KR100618190B1 - Multi step reverse gamma compensation and dithering method for pdp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역감마 보정과 디더링(or 오차확산)을 다단계에 걸쳐서 수행함으로써, 계조 표현력을 풍부하게 가져가면서도 디더패턴 또는 오차확산 문양의 인지를 현저히 줄일 수 있도록 하는 피디피의 다단계 역감마 보정 및 디더링 방법에 관한 것으로, 신호를 입력받아서 1단계 역감마 보정 함수 변환을 실행하는 단계와; 상기 역감마 보정 함수 변환 시 발생하는 소수점 부분을 디더링 하는 단계와; 상기 1단계 역감마 보정 후 디더링된 신호에 대하여 2차 역감마 보정 함수 변환을 실행하는 단계와; 상기 2단계 역감마 보정 함수 변환 시 발생하는 소수점 부분을 디더링 하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써 달성할 수 있다.In the present invention, by performing inverse gamma correction and dithering (or error diffusion) in multiple stages, the multi-step inverse gamma correction and dithering of PDP can significantly reduce recognition of dither patterns or error diffusion patterns while bringing rich gray scale expression power. A method comprising: receiving a signal and performing a one-step inverse gamma correction function transformation; Dithering a decimal point portion generated when the inverse gamma correction function is converted; Performing a second inverse gamma correction function transformation on the dithered signal after the first step inverse gamma correction; And dithering the decimal point portion generated during the two-step inverse gamma correction function conversion.
역감마, 디더링, 함수, 변환, 주제어부Inverse gamma, dithering, function, transformation, main control
Description
도 1은 일반적인 감마의 의미와 역감마 보정의 의미를 설명하기 위한 그래프도.1 is a graph illustrating the meaning of general gamma and the meaning of inverse gamma correction.
도 2는 본 발명에 따른 단계별 역감마 보정 그래프를 보인 예시도.2 is an exemplary view showing a step inverse gamma correction graph according to the present invention.
도 3은 상기 도2에서 보인 다단계 역감마 보정에 디더링 과정을 더 포함하여 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도.3 is a flowchart illustrating a process of further including a dithering process in the multi-stage inverse gamma correction shown in FIG.
본 발명은 피디피의 다단계 역감마 보정 및 디더링 방법에 관한 것으로, 특히 역감마 보정과 디더링(or 오차확산)을 다단계에 걸쳐서 수행함으로써, 계조 표현력을 풍부하게 가져가면서도 디더패턴 또는 오차확산 문양의 인지를 현저히 줄일 수 있도록 하는 피디피의 다단계 역감마 보정 및 디더링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage inverse gamma correction and dithering method of PD, in particular, by performing inverse gamma correction and dithering (or error diffusion) in multiple stages, while recognizing a dither pattern or error diffusion pattern while bringing rich gray scale expression power. The present invention relates to a multi-step inverse gamma correction and dithering method of PDP.
일반적으로, 감마(Gamma,gamma)는 모니터와 같은 디스플레이 장치에서 입력 신호 대비 밝기가 선형관계에 있다. In general, gamma and gamma have a linear relationship with brightness compared to an input signal in a display device such as a monitor.
상기 도1의 그래프에서 x축은 모니터로 입력되는 영상신호의 전압값으로 0%에서 100%, 즉 0에서 1사이의 값을 가지고, y축은 이에 따라 모니터에 표현되는 빛의 양을 나타내는 것으로, 애초에 카메라로 촬영할 시 외부의 빛을 감지하여, 이에 비례하는 전압으로 기록해놓았기 때문에, 이를 역으로 모니터에 디스플레이 할 경우에도 마찬가지로, 전압에 비례하는 값으로 나타나야 원래의 영상이 그대로 표현되기 때문에, 도 1 에 도시된 바와 같이 도1의 그래프가 직선으로 나타나게 된다. In the graph of FIG. 1, the x-axis is a voltage value of an image signal input to the monitor, and has a value of 0% to 100%, that is, 0 to 1, and the y-axis represents the amount of light expressed on the monitor accordingly. Since the external light is sensed when recording with the camera, and recorded at a voltage proportional to it, when the display is displayed on the monitor inversely, the original image should be expressed as a value proportional to the voltage. As shown in FIG. 1, the graph of FIG. 1 appears as a straight line.
그러나 모니터의 전기적 특성상 그렇지 직선으로 나타나지 못하는 것이다.However, due to the electrical characteristics of the monitor, it does not appear straight.
예를 들어, CRT의 경우에는 입력되는 전압(x)의 2.5 승(乘)(y=x^2.5)으로 나타나며, 모니터의 종류에 따라 값이 다르지만 대략 1.7승에서 2.7승 사이가 된다. 따라서, 그래프는 직선이 아닌 아래로 볼록한 곡선이 되는 것이다.For example, in the case of CRT, the power is represented by 2.5 power (y = x ^ 2.5) of the input voltage (x). The value varies depending on the type of monitor, but is approximately 1.7 to 2.7 power. Thus, the graph is a downward convex curve rather than a straight line.
도1의 그래프는 낮은 전압쪽에서는 전압이 증가함에 따라 밝기가 미미하게 증가하다가, 높은 전압쪽에서는 가파르게 증가한다는 것을 의미하는 것으로, 즉 밝은 부분에 비해 어두운 부분 (그중에서도 아주 어두운 부분보다는 중간쪽에 가까운 어두운 부분)이 상대적으로 더 어둡게 보이게 되는 것으로, 또한 x값이 0에서 1사이의 값이니 만큼 이를 2.5승하면 오히려 값이 작아져 전반적으로 밝기가 떨어지게 되는 것이다.(즉 위 그래프의 왼쪽끝과 오른쪽 끝을 연결한 직선과 위 곡선과의 차이만큼) The graph of FIG. 1 means that the brightness increases slightly as the voltage is increased at the low voltage side, but increases steeply at the high voltage side, that is, the dark portion is darker than the bright portion (the dark portion closer to the middle than the very dark portion among them). And the x value is between 0 and 1, so if you multiply that value by 2.5, the overall value decreases (that is, the left and right ends of the graph above). The difference between the straight line connecting the
결국, 상기와 같은 특성으로 인하여 그레이 스케일이 망가지게 되어 어두운 부분의 계조 표현이 뭉게지게 되어, 브라이트(Brightness)나 컨트라스트(Contrast) 를 아무리 바꾸어도 왜곡이 해소되지는 않는다.As a result, the gray scale is broken due to the above characteristics, and the gray scale expression of the dark parts is aggregated, and the distortion is not solved no matter how much the brightness or contrast is changed.
이러한 왜곡의 정도, 즉 위 함수(y=x^2.5)에 있어서 지수에 있는 상수값(2.5)이 바로 감마값이 되며, CRT의 경우는 감마값이 2.5가 되고 PDP의 경우 감마값은 2.1 정도가 된다. 그런데, 이러한 감마값은 밝기뿐만 아니라 컬러도 왜곡시키는데, 일부 특정 색상을 두드러지게 하여 애초의 색구성을 무너뜨리게 되는 것이다.In this degree of distortion, that is, the constant value 2.5 in the exponent of the above function (y = x ^ 2.5) becomes a gamma value, and in the case of CRT, the gamma value is 2.5, and in the case of PDP, the gamma value is about 2.1. However, the gamma value distorts not only the brightness but also the color, which makes some particular colors stand out and destroys the original color scheme.
따라서, 상기와 같은 왜곡을 해소시켜야 정확한 영상의 표현이 가능한데, 그 방법은 신호를 입력하기 전에 미리 역으로 '1/감마값'만큼 승(乘)을 해주고 그 값을 입력하는 것이다. 그럼 모니터에서 다시 감마값 만큼 승(乘)이 되므로, 결국 y=x로 나타나게 되는 것이다. 이러한 과정을 역감마 보정(Gamma Correction)이라고 한다. 이와 같이 역감마 보정을 하게되면 그레이 스케일(Gray Scale)이 개선되어 어두운 부분의 계조가 살아나게 된다. Therefore, it is possible to accurately represent the image by eliminating the distortion as described above. The method is to multiply '1 / gamma' in advance and input the value before inputting the signal. Then, the monitor is multiplied by the gamma value, so that y = x appears. This process is called inverse gamma correction. Inverse gamma correction thus improves the gray scale, and the gray scale of the dark part is revived.
한편, 디더링은 요구된 색상의 사용이 불가능할 때, 다른 색상들을 섞어서 비슷한 색상을 내기 위한 것으로, 예컨대, 요구된 색상인 녹색이 없을 때, 파란점과 노란점을 촘촘히 찍으면 멀리서 보았을 때 녹색처럼 보이게 만드는 원리와 같이, 픽셀에 상이한 색상을 발현하는 주파수를 번갈아 혹은 인접 픽셀에서 동시에 발산하여 원하는 색상을 얻도록 하는 방법이다.Dithering, on the other hand, is intended to produce a similar color by blending different colors when the required color is not available, for example, when there is no green color as a required color, when blue and yellow dots are taken closely, they look green when viewed from a distance. Like the principle, it is a method of alternately generating frequencies of different colors in pixels or simultaneously emitting from adjacent pixels so as to obtain a desired color.
그런데, 종래의 경우 감마값이 2.1(종류에 따라 다를 수 있음)인 PDP의 역감마 보정을 할 때, 'Y=X2.1'의 함수를 입력에 적용한 후 발생하는 소수점 부분을 2비트 정도로 처리한 후, 디더링 또는 오차확산 기법을 이용하여 이 소수점 부분을 화 면에 표현한다.However, in the conventional case, when inverse gamma correction of a PDP having a gamma value of 2.1 (which may vary depending on the type), the decimal point generated after applying a function of 'Y = X 2.1 ' to the input is processed to about 2 bits. The decimal point is represented on the screen using dithering, error dithering or error diffusion techniques.
그러나, 일반적인 디스플레이 신호 처리용 IC(Scaler, De-interlacing, Image Enhancer IC) 들은 보통 역감마 보정 및 디더링 블록이 포함되어 있는 경우가 많지만, 2비트 디더링(or 오차확산) 처리를 하므로 계조 표현력이 부족한 단점이 있으며, 이를 극복하기 위해 4비트 이상의 디더링 처리를 하더라도, 디더 패턴이나 오차확산 문양의 인식이 문제가 되는 경우가 많다.However, general display signal processing ICs (Scaler, De-interlacing, and Image Enhancer ICs) usually include inverse gamma correction and dither blocks, but they lack two-dimensional dithering (or error diffusion), so they lack the gray scale expression. In order to overcome this problem, even if the dithering process is more than 4 bits, recognition of a dither pattern or an error diffusion pattern is often a problem.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 역감마 보정과 디더링(or 오차확산)을 다단계에 걸쳐서 수행함으로써, 계조 표현력을 풍부하게 가져가면서도 디더패턴 또는 오차확산 문양의 인지를 현저히 줄일 수 있도록 하는 피디피의 다단계 역감마 보정 및 디더링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and by performing inverse gamma correction and dithering (or error diffusion) in multiple stages, the dither pattern or error diffusion pattern can be obtained while bringing rich gray scale expression power. It is an object of the present invention to provide a multi-stage inverse gamma correction and dithering method for PDP that can significantly reduce the recognition of.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 신호를 입력받아서 1단계 역감마 보정 함수 변환을 실행하는 단계와; 상기 역감마 보정 함수 변환 시 발생하는 소수점 부분을 디더링 하는 단계와; 상기 1단계 역감마 보정 후 디더링된 신호에 대하여 2차 역감마 보정 함수 변환을 실행하는 단계와; 상기 2단계 역감마 보정 함수 변환 시 발생하는 소수점 부분을 디더링 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of: receiving a signal and performing a one-step inverse gamma correction function conversion; Dithering a decimal point portion generated when the inverse gamma correction function is converted; Performing a second inverse gamma correction function transformation on the dithered signal after the first step inverse gamma correction; And dithering the decimal point portion generated when the two-step inverse gamma correction function is converted.
본 발명은 PDP의 디스플레이 특성을 보상하는 역감마 보정과 이를 수행함에 있어서 생기는 계조 손실을 최소화하기 위한 디더링(or 오차확산)을 다단계에 걸쳐서 수행함으로써 계조 표현력을 풍부하게 가져가면서도 디더패턴 또는 오차확산 문양의 인지를 현저히 줄일 수 있도록 하는 방법의 제공을 요지로 한다.The present invention performs dithering (or error diffusion) in multiple steps to compensate for the display characteristics of the PDP and to minimize the gray loss caused by performing the multi-stage, thereby increasing the gray scale expression power while dither pattern or error diffusion. The main idea is to provide a method to significantly reduce the recognition of the pattern.
즉, 본 발명은 종래의 2비트 디더링을 다단계(예:2단계)로 처리하므로 최종적으로 4비트 표현력이 가능하여, 각 IC들이 단독으로는 표현하지 못하는 풍부한 계조를 표현할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 2가지 이상의 디더링 및 오차확산 기법을 혼용함으로써 패턴문양 인식의 문제도 현격히 줄일 수 있도록 하는 특징이 있다.That is, the present invention processes the conventional 2-bit dithering in multiple stages (for example, two stages), thereby enabling 4-bit representation power, so that each IC can express rich gray scales that cannot be represented alone. By using more than two dithering and error diffusion techniques, the problem of pattern pattern recognition can be significantly reduced.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described.
도2는 본 발명에 따른 단계별 역감마 보정 그래프를 보인 예시도로서, 도1의 (a)와 같이 1단계 역감마 함수를 Y=F(X)라고 할 때, F(X)=X^{gamma1} 이므로 Y=X^{gamma1}이 된다.Figure 2 is an exemplary diagram showing a step inverse gamma correction graph according to the present invention, when the one-step inverse gamma function Y = F (X) as shown in Figure 1 (a), F (X) = X ^ { gamma1}, so Y = X ^ {gamma1}.
다음, 도1의 (b)와 같이 2단계 역감마 함수를 Z=G(Y) 라고 할 때, G(Y)=Y^{gamma2} 이므로 Z=Y^{gamma2} 가 된다.Next, when the two-step inverse gamma function is Z = G (Y) as shown in FIG. 1 (b), since G (Y) = Y ^ {gamma2}, Z = Y ^ {gamma2}.
결국, 최종적으로는 도1의 (c)와 같이 Z=G(F(X)) 가 되고, 그 함수에 상기 값들을 대입하면 Z=X^{gamma3} 가 된다(gamma 3 = gamma1 * gamma2). Finally, as shown in FIG. 1 (c), Z = G (F (X)), and substituting the above values into Z = X ^ {gamma3} (gamma 3 = gamma1 * gamma2) .
따라서, 본 발명에 의한 다단계 역감마 보정을 수행할 때, 감마=2.1 인 함수를 얻기 위해서는 F(X)=X^ {gamma(루트2.1)} , G(Y)=Y^ {gamma(루트2.1)} 로 설정 하면 된다.Therefore, when performing the multilevel inverse gamma correction according to the present invention, in order to obtain a function with gamma = 2.1, F (X) = X ^ {gamma (root2.1)}, G (Y) = Y ^ {gamma (root2.1). )}.
도3은 상기 도2에서 보인 다단계 역감마 보정에 디더링 과정을 더 포함하여 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 신호(X)를 입력받아서 1단계 역감마 보정 함수(F(X)) 변환을 실행하고, 그 역감마 보정 함수 변환시 발생하는 소수점 부분을 디더링(or 오차확산) 기법을 사용하여 영상에 표현한다. FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of further including a dithering process in addition to the multi-step inverse gamma correction shown in FIG. 2. As shown in FIG. 3, a first step inverse gamma correction function F ( X)) The transformation is performed, and the decimal point portion generated during the inverse gamma correction function transformation is represented on the image using a dithering (or error diffusion) technique.
다음, 상기와 같이 1단계 역감마 보정을 수행한 후 디더링된 신호(Y')에 대해 2차 역감마 보정 함수(G(Y')) 변환을 실행하고, 그 역감마 보정 함수 변환시 발생하는 소수점 부분을 디더링(or 오차확산) 하여 최종 출력 신호를 얻는다.Next, after performing one-step inverse gamma correction as described above, a second inverse gamma correction function (G (Y ')) is performed on the dithered signal Y', and a decimal point generated when the inverse gamma correction function is converted. Dither the parts (or spread the error) to get the final output signal.
상기와 같이 각 단계(총 2단계)의 역감마 함수를 거치면서 아울러 2비트 디더링(or 오차확산) 처리를 거치면, 결과적으로 최종 출력 영상에는 4비트의 계조 표현력이 구현될 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명의 피디피의 다단계 역감마 보정 및 디더링 방법은 역감마 보정을 다단계로 나누어서 처리함으로써 디더링 표현력을 모두 활용할 수 있기 때문에 종래 디더링 기법 성능의 2배 만큼의 표현력을 증대할 수 있고, 또한 각 방법들을 사용하면서 나타나는 독특한 문양들이 서로 상쇄효과를 일으켜 눈에 비교적 적게 인지되는 효과를 얻을 수 있다.As described above, a 2-bit dithering (or error diffusion) process is performed while the inverse gamma function of each step (total two steps) is performed. As a result, a 4-bit gray scale expression power can be implemented in the final output image.
Therefore, the multi-step inverse gamma correction and dithering method of PDIP of the present invention can increase the power of expression by twice the performance of the conventional dithering technique because the dithering power can be utilized by dividing the inverse gamma correction into multiple steps. Distinctive glyphs from using methods can cancel each other out, resulting in a relatively less noticeable effect.
한편, 상기 다단계 처리 과정에서는 각 단계에 모두 디더링 기법을 적용하였지만, 그와 달리 1단계에는 디더링 기법을 적용하고, 2단계에는 오차확산 기법을 혼용하여 적용하게 되면, 각 기법에서 발생할 수 있는 고유의 패턴 문양의 인식 문제를 현저히 줄일 수 있는 효과를 얻게 된다.On the other hand, in the multi-stage processing process, the dithering technique is applied to each stage. However, if the dithering technique is applied to the first stage and the error diffusion technique is mixed to the second stage, the dithering technique may be unique. It is possible to significantly reduce the problem of pattern pattern recognition.
한편, 상기 실시예에서는 2단계에 걸쳐 역감마 보정과 디더링을 수행하였지만, 상황에 따라 추가로 역감마 보정과 디더링을 수행할 수 있을 것이다.Meanwhile, in the above embodiment, inverse gamma correction and dithering are performed in two steps, but inverse gamma correction and dithering may be additionally performed according to a situation.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 피디피의 다단계 역감마 보정 및 디더링 방법은 역감마 보정과 디더링(or 오차확산)을 다단계에 걸쳐서 수행함으로써, 계조 표현력을 풍부하게 가져가면서도 디더패턴 또는 오차확산 문양의 인지를 현저히 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, the multi-step inverse gamma correction and dithering method of PDIP of the present invention performs inverse gamma correction and dithering (or error diffusion) in multiple stages, thereby recognizing a dither pattern or error diffusion pattern while bringing rich gray scale expression power. There is an effect that can be significantly reduced.
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2004
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| US11393382B2 (en) | 2020-06-09 | 2022-07-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device luminance compensating apparatus, display system including the same, and method of compensating luminance based on an expected correction gray level |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |