인간의 감성을 고려한 화질 향상 시스템과 백라이트 유닛 설계 = Image quality enhancement system and backlight unit design considering human factors

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Image quality enhancement system and backlight unit design with optimum dimming ratio considering human factors are proposed to enhance image qualities utilizing low hardware complexity look up tables and to reduce the power of backlight unit. Various human emotional and theoretical image factors are considered to enhance image qualities.
The proposed algorithm is thoroughly verified by Matlab and image results are shown. They show not only better image qualities from theoretical point of you, but also more adaptive and better suited for human emotion.
The proposed image enhancement methodologies can be applied for fog reduction. Various image metrics such as contrast ratio are evaluated by eye tests.
As UHD-TV era comes, considerable amount of power is required. By using proposed dimming techniques, lens, diffuser and backlight dimming factors are totally optimized to minimize the power consumption without noticeable image quality degradation.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 Display의 Power를 효율적으로 조절하면서 화질의 향상방법을 위한 Backlight 조절과 Look Up Table을 기반으로 이미지 픽셀 데이터를 효과적으로 조절하여 화질을 향상하는 방안을 제안하였다.
Backlight 조절 방법은 Lens, Diffuser, Dimming 요소를 모두 고려하여 화질을 감소시키지 않으면서 Power 소모를 감소시키는 방법을 마련하였고, 감성과 비감성적인 측면으로 나누어 비감성적인 화질 조절과 사람의 감성을 반영하는 화질 조절을 Eyetest를 통하여 만들었으며 이를 Matlab Simulation하여 다양한 영상의 화질을 조절하였고 응용 방안의 하나로 Fog 제거 화질 조절에 적용하였다.
다양한 화질 조절 지표 조절을 이론에 기초한 비감성적 조절과 사람의 시각적 특성을 고려하여 선호하는 화질 조절에 따른 화질지표의 조절량 분석을 통하여 최적화된 감성화질 조절 방안을 제안하였다. 제안된 알고리즘 및 방안은 MATLAB 시뮬레이션을 통하여 영상의 화질을 조절하고, 이를 Eye Test로 평가하여 주관적 감성화질 개선 성능을 검증하였으며 하드웨어로 구현하기 위한 설계를 하였다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• II. 화질 향상 시스템 3
• 1. 기존 화질 제어 시스템의 문제점 3
• 2. 화질 향상 목표 4
• III. 이론적 화질 조절 방안 5
• 1. Brightness 6
• 2. Contrast 7
• 3. Saturation 9
• 4. Backlight Dimming 12
• IV. 감성 화질 조절 방안 13
• 1. 이미지 조절 대표 화질 지표 선정 및 조절 방안 14
• 2. 이미지 최적화 방안 19
• 3. 대표 이미지 샘플 확보 21
• 4. 감성 Eyetest 23
• 5. Block 단위 화질 조절 26
• V. Backlight Unit 설계 28
• VI. MATLAB Simulation Results 30
• 1. Block 단위 화질 조절 Simulatio 30
• 2. Simulation 결과 32
• (1). Block 단위 화질 조절 결과 32
• (2). Dimming Simulation 결과 48
• (3). Backlight Unit 설계와 주변 환경, Dimming에 따른 화질 분석 53
• VII. 화질조절 시스템 구현 59
• 1. Look-up Table을 이용한 화질개선 모듈 구현방안 59
• 2. 상위 수준 아키텍처 60
• VIII. 결론 61