KR20020089521A - 서브-필드에서 이미지를 디스플레이하는 방법 및 유닛 - Google Patents

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Abstract

다수의 서브-필드들에서 플라즈마 디스플레이 패널(406) 상에 디스플레이될 이미지를 처리하는 이미지 처리 유닛(300)은 강도 레벨들로서 이용할 수 있는 서브-필드들의 조합들의 세트를 저장하는 저장 수단(304) 및 디스플레이될 픽셀에 대한 특정 조합을 저장 수단으로부터 선택하는 선택 수단(310)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 제 1 이용 가능한 조도 레벨을 나타내는 조합들 중 제 1 조합과 다음으로 높은 조도 레벨을 나타내는 조합들 중 제 2 조합간의 서브-필드들에 대한 차이가 제한되며, 상기 제한은 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되는 제한된 수의 서브-필드들만이 조합들 중 제 2 조합에서 스위치 온되지 않도록 하는 제어를 포함한다.

Description

서브-필드에서 이미지를 디스플레이하는 방법 및 유닛{Method of and unit for displaying an image in sub-fields}
EP 884 717 A1으로 공개된 유럽 특허 출원은 다수의 서브-필드들에서 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널을 기술한다. 플라즈마 디스플레이 패널은 스위치 온 및 스위치 오프될 수 있는 다수의 셀들로 이루어져 있다. 셀은 패널 상에 디스플레이될 이미지의 픽셀(화상 요소)에 대응한다. 플라즈마 디스플레이 패널의 동작은 세 단계로 식별될 수 있다. 제 1 단계는 패널의 모든 셀들의 메모리들이 소거되는 소거 단계이다. 제 2 단계는 스위치 온될 패널의 셀들이 그들의 전극들에 대해 적절한 전압들을 설정함으로써 조건이 설정되는 어드레싱 단계이다. 제 3 단계는 지속 단계로서, 어드레스된 셀들이 이 단계동안 발광할 수 있도록 지속 펄스들이 셀들에 인가된다. 플라즈마 디스플레이 패널은 이 지속 단계동안 발광한다. 세 단계들을 합하여 서브-필드 기간 또는 간단히 서브-필드라고 한다. 단일 이미지 또는 프레임은 다수의 연속하는 서브-필드 기간에서 패널 상에 디스플레이된다. 셀은 하나 이상의 서브-필드 기간동안 스위치 온될 수 있다. 셀이 스위치 온된 서브-필드 기간에서 상기 셀에 의해 발광되는 광은 그 셀에 대한 대응하는 강도를 지각하는 시청자(viewer)의 눈에서 통합된다. 특정 서브-필드 기간에서, 지속 단계가 특정 시간동안 유지되어, 활성화된 셀들의 특정 조도 레벨을 야기시킨다. 전형적으로, 상이한 서브-필드들은 지속 단계의 지속 기간이 서로 다르다. 서브-필드에는 전체 프레임 기간동안 패널에 의해 발광되는 광에 대한 기여도(contribution)를 나타내기 위해 가중 계수가 제공된다. 일예로서 각각 1, 2, 4, 8, 16 및 32의 가중 계수들을 갖는 6개의 서브-필드들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널이 있다. 셀이 스위치 온되는 적당한 서브-필드들을 선택하는 것은, 이 패널 상에 이미지를 디스플레이할 때 64개의 상이한 강도 레벨들이 실현될 수 있도록 한다. 그때, 플라즈마 디스플레이 패널은 각각 6비트의 2진 코드 워드들을 사용하여 구동되며, 이 코드 워드는 이진수 형태로 픽셀의 강도 레벨을 나타낸다.
플라즈마 디스플레이 패널 구동시, 프레임 기간(즉, 2개의 연속하는 이미지들간의 기간)은 다수의 서브-필드 기간들로 분할된다. 이 서브-필드 기간들 각각동안, 셀은 스위치 온되거나 스위치 온되지 않을 수도 있으며, 서브-필드 기간들에 걸친 통합은 이 셀에 대응하는 픽셀의 지각된 강도 레벨을 발생시킨다. 주어진 시간에 픽셀을 디스플레이하는 대신에, 플라즈마 디스플레이 패널 상에서, 픽셀은 서로에 대해 시간적으로 시프트된 일련의 서브-픽셀들로서 디스플레이될 것이다. 이것은 일련의 이미지들이 움직임이 있는 대상을 포함할 경우 아티팩트들(artifacts)들을 초래할 수도 있다. 대상의 요소들이 여러 가지의 상이한 순간들에서 발광하는 동안, 시청자의 눈은 움직이는 대상을 따라간다. 이러한 대상의 부분들 간의시간적 차이들은 상기 따라가는 눈에 의해 공간적 차이들로 변형되어, 잘못된 윤곽들(false contours)과 같은 아티팩트들이 초래된다. 다른 아티팩트는 움직임 번짐(motion blur)이다. 이것은 움직이는 대상의 픽셀들의 강도 레벨이 다수의 서브-필드들에서 발생된 경우에 일어난다. 그때, 픽셀의 광은 다양한 상이한 순간들에서 발광된다는 것이 명백히 주목할 만하다.
대상의 움직임은 다수의 서브-필드들에서 대상을 디스플레이할 때 고려되어야 한다. 각 다음 서브-필드에 대해서, 대상은 조금만 이동되어야 한다. 서브-필드들에서 서브-픽셀들에 대한 정정된 위치를 계산하기 위해 움직임 보상 기술들이 사용된다. 일부 환경들에서, 움직임 보상은 완전히 신뢰할 수 있는 것은 아니며, 예를 들어, 아주 조금의 디테일을 포함하는 이미지의 영역에서 잘못된 결과들이 생성될 수도 있다. 이러한 잘못된 결과들은 움직임 보상이 행해지지 않아야 하는 곳에 움직임 보상을 초래한다. 이것은 또한 매우 가시적인 움직임 아티팩트들을 제공한다.
2개의 이웃하는 픽셀들 중 하나의 픽셀에 대해서는 가장 큰 가중 계수를 갖는 서브-필드가 온 상태가 되고, 다른 픽셀에 대해서는 상기 서브-필드가 오프 상태가 되지만, 상기 2개의 이웃하는 픽셀들이 작은 강도 레벨의 차이를 갖는 경우, 아티팩트가 가장 현저하다. 상기 이진 코드의 예의 경우에, 한 픽셀에 대한 코드 워드는 최상위 비트가 온되고, 다른 픽셀에 대한 코드 워드는 최상위 비트가 오프된다. 그때, 서브-필드의 계산된 위치에서의 임의의 에러(즉, 이 픽셀들을 포함하는 임의의 움직임 아티팩트)가 디스플레이된 이미지에 비교적 큰 아태팩트를 초래할 것이다. 6개의 서브-필드들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 움직임 아티팩트 발생의 예는 강도 레벨 '31'에서 강도 레벨 '32'로의 전이이다. 레벨 '31'은 스위치 온된 5개의 하위 서브-필드들과 스위치 오프된 최상위 서브-필드를 갖는다. 레벨 '32'에 있어서, 하위 5개의 서브-필드들은 스위치 오프되고, 최상위 서브-필드는 스위치 온된다. 이것은 움직임이 포함된 경우에 매우 가시적인 아티팩트를 발생시킨다. EP 884 717 A1에 기술된 디바이스는 사용되는 코드 워드들을 제한함으로써 움직임 아티팩트들을 완화하도록 한다. 이 공지된 디바이스는 필요한 강도 값들의 세트를 실현하기 위해 필요한 것보다 많은 서브-필드들을 사용한다. 강도 값을 표현하기 위한 코드 워드들의 최종 세트는 과다하다(redundant). 즉, 주어진 강도 값에 대해 하나 이상의 코드 워드를 이용할 수 있다. 이 과다한 세트로부터, 최소의 움직임 아티팩트들로 강도 값들간의 차이를 나타내는 코드 워드들이 선택된 서브세트가 형성된다. 이 서브세트는, 원래의 세트를 탐색하고, 주어진 코드 워드와 다른 코드 워드들 각각 사이의 차이에 대해 아티팩트들에 의한 영향이 무엇인지를 결정함으로써 생성된다.
본 발명은 서브-필드들이라고 하는 다수의 기간들에서 디스플레이 디바이스 상에 이미지를 디스플레이하는 방법에 관한 것으로, 디스플레이 디바이스는 서브-필드들 각각에서 각 조도 레벨(illumination level)을 발생할 수 있으며, 상기 방법은,
- 서브-필드들의 조합들의 세트를 발생하는 단계로서, 세트의 각 요소는 각 이용 가능한 조도 레벨을 나타내는, 상기 발생 단계,
- 이미지의 픽셀들에 대해서, 각 픽셀들의 강도 값에 따라 세트로부터 서브-필드들의 특정 조합들을 선택하는 단계, 및
- 상기 픽셀들 각각에 대해서, 특정 픽셀을 디스플레이하기 위해 서브-필드들의 선택된 조합의 표시를 디스플레이 디바이스에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 서브-필드들이라고 하는 다수의 기간들에서 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이될 이미지를 처리하기 위한 이미지 처리 유닛에 관한 것으로, 디스플레이 디바이스는 서브-필드들 각각에서 각 조도 레벨을 발생할 수 있으며, 상기 이미지 처리 유닛은,
- 서브-필드들의 조합들의 세트를 저장하는 저장 수단으로서, 세트의 각 요소는 각 이용 가능한 조도 레벨에 대응하는, 상기 저장 수단,
- 이미지의 특정 픽셀의 강도 값에 따라 세트로부터 서브-필드들의 특정 조합을 선택하는 선택 수단, 및
- 특정 픽셀을 디스플레이하기 위해 서브-필드들의 선택된 조합의 표시를 디스플레이 디바이스에 전송하는 전송 수단을 포함한다.
본 발명은 또한 이러한 이미지 처리 유닛을 포함하는 이미지 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 6개의 서브-필드들을 갖는 필드 기간을 도시하는 개략도.
도 2는 표 Ⅰ 및 표 Ⅱ의 강도 레벨들을 도시하는 도면.
도 3은 이미지의 가장 중요한 요소들을 도시하는 개략도.
도 4는 이미지 디스플레이 장치의 가장 중요한 요소들을 도시하는 도면.
본 발명의 목적은, 아티팩트들의 개선된 감소를 제공하는, 서두에 기술된 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은, 세트가, 제 1 이용 가능한 조도 레벨을 나타내는 조합들 중 제 1 조합과 세트에서 다음으로 높은 조도 레벨을 나타내는 조합들 중 제 2 조합 사이의 서브-필드들에 대한 차이를 제한하면서 발생되며, 상기 제한은 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되는 제한된 수의 서브-필드들만이 조합들중 제 2 조합에서 스위치 온되지 않도록 하는 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성된다. 비교적 다수의 상이한 이용 가능한 조도 레벨들을 갖는 세트를 생성하기 위해서, 다음으로 높은 레벨에 대한 조합은 주어진 레벨에 대해 스위치 온되는 스위치 오프된 다수의 서브-필드들을 갖는 것이 바람직하다. 이것은 비교적 다수의 상이한 레벨들을 생성하는데 상당한 자유로움을 제공한다. 다음으로 높은 레벨에 대해 스위치 오프되는 다수의 서브-필드들을 제한하는 것은, 본 발명에 따른 서브-필드들의 조합들의 세트가 동적인 잘못된 윤곽들로 인해 덜 손상될 것이라는 것을 보장한다. 상술된 바와 같이, 작은 공간적 등급(graduation)을 갖는 영역(즉, 이웃하는 픽셀들이 강도 레벨에 있어서 매우 작은 상호 차이를 갖는 영역)은 잘못된 윤곽들과 같은 움직임 아티팩들로 인해 손상될 수도 있다. 이러한 영역에서 본 발명은 이웃하는 픽셀들간의 서브-필드들에서 상호 차이들을 효과적으로 제어하기 때문에, 움직임 아티팩트들의 변경은 감소된다. 픽셀들간의 값을 변경하는 서브-필드들은 거의 없으므로, 아티팩트들을 초래하는 타이밍 에러들은 거의 발생하지 않는다.
본 발명에 따른 방법의 버전이 청구항 2항에 기술되어 있다. 주어진 강도에 대해 스위치 온되는 2개의 서브-필드들이 다음으로 높은 레벨에 대해 더 이상 스위치 온되지 않도록 하는 것은, 움직임이 있는 경우에, 서브-필드들의 이용 가능한 조합들의 수와 동적인 잘못된 윤곽들의 감소간에 양호한 균형을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 다른 버전이 청구항 3항에 기술되어 있다. 주어진 강도에 대해 스위치 온되는 서브-필드들 중 하나의 서브-필드만이 다음으로 높은레벨에 대해 더 이상 스위치 온되지 않도록 하는 것은, 비교적 높은 속도들로 움직이는 경우에, 서브-필드들의 이용 가능한 조합들의 수와 동적인 잘못된 윤곽들의 감소간의 양호한 균형을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 다른 버전은 청구항 4항에 기술되어 있다. 주어진 조도 레벨에 대한 서브-필드들의 조합과 다음으로 높은 레벨에 대한 서브-필드들의 조합간의 차이들을 시간적으로 인접하는 서브-필드들의 차이들로 제한함으로써, 상술된 바와 같은 움직임 아티팩트들은 더 감소된다. 주어진 강도 레벨의 픽셀과 다음으로 높은 레벨의 픽셀간의 임의의 시간적인 차이는 작아질 것이며, 따라서, 움직임 아티팩트의 발생 가능성(chance)을 더 감소시킨다.
본 발명에 따른 방법의 다른 버전은 청구항 5에 기술되어 있다. 이용 가능한 강도 레벨들을 시청자가 균일하게 지각하도록 생성하는 것이 유리하다. 따라서, 이진 분포와 비교할 때, 감소된 수의 레벨들이 지각된 이미지 품질의 관점에서 효과적으로 사용된다.
본 발명에 따른 방법의 다른 버전은 청구항 6항에 기술되어 있다. 이 이용 가능한 강도 레벨들의 분포는 카메라에 의해 생성된 비디오 신호들에 인가되는 감마 필터링의 역에 대응한다. 따라서, 이 실시예는 공지된 방법에 적용되는 바와 같이 역 감마 필터링의 독립된 단계를 필요로 하지 않는다.
본 발명에 따른 방법의 다른 버전은 청구항 7항에 기술되어 있다. 이 버전은, 정지 이미지의 픽셀에 대한 서브-필드들의 조합이 다수의 이용 가능한 조도 레벨들을 포함하는 전체 세트로부터 선택되고, 움직임이 있는 대상을 포함하는 이미지로부터의 픽셀에 대한 서브-필드들의 조합은 움직임 아티팩트들로 인해 덜 손상되는 제한된 수의 이용 가능한 조도 레벨들을 갖는 세트로부터 선택될 수 있도록 한다. 이러한 방법에서, 움직임이 없어서 움직임 아티팩트들로 인해 손상되지 않는 정지 이미지는 다수의 강도 레벨들로 디스플레이되고, 움직임을 갖는 이미지만이 감소된 수의 강도 레벨들로 디스플레이된다.
본 발명에 따른 방법의 최종 버전이 청구항 8항에 기술되어 있다. 이 버전에 따르면, 움직임이 있는 대상 자신만이 감소된 수의 강도 레벨들로 디스플레이되고, 이미지의 움직임이 없는 부분들은 더 많은 수의 강도 레벨들로 디스플레이된다.
본 발명의 다른 목적은, 아티팩트들의 개선된 감소를 제공하는, 서두에 기술된 바와 같은 이미지 처리 유닛을 제공하는 것이다. 이 목적은, 세트에서, 제 1 이용 가능한 조도 레벨을 나타내는 조합들 중 제 1 조합과 세트에서 다음으로 높은 조도 레벨을 나타내는 조합들 중 제 2 조합 사이의 서브-필드들에 대한 차이가 제한되고, 상기 제한은 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되는 제한된 수의 서브-필드들만이 조합들 중 제 2 조합에서 스위치 온되지 않도록 하는 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 본 발명에 따른 이미지 처리 유닛에 의해 달성된다.
본 발명 및 수반되는 이점들은 예시적인 실시예들과 개략적인 첨부 도면들에 의해 더 명백히 설명될 것이다.
여러 도면들에서 대응하는 것들은 동일한 참조 부호들로 표기된다.
도 1은 6개의 서브-필드들을 갖는 필드 기간을 도시하는 개략도이다. 필드 기간(102)(프레임 기간이라고도 함)은 단일 이미지 또는 프레임이 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 기간이다. 이 예에서, 필드 기간(102)은 참조 부호 104 내지 114로 표기되는 6개의 서브-필드들로 구성된다. 서브-필드에서, 디스플레이 패널의 셀은 상당한 양의 광을 생성하기 위해 스위치 온될 수 있다. 각 서브-필드는 모든 셀들의 메모리들이 소거되는 소거 단계로 시작된다. 서브-필드에서의 다음 단계는 이 특정 서브-필드에서 발광하기 위해 스위치 온될 셀들에 조건이 설정되는 어드레싱 단계이다. 지속 단계라고 하는 서브-필드의 후속하는 제 3 단계에서는 지속 펄스들이 셀들에 인가된다. 이것은 어드레스된 셀들이 지속 단계동안 발광하도록 한다. 이 단계들의 구성이 도 1에 도시되어 있으며, 도 1은 시간이 왼쪽에서 오른쪽으로 진행한다. 예를 들어, 서브-필드(108)는 소거 단계(116), 어드레싱 단계(118) 및 지속 단계(120)를 갖는다. 일부 패널들에서 서브-필드는 소거 단계로 시작하는 것이 아니라 상기 소거 단계로 끝난다는 점을 유념해야 한다. 그러나, 이것은 어느 경우에도 적용될 수 있는 본 발명에서는 중요한 것이 아니다.
디스플레이된 이미지의 픽셀의 지각된 강도는 픽셀에 대응하는 셀이 서브-필드들 중 어느 서브-필드동안 스위치 온되는지 제어함으로써 결정된다. 셀이 스위치 온되는 여러 서브-필드들동안 발광된 광은 시정자의 눈에서 통합되고, 따라서, 대응하는 픽셀의 주어진 강도를 발생시킨다. 서브-필드는 발광된 광에 대한 상대적인 기여도를 나타내는 가중 계수를 갖는다. 예로서, 각각 1, 2, 4, 8, 16 및 32의 가중 계수들을 갖는 6개의 서브-필드들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널이 있다. 셀이 스위치 온되는 서브-필드들의 적절한 조합을 선택함으로써, 상기 패널 위에 이미지를 디스플레이할 때 64개의 상이한 강도 레벨들이 실현될 수 있다. 그때, 플라즈마 디스플레이 패널은 각각 6비트의 이진 코드 워드들을 사용하여 구동되고, 이러한 코드 워드는 이진수 형태로 픽셀의 강도 레벨을 나타낸다.
본 발명의 특정 실현은 8개의 서브-필드들로 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널을 사용한다. 이하의 표 Ⅰ은 본 실시예에서 이미지를 디스플레이하기 위한 이용 가능한 강도 레벨들의 세트를 나타낸다. 이것은 서브-필드들 각각에 대해 선택된 가중치들을 나타낸다. 또한, 필드 기간에서의 서브-필드들의 순서가 다음과 같이 표시되어 있다. 표의 좌측 서브-필드는 필드 기간에서의 제 1 서브-필드이고, 이웃하는 서브-필드는 제 2 서브-필드이고, 이러한 순서로 이어지고, 필드 기간에서 가장 마지막 서브-필드인 최우측 서브-필드로 끝난다. 표 Ⅰ은 원하는 강도 레벨을 실현하기 위한 21개의 이용 가능한 조도 레벨들을 나타낸다. 각 레벨에 있어서, 순차 번호, 상대 강도 레벨, 및 어떤 서브-필드들에서 패널이 특정 레벨을실현하기 위해 발화되어야 하는지를 나타낸다.
표 Ⅰ: 본 발명에 따른 이용 가능한 강도 레벨들의 세트
표 Ⅰ의 이용 가능한 강도 레벨들의 세트의 주요 특징은, 특정 강도 레벨과 그 다음으로 높은 강도 레벨 사이에서, 많아야 하나의 서브-필드가 스위치 오프된다는 것이다. 예를 들어, 레벨 10을 발생하기 위해서, 제 7 서브-필드를 제외하고는 레벨 9에 사용되는 모든 서브-필드들이 사용된다. 다른 예로는 레벨 10에 사용되는 모든 서브-필드들이 다시 사용되는 레벨 11이 있다. 다음으로 높은 레벨에대해 스위치 오프되는 서브-필드들의 수를 제한함으로써, 움직임을 갖는 이미지들에는 더 적은 에러들이 발생될 수 있기 때문에 동적인 잘못된 윤곽들이 억제된다.
스위치 오프되는 서브-필드들의 수를 제한하는 것에 부가하여, 표 Ⅰ의 이용 가능한 레벨들의 세트는 움직임 아티팩트들의 감소를 더 개선하는 특징을 더 갖는다. 이 추가 특징은 선택적인 것으로, 상기 제한 이외의 기능들이다. 이 추가 특징은 인접한 서브-필드들에 대한 2개의 이웃하는 강도 레벨들간의 차이들을 제한하는 것이다. 따라서, 두 이웃하는 레벨들간의 차이가 2개의 서브-필드들을 포함하면, 이 서브-필드들은 인접해 있다. 인접한 서브-필드들은 시간적으로 연속하여(즉, 시간적으로 비교적 작은 차이) 발화된다. 이것은 상기 서브-필드들간의 임의의 타이밍 에러들이 작아지도록 하고, 움직임 아티팩트들을 쉽게 발생시키지 않을 것이다. 예로서는 레벨 9와 레벨 10간의 차이이고, 레벨 9는 오프된 제 6 서브-필드와 온된 제 7 서브-필드를 갖고, 레벨 10은 온된 제 6 서브-필드와 오프된 제 7 서브-필드를 갖는다. 상술된 바와 같이, 표에서 인접한 서브-필드들은 필드 기간에서 서브-필드들의 순서대로 서로 직접 이어지는 서브-필드들을 나타낸다.
이하의 표 Ⅱ는 이용 가능한 강도 레벨들의 대안적인 세트를 나타낸다.
표 Ⅱ: 본 발명에 따른 이용 가능한 강도 레벨들의 대안적인 세트
표 Ⅱ의 세트에서, 다음으로 높은 레벨에 대해 스위치 오프되는 서브-필드들에 관한 제한은 다소 느슨해진다. 표 Ⅱ의 이용 가능한 강도 레벨들의 세트의 주요 특징은, 특정 강도 레벨과 다음으로 높은 강도 레벨 사이에서, 기껏해야 2개의 서브-필드들이 스위치 오프된다는 것이다. 예를 들어, 레벨 15를 발생하기 위해서, 제 2 및 제 3 서브-필드를 제외하고는 레벨 14에서 사용되는 모든 서브-필드들이 사용된다. 또한, 상기 표 Ⅱ에서, 다수의 서브-필드들이 2개의 이웃하는 강도 레벨들 사이에서 서로 다르다면, 이 다수의 서브-필드들은 서로 인접하게 위치된다. 제한을 느슨하게 하는 것은 강도 레벨들을 정의할 때 더 큰 자유도를 제공한다. 이 큰 자유도는 다수의 상이한 레벨들을 발생시키는데 사용될 수도 있다. 표 Ⅱ의 예는 표 Ⅰ의 예보다 2개의 레벨들을 더 갖는다. 또한, 큰 자유도는 강도 레벨이 양호하게 분포되도록 하는데 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법 및 유닛의 실시예에서, 표 Ⅰ의 세트는 선택된 서브-필드 가중치들에 의해 발생될 수 있는 다수의 부가적인 레벨들로 확장된다. 부가적인 레벨들은 다른 레벨들과의 차이들과 관련하여 제한되지 않으며, 이미지를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있는 이용 가능한 강도 레벨들의 증가를 제공한다. 따라서, 확장된 세트는 서브-필드 제한을 갖는 표 Ⅰ의 원래의 세트와 이러한 제한을 갖지 않는 부가적인 세트를 포함한다. 이제, 이 실시예에서, 디스플레이될 이미지들이 분석되고, 이미지들이 움직임이 있는 디스플레이를 포함하고 있는지 또는 정지 이미지들을 포함하고 있는지의 여부가 결정된다. 이를 위해서, 예를 들어, 아이. 카와하라(I. Kawahara) 및 케이. 세키모토(K. Sekimoto)의 "고해상도 PDP의 움직임 화상 방해를 감소하기 위한 동적 그레이-스케일 제어(Dynamic Gray-Scale Control to Reduce Motion Picture Disturbance of High-resolution PDP)"(SID 1999년, 166페이지)에 기술되어 있는 바와 같이 간단한 움직임 검출기가 사용될 수 있다. 움직임이 없는 것으로 검출되었다면, 이미지에 원하는 강도를 디스플레이하기 위해, 확장된 세트의 이용 가능한 레벨들이 사용된다. 그러나, 움직임이 존재한다고 검출되면, 원래의 세트의 이용 가능한 레벨들이 사용되고, 따라서, 움직임으로 인해 나타날 수 있는 동적인 잘못된 윤곽들을 감소시킨다. 움직임 검출기 대신에, 더 복잡한 움직임 추정기가 사용될 수 있다. 이러한 움직임 추정기는 일반적으로 이 기술분야에 공지되어 있으며, 이미지 내의 어떤 대상들이 움직이고 있고, 심지어는 대상들이 어떠한 속도로 움직이는지를 나타낼 수 있는 것과 같은 세부사항들을 제공한다. 이 점에 있어서, 예를 들어, 비디오 기술에 대한 회로 및 시스템에 관한 IEEE 회보, Vol.3, No.5(1993년 10월), 지. 데 하안(G. de Haan)의 "3-D 순환 탐색 블록 매칭에 의한 트루 움직임 추정(True motion estimation with 3-D recursive search block-matching)" 및 소비자 전자공학에 관한 IEEE 회보, Vol.45(1999년 8월, 페이지 617-624), 지. 데 하안의 "움직임-보상된 디-인터레이싱을 위한 IC, 잡음 감소 및 화상 레이트 변환(IC for motion-compensated de-interlacing, noise reduction and picture rate conversion)"을 참조한다. 움직임 추정기를 사용하여 실시예에서 이미지를 디스플레이하기 위해, 움직이는 대상에 속하는 픽셀들과 움직이지 않는 백그라운드에 속하는 픽셀간에는 차이가 만들어진다. 움직이는 대상의 픽셀들의 디스플레이를 위해서는 원래의 세트의 강도 레벨들만이 사용되며, 전체 확장된 세트의 강도 레벨들은 정지해 있는 픽셀들을 위해 사용된다. 이러한 방식으로, 움직이지 않는 부분들은 비교적 다수의 강도 레벨들로 디스플레이되고, 따라서, 고품질의 디스플레이를 제공한다. 움직이는 부분들만이 감소된 수의 강도 레벨들로 디스플레이되어, 동적인 잘못된 윤곽들의 감소를 취할 때 다수의 강도 레벨들이 희생된다.
또한, 확장된 강도 레벨들의 세트를 갖는 실시예는 표 Ⅱ를 사용할 수 있다. 확장된 세트는 이웃하는 강도 레벨들간의 서브-필드들의 변경들에 관한 제한에 대한 상이한 종류의 조합들을 가질 수도 있다. 다른 실시예에서, 확장된 세트는, 많아야 하나의 서브-필드가 다음으로 높은 레벨(표 Ⅰ)에 대해 스위치 오프될 수 있도록 하는 서브-필드들의 조합들을 갖는 제 1 서브-세트, 많아야 2개의 서브-필드들이 다음으로 높은 레벨(표 Ⅱ)에 대해 스위치 오프되도록 하는 제 2 서브-세트 및 어떠한 제한도 갖지 않는 제 3 서브-세트를 가질 수도 있다. 제 1 서브-세트는 제 2 서브-세트의 서브-세트이고, 이 둘은 제 3 서브-세트의 서브-세트이다. 그때, 어떤 조합들이 주어진 픽셀에 대해 이용 가능한지(즉, 어떤 서브-세트 조합들로부터 선택될 수 있는지)는 상기 픽셀이 움직이는 속도에 의존한다. 픽셀이 정지해 있을 경우, 제 3 서브-세트가 사용될 수 있다(즉, 모든 레벨들을 이용할 수 있다). 픽셀이 비교적 저속으로 움직일 경우에는 제 2 서브-세트가 사용되고, 픽셀이 비교적 고속으로 움직일 경우에는 제 1 서브-세트가 사용된다. 이러한 방식으로, 이용 가능한 강도 레벨들의 감소와 동적인 잘못된 윤곽들 사이에서 개선된 균형이 얻어진다.
도 2는 표 Ⅰ 및 표 Ⅱ의 강도 레벨들을 도시하는 그래프이다. 이 표들에서의 강도 레벨들의 수는 가중 계수들의 이진 분포를 갖는 8개의 서브-필드들에 의해 실현될 수 있는 것보다 적다. 가능한 한 효과적으로 이용 가능한 수의 레벨들을 사용하기 위해서, 특히, 가능한 한 양호하게 이미지의 그레이 스케일들을 디스플레이하기 위해서, 레벨들은 지각 스케일(perceptual scale)에 대해 균일하게 선택되었다. 이것은 임의의 두 강도 레벨들간의 지각된 휘도 차가 대략 동일하다는 것을 의미한다. 그때, 상이한 레벨들은 낮은 강도 레벨들에 대해 서로 근접하고(즉, 이미지의 어두운 영역들), 높은 강도 레벨들에 대해서는 떨어져 있다(즉, 이미지의 밝은 영역들). 이것은 높은 강도 영역들에서보다 낮은 강도 영역들에서 더 낮은 휘도 차이들을 볼 수 있는 사람의 지각에 있어서 유리하다.
지각 스케일의 예로는 표준 함수로서 CIE(Commission Internationale de l'Eclairage)에 의해 채용된 것이 있다. 이 함수 L*(L-스타)는 다음과 같이 정의된다.
(1)
여기서, L은 휘도, Ln은 백색 기준의 휘도, L*는 지각된 휘도(밝기라고도 함)이다.
강도 레벨들의 특정 유리한 분포는 소위 감마 정정 곡선 상에 레벨들을 위치시키는 것이다. 카메라에 의해 생성된 비디오 신호들은 감마 필터를 통과한다. 따라서, 디스플레이될 인입 비디오 신호들은 역 필터를 사용하여 감마 정정되어야 한다. 휘도 출력과 비디오 신호 전압 입력간의 관계는 대략 감마 정정 곡선이기 때문에, CRT(음극선관)는 본질적으로 이러한 필터링을 갖는다. 그러나, 플라즈마 디스플레이 패널은 휘도 출력과 비디오 입력 사이에 선형 관계를 갖는다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널 상에 이미지를 디스플레이하는 시스템은 감마 정정 필터를 필요로 한다(예를 들어, EP 884 717 A1의 도 1A의 블록 102 참조). 감마 정정 곡선 상에 선택된 레벨들을 위치시킴으로써, 정의된 레벨들을 직접 사용하여 감마 정정이 적용되어, 명백한 감마 정정 단계가 회피될 수 있다. 감마 정정 곡선은 다음 식으로 주어진다.
(2)
여기서, L은 출력 휘도, x는 강도 레벨의 수,는 2와 3 사이의 상수값이다.의 값은 통상적으로 2.3으로 선택되지만, 상이한 어플리케이션들에 대해서 또는 상이한 지리학적 지역들에 있어서는 서로 다를 수도 있다.
도 2에서, 수평축은 이용 가능한 레벨들을 나타내고, 수직축은 강도를 나타낸다. 마크들은 특정 레벨의 강도를 나타낸다. 그래프는 감마 정정 곡선과 유사하다. 하나 이상의 서브-필드들에 대한 가중 계수들의 다른 선택은 상이한 그래프가 될 것이다.
상기 실시예는 표 Ⅰ이 적용될 경우에는 픽셀을 디스플레이하기 위해 이용할 수 있는 21개의 강도 레벨들을 갖고, 표 Ⅱ가 적용될 경우에는 23개의 강도 레벨들을 갖는다. 더 많은 수의 레벨들을 갖는 이미지의 디스플레이를 시뮬레이트하기 위해서, 에러 확산(error diffusion)이라고 하는 기술이 적용될 수 있다. 에러 확산은, 각 픽셀에서 원하는 레벨이 가장 근사한 양자화 레벨로 반올림되어 출력되도록 진행되는 연속 처리이다. 에러는 원하는 값에서 양화된 값을 차감하여 계산된다. 이 에러는 양자화된 픽셀들 근처의 원하는 값들에 그 분수를 더함으로써 "확산"된다. 에러가 어떻게 분포되는지의 정확한 패턴은 이미지에서의 결과적인 패턴들을 결정한다. 에러 확산은 공지된 기술이며, 예를 들어, 알.더블유. 플로이드(R.W. Floyd) 및 엘. 스테인버그(L. Steinberg)의 "공간적 그레이 스케일을 위한 적응형 알고리즘(Adaptive algorithm for spatial grey scale)"(SID Int. Sym. Dig. Tech. Papers, 페이지 36-37, 1975년)의 논문에 기술되어 있다. 에러 확산 이외의 기술들은 지각된 수의 그레이 레벨들을 개선하는데 사용될 수도 있다.
상기 실시예들은 이미지를 디스플레이 하기 위해 21개 또는 23개의 상이한 강도 레벨들의 세트를 포함한다. 본 발명은 다른 수의 강도 레벨들을 갖는 세트들을 사용할 수 있도록 한다. 이것은, 예를 들어, 다른 가중 계수들 및 다른 서브-필드들의 조합들을 정의함으로써 실현될 수 있다. 표 Ⅰ 및 표 Ⅱ에 표시된 것 이외의 레벨들이 발생될 수 있다. 대안적으로, 패널은 8개 이상의 서브-필드들에서 동작될 수 있도록 사용될 수 있다. 이하의 표는 본 발명에 따른 상기 패널에 대한 이용 가능한 레벨들의 예를 보여준다.
표 Ⅲ: 10개의 서브-필드들을 갖는 패널에 대한 이용 가능한 강도 레벨들의 세트
도 3은 본 발명에 따른 이미지 처리 유닛의 가장 중요한 요소들을 개략적으로 도시한다. 이미지 처리 유닛(300)은 디스플레이를 위해 처리될 이미지의 픽셀들을 수신하는 입력(302)을 포함한다. 이미지 처리 유닛(300)은 이미지를 디스플레이하기 위해 이용할 수 있는 서브-필드들의 조합들을 저장하는 저장 수단(304)을 갖는다. 저장 수단(304)은 상이한 특징들을 갖는 서브-필드들의 조합들을 저장하는 상이한 부분을 가질 수도 있다. 도 2의 예에서, 저장 수단(304)은 움직임이 있는 경우에 사용될 서브-필드들의 조합들을 저장하는 제 1 부분(306) 및 부가적인 조합들을 저장하는 제 2 부분(308)을 갖는다. 상이한 특징들을 갖는 이 조합들은 상술되었다. 또한, 이미지 처리 유닛(300)은, 원하는 강도에 따라 가능한 한 많이 주어진 픽셀들을 디스플레이하기 위해, 상기 픽셀에 대해 저장 수단(304)으로부터 서브-필드들의 적절한 조합을 선택하는 선택 수단(310)을 갖는다. 또한, 이미지 처리 유닛(300)은 출력(314)을 통해 서브-필드들의 선택된 조합을 디스플레이 디바이스에 전송하는 전송 수단(312)을 갖는다. 다양한 요소들의 동작을 제어하기 위해서, 이미지 처리 유닛(300)은 제어 유닛(316)을 갖는다. 이미지 처리 유닛(300)은 공지된 컴퓨터 아키텍처에 따라 프로세서 및 메모리로 구현될 수도 있다. 그때, 다양한 유닛들은 요구되는 기능을 수행하기 위한 소프트웨어 모듈들로서 구현된다.
이미지 처리 유닛(300)은 디스플레이될 이미지들에서 움직임을 검출하기 위해 움직임 수단(318)을 선택적으로 갖는다. 그때, 선택 수단(310)은 특정 픽셀이 움직임이 있는지의 여부에 따라 또는 심지어는 픽셀의 움직임의 속도에 따라 상기 픽셀에 대한 서브-필드들의 조합을 선택한다. 움직임 수단(318)은 두 이미지들이 서로 충분히 다를 경우에 두 연속하는 이미지들을 비교하여 움직임이 존재하는지를 결정하는 간단한 움직임 검출기일 수도 있다. 대안적으로, 움직임 수단(318)은 대상들이 움직이는 것과 두 연속하는 이미지들간의 속도를 검출할 수 있는 움직임 추정기일 수도 있다. 후자의 경우에, 움직임이 있는 대상의 픽셀들만이 상술된 바와 같이 감소된 수의 강도 레벨들로 디스플레이된다.
도 4는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 가장 중요한 요소들을 도시하는 도면이다. 이미지 디스플레이 장치(400)는 디스플레이될 이미지를 나타내는 신호를 수신하는 수신 수단(402)을 갖는다. 이 신호는 안테나 또는 케이블을 통해 수신된 방송 신호일 수도 있지만, 또한 VCR(Video Cassette Recorder)과 같은 저장 디바이스로부터의 신호일 수도 있다. 그때, 이미지 디스플레이 장치는 전통적인 텔레비전 수상기로서 구현될 수 있다. 신호는 또한 퍼스널 컴퓨터와 같은 컴퓨터에 의해 발생될 수도 있고, 그때 이미지 디스플레이 장치는 상기 컴퓨터용 모니터일 수도 있다. 이미지 디스플레이 장치(400)는 또한 이미지를 처리하는 이미지 처리 유닛(404) 및 처리된 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 디바이스(406)를 포함한다. 디스플레이 디바이스(406)는 서브-필드들에서 구동되는 형태의 디바이스이다. 이미지 처리 유닛은 도 3과 관련하여 설명된 바와 같이 구현된다.
본 발명은 각각 주어진 강도 레벨을 갖는 픽셀들로 이루어진 이미지에 대해 기술하였다. 본 발명은 흑백 이미지들 및 컬러 이미지들에 적용될 수 있다. 컬러 이미지에서, 픽셀은 사용되는 각 컬러에 대해 개별적인 강도 레벨을 갖는다. 그때, 본 발명에 따른 서브-필드들의 조합들의 선택은 컬러들 각각에 대해 독립적으로 수행될 수도 있다.
상술된 실시예들은 본 발명을 제한하기 보다는 예시적인 것이며, 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 다수의 대안적인 실시예들이 설계될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 청구범위에서, 괄호 안의 임의의 참조 부호들은 청구범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 단어 "포함하는"은 청구범위에 기술된 것 이외의 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 요소에 대한 단수 표현은 다수의 이러한 요소들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 본 발명은 여러 개의 별개의 요소들을 포함하는 하드웨어 및 적절히 프로그램된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 여러 수단을 열거하는 장치 청구범위에 있어서, 이러한 여러 수단들은 하나의 수단 및 동일한 하드웨어의 항목으로 구현될 수 있다.

Claims (12)

  1. 서브-필드들이라고 하는 다수의 기간에서 디스플레이 디바이스 상에 이미지를 디스플레이하는 방법으로서, 상기 디스플레이 디바이스는 상기 서브-필드들 각각에서 각 조도 레벨(illumination level)을 발생할 수 있는, 상기 이미지 디스플레이 방법에 있어서:
    - 서브-필드들의 조합들의 세트를 발생하는 단계로서, 상기 세트의 각 요소는 각 이용 가능한 조도 레벨을 나타내는, 상기 발생 단계,
    - 상기 이미지의 픽셀들에 대해서, 상기 각 픽셀들의 강도 값에 따라 상기 세트로부터 서브-필드들의 특정 조합들을 선택하는 단계, 및
    - 상기 픽셀들 각각에 대해서, 상기 특정 픽셀을 디스플레이하기 위해 서브-필드들의 상기 선택된 조합의 표시를 상기 디스플레이 디바이스에 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 세트는, 제 1 이용 가능한 조도 레벨을 나타내는 조합들 중 제 1 조합과 상기 세트에서 다음으로 높은 조도 레벨을 나타내는 상기 조합들 중 제 2 조합간의 서브-필드들에 대한 차이를 제한하면서 발생되고, 상기 제한은 상기 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되는 제한된 수의 상기 서브-필드들만이 상기 조합들 중 제 2 조합에서는 스위치 온되지 않도록 하는 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한은 상기 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되는 상기 서브-필드들 중 2개의 서브-필드들만이 상기 조합들 중 제 2 조합에서 스위치 온되지 않도록 하는 제어를 포함하는, 이미지 디스플레이 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한은 상기 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되는 상기 서브-필드들 중 하나의 서브-필드만이 상기 조합들 중 제 2 조합에서 스위치 온되지 않도록 하는 제어를 포함하는, 이미지 디스플레이 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 서브-필드는 상기 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되고 상기 조합들 중 제 2 조합에서는 스위치 온되지 않으며, 제 2 서브-필드는 상기 조합들 중 제 1 조합에서는 스위치 온되지 않고 상기 조합들 중 제 2 조합에서 스위치 온되며, 상기 제 1 서브-필드 및 상기 제 2 서브-필드는 시간적으로 인접해 있는, 이미지 디스플레이 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이용 가능한 조도 레벨들은 지각 스케일(perceptual scale) 상에서 실질적으로 균일하게 간격이 유지되어 있는, 이미지 디스플레이 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지각 스케일은 실질적으로 함수에 따라 정의되고, 여기서, L은 지각된 휘도, x는 상기 세트에서의 상기 이용 가능한 조도 레벨의 수, 및는 2와 3 사이의 상수인, 이미지 디스플레이 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    이용 가능한 조도 레벨들의 수를 증가시키기 위해 서브-필드들의 조합들의 상보 세트(complementary set)가 발생되고, 상기 상보 세트는 상기 조합들 중 특정 조합들간의 변경들에 대해 제한되지 않고, 상기 원래의 세트 및 상기 상보 세트는 이용 가능한 조도 레벨들의 전체 세트를 함께 형성하고, 상기 이미지와 선행하는 이미지 사이에 움직임이 존재하는지의 여부가 검사되며,
    움직임이 존재하는 경우에는 서브-필드들의 상기 특정 조합이 상기 원래의 세트로부터 선택되고, 움직임이 존재하지 않는 경우에는 서브-필드들의 상기 특정 조합이 상기 전체 세트로부터 선택되는, 이미지 디스플레이 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    이용 가능한 조도 레벨들의 수를 증가시키기 위해 서브-필드들의 조합들의 상보 세트가 발생되고, 상기 상보 세트는 상기 조합들 중 특정 조합들간의 상기 변경들에 대해 제한되지 않고, 상기 원래의 세트와 상기 상보 세트는 이용 가능한 조도 레벨들의 전체 세트를 함께 형성하고, 상기 이미지 내의 특정 대상 또는 영역에 대해 상기 이미지와 선행하는 이미지간에 움직임이 있는지의 여부가 결정되고,
    상기 움직임이 있는 대상의 픽셀들에 대해 서브-필드들의 상기 특정 조합이 상기 원래의 세트로부터 선택되고, 상기 움직임이 있는 대상에 속하지 않는 상기 이미지의 픽셀들에 대해 서브-필드들의 상기 특정 조합이 상기 전체 세트로부터 선택되는, 이미지 디스플레이 방법.
  9. 서브-필드들이라고 하는 다수의 기간에서 디스플레이 디바이스(406) 상에 디스플레이될 이미지를 처리하는 이미지 처리 유닛(300)으로서, 상기 디스플레이 디바이스는 상기 서브-필드들 각각에서 각 조도 레벨을 발생할 수 있는, 상기 이미지 처리 유닛(300)에 있어서:
    - 서브-필드들의 조합들의 세트를 저장하는 저장 수단(304)으로서, 상기 세트의 각 요소는 각 이용 가능한 조도 레벨에 대응하는, 상기 저장 수단(304),
    - 상기 이미지의 특정 픽셀의 강도 값에 따라 상기 세트로부터 서브-필드들의 특정 조합을 선택하는 선택 수단(310), 및
    - 상기 특정 픽셀을 디스플레이하기 위해 서브-필드들의 상기 선택된 조합의 표시를 상기 디스플레이 디바이스(406)에 전송하는 전송 수단(312)을 포함하고,
    상기 세트에서, 제 1 이용 가능한 조도 레벨을 나타내는 상기 조합들 중 제 1 조합과 상기 세트에서 다음으로 높은 조도 레벨을 나타내는 상기 조합들 중 제 2조합간의 서브-필드들에 대한 차이가 제한되고, 상기 제한은 상기 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되는 제한된 수의 서브-필드들만이 상기 조합들 중 제 2 조합에서 스위치 온되지 않도록 하는 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 처리 유닛(300).
  10. 제 9 항에 있어서,
    이용 가능한 조도 레벨들의 세트에서, 제 1 서브-필드는 상기 조합들 중 제 1 조합에서 스위치 온되고 상기 조합들 중 제 2 조합에서는 스위치 온되지 않으며, 제 2 서브-필드는 상기 조합들 중 제 1 조합에서는 스위치 온되지 않고 상기 조합들 중 제 2 조합에서 스위치 온되며, 상기 제 1 서브-필드 및 상기 제 2 서브-필드는 시간적으로 인접해 있는, 이미지 처리 유닛(300).
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 세트의 이용 가능한 조도 레벨들은 지각 스케일 상에서 실질적으로 균일하게 간격이 유지되어 있는, 이미지 처리 유닛(300).
  12. 이미지를 디스플레이하는 이미지 디스플레이 장치(400)에 있어서:
    - 상기 이미지를 나타내는 신호를 수신하는 수신 수단(402),
    - 청구항 9항, 10항 또는 11항에 청구된 바와 같은 이미지 처리 유닛(404, 300), 및
    - 상기 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 디바이스(406)를 포함하는, 이미지 디스플레이 장치(400).
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