KR102403008B1

KR102403008B1 - 표시장치와 그 과구동 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102403008B1
Application number: KR1020150137553A
Authority: KR
Inventors: 박상재; 김성균
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2022-05-30
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: KR20160055681A

Abstract

본 발명은 표시장치와 그 과구동 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 과구동 방법 및 장치는 이전 프레임의 블록 대표값과 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인을 계산하고, 상기 게인에 상기 현재 프레임 데이터를 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터를 생성한다.

Description

표시장치와 그 과구동 방법 및 장치{DISPLAY DEVICE, AND OVER DRIVING METHOD AND DEVICE THEREOF}

본 발명은 가상의 이전 프레임 데이터를 생성하는 표시장치와 그 과구동 방법 및 장치에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display : OLED Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등 각종 평판 표시장치가 개발되고 있다. 액정표시장치는 액정 분자에 인가되는 전계를 데이터 전압에 따라 제어하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치에는 픽셀 마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성되어 있다.

액정표시장치의 느린 응답속도로 인하여 도 1과 같이 이전 데이터 전압 레벨에서 현재의 데이터 전압 레벨로 데이터 전압(VD)이 변할 때 그에 대응하는 표시 휘도(BL)가 원하는 휘도에 도달하지 않는다. 액정표시장치는 액정의 고유한 점성과 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느린 문제를 과구동(over driving) 방법으로 보상하고 있다. 과구동 방법은 이전 프레임과 현재 프레임 사이에서 데이터를 비교하고 그 데이터들 사이에 변화가 있으면, 그 변화폭을 더 크게 하도록 미리 설정된 변조 데이터로 현재 프레임의 데이터를 변조하여 액정의 응답 시간을 줄일 수 있다.

과구동 방법은 도 2와 같이 입력 데이터(VD)를 미리 설정된 변조 데이터(MVD)로 변조하고 그 변조 데이터(MVD)를 액정셀에 인가하여 원하는 휘도(MBL)를 얻게 된다. 이러한 과구동 방법은 1 프레임 기간 내에 입력 데이터의 휘도값에 대응하여 원하는 휘도를 얻을 수 있도록 데이터의 변화 여부에 따라 데이터 전압 레벨을 높인다.

과구동 방법에서 이전 프레임의 데이터를 저장하는 메모리 용량을 줄이기 위하여, 메모리에 저장되는 데이터를 압축하는 방법이 제안된 바 있다. 일 예로, 본원 출원인은 이와 같은 데이터 압축 방법을 대한민국 특허 출원 10-2004-0115730(2004. 12. 29.), 대한민국 특허 출원 10-2008-0067242(2008. 07. 10.) 등에서 제안한 바 있다.

표시장치는 고해상도와 입체 영상 표시 등으로 데이터양이 많아지고 프레임 레이트(frame rate)가 높아지고 있다. 따라서, 과구동 장치는 데이터를 압축하더라도 데이터양의 증가로 인하여 메모리 용량을 줄이기가 어렵다. 종래 기술에서 데이터 양을 줄이기 위해서는 고배율 압축 방법을 적용하여야 하지만 이는 플리커(flcker)를 유발하고, 다양한 형태의 아티팩트(artifact)를 유래하여 컬러 왜곡이나 화질 저하를 초래한다.

종래 기술을 사용하여 고배율 압축에 적용하기 위해서는 BTC(Block Truncation Coding) 압축 알고리즘에서 대표값 할당 bit는 유지한 채 블록 사이즈를 증가시키거나 블록 사이즈는 유지한 채 대표값 할당 bit를 감소하여야 한다. BTC 압축 알고리즘에서 블록 사이즈가 커지게 되면 영상 이동에 따라 블록 대표값의 변화가 많아지기 때문에 대표값의 빈번한 변화로 인하여 플리커(flicker) 현상이 발생할 수 있다. 블록 대표값 할당 bit를 감소하게 되면 영상 대표값이 실제 영상 값과 큰 차이를 가질 수 있기 때문에 컬러 왜곡 등의 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 블록의 이전 RGB 픽셀값이 (128,128,127)이고, 현재 RGB 픽셀값이 (128,128,128) 일 경우, 대표값 할당 bit의 감소로 인해 이전 RGB 대표값이 (128,128,112) 혹은 (128,128,96)과 같이 적용될 수 있기 때문에 과구동 변조 적용시 RGB 컬러 왜곡의 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 화질 저하 없이 과구동 장치의 메모리 용량을 줄일 수 있는 표시장치와 그 과구동 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 표시장치의 과구동 방법은 현재 프레임 데이터로부터 픽셀들 각각의 픽셀 대표값을 계산하고 상기 픽셀 대표값을 이용하여 다수의 픽셀들을 포함한 크기로 설정된 블록들 각각의 블록 대표값을 계산하는 단계, 상기 블록 대표값을 지연시켜 이전 프레임의 블록 대표값들을 발생하는 단계, 상기 이전 프레임의 블록 대표값과 상기 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인을 계산하고, 상기 게인에 상기 현재 프레임 데이터를 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 가상의 이전 프레임 데이터와 상기 현재 프레임 데이터의 차이를 바탕으로 변조값을 출력하는 단계를 포함한다.

상기 픽셀 대표값이 픽셀들 각각의 RGB 데이터 평균, 휘도 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나이다.

상기 블록 대표값이 상기 블록 내의 픽셀 대표값들의 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나이다.

본 발명에 따른 표시장치의 과구동 장치는 현재 프레임 데이터로부터 픽셀들 각각의 픽셀 대표값을 계산하고 상기 픽셀 대표값을 이용하여 다수의 픽셀들을 포함한 크기로 설정된 블록들 각각의 블록 대표값을 계산하는 대표값 계산부, 상기 블록 대표값을 지연시켜 이전 프레임의 블록 대표값들을 발생하는 메모리, 상기 이전 프레임의 블록 대표값과 상기 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인을 계산하고, 상기 게인에 상기 현재 프레임 데이터를 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터를 생성하는 가상 프레임 계산부, 및 상기 가상의 이전 프레임 데이터와 상기 현재 프레임 데이터의 차이를 바탕으로 변조값을 출력하는 룩업 테이블을 포함한다.

본 발명의 표시장치는 상기 과구동 장치와, 표시패널의 픽셀들에 변조된 현재 프레임 데이터를 기입하는 표시패널 구동부를 포함한다.

본 발명의 과구동 회로는 최소한의 데이터를 메모리에 저장하고 가상 프레임 데이터를 생성함으로써 화질 저하 없이 과구동 장치의 메모리 용량을 최소화할 수 있다.

본 발명은 프레임 메모리에 블록 대표값만 저장하기 때문에 종래 기술의 BTC 압축 알고리즘에 비해 블록 사이즈와 그 블록 내의 bits 수를 훨씬 작게 할 수 있어 영상 이동시에 발생하는 데이터 플리커 현상을 줄일 수 있다. 본 발명은 현재 픽셀 값을 기반으로 이전 픽셀 값을 추정하여 과구동 변조를 적용하기 때문에 현재 픽셀의 RGB 구성을 유지하여 RGB 컬러 왜곡 문제를 해결할 수 있다. 나아가, 본 발명의 다른 실시예는 픽셀의 채도에 따라 과구동 비율을 조정하여 유채색에서 과구동 비율을 낮추어 과구동으로 인한 컬러 왜곡을 방지한다.

도 1은 액정표시장치의 응답 특성을 보여 주는 파형도이다.
도 2는 과구동 방법을 보여 주는 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 데이터 변조부를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 5는 이전 프레임의 블록 대표값과 현재 프레임의 픽셀 대표값을 예시한 도면이다.
도 6은 가상의 이전 프레임 데이터를 생성하는 방법을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 과구동 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 과구동 장치를 보여 주는 블록도이다.
도 9는 입력 영상의 채도와 과구동 비율의 관계를 보여 주는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또는 다른 실시예에 따른 표시장치의 과구동 방법을 보여 주는 블록도들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 데이터 라인(S1~Sm)과 게이트 라인(G1~Gn)이 교차되며 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 표시패널(100)과, 표시패널(100)의 데이터 라인(S1~Sm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(102)와, 표시패널(100)의 게이트 라인(G1~Gn)에 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 공급하기 위한 게이트 구동부(104)와, 입력 영상의 데이터를 변조하여 픽셀들을 과구동하는 데이터 변조부(108)와, 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(106)를 구비한다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이에 입력 영상이 표시된다. 픽셀들 각각은 화소 전극(1)에 연결된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)와, 액정셀의 전압을 유지하는 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst)를 포함한다. 데이터 라인(S1~Sm)과 게이트 라인(G1~Gn)의 교차부에 TFT가 형성된다. TFT는 게이트 라인(G1~Gn)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 데이터 라인(S1~Sm)으로부터의 데이터 전압을 화소 전극에 공급한다. 이 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 전단 게이트 라인(G1~Gn) 사이에 형성될 수도 있으며, 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다. TFT들은 비정질 실리콘(amorphose Si, a-Si) TFT, LTPS(Low Temperature Poly Silicon) TFT, 산화물 TFT(Oxide TFT) 등으로 구현될 수 있다.

표시패널(100)의 상부 기판 상에는 블랙 매트릭스(Black matrix, BM)와 컬러 필터(Color filter)를 포함한 컬러 필터 어레이가 형성된다. 공통 전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동방식의 경우에 상부 기판 상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동방식의 경우에 픽셀 전극과 함께 하부 기판 상에 형성될 수 있다. 표시패널(100)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

본 발명의 표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

표시패널 구동부(102, 104)는 데이터 변조부(108)에 의해 변조된 데이터를 픽셀들에 기입한다. 픽셀들 각각은 적색(R) 서브 픽셀, 녹색(G) 서브 픽셀, 및 청색(B) 서브 픽셀을 포함하거나 추가로 백색(W) 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다.

데이터 구동부(102)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들의 출력 채널들은 픽셀 어레이의 데이터라인들(S1~Sm)에 연결되거나 멀티플렉서(Multiplexer, MUX)를 통해 데이터 라인들(S1~Sm)에 연결될 수 있다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(106)로부터 수신된 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 입력받는다. 소스 드라이브 IC들로 전송되는 디지털 비디오 데이터는 데이터 변조부(108)에 의해 변조된 데이터이다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 데이터전압을 출력한다. 소스 드라이브 IC들의 출력 전압은 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급된다. 소스 드라이드 IC들 각각은 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 픽셀들에 공급될 데이터 전압의 극성을 반전시켜 데이터 라인들(S1~Sm)로 출력한다.

게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 게이트 라인들(G1~Gn)에 데이터 전압에 동기되는 게이트펄스를 공급하고, 그 게이트펄스를 순차적으로 시프트(shift)시킨다.

호스트 시스템(110)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나일 수 있다.

데이터 변조부(108)는 호스트 시스템(110)으로부터 입력 영상의 데이터를 수신한다. 데이터 변조부(108)는 이전 프레임의 블록 대표값과 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인(Gain, G)을 계산한다. 게인(G)은 수학식 1과 같다. 블록 대표값은 다수의 픽셀들을 포함하는 크기의 블록의 대표값을 의미한다.

여기서, Dp는 이전 프레임의 블록 대표값이고, Dc는 현재 프레임의 픽셀 대표값이다. OFFSET은 Dp와 Dc가 작으면, 게인(G)이 지나치게 커지기 때문에 이를 방지하기 위하여 분모와 분자에 더해지는 옵셋값이다. OFFSET은 패널 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. OFFSET은 입력 8bit기준으로 0~255에서 선택될 수 있다. 옵셋값(OFFSET)이 클수록 응답속도가 좋지 않기 때문에 이를 고려하여 적정 수준으로 선택할 필요가 있다. OFFSET은 픽셀 데이터의 채도에 따가 가변될 수 있다.

수학식 1에서 알 수 있는 바와 같이, 게인(G)은 현재 프레임의 픽셀 대표값(Dc)이 이전 프레임의 블록 대표값(Dp) 보다 작으면 큰 값을 갖는다. 반면에, 게인(G)은 현재 프레임의 픽셀 대표값(Dc)이 이전 프레임의 블록 대표값(Dp) 보다 크면 작은 값을 갖는다. 따라서, 게인(G)은 같은 픽셀에 기입된 픽셀 데이터의 이전 프레임 값과 현재 프레임 값의 비율이다.

데이터 변조부(108)는 현재 프레임의 픽셀 데이터(Rp, Gp, Bp)에 게인(G)을 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터를 생성한다. 이어서, 데이터 변조부(108)는 현재 프레임의 픽셀 데이터와 가상의 이전 프레임의 픽셀 데이터를 비교하여 그 비교 결과 이전 프레임과 현재 프레임에서 같은 픽셀에 기입될 데이터들 간에 차이가 있으면 미리 설정된 변조값으로 데이터를 변조한다. 데이터 변조부(108)는 룩업 테이블(Look-up table, 이하 "LUT"라 함)을 이용하여 이전 프레임의 가상 데이터와 현재 프레임 데이터의 차이를 바탕으로 변조값을 출력할 수 있다.

변조값은 LUT의 메모리, 예를 들면 전기적 소거 및 프로그램 가능 ROM(Electrically Erasable and Programmable ROM, EEPROM)에 저장될 수 있다. 변조값은 임의의 픽셀에 기입되는 픽셀 데이터 값이 가상의 이전 프레임 데이터보다 현재 프레임 데이터가 더 크면 현재 프레임 데이터보다 더 큰 값으로 설정된다. 반면에, 변조값은 가상의 이전 프레임 데이터보다 현재 프레임 데이터가 더 작으면 현재 프레임 데이터 보다 더 작은 값으로 설정된다. 임의의 픽셀에 기입될 데이터가 가상의 이전 프레임과 현재 프레임에서 동일하면 현재 프레임의 픽셀 데이터가 변조되지 않고 그대로 픽셀에 기입된다. 데이터 변조부(108)는 타이밍 콘트롤러(106)에 내장될 수 있다. LUT는 현재 프레임 데이터와 가상의 이전 프레임 데이터를 입력 받아 그 데이터들이 지시하는 어드레스(address)에 미리 저장된 변조값을 출력함으로써 현재 프레임의 데이터를 변조한다.

데이터 변조부(108)는 최소한의 데이터(블록 데이터)를 메모리에 저장하고 가상 프레임 데이터를 생성함으로써 화질 저하 없이 과구동 장치의 메모리 용량을 최소화할 수 있다. 가상 프레임 데이터는 컬러별로 구분되지 않고 이전 프레임과 현재 프레임의 변화율만을 반영함으로써 데이터 변조 후 컬러 왜곡이나 아티팩트 없는 화질을 구현할 수 있다.

타이밍 콘트롤러(106)는 데이터 변조부(106)에 의해 변조된 데이터를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 입력 영상 데이터와 동기되는 타이밍 신호들을 호스트 시스템(110)으로부터 수신한다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 메인 클럭(DCLK) 등을 포함한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 입력 영상의 픽셀 데이터와 함께 수신되는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 바탕으로 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 픽셀 어레이의 극성을 제어하기 위한 극성제어신호를 데이터 구동부(102)의 소스 드라이브 IC들 각각에 전송할 수 있다.

도 4는 데이터 변조부(108)를 상세히 보여 주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 데이터 변조부(108)는 대표값 계산부(11), 메모리(12), 가상 프레임 계산부(13), 및 LUT(14)를 포함한다.

대표값 계산부(11)는 현재 프레임의 픽셀 대표값과 블록 대표값을 계산한다. 블록 대표값은 메모리(12)로 전송된다. 메모리(12)는 블록 대표값을 1 프레임 기간 동안 저장하여 지연시키기 때문에 이전 프레임의 블록 대표값을 출력한다. 메모리(12)로부터 출력된 이전 프레임의 블록 대표값은 가상 프레임 계산부(13)에 입력된다. 현재 프레임의 픽셀 대표값은 메모리(13)에 의해 지연되지 않고 바로 가상 프레임 계산부(13)로 전송된다.

픽셀 대표값은 픽셀 각각의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터의 평균, 휘도 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나일 수 있다. 블록 대표값은 블록 내에 포함된 픽셀 대표값들의 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나일 수 있다.

픽셀 대표값은 아래의 (1) ~ (5) 중 어느 하나로 계산될 수 있다.

(1) 평균값(AVE): AVE = (R+G+B)/3

(2) 휘도값(Y) : Y = (R+2G+B)/4 혹은 Y=0.299*R + 0.587*G + 0.114*B

(3) 최대값(Max) = Max(R,G,B)

(4) 최소값(Min) = Min(R,G,B)

(5) 중간값(Mid) = Mid(R,G,B)

여기서, R은 적색 데이터, G는 녹색 데이터, B는 청색 데이터를 의미한다.

블록 대표값은 블록 크기가 2×2 크기 일 때, 픽셀 대표값을 이용하여 아래의 (1) ~ (4) 중 어느 하나로 계산될 수 있다. 블록 크기는 도 5와 같이 2×2 픽셀 사이즈의 크기일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 블록은 N(N은 2 이상 10 이하의 양의 정수)×M(M은 2 이상 10 이하의 양의 정수) 픽셀 사이즈일 수 있다.

(1) 평균값(AVE) = (P1, P2, P3, P4)/4

(2) 최대값(Max) = Max(P1, P2, P3, P4)

(3) 최소값(Min) = Min(P1, P2, P3, P4)

(4) 중간값(Mid) = Mid(P1, P2, P3, P4)

여기서, P1, P2, P3, P4는 1 블록 내에 포함된 4 개의 픽셀 대표값들이다.

메모리(12)는 대표값 계산부(11)로부터의 블록 대표값을 1 프레임 기간 만큼 지연하여 이전 프레임의 블록 대표값을 출력한다.

가상 프레임 계산부(13)는 메모리(12)로부터 읽어 들인 이전 프레임의 블록 대표값과 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인(G)을 계산하고, 현재 프레임의 데이터 각각에 게인(G)을 곱하여 이전 프레임의 가상 데이터를 생성한다.

도 5의 예에서, 현재 프레임의 픽셀 대표값(Yc11~Yc64)은 픽셀별 휘도값(Yc(Fn))이다. 이전 프레임의 블록 대표값(Yp1~Yp6)은 2*2 블록에 포함된 4 개 휘도값들의 평균값(Yave(Fn-1))이다. 게인(G)은 수학식 1과 같이 G = (Yp + OFFSET) / Yc + OFFSET)이다.

가상 프레임 계산부(13)는 게인(G)이 구해지면, 아래와 같이 현재 프레임의 데이터(Rc, Gc, Bc) 각각에 게인(G)을 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터(Pseudo previous frame data, Rp, Gp, Bp)를 생성한다.

Rp = G * Rc

Gp = G * Gc

Bp = G * Bc

LUT(14)는 도 6과 같이 가상의 이전 프레임 데이터(Rp, Gp, Bp)와 현재 프레임의 데이터(Rc, Gc, Bc)를 입력 받아, 그 데이터의 계조값이 지시하는 어드레스에 저장된 변조값을 출력한다. LUT(14)의 출력 데이터는 현재 프레임의 변조 데이터로서 데이터 구동부(102)로 전송된다.

픽셀 데이터가 무채색이면 RGB 편차가 작기 때문에 과구동으로 인한 컬러 왜곡이 거의 없다. 이에 비하여 유채색은 RGB 편차가 크기 때문에 RGB 각 컬러의 과구동 비율의 차이가 커져 컬러 왜곡이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예는 픽셀의 채도에 따라 과구동 비율을 조정하여 유채색에서 과구동 비율을 낮추어 과구동으로 인한 컬러 왜곡을 방지한다. 이를 위하여, 본 발명은 입력 영상의 픽셀 데이터의 채도를 계산하여 그 채도에 따라 OFFSET을 자동으로 조절하거나 변조값을 변경함으로써 유채색에서 과구동 비율을 낮춘다. 과구동 비율은 픽셀의 과구동을 위하여 이전 데이터와의 차이를 바탕으로 현재 프레임의 픽셀 데이터를 변조할 때 변조 전후 데이터의 차이를 의미한다. 과구동 비율은 변조 전후 데이터의 차에 비례한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 과구동 방법을 보여 주는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 과구동 방법은 입력 영상(현재 프레임 데이터)이 입력되면 그 픽셀 데이터의 채도를 계산한다(S1 및 S2). 채도 계산 방법은 공지된 어떤 것도 가능하다. 일 예로 아래와 같이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터 중 최대값과 최소값의 차이가 크면 채도가 큰 데이터로 판단할 수 있다. 또한, RGB 색공간을 HIS (Hue, Intensity, Saturation) 또는 HSV(hue, saturation, value) 색공간으로 변환하는 변환식을 이용하여 채도를 계산할 수 있다.

채도 = max(R,G,B) - min(R,G,B)

본 발명의 과구동 방법은 픽셀 데이터의 채도 계산 결과, 그 픽셀 데이터가 유채색 데이터이면 과구동 비율을 낮춤으로써 과구동 효과를 낮추고 컬러 왜곡 현상을 방지한다(S3 및 S4). 이어서, 본 발명의 과구동 방법은 유채색에서 조정된 과구동 비율과 무채색에서 미리 설정된 과구동 비율로 픽셀들을 과구동한다(S5~S7). LUT에는 무채색을 기준으로 미리 설정된 과구동 비율을 바탕으로 정해진 변조값이 저장된다. 픽셀 데이터의 채도가 클수록 픽셀의 과구동 비율이 낮아진다.

픽셀 데이터의 채도에 따라 과구동 비율을 조절하는 방법은 도 8과 같이 옵셋(OFFSET)을 조정하거나, 도 10 및 도 11과 같이 현재 프레임 데이터의 변조폭을 조정하는 방법이 있다. 채도가 크면 옵셋(OFFSET)이 커진다. 이와 다른 방법으로, 채도가 크면 현재 프레임 데이터의 변조폭을 낮춘다. 변조폭이 작으면 변조 전후 데이터의 차이가 감소하기 때문에 과구동 비율이 작아진다. 반면에, 변조폭이 크면 변조 전후 데이터의 차이가 커지기 때문에 과구동 비율이 커진다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 과구동 장치를 보여 주는 블록도이다. 도 9는 입력 영상의 채도와 과구동 비율의 관계를 보여 주는 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 데이터 변조부(108)는 대표값 계산부(11), 메모리(12), 가상 프레임 계산부(13), LUT(14), 채도 계산부(15), 및 옵셋 조절부(16)를 포함한다. 대표값 계산부(11), 메모리(12), 가상 프레임 계산부(13) 및 LUT(14)는 전술한 도 4의 실시예와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

채도 계산부(15)는 픽셀 데이터 각각에 대하여 채도를 계산한다. 옵셋 조절부(16)는 채도 계산부(15)로부터의 채도값에 따라 옵셋(OFFSET)을 조정한다. 옵셋 조절부(16)는 픽셀 데이터의 채도에 비례하여 옵셋(OFFSET)을 조정한다. OFFSET이 커지면 게인(G)이 커져 아래의 예와 같이 변조 전후 데이터의 차이가 감소되어 과구동 비율이 작아진다.

이전 프레임의 블록 대표값(Yp)이 20이고, 현재 프레임의 픽셀 데이터에서 RGB가 (0,80,160)이고 현재 프레임의 픽셀 대표값(Yc)가 80으로 가정한다.

채도를 고려하지 않은 OFFSET 설정의 경우에, OFFSET은 0으로 설정될 수 있다. 이 경우, gain G = (20+0) / (80+0) = 0.25 이 게인(G)으로 계산된 이전 프레임 가상 데이터는 (0,20,40) 이다. 이 경우에 과구동 비율이 커지지만, RGB별 과구동 효과의 편차가 커져 컬러 왜곡이 보일 수 있다.

채도를 고려하여 OFFSET이 40 으로 커지면, gain G = (20+40) / (80+40) = 0.5 이다. 이 게인(G)으로 계산된 이전 프레임 가상 데이터는 (0,40,80) 이다. 이 경우에, 과구동 비율이 감소되지만 RGB별 과구동 효과의 편차가 상대적으로 감소하여 컬러 왜곡을 줄일 수 있다.

가상 프레임 계산부(13)는 입력 영상의 채도에 따라 조정된 OFFSET과 함께 메모리(12)로부터 읽어 들인 이전 프레임의 블록 대표값과 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율을 바탕으로 게인(G)을 계산한다. 가상 프레임 계산부(13)는 현재 프레임의 데이터 각각에 게인(G)을 곱하여 이전 프레임의 가상 데이터를 생성한다.

가상 프레임 계산부(13)는 게인(G)이 구해지면, 현재 프레임의 데이터(Rc, Gc, Bc) 각각에 게인(G)을 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터(Rp, Gp, Bp)를 생성한다.

LUT(14)는 가상의 이전 프레임 데이터(Rp, Gp, Bp)와 현재 프레임의 데이터(Rc, Gc, Bc)를 입력 받아, 그 데이터의 계조값이 지시하는 어드레스에 저장된 변조값을 출력한다. LUT(14)의 출력 데이터는 현재 프레임의 변조 데이터로서 데이터 구동부(102)로 전송된다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 또는 다른 실시예에 따른 표시장치의 과구동 방법을 보여 주는 블록도들이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 데이터 변조부(108)는 대표값 계산부(11), 메모리(12), 가상 프레임 계산부(13), LUT(14A, 14B), 및 채도 계산부(15) 를 포함한다. 대표값 계산부(11), 메모리(12), 및 가상 프레임 계산부(13)는 전술한 실시예와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

채도 계산부(15)는 픽셀 데이터 각각에 대하여 채도를 계산하여 보간부(17)로 전송한다. LUT(14A, 14B)는 과구동 비율이 높게 설정된 변조값들이 저장된 제1 LUT(14A)와, 과구동 비율이 상대적으로 낮게 설정된 변조값들이 저장된 제2 LUT(14B)를 포함한다. 보간부(17)는 각 픽셀 데이터에 대하여 제1 및 제2 LUT(14A, 14B)의 출력 데이터를 입력 받아 보간(interpolation) 하여 제1 LUT(14A)의 출력값과 제2 LUT의 출력값 사이의 변조값을 계산하되, 채도가 높을수록 낮은 과구동 비율의 변조값을 출력한다. 보간부(17)의 출력 데이터는 현재 프레임의 변조 데이터로서 데이터 구동부(102)로 전송된다.

도 9 및 도 11을 참조하면, 데이터 변조부(108)는 대표값 계산부(11), 메모리(12), 가상 프레임 계산부(13), LUT(14), 채도 계산부(15), 및 가산기(18)를 포함한다. 대표값 계산부(11), 메모리(12), 가상 프레임 계산부(13) 및 LUT(14)는 전술한 도 8의 실시예와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

채도 계산부(15)는 픽셀 데이터 각각에 대하여 채도를 계산하고 채도에 따라 LUT(14)의 출력 데이터에 가감될 보상값을 출력한다. 가산기(18)는 채도 계산부(15)로부터의 보상값을 LUT(14)의 출력 데이터에 가감함으로써 채도가 높을수록 과구동 비율을 낮춘다. 가산기(18)의 출력 데이터는 현재 프레임의 변조 데이터로서 데이터 구동부(102)로 전송된다.

도 8 내지 도 11에서, 옵센 조절부(13)와 변조폭 조절부(14A, 14B, 17, 18)는 픽셀 데이터의 채도에 따라 옵셋이나 변조폭을 조절하는 과구동 비율 조절부이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

11 : 대표값 계산부 12 : 메모리
13 : 가상 프레임 계산부 14, 14A, 14B : 룩업 테이블(LUT)
15 : 채도 계산부 16 : 옵셋 조절부
17 : 보간부 18 : 가산기
100 : 표시패널 102 : 데이터 구동부
104 : 게이트 구동부 106 : 타이밍 콘트롤러
108 : 데이터 변조부

Claims

현재 프레임 데이터로부터 픽셀들 각각의 픽셀 대표값을 계산하고, 상기 픽셀 대표값을 이용하여 다수의 픽셀들을 포함한 크기로 설정된 블록들 각각의 블록 대표값을 계산하는 단계;
상기 블록 대표값을 지연시켜 이전 프레임의 블록 대표값들을 발생하는 단계;
상기 이전 프레임의 블록 대표값과 상기 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인을 계산하고, 상기 게인에 상기 현재 프레임 데이터를 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 가상의 이전 프레임 데이터와 상기 현재 프레임 데이터의 차이를 바탕으로 상기 현재 프레임 데이터를 변조하여 상기 픽셀들을 과구동하는 단계를 포함하는 표시장치의 과구동 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 픽셀 대표값이 픽셀들 각각의 RGB 데이터 평균, 휘도 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나이고,
상기 블록 대표값이 상기 블록 내의 픽셀 대표값들의 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나인 표시장치의 과구동 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 현재 프레임 데이터의 채도를 계산하는 단계; 및
상기 채도가 클수록 상기 픽셀들의 과구동 비율을 낮추는 단계를 더 포함하는 표시장치의 과구동 방법.
제 3 항에 있어서,
유채색 데이터의 과구동 비율이 무채색 데이터의 과구동 비율 보다 낮은 표시장치의 과구동 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 게인이 'G', 상기 이전 프레임의 블록 대표값이 'Dp', 상기 현재 프레임의 픽셀 대표값이 'Dc', 그리고 옵셋이 'OFFSET'일 때, 상기 게인이
이고,
상기 채도에 비례하여 상기 옵셋이 조절되는 표시장치의 과구동 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 픽셀들의 과구동 비율을 낮추는 단계는,
상기 채도가 큰 데이터의 변조폭을 낮추는 표시장치의 과구동 방법.
현재 프레임 데이터로부터 픽셀들 각각의 픽셀 대표값을 계산하고, 상기 픽셀 대표값을 이용하여 다수의 픽셀들을 포함한 크기로 설정된 블록들 각각의 블록 대표값을 계산하는 대표값 계산부;
상기 블록 대표값을 지연시켜 이전 프레임의 블록 대표값들을 발생하는 메모리;
상기 이전 프레임의 블록 대표값과 상기 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인을 계산하고, 상기 게인에 상기 현재 프레임 데이터를 곱하여 가상의 이전 프레임 데이터를 생성하는 가상 프레임 계산부; 및
상기 가상의 이전 프레임 데이터와 상기 현재 프레임 데이터의 차이를 바탕으로 상기 현재 프레임 데이터를 변조하여 상기 픽셀들을 과구동하는 룩업 테이블을 포함하는 표시장치의 과구동 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 픽셀 대표값이 픽셀들 각각의 RGB 데이터 평균, 휘도 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나이고,
상기 블록 대표값이 상기 블록 내의 픽셀 대표값들의 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나인 표시장치의 과구동 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 현재 프레임 데이터의 채도를 계산하는 채도 계산부; 및
상기 채도가 클수록 상기 픽셀들의 과구동 비율을 낮추는 과구동 비율 조절부를 더 포함하는 표시장치의 과구동 장치.
가상의 이전 프레임 데이터를 생성하고, 상기 가상의 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터의 차이를 바탕으로 변조값을 출력하여 상기 현재 프레임 데이터를 변조하는 과구동 장치; 및
표시패널의 픽셀들에 변조된 현재 프레임 데이터를 기입하는 표시패널 구동부를 포함하고,
상기 과구동 장치는,
상기 현재 프레임 데이터로부터 픽셀들 각각의 픽셀 대표값을 계산하고, 상기 픽셀 대표값을 이용하여 다수의 픽셀들을 포함한 크기로 설정된 블록들 각각의 블록 대표값을 계산하는 대표값 계산부;
상기 블록 대표값을 지연시켜 이전 프레임의 블록 대표값들을 발생하는 메모리;
상기 이전 프레임의 블록 대표값과 상기 현재 프레임의 픽셀 대표값의 비율로 게인을 계산하고, 상기 게인에 상기 현재 프레임 데이터를 곱하여 상기 가상의 이전 프레임 데이터를 생성하는 가상 프레임 계산부; 및
상기 가상의 이전 프레임 데이터와 상기 현재 프레임 데이터의 차이를 바탕으로 상기 현재 프레임 데이터를 변조하여 상기 픽셀들을 과구동하는 룩업 테이블을 포함하는 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 픽셀 대표값이 픽셀들 각각의 RGB 데이터 평균, 휘도 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나이고,
상기 블록 대표값이 상기 블록 내의 픽셀 대표값들의 평균, 최대값, 최소값, 중간값 중 어느 하나인 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 현재 프레임 데이터의 채도를 계산하는 채도 계산부; 및
상기 채도가 클수록 상기 픽셀들의 과구동 비율을 낮추는 과구동 비율 조절부를 더 포함하는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 과구동 비율 조절부는,
상기 현재 프레임 데이터의 채도에 따라 상기 게인의 옵셋을 조정하는 옵셋 조절부를 포함하고,
상기 게인이 'G', 상기 이전 프레임의 블록 대표값이 'Dp', 상기 현재 프레임의 픽셀 대표값이 'Dc', 그리고 상기 옵셋이 'OFFSET'일 때, 상기 게인이
인 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 룩업 테이블은,
변조값들이 저장된 제1 룩업 테이블; 및
상기 제1 룩업 테이블의 변조값 보다 낮은 변조값들이 저장된 제2 룩업 테이블을 포함하고,
상기 과구동 비율 조절부는,
상기 제1 및 제2 룩업 테이블들 각각으로부터 출력된 변조값들을 보간하여 보간된 변조값으로 상기 현재 프레임 데이터를 변조하는보간부를 더 포함하는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 채도 계산부는 상기 현재 프레임 데이터의 채도에 따라 상기 룩업 테이블로부터 출력된 보상값을 조정하기 위한 보상값을 출력하고,
상기 과구동 비율 조절부는,
상기 채도 계산부로부터의 보상값을 상기 룩업 테이블로부터 출력된 보상값에 가감하는 가산기를 더 포함하는 표시장치.