KR101906422B1 - 화질처리방법과 이를 이용한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선명도와 명암비를 동시에 향상시킬 수 있는 화질처리방법과 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 화질처리방법은 휘도 데이터에 소정의 제1 값을 곱하여 고휘도 데이터를 생성하고, 상기 휘도 데이터에 소정의 제2 값을 곱하여 저휘도 데이터를 생성하는 단계; 상기 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산함으로써, 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터 각각으로 변환하는 단계; 및 상기 블루어 고휘도 데이터와 상기 블루어 휘도 데이터 간의 차이, 및 상기 블루어 휘도 데이터와 상기 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

화질처리방법과 이를 이용한 표시장치{IMAGE QUALITY PROCESSING METHOD AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 선명도와 명암비를 동시에 향상시킬 수 있는 화질처리방법과 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode)와 같은 여러가지 평판표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치들은 여러 가지 화질처리방법을 이용하여 화질을 향상시킨다. 특히, 최근 표시장치에는 입력되는 영상을 더욱 선명하게 표현하는 선명도 개선 방법과 입력되는 영상의 명암비를 향상시키는 명암비 개선 방법이 많이 적용되고 있다. 선명도 개선 방법은 영상의 에지(edge) 영역을 검출하고 검출된 에지(edge) 영역을 선명하게 처리함으로써 영상의 선명도를 개선한다. 명암비 개선 방법은 입력되는 영상의 계조 영역을 분석한 후 분석된 결과에 따라 영상 데이터를 스트레칭(stretching)하거나 감마 커브를 변화시킴으로써 명암비를 향상시킨다.
하지만, 입력되는 영상의 선명도와 명암비를 동시에 개선하기 위해서 선명도 개선 방법과 명암비 개선 방법이 모두 적용되어야 한다. 즉, 표시장치는 선명도 개선을 위한 제1 화질처리부와 명암비 개선을 위한 제2 화질처리부를 모두 포함하여야 한다. 이 경우, 제1 및 제2 화질처리부 각각 영상 데이터의 변환을 수행하므로, 데이터 처리량이 크다는 단점이 있다. 데이터 처리량이 큰 경우 하드웨어(hardware)의 로드(load)가 증가하고, 하드웨어의 로드 증가는 표시장치의 제조 비용 상승으로 연결된다.
본 발명은 하드웨어의 업무 로드를 줄임과 동시에 선명도와 명암비를 동시에 향상시킬 수 있는 화질처리방법과 이를 이용한 표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 화질처리방법은 휘도 데이터에 소정의 제1 값을 곱하여 고휘도 데이터를 생성하고, 상기 휘도 데이터에 소정의 제2 값을 곱하여 저휘도 데이터를 생성하는 단계; 상기 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산함으로써, 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터 각각으로 변환하는 단계; 및 상기 블루어 고휘도 데이터와 상기 블루어 휘도 데이터 간의 차이, 및 상기 블루어 휘도 데이터와 상기 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 데이터 라인들, 게이트 라인들, 및 다수의 화소를 포함하는 표시패널; 입력 영상의 선명도와 명암비를 향상시키기 위해 입력 디지털 데이터를 변환하여 변환된 디지털 데이터를 출력하는 화질 처리부; 상기 변환된 디지털 데이터를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 상기 데이터 라인들에 출력하는 데이터 구동회로; 및 상기 게이트 라인들에 게이트 펄스들을 순차적으로 출력하는 게이트 구동회로를 포함하고, 상기 화질 처리부는, 휘도 데이터에 소정의 제1 값을 곱하여 고휘도 데이터를 생성하고, 상기 휘도 데이터에 소정의 제2 값을 곱하여 저휘도 데이터를 생성하는 휘도 데이터 생성부; 상기 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산함으로써, 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터 각각으로 변환하는 마스크 연산부; 및 상기 블루어 고휘도 데이터와 상기 블루어 휘도 데이터 간의 차이, 및 상기 블루어 휘도 데이터와 상기 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성하는 수식 연산부를 포함한다.
본 발명은 휘도 데이터로부터 고휘도 데이터와 저휘도 데이터를 생성하고, 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산한 후, 블루어 고휘도 데이터와 블루어 휘도 데이터 간의 차이와 블루어 휘도 데이터와 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성한다. 그 결과, 본 발명은 종래보다 간단한 알고리즘으로 선명도와 명암비를 동시에 향상시킬 수 있으므로, 하드웨어의 업무 로드를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 블루어 고휘도 데이터와 블루어 휘도 데이터 간의 차이와 블루어 휘도 데이터와 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 비례하여 변환 휘도 데이터를 생성하므로, 고계조 또는 저계조에서 발생하던 계조 뭉침 현상을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 도 1의 화질처리부를 상세히 보여주는 블록도.
도 3은 도 1의 화질처리부의 화질처리방법을 상세히 보여주는 흐름도.
도 4a는 입력 디지털 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면.
도 4b는 휘도 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면.
도 4c는 고휘도 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면.
도 4d는 저휘도 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면.
도 5는 변환 휘도 데이터 생성부의 수식 연산 방법을 보여주는 예시 도면.
도 6a는 입력 디지털 데이터로부터 얻어진 영상을 보여주는 스크린 샷.
도 6b는 화질처리부를 통해 변환된 디지털 데이터로부터 얻어진 영상을 보여주는 스크린 샷.
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. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 본 발명은 아래의 실시예에서 표시장치가 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 표시패널(10), 게이트 구동회로(110), 데이터 구동회로(120), 타이밍 콘트롤러(130), 화질 처리부(140), 및 호스트 시스템(150) 등을 포함한다. 표시패널(10)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부기판과 하부기판을 포함한다. 표시패널(10)에는 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들(또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 액정셀들을 포함하는 화소 어레이가 형성된다. 화소 어레이의 액정셀들 각각은 TFT(Thin Film Transistor)를 통해 데이터 전압이 충전되는 화소 전극과 공통전압이 인가되는 공통전극의 전압 차에 의해 액정층의 액정을 구동시켜 빛의 투과량을 조정함으로써 화상을 표시한다.
표시패널(10)의 상부기판상에는 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식의 경우에 상부기판상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식의 경우에 화소전극과 함께 하부기판상에 형성된다. 표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 액정표시패널의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(spacer)가 형성된다.
본 발명의 표시패널(10)은 투과형 액정표시패널, 반투과형 액정표시패널, 반사형 액정표시패널 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표시패널과 반투과형 액정표시패널에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
데이터 구동회로(120)는 다수의 소스 드라이브 집적회로(Integrated Circuit, 이하 'IC'라 칭함)들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 변환된 디지털 데이터(RGB')를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압들은 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.
게이트 구동회로(110)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 표시패널(10)의 게이트 라인(G)들에 게이트 펄스들(또는 스캔 펄스들)을 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 화질 처리부(140)로부터 변환된 디지털 데이터(RGB')와 타이밍 신호들 등을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical synchronization signal), 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 및 클럭 신호(clock signal) 등을 포함한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 변환된 디지털 데이터(RGB')와 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동회로(110)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하고, 데이터 구동회로(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 구동회로(110)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 변환된 디지털 데이터(RGB')와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)에 공급한다.
호스트 시스템(150)은 외부 비디오 소스 기기로부터 입력되는 디지털 데이터(RGB)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 해상도의 데이터 포맷으로 변환하기 위해 스케일러(scaler)가 내장된 시스템 온 칩(System on Chip)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템(150)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 입력 디지털 데이터(RGB)와 타이밍 신호들을 화질 처리부(140)에 공급한다.
화질 처리부(140)는 입력 영상의 선명도와 명암비를 향상시키기 위해 호스트 시스템(150)으로부터 입력되는 디지털 데이터(RGB)를 변환하여 변환된 디지털 데이터(RGB')를 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 또한, 화질 처리부(140)는 변환된 디지털 데이터(RGB')에 동기되는 타이밍 신호들을 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 이하에서, 도 2 및 도 3을 결부하여 화질 처리부(140)의 화질처리방법에 대하여 상세히 살펴본다.
도 2는 도 1의 화질처리부를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 3은 도 1의 화질처리부의 화질처리방법을 상세히 보여주는 흐름도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 화질처리부(140)는 휘도 데이터 산출부(141), 휘도 데이터 생성부(142), 마스크 연산부(143), 변환 휘도 데이터 생성부(144), 및 디지털 데이터 산출부(145)를 포함한다. 휘도 데이터 산출부(141)는 S101 단계를 수행하고, 휘도 데이터 생성부(142)는 S102 단계를 수행하며, 마스크 연산부(143)는 S103 단계를 수행하고, 변환 휘도 데이터 생성부(144)는 S104 단계를 수행하며, 디지털 데이터 산출부(145)는 S105 단계를 수행한다.
휘도 데이터 산출부(141)는 호스트 시스템(150)으로부터 디지털 데이터(RGB)를 공급받는다. 도 4a는 입력 디지털 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면이다. 도 4a를 참조하면, 1 프레임 기간의 입력 디지털 데이터(RGB)는 수평 방향(x축 방향)으로 m(m은 표시패널(10)의 수평 해상도) 개의 디지털 데이터를 포함하고, 수직 방향(y축 방향)으로 n(n은 표시패널(10)의 수직 해상도) 개의 디지털 데이터를 포함한다. 즉, 1 프레임 기간의 입력 디지털 데이터(RGB)는 (1,1) 좌표의 디지털 데이터(RGB(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 디지털 데이터(RGB(m,n))를 포함한다.
휘도 데이터 산출부(141)는 입력 디지털 데이터(RGB)로부터 휘도 데이터(Y1)와 색차 데이터(Cb, Cr)를 산출한다. 구체적으로, 휘도 데이터 산출부(141)는 수학식 1 내지 수학식 3과 같이 (j,k)(j는 1≤j≤m을 만족하는 자연수, k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 좌표의 디지털 데이터(RGB(j,k))로부터 (j,k) 좌표의 휘도 데이터(Y1(j,k))와 (j,k) 좌표의 색차 데이터(Cb(j,k), Cr(j,k))를 산출한다.
Figure 112012037434187-pat00001
Figure 112012037434187-pat00002
Figure 112012037434187-pat00003
수학식 1 내지 수학식 3에서, Y1(j,k)는 (j,k) 좌표의 휘도 데이터, Cb(j,k) 및 Cr(j,k)는 (j,k) 좌표의 색차 데이터를 의미한다. 또한, R(j,k)은 (j,k) 좌표의 적색 디지털 데이터, G(j,k)는 (j,k) 좌표의 녹색 디지털 데이터, B(j,k)는 (j,k) 좌표의 청색 디지털 데이터를 의미한다. 입력 디지털 데이터(RGB)가 8 비트(bits)인 경우 휘도 데이터(Y1)와 색차 데이터(Cb, Cr)도 8 비트로 표현된다. 휘도 데이터 산출부(141)는 휘도 데이터(Y1)를 휘도 데이터 생성부(142)로 출력한다. (S101)
휘도 데이터 생성부(142)는 휘도 데이터 산출부(141)로부터 휘도 데이터(Y1)를 공급받는다. 도 4b는 휘도 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면이다. 도 4b를 참조하면, 1 프레임 기간의 휘도 데이터(Y1)는 수평 방향(x축 방향)으로 m 개의 휘도 데이터를 포함하고, 수직 방향(y축 방향)으로 n 개의 휘도 데이터를 포함한다. 즉, 1 프레임 기간의 휘도 데이터(Y1)는 (1,1) 좌표의 휘도 데이터(Y1(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 휘도 데이터(Y1(m,n))를 포함한다.
휘도 데이터 생성부(142)는 휘도 데이터(Y1)에 소정의 제1 값(V1)을 곱하여 고휘도 데이터(Y2)를 생성하고, 휘도 데이터(Y1)에 소정의 제2 값(V2)을 곱하여 저휘도 데이터(Y3)를 생성한다. 구체적으로, 휘도 데이터 생성부(142)는 수학식 4와 같이 (j,k) 좌표의 휘도 데이터(Y1(j,k))에 소정의 제1 값(V1)을 곱해 (j,k) 좌표의 고휘도 데이터(Y2(j,k))를 생성한다. 또한, 휘도 데이터 생성부(142)는 수학식 5와 같이 (j,k) 좌표의 휘도 데이터(Y1(j,k))에 소정의 제2 값(V2)을 곱해 (j,k) 좌표의 저휘도 데이터(Y3(j,k))를 생성한다.
Figure 112012037434187-pat00004
Figure 112012037434187-pat00005
수학식 4 및 수학식 5에서, Y1(j,k)는 (j,k) 좌표의 휘도 데이터, Y2(j,k)는 (j,k) 좌표의 고휘도 데이터, Y3(j,k)는 (j,k) 좌표의 저휘도 데이터, V1은 소정의 제1 값, V2는 소정의 제2 값을 의미한다. 소정의 제1 값(V1)은 1보다 크고 2보다 작은 정수로 설정될 수 있고, 소정의 제2 값(V2)은 0보다 크고 1보다 작은 정수로 설정될 수 있다. 이 경우, 고휘도 데이터(Y2)는 휘도 데이터(Y1)보다 큰 값을 갖게 되고, 저휘도 데이터(Y3)는 휘도 데이터(Y1)보다 작은 값을 갖게 된다. 휘도 데이터 생성부(142)는 휘도 데이터, 고휘도 데이터, 및 저휘도 데이터(Y1, Y2, Y3)를 마스크 연산부(143)로 출력한다. (S102)
마스크 연산부(143)는 휘도 데이터 생성부(142)로부터 휘도 데이터, 고휘도 데이터, 및 저휘도 데이터(Y1, Y2, Y3)를 공급받는다. 휘도 데이터(Y1)의 데이터 배열에 대하여는 도 4b를 결부하여 이미 설명하였다. 도 4c는 고휘도 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면이다. 도 4c를 참조하면, 1 프레임 기간의 고휘도 데이터(Y2)는 수평 방향(x축 방향)으로 m 개의 고휘도 데이터를 포함하고, 수직 방향(y축 방향)으로 n 개의 고휘도 데이터를 포함한다. 즉, 1 프레임 기간의 고휘도 데이터(Y2)는 (1,1) 좌표의 고휘도 데이터(Y2(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 고휘도 데이터(Y2(m,n))를 포함한다. 도 4d는 저휘도 데이터의 데이터 배열을 보여주는 예시 도면이다. 도 4d를 참조하면, 1 프레임 기간의 저휘도 데이터(Y3)는 수평 방향(x축 방향)으로 m 개의 저휘도 데이터를 포함하고, 수직 방향(y축 방향)으로 n 개의 저휘도 데이터를 포함한다. 즉, 1 프레임 기간의 저휘도 데이터(Y3)는 (1,1) 좌표의 저휘도 데이터(Y3(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 저휘도 데이터(Y3(m,n))를 포함한다.
마스크 연산부(143)는 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산을 함으로써 휘도 데이터, 고휘도 데이터, 및 저휘도 데이터(Y1, Y2, Y3) 각각을 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터(Y1', Y2', Y3')로 각각 변환한다. 구체적으로, 마스크 연산부(143)는 도 4b, 도 4c, 및 도 4d와 같이 휘도 데이터, 고휘도 데이터, 및 저휘도 데이터(Y1, Y2, Y3) 각각에 p×q(p, q는 2 이상의 자연수) 마스크(M)를 설정한 후, p×q 마스크(M)를 이용한 마스크 연산 방법을 통해 휘도 데이터, 고휘도 데이터, 및 저휘도 데이터(Y1, Y2, Y3) 각각을 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터(Y1', Y2', Y3')로 각각 변환한다. 도 4b, 도 4c, 및 도 4d에서는 p×q 마스크(M)가 3×3 마스크인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 이하에서, 도 4b를 참조하여 p×q 마스크(M)를 이용하여 휘도 데이터(Y1)를 블루어 휘도 데이터(Y1')로 변환하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
p×q 마스크(M)의 마스크 좌표에 따라 휘도 데이터(Y1)에 곱해질 가중치가 정해져 있다. p×q 마스크(M)의 가중치는 사전 실험에 의해 미리 결정될 수 있다. 마스크 연산부(143)는 p×q 마스크(M) 내에 존재하는 휘도 데이터(Y1) 각각에 마스크 좌표에 따라 가중치를 곱한 후, p×q 마스크(M) 내에 존재하는 가중치가 곱해진 휘도 데이터(Y1)의 평균값을 산출한다. 그 다음, 마스크 연산부(143)는 p×q 마스크(M)의 중심 마스크 좌표에 위치하는 휘도 데이터(Y1)를 상기 평균값으로 치환한다. 예를 들어, 마스크 연산부(143)는 도 4b와 같이 3×3 마스크(M) 내에 존재하는 휘도 데이터(Y1) 각각에 마스크 좌표에 따라 가중치를 곱한다. 마스크 연산부(143)는 (s-1,t-1)(s, t는 2 이상의 자연수) 마스크 좌표에 위치하는 (2,2) 좌표의 휘도 데이터(Y1(2,2))에 제1 가중치(W1)를 곱하고, (s-1,t) 마스크 좌표에 위치하는 (2,3) 좌표의 휘도 데이터(Y1(2,3))에 제2 가중치(W2)를 곱한다. 그 다음, 마스크 연산부(143)는 도 4b와 같이 3×3 마스크(M) 내에 존재하는 가중치가 곱해진 휘도 데이터(Y1)의 평균값을 산출한다. 그 다음, 마스크 연산부(143)는 도 4b와 같이 3×3 마스크(M)의 중심 마스크 좌표인 (s,t) 마스크 좌표에 위치하는 (3,3) 좌표의 휘도 데이터(Y1(3,3))를 상기 평균값으로 치환함으로써, (3,3) 좌표의 휘도 데이터(Y1(3,3))를 (3,3) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(3,3))로 변환한다.
즉, 마스크 연산부(143)는 수학식 6과 같이 3×3 마스크(M)를 이용하여 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(j,k))를 산출할 수 있다.
Figure 112012037434187-pat00006
수학식 6에서, Y1'(j,k)는 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터, Y1(j,k)는 (j,k) 좌표의 휘도 데이터, W1 내지 W9는 제1 내지 제9 가중치를 의미한다.
또한, 마스크 연산부(143)는 p×q 마스크(M)의 중심 마스크 좌표를 기준으로 p×q 마스크(M)를 쉬프트시키면서 (1,1) 좌표의 휘도 데이터(Y1(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 휘도 데이터(Y1(m,n))를 모두 변환한다. 예를 들어, 마스크 연산부(143)는 도 4b와 같이 (3,3) 좌표의 휘도 데이터(Y1(3,3))를 (3,3) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(3,3))로 변환한 후에, 3×3 마스크(M)의 중심 마스크 좌표인 (s,t) 마스크 좌표에 (3,4) 좌표의 휘도 데이터(Y1(3,4))가 위치하도록 3×3 마스크(M)를 쉬프트시킴으로써, (3,4) 좌표의 휘도 데이터(Y1(3,4))를 (3,4) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(3,4))로 변환할 수 있다.
한편, p×q 마스크(M)를 이용하여 고휘도 데이터(Y2)를 블루어 고휘도 데이터(Y2')로 변환하는 방법과 p×q 마스크(M)를 이용하여 저휘도 데이터(Y3)를 블루어 저휘도 데이터(Y3')로 변환하는 방법도 p×q 마스크(M)를 이용하여 고휘도 데이터(Y2)를 블루어 고휘도 데이터(Y2')로 변환하는 방법과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 마스크 연산부(143)는 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터(Y1', Y2', Y3')를 변환 휘도 데이터 생성부(144)로 출력한다. (S103)
변환 휘도 데이터 생성부(144)는 마스크 연산부(143)로부터 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터(Y1', Y2', Y3')를 공급받는다. 1 프레임 기간의 블루어 휘도 데이터(Y1')는 (1,1) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(m,n))를 포함한다. 또한, 1 프레임 기간의 블루어 고휘도 데이터(Y2')는 (1,1) 좌표의 블루어 고휘도 데이터(Y2'(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 블루어 고휘도 데이터(Y2'(m,n))를 포함한다. 또한, 1 프레임 기간의 블루어 저휘도 데이터(Y3')는 (1,1) 좌표의 블루어 저휘도 데이터(Y3'(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 블루어 저휘도 데이터(Y3'(m,n))를 포함한다.
변환 휘도 데이터 생성부(144)는 블루어 고휘도 데이터(Y2')와 블루어 휘도 데이터(Y1') 간의 차이, 및 블루어 휘도 데이터(Y1')와 블루어 저휘도 데이터(Y3') 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터(Y4)를 생성한다. 구체적으로, 변환 휘도 데이터 생성부(144)는 수학식 7과 같이 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터(Y4(j,k))를 생성한다.
Figure 112012037434187-pat00007
도 5는 변환 휘도 데이터 생성부의 수식 연산 방법을 보여주는 예시 도면이다. 도 5를 참조하면, 수학식 7에서, Y4(j,k)는 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터, MaxData는 변환 휘도 데이터(Y4)의 최대값, a는 (j,k) 좌표의 블루어 고휘도 데이터(Y2'(j,k))와 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(j,k)) 간의 차, b는 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터(Y1'(j,k))와 (j,k) 좌표의 블루어 저휘도 데이터(Y3'(j,k)) 간의 차를 의미한다.
즉, 변환 휘도 데이터 생성부(144)는 a가 b보다 클수록 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터(Y4(j,k))를 변환 휘도 데이터(Y4)의 최소값(MinData)과 가까운 값을 갖도록 조정한다. 또한, 변환 휘도 데이터 생성부(144)는 b가 a보다 클수록 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터(Y4(j,k))를 변환 휘도 데이터(Y4)의 최대값(MaxData)과 가까운 값을 갖도록 조정한다. 입력 디지털 데이터(RGB)가 8비트인 경우, 변환 휘도 데이터(Y4)의 최대값(MaxData)은 '255', 변환 휘도 데이터(Y4)의 최소값(MinData)은 '0'이다. 변환 휘도 데이터 생성부(144)는 변환 휘도 데이터(Y4)를 디지털 데이터 산출부(145)로 출력한다. (S104)
디지털 데이터 산출부(145)는 변환 휘도 데이터 생성부(144)로부터 변환 휘도 데이터(Y4)를 공급받고, 휘도 데이터 산출부(141)로부터 색차 데이터(Cb, Cr)를 공급받는다. 1 프레임 기간의 변환 휘도 데이터(Y4)는 수평 방향으로 m 개의 변환 휘도 데이터를 포함하고, 수직 방향으로 n 개의 변환 휘도 데이터를 포함한다. 즉, 1 프레임 기간의 변환 휘도 데이터(Y4)는 (1,1) 좌표의 변환 휘도 데이터(Y4(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 변환 휘도 데이터(Y4(m,n))를 포함한다. 또한, 1 프레임 기간의 색차 데이터(Cb, Cr)는 수평 방향으로 m 개의 색차 데이터를 포함하고, 수직 방향으로 n 개의 색차 데이터를 포함한다. 즉, 1 프레임 기간의 색차 데이터(Cb, Cr)는 (1,1) 좌표의 색차 데이터(Cb(1,1), Cr(1,1)) 내지 (m,n) 좌표의 색차 데이터(Cb(m,n), Cr(m,n))를 포함한다.
디지털 데이터 산출부(145)는 변환 휘도 데이터(Y4)와 색차 데이터(Cb, Cr)로부터 변환된 디지털 데이터(RGB')를 산출한다. 구체적으로, 디지털 데이터 산출부(145)는 수학식 8 내지 수학식 10과 같이 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터(Y4(j,k))와 (j,k) 좌표의 색차 데이터(Cb(j,k), Cr(j,k))로부터 (j,k) 좌표의 디지털 데이터(RGB'(j,k))를 산출한다.
Figure 112012037434187-pat00008
Figure 112012037434187-pat00009
Figure 112012037434187-pat00010
수학식 8 내지 수학식 10에서, Y4(j,k)는 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터, Cb(j,k) 및 Cr(j,k)는 (j,k) 좌표의 색차 데이터를 의미한다. 또한, R'(j,k)은 (j,k) 좌표의 적색 변환 디지털 데이터, G'(j,k)는 (j,k) 좌표의 녹색 변환 디지털 데이터, B'(j,k)는 (j,k) 좌표의 청색 변환 디지털 데이터를 의미한다. 디지털 데이터 산출부(145)는 변환된 디지털 데이터(RGB')를 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. (S105)
도 6a는 입력 디지털 데이터로부터 얻어진 영상을 보여주는 스크린 샷이다. 도 6b는 화질처리부를 통해 변환된 디지털 데이터로부터 얻어진 영상을 보여주는 스크린 샷이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 입력 디지털 데이터(RGB)로부터 얻어진 영상에 비하여 화질처리부(140)를 통해 변환된 디지털 데이터(RGB')로부터 얻어진 영상의 에지가 더 선명하게 표시되는 것을 볼 수 있다. 또한, 입력 디지털 데이터(RGB)로부터 얻어진 영상에 비하여 화질처리부(140)를 통해 변환된 디지털 데이터(RGB')로부터 얻어진 영상의 블랙과 화이트가 더 뚜렷하게 표시되는 것을 볼 수 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 휘도 데이터로부터 고휘도 데이터와 저휘도 데이터를 생성하고, 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산한 후, 블루어 고휘도 데이터와 블루어 휘도 데이터 간의 차이와 블루어 휘도 데이터와 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성한다. 그 결과, 본 발명은 종래보다 간단한 알고리즘으로 선명도와 명암비를 동시에 향상시킬 수 있으므로, 하드웨어의 업무 로드를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 블루어 고휘도 데이터와 블루어 휘도 데이터 간의 차이와 블루어 휘도 데이터와 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 비례하여 변환 휘도 데이터를 생성하므로, 고계조 또는 저계조에서 발생하던 계조뭉침 현상을 개선할 수 있다.
10: 표시패널 110: 게이트 구동회로
120: 데이터 구동회로 130: 타이밍 콘트롤러
140: 화질처리부 141: 휘도 데이터 산출부
142: 휘도 데이터 생성부 143: 마스크 연산부
144: 변환 휘도 데이터 생성부 145: 디지털 데이터 산출부
150: 호스트 시스템

Claims (10)

  1. 휘도 데이터에 소정의 제1 값을 곱하여 고휘도 데이터를 생성하고, 상기 휘도 데이터에 소정의 제2 값을 곱하여 저휘도 데이터를 생성하는 단계;
    상기 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산함으로써, 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터 각각으로 변환하는 단계; 및
    상기 블루어 고휘도 데이터와 상기 블루어 휘도 데이터 간의 차이, 및 상기 블루어 휘도 데이터와 상기 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 블루어 고휘도 데이터와 상기 블루어 휘도 데이터 간의 차이, 및 상기 블루어 휘도 데이터와 상기 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성하는 단계는,
    Y4(j,k)를 (j,k)(j는 1=j≤=m을 만족하는 자연수, m은 표시패널의 수평 해상도, k는 1=k≤=n을 만족하는 자연수, n은 표시패널의 수직 해상도) 좌표의 변환 휘도 데이터, MaxData를 변환 휘도 데이터의 최대값, a를 (j,k) 좌표의 블루어 고휘도 데이터와 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터 간의 차, b를 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터와 (j,k) 좌표의 블루어 저휘도 데이터 간의 차라고 정의할 때,
    Figure 112018033641640-pat00011
    을 이용하여 상기 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화질처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 제1 값은 1보다 크고 2보다 작은 값을 갖고,
    상기 소정의 제2 값은 0보다 크고 1보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 화질처리방법
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산함으로써, 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터 각각으로 변환하는 단계는,
    p×q(p, q는 2 이상의 자연수) 마스크 내에 존재하는 휘도 데이터 각각에 가중치를 곱하는 단계;
    상기 가중치가 곱해진 휘도 데이터의 평균값을 산출하는 단계;
    상기 p×q 마스크의 중심 마스크 좌표에 위치하는 휘도 데이터를 상기 평균값으로 치환하는 단계;
    상기 중심 마스크 좌표를 기준으로 상기 p×q 마스크를 쉬프트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화질처리방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    입력 디지털 데이터로부터 상기 휘도 데이터와 색차 데이터를 산출하는 단계; 및
    상기 변환 휘도 데이터와 상기 색차 데이터로부터 변환된 디지털 데이터를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화질처리방법.
  6. 데이터 라인들, 게이트 라인들, 및 다수의 화소를 포함하는 표시패널;
    입력 영상의 선명도와 명암비를 향상시키기 위해 입력 디지털 데이터를 변환하여 변환된 디지털 데이터를 출력하는 화질 처리부;
    상기 변환된 디지털 데이터를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 상기 데이터 라인들에 출력하는 데이터 구동회로; 및
    상기 게이트 라인들에 게이트 펄스들을 순차적으로 출력하는 게이트 구동회로를 포함하고,
    상기 화질 처리부는,
    휘도 데이터에 소정의 제1 값을 곱하여 고휘도 데이터를 생성하고, 상기 휘도 데이터에 소정의 제2 값을 곱하여 저휘도 데이터를 생성하는 휘도 데이터 생성부;
    상기 휘도 데이터, 상기 고휘도 데이터, 및 상기 저휘도 데이터 각각을 마스크를 이용하여 블루어 처리 연산함으로써, 블루어 휘도 데이터, 블루어 고휘도 데이터, 및 블루어 저휘도 데이터 각각으로 변환하는 마스크 연산부; 및
    상기 블루어 고휘도 데이터와 상기 블루어 휘도 데이터 간의 차이, 및 상기 블루어 휘도 데이터와 상기 블루어 저휘도 데이터 간의 차이에 기초하여 변환 휘도 데이터를 생성하는 변환 휘도 데이터 생성부를 포함하고,
    상기 변환 휘도 데이터 생성부는,
    Y4(j,k)를 (j,k)(j는 1=j≤=m을 만족하는 자연수, m은 표시패널의 수평 해상도, k는 1=k≤=n을 만족하는 자연수, n은 표시패널의 수직 해상도) 좌표의 변환 휘도 데이터, MaxData를 변환 휘도 데이터의 최대값, a를 (j,k) 좌표의 블루어 고휘도 데이터와 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터 간의 차, b를 (j,k) 좌표의 블루어 휘도 데이터와 (j,k) 좌표의 블루어 저휘도 데이터 간의 차라고 정의할 때,
    Figure 112018033641640-pat00012
    을 이용하여 상기 (j,k) 좌표의 변환 휘도 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정의 제1 값은 1보다 크고 2보다 작은 값을 갖고,
    상기 소정의 제2 값은 0보다 크고 1보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스크 연산부는,
    p×q(p, q는 2 이상의 자연수) 마스크 내에 존재하는 휘도 데이터 각각에 가중치를 곱하고, 상기 가중치가 곱해진 휘도 데이터의 평균값을 산출하며, 상기 p×q 마스크의 중심 마스크 좌표에 위치하는 휘도 데이터를 상기 평균값으로 치환하고, 상기 중심 마스크 좌표를 기준으로 상기 p×q 마스크를 쉬프트시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 화질처리부는,
    입력 디지털 데이터로부터 상기 휘도 데이터와 색차 데이터를 산출하는 휘도 데이터 산출부; 및
    상기 변환 휘도 데이터와 상기 색차 데이터로부터 변환된 디지털 데이터를 산출하는 디지털 데이터 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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