KR20020072205A

KR20020072205A - 저 광도 필터링을 통해 스파클 결함을 감소시키기 위한방법 및 회로

Info

Publication number: KR20020072205A
Application number: KR1020020012058A
Authority: KR
Inventors: 도널드 헨리 윌리스; 존 앨런 허그
Original assignee: 톰슨 라이센싱 소시에떼 아노님
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2002-09-14
Also published as: BR0200725A; EP1239450B1; JP4271895B2; DE60218370D1; JP2002372960A; DE60218370T2; EP1239450A3; MXPA02002588A; CN100435589C; US20020126134A1; CN1375995A; US7119774B2; EP1239450A2

Abstract

비디오 신호(INPUT X)는 고 광도 레벨 신호(HIGH)와 저 광도 레벨 신호(LOW)로 분리된다. 고 광도 레벨과 저 광도 레벨 사이의 임계치(T)는 조정가능하고, 관련된 액정 이미저를 위한 감마 테이블의 고 이득 부분과 저 이득 부분 사이의 전환과 관련된다. 저 광도 레벨 신호는 인접한 픽셀 사이의 광도 차이를 감소시키기 위해서 저역 필터링된다(22). 고 광도 레벨 신호는 저역 필터를 통한 처리 지연에 일치하도록 시간적으로 지연된다(24). 지연이 일치된 신호와 저역 필터링된 신호는 이미저에서 스파클 결함(artifact)을 보다 덜 발생시키도록 변경된 비디오 신호(OUTPUT X')를 형성하기 위해서 결합된다(26). 스파클 감소 처리는, 독립적으로 선택가능한 임계치에 기초하여(도 4), 여러 결합을 통해 휘도 신호와 비디오 구동 신호에 적용될 수 있다.

Description

저 광도 필터링을 통해 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법 및 회로{REDUCING SPARKLE ARTIFACTS WITH LOW BRIGHTNESS FILTERING}

본 발명은 액정 디스플레이(LCD)를 사용하는 비디오 시스템 분야에 관한 것으로, 특히, 실리콘 이미저(silicon imagers) 상에 백색 액정을 일반적으로 사용하는 비디오 시스템에 관한 것이다.

실리콘 상의 액정(LCOS : liquid crystal on silicon)은 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 하나의 대형 액정으로서 간주될 수 있다. 실리콘 웨이퍼는 작은 플레이트 전극의 증가적인 어레이로 분할된다. 액정의 작은 증가적인 영역은 각각의 작은 플레이트 및 공통 플레이트에 의해 생성된 전계의 영향을 받는다. 각각의 그러한 작은 플레이트 및 대응하는 액정 영역은 함께 이미저의 셀로서 지칭된다. 각각의 셀은 개별적으로 제어가능한 픽셀에 대응한다. 공통 플레이트 전극은 액정의 다른 측면에 배치된다. 각각의 셀, 즉 픽셀은 입력 신호가 변할 때까지 동일한 강도로 발광을 유지함으로써 샘플 및 홀드(hold)로서 동작한다. 픽셀은 감쇠(decay)하지 않는데, 이는 음극선관의 인광체에서도 흔히 있는 일이다. 공통 및 가변 플레이트 전극의 각 세트는 이미저를 형성한다. 각각의 컬러를 위한 하나의 이미저가 제공되는, 이 경우에는 적색, 녹색 및 청색 각각을 위한 하나의 이미저가 제공된다.

주어진 입력 화상에 응하여 정규 프레임(포지티브 화상)을 먼저 전송한 후에 인버팅된 프레임(네거티브 화상)을 전송함으로써, 30 Hz의 깜박임을 회피하기 위해 2중 프레임 신호로 LCOS 디스플레이의 이미저를 구동시키는 것이 일반적이다. 포지티브 및 네거티브 화상의 생성은, 각각의 픽셀이 포지티브 전계로 기록된 후에 네거티브 전계로 기록되는 것을 보장한다. 그 결과로 인한 구동 전계는 '0'의 DC 성분을 갖는데, 상기 '0'의 DC 성분은 이미지 스티킹(image sticking)을 회피하고 궁극적으로는 영구적인 이미저의 열화를 회피하기 위해서 필요하다. 인간의 눈은 이러한 포지티브 및 네거티브 화상에 의해서 생성되는 픽셀 광도의 평균값에 반응한다는 것이 단정되었다.

구동 전압은 LCOS 어레이의 각 측면 상에 있는 플레이트 전극에 공급된다. 본 발명의 장치가 속하는 현재의 바람직한 LCOS 시스템에서, 공통 플레이트에는 항상 대략 8 V의 전위가 존재한다. 이 전압은 조정될 수 있다. 작은 플레이트 어레이의 다른 플레이트 각각은 두 개의 전압 범위에서 동작한다. 포지티브 화상의 경우, 전압은 0 V와 8 V 사이에서 변한다. 네거티브 화상의 경우, 전압은 8 V와 16 V 사이에서 변한다.

이미저에 공급되고 그로 인해 이미저의 각각의 셀에 공급되는 광은 전계 편광된다. 각각의 액정 셀은 플레이트 전극에 의해서 셀에 인가되는 전계의 자승 평균 제곱근(RMS : root mean square) 값에 반응하여 입력 광의 편광을 회전시킨다. 일반적으로 말하면, 셀은 인가된 전계의 극성(포지티브 또는 네거티브)에 반응하지 않는다. 오히려, 각 픽셀의 셀 광도는 일반적으로 단순히 셀 상에 입사하는 광의 편광 회전 함수이다. 그러나, 실질적인 문제로서, 광도는 광의 동일한 편광 회전에 있어서 포지티브 및 네거티브 전계 극성 사이에서 약간 변할 수 있다는 것이 확인되었다. 광도의 그러한 변동은 디스플레이되는 화상에서 바람직하지 않은 깜박임을 발생시킬 수 있다.

이 실시예에서는, 포지티브 또는 네거티브 화상 중 어느 하나의 경우에, 셀을 구동시키는 전계가 8 V에 대응하여 '0' 전계 강도에 접근함에 따라, 각각의 셀은 풀 온(full on) 상황에 대응하여 백색에 더 가깝게 된다. 예컨대 공통 전압이 '0' V로 설정되는 다른 시스템이 가능하다. 본 명세서에서 명시하는 본 발명의 장치는 모든 그러한 포지티브 및 네거티브 전계 LCOS 이미저 구동 시스템에 적용가능하다는 것을 알게 될 것이다.

화상은 작은 플레이트 전극에 인가되는 가변 전압이 공통 플레이트 전극에 인가되는 전압 보다 작을 때는 포지티브 화상으로서 정의되는데, 그 이유는 작은 플레이트 전극의 전압이 클수록 픽셀은 더 밝기 때문이다. 반대로, 화상은 작은 플레이 전극에 인가되는 가변 전압이 공통 플레이트 전극에 인가되는 전압 보다 클 때는 네거티브 화상으로서 정의되는데, 그 이유는 작은 플레이트 전극의 전압이 클수록 픽셀은 더 어둡기 때문이다. 화상을 포지티브 또는 네거티브로서 지정하는 것은 인터레이싱된 비디오 포맷의 필드 타입을 구별하는데 사용되는 용어와 혼동되지 않아야 한다.

LCOS에 있어서 해당 기술의 현재 상황은 공통-모드 전극 전압(V_ITO로 표기됨)을 LCOS를 위한 포지티브 및 네거티브 전계 구동 사이에서 정확하게 조정하는 것이 필요하다. 아래첨자(ITO)는 인듐 주석 옥사이드 물질을 지칭한다. 이미지 스티킹으로서 알려진 현상을 방지하기 위해서 뿐만 아니라 깜박임을 극소화시키기 위해서 평균 밸런스(average balance)가 필요하다.

LCOS 이미저를 구비하는 광 엔진은 디스플레이 전달 함수에 있어서 심한 비-선형성을 갖는데, 상기 디스플레이 전달 함수는 감마 테이블(gamma table)로서 지칭되는 디지털 룩업 테이블에 의해서 정정될 수 있다. 감마 테이블은 전달 함수에서의 이득 차이를 정정한다. 이러한 정정에도 불구하고, 일반적으로 백색인 LCOS 이미저에 대한 LCOS 이미징 전달 함수의 강한 비-선형성은 어두운 영역이 매우 낮은 광-전압 이득을 갖는다는 것을 의미한다. 따라서, 저 광도 레벨에서는, 단순히 적절하게 광도 차이가 나는 인접 픽셀들이 상당히 다른 전압 레벨로 구동될 필요가 있다. 이것은 원하는 전계에 직교하는 성분을 갖는 프린징 전계(fringing electrical field)를 생성한다. 이러한 직교 전계는 원하는 픽셀 보다 더 큰 밝은 픽셀을 발생시키는데, 이것은 객체 상에 원하지 않는 밝은 가장자리를 차례로 발생시킨다. 그러한 직교 전계의 존재는 디클리네이션(declination)으로 지칭된다. 디클리네이션에 의해 야기되어 시청자에 의해 인지되는 이미지 결함은 스파클로서 지칭된다. 디클리네이션이 발생하는 화상의 영역에서는 배경 이미지 위에 광 스파클이 나타난다. 실제로, 디클리네이션의 영향을 받는 어두운 픽셀은 상당히 밝아져서, 종종은 그것들이 가져야 하는 광도보다 5 배나 더 밝다. 스파클은 적색, 녹색 및 청색으로 나타나며, 각 컬러는 이미저에 의해 생성된다. 그러나, 녹색 스파클은 문제가 발생할 때는 가장 분명히 나타난다. 따라서, 디클리네이션에 의해 야기되는 이미지 결함은 녹색 스파클 문제로서 또한 지칭된다.

LCOS 이미징은 새로운 기술이며, 디클리네이션에 의해 야기되는 녹색 스파클은 새로운 종류의 문제점이다. 다른 사람들에 의해서 제안된 여러 해결책은 화상의 전체적인 휘도 성분을 신호 처리하는 것을 포함하지만, 그렇게 하면 전체 화상의품질을 열화시킨다. 디클리네이션을 감소시키는 것과 그로 인한 스파클에 대한 절충은 실질적으로 어떠한 수평적인 선명도도 사실상 갖지 않는 화상이다. 화상의 디테일(detail) 및 선명도는 단순히 그러한 형태로 포기될 수는 없다.

당업자는 디클리네이션으로 인한 스파클 결함 문제가 디클리네이션이 발생하는 그와 같은 이미저에서 처리되고 궁극적으로는 해결되기를 기대한다. 그러나, LCOS와 같은 최근의 기술에서는, 단순히 LCOS 이미저의 제조자가 아닌 다른 사람이 이미저에서의 문제점을 고칠 수 있는 기회는 없었다. 또한, 이미저에 기초한 해결책이 모든 LCOS 이미저에 적용가능하게 된다는 어떠한 징후도 없었다. 따라서, LCOS 이미저를 변경하지 않고도 구현될 수 있는 이러한 문제점에 대한 해결책을 제공하는 것이 급히 요구된다.

본 명세서에서 설명된 본 발명의 장치는 최종적인 디스플레이의 고해상 선명도를 열화시키지 않고도 디클리네이션으로 인한 액정 이미저에서의 스파클 문제를 해결한다. 또한, 액정 이미저의 변경을 통해 문제점을 처리하기 위한 기회가 없다면, 본 발명의 장치는 디스플레이될 비디오 신호의 변경을 통해 스파클 문제를 유리하게 해결함으로써, LCOS 이미저를 포함한 모든 이미저에 적용될 수 있는 해결책을 유리하게 제공한다. 비디오 신호는, 예컨대 입력 휘도 신호나 비디오 구동 신호일 수 있다. 디테일에 있어서의 임의의 감소는 어두운 화면, 심지어 상당히 어두운 화면을 통해 유리하면서 조정가능하게 제한된다. 비디오 신호는, 고 선명도 레벨 정보가 유리하게도 불변함으로써 고 해상도 디테일을 유지하도록 하는 방식으로 신호 처리된다. 동시에, 스파클을 직접적으로 발생시키는 비디오 신호의 저 광도 레벨은, 스파클이 유리하게도 전체적으로 방지되거나, 혹은 적어도 시청자가 알아 볼 수 없는 레벨까지 감소하도록 하는 방식으로 처리되거나 필터링된다. 저 광도 레벨 정보의 신호 처리 또는 필터링은 유리하게도 고 해상도 디스플레이의 디테일에 불리한 영향을 주지 않는다. 또한, 신호 처리 또는 필터링은 임의의 감마 테이블의 비-선형성에 따라 유리하게 조정되거나 교정(calibrate)될 수 있음으로써 다른 비디오 시스템에서 다른 LCOS 이미저를 통해 사용될 수 있으며 또한 그와 조정가능하게 양호한 동조를 이룰 수 있다.

현재의 바람직한 실시예에서, 화상의 비디오 신호는 고 광도 레벨 신호와 저 광도 레벨 신호로 분리된다. 고 광도 레벨과 저 광도 레벨 사이의 경계는 조정가능하고, 바람직하게도 감마 테이블의 저 이득 부분과 고 이득 부분 사이에서의 전환에 관련된다. 저 광도 레벨 신호는 인접한 픽셀들 사이의 광도 레벨 차이를 감소시키기 위해서 저역 필터링된다. 이어서, 고 광도 레벨 신호는 저역 필터를 통한 처리 지연에 일치하도록 시간적으로 지연된다. 그런 다음 지연이 일치된 고 광도 레벨 신호와 저역 필터링된 저 광도 레벨 신호는 변경된 비디오 신호를 형성하기 위해 결합된다.

비디오 디스플레이 시스템에서, 휘도 신호는 변경되어 R-Y 및 B-Y 색차 신호와 함께 매트릭스로 또한 지칭되는 컬러 공간 변환기에 공급된다. 색차 신호는 스파클 감소 회로를 통한 상기 지연에 일치하도록 또한 지연된다. 휘도 신호의 스파클 감소 처리는 대략 60% 내지 70% 만큼 스파클 문제를 감소시키는 것으로 확인되었다.

컬러 공간 변환기의 출력은 예컨대 LCOS 이미저에 공급되는 R G B와 같은 비디오 구동 신호이다. 또 다른 실시예에서는, 비디오 구동 신호 중 하나나 둘 또는 비디오 구동 신호 모두가 휘도 신호와 동일한 스파클 감소 처리를 또한 받는다. 스파클이 감소되지 않는 비디오 구동 신호는 지연이 일치되어야 한다. 다음으로, 변경된 비디오 구동 신호는 액정 이미저에 공급된다. 모든 비디오 구동 신호가 더 처리될 때, 스파클 문제는 대략 85% 내지 90% 만큼 감소되는 것이 확인되었다. 각각의 분리기(decomposer)는 독립적으로 선택가능한 광도 레벨 임계치를 유리하게 갖는다.

또 다른 실시예에서, 휘도 신호는 스파클이 감소되지 않고, 비디오 구동 신호 중 하나나 둘, 또는 비디오 구동 신호 모두가 스파클 감소를 위해 처리된다. 스파클이 감소되지 않는 비디오 구동 신호는 지연이 일치되어야 한다.

각각의 실시예에서, 스파클 감소 처리는, 이미저에서의 디클리네이션 발생을 감소시키는 방식으로, 감마 테이블의 가장 높은 이득 부분에 대응하는 가장 낮은 광도 레벨로 픽셀의 광도 레벨을 변경시킨다. 예컨대 휘도 신호 분리기에 대한 임계치는 8-비트 신호에서 존재하는 바와 같이, 예를 들어 255 디지털 단계 범위 분에 60(60/255)의 디지털 값과 같은 디지털적인 분수로 표현될 수 있다. 상기 임계치는 또한 0 부터 100 까지의 값의 범위인 IRE로 표현될 수 있는데, 100 IRE는 최대의 광도를 나타낸다. IRE 레벨은 디지털 분수에 100을 곱함으로써 계산될 수 있다. IRE 스케일은 다른 비트 수를 갖는 신호 사이의 광도 레벨을 정규화하고 비교하는 편리한 방식이다. 60이란 값은, 예컨대, 대략 24 IRE에 대응한다. 현재의 바람직한 실시예에서, 휘도 분리기에 대한 임계치는 8이며, 이것은 대략 3.1 IRE에 대응한다.

도 1은 본 발명의 장치에 따른 스파클 감소 회로의 블록도.

도 2는 도 1의 분리기(decomposer) 동작을 설명하는데 유용한 블록도.

도 3은 도 1의 저역 필터와 지연 일치 회로의 동작을 설명하는데 유용한 블록도.

도 4는 스파클 감소 회로들의 다른 결합을 병합하고 있는 비디오 디스플레이 시스템의 부분에 대한 블록도.

도 5의 (a) 내지 (e)는 스파클 감소 회로의 동작을 설명하는데 유용한 파형을 나타내는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스파클 결함 감소 회로12 : 분리기

18 : 저 광도 레벨 신호20 : 고 광도 레벨 신호

22 : 저역 필터24 : 지연 일치 회로

26 : 대수 유닛

예컨대 LCOS 비디오 시스템과 같은 액정 비디오 시스템에서 디클리네이션 에러(declination error)로 인한 스파클 결함(sparkle artifact)을 감소시키기 위한 회로는 도 1에 도시되어 있는데, 전체적으로는 참조 번호10으로 표기되어 있다. 상기 회로는 분리기(12), 저역 필터(22), 지연 일치 회로(24) 및 대수 유닛(26)을 포함한다. 예컨대 휘도 신호나 비디오 구동 신호와 같은 입력 비디오 신호(X)는 회로(10)에 의해 변경되고, 그에 응하여 출력 비디오 신호(X')가 생성된다. 비디오 신호는 디지털 신호이고, 파형은 광도 레벨을 나타내는 디지털 샘플의 연속이다. 출력 신호(X')는 유사한 디지털 포맷을 갖는다. 분리기(12)는 고 광도 레벨 신호(20)와 저 광도 레벨 신호(18)를 생성한다. 분리기(12)의 동작은 도 2에서 기술된다.

도 2를 참조하면, 블록(14)은 고 광도 레벨 신호를 생성하기 위한 제 1 세트의 규칙을 갖는다. 입력 신호(X)는 휘도 입력 신호를 한정하는 광도 레벨 샘플의 연속을 나타낸다. 각 샘플의 광도 레벨은 위에서 설명된 바와 같이 예컨대 60/255 또는 24 IRE와 같은 디지털 값 또는 IRE 레벨로써 수치적으로 표현될 수 있다. 문자 T는 디지털 값이나 IRE 레벨로써 또한 표현될 수 있는 임계치를 나타낸다. 만약 X가 T 보다 크다면, 고 광도 레벨 신호의 광도 레벨(H)은 X에서 T를 뺀 값과 같다.만약 X가 T보다 작다면, 고 광도 레벨 신호의 광도 레벨(H)은 0과 같다.

블록(16)은 저 광도 레벨 신호를 생성하기 위한 제 2 세트의 규칙을 갖는다. 만약 X가 T 보다 크다면, 저 광도 레벨 신호의 광도 레벨(L)은 임계치인 T와 같다. 만약 X가 T 보다 작다면, 저 광도 레벨 신호의 광도 레벨(L)은 X와 같다.

X=T일 때, 블록(14)의 출력은, X가 T 보다 작거나 또는 동일하게 정의되거나 또는 X가 T 보다 더 크거나 또는 동일하게 정의되는 것에 상관없이, 동일하게 된다는 것을 알 수 있다. 각각의 경우에, H는 0과 같다. X=T일 때, 블록(16)의 출력은, X가 T 보다 작거나 또는 동일하게 정의되거나 또는 X가 T 보다 크거나 동일하게 정의되는 것에 상관없이 동일하게 된다는 것을 알 수 있다. 각각의 경우에, L은 X와 같다.

도 1을 다시 참조하면, 저 광도 레벨 신호(18)는 저역 필터(22)로의 입력이다. 고 광도 레벨 신호(20)는 지연 일치 회로(24)로의 입력이다. 저역 필터(22) 및 지연 일치 회로(24)의 세부 사항(detail)은 도 3에 도시되어 있다. 저역 필터(22)는 정규화된 1:2:1 Z-변환으로 구현된다. 저역 필터링은 1 클럭 기간 지연을 초래하고, 그에 따라서, 지연 일치 회로(24)는 고 광도 레벨 신호에 대해 1 클럭 기간 지연을 제공한다. 저역 필터링된 저 광도 레벨 신호(LOW_f로 표기됨)와 지연된 고 광도 레벨 신호(HIGH_d로 표기됨)가 대수 유닛(26)에서 결합되고, 상기 대수 유닛(26)은 출력 신호(X')를 생성한다.

도 4에 도시된 비디오 시스템(30)은, 예컨대 휘도 신호 및 비디오 구동 신호와 같은 비디오 신호가 스파클 감소를 위해 처리될 수 있는 여러 결합을 예시하고 있다. 컬러 공간 변환기, 즉 매트릭스(32)는 휘도 신호(LUMA로 표기됨)와 색차 신호(CHROMA로 표기됨)에 응하여 예컨대 RGB와 같은 비디오 구동 신호를 생성한다. 색차 신호는 더욱 상세하게는 R-Y 및 B-Y로 표기된다.

컬러 공간 변환기(32)로의 두 세트의 입력은 34A 및 34B로 표기되어 있다. 세트(34A)에서, LUMA 신호 입력은 LUMA'를 생성하기 위해서 스파클 감소 프로세서(SRP : sparkle reduction processor)에 의해 변경된다. CHROMA 신호는 지연 일치(DM : delay match) 회로(36)에 의해 지연된다. 세트(34B)에서, LUMA 신호는 변경되지 않고, CHROMA 신호는 지연이 일치되지 않는다.

컬러 스페이스 변환기(32)로부터의 네 세트의 출력은 40A, 40B, 40C 및 40D로 표기되어 있다. 세트(40A)에서, 비디오 구동 신호(RGB)는 변경되지 않는다. 세트(40B)에서, RGB 비디오 구동 신호 중 각각의 구동 신호는 스파클 감소 프로세서(10)에 의해 변경된다. 어떠한 지연 매칭도 필요하지 않다. 세트(40C)에서는, 비디오 구동 신호 중 하나의 비디오 구동 신호, 예컨대 G만이 G'를 생성하기 위해서 스파클 감소 프로세서(10)에 의해 변경된다. 나머지 비디오 구동 신호는 지연 일치 회로(36)에 의해 지연된다. 세트(40D)에서는, 비디오 구동 신호 중 두 개의 비디오 구동 신호, 예컨대 R 및 G만이 R' 및 G'를 생성하기 위해서 스파클 감소 프로세서(10)에 의해 변경된다. 나머지 비디오 구동 신호는 지연 일치 회로(36)에 의해서 지연된다. 입력 세트(34A)는 출력 세트(40A, 40B, 40C 또는 40D) 중 임의의 하나와 사용될 수 있다. 입력 세트(34B)는 출력 세트(40B, 40C 또는 40D) 중 임의의 하나와 사용될 수 있다. 입력 세트(34B)와 출력 세트(40A)의 결합은 스파클 감소 처리를 포함하지 않는다.

입력 세트(34A)와 출력 세트(40A)의 결합을 사용함으로써 디클리네이션으로 인한 스파클 결함을 대략 60% 내지 70% 만큼 감소시킬 수 있다는 것이 확인되었다. 입력 세트(34A)와 출력 세트(40B)의 결합을 사용함으로써 디클리네이션으로 인한 스파클 결함을 대략 85% 내지 90% 만큼 감소시킬 수 있다는 것이 또한 확인되었다. 이러한 상당한 감소는 유리하게도 모든 실질적인 목적을 위해 스파클 문제를 해결한다. 비록 도 4의 스파클 감소 처리 회로가 서로 동일할 수 있을 지라도, 이러한 스파클 감소 프로세서 각각에 대한 임계치는 유리하게도 독립적으로 선택될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이것은 스파클 감소 처리가 다른 비디오 신호에 양호하게 동조될 수 있게 한다.

특정 입력 신호에 대한 도 1의 회로(10)의 응답은 도 5의 (a) 내지 (e)에 걸쳐 예시되어 있다. 예시를 위해서, 임계치(T)는 8-비트 신호에 대해 대략 3.1 IRE에 대응하는 8의 디지털 값 또는 상태로 설정된다. 도 5의 (a) 내지 (e)의 파형은 저역 필터링 및 지연 일치 회로에 의해서 초래되는 지연을 나타내기 위해서 시간적으로 정렬되어 있다. 도 5의 (a) 및 (c) 각각의 제 1 샘플은 서로 정렬되어 있다. 도 5의 (b), (d) 및 (e)의 제 1 샘플은 서로 정렬되어 있다.

도 5의 (a)에서, 입력 신호(X)는 검은 점으로 도시된 휘도 값을 갖는다. 각각의 검은 점은 분리기(12)로의 입력으로서 휘도 값 샘플을 나타낸다. 각각의 샘플은 픽셀의 광도 레벨을 나타낸다. 신호(X)는 임펄스가 후속하는 펄스를 포함한다는것이 확인될 수 있다. 임계치(T)는, 도 2의 규칙과 관련하여 설명된 바와 같이, 본 예에서는 8과 같다.

제 1 두 X 값은 0이다. 블록(14)에 따라, 도 5의 (b)에 도시되어 있는 지연이 일치된 고 광도 레벨 신호(HIGH_d)의 값은 X가 T 보다 작기 때문에 0이다. 그 다음의 세 입력 값은 20이다. 도 5의 (b)에서 고 광도 레벨 신호의 대응하는 레벨은, 출력 값이 입력값에서 임계치를 뺀 값(X-T)과 같기 때문에, 12이다. 나머지 샘플 값은 동일한 형태로 계산된다.

도 5의 (c)를 참조하면, 저 광도 레벨 신호(LOW)의 제 1 두 출력 값은 0인데, 그 이유는 입력이 임계치보다 작고, 출력은 입력과 같기 때문이다. 그 다음의 세 출력 값은, 입력 값이 그 임계치보다 크기 때문에, 8과 같고, 이 경우에, 출력은 임계치와 같다. 나머지 샘플은 동일한 형태로 계산된다.

도 5의 (d)는 도 5의 (c)에 도시된 신호에 응하는 저역 필터(22)의 출력(LOW_f)을 나타낸다. 그 값은 표시된 바와 같이 도시되고, 도 5의 (c)의 파형에서 또한 명확히 나타나는 펄스와 임펄스가 저역 필터링에 의해서 상당히 평활(smooth)해지거나 롤 오프(roo off)됨을 알 수 있다.

마지막으로, 도 5의 (e)는 출력 신호(X')인데, 상기 출력 신호(X')는 도 5의 (b)와 도 5의 (d)의 파형의 합이다. 입력 파형(X)에서 펄스와 임펄스의 본질적인 특징은 출력 파형(X')에서 유지되지만, 선명한 가장자리(sharp edge)나 인접한 샘플 값 사이의 전환은 유리하게도 감소되었다는 것이 도 5의 (e)의 파형으로부터 알수 있다. 화상의 매우 어두운 영역만이, 임계치 제한범위의 매우 낮은 값에 의해 증명된 바와 같이, 스파클 감소 처리에 의해서 현격하게 영향을 받는다. 따라서, 고해상도의 수평 분해도가 유리하게 유지된다.

본 명세서에서 예시된 방법 및 장치는, 인접한 픽셀들의 광도 레벨이 어떻게 수형 방향으로 한정되거나 제한될 수 있는지를 설명하며, 실제로, 이러한 방법 및 장치는 스파클 문제를 해결한다. 그럼에도 불구하고, 이러한 방법 및 장치는 수직 방향이나 수평 및 수직 방향 모두로의 인접 픽셀의 광도 레벨을 한정하거나 제한하도록 또한 확장될 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명은 최종적인 디스플레이의 고해상 선명도를 열화시키지 않고도 디클리네이션으로 인한 액정 이미저에서의 스파클 문제를 해결한다.

Claims

액정 이미저(liquid crystal imager)에서 스파클 결함(sparkle artifact)을 감소시키기 위한 방법으로서,

화상을 위한 비디오 신호(INPUT X)를 고 광도 레벨 신호(HIGH)와 저 광도 레벨 신호(LOW)로 분할하는 단계와;

상기 저 광도 레벨 신호를 저역 필터링하는 단계(22)와;

상기 저역 필터링에 의해서 초래되는 처리 지연에 일치하도록 상기 고 광도 레벨 신호를 지연시키는 단계(24)와;

상기 이미저에서 스파클 결함을 보다 덜 발생시키도록 변경된 비디오 신호(OUTPUT X')를 생성하기 위해서, 상기 저역 필터링된 저 광도 레벨 신호(LOW_f)와 상기 지연이 일치된 고 광도 레벨 신호(HIGH_d)를 결합하는 단계(26)를

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 1항에 있어서, 상기 이미저와 연관된 감마 테이블(gamma table)의 저 이득 부분과 고 이득 부분 사이의 전환에 따라 상기 비디오 신호를 분할하는 단계를 포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 1항에 있어서, 상기 분할 단계는,

광도 레벨 임계치(T)를 선택하는 단계와;

상기 비디오 신호의 연속적인 입력 광도 레벨을 상기 선택된 임계치에 비교하는 단계와;

상기 비교 단계에서 상기 임계치보다 더 높은 상기 입력 광도 레벨 각각에 대해, 상기 더 높은 입력 광도 레벨과 상기 임계치간의 차이와 동일한 광도 레벨을 상기 고 광도 레벨 신호에 할당(14)하고, 상기 임계치와 동일한 광도 레벨을 상기 저 광도 레벨 신호에 할당(16)하는 단계와;

상기 비교 단계에서 상기 임계치보다 더 낮은 상기 입력 광도 레벨 각각에 대해, 0인 광도 레벨을 상기 고 광도 레벨 신호에 할당(14)하고, 상기 입력 광도 레벨과 동일한 광도 레벨을 상기 저 광도 레벨 신호에 할당(16)하는 단계를

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 3항에 있어서,

만약 상기 입력 광도 레벨이 상기 임계치와 동일하다면, 0인 광도 레벨을 상기 고 광도 레벨 신호에 할당하는 단계(14)와;

만약 상기 입력 광도 레벨이 상기 임계치와 동일하다면, 상기 입력 광도 레벨과 동일한 광도 레벨을 상기 저 광도 레벨 신호에 할당하는 단계(16)를

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 1항에 있어서, 정규화된 1:2:1 Z-변환에 따라 상기 저 광도 레벨 신호를저역 필터링하는 단계(도 3, 22)를 포함하고, 상기 저 광도 레벨 신호는 그로 인해 시간 지연이 이루어지는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 5항에 있어서, 상기 시간 지연만큼 상기 고 광도 레벨 신호를 지연시키는 단계(도 3, 24)를 포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 1항에 있어서,

상기 화상을 위한 휘도 신호(LUMA)에 상기 스파클 감소 단계를 적용하는 단계와;

상기 화상을 위한 색차 신호를 지연시키는 단계(36)와;

상기 변경된 휘도 신호와 상기 지연된 색차 신호로부터 복수의 비디오 구동 신호(R OUT, G OUT, B OUT)를 생성하는 단계를

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 7항에 있어서,

상기 비디오 구동 신호 중 적어도 하나에 상기 스파클 감소 단계를 적용하는 단계(10)와;

모든 비-스파클-감소된 비디오 구동 신호를 지연시키는 단계(36)를

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 1항에 있어서,

휘도 및 색차 신호로부터 복수의 비디오 구동 신호(R OUT, G OUT, B OUT)를 생성하는 단계(32)와;

상기 비디오 구동 신호 중 적어도 하나에 상기 스파클 감소 단계를 적용하는 단계(10)와;

모든 비-스파클-감소된 비디오 구동 신호를 지연시키는 단계(36)를

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
제 7항에 있어서, 상기 비디오 구동 신호 각각에 상기 스파클 감소 단계를 적용하는 단계를 포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 방법.
액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로로서,

화상을 위한 비디오 신호를 고 광도 레벨 신호(HIGH)와 저 광도 레벨 신호(LOW)로 분할하기 위한 수단(12)과;

상기 저 광도 레벨 신호를 저역 필터링하기 위한 수단(22)과;

상기 저역 필터링에 의해서 초래되는 처리 지연에 일치하도록 상기 고 광도 레벨 신호를 지연시키기 위한 수단(24)과;

상기 이미저에서 스파클 결함을 보다 덜 발생시키도록 변경된 비디오 신호(OUTPUT X')를 생성하기 위해서, 상기 저역 필터링된 저 광도 레벨 신호와 상기 지연이 일치된 고 광도 레벨 신호를 결합하기 위한 수단(26)을

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 11항에 있어서, 상기 분할 수단은,

선택된 임계치(T)를 저장하기 위한 레지스터(14, 16)와;

상기 비디오 신호의 연속적인 입력 광도 레벨을 상기 선택된 임계치에 비교하기 위한 비교기(X>T, X<T, X=T)와;

상기 임계치보다 더 높은 상기 입력 광도 레벨(X>T) 각각으로부터 상기 임계치를 빼기 위한(X-T) 대수 회로와;

상기 임계치보다 더 높은 상기 입력 광도 레벨 각각을 상기 임계치로 제한하기 위한 클리핑(clipping) 회로와(만약 X>T 라면, L=T);

상기 임계치보다 더 낮은 상기 입력 광도 레벨 각각에 0 값의 광도 레벨을 전달하기 위한 제 1 게이트와(만약 X<T 라면, H=0);

상기 임계치보다 더 낮은 상기 입력 광도 레벨 각각에 상기 입력 광도 레벨을 전달하기 위한 제 2 게이트(만약 X<T 라면, L=X)를 포함하고,

상기 고 광도 신호(HIGH)는 상기 대수 회로와 상기 제 1 게이트로부터의 출력에 의해 형성되고, 상기 저 광도 레벨 신호(LOW)는 상기 클리핑 회로와 상기 제 2 게이트로부터의 출력에 의해 형성되는,

액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 12항에 있어서,

상기 입력 광도 레벨이 상기 임계치와 동일할 때는, 상기 고 광도 레벨 신호(HIGH)가 상기 제 1 게이트의 상기 출력에 의해 형성되고(만약 X=T 라면, H=0);

상기 입력 광도 레벨이 상기 임계치와 동일할 때는, 상기 저 광도 레벨 신호(LOW)가 상기 제 2 게이트의 상기 출력에 의해 형성되는(만약 X=T 라면, L=X),

액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 11항에 있어서, 상기 임계치는 상기 이미저와 연관된 감마 테이블의 저 이득 부분과 고 이득 부분 사이의 전환(transition)에 관련되는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 11항에 있어서, 저역 필터링을 위한 상기 수단(22)은 정규화된 1:2:1 Z-변환을 상기 저 광도 레벨 신호에 적용하고, 상기 저 광도 레벨 신호는 이로 인해 시간 지연이 이루어지는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 15항에 있어서, 상기 고 광도 레벨 신호는 상기 시간 지연만큼 지연되는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 11항에 있어서,

상기 화상을 위한 색차 신호를 지연시키기 위한 수단(36)과;

변경된 휘도 신호와 상기 지연된 색차 신호로부터 복수의 비디오 구동 신호(R OUT, G OUT, B OUT)를 생성하기 위한 수단(32)을

더 포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 17항에 있어서,

상기 비디오 구동 신호 중 적어도 하나의 비디오 구동 신호를 고 광도 레벨 비디오 구동 신호와 저 광도 레벨 비디오 구동 신호로 분할하기 위한 수단(10, 12)과;

상기 저 광도 레벨 비디오 구동 신호를 저역 필터링하기 위한 수단(10, 22)과;

상기 저역 필터링에 의해 초래되는 처리 지연에 일치하도록 상기 고 광도 레벨 비디오 구동 신호를 지연시키기 위한 수단(10, 24)과;

상기 이미저에서 디클리네이션의 더 큰 감소를 발생시키는 변경된 비디오 구동 신호를 생성하기 위해서, 상기 저역 필터링된 저 광도 레벨 비디오 구동 신호와 상기 지연이 일치된 고 광도 레벨 비디오 구동 신호를 결합하기 위한 수단(10, 26)을

포함하는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 18항에 있어서, 상기 휘도 신호 분할 수단 및 상기 비디오 구동 신호 분할 수단을 위한 상기 광도 레벨 임계치는 독립적으로 선택가능한, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.
제 18항에 있어서,

상기 비디오 구동 신호 각각을 분할, 저역 필터링, 지연 및 결합시키기 위한 각각의 수단을 포함하고,

상기 비디오 구동 신호 분할 수단 및 상기 휘도 신호 분할 수단 각각은 독립적으로 선택가능한 광도 레벨 임계치를 갖는, 액정 이미저에서 스파클 결함을 감소시키기 위한 회로.