CN104347025A - 用于转换数据的装置以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于转换数据的装置以及显示装置。用于转换数据的装置能够在不使图片质量变差的情况下增强锐度，其中用于转换数据的装置设置在显示装置中，显示装置具有多个单位像素，每个单位像素具有红、绿、蓝和白子像素，且用于转换数据的装置包括四色数据生成器和锐度增强器，四色数据生成器用于基于输入图像的红色、绿色和蓝色的三色输入数据来生成用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据，锐度增强器用于通过基于用于每个单位像素的白数据、按照相邻单位像素的亮度变化校正与边缘部分对应的单位像素的白数据来增强输入图像的锐度。

Description

用于转换数据的装置以及显示装置
对相关申请的交叉引用
本申请要求了提交于2013年7月31日的韩国专利申请号10-2013-009115的权益，该专利申请通过引用合并于此，就像在此完全阐述一样。
技术领域
本发明的实施例涉及显示装置，更具体地，涉及用于转换数据的装置，其能够在不使图片质量变差的情况下增强锐度，本发明的实施例还涉及使用了该装置的显示装置。
背景技术
随着多媒体的发展，诸如电视机的显示装置正变得越来越重要。因此，各种显示装置被广泛使用，例如，液晶显示装置、等离子体显示装置、有机发光显示装置等。
通常，根据预设的分辨率，显示装置可包括多个单位像素，其中，每个单位像素可包括红(R)、绿(G)和蓝(B)子像素。
为了改善每个单位像素的亮度，最近，已开发并利用了具有向每个单位像素额外地提供的白(W)子像素的显示装置。该显示装置将红色、绿色和蓝色的三色输入数据转换成红色、绿色、蓝色和白色的四色数据，并显示该四色数据。
为了在具有白(W)子像素的显示装置中实现具有良好图片质量的清晰图像，应用锐度增强技术来强化图像的边缘部分。在这种情况下，采用锐度增强技术的显示装置可包括用于转换数据的装置，该用于转换数据的装置增强了基于三色输入数据的输入图像的锐度，并将具有增强了的锐度的三色输入数据转换成四色数据。
用于转换数据的现有技术装置将用于每个单位像素的三色输入数据(RGB)转换成亮度分量(Y)和色度分量(CbCr)；通过分析用于每个单位像素的亮度分量(Y)并且校正输入图像的边缘部分的亮度分量(Y)来增强边缘部分的锐度；将亮度分量(Y')和色度分量(CbCr)转换成三色数据(R'G'B')；将该三色数据(R'G'B')转换成RGBW四色数据；并且输出该RGBW四色数据。
然而，该用于转换数据的现有技术装置可能具有以下缺点。
首先，由于图像边缘部分中的亮度分量(Y)的改变使得单位像素的RGB三色数据改变，所以锐度的改变变宽，从而过度的锐度增强发生，这可能导致图片质量变差。例如，如果对图1(a)中所示的图像执行根据现有技术的锐度校正过程，则振铃伪影(ringing artifact)发生，也就是说，图像边缘部分即黑色字母的周边区域看上去发白，如图1(b)中所示，从而导致图片质量变差。
而且，该用于转换数据的现有技术装置需要将RGB三色数据转换成亮度分量(Y)的步骤和将亮度分量(Y)重新转换成RGB三色数据的步骤。
发明内容
因此，本发明的实施例涉及基本上消除了由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题的、用于转换数据的装置以及使用了该装置的显示装置。
本发明实施例的一方面涉及提供用于转换数据的装置，其能够在不使图片质量变差的情况下增强锐度，并且涉及提供使用了该装置的显示装置。
本发明实施例的其它优点和特征将在以下说明书中部分阐述，并对本领域普通技术人员来说，在查看了以下内容后，将部分变得明确，或者可从本发明实施例的实施中得以知悉。可由在说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构实现或得到本发明实施例的目的和其它优点。
为了实现这些优点和其它优点，并根据本发明实施例的目的，如本文所实施且宽泛描述的，提供了一种用于转换包括多个单位像素的显示装置中的数据的装置，每个单位像素具有红、绿、蓝和白子像素，所述用于转换数据的装置可包括：四色数据生成器，所述四色数据生成器用于基于输入图像的红色、绿色和蓝色的三色输入数据来生成用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据；以及锐度增强器，所述锐度增强器用于通过基于用于每个单位像素的白数据、按照相邻单位像素的亮度变化校正与边缘部分对应的单位像素的白数据来增强所述输入图像的锐度。
此时，所述锐度增强器以每个单位像素为单位平移矩阵配置的掩模，并且校正与掩模中心对应的每个单位像素的白数据，以增强所述边缘部分的锐度。
而且，所述锐度增强器通过执行以下操作来增强边缘部分的锐度：通过对所述掩模中所包含的每个单位像素的白数据与在所述掩模的每个掩模单元中设定的边缘校正系数的卷积计算来计算用于所述掩模中所包含的每个单位像素的边缘校正值；通过将用于所述掩模中所包含的相应单位像素的边缘校正值相加来计算锐度校正值；并且根据所计算出的锐度校正值来校正与所述掩模的中心掩模单元对应的单位像素的白数据。
此外，该用于转换数据的装置可包括锐度增益值生成器，所述锐度增益值生成器用于根据每个单位像素的三色数据、基于用于每个单位像素的边缘强度来计算用于所述输入图像的锐度增益值。
此时，所述锐度增益值生成器可包括：边缘强度计算器，所述边缘强度计算器用于基于用于每个单位像素的三色数据来计算用于每个单位像素的边缘强度；边缘分布指数计算器，所述边缘分布指数计算器用于基于单位像素的总数目以及用于每个单位像素的边缘强度来计算用于所述输入图像的边缘分布指数；以及增益值计算器，所述增益值计算器用于根据所计算出的边缘分布指数来生成所述锐度增益值。
所述边缘分布指数计算器通过执行如下操作来计算所述边缘分布指数：将具有大于参考弱边缘强度的边缘强度的单位像素的数目与具有大于最小边缘强度并且小于所述参考弱边缘强度的边缘强度的单位像素的数目的比率与具有大于参考边缘强度的边缘强度的单位像素的数目占单位像素的总数目的比例相乘。
而且，所述增益值计算器将所述边缘分布指数与预设的边缘分布指数阈值相比较，并基于比较结果计算所述锐度增益值，其中，如果所述边缘分布指数大于所述边缘分布指数阈值，则所述锐度增益值是初始设定的增益值，并且其中，如果所述边缘分布指数等于或小于所述边缘分布指数阈值，则所述锐度增益值是通过执行以下操作计算出的：计算通过将所述边缘分布指数除以所述边缘分布指数阈值而获得的结果值；通过对所述结果值用预设指数值进行求幂来计算求幂值；并且将所述初始设定的增益值与所述求幂值相乘。
所述锐度增强器通过执行以下操作来增强边缘部分的锐度：通过对所述掩模中所包含的每个单位像素的白数据与在所述掩模的每个掩模单元中设定的边缘校正系数的卷积计算来计算用于所述掩模中所包含的每个单位像素的边缘校正值；将用于所述掩模中所包含的每个单位像素的边缘校正值与所述锐度增益值相乘；通过将用于所述掩模中所包含的相应单位像素的边缘校正值相加来计算锐度校正值，其中每个边缘校正值是通过向其施加所述锐度增益值而获得的；并且根据所计算出的锐度校正值来校正与所述掩模的中心掩模单元对应的单位像素的白数据。
在本发明实施例的另一方面中，提供了一种显示装置，其可包括：显示面板，所述显示面板包括多个单位像素，每个单位像素具有红、绿、蓝和白子像素、形成于由彼此交叉的多个数据线和扫描线限定的像素区域中；数据转换器，所述数据转换器用于：基于输入图像的红色、绿色和蓝色的三色输入数据来生成用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据；并且通过基于用于每个单位像素的白数据、按照相邻单位像素的亮度变化校正与边缘部分对应的单位像素的白数据来增强所述输入图像的锐度；以及面板驱动器，所述面板驱动器用于向所述扫描线提供扫描信号、将从所述数据转换器提供的所述四色数据转换成数据电压、并向所述数据线提供所述数据电压，其中，所述数据转换器包括上述用于转换数据的装置。
应理解，本发明实施例的以上一般性描述和以下详细描述是示例性和解释性的，并且意在为所要求保护的发明提供进一步的解释。
附图说明
包括了附图以提供对本发明实施例的进一步理解，将附图合并在本申请中并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例并且与说明书一起用来解释本发明实施例的原理。在附图中：
图1示出了被应用了现有技术数据转换方法的图像；
图2是示出了根据本发明第一实施例的用于转换数据的装置的框图；
图3是示出了图2中所示的锐度增强器的框图；
图4是示出了被用于图2中所示的锐度增强器的锐度校正掩模的横截面图；
图5示出了根据本发明第一实施例的用于由锐度增强器校正锐度的过程；
图6是示出了根据本发明第二实施例的用于转换数据的装置的框图；
图7示出了图6中所示的边缘强度计算器中所使用的边缘强度检测掩模；
图8示出了用于在图6中所示的边缘强度计算器中计算单位像素的边缘强度的方法；
图9是示出了图6中所示的锐度增强器的框图；
图10示出了根据本发明第二实施例的用于在锐度增强器中校正锐度的过程；
图11是示出了根据本发明该实施例的显示装置的框图；以及
图12示出了通过根据现有技术的数据转换方法显示的图像以及通过根据本发明的数据转换方法显示的图像。
具体实施方式
现将详细参照本发明的示例性实施例，其例子在附图中示出。在可能的地方，在全部附图中将使用相同的参考标号来指代相同或类似的部件。
在对本发明实施例进行解释时，应当理解关于术语的以下细节。
如果在上下文中没有明确规定，则单数表达的术语应当被理解为包括复数表达和单数表达。如果使用了诸如“第一”或“第二”的术语，其是将任一个元素与其它元素区分开。因此，权利要求的范围不受这些术语的限制。而且，应当理解，诸如“包括”或“具有”的术语并不排除一个或多个特征、数字、步骤、操作、元件、部件或它们的组合的存在或可能性。应当理解，术语“至少一个”包括与任一项相关的所有组合。例如，“第一元件、第二元件和第三元件当中的至少一个”可包括从第一、第二和第三元件中选择的两个或更多个元件的所有组合以及第一、第二和第三元件中的每个元件。
下面将参照附图详细描述根据本发明的用于转换数据的装置、使用了该装置的显示装置以及该显示装置的驱动方法。
图2是示出了根据本发明第一实施例的用于转换数据的装置的框图。
参照图2，根据本发明第一实施例的用于转换数据的装置1(以下称为“数据转换装置”)基于以帧为单位输入的输入视频帧的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)来生成用于包括红、绿、蓝和白子像素的每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W)；并且基于用于每个单位像素的白数据(W)、按照相邻单位像素的亮度变化来校正与边缘部分对应的单位像素的白数据。为此，根据本发明第一实施例的数据转换装置1可包括四色数据生成器10和锐度增强器30。
四色数据生成器10基于以帧为单位输入的输入视频帧的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)来生成用于包括红、绿、蓝和白子像素的每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W)。具体地，四色数据生成器10按每个单位像素从红色、绿色和蓝色的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)提取白数据(W)；并且基于所提取的白数据(W)来生成用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W)。例如，四色数据生成器10可通过从红色、绿色和蓝色的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)提取公共灰度值(或最小灰度值)来生成白数据(W)；并且可通过从红、绿和蓝输入数据(Ri,Gi,Bi)中的每一个减去白数据(W)来生成红、绿和蓝数据(R,G,B)。在另一例子中，四色数据生成器10可通过根据每个子像素的驱动和/或每个子像素的亮度的特性、基于每个单位像素的亮度特性而预设的数据转换方法来将三色输入数据(Ri,Gi,Bi)转换成四色数据(R,G,B,W)。在这种情况下，四色数据生成器10可通过韩国知识产权局中的未审查公布号P10-2013-0060476或P10-2013-0030598中公开的转换方法来将三色输入数据(Ri,Gi,Bi)转换成四色数据(R,G,B,W)。
锐度增强器30通过基于从四色数据生成器10以帧为单位提供的用于每个单位像素的白数据(W)、按照相邻单位像素的亮度变化校正与边缘部分对应的单位像素的白数据(W)来增强输入图像的锐度。也就是说，锐度增强器30基于用于每个单位像素的白数据(W)来以每个单位像素为单位平移掩模，并且校正用于与掩模中心对应的每个单位像素的白数据(W)，从而增强边缘部分的锐度。根据预定的数据接口方法，用于具有由锐度增强器30以帧为单位在边缘部分中增强了的锐度的每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W')被传送到显示装置的面板驱动器。
根据本发明第一实施例的数据转换装置1还可包括反伽马校正器(未示出)和伽马校正器(未示出)。
反伽马校正器通过去伽马校正来使以帧为单位输入的输入视频帧的红色、绿色和蓝色的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)线性化，并且向四色数据生成器10提供线性化的三色输入数据。相应地，四色数据生成器10将从反伽马校正器以帧为单位提供的线性化的三色输入数据转换成四色数据(R,G,B,W)。
伽马校正器对具有由锐度增强器30增强了的锐度的四色数据(R,G,B,W')进行伽马校正，从而实现非线性化。相应地，根据预定的数据接口方法，由伽马校正器非线性化的用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W')被传送到显示装置的面板驱动器。
图3是示出了图2中所示的锐度增强器的框图。图4是示出了被用于图2中所示的锐度增强器的锐度校正掩模的横截面图。图5示出了根据本发明第一实施例的用于由锐度增强器校正锐度的过程。
参照图3至图5，根据本发明该实施例的锐度增强器30可包括存储器32和边缘校正器34。
存储器32存储从四色数据生成器10以帧为单位提供的用于每个单位像素的四色数据(R,G,B,W)。
边缘校正器34基于存储在存储器32中的用于每个单位像素的白数据(W)来以每个单位像素为单位平移锐度校正掩模(SM)；并且校正与锐度校正掩模(SM)的中心对应的单位像素的白数据，从而增强边缘部分的锐度。
锐度校正掩模(SM)被用来通过掩模中所包含的单位像素的白数据(W)的使用来校正与掩模中心对应的单位像素的白数据(W)。锐度校正掩模(SM)设置有3×3矩阵配置的掩模单元，其中在每个掩模单元中预设了基于先前实验的边缘校正系数。在根据一个例子的锐度校正掩模(SM)的情况下，在锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元中设定的边缘校正系数(k(i,j))可具有正(+)值，而在除了中心掩模单元以外的周边掩模单元中设定的边缘校正系数(-k(i-1,j-1)、-k(i,j-1)、-k(i+1,j-1)、-k(i-1,j)、-k(i+1,j)、-k(i-1,j+1)、-k(i,j+1)、-k(i+1,j+1))可具有负(-)值。在这种情况下，在周边掩模单元当中相邻于中心掩模单元的左/右/上/下侧掩模单元中相同地设定的边缘校正系数(-k(i,j-1)、-k(i,j+1)、-k(i-1,j)、-k(i+1,j))可小于在周边掩模单元当中的角落掩模单元中相同地设定的边缘校正系数(-k(i-1,j-1)、-k(i+1,j-1)、-k(i-1,j+1)、-k(i+1,j+1))。
图4示出了3×3矩阵配置的锐度校正掩模(SM)，但并不限于该结构。锐度校正掩模(SM)的尺寸和在相应掩模单元中设定的边缘校正系数可根据显示面板的分辨率、逻辑尺寸或锐度校正条件如锐度校正精确度而变化。
下面将详细描述使用锐度校正掩模(SM)的边缘校正器34的操作。
首先，根据通过卷积计算与用于锐度校正掩模(SM)中所包含的每个单位像素的白数据(W(i-1,j-1)、W(i,j-1)、W(i+1,j-1)、W(i-1,j)、W(i,j)、W(i+1,j)、W(i-1,j+1)、W(i,j+1)、W(i+1,j+1))一一对应的边缘校正系数(-k(i-1,j-1)、-k(i,j-1)、-k(i+1,j-1)、-k(i-1,j)、k(i,j)、-k(i+1,j)、-k(i-1,j+1)、-k(i,j+1)、-k(i+1,j+1))，如图4和图5(a)中所示，可以计算用于锐度校正掩模(SM)中所包含的每个单位像素的白数据(W)的边缘校正值(-E(i-1,j-1)、-E(i,j-1)、-E(i+1,j-1)、-E(i-1,j)、E(i,j)、-E(i+1,j)、-E(i-1,j+1)、-E(i,j+1)、-E(i+1,j+1))，如图5(b)中所示。
然后，如图5(c)中所示，通过将锐度校正掩模(SM)中所包含的相应单位像素的边缘校正值(-E(i-1,j-1)、-E(i,j-1)、-E(i+1,j-1)、-E(i-1,j)、E(i,j)、-E(i+1,j)、-E(i-1,j+1)、-E(i,j+1)、-E(i+1,j+1))相加，边缘校正器34计算用于与锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据(W)的锐度校正值(S(i,j))。
然后，如图5(d)中所示，通过将图5(a)和5(c)中所示的与锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据(W(i,j))和锐度校正值(S(i,j))相加，边缘校正器34计算白校正数据(W')。
边缘校正器34将与锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据(W(i,j))在存储器32中更新为白校正数据(W')。
边缘校正器34以每个单位像素为单位平移锐度校正掩模(SM)；基于经平移的锐度校正掩模(SM)中所包含的每个单位像素的白数据(W)来生成前述边缘校正值、锐度校正值和白校正数据(W')；并且将与经平移的锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据在存储器32中更新为白校正数据(W')。最终，边缘校正器34以每个单位像素为单位平移锐度校正掩模(SM)，并重复执行前述过程，使得可以通过校正存储在存储器32中的与输入视频帧的边缘部分对应的单位像素的白数据来增强输入视频帧的锐度。
图6是示出了根据本发明第二实施例的数据转换装置的框图。图7示出了图6中所示的边缘强度计算器中所使用的边缘强度检测掩模。图8示出了用于在图6中所示的边缘强度计算器中计算单位像素的边缘强度的方法。图9是示出了图6中所示的锐度增强器的框图。
参照图6至图9，根据本发明第二实施例的数据转换装置100基于以帧为单位输入的输入视频帧的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)来生成用于包括红、绿、蓝和白子像素的每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W)和锐度增益值(SGain)；并且基于用于每个单位像素的白数据(W)和锐度增益值(SGain)、按照相邻单位像素的亮度变化来校正与边缘部分对应的单位像素的白数据。为此，根据本发明第二实施例的数据转换装置100可包括四色数据生成器110、锐度增益值生成器120和锐度增强器130。
四色数据生成器110基于以帧为单位输入的输入视频帧的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)来生成用于包括红、绿、蓝和白子像素的每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W)。图6中所示的四色数据生成器110在结构上与图2中所示的四色数据生成器10相同，因此将省略对使用四色数据生成器110的数据转换方法的详细描述。
锐度增益值生成器120基于以帧为单位输入的输入视频帧的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)来计算用于每个单位像素的边缘强度(EI)；在用于每个单位像素的边缘强度(EI)和全部单位像素的总数目的基础上、基于具有大于参考边缘强度的边缘强度(EI)的单位像素的数目占单位像素的总数目的比例以及具有强边缘强度的单位像素的数目与具有弱边缘强度的单位像素的数目的比率，来计算对应输入视频帧的边缘分布指数(EDI)；并且根据所计算出的边缘分布指数(EDI)来生成锐度增益值(SGain)。为此，锐度增益值生成器120可包括边缘强度计算器121、边缘分布指数计算器123和增益值计算器125。
边缘强度计算器121存储以帧为单位输入的输入视频帧的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)；并且基于用于每个单位像素的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)来计算用于每个单位像素的边缘强度(EI)。具体地，边缘强度计算器121基于用于每个单位像素的红色、绿色和蓝色的输入数据(Ri,Gi,Bi)的灰度值来计算用于每个单位像素的代表值；按每个单位像素平移边缘强度检测掩模(EIM)，并且基于用于边缘强度检测掩模(EIM)中所包含的每个单位像素的代表值来计算用于边缘强度检测掩模(EIM)中所包含的每个单位像素的边缘强度校正值；并且通过将相应单位像素的边缘强度校正值相加来计算用于与边缘强度检测掩模(EIM)的中心对应的每个单位像素的边缘强度(EI)。
用于每个单位像素的代表值可以是红色、绿色和蓝色的输入数据(Ri,Gi,Bi)的平均灰度值。
边缘强度检测掩模(EIM)被用来根据该掩模中所包含的单位像素的平均灰度值来校正与该掩模的中心对应的单位像素的边缘强度(EI)。边缘强度检测掩模(EIM)设置有3×3矩阵配置的掩模单元，其中在每个掩模单元中预设了基于先前实验的边缘强度检测系数。例如，在边缘强度检测掩模(EIM)的中心掩模单元中设定的边缘强度检测系数可具有值“1”，位于中心掩模单元的对角线方向上的每个角落掩模单元中设定的边缘强度检测系数可具有值“-1/4”，并且在相邻于中心掩模单元的左/右/上/下侧掩模单元中设定的边缘强度检测系数可具有值“0”。为了防止由于对包括局部强的边缘的图像的过度锐度增强而使图片质量变差，相邻于中心掩模的左/右/上/下侧掩模单元的边缘强度检测系数被设定为“0”，并且每个角落掩模单元的边缘强度检测系数被设定为“-1/4”。
下面将详细描述使用边缘强度检测掩模(EIM)的边缘强度计算器121的操作。
首先，通过对与用于边缘强度检测掩模(EIM)中所包含的每个单位像素的代表值一一对应的掩模单元的边缘强度检测系数的卷积计算，边缘强度计算器121计算用于边缘强度检测掩模(EIM)中所包含的每个单位像素的边缘强度校正值。
然后，边缘强度计算器121通过用下面的[数学公式1]将用于图8中所示的边缘强度检测掩模(EIM)中所包含的每个单位像素的边缘强度校正值相加，来计算与边缘强度检测掩模(EIM)的中心掩模单元对应的单位像素的边缘强度(EIG(i,j))。
[数学公式1]
EI G ( i , j ) = | G ( i , j ) - G ( i - 1 , j - 1 ) | + | G ( i , j ) - G ( i + 1 , j - 1 ) | + | G ( i , j ) - G ( i - 1 , j + 1 ) | + | G ( i , j ) - G ( i + 1 , j + 1 ) | 4
也就是说，可通过用上面的[数学公式1]、将通过将从与边缘强度检测掩模(EIM)的中心掩模单元对应的中心单位像素(G(i,j))的边缘强度校正值中减去与边缘强度检测掩模(EIM)的每个角落掩模单元对应的每个角落单位像素(G(i-1,j-1)、G(i+1,j-1)、G(i-1,j+1)、G(i+1,j+1))的边缘强度校正值而获得的每个绝对值相加而得到的结果值除以4来计算与边缘强度检测掩模(EIM)的中心掩模单元对应的单位像素的边缘强度(EIG(i,j))。
边缘分布指数计算器123通过下面的[数学公式2]、基于从边缘强度计算器121提供的用于每个单位像素的边缘强度(EI)来计算用于对应输入视频帧的边缘分布指数(EDI)。
[数学公式2]
EDI = SUM 2 SUM 1 × SUM 3 Tpixel
在上面的[数学公式2]中，“SUM2/SUM1”对应于输入视频帧中的具有强边缘强度的单位像素的数目与具有弱边缘强度的单位像素的数目的比率，其中“SUM1”是具有强边缘强度的单位像素的数目，也就是输入视频帧中的具有大于参考弱边缘强度的边缘强度(EI)的单位像素的数目，而“SUM2”是具有弱边缘强度的单位像素的数目，也就是输入视频帧中的具有大于最小边缘强度并且小于参考弱边缘强度的边缘强度(EI)的单位像素的数目。此外，“SUM3/Tpixel”是具有大于参考边缘强度的边缘强度(EI)的单位像素的数目占单位像素的总数目的比例，其中“SUM3”是输入视频帧中的具有大于参考边缘强度的边缘强度(EI)的单位像素的数目，而“Tpixel”是用于显示输入视频帧的单位像素的总数目。
边缘分布指数计算器123从边缘强度计算器121接收用于每个单位像素的边缘强度(EI)；通过将所接收到的用于每个单位像素的边缘强度(EI)与参考弱边缘强度、最小边缘强度和参考边缘强度中的每一个相比较并基于比较结果对对应单位像素的数目进行计数，计算具有强边缘强度的单位像素的数目(SUM1)、具有弱边缘强度的单位像素的数目(SUM2)以及具有大于参考边缘强度的边缘强度(EI)的单位像素的数目(SUM3)；并且通过上面的[数学公式2]的计算来计算用于输入视频帧的边缘分布指数(EDI)。随着具有强边缘强度的单位像素的数目的增加，边缘分布指数(EDI)减小。而且，随着具有强边缘强度的单位像素的数目的减少，边缘分布指数(EDI)增大。
增益值计算器125基于从边缘分布指数计算器123提供的输入视频帧的边缘分布指数(EDI)来计算对应输入视频帧的锐度增益值(SGain)。具体地，增益值计算器125可将预设的边缘分布指数阈值与边缘分布指数(EDI)相比较，并可根据比较结果、通过使用初始设定的增益值来计算锐度增益值(SGain)；或者可计算通过将边缘分布指数(EDI)除以边缘分布指数阈值而获得的结果值，通过对该结果值用预设指数值(Gainexp)进行求幂来计算求幂值，并通过将初始设定的增益值与该求幂值相乘来计算锐度增益值(SGain)。例如，如果边缘分布指数(EDI)大于预设的边缘分布指数阈值，则增益值计算器125确定对应的输入视频帧是具有弱锐度的图像(具有许多弱边缘分量的图像)，从而使用初始设定的增益值来计算锐度增益值(SGain)，并因此通过增强锐度来提高图像的图片质量。在这种情况下，锐度增益值(SGain)是与初始设定的增益值对应的恒定值，而无论边缘分布指数(EDI)如何。
在另一例子中，如果边缘分布指数(EDI)等于或小于预设的边缘分布指数阈值，则增益值计算器125确定对应的输入视频帧是具有强锐度的图像(具有许多强边缘分量的图像)，从而通过下面的[数学公式3]计算锐度增益值(SGain)，并因此在不束缚锐度的情况下维持图像，以实现良好的图像锐度，从而防止图片质量由于过度的锐度增强而变差。在这种情况下，使用恒定值计算锐度增益值(SGain)，其中初始设定的增益值根据边缘分布指数(EDI)的降低而按幂指数降低。
[数学公式3]
S Gain = G Initial × ( EDI TH EDI ) Gain exp
在上面的[数学公式3]中，“SGain”是锐度增益值，“GInitial”是初始设定的增益值，“EDI”是边缘分布指数，“THEDI”是边缘分布指数阈值。而且，指数值(Gainexp)可以是基于通过用于一般图像和图案图像的先前实验获得的边缘分布指数(EDI)而预设的恒定值。
而且，如上面的[数学公式2]中所示，边缘分布指数计算器123可通过计算一帧的输入图像中的具有强边缘强度的单位像素的数目与具有弱边缘强度的单位像素的数目之间的比率(SUM2/SUM1)来计算用于输入图像的边缘分布指数(EDI)。然而，在包括许多局部强的边缘分量的图像的情况下，边缘分布指数(EDI)可相对较高。在这种情况下，锐度增益值(SGain)由于高的边缘分布指数(EDI)而升高，从而可能通过锐度增强而发生颜色失真。因此，当图像包括局部强的边缘分量时，边缘分布指数计算器123降低边缘分布指数(EDI)，并因此降低锐度增益值(SGain)，从而优选地通过上面的[数学公式2]计算边缘分布指数(EDI)，而不因过度的锐度增强而导致颜色失真。
锐度增强器130基于从四色数据生成器110以帧为单位提供的用于每个单位像素的白数据(W)以及从锐度增益值生成器120以帧为单位提供的锐度增益值(SGain)、按照相邻单位像素的亮度变化来校正与边缘部分对应的单位像素的白数据(W)，从而增强输入图像的锐度。也就是说，锐度增强器130基于用于每个单位像素的白数据(W)和锐度增益值(SGain)来以每个单位像素为单位平移掩模，并且校正用于与掩模中心对应的每个单位像素的白数据(W)，从而增强边缘部分的锐度。然后，根据预定的数据接口方法，用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W')(其中边缘部分的锐度由锐度增强器30以帧为单位增强)被传送到显示装置的面板驱动器。为此，如图9中所示，锐度增强器130可包括存储器132和边缘校正器134。
存储器132存储从四色数据生成器110以帧为单位提供的用于每个单位像素的四色数据(R,G,B,W)。
边缘校正器134基于存储在存储器132中的用于每个单位像素的白数据(W)以及从锐度增益值生成器120以帧为单位提供的锐度增益值(SGain)来以每个单位像素为单位平移锐度校正掩模(SM)；并且校正与锐度校正掩模(SM)的中心对应的单位像素的白数据，从而增强边缘部分的锐度。下面将详细描述边缘校正器134的操作。
首先，如图4和图10(a)中所示，根据在边缘校正器134中通过卷积计算与用于锐度校正掩模(SM)中所包含的每个单位像素的白数据(W(i-1,j-1)、W(i,j-1)、W(i+1,j-1)、W(i-1,j)、W(i,j)、W(i+1,j)、W(i-1,j+1)、W(i,j+1)、W(i+1,j+1))一一对应的边缘校正系数(-k(i-1,j-1)、-k(i,j-1)、-k(i+1,j-1)、-k(i-1,j)、k(i,j)、-k(i+1,j)、-k(i-1,j+1)、-k(i,j+1)、-k(i+1,j+1))，可以计算用于锐度校正掩模(SM)中所包含的每个单位像素的白数据(W)的边缘校正值(-E(i-1,j-1)、-E(i,j-1)、-E(i+1,j-1)、-E(i-1,j)、E(i,j)、-E(i+1,j)、-E(i-1,j+1)、-E(i,j+1)、-E(i+1,j+1))，如图10(b)中所示。
然后，如图10(c)中所示，通过将用于锐度校正掩模(SM)中所包含的每个单位像素的边缘校正值(-E(i-1,j-1)、-E(i,j-1)、-E(i+1,j-1)、-E(i-1,j)、E(i,j)、-E(i+1,j)、-E(i-1,j+1)、-E(i,j+1)、-E(i+1,j+1))与锐度增益值(SGain)相乘，边缘校正器134计算锐度增益值(SGain)被施加于的用于每个单位像素的边缘校正值(-E'(i-1,j-1)、-E'(i,j-1)、-E'(i+1,j-1)、-E'(i-1,j)、E'(i,j)、-E'(i+1,j)、-E'(i-1,j+1)、-E'(i,j+1)、-E'(i+1,j+1))。
然后，如图10(d)中所示，通过将锐度增益值(SGain)被施加于的用于每个单位像素的边缘校正值(-E'(i-1,j-1)、-E'(i,j-1)、-E'(i+1,j-1)、-E'(i-1,j)、E'(i,j)、-E'(i+1,j)、-E'(i-1,j+1)、-E'(i,j+1)、-E'(i+1,j+1))相加，边缘校正器134计算用于与锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据(W)的锐度校正值(S(i,j))。
然后，如图10(e)中所示，通过将图10(a)和10(d)中所示的与锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据(W(i,j))和锐度校正值(S(i,j))相加，边缘校正器134计算白校正数据(W')。
边缘校正器134将与锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据(W(i,j))在存储器132中更新为白校正数据(W')。
边缘校正器134以每个单位像素为单位平移锐度校正掩模(SM)；基于用于经平移的锐度校正掩模(SM)中所包含的每个单位像素的白数据(W)、锐度增益值(SGain)被施加于的边缘校正值、锐度校正值和白数据(W')来生成前述边缘校正值；并且将与经平移的锐度校正掩模(SM)的中心掩模单元对应的单位像素的白数据在存储器132中更新为白校正数据(W')。最终，边缘校正器134以每个单位像素为单位平移锐度校正掩模(SM)，并重复执行前述过程，使得可以通过校正存储在存储器132中的与输入视频帧的边缘部分对应的单位像素的白数据来增强输入视频帧的锐度。
根据本发明第二实施例的数据转换装置100还可包括反伽马校正器和伽马校正器。
根据本发明实施例的数据转换装置1和100可将RGB三色数据转换成RGBW四色数据，并且可基于白数据(W)校正用于输入图像的边缘部分的白数据(W)，从而在不使图像的图片质量变差的情况下增强锐度。特别地，根据本发明的数据转换装置1和100可通过省略用于将RGB三色数据转换成亮度分量和将亮度分量重新转换成RGB三色数据的步骤来简化用于输入图像的锐度增强过程。
图11是示出了根据本发明该实施例的显示装置的框图。
参照图11，根据本发明该实施例的显示装置可包括显示面板310、数据转换器320和面板驱动器330。
显示面板310设置有构成每个单位像素的红、绿、蓝和白子像素(P)，其中构成每个单位像素的红、绿、蓝和白子像素(P)中的每一个中的有机发光二极管(OLED)发光，从而通过从每个单位像素发射的光在显示面板310上显示图像。为此，显示面板310可包括多个数据线(DL)和扫描线(SL)(其中数据线垂直于扫描线(SL)以限定像素区域)、平行于该多个数据线(DL)而形成的多个第一电力线(PL1)、以及垂直于该多个第一电力线(PL1)而形成的多个第二电力线(PL2)。
该多个数据线(DL)沿着第一方向以固定间隔形成，并且该多个扫描线(SL)沿着与第一方向垂直的第二方向以固定间隔形成。第一电力线(PL1)平行于该多个数据线(DL)而形成，并且相邻于数据线(DL)中的每一个而设置，并且第一电力线(PL1)被提供有来自外部的第一驱动电力。
第二电力线(PL2)中的每一个垂直于第一电力线(PL1)中的每一个，并且第二电力线(PL2)被提供有来自外部的第二驱动电力。在这种情况下，第二驱动电力可以是低于第一驱动电力的低电势电压电平，或者是地电压电平。
显示面板310可包括公共阴极电极来替代该多个第二电力线(PL2)。在这种情况下，公共阴极电极形成在显示面板310的整个显示区域上，并且公共阴极电极被提供有来自外部的第二驱动电力。
子像素(P)可包括有机发光二极管(OLED)和像素电路(PC)。
有机发光二极管(OLED)连接在像素电路(PC)与第二电力线(PL2)之间。有机发光二极管(OLED)与从像素电路(PC)提供的数据电流的量成比例地发光，从而发射具有预定颜色的光。为此，有机发光二极管(OLED)可包括与像素电路(PC)连接的阳极电极(或像素电极)、与第二驱动电力线(PL2)连接的阴极电极(或反射电极)以及在阳极电极与阴极电极之间形成的有机发光单元，其中有机发光单元发射具有红色、绿色、蓝色和白色中的任一种的光。有机发光单元可按空穴传输层/有机发光层/电子传输层的沉积结构形成，或者按空穴注入层/空穴传输层/有机发光层/电子传输层/电子注入层的沉积结构形成。此外，有机发光单元可包括用于提高有机发光层的发光效率和/或寿命的功能层。
像素电路(PC)使得与从面板驱动器330向数据线(DL)提供的数据电压(Vdata)对应的数据电流响应于从面板驱动器330向扫描线(SL)提供的扫描信号(SS)而在有机发光二极管(OLED)中流动。为此，像素电路(PC)可包括在用于形成薄膜晶体管的过程的衬底上形成的开关晶体管、驱动晶体管和至少一个电容器。
开关晶体管由被提供给扫描线(SL)的扫描信号(SS)开关，从而开关晶体管向驱动晶体管提供从数据线(DL)提供的数据电压(Vdata)。驱动晶体管由从开关晶体管提供的数据电压(Vdata)开关，从而驱动晶体管基于数据电压(Vdata)生成数据电流，并向有机发光二极管(OLED)提供所生成的数据电流，从而使得有机发光二极管(OLED)与数据电流的量成比例地发光。至少一个电容器维持用于一帧的被提供给驱动晶体管的数据电压。
在用于每个子像素(P)的像素电路(PC)中，驱动晶体管的阈值电压变化根据驱动晶体管的驱动时间而发生，从而导致图片质量变差。因此，根据本发明的有机发光显示装置还可包括补偿电路(未示出)以补偿驱动晶体管的阈值电压。
补偿电路可包括设置在像素电路(PC)之内的至少一个补偿晶体管(未示出)和至少一个补偿电容器(未示出)。补偿电路通过在电容器中存储驱动晶体管(T2)的阈值电压以及用于检测驱动晶体管(T2)的阈值电压的检测周期的数据电压来补偿每个驱动晶体管(T2)的阈值电压。
数据转换器320基于从外部系统本体(未示出)或图形卡(未示出)以帧为单位输入的输入视频帧的三色输入数据(Ri,Gi,Bi)来生成用于包括红、绿、蓝和白子像素的每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据(R,G,B,W)；并且通过基于用于每个单位像素的白数据(W)、按照相邻单位像素的亮度变化校正与边缘部分对应的单位像素的白数据来增强输入视频帧的锐度。数据转换器320包括参照图2至图10描述的第一或第二数据转换装置1或100，因此将省略对数据转换装置的详细描述。
面板驱动器330基于时序同步信号(TSS)生成扫描控制信号和数据控制信号；根据扫描控制信号生成扫描信号，并随后向扫描线(SL)提供所生成的扫描信号；并且将从数据转换器320提供的四色数据(R,G,B,W')转换成数据电压(Vdata)，并向数据线(DL)提供数据电压(Vdata)。为此，面板驱动器330可包括时序控制器332、扫描驱动电路334和数据驱动电路336。
时序控制器332根据从外部系统本体(未示出)或图形卡(未示出)输入的时序同步信号(TSS)来控制用于扫描驱动电路334和数据驱动电路336中的每一个的驱动时序。也就是说，时序控制器332基于诸如竖直同步信号、水平同步信号、数据使能信号、时钟信号等的时序同步信号(TSS)来生成扫描控制信号(SCS)和数据控制信号(DCS)；并且通过扫描控制信号(SCS)控制扫描驱动电路334的驱动时序，并且通过数据控制信号(DCS)控制数据驱动电路336的驱动时序。
而且，时序控制器332对准从数据转换器320提供的四色数据(R,G,B,W')以使得四色数据(R,G,B,W')适合于显示面板310的驱动；并且通过预设的数据接口方法来向数据驱动电路336提供对准了的红色、绿色、蓝色和白色的四色显示数据(Rd,Gd,Bd,Wd)。
数据转换器320可设置在时序控制器332中。在这种情况下，可在时序控制器332中形成程序类型的数据转换器320。
扫描驱动电路334根据从时序控制器332提供的扫描控制信号(SCS)来生成扫描信号(SS)，并随后向该多个扫描线(SL)提供扫描信号(SS)。
数据驱动电路336被提供有数据控制信号(DCS)和由时序控制器332对准了的四色显示数据(Rd,Gd,Bd,Wd)，并且还被提供有来自外部电源(未示出)的多个参考伽马电压。数据驱动电路336根据数据控制信号(DCS)、通过该多个参考伽马电压来将四色显示数据(Rd,Gd,Bd,Wd)转换成模拟型数据电压(Vdata)，并向对应的数据线(DL)提供该数据电压。
如上所述，根据本发明实施例的数据转换装置1和100以及使用了该数据转换装置的显示装置可将RGB三色数据转换成RGBW四色数据；并且基于白数据(W)校正输入图像的边缘部分的白数据(W)，从而在不使图片质量变差的情况下增强锐度。特别地，根据本发明实施例的数据转换装置1和100可通过省略用于将RGB三色数据转换成亮度分量和将亮度分量重新转换成RGB三色数据的步骤而简化用于增强输入图像的锐度的过程。
在根据本发明实施例的上述显示装置中，每个子像素(P)包括有机发光二极管(OLED)和像素电路(PC)，但不限于此结构。例如，每个子像素(P)可由液晶单元形成。最后，根据本发明实施例的显示装置可以是有机发光显示装置或液晶显示装置。
图12示出了通过根据现有技术的数据转换方法显示的图像以及通过根据本发明的数据转换方法显示的图像。
参照图12，在通过根据现有技术的数据转换方法显示的图像的情况下，由于将RGB三色数据转换成亮度分量，并将亮度分量重新转换成RGB三色数据，所以边缘部分的亮度改变使得单位像素的RGB三色数据改变，使得边缘部分看上去发白，也就是说，振铃伪影发生。而且，在字母图案图像或线条图案图像的边缘部分中示出了白边缘。
而且，在通过根据本发明的数据转换方法显示的图像的情况下，将RGB三色数据转换成RGBW四色，而不改变RGB三色数据的亮度分量，并且基于白数据(W)校正用于输入图像的边缘部分的白数据(W)，从而去除了振铃伪影，并因此增强了锐度。特别地，甚至在具有多个局部强的边缘分量的线条图案图像的情况下，也可以通过根据边缘分布指数施加锐度增益值来增强锐度而无颜色失真。
根据本发明，将RGB三色数据转换成RGBW四色数据，并且基于用于每个单位像素的白数据来校正用于输入图像边缘部分的白数据，使得可以在不使图片质量变差的情况下增强锐度。
而且，通过基于用于每个单位像素的边缘强度、根据输入图像的边缘分布指数施加锐度增益值，增强了输入图像的锐度。因此，甚至在具有许多局部强的边缘分量的图像的情况下，也可以增强锐度而无颜色失真。
而且，通过省略将RGB三色数据转换成亮度分量和将亮度分量重新转换成RGB三色数据的步骤，简化了用于输入图像的锐度增强过程。
对于本领域技术人员而言明显的是，可以在不脱离本发明精神或范围的情况下作出各种修改或变化。因此，如果对本发明的修改和变化在所附权利要求及其等价物的范围内，则本发明意在涵盖这些修改和变化。

Claims (12)

1.一种用于转换包括多个单位像素的显示装置中的数据的装置，每个单位像素具有红、绿、蓝和白子像素，所述用于转换数据的装置包括：
四色数据生成器，所述四色数据生成器用于基于输入图像的红色、绿色和蓝色的三色输入数据来生成用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据；以及
锐度增强器，所述锐度增强器用于通过基于用于每个单位像素的白数据、按照相邻单位像素的亮度变化校正与边缘部分对应的单位像素的白数据来增强所述输入图像的锐度。
2.根据权利要求1所述的用于转换数据的装置，其中，所述锐度增强器以每个单位像素为单位平移矩阵配置的掩模，并且校正与掩模中心对应的每个单位像素的白数据，以增强所述边缘部分的锐度。
3.根据权利要求2所述的用于转换数据的装置，其中，所述锐度增强器通过执行以下操作来增强边缘部分的锐度：通过对所述掩模中所包含的每个单位像素的白数据与在所述掩模的每个掩模单元中设定的边缘校正系数的卷积计算来计算用于所述掩模中所包含的每个单位像素的边缘校正值；通过将用于所述掩模中所包含的相应单位像素的边缘校正值相加来计算锐度校正值；并且根据所计算出的锐度校正值来校正与所述掩模的中心掩模单元对应的单位像素的白数据。
4.根据权利要求3所述的用于转换数据的装置，其中，在所述掩模的中心掩模单元中设定的边缘校正系数具有正(+)值，而在所述掩模的除了中心掩模单元以外的其余掩模单元中设定的边缘校正系数具有负(-)值。
5.根据权利要求2所述的用于转换数据的装置，还包括：
锐度增益值生成器，所述锐度增益值生成器用于根据每个单位像素的三色数据、基于用于每个单位像素的边缘强度来计算用于所述输入图像的锐度增益值。
6.根据权利要求5所述的用于转换数据的装置，其中，所述锐度增益值生成器包括：
边缘强度计算器，所述边缘强度计算器用于基于用于每个单位像素的三色数据来计算用于每个单位像素的边缘强度；
边缘分布指数计算器，所述边缘分布指数计算器用于基于单位像素的总数目以及用于每个单位像素的边缘强度来计算用于所述输入图像的边缘分布指数；以及
增益值计算器，所述增益值计算器用于根据所计算出的边缘分布指数来生成所述锐度增益值。
7.根据权利要求6所述的用于转换数据的装置，其中，所述边缘分布指数计算器通过执行如下操作来计算所述边缘分布指数：将具有大于参考弱边缘强度的边缘强度的单位像素的数目与具有大于最小边缘强度并且小于所述参考弱边缘强度的边缘强度的单位像素的数目的比率与具有大于参考边缘强度的边缘强度的单位像素的数目占单位像素的总数目的比例相乘。
8.根据权利要求6所述的用于转换数据的装置，其中，所述增益值计算器将所述边缘分布指数与预设的边缘分布指数阈值相比较，并基于比较结果计算所述锐度增益值，
其中，如果所述边缘分布指数大于所述边缘分布指数阈值，则所述锐度增益值是初始设定的增益值，并且
其中，如果所述边缘分布指数等于或小于所述边缘分布指数阈值，则所述锐度增益值是通过执行以下操作计算出的：计算通过将所述边缘分布指数除以所述边缘分布指数阈值而获得的结果值；通过对所述结果值用预设指数值进行求幂来计算求幂值；并且将所述初始设定的增益值与所述求幂值相乘。
9.根据权利要求5所述的用于转换数据的装置，其中，所述锐度增强器通过执行以下操作来增强边缘部分的锐度：通过对所述掩模中所包含的每个单位像素的白数据与在所述掩模的每个掩模单元中设定的边缘校正系数的卷积计算来计算用于所述掩模中所包含的每个单位像素的边缘校正值；将用于所述掩模中所包含的每个单位像素的边缘校正值与所述锐度增益值相乘；通过将用于所述掩模中所包含的相应单位像素的边缘校正值相加来计算锐度校正值，其中每个边缘校正值是通过向其施加所述锐度增益值而获得的；并且根据所计算出的锐度校正值来校正与所述掩模的中心掩模单元对应的单位像素的白数据。
10.根据权利要求9所述的用于转换数据的装置，其中，在所述掩模的中心掩模单元中设定的边缘校正系数具有正(+)值，而在所述掩模的除了中心掩模单元以外的其余周边掩模单元中设定的边缘校正系数具有负(-)值。
11.根据权利要求10所述的用于转换数据的装置，
其中，在所述掩模的周边掩模单元当中的每个角落掩模单元中设定的边缘校正系数具有负(-)值，并且
其中，在所述掩模的周边掩模单元当中相邻于中心掩模单元的左/右/上/下侧掩模单元中的每一个中设定的边缘校正系数具有负(-)值，并且其边缘校正系数小于在每个角落掩模单元中设定的边缘校正系数。
12.一种显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板包括多个单位像素，每个单位像素具有红、绿、蓝和白子像素、形成于由彼此交叉的多个数据线和扫描线限定的像素区域中；
数据转换器，所述数据转换器用于：基于输入图像的红色、绿色和蓝色的三色输入数据来生成用于每个单位像素的红色、绿色、蓝色和白色的四色数据；并且通过基于用于每个单位像素的白数据、按照相邻单位像素的亮度变化校正与边缘部分对应的单位像素的白数据来增强所述输入图像的锐度；以及
面板驱动器，所述面板驱动器用于向所述扫描线提供扫描信号、将从所述数据转换器提供的所述四色数据转换成数据电压、并向所述数据线提供所述数据电压，
其中，所述数据转换器包括根据权利要求1至11中的任一项所述的用于转换数据的装置。
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