감소된 회색도 묘사의 결점을 해결하기 위해, 본 발명은 PDP에서 특정 문제에 적응된 디더링 기술을 보고한다.
더 향상된 회색도 묘사를 달성하기 위해, 디더링 신호는, 최종 비디오 회색도 진폭 비트 해상도로의 버림(truncation) 이전에 비디오 신호에 추가된다. 전술한 바와 같이, 디더링 자체는 기술 논문에서 잘 알려진 기술이고, 디스플레이된 해상도 비트의 감소된 수로 인해 양자화 잡음의 효과를 감소시키는데 사용된다. 디더링을 통해, 몇몇 인조(artificial) 레벨은 현재 비디오 레벨 사이에 추가된다. 이것은 회색도 묘사를 향상시키지만, 다른 한편으로, 작은 시야 거리에서만 시청자가 지각할 수 있는 고주파수의 낮은 진폭 디더링 잡음을 추가한다.
본 발명에 따른 해결책은, 최적화된 회색도 묘사 및 최소화된 디더링 잡음을 동시에 달성하기 위해 디더링 신호를 PDP 특별 사항(specialities)에 적응시키는 것이다. 최적화를 위해 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있는 3가지 구체적인 기술이 있다. 이러한 기술은 다음과 같다:
- 셀-기반의 디더링: 플라즈마 디스플레이의 셀 구조에 적응.
- 대상-기반의(object-based) 디더링: 디스플레이된 비디오 화상의 구조에 적응.
- 진폭-기반의 디더링: 디스플레이된 비디오 화상에서 픽셀 또는 픽셀 영역의 진폭 레벨에 적응.
셀-기반의 디더링은, 모든 픽셀에 대해서가 아닌 모든 플라즈마 셀{각 픽셀에 대해 3개의 플라즈마 셀(R, G, B)이 존재한다}에 대해서 한정되는 디더링 신호를 추가하는 것으로 이루어진다. 이것은 디더링 잡음을 더 미세하게(finer) 만들고, 시청자에게 덜 눈에 띠게 만든다.
대상-기반의 디더링은, 특정 화상 콘텐트 대상에 대해서만 디더링 신호의 추가를 가능하게 하는 것, 또는 처분가능(disposable) 디더링 수의 세트를 디스플레이된 대상의 비트 해상도에 적응시키는 것을 의미한다. 달리 말하면, 디더링 수에 대한 비트 해상도는 디스플레이된 대상의 비트 해상도에 적응되도록 이루어진다. 2가지 예는 이러한 아이디어를 명백하게 하는데 도움을 줄 것이다:
1. OSD(On-Screen Display: 온-스크린 디스플레이)는 칼라 성분(R, G, B)당 4 비트의 해상도로 대부분 생성된다. 이것은, 디스플레이 회색도 해상도{각 칼라 성분(R, G, B)에 대해 8 비트}가 이러한 종류의 OSD를 정확히 묘사하는데 충분한 것보다 크므로, 디더링 신호를 추가하는 것은 상당한 이득을 야기하는 것 없이 단지 디더링 잡음만을 추가하는 것임을 의미한다.
2. PC 그래픽 카드가 예를 들어 256-칼라 모드로 플라즈마 디스플레이에 연결되면, 디더링 신호를 추가하는 것은 또한 무의미하다. 각 칼라 성분(R, G, B)에 대한 비트 해상도는 또한 이 모드에서 매우 낮다. 디더링 기술의 사용은 회색도 묘사를 향상시키지 않는다. 그래픽 카드가 감소된 수의 칼라를 보상하기 위해 자체 디더링 신호를 연속적으로 추가하는 것 같다.
3. 진폭-기반의 디더링은, 처분가능 디더링 수의 세트가 비디오 신호 성분 진폭의 함수로서 이루어진다는 것을 의미한다. 또한 여기서, 달리 말하면, 이것은, 디더링 수에 대한 비트 해상도가 비디오 신호 성분 진폭에 적응되도록 이루어진다고 표현될 수 있다. 더 작은(더 어두운) 비디오 값와 달리, 큰 비디오 값은 2차 디감마 함수의 응용을 통해 비트 해상도를 손실(lose)시키지 않는다. 그러므로, 디더링 비트의 수는 진폭의 함수로서 감소될 수 있다.
추가로 유리한 실시예는 종속항에서 명백해진다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면에 도시되고, 다음 설명에서 더 구체적으로 설명된다.
도 1에서, 플라즈마 디스플레이 패널에서의 광 생성에 대한 일반적인 개념이 도시된다. 전술한 바와 같이, 플라즈마 셀은 단지 스위치 온 또는 오프만을 할 수 있다. 그러므로, 광 생성은, 플라즈마 셀이 스위치 온되는 작은 펄스에서 이루어진다. 프레임 기간당 작은 펄스의 수를 변조함으로써 상이한 칼라가 발생된다. 이를 행하기 위해, 프레임 기간은 소위 서브-필드(SF: Sub Field)로 세분된다. 각 서브-필드(SF)에는 특정 가중치(weight)가 할당되는데, 상기 가중치는, 얼마나 많은 광 펄스가 이 서브-필드(SF)에서 발생되는 지를 결정한다. 광 생성은 서브-필드 코드 워드(sub-field code word)에 의해 제어된다. 서브-필드 코드 워드는 서브-필드 활성화 및 비활성화를 제어하는 2진수이다. 1로 설정되는 각 비트는 대응하는 서브-필드(SF)를 활성화한다. 0으로 설정되는 각 비트는 대응하는 서브-필드(SF)를 비활성화한다. 활성화된 서브-필드(SF)에서, 할당된 수의 광 펄스가 생성될 것이다. 비활성화된 서브-필드에서는 어떠한 광 생성도 이루어지지 않을 것이다. 12개의 서브-필드(SF)를 갖는 전형적인 서브-필드 조직은 도 1에 도시된다. 서브-필드 가중치는 도면 상단에 기술되어 있다.
프레임 기간은 모든 서브-필드 기간을 합한 것보다 약간 더 길게 도시되어 있다. 그 이유는, 비표준 비디오 소스에 대해, 비디오 라인이 지터링(jittering)될 수 있고, 모든 서브-필드(SF)가 상기 지터링된 비디오 라인에 딱 맞게 되는 것을 보장하기 위해, 모든 서브-필드(SF)에 대한 총 시간의 양이 표준 비디오 라인보다 약간 더 짧기 때문이다.
명백함을 위해, 용어 서브-필드의 정의가 여기에 주어진다: 서브-필드는, 다음 설명이 셀을 통해 연속적으로 이루어지는 시간 기간이다:
1. 셀이 고전압을 통해 여기 상태에 이르거나, 더 낮은 전압을 통해 중성 상태에 이르는 기록/어드레싱 기간이다.
2. 가스 방전이 짧은 전압 펄스를 통해 이루어지는 지속(sustain) 기간인데, 상기 짧은 전압 펄스는 대응하는 짧은 조명(lighting) 펄스를 초래한다. 물론, 이전에 여기된 셀만이 조명 펄스를 발생시킬 것이다. 중성 상태에 있는 셀에서는 가스 방전이 일어나지 않을 것이다.
3. 셀의 전하가 꺼지는(quenched) 소거(erasing) 기간이다.
전술한 바와 같이, 플라즈마는 상이한 회색도(shades of grey)를 생성하기 위해 PWM(펄스 폭 변조)을 사용한다. 휘도가 인가된 캐소드 전압에 대략 2차적인 CRT와 달리, PDP에서 휘도는 방전 펄스의 수에 선형이다. 그러므로, 대략 2차 디감마 함수는 PWM 이전에 입력 비디오 신호 성분(R, G, B)에 적용되어야 한다.
입력 비디오 데이터 상의 이러한 디감마 함수의 결과는 다음 표에 도시되는데, 이 표에는 2차 디감마 함수가 적용된다(16비트 해상도로 계산됨). 2차 디감마함수를 입력 비디오 데이터에 적용한 이후에, 다음 열에서 이러한 디감마 함수의 결과가 나타난다. 이러한 열에서의 수는, 이전 열에서의 2차 수(quadratic number)를 255로 나누고 버림(truncation) 이후에 얻어진다. 이것을 행함으로써, 출력 비디오 범위 및 입력 비디오 범위가 동일하다는 것을 보장한다.
8 비트 입력 비디오 데이터(X) |
16 비트 디감마 데이터(X**2) |
8 비트 출력 비디오 데이터(X**2/255) |
11 비트 디감마 데이터(X**2)/32 |
8 비트 입력 비디오 데이터(X) |
16 비트 디감마 데이터(X**2) |
8 비트 출력 비디오 데이터(X**2/255) |
11 비트 디감마 데이터(X**2)/32 |
0 |
0 |
0 |
0 |
128 |
16384 |
64 |
512 |
1 |
1 |
0 |
0 |
129 |
16641 |
65 |
520 |
2 |
4 |
0 |
0 |
130 |
16900 |
66 |
528 |
3 |
9 |
0 |
0 |
131 |
17161 |
67 |
536 |
4 |
16 |
0 |
0 |
132 |
17424 |
68 |
544 |
5 |
25 |
0 |
0 |
133 |
17689 |
69 |
552 |
6 |
36 |
0 |
1 |
134 |
17956 |
70 |
561 |
7 |
49 |
0 |
1 |
135 |
18225 |
71 |
569 |
8 |
64 |
0 |
2 |
136 |
18496 |
72 |
578 |
9 |
81 |
0 |
2 |
137 |
18769 |
73 |
586 |
10 |
100 |
0 |
3 |
138 |
19044 |
74 |
595 |
11 |
121 |
0 |
3 |
139 |
19321 |
75 |
603 |
12 |
144 |
0 |
4 |
140 |
19600 |
76 |
612 |
13 |
169 |
0 |
5 |
141 |
19881 |
77 |
621 |
14 |
196 |
0 |
6 |
142 |
20164 |
79 |
630 |
15 |
225 |
0 |
7 |
143 |
20449 |
80 |
639 |
16 |
256 |
1 |
8 |
144 |
20736 |
81 |
648 |
17 |
289 |
1 |
9 |
145 |
21025 |
82 |
657 |
18 |
324 |
1 |
10 |
146 |
21316 |
83 |
666 |
19 |
361 |
1 |
11 |
147 |
21609 |
84 |
675 |
20 |
400 |
1 |
12 |
148 |
21904 |
85 |
684 |
21 |
441 |
1 |
13 |
149 |
22201 |
87 |
693 |
22 |
484 |
1 |
15 |
150 |
22500 |
88 |
703 |
23 |
529 |
2 |
16 |
151 |
22801 |
89 |
712 |
24 |
576 |
2 |
18 |
152 |
23104 |
90 |
722 |
25 |
625 |
2 |
19 |
153 |
23409 |
91 |
731 |
26 |
676 |
2 |
21 |
154 |
23716 |
93 |
741 |
27 |
729 |
2 |
22 |
155 |
24025 |
94 |
750 |
28 |
768 |
3 |
24 |
156 |
24336 |
95 |
760 |
29 |
841 |
3 |
26 |
157 |
24649 |
96 |
770 |
30 |
900 |
3 |
28 |
158 |
24964 |
97 |
780 |
31 |
961 |
3 |
30 |
159 |
25281 |
99 |
790 |
32 |
1024 |
4 |
32 |
160 |
25600 |
100 |
800 |
33 |
1089 |
4 |
34 |
161 |
25921 |
101 |
810 |
34 |
1156 |
4 |
36 |
162 |
26244 |
102 |
820 |
35 |
1225 |
4 |
38 |
163 |
26569 |
104 |
830 |
36 |
1296 |
5 |
40 |
164 |
26896 |
105 |
840 |
37 |
1369 |
5 |
42 |
165 |
27225 |
106 |
850 |
38 |
1444 |
5 |
45 |
166 |
27556 |
108 |
861 |
39 |
1521 |
5 |
47 |
167 |
27889 |
109 |
871 |
40 |
1600 |
6 |
50 |
168 |
28224 |
110 |
882 |
41 |
1681 |
6 |
52 |
169 |
28561 |
112 |
892 |
42 |
1764 |
6 |
55 |
170 |
28900 |
113 |
903 |
43 |
1849 |
7 |
57 |
171 |
29241 |
114 |
913 |
44 |
1936 |
7 |
60 |
172 |
29584 |
116 |
924 |
45 |
2025 |
7 |
63 |
173 |
29929 |
117 |
935 |
46 |
2116 |
8 |
66 |
174 |
30276 |
118 |
946 |
47 |
2209 |
8 |
69 |
175 |
30625 |
120 |
957 |
48 |
2304 |
9 |
72 |
176 |
30976 |
121 |
968 |
49 |
2401 |
9 |
75 |
177 |
31329 |
122 |
979 |
50 |
2500 |
9 |
78 |
178 |
31684 |
124 |
990 |
51 |
2601 |
10 |
81 |
179 |
32041 |
125 |
1001 |
52 |
2704 |
10 |
84 |
180 |
32400 |
127 |
1012 |
53 |
2809 |
11 |
87 |
181 |
32761 |
128 |
1023 |
54 |
2916 |
11 |
91 |
182 |
33124 |
129 |
1035 |
55 |
3025 |
11 |
94 |
183 |
33489 |
131 |
1046 |
56 |
3136 |
12 |
98 |
184 |
33856 |
132 |
1058 |
57 |
3249 |
12 |
101 |
185 |
34225 |
134 |
1069 |
58 |
3364 |
13 |
105 |
186 |
34596 |
135 |
1081 |
59 |
3481 |
13 |
108 |
187 |
34969 |
137 |
1092 |
60 |
3600 |
14 |
112 |
188 |
35344 |
138 |
1104 |
61 |
3721 |
14 |
116 |
189 |
35721 |
140 |
1116 |
62 |
3844 |
15 |
120 |
190 |
36100 |
141 |
1128 |
63 |
3969 |
15 |
124 |
191 |
36481 |
143 |
1140 |
64 |
4096 |
16 |
128 |
192 |
36864 |
144 |
1152 |
65 |
4225 |
16 |
132 |
193 |
37249 |
146 |
1164 |
66 |
4356 |
17 |
136 |
194 |
37636 |
147 |
1176 |
67 |
4489 |
17 |
140 |
195 |
38025 |
149 |
1188 |
68 |
4624 |
18 |
144 |
196 |
38416 |
150 |
1200 |
69 |
4761 |
18 |
148 |
197 |
38809 |
152 |
1212 |
70 |
4900 |
19 |
153 |
198 |
39204 |
153 |
1225 |
71 |
5041 |
19 |
157 |
199 |
39601 |
155 |
1237 |
72 |
5184 |
20 |
162 |
200 |
40000 |
156 |
1250 |
73 |
5329 |
20 |
166 |
201 |
40401 |
158 |
1262 |
74 |
5476 |
21 |
171 |
202 |
40804 |
160 |
1275 |
75 |
5625 |
22 |
175 |
203 |
41209 |
161 |
1287 |
76 |
5776 |
22 |
180 |
204 |
41616 |
163 |
1300 |
77 |
5929 |
23 |
185 |
205 |
42025 |
164 |
1313 |
78 |
6084 |
23 |
190 |
206 |
42436 |
166 |
1326 |
79 |
6241 |
24 |
195 |
207 |
42849 |
168 |
1339 |
80 |
6400 |
25 |
200 |
208 |
43264 |
169 |
1352 |
81 |
6561 |
25 |
205 |
209 |
43681 |
171 |
1365 |
82 |
6724 |
26 |
210 |
210 |
44100 |
172 |
1378 |
83 |
6889 |
27 |
215 |
211 |
44512 |
174 |
1391 |
84 |
7056 |
27 |
220 |
212 |
44944 |
176 |
1404 |
85 |
7225 |
28 |
225 |
213 |
45369 |
177 |
1417 |
86 |
7396 |
29 |
231 |
214 |
45796 |
179 |
1431 |
87 |
7569 |
29 |
236 |
215 |
46225 |
181 |
1444 |
88 |
7744 |
30 |
242 |
216 |
46656 |
182 |
1458 |
89 |
7921 |
31 |
247 |
217 |
47089 |
184 |
1471 |
90 |
8100 |
31 |
253 |
218 |
47524 |
186 |
1485 |
91 |
8281 |
32 |
258 |
219 |
47961 |
188 |
1498 |
92 |
8464 |
33 |
264 |
220 |
48400 |
189 |
1512 |
93 |
8649 |
33 |
270 |
221 |
48841 |
191 |
1526 |
94 |
8836 |
34 |
276 |
222 |
49284 |
193 |
1540 |
95 |
9025 |
35 |
282 |
223 |
49729 |
195 |
1554 |
96 |
9216 |
36 |
288 |
224 |
50176 |
196 |
1568 |
97 |
9409 |
36 |
294 |
225 |
50625 |
198 |
1582 |
98 |
9604 |
37 |
300 |
226 |
51076 |
200 |
1596 |
99 |
9801 |
38 |
306 |
227 |
51529 |
202 |
1610 |
100 |
10000 |
39 |
312 |
228 |
51984 |
203 |
1624 |
101 |
10201 |
40 |
318 |
229 |
52441 |
205 |
1638 |
102 |
10404 |
40 |
325 |
230 |
52900 |
207 |
1653 |
103 |
10609 |
41 |
331 |
231 |
53361 |
209 |
1667 |
104 |
10816 |
42 |
338 |
232 |
53824 |
211 |
1682 |
105 |
11025 |
43 |
344 |
233 |
54289 |
212 |
1696 |
106 |
11236 |
44 |
351 |
234 |
54756 |
214 |
1711 |
107 |
11449 |
44 |
357 |
235 |
55225 |
216 |
1725 |
108 |
11664 |
45 |
364 |
236 |
55696 |
218 |
1740 |
109 |
11881 |
46 |
371 |
237 |
56169 |
220 |
1755 |
110 |
12100 |
47 |
378 |
238 |
56644 |
222 |
1770 |
111 |
12321 |
48 |
385 |
239 |
57121 |
224 |
1785 |
112 |
12544 |
49 |
392 |
240 |
57600 |
225 |
1800 |
113 |
12769 |
50 |
399 |
241 |
58081 |
227 |
1815 |
114 |
12996 |
50 |
406 |
242 |
58564 |
229 |
1830 |
115 |
13225 |
51 |
413 |
243 |
59049 |
231 |
1845 |
116 |
13456 |
52 |
420 |
244 |
59536 |
233 |
1860 |
117 |
13689 |
53 |
427 |
245 |
60025 |
235 |
1875 |
118 |
13924 |
54 |
435 |
246 |
60516 |
237 |
1891 |
119 |
14161 |
55 |
442 |
247 |
61009 |
239 |
1906 |
120 |
14400 |
56 |
450 |
248 |
61504 |
241 |
1922 |
121 |
14641 |
57 |
457 |
249 |
62001 |
243 |
1937 |
122 |
14884 |
58 |
465 |
250 |
62500 |
245 |
1953 |
123 |
15129 |
59 |
472 |
251 |
63001 |
247 |
1968 |
124 |
15376 |
60 |
480 |
252 |
63504 |
249 |
1984 |
125 |
15625 |
61 |
488 |
253 |
64009 |
251 |
2000 |
126 |
15876 |
62 |
496 |
254 |
64516 |
253 |
2016 |
127 |
16129 |
63 |
504 |
255 |
65025 |
255 |
2032 |
열의 제목인(columns headed) 8 비트 출력 비디오 데이터에서의 값에서 알수 있듯이, 더 작은 입력 값에 대해, 많은 입력 레벨은 동일한 출력 레벨로 매핑(mapped)된다. 이것은, 255로 나눔과 버림으로 인한 것이다. 달리 말하면, 더 어두운 영역에 대해, 양자화 단계는 비선형 양자화에 대응하는 더 높은 영역에 대해서보다 더 높다. 특히, 16보다 작은 값은 모두 0으로 매핑된다(이것은 비디오 신호 처리에 대해 받아들일 수 없는 4 비트 비디오 데이터 해상도에 대응한다).
디더링은 버림으로 인해 진폭 해상도 비트를 손실시키는 것을 피하기 위한 알려진 기술이다. 이 기술은, 필요한 해상도가 버림 단계 이전에 이용가능한 경우에만 작용한다. 그러나, 이것은 본 출원의 경우인데, 그 이유는, 디감마 연산 이후의 비디오 데이터가 16 비트 해상도를 갖고, 대응하는 열에서는 2개의 동일한 값을 갖지 않기 때문이다. 디더링은 버림에 의해 손실된 비트만큼의 비트를 사실상 회복시킬 수 있다. 그러나, 디더링 잡음 주파수는 감소하므로, 디더링 비트의 수에 대해 더욱 현저하게 된다.
1 비트의 디더링은 이용가능한 출력 레벨의 수를 2와 곱한 것에 해당하고, 2 비트의 디더링은 이용가능한 출력 레벨의 수를 4와 곱한 것에 해당하고, 3 비트의 디더링은 이용가능한 출력 레벨의 수를 8과 곱한 것에 해당한다.
상기 표를 보면, 특히 16보다 작은 입력 값에 대해서는, 최소한 3 비트 디더링이, 'CRT' 디스플레이 디바이스의 필요한 회색도 묘사로 256개의 비디오 레벨을 더 정확히 재현하기 위해 필요하다는 것을 나타낸다.
상기 표에서, 열의 제목인 11 비트 디감마 데이터는 디감마 유닛으로부터 출력 데이터를 포함한다. 이들 값은, 열의 제목인 16 비트 디감마 데이터의 값을 32로 나누거나 더 좋게는 5 비트의 버림에 의해 열의 제목인 16 비트 디감마 데이터에서의 값으로부터 도출된다. 이들 값이 디더링 과정에 어떻게 사용되는 지는 나중에 설명될 것이다.
다음으로, 셀-기반의 디더링이 구체적으로 설명될 것이다.
셀-기반의 디더링을 통해, 디더링 수는 일반적으로 행해지는 모든 패널 픽셀과 달리 모든 패널 셀에 추가된다. 패널 픽셀은 3가지 셀, 즉 적색, 녹색, 청색 셀로 구성되어 있다. 셀-기반의 디더링은, 디더링 잡음을 더 미세하게 하여 시청자에게 덜 눈에 띠게 하는 장점을 갖는다.
디더링 패턴이 셀 방향(cell-wise)에 한정되기 때문에, 하나의 셀이 다른 칼라의 인접 셀에서 확산할 때 화상의 채색(colouring)을 피하기 위해 에러-확산과 같은 기술을 사용하는 것은 가능하지 않다. 이것은 커다란 단점이 아닌데, 그 이유는, 버림 에러의 확산과 비디오 신호에 속한 이동 패턴 사이에서 바람직하지 않은 저주파수의 이동 간섭이 때때로 관찰되기 때문이다. 에러 확산은 정적(static) 화상의 경우에 최상으로 작용한다.
에러 확산을 사용하는 것 대신에, 정적 3차원 디더링 패턴이 본 발명에 따라 제안된다.
도 3은 그러한 패턴에 대한 일례를 도시한다. 3 비트 디더링이 이 예에 사용된다. 이것은, 디더링 수가 0부터 7까지의 값을 갖는다는 것을 의미한다. 정적 3차원 디더링 패턴은 4*4*4 셀의 입방체에 한정된다(각각 4개의 셀을 갖는 4개의 라인, 이것은 4개의 프레임으로부터 반복하여 취해짐). 이 실시예는 단지 예에 불과하고, 디더링 비트의 수 뿐 아니라 디더링 패턴의 크기 및 유형이 본 발명의 다른 실시예에서 변형될 수 있음을 주의해야 한다.
3 비트의 디더링의 사용은, 디감마 연산이 최종 해상도보다 3 비트 많은 것으로 수행되는 것이 필요하다. 최종 해상도는 8 비트 해상도가 되도록 주어진다. 그러므로, 서브-필드 코딩 범위는 0부터 255까지이다. 그 다음에, 디감마 연산의 출력 범위는 0부터 2040까지이어야 한다. 3 비트 디더링에 대한 최대 디더링 수가 7인 것을 주의해야 한다. 이 수를 2040에 더하면, 결과치는 2047이 되는데, 이 수는 최대로 가능한 11 비트의 2진수(%11111111111)이다. 2040보다 약간 더 낮은 값, 예를 들어 2032도 또한 사용될 수 있다. 이것은, 대응하는 값이 5 최하위 비트를 버림으로써 16 비트 디감마 데이터로부터 간단히 도출될 수 있다는 장점을 갖는다.
몇몇 다른 예: 서브-필드 코딩 범위가 0부터 175까지라면, 디감마 연산의 출력 범위는 0부터 1400까지이어야 하고; 최종적으로, 코딩 범위가 0부터 127까지라면, 출력 범위는 0부터 1016까지이어야 한다. 모든 패널 셀 및 모든 프레임에 대해, 대응하는 디더 패턴 값은 디감마 함수의 출력에 추가되고, 그 결과, 최종 비트의 수에 버림된다.
도 3에 도시된 3 비트 디더 패턴은 정적이다. 이것은, 상기 디더 패턴이 전체 패널에 반복해서 사용된다는 것을 의미한다. 도 3으로부터, 디더 패턴이 패널의 수평 방향으로 반복된다는 것을 알 수 있다. 그러나, 수직 방향, 따라서 시간 방향으로도 반복한다.
시간에 걸쳐 통합될 때, 제안된 패턴이 모든 패널 셀에 대해 동일한 값을 항상 제공한다는 것을 주의해야 한다. 몇몇 상황 하에서 이런 경우가 아니라면, 몇몇 셀은 다른 셀과 비교해서 진폭 오프셋을 취할 수 있는데, 상기 다른 셀은 바람직하지 못한 고정 스퓨리어스(spurious) 정적 패턴에 대응한다.
다음으로, 본 발명에 따른 대상-기반의 디더링의 원리가 더 구체적으로 설명된다. 대상-기반의 디더링은 디스플레이된 대상의 함수로서 디더링 비트의 수를 변경시키는 것에 해당한다. 이 목적을 위해, 디더링 비트 해상도를 위한 선택기(selector)의 역할을 하는 상이한 마스킹 비트 패턴이 정의된다. 예를 들어, 대상-기반의 디더링이 셀-기반의 디더링과 조합하여 사용되면, 상이한 디더링 비트 해상도의 구현이 다음과 같이 이루어질 수 있다.
도 3에 도시된 디더링 패턴은 변하지 않는 상태로 남아있다. 즉, 디더링 수는 디더링 과정 시작시에 이전과 같이 3 비트 해상도를 갖는다. 이것은 이 예에서 최대로 가능한 비트 해상도이다. 4개의 상이한 비트 해상도(3 비트, 2 비트, 1 비트 및 0 비트)를 구현하기 위해, 4개의 상이한 마스킹 값이 정의된다. 이들 값은 다음과 같다:
3 비트 디더링 -> masko=%111=7H
2 비트 디더링 -> masko=%110=6H
1 비트 디더링 -> masko=%100=4H
0 비트 디더링 -> masko=%000=0H
이들 마스킹 비트 패턴은 부울(Boolean) 연산에 의해 고해상도 디더링 수에 적용된다. 이것은 몇몇 예를 통해 가장 잘 설명될 수 있다. 아래의 예에서, 부울연산은 논리 AND 연산이다.
3 비트 디더링
디더링 수 |
마스킹 비트 패턴 |
결과 |
%111 |
%111 |
%111 |
%110 |
%111 |
%110 |
%101 |
%111 |
%101 |
%100 |
%111 |
%100 |
%011 |
%111 |
%011 |
%010 |
%111 |
%010 |
%001 |
%111 |
%001 |
%000 |
%111 |
%000 |
2 비트 디더링
디더링 수 |
마스킹 비트 패턴 |
결과 |
%111 |
%110 |
%110 |
%110 |
%110 |
%110 |
%101 |
%110 |
%100 |
%100 |
%110 |
%100 |
%011 |
%110 |
%010 |
%010 |
%110 |
%010 |
%001 |
%110 |
%000 |
%000 |
%110 |
%000 |
1 비트 디더링
디더링 수 |
마스킹 비트 패턴 |
결과 |
%111 |
%100 |
%100 |
%110 |
%100 |
%100 |
%101 |
%100 |
%100 |
%100 |
%100 |
%100 |
%011 |
%100 |
%000 |
%010 |
%100 |
%000 |
%001 |
%100 |
%000 |
%000 |
%100 |
%000 |
0 비트 디더링
디더링 수 |
마스킹 비트 패턴 |
결과 |
%111 |
%000 |
%000 |
%110 |
%000 |
%000 |
%101 |
%000 |
%000 |
%100 |
%000 |
%000 |
%011 |
%000 |
%000 |
%010 |
%000 |
%000 |
%001 |
%000 |
%000 |
%000 |
%000 |
%000 |
3 비트 디더링에 대한 표로부터, 적용된 마스킹 비트 패턴이 디더링 수에 어떠한 영향도 미치지 않음이 명백하다. 상기 디더링 수는 변하지 않은 상태로 남아있으므로, 3 비트 디더링은 원하는 대로 보존된다.
2 비트 디더링에 대한 표로부터, 적용된 마스킹 비트 패턴이 3 비트 디더링 수를 2 비트 디더링 수로 변환하는 것이 명백하다. 그 결과, 원하는 대로 2 비트 디더링에 대응하는 단지 4개의 상이한 출력 값만이 생성된다.
1 비트 디더링에 대한 표로부터, 적용된 마스킹 비트 패턴이 3 비트 디더링 수를 1 비트 디더링 수로 변환하는 것이 명백하다. 그 결과, 원하는 대로 1 비트 디더링에 대응하는 단지 2개의 상이한 출력 값만이 생성된다.
0 비트 디더링에 대한 표로부터, 적용된 마스킹 비트 패턴이 3 비트 디더링 수를 0 비트 디더링 수로 변환하는 것이 명백하다. 원하는 대로 0 비트 디더링에 대응하는 모든 입력 디더링 수는 0으로 변환된다.
마스킹 비트 패턴을 통한 디더링 비트 해상도 선택은, 디더링 패턴에 대한 상이한 표 및 상이한 알고리즘이 필요 없다는 장점을 갖는다. 그러므로, 본 해결책은 매우 효과적이다.
실제적인 응용에서, OSD 삽입은 0 비트 디더링으로 코딩되는 한편, 비디오 화상은 3 비트 디더링으로 코딩된다. 플라즈마 디스플레이 패널이 컴퓨터용 모니터로서 사용되면, 윈도우 보더(window border) 및 아이콘 뿐 아니라 도큐먼트(document)는 0 비트 디더링으로 디스플레이될 수 있는 한편, 월 페이퍼(wall-papers), 및 동영상(비디오 장면), 예를 들어 AVI-파일 또는 MPG-파일을 갖는 윈도우는 인에이블링된 1 비트, 2 비트 또는 3 비트 디더링을 가질 지도모른다.
비디오 화상이 MPEG-4 표준에 따라 코딩되면, 대상/영역-기반의 디더링은 이러한 코딩으로부터 이득을 얻을 수 있다. MPEG-4 표준은 비디오 대상 코딩용 도구를 제공한다. 이것은, 비디오 장면에서의 상이한 대상이 독자적으로 코딩된다는 것을 의미한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 화상에서의 대상의 셀에 대한 디더링 비트의 수는 일정한 MPEG-4 시퀀스에 속한 대상의 종류 및 비트 해상도에 적응된다. 예를 들어, 매우 자주, 배경은 나머지 화상보다 더 어둡고, 낮은 콘트라스트를 갖는다. 그러므로, 이 영역에서, 3 비트 디더링의 응용이 사용된다. 전경(foreground)은 매우 자주 더 밝아지고, 대부분 콘트라스트에서 더 강렬해진다. 그러므로, 이 영역에서, 1 비트 디더링은 더 적절하다.
물론, 대상-기반 디더링은 비디오 대상에 관해 비디오 소스로부터 몇몇 종류의 정보를 요구한다. 이것은 구현하기 매우 복잡할 수 있는 화상 콘텐트 분석을 필요로 한다. 저비용의 응용에서, 이러한 화상 콘텐트 분석 구현에 너무 비용이 많이 드는 것으로 간주되면, 대상-기반의 디더링의 저비용의 구현은, 온 스크린 디스플레이 삽입의 경우에 디더링을 스위치 오프하고 나머지 화상에 대해 디더링을 스위치 온하는 것에 제약이 있을 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 진폭-기반의 디더링의 원리가 더 구체적으로 설명된다. 진폭-기반의 디더링은 비디오 성분 신호 진폭의 함수로서 디더링 비트의 수를 변경하는 것에 해당한다. 이것은 대상-기반의 디더링에 대해서와 같은 유사한 방식으로 이루어질 수 있다. 상이한 진폭 범위에 대해 몇몇 마스킹 비트 패턴이 또한 한정되는데, 상기 마스킹 비트 패턴은 디더링 수에 대한 부울 연산에 의해 해당 디더링 비트 해상도를 선택하는데 사용된다.
비디오 기술에서, 비디오 신호 성분 값의 범위는 일반적으로 0부터 255(8 비트 워드)까지이다. 이러한 범위는 예를 들어 4개의 구역으로 세분된다. 상기 범위 및 할당된 해당 마스킹 비트 패턴은 다음과 같이 나타난다:
(0 <=X<32)에 대해, maska=%111=7H
(32<=X<64)에 대해, maska=%110=6H
(64<=X<128)에 대해, maska=%100=4H
(128<=X<=255)에 대해, maska=%000=0H
여기서 X는 입력 비디오 성분(R, G, B)의 진폭이다.
본 발명의 이 실시예에 따라, 디더링 회로 구역에서, 입력 비디오 신호 성분은 진폭 범위에 관해 분류될 것이다. 디더링 패턴으로부터의 디더링 수는 3 비트 해상도로 취해지고, 논리 AND 연산은 해당 마스킹 비트 패턴으로 수행된다. 그 결과로서 생기는 값은 비디오 신호 성분 데이터에 추가된다. 이것은 각 셀에 대해 개별적으로 이루어진다. 동일한 원리는 대상-기반의 디더링에 사용된다.
다음으로, 3개의 상이한 디더링 기술, 즉 셀-기반의 디더링, 진폭-기반의 디더링, 및 대상-기반의 디더링이 최적화를 위해 어떻게 조합될 수 있는지가 더 구체적으로 설명된다.
3 비트 디더링 수를 갖는 전술한 예를 고려하여, 조합된 해결책은 다음 수학식으로 기재될 수 있다:
Rout=trunc[디감마[Rin]+
{r디더[x, y, z] AND maska [Rin, x, y, z] AND masko [x, y, z]}]
Gout=trunc[디감마[Gin]+
{g디더[x, y, z] AND maska [Gin, x, y, z] AND masko [x, y, z]}]
Bout=trunc[디감마[Bin]+
{b디더[x, y, z] AND maska [Bin, x, y, z] AND masko [x, y, z]}]
여기서
Rin은 적색 입력 비디오 신호 성분(R)의 비디오 레벨을 나타내고,
Gin은 녹색 입력 비디오 신호 성분(G)의 비디오 레벨을 나타내고,
Bin은 청색 입력 비디오 신호 성분(B)의 비디오 레벨을 나타내고,
디감마[]는 11 비트 해상도를 갖는 디감마 함수를 나타내고,
maska[]는 진폭-기반의 마스킹 값을 나타내고,
masko[]는 대상-기반의 마스킹 값을 나타내고,
r디더[]는 사용된 디더링 패턴에 따라 적색 셀에 대한 셀 기반의 디더링 수를 나타내고,
g디더[]는 상기 디더링 패턴에 따라 녹색 셀에 대한 셀 기반의 디더링 수를 나타내고,
b디더[]는 상기 디더링 패턴에 따라 청색 셀에 대한 셀 기반의 디더링 수를 나타내고,
x는 패널 픽셀 수를 나타내고,
y는 패널 라인 수를 나타내고,
z는 프레임 수를 나타내고,
trunc[]는 8 비트 해상도로의 버림, 즉 3 최하위 비트의 버림을 나타낸다.
그러므로, 수학식:
(r디더[x, y, z] AND maska[Rin, x, y, z] AND masko[x, y, z])],
(g디더[x, y, z] AND maska[Gin, x, y, z] AND masko[x, y, z])],
(b디더[x, y, z] AND maska[Bin, x, y, z] AND masko[x, y, z])],
은 대상-기반의 디더링 및 진폭-기반의 디더링으로부터 마스킹 비트 패턴과 조합한 후에 결과로서 생기는 디더링 수를 나타낸다.
이러한 계산의 결과는 이후의 다음 표에 도시된다. 그 결과는 3개의 입력 값(8, 21, 118)에 대해서만 예시적으로 도시된다. 그 이유는, 전체 표가 명세서 상에 쉽게 디스플레이될 수 없기 때문이다. 그러나, 디더링 효과는 이후의 표로부터 이미 명백해진다. 제 1 표는 3 비트 디더링의 예에 관한 것이다. 입력 값(8)에 대해, 디더링으로 인해 출력 값은 디더링 없는 실시예와 비교한 2가지 경우에서 0으로부터 1로 변경되는 것이 분명하다. 입력 값(21)에 대해, 출력 값은 디더링 없는 경우와 비교한 5가지 경우에서 1로부터 2로 변경된다. 입력 값(118)에 대해, 출력 값은 3가지 경우에서 54로부터 55로 변경된다. 물론, 디더링 효과는 입력 값이 증가함에 따라 점점 더 작아지게 되는데, 그 이유는, 디더링 값과 입력 값 사이의 비율이 감소하기 때문이다.
Maska=masko=%111=3 비트 디더링
8 비트 입력 비디오 데이터 |
16 비트 디감마 데이터 |
8 비트 디감마 데이터 |
11 비트 디감마 데이터 |
디더링 수 |
8 비트 출력 비디오 데이터 |
8 |
64 |
0 |
2 |
7 |
1 |
6 |
1 |
5 |
0 |
4 |
0 |
3 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
21 |
441 |
1 |
13 |
7 |
2 |
6 |
2 |
5 |
2 |
4 |
2 |
3 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
118 |
13924 |
54 |
435 |
7 |
55 |
6 |
55 |
5 |
55 |
4 |
54 |
3 |
54 |
2 |
54 |
1 |
54 |
0 |
54 |
다음 표는 2 비트 디더링에 대한 계산 결과를 기술한다. 여기서, 물론 디더링 효과는 더 작은 디더링 수가 추가됨에 따라 더 작아지게 된다. 그러나, 출력 값이 4가지 경우에만 변경되는 입력 값(18)에 대해서와, 출력 값이 2가지 경우에만 54로부터 55로 변경되는 입력 값(118)에 대해서만, 차이가 나타난다.
Maska=masko=%110=2 비트 디더링
8 비트 입력 비디오 데이터 |
16 비트 디감마 데이터 |
8 비트 디감마 데이터 |
11 비트 디감마 데이터 |
디더링 수 |
8 비트 출력 비디오 데이터 |
8 |
64 |
0 |
2 |
7 |
1 |
6 |
1 |
5 |
0 |
4 |
0 |
3 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
21 |
441 |
1 |
13 |
7 |
2 |
6 |
2 |
5 |
2 |
4 |
2 |
3 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
118 |
13924 |
54 |
435 |
7 |
55 |
6 |
55 |
5 |
54 |
4 |
54 |
3 |
54 |
2 |
54 |
1 |
54 |
0 |
54 |
다음 표는 1 비트 디더링에 대한 계산 결과를 기술한다. 여기서, 디더링 효과는 입력 값(8 및 118)에 대해서 없어지지만, 입력 값(21)에 대해서 출력 값이 4가지 경우에 1부터 2로 변경되는 효과가 여전히 존재한다. 물론, 12와 같은 다른 입력 값이 존재하는데, 여기서 그 효과는 유지된다.
Maska=masko=%100=1 비트 디더링
8 비트 입력 비디오 데이터 |
16 비트 디감마 데이터 |
8 비트 디감마 데이터 |
11 비트 디감마 데이터 |
디더링 수 |
8 비트 출력 비디오 데이터 |
8 |
64 |
0 |
2 |
7 |
0 |
6 |
0 |
5 |
0 |
4 |
0 |
3 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
21 |
441 |
1 |
13 |
7 |
2 |
6 |
2 |
5 |
2 |
4 |
2 |
3 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
118 |
13924 |
54 |
435 |
7 |
54 |
6 |
54 |
5 |
54 |
4 |
54 |
3 |
54 |
2 |
54 |
1 |
54 |
0 |
54 |
도 4에서, 본 발명의 회로 구현이 도시된다. 입력 R, G, B 비디오 데이터는 디감마 유닛(10) 및 디더 평가 유닛(12)으로 송출된다. 디감마 유닛(10)은 11 비트 디감마 함수를 수행하고, 출력에서 11 비트 비디오 데이터(R, G, B)를 전달한다. 디더 평가 유닛(12)은 디더링 수, 즉 적색에 대해 DR, 녹색에 대해 DG, 청색에 대해 DB를 연산한다. 이것을 행하기 위해, 상기 유닛(12)은 어떤 픽셀이 현재 처리되는 지와, 어떤 라인 및 프레임 수가 유효한 지를 결정하기 위한 동기 신호(H 및 V)가 필요하다. 이러한 정보는 디더링 패턴이 저장되는 룩업 테이블을 어드레싱하는데 사용된다. R, G, B 성분은 진폭 마스킹 값(maska)을 평가하기 위한 이 유닛에서 사용된다. 현재 픽셀에 대한 대상-기반의 마스킹 값인 마스킹 값(MO)은 MPEG4 디코더와 같은 비디오 소스에서의 유닛에 의해 전달된다. 이러한 유닛은 도시되지 않는다. 그러한 유닛이 이용가능하지 않은 경우에, 신호(MO)는 외부 OSD 삽입 회로의 빠른 블랭킹 신호로 교체될 수 있다. 유닛(12)은 전술한 수학식에 따라 부울 연산을 또한 수행한다. 계산 유닛(11)에서, 결과로서 생기는 디더링 수 및 디감마 출력 값이 추가되고, 그 결과치의 3 최하위 비트는 버림되어, 최종 출력 값(Rout, Gout및 Bout)이 얻어진다. 이러한 값은 서브-필드 코딩 유닛(13)으로 송출되는데, 상기 유닛(13)은 제어 유닛(16)의 제어 하에 서브-필드 코딩을 수행한다. 서브-필드 코드 워드는 메모리 유닛(14)에 저장된다. 이러한 메모리 유닛으로부터의 판독과, 메모리 유닛으로의 기록은 외부 제어 유닛(16)에 의해 또한 제어된다. 플라즈마 디스플레이 패널 어드레싱을 위해, 서브-필드 코드 워드는 메모리 디바이스로부터 판독되고, 하나의 라인에 대한 모든 코드 워드는, 라인 방식의(line-wise) PDP 어드레싱에 사용될 수 있는 단일의 매우 긴 코드 워드를 생성하기 위해 수집된다. 이것은 직/병렬 변환 유닛(15)에서 수행된다. 제어 유닛(16)은 PDP 제어를 위해 모든 주사 및 지속 펄스를 생성한다. 상기 제어 유닛(16)은 기준 타이밍을 위한 수평 및 수직 동기 신호를 수신한다.
본 발명은 특히 PDP에서 사용될 수 있다. 플라즈마 디스플레이는 예를 들어 TV 세트, 및 컴퓨터용 모니터와 같은 가전 전자 장치에 현재 사용되고 있다. 그러나, 본 발명의 사용은 매트릭스 디스플레이에 또한 적절하며, 여기서, 광 방출은 서브-필드에서 작은 펄스를 통해 또한 제어되는데, 즉 여기서 PWM 원리는 광 방출을 제어하는데 사용된다.