KR100492185B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법 및 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계조별 발광중심을 고려하여 의사 윤곽 노이즈를 줄이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법 및 장치에 관한 것이다.
이 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법은 각 계조들에 대한 시간축 상에서 발광중심을 계산하는 단계와; 상기 발광중심들 각각의 평균값으로 평균궤적을 계산하는 단계와; 상기 발광중심이 상기 평균궤적과 근접한 계조만을 추출하는 단계와; 상기 추출된 계조들을 중심으로 오차확산 및 디더링 처리하여 나머지 계조를 구현하는 단계를 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ELIMINATING CONTOUR NOISE OF PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로 특히, 각 계조별 발광중심을 고려하여 의사 윤곽 노이즈를 줄이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법 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 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 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.
그런데 상기한 서브필드 방식으로 동화상을 표시하면, 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 인접 계조간에 발광중심이 급격하게 변할 때 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. 예를 들면, '127'의 계조와 '128'의 계조가 우측으로 이동하면 도 3에서 관찰자는 A 궤적으로 움직이는 물체를 추종할 때 127의 계조로 그리고 C의 궤적으로 움직이는 물체를 추종할 때 128의 계조로 밝기를 인식하지만 그 경계부의 B의 궤적으로 움직이는 물체를 추종할 때 255의 계조로 밝기를 인식하게 된다.
본원 출원인은 한 프레임기간 동안 온셀(on-cell)을 선택하는 선택적 쓰기 서브필드와 오프셀(off-cell)을 선택하는 선택적 소거 서브필드를 병용하여 고속 구동이 가능하게 할뿐 아니라 콘트라스트와 동화상 의사 윤곽 노이즈를 개선할 수 있는 PDP의 구동방법 및 장치를 기출원된 대한민국 특허원 제2000-12669호, 제2000-53214호, 제2001-3003,6492호 등을 통해 제안한 바 있다. 그런데 이러한 방식에서도 인접한 계조들을 표시할 때에 시간축상에서 발광중심점이 차이가 날 수 있으므로 의사 윤곽 노이즈가 나타날 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 각 계조별 발광중심을 고려하여 의사 윤곽 노이즈를 줄이도록 한 PDP의 윤곽노이즈 제거방법 및 장치에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 윤곽노이즈 제거방법은 각 계조들에 대한 시간축 상에서 발광중심을 계산하는 단계와; 상기 발광중심들 각각의 평균값으로 평균궤적을 계산하는 단계와; 상기 발광중심이 상기 평균궤적과 근접한 계조만을 추출하는 단계와; 상기 추출된 계조들을 중심으로 오차확산 및 디더링 처리하여 나머지 계조를 구현하는 단계를 포함한다.
삭제
본 발명의 실시예에 따른 PDP의 윤곽노이즈 제거장치는 각 계조들에 대한 시간축 상에서 발광중심을 계산하고 그 발광중심들 각각에 대한 평균값으로 구해진 평균궤적과 근접한 계조들을 중심으로 오차확산 및 디더링을 실시하여 상기 평균궤적과 근접한 계조들 이외의 계조들을 구현하는 영상처리회로를 구비한다.
삭제
삭제
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 및 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 윤곽노이즈 제거방법은 먼저 1 프레임기간에 표현되는 각각의 계조별로 시간축 상에서 발광중심을 계산한다.(S1) 각각의 발광중심은 실제 PDP에서 해당 계조를 표시할 때 광센서를 이용하여 직접 검출되거나 시뮬레이션을 통하여 검출 또는 계산될 수 있다.
발광중심은 한 프레임기간 내에 배치된 각 서브필드들의 휘도 가중치 즉, 서스테인펄스 개수, 어드레스 방전을 수반하는 어드레스기간에 따라 변하게 된다.
도 5 및 도 6은 한 프레임기간 내에 선택적 쓰기 서브필드들과 선택적 소거 서브필드들이 포함된 서브필드 패턴에서 각 계조들을 표시할 때 발광중심 즉, 휘도가 가장 클 때의 시점을 측정한 결과이다. 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바 인접한 계조들을 표시할 때에 켜지는 서브필드들과 휘도 가중치에 따라 시간축 상에서 인접한 발광중심(CG1 내지 CG255)이 급격하게 변하고 그 결과, 동화상에서 의사 윤곽 노이즈가 나타나게 된다.
도 4의 S1 단계에서, 모든 계조에 대하여 발광중심(CG1 내지 CG255)가 계선되었다면 인접한 계조들 사이의 발광중심의 평균점을 계산하고 그 평균점들을 이어서 평균궤적(Average locus)을 구한다.(S2) 평균궤적은 도 5에서 알 수 있는 바 인접한 계조들사이에 선형적으로 이어지게 된다. 이러한 평균궤적을 따라 각 계조를 표시하게 되면 인접한 계조간에 발광점이 유사하게 나타나게 되므로 육안으로 느끼는 밝기가 급격하게 차이 나지 않게 된다. 즉, 평균궤적을 따라 동화상을 표시하면 의사 윤곽 노이즈가 거의 나타나지 않는다.
이어서, 도 7과 같이 평균궤적을 중심으로 미리 설정된 임계치(TH1,TH2) 이하에서 발광중심이 존재하는 계조들을 추출한다.(S3)
이렇게 평균궤적과 근접하게 발광중심이 존재하는 계조가 추출되면, 그 계조를 제외한 나머지 계조들은 추출된 계조를 기반으로 하여 오차확산필터와 디더링 필터와 같은 영상처리회로를 통해서 표현된다.(S4)
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PDP 장치를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PDP 장치는 입력라인과 PDP(37) 사이에 접속된 감마 & 게인 조정부(31), 오차확산 & 디더링 처리부(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 보정한다.
오차확산 & 디더링 처리부(32)는 오차확산필터와 디더링필터를 포함한다. 이 오차확산 & 디더링 처리부(32)는 도 4의 S4 단계서 추출된 계조를 중심으로 나머지 계조값들에 대하여 오차확산과 디더링을 실시한다. 그러면 도 4의 S4 단계에서 추출된 계조들과 그와 다른 나머지 계조들은 평균궤적과 유사한 발광중심으로 나타나게 된다. 예컨대, 오차확산 & 디더링 처리부(32)는 도 4의 S4 단계에서 추출된 계조들에 대하여는 오차확산이나 디더링을 실시하지 않고 그대로 바이패스시키고 나머지 계조들에 대하여 추출된 계조를 중심으로 오차확산과 디더링을 실시하게 된다.
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 리셋신호, 스캔신호 및 서스테인신호를 공급함으로써 스캔전극을 구동한다.
서스테인 구동부(36)는 PDP(37)의 서스테인전극에 접속되어 서스테인전극에 필요한 서스테인신호 등을 공급함으로써 서스테인전극을 구동한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 윤곽노이즈 제거방법 및 장치는 발광중심들의 평균궤적을 계산하고 그 평균궤적과 근접한 계조들만을 추출하고 그 계조들을 중심으로 나머지 계조를 영상처리하여 표현함으로써 의사 윤곽 노이즈를 줄일 수 있다.
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 동화상에서 의사 윤곽 노이즈가 나타나는 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법의 처리수순을 단계적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 각 계조들에 대한 발광중심을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 5에서의 발광중심을 계조별로 분리하여 나타내는 도면이다.
도 7은 평균궤적과 임계치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거장치를 나타내는 블록도이다.
< 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
31 : 감마 & 게인 조정부 32 : 오차확산 & 디더링 처리부
33 : 서브필드 맵핑부 34 : 데이터 구동부
35 : 스캔 구동부 36 : 서스테인 구동부
37 : 플라즈마 디스플레이 패널

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 각 계조들에 대한 시간축 상에서 발광중심을 계산하는 단계와;
    상기 발광중심들 각각의 평균값으로 평균궤적을 계산하는 단계와;
    상기 발광중심이 상기 평균궤적과 근접한 계조만을 추출하는 단계와;
    상기 추출된 계조들을 중심으로 오차확산 및 디더링 처리하여 나머지 계조를 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거방법.
  3. 삭제
  4. 각 계조들에 대한 시간축 상에서 발광중심을 계산하고 그 발광중심들 각각에 대한 평균값으로 구해진 평균궤적과 근접한 계조들을 중심으로 오차확산 및 디더링을 실시하여 상기 평균궤적과 근접한 계조들 이외의 계조들을 구현하는 영상처리회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 영상처리회로는 상기 평균궤적과 근접한 계조들에 대하여 오차확산 및 디더링을 실시하지 않고 그대로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 윤곽노이즈 제거장치.
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