KR102349503B1 - 표시장치와 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메모리를 사용하지 않으면서 정확한 프레임 최대값을 구하여 알고리즘을 이용한 각종 영상 처리시 플리커(flicker) 발생 확률을 낮추고 표시품질을 향상하는 것이다. 이를 위해, 프레임 최대값 산출부는 외부로부터 공급된 픽셀 데이터신호값과 블록 평균화상레벨값을 비교하고, 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 작으면 그 값을 무시하며, 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 크면 그 값을 블록 평균화상레벨값에 반영하고, 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 시작 지점부터 시작하여 프레임의 끝 지점에 도달하면, 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값을 프레임 최대값으로 결정한다.

Description

표시장치와 이의 구동방법{Display Device and Driving Method thereof}
본 발명은 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 및 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
표시장치에는 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시패널과 표시패널을 구동하는 구동부가 포함된다. 구동부에는 표시패널에 게이트신호(또는 스캔신호)를 공급하는 게이트 구동부 및 표시패널에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부 등이 포함된다. 표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 서브 픽셀들에 게이트신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있게 된다.
앞서 설명한 표시장치는 각종 영상 처리시 중요한 파라미터(parameter) 중 하나로 프레임 최대값(Frame Max)을 이용한다. 예컨대, 종래 액정표시장치는 백라이트 유닛의 디밍(dimming) 알고리즘 구현 시, 프레임 최대값(Frame Max)을 구하기 위해 히스토그램(Histogram)을 이용한다.
종래 제안된 방식은 데이터신호를 이용하여 히스토그램을 구하고 일정 크기의 에러율(error rate)을 반영하여 상위 일부(n%, n은 3 이상 정수)의 값을 프레임 최대값(Frame Max)으로 산출한다. 종래 제안된 방식은 히스토그램을 구하기 위해 데이터신호를 누적 계산해야 하는바, 메모리의 사용이 필수적이다. 그런데 일부 표시장치(예: 모바일과 같은 소형)에서는 비용절감(cost down)을 목적으로 메모리 용량(또는 사용량)을 줄일 수밖에 없으므로 이의 개선이 요구된다.
또한, 종래 제안된 방식은 실제 히스토그램의 최대값을 사용하지 않고 일정 오차율(error rate)을 허용한 최대값을 사용하므로 오차에 해당하는 데이터값들의 뎁스(depth)가 프레임 최대값에 반영되지 않기 때문에 성능상 문제를 야기할 수 있으므로 이의 개선이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 메모리를 사용하지 않으면서 정확한 프레임 최대값을 구하여 알고리즘을 이용한 각종 영상 처리시 플리커(flicker) 발생 확률을 낮추고 표시품질을 향상하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 표시패널, 구동부, 타이밍 제어부 및 프레임 최대값 산출부를 포함하는 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 구동부는 상기 표시패널을 구동한다. 타이밍 제어부는 구동부를 제어한다. 프레임 최대값 산출부는 외부로부터 공급된 픽셀 데이터신호값과 블록 평균화상레벨값을 비교하고, 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 작으면 그 값을 무시하며, 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 크면 그 값을 블록 평균화상레벨값에 반영하고, 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 시작 지점부터 시작하여 프레임의 끝 지점에 도달하면, 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값을 프레임 최대값으로 결정한다.
프레임 최대값 산출부는 프레임 최대값을 산출하는 데이터 연산부와, 픽셀 데이터신호마다 계산된 결과값을 저장하고 저장된 값을 데이터 연산부에 제공하는 레지스터부를 포함할 수 있다.
데이터 연산부는 하기의 수식을 기반으로 상기 프레임 최대값을 산출하며, Next_Block_APL = Pre_Block_APL + (data_in - Pre_Block_APL)/size, Next_Block_APL는 다음 블록의 평균화상레벨값, Pre_Block_APL는 이전 블록의 평균화상레벨값, data_in는 픽셀 데이터신호값, size는 블록의 크기를 의미할 수 있다.
size는 2의 지수일 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 표시패널, 구동부, 타이밍 제어부 및 레지스터부를 포함하는 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 구동부는 상기 표시패널을 구동한다. 타이밍 제어부는 구동부를 제어한다. 타이밍 제어부는 외부로부터 공급된 픽셀 데이터신호값과 블록 평균화상레벨값을 비교하고, 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 작으면 그 값을 무시하며, 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 크면 그 값을 블록 평균화상레벨값에 반영하고, 픽셀 데이터신호값마다 계산된 결과값을 레지스터부에 일시 저장한다.
타이밍 제어부는 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 시작 지점부터 시작하여 프레임의 끝 지점에 도달하면, 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값을 프레임 최대값으로 결정할 수 있다.
또 다른 측면에서 본 발명은 표시장치의 구동방법을 제공한다. 표시장치의 구동방법은 픽셀 데이터신호값과 블록 평균화상레벨값을 비교하고, 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 픽셀 데이터신호값이 블록 평균화상레벨값보다 크면, 그 값을 산출하고, 산출된 값을 블록 평균화상레벨값에 반영하고, 블록 평균화상레벨값을 갱신하는 단계; 및 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 끝 지점에 도달하였는지 여부를 판단하고, 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 끝 지점에 도달하였으면, 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값을 프레임 최대값으로 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 정확한 프레임 최대값을 구할 수 있어 알고리즘을 이용한 각종 영상 처리시 플리커(flicker) 발생 확률을 낮추고 표시품질을 향상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 메모리를 사용하지 않고도 정확한 프레임 최대값을 구할 수 있어 모바일과 같은 소형 표시장치 제작시 비용절감(cost down)은 물론 메모리 용량(또는 사용량)을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로도.
도 3은 표시패널과 백라이트 유닛의 발광면을 블록별로 구분한 예시도.
도 4 및 도 5는 디밍 커브의 예시도들.
도 6 및 도 7은 종래 제안된 프레임 최대값을 구하는 방식을 설명하기 위한 도면들.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 최대값을 구하는 방식을 설명하기 위한 흐름도.
도 9 및 도 10은 도 8의 프레임 최대값을 구하는 방식의 이해를 돕기 위한 도면들.
도 11은 종래 제안된 방식과 본 발명의 일 실시예에 따른 방식으로 프레임 최대값을 구한 시뮬레이션 결과 그래프.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 구성 예시도.
도 13은 도 12의 표시장치의 이점을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 표시장치는 텔레비젼, 셋톱박스, 네비게이션, 영상 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터 및 모바일폰 등으로 구현된다. 표시장치의 표시패널은 액정표시패널, 유기발광표시패널, 양자점표시장치, 전기영동표시패널, 플라즈마표시패널 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 액정표시장치를 일례로 설명한다.
도 1은 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로도이며, 도 3은 표시패널과 백라이트 유닛의 발광면을 블록별로 구분한 예시도이고, 도 4 및 도 5는 디밍 커브의 예시도들이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 액정표시장치에는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(130), 게이트 구동부(140), 데이터 구동부(150), 액정패널(160), 백라이트 유닛(170) 및 디밍 제어부(180)가 포함된다.
영상 공급부(110)는 외부로부터 공급된 데이터신호 또는 내부 메모리에 저장된 데이터신호(DATA)와 더불어 각종 구동신호를 출력한다. 영상 공급부(110)는 데이터신호(DATA)와 각종 구동신호를 타이밍 제어부(130)에 공급한다. 영상 공급부(110)는 프레임 단위로 데이터신호(DATA)를 출력할 수 있다. 영상 공급부(110)로부터 출력되는 데이터신호(DATA)에는 R(적색), G(녹색), B(청색) 데이터신호가 포함된다.
타이밍 제어부(130)는 게이트 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(150)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 출력한다. 타이밍 제어부(130)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 영상처리부(110)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(150)에 공급한다.
게이트 구동부(140)는 타이밍 제어부(130)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트시키면서 게이트신호를 출력한다. 게이트 구동부(140)는 게이트라인들(GL)을 통해 액정패널(160)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 게이트신호를 공급한다. 게이트 구동부(140)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되거나 액정패널(160)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 형성된다.
데이터 구동부(150)는 타이밍 제어부(130)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링 및 래치하고 감마 기준전압에 대응하여 디지털 신호를 아날로그 신호 형태로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(150)는 데이터라인들(DL)을 통해 액정패널(160)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 데이터신호(또는 데이터전압)(DATA)를 공급한다. 데이터 구동부(150)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성된다.
액정패널(160)은 게이트 구동부(140)로부터 공급된 게이트신호, 데이터 구동부(150)로부터 공급된 데이터신호(DATA) 및 공통전압(VCOM)에 대응하여 영상을 표시한다. 액정패널(160)은 백라이트 유닛(170)을 통해 제공된 빛을 제어하는 서브 픽셀들(SP)이 포함된다.
하나의 서브 픽셀에는 스위칭 트랜지스터(SW), 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정층(Clc)이 포함된다. 스위칭 트랜지스터(SW)의 게이트전극은 게이트라인(GL1)에 연결되고 소오스전극은 데이터라인(DL1)에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(SW)의 드레인전극에 일단이 연결되고 공통전압라인(Vcom)에 타단이 연결된다. 액정층(Clc)은 스위칭 트랜지스터(SW)의 드레인전극에 연결된 화소전극(1)과 공통전압라인(Vcom)에 연결된 공통전극(2) 사이에 형성된다.
액정패널(160)은 화소전극(1) 및 공통전극(2)의 구조에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드로 구현된다.
백라이트 유닛(170)은 빛을 출사하는 광원 등을 이용하여 액정패널(160)에 빛을 제공한다. 백라이트 유닛(170)은 광원(예: 발광다이오드), 발광다이오드(이하 LED)를 구동하는 LED구동부, LED가 실장된 LED기판, LED로부터 출사된 광을 면광원으로 변환시키는 도광판, 도광판의 하부에서 광을 반사시키는 반사판, 도광판으로부터 출사된 광을 집광 및 확산하는 광학시트류 등이 포함된다.
디밍 제어부(180)는 데이터신호(DATA)를 분석하여 디밍값을 연산하고 백라이트 유닛(170)의 휘도를 가변하는 디밍신호(DIM)를 출력한다. 또한, 디밍 제어부(180)는 백라이트 유닛(170)의 휘도 가변 양만큼 데이터신호(DATA)의 게인을 보상(조절)한 보상 데이터신호(DATA')를 출력한다.
디밍 제어부(180)로부터 출력된 디밍신호(DIM)는 백라이트 유닛(170)에 공급되고, 보상 데이터신호(DATA')는 타이밍 제어부(130)에 공급된다. 디밍 제어부(180)는 글로벌 디밍(Global dimming) 방법 또는 로컬 디밍(Local dimming) 방법으로 백라이트 유닛(170)을 가변한다. 디밍 제어부(180)는 타이밍 제어부(130)의 내부에 포함될 수 있다.
도 3 내지 도 5와 같이, 디밍 제어부(180)는 표시패널과 백라이트 유닛의 발광면을 블록별로 구분하고, 블록별 대표값을 도출한 후 그 블록별 대표값을 디밍 커브에 맵핑(mapping)시켜 블록별 디밍값(%)을 선택할 수 있다.
예컨대, 로컬 디밍시 도 4와 같은 형태의 커브 또는 도 5와 같은 형태의 커브 등이 선택될 수 있다. 도 4 및 도 5에서, X축은 블록별 대표값이고, Y축은 디밍값(%)이다. 도 4와 같은 디밍 커브는 계조가 높아질수록 지수함수적으로 디밍값(%)이 높아지는 반면, 도 5와 같은 디밍 커브는 계조에 비례하여 디밍값(%)이 선형적으로 높아진다. 위와 같은 형태의 디밍 커브에 따라, 백라이트 유닛(170)은 점등 및 소등의 비율이나 휘도를 달리할 수 있게 된다.
디밍 제어부(180)는 블록별 평균화상레벨(Average Picture Level, APL)을 기반으로 평균화상레벨에서 인접하는 블록 간의 휘도 차가 크면 글로벌 디밍값의 가중치를 높이고, 산출된 평균화상레벨에서 인접하는 블록 간의 휘도 차가 적으면 로컬 디밍값의 가중치를 높일 수 있다.
앞서 설명한 표시장치는 백라이트 유닛(170)의 디밍을 위한 디밍 알고리즘 구현 시 프레임 최대값(Frame Max)을 파라미터(parameter)로 이용한다. 이하, 종래 제안된 프레임 최대값을 구하는 방식의 문제점을 고찰하고 이를 개선하기 위한 실시예를 설명한다.
[종래 기술]
도 6 및 도 7은 종래 제안된 프레임 최대값을 구하는 방식을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 종래 제안된 방식은 프레임 최대값(Frame Max)을 구하기 위해 히스토그램(Histogram)을 이용한다. 종래 제안된 방식은 데이터신호를 누적하여 히스토그램을 구하고 일정 크기의 에러율(error rate)을 반영하여 상위 일부(n%, n은 3 이상 정수)의 값을 프레임 최대값(Frame Max)으로 산출한다. 종래 제안된 방식은 1 프레임의 데이터신호가 모두 입력되면 그 입력이 끝나는 시점에서 입력된 신호들에 대한 히스토그램화를 하기 위해 메모리를 사용할 수밖에 없다.
또한, 종래 제안된 방식은 실제 히스토그램의 최대값(Real max)을 사용하지 않고 일정 오차율(error rate)을 허용한 최대값을 사용하므로 오차에 해당하는 데이터값들의 뎁스(depth)가 프레임 최대값(Frame max)에 반영되지 않는다.
그러므로 종래 제안된 방식은 히스토그램을 구하기 위해 데이터신호를 누적 계산해야 하는바, 프레임 메모리의 사용이 필수이므로 메모리 용량(또는 사용량)을 줄일 수밖에 없는 일부 표시장치(예: 모바일과 같은 소형)에 적용이 어렵고, 오차율(error rate)을 허용한 최대값을 사용할 때 오차에 해당하는 데이터값들의 뎁스(depth)가 프레임 최대값(Frame max)에 반영되지 않으므로 성능상의 문제를 야기할 수 있다.
[실시예]
본 발명의 일 실시예는 프레임 최대값을 구할 때 히스토그램을 사용하지 않는다. 종래 제안된 방식에서는 데이터신호를 입력받을 때 이를 히스토그램화 하는 연산을 한다면, 본 발명의 일 실시예에서는 데이터신호를 입력받는 순간 실시간 연산을 통해 프레임 최대값을 계속 구하고 또 이를 갖고 있게 된다. 이에 따라, 입력된 데이터신호가 1 프레임의 반 만큼(1/2 프레임) 들어왔을 때, 그 영상의 반에 해당하는 프레임 최대값을 지니게 된다.
본 발명의 일 실시예는 연산식이 1 클록(clk) 안에 처리될수록 하드웨어적인 장치의 구현 시 용이하고 또한 실시간 연산(빠른 연산) 필요 시 용이하다. 그러므로 본 발명의 일 실시예는 나눗셈 연산 시 2의 지수를 갖는 조건이 만족하도록 설계할 수 있다.
실시간 연산을 통해 계산되는 프레임 최대값을 A라고 가정하면, 이 A는 영상이 끝나는 순간 최종 프레임 최대값으로 결정되며, 초기값 즉 프레임의 시작 지점은 0부터 시작한다. 입력된 데이터신호가 A보다 작을 경우 이 데이터신호는 프레임 최대값에 관여하지 못하는 데이터신호에 해당하므로 이 데이터신호값(또는 데이터신호의 크기)은 계산에 포함되지 않고 넘어가게(무시 또는 버림) 된다.
반면, 입력된 데이터신호가 A보다 큰 경우 이 데이터신호는 프레임 최대값이 될 수 있는 데이터신호에 해당하므로 이 데이터신호값은 계산에 포함되어 A값을 증가(평균값 증가)시키게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연산 방법에 의하면, 계산된 값인 A보다 큰 값만 이용하여 연산이 이루어지므로 연산이 진행되면 될수록 우상향 그래프를 갖게 된다.
A의 계산식을 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Anext = Apre + (pixel data - Apre) / B
위의 식에서 A next는 다음에 입력되는 값, Apre는 이전에 입력되는 값, pixel data는 픽셀 데이터신호값이다. B는 사전에 설정한 값이며 종래의 방법에서 설정한 오차율(error rate)과 같은 역할을 하게 된다. 이 계산식은 하드웨어적으로 구현 시 1 클록 내에서 처리되어야 하므로 B는 2의 지수를 갖게 된다. 예컨대, B가 2의 지수를 갖지 않으면 디바이더(divider)를 사용해야 하기 때문에 실시간 처리가 가능한 형태로 구현하기 어렵다.
한편, A를 구하는 계산식은 B라는 크기의 APL을 구하는 과정과 동일한바 위의 설명에서는 B를 블록(Block)으로 정의하고, A를 블록 APL(Block APL)로 정의하였음을 참조한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 최대값을 구하는 방식을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9 및 도 10은 도 8의 프레임 최대값을 구하는 방식의 이해를 돕기 위한 도면들이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 픽셀 데이터신호값(pixel data)과 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 비교하고(S110), 픽셀 데이터신호값(pixel data)이 블록 평균화상레벨값(sAPL)보다 큰지 여부를 판단한다.(S110)
블록 평균화상레벨값(sAPL)은 블록 단위의 평균화상레벨값을 의미한다. 하나의 블록은 적어도 하나의 픽셀이 될 수 있고, 블록 단위는 사전 실험에 따라 M(M은 2 이상 정수) 개로 정의될 수 있다. 블록 평균화상레벨값(sAPL)은 초기값이 0으로 설정된다. 그러나 블록 평균화상레벨값(sAPL)은 이후 설정된 블록의 평균화 과정과 픽셀 데이터신호값과의 계산 과정 등을 통해 달라진다.
픽셀 데이터신호값(pixel data)이 블록 평균화상레벨값(sAPL)보다 크면(Y), 그 큰 값(sAPL')을 산출하고(S120), 산출된 값(SAPL')을 블록 평균화상레벨값(sAPL)에 반영하고, 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 갱신한다.(S130)
반면, 픽셀 데이터신호값(pixel data)이 블록 평균화상레벨값(sAPL)보다 작으면(N), 그 작은 값을 블록 평균화상레벨값(sAPL)에 반영하지 않고, 넘어(무시 또는 버림)간 후 프레임의 끝 지점인지 유무를 판단한다.(S140)
픽셀 데이터신호값(pixel data)의 계산이 프레임의 끝 지점(end of Frame)에 도달하였는지 여부를 판단하고 프레임의 끝 지점이 아니면(N), 다음 픽셀 데이터신호값(next pixel)과 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 비교하기 위해, 다음 픽셀 데이터신호값(next pixel)을 계산하는 단계로 넘어간다.(S150)
이와 달리, 픽셀 데이터신호값(pixel data)의 계산이 프레임의 끝 지점(end of Frame)에 도달하였으면(Y), 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 프레임 최대값(Frame max)으로 결정한다.(S160)
이후, 앞서 설명된 프레임 최대값을 기반으로 영상 처리나 디밍 처리 등을 수행할 수 있다.
도 9 및 도 10의 예시를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예는 입력된 데이터신호가 블록 평균화상레벨값보다 큰 값을 가지면 그 큰 값을 반영하여 갱신하는 반면 작은 값을 가지면 그 작은 값을 무시(버림)하고 넘어가는 과정을 반복 수행한다. 그리고 프레임의 끝지점에서 최종적으로 구해진 값을 프레임 최대값(Frame max)으로 추종하게 된다. 한편, 도 9 및 도 10에서는 5개의 픽셀을 블록(Block)으로 정의하였으나 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 입력되는 픽셀 데이터신호값을 data_in, 블록의 크기를 size라고 할 때, 블록 평균화상레벨값의 갱신 과정을 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다.
Next_Block_APL = Pre_Block_APL + (data_in - Pre_Block_APL)/size
위의 식에서 Next_Block_APL는 다음 블록의 평균화상레벨값, Pre_Block_APL는 이전 블록의 평균화상레벨값을 의미한다. 이 수식에서 size는 사전에 설정한 값이며 종래의 방법에서 설정한 오차율(error rate)과 같은 역할을 하게 된다. 이 계산식에서 size는 하드웨어적으로 구현 시 1 클록 내에서 처리되어야 하므로 2의 지수를 갖게 된다.
종래 제안된 방식은 히스토그램을 만들기 위해 입력되는 데이터신호값들에 대한 카운트값을 모두 저장해야 했다. 반면, 본 발명의 일 실시예는 매번 입력되는 데이터신호(픽셀 데이터신호)마다 계산되는 결과값만 저장하고 있기 때문에 메모리(memory) 단위가 아닌 레지스터(register) 단위로 처리할 수 있다. 그리고 블록의 크기(block size)로 나누어주는 과정이 2의 지수승으로 이루어지기 때문에 1 클록(clk) 내에 연산을 마치고 이어갈 수 있다.
도 11은 3000 프레임의 영상을 표본으로 하여 종래 제안된 방식(origin)과 본 발명의 일 실시예에 따른 방식(idea)으로 프레임 최대값을 구한 시뮬레이션 결과 그래프이다. 도 11의 예시를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방식(idea)은 3000 프레임의 영상에서 전부 종래 제안된 방식(origin)과 유사한 정도의 프레임 최대값을 추종할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 구성 예시도이고, 도 13은 도 12의 표시장치의 이점을 설명하기 위한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 타이밍 제어부(130)의 내부에는 프레임 최대값 산출부(131), 데이터신호 출력부(137) 및 디밍 제어부(180)가 포함된다. 프레임 최대값 산출부(131)에는 데이터 연산부(133)와 레지스터부(134)가 포함된다.
데이터 연산부(133)는 레지스터부(134)와 연동하여 입력되는 데이터신호(DATA)에 대한 프레임 최대값을 산출한다. 데이터 연산부(133)는 도 8 내지 도 10과 같이, 픽셀 데이터신호값(pixel data)과 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 비교하고, 픽셀 데이터신호값(pixel data)이 블록 평균화상레벨값(sAPL)보다 큰지 여부를 판단한다.
픽셀 데이터신호값(pixel data)이 블록 평균화상레벨값(sAPL)보다 크면, 그 큰 값(sAPL')을 산출하고, 산출된 값(SAPL')을 블록 평균화상레벨값(sAPL)에 반영하고, 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 갱신한다.
데이터 연산부(133)는 픽셀 데이터신호값(pixel data)이 블록 평균화상레벨값(sAPL)보다 작으면, 그 작은 값을 블록 평균화상레벨값(sAPL)에 반영하지 않고, 넘어(무시 또는 버림)간 후 프레임의 끝 지점인지 유무를 판단한다.
데이터 연산부(133)는 현재까지 계산한 픽셀 데이터신호값(pixel data)이 프레임의 끝 지점(end of Frame)인지를 판단하고 프레임의 끝 지점이 아니면, 다음 픽셀 데이터신호값(next pixel)으로 넘어간 후 다음 픽셀 데이터신호값(next pixel)과 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 비교한다.
이와 달리, 데이터 연산부(133)는 현재까지 계산한 픽셀 데이터신호값(pixel data)이 프레임의 끝 지점(end of Frame)이면, 현재까지 계산한 블록 평균화상레벨값(sAPL)을 프레임 최대값(Frame max)으로 결정한다.
레지스터부(134)는 데이터 연산부(133)와 연동하여 매번 입력되는 데이터신호(픽셀 데이터신호값)마다 계산되는 결과값(sAPL')을 일시 저장하고 저장된 값을 데이터 연산부(133)에 제공한다.
디밍 제어부(180)는 데이터신호(DATA)를 분석하여 디밍값을 연산하고 백라이트 유닛(170)의 휘도를 가변하는 디밍신호(DIM)를 출력한다. 디밍 제어부(180)는 블록별 평균화상레벨(Average Picture Level, APL)을 기반으로 산출된 프레임 최대값(Frame Max)을 파라미터(parameter)하여 디밍신호(DIM)를 생성 및 출력한다. 또한, 디밍 제어부(180)는 백라이트 유닛의 휘도 가변 양만큼 데이터신호(DATA)의 게인을 보상(조절)한 보상 데이터신호(DATA')를 출력한다.
데이터신호 출력부(137)는 백라이트 유닛의 휘도 가변에 의해 데이터신호의 보상값이 존재하는 경우 보상 데이터신호(DATA')를 출력하고 보상값이 존재하지 않는 경우 입력된 데이터신호(DATA)를 그대로 출력한다.
본 발명의 일 실시예는 매번 입력되는 데이터신호(픽셀 데이터신호)마다 계산되는 결과값만 레지스터(register)에 저장하고 레지스터(register) 단위로 처리할 수 있다. 그리고 블록의 크기(block size)로 나누어주는 과정이 2의 지수승으로 이루어지기 때문에 1 클록(clk) 내에 연산을 마치고 이어갈 수 있다.
종래 제안된 방식에서는 도 13에 도시된 영상에 대한 히스토그램을 그리기 위해 검정색(Black)을 0 계조, 백색(White)을 255 계조라고 가정하였을 때, 프레임 최대값이 오차율(error rate)의 크기에 따라 0 또는 255 둘 중 하나의 값을 갖게 된다.
종래 제안된 방식은 이 박스의 크기를 크게 하거나 작게 하여 오차율(error rate)에 의해 변하는 지점에 오게 되면 프레임 최대값은 0과 255 둘 중 하나로 바뀌는 문제가 발생하는데 이를 디밍 알고리즘에 적용하면 플리커(flicker)를 야기할 수 있다. 이 문제는 히스토그램을 이용한 방법이 고계조 데이터신호의 개수에만 의존하고 뎁스(depth)를 반영하지 못하기 때문에 생기는 문제이다.
그러나 본 발명의 실시예는 데이터신호의 개수와 더불어 뎁스(depth)를 모두 반영하여 프레임 최대값을 구하기 때문에 박스의 크기에 대응하여 스무드(smooth)한 프레임 최대값을 산출할 수 있다.
이상 본 발명은 정확한 프레임 최대값을 구할 수 있어 알고리즘을 이용한 각종 영상 처리시 플리커(flicker) 발생 확률을 낮추고 표시품질을 향상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 프레임 메모리를 사용하지 않고도 정확한 프레임 최대값을 구할 수 있어 모바일과 같은 소형 표시장치 제작시 비용절감(cost down)은 물론 메모리 용량(또는 사용량)을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 영상 공급부 130: 타이밍 제어부
140: 게이트 구동부 150: 데이터 구동부
160: 액정패널 170: 백라이트 유닛
180: 디밍 제어부 131: 프레임 최대값 산출부
133: 데이터 연산부 134: 레지스터부

Claims (7)

  1. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 구동부;
    상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부; 및
    외부로부터 공급된 픽셀 데이터신호값과 블록 평균화상레벨값을 비교하고, 상기 픽셀 데이터신호값이 상기 블록 평균화상레벨값보다 작으면 그 값을 무시하며, 상기 픽셀 데이터신호값이 상기 블록 평균화상레벨값보다 크면 그 값을 상기 블록 평균화상레벨값에 반영하고,
    상기 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 시작 지점부터 시작하여 프레임의 끝 지점에 도달하면, 상기 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값을 프레임 최대값으로 결정하는 프레임 최대값 산출부를 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 최대값 산출부는
    상기 프레임 최대값을 산출하는 데이터 연산부와,
    상기 픽셀 데이터신호값마다 결과값으로 일시 저장하고 저장된 결과값을 상기 데이터 연산부에 제공하는 레지스터부를 포함하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 연산부는 하기의 수식을 기반으로 상기 프레임 최대값을 산출하며,
    Next_Block_APL = Pre_Block_APL + (data_in - Pre_Block_APL)/size,
    상기 Next_Block_APL는 다음 블록의 평균화상레벨값, 상기 Pre_Block_APL는 이전 블록의 평균화상레벨값, 상기 data_in는 픽셀 데이터신호값, 상기 size는 블록의 크기를 의미하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 size는
    2의 지수인 표시장치.
  5. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 구동부;
    상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고,
    상기 타이밍 제어부는 외부로부터 공급된 픽셀 데이터신호값과 블록 평균화상레벨값을 비교하고, 상기 픽셀 데이터신호값이 상기 블록 평균화상레벨값보다 작으면 그 값을 무시하며, 상기 픽셀 데이터신호값이 상기 블록 평균화상레벨값보다 크면 그 값을 상기 블록 평균화상레벨값에 반영하고, 상기 픽셀 데이터신호값마다 계산된 결과값을 레지스터부에 일시 저장하는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 시작 지점부터 시작하여 프레임의 끝 지점에 도달하면, 상기 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값을 프레임 최대값으로 결정하는 표시장치.
  7. 픽셀 데이터신호값과 블록 평균화상레벨값을 비교하고, 상기 픽셀 데이터신호값이 상기 블록 평균화상레벨값보다 큰지 여부를 판단하는 단계;
    상기 픽셀 데이터신호값이 상기 블록 평균화상레벨값보다 크면, 그 값을 산출하고, 산출된 값을 블록 평균화상레벨값에 반영하고, 상기 블록 평균화상레벨값을 갱신하는 단계; 및
    상기 픽셀 데이터신호값의 계산이 프레임의 끝 지점에 도달하였는지 여부를 판단하고, 상기 픽셀 데이터신호값의 계산이 상기 프레임의 끝 지점에 도달하였으면, 상기 프레임의 끝 지점까지 계산한 블록 평균화상레벨값을 프레임 최대값으로 결정하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
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