KR20200049939A - 영상 데이터 처리 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 영상 데이터 처리 장치는 영상 데이터 변환기 및 발광량 계산기를 포함한다. 영상 데이터 변환기는 영상 데이터를 변조 영상 데이터로 변환한다. 영상 데이터는 제1 내지 제3 컬러들 각각에 대응되는 제1 내지 제3 데이터를 포함한다. 변조 영상 데이터는 제1 내지 제4 컬러들 각각에 대응되는 제1 내지 제4 변조 데이터를 포함한다. 발광량 계산기는 제1 데이터와 제2 데이터 사이의 비율에 기초하여, 제4 변조 데이터를 계산한다. 제4 컬러는 제1 컬러 및 제2 컬러를 혼합한 컬러를 포함한다.

Description

영상 데이터 처리 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 {IMAGE DATA PROCESSING APPARATUS AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 영상 데이터 처리 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 4개 이상의 컬러 픽셀들에 대응되는 영상 처리를 위한 영상 데이터 처리 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도를 갖고, 낮은 소비전력으로 구동되고, 발광 효율, 휘도 및 시야각이 뛰어난 장점을 갖는다.
유기 발광 표시 장치가 장시간 구동되는 경우, 픽셀 내부의 트랜지스터 또는 유기 발광 다이오드가 열화될 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치의 일부 표시 영역에서 지속적으로 동일한 영상이 표시되는 경우, 해당 표시 영역과 인접한 다른 표시 영역 사이에 열화 정도의 차이가 발생될 수 있다. 이러한 열화 정도의 차이는 잔상과 같은 표시 품질 저하를 유발시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 표시 특성을 향상시키고, 열화에 의한 잔상을 감소시키는 영상 데이터 처리 장치 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치는 영상 데이터 변환기 및 발광량 계산기를 포함한다. 상기 영상 데이터 변환기는 영상 데이터를 변조 영상 데이터로 변환한다. 상기 영상 데이터는 제1 내지 제3 컬러들 각각에 대응되는 제1 내지 제3 데이터를 포함한다. 상기 변조 영상 데이터는 제1 내지 제4 컬러들 각각에 대응되는 제1 내지 제4 변조 데이터를 포함한다. 상기 발광량 계산기는 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터 사이의 비율에 기초하여, 상기 제4 변조 데이터를 계산한다. 상기 제1 내지 제3 컬러들은 서로 다르고, 상기 제4 컬러는 상기 제1 컬러 및 상기 제2 컬러를 혼합한 컬러를 포함한다.
상기 발광량 계산기는 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 작은 값을 상기 제4 변조 데이터의 상한에 대응되는 성분량으로 결정할 수 있다. 상기 발광량 계산기는 상기 비율이 기준 비율보다 작은 경우, 상기 성분량을 상기 제4 변조 데이터의 값으로 결정할 수 있다. 상기 발광량 계산기는 상기 비율이 기준 비율보다 큰 경우, 상기 성분량보다 작은 값을 상기 제4 변조 데이터의 값으로 결정할 수 있다. 상기 제4 변조 데이터의 상기 값은 상기 비율의 증가에 따라 감소할 수 있다.
상기 발광량 계산기는 상기 비율에 기초하여 상기 제4 컬러에 대응되는 이용률을 계산하고, 상기 이용률에 기초하여 상기 제4 변조 데이터를 계산할 수 있다. 상기 발광량 계산기는 상기 제4 변조 데이터의 상한에 대응되는 성분량에 상기 이용률을 곱하여, 상기 제4 변조 데이터를 결정할 수 있다.
상기 영상 데이터 변환기는 상기 발광량 계산기로부터 계산된 상기 제4 변조 데이터의 값에 기초하여 상기 제1 내지 제3 변조 데이터의 값들을 결정할 수 있다. 상기 영상 데이터 변환기는 XYZ 색공간을 기준으로 상기 영상 데이터를 3차원 좌표값들로 변환하고, 상기 3차원 좌표값들 및 상기 제4 변조 데이터의 값을 변환 행렬에 적용함으로써, 상기 제1 내지 제4 변조 데이터를 생성할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 변조 데이터는 4X4 행렬인 상기 변환 행렬의 역행렬을 상기 3차원 좌표값들 및 상기 제4 변조 데이터의 값을 포함하는 열벡터에 곱함으로써, 생성될 수 있다.
상기 변조 영상 데이터는 상기 제2 컬러 및 상기 제3 컬러를 혼합한 제5 컬러에 대응되는 제5 변조 데이터를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 발광량 계산기는 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터 사이의 비율에 기초하여, 상기 제5 변조 데이터를 더 계산할 수 있다.
상기 발광량 계산기는 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 작은 값에 제1 중첩 성분량을 감산하여, 상기 제4 변조 데이터의 상한에 대응되는 제1 성분량을 계산하고, 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터 중 작은 값에 제2 중첩 성분량을 감산하여, 상기 제5 변조 데이터의 상한에 대응되는 제2 성분량을 계산할 수 있다. 상기 제1 중첩 성분량은 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터의 합에 대한 상기 제3 데이터의 비율에 상기 제1 내지 제3 데이터 중 가장 작은 값을 곱한 값을 갖고, 상기 제2 중첩 성분량은 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터의 합에 대한 상기 제1 데이터의 비율에 상기 가장 작은 값을 곱한 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 구동 회로를 포함한다. 상기 표시 패널은 제1 내지 제4 컬러들 각각에 대응되는 제1 내지 제4 픽셀들을 포함한다. 상기 구동 회로는 상기 제1 내지 제3 컬러들 각각에 대응되는 제1 내지 제3 데이터를 포함하는 영상 데이터에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 픽셀들 각각에 제공되는 제1 내지 제4 데이터 전압들을 생성한다. 상기 구동 회로는 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터 사이의 비율에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 픽셀들 각각에 대응되는 제1 내지 제4 변조 데이터를 생성하는 영상 데이터 처리 장치, 및 상기 제1 내지 제4 변조 데이터에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 데이터 전압들을 생성하는 데이터 드라이버를 포함한다.
상기 영상 데이터 처리 장치는 발광량 계산기 및 영상 데이터 변환기를 포함한다. 상기 발광량 계산기는 상기 비율에 기초하여 상기 제4 픽셀의 이용률을 계산하고, 상기 이용률에 기초하여 상기 제4 변조 데이터의 값을 계산한다. 상기 영상 데이터 변환기는 상기 제4 변조 데이터의 상기 값에 기초하여 상기 제1 내지 제3 데이터의 값들을 조절함으로써, 상기 제1 내지 제4 변조 데이터를 생성한다.
상기 영상 데이터 처리 장치는 상기 영상 데이터 이전에 누적된 영상 데이터에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 픽셀들에 대응되도록 상기 영상 데이터를 조절하는 전처리기를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 데이터 처리 장치는 상기 제1 내지 제4 변조 데이터에 기초하여 상기 제1 내지 제4 픽셀들 각각의 열화 정보를 계산하는 열화 정보 계산기를 더 포함할 수 있고, 상기 비율에 대한 상기 이용률의 변환 함수는 상기 열화 정보에 기초하여 조절될 수 있다.
상술한 바에 따르면, 표시되는 컬러를 유지하면서 특정 컬러 픽셀에 대응되는 영상 데이터를 다른 컬러 픽셀로 분산시킬 수 있다. 그 결과, 픽셀들의 열화가 분산되어, 표시 품질이 향상되고, 잔상이 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 예시적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유닛 픽셀의 예시적인 도면이다.
도 3은 픽셀의 사용에 따른 열화 정도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 영상 데이터를 서브 픽셀들에 대응되도록 변조하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 영상 처리 방법의 예시적인 순서도이다.
도 7은 성분량 및 성분률을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 성분률로부터 이용률을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 성분량 및 이용률로부터 발광량을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유닛 픽셀의 예시적인 도면이다.
도 11은 성분량 및 성분률을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 성분량 및 이용률로부터 발광량을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 예시적인 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 예시적인 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 예시적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(1100), 구동 회로(1200), 및 전압 공급기(1300)를 포함한다.
표시 패널(1100)은 유기 발광 표시 패널(organic light emitting display panel)일 수 있다. 표시 패널(1100)은 복수의 데이터 라인들(DL), 복수의 스캔 라인들(SL), 복수의 발광 제어 라인들(EL), 및 복수의 유닛 픽셀들(PX)을 포함한다.
구체적으로 도시되지 않았으나, 복수의 데이터 라인들(DL) 및 복수의 스캔 라인들(SL)은 서로 교차한다. 복수의 스캔 라인들(SL) 및 복수의 발광 제어 라인들(EL)은 서로 나란히 배열된다. 복수의 데이터 라인들(DL), 복수의 스캔 라인들(SL), 복수의 발광 제어 라인들(EL)은 픽셀 영역을 정의하며, 픽셀 영역들에 영상을 표시하는 복수의 유닛 픽셀들(PX)이 구비된다. 복수의 데이터 라인들(DL), 복수의 스캔 라인들(SL), 및 복수의 발광 제어 라인들(EL)은 서로 절연된다.
복수의 유닛 픽셀들(PX) 각각은 적어도 하나의 데이터 라인, 적어도 하나의 스캔 라인, 및 적어도 하나의 발광 제어 라인에 연결된다. 유닛 픽셀(PX)은 복수의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 서브 픽셀들 각각은 주요색(primary color) 중 하나 또는 혼합색 중 하나를 표시할 수 있다. 주요색은 레드, 그린, 또는 블루를 포함할 수 있고, 혼합색은 화이트, 옐로우, 시안, 마젠타 등 다양한 색상을 포함할 수 있다. 다만, 서브 픽셀이 표시하는 색상은 이에 제한되지 않는다.
구동 회로(1200)는 타이밍 컨트롤러(1210), 스캔 드라이버(1220), 데이터 드라이버(1230), 및 발광 드라이버(1240)를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1210), 스캔 드라이버(1220), 데이터 드라이버(1230), 및 발광 드라이버(1240)는 칩 온 플렉시블 인쇄 회로(chip on flexible printed circuit; COF), 칩 온 글래스(chip on glass; COG), 플렉시블 인쇄 회로(flexible printed circuit; FPC) 형태로 표시 패널(1100)에 연결될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(1210)는 외부로부터 제공되는 영상 데이터(RGB) 및 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 타이밍 컨트롤러(1210)는 제1 내지 제4 구동 제어 신호들(CONT1-CONT4) 및 영상 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 제1 구동 제어 신호(CTL1)는 스캔 드라이버(1220)를 제어하기 위한 신호이다. 제2 구동 제어 신호(CTL2)는 데이터 드라이버(1230)를 제어하기 위한 신호이다. 제3 구동 제어 신호(CTL3)는 발광 드라이버(1240)를 제어하기 위한 신호이다. 제4 구동 제어 신호(CTL4)는 전압 공급기(1300)를 제어하기 위한 신호이다. 영상 데이터 신호(DATA)는 표시 패널(1100)의 표시 타입에 맞추어 영상 데이터(RGB)를 변조한 신호이다.
타이밍 컨트롤러(1210)는 영상 데이터 처리 장치(100)를 포함한다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터(RGB)를 변조 영상 데이터로 변환할 수 있다. 예를 들어, 유닛 픽셀(PX)은 4개 이상의 서브 픽셀들을 포함할 수 있고, 영상 데이터(RGB)은 3가지 종류의 컬러(예를 들어, 레드, 그린, 및 블루)에 대응되는 컬러 데이터를 포함할 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 서브 픽셀은 혼합색을 표시할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 주요색에 대응되는 데이터를 분배함으로써, 혼합색에 대응되는 데이터를 결정할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)에 대한 구체적인 내용은 후술된다.
스캔 드라이버(1220)는 제1 구동 제어 신호(CTL1)에 기초하여 복수의 스캔 라인들(SL)을 통하여 복수의 유닛 픽셀들(PX) 각각에 스캔 신호를 제공할 수 있다. 스캔 신호에 기초하여, 표시 패널(1100)에 영상이 표시될 수 있다.
데이터 드라이버(1230)는 제2 구동 제어 신호(CTL2)에 기초하여 복수의 데이터 라인들(DL)을 통하여 복수의 유닛 픽셀들(PX) 각각에 데이터 전압을 제공할 수 있다. 데이터 드라이버(1230)는 영상 데이터 신호(DATA)을 데이터 전압으로 변환할 수 있다. 데이터 전압에 기초하여, 표시 패널(1100)에 표시되는 영상이 결정될 수 있다.
발광 드라이버(1240)는 제3 구동 제어 신호(CTL3)에 기초하여 복수의 발광 제어 라인들(EL)을 통하여 복수의 유닛 픽셀들(PX) 각각에 발광 제어 신호를 제공할 수 있다. 발광 제어 신호에 기초하여, 표시 패널(1100)의 휘도가 조절될 수 있다.
전압 공급기(1300)는 제4 구동 제어 신호(CTL4)에 기초하여 제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)을 표시 패널(1100)에 제공할 수 있다. 제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)에 기초하여, 표시 패널(1100)이 구동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유닛 픽셀의 예시적인 도면이다. 도 2를 참조하면, 유닛 픽셀(PX1)은 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 제1 서브 픽셀(CP1)은 레드 컬러 픽셀이고, 제2 서브 픽셀(CP2)은 그린 컬러 픽셀이고, 제3 서브 픽셀(CP3)은 블루 컬러 픽셀이고, 제4 서브 픽셀(CP4)는 옐로우 컬러 픽셀인 것으로 가정한다.
도 2의 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)은 횡방향으로 나란히 배열될 수 있으나, 배열 순서가 이에 제한되지 않는다. 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)은 하나의 스캔 라인 또는 하나의 발광 라인에 연결될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4) 중 일부는 제1 스캔 라인 또는 제1 발광 라인에 연결되고, 나머지는 제2 스캔 라인 또는 제2 발광 라인에 연결될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 달리, 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)은 종방향으로 나란히 배열되거나, 하나의 데이터 라인을 공유할 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4) 중 두 개의 서브 픽셀들은 제1 행에 배치되고, 나머지 두 개의 서브 픽셀들은 제2 행에 배치될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 9에서 설명되는 본 발명의 기술적 사상은 설명의 편의상, 유닛 픽셀(PX1)이 주요색을 표시하는 3개의 컬러 픽셀들과 혼합색을 표시하는 1개의 컬러 픽셀을 포함하는 것으로 가정하여 설명된다. 그리고, 설명의 편의상, 혼합색은 옐로우인 것으로 가정된다. 옐로우는 레드 및 그린의 혼합색이다. 이하에서 설명되는 혼합색은 레드 및 블루의 혼합색인 마젠타, 또는 그린 및 블루의 혼합색인 시안 등 다양한 혼합색에 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
도 3은 픽셀의 사용에 따른 열화 정도를 설명하기 위한 그래프이다. 도 3을 참조하면, 가로축은 초기 휘도비(Li)로 정의되고, 세로축은 휘도 저하량(Ld)으로 정의된다. 초기 휘도비(Li)는 기준 휘도에 대한 타겟 픽셀의 초기 휘도의 상대적인 비율로 정의된다. 예시적으로, 기준 휘도는 타겟 픽셀에 대응되는 영상 데이터의 값이 1일 때의 초기 휘도로 가정한다. 초기 휘도는 열화가 진행되기 전에 타겟 픽셀에 대응되는 영상 데이터에 대한 휘도로 정의된다.
Figure pat00001
Figure pat00002
수학식 1을 참조하면, Lr은 휘도 저하율로 정의된다. 수학식 2를 참조하면, Tn은 픽셀 수명의 반감기를 1로 가정할 때, 발광 시간의 상대적인 값으로 정의되고, a 및 b는 표시 장치의 특성에 따른 상수를 나타낸다. 휘도 저하율(Lr)이 고정된 것으로 가정하면, 휘도 저하량(Ld)은 도 3의 그래프와 같이, 초기 휘도비(Li)에 대한 2차 함수로 나타날 수 있다. 즉, 초기 휘도비(Li)가 감소할수록, 휘도 저하량(Ld)이 감소한다.
예를 들어, 제1 서브 픽셀(CP1)이 초기 휘도비 1로 발광을 지속할 경우, 제1 서브 픽셀(CP1)의 휘도 저하량(Ld)은 약 0.5일 있다. 제1 서브 픽셀(CP1)에 인접한 제2 서브 픽셀(CP2)이 초기 휘도비 0.8로 발광을 지속할 경우, 제2 서브 픽셀(CP2)의 휘도 저하량(Ld)은 약 0.32일 수 있다. 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2) 사이의 휘도 저하량의 차이는 약 0.18일 수 있다.
컴퓨터 화면의 아이콘이나 정보 바, 또는 TV 방송의 로고와 같은 패턴은 동일한 표시 영역에 장기간 지속적으로 표시될 수 있다. 이 경우, 해당 표시 영역의 픽셀에 포함된 유기 발광 다이오드 등에 열화가 발생될 수 있다. 그 결과, 앞서 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2)에 대하여 계산된 바와 같이, 휘도 저하량(Ld)의 차이가 서로 인접한 픽셀들 사이에 발생될 수 있다. 이러한 휘도 저하량(Ld)의 차이에 의하여, 표시 영역에 해당 패턴이 표시되지 않더라도, 패턴 형상이 잔상으로 나타날 수 있다.
도 4는 영상 데이터를 서브 픽셀들에 대응되도록 변조하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 가로축은 서브 픽셀의 종류(컬러)로 정의되고, 세로축은 서브 픽셀들에 대응되는 영상 데이터 값의 크기로 정의된다. 외부로부터 표시 장치(1000)에 제공되는 영상 데이터(RGB)는 레드(Re)에 대응되는 제1 데이터, 그린(Gr)에 대응되는 제2 데이터, 및 블루(Bl)에 대응되는 제3 데이터를 포함할 수 있다.
영상 데이터(RGB)에서, 제1 데이터는 1 값을 갖고, 제2 데이터는 1 값을 갖고, 제3 데이터는 0.5를 갖는 것으로 가정한다. 도 2와 같이, 유닛 픽셀(PX1)이 옐로우 컬러 픽셀인 제4 서브 픽셀(CP4)을 포함하는 경우, 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 제4 데이터의 값이 생성됨으로써, 제1 및 제2 데이터의 값들이 감소될 수 있다. 예시적으로, 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 옐로우(Ye)는 레드 및 그린의 1:1 혼합에 의한 컬러로 가정한다. 예시적으로, 제1 및 제2 데이터 값들이 1일 때 표시되는 영상의 휘도 및 색도는 제4 데이터 값이 1일 때 표시되는 영상의 휘도 및 색도와 동일한 것으로 가정한다.
도 1의 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터(RGB)를 변조 영상 데이터(RGBY1, RGBY2)로 변환할 수 있다. 변조 영상 데이터(RGBY1, RGBY2)는 레드(Re)에 대응되는 제1 변조 데이터, 그린(Gr)에 대응되는 제2 변조 데이터, 블루(Bl)에 대응되는 제3 변조 데이터, 및 옐로우(Ye)에 대응되는 제4 변조 데이터를 포함한다.
제1 변조 영상 데이터(RGBY1)에서, 제1 변조 데이터는 0.33 값을 갖고, 제2 변조 데이터는 0.33 값을 갖고, 제3 변조 데이터는 0.3 값을 갖고, 제4 변조 데이터는 0.67 값을 갖는다. 영상 데이터(RGB)에 의하여, 제1 내지 제3 서브 픽셀들(CP1~CP3)로부터 표시되는 영상은 제1 변조 영상 데이터(RGBY1)에 의하여, 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)로부터 표시되는 영상과 동일할 수 있다. 도 3의 그래프를 참조하면, 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2)의 초기 휘도비(Li)는 0.33이고, 휘도 저하량(Ld)는 약 0.05이다. 제4 서브 픽셀(CP4)의 초기 휘도비(Li)는 0.67이고, 휘도 저하량(Ld)는 약 0.23이다. 따라서, 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2)과 제4 서브 픽셀(CP4) 사이의 휘도 저하량(Ld)의 차이는 약 0.18이다.
제2 변조 영상 데이터(RGBY2)에서, 제1 변조 데이터는 0.9 값을 갖고, 제2 변조 데이터는 0.9 값을 갖고, 제3 변조 데이터는 0.5 값을 갖고, 제4 변조 데이터는 0.1 값을 갖는다. 영상 데이터(RGB)에 의하여, 제1 내지 제3 서브 픽셀들(CP1~CP3)로부터 표시되는 영상은 제2 변조 영상 데이터(RGBY2)에 의하여, 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)로부터 표시되는 영상과 동일할 수 있다. 도 3의 그래프를 참조하면, 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2)의 초기 휘도비(Li)는 0.9이고, 휘도 저하량(Ld)는 약 0.405이다. 제4 서브 픽셀(CP4)의 초기 휘도비(Li)는 0.1이고, 휘도 저하량(Ld)는 약 0.005이다. 따라서, 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2)과 제4 서브 픽셀(CP4) 사이의 휘도 저하량(Ld)의 차이는 약 0.4이다.
제1 및 제2 변조 영상 데이터(RGBY1, RGBY2) 외에도, 영상 데이터(RGB)에 의한 영상과 동일한 영상을 표시할 수 있는 변조 영상 데이터의 개수는 무한하다.
Figure pat00003
수학식 3을 참조하면, Xin, Yin, 및 Zin은 영상 데이터(RGB)를 XYZ 색공간을 기준으로 변환한 3차원 좌표값들로 정의된다. R, G, B, 및 A 각각은 제1 내지 제4 변조 데이터의 값으로 정의된다. 변환 행렬은 변조 영상 데이터가 XYZ 색공간에 의한 3차원 좌표값들로 변환되기 위한 성분들(XR, XG, ..., ZB, ZA)을 포함한다. 변조 데이터의 개수는 4개이나, 수학식 2로부터 도출되는 방정식은 3개이므로, 변조 영상 데이터의 개수는 복수이다. 즉, 변조 방식에 따라, 서브 픽셀들 사이의 휘도 저하량(Ld)의 차이가 조절될 수 있다. 아래에서, 휘도 저하량(Ld)의 차이를 감소시키고 잔상을 감소시키도록, 변조 데이터의 조합을 선택하는 구성 및 과정이 설명된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 예시적인 블록도이다. 도 5를 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 발광량 계산기(110) 및 영상 데이터 변환기(120)를 포함할 수 있다. 발광량 계산기(110) 및 영상 데이터 변환기(120)는 집적 회로(integrated circuit, IC)로 제공될 수 있고, FPGA(Field Programmable Gate Aray) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 전용 논리 회로 등에 의하여 구현될 수 있다. 설명의 편의상, 도 2의 도면 부호를 참조하여, 도 5가 설명된다.
발광량 계산기(110)는 영상 데이터(RGB)에 기초하여, 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 데이터의 값을 계산할 수 있다. 영상 데이터(RGB)는 레드에 대응되는 제1 데이터, 그린에 대응되는 제2 데이터, 및 블루에 대응되는 제3 데이터를 포함할 수 있다. 발광량 계산기(110)는 제1 데이터와 제2 데이터 사이의 비율에 기초하여, 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 데이터(이하, 제4 데이터(AD))의 값을 계산할 수 있다.
발광량 계산기(110)는 제1 데이터 및 제2 데이터 중 작은 값을 옐로우에 대응되는 성분량으로 결정할 수 있다. 성분량은 제4 데이터(AD)의 값의 상한일 수 있다. 발광량 계산기(110)는 제1 데이터 및 제2 데이터 중 큰 값에 대한 작은 값의 비율을 옐로우에 대응되는 성분률로 결정할 수 있다. 발광량 계산기(110)는 성분률의 크기에 기초하여, 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 이용률을 계산할 수 있다. 발광량 계산기(110)는 룩업 테이블을, 변환 함수, 또는 변환 행렬 등을 통하여, 성분률을 이용률로 변환할 수 있다. 발광량 계산기(110)는 성분률에 이용률을 곱하여 제4 데이터(AD)의 값을 결정할 수 있다.
영상 데이터 변환기(120)는 발광량 계산기(110)로부터 결정된 제4 데이터(AD)의 값에 기초하여, 변조 영상 데이터(RGBA)를 생성할 수 있다. 변조 영상 데이터(RGBA)는 레드에 대응되는 제1 변조 데이터, 그린에 대응되는 제2 변조 데이터, 블루에 대응되는 제3 변조 데이터, 및 옐로우에 대응되는 제4 변조 데이터를 포함할 수 있다. 영상 데이터 변환기(120)는 제4 데이터(AD)에 기초하여 제1 내지 제3 데이터의 값들을 조절함으로써, 제1 내지 제3 변조 데이터를 생성할 수 있다. 제4 변조 데이터는 제4 데이터(AD)와 같을 수 있다.
영상 데이터 변환기(120)는 영상 데이터(RGB)에 포함된 제1 내지 제3 데이터, 및 발광량 계산기(110)로부터 결정된 제4 데이터(AD)를 종합하여 하나의 열벡터를 생성할 수 있다. 이 경우, 열벡터의 성분들의 개수는 요구되는 변조 데이터의 개수와 4개로 같으므로, 하나의 변조 영상 데이터(RGBA)가 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 영상 처리 방법의 예시적인 순서도이다. 도 6의 각 단계들은 도 5에서 설명된 영상 데이터 처리 장치(100)에서 수행된다. 설명의 편의상 도 2 및 도 5의 도면 부호를 참조하여, 도 6이 설명된다.
S110 단계에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 성분량 및 성분률을 계산한다. S110 단계는 발광량 계산기(110)에서 수행될 수 있다. 성분량은 레드에 대응되는 제1 데이터 및 그린에 대응되는 제2 데이터 중 작은 값으로 결정될 수 있다. 성분률은 제1 데이터 및 제2 데이터 중 큰 값에 대한 작은 값의 비율일 수 있다.
S120 단계에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 성분률로부터 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 이용률을 계산할 수 있다. S120 단계는 발광량 계산기(110)에서 수행될 수 있다. 이용률은 제1 서브 픽셀(CP1), 제2 서브 픽셀(CP2), 및 제4 서브 픽셀(CP4) 각각의 초기 휘도비(Li)의 차이가 최소화되도록 계산될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 성분률로부터 이용률을 계산하는 구체적인 내용은 후술된다.
S130 단계에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 성분량 및 이용률로부터 발광량을 계산한다. 발광량은 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4) 각각에 대응되는 변조 데이터의 값들에 대응될 수 있다. 발광량 계산기(110)는 제4 서브 픽셀(CP4)에 대응되는 발광량, 즉 제4 데이터(AD)의 값을 계산할 수 있다. 제4 데이터(AD)의 값은 성분량 및 이용률의 곱일 수 있다. 또한, 영상 데이터 변환기(120)는 제4 데이터(AD)의 값에 기초하여, 제1 내지 제4 변조 데이터의 값들, 즉 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4) 각각에 대응되는 발광량을 계산할 수 있다. 서브 픽셀별 발광량을 계산하는 구체적인 내용은 후술된다.
도 7은 성분량 및 성분률을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 7을 참조하면, 가로축은 서브 픽셀의 종류(컬러)로 정의되고, 세로축은 서브 픽셀들에 대응되는 영상 데이터의 값의 크기로 정의된다. 설명의 편의상, 도 5의 도면 부호를 참조하여, 도 7이 설명된다.
레드에 대응되는 제1 데이터는 그린에 대응되는 제2 데이터 및 블루에 대응되는 제3 데이터보다 큰 값을 갖는 것으로 가정한다. 제2 데이터는 제3 데이터보다 큰 값을 갖는 것으로 가정한다. 옐로우는 레드 및 그린의 혼합색이므로, 제1 및 제2 데이터를 기준으로 성분량(Iy) 및 성분률(Py)이 계산된다.
Figure pat00004
수학식 4를 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 데이터 및 제2 데이터 중 작은 값을 옐로우에 대응되는 성분량(Iy)으로 결정할 수 있다. 도 7에서, 제2 데이터의 값은 성분량(Iy)으로 결정될 수 있다. 옐로우가 레드 및 그린의 1:1 혼합색이라면, 제1 데이터 및 제2 데이터의 값들이 중첩되는 크기만큼 제1 및 제2 데이터의 값들이 제거될 수 있다. 제1 및 제2 데이터의 값들이 중첩되는 크기는 제1 데이터 및 제2 데이터 중 작은 값과 같다. 따라서, 성분량(Iy)은 옐로우에 대응되는 제4 데이터의 상한일 수 있다.
Figure pat00005
수학식 5를 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 데이터 및 제2 데이터 중 큰 값에 대한 작은 값의 비율을 성분률(Py)로 결정할 수 있다. 도 7에서, 제1 데이터에 대한 제2 데이터의 비율은 성분률(Py)로 결정될 수 있다. 성분률이 클수록, 옐로우에 가까운 컬러의 영상이 표시된다. 성분률(Py)이 작을수록, 레드 또는 그린에 가까운 컬러의 영상이 표시된다. 성분률(Py)은 제1 및 제2 데이터에서 제4 데이터로 분산 또는 대체되는 비율을 나타내는 지표일 수 있다.
도 8은 성분률로부터 이용률을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 8을 참조하면, 가로축은 성분률(Py)의 크기로 정의되고, 세로축은 이용률(Uy)의 크기로 정의된다. 도 8은 성분률(Py)에 대한 이용률(Uy)의 변환 함수를 이용하여 이용률(Uy)을 결정하는 예시로 이해될 것이다. 설명의 편의상, 도 5의 도면 부호를 참조하여, 도 8이 설명된다.
영상 데이터 처리 장치(100)는 성분률(Py)이 기준 비율(RP) 이하인 경우, 이용률(Uy)을 1(100%)로 결정할 수 있다. 이 경우, 제1 데이터 및 제2 데이터 중 어느 하나는 완전히 제거될 수 있다. 즉, 제1 서브 픽셀(CP1) 및 제2 서브 픽셀(CP2) 중 어느 하나는 발광되지 않을 수 있다. 영상 데이터(RGB)에 의하여, 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2)이 제4 서브 픽셀(CP4)보다 빈번하게 사용된다면, 상기 동작에 의하여 제1 및 제2 서브 픽셀들(CP1, CP2)의 열화 속도가 감소될 수 있고, 제1 서브 픽셀(CP1), 제2 서브 픽셀(CP2), 및 제4 서브 픽셀(CP4) 사이의 열화 차이가 감소될 수 있다.
기준 비율(RP)은 서브 픽셀들 각각의 초기 휘도비(Li)의 차이를 감소시키는 동작이 무의미할 정도로 제1 데이터와 제2 데이터 사이의 차이가 큰 경우를 규정하는 성분률(Py)의 기설정된 값일 수 있다. 예시적으로, 도 8에서 기준 비율(RP)에 대응되는 성분률(Py)은 0.5(50%)로 정의된다. 즉, 성분률(Py)이 50% 이하인 경우, 이용률(Uy)은 100%일 수 있다. 제4 데이터의 값은 이용률(Uy)과 성분량(Iy)의 곱일 수 있다. 이 경우, 제4 데이터의 값은 성분량(Iy)과 같을 수 있다.
영상 데이터 처리 장치(100)는 성분률(Py)이 기준 비율(RP)보다 큰 경우, 이용률(Uy)은 성분률(Py)의 증가에 따라 감소하는 값을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 서브 픽셀(CP1), 제2 서브 픽셀(CP2), 및 제4 서브 픽셀(CP4) 각각의 휘도 저하량(Ld)이 유사하도록, 제1 데이터 및 제2 데이터의 값들이 감소되고, 제4 데이터의 값이 변조된 제1 및 제2 데이터와 유사한 값을 가질 수 있다. 따라서, 제1 서브 픽셀(CP1), 제2 서브 픽셀(CP2), 및 제4 서브 픽셀(CP4) 사이의 열화 차이가 감소될 수 있다.
도 8의 변환 함수는 예시적인 것으로 이해될 것이고, 서브 픽셀들 각각의 열화 정도, 열화 속도, 휘도 저하율 등을 고려하여, 변환 함수가 설정될 수 있다. 예를 들어, 이용률(Uy)은 성분률(Py)의 증가에 따라, 선형적 또는 비선형적으로 감소할 수 있다. 예를 들어, 변환 함수는 로그 함수 또는 지수 함수를 포함할 수 있다.
도 9는 성분량 및 이용률로부터 발광량을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 9는 삼색 자극값(Tristimulus value)에 기초하여, 사람이 인식하는 색을 CIE 다이어그램으로 표현한 도면이다. 말굽 형상의 영역은 CIE 색공간을 나타낸다. 점선으로 표시된 영역은 Rec. 709 색공간을 나타낸다. 실선으로 표시된 사각 형상의 영역은 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)에 의한 영상의 표시 범위를 나타낸다.
도 9의 그래프는 XYZ 색공간에 기초하여 결정될 수 있다. XYZ 색공간에 대응되는 3차원 좌표값들은 xyz 값들로 정규화될 수 있으며, x+y+z=1을 만족할 수 있다. 도 9의 가로축은 x값의 크기로 정의되고, 세로축은 y값의 크기로 정의된다. Rec. 709 색공간에서, x값 및 y값이 가장 작은 꼭지점에 대응되는 컬러는 블루이고, y값이 가장 큰 꼭지점에 대응되는 컬러는 그린이고, x값이 가장 큰 꼭지점에 대응되는 컬러는 레드이다.
유닛 픽셀(PX1)은 옐로우에 대응되는 제4 서브 픽셀(CP4)을 포함하므로, Rec. 709 색공간에 포함되지 않고 옐로우에 대응되는 영역이 표시 범위에 포함될 수 있다. Rec. 709 색공간에 포함되지 않는 표시 범위의 꼭지점에 대응되는 컬러는 옐로우일 수 있다. 예시적으로, 옐로우에 대응되는 XYZ 3차원 좌표값은 Rec. 709에서 5% 증가한 값인 (0.8296, 0.9977, 0.0920)일 수 있다.
영상 데이터(RGB)에 대응되는 영역(Td1)은 원형으로 표시된다. 예시적으로, 영상 데이터(RGB)의 제1 데이터는 1, 제2 데이터는 1, 제3 데이터는 0으로 가정한다. 영역(Td1)은 Rec.709 색공간에서, 그린에 대응되는 꼭지점과 레드에 대응되는 꼭지점을 연결하는 점선 상에 형성될 수 있다. 변조 영상 데이터(RGBA)는 도 7 및 8에서 설명된 성분량(Iy) 및 이용률(Uy)을 이용하여 수학식 6 또는 7로부터 계산될 수 있다.
Figure pat00006
Figure pat00007
수학식 6 및 7을 참조하면, Xin, Yin, 및 Zin은 영상 데이터(RGB)를 XYZ 색공간을 기준으로 변환한 3차원 좌표값들로 정의된다. 3차원 좌표값들과 함께, 성분량(Iy) 및 이용률(Uy)의 곱으로 정의되는 제4 데이터의 값이 열벡터로 표현된다. R, G, B, 및 A 각각은 제1 내지 제4 변조 데이터의 값으로 정의된다. 변환 행렬은 제1 내지 제4 변조 데이터가 XYZ 색공간에 의한 3차원 좌표값들로 변환되기 위한 성분들(XR, XG, ..., ZB, ZA)을 포함한다.
변환 행렬은 4X4 행렬이다. 변환 행렬의 네번째 행은 (0, 0, 0, 1) 성분들을 포함한다. 즉, 제4 변조 데이터 A는 제4 데이터와 같다. 변환 행렬이 4X4 행렬이고, 열벡터는 4개의 성분들을 포함하므로, R, G, B, 및 A에 대한 하나의 값이 계산될 수 있다. 제1 내지 제4 변조 데이터는 변환 행렬의 역행렬과 열벡터의 행렬 곱 연산에 의하여 계산될 수 있다.
상술된 영상 데이터(RGB)의 값(1,1,0) 및 도 8의 그래프를 참조하면, 성분량(Iy)은 1, 성분률(Py)은 1, 이용률(Ey)은 0.5일 것이다. 이러한 조건들 및 옐로우에 대응되는 XYZ 3차원 좌표값의 조건 하에서, 제1 내지 제4 변조 데이터는 (0.45, 0.46, 0.03, 0.5)로 계산될 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제4 서브 픽셀들(CP1~CP4)에 대응되는 휘도 저하량(Ld)들은 (0.10, 0.11, 0.00, 0.12)로 계산될 수 있다. 즉, 제1 서브 픽셀(CP1), 제2 서브 픽셀(CP2), 및 제4 서브 픽셀(CP4) 각각의 열화량이 균일하도록 영상 데이터(RGB)가 변환될 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 2 내지 도 9는 제4 서브 픽셀(CP4), 제4 데이터, 및 제4 변조 데이터가 옐로우에 대응되는 것으로 설명하나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제4 데이터는 시안일 수 있고, 이 경우, 성분량(Iy), 성분률(Py), 및 이용률(Ey)은 영상 데이터(RGB)의 그린 및 블루에 대응되는 데이터를 이용하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 제4 데이터는 마젠타일 수 있고, 이 경우, 성분량(Iy), 성분률(Py), 및 이용률(Ey)은 영상 데이터(RGB)의 레드 및 블루에 대응되는 데이터를 이용하여 계산될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유닛 픽셀의 예시적인 도면이다. 도 10을 참조하면, 유닛 픽셀(PX2)은 제1 내지 제5 서브 픽셀들(CP1~CP5)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 제1 서브 픽셀(CP1)은 레드 컬러 픽셀이고, 제2 서브 픽셀(CP2)은 그린 컬러 픽셀이고, 제3 서브 픽셀(CP3)은 블루 컬러 픽셀이고, 제4 서브 픽셀(CP4)는 옐로우 컬러 픽셀이고, 제5 서브 픽셀(CP5)은 시안 컬러 픽셀인 것으로 가정한다. 제1 내지 제5 서브 픽셀들(CP1~CP5)의 배치는 도 10에 제한되지 않는다.
이하, 도 11 및 12에서 설명되는 본 발명의 기술적 사상은 설명의 편의상, 유닛 픽셀(PX2)이 주요색을 표시하는 3개의 컬러 픽셀들과 혼합색을 표시하는 2개의 컬러 픽셀을 포함하는 것으로 가정하여 설명된다. 그리고, 설명의 편의상, 2개의 혼합색들은 옐로우 및 시안인 것으로 가정한다. 이하에서 설명되는 혼합색은 마젠타를 비롯한 다양한 혼합색에 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
도 11은 성분량 및 성분률을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 11은 영상 데이터(RGB)를 5개의 컬러 픽셀들에 대응되는 변조 영상 데이터로 변환하기 위한 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 11을 참조하면, 가로축은 서브 픽셀의 종류(컬러)로 정의되고, 세로축은 서브 픽셀들에 대응되는 영상 데이터의 값의 크기로 정의된다. 도 5의 영상 데이터 처리 장치(100)는 5개의 컬러 픽셀들에 대응되는 변조 영상 데이터를 생성하기 위한 장치일 수 있다. 따라서, 설명의 편의상, 도 5 및 도 10의 도면 부호를 참조하여, 도 11이 설명된다.
레드에 대응되는 제1 데이터는 1, 그린에 대응되는 제2 데이터는 0.75, 블루에 대응되는 제3 데이터는 0.5인 것으로 가정한다. 옐로우는 레드 및 그린의 혼합색이므로, 제1 및 제2 데이터를 기준으로 옐로우에 대응되는 제1 성분량(Iy)이 계산될 수 있다. 시안은 그린 및 블루의 혼합색이므로, 제2 및 제3 데이터를 기준으로 시안에 대응되는 제2 성분량(Ic)이 계산될 수 있다. 다만, 그린은 옐로우 및 시안에 공통으로 사용되므로, 그린에 대응되는 제2 데이터는 옐로우에 대응되는 제4 데이터 및 시안에 대응되는 제5 데이터에 일정한 비율로 분배될 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
수학식 8을 참조하면, 제1 성분량(Iy)은 옐로우에 대응되는 제4 데이터의 상한일 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 및 제2 데이터 중 작은 값에 제1 내지 제3 데이터 중 가장 작은 값을 감산한 잔여 성분량 (min(R,G)-min(R,G,B))을 계산한다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 잔여 성분량에 중첩 성분량 (min(R,G,B)*a)을 가산하여 제1 성분량(Iy)을 결정할 수 있다. 다른 방식으로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 및 제2 데이터 중 작은 값에 중첩 성분량 (min(R,G,B)*(1-a))을 감산하여 제1 성분량(Iy)을 결정할 수 있다.
수학식 9를 참조하면, 제2 성분량(Ic)은 시안에 대응되는 제5 데이터의 상한일 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 제2 및 제3 데이터 중 작은 값에 제1 내지 제3 데이터 중 가장 작은 값을 감산한 잔여 성분량 (min(G,B)-min(R,G,B))을 계산한다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 잔여 성분량에 중첩 성분량 (min(R,G,B)*(1-a))을 가산하여 제2 성분량(Ic)을 결정할 수 있다. 다른 방식으로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제2 및 제3 데이터 중 작은 값에 중첩 성분량 (min(R,G,B)*a)을 감산하여 제2 성분량(Ic)을 결정할 수 있다.
수학식 10을 참조하면, 중첩 성분량을 계산하기 위한 a가 정의된다. a는 제1 데이터 및 제3 데이터의 합에 대한 제1 데이터의 비율로 정의된다. a는 제1 내지 제3 데이터의 가장 작은 값을 제4 데이터 및 제5 데이터에 분배하기 위한 비율일 수 있다.
도 11에서, 옐로우에 대응되는 잔여 성분량(RIy)은 0.75-0.5이고, 0.25이다. 중첩 성분량(OI1) (min(R,G,B)*a)은 0.5*0.67이고, 0.33이다. 따라서, 제1 성분량(Iy)은 0.33+0.25이고, 0.58이다. 다른 방식으로, 제1 성분량(Iy)은 제1 및 제2 데이터 중 작은 값인 0.75에 중첩 성분량(OI2) (min(R,G,B)*(1-a))인 0.17을 감산하여 0.58로 계산될 수 있다.
도 11에서, 시안에 대응되는 잔여 성분량은 0.5-0.5이고, 0이다. 중첩 성분량(OI2) (min(R,G,B)*(1-a))은 0.17이므로, 제2 성분량(Ic)은 0.17이다. 다른 방식으로, 제2 성분량(Ic)은 제2 및 제3 데이터 중 작은 값인 0.5에 중첩 성분량(OI1) (min(R,G,B)*a)인 0.33을 감산하여 0.17로 계산될 수 있다.
성분률의 계산은 수학식 5의 방식을 따른다. 옐로우에 대응되는 제1 성분률은 제1 데이터 및 제2 데이터 중 큰 값에 대한 작은 값의 비율이며, 0.75이다. 시안에 대응되는 제2 성분률은 제2 데이터 및 제3 데이터 중 큰 값에 대한 작은 값의 비율이며, 0.67이다. 도 8에 의한 이용률 변환 함수를 참조하면, 옐로우에 대응되는 제1 이용률은 약 0.75이고, 제2 이용률은 약 0.83이다.
제4 데이터의 값은 제1 성분량(Iy)과 제1 이용률의 곱일 수 있으며, 0.58*0.75이고, 0.44이다. 제5 데이터의 값은 제2 성분량(Ic)과 제2 이용률의 곱일 수 있으며, 0.17*0.83이고, 0.14이다. 즉, 5개의 서브 픽셀들에 데이터를 분배할 때, 공통으로 사용되는 컬러를 a 비율에 따라 분배함으로써, 서브 픽셀들에 열화가 균일하게 분포되도록 데이터가 변조될 수 있다. 이로 인하여, 잔상이 감소할 수 있다.
도 12는 성분량 및 이용률로부터 발광량을 계산하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 12는 삼색 자극값(Tristimulus value)에 기초하여, 사람이 인식하는 색을 CIE 다이어그램으로 표현한 도면이다. 말굽 형상의 영역은 CIE 색공간을 나타낸다. 점선으로 표시된 영역은 Rec. 709 색공간을 나타낸다. 실선으로 표시된 오각 형상의 영역은 제1 내지 제5 서브 픽셀들(CP1~CP5)에 의한 영상의 표시 범위를 나타낸다.
유닛 픽셀(PX1)은 옐로우에 대응되는 제4 서브 픽셀(CP4) 및 시안에 대응되는 제5 서브 픽셀(CP5)을 포함하므로, Rec. 709 색공간에 포함되지 않고 옐로우 및 시안에 대응되는 영역이 표시 범위에 포함될 수 있다. 그린의 x 및 y값들과 레드의 x 및 y값들 사이의 꼭지점에 대응되는 컬러는 옐로우일 수 있다. 블루의 x 및 y값들과 그린의 x 및 y값들 사이의 꼭지점에 대응되는 컬러는 시안일 수 있다. 예시적으로, 옐로우에 대응되는 XYZ 3차원 좌표값은 Rec. 709에서 5% 증가한 값인 (0.8296, 0.9977, 0.0920)일 수 있다. 예시적으로, 시안에 대응되는 XYZ 3차원 좌표값은 Rec. 709에서 20% 증가한 값인 (0.4556, 0.7448, 1.0659)일 수 있다.
영상 데이터(RGB)에 대응되는 영역(Td2)은 원형으로 표시된다. 도 11과 같이, 영상 데이터(RGB)의 제1 데이터는 1, 제2 데이터는 0.75, 제3 데이터는 0,5로 가정한다. 변조 영상 데이터는 도 11에서 설명된 제1 성분량(Iy), 제2 성분량(Ic), 제1 이용률(Uy), 및 제2 이용률(Uc)을 이용하여 수학식 11로부터 계산될 수 있다.
Figure pat00011
수학식 11을 참조하면, Xin, Yin, 및 Zin은 영상 데이터(RGB)를 XYZ 색공간을 기준으로 변환한 3차원 좌표값들로 정의된다. 3차원 좌표값들과 함께, 제1 성분량(Iy) 및 제1 이용률(Uy)의 곱으로 정의되는 제4 데이터의 값 및 제2 성분량(Ic) 및 제2 이용률(Uc)의 곱으로 정의되는 제5 데이터의 값 이 열벡터로 표현된다. R, G, B, A, 및 C 각각은 제1 내지 제5 변조 데이터의 값으로 정의된다. 변환 행렬은 제1 내지 제5 변조 데이터가 XYZ 색공간에 의한 3차원 좌표값들로 변환되기 위한 성분들(XR, XG, ..., ZA, ZC)을 포함한다.
변환 행렬은 5X5 행렬이다. 변환 행렬의 네번째 행은 (0, 0, 0, 1, 0) 성분들을 포함하고, 다섯번째 행은 (0, 0, 0, 0, 1) 성분들을 포함한다. 즉, 제4 변조 데이터 A는 제4 데이터와 같고, 제5 변조 데이터는 제5 데이터와 같다. 변환 행렬이 5X5 행렬이고, 열벡터는 5개의 성분들을 포함하므로, R, G, B, A, 및 C에 대한 하나의 값이 계산될 수 있다. 제1 내지 제5 변조 데이터는 변환 행렬의 역행렬과 열벡터의 행렬 곱 연산에 의하여 계산될 수 있다.
상술된 영상 데이터(RGB)의 값 (1,0.75,0.5), 도 11에서 계산된 제4 및 제5 데이터의 값, 및 도 12의 그래프를 참조하면, 제1 내지 제5 변조 데이터는 (0.59, 0.17, 0.40, 0.44, 0.14)로 계산될 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제5 서브 픽셀들(CP1~CP5)에 대응되는 휘도 저하량(Ld)들은 (0.18, 0.02, 0.08, 0.10, 0.01)로 계산될 수 있다. 즉, 제1 서브 픽셀(CP1)에 대응되는 발광량이 감소하고, 제1 서브 픽셀(CP1) 및 제4 서브 픽셀(CP4)의 휘도 저하량(Ld)의 차이가 0.08로 감소한다. 즉, 서브 픽셀들 각각의 열화량의 차이가 감소하도록 영상 데이터(RGB)가 변환될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 예시적인 블록도이다. 도 13을 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(200)는 전처리기(210), 발광량 계산기(220), 및 영상 데이터 변환기(230)를 포함할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(200)는 도 1의 영상 데이터 처리 장치(100)의 예시적인 실시예로 이해될 것이다. 전처리기(210), 발광량 계산기(220), 및 영상 데이터 변환기(230)는 집적 회로(integrated circuit, IC)로 제공될 수 있고, FPGA(Field Programmable Gate Aray) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 전용 논리 회로 등에 의하여 구현될 수 있다.
전처리기(210)는 외부로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 전처리할 수 있다. 컴퓨터 화면의 아이콘이나 정보 바, 또는 TV 방송의 로고와 같은 패턴은 동일한 표시 영역에 장기간 지속적으로 표시될 수 있다. 이 경우, 해당 표시 영역의 픽셀에 포함된 유기 발광 다이오드 등에 열화가 발생될 수 있고, 잔상이 발생될 수 있다. 예시적으로, 전처리기(210)는 입력된 영상 데이터(RGB) 이전에 누적된 영상 데이터의 추이에 기초하여, 해당 표시 영역을 결정할 수 있다. 전처리기(210)는 해당 표시 영역에 대응되는 영상 데이터(RGB)의 표시 영역을 변경하도록 영상 데이터(RGB)를 전처리할 수 있다. 전처리된 영상 데이터(RGB')는 발광량 계산기(220) 및 영상 데이터 변환기(230)에 출력될 수 있다.
발광량 계산기(220)는 전처리된 영상 데이터(RGB')에 기초하여, 도 2의 제4 서브 픽셀(CP4) 또는 도 10의 제4 및 제5 서브 픽셀들(CP4, CP5)에 대응되는 데이터의 값을 계산할 수 있다. 계산된 데이터(AD)는 영상 데이터 변환기(230)에 출력될 수 있다. 데이터(AD)를 계산하는 방식은 상술된 발광량 계산기(110)와 실질적으로 동일하므로, 구체적인 설명이 생략된다.
영상 데이터 변환기(230)는 발광량 계산기(220)로부터 결정된 데이터(AD)의 값에 기초하여, 변조 영상 데이터(RGBA)를 생성할 수 있다. 영상 데이터 변환기(230)는 결정된 데이터(AD)의 값에 기초하여, 레드, 그린, 및 블루에 대응되는 데이터의 값들을 조절할 수 있다. 변조 영상 데이터(RGBA)를 생성하는 방식은 상술된 영상 데이터 변환기(120)와 실질적으로 동일하므로, 구체적인 설명이 생략된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 예시적인 블록도이다. 도 14를 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(300)는 발광량 계산기(310), 영상 데이터 변환기(320), 열화 정보 계산기(330), 및 메모리(340)를 포함할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(300)는 도 1의 영상 데이터 처리 장치(100)의 예시적인 실시예로 이해될 것이다. 발광량 계산기(310), 영상 데이터 변환기(320), 열화 정보 계산기(330), 및 메모리(340)는 집적 회로(integrated circuit, IC)로 제공될 수 있고, FPGA(Field Programmable Gate Aray) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 전용 논리 회로 등에 의하여 구현될 수 있다.
발광량 계산기(310)는 영상 데이터(RGB)에 기초하여, 도 2의 제4 서브 픽셀(CP4) 또는 도 10의 제4 및 제5 서브 픽셀들(CP4, CP5)에 대응되는 데이터의 값을 계산할 수 있다. 계산된 데이터(AD)는 영상 데이터 변환기(230)에 출력될 수 있다. 데이터(AD)를 계산하는 방식은 상술된 발광량 계산기(110)와 실질적으로 동일하므로, 구체적인 설명이 생략된다.
영상 데이터 변환기(320)는 발광량 계산기(310)로부터 결정된 데이터(AD)의 값에 기초하여, 변조 영상 데이터(RGBA)를 생성할 수 있다. 영상 데이터 변환기(320)는 결정된 데이터(AD)의 값에 기초하여, 레드, 그린, 및 블루에 대응되는 데이터의 값들을 조절할 수 있다. 변조 영상 데이터(RGBA)를 생성하는 방식은 상술된 영상 데이터 변환기(120)와 실질적으로 동일하므로, 구체적인 설명이 생략된다.
열화 정보 계산기(330)는 변조 영상 데이터(RGBA)에 기초하여 서브 픽셀들 각각의 열화 정보를 계산할 수 있다. 열화 정보는 서브 픽셀에 대응되는 변조 데이터의 값에 의존할 수 있다. 예를 들어, 열화 정보는 변조 데이터의 값으로부터 도 3의 휘도 저하량(Ld)을 계산함으로써 생성될 수 있다. 계산된 열화 정보는 메모리(340)에 저장될 수 있다.
메모리(340)는 열화 정보를 저장한다. 메모리(340)는 영상 데이터(RGB) 이전에 입력된 영상 데이터에 기초하여 생성된 열화 정보를 누적하여 저장할 수 있다. 즉, 메모리(340)를 통하여, 표시 장치의 사용 추이에 따른 열화 정보의 총량이 계산될 수 있다. 누적된 열화 정보는 발광량 계산기(310)에 입력된다.
발광량 계산기(310)는 누적된 열화 정보에 기초하여, 도 8과 같은 변환 함수를 변경할 수 있다. 도 8의 변환 함수는 성분률에 대한 이용률의 함수이고, 이용률은 다른 서브 픽셀로 데이터를 분산 또는 대체하는 비율을 나타내는 지표일 수 있다. 누적된 열화 정보에 따라 특정 서브 픽셀의 열화 정도가 인접한 서브 픽셀에 비하여 높은 것으로 판단되는 경우, 발광량 계산기(310)는 변환 함수를 조절하여, 특정 서브 픽셀에 대응되는 데이터의 값을 낮출 수 있다. 예를 들어, 레드에 대응되는 서브 픽셀의 열과 정도가 높은 경우, 발광량 계산기(310)는 옐로우에 대응되는 이용률이 상승하도록 변환 함수를 조절할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100, 200, 300 : 영상 데이터 처리 장치
110, 220, 310 : 발광량 계산기
120, 230, 320 : 영상 데이터 변환기
1000 : 표시 장치
PX, PX1, PX2 : 유닛 픽셀
CP1~CP5 : 서브 픽셀

Claims (20)

  1. 제1 컬러에 대응되는 제1 데이터, 제2 컬러에 대응되는 제2 데이터, 및 제3 컬러에 대응되는 제3 데이터를 포함하는 영상 데이터를 상기 제1 컬러에 대응되는 제1 변조 데이터, 상기 제2 컬러에 대응되는 제2 변조 데이터, 상기 제3 컬러에 대응되는 제3 변조 데이터, 및 제4 컬러에 대응되는 제4 변조 데이터를 포함하는 변조 영상 데이터로 변환하는 영상 데이터 변환기; 및
    상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터 사이의 비율에 기초하여, 상기 제4 변조 데이터를 계산하는 발광량 계산기를 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 컬러들은 서로 다르고, 상기 제4 컬러는 상기 제1 컬러 및 상기 제2 컬러를 혼합한 컬러를 포함하는 영상 데이터 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발광량 계산기는 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 작은 값에 기초하여, 상기 제4 변조 데이터의 상한에 대응되는 성분량을 결정하는 영상 데이터 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 발광량 계산기는 상기 비율이 기준 비율보다 작은 경우, 상기 성분량을 상기 제4 변조 데이터의 값으로 결정하는 영상 데이터 처리 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 발광량 계산기는 상기 비율이 기준 비율보다 큰 경우, 상기 성분량보다 작은 값을 상기 제4 변조 데이터의 값으로 결정하고,
    상기 제4 변조 데이터의 상기 값은 상기 비율의 증가에 따라 감소하는 영상 데이터 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 발광량 계산기는 상기 비율에 기초하여 상기 제4 컬러에 대응되는 이용률을 계산하고, 상기 이용률에 기초하여 상기 제4 변조 데이터를 계산하는 영상 데이터 처리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 발광량 계산기는 상기 제4 변조 데이터의 상한에 대응되는 성분량에 상기 이용률을 곱하여, 상기 제4 변조 데이터를 결정하는 영상 데이터 처리 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 변환기는 상기 발광량 계산기로부터 계산된 상기 제4 변조 데이터의 값에 기초하여 상기 제1 내지 제3 변조 데이터의 값들을 결정하는 영상 데이터 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 변환기는 XYZ 색공간을 기준으로 상기 영상 데이터를 3차원 좌표값들로 변환하고, 상기 3차원 좌표값들 및 상기 제4 변조 데이터의 값을 변환 행렬에 적용함으로써, 상기 제1 내지 제4 변조 데이터를 생성하는 영상 데이터 처리 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 변조 데이터는 4X4 행렬인 상기 변환 행렬의 역행렬을 상기 3차원 좌표값들 및 상기 제4 변조 데이터의 값을 포함하는 열벡터에 곱함으로써, 생성되는 영상 데이터 처리 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 변조 영상 데이터는 상기 제2 컬러 및 상기 제3 컬러를 혼합한 제5 컬러에 대응되는 제5 변조 데이터를 더 포함하고,
    상기 발광량 계산기는 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터 사이의 비율에 기초하여, 상기 제5 변조 데이터를 더 계산하는 영상 데이터 처리 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 발광량 계산기는,
    상기 발광량 계산기는 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 작은 값에 제1 중첩 성분량을 감산하여, 상기 제4 변조 데이터의 상한에 대응되는 제1 성분량을 계산하고, 상기 제2 데이터 및 상기 제3 데이터 중 작은 값에 제2 중첩 성분량을 감산하여, 상기 제5 변조 데이터의 상한에 대응되는 제2 성분량을 계산하고,
    상기 제1 중첩 성분량과 상기 제2 중첩 성분량 사이의 비율은 상기 제3 데이터와 상기 제1 데이터 사이의 비율에 대응되는 영상 데이터 처리 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 중첩 성분량은 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터의 합에 대한 상기 제3 데이터의 비율에 상기 제1 내지 제3 데이터 중 가장 작은 값을 곱한 값을 갖고, 상기 제2 중첩 성분량은 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터의 합에 대한 상기 제1 데이터의 비율에 상기 가장 작은 값을 곱한 값을 갖는 영상 데이터 처리 장치.
  13. 제1 컬러에 대응되는 제1 픽셀, 제2 컬러에 대응되는 제2 픽셀, 제3 컬러에 대응되는 제3 픽셀, 및 상기 제1 컬러와 상기 제2 컬러를 혼합한 제4 컬러에 대응되는 제4 픽셀을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 제1 컬러에 대응되는 제1 데이터, 상기 제2 컬러에 대응되는 제2 데이터, 및 상기 제3 컬러에 대응되는 제3 데이터를 포함하는 영상 데이터에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 픽셀들 각각에 제공되는 제1 내지 제4 데이터 전압들을 생성하는 구동 회로를 포함하고,
    상기 구동 회로는,
    상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터 사이의 비율에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 픽셀들 각각에 대응되는 제1 내지 제4 변조 데이터를 생성하는 영상 데이터 처리 장치; 및
    상기 제1 내지 제4 변조 데이터에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 데이터 전압들을 생성하는 데이터 드라이버를 포함하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 처리 장치는,
    상기 비율에 기초하여 상기 제4 픽셀의 이용률을 계산하고, 상기 이용률에 기초하여 상기 제4 변조 데이터의 값을 계산하는 발광량 계산기; 및
    상기 제4 변조 데이터의 상기 값에 기초하여 상기 제1 내지 제3 데이터의 값들을 조절함으로써, 상기 제1 내지 제4 변조 데이터를 생성하는 영상 데이터 변환기를 포함하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 처리 장치는,
    상기 영상 데이터 이전에 누적된 영상 데이터에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 픽셀들에 대응되도록 상기 영상 데이터를 조절하는 전처리기를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 처리 장치는,
    상기 제1 내지 제4 변조 데이터에 기초하여 상기 제1 내지 제4 픽셀들 각각의 열화 정보를 계산하는 열화 정보 계산기를 더 포함하고,
    상기 비율에 대한 상기 이용률의 변환 함수는 상기 열화 정보에 기초하여 조절되는 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 픽셀은 레드 컬러 픽셀이고, 상기 제2 픽셀은 그린 컬러 픽셀이고, 상기 제3 픽셀은 블루 컬러 픽셀이고, 상기 제4 픽셀은 옐로우 컬러 픽셀인 표시 장치.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 제2 컬러와 상기 제3 컬러를 혼합한 제5 컬러에 대응되는 제5 픽셀을 더 포함하고,
    상기 영상 데이터 처리 장치는 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터 사이의 비율에 기초하여, 상기 제5 픽셀에 대응되는 제5 변조 데이터를 더 생성하고,
    상기 데이터 드라이버는 상기 제5 변조 데이터에 기초하여 제5 데이터 전압을 더 생성하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 데이터의 값이 상기 제3 데이터의 값보다 큰 경우, 상기 제4 변조 데이터의 값은 상기 제5 변조 데이터의 값보다 크고, 상기 제3 데이터의 상기 값이 상기 제1 데이터의 상기 값보다 큰 경우, 상기 제5 변조 데이터의 상기 값은 상기 제4 변조 데이터의 상기 값보다 큰 표시 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 픽셀은 레드 컬러 픽셀이고, 상기 제2 픽셀은 그린 컬러 픽셀이고, 상기 제3 픽셀은 블루 컬러 픽셀이고, 상기 제4 픽셀은 옐로우 컬러 픽셀이고, 상기 제5 픽셀은 시안 컬러 픽셀인 표시 장치.
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