KR101420435B1 - 움직임 보상 방법, 움직임 보상 장치, 이를 구비한액정표시장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

움직임 보상 방법, 움직임 보상 장치, 이를 구비한 액정표시장치 및 그 구동 방법이 개시된다.
본 발명은 이전 프레임의 속도 정보를 이용하여 중간 프레임을 생성함으로써, 속도의 가변에 따른 가속도를 반영함으로써, 보다 정교한 중간 프레임을 생성할 수 있어, 화질을 향상시킬 수 있다.
Figure R1020070136148
움직임 보상, 속도 정보, 이전 프레임, 모션 블러 현상, 가속도 벡터

Description

움직임 보상 방법, 움직임 보상 장치, 이를 구비한 액정표시장치 및 그 구동 방법{Motion compensation method, motion compensation device, liquid crystal display device having the same, and driving method thereof}
본 발명은 움직임 보상에 과한 것으로, 특히 화질을 향상시킬 수 있는 움직임 보상 방법, 움직임 보상 장치, 이를 구비한 액정표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회의 발달로 인해, 영상에 관한 관심이 폭발적으로 증가되고 있다. 영상은 표시장치를 통해 표시될 수 있다. 표시 장치는 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기전계발광 표시장치(organic electro-luminescence display device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel) 및 전계 방출 표시장치(field emission display device)를 포함한다.
이 중에서, 액정표시장치는 경박 단소, 저 소비 전력 및 풀 컬러 동영상 구현과 같은 장점이 있어, 모바일 폰, 네비게이션, 모니터, 텔레비전에 널리 적용되고 있다.
액정표시장치는 액정 패널 상의 액정셀들의 광 투과율을 조절함으로써 비디 오신호에 해당하는 영상을 표시한다.
영상은 정지 영상과 동영상으로 구분될 수 있다. 동영상은 다수의 프레임들이 포함된다. 초당 대략 30 프레임이 표시됨에 따라 시청자에게 동영상이 제공될 수 있다.
이러한 영상의 화질을 향상시키기 위해 움직임 보상 방법이 널리 이용되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 움직임 보상 방법은 현재 프레임(N)의 픽셀을 기준으로 움직임 추정(motion estimation)을 통해 현재 프레임의 픽셀로부터 이전 프레임(N-1)의 픽셀까지의 움직임 벡터(MV1)를 산출하고, 산출된 움직임 벡터(MV1)를 바탕으로 스케일링 및 움직임 내삽(motion interpolation)을 통해 현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1) 사이의 중간 위치에 현재 프레임(N)으로부터 통해 움직임 벡터(MV2)를 갖는 중간 프레임(N-1/2)의 픽셀을 구성하게 된다. 이전 프레임(N-1)의 픽셀은 현재 프레임(N)의 픽셀은 동일한 객체이다. 이와 같은 방법에 의해 중간 프레임(N-1/2)의 각 픽셀이 구성된다.
종래의 움직임 보상 방법은 등속도를 가정하여 중간 프레임(N-1/2)을 구성하는 방법으로서, 영상의 움직임이 등속도가 아닌 가변적인 속도, 즉 가속도로 변화는 경우, 중간 프레임(N-1/2)의 각 픽셀이 원하는 위치가 아닌 다른 위치로 구성되게 되어, 오히려 움직임 보상에 의해 영상의 화질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 가속도를 이용하여 움직임 보상함으로써, 화질을 향상시킬 수 있는 움직임 보상 방법 및 움직임 보상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 움직임 보상 방법을 적용한 액정표시장치 및 그 구동 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 움직임 보상 방법은, 현재 프레임의 제1 픽셀에 대응된 이전 프레임의 픽셀로의 제1 움직임 벡터를 산출하는 단계; 상기 이전 프레임의 픽셀의 속도 정보를 바탕으로 상기 이전 프레임의 픽셀에 대응된 상기 현재 프레임의 제2 픽셀로의 제2 움직임 벡터를 산출하는 단계; 상기 제1 움직임 벡터와 상기 제2 움직임 벡터를 바탕으로 제1 가속도 벡터를 산출하는 단계; 상기 제1 가속도 벡터를 스케일링하여 중간 프레임에 제2 가속도 벡터를 산출하는 단계; 상기 제2 움직임 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제3 움직임 벡터를 산출하는 단계; 상기 제2 움직임 벡터, 상기 제1 가속도 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제4 움직임 벡터를 산출하는 단계; 및 상기 제3 및 제4 움직임 벡터들에 의해 결정된 상기 중간 프레임의 소정 픽셀에 픽셀 데이터를 배열하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 움직임 보상 장치는, 현재 프레임의 제1 픽셀에 대응된 이전 프레임의 픽셀로의 제1 움직임 벡터를 산출하기 위한 제1 움직임 벡터 산출부; 상기 이전 프레임의 픽셀의 속도 정보를 바탕으로 상기 이전 프레임의 픽셀에 대응된 상기 현재 프레임의 제2 픽셀로의 제2 움직임 벡터를 산출하기 위한 제2 움직임 벡터 산출부; 상기 제1 움직임 벡터와 상기 제2 움직임 벡터를 바탕으로 제1 가속도 벡터를 산출하기 위한 제1 가속도 벡터 산출부; 상기 제1 가속도 벡터를 스케일링하여 중간 프레임에 제2 가속도 벡터를 산출하기 위한 제2 가속도 벡터 산출부; 상기 제2 움직임 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제3 움직임 벡터를 산출하기 위한 제3 움직임 벡터 산출부; 상기 제2 움직임 벡터, 상기 제1 가속도 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제4 움직임 벡터를 산출하기 위한 제4 움직임 벡터 산출부; 및 상기 제3 및 제4 움직임 벡터들에 의해 결정된 상기 중간 프레임의 소정 픽셀에 픽셀 데이터를 배열하기 위한 움직임 내삽부를 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 액정패널을 포함하는 액정표시장치의 구동 방법은, 다수의 프레임들과 이전 프레임의 속도 정보를 바탕으로 각 프레임들 사이에 생성된 중간 프레임들을 포함하는 영상을 제공하는 단계; 상기 액정패널의 각 게이트라인에 스캔신호를 공급하는 단계; 및 상기 액정패널의 각 데이터라인에 상기 영상을 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제4 실시예에 따르면, 액정표시장치는, 액정패널; 다수의 프레임들과 이전 프레임의 속도 정보를 바탕으로 각 프레임들 사이에 생성된 중간 프레임들을 포함하는 영상을 제공하기 위한 수단; 상기 액정패널의 각 게이트라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버; 및 상기 액정패널의 각 데이터라인에 상기 영상을 공급하는 데이터 드라이버를 포함한다.
본 발명은 이전 프레임의 속도 정보를 이용하여 중간 프레임을 생성함으로써, 속도의 가변에 따른 가속도를 반영함으로써, 보다 정교한 중간 프레임을 생성할 수 있어, 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 이러한 중간 프레임을 포함하는 영상을 표시함으로써, 액정표시장치의 모션 블러 현상을 방지하여 화질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 움직임 보상 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 현재 프레임(N)의 제1 픽셀로부터 움직임 추정을 통해 현재 프레임(N)의 픽셀에 대응된 이전 프레임(N-1)의 픽셀 사이의 제1 움직임 벡터를 산출한다. 이전 프레임(N-1)의 픽셀은 그 전의 프레임(N-2)의 픽셀로부터 산출된 속도 정보(v0, v'0)가 존재할 수 있다. 이는 나중에 상세히 설명한다.
현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1) 사이의 시간 정보와 이전 프레임(N-1)의 픽셀의 속도 정보(v0, v'0)를 바탕으로 이전 프레임(N-1)의 픽셀로부터 현재 프레임(N)의 제2 픽셀 사이의 제2 움직임 벡터를 산출한다. 제2 움직임 벡터(MV2)는 속도 정보가 반영되므로, 제1 움직임 벡터(MV1)와 제2 움직임 벡터(MV2)는 상이할 수 있다.
현재 프레임(N)의 제1 픽셀과 제2 픽셀 사이의 가속도 벡터(또는 제1 가속도 벡터)를 산출한다. 가속도 벡터는 현재 프레임(N)의 제1 픽셀과 제2 픽셀 사이의 공간적인 거리를 의미할 수 있다.
가속도 벡터를 스케일링하여 현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1) 사이에 생성할 중간 프레임(N-1/2)의 위치를 결정하고 가속도 벡터가 스케일링된 스케일 가속도 벡터(또는 제2 가속도 벡터)를 산출한다. 스케일 가속도 벡터는 가속도 벡터의 크기가 조정된 값이다.
스케일 가속도 벡터와 제2 움직임 벡터(MV2)를 바탕으로 이전 프레임(N-1)의 픽셀과 중간 프레임(N-1/2)의 픽셀 사이의 제3 움직임 벡터(MV3)를 산출하고, 스케일 가속도 벡터, 가속도 벡터 및 제2 움직임 벡터(MV2)를 바탕으로 중간 프레임(N-1/2)의 픽셀과 현재 프레임(N)의 픽셀 사이의 제4 움직임 벡터(MV4)를 산출한다.
제3 및 제4 움직임 벡터(MV3, MV4)를 바탕으로 중간 프레임(N-1/2)의 위치에 해당 픽셀 데이터를 배열시킨다. 이와 같은 방법에 의해 중간 프레임(N-1/2)의 각 픽셀에 해당 픽셀 데이터들이 배열되어, 중간 프레임(N-1/2)이 생성될 수 있다.
이전 프레임(N-1)의 속도 정보(v0, v'0)와 제2 움직임 벡터(MV2)를 바탕으로 현재 프레임(N)의 제1 픽셀의 속도 정보(v, v')를 산출한다. 현재 프레임(N)의 제1 픽셀의 속도 정보(v, v')는 현재 프레임의 제1 픽셀로부터 다음 프레임(N+1)의 픽셀까지의 움직임 벡터를 산출하는데 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 가속도적으로 각 프레임 간의 변화가 발생하는 경우, 속도 정보(v0, v'0)를 반영하여 중간 프레임(N-1/2)을 생성할 수 있으므로, 중 간 프레임(N-1/2)의 각 픽셀이 원하는 위치로 생성되게 되어, 화질이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 움직임 보상 장치를 도시한 블록도이고, 도 4는 도 3의 움직임 보상 장치에서 움직임 보상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 움직임 보상 장치(10)는 영상이 제1 움직임 벡터 산출부(14)로 공급된다. 영상은 다수의 프레임들로 생성될 수 있다. 따라서, 영상은 프레임 단위로 상기 제1 움직임 벡터 산출부(14)로 공급될 수 있다. 상기 제1 움직임 벡터 산출부(14)로 현재 공급되고 있는 프레임은 현재 프레임(N)으로 정의될 수 있다.
상기 영상은 제1 메모리(12)로 공급된다. 상기 제1 메모리(12)는 상기 영상을 저장한 후, 상기 제1 움직임 벡터 산출부(14)로 공급되고 있는 현재 프레임(N)의 이전인 이전 프레임(N-1)을 상기 제1 움직임 벡터 산출부(14)로 공급한다.
상기 제1 움직임 벡터 산출부(14)는 현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1)을 공급받는다. 현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1)은 각각 한 프레임동안 표시할 수 있는 다수의 픽셀들로 구성될 수 있다.
상기 제1 움직임 벡터 산출부(14)는 움직임 추정을 통해 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)에 대응하는 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)을 추정한다. 움직임 추정은 PEL recursive method 또는 optical flow method 중 어느 하나의 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 움직임 추정을 통해 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)에 대응된 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)이 추정되고, 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)과 상기 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1) 사이에 제1 움직임 벡터(MV1)가 산출된다. 제1 움직임 벡터(MV1)는 f(xn-1-xn, yn-1-yn)이 될 수 있다.
따라서, 상기 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)로부터 시작된 제1 움직임 벡터(MV1)를 따라가면 상기 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)에 대응된 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)이 추정될 수 있다. 현재 프레임(N) 내의 모든 픽셀들에 대해 움직임 추정이 수행된다.
제1 움직임 벡터(MV1), 현재 프레임(N), 이전 프레임(N-1) 및 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)가 제2 움직임 벡터 산출부(16)로 공급된다.
이전 프레임(N-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)는 제2 메모리(30)로부터 출력될 수 있다.
이전 프레임(N-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)는 이후에 설명될 속도 정보 산출부(28)에서 산출될 수 있다. 상기 속도 정보 산출부(28)는 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)의 속도 정보(V'xn, V'yn)를 산출하고, 산출된 속도 정보(V'xn, V'yn)는 제2 메모리(30)에 저장될 수 있다. 제2 메모리(30)에 저장된 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)의 속도 정보(V'xn, V'yn)는 다음 프레임(N+1)에 대한 제2 움직임 벡터를 산출할 때, 이전 프레임의 픽셀의 속도 정보로 상기 제2 움직임 벡터 산출부(16)로 공급될 수 있다.
상기 제2 움직임 벡터 산출부(16)는 현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1) 사이의 시간 정보를 산출하고, 산출된 시간 정보와 상기 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)를 바탕으로 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)이 추정될 수 있다.
현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)은 다음과 같은 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
x'n=Vxn -1*t
y'n=Vyn -1*t
Vxn-1은 이전 프레임의 픽셀의 x축 속도 성분이고, Vyn-1은 이전 프레임의 픽셀(xn-1, yn-1)의 y축 속도 성분이고, t는 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 시간 정보일 수 있다. 시간 정보(t)는 프레임들 간의 시간 간격이 동일하다고 가정할 때, 일정한 값을 가질 수 있다.
따라서, 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)과 이전 프레임(N-1)의 픽 셀(xn-1, yn-1) 사이에 제2 움직임 벡터(MV2)가 산출될 수 있다. 제2 움직임 벡터(MV2)는 f(x'n-xn-1, y'n-yn-1)이 될 수 있다.
제2 움직임 벡터(MV2)가 이전 프레임(N-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)에 따라 달리 산출되므로, 제2 움직임 벡터(MV2)에 의해 추정된 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)은 현재 프레임(N)의 원래의 픽셀(xn, yn)과 상이해질 수 있다. 여기서, 현재 프레임의 원래의 픽셀(xn, yn)과 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n) 사이에는 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)가 어떻게 변하느냐에 따라 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)이 상이해질 수 있다.
제1 움직임 벡터 산출부(14)로부터 출력된 제1 움직임 벡터(MV1)와 제2 움직임 벡터 산출부(16)로부터 출력된 제2 움직임 벡터(MV2)는 가속도 벡터 산출부(18)로 공급된다. 또한, 현재 프레임(N)도 상기 가속도 벡터 산출부(18)로 공급된다.
상기 가속도 벡터 산출부(18)는 상기 제1 움직임 벡터(MV1)와 상기 제2 움직임 벡터(MV2)를 이용하여 현재 프레임(N) 내에서 가속도 벡터(AV1, 또는 제1 가속도 벡터)를 산출한다.
예를 들어, 현재 프레임(N)의 원래의 픽셀(xn, yn)과 현재 프레임의 새로운 픽셀(x'n, y'n) 사이의 거리로 가속도 벡터(AV1)가 산출될 수 있다. 가속도 벡터(AV1)는 f(xn-x'n, yn-y'n)이 될 수 있다. 따라서, 가속도 벡터(AV1)의 크기는 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)에 따라 상이해질 수 있다.
상기 가속도 벡터 산출부(18)로부터 산출된 가속도 벡터(AV1)는 스케일부(20)로 공급된다.
스케일부(20)는 가속도 벡터(AV1)를 스케일링하여 현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1) 사이의 중간 프레임(N-1/2)의 위치와 가속도 벡터(AV1)의 크기를 조정하여 스케일 가속도 벡터(AV2, 또는 제2 가속도 벡터)를 산출한다. 중간 프레임(N-1/2)의 위치가 현재 프레임(N)과 이전 프레임(N-1) 사이의 어느 위치에 결정되느냐에 따라 스케일 가속도 벡터(AV2)가 상이해질 수 있다.
예를 들어, 중간 프레임(N-1/2)의 위치가 시간적으로 이전 프레임(N-1)의 위치에 가까워질수록 스케일 가속도 벡터(AV2)의 크기는 작아지게 되고, 중간 프레임(N-1/2)의 위치가 시간적으로 현재 프레임(N)의 위치에 가까워질수록 스케일 가속도 벡터(AV2)의 크기는 커지게 된다.
스케일 가속도 벡터(AV2)는 제3 움직임 벡터 산출부(22)와 제4 움직임 벡터 산출부(24)로 공급된다.
상기 제3 움직임 벡터 산출부(22)는 제2 움직임 벡터 산출부(16)로부터 출력된 제2 움직임 벡터(MV2) 및 상기 스케일부(20)로부터 출력된 스케일 가속도 벡 터(AV2)를 바탕으로 제3 가속도 벡터(MV3)를 산출한다.
스케일 가속도 벡터(AV2)로부터 스케일 가속도 벡터(AV2)의 시작점에 해당하는 시작 픽셀이 산출된다.
이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)과 스케일 가속도 벡터(AV2)의 시작 픽셀을 이용하여 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)과 스케일 가속도 벡터(AV2)의 시작 픽셀 사이의 제1 서브 움직임 벡터(MV'2)가 산출된다.
상기 제1 서브 움직임 벡터(MV'2)와 상기 스케일 가속도 벡터(AV2)를 이용하여 제3 움직임 벡터(MV3)가 산출될 수 있다.
상기 제4 움직임 벡터 산출부(24)는 제2 움직임 벡터 산출부(16)로부터 출력된 제2 움직임 벡터(MV2), 상기 가속도 벡터 산출부(18)로부터 출력된 가속도 벡터(AV1) 및 상기 스케일부(20)로부터 출력된 스케일 가속도 벡터(AV2)를 바탕으로 제4 가속도 벡터(MV4)를 산출한다.
스케일 가속도 벡터(AV2)로부터 스케일 가속도 벡터(AV2)의 시작점에 해당하는 시작 픽셀이 산출된다.
스케일 가속도 벡터(AV2)의 시작 픽셀과 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)을 이용하여 스케일 가속도 벡터(AV2)의 시작 픽셀과 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n) 사이의 제2 서브 움직임 벡터(MV''2)가 산출된다.
상기 제2 서브 움직임 벡터(MV''2)와 스케일 가속도 벡터(AV2)를 이용하여 제3 서브 움직임 벡터(MV'''2)이 산출되고 제3 서브 움직임 벡터(MV'''2)의 끝 픽 셀이 현재 프레임(N)에서 추정된다.
상기 제3 서브 움직임 벡터(MV'''2)의 끝 픽셀과 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)을 이용하여 서브 가속도 벡터(AV'1)가 산출된다.
제3 서브 움직임 벡터(MV'''2)와 서브 가속도 벡터(AV'1)를 이용하여 제4 움직임 벡터(MV4)가 산출된다.
상기 제3 움직임 벡터(MV3)와 상기 제4 움직임 벡터(MV4)는 움직임 내삽부(26)로 공급된다.
움직임 내삽부(26)는 상기 제3 움직임 벡터(22)와 상기 제4 움직임 벡터(24)를 이용하여 상기 스케일 가속도 벡터(AV2)의 끝점에 해당하는 끝 픽셀을 산출하고, 산출된 끝 픽셀에 해당 픽셀 데이터를 배열시킨다. 상기 픽셀 데이터는 현재 프레임(N)의 픽셀(xn, yn)과 이전 프레임(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)에 대응된 픽셀 데이터일 수 있다.
한편, 상기 제2 움직임 벡터 산출부(16)로부터 산출된 제2 움직임 벡터(MV2)는 속도 정보 산출부(28)로 공급된다.
상기 속도 정보 산출부(28)는 이전 데이터(N-1)의 픽셀(xn-1, yn-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)와 상기 제2 움직임 벡터(MV2)를 이용하여 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)의 속도 정보(V'xn, V'yn)를 산출한다. 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)의 속도 정보(V'xn, V'yn)는 다음과 같은 수학식 2에 의해 산출될 수 있 다.
V'xn=Vxn -1+axt
V'yn=Vyn-1+ayt
여기서, ax는 x축 가속도 성분이고, ay는 y축 가속도 성분이다.
제2 움직임벡터(MV2)는 다음과 같은 수학식 3에 의해 표시될 수 있다.
x'n-xn -1=(1/2)axt2, ax=2(x'n-xn -1)/t2
y'n-yn-1=(1/2)ayt2, ay=2(y'n-yn-1)/t2
수학식 3을 수학식 2에 대입하여 정리하면, 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)의 속도 정보(V'xn, V'yn)는 다음과 같은 수학식 4에 의해 산출될 수 있다.
V'xn=Vxn -1+2(x'n-xn -1)/t
V'yn=Vyn-1+2(y'n-yn-1)/t
상기 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)의 속도 정보(V'xn, V'yn)는 제2 메모리(30)에 저장될 수 있다.
제2 메모리(30)에 저장된 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)의 속도 정보(V'xn, V'yn)는 다음 프레임(N+1)에 의한 움직임 추정에 의해 추정될 때, 이전 프레임의 속도 정보로 제공될 수 있다. 이때, 현재 프레임(N)은 다음 프레임(N+1)에 대해 이전 프레임이 될 수 있다.
본 실시예는 이전 프레임(N-1)의 속도 정보(Vxn-1, Vyn-1)를 바탕으로 현재 프레임(N)의 새로운 픽셀(x'n, y'n)을 추정하고, 이로부터 가속도 벡터(AV1)를 산출하며, 산출된 가속도 벡터(AV1)를 이용하여 중간 프레임(N-1/2)의 픽셀을 추정할 수 있다. 이에 따라, 속도의 가변에 따른 가속도를 반영함으로써, 보다 정교한 중간 프레임(N-1/2)을 생성할 수 있어, 화질을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명에서는 픽셀을 움직임 추정하는 것으로 설명하고 있지만, 본 실시예는 이에 한정되지 않고 다수의 픽셀들을 포함하도록 정의된 블록을 움직임 추정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 움직임 보상이 가능한 액정표시장치를 도시한 블록도이다.
본 실시예에서 움직임 보상부(10)는 제1 실시예의 움직임 보상 장치를 의미하는 것으로서, 그 구성 요소가 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하고 추가적인 기술적 특징을 위주로 설명한다.
도 5를 참조하면, 액정표시장치(50)는 액정패널(80), 액정패널(80)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(70) 및 데이터 드라이버(75) 그리고 상기 게이트 드라이 버(70)와 상기 데이터 드라이버(75)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(60)를 포함한다.
액정패널(80)은 제1 및 제2 기판과 제1 및 제2 기판 사이에 게재된 액정층을 포함한다.
제1 기판에는 다수의 게이트라인들과 다수의 데이터라인들이 교차하여 배열된다. 각 게이트라인과 각 데이터라인의 교차에 의해 매트릭스로 배열된 화소 영역들이 정의될 수 있다.
각 화소 영역에는 박막트랜지스터와 화소전극이 배치될 수 있다. 박막트랜지스터는 게이트 전극이 게이트라인에 전기적으로 연결되고, 소오스 전극이 데이터라인에 전기적으로 연결되며, 드레인 전극이 화소전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 기판에는 제1 기판의 각 화소 영역에 대응되어 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층이 배치되고, 각 컬러필터 사이에 광을 차단하는 블랙 매트릭스가 배치된다. 공통전극은 제1 및 제2 기판 중 어느 하나의 기판에 배치될 수 있다.
상기 타이밍 콘트롤러(60)는 움직임 보상부(10)와 제어신호 생성부(64)를 포함한다.
상기 움직임 보상부(10)는 영상의 각 프레임 사이의 중간 프레임을 생성한다. 중간 프레임의 생성 방법에 대해서는 이미 앞서 설명한 바 있으므로, 더 이상의 설명은 생략한다.
상기 움직임 보상부(10)로 공급되는 영상은 60Hz 또는 50Hz로 구동되는 프레 임들을 가질 수 있다.
본 실시예에서 움직임 보상부(10)는 프레임 간의 중간 프레임을 생성하여, 100Hz나 120Hz로 구동되는 프레임들을 갖는 영상이 생성될 수 있다.
상기 움직임 보상부(10)는 프레임들과 각 프레임 사이에 생성된 중간 프레임을 포함하는 영상을 데이터 드라이버(75)로 공급한다.
상기 제어신호 생성부(64)는 게이트 드라이버(70)를 제어하기 위한 게이트 제어신호와 데이터 드라이버(75)를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 생성한다. 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 시프트 클럭(GSC) 및 게이트 출력 이네이블(GOE)을 포함할 수 있다. 데이터 제어신호는 소오스 스타트 펄스(SSP), 소오스 시프트 클럭(SSC), 소오스 출력 이네이블(SOE) 및 POL을 포함할 수 있다.
상기 게이트 드라이버(70)는 상기 제어신호 생성부(64)로부터 공급된 게이트 제어신호에 응답하여 상기 액정패널(80)의 각 게이트라인으로 공급하기 위한 스캔 신호를 순차적으로 생성한다.
상기 데이터 드라이버(75)는 상기 움직임 보상부(10)로부터 공급된 영상과 상기 제어신호 생성부로부터 공급된 데이터 제어신호를 바탕으로 상기 데이터 제어신호에 따라 상기 영상의 각 프레임의 각 픽셀에 상응하는 아날로그 전압을 액정패널로 공급한다.
상기 액정패널(80)은 상기 스캔신호에 의해 각 게이트라인을 활성화하고, 상기 영상의 각 프레임의 각 픽셀에 상응하는 아날로그 전압에 공급하여, 영상을 표시한다.
상기 움직임 보상부(10)로부터 공급된 영상이 100Hz나 120Hz로 구동될 수 있는 프레임들과 중간 프레임들을 포함하므로, 액정패널에 표시된 영상은 100Hz나 120Hz로 구동되어 표시되므로, 프레임 간의 시간 차이에 따른 모션 블러(motion blur) 현상을 방지할 수 있어 화질이 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 움직임 보상 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 움직임 보상 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 움직임 보상 장치를 도시한 블록도.
도 4는 도 3의 움직임 보상 장치에서 움직임 보상을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 움직임 보상이 가능한 액정표시장치를 도시한 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 움직임 보상 장치, 움직임 보상부
12: 제1 메모리 14: 제1 움직임 벡터 산출부
16: 제2 움직임 벡터 산출부 18: 가속도 벡터 산출부
20: 스케일부 22: 제3 움직임 벡터 산출부
24: 제4 움직임 벡터 산출부 26: 움직임 내삽부
28: 속도 정보 산출부 30: 제2 메모리
50: 액정표시장치 60: 타이밍 콘트롤러
64: 제어신호 생성부 70: 게이트 드라이버
75: 데이터 드라이버 80: 액정패널

Claims (14)

  1. 현재 프레임의 제1 픽셀에 대응된 이전 프레임의 픽셀로의 제1 움직임 벡터를 산출하는 단계;
    상기 이전 프레임의 픽셀의 속도 정보를 바탕으로 상기 이전 프레임의 픽셀에 대응된 상기 현재 프레임의 제2 픽셀로의 제2 움직임 벡터를 산출하는 단계;
    상기 제1 움직임 벡터와 상기 제2 움직임 벡터를 바탕으로 제1 가속도 벡터를 산출하는 단계;
    상기 제1 가속도 벡터를 스케일링하여 중간 프레임에 제2 가속도 벡터를 산출하는 단계;
    상기 제2 움직임 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제3 움직임 벡터를 산출하는 단계;
    상기 제2 움직임 벡터, 상기 제1 가속도 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제4 움직임 벡터를 산출하는 단계; 및
    상기 제3 및 제4 움직임 벡터들에 의해 결정된 상기 중간 프레임의 소정 픽셀에 픽셀 데이터를 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이전 프레임의 픽셀의 속도 정보와 상기 제2 움직임 벡터를 바탕으로 상기 현재 프레임의 제2 픽셀의 속도 정보를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 현재 프레임의 제2 픽셀의 속도 정보는 다음 프레임에서 제2 움직임 벡터를 산출하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 움직임 벡터를 산출하는 단계는,
    상기 현재 프레임과 상기 이전 프레임 사이의 시간 정보를 산출하는 단계;
    상기 시간 정보와 상기 이전 프레임의 속도 정보를 바탕으로 상기 현재 프레임의 제2 픽셀을 추정하는 단계; 및
    상기 현재 프레임의 제2 픽셀과 상기 이전 프레임의 픽셀을 바탕으로 상기 제2 움직임 벡터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 움직임 벡터는 상기 이전 프레임의 속도 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 가속도 벡터를 산출하는 단계는,
    상기 추정된 현재 프레임의 제2 픽셀과 상기 현재 프레임의 제1 픽셀을 바탕으로 상기 제1 가속도 벡터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직 임 보상 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이전 프레임의 속도 정보에 따라 상기 제1 가속도 벡터의 크기는 상이해지는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중간 프레임의 시간적 위치는 상기 현재 프레임과 상기 이전 프레임 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 중간 프레임의 시간적 위치에 따라 상기 제2 가속도 벡터의 크기가 상이해지는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제3 움직임 벡터를 산출하는 단계는,
    상기 이전 프레임의 픽셀과 상기 제2 가속도 벡터의 시작점에 해당하는 픽셀을 바탕으로 제1 서브 움직임 벡터를 산출하는 단계; 및
    상기 제1 서브 움직임 벡터와 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 상기 제3 움직임 벡터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제4 움직임 벡터를 산출하는 단계는,
    상기 현재 프레임의 제2 픽셀과 상기 제2 가속도 벡터의 시작점에 해당하는 픽셀을 바탕으로 제2 서브 움직임 벡터를 산출하는 단계;
    상기 서브 움직임 벡터와 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제3 서브 움직임 벡터를 산출하는 단계;
    상기 제3 서브 움직임 벡터의 끝점에 해당하는 픽셀과 상기 현재 프레임의 제1 픽셀을 바탕으로 서브 가속도 벡터를 산출하는 단계;
    상기 제3 서브 움직임 벡터와 상기 서브 가속도 벡터를 바탕으로 상기 제4 움직임 벡터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  12. 현재 프레임의 제1 픽셀에 대응된 이전 프레임의 픽셀로의 제1 움직임 벡터를 산출하기 위한 제1 움직임 벡터 산출부;
    상기 이전 프레임의 픽셀의 속도 정보를 바탕으로 상기 이전 프레임의 픽셀에 대응된 상기 현재 프레임의 제2 픽셀로의 제2 움직임 벡터를 산출하기 위한 제2 움직임 벡터 산출부;
    상기 제1 움직임 벡터와 상기 제2 움직임 벡터를 바탕으로 제1 가속도 벡터를 산출하기 위한 제1 가속도 벡터 산출부;
    상기 제1 가속도 벡터를 스케일링하여 중간 프레임에 제2 가속도 벡터를 산출하기 위한 제2 가속도 벡터 산출부;
    상기 제2 움직임 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제3 움직임 벡터를 산출하기 위한 제3 움직임 벡터 산출부;
    상기 제2 움직임 벡터, 상기 제1 가속도 벡터 및 상기 제2 가속도 벡터를 바탕으로 제4 움직임 벡터를 산출하기 위한 제4 움직임 벡터 산출부; 및
    상기 제3 및 제4 움직임 벡터들에 의해 결정된 상기 중간 프레임의 소정 픽셀에 픽셀 데이터를 배열하기 위한 움직임 내삽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 장치.
  13. 액정패널을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    다수의 프레임들과 이전 프레임의 속도 정보를 바탕으로 각 프레임들 사이에 생성된 중간 프레임들을 포함하는 영상을 제공하는 단계;
    상기 액정패널의 각 게이트라인에 스캔신호를 공급하는 단계; 및
    상기 액정패널의 각 데이터라인에 상기 영상을 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 중간 프레임은 제1 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 의한 움직임 보상 방법에 의해 생성되는 액정표시장치의 구동 방법.
  14. 액정패널;
    다수의 프레임들과 이전 프레임의 속도 정보를 바탕으로 각 프레임들 사이에 생성된 중간 프레임들을 포함하는 영상을 제공하기 위한 수단;
    상기 액정패널의 각 게이트라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버; 및
    상기 액정패널의 각 데이터라인에 상기 영상을 공급하는 데이터 드라이버를 포함하고,
    상기 영상을 제공하기 위한 수단은 제12항에 의한 움직임 보상 장치를 포함하는 액정표시장치.
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