KR20130013142A - 화질개선 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력영상의 수직 및 수평 에지성분을 검출하고 검출된 수직 및 수평 에지성분에 대응하여 샤프니스 처리를 함으로써 화상의 선명도를 높일 수 있는 화질개선 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 입력영상을 분석하여 수직 에지성분 및 수평 에지성분을 검출하는 에지성분 검출부; 상기 수직 에지성분을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 1 히스토그램을 산출하고, 상기 수평 에지성분을 분석해서 상기 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 2 히스토그램을 산출하는 히스토그램 산출부; 상기 제 1 히스토그램에서 제 1 임계치를 설정하고 상기 제 1 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수직 에지성분의 누적 분포에 따라 수직 평균 에지레벨을 산출함과 아울러 상기 제 2 히스토그램에서 제 2 임계치를 설정하고 상기 제 2 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수평 에지성분의 누적 분포에 따라 수평 평균 에지레벨을 산출하는 평균 에지레벨 산출부; 상기 수직 평균 에지레벨에 따라 수직 에지 가중치를 설정하고, 상기 수평 평균 에지레벨에 따라 수평 에지 가중치를 설정하는 가중치 설정부; 상기 수직 및 수평 에지 가중치에 따라 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 피킹 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

화질개선 장치 및 그 방법 {IMAGE QUALITY IMPROVEMENT DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 입력영상의 수직 및 수평 에지성분을 검출하고 검출된 수직 및 수평 에지성분에 대응하여 샤프니스 처리를 함으로써 화상의 선명도를 높일 수 있는 화질개선 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 디스플레이 소자 중, 우수한 화질과 경량, 박형, 저전력의 특징으로 인하여 디스플레이 장치로 평판 표시장치(Flat Panel Display)들이 많이 사용되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display) 등이 있으며, 이들 대부분이 상용화되어 시판되고 있다.
이러한 평판 표시장치는 화상의 품위를 높이기 위한 화질개선 장치를 포함하는데, 화질개선 장치는 화상의 선명도를 높이기 위한 샤프니스(Sharpness) 처리블록을 구비한다.
샤프니스 처리블록은 화상에서 물체의 에지(Edge)가 되는 부분을 강조한다. 이를 위해, 샤프니스 처리블록은 화상에서 에지에 해당하는 영상 데이터를 검출하고, 게인값을 조정함으로써 화상의 경계부를 강조한다.
하지만, 종래기술에 따른 샤프니스 처리블록은 프레임별 에지 성분과 무관하게 고정적인 게인값을 적용하였다. 이로 인해, 에지 성분이 다수 포함된 특정패턴에서는 샤프니스 처리가 과도하게 적용되어 화질을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입력영상의 수직 및 수평 에지성분을 검출하고 검출된 수직 및 수평 에지성분에 대응하여 샤프니스 처리를 함으로써 화상의 선명도를 높일 수 있는 화질개선 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 화질개선 장치는 입력영상을 분석하여 수직 에지성분 및 수평 에지성분을 검출하는 에지성분 검출부; 상기 수직 에지성분을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 1 히스토그램을 산출하고, 상기 수평 에지성분을 분석해서 상기 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 2 히스토그램을 산출하는 히스토그램 산출부; 상기 제 1 히스토그램에서 제 1 임계치를 설정하고 상기 제 1 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수직 에지성분의 누적 분포에 따라 수직 평균 에지레벨을 산출함과 아울러 상기 제 2 히스토그램에서 제 2 임계치를 설정하고 상기 제 2 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수평 에지성분의 누적 분포에 따라 수평 평균 에지레벨을 산출하는 평균 에지레벨 산출부; 상기 수직 평균 에지레벨에 따라 수직 에지 가중치를 설정하고, 상기 수평 평균 에지레벨에 따라 수평 에지 가중치를 설정하는 가중치 설정부; 상기 수직 및 수평 에지 가중치에 따라 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 피킹 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 평균 에지레벨 산출부는 아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 평균 에지레벨을 산출하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00001
여기서, WAEL은 평균 에지레벨를 나타내고, E는 에지레벨을 나타내고, H(E)는 에지레벨에 해당된 에지성분의 누적 분포를 나타내고, N은 전체 화소수를 나타낸다.
상기 가중치 설정부는 상기 수직 및 수평 에지 가중치를 설정함에 있어서 상기 수직 및 수평 평균 에지레벨이 높을수록 낮은 가중치를 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 피킹 필터부는 상기 수직 및 수평 에지 가중치에 해당된 게인값을 상기 입력영상에 곱하여 출력함으로써 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 에지성분 검출부는 아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 에지성분을 검출하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00002
여기서, Eh(x, y)는 임의의 화소의 수평 에지성분을 나타내고, Ev(x, y)는 임의의 화소의 수직 에지성분을 나타내고, I(x, y)는 임의의 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y-1)는 상기 임의의 화소의 하측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y+1)는 상기 임의의 화소의 상측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x-1, y)는 상기 임의의 화소의 좌측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x+1, y)는 상기 임의의 화소의 우측에 배치된 화소의 휘도를 나타낸다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 화질개선 방법은 입력영상을 분석하여 수직 에지성분 및 수평 에지성분을 검출하는 단계; 상기 수직 에지성분을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 1 히스토그램을 산출하고, 상기 수평 에지성분을 분석해서 상기 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 2 히스토그램을 산출하는 단계; 상기 제 1 히스토그램에서 제 1 임계치를 설정하고 상기 제 1 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수직 에지성분의 누적 분포에 따라 수직 평균 에지레벨을 산출함과 아울러 상기 제 2 히스토그램에서 제 2 임계치를 설정하고 상기 제 2 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수평 에지성분의 누적 분포에 따라 수평 평균 에지레벨을 산출하는 단계; 상기 수직 평균 에지레벨에 따라 수직 에지 가중치를 설정하고, 상기 수평 평균 에지레벨에 따라 수평 에지 가중치를 설정하는 단계; 및 상기 수직 및 수평 에지 가중치에 따라 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 단계를 포함한다.
상기 수직 및 수평 평균 에지레벨을 산출하는 단계는 아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 평균 에지레벨을 산출하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00003
여기서, WAEL은 평균 에지레벨를 나타내고, E는 에지레벨을 나타내고, H(E)는 에지레벨에 해당된 에지성분의 누적 분포를 나타내고, N은 전체 화소수를 나타낸다.
상기 수직 및 수평 에지 가중치를 설정하는 단계는 상기 수직 및 수평 평균 에지레벨이 높을수록 낮은 가중치를 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 선명도를 조절하는 단계는 상기 수직 및 수평 에지 가중치에 해당된 게인값을 상기 입력영상에 곱하여 출력함으로써 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 수직 및 수평 에지성분을 검출하는 단계는 아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 에지성분을 검출하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00004
여기서, Eh(x, y)는 임의의 화소의 수평 에지성분을 나타내고, Ev(x, y)는 임의의 화소의 수직 에지성분을 나타내고, I(x, y)는 임의의 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y-1)는 상기 임의의 화소의 하측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y+1)는 상기 임의의 화소의 상측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x-1, y)는 상기 임의의 화소의 좌측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x+1, y)는 상기 임의의 화소의 우측에 배치된 화소의 휘도를 나타낸다.
본 발명은 입력영상의 수직 및 수평 에지성분을 검출하고 검출된 수직 및 수평 에지성분 각각에 대응하는 샤프니스 게인을 설정함으로써 텍스트 패턴이 다수 포함된 화상의 선명도를 높일 수 있다. 특히, 본 발명은 편광 안경이 적용된 3D 표시장치에 적용될 경우 글자나 선이 다수 포함된 텍스트 패턴의 가독성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화질개선 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화질개선 장치의 구성도이다.
도 3은 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh)을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제 1 및 제 2 히스토그램(Hv, Hh)을 나타낸 그래프이다.
도 5는 수직 및 수평 평균 에지레벨(WAEL_v, WAEL_h)과 수직 및 수평 에지 가중치(Gain_v, Gain_h)와의 관계 함수를 도시한 그래프이다.
도 6은 피킹 필터부(50)의 마스크를 예시한 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 화질 개선장치(100)가 포함된 평판 표시장치의 구성도이다.
도 8a 및 도 8b는 실시 예의 효과를 설명하기 위한 비교 영상이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 화질개선 장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화질개선 방법을 나타낸 순서도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화질개선 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 화질개선 방법은 입력영상을 분석하여 수직 에지성분(Ev) 및 수평 에지성분(Eh)을 검출하는 단계(S1); 수직 에지성분(Ev)을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 1 히스토그램(Hv)을 산출하고, 수평 에지성분(Eh)을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 2 히스토그램(Hh)을 산출하는 단계(S2); 제 1 히스토그램(Hv)에서 제 1 임계치를 설정하고 제 1 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수직 에지성분(Ev)의 누적 분포에 따라 수직 평균 에지레벨(WAEL_v)을 산출함과 아울러 제 2 히스토그램(Hh)에서 제 2 임계치를 설정하고 상기 제 2 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수평 에지성분(Eh)의 누적 분포에 따라 수평 평균 에지레벨(WAEL_h)을 산출하는 단계(S3); 수직 평균 에지레벨(WAEL_v)에 따라 수직 에지 가중치(Gain_v)를 설정하고, 수평 평균 에지레벨(WAEL_h)에 따라 수평 에지 가중치(Gain_h)를 설정하는 단계(S4); 및 수직 및 수평 에지 가중치(Gain_h, Gain_v)에 따라 입력영상의 선명도를 조절하는 단계(S5)를 포함한다.
이와 같이, 실시 예는 입력영상의 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh)을 검출하고 검출된 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh) 각각에 대응하여 샤프니스 처리를 하는데, 샤프니스 처리는 수직 및 수평 에지 가중치(Gain_v, Gain_h)을 설정함으로써 화상의 선명도를 조절하는 기술이다. 이를 위해, 실시 예에 따른 화질개선 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 에지성분 검출부(10), 히스토그램 산출부(20), 평균 에지레벨 산출부(30), 가중치 설정부(40), 및 피킹 필터부(50)를 포함한다.
에지성분 검출부(10)는 입력영상을 분석하여 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh)을 검출한다. 이를 위해, 에지성분 검출부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 임의의 화소(x, y)의 휘도와 이웃한 화소의 휘도들을 비교 연산하여 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh)을 검출한다.
구체적으로, 수직 에지성분(Ev)은 임의의 화소(x, y)의 휘도와 해당 화소의 좌측 및 우측에 배치된 화소의 휘도를 비교 연산하여 검출되며, 수학식 1을 이용해 검출된다.
Figure pat00005
또한, 수평 에지성분(Eh)은 임의의 화소(x, y)의 휘도와 해당 화소의 상측 및 하측에 배치된 화소의 휘도를 비교 연산하여 검출되며, 수학식 2을 이용해 검출된다.
Figure pat00006
여기서, Eh(x, y)는 임의의 화소의 수평 에지성분(Eh)을 나타내고, Ev(x, y)는 임의의 화소의 수직 에지성분(Ev)을 나타내고, I(x, y)는 임의의 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y-1)는 상기 임의의 화소의 하측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y+1)는 상기 임의의 화소의 상측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x-1, y)는 상기 임의의 화소의 좌측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x+1, y)는 상기 임의의 화소의 우측에 배치된 화소의 휘도를 나타낸다.
히스토그램 산출부(20)는 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh)을 분석해서 도 4에 도시된 바와 같은 제 1 및 제 2 히스토그램(Hv, Hh)을 산출한다.
구체적으로, 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh)은 각 화소별로 서로 다른 에지레벨을 갖고 분포된다. 이때, 히스토그램 산출부(20)는 에지레벨 별로 해당 화소들의 개수를 누적 카운팅하여 히스토그램을 산출한다. 그리고 히스토그램 산출부(20)는 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh) 별로 히스토그램을 산출한다.
이에 따라, 히스토그램 산출부(20)는 수직 에지성분(Ev)을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 1 히스토그램(Hv)을 산출하고, 수평 에지성분(Eh)을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 2 히스토그램(Hh)을 산출한다.
평균 에지레벨 산출부(30)는 제 1 및 제 2 히스토그램(Hv, Hh)을 이용해서 수직 및 수평 평균 에지레벨(WAEL_v, WAEL_h)을 산출한다.
구체적으로, 화상의 선명도는 영상에서 고주파 성분의 영향을 많이 받는다. 따라서, 고주파 성분을 다수 포함하는 영상에서 고주파 성분을 지나치게 강조하면 화상의 선명도가 떨어져 화질이 저하된다. 고주파 성분이 다수 포함된 영상은 도 8b에 예시한 바와 같이 텍스트 패턴과 같은 에지 성분이 다수 포함된 영상이다.
한편, 고주파 성분은 상기한 제 1 및 제 2 히스토그램(Hv, Hh)에서 높은 에지레벨에 해당된 화소들의 누적분포에 해당된다. 따라서, 평균 에지레벨 산출부(30)는 제 1 및 제 2 히스토그램(Hv, Hh)에서 임계치를 설정하고, 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 에지성분들만 고려하여 평균 에지레벨(WAEL; Weighted-Average Edge Level)을 산출한다.
이에 따라, 평균 에지레벨 산출부(30)는 제 1 히스토그램(Hv)에서 제 1 임계치(Eth1)를 설정하고 제 1 임계치(Eth1)보다 높은 에지레벨에 분포된 수직 에지성분(Ev)의 누적 분포에 따라 수직 평균 에지레벨(WAEL_v)을 산출한다. 그리고 제 2 히스토그램(Hh)에서 제 2 임계치(Eth2)를 설정하고 제 2 임계치(Eth2)보다 높은 에지레벨에 분포된 수평 에지성분(Eh)의 누적 분포에 따라 수평 평균 에지레벨(WAEL_h)을 산출한다.
이때, 수직 및 수평 평균 에지레벨(WAEL_v, WAEL_h)을 구하는 구체적인 식은 수학식 3과 같다.
Figure pat00007
여기서, WAEL은 평균 에지레벨를 나타내고, E는 에지레벨을 나타내고, H(E)는 에지레벨에 해당된 에지성분의 누적 분포를 나타내고, N은 전체 화소수를 나타낸다.
가중치 설정부(40)는 수직 평균 에지레벨(WAEL_v)에 따라 수직 에지 가중치(Gain_v)를 설정하고, 수평 평균 에지레벨(WAEL_h)에 따라 수평 에지 가중치(Gain_h)를 설정한다.
이때, 가중치 설정부(40)는 수직 및 수평 에지 가중치(Gain_v, Gain_h)를 설정함에 있어서 수직 및 수평 평균 에지레벨(WAEL_v, WAEL_h)이 높을수록 낮은 가중치를 설정한다. 이를 위해, 가중치 설정부(40)는 도 5에 도시한 바와 같은 평균 에지레벨과 가중치의 관계 함수를 이용할 수 있다.
구체적으로, 도 5는 수직 및 수평 평균 에지레벨(WAEL_v, WAEL_h)과 수직 및 수평 에지 가중치(Gain_v, Gain_h)와의 관계 함수를 도시한 그래프이다. 여기서, 수직 및 수평 평균 에지레벨(WAEL_v, WAEL_h)에 대응하여 설정되는 가중치는 0~1로 설정되나 이에 한정되지는 않는다.
피킹 필터부(50)는 입력영상에 대해 가중치 설정부(40)에서 설정된 수직 및 수평 에지 가중치(Gain_v, Gain_h)를 곱함으로써 입력영상의 에지 영역을 강조한다.
예를 들어, 피킹 필터부(50)는 도 6에 도시된 바와 같은 마스크를 이용할 수 있다. 도 6에 도시된 마스크는 기준점(x(n))으로부터 수직 또는 수평 방향으로 소정 거리씩 이격되어 배치된 제 1 내지 제 8 밴드(Bd1~Bd8)를 포함한다. 여기서, 기준점(x(n))을 중심으로 할 때 수평 방향으로 배치된 밴드는 제 1 내지 제 4 밴드(Bd1~Bd4)이고, 기준점(x(n))을 중심으로 할 때 수직 방향으로 배치된 밴드는 제 5 및 제 5 밴드(Bd5, Bd8)이다.
이때, 피킹 필터부(50)는 제 1 내지 제 4 밴드(Bd1~Bd4)에 해당된 영상데이터에 수평 에지 가중치(Gain_h)을 곱하고, 제 5 및 제 8 밴드(Bd5, Bd8)에 해당된 영상데이터에 수직 에지 가중치(Gain_v)을 곱하여 입력영상의 선명도를 조절한다.
한편, 실시 예에 따른 화질개선 장치(100)는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display) 등과 같은 평판 표시장치에 이용될 수 있다.
예를 들어, 실시 예에 따른 화질개선 장치(100)를 포함한 평판 표시장치는 도 7에 도시한 바와 같이, 화상이 표시되는 표시패널(102)과, 표시패널(102)의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동부(104)와, 표시패널(102)의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 구동부(106)와, 게이트 제어신호(GCS) 및 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 게이트 구동부 및 데이터 구동부(104, 106)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(108)를 포함한다.
그리고 실시 예에 따른 화질개선 장치(100)는 외부로부터 제공되는 입력영상(RGB_in)을 상기한 방법에 따라 선명도를 조절하고, 이를 출력영상(RGB_out)으로서 타이밍 제어부(108)에 공급한다. 타이밍 제어부(108)는 화질개선 장치(100)로부터 제공된 출력영상(RGB_out)을 정렬하여 데이터 구동부(106)에 공급한다.
이와 같은 평판 표시장치는 3D 구동이 가능한 평판 표시장치일 수 있는데, 3D 구동시 셔터 안경방식 또는 편광 안경방식 모두에 적용이 가능하다. 특히, 실시 예는 편광 안경방식의 3D 구동시 고주파 성분이 다수 포함된 영상에서 선명도를 높임으로써 자막이나 글자의 가독성을 높일 수 있다.
이하, 실시 예가 적용된 화상과 그렇지 않은 화상을 비교하여 실시 예의 효과를 설명한다.
도 8a는 일반적인 화상을 나타내고, 도 8b는 텍스트 패턴이 다수 포함된 화상을 나타낸다. 도 8a 및 도 8b에서 좌측 열은 수직 및 수평 에지성분과 무관하게 수직 및 수평 가중치를 높인 화상을 나타내고, 우측 열은 실시 예에 따른 화질개선 방법을 적용한 화상을 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 일반적인 화상에서는 수직 및 수평 에지성분과 무관하게 수직 및 수평 가중치를 높인 화상과, 실시 예에 따른 화상의 차이가 거의 없는 것을 알 수 있다. 하지만, 도 8b와 같이 텍스트 패턴이 다수 포함된 화상에서는 글자나 선의 경계부에서 실시 예의 방법이 적용된 우측 열의 화상이 훨씬 선명한 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시 예는 입력영상의 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh)을 검출하고 검출된 수직 및 수평 에지성분(Ev, Eh) 각각에 대응하는 수직 및 수평 에지 가중치(Gain_v, Gain_h)를 설정함으로써 텍스트 패턴이 다수 포함된 화상의 선명도를 높일 수 있다. 특히, 실시 예는 편광 안경이 적용된 3D 표시장치에 적용될 경우 글자나 선이 다수 포함된 텍스트 패턴의 가독성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Ev: 수직 에지성분 Eh: 수평 에지성분
Hv: 제 1 히스토그램 Hh: 제 2 히스토그램
WAEL_v: 수직 평균 에지레벨 WAEL_h: 수평 평균 에지레벨
Gain_v: 수직 에지 가중치 Gain_h: 수평 에지 가중치

Claims (10)

  1. 입력영상을 분석하여 수직 에지성분 및 수평 에지성분을 검출하는 에지성분 검출부;
    상기 수직 에지성분을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 1 히스토그램을 산출하고, 상기 수평 에지성분을 분석해서 상기 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 2 히스토그램을 산출하는 히스토그램 산출부;
    상기 제 1 히스토그램에서 제 1 임계치를 설정하고 상기 제 1 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수직 에지성분의 누적 분포에 따라 수직 평균 에지레벨을 산출함과 아울러 상기 제 2 히스토그램에서 제 2 임계치를 설정하고 상기 제 2 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수평 에지성분의 누적 분포에 따라 수평 평균 에지레벨을 산출하는 평균 에지레벨 산출부;
    상기 수직 평균 에지레벨에 따라 수직 에지 가중치를 설정하고, 상기 수평 평균 에지레벨에 따라 수평 에지 가중치를 설정하는 가중치 설정부;
    상기 수직 및 수평 에지 가중치에 따라 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 피킹 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화질개선 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평균 에지레벨 산출부는
    아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 평균 에지레벨을 산출하는 것을 특징으로 하는 화질개선 장치.
    Figure pat00008

    여기서, WAEL은 평균 에지레벨을 나타내고, E는 에지레벨을 나타내고, H(E)는 에지레벨에 해당된 에지성분의 누적 분포를 나타내고, N은 전체 화소수를 나타낸다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치 설정부는
    상기 수직 및 수평 에지 가중치를 설정함에 있어서 상기 수직 및 수평 평균 에지레벨이 높을수록 낮은 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 화질개선 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 피킹 필터부는
    상기 수직 및 수평 에지 가중치에 해당된 게인값을 상기 입력영상에 곱하여 출력함으로써 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 것을 특징으로 하는 화질개선 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지성분 검출부는
    아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 에지성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 화질개선 장치.
    Figure pat00009

    여기서, Eh(x, y)는 임의의 화소의 수평 에지성분을 나타내고, Ev(x, y)는 임의의 화소의 수직 에지성분을 나타내고, I(x, y)는 임의의 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y-1)는 상기 임의의 화소의 하측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y+1)는 상기 임의의 화소의 상측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x-1, y)는 상기 임의의 화소의 좌측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x+1, y)는 상기 임의의 화소의 우측에 배치된 화소의 휘도를 나타낸다.
  6. 입력영상을 분석하여 수직 에지성분 및 수평 에지성분을 검출하는 단계;
    상기 수직 에지성분을 분석해서 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 1 히스토그램을 산출하고, 상기 수평 에지성분을 분석해서 상기 각 에지레벨 별로 누적 분포를 나타낸 제 2 히스토그램을 산출하는 단계;
    상기 제 1 히스토그램에서 제 1 임계치를 설정하고 상기 제 1 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수직 에지성분의 누적 분포에 따라 수직 평균 에지레벨을 산출함과 아울러 상기 제 2 히스토그램에서 제 2 임계치를 설정하고 상기 제 2 임계치보다 높은 에지레벨에 분포된 수평 에지성분의 누적 분포에 따라 수평 평균 에지레벨을 산출하는 단계;
    상기 수직 평균 에지레벨에 따라 수직 에지 가중치를 설정하고, 상기 수평 평균 에지레벨에 따라 수평 에지 가중치를 설정하는 단계; 및
    상기 수직 및 수평 에지 가중치에 따라 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화질개선 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수직 및 수평 평균 에지레벨을 산출하는 단계는 아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 평균 에지레벨을 산출하는 것을 특징으로 하는 화질개선 방법.
    Figure pat00010

    여기서, WAEL은 평균 에지레벨을 나타내고, E는 에지레벨을 나타내고, H(E)는 에지레벨에 해당된 에지성분의 누적 분포를 나타내고, N은 전체 화소수를 나타낸다.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 수직 및 수평 에지 가중치를 설정하는 단계는
    상기 수직 및 수평 평균 에지레벨이 높을수록 낮은 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 화질개선 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 선명도를 조절하는 단계는
    상기 수직 및 수평 에지 가중치에 해당된 게인값을 상기 입력영상에 곱하여 출력함으로써 상기 입력영상의 선명도를 조절하는 단계인 것을 특징으로 하는 화질개선 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 수직 및 수평 에지성분을 검출하는 단계는
    아래와 같은 수식에 따라 상기 수직 및 수평 에지성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 화질개선 방법.
    Figure pat00011

    여기서, Eh(x, y)는 임의의 화소의 수평 에지성분을 나타내고, Ev(x, y)는 임의의 화소의 수직 에지성분을 나타내고, I(x, y)는 임의의 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y-1)는 상기 임의의 화소의 하측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x, y+1)는 상기 임의의 화소의 상측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x-1, y)는 상기 임의의 화소의 좌측에 배치된 화소의 휘도를 나타내고, I(x+1, y)는 상기 임의의 화소의 우측에 배치된 화소의 휘도를 나타낸다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101989868B1 (ko) * 2017-12-28 2019-06-17 경북대학교 산학협력단 전자 장치 및 제어 방법

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