KR100607247B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에 관한 것이다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치는 계조값들의 사이값들을 패널에 표시하기 위해 다수의 디더 마스크 패턴을 사용하는 디더 하프토닝부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에 있어서, 입력되는 데이터의 평균 화상 휘도값을 계산하는 평균 화상 휘도 계산부와; 계산된 평균 화상 휘도값에 따라 디더 마스크 패턴이 사용되는 블럭의 크기를 결정하는 블럭 크기 설정부; 입력되는 데이터가 적용되는 라인 및 픽셀의 위치를 판단하는 카운터부; 카운터부 및 블럭 크기 설정부에서 입력되는 데이터에 따라 난수를 생성하는 난수 발생부; 난수 발생부에서 생성된 난수에 대응되는 디더 마스크 패턴의 종류를 선택하는 디더 마스크 패턴 선택부; 및 디더 마스크 패턴 선택부로부터 선택된 디더 마스크 패턴을 이용하여 디더링을 처리하는 디더 하프토닝 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 PDP의 계조 표현 능력을 높일 수 있으며, 영상신호 구현시 발생되는 디더 노이즈를 억제할 수 있는 효과가 있다.
플라즈마, 디스플레이, 패널, 디더링, 마스크, 패턴

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치{Image Processing Apparatus of Plasma Display Panel}
도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널과 CRT의 휘도 특성을 비교한 그래프이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 디더링 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에서 디더 하프토닝부를 상세히 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에 있어서 디더 하프토닝부에 의해 처리된 디더 마스크 패턴의 예를 나타낸 도이다.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****
310: 디더 마스크 410: 역감마 보정부
420: 이득 제어부 430: 디더 하프토닝부
440: 서브필드 맵핑부 450: 데이터 정렬부
460: 데이터 구동부 510: 평균 화상 휘도 계산부
520; 블럭 크기 설정부 530: 카운터부
540: 난수 발생부 550: 디더 마스크 패턴 선택부
511: 라인 메모리부 552: 디더 마스크 패턴 저장부
560: 디더 하프토닝 처리부
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화상 처리 장치를 개선하여 계조 표현 능력을 향상시키고, 디더 노이즈를 저감할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: 이하, 'PDP'라 함.)은 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 전면 글라스와 배면 글라스 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이룬다. 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 네온 및 헬륨의 혼합기체(Ne+He)와 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논을 함유하는 불활성 가스가 충진된다. 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 불활성 가스는 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다.
이와 같은 PDP는 종래 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(CRT)에 비하여 구조가 단순하기 때문에 제작이 용이하다. 또한, PDP는 음극선관에 비하여 박형인 특징을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로 현재 각광을 받고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널과 CRT의 휘도 특성을 비교한 그래프이다. 도 1에 도시된 바와 같이, CRT는 입력되는 비디오 신호에 대하여, 표시되는 광을 아날로그 방식으로 제어하여 원하는 계조(Gray level)를 표현하므로, 통상적으로 비선형의 휘도 특성을 갖는다. 이와 달리, PDP는 온(on)/오프(off)를 할 수 있는 방전 셀의 매트릭스 어레이를 이용하여 광 펄스의 수를 변조하여 계조를 표현하므로, 선형의 휘도 특성을 갖는다.
이러한, PDP의 계조 표현방법을 PWM(Pulse Width Modulation) 방법이라 한다. PDP의 휘도는 펄스 수에 선형으로 변화하지만 사람의 시각이 인지하는 정도는 비선형적이기 때문에 저계조 영역에서 계조를 표현할때 노이즈를 발생시킨다. 따라서, 상기 문제를 해결하기 위해 PDP에서는 입력되는 비디오 데이터를 역감마 보정한다. 이때, PDP에서 역감마 보정이 수행될 때 어두운 영역에서 충분한 계조 표현을 할 수 없게 되어 영상이 뭉쳐 보이는 의사윤곽(Contuor Noise)이 발생하게 된다.
이러한, PDP의 부족한 계조를 향상시키기 위하여 디더링(dithering) 및 오차 확산(error diffusion) 방법 등의 하프톤(half tone) 방법을 사용하고 있다.
먼저, 오차 확산 방법은 해당 픽셀이 양자화(Quantization)될 때 발생하는 오차를 이웃하는 픽셀에 영향을 주게 함으로써 버려지는 오차에 대한 보정을 공간적으로 해결하고자 하는 방법이다. 그러나, 상기 오차 확산 방법은 이웃한 픽셀에 대한 상기 오차 확산 계수가 일정하게 설정되어 라인마다 그리고 프레임마다 반복됨에 따라 일정한 오차 확산 계수로 인하여 균일한 계조에서 오차 확산 무늬가 발생되는 문제점이 있다.
다음으로, 디더링 방법에 대하여 살펴보면 다음 도 2와 같다. 도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 디더링 방법을 설명하기 위한 도이다. 도 2a는 종래의 4×4 디더 마스크에 대해 4가지 패턴을 나타냈으며, 도 2b는 4×4 디더 마스크 패턴에 의한 디더 노이즈를 나타내었다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 디더링 방법은 각 픽셀(pixel)의 계조값을 디더 마스크(310)의 특정 문턱(threshold)값과 비교하여 자리 올림(carry) 발생여부를 판별하는 방법이다. 자리 올림이 발생된 픽셀에 대하여 온(on)을, 그렇지 않은 픽셀에 대하여 오프(off)를 시킴으로써 부족한 계조 표현력을 높이고자 하였다.
또한, 디더링 방법은 적당한 노이즈를 부가하여 의사윤곽이 눈에 띄지 않도록 하는 방법이다. 종래에는 PDP의 다수의 프레임, 다수의 라인 및 다수의 열에 대응하는 3차원 디더 마스크 패턴을 사용하였다. 동일 계조값을 갖는 하나의 패턴을 매 프레임 마다 사용하게 되면 패턴이 사람의 눈에 띄는 디더 노이즈가 발생하게 된다. 따라서, 도 2a에서는 4가지의 디더 마스크 패턴을 순서대로 사용하여 4장의 프레임을 주기로 반복되도록 하였다.
그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이 디더 마스크 패턴은 수직신호 입력시에 주기적으로 한 프레임마다 바뀌어 가며 사용된다. 즉, 디더 마스크 패턴 1이 첫 프레임에서 사용되고 이후, 디더 마스크 패턴 2가 두번째 프레임에서 사용된다. 입력되는 영상신호의 데이터가 정지화상일 때, 프레임을 시간적으로 누적하면 픽셀들이 전체적으로 골고루 온(on)된다.
하지만, 입력되는 영상신호의 데이터가 동화상일 때, 프레임을 시간적으로 누적하면 픽셀들이 부분적으로 온(on)된다. 따라서 디더 마스크 패턴 2의 프레임에서 한 픽셀이 움직일 경우 줄무늬처럼 보이는 디더 노이즈(Dither Noise)가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치를 개선하여 부족한 계조를 표현할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치를 개선하여 영상신호 구현시 발생되는 디더 노이즈를 억제할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치는 계조값들의 사이값들을 패널에 표시하기 위해 다수의 디더 마스크 패턴을 사용하는 디더 하프토닝부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에 있어서, 입력되는 데이터의 평균 화상 휘도값을 계산하는 평균 화상 휘도 계산부와; 상기 계산된 평균 화상 휘도값에 따라 상기 디더 마스크 패턴이 사용되는 블럭의 크기를 결정하는 블럭 크기 설정부; 상기 입력되는 데이터가 적용되는 라인 및 픽셀의 위치를 판단하는 카운터부; 상기 카운터부 및 블럭 크기 설정부에서 입력되는 데이터에 따라 난수를 생성하는 난수 발생부; 상기 난수 발생부에서 생성된 난수에 대응되는 디더 마스크 패턴의 종류를 선택하는 디더 마스크 패턴 선택부; 및 상기 디더 마스크 패턴 선택부로부터 선택된 디더 마스크 패턴을 이용하여 디더링을 처리하는 디더 하프토닝 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 블럭 크기 설정부는 상기 평균 화상 휘도 계산부에서 입력되는 데이터의 평균 화상 휘도값이 낮을 때, 블럭의 크기를 작게 설정하고, 상기 데이터의 평균 화상 휘도값이 높을 때, 블럭의 크기를 크게 설정한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 디더 마스크 패턴 선택부는 상기 난수 발생부에서 생성된 난수에 해당하는 상기 디더 마스크 패턴의 종류를 저장하는 라인 메모리부와; 상기 디더 마스크의 패턴들이 저장되어 있는 디더 마스크 패턴 저장부를 더 포함한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 난수 발생부는 상기 디더 마스크 패턴 저장부에 저장된 디더 마스크 패턴의 갯수와 동일한 갯수의 난수를 발생한다.
삭제
이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 PDP 화상 처리 장치는 역감마 보정부(410), 이득 제어부(420), 디더 하프토닝부(430), 서브필드 맵핑부(440), 데이터 정렬부(450) 및 데이터 구동부(460)를 포함한다.
먼저, 역감마 보정부(410)는 입력되는 비디오 데이터를 미리 저장된 감마 데이터로 감마 보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시킨다.
그리고, 이득 제어부(420)는 역감마 보정부(410)에 의해 보정된 R, G, B의 비디오 데이터에 대하여 비디오 데이터의 유효이득을 증폭시키게 된다.
디더 하프토닝부(430)는 디더 마스크 패턴을 사용하여 계조 표현력을 높임으로써 역감마 보정부로 인해 발생하는 의사윤곽을 제거한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 다수의 디더 마스크 패턴을 블록 단위로 랜덤하게 사용하여 종래의 동화상에서 나타나는 디더 노이즈 형성을 억제한다. 이에 관한 보다 상세한 설명은 이후에 기술하기로 한다.
서브필드 맵핑부(440)는 상기 디더 하프토닝부(430)로부터 입력된 데이터를 미리 설정된 서브필드 패턴에 맵핑한다.
데이터 정렬부(450)는 상기 서브필드 맵핑부(440)로부터 입력되는 비디오 데이터를 PDP의 해상도 포맷에 적합하게 변환한다.
데이터 구동부(460)는 상기 데이터 정렬부(450)로부터 변환된 비디오 데이터를 구동시켜 PDP의 어드레스 전극 구동장치(도시하지 않음.)로 공급함으로써, PDP의 화상이 구현된다.
도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에서 디더 하프토닝부를 상세히 나타낸 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 디더 하프토닝부(430)는 평균 화상 휘도 계산부(510), 블럭 크기 설정부(520), 카운터부(530), 난수 발생부(540), 디더 마스크 패턴 선택부(550) 및 디더 하프토닝 처리부(560)를 구비한다.
평균 화상 휘도 계산부(510)는 입력되는 데이터의 평균 화상 휘도값을 계산한다.
블럭 크기 설정부(520)는 상기 계산된 평균 화상 휘도값에 따라 상기 디더 마스크 패턴이 사용되는 블럭의 크기를 결정한다. 상기 블럭 크기 설정부(520)는 상기 평균 화상 휘도 계산부(510)에서 입력되는 데이터의 평균 화상 휘도값이 낮을 때, 블럭의 크기를 작게 설정하고, 상기 데이터의 평균 화상 휘도값이 높을 때, 블 럭의 크기를 크게 설정하도록 한다. 즉, 평균 화상 휘도값이 낮을 수록 블럭의 크기를 작게 설정하여 디더 마스크 패턴의 랜덤한 정도가 크게 되도록 할 수 있다. 이때, 상기 하나의 블럭 단위에서는 한 종류의 디더 마스크 패턴을 사용한다.
카운터부(530)는 상기 입력되는 데이터가 적용되는 라인 및 픽셀의 위치를 판단한다.
난수 발생부(540)는 상기 카운터부(530) 및 블럭 크기 설정부(520)에서 입력되는 데이터에 따라 난수를 생성한다.
디더 마스크 패턴 선택부(550)는 상기 난수 발생부(540)에서 생성된 난수에 해당하는 디더 마스크 패턴의 종류를 선택한다. 여기서, 상기 디더 마스크 패턴 선택부(550)는 상기 난수 발생부(540)에서 생성된 난수에 해당하는 상기 디더 마스크 패턴의 종류를 저장하는 라인 메모리부(551) 및 상기 디더 마스크의 패턴들이 저장되어 있는 디더 마스크 패턴 저장부(552)로 구성되어 있다.
디더 하프토닝 처리부(560)는 상기 디더 마스크 패턴 선택부(550)로부터 선택된 디더 마스크 패턴을 이용하여 디더링을 실행한다.
본 발명의 일실시예에 따른, 디더 마스크 패턴은 상술한 도 2a의 4개의 디더 마스크 패턴을 블럭 단위로 랜덤(Random)하게 적용시켜 한 화면에 동시에 표시되도록 한다. 여기서, 하나의 디더 마스크 패턴이 적용될 수 있는 픽셀의 단위를 블럭이라 한다.
즉, 한 프레임 동안 사용되는 디더 마스크 패턴은 1번이 될 수도 있고, 2번이 될 수도 있다. 어떤 위치에서 어떤 디더 마스크 패턴이 사용될지는 상기 난수 발생부(540)에 의해 랜덤하게 결정되기 때문에 예측할 수 없다. 이때, 상기 난수 발생부(540)는 상기 디더 마스크 패턴 저장부(552)에 저장된 디더 마스크 패턴의 갯수와 동일한 갯수의 난수를 발생시킨다. 디더 마스크 패턴이 4개일 경우, 난수도 4개중 하나로 결정된다.
도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에 있어서 디더 하프토닝부에 의해 처리된 디더 마스크 패턴의 예를 나타낸 도이다. 도 5의 (a)는 4X4의 블럭을 사용했을 때, 디더 마스크 패턴의 양상을 나타내었고, 도 5의 (b)는 1X1의 블럭을 사용했을 때, 디더 마스크 패턴의 양상을 나타내었다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 한 화면을 4X4의 블럭으로 나누어 블럭마다 난수를 발생시키도록 한다. 이때, 상술한 대로 한 블럭에는 한 종류의 패턴을 사용한다. 또한, 난수는 도 5의 (a)에서 ○로 표시된 위치에서 생성되고, 이에 따라 디더 마스크 패턴의 종류가 결정된다. 즉, 난수가 생성된 순간 4개의 패턴 중 어느 하나가 결정되어 4X4 블럭 내에서 사용된다.
본 발명의 일실시예에서는 블럭의 크기에 따라, 최소 1X1 블럭을 사용할 수 있다. 도 5의 (b)는 각각의 픽셀마다 난수가 생성되어, 난수에 해당하는 디더 마스크 패턴의 종류가 결정된다. 1X1 블럭에서도 해당하는 난수가 생성된 순간 4개의 패턴 중 어느 하나가 결정된다.
이와 같이, 1X1의 블록이 적용되는 경우 디더 마스크 패턴이 가장 랜덤하게 선택되기 때문에 디더 마스크 패턴의 노이즈를 최소로 할 수 있다. 블록의 크기는 상술한 블럭 크기 설정부에서 입력되는 비디오 데이터의 평균 화상 휘도값에 따라 다르게 결정된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 PDP의 계조 표현 능력을 높일 수 있으며, 영상신호 구현시 발생되는 디더 노이즈를 억제할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 계조값들의 사이값들을 패널에 표시하기 위해 다수의 디더 마스크 패턴을 사용하는 디더 하프토닝부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치에 있어서,
    입력되는 데이터의 평균 화상 휘도값을 계산하는 평균 화상 휘도 계산부와;
    상기 계산된 평균 화상 휘도값에 따라 상기 디더 마스크 패턴이 사용되는 블럭의 크기를 결정하는 블럭 크기 설정부;
    상기 입력되는 데이터가 적용되는 라인 및 픽셀의 위치를 판단하는 카운터부;
    상기 카운터부 및 블럭 크기 설정부에서 입력되는 데이터에 따라 난수를 생성하는 난수 발생부;
    상기 난수 발생부에서 생성된 난수에 대응되는 디더 마스크 패턴의 종류를 선택하는 디더 마스크 패턴 선택부; 및
    상기 디더 마스크 패턴 선택부로부터 선택된 디더 마스크 패턴을 이용하여 디더링을 처리하는 디더 하프토닝 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블럭 크기 설정부는 상기 평균 화상 휘도 계산부에서 입력되는 데이터의 평균 화상 휘도값이 낮을 때, 블럭의 크기를 작게 설정하고,
    상기 데이터의 평균 화상 휘도값이 높을 때, 블럭의 크기를 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디더 마스크 패턴 선택부는 상기 난수 발생부에서 생성된 난수에 해당하는 상기 디더 마스크 패턴의 종류를 저장하는 라인 메모리부와;
    상기 디더 마스크의 패턴들이 저장되어 있는 디더 마스크 패턴 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 난수 발생부는 상기 디더 마스크 패턴 저장부에 저장된 디더 마스크 패턴의 갯수와 동일한 갯수의 난수를 발생하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 처리 장치.
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