KR100513020B1

KR100513020B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR100513020B1
Application number: KR10-2003-0053705A
Authority: KR
Inventors: 김효성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2005-09-05
Also published as: KR20050016809A

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서 특히, 화면의 평균 휘도를 방전횟수가 가장 많은 휘도값으로 변환되도록 하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치는 외부의 영상신호를 A/D변환하여 모듈의 해상도에 맞게 변경하고 기타 화질 처리를 하며 입력된 영상의 평균 휘도를 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도로 보정하여 전송하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에서 전달된 영상신호에서 평균 휘도를 계산하여 모듈의 방전횟수를 결정하고 오차확산, 감마보정을 수행하며 구동파형을 생성하는 제어부와, 상기 제어부의 제어신호에 따라 방전을 일으키도록 제어하는 구동부와, 상기 구동부에 의해 제어되어 방전을 일으킴으로써 원하는 영상이 발생되도록 하는 모듈부와, 전원을 공급하는 전원부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING CONTRAST OF PLASMA DISPLAY PANEL}

최근 플라즈마 디스플레이 패널은 평판형 표시장치로서 CRT에 버금가는 화질과 LCD의 박막 디스플레이로서의 장점을 두루 갖춘 차세대 디스플레이장치로서 각광을 받고 있다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 데이터 기입기간과 표시기간이 시간적으로 분할된 어드레스 디스플레이 세퍼레이트(Adress and Display Seperate)에 의해 영상을 디스플레이하게 되는데, 먼저, 임의의 방전셀 내에 있는 스캔유지전극과 어드레스전극 사이에 150V~300V의 전압이 공급되면 스캔유지전극과 어드레스전극 사이에 위치하고 있는 셀 내부에 라이팅(Writing)방전이 일어나 해당 방전공간의 내부면에 벽전하가 형성되고 유전층상에 벽전하로 남게된다.

이러한 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들에서는 공통유지전극과 스캔유지전극에 공급된 교류신호에 의해 유지방전이 일어나게 되고, 방전에 의해 셀 내부에서 전계가 발생하여 방전가스 중의 미량전자들이 가속된다.

가속된 전자와 가스중의 중성입자가 충돌하여 전자와 이온으로 전리되며, 전리된 전자와 중성입자와의 또 다른 충돌 등으로 중성입자가 점차 빠른 속도로 전자와 이온으로 전리되어 방전가스가 플라즈마 상태로 되는 동시에 진공 자외선이 발생된다.

이와 같이 발생된 자외선이 R,G,B 형광층을 여기시켜 가시광선을 발생시키고 발생된 가시광선은 전면기판을 통하여 외부로 출사되어 외부에서 임의의 셀의 발광 즉, 디스플레이된 영상을 인식할 수 있게 된다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 한 프레임이 다수의 서브필드로 구성되어 서브필드의 조합에 의해 계조가 실현된다.

예를 들어, 256 계조를 실현하고자 하는 경우에 한 프레임 기간은 8개의 서브필드로 시분할되고, 8개의 서브필드 각각은 리셋기간, 어드레스기간, 유지기간으로 다시 나누워지게 된다.

리셋기간에는 전화면이 초기화되고, 어드레스기간에는 데이터가 표시될 셀들이 라이팅방전에 의해 선택되고, 유지기간에는 선택된 셀들의 방전이 유지된다.

여기서 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에 유지기간은 각 서브필드에서 2ⁿ(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다.

이와같이 각 서브필드에서 유지기간이 달라지게 되므로 서브필드의 조합에 따라 표시영상의 휘도 및 색도가 결정되게 된다.

상기와 같은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 화면의 평균 휘도를 계산하여 모듈의 방전 횟수를 결정하는데, 방전 횟수가 적으면 최대 휘도가 감소하여 콘트라스트 비가 떨어지게 된다.

즉, 콘트라스트 특성을 향상시키기 위하여 특정 화면에서 콘트라스트 비가 가장 높은 값으로 콘트라스트와 휘도를 조정하더라도 입력 영상이 바뀜에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 평균 휘도가 바뀌게 되고, 평균 휘도에 따라 방전횟수도 달라지기 때문에 사용자가 설정한 콘트라스트 비를 유지할 수 없다.

다시말해서, 플라즈마 디스플레이 패널은 특정 화면에서 콘트라스트가 극대화되도록 조정한다고 하더라도, 동화상에 있어서 화면의 평균 휘도값이 변경되면 플라즈마 디스플레이 패널의 특성상 콘트라스트가 극대화되는 설정이 변경되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 화면의 평균 휘도를 방전횟수가 가장 많은 휘도값으로 자동적으로 변환되도록 하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법은 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도와 한도 범위을 읽는 단계와, 입력된 영상의 평균 휘도, 최대 휘도 및 최소 휘도를 계산하는 단계와, 입력된 영상의 평균 휘도가 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위에 속하는지 여부를 판단하는 단계와, 입력된 영상의 평균 휘도가 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위에 속하는 경우 평균 휘도의 조정을 마치는 단계와, 입력된 영상의 평균 휘도가 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위에 속하지 않는 경우 휘도 조정값과 콘트라스트 조정값을 산출하여 상기 휘도 조정값과 콘트라스트 조정값으로 입력된 영상의 평균 휘도를 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위로 조정하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도는 미리 저장된 값이거나 모듈에서 측정된 값인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 휘도 조정값(B)은 B=128-(Max+Min)/2 에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.(단, Max는 입력 영상의 최대 휘도, Min은 입력 영상의 최소 휘도)

또한, 상기 콘트라스트 조정값(C)은 C=T/(μ+B)에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.(단, T는 모듈의 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도, μ는 입력 영상의 평균 휘도, B는 휘도 조정값)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치 및 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치를 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치는 외부의 영상신호를 A/D변환하여 모듈의 해상도에 맞게 변경하고 기타 화질 처리를 하며 입력된 영상의 평균 휘도를 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도로 보정하여 전송하는 신호처리부(10)와, 상기 신호처리부(10)에서 전달된 영상신호에서 평균 휘도를 계산하여 모듈의 방전횟수를 결정하고 오차확산, 감마보정을 수행하며 구동파형을 생성하는 제어부(20)와, 상기 제어부(20)의 제어신호에 따라 방전을 일으키도록 제어하는 구동부(30)와, 상기 구동부(30)에 의해 제어되어 방전을 일으킴으로써 원하는 영상이 발생되도록 하는 모듈부(40)와, 전원을 공급하는 전원부(50)가 포함된다.

보다 상세히 설명하면, 상기 신호처리부(10)는 입력영상을 A/D변환하는 A/D변환부(11)와, 모듈의 해상도 및 수직 주파수에 맞게 영상 주파수를 변환하는 스케일러(13)와, 영상의 수직 주파수를 변환하는 프레임 메모리(12)와, 영상을 사용자가 원하는 콘트라스트 및 휘도값으로 조정하는 영상조정부(14)와, 상기 A/D변환부(11), 스케일러(13), 프레임 메모리(12) 및 영상조정부(14)를 제어하고 상기 프레임 메모리(12)에 입력된 영상의 평균 휘도와 휘도 분포를 읽어 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도로 보정하는 신호처리 제어부(15)가 포함된다.

상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치는 외부에서 입력된 영상의 신호처리과정을 거치면서 평균 휘도 및 휘도 분포를 분석하여 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도값으로 보정함으로서 동화상과 같이 화면의 평균 휘도가 계속적으로 변화되는 경우에도 각각의 화상에 최적의 콘트라스트를 제공할 수 있다.

즉, 신호처리부(10)의 신호처리 제어부(15)는 입력된 영상에 대해 프레임 메모리(12)로부터 평균 휘도를 구하고, 입력 영상의 평균 휘도를 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도로 보정하여 제어부(20)으로 전송한다.

상기 제어부(20)는 신호처리부(10)에서 전달된 영상신호에서 평균 휘도를 계산하여 모듈의 방전횟수를 결정하고 오차확산, 감마보정을 수행하며 구동파형을 생성하고, 상기 구동부(30)는 제어부(20)의 제어신호에 따라 방전을 일으키도록 제어하여 모듈부(40)에서 방전을 일으키게 된다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 3에서 보는 바와 같이, 먼저 신호처리부의 신호처리 제어부에 저장된 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도(T)와 한도 범위(e)를 읽거나, 모듈과의 통신을 통하여 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도(T)를 알아낸다. 모듈과의 통신을 통하여 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도(T)를 알아내는 방법은 저장된 평균 휘도(T)를 읽는 것보다 모듈의 특성에 따른 정확한 평균 휘도(T)를 구할 수 있다.

여기서, 평균 휘도(T)는 다양한 영상에서 가장 많은 방전 횟수를 가진 휘도를 말하는데, 콘트라스트의 비는 방전 횟수가 많을수록 증가하게 된다. 그리고, 상기 한도 범위(e)는 ±값을 가지며, 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도(T)값을 정의하는데 사용된다.

예를들어, 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도(T)를 130이라 하고, 상기 한도 범위(e)를 ±10이라고 하면, 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도는 120~140의 범위가 된다.(S100)

다음, 입력되는 영상은 신호처리부에서 수직 주파수 변환이 이루어지기 위해 프레임 메모리를 거치게 되는데, 이때 프레임 메모리에 입력된 영상의 평균 휘도와 휘도 분포를 읽는다.

신호처리 제어부는 프레임 메모리로 부터 입력된 영상의 평균 휘도(μ), 최대 휘도(Max) 및 최소 휘도(Min)를 구한다.(S110)

그리고, 신호처리 제어부는 입력된 영상의 평균 휘도(μ)가 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도의 범위에 속하게 되면, 즉 T-e≤μ≤T+e 의 범위에 속하게 되면, 별도의 제어없이 제어부로 전송하도록 한다.(S120)(S150)

반대로 입력된 영상의 평균 휘도(μ)가 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도의 범위에 속하지 않으면, 즉 T-e≤μ≤T+e 의 범위에 속하지 않으면 입력된 영상의 평균 휘도(μ)가 T-e≤μ≤T+e 의 범위에 속하도록 조정한다.(S120)

입력된 영상의 평균 휘도(μ)를 조정하는 방법을 설명하면, 먼저 휘도 조정값(B)를 구하는데, B는 8비트 영상값의 중간값인 128에서 현재 입력된 영상의 최대 휘도(Max)와 최소 휘도(Min)을 더한 값을 2로 나눈값을 빼서 구하게 된다. 즉, 휘도조정값(B)=128-((Max+Min)/2) 의 식으로 계산된다. 여기서, 128의 중간값을 사용한 것은 후술하는 콘트라스트 조정시 흑포화 또는 백포화되는 것을 방지하기 위함이다.

그리고, 콘트라스트 조정값(C)은 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도(T)를 입력된 영상의 평균 휘도(μ)와 휘도 조정값(B)로 구하게 된다. 즉, 콘트라스트 조정값(C)=T/(μ+B) 의 식으로 계산된다.(S130)

상기와 같이 휘도 조정값(B)와 콘트라스트 조정값(C)가 구해지면 출력영상 휘도값을 결정되는데, 상기 출력영상 휘도값은 영상의 평균 휘도(μ)에 콘트라스트 조정값(C)을 곱하고 휘도 조정값(B)를 더한 값으로 구하게 된다. 즉, 출력영상 휘도값=μ×C+B 의 식으로 계산된다.(S140)

이렇게 조정된 출력영상 휘도값은 T-e≤μ≤T+e의 범위에 속하게 되어 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도값으로 보정이 된다.

상기의 과정을 거쳐 출력영상의 휘도값이 결정되면 콘트라스트가 최적인 평균 휘도값의 조정이 이루어지게 된다.(S150)

상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법은 사용자에게 옵션으로 제공되며, 일정한 콘트라스트로 시청을 하거나 본 발명에 따른 콘트라스트 제어 방법에 의해 자동적으로 콘트라스트 조정을 하는 것은 OSD 화면이나 유저 인터페이스로 자유롭게 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어장치 및 방법은 평균 휘도가 바뀌는 동화상에 있어서 최적의 콘트라스트를 사용자에게 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치를 설명하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치의 신호처리부를 설명하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법을 설명하는 흐름도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 ; 신호처리부 11 ; A/D변환부

12 ; 프레임 메모리 13 ; 스케일러

14 ; 영상조정부 15 ; 신호처리 제어부

20 ; 제어부 30 ; 구동부

40 ; 모듈부 50 ; 전원부

Claims

외부의 영상신호를 A/D변환하여 모듈의 해상도에 맞게 변경하고 기타 화질 처리를 하며 입력된 영상의 평균 휘도를 실질적으로 방전 횟수가 가장 많은 평균 휘도로 보정하여 전송하는 신호처리부와,

상기 신호처리부에서 전달된 영상신호에서 평균 휘도를 계산하여 모듈의 방전횟수를 결정하고 오차확산, 감마보정을 수행하며 구동파형을 생성하는 제어부와,

상기 제어부의 제어신호에 따라 방전을 일으키도록 제어하는 구동부와,

상기 구동부에 의해 제어되어 방전을 일으킴으로써 원하는 영상이 발생되도록 하는 모듈부와,

전원을 공급하는 전원부가 포함되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 장치.
실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도와 한도 범위을 읽는 단계와,

입력된 영상의 평균 휘도, 최대 휘도 및 최소 휘도를 계산하는 단계와,

입력된 영상의 평균 휘도가 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위에 속하는지 여부를 판단하는 단계와,

입력된 영상의 평균 휘도가 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위에 속하는 경우 평균 휘도의 조정을 마치는 단계와,

입력된 영상의 평균 휘도가 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위에 속하지 않는 경우 휘도 조정값과 콘트라스트 조정값을 산출하여 상기 휘도 조정값과 콘트라스트 조정값으로 입력된 영상의 평균 휘도를 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도의 범위로 조정하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법.
제 2항에 있어서,

상기 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도는 미리 저장된 값인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법.
제 2항에 있어서,

상기 실질적으로 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도는 모듈에서 측정된 값인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법.
제 2항에 있어서,

상기 휘도 조정값(B)은 B=128-(Max+Min)/2 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법.

(단, Max는 입력 영상의 최대 휘도, Min은 입력 영상의 최소 휘도)
제 2항에 있어서,

상기 콘트라스트 조정값(C)은 C=T/(μ+B)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 제어 방법.

(단, T는 모듈의 가장 방전 횟수가 많은 평균 휘도, μ는 입력 영상의 평균 휘도, B는 휘도 조정값)