KR101878362B1

KR101878362B1 - 영상표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR101878362B1
Application number: KR1020110079431A
Authority: KR
Inventors: 김영훈; 이한상
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2018-08-07
Also published as: US9030483B2; TW201232522A; KR20120057498A; US20120133670A1; CN102479482B; TWI443639B; CN102479482A

Abstract

본 발명은, 다수의 화소를 포함하고 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득 중 하나를 이용하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 컬러 변환부와; 상기 변조영상신호로부터 데이터신호를 생성하여 상기 표시패널에 공급하는 데이터신호 생성부를 포함하는 영상표시장치를 제공한다.

Description

영상표시장치 및 그 구동방법 {IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멀티 프라이머리 컬러(multi-primary color)를 표시하는 영상표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel: PDP), 유기발광표시장치(organic light emitting diode: OLED)와 같은 여러 가지 평판표시장치(flat panel display: FPD)가 활용되고 있다.

이러한 평판표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과, 영상표시에 필요한 데이터신호를 생성하는 구동부로 이루어질 수 있는데 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 영상표시장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 영상표시장치(10)는, 다수의 화소(P)를 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(20)과, 영상신호(R, G, B)로부터 영상표시에 필요한 데이터신호를 생성하여 표시패널(20)에 공급하는 구동부(30)를 포함한다.

표시패널(20)은 각각이 적, 녹, 청 부화소(Pr, Pg, Pb)로 구성되는 다수의 화소(P)를 포함하며, 다수의 화소(P)에 각각 상이한 데이터신호를 인가하여 일 프레임의 영상을 표시한다.

구동부(30)는 데이터신호 생성부(60)를 포함하며, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부의 시스템부(70)로부터 영상신호(R, G, B) 및 다수의 제어신호를 입력 받아 데이터신호를 생성하여 표시패널(20)에 공급한다.

예를 들어, 데이터신호 생성부(60)는 시스템부(70)로부터 공급되는 디지털 형태의 영상신호(R, G, B) 및 다수의 제어신호를 이용하여 아날로그 형태의 데이터신호를 생성할 수 있다.

그리고, 이러한 데이터신호 생성부(60)는 타이밍제어부와 데이터 구동집적회로로 이루어질 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 영상표시장치(20)는 적, 녹, 청 부화소(Pr, Pg, Pb)를 이용하여 영상을 표시하므로, 실제 자연상태로 존재하는 다양한 색상을 표시하는데 한계가 발생한다.

즉, 빛의 삼원색인 적, 녹, 청색의 조합으로 표현된 색상은 상대적으로 휘도가 낮으며, 적, 녹, 청색의 조합으로 표현된 영상의 휘도가 높을수록 인지적 요소가 저하되는 단점이 있다.

본 발명은, 적, 녹, 청색에 대한 영상신호를 변환하여 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 데이터신호를 생성함에 있어서, 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득(gain)을 적용함으로써, 화질 및 휘도가 개선된 증가되는 영상표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 적, 녹, 청색에 대한 영상신호를 변환하여 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 데이터신호를 생성함에 있어서, 영상의 종류에 따라 상이한 변동최대이득을 설정하고 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득을 적용함으로써, 변동최대이득을 적용함으로써, 계조포화영역이 최소화되고 화질, 휘도 및 대조비가 개선된 영상표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 다수의 화소를 포함하고 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득 중 하나를 이용하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 컬러 변환부와; 상기 변조영상신호로부터 데이터신호를 생성하여 상기 표시패널에 공급하는 데이터신호 생성부를 포함하는 영상표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 다수의 이득은 미리 설정된 고정최대이득을 상한으로 하고, 상기 영상신호에 따라 서로 상이한 값을 가질 수 있다.

그리고, 상기 영상표시장치는, 상기 영상신호를 분석하여 상기 영상신호에 대응되어 변동하는 변동최대이득을 생성하는 영상분석부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 다수의 이득은 상기 변동최대이득을 상한으로 하고, 상기 영상신호에 따라 서로 상이한 값을 가질 수 있다.

그리고, 상기 영상분석부는, 상기 영상신호를 다수의 그룹으로 분류하고, 상기 다수의 그룹 중 상기 영상신호가 속하는 그룹에 대한 정보를 포함하는 분류신호를 생성하는 영상분류부와; 상기 분류신호에 따라 상기 변동최대이득을 생성하는 변동최대이득 설정부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 보조원색은 황색(yellow)인 경우, 상기 영상분류부는, 상기 영상신호의 적색, 녹색 및 청색 성분의 합이 기준계조 미만인 경우에는, 상기 영상신호를 흑색이 우세한 K그룹에 속하는 것으로 분류하고, 상기 영상신호의 적색 및 녹색 성분의 최소값을 상기 영상신호의 적색 및 녹색 성분의 최대값으로 나눈 결과로 정의되는 Y비율이 기준비율보다 큰 경우에는, 상기 영상신호를 황색이 우세한 Y그룹에 속하는 것으로 분류하고, 상기 영상신호의 상기 Y비율이 상기 기준비율 이하인 경우에는, 상기 영상신호를 적색, 녹색 또는 청색이 우세한 R, G, B그룹 중 하나에 속하는 것으로 분류할 수 있다.

그리고, 상기 기준계조는 20계조이고, 상기 기준비율은 0.7이고, 상기 G그룹에 대응되는 상기 변동최대이득은 1.75 내지 2.0 범위의 값이고, 상기 R, Y, K그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.5 내지 1.75 범위의 값이고, 상기 B그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.25 내지 1.5 범위의 값일 수 있다.

또한, 상기 보조원색은 청록색(cyan)인 경우, 상기 영상분류부는, 상기 영상신호의 적색, 녹색 및 청색 성분의 합이 기준계조 미만인 경우에는, 상기 영상신호를 흑색이 우세한 K그룹에 속하는 것으로 분류하고, 상기 영상신호의 녹색 및 청색 성분의 최소값을 상기 영상신호의 녹색 및 청색 성분의 최대값으로 나눈 결과로 정의되는 C비율이 기준비율보다 큰 경우에는, 상기 영상신호를 청록색이 우세한 C그룹에 속하는 것으로 분류하고, 상기 영상신호의 상기 C비율이 상기 기준비율 이하인 경우에는, 상기 영상신호를 적색, 녹색 또는 청색이 우세한 R, G, B그룹 중 하나에 속하는 것으로 분류할 수 있다.

그리고, 상기 기준계조는 20계조이고, 상기 기준비율은 0.7이고, 상기 G그룹에 대응되는 상기 변동최대이득은 1.5 내지 2.0 범위의 값이고, 상기 R그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.5 내지 1.75 범위의 값이고, 상기 C, K그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.25 내지 1.75 범위의 값이고, 상기 B그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.0 내지 1.5 범위의 값일 수 있다.

한편, 본 발명은, 컬러 변환부가, 다수의 이득 중 하나를 이용하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 단계와; 데이터신호 생성부가, 상기 변조영상신호로부터 데이터신호를 생성하는 단계와; 다수의 화소를 포함하는 표시패널이 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 단계를 포함하는 영상표시장치의 구동방법을 제공한다.

그리고, 상기 영상표시장치의 구동방법은, 영상분석부가 상기 영상신호를 분석하여 상기 영상신호에 대응되어 변동하는 변동최대이득을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 다수의 이득은 상기 변동최대이득을 상한으로 하고, 상기 영상신호에 따라 서로 상이한 값을 가질 수 있다.

그리고, 상기 영상분석부가 상기 영상신호를 분석하여 상기 영상신호에 대응되어 변동하는 상기 변동최대이득을 생성하는 단계는, 영상분류부가 상기 영상신호를 다수의 그룹으로 분류하고, 상기 다수의 그룹 중 상기 영상신호가 속하는 그룹에 대한 정보를 포함하는 분류신호를 생성하는 단계와; 변동최대이득 설정부가 상기 분류신호에 따라 상기 변동최대이득을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 보조원색은 황색(yellow) 및 청록색(cyan) 중 하나일 수 있다.

본 발명에 따른 영상표시장치 및 그 구동방법에서는, 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득을 적용하여 적, 녹, 청색 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색 데이터신호를 생성함으로써, 휘도를 개선하고 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시하여 화질을 개선할 수 있다.

그리고, 영상의 종류에 따라 상이한 변동최대이득을 상한(upper limit)으로 설정하고, 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득을 적용하여 적, 녹, 청색 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색 데이터신호를 생성함으로써, 휘도를 개선함과 동시에 계조포화영역을 최소화하여 화질 및 대조비를 개선할 수 있다.

도 1은 종래의 영상표시장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법을 나타내는 순서도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법에 적용되는 이득 및 Y비율의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법을 나타내는 순서도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부의 영상분류방법을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분류기준을 설정하기 위한 영상평가결과를 도시한 그래프.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법에 적용되는 이득 및 Y비율의 관계를 나타내는 그래프.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법을 나타내는 순서도.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부의 영상분류방법을 도시한 순서도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치(110)는, 다수의 화소(P)를 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(120)과, 영상신호(R, G, B)로부터 영상표시에 필요한 데이터신호를 생성하여 표시패널(120)에 공급하는 구동부(130)를 포함한다.

황색(yellow)을 보조원색(auxiliary primary color)으로 사용하는 표시패널(120)은 각각이 적, 녹, 청, 황 부화소(Pr, Pg, Pb, Py)로 구성되는 다수의 화소(P)를 포함하며, 다수의 화소(P)에 각각 상이한 데이터신호를 인가하여 일 프레임의 영상을 표시한다.

구동부(130)는 컬러 변환부(150) 및 데이터신호 생성부(160)를 포함하며, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부의 시스템부(170)로부터 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B) 및 다수의 제어신호를 입력 받아 데이터신호를 생성하여 표시패널(120)에 공급한다.

예를 들어, 시스템부(170)는 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)와, 데이터인에이블(DE), 수직동기신호(VSY), 수평동기신호(HSY), 클럭(CLK) 등의 다수의 제어신호를 구동부(130)에 공급할 수 있으며, 컬러 변환부(150)는 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)로부터 적, 녹, 청, 황색에 대한 디지털 형태의 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하여 데이터신호 생성부(160)에 공급할 수 있다.

그리고, 데이터신호 생성부(160)는 디지털 형태의 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)와 다수의 제어신호를 이용하여 적, 녹, 청, 황색에 대한 아날로그 형태의 데이터신호를 생성하여 표시패널(120)에 공급할 수 있다.

적, 녹, 청, 황색에 대한 아날로그 형태의 데이터신호는 각각 표시패널(120)의 적, 녹, 청, 황 부화소(Pr, Pg, Pb, Py)에 인가되고, 해당 화소(P)는 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

이러한, 구동부(130)의 동작에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법에 적용되는 이득 및 Y비율의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 2를 함께 참조하여 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 구동부(130)의 컬러 변환부(150)는 시스템부(170)로부터 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B)를 입력 받고(S110), 영상신호(R, G, B)로부터 제1Y데이터(Y1)를 산출한다(S120).

여기서, 제1Y데이터(Y1)는 영상신호(R, G, B)의 적색 및 녹색 성분(R, G)을 이용하여 산출할 수 있는데, 예를 들어, 적색 및 녹색 성분(R, G) 중 최소값(MIN(R, G))을 제1Y데이터(Y1)로 결정할 수 있다. (Y1 = MIN(R, G))

그리고, 컬러 변환부(150)는 영상신호(R, G, B)와 산출된 제1Y데이터(Y1)를 이용하여 제1RGB데이터(R1, G1, B1)을 산출하는데(S130), 예를 들어, 영상신호(R, G, B)의 적색 및 녹색 성분(R, G)에서 제1Y데이터(Y1)를 뺀 결과를 각각 제1RG데이터(R1, G1)로 결정하고, 영상신호(R, G, B)의 청색 성분(B)을 제1B데이터(B1)로 결정할 수 있다. (R1 = R - Y1, G1 = G - Y1, B1 = B)

여기서, 이전 단계에서 산출된 제1Y데이터(Y1)와 현 단계에서 산출된 제1RG데이터(R1, G1) 및 제1B데이터(B1)는 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)로 정의된다.

또한, 컬러 변환부(150)는 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)을 이용하여 이득(gain)(GN)을 산출하는데(S140), 예를 들어, 계조(gray)(GRA)의 최대값(GRAmax)을 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1) 중 최대값(MAX(R1, G1, B1, Y1))으로 나눈 결과를 이득(gain)(GN)으로 결정할 수 있다. (GN = GRAmax / MAX(R1, G1, B1, Y1))

그리고, 컬러 변환부(150)는 고정최대이득(FGNmax)을 상한(upper limit)으로 적용한 상태에서 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)와 이득(GN)을 이용하여 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 산출하는데(S150), 예를 들어, 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)에 이득(GN)을 곱하여 각각 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)로 결정할 수 있다. (R2 = GN * R1, G2 = GN * G1, B2 = GN * B1, Y2 = GN * Y1)

그리고, 컬러 변환부(150)는 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)로 출력하여(S160) 데이터 생성부(160)에 공급하고, 데이터 생성부(160)는 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 디지털 형태에서 아날로그 형태로 변환하여 데이터신호로 표시패널(120)에 공급한다.

이러한 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2) 산출 과정을 하나의 화소(P)에 대한 영상신호의 실제값을 예로 들어 설명한다.

예를 들어, 256계조를 표시하는 표시패널(120)의 임의의 화소(P)에 대응되는 영상신호(R, G, B)가 (150, 200, 160)이고, 고정최대이득(FGNmax)을 2로 설정한 경우, 제1Y데이터(Y1)는 150이 된다. (Y1 = MIN(150, 200) = 150)

그리고, 제1Y데이터(Y1)를 이용하여 제1RG데이터(R1, G1)를 구하면 각각 0, 50이 되고, 제1B데이터(B1)는 160이 된다. (R1 = (150 150) = 0, G1 = (200 150) = 50, B1 = 160)

또한, 256계조의 최대값(GRAmax)은 255이고, 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)의 최대값은 160이므로, 이득(GN)은 1.59가 된다. (MAX(0, 50, 160, 150) = 160, GN = 255 / 160 = 1.59)

산출된 이득(GN)이 고정최대이득(FGNmax)인 2 미만이므로, 산출된 이득(GN)으로부터 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)는 각각 0, 79.5, 254.4, 238.5이 된다. (R2 = 1.59 * 0 = 0, G2 = 1.59 * 50 = 79.5, B2 = 1.59 * 160 = 254.4, Y2 = 1.59 * 150 = 238.5)

여기서, S120 단계 내지 S150 단계의 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2) 산출단계는 표시패널(120)의 다수의 화소(P) 각각에 대응되는 다수의 영상신호(R, G, B)에 대하여 이행되고, 다수의 화소(P) 각각에 대응되는 다수의 영상신호(R, G, B)는 서로 상이한 데이터를 가지므로, 산출된 이득(GN)은 다수의 화소(P) 각각에 대응되어 서로 상이한 값을 갖는다.

즉, 컬러 변환부(150)는, 다수의 화소(P)에 각각 대응되는 다수의 이득(GN)을 이용하여 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성한다.

그리고, 산출된 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)에 이득(GN)을 곱해서 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하는 이유는, 영상신호(R, G, B)의 적색 및 녹색 성분(R, G) 각각에서 제1Y데이터(Y1)를 빼서 제1RG데이터(R1, G1)를 생성하므로 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)를 그대로 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)로 사용하면 영상의 휘도가 너무 저하되기 때문이다.

즉, 영상신호(R, G, B)에서 제1Y데이터(Y1)를 2번 빼주고 1번 더해주기 때문에, 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)의 휘도는 영상신호(R, G, B)의 휘도보다 낮은 상태이며, 이러한 휘도 저하를 보상하기 위하여 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)에 이득(GN)을 곱한 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 최종적인 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)로 출력한다.

이때, 다수의 화소(P) 각각에 대응되는 이득(GN)이 너무 높을 경우, 필요이상으로 과도하게 휘도 저하를 보상하게 되므로, 고정최대이득(FGNmax)을 이득(GN)의 상한(upper limit)으로 적용한 상태에서 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 산출한다.

즉, S140 단계에서 산출된 이득(GN)이 고정최대이득(FGNmax) 이상인 경우에는 산출된 이득(GN) 대신 설정된 고정최대이득(FGNmax)을 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)에 곱하여 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 산출한다.

예를 들어, 고정최대이득(FGNmax)은 2로 설정할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치(110)의 구동부(130)에서의 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2) 산출에 이용되는 이득(GN)은, 고정최대이득(FGNmax) 이하에서 영상신호(R, G, B)에 따라 상이한 값이 된다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 이득(GN)은 설정된 고정최대이득(FGNmax)을 상한(upper limit)으로 하여 영상신호(R, G, B)의 Y비율(YP)에 따라 상이한 값을 갖도록 분포된다.

여기서, Y비율(YP)은 영상신호(R, G, B)의 적색 및 녹색 성분(R, G)으로부터 정의될 수 있는데, 예를 들어, 적색 및 녹색 성분(R, G)의 최소값(MIN(R, G))을 적색 및 녹색 성분(R, G)의 최대값(MAX(R, G))으로 나눈 결과를 Y비율(YP)로 정의할 수 있다. (YP = MIN(R, G) / MAX(R, G))

이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 영상표시장치(110)에서는, 다수의 화소(P)에 대응되어 다양한 값을 갖는 다수의 이득(GN)을 이용하여 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하므로, 표시되는 영상의 휘도가 개선되고 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

그런데, 본 발명의 제1실시예에서는 다수의 이득(GN)을 적용함에 있어서 고정최대이득(FGNmax)을 설정하고 이를 일률적으로 다수의 화소(P)에 대응되는 영상신호(R, G, B)에 적용함으로써, 특정 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)의 계조(gray)가 포화되어 화질이 저하되는 경우가 발생한다.

다른 실시예에서는 영상의 종류에 따라 상이한 변동최대이득을 적용하여 이러한 화질 저하를 방지할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치(210)는, 다수의 화소(P)를 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(220)과, 영상신호(R, G, B)로부터 영상표시에 필요한 데이터신호를 생성하여 표시패널(220)에 공급하는 구동부(230)를 포함한다.

황색(yellow)을 보조원색(auxiliary primary color)으로 사용하는 표시패널(220)은 각각이 적, 녹, 청, 황 부화소(Pr, Pg, Pb, Py)로 구성되는 다수의 화소(P)를 포함하며, 다수의 화소(P)에 각각 상이한 데이터신호를 인가하여 일 프레임의 영상을 표시한다.

구동부(230)는 영상분석부(240), 컬러 변환부(250) 및 데이터신호 생성부(260)를 포함하며, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부의 시스템부(270)로부터 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B) 및 다수의 제어신호를 입력 받아 데이터신호를 생성하여 표시패널(220)에 공급한다.

예를 들어, 시스템부(270)는 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)와, 데이터인에이블(DE), 수직동기신호(VSY), 수평동기신호(HSY), 클럭(CLK) 등의 다수의 제어신호를 구동부(230)에 공급할 수 있으며, 영상분석부(240)는 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)를 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)에 대응되는 변동최대이득(VGNmax)를 생성하여 컬러 변환부(250)에 공급할 수 있다.

그리고, 컬러 변환부(250)는 변동최대이득(VGNmax)을 적용하여 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)로부터 적, 녹, 청, 황색에 대한 디지털 형태의 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하여 데이터신호 생성부(260)에 공급할 수 있으며, 데이터신호 생성부(260)는 디지털 형태의 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)와 다수의 제어신호를 이용하여 적, 녹, 청, 황색에 대한 아날로그 형태의 데이터신호를 생성하여 표시패널(220)에 공급할 수 있다.

적, 녹, 청, 황색에 대한 아날로그 형태의 데이터신호는 각각 표시패널(220)의 적, 녹, 청, 황 부화소(Pr, Pg, Pb, Py)에 인가되고, 해당 화소(P)는 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

여기서, 영상신호를 분석하여 변동최대이득(VGNmax)를 생성하는 영상분석부(240)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부를 도시한 도면이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 영상분석부(240)는, 영상신호(R, G, B)를 분석하여 다수의 그룹으로 분류하고, 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 대한 정보를 포함하는 RGBYK 분류신호를 생성하는 영상분류부(241)와, RGBYK 분류신호에 따라 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 대응되는 상이한 변동최대이득(VGNmax)을 생성하는 변동최대이득 설정부(249)를 포함한다.

예를 들어, 다수의 그룹이 적, 녹, 청, 황, 흑색이 각각 우세한 R그룹, G그룹, B그룹, Y그룹, K그룹인 경우, 영상분류부(241)는 K판단부(243), Y판단부(245) 및 RGB판단부(247)를 포함할 수 있으며, K판단부(243)는 해당 영상신호(R, G, B)가 흑색(black)이 우세한 K그룹에 속하는지 판단하고, Y판단부(245)는 해당 영상신호(R, G, B)가 황색(yellow)이 우세한 Y그룹에 속하는지 판단하고, RGB판단부(247)는 해당 영상신호(R, G, B)가 적, 녹, 청색(red, green, blue)이 각각 우세한 R그룹, G그룹, B그룹 중 어디에 속하는지 판단할 수 있다.

특히, RGB판단부(247)는 적, 녹, 청색에 대한 구분을 명확히 하기 위하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B)를 색상(hue), 채도(luminance), 명도(value)에 대한 영상신호(H, S, V)로 변환하는 변환부(미도시)를 포함할 수 있으며, 변환된 영상신호(H, S, V)의 색상(hue) 성분을 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)가 R그룹, G그룹, B그룹 중 어디에 속하는지 판단할 수 있다.

변동최대이득 설정부(249)는 영상분류부(241)로부터 입력 받은 RGBYK 분류신호에 따라 변동최대이득(VGNmax)을 생성하는데, 이를 위하여 영상분류부(241)의 분류에 따른 다수의 그룹에 대응되는 다수의 변동최대이득(VGNmax)에 대한 정보를 룩-업 테이블(look-up table: LUT)의 형태로 저장하고 있을 수 있다.

예를 들어, 영상분류부(241)가 해당 프레임의 영상을 R그룹, G그룹, B그룹, Y그룹, K그룹으로 분류할 경우, 변동최대이득 설정부(249)는 R그룹, G그룹, B그룹, Y그룹, K그룹에 대응되는 제1 내지 제5변동최대이득(VGNmax)을 저장하고 있을 수 있다.

이러한, 구동부(230)의 동작에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법을 나타내는 순서도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부의 영상분류방법을 도시한 순서도이며, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여 설명한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B)가 시스템부(270)로부터 구동부(230)로 입력되면(S210), 영상분석부(240)는 영상신호(R, G, B)를 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)를 다수의 그룹으로 분류한다(S220).

이러한 영상분석부(240)의 영상분류기준 및 영상분류방법은 다양하게 설정될 수 있는데, 예를 들어, 영상신호(R, G, B)를 R그룹, G그룹, B그룹, Y그룹, K그룹의 5가지 그룹으로 분류한 도 8을 참조하면, 영상분석부(240)의 영상분류부(241)는, 해당 영상신호(R, G, B)의 적, 녹, 청색 성분의 합(R + G + B)을 기준계조와 비교하고(S221), 비교결과 적, 녹, 청색 성분의 합(R + G + B)이 기준계조 미만인 경우에는 해당 영상신호(R, G, B)를 흑색이 우세한 K그룹으로 분류한다(S222).

여기서, 기준계조는 다양한 방법으로 설정될 수 있는데, 예를 들어, 일반적으로 20계조 이하의 영상신호(R, G, B)의 경우 사용자가 구분하기 어려울 정도로 휘도가 낮은 것으로 판단할 수 있으므로, 기준계조를 20계조로 설정하고 20계조 미만인 영상신호(R, G, B)를 흑색이 우세한 K그룹에 속하는 것으로 분류할 수 있다.

그리고, 영상분류부(241)는 적, 녹, 청색 성분의 합(R + G + B)이 기준계조 이상인 경우에는 적, 녹색 성분(R, G)으로부터 Y비율(YP)을 구하여 기준비율과 비교하고(S223), 비교결과 Y비율(YP)이 기준비율보다 큰 경우에는 해당 영상신호(R, G, B)를 황색(또는 백색)이 우세한 Y그룹으로 분류한다(S224).

여기서, Y비율(YP)은, 적색 및 녹색 성분(R, G)의 최소값(MIN(R, G))을 적색 및 녹색 성분(R, G)의 최대값(MAX(R, G))으로 나눈 결과로 정의할 수 있다. (YP = MIN(R, G) / MAX(R, G))

또한, 기준비율은 다양한 테스트영상에 대한 화질변화 분석을 통하여 결정할 수 있는데, 예를 들어, SSIM(Structural Similarity Index Measure)과 같은 영상평가법을 통하여 다수의 테스트영상에 대한 화질변화를 분석하여 기준비율을 0.7로 설정할 수 있다.

여기서, SSIM 분석의 결과는 0 ~ 1 사이의 SSIM값(SSIM value)으로 표시될 수 있으며, SSIM값이 1에 가까울수록 영상이 덜 왜곡되었음을 나타낸다.

그리고, 영상분류부(241)는 Y비율(YP)이 기준비율 이하인 경우에는 해당 영상신호(R, G, B)를 색상(hue)(H), 채도(luminance)(L), 명도(value)(L) 성분을 갖는 영상신호(H, S, V)로 변환한다(S225).

영상신호(R, G, B)의 적, 녹, 청색 성분은 서로 독립적이지 않아서 색상을 구분하기 어려우며, 이를 보완하기 위하여 영상분류부(241)는 적, 녹, 청색 성분을 갖는 영상신호(R, G, B)를 색상, 채도, 명도 성분을 갖는 영상신호(H, S, V)로 변환한다.

여기서, 적, 녹, 청색 성분으로부터 색상, 채도, 명도 성분으로의 변환은 다음의 식에 따라 결정될 수 있다.

그리고, 영상분류부(241)는 영상신호(H, S, V)의 색상 성분을 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)를 R, G, B그룹 중 하나로 분류한다(S226).

예를 들어, 색상 성분을 분석하여 적, 녹, 청색 중 가장 큰 값을 갖는 색상을 우세한 색상으로 판단하여 이에 대응되는 R, G, B그룹 중 하나로 분류할 수 있다. 즉, 영상신호(R, G, B)가 -60도(즉, 300도) 내지 60도 범위의 색상(hue)을 가질 경우, 영상분류부(241)는 적색을 해당 영상신호(R, G, B)의 우세한 색상으로 판단하고 해당 영상신호(R, G, B)를 R그룹으로 분류한다. 마찬가지로, 영상신호(R, G, B)가 60도 내지 180도 범위의 색상(hue)을 가질 경우, 영상분류부(241)는 녹색을 해당 영상신호(R, G, B)의 우세한 색상으로 판단하고 해당 영상신호(R, G, B)를 G그룹으로 분류한다. 또한, 영상신호(R, G, B)가 180도 내지 300도 범위의 색상(hue)을 가질 경우, 영상분류부(241)는 청색을 해당 영상신호(R, G, B)의 우세한 색상으로 판단하고 해당 영상신호(R, G, B)를 B그룹으로 분류한다.

이상과 같이, 영상분석부(240)의 영상분류부(241)는 영상신호(R, G, B)를 다수의 그룹, 예를 들어, R그룹, G그룹, B그룹, Y그룹, K그룹으로 분류할 수 있으며, 분류결과에 대한 정보를 포함하는 RGBYK 분류신호를 생성하여 변동최대이득 설정부(249)에 공급한다.

다시 도 7을 참조하면, 영상분석부(240)의 변동최대이득 설정부(249)는 RGBYK 분류신호에 포함된 분류결과, 즉 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 따라 변동최대이득(VGNmax)을 설정하고(S230), 설정된 변동최대이득(VGNmax)을 컬러 변환부(250)로 공급한다.

예를 들어, 해당 영상신호(R, G, B)가 R그룹, G그룹, B그룹, Y그룹, K그룹 중 하나에 속할 경우, R그룹, G그룹, B그룹, Y그룹, K그룹에 대응되는 제1 내지 제5변동최대이득(VGNmax) 중 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 대응되는 하나를 컬러변환에 있어서의 최대이득으로 설정할 수 있다.

한편, 컬러 변환부(250)는 영상신호(R, G, B)로부터 제1Y데이터(Y1)를 산출한다(S240).

그리고, 컬러 변환부(250)는 영상신호(R, G, B)와 산출된 제1Y데이터(Y1)를 이용하여 제1RGB데이터(R1, G1, B1)을 산출하는데(S250), 예를 들어, 영상신호(R, G, B)의 적색 및 녹색 성분(R, G)에서 제1Y데이터(Y1)를 뺀 결과를 각각 제1RG데이터(R1, G1)로 결정하고, 영상신호(R, G, B)의 청색 성분(B)을 제1B데이터(B1)로 결정할 수 있다. (R1 = R - Y1, G1 = G - Y1, B1 = B)

여기서, 이전 단계에서 산출된 제1Y데이터(Y1)와 현 단계에서 산출된 제1RG데이터(R1, G1) 및 제1B데이터(B1)는 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)으로 정의된다.

또한, 컬러 변환부(250)는 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)을 이용하여 이득(gain)(GN)을 산출하는데(S260), 예를 들어, 계조(gray)(GRA)의 최대값(GRAmax)을 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1) 중 최대값(MAX(R1, G1, B1, Y1))으로 나눈 결과를 이득(gain)(GN)으로 결정할 수 있다. (GN = GRAmax / MAX(R1, G1, B1, Y1))

그리고, 컬러 변환부(250)는 영상분석부(240)로부터 전달 받은 변동최대이득(VGNmax)을 상한(upper limit)으로 적용한 상태에서 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)와 이득(GN)을 이용하여 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 산출하는데(S270), 예를 들어, 제1RGBY데이터(R1, G1, B1, Y1)에 이득(GN)을 곱하여 각각 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)로 결정할 수 있다. (R2 = GN * R1, G2 = GN * G1, B2 = GN * B1, Y2 = GN * Y1)

이때, 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 따라 상이한 변동최대이득(VGNmax)이 상한(upper limit)으로 적용되므로, 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)의 계조 포화는 완화되고 화질 저하가 방지된다.

즉, 계조 포화가 발생할 가능성이 많은 색상의 그룹에 속하는 영상신호(R, G, B)에 대해서는 상대적으로 낮은 변동최대이득(VGNmax)을 상한(upper limit)으로 적용하여 컬러 변환함으로써 계조 포화를 최소화 할 수 있으며, 계조 포화가 발생할 가능성이 적은 색상의 그룹에 속하는 영상신호에 대해서는 상대적으로 높은 변동최대이득(VGNmax)을 상한(upper limit)으로 적용하여 컬러 변환함으로써 휘도 저하를 최대한으로 보상할 수 있다.

그리고, 컬러 변환부(250)는 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)로 출력하여(S280) 데이터 생성부(260)에 공급하고, 데이터 생성부(260)는 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2)를 디지털 형태에서 아날로그 형태로 변환하여 데이터신호로 표시패널(220)에 공급한다.

제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2) 산출 과정은 제1실시예와 동일하므로, 하나의 화소(P)에 대한 영상신호의 실제값을 예로 든 설명은 생략한다.

여기서, S240 단계 내지 S270 단계의 제2RGBY데이터(R2, G2, B2, Y2) 산출단계는 표시패널(220)의 다수의 화소(P) 각각에 대응되는 다수의 영상신호(R, G, B)에 대하여 이행되고, 다수의 화소(P) 각각에 대응되는 다수의 영상신호(R, G, B)는 서로 상이한 데이터를 가지므로, 산출된 이득(GN)은 다수의 화소(P) 각각에 대응되어 서로 상이한 값을 갖는다.

즉, 컬러 변환부(250)는, 다수의 화소(P)에 각각 대응되는 다수의 이득(GN)을 이용하여 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하므로, 표시되는 영상의 휘도가 개선되고 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

한편, 영상신호의 분류결과에 따른 다수의 변동최대이득(VGNmax)은 다수의 테스트영상에 대한 SSIM 분석결과에 의하여 결정될 수 있는데, 이를 표와 도면을 참조하여 설명한다.

표 1은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분류기준을 설정하기 위한 영상평가결과를 나타내는 표이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분류기준을 설정하기 위한 영상평가결과를 도시한 그래프이다.

표 1 및 도 9에서는, 다수의 최대이득(GNmax)을 상한(upper limit)으로 설정한 상태에서 다수의 테스트영상을 각각 컬러 변환한 후, 변환 전후의 영상 품질에 대한 다수의 SSIM값을 산출하고, 산출된 다수의 SSIM값의 평균을 분석하여 영상분류에 따른 적정 변동최대이득(VGNmax)을 설정한다.

[표 1]

표 1 및 도 9로부터, R, G, B, Y, K그룹 각각에 속하는 영상신호(R, G, B)는, 설정된 최대이득(GNmax)이 증가할수록 SSIM값이 감소하여 계조가 포화되고 화질이 저하됨을 알 수 있다.

그런데, 이러한 화질 저하의 정도는 R, G, B, Y, K그룹 각각에서 상이하다는 것도 알 수 있다.

따라서, R, G, B, Y, K그룹 각각에 대하여 서로 상이한 최대이득(GNmax)을 설정한다면 계조 포화 및 화질 저하를 최소화하면서 휘도를 개선할 수 있는 것이다.

예를 들어, SSIM값 0.95를 인지적 허용범위로 정의하면, 즉 SSIM값이 0.95 이상인 경우 컬러변환에 의한 영상왜곡이 사람에게 인지되지 않고, SSIM값이 0.95 미만인 경우 컬러변환에 의한 영상왜곡이 사람에게 인지된다고 하면, 표 1 및 도 9로부터 R, G, B, Y, K그룹에 대한 최적 최대이득(GNmax)을 각각 1.5 내지 1.75, 1.75 내지 2.0, 1.25 내지 1.5, 1.5 내지 1.75, 1.5 내지 1.75의 범위에서 선택하여 설정할 수 있다.

그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치(210)의 구동부(230)에서는 영상신호(R, G, B)의 분류결과에 따라 상이한 변동최대이득(VGNmax)을 상한(upper limit)으로 적용하여 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하므로, 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2) 산출에 이용되는 다수의 이득(GN)은 변동최대이득(VGNmax) 이하에서 영상신호(R, G, B)에 따라 상이한 값이 되는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법에 적용되는 이득 및 Y비율의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 이득(GN)은 영상신호(R, G, B)에 따라 상이한 변동최대이득(VGNmax)을 상한(upper limit)으로 영상신호(R, G, B)의 Y비율(YP)에 따라 상이한 값을 갖도록 분포된다.

여기서, Y비율(YP)은 영상신호(R, G, B)의 적색 및 녹색 성분(R, G)으로부터 정의될 수 있는데, 예를 들어, 적색 및 녹색 성분(R, G)의 최소값(MIN(R, G))을 적색 및 녹색 성분(R, G)의 최대값(MAX(R, G)으로 나눈 결과를 Y비율(YP)로 정의할 수 있다. (YP = MIN(R, G)/MAX(R, G)

구체적으로, 도 10의 그래프는, 영상신호(R, G, B)가 R, G, B, Y, K그룹 중 하나로 분류되고, G그룹에 대한 최대이득(GNmax)은 1.75 내지 2.0 범위의 제1변동최대이득(VGNmax1, 바람직하게는, 2.0)으로 설정되고, R, K그룹에 대한 최대이득(GNmax)은 각각 1.5 내지 1.75 범위의 제2변동최대이득(VGNmax2, 바람직하게는, 1.75)으로 설정되고, B, Y그룹에 대한 최대이득(GNmax)은 각각 1.25 내지 1.5 범위와 1.5 내지 1.75 범위의 제3변동최대이득(VGNmax3, 바람직하게는, 1.5)으로 설정된 경우, 각 영상신호(R, G, B)에 대하여 적용되는 이득(GN)의 변동 범위를 나타낸다.

즉, G그룹에 속하는 영상신호(R, G, B)는 제1변동최대이득(VGNmax1, 예를 들어 2.0) 이하 최소이득(GNmin) 이상 범위의 다수의 이득(GN)을 이용하여 변환되고, R, K그룹에 속하는 영상신호(R, G, B)는 제2변동최대이득(VGNmax2, 예를 들어, 1.75) 이하 최소이득(GNmin) 이상 범위의 다수의 이득(GN)을 이용하여 변환되고, B, Y그룹에 속하는 영상신호(R, G, B)는 제3변동최대이득(VGNmax3, 예를 들어, 1.5) 이하 최소이득(GNmin) 이상 범위의 다수의 이득(GN)을 이용하여 변환된다.

이와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 영상표시장치(210)에서는, 다수의 화소(P)에 대응되어 다양한 값을 갖는 다수의 이득(GN)을 이용하여 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하므로, 표시되는 영상의 휘도가 개선되고 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

또한, 다수의 이득(GN)을 적용함에 있어서 영상신호(R, G, B)의 분류 결과에 따라 서로 상이한 변동최대이득(VGNmax)을 적용하여 해당 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, Y2)를 생성하므로, 계조(gray) 포화를 최소화하고 화질을 개선할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예에서는 적, 녹, 청색에 황색을 보조원색으로 추가하였으나, 다른 실시예에서는 적, 녹, 청색에 청록색(cyan)을 보조원색으로 추가할 수도 있는데, 이에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치(310)는, 다수의 화소(P)를 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(320)과, 영상신호(R, G, B)로부터 영상표시에 필요한 데이터신호를 생성하여 표시패널(320)에 공급하는 구동부(330)를 포함한다.

청록색(cyan)을 보조원색(auxiliary primary color)으로 사용하는 표시패널(320)은 각각이 적, 녹, 청, 청록 부화소(Pr, Pg, Pb, Pc)로 구성되는 다수의 화소(P)를 포함하며, 다수의 화소(P)에 각각 상이한 데이터신호를 인가하여 일 프레임의 영상을 표시한다.

구동부(330)는 영상분석부(340), 컬러 변환부(350) 및 데이터신호 생성부(360)를 포함하며, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부의 시스템부(370)로부터 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B) 및 다수의 제어신호를 입력 받아 데이터신호를 생성하여 표시패널(320)에 공급한다.

예를 들어, 시스템부(370)는 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)와, 데이터인에이블(DE), 수직동기신호(VSY), 수평동기신호(HSY), 클럭(CLK) 등의 다수의 제어신호를 구동부(330)에 공급할 수 있으며, 영상분석부(340)는 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)를 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)에 대응되는 변동최대이득(VGNmax)를 생성하여 컬러 변환부(350)에 공급할 수 있다.

그리고, 컬러 변환부(350)는 변동최대이득(VGNmax)을 적용하여 적, 녹, 청색에 대한 디지털 형태의 영상신호(R, G, B)로부터 적, 녹, 청, 청록황색에 대한 디지털 형태의 변조영상신호(R2, G2, B2, C2)를 생성하여 데이터신호 생성부(360)에 공급할 수 있으며, 데이터신호 생성부(360)는 디지털 형태의 변조영상신호(R2, G2, B2, C2)와 다수의 제어신호를 이용하여 적, 녹, 청, 청록색에 대한 아날로그 형태의 데이터신호를 생성하여 표시패널(320)에 공급할 수 있다.

적, 녹, 청, 청록색에 대한 아날로그 형태의 데이터신호는 각각 표시패널(320)의 적, 녹, 청, 청록 부화소(Pr, Pg, Pb, Pc)에 인가되고, 해당 화소(P)는 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

여기서, 영상신호를 분석하여 변동최대이득(VGNmax)를 생성하는 영상분석부(340)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부를 도시한 도면이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 영상분석부(340)는, 영상신호(R, G, B)를 분석하여 다수의 그룹으로 분류하고, 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 대한 정보를 포함하는 RGBCK 분류신호를 생성하는 영상분류부(341)와, RGBCK 분류신호에 따라 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 대응되는 상이한 변동최대이득(VGNmax)을 생성하는 변동최대이득 설정부(349)를 포함한다.

예를 들어, 다수의 그룹이 적, 녹, 청, 청록, 흑색이 각각 우세한 R그룹, G그룹, B그룹, C그룹, K그룹인 경우, 영상분류부(341)는 K판단부(343), C판단부(345) 및 RGB판단부(347)를 포함할 수 있으며, K판단부(343)는 해당 영상신호(R, G, B)가 흑색(black)이 우세한 K그룹에 속하는지 판단하고, C판단부(345)는 해당 영상신호(R, G, B)가 청록색(cyan)이 우세한 C그룹에 속하는지 판단하고, RGB판단부(347)는 해당 영상신호(R, G, B)가 적, 녹, 청색(red, green, blue)이 각각 우세한 R그룹, G그룹, B그룹 중 어디에 속하는지 판단할 수 있다.

특히, RGB판단부(347)는 적, 녹, 청색에 대한 구분을 명확히 하기 위하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B)를 색상(hue), 채도(luminance), 명도(value)에 대한 영상신호(H, S, V)로 변환하는 변환부(미도시)를 포함할 수 있으며, 변환된 영상신호(H, S, V)의 색상(hue) 성분을 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)가 R그룹, G그룹, B그룹 중 어디에 속하는지 판단할 수 있다.

변동최대이득 설정부(349)는 영상분류부(341)로부터 입력 받은 RGBCK 분류신호에 따라 변동최대이득(VGNmax)을 생성하는데, 이를 위하여 영상분류부(341)의 분류에 따른 다수의 그룹에 대응되는 다수의 변동최대이득(VGNmax)에 대한 정보를 룩-업 테이블(look-up table: LUT)의 형태로 저장하고 있을 수 있다.

예를 들어, 영상분류부(341)가 해당 프레임의 영상을 R그룹, G그룹, B그룹, C그룹, K그룹으로 분류할 경우, 변동최대이득 설정부(349)는 R그룹, G그룹, B그룹, C그룹, K그룹에 대응되는 제1 내지 제5변동최대이득(VGNmax)을 저장하고 있을 수 있다.

이러한, 구동부(330)의 동작에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 구동방법을 나타내는 순서도이고, 도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치의 구동부의 영상분석부의 영상분류방법을 도시한 순서도이며, 도 11 및 도 12를 함께 참조하여 설명한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 적, 녹, 청색에 대한 영상신호(R, G, B)가 시스템부(370)로부터 구동부(330)로 입력되면(S310), 영상분석부(340)는 영상신호(R, G, B)를 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)를 다수의 그룹으로 분류한다(S320).

이러한 영상분석부(340)의 영상분류기준 및 영상분류방법은 다양하게 설정될 수 있는데, 예를 들어, 영상신호(R, G, B)를 R그룹, G그룹, B그룹, C그룹, K그룹의 5가지 그룹으로 분류한 도 14를 참조하면, 영상분석부(340)의 영상분류부(341)는, 해당 영상신호(R, G, B)의 적, 녹, 청색 성분의 합(R + G + B)을 기준계조와 비교하고(S321), 비교결과 적, 녹, 청색 성분의 합(R + G + B)이 기준계조 미만인 경우에는 해당 영상신호(R, G, B)를 흑색이 우세한 K그룹으로 분류한다(S322).

그리고, 영상분류부(341)는 적, 녹, 청색 성분의 합(R + G + B)이 기준계조 이상인 경우에는 녹, 청색 성분(G, B)으로부터 C비율(CP)을 구하여 기준비율과 비교하고(S323), 비교결과 C비율(CP)이 기준비율보다 큰 경우에는 해당 영상신호(R, G, B)를 청록색(또는 백색)이 우세한 C그룹으로 분류한다(S324).

여기서, C비율(CP)은, 녹색 및 청색 성분(G, B)의 최소값(MIN(G, B))을 녹색 및 청색 성분(G, B)의 최대값(MAX(G, B))으로 나눈 결과로 정의할 수 있다. (CP = MIN(G, B) / MAX(G, B))

그리고, 영상분류부(341)는 C비율(CP)이 기준비율 이하인 경우에는 해당 영상신호(R, G, B)를 색상(hue)(H), 채도(luminance)(L), 명도(value)(L) 성분을 갖는 영상신호(H, S, V)로 변환한다(S325).

영상신호(R, G, B)의 적, 녹, 청색 성분은 서로 독립적이지 않아서 색상을 구분하기 어려우며, 이를 보완하기 위하여 영상분류부(341)는 적, 녹, 청색 성분을 갖는 영상신호(R, G, B)를 색상, 채도, 명도 성분을 갖는 영상신호(H, S, V)로 변환한다.

그리고, 영상분류부(341)는 영상신호(H, S, V)의 색상 성분을 분석하여 해당 영상신호(R, G, B)를 R, G, B그룹 중 하나로 분류한다(S326).

이상과 같이, 영상분석부(340)의 영상분류부(341)는 영상신호(R, G, B)를 다수의 그룹, 예를 들어, R그룹, G그룹, B그룹, C그룹, K그룹으로 분류할 수 있으며, 분류결과에 대한 정보를 포함하는 RGBCK 분류신호를 생성하여 변동최대이득 설정부(349)에 공급한다.

다시 도 13을 참조하면, 영상분석부(340)의 변동최대이득 설정부(349)는 RGBCK 분류신호에 포함된 분류결과, 즉 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 따라 변동최대이득(VGNmax)을 설정하고(S330), 설정된 변동최대이득(VGNmax)을 컬러 변환부(350)로 공급한다.

예를 들어, 해당 영상신호(R, G, B)가 R그룹, G그룹, B그룹, C그룹, K그룹 중 하나에 속할 경우, R그룹, G그룹, B그룹, C그룹, K그룹에 대응되는 제1 내지 제5변동최대이득(VGNmax) 중 해당 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 대응되는 하나를 컬러변환에 있어서의 최대이득으로 설정할 수 있다.

한편, 컬러 변환부(350)는 영상신호(R, G, B)로부터 제1C데이터(C1)를 산출한다(S340).

여기서, 제1C데이터(C1)는 영상신호(R, G, B)의 녹색 및 청색 성분(G, B)을 이용하여 산출할 수 있는데, 예를 들어, 녹색 및 청색 성분(G, B) 중 최소값(MIN(G, B))을 제1C데이터(C1)로 결정할 수 있다. (C1 = MIN(G, B))

그리고, 컬러 변환부(350)는 영상신호(R, G, B)와 산출된 제1C데이터(C1)를 이용하여 제1RGB데이터(R1, G1, B1)을 산출하는데(S350), 예를 들어, 영상신호(R, G, B)의 적색 성분(R)을 제1R데이터(R1)로 결정하고, 영상신호(R, G, B)의 녹색 및 청색 성분(G, B)에서 제1C데이터(C1)를 뺀 결과를 각각 제1GB데이터(G1, B1)로 결정할 수 있다. (R1 = R, G1 = G - C1, B1 = B - C1)

여기서, 이전 단계에서 산출된 제1C데이터(C1)와 현 단계에서 산출된 제1R데이터(R1) 및 제1GB데이터(G1, B1)는 제1RGBC데이터(R1, G1, B1, C1)로 정의된다.

또한, 컬러 변환부(350)는 제1RGBC데이터(R1, G1, B1, C1)을 이용하여 이득(gain)(GN)을 산출하는데(S360), 예를 들어, 계조(gray)(GRA)의 최대값(GRAmax)을 제1RGBC데이터(R1, G1, B1, C1) 중 최대값(MAX(R1, G1, B1, C1))으로 나눈 결과를 이득(gain)(GN)으로 결정할 수 있다. (GN = GRAmax / MAX(R1, G1, B1, C1))

그리고, 컬러 변환부(350)는 영상분석부(340)로부터 전달 받은 변동최대이득(VGNmax)을 상한(upper limit)으로 적용한 상태에서 제1RGBC데이터(R1, G1, B1, C1)와 이득(GN)을 이용하여 제2RGBC데이터(R2, G2, B2, C2)를 산출하는데(S370), 예를 들어, 제1RGBC데이터(R1, G1, B1, C1)에 이득(GN)을 곱하여 각각 제2RGBC데이터(R2, G2, B2, C2)로 결정할 수 있다. (R2 = GN * R1, G2 = GN * G1, B2 = GN * B1, C2 = GN * C1)

이때, 영상신호(R, G, B)가 속하는 그룹에 따라 상이한 변동최대이득(VGNmax)이 상한(upper limit)으로 적용되므로, 제2RGBC데이터(R2, G2, B2, C2)의 계조 포화는 완화되고 화질 저하가 방지된다.

그리고, 컬러 변환부(350)는 제2RGBC데이터(R2, G2, B2, C2)를 변조영상신호(R2, G2, B2, C2)로 출력하여(S380) 데이터 생성부(360)에 공급하고, 데이터 생성부(360)는 제2RGBC데이터(R2, G2, B2, C2)를 디지털 형태에서 아날로그 형태로 변환하여 데이터신호로 표시패널(320)에 공급한다.

제2RGBC데이터(R2, G2, B2, C2) 산출 과정은 제1 및 제2실시예와 동일하므로, 하나의 화소(P)에 대한 영상신호의 실제 값을 예로 든 설명은 생략한다.

여기서, S340 단계 내지 S370 단계의 제2RGBC데이터(R2, G2, B2, C2) 산출단계는 표시패널(320)의 다수의 화소(P) 각각에 대응되는 다수의 영상신호(R, G, B)에 대하여 이행되고, 다수의 화소(P) 각각에 대응되는 다수의 영상신호(R, G, B)는 서로 상이한 데이터를 가지므로, 산출된 이득(GN)은 다수의 화소(P) 각각에 대응되어 서로 상이한 값을 갖는다.

즉, 컬러 변환부(350)는, 다수의 화소(P)에 각각 대응되는 다수의 이득(GN)을 이용하여 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, C2)를 생성하므로, 표시되는 영상의 휘도가 개선되고 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

한편, 영상신호의 분류결과에 따른 다수의 변동최대이득(VGNmax)은 다수의 테스트영상에 대한 SSIM 분석결과에 의하여 결정될 수 있는데, 다수의 최대이득(GNmax)을 상한(upper limit)으로 설정한 상태에서 다수의 테스트영상을 각각 컬러 변환한 후, 변환 전후의 영상 품질에 대한 다수의 SSIM값을 산출하고, 산출된 다수의 SSIM값의 평균을 분석하여 영상분류에 따른 적정 변동최대이득(VGNmax)을 설정할 수 있다.

SSIM 분석결과에 따르면, R, G, B, C, K그룹 각각에 속하는 영상신호(R, G, B)는, 설정된 최대이득(GNmax)이 증가할수록 SSIM값이 감소하여 계조가 포화되고 화질이 저하됨을 알 수 있으며, 이러한 화질 저하의 정도는 R, G, B, C, K그룹 각각에서 상이하다는 것도 알 수 있다.

따라서, R, G, B, C, K그룹 각각에 대하여 서로 상이한 최대이득(GNmax)을 설정한다면 계조 포화 및 화질 저하를 최소화하면서 휘도를 개선할 수 있는 것이다.

예를 들어, SSIM값 0.95를 인지적 허용범위로 정의하면, 즉 SSIM값이 0.95 이상인 경우 컬러변환에 의한 영상왜곡이 사람에게 인지되지 않고, SSIM값이 0.95 미만인 경우 컬러변환에 의한 영상왜곡이 사람에게 인지된다고 정의할 경우, R, G, B, C, K그룹에 대한 최적 최대이득(GNmax)을 각각 1.5 내지 1.75(바람직하게는 1.75), 1.5 내지 2.0(바람직하게는 2.0), 1.0 내지 1.5(바람직하게는 1.5), 1.25 내지 1.75(바람직하게는 1.75), 1.25 내지 1.75(바람직하게는 1.75)의 범위에서 선택하여 설정할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 영상표시장치(310)에서는, 다수의 화소(P)에 대응되어 다양한 값을 갖는 다수의 이득(GN)을 이용하여 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, C2)를 생성하므로, 표시되는 영상의 휘도가 개선되고 보다 자연상태에 가까운 색상을 표시할 수 있다.

또한, 다수의 이득(GN)을 적용함에 있어서 영상신호(R, G, B)의 분류 결과에 따라 서로 상이한 변동최대이득(VGNmax)을 적용하여 해당 영상신호(R, G, B)로부터 변조영상신호(R2, G2, B2, C2)를 생성하므로, 계조(gray) 포화를 최소화하고 화질을 개선할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

110, 210, 310: 영상표시장치 120, 220, 320: 표시패널
130, 230, 330: 구동부 240, 340: 영상분석부
150, 250, 350: 컬러 변환부 160, 260, 360: 데이터신호 생성부
170, 270, 370: 시스템부

Claims

다수의 화소를 포함하고 영상을 표시하는 표시패널과;
상기 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득 중 하나를 이용하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 컬러 변환부와;
상기 변조영상신호로부터 데이터신호를 생성하여 상기 표시패널에 공급하는 데이터신호 생성부
를 포함하고,
상기 컬러 변환부는,
상기 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하고,
상기 다수의 화소의 계조의 최대값을 상기 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호 중 최대값으로 나눈 결과를 상기 다수의 이득으로 결정하는 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 이득은 미리 설정된 고정최대이득을 상한으로 하고, 상기 영상신호에 따라 서로 상이한 값을 갖는 영상표시장치.
다수의 화소를 포함하고 영상을 표시하는 표시패널과;
상기 다수의 화소에 각각 대응되는 다수의 이득 중 하나를 이용하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 컬러 변환부와;
상기 영상신호를 분석하여 상기 영상신호에 대응되어 변동하는 변동최대이득을 생성하는 영상분석부와;
상기 변조영상신호로부터 데이터신호를 생성하여 상기 표시패널에 공급하는 데이터신호 생성부
를 포함하는 영상표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 다수의 이득은 상기 변동최대이득을 상한으로 하고, 상기 영상신호에 따라 서로 상이한 값을 갖는 영상표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 영상분석부는,
상기 영상신호를 다수의 그룹으로 분류하고, 상기 다수의 그룹 중 상기 영상신호가 속하는 그룹에 대한 정보를 포함하는 분류신호를 생성하는 영상분류부와;
상기 분류신호에 따라 상기 변동최대이득을 생성하는 변동최대이득 설정부
를 포함하는 영상표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 보조원색은 황색(yellow)이고,
상기 영상분류부는,
상기 영상신호의 적색, 녹색 및 청색 성분의 합이 기준계조 미만인 경우에는, 상기 영상신호를 흑색이 우세한 K그룹에 속하는 것으로 분류하고,
상기 영상신호의 적색 및 녹색 성분의 최소값을 상기 영상신호의 적색 및 녹색 성분의 최대값으로 나눈 결과로 정의되는 Y비율이 기준비율보다 큰 경우에는, 상기 영상신호를 황색이 우세한 Y그룹에 속하는 것으로 분류하고,
상기 영상신호의 상기 Y비율이 상기 기준비율 이하인 경우에는, 상기 영상신호를 적색, 녹색 또는 청색이 우세한 R, G, B그룹 중 하나에 속하는 것으로 분류하는 영상표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 기준계조는 20계조이고, 상기 기준비율은 0.7이고, 상기 G그룹에 대응되는 상기 변동최대이득은 1.75 내지 2.0 범위의 값이고, 상기 R, Y, K그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.5 내지 1.75 범위의 값이고, 상기 B그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.25 내지 1.5 범위의 값인 영상표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 보조원색은 청록색(cyan)이고,
상기 영상분류부는,
상기 영상신호의 적색, 녹색 및 청색 성분의 합이 기준계조 미만인 경우에는, 상기 영상신호를 흑색이 우세한 K그룹에 속하는 것으로 분류하고,
상기 영상신호의 녹색 및 청색 성분의 최소값을 상기 영상신호의 녹색 및 청색 성분의 최대값으로 나눈 결과로 정의되는 C비율이 기준비율보다 큰 경우에는, 상기 영상신호를 청록색이 우세한 C그룹에 속하는 것으로 분류하고,
상기 영상신호의 상기 C비율이 상기 기준비율 이하인 경우에는, 상기 영상신호를 적색, 녹색 또는 청색이 우세한 R, G, B그룹 중 하나에 속하는 것으로 분류하는 영상표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 기준계조는 20계조이고, 상기 기준비율은 0.7이고, 상기 G그룹에 대응되는 상기 변동최대이득은 1.5 내지 2.0 범위의 값이고, 상기 R그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.5 내지 1.75 범위의 값이고, 상기 C, K그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.25 내지 1.75 범위의 값이고, 상기 B그룹에 대응되는 변동최대이득은 1.0 내지 1.5 범위의 값인 영상표시장치.
컬러 변환부가, 다수의 이득 중 하나를 이용하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 단계와;
데이터신호 생성부가, 상기 변조영상신호로부터 데이터신호를 생성하는 단계와;
다수의 화소를 포함하는 표시패널이 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 단계
를 포함하고,
상기 컬러 변환부가, 상기 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 단계는,
상기 컬러 변환부가, 상기 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 단계와;
상기 컬러 변환부가, 상기 다수의 화소의 계조의 최대값을 상기 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호 중 최대값으로 나눈 결과를 상기 다수의 이득으로 결정하는 단계
를 포함하는 영상표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서,
상기 다수의 이득은 미리 설정된 고정최대이득을 상한으로 하고, 상기 영상신호에 따라 서로 상이한 값을 갖는 영상표시장치의 구동방법.
컬러 변환부가, 다수의 이득 중 하나를 이용하여 적, 녹, 청색에 대한 영상신호로부터 적, 녹, 청색 및 보조원색에 대한 변조영상신호를 생성하는 단계와;
영상분석부가 상기 영상신호를 분석하여 상기 영상신호에 대응되어 변동하는 변동최대이득을 생성하는 단계와;
데이터신호 생성부가, 상기 변조영상신호로부터 데이터신호를 생성하는 단계와;
다수의 화소를 포함하는 표시패널이 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 단계
를 포함하는 영상표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,
상기 다수의 이득은 상기 변동최대이득을 상한으로 하고, 상기 영상신호에 따라 서로 상이한 값을 갖는 영상표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,
상기 영상분석부가 상기 영상신호를 분석하여 상기 영상신호에 대응되어 변동하는 상기 변동최대이득을 생성하는 단계는,
영상분류부가 상기 영상신호를 다수의 그룹으로 분류하고, 상기 다수의 그룹 중 상기 영상신호가 속하는 그룹에 대한 정보를 포함하는 분류신호를 생성하는 단계와;
변동최대이득 설정부가 상기 분류신호에 따라 상기 변동최대이득을 생성하는 단계
를 포함하는 영상표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서,
상기 보조원색은 황색(yellow) 및 청록색(cyan) 중 하나인 영상표시장치의 구동방법.