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KR100263167B1 - 엘씨디 모니터의 해상도 변환장치 - Google Patents

엘씨디 모니터의 해상도 변환장치 Download PDF

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KR100263167B1
KR100263167B1 KR1019970061839A KR19970061839A KR100263167B1 KR 100263167 B1 KR100263167 B1 KR 100263167B1 KR 1019970061839 A KR1019970061839 A KR 1019970061839A KR 19970061839 A KR19970061839 A KR 19970061839A KR 100263167 B1 KR100263167 B1 KR 100263167B1
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Abstract

개시된 해상도 변환장치는 LCD 모니터에 입력되는 영상신호의 해상도가 낮은 경우 DCT 및 IDCT를 사용하여 LCD 모니터가 제공하는 해상도로 변환하도록 하는 것이다.
본 발명에 따른 해상도 변환장치는 LCD 모니터의 화면상에 표시할 R, G 및 B의 색신호를 출력함과 동시에 수평/수직 동기신호를 출력하는 컴퓨터 시스템과, 컴퓨터 시스템에서 입력된 영상 신호의 레벨을 증폭하는 신호 증폭 조절부와, 신호증폭 조절부로부터 출력되는 영상 신호를 밝기 제어신호에 따라 레벨을 가변시켜 밝기를 조절하는 클램프와, 클램프에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기와, 컴퓨터 시스템에서 출력되는 수평/수직 동기신호를 검출하여 분리하고 분리한 수평/수직 동기신호의 주파수로 동작 모드를 판단하며 판단한 동작 모드에 따른 해상도를 인식하는 마이크로 컴퓨터와, 마이크로 컴퓨터가 인식한 해상도에 따라 LCD 모니터에 맞는 해상도로 변환시키기 위해 상기 아날로그/디지털 변환기에서 출력되는 영상 신호의 주파수를 DCT 및 역변환하여 LCD 패널에 인가하는 그래픽 제어부로 구성된다.
따라서, 본 발명은 입력영상의 해상도가 낮은 경우 DCT 및 역변환을 통해 LCD 모니터에 맞는 해상도로 변환시켜 화질을 크게 개선하는 효과를 제공한다.

Description

엘씨디 모니터의 해상도 변환장치
본 발명은 엘씨디(Liquid Crystal Display; 이하, LCD라 약칭함) 모니터의 해상도 변환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD 모니터에 입력되는 영상의 해상도가 낮은 경우 DCT(Discrete Cosine Transform) 및 IDCT(Inverse Discrete Cosine Transform)를 사용하여 LCD 모니터가 제공하는 해상도로 변환하도록 하는 LCD 모니터의 해상도 변환장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 모니터는 경량이고, 얇게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 영상을 찌그러짐이 없이 깨끗하게 표시할 수 있는 장점이 있는 것으로서 노트북형 컴퓨터를 비롯하여 그 사용 범위가 점차 확대되고 있다.
도 1은 종래의 LCD 모니터의 해상도 변환장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(10)은 LCD 모니터의 화면상에 표시할 소정의 영상 신호 즉, R, G 및 B의 색신호를 출력함과 동시에 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 출력한다.
신호 증폭 조절부(20)는 컴퓨터 시스템(10)이 출력하는 영상 신호의 레벨을 증폭한다.
클램프(30)는 신호 증폭 조절부(20)에서 출력되는 영상 신호를 밝기(brightness) 제어신호에 따라 레벨을 가빈시켜 밝기를 조절한다.
아날로그/디지털 변환기(40)는 클램프(30)에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
마이크로 컴퓨터(50)는 LCD 모니터의 전반적인 동작을 제어한다.
즉, 마이크로 컴퓨터(50)는 컴퓨터 시스템(10)이 출력하는 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 검출하여 분리한다.
그리고 컴퓨터 시스템(10)이 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 출력하는 방법으로는 여러 가지가 있다.
예를 들면, 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 각기 분리하여 출력하거나, 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 혼합한 합성 동기신호를 출력하거나, R, G 또는 B의 색신호에 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 혼합하여 출력한다.
이와 같이 컴퓨터 시스템(10)이 여러 가지의 방법으로 출력하는 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 마이크로 컴퓨터(50)가 검출하여 분리한다.
그리고 마이크로 컴퓨터(50)는 상술한 분리된 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)의 주파수로 동작 모드를 판단하고, 판단한 동작 모드에 따른 해상도를 인식한다.
즉 컴퓨터 시스템(10)은 동작 모드에 따라 출력하는 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)의 주파수가 상이하다.
동작 모드로서는 CGA(Color Graphics Adapter) 모드, VGA(Video Graphics Array) 모드 및 SVGA(Super Video Graphics Array) 모드 등으로 여러 가지가 있고, 이들 동작 모드에 따라 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)의 주파수와 해상도가 상이하다.
예를 들면, CGA 모드는 수평 동기신호(H)의 주파수가 15.75KHz이고, 수직 동기신호(V)의 주파수는 60Hz이며, 해상도는 640×350이다.
VGA 모드는 수평 동기신호(H)의 주파수가 31.5KHz이고, 수직 동기신호(V)의 주파수는 60Hz 또는 70Hz이며, 해상도는 720×350 또는 640×480이다.
SVGA 모드는 수평 동기신호(H)의 주파수가 35∼37KHz이고, 수직 동기신호(V)의 주파수는 인터 레이스(interlace)이며 , 해상도는 800×600이다.
상술한 바와 같이 마이크로 컴퓨터(50)가 동작 모드에 따른 해상도를 인식하면, 분리한 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 그래픽 제어부(60)로 출력한다.
그래픽 제어부(60)는 상술한 마이크로 컴퓨터(50)가 인식한 해상도에 따라 PLL(Phase Locked Loop) 회로(63)의 분주 값을 가변하여 출력되는 펄스 신호의 주파수를 조절하여 LCD 패널(70)에 인가하여 표시되게 한다.
이 그래픽 제어부(60)는 아날로그/디지털 변환기(40)로부터 출력되는 영상신호를 양자화 하는 양자화부(61)와, 양자화부(61)에서 양자화된 데이터의 해상도를 조절하는 해상도 조절부(62)로 구성되어 있다.
이러한 구성을 가지는 LCD 모니터에 있어서, LCD 패널(70)은 1024×768의 해상도를 제공하기 때문에 640×480 또는 800×600의 해상도를 지닌 영상이 인가되는 경우 그래픽 제어부(60)에서 1024×768의 해상도를 만족하는 인위적인 신호를 인가하여 1024×768의 해상도로 변환시켜 LCD 패널(70)로 출력하여 표시하도록 하였다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 1024×768의 해상도를 지닌 LCD 패널(70)에 예를 들어 640×480의 해상도를 지닌 영상이 입력된다고 하면 실제 LCD 패널(70)을 통해 표시되는 화상은 LCD 패널(70)의 전체가 아닌 중앙의 일부 영역에 640×480의 크기로 표시된다.
그러므로 이 영상을 해상도 조절부(62)를 통해 1024×768의 해상도로 변환시켜 표시되게 한다.
이때 LCD 패널(70)에 입력영상을 표시하기 위해서는 1024 - 640 = 384 개의 화소와 768 - 480 = 288 개의 라인이 추가로 삽입되어야 하기 때문에 실제 표시되는 화질에 큰 영향을 끼치게 된다.
따라서, 상술한 바와 같이 종래의 LCD 모니터의 해상도 변환장치는 640×480 또는 800×600의 해상도를 지닌 영상이 인가될 때 인가된 신호를 양자화 시키고 단순히 LCD 패널의 크기에 맞게 1024×768의 해상도로 변환시키면 LCD 패널을 통해 표시되는 화질이 선명하지 못한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 LCD 모니터에 입력되는 영상의 해상도가 낮은 경우 입력된 영상의 주파수를 DCT 및 역변환하여 LCD 모니터가 제공하는 해상도로 변환시켜 LCD 패널에 표시하도록 하는 LCD 모니터의 해상도 변환장치를 제공하는 데 있다.
제1도는 종래의 LCD 모니터의 해상도 변환장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
제2도는 종래의 해상도 변환의 동작을 나타내 도면,
제3도는 본 발명에 따른 LCD 모니터의 해상도 변환장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
제4도는 본 발명에 적용된 DCT 변환 및 역변환의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 컴퓨터 시스템 200 : 신호 증폭 조절부
300 : 클램프 400 : 아날로그/디지털 변환기
500 : 마이크로 컴퓨터 600 : 그래픽 제어부
610 : 양자화부 620 : DCT부
630 : 해상도 조절부 640 : IDCT부
650 : PLL 회로 700 : LCD 패널
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LCD 모니터의 해상도 변환장치는 LCD 모니터의 화면상에 표시할 R, G 및 B의 색신호를 출력함과 동시에 수평/수직 동기신호를 출력하는 컴퓨터 시스템과, 컴퓨터 시스템에서 입력된 영상 신호의 레벨을 증폭하는 신호 증폭 조절부와, 신호 증폭 조절부로부터 출력되는 영상 신호를 밝기 제어신호에 따라 레벨을 가변시켜 밝기를 조절하는 클램프와, 클램프에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기와, 컴퓨터 시스템에서 출력되는 수평/수직 동기신호를 검출하여 분리하고 분리한 수평/수직 동기신호의 주파수로 동작 모드를 판단하며 판단한 동작 모드에 따른 해상도를 인식하는 마이크로 컴퓨터와, 마이크로 컴퓨터가 인식한 해상도에 따라 LCD 모니터에 맞는 해상도로 변환시키기 위해 상기 아날로그/디지털 변환기에서 출력되는 영상신호의 주파수를 DCT 및 역변환하여 LCD 패널에 인가하는 그래픽 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 LCD 모니터의 해상도 변환장치를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 LCD 모니터의 해상도 변환장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(100)은 LCD 모니터의 화면상에 표시할 소정의 영상 신호 즉, R, G 및 B의 색신호를 출력함과 동시에 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 출력한다.
신호 증폭 조절부(200)는 컴퓨터 시스템(100)에서 입력된 영상 신호의 레벨을 증폭한다.
클램프(300)는 신호 증폭 조절부(200)로부터 출력되는 영상 신호를 밝기(brightness) 제어신호에 따라 레벨을 가변시켜 밝기를 조절한다.
아날로그/디지털 변환기(400)는 클램프(300)에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
마이크로 컴퓨터(500)는 LCD 모니터의 전반적인 동작을 제어한다.
즉 마이크로 컴퓨터(500)는 컴퓨터 시스템(100)이 출력하는 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 검출하여 분리하고, 분리한 수평 동기신호(H) 및 수직동기신호(V)의 주파수로 동작 모드를 판단하며, 판단한 동작 모드에 따른 해상도를 인식한다.
또한 마이크로 컴퓨터(500)가 동작 모드에 따른 해상도를 인식하면, 분리한 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)를 그래픽 제어부(600)로 출력한다.
그래픽 제어부(600)는 상술한 마이크로 컴퓨터(500)가 인식한 해상도에 따라 PLL 회로(650)의 분주 값을 가변하여 출력되는 영상 신호의 주파수를 DCT 및 역변환 하여 LCD 모니터에 맞는 해상도로 변환시켜 LCD 패널(700)에 인가하여 표시되게한다.
이 그래픽 제어부(600)는 아날로그/디지털 변환기(400)로부터 출력되는 영상신호를 양자화 하는 양자화부(610)와, 양자화부(610)에서 양자화된 데이터를 각 블록으로 나누어 변환시키는 DCT부(620)와, DCT부(620)의 변환결과 생성된 각각의 블록에 대한 DCT 계수를 조절하여 LCD 모니터가 제공하는 해상도로 조절하는 해상도 조절부(630)와, 해상도 조절부(630)에서 입력된 데이터를 역변환하여 원화상으로 복원하는 IDCT부(640)로 구성되어 있다.
도 4는 본 발명에 적용된 DCT 변환 및 역변환의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 최초에 인가되는 디지털 화상을 DCT하고자 하는 경우에는 우선 8×8로 블록을 나눈 후 후술되는 수학식 1에 따라 연산을 수행한다.
상술한 바와 같이 블록을 나누는 것은 8×8 이외에 4×4, 2×2 등을 사용할 수 있으나, 통상적으로 8×8을 사용한다.
[수학식 1]
Figure kpo00001
여기서u, v=0, 1, 2, …, N-1이다.
상술한 수학식 1과 같이 DCT를 행한 후에는 각각의 8×8 블록에 대한 DCT 계수가 얻어진다.
여기서, DC(Direct Current) 성분은 전체 화상의 평균값이며, AC(Alternate Current) 성분은 각 화상의 변화분을 나타낸다.
이처럼 DCT 계수가 얻어진 후에는 IDCT를 행하여 영상을 복원하면 원래의 화상과 거의 일치하는 영상을 얻을 수 있다.
현재 대부분의 자연영상의 섬세함을 나타내는 공간 주파수 분포가 저주파 성분이 크고 고주파 성분이 작기 때문에 이와 같은 공간 주파수의 분포를 활용하는 DCT를 사용하여 압축을 하게 된다.
따라서 DCT에 의해 압축을 하게 되면 압축률이 우수하여 전송될 데이터가 크게 줄어듦은 물론 압축된 영상을 복원할 때에도 원래의 영상과 거의 일치되게 복원할 수 있다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 LCD 모니터의 해상도 변환장치의 작용을 구체적으로 설명한다.
여기에서 컴퓨터 시스템(100)을 통해 인가되는 영상의 해상도는 640×480이라고 가정한다.
우선, LCD 모니터의 화면상에 표시할 소정의 영상 신호 즉, R, G 및 B의 색신호를 출력함과 동시에 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)가 컴퓨터 시스템(100)을 통해 출력된다.
컴퓨터 시스템(100)에서 입력된 영상 신호는 신호 증폭 조절부(200)를 통해 레벨이 증폭되고, 신호 증폭 조절부(200)로부터 출력되는 영상 신호는 클램프(300)를 통해 레벨이 가변되어 밝기가 조절된다.
이와 같이 클램프(300)에서 출력된 아날로그 신호는 아날로그/디지털 변환기(400)를 통해 디지털 신호로 변환되어 그래픽 제어부(600)로 출력된다.
또한, 컴퓨터 시스템(100)에서 입력된 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)는 마이크로 컴퓨터(500)를 통해 검출·분리되고, 분리한 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)의 주파수로 동작 모드와 입력된 영상의 해상도를 인식한다.
이렇게 마이크로 컴퓨터(500)가 동작 모드에 따른 해상도를 인식하면, 분리한 수평 동기신호(H) 및 수직 동기신호(V)는 그래픽 제어부(600)로 출력된다.
상술한 마이크로 컴퓨터(500)가 인식한 해상도에 따라 그래픽 제어부(600)에서는 아날로그/디지털 변환기(400)로부터 출력된 영상 신호를 양자화부(610)를 통해 양자화 시킨다.
이렇게 양자화된 데이터는 8×8의 블록으로 나누어져 DCT부(620)를 통해 변환되어 각각의 블록에 해당되는 DCT 계수를 얻는다.
이와 같이 DCT부(620)의 변환을 통해 얻어진 DCT 계수는 해상도 조절부(630)를 통해 LCD 모니터가 제공하는 1024×768의 해상도에 맞도록 DCT 계수 각각의 값에 적당한 값이 인가된다.
마지막으로 해상도 조절부(630)를 통해 출력된 데이터는 IDCT부(640)에서 역변환되어 최초에 인가된 640×480의 원영상에서 1024×768로 변환된 화상이 얻어지게 되며, 이렇게 복원된 영상은 LCD 패널(700)에 인가되어 표시된다.
여기에서, 본 발명에서는 디지털 화상의 정보를 주파수 영역에서 해석하여 인가된 영상의 해상도를 변환시키는 것에 대해 설명하였으나, 그 이외에 윤곽 보정이나 영상 압축 등에도 확대시켜 적용할 수 있음은 물론이다.
이상에서와 같이 본 발명의 LCD 모니터의 해상도 변환장치에 의하면, LCD 모니터에 입력되는 영상의 해상도가 낮은 경우 화소 및 라인을 강제적으로 삽입하여 1024×786의 해상도로 변환시키는 것과는 달리 입력영상의 주파수를 DCT 및 역변환을 통해 LCD 모니터에 맞는 해상도로 변환시켜 원래의 입력 영상과 거의 동일하게 LCD 패널에 표시함에 따라 해상도 변환시 발생되는 화질저하를 크게 개선하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. LCD 모니터의 화면상에 표시할 영상 신호를 출력함과 동시에 수평/수직 동기신호를 출력하는 컴퓨터 시스템;
    상기 컴퓨터 시스템에서 입력된 영상 신호의 레벨을 증폭하는 신호 증폭 조절부;
    상기 신호 증폭 조절부로부터 입력되는 영상 신호를 밝기 제어신호에 따라 레벨을 가변시켜 밝기를 조절하는 클램프;
    상기 클램프에서 입력된 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기;
    상기 컴퓨터 시스템에서 입력되는 수평/수직 동기신호의 주파수로 동작 모드를 판단하고 판단한 동작 모드에 따른 해상도를 인식하는 마이크로 컴퓨터; 및
    상기 마이크로 컴퓨터가 인식한 해상도에 따라 LCD 모니터에 맞는 해상도로 변환시키기 위해 상기 아날로그/디지털 변환기에서 입력되는 영상 신호의 주파수를 DCT 및 역변환하여 LCD 패널에 인가하는 그래픽 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 모니터의 해상도 변환장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 그래픽 제어부는;
    상기 아날로그/디지털 변환기로부터 입력되는 영상신호를 양자화 하는 양자화부;
    상기 양자화부에서 양자화된 데이터를 변환시키는 DCT부;
    상기 DCT부의 연산결과 생성된 DCT 계수를 조절하여 LCD 모니터가 제공하는 해상도로 조절하는 해상도 조절부; 및
    상기 해상도 조절부에서 입력된 데이터를 역변환하여 원화상으로 복원하는 IDCT부로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 모니터의 해상도 변환장치.
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