KR100397437B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법 및 그의감소장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법 및 그의감소장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법에 관한 것으로, 특히 동화상에서 보상 등화펄스를 가감하여 의사윤곽을 감소시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법 및 그 감소장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법은 표시기간과 비표시기간으로 나누어 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널에 표시될 동영상에서 발생되는 의사윤곽을 감소하도록 보상 등화펄스를 생성하는 플라즈마 디스플레이 패널 화상데이터 처리에서, 비표시기간을 고려하여 동영상의 밝기를 예측하는 단계와, 동영상에서 소정의 밝기차가 나타나는 화소영역을 검출하는 단계와, 밝기차를 보상하기 위한 등화펄스를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 화소영역의 표시기간의 온/오프를 제어하여 보상 등화펄스를 가감함으로써 동화상의 의사윤곽을 감소할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법 및 그의 감소장치{Decreasing Method of False Contour Noise in Plasma Display Panel and Decreasing Apparatus Thereof}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법에 관한 것으로, 특히 동화상에서 의사윤곽의 발생을 방지하기 위해 보상 등화펄스를 가감하여 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법 및 그 감소장치에 관한 것이다.
최근의 표시장치의 대형화에 따라 박형의 표시장치가 요구되고, 이 때문에 각 종류의 박형의 표시장치가 제공되어 있다. 예를 들어, 디지탈 신호대로 표시하는 매트릭스 패널, 플라즈마 디스플레이 등의 가스방전 패널, DMD(Digital Micromirror Device), EL 표시장치, 형광표시관 및 액정표시장치 등이 제공되어 있다. 이러한 박형의 표시장치의 경우, 특히 가스방전패널은 간단한 프로세스이므로 대화면이 용이한 것, 자기 발광형의 표시품질이 좋은 것 또는 응답속도가 빠른 것 등의 이유로 대화면에서 직시형의 고품위 텔레비전(HDTV)용 표시장치로서 주목되고 있다. 그러나 이와 같은 표시장치에 있어서 특히, 동화상부의 중간조 표시에서 흐트러짐이 생겨 표시품위를 해친다는 문제가 있다. 이에 대하여, 정(+) 또는 부(-)의 등화펄스를 원신호에 중첩하여 조윤곽을 저감하는 것이 고려되고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"이라 함)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다. 특히, 3전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1은 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀을 나타내는 사시도를 나타내는 것이다.
도 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(10) 상에 형성되어진 주사전극(12Y) 및 유지전극(12Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스전극(20X)을 구비한다. 주사전극(12Y)과 유지전극(12Z)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전층(14)과 보호막(16)이 적층된다. 상부 유전층(14)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(16)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(14)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(16)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 어드레스전극(20X)이 형성된 하부기판(18) 상에는 하부 유전층(22), 격벽(24)이 형성되며, 하부 유전층(22)과 격벽(24) 표면에는 형광체(26)가 도포된다. 어드레스전극(20X)은 주사전극(12Y) 및 유지전극(12Z)과 교차되는 방향으로 형성된다. 격벽(24)은 어드레스전극(20X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(26)는 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상/하판과 격벽 사이에 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
이러한 구조의 PDP 셀은 어드레스전극(20X)과 주사전극(12Y) 사이의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(12Y, 12Z) 사이의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. PDP 셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(26)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 셀들을 가지는 PDP는 화상을 표시하게 된다. 이 경우, PDP는 비디오 데이터에 따라 셀의 방전유지기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(Gray Scale)를 구현하게 된다.
이러한 PDP의 구동방법으로는 어드레스기간과 디스플레이기간, 즉 방전유지기간으로 분리되어 구동되게 하는 도 2와 같은 어드레스/표시 분리형 서브필드 (Address and Display Period Separated ; 이하 'ADS'라 함) 구동방법이 대표적이다. ADS 구동방법에서는 한 프레임을 n비트 영상 데이터의 각 비트에 해당하는 n개의 서브필드로 분할하고, 각 서브필드를 다시 어드레스기간과 방전유지기간으로 분할한다. 여기서, 각 서브필드의 어드레스기간은 동일하고 방전유지기간에 20:21:22:…:2n-1비율의 가중치를 부여하여 그 디스플레이 기간들의 조합에 의해 계조를 표현하게 된다. 각 서브필드의 어드레스기간에는 전화면을 초기화하는 리셋기간이 포함되어 있다.
또한 PDP의 구동방법은 도 3과 같이 한 필드를 1,2,4,8,16,32,64,128의 명도로 표현할 수 있는 서브필드로 분할하고, 서브필드 단위로 어드레스를 수행하여 각서브필드를 온/오프(On/Off) 시킬지를 결정하는 방식으로 256명도 모두를 표현하게 된다. 이런 방식으로 영상의 밝기를 표시하는 것은 동영상 디스플레이시 움직이는 물체 주위에 눈에 거슬리는 윤곽들은 만들어 내어 화질을 저하시키는데 이를 의사 윤곽(False Contour Noise)이라 한다. 이에 의한 의사윤곽의 원인은 화면 상에서 움직이는 물체를 쫓아가는 성향과 1 프레임 표시 기간(16.7 ms) 동안 망막 상에 고정된 한 위치에서 움직이는 물체 주변에 인접한 셀들의 밝기까지 함께 누적되어 실제 밝기와 다른 밝기를 사람이 인지하는 데 있다.
도 4는 도 3에 도시된 기본 서브필드 배열에 대해 127, 128명도에서 일어나는 의사윤곽 현상을 설명하는 것이다.
도 4를 참조하면, 도 4a는 좌측에서 우측으로 표시 화상을 1 프레임마다 1 화소 스크롤한 상태를 나타낸 것으로서, 127에서 128로 읽는 중에 도 4b와 같이 127명도와 128명도만을 읽는 (A)와 (C)는 정상적으로 보이지만 127에서 128명도로 바뀌는 경계부를 읽는 (B)의 경우에는 255와 같은 의사윤곽이 나타나게 된다. 이때 화면 상에 검은 라인이 생겨나 화상의 질을 저하시키게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 여러가지 방식들이 제안되어 왔다. 서브필드의 순서를 바꿈으로써 의사윤곽을 줄이는 방법, 서브필드의 최상위 비트(MSB)를 분할함으로써 의사윤곽을 줄이는 방법, 멀티레벨 서브필드(Multi-Level Subfield)방법, 등화펄스(Equalizing Pulse)를 넣는 방법, 모션벡터(Motion Vector)를 가지고 움직임 보상(Motion Compensation)하는 방법 등이 있다.
이런 여러가지 방법들 중에서 모션 벡터를 이용해서 등화펄스를 넣거나 움직임 보상하는 방법이 선명도 등을 손상함이 없이 의사윤곽을 감소하는 방법이 현재 각광받는 방법이다. 특히, 의사윤곽을 감소하기 위한 등화펄스를 넣는 방법을 개시하는 일본 특개평 10-133623에 나타난 바에 의해 중간조 표시 방법(등화 펄스 방법)은 PDP의 방전셀에 가한 등화펄스의 총량을 일정하게 유지하고, 표시화상의 움직임에 대하여 인식된 발광강도 패턴의 장소적 변화가 일정하게 되도록 각 등화펄스에 웨이팅(Weighting)을 하는 것이다. 이에 의해, 모든 발광 광다발에 변화를 주는 것은 아니고, 휘도의 흐트러짐을 작게 할 수 있다.
도 5는 127, 128명도에서의 패널의 발광 현상을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 화상을 좌방향으로 3 화소/프레임의 속도로 이동하는 경우를 나타내고, 횡축은 시간 t(프레임 시간: 1F, 2F, 3F)로 나타내고, 종축은 디스플레이 패널의 수평선 상에서의 위치 X(화소 A,B,C)로 나타내고 있다. 여기에는 단색 표시를 고려하지만, 컬러 표시의 경우는 각각의 색(R,G,B)에 대해서 고려하고 이들을 더하여 합하면 된다. 또한, 화소의 면적은 충분히 작게 된다.
종선은 각 화소의 발광 상태를 나타내는데, 제1 프레임(0≤t < F)에서 픽셀 A∼C 및 P는 비발광, 픽셀 D∼I는 127레벨에서 발광하고, 픽셀 J∼O는 128레벨에서 발광하고 있다. 따라서, 제1 프레임(0≤t < F)의 전반에는 픽셀 D∼I가, 픽셀 J∼O가 발광한다. 제2 프레임(F≤t < 2F)에서는 픽셀 A∼F가 127레벨에서 발광하고, 픽셀 G∼L은 128레벨로 바뀌어 발광하기 때문에, 제2 프레임의 전반에는 픽셀 A∼F가 발광하고, 그리고 후반에는 픽셀 G∼L이 발광한다. 제3 프레임(2F≤t < 3F)에서는 픽셀 A∼C가 127레벨에서 발광하고, 픽셀 D∼I는 128레벨에서 발광하게된다. 이하, 동일한 발광 패턴이 계속된다.
패널 내의 모든 수평 라인에 동일한 패턴을 표시하면, 눈에는 세로에 긴 벨트 패턴이 보인다. 이 벨트의 좌측 반의 6픽셀은 127레벨, 우측 반의 6픽셀은 128레벨에서 발광하고 있다.
또한 발광 패턴은 3픽셀/프레임의 속도로 왼쪽 방향으로 이동하고 있다. 발광의 위치 및 시간적 변화는 이산적이지만, 눈은 이것을 순조로운 움직임으로써 잡고, 망막의 중심은 이 벨트 패턴을 쫓게 된다.
도 6은 도 5의 127, 128 명도에서 발생하는 의사윤곽 및 망막이 인식하는 발광강도의 변화를 나타내는 것이다.
도 6a를 참조하면, 화상이 좌방향으로 이동하는 경우에는 눈이 패턴을 쫓기 때문에 망막상에 투영되는 화소는 상대적으로 망막위를 우방향으로 이동한다. 따라서 도 6a와 같이 우측 아래의 직선위를 움직이게 된다. 도 6a에서 좌측은 127 계조 레벨이고, 또 우측은 128 계조 레벨이다. 종축의 화소 기호 A∼P는 시간 t=0인 때의 위치이고, 시간(t)에 따라 우방향으로 이동한다.
도 6b는 시간 t=0.5F와 1.5F의 사이(1프레임의 길이에 대응)의 발광을 적분한 것으로서, 127레벨과 128레벨 사이에는 어두운 발광부(DP)가 나타나고 있다. 0.5F와 1.5F 사이에서는 픽셀 G,H 및 I의 3화소가 제1 프레임(1F)과 제2 프레임(2F) 사이에 127레벨에서 128레벨로 이동하기 때문에 전혀 발광하지 않는 기간이 1 프레임(0.5F 내지 1.5F)가 생기는 것이 되고, 이것이 어두운 발광부(DP)가 발생하는 원인이다. 이런 어두운 혹은 밝은 발광부를 감소시키기 위해서 3개의 화소(G,H,I)에 등화 펄스에 웨이트를 부여한 방법을 제안한 것이다.
도 7은 종래 기술에 따른 등화펄스에 웨이팅을 한 예를 나타낸 것으로, 즉, 화소 G, H, I에 대하여 각각 원신호에 정(+)의 웨이팅 등화펄스(EPA)를 중첩하는 것을 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 화소 G에 대하여 휘도 레벨 127의 제1 등화펄스(EPA1)를 부가하고. 화소 H에 대하여 휘도레벨 63의 제2 등화펄스(EPA2)를 부가하고, 화소 I에 대하여 휘도 레벨 0의 제3 등화펄스(EPA3)를 부가(즉, 화소 I에는 등화펄스를 부가하지 않는다)되게 한다. 이들의 등화펄스의 총량(EPA1+EPA2+EPA3= 127+63+0=190)은 도 6에서 가한 등화펄스의 총량(3*EPA=189)과 대략 같게 설정된다. 이로써 도 7b에 도시된 망막이 인식하는 발광강도는 도 6b와 비교하여 어두운 발광부(DP)가 없어짐을 알 수 있다.
도 8은 도 5에 도시된 발광패턴에 일본 특개평 10-133623에 의해 웨이팅한 등화펄스를 중복 기재한 상태를 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 화상을 좌방향으로 3화소/프레임의 속도로 이동하는 경우, 수평방향의 G선의 표시계조가 프레임 사이에 걸쳐 127레벨에서 128레벨로 변화하는 위치에 대하여 휘도 레벨 127의 제1 등화펄스(EPA1)(예를 들어, SF0∼SF6 : 도면중의 사선부분)를 원신호에 중첩하고, 또 수평방향의 H선의 표시계조가 프레임 사이에 걸쳐 127 레벨에서 128 레벨로 변화하는 위치에 대하여 휘도 레벨 63의 제2 등화펄스(EPA2)(예를 들어, SF0∼SF5 : 도면중의 사선부분)를 원신호에 중첩한다. 또한, 수평방향의 I선 표시계조가 프레임 사이에 걸쳐 127 레벨에서 128 레벨로 변화하는 위치에 대해서는 휘도 레벨 0의 제3 등화펄스(EPA3)를 원신호에 중첩 즉, 원신호대로 한다. 이에 의해, 동화상에 발생하는 중간조의 흐트러짐을 방지할 수 있다.
그러나 종래기술의 등화펄스를 사용한 의사윤곽 감소방법은 도 2에서 설명한 바와 같이 1 프레임의 모든 시간을 발광시간으로 하고, 각 서브필드를 어드레스기간과 방전유지기간으로 분할하여 구동하였다. 이에 따른 의사윤곽이 생기는 양을 계산한 후 등화 펄스를 가함으로써 의사윤곽을 감소시키는 방법을 제안했다. 또한 주로 127과 128에서나, 63과 64, 15와 16, 7과 8에서(디폴트 8 서브필드 경우) 생기는 의사윤곽 감소에만 집중을 하였다.
도 9는 종래의 기술에 따른 망막에서 인식되는 의사윤곽의 양을 나타내는 것이다.
도 9를 참조하면, 127과 128의 영상이 3화소/프레임의 속도로 그레이(Gray ; RGB 한쌍)가 오른쪽에서 왼쪽으로 이동할 때 망막에서 느껴지는 의사윤곽의 양을 나타낸 것이다.
휘도 레벨이 127에서 128로 변화할 경우, 127과 128 경계부의 휘도 레벨이 85, 21, 85로써 다른 값보다 현저히 낮게 나타남을 알 수 있다. 이로 인하여 127과 128의 경계부에 검은 라인의 의사윤곽이 표현된다. 이는 1프레임 모든 시간동안을 발광시간으로 하여, 각 비트의 발광이 현재 화소 및 다음 화소들의 표시에 미치는 영향을 나타낸 표 1로서 알 수 있다.
retinal position WO W1 W2 W3
b0 0.988235 0.011765 0 0
b1 1.941176 0.058824 0 0
b2 3.741176 0.258824 0 0
b3 6.917647 1.082353 0 0
b4 11.57647 4.42353 0 0
b5 14.11765 17.88235 0 0
b6 2.717646 50.65882 10.62353 0
b7 0 10.62353 74.37648 43.00001
sum of bits 42 84.99999 85.00001 43.00001
V=3[P/F], 화소(RGB 쌍) : 굵은 숫자, b : 비트, W : 망막 위치
표 1을 통해 보면 각 비트에 해당되는 발광이 망막이 인식하는 위치(W0) 뿐만 아니라 다음 망막이 인식하는 위치(W1) 까지 영향을 미치게 됨을 알 수 있다. 즉, 각 비트에 해당하는 휘도의 총합을 통하여 살펴보면 망막이 인식하는 원 위치(W0)에서 다른 위치(W1,W2,W3) 까지 42, 85, 85, 43 등의 휘도값이 배열된다. 이러한 휘도값의 배열은 127과 128 경계부에 의사윤곽이 나타나게 되는 원인이다.
따라서 1 프레임 모든 시간을 발광하여 의사윤곽이 생기는 양을 파악하고, 이에 다른 등화펄스를 보상할 경우에는 정확한 의사윤곽 보상치를 구할 수 없다. 정확치 못한 의사윤곽 보상치는 결과적으로 의사 윤곽을 제거하지 못하고 심지어 화상을 더 나쁘게 나타나게 하는 경우도 있다. 또한, 127과 128, 63과 64 등의 그레이 레벨 이외에서도 비록 그 양은 작지만 의사윤곽이 나타나는 문제점이 발생된다.
본 발명의 목적은 1 프레임 내 임의의 시간 만을 발광하고, 발광하지 않는 시간에 의사윤곽이 감소되도록 보상 등화펄스를 가감함으로써 플라즈마 디스플레이패널의 의사윤곽 감소방법 및 그 감소장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 방전셀의 서브필드 구동방법을 설명하기 위한 프레임 구성도.
도 3은 기본적인 8서브 필드 배열을 설명하는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 기본 서브 필드 배열의 127, 128명도에서 일어나는 의사윤곽 현상을 설명하는 도면.
도 5는 종래의 발명에 따른 127, 128명도의 패널 상의 발광현상을 나타내는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 127, 128명도에서 발생하는 의사윤곽 및 망막이 인식하는 발광 강도의 장소적 변화를 나타내는 도면.
도 7은 종래 발명에 따른 등화펄스에 웨이팅 한 실시 예를 설명하는 도면.
도 8은 도 7에 도시된 중량감을 부여한 등화펄스를 부가하는 방법을 설명하는 도면.
도 9는 종래의 기술에 따른 망막에서 인식되는 의사윤곽의 양을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 방전셀의 서브필드 구동방법을 설명하기 위한 프레임 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 망막에서 느껴지는 의사 윤곽의 양을 나타내는 도면.
도 12는 도 11에서 0과 1 비트일 때 127 명도의 의사윤곽을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명에 따른 의사윤곽을 감소시키는 보상 등화펄스를 발생시킬 위치와 크기를 결정하는 방법을 설명하는 플로우 차트.
도 14는 도 10에 도시된 구동방법에 따라 127과 128의 왼쪽으로 3화소/프레임 이동할 때 의사윤곽의 양을 나타내는 도면.
도 15는 도 14에 의사 윤곽을 감소시키는 보상 등화펄스를 부가하는 것을 설명하는 도면.
도 16은 본 발명의 의사윤곽 감소방법에 따른 의사윤곽을 감소시키는 효과를 설명하는 도면.
도 17은 본 발명의 의사윤곽 감소방법에 따른 그레이 레벨 패턴의 효과를 설명하는 도면.
도 18은 도 13의 플로우 차트 중 4 단계를 상세히 설명하는 플로우 차트.
도 19는 본 발명의 의사윤곽 감소방법에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의구성을 설명하는 도면.
상기 목적을 달성하기 위하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법은 표시기간과 비표시기간으로 나누어 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널에 표시될 동영상에서 발생되는 의사윤곽을 감소하도록 보상 등화펄스를 생성하는 플라즈마 디스플레이 패널 화상데이터 처리에서, 상기 비표시기간을 고려하여 상기 동영상의 밝기를 예측하는 단계와, 상기 동영상에서 소정의 밝기차가 나타나는 화소영역을 검출하는 단계와, 상기 밝기차를 보상하기 위한 등화펄스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
동영상의 밝기를 예측하는 단계는 상기 동영상의 화소영역들 각각에서 관찰자의 망막에 느껴지는 밝기를 측정하는 것을 특징으로 한다.
화소영역을 검출하는 단계는 인접한 상기 화소영역들 간에 발생되는 밝기를 비교하는 단계와, 상기 밝기차가 최대인 화소영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
밝기차를 보상하기 위한 등화펄스를 생성하는 단계는 상기 화소영역 표시기간의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 의사윤곽 감소장치는 표시기간과 비표시기간으로 나누어 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널에 표시될 동영상에서 발생되는 의사윤곽을 감소하도록 보상 등화펄스를 생성하는 플라즈마 디스플레이 패널 화상데이터처리장치에서, 입력 아날로그 데이터를 디지털 형태로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환기와, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 주사전극 및 유지전극을 구동하기 위한 스캔 드라이버와, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스전극을 구동하기 위한 데이터 드라이버와, 한 화소와 다음 화소의 움직임을 검출하는 동작 검출기와, 상기 움직임 검출에 의한 의사윤곽이 보상될 등화펄스의 크기를 계산하는 의사윤곽의 양 계산기와, 상기 계산된 의사윤곽의 크기를 보상하도록 표시기간의 온/오프를 제어하는 보상 등화펄스 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 10 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명에 따른 방전셀의 서브필드 구동방법을 설명하기 위한 프레임 구성도이다.
도 10을 참조하면, 1프레임 표시 기간(16.7ms) 내에 8 서브필드가 리셋기간, 어드레스기간, 유지기간 및 소거기간으로 구분한 것이다. 또한 1프레임 모든 시간동안을 발광시간으로 하지 않는다. 즉, 1프레임에는 각 서브필드에 속하지 않는 휴지 기간(rest time)이 존재하게 된다.
도 11은 도 10에 도시된 서브필드 구동방법에 의하여 127과 128의 영상이 3화소/프레임의 속도로 그레이가 오른쪽에서 왼쪽으로 이동할 때 망막에서 느껴지는 의사윤곽의 양을 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 휘도 레벨이 127에서 128로 변화할 경우 계조의 경계부에 레벨값이 127, 122, 55, 128로써 종래의 127, 85, 21, 85, 128과 비교하여 완만하게 그레이 레벨이 변화함을 알 수 있다. 이로써 종래 문제점인 경계부의 암선을 개선할 수 있게 된다.
(A) 영역은 도 10에 도시된 1 프레임의 서브필드를 나타낸 것이다. 이를 도 9와 비교하여 보면 1 프레임 시간 모두를 서브필드를 표시하는 데 사용치 않고 일부를 휴지 기간(rest time)으로 사용됨을 알 수 있다.
(B) 영역은 도 12에 도시된 127 명도의 0비트와 1비트 영역에서의 서브필드를 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 0비트의 경우에는 리셋기간과 어드레스기간에 각 화소를 어드레스한 후 0비트의 유지기간에는 방전셀의 방전을 통하여 W0과 W1의 망막 위치에 각각 0.818875와 0.181125의 휘도가 발생된다. 휘도가 발생되면 0비트의 소거기간, 1비트의 리셋기간 및 어드레스기간 동안 화소를 어드레스한 후 1비트의 유지방전하여 W0과 W1의 망막 위치에 각각 1.23725와 0.76275의 휘도가 발생된다.
이를 반복하게 되면 표 2에 도시된 바와 같이 각 비트의 발광에 따라 망막에 인식되는 휘도 양을 테이블로 표시할 수 있다.
retinal position WO W1 W2 W3
b0 0.818875 0.181125 0 0
b1 1.23725 0.76275 0 0
b2 1.6627 2.3373 0 0
b3 1.655 6.345 0 0
b4 0.000775 15.79485 0.204375 0
b5 0 23.87441 8.125601 0
b6 0 29.5472 34.45279 0
b7 0 11.79636 116.0393 0.164362
sum of bits 5.3746 90.63899 158.822 0.164362
V=3[P/F], 화소(RGB 쌍) : 굵은 숫자, b : 비트, W : 망막 위치
위의 결과를 통하여 1프레임 모든 시간을 발광한 경우보다 임의 시간만을 발광한 후 휴지 기간을 이용하여 보상 등화펄스를 인가할 경우 의사윤곽의 양상이 다름을 알 수 있다. 즉, 표 1에 나타난 42, 85, 85, 43보다 5, 91, 159, 0으로 한 위치에 휘도가 집중됨으로써 의사윤곽에 따른 검은 라인이 생성되는 것을 개선할 수 있게 된다.
도 13은 본 발명에 따른 의사윤곽의 양을 토대로 보상 등화펄스의 크기와 위치를 결정하는 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
제1 단계(32)는 영상이 3화소/프레임의 속도로 그레이가 오른쪽에서 왼쪽으로 이동할 때 각 비트의 발광이 망막에 인식되는 크기를 설정하는 단계이다. 이는 즉, 표 2와 같은 웨이팅(Weighting) 값을 구하는 과정으로, 동영상의 화소영역들 각각에서 관찰자의 망막에 느껴지는 밝기를 나타내는 것이다.
제2 단계(34)는 제1 단계(32)에서 구한 웨이팅 값에 따라 발생될 의사윤곽을 크기를 구하는 단계이다. 이는 다른 화소영역들 보다 밝기의 정도가 다른 화소영역과 그 영역에서의 밝기의 정도를 검출하는 단계이다.
제3 단계(36)는 제2 단계(34)에서 구한 발생될 의사윤곽의 크기와 원래의 영상의 차를 구해서 보상되어야 할 의사윤곽의 크기(eq[i][j])를 알게 되는 단계이다. 즉, 이는 의사윤곽이 발생되는 화소영역의 밝기와 인접 화소영역의 밝기의 차를 구하여 의사윤곽이 발생되는 것을 방지하기 위한 보상 등화펄스의 크기를 구하는 것이다.
제4 단계(38)는 보상되어야 할 의사 윤곽의 크기와 위치를 가지고 그 위치에서 켜주거나 꺼줄 비트를 결정하는 단계이다. 이는 전단계(36)에서 보상 등화펄스의 크기가 설정되면, 그 크기에 부합되는 화소영역의 표시기간인 비트를 온/오프시킬지를 정하여 의사윤곽을 보상하는 것이다.
이를 실시 예를 통하여 상세히 설명하면, 도 14는 프레임의 임의 시간을 서브필드 구동방법에 따라 발광한 경우 127과 128의 왼쪽으로 3화소/프레임 이동할 때 의사윤곽의 양을 나타낸 것이다.
이를 구동시 127과 128의 그레이 레벨 경계부에는 망막에 인식되는 휘도의 양은 121.6254, 54.57913, 127.8356 으로 나타난다.
이는 주변부 그레이 레벨과 비교하여 망막에 인식되는 휘도값이 낮음으로 인하여 망막에는 검은 라인의 의사윤곽으로 나타나게 된다.
도 15는 도 14에 도시된 127, 128 영상에서의 의사윤곽을 감소하기 위해 등화펄스를 부가하는 것을 나타낸다.
도 15를 참조하면, 의사윤곽을 감소시키기 위해서 127과 128의 경계부에 63의 등화펄스를 더해 줌으로써 보상해 주게 된다. 즉, 도 14에서 127과 128의 경계부의 망막에 인식되는 휘도값은 122, 55가 되어 검은 라인의 의사윤곽이 나타나기때문에 128명도에 63의 등화펄스를 더함으로써 의사윤곽을 감소하게 된다. 여기서 63은 0비트 내지 5비트에 해당되는 웨이팅 값을 합한 값이며, 5비트까지만 더한 이유는 6비트까지 더할 경우 필요한 양보다 많은 등화펄스를 보상함으로써 검은 라인의 의사윤곽을 제거하기 보다는 주변부보다 밝아지게 되는 의사윤곽을 낳게 되기 때문이다.
이를 통하여 63의 등화펄스(EP)를 부가하면 망막에 인식되는 휘도는 104, 136으로 나타난다. 이로써 원래 나타나야 할 128로 정확히 나타나지는 않지만 122, 55의 검은 라인 의사윤곽이 저감되어서 나타나게 된다. 이로써 의사윤곽을 감소시킬 수 있게 된다.
도 16은 본 발명에서 다른 실시 예에 따른 등화펄스 보상에 의해 의사윤곽이 감소된 효과를 본 영상과 비교하여 실제 영상으로 보여 주는 도면이다.
도 16a는 127과 128의 원래 영상이고, 도 16b는 종래 기술에 따른 3화소/프레임 나타날 때의 의사윤곽 영상을 나타낸 것으로서 영상에 검은 라인 의사윤곽이 나타남을 알 수 있다.
도 16c는 본 발명에 따른 등화펄스를 보상한 의사윤곽 영상을 나타낸 것으로서, 도 16b에 비해 암선이 인식되지 않을 정도로 개선됨을 알 수 있다.
도 17은 0부터 255의 그레이 레벨 패턴과 15, 16, 15, 31, 32, 31, 63, 64, 63, 127, 128, 127 패턴의 원래 영상, 의사윤곽 영상 및 등화펄스를 이용한 의사 윤곽을 제거한 영상을 나타내고 있다.
도 17a는 원래 영상, 도 17b는 의사윤곽 영상, 도 17c는 본 발명에 따른 등화펄스를 사용해서 의사윤곽을 감소한 영상으로 좌측으로 3화소/프레임 이동할 때 의사윤곽을 나타낸 것이다. 이를 통하여 보면, 본 발명에 따른 등화펄스 보상방법이 원래 영상에 가깝게 나타남을 알 수 있다.
본 발명에 따른 등화펄스 보상방법의 과정을 더 자세히 설명하면 다음과 같다. 특히, 도 13의 플로우 차트의 4단계(36)를 더 자세히 나타내면 도 18과 같다.
도 18을 참조하면, 먼저 도 13의 제1 및 제2 단계(32,34)에서 구한 각 비트에서의 인식되는 휘도 웨이트(Weight ; 이하 "W"라 함)와, 의사윤곽 양과 원래 영상의 차인 즉, 보상되어야 할 등화펄스(Eq[i][j]) 크기를 얻게 된다.(41)
다음 각 비트에서의 휘도 W를 내림차순으로 소팅(Sorting)한다.(42) 이 때 에 각 비트값(W00∼W37)에 해당하는 내림차순 소팅(42)하는 것은 휘도 W값에 따라 의사윤곽에 영향이 큰것부터 보상 등화펄스로 인가하기 위해서이다. 소팅한 후 영상의 모든 픽셀에서의 보상될 등화펄스 크기를 구하기 위해서 포 루틴(For Routine)(40)을 시작한다.(43)
의사윤곽의 양과 원래 영상의 차인 보상될 등화펄스(Eq[i][j]) 크기가 0보다 작으면 등화펄스를 가하던지, 아니면 등화펄스를 빼야하는지를 결정하게 된다.(44)
보상될 등화펄스(Eq[i][j]) 크기가 0보다 작으면 어두운 의사 윤곽이 나타나기 때문에 양(+)의 등화펄스(Equalizing Pulse ; EP)를 더하게 된다. 반면 Eq[i][j]값이 0보다 크면 밝은 의사 윤곽이 나타나기 때문에 음(-)의 등화펄스(EP)를 더하게 된다.
일단 보상될 등화펄스(Eq[i][j]) 크기가 0보다 작아서 어두운 의사윤곽이 나타날 경우에는 앞에서 소팅한 결과에 따라 W(Weight) 영향이 큰 순서대로 다음 단계(46)의 루틴을 실행하게 된다.(45)
소팅 결과에 따라 W 영향이 큰 순서대로 if구문 비교를 하게 된다. 픽셀에 그 비트가 온(On)되어 있는지 오프(Off)되어 있는지 비교를 한다. 이때 오프(Off)되어 있으면 그 비트를 온시켜 더하여 보상할 것인지를 결정하게 된다.(46)
보상 비트 결정은 보상될 등화펄스(Eq[i][j])의 크기와 W값의 합이 0보다 작을 경우 W를 보상하고, 0보다 크거나 같을 때에는 보상하지 않는다. 이를 반복함으로써 보상될 등화펄스의 크기를 만족하는 W값들이 속하는 비트(b0 내지 b6)를 온 시키도록 한다.
만약 보상될 등화펄스(Eq[i][j])의 크기가 0보다 커서 밝은 의사윤곽이 나타날 경우는 앞에서 소팅한 결과에서 따라 W(Weight) 영향이 큰 순서대로 다음 단계(48)의 루틴을 실행하게 된다.(47)
소팅 결과에 따라 W 영향이 큰 순서대로 if구문 비교를 통하게 되고, 픽셀에 그 비트가 온(On)되어 있는지 오프(Off)되어 있는지 비교한다. 이를 비교하여 온(On)되어 있으면 그 비트를 빼서 보상해도 되는지 안되는지 결정해서 보상할 비트를 결정하게 된다.(48) 보상 비트 결정은 Eq[i][j]값과 W값의 차가 0보다 클 경우 등화펄스 W를 빼고, 0보다 작거나 같을 때에는 보상하지 않게 된다.
이러한 방법으로 전체 픽셀에 대해 의사윤곽의 영향치를 비교하고 구해서 등화펄스를 보상하게 된다.
도 19는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소장치의구성을 설명하는 것이다.
도 19를 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 입력 아날로그 데이터를 디지털 형태로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환기(60)와, 감마보정된 역감마 보정하기 위한 역감마 보정기(62)와, 화소의 움직임을 1필드 동안 홀드(hold)하기 위한 1필드 지연기(64)와, PDP(74)의 주사전극 및 유지전극을 구동하기 위한 스캔 드라이버(72)와, PDP(74)의 어드레스전극을 구동하기 위한 데이터 드라이버(72)와, 등화펄스를 생성하기 위한 등화펄스 계산부(50)을 구비한다.
또한 등화펄스 계산부(60)에 의해 제어된 입력 영상신호를 패널(74)에서 구동하기 위한 제어신호를 표시 데이터 처리부(66)와 서브필드 처리기(68)를 구비한다.
아날로그/디지털 변환기(60; A/D)는 RGB 화상신호를 입력하는 입력라인과 역감마 보정기(62) 사이에 접속되어 입력라인으로부터의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 이를 역감마 보정기(62)에 공급한다.
역감마 보정기(62)는 아날로그/디지털 변환기(60)와 1필드 지연기(64) 사이에 접속되어 감마보정된 디지털 데이터를 역감마 보정하여 이를 표시데이터 처리부(66)에 공급한다.
1필드 지연기(64)는 역감마 보정기(62)와 표시데이터 처리부(66) 사이에 접속되어 한 화소와 다음 화소의 움직임을 검출하기 위해 1프레임 동안 한 화소의 데이터를 프레임 저장시킨다.
등화펄스 계산부(50)는 한 화소와 다음 화소의 움직임을 검출하는 동작 검출기(52)와, 움직임 검출에 의한 의사윤곽이 보상될 등화펄스의 크기를 계산하는 의사윤곽의 양 계산기(56)와, 계산된 의사윤곽의 크기를 보상하도록 화소영역에서의 각 비트의 온/오프를 제어하는 보상 등화펄스 제어기(54)를 구비한다.
동작 검출기(52)는 1필드 지연기(64)에 병렬로 접속되어, 1 필드 지연기(64)에 의하여 프레임 저장된 화소와 프레임 저장 전의 다음 화소의 움직임을 검출하고 움직임에 따른 밝기를 예측한다.
의사윤곽의 양 계산기(56)는 동작 검출기(52)와 보상 등화펄스 제어기(54) 사이에 접속되어 화소의 밝기차이를 비교하여 보상되어질 의사 윤곽의 양을 계산하여 보상 등화펄스 제어기에 공급한다.
보상 등화펄스 제어기(54)는 의사윤곽의 양 계산기(56)와 표시 데이터 처리부(66) 사이에 접속되어 계산된 의사윤곽의 양을 보상하도록 각 화소의 비트를 제어하여 표시 데이터 처리부(66)에 공급한다.
표시 데이터 처리부(66)에 공급된 입력 데이터는 서브필드 처리기(68)에 의해 제어된 후 주사전극 및 유지전극을 구동하기 위한 스캔 드라이버(72)와 어드레스전극을 구동하기 위한 데이터 드라이버(72)에 공급된다.
스캔 드라이버(72)와 데이터 드라이버(72)에 공급된 각각의 구동신호를 통하여 PDP(74)는 의사윤곽이 감소된 채로 영상 데이터를 표시하게 된다.
상술한 바에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법은 플라즈마 디스플레이 패널의 모든 프레임을 발광시키지 않고 발광되지 않는 기간에 의사윤곽을 감소시키는 보상 등화펄스를 가감하게 함으로써 선명한 영상을 나타낼 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 표시기간과 비표시기간으로 나누어 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널에 표시될 동영상에서 발생되는 의사윤곽을 감소하도록 보상 등화펄스를 생성하는 플라즈마 디스플레이 패널 화상데이터 처리에 있어서,
    상기 비표시기간을 고려하여 상기 동영상의 밝기를 예측하는 단계와,
    상기 동영상에서 소정의 밝기차가 나타나는 화소영역을 검출하는 단계와,
    상기 밝기차를 보상하기 위한 등화펄스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동영상의 밝기를 예측하는 단계는 상기 동영상의 화소영역들 각각에서 관찰자의 망막에 느껴지는 밝기를 측정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소영역을 검출하는 단계는
    인접한 상기 화소영역들 간에 발생되는 밝기를 비교하는 단계와,
    상기 밝기차가 최대인 화소영역을 결정하는 단계를 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기차를 보상하기 위한 등화펄스를 생성하는 단계는 상기 화소영역 표시기간의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비표시기간은 리셋기간, 어드레스기간 및 소거기간인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소영역 표시기간의 온/오프를 제어하는 것은 상기 의사윤곽의 발생하는 영역의 밝기와 상기 인접 화소영역의 밝기의 차에 의하여 상기 보상 등화펄스를 가감하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소방법.
  7. 표시기간과 비표시기간으로 나누어 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널에 표시될 동영상에서 발생되는 의사윤곽을 감소하도록 보상 등화펄스를 생성하는 플라즈마 디스플레이 패널 화상데이터 처리장치에 있어서,
    입력 아날로그 데이터를 디지털 형태로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환기와,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 주사전극 및 유지전극을 구동하기 위한 스캔 드라이버와,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스전극을 구동하기 위한 데이터 드라이버와,
    한 화소와 다음 화소의 움직임을 검출하는 동작 검출기와,
    상기 움직임 검출에 의한 의사윤곽이 보상될 등화펄스의 크기를 계산하는 의사윤곽의 양 계산기와,
    상기 계산된 의사윤곽의 크기를 보상하도록 표시기간의 온/오프를 제어하는 보상 등화펄스 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    감마보정된 입력데이터를 역감마 보정하기 위한 역감마 보정기를 추가로 구비하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 역감마 보정된 상기 입력데이터를 1프레임 간 저장하기 위한 1필드 지연기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 의사윤곽을 감소시킨 입력데이터를 표시 패널에 적합하도록 하는 표시 데이터 처리부와 서브필드 처리기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 의사윤곽 감소장치.
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