KR20050096082A - 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 라인 로드 효과에 관한 것이다.
본 발명에 따른 입력되는 비디오 데이터를 처리하여 화상을 구현하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치에 있어서, 상기 비디오 데이터를 미리 저장된 감마 데이터로 감마 보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시키는 역감마 보정부; 및 상기 역감마 보정부에서 입력된 비디오 데이터에 의해 표시되는 화면의 라인 로드의 증가에 따른 휘도 감소분을 보상하는 라인 로드 처리부를 포함하고, 상기 라인 로드 처리부는 상기 비디오 데이터의 라인 로드가 증가할 수록 상기 비디오 데이터의 계조값을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따르면, 비디오 데이터의 휘도 감소분을 보정 데이터로 보상하여 라인 로드 효과를 저감할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치{Image Processing Apparatus for Plasma Display Panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 라인 로드 효과에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: 이하, 'PDP'라 함.)은 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 전면 글라스와 배면 글라스 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이룬다. 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 네온 및 헬륨의 혼합기체(Ne+He)와 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논을 함유하는 불활성 가스가 충진된다. 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 불활성 가스는 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다.
이와 같은 PDP는 종래 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(CRT)에 비하여 구조가 단순하기 때문에 제작이 용이하다. 또한, PDP는 음극선관에 비하여 박형이며 대형화가 가능한 특징을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로 현재 각광을 받고 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현을 설명하기 위한 도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 3전극 교류 면방전형 PDP는 화상의 계조(Gray Level)를 구현하기 위하여 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어 구동하고 있다.
각 서브필드는 다시 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋 기간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 기간 및 서스테인 펄스의 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)은 도 1과 같이, 8개의 서브필드들(SF1내지 SF8)로 나누어지게 된다.
8개의 서브 필드들(SF1내지SF8) 각각은 리셋기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 다시 나누어지게 된다. 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에, 서스테인 기간 및 그 서스테인 펄스의 방전횟수는 각 서브필드에서 2n(단, n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다. 이와 같이, 각 서브필드에서 서스테인 기간이 달라지게 되므로 화상의 계조를 표현할 수 있게 된다.
하지만, 256계조를 표현하기 위해 255개의 서스테인 펄스 수를 사용하게 되면 화면이 매우 어두워지고, 화질도 저하된다. 밝고 선명한 화상을 표시하기 위해 서스테인 펄스 수를 증가시켜야 한다. 전화면에 걸쳐 서스테인 펄스 수를 크게 하면 PDP의 전력 소모가 커지게 되므로 패널에 손상이 될 뿐만 아니라 구동 시스템이 불안정하게 된다. 따라서, 종래의 PDP는 화면 정보에 따라 다음 도 2와 같이 서스테인 펄스 수를 조절했다.
도 2는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 화면 밝기에 따른 서스테인 펄스 수의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 PDP에서는 화면 밝기가 증가함에 따라 서스테인 펄스 수를 감소시키도록 한다. 즉, 어두운 화면일 때는 서스테인 펄스 수를 늘여서 화면의 콘트라스트(contrast)를 크게 하고, 밝은 화면일 때는 서스테인 펄스 수를 줄여서 패널의 손상을 막도록 한다.
한편, 종래의 PDP는 동일한 계조값을 갖는 비디오 데이터를 화면에 표시할 때, 라인 로드에 따라 휘도가 저하되는 현상이 발생하는데 상기 현상을 라인 로드 효과(line load effect)라 한다. 상기 라인 로드는 패널의 하나의 라인 단위에서 전체 라인 길이에 대한 온(on)되는 라인 길이의 비를 말한다.
종래의 PDP에서 라인 로드 효과가 나타나는 경우를 살펴보면 다음 도 3a 및 도 3b와 같다. 도 3a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 나타나는 라인 로드 효과를 설명하기 위한 도이고, 도 3b는 라인 로드가 증가함에 따라 휘도값이 감소하는 것을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, A 라인이 B 라인 보다 동일 시간에 많은 픽셀들이 온(on)되기 때문에 전력 소모가 커져서 휘도가 저하된다. 따라서, A영역의 밝기가 B영역보다 어두운 라인 로드 효과가 나타난다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 A 라인의 방향을 데이터 라인이라 하고, 상기 B 라인의 방향을 스캔 라인이라 할 때, 상기 데이터 라인에 대해 온(on)되는 픽셀 갯수가 점차 증가할 수록 동일 계조값에 대한 화면의 밝기가 저하되는 것을 알 수 있다. 즉, 라인 로드에 따라 휘도 차이가 심각하게 나타나는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치를 개선하여, 라인 로드 효과를 저감할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 입력되는 비디오 데이터를 처리하여 화상을 구현하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치에 있어서, 상기 비디오 데이터를 미리 저장된 감마 데이터로 감마 보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시키는 역감마 보정부; 및 상기 역감마 보정부에서 입력된 비디오 데이터에 의해 표시되는 화면의 라인 로드의 증가에 따른 휘도 감소분을 보상하는 라인 로드 처리부를 포함하고, 상기 라인 로드 처리부는 상기 비디오 데이터의 라인 로드가 증가할 수록 상기 비디오 데이터의 계조값을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따르면, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치에 상기 라인 로드 처리부를 포함시키도록 한다. 이때, 라인 로드 처리부는 비디오 데이터의 라인 로드에 따른 휘도 감소분을 라인 단위로 보정한다. 상기 비디오 데이터의 계조값에서 보정 데이터의 계조값을 감산하여 보정된 비디오 데이터를 구할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
<실시예>
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치를 설명하기 위한 블럭도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 PDP 화상처리 장치는 입력되는 비디오 데이터를 처리하여 각 서브 필드에 해당하는 데이터를 라인 단위로 패널에 어드레싱하기 위한 역감마 보정부(410), 라인 로드 처리부(420), 이득 제어부(430), 하프톤부(440), 서브 필드 맵핑부(450) 및 데이터 정렬부(460)를 구비한다.
역감마 보정부(410)는 입력되는 비디오 데이터를 미리 저장된 감마 데이터로 감마 보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시킨다.
라인 로드 처리부(420)는 상기 역감마 보정부(410)에서 입력된 비디오 데이터에 의해 표시되는 화면의 라인 로드의 증가에 따른 휘도 감소분을 보상한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 라인 로드 처리부는 상기 비디오 데이터의 라인 로드가 증가할 수록 상기 비디오 데이터의 계조값을 증가시켜 휘도 감소분을 보상한다. 이에 관한 보다 상세한 설명은 이후에 기술하기로 한다.
이득 제어부(430)는 상기 라인 로드 처리부(420)에 의해 보정된 비디오 데이터에 대하여 유효이득만큼 증폭시킨다.
하프톤(Halfton)부(440)는 상기 이득 제어부(430)로부터 입력된 데이터에 노이즈를 첨가하여 계조값을 미세하게 조정함으로써 계조 표현력을 높인다.
서브 필드 맵핑부(450)는 상기 하프톤부(440)로부터 입력된 데이터를 미리 설정된 서브필드 패턴에 맵핑한다.
데이터 정렬부(460)는 상기 서브필드 맵핑부(450)로부터 입력된 데이터를 PDP의 해상도 포맷에 적합하게 변환하며, PDP의 어드레스전극 구동IC(도시하지 않음.)로 공급하여 PDP의 화상을 구현하게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 라인 로드 처리부를 개략적으로 나타낸 블럭도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 라인 로드 처리부(420)에는 라인 로드에 따른 휘도 감소분을 보상하여 보정된 비디오 데이터를 제공하기 위한 라인 지연부(510), 라인 로드 측정부(520), 보정 데이터 룩업 테이블 저장부(530), 라인 히스토그램부(540) 및 라인 로드 보정부(550)가 포함된다.
라인 지연부(510)는 한 프레임동안 상기 비디오 데이터를 라인 단위로 라인 로드 처리부내의 각 부에 제공한다.
라인 로드 측정부(520)는 상기 비디오 데이터를 라인 단위로 라인 로드에 따른 휘도 감소분을 측정한다. 상기 라인 로드는 패널의 하나의 라인 단위에서 전체 라인 길이에 대한 온(on)되는 라인 길이의 비를 말한다.
보정 데이터 룩업 테이블 저장부(530)는 상기 휘도 감소분을 보상하기 위한 보정 데이터를 생성하여 룩업 테이블에 저장한다.
라인 히스토그램부(540)는 상기 라인 단위 데이터의 계조값에 따른 온(on)되는 픽셀 갯수의 히스토그램 분포를 구한다.
라인 로드 보정부(550)는 상기 라인 로드 측정부(520) 및 라인 히스토그램부(540)로부터 입력된 정보에 해당하는 상기 룩업 테이블의 보정 데이터를 선택하고, 상기 선택된 보정 데이터를 이용하여 상기 역감마 보정부(410)에서 입력된 비디오 데이터를 보정한다.
본 발명의 일실시예 따른 라인 로드 처리부의 알고리즘을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 라인 로드 측정부(520)는 라인 단위로 라인 로드에 따른 휘도 감소분을 측정하고, 이를 보상하기 위한 보정 데이터를 결정하여 보정 데이터 룩업 테이블 저장부(530)에 저장한다. 이와 동시에 라인 히스토그램부(540)를 통해 1 라인 데이터에 대한 히스토그램 분포를 구한다.
1 프레임 데이터가 입력될 때, 라인 로드 측정부(520) 및 라인 히스토그램부(540)로부터 전송되는 라인 단위의 라인 로드값을 이용하여 보정 데이터 룩업 테이블 저장부(530)로부터 보정 데이터를 읽어 온다. 라인 로드 보정부(550)에서는 상기 보정 데이터에 따라 입력된 비디오 데이터의 보정을 실시한다. 이러한 라인 로드 보정을 통해서 라인 로드에 따른 휘도 감소분을 보상할 수 있다. 여기서, 한 라인에서의 히스토그램 분포를 더욱 상세히 살펴보면 다음 도 6과 같다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 라인 히스토그램 분포를 나타낸 그래프이다. 도 6에 도시된 바와 같이, x축의 파라미터는 계조값이고, y축의 파라미터는 하나의 라인에서 상기 계조값에 따른 온(on)되는 픽셀 갯수이다. 상기 라인 히스토그램부(540)는 각각의 계조값에 대한 온(on)되는 픽셀 갯수를 보여준다. 즉, 각각의 계조값에 대한 라인 로드를 알 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 라인 로드에 대한 계조값의 관계를 그래프로 나타낸 도이고, 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 라인 로드에 대한 휘도 관계를 그래프로 나타낸 도이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 라인 로드 보정부(550)에서는 보정전 비디오 데이터에서 보정 데이터를 감산하여 보정된 비디오 데이터의 라인 로드에 대한 계조값을 구하도록 한다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 비디오 데이터가 패널에 표시될 때, 라인 로드에 대한 화면의 휘도 관계를 그래프로 나타내었다. 보정전 비디오 데이터는 라인 로드 효과로 인하여 라인 로드가 증가할 수록 휘도가 감소한다. 보정된 비디오 데이터는 라인 로드가 증가할 수록 계조값을 증가시켜 라인 로드에 관계없이 화면의 휘도를 일정하게 할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 PDP의 화상처리 장치에 라인 로드 처리부를 포함시킴으로써, 라인 로드 효과를 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 PDP는 라인 로드 효과의 저감으로 PDP 소자의 화질 열화를 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현을 설명하기 위한 도.
도 2는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 화면 밝기에 따른 서스테인 펄스 수의 관계를 나타낸 그래프.
도 3a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 나타나는 라인 로드 효과를 설명하기 위한 도.
도 3b는 라인 로드가 증가함에 따라 휘도값이 감소하는 것을 개략적으로 나타낸 도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치를 설명하기 위한 블럭도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 라인 로드 처리부를 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 라인 히스토그램 분포를 나타낸 그래프.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 라인 로드에 대한 계조값의 관계를 그래프로 나타낸 도.
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 라인 로드에 대한 휘도 관계를 그래프로 나타낸 도.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****
410: 역감마 보정부 420: 라인 로드 처리부
430: 이득 제어부 440: 하프톤부
450: 서브 필드 맵핑부 460: 데이터 정렬부
510: 라인 지연부 520: 라인 로드 측정부
530: 보정 데이터 룩업 테이블 저장부
540: 라인 히스토그램부 550: 라인 로드 보정부

Claims (3)

  1. 입력되는 비디오 데이터를 처리하여 화상을 구현하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치에 있어서,
    상기 비디오 데이터를 미리 저장된 감마 데이터로 감마 보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시키는 역감마 보정부; 및
    상기 역감마 보정부에서 입력된 비디오 데이터에 의해 표시되는 화면의 라인 로드의 증가에 따른 휘도 감소분을 보상하는 라인 로드 처리부를 포함하고,
    상기 라인 로드 처리부는 상기 비디오 데이터의 라인 로드가 증가할 수록 상기 비디오 데이터의 계조값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라인 로드 처리부는
    상기 비디오 데이터를 라인 단위로 제공하는 라인 지연부;
    상기 비디오 데이터를 라인 단위로 라인 로드에 따른 휘도 감소분을 측정하는 라인 로드 측정부;
    상기 휘도 감소분을 보상하기 위한 보정 데이터를 생성하여 룩업 테이블에 저장하는 보정 데이터 룩업 테이블 저장부;
    상기 라인 단위 데이터의 계조값에 따른 온(on)되는 픽셀 갯수의 히스토그램 분포를 구하는 라인 히스토그램부; 및
    상기 라인 로드 측정부 및 라인 히스토그램부로부터 입력된 정보에 해당하는 상기 룩업 테이블의 보정 데이터를 선택하고, 상기 선택된 보정 데이터를 이용하여 상기 역감마 보정부에서 입력된 비디오 데이터를 보정하는 라인 로드 보정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 라인 로드 보정부는
    상기 비디오 데이터의 계조값에서 상기 보정 데이터의 계조값을 감산하여 보정된 비디오 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상처리 장치.
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