KR100581896B1

KR100581896B1 - 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치

Info

Publication number: KR100581896B1
Application number: KR1020030086056A
Authority: KR
Inventors: 주미영
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-11-29
Filing date: 2003-11-29
Publication date: 2006-05-23
Also published as: KR20050052192A

Abstract

본 발명의 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치는, 입력 데이터를 소정 임계값에 의하여 양자화하여 출력하는 양자화부; 양자화 전의 데이터에서 양자화 후의 데이터를 감산하여 오차를 산출하는 감산기; 오차를 주변화소로 전파하는 오차확산 필터; 입력 데이터의 계조에 적응적으로 오차확산 필터의 가중치를 가변하는 오차확산 가중치 결정부; 및 입력 데이터와 오차확산 필터의 출력을 가산하여 양자화부로 출력하는 가산기를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 패널구동장치에 의하면, PDP에서 사용되던 종래의 오차확산에서는 계조와 무관하게 항상 동일한 필터를 사용함으로써, 특정 계조에 이상무늬가 발생하는 문제점이 해결된다. 즉, 입력데이터의 계조에 따라 적응적인 최적화된 오차필터를 적용함으로써, 특정계조에서 발생하는 이상무늬를 제거할 수 있다.

Description

디스플레이 패널을 위한 오차확산장치{Error diffusion device for display panel}

도 1은 통상적인 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 통상적인 구동 장치를 보여준다.

도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 Y 전극 라인들에 대한 통상적인 어드레스-디스플레이 분리 구동 방법을 보여준다.

도 4는 종래의 오차확산수단을 설명하기 위한 블록도이다.

도 5는 도 4에 도시된 오차확산 필터의 일예로서, 플로이트-스타인버그 필터를 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 오차확산수단을 설명하기 위한 블록도이다.

도 7은 도 6에 도시된 오차확산 가중치 결정부(600)에서 결정된 가중치가 적용된 필터이다.

도 8은 한 프레임 또는 국부적인 저계조 입력영상의 일 예이다.

도 9는 도 8과 같은 특정무늬에 적용될 수 있는 오차필터의 일 예이다.

도 10은 도 8의 저계조의 입력데이터에, 도 5의 종래의 고정된 오차필터를 적용할 때 발생하는 이상무늬를 보여준다.

도 11은 도 8의 저계조의 입력데이터에, 도 9의 저계조용 오차필터가 적용된 경우의 양자화 출력 영상이다.

본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)과 같은 디스플레이 패널의 구동장치에 관한 것으로써, 특히 패널구동장치내에서 오차확산을 수행하는 오차확산장치에 관한 것이다.

도 1 을 참조하면, 통상적인 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 앞쪽 및 뒤쪽 글라스 기판들(100, 106) 사이에는, 어드레스 전극 라인들(A₁, A₂, ... , A_m), 유전층(102, 110), Y 전극 라인들(Y₁, ... , Y_n), X 전극 라인들(X ₁, ... , X_n), 형광층(112), 격벽(114) 및 보호층으로서 예컨대 일산화마그네슘 (MgO)층(104)이 마련되어 있다.

어드레스 전극 라인들(A₁, A₂, ... , A_m)은 뒤쪽 글라스 기판(106)의 앞쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 아래쪽 유전층(110)은 어드레스 전극 라인들(A₁, A₂, ... , A_m)의 앞쪽에 도포된다. 아래쪽 유전층(110)의 앞쪽에는 격벽(114)들이 어드레스 전극 라인들(A₁, A₂, ... , A_m)과 평행한 방향으로 형성된다. 이 격벽(114)들은 각 디스플레이 셀의 방전 영역을 구획하고, 각 디스플레이 셀 사이의 광학적 간섭을 방지하는 기능을 한다. 형광층(112)은, 격벽(114)들 사이에서 형성된다.

X 전극 라인들(X₁, ... , X_n)과 Y 전극 라인들(Y₁, ... , Y_n)은 어드레스 전극 라인들(A₁, A₂, ... , A_m)과 직교되도록 앞쪽 글라스 기판(100)의 뒤쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 각 교차점은 상응하는 디스플레이 셀을 설정한다. 각 X 전극 라인(X₁, ... , X_n)과 각 Y 전극 라인(Y₁, ... , Y_n)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 재질의 투명 전극 라인(X_na, Y_na)과 전도도를 높이기 위한 금속 전극 라인(X_nb, Y_nb)이 결합되어 형성될 수 있다. 앞쪽 유전층(102)은 X 전극 라인들(X₁, ... , X_n)과 Y 전극 라인들(Y₁, ... , Y_n)의 뒤쪽에 전면(全面) 도포되어 형성된다. 강한 전계로부터 패널(1)을 보호하기 위한 보호층(104) 예를 들어, 일산화마그네슘(MgO)층은 앞쪽 유전층(102)의 뒤쪽에 전면 도포되어 형성된다. 방전 공간(108)에는 플라즈마 형성용 가스가 밀봉된다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에 일반적으로 적용되는 구동 방식은, 초기화, 어드레스 및 디스플레이 유지 단계가 단위 서브-필드에서 순차적으로 수행 되게 하는 방식이다. 초기화 단계에서는 구동될 디스플레이 셀들의 전하 상태가 균일하게 된다. 어드레스 단계에서는, 선택될 디스플레이 셀들의 전하 상태와 선택되지 않을 디스플레이 셀들의 전하 상태가 설정된다. 디스플레이 유지 단계에서는, 선택될 디스플레이 셀들에서 디스플레이 방전이 수행된다. 이때, 디스플레이 방전을 수행하는 디스플레이 셀들의 플라즈마 형성용 가스로부터 플라즈마가 형성되고, 이 플라즈마로부터의 자외선 방사에 의하여 상기 디스플레이 셀들의 형광층(112)이 여기되어 빛이 발생된다.

도 2는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 일반적인 구동 장치를 보여준다.

도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 통상적인 구동 장치는 영상 처리부(200), 제어부(202), 어드레스 구동부(206), X 구동부(208) 및 Y 구동부(204)를 포함한다. 영상 처리부(200)는 외부 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 내부 영상 신호 예를 들어, 각각 8 비트의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 영상 데이터, 클럭 신호, 수직 및 수평 동기 신호들을 발생시킨다. 제어부(202)는 영상 처리부(200)로부터의 내부 영상 신호에 따라 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)을 발생시킨다. 어드레스 구동부(206)는, 제어부(202)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 어드레스 신호(SA)를 처리하여 표시 데이터 신호를 발생시키고, 발생된 표시 데이터 신호를 어드레스 전극 라인들에 인가한다. X 구동부(208)는 제어부(202)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 X 구동 제어 신호(SX)를 처리하여 X 전극 라인들에 인가한다. Y 구동부(204)는 제어부(202)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 Y 구동 제어 신호(SY)를 처리하여 Y 전극 라인들에 인가한다.

도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 Y 전극 라인들에 대한 통상적인 어드레스-디스플레이 분리(Address-Display Separation) 구동 방법을 보여준다.

도면을 참조하면, 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 소정개수 예컨대 8 개의 서브필드들(SF1, ..., SF8)로 분할될 수 있다. 또한, 각 서브필드(SF1, ..., SF8)는 리셋 구간(미도시)과, 어드레스 구간(A1, ..., A8)및, 유지방전 구간(S1, ..., S8)로 분할된다.

각 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서는, 어드레스 전극 라인들(도 1의 AR1, AG1, ..., AGm, ABm)에 표시 데이터 신호가 인가됨과 동시에 각 Y 전극 라인(Y1, ..., Yn)에 상응하는 주사 펄스가 순차적으로 인가된다.

각 유지방전 구간(S1, ..., S8)에서는, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 디스플레이 방전용 펄스가 교호하게 인가되어, 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 표시 방전을 일으킨다.

플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 유지방전 구간(S1, ..., S8)내의 유지방전 펄스 개수에 비례한다. 1 화상을 형성하는 하나의 프레임이, 8개의 서브필드와 256 계조로 표현되는 경우에, 각 서브필드에는 차례대로 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128의 비율로 서로 다른 유지펄스의 수가 할당될 수 있다. 만일 133 계조의 휘도를 얻기 위해서는, 서브필드1 기간, 서브필드3 기간 및 서브필드8 기간 동안 셀들을 어드레싱하여 유지방전하면 된다.

각 서브필드에 할당되는 유지방전 수는, APC(Automatic power control) 단계 에 따른 서브필드들의 가중치에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 또한 각 서브필드에 할당되는 유지방전 수는. 감마특성이나 패널특성을 고려하여 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예컨대 서브필드4에 할당된 계조도를 8에서 6으로 낮추고, 서브필드6에 할당된 계조도를 32에서 34로 높일 수 있다. 또한, 한 프레임을 형성하는 서브필드의 수도 설계사양에 따라 다양하게 변형하는 것이 가능하다.

PDP에서 오차확산장치는, 제한된 비트수로 더 많은 수의 계조를 표현하기 위하여 사용되는 것으로, 양자화시 발생하는 오차를 주변으로 전파하여 국부 평균이 유지되도록 하는 것이다. PDP에서는 역감마 보정후 12비트의 영상데이터를 8비트로 양자화할 때 오차확산장치를 적용한다.

도 4는 종래의 오차확산장치를 설명하기 위한 블록도로서, 가산기(402), 양자화부(406), 감산기(404), 오차확산 필터(400)를 구비한다. 도 5는 도 4에 도시된 오차확산 필터(400)의 일예로서, 플로이트-스타인버그 필터(Floyd-steinberg filter)를 나타낸 것이다. 여기서 오차확산 필터(400)는, 입력 데이터에 무관하게 예컨대 도 5의 필터가 고정적으로 적용된다. PDP에서 사용되던 종래의 오차확산에서는 계조와 무관하게 항상 동일한 필터를 사용함으로써, 특정 계조에 이상무늬가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 입력데이터에 적응적으로 오차를 전파하는 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치를 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치는, 입력 데이터를 소정 임계값에 의하여 양자화하여 출력하는 양자화부; 상기 양자화 전의 데이터에서 상기 양자화 후의 데이터를 감산하여 오차를 산출하는 감산기; 상기 오차를 주변화소로 전파하는 오차확산 필터; 상기 입력 데이터의 계조에 적응적으로 상기 오차확산 필터의 가중치를 가변하는 오차확산 가중치 결정부; 및 상기 입력 데이터와 상기 오차확산 필터의 출력을 가산하여 상기 양자화부로 출력하는 가산기를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 오차확산 가중치 결정부는, 룩업테이블에 의하여, 상기 입력 데이터의 계조에 적응적으로 상기 오차확산 필터의 가중치를 결정할 수 있다.

상기 입력 데이터가 최저계조인 경우에, 상기 오차확산 가중치 결정부는, 상기 오차확산 필터의 가중치로서, 현재 화소의 오른쪽 화소에는 6/16, 현재 화소의 왼쪽 아래 화소에는 3/16, 현재 화소의 아래쪽 화소에는 3/16, 현재 화소의 오른쪽 아래 화소에는 4/16를 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 패널구동의 기본개념은, 입력데이터의 계조에 따라 오차필터의 가중치를 다르게 결정하여 오차확산을 수행하는 것이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 오차확산수단을 설명하기 위한 블록도로서, 오차확산 가중치 결정부(600), 가산기(606), 양자화부(608), 감산기(610), 및 오차확산 필터부(604)를 구비한다.

양자화부(608)는 소정 임계값에 의하여 입력 데이터를 양자화하여 출력한다. 여기서 임계값은 입력계조의 중간값 또는 평균신호레벨 등이 될 수 있다. PDP에서는 제한된 비트수로 더 많은 수의 계조를 표현하기 위하여, 역감마 보정시 일반적으로 12비트의 룩업테이블을 사용하고, 12비트를 8비트로 양자화한다. 이 양자화 과정에서 4비트의 데이터 오차로 발생한다.

감산기(610)는, 양자화부(608)를 거치기 전의 데이터에서, 양자화부(608)를 거친 후의 데이터를 감산하여, 이를 오차(612, E^*)로서 출력한다.

도 7은 도 6에 도시된 오차확산 가중치 결정부(600)에서 결정된 가중치가 적용된 필터이다. 오차확산 필터(604)는, 예컨대 도 7의 필터가 적용된 경우에, 다음 수학식 1 내지 수학식 4와 같이 오차가 확산되도록 한다.

여기서 IN2 은 가산기(606) 출력으로서, 양자화부(608)의 입력이다.

오차확산 가중치 결정부(600)는, 입력데이터(IN)의 계조에 따라 적응적인 가중치를 결정하여 출력한다. 오차확산 가중치 결정부(600)는, 계조에 따른 적응적인 가중치를 예컨대 표 1과 같은 룩업테이블로서 저장할 수 있다.

	W0	W1	W2	W3
계조 1	W_{0_1}	W_{1_1}	W_{2_1}	W_{3_1}
계조 2	W_{0_2}	W_{0_2}	W_{0_2}	W_{0_2}
…	…	…	…	…
계조 n-1	W_{0_n-1}	W_{0_n-1}	W_{0_n-1}	W_{0_n-1}
계조 n	W_{0_n}	W_{0_n}	W_{0_n}	W_{0_n}

표 1을 참조하면, 세로축의 계조1 내지 계조n 은 양자화후의 표현되는 계조이다. 양자화부(608)에서, 예컨대 12비트 입력을 8비트로 양자화하는 경우를 고려하면, 오차확산 결정부(600)는 입력데이터(IN)의 상위 8비트를 참조하여, 가중치를 결정한다. 따라서, 이경우, 최종계조 n은 255 가 될수 있다.

도 8은 한 프레임 또는 국부적인 저계조 입력영상의(IN) 일 예이다. 내측의 격자무늬는, 4비트가 오차확산 가중치 결정부(600)로 입력되는 경우에, 계조1의 데이터로 이루어진다.

도 10은 도 8의 저계조의 입력데이터에, 도 5의 종래의 고정된 오차필터를 적용할 때 발생하는 이상무늬를 보여준다. 이 경우의 양자화 출력은 화살표 방향으로 편향되는 규칙적인 이상무늬를 발생시킨다. 다시말해, 오차필터의 가중치로서 (W0, W1, W2, W3)=(7/16, 3/16, 5/16, 1/16)을 항상 동일하게 적용하면, 전체적으로 균일한 저계조의 입력데이터에 대하여는 주변화소로 불균일하게 확산된 오차가, 사람의 눈에 사선방향으로 두드러져 보이게 된다.

도 9는 도 8과 같은 특정무늬에 적용될 수 있는 오차필터의 일 예로서, 저계조의 입력데이터에 대하여는, 주변화소로 고르게 오차를 확산시키는 필터로 작용한다.

도 11은 도 8의 저계조 입력데이터에, 도 9의 저계조용 오차필터가 적용된 경우의 양자화 출력 영상이다. 오차가 평향됨이 없이 고르게 확산됨으로써, 저계조의 균일한 입력데이터에 대하여, 편향됨이 없이 비교적 고르게 보이는 것을 알 수 있다.

이와 같이 각 계조에 무늬가 발생하지 않는 최적화된 오차필터를 결정하여 룩업테이블화하고, 입력 데이터의 계조에 따라 적응적으로 오차필터를 적용하면, 고정된 오차필터를 사용할 때 특정 계조에서 발생하는 이상무늬의 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명에 의한 패널구동장치는, 컴퓨터상에서 스키매틱(schematic) 또는 초고속 집적회로 하드웨어 기술언어(VHDL) 등에 의해 작성되고, 컴퓨터에 연결되어 프로그램 가능한 집적회로 예컨대 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의해 논리회로로서 구현될 수 있다.

본 발명의 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치는, RGB 입력 데이터에 대해 역감마 보정, 화이트 밸런스 보정 등을 수행한 후에, 적용될 수 있다. PDP에서 오차확산장치는, 제한된 비트수로 더 많은 수의 계조를 표현하기 위하여 사용되는 것으로, 양자화시 발생하는 오차를 주변으로 전파하여 국부 평균이 유지되도록 하는 것이다. PDP에서는 역감마 보정후 예컨대 12비트의 영상데이터를 예컨대 8비트로 양자화할 때 오차확산장치를 적용한다. 본 발명에 의한 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치는, PDP에 적용되는 경우에 예컨대 도 2에 도시된 논리제어부(202)에 포함되어 구현될 수 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 패널구동장치에 의하면, PDP에서 사용되던 종래의 오차확산에서는 계조와 무관하게 항상 동일한 필터를 사용함으로써, 특정 계조에 이상무늬가 발생하는 문제점이 해결된다.

즉, 입력데이터의 계조에 따라 적응적인 최적화된 오차필터를 적용함으로써, 특정계조에서 발생하는 이상무늬를 제거할 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시 예들에 의해 가르침 받은 당업자라면, 다음의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실시 예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims

입력 데이터를 소정 임계값에 의하여 양자화하여 출력하는 양자화부;

상기 양자화 전의 데이터에서 상기 양자화 후의 데이터를 감산하여 오차를 산출하는 감산기;

상기 오차를 주변화소로 전파하는 오차확산 필터;

상기 입력 데이터의 계조에 적응적으로 상기 오차확산 필터의 가중치를 가변하는 오차확산 가중치 결정부; 및

상기 입력 데이터와 상기 오차확산 필터의 출력을 가산하여 상기 양자화부로 출력하는 가산기를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치.
제1항에 있어서, 상기 오차확산 가중치 결정부는,

룩업테이블에 의하여, 상기 입력 데이터의 계조에 적응적으로 상기 오차확산 필터의 가중치를 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치.
제2항에 있어서, 상기 입력 데이터가 최저계조인 경우에, 상기 오차확산 가중치 결정부는, 상기 오차확산 필터의 가중치로서,

현재 화소의 오른쪽 화소에는 6/16,

현재 화소의 왼쪽 아래 화소에는 3/16,

현재 화소의 아래쪽 화소에는 3/16,

현재 화소의 오른쪽 아래 화소에는 4/16를 사용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 위한 오차확산장치.