KR20010062092A - 디지털 표시를 위한 동적 저-레벨의 향상 및 동화상외란의 감소 - Google Patents

디지털 표시를 위한 동적 저-레벨의 향상 및 동화상외란의 감소 Download PDF

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모리시타 요이찌
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Abstract

본 발명은 화소들을 이미징하는 표시 상의 화상을 개선시키기 위한 방법 및 시스템에 대해 기술되어 있다. 각 화소는 각각의 화소값으로 표현되는 강도를 가지며, 정해진 화소의 강도는 프레임-기간 중에 한 셋트의 서브필드 내에서 생성되는 펄스수에 관련되고, 펄스는 펄스 분포에 따라 서브필드 셋트 중에 할당되어진다. 본 발명의 방법은 프레임-기간 동안 이미징되어질 최대 화소값을 결정하는 단계와, 최대 화소값에 기초하여 정해진 서브필드 내의 펄스수를 변경시켜 펄스 분포를 변화시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 시스템은 본 발명의 방법 단계를 실행하는 회로로 구현된다.

Description

디지털 표시를 위한 동적 저-레벨의 향상 및 동화상 외란의 감소{DYNAMIC LOW-LEVEL ENHANCEMENT AND REDUCTION OF MOVING PICTURE DISTURBANCE FOR A DIGITAL DISPLAY}
본 발명은 비디오 표시에 관한 것으로, 특히 펄스 분포 함수(pulse distribution function)에 따라, 화상 프레임의 서브필드에서 발생된 펄스에 의해 화소가 조명(illuminate)되는 표시 화상 품질을 향상하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 프레임 동안 이미징되는 최대 화소값이 결정되고, 펄스 분포는 최대 화소값에 기초되어 수정된다. 본 발명은 특히, 플라즈마 표시 패널에 대한 사용에 적합하다. 특히, 최근의 디지털 텔레비젼(Digital Television; DTV) 및 고 화질 텔레비젼(High Definition Television; HDTV) 포맷에 따라 텔레비젼 프로그래밍을 검토하기 위한 선택으로서, 교류 전류(Alternating Current; AC) 플라즈마 표시 패널들(Plasma Display Panels; PDPs)과 같은 디지털 표시가 발전되어오고 있다. 종래의 캐소드 레이 튜브(Cathod Ray Tubes; DCRTs)는 고화상(high picture) 품질을 확립하였으며, 소비자의 폭넓은 호응을 얻기 위해 그와 유사한 품질을 얻도록 PDP들이 경쟁하면서 개발되어왔다.
PDP들, 즉 가스 방전 패널들은 잘 알려진 기술로서, 일반적으로 각각 열 전극 및 행 전극을 공급하는 한 쌍의 기판들-각각은 유전체 층으로 코팅되어 있으며 그 사이에 이온화할 수 있는 가스가 밀봉되는 갭이 존재하는 공간을 갖도록 병렬로 배치됨-을 갖는 구성을 포함한다. 기판들은 전극들이 서로에 대하여 직각으로 배치되도록 구성됨으로써, 그에 따라 교점을 정의하고, 그 다음으로 희망된 저장 또는 표시 기능을 제공하도록 선택적인 방전이 행해질 수 있는 방전 화소 사이트(site)들을 규정할 수 있다.
이러한 패널들을 AC 전압으로 동작시키고, 특히 선택된 열 전극 및 행 전극들에 의해 규정된 바와 같이, 주어진 방전 사이트에서 훠밍전압(firming voltage)을 초과하는 기입(write) 전압을 제공함으로써, 선택된 셀에서 방전을 생성하는 것은 공지되어 있다. 방전은 교류 유지 전압(alternating sustain voltage)을 인가함으로써 지속적으로 "유지될 수 있으며", 교류 유지 전압 그 자체로는 방전을 초기화시키는 데 불충분하다. 이 기술은 유지 전압에 관련하여, 지속적인 방전을 유지하도록 동작시키는 기판의 유전체 층상에서 발생되는 벽 전하(wall charge)에 따라 변화한다.
도 1을 참조할 때, 풀 컬러(full color) AC 플라즈마 패널의 구성이 간략하게 도시되어 있다. 플라즈마 패널(410)은 복수의 열 어드레스 전극(414)들이 공급되는 백(back) 기판(412)을 포함한다. 열 어드레스 전극(414) 각각은 배리어 립(barrier rib)(416)에 의해 분리되며, 레드, 그린, 및 블루 인(phosphor)(418, 420, 및 422)에 의해 도포되어 있다. 앞면의 투명 기판(424)은 각각의 화소 사이트들의 행에 대하여 한 쌍의 유지 전극(426 및 428)을 포함한다. 유전체 층(430)은 앞면 기판(424)상에 설치되어 있으며, 마그네슘 옥사이드 보호용 코팅(overcoat) 층(432)은 모든 유지 전극들(426 및 428)을 포함하여, 기판의 전체 하부면을 도포한다.
도 1의 구성은 각 행에 대한 유지 전극들(426 및 428) 둘 다 패널의 단일 기판상에 있기 때문에, 종종 단일 기판 AC 플라즈마 표시라 불린다. 기판들(412 및 424) 사이에는 불활성 가스 혼합물이 위치되어 있으며, 불활성 가스 혼합물은 유지 전극(426 및 428)에 의해 인가된 유지 전압에 의해 여기되어(excited) 방전 상태로 된다. 방전하는 내부 가스는 레드, 그린, 및 블루 인 층(418, 420, 및 422) 각각을 여기시키는 자외선 광을 생성하여, 가시광을 방사한다. 열 어드레스 전극(414) 및 유지 전극들(426, 428)에 인가된 구동 전압이 적당히 제어된다면, 풀 컬러 화상이 앞면 기판(424)을 통해 가시화될 수 있다.
도 1의 AC 플라즈마 패널을, 텔레비젼 또는 컴퓨터 표시 단자들과 같은 애플리케이션에 대하여, 풀 컬러 화상을 나타내게 하기 위해서는, 그레이 스케일(gray scale)을 얻을 수 있는 수단이 필요하다. 높은 휘도(luminance) 및 낮은 플리커(flicker)을 얻기 위해, 메모리 모드에서 AC 플라즈마 패널을 동작시킬 필요가 있기 때문에, 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태로만 나타나는 화소에서 화상 그레이 레벨을 달성하기 위해 어드레싱 기술이 이용된다. 이러한 어드레싱 기술은 요시까와(Yoshikawa) 등에 의한, 1992년 일본에서 공개된 "A Full Color AC Plasma Display With 256 Gray Scale", pp. 605-608에 설명되어 있다. PDP는 디지털 장치이기 때문에, 이것은 지정된 갯수의 그레이 스케일의 계조(gradation)만을 제공할 수 있다. 8-비트 레드-그린-블루(RGB) 신호의 경우, 256개의 계조가 가능하다.
도 2는 256개의 그레이 스케일을 얻기 위해 요시까와 등에 의해 사용된 구동 시퀀스(drive sequence)를 도시하였다. 구동 시퀀스는 종종, 서브-필드(sub-field) 어드레싱 방법이라 불린다. 플라즈마 표시 패널은 화상들을 프레임들로 분할하는 종래의 비디오 방식에서 어드레싱된다. 통상의 비디오 화상은 1초당 60개의 프레임들로 나타날 수 있으며, 이것은 16.6 밀리세컨드의 프레임 시간에 해당한다. 도 2에 도시된 서브-필드 어드레싱 방법은 각각의 프레임을 8개의 서브-필드들, SF1-SF8로 분할한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 8개의 서브-필드 각각은 어드레스 기간 및 유지 기간으로 분할된다. 유지 기간 동안, 유지 전극(26 및 28)에 유지 전압이 인가된다. 따라서, 주어진 화소 사이트가 온 상태에 있으면, 하나 또는 그 이상의 유지 펄스에 의해 광을 방사하게 된다. 반대인 경우, 유지 전압이 불충분하여, 오프 상태에 있는 임의의 화소 사이트에서 방전을 일으킨다.
도 2에서, 8개의 서브-필드들 각각의 유지 기간의 길이가 상이하다는 사실을 유의해야할 것이다. 제1 서브-필드는 하나의 완전한 유지 사이클 기간을 갖는 유지 기간을 갖는다. 제2 서브-필드는 2개의 유지 사이클을 가지며, 제3 서브-필드는 4개의 유지 사이클들을 갖는 유지 기간을 가져서, 이러한 식으로 제8 서브-필드는 128개의 유지 사이클들을 갖는 유지 기간을 갖는다.
어드레싱된 주어진 화소 사이트를 유지시키는 것을 제어함으로써, 화소 사이트의 지각된 강도(intensity)는 256개의 그레이 스케일 레벨들 중의 임의의 하나로 변화될 수 있다. 선택된 화소 사이트에 대하여, 중간-강도, 즉 256개의 레벨 중의 128 레벨에서 방사하기를 희망한다고 가정한다. 이러한 경우, 열 어드레스 전극(14)에 적당한 전압을 인가하고, 유지 라인들(26, 28) 중의 하나를 대향하는어드레스 도체로서 이용함으로써, 서브-필드 8 동안 화소 사이트에 선택적인 기입 어드레스 펄스가 인가된다. 다른 서브-필드 동안에는 어드레싱된 화소 사이트에 어떠한 어드레스 펄스도 인가되지 않는다. 이것은, 처음 7개의 서브-필드 동안에는 기입 동작이 없었으며, 따라서 유지 기간 동안 어떠한 광도 방사되지 않았음을 의미한다. 그러나, 서브-필드 8 에서는, 선택적인 기입 동작을 하여 선택된 화소 사이트를 온 시키며, 서브-필드 8 유지-이 경우 128개의 유지 사이클들임- 동안 그것으로부터 광을 방사하게 한다. 프레임 충전 당 128개의 유지 사이클들은 프레임 시간에 대하여 중간-강도에 해당한다.
또 다른 방법으로, 선택된 화소 사이트에 대하여 강도의 1/4 즉, 256개의 레벨중의 64 레벨에서, 방사하는 것이 희망된다면, 선택적인 기입 어드레스 펄스가 서브-필드 7 동안 화소 사이트에 인가되고, 다른 서브-필드들 동안에는 어떠한 어드레스 펄스들도 인가되지 않는다. 따라서, 서브-필드들 1, 2, 3, 4, 5, 6, 및 8 동안, 어떠한 기입도 존재 하지 않아서, 각각의 유지 기간 동안 어떠한 광도 방사되지 않는다. 그러나, 서브-필드 7에서는 선택적인 기입에 의해 선택된 화소 사이트를 온 시키고, 서브-필드 유지 기간(이 경우, 1/4 강도에 해당하는 64개의 유지 사이클들) 동안 광을 방사하게 한다. 풀-강도(full-intensity)의 경우, 선택적인 기입 어드레스 펄스가 모든 8개의 서브-필드들 동안에 인가되어서, 화소 사이트는 8개의 서브-필드들 각각에 대한 모든 유지 기간-프레임에 대한 풀-강도에 해당함- 동안 광을 방사한다.
요시까와 등에 의한 방법에 의해 각 서브-화소 사이트에 대하여 8-비트 데이터 워드(word)를 공급하는 표시 프로세서 행동을 통해 임의의 상이한 256개의 강도들이 얻어지며, 데이터 워드는 희망된 그레이 강도 레벨에 해당한다. 주어진 프레임내의 8개의 서브-필드들에서의 8개의 어드레스 기간 각각의 선택적인 기입 펄스를 제어하기 위해, 데이터 워드에서의 비트들 각각을 전달함으로써, 8-비트 데이터 워드는 선택된 화소 사이트가 그 프레임에 대하여 광을 방사할 동안, 복수의 유지 사이클들을 제어한다. 따라서, 0-255의 사이에서 프레임 당 임의의 정수 갯수의 유지 사이클들을 얻을 수 있다.
도 4는 8-비트 그레이 스케일에 대하여 8개의 서브필드들에 걸친 표준 유지 펄스 분포를 도시하였다. 8-서브필드 시스템에서, 유지 펄스 분포는 2진-가중된다(binary-weighted). 즉, 각각의 계속되는 서브필드는 이전 서브필드의 펄스수의 2배를 포함할 것이다.
그러나, PDP 시스템은 프레임 당 8개의 서브필드에 한하지 않는다. 모리(Mori)에 의한 일본 특허 출원 번호 H10-107573은, 8-비트 그레이 스케일에 대하여 펄스들이 12개의 서브필드들에 걸쳐 분포되어 있는 시스템을 설명한다. 도 5는 모리 특허에 설명된 것과 유사한 것으로, 8-비트 그레이 스케일에 대한 12-서브필드 유지 펄스 분포의 예를 도시한다.
가와하라(Kawahara)에 의한 일본 특허 출원 번호 H10-153980은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 코딩으로서 공지되었다. 도 6은 8-비트 그레이 스케일에 대한 PWM 12-서브필드 유지 펄스(sustain pulse; SP) 분포의 예를 도시한다.
종래의 비디오 신호들은 컬러 캐소드 레이 튜브들의 비-선형성을 정류하기 위해 감마 정정되었다(gamma corrected). 그러나, PDP들은 이러한 비선형성을 나타내지 않는다. 따라서, PDP 시스템에서 종래의 비디오 신호를 사용하기 위해서는, "역" 감마 함수가 종래의 비디오 신호에 들어있는 감마 정정 곡선을 제거하여, PDP의 선형성에 부합하는 출력을 생성하여야만 한다. 선형 출력 데이터는 서브필드 처리를 위해 표시 로직 회로에 보내진 8-비트 필드에서 나타난다.
감마 정정된 입력 데이터에 적용된 역 감마 함수는 통상, 다음과 같이 정의된다.
도 7은 감마 정정 함수(곡선 B), 역 감마 함수(곡선 C), 및 희망된 선형 출력 함수(커브 A)를 나타낸다. 역-감마 정정은 표시상에 나타난 많은 계조들을 크게 감소한다. 선형 응답이 256개의 상이한 출력 값들을 가능하게 하는 반면, 역-감마 곡선은 184개의 상이한 출력 값들만을 가능하게 한다. 이것은 출력 값을 작게 변화시키기 위해서는 입력 값은 상당히 많이 변화시켜야만 하는 저-레벨(low-level) 화상 데이터에서 분명하다. 입력 값이 증가함에 따라, 곡선의 경사도가 증가하여서, 높은 입력 레벨에서는 작은 입력 변화에 의해 크게 변화되는 밝기를 생성할 수 있다.
도 8은 종래의 비디오 신호 데이터인 0 내지 40 카운트 범위의 입력 값에 대한 감마 정정 함수의 그래프이다. 임의의 출력 변화가 있으려면, 15인 입력 값이 요구되고, 16 내지 25의 입력 값 모두, 출력 값 1을 생성한다. 결과적으로, 낮은 강도의 레벨에서, 관측자들은 한 셋트의 넓은 외형(contour)들을 볼 수 있고, 이 외형들 각각은 많은 갯수의 입력 값들로부터 디코딩된 단일 값으로 구성된다.
PDP용 표시 제어기는 감마 정정된 입력 데이터를 수신하고, 역 감마 함수를 적용하여, 개별적인 서브필드들이 희망된 휘도 레벨을 생성할 수 있게 한다. 상이한 타입의 디지털 표시들은 상이한 광량을 생성하고, 상이한 밝기 요구들을 갖기 때문에, 생성된 광량이 변화한다. 이것은 풀 강도를 생성하는 서브필드들을 가중하기 위해 스케일링(scaling) 동작을 사용할 필요가 있다. 표시에서의 선형성을 보전하기 위해, 서브필드들은 2진 코딩되는 즉, 각 서브필드는 상술된 바와 같이 이전 서브필드에서의 광의 2배를 생성한다. 각 서브필드에서의 펄스수가 밝기 요구를 충족시키도록 스케일링될 때, 2진 가중이 스케일링된다. 예를 들어, 밝기를 5배까지 증가시키기 위해, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 및 640개의 유지 펄스량이 서브필드 1 내지 8에서 각각 실시된다.
PDP상의 화상 강도를 관리하기 위한 이들 종래의 기술은 여러 한계들을 갖는다. 첫째, 낮은 광 레벨 정보에서 그 세기가 세짐에 따라, 강도 윤곽은 화상이, 낮은 레벨의 강도들 사이에서 이동하는 데이터를 나타낼 때 가시가능하다. 둘째, 낮은 입력 값에 대한 역-감마 함수의 점진적인 기울기는 사람의 눈에 지각될 수 있는 인공 구조(artifact)를 생성한다. 사람의 눈은 선형적이기보다는 보다 대수적으로 동작하여서, 그 결과 사람의 눈은 낮은 광 레벨 변화를 쉽게 지각할 수 있어서, 관찰자를 낮은 강도의 전이에서 훨신 더 잘 지각할 수 있게 한다. 셋째, 동화상 분포(Moving Picture Disturbance; MPD)는 광이, 이동 화상의 서브필드 사이에서 시프팅할 때 일어난다. 이로 인해 관찰자는 화상이 표시를 가로질러 시프팅할 때, 잘못된 컬러 윤곽을 보게 된다.
상술된 바와 같이, 서브필드에서 조명되어질 화소는 우선, 화소를 규정하는 전극에 인가된 기입 전압에 의해 활성화된다. 그 후, 화소가 조명될 지에 관계없이 화소가 어드레싱되고 유지 펄스가 발생된다. 화소가 조명되지 않을 서브필드에서 화소를 어드레싱하고 유지 펄스를 발생시키는 것은 전력 낭비이다.
본 발명의 목적은, 화소가 펄스 분포 함수에 따라 화상 프레임의 서브필드에서 발생된 펄스에 의해 조명된, 표시에서의 화상 품질을 향상하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 낮은 강도 레벨에서의 해상도를 높이는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 동화상 외란(picture disturbance)을 감소하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 표시에 인가된 전력을 감소하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술인 PDP 구성의 투시도.
도 2는 프레임 시간과 프레임 시간내에 포함된 서브필드(subfield)의 간략한 도.
도 3은 단일 서브필드에 나타난 신호들을 도시한 도.
도 4는 8-비트 그레이 스케일(gray scale) 시스템에 대한 8개의 서브필드들에 걸쳐 있는 표준 유지 펄스 분포(sustain pulse distribution)를 도시한 도.
도 5는 8-비트 그레이 스케일 시스템에 대한 12-서브필드 유지 펄스 분포를 도시한 도.
도 6은 8-비트 그레이 스케일 시스템에 대한 펄스 폭 변조된 12-서브필드 유지 펄스 분포를 도시한 도.
도 7은 감마 정정(gamma correction) 함수, 역 감마 함수, 및 선형 출력 함수의 그래프도.
도 8은 종래의 비디오 신호 데이터인 0 내지 40 카운트(count)의 범위를 갖는 입력 값에 대한 감마 정정 함수의 그래프도.
도 9는 본 발명에 따라 임계치를 갖는 8-비트 그레이 스케일 시스템에 대한 8-서브필드 유지 펄스 분포를 도시한 도.
도 10은 본 발명에 따라 임계치를 갖는 8-비트 그레이 스케일 시스템에 대한 12-서브필드 유지 펄스 분포를 도시한 도.
도 11은 본 발명에 따라 임계치를 갖는 8-비트 그레이 스케일 시스템에 대한 펄스 폭 변조된 12-서브필드 유지 펄스 분포를 도시한 도.
도 12는 본 발명에 따라 낮은 값의 입력에 대하여 역 감마 함수로 구현될 수 있는 의사(pseudo) 9-12 그레이 스케일링의 그래프도.
도 13 내지 도 17은 본 발명에 따라 서브필드들에 펄스들을 할당하여 12개의 서브필드에 걸쳐 유지 펄스 분포를 정의하기 위한 기술을 도시한 도.
도 18은 본 발명에 따라 새로운 최하위 비트(LSB)가 비사용 서브필드 대신에 배치된 서브필드를 나타내는 도.
도 19는 본 발명에 따라 새로운 LSB가 프레임의 최상단에 배치된 서브필드를 나타내는 도.
도 20은 본 발명에 따라 누산된 무효 시간 이후에 새로운 펄스들이 배치된 바람직한 구성을 나타내는 도.
도 21 및 도 22는, 본 발명에 따라 부분적인 유지 펄스를 포함하는 12개의 서브필드에 걸친 유지 펄스 분포를 나타내는 도.
도 23 내지 도 27은, 본 발명에 따라 유지 펄스를 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포하는 기술을 나타내는 도.
도 28은 본 발명에 따라 무효 시간을 누산하고 할당하여 새로운 서브필드를 생성하는 기술을 나타내는 도.
도 29 및 30은 본 발명에 따라 13개 및 14개의 서브필드를 포함시키기 위한 유지 펄스의 재분포를 나타내는 도.
도 31 내지 도 33은 본 발명에 따라 펄스들을 서브필드에 할당하고 유지 펄스들을 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포하는 기술의 조합을 나타내는 도.
도 34는 본 발명에 따른 동적 전력 감소 기술의 일례를 나타내는 도.
도 35는 본 발명에 따른 수 개의 임계 레벨을 각 히스테리시스 밴드(hysteresis band)와 함께 나타낸 그래프.
도 36은 본 발명에 따라 표시의 화상 품질을 개선하는 방법을 나타낸 플로우차트.
도 37은 본 발명에 따라 표시의 저레벨 해상도를 개선하는 방법을 나타낸 플로우차트.
도 38은 본 발명에 따라 동화상 외란(moving picture disturbance)을 감소시키는 방법을 나타낸 플로우차트.
도 39는 본 발명에 따라 표시에서 소모되는 전력을 감소시키는 방법을 나타낸 플로우차트.
도 40은 본 발명에 따라 8-비트 감마 정정된 비디오 신호를 수신하고 표시의 화상 품질을 개선하기 위한 회로의 블록도.
도 41은 본 발명에 따라 10-비트 감마 정정된 비디오 신호를 수신하고 표시의 화상 품질을 개선하기 위한 회로의 블록도.
본 발명의 제1 방법에 따라, 화소를 이미징화하는 표시상의 화상을 향상하기위한 방법이 제공된다. 각각의 화소는 각 화소 값에 의해 나타난 강도를 가지며, 주어진 화소의 강도는 프레임-시간내의 한 셋트의 서브필드에서 생성된 복수의 펄스들에 연관되며, 펄스들은 펄스 분포에 따라 서브필드들의 셋트들 사이에 배치된다. 이 방법은 프레임-시간 동안 이미징화될 최대 화소값을 결정하는 단계와, 최대 화소값에 기초되어 주어진 서브필드에서 펄스수를 바꾸는 단계와, 따라서 펄스 분포를 수정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 방법에 따라, 주어진 화소의 강도가 프레임-시간내의 한 셋트의 서브필드에서 생성된 복수의 펄스들에 연관된 화소들을 이미징화하는 표시에 의해 소모되는 전력을 줄이기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 어떠한 펄스도, 주어진 화소의 강도를 생성하기 위해 제공되지 않는 주어진 서브필드 동안, 표시에서 소모되는 전력을 감소하는 단계를 포함한다.
본 발명은 희망된 레벨의 휘소를 생성하는데 보통 사용되지 않는 서브필드를 유리하게 이용한다. 최대 화소값은 서브필드의 유지 펄스 분포 한계(boundary)와 상호 연결하는 임계치에 비교된다. 임계치는 프레임-시간의 시간에서 이전 서브필드에 할당된 펄스수에 관련된다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 최대 화소값보다 더 큰 가장 작은 연관 임계치를 갖는 서브필드를 확인한다. 최대 화소값이 임계치보다 작을 때, 새로운 펄스를 생성하거나 또는 존재하는 펄스들을 재분포하기 위해 그 임계치가 사용될 수 있는 후에 서브필드들이 발생한다. 또한, 사용되지 않은 서브필드는, 표시에 의해 소모되는 전력이 감소될 수 있는 시간 기간을 제공한다.
본 발명은, 펄스 분포 함수에 따라 화상 프레임의 서브필드에서 생성된 펄스에 의해 화소가 조명되는 표시의 화상 품질을 개선하기 위한 방법 및 시스템이다. 간단히 설명하면, 입력된 데이터는 프레임-버퍼되고, 프레임 내에서의 최대 화소값을 결정하도록 평가된다. 그 후, 서브필드 내의 펄스의 수는 최대 화소값에 기초하여 변경되고, 그 결과 유지 펄스 분포도 수정된다. 본 발명은 특히 PDP에 적합하다.
본 발명은 통상적으로는 원하는 레벨의 휘도를 생성하는 데에 이용되지 않던 서브필드를 유리하게 이용하기 때문에, 유지 펄스 분포를 수정할 수 있다. 최대 화소값은 서브 필드의 유지 펄스 분포 경계에 상관되어 있는 임계치와 비교된다. 임계치는 프레임-시간 이전에 서브필드에 할당된 펄스의 수와 관련된다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 최소의 연관 임계치(최대 화소값보다는 큼)를 가지는 서브필드를 식별한다. 최대 화소값이 임계치보다 작은 경우, 그 임계치 이후에 발생하는 서브필드는 새로운 펄스의 생성이나 현존하는 펄스의 재분포에 이용될 수 있다. 또한, 비사용 서브필드는 표시를 위한 전력이 감소될 수 있는 기간을 제공할 수 있다.
도 9는 8비트 그레이 스케일 시스템에 대한 8-서브필드 유지 펄스 분포를 나타내는 도면이다. 5개의 임계치, 즉 TH0=255, TH1=127, TH2=63, TH3=31 및 TH4=15가 표시되어 있다. 프레임 내에서의 최대 화소값이 185인 경우를 가정하자. 최대 화소값 185는 TH0=255를 제외한 모든 임계치보다 크다. 따라서, 모든 서브필드는, 화소값 185에 대응하는 레벨의 강도를 제공하기 위해 유지 펄스를 생성하는 데에이용되어야만 한다. 이번에는, 최대 화소값이 90인 경우를 가정하자. 최대 화소값 90은 TH1=127보다는 작지만 TH2=63보다는 크다. 따라서, 서브필드 8은 화소값 90에 대응하는 레벨의 강도를 제공하기 위해 유지 펄스를 생성하는 데에 이용될 필요가 없다.
도 10은 8비트 그레이 스케일 시스템에 대한 12-서브필드 유지 펄스 분포를 나타내는 도면이다. 5개의 임계치, 즉 TH0=255, TH1=202, TH2=155, TH3=115, TH4=82가 나타나 있다. 이러한 임계치들 각각이, 도 9에 도시된 대응 임계치 TH0∼TH4보다 크다는 것에 유의한다. 최대 화소값 185는 TH1=202보다는 작지만 TH2=155보다는 크다. 따라서, 서브필드 12는 화소값 185에 대응하는 레벨의 광 강도를 위한 유지 필드를 생성하는 데에 필요하지 않다. 최대 화소값 90은 TH3=115보다는 작지만 TH4=82보다는 크다. 따라서, 서브필드 10, 11 및 12는 화소값 90에 대응하는 레벨의 강도를 위한 유지 펄스를 생성하는 데에 필요하지 않다.
본 발명은 새로운 펄스의 생성이나 현존하는 펄스의 재분포를 위해 비사용 서브필드를 이용함으로써, 이들 비사용 서브필드를 유리하게 이용한다. 도 9 및 도 10과 관련된 논의에서의 예시들을 비교해보면, 8-서브필드 유지 펄스 분포(도 9)에 비하여, 12-서브필드 유지 펄스 분포(도 9)가 비사용 서브필드를 이용할 기회를 더 많이 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은, 8-서브필드 시스템보다는 12-서브필드 시스템에 더 빈번하게 적용될 수 있을 것이다.
도 11은 8-비트 그레이 스케일 시스템에 대한 펄스폭 변조(PWM) 12-서브필드 유지 펄스 분포를 나타내고 있다. 5개의 임계치, 즉 TH0=255, TH1=223, TH2=191,TH3=159 및 TH4=127이 나타나 있다. 이들 임계치 각각은 도 10에 도시된 대응 임계치 TH0∼TH4보다 크다. 따라서, 본 발명은, 12-서브필드 유지 펄스 분포(도 10)보다는 PWM 12-서브필드 유지 펄스 분포(도 11)에 더 빈번하게 적용될 수 있다. 그러나, 테스트에 따르면, MPD 산물의 감소와 관련하여, 도 10의 분포가 더 우수한 성능을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 도 10의 12-서브필드 유지 펄스 분포는 바람직한 분포이며, 이후에 설명되는 예시들에서 가정될 것이다.
본 명세서에서 제시되는 예시들은 8-비트 화소값과 12-서브필드 유지 펄스 분포를 가정한다. 또한, 프레임당 적어도 255 유지 펄스를 생성할 수 있는 표시를 가정하고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 예시들에 국한되지 않는다. 일반적인 견지에서, 본 발명은 N-비트 화소값과 프레임 당 P(2N-1) 유지 펄스를 생성할 수 있는 표시를 갖는 시스템에 적용될 수 있으며, 이 때 P는 0 보다 큰 정수이고, 서브필드의 수는 N 이상이다.
본 명세서에서 제시되는 예시들은, 서브필드 1에 최하위 비트(LSB)를 갖고 서브필드 12에 최상위 비트(MSB)를 갖는 서브필드 시퀀스를 나타내고 있지만, 본 발명은 어떠한 서브필드 시퀀스에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 시퀀스는 MSB에서 LSB 순으로 정렬될 수도 있고, 1, 4, 10, 19, 33, 47, 53, 40, 26, 146 및 2 유지 펄스의 분포와 같이 LSB-MSB의 순서와 무관할 수도 있다.
본 발명은 개별적으로 이용되거나 결합되어 이용될 수 있는 3개의 동작 모드를 가지며, 편의상 이들을 Mode 1, Mode 2 및 Mode3으로 칭한다. Mode 1에서는,비사용 서브필드에 하나 이상의 새로운 펄스를 할당함으로써 저레벨의 해상도가 개선된다. Mode 2에서는, 임계치 이하의 서브필드로부터의 펄스들을 재분포하고, 이용되지 않던 서브필드를 재분포 시에 포함시킴으로써, MPD 감소가 성취된다. Mode 3에서는, 표시용 구동 회로가 비사용 서브필드동안 오프된다.
Mode 1에서는 이용되지 않던 서브필드에 하나 이상의 새로운 펄스를 할당함으로써 저레벨의 해상도가 개선된다. 표시가 하나의 프레임 내에서 255 유지 펄스 이상을 생성할 수 있는 경우, 보다 양호한 그레이 스케일 그라데이션을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 8-비트 그레이 스케일 입력값을 이용하여 8 비트 이상의 의사 그레이 스케일 값(pseudo grayscale value)을 생성할 수 있다. 표 1은, 다양한 의사 그레이 스케일 스킴을 지원하기 위해, 시스템이 생성할 수 있어야만 하는 유지 펄스의 최소 개수들의 목록이다. 예를 들어, 12-비트 의사 그레이 스케일에 대해, 시스템은 프레임당 적어도 4080개의 유지 펄스를 생성할 수 있어야만 한다. 또한, 표 1은 펄스의 할당도 나타내고 있으며, 도 10에 도시된 것과 같은 12-필드 유지 펄스 분포를 제공할 수 있는 시스템 내에서 실현될 수 있는 임계 레벨을 나타내고 있다.
그레이 스케일 시스템 SF1 SF2 SF3 SF4 SF5 SF6 SF7 SF8 SF9 SF10 SF11 SF12 유지 펄스 가능한 임계치
8-비트 1 2 4 6 10 14 19 26 33 40 47 53 255 0
9-비트 2 4 8 12 20 28 38 52 66 80 94 106 510 0,1
10-비트 4 8 16 24 40 56 76 104 132 160 188 212 1020 0,1,2
11-비트 8 16 32 48 80 112 152 208 264 320 376 424 2040 0,1,2,3
12-비트 16 32 64 96 160 224 304 416 528 640 752 848 4080 0,1,2,3,4
도 12는 역 감마 함수에 입력된 낮은 값에 대하여 실현될 수 있는 9∼12 의사 그레이 스케일의 이점을 도시하고 있다. 0∼26 범위의 저레벨의 입력에 대하여, 8-비트 그레이 스케일은 3개의 상이한 출력값, 즉 0, 16, 32만을 생성하는 데에 반하여, 12-비트 그레이 스케일은 19개의 상이한 출력값을 생성한다. 12-비트 그레이 스케일은 9-비트 그레이 스케일에 비하여 향상된 해상도를 제공한다.
8-비트 그레이 스케일 시스템에서, 프레임당 4080의 유지 펄스를 생성할 수 있는 표시가 주어지면, 최하위 비트(LSB)는 16개의 유지 펄스를 나타낸다. 본 발명은, 8-비트 그레이 스케일 시스템에서는 통상적으로 이용되지 않던 서브필드를 유리하게 이용하여, 8, 4, 2, 1 펄스를 나타내는 새로운 LSB를 할당함으로써 으사 9-12 비트 그레이 스케일을 생성한다. 본 발명의, 프레임당 4080 유지 펄스를 이용하여 의사 12비트 그레이 스케일을 생성할 수 있다 (표 1 참조). 아래의 예시들은 Mode 1의 동작과 9-12 비트 그레이 스케일의 기술을 나타낸다.
Mode 1, 임계치 0. 도 13 참조. 최대 화소값은 TH1 = 202보다 크다. 12개의 서브필드 전부가 이용되므로, 의사 그레이 스케일에 이용될 수 있는 서브필드는 존재하지 않는다.
Mode 1, 임계치 1. 도 14 참조. 최대 화소값은 TH1 = 202 이하이고 TH2 = 155 보다 크다. 통상적으로 서브필드 12는 이용되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따라, 서브필드 12는 8개의 유지 펄스를 나타내는 하나의 새로운 LSB에 이용될 수 있다. 따라서, 의사 9 비트 그레이 스케일이 달성될 수 있다.
Mode 1, 임계치 2. 도 15 참조. 최대 화소값은 TH2 = 155 이하이고 TH3 = 115 이상이다. 서브필드 12 및 11은 통상적으로 이용되지 않는다. 따라서, 서브필드 12 및 11은 8 및 4 유지 펄스를 나타내는 2개의 새로운 LSB에 이용될 수 있다. 그 결과, 의사 10 비트의 그레이 스케일이 달성될 수 있다.
Mode 1, 임계치 3. 도 16 참조. 최대 화소값은 TH3 = 115 이하이고 TH4 = 82보다 크다. 서브필드 12, 11 및 10은 통상적으로는 이용되지 않는다. 따라서, 서브필드 12, 11 및 10은 8, 4 및 2 유지 펄스를 나타내는 3개의 새로운 LSB에 이용될 수 있다. 그 결과 의사 11 비트의 그레이 스케일이 달성될 수 있다.
Mode 1, 임계치 4. 도 17 참조. 최대 화소값은 TH4 = 82 이하이다. 서브필드 12, 11, 10 및 9는 통상적으로는 이용되지 않는다. 따라서, 서브필드 12, 11, 10 및 9는 8, 4, 2 및 1 유지 펄스를 나타내는 4개의 새로운 LSB에 이용될 수 있다. 그 결과 의사 12 비트의 그레이 스케일이 달성될 수 있다.
일반적인 경우에서, 본 발명의 Mode 1은 펄스 분포시에 어떤 서브필드가 펄스의 최하위 비트를 포함하는지를 인식한다. 본 발명은 비사용 서브필드를 식별하고, 최하위 비트의 절반과 동일한 수의 새로운 펄스에 비사용 서브필드를 할당한다.
프레임 내의 유지 펄스의 상대적인 배치는 관찰자에 의해 지각되는 화상의 품질에 영향을 미친다. 이것은, 인간의 눈이 펄스를 통합하여 화상을 해석하며, 눈은 펄스 분포시의 프레임-대-프레임의 변동에 민감하기 때문이다.
도 18 및 19는 화상 데이터의 프레임에서 새로운 펄스의 배치에 대하여 2가지 가능한 스킴을 나타내고 있다. 도면은 프레임당 3개 화소에서 이동하는 화상에서, 임계치 0 내지 임계치 4 사이의 편이에 대한 망막 반응을 나타내고 있다. 새로운 펄스는 프레임 내의 어느 점에나 위치할 수 있으며, 서브필드의 순서도 수정될 수 있다. 도 18은 이전에 사용되지 않은 서브필드 대신에 배치된 새로운 LSB를 갖는 서브필드를 도시하고 있고, 도 19는 프레임의 최상단에 새로운 LSB를 갖는 서브필드를 도시하고 있다. 두가지 스킴(scheme) 중 하나가 이용될 수 있긴 하지만, 도 19에 도시된 구성에서는, 연속적인 프레임들에서 수 개의 임계치가 교차되는 경우에 30㎐의 플리커와 MPD 산물을 유발할 수 있다. 이러한 산물은 프레임 내의 서브필드 1-8의 위치에서의 일시적인 변화에 의해 유발되는 망막 반응(도 19 참조)에서 오버슛 및 언더슛 강도 에러(overshoot and undershoot intensity error)에 의해 발생할 수 있다. 따라서, 도 18에 도시된 구성이 도 19에 도시된 구성보다 바람직하다.
무효 시간은 펄스가 발생되지 않는 시간이다. 무효 시간을 누산하고, 새로운 펄스들을 무효 시간과 관련하여 프레임 내의 미리 정해진 위치에 배치함으로써,추가의 개선을 실현할 수 있다. 마찬가지로, 새로운 펄스는 프레임 내의 미리 정해진 위치에 무효 시간이 존재하도록 배치될 수 있다. 새로운 유지 펄스에 대해 지정된 서브필드들은 통상적으로 프레임 내의 대부분의 펄스를 생성한다. 이러한 서브필드들에 할당되는 펄스의 수(전형적으로 8, 4, 2, 1)는 수용 가능한 서브필드의 수보다 훨씬 적기 때문에, 이러한 서브필드들은 실질적인 양의 무효 시간을 포함할 수 있다.
도 20은 누산된 무효 시간 이후에 새로운 펄스들이 배치된 바람직한 구성을 도시하고 있다. 이러한 구성 하에서, 새로운 펄스는 후속 프레임의 제1 서브필드 바로 앞에 선행한다. 따라서, 새로운 펄스로부터의 광은 후속 프레임으로 유연하게 전이한다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성으로 한정되지 않으며, 새로운 펄스는 무효 시간과 관련하여 프레임 내의 어느 점이라도 배치될 수 있다. 또한, 무효 시간은 분할되거나 프레임 내에서 재분포될 수도 있다.
일부 PDP 시스템은 다양한 레벨의 조명을 제공하는 유지 펄스를 생성할 수 있다. 예를 들어, 펄스폭이 좁은 유지 펄스는 펄스폭이 넓은 유지 펄스보다 어둡다. 또한, 어드레싱동안의 방사된 광은 하나의 유지 펄스동안 방사되는 광의 일부로 간주될 수 있다. 이러한 시스템에서, 유지 펄스의 수를 증가시키지 않고 그레이 스케일 레벨을 향상시키기 위해, 1/2 및 1/4 휘도나 그 이외의 분수 레벨의 휘도가 허용될 수 있다.
예를 들어, 도 21에 도시된 바와 같이, 1/2 유지 펄스와 1/4 유지 펄스를 총 유지 펄스의 수가 155 + 1/2 +1/4 = 155.75인 유지 펄스에 대해 임계치 2로 유지되는 155 유지 펄스에 추가함으로써 10 비트 그레이 스케일링이 실현될 수 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 시스템이 1020 유지 펄스를 생성할 수 있는 경우, 전체 유지 펄스를 사용하여 10 비트의 그레이 스케일링이 생성될 수 있다(표 1 참조). 8 비트 시스템에서, TH4=82이고 10 비트 시스템에서는 TH4=328(즉, 329=22x82)이다. 따라서, 최대 화소값이 82 카운트 미만으로 떨어지면, 328+2+1+1/2+1/4=331.75 유지 펄스의 전체 유지 펄스에 대해 1/2 및 1/4 분수 유지 펄스를 나타내는 LSB를 추가함으로써 12 비트 그레이 스케일링이 실현될 수 있다. 그러므로, 정규의 유지 펄스보다 휘도가 낮은 유지 펄스를 제공함으로써 저 레벨의 해상도가 개선될 수 있다.
모드 2에서, 임계치 이하의 서브필드로부터, 반면에 사용되지 않는 하나 이상의 서브필드까지 펄스를 재분포함으로써 MPD 저감이 달성된다. 즉, 임계치 이하의 서브필드로부터 하나 이상의 펄스가 하나 이상의 비사용 서브필드에 할당된다. 화상의 동작중에 망막의 응답이 오류 궤도를 구성하지 않도록 연속적인 프레임에 방출된 광의 레벨의 변동을 감소시킴으로써 MPD 감소가 달성된다. 도 9 및 도 10의 상황에서 상술된 바와 같이, 8비트 화소값을 나타내는 12개의 서브필드를 사용하는 이점은 유지 펄스가 8 서브필드 시스템에서보다 12개의 서브필드 시스템에서 서브필드에 걸쳐 보다 선형으로 분포될 수 있다는 것이다. 인접 서브필드들간의 델타 유지 펄스의 수를 감소시키면 MPD의 감소를 얻을 수 있다.
하나 이상의 최상위 서브필드가 프레임에서 사용되지 않는 경우, 총 12개의서브필드 전체로부터 유지 펄스를 재분포할 수 있고, 인접 서브필드들간의 유지 펄스의 수의 변동을 보다 감소시킬 수 있다. 모드 1의 설명에 나타난 임계치를 넘는 경우 30 Hz의 플리커 및 MPD 아티펙트와 관련된 문제점이 이 모드에도 적용된다. 그러나, 유지 펄스의 재분포는 무작위 팩터(randomness factor)를 도입한다. 그 결과, 이들 전이 기간중에 상당한 양의 새로운 MPD를 도입하지는 않는다. 다음의 예는 모드 2의 동작을 더 설명한다.
모드 2, 임계치 0. 도 23을 참조한다. 최대 화소값은 TH1=202보다 크다. 모든 12개의 서브필드가 사용되므로 유지 펄스의 재분포에는 전혀 유용하지 않다.
모드 2, 임계치 1. 도 24를 참조한다. 최대 화소값은 TH1=202 이하 및 TH2=155 이상이다. 서브필드(12)는 통상 사용되지 않는다. 서브필드(1 내지 11) 내의 고유의 202 유지 펄스는 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포된다. 도 24에서, 프레임(3 및 4)은 제안된 재분포를 보여준다.
모드 2, 임계치 2. 도 25를 참조한다. 최대 화소값은 TH2=155 이하 및 TH3=115 이상이다. 서브필드(12 및 11)는 통상 사용되지 않는다. 서브필드(1 내지 10) 내의 고유의 155 유지 펄스는 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포된다. 도 25에서, 프레임(3 및 4)은 제안된 재분포를 보여준다.
모드 2, 임계치 3. 도 26를 참조한다. 최대 화소값은 TH3=115 이하 및 TH4=82 이상이다. 서브필드(12, 11 및 10)는 통상 사용되지 않는다. 서브필드(1 내지 9) 내의 고유의 115 유지 펄스는 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포된다. 도 26에서, 프레임(3 및 4)은 제안된 재분포를 보여준다.
모드 2, 임계치 4. 도 27를 참조한다. 최대 화소값은 TH4=82 이하이다. 서브필드(12, 11, 10 및 9)는 통상 사용되지 않는다. 서브필드(1 내지 8) 내의 고유의 82 유지 펄스는 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포된다. 도 27에서, 프레임(3 및 4)은 제안된 재분포를 보여준다.
모드 2의 효과는 수정된 펄스 분포에 기초하여 임계치를 동적으로 조정함으로써 보다 강화될 수 있다. 즉, 유지 펄스가 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포되는 경우, 서브필드의 경계가 변하며 서브필드의 임계치가 조정될 수 있다.
예를 들어, 도 24를 참조하여, 검출된 피크 화소값이 TH1=202 이하이고 TH2=155 이상이라고 가정한다. 서브필드(1 내지 11)로부터의 202 유지 펄스는 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포된다. 수정된 분포는 프레임 4에 나타나 있으며, 서브필드(1 내지 11)로부터 유지 펄스의 새로운 재분포는 총 162이다. 따라서, 프레임(4)의 경우 새로운 TH2=162가 정의된다.
유사하게, 슬라이딩 임계치 분포가 12개의 서브필드에 걸쳐 162 유지 펄스를 제공하는 도 25에 도시된 바와 같이, 서브필드(1 내지 11)로부터 유지 펄스를 총합함으로써 새로운 TH3=129가 정의된다.
또한, 슬라이딩 임계치 분포가 12개의 서브필드에 걸쳐 129 유지 펄스를 제공하는 도 26에 도시된 바와 같이, 서브필드(1 내지 11)로부터 유지 펄스를 총합함으로써 새로운 TH4=104가 정의된다.
임계치를 동적으로 조정하는 이점은 새로운 임계치가 고휘도 레벨을 넘음으로써 유지 펄스의 재분포의 기회가 허용되며 결과적으로 MPD 감소가 이루어진다는것이다.
전체적으로 적은 수의 유지 펄스가 12개의 서브필드에 걸쳐 재분포됨에 따라 프레임 내의 무효 시간의 양이 증가된다는 것을 인식함으로써 또 다른 개선이 실현된다.
도 28은 무효 시간이 새로운 서브필드를 생성하도록 누적 및 할당되는 기술을 도시한다. "S/A"는 서브필드의 설정 및 어드레싱에 필요한 시간 간격을 나타낸다. 임계치에 따라, 서브필드(9, 10, 11 및 12)는 각각이 어떠한 유지 펄스도 생성되지 않는 무효 시간의 기간을 포함한다. 간격 SP9, SP10, SP11 및 SP12은 고유 서브필드(9 내지 12)로부터 회복가능한 시간을 나타낸다.
최대 화소값이 임계치 2 이하로 떨어지면, 서브필드(11 및 12)는 통상 사용되지 않는다. SP11 및 SP12는 회복 및 할당되어 새로운 서브필드, 즉 제13 서브필드를 생성할 수 있다.
마찬가지로, 최대 화소값이 임계치 4 이하로 떨어지면, 서브필드(9, 10, 11 및 12)는 통상 사용되지 않는다. SP9, SP10, SP11 및 SP12는 회복 및 할당되어 새로운 2개의 서브필드, 즉 제13 및 제14 서브필드를 생성할 수 있다.
도 29 및 30은 각각 제13 및 제14 서브필드를 포함하도록 유지 펄스의 제안된 재분포를 보여준다. 제13 및 제14 서브필드에 걸친 이러한 분포는 서브필드들간의 유지 펄스의 수가 변하는 것을 감소시켜 MPD를 보다 감소시킨다.
임계 레벨에 따라 최대 화소값을 넘어서면, 향상된 저레벨 해상도(모드 1)와 MPD 감소(모드 2)의 조합이 달성될 수 있다. 화상 화소값을 저감시킴으로써 임계치를 넘게 됨에 따라, 상부 서브필드의 사용을 고려하여 선택이 보다 가능해진다. 최대 화소값이 TH4 이하인 경우, 4 의사 그레이 스케일 비트가 추가되고, 유지 펄스가 재분포될 수 있는 총 14 서브필드에 대해 2 부가적 서브필드가 생성될 수 있다.
결합 모드, 임계치 1. 최대 화소값은 TH1=202 이하 및 TH2=155 이상이다. 서브필드(12)는 통상 사용되지 않는다. 모드 1 또는 모드 2를 사용하는 선택이 이루어질 수 있다.
결합 모드, 임계치 2. 도 31을 참조한다. 최대 화소값은 TH2=155 이하 및 TH3=115 이상이다. 서브필드(12 및 11)는 통상 사용되지 않으므로, 화상 개선에 유용하다. 이러한 유용한 서브필드중 하나는 펄스 분포의 좌측 단에 위치되며 새로운 LSB에 사용된다(모드 1). 다른 유용한 서브필드는 유지 펄스의 재분포를 허용하는 데 사용된다(모드 2).
결합 모드, 임계치 3. 도 32를 참조한다. 최대 화소값은 TH3=115 이하 및 TH4=82 이상이다. 서브필드(12, 11 및 10)는 통상 사용되지 않으므로, 화상 개선에 유용하다. 이러한 유용한 서브필드중 2개는 펄스 분포의 좌측 단에 위치되며 새로운 LSB에 사용된다(모드 1). 다른 유용한 서브필드는 유지 펄스의 재분포를 허용하는 데 사용된다(모드 2). 대안적으로, 유용한 서브필드중 하나만이 새로운 LSB용으로 사용될 수 있고 다른 2개의 유용한 서브필드는 펄스의 재분포용으로 사용될 수 있다.
결합 모드, 임계치 4. 도 33을 참조한다. 최대 화소값은 TH4=82이하이다.서브필드(12, 11, 10 및 9)는 통상 사용되지 않으므로, 화상 개선에 유용하다. 이러한 유용한 서브필드중 3개는 펄스 분포의 좌측단에 위치되어 새로운 LSB용으로 사용된다(모드 1). 다른 유용한 서브필드는 유지 펄스의 재분포를 허용하는데 사용된다. 대안적으로는, 유용한 서브필드중 하나 또는 2개만이 새로운 LSB용으로 사용되고, 나머지 유용한 서브필드가 펄스의 재분포용으로 사용될 수 있다.
모드 3에서, 표시용 구동 회로는 비사용 서브필드 동안에 오프된다. 이러한 특징은 어드레싱 및 지지 구동 회로에 대해 정지-상태 전력을 감소시킨다.
도 34는 최대 화소값이 임계치(4) 이하인 경우의 동적 전력 감소의 한 예를 도시한다. 서브필드(9, 10, 11 및 12)는 보통 사용되지 않는다. 그러므로, 구동 회로는 이들 서브필드 동안에는 오프될 수 있다. 이 경우에, 어드레싱 회로에 대한 정지-상태 전력은 33%만큼 감소되고, 지지 회로에 대한 정지-상태 전력은 68%만큼 감소된다.
본 발명의 효과를 보다 향상시키기 위해 몇몇 다른 기술들이 적용될 수 있다. 이들 기술은, 후술되는 바와 같은 고휘도 필터, 히스테리시스 로직 및 장면 검출 로직을 포함한다.
고휘도 필터는 최대 화소값이 전체 화상중 작은 부분에만 연관되는 경우만를 처리한다. 예를 들어, 크기가 5 화소인 밝은 별이 야간 배경에 존재한다. 고강도의 별이 임의의 임계치 아래로 저하되지 않는 최대 화소값으로 표시되므로, ㅜ화상 강화에 유용한 서브필드가 존재하지 않는다. 고휘도 필터는 전체 화상중 작은 비율, 예를 들어 1% 미만으로 표시되는 고휘도 영역과 연관된 화소를 버림으로써 이러한 문제점을 해결한다. 필터링된 고강도 화소 값 미만의 최대 임계 레벨이 화상 데이타 프레임의 임계치로서 선택된다. 예를 들어, 밝은 별에서 주어진 5 화소가 210의 값을 가지는 경우, 그 프레임의 경우 TH1 = 202이 선택되는 데 이는 그것이 210 미만의 최대 임계 레벨이기 때문이다. 그 후, 필터링된 데이타는 202로 한정된다. 이러한 기술은 필터링된 데이타가 일괄적으로 매우 낮은 임계치로 한정되지 않을 것을 보장한다.
히스테리시스 로직은 프레임마다 최대 피크값이 약 임계치를 토글하는 상태를 처리한다. 이러한 토글링은 새로운 LSB가 교대로 화성화되고 비활성화될 때 30 Hz의 화상 플리커를 발생시킨다. 히스테리시스 로직은 상부 및 하부 경계를 갖는 히스테리시스 밴드를 생성함으로써 이러한 문제점을 해결한다. 최대 화소값은 임계치가 변하도록 경계들중 하나를 지나야 한다.
예를 들어, 도 35는 각각이 ±3 카운트의 히스테리시스를 제공하는 히스테리시스 밴드를 갖는 임계치를 보여주는 그래프이다. 그러므로, TH0의 범위에서 초기에 TH1 = 202보다 큰 최대 화소는 TH0로부터 TH1로의 전이에 대한 임계치의 경우 199 미만으로 저감되어야 한다. 역으로, 화소값이 TH1의 범위 내에 속하는 경우 TH1부터 TH0로의 전이에 대한 임계치의 경우 205 이상으로 증가되어야 한다.
장면 검출 로직은 최소 프레임간 화상 변동이 펄스 분포가 변하게 되는 상황을 처리한다. 이들 변동은 저속으로, 바람직하지 않게는 화상 강도의 변경이 나타난다. 장면 검출 로직은 화상이 이전 화상에서 소정 양만큼 변할 때만 임계치 변화를 허용한다. 즉, 장면 검출 로직은 화상이 소정양만큼 변하지 않는 경우 펄스재분포의 변경을 억제한다. 한 프레임의 화상 콘텐트(content)는 프레임 메모리로 판독되는 모든 전체 컬러 화소(RGB)에 대한 8 비트 데이타 값을 합산함으로써 결정된다. 2개의 프레임 사이의 전체 데이터 콘텐트의 차의 절대값이 선정 값보다 큰 경우 장면(scene)은 변경된 것으로 간주된다. 그러나, 장면 변경이 검출되지는 않았지만 최대 화소값이 현재 임계치 범위를 훨씬 넘는 경우를 시스템이 인지하기 위해서는 각각의 임계치는 최대 및 최소 절대값이 할당되어야 한다. 프레임에서 프레임으로의 화상 데이터가 장면 변경을 시작하게 할 만큼 충분한 차이가 없더라도, 절대값을 인지함에 의해 임계치는 느린 페이드-인(fade-in) 및 페이드-아웃(fade-out)에 대해 적절히 변환될 것이다.
도 36은 본 발명에서는 따른 표시의 화상 품질을 개선하는 방법에 대한 흐름도이다. 이 방법은 표시가 화소를 이용하여 상을 형성하되, 각각의 화소는 화소값으로 표시되는 강도를 갖는 시스템에서 구현된다. 표시는 프레임-시간 기준으로 동작되며, 각각의 프레임은 서브필드 셋을 포함한다. 주어진 화소의 강도는 펄스 분포에 따른 서브필드로 유지 펄스를 인가함에 의해 제어된다. 동작의 3 모드는 아래에 기술되는 것처럼 이 방법에서 표현된다. 그러나, 이 방법은 3개 모드 중 어느 하나를 개별적으로 적용하더라도 구현될 수 있다. 본 방법은 제2 단계부터 시작한다.
제2 단계에서, 본 방법은 화상 데이터의 프레임을 판독한다. 본 방법은 다음으로 제4 단계로 진행한다.
제4 단계에서, 본 방법은 화상 데이터의 프레임을 산출하고 최대 화소값을찾는다. 다음으로 제6 단계로 진행한다.
제6 단계에서, 본 방법은 시스템에 대한 적절한 모드를 산출한다. 적절한 모드가 모드 3인 경우, 제22 단계로 분기된다. 적절한 모드가 모드 3이 아닌 경우, 제8 및 10 단계로 진행한다.
제8 단계는 히스테리시스 로직(hysteresis logic)의 실시예이고, 제10 단계는 고휘도 필터의 실시예로서, 둘다 상술되어 있다. 이들 단계가 수행되는 순서는 본 발명의 동작에 있어 절대적이 아니며, 여기서는 수평적으로 수행되는 것으로 표시되어 있다.
제8 단계를 참조하면, 주어진 서브필드는 프레임내의 시간상 이전 서브필드들에 할당된 펄스 수와 관련된 임계치를 갖는다. 본 방법은 서브필드 임계치들 주위의 히스테리시스 밴드를 정의한다. 히스테리시스 밴드의 의도는 원래의 임계치 이상 및 이하로 교호하는 최대 화소값의 순서가 원래 임계치 부근에서 토글링(toggling)되는 것을 방지하는 것이다. 현재 최대 화소값과 임계치 사이의 관계가 다음 최대 화소값이 현재 최대 화소값으로부터 선정양 이상만큼 변할때까지 유지될 수 있도록 임계치는 조절된다. 본 발명에 따른 방법은 제12 단계로 진행된다.
제10 단계를 참조하면, 본 방법은 화상의 선정 비율보다 적음을 나타내는 화상의 고-휘도 영역과 관련된 화소를 강도를 제한한다. 이 단계는 최대 화소값을 제한하거나 제한하지 않지만, 명확을 기하기 위하여, 다음 단계에서, 제10 단계로부터의 결과는 최종 최대 화소값으로 칭한다. 이 방법은 제12 단계로 진행한다.
제12 단계에서, 방법은 화상이 이전 화상에 비해서 선정양만큼 변환된지를 결정한다. 이 단계는 상술한 장면 검출 로직의 실시예이다. 이 단계의 핵심은 본 발명의 동작에 대해 절대적이지 않다는 것이다. 예를 들면, 제12 단계의 장면 검출 동작은 제8 단계의 히스테리시스 동작 및 제10 단계의 고휘도 필터 이전에 수행될 수 있다. 화상이 선정양만큼 변경되지 않은 경우, 방법은 제2 단계로 돌아간다. 화상이 선정양만큼 변경된 경우, 방법은 제14 단계로 진행한다.
제14 단계에서, 최종 최대 화소값은 서브필드의 유지 펄스 분포 경계치에 상관하는 임계치와 비교된다. 임계치는 한 프레임에서 시간상 이전에 위치한 서브필드에 할당된 펄스의 수에 관련된다. 양호한 실시예에서, 방법은 최소 관련 임계치 - 또한 최대 화소값보다 큰 값 - 을 갖는 서브필드를 식별한다. 최대 화소값이 임계치보다 적은 경우, 방법은 임계치 이후에 발생하는 서브필드에 할당된 펄스의 수를 변경한다. 방법은 제16 단계로 진행한다.
제16 단계에서, 방법은 시스템에 대한 동작의 소망하는 모드를 산출한다. 소망하는 모드가 모드 1인 경우, 방법은 제18 단계로 진행한다. 소망하는 모드가 모드 2인 경우, 방법은 제20 단계로 진행한다.
제18 단계에서, 모드 1에 따르면, 방법은 비사용 서브필드에 신규 LSB 유지 펄스를 할당한다. 모드 1의 방법은 도 37과 연계하여 아래에 설명된다.
단계 20에서, 모드 2에 따라, 본 방법은 유지(sustain) 펄스를 재분포한다. 모드 2의 방법 단계는 도 38과 관련하여 아래에 더 설명된다.
단계 22에서, 결과적인 최대 화소값은 서브필드의 유지 펄스 분포 경계와 상관하는 임계치와 비교된다. 임계치는 프레임에서 서브필드 앞에서 발생하는 많은 펄스에 관련된다. 본 방법은 그후 단계 24로 넘어간다.
단계 24에서, 모드 3에 따라, 본 방법은 표시에 의해 소비되는 전력을 감소시킨다. 모드 3의 방법 단계는 도 39와 관련하여 다음에 더 설명된다.
도 37은 본 발명의 모드 1에 따라 표시의 화상 품질을 개선시키기 위한 방법의 흐름도이다. 모드 1은 표시의 저 레벨 해상도를 개선시키기 위하여 최대 화소값에 기초한 펄스 분포를 수정한다. 이 방법은 단계 32에서 시작한다.
단계 32에서, 본 방법은 서브필드에 존재하는 많은 펄스를 변경하기 위하여, 임계치와 최대 화소값 사이의 관계에 기초한 서브 필드를 식별한다. 최대 화소값은 도 36의 단계 4에서 결정되었었으나, 그것은 도 36의 단계 10에서 고휘도 필터에 의해 한정되어 결과적인 최대 화소값을 산출시켰을 수도 있음을 유의할 필요가 있다. 또한, 도 36의 단계 8은 히스테리시스 밴드를 대략 임계 레벨로 정했었음을 유의한다. 바람직한 실시예에서, 본 방법은 결과적인 최대 화소값을 서브필드와 관련된 임계치와 비교하고, 결과적인 최대 화소값보다 큰 연관된 임계치를 갖는 하나 이상의 서브 필드를 식별한다. 본 방법은 가장 작게 연관된 임계치를 갖는 서브필드를 식별하는데, 이것 역시 결과적인 최대 화소값보다 크다. 결과적인 최대 화소값이 임계치보다 작을 때, 임계치 이후에 발생하는 서브필드는 새로운 펄스의 생성을 위해 이용될 수 있다. 본 방법은 그후 단계 34로 넘어간다.
단계 34에서, 본 방법은 하나 이상의 새로운 필드를 비사용의 서브필드에 배치한다. 이 방법은 그 후 단계 36으로 넘어간다.
단계 36에서, 본 방법은 서브필드를 프레임 내에 소망하는 위치에 배치한다. 단계 32에서 식별된 하나 이상의 서브필드는 프레임에서 임의의 위치에 놓여질 수 있으나, 바람직한 실시예에서, 서브필드는 프레임의 종단에, 후속 프레임의 개시 바로 이전에 놓여질 것이다. 본 방법은 그후 단계 38로 넘어간다.
단계 38에서, 본 방법은 새로운 펄스를 갖는 서브필드로부터 무효 시간을 누산하여, 새로운 펄스를 그 무효 시간에 대한 프레임 내에서 최적 위치에 배치한다. 바람직한 배열에서, 새로운 펄스는 누산된 무효 시간 후에 배치된다.
도 38은 본 발명의 모드 2에 따른 표시의 화상 품질을 개선하기 위한 방법의 흐름도이다. 모드 2는 MPD를 감소시키기 위하여 최대 화소값에 기초한 펄스 분포를 수정한다. 이 방법은 단계 52에서 시작한다.
단계 52에서, 본 방법은 서브필드에 존재하는 많은 펄스를 변경하기 위하여, 임계치와 최대 화소값 사이의 관계에 기초한 서브 필드를 식별한다. 최대 화소값은 도 36의 단계 4에서 결정되었었으나, 그것은 도 36의 단계 10에서 고휘도 필터에 의해 한정되어, 결과적인 최대 화소값을 산출시켰을수도 있음을 유의할 필요가 있다. 또한, 도 36의 단계 8은 히스테리시스 밴드를 대략 임계 레벨로 정했었음을 유의한다. 바람직한 실시예에서, 본 방법은 결과적인 최대 화소값을 서브필드와 관련된 임계치와 비교하고, 결과적인 최대 화소값보다 큰 연관된 임계치를 갖는 하나 이상의 서브 필드를 식별한다. 본 방법은 가장 작게 연관된 임계치를 갖는 서브필드를 식별하는데, 이것 역시 결과적인 최대 화소값보다 크다. 결과적인 최대 화소값이 임계치보다 작을 때, 임계치 이후에 생기는 서브필드는 현재 펄스의 재분포를 위해 이용될 수 있다. 본 방법은 그후 단계 54로 넘어간다.
단계 54에서, 본 방법은 프레임 내의 서브필드로부터 무효 시간을 누산한다. 무효 시간은 펄스가 발생되지 않는 동안의 시간이다. 본 방법은 그후 단계 56으로 넘어간다.
단계 56에서, 본 방법은 새로운 서브필드가 누산된 무효 시간 대신에 생성될 수 있는지를 판정한다. 만약 새로운 서브필드가 생성될 수 있으면, 본 방법은 단계 58로 넘어간다. 만약 새로운 서브필드가 생성될 수 없으면, 본 방법은 단계 60으로 갈라져 나간다.
단계 58에서, 본 방법은 누산된 무효 시간으로부터 하나 이상의 새로운 서브필드를 생성한다. 본 방법은 그후 단계 60으로 넘어간다.
단계 60에서, 본 방법은 모든 이용가능한 서브필드에 걸쳐 펄스를 재분포한다. 특히, 소망하는 레벨의 휘도를 제조하기 위해 필요한 펄스들은 모든 서브필드에 대해 재분포되며, 단계 52에서 식별된 서브필드들과 단계 58에서 생성된 새로운 필드들을 포함한다.
단계 62에서, 임계치는 수정된 펄스 분포에 기초하여 조정된다. 이 단계는 상술한 바와 같이, 임계치를 동적으로 조정하는 기술의 실시예이다.
도 39는 본 발명의 모드 3에 따라 표시에 의해 소비되는 전력을 감소시키기 위한 방법의 흐름도이다. 이 방법은 단계 82에서 시작한다.
단계 82에서, 본 방법은 임계치와 최대 화소값 사이의 관계에 기초한 비사용의 서브필드를 식별한다. 최대 화소값은 도 36의 단계 4에서 결정되었었으나, 그것은 도 36의 단계 10에서 고휘도 필터에 의해 한정되어 결과적인 최대 화소값을 산출시켰을 수도 있음을 유의할 필요가 있다. 또한, 도 36의 단계 8은 히스테리시스 밴드를 대략 임계 레벨로 정했었음을 유의한다. 바람직한 실시예에서, 본 방법은 결과적인 최대 화소값을 서브필드와 관련된 임계치와 비교하고, 결과적인 최대 화소값보다 큰 연관된 임계치를 갖는 하나 이상의 서브 필드를 식별한다. 본 방법은 가장 작게 연관된 임계치를 갖는 서브필드를 식별하는데, 이것 역시 결과적인 최대 화소값보다 크다. 결과적인 최대 화소값이 임계치보다 작을 때, 임계치 이후에 생기는 서브필드는 표시에 대한 전력이 감소될 수 있는 동안의 일정 시기를 나타낸다.
단계 84에서, 본 방법은 단계 82에서 식별된 하나 이상의 서브필드 시간 동안에 표시에 대한 전력을 감소시킨다.
도 40은 8-비트 감마 정정된 비디오 신호를 수신하고, 본 발명에 따라 표시의 화상 품질을 개선하기 위한 회로의 블록도이다. 간단성을 위하여, 블록도는 하나의 색(즉, 레드, 그린 또는 블루)에 대한 데이타 경로를 설명한다. 회로의 주요 요소는 최대 화소값 검출기(130), 프레임 메모리(140), 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 판독전용 메모리(ROM)(180), 및 유지 펄스 분포와 서브필드 전체 회로(170)를 포함한다. 또한, 회로는 장면(scene) 검출 회로(110), 고휘도 필터(120), 임계 디코더(150), 및 히스테리시스 회로(152)를 포함한다.
회로는 개별 부품으로 혹은 훰웨어(firmware)에서 구현될 수 있다. 대안으로, 이것은 관련된 메모리(192)를 가지고 프로세서(190)에서 구현될 수 있다. 이발명을 실행시키기 위해 필요한 절차는 이미 메모리에 로드되어 있는 것으로써 나타내어지는 한편, 그 절차들은 메모리(192)로의 후속 로딩을 위한 데이타 메모리(194)와 같은 스토리지 미디어 상에 구성될 수 있다.
하나의 프레임에 대한 모든 8-비트 감마 정정된 화상 데이타는 프레임 메모리(140)에 기록된다. 프레임 메모리(140)는 화상 데이타를 위한 순간 홀딩(holding) 영역이다.
최대 화소값 검출기(130)는 화상 데이타가 프레임 메모리(140)에 기록되어지고 있는 동안에 그 화상 데이타를 평가한다. 최대 화소값 검출기(130)는 화상 데이타의 프레임에 대한 최대 화소값을 출력한다.
장면 검출 회로(110)는 화상이 이전 화상으로부터 소정량만큼 변경되었는지를 판정한다. 두 프레임들 사이의 총 데이타 내용의 절대 차이가 미리 결정된 양보다 크면, 장면은 변경되었던 것으로 간주된다. 그것은 장면이 바뀌었었는지를 나타내는 출력을 만들어 낸다. 이 회로는 상술한 장면 검출 논리의 실시예이다.
고휘도 필터(120)는 총 화상의 작은 퍼센티지 보다 작게 표현되는 고휘도 영역과 관련된 화소의 세기를 제한한다. 이것은 필터 조건이 총족되었을때 최대 화소값 검출기(130)에 우선한다.
히스테리시스 회로(152)는 이전 프레임의 임계치와 히스테리시스 밴드폭을 고려하여, 제1 최대 화소값과 후속한 최대 화소값 사이의 차이가 임계치 사이의 전이를 허가하기에 충분한지를 판정한다.
임계 디코더(150)는 장면 검출 회로(110), 고휘도 필터(120), 최대 화소값검출기(130), 및 히스테리시스 회로(152)로부터의 출력들을 수신한다. 장면 변화, 고휘도, 및 히스테리시스에 대한 고려 후에, 임계 디코더(150)는 결과적인 최대 화소값을, 서브필드 경계에 대응하는 임계치와 비교한다. 어느 임계치를 크로스(cross)하였었는지를 식별함으로써, 시스템은 보통 소망하는 레벨의 휘도에 대한 유지 펄스를 제조하는데 이용되지 않는 서브필드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, TH2=155 보다 작거나 같고 TH3=115보다 큰 최대 화소값은 서브필드(10, 11)가 화상 강화에 이용가능하다는 것을 나타낸다.
임계 디코더(150)는 임계치가 크로스되었음을 나타내는 모드 제어를 생성한다. 표 2는 임계치들 및 대응하는 모드 제어값을 나열한다.
임계 디코드 모드 제어 비트
2 1 0
임계치 0 0 0 0
임계치 1 0 0 1
임계치 2 0 1 0
임계치 3 0 1 1
임계치 4 1 0 0
역-감마 정정 및 유지 펄스 코딩 ROM(180)은 프레임 메모리(140)로부터 데이타를 취득하고, 임계 디코더(150)로부터 모드 제어를 취득한다. 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 ROM(180)은 역감마 정정을 8-비트 화상 데이타에 적용하여 서브필드 데이타 메모리로 송신되는 12-비트 화상 데이타를 생성한다.
모드 1은 저 레벨 해상도를 강화시키도록 동작하며, 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 ROM(180)은, 도 13-17에 도시된 것처럼, 새로운 LSB들을 TH1, TH2, TH3, 및 TH4 각각에 대한 서브필드들(12, 11, 10, 9)에 할당한다. 모드 2에서, MPD 감소를 위하여, ROM(180)은 역-감마 정정 후에 8-비트 입력 데이타를 12개의 서브필드에 재분포한다.
임계 디코더(150)는 역-감마 정정 전에 모드를 결정하고, 유지 펄스 코딩 ROM(180)은 프레임 메모리(140)로부터 데이타를 결정한다. 이것은 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 ROM(180)이, 적합한 8-12 비트 그레이 스케일링(grayscaling)을 선택하기 위하여 모드 제어를 필요로 하기 때문이다. 임계 검출 동작이 역-감마 정정보다 먼저 일어나기 때문에, 정정 입력값들은 역-감마 정정 후에 임계치들에 상관하는 검출을 위하여 선택된다. 예를 들어, 만약 임계치(Threshold,1)가 화상 데이타=202와 크로스되면, 입력값(230)은 역-감마 계산에 기초하여 검출된다.
역-감마 정정을 시스템의 전단에 적용하는 것이 가능하다. 그러나 이것은 모든 검출 프로세스 뿐만 아니라 프레임 메모리에 대해서도 12-비트 데이타 경로를 필요로한다. 이점은 불필요하게 복잡하고 더욱 비싼 하드웨어를 야기시킨다. 도 40에 점선 블록에 의해 도시한 것처럼, 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 ROM을 역-감마 정정 ROM(182) 및 유지 펄스 코딩 ROM(184)으로 분리하는 것 또한 가능하다. 그러나, 이것은 역-감마 정정 ROM(182)으로부터 유지 펄스 코딩 ROM(184)으로의 12-비트 출력을 필요로한다. 그것은 프로세스를 단순화시키며, 하나의 ROM에서 두가지 기능을 수행하도록 보다 작은 하드웨어를 필요로 한다.
유지 펄스 분포와 서브필드 전체 회로(170)는 임계 디코더(150)로부터 모드 제어를 수신한다. 유지 펄스 분포와 서브필드 전체 회로(170)는 각 서브필드에 대해 유지 펄스를 발생하여, 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 ROM(180)에 의해 생성된 코드화된 12-비트 데이타의 것과 맞추며, 유지 펄스를 유지 회로로 송신한다. 강화된 그레이 스케일링(9-12 비트)의 전위는 먼저 결정되며, 소정 시스템이 얼마나 많은 유지 펄스를 발생할 수 있는가에 크게 의존한다.
유지 펄스 분포와 서브필드 전체 회로(170), 및 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 ROM(180)은 유지 펄스 분포를 수정하도록 일치하여 작용한다. 이것은 개선된 저 레벨 해상도에 대한 서브필드에 새로운 필드를 할당하는 것과, MPD를 감소시키기 위하여 펄스를 재분포하는 것을 포함한다. 그것들은 서브필드를 프레임 내에 배치하며, 만약 가능하다면, 누산된 무효 시간으로부터 서브필드를 생성한다.
모드 3을 전력을 감소시키는데 적용할 때, 임계 디코더(150)는 오직 최대 화소값 검출기(130)으로부터의 입력만을 이용한다. 표시용 구동 회로는 비사용된 서브필드 동안에는 전력을 끈다(turn off). 모드 3이 나머지의 서브필드를 변경하지 않기 때문에, 장면 검출 회로(110),고휘도 필터(120), 및 히스테리시스 회로(152)는 모드 3의 동작을 위해 요구되지 않는다.
본 발명은 또한 10-비트 RGB 입력을 사용하는 시스템에 적용될 수 있다. 10-비트 입력 소스는 전문적인 디지털 비디오 포맷에 이용가능하다. 또한, 다른 아날로그 소스도 10-비트 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 10 비트로 변환될 수 있다.
10-비트 소스를 갖는 것은 더 밝은 레벨에서 화상에 더많은 세부사항을 부가할 것이나, 증가된 입력 해상도는 일반적으로 역-감마 곡선의 기울기가 매우 작은 저 레벨에서는 명확하지 않다. 그 대신에, 10-비트 그레이 스케일링 역-감마 반응은 레벨 45(8-비트) 혹은 180(10-비트) 까지 8 및 10 비트 입력과 실질적으로 동일하다. 그러나, 이 레벨보다 위에서는 역-감마 곡선의 기울기가 급해짐에 따라 더 많은 화상 세부사항이 10-비트 소스로부터 제공될 것이다.
도 41은 10-비트 감마 정정된 비디오 신호를 수신하기 위한 회로의 블록도이다. 앞에서 설명된, 도 40에서 8-비트 회로를 위한 모든 모드들은 10-비트의 입력을 사용하여 적용될 수 있다. 하드웨어에서 주된 차이점은 10-비트 시스템을 위한 역-감마 정정과 유지 펄스 코딩 판독 전용 메모리(ROM)(280)는 2 개의 추가 어드레스 (입력 데이타) 비트들을 수용하기위해 4배 더 커야만 한다. 간단성을 위하여, 최대 화소값 검출기(230)는 상술한 바와 같이 8 비트로부터 최대 화소값을 결정하기 전에 2 LSB들을 절단한다.
12개의 서브필드에 대해 1 또는 2개의 그레이 스케일링을 추가할 때, 이 새로운 역-감마 정정된 비트들은 소스에 의해 제공된 2개의 추가 LSB로부터 생겨날 것이다. 임의의 추가 LSB는 8-비트 시스템에서처럼 역-감마 계산에서 12-비트 출력으로부터 발생될 것이다. 두개의 추가 소스 LSB는 상술한 여분의 화상 세부를 제공한다.
앞서 말한 설명은 오직 발명의 예시로만 이해되어야 한다. 다양한 변경과 수정이 본발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 이 분야에 통상의 지식을 가진자에 의해 고안될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범위에 포함되는 모든 변경, 수정 및 변화들을 포함하는 것을 의도한다.
본 발명에 의해 화소가 펄스 분포 함수에 따라 화상 프레임의 서브필드에서 발생된 펄스에 의해 조명된, 표시에서의 화상 품질을 향상할 수 있다.
본 발명은 낮은 강도 레벨에서의 해상도를 높이며, 동화상 외란을 감소하고 표시에 인가된 전력을 감소한다.

Claims (48)

  1. 화소들을 이미징하는 표시 상의 화상을 개선시키기 위한 방법으로서, 상기 각 화소는 각각의 화소값으로 표현되는 강도를 가지며, 정해진 화소의 강도는 프레임-기간 중에 한 셋트의 서브필드 내에서 생성되는 펄스수에 관련되고, 상기 펄스는 펄스 분포에 따라 상기 서브필드 셋트 중에 할당되어지는 화상을 개선시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 프레임-기간 동안 이미징되어질 최대 화소값을 결정하는 단계와,
    상기 최대 화소값에 기초하여 정해진 서브필드 내의 펄스수를 변경시켜 상기 펄스 분포를 변화시키는 단계
    를 포함하는 화상을 개선시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주어진 서브필드는 상기 프레임-기간 이전에 서브필드에 할당된 팔스수에 관한 연관된 임계치를 가지며, 상기 변경 단계는 상기 임계치와 상기 최대 화소값 간의 관계에 기초하여 상기 정해진 서브필드를 식별하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화소값은 N-비트값이며, 상기 표시는 상기 프레임-기간 중에 Q 서브필드의 양으로 P(2N- 1) 펄스를 생성할 수 있으며, 여기서 P는 0보다 큰 정수이고, Q≥N인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 프레임-기간 중에 상기 정해진 서브필드를 소정의 위치에 위치시키는 추가 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변경 단계는 상기 정해진 서브필드에 새로운 펄스를 할당하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 서브필드 셋트는 최하위 수의 상기 펄스를 갖는 서브필드를 포함하고, 상기 변경 단계는 상기 정해진 서브필드에 상기 최하위 수의 절반과 동일한 새로운 펄스량을 할당하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정해진 서브필드 내의 펄스는 정해지지 않은 서브필드 내의 펄스의 휘도보다 낮은 휘도를 발생하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 변경 단계는 상기 정해진 서브필드에 다른 서브필드로부터의 펄스를 할당하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 변경 단계는
    펄스가 생성되지 않는 기간인 무효 시간(dead time)을 누산하는 단계와,
    상기 무효 시간을 새로운 서브필드에 할당하는 단계와,
    상기 새로운 서브필드를 상기 프레임-기간 중에 소정의 위치에 위치시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 변경 단계 전에, 상기 화상의 소정의 백분율 이하를 표현하는 상기 화상의 고-휘도 영역에 연관된 화소의 강도를 제한시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 변경 단계 전에, 상기 화상이 이전 화상에 비해 소정량만큼 변화되지 않았으면 상기 변경 단계를 금지시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 변경 단계 후에, 상기 변화된 펄스 분포에 기초하여 상기 임계치를 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제2항에 있어서, 상기 최대 화소값은 현재의 최대 화소값이며, 상기 현재의 최대 화소값으로부터 후속하는 최대 화소값이 소정량 이상만큼 변화할 때까지 상기 관계가 유지되도록 상기 임계치를 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제5항에 있어서, 무효 시간은 펄스가 발생되지 생성되지 않는 기간이고, 상기 변경 단계는 상기 무효 시간이 상기 프레임-기간 중에 소정의 위치에 존재하도록 상기 새로운 펄스를 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  15. 화소들을 이미징하는 표시에서 소모되는 전력을 감축시키기 위한 방법으로서, 정해진 화소의 강도가 프레임-기간 중에 한 셋트의 서브필드 내에서 생성되는 펄스의 수에 연관되어지는 전력을 감축시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 펄스 중 어느 것도 인가되지 않는 정해진 서브필드 동안 상기 표시로의 전력을 감축시켜 상기 정해진 화소의 상기 강도를 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 각 화소는 각 화소값으로 표현되는 강도를 갖고, 상기 정해진 서브필드는 상기 프레임-기간 전에 서브필드에 할당된 펄스의 수에 관한 연관된 임계치를 가지며, 상기 감축 단계 전에,
    상기 프레임-기간 동안 이미징되어질 최대 화소값을 결정하는 단계와,
    상기 임계치와 상기 최대 화소값 간의 관계에 기초하여 상기 정해진 서브필드를 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 프로세서를 제어하기 위한 명령들을 포함하여 화소들을 이미징하는 표시 상의 화상을 개선시키는 기억 매체로서, 상기 각 화소는 각각의 화소값으로 표현되는강도를 가지며, 정해진 화소의 강도는 프레임-기간 중에 한 셋트의 서브필드 내에서 생성되는 펄스수에 관련되고, 상기 펄스는 펄스 분포에 따라 상기 서브필드 셋트 중에 할당되어지는 기억 매체에 있어서,
    상기 프로세서를 상기 프레임-기간 동안 이미징되어질 최대 화소값을 결정하도록 제어하는 수단과,
    상기 프로세서를 상기 최대 화소값에 기초하여 정해진 서브필드 내의 펄스수를 변경시켜 상기 펄스 분포를 변화시키도록 제어하는 수단
    을 포함하는 기억 매체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 정해진 서브필드는 상기 프레임-기간 이전에 서브필드에 할당된 펄스수에 관한 연관된 임계치를 가지며, 상기 프로세서는 상기 임계치와 상기 최대 화소값 간의 관계에 기초하여 상기 정해진 서브필드를 식별하도록 제어하는 수단을 더 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 화소값은 N-비트값이며, 상기 표시는 상기 프레임-기간 중에 Q 서브필드의 양으로 P(2N- 1) 펄스를 생성할 수 있으며, 여기서 P는 0보다 큰 정수이고, Q≥N인 기억 매체.
  20. 제17항에 있어서, 상기 프로세서를 상기 프레임-기간 중에 상기 정해진 서브필드를 소정의 위치에 위치시키도록 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  21. 제17항에 있어서, 상기 프로세서를 상기 정해진 서브필드에 새로운 펄스를 할당하도록 제어하는 수단을 더 포함하는 방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 서브필드 셋트는 최하위 수의 상기 펄스를 갖는 서브필드를 포함하고, 상기 프로세서를 상기 정해진 서브필드에 상기 최하위 수의 절반과 동일한 새로운 펄스량을 할당하도록 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  23. 제17항에 있어서, 상기 정해진 서브필드 내의 펄스는 정해지지 않은 서브필드 내의 펄스의 휘도보다 낮은 휘도를 발생시키는 기억 매체.
  24. 제17항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 정해진 서브필드에 다른 서브필드로부터의 펄스를 할당하도록 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서를 펄스가 생성되지 않는 기간인 무효 시간(dead time)을 누산하도록 제어하는 수단과,
    상기 프로세서를 상기 무효 시간을 새로운 서브필드에 할당하도록 제어하는 수단과,
    상기 프로세서를, 상기 새로운 서브필드를 상기 프레임-기간 중에 소정의 위치에 위치시키도록 제어하는 수단
    을 더 포함하는 기억 매체.
  26. 제17항에 있어서, 상기 프로세서를 상기 화상의 소정의 백분율 이하를 표현하는 상기 화상의 고-휘도 영역에 연관된 화소의 강도를 제한시키도록 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  27. 제17항에 있어서, 상기 프로세서를 상기 화상이 이전 화상에 비해 소정량만큼 변화되지 않은 경우 상기 정해진 서브필드에서의 상기 펄스수를 변경시키는 것을 금지시키도록 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  28. 제18항에 있어서, 상기 프로세서를 상기 변화된 펄스 분포에 기초하여 상기 임계치를 조정하도록 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  29. 제18항에 있어서, 상기 최대 화소값은 현재의 최대 화소값이며, 상기 현재의 최대 화소값으로부터 후속하는 최대 화소값이 소정량 이상만큼 변화할 때까지 상기 관계를 유지시키기 위해 상기 임계치를 조정하도록 상기 프로세서를 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  30. 제21항에 있어서, 무효 시간은 펄스가 발생되지 생성되지 않는 기간이고, 상기 무효 시간이 상기 프레임-기간 중에 소정의 위치에 존재하도록 상기 새로운 펄스를 위치시키기 위해 상기 프로세서를 제어하는 수단을 더 포함하는 기억 매체.
  31. 프로세서를 포함하는 명령들을 포함하여 화소들을 이미징하는 표시에서 소모되는 전력을 감축시키는 기억 매체으로서, 정해진 화소의 강도가 프레임-기간 중에 한 셋트의 서브필드 내에서 생성되는 펄스의 수에 연관되어지는 기억 매체에 있어서,
    상기 펄스 중 어느 것도 인가되지 않는 정해진 서브필드 동안 상기 표시로의 전력을 감축시켜 상기 정해진 화소의 상기 강도를 발생시키도록 상기 프로세서를 제어하는 수단을 포함하는 기억 매체.
  32. 제31항에 있어서, 상기 각 화소는 각 화소값으로 표현되는 강도를 갖고, 상기 정해진 서브필드는 상기 프레임-기간 전에 서브필드에 할당된 펄스의 수에 관한 연관된 임계치를 가지며,
    상기 프로세서를 상기 프레임-기간 동안 이미징되어질 최대 화소값을 결정하도록 제어하는 수단과,
    상기 프로세서를 상기 임계치와 상기 최대 화소값 간의 관계에 기초하여 상기 정해진 서브필드를 식별하도록 제어하는 수단
    을 더 포함하는 기억 매체.
  33. 화소들을 이미징하는 표시 상의 화질을 개선시키기 위한 시스템으로서, 상기 각 화소는 각각의 화소값으로 표현되는 강도를 가지며, 정해진 화소의 강도는 프레임-기간 중에 한 셋트의 서브필드 내에서 생성되는 펄스수에 연관되고, 상기 펄스는 펄스 분포에 따라 상기 서브필드 셋트 중에 할당되어지는 시스템에 있어서,
    상기 프레임-기간 동안 이미징되어질 최대 화소값을 결정하기 위한 수단과,
    상기 최대 화소값에 기초하여 정해진 서브필드 내의 펄스수를 변경시켜 상기 펄스 분포를 변화시키기 위한 수단
    을 포함하는 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 상기 정해진 서브필드는 상기 프레임-기간 이전에 서브필드에 할당된 펄스수에 관한 연관된 임계치를 가지며, 상기 변경 수단은 상기 임계치와 상기 최대 화소값 간의 관계에 기초하여 상기 정해진 서브필드를 식별하는 시스템.
  35. 제33항에 있어서, 상기 화소값은 N-비트값이며, 상기 표시는 상기 프레임-기간 중에 Q 서브필드의 양으로 P(2N- 1) 펄스를 생성할 수 있으며, 여기서 P는 0보다 큰 정수이고, Q≥N인 시스템.
  36. 제33항에 있어서, 상기 프레임-기간 중에 상기 정해진 서브필드를 소정의 위치에 위치시키기 위한 수단을 더 포함하는 시스템.
  37. 제33항에 있어서, 상기 변경 수단은 상기 정해진 서브필드에 새로운 펄스를 할당하는 시스템.
  38. 제33항에 있어서, 상기 서브필드 셋트는 최하위 수의 상기 펄스를 갖는 서브필드를 포함하고, 상기 변경 수단은 상기 정해진 서브필드에 상기 최하위 수의 절반과 동일한 새로운 펄스수를 할당하는 시스템.
  39. 제33항에 있어서, 상기 정해진 서브필드 내의 펄스는 정해지지 않은 서브필드 내의 펄스의 휘도보다 낮은 휘도를 발생시키는 시스템.
  40. 제33항에 있어서, 상기 변경 수단은 상기 정해진 서브필드에 다른 서브필드로부터의 펄스를 할당하는 시스템.
  41. 제33항에 있어서, 상기 변경 수단은
    펄스가 생성되지 않는 기간인 무효 시간을 누산하기 위한 수단과,
    상기 무효 시간을 새로운 서브필드에 할당하기 위한 수단과,
    상기 새로운 서브필드를 상기 프레임-기간 중에 소정의 위치에 위치시키기위한 수단
    을 포함하는 시스템.
  42. 제33항에 있어서, 상기 화상의 소정의 백분율 이하를 표현하는 상기 화상의 고-휘도 영역에 연관된 화소의 강도를 제한시키기 위한 수단을 더 포함하는 시스템.
  43. 제33항에 있어서, 상기 화상이 이전 화상에 비해 소정량만큼 변화되지 않은 경우 상기 변경 수단의 동작을 금지시키기 위한 수단을 더 포함하는 시스템.
  44. 제34항에 있어서, 상기 변화된 펄스 분포에 기초하여 상기 임계치를 조정하기 위한 수단을 더 포함하는 시스템.
  45. 제34항에 있어서, 상기 최대 화소값은 현재의 최대 화소값이며, 상기 현재의 최대 화소값으로부터 후속하는 최대 화소값이 소정량 이상만큼 변화할 때까지 상기 관계를 유지시키기 위해 상기 임계치를 조정하기 위한 수단을 더 포함하는 시스템.
  46. 제37항에 있어서, 무효 시간은 펄스가 발생되지 생성되지 않는 기간이고, 상기 변경 수단은 상기 무효 시간이 상기 프레임-기간 중에 소정의 위치에 존재하도록 상기 새로운 펄스를 위치시키는 시스템.
  47. 프로세서를 포함하는 명령들을 포함하여 화소들을 이미징하는 표시에서 소모되는 전력을 감축시키는 기억 매체으로서, 정해진 화소의 강도가 프레임-기간 중에 한 셋트의 서브필드 내에서 생성되는 펄스의 수에 연관되어지는 기억 매체에 있어서,
    상기 펄스 중 어느 것도 인가되지 않는 정해진 서브필드 동안 상기 표시로의 전력을 감축시켜 상기 정해진 화소의 상기 강도를 발생시키는 수단을 포함하는 기억 매체.
  48. 제47항에 있어서, 상기 각 화소는 각 화소값으로 표현되는 강도를 갖고, 상기 정해진 서브필드는 상기 프레임-기간 전에 서브필드에 할당된 펄스의 수에 관한 연관된 임계치를 가지며,
    상기 프레임-기간 동안 이미징되어질 최대 화소값을 결정하기 위한 수단과,
    상기 임계치와 상기 최대 화소값 간의 관계에 기초하여 상기 정해진 서브필드를 식별하기 위한 수단
    을 더 포함하는 시스템.
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