KR20000001749A - White balance adjusting device of a plasma display panel - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A white balance adjusting device of a plasma display panel is provided to display a full color. CONSTITUTION: The white balance adjusting device of a plasma display panel comprises: a converter for converting digitalized color signals to N-bit data for required gray scale display; and an output treatment circuit for correcting a white balance and a gamma of the color signal converted to the N-bit data. By the device, all levels of required gray scales are obtained.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치 (Apparatus of Adjusting White Balance for Plasma Display Panel)Apparatus of Adjusting White Balance for Plasma Display Panel

본 발명은 화이트 밸런스 조정장치에 관한 것으로, 특히 풀칼라 표현이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a white balance adjusting device, and more particularly, to a white balance adjusting device of a plasma display panel capable of full color expression.

최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 함)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있으며, 이들중 PDP는 단순구조에 의한 제작의 용이성, 고휘도 및 고발광 효율의 우수, 메모리 기능 및 160。 이상의 광시야각을 갖는 점과 아울러 40 인치이상의 대화면을 구현할수 있는 장점을 가지고 있다. 상기 PDP는 화소를 구성하는 셀(Cell)의 수직 및 수평 전극 사이에 인가되는 전압조절을 통하여 방전을 얻으며, 방전된 빛의 양은 셀 내에서의 방전시간의 길이를 변화시켜서 조절한다. 이러한 PDP에서는 자연영상을 실현하기 위한 많은 노력이 여러 분야에서 진행되고 있다. 이들 중, 특히 화이트 밸런스(White balance) 조절방법, 콘트라스트(Contrast) 조절방법 및 콘투어(Contour) 노이즈 감소 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 여기서, 콘트라스트는 화질을 평가하는 중요한 요소로써 화면의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분과의 밝기로 정의되어 지며 향후, PDP의 화질 개선 방안에서 가장 중요한 요소로 인식되고 있다. 또한, 콘트라스트는 조명등과 같은 배경의 밝기와 휘도에 의해 결정되는데, 콘트라스트 증가를 위해서는 배경을 어둡게 하여야 할 뿐만 아니라 휘도 또한 증가시킬 필요가 있다. 이상적으로는 입력신호 대 영상신호가 선형적인 값으로 맵핑(Mapping)되어야 하지만 현실적으로 입력된 영상신호가 비선형성을 갖게 되기 때문에 선명한 화질을 얻기 위해서는 감마 보정된 데이터를 이용하여 콘트라스트를 개선하게 된다.Recently, Liquid Crystal Display (hereinafter referred to as "LCD"), Field Emission Display (hereinafter referred to as "FED") and Plasma Display Panel (hereinafter referred to as "PDP") Flat display devices such as PDP have been actively developed. Among them, PDP is easy to manufacture due to its simple structure, high brightness and high luminous efficiency, memory function, and has a wide viewing angle of 160 ° or more, and realizes a large screen of 40 inches or more. It has the advantage of being able to. The PDP obtains a discharge through voltage control applied between vertical and horizontal electrodes of a cell constituting a pixel, and the amount of light discharged is controlled by changing the length of the discharge time in the cell. In such a PDP, many efforts are being made in various fields to realize a natural image. Among them, in particular, research on white balance adjustment method, contrast adjustment method and contour noise reduction method is actively conducted. Here, contrast is an important factor for evaluating the image quality, which is defined as the brightness of the brightest and darkest parts of the screen, and is recognized as the most important factor in improving the image quality of the PDP in the future. In addition, the contrast is determined by the brightness and luminance of the background such as a lamp, and in order to increase the contrast, not only the background needs to be darkened but also the brightness needs to be increased. Ideally, the input signal-to-image signal should be mapped to a linear value, but since the input image signal has nonlinearity in reality, the contrast is improved by using gamma-corrected data to obtain clear image quality.

도 1을 참조하면, R,G,B신호의 입력라인에 각각 접속된 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter;1,3,5 이하 "A/D 변환기"라 함)와, A/D변환기(1,3,5)의 출력단에 각각 접속된 R감마보정 및 화이트 밸런스 보정부(2), G감마보정 및 화이트 밸런스 보정부(4), B감마보정 및 화이트 밸런스 보정부(6)를 구비한다. A/D변환기(1,3,5)는 입력된 아날로그 R,G,B신호를 디지털화 하게 된다. 상기 감마보정 및 화이트 밸런스 보정부(2,4,6)는 R,G,B신호의 감마보정 및 화이트 밸런스를 보정하게 된다. 여기에서, 감마보정에 대해서 살펴보기로 한다. PDP로 텔레비젼(TV)신호를 디스플레이 하는 경우에 입력되는 텔레비젼 신호에 대해 감마보정을 수행하여야만 하는데, 이는 현재 주로 사용되는 CRT(Cathode Ray Tube)의 모니터 특성이 입력신호와 출력신호가 비례관계를 갖지않고 γ승에 비례하는 특성을 가지므로 방송국에서 방송신호를 보낼 때 이를 고려해 미리 역보정된 텔레비젼 신호를 보내기 때문이다. PDP은 CRT와 달리 입력신호 대비 출력의 휘도가 선형적으로 비례하므로 입력신호의 역보정을 하지 않아도 되는데 방송신호는 역보정된 신호가 전송되어 오므로 이를 다시 보정해야만 원래의 직선적인 특성을 갖는 신호를 얻을수 있게된다. 이를 감마보정이라 하고 통상 감마보정은 지수연산을 필요로 하므로 논리연산회로로 구현하기 어려우므로 룩-업 테이블(Look-Up Table)을 이용하여 입력신호와 그에따른 보정된 신호를 맵핑하는 방법이 사용된다. 이 보정값은 메모리(2a; 즉, 롬(ROM))를 이용하여 구현하게 된다. 전체구성은 도 1과 같으며 입력된 영상신호를 적색(Red;이하 "R"라 함), 녹색(Green; 이하 "G"라 함) 및 청색(Blue;이하 "B"라 함)색신호로 분리하고 각각의 색신호는 A/D변환기(1,3,5)에 의해 디지털 변환되어 원하는 계조값에 따른 비트수를 갖는 디지털값으로 감마보정 및 화이트 밸런스 보정부(2,4,6)에 전달된다. 감마보정 및 화이트 밸런스 보정부(2,4,6)에서는 메모리(2a)에 저장되어 있는 레퍼런스값으로 보정하여 출력하게 된다. 또한, PDP구동장치에서는 감마보정과 함께 또 필요한 출력보정중 하나가 화이트 밸런스(White Balance)를 보정하는 것인데 일반적으로 G,B신호에 비해 R신호가 발광효율이 높으므로 입력측에서는 미리 이를 보정하여 화이트 밸런스를 맞추고자 하는 것이다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된바와같이 R측의 상위의 휘도레벨을 다른 두색신호에 비해 하향 조정하여 전체적인 색균형을 이루는 출력보정을 한다. 또한, 하위레벨부분에서는 더 이상 하향 조정하기 어려우므로 도 2의 (b)에 도시된바와같이 G,B신호를 R에 비해 상향조정하는 것으로 화이트 밸런스를 조절한다. 도 2에 도시된 감마보정 특성도중 1'은 G,B신호의 감마보정 곡선을 나타내며 3'은 R신호의 감마보정 곡선을 나타낸다. 일반적으로 상기 감마보정시에 상기 화이트 밸런스를 동시에 보정하는 장치가 사용된다. 즉, 입력신호의 감마보정용 메모리에는 각 색신호에 따른 보정지도 함께 가미되어 보정되므로 동시에 두가지 출력보정을 하는 것이다. 이때, 패널의 발광특성에 따라 상기 화이트 밸런스의 보정레벨을 조정할수 있도록 하기도 한다.Referring to FIG. 1, an analog / digital converter (hereinafter referred to as " A / D converter ") connected to input lines of R, G, and B signals, respectively, and an A / D converter R gamma correction and white balance correction unit 2, G gamma correction and white balance correction unit 4, B gamma correction and white balance correction unit 6, respectively, connected to the output terminals of (1, 3, 5) are provided. do. The A / D converters 1, 3, and 5 digitize the input analog R, G, and B signals. The gamma correction and white balance correction units 2, 4, and 6 correct the gamma correction and the white balance of the R, G, and B signals. Here, the gamma correction will be described. When displaying a television (TV) signal with a PDP, gamma correction must be performed on the input television signal. This means that the monitor characteristics of the CRT (Cathode Ray Tube), which are currently used, have a proportional relationship between the input signal and the output signal. This is because the broadcasting station transmits the inversely corrected television signal in consideration of this when the broadcasting station transmits the broadcasting signal. Unlike the CRT, since the luminance of the output is linearly proportional to that of the input signal, the PDP does not need to be inversely corrected. However, since the inversely corrected signal is transmitted, the broadcast signal has to be corrected again. You will get This is called gamma correction, and since gamma correction usually requires exponential operation, it is difficult to implement it as a logic operation circuit. Therefore, a method of mapping an input signal and its corrected signal using a look-up table is used. do. This correction value is implemented using the memory 2a (ie, ROM). The overall configuration is as shown in FIG. 1, and the input image signal is represented by red (Red; " R "), green (hereinafter, " G ") and blue (" B ") color signals. Each color signal is digitally converted by the A / D converter (1, 3, 5) and transmitted to the gamma correction and white balance correction unit (2, 4, 6) as a digital value having the number of bits according to the desired gray scale value. do. The gamma correction and white balance correction units 2, 4, 6 correct and output the reference values stored in the memory 2a. In addition, one of the necessary output corrections in addition to gamma correction in the PDP driver is white balance. In general, the R signal has higher luminous efficiency than the G and B signals. I want to balance. That is, as shown in (a) of FIG. 2, the luminance level of the upper side of the R side is adjusted downward in comparison with the other two color signals to perform output correction to achieve overall color balance. In addition, since it is difficult to further adjust downward in the lower level part, the white balance is adjusted by adjusting the G and B signals up relative to R as shown in FIG. In the gamma correction characteristic diagram shown in FIG. 2, 1 'represents a gamma correction curve of G and B signals, and 3' represents a gamma correction curve of an R signal. In general, an apparatus for simultaneously correcting the white balance is used during gamma correction. That is, the gamma correction memory of the input signal is corrected by adding a correction for each color signal, so that two output corrections are performed at the same time. In this case, the white balance correction level may be adjusted according to the light emission characteristics of the panel.

그러나, 상기와 같은 방법에서는 상위 및 하위레벨이 출력보정에 의해서 완전히 표현되지 못하는 문제점이 발생한다. 통상 풀 칼라(Full Color)을 표시하도록 0-255 레벨의 256계조가 사용하기위해 디지털 변환된 데이터는 8비트의 데이터를 가지고 감마보정부에 입력되는데 상위레벨과 하위레벨을 화이트밸런스 보정을 위해 조정하게 되면 보정된 부분의 레벨은 표시할수 없게 되므로 256계조를 충분히 표현할수 없게 되는 문제점이 도출되고 있다.However, in the above method, a problem arises in that the upper and lower levels are not fully represented by the output correction. Normally, digitally converted data for use with 256 gray levels of 0-255 levels to display full color is input to the gamma correction unit with 8 bits of data. The upper and lower levels are adjusted for white balance correction. As a result, the level of the corrected portion cannot be displayed, which leads to a problem in that 256 gray levels cannot be represented sufficiently.

따라서, 본 발명의 목적은 풀칼라 표현이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치를 제공 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for adjusting white balance of a plasma display panel capable of full color expression.

도 1은 종래기술에 따른 화이트 밸런스 조정장치를 도시한 블럭도.1 is a block diagram showing a white balance adjusting device according to the prior art.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 신호 파형을 도시한 특성도.2A and 2B are characteristic diagrams showing the signal waveform of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 화이트 밸런스 조정장치를 도시한 블럭도.3 is a block diagram showing a white balance adjusting device according to the present invention;

도 4는 도 3의 출력신호 파형을 도시한 특성도.4 is a characteristic diagram showing an output signal waveform of FIG.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1,3,5,20,22,24 : 아날로그/디지털 변환기1,3,5,20,22,24: Analog-to-digital converter

2,4,6 : 감마보정 및 화이트 밸런스 보정부2, 4, 6: Gamma correction and white balance correction unit

14,16,18 : 출력처리부14,16,18: output processing unit

26,28,30 : 비트수 변환부26,28,30: bit number converter

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치는 디지털화된 각각의 색신호를 각각 원하는 계조표현을 위한 N비트수의 데이터로 변환하는 비트수 변환부와, N비트 데이터로 변환된 색신호를 각각 감마보정 및 화이트 밸런스 보정하는 출력처리부를 구비한다.In order to achieve the above object, a white balance adjusting apparatus of a plasma display panel according to the present invention includes a bit number converting unit for converting each digitized color signal into N bit number data for expressing desired gray scale, and N bit data. And an output processor for gamma correction and white balance correction, respectively.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention other than the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.With reference to Figures 3 to 4 will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치는 R,G,B신호의 입력라인에 각각 접속된 A/D변환기(20,22,24)와, A/D변환기(20,22,24)의 출력단에 각각 접속된 비트수 변환부(26,28,30)와, 비트수 변환부(26,28,30)의 출력단에 접속된 출력처리부(14,16,18)를 구비한다. A/D 변환기(20,22,24)는 아날로그 R,G,B신호를 디지털화하여 출력하게 된다. R 및 B비트수 변환부(26,30)는 N비트의 R,G신호를 N+1 비트의 R 및 B 신호로 변환한다. G비트수 변환부(28)는 N비트의 G신호를 N+2 비트(예를들면, 10비트)의 G신호로 변환한다. R,G,B 출력처리부(14,16,18)는 A/D변환기(20,22,24)에서 출력된 R,G 및 B신호의 감마보정 및 화이트 밸런스를 조정하여 화면상에 원하는 계조를 구현하도록 한다. 색분리 장치에서 R,G,B로 각각 분리되어 입력되는 색신호는 A/D변환기(20,22,24)에서 디지털 신호로 변환되는데 이때, 원하는 계조를 이루는 비트수인 N비트, 일 실시예로 256계조를 구현하기 위한 8비트보다 더 많은 비트로 표현된 디지털 데이터로 변환된다. 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환시키는 과정에서 각 데이터를 색신호의 차이를 실제 표현하고자 하는 계조보다 더 미세하게 구분하여 샘플링하게 된다. R,B신호의 경우에는 1비트 정도 많은 9비트로 디지털화 하면 충분하며 색신호의 특성상 색신호간의 변화폭이 좁은 G의 경우에는 10비트 정도로 하면 충분히 원래의 신호를 256레벨로 표현할수 있다. 이때, R,G,B의 비트수는 원하는 계조에 따라 적절히 조정될수 있다. 이렇게 표시계조수 보다 크게 표현된 레벨은 256계조표현을 위해 다시 적절하게 8비트로 변환된다. 이렇게 변환된 8비트 데이터는 입력신호에 따라 색신호의 휘도를 256레벨로완벽하게 구현된 데이터이다. 이렇게 8비트 데이터로 표현된 각각의 R,G,B신호는 각각의 화이트 밸런스 특성에 따른 화이트 밸런스 보정과 감마보정을 행한후 출력된다. 감마보정 및 화이트 밸런스보정은 통상의 보정방법과 마찬가지로 이미 구해진 보정값을 테이블화하여 메모리에 저장해 놓은후 입력된 레벨에 해당하는 레퍼런스 값을 찾아 출력시키는 과정을 갖는다. 메모리에 저장된 보정값은 감마보정 및 화이트 밸런스 보정을 동시에 할수 있는 보정데이터를 모든 입력레벨에 대해 각 색신호별로 저장하고 있으므로 데이터가 입력되면 메모리로부터 해당하는 입력데이터에 맞는 출력값을 찾아 이 값을 출력하게 된다. 도 4오 결부하여 설명하면, 100레벨을 갖는 R신호가 입력되면 감마보정을 위해 102 또는 103 레벨로 변환되어 출력되며, 255레벨의 데이터가 들어오면 화이트 밸런스 특성에의해 가장 높은 휘도레벨을 갖는 255레벨은 한단계 낮은 254 또는 253레벨로 낮추어져 출력되므로 G,B신호와의 휘도특성을 맞추게 된다. 또는 고정된 테이블을 이용하는 대신에 계수를 조정할수 있는 연산회로를 이용하여 패널특성에 맞추어 보정값을 조정하는 방법을 사용할수도 있다. G신호와 B신호에 대해서도 R신호와 마찬가지로 감마보정 및 화이트 밸런스 보정이 동시에 이루어지며 이렇게 보정된 R,G,B색신호는 PDP패널을 구동하는 구동부로 전송되어 풀칼라 구동을하는 데이터로 이용된다.Referring to FIG. 3, an apparatus for adjusting white balance of a plasma display panel according to the present invention includes an A / D converter 20, 22, 24 and an A / D converter connected to input lines of R, G, and B signals, respectively. Bit number converters 26, 28 and 30 connected to the output terminals of 20, 22 and 24, respectively, and output processor units 14, 16 and 18 connected to the output terminals of the bit number converters 26, 28 and 30, respectively. It is provided. The A / D converters 20, 22, and 24 digitize and output analog R, G, and B signals. The R and B bit number converters 26 and 30 convert the N-bit R and G signals into N + 1-bit R and B signals. The G-bit number converter 28 converts an N-bit G signal into an N + 2 bit (e.g., 10 bit) G signal. The R, G, and B output processors 14, 16, and 18 adjust gamma correction and white balance of the R, G, and B signals output from the A / D converters 20, 22, and 24 to adjust desired gray levels on the screen. To implement it. In the color separation apparatus, the color signals input separately separated into R, G, and B are converted into digital signals by the A / D converters 20, 22, and 24. In this embodiment, N bits, which are the number of bits forming a desired gray scale, It is converted into digital data represented by more than 8 bits to implement 256 gray scales. In the process of converting analog data into digital data, each data is divided and sampled more finely than the gray scale to express the difference in color signals. In the case of the R and B signals, it is sufficient to digitize it to 9 bits, which is about 1 bit, and in the case of G, where the variation between the color signals is narrow due to the characteristics of the color signals, when the bit is about 10 bits, the original signal can be sufficiently represented with 256 levels. At this time, the number of bits of R, G, and B can be appropriately adjusted according to the desired gradation. The level expressed larger than the display gradation number is converted into 8 bits properly for 256 gradation expression. The 8-bit data converted as described above is data perfectly implemented with 256 levels of luminance of the color signal according to the input signal. Each of the R, G, and B signals represented by 8-bit data is output after white balance correction and gamma correction according to the white balance characteristics. Gamma correction and white balance correction have a process of finding and outputting a reference value corresponding to the input level after storing the calculated correction values in a table and storing them in a memory like a normal correction method. The correction value stored in the memory stores correction data that can simultaneously perform gamma correction and white balance correction for each color level for each input level. do. Referring to FIG. 4, when an R signal having 100 levels is input, the signal is converted into a 102 or 103 level for gamma correction. Since the level is lowered to a level 254 or 253, the brightness is matched with the G and B signals. Alternatively, instead of using a fixed table, a method of adjusting the correction value according to the panel characteristics by using a calculation circuit that can adjust the coefficient may be used. Like the R signal, the gamma correction and the white balance correction are simultaneously performed on the G signal and the B signal, and the corrected R, G, and B color signals are transmitted to the driving unit for driving the PDP panel and used as full color driving data.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 감마보정 및 화이트 밸런스 조정장치는 입력되는 색신호를 원하는 계조보다 큰 범위의 레벨을 갖는 비트수로 디지털화한후 이를 다시 원하는 계조의 레벨단위로 비트변환하여 출력처리하므로 원하는 계조의 모든 레벨을 구현할수 있는 장점이 있다.As described above, the gamma correction and white balance adjusting apparatus of the plasma display panel according to the present invention digitizes an input color signal into a number of bits having a level in a range larger than a desired gradation, and then converts the bit into a desired gradation level unit. Since the output processing is performed, all levels of the desired gradation can be realized.

이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (3)

적색,녹색 및 청색으로 분리되어 입력된 색신호를 원하는 계조표현을 위해 비트수 N보다 더큰 값을 갖는 비트수로 각각 디지털화하는 아날로그 디지털 변환부와,An analog-digital converter which digitizes the input color signal separated into red, green, and blue into bits having a value greater than the number of bits N for the desired gray scale expression; 상기 디지털화된 각각의 색신호를 각각 원하는 계조표현을 위한 N비트수의 데이터로 변환하는 비트수 변환부와,A bit number converter for converting each of the digitized color signals into N-bit number data for expressing desired gray scales; 상기 N비트 데이터로 변환된 색신호를 각각 감마보정 및 화이트 밸런스 보정하는 출력처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치.And an output processing unit for gamma correction and white balance correction of the color signal converted into the N-bit data, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아날로그 디지털 변환부가 적색 및 청색 신호를 N+1비트수로 디지털화하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치.And said analog-to-digital converter digitizes red and blue signals by N + 1 bits. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아날로그 디지털 변환부가 녹색신호를 N+2비트수로 디지털화 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화이트 밸런스 조정장치.And the analog-to-digital converter digitizes the green signal by the number of N + 2 bits.
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