KR20050050856A - An error diffusion method based on temporal and spatial dispersion of minor pixels on plasma display panel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 디스플레이(PDP)에서 역감마 보정으로 인해 발생하는 저 계조 재현 문제의 해결을 위해 오차 확산 방법을 적용할 경우 동일한 화소 위치에서 칼라 채널별 중복 발광을 억제함으로써 눈에 거슬리는 잡음을 감소시키는 것으로서, PDP의 R,G,B 입력값에 대한 R,G,B 각 채널별 256계조에 대하여 역감마 보정을 수행하는 단계; 상기 역감마 보정의 수행결과를 정수부와 소수부로 분리하는 단계; 상기 분리된 소수부의 값과 이미 처리된 화소로부터 전달된 가중 오차를 합산하여 업데이트된 소수부로 변환하는 단계; 프레임 및 R,G,B 채널의 수직,수평신호에 의해 사용할 디더 행렬을 결정하고 상기 디더 행렬 내의 문턱값을 결정하는 단계; 상기 업데이트된 소수부와 상기 문턱값을 비교하여 이진화를 수행하는 단계; 상기 이진화된 결과값을 상기 정수부에 더한 후 PDP에 디스플레이하는 단계; 및 상기 업데이트된 소부수값과 상기 이진화된 결과값의 오차를 계산하고 이미 처리된 화소에서 사용된 문턱값과 상기 계산된 오차의 부호에 따라 결정된 오차 확산 가중치에 의해 가중한 가중 오차를 앞으로 처리할 주위 화소에 전달하는 단계를 포함한다. According to the present invention, when the error diffusion method is applied to solve the low gray level reproduction problem caused by the inverse gamma correction in the plasma display (PDP), it is possible to reduce the unpleasant noise by suppressing the redundant light emission for each color channel at the same pixel position. Performing inverse gamma correction on 256 gray levels of each of the R, G, and B channels with respect to the R, G, and B input values of the PDP; Dividing the result of performing the inverse gamma correction into an integer part and a fractional part; Converting the separated fractional part and the weighted error transmitted from the already processed pixel into an updated fractional part; Determining a dither matrix to be used by the vertical and horizontal signals of the frame and the R, G, and B channels and determining a threshold in the dither matrix; Comparing the updated fractional part with the threshold to perform binarization; Adding the binarized result value to the integer part and displaying the result in a PDP; And calculate an error between the updated subdivision value and the binarized result value and process the weighted error weighted by the error diffusion weight determined according to the threshold value used in the already processed pixel and the sign of the calculated error. Delivering to surrounding pixels.
본 발명에 의하면, PDP에서 오차 확산 방법의 적용시 소수화소가 눈에 띄는 것을 줄여 어두운 영역에서 영상을 부드럽게 표현할 수 있고, 주변화소와 소수화소간의 휘도차가 줄어듬에 따라 잡음도 저감시키는 효과가 있다.According to the present invention, when the error diffusion method is applied in the PDP, the image is smoothly represented in the dark area by reducing the number of visible pixels, and the noise is reduced as the luminance difference between the neighboring pixels and the minor pixels decreases.
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이(Plasma Display 또는 Plasma Display Panel; PDP)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이에서 역감마 보정으로 인해 발생하는 저 계조 재현 문제의 해결을 위해 오차 확산 방법을 적용할 경우 동일한 화소 위치에서 R,G,B 채널별 중복 발광을 억제함으로써 눈에 거슬리는 잡음을 감소시키는 플라즈마 디스플레이에서의 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma display (Plasma Display or Plasma Display Panel; PDP), and more particularly to the same pixel when the error diffusion method is applied to solve the low gray level reproduction problem caused by inverse gamma correction in a plasma display. The present invention relates to an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion in a plasma display which reduces undesired noise by suppressing overlapping light emission for each R, G, and B channel at a position.
플라즈마 디스플레이(PDP)는 다양한 영상신호(TV, PC, VCR, HDTV 등)와 연결되어 영상 및 음성 데이터를 전달받아 재현하기 위한 디스플레이 장치로서, 특히 컬러영상의 경우 대부분 R,G,B의 영상신호를 전달받게 된다. R,G,B의 컬러영상은 각각 0부터 255까지의 256단계를 표현하게 되며 이와 같은 R,G,B의 컬러 영상신호는 펄스수 변조방식에 의해 다양한 화상의 계조(Gray level), 즉 밝기로 표시된다. Plasma display (PDP) is a display device connected to various video signals (TV, PC, VCR, HDTV, etc.) to receive and reproduce video and audio data. Especially, in the case of color video, most of R, G, B video signals Will be delivered. The color image of R, G, and B represents 256 steps from 0 to 255, respectively. The color image signals of R, G, and B are gray level, or brightness, of various images by pulse number modulation. Is displayed.
도 1의 비교 그래프에서 알 수 있듯이, CRT를 사용하는 기존의 TV나 모니터에서는 입력 계조값에 대해 출력되는 휘도 관계가 감마곡선의 형태를 갖는다. 반면에 플라즈마 디스플레이는 CRT와 달리 입력 계조값에 대한 휘도 특성이 동작 범위 내에서 거의 선형성(linearity)을 유지하므로, CRT와 동등한 화질의 형상을 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)에서 재현하기 위해서는 역감마 보정을 수행해야 한다. As can be seen from the comparison graph of FIG. 1, in a conventional TV or monitor using a CRT, a luminance relationship outputted to an input gray scale value has a gamma curve. On the other hand, unlike the CRT, since the luminance characteristic of the input grayscale value is almost linear within the operating range, the plasma display has an inverse gamma correction to reproduce the image having the same image quality as that of the CRT in the plasma display panel (PDP). Should be done.
이러한 역감마 보정을 수행할 경우, 표현할 수 있는 계조수의 감소로 인하여 특히 어두운 영역에서 계조 표현 문제가 발생한다. 즉 계조 수의 감소에 따라 저 계조 부분이 충실히 재현되지 않아 어두운 영역에서 표현할 수 있는 계조수가 충분하지 않게 되고 이로써 영상이 뭉쳐 보이는 의사윤곽이 발생하게 된다. When the inverse gamma correction is performed, the gray scale problem may occur especially in a dark area due to the decrease in the number of gray scales that can be expressed. That is, as the number of gray scales decreases, the low gray scale portion is not faithfully reproduced, and thus the number of gray scales that can be expressed in a dark area is not sufficient, thereby generating a pseudo outline in which images are aggregated.
이에 대한 결과가 첨부된 도 2에 나타나 있는데, 비선형성을 유지하고 있는 목표휘도(A)는 보정하고자 하는 이상적인 역감마 결과를 나타낸 것이고, 실제휘도(B)는 역감마 보정후의 결과로서 나타나는 측정된 휘도값이며, 플라즈마 디스플레이 휘도(C)는 역감마 보정이 없는 상태에서 측정된 휘도값 3이하를 나타낸 것이다.The results are shown in the accompanying FIG. 2, where the target luminance A, which maintains nonlinearity, represents the ideal inverse gamma result to be corrected, and the actual luminance B is measured as the result after inverse gamma correction. It is a luminance value, and plasma display luminance (C) shows the luminance value 3 or less measured in the absence of inverse gamma correction.
실질적으로 역감마 보정을 수행하는 경우에 이상적으로는 실제휘도(B)가 목표휘도(A)와 일치하여야 하는데, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 비선형을 목표로 하는 목표휘도(A)에서는 계조값이 0 ~ 60까지의 61단계 각각을 다른 휘도값으로 표현하여야 하지만, 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단지 7가지의 휘도값만을 나타내므로 실제휘도(B)는 계단 형태로 나타낼 수밖에 없다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널에서 역감마 보정이 수행되어지더라도 실제휘도가 계단 형태를 갖는 휘도 특성으로 인하여 어두운 영역에서 충분한 계조 표현을 할 수 없게 되어 디스플레이되는 영상에서 의사윤곽이 잔존하게 되는 문제점이 있다.In the case of performing substantially inverse gamma correction, the actual luminance B should ideally match the target luminance A. As shown in FIG. 2, the gray scale value is used for the target luminance A aimed at nonlinearity. Each of the 61 steps from 0 to 60 should be expressed by different luminance values, but since the luminance of the actual plasma display panel represents only seven luminance values, the actual luminance B cannot be represented in the form of steps. Therefore, even if the inverse gamma correction is performed in the plasma display panel, due to the luminance characteristic of the actual luminance having the step shape, sufficient gray scale expression cannot be expressed in the dark region, which causes pseudo contours to remain in the displayed image.
종래에 이와 같은 역감마 보정시 발생하는 계조 표현 문제를 해결하기 위한 방법으로 오차 확산 방법이 다양하게 소개되고 있다. 이러한 종래의 오차 확산 방법에서는 계조 표현 문제와 오차 확산에 따른 잡음의 저감을 위하여 여러개의 오차 확산 가중치를 화소의 위치나 프레임 또는 라인별로 번갈아 사용하거나(국내특허 공개번호 제2003-33754호), 각 화소에서의 목표휘도와 실제휘도와의 차이를 오차로 정의하여 주위 화소에서 고려함으로써 일정 영역의 평균 계조값이 목표휘도와 일치하게 하여 어두운 영역에서 의사윤곽이 발생하지 않도록 하거나(국내특허 공개번호 제2002-18900호), 오차가 확산 되는 주위 화소들의 위치를 화소의 위치나 프레임 또는 라인별로 번갈아 사용하였다(일본특허 공개번호 제2002-135608).Background Art Conventionally, an error diffusion method has been introduced as a method for solving the gray scale expression problem generated during inverse gamma correction. In the conventional error diffusion method, in order to reduce the gray level expression problem and noise due to the error diffusion, multiple error diffusion weights are alternately used for each pixel position, frame, or line (Korean Patent Publication No. 2003-33754). By defining the difference between the target luminance and the actual luminance in the pixel as an error, the average grayscale value of a certain region is matched with the target luminance so that pseudo contours do not occur in the dark region. 2002-18900), the positions of surrounding pixels in which errors are spread are alternately used for each pixel position, frame or line (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-135608).
이와 같이 종래의 오차 확산 방법에서는 목표 휘도와 실제 휘도와의 차이를 오차로 정의하여 주위 화소에서 고려함으로써 일정 영역의 평균 계조값이 목표 휘도와 일치하도록 한다. 하지만, 종래의 오차 확산 방법을 적용하면 표시되는 화소 위치의 불균일성에 의해 눈에 거슬리는 잡음이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 예를 들어, 하기 수학식 1에 의해 역감마 보정이 수행된다고 가정한다.As described above, in the conventional error diffusion method, the difference between the target luminance and the actual luminance is defined as an error to be considered in the surrounding pixels so that the average gradation value of the predetermined region matches the target luminance. However, when the conventional error diffusion method is applied, there is a problem in that unobtrusive noise is generated due to the nonuniformity of the displayed pixel position. For example, assume that inverse gamma correction is performed by Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서 x(m,n)은 입력된 계조값이며 입력이 8비트일 경우 0부터 255사이의 정수값을 갖는다. 상기 γ는 미리 설정된 감마값을 나타낸다. 또한, 좌변의 G(m,n)은 정수부와 소수부를 갖는 목표 계조값을 나타낸다In Equation 1, x (m, n) is an input gray value and has an integer value between 0 and 255 when the input is 8 bits. Γ represents a preset gamma value. In addition, G (m, n) on the left side represents a target gradation value having an integer part and a fractional part.
입력 영상이 k ×k 크기를 갖는 단일 계조 영상일 경우 역감마 보정의 결과는 화소의 위치에 관계없이 일정한 값을 갖는다. 이때 목표 계조값을 β.xxx라 가정한다. 오차 확산에 의해 PDP에 표시되는 평균 계조값을 목표 계조값과 일치시키기 위해서는 k ×k 화소들의 일부에는 정수 계조 β를 표시하고 나머지 화소들에는 정수 계조 (β+1)을 표시하게 된다. When the input image is a single gray scale image having a size of k × k, the result of inverse gamma correction has a constant value regardless of the position of the pixel. In this case, it is assumed that the target gray value is β.xxx. In order to match the average gradation value displayed on the PDP with the target gradation value due to the error diffusion, an integer gradation β is displayed in some of the k × k pixels and an integer gradation (β + 1) in the remaining pixels.
목표 계조값의 소수부 값이 0.5보다 작으면 정수 계조 (β+1)인 화소들의 개수는 값이 β인 화소들의 개수보다 적게 된다. 목표 계조값의 소수부의 값이 0.5보다 크면 정수 계조 β인 화소들의 개수가 정수 계조 (β+1)인 화소들의 개수보다 적게 된다. 주어진 소수부 값에 대하여 정수 계조 β와 (β+1)인 화소들 중에서 그 개수가 적은 화소를 소수화소라고 한다. If the fractional value of the target gray value is smaller than 0.5, the number of pixels having an integer gray level (β + 1) is smaller than the number of pixels having a value β. If the value of the fractional part of the target gradation value is greater than 0.5, the number of pixels having an integer gradation β is smaller than the number of pixels having an integer gradation (β + 1). Among the pixels having an integer gradation β and (β + 1) for a given fractional value, the smallest number of pixels is referred to as a fractional pixel.
정수 계조 β와 (β+1)의 휘도차가 인간의 시각 시스템의 구별한계보다 작으면 오차 확산 결과 영상에서 소수화소는 잡음으로 인식되지 않으며 평균적으로 목표 계조값과 같은 값을 표시하게 된다. 하지만, PDP의 어두운 영역에서 하나의 계조 차이는 인간이 인식할 수 있는 한계(just noticeable difference)보다 훨씬 크기 때문에 오차 확산 결과 영상의 평균 휘도가 목표 휘도와 일치하더라도 소수 화소의 위치가 상대적으로 더 밝은 혹은 더 검은 점으로서 인식된다. 즉, 잡음으로서 인식된다. R,G,B 칼라 채널별로 동일한 오차 확산 방법을 적용할 경우 같은 화소 위치에서 소수화소가 발광되게 되며, 복수의 칼라 채널이 같은 위치에서 소수화소를 발광시킬 경우 인간 시각에 더욱 쉽게 잡음으로서 인식되는 것이다. If the luminance difference between the integer gradation β and (β + 1) is smaller than the distinction limit of the human visual system, the fractional pixel is not recognized as the noise in the error diffusion result image, and on the average, it displays the same value as the target gradation value. However, because one gray level difference in the dark area of the PDP is much larger than the human noticeable difference (just noticeable difference), even if the average luminance of the image resulting from the error diffusion matches the target luminance, the position of the fractional pixel is relatively brighter. Or as a blacker dot. That is, it is recognized as noise. When the same error diffusion method is applied to each of the R, G, and B color channels, the hydrophobic pixels emit light at the same pixel position, and when the plurality of color channels emit the hydrophobic pixels at the same position, it is more easily recognized as noise to human vision. will be.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 상기한 바와 같이 역감마 보정으로 인해 발생하는 저 계조 재현 문제의 해결을 위해 오차 확산 방법을 적용하는 경우, 단일 채널에서는 시간적 또는 프레임별로 소수화소의 위치가 중복되지 않도록 하고 R,G,B 칼라 채널간에는 공간적 혹은 동일 프레임 내의 같은 화소 위치에서 복수의 칼라 채널의 소수 화소들이 중복 발광되지 않도록 함으로써 눈에 거슬리는 잡음을 감소시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이에서의 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and when the error diffusion method is applied to solve the low gray level reproduction problem caused by the inverse gamma correction, as described above, in the single channel, a time- or frame-based fractional pixel In a plasma display that can reduce undesired noise by avoiding overlapping positions of the R, G, and B color channels, and by preventing a few pixels of a plurality of color channels from overlapping light at the same pixel position in the same frame within the R, G, and B color channels. The purpose is to provide an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이에서의 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법은, 플라즈마 디스플레이의 R,G,B 입력값에 대한 R,G,B 각 채널별 256계조에 대하여 역감마 보정을 수행하는 단계; 상기 역감마 보정의 수행결과를 정수부와 소수부로 분리하는 단계; 상기 분리된 소수부의 값과 이미 처리된 화소로부터 전달된 가중 오차를 합산하여 업데이트된 소수부로 변환하는 단계; 프레임 및 R,G,B 채널의 수직,수평신호에 의해 사용할 디더 행렬을 결정하고 상기 디더 행렬 내의 문턱값을 결정하는 단계; 상기 업데이트된 소수부와 상기 문턱값을 비교하여 이진화를 수행하는 단계; 상기 이진화된 결과값을 상기 정수부에 더한 후 플라즈마 디스플레이에 디스플레이하는 단계; 및 상기 업데이트된 소부수값과 상기 이진화된 결과값의 오차를 계산하고 이미 처리된 화소에서 사용된 문턱값과 상기 계산된 오차의 부호에 따라 결정된 오차 확산 가중치에 의해 가중한 가중 오차를 앞으로 처리할 주위 화소에 전달하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion in a plasma display according to the present invention is performed inversely with respect to 256 gray levels for each of the R, G, and B channels for the R, G, and B input values of the plasma display. Performing gamma correction; Dividing the result of performing the inverse gamma correction into an integer part and a fractional part; Converting the separated fractional part and the weighted error transmitted from the already processed pixel into an updated fractional part; Determining a dither matrix to be used by the vertical and horizontal signals of the frame and the R, G, and B channels and determining a threshold in the dither matrix; Comparing the updated fractional part with the threshold to perform binarization; Adding the binarized result value to the integer part and displaying the result on a plasma display; And calculate an error between the updated subdivision value and the binarized result value and process the weighted error weighted by the error diffusion weight determined according to the threshold value used in the already processed pixel and the sign of the calculated error. Delivering to surrounding pixels.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 계조 표현을 위한 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion for gray scale representation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이(PDP)의 어두운 영역에서 부드러운 계조 표현을 위한 PDP에서의 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법을 보이는 블록도이다. 도 3을 참조하면, R,G,B 값이 입력되면 각각 역감마 보정부(10)에서 역감마 보정을 수행한다. 상기 역감마 보정부(10)는 역감마 보정 LUT(Look Up Table)로 구성되어 있으며 역감마 보정 LUT의 내용은 상기 수학식 1에 의해 계산한다.3 is a block diagram illustrating an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion in a PDP for smooth grayscale expression in a dark region of a plasma display (PDP) according to the present invention. Referring to FIG. 3, when the R, G, and B values are input, the inverse gamma correction unit 10 performs inverse gamma correction. The inverse gamma correction unit 10 includes an inverse gamma correction LUT (Look Up Table) and the contents of the inverse gamma correction LUT are calculated by Equation 1 above.
상기 수학식 1을 통해 계산된 목표 계조값 G(m,n)은 정수부 Gi(m,n)와 소수부 Gf(m,n)로 나누어진다. 소수부값 Gf(m,n)은 이미 처리된 화소들에 의해 발생한 오차들을 계산하고(40) 그 오차들이 오차 확산 가중치(50)에 의해 가중된 후 전달된 값들과 더해져서 업데이트된 소수부값 UPf(m,n)으로 변환 된다. 이와 같이 업데이트되어 변환된 UPf(m,n)와 문턱값 비교부(30)에서 결정된 문턱값 THx(m,n)와 비교해서 상기 소수부값 UPf(m,n)이 상기 문턱값 THx(m,n)보다 크면 1을 출력하고, 상기 소수부값 UPf(m,n)이 상기 문턱값 THx(m,n)보다 작으면 0을 출력한다. 이와 같이 출력된 이진 출력값 Of(m,n)은 정수부 Gi(m,n)와 합산하여 PDP에 표시하게 된다. 여기서, 프레임과 R,G,B 칼라 채널의 수직 수평 신호(70)에 의해 사용할 디더 행렬(matrix)(80)을 결정하고 상기 결정된 디더 행렬(80)내의 문턱값을 결정한다. 한편, 이진 출력값 Of(m,n)와 업데이트된 소수부값 UPf(m,n)의 차이가 오차 확산을 위한 오차로 정의하고, 이미 처리된 화소들에 사용된 문턱값과 상기 정의된 오차의 부호에 따라 오차 확산 계수 결정부(60)에서 오차 확산 가중치(50)를 결정한다. 이어, 상기 정의된 오차를 상기 오차 확산 가중치(50)에 의해 가중하여 미리 정해진 앞으로 처리할 주위 화소로 전달함으로써 균일한 도트 분포를 이루도록 한다. 이러한 오차 확산 방법은 수학식 2로 표현된다.The target gray value G (m, n) calculated through Equation 1 is divided into an integer part G i (m, n) and a fractional part G f (m, n). The fractional value G f (m, n) calculates the errors caused by the already processed pixels (40) and adds the updated fractional value UP by adding the errors after they have been weighted by the error diffusion weight (50). converted to f (m, n). The fractional value UP f (m, n) is determined by comparing the updated value UP f (m, n) and the threshold value TH x (m, n) determined by the threshold comparison unit 30. If greater than x (m, n), 1 is output; if the fractional value UP f (m, n) is less than the threshold value TH x (m, n), 0 is output. The binary output value O f (m, n) thus output is added to the integer portion G i (m, n) and displayed on the PDP. Here, the dither matrix 80 to be used is determined by the vertical horizontal signal 70 of the frame and the R, G and B color channels, and the threshold value in the determined dither matrix 80 is determined. On the other hand, the difference between the binary output value O f (m, n) and the updated fractional value UP f (m, n) is defined as an error for error diffusion, and the threshold used for the already processed pixels and the defined error According to the sign of the error diffusion coefficient determiner 60 determines the error diffusion weight 50. Subsequently, the defined error is weighted by the error diffusion weight 50 and transferred to the surrounding pixels to be predetermined in the future to achieve a uniform dot distribution. This error diffusion method is represented by Equation 2.
[수학식 2][Equation 2]
상기 수학식 2에서 문턱값 THx(m,n)의 결정 방법에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 문턱값 비교부(30)에서 사용되는 문턱값으로 디더 행렬(matrix)을 이용한다. 사용되는 디더 행렬은 0.9와 0.1의 두 가지 원소를 각각 2개씩 포함하는 2 ×2 행렬이다. 주어진 프레임의 영상에 오버랩되지 않도록 2 ×2 디더 행렬을 배열하고 화소 위치에 따라 0.9 또는 0.1을 문턱값으로 사용하게 된다. 문턱값 0.9를 사용하는 화소는 오차 확산부의 출력값 Of(m,n)이 0이 될 확률이 높아지고 0.1의 문턱값을 사용하는 화소는 오차 확산부의 출력값 Of(m,n)이 1이 될 확률이 높아진다. 문턱값으로 사용되는 디더 행렬은 하기 표 1과 같다. 하기 표 1에서 보는 바와 같이 프레임별로 디더 행렬을 반대로 하고, 휘도가 가장 큰 GREEN 채널과 RED, BLUE 채널간에 디더 행렬을 반대로 사용해서 프레임간, 채널간에 소수화소가 중복되지 않게 한다.A method of determining the threshold TH x (m, n) will be described in Equation 2 above. In the present invention, a dither matrix is used as the threshold used in the threshold comparison unit 30. The dither matrix used is a 2x2 matrix containing two elements, 0.9 and 0.1, respectively. A 2x2 dither matrix is arranged so as not to overlap an image of a given frame, and 0.9 or 0.1 is used as a threshold depending on the pixel position. Pixels using the threshold 0.9 have a higher probability that the output value of the error diffusion part O f (m, n) becomes 0. Pixels using the threshold value of 0.1 will have the output value O f (m, n) of 1 being the error diffusion part. The probability increases. The dither matrix used as the threshold is shown in Table 1 below. As shown in Table 1 below, the dither matrix is reversed for each frame, and the dither matrix is reversed between the GREEN channel with the highest luminance and the RED and BLUE channels so that the decimal pixels do not overlap between the frames and the channels.
[표 1]TABLE 1
다음으로, 상기 수학식 2에서 사용된 오차 확산 가중치 w(k,l)의 결정방법을 설명한다. 상기 표 1과 같이 문턱값을 결정할 경우 소수화소의 프레임별 또는 칼라 채널별(G와 R 또는 B) 소수화소의 중복이 감소하게 된다. 하지만, 이와 같은 소수화소의 중복을 더욱 감소시키기 위하여 사용된 문턱값과 오차의 부호에 따라서 오차 확산 가중치(50)를 결정한다. Next, a method of determining the error diffusion weight w (k, l) used in Equation 2 will be described. When the threshold value is determined as shown in Table 1, overlapping of the fractional pixel of each pixel or frame channel (G and R or B) of the minority pixel is reduced. However, the error spreading weight 50 is determined according to the threshold and the sign of the error used to further reduce the overlap of the fractional pixels.
즉, 0.1의 문턱값을 사용할 경우의 화소가 이미 처리된 주위 화소에서 양수의 오차를 전달받으면 오차 확산부의 출력값 Of(m,n)이 1을 출력할 확률을 더 크게 할 수 있으나, 0.9의 문턱값을 사용할 경우의 화소가 이미 처리된 주위 화소로부터 양수의 오차를 전달 받으면 0을 출력할 확률이 줄어든다. 반대로 0.9의 문턱값을 사용할 경우의 화소가 주위 화소로부터 음수의 오차를 전달 받으면 0을 출력할 확률이 높아지고, 0.1의 문턱값을 사용하는 화소가 주위 화소로부터 양수의 오차를 전달 받으면 1을 출력할 확률이 낮아진다. 그러므로 0.9의 디더 행렬값을 갖는 화소에서는 양수의 오차가 발생했을 때, 0.1의 디더 행렬값을 갖는 화소에서는 음수의 오차가 발생했을 때 도 4(a)의 화살표 방향으로 오차를 많이 전달한다. 반대로 0.9의 디더 행렬값을 갖는 화소에서는 음수의 오차를 발생했을 때, 0.1의 디더 행렬값을 갖는 화소에서는 양수의 오차가 발생했을 때 도 4(b)의 화살표 방향으로 오차를 많이 전달한다. 하기의 표 2는 오차값과 디더 행렬값에 따라 사용하는 오차확산계수를 나타낸다.That is, when a pixel using a threshold value of 0.1 receives a positive error from the surrounding pixels that have already been processed, the probability that the output value O f (m, n) of the error diffusion part outputs 1 may be greater, but the value of 0.9 When the threshold value is used, if the pixel receives a positive error from the surrounding pixel, the probability of outputting 0 is reduced. On the contrary, if a pixel using a threshold value of 0.9 receives a negative error from the surrounding pixels, the probability of outputting 0 increases. If a pixel using a threshold value of 0.1 receives a positive error from the surrounding pixels, the value 1 is outputted. The probability is lowered. Therefore, when a positive error occurs in a pixel having a dither matrix value of 0.9 and a negative error occurs in a pixel having a dither matrix value of 0.1, a large amount of error is transmitted in the arrow direction of FIG. 4 (a). On the contrary, when a negative error occurs in a pixel having a dither matrix value of 0.9 and a positive error occurs in a pixel having a dither matrix value of 0.1, a large amount of error is transmitted in the arrow direction of FIG. 4 (b). Table 2 below shows error diffusion coefficients used according to error values and dither matrix values.
[표 2]TABLE 2
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이에서의 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법을 적용하여 플라즈마 디스플레이(PDP)에 직접 디스플레이한 결과를 디지털 카메라로 촬영한 영상도이다. 도 5(a)는 오차 확산 방법을 적용하지 않은 경우에 대한 PDP에서의 디스플레이 영상이고, 도 5(b)는 종래의 Flyod-Steinberg 방식의 오차 확산 방법을 적용한 경우에 대한 PDP에서의 디스플레이 영상이며, 도 5(c)는 본 발명에 따른 PDP에서의 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법을 적용한 경우에 대한 PDP에서의 디스플레이 영상이다. 도 5(a)~(c)를 참조하면, 오차 확산 방법을 적용하지 않았을 때 보이는 계단현상은 종래의 Flyod-Steinberg 방식의 오차 확산 방법을 적용한 경우 저감되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법을 적용할 경우 프레임간, 채널간에 소수화소가 겹치지 않게 함으로써 주위화소와의 휘도차를 줄여서 종래의 Flyod-Steinberg 방식의 오차 확산 방법을 적용한 경우 보다 잡음이 더 저감되는 것을 확인할 수 있다.FIG. 5 is an image diagram of a digital camera photographing a result of directly displaying a plasma display (PDP) by applying an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion in a plasma display according to the present invention. 5 (a) is a display image in the PDP when the error diffusion method is not applied, Figure 5 (b) is a display image in the PDP when the conventional error diffusion method of the Flyod-Steinberg method is applied 5 (c) is a display image of a PDP for a case where an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion in a PDP according to the present invention is applied. Referring to Figure 5 (a) ~ (c), it can be seen that the step phenomenon when the error diffusion method is not applied is reduced when the conventional error diffusion method of the Flyod-Steinberg method is applied. However, when the error diffusion method based on the spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion according to the present invention is applied, the error difference method of the conventional Flyod-Steinberg method is applied by reducing the luminance difference from the surrounding pixels by not overlapping the hydrophobic pixels between frames and channels. It can be seen that the noise is reduced more than the case.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 플라즈마 디스플레이에서 역감마 보정의 수행으로 인해 발생하는 저 계조 표현 문제를 해결하기 위해 오차 확산 방법을 적용하는 경우, 그 오차 확산 방법 중 이진화 과정에 사용되는 문턱값으로 미리 결정된 디더 행렬의 원소를 사용하고 이진화에 따라 발생된 오차를 앞으로 처리할 주위 화소들에 전달함 때에는 상기 처리된 화소에 사용된 문턱값과 상기 계산된 오차의 부호에 따라 다른 오차 확산 가중치를 사용함으로써 동일한 화소 위치에서 R,G,B 칼라 채널별 중복 발광을 억제하고 이에 따라 눈에 거슬리는 잡음을 감소시키게 된다. As described above, in the present invention, when the error diffusion method is applied to solve the low gradation representation problem caused by performing the inverse gamma correction in the plasma display, the threshold diffusion used in the binarization process among the error diffusion methods is used. When using an element of a predetermined dither matrix and transferring the error generated by the binarization to surrounding pixels to be processed in the future, an error diffusion weight that is different depending on the threshold used for the processed pixel and the sign of the calculated error is used. This suppresses redundant light emission for each of the R, G, and B color channels at the same pixel position, thereby reducing undesired noise.
상술한 상세한 설명 및 도면의 내용은 본 발명을 설명하기 위한 실시예에 관한 것이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 특히 상세한 설명 및 도면에 기재된 본 발명에 따른 오차 확산 방법을 적용하기 위한 블록도의 구성요소는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 치환, 수정 또는 변경이 가능할 것이다. The above detailed description and contents of the drawings relate to embodiments for describing the present invention, but the present invention is not limited thereto. In particular, the components of the block diagram for applying the error diffusion method according to the present invention described in the detailed description and drawings may be substituted, modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명 및 도면에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위에 의해 결정되어져야 할 것이다.Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the appended claims rather than by the foregoing description and drawings.
본 발명에 따르면, 플라즈마 디스플레이에서 프레임간, 채널간에 소수화소를 겹치지 않게 함으로써 오차 확산 방법을 적용했을 때 발생하는 소수화소가 눈에 띄는 것을 줄이게 되어 어두운 영역에서 영상을 부드럽게 표현할 수 있는 효과를 나타낸다.According to the present invention, by not overlapping the hydrophobic pixels between frames and channels in the plasma display, the number of hydrophobic pixels generated when the error diffusion method is applied is reduced, thereby rendering the image smoothly in the dark region.
또한, 본 발명에 따르면, 플라즈마 디스플레이에서 주변화소와 소수화소간의 휘도차가 줄어듬에 따라 오차 확산에 따른 잡음도 저감시키는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, as the luminance difference between the neighboring pixels and the hydrophobic pixels is reduced in the plasma display, there is an effect of reducing noise due to error diffusion.
도 1은 입력 계조값에 플라즈마 디스플레이와 CRT의 휘도 특성을 비교한 그래프이다.1 is a graph comparing luminance characteristics of a plasma display and a CRT with an input gray scale value.
도 2는 저계조 영역에 대한 역감마 보정의 결과와 목표 휘도를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the result of the inverse gamma correction and the target luminance for the low gradation region.
도 3은 본 발명에 따른 PDP에서의 시공간적 소수화소 분산 기반의 오차 확산 방법을 보이는 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an error diffusion method based on spatiotemporal hydrophobic pixel dispersion in a PDP according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 원하는 소수화소의 발생 확률을 높이기 위해 오차값을 많이 전달시키는 방향을 나타내는 디더 행렬의 예시도이다.4 is an exemplary diagram of a dither matrix showing a direction in which a large number of error values are transmitted in order to increase a probability of generating a desired minority pixel according to the present invention.
도 5는 본 발명의 적용에 따른 PDP의 디스플레이 영상도이다.5 is a display image diagram of a PDP according to an application of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 역감마 보정부 20,40,90 : 가산부10: reverse gamma correction unit 20, 40, 90: addition unit
30 : 문턱값 비교부 50 : 오차 확산 가중치30: threshold comparison unit 50: error diffusion weighting
60 : 오차 확산 계수 결정부 70 : 프레임 및 채널별 수직, 수평신호60: error diffusion coefficient determiner 70: vertical and horizontal signals for each frame and channel
80 : 디더 행렬 결정부80: dither matrix determination unit
Claims (5)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100738816B1 (en) | 2005-08-30 | 2007-07-12 | 엘지전자 주식회사 | Image Processing Device and Method for Plasma Display Panel |
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