[논문]듀얼 스캐닝을 이용한 고해상 LED 전광판 영상제어장치설계

하영재; 김인재; 김선형

doi:10.6109/jkiice.2011.15.7.1415

듀얼 스캐닝을 이용한 고해상 LED 전광판 영상제어장치설계
Using a high-resolution LED display Dual Scanning Image Control System Design 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.15 no.7, 2011년, pp.1415 - 1422

하영재 (순천향대학교 정보통신공학과) , 김인재 (가천의과학대학교 IT학부) , 김선형 (순천향대학교 정보통신공학과)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 풀 칼라 전광판에서 고효율의 해상도 표출을 위해서 듀얼 스캐닝 제어방식을 제안하고, 이를 이용해서 LED전광판의 고정된 픽셀을 영상신호에 따라 픽셀 도트 형태를 변화하게 하였다. 그리고 DICT(Dynamic Image Correction Technology) 메인 컨트롤러를 이용해서 동영상 정보를 히스토그램 균등화에 의거 영상 계조도의 값을 균일하게 분포하도록 하고, 동적 영역을 변환하여 화질을 개선하며, 입력 영상을 듀얼 오토 스캔 스위칭 컨트롤러로 전광판 내 LED Module의 픽셀을 물리적으로 제어함으로서 기존 전광판 LED 픽셀 도트의 표출 대비 4배의 고해상도 표출이 가능하도록 하는 기술을 제안하고 이를 시험제작을 통해서 그 성능을 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, full color billboards for the efficient expression of the resolution to offer dual-scanning control method, using the LED display it on a fixed pixel video signal to the pixel dot pattern was changed. And DICT(Dynamic Image Correction Technology) using the main controller in accordance with video information, histogram equalization of image gray scale values to be uniformly distributed, and dynamically improves image quality by converting the area, and a dual auto-scan input video switching controller board as the pixels in the LED Module by controlling the physical manifestation of the existing board LED pixel dots than 4 times the resolution proposes a technique that can be expressed and made it through testing verified the performance.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

픽 셀 도트 표출이 곤란하다. 따라서 본 논문에서 제안한 DICT (Dynamic Image Conectiaj Technology)은 동영상을 안정화 시킬 수 있도록 히스토그램 균등화를 이용해 전광판에 입력되는 영상 데이터를 히스토그램으로 자동 분석 하고, 이를 기초로 하여 히스토그램 분포를 제어함으로서, 전광판에 표출되는 영상 계조 도의 값을 균일하게 향상시킬 수 있어서 히스토그램 분포 제어 가 가능하도록 도와주는 기 술이다. 즉, 표출 영상 계조도의 값을 히스토그램 보정 방법으로 전체 영상에서 최대 최소 값의 임계치를 정하고DICT 영상 제어 장치를 통한 LED 모듈의 픽 셀별 영상 표출이 되도록 하였다.
있다. 따라서 본 논문에서는 전광판에 표출되는 동영상의 픽셀을 4배로 증가시켜 표출시키는 기술을 개발함으로서 기존의 설치 전광판에 비해서 전광판의 표출 선명도 향상뿐만 아니라 전광판제작및 설치에 따른 경제적인 면에서도 우수한 기술임을 제작 설치시험을 통해서 입증하였다.

제안 방법

LED 영상 전광판에서 듀얼 스캔 제어를 위하여 DICT는 고속의 CPU를 사용해서 동영상 스캔을 더욱안정화시키고, LED 전광판에 더욱 선명한 동영상 화질을 제공하기위하여 그림 1과 같이 DICT 히스토그램 분포 제어가 가능한 Dual Auto Scan Switching Control 을 통하여 제 1 모듈 드라이 브의 Unit A와 A'그리고 제 2 모듈 드라이브 Unit B와 B'로 구분하여서 영상 정보를 스캐닝 한다[2]. 따라서 LED 전광판의 픽 셀들을 싱글 스캔방식이 아닌 듀얼 스캔방식으로 구동함으로서 일반적으로 사용되고 있는 픽 셀 도트들의 수량보다 4 배가 더 많은 픽 셀들을 구동할 수 있으므로 전광판의 표출 화면을 더욱 선명한 표출이 가능하도록 설계하였다(3).
그러므로 그림4의 Module Dot 구성 에 따른 표출시 의 Pixels Dot별 조합 형 식 으로 표줄이 가능하도록 함으로서 전광판의 표출 영상 해상도를 높일 수 있도록 설계하였다.
자동으로 제어할 수 있도록 한다. 그리고 DICT 메인 컨트롤러에서 영상 이미지 처리 제어기능을 이용하여 히스토그램의 임계값에 의한 영상 계조도 분포 값을 균일하게 분포하도록 한다. 그리고 오토스캔 스위 칭컨트롤러로 하여금 동적 영역의 화질 변환[9]을 개선 시키 기 위해서 전광판의 LED Module의 픽 셀을 제어하여 기존 LED 픽셀 도트의 표출 수량을 물리적으로 4배로 늘려 표출할 수 있도록 한다.
그리고 DICT 메인 컨트롤러에서 영상 이미지 처리 제어기능을 이용하여 히스토그램의 임계값에 의한 영상 계조도 분포 값을 균일하게 분포하도록 한다. 그리고 오토스캔 스위 칭컨트롤러로 하여금 동적 영역의 화질 변환[9]을 개선 시키 기 위해서 전광판의 LED Module의 픽 셀을 제어하여 기존 LED 픽셀 도트의 표출 수량을 물리적으로 4배로 늘려 표출할 수 있도록 한다. 그림9에 Dual Scanning 영상제어와 기존의 표출 영상제어의 표출 비교 시험 결과를 나타내었다.
스캐닝 한다[2]. 따라서 LED 전광판의 픽 셀들을 싱글 스캔방식이 아닌 듀얼 스캔방식으로 구동함으로서 일반적으로 사용되고 있는 픽 셀 도트들의 수량보다 4 배가 더 많은 픽 셀들을 구동할 수 있으므로 전광판의 표출 화면을 더욱 선명한 표출이 가능하도록 설계하였다(3).
이때 LED 전광판을 구성 하고 있는 LED 모듈을 구성 하는 픽 셀들은 기존의 R, G, B 형 태 로 LED Dot Pixels이아닌 각각의 LED Dot로 구성되어지고, Module별로 Switcl血g되고 있는 각각의 영상 데이터들을 독립적으로 픽셀 Dot 구성으로 만들어서 유동적인 Dot 픽셀형식으로 전광판 표시 면에 표출토록 한다.[10]
이때 전광판의 표출 픽셀은 정형화되어 만들어진 픽셀의 형식이 아니라 입력 영상 데이터에 따라 도트픽셀이 조합되어 만들어 짐 에 따라 전광판에 동영상 표출 시 발광 LED 의 픽 셀별 상호 교란 및 빛의 산란으로 화면의 화질이 크게 떨어질 수 있는 부분을DICT 히스토그램 분포 제어를 통하여 화면의 화질이 더욱 선명하게 표출될 수 있도록 구성하였다.[7]
전광판 모듈에 표시 될 LED 픽 셀(16*16Dot)을 싱글 스캔이 아닌 듀얼 스캐닝으로 그림2와 같이 영상Data Switching Controller를 통한 Dual Module Control S] 제 1 모듈컨트롤러와 제2 모듈컨트롤러는 각각 듀얼 스캔으로 영상을 표출하게 함으로서 싱글 스캔보다는 4배의 영상을 스캔하게 되며 영상 신호의 스캔 형 태는 그림 2와 같이 듀얼 형태의 영상 스캔으로 모듈 픽셀의 표출을 안정화시켰으며 표출 영상 신호에 따른 빛의 상호 간섭을 최소화시켜서 표출 영상을 구현하도록 하였다 [4].
따라서 본 논문에서 제안한 DICT (Dynamic Image Conectiaj Technology)은 동영상을 안정화 시킬 수 있도록 히스토그램 균등화를 이용해 전광판에 입력되는 영상 데이터를 히스토그램으로 자동 분석 하고, 이를 기초로 하여 히스토그램 분포를 제어함으로서, 전광판에 표출되는 영상 계조 도의 값을 균일하게 향상시킬 수 있어서 히스토그램 분포 제어 가 가능하도록 도와주는 기 술이다. 즉, 표출 영상 계조도의 값을 히스토그램 보정 방법으로 전체 영상에서 최대 최소 값의 임계치를 정하고DICT 영상 제어 장치를 통한 LED 모듈의 픽 셀별 영상 표출이 되도록 하였다.

성능/효과

따라서 본 논문에서 제안한 DICT 듀얼 스캐닝 컨트롤을 이용한 고해상도 LED 전광판 구동기술을 사용하여 제작한다면 기존의 LED 전광판 표시판의 도트 픽 셀 (Dot Pixels)을 기준으로 전광판 영상 표출 해상도는 그림 13의 듀얼스캐닝의 가시거리에 따른 해상(선명)도비 교도에서와같이 도트 픽셀대비 4배 이상의 영상 도트 픽셀을 표현할 수 있으며, 텍스트(Text) 표출 시에는 문자, 기호 그 외 특별문자 표현이 더욱 선명하게 표현할 수 있게 되어서, 전광판 표출 픽 셀 기준으로 보면 설치 비용면에서도 그림 14의 전광판 설치 면적 대비 해상도가 같다고 가정할 때, 전광판 구성 모듈 수량만큼 제작비용을 줄일 수 있는 획기적인 전광판 구동제어 기술이 라 하겠다.
옥외 대형 풀 칼라 전광판 설치 시에는 표출면 의 크기에 따른 기존 설치가격 대비 듀얼 스캐닝(Dual Scanning) 회로 구성으로 전광판의 표출화면 선명도로 볼 때 그 어떤 전광판의 표출에서도 실시간 영상으로 보면4배나 더 좋은 해상도로 영상 표출이 가능함에 따라 일반전광판의 싱글 표출 방법에 비하여 4배의 고해상도 영상표출이 가능하다는 것을 실험을 통하여 입증하였다.
일반적으로 사용되고 있는 싱글형식과 본 논문에서 제 안한 듀얼형 식 에 대한 표출 영 상차이는 그림 8의 Dual Scan과 기존 전광판의 표출비교도와 같이 DICT에서의 영상보정을 하지 않으면 표출면의 선이 굵게 표출되어선 명도가 크게 떨어지는 것을 DICT의 히스토그램 임 계값으로 영상을 보정하여 표출함에 따라 더욱 선명한 화질로 제공되어 진다는 것을 알 수 있다.[8]
풀 칼라 전광판의 영상 표출시 DICT Main Controller 에서 고속의 CPU를 이용하여 히스토그램에 의한 영상의 임계값을 결정함으로써 입력되는 영상 데이터의 특성이 반영되어 해당 기준 휘도 값에 따라 히스토그램의 분포를 제어 함으로써 LED 전광판에 표출되는 영상 휘도 값을 균일하게 향상시켜 영상정보를 보정하고 표출 동영상을 더욱 안정화할 수 있게 하여 듀얼 스캐 닝 으로 LED 모듈의 픽 셀을 설 정 함으로서 기존 전광판 표출에서의 표출 방법보다는 영상 표출의 Pixels Dot수는 4배 이상으로 해상도가 높아 전광판의 픽셀 피치가 클수록 기존 전광판보다 더 선명하고 뚜렷한 화면 구성으로 전광판의 표출화면의 선명도가 크게 입 증될 수 있다. n

참고문헌 (11)

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하영재, 진병윤, 김선형, "풀칼라 LED 전광판용 고속 데이타처리 제어장치 설계", 한국해양정보통신학회논문지, 제14권, 제2호, pp. 462-468, 2010.

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FANTAVISION기술연구소 "듀얼스캐닝 처리를 통한 고 해상 LED전광판" 기술특허 제 10-0128353호, 출원번호 제 1020100128353호, 2010.
FANTAVISION기술연구소 "LED전광판 및 양방향 제어" 기술특허 제 10-0857182호, 출원번호 제1020080010187호, 2008.
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Dougherty,E.R., "Random Processes for Image and Signal Processing", IEEE Press, New York. data book, 2000.
하영재, 진병윤, 김선형, "히스토그램 분포 제어가 가능한 풀 칼라 LED 디스플레이장치 개발", 한국해양정보통신학회논문지, 제14권, 제7호, pp. 1708-1714, 2010.

원문보기 상세보기
FANTAVISION기술연구소 "히스토그램 분포의 제어가 가능한 LED전광판 및 LED전광판의 히스토그램 분포 제어 기술" 기술특허 제10-0955338호, 출 원번호 제 1020100008007호, 2010.
Windyga, P.S., "Fast Impulsive Noise Rem-oval," IEEE Trans Image Processing, vol.10, no. 1, pp. 173-179, 2001.

상세보기
Eng, H.-L., and MA, K.-K., "Noise Adaption Soft- Switching Median Fillter "IEEE Trans. Image Processing, vol.10, no.2, pp. 242-251, 2001.

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하영호. 남재열. 이응주. 이철희, "디지털 영상처리 (Digital Image Processing)기술 2nd Edition", no.3, pp.91-107, 2003.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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