KR20090127690A - 디스플레이장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치는 영상을 표시하는 디스플레이부와; 순차적으로 입력되는 이전프레임과 현재프레임을 이용하여 상기 현재프레임의 움직임 상태를 판단하고, 상기 현재프레임의 움직임 상태에 따라 휘도가 변경되는 제1서브프레임을 생성하고, 상기 제1서브프레임과 상기 현재프레임을 이용하여 상기 제1서브프레임의 휘도를 보상하기 위한 적어도 하나의 제2서브프레임을 생성하고, 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임을 순차적으로 상기 디스플레이부에 표시하는 신호제어부를 포함한다. 이에 의해 동영상 얼룩 및 플리커가 감소하는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
동영상 얼룩(blur), 플리커

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홀드 타입의 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
디스플레이장치는 하나의 프레임 동안 지속적인 영상을 보여주는 홀드 타입(hold type)과 하나의 프레임 중 영상신호를 스캐닝하는 짧은 시간 동안에만 영상을 보여주는 임펄시브 타입(impulsive type)으로 분류될 수 있다.임펄시브 타입의 디스플레이장치로는 CRT(Cathode Ray Tube)가 있으며 홀드 타입의 디스플레이장치로는 액정층을 포함하는 액정표시장치와 유기발광소자를 포함하는 유기발광디스플레이장치(organic light emitting display)가 있다.
이러한 홀드 타입 디스플레이장치에서는 임펄시브 타입의 디스플레이장치에서는 발생하지 않는 상흐림 현상 또는 동영상 얼룩(motion blur)이 나타난다.상흐림 현상은 표시영상이 동영상 일수록 많이 발생하며, 디스플레이장치의 크기가 커질수록 빠르게 구동되어야 하기 때문에 상흐림 현상이 심해진다.
상흐림 현상 또는 동영상 얼룩과 같은 잔상을 방지하기 위하여 블랙영상을 삽입하는 구동방법이 사용되고 있다.상기와 같은 방식은 디스플레이장치에 발생하는 상흐림을 감소시키는 효과는 있지만, 블랙 화면으로 인하여 영상의 휘도를 저하시키고 인접한 프레임 간의 휘도 차이로 인한 플리커(flicker)를 발생시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 동영상 얼룩 및 플리커가 감소되는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 영상의 휘도를 향상시키는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 영상의 움직임 정도에 따라 삽입되는 추가 영상을 조절할 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치에 있어서, 영상을 표시하는 디스플레이부와; 순차적으로 입력되는 이전프레임과 현재프레임을 이용하여 상기 현재프레임의 움직임 상태를 판단하고, 상기 현재프레임의 움직임 상태에 따라 휘도가 변경되는 제1서브프레임을 생성하고, 상기 제1서브프레임과 상기 현재프레임을 이용하여 상기 제1서브프레임의 휘도를 보상하기 위한 적어도 하나의 제2서브프레임을 생성하고, 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임을 순차적으로 상기 디스플레이부에 표시하는 신호제어부를 포함하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.
상기 신호제어부는 상기 현재프레임의 움직임 상태를 나타내는 움직임 계수 및 상기 현재프레임의 고주파를 제거한 스무딩 프레임을 생성하고, 움직임 상태를 제1서브프레임의 휘도에 반영하기 위하여 상기 움직임 계수와 상기 스무딩 프레임을 합성하여 상기 제1서브프레임을 생성하는 것이 바람직하다.
상기 움직임 계수는 0 내지 1 사이의 값을 가지며, 상기 현재프레임의 움직임 상태가 증가할수록 상기 움직임 계수는 감소한다.
상기 신호제어부는 상기 현재프레임의 움직임 여부를 판단하고, 상기 현재프레임이 움직임을 포함할 경우, 상기 현재프레임의 상기 움직임 계수는 상기 이전프레임의 움직임 계수에서 기설정된 상수를 뺀 값으로 설정되고, 상기 현재프레임이 움직임을 포함하지 않을 경우, 상기 현재프레임의 상기 움직임 계수는 상기 이전프레임의 움직임 계수에서 기설정된 상수를 더한 값으로 설정될 수 있다.
상기 스무딩 프레임은 상기 현재프레임의 평균휘도를 가질 수 있다.
또는, 상기 신호제어부는 상기 현재프레임을 복수의 영상블럭으로 분할하고, 분할된 각 영상블럭의 평균휘도를 연산 할 수 있으며, 이 경우 상기 스무딩 프레임은 상기 영상블럭에 기초하여 형성될 수 있다.
잔상을 개선하기 위하여 상기 신호제어부는 상기 영상블럭의 경계에 대응하는 인접한 영상신호 간의 휘도 차이를 감소시킬 수 있다.
이 경우, 상기 신호제어부는 상기 영상블럭 경계에 대응하는 영상신호의 휘도를 인접한 영상신호 간의 평균휘도로 설정할 수 있다.
또는, 상기 신호제어부는 상기 영상블럭 경계의 고주파 영상을 제거할 수도 있다.
상기 제2서브프레임의 휘도는 상기 현재프레임 휘도의 두 배에서 상기 제1서브프레임의 휘도를 뺀 값에 대응한다.
상기 신호제어부는 상기 제2서브프레임을 이용하여 추가 스무딩 프레임을 생성하고, 상기 추가 스무딩프레임과 상기 움직임 계수를 이용하여 제3서브프레임을 생성할 수도 있다.
그런 다음, 상기 신호제어부는 상기 제3서브프레임의 휘도의 두 배에서 상기 제1서브프레임의 휘도를 뺀 값에 대응하는 제4서브프레임을 생성할 수도 있다.
상기 신호제어부는 상기 제1서브프레임, 상기 제2서브프레임, 상기 제3서브프레임 및 상기 제4서브프레임 중 적어도 두 개의 서브프레임을 기설정된 시간 동안 순차적으로 표시하는 것이 가능하다.표시되는 서브프레임의 개수 및 어떠한 서브프레임이 출력되는지에 관한 것은 영상신호의 특징에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
상기 디스플레이부는 액정표시패널, 유기발광패널 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치의 제어방법에 있어서, 순차적으로 입력되는 이전프레임과 현재프레임을 이용하여 상기 현재프레임의 움직임 상태를 판단하는 단계와; 상기 현재프레임의 움직임 상태에 기초하여 휘도가 변경되는 제1서브프레임을 생성하는 단계와; 상기 제1서브프레임과 상기 현재 프레임을 이용하여 상기 제1서브프레임의 휘도를 보상하기 위한 적어도 하나의 제2서브프 레임을 생성하는 단계와; 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임을 순차적으로 표시하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 동영상 얼룩 및 플리커가 감소하는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면 영상의 휘도를 향상시키는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 입력되는 동영상의 블록킹이 방지되어 화질이 개선되는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 영상의 움직임 정도에 따라 삽입되는 추가 영상을 조절할 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이고, 도 2는 신호제어부의 구체적인 제어블럭도이다.
디스플레이부(200)는 액정층을 포함하는 액정표시패널 또는 유기발광소자를 포함하는 유기발광디스플레이패널(organic light emitting display panel)을 포함할 수 있다. 액정표시패널 또는 유기발광디스플레이패널에 의하여 디스플레이장치는 하나의 프레임 동안 지속적인 영상을 보여주는 홀드 타입의 특성을 갖는다. 홀드 타입의 경우, 한번 입력된 영상신호는 소정 시간 동안 유지되기 때문에 임펄시브 타입의 디스플레이장치보다 상흐림 또는 잔상에 대한 문제점이 발생할 수 있다.
신호제어부(100)는 연속적으로 입력되는 이전프레임과 현재프레임을 이용하여 현재프레임의 움직임 상태를 판단하고, 현재프레임의 움직임 상태에 따라 복수의 서브프레임을 생성한다. 또한, 생성된 서브프레임을 소정 시간 동안 순차적으로 디스플레이부(200)로 출력한다. 프레임이란 소정 시간 동안 디스플레이부(200)에 표시되는 영상으로서 본 발명에서 “프레임”은 표시되는 영상 또는 그 영상을 구성하는 영상신호를 포함하는 개념이다.
신호제어부(100)는 현재프레임의 움직임 상태에 따라 휘도가 변하는 제1서브프레임을 생성하고, 제1서브프레임과 현재프레임을 이용하여 제1서브프레임의 휘도를 보상하기 위한 적어도 하나의 제2서브프레임을 생성한다. 본 실시예에 따른 신호제어부(100)는 종래 하나의 프레임이 표시되었던 시간 동안 두 개의 서브프레임을 표시한다. 홀드 타입과 같은 디스플레이장치의 경우 프레임 주파수가 증가할수록 상흐림이 방지되고 동화상 시인성이 개선되는 효과가 있다. 신호제어부(100)에 의하여 입력되는 하나의 현재프레임 대신 두 개의 서브프레임이 출력되므로 프레임 주파수는 입력되는 영상의 프레임 주파수 보다 두 배로 증가하게 된다. 물론 신호 제어부(100)는 3개 이상의 서브프레임을 생성하는 것도 가능하며, 이런 경우 프레임 주파수는 더욱 증가할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 신호제어부(100)는 스무딩 모듈(110), 움직임 판별부(120), 프레임 합성부(130) 및 인핸스 모듈(140)을 포함한다. 신호제어부(100)는 스무딩 모듈(110)에서 생성된 스무딩 프레임(Is) 및 움직임 판별부(120)에서 생성된 움직임 계수(f(α))를 이용하여 제1서브프레임(I1)을 생성하도록 프레임 합성부(130)를 제어하고, 제1서브프레임(I1)과 현재프레임(In)을 이용하여 제2서브프레임(I2)을 생성하도록 인핸스 모듈(140)을 제어한다. 신호제어부(100)는 각 구성의 역할을 수행하는 아날로그 회로 또는 집적 회로 등으로 구현될 수 있다.
스무딩 모듈(110)은 현재프레임(In)에서 고주파 영상을 제거한 스무딩 프레임(Is)을 생성한다. 고주파란 통상적으로 입력되는 영상신호 중 인접한 영상신호보다 급격히 큰 휘도값을 갖는 영상신호를 일컫는다. 고주파 영상을 조절하여 낮은 휘도값을 갖는 영상신호로 변환시키는 것을 고주파를 제거한다고 표현하고, 스무딩 모듈(110)은 이러한 작업을 수행한다. 스무딩 모듈(110)은 로우패스필터(low pass filter)를 포함할 수 있으며, 로우패스필터를 통하여 고주파를 제거하는 영상처리방법은 공지된 다양한 방법에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따르면, 스무딩 모듈(110)은 다양한 알고리즘과 다양한 인터폴레이션 방식을 도입하여 스무딩 프레임(Is)을 생성할 수 있다. 스무딩 프레임(Is)의 휘도는 최대휘도값, 최소휘도값, 중간휘도값 또는 현재프레임(In)의 평균휘도 등과 같이 특정한 하나의 값으로 설정될 수도 있다. 스무딩 프레임(Is)이 현 재프레임(In)의 평균휘도를 갖는 경우, 스무딩 모듈(110)은 입력되는 영상신호를 색상 별로 구분하고 각 색상에 대한 평균휘도를 구한 다음 이에 기초하여 스무딩 프레임(Is)을 형성한다. 보다 구체적으로 설명하면, 스무딩 모듈(110)은 현재프레임(In)이 포함하고 있는 적색 영상신호의 평균휘도를 연산하고, 녹색 영상신호의 평균휘도를 연산하고, 청색 영상신호의 평균휘도를 각각 연산한다. 평균휘도를 갖는 적색, 녹색 및 청색 영상신호를 병합하면 스무딩 프레임(Is)이 형성된다.
도 3a 내지 도 3b는 스무딩 모듈(110)에 의한 하나의 영상신호 처리방법을 설명하기 위한 도면이다. 스무딩 모듈(110)은 입력되는 현재프레임(In)을 복수의 영상블럭으로 분할하고, 분할된 각 영상블럭의 평균휘도를 연산한다. 도 3a는 현재프레임(In)이 매트릭스 형태의 영상블럭(B0)으로 분할된 것을 도시한 도면이고, 도 3b는 분할된 영상블럭(B0)의 평균휘도를 도시한 것이다. 도 3b는 영상블럭(B0) 별로 연산된 각각의 평균휘도(M)를 갖는 서브프레임(B1)을 나타낸 것으로 서브프레임(B1)은 영상블럭 별로 상이한 평균휘도를 가진다. 즉, 평균휘도가 상대적으로 높은 영상블럭과 평균휘도가 상대적으로 낮은 영상블럭들이 서로 섞여 있다. 이러한 경우 상술한 특정값 또는 평균휘도값으로 스무딩 프레임(Is)을 형성하는 것보다 현재프레임(In)의 원래 휘도를 제1서브프레임(I1)에 보다 충분히 반영할 수 있는 장점이 있다.
도 4a 내지 도 4d는 신호제어부의 영상신호 처리 단계에 따른 프레임 영상의 휘도를 도시한 것이다. 그래프는 2차원 프레임 영상의 휘도를 1차원으로 표현한 것으로 x축은 입력되는 영상의 특정 부분을 나타낸다. 또는 y축을 시간에 따라 입력 되는 영상신호의 휘도로 간주할 경우, x 축은 시간에 대응된다. 도 4a는 가공되지 않은 현재프레임(In)의 휘도를 도시한 것이고, 도 4b는 스무딩 모듈(110)에서 스무딩 과정을 거친 스무딩 프레임(Is)의 휘도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 증가 또는 감소가 반복되던 현재프레임(In)의 휘도는 스무딩 모듈(Is)을 거치면서 변화 정도가 감소하여 완만하게 변경된다.
스무딩 모듈(110)은 도 3b의 서브프레임(B1)을 프레임 합성부(130)로 출력할 수도 있으며, 도 3c에 도시되어 있는 서브프레임(B2)을 출력할 수도 있다. 도 3c의 서브프레임(B2)은 도 3b의 서브프레임(B1)에서 영상블럭의 경계에 대응하는 영상신호 간의 휘도 차이를 감소시킨 것이다. 즉, 스무딩 모듈(110)은 영상블럭 간의 휘도 차이를 완만하게 조정하여 영상블럭 간의 경계를 스무딩한다. 이처럼, 경계가 명확하던 영상블럭이 스무딩을 거쳐 경계가 흐릿해지는 경우, 입력되는 영상신호의 블록킹 현상도 방지되고 동영상이 자연스러워 지는 효과가 있다. 스무딩 모듈(110)은 영상블럭의 경계에 대응하는 영상신호의 휘도를 인접한 영상신호 간의 평균휘도로 설정할 수 있다. 예를 들어, 10의 평균휘도를 갖는 영상블럭과 100의 평균휘도를 갖는 영상블럭이 인접해 있다고 가정하자. 영상신호의 휘도는 …10 10 10 100 100 100 …이런 식으로 변화한다. 이 경우, 휘도가 연속으로 10인 경우 평균휘도는 10이 되고, 10 10 100의 평균휘도는 40이 되고, 10 100 100의 평균휘도는 70이 되고, 100 100 100의 평균휘도는 100이 된다. 즉, 두 개의 영상블럭의 경계의 휘도 차이는 10에서 100으로 급격히 증가하지 않고 10 40 70 100으로 보다 부드럽게 증가하게 된다. 이는 영상블럭 경계의 대응하는 영상신호 간의 휘도 차이가 감소하는 일예가 된다.
움직임 판별부(120)는 현재프레임(In)의 움직임 상태를 판단하고, 움직임 상태에 따라 제1서브프레임(I1)의 휘도를 조절하기 위한 움직임 계수를 생성한다. 움직임 상태란 현재프레임(In)에서 움직임이 발생했는지 여부와, 현재프레임(In)과 이전프레임(In-1)의 움직임 여부에 따른 현재프레임(In)의 움직임 정도를 의미한다. 동영상, 즉 프레임 간의 영상신호의 휘도 차이가 증가하는 경우 움직임 상태는 증가하고, 정지영상이 입력되는 경우 움직임 상태는 감소한다.
이러한 움직임 상태를 나타내는 지표로서 본 실시예에 따른 움직임 계수(f(α))는 다음식과 같다.
f(α)n = f(α)n-1 ± k
f(α)n는 현재프레임(In)의 움직임 계수이고, f(α)n-1는 이전프레임(In-1)의 움직임 계수이며, k는 상수를 의미한다. k는 0.1내지 0.5 와 같이 0보다 크고 1보다 작은 값으로 설정될 수 있으며, 사용자에 의하여 변경될 수 있다. k에 따라 제1서브프레임(I1)의 휘도 변화율이 조절된다. 이러한 움직임 계수(f(α))는 0에서 1사이의 값을 가지며, 현재프레임(In)의 움직임 상태가 증가할수록 감소한다. 즉, 움직임 계수(f(α))는 움직인 상태에 반비례하는 값을 갖는다.
움직임 판별부(120)는 현재프레임(In)과 이전프레임(In-1)의 영상신호를 비 교하여 현재프레임(In)의 움직임 여부를 판단하고, 현재프레임(In)의 움직임 여부에 따라 k를 더하거나 빼는 연산을 수행한다. 이전프레임(In-1)과 비교하여 현재프레임(In)의 휘도값이 변경된 경우, 움직임 판별부(120)는 현재프레임(In)의 움직임이 있는 것으로 판단하고, 이전프레임(In-1)의 움직임 계수(f(α)n-1)에 k를 뺀다[f(α)n = f(α)n-1 - k]. 반면, 현재프레임(In)의 휘도값이 이전프레임(In-1)의 휘도값과 동일한 경우, 움직임 판별부(120)는 현재프레임(In)의 움직임이 없는 것으로 판단하고 이전프레임(In-1)의 움직임 계수(f(α)n-1)에 k를 더한다[f(α)n = f(α)n-1 + k]. 만약, 계속해서 움직임이 없는 정지영상이 입력될 경우 움직임 계수(f(α))는 점점 증가할 것이고, 연속적으로 동영상이 입력되는 경우 움직임 계수(f(α))는 점점 감소할 것이다. 움직임 판별부(120)는 현재프레임(In)의 움직임 여부를 프레임 전체로 판단할 수도 있고, 픽셀 별 또는 특정 영역 별로 판단할 수도 있다. 또한, 이전프레임(In-1) 및 현재프레임(In)뿐만 아니라 현재프레임(In)에 후속하여 입력되는 다음 프레임을 참고하여 움직임 상태를 판단할 수도 있다. 움직임 여부, 움직임 정도를 판단하는 방법은 공지된 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
스무딩 모듈(110)에서 생성된 스무딩 프레임(Is) 및 움직임 판별부(120)에서 연산된 움직임 계수(f(α))는 프레임 합성부(130)로 입력된다. 프레임 합성부(130)는 움직임 계수(f(α))를 스무딩 프레임(Is)에 합성하여 제1서브프레임(I1)을 생성한다. 제1서브프레임(I1)은f(α)n*Is로 표현된다. 현재프레임(In)의 움직임 상태가 증가할 경우 움직임 계수(f(α))가 감소하기 때문에 제1서브프레임(I1)의 휘도값 역시 점차적으로 감소하고, 현재프레임(In)의 움직임 상태가 감소하는 경우 움직임 계수(f(α))가 증가하기 때문에 제1서브프레임(I1)의 휘도값은 점차적으로 증가한다. 움직임 계수(f(α))가 0부터 1까지 변화할 수 있기 때문에 제1서브프레임(I1)의 휘도는 블랙에서부터 스무딩 프레임(Is)의 휘도까지 변화할 수 있다. 도 4c는 제1서브프레임(I1)의 일 예를 도시한 것으로, 도 4b의 스무딩 프레임(Is)의 휘도보다 감소된 휘도를 갖는다.
제1서브프레임(I1)은 종래 임펄시브 구동의 효과를 얻기 위하여 삽입하였던 추가 영상에 대응된다. 종래, 블랙 영상이 원래의 영상 프레임 사이에 삽입되는 경우, 영상의 휘도가 급격히 저하되고 인접한 프레임 사이의 휘도가 차가 커지기 때문에 플리커가 발생하는 문제점이 존재하였다. 본 실시예에 따를 경우, 움직임 상태가 점차적으로 증가하는 동영상이 입력되면 점차적으로 낮은 휘도를 갖는 블랙영상을 제1서브프레임(I1)으로 삽입하여 상흐림 및 잔상을 개선시킨다. 반면, 정지영상이 입력될 경우, 제1서브프레임(I1)의 휘도는 스무딩 프레임(Is)의 휘도에 가깝게 변화한다. 이러한 경우, 제1서브프레임(I1)과 후술할 제2서브프레임(I2)과의 휘도 차이가 감소되기 때문에 인접한 프레임의 휘도 차이로 발생하였던 플리커가 감소되고, 영상의 휘도도 저하되지 않는다. 정리하면, 본 실시예에 따른 신호제어부(100)는 영상의 휘도 변화 즉, 움직임 정도를 고려하여 휘도가 변경되는 제1서브프레임(I1) 및 제2서브프레임(I2)을 생성한다. 제1서브프레임(I1) 및 제2서브프레임(I2)의 휘도는 인접한 입력 프레임의 움직임 계수(f(α)) 및 설정 가능한 k에 기초하여 조절되기 때문에 급작스럽게 변화되지 않고 자연스럽게 증가하거나 감소한다.
인핸스 모듈(140)은 현재프레임(In) 및 제1서브프레임(I1)을 이용하여 제1서브프레임(I1)의 휘도를 보상하기 위한 제2서브프레임(I2)을 생성한다. 제2서브프레임(I2)은 제1서브프레임(I1)의 휘도를 보상하기 위한 프레임으로서 제1서브프레임(I1)과 제2서브프레임(I2)의 평균휘도를 입력되는 현재프레임(In)의 휘도 수준으로 조절하는 역할을 한다. 인핸스 모듈(140)은 현재프레임(In)의 휘도를 두 배로 증가시킨 후, 제1서브프레임(I1)의 휘도를 빼는 연산을 수행한다. 제2서브프레임(I2)는 2*In- I1 = 2*In-f(α)n*Is로 표현되거나 In + (In- I1)로 표현될 수 있다. “In- I1”는 가공되지 않은 현재프레임(In)에서 고주파가 제거된 스무딩 프레임, 즉 저주파 영상의 휘도를 뺀 것이므로 결론적으로 고주파 영상에 대응된다. 현재프레임(In)에 고주파 영상(In- I1)이 더해진 제2서브프레임(I2)은 입력된 현재프레임(In)에서 고주파 영상을 강조한 인핸스 프레임으로 해석될 수도 있다. 도 4d는 이러한 제2서브프레임(I2)의 휘도를 도시한 것으로, 도 4a의 현재프레임(In)에서 고주파가 보강된 것을 나타낸단. 인핸스 모듈(140)은 현재프레임(In)의 휘도를 두 배로 증가시키는 배율기 및 두 배로 증가한 현재프레임(In)의 휘도에서 제1서브프레임(I1)의 휘도를 빼는 감산기를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제1서브프레임(I1) 및 제2서브프레임(I2) 휘도는 감마보정(gamma correction) 된다. 입력되는 영상신호를 비선형 부호화 하기 위하여 감마보정을 수행하는 경우, 제2서브프레임의 휘도는 I2 = (Inγ + Inγ- I1γ) 1/γ로 표현된다.
상기 과정을 거쳐 생성된 제1서브프레임(I1)과 제2서브프레임(I2)은 순차적 으로 디스플레이부(200)에 표시된다. 도 5a 및 도 5b는 본 실시예에 따른 영상처리의 효과를 설명하기 위한 비교 도면이다. 도 5a는 본 실시예에 따라 디스플레이부(200)에 순차적으로 표시되는 제1서브프레임(I1) 및 제2서브프레임(I2)의 휘도를 도시한 것이고, 도 5b는 블랙 영상을 삽입한 종래 기술에 대응하는 휘도 그래프이다.
블랙 영상이 삽입되는 경우 도 5b와 같이 특정 주기(T) 동안 블랙영상에 대응하는 제1서브프레임(I1’)과 입력되는 원래 프레임의 두 배의 휘도를 갖는 제2서브프레임(I2’)이 연속적으로 표시된다. 인접한 서브프레임(I1’, I2’) 간의 휘도차는 원래 입력되는 프레임의 두 배이기 때문에 휘도차에 의한 플리커가 발생하고 휘도가 0인 블랙 영상으로 인하여 영상의 휘도가 저하된다. 반면, 본 실시예에 따른 영상의 경우, 고주파가 감소되고 움직임 상태가 고려된 제1서브프레임(I1)과 제1서브프레임(I1)의 휘도를 보상하기 위하여 고주파를 보강한 제2서브프레임(I2)이 순차적으로 표시된다. 도시된 바와 같이 제1서브프레임(I1)의 휘도는 점차 상승하다가 다시 감소되고, 이에 연동하여 제2서브프레임(I2)의 휘도 역시 변경된다. 제1서브프레임(I1)의 휘도가 점차적으로 상승하여 제2서브프레임(I2)과의 휘도 차이가 줄어드는 것은 정지영상이 입력되는 것을 의미하고, 제1서브프레임(I1)의 휘도가 점차적으로 감소하여 제2서브프레임(I2)과의 휘도 차이가 증가하는 것은 입력되는 영상이 동영상인 것을 의미한다. 연속적으로 표시되는 프레임 간의 휘도가 입력되는 영상신호의 움직임 여부에 따라 조절되기 때문에 동영상 상흐림이 방지되는 동시에 플리커가 개선되는 효과가 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 도 6을 참조하여 신호처리부(100)의 영상처리 방법을 정리한다.
우선, 스무딩 모듈(110)은 현재프레임(In)의 고주파를 제거한 스무딩 프레임(Is)을 생성한다(S10). 스무딩 모듈(110)은 고주파를 제거하는 로우패스필터를 포함할 수 있다. 또는 스무딩 모듈(110)은 특정 휘도값을 갖는 스무딩 프레임(Is)을 생성하기 위하여 다양한 알고리즘일 수도 있다.
움직임 판별부(120)는 입력되는 현재프레임(In)이 움직임을 포함하는지 여부를 판단한다(S20). 판단 결과, 현재프레임(In)이 움직임을 포함하지 않는 경우 즉 현재프레임(In)의 휘도가 이전프레임(In-1)의 휘도와 동일한 경우 움직임 판별부(120)는 이전프레임(In-1)의 움직임 계수(f(α)n-1)에 상수 k를 더하는 연산을 수행하고(S31), 현재프레임(In)이 움직임을 포함하는 경우 즉 현재프레임(In)의 휘도가 이전프레임(In-1)의 휘도와 상이한 경우 이전프레임(In-1)의 움직임 계수(f(α)n-1)에 상수 k를 빼는 연산을 수행한다(S32).
현재프레임(In)의 움직임 판단하여 움직임 계수를 연산하는 단계(S20, S21, S23)는 스무딩 프레임(Is)이 형성되는 단계(S10) 이전에 수행될 수도 있으며 동시에 진행될 수도 있다. 설명의 편의상 순차적으로 설명할 뿐이며 제어단계의 순서에 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
그런 다음, 프레임 합성부(130)는 움직인 계수(f(α))와 스무딩 프레임(Is)를 합성하여 제1서브프레임(I1)을 생성한다(S40). 움직임 상태가 증가할수록 제1서브프레임(I1)의 휘도는 감소하고, 움직임 상태가 감소할수록 제1서브프레임(I1)의 휘도는 증가한다.
인핸스 모듈(140)은 현재프레임(In)의 휘도를 두 배로 증가시키고(S50), 두 배로 증가한 현재프레임(In)의 휘도에 제1서브프레임(I1)의 휘도를 빼는 연산을 수행한다(S60). 제2서브프레임(I2)은 고주파가 제거된 제1서브프레임(I1)의 휘도를 보완하기 위하여 고주파 성분이 강조된 영상신호에 대응한다.
그런 후, 제1서브프레임(I1)과 제2서브프레임(I2)은 순차적으로 디스플레이부(200)로 출력되어 표시된다. 표시되는 서브프레임의 순서는 특정되지 않는다.
도 7는 본 발명의 제2실시예에 따른 신호제어부의 제어블럭도이고, 도 8은 도 7에 따른 프레임을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 신호제어부(101)는 두 개의 스무딩 모듈(111, 150), 두 개의 프레임 합성부(131, 160) 및 두 개의 인핸스 모듈(141, 170)을 포함한다. 본 실시예의 제1스무딩 모듈(111), 제1프레임 합성부(131) 및 제1인핸스 모듈(141)은 도 2의 스무딩 모듈(110), 프레임 합성부(130) 및 인핸스 모듈(140)과 실질적으로 동일한 구성이다. 즉, 본 실시예에 따른 신호제어부(101)는 도 2의 구성이 한 세트 반복되는 구성을 갖는다.
제1인핸스 모듈(141)로부터 출력된 제2서브프레임(I2)은 제2스무딩 모듈(150)로 입력되며, 실질적으로 현재프레임(In)과 동일한 영상처리 과정을 거친다. 제2스무딩 모듈(150)은 제2서브프레임(I2)의 고주파를 제거하는 추가 스무딩 프레임(Is’)을 생성하고, 제2프레임 합성부(160)는 움직임 계수(f(α))와 추가 스무딩 프레임(Is’)을 이용하여 제3서브프레임(I3)을 생성한다.
제1서브프레임(I1)이 제1인핸스 모듈(140)을 통하여 고주파가 보강되어 제2서브프레임(I2)으로 출력되는 것과 유사하게, 제3서브프레임(I3) 역시 제2인핸스 모듈(170)을 통하여 고주파가 보강된 제4서브프레임(I4)으로 출력된다.
정리하면, 제1서브프레임(I1)과 제3서브프레임(I3)은 고주파가 제거된 스무딩 프레임에 해당하고, 제2서브프레임(I2)과 제4서브프레임(I4)은 고주파가 보강된 인핸스 프레임에 해당한다.
이렇게 형성된 복수의 서브프레임(I1, I2, I3, I4)은 도 8과 같이 선택적으로 디스플레이부(200)에 표시된다. 본 실시예에 경우, 제1서브프레임(I1), 제3서브프레임(I3) 및 제4서브프레임(I4)이 한 주기(T) 동안 출력된다. 즉, 종래 하나의 프레임이 표시되었던 시간(T) 동안 모두 3개의 프레임이 형성되며, 프레임 주파수는 3배로 증가한다. 복수의 서브프레임(I1, I2, I3, I4) 중 출력될 서브프레임의 개수, 어떠한 서브프레임이 출력될지 여부 및 출력되는 서브프레임의 순서 등은 다양하게 설정될 수 있다. 영상의 움직임 정도에 따라 스무딩 프레임의 출력 비율이 조절될 것이다.
또한, 디스플레이장치는 두 개가 아닌 세 개 이상의 스무딩 모듈 및 인핸스 모듈을 포함할 수도 있으며, 하나의 스무딩 모듈 및 인핸스 모듈을 이용하여 영상신호를 반복적으로 처리할 수도 있다.
본 발명은 홀드 타입의 디스플레이장치에서 동영상을 표시할 때 발생하는 상흐림 및 잔상을 개선하고, 플리커 발생을 감소시키기 위하여 복수의 서브프레임을 형성한다. 서브프레임의 휘도는 영상의 움직임 정도를 고려하여 자연스럽게 변경되 며 서브프레임의 생성 및 출력 과정은 다양한 방법으로 구현될 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.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이고,
도 2는 도 1의 신호제어부의 제어블럭도이고,
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 스무딩모듈에 의한 하나의 영상신호 처리방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 따른 신호제어부의 영상신호 처리방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 5a 및 도 5b는 제1 실시예의 효과를 설명하기 위한 영상신호 휘도를 도시 한 그래프이고,
도 6은 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 신호제어부의 제어블럭도이고,
도 8은 도 7에 따른 프레임을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 신호제어부 110 : 스무딩 모듈
120 : 움직임 판별부 130 : 프레임 합성부
140 : 인핸스 모듈 200 : 디스플레이부

Claims (24)

  1. 디스플레이장치에 있어서,
    영상을 표시하는 디스플레이부와;
    순차적으로 입력되는 이전프레임과 현재프레임을 이용하여 상기 현재프레임의 움직임 상태를 판단하고, 상기 현재프레임의 움직임 상태에 따라 휘도가 변경되는 제1서브프레임을 생성하고, 상기 제1서브프레임과 상기 현재프레임을 이용하여 상기 제1서브프레임의 휘도를 보상하기 위한 적어도 하나의 제2서브프레임을 생성하고, 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임을 순차적으로 상기 디스플레이부에 표시하는 신호제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 현재프레임의 움직임 상태를 나타내는 움직임 계수 및 상기 현재프레임의 고주파를 제거한 스무딩 프레임을 생성하고, 상기 움직임 계수와 상기 스무딩 프레임을 합성하여 상기 제1서브프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 움직임 계수는 0 내지 1 사이의 값을 가지며, 상기 현재프레임의 움직임 상태가 증가할수록 상기 움직임 계수는 감소하는 것을 특징으로 하는 디스플레 이장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 현재프레임의 움직임 여부를 판단하고, 상기 현재프레임이 움직임을 포함할 경우, 상기 현재프레임의 상기 움직임 계수는 상기 이전프레임의 움직임 계수에서 기설정된 상수를 뺀 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 현재프레임의 움직임 여부를 판단하고, 상기 현재프레임이 움직임을 포함하지 않을 경우, 상기 현재프레임의 상기 움직임 계수는 상기 이전프레임의 움직임 계수에서 기설정된 상수를 더한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스무딩 프레임은 상기 현재프레임의 평균휘도를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 현재프레임을 복수의 영상블럭으로 분할하고, 분할 된 각 영상블럭의 평균휘도를 연산하며,
    상기 스무딩 프레임은 상기 영상블럭에 기초하여 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 영상블럭의 경계에 대응하는 인접한 영상신호 간의 휘도 차이를 감소시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 영상블럭 경계에 대응하는 영상신호의 휘도를 인접한 영상신호 간의 평균휘도로 설정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 영상블럭 경계의 고주파 영상을 제거하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제2서브프레임의 휘도는 상기 현재프레임 휘도의 두 배에서 상기 제1서브프레임의 휘도를 뺀 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 제2서브프레임을 이용하여 추가 스무딩프레임을 생성하고, 상기 추가 스무딩프레임과 상기 움직임 계수를 이용하여 제3서브프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 제3서브프레임의 휘도의 두 배에서 상기 제1서브프레임의 휘도를 뺀 값에 대응하는 제4서브프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 신호제어부는 상기 제1서브프레임, 상기 제2서브프레임, 상기 제3서브프레임 및 상기 제4서브프레임 중 적어도 두 개의 서브프레임을 기설정된 시간 동안 순차적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 액정표시패널, 유기발광패널 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  16. 디스플레이장치의 제어방법에 있어서,
    순차적으로 입력되는 이전프레임과 현재프레임을 이용하여 상기 현재프레임의 움직임 상태를 판단하는 단계와;
    상기 현재프레임의 움직임 상태에 기초하여 휘도가 변경되는 제1서브프레임을 생성하는 단계와;
    상기 제1서브프레임과 상기 현재 프레임을 이용하여 상기 제1서브프레임의 휘도를 보상하기 위한 적어도 하나의 제2서브프레임을 생성하는 단계와;
    상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임을 순차적으로 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 움직임 상태를 판단하는 단계는,
    상기 현재프레임의 움직임 여부를 판단하는 단계와;
    상기 현재프레임의 움직임 상태를 나타내는 움직임 계수를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 움직임 계수는 0 내지 1 사이의 값을 가지며, 상기 현재프레임의 움직임 상태가 증가할수록 상기 움직임 계수는 감소하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 현재프레임이 움직임을 포함하는 경우, 상기 현재프레임의 상기 움직임 계수는 상기 이전프레임의 움직임 계수에서 기설정된 상수를 뺀 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 현재프레임이 움직임을 포함하지 않는 경우, 상기 현재프레임의 상기 움직임 계수는 상기 이전프레임의 움직임 계수에서 기설정된 상수를 더한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제1서브프레임을 형성하는 단계는,
    상기 현재프레임의 고주파를 제거한 스무딩 프레임을 생성하는 단계와;
    상기 움직임 계수와 상기 스무딩 프레임을 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 스무딩 프레임을 형성하는 단계는,
    상기 현재 프레임을 복수의 영상블럭으로 분할하는 단계와;
    분할된 각 영상블럭의 평균휘도를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1서브프레임을 형성하는 단계는 상기 영상블럭의 경계에 대응하는 인접한 영상신호 간의 휘도 차이를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  24. 제16항에 있어서,
    제2서브프레임을 생성하는 단계는;
    상기 현재프레임의 휘도를 두 배로 증가시키는 단계와;
    두 배로 증가한 상기 현재프레임의 휘도에서 상기 제1서브프레임의 휘도를 빼는 단계는 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
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