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모바일 AMOLED 디스플레이에서의 저연산 저전력 동영상 재생 기법

초록/요약

높은 명암비, 넓은 색 재현력, 얇고 유연한 특징들로 인해 AMOLED 디스플레이는 모바일 기기, TV, 모니터의 액정 표시 장치에서 널리 사용되고 있으며 차세대 디스플레이 패널로써 각광받고 있다. 모바일 기기에서 디스플레이의 전력 소모가 큰 비중을 차지하고 있는데 반해, 컴퓨팅 성능과 배터리 크기는 한정되어 있는 상황이다. 따라서, 디스플레이에서 처리하는 주요한 기능 중 하나인 영상 처리 과정에서 연산을 최소화하면서 전력을 절감하는 기술이 중요한 실정이다. 본 논문에서는 모바일 AMOLED 디스플레이를 대상으로 영상 재생 시 저연산의 엔트로피 기반 장면 전환 검출 기법을 이용한 동적 전압 가변 기법을 제안한다. 이 제안 기법은 먼저 장면 전환 검출을 통해 공급 전압을 가변할 장면 경계 프레임을 찾는다. 각 비디오 프레임에서의 매크로블록을 대상으로 YCbCr 색 공간의 Y, Cb, Cr 인자들의 엔트로피를 계산하여 이 엔트로피들의 변화 양상에 따라 장면 전환 여부를 판별한다. 장면 검출 후, 장면 경계 프레임의 휘도 정보를 토대로 전압을 가변하며 순차적으로 휘도를 회복시키기 위한 Y 보정, 품질 복원 및 전력 소모 절감을 위한 Cb, Cr 인자들의 보정이 진행된다. 본 논문에서 제안하는 전력 절감을 위한 장면 검출 기법은 기존 기법 대비 연산량이 낮으며 정확성이 높다는 특징이 있다. 이는 영상의 디코딩 과정에서의 매크로블록 정보를 이용하기 때문이다. 게다가 graylevel 픽셀 보정과 비교하여 Y, Cb, Cr 인자들을 직접 보정함으로써 더욱 향상된 품질을 나타낸다. 제안 기법은 실제 모바일 AMOLED 디스플레이가 연결된 임베디드 보드 상에서 MPEG4/H.264 player상에서 구현하였다. 다양한 동영상에 대한 실험 결과 평균 21.31%의 전력 절감을 달성하였으며 기존 전력 절감을 위한 장면 전환 검출 기법보다 높은 정확성을 나타내었다. 또한, 같은 유사 기법 대비 연산량은 84배 감소하였으며 인간 시각 만족도 측면에서 우수한 품질을 나타내었다.

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목차

1. 서론 1
2. 배경 4
2.1. MPEG4(H.264) 대상의 디코딩 과정 4
2.2. YCbCr 색 공간 4
2.3. 매크로블록 구조 5
2.4. 이미지 엔트로피 6
2.5. 영상 계층 구조 7
2.6. 장면 전환 7
3. 관련 연구 9
3.1. 장면 전환 검출 기법 9
3.2. AMOLED 디스플레이 기반 저전력 기법 10
4. 동기 및 기여 12
5. 엔트로피 기반의 장면 전환 검출 기법 14
5.1. 제안하는 전력 절감을 위한 장면 전환 검출 기법 14
5.2. 제안 장면 검출 기법 예시 17
6. 제안 동적 전압 가변 기법 20
6.1. 휘도 및 YCbCr 색 공간의 Y 인자와의 관계 20
6.2. 제안 동적 전압 가변 기법 21
6.2.1. 공급 전압 결정 기법 21
6.2.2. 가변 전압에 따른 Y인자 보정 기법 22
6.2.3. 전력 절감 및 품질 고려 기반의 Cb, Cr 보정 기법 24
6.2.4. 장면 전환 검출 기반의 동적 전압 가변 기법 25
7. 연산량을 낮추기 위한 전략 27
7.1. 디코딩 과정과 제안 기법과의 관계 27
7.2. 룩업테이블 구성 27
8. 실험 및 결과 31
8.1. 실험 환경 31
8.2. 실험 결과 32
8.2.1. 장면 전환 검출 결과 32
8.2.2. 전력 절감 35
8.2.3. AMOLED 디스플레이 패널에서의 비디오 품질 37
8.2.4. 실행 시간 분석 40
9. 토의 41
10. 결론 43
참고문헌 44

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