[논문]액정 디스플레이의 동화상 퍼짐 노이즈 특성 평가

염정덕

doi:10.5207/jieie.2009.23.1.027

[국내논문] 액정 디스플레이의 동화상 퍼짐 노이즈 특성 평가
Characteristics Evaluation of Moving Picture Blur Noise for Liquid Crystal Display 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.23 no.1, 2009년, pp.27 - 35

염정덕 (숭실대학교 전기공학부)

초록
AI-Helper

LCD의 동화상 퍼짐(blur) 노이즈를 측정하고 그 특성을 평가하였다. 실험결과, 퍼짐 노이즈는 시선이 동화상을 추적하면서 이동할 경우에 발생하며 시선이 고정되어 있을 경우에는 발생하지 않았다. 그리고 화상 퍼짐에 의한 계조 감소는 선형적이며 속도 의존성이 있었다. 이 실험결과를 근거로 한 퍼짐 노이즈 시뮬레이터를 개발하고 퍼짐 노이즈를 시뮬레이션 한 결과, 화상의 이동속도가 빠를수록 퍼짐 노이즈가 증가하였으며 이것은 측정결과와도 일치하였다. 백라이트 점등비 제어에 의한 퍼짐 노이즈 특성을 시뮬레이션 한 결과, 점등비가 낮을수록 노이즈가 저감되나 백라이트의 점등 타이밍이 2개의 인접한 프레임에 걸쳐서 있으면 오히려 노이즈가 심해졌다. 또한 프레임을 120[Hz]로 배속시켜 구동하는 경우에는 기존의 두 화상 사이에 새로운 화상이 생김으로써 얻는 화상 이동속도의 감소가 퍼짐 노이즈를 저감시켰다.

Abstract ▼ AI-Helper

The moving picture blur noise of LCD is measured and the characteristics of it are evaluated. From the results, blur noise is generated only when the sight line moves while pursuing the moving image and blur noise is not generated when the sight line is fixed. In addition, decrease of gray level by the image blur has a linearity and velocity dependence. The blur noise simulator based on this experimental results is developed. From the results of blur noise simulation, the faster the moving speed of image is, the more blur noise has increased and these agree with the results of measurement. In the result of simulating blur noise characteristics by the duty ratio control of backlight, noise is reduced by lowering of the duty ratio. but the blur noise increases if there is in the both of adjacent two frames. Moreover, the case of doubling the frame rate to 120[Hz], decreasing the moving speed of the image by making an new image between the adjacent two frames brings the reduction of blur noise.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 LCD를 사용하여 유지형 평판 디스플레이의 동화상 퍼짐(blur) 노이즈를 실제로 측정하고 그 특성을 평가하였다. 측정결과, 동화상 퍼짐 노이즈는 시선이 화상을 추적하면서 이동할 때 발생하며 시선이 고정되어 있을 때는 발생하지 않는다.
본 연구에서는 이러한 유지형 디스플레이에서의 동화상 퍼짐 노이즈를 IQD를 사용하여 직접 측정평가하고 이를 토대로 인간의 시각특성을 고려한 동화상 퍼짐 노이즈 컴퓨터 시뮬레이터를 개발하였다. 그리고 각종 동화상 퍼짐 노이즈 저감 기술들의 특성을 평가함으로써 시뮬레이터의 타당성을 검증하였다.

가설 설정

① 안구의 이동에 의한 시선은 물체를 완벽하게 추적한다.
그림에서 이미지는 1 프레임 즉, 1/60초당 2픽셀의 속도로 오른쪽을 향하여 이동하고 있다. 가정 ①로부터, 시선의 이동은 이미지의 이동과 거의 일치한다. 그림에서 화살표는 이 시선의 이동을 가리킨다.
보인 것이다. 시선이 화상의 이동을 연속적으로 추적한다는 가정으로부터 시선 방향에 있는 화소의 밝기는 망막상에서 평행사변형 꼴의 정지 화상으로 배열되고 시간방향으로 적분되어 인식된다. 그러므로 인간의 망막 안에 그려지는 화상의 이미지는 1 프레임 동안 관찰자의 시각 영역 내에 들어오는 인접 위치의 화소들의 밝기가 중첩된 상으로 구성된다.

제안 방법

개발하였다. 그리고 각종 동화상 퍼짐 노이즈 저감 기술들의 특성을 평가함으로써 시뮬레이터의 타당성을 검증하였다.
위에서 서술한 유지형 디스플레이의 동화상 인지 모델에 근거하여 LQD에서의 화상의 이동에 따른 시각의 인지싱태를 컴퓨터로 시뮬레이션하였다.
측정 결과를 근거로 한 동화상 퍼짐 노이즈 컴퓨터 시뮬레이터를 개발하였다. 그리고 이 시뮬레이터를 이용하여 동화상 퍼짐 노이즈 특성을 실험한 결과 화상의 이동속도가 빠를수록 퍼짐 노이즈가 증가하였으며 계조 감소 및 속도 의존성이 실제 측정결과와도 일치하였다.
동화상을 측정한 것이다. 화상의 이동속도는 1 프레임 당 4, 8, 12, 24, 48 화소(pixel)를 움직이도록 하고 그때의 CCD 이미지를 측정하였다.

대상 데이터

것이다. 측정에 사용된 디스플레이는 19인치 LCD 모니터이고 이미지 데이터를 얻기 위한(XD 이미지 검출장치는 ImagingSource사의 EFK 21AUO4로 VGA(640x4&))급 해상도의 이미지를 얻을 수 있다. 이미지 프레임은 &)[frmQsec]의 속도로 얻어지며 LCD의 프레임 주파수와 일치시켜 프레임 불일치가 화면상에 나타나는 것을 최소화하였다.

성능/효과

통상적으로 백라이트의 점등 시점을 화상 프레임에 동기시켜 점등하는 것이 가장 바람직하나 이 경우 부가적인 회로가 필요하게 되고 이를 고려한 LCD 모듈의 설계가 필요하게 되므로 비용 증가 요인이 된다. 그러므로 실험에서는 프레임에 동기시키지 않은 경우의 노이즈 발생정도를 시뮬레이션하였다 실험결과, 프레임의 앞, 뒤, 가운데 등 프레임 내에 점등 타이밍이 존재하기만 하면 노이즈의 발생정도는 동일하다. 그러나 두 프레임의 중간에 중첩하여 백라이트의 점등기간이 존재하는(d)의 경우에는 노이즈가 오히려 증가한다.
시뮬레이터를 개발하였다. 그리고 이 시뮬레이터를 이용하여 동화상 퍼짐 노이즈 특성을 실험한 결과 화상의 이동속도가 빠를수록 퍼짐 노이즈가 증가하였으며 계조 감소 및 속도 의존성이 실제 측정결과와도 일치하였다. 그러므로 본 연구에서 개발한 시뮬레이터의 알고리듬이 타당하다고 할 수 있다.
또한 120[Hz]로 프레임을 배속시켜 구동하는 경우에는 프레임 배속 효과보다는 새로운 화상 데이터가 생김으로 인한 화상 이동속도의 감소가 동화상 노이즈 저감효과를 가지고 온다는 것을 알았다.
본 시뮬레이터를 이용하여 백라이트 점등비 제어에 의한 윤곽선 퍼짐 노이즈 저감 특성을 평가한 결과 백라이트의 점등비가 낮을수록 노이즈가 저감되나 백라이트의 점등 타이밍은 1 TV 프레임 내에 있어야 하며 두 개의 인접 프레임들에 걸쳐서 존재하면 오히려 노이즈가 심해진다는 것을 알았다. 또한 120[Hz]로 프레임을 배속시켜 구동하는 경우에는 프레임 배속 효과보다는 새로운 화상 데이터가 생김으로 인한 화상 이동속도의 감소가 동화상 노이즈 저감효과를 가지고 온다는 것을 알았다.
위의 실험결과들로 부터 LCD의 동화상 퍼짐 노이즈는 ① 시선이 화상을 추적하는 경우에만 인식되며, ② 속도가 증가함에 따라 퍼지는 정도도 증가한다고 추론할 수 있다. 또한 ③ 퍼지는 부분의 계조는 선형적으로 감소한다는 것을 알 수 있다.
그 특성을 평가하였다. 측정결과, 동화상 퍼짐 노이즈는 시선이 화상을 추적하면서 이동할 때 발생하며 시선이 고정되어 있을 때는 발생하지 않는다. 또한 동화상 퍼짐으로 인한 계조 감소는 선형적이며 동화상의 이동속도가 증가함에 따라 퍼짐이 증가하는 속도 의존성이 있다.

후속연구

그러므로 이것이 화상의 퍼짐현상에 영향을 준다[4]. 추후에는 본 시뮬레이터에 액정의 응답특성을 추가하여 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 향상시키는 연구가 필요하다.

참고문헌 (6)

K. Sueoka, H.Nakamura, and Y. Taira, ‘Improving the Moving-Image Quality of TFT-LCDs’, Conf. Record of IDRC, pp.203-206, 1997
T. Kurita, A. Saito and I. Yuyama, ‘Consideration on Perceived MTF of Hold Type Display for Moving Images’, Proc. of IDW, pp.823-826, 1998
T. Kurita, ‘Moving Picture Quality Improvement for Hold-type AM-LCDs’, SID Symposium Digest, pp.986-989, 2001
J. Hirakata, A. Shingai, Y. Tanaka, K. Ono and T. Furuhashi, ‘Super-TFT-LCD for Moving Picture Images with the Blink Backlight System’, SID Symposium Digest, pp.990-993, 2001
A. Sluyterman and W. Poel, ‘Motion-Fidelity Improvement at a Frame Rate of 120[Hz] via the Use of a Scanning Backlight’, SID Symposium Digest, pp.127-130, 2007
B. Berkeley, and S. Hulyalkar, ‘Motion Interpolation/Frame-Rate Compensation for LCD-TV’, SID Symposium Digest, pp.358-361. 2008

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증