KR100832631B1 - Improvement apparatus of image quality in 1 panel type display system using diffraction modulation and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 영상 코덱으로부터 입력되는 연속된 두 프레임 이상의 영상 정보를 수신한 후에 각각의 영상 신호 정보로부터 화면상의 모션(motion) 정보를 추출하고 추출된 모션 정보를 이용하여 프레임간에 중간(intermediate) 영상들을 생성하여 삽입함으로써 부드러운 영상 구현이 가능하도록 하는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 화질 개선 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Figure R1020050102467

프로젝션, 휴대용 단말기, 광변조, 회절형 광변조기, 화질개선, 중간 영상

The present invention is a display system using a one-panel diffraction type optical modulator, after receiving two or more consecutive image information input from an image codec, extracts motion information on the screen from each image signal information, and then extracts the motion. An apparatus and method for improving image quality in a display system using a one-panel diffraction type optical modulator for generating a smooth image by generating and inserting intermediate images between frames using information.

Figure R1020050102467

Projection, portable terminal, optical modulation, diffractive optical modulator, image quality improvement, intermediate image

Description

1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 화질 개선 장치 및 그 방법{Improvement apparatus of image quality in 1 panel type display system using diffraction modulation and method thereof} Improvement apparatus and method for improving image quality in display system using 1-panel diffraction type optical modulator

도 1은 종래 기술에 따른 반사형 변경 가능 격자 광변조기의 구조도.1 is a structural diagram of a reflective changeable grating light modulator according to the prior art;

도 2는 종래 기술에 따른 함몰형 박막 압전 광변조기의 절단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the recessed thin film piezoelectric optical modulator according to the prior art.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 장치가 구비된 휴대용 단말기에 응용되는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 블럭 구성도.Figure 3 is a block diagram of a display system using a one-panel diffraction type optical modulator applied to a portable terminal equipped with an image quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 프로젝션 제어부의 블럭 구성도.4 is a block diagram illustrating the projection control unit of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 장치의 내부 블럭도.5 is an internal block diagram of an image quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 방법의 흐름도.6 is a flowchart of a method for improving image quality according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 방법을 설명하기 위한 개념도.7 is a conceptual diagram illustrating a method for improving image quality according to an embodiment of the present invention.

도 8은 도 3의 투영 및 스캐닝 광학부에 동기 제어를 설명하기 위한 개념도로서 갈바노 미터 미러를 사용하여 정역방향 스캐닝을 수행하는 경우에 동기 제어를 설명하기 위한 도면.FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining synchronous control in the projection and scanning optics of FIG. 3 for explaining synchronous control when performing forward and backward scanning using a galvanometer mirror; FIG.

도 9 도 3의 투영 및 스캐닝 광학부에 동기 제어를 설명하기 위한 개념도로서 폴리곤 미터 미러를 사용하여 스캐닝을 수행하는 경우에 동기 제어를 설명하기 위한 도면.FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining synchronous control in the projection and scanning optics of FIG. 3 for explaining synchronous control when scanning is performed using a polygon meter mirror. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

501 : 영상 버퍼 502 : 차영상 계산부501: Image buffer 502: Difference image calculation unit

503 : 영상 움직임 판정부 504 : 중간 영상 생성부503: Image motion determiner 504: Intermediate image generator

본 발명은 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 영상 코덱으로부터 입력되는 연속된 두 프레임 이상의 영상 정보를 수신한 후에 각각의 영상 신호 정보로부터 화면상의 모션(motion) 정보를 계산하고 계산된 모션 정보를 이용하여 프레임간에 중간(intermediate) 영상들을 생성하여 삽입함으로서 부드러운 영상 구현이 가능하도록 하는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 화질 개선 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention is a display system using a one-panel diffraction type optical modulator, and after receiving two or more consecutive image information input from an image codec, calculates motion information on the screen from each image signal information and calculates the calculated motion information. An apparatus and method for improving image quality in a display system using a one-panel diffraction type optical modulator for generating a smooth image by generating and inserting intermediate images between frames using information.

최근, 반도체소자 제조공정을 이용하여 마이크로 미러, 마이크로렌즈, 스위치 등의 마이크로 광학부품 및 마이크로 관성센서, 마이크로 바이오칩, 마이크로 무선통신소자를 제작하는 마이크로머시닝 기술이 개발되고 있다. Recently, micromachining technology for manufacturing micro optical components such as micro mirrors, micro lenses, switches, micro inertial sensors, micro biochips, and micro wireless communication devices using semiconductor device manufacturing processes has been developed.

여기에서, 미아크로 미러는 상하방향, 회전방향, 미끄러지는 방향 등의 방 향과 동적 및 정적인 운동에 따라 여러가지로 응용된다. 상하방향의 운동은 위상보정기나 회절기 등으로 응용되고, 기울어지는 방향의 운동은 스캐너나 스위치, 광신호 분배기, 광신호감쇠기, 광원어레이 등으로, 미끄러지는 방향의 운동은 광차폐기나 스위치 광신호 분배기 등으로 응용된다.Here, the micro-mirror is applied in various ways depending on the up and down direction, the rotation direction, the sliding direction and the like and the dynamic and static motion. Up and down motion is applied to phase compensator or diffractometer, and tilting motion is scanner, switch, optical signal divider, optical signal attenuator, light source array, etc., and sliding direction is light shield or switch optical signal. It is applied as a dispenser.

이러한 마이크로 미러의 일예로 도 1에 도시된 바와 같은 반사형 변형 가능 격자 광변조기(10)가 있다. 이러한 광변조기(10)는 블룸 등의 미국특허번호 제 5,311,360호에 개시되어 있다. 변조기(10)는 반사 표면부를 가지며 기판(16) 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본(18)을 포함한다. 절연층(11)이 실리콘 기판(16)상에 증착된다. 다음으로, 희생 이산화실리콘 막(12) 및 질화실리콘 막(14)의 증착이 후속한다. An example of such a micro mirror is a reflective deformable grating light modulator 10 as shown in FIG. Such an optical modulator 10 is disclosed in US Pat. No. 5,311,360 to Bloom et al. The modulator 10 includes a plurality of regularly spaced deformable reflective ribbons 18 having reflective surface portions and suspended above the substrate 16. An insulating layer 11 is deposited on the silicon substrate 16. Next, deposition of the sacrificial silicon dioxide film 12 and the silicon nitride film 14 is followed.

질화물 막(14)은 리본(18)으로부터 패터닝되고 이산화실리콘층(12)의 일부가 에칭되어 리본(18)이 질화물 프레임(20)에 의해 산화물 스페이서층(12)상에 유지되도록 한다. The nitride film 14 is patterned from the ribbon 18 and a portion of the silicon dioxide layer 12 is etched so that the ribbon 18 is retained on the oxide spacer layer 12 by the nitride frame 20.

단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 변조기는 리본(18)의 두께와 산화물 스페이서(12)의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다.In order to modulate light having a single wavelength λ 0, the modulator is designed thick with a thickness of the oxide spacers 12 of the ribbon 18 so that the λ 0/4.

리본(18)상의 반사 표면(22)과 기판(16)의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 변조기(10)의 격자 진폭은 리본(18)(제 1 전극으로서의 역할을 하는 리본(16)의 반사 표면(22))과 기판(16)(제 2 전극으로서의 역할을 하는 기판(16) 하부의 전도막(24)) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다. The lattice amplitude of this modulator 10, defined by the vertical distance d between the reflective surface 22 on the ribbon 18 and the reflective surface of the substrate 16, is the ribbon 18 (the ribbon 16 serving as the first electrode). Is controlled by applying a voltage between the reflective surface 22 of the substrate 16 and the substrate 16 (the conductive film 24 under the substrate 16 serving as the second electrode).

도 2는 종래 기술에 따른 함몰형 박막 압전 광변조기의 절단면도이다.2 is a cross-sectional view of a recessed thin film piezoelectric optical modulator according to the related art.

도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 함몰형 박막 압전 광변조기는 실리콘 기판(201)과, 엘리멘트(210)를 구비하고 있다.Referring to the drawings, the recessed thin film piezoelectric optical modulator according to the related art includes a silicon substrate 201 and an element 210.

여기에서, 엘리멘트(210)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(210)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(210)는 일정간격(거의 엘리멘트(210)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(201)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다. Here, the element 210 has a constant width and a plurality of constant alignment to form a recessed thin film piezoelectric optical modulator. In addition, the elements 210 have different widths and alternately arranged to form a recessed thin film piezoelectric optical modulator. In addition, the elements 210 may be spaced apart from each other at a predetermined distance (almost the same distance as the width of the elements 210), in which case the micromirror layer formed on the entire surface of the silicon substrate 201 is incident. Reflects and diffracts light.

실리콘 기판(201)은 엘리멘트(210)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(202)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 엘리멘트(210)의 단부가 부착되어 있다.The silicon substrate 201 has depressions to provide air space to the elements 210, an insulating layer 202 is deposited on the upper surface, and ends of the elements 210 are attached to both sides of the depressions. .

엘리멘트(210)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(201)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(201)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(201)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(211)를 포함한다.The element 210 has a rod shape, and the bottom surfaces of both ends are attached to both side regions outside the recessed portion of the silicon substrate 201 so that the center portion is spaced apart from the recessed portion of the silicon substrate 201. The portion located in the depression of the 201 includes a lower support 211 movable up and down.

또한, 엘리멘트(210)는 하부지지대(211)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(112)와, 하부전극층(212)에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(213)와, 압전 재료층(213)에 적층되어 있으며 압전재료층(213)에 압전 전압을 제 공하는 상부 전극층(214)을 포함하고 있다.In addition, the element 210 is stacked on the left end of the lower support 211, and is laminated on the lower electrode layer 112 and the lower electrode layer 212 to provide a piezoelectric voltage, and when voltage is applied to both sides, the contraction and A piezoelectric material layer 213 that expands to generate a vertical driving force, and an upper electrode layer 214 that is stacked on the piezoelectric material layer 213 and provides a piezoelectric voltage to the piezoelectric material layer 213 are included.

또한, 엘리멘트(210)는 하부지지대(211)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(212')과, 하부전극층(212')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(213')과, 압전 재료층(213')에 적층되어 있으며 압전재료층(213')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(214')을 포함하고 있다.In addition, the element 210 is stacked on the right end of the lower support 211 and is laminated on the lower electrode layer 212 ′ and the lower electrode layer 212 ′ for providing a piezoelectric voltage. A piezoelectric material layer 213 'that contracts and expands to generate a vertical driving force, and an upper electrode layer 214' that is stacked on the piezoelectric material layer 213 'and provides a piezoelectric voltage to the piezoelectric material layer 213'. Doing.

한편, 위에서 설명한 광변조기는 여러가지 응용을 가지고 있으며, 이러한 응용에서 고려해야 할 것으로 부드러운 영상 구현이 가능하도록 할 필요가 있다.On the other hand, the optical modulator described above has a variety of applications, it is necessary to consider in such applications it is necessary to enable a smooth image.

본 발명은 상기와 같은 필요를 만족시기키 위해 창안된 것으로써, 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 영상과 영상 사이에 중간 영상을 사용하여 입력 영상 주기보다 빠른 주기로 영상 리프레쉬(refresh) 과정을 수행하여 부드러운 영상 구현이 가능하도록 하는 화질 재선 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to satisfy the above necessity. In a display system using a one-panel diffractive optical modulator, an image is refreshed at an interval faster than an input image period by using an intermediate image between the image and the image. An object of the present invention is to provide an image re-drawing apparatus and a method for performing a smooth image by performing a process.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상 입력부로부터 초당 10 ~ 15 프레임의 영상을 입력받아 적어도 2 프레임 이상의 영상을 저장하는 영상 버퍼부; 및 상기 영상 버퍼부에 저장된 프레임간에 움직임이 있으면 중간 영상을 생성하여 출력하는 영상 생성 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an image buffer unit configured to receive an image of 10 to 15 frames per second from an image input unit and to store an image of at least two frames or more; And image generating means for generating and outputting an intermediate image when there is motion between frames stored in the image buffer unit.

또한, 본 발명은, 영상 입력부로부터 초당 10 ~ 15 프레임의 RGB 영상 신호를 입력받아 적어도 2 프레임 이상을 저장하는 제 1 단계; 및 상기 프레임 간에 움직임의 발생여부를 판단하여 움직임이 발생한 경우에 중간 영상을 생성하여 출력하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention, the first step of receiving at least 10 to 15 frames per second RGB image signal from the image input unit for storing at least two frames; And a second step of generating and outputting an intermediate image when the movement occurs by determining whether the movement occurs between the frames.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 장치가 구비된 휴대용 단말기에 응용되는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 블럭 구성도이다.3 is a block diagram of a display system using a one-panel diffraction type optical modulator applied to a portable terminal having an image quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 장치가 구비된 휴대용 단말기에 응용되는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템은, 무선통신을 수행하는 무선통신부(310), 정보를 입력하는 키 입력부(312), 영상 데이터 등을 저장하는 메모리(314), 영상 이미지가 디스플레이부(320)에 디스플레이되도록 하거나 1판넬 방식의 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템인 광변조기 프로젝터(330)의 프로젝션 제어 장치(340) 등을 제어하여 영상 이미지가 스크린(360)에 투사되도록 하는 베이스 밴드 프로세서(316), 구비된 카메라 등으로부터 입력된 영상을 처리하여 처리된 영상 이미지 데이터를 베이스 밴드 프로세서(316)로 전송하는 이미지 센서 모듈 프로세서(318), 베이스 밴드 프로세서(316)로부터 영상 이미지 데이터를 입력받아 입력받은 영상 이미지를 화면상으로 표시해주 는 디스플레이부(320), 베이스 밴드 프로세서(316)의 제어에 의해 베이스 밴드 프로세서(316)로부터 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 영상 이미지를 1판넬 회절형 광변조기를 이용하여 생성한 후에 생성된 영상 이미지를 확대하여 스크린(360)에 투사하는 1판넬 방식의 광변조기 프로젝터(330)를 포함한다. 여기에서, 베이스 밴드 프로세서(316)를 단말 제어계로 부를 수 있다.As shown in FIG. 3, a display system using a one-panel diffraction type optical modulator applied to a portable terminal having an image quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a wireless communication unit 310 for performing wireless communication; A key modulator 312 for inputting information, a memory 314 for storing image data, etc., an optical modulator projector which is a display system for displaying an image image on the display 320 or using a one-panel diffraction type optical modulator ( Baseband processor 316 for controlling the projection control device 340, etc. of the 330 so that the image image is projected on the screen 360, processing the image input from the provided camera or the like baseband The image sensor module processor 318 which transmits to the processor 316, and receives the image image data from the baseband processor 316 1-panel diffraction type optical modulator for displaying an image image according to the image image data received from the base band processor 316 under the control of the display unit 320 and the base band processor 316 to display the received image image on the screen It includes a one-panel optical modulator projector 330 to enlarge and project the generated video image on the screen 360 after generating using. Here, the baseband processor 316 may be called a terminal control system.

여기에서 광변조기 프로젝터(330)는 베이스 밴드 프로세서(316)로부터 입력받은 제어신호에 따라 베이스 밴드 프로세서(316)로부터 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 영상을 광변조 광학계(350)가 생성하도록 광변조 광학계(350)를 제어하는 프로젝션 제어 장치(340)와, 프로젝션 제어 장치(340)로부터 입력되는 제어신호에 따라 영상 이미지를 생성하고 생성된 영상 이미지를 확대하여 스크린(360)에 투사하는 광변조 광학계(350)를 포함한다.Herein, the optical modulator projector 330 may use the optical modulation optical system 350 to generate an image according to the image image data input from the base band processor 316 according to a control signal input from the base band processor 316. A projection control device 340 for controlling 350 and an optical modulation optical system for generating an image image according to a control signal input from the projection control device 340, enlarging the generated image image, and projecting the image image onto the screen 360 ( 350).

그리고, 상기 프로젝션 제어 장치(340)는 도 4에 도시된 것처럼 영상 입력부(400), 화질 개선 장치(401), 영상 피봇부(402), 감마 기준전압 저장부(404), 영상보정 및 제어부(406), 픽셀별 보정 데이터 저장부(408), 영상 데이터 출력부(410), 영상동기신호출력부(412), 기준전압 출력부(414), 광원 스위칭부(416), 스캐닝 제어부(418)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 4, the projection control device 340 includes an image input unit 400, an image quality improving apparatus 401, an image pivot unit 402, a gamma reference voltage storage unit 404, an image correction and control unit ( 406, pixel-specific correction data storage unit 408, image data output unit 410, image synchronous signal output unit 412, reference voltage output unit 414, light source switching unit 416, scanning control unit 418 Equipped with.

여기에서 영상 입력부(400)와 화질 개선 장치(401) 그리고 영상 피봇부(402)는 광변조 광학계(350)와 단말 제어계와의 인터페이스 기능을 수행한다.The image input unit 400, the image quality improving device 401, and the image pivot unit 402 perform an interface function between the optical modulation optical system 350 and the terminal control system.

그리고, 광변조 광학계(350)는 RGB 광원을 생성하여 출사하는 광원계(351), 광원계(352)에서 출사된 광을 회절형 광변조기(353)에 입사시키는 조명 광학부 (352), 조명 광학부(352)에서 입사된 광을 회절시켜(즉, 조명 광학부(352)가 입사된 광을 회절시켜 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하게 되는데 이때 복수의 회절차수의 회절광중에서 어느 한 차수 또는 복수 차수의 회절광이 원하는 영상 이미지를 생성하게 된다) 영상 이미지를 생성하는 회절형 광변조기(353), 회절형 광변조기(353)에서 생성된 복수 차수의 회절광에서 원하는 차수의 회절광을 통과시키는 슐리렌 광학부(354), 슐리렌 광학부(354)를 통과한 회절광으로 이루어진 영상 이미지를 스크린(360)에 투사하는 투영 및 스캐닝 광학부(355)를 포함한다.The light modulation optical system 350 includes a light source system 351 for generating and emitting an RGB light source, an illumination optical unit 352 for injecting the light emitted from the light source system 352 into the diffraction type optical modulator 353, and an illumination. The light incident from the optical unit 352 is diffracted (that is, the illumination optical unit 352 diffracts the incident light to form diffracted light having a plurality of diffraction orders, where diffracted light having a plurality of diffraction orders is obtained. The diffraction light of any one order or multiple orders will produce the desired image image.) The desired order of the plural orders of diffraction light generated by the diffraction light modulator 353 and the diffraction light modulator 353 for generating the image image And a projection and scanning optics 355 for projecting an image image of the diffraction light passing through the diffraction light to the screen 360.

이제, 도 3 및 도 4를 참조하여 광변조 프로젝터를 포함한 휴대용 단말기의 프로젝션 동작을 간략히 살펴본다.3 and 4, the projection operation of the portable terminal including the optical modulation projector will be briefly described.

먼저, 사용자가 키입력부(312)를 사용하여 영상 이미지를 확대하여 스크린에 투사하는 프로젝션 모드를 선택하고(이러한 프로젝션 모드는 메뉴를 통하여 사용자에게 제공된다), 스크린(360)에 투사를 원하는 영상 이미지를 사용자가 선택하면 베이스 밴트 프로세서(316)는 사용자가 선택한 영상의 영상 이미지 데이터를 프로젝션 제어 장치(340)로 전송한다.First, the user selects a projection mode in which the user uses the key input unit 312 to enlarge the image image and project it on the screen (the projection mode is provided to the user through a menu), and the image image desired to be projected on the screen 360. If the user selects the baseband processor 316 transmits the video image data of the image selected by the user to the projection control device 340.

그리고, 베이스 밴드 프로세서(316)는 프로젝션 제어 장치(340)로 프로젝션 모드 제어 신호를 전송하여, 프로젝션 제어 장치(340)가 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 구동신호를 광원계(351)와 회절형 광변조기(353)로 전송하도록 한다.In addition, the baseband processor 316 transmits a projection mode control signal to the projection control device 340, and transmits a driving signal according to the image image data input by the projection control device 340 to the light source system 351 and the diffracted light. Transmit to modulator 353.

즉, 프로젝션 제어 장치(340)의 영상 입력부(400)는 베이스 밴드 프로세서(316)로부터 영상 이미지 데이터를 입력받으며, 동시에 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력받는다.That is, the image input unit 400 of the projection control apparatus 340 receives image image data from the baseband processor 316, and simultaneously receives a vertical synchronization signal Vsync and a horizontal synchronization signal Hsync.

한편, 프로젝션 제어 장치(340)의 화질 개선 장치(401)는 영상 입력부(400)로부터 연속된 두 프레임 이상의 영상 정보를 수신 한 후에 각각의 영상 정보로부터 화면상의 모션(motion) 정보를 계산하고, 계산된 모션 정보로부터 프레임 간의 중간 영상(intermediate image)을 생성한다.On the other hand, the image quality improving apparatus 401 of the projection control apparatus 340 receives the image information of two or more frames consecutively from the image input unit 400, and then calculates motion information on the screen from each image information and calculates it. An intermediate image between frames is generated from the received motion information.

그리고, 프로젝션 제어 장치(340)의 화질 개선 장치(401)는 영상 입력부(400)로부터 입력받은 입력 영상 사이 사이에 생성된 중간 영상을 출력하여 입력 영상 주기보다 빠른 주기로 영상 리프레쉬 과정을 수행하여 부드러운 영상 구현이 가능하도록 한다.In addition, the image quality improving apparatus 401 of the projection control apparatus 340 outputs an intermediate image generated between the input images received from the image input unit 400 to perform an image refresh process at a faster rate than the input image cycle, thereby providing a smooth image. Make it possible to implement.

이러한, 리프레쉬 과정이 필요한 이유는 휴대용 단말기의 회절형 광변조기의 응용에 있어서 멀티미디어 프로세서(322)로부터 입력되는 영상은 초당 10~15 프레임 정도로서 고속 움직임을 포함하는 영상 스트림의 경우에 영상의 불연속이 발생하는 문제가 있기 때문이다.The reason why such a refresh process is required is that an image input from the multimedia processor 322 is about 10 to 15 frames per second in the application of a diffraction type optical modulator of a portable terminal, and an image discontinuity occurs in the case of an image stream including high speed motion. This is because there is a problem.

다음으로, 프로젝션 제어 장치(340)의 영상 피봇부(402)는 횡방향으로 정렬되어 있는 영상 이미지 데이터를 종방향으로 변환하는 데이터 트랜스포즈를 수행하여 횡방향으로 입력된 영상 이미지 데이터를 종방향의 영상 이미지 데이터로 변환하여 출력한다. 이처럼 영상 피봇부(402)에서 데이터 트랜스포즈가 필요한 이유는 회절형 광변조기(353)를 이용한 광변조 광학계(350)의 경우에 복수개의 픽셀(pixel)이 세로로 배열되어 있어 가로 방향으로 스캔하여 디스플레이 하도록 되어있기 때문이다. Next, the image pivot unit 402 of the projection control apparatus 340 performs a data transpose for converting the image image data arranged in the horizontal direction in the longitudinal direction to convert the image image data input in the horizontal direction in the longitudinal direction. Converted to video image data and output. The reason why the data pivot is required in the image pivot unit 402 is that in the case of the optical modulation optical system 350 using the diffractive optical modulator 353, a plurality of pixels are arranged vertically and scanned in a horizontal direction. Because it is intended to be displayed.

그리고, 프로젝션 제어 장치(340)의 영상 보정 및 제어부(406)는 감마 기준 전압 저장부(404)에 저장되어 있는 감마 기준전압을 읽어서 광원별로 기준전압 출력부(414)로 출력한다. 또한, 영상 보정 및 제어부(406)는 영상 피봇부(402)로부터 영상 이미지 데이터가 입력되면 픽셀별 보정 데이터 저장부(408)에 저장된 픽셀별 보정 데이터 테이블에 따른 보정을 수행하여 보정된 영상 이미지 데이터를 영상 데이터 출력부(410)로 출력한다. The image correction and control unit 406 of the projection control apparatus 340 reads the gamma reference voltage stored in the gamma reference voltage storage unit 404 and outputs the gamma reference voltage to the reference voltage output unit 414 for each light source. Also, when the image image data is input from the image pivot unit 402, the image correction and control unit 406 performs correction according to the pixel-specific correction data table stored in the pixel-specific correction data storage unit 408, and corrects the image image data. Is output to the image data output unit 410.

한편, 픽셀별 보정 데이터 산출부(408)에 저장된 픽셀별 보정 데이터는 영상 보정 및 제어부(406)가 영상 피봇부(402)에서 입력되는 영상 이미지 데이터를 보정하여 보정된 출력 영상 이미지 데이터를 생성하기 위해 참조하는 것으로 테이블로 작성되어 있다.On the other hand, the pixel-by-pixel correction data stored in the pixel-by-pixel correction data calculating unit 408 to generate the corrected output image image data by the image correction and control unit 406 corrects the image image data input from the image pivot unit 402 It is written as a table for reference.

그리고, 영상 보정 및 제어부(406)는 영상 피봇부(402)에서 입력받은 수직 동기 신호와 수평 동기 신호를 영상 동기 신호 출력부(425)로 출력한다.The image correction and control unit 406 outputs the vertical synchronizing signal and the horizontal synchronizing signal received from the image pivot unit 402 to the image synchronizing signal output unit 425.

또한, 영상 보정 및 제어부(406)는 광원 스위칭부(416)로 광원 스위칭 제어신호를 출력하며, 스캐닝 제어부(418)로 스캐닝 제어 신호를 출력한다.In addition, the image correction and control unit 406 outputs a light source switching control signal to the light source switching unit 416, and outputs a scanning control signal to the scanning control unit 418.

그러면, 구동 IC는 영상 데이터 출력부(410)에서 영상 이미지 데이터(계조도)가 입력되고, 기준전압 출력부(414)에서 기준전압이 입력되면 입력된 기준전압을 참조하여 영상 이미지 데이터에 따른 구동전압을 회절형 광변조기(353)로 출력한다.Then, when the image data (gradation) is input from the image data output unit 410, and the reference voltage is input from the reference voltage output unit 414, the driving IC refers to the input reference voltage to drive the image image data. The voltage is output to the diffraction optical modulator 353.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 장치의 내부 블럭도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 방법의 흐름도이다.5 is an internal block diagram of a device for improving image quality according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart of a method for improving image quality according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 장치는, 영상 버퍼 (501), 차영상 계산부(502), 영역별 영상 움직임 판정부(503), 중간 영상 생성부(504)를 구비하고 있다.Referring to the drawings, the image quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention, the image buffer 501, the difference image calculation unit 502, region-specific image motion determination unit 503, the intermediate image generation unit 504 Equipped.

여기에서, 영상 버퍼(501)는 영상 입력부(400)에서 입력되는 RGB 영상 신호를 N번째 및 N+1 번째 프레임에 대한 영상 정보(적어도 2 프레임에 대한)를 RGB별로 저장한다.Here, the image buffer 501 stores the RGB image signal input from the image input unit 400 for image information (for at least 2 frames) for the Nth and N + 1th frames for each RGB.

그리고, 차영상 계산부(502)는 두개의 영상 프레임에 대해 시간적 필터를 적용하여 두 영상 사이의 모션 벡터를 계산하는데 이때 RGB 영상별로 계산한다.The difference image calculation unit 502 calculates a motion vector between two images by applying a temporal filter to two image frames, and calculates each of the RGB images.

다음으로, 영상 움직임 판정부(503)은 두 영상간의 영상 움직임이 발생했는지를 판정하며 차영상에 임계값을 적용하여 노이즈에 의한 차영상을 제거한다. 이때 임계값 이상의 움직임 발생에 대해 영역별로 움직임 여부를 판정한다.Next, the image motion determination unit 503 determines whether image motion between the two images has occurred and removes the difference image due to noise by applying a threshold value to the difference image. In this case, it is determined whether the motion is generated for each region for the occurrence of the movement of the threshold value or more.

그리고, 중간 영상 생성부(504)는 임계값 이상의 움직임 발생 영역을 기준으로 두 영상 사이의 중간 영상을 생성한다. 이때 필요에 따라 영상 움직임이 발생하지 않은 영역에 대해서는 N(또는 N+1)번째 영상 값을 그대로 적용한다.The intermediate image generator 504 generates an intermediate image between the two images based on the motion occurrence region of the threshold value or more. At this time, if necessary, the N (or N + 1) th image value is applied as it is to the region where no image motion occurs.

한편, 영상 피봇부(402)는 입력 영상에서 움직임이 발생하지 않은 경우에 N번째 입력 영상 프레임을 입력받아 출력하며, 입력 영상에서 움직임이 발생한 경우에는 중간 영상 생성부(504)에서 생성된 영상을 입력받아 출력한다.On the other hand, the image pivot unit 402 receives and outputs an N-th input image frame when motion does not occur in the input image, and outputs an image generated by the intermediate image generator 504 when motion occurs in the input image. Take input and output.

이제, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화질 개선 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Now, with reference to Figures 5 and 6 will be described in detail with respect to the image quality improving apparatus and method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 영상 버퍼(501)는 영상 입력부(400)에서 입력되는 RGB 영상 신호를 N번째 및 N+1 번째 프레임에 대한 영상 정보(적어도 2 프레임에 대한)를 RGB별로 저 장한다(단계 S110). First, the image buffer 501 stores the RGB image signal input from the image input unit 400 for image information (for at least 2 frames) for the Nth and N + 1th frames for each RGB (step S110).

그리고, 영상 버퍼(501)는 영상 입력부(400)으로부터 입력받은 RGB 영상 신호로부터 움직임이 발생하였는지를 판단한다(단계 S112).Then, the image buffer 501 determines whether a movement has occurred from the RGB image signal received from the image input unit 400 (step S112).

영상 버퍼(501)는 판단 결과 움직임이 발생하지 않았으면 영상 피봇부(402)로 입력 영상을 출력하고(단계 S114), 움직임이 발생하였으면 차영상 계산부(502)로 입력 영상 신호를 전송한다.The image buffer 501 outputs an input image to the image pivot unit 402 if no movement occurs as a result of the determination (step S114), and transmits an input image signal to the difference image calculation unit 502 if the movement occurs.

그러면, 차영상 계산부(502)는 두개의 영상 프레임에 대해 시간적 필터를 적용하여 두 영상 사이의 움직임 벡터를 계산하는데 이때 RGB 영상별로 계산한다(단계 S116). Then, the difference image calculation unit 502 calculates a motion vector between the two images by applying a temporal filter to the two image frames (step S116).

다음으로, 영상 움직임 판정부(503)은 두 영상간의 영상 움직임이 발생했는지를 판정하며 차영상에 임계값을 적용하여 노이즈에 의한 차영상을 제거한다. 이때 임계값 이상의 움직임 발생에 대해 영역별로 움직임 여부를 판정한다(단계 S118).Next, the image motion determination unit 503 determines whether image motion between the two images has occurred and removes the difference image due to noise by applying a threshold value to the difference image. At this time, it is determined whether or not the motion is generated for each region with respect to the occurrence of the movement of the threshold value or more (step S118).

그리고, 중간 영상 생성부(504)는 임계값 이상의 움직임 발생 영역을 기준으로 두 영상 사이의 중간 영상을 생성한다(단계 S120). 이때 필요에 따라 영상 움직임이 발생하지 않은 영역에 대해서는 N(또는 N+1)번째 영상 값을 그대로 적용한다.The intermediate image generator 504 generates an intermediate image between the two images based on the motion occurrence region of the threshold value or more (step S120). At this time, if necessary, the N (or N + 1) th image value is applied as it is to the region where no image motion occurs.

위에서 설명한 중간 영상 생성 과정에 대하여 도 7은 개념적으로 보여주고 있는데 도 7을 참조하면 화질 개선 장치(401)는 일예로 xHz 영상 스트림이 입력되면 N 프레임과 N+1 프레임을 비교하여 움직임 발생 여부를 판정하여 움직임이 발생하지 않았으며 N 프레임의 영상을 연속적으로 두번 출력하여 2*xHZ 영상 스트림을 출력하며, 움직임이 발생하였으면 중간 영상을 생성하여 생성된 중간 영상을 출력함으로써 2*xHz의 영상 스트림을 출력한다.7 conceptually illustrates the above-described intermediate image generation process. Referring to FIG. 7, the image quality improving apparatus 401 compares N frames with N + 1 frames when an xHz image stream is input. When no motion occurs, the N-frame video is output twice, and 2 * xHZ video stream is output. When motion occurs, 2 * xHz video stream is generated by generating the intermediate video and outputting the intermediate video. Output

도 8은 도 3의 투영 및 스캐닝 광학부에 동기 제어를 설명하기 위한 개념도로서 갈바노 미터 미러를 사용하여 정역방향 스캐닝을 수행하는 경우에 동기 제어를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a conceptual view illustrating synchronous control in the projection and scanning optical unit of FIG. 3. FIG. 8 is a diagram for explaining synchronous control when performing forward and reverse scanning using a galvanometer mirror.

여기에서, 갈바노 미터 미러는 좌우 스캐닝을 수행하는 장치를 말하며, 정역방향 스캐닝이라 정방향으로 스캐닝을 할 때뿐만 아니라 역방향으로 스캐닝을 할 때 영상 이미지를 투사시키는 것을 말한다.Here, the galvanometer mirror refers to a device that performs left and right scanning, and it is a forward and backward scanning means projecting an image image when scanning in the reverse direction as well as scanning in the forward direction.

도면을 참조하면, 첫번째 정방향 스캐닝에서 Rn신호를 투영하고 역방향 스캐닝에서 Gn신호를 투영하며 두번째 정방향 스캐닝에서 Bn 신호를 투영하고 역방향 스캐닝에서 입력 영상에 움직임이 없는 경우에 Rn 신호를 투영하고 움직임이 있는 경우에는 중간 영상 Rint를 투영하며, 다음 세번째 정방향 스캐닝에서 움직임이 없는 경우에는 Gn신호를 투영하고 움직임이 있는 경우에는 Gint를 투영하며 역방향 스캐닝에서는 움직임이 없는 경우에는 Bn을 투영하고 움직임이 있는 경우에는 Bint를 투영하며, 이와 같은 방식으로 정역방향 스캐닝을 수행한다. 여기에서, Rn, Gn, Bn은 N 프레임 영상 신호이며, Rint, Gint, Bint는 중간 영상 신호이다. Referring to the drawings, the Rn signal is projected in the first forward scanning, the Gn signal is projected in the reverse scanning, the Bn signal is projected in the second forward scanning, and the Rn signal is projected when there is no motion in the input image in the reverse scanning. If it does, it will project the intermediate image Rint, and if there is no motion in the next third forward scanning, it will project the Gn signal; if there is motion, it will project Gint; if it does no motion, it will project Bn and if there is motion Projects the Bint and performs forward and backward scanning in this manner. Here, Rn, Gn, and Bn are N frame video signals, and Rint, Gint, and Bint are intermediate video signals.

즉, 움직임의 존재 유무에 따라 움직임이 없는 경우에는 N 프레임의 영상을 출력하고 움직임이 있는 경우에는 중간 영상을 출력한다. That is, depending on the presence or absence of motion, an N frame image is output when there is no motion, and an intermediate image is output when there is motion.

이때, 갈바노 미터 미러의 주기신호는 입력 영상이 xHz인 경우에 3*xHz의 주기 신호가 되며 RGB 영상 출력 주기는 2*xHz 주기가 된다.At this time, the periodic signal of the galvanometer mirror becomes a periodic signal of 3 * xHz when the input image is xHz, and the RGB image output period is a 2 * xHz period.

도 9은 도 3의 투영 및 스캐닝 광학부에 동기 제어를 설명하기 위한 개념도로서 폴리곤 미터 미러를 사용하여 스캐닝을 수행하는 경우에 동기 제어를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서 폴리곤 미터 미러는 갈바노 미터 미러와 달리 역방향 스캐닝은 수행하기 어렵다. FIG. 9 is a conceptual view illustrating synchronous control in the projection and scanning optical unit of FIG. 3. FIG. 9 is a diagram for explaining synchronous control when scanning is performed using a polygon meter mirror. Here, the polygon meter mirror is difficult to perform reverse scanning unlike the galvanometer mirror.

일반적으로 xHz의 영상 입력 신호 출력시 폴리곤 미터 미러의 회전수는 x/m rps(m은 폴리곤 면수)이며, 화질 개선을 위하여 중간 영상을 투영하기 위해서는 회전수를 6*x/m rps로 가져가는 경우 2*xHz의 영상 출력 속도를 얻을 수 있다.In general, the rotation speed of the polygon meter mirror is x / m rps (m is the number of polygon planes) when outputting the xHz image input signal, and the rotation speed is 6 * x / m rps for projecting the intermediate image to improve image quality. In this case, a video output speed of 2 * xHz can be obtained.

도면에서 회전면을 K, K+1, K+2, ...K+m-1이라 할 대, K면은 Rn출력, K+1면은 Gn, K+2는 Bn출력, K+3은 움직임이 없는 경우에는 Rn을 움직임이 있는 경우에는 중간 영상 Rint를 출력하며, K+4는 움직임이 없는 경우에는 Gn을 움직임이 있는 경우에는 중간 영상 Gint를 출력하며, K+5는 움직임이 없는 경우에는 Bn을 움직임이 있는 경우에는 중간 영상 Gint를 출력한다. 이때, K+6면은 Rn+1, K+7면은 Gn+1을 출력한다.In the drawing, if the rotating plane is K, K + 1, K + 2, ... K + m-1, K plane is Rn output, K + 1 plane is Gn, K + 2 is Bn output, K + 3 is If there is no motion, Rn is output. If there is motion, middle image Rint is output. If there is no motion, Gn is output. If there is motion, middle image Gint is output. And K + 5 is no motion. In the case where there is Bn motion, the intermediate video Gint is output. At this time, the K + 6 plane outputs Rn + 1, the K + 7 plane outputs Gn + 1.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 영상과 영상 사이에 중간 영상을 사용하여 입력 영상 주기보다 빠른 주기로 영상 리프레쉬(refresh) 과정을 수행하여 부드러운 영상 구현이 가능하도록 한다.As described above, according to the present invention, in a display system using a one-panel diffraction type optical modulator, a smooth image is realized by performing an image refresh process at an interval faster than an input image period using an intermediate image between the image and the image. Make this possible.

또한, 본 발명에 따르면, 일반적으로 휴대용 단말기의 경우에 영상 입력부에 서 처리되는 영상은 초당 10~15 프레임 정도로서 고속 움직임을 포함하는 영상 스트림의 경우에 불연속이 발생하는 문제점이 있었으나 이와 같은 중간 영상을 삽입함으로써 영상의 불연속성을 해소할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, in the case of a portable terminal, the video processed by the video input unit is about 10 to 15 frames per second, and there is a problem in that discontinuity occurs in the case of an image stream including high speed motion. Insertion has the effect of eliminating discontinuities in the image.

Claims (6)

1판넬 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,In a display system using a one-panel diffraction optical modulator, 영상 입력부로부터 초당 10 ~ 15 프레임의 영상을 입력받아 적어도 2 프레임 이상의 영상을 저장하는 영상 버퍼부; 및An image buffer unit which receives an image of 10 to 15 frames per second from the image input unit and stores at least two or more images; And 상기 영상 버퍼부에 저장된 프레임간에 움직임이 있으면 중간 영상을 생성하여 출력하는 영상 생성 수단을 포함하여 이루어진 화질 개선 장치.And image generating means for generating and outputting an intermediate image when there is motion between frames stored in the image buffer unit. 삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 영상 생성 수단은,The image generating means, 적어도 두개 이상의 영상 프레임에 대해 시간적 필터를 적용하여 두 영상 사이의 움직임 벡터를 계산하는 차영상 계산부; A difference image calculator for calculating a motion vector between two images by applying a temporal filter to at least two image frames; 적어도 두개 이상의 영상 프레임에 대해 영상 움직임이 발생하였는지를 판정하여 움직임을 검출하는 영상 움직임 판정부; 및 An image motion determination unit for detecting a motion by determining whether image motion has occurred in at least two image frames; And 상기 영상 움직임 판정부에서 판정한 결과에 따라 2개의 프레임 사이에 중간 영상을 생성하여 출력하는 중간 영상 생성부를 포함하여 이루어진 화질 개선 장치.And an intermediate image generating unit generating and outputting an intermediate image between two frames according to the result determined by the image motion determining unit. 1판넬 방식의 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,In a display system using a single panel diffraction type optical modulator, 영상 입력부로부터 초당 10 ~ 15 프레임의 RGB 영상 신호를 입력받아 적어도 2 프레임 이상을 저장하는 제 1 단계; 및A first step of receiving an RGB image signal of 10 to 15 frames per second from an image input unit and storing at least two frames or more; And 상기 프레임 간에 움직임의 발생여부를 판단하여 움직임이 발생한 경우에 중간 영상을 생성하여 출력하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진 화질 개선 방법.And a second step of generating and outputting an intermediate image when the movement occurs by determining whether the movement occurs between the frames. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 2 단계는, The second step, 상기 프레임 간에 움직임의 발생 여부를 판단하는 제 2-1 단계;A step 2-1 of determining whether a motion occurs between the frames; 상기 제 2-1 단계의 판단 결과 움직임이 발생하였으면 두개의 영상 프레임에 대해 시간적 필터를 적용하여 두 영상 사이의 움직임 벡터를 계산하는 제 2-2 단계; 및A second step of calculating a motion vector between the two images by applying a temporal filter to the two image frames when the motion occurs as a result of the determination of the step 2-1; And 상기 영상간에 중간 영상을 생성하여 출력하는 제 2-3 단계를 포함하여 이루어진 화질 개선 방법.And a third step of generating an intermediate image between the images and outputting the intermediate image. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제 2-3 단계는, The second step is, 상기 두 영상간의 영상 움직임이 발생했는지를 판정하는 단계;Determining whether an image motion between the two images occurs; 상기 판정 결과 임계값 이상의 움직임 발생에 대해 영역 별로 움직임 여부를 판정하는 단계; 및Judging whether or not the motion is generated for each area with respect to the occurrence of the motion equal to or greater than a threshold as a result of the determination; And 상기 움직임 발생 영역을 기준으로 두 영상 사이의 중간 영상을 생성하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어진 화질 개선 방법.And generating and outputting an intermediate image between the two images based on the motion occurrence region.
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