KR101139521B1 - Method and Apparatus for Driving Liquid Crystal Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치의 구동장치 및 방법에 관한것이다.The present invention relates to a driving device and a method of a liquid crystal display device.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치 및 방법은 외부로부터 입력되는 영상데이터를 가공하여 화질을 개선시킴과 아울러 타이밍 컨트롤러에 공급하는 화질개선부와, 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 신호를 이용하여 화상을 구현하는 액정패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.
An apparatus and method for driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention improve image quality by processing image data input from the outside, and use an image quality improving unit to supply the timing controller and a signal supplied from the timing controller. It is characterized by comprising a liquid crystal panel for implementing an image.
Description
도 1은 종래의 액정표시장치의 구동장치를 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing a driving device of a conventional liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치를 나타내는 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating a driving device of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 화질개선부를 나타낸 블럭도이다.3 is a block diagram illustrating an image quality improvement unit of FIG. 2.
도 4는 도 3의 화질개선부에 따른 문턱값을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a threshold value according to the image quality improvement unit of FIG. 3.
도 5은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치 중 화질개선부를 나타내는 블럭도이다.5 is a block diagram illustrating an image quality improving unit of a driving device of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 화질개선부에 따른 문턱값을 나타낸 도면이다.
FIG. 6 is a diagram illustrating a threshold value according to the image quality improvement unit of FIG. 5.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2, 22 : 액정패널 4, 24 : 데이터 드라이버2, 22:
6, 26 : 게이트 드라이버 8, 28 : 감마전압 공급부6, 26:
10, 30 : 타이밍 컨트롤러 12, 32 : 전원공급부10, 30:
14, 34 : 직류/직류 변환부 16, 36 : 인버터
14, 34: DC / DC
18, 38 : 백 라이트 20, 40 : 시스템18, 38:
42 : 화질개선부 52 : 휘도추출부42: image quality improvement unit 52: luminance extraction unit
54 : 메모리 56 : 샤프니스 마스크54: memory 56: sharpness mask
58 : 스무딩 마스크 60 : 계산부58: smoothing mask 60: calculation unit
62 : 휘도/색 믹싱부 68 : 제어부
62: luminance / color mixing unit 68: control unit
본 발명은 액정표시장치의 구동장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 화질을 향상시키는 구동장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a driving device and a method of a liquid crystal display device, and more particularly to a driving device and a method for improving the image quality.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.In general, liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs") have tended to be increasingly wider in application due to features such as light weight, thinness, and low power consumption. According to this trend, LCDs are used for office automation equipment, audio / video equipment, and the like. On the other hand, the LCD is controlled to display the desired image on the screen by adjusting the transmission amount of the light beam according to the image signal applied to the plurality of control switches arranged in a matrix form.
도 1은 종래의 액정표시장치의 구동장치를 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows a driving device of a conventional liquid crystal display.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치의 구동장치는 m×n 개의 액정셀들(Clc)이 매트릭스 타입으로 배열되고 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 n 개의 게이트라인들(G1 내지 Gn)이 교차되며 그 교차부에 TFT가 형성된 액정패널(2)과, 액정패널(2)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(4)와, 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(6)와, 데이터 드라이버(4)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 공급부(8)와, 시스템(20)으로부터 공급되는 동기신호를 이용하여 데이터 드라이버(4)와 게이트 드라이버(6)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(10)와, 전원 공급부(12)로부터 공급되는 전압을 이용하여 액정패널(2)에 공급되는 전압들을 발생하기 위한 직류/직류 변환부(이하 "DC/DC 변환부"라 함)(14)와, 백라이트(18)를 구동하기 위한 인버터(16)를 구비한다. Referring to FIG. 1, in a driving apparatus of a conventional liquid crystal display, m × n liquid crystal cells Clc are arranged in a matrix type, m data lines D1 to Dm and n gate lines G1 to A
시스템(20)은 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 클럭신호(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 데이터(R,G,B) 등을 타이밍 콘트롤러(10)로 공급한다.The
액정패널(2)은 데이터라인들(D1 내지 Dm) 및 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 액정셀(Clc)을 구비한다. 액정셀(Clc)에 각각 형성된 TFT는 게이트라인(G)으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)로부터 공급되는 데이터신호를 액정셀(Clc)로 공급한다. The
감마전압 공급부(8)는 다수의 감마전압을 데이터 드라이버(4)로 공급한다.The gamma
데이터 드라이버(4)는 타이밍 콘트롤러(10)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R,G,B)를 계조값에 대응하는 아날로그 감마전압(데이터신호)으로 변환하고, 이 아날로그 감마전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.The
게이트 드라이버(6)는 타이밍 콘트롤러(10)로부터의 제어신호(CS)에 응답하 여 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터신호가 공급되는 액정패널(2)의 수평라인을 선택한다.The
타이밍 콘트롤러(10)는 시스템(20)으로부터 입력되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync) 및 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 드라이버(6) 및 데이터 드라이버(4)를 제어하기 위한 제어신호(CS)를 생성한다. 여기서 게이트 드라이버(6)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable : GOE)등이 포함된다. 그리고, 데이터 드라이버(4)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable : SOE) 및 극성신호(Polarity : POL)등이 포함된다. 그리고 타이밍 컨트롤러(10)는 시스템(20)으로부터 공급되는 데이터(R,G,B)를 재정렬하여 데이터 드라이버(4)로 공급한다. The
DC/DC 변환부(14)는 전원 공급부(12)로부터 입력되는 3.3V의 전압을 승압 또는 감압하여 액정패널(2)로 공급되는 전압을 발생한다. 이와 같은 DC/DC 변환부(14)는 감마 기준전압, 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL) 및 공통전압(Vcom)등을 생성한다. The DC / DC converter 14 boosts or reduces the voltage of 3.3V input from the
인버터(16)는 백라이트(18)를 구동시키기 위한 구동전압(구동전류)을 백라이트(18)로 공급한다. 백라이트(18)는 인버터(16)로부터 공급되는 구동전압(또는 구동전류)에 대응되는 빛을 생성하여 액정패널(2)로 공급한다.The
이와 같이 구동되는 액정패널(2)에서 생동감있는 영상을 표시하기 위해서는 밝은 영상과 어두운 영상의 명암대비를 뚜렷히 해야한다. 하지만, 종래의 액정표시장치에서는 데이터에 대응하여 명암대비를 확장할 수 있는 방법이 없기 때문에 생동감있는 영상을 표시하기 곤란하다.
In order to display the vivid image in the
따라서, 본 발명의 목적은 화질을 향상시킬 수 있도록 하는 액정표시장치의 구동장치 및 방법을 제공하는데 있다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a driving apparatus and method for a liquid crystal display device capable of improving image quality.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 외부로부터 입력되는 데이터의 휘도성분을 추출하는 휘도추출부와; 상기 휘도 추출부로부터의 휘도성분을 가변시켜 적어도 두개의 휘도 가변신호를 생성하는 적어도 두개의 휘도 가변부와; 상기 적어도 두 개의 휘도 가변신호 각각과 상기 휘도추출부로부터의 휘도성분을 비교하고 그들 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 계산부와; 상기 추출된 휘도성분을 저장하여 상기 적어도 두개의 휘도가변부 및 상기 계산부에 공급하는 메모리를 구비한다.In order to achieve the above object, a driving apparatus of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes a luminance extracting unit for extracting the luminance component of the data input from the outside; At least two brightness varying units for varying brightness components from the brightness extracting unit to generate at least two brightness varying signals; A calculator which compares each of the at least two luminance variable signals with a luminance component from the luminance extractor, and selects and outputs one of them; And a memory for storing the extracted luminance components and supplying the at least two luminance variable units and the calculation unit.
상기 적어도 두 개의 휘도 가변부는 상기 휘도추출부로부터의 휘도성분의 명암대비비를 확장시키는 적어도 하나의 제 1 휘도가변부와; 상기 휘도추출부로부터의 휘도성분의 명암대비비를 축소시키는 제 2 휘도가변부를 구비한다.The at least two luminance variable parts include at least one first luminance variable part for extending a contrast ratio of the luminance component from the luminance extracting part; And a second luminance variable portion for reducing the contrast ratio of the luminance component from the luminance extracting portion.
상기 계산부는 상기 적어도 하나의 제 1 휘도가변부로부터 출력된 제 1 휘도 가변신호가 상기 추출된 휘도성분을 이용해서 임의로 설정된 제 1 문턱값보다 클 경우 상기 휘도추출부로부터의 휘도성분을 출력하고, 상기 적어도 하나의 제 1 휘도가변부로부터 출력된 제 1 휘도 가변신호가 상기 추출된 휘도성분을 이용해서 임의로 설정된 제 2 문턱값보다 작을 경우 상기 제 2 휘도가변부로부터 출력된 제 2 휘도 가변신호를 출력한다.The calculating unit outputs a luminance component from the luminance extracting unit when the first luminance variable signal output from the at least one first luminance variable unit is larger than a first threshold value arbitrarily set using the extracted luminance component, When the first luminance variable signal output from the at least one first luminance variable portion is smaller than a second threshold arbitrarily set using the extracted luminance component, the second luminance variable signal output from the second luminance variable portion is changed. Output
상기 액정표시장치의 구동장치는 상기 계산부로부터 출력된 데이터를 재배치하는 타이밍 컨트롤러와; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 재배치된 제 2 데이터를 액정패널의 데이터 라인에 공급하는 데이터 드라이버를 추가로 구비한다.The driving device of the liquid crystal display device comprises: a timing controller for rearranging data output from the calculation unit; And a data driver for supplying the second data rearranged from the timing controller to the data line of the liquid crystal panel.
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본 발명의 액정표시장치의 구동방법은 외부로부터 입력되는 제 1 데이터들로부터 휘도성분을 추출하고, 추출된 휘도성분을 메모리에 저장하는 단계와; 상기 추출된 휘도성분을 가변시켜 적어도 두개의 휘도 가변신호를 생성하는 단계와; 계산부를 이용하여 상기 적어도 두개의 휘도 가변신호 각각과 상기 추출된 휘도성분을 비교하고 그들 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 단계와; 상기 계산부로부터 출력된 데이터를 화상을 구현하는 액정패널에 공급하는 단계를 포함한다.A method of driving a liquid crystal display device according to the present invention comprises the steps of: extracting a luminance component from first data input from the outside and storing the extracted luminance component in a memory; Generating at least two luminance variable signals by varying the extracted luminance components; Comparing each of the at least two luminance variable signals with the extracted luminance component using a calculator and selecting and outputting any one of them; And supplying data output from the calculator to a liquid crystal panel that implements an image.
상기 추출된 휘도성분을 가변시켜 적어도 두개의 휘도 가변신호를 생성하는 단계는; 상기 추출된 휘도성분의 명암대비비를 확장시키는 적어도 하나의 제 1 휘도 가변부를 이용하여 적어도 하나의 제 1 휘도 가변신호를 생성하는 단계와; 상기 추출된 휘도성분의 명암대비비를 축소시키는 제 2 휘도 가변부를 이용하여 제 2 휘도 가변신호를 생성하는 단계를 포함한다. Generating at least two luminance variable signals by varying the extracted luminance component; Generating at least one first luminance variable signal using at least one first luminance variable unit for extending the contrast ratio of the extracted luminance component; Generating a second luminance variable signal by using a second luminance variable unit which reduces the contrast ratio of the extracted luminance component.
상기 계산부를 이용하여 상기 적어도 두개의 휘도 가변신호 각각과 상기 추출된 휘도성분을 비교하고 그들 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 단계는; 상기 계산부를 이용하여 상기 적어도 하나의 제1 휘도 가변신호와, 상기 제2 휘도 가변신호, 및 상기 추출된 휘도성분 각각을 서로 비교 선택하여 출력하는 단계를 포함한다.Comparing each of the at least two luminance variable signals with the extracted luminance component using the calculator and selecting and outputting any one of them; And comparing the at least one first luminance variable signal, the second luminance variable signal, and the extracted luminance component with each other by using the calculator.
계산부를 이용하여 상기 적어도 두개의 휘도 가변신호 각각과 상기 추출된 휘도성분을 비교하고 그들 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 단계는; 상기 적어도 하나의 제 1 가변신호가 상기 추출된 휘도성분을 이용하여 임의로 설정된 제 1 문턱값보다 클 경우 상기 추출된 휘도성분을 출력하는 단계와; 상기 적어도 하나의 제 1 가변신호가 상기 추출된 휘도성분을 이용하여 임의로 설정된 제 2 문턱값보다 작을 경우 상기 제 2 가변신호를 출력하는 단계를 포함한다.Comparing each of the at least two luminance variable signals with the extracted luminance component by using a calculator and selecting and outputting any one of them; Outputting the extracted luminance component when the at least one first variable signal is greater than a first threshold value arbitrarily set using the extracted luminance component; And outputting the second variable signal when the at least one first variable signal is smaller than a second threshold value arbitrarily set using the extracted luminance component.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 액정표시장치의 구동장치를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a driving device of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 액정표시장치의 구동장치는 m×n 개의 액정셀들(Clc)이 매트릭스 타입으로 배열되고 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 n 개의 게이트라인들(G1 내지 Gn)이 교차되며 그 교차부에 TFT가 형성된 액 정패널(22)과, 액정패널(22)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(24)와, 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(26)와, 데이터 드라이버(24)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 공급부(28)와, 시스템(40)으로부터 공급되는 동기신호를 이용하여 데이터 드라이버(24)와 게이트 드라이버(26)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(30)와, 전원 공급부(32)로부터 공급되는 전압을 이용하여 액정패널(22)에 공급되는 전압들을 발생하기 위한 직류/직류 변환부(이하 "DC/DC 변환부"라 함)(34)와, 백라이트(38)를 구동하기 위한 인버터(36)와, 시스템(40)으로부터 공급되는 제 1 데이터(Ri,Gi,Bi)의 경계부분의 휘도성분을 추출하고 가공한 후, 각각 가공된 데이터와 원 영상의 휘도성분 간에 상호 비교하여 선택된 값을 출력함으로써 화질을 개선시키는 화질개선부(42)와, 화질개선부(42)로부터 출력되는 제 2 데이터(R0,G0,B0)에 대응되는 제어신호를 타이밍 컨트롤러(30)에 공급하는 제어부(68)를 구비한다. Referring to FIG. 2, in the driving apparatus of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, m × n liquid crystal cells Clc are arranged in a matrix type, m data lines D1 to Dm and n gates are provided. The
시스템(40)은 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 클럭신호(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 데이터(R,G,B) 등을 화질개선부(42)로 공급한다.The
액정패널(22)은 데이터라인들(D1 내지 Dm) 및 게이트라인 (G1 내지 Gn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 액정셀(Clc)을 구비한다. 액정셀(Clc)에 각각 형성된 TFT는 게이트라인(G)으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)로부터 공급되는 데이터신호를 액정셀(Clc)로 공급한다. The
감마전압 공급부(28)는 다수의 감마전압을 데이터 드라이버(24)로 공급한다.The gamma
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(30)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R,G,B)를 계조값에 대응하는 아날로그 감마전압(데이터신호)으로 변환하고, 이 아날로그 감마전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.The
게이트 드라이버(26)는 타이밍 컨트롤러(30)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터신호가 공급되는 액정패널(22)의 수평라인을 선택한다.The
타이밍 컨트롤러(30)는 시스템(40)으로부터 입력되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync) 및 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 드라이버(26) 및 데이터 드라이버(24)를 제어하기 위한 제어신호(CS)를 생성한다. 여기서 게이트 드라이버(26)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable : GOE)등이 포함된다. 그리고, 데이터 드라이버(24)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : GSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable : SOC) 및 극성신호(Polarity : POL)등이 포함된다. 그리고 타이밍 컨트롤러(30)는 화질개선부(42)로부터 공급되는 제 2 데이터(R0,G0,B0)를 재정렬하여 데이터 드라이버(4)로 공급한다. The
DC/DC 변환부(34)는 전원 공급부(32)로부터 입력되는 전압을 승압 또는 감압하여 액정패널(22)로 공급되는 전압을 발생한다. 이와 같은 DC/DC 변환부(34)는 감마 기준전압, 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL) 및 공통전압(Vcom)등을 생성한다.
The DC /
인버터(36)는 백라이트(38)를 구동시키기 위한 구동전압(구동전류)을 백라이트(38)로 공급한다. 백라이트(38)는 인버터(36)로부터 공급되는 구동전압(또는 구동전류)에 대응되는 빛을 생성하여 액정패널(22)로 공급한다.The
화질개선부(42)는 도 3을 참조하면, 시스템(40)으로부터 공급된 제 1 데이터(Ri,Gi,Bi)로부터 휘도 성분을 추출하는 휘도추출부(52)와, 추출된 휘도성분을 저장하는 메모리(54)와, 메모리(54)에 저장된 각 휘도성분의 명암대비비를 확장시키는 샤프니스 마스크(Sharpness Mask)(56)와, 메모리(54)에 저장된 각 휘도성분을 부드럽게 표현하기 위해 명암대비를 축소시키는 스무딩 마스크(Smoothing Mask)(58)와, 샤프니스 마스크(56)로부터 출력되는 휘도성분과 스무딩 마스크(58)로부터 출력되는 휘도성분 및 메모리에 저장된 휘도성분들 간의 차이를 상호 비교/선택하는 계산부(60)와, 선택된 휘도성분을 제 2 데이터(R0,G0,B0)로 전환하여 타이밍 컨트롤러(30)에 공급하는 휘도믹싱부(62)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the image
휘도추출부(52)는 수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 제 1데이터(Ri,Gi,Bi)를 휘도성분(Y) 및 색차성분(U,V)으로 분리한다. The
메모리(54)는 휘도추출부(52)로부터 추출된 휘도성분의 일정량을 저장한다. 여기서, 메모리(52)의 크기는 시스템의 요구에 따라 가변적으로 변할 수 있다. 이러한 메모리(52)는 영상 데이터의 샤프니스 및 스무딩 실행을 위해 저장된다.The
휘도성분의 명암대비비를 확장시킴으로써 휘도를 가변하는 가변부 즉, 샤프니스 마스크(56)는 메모리(52)에 저장된 영상 데이터를 4개의 파라메터(parmeter) 즉, 양(Amount), 반경(Radius), 문턱값(Threshold) 및 곱셈기(Multiplier)를 이용하여 경계면에서의 선명함을 증대시킨다. 여기서, 양은 경계면 강조시 경계면에서의 그레이를 얼마나 깊게 나타낼 것인지를 나타내는 지표이며, 반경은 경계면의 영역을 얼마나 넓게 강조할 것인지를 나타내는 지표이다. 또한, 문턱값은 샤프니스를 실행하는 범위를 모든 그레이 영역에서 할 것인지, 일정부분에서만 한정지어 실행할 것인지를 나타낸다. 곱셈기는 소수점을 계산하는 것으로 정수를 곱하여 계산한 이후 최종 곱한 값으로 다시 나누기 위한 상수 값이다. 이러한 곱셈기가 가지는 상수 값이 클수록 정밀하게 계산되어 영상의 선명함을 증대시킬 수 있는 반면 계산속도가 느려지게된다.The variable portion, that is, the
이러한 샤프니스 마스크(56) 설계를 위한 미분에 의한 샤프니스 방법에 대해서 살펴보기로 하자.Let us look at the sharpness method by the derivative for the
미분에 의한 샤프니스 방법은 엣지 디텍트(Edge Detect) 방법으로서 수학식 4와 같이 1차 미분을 통해 영상에 있어서의 영상내의 경계면 영역을 검출한다. The sharpness method based on the derivative is an edge detect method, which detects the boundary region in the image in the image through the first derivative as shown in
영상내의 경계면을 검출한 이후, 수학식 5와 같이 2차 미분으로 경계면 영역에서 실질적인 경계면을 검출한다.After detecting the boundary surface in the image, a substantially boundary surface is detected in the boundary region by the second derivative as shown in Equation 5.
= X(i+2) - X(i+1) - (X(i+1) - X(i))= X (i + 2)-X (i + 1)-(X (i + 1)-X (i))
= X(i+2) - 2X(i+1) + X(i) → B = [1, -2, 1]= X (i + 2)-2X (i + 1) + X (i) → B = [1, -2, 1]
수학식 5의 결과값을 네가티브(negative)를 취해서 원래의 경계면과 합산하게 되면 경계면에서는 낮은 그레이 레벨(Gray level)은 더 낮은 그레이 레벨로 변환되고, 높은 그레이 레벨은 더 높게 변환되어 경계면에서의 대비비를 향상시킬 수 있다. 이러한 샤프니스 방법을 2차원으로 확장시키게 되면 수학식 6과 표 1과 같다.When the resulting value of Equation 5 is negative and summed with the original boundary, the lower gray level is converted to the lower gray level at the boundary, and the higher gray level is converted higher to contrast at the boundary. Can improve rain. Extending this sharpness method to two dimensions is shown in
여기서 경계면에서의 대비비 향상을 위해 원 영상과의 합산 할 경우 표 1과 같이 나타난다.Here, when summed with the original image to improve the contrast ratio at the interface, it is shown in Table 1.
org(x,y) = org (x, y) =
여기서 org(x,y)*A(x,y) = M22-M12-M21-M23-M32으로 정의된다.Where org (x, y) * A (x, y) = M22-M12-M21-M23-M32.
다음으로, 샤프니스 마스크의 3차원 모델을 이용하여 샤프니스 마스크(52) 생성방법에 대해서 살펴보기로 하자.Next, a method of generating the
샤프니스 3차원 마스크는 다음과 같이 나타낼 수 있다.The sharpness three-dimensional mask can be expressed as follows.
이러한 샤프니스 3차원 마스크 생성방법은 먼저, 정수로 계산하기 위해 수학식 7과 같이 각 인자들에게 곱셈기를 곱한다.In the sharpness three-dimensional mask generation method, first, multiply each factor by a multiplier as shown in Equation 7 to calculate an integer.
여기서 i,j = 0, 1, 2 이다.Where i, j = 0, 1, 2.
이후 2차원 이산형에서 수학식 8에 나타난 표준 정규분포식을 통해 각 인자들간의 정규분포를 만든다.Then, in the two-dimensional discrete form, the normal distribution between the factors is made through the standard normal distribution shown in Equation (8).
여기서, r은 반경이다. Where r is the radius.
수학식 8에서 r의 크기가 커지면 산포가 커지고 또한 샤프니스 실행시에 경계면에서의 샤프니스 산포도 커지게 된다. In
다음으로, 각각의 모든 인자들을 수학식 9와 같이 행렬의 모든 인자의 합으로 나누어 원래데이터와 기준을 맞춘다.Next, each of the factors is divided by the sum of all the factors of the matrix as shown in Equation 9 to meet the original data.
이후, 수학식 10에서와 같이 특정한 수를 가지는 양을 곱해서 샤프니스 깊이를 조절한다.Then, the sharpness depth is adjusted by multiplying the quantity having a specific number as shown in
마지막으로, 결과값을 -Eij와 같이 반전시킨 후, org(x,y)를 센터의 값과 더하고 처음 곱했던 곱셈기로 나누게 되면 샤프니스 3차원 마스크가 형성된다.Finally, after inverting the result as -Eij, org (x, y) is added to the center value and divided by the first multiplier to form a sharp three-dimensional mask.
휘도성분의 명암대비비를 축소시킴으로써 휘도를 가변하는 가변부 즉, 스무딩 마스크(58)는 3개의 파라메터(parmeter) 즉, 반경, 문턱값 및 곱셈기를 가지며 설계된다. 여기서 반경은 스무딩 즉, 영상을 부드럽게 표현할 범위를 설정하는 지표이며, 문턱값은 스무딩의 온 오프를 설정하는 지표이다. 또한, 곱셈기는 정수로 계산하기 위해 일정 수를 곱하고 계산 후 다시 나누어 사용하는 상수이다. 샤프니스 마스크(56)에서와 같이 곱셈기의 크기는 계산의 정밀도를 좌우하게 된다.The variable portion, i.e., the smoothing
여기서, 스무딩 마스크(58)의 3차원 모델에 이용하여 스무딩 마스크(58) 생성방법에 대해서 살펴보기로 하자.
Here, the method of generating the smoothing
스무딩 마스크(58)의 3차원 모델은 샤프니스 마스크(56)의 3차원 모델과 유사하게The three-dimensional model of the smoothing
와 같이 표현될 수 있다.It can be expressed as
스무딩 마스크(58) 생성방법은 샤프니스 마스크(56)의 3차원 모델을 이용한 생성방법과 비교하여 마지막 단계에서 값을 반전시키는 것을 제외하고 동일한 방법으로 생성됨으로 설명을 생략하기로 한다.The method of generating the smoothing
계산부(60)는 메모리(52)에 저장된 영상데이터를 샤프니스 마스크(56)를 이용하여 가공한 샤프니스 데이터(SH)와, 영상데이터를 스무딩 마스크(58)를 이용하여 가공한 스무딩 데이터(SM) 및 원 영상데이터(OM)들 간의 휘도성분 차를 계산한다. 이후, 도 4에 도시된 바와 같이 휘도성분 차가 정해진 상위 문턱값 이상일 경우에는 원 영상데이터(OM)를 선택하여 출력하고, 하위 문턱값 이하일 경우에는 스무딩 데이터(SM)가 선택적으로 출력된다. 이때, 휘도성분 차가 상위 문턱값과 하위 문턱값 사이에 위치할 경우에는 샤프니스 데이터(SM)를 출력한다. The
휘도/색 믹싱부(62)는 변조된 휘도성분(YM) 및 지연된 색차성분(UD,VD)을 이용하여 제 2 데이터(R0,G0,B0)를 생성한다. 여기서, 제 2 데이터(R0,G0,B0)는 수학식 11 내지 13에 의하여 구해진다. The luminance /
제어부(68)는 시스템(40)으로부터 입력되는 제 1 수직/수평 동기신호(Vsync1, Hsync1), 제 1 클럭신호(DCLK1), 제 1 데이터 인에이블 신호(DE1)를 입력받는다. 그리고, 제어부(68)는 제 2 데이터(Ro,Go,Bo)에 동기되도록 제 2 수직/수평 동기신호(Vsync2, Hsync2), 제 2 클럭신호(DCLK2), 제 2 데이터 인에이블 신호(DE2)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(30)로 공급한다.The
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법에 대해서 살펴보기로 하자.A driving method of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention having such a structure will be described.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 먼저, 화질개선부(42)의 휘도추출부(52)가 시스템(40)으로부터 공급되는 제 1 데이터(Ri,Gi,Bi)들로부터 휘도성분을 추출하고, 추출된 휘도성분을 메모리(54)를 이용하여 저장한다. 이후, 샤프니스 마스크(56) 및 스무딩 마스크(58)는 메모리(54)에 저장된 휘도성분의 명암대비를 각각 가공하여 샤프니스 데이터(SH) 및 스무딩 데이터(SM)를 출력한다. 다음으로, 계산부(60)는 각 마스크(56, 58)로부터 출력된 데이터(SH, SM)들과 원 영상 데이터(OM)를 상호 비교하여 선택된 영상데이터를 출력하게 된다. 마지막으로 계산부(60)로부터 출력된 영상데이터를 휘도/색 믹싱부(62)를 이용하여 제 2 데이터로 변환한 후 타이밍 컨트롤러(30)에 공급한다. 액정패널(22)은 재배치된 제 2 데이터(R0,G0,B0)를 타이밍 컨트롤러(30)로부터 공급받아 화상을 구현하게 된다. In the driving method of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention, first, first, the first data Ri, Gi, and Bi of the
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 도 2 에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치와 비교하여 도 5에 도시된 바와 같이 다수개의 샤프니스 마스크(Sh1 내지 Sh3)를 제외하고 동일한 구성요소를 구비함으로 그 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, the driving device of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention is compared with the driving device of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Since the same components are provided except for the sharpness masks Sh1 to Sh3, the description of the components will be omitted.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 경계면이 많은 영상에서 보다 선명한 영상을 제공하기 위하여 각각의 문턱값을 도 6에 도시된 바와 같이 세분화한다.The driving apparatus of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention subdivids each threshold as shown in FIG. 6 to provide a clearer image in an image having many interfaces.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치가 가지는 다수개의 샤프니스 마스크(Sh1 내지 Sh3)는 본 발명의 제 1 실시 예에 설명된 샤프니스 마스크(52)와 비교하여 문턱값을 제한적으로 운영하는 것 외에 동일한 방법으로 생성함으로 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치가 가지는 다수개의 샤프니스 마스크(Sh1 내지 Sh3)들의 생성방법에 대해서 설명을 생략하기로 한다. 이러한 샤프니스 마스크(Sh1 내지 Sh3)들의 문턱값들은 영상에 따라 편중 분할될 수 있다. 예를 들면, 0 ~ 255 계조를 가지는 영상을 기준으로 계조값이 80부터 200 사이를 3개의 샤프니스 마스크(Sh1 내지 Sh3)를 이용하여 분할 할 경우, 제 1 샤프니스 마스크(Sh1)는 80 ~ 110의 계조값, 제 2 샤프니스 마스크(Sh2)는 110 ~ 180의 계조값, 제 3 샤프니스 마스크(Sh3)는 180 ~ 200의 계조값을 각각 그 문턱값으로 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 샤프니스 마스크들(Sh1 내지 Sh3)의 개수에 한정되지 않는다.
Referring to FIG. 6, a plurality of sharpness masks Sh1 to Sh3 of the driving apparatus of the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention are compared with the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 샤프니스 마스크와 스무딩 마스크를 이용하여 처리된 영상을 원 영상 데이터와 비교한다. 이후, 화질이 더 나은 영상을 선택적으로 출력하게 됨으로써 화질 개선에 있어서 탁월한 효용성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 문자나 경계면이 많은 영상에서 종래에 발생했던 이미지 중첩 및 화질이 거칠게 표현되던 문제점을 해결할 수 있다. As described above, the driving apparatus of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention compares the image processed by the sharpness mask and the smoothing mask with the original image data. Thereafter, by selectively outputting an image having better image quality, the image has excellent utility in image quality improvement. Accordingly, the driving device of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention can solve the problem of the image overlapping and the image quality being roughly expressed in the image having many characters or boundaries.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
Claims (9)
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