KR100816187B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 해결하고자 하는 기술적 과제는 라인 온-오프 패턴(line on-off pattern)과 동특성의 패턴을 화면에 출력할 경우 어드레스 스위칭 횟수를 감소시켜 어드레스 회로의 스트레스를 감소시키면서도 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 등은 저하시키지 않는데 있다.
이를 위해 본 발명은 입력되는 R,G,B 영상 신호로부터 패턴을 검출하고, 상기 패턴이 미리 지정된 특정 패턴인지 판단하는 패턴 검출 및 판단부와, 상기 검출된 패턴이 특정 패턴으로 판단될 경우, 상기 R,G,B 영상 신호중 적어도 하나의 영상 신호를 흐림 처리하는 흐림 처리부로 이루어진 플라즈마 디스플레이 장치를 개시한다.
플라즈마 디스플레이 패널, RGB 영상, 제어부, 패턴 검출, 흐림 처리(blurring)

Description

플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND IMAGE PROCESSING METHOD THEREOF}
도 1은 통상적인 교류형 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법중 한예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 장치중 제어부의 구성을 도시한 상세 블록도이다.
도 5a는 평균화 필터를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5b는 동형 필터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치의 영상 처리 방법을 도시한 순서도이다.
도 7a는 플라즈마 디스플레이 장치에 입력되는 원본 영상을 도시한 것이고, 도 7b는 적색 및 청색만을 흐림 처리했을 경우의 처리 영상을 도시한 것이며, 도 7c는 적색, 청색 및 녹색을 모두 흐림 처리했을 경우의 처리 영상을 도시한 것이 다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치
110; 제어부 111; 메모리
112; 패턴 검출 및 판단부 113; 흐림 처리부
113a; R 영상 흐림 처리부 113b; B 영상 흐림 처리부
113c; G 영상 시간 지연부 114; 바이패스부
115; 서브필드 변환부 120; 어드레스 구동부
130; 스캔 구동부 140; 서스테인 구동부
150; 플라즈마 디스플레이 패널
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 라인 온-오프 패턴(line on-off pattern)과 동특성의 패턴을 화면에 출력할 경우 어드레스 스위칭 개수를 감소시켜 어드레스 회로의 스트레스를 감소시키면서도 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 등은 저하시키지 않는 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 구동 전압과 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다. 교류형의 경우 전극을 유전층이 덮고 있 어 자연스러운 용량성 성분의 형성으로 전류가 제한되어 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되어 직류형에 비하여 수명이 긴 장점이 있고, 직류형의 경우 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어 전압이 인가되는 동안 방전 전류가 흐르게 된다. 따라서 전류 제한을 위한 저항을 단위 화소마다 삽입해 주어야 하는 단점이 있다. 이것이 직류형과 교류형의 구조적인 가장 큰 차이점이다. 상기 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 중요한 특성중의 하나는 전극을 유전층이 덮고 있어 전류가 흐르게 되면 전극에 입사되는 전하들이 유전층 표면에 벽전하 형태로 쌓이게 되어 외부에서 인가되는 전계와는 반대되는 내부 전계로 인해 스스로 방전 전류를 제어한다는 것이다.
상기 교류형은 또한 대향 전극형과 면방전형으로 구분될 수 있는데, 도 1을 참조하면, 통상의 교류형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 절개 사시도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널(100')은 크게 전면 기판(110')과 배면 기판(120')으로 이루어져 있다.
상기 전면 기판(110')의 하면에는 표시 방전을 위한 다수의 표시 전극(114')(이는 다시 투명 전극(112a')과 저저항의 버스 전극(112b')으로 이루어진 스캔 전극(112') 및 투명 전극(113a')과 저저항의 버스 전극(113b')으로 이루어진 서스테인 전극(113')으로 구분됨)이 평행하게 형성되어 있다. 상기 표시 전극(114')은 모두 벽전하를 충전하기 위한 제1유전층(115')으로 덮여 있고, 또한 상기 제1유전층(115')의 표면에는 방전으로부터 상기 표시 전극(114') 및 제1유전 층(115')을 보호하기 위한 보호층(116')이 형성되어 있다.
상기 배면 기판(120')의 상면에는 어드레스 신호 공급을 위한 다수의 어드레스 전극(122')이 상호 평행하게 형성되어 있다. 또한, 상기 모든 어드레스 전극(122')의 표면에는 그것을 보호하기 위해 소정 두께의 제2유전층(123')이 형성되어 있다. 또한, 상기 제2유전층(123')의 표면에는 상호 대향되어 소정 크기의 방전 영역을 형성하도록 격벽(124')이 형성되어 있다. 여기서, 상기 어드레스 전극(122')은 상기 격벽(124') 사이의 영역에 형성된 동시에, 상기 격벽(124')과 대략 평행하게 형성되어 있다. 물론, 상기 어드레스 전극(122')은 상기 표시 전극(114')과 대략 교차하는 방향으로 형성되어 있다. 더불어, 상기 격벽(124') 사이로서 상기 어드레스 전극(122') 위의 제2유전층(123') 위에는 자외선에 의해 여기되어 소정 색채의 가시광선을 방출하는 형광층(125')이 각각 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 형광층(125')은 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층일 수 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 화면을 표시할 때, 각 화소에서 빛의 강약을 조절(계조 표현)하기 어려운데, 도 2를 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법의 한예가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 1 프레임(1TV 필드)을 복수의 서브 필드로 나누고 이를 시분할 제어하여 플라즈마 디스플레이 패널의 계조를 표현할 수 있다. 즉, 각 서브 필드는 리셋 기간, 어드레싱 기간 및 서스테인 기간으로 이루어진다. 도 2에는 256 계조를 표현하기 위해 1 프레임을 8개의 서브 필드로 나눈 경우를 도시하였다. 각 서브 필드(SF1-SF8)는 리셋 기간(도시하지 않음), 어드레스 기간(A1-A8) 및 서스테 인 기간(S1-S8)으로 이루어지며, 서스테인 기간(S1-S8)은 발광 기간(1T, 2T, 4T, 8T, 16T, 32T, 64T, 128T)의 비가 1:2:4:8:16:32:64:128로 된다. 이때, 예를 들어 3이란 계조를 표현하기 위해서는 1T 발광 기간을 가지는 서브 필드(SF1)와 2T 발광 기간을 가지는 서브 필드(SF2)에서 방전 셀을 방전시켜 방전되는 기간의 합이 3T가 되게 한다. 이러한 방법으로 서로 다른 발광 기간을 가지는 서브 필드를 조합하여 256 계조의 영상을 표현할 수 있다. 여기서, 서스테인 기간의 비에 따라 각 서브 필드를 분할하고 이를 조합하여 계조를 표현한다고 했지만, 실제로 각 서브 필드의 서스테인 기간은 서로 다른 유지 방전 펄스 수(서스테인 펄스수)를 가지며 이러한 유지 방전 펄스 수의 조합에 의해 계조를 표현한다.
또한, 상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 소비 전력을 최소화하기 위해 일반적으로 자동 전력 제어(Automatic Power Control, 'APC'라함)의 방법을 사용한다. 상기 APC는 입력되는 영상 신호의 평균 영상 레벨(Average Signal Level, 'ASL'이라 함)에 따라 한 프레임의 전체 유지 방전 펄스 개수를 조정하는 방법으로서, 입력 영상 신호의 ASL 값이 높은 경우(즉, 이 경우는 전체적인 화면이 밝은 상태로서 소비전력이 많이 소비됨)에는 한 프레임의 전체 유지 방전 펄스 개수를 줄여 소비전력을 억제하며, 입력 영상 신호의 ASL 값이 낮은 경우(즉, 이 경우는 전체적으로 어두운 상태로서 소비전력이 많이 소비되지 않음)에는 한 프레임의 전체 유지 방전 펄스 개수를 늘린다. 여기서, APC의 레벨은 입력 영상 신호의 ASL 값에 따라 여러 단계가 있으며, 이러한 여러 단계에 대응되는 유지 방전 펄스 개수가 미리 정해져 있다. 즉, APC 레벨이 높은 경우(즉, ASL 값이 높은 경우)에는 한 프레 임의 전체 유지 방전 펄스 개수가 상대적으로 감소하고, 이에 따라 각 서브 필드에 할당되는 유지 방전 펄스 개수가 상대적으로 감소한다.
한편, 이러한 구조, 계조 표현 방법 및 APC 기능을 갖는 플라즈마 디스플레이 장치는 영상 표시중 라인 온-오프(line on-off) 패턴과 동특성을 갖는 패턴의 영상이 출력되는 경우가 많다. 예를 들면, 플라즈마 디스플레이 패널에서 첫번째 수평 라인은 켜지고, 두번째 수평 라인은 꺼지며, 다시 세번째 수평 라인은 켜지는 식의 패턴이 반복되는 경우이다.
이와 같이 라인 온-오프 패턴과 동특성의 영상 패턴에서는 대부분의 어드레스 전극에 어드레스 신호를 인가해야 함으로써 자연히 어드레싱 스위칭 개수가 증가하게 된다. 따라서, 어드레싱 스위칭 개수의 증가에 따라 유전층의 표면에 많은 변위 전류가 흐르게 된다. 이것은 소비 전력을 상승시키며, 어드레스 관련 회로에 전류 스트레스 및 온도 스트레스를 증가시키고, 소음과 전자기파를 유발시킨다. 경우에 따라서는 상기 어드레스 관련 회로들이 파괴되는 때도 있다.
종래에는 이러한 현상을 방지하기 위해 상술한 APC와 유사한 어드레스 APC 알고리즘을 도입하였다. 즉, 종래의 어드레스 APC는 입력 영상 신호의 게인(gain)을 조절하여 계조를 낮추고 이에 따라 어드레싱되는 MSG(Most Significant Bit)쪽의 서브 필드 방전 개수를 줄여 어드레스 전력을 제어하도록 하는 것이다. 그런데, 이와 같이 입력 영상 신호의 게인을 낮추게 되면, 당연히 휘도 및 명암비가 감소되는 문제가 있다. 또한, 동영상에서 휘도 플리커(flicker)를 방지하기 위해 정지 영상과 동영상을 판별해야 했으며, 정지 영상과 동영상으로 확실하게 구분되지 않을 경우에는 플리커가 여전히 발생하는 문제가 있었다. 즉, 어드레스 APC는 기본적으로 특수 패턴의 지속으로 인한 어드레스 전류 및 TCP(Tape Carrier Package) 발열과 소음, 소손을 막기 위함이기 때문에 동영상에서는 이러한 특수 패턴이 지속되는 경우가 적다. 또한, 그러한 패턴이라도 이전 화상과의 휘도차가 발생해서는 안되기 때문에, 동영상에서는 어드레스 APC를 동작시키지 않는다. 따라서 화상의 움직임이 애매한 특수 패턴일 경우 동영상과 정지영상의 경계에 있을 가능성이 있고 이러한 때 어드레스 APC 알고리즘이 온-오프(on-off)를 반복하면서 휘도 플리커가 발생하게 된다.
한편, 이러한 문제를 해결하는 방법으로서 전체 영상을 흐림(blurring) 처리하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 화면에 표시되는 라인간의 계조차를 평균화 필터 등을 이용하여 전체적으로 감소시킴으로써, 전체 화면을 흐릿하게 하여 어드레스 스위칭 갯수를 감소시킬 수 있다. 그런데, 이와 같은 방법으로 어드레싱 스위칭 횟수를 감소시키면, 화면의 휘도, 명암비 및 선명도가 크게 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 라인 온-오프 패턴(line on-off pattern)과 동특성의 패턴을 화면에 출력할 경우 어드레스 스위칭 개수를 감소시켜 어드레스 회로의 스트레스를 감소시키면서도 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 등은 저하시키지 않는 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는 R,G,B 영상 신호로부터 패턴을 검출하고, 상기 패턴이 미리 지정된 특정 패턴인지 판단하는 패턴 검출 및 판단부와, 상기 검출된 패턴이 특정 패턴으로 판단될 경우, 상기 R,G,B 영상 신호중 적어도 하나의 영상 신호를 흐림 처리하는 흐림 처리부를 포함한다.
여기서, 상기 미리 지정된 특정 패턴은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 패턴일 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리부는 상기 R 영상 신호에 대해 흐림 처리할 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리부는 상기 B 영상 신호에 대해 흐림 처리할 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리부는 상기 G 영상 신호에 대해 상기 흐림 처리의 시간만큼 시간 지연할 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리부는 상기 R 영상 신호 및 상기 B 영상 신호중 적어도 어느 하나를 흐림 처리하고, 상기 G 영상 신호에 대해 상기 흐림 처리의 시간만큼 시간 지연할 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리부에는 흐림 처리된 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환부가 전기적으로 더 커플링(coupling)될 수 있다.
또한, 상기 패턴 검출 및 판단부에는 검출된 패턴이 미리 지정된 특정 패턴이 아닐 경우 R,G,B 영상 신호를 바이패스시키는 바이패스부가 전기적으로 더 커플 링(coupling)될 수 있다. 상기 바이패스부에는 바이패스된 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환부가 전기적으로 더 커플링(coupling)될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치의 영상 처리 방법은 R,G,B 영상 신호로부터 패턴을 검출하고, 상기 패턴이 미리 지정된 특정 패턴인지 판단하는 패턴 검출 및 판단 단계와, 상기 검출된 패턴이 특정 패턴으로 판단될 경우, 상기 R,G,B 영상 신호중 적어도 하나의 영상 신호를 흐림 처리하는 흐림 처리 단계를 포함한다.
여기서, 상기 미리 지정된 특정 패턴은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 패턴일 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리 단계는 상기 R 영상 신호에 대해 흐림 처리하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리 단계는 상기 B 영상 신호에 대해 흐림 처리하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리 단계는 상기 G 영상 신호에 대해 상기 흐림 처리의 시간만큼 시간 지연하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리 단계는 상기 R 영상 신호 및 상기 B 영상 신호중 적어도 어느 하나를 흐림 처리하고, 상기 G 영상 신호에 대해 상기 흐림 처리의 시간만큼 시간 지연하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 흐림 처리 단계후에는 흐림 처리된 영상 신호를 소정 계조에 대 응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환 단계가 더 수행될 수 있다.
또한, 상기 패턴 검출 및 판단 단계후에는 검출된 패턴이 미리 지정된 특정 패턴이 아닐 경우 R,G,B 영상 신호를 바이패스시키는 바이패스 단계가 수행될 수 있다. 상기 바이패스 단계후에는 상기 바이패스된 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환 단계가 수행될 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 특정 패턴이 입력될 경우 인간 시각에 대해 대략 20~30%의 민감도를 갖는 R 영상 신호 및/또는 인간 시각에 대해 대략 10% 미만의 민감도를 갖는 B 영상 신호는 흐림 처리하고, 인간 시각에 대해 60~70%의 민감도를 갖는 G 영상 신호는 단순히 흐림 처리 시간만큼 지연하여 출력함으로써, G 영상 신호에 의해 주로 결정되는 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 등은 저하되지 않으면서도 어드레싱 스위칭 개수는 감소시킬 수 있다. 물론, 이에 따라 어드레스 스위치의 전기 스트레스 및 온도 스트레스가 경감된다.
다른 말로, 인간의 시각은 색차보다는 휘도 성분에 민감하며, 실제의 영상 형태와 해상도는 녹색(Green)에 지배적으로 결정되기 때문에, 라인 온-오프 패턴과 같은 동특성의 패턴 신호가 입력될 경우 녹색은 흐림 처리하지 않고 그대로 시간 지연하여 출력하고, 적색 및/또는 청색만을 흐림 처리하여 출력함으로써, 상기 흐림 처리된 적색 및/또는 청색에 대응하는 어드레싱 스위칭 개수가 감소된다. 물론, 이에 따라 어드레스 스위치의 전기 스트레스 및 온도 스트레스가 경감되며, 표시되는 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 등은 거의 녹색에 의해 결정되므로 크게 저하되 지 않는다.
더불어, 인간 시각의 적분 특성으로 인하여 인간은 적색과 청색의 정보가 원본 영상과 달라져도 국부적으로 거의 원본 영상과 동일한 휘도와 색상으로 인식하게 된다. 예를 들어, 1과 0의 값을 갖는 셀이 인접해 있을 경우 충분한 거리에서는 0.5 정도의 평균 휘도로 인식하게 된다. 따라서, 적색과 청색은 본 발명에 의해 원본 영상으로부터 선명도 정보를 잃게 되나, 녹색이 원본 영상의 해상도와 선명도를 충실히 유지해줌으로써, 적색과 청색의 국부적 평균 휘도는 변함이 없고 따라서 화질적으로 원본 영상과 큰 차이를 보이지 않게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치(100)의 구성이 블록도로서 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치(100)는 제어부(110), 어드레스 구동부(120), 스캔 구동부(130), 서스테인 구동부(140) 및 플라즈마 디스플레이 패널(150)을 포함한다. 물론, 최근에는 상기 스캔 구동부(130)와 서스테인 구동부(140)가 통합되어 제조되기도 하지만, 여기서는 일단 상호 분리되어 있다고 가정한다.
상기 제어부(110)는 입력되는 R,G,B 영상 신호중 특정 패턴이 있을 경우, 상 기 R,G,B 영상 신호중 적어도 하나의 영상 신호를 흐림(blurring) 처리하여 얻은 어드레스 구동 신호(SA)를 출력하고, 또한 통상의 스캔 구동 신호(SY) 및 서스테인 구동 신호(SX)를 각각 출력한다.
상기 어드레스 구동부(120)는 상기 제어부(110)로부터 어드레스 구동 신호(SA)를 입력받아 어드레스 신호(A)를 어드레스 전극에 인가한다. 이러한 어드레스 신호(A)에 의해, 플라즈마 디스플레이 패널(150)에서 켜질 방전 셀과 켜지지 않을 방전 셀이 선택된다.
상기 스캔 구동부(130)는 상기 제어부(110)로부터 스캔 구동 신호(SY)를 입력받아 스캔 신호(Y)를 스캔 전극에 인가한다. 이러한 스캔 신호(Y)는 상기 어드레스 신호(A)와 함께, 플라즈마 디스플레이 패널(150)에서 켜질 방전 셀과 켜지지 않을 방전 셀을 선택하게 된다. 물론, 상기 스캔 구동부(130)는 스캔 신호(Y)뿐만 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(150)의 모든 방전 셀을 초기화하는 리셋 신호, 하기할 서스테인 구동부(140)로부터 출력되는 서스테인 신호와 교대로 인가되는 또다른 서스테인 신호도 출력하지만 이는 당업자에게 주지의 사항이므로 여기서는 설명을 생략하도록 한다.
상기 서스테인 구동부(140)는 상기 제어부(110)로부터 서스테인 구동 신호(SX)를 입력받아 서스테인 신호(X)를 서스테인 전극에 인가한다. 여기서, 상술한 바와 같이 상기 서스테인 구동부(140)가 서스테인 신호(X)를 출력할 때에는 상기 스캔 구동부(130)도 그 서스테인 신호(X)에 교대로 또다른 서스테인 신호를 출력한다.
마지막으로, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(150)은 상기 어드레스 구동부(120), 상기 스캔 구동부(130) 및 상기 서스테인 구동부(140)로부터 각각 어드레스 신호(A), 스캔 신호(Y) 및 서스테인 신호(X) 등을 입력받아 소정 영상을 표시한다. 이러한 영상은 상기 각 구동부로부터 출력되는 각종 신호에 의해 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간을 갖는 서브 필드에 의해 하나의 1프레임(또는 1TV 필드)이 표현되며, 이러한 1프레임이 다수 모여 소정 정지 영상 또는 동영상을 이루게 된다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 장치(100)중 제어부(110)의 구성이 더욱 상세하게 도시되어 있다.
상기 제어부(110)는 메모리(111), 패턴 검출 및 판단부(112), 흐림 처리부(113), 바이패스부(114)를 포함한다. 더불어, 상기 흐림 처리부(113) 및 바이패스부(114)에는 서브 필드 변환부(115)가 전기적으로 더 커플링될 수 있고, 또한 상기 서브 필드 변환부(115)에는 어드레스 구동부(120)가 전기적으로 커플링된다.
상기 메모리(111)는 라인 온-오프 패턴과 동특성의 특정 패턴을 저장하는 역할을 한다. 물론, 본 발명에서는 특정 패턴으로서 라인 온-오프 패턴을 일례로 들었으나, 이러한 패턴으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 메모리(111)에는 라인 온-오프 패턴 이외에도 어드레싱 스위칭 개수가 과도하게 많아지는 다양 한 특정 패턴이 저장될 수 있다.
상기 패턴 검출 및 판단부(112)는 R,G,B 영상 신호로부터 패턴을 검출하고, 상기 패턴이 메모리(111)에 미리 저장된 특정 패턴과 같은 형태인지 아닌지를 판단한다. 물론, 상기 패턴 검출 및 판단부(112)에 입력되는 R,G,B 영상 신호는 미리 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된 상태이며, 또한 플라즈마 디스플레이 패널(150)의 디스플레이 특성에 알맞게 감마 보정된 상태일 수 있으나, 이러한 내용으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 흐림 처리부(113)는 상기 검출된 패턴이 특정 패턴으로 판단될 경우, 상기 R,G,B 영상 신호중 적어도 하나의 영상 신호를 흐림 처리하여 출력하는 역할을 한다.
즉, 상기 흐림 처리부(113)는 R 영상 흐림 처리부(113a), B 영상 흐림 처리부(113b) 및 G 영상 시간 지연부(113c)로 이루어질 수 있다. 상기 R 영상 흐림 처리부(113a)는 R,G,B 영상 신호중 특히 R 영상 신호에 대해 흐림 처리를 하여 출력하는 역할을 한다. 상기 B 영상 흐림 처리부(113b)는 R,G,B 영상 신호중 특히 B 영상 신호에 대해 흐림 처리를 하여 출력하는 역할을 한다. 상기 G 영상 시간 지연부(113c)는 R,G,B 영상 신호중 상기 흐림 처리 시간과 유사하거나 또는 동일한 시간 동안 G 영상 신호를 시간 지연하여 출력하는 역할을 한다.
여기서, 상기 R 영상 흐림 처리부(113a) 및 B 영상 흐림 처리부(113b)는 둘중 어느 하나만 동작하거나 또는 둘다 동작할 수 있다. 그러나, 상기 G 영상 시간 지연부(113c)는 항상 동작할 수 있다. 즉, 상기 G 영상 시간 지연부(113c)는 R 영 상 흐림 처리부(113a)만 동작할 때, B 영상 흐림 처리부(113b)만 동작할 때, 또는 R 영상 흐림 처리부(113a)와 B 영상 흐림 처리부(113b)가 함께 동작할 때, 모두 동작할 수 있다.
또한, 상기 R 영상 흐림 처리부(113a) 및 B 영상 흐림 처리부(113b)는 기본적으로 흐림(blurring) 처리가 가능한 평균화 필터, 동형 필터(uniform filter) 또는 그 등가 필터중 선택된 어느 하나를 이용하여 구현할 수 있으나, 상기 필터의 종류를 한정하는 것은 아니다.
여기서, 상기 평균화 필터 및 동형 필터의 원리에 대해 간단히 설명하면 다음과 같다.
도 5a를 참조하면, 평균화 필터를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다. 도면에는 3×3 및 5×5 흐림 마스크(blurring mask)가 도시되어 있고, 이러한 마스크 내의 계수의 합은 1임을 알 수 있다. 따라서 MXM의 크기를 가진 마스크에서 마스크 내의 계수는 1/(MXM)이라는 결론을 얻게 되는데, 마스크 내의 계수의 값이 똑같기 때문에 주변 화소들과 평균화한 결과라고 정의할 수 있는 것이다. 따라서 영상이 부드러워지고, 이웃한 화소와의 계조차가 감소하므로 영상이 희미해진다.
도 5b를 참조하면, 동형 필터를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다. 도면에는 사각 마스크(rectangular mask), 원형 마스크(circular mask), 삼각 마스크(triangular mask), 피라미드 마스크(pyramidal mask)가 도시되어 있고, 이러한 마스크 내의 계수의 합은 각각 25, 21, 81 및 25임을 알 수 있다. 이러한 동형 필터 역시 평균화 필터와 마찬가지로 마스크 내의 계수들을 사각, 원형, 삼각 또는 피라미드 형태로 분산시킴으로써, 영상이 부드러워지고 희미해진다.
계속해서, 상기 R 영상 흐림 처리부 및 B 영상 흐림 처리부는 모두 라인간 계조차를 축소함으로써, 영상의 휘도, 명암비 및 선명도를 저하시키는 역할을 한다. 물론, 이러한 R 영상 신호 및/또는 B 영상 신호의 흐림 처리로 인하여 그만큼 어드레싱 스위칭 개수가 감소함은 당연하다.
한편, 인간의 시각은 녹색(Green)에 대하여 대략 60~70%의 민감도를 갖고, 적색(Red)에 대하여 대략 20~30%의 민감도를 가지며, 청색(Blue)에 대하여 대략 10% 내외의 민감도를 갖는다. 따라서, 인간은 민감도가 작은 상기 R 영상 신호 및/또는 상기 B 영상 신호를 흐림 처리했다고 해서 휘도, 명암비 및 선명도의 저하 현상을 별로 느끼지 못한다. 더욱이, 시각 민감도가 가장 우수한 G 영상 신호에 대해서는 단순히 흐림 처리하는 시간동안 소정 시간 지연하여 그대로 출력함으로써, 인간은 화면의 휘도, 명암비 및 선명도의 차이를 거의 느끼지 못하게 된다.
상기 바이패스부(114)는 상기 패턴 검출 및 판단부(112)에서 검출된 패턴이 미리 지정된 특정 패턴이 아닐 경우 동작한다. 즉, 상기 바이패스부(114)는 상기 패턴 검출 및 판단부(112)에 입력된 R,G,B 영상 신호를 그대로 바이패스시켜 출력한다.
한편, 상기 서브 필드 변환부(115)는 상기 흐림 처리부(113) 및 바이패스부(114)에 전기적으로 커플링될 수 있다.
이러한 서브 필드 변환부(115)는 상기 흐림 처리부(113)에 의해 처리된 R,G,B 영상 신호 또는 바이패스된 R,G,B 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하여 출력할 수 있다. 즉, 상기 서브 필드 변환부(115)는 흐림 처리부(113)에 의해 처리된 R,G,B 영상 신호를 계조용 어드레스 구동 신호로 변환시키고, 이어서 상기 계조용 어드레스 구동 신호를 계조별로 분류하며, 이어서 상기 분류된 계조용 어드레스 구동 신호를 미리 지정된 구동 순서에 알맞도록 재배열할 수 있다. 물론, 이와 같이 재배열된 어드레스 구동 신호는 어드레스 구동부(120)에 입력될 수있다.
여기서, 상기 흐림 처리부(113)에 의해 처리된 R,G,B 영상 신호중 R 영상 신호 및/또는 B 영상 신호는 원본 영상에 비해 상당히 감소된 상태이므로(즉, 흐림 처리된 상태이므로), 상기 어드레스 구동부(120)에 입력되는 R 영상 어드레스 구동 신호의 개수 및/또는 B 영상 어드레스 구동 신호의 개수도 상당히 감소된 상태가 될 수 있다. 물론, G 영상 어드레스 구동 신호는 원본 영상과 동일한 개수를 유지한다. 이에 따라 플라즈마 디스플레이 패널(150)에는 원래의 G 영상 어드레스 신호의 개수가 입력되는 동시에, 감소된 R 영상 어드레스 신호의 개수 및/또는 감소된 B 영상 어드레스 신호의 개수가 입력된다. 이에 따라 어드레싱 스위칭 개수가 감소하고 따라서 어드레스 회로부의 전류 스트레스 및 온도 스트레스가 감소하게 된다.
더불어, 상기 흐림 처리부(113)(또는 바이패스부(114))와 서브 필드 변환부(115) 사이에는 다양한 방법으로 의사 윤곽을 저감시키기 위한 의사 윤곽 저감부(도시되지 않음)가 전기적으로 더 커플링될 수 있다. 일례로 상기 의사 윤곽 저감부는 의사 윤곽이 잘 나타나는 특정 패턴(예를 들면, 인간의 얼굴)이나 특정 동영상이 입력될 경우 의사 윤곽 저감 처리를 수행함으로써, 플라즈마 디스플레이 패 널(150)에는 의사 윤곽이 표시되지 않도록 할 수 있다. 물론, 이러한 의사 윤곽 저감 처리 방법은 예를 들면 하나의 서브 필드를 분할하여 1~2개의 서브 필드를 추가하거나, 서브 필드의 순서를 재배열하거나, 서로 다른 모드의 서브 필드를 마련하거나, 서브 필드를 추가하고 서브 필드의 순서를 재배열하거나, 오차 확산 방법을 이용하는 등의 다양한 방법이 가능할 것이나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치(100)의 영상 처리 방법을 도시한 순서도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치(100)의 영상 처리 방법은 R,G,B 영상 신호 입력 단계(S1)와, 패턴 검출 단계(S2)와, 특정 패턴 판단 단계(S3)와, 흐림 처리 단계(S4)를 포함한다.
더불어, 상기 특정 패턴 판단 단계(S3)에서 특정 패턴이 검출되지 않은 것으로 판단될 경우에는 상기 흐림 처리를 생략하는 바이패스 단계(S4')가 수행될 수 있다. 또한, 상기 흐림 처리 단계(S4)나 바이패스 단계(S4')후에는 서브 필드 변환 단계(S5) 및 어드레스 구동 신호 출력 단계(S6)가 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 R,G,B 영상 신호 입력 단계(S1)에서는 디지털화된 동시에 플라즈마 디스플레이 패널의 디스플레이 특성에 알맞게 감마 보정된 R,G,B 영상 신호가 입력될 수 있다.
상기 패턴 검출 단계(S2)에서는 상기 입력된 R,G,B 영상 신호로부터 특정 패 턴을 검출해낸다. 일례로, 상기 특정 패턴은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 특정 패턴일 수 있으나, 이러한 패턴으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 특정 패턴 판단 단계(S3)에서는 상기 검출된 패턴이 예를 들면 상기와 같은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 특정 패턴인지 아닌지를 판단한다.
상기 판단 결과 라인 온-오프 패턴과 동특성의 특정 패턴이면 흐림 처리 단계(S4)가 수행되고 그렇치 않으면 바이패스 단계(S4')가 수행된다.
상기 흐림 처리 단계(S4)에서는 예를 들면 상기 R,G,B 영상 신호중 R 영상 신호에 대해서만 흐림 처리를 수행할 수 있다. 또는, 상기 R,G,B 영상 신호중 B 영상 신호에 대해서만 흐림 처리를 수행할 수 있다. 더불어, 상기 R,G,B 영상 신호중 R 영상 신호 및 B 영상 신호에 대해서 흐림 처리를 수행할 수 있다.
더욱이, 이때 상기 R,G,B 영상 신호중 G 영상 신호는 상기 흐림 처리 시간과 유사하거나 같은 시간동안 소정 시간 지연하여 출력한다. 즉, 본 발명은 인간 시각에 대해 대략 20~30%의 민감도를 갖는 R 영상 신호 및/또는 인간 시각에 대해 대략 10% 미만의 민감도를 갖는 B 영상 신호는 흐림 처리하여 그만큼 어드레싱 스위칭 개수를 줄이고, 인간 시각에 대해 60~70%의 민감도를 갖는 G 영상 신호는 단순히 흐림 처리 시간만큼 지연하여 어드레싱 스위칭 개수를 줄이지 않는다. 따라서, 전체적으로는 어드레싱 스위칭 개수가 줄어들면서도 G 영상 신호에 의해 주로 결정되는 휘도, 명암비 및 선명도 등은 저하되지 않게 된다.
상기 서브 필드 변환 단계(S5)에서는 상기 흐림 처리된 R,G,B 영상 신호 또는 바이패스된 R,G,B 영상 신호를 이용하여 소정 계조에 알맞는 서브 필드로 변환 하여 출력한다. 즉, 상기 서브 필드 변환 단계에서는 흐림 처리부(113)에 의해 처리된 R,G,B 영상 신호 또는 바이패스된 R,G,B 영상 신호가 계조용 어드레스 구동 신호로 변환되고, 이어서 상기 계조용 어드레스 구동 신호가 계조별로 분류되며, 이어서 상기 분류된 계조용 어드레스 구동 신호가 미리 지정된 구동 순서에 알맞도록 재배열될 수 있다.
물론, 상기 서브 필드 변환 단계(S5)전에 통상적인 의사 윤곽 저감 단계가 더 수행될 수 있음은 당연하다.
더불어, 이러한 서브 필드 변환 단계(S5) 후에는 어드레스 구동 신호 출력 단계(S6)가 더 수행될 수 있다. 즉, 상기 서브 필드 변환 단계(S5)에서 분류된 어드레스 구동 신호가 어드레스 구동부(120)에 입력됨으로써, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널(150)의 화상 처리 방법이 완료된다.
도 7a를 참조하면, 플라즈마 디스플레이 장치(100)에 입력되는 원본 영상이 도시되어 있고, 도 7b를 참조하면, 적색 및 청색만을 흐림 처리했을 경우의 처리 영상이 도시되어 있으며, 도 7c를 참조하면, 적색, 청색 및 녹색을 모두 흐림 처리했을 경우의 처리 영상이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 도 7a의 원본 영상과, 본 발명에 의해 적색 또는/및 청색에 대해서만 흐림 처리한 도 7b의 영상은 상당히 유사하게 표시됨을 알 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 인간의 시각이 녹색(Green)에 대하여 대략 60~70%의 민감도를 갖지만, 적색(Red)에 대해서는 대략 20~30%의 민감도를 갖고, 청색(Blue)에 대 해서는 대략 10% 내외의 민감도를 갖기 때문이다. 달리 말하면, 녹색은 그대로 두고 적색 및 청색에 대해서만 흐림 처리를 하여도 인간 시각이 이를 잘 인식하지 못하기 때문에 표시되는 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 저하를 느끼지 못하게 된다. 물론, 이에 따라 플라즈마 디스플레이 장치(100)에서 어드레싱 스위칭 개수는 상당히 감소됨으로써 어드레스 스위치의 전기적 스트레스 및 온도 스트레스를 상당히 완하시킬 수 있게 된다. 그러나, 도 7c에 도시된 바와 같이 적색, 청색 및 녹색을 모두 흐림 처리하게 되면, 영상의 휘도, 명암비 및 선명도가 오히려 전체적으로 저하됨을 볼 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 특정 패턴이 입력될 경우 인간 시각에 대해 대략 20~30%의 민감도를 갖는 R 영상 신호 및/또는 인간 시각에 대해 대략 10% 미만의 민감도를 갖는 B 영상 신호는 흐림 처리하고, 인간 시각에 대해 60~70%의 민감도를 갖는 G 영상 신호는 단순히 흐림 처리 시간만큼 지연하여 출력함으로써, G 영상 신호에 의해 주로 결정되는 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 등은 저하되지 않으면서도 어드레싱 스위칭 개수는 감소시킬 수 있다. 물론, 이에 따라 어드레스 스위치의 전기 스트레스 및 온도 스트레스가 경감된다.
다른 말로, 인간의 시각은 색차보다는 휘도 성분에 민감하며, 실제의 영상 형태와 해상도는 녹색(Green)에 지배적으로 결정되기 때문에, 라인 온-오프 패턴과 같은 동특성의 패턴 신호가 입력될 경우 녹색은 흐림 처리하지 않고 그대로 시간 지연하여 출력하고, 적색 및/또는 청색만을 흐림 처리하여 출력함으로써, 상기 흐림 처리된 적색 및/또는 청색에 대응하는 어드레싱 스위칭 개수가 감소된다. 물론, 이에 따라 어드레스 스위치의 전기 스트레스 및 온도 스트레스가 경감되며, 표시되는 영상의 휘도, 명암비 및 선명도 등은 거의 녹색에 의해 결정되므로 크게 저하되지 않는다.
더불어, 인간 시각의 적분 특성으로 인하여 인간은 적색과 청색의 정보가 원본 영상과 달라져도 국부적으로 거의 원본 영상과 동일한 휘도와 색상으로 인식하게 된다. 예를 들어, 1과 0의 값을 갖는 셀이 인접해 있을 경우 충분한 거리에서는 0.5 정도의 평균 휘도로 인식하게 된다. 따라서, 적색과 청색은 본 발명에 의해 원본 영상으로부터 선명도 정보를 잃게 되나, 녹색이 원본 영상의 해상도와 선명도를 충실히 유지해줌으로써, 적색과 청색의 국부적 평균 휘도는 변함이 없고 따라서 화질적으로 원본 영상과 큰 차이를 보이지 않게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것의 영상 처리 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (18)

  1. R,G,B 영상 신호로부터 패턴을 검출하고, 상기 패턴이 미리 지정된 특정 패턴인지 판단하는 패턴 검출 및 판단부와,
    상기 패턴이 특정 패턴으로 판단될 경우, 상기 R,G,B 영상 신호중 적어도 하나의 영상 신호를 흐림 처리하는 흐림 처리부를 포함하고,
    상기 흐림 처리부는 상기 R 영상 신호 및 상기 B 영상 신호중 적어도 어느 하나를 흐림 처리하고, 상기 G 영상 신호에 대해 상기 흐림 처리의 시간만큼 시간 지연함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 미리 지정된 특정 패턴은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 패턴인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 흐림 처리부에는 흐림 처리된 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환부가 전기적으로 더 커플링(coupling)된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 검출 및 판단부에는 검출된 패턴이 미리 지정된 특정 패턴이 아닐 경우 R,G,B 영상 신호를 바이패스시키는 바이패스부가 전기적으로 더 커플링(coupling)된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 바이패스부에는 바이패스된 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환부가 전기적으로 더 커플링(coupling)된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  10. R,G,B 영상 신호로부터 패턴을 검출하고, 상기 패턴이 미리 지정된 특정 패턴인지 판단하는 패턴 검출 및 판단 단계와,
    상기 패턴이 특정 패턴으로 판단될 경우, 상기 R,G,B 영상 신호중 적어도 하나의 영상 신호를 흐림 처리하는 흐림 처리 단계를 포함하고,
    상기 흐림 처리 단계는 상기 R 영상 신호 및 상기 B 영상 신호중 적어도 어느 하나를 흐림 처리하고, 상기 G 영상 신호에 대해 상기 흐림 처리의 시간만큼 시간 지연하여 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 미리 지정된 특정 패턴은 라인 온-오프 패턴과 동특성의 패턴인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 흐림 처리 단계후에는 흐림 처리된 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환 단계가 더 수행됨을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 패턴 검출 및 판단 단계후에는 검출된 패턴이 미리 지정된 특정 패턴이 아닐 경우 R,G,B 영상 신호를 바이패스시키는 바이패스 단계가 수행됨을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 바이패스 단계후에는 상기 바이패스된 영상 신호를 소정 계조에 대응하는 서브 필드로 변환하는 서브 필드 변환 단계가 수행됨을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
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