KR100726322B1 - 영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

동일 화면상에서 재생할 수 있는 최대 대 최소 휘도 비율을 증가시킴으로써 동적 범위를 확대할 수 있는, 두 가지 발광 상태를 가지는 플라즈마 표시 패널과 같은 표시 패널을 구비한 영상 표시장치가 개시된다. 이 영상 표시장치에 있어서, 하나의 TV 필드 주기는 각각 휘도 가중치를 가지며 시간순으로 배열되어 있는 복수개의 서브필드들로 분할되고, 각 화소에 대해 서브필드들의 조합을 선택하고 선택된 서브필드 중 각 화소의 발광 상태들 유지시킴으로써 그레이 스케일 영상이 표시되는 바, 여기서, 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, 복수개의 서브필드들은 적어도 하나의 서브필드를 포함하고 이의 휘도 가중치는 다음 서브필드의 휘도 가중치의 절반이다.
영상표시장치, TV 필드 주기, 휘도 가중치, 서브필드

Description

영상 표시장치{Image Display Apparatus}
본 발명은 하나의 TV 필드 주기를 복수개의 서브필드(sub-field)로 분할하여 그레이 스케일(gray scale) 영상을 표시하는 플라즈마 표시 패널과 같은 표시 패널을 사용하는 영상 표시장치로서, 동일 화면상에 재현될 수 있는 최대 대 최소 휘도 비율을 증가시킴으로써 넓은 동적범위의 영상을 표시할 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하나의 TV 필드 주기를 복수개의 서브필드로 분할하여 그레이 스케일 영상을 표시하는 것으로서, 동영상을 표시할 때 발생하는 하프톤(halftone) 교란을 감소시킬 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.
기본적으로 두 개의 표시 상태가 가능한, 플라즈마 표시 패널과 같은 표시 패널상에 그레이 스케일 영상을 표시하기 위해, 하나의 TV 필드 주기를 서브필드들로 분할하고, 소정의 휘도 가중치를 서브필드들에 할당하고, 각 서브필드의 발광의 존재 또는 부재를 제어하는 방법이 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 하나의 TV 필드 주기를, "1", "2", "4", "8", "16", "32", "64", 및 "128"의 휘도 가중치가 각각 주어지는 여덟 개의 서브필드로 분할함으로써 256 그레이 레벨들이 표시된다. 입력 영상신호가 8-비트 디지털 신호일 때, 그 여덟 개의 비트들은 최하위 비트(LSB)로 시작하여 각각 여덟 개의 서브필드들에 할당된다. 여기서, 각 서브필드 영상은 두 개의 표시 상태를 가진다.
CRT 디스플레이는 소위 역감마특성을 가지고 있어서, 최대 휘도가 "255"에 비례하는 반면, 최소 휘도는 1 이하의 소수에 비례한다. 따라서, 동적범위는 255 또는 그 이상의 충분한 레벨로 유지된다.
반면에, 플라즈마 디스플레이 패널은 선형적 휘도 특성을 가져서, 그레이 스케일이 서브필드 가중치에 실질적으로 비례하는 휘도 레벨들의 총합에 의해 표시된다. 말하자면, 최대 휘도가 모든 서브필드의 휘도 가중치의 총합, 즉, "255"에 비례하는 반면, 최소 휘도는 "1"에 비례한다. CRT의 것보다 더 큰 이러한 최소 휘도 때문에, 플라즈마 표시 패널의 동적범위는 CRT보다 좁다.
플라즈마 표시 패널의 동적범위는 서브필드의 수를 증가시킴으로써 넓힐 수 있어 재생할 수 있는 그레이 레벨 수를 증가시키게 되지만, 그러나 이러한 기술을 수행하는 것은 플라즈마 표시 패널의 방전 속도와 같은 제한으로 말미암아 용이하지 않다. 그러므로, 서브필드의 수는 일반적으로 제한된다.
또한, 여덟 개의 서브필드들을 사용하여 256 그레이 레벨들을 표현하는 전술한 방법은 동영상을 표시할 때 나타나는 심각한 의사윤곽(false contour)과 함께 하프톤(halftone) 교란에 민감한 것으로 알려져 있다.
그러한 하프톤 교란을 감소시키기 위해, 영상에서 움직임을 검출하고 그 영상에서 각 화소 또는 각 영상부의 코딩을 스위칭하는 기술이 고안되었다.
이러한 기술의 한 예로서, 각 영상부에 대한 코딩이 변화하여 입력이 256-레벨의 그레이 스케일로 이루어질 때, 정지영상부에 대해 발광이 256 그레이 레벨로 수행되며 동영상부에 대해서는 더 제한된 수의 그레이 레벨로 수행된다. 그렇게 함으로써, 발광 패턴이 입력 영상신호의 단일 그레이 레벨 변화에 반하여 일정한 정도의 연속성에 따라 변화하도록 동영상부가 코딩된다. 이러한 것은 동영상 표시에서 짜증나는 의사윤곽을 감소하는데 유익하다. 반면에, 바람직하게 충분한 그레이 스케일은 정지영상 표시에서 보증된다.
그러나, 그러한 통상적인 방법에서, 코딩은 동적 및 정지 부분의 경계에서 스위치된다. 일부 영상에서, 이러한 스위칭은 경계 영역상에 일정한 충격을 야기한다. 이러한 스위칭의 충격은 한 영상 내의 평면에서 움직이는 대상체의 경계들에서 특히 잘 발견된다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 목적은 하나의 TV 필드 주기를 복수개의 서브필드들로 분할하여 그레이 스케일 영상을 나타내며, 동일한 화면상에서 재생할 수 있는 최대 및 최소 휘도 비율을 증가시킴으로써 상당히 넓은 동적범위를 가지는 영상을 표시할 수 있는 플라즈마 표시 패널을 갖춘 영상 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 동영상을 표시할 때 나타나는 하프톤 교란을 감소시킬 뿐 아니라 상이한 코딩 모드들 간에 스위칭 충격을 줄이는 그레이 스케일 영상 표시장치를 제공하는 것이다.
제 1 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열되는 복수개의 서브필드들로 분할되며, 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 각 화소에 대한 서브필드들의 조합을 선택하고 선택된 서브필드 중에 각 화소에서 발광 상태를 유지시킴으로써 표시되는 영상 표시장치로써, 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, 복수의 서브필드들은, 그것의 휘도 가중치가 다음 서브필드의 휘도 가중치의 절반보다 작은 적어도 하나의 서브필드를 포함하는 영상 표시장치에 의해 달성될 수 있다.
또한, 제 1 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드들로 분할되며, 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 각 화소에 대한 서브필드들의 조합을 선택하고 선택된 서브필드 중에 각 화소에서 발광 상태를 유지시킴으로써 표시되는 영상 표시장치로써, 복수개의 서브필드들이 Wi로 표시되는 "i"번째로 작은 휘도 가중치를 가지면서 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, 복수개의 서브필드들은 W1+W1+W2+...+Wn<Wn+1인 "n"이 존재하는 그러한 휘도 가중치들이 각각 주어지는 영상 표시장치에 의해 달성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 모든 재생할 수 있는 휘도 레벨(그레이 레벨)들이 오름차순의 휘도 레벨(그레이 레벨)로 배열될 때, 그 휘도 레벨(그레이 레벨)은 특정 포인트에서 하나 이상의 레벨만큼 도약한다. 이것은 종래 기술에 비해서, 동일 화면상에서 최소 대 최대 휘도 비율을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 그 결과로, 넓은 동적 범위의 영상 표시가 실현될 수 있다.
삭제
또한, 제 1 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드들로 분할되며, 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 각 화소에 대한 서브필드들의 조합을 선택하고 선택된 서브필드 중에 각 화소에서 발광 상태를 유지시킴으로써 표시되는 영상 표시장치로써, 복수개의 서브필드들이 Wj로 표시되는 "j"번째로 작은 휘도 가중치를 가지면서 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, 복수개의 서브필드들은 Wi+W1+W2+...+Wn<Wn+1인 "n" 및 적어도 두 개의 "i"들이 존재하는 그러한 휘도 가중치들이 각각 주어지는 영상 표시장치에 의해 달성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 모든 재생할 수 있는 휘도 레벨(그레이 레벨)들이 오름차순의 휘도 레벨(그레이 레벨)로 배열될 때, 그 휘도 레벨(그레이 레벨)은 특정 포인트에서 하나 이상의 레벨만큼 도약한다. 이것은 종래 기술에 비해서, 동일 화면상에서 최소 대 최대 휘도 비율을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 그 결과로, 넓은 동적 범위의 영상 표시가 실현될 수 있다. 더욱이, 휘도 레벨에서의 도약의 양은 입력 영상신호의 그레이 레벨에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 입력 그레이 레벨이 높을수록, 휘도 레벨은 더 큰 양으로 도약된다. 이것은 또한 재생할 수 있는 최대 휘도를 증가시킨다.
삭제
또한, 제 1 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드들로 분할되며, 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 각 화소에 대한 서브필드들의 조합을 선택하고 선택된 서브필드 중에 각 화소에서 발광 상태를 유지시킴으로써 표시되며, 현재 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드들의 휘도 가중치 총합을 특정하는 코딩 패턴이 현재 TV 필드 주기의 영상에 대응하는 입력 화소 영상신호의 특성에 따라서 결정되는 영상 표시장치로써, 기준 TV 필드 주기가, 휘도 가중치가 각각 주어지는 복수개의 서브필드들로 분할되고, 현재 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드들의 휘도 가중치의 합과 기준 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드들의 휘도 가중치의 합과의 비율이 K로 표시될 때, 현재 TV 필드 주기는 (a) 기준 TV 필드 주기에서의 소정의 서브필드들의 휘도 가중치를 K 이하의 계수들로 각각 곱하여 얻어지는 휘도 가중치를 가지는 하나 이상의 서브필드들, 및 (b) 기준 TV 필드 주기에서의 소정의 서브필드의 휘도 가중치를 K보다 큰 계수들로 각각 곱하여 얻어지는 휘도 가중치를 가지는 하나 이상의 서브필드들을 포함하는 영상 표시장치에 의해 구현될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 재생할 수 있는 최소 휘도는 낮게 유지되는 반면, 재생할 수 있는 최대 휘도는 한 영상에서의 그레이 레벨들 분포에 따라서 제어된다. 일반적으로, 하나의 영상이 상대적으로 고휘도 영역을 포함할 때, 재생할 수 있는 최대 휘도가 필요이상으로 높게 올라간다면, 전력 소비가 재현된 휘도와 밀접한 관련이 있는 플라즈마 표시 패널과 같은 표시장치에서 전체 전력 소비가 증가할 수 있는 위험이 있다. 그러므로, 영상의 특성에 따라서 재생할 수 있는 최대 휘도를 제어하는 것이 바람직하다. 더욱 구제척으로, 서브필드들의 저휘도 가중치는 항상 상대적으로 낮게 유지되는 반면, 서브필드들의 고휘도 가중치들은 원하는 최대 휘도 레벨에 따라 변화한다. 따라서, 최대 대 최소 휘도 비율은 증가한다. 또한, 최대 휘도가 높은 레벨에서 재생된다 하더라도, 대응하는 영상 영역은 영상내에서 분리되지 않을 것이고 양호한 콘트라스트가 손상되지 않을 것이다.
여기서, K 이하의 계수 및 K보다 큰 계수는 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순에 의해 정의되는 규칙에 근거하여 결정될 수 있다.
여기서, 이 규칙에 근거하여 결정된 계수들은 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순으로 단조롭게(monotonously) 증가하는 계수일 수 있다.
여기서, 규칙에 근거하여 결정된 계수들은 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순으로 산술급수적(arithmetic progression)으로 증가하는 계수일 수 있다.
여기서, 규칙에 근거하여 결정된 계수들은 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순으로 기하급수적(geometric progression)으로 증가하는 계수일 수 있다.
여기서, K 이하의 계수를 곱하여 얻어지는 휘도 가중치를 가지는 서브필드는 K가 어느 값을 가지는 가에 관계없이 고정된 범위내의 계수를 곱하여 얻어지는 휘도 가중치를 가지는 서브필드를 포함할 수 있다.
여기서, 현재 TV 필드 주기의 코딩 패턴이 선택되는 복수개의 코딩 패턴들 중에서 적어도 두 개의 코딩 패턴 각각에서, 휘도 가중치의 오름차순으로 선택된 세 개의 휘도 가중치들의 적어도 두 세트는 각각 상기 세 개의 휘도 가중치들이 "1:2:3", "1:2:4", "1:2:5", "1:2:6", "1:3:7", "1:4:9", "2:6:12", 및 "2:6:16"으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나의 비율을 가지는 조건을 만족할 수 있다.
여기서, S가 현재 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드의 휘도 가중치 총합을 표시하고 R이 0 내지 S의 범위에 있을 때, R에 대응하는 그레이 레벨은 휘도 가중치들이 서로 더해질 때, R에 가장 가까운 서브필드들의 조합을 선택함으로써 표시될 수 있다.
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이러한 구성에 의하면, 에러 확산 또는 디더링과 같은 공지된 그레이 레벨 보정 기술을 사용하여, 서브필드들의 단일 조합으로 표시될 수 없는 그레이 레벨들을 보정할 수 있다. 따라서, 최소 휘도가 낮게 유지되는 반면, 재생할 수 있는 최대 휘도가 높게 되며, 넓은 동적 범위의 뛰어난 영상 표시를, 교정된, 매끈한 그레이 레벨들로 나타날 수 있게 한다.
여기서, 각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은 지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 현재 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 최소 휘도가 낮게 유지되는 반면, 재생할 수 있는 최대 휘도는 높게 되고, 넓은 동적 범위의 뛰어난 영상표시를 나타나게 하는 것이 가능하다. 더욱이, 동영상에서의 의사윤곽 발생이 억제될 수 있다.
시청자의 눈이 영상내의 대상물에 따라 움직일 때 동영상 의사윤곽이 발생하는 것에 유의하라. 여전히, 의사윤곽은 한 영상의 이동량 또는 이동량의 근사값을 이용하여 실질적으로 억제될 수 있다.
여기서, 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 입력 그레이 레벨이 상승할 때, 어떠한 서브필드도 온에서 오프 상태로 스위칭되지 않거나 상대적으로 작은 휘도 가중치를 가지는 서브필드들만이 온에서 오프 상태로 스위칭된다. 이와 같이 함으로써, 동영상 의사윤곽의 발생이 더 효과적으로 억제된다.
제 2 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드로 분할되며, 지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 현재 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량에 따라서 스위칭되는 상이한 코딩 모드를 사용하여 입력 화소 영상신호를 코딩함으로써 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 표시되며, 이동량에 따라 서브필드들의 조합이 각 화소에 대해 선택되고 선택된 서브필드 중 각 화소에서 발광상태가 유지되는 영상 표시장치로써, 상이한 코딩 모드들은, 상이한 코딩 모드들간의 스위칭이 필요한 영상 영역에 대응하고 소정의 특성을 나타내는 입력 화소 영상신호에 분산적으로 적용되는 영상 표시장치에 의해 구현될 수 있다.
또한, 제 2 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드로 분할되며, 지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 현재 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량에 따라서 스위칭되는 상이한 코딩 모드를 사용하여 입력 화소 영상신호를 코딩함으로써 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 표시되며, 이동량에 따라 서브필드들의 조합이 각 화소에 대해 선택되고 선택된 서브필드 중 각 화소에서 발광상태가 유지되는 영상 표시장치로써, 상이한 모드들 간의 스위칭에 사용된 신호가 임의로 공간-변조되어 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭이 필요한 영상 영역에 대응하고 소정의 특성을 나타내는 입력 화소 영상신호에 분산적으로 적용되도록 하는 영상 표시장치에 의해 구현될 수 있다.
또한, 제 2 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드로 분할되며, 지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 현재 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량에 따라서 스위칭되는 상이한 코딩 모드를 사용하여 입력 화소 영상신호를 코딩함으로써 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 표시되며, 이동량에 따라 서브필드들의 조합이 각 화소에 대해 선택되고 선택된 서브필드 중 각 화소에서 발광상태가 유지되는 영상 표시장치로써, 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭에 사용된 신호가 규칙적으로 공간 변조되어 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭이 필요한 영상 영역에 대응하고 소정의 특성을 나타내는 입력 화소 영상신호에 분산적으로 적용되는 영상 표시장치에 의해 구현될 수 있다.
또한, 제 2 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드로 분할되며, 지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 현재 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량에 따라서 스위칭되는 상이한 코딩 모드를 사용하여 입력 화소 영상신호를 코딩함으로써 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 표시되며, 이동량에 따라 서브필드들의 조합이 각 화소에 대해 선택되고 선택된 서브필드 중 각 화소에서 발광상태가 유지되는 영상 표시장치로써, 평면상에서 매트릭스 형태의 가상 영상으로서 화소마다 표현될 때, 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭에 사용된 신호는, 주성분으로 하나의 화소에서 단 한번 변환되는 지그재그를 포함하는 형상을 취하여, 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭이 필요한 영상 영역에 대응하고 소정의 특성을 나타내는 입력 화소 영상신호에 상이한 코딩 모드들이 분산적으로 적용되는 영상 표시장치에 의해 구현될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭은 점진적으로 실행되어서, 스위칭의 충격이 완화되면서 동영상 의사윤곽을 억제하게 된다. 이것은 정지영상 코딩 및 동영상 코딩과 같은 상이한 코딩 모드들간의 스위칭을 원활히 하는 효과가 있다.
여기서, 주성분으로서 지그재그를 포함하는 형상은 인접 화소들이 두 상태 사이에서 교호되는 패턴을 가질 수 있다.
여기서, 주성분으로서 지그재그를 포함하는 형상은 각각 한 화소에서 단 한번 변환되는 지그재그들을 랜덤하게 조합한 형상일 수 있다.
여기서, 소정의 특성을 나타내는 입력 화소 영상신호들은 비-모서리 영상 영역에 대응할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭의 충격은 그러한 충격에 특히 민감한 비-모서리 영상 영역에서 억제되며, 상이한 코딩 모드들의 스위칭이 모서리 영상 영역에서 재빨리 수행된다. 따라서 각 영상 영역에 적합한 코딩이 전체 영상의 평균적인 신호 대 잡음 비율을 저하시키지 않고 성취될 수 있다.
또한, 제 2 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드로 분할되며, 지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 현재 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량에 따라서 스위칭되는 상이한 코딩 모드를 사용하여 입력 화소 영상신호를 코딩함으로써 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 표시되며, 이동량에 따라 서브필드들의 조합이 각 화소에 대해 선택되고 선택된 서브필드 중 각 화소에서 발광상태가 유지되는 영상 표시장치로써, 하나의 화소 간격 이상에 대응하는 주기성을 갖는 변조신호가 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭이 필요한 영상 영역에 대응하는 입력 화소 영상신호에 인가되는 영상 표시장치에 의해 구현될 수 있다.
또한, 제 2 목적은 현재 TV 필드 주기가, 각각 휘도 가중치가 주어지고 시간순서로 배열된 복수개의 서브필드로 분할되며, 지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 현재 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량에 따라서 스위칭되는 상이한 코딩 모드를 사용하여 입력 화소 영상신호를 코딩함으로써 현재 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 표시되며, 이동량에 따라 서브필드들의 조합이 각 화소에 대해 선택되고 선택된 서브필드 중 각 화소에서 발광상태가 유지되는 영상 표시장치로써, 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭이 필요한 영상 부위에 대응하는 입력 화소 영상신호가 변조되어 영상 영역의 표시 위치를 전이시키는 영상 표시장치에 의해 구현될 수 있다.
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이러한 구성에 의하면, 상이한 코딩 모드들 간의 스위칭은 점진적으로 실행되어서, 스위칭의 충격이 완화되면서 동영상 의사윤곽을 억제하게 된다. 이것은 정지영상 코딩 및 동영상 코딩과 같은 상이한 코딩 모드들간의 스위칭을 원활히 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 정지영상 코딩회로에서 입력영상신호값들과 변환된 영상신호값들 간의 대응관계를 나타낸다.
도 3은 동영상 코딩회로에서 입력영상신호값들과 변환된 영상신호값들간의 대응관계를 나타낸다.
도 4는 움직임 검출회로의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 서브필드 제어회로의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 입력영상신호값들과 필드 정보간의 대응관계를 나타낸다.
도 7은 서브필드 제어회로에서 프레임 메모리들의 구성을 나타낸다.
도 8은 영상 표시회로의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9는 PDP 구동 방법을 나타낸다.
도 10(a)-10(c)는 입력영상신호값들과 재생된 휘도 레벨들간의 상관 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12(a)-12(e)는 서브필드 제어회로에서 K 값에 근거한, 코딩 패턴들을 스위칭하는 방법을 도시하는 도면이다(종래기술).
도 13(a)-13(e)는 입력영상신호값들과 재생된 휘도 레벨들간의 상관관계를 도시하는 특성도이다(종래기술).
도 14(a)-14(e)는 서브필드 제어회로에서 K 값에 근거하여 코딩 패턴을 스위칭하는 방법을 도시한 도면이다(본 발명).
도 15(a)-15(e)는 입력영상신호값들과 재생된 휘도 레벨들간의 상관관계를 도시하는 특성도이다(본 발명).
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 17은 입력영상 및 움직임 검출 결과를, 한 예로서 나타낸다.
도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 19는 입력영상 및 움직임 검출 결과를 한 예로서 나타낸다.
도 20은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 21은 각 영상 코딩회로의 코딩 모드들을 나타낸다.
도 22는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 23은 입력영상 및 움직임 검출 결과를 한 예로서 나타낸다.
도 24는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 25는 입력영상 및 움직임 검출 결과를 한 예로서 나타낸다.
도 26(a)-25(c)는 코딩 패턴과 K=2.5일 때 입력영상신호값들 및 재생된 휘도 레벨들간의 상관관계를 도시하는 특성도이다.
하기에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시장치를 설명한다.
제 1 실시예
(일반적 구성)
제 1 실시예의 영상 표시장치는 교류형 플라즈마 표시 패널(이하 "PDP")를 사용한다. 이러한 영상 표시장치는, 휘도 가중치로서 소정 개수의 발광 펄스들이 할당된 소정 개수의 서브필드(예를 들어, 10개의 서브필드)에 대한 발광의 총합으로 그레이 스케일을 표시함으로써 하프톤 영상을 나타낸다.
도 1은 이러한 영상 표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 영상 표시장치는 대략 역감마 보정회로(2), 가산회로(3), 정지영상 코딩회로(4), 동영상 코딩회로(5), 움직임 검출회로(6), 선택회로(7), 서브필드 제어회로(8), 영상 제어회로(9), 교류형 플라즈마 표시 패널(10)(이하 "PDP(10)"), 차동회로(11), 계수 회로군(12) 및 지연 회로군(13)으로 구성된다.
역감마 보정회로(2)는 입력 영상신호(1)에 의해 표시되는 그레이 레벨이 낮을 때, 지수적 보정을 실시하여 재생된 휘도 레벨을 감소시키는 회로이다. 말하자면, 역감마 보상회로(2)는 4-비트 십진수를 8-비트 입력 영상신호에 가산함으로써 12-비트 영상신호를 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 재생된 휘도를 발광 펄스들의 개수로 디지털적으로 제어하는 PDP의 경우, 입력 영상신호(1)가 일반적으로 CRT의 역감마 특성을 전제로 한다고 가정하면, 입력 그레이 레벨과 재생된 휘도 레벨간의 상관 관계가 선형성을 띠며, 그 결과로서 그레이 레벨이 올바르게 표현되지 못한다. 역감마 보정회로(2)는 이러한 문제점을 극복하는 데 이용된다.
가산회로(3)을 통과한 신호는 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5)로 전송된다. 정지영상 코딩회로(4)는 각 그레이 레벨을 해당 그레이 레벨이 변환될 값과 연관시키는 룩업 테이블을 가진다. 정지영상 코딩회로(4)는 이러한 테이블에 따라서 코딩을 수행한다. 도 2는 룩업 테이블의 부분을 나타내고 있는 바, 여기서 왼쪽 컬럼은 입력 영상신호값을 나타내며 오른쪽 컬럼은 입력 영상신호값이 변환되어야 되는 신호값을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 입력 영상신호값은 기본적으로 원래와 동일한 값으로 변환되지만, 어떤 값들, 예를 들어, "4", "9", "14", ...(굵은 선 박스 41로 표시된) 값들은 원래 값과 상이하지만 근사값으로 변환된다(예를 들어, "4"는 "5"로, "9는 "10"으로, "14"는 "15"로 변환된다). 이러한 구조의 목적은 서브필드 제어회로(8)에서의 코딩(예를 들어, 소정의 휘도 가중치를 갖는 서브필드로 분할하는 코딩)에 대응하는 특정한 값을 가지는 모든 입력 형상 신호값을 표시하고, 휘도 레벨들 간의 변환에서 도약을 야기시켜 연속적인 휘도 레벨 변환을 방해하기 위한 것이다.
마찬가지로, 동영상 코딩회로(5)는 각 입력 그레이 레벨을 해당 그레이 레벨이 변환될 값과 연관시키는 룩업 테이블을 가지며, 이러한 테이블에 근거한 코딩을 수행한다. 도 3은 이러한 룩업 테이블의 부분을 나타내고 있는 바, 여기서 왼쪽 컬럼은 입력 영상신호값을 나타내며 오른쪽 컬럼은 입력 영상신호값이 변환되어야 되는 신호값을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 입력 영상신호값은 기본적으로 원래와 동일한 값으로 변환되지만, 어떤 값들, 예를 들어, "4", "9", "14", ...(굵은 선 박스(51)로 표시된) 값들은, 도 2의 룩업 테이블에서와 같이, 원래 값과 상이하지만 근사값으로 변환된다(예를 들어, "4"는 "5"로, "9는 "10"으로, "14"는 "15"로 변환된다). 이는 서브필드 제어회로(8)에서의 코딩(예를 들어, 소정의 휘도 가중치를 갖는 서브필드로 분할하는 코딩)에 대응하는 특정한 값을 가지는 모든 입력 영상신호값을 표시하고, 휘도 레벨들 간의 변환에서 도약을 야기시켜 연속적인 휘도 레벨 변환을 방해하기 위한 것이다. 더욱이, 동영상 코딩회로(5)는 정지영상 코딩회로(4)와 다르게 고유한 코딩을 실시한다. 동영상 코딩 모드에 있어서, "40", "50", "70", "80", ...(음영 부분(52)으로 지정된)와 같은 소정의 입력 영상신호값들은, 서브필드 휘도 가중치 총합을 사용하여 PDP 상에서 표시될 수 있음에도 불구하고, 입력 영상신호값들의 변화 및 소정 개수의 서브필드의 발광 패턴의 변화 사이의 관계를 확실히 하기 위해 인접되는 값들로 변환된다(예를 들어, "40"은 "30"으로, "50"은 "60"으로 변환된다).
도 4는 움직임 검출회로(6)의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
이 도면에서, 움직임 검출회로(6)은 각각 역감마 보정회로(2)로부터 공급되는 한 프레임의 영상신호를 저장하기 위한 두 개의 프레임 메모리(61A) 및 (61B), 차동회로(62), 및 움직임 검출신호 생성회로(63)를 포함한다.
차동회로(62)는 프레임 메모리(61A) 및 (61B)로부터 현재 프레임의 영상신호들 및 직전 프레임의 영상신호들을 판독하고, 이들을 대응하는 화소들에 대해 비교하고, 각 화소의 차이를 계산한다. 다음, 그 차이를 움직임 검출신호 생성회로(63)로 전송한다. 만약 그 차이가 기준값을 초과하는 경우, 움직임 검출신호 생성회로(63)는 그 화소가 움직임 상태를 가지는 것으로 판단하며, 그 차이가 기준값을 넘지 않는 경우, 움직임 검출신호 생성회로(63)는 화소가 정지 상태를 가지는 것으로 판단한다. 움직임 검출신호 생성회로(63)는 판단 결과를 표시하는 움직임 검출 신호를 생성시키고, 이를 선택회로(7)로 출력한다.
선택회로(7)은 화소가 정지 또는 움직임 상태를 가지느냐를 표시하는 전송된 움직임 검출신호를 선택신호로서 사용한다. 이러한 선택신호에 따라, 선택회로(7)는 정지영상 코딩회로(4)로부터 출력된 영상신호 또는 동영상 코딩회로(5)로부터 출력된 영상신호를 선택한다. 다음, 선택신호(7)는 그 선택된 영상신호를 서브필드 제어회로(8) 및 차동회로(11)에 공급한다.
도 5는 서브필드 제어회로(8)의 구성을 도시하는 블록도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 서브필드 제어회로(8)는 주로, 서브필드 변환회로(81), 기록어드레스 제어회로(82), 및 프레임 메모리(83A) 및 (83B)로 구성되어 있다.
기록어드레스 제어회로(82)는 영상신호로부터 분리된 수평동기신호(Hsync) 및 수직동기신호(Vsync)에 근거하여, 프레임 메모리(83A) 및 (83B)에서 기록어드레스를 특정하는 어드레스 지정신호를 발생시킨다.
서브필드 변환회로(81)는 선택회로(7)로부터 영상신호를 수신한다. 서브필드 변환회로(81)는, 현재 프레임에 대응하는 각 화소의 영상신호를, 본 실시예에 있어서, 각각 소정의 가중치를 가지는 10비트의 필드 정보로 변환시키는 회로이다. 더 상세하게, 한 프레임에 대한 각 영상신호는, 입력 영상신호(예를 들어, 정지영상 코딩회로(4) 또는 동영상 코딩회로(5)를 통과하기 전의 입력 영상신호)의 그레이 레벨에 대한 변환된 정보를 규정하는 룩업 테이블에 근거하여, 소정 개수의 서브 필드들로 분할된다. 각 화소 영상신호에 대한 이러한 분할은 PLL회로(미도시)에 의해 생성되는 화소 클럭에 동기되어 수행된다.
전술한 필드 정보는 하나의 TV 필드 주기내의 어떤 주기, 즉 어떤 서브필드가 밝아져야 하는 가를 알려주는 1-비트 서브필드 정보군이다. 각 화소에 대응하여 생성된 필드 정보에 대해, 물리 어드레스가 기록어드레스 제어회로(82)로부터 출력된 어드레스 지정신호에 의해 특정되며, 필드 정보는 각 라인, 화소, 필드 및 프레임에 대해 프레임 메모리(83A) 및 (83B)로 기록된다.
도 6은 서브필드 변환회로(81)에서 입력영상 신호값(그레이 레벨) 및 각 입력영상 신호값이 변환될 정보간의 대응관계를 도시하고 있다.
이 도면은 입력영상 신호값들 및 변환후의 서브필드 조합들 간의 대응관계에 대한 테이블을 나타내는 바, 이 테이블은 시간 순으로 "1", "2", "5", "10", "20", "33", "48", "66", "87", 및 "111"의 가변 휘도 가중치를 가지는 서브필드(SF1)-(SF10)의 온/오프(ON/OFF) 상태의 10-비트 필드 정보로 각 입력 영상신호값을 변환하는데 사용된다. 이 테이블서, 가장 왼쪽에 있는 컬럼은 입력영상 신호값을 나타내는 반면, 나머지 컬럼들은 각 입력영상 신호값이 변환되어야 할 10-비트 필드 정보를 나타내고 있다. 각 필드 정보에 있어서, "1"은 그 서브필드 중에 화소가 온(밝아지는) 상태에 있는 것을 의미한다. 그렇지 않으면, 그 서브필드 중에 화소는 오프(밝아지지 않는) 상태에 있는 것이다(이하 동일하다).
예를 들어, 입력 영상신호가 "40"(굵은 선 박스(84)에 의해 지정된)일 때, 서브필드 변환회로(81)은 영상신호를, 서브필드들과 휘도 가중치 "2", "5" 및 "33"의 조합을 보여주는 10-비트 데이터 "0000100110"으로 변환시키고 이 10-비트 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 비트들은 비트 표시에서의 한자리 숫자들이 서브필드 수에 대응하는 그러한 방식으로 표시된다.
프레임 메모리(83A) 및 (83B)의 구조가 도 7에 도시되어 있다. 프레임 메모리(83A)는 한 프레임의 전반부(1에서 L(240) 라인들)에 해당하는 필드 정보를 저장하는 제 1 메모리 영역(83A1) 및 다른 프레임의 전반부((1에서 L(240) 라인들)에 해당하는 필드 정보를 저장하는 제 2 메모리 영역(83A2)를 갖춘다.
프레임 메모리(83B)는 한 프레임의 후반부(L+1에서 2L(480) 라인들)에 해당하는 필드 정보를 저장하는 제 1 메모리 영역(83B1) 및 다른 프레임의 후반부(L+1에서 2L(480) 라인들)에 해당하는 필드 정보를 저장하는 제 2 메모리 영역을 갖춘다.
제 1 메모리 영역(83A1)(제 1 메모리 영역(83B1)) 및 제 2 메모리 영역(83A2)(제 2 메모리 영역(83B2)) 각각은 10개의 서브필드 메모리(SFM1) 내지(SFM10)을 가진다. 이러한 구성하에서, 두 개의 프레임은 각각 반씩 분할되어 있고, 각각의 절반 프레임의 각 화소에 대한 10비트의 서브필드들의 조합을 나타내는 필드 정보는 서브필드들의 온/오프 상태에 관한 정보로서 서브필드 메모리(SFM1)-(SFM10)에 기록된다. 또한, 프레임 메모리(83A) 및 (83B)는 필드 정보의 기록 및 필드 정보의 판독이 동시에 수행될 수 있는 2-포트 프레임 메모리이다.
필드 정보를 프레임 메모리(83A) 및 (83B)의 4개 메모리 영역(83A1), (83B1), (83A2) 및 (83B2)에 기록하는 것은 한 프레임의 전반부에 대한 필드 정보를 제 1 메모리 영역(83A1)에 기록하고, 그 프레임의 후반부에 대한 필드 정보를 제 1 메모리 영역(83B1)에 기록하고, 그 다음 프레임의 전반부에 대한 필드 정보를 제 2 메모리 영역(83A2)에 기록하고, 이 프레임의 후반부에 대한 필드 정보를 제 2 메모리 영역(83B2)에 기록하는 그러한 방식으로 교대로 실행될 수 있다. 메모리 영역(83A1), (83B1), (83A2) 및 (83B2)의 각각에 필드 정보를 기록하는 것은, 화소 클럭에 동기하여 서브필드 변환회로(81)로부터 출력되는 10-비트 데이터의 각 비트를 서브필드 메모리(SFM1)-(SFM10)중 다른 하나로 전송함으로써 이루어진다.
표시 제어회로(9)는 대략, 도 8에 도시된 바와 같이, 표시 라인 제어회로(91), 어드레스 드라이버(92A)(92B), 및 라인 드라이버(93)로 구성된다.
표시 라인 제어 유닛(91)은 메모리 영역(83A1), (83B1), (83A2) 및 (83B2) 중 어느 것이, 어느 라인이, 어느 서브필드가 PDP(10)에 판독되어야 하는 지를 프레임 메모리(83A) 및 (83B)에 지시한다. 또한, 표시 라인 제어 유닛(91)은 어느 라인이 스캔되어야 하는 지를 PDP(10)에 지시한다.
표시 라인 제어 유닛(91)의 동작은 서브필드 제어회로(8)내의 프레임 메모리(83A) 및 (83B)에 프레임 단위로 기록하는 동작과 동기된다. 말하자면, 표시 라인 제어 유닛(91)은 필드 정보가 기록되고 있는 메모리 영역(83A1/83B1)(또는(83A2/83B2))으로부터의 판독을 지정하는 것이 아니라, 필드 정보가 이미 기록된 메모리영역(83A1/83B1)(또는 (83A2/83B2))으로부터의 판독을 지정한다.
어드레스 드라이버(92A)는 표시 라인 제어 유닛(91)에 의해 수행된 메모리 영역 지정, 판독 라인 지정 및 서브필드 지정에 따라 한 비트씩 차례로 입력된, 한 라인 상당의 화소들에 대응하는 640비트의 서브필드 정보를 어드레스 펄스로 변환시킨다. 다음, 어드레스 드라이버(92A)는 어드레스 펄스들을 병렬로 화면의 전반부의 적절한 라인에 출력시킨다. 어드레스 드라이버(92B)는, 어드레스 드라이버(92A)에서와 동일한 방식으로, 640비트의 서브필드 정보를 어드레스 펄스들로 변환시키고 이를 화면 후반부내의 적절한 라인에 출력시킨다.
라인 드라이버(93)은, 스캔 전압 펄스를 통해, PDP(10)내에서 서브필드 정보가 기록되어야 하는 라인을 지정한다.
표시 제어회로(9)의 이러한 구성에 의하면, 필드 정보는 프레임 메모리(83A) 및 (83B)로부터 PDP(10)로 하기와 같은 방식으로 판독된다. 프레임 메모리(83A) 및 (83B)내에서 분할되고 기록된 한 프레임의 필드 정보를 판독하기 위해, 전반부 프레임에 대응하는 데이터 및 후반부 프레임에 대응하는 데이터는 동시에 판독된다. 즉, 각 화소에 대한 서브필드 정보는 메모리 영역(83A1) 및 (83A2)에서 동시에 서브필드 메모리(SFM1), (SFM2), ... 및 (SFM10)로부터 연속적으로 판독된다. 더 상세하게, 서브필드 메모리(SFM1)에 저장된 제 1 라인의 각 화소에 대한 서브필드 정보는 메모리 영역(83A1) 및 (83A2)로부터 동시에 한 비트씩 판독된다. 라인 드라이버(93)에 의해 라인 지정이 이루어진 후에, 화면의 전반부 및 후반부 각각의 제 1 라인 상에 잠상이 형성된다(어드레스지정이 수행된다). 이후, 상기와 같이, 서브필드 메모리(SFM1)에 저장된 제 2 라인의 각 화소에 대한 서브필드 정보는 메모리 영역(83A1) 및 (83B1)으로부터 동시에 한 비트씩 판독되고, 어드레스 드라이버(92A) 및 (92B)로 입력된다. 다음, 한 라인 상당의 화소들에 해당하는 서브필드 정보, 즉 640비트의 서브필드 정보가 어드레스 드라이버(92A) 및 (92B) 각각으로부터 PDP(10)로 병렬로 출력된다. 일단 그러한 판독(기록)이 프레임의 전반부 및 후반부 각각의 마지막 라인에 대해 완료되면, 서브필드(SF1)의 휘도 가중치에 해당하는 방전 펄스들이 어드레스 드라이버(92A) 및 (92B)에 의해 공급되며, 그 결과로 화소들이 한꺼번에 밝아진다.
이후에, 서브필드(SF2)의 온/오프 상태에 대응하는 서브필드 정보는 서브필드(SF1)과 동일한 방식으로, 각 라인에 대하여 판독되고 어드레스지정이 이루어진다. 남아있는 서브필드(SF3)-(SF10) 각각에 대하여 이러한 동작이 반복되면, 1-프레임 필드 정보의 판독(기록)이 종료된다.
도 9는 PDP(10)의 구동 방법을 설명하고 있다. 이 도면에서, 수평축은 시간을 나타내며 수직축은 PDP(10) 전체에 걸쳐 운행되는 스캔/방전-유지 전극에 주어진 수를 표시한다. 굵은 사선의 각 부분은 밝아질 화소에 대해 어드레스지정이 수행되는 주기를 가르키며, 각 음영부분은 화소들이 밝아지는 주기를 가르킨다. 좀더 상세하게, 각 절반 프레임의 제 1 라인 상에 있는 스캔/방전-유지 전극내 수평 화소들의 경우, 어드레스지정은 서브필드(SF1)의 출발시에 수직 방향으로 주행하는 선택된 어드레스 전극에 어드레스 펄스들을 인가함으로써 수행된다. 제 1 라인상의 스캔/방전-유지 전극에 대하여 어드레스지정이 종료될 때, 동일한 동작이 다음 라인들에 대하여 연속적으로 반복된다. 일단, 각 절반 프레임에서 마지막 스캔/방전-유지 전극에 대하여 어드레스지정을 완수하면, 방전 유지 주기(t1)-(t2)가 개시된다. 이 주기 동안, 서브필드(SF1)의 휘도 가중치에 비례하는 방전 유지 펄스들의 수가 방전-유지 전극에 인가되며, 여기서 어드레스지정된 화소들만이 밝아진다. 각 서브필드(SF1)-(SF10)에 대한 화소들의 어드레스지정 및 동시에 밝아지는 것을 반복함으로써 하나의 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 표시가 종료된다.
이러한 동작과 동시에, 다음 프레임의 전반 및 후반부에 대한 필드 정보가 전술한 방식대로 다른 메모리 영역들로부터 판독된다. 이렇게 함으로써, 연속적인 영상들이 표시된다.
다음, 가산회로(3), 차동회로(11), 계수회로군(12) 및 지연회로군(13)이 설명된다.
차동회로(11)는 선택회로(7)로부터 출력된 영상신호 및 가산회로(3)로부터 출력된 영상신호간의 차이를 계산하고, 이 차동 신호를 계수회로(12) 각각에 전달한다.
계수회로들(12)은 계수 7/6, 1/16, 5/16 및 3/16을 각각 가진다.
지연회로들(13)은 계수회로(12)로부터 출력된 신호들을 지연시킨다. 상세하게는, 지연회로들(13)은 한 화소(ID), 한 라인(1H) + 한 화소(ID), 한 라인(1H), 및 한라인(1H) - 한 화소(1D) 씩 각각 지연시킨다.
가산회로(3)는 역감마 보정회로(2)로부터 출력된 영상신호 및 지연회로군(13)으로부터 출력된 신호에 대해 가산을 수행하고, 그 결과를 정지영상 코딩회로(4), 동영상 코딩회로(5), 및 차동회로(11)로 전송한다.
가산회로(3), 차동회로(11), 계수회로군(12), 및 지연회로군(13)은 원래 의도된 그레이 레벨 및 실제로 표시되는 그레이 레벨 사이의 차이를 인접 화소로 분산시키는 "에러 확산 루프"로 알려진 루프를 형성한다.
(효과)
전술한 방법대로 서브필드에 휘도 가중치를 부여함으로써, 지금까지 실현할 수 없었던 넓은 동적범위가 구현되면서 낮은 그레이 레벨 범위에서 통상적인 PDP-구비 영상 표시장치와 동일한 수준의 해상도를 유지한다.
도 10은 입력영상 신호값들 및 재생된 휘도 레벨들 사이의 상관관계를 보여준다.
도 10(a) 및 10(b)에 도시된 바와 같이, 입력 영상신호가 낮은 그레이 레벨 범위에 있을 때, 재생된 휘도 레벨은 정지영상 및 동영상 모두에 있어서, 입력 그레이 레벨이 변화함에 따라 원활하게 그리고 점진적으로 변화한다. 예를 들어, 입력 그레이 레벨이 "0", "1", "2", "3", "4", "5" 내지 "6"으로 변화할 때, 재생된 휘도 레벨은 "0", "1", "1", "2", "2", "3" 내지 "3"으로 변화된다.
한편, 도 10(c)에 도시된 바와 같이, 광이 모든 서브필드 중에 방출될 때와 같이, 입력 그레이 레벨이 높을 때, 최대 휘도 레벨은 "1 + 2 + 5 + 10 + 33 + 66 + 87 + 111 = 383"이고, 이것은 통상적으로 보통이었던 최대 휘도 레벨 "255"보다 1.5배 더 높다. 이것은 영상이 넓은 동적범위에서 표시되게 한다.
그러한 넓은 동적범위가 가능한 이유는 다음과 같다. 만일 서브필드회로(8)에서 선택될 수 있는 모든 휘도 레벨들(그레이 레벨들)이 오름차순의 휘도 레벨(그레이 레벨)로 재배열된다면, 휘도 레벨은 특정 포인트(예를 들어, 입력 그레이 레벨이 "4", "9" 또는 "14"일 때)에서 하나 이상의 레벨만큼 도약하는 것을 볼 수 있다. 이것은 동일화면상에서 재생할 수 있는 최소 대 최대 휘도간의 비율을, 종래의 기술에 비하여 증가시키는 것을 가능하게 한다.
여기서, 휘도 레벨을 도약시키기 위해, 서브필드들에게 휘도 가중치를 적절히 부여하는 것이 특히 중요하다. 즉, 서브필드들은 소정의 휘도 가중치(예를 들어, 서브필드(SF2)의 휘도 가중치 "2")가 오름차순에서 다음 휘도 가중치(예를 들어, 서브필드(SF3)의 휘도 가중치 "5")의 반보다 작도록 가중되어야 한다.
다른 방식에서는, Wi로 표시되는 "i"번째로 작은 휘도 가중치를 가지면서 서브필드가 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, 휘도 가중치들은 W1+W1+W2+...+Wn<Wn+1 인 "n"이 존재하도록 할당될 필요가 있다. 선행 예에서 n=2이다.
동적 범위를 더 넓히기 위해, 휘도 레벨을 더 큰 양으로 도약시키는 것이 필요하다. 말하자면, Wj로 표시되는 "j"번째로 작은 휘도 가중치를 가지면서 서브필드가 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, Wi+W1+W2+...+Wn<Wn+1인 "n" 및 적어도 두 개의 "i"가 존재하도록 휘도 가중치들이 할당되는 것이 필요하다. 그렇게 함으로써, 더 넓은 동적 범위가 얻어질 수 있다.
동영상의 경우, 전술한 바와 같이, 정지영상을 표시할 때 사용된 그레이 레벨들의 일부만을 사용한다. 예를 들어, 도 3에서 음영 영역(52)로 지시되는 바와 같이, 입력영상 신호값 "40" 및 "50"이 각각 영상 신호값 "30" 및 "60"으로 각각 변환된다.
그러한 특정 변환이 수행되지 않는다면 어떻게 될 것인가. 이 경우, 입력 영상신호가 "40"일 때, 휘도 가중치 "2", "5" 및 "33'을 가진 3개의 서브필드들은 온 상태로 스위치되는 반면, 입력 영상신호가 "30"일 때 온 상태인, 휘도 가중치 "20"을 가지는 서브필드는 오프 상태로 스위치된다.
이것은 입력 그레이 레벨 및 발광 패턴 사이의 상관관계를 방해하고, 그럼으로써 동영상 표시에서 의사윤곽의 가능성을 증가시킨다.
그러나, 이 실시예의 영상 표시장치에서, 입력영상 신호값 "40"은 동영상 코딩에서 영상신호값 "30"으로 번환된다. 이러한 예로부터 명확히 나타나는 바와 같이, 구현된 영상 표시장치는, 입력 그레이 레벨이 상승할 때, 어떠한 서브필드도 온 상태에서 오프 상태로 스위치하지 않거나 또는 상대적으로 낮은 휘도 가중치를 가지는 서브필드만을 온 상태에서 오프 상태로 스위치시키도록 구성된다. 따라서, 영상 표시장치는 심각한 의사윤곽없이 동영상을 표시할 수 있다.
전술한 바와 같이, 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5)는 특정 입력영상 신호값들이 원래의 그레이 레벨과 다른 값들로 변환시키도록 코딩을 수행한다. 이것은 의도된 그레이 레벨과 PDP(10)상에 실제로 표시된 그레이 레벨 사이에 상당한 차이가 있기 때문에 부정확한 영상 표시 결과를 낳게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 가산회로(3), 차동회로(11), 계수 회로군(12) 및 지연회로군(13)으로 구성되는 에러 확산 루프를 채용하여 의도된 그레이 레벨과 실제 그레이 레벨 사이의 차이를 인접 화소들로 분배한다.
그 결과, 휘도 레벨 전이에서의 도약이 보상되고 우수한 그레이 스케일 영상표시가 수행된다.
상기 실시예에서 서브필드들의 수 및 서브필드들의 휘도 가중치는 오직 실례로서 제시되었으며 이에 한정되지 않는 것임을 명시한다. 서브필드의 수를 증가시키는 것이 가능하다면, 더 작은 휘도 가중치를 가지는 서브필드들을 추가하여 낮은 그레이 레벨 범위에서 해상도를 향상시키거나 또는 더 큰 휘도 가중치를 가지는 서브필드들을 추가하여 최대 휘도를 향상시킬 수 있다.
제 2 실시예
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도면에서 나타난 바와 같이, 이 영상 표시장치는 제 1 실시예의 영상 표시장치의 구성을 가지며 추가로 표시 그레이 레벨 스케일링 인자 설정회로(14)를 포함한다. 제 1 실시예와의 차이점은 정지영상 코딩회로(4), 동영상 코딩회로(5), 및 서브필드 제어회로(8) 각각에서의 코딩이 현재 프레임에서의 입력 영상신호의 최대 그레이 레벨에 따라서 변화한다는 것이다. 이하에서 이러한 차이가 집중 설명된다. 여기서, 간단하게 하기 위해, 각 입력 신호는 그레이 레벨에서 약 "22" 내지 "110"의 레벨 내에 있는 것으로 가정한다.
표시 그레이 레벨 스케일링 인자 설정회로(14)는 기준 그레이 레벨(예를 들어, 그레이 레벨 "22")에 대하여 현재 1-프레임 영상(1-TV필드 영상)의 최대 그레이 레벨의 스케일링 인자를 계산한다(이하, K로 표시되는 스케일링 인자는, 청구범위에서 기재된 "현재 필드 주기내의 모든 서브필드의 휘도 가중치 총합 대 기준 TV필드 주기내의 모든 서브필드 휘도 가중치 총합의 비율"에 대응한다). 다음, 표시 그레이 레벨 스케일링 인자 설정회로(14)는 값 K를 정지영상 코딩회로(4), 동영상 코딩회로(5) 및 서브필드 제어회로(8)로 공급한다.
정지영상 코딩회로(4), 동영상 코딩회로(5) 및 서브필드 제어회로(8)은 K값에 근거하여 소정의 코딩을 수행한다.
정지영상 코딩회로(4)는 K=1, K=2, K=3, K=4, 및 K=5인 각각의 경우에서 상이한 소정의 코딩을 수행한다. 여기서, K=1일 경우를 제외하고, 정지영상 코딩회로(4)는 하나 이상의 그레이 레벨들(휘도 레벨들)만큼 도약할 그러한 코딩을 실행한다. 이러한 코딩은 입력영상 신호값들 및 K의 각각의 값들에 대한 변환된(코딩된) 그레이 레벨들과의 대응관계를 나타내는 복수의 룩업 테이블(도 2에서의 것과 유사한)을 참조하여 수행된다. K=2, K=3, K=4 또는 K=5일 때, 그레이 레벨(휘도 레벨)에서의 변화는 연속적이지 않고, 도 14(b)-14(e)의 제일 왼쪽 컬럼에서 보여지는 바와 같이, 특정 그레이 레벨들(휘도 레벨들)이 스킵된다.
동영상 코딩회로(5)는 K=1, K=2, K=3, K=4 및 K=5인 각각의 경우에서 상이한 소정의 코딩을 수행한다. 여기서, K=1일 경우를 제외하고, 동영상 코딩회로(5)는 하나 이상의 그레이 레벨(휘도 레벨)만큼 도약하는 그러한 코딩을 수행한다. 또한, 동영상 코딩회로(5)는 코딩을 특정 그레이 레벨들로 한정시킨다(도 14(a)-14(e) 각각의 왼쪽에 별표로 표시된 각 영상신호값이 사용되지 않는다. 마찬가지로, 도 26(a)의 왼쪽에 별표로 표시된 각 영상신호값은 사용되지 않는다). 그러한 코딩은 입력영상 신호값들과 각 K 값들에 대한 변환된(코딩된) 그레이 레벨들 사이의 대응관계를 보여주는 복수개의 룩업 테이블(도 3에서와 유사한)을 참조하여 수행된다.
서브필드 제어회로(8)는, K=1, K=2, K=3, K=4 및 K=5일 경우와 각각 연관된 코딩 테이블(룩업 테이블)을 참조하여, 각 화소에 대응하는 영상신호를 소정의 휘도 가중치를 가지는, 이 실시예에서는 5비트의 필드 정보로 변환시킨다.
종래에는, K값에 근거하여 서브필드 제어회로(8)에서의 코딩 패턴들간 스위칭시, 기준 코딩 패턴(도 12에서, 도 12(a)의 코딩 패턴으로 여기서 서브필드 휘도 가중치들은 시간순으로 "1, 2, 3, 6, 10"이다)에서의 휘도 가중치들이 각각 K로 곱해져서 K에 대응하는 코딩 패턴의 휘도 가중치를 설정하고, 현재 프레임내의 각 화소는, 도 12(a) 내지 12(e)에서 나타난 바와 같이, 설정된 코딩 패턴을 사용하여 표시된다. 그러나, 이러한 방법이 최대 휘도 레벨을 증가시킬 수 있다 하더라도, 재생된 휘도 레벨들의 동적 범위를 넓히지는 못한다. 입력영상 신호값들 및 재생된 휘도 레벨들 사이의 상관관계에 대하여 도 13(a) 내지 13(e)에서 분명히 나타난 바와 같이, 재생된 휘도는 입력 영상신호가 낮은 그레이 레벨 범위(원(201)로 지시)에 있을 때 K가 증가함에 따라 높아진다. 이는 낮은 그레이 레벨 범위에서 해상도 감소를 야기하며 동적 범위를 넓히는 것을 불가능하게 한다. 도 13의 우측의 도면들은 각각 좌측 도면의 확대도면으로 여기서 대응하는 도면들은 동일한 내용을 보인다(도 15에 동일하게 적용)는 것에 유의하라.
반면에, 본 실시예의 영상 표시장치에서, 기준 코딩 패턴(도 14에서, 도 14(a)의 코딩 패턴으로 여기서 서브필드 휘도 가중치들은 시간순으로 "1, 2, 3, 6, 10"이다)의 휘도 가중치들은 상이한 계수들로 곱해진다. 즉, 더 작은 휘도 가중치들은 각각 K보다 크지 않은 값으로 곱해지는 반면, 더 큰 휘도 가중치들은 K보다 큰 값으로 각각 곱해져서 K에 대응하는 코딩 패턴의 가중치들을 설정하게 된다. 현재 프레임내의 각 화소는 이 설정된 코딩 패턴을 사용하여 표시된다.
여기서, 기준 코딩 패턴의 휘도 가중치에 곱하는 계수들은 휘도 가중치의 오름차순으로 단조롭게 증가하는 계수일 수 있다.
선택적으로, 기준 코딩 패턴의 휘도 가중치들에 곱하는 계수들은 휘도 가중치의 오름차순으로 산술적으로 차츰 증가하는 계수일 수 있다.
선택적으로, 기준 코딩 패턴의 휘도 가중치들에 곱하는 계수들은 휘도 가중치의 오름차순으로, 기하적으로 증가하는 계수일 수 있다.
이들 중에서, 기하적으로 증가하는 계수들을 사용하는 것이 더 넓은 동적 범위에 특히 효과적이다.
예를 들어, 휘도 가중치 "1, 2, 3, 6, 10"을 곱하는 계수들은:
K=2일 때, "1, 1.5, 2, 1.83, 2.3";
K=3일 때, "1, 2, 2.67, 2.83, 3.6"
K=4일 때, "1, 2.5, 4, 3.83, 4.7"; 및
K=5일 때, "2, 3.5, 4.67, 4.83, 5.8"이다.
여기서, K=2 또는 K=3일 때, 휘도 가중치가 K보다 크지 않은 값으로 곱해지는 서브필드군은 가능한 가장 작은 K 값(예, 계수 "1")으로 곱해진 휘도 가중치를 가지는 서브필드를 포함한다. 이와 같이 함으로써, 입력에 반하여 휘도 레벨이 증가하는 것이 낮은 그레이 레벨 범위에서 억제된다. 한편, K값이 커질수록, 최대 휘도 레벨을 증가시키기 위해 더 큰 계수가 기준 코딩 패턴의 휘도 가중치를 곱하는 데 일반적으로 사용된다.
따라서, K보다 크지 않은 계수에 의해 곱해지는 휘도 가중치를 가지는 서브필드군과 K보다 큰 계수로 곱해진 휘도 가중치를 가지는 서브필드군으로 이루어진 코딩 패턴을 사용함으로써 영상이 표시된다.
그러한 방식으로 휘도 가중치들을 설정함으로써, 최대 휘도가 증가될 수 있을 뿐 아니라, 재생된 휘도 레벨들의 동적 범위가 넓어질 수 있다. 이것은 입력영상 신호값들 및 재생된 휘도 레벨들 간의 상관관계를 나타내는 도 15(a)-15(e)에서 명백히 알 수 있다. 휘도 레벨은 낮은 그레이 레벨 범위(원(202)로 표시)에서 입력에 반하여 낮게 유지되며, 해상도를 낮은 그레이 레벨 범위로 유지시키는 것과 동시에 동적 범위를 넓히는 것이 가능하다.
K값이 상승됨에 따라 동적 범위를 더 넓히기 위해, 휘도 레벨을 더 큰 양으로 도약시키는 것이 필요하다. 그렇게 하기 위해, 더 큰 휘도 가중치에 곱하는 계수와 더 작은 가중치에 곱하는 계수간의 비율이 K가 클수록 더 크게 되도록 정해진다. 말하자면, Wj로 표시되는 "j"번째로 작은 휘도 가중치를 가지면서 서브필드가 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, 큰 K를 가지는 TV 필드 주기는 바람직하게는 Wi+W1+W2+...+Wn<Wn+1인 "n" 및 적어도 두 개의 "i"가 존재하게 하는 그러한 휘도 가중치가 부여된다.
예를 들어, K=4일 때 전술한 가중치를 고려하자. W1=1, W2=5, W3=12 W4=23 W5=47일 때, W2+W1+W2...+Wn(=46)<W4+1(=47)이 되도록 하는 n=4 및 i=2가 존재한다.
따라서, 큰 K를 가지는 TV 필드 주기에 대해 더욱 심하게 휘도 레벨 도약을 만듦으로써, 동적 범위가 효과적으로 넓어질 수 있다.
여기서, 코딩 패턴들은 상기 제시된 패턴들에 한정되지 않음에 유의할 필요가 있다. 적어도 2개의 코딩 패턴 각각이 "1:2:3", "1:2:4", "1:2:5", "1;2:6", "1:3:7", "1:4:9", "2:6:12" 및 "2:6:16" 중에서 적어도 2개의 근사 휘도 가중치 비율을 포함하는 한, 휘도 레벨 도약을 수행하는 것이 가능하고, 이의 결과로서 동적 범위가 넓어진다.
더욱이, 제 1 실시예의 에러 확산 루프를 사용하여 의도된 그레이 레벨과 실제 그레이 레벨 사이의 차이를 인접 화소로 분배시킴으로써, 휘도 레벨 전이에서의 도약이 보상되며, 우수한 그레이 스케일 영상 표시가 수행된다.
제 3 실시예
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따라서 영상 표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
이 도면에서, 영상 표시장치는 제 1 실시예의 영상 표시장치의 구성을 가지며, 추가로 움직임 검출회로(6)로부터 출력된 움직임 검출신호상에서 공간 변조를 수행하기 위한 공간 변조회로(15), 및 공간 변조회로(15)에 난수를 부여하는 난수 발생회로(16)를 추가로 포함한다. 하기에서, 제 1 실시예와 다른 점을 집중적으로 설명할 것이다.
도 17은 본 실시예의 일례로서, 입력 영상 및 움직임 검출 결과를 나타낸다.
도 17(a)에서 삼각형 대상체(203)가 도 17(b)에서와 같이 오른쪽으로 움직일 때, 도 17(c)에서 완전히 검게된 영역(204)은 움직임 영역으로서 검출되고 이는 현재 및 지나간 TV 필드 주기로부터 움직임 검출신호에 의해 표시된다.
난수 발생회로(16)는 "-3" 내지 "3"과 같은 난수들 중 하나를 발생시키고 이 난수를 공간 변조회로(15)로 공급한다. 공간 변조회로(15)는 도 17(c)에 나타난 움직임 영역의 화소 위치를 난수에 대응하는 화소들의 수만큼 수평 또는 수직방향으로 이동시키고, 이에 따라 도 17(d)에서 완전히 검게된 영역(205)을 표시하는 신호를 얻는다.
종래에, 도 17(c)에 도시된 움직임 검출신호를 스위칭 신호로서 사용하여 코딩은 정지 영역과 움직임 영역 사이에서 변화한다. 그러한, 스위칭 신호에 의해 표시되는 움직임 영역의 경계 형상이 선형이라면, 그 스위칭을 수반하는 발광 패턴이 선형성의 경향이 있고, 따라서 움직임 영역의 경계상에서의 상당한 충격을 일으킨다.
반면에, 도 17(d)에 도시된 신호가 스위칭 신호로서 사용될 때, 스위칭 신호에 의해 표시되는 움직임 영역의 경계는 랜덤 형상을 띠게 된다. 따라서, 그러한 신호가 정지영상 코딩 모드 및 동영상 코딩 모드 사이에서 스위치하는데 사용된다면, 이러한 상이한 코딩 모드들은 경계 영역에서 분산되어 종료될 것이다. 그 결과, 두 코딩 모드들 간의 스위칭은 PDP(10)에서 발광의 시간특성에서의 선형 이동을 더 이상 야기치 않을 것이다. 이것은 스위칭의 충격을 덜 심각하게 하며, 정지영상 코딩과 동영상 코딩 사이에 더 원활하게 스위치하는 것을 가능하게 한다.
상기 효과는 스위칭 신호에 의해 표현되는 움직임 영역의 경계 형상이 선형이 아닌 한 얻어질 수 있다. 그러므로, 상기 실시예에서 화소 위치들이 랜덤하게 이동한다하더라도, 규칙적으로 이동될 수 있다. 또한, 움직임 영역의 경계가 한 화소에서 한 번만 변화하는 주성분으로 지그재그를 포함하는 형상을 가질 때, 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
제 4 실시예
도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이 도면에서, 영상 표시장치는 제 1 실시예의 영상 표시장치의 구성을 가지며, 추가로 움직임 검출회로(6)로부터 출력된 움직임 검출신호상에서 증폭 변조를 수행하는 신호 변조회로(17)와 움직임 및 정지 영역의 경계를 표시하는 신호를 신호 변조회로(17)에 전달하는 경계 검출회로(18)를 포함한다. 하기에서 제 1 실시예와의 차이점을 집중 설명할 것이다.
도 19는 본 실시예에서 실례로서, 입력 영상 및 움직임 검출 결과를 도시한다.
도 19(a)에서의 삼각형 대상체(206)가 도 19(b)에서 나타난 바와 같이 오른쪽으로 움직일 때, 도 19(c)의 완전히 검게된 영역(207)이 움직임 영역으로 검출되고 이는 현재 및 지나간 TV 필드 주기로부터 움직임 검출 신호에 의해 표시된다.
경계 검출회로(18)는 움직임 검출 신호값이 변하는 움직임 영역의 경계를 검출한다. 이러한 경계 영역을 나타내는 신호에 근거하여, 신호 변조회로(17)는 움직임 영역의 경계에서 움직임 검출 신호상에서 증폭 변조를 수행하고, 이에 따라 도 19(d)에서 테두리(208A)를 가지는 완전히 검게 표시된 영역(208)을 표시하는 스위칭 신호를 얻는다. 신호 변조회로(17)는 이 스위칭 신호를 선택회로(7)로 보낸다. 도 19(d)에서 신호의 변조된 부분은 인접 화소가 두 상태 사이에서 교호되는 패턴을 가지고 있음에 유의하라.
움직임 및 정지 영역의 경계에서 변조된 그러한 스위칭 신호가 사용될 때, 경계 영역은 제 3 실시예에서와 같이 랜덤 형상을 띠게 되어 정지 및 동영상에 대한 상이한 코딩 모드가 경계 영역에서 분산되어 종료될 것이다. 따라서, 이러한 신호를 사용하여 정지영상 코딩 및 동영상 코딩 사이에 스위치하게 되면, 그 스위칭은 PDP(10)에서 발광의 시간특성에서의 선형 이동을 더 이상 야기하지 않을 것이고, 그 결과 스위칭의 충격은 덜 심각하게 된다. 따라서, 정지영상 코딩 및 동영상 코딩간의 스위칭이 원활하게 행하여진다.
또한, 움직임 영역의 경계에서 움직임 검출 신호를 변조함으로써, 동영상 코딩 및 정지영상 코딩간의 스위칭의 충격이 감소되면서, 움직임 영역의 경계보다는 영상 영역에 대한 코딩 모드가 확정된다. 따라서 두 가지 코딩 모드간의 불필요한 스위칭이 회피되며, 신호-잡음 비율이 증가되지 않고 영상이 표시될 수 있다.
경계 영역에서의 움직임 검출 신호의 변조가 상기 실시예에서 규칙적 패턴을 가진다하더라도, 난수를 사용하여 움직임 검출 신호를 변조시킴으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
제 5 실시예
도 20은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시한 블록도이다.
이러한 영상 표시장치는 하기 관점에서 제 4 실시예의 것과 상이하다. 먼저, 가산회로(19) 및 난수 발생회로(20)(이것은 본 실시예에서 무작위수 "1", "0" 및 "-1" 중 하나를 생성한다)를 추가하여 신호 변조 회로를 형성한다. 둘째, 3개의 영상 코딩회로(21) 내지 (23)은 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5) 대신에 포함된다. 셋째, 3개의 신호 입력을 가지는 선택회로(24)가 선택회로(7) 대신 포함된다. 넷째, 움직임 검출회로(6)는 운동량을 3단계로 분류함으로써 영상에서의 움직임을 검출한다.
영상 코딩회로(21)-(23)은 도 21(a)-21(c)에서 나타난 3단계로 각각 코딩을 수행한다. 더 상세하게, 정지 영역에 대하여, 도 21(a)에서 나타난 코딩 모드는 그레이 레벨 특성에 중요성을 부가하는데 사용한다. 움직임 영역에 대해서는, 도 21(b) 및 21(c)에 도시된 바와 같이, 그레이 레벨을 제한시켜 동영상 의사윤곽의 발생을 억제하는 코딩 모드를 사용한다. 이들 중에서, 도 21(b)의 코딩 모드가 중간정도의 운동량을 가지는 영상 영역에 적용되는 반면, 도 21(c)의 코딩 모드는 상대적으로 큰 운동량을 가지는 영상 영역으로 적용된다.
움직임 검출회로(6)은 3가지 코딩 모드들에 대응하는 3단계로 영상내의 움직임을 검출한다. 경계 검출회로(18)는 움직임 검출 신호값이 변화하는 움직임 영역의 경계를 검출한다. 난수 발생회로(20)는 난수를 발생시킨다. 가산회로(19)는 난수를 경계 영역 내의 움직임 검출 신호값에 더하고, 결과적인 신호를 스위칭 신호로서 선택회로(24)에 전송한다.
이러한 구성에 의하면, 움직임 및 정지 영역의 경계보다는 영상 영역에 대해 코딩 모드를 확정시키고 그래서 정지영상 코딩 및 동영상 코딩간의 불필요한 스위칭을 회피하고 신호-잡음 비율 증가 없이 영상 표시가 이루어진다. 또한, 상이한 코딩 모드들 간에 단계적으로 스위치하기 위해, 정지 영역 및 운동 영역 사이의 영상 영역에 중간 코딩을 채용하여, 스위칭이 원활하게 이루어지도록 한다. 더욱이, 스위칭 신호는 움직임 영역의 경계에서 변조되어, 스위칭의 충격이 효과적으로 억제되게 한다.
제 6 실시예
도 22는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시하는 도면이다.
이 도면에 나타난 바와 같이, 이러한 영상 표시장치는 경계 표시회로(18) 및 난수 발생회로(20)(이는 본 실시예에서 난수 "0" 및 "1" 중 하나를 발생시킨다)를 구비한다. 또한, 각각 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5)로부터 출력된 신호상에서 증폭 변조를 수행하기 위한 신호 변조회로(25) 및 (26)이 제 4 실시예의 신호 변조회로(17) 대신에 포함된다.
도 23은 본 실시예에서 입력 영상 및 움직임 결과를 실례로서 도시한다.
도 23(a)의 삼각형 대상체(209)가 도 23(b)에서 도시된 바와 같이 우측으로 이동할 때, 도 23(c)에 도시된 완전히 검은 영역(210)이 움직임 영역으로서 검출되고 이는 현재 및 지나간 TV 필드 주기로부터 움직임 검출 신호에 의해 표시된다.
경계 검출회로(18)는 움직임 검출 신호값이 변화하는 움직임 영역의 경계를 검출한다. 난수 발생회로(20)는 난수를 생성하고, 이를 작동 스위치 신호로서 신호 변조회로(25) 및 (26)에 전송한다.
신호 변조회로(25) 및(26)은 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5)로부터 출력된 영상신호상에서 각각 증폭 변조를 수행한다. 선택회로(7)는 스위칭 신호로서 움직임 검출 신호를 사용하여, 신호 변조회로(25) 및 (26)로부터 출력된 영상신호들 중 하나를 선택한다. 그 결과, 도 23(d)에서 완전히 검은 영영(211)로 표시된 영상신호가 얻어진다. 여기서, 얻어진 영상신호의 변조 부분은 인접 화소들이 두 가지 상태 사이를 교호하는 패턴을 가진다.
움직임 및 정기 영역 사이의 경계에서 변조된 그러한 영상신호가 사용될 때, 그 경계는 랜덤 형상을 띠며, 그래서 정지영상 코딩 모드 및 동영상 코딩 모드가 경계 영역에 분산되어 종료될 것이다. 이러한 상이한 코딩 모드간의 스위칭이 PDP(10)에서 발광의 시간특성에서의 선형 변화를 더 이상 유도하지 않기 때문에, 스위칭의 충격이 덜 심각해진다. 따라서, 두 코딩 모드간의 스위칭이 원활하게 행하여진다.
더욱이, 움직임 영역의 경계에서 영상신호가 변조되기 때문에, 스위칭의 충격이 감소되며, 움직임 영역의 경계보다는 영상 영역에 대한 코딩 모드를 확정한다. 따라서, 두 코딩 모드간의 불필요한 스위칭이 억제되며 신호-잡음 비율에서의 증가 없이 영상이 표시된다.
제 7 실시예
도 24는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성을 도시한 블록도이다.
예시된 바와 같이, 이 영상 표시장치는 제 2 실시예에서의 공간 변조회로(15) 대신에, 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5)로부터 출력된 영상신호상에서 각각 공간 변조를 행하는 공간 변조회로(27) 및 (28)을 구비한다. 하기에서, 제 3 실시예와 상이한 점이 집중적으로 설명된다.
도 25는 본 실시예에서 입력 영상 및 움직임 검출 결과를 실례로서 나타낸다.
도 25(a)에서 삼각형 대상체(212)가 도 25(b)에 도시된 바와 같이 우측으로 이동할 때, 도 25(c)에서 완전히 검게된 영역(213)은 움직임 영역으로 검출되며 이는 현재 및 지나간 TV 필드 주기로부터 움직임 검출 신호에 의해 표시된다.
난수 발생회로(16)은 "-3" 내지 "3"과 같은 난수들 중에서 하나를 발생시키고 난수를 공간 변조회로(27) 및 (28)로 전송한다. 공간 변조회로(27) 및 (28)은 각각 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5)로부터 출력된 영상신호의 화소 위치들을 난수에 대응하는 화소들의 수만큼 수평 또는 수직방향으로 이동시킨다. 선택회로(7)는 움직임 검출회로(6)으로부터의 움직임 검출 신호를 스위칭 신호로 이용하여 이러한 공간 변조된 신호중 하나를 선택한다. 그 결과, 도 25(d)에서 완전히 검게 된 영역에 대응하는 영상신호가 얻어진다.
움직임 영역의 경계에서 변조되는 그러한 영상신호를 사용함으로써, 그 경계는 랜덤 형상을 띠게 되어, 정지영상 코딩 모드 및 동영상 코딩 모드가 경계 영역에서 분산되어 종료될 것이다. 그러므로 두 코딩 모드들 간의 스위칭은 PDP(10)에서 발광의 시간특성에서의 선형 변화를 더 이상 야기하지 않는다. 이것은 스위칭의 충격을 덜 심각하게 만들며, 정지영상 코딩 및 동영상 코딩간의 스위칭이 원활하게 행하여진다.
더욱이, 영상신호가 움직임 영역의 경계에서 변조되어서, 스위칭의 충격이 감소되면서 움직임 영역의 경계보다는 영상 영역에 대한 코딩 모드가 확정된다. 따라서 두 코딩 모드들 간의 불필요한 스위칭이 억제되고, 신호-잡음 비율에서 증가없이 영상이 표시된다.
제 3 내지 7 실시예에 있어서, 그레이 레벨에서 좀처럼 변화를 가지지 않는 비-모서리 영역은 상이한 코딩 모드간의 스위칭 충격에 특히 민감하다. 따라서, 스위칭의 선형성을 방지하기 위한 과정이 비-모서리 영역에 한정된다면 더욱 바람직하다. 그렇게 함으로써, 비-모서리 영역에서의 스위칭의 충격이 억제될 수 있을 뿐 아니라, 모서리 영역에 있어서 상이한 코딩 모드들의 스위칭이 재빨리 실행될 수 있다. 따라서 각 영상 부위에 적합한 코딩은 전체 영상의 평균 신호 대 잡음 비율을 저하시키지 않고 실행된다.
제 2 실시예와 제 3 내지 7 실시예의 어느 하나를 조합하여 이용하는 것이 가능하다.
제 2 실시예에서, 기준 그레이 레벨에 대한 현재 1-프레임 영상(1-TV필드 영상)의 최대 그레이 레벨의 스케일링 인자 K는 표시 그레이 레벨 스케일링 인자 설정회로(14)에 의해 계산되는 것으로서, 정수일 것으로 추정된다. 하지만, 스케일링 인자 K가 정수이어야 되는 것이 아니라, 소수일 수 있다. 도 26은 코딩 패턴 및 K=2.5일 때, 입력영상 신호값들과 재생된 휘도 레벨들 간의 상관관계를 나타낸다.
도 26(a)에 나타난 바와 같이, 기준 코딩 패턴(예를 들어, 서브필드 휘도 가중치가 시간순으로 "1, 2, 3, 6, 10"인 도 14(a)에 도시된 코딩 패턴)의 휘도 가중치 중에서, 가장 작은 가중치들은 K 이하의 값으로 곱해지는 반면, 더 큰 휘도 가중치들은 K보다 큰 값으로 곱해져서 K=2.5에 대응하는 코딩 패턴에 대한 휘도 가중치를 설정한다. 현재 프레임 내의 각 화소가 이러한 코딩 패턴을 사용하여 표시된다.
상세하게는, 휘도 가중치 "1, 2, 3, 6, 10"에 곱하는 계수들은 "1, 1.5, 2.33, 2.5, 2.9"이다.
휘도 가중치들을 설정함으로써, 최대 휘도가 증가될 수 있을 뿐 아니라, 감소된 휘도 레벨들의 동적 범위가 넓어질 수 있다. 입력영상 신호값 및 재생된 휘도 레벨들 간의 상관관계에 관하여 도 26(b) 및 26(c)에 나타난 바와 같이, 휘도 레벨은 해상도를 낮은 그레이 레벨 범위에서 유지시키면서, 낮은 그레이 레벨 범위에서 입력에 반하여 낮게 유지되며 동적 범위를 넓히는 것이 가능하다.
상기 실시예들에서, 정지영상 코딩회로(4) 및 동영상 코딩회로(5) 또는 영상 코딩회로(21)-(23)은 서브필드 제어회로(8)에서 서브필드들의 조합에 의해 표현될 수 있는 코드화된 영상신호를 발생시키며, 선택 회로는 코드화된 영상신호들 중 하나를 선택하고 이를 서브필드 제어회로(8)로 전송한다. 선택적으로, 선택 신호는 서브필드 제어회로(8)가 선택된 영상신호를 필드 정보로 변환시키도록 서브필드 제어회로(8)로 전송될 수 있다.
본 발명의 영상 표시장치는 우수한 화상 질 또는 넓은 동적 범위를 나타내는 고급 그레이 스케일 영상을 표시하는데 사용될 수 있다.

Claims (40)

  1. 삭제
  2. 하나의 TV 필드를, 각각 다른 휘도 가중치를 갖는 복수의 서브필드를 오름차순 또는 내림차순으로 배열한 것으로 구성하고, 상기 복수의 서브필드의 휘도 가중치의 합을 S라고 했을 때, 「０」이상 「S」이하의 값인 「R」에 상당하는 계조 표시를, 휘도 가중치의 합이 「R」에 가까운 서브필드의 조합을 선택하여 계조를 표시하는 영상 표시장치로서,
    휘도 가중치의 오름차순으로 상기 서브필드를 나열한 경우에 i번째의 서브필드의 휘도 가중치를 Wi로 했을 때, W1+W1+W2+...+Wn<Wn+1인 ｎ이 존재하는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  3. 하나의 TV 필드 주기가, 각각 상이한 휘도 가중치가 주어지고, 휘도 가중치의 오름차순 또는 내림차순으로 배열된 복수개의 서브필드들로 분할되며, 상기 하나의 TV 필드 주기에 대한 그레이 스케일 영상이 각 화소에 대한 서브필드들의 조합을 선택하고 상기 선택된 서브필드 중에 각 화소에서 발광 상태를 유지시킴으로써 표시되는 영상 표시장치로서,
    상기 복수개의 서브필드들이 Wj로 표시되는 "j"번째로 작은 휘도 가중치를 가지면서 휘도 가중치의 오름차순으로 배열될 때, 복수개의 서브필드들은 Wi+W1+W2+...+Wn<Wn+1인 "n" 및 적어도 두 개의 "i"들이 존재하는 그러한 휘도 가중치들이 각각 주어지는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  4. 1 TV 필드를, 각각 휘도 가중치를 갖는 복수의 서브필드를 시간순서로 배열한 것으로 구성하고, 특정한 서브필드를 온(on)시켜 1 TV 필드의 화상을 다계조 표시하는 것과 동시에, 표시 최대 휘도를 입력 화상 신호의 특성에 따라 제어하도록 구성된 영상 표시장치로서,
    소정의 휘도 가중치의 조합에 의해 구성된 복수의 서브필드로 이루어진 복수의 서브필드의 조합을 이용한 복수의 코딩 패턴을, 입력 화상 신호의 최대 계조값에 따라 선택하고,
    하나의 서브필드의 조합을 이용한 코딩 패턴에 있어서의 전 서브필드의 휘도 가중치의 합에 대한, 다른 하나의 서브필드의 조합을 이용한 코딩 패턴에 있어서의 전 서브필드의 휘도 가중치의 합의 비를 K라고 했을 때,
    상기 하나의 서브필드의 조합을 구성하는 각 서브필드는, 상기 다른 하나의 서브필드의 조합을 구성하는 각 서브필드와 휘도 가중치의 크기의 순서가 대응하고,
    상기 다른 하나의 서브필드의 조합을 이용한 코딩 패턴에 이용하는 서브필드의 조합은, 상기 하나의 서브필드의 조합에 있어서 대응하는 서브필드의 휘도 가중치에 대해, 휘도 가중치의 비가 K 값 이하인 휘도 가중치를 갖는 서브필드와, 상기 하나의 서브필드의 조합에 있어서 대응하는 서브필드의 휘도 가중치에 대해, 휘도 가중치의 비가 K 값을 넘는 휘도 가중치를 갖는 서브필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 K 이하의 계수 및 K보다 큰 계수는 상기 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순에 의해 정의되는 규칙에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 규칙에 근거하여 결정된 계수들은 상기 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순으로 단조(monotonously) 증가하는 계수인 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 규칙에 근거하여 결정된 계수들은 상기 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순으로 산술급수적(arithmetic progression)으로 증가하는 계수인 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 규칙에 근거하여 결정된 계수들은 상기 기준 TV 필드 주기에서 휘도 가중치의 오름차순으로 기하급수적(geometric progression)으로 증가하는 계수인 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  9. 제 4 항 및 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    K 이하의 계수를 곱하여 얻어지는 휘도 가중치를 가지는 서브필드는 K가 어느 값을 가지는가에 관계없이 고정된 범위내의 계수를 곱하여 얻어지는 휘도 가중치를 가지는 서브필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  10. 제 4 항 및 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나의 TV 필드 주기의 코딩 패턴이 선택되는 복수개의 코딩 패턴들 중에서 적어도 두 개의 코딩 패턴 각각에서, 휘도 가중치의 오름차순으로 선택된 세 개의 휘도 가중치들의 적어도 두 세트는 각각 상기 세 개의 휘도 가중치들이 "1:2:3", "1:2:4", "1:2:5", "1:2:6", "1:3:7", "1:4:9", "2:6:12", 및 "2:6:16"으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나의 비율을 가지는 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나의 TV 필드 주기의 코딩 패턴이 선택되는 복수개의 코딩 패턴들 중에서의 적어도 두 개의 코딩 패턴 각각에서, 휘도 가중치의 오름차순으로 선택된 세 개의 휘도 가중치들의 적어도 두 세트는 각각 상기 세 개의 휘도 가중치들이 "1:2:3", "1:2:4", "1:2:5", "1:2:6", "1:3:7", "1:4:9", "2:6:12", 및 "2:6:16"으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나의 비율을 가지는 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  12. 제 2 항 및 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    S가 상기 하나의 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드의 휘도 가중치 총합을 표시하고 R이 0 내지 S의 범위에 있을 때, R에 대응하는 그레이 레벨은 휘도 가중치들이 서로 더해질 때, R에 가장 가까운 서브필드들의 조합을 선택함으로써 표시되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    S가 상기 하나의 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드의 휘도 가중치 총합을 표시하고 R이 0 내지 S의 범위에 있을 때, R에 대응하는 그레이 레벨은 휘도 가중치들이 서로 더해질 때, R에 가장 가까운 서브필드들의 조합을 선택함으로써 표시되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    S가 상기 하나의 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드의 휘도 가중치 총합을 표시하고 R이 0 내지 S의 범위에 있을 때, R에 상응하는 그레이 레벨은 휘도 가중치들이 서로 더해질 때, R에 가장 가까운 서브필드들의 조합을 선택함으로써 표시되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    S가 상기 하나의 TV 필드 주기에서의 모든 서브필드의 휘도 가중치 총합을 표시하고 R이 0 내지 S의 범위에 있을 때, R에 상응하는 그레이 레벨은 휘도 가중치들이 서로 더해질 때, R에 가장 가까운 서브필드들의 조합을 선택함으로써 표시되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  16. 제 2 항 및 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  17. 제 9 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  20. 제 12 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  21. 제 13 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  22. 제 14 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  23. 제 15 항에 있어서,
    각 화소에 대한 서브필드들의 조합의 선택은
    지나간 TV 필드 주기의 영상에서부터 상기 하나의 TV 필드 주기의 영상까지의 이동량; 및
    상기 이동량의 근사값 중 하나에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  28. 제 20 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  30. 제 22 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
  31. 제 23 항에 있어서,
    상기 이동량 또는 상기 이동량의 근사값이 큰 영상 영역에서, 입력 화소 영상신호의 그레이 레벨들이 증가함에 따라 시간상으로 단조롭게 증가하는 그러한 서브필드들의 조합들이 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
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