초록
본 논문은 잔상효과를 이용해서 동영상 표출이 가능한 회전형 LED 전광판을 위한 FPGA 설계 기법을 제안한다. 제안된 기법은 역감마 보정과 오차 확산 방식을 이용한 데이터 보정 과정, 블록 인터리빙 과정, 데이터 시리얼 출력 과정 등의 3가지 과정으로 구성된다. 역감마 보정과 오차 확산 방식을 이용한 데이터 보정 과정은 영상 데이터를 선형 휘도 특성으로 변환하기 위한 역감마 보정과 역감마 보정에 의해 발생하는 저계조 휘도 감소 현상을 줄이기 위해 오차 확산 방식을 이용한 영상 데이터를 보정하는 단계이다. 영상 데이터 블록 인터리빙 과정은 가로열로 입력되는 프레임의 데이터를 입력순서에 맞추어 저장한 후, 세로열에 해당하는 데이터만을 읽어내는 단계이다. 데이터 시리얼 출력 과정은 고속으로 회전하는 LED Bar에 표출해야 할 데이터를 전송하기 위해서 회전 위치에 해당하는 병렬 데이터를 시리얼로 변환하여 LED Driver IC에 전송하는 단계이다. 제안된 FPGA 설계 기법의 정확성을 평가하기 위해서 FPGA는 Xilinx 사의 Spartan 6 계열의 XC6SLX45-FG484를 사용하였고 설계 툴은 ISE 14.5를 사용하였다. 역감마 및 오차확산 보정작업에 대한 정확한 동작, 블록 메모리 인터리빙 동작, 영상 데이터의 시리얼화 동작 등에 대하여 목표로 한 설정값과 시뮬레이션 결과값이 일치함을 확인 할 수 있었다.
In this paper, we propose FPGA design technique for rotating LED display device which is capable of displaying videos with the use of the afterimage effect. The proposed technique is made up of image data correction process based on inverse gamma correction and error diffusion, block interleaving process, and data serial output process. The data correction process based on inverse gamma correction and error diffusion is an image data correction step in which image data received are corrected by inverse gamma correction process to convert the data into linear brightness characteristics, and by error diffusion process to reduce the brightness reduction phenomenon in low-gray-level which is caused by inverse gamma correction. In the block interleaving process, the data of the frames entered transversely are first saved in accordance with entrance order, and then only the longitudinal image data are read. The data serial output process is applied to convert the parallel data in a rotating location into serial data and send them to LED Driver IC, in order to send data which will be displayed on high-speedy rotating LED Bar. To evaluate the accuracy of the proposed FPGA design technique, this paper used XC6SLX45-FG484, a Spartan 6 family of Xilinx, as FPGA, and ISE 14.5 as a design tool. According to the evaluation analysis, it was found that goal values were consistent with simulation values in terms of accurate operation of inverse gamma and error diffusion correction, block interleaving operation, and serialized operation of image data.
