KR101811425B1 - GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 그 구성은 DVD, HDMI, DP 또는 VCR과 같은 영상 매체를 LED 전광판에 표시될 영상 신호를 공급하는 영상신호원과, 영상신호원에 입력된 영상신호에 그레이스케일에 따른 refresh rate 주기를 조절하여 높은 그레이스케일과 낮은 그레이스케일의 refresh rate를 향상시켜 시간영역상 균등하게 분포되는 밸러스를 포착하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절하여 플리커가 저감된 영상정보가 표시되도록 제어하는 GIS 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 PWM 방식 LED 드라이버 기능이 지원되지 않는 일반 정전류 드라이버 IC를 사용하는 LED 전광판을 GIS(Grey Image Scale) 제어를 적용하여 LED 전광판의 표출 영상의 고속 촬영시 색소침착 현상을 해결하여 플리커 저감을 통해 화질 개선의 디스플레이 성능을 향상시키는 효과를 제공한다.
이에 따라, 본 발명은 PWM 방식 LED 드라이버 기능이 지원되지 않는 일반 정전류 드라이버 IC를 사용하는 LED 전광판을 GIS(Grey Image Scale) 제어를 적용하여 LED 전광판의 표출 영상의 고속 촬영시 색소침착 현상을 해결하여 플리커 저감을 통해 화질 개선의 디스플레이 성능을 향상시키는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, PWM 방식 LED 드라이버 기능이 지원되지 않는 일반 정전류 드라이버 IC를 사용하는 LED 전광판을 GIS(Grey Image Scale) 제어를 적용하여 LED 전광판의 표출 영상의 고속 촬영시 색소침착 현상을 해결하여 플리커 저감을 통해 화질 개선의 디스플레이 성능을 향상시키는 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 저비트의 계조(Grey scale) 처리 회로를 이용하여 고비트의 계조를 표출할 수 있도록 구성함으로써 상대적으로 간단하고 저렴한 하드웨어 회로를 사용하여 상대적으로 고화질의 해상도를 구현할 수 있게 한 새로운 펄스폭 변조(PWM) 분산 스캐닝에 의한 구동 IC에 계조(Grey scale) 비트를 늘리는 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 빛을 발하는 반도체 소자인 발광 다이오드를 의미하며, 적색, 녹색, 청색, 황색등의 다양한 색상으로 각종 전자제품류와 계기판 등의 전자 표시판 등에 널리 사용되고 있다.
이 중 LED 전광판은 다수의 LED를 매트릭스 형태로 배열하고, 매트릭스 형태로 배열된 다수의 LED가 이미지를 표시하기 위한 픽셀을 형성함으로써, 영상의 표시가 가능하게 된다. 이러한 LED 전광판은 광고나 각종 정보의 전달을 위해 건물 외부나 내부에 다양한 형태로 설치되어 사용되고 있다.
통상적으로, LED나 소형 형광관 등을 매트릭스(matrix) 형태로 배열하여, 각종 문자나 그림 등의 정보를 표시하는 전광판 시스템이 알려져 있다.
전광판 시스템은 영상 매체인 DVD, VCR, 방송 장비 등과 같은 AV 장치로부터 영상신호를 수신하고 이를 전광판에 적절한 신호로 변환함에 의해 영상이 표시되도록 한다.
LED 전광판 모듈은 LED를 장착한 표시부와 구동 회로부를 일체화한 것을 의미한다. 이러한 LED 전광판 모듈을 필요한 수만큼 종횡으로 배치함으로써 전광판이 구성된다. 일반적으로 옥외 전광판은 광고 효과 등을 위하여 건물의 옥상 또는 외벽 등에 대형으로 설치된다.
옥외 전광판의 종류에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 "LED"라 함) 전광판, FDT(FluorescentDischarge Tube) 전광판, CRT(Cathode Ray Tube) 전광판, 및 LCD(Liquid Crystal Display) 전광판 등이 있다.
FDT 전광판은 형광 방전 방식의 전광판으로서, 제작 비용이 많이 들고 관리가 어려워 최근에는 이용되지 않고 있으며, CRT 전광판은 음극 방전 방식의 전광판으로서, FDT 전광판과 마찬가지로 제작 비용이 많이 들고 중량이 무거워 잘 이용되지 않고 있다. 한편, LCD 전광판은 액정 소재를 이용한 전광판으로서, 현재 널리 이용되고 있기는 하나, 제작 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 초대형화에 어려움이 있다.
반면, LED 전광판은 LED를 이용한 전광판으로서, 제작 비용이 적게 들고 관리가 용이하며 수명이 길 뿐만 아니라, 초대형화가 용이하여 옥외 전광판에 있어서도 90% 이상의 높은 비중을 차지하고 있다. 또한, LED 전광판은 자체 발광하는 LED를 이용하기 때문에 전력 소모가 적고 응답 속도가 매우 빠른 장점이 있다.
이러한 LED 전광판의 구동 방식으로는 스태틱(Static) 구동 방식과 다이나믹(Dynamic) 구동 방식이 있다.
스태틱 구동 방식은 LED 소자 각각에 1:1로 능동회로를 배치하고, LED 소자가 복수개의 LED 단위 소자를 포함하여 구성되는 경우에는 단위 소자에 각각에 대해서 1:1로 능동회로를 배치하여, 해당 능동회로를 통해 각 LED 소자 또는 LED 단위 소자의 점등을 제어하기 때문에 제어가 비교적 용이하고 노이즈의 발생이 없다는 장점이 있으나, LED 소자 또는 LED 단위 소자와 동일한 개수의 능동회로가 반드시 구비되어야 함에 따라 구성이 복잡할 수 밖에 없고 제조 비용 또한 고가인 단점이 있다. 반면, 다이나믹 구동 방식은 LED 소자를 행 또는 열 단위로 그룹화하고 각 그룹마다 능동회로를 배치하여, 셀렉터를 통해 LED 그룹을 배치 순서대로 선택함으로써 각 LED 그룹이 순차적으로 점등되도록 하는 방식이다.
즉, 다이나믹 구동 방식은 LED 전광판을 1주기 동안 전체적으로 스캐닝하여 점등하는 방식으로서, 스태틱 구동방식에 비해 능동회로의 개수가 많이 필요하지 않아 제조 비용이 저렴하고, 선택된 LED 그룹만을 순차적으로 점등하기 때문에 전력 소비 또한 절감된다는 장점이 있으나, 짧은 주기 내에 전체적인 LED를 순차적으로 점등해야 하기 때문에 카메라를 통해 LED 전광판을 촬영하면 검은 주기선의 플리커 현상이 발생하는 문제가 있다.
따라서, 다이나믹 구동 방식에서 리프레쉬 레이트를 높이면 단위 시간당 표시되는 영상 데이터의 량이 증가되기 때문에, 다이나믹 구동 방식에서 흔히 발생될 수 있는 플리커 증상이 완화되고 화질 개선이 이루어질 수 있다.
이에 본 발명에서 GIS(Grey Image Scale) 제어를 통해 플리커 저감을 통해 LED 전광판의 디스플레이 성능 향상에 대한 제어장치를 제안하고자 한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, PWM 방식 LED 드라이버 기능이 지원되지 않는 일반 정전류 드라이버 IC를 사용하는 LED 전광판을 GIS(Grey Image Scale) 제어를 적용하여 LED 전광판의 표출 영상의 고속 촬영시 색소침착현상을 해결하여 플리커 저감을 통해 화질 개선의 디스플레이 성능을 향상시키는 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 저비트의 계조(Grey scale) 처리 회로를 이용하여 고비트의 계조를 표출할 수 있도록 구성함으로써 상대적으로 간단하고 저렴한 하드웨어 회로를 사용하여 상대적으로 고화질의 해상도를 구현할 수 있게 한 새로운 펄스폭 변조(PWM) 분산 스캐닝에 의한 구동 IC에 계조(Grey scale) 비트를 늘리는 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치는, DVD, HDMI, DP 또는 VCR과 같은 영상 매체를 LED 전광판에 표시될 영상 신호를 공급하는 영상신호원과, 영상신호원에 입력된 영상신호에 그레이스케일에 따른 refresh rate 주기를 조절하여 높은 그레이스케일과 낮은 그레이스케일의 refresh rate를 향상시켜 시간영역상 균등하게 분포되는 밸러스를 포착하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절하여 플리커가 저감된 영상정보가 표시되도록 제어하는 GIS 제어부를 포함하는 LED 광고판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치의 LED 광고판은 상기 영상 신호원에서 입력되는 영상신호를 수신하여 LED 전광판 모듈의 각 광원을 구동하기 위해 구동전류를 생성하는 생성제어부, 프레임메모리에서 입력된 영상을 프레임 단위로 저장되고 입력 영상 정보의 종류에 대해 낮은 그레이스케일을 refresh rate을 조절하여 높게 하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절하는 GAIN 제어부, 상기 GAIN 제어부를 통해 조절된 그레이스케일에 따른 조절된 refresh rate에 대해 목표치의 계조비트 소스 영상신호로 변환하는 감마 보정부 및 계조(Grey scale) 비트 변환로직에 적합한 그레이스케일 클럭과 전송을 위한 데이터 클럭과 수평동기 신호 등의 제어 및 동기신호를 생성하는 공간환산부를 포함하는 GIS 제어부와, GIS 제어부에서 감마보정, 동기화되어 생성되어 전송된 영상신호에 대해 화소의 수에 대한 비율을 함수로 표시하여 명암값 분포를 균일화게 하여 한곳에 집중되어 있는 명암값을 나누어 평활화하는 Histogram Equalization, 상기 Histogram Equalization를 통해 조절된 균일잡음에 대해 Integration 시간이 입력된 주기의 정수배 여부에 대해 발생되는 플리커(Flicker) 주파수를 검출하고 Integration 시간을 조절하는 플리커감지부, 상기 플리커감지부에서 입력된 주기에 따라 플리커(Flicker) 발생에 따라 검출된 Flick 주파수 및 조절되어 전송된 Integration 시간 시간을 셋팅하여 LED 전광판 모듈부로 전송되도록 하는 Integration 시간 설정부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치의 상기 GAIN 제어부는 낮은 그레이스케일은 refresh rate를 높게 조절하고, 높은 그레이스케일을 갖을 경우에는 그레이스케일이 refresh rate에 영향을 주지 않으므로 높은 그레이스케일은 구간을 더 나누어 refresh rate를 나눈 만큼의 배수로 상승시키는데, 출력되는 영상의 프레임주파수가 실효성 없이 높아지게 되므로 출력되는 영상의 그레이스케일을 낮추어 영상을 매끄럽게 처리되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 2 실시예에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어방법은, 영상신호원에서 전송되는 영상신호에 대해 LED 전광판 모듈의 각 광원을 구동하기 위해 구동전류를 생성하고, 프레임메모리부에서 입력된 영상을 프레임 단위로 저장하고 GAIN 제어부에서 입력 영상 정보의 종류에 대해 낮은 그레이스케일을 refresh rate을 조절하여 높게 출력되는 영상의 프레임주파수를 설정하는 제 1 단계; GAIN 제어부를 통해 조절된 그레이스케일에 따른 조절된 refresh rate에 대해 감마 보정부에서 목표치의 계 조비트 소스 영상신호로 변환하고 계조(Grey scale) 비트 변환로직에 적합한 그레이스케일 클럭과 전송을 위한 데이터 클럭과 수평동기 신호 등의 제어 및 동기신호를 생성하는 제 2 단계; Histogram Equalization에서 감마보정, 동기화되어 생성되어 전송된 영상신호에 대해 화소의 수에 대한 비율을 함수로 표시하여 명암값 분포를 균일화게 하여 한곳에 집중되어 있는 명암값을 나누어 평활화하는 제 3 단계; 및 Integration 시간이 입력된 주기의 정수배 여부를 확인하여 Flick 주파수를 검출하고 Integration 시간을 조절하여 전송된 셋팅된 주기 시간을 고려하여 LED 전광판 모듈부로 전송되어 해당 영상신호를 표출하는 제 4 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법은, PWM 방식 LED 드라이버 기능이 지원되지 않는 일반 정전류 드라이버 IC를 사용하는 LED 전광판을 GIS(Grey Image Scale) 제어를 적용하여 LED 전광판의 표출 영상의 고속 촬영시 색소침착 현상을 해결하여 플리커 저감을 통해 화질 개선의 디스플레이 성능을 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법은 저비트의 계조(Grey scale) 처리 회로를 이용하여 고비트의 계조를 표출할 수 있도록 구성함으로써 상대적으로 간단하고 저렴한 하드웨어 회로를 사용하여 상대적으로 고화질의 해상도를 구현할 수 있게 한 새로운 펄스폭 변조(PWM) 분산 스캐닝에 의한 구동 IC에 계조(Grey scale) 비트를 늘려 촬상에 따른 플리커를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법은 표출 영상의 고속 촬영시 쉽게 포착되는 색소침착 현상을 해결하였으며 동시에 높은 그레이스케일과 낮은 그레이스케일의 refresh rate를 향상시켰으며 OE 신호 정밀 제어 기술과 GIS 클럭 제어 기술에 적용된 refresh rate 증가, 비순차적 그레이스케일 기술, 그레이스케일 보충기술 등을 지원할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치 및 제어방법은 OE 신호의 폭을 8ns까지 펄스폭을 정확히 조정하여 가장 작은 OE 펄스폭을 8ns로 각 그레이레벨 OE펄스폭의 오차를 8ns로 맞출 수 있어 OE펄스 폭은 DCLK CLOCK 사이클과 연결되지 않도록 구성됨으로써 작은 펄스폭 OE의 배치행 신호와 치환하여 블랭킹 시간을 증가시킴으로 정적상태의 디스플레이뿐만 아니라, 스캐닝 디스플레이에도 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판의 시스템 구성도
도 2는 도 1에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치의 세부 블록도
도 3 내지 도 4는 도 1에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판의 단면도
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale) 제어 구동 방식을 도시한 내부 블록도
도 7은 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어절차를 도시한 흐름도
도 2는 도 1에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치의 세부 블록도
도 3 내지 도 4는 도 1에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판의 단면도
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale) 제어 구동 방식을 도시한 내부 블록도
도 7은 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어절차를 도시한 흐름도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
일반적으로 16비트 계조를 PWM 방식으로 처리하기 위해서는 16비트 계조(Grey scale) 드라이버 IC를 사용하였다. 16비트 계조처리란, 가장 어두운 계조 레벨에서 가장 밝은 계조 레벨의 단계를 2의 16승 즉 65,536 계조 레벨로 세분화하여 표출하는 것을 말하는데, LED 전광판 영상 표출에 있어서는, 동일한 휘도 및 색도 데이터에서 균일한 휘도와 색도를 재현함으로써 얼룩이 없도록 하며, 픽셀의 밀도를 높여 해상도 높은 화질을 구현할 수 있다
계조(Grey scale) 레벨을 구현하기 위하여 종래에 펄스폭변호(PWM) 방식을 사용하는 계조 드라이버 IC가 개발되어 시판되고 있다. 시판되는 계조 드라이버 IC는 8비트 계조에서부터 16비트 계조에 이르기까지 많은 종류가 있는데, 8비트 계조 드라이버 IC는 2의 8승인 256 단계의 계조 레벨들에 걸쳐서 계조를 표현할 수 있게 하며, 16비트 계조 드라이버 IC는 2의 16승인 65,536 단계의 계조 레벨들에 걸쳐서 계조 표현이 가능하다. 따라서 고비트일수록 계조 레벨들의 수가 급격하게 상승하며, 따라서 더 높은 계조의 영상 처리가 가능하다.
도 1은 본 발명은 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판의 시스템 구성도로서 크게 영상 신호원(100) 및 전광판(200)을 포함하여 구성된다. 상기 영상 신호원(100)은 LED 전광판(200)으로 영상 신호를 제공한다. 상기 전광판(200)은 상기 영상 신호를 입력받아 영상을 표시하게 된다.
상기 영상 신호원(100)은 LED 전광판(200)에 표시될 영상 신호를 공급하는 소스로서, DVD, HDMI, DP 또는 VCR과 같은 영상 매체를 재생하는 장치이거나, 메모리에 저장된 영상 데이터를 불러와 LED 전광판(200)으로 전송하는 컴퓨터일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 LED 전광판(200)은 다수의 단위 영상표시장치가 매트릭스 구조로 배열되어 하나의 화면으로 형성되어 영상 신호원(100)으로부터 입력받은 영상 신호를 기반으로 화면에 영상을 표시한다.
한편, 상기 영상표시장치는 LED전광판 모듈의 구동 방식에 따라 크게 스태틱(static) 방식과 다이내믹(dynamic) 방식으로 분류될 수 있는데, 스태틱 방식은 LED 전광판 모듈을 구성하는 각각의 광원을 개별적으로 제어하여 영상을 표시하는 방식이고, 다이내믹 방식은 LED 전광판 모듈을 구성하는 광원 전부를 한꺼번에 구동하지 않고, 한 번에 일부 광원만을 구동하고 순차적으로 또는 비순차적으로 다른 광원들을 구동하여 영상을 표시하는 방식이다.
도 2는 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치의 세부 블록도이고, 도 3 내지 도 4는 도 1에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치의 단면도를 나타낸다. 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 플리커 저감 LED 전광판의 세부구성 및 동작을 살펴보면, GIS 제어부(210)는 영상신호원(100)에 입력된 영상신호에 그레이스케일에 따른 refresh rate 주기를 조절하여 높은 그레이스케일과 낮은 그레이스케일의 refresh rate를 향상시켜 시간영역상 균등하게 분포되는 밸러스를 포착하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절하여 색소침착현상에 대한 플리커가 저감되도록 한다.
상기 GIS 제어부(210)는 주제어부(211), 프레임메모리(213), GAIN 제어부(215), 감마보정부(217) 및 공간환산부(219)로 구성되는데, 상기 영상 신호원(100)에서 입력되는 영상신호를 주제어부(211)에서 영상신호를 수신하고, 이를 기반으로 LED 전광판 모듈(260)의 각 광원을 구동하기 위해 구동전류를 생성하고, 프레임메모리(213)에서 입력된 영상을 프레임 단위로 저장하고 GAIN 제어부(215)에서 입력 영상 정보의 종류에 대해 낮은 그레이스케일을 refresh rate을 조절하여 높게 하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절한다.
이후, GAIN 제어부(215)를 통해 조절된 그레이스케일에 따른 조절된 refresh rate에 대해 감마 보정부(217)에서 목표치의 계조비트 소스 영상신호로 변환하고, 공간환산부(219)에서 계조(Grey scale) 비트 변환로직에 적합한 그레이스케일 클럭과 전송을 위한 데이터 클럭과 수평동기 신호 등의 제어 및 동기신호를 생성한다.
이후, Histogram Equalization(230)에서 GIS 제어부(210)에서 감마보정, 동기화되어 생성되어 전송된 영상신호에 대해 화소의 수에 대한 비율을 함수로 표시하여 명암값 분포를 균일화게 하여 한곳에 집중되어 있는 명암값을 나누어 평활화하 되도록 한다.
상기 Histogram Equalization(230)를 통해 조절된 균일잡음은 플리커감지부(240)로 전송되는데, 플리커감지부(240)는 Integration 시간이 입력된 주기의 정수배가 되지 않으면 플리커(Flicker)가 발생되도록 동작하는 것으로, 플리커감지부(240)에서 Flick 주파수를 검출하고 Integration 시간을 조절하게 된다.
상기 플리커감지부(240)에서 입력된 주기에 따라 플리커(Flicker) 발생에 따라 검출된 Flick 주파수 및 조절된 integration 시간이 Intergraion 시간설정부(250)로 전송되어 조절된 주기 시간을 셋팅하여 LED 전광판 모듈부(260)로 전송되어 해당 영상신호가 표출됨으로서 시간, 주기 흐름에 따라 색소침착현상에 대한 플리커가 저감된 영상시 표출되게 된다.
한편, 상기 Histogram Equalization(230)을 통해 균일잡음의 확률밀도 함수는
이러한 밀도의 평균(μ)과 분산(σ²)은 다음과 같다.
이러한 확률밀도함수는 하기와 같이 균일잡음으로 표시된다.
즉, 상기 GAIN 제어부(215)는 낮은 그레이스케일은 refresh rate를 높게 조절하고, 높은 그레이스케일을 갖을 경우에는 그레이스케일이 refresh rate에 영향을 주지 않으므로 높은 그레이스케일은 구간을 더 나누어 refresh rate를 나눈 만큼의 배수로 상승시키는데, 출력되는 영상의 프레임주파수가 실효성 없이 높아지게 되므로 출력되는 영상의 그레이스케일을 낮추어 영상을 매끄럽게 처리하여 화질의 개선효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale) 제어 구동 방식을 도시한 내부 블록도를 나타내는데, 이는 상기 영상입력원(100)에서 전송된 영상신호를 GIS 제어부(210)의 제어신호에 따라 플리커를 저감하여 LED 전광판(260)로 전송되도록 하는 것으로서, 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale) 제어에 의한 플리커 제거를 위한 특징을 살펴보면, GIS 제어부(210)는 3자리의 밝은 그레이레벨을 기본값으로 설정하고, 분산해야 할 그레이레벨의 수를 지정하고 몇몇의 더 밝은 그레이레벨 구간을 8등분으로 나누어 분산 표출하는 방식으로 그레이레벨의 화면출력 속도를 개선하여 부분적 그레이레벨 화면출력을 8배 상승시켜 출면출력 속도를 개선함으로써 시각효과와 촬영효과의 품질을 상승할 수 있다.
또한, 그레이스케일을 8192/16384/32768/65536등으로 구현 가능하여 그레이레벨의 수에 따른 그레이스케일 효과를 지원하여 각기 다른 LED 전광판의 출력 요구를 만족시킬 수 있고, 프레임 메모리 입출력 제어를 통해 메모리 R/W 타이밍 신호와 OE 신호의 간격을 최소화하여 휘도손실을 대폭 감소시킨다.
또한, 일반적으로 LED 컨트롤 장치는 OE 펄스폭이 DCLK CLOCK 사이클과 매칭되어야 하고, 더 작은 OE 펄스폭을 위해선 DCLK CLOCK 주파수를 올려야 하는데, 이로인해 LED 디스플레이의 회로설계가 더 복잡해지며, EMC 면의 단일수신카드 회로길이 한계의 문제가 발생하게 되는데, 본 발명의 GIS 제어장치는 OE 신호의 폭을 8ns까지 펄스폭을 정확히 조정하여 가장 작은 OE 펄스폭을 8ns로 각 그레이레벨 OE펄스폭의 오차를 8ns로 맞출 수 있어 OE펄스 폭은 DCLK CLOCK 사이클과 연결되지 않도록 구성됨으로서 8ns OE펄스폭은 반드시 DCLK 8ns/주파수에 도달 및 125MHz 일 필요가 없고, 제공되는 32ns의 펄스폭 또한 DCLK 8ns/주파수에 도달 및 31.25MHz 일 필요가 없게 된다. 따라서, 작은 펄스폭 OE의 배치행 신호와 치환하여 블랭킹 시간을 증가시킴으로 정적상태의 디스플레이뿐만 아니라, 스캐닝 디스플레이에도 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 GIS 제어장치는 LED 전광판의 표출 영상의 고속 촬영 시 쉽게 포착되는 색소침착현상을 해결하였으며 동시에 높은 그레이스케일과 낮은 그레이스케일의 refresh rate를 향상시켰으며 OE 신호 정밀 제어 기술과 GIS 클럭 제어 기술에 적용된 refresh rate 증가, 비순차적 그레이스케일 기술, 그레이스케일 보충기술 등을 지원할 수 있다.
첨부된 도 7은 본 발명에 따른 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어절차를 도시한 흐름도로서, 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 GIS를 활용한 전광판 제어방법을 살펴보면, 먼저, 상기 영상신호원(100)에서 전송되는 영상신호에 대해 LED 전광판 모듈(260)의 각 광원을 구동하기 위해 구동전류를 생성한다.(S100 단계)
프레임메모리부(213)에서 입력된 영상을 프레임 단위로 저장하고 GAIN 제어부(215)에서 입력 영상 정보의 종류에 대해 낮은 그레이스케일을 refresh rate을 조절하여 높게 하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절한다.(S200 단계)
GAIN 제어부(215)를 통해 조절된 그레이스케일에 따른 조절된 refresh rate에 대해 감마 보정부(217)에서 목표치의 계조비트 소스 영상신호로 변환하고(S300 단계참조) 상기 공간환산부(219)에서 계조(Grey scale) 비트 변환로직에 적합한 그레이스케일 클럭과 전송을 위한 데이터 클럭과 수평동기 신호 등의 제어 및 동기신호를 생성한다.(S400 단계)
Histogram Equalization(230)에서 감마보정, 동기화되어 생성되어 전송된 영상신호에 대해 화소의 수에 대한 비율을 함수로 표시하여 명암값 분포를 균일화게 하여 한곳에 집중되어 있는 명암값을 나누어 평활화되도록 한다.(S500 단계)
Integration 시간이 입력된 주기의 정수배 여부를 확인하여 Flick 주파수를 검출하고 Integration 시간을 조절하여 전송된 셋팅된 주기 시간을 고려하여 LED 전광판 모듈부(260)로 전송되어 해당 영상신호를 표출하도록 구성된다.(S600 단계)
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 영상신호원
200 : LED 전광판
210 : GIS 제어부 211 : 주제어부
213 : 프레임메모리 215 : GAIN 제어부
217 : 감마보정부 219 : 공간환산부(Space convesion)
230 : Histogram Equalization 240 : 플리커감지부
250 : Integration 시간설정부 260 : LED 전광판 모듈부
200 : LED 전광판
210 : GIS 제어부 211 : 주제어부
213 : 프레임메모리 215 : GAIN 제어부
217 : 감마보정부 219 : 공간환산부(Space convesion)
230 : Histogram Equalization 240 : 플리커감지부
250 : Integration 시간설정부 260 : LED 전광판 모듈부
Claims (4)
- DVD, HDMI, DP 또는 VCR과 같은 영상 매체를 LED 전광판에 표시될 영상 신호를 공급하는 영상신호원(100)과, 영상신호원(100)에 입력된 영상신호에 그레이스케일에 따른 refresh rate 주기를 조절하여 높은 그레이스케일과 낮은 그레이스케일의 refresh rate를 향상시켜 시간영역상 균등하게 분포되는 밸러스를 포착하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절하여 플리커가 저감된 영상정보가 표시되도록 제어하는 GIS 제어부(210)를 포함하는 LED 광고판(200)으로 구성되는 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치에 있어서,
상기 LED 광고판(200)은
상기 영상 신호원(100)에서 입력되는 영상신호를 수신하여 LED 전광판 모듈의 각 광원을 구동하기 위해 구동전류를 생성하는 생성제어부(211),
프레임메모리(213)에서 입력된 영상을 프레임 단위로 저장되고 입력 영상 정보의 종류에 대해 낮은 그레이스케일을 refresh rate을 조절하여 높게 하여 출력되는 영상의 프레임주파수를 조절하는 GAIN 제어부(215),
상기 GAIN 제어부(215)를 통해 조절된 그레이스케일에 따른 조절된 refresh rate에 대해 목표치의 계조비트 소스 영상신호로 변환하는 감마 보정부(217) 및
계조(Grey scale) 비트 변환로직에 적합한 그레이스케일 클럭과 전송을 위한 데이터 클럭과 수평동기 신호의 제어 및 동기신호를 생성하는 공간환산부(219)를 포함하는 GIS 제어부(210)와,
GIS 제어부(210)에서 감마보정, 동기화되어 생성되어 전송된 영상신호에 대해 화소의 수에 대한 비율을 함수로 표시하여 명암값 분포를 균일하게 하여 한곳에 집중되어 있는 명암값을 나누어 평활화하는 Histogram Equalization(230),
상기 Histogram Equalization를 통해 조절된 균일잡음에 대해 Integration 시간이 입력된 주기의 정수배 여부에 대해 발생되는 플리커(Flicker) 주파수를 검출하고 Integration 시간을 조절하는 플리커감지부(240),
상기 플리커감지부(240)에서 입력된 주기에 따라 플리커(Flicker) 발생에 따라 검출된 Flick 주파수 및 조절되어 전송된 Integration 시간을 셋팅하여 LED 전광판(260)로 전송되도록 하는 Integration 시간 설정부(250)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 GAIN 제어부(215)는 낮은 그레이스케일은 refresh rate를 높게 조절하고, 높은 그레이스케일을 갖을 경우에는 그레이스케일이 refresh rate에 영향을 주지 않으므로 높은 그레이스케일은 구간을 더 나누어 refresh rate를 나눈 만큼의 배수로 상승시키는데, 출력되는 영상의 프레임주파수가 실효성 없이 높아지게 되므로 출력되는 영상의 그레이스케일을 낮추어 영상을 매끄럽게 처리되도록 하는 것을 특징으로 하는 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어장치. - 영상신호원(100)에서 전송되는 영상신호에 대해 LED 전광판 모듈(260)의 각 광원을 구동하기 위해 구동전류를 생성하고, 프레임메모리부(213)에서 입력된 영상을 프레임 단위로 저장하고 GAIN 제어부(215)에서 입력 영상 정보의 종류에 대해 낮은 그레이스케일을 refresh rate을 조절하여 높게 출력되는 영상의 프레임주파수를 설정하는 제 1 단계;
GAIN 제어부(215)를 통해 조절된 그레이스케일에 따른 조절된 refresh rate에 대해 감마 보정부(217)에서 목표치의 계 조비트 소스 영상신호로 변환하고 계조(Grey scale) 비트 변환로직에 적합한 그레이스케일 클럭과 전송을 위한 데이터 클럭과 수평동기 신호의 제어 및 동기신호를 생성하는 제 2 단계;
Histogram Equalization(230)에서 감마보정, 동기화되어 생성되어 전송된 영상신호에 대해 화소의 수에 대한 비율을 함수로 표시하여 명암값 분포를 균일화게 하여 한곳에 집중되어 있는 명암값을 나누어 평활화하는 제 3 단계; 및
Integration 시간이 입력된 주기의 정수배 여부를 확인하여 Flick 주파수를 검출하고 Integration 시간을 조절하여 전송된 셋팅된 주기 시간을 고려하여 LED 전광판 모듈부(260)로 전송되어 해당 영상신호를 표출하는 제 4 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 GIS(Grey Image Scale)를 활용한 플리커 저감 LED 전광판 제어방법.
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