KR100480166B1 - 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이패널의 컬러 보정 장치 및 방법 - Google Patents

다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이패널의 컬러 보정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동화상 디스플레이시 다이나믹 레인지의 확대를 통한 컬러 변환 에러를 보정하여 표시화면의 콘트라스트를 개선하도록 한 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치는 외부 입력라인으로부터 입력된 동영상 데이터를 한 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리와, 상기 프레임 메모리에 직렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 간 사이의 움직임량이 미리 설정된 임계치 보다 클 경우 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 이용하여 상기 프레임 메모리를 경유한 동영상 데이터의 다이나믹 레인지를 확대하는 다이나믹 레인지 조정부와, 다이나믹 레인지 조정부에 직렬 접속되어 상기 다이나믹 레인지가 확대된 보정 영상 데이터신호를 제어하여 패널로 공급하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동부와, 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 한 프레임 동안의 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 검출하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와, 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 사이의 움직임량을 검출하는 움직임량 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치 및 방법{Apparatus And Method For Compensating Color Of Plasma Display Panel Using An Enlarging Method Of Dynamic Range}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 동화상 디스플레이시 다이나믹 레인지의 확대를 통한 컬러 변환 에러를 보정하여 표시화면의 콘트라스트를 개선하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 방법 및 그를 이용한 구동장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다. PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명/대형화면의 구현이 가능하다는 장점이 있다.
PDP는 격벽을 사이에 두고 대향되게 설치되는 상부기판과 하부기판을 구비한다. 상부기판은 격벽과 교차되는 방향으로 형성된 스캔전극 및 서스테인전극을 구비한다. 하부기판은 격벽과 나란한 방향으로 형성된 어드레스전극과, 어드레스전극을 덮도록 형성된 유전체층을 구비한다. 스캔전극, 서스테인전극 및 어드레스전극의 교차부에는 방전셀이 위치된다.
이러한, PDP는 화상의 계조(Gray Level)를 구현하기 위하여 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어 구동하고 있다. 각 서브필드는 다시 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋기간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 기간 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간으로 나뉘어진다.
어드레스기간에는 스캔전극에 스캔펄스가 공급되고, 어드레스전극에 스캔펄스에 동기되는 데이터펄스가 공급된다. 이때, 스캔펄스 및 데이터펄스가 공급된 방전셀에서는 어드레스 방전이 일어난다. 모든 스캔전극에 스캔펄스가 공급된 후 스캔전극 및 서스테인전극에 교번적으로 서스테인 펄스가 공급된다. 스캔전극 및 서스테인전극에 서스테인 펄스가 공급되면 어드레스 방전이 일어난 방전셀들에서 서스테인 방전이 발생한다.
256계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67㎳)은 8개의 서브필드들로 나누어지게 된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에 서스테인 기간과 그 방전횟수는 각 서브필드에서 2n(n=0,1,2,3,4,5,6,7,8)의 비율로 증가된다. 이와 같이 각 서브필드에서 서스테인 기간이 달라지게 되므로 화상의 계조를 구현할 수 있게 된다.
이러한 PDP는 콘트라스트를 향상시키기 위해 동화상의 다이나믹 레인지를 확대하여 구동되어진다.
도 1은 종래기술에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 PDP의 구동장치를 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 PDP의 구동장치는 프레임 메모리(14), 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(22A,22B), 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(24A,24B), 다이나믹 레인지 조정부(16) 및 PDP 구동부(18)를 구비한다.
프레임 메모리(14)는 입력라인(12)으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 저장하여 다이나믹 레인지 조정부(16)에 공급한다.
하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(22A,22B)는 입력라인(12)으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 각 그레이 레벨에 대한 하위 및 상위 그레이 레벨에 대한 히스토그램을 검출하게 된다. 이는 먼저 한 프레임의 입력 화면에 대한 각 그레이 레벨의 전체적인 분포를 구한다. 전체적인 분포를 바탕으로 입력 데이터에 대한 그레이 레벨의 분포값인 히스토그램(H(I))을 검출하게 된다. 이때 최소 및 최대 그레이 레벨(MIN, MAX)을 정하기 위해 약 0 내지 20 그레이 및 220 내지 255 등의 그레이 레벨에서의 히스토그램을 주로 검출한다.
최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(24A,24B)는 임의로 설정된 기준 비율을 정하고 검출된 하위 및 상위 그레이 레벨의 히스토그램을 통해 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 결정한다.
다이나믹 레인지 조정부(16)는 프레임 메모리(14)로부터 입력된 데이터, 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨값을 이용하여 입력 데이터의 다이나믹 레인지를 확대한다. 이러한 다이나믹 레인지 조정부(16)는 확대된 다이나믹 레인지를 가지는 입력 데이터를 PDP 구동부(18)에 공급한다.
PDP 구동부(18)는 다이나믹 레인지 조정부(16)로부터 입력되는 디지털 신호를 보정하여 패널로 공급한다. 이를 위해 PDP 구동부(18)는 도 2에서와 같이 제1 역감마 보정부(32A), 이득 제어부(34), 오차 확산부(36), 서브필드 맵핑부(38) 및 데이터정렬부(40), 제2 역감마 보정부(32B), APL(Average Picture Level : 평균영상값)부(44), 파형발생부(46) 및 패널(48)을 구비한다.
제1 및 제2 역감마 보정부(32A,32B)는 다이나믹 레인지 조정부(16)로부터 입력된 비디오신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시킨다.
APL부(44)는 제2 역감마 보정부(32B)에 의해 보정된 비디오 데이터를 입력받아 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 발생한다. 이득 제어부(34)는 제1 역감마 보정부(32A)에서 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨다.
오차 확산부(36)는 셀의 오차성분을 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정한다. 서브필드 맵핑부(38)는 오차 확산부(36)로부터 보정된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당한다.
데이터 정렬부(40)는 패널(48)에 공급될 수 있도록 비디오신호를 정렬하여 도시되지 않은 어드레스 구동 집적회로(Integrated Circuit : IC)로 비디오신호를 공급한다.
파형 발생부(46)는 APL부(44)로부터 입력된 N 단계 신호에 의해 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 타이밍 제어신호를 패널(48)의 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 제2 역감마 보정부(32B)는 다이나믹 레인지 조정부(16)로부터 입력된 비디오신호를 역감마 보정하여 APL부(44)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 APL부(44)는 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 생성하여 파형 발생부(46)로 공급한다. 파형 발생부(46)는 APL부(44)로부터 입력되는 N단계 신호를 이용하여 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
제1 역감마 보정부(32A)는 다이나믹 레인지 조정부(16)로부터 입력된 비디오신호를 역감마 보정하여 이득 제어부(34)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 이득 제어부(34)는 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨 후 오차 확산부(36)로 공급한다. 오차확산부(36)는 이득 제어부(34)로부터 입력된 비디오신호를 오차확산하여 휘도값을 미세하게 조정한다. 오차확산부(36)에서 출력된 비디오신호는 서브필드 맵핑부(38)로 입력된다. 서브필드 맵핑부(38)는 오차확산된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당하여 데이터 정렬부(40)로 공급한다. 데이터 정렬부(40)는 비디오신호를 정렬하여 어드레스 구동 IC로 공급한다.
이후, 어드레스 구동IC, 스캔 구동IC 및 서스테인 구동IC 등의 제어에 의하여 패널(48)에 비디오신호에 대응하는 화상이 표시되게 된다. 이와 같은 종래기술에 따른 PDP의 구동장치에서는 확대된 다이나믹 레인지를 통하여 콘트라스트를 향상시켜 선명한 화상을 얻을 수 있게 된다.
도 3은 도 1에서 설명한 다이나믹 레인지 확대방법을 설명하는 플로우 챠트이다.
도 3을 참조하면, 먼저 외부로부터 입력 데이터(RGB)를 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(22A,22B)에 입력한다.(S10)
각 그레이 레벨의 히스토그램(H(I))을 검출한다.(S12) 이는 먼저 한 프레임의 입력 화면에 대한 그레이 레벨의 전체적인 분포를 구한다. 전체적인 그레이 레벨 분포를 바탕으로 하여 0 내지 255 그레이 레벨의 분포의 수인 히스토그램의 비율을 알 수 있게 된다. 예를 들어, WVGA(853*480) 해상도 모드를 가지는 PDP에 있어서 2 그레이(Gray 2)를 가지는 히스토그램의 수가 245개 분포한다면 분포비율은 가 된다. 이러한 각 그레이 레벨의 분포비율을 구하면 표 1 및 표 2에서와 같이 입력 데이터에 대한 히스토그램 비율이 나타난다.
히스토그램 분포 비율(%)
Hist[0] 0.02
Hist[1] 0.04
Hist[2] 0.06
Hist[3] 0.0
… …
Hist[17] 0.03
Hist[18] 0.09
Hist[19] 0.1
Hist[20] 1
히스토그램 분포 비율(%)
Hist[220] 1.0
Hist[221] 0.1
Hist[222] 0.06
Hist[223] 0.001
… …
Hist[252] 0.03
Hist[253] 0.02
Hist[254] 0.09
Hist[255] 0.05
여기서, 이러한 각 그레이 레벨에 대한 히스토그램 분포비율(%)은 한 프레임동안 입력 데이터에 따라 달라질 수 있다.
히스토그램 분포비율(%)을 기준으로 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 결정한다.(S14) 먼저 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨값을 결정하기 전에 히스토그램 분포비율(%)의 임계치를 정한다. 도 3에서는 0.1%를 임계치로 정하였다. 이로써 0.1% 이상이 나오는 최초의 그레이 레벨을 최소분포 하위 그레이 레벨(MIN) 및 최소분포 상위 그레이 레벨(MAX)로 정하게 된다.(S18) 분포비율이 0.1% 이하인 경우는 다음 히스토그램 분포비율을 계속 검색하게 된다.(S16)
이로써 표 1 및 표 2의 경우 최소분포 하위 그레이 레벨(MIN)은 19, 최소분포 상위 그레이 레벨(MAX)은 221로 각 그레이 레벨이 결정된다.
상기에서와 같이 결정된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)의 값은 다이나믹 레인지 조정부(16)에 입력된다. 다이나믹 레인지 조정부(16)는 입력된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 수학식 1에 의해 입력 영상을 재배치하게 된다.
여기서, X는 보정전 입력 데이터의 그레이 레벨이고 Y는 보정후 입력 데이터의 그레이 레벨이다. 또한, MAX는 최소분포 상위 그레이 레벨의 값이고, MIN은 최소분포 하위 그레이 레벨의 값이다.
X가 40인 경우 표 1 및 표 2를 통하여 결정된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 값들을 수학식 1에 적용하면 에 의해 X에 대한 보정후 최소 그레이 레벨값인 Y는 26.5가 된다. 이로써 40의 입력 데이터가 26.5라는 더 낮은 값으로 바뀌게 된다. 즉, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이 점선형태의 그레이 레벨에 따른 히스토그램 분포(I)를 다이나믹 레인지가 확대된 실선형태의 그레이 레벨에 따른 히스토그램 분포(II)로 얻을 수 있게 된다. 이로써 다이나믹 레인지가 확대됨에 따라 화면의 콘트라스트가 개선되어 선명한 화면을 얻을 수 있다. 즉, 밝은 부분은 좀 더 밝게 표시되도록 하고 어두운 부분은 좀 더 어둡게 표시되도록 하여 화면의 밝은 부분과 어두운 부분의 대비를 확연히 나타낼 수 있게 된다.
도 5a 및 도 5b는 다이나믹 레인지 확대방법을 적용하기 전과 후의 경우 표시 영상의 변화를 나타내는 것으로서, 화면의 밝고 어두움의 대비가 확연해짐에 따라 도 5b에 도시된 종래기술에 의해 다이나믹 레인지가 확대된 표시 영상이 도 5a보다 더 선명함을 알 수 있다.
도 6은 도 5b에 도시된 표시영상의 일부분만을 비교하기 위한 소정 영역을 지정한 도면이고, 도 7a 및 도 7b는 종래기술에 따른 다이나믹 레인지 확대처리 후 히스토그램 분포의 변화를 나타내는 도면이며, 도 8a 및 도 8b는 도 6의 일부분에 대한 표시 영상의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 도 7b의 종래기술에 따른 히스토그램의 분포가 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 값에 따른 다이나믹 레인지 확대에 의해 도 7a의 종래기술에 따른 히스토그램의 분포보다 낮은 그레이 레벨쪽으로 이동되었음을 알 수 있다. 이로써, 앞서 설명한 바와 같이 어두운 부분은 더욱 어둡게 되고 밝은 부분은 더욱 밝게 나타내어진다.
도 8a 및 도 8b를 통하여 도 7a 및 도 7b에 따른 결과를 확인해 보면, 먼저 도 8a 및 도 8b는 도 6의 A 영역을 비교한 것으로서 하늘의 어두운 부분이 더욱 어두워짐을 알 수 있다. 다음으로 도 9a 및 도 9b는 도 6의 B 영역을 비교한 것으로서 밝은 부분과 어두운 부분이 공존하는 표시 화면이다. 이 경우에서도 밝은 부분과 어두운 부분의 대비가 확연해짐으로써 이들에 따른 콘트라스트가 향상됨을 알 수 있다.
상기에서와 같은 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 실례를 들면, RGB(적녹청)의 각 그레이 레벨이 도 10에서와 같이 205,20,205를 가진 화상의 경우일 때 최대 그레이 레벨(MAX)은 205이고, 최소 그레이 레벨(MIN)은 20의 값을 가진다.
이를 수학식 1을 적용하게 되면, 최대 그레이 레벨(MAX)은 에 의해 255로 변환되고, 최소 그레이 레벨(MIN)은 에 의해 0으로 변환된다. 이런 변환된 결과로 인하여 좌측의 변환전 각 화상 데이터는 우측의 변환 후 각 화상으로 변환을 하게 된다. 그러나, 이러한 다이나믹 레인지 확대방법에 의해 PDP 구동시 도 10(c)에서와 같이 원 화상 대비 지나친 컬러의 변화를 일으키는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 정지화상 및 동화상인지를 판단하여 다이나믹 레인지 조절시 컬러 변환 에러를 보상할 수 있도록 한 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 입력 화상의 움직임 정도의 판단에 의해 다이나믹 레인지 조절시 컬러 변환 에러를 보상할 수 있도록 한 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 동일 그레이 레인지의 분포 정도를 이용하여 다이나믹 레인지 조절시 컬러 변환 에러를 보상할 수 있도록 한 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치는 외부 입력라인으로부터 입력된 동영상 데이터를 한 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리와, 상기 프레임 메모리에 직렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 간 사이의 움직임량이 미리 설정된 임계치 보다 클 경우 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 이용하여 상기 프레임 메모리를 경유한 동영상 데이터의 다이나믹 레인지를 확대하는 다이나믹 레인지 조정부와, 상기 다이나믹 레인지 조정부에 직렬 접속되어 상기 다이나믹 레인지가 확대된 보정 영상 데이터신호를 제어하여 패널로 공급하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동부와, 상기 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 한 프레임 동안의 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 검출하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와, 상기 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 사이의 움직임량을 검출하는 움직임량 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서의 상기 움직임량 검출부는 이전 및 현재 프레임 데이터를 비교하여 동일 지점에서의 움직임 정도를 검출함과 아울러 움직임 정도에 따라 움직임 유무를 판정하는 움직임 검출부와, 상기 움직임 검출부로부터 각 화상에 대한 움직임 유무의 정도를 입력 데이터로부터 부여받아 프레임들 사이에 있어서 상기 움직임 정도가 전 화면에 대해 발생하는 지 정보를 검출하는 움직임 정도 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서의 상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부는 상기 외부로부터 입력된 한 프레임 동안 동영상 데이터의 각 그레이 레벨을 검출한 후 하위 및 상위 그레이 레벨의 분포 수인 히스토그램 분포비율을 검출하는 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부와, 상기 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부에 직렬 접속되어 최소분포 하위 그레이 레벨을 결정하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치는 외부 입력라인으로부터 입력된 동영상 데이터를 한 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리와, 상기 프레임 메모리에 직렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 간 사이의 움직임량이 미리 설정된 임계치 보다 클 경우 가중치가 적용된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 이용하여 상기 프레임 메모리를 경유한 동영상 데이터의 다이나믹 레인지를 확대하는 다이나믹 레인지 조정부와, 상기 다이나믹 레인지 조정부에 직렬 접속되어 상기 다이나믹 레인지가 확대된 보정 영상 데이터신호를 제어하여 패널로 공급하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동부와, 상기 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 한 프레임 동안의 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 검출하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와, 상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와 상기 다이나믹 레인지 조정부 사이에 접속되어 상기 움직임량이 미리 설정된 임계치 보다 작을 경우 상기 최소분포 하위 그레이 레벨은 보다 낮고 상기 최소분포 상위 그레이 레벨은 보다 높아지도록 상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨에 가중치를 적용하는 가중치 적용부와, 상기 입력라인 및 프레임 메모리와 가중치 적용부 사이에 상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와 병렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 사이의 움직임량을 검출하고 판단하여 제어정보 및 검출 움직임량을 상기 가중치 적용부에 공급하는 움직임량 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서의 상기 움직임량 판단부는 이전 및 현재 프레임 데이터를 비교하여 움직임 정도를 검출하는 움직임 검출부와, 상기 움직임 정도로부터 움직임량을 검출함과 아울러 움직임 정도를 판단하는 움직임 정도 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서의 상기 움직임 정도 판단부는 상기 검출된 움직임 정도로부터 한 프레임 동안의 움직임량을 계산하는 움직임 계산부와, 상기 계산된 움직임량과 미리 설정된 움직임 임계치를 비교하여 크기 여부를 결정하는 움직임량 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에서의 상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부는 상기 외부로부터 입력된 한 프레임 동안 동영상 데이터의 각 그레이 레벨을 검출한 후 하위 및 상위 그레이 레벨의 분포 수인 히스토그램 분포비율을 검출하는 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부와, 상기 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부에 직렬 접속되어 최소분포 하위 그레이 레벨을 결정하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서의 상기 움직임량 검출부는 이전 및 현재 프레임 데이터를 비교하여 움직임 정도를 검출하는 움직임 검출부와, 상기 움직임 정도로부터 움직임량을 산출하는 움직임 정도 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에서의 상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동부는 상기 다이나믹 레인지 조정부를 경유한 비디오신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시키는 역감마 보정부와, 상기 역감마 보정부에서 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시키는 이득 제어부와, 셀의 오차성분을 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정하는 오차 확산부와, 상기 오차 확산부로부터 보정된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당하는 서브필드 맵핑부와, 표시 패널에 공급될 수 있도록 비디오신호를 정렬하는 데이터 정렬부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 경우 상기 역감마 보정부에 의해 보정된 비디오 데이터를 입력받아 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 발생하는 평균영상값(APL)부와, 상기 평균영상값부로부터 입력된 N단계 신호에 의해 타이밍 제어신호를 생성함과 아울러 생성된 타이밍 제어신호를 표시 패널의 구동 집적회로에 공급하는 파형 발생부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 방법은 동화상 입력영상에 대한 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 검출하는 단계와, 상기 동화상 입력영상에 대한 이전 및 현재 프레임을 비교하여 움직임량을 검출하는 단계와, 상기 검출된 움직임량이 미리 설정된 임계치 이하일 경우 상기 검출된 최소분포 하위 그레이 레벨은 보다 낮고 상기 검출된 최소분포 상위 그레이 레벨은 보다 높아지도록 상기 검출된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 변환하는 단계와, 상기 변환된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 이용하여 상기 입력 영상의 다이나믹 레인지를 확대하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 11 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치를 설명하는 블럭도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치는 프레임 메모리(50), 움직임 검출부(52), 움직임 정도 판단부(54), 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(56), 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(57), 다이나믹 레인지 조정부(58) 및 PDP 구동부(60)를 구비한다.
프레임 메모리(50)는 입력라인으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 저장하여 움직임 검출부(52) 및 다이나믹 레인지 조정부(58)에 공급한다.
움직임 검출부(52)는 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부(58) 사이에 프레임 메모리(50)와 병렬접속되며, 현재 입력라인으로부터 입력되는 한 프레임 단위의 데이터와 상기 프레임 메모리(50)로부터 1 프레임 지연된 한 프레임 단위의 데이터를 비교한다. 현재 및 지연된 데이터를 비교하여 동일 지점에서의 화상 차이가 일정치 이상일 경우를 움직임이 있는 정보라고 판단하며, 이는 수학식 2를 통해 나타낼 수 있다.
여기서, x, y는 화상의 좌표를 나타내며, T는 임계치 설정 값을 나타낸다.
예를 들어, 두 동일 지점에 대한 이전 화상과 현 화상의 그레이 레벨의 차이가 16 이상의 차이가 나거나 32 이상의 차이가 날 경우 해당 지점에서는 이전 화상과 현 화상 사이에 움직임이 발생하였다라고 판정하고, 그 이하의 값의 차이가 생긴 부분은 움직임이 없다고 판정한다.
움직임 정도 판단부(54)는 움직임 검출부(52)와 다이나믹 레인지 조정부(58) 사이에 접속되어 움직임 검출부(52)로부터 각 화상에 대한 움직임 유무의 정도를 입력 데이터로 부여 받아 프레임들 사이에 있어서 움직임이 전체 화면에 대하여 발생하는지 여부를 판단하게 된다. 여기서 판단여부의 정보는 다이나믹 레인지 조정부(58)에 접속된다.
하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(56)는 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부(58) 사이에 프레임 메모리(50)와 병렬접속되어 입력라인으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 각 그레이 레벨에 대한 하위 및 상위 그레이 레벨에 대한 히스토그램을 검출하게 된다. 이는 먼저 한 프레임의 입력 화면에 대한 각 그레이 레벨의 전체적인 분포를 구한다. 전체적인 분포를 바탕으로 입력 데이터에 대한 그레이 레벨의 분포값인 히스토그램(H(I))을 검출하게 된다. 이때 최소 및 최대 그레이 레벨(MIN, MAX)을 정하기 위해 약 0 내지 20 그레이 및 220 내지 255 등의 그레이 레벨에서의 히스토그램을 주로 검출한다.
최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(57)는 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(56)와 다이나믹 레인지 조정부(58) 사이에 접속되어 임의로 설정된 기준 비율을 정하고 검출된 하위 및 상위 그레이 레벨의 히스토그램을 통해 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 결정한다. 결정된 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)은 다이나믹 레인지 조정부(58)에 공급된다.
다이나믹 레인지 조정부(58)는 프레임 메모리(50), 움직임 정도 판단부(54) 및 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(57)에 공통 접속되어 프레임 메모리(50)를 경유한 입력 데이터의 다이나믹 레인지를 확대하는 역할을 한다. 이러한 다이나믹 레인지 조정부(58)는 먼저 움직임 정도 판단부(54)로부터의 움직임 정도 판단 여부를 통하여 다이나믹 레인지 확대여부를 결정한다. 예를 들어, 움직임 정도가 없는 정지 화상으로 판단되었을 경우 입력 데이터는 다이나믹 레인지를 확대함이 없이 바로 PDP 구동부(60)에 입력되며, 움직임이 있는 동화상으로 판단되었을 경우 입력 데이터는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨값(MIN,MAX)을 이용하여 다이나믹 레인지를 확대한 후 PDP 구동부(60)에 공급된다.
PDP 구동부(60)는 다이나믹 레인지 조정부(58)로부터 입력되는 디지털 신호를 보정하여 패널로 공급한다. 이를 위해 PDP 구동부(60)는 도 12에서와 같이 제1 역감마 보정부(62A), 이득 제어부(64), 오차 확산부(66), 서브필드 맵핑부(68) 및 데이터정렬부(70), 제2 역감마 보정부(62B), APL(Average Picture Level : 평균영상값)부(74), 파형발생부(76) 및 패널(78)을 구비한다.
제1 및 제2 역감마 보정부(62A,62B)는 다이나믹 레인지 조정부(58)로부터 입력된 비디오신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시킨다.
APL부(74)는 제2 역감마 보정부(62B)에 의해 보정된 비디오 데이터를 입력받아 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 발생한다. 이득 제어부(64)는 제1 역감마 보정부(62A)에서 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨다.
오차 확산부(66)는 셀의 오차성분을 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정한다. 서브필드 맵핑부(68)는 오차 확산부(66)로부터 보정된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당한다.
데이터 정렬부(70)는 패널(78)에 공급될 수 있도록 비디오신호를 정렬하여 도시되지 않은 어드레스 구동 집적회로(Integrated Circuit : IC)로 비디오신호를 공급한다.
파형 발생부(76)는 APL부(74)로부터 입력된 N 단계 신호에 의해 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 타이밍 제어신호를 패널(78)의 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 제2 역감마 보정부(62B)는 다이나믹 레인지 조정부(58)로부터 입력된 비디오데이터를 역감마 보정하여 APL부(74)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 APL부(74)는 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 생성하여 파형 발생부(76)로 공급한다. 파형 발생부(76)는 APL부(74)로부터 입력되는 N단계 신호를 이용하여 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
제1 역감마 보정부(62A)는 다이나믹 레인지 조정부(58)로부터 입력된 비디오신호를 역감마 보정하여 이득 제어부(64)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 이득 제어부(64)는 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨 후 오차 확산부(66)로 공급한다. 오차확산부(66)는 이득 제어부(64)로부터 입력된 비디오신호를 오차확산하여 휘도값을 미세하게 조정한다. 오차확산부(66)에서 출력된 비디오신호는 서브필드 맵핑부(68)로 입력된다. 서브필드 맵핑부(68)는 오차확산된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당하여 데이터 정렬부(70)로 공급한다. 데이터 정렬부(70)는 비디오신호를 정렬하여 어드레스 구동 IC로 공급한다.
이후, 어드레스 구동IC, 스캔 구동IC 및 서스테인 구동IC 등의 제어에 의하여 패널(78)에 비디오신호에 대응하는 화상이 표시되게 된다. 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 PDP의 구동장치에서는 정지화상인지의 판단 후 다이나믹 레인지를 확대함으로써 화상의 지나친 컬러의 변화를 방지함과 아울러 콘트라스트를 향상시켜 선명한 화상을 얻을 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치를 설명하는 블럭도로서, 이는 움직임 정보량을 판단하여 컬러 변환시 에러를 조정하는 방법을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치는 프레임 메모리(80), 움직임 검출부(82), 움직임 정도 판단부(84), 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(86), 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(88), 가중치 적용부(90), 다이나믹 레인지 조정부(92) 및 PDP 구동부(94)를 구비한다.
프레임 메모리(80)는 입력라인으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 저장하여 움직임 검출부(82) 및 다이나믹 레인지 조정부(92)에 공급한다.
움직임 정도 검출부(82)는 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부(92) 사이에 프레임 메모리(80)와 병렬접속되며, 현재 입력라인으로부터 입력되는 한 프레임 단위의 데이터와 상기 프레임 메모리(80)로부터 1 프레임 지연된 한 프레임 단위의 데이터를 비교한다. 이들 현재 및 지연된 데이터를 비교하여 움직임 정도를 검출한다.
움직임 정도 판단부(84)는 움직임 검출부(82)와 다이나믹 레인지 조정부(92) 사이에 접속되며, 도 14에서와 같이 움직임량을 계산하는 움직임량 계산부(95)와 움직임 정도를 판단하는 움직임량 판단부(96)를 구비한다. 움직임량 계산부(95)는 움직임 검출부(82)로부터 움직임 검출정보를 부여받아 한 프레임 간의 움직임 정도의 량을 계산한다. 움직임량 판단부(96)는 움직임량 계산부(95)에 접속되어 계산된 움직임량과 미리 설정된 움직임 임계치의 비교를 통하여 크기 여부를 결정하게 된다. 이로써, 계산된 움직임량이 임계치 이하 인지 이상인지를 판단하여 가중치 적용부(90)에 공급한다.
하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(86)는 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부(92) 사이에 프레임 메모리(80)와 병렬접속되어 입력라인으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 각 그레이 레벨에 대한 하위 및 상위 그레이 레벨에 대한 히스토그램을 검출하게 된다. 이는 먼저 한 프레임의 입력 화면에 대한 각 그레이 레벨의 전체적인 분포를 구한다. 전체적인 분포를 바탕으로 입력 데이터에 대한 그레이 레벨의 분포값인 히스토그램(H(I))을 검출하게 된다. 이때 최소 및 최대 그레이 레벨(MIN, MAX)을 정하기 위해 약 0 내지 20 그레이 및 220 내지 255 등의 그레이 레벨에서의 히스토그램을 주로 검출한다.
최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(88)는 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(86)와 다이나믹 레인지 조정부(92) 사이에 접속되어 임의로 설정된 기준 비율을 정하고 검출된 하위 및 상위 그레이 레벨의 히스토그램을 통해 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 결정한다.
가중치 적용부(90)는 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(88)와 다이나믹 레인지 조정부(92) 사이에 접속되어 움직임 정도 판단부(84)에서 판단된 제어정보를 부여받음과 아울러 움직임량에 따른 가중치의 설정정보를 저장하고 있다. 이 경우 움직임 정도 판단부(84)에서 움직임량이 임계치 이상일 경우에는 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(88)에서 결정된 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 다이나믹 레인지 조정부(92)에 공급하고, 움직임 정도 판단부(84)에서 움직임량이 임계치 이하일 경우에는 저장된 가중치를 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(88)에서 결정된 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)에 적용한 후 다이나믹 레인지 조정부(92)에 공급한다.
다이나믹 레인지 조정부(92)는 프레임 메모리(80)와 PDP 구동부(94) 사이에 접속되어 프레임 메모리(80)를 경유한 입력 데이터에 가중치 적용부(90)로부터 도출된 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 적용하여 다이나믹 레인지를 조정한다. 이후 다이나믹 레인지가 조정된 입력 데이터는 PDP 구동부(94)에 공급된다.
이들의 동작을 예를 들어 설명하면, 실제 검출된 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)이 15 및 230이고 검출된 움직임량이 검출된 임계치 이하일 경우 이들 값에 가중치를 적용하게 된다. 이로 인하여, 실제 그레이 레벨 분포가 적은 하위 그레이 레벨(MIN)은 15보다 작은 값을 최소분포 하위 그레이 레벨(MIN)로 설정하고 그레이 레벨 분포가 적은 상위 그레이 레벨(MAX)은 230보다 큰 값을 최소분포 상위 그레이 레벨(MAX)로 설정한다. 이렇게 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부(90)에서 검출된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 움직임량에 따른 가중치를 설정하는 요소에 따라 변환시키면 최종 변환되는 화상의 전체적인 히스토그램 변환 적용량이 변화가 된다.
PDP 구동부(94)는 다이나믹 레인지 조정부(92)로부터 입력되는 디지털 신호를 보정하여 패널로 공급한다. 이를 위해 PDP 구동부(94)는 도 15에서와 같이 제1 역감마 보정부(102A), 이득 제어부(104), 오차 확산부(106), 서브필드 맵핑부(108) 및 데이터정렬부(110), 제2 역감마 보정부(102B), APL(Average Picture Level : 평균영상값)부(114), 파형발생부(116) 및 패널(118)을 구비한다.
제1 및 제2 역감마 보정부(102A,102B)는 다이나믹 레인지 조정부(92)로부터 입력된 비디오신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시킨다.
APL부(114)는 제2 역감마 보정부(102B)에 의해 보정된 비디오 데이터를 입력받아 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 발생한다. 이득 제어부(104)는 제1 역감마 보정부(102A)에서 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨다.
오차 확산부(106)는 셀의 오차성분을 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정한다. 서브필드 맵핑부(108)는 오차 확산부(106)로부터 보정된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당한다.
데이터 정렬부(110)는 패널(118)에 공급될 수 있도록 비디오신호를 정렬하여 도시되지 않은 어드레스 구동 집적회로(Integrated Circuit : IC)로 비디오신호를 공급한다.
파형 발생부(116)는 APL부(114)로부터 입력된 N 단계 신호에 의해 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 타이밍 제어신호를 패널(118)의 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 제2 역감마 보정부(102B)는 다이나믹 레인지 조정부(92)로부터 입력된 비디오데이터를 역감마 보정하여 APL부(114)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 APL부(114)는 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 생성하여 파형 발생부(116)로 공급한다. 파형 발부(116)는 APL부(114)로부터 입력되는 N단계 신호를 이용하여 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
제1 역감마 보정부(102A)는 다이나믹 레인지 조정부(92)로부터 입력된 비디오신호를 역감마 보정하여 이득 제어부(104)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 이득 제어부(104)는 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨 후 오차 확산부(106)로 공급한다. 오차확산부(106)는 이득 제어부(104)로부터 입력된 비디오신호를 오차확산하여 휘도값을 미세하게 조정한다. 오차확산부(106)에서 출력된 비디오신호는 서브필드 맵핑부(108)로 입력된다. 서브필드 맵핑부(108)는 오차확산된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당하여 데이터 정렬부(110)로 공급한다. 데이터 정렬부(110)는 비디오신호를 정렬하여 어드레스 구동 IC로 공급한다.
이후, 어드레스 구동IC, 스캔 구동IC 및 서스테인 구동IC 등의 제어에 의하여 패널(118)에 비디오신호에 대응하는 화상이 표시되게 된다. 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 PDP의 구동장치에서는 움직임이 적은 화상인지를 판단하여 다이나믹 레인지를 조정함으로써 화상의 지나친 컬러의 변화를 방지함과 아울러 콘트라스트를 향상시켜 선명한 화상을 얻을 수 있게 된다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치를 설명하는 블럭도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치는 프레임 메모리(120), 움직임 검출부(122), 움직임 정도 판단부(124), 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부(126), 동일 그레이 레벨 분포 검출부(128), 보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 설정부(130), 다이나믹 레인지 조정부(132) 및 PDP 구동부(134)를 구비한다.
프레임 메모리(120)는 입력라인으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 저장하여 움직임 검출부(122) 및 다이나믹 레인지 조정부(132)에 공급한다.
움직임 검출부(122)는 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부(132) 사이에 프레임 메모리(120)와 병렬접속되며, 현재 입력라인으로부터 입력되는 한 프레임 단위의 데이터와 상기 프레임 메모리(120)로부터 1 프레임 지연된 한 프레임 단위의 데이터를 비교한다. 이러한 데이터들을 비교하여 한 프레임 동안의 움직임 정도를 검출한다.
움직임 정도 판단부(124)는 움직임 검출부(122)와 다이나믹 레인지 조정부(132) 사이에 직렬접속되며, 움직임 검출부(122)로부터 움직임 검출정보를 부여받아 한 프레임 간의 움직임 정도의 량을 계산한다.
최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부(126)는 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부(132) 사이에 프레임 메모리(120)와 병렬접속되며, 도 17에서와 같이 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(136)와 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부(137)를 구비한다. 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(136)는 입력라인으로부터의 데이터를 한 프레임 단위로 각 그레이 레벨에 대한 하위 및 상위 그레이 레벨에 대한 히스토그램을 검출하게 된다. 이는 먼저 한 프레임의 입력 화면에 대한 각 그레이 레벨의 전체적인 분포를 구한다. 전체적인 분포를 바탕으로 입력 데이터에 대한 그레이 레벨의 분포값인 히스토그램(H(I))을 검출하게 된다. 이때 최소 및 최대 그레이 레벨(MIN, MAX)을 정하기 위해 약 0 내지 20 그레이 및 220 내지 255 등의 그레이 레벨에서의 히스토그램을 주로 검출한다. 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨값 결정부(137)는 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부(136)에 접속되어 임의로 설정된 기준 비율을 정하여 검출된 하위 및 상위 그레이 레벨의 히스토그램을 통해 그레이 레벨 분포가 적은 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 결정한다.
동일 그레이 레벨 분포 검출부(128)는 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부(132) 사이에 프레임 메모리(120)와 병렬접속되며 입력라인으로부터의 한 프레임 동안의 데이터에 있어서 적녹청(RGB)색의 분포 중에서 동일한 그레이 레벨이 어느 정도로 분포되어 있는가를 판단하고 그 정도를 검출한다.
보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 설정부(130)는 움직임 정도 판단부(124), 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부(126) 및 동일 그레이 레벨 분포 검출부(128)와 다이나믹 레인지 조정부(132) 사이에 공통 접속되며, 도 18에 도시된 바와 같이 보정값 설정부(136)와 보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부(138)를 구비한다. 보정값 설정부(136)는 움직임 정도 판단부(124)로부터의 계산된 움직임량과 동일 그레이 레벨 분포 검출부(128)로부터의 동일 그레이 레벨을 가진 데이터가 소정 임계치 이상인지를 각각 판단하여 움직임량이 소정 임계치 이하이고, 동일 그레이 레벨이 소정 임계치 이상일 경우 최소분포 하위 그레이 레벨은 보다 낮아지도록 보정치를 결정하고 최소분포 상위 그레이 레벨은 보다 높아 지도록 보정치를 결정한다. 이런 결정된 보정치는 보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부(138)에 공급된다.
보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부(138)는 보정값 설정부(136)로부터 입력된 보정치를 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부(126)로부터 입력된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)에 적용하여 도출된 보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 다이나믹 레인지 조정부(132)에 공급한다.
다이나믹 레인지 조정부(132)는 프레임 메모리(120)와 PDP 구동부(134) 사이에 접속되어 프레임 메모리(120)를 경유한 입력 데이터에 보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 적용하여 입력 데이터의 다이나믹 레인지를 확대하는 역할을 한다. 이러한 다이나믹 레인지 조정부(132)는 보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨(MIN,MAX)을 이용하여 입력 데이터의 다이나믹 레인지를 조정한 후 다이나믹 레인지가 조정된 입력 데이터를 PDP 구동부(134)에 공급한다.
PDP 구동부(134)는 다이나믹 레인지 조정부(132)로부터 입력되는 데이터신호를 보정하여 패널로 공급한다. 이를 위해 PDP 구동부(134)는 도 19에서와 같이 제1 역감마 보정부(142A), 이득 제어부(144), 오차 확산부(146), 서브필드 맵핑부(148) 및 데이터정렬부(150), 제2 역감마 보정부(142B), APL(Average Picture Level : 평균영상값)부(154), 파형발생부(156) 및 패널(158)을 구비한다.
제1 및 제2 역감마 보정부(142A,142B)는 다이나믹 레인지 조정부(132)로부터 입력된 비디오신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시킨다.
APL부(154)는 제2 역감마 보정부(142B)에 의해 보정된 비디오 데이터를 입력받아 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 발생한다. 이득 제어부(144)는 제1 역감마 보정부(142A)에서 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨다.
오차 확산부(146)는 셀의 오차성분을 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정한다. 서브필드 맵핑부(148)는 오차 확산부(146)로부터 보정된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당한다.
데이터 정렬부(150)는 패널(158)에 공급될 수 있도록 비디오신호를 정렬하여 도시되지 않은 어드레스 구동 집적회로(Integrated Circuit : IC)로 비디오신호를 공급한다.
파형 발생부(156)는 APL부(154)로부터 입력된 N 단계 신호에 의해 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 타이밍 제어신호를 패널(158)의 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 제2 역감마 보정부(142B)는 다이나믹 레인지 조정부(132)로부터 입력된 비디오데이터를 역감마 보정하여 APL부(154)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 APL부(154)는 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 생성하여 파형 발생부(156)로 공급한다. 파형 발생부(156)는 APL부(154)로부터 입력되는 N단계 신호를 이용하여 타이밍 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC로 공급한다.
제1 역감마 보정부(142A)는 다이나믹 레인지 조정부(132)로부터 입력된 비디오신호를 역감마 보정하여 이득 제어부(144)로 공급한다. 역감마 보정된 비디오신호를 입력받은 이득 제어부(144)는 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시킨 후 오차 확산부(146)로 공급한다. 오차확산부(146)는 이득 제어부(144)로부터 입력된 비디오신호를 오차확산하여 휘도값을 미세하게 조정한다. 오차확산부(146)에서 출력된 비디오신호는 서브필드 맵핑부(148)로 입력된다. 서브필드 맵핑부(148)는 오차확산된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당하여 데이터 정렬부(150)로 공급한다. 데이터 정렬부(150)는 비디오신호를 정렬하여 어드레스 구동 IC로 공급한다.
이후, 어드레스 구동IC, 스캔 구동IC 및 서스테인 구동IC 등의 제어에 의하여 패널(158)에 비디오신호에 대응하는 화상이 표시되게 된다. 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제3 실시예에 따른 PDP의 구동장치에서는 컬러 변환을 인식할 수 있는 것이 단일 색이 많이 분포하고 있으면서 동일 그레이가 많이 집중되어 있을 경우에 나타남을 이용한 것이다. 이로 인하여, 본 발명의 PDP 구동장치는 동일 그레이 레벨의 분포 정도를 이용하여 다이나믹 레인지를 확대함으로써 화상의 지나친 컬러의 변화를 방지함과 아울러 콘트라스트를 향상시켜 선명한 화상을 얻을 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치 및 방법은 동화상 입력 영상의 그레이 레벨에 대한 히스토그램 분포비율에 의해 검출된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 정지화상, 움직임 화상, 동일 그레이 레벨 분포 정도에 따라 소정 만큼 변환시킬 수 있다. 이로 인하여 변환된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 동화상 입력 영상의 다이나믹 레인지에 적용하여 확대시킴으로써 화상의 지나친 컬러의 변화를 방지함과 콘트라스트를 향상하여 선명한 동영상을 표시할 수 있게 된다.
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.
도 1은 종래기술에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 PDP 구동부를 상세히 나타내는 블록도이다.
도 3는 도 1에서 설명한 다이나믹 레인지 확대방법을 설명하는 플로우 챠트이다.
도 4는 종래기술에 따른 그레이 레벨에 대한 히스토그램 분포 변화를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 다이나믹 레인지 확대방법을 적용하기 전과 후의 경우 표시 영상의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5b에 도시된 표시영상의 일부분만을 비교하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 종래기술에 따른 다이나믹 레인지 확대처리 후 히스토그램 분포의 변화를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6의 일부분에 대한 표시 영상의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 도 6의 다른 일부분에 대한 표시 영상의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 종래기술에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시 컬러 에러 변환의 실례를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치를 설명하는 블럭도이다.
도 12는 도 11에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널 구동부를 상세히 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치를 설명하는 블럭도이다.
도 14는 도 13에서의 움직임 정도 판단부를 상세히 나타내는 도면이다.
도 15는 도 13에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널 구동부를 상세히 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치를 설명하는 블럭도이다.
도 17은 도 16에 도시된 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부를 상세히 나타내는 도면이다.
도 18은 도 16에 도시된 보정 최소 분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부를 상세히 나타내는 도면이다.
도 19는 도 16에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널 구동부를 상세히 나타내는 블록도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
12 : 입력라인 14,50,80,120 : 프레임 메모리
16,58,92,132 : 다이나믹 레인지 조정부
18,60,94,134 : PDP 구동부
22,56,86 : 그레이 레벨 히스토그램 검출부
24,57,88 : 최소분포 그레이 레벨값 결정부
32,62,102,142 : 역감마 보정부 34,64,104,144 : 이득 제어부
36,66,106,146 : 오차 확산부 38,68,108,148 : 서브필드 맵핑부
40,70,110,150 : 데이터정렬부 44,74,114,154 : APL부
46,76,116,156 : 파형발생부 48,78,118,158 : 패널
52,82,122 : 움직임 검출부 54,84,124 : 움직임 정도 판단부
90 : 가중치 적용부 128 : 동일 그레이 레벨 분포 검출부
130 : 보정 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 설정부

Claims (24)

  1. 외부 입력라인으로부터 입력된 동영상 데이터를 한 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리와,
    상기 프레임 메모리에 직렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 간 사이의 움직임량이 미리 설정된 임계치 보다 클 경우 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 이용하여 상기 프레임 메모리를 경유한 동영상 데이터의 다이나믹 레인지를 확대하는 다이나믹 레인지 조정부와,
    상기 다이나믹 레인지 조정부에 직렬 접속되어 상기 다이나믹 레인지가 확대된 보정 영상 데이터신호를 제어하여 패널로 공급하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동부와,
    상기 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 한 프레임 동안의 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 검출하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와,
    상기 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 사이의 움직임량을 검출하는 움직임량 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 움직임량 검출부는 이전 및 현재 프레임 데이터를 비교하여 동일 지점에서의 움직임 정도를 검출함과 아울러 움직임 정도에 따라 움직임 유무를 판정하는 움직임 검출부와,
    상기 움직임 검출부로부터 각 화상에 대한 움직임 유무의 정도를 입력 데이터로부터 부여받아 프레임들 사이에 있어서 상기 움직임 정도가 전 화면에 대해 발생하는 지 정보를 검출하는 움직임 정도 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부는 상기 외부로부터 입력된 한 프레임 동안 동영상 데이터의 각 그레이 레벨을 검출한 후 하위 및 상위 그레이 레벨의 분포 수인 히스토그램 분포비율을 검출하는 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부와,
    상기 하위 및 상위 그레이 레벨 히스토그램 검출부에 직렬 접속되어 최소분포 하위 그레이 레벨을 결정하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동부는 상기 다이나믹 레인지 조정부를 경유한 비디오신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시키는 역감마 보정부와,
    상기 역감마 보정부에서 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시키는 이득 제어부와,
    셀의 오차성분을 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정하는 오차 확산부와,
    상기 오차 확산부로부터 보정된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당하는 서브필드 맵핑부와,
    표시 패널에 공급될 수 있도록 비디오신호를 정렬하는 데이터 정렬부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 역감마 보정부에 의해 보정된 비디오 데이터를 입력받아 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 발생하는 평균영상값(APL)부와,
    상기 평균영상값부로부터 입력된 N단계 신호에 의해 타이밍 제어신호를 생성함과 아울러 생성된 타이밍 제어신호를 표시 패널의 구동 집적회로에 공급하는 파형 발생부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  6. 외부 입력라인으로부터 입력된 동영상 데이터를 한 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리와,
    상기 프레임 메모리에 직렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 간 사이의 움직임량이 미리 설정된 임계치 보다 클 경우 가중치가 적용된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 이용하여 상기 프레임 메모리를 경유한 동영상 데이터의 다이나믹 레인지를 확대하는 다이나믹 레인지 조정부와,
    상기 다이나믹 레인지 조정부에 직렬 접속되어 상기 다이나믹 레인지가 확대된 보정 영상 데이터신호를 제어하여 패널로 공급하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동부와,
    상기 입력라인과 다이나믹 레인지 조정부 사이에 상기 프레임 메모리와 병렬 접속되어 한 프레임 동안의 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 검출하는 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와,
    상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와 상기 다이나믹 레인지 조정부 사이에 접속되어 상기 움직임량이 미리 설정된 임계치 보다 작을 경우 상기 최소분포 하위 그레이 레벨은 보다 낮고 상기 최소분포 상위 그레이 레벨은 보다 높아지도록 상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨에 가중치를 적용하는 가중치 적용부와,
    상기 입력라인 및 프레임 메모리와 가중치 적용부 사이에 상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨 검출부와 병렬 접속되어 이전 및 현재 프레임 사이의 움직임량을 검출하고 판단하여 제어정보 및 검출 움직임량을 상기 가중치 적용부에 공급하는 움직임량 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 움직임량 판단부는 이전 및 현재 프레임 데이터를 비교하여 움직임 정도를 검출하는 움직임 검출부와,
    상기 움직임 정도로부터 움직임량을 검출함과 아울러 움직임 정도를 판단하는 움직임 정도 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 움직임 정도 판단부는 상기 검출된 움직임 정도로부터 한 프레임 동안의 움직임량을 계산하는 움직임 계산부와,
    상기 계산된 움직임량과 미리 설정된 움직임 임계치를 비교하여 크기 여부를 결정하는 움직임량 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동부는 상기 다이나믹 레인지 조정부를 경유한 비디오신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시키는 역감마 보정부와,
    상기 역감마 보정부에서 보정된 비디오신호를 유효이득만큼 증폭시키는 이득 제어부와,
    셀의 오차성분을 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정하는 오차 확산부와,
    상기 오차 확산부로부터 보정된 비디오 데이터를 서브필드별로 재할당하는 서브필드 맵핑부와,
    표시 패널에 공급될 수 있도록 비디오신호를 정렬하는 데이터 정렬부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 역감마 보정부에 의해 보정된 비디오 데이터를 입력받아 서스테인 펄스수를 조절하기 위한 N단계 신호를 발생하는 평균영상값(APL)부와,
    상기 평균영상값부로부터 입력된 N단계 신호에 의해 타이밍 제어신호를 생성함과 아울러 생성된 타이밍 제어신호를 표시 패널의 구동 집적회로에 공급하는 파형 발생부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 동화상 입력영상에 대한 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 검출하는 단계와,
    상기 동화상 입력영상에 대한 이전 및 현재 프레임을 비교하여 움직임량을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 움직임량이 미리 설정된 임계치 이하일 경우 상기 검출된 최소분포 하위 그레이 레벨은 보다 낮고 상기 검출된 최소분포 상위 그레이 레벨은 보다 높아지도록 상기 검출된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 변환하는 단계와,
    상기 변환된 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 이용하여 상기 입력 영상의 다이나믹 레인지를 확대하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 동화상 입력영상에 대한 이전 및 현재 프레임을 비교하여 움직임량을 검출하는 단계는 상기 검출된 그레이 레벨의 분포 수인 히스토그램 분포비율을 검출하는 단계와,
    상기 히스토그램 분포비율을 이용하여 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 히스토그램 분포비율을 검출하는 단계는 각 그레이 레벨의 히스토그램수를 파악하는 단계와,
    상기 히스토그램 수를 입력영상의 해상도로 나누어 백분율로 나타내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨을 결정하는 단계는 상기 히스토그램 분포비율에 대한 임계치를 설정하는 단계와,
    상기 임계치 이상 나오는 최초의 그레이 레벨을 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨로 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 입력영상의 다이나믹 레인지를 확대하는 단계는 외부로부터 입력된 영상 데이터의 그레이 레벨을 파악하는 단계와,
    상기 입력 영상 데이터의 그레이 레벨, 최소분포 하위 및 상위 그레이 레벨를 이용하여 보정된 영상 데이터의 그레이 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 레인지 확대방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러 보정 방법.
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