KR100701098B1 - 디스플레이 디바이스의 출력 레벨 제어 방법 및 그 방법을실행하기 위한 장치 - Google Patents

디스플레이 디바이스의 출력 레벨 제어 방법 및 그 방법을실행하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 TV 기술에 있어서 더욱 더 관심의 대상이 되고 있다. 화상 품질에 대한 하나의 중요한 기준은 피크 백색 향상 인자(Peak White Enhancement Factor; PWEF)이다. 본 발명은, 한 세트의 출력 레벨 모드가 하위필드 코딩을 위해 제공되며, 여기서 각각의 출력 레벨 모드에는 특징적 하위필드 조직이 소속하며, 상기 하위필드 조직은 다음의 : 하위필드의 수, 하위필드 유형, 하위필드 웨이트, 하위필드 예비-스케일링, 각 하위필드 동안에 생성된 작은 펄스들의 양을 변화시키기 위해 사용되는 상기 하위필드 웨이트를 위한 인자인, 특징들 중 하나 이상에 대하여 변화가능하며; 여기서 상기 방법은, 화상의 출력 레벨에 대해 특성 값(AP)을 결정하고 상기 하위필드 코딩을 위한 대응하는 출력 레벨 모드를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 PWEF가 증가할 수 있는 디스플레이 내의 출력 제어 방법을 제안한다. 본 발명은 출력 제어 방법을 실행하기 위한 장치를 더 포함한다.

Description

디스플레이 디바이스의 출력 레벨 제어 방법 및 그 방법을 실행하기 위한 장치{METHOD FOR POWER LEVEL CONTROL OF A DISPLAY DEVICE AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THE METHOD}
본 발명은 디스플레이 디바이스의 출력 레벨 제어 방법 및 그 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.
더 상세하게는, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : plasma display panel)과 같은 디스플레이 상에, 그리고 광 방출의 듀티(duty) 사이클 변조(펄스폭 변조) 원리에 기반을 둔 모든 종류의 디스플레이 상에 디스플레이되는 화상의 화상 품질을 개선하기 위한 일종의 비디오 프로세싱에 밀접하게 관련된다.
비록 플라즈마 디스플레이 패널이 수년 전에 알려졌었지만, 플라즈마 디스플레이는 TV 제조자들로부터 점증하는 관심을 받고 있다. 실제로, 이제 이 기술은 어떠한 시야각 제약도 없이 제한된 깊이를 가지는 큰 크기의 평판 칼라 패널의 달성을 가능하게 한다. 그 디스플레이의 크기는 전통적인 CRT 화상 브라운관으로 가능할 수 있는 어떤 크기보다 훨씬 더 크게 될 수 있다.
유럽 TV 세트의 가장 최근 세대를 참조하면, 그것의 화상 품질을 개선하기 위해 많은 작업들이 이루어져 왔다. 결과적으로, 플라즈마 디스플레이 기술과 같은 새로운 기술로 만들어진 TV 세트가 오래된 표준 TV 기술만큼 좋거나 또는 그보다 더 좋은 화상을 제공해야 한다는 강한 요구가 있다.
비디오 화상을 위한 하나의 중요한 품질 기준은 피크 백색 향상 인자(PWEF : Peak White Enhancement Factor)이다. 피크 백색 향상 인자는 균질한 백색 필드/프레임의 휘도와, 피크 백색 휘도 레벨의 비율로서 정의될 수 있다. CRT 기반 디스플레이는 5에 이르기까지 PWEF값들을 가지지만, 현재의 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)는 약 2인 PWEF값만을 가진다. 따라서, 이런 조건하에서 PDP의 화상 품질은 최상이 아니며 이 상태를 개선시키기 위한 노력이 이루어져야 한다.
플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 "온(ON)" 또는 "오프(OFF)"만이 될 수 있는 방전셀의 매트릭스 배열을 이용한다. 또 그레이 레벨(grey level)이 광 방출의 아날로그 제어에 의해 표현되는 LCD나 CRT와는 달리, PDP는 프레임 당 광 펄스{지속 펄스(sustain pulse)}의 수를 조절함으로써 그레이 레벨을 제어한다. 이런 시간-조절(time-modulation)은 눈의 시간반응에 대응하는 한 주기에 걸쳐 눈에 의해 통합될 것이다.
본 발명의 목적은 피크 백색 향상 인자를 증가시키는 결과를 가지는 출력 레벨 제어를 위한 방법 및 장치를 개시하는 것이다.
본 발명은 이용 가능한 출력 레벨 모드의 수를 증가시킴으로서, 숫적으로 범위적으로, PDP의 PWEF를 증가시키는 기술을 공표한다.
본 발명은, 먼저 플라즈마 디스플레이 내에서의 더 큰 피크 백색 휘도 값은 필연적으로 더 많은 지속 펄스들을 요구한다는 사실을 고려한다. 한편으로, 더 많은 지속 펄스들은 또한 PDP의 더 높은 출력 소비에 대응한다. 해결책은, 평균 화상 출력의 함수로서 얼마간의 지속 펄스를 생성하는 제어 방법, 즉 서로 다른 출력 레벨에 대해 서로 다른 모드로 전환하는 방법이다. 명확하게 하기 위하여, 주어진 모드의 출력 레벨은, 여기서 100 IRE (Institute of Radio Engineers)의 비디오 레벨에 대해 활성화된 지속 방전의 수로서 정의된다. 그 안에서, 상기 상대적인 단위 100 IRE란 완전 백색 칼라에 대한 비디오 신호 레벨을 나타낸다. 출력 레벨 모드의 이용가능한 범위는 PWEF와 대체적으로 동일하다. 상대적으로 낮은 화상 출력, 즉 상대적으로 낮은 휘도 값의 픽셀들을 많이 가지는 화상들에 있어서는, 많은 양의 낮은 휘도 값의 픽셀들 때문에 전체 출력 소비가 제한되어질 것이기 때문에 서로 다른 비디오 레벨을 만들어내기 위한 연속적으로 높은 출력 레벨을 가지는 모드가 선택될 것이다. 상대적으로 높은 화상 출력, 즉 상대적으로 높은 휘도 값의 픽셀들을 많이 가지는 화상들에 있어서는, 많은 양의 높은 휘도 값의 픽셀들 때문에 전체 출력 소비가 높아질 것이기 때문에 서로 다른 비디오 레벨을 만들어내기 위하여 연속적으로 낮은 출력 레벨을 가지는 모드가 선택될 것이다.
원리적으로, 본 발명은 한 화상의 복수의 픽셀들에 대응하는 복수의 발광 요소들을 구비하는 디스플레이 디바이스 내의 출력 레벨 제어 방법으로서, 여기서 한 비디오 프레임 또는 비디오 필드의 존속 시간은 복수의 하위필드(SF : sub-field) - 그 하위필드 동안에 상기 발광 요소들은 밝기 제어에 사용되는 하위필드 코드 워드에 대응하는 작은 펄스들로 빛 방출을 위해 활성화될 수 있는 - 로 분할되는, 출력 레벨 제어 방법에 있어서, 한 세트의 출력 레벨 모드가 하위필드 코딩을 위해 제공되며, 여기서 각각의 출력 레벨 모드에는 특징적 하위필드 조직이 소속하며, 상기 하위필드 조직은 다음의 특징들, 즉:
- 하위필드의 수
- 하위필드 유형
- 하위필드 포지셔닝
- 하위필드 웨이트
- 하위필드 예비-스케일링
- 각 하위필드 동안에 생성된 작은 펄스들의 양을 변화시키기 위해 사용되는 상기 하위필드 웨이트를 위한 인자중 하나 이상에 대하여 변화가능하며; 여기서 상기 방법은, 비디오 화상의 출력 레벨에 대해 특성 값(AP)을 결정하고 상기 하위필드 코딩을 위한 대응하는 출력 레벨 모드를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 제어 방법을 포함한다.
바람직하게, 본 발명의 방법의 추가적인 실시예들은 각각의 종속항에 개시되어 있다.
연속적이며 원칙적으로 무한개의 모드들간의 전환이 아날로그적인 CRT와는 대조적으로, PDP에서는 상기 전환은 불연속적(discrete)이다. 출력 레벨 모드의 유사-히스테리시스(hysteresis like) 전환 거동(switching behaviour)을 도입함으로써 화상 잡음에 의해 야기되는, 휘도에서 상당한 차이를 가진, 두 출력 레벨 모드간의 진동(oscillation)이 회피된다(청구항 4 및 5을 보라).
본 발명은 상기 방법 발명들을 실행하기 위한 장치들을 더 포함한다. 여기서 본 발명은, 평균 화상 출력 측정 회로와, 예비-스케일링 유닛과, 하위필드 코딩 유닛, 및 그 안에 출력 레벨 모드 표와 출력 레벨 모드 전환 제어를 위한 히스테리시스 곡선이 저장되어 있는 출력 레벨 제어 유닛을 포함하는, 상기 방법 발명을 실행하기 위한 장치를 포함한다.
도 1은 PDP의 하위필드 개념을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 피크 백색 향상을 위한 서로 다른 출력 레벨 모드들간의 전환 개념을 예시하기 위한 두 개의 서로 다른 하위필드 조직을 보여주는 개략도.
도 3은 출력 레벨 전환 제어를 위해 사용되는 히스테리시스 곡선.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 블록도.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도면에 예시되며, 다음의 개시에서 더 자세하게 설명된다.
비디오 프로세싱 분야에서는 휘도 레벨의 8 비트 표현은 매우 보편적이다. 이 경우에, 각 비디오 레벨은 다음의 8 비트 :
20 = 1, 21 = 2, 22 = 4, 23 = 8, 24 = 16, 25 = 32, 26 = 64, 27 = 128
의 조합에 의해 표현될 것이다.
PDP 기술에 대해 그러한 코딩 구성을 실현하기 위해서, 프레임 주기(FP)는 통상적으로 자주 하위필드 - 각각의 하위필드는 상기 8 비트들 중 하나에 대응한다 - 라고 말해지는 8 하위-주기로 분할될 것이다. 비트 21 = 2에 대한 빛 방출의 존속기간(duration)은 비트 20 = 1에서보다 두배 등등 이다. 이들 8 하위-주기의 조합으로, 우리는 256 개의 서로다른 그레이(grey) 레벨을 세울 수 있다. 그러므로 예컨대, 그레이 레벨 92는 대응하는 디지털 코드 워드 %1011100을 가질 것이다. PDP 기술에서 하위필드는 각각이 동일한 진폭과 동일한 존속기간을 가진 대응하는 갯수의 작은 펄스들로 구성된다는 점이 인정되어야 할 것이다. 움직임 없이, 관찰자의 눈은 대략 하나의 프레임 주기(FP)에 걸쳐서 모든 하위-주기들을 통합할 것이고 정확한 그레이 레벨에 대한 인상을 가질 것이다. 상술한 하위필드 조직(organisation)은 도 1에 도시된다. 도 1은, 플라즈마 셀을 어드레싱하기 위한 그리고 어드레싱(스캐닝) 및 지속(sustaining) 후 플라즈마 셀을 삭제하기 위한 시간 주기들이 겉으로 도시되어 있지는 않다는 점에서 단순화되어 있다. 그러나 그것들은, 이 분야에서 지식을 가진 자에게는 잘 알려진 플라즈마 디스플레이 기술에서, 각 하위필드에 대하여 존재한다. 이들 시간 주기들은 각 하위필드에 대하여 필수적이며 일정하다.
모든 하위필드가 활성화된 때, 발광 단계(lighting phase)는 255 상대 시간 단위의 상대적인 존속기간을 가진다. 255 값은 PDP에 대해 사용되고 있는 RGB 데이터 또는 휘도 레벨의 상술한 8 비트 표현을 계속 사용할 수 있기 위해서 선택되었다. 도 1의 두번째 하위필드는 예컨대 2 상대 시간 단위의 존속기간을 가진다. PDP 기술분야에서는, 하위필드의 상대적인 존속기간은 종종 하위필드의 '웨이트(weight)'라고 불리는데, 이 표현도 이후부터 사용될 것이다.
효과적인 피크 백색 향상 제어 회로는 비디오 신호 레벨 (RGB-, YUV-신호)의 8 비트 워드를 각 하위필드 코드 워드로 매핑하기 위하여 많은 수의 불연속적인 출력 레벨 모드를 요구한다. 상기 서로다른 출력 레벨 모드들간에 전환이 이루어진다. 본 발명에 있어서 불연속적인 출력 레벨의 수는 더 많은 자유도(degree of freedom)를 추가함으로써, 즉 하위필드의 더 많은 동적 제어를 사용함으로써 증가된다.
본 발명은 동적 하위필드 제어를 제공하기 위하여 다음의 프로세스 중 하나 이상을 사용하는 것을 제안한다 :
1. 하위필드의 동적 갯수. 이는 더 높은 출력 레벨 모드(더 낮은 평균 출력을 가진 화상들을 위해 선택된)에 대해서는 더 적은 하위필드가 사용되며, 따라서 어드레싱 및 삭제를 위해 요구되는 시간을 감소시킴으로써 지속 펄스를 생성하기 위한 시간이 더 많아지도록 한다는 것을 뜻한다.
2. 동적 하위필드 유형. 이는 어떤 출력 레벨 모드에 있어서, 어떤 필드들은 비트-라인-반복(bit-line-repeat) 하위필드로 붕괴할 수 있으며, 이것은 어드레싱을 위한 시간의 반만을 요구한다는 것을 뜻한다. 또, 하위필드 모드의 생성을 위해 더 많은 시간이 사용가능해진다. 비트-라인-반복 하위필드의 개념은 EP 0 874 349에 상세하게 설명되어 있다. 이 개념을 받치고 있는 아이디어는 공통 하위필드라고 불리는 어떤 하위필드에 있어서 두개의 연속적인 라인을 함께 그룹화함으로서 어드레스되어야 할 라인의 수를 감소시키는 것이다. 그러므로, 어떤 하위필드는 공통 하위필드가 되도록 정의된다. 12 하위필드를 가진 하위필드 조직에 대하여 일예가 아래에 주어진다. 밑줄 친 값이 공통 하위필드이다.
1 - 2 - 4 - 5 - 8 - 10 - 15 - 20 - 30 - 40 - 50 - 70
그 경우에, 동일한 위치에서 두개의 연속적인 라인내의 두 픽셀의 두 픽셀 값의 하위필드 코드 워드는 공통 하위필드에 대해서는 동일할 것이나 나머지 특정 하위필드들에 대해서는 다를 수 있다. 두 연속적인 라인 상에 동일한 위치에 있는 픽셀 값 36 및 51에 대해 아래에 일예가 주어진다.
아래에 보여진 것처럼 이들 값들을 인코드하는 방식은 다양할 수 있다. 6 공통 하위필드을 위한 대응하는 코드들이 괄호내에 표시되어 있다.
36 = 30 + 4 + 2 (100110) 51 = 50 + 1 (000001)
= 30 + 5 + 1 (100001) = 40 + 10 + 1 (000001)
= 20 + 15 + 1 (010001) = 40 + 8 + 2 + 1 (001011)
= 20 + 10 + 5 + 1 (000001) = 40 + 5 + 4 + 2 (000110)
= 20 + 10 + 4 + 2 (000110) = 30 + 20 + 1 (100001)
= 20 + 8 + 5 + 2 + 1 (001011) = 30 + 10 + 8 + 2 + 1 (101011)
= 15 + 10 + 8 + 2 + 1 (011011) = 30 + 10 + 5 + 4 + 2 (100110)
= 15 + 10 + 5 + 4 + 2 (010110) = 20 + 15 + 10 + 5 + 1 (010001)
= 20 + 15 + 10 + 4 + 2 (010110)
= 20 + 15 + 8 + 5 + 2 + 1 (011011)
이 목록으로부터 공통 하위필드에 대하여 동일한 코드 워드를 가지기 위해서는 어 느 코드 워드가 취해질 수 있는지가 명백하다. 이들 코드 워드의 대응하는 쌍들이 아래에 나열된다 :
36 = 30 + 4 + 2 및 51 = 30 + 10 + 5 + 4 + 2
36 = 30 + 5 + 1 및 51 = 30 + 20 + 1
36 = 20 + 15 + 1 및 51 = 20 + 15 + 10 + 5 + 1
36 = 20 + 10 + 5 + 1 및 51 = 50 + 1
36 = 20 + 10 + 5 + 1 및 51 = 40 + 10 + 1
36 = 20 + 10 + 4 + 2 및 51 = 40 + 5 + 4 + 2
36 = 20 + 8 + 5 + 2 + 1 및 51 = 40 + 8 + 2 + 1
36 = 15 + 10 + 8 + 2 + 1 및 51 = 20 + 15 + 8 + 5 + 2 + 1
36 = 15 + 10 + 5 + 4 + 2 및 51 = 20 + 15 + 10 + 4 + 2
3. 동적 하위필드 포지셔닝(positioning). 이것은 비디오 프레임 내의 하위필드의 위치도 또한 변화가능하다는 것을 뜻한다. 이것은 불연속적인 하위필드들로부터 하나의 프레임을 구성하는 것에 대해서 더 많은 자유를 허용한다.
4. 동적 하위필드 예비-스케일링. 이것은 100 IRE의 가장 높은 비디오 레벨이 동일한 디지털 값, 예컨대 255로 항상 코딩되는 것은 아니다라는 것을 뜻한다. 예를 들어 만약 100 IRE가 서로다른 더 작은 값, 예컨대 240로 예비-스케일링된다면, 화상 출력은 동일한 인자 즉 240/255에 의하여 곱해져서 감소된다.
5. 동적 하위필드 웨이트. 이것은 주어진 하위필드와 연관된 웨이트가 변할 수 있다는 것을 뜻한다. 이것은 서로다른 수의 하위필드가 사용되는 때의 정상적인 경우이지만, 가능하게는 서로다른 하위필드 예비-스케일링과 서로다르게 코딩되고 따라서 서로다른 하위필드 웨이트를 가진, 동일한 수의 하위필드로, 두개의 서로다른 출력 레벨 모드를 가지는 것도 또한 가능하다. 이것에 대한 일예가 아래에 주어진다 :
모드 10.1 : 1 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32 - 48 - 48 - 48 - 48
모드 10.2 : 1 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32 - 32 - 32 - 32 - 32
이 예에서 7번째부터 10번째의 하위필드의 웨이트는 두 모드에 대해 서로 다르다.
6. 동적 하위필드 웨이트 인자. 하위필드 웨이트 인자는 그 하위필드를 위해 얼마나 많은 지속 펄스들이 생성되는가를 결정한다. 예컨대 만약 이 인자가 *2이라면, 이는 하위필드 웨이트 수가 능동 하위필드 주기동안에 생성된 지속 펄스의 수에 달하기 위하여 2로 곱해질 것이라는 뜻이다.
도 2에서 동적 하위필드 조직의 원리가 어떻게 적용되는가가 간단하게 도시된다. 서로다른 출력 레벨을 가진 두개의 모드가 도시된다.
첫번째 모드는 11 하위필드(sub-field, SF)로 구성되며 두번째 모드는 9 하위필드로 구성된다. 각 하위필드(SF)는 각 플라즈마 셀이 각 픽셀에 대한 코드 워드에 의해 결정되어 충전 또는 충전되지 않는 어드레싱 주기(스캔 주기)(sc, scan period)와, 예비충전된 플라즈마 셀이 빛 방출을 위해 활성화되는 지속 주기(su, sustain period)와, 그리고 플라즈마 셀이 방전되는 삭제 주기(er, erase period)로 이루어진다. 9 하위필드 경우에는, 더 적은 시간이 어드레싱(스캔)을 위해 필요하고, 따라서 더 많은 시간이 지속 펄스를 위해 사용가능하다(검은색 영역이 더 크 다). 하위필드 하나에 대한 삭제 및 스캔 시간은 대응하는 하위필드 웨이트와는 독립적이다. 하위필드 위치 및 하위필드 웨이트가 두개의 도시된 경우에 대해 서로 다르다는 것을 도면으로부터 알 수 있다. 예컨대 첫번째 도시된 경우에서, 7번째 하위필드의 웨이트는 32이지만, 두번째 경우에서는 7번째 하위필드의 웨이트가 64이다. 어드레싱, 삭제 및 지속 시간에 대해 표현된 상대적인 시간 존속기간은 다만 예시적인 것이며 다른 응용예에서는 다를 수 있다. 또한, 낮은 웨이트를 가지는 하위필드가 처음에 위치하고 더 높은 웨이트를 가지는 하위필드가 필드/프레임 주기(FP : field/frame period)의 마지막에 위치하는 것이 강제적인 것도 아니다.
동적 하위필드 제어의 개념은 예를 들어 설명하는 것이 가장 좋을 수 있다. 특히, 사용된 하위필드의 수 및 웨이트 그리고 실제 지속 펄스의 수에 있어서, 여기서 사용된 값들은 다만 예시적인 것이며 다른 응용예에서는 다른 값들이 사용될 수 있다는 것을 강조하여 언급해둔다.
여기에 있는 예들에 의해, 5인 PWEF가 실현될 수 있다. 비디오 신호(예컨대 RGB 신호)는 0에서 255의 범위에 걸치는 8 비트 데이터 워드에 의해 나타내어질 것이다. 이 예에서 플라즈마 디스플레이 패널 제어는 한 프레임 주기(FP)에서 5*255 펄스의 최대값(가장 높은 출력 레벨 모드) 및 가장 낮은 출력 레벨을 가진 모드에서 (100 IRE에 대해) 1*255 펄스의 최소값을 생성한다.
4개의 서로다른 주요 출력 레벨 모드로 해결책이 구현될 수 있다 :
모드 1 : 12 하위필드 (2*255 지속펄스) :
1 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32 - 32 - 32 - 32 - 32 - 32 - 32
모드 2 : 11 하위필드 (3*255 지속펄스) :
1 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32 - 32 - 40 - 40 - 40 - 40
모드 3 : 10 하위필드 (4*255 지속펄스) :
1 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32 - 48 - 48 - 48 - 48
모드 4 : 9 하위필드 (5*255 지속펄스) :
1 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32 - 64 - 64 - 64
괄호속에 주어진 설명은 다음의 의미로 해설되어야 한다 : 굵게 프린트된 수는 상대 시간 단위에서의 하위필드 웨이트를 나타낸다. 비디오 레벨 255에 있어서 255 상대 시간 단위에 대응하는 것은 어느것이든지 모든 하위필드가 활성화된다. 하위필드를 위한 수는 직접적으로 활성화된 하위필드내의 지속 펄스의 수를 나타내는 것이 아니다. 이들 수는 하위필드 웨이트 수를 모드 1, 2, 3, 4에 대해 인수 *2, *3, *4, *5로 곱함으로써 달성된다.
이 주요 모드는 각자 약 16개의 하위모드들로 더 분할되는데, 그 하위모드들은 하위필드와 동일한 수를 사용하지만, 전체 비디오 레벨 100 IRE를 다른 값으로 인코드한다(동적 예비-스케일링). 다음 목록은 모든 하위모드들을 나타내는데, "pl"은 출력 레벨(power lever)(100 IRE를 위한 코드를 주요 모드의 대응하는 인자로 곱해서 달성한다)을 나타내고, "100 IRE"는 100 IRE 비디오 레벨이 코딩될 디지털 레벨을 나타낸다.
모드 1.01 : pl=254, 100 IRE = 127
모드 1.02 : pl=270, 100 IRE = 135
모드 1.03 : pl=286, 100 IRE = 143
모드 1.04 : pl=302, 100 IRE = 151
모드 1.05 : pl=318, 100 IRE = 159
모드 1.06 : pl=334, 100 IRE = 167
모드 1.07 : pl=350, 100 IRE = 175
모드 1.08 : pl=366, 100 IRE = 183
모드 1.09 : pl=382, 100 IRE = 191
모드 1.10 : pl=398, 100 IRE = 199
모드 1.11 : pl=414, 100 IRE = 207
모드 1.12 : pl=430, 100 IRE = 215
모드 1.13 : pl=446, 100 IRE = 223
모드 1.14 : pl=462, 100 IRE = 231
모드 1.15 : pl=478, 100 IRE = 239
모드 1.16 : pl=494, 100 IRE = 247
모드 1.17 : pl=510, 100 IRE = 255
모드 2.01 : pl=525, 100 IRE = 175
모드 2.02 : pl=540, 100 IRE = 180
모드 2.03 : pl=555, 100 IRE = 185
모드 2.04 : pl=570, 100 IRE = 190
모드 2.05 : pl=585, 100 IRE = 195
모드 2.06 : pl=600, 100 IRE = 200
모드 2.07 : pl=615, 100 IRE = 205
모드 2.08 : pl=630, 100 IRE = 210
모드 2.09 : pl=645, 100 IRE = 215
모드 2.10 : pl=660, 100 IRE = 220
모드 2.11 : pl=675, 100 IRE = 225
모드 2.12 : pl=690, 100 IRE = 230
모드 2.13 : pl=705, 100 IRE = 235
모드 2.14 : pl=720, 100 IRE = 240
모드 2.15 : pl=735, 100 IRE = 245
모드 2.16 : pl=675, 100 IRE = 250
모드 2.17 : pl=765, 100 IRE = 255
모드 3.01 : pl=780, 100 IRE = 195
모드 3.02 : pl=796, 100 IRE = 199
모드 3.03 : pl=812, 100 IRE = 203
모드 3.04 : pl=828, 100 IRE = 207
모드 3.05 : pl=844, 100 IRE = 211
모드 3.06 : pl=860, 100 IRE = 215
모드 3.07 : pl=876, 100 IRE = 219
모드 3.08 : pl=892, 100 IRE = 223
모드 3.09 : pl=908, 100 IRE = 227
모드 3.10 : pl=924, 100 IRE = 231
모드 3.11 : pl=940, 100 IRE = 235
모드 3.12 : pl=956, 100 IRE = 239
모드 3.13 : pl=972, 100 IRE = 243
모드 3.14 : pl=988, 100 IRE = 247
모드 3.15 : pl=1004, 100 IRE = 251
모드 3.16 : pl=1020, 100 IRE = 255
모드 4.01 : pl=1035, 100 IRE = 207
모드 4.02 : pl=1050, 100 IRE = 210
모드 4.03 : pl=1065, 100 IRE = 213
모드 4.04 : pl=1080, 100 IRE = 216
모드 4.05 : pl=1095, 100 IRE = 219
모드 4.06 : pl=1110, 100 IRE = 222
모드 4.07 : pl=1125, 100 IRE = 225
모드 4.08 : pl=1140, 100 IRE = 228
모드 4.09 : pl=1155, 100 IRE = 231
모드 4.10 : pl=1170, 100 IRE = 234
모드 4.11 : pl=1185, 100 IRE = 237
모드 4.12 : pl=1200, 100 IRE = 240
모드 4.13 : pl=1215, 100 IRE = 243
모드 4.14 : pl=1230, 100 IRE = 246
모드 4.15 : pl=1245, 100 IRE = 249
모드 4.16 : pl=1260, 100 IRE = 252
모드 4.17 : pl=1275, 100 IRE = 255
상기 목록에서 알 수 있는 바와 같이, 출력 레벨은 254에서 1275까지 점차 증가하고, 그럼으로써 5인 PWEF를 실현한다. 총 약 64개의 출력 레벨 모드가 있다. 본 발명의 원리에 있어서 만약 필요한 경우 이 수를 증가시키는 것에는 아무 문제가 없다.
이 예에서 상기에 설명한 동적 하위필드 프로세스 넷이 사용되었다 : 하위필드의 동적 갯수, 동적 하위필드 포지셔닝, 동적 하위필드 웨이트, 동적 하위필드 인코딩(예비-스케일링) 및 동적 하위필드 웨이트 인자. 이 예에서는 동적 하위필드 유형은 사용되지 않았다(비트-라인-반복 하위필드는 없다).
이미 위에서 설명한 바와 같이, 출력 레벨 제어 방법은 주어진 화상의 평균 출력을 측정하고 하위필드 코딩을 위해 대응하는 출력 레벨 모드들간을 전환한다. 측정된 평균 출력으로부터 주어진 대응하는 출력 레벨로 직접 대응관계를 만드는 것이 가능하다. 그러나, 두 인접한 불연속적 출력 레벨 모드는 약간 다른 휘도 레 벨을 가지며, 따라서 아주 낮은 레벨의 화상 잡음조차 측정된 평균 출력 값에 약간의 잡음을 생성할 수 있기 때문에, 직접적인 연결은 상당한 휘도 진동을 야기할 수 있다는 단점이 있다. 이러한 진동을 회피하기 위하여 출력 레벨 모드 전환을 위해 히스테리시스와 유사한 전환 거동을 구현하는 것이 제안된다. 이 행동은 도 3에 따라 구현될 수 있다. 도 3은 측정된 화상 평균 출력(ap ; average power)의 함수로서 출력 레벨 모드 선택(pl)의 동적 제어를 위한 히스테리시스 곡선을 보여준다.
화상 출력 레벨이 증가하는 때는, 감소하는 출력 레벨을 가진 모드들이 선택된다. 다음의 규칙이 전환 제어에 대해 유효하다 :
1.) 화상 평균 출력이 증가하고 있는 때는 상부의 선(top line) 상의 출력 레벨을 가진 모드들이 선택된다.
2.) 화상 평균 출력이 감소하고 있는 때는 하부의 선(bottom line) 상의 출력 레벨을 가진 모드들이 선택된다.
3.) 화상 평균 출력 성장 방향이 변화되는 경우에는, 새로운 출력 레벨 모드로의 전환은 화상 평균 출력 레벨이 각각 다른 하부 또는 상부의 선상에 놓일 때까지 억제된다.
이런 방식으로 화상 평균 출력 내의 작은 변화에 기인한 출력 레벨 모드들간 진동이 회피된다.
도 4에서, 위에서 설명된 발명을 구현하는 회로의 블록도가 도시된다. RGB 데이터는, PWEF 제어 블록(11)에 계산된 평균 출력 값(AP)을 주는 평균 출력 측정 블록(10) 내에서 분석된다. 화상의 평균 출력 값은, 모든 RGB 데이터 스트림을 위한 픽셀 값들을 단순히 합하고 그 결과를 3이 곱해진 픽셀 값의 수로 나눔으로써 계산될 수 있다. 제어 블록은, 이전에 측정된 평균 출력 값 및 저장되어 있는 히스테리시스 곡선을 고려에 넣어, 자신의 내부 출력 레벨 모드 표(17)를 참고한다. 그것은 다른 프로세싱 블록들을 위해 선택된 모드 제어 신호들을 직접 생성한다. 이것들은 예비-스케일링 인자(PS) 및 하위필드 코딩 매개변수(CD)의 선택이다. 이들 매개변수는 위에서 설명한 바와 같은 하위필드의 수와, 하위필드의 포지셔닝과, 하위필드의 웨이트와 그리고 하위필드의 유형을 정의한다.
예비-스케일링 인자(PS)를 수신하는 예비-스케일링 유닛(12) 내에서, RGB 데이터 워드는 선택된 출력 레벨 모드에 할당된 값으로 정규화된다(normalised). 모드 2.08이 선택되었다고 가정하자. 그러면 화상의 모든 픽셀 값은 이 유닛내에서 인자 210/255로 곱해진다.
하위필드 코딩 프로세스는 하위필드 코딩 유닛(13) 내에서 행해진다. 여기 각각의 정규화된 픽셀 값에 하나의 하위필드 코드 워드가 할당된다. 하나 이상의 몇개 값에 대하여 하나의 하위필드 코드 워드가 할당될 가능성은 다른 방식으로 가능할 수 있다. 단순한 실시예에서는 각각의 모드에 대하여 할당이 그 표로 이루어질 수 있도록 하는 하나의 표가 존재할 수 있다. 이런 방식으로 모호함이 회피될 수 있다.
PWEF 제어 블록(11)도 또한 프레임 메모리(14)내에 RGB 픽셀 데이터 쓰기(WR)와, 두번째 프레임 메모리(14)로부터 RGB 하위필드 데이터(SF-R, SF-G, SF-B) 판독(RD)과, 제어 라인(SP)을 통한 직렬-병렬 변환 회로(15)를 제어한다. 마 지막으로 그것은 PDP(16)를 위한 구동 회로를 구동하기 위해 요구되는 스캔(SCAN, SC) 및 지속(SUSTAIN, SU) 펄스를 생성한다.
한 실시예는 두 개의 프레임 메모리로 구성될 수 있다는 것에 주목하라. 데이터는 한 픽셀측(pixel-wise) 프레임 메모리내로 쓰여지지만, 다른 하위필드측(sub-field-wise) 프레임 메모리로부터 판독된다. 완전한 첫번째 하위 필드를 판독할 수 있기 위하여 전체 프레임 하나가 메모리 상에 미리 존재하고 있어야만 한다. 이것은 두개의 전체 프레임 메모리를 필요로 한다. 한 프레임 메모리가 쓰기에 사용되고 있는 동안에, 다른 하나는 판독에 사용되어, 이런 방식으로 잘못된 데이터를 판독하는 것을 회피한다.
상술된 실시예는 출력 측정 및 행동 사이에 1 프레임의 지연을 도입한다. 출력 레벨이 측정되고, 주어진 프레임의 마지막에, 평균 출력 값이 제어기에 의해 사용가능하게 된다. 그렇지만 그 때에는 행동, 예컨대 하위필드 코딩을 수정하는 것과 같은 행동을 취하기에는 너무 늦는데, 왜냐하면 데이터가 이미 메모리 내에 쓰여져 버렸기 때문이다.
비디오을 계속적으로 재생하는 경우에는 이런 지연은 어떠한 문제도 일으키지 않는다. 그러나, 시퀀스가 변하는 경우에는, 밝은 섬광이 발생할 수 있다. 이것은 비디오이 어두운 시퀸스에서 밝은 것으로 변할때 생긴다. 이것은 출력 공급장치(power supply)에 대한 문제일 수 있는데, 출력내에서의 극단적인 피크를 극복할 수 없기 때문이었을 가능성이 있다.
이런 문제를 처리하기 위해, 제어 블록은 메모리에 쓰여졌던 '잘못된' 데이 터를 검출할 수 있다. 제어 블록은 한 프레임에 대해 빈 화면의 출력으로 그것에 반응할 것이고, 또는 만약 이것이 받아들여질 수 없는 경우에는, 어쨌든간에 사람 관찰자에게는 알아챌 수 없게 될 것인 라운딩 오류(rounding mistakes)를 초래하는 대가를 치룬다고 하더라도, 모든 하위필드들 및 한 프레임의 존속기간에 대한 지속 펄스의 수를 크게 감소하는 것으로서 반응할 것이다.
예컨대, 다시 이전의 예를 참조하면, 만약 방금 메모리에 쓰여진 화상의 측정된 평균 화상 출력이 계산되었고 그 결과는 460의 출력 레벨에 대응하지만, 하위필드 코딩에 대해 1220의 출력 레벨을 가진 모드로 잘못 사용되었다면, 단순히 모든 하위필드 내의 모든 지속 펄스의 3분의 2를 억제함으로써, 대략적인 정정이 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 블록들은 하드웨어 부품들보다는 적절한 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않는다. 다양한 수정이 가능하며 본 청구범위의 범위 내에 속한다고 고려된다. 예컨대, 다른 한 세트의 출력 레벨 모드가 여기서 예시적으로 주어진 것들에 대신해서 사용될 수 있다.
본 발명은 그레이-레벨 변형예를 위해 빛 방출의 PWM 과 유사한 제어를 사용함에 의하여 제어되는 모든 종류의 디스플레이를 위해 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 한 화상의 픽셀들에 대응하는 복수의 발광 요소(luminous elements)들을 구비하는 디스플레이 디바이스 내의 출력 레벨 제어 방법으로서,
    한 비디오 프레임 또는 비디오 필드의 존속 시간을 복수의 하위필드(SF: Sub-Field)로 분할하는 단계로서, 상기 복수의 하위필드(sub-field: SF) 동안에 상기 발광 요소들은 밝기(brightness) 제어에 사용되는 하위필드 코드 워드(SF-R, SF-G, SF-B)에 대응하는 작은 펄스들로 빛 방출을 위해 활성화될 수 있는, 상기 분할 단계와;
    하위필드 코딩 방법을 수행하는 단계로서, 상기 코딩 방법에서, 하위필드 코드 워드(SF-R, SF-G, SF-B)가 비디오 신호의 색 성분(R, G, B)의 입력 비디오 값에 할당되고, 출력 레벨 모드 세트가 하위필드 코딩에 제공되는, 상기 하위필드 코딩 방법을 수행하는 단계를 포함하며,
    여기서, 각각의 출력 레벨 모드에는 특징적 하위필드 조직이 속해 있으며, 상기 하위필드 조직은 다음의 특징들, 즉:
    - 하위필드의 수와,
    - 하위필드의 유형과,
    - 하위필드의 포지셔닝(positioning)과,
    - 하위필드의 웨이트(weight)와,
    - 하위필드의 프리-스케일링(pre-scaling)과,
    - 각 하위필드 동안에 생성된 작은 펄스들의 양을 변화시키기 위해 사용되는 상기 하위필드의 웨이트를 위한 인자 중 하나 또는 그 이상에 대하여 변화가능하며;
    여기서 상기 방법은 비디오 화상의 출력 레벨에 대해 특성 값(AP)을 결정하는 단계와,
    상기 하위필드 코딩에 대해 상기 특성 값(AP)에 대응하는 출력 레벨 모드를 선택하는 단계를 더 포함하며,
    여기서, 상기 출력 레벨 모드 사이의 전환은 유사-히스테리시스 전환으로 제어되며, 상기 유사-히스테리시스 전환은 상기 특성 값(AP)의 함수로서 출력 레벨 모드 선택을 동적으로 제어하기 위해 구현되는,
    출력 레벨 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 비디오 화상의 출력 레벨을 위한 상기 특성 값(AP)은 평균 화상 출력 값인, 출력 레벨 제어 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하위필드의 예비-스케일링은 어떠한 디지털 값이 100 IRE의 비디오 레벨에 할당되는지를 결정하는, 출력 레벨 제어 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유사-히스테리시스 전환 제어를 위하여 출력 레벨 모드 대 화상 평균 출력 다이아그램 내의 두 평행한 선이 사용되며 다음의 규칙들, 즉:
    i) 화상 평균 출력이 증가하는 때는, 상부의 선(top line) 상의 출력 레벨을 가진 모드가 선택되는 규칙;
    ii) 화상 평균 출력이 감소하는 때는, 하부의 선(bottom line) 상의 출력 레벨을 가진 모드가 선택되는 규칙;
    iii) 상기 화상 평균 출력 증가 방향이 변화하는 경우에는, 새로운 출력 레벨 모드로의 전환이, 상기 화상 평균 출력 레벨이 각각의 다른 하부 또는 상부의 선 상에 놓여질 때까지 억제되는 규칙;
    이 적용되는, 출력 레벨 제어 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 방법을 실행하도록 적응된 장치로서,
    비디오 화상의 출력 레벨에 대한 특성 값(AP)을 결정하기 위해 평균 화상 출력이 측정되는 평균 화상 전력 측정 회로(10)와;
    상기 측정된 평균 화상 출력 값을 고려하여, 어떠한 출력 레벨 모드가 선택될 것인지를 결정하는 출력 레벨 제어 유닛(11)과;
    특정 인자로 입력 비디오 레벨의 정규화를 수행하는 예비-스케일링 유닛(12)과;
    상기 선택된 출력 레벨 모드에 대응하는 밝기 제어를 위해 정규화된 입력 비디오 레벨에 하위필드 코드 워드가 할당되는 하위필드 인코딩 유닛(13)을 포함하며,
    여기서, 출력 레벨 모드(17)와 히스테리시스 곡선(18)의 표는 상기 측정된 화상 평균 출력의 함수로서 상기 출력 레벨 모드 선택을 동적 제어하기 위해 구현되며, 상기 화상 평균 출력의 함수는 출력 레벨 모드의 선택을 위해 상기 출력 레벨 제어 유닛(11)에서 고려되는, 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 디스플레이 디바이스, 특히 플라즈마 디스플레이 디바이스에 통합되는, 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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