KR101367137B1

KR101367137B1 - 4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101367137B1
Application number: KR1020070098646A
Authority: KR
Inventors: 이백운
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2014-03-12
Also published as: KR20090033565A; US8125496B2; US20090086094A1

Abstract

본 발명은 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 영상 신호 변환 장치 및 변환 방법에 관한 것이다.

3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 영상 신호 변환 장치는, 상기 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하고, 상기 3색 영상 신호가 갖는 최고 계조값(GVmax)을 넘는 초과치를 계산하며 상기 초과치에 기초하여 색감 왜곡량(CE)을 계산하고, 상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자(WS)를 계산하며, 상기 스케일링 인자를 이용하여 상기 3색 영상 신호에 대하여 확장 변환을 행하는 데이터 처리부를 포함한다.

이와 같이, 이전 또는 현재 입력되는 영상 신호에 따라 스케일링 인자를 조절함으로써 순색에 대한 색감 왜곡을 줄일 수 있다.

변환, 4색, 백색, 색감, 왜곡, 초과치, 스케일링

Description

4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD OF CONVERTING IMAGE SIGNAL FOR FOUR COLOR DISPLAY DEVICE}

본 발명은 4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치 및 변환 방법에 관한 것이다.

최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 발광 표시 장치(organic light emitting device, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, OLED는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

이러한 평판 표시 장치는 통상 적색, 녹색 및 청색의 3원색을 이용하여 색을 표현하지만, 최근 들어 특히 액정 표시 장치의 경우, 휘도를 증대시키기 위하여 이 들 3색의 화소 외에 백색 화소(또는 투명 화소)를 추가하기도 하며 이를 4색 평판 표시 장치라 한다. 4색 평판 표시 장치에서는 입력되는 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 바꾸어 표시한다.

이때, 예를 들어 노랑과 같은 순색은 바탕 화면의 밝기에 따라 색감이 달라지는 현상, 즉 본래의 색과는 다르게 느껴지는 이른바 색감 왜곡 현상이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환할 때 색감 왜곡을 줄이는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따라 3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 장치는

상기 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하고, 상기 3색 영상 신호가 갖는 최고 계조값(GVmax)을 넘는 초과치를 계산하며 상기 초과치에 기초하여 색감 왜곡량(CE)을 계산하고, 상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자(WS)를 계산하며, 상기 스케일링 인자를 이용하여 상기 3색 영상 신호에 대하여 확장 변환을 행하는 데이터 처리부를 포함한다.

이때, 상기 스케일링 인자는 이전 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용될 수 있다.

이 경우, 상기 데이터 처리부는, 상기 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 4색 신호 추출부, 상기 변환된 4색 신호 중 백색 신호를 제외한 3색 영상 신호가 최고 계조값을 넘는 경우 초과치를 계산하는 초과치 계산부, 상기 초과치에 근거하여 한 프레임 분량의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량을 계산하는 색감 왜곡량 계산부, 그리고 상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자를 계산하여 상기 4색 신호 추출부에 제공하는 스케일링 인자 계산부를 포함할 수 있다.

상기 4색 신호 추출부는 상기 3색 영상 신호가 입력되면 이에 대한 감마 변환을 행하여 상기 3색 영상 신호에 대한 휘도값을 구하고, 상기 휘도값에 대한 최대값(M1) 및 최소값(M2)을 구하며, 상기 스케일링 인자를 이용하여 확장 변환을 행할 수 있으며, 나아가 상기 4색 신호 추출부는 상기 최대값 및 최소값을 기초로 백색 신호의 휘도값을 구하고, 상기 확장 변환된 값에서 상기 백색 신호의 값을 빼서 3색 영상 신호의 휘도값을 얻을 수 있다.

상기 스케일링 인자 계산부는 상기 색감 왜곡량에 따라 상기 스케일일링 인자를 증감시킬 수 있다.

여기서, 한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량(Ce)은 다음의 수식으로 정해질 수 있다. Ce=OB1^a+OB2^b+OB3^c( 여기서, OB1, OB2 및 OB3는 3색 영상 신호 중 어느 하나의 초과치를 각각 나타내고, a, b 및 c는 1 이상의 자연수).

한편, 상기 스케일링 인자는 이전 및 현재 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고, 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용될 수 있다.

이 경우, 상기 데이터 처리부는, 상기 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 제1 및 제2 4색 신호 추출부, 상기 제2 4색 신호 추출부에 연결되어 있으며 상기 3색 영상 신호를 기억하는 프레임 메모리, 상기 제1 4색 신호 추출부로부터의 상기 변환된 4색 신호 중 백색 신호를 제외한 3색 영상 신호가 최고 계조값을 넘는 경우 초과치를 계산하는 초과치 계산부, 상기 초과치에 근거하여 한 프레임 분량의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량을 계산하는 색감 왜곡량 계산부, 그리고 상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자를 계산하여 상기 제1 및 제2 4색 신호 추출부에 제공하는 스케일링 인자 계산부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 및 제2 4색 신호 추출부는 상기 3색 영상 신호가 입력되면 이에 대한 감마 변환을 행하여 상기 3색 영상 신호에 대한 휘도값을 구하고, 상기 휘도값에 대한 최대값(M1) 및 최소값(M2)을 구하며, 상기 스케일링 인자를 이용하여 확장 변환을 행하는 영상 신호 변환 장치.

또한, 상기 제1 4색 신호 추출부는 이전 프레임에서 계산된 스케일링 인자를 이용하여 상기 확장 변환을 행하고, 상기 제2 4색 신호 추출부는 현재 프레임에서 계산된 스케일링 인자를 이용하여 상기 확장 변환을 행할 수 있다.

나아가, 상기 제1 및 제2 4색 신호 추출부는 상기 최대값 및 최소값을 기초로 백색 신호의 휘도값을 구하고, 상기 확장 변환된 값에서 상기 백색 신호의 값을 빼서 3색 영상 신호의 휘도값을 얻을 수 있다.

또한, 한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량(Ce)은 다음의 수식으로 정해질 수 있다. Ce=OB1^a+OB2^b+OB3^c( 여기서, OB1, OB2 및 OB3는 3색 영상 신호 중 어느 하나의 초과치를 각각 나타내고, a, b 및 c는 1 이상의 자연수).

본 발명의 한 실시예에 따라 3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 영상 신호 변환 방법은, 상기 3색 영상 신호를 기초로 4색 영상 신호를 추출하는 단계, 상기 3색 영상 신호가 갖는 최고 계조값(GVmax)을 넘는 초과치를 계산하는 단계, 상기 초과치에 근거하여 색감 왜곡량(CE)을 계산하는 단계, 그리고 상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자(WS)를 계산하는 단계를 포함한다.

상기 스케일링 인자는 이전 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용될 수 있다.

이 경우, 상기 3색 영상 신호를 기초로 4색 영상 신호를 추출하는 단계는, 상기 3색 영상 신호에 대한 감마 변환을 행하여 상기 3색 영상 신호에 대한 제1 휘도값을 구하는 단계, 상기 제1 휘도값에 대한 최대값(M1) 및 최소값(M2)을 구하는 단계, 상기 스케일링 인자를 이용하여 상기 제1 휘도값에 대한 확장 변환을 행하는 단계, 백색 신호의 휘도값과 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 추출하는 단계, 백색 신호의 휘도값과 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값에 대한 역감마 변환을 행 하여 상기 4색 영상 신호의 계조값을 구하는 단계, 그리고 상기 계조값이 최고 계조값을 넘는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 백색 신호의 휘도값과 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 추출하는 단계는, 상기 최대값 및 최소값을 기초로 상기 백색 신호의 휘도값을 구하는 단계, 그리고 상기 3색 영상 신호의 제1 휘도값에서 상기 백색 신호의 휘도값을 빼서 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 얻는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 스케일링 인자는 소정 변화량에 따라 변화하며, 상기 소정 변화량은 1/N(32≤N≤1024)일 수 있다.

또한, 한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량(Ce)은 다음의 수식으로 정해질 수 있다. 즉, Ce=OB1^a+OB2^b+OB3^c( 여기서, OB1, OB2 및 OB3는 3색 영상 신호 중 어느 하나의 초과치를 각각 나타내고, a, b 및 c는 1 이상의 자연수).

한편, 상기 스케일링 인자는 이전 및 현재 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용될 수 있다.

여기서, 상기 스케일링 인자는 상기 색감 왜곡량에 따라 증감될 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발 명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예 시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치 및 그 영상 신호 변환 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하며, 액정 표시 장치를 한 예로 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300), 게이트 구동부(gate driver)(400), 데이터 구동부(data driver)(500), 계조 전압 생성부(gray voltage generator)(800) 및 신호 제어부(signal controller)(600)를 포함한다.

도 1을 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열 된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(G_i)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(D_j)에 연결된 화소(PX)는 신호선(G_i, D_j)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G_i)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D_j)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전 체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며, 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선(G_i-1)과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)에는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 구비 되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 생성한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 적색, 녹색, 청색의 3색 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 3색 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 3색 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 3색 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 4색 영상 신호(R", G", B", W)로 적절히 변환 및 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R", G", B", W)를 데이 터 구동부(500)로 내보낸다. 여기서, 신호 제어부(600)에 포함된 데이터 처리부(650)가 3색 영상 신호(R, G, B)를 4색 영상 신호(R", G", B", W)로 변환하는 기능을 하며 이에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(R", G", B", W)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(R", G", B", W)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(R", G", B", W)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(R", G", B", W)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 주기적으로 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 영상 신호 변환 방법 에 대하여 도 3 내지 도 6을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

도 3을 참고하면, 먼저 계조값(R, G, B)을 가지는 한 벌의 적색, 녹색 및 청색 영상 신호 집합이 입력되면(단계 S101), 입력된 영상 신호를 감마(gamma) 변환한다(단계 S102).

r=Γ(R)

g=Γ(G)

b=Γ(B)

감마 변환이란 어떤 영상 신호의 계조값(R, G, B)을 그 계조값(R, G, B)이 나타내는 휘도값(r, g, b)으로 변환하는 것을 말한다. 설명의 편의상, 이 명세서에서는 도면 부호 R, G, B를 영상 신호를 나타내는 데에도 사용한다. 영상 신호의 감마 변환을 수식으로 표현하면,

X = αGV^γ (1)

식(1)에서 X가 신호의 휘도값이고 GV는 신호의 계조값이며, γ는 감마라고 하는 상수이다. 반대로 휘도값(X)을 역감마 변환하면 계조값(GV)을 얻을 수 있다. 역감마 변환은 다음 수식으로 표현된다.

GV = α'X^1/γ (2)

위의 수식 (1), (2)는 이상적인 형태이고, 실제 액정 표시 장치의 감마 곡선은 이보다 더 복잡한 함수일 수 있다.

다음, 영상 신호의 휘도값(r, g, b)의 최대값과 최소값을 계산한다(단계 S103). 즉,

M₁= Max(r, g, b) (3)

M₂ = Min(r, g, b) (4)

을 구한다. 여기에서 Max(x, y, ...)는 x, y, ... 중 최대값을 나타내고, Min(x, y, ...)는 x, y, ... 중 최소값을 나타낸다.

이어, 영상 신호의 휘도값(r, g, b)에 (1+WS)배하여 확장 변환을 행한다(단계 S104).

먼저, 임의의 3색 입력 영상 신호는 (0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1)로 둘러싸인 정사각형 영역(이하 3색 색공간이라 함) 내에 위치한다. 3색 화소의 휘도를 모두 최대로 하였을 경우의 총 휘도와 백색 화소의 최대 휘도의 비를 WS라고 하면 3색 화소와 백색 화소를 모두 두었을 때의 최대 휘도는 (1+WS)만큼 증가한다. 예를 들어 도 4에서 3색 입력 영상 신호가 나타내는 점(A1, B1)은 이 점(A1, B1)과 원점(0,0)을 잇는 직선을 따라 이 점(A1, B1)과 원점(0,0) 사이의 거리를 (1+WS)배 한 만큼 원점(0,0)으로부터 떨어진 점(A2, B2)으로 각각 변환한다. 즉, 점(M1, M2)은 점 ((1+WS)M1), (1+WS)M2)으로 확장 변환되며 이때 'WS'를 스케일링 인자(scaling factor)라 한다.

그러나 적색, 녹색 및 청색과 같은 순색은 백색 화소를 추가하더라도 더 이상 휘도가 증가하지 않으며 순색에 가까울수록 휘도의 증가폭이 작아진다. 도 4에서 빗금으로 나타낸 두 영역(XZ1, XZ2)은 표시 장치가 표시할 수 없는 색을 가리킨다.

정리하자면, (0, 0), (1, 0), (1+WS, WS), (1+WS, 1+WS), (WS, 1+WS), (0, 1)로 정의되는 6각형 영역(이하 표현 가능 영역이라 함, DZ) 내의 색만이 4색 화소로 표시할 수 있고, 빗금친 영역, 즉 (1,0), (1+WS, 0), (1+WS, WS)로 정의되는 삼각형 영역과 (0,1), (0, 1+WS), (WS, WS+1)로 정의되는 삼각형 영역(이하 '표현 불가능 영역'이라 함, XZ1, XZ2) 안의 색은 4색 화소로 표시할 수 없다.

이때, 확장 변환을 행한 결과는 다음과 같다.

r'= (1+WS)r (5)

g'= (1+WS)g (6)

b'= (1+WS)b (7)

이어서, 백색 영상 신호의 휘도값(w)을 포함한 3색 영상 신호의 휘도값을 추출한다.

백색 영상 신호의 휘도값(w)은 다음의 식을 만족하느냐에 따라 달리 정한다.

M1*WS≤(1+WS)*M2 (8)

식(8)을 만족하는 경우에는

w= M1*WS (9)

로 정하고, 그렇지 않은 경우에는

w= M2*(1+WS) (10)

로 정한다. 즉, 둘 중에 작은 값을 백색 신호의 휘도값(w)으로 정한다.

이러한 백색 신호의 휘도값(w)은 이와는 달리 여러 가지 방법으로 정해질 수 있다. 예를 들어, 최소값(M2)을 백색 신호의 휘도값(w)으로 하거나, (8)식을 만족하느냐 여부에 관계없이 식(10)과 같이 정하는 것 등이 그것이다.

다음, 확장 변환된 값에서 추출한 백색 신호의 휘도값(w)을 뺀 나머지를 각각 적색, 녹색, 청색 영상 신호의 휘도값으로 결정한다.

r" = r'-w (11)

g" = g'-w (12)

b" = b'-w (13)

이어, 적색, 녹색, 청색 및 백색 영상 신호의 휘도값(r", g", b", w)을 역감마 변환하면(단계 S106) 각각 백색, 적색, 녹색 및 청색 영상 신호의 계조값이 얻어진다.

R' = Γ^-1(r") (14)

G' = Γ^-1(g") (15)

B' = Γ^-1(b") (16)

다음, 적색, 적색 및 청색 영상 신호의 계조값(R', G', B')이 최고 계조, 예를 들면 0번째 계조부터 255번째 계조 중에서 255번째 계조(GVmax)를 넘는가를 판단한다(단계 S107). 즉,

R', G', B' > GVmax (17)

를 충족하는지를 판단하여 식(17)을 충족하면 식(14) 내지 16은 R", G", B" = GVmax로 결정된다(단계 S108). 그러나 식(17)을 충족하지 않으면 식(14) 내지 (16)이 그대로 유지된다(단계 S109).

이때, 식(17)을 충족한다는 것은 예를 들어 도 5에 도시한 것처럼, 점(C1)이 표현 불가능 영역(XZ1)의 점(C2)으로 확장되었음을 뜻하고, 단계(S108)에서 이를 표현 가능한 영역(DZ)의 점(C3)으로 끌어들인다. 여기서, 표현 불가능 영역(XZ1, XZ2)으로 확장된 점들은 색감을 왜곡시키는 것으로 간주하고 아래와 같이 색감 왜곡량을 계산한다.

먼저, 표현 가능 영역(DZ)과 표현 불가능 영역(XZ1, XZ2)에 위치한 점(C3, C2)의 차이, 즉 최고 계조(GVmax)를 넘는 초과량(OB)을 구한다(단계 S110). 각 영상 신호의 계조에 대하여 계산하면 다음과 같다.

OBR= R'- GVmax (18)

OBG= G'- GVmax (19)

OBB= B'- GVmax (20)

이러한 초과량을 모두 더하면 한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량이 된다. 이때, 더하는 방법은 매우 다양하며 그 중 한 예를 들면,

Ce = OBR²+OBG²+OBB² (21)

로 할 수 있다. 색감 왜곡량을 좀 더 크게 하고 싶은 경우에는 세제곱 또는 그 이상을 제곱을 하여 더할 수도 있으며, 제곱 연산 없이 더할 수 있다.

한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량을 구한 후 한 프레임분에 대한 색감 왜곡량을 구한다(단계 S111). 즉,

CE=∑Ce (22)

다음, 스케일링 인자(WS)을 구한다(단계 S112)

스케일링 인자(WS)는 색감 왜곡량(CE)에 따라 변화하는 것이 바람직하다. 즉, 앞에서 설명한 것처럼 색감 왜곡량(CE)이 클 경우에는 스케일링 인자(WS)를 줄여 휘도를 낮춤으로써 색감 왜곡량(CE)을 감소시키고, 이와 반대의 경우 색감 왜곡량(CE)이 작을 경우에는 스케일링 인자(WS)를 크게 하여 휘도를 증가시킨다.

이때, 색감 왜곡량(CE)에 대한 기준, 즉 크고 작음에 대한 것은 실험을 통하여 구할 수 있으며, 나아가 어느 하나의 기준만을 정하면 스케일링 인자(WS)가 프레임마다 변화하여 오히려 휘도의 증감으로 인한 깜빡임으로 나타날 수 있다. 따라서, 색감 왜곡량의 상한선과 하한선을 정하여 놓고, 상한선을 넘어가는 경우에는 스케일링 인자(WS)를 감소시키고 하한선 아래인 경우에는 스케일링 인자(WS)를 증가시키며, 상한선과 하한선 사이에 있는 경우에는 스케일링 인자(WS)의 값을 변화시키지 않는 것이 바람직하다.

도 6에는 이러한 색감 왜곡량(CE)의 상한선(EthH)과 하한선(EthL)을 나타내 었으며, 점으로 스케일링 인자(WS)를 나타내었다. 도시한 것처럼, 시간(t1)에 순색이 많은 3색 영상 신호(R, G, B)가 입력되어 상한선(EthH)을 넘는 경우에는 스케일링 인자(WS)를 점차 감소시키고, 반대로 무채색 계통이어서 하한선(EthL) 아래인 경우에는 스케일링 인자(WS)를 점차 증가시키고, 상한선(EthL)과 하한선(EhL) 사이인 경우에는 스케일링 인자(WS)를 유지하며, 이를 정리하면 다음과 같다.

WSn = WSp - 1/N(CE>EthH) (23)

WSn = WSp + 1/N(CE<EthL) (24)

WSn = WSp (EtthL≤CE≤EthH) (25)

여기서, WSn는 다음 프레임의 스케일링 인자이고, WSp는 현재 프레임의 스케일링 인자이며, N은 32 이상 1024 이하의 값으로서 시인성과 스케일링 인자의 변화 정도를 고려하여 변화량(1/N)을 적절히 정할 수 있다. 즉, N이 너무 작으면 변화량(1/N)이 너무 커져 시인성에 영향을 줄 수 있고, 반대로 N이 너무 크면 변화량(1/N)이 작아져 스케일링 인자(WS)의 변화를 거의 느끼지 못할 수 있다.

이와 같이, 다음 프레임에 대한 스케일링 인자(WSn)가 결정되면 입력되는 다음 프레임의 영상 신호에 대하여 식(5) 내지 식(7)에 나타낸 바와 같이 다음 프레임의 영상 신호의 휘도값에 대하여 확장 변환을 행한다.

정리하면, 현재 프레임의 영상 신호에 대한 확장 변환은 이전 프레임에서 계산된 스케일링 인자를 사용하여 이루어지며, 마찬가지로 다음 프레임의 영상 신호에 대한 확장 변환은 현재 프레임에서 계산된 스케일링 인자를 사용하여 이루어진다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 4색 표시 장치의 변환 장치로서, 도 1에 도시한 데이터 처리부에 해당한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 데이터 처리부(650)는 4색 신호 추출부(651), 초과치 계산부(653), 색감 왜곡량 계산부(655) 및 스케일링 인자 계산부(657)를 포함한다.

4색 신호 추출부(651)는 3색 영상 신호(R, G, B)가 입력되면(S101), 이를 감마 변환하고(S102), 최대값 및 최소값을 계산한다(S103). 이어 이전 프레임에서 생성된 스케일링 인자를 이용하여 확장 변환을 하고(S104), 백색 영상 신호의 휘도값(w)을 포함한 적색, 녹색 및 청색 영상 신호의 휘도값(r', g', b')을 추출한 다음 이를 역감마 변환하여(S106) 4색 영상 신호의 계조값을 추출한다. 마지막으로 이 값이 최고 계조값(GVmax)을 넘는지를 판단하고(S107) 그에 맞는 값을 결정하여 최종적으로 4색 영상 신호의 계조값(R", G", B", W)을 출력한다.

초과치 계산부(653)는 최고 계조(GVmax)를 넘는 초과치(OB)를 영상 신호별로 계산하여 색감 왜곡량 계산부(655)로 보낸다(S110).

색감 왜곡량 계산부(655)는 각 영상 신호별 초과치(OBR, OBG, OBB)를 식(21)에 기초하여 계산을 한 후, 식(22)에 기초하여 한 프레임에 대한 색감 왜곡량(CE)을 구한다(S111).

스케일링 인자 계산부(657)는 색감 왜곡량(CE)의 정도에 따라 식(22) 내지 식(24)에 따라 스케일링 인자(WS)를 구하여(S112) 이를 4색 신호 추출부(651)로 내보낸다.

한편, 현재 프레임에 대하여 이전 프레임에 대한 정보를 토대로 정해진 스케일링 인자(WS)를 이용하여 확장 변환을 행하므로 다소 부정확할 수 있다. 현재 프레임에 대하여는 현재 입력되는 영상 신호를 기초로 스케일링 인자를 계산하는 것이 바람직하며, 이에 대하여 도 8을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치이다.

도 8을 보면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 4색 표시 장치의 구동 장치는 도 7에 도시한 구동 장치와는 달리 프레임 메모리(659)와 하나의 4색 신호 추출부(652b)를 더 포함한다.

프레임 메모리(659)는 현재 입력되는 한 프레임 분량의 3색 영상 신호(R, G, B)를 기억하고 있다가 스케일링 인자 계산부(656)가 현재 프레임에 대한 스케일링 인자(WS)를 계산하면 이를 두 4색 신호 추출부(652a, 652b)로 내보낸다.

이때, 4색 신호 추출부(652a)는 스케일링 인자(WS)를 기억하고 있다가 이를 이용하여 현재 프레임의 영상 신호에 대하여 확장 변환을 행한 후 4색 신호를 추출한 후 결과 신호(R', G', B')를 내보낸다. 이는 도 7에 도시한 4색 신호 추출부(651)와 같이 이전 프레임에서 계산된 스케일링 인자(WS)를 이용하여 확장 변환을 행한다.

이와는 달리, 4색 신호 추출부(652b)는 현재 프레임에 대한 스케일링 인자(WS)를 이용하여 현재 입력되는 영상 신호(R, G, B)에 대하여 확장 변환을 행하고, 단계(S105-S109)를 거쳐 4색 신호(R", G", B", W)를 내보낸다.

초과치 계산부(653), 색감 왜곡량 계산부(655) 및 스케일링 인자 계산부(656)는 도 7에 도시한 변환 장치와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이, 4색 영상 신호를 추출할 때 입력되는 영상 신호(R, G, B)의 상태에 따라 스케일링 인자(WS)를 계산하여 적용함으로써 색감의 왜곡을 방지할 수 있다.

실제로 입력되는 영상의 계조 히스토그램을 분석해보면, 순색만이 입력되는 경우는 매우 드물다. 따라서, 스케일링 인자(WS)를 최대로 하여 4색 표시 장치 본래의 목적인 휘도 증가를 이룰 수 있는 한편, 일부의 화면에 대하여는 스케일링 인자(WS)를 조절하여 색감 왜곡을 또한 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 신호 변환 장치의 블록도로서, 도 1에 도시한 데이터 처리부에 해당한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 신호 변환 장치의 블록도이다.

Claims

3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 영상 신호 변환 장치는, 상기 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하고, 상기 3색 영상 신호가 갖는 최고 계조값(GVmax)을 넘는 초과치를 계산하며 상기 초과치에 기초하여 색감 왜곡량(CE)을 계산하고, 상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자(WS)를 계산하며, 상기 스케일링 인자(WS)를 이용하여 상기 3색 영상 신호의 휘도 값에 (1+WS)를 곱하여 확장 변환을 행하는 데이터 처리부를 포함하는 영상 신호 변환 장치.
제1항에서,

상기 스케일링 인자는 이전 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용되는 영상 신호 변환 장치.
제2항에서,

상기 데이터 처리부는

상기 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 4색 신호 추출부,

상기 변환된 4색 신호 중 백색 신호를 제외한 3색 영상 신호가 최고 계조값을 넘는 경우 초과치를 계산하는 초과치 계산부,

상기 초과치에 근거하여 한 프레임 분량의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량을 계산하는 색감 왜곡량 계산부, 그리고

상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자를 계산하여 상기 4색 신호 추출부에 제공하는 스케일링 인자 계산부

를 포함하는

영상 신호 변환 장치.
제3항에서,

상기 4색 신호 추출부는 상기 3색 영상 신호가 입력되면 상기 3색 영상 신호에 대한 감마 변환을 행하여 상기 3색 영상 신호에 대한 휘도값을 구하고, 상기 휘도값에 대한 최대값(M1) 및 최소값(M2)을 구하며, 상기 스케일링 인자를 이용하여 확장 변환을 행하는 영상 신호 변환 장치.
제4항에서,

상기 4색 신호 추출부는 상기 최대값 및 최소값을 기초로 백색 신호의 휘도값을 구하고, 상기 확장 변환된 값에서 상기 백색 신호의 값을 빼서 3색 영상 신호의 휘도값을 얻는 영상 신호 변환 장치.
제5항에서,

상기 스케일링 인자 계산부는 상기 색감 왜곡량에 따라 상기 스케일링 인자를 증감시키는 영상 신호 변환 장치.
제6항에서,

한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량(Ce)은 다음의 수식으로 정해지는 영상 신호 변환 장치.

Ce=OB1^a+OB2^b+OB3^c( 여기서, OB1, OB2 및 OB3는 3색 영상 신호 중 어느 하나의 초과치를 각각 나타내고, a, b 및 c는 1 이상의 자연수).
제1항에서,

상기 스케일링 인자는 이전 및 현재 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고, 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용되는 영상 신호 변환 장치.
제8항에서,

상기 데이터 처리부는

상기 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 제1 및 제2 4색 신호 추출부,

상기 제2 4색 신호 추출부에 연결되어 있으며 상기 3색 영상 신호를 기억하는 프레임 메모리,

상기 제1 4색 신호 추출부로부터의 상기 변환된 4색 신호 중 백색 신호를 제외한 3색 영상 신호가 최고 계조값을 넘는 경우 초과치를 계산하는 초과치 계산부,

상기 초과치에 근거하여 한 프레임 분량의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량을 계산하는 색감 왜곡량 계산부, 그리고

상기 색감 왜곡량을 기초로 스케일링 인자를 계산하여 상기 제1 및 제2 4색 신호 추출부에 제공하는 스케일링 인자 계산부

를 포함하는

영상 신호 변환 장치.
제9항에서,

상기 제1 및 제2 4색 신호 추출부는 상기 3색 영상 신호가 입력되면 상기 3색 영상 신호에 대한 감마 변환을 행하여 상기 3색 영상 신호에 대한 휘도값을 구하고, 상기 휘도값에 대한 최대값(M1) 및 최소값(M2)을 구하며, 상기 스케일링 인자를 이용하여 확장 변환을 행하는 영상 신호 변환 장치.
제10항에서,

상기 제1 4색 신호 추출부는 이전 프레임에서 계산된 스케일링 인자를 이용하여 상기 확장 변환을 행하고, 상기 제2 4색 신호 추출부는 현재 프레임에서 계산된 스케일링 인자를 이용하여 상기 확장 변환을 행하는 영상 신호 변환 장치.
제11항에서,

상기 제1 및 제2 4색 신호 추출부는 상기 최대값 및 최소값을 기초로 백색 신호의 휘도값을 구하고, 상기 확장 변환된 값에서 상기 백색 신호의 값을 빼서 3색 영상 신호의 휘도값을 얻는 영상 신호 변환 장치.
제12항에서,

상기 스케일링 인자 계산부는 상기 색감 왜곡량에 따라 상기 스케일링 인자를 증감시키는 영상 신호 변환 장치.
제13항에서,

한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량(Ce)은 다음의 수식으로 정해지는 영상 신호 변환 장치.

Ce=OB1^a+OB2^b+OB3^c( 여기서, OB1, OB2 및 OB3는 3색 영상 신호 중 어느 하나의 초과치를 각각 나타내고, a, b 및 c는 1 이상의 자연수).
3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 영상 신호 변환 방법으로서,

상기 3색 영상 신호를 기초로 4색 영상 신호를 추출하는 단계,

상기 3색 영상 신호가 갖는 최고 계조값(GVmax)을 넘는 초과치를 계산하는 단계,

상기 초과치에 근거하여 색감 왜곡량(CE)을 계산하는 단계,

상기 색감 왜곡량(CE)을 기초로 스케일링 인자(WS)를 계산하는 단계, 그리고

상기 3색 영상 신호의 휘도 값에 (1+WS)를 곱하여, 확장변환하는 단계

를 포함하고,

상기 3색 영상 신호를 기초로 4색 영상 신호를 추출하는 단계는

상기 3색 영상 신호에 대한 감마 변환을 행하여 상기 3색 영상 신호에 대한 제1 휘도값을 구하고, 이전 프레임에 대한 상기 스케일링 인자(WS)를 이용하여, 제1 휘도 값에 (1+WS)를 곱하여, 확장변환하는 단계,

백색 신호의 휘도값과 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 추출하는 단계,

백색 신호의 휘도값과 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값에 대한 역감마 변환을 행하여 상기 4색 영상 신호의 계조값을 구하는 단계를 포함하

는 영상 신호 변환 방법.
제15항에서,

상기 스케일링 인자는 이전 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용되는 영상 신호 변환 방법.
제16항에서,

상기 3색 영상 신호를 기초로 4색 영상 신호를 추출하는 단계는

상기 제1 휘도값에 대한 최대값(M1) 및 최소값(M2)을 구하는 단계,

그리고

상기 4색 영상 신호의 상기 계조값이 최고 계조값을 넘는지 판단하는 단계

를 더 포함하는

영상 신호 변환 방법.
제17항에서,

상기 백색 신호의 휘도값과 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 추출하는 단계는

상기 최대값 및 최소값을 기초로 상기 백색 신호의 휘도값을 구하는 단계, 그리고

상기 3색 영상 신호의 제1 휘도값에서 상기 백색 신호의 휘도값을 빼서 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 얻는 단계

를 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제18항에서,

상기 스케일링 인자는 소정 변화량에 따라 변화하며, 상기 소정 변화량은 1/N(32≤N≤1024)인 영상 신호 변환 방법.
제19항에서,

한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량(Ce)은 다음의 수식으로 정해지는 영상 신호 변환 방법.

Ce=OB1^a+OB2^b+OB3^c( 여기서, OB1, OB2 및 OB3는 3색 영상 신호 중 어느 하나의 초과치를 각각 나타내고, a, b 및 c는 1 이상의 자연수).
제15항에서,

상기 스케일링 인자는 이전 및 현재 프레임의 3색 영상 신호를 기초로 계산되고 현재 프레임의 3색 영상 신호에 대하여 적용되는 영상 신호 변환 방법.
제21항에서,

상기 3색 영상 신호를 기초로 4색 영상 신호를 추출하는 단계는

상기 제1 휘도값에 대한 최대값(M1) 및 최소값(M2)을 구하는 단계, 그리고

상기 4색 영상 신호의 상기 계조값이 최고 계조값을 넘는지 판단하는 단계

를 포함하는

영상 신호 변환 방법.
제22항에서,

상기 백색 신호의 휘도값과 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 추출하는 단계는

상기 최대값 및 최소값을 기초로 상기 백색 신호의 휘도값을 구하는 단계, 그리고

상기 3색 영상 신호의 제1 휘도값에서 상기 백색 신호의 휘도값을 빼서 상기 3색 영상 신호의 제2 휘도값을 얻는 단계

를 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제23항에서,

상기 스케일링 인자는 상기 색감 왜곡량에 따라 증감되는 영상 신호 변환 방법.
제24항에서,

한 벌의 영상 신호에 대한 색감 왜곡량(Ce)은 다음의 수식으로 정해지는 영상 신호 변환 방법.

Ce=OB1^a+OB2^b+OB3^c( 여기서, OB1, OB2 및 OB3는 3색 영상 신호 중 어느 하나의 초과치를 각각 나타내고, a, b 및 c는 1 이상의 자연수).