KR100848093B1 - A dithering apparatus and dithering method of liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명의 디더링 장치는 랜덤수 발생기, 레지스터, 카운터, 베타적 오어 게이트, 연산기 및 덧셈기를 포함한다. 랜덤수 발생기는 1 또는 0의 랜덤수 데이터를 발생한다. 레지스터는 화소 카운터로부터 로드신호(LOAD)를 받아서 랜덤수 데이터를 저장한다. 카운터는 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 화소 좌표를 나타내는 화소 번호(C), 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 수평 라인을 나타내는 라인 번호(L), 프레임 정보를 나타내는 프레임 번호(F)를 각각 카운트하고, 카운트되는 값에 따라 0 또는 1의 값을 출력하는 화소 카운터, 라인 카운터 및 프레임 카운터를 포함한다. 배타적 오어 게이트는 상기 라인 번호(L)와 프레임 번호(F) 값에 대하여 배타적 논리합 연산을 수행한다. 연산기는 8 비트의 입력 화상 데이터 중 2 비트의 하위 데이터(LSB)와, 레지스터, 화소 카운터 및 베타적 오어 게이트로부터 출력되는 데이터를 위에 기술된 디더링 방법에 따른 로직 연산을 수행하여, 보정 팩터(P 또는 P+)를 생성한다. 덧셈기는 8비트에서 하위 2 비트를 제외한 데이터(MSB)와, 상기 연산기의 출력(P 또는 P+)을 더하여 보정된 화상 데이터를 생성하여 액정 표시 장치의 데이터 구동부로 제공한다.
The dithering apparatus of the present invention includes a random number generator, a register, a counter, a beta or gate, an operator and an adder. The random number generator generates random number data of 1 or 0. The register receives a load signal LOAD from the pixel counter and stores random number data. The counter counts a pixel number (C) indicating pixel coordinates for displaying image data, a line number (L) indicating horizontal lines for displaying image data, and a frame number (F) indicating frame information, respectively. And a pixel counter, a line counter, and a frame counter that output a value of 0 or 1 depending on the value. An exclusive OR gate performs an exclusive OR operation on the line number (L) and frame number (F) values. The operator performs a logic operation according to the dithering method described above on the 2-bit sub data LSB of the 8-bit input image data and the data output from the register, the pixel counter, and the beta or gate, thereby correcting the correction factor (P). Or P +). The adder generates the corrected image data by adding the data MSB except the lower 2 bits from 8 bits and the output P or P + of the calculator to provide the corrected image data to the data driver of the liquid crystal display.
Description
도 1은 인접 픽셀 끼리 서로 데이터가 다른 모자이크 무늬의 데이터의 예를 나타내는 도이다. 1 is a diagram illustrating an example of mosaic pattern data in which data of adjacent pixels differs from each other.
도 2는 도1에 도시한 데이터에 대하여 종래의 방법으로 디더링을 수행한 결과를 나타내는 도이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a result of performing dithering on the data shown in FIG.
도 3은 해당 프레임 및 해당 라인 번호에 따른 화소 번호 및 하위 2 비트 별 연산 알고리즘을 나타내는 도이다.3 is a diagram illustrating an operation algorithm for each pixel number and a lower two bits according to a corresponding frame and a corresponding line number.
도 4는 도 3의 연산결과를 나타내는 실 예이다. 4 is an example showing the calculation result of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 디더링 알고리즘에 따른 하위 2비트 별 4 ×4 공간의 표시 결과를 나타내는 예시도이다. 5 is an exemplary diagram illustrating a display result of 4 × 4 space for each lower 2 bits according to the dithering algorithm of the present invention.
도 6은 위에 기술된 디더링 방법을 사용하여 화상 데이터를 나타내는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 도이다.6 is a diagram showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention showing image data using the dithering method described above.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디더링 방법을 수행하는 타이밍 제어기를 나타내는 도이다. 7 illustrates a timing controller for performing a dithering method according to an embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 랜덤수 발생기의 예를 나타내는 도이다. 8 is a diagram illustrating an example of the random number generator of FIG. 7.
본 발명은 액정 표시 장치의 디더링 장치 및 디더링 방법에 관한 것으로서, 특히 시간적 규칙성이나 공간적 규칙성이 배제된 액정 표시 장치의 디더링 장치 및 디더링 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a dithering device and a dithering method of a liquid crystal display device, and more particularly, to a dithering device and a dithering method of a liquid crystal display device in which temporal regularity and spatial regularity are excluded.
액티브 매트릭스형 액정 표시 장치와 같은 디스플레이 장치에서는 그래픽 데이터 발생장치로부터 제공되는 색신호에 따라 표시 동작이 이루어지고 있다. 이러한 데이터 발생 장치는 색신호로서 디지털 데이터를 제공하는데, 통상 액정표시장치내의 하나의 화소에는 6비트의 디지털 데이터가 할당된다. 즉, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 각 색은 {2}^{6}=64 개의 표시(계조) 레벨을 가지며, 3개의 화소를 기본단위로 하여 262144(=) 컬러수가 구현될 수 있다. In a display device such as an active matrix liquid crystal display device, a display operation is performed according to a color signal provided from a graphic data generator. Such a data generating device provides digital data as a color signal. Usually, 6 bits of digital data are allocated to one pixel in the liquid crystal display. That is, each color of red (R), green (G), and blue (B) has {2} ^ {6} = 64 display (gradation) levels, and 262144 (= Color number can be implemented.
그러나, 최근 멀티미디어 환경이 구축되면서 개인용 컴퓨터 또는 이와 유사한 기기의 디스플레이 장치가 보다 큰 컬러 수를 표시하도록 요구되고 있다. 이에 따라, 6 비트 이상의 색신호 데이터를 제공하는 그래픽 발생 장치가 등장하고 있다. 그러나, 보다 큰 컬러 수의 표시를 위해서는 그래픽 데이터 발생 장치뿐만 아니라 액정 표시 장치와 같은 디스플레이 장치의 성능이 또한 개선되어야 한다. 예를 들어, 액정 표시 장치의 데이터 구동부로서 사용되는 소스 드라이버 집적회로의 단자수가 증가해야 하며, 내부 회로의 데이터 버스 라인도 증가해야 한다. 그러나, 이렇게 될 경우에는 디스플레이 장치의 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다. However, with the recent development of a multimedia environment, display devices of personal computers or similar devices are required to display a greater number of colors. Accordingly, a graphic generating device providing color signal data of 6 bits or more has emerged. However, in order to display a larger number of colors, the performance of the display device such as the liquid crystal display device as well as the graphic data generating device must also be improved. For example, the number of terminals of the source driver integrated circuit used as the data driver of the liquid crystal display device must increase, and the data bus line of the internal circuit must also increase. However, if this is the case, there is a problem that the manufacturing cost of the display device increases.
이와 같은 문제점을 극복하기 위해 종래에는 예컨대, 사용자가 입력하는 8 비트의 데이터 중 하위(LSB) 2 비트를 프레임 디더링(dithering)함으로써 6 비트 드라이버 IC(integrated circuit)로 풀 컬러를 표현하는 방법을 사용하였다. 구체적으로 4 프레임 동안에 입력되는 상위(MSB) 6 비트와 이 상위 6 비트에 "1"을 더한 값을 소정의 비율로 타이밍 제어기에서 출력되도록 하는 프레임 디더링 방법이 사용되었다. In order to overcome this problem, a conventional method of expressing full color with a 6-bit driver integrated circuit (IC), for example, by dithering the lower 2 bits of the 8-bit data input by the user (LSB) is performed. It was. Specifically, a frame dithering method has been used such that the upper six bits inputted during four frames and the value obtained by adding "1" to the upper six bits are output from the timing controller at a predetermined ratio.
예를 들어 '10011011' 8 비트 데이터가 입력되었을 때, 타이밍 제어기는 제1 프레임 시간에서는 10011100, 제2 프레임 시간에서는 10011100, 제3 프레임 시간에서는 10011000, 제4 프레임 시간에서는 10011100으로 변환시킨 다음, 이 중 하위 2 비트가 00이므로 상위 6 비트만을 6 비트 드라이버 IC로 출력하게 하였다. 이를 10진수로 환산하면 입력 값이 155이고 이를 4 프레임 동안 156, 156, 152, 156에 해당하는 휘도로 LCD를 표시하게 하므로 사람 눈에서는 잔상효과로 4 프레임의 평균치인 (156+156+152+156)/4 = 155 가 되어 입력과 동일한 계조를 느낄 수 있게 되는 것이다. For example, when '10011011' 8-bit data is input, the timing controller converts the data into 10011100 in the first frame time, 10011100 in the second frame time, 10011000 in the third frame time, and 10011100 in the fourth frame time. Since the lower 2 bits are 00, only the upper 6 bits are output to the 6-bit driver IC. When converted into decimal number, the input value is 155, and it displays the LCD with luminance corresponding to 156, 156, 152, and 156 for 4 frames, so the afterimage effect in human eyes is (156 + 156 + 152 + 156) / 4 = 155 so that the user can feel the same gray level as the input.
위 내용을 보다 일반화시켜 설명하면, 하위 2 비트가 11인 8비트의 데이터가 타이밍 제어기에 입력되면, 타이밍 제어기는 입력된 8 비트의 데이터를 제1 프레임시에는 DATA[7:0]-11+100, 제2 프레임시에는 DATA[7:0]-11+100, 제3 프레임시에는 DATA[7:0]-11+000, 제4 프레임시에는 DATA[7:0]-11+100으로 변경한다. When the above description is made more general, when 8 bits of data having the lower 2 bits of 11 are input to the timing controller, the timing controller inputs the
이때, DATA[7:0]-LSB[1:0]+000 → P, DATA[7:0]-LSB[1:0]+100 → P' (여기서, DATA[7:0]은 입력되는 8 비트의 데이터, LSB[1:0]은 하위 2 비트의 데이터를 의미한다.) 라고 정의하면 입력되는 데이터의 하위 2 비트에 따라 타이밍 제어기는 표1과 같은 데이터 처리가 가능하다.At this time, DATA [7: 0] -LSB [1: 0] +000 → P, DATA [7: 0] -LSB [1: 0] +100 → P '(where DATA [7: 0] is entered 8 bits of data, LSB [1: 0] means lower 2 bits of data.) According to the lower 2 bits of the input data, the timing controller can process data as shown in Table 1.
이렇게 함으로써, 6 비트의 데이터 드라이버 IC를 사용하여 8 비트의 데이터 처리를 행하는 디스플레이 장치를 만들 수 있다. By doing this, it is possible to make a display device which performs data processing of 8 bits using a 6 bit data driver IC.
그러나, 이러한 디더링 알고리즘으로 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치를 구동하였을 때는 다음과 같은 문제점이 발생되었다. However, when driving a display device such as a liquid crystal display by the dithering algorithm, the following problem occurs.
도 1은 인접 픽셀 끼리 서로 데이터가 다른 모자이크 무늬의 데이터의 예를 나타내는 도이고, 도 2는 도 1에 도시한 데이터에 대하여 종래의 방법으로 디더링을 수행한 결과를 나타내는 도이다. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of mosaic pattern data in which adjacent pixels have different data from each other, and FIG. 2 is a diagram illustrating a result of performing dithering on the data shown in FIG. 1 by a conventional method.
예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 인접 화소끼리 서로 데이터가 다른 모자이크 무늬의 데이터가 공급된 경우에는, 표1에 도시한 바와 같은 종래의 디더링 알고리즘을 사용하면 도 2에 도시한 바와 같은 데이터가 출력된다. 이 경우에는 각 프레임(시간)별로 빗금 친 부분이 흔들려 화질이 저하된다는 문제점이 발생한다. For example, as illustrated in FIG. 1, when mosaic-type data having different data between adjacent pixels is supplied, when the conventional dither algorithm shown in Table 1 is used, the data as shown in FIG. Is output. In this case, there is a problem in that image quality is deteriorated due to shaking of hatched portions for each frame (time).
이와 같은 현상은 디더링 알고리즘이 시간적으로 일정한 주기의 규칙성을 갖기 때문에 발생하는 문제점이다. This phenomenon is a problem that occurs because the dithering algorithm has regularity of a certain period in time.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화상 데이터에 대하여 시간 및 공간적인 규칙성을 배제한 디더링을 수행하는 액정 표시 장치의 디더링 장치 및 디더링 방법을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve such a problem, and to provide a dithering device and a dithering method of a liquid crystal display device for dithering image data that excludes temporal and spatial regularity.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 디더링 장치는 n 비트의 입력 화상 데이터에 대하여 디더링을 수행하는 디더링 장치로서, 랜덤수 데이터를 발생시키는 랜덤수 발생기; 상기 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 화소 좌표를 카운트하여 해당하는 화소 번호를 출력하는 화소 카운터; 상기 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 수평라인을 카운트하여 해당하는 라인 번호를 출력하는 라인 카운터; 상기 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 프레임을 카운트하여 해당하는 프레임 번호를 출력하는 프레임 카운터; 상기 화소 카운터의 제어에 따라 특정 화소 위치에서 상기 랜덤수 데이터를 저장하는 레지스터; 상기 라인 번호와 상기 프레임 번호를 배타적 논리합 연산하는 배타적 논리 연산기; 상기 n 비트의 화상 데이터 중 m 비트의 하위 데이터에 따라 상기 레지스터에서 출력되는 랜덤수 데이터와 화소 번호 그리고, 상기 베타적 논리 연산기로부터 출력되는 데이터를 로직 연산하여, 화상 데이터를 시간, 공간 및 확률적으로 디더링하고자 하는 보정 팩터를 생성하는 연산기; 상기 n비트의 화상 데이터 중 상기 m비트를 제외한 데이터와 상기 연산기의 보정 팩터를 가산하여, n-m비트의 데이터인 제1 데이터 또는 상기 제1 데이터보다 1이 큰 제2 데이터를 출력하는 덧셈기를 포함하여 이루어진다. According to an aspect of the present invention, there is provided a dithering device for dithering n-bit input image data, comprising: a random number generator for generating random number data; A pixel counter for counting pixel coordinates for displaying the image data and outputting corresponding pixel numbers; A line counter for counting horizontal lines for displaying the image data and outputting corresponding line numbers; A frame counter for counting frames for displaying the image data and outputting corresponding frame numbers; A register which stores the random number data at a specific pixel position according to the control of the pixel counter; An exclusive logical operator for performing an exclusive OR operation on the line number and the frame number; Logical operation is performed on the random number data and the pixel number output from the register and the data output from the beta logic operator according to the m-bit sub-data among the n bits of image data to generate image data in time, space, and probability. A calculator for generating a correction factor to be dithered with; An adder for adding first data, which is nm bits of data, or second data, which is one greater than the first data, by adding data other than the m bits and the correction factor of the operator among the n bits of image data; Is done.
본 발명의 특징에 따른 디더링 방법은 n 비트의 입력 화상 데이터에 대하여 디더링을 수행하는 디더링 방법으로서, 상기 n 비트의 입력 화상 데이터 중 하위 m 비트에 따라 (n-m) 비트의 상위 데이터인 제1 데이터 또는 제1 데이터 보다 1이 큰 제2 데이터를 출력하며, 상기 제1 데이터 또는 제2 데이터가 시간 및 공간적으로 표시될 확률이 상기 m 비트에 따라 결정되고, 화소 번호, 프레임 번호, 랜덤수에 따라 상기 제1 데이터 또는 제2 데이터가 표시되는 위치 및 시간이 결정되는 것을 특징으로 한다.The dithering method according to an aspect of the present invention is a dithering method for dithering n-bit input image data, the first data being upper data of (nm) bits according to the lower m bits of the n-bit input image data or Outputs second data one greater than first data, and a probability that the first data or the second data is displayed temporally and spatially is determined according to the m bits, and according to the pixel number, the frame number, and the random number. The location and time at which the first data or the second data are displayed are determined.
한편, n 비트의 입력 화상 데이터에 대하여 디더링을 수행하는 본 발명의 액정표시장치는, 다수의 게이트선과, 상기 게이트선과 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 가지는 행렬 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 패널; 상기 n 비트의 입력 화상 데이터와 동기 신호를 수신하여 상기 입력 화상 데이터 중 하위 m 비트의 데이터에 따라 프레임 번호, 라인 번호, 화소 번호를 토대로 일정 확률을 갖는 연산을 수행하여 상위 (n-m) 비트인 제1 데이터 또는 상기 제1 데이터 보다 1이 큰 제2 데이터를 보정된 데이터 값으로서 출력하는 타이밍 제어기; 상기 게이트선에 주사신호를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부; 및 상기 타이밍 제어기로부터 출력되는 보정된 데이터에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터선으로 공급하는 데이터 구동부를 포함하여 이루어진다. On the other hand, the liquid crystal display device of the present invention which performs dithering on n bits of input image data is formed in a region surrounded by a plurality of gate lines, a plurality of data lines crossing the gate lines, the gate lines and the data lines. A liquid crystal panel comprising a plurality of pixels arranged in a matrix form each having a thin film transistor connected to the gate line and the data line; Receive the n-bit input image data and the synchronization signal and perform an operation having a predetermined probability based on the frame number, the line number, and the pixel number according to the lower m-bit data among the input image data to be the higher (nm) bits. A timing controller for outputting one data or second data one larger than the first data as a corrected data value; A gate driver sequentially supplying scan signals to the gate lines; And a data driver for supplying a data voltage corresponding to the corrected data output from the timing controller to the data line.
여기서, 상기 타이밍 제어기는 랜덤수 데이터를 발생시키는 랜덤수 발생기; 상기 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 화소 좌표를 카운트하여 해당하는 화소 번호를 출력하는 화소 카운터; 상기 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 수평라인 을 카운트하여 해당하는 라인 번호를 출력하는 라인 카운터; 상기 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 프레임을 카운트하여 해당하는 프레임 번호를 출력하는 프레임 카운터; 상기 화소 카운터의 제어에 따라 특정 화소 위치에서 상기 랜덤수 데이터를 저장하는 레지스터; 상기 라인 번호와 상기 프레임 번호를 배타적 논리합 연산하는 배타적 논리 연산기; 상기 n 비트의 화상 데이터 중 m 비트의 하위 데이터에 따라 상기 레지스터에서 출력되는 난수 데이터나 화소 번호 그리고, 상기 베타적 논리 연산기로부터 출력되는 데이터를 로직 연산하여, 화상 데이터를 시간, 공간 및 확률적으로 디더링하고자 하는 보정 팩터를 생성하는 연산기; 상기 n비트의 화상 데이터 중 상기 m비트를 제외한 데이터와 상기 연산기의 보정 팩터를 가산하여, n-m비트의 데이터인 제1 데이터 또는 상기 제1 데이터보다 1이 큰 제2 데이터를 출력하는 덧셈기를 포함하여 이루어진다. Here, the timing controller includes a random number generator for generating random number data; A pixel counter for counting pixel coordinates for displaying the image data and outputting corresponding pixel numbers; A line counter for counting horizontal lines for displaying the image data and outputting corresponding line numbers; A frame counter for counting frames for displaying the image data and outputting corresponding frame numbers; A register which stores the random number data at a specific pixel position according to the control of the pixel counter; An exclusive logical operator for performing an exclusive OR operation on the line number and the frame number; Logical operation is performed on the random number data or the pixel number output from the register and the data output from the beta logic operator according to the m-bit sub-data among the n bits of image data, so that the image data can be time, space and stochastic. An operator for generating a correction factor to be dithered; An adder for adding first data, which is nm bits of data, or second data, which is one greater than the first data, by adding data other than the m bits and the correction factor of the operator among the n bits of image data; Is done.
이하에서는 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명에서는 n 비트의 입력 화상 데이터(DATA[n-1:0])를 디더링하여 표시하는 경우 입력 화상 데이터의 하위 m 비트에 따라 (n-m) 비트의 상위 비트로 구성되는 데이터(P) 또는 이 상위 데이터보다 1이 큰 데이터(P+ = P+1)가 표시되도록 한다. 이때, P 또는 P+의 데이터 표시는 일정한 시간 및 공간적 규칙성에 의해 결정되는 것이 아니라, 프레임 번호(F)에 따른 시간 및 라인 번호(L), 화소 번호(C)에 대응하는 평면적 위치, 그리고 랜덤 수(R)에 따라 확률적으로 결정된다. In the present invention, when dithering and displaying n bits of input image data DATA [n-1: 0], the data P composed of the upper bits of (nm) bits or higher bits according to the lower m bits of the input image data. The data P + = P + 1, which is one greater than the data, is displayed. In this case, the data display of P or P + is not determined by a constant temporal and spatial regularity, but is a planar position corresponding to the time and line number L according to the frame number F, the pixel number C, and a random number. Probably determined according to (R).
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라서, 8 비트의 입력 화상 데이터를 하위 2 비트의 데이터를 이용하여 디더링하는 방법을 예로서 설명한다. Hereinafter, a method of dithering 8-bit input image data using lower 2 bits of data according to an embodiment of the present invention will be described as an example with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 해당 프레임 및 해당 라인 번호에 따른 화소 번호 및 하위 2 비트 별 연산 알고리즘을 나타내는 도이고, 도 4는 도 3의 연산결과를 나타내는 실 예이다. 3 is a diagram illustrating an operation algorithm for each pixel number and a lower two bits according to a corresponding frame and a corresponding line number, and FIG. 4 is an example of an operation result of FIG. 3.
본 발명의 실시예는 입력되는 화상 데이터의 하위 2 비트에 기초하여 4개의 화소 단위로 랜덤수(R)를 발생시키고, 현재의 프레임 번호(F), 라인 번호(L)를 연산하여 얻은 결과와 랜덤수(R)를 도 3에서와 같이 논리적 연산을 하여 P 또는 P+의 데이터를 표시한다. The embodiment of the present invention generates a random number R in four pixel units based on the lower two bits of the input image data, calculates a current frame number F, and a line number L, and The random number R is logically operated as shown in FIG. 3 to display data of P or P +.
여기서, 랜덤수(R)는 후술하는 랜덤 발생기로부터의 값으로 1 또는 0의 값을 갖는다. 프레임 번호(F)는 현재 표시되는 프레임을 나타내는 번호로서 1 또는 0의 값을 가지며, 한 프레임 번호(F)가 1이면 다음 프레임 번호(F)는 0이 되도록 연속되는 두 프레임 번호는 상보 관계이다. 라인 번호(L)는 프레임의 수평 라인 번호로써, 예를 들어 홀수번째 라인이면 1, 짝수번째 라인이면 0인 값을 갖으며, 그 반대일 수도 있다.Here, the random number R is a value from the random generator mentioned later and has a value of 1 or 0. The frame number (F) is a number indicating the currently displayed frame and has a value of 1 or 0. When one frame number (F) is 1, two consecutive frame numbers are complementary so that the next frame number (F) is 0. . The line number L is a horizontal line number of the frame. For example, the line number L has a value of 1 for odd lines and 0 for even lines, and vice versa.
도 3에 도시한 바와 같이, 화상 데이터의 하위 2 비트가 '01'일 때 화소 번호(C) 0, 1, 2, 3 마다 차례로 X'∧R', X'∧R, X∧R', X∧R의 연산을 각각 수행하여 그 결과 값을 표시하고, 하위 2 비트가 '10'일 때는 차례로 X', X, X', X를 수행한다. 또, 하위 2 비트가 '11'일 때는 차례로 X∨R, X∨R', X'∨R, X'∨R'의 연산을 각각 수행한다. As shown in Fig. 3, when the lower two bits of the image data are '01', each of pixel numbers C, 0, 1, 2, and 3, in order, X'∧R ', X'∧R, X∧R', Each operation of X∧R is performed to display the result value. When the lower two bits are '10', X ', X, X', and X are sequentially performed. When the lower two bits are '11', operations of X'R, X'R ', X'∨R, and X'∨R' are performed in order.
여기서, X는 프레임 번호(F)와 라인 번호(L)의 배타적 논리합의 결과이고, X'는 ~X, R'는 ~R 이다. Here, X is the result of the exclusive OR of the frame number F and the line number L, X 'is -X, and R' is -R.
예를 들어, 프레임 번호(F)가 '1', 라인 번호(L)가 '1', 랜덤 수(R)가 '0'이라 하면, 프레임 번호(F)와 라인 번호(L)의 배타적 논리합의 결과인 X가 '1'이 되므로 하위 2 비트가 '01', '10', '11' 일 때, 도 4와 같은 결과를 얻을 수 있다. 그 결과 값이 '1'이면 P+를 '0'이면 P를 해당 화소 데이터로 적용시키게 된다. For example, if the frame number F is '1', the line number L is '1', and the random number R is '0', the exclusive logical sum of the frame number F and the line number L is assumed. Since X, which is a result of, becomes '1', when the lower two bits are '01', '10', or '11', the result as shown in FIG. 4 can be obtained. As a result, when the value is '1', P + is applied as '0' to P as the corresponding pixel data.
도 4의 예에서 볼 수 있듯이, 가로 방향 4개의 화소 단위마다 하위 2 비트가 '01'일 때는 P+가 하나고, 하위 2 비트가 '10'일 때는 P+가 둘이고, 하위 2 비트가 '11'일 때는 P+가 세 개가 표시되게 된다. As shown in the example of FIG. 4, P + is one when the lower two bits are '01' for every four pixel units in the horizontal direction, P + is two when the lower two bits are '10', and the lower two bits are '11'. ', Three P + are displayed.
다음은, 도 5를 참조하여 위에 기술된 디더링 방법을 4 ×4 공간으로 확대하여 설명한다. Next, the dithering method described above with reference to FIG. 5 will be described in an enlarged manner in 4 x 4 space.
도 5는 본 발명의 디더링 알고리즘에 따른 하위 2비트 별 4 ×4 공간의 표시 결과를 나타내는 예시도이다. 5 is an exemplary diagram illustrating a display result of 4 × 4 space for each lower 2 bits according to the dithering algorithm of the present invention.
라인 번호(L)는 각 라인별로 '1, 0, 1, 0'이 되며, 프레임 번호(F)가 '0'이고, 각 라인별로 랜덤수(R) 발생 결과가 '0, 1, 1, 0'이라고 하였을 때를 예로 들어 설명한다. The line number (L) is' 1, 0, 1, 0 'for each line, the frame number (F) is' 0', and the random number (R) generation result for each line is' 0, 1, 1, The case of 0 'will be described as an example.
도 5에 도시한 바와 같이, 하위 2 비트가 '01'일 때는 P+가 25% 표시되고, 하위 2 비트가 '10'일 때는 P+가 50% 표시되며 또, 하위 2 비트가 '11'일 때는 P+가 75% 표시됨을 알 수 있다. As shown in FIG. 5, P + is displayed at 25% when the lower 2 bits are '01', P + is displayed at 50% when the lower 2 bits are '10', and when the lower 2 bits are '11'. You can see that P + is displayed at 75%.
이러한 비율은 랜던수(R)가 어떻게 발생되든 항상 유지된다. This ratio is always maintained no matter how the random number R occurs.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디더링 방법은 화상 데이터를 평면적으로 디더링하고, 시간적으로 프레임 디더링이 되도록 하면서 확률적으로도 디더링 하여, 시간과 공간 그리고 확률의 3가지 디더링 요소를 동시에 적용시킨다.As described above, the dithering method according to an embodiment of the present invention dithers image data in a planar manner and probably dithers the frame dithering in time, thereby simultaneously applying three dithering elements of time, space, and probability. .
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 랜덤수(R) 발생에 상관없이 하위 2 비트에 따라 P 또는 P+가 나올 확률만을 일정하게 정하고, 프레임 번호(F), 라인 번호(L), 랜덤수(R)에 따라 그 평면적 표시 위치와 시간적 발생 확률을 랜덤하게 하였다. That is, according to the embodiment of the present invention, regardless of occurrence of the random number R, only the probability that P or P + comes out according to the lower 2 bits is fixed and the frame number F, the line number L, and the random number ( According to R), the planar display position and the temporal occurrence probability were randomized.
따라서, 시간적인 규칙성과 평면적인 규칙성을 제거함으로써, 종래에 문제가 되었던 특정 패턴에서의 디더링 불량표시 현상을 제거할 수 있다. Therefore, by removing temporal regularity and planar regularity, it is possible to eliminate the dithering defect display phenomenon in a specific pattern which has been a problem in the past.
도 6은 위에 기술된 디더링 방법을 사용하여 화상 데이터를 나타내는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention showing image data using the dithering method described above.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 타이밍 제어기(400)를 포함한다. As shown in FIG. 6, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
액정 패널(100)에는 게이트 온 신호를 전달하기 위한 다수의 게이트선(G1, G2,G3, ..., Gn)이 형성되어 있으며, 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 전달하기 위한 데이터선(D1, D2, ..., Dm)이 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선에 의해 둘러싸인 영역은 각각 화소를 이루며, 각 화소는 게이트선과 데이터선에 각각 게이트 전극 및 소스 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(T)와 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극에 연결되는 화소 캐패시터(Cl)를 포함한다. In the
타이밍 제어기(400)는 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 8 비트의 화상 데이터 신호(DATA[7:0])와 동기 신호를 수신한다. 화상 데이터 신호(DATA[7:0])의 하위 2 비트의 데이터(LSB[1:0])를 본 발명의 실시예에 따른 디더링 방법에 따라 처리하여, 상위 6비트의 값(P) 또는 상위 6 비트의 값에 1을 더한 값(P+)을 보정된 데이터 값(DATA'[5;0])으로서 출력한다. The
게이트 구동부(200)는 게이트 선에 순차적으로 게이트 온 전압을 인가하여, 게이트 온 전압이 인가된 게이트선에 게이트 전극이 연결되는 박막 트랜지스터를 턴온시킨다. The
데이터 구동부(300)는 타이밍 제어기(400)로부터 출력되는 보정된 데이터 값(DATA'[5:0])을 수신한 후, 보정된 데이터 값에 대응하는 데이터 전압을 각각 데이터선에 인가한다. The
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디더링 방법을 수행하는 타이밍 제어기를 나타내는 도면이다. 7 illustrates a timing controller for performing a dithering method according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 제어기(400)는 랜덤수 발생기(410), 레지스터(420), 카운터(430), 베타적 오어 게이트(440), 연산기(450) 및 덧셈기(460)를 포함한다. As shown in FIG. 7, the
랜덤수 발생기(410)는 1 또는 0의 랜덤수 데이터를 발생한다. The
레지스터(420)는 후술하는 화소 카운터(431)로부터 로드신호(LOAD)를 받아서 상기 랜덤수 데이터를 저장한다. The
카운터(430)는 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 화소 좌표를 나타내는 화소 번호(C), 화상 데이터를 디스플레이하기 위한 수평 라인을 나타내는 라인 번호(L), 프레임 정보를 나타내는 프레임 번호(F)를 각각 카운트하고, 카운트되는 값에 따라 0 또는 1의 값을 출력하는 화소 카운터(431), 라인 카운터(432) 및 프레 임 카운터(433)를 포함한다. The
배타적 오어 게이트(440)는 상기 라인 번호(L)와 프레임 번호(F) 값에 대하여 배타적 논리합 연산을 수행한다. The exclusive OR
연산기(450)는 8 비트의 입력 화상 데이터 중 2 비트의 하위 데이터(LSB)와, 레지스터(420), 화소 카운터(431) 및 베타적 오어 게이트(440)로부터 출력되는 데이터를 위에 기술된 디더링 방법에 따른 로직 연산을 수행하여, 보정 팩터(P 또는 P+)를 생성한다. The
덧셈기(460)는 8비트에서 하위 2 비트를 제외한 데이터(MSB)와, 상기 연산기(450)의 출력(P 또는 P+)을 더하여 보정된 화상 데이터를 생성하여 데이터 구동부(300)로 제공한다. The
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 입력 화상 데이터의 하위 데이터(LSB)와, 프레임 번호(F), 라인 번호(L), 화소 번호(C), 랜덤수(R)에 따라 임의의 화소에서 P 또는 P+가 출력되기 때문에, P 또는 P+가 출력되는 확률은 입력 화상 데이터의 하위 데이터(LSB)에 의해 결정되고, P 또는 P+가 출력되는 경우의 수는 공간적인 규칙성 및 시간적인 규칙성 없이 랜덤하게 출력된다. As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the arbitrary data according to the lower data LSB of the input image data, the frame number F, the line number L, the pixel number C, and the random number R are obtained. Since P or P + is output, the probability that P or P + is output is determined by the lower data LSB of the input image data, and the number of cases where P or P + is output is without spatial regularity and temporal regularity. It is output randomly.
도 8은 도 7의 랜덤수 발생기의 예를 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating an example of the random number generator of FIG. 7.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 랜덤수 발생기는 직렬로 연결되는 다수의 쉬프트 레지스터(SR1, SR2, ...SRi), 배타적 오어 게이트(411, 412)를 포함한다. As shown in FIG. 8, the random number generator according to the embodiment of the present invention includes a plurality of shift registers SR1, SR2,... SRi and exclusive or
쉬프트 레지스터(SR1, SR2, ..., SRi)는 픽셀 클록(PCLK)에 동기되며 배타적 오어 게이트(411)로부터 입력되는 값을 쉬프트 한다. The shift registers SR1, SR2, ..., SRi are synchronized with the pixel clock PCLK and shift the value input from the exclusive OR
배타적 오어 게이트(411)는 임의의 두 쉬프트 레지스터(SR6, SRi)의 출력 값에 대하여 배타적 논리합 연산을 수행하고, 연산 결과를 쉬프트 레지스터(SR1)에 출력한다. The exclusive OR
배타적 오어 게이트(412)는 임의의 쉬프트 레지스터의 출력 값에 대하여 배타적 논리합 연산을 수행하고, 연산된 결과를 랜덤수 데이터(R)로서 출력한다. The exclusive OR
일반적으로 배타적 오어 게이트의 출력 값이 0 또는 1이 될 확률은 50%이므로, 소정의 시간 경과 후 임의의 시간에서의 출력 값 예측이 불가능하게 된다. In general, since the probability that the output value of the exclusive OR gate becomes 0 or 1 is 50%, it is impossible to predict the output value at any time after a predetermined time elapses.
이에 따라 각 쉬프트 레지스터에 저장된 정보 예측이 거의 불가능하고 이중 임의의 두 쉬프트 레지스터의 값에 대하여 배타적 논리합 연산을 한 값은 더욱 예측이 어려워지게 된다. 즉, 랜덤수(R)를 발생시킬 수 있게 되는 것이다. As a result, it is almost impossible to predict the information stored in each shift register, and the value obtained by performing the exclusive OR operation on the values of any two shift registers becomes more difficult to predict. In other words, the random number R can be generated.
이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변형이나 변경이 가능한 것은 물론이다. As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, Of course, various other deformation | transformation and change are possible.
예컨대, 본 발명의 실시예에서는 액정 표시 장치를 예로서 설명하였으나, 그 외의 디스플레이 장치에서도 물론 사용가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 타이밍 제어기에 본 발명의 실시예에 따른 디더링 알고리즘이 적용된 예를 설명하였으나, 위에서 설명한 디더링 알고리즘을 독립적인 디더링 장치를 통해 구현할 수도 있다. For example, in the exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal display device is described as an example, but of course, it can be used in other display devices. In addition, the embodiment of the present invention has been described an example in which the dithering algorithm according to the embodiment of the present invention is applied to the timing controller. However, the dithering algorithm described above may be implemented through an independent dithering device.
또한, 본 발명의 실시예에서는 8 비트의 입력 화상 데이터 중 하위 2 비트를 이용하여 디더링 알고리즘을 수행하는 것을 예로서 설명하였으나, n 비트의 화상 데이터 중 하위 m 비트를 이용하여 디더링 알고리즘을 수행할 수도 있으며 이에 대한 내용은 위에서 언급한 사항으로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있는 내용이기 때문에 중복되는 설명은 생략한다. Also, in the embodiment of the present invention, the dithering algorithm is performed by using the lower 2 bits of the 8-bit input image data, but the dithering algorithm may be performed by using the lower m bits of the n-bit image data. Since the above description is easily understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, the detailed description thereof will be omitted.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 입력 화상 데이터의 하위 비트, 프레임 번호, 라인 번호, 화소 번호, 랜덤수에 따라 일정한 확률을 가지는 디더링 알고리즘을 적용하기 때문에, 시간 및 공간적인 규칙성을 갖는 디더링 알고리즘으로 인한 이상 표시 특성을 해결할 수 있다. As described above, according to the present invention, since a dithering algorithm having a predetermined probability is applied according to the lower bits, the frame number, the line number, the pixel number, and the random number of the input image data, dithering with temporal and spatial regularity is applied. The abnormal display characteristic caused by the algorithm can be solved.
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