Dither 관련 정보 정리

Dither란?

 

Bit Depth를 낮추는 과정에서 양자화로 인해 밴딩 현상이 발생하는데 이를 해결하기 위해 의도적으로 Noise를 추가하는 기술

8비트 이하의 색상 표현이 가능한 디스플레이에서 주로 사용하고, 10비트 이상의 디스플레이 환경에서는 굳이 Dither를 사용하지 않는 경우도 많다. 

정확한 색상 표현이 중요한 의료 영상, 산업 디자인, 로고, 아이콘 등에서는 Dither를 사용하는 것이 부적합하다.

 

 

Dither 종류

 

항상 Dither를 사용하는 것이 좋을까?

 

Dither 뒷단에 Data Upscaling하는 IP가 있는 경우, Noise(Error)가 증폭될 수 있으므로 조심하여 배치한다.

 

왜 FRC는 LCD 패널에 필수적인가?

 

LCD Polarity 문제

LCD 디스플레이는 DC 전류를 줄이고 패널 수명을 연장하기 위해, 화소 전압 극성을 주기적으로 반전(inversion)시키는 방식을 사용한다. 이 과정에서 발생하는 대표적인 문제는 다음과 같다.

화소 간 불균형 : 전압 반전 방식에서 특정 패턴(특히 단색 화면)이 지속적으로 나타날 경우, 불균형이 생겨 잔상(image sticking) 또는 화질 저하를 유발할 수 있다.

화면 깜박임(Flicker) : Polarity 반전의 불균형으로 인해 시각적으로 깜박임이 발생할 수 있다.

 

FRC의 해결 방법

Polarity 반전에 맞춘 FRC 패턴 설계 : 사용자가 FRC 패턴을 설계할 때, LCD의 Polarity 반전 주기와 동기화하거나, 반전을 고려한 패턴을 사용하면, 특정 화소에 지속적으로 동일한 전압이 인가되는 문제를 방지할 수 있다.

DC Offset 최소화 : FRC의 패턴은 화소 전압의 평균값이 일정하게 유지되도록 설계할 수 있다. 이를 통해, DC 전류로 인한 화소 불균형과 잔상 문제를 줄일 수 있다.

Flicker 저감 : FRC 패턴이 Polarity 반전과 불규칙하게 충돌하면 Flicker가 발생할 가능성이 높아진다. 따라서, Polarity 주기를 고려한 FRC 패턴 설계로 Flicker를 줄일 수 있다.

 

한계

여전히 빠르게 움직이는 동적 영상에서는 Polarity 문제를 예측하고 대응하기 어렵다.

FRC만으로는 모든 Polarity 문제를 해결하기는 어렵고, LCD 패널 설계와 함께 최적화가 필요하다.

 

LCD Polarity Inversion

 

 

LCD Polarity Inversion 주기를 고려한 FRC 패턴을 설계하여  image sticking이나 flicker 현상을 개선한다.