KR101561465B1 - 디스플레이 장치 및 방법 - Google Patents

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KR101561465B1
KR101561465B1 KR1020140166558A KR20140166558A KR101561465B1 KR 101561465 B1 KR101561465 B1 KR 101561465B1 KR 1020140166558 A KR1020140166558 A KR 1020140166558A KR 20140166558 A KR20140166558 A KR 20140166558A KR 101561465 B1 KR101561465 B1 KR 101561465B1
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송장근
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은, 입력 영상의 각 화소의 계조를 2개 이상의 복수의 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조값들을 생성하는 단계, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에대해 다양한 형태를 가지는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하는 공간 디더링 단계, 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호 패턴에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴이 서로 휘도가 믹싱되어 입력영상과 실질적으로 동일한 휘도가 되도록 시간적 믹싱 단계를 포함하되, 상기 공간 디더링 패턴의 공간적 배열 규칙성이 깨어지는 불규칙 사인이 있고나, 혹은 상기 시간적 믹싱에서 서브 프레임 출력의 규칙성이 깨어지도록 한다.

Description

디스플레이 장치 및 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 디스플레이 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 화면의 떨림현상(플리커)이나 화면의 공간 디더링 패턴 인지 문제를 개선하기 위한 디스플레이 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히 이러한 화질상의 문제는 VA-LCD (수직배향 LCD)의 측면 화질을 향상시킬 수 있는 시분할 방식의 구동기술을 적용하였을 때에도 나타날 수 있다.
최근 평판 TV 디스플레이 제품은 대부분 LCD 기술이 적용되고 있고, 고품위 TV용 LCD 제품들은 수평 전계 모드(IPS 모드)나 수직 배향 모드(VA 모드) 중 한 가지를 채택하고 있다. IPS 모드는 액정분자들이 기판 면에 평행한 초기배향을 가지고 있으며 이러한 수평배향의 액정들은 한쪽 기판에 형성된 전극들에 의해 발생되는 수평 전계에 의해 방위각방향으로 회전하면서 액정층의 광축이 회전하여 빛의 편광을 조절하게 된다. 반면, VA 모드는 초기에 기판에 수직인 액정분자 배향을 가지고 있고 이는 양쪽기판에 있는 전극 사이에 전압이 형성되면 극각 방향으로 액정이 회전하면서 액정층의 광축의 이동을 유도하고 빛의 편광을 조절하게 된다.
IPS와 VA 모드, 두 기술은 고품위 LCD 기술의 핵심적인 기술로 발달되어 왔으며, 모니터나 노트북제품에 주로 사용되는 TN(Twisted Nematic) 기술이 가지고 있는 시야각이 좁은 문제를 극복하여, 광시야각 기술로 불리 운다. 하지만, IPS 기술은 원리적으로 광시야각 특성을 가지고 있는데 비해, VA 모드는 그 자체로는 광시야각 특성을 가지고 있지 못하다. 따라서, 모든 VA 모드 제품들은 multi-domain 구조와 광학 보상 필름을 채택하고 있다. Multi-domain 기술과 광학 보상 필름 기술의 채택으로 상당한 시야각 개선효과가 있지만, 여전히 측면에서 색상(color)이 흐려지는 문제점을 가지고 있었다. 이 때문에 VA 모드는 하나의 화소(pixel)를 두 개의 부화소로 분할하여 각 화소마다 다른 전압이 인가되도록 고안된 화소 분할 기술을 채택하는 경우가 대부분이다. 화소 분할 기술은 VA 모드 제품들의 측면 화질개선에 큰 도움을 준다. 하지만 화소분할기술은 각 화소를 두 개의 부화소로 분할하여 각각 구동을 하므로 신호전달 배선(bus-lines) 수가 증가하거나, TFT 개수가 증가하거나, 화소의 유효 면적인 개구율이 감소하는 문제점들을 가지고 있다. 이는 결과적으로 LCD의 제조원가 상승과 투과율 감소에의 한 소비전력 증가 등의 문제점을 일으킨다.
최근에는 시간 분할방식, 즉 하나의 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하고 각각의 서브 프레임에 다른 계조를 표시하는 시분할 방식이 화소 분할 기술의 대체기술로 연구되고 있다. 시분할 기술은 앞서 설명한 화소분할 기술이 가지고 있는 이러한 단점들이 없기 때문에 화소 분할 기술을 대체할 수 있다면 매우 유용한 기술이 될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 VA 모드의 측면 화질을 향상시킬 수 있는 시분할 방식의 구동기술을 적용하였을 때, 나타나는 화질 상의 여러 문제점을 개선하기 위한 디스플레이 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 다만, 본 발명은 VA 모드뿐만 아니라 시분할 방식이 적용되는 모든 디스플레이에 응용될 수 있다.
시분할 방식은 종래 제안된 기술이지만, 실제 적용에 있어서, 많은 한계가 존재하고, 실제 패널에 적용되어 판매된 예가 없다.
본 발명에서 해결하고자 하는 시분할 기술의 문제점(artifacts)들은 다음과 같다.
1) 시분할 기술에서 화면 떨림 (Flicker)현상이 발생할 수 있다.
2) 화면 떨림을 개선하기 위하여 이웃 화소간 공간 디더링을 적용하면 눈의 시선이 움직일 때 디더링 패턴이 인식된다. (이를, 모아레 (moire) 패턴이라고도 하고, '체크패턴'이라고도 한다.
3) 공간분할 기술보다 측면 화질 개선이 미흡할 수 있다.
상기 문제점(artifact)들은 실제 시분할 기술을 적용하는데 예외 없이 마주하게 되는 문제점이므로 이의 개선은 시분할 기술의 적용에 매우 필요한 기술이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 방법은, 입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하는 단계, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하는 공간 디더링 단계 및 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 실질적으로 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱 단계를 포함하되, 상기 복수의 공간 디더링 패턴들의 시간 도메인(domain) 상의 배열에 있어서, 패턴들의 반복 주기성이 복수의 프레임 이후에 깨어지도록 할 수 있다.
상기 복수의 공간디더링 패턴은 정상 감마 곡선(GN)과 다른 두 개의 감마 곡선(GH, GL)을 각각 참조하여 생성된 고휘도 화소(H)들과 저휘도 화소(L)들이 균일한 밀도로 규칙적으로 배치되도록 형성된 공간 디더링 패턴(P1)과, P1과 동일 패턴 구조를 가지되 H 화소와 L화소가 서로 반전된 P2 패턴을 포함하여 두 가지 공간 디더링 패턴으로 구성될 수 있다.
상기 P1 타입 프레임으로부터 P2 타입 프레임으로의 1회 배열 세트를 제 1 믹싱 세트로 하고, 상기 P2 타입 프레임으로부터 상기 P1 타입 프레임으로의 1회 배열 세트를 제 2 믹싱 세트로 정의할 때, 소정 회수 동안 제 1 믹싱 세트로 반복 디스플레이되도록 한 후에, 그 다음 프레임에서 상기 제 2 믹싱 세트로 반복 디스플레이되도록 배열하여 P2 및 P1 타입 프레임의 교차 반복에 있어서 불연속 프레임이 존재하도록 할 수 있다.
제 1 믹싱 세트의 디스플레이와 제 2 믹싱 세트의 디스플레이의 반복 회수가 서로 동일하도록 배열 순서를 결정할 수 있다.
제 1 믹싱 세트의 디스플레이와 제 2 믹싱 세트의 디스플레이의 반복 회수가 서로 다르도록 배열 순서를 결정할 수 있다.
제 1 믹싱 세트 디스플레이를 두 번 또는 세 번 반복하고, 그 다음 프레임에서는 제 2 믹싱 세트를 두 번 또는 세 번 반복하는 방식으로 배열 순서를 결정할 수 있다.
상기 디스플레이 방법은 입력영상의 프레임 주파수보다 높은 주파수의 서브 프레임을 생성하는 시분할 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 공간디더링 패턴은 정상 감마 곡선(GN)과 다른 4개의 감마 곡선(G1, G2, G3, G4)을 각각 참조하여 생성된 네 종류의 화소들이 일정한 규칙을 가지고 배치되도록 형성된 네 종류의 공간 디더링 패턴 (P1, P2, P3, P4)으로 구성될 수 있다.
각 입력 프레임을 4개의 서브 프레임으로 분할하고 하나의 입력프레임으로부터 분리된 4개의 서브 프레임은 상기 P1, P2, P3, P4를 소정 배열로 표시하고, 일정 입력 프레임 시간 후 상기 소정 배열과 다른 형태의 배열로 변경되는 것을 반복할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 장치는 영상 신호를 입력받는 입력부, 입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하며, 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 실질적으로 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱을 수행하는 제어부 및 상기 제어부를 통해 제어된 프레임 또는 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 복수의 공간 디더링 패턴의 영상들을 시간에 따라 반복적으로 배열시키는 규칙성이 일정 프레임 시간 후 변경되도록 제어할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 방법은 입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하는 단계, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하는 공간 디더링 단계 및 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 실질적으로 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱 단계를 포함하되, 상기 공간 디더링 패턴이 가지는 공간적인 반복성이 불연속적으로 변경되는 라인이 가로 및 세로 방향 중 적어도 한 방향에 복수개 존재할 수 있다.
상기 공간 디더링 패턴은 정상 감마 곡선(GN)과 다른 두 개의 감마 곡선(GH, GL)을 각각 참조하여 생성된 고휘도 화소(H)들과 저휘도 화소(L)들이 균일한 밀도로 규칙적으로 배치되도록 형성된 공간 디더링 패턴(P1)과, P1과 동일 패턴 구조를 가지되 H 화소와 L화소가 서로 반전된 P2 패턴을 포함하여 두 가지 공간 디더링 패턴으로 구성될 수 있다.
상기 공간 디더링 패턴 P1과 P2에서 공간적 규칙성이 깨어지는 불규칙 라인이 가로 및 세로 방향 중 적어도 한 방향에서 복수로 형성되도록 배열될 수 있다.
상기 불규칙 라인은 가로 및 세로 중 적어도 하나의 라인에 대해 동일한 간격을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 불규칙 라인은 가로 및 세로 중 적어도 하나의 라인에 대해 동일하지 않고 랜덤한(ramdom) 간격을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 디스플레이 방법은 입력영상의 프레임 주파수보다 높은 주파수의 서브 프레임을 생성하는 시분할 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 공간디더링 패턴은 정상 감마 곡선(GN)과 다른 4개의 감마 곡선(G1, G2, G3, G4)을 각각 참조하여 생성된 네 종류의 화소들이 일정한 규칙을 가지고 배치되도록 형성된 네 종류의 공간 디더링 패턴 (P1, P2, P3, P4)으로 구성될 수 있다.
각 입력 프레임을 4개의 서브 프레임으로 분할하고 하나의 입력프레임으로부터 분리된 4개의 서브 프레임은 상기 P1, P2, P3, P4를 소정 배열로 표시하고, 동일한 시간적 배열로 매 입력 프레임마다 생성된 변환 영상 이미지를 출력할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 장치는 입력 영상 신호를 입력받는 입력부, 입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하며, 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 실질적으로 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱을 수행하는 제어부 및 상기 제어부를 통해 제어된 프레임 또는 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 공간 디더링 패턴이 가지는 공간적인 반복성이 불연속적으로 변경되는 라인이 가로 및 세로 방향 중 적어도 한 방향에 복수개 존재하하도록 제어할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 방법은 입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하는 단계, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하는 공간 디더링 단계 및 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 실질적으로 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱 단계를 포함하되, 입력 계조를 복수의 계조 영역으로 나누어 각 화소의 계조 영역을 결정하는 계조 영역 결정 단계를 더 포함하고, 상기 각 화소의 결정된 계조 영역에 따라 공간 디더링 패턴의 시간적 규칙성이 상이하게 적용되도록 할 수 있다.저계조 영역의 화소에 대해서는 단일 종류의 공간 디더링 패턴만 적용하고, 고계조 영역에 대해서는 복수의 공간 디더링 패턴을 반복적으로 적용할 수 있다.
중간 계조 영역을 기준값을 통해 복수의 계조 영역으로 나누어 상기 공간 디더링 패턴의 반복 주기성이 달라지도록 출력할 수 있다.
상기 공간 디더링 패턴은 공간적 규칙성이 깨어지는 불규칙 라인을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 방법은 입력 영상 프레임보다 높은 주파수의 서브 프레임을 생성하는 시분할 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 장치는 입력 영상 신호를 입력받는 입력부, 입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하며, 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 실질적으로 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱을 수행하고, 입력 계조를 복수의 계조 영역으로 나누어 각 화소의 계조 영역을 결정하여 상기 각 화소의 상기 결정된 계조 영역에 따라 공간 디더링 패턴의 시간적 규칙성이 상이하게 적용되도록 제어하는 제어부 및 상기 제어부에서의 결정에 따라 프레임 또는 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
본 발명의 디스플레이 방법 및 장치에 따르면, 시분할 방식의 구동 기술을 적용하였을시 발생하는 화면 떨림 현상을 제거할 수 있고, 모아레 패턴 인식과 관련된 문제점을 극복할 수 있으며, 결과적으로 측면 화질을 개선하여 측면 시인성이 개선되는 효과가 있다.
도 1a는 그린(green)색을 기준으로 공간 디더링(spatial dithering)되지 않은 균일할 영상을 도시한 도면,
도 1b는 도 1a의 영상의 입력 그레이 레벨(gray level)에 대비 휘도 그래프,
도 2a는 공간 디더링이 적용된 영상을 도시한 도면,
도 2b는 도 2a의 영상의 입력 그레이 레벨 대비 휘도 그래프,
도 3은 시간적 믹싱이 적용된 두 개의 연속된 프레임 영상을 도시한 도면,
도 4는 시분할이 적용된 영상에 있어서, 프레임에 따른 상대 밝기를 나타내는 그래프,
도 5는 시간적 믹싱과 공간 디더링을 복합적으로 적용한 영상을 도시한 도면,
도 6은 도 5의 시간적 믹싱과 공간 디더링이 복합적으로 적용된 영상을 시선의 움직임 없이 시청하는 경우의 프레임에 따른 상대 밝기를 나타내는 그래프,
도 7은 도 5의 시간적 믹싱과 공간 디더링이 복합적으로 적용된 영상에 있어서, 고정시선과 움직이는 시선의 차이에 따른 모아레 패턴을 설명하기 위한 도면,
도 8a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 제어부의 기능을 갤략적으로 나타낸 흐름도,
도 8c는 상기 디스플레이 제어부를 통하여 입력 영상신호가 복수의 변환 영상으로 변환되는 과정에 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시간적 믹싱 및 공간 디더링을 동시 적용한 영상의 배열을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 방법에서의 모아레 패턴을 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 방법에 따라 공간 도메인에서 반복적 패턴에 변화를 가한 예시를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 방법에 있어서, 가로 라인의 불연속 구간을 랜덤하게 설정하는 예시를 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디스플레이 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디스플레이 방법을 적용하기 위해, 입력 그레이 레벨에 따른 휘도 그래프에서의 계조 영역 결정을 설명하기 위한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 회로를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
일반적인 균일 영상
도 1a는 공간 디더링(spatial dithering)되지 않은 균일할 영상을 도시한 도면이다. 이때 R1, G1, B1, R2, .... 는 화소들의 가로 방향 배열 순번을 나타내고, H1, H2, ... 는 화소들의 세로방향 배열 순번를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 화소 분할, 공간 디더링, 시간 분할 등이 적용되지 않은 일반적인 LCD 디스플레이에서 균일한 그린(green) 색이 표시된 경우를 보여주고 있다. 편이상 그린(green) 색을 기준으로 설명한다. 하지만 R, G, B 색이 모두 혼합되어 있는 일반적인 모든 영상으로 확대하여 해석할 수 있다. 도 1a는 화면의 일부를 확대하여 보여준 그림이다. 이미지가 균일한 색을 낼 때 화소에 표시되는 계조는 균일한 색을 표시하고 공간적으로나 시간적으로 변조되지 않는다.
도 1b는 도 1a의 영상의 입력 그레이 레벨(gray level)에 대비 휘도 그래프이다. 도 1b의 그래프는 일반적인 계조-휘도 곡선(감마 곡선)을 나타내며 표시하고자 하는 계조에 따라 변조되는 휘도가 화소에 표시된다. 상기 계조-휘도 곡선은 포물선 형태의 정상적인 감마 곡선 궤적을 나타낸다.
공간 디더링(spatial dithering) 적용
도 2a는 공간 디더링이 적용된 영상을 도시한 도면이다.
공간 디더링이란, 각 화소의 계조(또는 휘도)를 변경하되, 인접 화소들 간 휘도 평균이 입력 화상의 평균 휘도와 동일하도록 배열하는 기술이다. 일반적으로, 공간 디더링은 이웃 화소간 평균효과로 두 연속 계조 사잇값(소수자리 계조)를 표시하기 위하여 사용된다.
도 2a를 참조하면, 도 2a의 영상은 인접 화소와 계조를 혼합하여 사용하는 경우를 나타낸다. 여기서, H로 표시된 화소와, L로 표시된 화소가 혼합하여 평균을 내면 입력 신호의 화소의 계조가 된다. H는 입력 신호의 계조보다 높은 계조의 고휘도 화소를 나타내고, L로 표시된 화소는 입력 신호의 화소의 계조보다 낮은 계조의 저휘도 화소를 나타낼 수 있다. 예컨대, 단순히 표현하자면, 좌측 상단의 화소와 그에 인접한 하단의 화소 두 개의 화소로 디더링을 수행한다고 할 때, 두 화소의 평균 휘도가 40일 수 있다. 이러한 입력 신호의 화소에 대해, 좌측 상단의 화소의 계조를 고계조로 변경하여 휘도를 70으로, 그 인접한 하단의 화소의 계조를 저계조로 변경하여 10으로 하여, 두 화소의 평균을 통해 입력 화소의 휘도가 나오도록 할 수 있다. 도 2a는 두 화소간에 디더링을 적용한 것이므로, H화소와 L화소로 구분할 수 있으나, 그보다 많은 3개, 또는 4개 이상의 화소를 그룹핑하여 디더링을 적용할 수도 있고, 이 때에는 화소의 휘도가 L1, L2, L3, L4와 같이 복수의 다른 휘도를 가지는 화소로 디더링이 가능하다.
도 2b는 도 2a의 영상의 입력 그레이 레벨 대비 휘도 그래프, 즉, 감마 곡선을 나타낸다. 다시 말해, 도 2b의 감마 곡선에서 점선으로 표시된 곡선은 도 1b에 도식된 정상적인 감마 곡선이지만, 도 2a의 영상에서 H로 표시된 고휘도 화소와 L로 표시된 저휘도 화소는 각각 우측의 GH, GL로 표시된 감마곡선과 같이 정상 감마보도 밝거나 어둡게 설정되어 있고, 두 감마곡선에 의해 표현된 두 화소의 평균은 정상감마와 실질적으로 동일한 휘도가 표시되도록 설정된다. 이와 같이 두가지의 감마 곡선으로 설정되는 것이 일반적이나 3개나 4개의 감마 곡선으로 분리하여 이웃 화소 3개 4개씩 그룹핑하여 디더링을 할 수도 있다.
이러한 공간 디더링을 하는 목적은 일반적으로 계조를 더 잘게 분할 하는 목적으로도 사용하기도 하지만, VA LCD에서는 이와 같이 표시하면 측면화질이 개선되는 장점이 있다. 종래 VA LCD에서 측면 화질 개선을 위하여 공간 디더링을 실제로 적용한 예는 거의 없다. 그 이유는 공간 디더링을 적용할 경우 도 2a에서 보는 바와 같이 최소 두 개의 화소가 합쳐져 하나의 색을 표시하므로 화면이 거칠어지는 효과가 나타난다. 즉 실질적 해상도가 감소하는 결과를 가지게 된다. 따라서 실제로는 이웃 화소간의 공간 디더링보다 자기 화소를 복수 개의 부화소로 분할하는 화소 분할기술이 사용된다. 즉, 공간 디더링을 이용한 측면 화질 개선 기술을 해상도 감소를 가져오는 문제점 때문에 실제로 적용이 어려울 수 있다.
시간적 믹싱 적용
도 3은 시간적 믹싱이 적용된 영상을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 시간적 믹싱은 화소를 분할하는 것이 아니라 화소에 입력하는 계조를 시간에 따라 변조하는 기술이다. 즉, 연속하는 두 프레임(310, 320)에서, 첫 번째 프레임(310)에는 도 2b의 GH 감마에 해당되는 계조를 표시하고, 그 다음 프레임에서는 도 2b의 GL 감마에 해당하는 계조를 표시함으로써 시간적으로 계조를 혼합하여 그 평균 휘도를 통해 입력 프레임을 인지하도록 만드는 것이다. 시간적인 믹싱을 통해 연속적으로 입력되는 복수의 프레임 간의믹싱도 가능하지만, 입력프레임을 더 높은 주파수의 서브 프레임으로 시분할을 하고, 서브 프레임간 시간 믹싱도 가능하다. 이러한 경우, 시분할을 포함하는 개념으로 볼 수 있을 것이다. 다만, 이렇게 믹싱된 프레임을 혼합한 평균 휘도는 도 1a의 입력 프레임의 휘도와 같아야 한다.
도 3의 좌측 영상(310)과 우측 영상(320)은 GH를 표시한 프레임 1과 GL을 표시한 프레임 2를 보여주고 있다. 이때 시간적 믹싱은 두 프레임(또는 서브 프레임)간 혼합뿐 아니라 복수 개의 여러 프레임간 혼합(예컨대, 셋 이상의 프레임간 혼합)도 가능하다. 정지 영상을 표시할 때, 상기 복수 프레임 내에서 변조되는 계조가 다음 연속으로 오는 복수 프레임에서 계속해서 반복되는 식으로 표시된다. 즉 도 3에서 프레임1(310) -> 프레임 2(320) -> 프레임1(310) -> 프레임2(320)... 과 같이 반복적으로 표시할 수 있다.
전술한 바와 같이, 또 다른 방법은 연속되는 프레임을 혼합하는 것이 아니라 하나의 프레임을 복수의 서브프레임들로 분할하고 서브 프레임들간 휘도를 변조하여 혼합하는 방식을 사용될 수 있다. 후자의 경우가 일반적일 수 있다. 시분할 하는 서브프레임 수에 따라 복수의 서브프레임1, 서브프레임2, 서브프레임3, ... 로 구분될 수 있고, 이러한 서브프레임들이 반복적으로 디스플레이에 표시될 수 있다.
도 3과 같이 시분할을 할 때, GH를 표시하는 프레임 1(310)의 평균 휘도가 GL을 표시하는 프레임 2(320)보다 높기 때문에 휘도가 계속 변조된다.
도 4는 시분할이 적용된 영상에 있어서, 프레임에 따른 상대 밝기를 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 이러한 시간적 믹싱/시분할 구조에서 나타나는 휘도 변조에 의한 화면 떨림 현상, 즉 플리커(flicker) 불량에 대하여 설명하였다. 요약하자면, 시간 분할만 적용할 경우에는 화면이 떨리는 문제가 발생한다. 특히, 반복 주기가 70Hz 이하이면 사람이 인지할 수 있으므로 실제 디스플레이에 적용이 어렵다. 반복주기를 70Hz 이상으로 하기 위해서는 고속 프레임(frame) 구동이 필수적으로 필요하여 구동 방법이 복잡해지고, 구현하는데 더 많은 비용이 드는 단점을 가진다.
시간적 믹싱과 공간 디더링의 복합 적용
앞서 설명한 공간 디더링의 해상도 저하 문제와 시간적 믹싱의 화면떨림 문제를 완화시키기 위하여 두 방법이 복합적으로 적용된 기술이 사용될 수 있다.
도 5는 시간적 믹싱과 공간 디더링을 복합적으로 적용한 영상을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 두 프레임 믹싱 방법의 시분할과 두 화소 혼합 공간 디더링을 기준으로 설명을 한다. 하지만 두 프레임 이상의 복수 프레임과 두 화소 이상의 복수 화소간의 혼합도 동일한 방법으로 적용이 될 수 있다. 먼저 프레임 1에서는 보는 바와 같이 A_pixel 그룹(510-1)에 속한 화소들은 GH 감마를 따르고 B_Pixel 그룹(520-1)에 속한 화소들은 GL 감마를 따른다. 즉 프레임 1에서 공간 디더링이 적용되어 있다. 다음 프레임인 프레임 2에서는 A_pixel 그룹(510-2)과 B_pixel 그룹(520-2)이 각각 GL과 GH 감마를 따르도록 신호가 변경된다. 따라서 두 연속 프레임간 시분할이 적용되어 있다. 따라서 도 5는 공간 디더링과 시분할이 복합적으로 적용되어 있다. 이와 같은 공간디더링과 시간적 믹싱의 복합적 기술에서는 해상도 감소가 나타나지 않는다. 그 이유는 두 프레임을 연속으로 보면 각 화소가 본래의 휘도를 내고 있으므로 도 2a에서 인지되는 것과 같은 화면이 거칠어지거나 해상도가 감소하는 현상이 사라지게 된다. 또한 시간에 따른 평균 휘도 변화가 없다. 즉, 공간 디더링과 시간적 믹싱의 복합 적용 영상에 대해 시선의 움직임 없이 관찰한다면, 인접 화소간 서로 휘도를 보상하므로, 플리커가 관찰되지 않는다. 이는, A_pixel 그룹(510-1, 510-2)과 B_pixel 그룹(520-1, 520-2)이 서로 휘도 변화가 반대이므로 플리커를 발생시키지 않기 때문이다.
도 5에서 (서브) 프레임1은 green 화소만을 볼 때 서양 장기판 모양의 공간 디더링 패턴(P1)을 가지고, (서브) 프레임2는 동일한 패턴에서 밝은 화소와 어두운 화소가 반전된 디더링 패턴(P2)을 갖는다. 도 5를 디스플레이에 구현하기 위해서는 감마곡선 GH와 GL를 결정하는 단계, 두 감마 곡선을 이용하여 두 종류의 화소들을 공간적으로 적당하게 배치시켜 P1과 P2를 설계하는 단계, 이를 프레임 순서에 따라 표시하는 시간 순서를 P1->P2->P1->P2... 와 같이 결정하여 단계를 거쳐 디스플레이에 표시할 수 있다.
도 6은 도 5의 시간적 믹싱과 공간 디더링이 복합적으로 적용된 영상을 시선의 움직임 없이 시청하는 경우의 프레임에 따른 상대 밝기를 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 시분할과 공간디더링을 복합적으로 적용한 예에서 시간에 따른 평균 휘도를 확인할 수 있다. A_pixel 그룹(510-1, 510-2)과 B_pixel 그룹(520-1, 520-2)은 각각 프레임에 따라 휘도가 계속 변조되지만 두 화소 그룹의 평균휘도는 균일하게 나타나게 된다. 하지만 시분할과 공간 디더링을 복합적으로 적용하였다고 하더라도 화질적인 문제가 발생하게 된다.
도 7은 도 5의 시간적 믹싱과 공간 디더링이 복합적으로 적용된 영상에 있어서, 고정시선과 움직이는 시선의 차이에 따른 모아레 패턴(Moire pattern)을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 시분할과 공간디더링을 복합적으로 사용한 기술에서 나타나는 시선이동에 따른 모아레 패턴 인지가 표시되어 있다. 도 7에는 H1 라인(도 5의 첫째 가로줄)의 화소들이 프레임 순서에 따라 변조되는 휘도를 도식하였다. 도면에서 세로 축은 시간(혹은 프레임 순서)이고 가로축은 화소의 배열을 나타낸다. 세로로 표시된 점선은 시선이 고정되어 있을 때, 시간에 따라 변조되는 휘도를 보여준다. 매 프레임마다 휘도가 변조되는 것을 알 수 있다. 이 때 이웃 화소와 혼합되어 있어 화면 떨림 현상이 인지되지는 않기 때문에 공간적으로 거칠어지는 현상이나 화면 떨림 현상이 없는 정상적인 화면이 인지된다. 하지만 대각 점선으로 표시된 움직이는 시선(이동 시선 1 또는 2)의 경우를 보면 시선의 속도가 프레임 변조 속도와 일정 상관관계를 이룰 때 시선이 계속해서 같은 휘도의 화소를 지나게 된다. 이 때문에 디스플레이에서 시선의 이동속도가 L/Dt 혹은 3L/Dt (L은 화소 폭, Dt은 프레임 주기)일 때, 화면의 이미지는 마치 도 2a의 정지된 공간 디더링 이미지처럼 보이게 된다. 이러한 시선속도와 화면 변조 속도의 일치에 의해 나타나는 해상도 저하 현상을 모아레 패턴이라도 하며 체크패턴 인지라고도 한다.
상기와 같이 시간적 믹싱과 공간 디더링이 복합적으로 적용된 기술에서는 시간적 믹싱이나 공간 디더링을 단독으로 적용한 기술보다는 화질 저하 현상이 현저히 감소하기는 하지만 시선이 이동되는 특수한 상황에서 특이 패턴이 인지되는 화질 저하 현상이 발생하므로 실제 시분할 기술을 실제 패널에 적용하는데 있어 한계점이 되고 있다.
제 1 실시예: 시간 도메인에서 주기성을 변조한 시분할 방법
도 8a 내지 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 구현 방법 및 표시 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이를 구현하기 위하여 개발단계에서 필수적으로 결정하여야 하는 기술적 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 8a를 참조하면, 제 1 단계(S810)에서는 디스플레이에 입력되는 영상신호(일반적으로 60Hz 프레임 주파수의 영상신호)를 서브프레임으로 시분할을 할지와 시분할을 할 경우에는 몇 개로 시분할 할지를 결정한다. 시분할 없이 연속프레임간 시간적 믹싱을 수행할 수도 있지만, 2개 혹은 4개의 서브프레임으로 분할하는 2분할 혹은 4분할 서브프레임 믹싱을 사용하는 경우가 일반적이다. 2분할(또는 4분할) 서브프레임 믹싱이라 함은 하나의 입력 프래임 시간을 2개(또는 4개)의 시간 구역으로 나누어 각각의 나눠진 시간구역동안 새롭게 생성된 서브프레임 영상신호를 디스플레이에 표시하는 기술을 의미한다.
제 2 단계(S820)에서는 시간적 믹싱 혹은 공간적 디더링을 하기 위한 화소의 종류를 구분하기 위하여 복수의 감마곡선(G1, G2, ...)를 결정한다. 서브프레임 분할이 없거나 2분할 서브프레임의 경우에는 통상 두 개의 감마 곡선 (GH, GL)이 필요하다. 4분할 서브프레임을 포함한 복수의 서브프레임 분할의 경우에는 복수의 감마곡선 결정이 필요하다. 감마곡선의 결정은 각 감마곡선을 시간적으로 배열시켜 디스플레이하였을 때 원래의 입력 휘도와 동일하도록 실험을 통하여 결정할 수 있다.
제 3 단계(S830)에서는 복수의 감마곡선에 의해 형성될 수 있는 복수 종류의 화소들을 한 화면에 공간적으로 분포시키는 디더링 패턴을 복수 개 만든다. 제 1단계에서 서브프레임 분할이 없거나 2분할 서브프레임의 경우에는 제 2단계에서 생성시킨 두 감마 곡선을 이용하여 통상 2종류의 디더링 패턴 (P1, P2)를 만들 수 있다. 복수 분할 서브프레임 경우에는 2종류 이상 복수개의 디더링 패턴을 만들 수 있다. 제 3단계에서는 실질적인 공간 디더링 패턴을 결정하므로 공간 디더링 구현 단계라고 할 수 있다.
제 4 단계(S840)에서는 각 서브 프레임별로 어떤 디더링 패턴을 표시할지 결정한다. 즉, 제 3단계에서 생성된 디더링 패턴들 (P1, P2, P3, ..)를 어떤 순서로 각 서브프레임 순서에 맞게 배치할 지를 결정하는 단계이다. 제 4 단계(S840)에서는 각 화소의 시간에 따른 휘도 변조 방법을 결정하므로 실질적인 시간적 믹싱 구현 단계라고 할 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예의 제4단계(S840)에서, 공간적 디더링 패턴(P1, P2, P2, ..)의 시간적 배열을 결정하는데 있어서 서로 순서를 바꾸어 다양한 형태의 반복성을 가지는 시간적 믹싱 방법을 사용할 수 있다(S845). 2분할 서브프레임 구조의 예를 들면, 한 입력 프레임에 대응하는 두 서브 프레임간 공간 디더링 패턴을 (P1->P2)로 사용될 수도 있고 (P2->P1)이 사용될 수도 있고, (P1->P2)와 (P2->P1)이 주기적 혹은 비 주기적으로 혼합되어 사용될 수 있다. 이와 같이 시간도메인에서 주기성을 깨뜨림으로써 반복적으로 인지되는 모아레 패턴을 방해한다.
도 8b는 상기 4단계를 통하여 개발된 시분할+공간디더링 기술을 디스플레이에 표시하기 위하여 실제 구동회로부에서 구현되는 방법의 흐름도를 나타내며, 도 8c는 도 8b의 과정에서 생성/변조되는 영상신호를 표시하였다.
도 8b를 참조하면, 영상신호 IN이 프레임 단위로 입력이 될 수 있다. 영상신호와 함께 전송되는 프레임 시작신호 등을 활용하여 각 입력프레임을 서브프레임으로 시간을 분할한다(S850). 상기 제 4 단계 과정(S840)을 통하여 결정된 공간 디더링 패턴(S854)과 디더링 패턴들의 시간적 배열 순서(S854)를 토대로 각 서브프레임의 공간 디더링 패턴을 결정한다(S860). 그 다음에는 입력 영상을 각 서브프레임에 할당한 공간 디더링 패턴에 따라 영상 변환을 수행한다(S870). 이를 위하여 상기 4 단계의 제 2 단계에서 결정된 GH 와 GL 감마곡선과 정상 감마곡선 (GN) 사이의 상관성을 룩업 테이블(804: look-up table)로 변환하여 참조할 수 있도록 한다. 또한 입력영상 신호와 출력 영상 신호간에 프레임 주파수 변경에 따라 영상신호간 1:1 변환이 아닐 수 있으므로 입력과 출력 영상간 시간차이가 발생할 수 있다. 따라서 입력 영상을 프레임별로 저장하고 변환이 필요할 때 호출하여 변환시킬 수 있는 프레임 메모리(802)가 필요할 수 있다.
다음의 표 1은 도면 8b에서 영상 변환을 위해 사용하는 룩업 테이블(804)의 예를 보여주고 있다. 예를 들면 특정 화소의 입력 계조가 150계조일 경우 변환되는 프레임에서의 대응되는 감마곡선이 GH이면 197계조로 변환되고 GL이면 70계조로 변환된다. 룩업 테이블(804)은 전후 프레임의 상황에 따라, 또는 구동 온도에 따라, 복수의 룩업테이블(804) 중에서 선택되어 사용될 수 있다.
Figure 112014114685116-pat00001
도면 8c는 상기 설명한 일 실시예에 따른 입력영상신호가 변환된 예를 보여주고 있다. 60Hz의 입력 영상 신호가 두 배의 서브프레임으로 시분할되고 공간디더링 패턴이 배정되면 각각에 맞는 영상신호로 변환되어 생성된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간적 믹싱 및 공간 디더링을 동시 적용한 영상의 배열을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 공간 디더링 단계(제 3단계) 및 시간적 믹싱 단계(제 4단계)를 거쳐 결정된 공간/시간적으로 복합 믹싱된 P1 타입 프레임과 P2 타입 프레임에 맞게 서브 프레임 이미지가 각각 생성된다. 입력영상의 green 화소가 150계조를 가지므로, 표1의 룩업테이블을 참조하면 변환된 패턴 P1과 P2에서 green화소중 밝은 화소는 197계조이고, 어두운 화소는 70계조임을 알 수 있다.
다음의 표 2는 본 발명의 일 실시예에서 공간디더링 패턴의 시간적 배열 방법을 나타낸 표이다. 일반적인 시간적 믹싱/공간디더링 기술에서는 두 공간프레임 패턴이 계속 반복적으로 교체하며 (P1->P2) 표시 된지만, 본 발명의 실시예들에 따른 반복성을 깨뜨리는 디스플레이 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 표2의 방법 1에서는 P1->P2 변환 세트를 2번 반복하고, P2->P1 변환 세트를 2번 반복하여, 입력프레임 기준으로 4프레임의 반복 주기성을 가진다. 방법 2에서는 P1->P2 변환 세트를 3번 반복하고, P2->P1 변환 세트를 3번 반복하여, 6프레임의 반복 주기성을 가진다. 이와 같이 공간 디더링 패턴이 시간적 믹싱을 반복할 때, 기존의 경우 매 프레임 동일한 반복 패턴을 보였으나 본 발명의 실시예들에서는 3프레임 이상의 반복 주기성을 가질 수 있다. 특히 각 프레임별로 두 종류의 반복 패턴을 구성하고 첫 번째 반복 세트(P1->P2)를 n회 반복하고, 두 번째 반복 세트(P2->P1)를 m회 반복하여 디스플레이할 수 있다. 이때 n 과 m은 2 이상의 같은 값일 수 있고, 다른 값일 수 있다.
Figure 112014114685116-pat00002
상기 실시예에서는 2분할 서브프레임 구조의 예를 들었으나 시분할을 하지 않은 경우에나 2분할 이상 복수분할 서브프레임 구조에서도 위와 동등한 방식으로 시간적 믹싱 혼합 주기를 늘릴 수 있다.
이와 같이 시간적 반복 단위를 변경함으로써 각 화소의 휘도가 변조되는 불연속점이 발생하게 된다. 휘도 변조의 반복 주기성을 깨드리는 지점을 시간 도메인 상에 형성시킴으로써 시선의 이동에따른 동일 패턴 인지를 방해한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 방법에서의 모아레 패턴을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 방법 1을 적용하였을 때 나타나는 H1 라인의 프레임에 따른 변조 과정에 있어서, 첫 프레임에서 네 번째 프레임까지 변조는 종래와 동일하다(도 7 참조). 하지만 네 번째 프레임에서 다섯 번째 프레임으로 넘어갈 때 동일한 프레임이 한번 더 반복되면서 주기적 반복성이 깨진다. 이에 따라 시선 이동에 따른 화질인지, 즉 이선 이동 선을 따라가 보면 밝은 화소에서 다시 어두운 화소로 변조되는 것을 알 수 있다. 즉 등속의 시선이동으로는 동일한 패턴을 4 프레임 이상 관찰할 수 없다. 따라서 모아레 패턴 인지는 나타나지 않는다. 시선이 이동할 때 4프레임 주기의 화면떨림이 발생할 가능성은 화소의 공간각 크기에 의존한다. 일반적으로 플리커(flicker)는 공간적으로 반대의 플리커가 반복적으로 형성되면 그 인지수준이 급격히 떨어진다. 따라서 일반적인 디스플레이 화소 주기로 떨림이 반대로 형성된 구조에서는 화면떨림이 인지되지 않는다. 즉 본 발명의 방법 1을 적용한 패널에서는 상기의 세가지 불량(플리커, 해상도 저하, 시선 이동시 특이 패턴 인지)가 모두 인지되지 않게 된다.
여기에서는, 두 프레임의 혼합의 경우만 설명하고 있지만, 두 프레임 혼합이 아닌 3 프레임, 4 프레임 혼합의 시분할에서도 원리는 동일하다. 반복되는 시분할 세트 중 일정 시간마다 반복성을 깨는 방법을 동일하게 적용할 수 있다.
4분할 방식의 4 프레임 혼합의 경우에는 하나의 입력 영상 프레임 시간을 4개의 서브프레임 시간으로 분할하고 한 입력 영상 프레임 시간동안 4개의 변환 영상을 출력한다. 이때 각 화소는 정상 감마 곡선과 다른 4개의 감마곡선 (G1, G2, G3, G4)를 따르는 4종류의 화소들로 구성될 수 있고, 상기 4종류의 화소들이 일정 배열을 이루며 4종류의 공간 디더링 패턴 P1, P2, P3, P4를 형성할 수 있다. 상기 4종류의 공간 디더링 패턴을 순차적으로 배열시키면 각 화소의 평균휘도는 입력영상의 휘도와 동등하도록 설계될 수 있다.
이때 각 입력 프레임 동안 출력되는 4개의 서브프레임에 출력되는 공간 디더링 패턴 순서는 P1->P2->P3->P4로 하는 첫 번째 반복 세트와 P3->P4->P1->P2로 순환하는 두 번째 반복 세트를 포함하도록 할 수 있다. 그 외에 다른 반복 세트를 포함시킬 수 있다.
상기 첫 번째 반복 세트를 n회 반복하고 다시 두 번째 반복 세트를 m회 반복할 수 있다.
제 2 실시예: 공간 도메인에서 반복 패턴을 변조한 시분할 방법
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구현하기 위하여 개발단계에서 필수적으로 결정하여야 하는 기술적 단계를 나타내는 흐름도이며, 각 단계에서 결정하여야 하는 기능과 결과물은 상기의 제 1 실시예와 동등하다.
도 11을 참조하면, 제 1단계(S1110)에서는 디스플레이에 입력되는 영상신호(일반적으로 60Hz 프레임 주파수의 영상신호)를 서브프레임으로 시분할을 할지와 시분할을 할 경우에는 몇 개로 시분할할지를 결정한다.
제 2단계(S1120)에서는 시간적 믹싱 혹은 공간적 디더링을 하기 위한 화소의 종류를 구분하기 위하여 복수의 감마곡선(G1, G2, ...)를 결정한다. 서브프레임 분할이 없거나 2분할 서브프레임의 경우에는 통상 두 개의 감마 곡선 (GH, GL)이 필요하다. 4분할 서브프레임을 포함한 복수의 서브프레임 분할의 경우에는 복수의 감마곡선 결정이 필요하다.
제 3단계(S1130)에서는 복수의 감마곡선에 의해 형성될 수 있는 복수 종류의 화소들을 한 화면에 공간적으로 분포시키는 복수 개의 디더링 패턴을 만드는 실질적인 공간 디더링 구현 단계라고 할 수 있다.
상기 본 발명의 제2 실시예의 3단계에서, 각 공간 디더링 패턴은 가로 또는 세로 방향 중 하나 이상의 방향에 대해 패턴의 반복성을 깨뜨리는 불연속 라인을 도입할 수 있다(S1145). 즉, 시간적 믹싱/공간 디더링 복합 적용시 문제점으로 지적된 세가지 화질 불량을 개선하기 위해, 공간 도메인에서 반복적 패턴에 변화를 가할 수 있다.
제 4단계(S1140)에서는 각 서브 프레임별로 어떤 디더링 패턴을 표시할지 시간적 배열 순서를 결정하는 실질적인 시간적 믹싱 구현 단계라고 할 수 있다. 상기 본 발명의 다른 실시예의 제 4 단계에서는 일 실시예와 달리 시간 도메인에서 반복적인 배열을 가진다. 즉 표2의 기존방법과 같은 P1, P2, P1, P2, .... 의 반복적인 배열을 가진다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 방법에 따라 공간 도메인에서 반복적 패턴에 변화를 가한 예시를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예(제 2 실시예)에서는 시간적 주기성은 동일하다고 가정한다. 즉, 첫째 화소의 GH, GL 감마 선택을 기준으로 H->L->H->L->...의 시간적 반복성은 종래와 같이 규칙적으로 적용이 된다고 볼 수 있다. 하지만, 각 프레임에서 공간적 규칙성은 불연속 라인(1210, 1220, 1230)을 도입함으로써 깨어진다. 도 12에서 Unit A와 Unit B사이에는 반복성이 깨어진다. 여기서, Unit A는 그룹의 좌측 상단의 화소가 H 화소인 3 X 6 화소 그룹을 나타내고, Unit B는 그룹의 좌측 상단의 화소가 L 화소인 3 X 6 화소 그룹을 나타낼 수 있다. 여기서, 화소 그룹의 사이즈는 미리 결정된 값일 수 있고 또는 사용자 특정된 값을 통해 변경되는 값일 수 있다.
즉, 가로 라인에 있어서, Unit A와 B사이에 L이 한번 더 나타남으로써 H->L->L->H...와 같이 공간 상의 규칙성이 깨어진다. 이러한 규칙성이 깨지는 라인은 세로(수직방향)에서도 나타난다. 이와 같이 반복성이 깨어진 화면을 보게 되면 시선이 움직일 때 동일한 패턴을 인지하지 않게 되므로 시선이동에 따른 특이패턴 인지 불량이 사라진다.
하지만 반복적 규칙성이 깨어지는 라인이 반드시 화면에 규칙적으로 구성되어 있을 필요는 없다.
제 3 실시예: 시분할과 공간디더링을 조건적으로 조합한 방법
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 방법에 있어서, 가로 라인의 불연속 구간을 랜덤하게 설정하는 예시를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 가로방향에서 규칙성이 깨어지는 라인의 간격이 무작위로 생성될 수 있다. 또한 가로방향에서만 불규칙라인을 형성하고 세로 방향에서는 형성하지 않을 수도 있고, 그의 반대일 수도 있다.
본 발명의 제 3 실시예는 시간적 믹싱/공간디더링 기술을 적용한 패널이 기존의 화소 분할 기술보다 측면 시야각 화질이 떨어지는 화질상의 문제점을 개선하기 위한 것이다. 일반적으로 사람의 인지능력은 관찰하는 사물의 밝기에 따라 큰 차이를 보인다. 사용자가 디스플레이를 사용할 때, 미세 패턴에 대한 분해 능력이나 플리커 인지 능력은 디스플레이에 표시되는 휘도가 낮은 어두운 영역(0~50 계조 정도의 영역)에서는 급격히 낮아지고, 휘도가 상승할수록 인지 능력도 증가한다. 이처럼 표시되는 계조에따라 사용자의 인지 능력이 달라지므로 시간 믹싱/공간 디더링의 방법도 그에따라 변조가 가능하다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 입력되는 영상신호의 계조를 순차적으로 분석한다. 입력 신호의 화소의 입력 계조를 n 개의 역역으로 분할하여 사람의 시각적 인지 특성을 이용하여 각 각 다른 시간적 믹싱 및 공간 디더링 방법을 적용할 수 있다. n은 2가지 구역이 될 수 있고, 그 이상 다양한 영역으로 구분하여 각각 다른 시분할/공간디더링 방법을 적용할 수 있다. n개의 계조 영역으로 구분을 하면 각 영역의 경계에 해당하는 계조들이 (n-1)개 존재하고, 이를 g1, g2, ..., g(n-1) 라고 할 수 있다. 입력 영상 신호의 화소의 입력 계조를 순차적으로 g1, g2, ..., g(n-1) 와 비교함으로써 계조 값의 영역을 결정한다. 각 화소의 계조 영역이 결정되면 각 영역에 해당하는 시간적 믹싱/공간적 더더링 방법을 적용한다.
먼저 어떤 종류의 시간적 믹싱/공간적 더더링 방법이 적용될 수 있을 지를 설명한다. LCD의 측면 화질 개선을 위한 목적으로는 공간디더링 방법이 시간 분할 방법보다 유리하다. 그 이유는 블랙 레벨(black level)의 비율이 측면 감마 곡선을 개선하는데 도움이 되지만 시분할 기술에서는 시간에 따라 계속 액정이 반복적으로 움직이면서 블랙 레벨(black level)의 비율이 줄어들기 때문이다. 따라서 공간적 디더링만을 적용하면 더 좋은 측면 화질을 얻을 수 있다. 하지만 공간적 디더링만을 적용하면 해상도가 감소하는 문제점이 있다. 저 휘도에서는 사람의 미세패턴 인지 능력이 떨어지므로 해상도가 감소하는 현상이 인지되지 않는다. 따라서 저 계조 영역에서는 공간적 디더링만을 적용하더라도 인지되는 문제점이 발생하지 않는다. 또한 어두운 영역에서는 플리커에 대한 인지 수준도 낮아지므로 시분할 주파수가 낮아지더라도 잘 인지하지 못한다. 이를 이용하여 계조 영역에 따라 다른 변환 알고리즘 설계가 가능하다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디스플레이 방법을 적용하기 위해, 입력 그레이 레벨에 따른 휘도 그래프에서의 계조 영역 결정하고 그에 따라 다른 알고리즘을 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15의 (a)번 도면을 참조하면, 저계조 영역(S)에 대해서는 공간디더링만을 적용하고 중간계조 영역(B) 및 고계조 영역(TS)에 대해서는 시간적 믹싱과 공간 디더링을 함께 적용할 수 있다. 각 영역에서 사용할 수 있는 시간적 믹싱/공간적 디더링 방법을 표3과 같이 예를 들어 설명할 수 있다.
Figure 112014114685116-pat00003
표 3을 참조하면, S 영역에서는 항상 같은 공간적 디더링 패턴 (P1)을 사용하므로 시간적인 변화가 없는 공간적 디더링 만이 적용된 방법이라고 할 수 있다. 반면 TS 영역에서는 P1과 P2가 교차하는 일반적인 시간적 믹싱/공간적 디더링이 복합적으로 사용된 영역이다. 이때, P1과 P2는 공간적 불규칙 라인을 포함한 디더링 패턴일 수 있다. 반면 B 영역은 디더링 패턴의 반복 주기가 6서브 프레임으로 TS보다 느리게 변환됨을 알 수 있다. 3개의 서브 프레임 시간 안에서는 공간 디더링만 적용이 되고, 그 다음 순간 시간적 믹싱이 수행되므로 시간적 믹싱을 위한 시분할 주파수가 조절될 영역이라고 할 수 있다.
B 영역의 시분할 주파수는 다양한 방법으로 구현될 수 있으므로 계조 영역은 더 다양한 방법으로 구분될 수 있다.
도 15의 (b)번 도면을 참조하면, 입력계조를 저계조의 공간디더링 계조영역(S)과 고계조의 시간적 믹싱/공간디더링 계조영역(TS)으로 두 영역만으로 구분하여 구현한 방법이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 구동 회로(1610), 게이트 구동부(1620), 데이터 구동부(1630) 및 패널(1640)을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(1620)는 디스플레이 내부 기판에 내장될 수 있다(embedded gate circuit).
도 16을 참조하면, 구동 회로(1610)는 입력 화상 신호를 기반으로 패널(1640)의 각각의 화소(1645)에 인가되는 신호를 제어한다. 구동 회로(1610)는 입력되는 프레임에 대해 시간적 믹싱, 공간 디더링 및 시분할을 적용할 수 있다. 시분할과 관련하여 구동 회로(1610)는 입력되는 영상 프레임의 프레임 주파수를 배속시켜 두 개 이상의 서브 프레임으로 시분할할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 회로(1610)는 시간 도메인 및 공간 도메인 중 적어도 어느 하나에서 주기성 및 반복 패턴을 변조하여 시분할을 수행할 수 있다. 즉, 시간 도메인 상에서만 주기성을 변조하여 시분할을 수행할 수도 있고, 공간 도메인 상에서만 반복 패턴을 변조할 수도 있으나, 이 둘을 동시에 적용하여, 공간 도메인에서 반복 패턴이 변조된 프레임을 시간 도메인 상에서 주기성을 변조하여 구동시킬 수도 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 구동 회로(1610)는 시분할과 공간디더링을 조건적으로 조합하여, 측면 시야각 화질이 떨어지는 화질 상의 문제점을 개선할 수 있다. 즉, 입력 계조에 따라 계조 영역을 나누고, 저계조, 중간계조 및 고계조 영역에 대해 시간적 믹싱 및 공간디더링 각각의 적용 여부를 다르게 할 수 있다.
이때, 구동 회로(1610)는 서브 프레임 시분할 동작의 효과를 극대화하기 위해, 시간적 믹싱 기법과 공간 디더링을 함께 적용할 수 있다. 구동 회로(1610)는 게이트 구동부(1620)의 게이트 구동 제어 신호와 데이터 구동부(1630)의 데이터 구동 제어 신호를 발생하여 각각 게이트 구동부(1620)와 데이터 구동부(1630)로 전달한다.
게이트 구동부(1620)는 구동 회로(1610)로부터 공급되는 게이트 구동 제어 신호를 수신하여 스캔 펄스를 순차적으로 발생하여 게이트 라인(1625)에 공급한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 게이트 구동부(1620)는 구동 회로(1610)에 의해 프레임 주파수가 증가된 서브 프레임 중 기수번째 서브 프레임의 구동 기간 동안 스캔 펄스를 순차적으로 게이트 라인(1625)들에 공급한 후, 우수번째 서브 프레임의 구동 기간 동안 스캔 펄스를 게이트 라인(1625)에 공급할 수 있다. 또한, 게이트 구동부(1620)는 스캔 펄스에 따라, LCD 패널(1640)의 TFT를 턴 온 또는 턴 오프한다.
데이터 구동부(1630)는 구동 회로(1610)로부터 수신한 데이터 구동 제어 신호를 기반으로 화소(1645)에 일정 전압을 제공한다. 데이터 구동부(1630)는 화상 신호에 따른 감마 전압을 수신하여 LCD 패널(1640)의 화소(1645)에 제공한다. 데이터 구동부(1630)는 수신된 화상 신호를 아날로그 화상 신호로 변환하고, 아날로그 화상 신호를 LCD 패널(1640)에 형성된 데이터 라인(1635)으로 전달한다.
LCD 패널(1640)은 게이트 구동부(1620) 및 데이터 구동부(1630)로부터 게이트 라인과 데이터 라인을 통해 스캔 펄스 및 아날로그 화상 신호를 수신하여 패널 내에 존재하는 각각의 화소에 신호를 전달하여 영상을 디스플레이한다. LCD 패널(1640)은 구동회로에 의해 2배 내지 4배의 프레임 주파수로 증가된 변환 영상을 디스플레이할 수 있다. 예컨대, 120Hz 이상 240Hz의 고속 프레임 레이트로 영상을 디스플레이할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, LCD 패널(1640)은 두 장의 유리 기판 사이에 액정이 주입되어 구성될 수 있다. LCD 패널(1640)의 하부 유리 기판 상에는 데이터 라인(1635) 및 게이트 라인(1625)이 직교된다. 데이터 라인(1635)과 게이트 라인(1625)의 교차부에는 TFT(Thin Film Transistor)가 형성될 수 있다. TFT는 스탠 펄스에 응답하여 데이터 라인(1635) 상의 데이터를 액정 셀에 공급한다. TFT의 게이트 전극은 게이트 라인(1625)에 접속되고, TFT의 소스 전극은 데이터 라인(1635)에 접속될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 회로를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 회로(1610)는 입력부(1612), 타이밍 콘트롤러(1614) 및 DC-DC 전원 공급부(1616)를 포함할 수 있다.
도 17을 참조하면, 입력부(1612)는 입력 영상 신호를 입력받는다. 입력 영상 신호는 프레임 단위로 입력될 수 있다. 입력 영상 신호는 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있다.
타이밍 콘트롤러(1614)는 입력부(1612)를 통해 입력된 디지털 신호를 소스 화면 크기에 맞춰 구동 IC가 처리 가능한 형태의 디지털 신호로 변환하고 데이터/게이트 구동부(1620/1630)에 필요한 각종 타이밍 제어 신호 등 제어신호를 발생시킨다.
본 발명의 실시예에 있어서, 발생되는 제어신호에는 다음과 같은 것을 포함할 수 있다.
첫 번째로, 타이밍 콘트롤러(1614)는 입력된 영상신호의 프레임 주파수를 2배 내지 4배로 변조할 수 있고, 생성된 각 서브프레임에 맞는 공간 디더링 패턴 (예를 들면 P1, P2 등)을 생성할 수 있다. 이 때, 공간 디더링 패턴은 정상 감마 곡선보다 밝은 감마 곡선을 따르는 화소들과 정상보다 어두운 감마 곡선을 따른 화소들이 규칙적으로 배열된 패턴을 수 있다. 또한 공간 디더링 패턴은 이러한 규칙성이 깨어지는 불연속 경계라인을 세로 방향이나 가로 방향이나 두 방향 모두 가질 수 있다.
두 번째로, 각 서브 프레임마다 다른 공간 디더링 패턴이 적용된 변환 영상 신호를 생성하여 데이터 구동부로 전송할 수 있다. 이 때 공간 디더링 패턴의 프레임 진행에 따른 반복 순서는 다양하게 표시할 수 있다. 예를 들면 반복 세트가 되는 (P1->P2)을 두 번 반복하고, 그 다음 프레임에서는 (P2->P1) 세트를 두 번 반복하는 제어신호를 생성할 수 있다.
여기에는, 두 프레임의 혼합의 경우만 설명하고 있지만, 두 프레임 혼합이 아닌 3 프레임, 4 프레임 혼합의 시분할에서도 원리는 동일하다. 반복되는 시분할 세트 중 일정 시간마다 반복성을 깨는 방법을 동일하게 적용할 수 있다.
세 번째로, 타이밍 콘트롤러(1614)는 입력 신호의 화소의 입력 계조를 기반으로 다양한 시간적 믹싱 및 공간 디더링의 적용 여부를 결정할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(1614)는 3가지 영역(저계조 영역, 중간 계조 영역 및 고계조 영역)으로 계조에 따른 화소들의 영역을 나누어 시간적 믹싱 및 공간 디더링의 적용 여부를 다르게 설정하는 방식을 이용할 수도 있다. 다만, 이에 반드시 한정될 것은 아니고, 2개, 또는 4개 이상의 계조 영역으로 화소 영역을 나눌 수도 있다.
타이밍 콘트롤러(1614)는 상기 입력 계조의 영역에 대하여 다른 공간 디더링 패턴을 기반으로 한 변환 영상을 패널로 전송할 수 있다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (25)

  1. 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 방법에 있어서,
    입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하는 단계;
    상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하는 공간 디더링 단계; 및
    상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱 단계를 포함하되,
    상기 복수의 공간 디더링 패턴들의 시간 도메인(domain) 상의 배열에 있어서, 패턴들의 반복 주기성이 복수의 프레임 이후에 깨어지도록 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 공간디더링 패턴은
    정상 감마 곡선(GN)과 다른 두 개의 감마 곡선(GH, GL)을 각각 참조하여 생성된 고휘도 화소(H)들과 저휘도 화소(L)들이 균일한 밀도로 규칙적으로 배치되도록 형성된 공간 디더링 패턴(P1)과, P1과 동일 패턴 구조를 가지되 H 화소와 L화소가 서로 반전된 P2 패턴을 포함하여 두 가지 공간 디더링 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    P1 타입 프레임으로부터 P2 타입 프레임으로의 1회 배열 세트를 제 1 믹싱 세트로 하고, 상기 P2 타입 프레임으로부터 상기 P1 타입 프레임으로의 1회 배열 세트를 제 2 믹싱 세트로 정의할 때,
    소정 회수 동안 제 1 믹싱 세트로 반복 디스플레이되도록 한 후에, 그 다음 프레임에서 상기 제 2 믹싱 세트로 반복 디스플레이되도록 배열하여 P2 및 P1 타입 프레임의 교차 반복에 있어서 불연속 프레임이 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 1 믹싱 세트의 디스플레이와 제 2 믹싱 세트의 디스플레이의 반복 회수가 서로 동일하도록 배열 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    제 1 믹싱 세트의 디스플레이와 제 2 믹싱 세트의 디스플레이의 반복 회수가 서로 다르도록 배열 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    제 1 믹싱 세트 디스플레이를 두 번 또는 세 번 반복하고, 그 다음 프레임에서는 제 2 믹싱 세트를 두 번 또는 세 번 반복하는 방식으로 배열 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    공간 디더링 단계 이후, 입력영상의 프레임 주파수보다 높은 주파수의 서브 프레임을 생성하는 시분할 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 공간디더링 패턴은
    정상 감마 곡선(GN)과 다른 4개의 감마 곡선(G1, G2, G3, G4)을 각각 참조하여 생성된 네 종류의 화소들이 일정한 규칙을 가지고 배치되도록 형성된 네 종류의 공간 디더링 패턴 (P1, P2, P3, P4)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각 입력 프레임을 4개의 서브 프레임으로 분할하고 하나의 입력프레임으로부터 분리된 4개의 서브 프레임은 상기 P1, P2, P3, P4를 소정 배열로 표시하고, 일정 입력 프레임 시간 후 상기 소정 배열과 다른 형태의 배열로 변경되는 것을 반복하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  10. 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 장치에 있어서,
    영상 신호를 입력받는 입력부;
    입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하며, 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱을 수행하는 제어부; 및
    상기 제어부를 통해 제어된 프레임 또는 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 제어부는
    상기 복수의 공간 디더링 패턴의 영상들을 시간에 따라 반복적으로 배열시키는 규칙성이 일정 프레임 시간 후 변경되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 방법에 있어서,
    입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하는 단계;
    상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하는 공간 디더링 단계; 및
    상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱 단계를 포함하되,
    상기 공간 디더링 패턴이 가지는 공간적인 반복성이 불연속적으로 변경되는 라인이 가로 및 세로 방향 중 적어도 한 방향에 복수개 존재하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 공간 디더링 패턴은
    정상 감마 곡선(GN)과 다른 두 개의 감마 곡선(GH, GL)을 각각 참조하여 생성된 고휘도 화소(H)들과 저휘도 화소(L)들이 균일한 밀도로 규칙적으로 배치되도록 형성된 공간 디더링 패턴(P1)과, P1과 동일 패턴 구조를 가지되 H 화소와 L화소가 서로 반전된 P2 패턴을 포함하여 두 가지 공간 디더링 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공간 디더링 패턴 P1과 P2에서 공간적 규칙성이 깨어지는 불규칙 라인이 가로 및 세로 방향 중 적어도 한 방향에서 복수로 형성되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 불규칙 라인은 가로 및 세로 중 적어도 하나의 라인에 대해 동일한 간격을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 불규칙 라인은 가로 및 세로 중 적어도 하나의 라인에 대해 동일하지 않고 랜덤한 간격을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    공간 디더링 단계 이후, 입력영상의 프레임 주파수보다 높은 주파수의 서브 프레임을 생성하는 시분할 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 복수의 공간디더링 패턴은
    정상 감마 곡선(GN)과 다른 4개의 감마 곡선(G1, G2, G3, G4)을 각각 참조하여 생성된 네 종류의 화소들이 일정한 규칙을 가지고 배치되도록 형성된 네 종류의 공간 디더링 패턴 (P1, P2, P3, P4)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    각 입력 프레임을 4개의 서브 프레임으로 분할하고 하나의 입력프레임으로부터 분리된 4개의 서브 프레임은 상기 P1, P2, P3, P4를 소정 배열로 표시하고, 동일한 시간적 배열로 매 입력 프레임마다 생성된 변환 영상 이미지를 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  19. 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 장치에 있어서,
    입력 영상 신호를 입력받는 입력부;
    입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하며, 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱을 수행하는 제어부; 및
    상기 제어부를 통해 제어된 프레임 또는 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 제어부는
    상기 공간 디더링 패턴이 가지는 공간적인 반복성이 불연속적으로 변경되는 라인이 가로 및 세로 방향 중 적어도 한 방향에 복수개 존재하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 방법에 있어서,입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하는 단계;
    상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하는 공간 디더링 단계; 및
    상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱 단계를 포함하되,
    입력 계조를 복수의 계조 영역으로 나누어 각 화소의 계조 영역을 결정하는 계조 영역 결정 단계를 더 포함하고,
    상기 각 화소의 결정된 계조 영역에 따라 공간 디더링 패턴의 시간적 규칙성이 상이하게 적용되도록 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    저계조 영역의 화소에 대해서는 단일 종류의 공간 디더링 패턴만 적용하고, 고계조 영역에 대해서는 복수의 공간 디더링 패턴을 반복적으로 적용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    중간 계조 영역을 기준값을 통해 복수의 계조 영역으로 나누어 상기 공간 디더링 패턴의 반복 주기성이 달라지도록 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 공간 디더링 패턴은 공간적 규칙성이 깨어지는 불규칙 라인을 포함하는 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    공간 디더링 단계 이후, 입력 영상 프레임보다 높은 주파수의 서브 프레임을 생성하는 시분할 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  25. 입력되는 영상 신호를 디스플레이하는 장치에 있어서,
    입력 영상 신호를 입력받는 입력부;
    입력 영상의 각 화소의 계조를 기반으로 적어도 2개의 서로 다른 감마 곡선을 따르는 복수의 계조 값들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 계조값들을 하나의 영상 프레임에 대해 서로 다른 형태를 갖는 복수의 공간 디더링(dithering) 패턴을 형성하되, 동일한 색의 주변 화소들과 반복적이고 주기적인 패턴이 되도록 영상 처리하며, 상기 복수의 공간 디더링된 화소의 영상 신호에 대해, 연속되는 프레임 또는 연속되는 서브 프레임에서 복수의 공간 디더링 패턴들이 서로 휘도가 믹싱되어 입력 영상과 동일한 휘도가 되도록 하는 시간적 믹싱을 수행하고, 입력 계조를 복수의 계조 영역으로 나누어 각 화소의 계조 영역을 결정하여 상기 각 화소의 상기 결정된 계조 영역에 따라 공간 디더링 패턴의 시간적 규칙성이 상이하게 적용되도록 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부에서의 결정에 따라 프레임 또는 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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