KR20060107687A

KR20060107687A - 디스플레이장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20060107687A
Application number: KR1020050030028A
Authority: KR
Inventors: 첸한펭; 이성희; 권오재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-16
Also published as: CN1848234A; US7852327B2; KR100696107B1; US20060227249A1; CN100524448C

Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치는 디스플레이패널과; 입력된 영상데이터의 주파수성분을 분석하고, 상기 분석된 결과에 기초하여 서로 다른 주파수성분을 갖는 새로운 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 제어부와; 상기 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 상기 디스플레이패널에 표시하는 패널구동부를 포함한다. 그리하여, 입력 영상데이터의 주파수성분을 분석하여 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 새롭게 생성하여 순차적으로 출력함으로써 하드웨어적인 변경 없이 간단한 연산을 통해 움직임 흐려짐(Motion Blur) 현상을 감소시킬 수 있다.

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{display apparatus and control method thereof}

도 1은 본 발명에 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블록도이며,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어흐름도이며,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 제어부의 영상데이터생성방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4a 및 도4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 영역선택부의 선택영역을 설명하기 위한 윈도우를 나타낸 것이며,

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1실시예에 따른 영상보정부의 보정방법을 설명하기 위한 제어흐름도이며,

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1영상데이터 및 제2영상데이터의 출력을 설명하기 위한 개략도이다.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 제어부의 영상데이터 생성방법을 설명하기 위한 제어흐름도이며,

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파 산출 및 영상데이터 생성방법을 설명하기 위한 그래프이다.

도 9은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 제어흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 신호처리부 20 : 디스플레이패널

30 : 제어부 31 : 고주파산출부

31A: 영역선택부 31B:고주파영역통과필터

31C:게인조정부 31D: 고주파보정부

33 : 영상생성부 35 : 영상보정부

40 : 패널구동부 50 : 제1컬러스페이스변환부

51 : 제2컬러스페이스변환부 60 : 영상복제부

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 모션 블러(Motion Blur) 즉, 영상 흐려짐 현상을 감소시키기 위한 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근 몇 년 동안 종래 CRT는 새로운 디스플레이시스템에 의해 대체되었다. 예를 들어, TV와 컴퓨터 모니터에 적용되는 LCD가 그것인데, LCD의 주요장점은 사이즈 면에서 얇고 평판이며, 또한 무게 면에서 가볍다는 점이다.

CRT와 LCD는 디스플레이원칙에서 큰 차이가 있다. CRT는 매우 짧은 빛이 형광체에 의해 만들어지는데, 각각의 이미지는 한 프레임 주기의 매우 짧은 시간동안 디스플레이 된다. 이러한 종류의 디스플레이 원칙은 임펄스-타입이라고 부른 다. 반면, LCD는 하나의 이미지가 전체 프레임 주기 동안 같은 RGB 휘도를 유지하며 디스플레이되는 샘플 & 홀드 특성을 갖는데, 소위 홀드-타입 디스플레이라고 부른다.

이러한 LCD에서 모션 블러의 원인은 두가지로, 긴 응답시간과 전술한 홀드-타입 디스플레이특성이다. LCD에서 근본적으로 응답시간을 빠르게 하기 위해서는 액정 크리스탈 물질과 셀 디자인이 최적화되어야 한다. 현재 일정 LUT에 기초한 일종의 오버드라이브방법은 긴 응답시간을 경감시키도록 널리 적용되었다. 이 오버드라이브는 액정 크리스탈의 응답을 가속시킬 수 있다. 현재 많은 LCD패널은 계조 응답시간을 8ms 이하로 제한할 수 있다.

그러나, 이러한 응답시간을 0가까이 낮출 수 있음에도 불구하고, 모션 블러는 홀드-타입 디스플레이의 특성 때문에 여전히 발생한다. 이러한 혹드-타입 디스플레이의 특성으로 인한 모션 블러를 감소시키기 위한 방법으로는 다음과 같이 여러 가지가 있다.

Straightforward 방법은 각각 2개의 원 프레임사이에 새로운 하나의 프레임을 삽입시킴으로써 프레임 주기를 줄인다. 그러나, 이 방법은 원래의 프레임에 대응되어 삽입되는 프레임을 예측하는 것이 필수적이다. 새로운 프레임을 예측하기 위해서 움직임 추정과 움직임 보상이 필요한데, 이것은 하드웨어적인 구조가 필요한 매우 어려운 작업이다. 이 방법은 움직임추정법과 움직임 보상법(MEMC)으로 불리운다.

움직임이 보상된 역 필터링 방법(MCIF)는 프레임 주기의 증가 없이 모션 블 러를 줄이는 것으로 제안되었다. 그러나, 모션블러 저역 통과 필터는 제로 크로스 필터이기 때문에 이상적인 역 필터를 실현하는 것은 실제적이지 않다. MCIF방법에서 고주파증진방법은 이상적인 역저역 통과 필터를 추정하는데 차용되나 MCIF방법은 오버 슛팅 문제가 발생한다. 더욱이 MCIF는 하드웨어설계를 위한 매우 부담되는 작업인 움직임 벡터추정이 필요하다.

블랙표시 삽입방법은 홀드-타입에 의해 발생하는 모션 블러를 감소시키는 또 하나의 방법이다. 블랙표시 삽입방법에서 출력 영상의 프레임주기는 입력 영상 프레임주기의 1/2이 된다. 즉, 입력 영상 프레임의 한 주기 동안 2개의 영상 프레임이 출력되고, 그 2개의 영상 프레임은 입력 영상프레임에 대응되는 제1 프레임과 블랙 신호로 채워진 제2 프레임이다. 그러나, 블랙 표시 삽입방법의 문제는 휘도의 감소이다. 백라이트의 밝기를 높이기 위해서는 휘도를 보상해야 하지만 이것은 디스플레이 패널의 하드웨어 설계를 변경해야 하고 램프의 표면온도가 올라가는 문제가 있다. 휘도를 유지하기 위한 또 다른 방법은 2개의 프레임 중 제1 프레임의 계조를 원래의 계조보다 2배 향상시키는 것이다. 그러나 이 방법은 쉽게 계조한계(0~255)문제가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력 영상데이터의 주파수성분을 분석하여 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 새롭게 생성하여 순차적으로 출력함으로써 하드웨어적인 변경 없이 간단한 연산을 통해 움직임 흐려짐(Motion Blur) 현상을 감소시킬 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치에 있어서, 디스플레이패널과; 입력된 영상데이터의 주파수성분을 분석하고, 상기 분석된 결과에 기초하여 서로 다른 주파수성분을 갖는 새로운 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 제어부와; 상기 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 상기 디스플레이패널에 표시하는 패널구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 입력된 영상데이터의 고주파 신호성분을 필터링하는 고주파산출부와, 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 가산하여 상기 제1영상데이터를 생성하고 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 감산하여 상기 제2영상데이터를 생성하는 영상생성부를 포함할 수 있다. 그리하여 영상데이터를 고주파성분과 저주파성분을 분리하여, 고주파성분을 강화시킨 제1영상데이터와 저주파성분을 가진 제2영상데이터를 순차적으로 출력함으로써 움직임 흐려짐현상을 감소시킬 수 있다.

그리고, 상기 고주파산출부는 고주파 영역 통과 필터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고주파산출부는 상기 고주파 신호성분의 산출대상 픽셀을 중심으로 하는 소정의 부분영역을 선택하는 영역선택부를 포함하고, 상기 고주파 영역 통과 필터는 상기 선택된 부분영역의 영상데이터를 이용하여 상기 픽셀의 고주파 신호성분을 산출할 수 있다.

그리고, 상기 고주파산출부는 소정의 게인값을 이용하여 상기 고주파 신호 성분의 게인을 조정하는 게인조정부를 포함하여, 고주파신호성분의 향상정도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 고주파산출부는 상기 고주파 신호성분을 소정의 리미테이션(Limitation)방법에 따라 보정하는 고주파보정부를 포함하여, 계조의 오버 플로우현상을 방지할 수 있다.

아울러, 상기 제어부는 소정의 룩업테이블(LUT; Look Up Table)을 참조하여 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 영상보정부를 포함하여, 출력 영상데이터의 휘도레벨을 원래의 입력 영상데이터와 동일하게 조정할 수 있다.

여기서, 상기 영상보정부는 상기 소정의 룩업테이블을 참조하여 인터폴레이션(Interpolation) 방법에 의해 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하여 작은 사이즈의 LUT테이블을 이용하여 보정이 가능하다.

그리고, 상기 패널구동부는 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 2배속 구동하여 순차적으로 출력하여 움직임 흐려짐현상을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스가 선형적이지 않은 경우, 상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스를 선형 컬러스페이스로 변환하는 제1컬러스페이스변환부와, 상기 생성된 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 원래의 컬러스페이스로 변환하는 제2컬러스페이스변환부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 영상데이터를 복제하는 영상복제부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치의 제어방법에 있어서, 입력된 영상데이터의 주파수성분을 분석하고, 상기 분석된 결과에 기초하여 서로 다른 주파수성분을 갖는 새로운 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 단계와; 상기 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 단계는 상기 입력된 영상데이터의 고주파 신호성분을 필터링하는 단계를 포함하며, 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 가산하여 상기 제1영상데이터를 생성하고 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 감산하여 상기 제2영상데이터를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 고주파성분을 필터링하는 단계는 상기 고주파 신호성분의 산출대상 픽셀을 중심으로 하는 소정의 부분영역을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 선택된 부분영역의 영상데이터를 이용하여 상기 픽셀의 고주파 신호성분을 산출할 수 있다.

또한, 소정의 게인값을 이용하여 상기 고주파 신호 성분의 게인을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 소정의 리미테이션(Limitation)방법을 이용하여 상기 고주파 신호성분을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 소정의 룩업테이블(LUT; Look Up Table)을 참조하여 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 단계 는 상기 소정의 룩업테이블을 참조하여 인터폴레이션(Interpolation) 방법에 의해 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.

여기서, 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 출력하는 단계는 2배속 구동하여 순차적으로 출력할 수 있다.

그리고, 상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스가 선형적이지 않은 경우, 상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스를 선형 컬러스페이스로 변환하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 단계는 생성된 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 원래의 컬러스페이스로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상데이터를 복제하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치의 제어방법에 있어서, 상기 입력된 영상데이터의 AC 성분과 DC성분을 분석하는 단계와; 상기 DC성분과 상기 AC성분의 2배를 가산하여 제1영상데이터를 생성하고, 상기 DC성분으로 제2영상데이터를 생성하는 단계와; 2배속 구동하여 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 소정의 룩업테이블(LUT; Look Up Table)을 참조하여 상기 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상데이터의 AC성분과 DC성분을 분석하는 단계는 분석하고자 하는 대상픽셀의 중심으로 하는 소정의 부분영역을 선택하는 단계를 포함하고, 상 기 선택된 부분영역의 영상데이터를 이용하여 상기 픽셀의 DC성분을 산출하고 상기 연산된 DC성분을 상기 입력된 영상데이터로부터 감산하여 상기 AC성분을 산출할 수 있다.

아울러, 상기 DC성분 및 AC성분을 분석하는 단계는 상기 산출된 DC성분 및 AC성분을 소정의 리미테이션(Limitation)방법에 의해 보정할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치는 신호처리부(10)와 디스플레이패널(20), 제어부(30)와, 패널구동부(40)를 포함한다.

디스플레이장치에 입력된 영상데이터는 신호처리부(10)를 통해 처리된다. 여기서, 신호처리부(10)는 입력되는 영상데이터를 패널구동부(40)가 처리 가능한 포맷으로 변환하여 출력한다. 본 발명에 따른 신호처리부(10)는 영상데이터를 스케일링하는 스케일러와, 입력되는 영상데이터를 스케일러가 처리 가능한 신호로 변환하는 신호변환부를 포함한다. 여기서, 신호변환부는 외부로부터 입력되는 다양한 포맷의 영상데이터에 대응하여, A/D 컨버터, 비디오디코더 또는 튜너 등을 포함할 수 있다.

디스플레이패널(20)은 패널구동부(40)의 제어에 따라 영상데이터를 표시한다. 본 발명에 따른 디스플레이패널(20)은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널인 것을 일 예로 한다. 이 외에, 디스플레이패널(20)은 이미지를 표시하는데 움직임 흐려짐(Motion Blur)현상이 발생하는 다른 유형의 디스플레이패널(20), 예컨대, PDP(Plasma Display Penal)일 수도 있다.

제어부(30)는 신호처리부(10)를 통해 처리된 영상데이터의 주파수성분을 분석하고, 분석된 결과에 기초하여 새로운 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성한다. 본 발명이 제1실시예에 따른 제어부(30)는 신호처리 프로세서 칩에 의해 구현될 수 있다.

여기서, 영상데이터는 프레임단위의 영상데이터를 의미한다. 그리고, 각각의 영상데이터는 순차적으로 독립적으로 처리된다.

제어부(30)는 각 픽셀의 주파수성분을 분석하는데, 고주파성분 및 저주파성분, 또는 AC성분 및 DC성분의 분석 등을 통해 입력 영상데이터와는 다른, 서로 다른 주파수성분을 가진 2개의 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성한다.

주파수성분의 분석방법 및 새로운 영상데이터의 생성방법은 고주파성분을 강화 및 제거하는 새로운 영상데이터를 생성하는 다양한 방법이 될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예에 대해서는 후술하기로 한다.

본 발명에 따른 제어부(30)는 다양한 컬러 스페이스에 의해 동작할 수 있다. 예를 들어, 영상데이터의 컬러스페이스는 RGB 스페이스, YCbCr 스페이스 등이 될 수 있다. 만약 본 발명이 RGB스페이스에서 동작한다면 각 컬러 채널 R, G, B는 분리되어 처리된다. YCbCr 스페이스에서는 세가지 채널 Y, Cb, Cr에서 동작하거나 휘도 채널 Y에서만 동작한다. 이는 사람의 눈이 컬러보다는 휘도에서 민감하기 때문이다. 이하에서는 Y채널을 예로 설명하기로 한다.

패널구동부(40)는 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 디스플레이 패널(20)에 표시되도록 출력한다. 이때 패널구동부(40)는 출력 영상데이터의 프레임 레이트가 입력 영상데이터의 프레임 레이트의 2배가 되도록 2배속 구동한다.

그리하여, 입력 영상데이터를 주파수성분에 따라 2개의 서로 다른 주파수성분을 가지는 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하여 출력함으로써 움직임 움직임 흐려짐(Motion Blur) 현상을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1컬러스페이스변환부(50) 및 제2컬러스페이스변환부(51)를 더 포함할 수 있다. 여기서 제1컬러스페이스변환부(50) 및 제2컬러스페이스변환부(51)는 신호처리 프로세서 칩에 의해 구현될 수 있다.

제1컬러스페이스 변환부는 입력된 영상데이터의 컬러스페이스가 선형적이지 않은 경우 영상데이터를 선형 컬러스페이스로 변환한다. 본 발명의 제1실시예에서는 컬러스페이스가 YCbCr로 동작하므로 영상데이터가 다른 컬러스페이스인 경우 예를 들어, RGB신호인 경우 YCbCr 신호로 변환하게 된다.

그리고, 제2컬러스페이스변환부(51)는 제어부(30)를 통해 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터의 컬러스페이스를 다시 원래의 컬러스페이스로 변환한다.

또한 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치는 영상복제부(60)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 영상복제부(60)는 입력된 영상데이터를 복제하여 F₁ 및 F₂, 원래의 영상데이터와 동일한 영상데이터를 만든다. 이렇게 복제된 F₁ 및 F₂는 제어부(30)에 의해 서로 주파수성분이 다른 F₁’ 및 F₂’ 로 새롭게 생성된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 필요에 따라 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 입력된 영상데이터의 컬러스페이스가 비선형인 경우 제1컬러스페이스변환부(50)가 선형 컬러스페이스로 변환한다(S10).

그리고, 영상복제부(60)는 제1컬러스페이스변환부(50)로부터 변환된 영상데이터를 복제하여 입력된 영상데이터와 동일한 영상데이터인 F₁ 및 F₂로 출력한다(S13). 이렇게 복제된 F₁ 및 F₂는 제어부(30)에 의해 서로 다른 주파수성분을 가진 제1영상데이터 및 제2영상데이터 즉, F₁’ 및 F₂’ 로 새롭게 생성된다(S15).

그리고, 제어부(30)에 의해 새롭게 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터는 제2컬러스페이스변환부(51)에 의해 원래의 컬러스페이스로 변환되고(S17), 패널구동부(40)는 입력 영상데이터의 프레임 레이트에 2배속 구동하여 새롭게 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터 즉,F₁’ 및 F₂’를 순차적으로 디스플레이패널(20)에 표시되도록 출력한다(S19).

본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어부(30)에 대해서는 도3a 내지 5c를 참조하여 컬러스페이스 Y채널을 예로 설명하기로 한다.

도3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어부(30)는 영상복제부(60)를 통해 복제된 Y, Cb, Cr 채널을 포함하고 있는 영상데이터 F₁ 및 F₂의 Y채널을 이용하여 영상데이터의 고주파성분을 산출하는 고주파산출부(31)와, 고주파산출부(31)가 산출한 고주파성분을 입력된 영상데이터의 Y성 분에 가산하여 G₁을 생성하고, 영상데이터의 Y성분에 고주파성분을 감산하여 G₂를 산출하는 영상생성부(33)를 포함한다.

여기서, 고주파성분을 가감하여 새로운 영상을 생성하는 이유는 영상데이터의 고주파성분과 저주파성분 중, 저주파성분은 움직임 흐려짐(Motion Blur) 현상에 거의 영향을 미치기 않기 때문이다. 움직임 흐려짐(Motion Blur) 현상을 감소시키기 위해 제1영상데이터는 고주파성분을 강화하고, 제2영상데이터는 저주파성분을 갖게 하여 이를 순차적으로 디스플레이한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 고주파산출부(31)는 고주파 영역 통과 필터(31B)를 포함할 수 있으며, 필터의 디자인에 따라 고주파성분을 산출하는 방법은 다양하게 구현될 수 있다.

고주파 영역 통과 필터(31B)는 각 픽셀의 Y채널에서 고주파성분을 필터링한다. 즉, 영상데이터에서 고주파성분을 분리해낸다. i행, j열에 위치한 픽셀은 P(i,j), 이것의 고주파성분은 HFC(i,j)로 나타낸다.

여기서, 고주파산출부(31)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 픽셀 각각의 고주파성분 HFC(i,j)을 산출하기 위한 부분영역을 선택하는 영역선택부(31A)를 더 포함한다. 부분영역은 설계에 따라 그 사이즈가 달리 정해질 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 영역선택부(31A)에 의해 선택된 영역은 구하고자 하는 픽셀 P(i,j)을 윈도우 중심에 두고 폭W 과 높이H를 가진다. 영역선택부(31A)에 의해 선택된 선택영역의 픽셀의 위치는,

RP{P(i+m,j+n)|-(H+1)/2<m<(H+1)/2,-(W+1)/2<n<(W+1)/2}로 나타낸다.

만약 P(i+m,j+n)이 영상의 보드의 밖에 위치하면 도4b에 도시된 바와 같이, P(i+m,j+n)은 영상데이터에서 공간적으로 가장 가까운 픽셀에 의해 대체된다. 도4b에 도시된 바와 같이, 그레이 영역은 디스플레이패널(20)에 표시되는 영상데이터 표시영역을 의미하고, 화이트 영역은 아웃사이드 영역을 의미한다. 이때 고주파 영역 통과 필터(31B)는 선택된 픽셀의 위치에 의해 동작된다. 이 고주파 영역 통과 필터(31B)는,

Fh{S(m,n)|-(H+1)/2<m<(H+1)/2, -(W+1)/2<n<(W+1)/2}로 나타내고, 여기서 S(m,n)은 각 필터 텝에서 가중치를 의미한다. 이 고주파 영역 통과 필터(31B)는 다음과 같이 동작한다.

여기서, Yor(i,j) 는 P(i,j)의 픽셀의 원래의 입력 영상데이터의 Y 값을 의미한다. 필터 사이즈 Wand Hand various filter coefficient, S(m,n)는 요구에 의해 다양하게 디자인 될 수 있다. 필터는 필터 탭의 개수와 각 텝의 가중치에 의해 성능이 결정된다고 할 수 있는데, 필터 탭의 개수가 많은 필터일수록 더 많은 고주파성분을 얻을 수 있다. 모션이 빠를수록 더 많은 고주파성분을 얻어야 하므로 필터 텝의 수는 매우 중요하다. 시험에 의하면 이상적인 움직임 흐려짐(Motion Blur) 현상을 감소시키기 위한 필터의 사이즈는 가장 큰 모션 스피드의 2배보다 커 야 한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파산출부(31)는 게인조정부(31C)를 더 포함한다. 게인조정부(31C)에 의해 고주파의 향상정도를 조절할 수 있다.

고주파 영역 통과 필터(31B)에 의해 필터링 된 HFC'(i,j) 는 게인조정부(31C)에 의해 다음과 같이 오버 드라이브된다.

HFC'(i,j) = α* HFC(i,j)

여기서, α는 오버 드라이브 정보를 컨트롤하는 게인이다. 게인이 커지면 계조의 한계성이 문제될 수 있기 때문에 0.5~1.5 의 값이 주로 사용될 수 있다.또한, 이 게인값은 사용자에 의해 조절될 수 있으며, 본 발명에 따른 디스플레이장치는 사용자에게 게인을 조절할 수 있는 별도의 UI를 제공할 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파산출부(31)는 고주파보정부(31D)를 더 포함한다. 그리하여 계조의 오버 플로우 현상을 방지할 수 있다.

고주파보정부(31D)는 리미테이션 방법에 의해 게인이 컨트롤 된 HFC'(i,j)를 수정한다. 이는 계조가 한정되어 있기 때문인데, 8bit인 경우 계조가 0~255지역에 한정되므로 고주파보정부(31D)에 의해 오버 플로우를 막기 위한 다음의 법칙에 따라 HFC'(i,j)는 체크되고 수정된다.

If HFC'(i,j) + Yor(i,j) > 255, HFC'(i,j) = 255 - Yor(i,j)

If HFC'(i,j) + Yor(i,j) < 0 , HFC'(i,j) = 0 - Yor(i,j)

도 3a에 도시된 바와 같이, 영상생성부(33)는 복제된 영상데이터 F₁ 및 F₂에 고주파선출부에서 산출한 고주파성분 HFC'(i,j)을 각각 더하고 빼서 새로운 영상데이터인 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 다음과 같이 생성한다.

G₁(i,j) = Yor(i,j) + HFC'(i,j)

G₂(i,j) = Yor(i,j) - HFC'(i,j)

전술한 바와 같이, 영상데이터의 저주파성분은 움직임 흐려짐 현상에 거의 영향을 미치지 아니한다. 본 발명의 제1실시예와 같이 제1영상데이터를 고주파성분을 2배 강화하고, 제2영상데이터는 고주파성분을 제거한 저주파성분만을 갖도록 생성하여 순차적으로 디스플레이 함으로써 홀드-타입 디스플레이특성을 임펄스-라이크 디스플레이특성으로 추구할 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따르면 움직임 흐려짐 현상은 반으로 감소된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어부(30)는 영상보정부(35)를 더 포함할 수 있다. 출력 영상데이터의 프레임 레이트가 입력 영상데이터의 프레임 레이트에 2배가 되므로 픽셀의 휘도가 계조에 선형적이지 않다. 따라서 영상보정부(35)에 의한 픽셀 휘도의 보정이 필요하다. 영상보정부(35)는 소정의 LUT(Look Up Table)을 참조하여 수정한다. 여기서, LUT(Look Up Table) 은 디스플레이장치의 스팩에 따라 달리 디자인 될 수 있다.

도5a에 도시된 바와 같이, 영상보정부(35)는 영상생성부(33)로부터 생성된 G₁(i,j) 와 G₂(i,j)을 입력받아 이 중 작은 하나를 선택한다. 이 선택된 것은 Gs(i,j)라 하고, Yor(i,j)는 Go(i,j)라 한다. 이때 영상보정부(35)는 Gs(i,j) and Go(i,j)를 2D-룩업테이블을 참조하여 출력 Gb(i,j)를 색인한다. Gb(i,j), G1(i,j) and G2(i,j)는 다음과 같이 G₁'(i,j) and G₂'(i,j) 로 오버드라이브 된다.

if G₁(i,j) > G₂(i,j), G₁'(i,j) = Gb(i,j), G₂'(i,j) = Gs(i,j)

if G₁(i,j) <= G₂(i,j), G₁'(i,j) = Gs(i,j), G₂'(i,j) = Gb(i,j)

도 5b에 도시된 바와 같이, 2D- LUT의 수평축은 원래의 계조 Go(i,j)이고, 수직축은 Gs(i,j)이다. LUT의 값은 Gs(i,j) and Gb(i,j)가 출력 프레임 레이트가 입력 프레임 레이트의 2배가 되는 디스플레이로 대체되어 디스플레이 될 때 만족하는 Gb(i,j)이고, 보여지는 휘도는 입력 프레임 레이트에서의 Go(i,j)의 휘도와 동일하다.

Gb(i,j)는 테스트에 의해 초기값으로 셋업될 수 있다.

LUT사이즈는 N by N (N <= 256)로 정의되며, LUT에서 m번째 행과 n번째 열의 요소가 LUT(gm,gn)로 정의되고, 0<=m,n<=N일때,

gm= m * D, D = 256 / N, and if gm>255 , gm= 255 이다.

만약, N = 256, 항상 'm' and 'n' 은 gm=Go(i,j) and gn=Gs(i,j)를 만족하다. 여기서, Gb(i,j) = LUT(Go(i,j), Gs(i,j))이다.

이렇게 LUT사이즈가 큰 경우, 예를 들어 256 by 256은 더 간단한 결과를 얻을 수 있으나 더 복잡한 하드웨어를 필요로 한다. 따라서 하드웨어를 간단히 하기 위해 LUT은 더 작은 사이즈로 간단히 되어야 하며, 예를 들어 64 by 64 또는 32 by 32 또는 16 by 16 이다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 이렇게 LUT가 작은 사이즈인 경우,

만약 N < 256, gm< Go(i,j) < gm+1 or gn< Gs(i,j) < gn+1 이라면, Gb(i,j)는 도9에 도시된 바와 같이, LUT로부터 직접적으로 색인될 수 없다.

이런 경우 인터폴레이션 방법을 통해, Gb(i,j)를 얻는 것이 필요하다.

바이리니어 인터폴레이션 방법은 다음과 같이 동작한다.

Gb(i,j) = ( LUT(gm,gn)*(gm+1-Go(i,j))*(gn+1-Gs(i,j)) +LUT(gm+1,gn)*(Go(i,j)-gm)*(gn+1-Gs(i,j)) +LUT(gm,gn+1)*(gm+1-Go(i,j))*(Gs(i,j)-gn) +LUT(gm+1,gn+1)*(Go(i,j)-gm)*(Gs(i,j)-gn))/ ((gm+1-gm)*(gn+1-gn))

이렇게 모든 G1(i,j) and G2(i,j)가 영상보정부(35)에 의해 G1'(i,j) and G2'(i,j)로 오버 드라이브된 후에는 , F₁ 및 F₂는 서로 다른 주파수성분을 가진 제1영상데이터 및 제2영상데이터 즉, F₁’ 및 F₂’로 변환된다.

이렇게 제어부(30)에 의해 생성된 F₁’ 및 F₂’는 도8에 도시된 바와 같이, 출력이미지시퀀스로 순차적으로 재배열된다. 그리고 패널구동부(40)에 의해 순차적으로 디스플레이패널(20)에 디스플레이된다.

그리하여, 원래의 입력 영상데이터의 움직임의 속도가 V이고, 이에 따른 움직임 흐려짐 현상이 발생한다면, 본 발명은 움직임 속도 V/2에 따른 움직임 흐려짐 현상을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 제어부(30)의 제1영상데이터 및 제2영상데이터 생성방법에 대해서는 도 7 내지 도8b를 참조하여 설명하기로 한다.

도7에 도시된 바와 같이, 고주파산출부(31)의 영역선택부(31A)는 미리 정해진 사이즈에 따라 구하고자 하는 픽셀의 고주파성분의 연산에 필요한 영역을 선택한다(S20).

그리고, 이렇게 선택된 영역의 영상데이터는 고주파 영역 통과 필터(31B)를 거쳐 픽셀의 고주파성분이 산출되고, 프레임 영상데이터의 각 픽셀에 관한 고주파성분이 필터링된다(S21).

이렇게 필터링된 고주파성분은 게인조정부(31C)에 의해 미리 설정된 게인에 따라 그 값이 조정되고(S23), 게인이 조정된 고주파성분은 계조의 오버플로우를 방지하기 위해 리미테이션 방법에 의해 체크되고 수정된다(S25).

이렇게 산출된 고주파성분은 바로 도 8a에 도시된 바와 같다. 즉, 입력된 영상데이터는 도 8a에 도시된 바와 같이, 고주파성분과 저주파성분으로 분리될 수 있는데, 고주파 영역 통과 필터(31B)에 의해 고주파성분이 필터링되는 것이다.

이렇게 산출된 고주파성분은 도 8b에 도시된 바와 같이, 영상생성부(33)에서 원래의 입력 영상데이터에 가감되어 제1영상데이터 및 제2영상데이터로 새롭게 생성된다. 즉, 제1영상데이터는 고주파성분이 2배가 되어 향상되고, 제2영상데이터는 고주파성분이 제거되어 저주파성분으로 생성된다(S27).

그리고, 제1영상데이터와 제2영상데이터의 계조가 패널의 계조와 선형관계에 있지 않기 때문에 이러한 비선형성 보정하기 위해 LUT를 참조하여 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 어느 하나를 보정한다(S29).

이와 같이, 본 발명에 따른 움직임 흐려짐을 방지하기 위한 디스플레이장치 및 그 제어방법은 종래의 기술에 비해 매우 적은 연산만이 필요하며, 백라이트 모듈 및 셀 설정의 수정을 요하지 않는다. 또한 본 발명에 따른 방법이 액정의 응답속도를 줄이는 오버드라이브 방법과 함께 적용된다면 움직임 흐려짐 현상의 감소효과가 더욱 향상될 것이다.

도 9은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 전술한 제1실시예와 중복되는 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 입력된 영상데이터에서 AC성분과 DC성분을 분석한다(S30). 그리고, DC성분 및 AC성분을 리미테이션 방법에 의해 보정한다(S41). 이는 계조의 오버 플로우를 방지하기 위함이다.

그리고, DC성분을 AC성분의 2배와 가산하여 제1영상데이터를 생성하고, DC성분으로 제2영상데이터를 생성한다(S43). 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터는 LUT에 참조하여 보정된다(S45).

전술한 제1실시예에서 고주파성분의 게인 α가 1로 세팅된다면 고주파수 신호가 제거되기 때문에 제2영상데이터는 DC프레임으로 간주될 수 있다. 그리고, 제1영상데이터는 고주파수 신호가 두배가 되기 때문에 AC가 향상된 프레임이다.

비록 전술한 실시예에서는 영상데이터의 컬러스페이스를 YCbCr 인 것을 예로 들고 있으나, 본 발명은 다른 컬러스페이스에서도 동작할 수 있음은 물론이다. 또한 고주파 연산방법 및 고주파 향상정도는 다양하게 설계될 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력 영상데이터의 주파수성분을 분석하여 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 새롭게 생성하여 순차적으로 출력함으로써 하드웨어적인 변경 없이 간단한 연산을 통해 모션 블러를 감소시킬 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims

디스플레이장치에 있어서,

디스플레이패널과;

입력된 영상데이터의 주파수성분을 분석하고, 상기 분석된 결과에 기초하여 서로 다른 주파수성분을 갖는 새로운 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 제어부와;

상기 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 상기 디스플레이패널에 표시하는 패널구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 입력된 영상데이터의 고주파 신호성분을 필터링하는 고주파산출부와, 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 가산하여 상기 제1영상데이터를 생성하고 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 감산하여 상기 제2영상데이터를 생성하는 영상생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서;

상기 고주파산출부는 고주파 영역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항에 있어서;

상기 고주파산출부는 상기 고주파 신호성분의 산출대상 픽셀을 중심으로 하는 소정의 부분영역을 선택하는 영역선택부를 포함하고, 상기 고주파 영역 통과 필터는 상기 선택된 부분영역의 영상데이터를 이용하여 상기 픽셀의 고주파 신호성분을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항에 있어서;

상기 고주파산출부는 소정의 게인값을 이용하여 상기 고주파 신호 성분의 게인을 조정하는 게인조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항 또는 제5항에 있어서;

상기 고주파산출부는 상기 고주파 신호성분을 소정의 리미테이션(Limitation)방법에 따라 보정하는 고주파보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 소정의 룩업테이블(LUT; Look Up Table)을 참조하여 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 영상보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제7항에 있어서,

상기 영상보정부는 상기 소정의 룩업테이블을 참조하여 인터폴레이션(Interpolation) 방법에 의해 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,

상기 패널구동부는 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 2배속 구동하여 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,

상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스가 선형적이지 않은 경우, 상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스를 선형 컬러스페이스로 변환하는 제1컬러스페이스변환부와,

상기 생성된 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 원래의 컬러스페이스로 변환하는 제2컬러스페이스변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,

상기 입력된 영상데이터를 복제하는 영상복제부를 더 포함하는 것을 특징으 로 하는 디스플레이장치.
디스플레이장치의 제어방법에 있어서,

입력된 영상데이터의 주파수성분을 분석하고, 상기 분석된 결과에 기초하여 서로 다른 주파수성분을 갖는 새로운 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 단계와;

상기 생성된 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제12항에 있어서,

상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 단계는 상기 입력된 영상데이터의 고주파 신호성분을 필터링하는 단계를 포함하며, 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 가산하여 상기 제1영상데이터를 생성하고 상기 고주파 신호성분을 상기 입력된 영상데이터에 감산하여 상기 제2영상데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제13항에 있어서,

상기 고주파성분을 필터링하는 단계는 상기 고주파 신호성분의 산출대상 픽셀을 중심으로 하는 소정의 부분영역을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 선택된 부분영역의 영상데이터를 이용하여 상기 픽셀의 고주파 신호성분을 산출하는 것을 특 징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제14항에 있어서,

소정의 게인값을 이용하여 상기 고주파 신호 성분의 게인을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법
제15항에 있어서;

소정의 리미테이션(Limitation)방법을 이용하여 상기 고주파 신호성분을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제13항 또는 제16항에 있어서,

소정의 룩업테이블(LUT; Look Up Table)을 참조하여 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제17항에 있어서,

상기 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 단계는 상기 소정의 룩업테이블을 참조하여 인터폴레이션(Interpolation) 방법에 의해 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제13항 또는 제18항에 있어서,

상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 출력하는 단계는 2배속 구동하여 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제13항에 있어서,

상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스가 선형적이지 않은 경우, 상기 입력 영상데이터의 컬러스페이스를 선형 컬러스페이스로 변환하는 단계를 더 포함하고,

상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 생성하는 단계는 생성된 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 원래의 컬러스페이스로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제13항에 있어서,

상기 영상데이터를 복제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
디스플레이장치의 제어방법에 있어서,

상기 입력된 영상데이터의 AC 성분과 DC성분을 분석하는 단계와;

상기 DC성분과 상기 AC성분의 2배를 가산하여 제1영상데이터를 생성하고, 상기 DC성분으로 제2영상데이터를 생성하는 단계와;

2배속 구동하여 상기 제1영상데이터 및 제2영상데이터를 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제22항에 있어서.

소정의 룩업테이블(LUT; Look Up Table)을 참조하여 상기 제1영상데이터와 제2영상데이터 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제22항 또는 제23항에 있어서,

상기 영상데이터의 AC 성분과 DC성분을 분석하는 단계는 분석하고자 하는 대상픽셀의 중심으로 하는 소정의 부분영역을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 선택된 부분영역의 영상데이터를 이용하여 상기 픽셀의 DC성분을 산출하고 상기 연산된 DC성분을 상기 입력된 영상데이터로부터 감산하여 상기 AC성분을 산출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
제24항에 있어서,

상기 DC성분 및 AC성분을 분석하는 단계는 상기 산출된 DC성분 및 AC성분을 소정의 리미테이션(Limitation)방법에 의해 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.