KR102525560B1

KR102525560B1 - 영상 신호 처리 회로, 그것을 포함하는 표시 장치 및 영상 신호 처리 방법

Info

Publication number: KR102525560B1
Application number: KR1020170149857A
Authority: KR
Inventors: 타카시 나카노
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2023-04-26
Also published as: US10580342B2; CN109769108B; KR20190053988A; CN109769108A; US20190147785A1

Abstract

표시 장치의 영상 신호 처리 회로는, 제1 영상 신호를 제1 휘도 신호, 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호로 변환하는 색 변환기, 상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호를 출력하는 휘도 강조기, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호에 근거해서 상한값 및 하한값을 결정하고, 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 제3 휘도 신호로 변환하는 휘도 제한기 및 상기 제3 휘도 신호, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호를 제2 영상 신호로 변환하는 색 역변환기를 포함한다.

Description

영상 신호 처리 회로, 그것을 포함하는 표시 장치 및 영상 신호 처리 방법{IMAGE SIGNAL PROCESSING CIRCUIT, DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME AND IMAGE SIGNAL PROCESSING METHOD OF THE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 영상 신호 처리 회로를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 대면적이 용이하고 박형 및 경량화가 가능한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD)가 표시 장치로서 널리 이용되고 있으며, 이러한 평판 표시 장치는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display, OLED) 등이 사용되고 있다.

표시 장치는 표시 품질을 높이기 위해 영상 신호 중 휘도 신호의 교류 성분을 강조할 수 있다. 교류 성분이 강조된 휘도 신호와 색차 신호를 이용하여 레드, 그린 및 블루 색상을 포함하는 영상 신호로 역변환하는 경우, 역변환된 영상 신호의 범위가 표시 가능한 범위를 벗어날 수 있다. 역변환된 영상 신호의 범위를 제한하는 경우 원시 영상 신호보다 채도가 감소하여 화질 열화가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 영상 신호 중 휘도 신호의 교류 성분을 강조하되, 화질 열화를 방지할 수 있는 영상 신호 처리 회로 및 그것을 포함하는 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 영상 신호 중 휘도 신호의 교류 성분을 강조하되, 화질 열화를 방지할 수 있는 영상 신호 처리 방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 영상 신호 처리 회로는, 제1 영상 신호를 제1 휘도 신호, 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호로 변환하는 색 변환기, 상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호를 출력하는 휘도 강조기, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호에 근거해서 상한값 및 하한값을 결정하고, 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 제3 휘도 신호로 변환하는 휘도 제한기 및 상기 제3 휘도 신호, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호를 제2 영상 신호로 변환하는 색 역변환기를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 휘도 강조기는, 상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 추출하는 필터, 상기 추출된 교류 성분과 이득을 연산하고, 제1 중간 신호를 출력하는 제1 연산기, 상기 제1 중간 신호의 진폭을 제한하여 제2 중간 신호를 출력하는 진폭 제한기, 및 상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 연산하고, 상기 제2 휘도 신호를 출력하는 제2 연산기를 포함할 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 필터는 상기 제1 휘도 신호의 고주파 성분을 통과시키는 하이 패스 필터일 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 필터는 상기 제1 휘도 신호의 소정 주파수 대역을 통과시키는 대역 통과 필터일 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 진폭 제한기는, 상기 제1 중간 신호가 진폭 상한값보다 클 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 상한값으로 설정하고, 상기 제1 중간 신호가 진폭 하한값보다 작을 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 하한값으로 설정할 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 제1 연산기는 상기 추출된 교류 성분과 상기 이득을 곱하는 곱셈기일 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 제2 연산기는 상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 더하는 가산기일 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 휘도 제한기는, 상기 제1 색차 신호가 0보다 크거나 같을 때,

상기 제1 색차 신호가 0보다 작을 때,

,

CMB = Co&Cg&1 이다. 여기서, LimU는 상기 상한값, LimL은 상기 하한값, YMAX는 상기 제2 휘도 신호의 최대값, Co는 상기 제1 색차 신호, Cg는 상기 제2 색차 신호, &는 비트 논리 연산을 나타낸다. 상기 휘도 제한기는 상기 제2 휘도 신호가 상기 상한값보다 클 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값으로 설정하고, 상기 제2 휘도 신호가 상기 하한값보다 작을 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 하한값으로 설정할 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 색 변환기는,

Co = R -B

t = B + Co /2

Cg = G - t

Y = t + Cg / 2를 연산한다. 여기서, R, G, B는 상기 제1 영상 신호 중 레드 신호, 그린 신호 및 블루 신호이고, Y는 상기 제1 휘도 신호, Co는 상기 제1 색차 신호, Cg는 상기 제2 색차 신호이다.

이 실시예에 있어서, 상기 색 역변환기는,

t = Y3 - Cg / 2

G' = Cg + t

B' = t - Co / 2

R' = Co + B'를 연산한다. 여기서, R', G', B'는 상기 제1 영상 신호 중 레드 색상 신호, 그린 색상 신호 및 블루 색상 신호이고, Y3는 상기 제3 휘도 신호, Co는 상기 제1 색차 신호, Cg는 상기 제2 색차 신호일 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 제1 영상 신호를 수신하고, 상기 복수의 화소들로 제2 영상 신호에 대응하는 데이터 신호를 제공하여 상기 화소들에 영상이 표시되도록 제어하는 구동 회로를 포함한다.

상기 구동 회로는 상기 제1 영상 신호를 상기 제2 영상 신호로 변환하는 영상 신호 처리 회로를 포함하고, 상기 영상 신호 처리 회로는, 상기 제1 영상 신호를 제1 휘도 신호, 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호로 변환하는 색 변환기, 상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호를 출력하는 휘도 강조기, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호에 근거해서 상한값 및 하한값을 결정하고, 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 제3 휘도 신호로 변환하는 휘도 제한기 및 상기 제3 휘도 신호, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호를 상기 제2 영상 신호로 변환하는 색 역변환기를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 휘도 제한기는,

상기 제1 색차 신호가 0보다 크거나 같을 때,

상기 제1 색차 신호가 0보다 작을 때,

,

본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치의 영상 신호 처리 방법은, 색 변환기에 의해서, 제1 영상 신호를 제1 휘도 신호, 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호로 변환하는 단계, 휘도 강조기에 의해서, 상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호를 출력하는 단계, 휘도 제한기에 의해서, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호에 근거해서 상한값 및 하한값을 결정하고, 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 제3 휘도 신호로 변환하는 단계;

색 역변환기에 의해서, 상기 제3 휘도 신호, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호를 제2 영상 신호로 변환하는 색 역변환 단계, 및 상기 제2 영상 신호에 대응하는 데이터 신호를 표시 패널로 제공하는 단계를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 제2 휘도 신호를 출력하는 단계는 상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 추출하는 단계, 상기 추출된 교류 성분과 이득을 연산하고, 제1 중간 신호를 출력하는 단계, 상기 제1 중간 신호의 진폭을 제한하여 제2 중간 신호를 출력하는 단계 및 상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 연산하고, 상기 제2 휘도 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 제2 중간 신호를 출력하는 단계는, 상기 제1 중간 신호가 진폭 상한값보다 클 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 상한값으로 설정하고, 상기 제1 중간 신호가 진폭 하한값보다 작을 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 하한값으로 설정할 수 있다.

이 실시예에 있어서, 상기 제2 휘도 신호를 상기 제3 휘도 신호로 변환하는 단계는, 상기 제2 휘도 신호가 상기 상한값보다 클 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값으로 설정하고, 상기 제2 휘도 신호가 상기 하한값보다 작을 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 하한값으로 설정할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 영상 신호 처리 회로는, YCgCo 색공간에서 제1 휘도 신호(Y)의 교류 성분을 강조하고, 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)가 영향을 받지 않도록 제1 휘도 신호(Y)만 제한한 후 RGB 신호로 역변환할 수 있다. 따라서 역변환된 RGB 신호에 대한 범위 제한 처리가 불필요하므로 화질 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 신호 처리 회로의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 영상 신호 처리 방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 5 및 도 6은 종래 기술의 표시 장치에서 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호의 색 틀어짐의 방향을 예시적으로 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 영상 신호 처리 회로에 의해 휘도 신호의 교류 성분이 강조된 후 휘도 휘도를 제한했을 때 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호의 색 틀어짐의 방향을 예시적으로 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110) 및 구동 회로(105)를 포함한다.

표시 패널(110)은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 유기발광 표시 패널(organic light emitting display panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel), 및 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel)등의 다양한 표시 패널을 포함할 수 있다. 표시 패널(110)이 액정 표시 패널인 경우, 표시 장치(100)는 표시 패널(110)로 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.

표시 패널(110)은 제1 방향(DR1)으로 신장된 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn)과 제2 방향(DR2)으로 신장된 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm) 그리고 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn)과 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)이 교차하는 교차 영역에 배열된 복수의 화소들(PX)을 포함한다. 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)과 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn)은 서로 절연되어 있다. 화소들(PX) 각각은 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn) 중 대응하는 어느 하나 및 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm) 중 대응하는 어느 하나에 연결된다.

구동 회로(105)는 제1 영상 신호(RGB)를 수신하고, 표시 패널(110)의 데이터 라인들(DL1-DLm)을 통해 화소들(PX)로 제2 영상 신호(RGB')에 대응하는 데이터 신호들을 제공하여 화소들(PX)에 영상이 표시되도록 제어한다. 본 발명의 실시예에서, 구동 회로(105)는 제1 영상 신호(RGB) 중 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 영상 신호(RGB')를 출력할 수 있다.

구동 회로(105)는 타이밍 컨트롤러(120), 게이트 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(140)를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 외부로부터 제1 영상 신호(RGB) 및 제어 신호들(CTRL)을 수신한다. 제어 신호들(CTRL)은 예를 들면, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 메인 클럭 신호 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 제어 신호들(CTRL)에 기초하여 제1 영상 신호(RGB)를 표시 패널(110)의 동작 조건에 맞게 처리한 제2 영상 신호(RGB') 및 제1 제어 신호(CONT1)를 데이터 드라이버(140)로 제공하고, 제2 제어 신호(CONT2)를 게이트 드라이버(130)로 제공한다. 제1 제어 신호(CONT1)는 수평 동기 시작 신호, 클럭 신호 및 라인 래치 신호를 포함하고, 제2 제어 신호(CONT2)는 수직 동기 시작 신호, 출력 인에이블 신호 및 게이트 펄스 신호를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 표시 패널(110)의 화소들(PX)의 배열 및 디스플레이 주파수 등에 따라서 제2 영상 신호(RGB')를 다양하게 변경하여 출력할 수 있다.

게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 제2 제어 신호(CONT2)에 응답해서 게이트 라인들(GL1-GLn)을 구동한다. 게이트 드라이버(130)는 게이트 구동 IC(Integrated circuit)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 게이트 드라이버(130)는 산화물 반도체, 비정질 반도체, 결정질 반도체, 다결정 반도체 등을 이용한 회로로도 구현되어 표시 패널(110)의 소정 영역에 형성될 수 있다. 이 경우, 게이트 드라이버(130)는 박막 공정을 통해 화소들(PX)과 동시에 형성될 수 있다.

데이터 드라이버(140)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 제2 영상 신호(RGB') 및 제1 제어 신호(CONT1)에 응답해서 데이터 라인들(DL1-DLm)을 구동한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(120)는 영상 신호 처리 회로(210) 및 제어 신호 발생 회로(220)를 포함한다.

영상 신호 처리 회로(210)는 외부로부터 수신된 제1 영상 신호(RGB) 중 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 영상 신호(RGB')를 출력한다. 제어 신호 발생 회로(220)는 외부로부터 수신된 제어 신호들(CTRL)에 기초하여 제1 제어 신호(CONT1) 및 제2 제어 신호(CONT2)를 출력한다. 제1 제어 신호(CONT1)는 수평 동기 시작 신호, 클럭 신호 및 라인 래치 신호를 포함하고, 제2 제어 신호(CONT2)는 수직 동기 시작 신호, 출력 인에이블 신호 및 게이트 펄스 신호를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 신호 처리 회로의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 영상 신호 처리 회로(210)는 색 변환기(310), 휘도 강조기(320), 휘도 제한기(330) 및 색 역변환기(340)를 포함한다. 색 변환기(310)는 제1 영상 신호(RGB)를 제1 휘도 신호(Y), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)로 변환한다. 제1 색차 신호(Co)는 오렌지 색차 신호이고, 제2 색차 신호(Cg)는 그린 색차 신호일 수 있다. 제1 영상 신호(RGB)는 레드 색상 신호(R), 그린 색상 신호(G) 및 블루 색상 신호(B)를 포함할 수 있다.

YCoCg 색공간은 인간의 시각적 특성과 다른 색공간이지만, YCbCr 색공간에 비해 RGB 색공간을 YCoCg 색공간으로 변환하거나 YCoCg 색공간을 RGB 색공간으로 변환하는 연산이 간단하다. 또한 YCoCg 색공간을 RGB 색공간으로 복원하는데 있어 영상의 손실 없는 장점이 있다. 그러므로 제1 영상 신호(RGB) 중 제1 휘도 신호(Y)를 분리하는데 YCoCg 색공간을 이용하는 것이 적합하다.

일 예로, 색 변환기(310)는 다음 수학식 1에 의해서 RGB 색공간의 제1 영상 신호(RGB)를 YCoCg 색공간의 제1 휘도 신호(Y), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)로 변환할 수 있다.

[수학식 1]

Co = R -B

t = B + Co /2

Cg = G - t

Y = t + Cg / 2

여기서, R, G, B는 각각 제1 영상 신호(RGB) 중 레드 색상 신호, 그린 색상 신호 및 블루 색상 신호이다. R, G, B 각각이 k-비트 신호일 때, 제1 휘도 신호(Y)는 k-비트, 제1 색차 신호(Co)는 (k+1)-비트 그리고 제2 색차 신호(Cg)는 (k+1)-비트이다. 수학식 1에서, 연산 결과의 소수점 이하는 버린다. 즉, Y, Co, Cg 및 t 각각은 정수이다.

휘도 강조기(320)는 제1 휘도 신호(Y)의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호(Y2)를 출력한다. 휘도 강조기(320)는 필터(321), 제1 연산기(322), 진폭 제한기(323) 및 제2 연산기(324)를 포함한다.

필터(321)는 제1 휘도 신호(Y)의 교류 성분을 추출하고, 교류 성분 신호(Yac)를 출력한다. 필터(321)는 제1 휘도 신호(Y)의 고주파 성분을 통과시키는 하이 패스 필터(high pass filter, HPF)로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터(321)는 제1 휘도 신호(Y)의 특정 주파수 대역 성분을 통과시키는 대역 통과 필터(band pass filter, BPF)로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터(321)는 하이 패스 필터(HPF)와 대역 통과 필터(BPF)의 조합으로 구성될 수 있다.

제1 연산기(322)는 교류 성분 신호(Yac)와 이득(GA)을 연산하고, 제1 중간 신호(Ym1)를 출력한다. 제1 연산기(322)는 교류 성분 신호(Yac)와 이득(GA)을 곱하는 곱셈기일 수 있다. 제1 연산기(322)에 의해서 교류 성분 신호(Yac)에 이득(GA)을 곱함으로써 제1 휘도 신호(Y)의 교류 성분은 증폭될 수 있다.

진폭 제한기(323)는 제1 중간 신호(Ym1)의 진폭을 제한하여 제2 중간 신호(Ym2)를 출력한다. 진폭 제한기(323)는 제1 중간 신호(Ym1)가 진폭 상한값(ENHMAX)보다 클 때 제1 중간 신호(Ym1)를 진폭 상한값(ENHMAX)으로 설정하고, 제1 중간 신호(Ym1)가 진폭 하한값(-ENHMAX)보다 작을 때 제1 중간 신호(Ym1)를 진폭 하한값(-ENHMAX)으로 설정한다.

진폭 제한기(323)의 동작을 수학식으로 나타내면 수학식 2와 같다.

[수학식 2]

제2 연산기(324)는 제2 중간 신호(Ym2)와 제1 휘도 신호(Y)를 연산하고, 제2 휘도 신호(Y2)를 출력한다. 제2 연산기(324)는 제2 중간 신호(Ym2)와 제1 휘도 신호(Y)를 더하는 가산기일 수 있다. 제2 연산기(324)에 의해서 제1 휘도 신호(Y)에 제2 중간 신호(Ym2)를 더하면, 교류 성분이 강조된 제2 휘도 신호(Y2)가 출력될 수 있다.

휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)에 근거해서 상한값(LimU) 및 하한값(LimL)을 결정하고, 제2 휘도 신호(Y2)를 상한값(LimU)과 하한값(LimL) 사이의 제3 휘도 신호(Y3)로 변환한다.

휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co)의 값에 따라서 상한값(LimU) 및 하한값(LimL)을 결정한다.

휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co)가 0보다 크거나 같으면 수학식 3에 의해서 상한값(LimU) 및 하한값(LimL)을 결정한다.

[수학식 3]

CMB = Co&Cg&1

휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co)가 0보다 작으면 수학식 4에 의해서 상한값(LimU) 및 하한값(LimL)을 결정한다.

[수학식 4]

CMB = Co&Cg&1

,

수학식 3 및 수학식 4에서, YMAX는 제2 휘도 신호(Y2)의 최대값이고, &는 비트 논리 연산이다. CMB는 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg) 각각의 최하위 비트의 논리 연산이다. 예컨대, Co&Cg는 제1 색차 신호(Co)의 최하위 비트 및 제2 색차 신호(Cg)의 최하위 비트의 논리 곱 연산(AND 연산)일 수 있다.

휘도 제한기(330)는 구해진 상한값(LimU) 및 하한값(LimL)에 근거해서 제3 휘도 신호(Y3)를 출력한다. 즉, 제2 휘도 신호(Y2)가 상한값(LimU)보다 클 때 제2 휘도 신호(Y2)를 상한값(LimU)으로 설정하고, 제2 휘도 신호(Y2)가 하한값(LimL)보다 작을 때 제2 휘도 신호(Y2)를 하한값(LimL)으로 설정한다. 상한값(LimU) 및 하한값(LimL)에 근거해서 제3 휘도 신호(Y3)를 출력하는 휘도 제한기(330)의 동작을 수식으로 나타내면 수학식 5과 같다.

[수학식 5]

색 역변환기(340)는 제3 휘도 신호(Y3), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)를 제2 영상 신호(RGB')로 변환한다.

색 역변환기(340)는 YCoCg 색공간의 제3 휘도 신호(Y3), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)를 RGB 색공간의 제2 영상 신호(RGB')로 변환한다.

일 예로, 색 역변환기(340)는 다음 수학식 6에 의해서 제3 휘도 신호(Y3), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)를 제2 영상 신호(RGB')로 변환할 수 있다.

[수학식 6]

t = Y3 - Cg / 2

G' = Cg + t

B' = t - Co / 2

R' = Co + B'를 연산하되,

여기서, R', G', B'는 각각 제2 영상 신호(RGB') 중 레드 색상 신호, 그린 색상 신호 및 블루 색상 신호이다.

휘도 제한기(330)에 의해서 제3 휘도 신호(Y3)가 상한값(LimU) 및 하한값(LimL) 범위 내로 제한되었으므로 색 역변환기(340)로부터 출력되는 제2 영상 신호(RGB')의 휘도를 제한할 필요가 없다.

더욱이, 휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)를 변경하지 않고, 제3 휘도 신호(Y3)의 범위만 제한하므로 채도 저하의 발생을 최소화할 수 있다. 또한 YCoCg 색공간에서 휘도 강조를 위한 연산을 수행함으로써 빠른 연산이 가능하며, 제3 휘도 신호(Y3)의 범위를 제한함으로써 제3 휘도 신호(Y3)의 비트 수 증가도 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 영상 신호 처리 방법을 보여주는 플로우차트이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 장치(100, 도 1에 도시됨) 내 영상 신호 처리 회로(210)의 색 변환기(310)는 제1 영상 신호(RGB)를 제1 휘도 신호(Y), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)로 변환한다(단계 S410). 제1 영상 신호(RGB)는 레드 색상 신호, 그린 색상 신호 및 블루 색상 신호를 포함하는 RGB 색공간 신호이다. 제1 휘도 신호(Y), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)는 YCoCg 색공간의 신호이다.

휘도 강조기(320)는 제1 휘도 신호(Y)의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호(Y2)를 출력한다(단계 S420). 휘도 강조기(320)는 제1 휘도 신호(Y)의 교류 성분 신호(Yac)를 추출하고, 교류 성분 신호(Yac)에 이득(GA)을 곱한 후 진폭을 제한한 제2 중간 신호(Ym2)를 제1 휘도 신호(Y)에 더함으로써 교류 성분이 강조된 제2 휘도 신호(Y2)를 출력할 수 있다.

휘도 제한기(330)는 제2 휘도 신호(Y2)를 상한값(LimU)과 하한값(LimL) 사이의 제3 휘도 신호(Y3)로 변환한다(단계 S430). 휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)에 근거해서 상한값(LimU) 및 하한값(LimL)을 결정하고, 제2 휘도 신호(Y2)를 상한값(LimU)과 하한값(LimL) 사이의 제3 휘도 신호(Y3)로 변환할 수 있다. 휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)를 변경하지 않고, 제3 휘도 신호(Y3)의 범위만 제한하므로 채도 저하의 발생을 최소화할 수 있다.

색 역변환기(340)는 YCoCg 색공간의 제3 휘도 신호(Y3), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)를 RGB 색공간의 제2 영상 신호(RGB')로 변환한다(단계 S440).

YCoCg 색공간에서 휘도 강조를 위한 연산이 수행되고, 휘도 제한기(330)에 의해서 제3 휘도 신호(Y3)의 범위가 제한되었으므로 RGB 색공간의 제2 영상 신호(RGB')에 대한 범위 제한 처리가 불필요하다. 따라서 화질 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 5 및 도 6은 종래 기술의 표시 장치에서 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호의 색 틀어짐의 방향을 예시적으로 도시한 도면들이다.

도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 종래의 영상 신호 처리 회로는 본 발명의 휘도 제한기(330)를 포함하지 않으므로, 색 역변환(340)로부터 출력되는 제2 영상 신호(RGB')에 대한 제한 처리가 필요하다.

예컨대, 제2 영상 신호(RGB') 중 레드 색상 신호(R')의 계조값이 0보다 작으면 레드 색상 신호(R')를 0으로 설정한다. 예컨대, 제2 영상 신호(RGB') 중 레드 색상 신호(R')의 계조값이 상한값(RMAX)보다 크면 레드 색상 신호(R')를 상한값(RMAX)으로 설정한다.

제2 영상 신호(RGB')에 대한 제한 처리 프로세스를 정리하면 다음 수학식 7과 같다.

[수학식 7]

이와 같이, 제2 영상 신호(RGB')의 범위가 강제적으로 제한되는 경우, 제2 영상 신호(RGB')를 YCoCg 색공간으로 표현했을 때, 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg) 각각의 값은 0에 가까워진다.

도 5는 제2 영상 신호(RGB')의 휘도 성분(Yc)이 하한값(LimL)보다 작을 때(Yc<LimL), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)의 색 틀어짐 현상을 보여주고 있다. 도 6은 제2 영상 신호(RGB')의 휘도 성분(Yc)이 상한값(LimU)보다 클 때(Yc<LimU), 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)의 색 틀어짐 현상을 보여주고 있다.

도 5 및 도 6에서, 제1 영상 신호(RGB)의 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)로부터 제2 영상 신호(RGB')의 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)의 이동 방향을 화살표로 표시하였다. 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 영상 신호(RGB')의 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)는 1 영상 신호(RGB)의 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)로부터 0에 가까운 방향으로 색 이동이 생겼음을 알 수 있다. 이처럼 채도가 저하되면 휘도의 교류 성분을 강조하더라도 오히려 화질이 열화 될 수 있다.

도 7은 본 발명의 영상 신호 처리 회로에 의해 휘도 신호의 교류 성분이 강조된 후 휘도 휘도를 제한했을 때 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호의 색 틀어짐의 방향을 예시적으로 도시한 도면이다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 색변환기(310)로부터 출력되는 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)가 색 역변환기(340)로 그대로 제공되므로, 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)의 색 틀어짐이 발생하지 않음을 알 수 있다. 본 발명의 휘도 제한기(330)는 제1 색차 신호(Co) 및 제2 색차 신호(Cg)를 변경하지 않고, 제3 휘도 신호(Y3)의 범위만 제한하므로 채도 저하의 발생을 최소화할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 표시 장치
105: 구동 회로
110: 표시 패널
120: 타이밍 컨트롤러
130: 게이트 드라이버
140: 데이터 드라이버
210: 영상 신호 처리 회로
220: 제어 신호 발생 회로
310: 색 변환기
320: 휘도 강조기
330: 휘도 제한기
340: 색 역변환기

Claims

제1 영상 신호를 제1 휘도 신호, 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호로 변환하는 색 변환기;
상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호를 출력하는 휘도 강조기;
상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호에 근거해서 상한값 및 하한값을 결정하고, 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 제3 휘도 신호로 변환하는 휘도 제한기; 및
상기 제3 휘도 신호, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호를 제2 영상 신호로 변환하는 색 역변환기를 포함하되,
상기 휘도 강조기는,
상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 추출하는 필터;
상기 추출된 교류 성분과 이득을 연산하고, 제1 중간 신호를 출력하는 제1 연산기;
상기 제1 중간 신호의 진폭을 제한하여 제2 중간 신호를 출력하는 진폭 제한기; 및
상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 연산하고, 상기 제2 휘도 신호를 출력하는 제2 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 필터는 상기 제1 휘도 신호의 고주파 성분을 통과시키는 하이 패스 필터인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 필터는 상기 제1 휘도 신호의 소정 주파수 대역을 통과시키는 대역 통과 필터인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 진폭 제한기는,
상기 제1 중간 신호가 진폭 상한값보다 클 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 상한값으로 설정하고, 상기 제1 중간 신호가 진폭 하한값보다 작을 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 연산기는 상기 추출된 교류 성분과 상기 이득을 곱하는 곱셈기인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 연산기는 상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 더하는 가산기인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 색차 신호가 0보다 크거나 같을 때, 상한값 LimU 및 하한값 LimL은 다음과 같은 수학식에 의해 각각 구해지고,

상기 제1 색차 신호가 0보다 작을 때, 상기 상한값 LimU 및 상기 하한값 LimL은 다음과 같은 수학식에 의해 각각 구해지고,

,
CMB = Co&Cg&1 이고,
여기서, YMAX는 상기 제2 휘도 신호의 최대값, Co는 상기 제1 색차 신호, Cg는 상기 제2 색차 신호, &는 비트 논리 연산을 나타내며,
상기 휘도 제한기는 상기 제2 휘도 신호가 상기 상한값보다 클 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값으로 설정하고, 상기 제2 휘도 신호가 상기 하한값보다 작을 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 색 변환기는,
Co = R -B
t = B + Co /2
Cg = G - t
Y = t + Cg / 2를 연산하되,
여기서, R, G, B는 상기 제1 영상 신호 중 레드 신호, 그린 신호 및 블루 신호이고, Y는 상기 제1 휘도 신호, Co는 상기 제1 색차 신호, Cg는 상기 제2 색차 신호인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 색 역변환기는,
t = Y3 - Cg / 2
G' = Cg + t
B' = t - Co / 2
R' = Co + B'를 연산하되,
여기서, R', G', B'은 상기 제2 영상 신호 중 레드 색상 신호, 그린 색상 신호 및 블루 색상 신호이고, Y3은 상기 제3 휘도 신호, Co는 상기 제1 색차 신호, Cg는 상기 제2 색차 신호인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 회로.
복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 및
제1 영상 신호를 수신하고, 상기 복수의 화소들로 제2 영상 신호에 대응하는 데이터 신호를 제공하여 상기 화소들에 영상이 표시되도록 제어하는 구동 회로를 포함하되;
상기 구동 회로는 상기 제1 영상 신호를 상기 제2 영상 신호로 변환하는 영상 신호 처리 회로를 포함하고,
상기 영상 신호 처리 회로는,
상기 제1 영상 신호를 제1 휘도 신호, 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호로 변환하는 색 변환기;
상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호를 출력하는 휘도 강조기;
상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호에 근거해서 상한값 및 하한값을 결정하고, 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 제3 휘도 신호로 변환하는 휘도 제한기; 및
상기 제3 휘도 신호, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호를 상기 제2 영상 신호로 변환하는 색 역변환기를 포함하되,
상기 휘도 강조기는,
상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 추출하는 필터;
상기 추출된 교류 성분과 이득을 연산하고, 제1 중간 신호를 출력하는 제1 연산기;
상기 제1 중간 신호의 진폭을 제한하여 제2 중간 신호를 출력하는 진폭 제한기; 및
상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 연산하고, 상기 제2 휘도 신호를 출력하는 제2 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
삭제
제 11 항에 있어서,
상기 진폭 제한기는,
상기 제1 중간 신호가 진폭 상한값보다 클 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 상한값으로 설정하고, 상기 제1 중간 신호가 진폭 하한값보다 작을 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제1 연산기는 상기 추출된 교류 성분과 상기 이득을 곱하는 곱셈기인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제2 연산기는 상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 더하는 가산기인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제1 색차 신호가 0보다 크거나 같을 때, 상한값 LimU 및 하한값 LimL은 다음과 같은 수학식에 의해 각각 구해지고,

상기 제1 색차 신호가 0보다 작을 때, 상기 상한값 LimU 및 상기 하한값 LimL은 다음과 같은 수학식에 의해 각각 구해지고,

,
CMB = Co&Cg&1 이고,
여기서, YMAX는 상기 제2 휘도 신호의 최대값, Co는 상기 제1 색차 신호, Cg는 상기 제2 색차 신호, &는 비트 논리 연산을 나타내며,
상기 휘도 제한기는 상기 제2 휘도 신호가 상기 상한값보다 클 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값으로 설정하고, 상기 제2 휘도 신호가 상기 하한값보다 작을 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
색 변환기에 의해서, 제1 영상 신호를 제1 휘도 신호, 제1 색차 신호 및 제2 색차 신호로 변환하는 단계;
휘도 강조기에 의해서, 상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 강조한 제2 휘도 신호를 출력하는 단계;
휘도 제한기에 의해서, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호에 근거해서 상한값 및 하한값을 결정하고, 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 제3 휘도 신호로 변환하는 단계;
색 역변환기에 의해서, 상기 제3 휘도 신호, 상기 제1 색차 신호 및 상기 제2 색차 신호를 제2 영상 신호로 변환하는 색 역변환 단계; 및
상기 제2 영상 신호에 대응하는 데이터 신호를 표시 패널로 제공하는 단계를 포함하되,
상기 제2 휘도 신호를 출력하는 단계는,
상기 제1 휘도 신호의 교류 성분을 추출하는 단계;
상기 추출된 교류 성분과 이득을 연산하고, 제1 중간 신호를 출력하는 단계;
상기 제1 중간 신호의 진폭을 제한하여 제2 중간 신호를 출력하는 단계; 및
상기 제2 중간 신호와 상기 제1 휘도 신호를 연산하고, 상기 제2 휘도 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 영상 신호 처리 방법.
삭제
제 17 항에 있어서,
상기 제2 중간 신호를 출력하는 단계는,
상기 제1 중간 신호가 진폭 상한값보다 클 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 상한값으로 설정하고, 상기 제1 중간 신호가 진폭 하한값보다 작을 때 상기 제1 중간 신호를 상기 진폭 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 영상 신호 처리 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 제2 휘도 신호를 상기 제3 휘도 신호로 변환하는 단계는,
상기 제2 휘도 신호가 상기 상한값보다 클 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 상한값으로 설정하고, 상기 제2 휘도 신호가 상기 하한값보다 작을 때 상기 제2 휘도 신호를 상기 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 영상 신호 처리 방법.