링한다.
반면, 프런트 디더링부(129-5)에 8비트 단위의 비디오 신호가 입력된 경우, 포스트 디더링부(129-9)는 1) 비디오 신호의 "하위 2비트"를 에러 확산 디더링 기 법에 따라 디더링한 후, 2) 비디오 신호의 "다음 하위 4비트"를 "4×4" 마스크를 이용하여 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링한다.
3. 디더링에 이용되는 마스크
위에서, 디더링에 이용되는 마스크로 3가지가 언급되었는데, 이 3가지는 프런트 디더링부(129-5)에서 이용되는 프런트 마스크와 포스트 디더링부(129-9)에서 이용되는 포스트 마스크와 4×4 마스크이다.
도 3에는 프런트 마스크들과 포스트 마스크들을 도시하였다. 도 3에 도시된 바에 따르면, 프런트 마스크와 포스트 마스크는, 쌍을 이루고 있으며 상호 보완적(Complementary)임을 알 수 있다.
구체적으로, 프런트 마스크의 포맷과 포스트 마스크의 포맷은 2×2로 동일하다. 또한, 포스트 마스크의 계수들은, 대응하는 프런트 마스크의 계수들을 보상하는 계수들이다. 즉, 프런트 마스크의 (m,n)에 수록된 계수와 포스트 마스크의 (m,n)에 수록된 계수의 합은 모두 "4"로서 동일하다.
첫 번째 프런트 마스크와 포스트 마스크의 쌍을 예로 들면, 1) 프런트 마스크의 (1,1)에 수록된 계수 "3"과 포스트 마스크의 (1,1)에 수록된 계수 "0"의 합, 2) 프런트 마스크의 (1,2)에 수록된 계수 "1"와 포스트 마스크의 (1,2)에 수록된 계수 "2"의 합, 3) 프런트 마스크의 (2,1)에 수록된 계수 "2"와 포스트 마스크의 (2,1)에 수록된 계수 "1"의 합, 4) 프런트 마스크의 (2,2)에 수록된 계수 "0"와 포스트 마스크의 (2,2)에 수록된 계수 "3"의 합은, 모두 "3"으로 동일함을 알 수 있 다.
프런트 디더링부(129-5)에서 이용되는 프런트 마스크와 포스트 디더링부(129-9)에서 이용되는 포스트 마스크는, 도 3에 도시된 프런트 마스크와 포스트 마스크의 쌍들 중 하나가 이용된다. 즉, 프런트 디더링부(129-5)에서 도 3에 도시된 "두 번째" 프런트 마스크가 이용되는 경우에는, 포스트 디더링부(129-9)에서도 "두 번째" 포스트 마스크가 이용된다. 한편, 이용될 마스크 쌍을 랜덤하게 결정하기 위해, LFSR(Linear Feedback Shift Register)가 이용될 수 있다.
한편, 4×4 마스크는 포스트 마스크(2×2)의 포맷 보다 크기가 큰 것으로 구현된다. 따라서, 포스트 마스크(2×2)는 2비트에 대해 디더링을 수행하는데 반해, 4×4 마스크는 4비트에 대해 디더링을 수행하게 된다.
4. 구체적인 디더링 과정
이하에서는, 도 2에 도시된 컬러 프로세싱 모듈(129-3)에 의해 디더링과 컬러 프로세싱이 수행되는 과정에 대해, 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 프런트 디더링부(129-5)는 입력되는 비디오 신호의 비트 단위를 판단한다(S410, S460). 여기서, 비트 단위란, 비디오 신호를 구성하는 하나의 픽셀에 대한 컬러 신호들(R 신호, G 신호 및 B 신호) 각각의 비트수를 의미함은 전술한 바 있다.
입력되는 비디오 신호의 비트 단위가 10비트로 판단되면(S410-Y), 프런트 디더링부(129-5)는 프런트 마스크(2×2)를 이용하여 시/공간적 디더링 기법에 따라, 비디오 신호의 하위 2비트를 디더링한다(S420).
S420단계에서 수행되는 프런트 디더링을 상세히 설명하기 위해, 도 5a에는 비디오 신호를 구성하는 [1,1] 픽셀의 R 신호에 대해 프런트 디더링을 수행하는 과정을 도시하였다.
도 5a에서는, [1,1] 픽셀의 R 신호가 "1101011010"이고, 프런트 마스크는 도 3에 도시된 프런트 마스크들 중 세 번째 프런트 마스크[3,1,2,0]이 선정된 것으로 상정하였다.
[1,1] 픽셀의 R 신호에 대한 프런트 디더링에는, 프런트 마스크의 [1,1] 계수인 "3"이 이용된다. 구체적으로, R 신호의 하위 2비트인 "10"과 프런트 마스크의 [1,1] 계수인 "3"을 이진수로 변환한 "11"의 합을 계산한다. 그리고, 계산 결과(102 + 112 = 1012)가 3비트로 비트수 올림을 초래하므로, R 신호의 하위 2비트를 제거하고 마지막 비트에 "1"을 가산하게 된다. 그 결과, R 신호는 "11010111"이 되며, 이는 비디오 신호를 구성하는 [1,1] 픽셀의 R 신호에 대한 프런트 디더링의 결과에 해당한다.
한편, 도 5b에는 비디오 신호를 구성하는 [1,2] 픽셀의 R 신호에 대해 프런트 디더링을 수행하는 과정을 예시하였다.
도 5b에서는, [1,2] 픽셀의 R 신호가 "0111010001"인 경우를 상정하였다. [1,2] 픽셀의 R 신호에 대해 프런트 디더링에는, 프런트 마스크의 [1,2] 계수인 "1"이 이용된다.
구체적으로, R 신호의 하위 2비트인 "01"과 프런트 마스크의 [1,2] 계수인 "1"을 이진수로 변환한 "01"의 합을 계산한다. 그리고, 계산 결과(012 + 012 = 102)가 2비트로 비트수 올림을 초래하지 않으므로, R 신호의 하위 2비트만을 제거한다.
그 결과, R 신호는 "01110100"이 되며, 이는 비디오 신호를 구성하는 [1,2] 픽셀의 R 신호에 대한 프런트 디더링의 결과에 해당한다.
한편, [2,1] 픽셀에 대한 프런트 디더링에는 프런트 마스크의 [2,1] 계수인 "2"가 이용되며, [2,2] 픽셀에 대한 프런트 디더링에는 프런트 마스크의 [2,2] 계수인 "0"이 이용된다.
지금까지, [1,1], [1,2], [2,1] 및 [2,2] 픽셀의 R 신호에 대한 프런트 디더링에 대해 설명하였다. [1,1], [1,2], [2,1] 및 [2,2] 픽셀의 G 신호와 B 신호에 대해서도 동일한 방법으로 프런트 디더링이 수행된다. 또한, 다른 픽셀들에 대해서도 동일한 방법으로 프런트 디더링이 수행된다.
이와 같이, S420단계의 프런트 디더링에 의해, 프런트 디더링부(129-5)에서는 8비트 단위의 비디오 신호가 출력된다. 그리고, S420단계에서 이용되는 프런트 마스크는 LFSR에 의해 랜덤하게 결정될 수 있다.
이후, 컬러 프로세서(129-7)는 S420단계에서 디더링된 비디오 신호에 대해 컬러 프로세싱을 수행한다(S430). S430단계에서 수행되는 컬러 프로세싱에는, 컬러 보정, 화이트 밸런스 조정 및 감마 보정 등이 포함됨은 전술한 바 있다.
S430단계의 컬러 프로세싱에 의해, 비디오 신호는 14비트 단위로 변환된다. 컬러 프로세싱을 수행하게 되면, 비디오 신호의 비트 레졸루션이 증가하기 때문이다.
포스트 디더링부(129-9)는 S430단계에서의 컬러 프로세싱에 의해 14비트 단위로 변환된 비디오 신호의 하위 4비트를 에러 확산 디더링 기법에 따라 디더링한다(S440).
그리고, 포스트 디더링부(129-9)는 다음 하위 2비트를 포스트 마스크(2×2)를 이용하여 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링한다(S450). S450단계에서는, S420단계의 프런트 디더링에 이용되는 프런트 마스크와 쌍을 이루는 포스트 마스크가 이용된다.
도 6에는 S440단계와 S450단계의 수행과정을 도식적으로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바에 따르면, 컬러 프로세싱된 14 비트 단위의 비디오 신호의 하위 4비트는 에러 확산 디더링 기법에 따라 디더링되고, 다음 하위 2비트는 포스트 마스크(2×2)를 이용한 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링됨을 확인할 수 있다.
에러 확산 디더링에 의해, 컬러 프로세싱된 비디오 신호는 10비트 단위로 변환되고, 포스트 마스크(2×2)를 이용한 시/공간적 디더링에 의해 10비트 단위로 변환된 비디오 신호는 8비트 단위로 변환된다.
포스트 마스크(2×2)를 이용한 시/공간적 디더링은, 이용되는 마스크만이 다르다는 점을 제외하고는, 전술한 프런트 마스크(2×2)를 이용한 시/공간적 디더링과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에서는 에러 확산 디더링 에 대해 상세히 설명한다.
S440단계에서 수행되는 에러 확산 디더링을 상세히 설명하기 위해, 도 7에는 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 구성하는 [1,1] 픽셀의 R 신호와 [1,2] 픽셀의 R 신호에 대한 에러 확산 디더링 수행 과정을 도시하였다.
도 7에서는, [1,1] 픽셀의 R 신호가 "11011110101010"이고, 초기 에러(Initial Error)는 "0000"인 것으로 상정하였다.
[1,1] 픽셀의 R 신호에 대한 디더링을 위해, R 신호의 하위 4비트인 "1010"과 초기 에러 "0000"의 합을 계산한다. 이때, 계산 결과(10102 + 00002 = 10102)가 4비트로 비트수 올림을 초래하지 않으므로, R 신호의 하위 4비트만을 제거한다.
그 결과, R 신호는 "1101111010"이 되며, 이는 비디오 신호를 구성하는 [1,1] 픽셀의 R 신호에 대한 에러 확산 디더링 결과에 해당한다.
한편, 도 7에서는, [1,2] 픽셀의 R 신호가 "01011100101011"이고, 에러는 [1,1] 픽셀의 R 신호의 하위 4비트인 "1010"과 초기 에러 "0000"의 합인 "1010"이다.
[1,2] 픽셀의 R 신호에 대한 디더링을 위해, R 신호의 하위 4비트인 "1011"과 에러 "1010"의 합을 계산한다. 이때, 계산 결과(10112 + 10102 = 101012)가 5비트로 비트수 올림을 초래하므로, R 신호의 하위 4비트를 제거하고 마지막 비트에 "1"을 가산하게 된다. 그 결과, R 신호는 "0101110011"이 되며, 이는 비디오 신호를 구성하는 [1,2] 픽셀의 R 신호에 대한 에러 확산 디더링 결과에 해당한다.
지금까지, [1,1], [1,2] 픽셀의 R 신호에 대한 에러 확산 디더링에 대해 설명하였다. [1,1] 및 [1,2] 픽셀의 G 신호와 B 신호에 대해서도 동일한 방법으로 에러 확산 디더링이 가능하다. 또한, 다른 픽셀들에 대해서도 동일한 방법으로 에러 확산 디더링이 가능하다.
다시, 도 4를 참조하여, 프런트 디더링부(129-5)에 입력되는 비디오 신호의 비트 단위가 8비트인 경우, 디더링 수행과정에 대해 상세히 설명한다.
프런트 디더링부(129-5)에 입력되는 비디오 신호의 비트 단위가 8비트로 판단되면(S460-Y), 프런트 디더링부(129-5)는 입력되는 비디오 신호에 대한 디더링을 수행하지 않는다.
입력되는 비디오 신호의 비트 단위가 컬러 프로세서(129-7)에서 요구되는 비트 단위인 8비트에 해당하여, 디더링이 필요 없기 때문이다.
따라서, 컬러 프로세서(129-7)는 프런트 디더링부(129-5)에서 디더링되지 않은 비디오 신호에 대해 컬러 프로세싱을 수행한다(S470). S470단계의 컬러 프로세싱에 의해, 비디오 신호는 14비트 단위로 변환된다.
포스트 디더링부(129-9)는 S470단계에서의 컬러 프로세싱에 의해 14비트 단위로 변환된 비디오 신호의 하위 2비트를 에러 확산 디더링 기법에 따라 디더링한다(S480).
그리고, 포스트 디더링부(129-9)는 다음 하위 4비트를 4×4 마스크를 이용하여 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링한다(S490).
도 8은 S480단계와 S490단계의 수행과정을 도식적으로 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바에 따르면, 컬러 프로세싱된 14 비트 단위의 비디오 신호의 하위 2비트는 에러 확산 디더링 기법에 따라 디더링되고, 다음 하위 4비트는 4×4 마스크를 이용한 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링됨을 확인할 수 있다.
S480단계와 S490단계에서는, "2비트"를 에러 확산 디더링 기법에 따라 디더링하고, "4비트"를 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링한다. 반면, S440단계와 S450단계에서는, "4비트"를 에러 확산 디더링 기법에 따라 디더링하고, "2비트"를 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링한다는 점에서, 양자는 차이가 있다.
이 차이점은, 프런트 마스크와 포스트 마스크를 상호 보완적으로 구현하였음에 기인한다. 즉, S450단계에서 포스트 마스크(2×2)를 이용하여 2비트를 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링을 수행하는 이유는, S420단계에서 프런트 마스크(2×2)를 이용하여 2비트를 시/공간적 디더링 기법에 따라 디더링하였기 때문이다.
S480단계에서 수행되는 하위 2비트에 대한 에러 확산 디더링 과정은, S440단계에서 언급한 하위 4비트에 대한 에러 확산 디더링 과정으로부터 용이하게 유츄가능하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, S490단계에서 수행되는 하위 4비트에 대한 시/공간적 디더링 과정은, S450단계에서 언급한 하위 2비트에 대한 시/공간적 디더링 과정으로부터 용이하게 유츄가능하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
5. 변형예
(1) 비트 단위
위 실시예에서는, 프런트 디더링부(129-5)에 입력되는 비디오 신호의 비트 단위가 8비트 또는 10비트인 것으로 상정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. 따라서, 프런트 디더링부(129-5)에 입력되는 비디오 신호의 비트 단위가 8비트와 10비트가 아닌 경우에도, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 컬러 프로세서(129-7)에서 출력되는 비디오 신호의 비트 단위는 14비트인 것으로 상정하였으나, 이 역시 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. 따라서, 컬러 프로세서(129-7)에서 출력되는 비디오 신호의 비트 단위가 14비트가 아닌 경우에도, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다.
(2) 프런트 마스크와 포스트 마스크
위 실시예에서, 프런트 마스크와 포스트 마스크의 포맷은 2×2인 것으로 상정하였다. 하지만, 이는 프런트 마스크와 포스트 마스크의 포맷을 2×2로 한정한다는 의미는 아니며, 따라서 이들의 포맷을 변경하는 것이 가능하다.
예를 들어, 프런트 디더링을 통해 12비트 단위 비디오 신호를 8비트 단위의 비디오 신호로 디더링하여야 하는 경우라면, 프런트 마스크와 포스트 마스크의 포맷을 4×4로 구현할 수 있음은 물론이다.
또한, 도 3에서 언급한 프런트 마스크와 포스트 마스크의 계수들도 예시적인 것에 불과하다. 상호 보완적인 관계를 유지하는 한도에서, 프런트 마스크의 계수들과 포스트 마스크의 계수들은 변경가능하다.
또한, 프런트 마스크와 포스트 마스크의 계수들이 상호 보완적인 관계를 유지하지 않더라도, 양자의 계수들이 특정 규칙에 의해 연관되도록 변형하는 것도 가능함은 물론이다.
(3) 프런트 디더링
도 4의 S420단계에서의 프런트 디더링에서 2×2 포맷의 프런트 마스크를 이용한 것은 10비트 단위의 비디오 신호를 8비트 단위의 비디오 신호로 디더링하기 위함이다. 따라서, 12비트 단위의 비디오 신호를 8비트 단위의 비디오 신호로 디더링할 것이 요구된다면, 2×2 포맷의 프런트 마스크를 4×4 포맷의 프런트 마스크로 대체할 수 있다.
다만, 이 경우에는 도 4의 S450단계에서의 포스트 디더링에 이용되는 포스트 마스크의 포맷을 4×4로 함이 바람직하다.
(4) 포스트 디더링
도 4의 S440단계와 S450단계의 포스트 디더링을 통해 14비트 단위의 비디오 신호가 8비트의 비디오 신호로 변경된다. 구체적으로는, S440단계에서 4비트가 줄어들고 S450단계에서 2비트가 줄어들게 된다.
만약, S450단계의 시/공간적 디더링에 의해 4비트가 줄어드는 것으로 변경된 경우, 즉, 포스트 마스크가 4×4 포맷인 경우, S440단계의 에러 확산 디더링은 하위 2비트에 대해 수행되는 것으로 변형가능하다.
또한, S490단계의 시/공간적 디더링에 이용되는 4×4 마스크는 6×6 마스크로 대체할 수 있다. 다만, 이 경우 S490단계만으로 8비트 단위의 비디오 신호를 생성할 수 있으므로, S480단계는 생략할 수 있을 것이다.
(5) 본 발명이 적용가능한 비디오 디스플레이 장치의 다른 예인 모니터
도 9에는 본 발명이 적용가능한 비디오 디스플레이 장치의 다른 예인 모니터의 블럭도를 도시하였다. 도 9에 도시된 바와 같이, 모니터는 비디오 입력부(910), 비디오 처리부(920) 및 비디오 출력부(930)를 구비한다.
비디오 입력부(910)는 PC에서 생성된 비디오 신호를 입력받는다. 비디오 처리부(920)는 비디오 입력부(910)를 통해 입력되는 비디오 신호에 대한 신호처리를 수행한다. 도 9에 도시된 비디오 처리부(920)는 도 3에 도시된 비디오 처리부(129)와 동일한 것으로 구현 가능하다. 비디오 출력부(930)는 비디오 처리부(920)에서 출력되는 비디오 신호를 디스플레이에 표시한다.
한편, 본 발명은, DTV와 모니터 외에도 디스플레이에 비디오를 표시할 수 있는 장치라면 어떠한 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명이 적용가능한 비디오 디스플레이 장치의 일 예인 DTV의 블럭도,
도 2는, 도 1에 도시된 비디오 처리부의 상세 블럭도,
도 3은, 프런트 마스크들과 포스트 마스크들을 도시한 도면,
도 4는, 도 1에 도시된 컬러 프로세싱 모듈에 의해 디더링과 컬러 프로세싱이 수행되는 과정의 설명에 제공되는 흐름도,
도 5a 및 도 5b는, 프런트 디더링의 상세한 설명에 제공되는 도면,
도 6은, 도 4의 S440단계와 S450단계에 의한 포스트 디디링 수행과정을 도식적으로 도시한 도면,
도 7은, 도 4의 S440단계에서 수행되는 에러 확산 디더링의 상세한 설명에 제공되는 도면,
도 8은, 도 4의 S480단계와 S490단계에 의한 포스트 디디링 수행과정을 도식적으로 도시한 도면, 그리고,
도 9는 본 발명이 적용가능한 비디오 디스플레이 장치의 다른 예인 모니터의 블럭도이다.

Claims (18)

  1. 입력되는 비디오 신호에 대한 신호처리를 수행하는 비디오 처리부; 및
    상기 비디오 처리부에서 신호처리된 비디오 신호를 디스플레이에 표시하는 비디오 출력부;를 포함하고,
    상기 비디오 처리부는,
    제1 마스크를 이용하여 비디오 신호를 디더링(Dithering)하는 제1 디더링부;
    상기 제1 디더링부에서 출력되는 비디오 신호에 대해 컬러 프로세싱을 수행하는 컬러 프로세서; 및
    상기 제1 마스크와 연관된 제2 마스크를 이용하여, 상기 컬러 프로세서에서 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하는 제2 디더링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 마스크의 포맷은,
    상기 제2 마스크의 포맷과 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 마스크는,
    대응하는 상기 제1 마스크의 계수들을 보상하는 계수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    '상기 제1 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'의 합은,
    '상기 제1 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'의 합과 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 디더링부는,
    에러 확산 디더링 기법(Error Diffusion Dithering Scheme)을 이용하여 상기 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하고, 상기 에러 확산 디더링 기법에 의해 디더링된 비디오 신호를 상기 제2 마스크를 이용하여 디더링하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 디더링부는,
    상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제1 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고,
    상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 상기 비디오 신호를 디더링하지 않는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 디더링부는,
    상기 제1 디더링부에 입력된 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제2 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고,
    상기 제1 디더링부에 입력된 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 제3 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제3 마스크의 포맷은,
    상기 제2 마스크의 포맷 보다 크기가 큰 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 비디오 신호는,
    수신된 방송 신호에서 분리된 비디오 신호 및 외부 기기로부터 수신된 비디오 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 장치.
  10. 제1 마스크를 이용하여 비디오 신호를 디더링(Dithering)하는 제1 디더링 단계;
    상기 제1 디더링 단계에서 디더링된 비디오 신호에 대해 컬러 프로세싱을 수행하는 단계;
    상기 제1 마스크와 연관된 제2 마스크를 이용하여, 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하는 제2 디더링 단계; 및
    상기 제2 디더링 단계에서 디더링된 비디오 신호를 디스플레이에 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 마스크의 포맷은,
    상기 제2 마스크의 포맷과 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 마스크는,
    대응하는 상기 제1 마스크의 계수들을 보상하는 계수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    '상기 제1 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제1 위치에 수록된 계수'의 합은,
    '상기 제1 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'와 '상기 제2 마스크의 제2 위치에 수록된 계수'의 합과 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제2 디더링 단계는,
    에러 확산 디더링 기법(Error Diffusion Dithering Scheme)을 이용하여 상기 컬러 프로세싱된 비디오 신호를 디더링하고, 상기 에러 확산 디더링 기법에 의해 디더링된 비디오 신호를 상기 제2 마스크를 이용하여 디더링하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 디더링 단계는,
    상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제1 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고,
    상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 상기 비디오 신호를 디더링하지 않는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제2 디더링 단계는,
    상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위를 초과하면, 상기 제2 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하고,
    상기 비디오 신호의 비트 단위가 특정 비트 단위이면, 제3 마스크를 이용하여 상기 비디오 신호를 디더링하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제3 마스크의 포맷은,
    상기 제2 마스크의 포맷 보다 크기가 큰 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 비디오 신호는,
    수신된 방송 신호에서 분리된 비디오 신호 및 외부 기기로부터 수신된 비디오 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 방법.
KR1020090122701A 2009-12-10 2009-12-10 연관된 마스크들을 이용하여 디더링된 비디오 디스플레이 방법 및 이를 적용한 비디오 디스플레이 장치 KR20110065986A (ko)

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