KR102508992B1 - 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법 - Google Patents

영상 처리 장치 및 영상 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 영상 처리 장치는, 각각의 좌표에 대한 강도 값들(intensity values)을 포함하는 단일 영상 프레임(single image frame)을 제공하는 영상 획득부; 및 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 보정 방향 값들에 따른 보정량 값들로 보정하여 디블러링 영상 프레임(de-blurring image frame)을 제공하는 영상 보정부를 포함하고, 상기 영상 보정부는, 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 상기 보정량 값들을 연산하는 보정량 연산부; 및 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 상기 보정 방향 값들을 연산하는 보정 방향 연산부를 포함한다.

Description

영상 처리 장치 및 영상 처리 방법{IMAGE PROCESSING DEVICE AND IMAGE PROCESSING METHOD}
본 발명은 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
제조 비용 절감을 위해서, 대면적의 원장 기판에 다수의 표시 장치들을 동시에 형성하고, 이러한 표시 장치들을 스크라이빙(scribing)하여 개별 표시 장치들로 분리할 수 있다.
하지만 이러한 개별 표시 장치들은 원장 기판에서의 위치, 또는 다른 원인에 따라 서로 다른 구동 특성을 가진 소자들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 동일한 계조 값들에 대해서, 개별 표시 장치들은 서로 다른 영상을 표시할 수도 있다.
따라서, 개별 표시 장치들이 동일한 계조 값들에 대해 동일한 영상을 표시할 수 있도록 개별 조정이 필요한데, 개별 조정의 전제 조건으로 개별 표시 장치들이 표시하는 영상을 정확히 획득할 필요가 있다.
해결하고자 하는 기술적 과제는, 단일 영상 프레임을 이용하고, 별도의 윤곽선 검출 과정 없이 영상 프레임의 즉시 보정이 가능한 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 각각의 좌표에 대한 강도 값들(intensity values)을 포함하는 단일 영상 프레임(single image frame)을 제공하는 영상 획득부; 및 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 보정 방향 값들에 따른 보정량 값들로 보정하여 디블러링 영상 프레임(de-blurring image frame)을 제공하는 영상 보정부를 포함하고, 상기 영상 보정부는 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 상기 보정량 값들을 연산하는 보정량 연산부; 및 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 상기 보정 방향 값들을 연산하는 보정 방향 연산부를 포함한다.
상기 영상 보정부는 상기 단일 영상 프레임을 입력받아 저장하고, 상기 단일 영상 프레임을 제1 프레임으로 제공하는 제1 프레임 버퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 보정량 연산부는 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들의 절대 값들을 각각의 좌표에 대한 상기 보정량 값들로 생성할 수 있다.
상기 보정 방향 연산부는 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들의 부호 값들을 반전시켜 각각의 좌표에 대한 상기 보정 방향 값들로 생성할 수 있다.
상기 영상 보정부는 상기 보정량 값들 및 대응하는 상기 보정 방향 값들을 곱하여 각각의 좌표에 대한 보정 값들을 생성하는 보정값 생성부; 및 상기 제1 프레임의 강도 값들 및 대응하는 상기 보정 값들을 합하여 제2 프레임의 강도 값들을 생성하는 제2 프레임 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 보정부는 상기 제2 프레임을 입력받아 저장하는 제2 프레임 버퍼; 및 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 상기 제2 프레임의 강도 값들의 변화율들 중 적어도 일부가 기준 값을 초과하는 경우, 상기 제1 프레임 버퍼에 상기 제2 프레임을 저장시키는 반복 연산 결정부를 더 포함할 수 있다.
상기 반복 연산 결정부는 상기 변화율들 중 최대 값이 상기 기준 값 이하인 경우, 상기 제2 프레임 버퍼로부터 상기 제2 프레임을 상기 디블러링 영상 프레임으로 제공할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 영상 처리 방법은, 각각의 좌표에 대한 강도 값들을 포함하는 단일 영상 프레임을 수신하는 단계; 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정량 값들을 연산하는 단계; 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정 방향 값들을 연산하는 단계; 및 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 상기 보정 방향 값들에 따른 상기 보정량 값들로 보정하여 디블러링 영상 프레임을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 처리 방법은, 상기 단일 영상 프레임을 수신하는 단계에서, 상기 단일 영상 프레임을 제1 프레임으로 설정하고, 상기 보정량 값들을 연산하는 단계에서, 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들의 절대 값들을 각각의 좌표에 대한 상기 보정량 값들로 생성할 수 있다.
상기 영상 처리 방법은, 상기 보정 방향 값들을 연산하는 단계에서, 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들의 부호 값들을 반전시켜 각각의 좌표에 대한 상기 보정 방향 값들로 생성할 수 있다.
상기 영상 처리 방법은, 상기 디블러링 영상 프레임을 생성하는 단계에서, 상기 보정량 값들 및 대응하는 상기 보정 방향 값들을 곱하여 각각의 좌표에 대한 보정 값들을 생성하고, 상기 제1 프레임의 강도 값들 및 대응하는 상기 보정 값들을 합하여 제2 프레임의 강도 값들을 생성할 수 있다.
상기 영상 처리 방법은, 상기 디블러링 영상 프레임을 생성하는 단계에서, 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 상기 제2 프레임의 강도 값들의 변화율들 중 적어도 일부가 기준 값을 초과하는 경우, 상기 제2 프레임을 상기 제1 프레임으로 설정하고, 상기 변화율들 중 최대 값이 상기 기준 값 이하인 경우, 상기 제2 프레임을 상기 디블러링 영상 프레임으로 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법은 단일 영상 프레임을 이용하고, 별도의 윤곽선 검출 과정 없이 영상 프레임의 즉시 보정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 표시 장치의 화소 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 화소 회로의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 표시 장치의 화소 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 화소 회로의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 보정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 예시적인 단일 영상 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 11은 예시적인 단일 영상 프레임과 디블러링 영상 프레임을 비교하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 과장되게 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 처리 장치(IPD)는 영상 획득부(100) 및 영상 보정부(200)를 포함한다.
영상 획득부(100)는 단일 영상 프레임을 영상 보정부(200)에 제공한다. 예를 들어, 영상 획득부(100)는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라 등의 수광 소자를 자체적으로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 영상 획득부(100)는 표시 장치(DD)의 표시면(DS)의 영상을 1회 촬상하여 생성된 단일 영상 프레임을 영상 보정부(200)에 제공할 수 있다. 또한 예를 들어, 영상 획득부(100)는 자체적으로 수광 소자를 포함하지 않되, 외부 수광 소자와 연결되며, 외부 수광 소자가 1회 촬상한 단일 영상 프레임을 수신하도록 구성될 수도 있다.
단일 영상 프레임(single image frame)은 각각의 좌표에 대한 강도 값들(intensity values)을 포함할 수 있다.
단일 영상 프레임의 좌표들과 영상의 좌표들은 특정 비율로 서로 대응할 수 있다. 단일 영상 프레임의 해상도는 수광 소자의 해상도에 의존할 수 있고, 영상의 해상도는 표시 장치(DD)의 화소들의 해상도에 의존할 수 있다. 수광 소자의 해상도가 화소들의 해상도와 일치하는 경우, 단일 영상 프레임의 좌표들과 영상의 좌표들은 1대 1 비율로 서로 대응할 수 있다. 수광 소자의 해상도가 화소들의 해상도보다 낮은 경우, 단일 영상 프레임의 좌표들과 영상의 좌표들은 1대 a 비율로 서로 대응할 수 있다. 여기서 a는 1보다 큰 실수일 수 있다. 수광 소자의 해상도가 화소들의 해상도보다 높은 경우, 단일 영상 프레임의 좌표들과 영상의 좌표들은 b대 1 비율로 서로 대응할 수 있다. 여기서 b는 1보다 큰 실수일 수 있다.
단일 영상 프레임의 강도 값들은 영상의 휘도 값들과 대응할 수 있다. 예를 들어, 영상의 특정 좌표들의 휘도 값들이 상대적으로 높으면, 단일 영상 프레임의 대응하는 좌표들의 강도 값들도 상대적으로 높을 수 있다. 휘도 값들의 단위는 니트(nit)로 나타낼 수 있다. 강도 값들의 단위는 수광 소자의 분해능에 따라 결정될 수 있다. 수광 소자의 해상도가 화소들의 해상도보다 높은 경우, 화소들의 색상에 대한 수광 소자의 감도에 따라 강도 값들이 달라질 수 있다.
표시 장치(DD)의 화소들에 의해 표시되는 영상과 단일 영상 프레임에 대해서는 도 2, 5, 및 9를 참조하여 더 후술한다.
영상 보정부(200)는 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 보정 방향 값들에 따른 보정량 값들로 보정하여 디블러링 영상 프레임(de-blurring image frame)을 제공한다.
디블러링 영상 프레임은 단일 영상 프레임의 모호한 경계 영역들이 보다 명확한 경계선들로 보정된 영상 프레임을 의미할 수 있다. 즉, 디블러링 영상 프레임의 경계 영역들의 폭은 단일 영상 프레임의 경계 영역들의 폭보다 좁을 수 있다. 이에 대해서는 도 10 및 11에 대한 설명을 더 참조한다.
영상 보정부(200)는 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정량 값들을 연산하는 보정량 연산부, 및 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정 방향 값들을 연산하는 보정 방향 연산부를 포함할 수 있다. 보정량 연산부 및 보정 방향 연산부에 대해서는 도 8을 참조하여 더 상세히 후술한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 타이밍 제어부(10), 데이터 구동부(20), 주사 구동부(30), 및 화소부(40)를 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 외부 프로세서로부터 수신한 제어 신호들에 기초하여 주사 구동부(30)의 사양(specification)에 적합하도록 클록 신호, 주사 시작 신호 등을 주사 구동부(30)에 제공할 수 있다. 외부 프로세서는 AP(application processor), CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), MCU(micro controller unit), 또는 기타 호스트 시스템(host system)일 수 있다. 제어 신호들은, 예를 들어, 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 수직 동기화 신호(vertical synchronization signal), 수평 동기화 신호(horizontal synchronization signal), 목표 최대 휘도(target maximum luminance) 등을 포함할 수 있다.
또한 타이밍 제어부(10)는 외부 프로세서로부터 수신한 계조 값들 및 제어 신호들에 기초하여 데이터 구동부(20)의 사양에 적합하도록 변형 또는 유지된 계조 값들 및 제어 신호들을 데이터 구동부(20)에 제공할 수 있다.
데이터 구동부(20)는 타이밍 제어부(10)로부터 수신한 계조 값들 및 제어 신호들을 이용하여 데이터 라인들(D1~Dm)로 제공할 데이터 전압들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 화소행 단위로 생성된 데이터 전압들은 제어 신호에 포함된 출력 제어 신호에 따라 동시에 데이터 라인들(D1~Dm)에 인가될 수 있다.
주사 구동부(30)는 타이밍 제어부(10)로부터 클록 신호, 주사 시작 신호 등의 제어 신호들을 수신하여 주사 라인들(S1~Sn)에 제공할 주사 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(30)는 주사 라인들(S1~Sn)에 순차적으로 턴온 레벨의 주사 신호들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(30)는 시프트 레지스터(shift register) 형태로 구성될 수 있고, 클록 신호의 제어에 따라 주사 시작 신호를 다음 스테이지 회로로 순차적으로 전달하는 방식으로 주사 신호들을 생성할 수 있다.
화소부(40)는 화소들(PX11~PXnm)을 포함한다. 각각의 화소들(PX11~PXnm)은 대응하는 데이터 라인 및 주사 라인과 연결될 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(20)로부터 하나의 화소행에 대한 데이터 전압들이 데이터 라인들(D1~Dm)로 인가되면, 주사 구동부(30)로부터 턴온 레벨의 주사 신호를 제공받은 주사 라인에 위치한 화소행에 데이터 전압들이 기입될 수 있다. 이러한 구동 방법에 대해서는 도 3 및 4를 참조하여 더 상세히 설명한다.
이하에서, 표시 장치(DD)가 유기 발광 표시 장치임에 기초하여 설명하지만, 도 3 및 4의 화소 회로 구조를 대체한다면, 본원의 표시 장치(DD)가 액정 표시 장치에도 적용될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 도 2의 표시 장치의 화소 회로를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 화소 회로의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 예시적인 화소(PXij)의 회로 구조가 도시되어 있다.
화소(PXij)는 임의의 i번째 주사 라인 및 j번째 데이터 라인에 연결된 경우를 가정한다.
화소(PXij)는 복수의 트랜지스터들(T1, T2), 스토리지 커패시터(Cst1), 및 유기 발광 다이오드(OLED1)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 트랜지스터들(T1, T2)은 P형 트랜지스터로 도시되었지만, 당업자라면 N형 트랜지스터들로 동일한 기능을 하는 화소 회로를 구성할 수 있을 것이다.
트랜지스터(T2)는 게이트 전극이 주사 라인(Si)에 연결되고, 일전극이 데이터 라인(Dj)에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결된다. 트랜지스터(T2)는 스위칭 트랜지스터, 스캔 트랜지스터, 주사 트랜지스터 등으로 명명될 수 있다.
트랜지스터(T1)는 게이트 전극이 트랜지스터(T2)의 타전극에 연결되고, 일전극이 제1 전원 전압 라인(ELVDD)에 연결되고, 타전극이 유기 발광 다이오드(OLED1)의 애노드 전극에 연결된다. 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터로 명명될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst1)는 트랜지스터(T1)의 일전극과 게이트 전극을 연결한다.
유기 발광 다이오드(OLED1)는 애노드 전극이 트랜지스터(T1)의 타전극에 연결되고, 캐소드 전극이 제2 전원 전압 라인(ELVSS)에 연결된다.
트랜지스터(T2)의 게이트 단자에 주사 라인(Si)을 통해서 턴온 레벨(로우 레벨)의 스캔 신호가 공급되면, 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(Dj)과 스토리지 커패시터(Cst1)의 일전극을 연결시킨다. 따라서, 스토리지 커패시터(Cst1)에는 데이터 라인(Dj)을 통해 인가된 데이터 전압(DATAij)과 제1 전원 전압의 차이에 따른 전압 값이 기입된다. 트랜지스터(T1)는 스토리지 커패시터(Cst1)에 기입된 전압 값에 따라 결정된 구동 전류를 제1 전원 전압 라인(ELVDD)으로부터 제2 전원 전압 라인(ELVSS)으로 흐르게 한다. 유기 발광 다이오드(OLED1)는 구동 전류량에 따른 휘도로 발광하게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 표시 장치(DD')는 타이밍 제어부(10'), 데이터 구동부(20'), 주사 구동부(30'), 화소부(40'), 및 발광 구동부(50')를 포함한다.
도 2의 실시예와 비교했을 때, 표시 장치(DD')는 발광 구동부(50')를 더 포함한다. 표시 장치(DD')의 발광 구동부(50')를 제외한 다른 구성요소들은 도 2의 표시 장치(DD)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므로, 중복된 설명은 생략한다.
발광 구동부(50')는 화소부(40')의 화소들(PX11'~PXnm')의 발광 기간을 결정하는 발광 신호를 발광 라인들(E1~En)에 제공할 수 있다. 발광 구동부(50')는, 대응하는 턴온 레벨의 주사 신호가 공급되는 기간에, 발광 라인들(E1~En)에 턴오프 레벨의 발광 신호들을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 발광 구동부(50')는 순차 발광형으로 구성될 수 있다. 발광 구동부(50')는 시프트 레지스터 형태로 구성될 수 있고, 클록 신호의 제어에 따라 발광 시작 신호를 다음 스테이지 회로로 순차적으로 전달하는 방식으로 발광 신호들을 생성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 발광 구동부(50')는 모든 화소행을 동시에 발광시키는 동시 발광형으로 구성될 수도 있다.
도 6은 도 5의 표시 장치의 화소 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 화소(PXij')는 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7), 스토리지 커패시터(Cst2), 및 유기 발광 다이오드(OLED2)를 포함할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst2)는 일전극이 제1 전원 전압 라인(ELVDD)에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결될 수 있다.
트랜지스터(M1)는 일전극이 트랜지스터(M5)의 타전극에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M6)의 일전극에 연결되고, 게이트 전극이 스토리지 커패시터(Cst2)의 타전극에 연결될 수 있다. 트랜지스터(M1)를 구동 트랜지스터로 명명할 수 있다. 트랜지스터(M1)는 게이트 전극과 소스 전극의 전위차에 따라 제1 전원 전압 라인(ELVDD)과 제2 전원 전압 라인(ELVSS) 사이에 흐르는 구동 전류량을 결정한다.
트랜지스터(M2)는 일전극이 데이터 라인(Dj)에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 일전극에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결될 수 있다. 트랜지스터(M2)를 스위칭 트랜지스터, 스캔 트랜지스터, 주사 트랜지스터 등으로 명명할 수 있다. 트랜지스터(M2)는 현재 주사 라인(Si)에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 데이터 라인(Dj)의 데이터 전압을 화소(PXij')로 인입시킨다.
트랜지스터(M3)는 일전극이 트랜지스터(M1)의 타전극에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결된다. 트랜지스터(M3)는 현재 주사 라인(Si)에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 트랜지스터(M1)를 다이오드 형태로 연결시킨다.
트랜지스터(M4)는 일전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결되고, 타전극이 초기화 전압 라인(VINT)에 연결되고, 게이트 전극이 이전 주사 라인(S(i-1))에 연결된다. 다른 실시예에서, 트랜지스터(M4)의 게이트 전극은 다른 주사 라인에 연결될 수도 있다. 트랜지스터(M4)는 이전 주사 라인(S(i-1))에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 초기화 전압(VINT)을 전달하여, 트랜지스터(M1)의 게이트 전극의 전하량을 초기화시킨다.
트랜지스터(M5)는 일전극이 제1 전원 전압 라인(ELVDD)에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 일전극에 연결되고, 게이트 전극이 발광 라인(Ei)에 연결된다. 트랜지스터(M6)는 일전극이 트랜지스터(M1)의 타전극에 연결되고, 타전극이 유기 발광 다이오드(OELD2)의 애노드 전극에 연결되고, 게이트 전극이 발광 라인(Ei)에 연결된다. 트랜지스터(M5, M6)는 발광 트랜지스터로 명명될 수 있다. 트랜지스터(M5, M6)는 턴온 레벨의 발광 신호가 인가되면 제1 전원 전압 라인(ELVDD)과 제2 전원 전압 라인(ELVSS) 사이의 구동 전류 경로를 형성하여 유기 발광 다이오드(OELD2)를 발광시킨다.
트랜지스터(M7)는 일전극이 유기 발광 다이오드(OLED2)의 애노드 전극에 연결되고, 타전극이 초기화 전압 라인(VINT)에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결된다. 다른 실시예에서, 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 다른 주사 라인에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 다음 주사 라인(i+1 번째 주사 라인) 또는 그 이후의 주사 라인에 연결될 수도 있다. 트랜지스터(M7)는 현재 주사 라인(Si)에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 유기 발광 다이오드(OLED2)의 애노드 전극에 초기화 전압을 전달하여, 유기 발광 다이오드(OELD2)에 축적된 전하량을 초기화시킨다.
유기 발광 다이오드(OLED2)는 애노드 전극이 트랜지스터(M6)의 타전극에 연결되고, 캐소드 전극이 제2 전원 전압 라인(ELVSS)에 연결된다.
도 7은 도 6의 화소 회로의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 데이터 라인(Dj)에는 이전 화소행에 대한 데이터 전압(DATA(i-1)j)이 인가되고, 이전 주사 라인(S(i-1))에는 턴온 레벨(로우 레벨)의 주사 신호가 인가된다.
현재 주사 라인(Si)에는 턴오프 레벨(하이 레벨)의 주사 신호가 인가되므로, 트랜지스터(M2)는 턴오프 상태이고, 이전 화소행(DATA(i-1)j)에 대한 데이터 전압이 화소(PXij')로 인입되는 것이 방지된다.
이때, 트랜지스터(M4)는 턴온 상태가 되므로, 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 초기화 전압이 인가되어 전하량이 초기화된다. 발광 라인(Ei)에는 턴오프 레벨의 발광제어 신호가 인가되므로, 트랜지스터(M5, M6)는 턴오프 상태이고, 초기화 전압 인가 과정에 따른 불필요한 유기 발광 다이오드(OLED2)의 발광이 방지된다.
다음으로, 데이터 라인(Dj)에는 현재 화소행에 대한 데이터 전압(DATAij)이 인가되고, 현재 주사 라인(Si)에는 턴온 레벨의 주사 신호가 인가된다. 이에 따라 트랜지스터(M2, M1, M3)가 도통 상태가 되며, 데이터 라인(Dj)과 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 전기적으로 연결된다. 따라서, 데이터 전압(DATAij)이 스토리지 커패시터(Cst2)의 타전극에 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst1)는 제1 전원 전압 라인(ELVDD)의 전압과 데이터 전압(DATAij)의 차이에 해당하는 전하량을 축적한다.
이때, 트랜지스터(M7)는 턴온 상태이므로, 유기 발광 다이오드(OLED2)의 애노드 전극과 초기화 전압 라인(VINT)이 연결되고, 유기 발광 다이오드(OELD2)는 초기화 전압과 제2 전원 전압의 전압 차이에 해당하는 전하량으로 프리차지(precharge) 또는 초기화된다.
이후, 발광 라인(Ei)에 턴온 레벨의 발광 신호가 인가됨에 따라, 트랜지스터(M5, M6)가 도통되며, 스토리지 커패시터(Cst2)에 축적된 전하량에 따라 트랜지스터(M1)를 통과하는 구동 전류량이 조절되어 유기 발광 다이오드(OLED2)로 구동 전류가 흐른다. 유기 발광 다이오드(OLED2)는 발광 라인(Ei)에 턴오프 레벨의 발광 신호가 인가되기 전까지 발광한다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 보정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 보정부(200)는 제1 프레임 버퍼(211), 제2 프레임 버퍼(212), 보정량 연산부(221), 보정 방향 연산부(222), 보정값 생성부(223), 제2 프레임 생성부(224), 및 반복 연산 결정부(225)를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 영상 보정부(200)의 각각의 구성들(211, 212, 221, 222, 223, 224, 225)은 독립적인 회로로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 영상 보정부(200)는 메모리(MEM)와 프로세서(PRC)를 포함하고, 메모리(MEM)는 제1 프레임 버퍼(211) 및 제2 프레임 버퍼(212)를 포함하고, 프로세서(PRC)는 보정량 연산부(221), 보정 방향 연산부(222), 보정값 생성부(223), 제2 프레임 생성부(224), 및 반복 연산 결정부(225)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 프레임 버퍼(211) 및 제2 프레임 버퍼(212)는 메모리(MEM)의 일부 영역을 가리킬 수도 있다. 또한, 보정량 연산부(221), 보정 방향 연산부(222), 보정값 생성부(223), 제2 프레임 생성부(224), 및 반복 연산 결정부(225)는 프로그램으로 구현되어 프로세서(PRC)에 의해 실행될 수도 있다.
이하에서, 영상 보정부(200)의 동작을 설명하는 과정에서 도 9 내지 11을 더 참조한다.
도 9는 예시적인 단일 영상 프레임을 설명하기 위한 도면이고, 도 10 및 11은 예시적인 단일 영상 프레임과 디블러링 영상 프레임을 비교하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 예시적인 단일 영상 프레임(1IF_i)은 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 및 제3 영역(A3)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1) 및 제3 영역(A3)은 표시 장치(DD)에 표시된 영상의 흑색 부분에 대응하고, 제2 영역(A2)은 표시 장치(DD)에 표시된 영상의 백색 부분에 대응할 수 있다. 도 9에서는 설명의 편의를 위해, 표시 장치(DD)가 패턴을 갖는 영상을 테스트 영상을 표시하는 것으로 설명하지만, 표시 장치(DD)는 패턴이 없는 단일 계조 영상을 테스트 영상으로 표시할 수도 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)가 패턴이 없는 단일 계조 영상을 표시하더라도, 구동 특성이 서로 다른 소자들로 인해서 영상에 얼룩이 존재할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 이러한 얼룩을 명확히 판별하는데 이용될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 도 9의 좌표들((x0,y0)~(x0+80, y0))에 대응하는 단일 영상 프레임(1IF_i)의 강도 값들이 그래프(G1)로 표시된다. 도 11을 참조하면, 도 10의 일부 영역(SA1)이 확대되어 표시된다. 도 10 및 11에서 y축 좌표(y0)는 표시 좌표들에서 서로 동일하므로, 기재가 생략되었다.
제1 프레임 버퍼(211)는 단일 영상 프레임(1IF_i)을 입력받아 저장하고, 단일 영상 프레임(1IF_i)을 제1 프레임(1IF)으로 제공할 수 있다. 즉, 단일 영상 프레임(1IF_i)은 최초의 제1 프레임(1IF)으로 설정될 수 있다.
보정량 연산부(221)는 제1 프레임(1IF)의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들의 절대 값들을 각각의 좌표에 대한 보정량 값들(CA)로 생성할 수 있다(수학식 1 참조).
[수학식 1]
Figure 112018060184417-pat00001
여기서,
Figure 112018060184417-pat00002
는 단일 영상 프레임(1IF_i)의 각 좌표에 대한 강도 값들을 의미한다.
Figure 112018060184417-pat00003
는 t-1 번째 제1 프레임(1IF)의 각 좌표에 대한 강도 값들을 의미한다.
Figure 112018060184417-pat00004
는 t-1 번째 제1 프레임(1IF)의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 의미한다. 1차 미분 연산은 그래디언트(Graident) 연산을 의미할 수 있다.
t는 1부터 시작하여, 반복 연산 결정부(225)에 의해 순차적으로 증가할 수 있는 자연수이다. 예를 들어, t는 1일 때, 제1 프레임(1IF)은 단일 영상 프레임(1IF_i)일 수 있다. 이때, 보정량 값들(CA)은 단일 영상 프레임(1IF_i)의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들의 절대 값들일 수 있다. 도 11의 그래프(G1)을 참조하면, 좌표들((x0+15)~(x0+18))에 대한 보정량 값들(CA)은 대략 0일 수 있고, 좌표들((x0+18)~(x0+21))에 대한 보정량 값들(CA)은 0으로부터 점차적으로 증가할 수 있고, 좌표들((x0+22)~(x0+24))에 대한 보정량 값들(CA)은 점차적으로 감소하되 0보다 클 수 있다.
보정 방향 연산부(222)는 제1 프레임(1IF)의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들의 부호 값들을 반전시켜 각각의 좌표에 대한 보정 방향 값들(CD)로 생성할 수 있다(수학식 2 참조).
[수학식 2]
Figure 112018060184417-pat00005
여기서,
Figure 112018060184417-pat00006
는 t-1 번째 제1 프레임(1IF)의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 의미한다. 2차 미분 연산은 라플라시안(Laplacian) 연산을 의미할 수 있다.
예를 들어, t는 1일 때, 제1 프레임(1IF)은 단일 영상 프레임(1IF_i)일 수 있다. 이때, 보정 방향 값들(CD)은 단일 영상 프레임(1IF_i)의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들의 부호 값들을 반전시킨 값들일 수 있다. 도 11의 그래프(G1) 및 수학식 1에 대한 설명을 참조하면, 좌표들((x0+15)~(x0+18))에 대한 보정 방향 값들(CD)은 대략 0일 수 있고, 좌표들((x0+18)~(x0+21))에 대한 보정 방향 값들(CD)은 (-)1 등의 음수일 수 있고, 좌표들((x0+22)~(x0+25))에 대한 보정 방향 값들(CD)은 (+)1 등의 양수일 수 있다.
보정값 생성부(223)는 보정량 값들(CA) 및 대응하는 보정 방향 값들(CD)을 곱하여 각각의 좌표에 대한 보정 값들(CV)을 생성할 수 있다(수학식 3 참조).
[수학식 3]
CV = CD * CA
제2 프레임 생성부(224)는 제1 프레임(1IF)의 강도 값들 및 대응하는 보정 값들(CV)을 합하여 제2 프레임(2IF)의 강도 값들을 생성할 수 있다. 제2 프레임 버퍼(212)는 제2 프레임(2IF)을 입력받아 저장할 수 있다.
반복 연산 결정부(225)는 제1 프레임(1IF)의 강도 값들에 대한 제2 프레임(2IF)의 강도 값들의 변화율들 중 적어도 일부가 기준 값을 초과하는 경우, 제1 프레임 버퍼(211)에 제2 프레임(2IF)을 저장시킬 수 있다. 또한, 반복 연산 결정부(225)는 변화율들 중 최대 값이 기준 값 이하인 경우, 제2 프레임 버퍼(212)로부터 제2 프레임(2IF)을 디블러링 영상 프레임(2IF_f)으로 제공할 수 있다(수학식 4 참조).
[수학식 4]
Figure 112018060184417-pat00007
여기서,
Figure 112018060184417-pat00008
는 제1 프레임(1IF)의 강도 값들을 의미하고,
Figure 112018060184417-pat00009
는 제2 프레임(2IF)의 강도 값들을 의미한다.
Figure 112018060184417-pat00010
은 제1 프레임(1IF)의 강도 값들에 대한 제2 프레임(2IF)의 강도 값들의 변화율들을 의미한다. ref는 기준 값을 의미한다.
기준 값은 제1 프레임(1IF)의 강도 값들과 제2 프레임(2IF)의 강도 값들의 차이가 허용될 수 있는 값으로 설정될 수 있다. 즉, 변화율들 중 최대 값이 기준 값 이하가 되는 경우, 더 이상의 반복 연산은 불필요하다고 판단될 수 있다. 예를 들어, 기준 값은 0.03(=3%)으로 설정될 수 있다. 기준 값은 제품에 따라 달리 설정될 수 있다.
반복 연산 결정부(225)는 변화율들 중 적어도 일부가 기준 값을 초과하는 경우, 제1 프레임 버퍼(211)에 제2 프레임(2IF)을 저장시킬 수 있다. 즉, 수학식 1 내지 4에서 t 값이 1 증가하여, 전술한 과정이 반복 연산될 수 있다.
반복 연산 결정부(225)는 변화율들 중 최대 값이 기준 값 이하인 경우, 제2 프레임 버퍼(212)로부터 제2 프레임(2IF)을 디블러링 영상 프레임(2IF_f)으로 제공할 수 있다. 이때, t 값은 더 이상 증가하지 않는다.
도 10 및 11을 다시 참조하면, 디블러링 영상 프레임(2IF_f)에 대한 그래프(G2)를 확인할 수 있다. 그래프(G1)의 경계 영역의 폭(WD1)에 비해, 그래프(G2)의 경계 영역의 폭(WD2)이 줄어들어, 디블러링 효과 있음을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 1회 보정으로 디블러링 영상 프레임을 생성하는 영상 처리 방법이 개시된다.
먼저, 각각의 좌표에 대한 강도 값들을 포함하는 단일 영상 프레임을 수신할 수 있다(S101).
다음으로, 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정량 값들을 연산하고(S102), 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정 방향 값들을 연산할 수 있다(S103).
마지막으로, 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 보정 방향 값들에 따른 보정량 값들로 보정하여 디블러링 영상 프레임을 생성할 수 있다(S104).
도 12의 실시예에 의하면, 도 8의 반복 연산 결정부(225)가 생략될 수 있으므로, 비용 절감이 가능하다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 각각의 좌표에 대한 강도 값들을 포함하는 단일 영상 프레임을 수신하고, 단일 영상 프레임을 제1 프레임으로 설정할 수 있다(S201).
다음으로, 제1 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들의 절대 값들을 각각의 좌표에 대한 보정량 값들로 생성하고(S202), 제1 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들의 부호 값들을 반전시켜 각각의 좌표에 대한 보정 방향 값들로 생성하고(S203), 보정량 값들 및 대응하는 보정 방향 값들을 곱하여 각각의 좌표에 대한 보정 값들을 생성하고, 제1 프레임의 강도 값들에 대응하는 보정 값들을 합하여 제2 프레임의 강도 값들을 생성할 수 있다(S204).
다음으로, 제1 프레임의 강도 값들에 대한 제2 프레임의 강도 값들의 변화율들 중 최대 값이 기준 값 이하인지 여부를 판별할 수 있다(S205).
변화율들 중 적어도 일부가 기준 값을 초과하는 경우, 제2 프레임을 제1 프레임으로 설정하고(S206), 단계들(S202~S205)이 반복될 수 있다.
변화율들 중 최대 값이 기준 값 이하인 경우, 제2 프레임을 디블러링 영상 프레임으로 제공할 수 있다(S207).
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
IPD: 영상 처리 장치
100: 영상 획득부
200: 영상 보정부
DD: 표시 장치
DS: 표시면

Claims (12)

  1. 각각의 좌표에 대한 강도 값들(intensity values)을 포함하는 단일 영상 프레임(single image frame)을 제공하는 영상 획득부; 및
    상기 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 보정 방향 값들에 따른 보정량 값들로 보정하여 디블러링 영상 프레임(de-blurring image frame)을 제공하는 영상 보정부를 포함하고,
    상기 영상 보정부는
    상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 상기 보정량 값들을 연산하는 보정량 연산부; 및
    상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 상기 보정 방향 값들을 연산하는 보정 방향 연산부를 포함하고,
    상기 영상 보정부는 상기 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 상기 보정 방향 값들에 따른 상기 보정량 값들로 보정하여 상기 디블러링 영상 프레임을 생성하는,
    영상 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 보정부는
    상기 단일 영상 프레임을 입력받아 저장하고, 상기 단일 영상 프레임을 제1 프레임으로 제공하는 제1 프레임 버퍼를 더 포함하는,
    영상 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 보정량 연산부는 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들의 절대 값들을 각각의 좌표에 대한 상기 보정량 값들로 생성하는,
    영상 처리 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 보정 방향 연산부는 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들의 부호 값들을 반전시켜 각각의 좌표에 대한 상기 보정 방향 값들로 생성하는,
    영상 처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 영상 보정부는
    상기 보정량 값들 및 대응하는 상기 보정 방향 값들을 곱하여 각각의 좌표에 대한 보정 값들을 생성하는 보정값 생성부; 및
    상기 제1 프레임의 강도 값들 및 대응하는 상기 보정 값들을 합하여 제2 프레임의 강도 값들을 생성하는 제2 프레임 생성부를 더 포함하는,
    영상 처리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 영상 보정부는
    상기 제2 프레임을 입력받아 저장하는 제2 프레임 버퍼; 및
    상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 상기 제2 프레임의 강도 값들의 변화율들 중 적어도 일부가 기준 값을 초과하는 경우, 상기 제1 프레임 버퍼에 상기 제2 프레임을 저장시키는 반복 연산 결정부를 더 포함하는,
    영상 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 반복 연산 결정부는 상기 변화율들 중 최대 값이 상기 기준 값 이하인 경우, 상기 제2 프레임 버퍼로부터 상기 제2 프레임을 상기 디블러링 영상 프레임으로 제공하는
    영상 처리 장치.
  8. 각각의 좌표에 대한 강도 값들을 포함하는 단일 영상 프레임을 수신하는 단계;
    상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정량 값들을 연산하는 단계;
    상기 단일 영상 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들을 이용하여 각각의 좌표에 대한 보정 방향 값들을 연산하는 단계; 및
    상기 단일 영상 프레임의 강도 값들을 대응하는 상기 보정 방향 값들에 따른 상기 보정량 값들로 보정하여 디블러링 영상 프레임을 생성하는 단계를 포함하는
    영상 처리 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 단일 영상 프레임을 수신하는 단계에서, 상기 단일 영상 프레임을 제1 프레임으로 설정하고,
    상기 보정량 값들을 연산하는 단계에서, 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 1차 미분 값들의 절대 값들을 각각의 좌표에 대한 상기 보정량 값들로 생성하는,
    영상 처리 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 보정 방향 값들을 연산하는 단계에서, 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 2차 미분 값들의 부호 값들을 반전시켜 각각의 좌표에 대한 상기 보정 방향 값들로 생성하는,
    영상 처리 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 디블러링 영상 프레임을 생성하는 단계에서, 상기 보정량 값들 및 대응하는 상기 보정 방향 값들을 곱하여 각각의 좌표에 대한 보정 값들을 생성하고, 상기 제1 프레임의 강도 값들 및 대응하는 상기 보정 값들을 합하여 제2 프레임의 강도 값들을 생성하는,
    영상 처리 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 디블러링 영상 프레임을 생성하는 단계에서, 상기 제1 프레임의 강도 값들에 대한 상기 제2 프레임의 강도 값들의 변화율들 중 적어도 일부가 기준 값을 초과하는 경우, 상기 제2 프레임을 상기 제1 프레임으로 설정하고, 상기 변화율들 중 최대 값이 상기 기준 값 이하인 경우, 상기 제2 프레임을 상기 디블러링 영상 프레임으로 제공하는,
    영상 처리 방법.
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