KR100610494B1 - 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치 및 그방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치 및 그방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 입력되는 R,G,B 데이터의 그레이 레벨(gray level)에 따라 여러가지 계조표현방식들 중 해당 그레이 레벨의 데이터에 대한 노이즈를 가장 적절하게 감소시킬 수 있는 방식을 적용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시킨다. 이 때, R,G,B 데이터의 그레이 레벨에 따라 PPC(Parallel Peak Code) 방식을 이용할 것인지의 여부를 결정하도록 구성할 수 있다. 이에 따라 낮은 계조 영역에서는 부드럽게 디더 노이즈(Dither Noise)를 감소시킬 수 있고, 높은 계조 영역에서는 의사윤곽(Contuor Noise)과 플리커(flicker)를 감소시킬 수 있게 된다.
PDP, PPC, 디더 노이즈, 계조, 서브필드, 매핑

Description

플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치 및 그 방법{ Apparatus of decreasing noise for Plasma Display Panels and Method thereof }
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 계조를 구현하는 방법에 관한 개요,
도 2는 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 일 실시예,
도 3은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 상세 구성에 관한 일 실시예,
도 4는 역감마 보정의 설명을 위한 그래프,
도 5는 하프톤 보정부를 구성하는 일 실시예,
도 6은 하프톤 방식을 설명하기 위한 개요,
도 7은 본 발명에 따른 노이즈 저감 방법의 일 실시예,
도 8은 그레이 레벨에 따라 PPC 방식의 사용 여부를 결정하는 실시예,
도 9는 본 발명에 따라 결정되는 서브필드 매핑 데이터의 예이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20: 노이즈 저감 장치 21: 화상정보검출부
22-1~22-n: 계조처리부 23: 선택부
31-1: 게인조정부 31-2: 역감마 조정부
31-3: 하프톤 보정부 51: A비트 오차확산부
52: N-A비트 디더링부 53: N-A비트 랜덤 디더마스크 생성부
54: 믹서 55: 서브필드 매핑부
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 입력되는 R,G,B 데이터의 그레이 레벨에 따라 가장 적합한 계조표현방식을 통해 서브필드 매핑 데이터를 발생시키도록 하여 일률적인 계조표현방식을 적용할 때 나타나는 각종 노이즈를 감소시킬 수 있도록 한다.
도 1을 참조하자면, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 계조(Gray Level)를 표현하기 위해서는 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드(sub-field)로 나눈다. 각 서브필드는 모든 셀들을 초기화시키기 위하여 리셋하는 리셋구간과 방전될 셀을 선택하기 위한 어드레스 구간, 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 구간으로 나누어진다. 예로서 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우 1/60초에 해당하는 프레임 구간(16.67ms)은 8개의 서브필드(SF1 내지 SF8)로 나누어지고, 8개의 서브필드(SF1 내지 SF8)는 각각 리셋구간과 어드레스 구간 및 서스테인 구간으로 다시 나누어지게 된다.
각 서브필드의 리셋구간과 어드레스 구간은 모든 서브필드에서 동일하다. 방전될 셀을 선택하기 위한 어드레스 방전은 어드레스 전극과 스캔 전극인 투명전극 사이의 전압차에 의해 일어난다. 서스테인 구간은 각 서브필드에서 2n(n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)의 비율로 증가된다. 이와 같이 각 서브필드에서 서스테인 구간이 달라지게 되므로 각 서브필드의 서스테인 구간 즉, 서스테인 방전 횟수를 조절하여 화상의 계조를 표현할 수 있게 된다.
한편, 50Hz 화질을 개선하기 위한 하나의 방법으로 PPC(Parallel Peak Code) 방법을 사용하고 있는데, 이 방법은 하나의 프레임을 두 피크(Peak)로 나누어서 각각의 피크(Peak)마다 서로 다르게 처리함으로써 사람의 눈에 의사 100hz로 화상을 보이게 한다. 이에 따라, PPC 방식을 사용하면 의사윤곽(Contuor Noise)과 플리커(flicker)를 감소시킬 수 있다.
그러나, 이 방법은 각각의 피크(Peak)마다 디더링(Dithering)을 다르게 적용하기 때문에 저계조 부분에서의 표현력이 약하며, 디더 노이즈(Dither noise)가 강하게 나타나게 된다. 즉, 각종 계조표현방식은 그 나름대로의 장단점을 가지고 있으므로, 어느 방식을 모든 R,G,B 데이터에 대하여 일률적으로 적용하는 경우에는 해당 방법을 사용할 때 나타나는 장점뿐 아니라 단점도 그대로 나타나게 되는 문제점이 발생한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, R,G,B로 이루어지는 화상 데이터의 그레이 레벨(Gray Level)에 따라 화질을 개선할 수 있도록 해주는 다양한 계조표현방식들 중 현재 R,G,B 데이터의 그레이 레벨에 의해 가장 적절하다고 판단되는 방식을 이용하여 해당 데이터를 처리하도록 하여, 노이즈를 감소시킬 수 있도록 해 주는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치는, R,G,B 데이터의 그레이 레벨(gray level)을 판별하는 화상정보검출부; 상기 R,G,B 데이터에 각각 서로 다른 계조표현방식을 적용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 복수개의 계조처리부; 및 상기 화상정보검출부에서의 판별 결과에 따라 상기 계조처리부들 중 어느 하나의 계조처리부에서 처리된 서브필드 매핑 데이터를 출력하는 선택부를 포함하여 이루어진다.
상기 각 계조처리부는 상기 R,G,B 데이터의 이득(Gain)을 조정하는 게인조정부, 상기 이득이 조정된 데이터에 역감마 보정을 수행하는 역감마 보정부 및 상기 역감마 보정된 데이터를 하프톤(Halftone) 보정하는 하프톤 보정부를 포함하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 방법은, R,G,B 데이터의 그레이 레벨(gray level)을 판별하는 단계; 상기 판별된 그레이 레벨을 기준값과 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라, 복수의 계조표현방식들 중 어느 하나의 방식을 통해 상기 R,G,B 데이터에 대한 서브필드 매핑 데이터를 발생시켜 출력하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 계조표현방식은 PPC(Parallel Peak Code) 방식을 적용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 방식을 포함할 수 있다.
상기 하프톤 보정은 일정 오류확산(Error Diffusion) 기법과 일정 디더링(Dithering) 기법을 모두 적용하도록 구성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하자면, 입력되는 R,G,B 화상 데이터는 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치(20)를 통해 서브필드 매핑 데이터로 출력된다.
화상정보검출부(21)는 입력되는 R,G,B 데이터의 그레이 레벨(Gray Level)을 판별하고 그 결과에 따라 선택부(23)를 제어한다. 즉, 화상정보검출부(21)는 여러가지 계조표현방식들을 통해 처리된 서브필드 매핑 데이터들 중 어느 하나를 지정하는 역할을 수행한다.
또한, 노이즈 저감 장치(20)에는 복수개의 계조처리부(22-1~22-n)가 포함되는데 계조처리부(22-1~22-n)는 각각 서로 다른 계조표현방식을 R,G,B 데이터에 적용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시킨다. 입력되는 R,G,B 데이터는 각각의 계조처리부(22-1~22-n)에서 동시에 처리되며, 각 계조처리부(22-1~22-n)에서 발생시킨 서브필드 매핑 데이터는 선택부(23)에 입력된다.
이 때, PPC(Parallel Peak Code) 방식을 이용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 계조처리부와, PPC 방식을 이용하지 않고 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 계조처리부를 모두 포함하도록 구성할 수 있다.
선택부(23)는 화상정보검출부(21)에서 전달하는 선택신호에 따라 각 계조처리부(22-1~22-n)에서 발생시킨 서브필드 매핑 데이터들 중 어느 하나의 서브필드 매핑 데이터를 출력한다.
위에서 설명한 바와 같이, 각 계조처리부(22-1~22-n)에서 발생시킨 서브필드 매핑 데이터들 중 현재 입력되는 R,G,B 데이터의 그레이 레벨에 가장 적합한 계조표현방식을 통해 처리된 것을 선택할 수 있게 되어 부적절한 계조표현방식을 사용함으로써 나타나는 노이즈를 감소시킬 수 있다.
도 3을 참조하여 계조처리부를 구성하는 일 실시예를 설명하자면, 각 계조처리부(22-1~22-n)는 입력되는 R,G,B 데이터의 이득을 조정하는 게인조정부(31-1), 이득이 조정된 데이터에 대하여 역감마 보정을 수행하는 역감마 보정부(31-2), 및 역감마 보정된 데이터를 하프톤(Halftone) 보정하는 하프톤 보정부(31-3)를 포함하도록 구성할 수 있다.
역감마 보정부(31-2)는 휘도를 보정하는 역할을 수행한다. 즉, 종래의 CRT(Cathod Ray Tube)가 비선형의 휘도 특성을 갖는데 반하여 플라즈마 디스플레이 패널은 선형의 휘도 특성을 갖을 가지므로, 저계조 영역에서 계조를 표현할 때 노이즈를 발생시킨다. 따라서 역감마 보정부(31-2)는 이러한 노이즈 발생 문제를 해결하기 위하여 영상 데이터를 역감마 보정한다.
도 4를 참조하자면, '목표 휘도'는 보정하고자 하는 이상적인 결과를 나타낸 것이고, '실제 휘도'는 역감마 보정후의 결과로 나타나는 측정된 휘도값이며, 'PDP 휘도'는 역감마 보정을 하지 않은 상태에서 측정된 휘도값을 나타낸 것이다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 목표 휘도는 0 - 60까지 61단계의 계조값에 대하여 각각 다른 휘도값으로 표현된다. 그러나, 실제 휘도는 0 - 60까지 61단계의 계조값이 단지 8가지의 휘도값으로 표현된다. 따라서 플라즈마 디스플레이 패널에서 역감마 보정이 수행될 때 어두운 영역에서 충분한 계조 표현을 할 수 없게 되어 영상이 뭉쳐 보이는 의사윤곽(Contuor Noise)이 발생하게 된다.
이러한, 플라즈마 디스플레이 패널의 부족한 계조를 향상시키기 위하여 디더링(Dithering)이나 오차확산(Error Diffusion) 등의 하프톤(Halftone) 보정 방법을 사용할 수 있다. 하프톤 방법은 플라즈마 디스플레이 패널에서 적은 수의 실계조를 통해 많은 수의 계조를 표현하기 위해서 사용되는 방법이다.
하프톤 방법에 대해 좀 더 상세히 살펴보자면, 오차확산 방법은 해당 픽셀이 양자화(Quantization)될 때 발생하는 오차를 이웃하는 픽셀에 영향을 주게 함으로써 버려지는 오차에 대한 보정을 공간적으로 해결하고자 하는 방법이다. 이러한 오차확산 방법은 이웃한 픽셀에 대한 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 디더링 방법은 각 픽셀(pixel)의 계조값을 디더 마스크의 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 높인다.
이 때, 오차확산과 디더링은 혼용하여 사용하는 것이 바람직하다.
도 5를 참조하여, 하프톤 보정부(31-3)에서 오차확산과 디더링을 혼용하여 영상을 구현하는 일 실시예를 설명하기로 한다.
역감마 보정부(31-2)를 거친 데이터는 정수부분과 소수부분(즉 정수비트와 소수비트)를 포함한다. 하프톤 보정부(31-3)는 이러한 데이터의 소수비트를 오차확산과 디더링을 통해 보정하여 일정 캐리(Carry)를 발생시키고, 발생된 캐리는 역감마 보정부(31-2)에서 출력되는 데이터의 정수비트와 믹서(54)에서 합산된다. 그리고, 믹서(54)에서 합산된 데이터는 서브필드 매핑부(55)에서 서브필드 매핑 데이터로 변환되어 선택부(23)로 입력된다.
하프톤 보정부(31-3)의 구조를 보다 상세히 설명하자면, A비트 오차확산부(51), N-A 비트 디더링부(52) 및 N-A 비트 랜덤 디더 마스크 생성부(53)를 포함하도록 구성할 수 있다. 하나의 예로서, 4비트 오차확산부와 3비트 디더링부를 포함할 수 있다. 이 때, 소수점 이하 자리수의 최하위 특정 비트까지는 오차확산법을 사용하고, 특정 비트 이외의 소수점 이하 비트는 디더링법을 사용할 수 있다.
도 6을 참조하자면, 역감마 보정부(31-2)에 의해 출력된 데이터의 소수부분이 모두 7개의 비트를 가진다고 가정할 때 이러한 소수부분 중 A비트, 예컨대 최하위 3비트는 A비트 오착확산부(51)가 오차확산법으로 보정하여 소정의 캐리를 발생시키고, 발생시킨 캐리를 하위 3비트 이후의 다음 비트로 전달한다.
또한, N-A 비트 디더링부(52)는 A비트 오차확산부(51)로부터 전달받은 캐리를 합산한 비트, 즉 7개의 소수비트 중 오착확산한 최하 A비트를 제외한 나머지 7-A 비트(예: A = 3으로 가정할 때는 4비트)를 디더링법을 이용하여 보정함으로써 소 정의 캐리를 발생시키고, 발생시킨 캐리를 역감마 보정부(31-2)에 의해 생성된 정수부분와 합산한다. 이에 따라 최종적으로 정수 계조의 값만을 사용하여 다양한 계조표현이 가능하게 된다.
이 때, N-A 비트 디더링부(52)는 N-A 비트 랜덤 디더 마스크 생성부(53)에 의해 생성된 디더 마스크를 이용한다. 즉, 역감마 보정된 데이터의 소수 비트에 대하여 디더링할 비트수와 오차 확산시킬 비트수를 미리 정하고, 이렇게 정한 비트 수에 맞춰 전술한 바와 같이 역감마 보정된 영상 신호의 소수부분을 디더링하고 오차 확산시켜 영상을 구현한다.
이 때, 역감마 보정된 데이터에서 오차확산법을 사용할 비트 자리와 디더링법을 적용할 비트 자리는 필요에 따라 임의적으로 설정하거나, 계조의 크기에 따라 변동하도록 구성하는 등 다양하게 적용할 수 있다.
도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 방법에 관한 일 실시예를 설명하기로 한다.
먼저, 입력되는 R,G,B 데이터의 그레이 레벨(Gray Level)을 판별하고(S71), 판별된 그레이 레벨을 기 설정된 기준값과 비교한다(S72). 이 때, 기준값은 임의의 값으로 설정할 수 있다.
그리고, 단계 S72에서의 비교 결과에 따라 복수의 계조표현방식들 중 단계 S71에서 판별된 그레이 레벨에 가장 적합한 계조표현방식을 이용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시킨다(S73).
단계 S73에서 사용될 수 있는 계조표현방식으로는 PPC(Parallel Peak Code) 방식과 Non PPC 방식을 모두 포함하도록 구성할 수 있다.
이러한 실시예에서는 도 8에 도시한 예와 같이 현재 판별된 그레이 레벨이 기준값(예: 16) 이하인 저계조 영역에는 단일 피크(Peak) 구조의 일반적인 매핑 방식을 적용하여 디더 노이즈를 감소시키도록 한다(S72-1,S73-1). 즉, 저계조 영역에서는 단일 피크 구조를 적용해도 50Hz 플리커가 강하게 나타나지 않는다. 그러나, 현재 판별된 그레이 레벨이 기준값보다 큰 고계조 영역에는 PPC 매핑 방식을 적용하여 의사윤곽(Contuor Noise)을 감소 시키도록 한다(S37-2).
각 계조표현방식을 구현하는 방법은 다양하게 구성할 수 있는 것으로서, 하나의 예는 입력되는 R,G,B 데이터의 이득(Gain)을 조정하는 단계, 이득이 조정된 데이터에 역감마 보정을 수행하는 단계, 및 역감마 보정된 데이터를 하프톤(Halftone) 보정하는 단계를 포함하여 구성하는 것이다. 이 때, 하프톤 보정하는 단계는 오류확산과 디더링을 모두 적용하도록 구성할 수 있다.
한편, 역감마 보정시의 감마(Gamma)는 저계조와 고계조에서 서로 다르게 사용할 수 있다. 하나의 예로서, 저계조에서는 0~16 Gray Normal Gamma를 사용하고, 고계조에서는 16~256 Gray PPC Gamma를 사용할 수 있다.
이러한 각 단계를 수행하는 실시예는 도 3 내지 도 6을 참조하여 위에서 설명하였으므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 PPC 방식을 적용한 매핑과 Non PPC 방식을 적용한 매핑을 하나의 테이블에 함께 구성한 매핑 테이블의 예이다.
여기서, 4번째 매핑까지는 단일 피크(Peak)로 구성된 매핑이고, 그 이후로는 PPC A, B로 나누어서 구성된 매핑이다. 즉, 경계점을 구분점으로 낮은 그레이 레벨에서는 디더 노이즈(dither nosie)가 개선 되며, 높은 그레이 레벨에서는 의사윤곽(Contuor Noise)과 플리커(Flicker)가 개선됨을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 표현과 관련하여 저계조 영역에서는 부드럽게 디더 노이즈(dither noise)를 감소시킬 수 있고, 고계조 영역에서는 의사윤곽(Contuor Noise)과 플리커(Flicker)를 감소시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. R,G,B 데이터의 그레이 레벨(gray level)을 판별하는 화상정보검출부;
    상기 R,G,B 데이터에 각각 서로 다른 계조표현방식을 적용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 복수개의 계조처리부; 및
    상기 화상정보검출부에서의 판별 결과에 따라 상기 계조처리부들 중 어느 하나의 계조처리부에서 처리된 서브필드 매핑 데이터를 출력하는 선택부를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    PPC(Parallel Peak Code) 방식을 적용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 계조처리부와, 상기 PPC 방식을 적용하지 않고 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 계조처리부를 모두 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각 계조처리부는 상기 R,G,B 데이터의 이득(Gain)을 조정하는 게인조정부, 상기 이득이 조정된 데이터에 역감마 보정을 수행하는 역감마 보정부 및 상기 역감마 보정된 데이터를 하프톤(Halftone) 보정하는 하프톤 보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 역감마 보정부는 일정 기준값을 통해 구분되는 저계조와 고계조에서 감마(Gamma)값을 서로 다르게 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 장치.
  5. R,G,B 데이터의 그레이 레벨(gray level)을 판별하는 단계;
    상기 판별된 그레이 레벨을 기준값과 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라, 복수의 계조표현방식들 중 어느 하나의 방식을 통해 상기 R,G,B 데이터에 대한 서브필드 매핑 데이터를 발생시켜 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 계조표현방식은 PPC(Parallel Peak Code) 방식을 적용하여 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 방식과, 상기 PPC 방식을 적용하지 않고 서브필드 매핑 데이터를 발생시키는 방식을 모두 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 각 계조표현방식은 상기 R,G,B 데이터의 이득(Gain)을 조정하는 단계, 상기 이득이 조정된 데이터에 역감마 보정을 수행하는 단계, 및 상기 역감마 보정된 데이터를 하프톤(Halftone) 보정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하프톤 보정하는 단계는 일정 오류확산(Error Diffusion) 기법을 적용하는 단계 및 일정 디더링(Dithering) 기법을 적용하는 단계를 모두 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 노이즈 저감 방법.
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JP2003177708A (ja) 2002-11-22 2003-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多階調画像表示装置

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