KR20020067852A - Image Quality Control Method of Flat Panel Display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화질 향상이 가능하도록 한 평판 디스플레이 패널의 화질 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for adjusting the image quality of a flat panel display panel to enable image quality improvement.
본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널의 화질 조정 방법은 명암대비를 지시하는 히스토그램이 확장되도록 한 화면 내의 입력 영상 데이터의 휘도값을 소정의 기준 휘도값과 비교하고 그 결과 입력 영상데이터의 휘도값이 기준 휘도값과 차이가 나는 영상데이터의 휘도값을 소정 가중치로 가산하는 단계와, 화면을 적어도 둘 이상의 블록으로 분할하는 단계와, 각 블록들 각각의 휘도 총합을 산출하고 그 중 가장 큰 값을 가지는 블록을 기준으로 블록들의 상대 휘도값을 결정하는 단계와, 상대 휘도값에 따라 블록들 각각에 대응하는 가중치를 조정하는 단계와, 상대 휘도값에 따라 백라이트를 제어하기 위한 신호를 발생하는 단계를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method for adjusting image quality of a flat panel display panel compares a luminance value of input image data in a screen in which a histogram indicating contrast is expanded with a predetermined reference luminance value, and as a result, the luminance value of the input image data is a reference luminance. Adding the luminance value of the image data that is different from the value with a predetermined weight, dividing the screen into at least two blocks, calculating a total sum of luminance of each block, and selecting the block having the largest value. Determining a relative luminance value of the blocks as a reference, adjusting a weight corresponding to each of the blocks according to the relative luminance value, and generating a signal for controlling the backlight according to the relative luminance value.
본 발명에 의하면, 이미지 타입에 따라 선택적으로 가중치 기울기를 구간별로 달리하여 최적의 이미지를 얻음으로써 화질을 향상시킬 수 있고, 가중치 값을 계산하기 위해서 모드 디텍터(Mode Detector)와 배럴 시프터(Barrel Shifter)를 이용함으로써 단지 한 영상내의 최대 화소값과 최소 화소값 차를 이용하므로 상대적인 연산량이 적어지므로 언더플로어 또는 오버플로어를 방지할 수 있다.According to the present invention, the image quality can be improved by obtaining an optimal image by selectively varying the weight slope for each section according to the image type, and in order to calculate the weight value, a mode detector and a barrel shifter By using, only the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value in one image reduces the relative amount of computation, thereby preventing underfloor or overflow.
Description
본 발명은 화질 향상이 가능하도록 한 평판 디스플레이 패널의 화질 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for adjusting the image quality of a flat panel display panel to enable image quality improvement.
고도의 정보 사회에서는 정보를 표시하기 위한 표시장치 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 정보 전달은 문자, 음성, 동영상 등을 동시에 주고받는 시스템이 주류를 이룰 것이다. 시스템이 요구하는 디스플레이 장치의 기본적 기능은 인간 중심과 환경중심, 고도화, 고기능화의 특성을 가지고 있어야 한다. 이러한 시대에 부흥하여 현재 우리나라에서는 평판 디스플레이 장치에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 디스플레이 장치는 음극선관 장치(Cathode Ray Tube ; 이하 "CRT"라 함)와 평판디스플레이 장치(Flat Panel Display ; 이하 "FPD"라 함)로 분류된다. 현재 평판디스플레이 분야 중 액정디스플레이장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)에 놀라운 연구성과 결과 대부분을 형성하고 있으며 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel ; 이하 "PDP"라 함)은 대화면화의 용이함과 CRT 수준의 화질을 나타냄으로써 이에 대한 연구도 활발히 진행중이다.In high information society, research on display device technology for displaying information is being actively conducted. Information transmission will be mainstream of a system that simultaneously sends and receives text, voice and video. The basic functions of the display device required by the system should have the characteristics of human-centered, environmental-oriented, advanced, and highly functionalized. In this era, research on flat panel display devices is actively underway in Korea. Display devices are classified into a cathode ray tube device (hereinafter referred to as "CRT") and a flat panel display device (hereinafter referred to as "FPD"). Currently, most of the research results of liquid crystal display devices (Liquid Crystal Display; "LCD") in the field of flat panel display are forming most of the results, and Plasma Display Panel (hereinafter referred to as "PDP") is easy to large screen The research on this is also actively conducted by showing the quality of CRT level.
FPD는 CRT에 비해서 저전력 소비, 고해상도, 박형, 경량의 특징이 있으며 디지털 구동 방식을 채택하고 있다. 이러한 디지털 처리 방식의 장점은 잡음에 강하며, 비트 수를 증가시키면 표현 가능한 수치의 범위가 넓어지기 때문에 열화가 적은 연산처리나 축적이 가능하고 고화질을 실현할 수 있다. 따라서 FPD에 표시된 영상에 대한 디지털 신호처리 기법에 대한 연구가 필요하다. 그 중 화질 향상을 위한 화상처리방식에는 콘트라스트 조정(Contrast Control), 노이즈 감소(Noise Reduction), 에지 복원(Edge Restoration), 에지 강조(Edge Enhancement), 감마 보정(γ- correction) 등이 있다. 이 중 한 분야인 콘트라스트 조정을 이용하면 별도의 정보 증가량 없이 화질 향상이 가능하다. 화질을 향상시키기 위한 방법으로 가장 많이 이용되는 것이 히스토그램의 분포를 이용하는 것이다. 히스토그램이란 영상의 명도 내용을 요약한 것이다. 즉, 밝은 점과 어두운 점이 분포할 때 그 분포의 범위와 값을 표현한 것이다. 영상을 디지털화할 때 명도를 최대한 넓게 사용해야 양질의 품질을 얻을 수 있다.FPD has lower power consumption, higher resolution, thinner and lighter weight than CRT and adopts digital driving method. The advantages of this digital processing method are noise, and increasing the number of bits widens the range of numerical values that can be expressed, enabling arithmetic processing or accumulation with low degradation and high image quality. Therefore, it is necessary to study the digital signal processing technique for the image displayed on the FPD. Among them, image processing methods for improving image quality include contrast control, noise reduction, edge restoration, edge enhancement, gamma correction, and the like. Contrast adjustment, one of these areas, can improve image quality without increasing information. The most widely used method to improve image quality is to use a histogram distribution. A histogram is a summary of the brightness of a video. That is, when light and dark points are distributed, the range and value of the distribution are expressed. When digitizing an image, use brightness as wide as possible to get good quality.
콘트라스트는 영상의 가장 어두운 영역부터 가장 밝은 영역의 범위이다. 높은 콘트라스트를 갖는 영상들은 어두운 영역에서부터 밝은 영역의 범위를 갖게 된다. 따라서, 영상의 콘트라스트가 증가하면 영상을 더욱 상세하게 볼 수 있는데, 이것은 영상의 정보 양은 전혀 증가하지 않은 순수한 시각 작용에 따른 것이다.Contrast ranges from the darkest to the brightest areas of the image. Images with high contrast range from dark to bright areas. Therefore, as the contrast of the image increases, the image can be viewed in more detail, which is due to the pure visual action in which the amount of information of the image does not increase at all.
인간의 시각 작용은 광도의 콘트라스트에 더욱 민감하며, 이러한 콘트라스트의 분포는 히스토그램을 통하여 알 수 있다. 영상의 히스토그램은 영상의 명암 값을 알 수 있게 해주는 정보를 제공하며, 또한 영상을 구성하는 명암의 콘트라스트 및 명암의 분포에 대한 정보도 제공한다. 어두운 영상의 히스토그램은 화소 값 분포가 왼쪽으로 편중되며, 밝은 영상은 화소 값 분포가 오른쪽을 h편중된 히스토그램을 같게 된다. 만일, 영상이 이상적이라면 영상의 히스토그램은 균일하게 분포를 갖는다.Human visual action is more sensitive to the contrast of luminosity, and the distribution of such contrast can be seen by histogram. The histogram of the image provides information for determining the contrast value of the image, and also provides information on the contrast and contrast distribution of the contrast constituting the image. The histogram of the dark image is biased to the left of the pixel value distribution, and the bright image of the dark image is equal to the histogram of the h value of the pixel value distribution to the right. If the image is ideal, the histogram of the image is uniformly distributed.
디지털 영상 처리부분에 이용되는 방식으로는 룩업 테이블(look-up table), 히스토그램 슬라이딩(histogram sliding), 히스토그램 스트레칭(histogram stretching) 방식 등이 있다.Methods used in the digital image processing part include a look-up table, histogram sliding, and histogram stretching.
상기 세 방식에 의한 콘트라스트 조정 방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the contrast adjustment method by the above three methods are as follows.
1. 룩업 테이블 방식1. Lookup Table Method
룩업 테이블 방식은 현재 화소 갑이 룩업테이블의 주소 부분이 되고, 룩업 테이블 주소 내용이 새로운 화소 값으로 변환되어 출력된다. 이 방식은 수학식 1로 표현되고, 도 1에 3비트 룩업테이블을 이용한 영상을 도시한 것이다.In the lookup table method, the current pixel value becomes the address portion of the lookup table, and the contents of the lookup table address are converted into new pixel values and output. This method is represented by Equation 1, and shows an image using a 3-bit lookup table in FIG.
[여기서, Add(*) : * 주소의 Address][Where, Add (*): * Address of address]
도 1에서 새로운 화소 값은 배열의 인텍스에 의해 지시되는 배열 데이터이고, 새로운 화소 값의 생성은 각 화소에 대해서 이런 인덱스에 의해 지시되는 일련의 작업을 수행함으로써 생성된다. 이 방식은 룩업 테이블 계산을 위한 회로와 그 계산된 값을 저장하기 위해서는 별도의 메모리가 필요하며, 또한 처리된 데이터의 언더/오버 플로어 방지를 위해서 별도의 회로가 필요하기 때문에 회로의 구조가 복잡해진다는 단점이 있다.The new pixel value in FIG. 1 is the array data indicated by the index of the array, and the generation of the new pixel value is generated by performing a series of operations indicated by this index for each pixel. This scheme complicates the circuit structure because the circuit for the lookup table calculation and the separate memory are required to store the calculated value, and the separate circuit is required to prevent the under / overflow of the processed data. Has its drawbacks.
2. 히스토그램 슬라이딩 방식2. Histogram sliding method
히스토그램 슬라이딩 방식은 입력 화소 값에 일정한 가중치를 두어 출력 화소 값을 결정하며, 수학식 2로 표현할 수 있다.In the histogram sliding method, an output pixel value is determined by giving a predetermined weight to an input pixel value, and can be expressed by Equation 2.
도 2는 이러한 방식에 의한 히스토그램 분포의 변화를 도시한 것이다.Figure 2 shows the change in histogram distribution in this way.
도 2a의 회색 직선은 입출력 관계의 함수를 나타낸 것으로써. 이 함수 관계는 히스토그램의 분포 영역에 의해 결정된 직선의 기울기에 따라 입력 화소의 영역을 균일한 영역으로 확장시킨다. 즉, 63에서 127의 입력 화소의 영역이 0에서 255까지의 입력 화소의 영역으로 확장시킨다.The gray straight line in FIG. 2A shows the function of the input / output relationship. This functional relationship extends the area of the input pixel into a uniform area according to the slope of the straight line determined by the distribution area of the histogram. That is, the area of the input pixels 63 to 127 is expanded to the area of the input pixels from 0 to 255.
이 방식과 룩업 테이블 방식의 차이점은 룩업 테이블 값을 저장할 메모리가 필요하지 않고 가중치가 일정하게 된다는 점이다. 하지만 히스토그램의 분포는 일정하지 않으므로 언더/오버 플로어가 발생하지 않도록 가중치 계산을 위한 회로가 부가적으로 필요한 단점이 있다.The difference between this method and the lookup table method is that it does not require memory to store the lookup table value and the weight is constant. However, since the distribution of the histogram is not constant, a circuit for weight calculation is additionally required to prevent under / overflow.
3. 명암 대비 스트레칭 방식3. Contrast stretching method
보편적으로 가장 많이 이용되는 이 방식은 특정 부분 즉, 중앙에 명암 값이 치우치는 영상에 효과적으로 적용된다. 출력 화소 값은 수학식 3으로 표현된다.This method, which is most commonly used, is effectively applied to certain parts, i.e., images with a contrast value in the center. The output pixel value is represented by equation (3).
수학식 3에서처럼 영상에서 가장 낮은 값을 갖는 화소 값을 이용하여 현재 입력되는 화소 값과 뺄셈 연산을 수행하면 히스토그램이 왼쪽으로 이동하게 된다.즉, 가장 낮은 화소 값을 0으로 처리한 후에 왼쪽으로 이동된 히스토그램 분포를 전체 영역을 포함하도록 확장시킨다. 이 방식은 언더/오버 플로어가 발생하지 않지만 복잡한 구조의 승산기 및 누산기로 구성되어야 하므로 LCD 구동시스템과 같은 실시간 처리를 필요로 하는 부분에서는 적용하기가 어렵다.As shown in Equation 3, when the subtraction operation is performed using the pixel value having the lowest value in the image and the subtraction operation is performed, the histogram is shifted to the left. Extended histogram distribution to cover the entire region. Although this method does not generate under / overflow, it must be composed of a multiplier and an accumulator with a complicated structure, and thus it is difficult to apply in a part requiring real-time processing such as an LCD driving system.
따라서, 본 발명의 목적은 이미지 타입에 따라 선택적으로 가중치 기울기를 달리하고 백라이트의 밝기를 이미지 타입에 따라 조정함으로써 화질 향상이 가능하도록 한 평판 디스플레이 패널의 화질 조정 방법에 관한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for adjusting the image quality of a flat panel display panel, which is capable of improving image quality by selectively changing the weight gradient according to the image type and adjusting the brightness of the backlight according to the image type.
도 1은 종래의 룩업 테이블을 이용한 연산을 도시한 도면,1 is a diagram illustrating an operation using a conventional lookup table;
도 2는 종래의 히스토그램 슬라이딩 방식에 의한 히스토그램의 분포도.Figure 2 is a distribution diagram of the histogram by the conventional histogram sliding method.
도 3은 본 발명에 따른 화질 조정 방법을 도시한 블록 다이어그램.3 is a block diagram illustrating a method for adjusting image quality according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 이미지 타입 구분을 위한 임계치를 설명하는 도면,4 is a view for explaining a threshold for image type classification according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 이미지 타입에 대한 가중치를 설명하는 도면.5 is a diagram illustrating a weight for an image type according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 어두운 이미지 타입의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.6 shows simulation results of a dark image type according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 중간 발기의 이미지 타입의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.7 shows simulation results of an image type of an intermediate erection according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 밝은 이미지 타입의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.8 shows a simulation result of a bright image type according to the invention.
도 9는 본 발명에 따른 계조도 영상에서의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.9 is a diagram showing a simulation result in a grayscale image according to the present invention;
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 가중치에 의한 시뮬레이션 한 결과를 도시한 도면.10 to 13 is a view showing a simulation result by the weight according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 백라이트 제어신호의 출력신호를 설명하는 도면.14 is a diagram for explaining an output signal of a backlight control signal according to the present invention;
도 15는 본 발명에 따른 효과를 설명하는 도면.Fig. 15 illustrates the effect according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널의 화질 조정 방법은 명암대비를 지시하는 히스토그램이 확장되도록 한 화면 내의 입력 영상 데이터의 휘도값을 소정의 기준 휘도값과 비교하고 그 결과 입력 영상데이터의 휘도값이 기준 휘도값과 차이가 나는 영상데이터의 휘도값을 소정 가중치로 가산하는 단계와, 화면을 적어도 둘 이상의 블록으로 분할하는 단계와, 각 블록들 각각의 휘도 총합을 산출하고 그 중 가장 큰 값을 가지는 블록을 기준으로 블록들의 상대 휘도값을 결정하는 단계와, 상대 휘도값에 따라 블록들 각각에 대응하는 가중치를 조정하는 단계와, 상대 휘도값에 따라 백라이트를 제어하기 위한 신호를 발생하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the image quality adjusting method of the flat panel display panel according to the present invention compares the luminance value of the input image data in the screen to expand the histogram indicating the contrast with a predetermined reference luminance value and as a result the input image Adding the luminance value of the image data whose luminance value differs from the reference luminance value by a predetermined weight, dividing the screen into at least two blocks, calculating a total sum of luminance of each block, Determining a relative luminance value of the blocks based on the block having the largest value, adjusting a weight corresponding to each of the blocks according to the relative luminance value, and a signal for controlling the backlight according to the relative luminance value Generating steps.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 3 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 13.
도 3은 본 발명에 따른 평판 디스플레이 장치의 화질 조정 방법을 블럭 다이어그램으로 도시한 것이다.3 is a block diagram illustrating a method of adjusting image quality of a flat panel display device according to the present invention.
도 3의 상단부는 입력 화소값이 입력되면 최대 및 최소 화소값을 검색하고, 이 검색된 화소값의 가중치를 결정한다. 이 가중치의 결정값에 따라 히스토그램의 영역을 확장시킨다.The upper end of FIG. 3 searches for the maximum and minimum pixel values when the input pixel value is input, and determines the weight of the retrieved pixel value. The area of the histogram is expanded according to the determined value of the weight.
하단부는 입력화소값이 입력되면, Dark, Middle, Bright, Dark & Bright 등의 명암의 정도를 검색하고, 명암의 정도에 따른 기울기를 결정하게 된다. 이 기울기 결정에 따라서 각 영역의 기울기는 달라지게 된다.When the input pixel value is input, the lower part searches for the degree of contrast of Dark, Middle, Bright, Dark & Bright, and determines the inclination according to the degree of contrast. According to this inclination determination, the inclination of each area is changed.
이 후에 상단부의 확장된 히스토그램의 영역과 하단부의 명암의 정도에 따른 기울기에 따라 출력 화소값이 결정되게 된다.Thereafter, the output pixel value is determined according to the slope of the area of the extended histogram of the upper part and the degree of contrast of the lower part.
또한, 하단부의 입력화소값에 따라 명암의 정도를 인식하게 되면 백라이트 램프 제어기를 이용하여 백라이트를 제어하기 위한 신호를 발생하게 된다.In addition, when the degree of contrast is recognized according to the input pixel value of the lower part, a signal for controlling the backlight is generated using the backlight lamp controller.
이를 상세히 하면, 먼저 히스토그램의 확장은 명암대비 스트레칭 방식의 가중치를 사용자 선택(User Selector ; 이하 "US"라 함)에 의해 조정할 수 있도록 한다.In detail, first, the expansion of the histogram allows the weight of the contrast stretching scheme to be adjusted by a user selector (hereinafter referred to as “US”).
If(16≤DR≤127) then US={-2,-1,0,1,2}If (16≤DR≤127) then US = {-2, -1,0,1,2}
else US={0, 0.125, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75}else US = {0, 0.125, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75}
수학식 4에서처럼 가장 작은 화소값을 이용하여 현재 입력되는 화소값에 대하여 뺄셈 연산을 수행하므로 영상의 화소값 중 가장 작은 값은 0이 되며 언더플로어 발생을 방지할 수 있다. 또한 오버플로어가 발생하지 않고 전체 영역을 포함하도록 히스토그램을 확장하기 위해 가중치 (M+US)를 계산한다. 사용자는 US(User Selector)를 이용하여 영상의 콘트라스트를 단계적으로 조정할 수 있다. 여기서 만약 영역 차이(difference range ; 이하 "DR"이라 함)가 16에서 127 사이에 존재할 경우 US 값이 -2에서 2까지인 이유는 오버플로어가 발생하지 않는 영역까지 히스토그램을 확장하기 위해서고, 128 이상일 경우 2보다 적은 가중치를 곱하여 확장시키게 된다.As shown in Equation 4, since the subtraction operation is performed on the pixel value currently input using the smallest pixel value, the smallest value among the pixel values of the image becomes 0 and an underfloor can be prevented. We also compute the weight (M + US) to extend the histogram to cover the entire area without overflow. The user may gradually adjust the contrast of the image by using a user selector (US). Here, if the difference ("DR") exists between 16 and 127, the reason for the US value of -2 to 2 is to extend the histogram to the area where no overflow occurs. If more than, multiply by less than 2 weights to expand.
M(Mltiple)값은 수학식 5에 의해서 결정되는데 누산기를 이용하여 M값을 계산하지 않고, 히스토그램의 최대값과 최소값의 차에 해당하는 값의 비트 정보를 이용한다. 따라서 간단한 하드웨어 구성이 가능하다.The M (Mltiple) value is determined by Equation 5, but does not calculate the M value using an accumulator, but uses bit information of a value corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the histogram. Therefore, a simple hardware configuration is possible.
(X : don't care)(X: don't care)
모드 디텍션 부분에서는 이미지 타입을 결정하게 된다. 즉, 입력이미지는 4가지 타입(Dark, Middle, Bright, Dark & Bright)으로 구분되어진다. 도 4에서 보여지는 것처럼 픽셀값 분포구간을 3단계로 두어 입력 이미지의 한 플레임 내에서 각각의 구간내에 있는 픽셀값들의 총합을 구하여 가장 큰 값을 갖는 구간을 결정하여 이미지 타입을 결정하게 된다.In the mode detection part, the image type is determined. That is, the input image is classified into four types (Dark, Middle, Bright, Dark & Bright). As shown in FIG. 4, the pixel value distribution section is set in three stages to determine the image type by determining a section having the largest value by calculating the sum of pixel values in each section within a frame of the input image.
도 4에서처럼 만약 픽셀 값들이 0에서 64 내에 가장 많이 존재할 때는 Dark 이미지로 결정하고 64에서 192 사이에 있을 때는 중간 밝 이미지 그 이상일 때는 밝은 이미지로 결정하게 된다. 또한 만약 픽셀 값들이 0에서 64와 192 이상에서 무시할 수 없을 정도로 존재하면 Dark & Bright 이미지로 결정하게 된다.As shown in FIG. 4, when the pixel values are most present within 0 to 64, the dark image is determined, and when it is between 64 and 192, the bright image is determined. Also, if the pixel values exist from 0 to 64 and 192 can not be ignored, the dark and bright image is determined.
결정된 이미지 타입에 따라 히스토그램 스트레칭 이후에 각각의 구간별로 픽셀값의 가중치를 결정하게 된다. 이러한 과정은 종래의 룩업 테이블 방식과 마찬가지로 픽셀값이 ROM의 주소가 되고 ROM에 들어있는 데이터 값에 의해 가중치가 부여된 새로운 픽셀값을 생성하는 방식으로 적용하면 실시간 처리가 가능하다. 도 5는 각 이미지 타입별로 부여되는 가중치의 그래프이다.The weight of the pixel value is determined for each section after the histogram stretching according to the determined image type. This process can be performed in real time by applying the pixel value to the address of the ROM and generating a new pixel value weighted by the data value contained in the ROM, as in the conventional lookup table method. 5 is a graph of weights assigned to respective image types.
도 5에 도시된 가중치 그래프를 통하여 각 이미지 타입에 대한 기울기가 달리 정하여 짐을 알 수 있게 된다.Through the weight graph shown in FIG. 5, the slope for each image type may be determined differently.
이들을 다양한 실험 영상에 의해 본 발명에 대한 방법의 성능을 분석하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.These can be represented as follows by analyzing the performance of the method for the present invention by various experimental images.
일반적인 이미지로 Lena 이미지와 Salesman의 이미지를 사용하였으며 그 밖에 계조도 영상 등을 이용하여 시뮬레이션 하였다.Lena image and Salesman's image were used as general images, and gray scale images were also simulated.
도 6 내지 도 8은 Lena 이미지의 각각의 타입별로 콘트라스트 조정 방법에 의해 개선된 이미지의 시뮬레이션 결과로서, 도 6은 어두운 이미지, 도 7은 중간 밝기의 이미지, 그리고 도 8은 밝은 이미지 타입의 경우를 표현한 것이다.6 to 8 are simulation results of the image improved by the contrast adjustment method for each type of Lena image. FIG. 6 is a dark image, FIG. 7 is an image of medium brightness, and FIG. 8 is a light image type. It is expressed.
각 도면의 b는 스트레칭 1로 정하고, 이는 가중치를 부여하기 전에 히스토그램 분포를 오버플로우가 발생하기 전까지 최대로 확장했을 때의 결과이다. 또한 각 도면의 c는 스트레칭 2로 정하고, 이는 확장된 이미지에 구간별 가중치에 의해 부여된 이미지의 결과이다.B in each figure is defined as stretching 1, which is the result when the histogram distribution is expanded to maximum before overflow occurs before weighting. In addition, c in each drawing is set to stretch 2, which is a result of the image given by the weight for each section in the expanded image.
도 9는 계조도 영상에서의 각각의 방법을 적용한 뒤 시뮬레이션 결과이다. 도 9a는 오리지널 계조도 영상을 도시한 것이고, 도 9b는 어두운 이미지, 도 9c는 중간 밝기의 이미지, 도 9d는 밝은 이미지 타입의 계조도 영상을 나타낸 것이다.9 is a simulation result after applying each method in the grayscale image. FIG. 9A illustrates an original grayscale image, FIG. 9B illustrates a dark image, FIG. 9C illustrates an image of medium brightness, and FIG. 9D illustrates a grayscale image of a bright image type.
도 10 내지 도 13을 통하여 각각의 명암대비 영상을 각각의 가중치를 통하여 시뮬레이션 한 결과로서, 화소의 최대값 및 최소값의 차이가 작을 수록 이미지의 대비가 뚜렷해짐을 알 수 있을 것이다.10 to 13, as a result of simulating each contrast image through respective weights, it can be seen that the smaller the difference between the maximum value and the minimum value of the pixel, the sharper the contrast of the image.
도 10은 오리지널 이미지의 경우로서, 도 10a는 최대값과 최소값이 (230, 22)이고, 도 10b는 (100, 20), 도 10c는 (230, 162)일 때의 명암대비를 나타낸 것이다.FIG. 10 is a case of an original image, in which FIG. 10A shows contrast when the maximum value and the minimum value are (230, 22), FIG. 10B is (100, 20), and FIG. 10C is (230, 162).
도 11은 어두운 이미지의 경우로서, 도 11a는 최대값과 최소값이 (228, 0)이고, 도 11b는 (248, 20), 도 11c는 (230, 162)일 때의 명암대비를 나타낸 것이다.FIG. 11 is a dark image, and FIG. 11A shows contrast when the maximum value and the minimum value are (228, 0), FIG. 11B is (248, 20), and FIG. 11C is (230, 162).
도 12는 중간 밝기의 이미지의 경우로서, 도 12a는 최대값과 최소값이 (239, 22)이고, 도 12b는 (251, 0), 도 12c는 (255, 0)일 때의 명암대비를 나타낸 것이다.FIG. 12 is an image of medium brightness, in which FIG. 12A shows contrast when the maximum and minimum values are (239, 22), FIG. 12B shows (251, 0), and FIG. 12C shows (255, 0). will be.
도 13는 밝은 이미지의 경우로서, 도 13a는 최대값과 최소값이 (239, 22)이고, 도 13b는 (251, 0), 도 13c는 (255, 0)일 때의 명암대비를 나타낸 것이다.FIG. 13 is a case of a bright image. FIG. 13A shows contrast when the maximum value and the minimum value are (239, 22), FIG. 13B is (251, 0), and FIG. 13C is (255, 0).
도 3에서 모드 판별한 결과에 의한 Dark, Middle, Bright, Dark & Bright가 결정되면 그 데이터는 백라이트 제어부에 인가되고, 이것은 판별된 모드가 Bright Mode이면 펄스폭이 넓은 백라이트 제어신호(PWM)인 도 14a를 선택하여 출력되며, Dark Mode이면 펄스폭이 좁은 백라이트 제어신호인 도 14c를 출력하게 되는 방식을 취하고 있다. 이외의 모드에서는 중간 펄스폭의 제어신호(PWM)인 도 14b를 출력하게 된다.In FIG. 3, when Dark, Middle, Bright, Dark & Bright are determined based on the result of the mode determination, the data is applied to the backlight controller, which is a backlight control signal PWM having a wide pulse width when the determined mode is Bright Mode. 14a is selected and outputted, and in dark mode, the pulse width narrow backlight control signal 14c is outputted. In other modes, Fig. 14B, which is the control signal PWM of the intermediate pulse width, is output.
이는 판별된 모드에 따라 백라이트에 인가되는 전압을 적응적으로 선택하여 인가하기 위함이다. 이렇게 함으로써 콘트라스트 상승 효과를 기대할 수 있다. 도 15에서는 본 발명에 의해 화면의 밝기 상태에 따라 콘트라스트의 향상과 백라이트의 밝기를 조정할 때의 효과를 설명하는 도면이다. 도 14에 나타나 있는 것처럼 밝은 화면에서는 밝기의 향상과 더불어 콘트라스트가 향상되며, 어두운 화면에서는 콘트라스트는 향상되나 밝기가 감소함으로써 콘트라스트가 극대화됨을 알 수 있다.This is to adaptively select and apply a voltage applied to the backlight according to the determined mode. In this way, a contrast synergistic effect can be expected. 15 is a view for explaining the effect of improving contrast and adjusting the brightness of the backlight according to the brightness state of the screen according to the present invention. As shown in FIG. 14, the brightness is improved and the contrast is improved in the bright screen. In the dark screen, the contrast is improved but the brightness is reduced, thereby maximizing the contrast.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판 디스플레이 장치의 콘트라스트 조정 방법은 이미지 타입에 따라 선택적으로 가중치 기울기를 구간별로 달리하여 최적의 이미지를 얻음으로써 화질을 향상시킬 수 있고, 가중치 값을 계산하기 위해서 누산기, 승산기를 사용하지 않고 모드 디텍터(Mode Detector)와 배럴 시프터(Barrel Shifter)를 이용함으로써 단지 한 영상내의 최대 화소값과 최소 화소값 차를 이용하므로 상대적인 연산량이 적어지므로 언더플로어 또는 오버플로어를 방지할 수 있다.가중치 값을 계산하기 위해서 누산기, 승산기를 사용하지 않고 MD, BS를 이용함으로써 단지 한 영상내의 최대 화소값과 최소 화소값 차를 이용하므로 상대적인 연산량이 적어지므로 언더플로어 또는 오버플로어를 방지할 수 있다. 또한 이미지 타입에 따라 적응적으로 백라이트의 밝기를 가변시킴으로써 콘트라스트의 상승효과를 극대화시킬 수 있는 장점을 제공한다.As described above, in the contrast adjustment method of the flat panel display apparatus according to the present invention, the image quality can be improved by obtaining an optimal image by selectively varying the weight slope for each section according to the image type, and accumulating to calculate the weight value. By using a mode detector and a barrel shifter without using a multiplier, it uses the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value in only one image. By using MD and BS to calculate the weighted value, the difference between the maximum pixel value and the minimum pixel value in a single image is reduced by using the MD and BS. Can be. In addition, the brightness of the backlight is adaptively changed according to the image type, thereby providing an advantage of maximizing contrast synergy.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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