KR100489878B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산방법 및 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동화상 표현시에 영상의 엣지부분을 강화하여 영상의 선명도를 높이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산방법 및 장치는 입력 영상에 대하여 이산 웨이브렛 변환과 역 이산 웨이브렛 변환을 연속으로 실시하여 상기 입력 영상의 엣지부분을 강조하고, 상기 엣지부분이 강조된 입력 영상에 대하여 오차확산을 실시한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산방법 및 장치{ERROR DIFFUSION METHOD AND APPARATUS OF PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로 특히, 동화상 표현시에 영상의 엣지부분을 강화하여 영상의 선명도를 높이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산방법 및 장치에 관한 것이다.
정보처리 시스템이 발전하고 그 보급이 확대됨에 따라 시각정보 전달 수단으로서 표시장치의 중요성이 높아지고 있다. 이러한 표시장치의 주종을 이루고 있는 음극선관(Cathod Ray Tube : CRT)은 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 등의 단점이 있다. 최근에는 음극선관의 단점을 해결할 수 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다) 등의 평판표시장치가 개발되고 있다.
PDP는 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 진공자외선에 의해 형광체를 여기 발광시킴으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 구조가 단순해짐으로 제작이 용이해지고 아울러 다른 평면 표시장치에 비하여 휘도 및 발광효율이 높다는 이점을 가진다. 특히, 교류 면방전형 PDP는 방전시 유전체에 축적되는 벽전하를 이용하고 상기 유전체를 이용하여 방전 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1을 참조하면, 교류 면방전형 PDP는 상판 전극(9)이 형성된 전면 유리기판(1)과, 어드레스전극(4)이 형성된 배면 유리기판(2)을 구비한다.
전면 유리기판(1)과 배면 유리기판(2)은 격벽(3)을 사이에 두고 평행하게 이격된다. 전면 유리기판(1), 배면 유리기판(2) 및 격벽(3)에 의해 마련되어진 방전공간에는 Ne+Xe, He+Xe, He+Ne+Xe 등의 혼합가스가 주입된다. 상판 전극(9)은 하나의 플라즈마 방전채널 내에 2 개가 한 쌍을 이루게 된다. 이 상판 전극(9) 각각은 폭이 넓은 투명전극과, 그 투명전극의 일측가장자리에 접속되는 폭이 좁은 금속버스전극을 포함한다. 한 쌍의 상판 전극(9) 중 어느 하나는 어드레스기간에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 어드레스전극(4)과 함께 대향방전을 일으킨 후에, 서스테인기간에 공급되는 서스테인펄스에 응답하여 인접한 상판 전극(9)과 면방전을 일으키는 스캔전극이다. 또한, 스캔전극과 한 쌍을 이루는 다른 상판 전극(9)은 서스테인펄스가 공통으로 공급되는 서스테인전극이다.
상판 전극들(9)이 형성된 전면 유리기판(1) 상에는 상판 유전체층(7)과 보호막(8)이 적층된다. 상판 유전체층(7)은 플라즈마 방전시 방전전류를 제한함과 아울러 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 한다. 보호막(8)은 통상 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지며, 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링으로 인하여 발생하는 상판 유전체층(7)의 손상을 방지하고 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다.
배면 유리기판(2)에는 어드레스전극들(4)을 덮도록 하판 유전체층(6)이 형성된다. 이 하판 유전체층(6)은 어드레스전극들(4)을 보호하는 역할을 한다. 하판 유전체층(6) 상에는 방전공간을 분할하기 위한 격벽들(3)이 형성된다. 하판 유전체층(6)과 격벽들(3)의 표면에는 진공자외선에 의해 여기되어 적, 녹, 청(R,G,B)의 가시광을 발생하는 형광체(4)가 형성된다.
이와 같은 PDP의 방전 메카니즘은 다음과 같다. PDP의 두 전극 사이에 전압이 인가되면 방전공간 내에 포텐셜(potential)이 형성되고 포텐셜에 의해 가스원자와 분자들이 충돌과 이온화가 진행되면서 픽셀 내에 방전이 발생된다. 이러한 가스 방전에 의해 생성된 하전입자들은 전극의 극성에 따라 유전층(7)의 표면에 쌓이게 된다. 이렇게 유전층(7)의 표면이 쌓인 음전하 및 양전하는 벽전하(Wall charge)라 하며, 벽전하에 의해 충전되는 픽셀의 전압은 벽전압이라 한다. 유전층(7)의 표면에 충분히 쌓인 벽전하의 극성이 전극에 인가되는 외부 전압의 극성과 반대이면, 그 벽전압과 외부전압이 상쇄되면서 방전이 소거된다. 외부전압의 극성이 반대로 되어 벽전압과 외부전압의 극성이 동일하게 되면 방전공간에 인가되는 총 전압은 외부전압과 벽전압의 합이 되고 그 전압이 방전개시 전압보다 크게 되면 픽셀 내에 방전이 발생된다.
PDP는 화상의 계조를 구현하기 위하여, 픽셀을 선택하기 위한 어드레스기간과 선택된 픽셀에서 표시방전을 일으키는 서스테인기간으로 분리되는 소위 ADS(Address and Display Seperated) 방식으로 시분할 구동된다. 즉, 한 프레임기간은 휘도 가중치에 따라 서스테인방전횟수가 다르게 설정된 여러 서브필드로 나뉘며, 각 서브필드는 리셋기간, 어드레스기간 및 서스테인기간으로 나뉘어진다. 예를 들어, 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)은 도 2와 같이 8개의 서브필드들(SF1 내지 SF8)로 나누어지게 된다. 8개의 서브 필드들(SF1 내지 SF8) 각각은 전술한 바와 같이, 리셋기간, 어드레스기간 및 서스테인기간으로 나누어지게 된다. 각 서브필드의 리셋기간과 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에 서스테인 기간과 그에 할당되는 서스테인펄스의 수는 각 서브필드에서 2n(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다. 영상의 계조는 서스테인펄스의 수에 따라 결정된다. 즉, 한 프레임기간 동안 서스테인방전이 많은 수로 일어나게 되면 그 만큼 밝은 화상이 표현되는데 반하여 서스테인방전이 작은 수로 일어나게 되면 그 만큼 화상의 발기가 떨어지게 된다.
그런데 상기한 서브필드 방식으로 동화상을 표시하면, 계조에 따라 움직이는 물체 주위에 눈에 거슬리는 윤곽들이 나타나게 되어 표시품질이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 의사 윤곽 노이즈(Pseudo contour noise)는 '폴스 콘터(false contour)'라고도 불리운다. 의사 윤곽 노이즈는 육안이 화면 상에서 움직이는 물체를 추종하는 성향과, 육안이 1 프레임 기간 동안 망막의 고정된 위치에서 움직이는 물체를 추종하는 성향 및 1 프레임 기간 동안 망막의 고정된 위치에서 움직이는 물체 주변에 인접하는 픽셀들의 밝기까지 함께 누적되어 실제 밝기와 다른 밝기를 사람이 인지하는 데에 그 원인이 있다. 이러한 동화상에서의 의사 윤곽노이즈를 저감시키기 위하여 오차확산회로가 이용되고 있다.
오차확산회로는 도 3과 같이 입력라인(10)과 출력라인(20) 사이에 폐루프 형태로 접속된 제1 가산기(11), 비교기(12), 제2 가산기(13) 및 에러필터(14)를 구비한다.
제1 가산기(11)는 입력라인(10)으로부터의 입력영상 I(v,h)와 에러필터(14)의 출력신호를 감산하여 입력영상 I(v,h)에서 에러필터(14)의 출력신호를 뺀 값을 비교기(12)와 제2 가산기(13)에 공급한다.
이 비교기(12)는 제1 가산기(11)로부터의 픽셀 데이터와 임계값을 비교하고 픽셀 데이터가 임계값보다 작으면 0을 출력하는 반면 픽셀 데이터가 임계값 이상이면 1을 출력한다.
제2 가산기(13)는 제1 가산기(11)로부터 입력되는 픽셀 데이터와 출력라인(20)으로부터의 출력 데이터 O(v,h)를 감산하여 입력 데이터에서 출력 데이터 O(v,h)를 뺀 양자화 에러 값을 출력한다.
에러필터(14)는 제2 가산기(13)로부터의 에러 값에 미리 설정된 계수를 곱하고 그 결과값을 제1 가산기(11)에 공급한다.
제2 가산기(13)에 의해 검출되는 양자화 에러는 제1 및 제2 가산기(11,13)와 에러필터(14)에 의해 현재 처리되고 있는 픽셀의 오른쪽에 인접하는 픽셀과 그 아래 라인에 인접하는 픽셀들에 확산된다.
그런데 오차확산회로는 동화상 의사윤곽 노이즈를 줄일 수 있지만 오차화산과정에서 영상의 엣지(edge) 부분이 흐려지는 블러링 현상이 나타나게 되어 동화상에서 선명도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 동화상 표현시에 영상의 엣지부분을 강화하여 영상의 선명도를 높이도록 한 PDP의 오차확산방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 오차확산방법은 입력 영상에 대하여 이산 웨이브렛 변환과 역 이산 웨이브렛 변환을 연속으로 실시하여 상기 입력 영상의 엣지부분을 강조하는 단계와; 상기 엣지부분이 강조된 입력 영상의 양자화 에러를 검출하는 단계와; 상기 양자화 에러를 인접한 픽셀들에 확산시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 PDP의 오차확산장치는 입력 영상에 대하여 이산 웨이브렛 변환과 역 이산 웨이브렛 변환을 연속으로 실시하여 상기 입력 영상의 엣지부분을 강조하는 엣지 강조부와; 상기 엣지 강조부로부터 입력되는 영상의 양자화 에러를 검출하고 상기 양자화 에러를 인접한 픽셀들에 확산시키는 오차확산부를 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PDP와 그 구동회로는 입력라인과 PDP(37) 사이에 접속된 감마 & 게인 조정부(31), 오차확산부(32), 서브필드 맵핑부(33) 및 데이터 구동부(34)를 구비한다.
이 PDP(37)는 스캔전극과 서스테인전극을 포함하는 서스테인전극쌍과, 그 서스테인전극쌍에 교차되는 어드레스전극을 구비한다. 서스테인전극쌍들과 어드레스전극들 사이에는 방전셀이 매트릭스 형태로 배치된다.
디지털 비디오 데이터(RGB)는 감마 & 게인 조정부(31)와 오차확산 & 디더링 처리부(32)를 거쳐 서브필드 맵핑부(33)에 입력된다.
감마 & 게인 조정부(31)는 적색 데이터(R), 녹색 데이터(G) 및 청색 데이터(B) 별로 디지털 비디오 데이터(RGB)를 감마 보정과 게인 보정을 실시한다.
오차확산부(32)는 감마 & 게인 조정부(31)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대하여 이산 웨이브렛 변환(Discrete Wavelet Transform : DWT)하여 영상의 엣지를 강조함과 아울러 그 디지털 비디오 데이터의 양자화 오차성분을 인접한 픽셀에 확산시켜 양자화 오차를 줄이고 계조표현을 세밀하게 한다.
서브필드 맵핑부(33)는 오차확산 & 디더링 처리부(32)로부터의 데이터를 미리 설정된 서브필드 패턴에 맵핑한다.
데이터 구동부(34)는 서브필드 맵핑부(33)로부터의 데이터를 래치하고 래치된 데이터를 1 수평기간마다 1 라인분씩 PDP(37)의 어드레스전극들에 공급한다.
스캔 구동부(35)는 PDP(37)의 스캔전극에 접속되어 스캔전극에 필요한 신호를 공급함으로써 스캔전극을 구동한다.
서스테인 구동부(36)는 PDP(37)의 서스테인전극에 접속되어 서스테인전극에 필요한 신호를 공급함으로써 서스테인전극을 구동한다.
도 5는 오차확산부(32)를 상세히 나타낸다.
도 5를 참조하면, 오차확산부(32)는 입력라인(10)과 출력라인(20) 사이에 폐루프 형태로 접속된 제1 가산기(51), 비교기(52), 제2 가산기(53) 및 에러필터(54)와, 입력라인(10)과 비교기(52)의 입력단 사이에 접속된 엣지 강조부(50)를 구비한다.
그리고 엣지 강조부(50)는 이산 웨이브렛 변환기(55), 역 이산 웨이브렛 변환기(57) 및 제3 가산기(58)를 구비한다.
이산 웨이브렛 변환기(55)는 입력 영상 I(v,h)에 대하여 이산 웨이브렛 변환 을 실시하여 웨이브렛영역에서 수평성분의 변화분에 해당하는 h 웨이브렛 계수(56a), 수직성분의 변화분에 해당하는 v 웨이브렛 계수(56b), 대각성분의 변화분에 해당하는 c 웨이브렛 계수(56c)를 도출하고, 그 계수들(56a,56b,56c)를 역 이산 웨이브렛 변환기(57)에 공급한다.
역 이산 웨이브렛 변환기(57)는 이산 웨이브렛 변환기(55)로부터의 웨이브렛 계수들(56a,56b,56c)에 대하여 역 이산 웨이브렛 변환을 실시하여 입력 영상 I(v,h)에서 엣지부분이 강조된 데이터 IDWT(v,h)를 제3 가산기(58)에 공급한다.
제1 가산기(51)는 입력라인(10)으로부터의 입력영상 I(v,h)와 에러필터(54)의 출력신호를 감산하여 입력영상 I(v,h)에서 에러필터(54)의 출력신호를 뺀 값 I'(v,h)을 제2 가산기(53)와 제3 가산시(58)에 공급한다.
제3 가산기(58)는 제1 가산기(51)로부터의 데이터 I'(v,h)와 역 이산 웨이브렛 변환기(57)로부터의 데이터 IDWT(v,h)를 가산하고 그 결과값을 비교기(52)에 공급한다.
비교기(52)는 제3 가산기(58)로부터의 데이터 즉, 엣지가 강조된 데이터와 임계값을 비교하고 엣지가 강조된 데이터가 임계값보다 작으면 0을 출력하는 반면에 엣지가 강조된 데이터가 임계값 이상이면 1을 출력한다.
제2 가산기(53)는 제1 가산기(51)로부터 입력되는 입력 데이터와 출력라인(20)으로부터의 출력 데이터 O(v,h)를 감산하여 입력 데이터에서 출력 데이터 O(v,h)를 뺀 양자화 에러 값을 출력한다.
에러필터(54)는 제2 가산기(53)로부터의 에러 값에 미리 설정된 계수 예를 들면, 플로이드-스타인버그(Floyd-Steinberg) 계수를 곱하고 그 결과값을 제1 가산기(51)에 공급한다.
제2 가산기(53)에 의해 검출되는 양자화 에러는 제1 및 제2 가산기(51,53)와 에러필터(54)에 의해 현재 처리되고 있는 픽셀의 오른쪽에 인접하는 픽셀과 그 아래 라인에 인접하는 픽셀들에 확산된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 오차확산방법 및 장치는 입력 영상에 대하여 이산 웨이브렛 변환을 실시하여 입력 영상에서 엣지부분을 강조하고 그 엣지부분이 강조된 영상에 대하여 오차확산을 실시함으로써 동화상에서 선명도를 높일 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 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 3 전극 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 사시도이다.
도 2는 한 프레임 기간을 8 개의 서브필드로 나눈 디폴트 서브필드 패턴을 나타내는 도면이다.
도 3은 통상적인 오차확산회로를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 오차확산부를 상세히 나타내는 회로도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 전면 유리기판 2 : 배면 유리기판
3 : 격벽 4 : 어드레스전극
5 : 형광체 6,7 : 유전체층
8 : 보호막 9 : 상판 전극
11,13,51,53,58 : 가산기 12,52 : 비교기
14,54 : 에러필터 31 : 감마 & 게인 조정부
32 : 오차확산부 33 : 서브필드 맵핑부
34 : 데이터 구동부 35 : 스캔 구동부
36 : 서스테인 구동부 37 : 플라즈마 디스플레이 패널
55 : 이산 웨이브렛 변환기 57 : 역 이산 웨이브렛 변환기

Claims (2)

  1. 입력 영상에 대하여 이산 웨이브렛 변환과 역 이산 웨이브렛 변환을 연속으로 실시하여 상기 입력 영상의 엣지부분을 강조하는 단계와;
    상기 엣지부분이 강조된 입력 영상의 양자화 에러를 검출하는 단계와;
    상기 양자화 에러를 인접한 픽셀들에 확산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산방법.
  2. 입력 영상에 대하여 이산 웨이브렛 변환과 역 이산 웨이브렛 변환을 연속으로 실시하여 상기 입력 영상의 엣지부분을 강조하는 엣지 강조부와;
    상기 엣지 강조부로부터 입력되는 영상의 양자화 에러를 검출하고 상기 양자화 에러를 인접한 픽셀들에 확산시키는 오차확산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 오차확산장치.
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