KR20020095830A

KR20020095830A - 플라즈마 표시판에 관한 에러 확산을 구현하는 방법

Info

Publication number: KR20020095830A
Application number: KR1020010034080A
Authority: KR
Inventors: 리앙쿠에이수; 야오훙라이; 시우빈카오; 쾅랑첸
Original assignee: 충화 픽처 튜브스, 엘티디.
Priority date: 2001-06-16
Filing date: 2001-06-16
Publication date: 2002-12-28
Also published as: KR100669042B1

Abstract

플라즈마 표시판(PDP)에 관한 에러 확산 구현 방법이, PDP의 수신한 비디오 신호에 관해 반 보상과정을 실행하고; 복수의 화소의 제 1의 것에 의해 발생되는 에러를 복수의 인접 화소들에 확산시키고; 복수의 인접 화소들에 의하여 발생되는 에러들을 제 1의 화소에 의해 흡수하며; 복수의 수증량의 각각과 인접 화소들의 각각의 에러를 증가시키어 제 1의 화소의 에러 함수를 획득하게 되는 단계들로 이루어져 있다. 이는, 저 그레이 스케일의 비디오 신호의 불충분한 그레이 스케일에 기인하는 PDP의 저 레벨 윤곽의 문제를 해소하기 위하여, 비용효과와 동시에 간단한 추가회로로 성취된다.

Description

플라즈마 표시판에 관한 에러 확산을 구현하는 방법 {METHOD FOR IMPLEMENTING ERROR DIFFUSION ON PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 PDOs(플라즈마 표시판들)에 관한 것이며 더 상세하게는 그에 나타나는 저 레벨 윤곽을 해소하기 위하여 에러 확산을 구현하는 방법에 관한 것이다.

전형적인 컬러 텔레비전(TV)의 밝기는 컬러TV의 음극선관(CRT)의 물리적 특성을 활용함에 의하여 입력전압으로 환산하여 하기의 식 (1)로 표현될수 있다:

밝기= k×(V_INPUT/V_MAX)^γ(1)

다만 γ=2.2, k는 컬러TV의 그레이 스케일을 대표하는 변수(예를 들어, 컬러 TV의 그레이 스케일이 256이면 k=256), V_INPUT은 컬러TV의 그레이 스케일로 변경되는 입력전압, 그리고V_MAX는 컬러TV의 최대 그레이 스케일을 나타내기 위해 요구되는 최대전압이다. 그러므로, 컬러TV의 출력 밝기 대 입력 그레이 스케일의 관계는 곡선(도 1a)으로 표시되게 된다. 전통적으로, 비디오 신호(예를 들어, NTSC 또는 HDTV)를 보내기에 앞서, 감마(γ) 보상과정(이하 보상과정으로 칭함)이 상기 그의 물리적 특성을 활용함에 의하여 본래의 비디오 신호에 실행된다. 즉, 보상과정이 식 (1)의 γ에 관하여 실행된다. 그 자체로, 컬러TV의 출력 그레이 스케일 대 입력 밝기의 관계는 곡선(도 1b)으로 표시되게 된다. γ=0.45(즉, 1/2.2로부터 획득)의 일 실시예에서, 컬러TV가 받은 비디오 신호는 컬러TV의 CRT의 스크린 상에 나타내기 위해 이미지로 변환된다. 그러므로, 컬러TV의 출력 밝기 대 입력 밝기의 관계는 직선(도 1c)으로 표시되게 된다. 그 결과, 전형적인 컬러TV 상에는 왜곡없이 고 품질 이미지가 제시된다. 근래 구득가능한 PDPs(플라즈마 표시판들)에 관해서는 그의 패널에 관한 각각의 방전장치의 밝기가 방전수에 의해 제어된다. 그러므로, 밝기는 아래와 같이 방전수(즉, 직선)로 환산하여 하기의 식 (2)로 표현되게 된다:

밝기= k₂×방전수

다만 k₂는 PDP의 그레이 스케일을 표현하는 변수(예를 들어, PDP의 그레이 스케일이 256에 상당하면 k₂=256). 이에 비추어, 방전수가 높을수록 PDP는 더 밝다. 이는 전형적인 컬러TV가 입력 전압이 높을수록 더 밝다는 결과와 같다.

도 2a, 2b 및 2c를 참조하면, 보상과정이 PDP에 의해 수신되는 비디오 신호에 관해 전형적 컬러TV의 물리적 특성을 마찬가지로 활용함에 의하여 식 (1)에 γ=0.45를 대입하여 실행된다. 그 자체로, PDP의 출력 그레이 스케일 대 입력 밝기의 관계는 곡선(도 2a)으로 표시되게 된다. 게다가, PDP의 출력 밝기 대 입력 그레이 스케일의 관계는 직선(도 2b)으로 표시되게 된다. 그 위에, PDP가 받은 비디오 신호는 PDP의 스크린 상에 나타나는 이미지로 변환된다. 그러므로, PDP의 출력 밝기 대 입력 밝기의 관계는 식 (1)에 γ=0.45를 마찬가지로 대입함에 의하여 곡선(도 2c)으로 표시되게 된다. 그 결과, 빈약한 콘트래스트를 가진 왜곡의 이미지가 PDP에 제시된다.

전형적으로, 상기의 결점을 해소하기 위하여 반 보상과정이 실행된다. 상세히 말해, 일 실시예에서는, PDP가 받는 비디오 신호에 관해 식 (1)에 γ=0.45를 대입함에 의하여 반 보상과정이 실행된다. 그 자체로, PDP에 있어서의 출력 그레이 스케일 대 입력 그레이 스케일의 관계는 곡선(도 3b)으로 표시되게 된다. 또 다른 실시예에서는, PDP가 받는 비디오 신호에 관해 식 (1)에 γ=0.45를 대입함에 의하여 반 보상과정이 실행된다. 그러므로, PDP에 있어서의 출력 그레이 스케일 대 입력 밝기의 관계는 곡선(도 3a)으로 표시되게 된다. PDP에 제시되는 이미지에 관해서는, PDP의 출력 밝기 대 입력 그레이 스케일의 관계가 직선(도 3c)으로 표시되게 된다. 도 3a, 3b 및 3c를 조합함에 의하여, PDP에 있어서의 출력 밝기 대 입력 밝기의 관계는 직선(도 3d)으로 표시되게 된다. 환언하면, PDP에 제시되는 이미지와 수신의 비디오 신호 간에는 직선의 관계가 존재한다. 그 결과, PDP 상에는 왜곡없이 고 품질 이미지가 제시된다.

현행의 PDP에 관해서는, 신호 입력/출력과 처리가 디지털 기법에 의해 행해진다. 또한, 대개의 경우 PDP의 그레이 스케일은 2의 거듭제곱으로서 표현된다. 예를 들어, PDP에 있어서 256 그레이 스케일을 나타내기 위해 여덟 비트가 소요된다. 전형적으로, 보상과정을 실행함에 있어서는 식 (1)에 γ=0.45를 대입하기에 앞서 비디오 신호에 관한 아날로그-디지털 변환이 실행된다. 그 다음, 반 보상과정이 비디오 신호에 관한 역변환을 성취하기 위하여 식 (1)에 γ=2.2를 대입함에 의하여 실행된다. 끝으로, PDP에 이미지가 제시된다. PDP의 밝기는 그의 방전수에 비례하기 때문에, PDP의 밝기가 N cd/m²(N은 정수이다)에 상당하면 N은 PDP의최소의 밝기가 된다. 그 자체로, PDP의 밝기는 PDP의 일 방전의 배수로서 표현되게 된다. 즉, PDP의 밝기는 N의 배수이다. 그러므로, 복수의 k 방전의 밝기는 k₃×N(다만 k₃는 정의 정수)이다. 환언하면, f가 정수가 아니(예를 들어, 0.5×N의 밝기)면, f×N의 밝기는 획득할 수 없다.

상기에 비추어, PDP의 밝기는 비정수의 값(예를 들어, 소수)의 방전수에 의하여서는 표현될 수가 없다는 것이 이해된다. 그러므로 소수는 정수로 전환돼야 한다. 원래의 비디오 신호가 256 그레이 스케일의 경우에 있어서는 그레이 스케일의 수가, 반 보상과정을 그 후에 실행하기 위하여 아날로그-디지털 변환 그리고 계속하여 γ=2.2을 식 (1)에 대입함에 의하여 우선 처리되는 후에 184로 감소된다. 원래의 비디오 신호가 22 그레이 스케일인 경우에 있어서는, γ=2.2을 식 (1)에 대입함에 의하여 역변환이 실행되는 다음에 1.62738로 감소된다. 그레이 스케일의 소수가 PDP 상에는 제시될 수 없기 때문에 1.62738 보다는 값 일의 그레이 스케일 만이 PDP에 제시된다(하기 표 1 참조).

원래 비디오 신호의그레이 스케일	γ=2.2 변환 후의그레이 스케일	PDP에 나타난 이미지 의 그레이 스케일
1	0.001295	0
2	0.005949	0
3	0.014515	0
…	…	…
21	1.049625	1
22	1.162738	1
…	…	…
29	2.135145	2
30	2.30048	2
…	…	…
43	5.079049	5
44	5.342539	5
45	5.613314	5
…	…	…
255	255	255
합계 그레이 스케일= 256	합계 그레이 스케일= 256	합계 그레이 스케일= 184

그러므로, 비디오 신호의 부족한 그레이 스케일의 문제가 상기 반 보상과정 후에 저 그레이 스케일의 범위 내에 야기되며, 차례로 저 레벨 윤곽이 저 그레이 스케일의 범위 내에 야기된다. 필연적으로, 빈약한 콘트래스트의 그레이 스케일이 저 그레이 스케일의 범위 내에 야기된다. 이는 이미지 질을 떨어뜨릴 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은, PDP의 수신한 비디오 신호에 관해 반 보상과정을 실행하고; 복수의 화소의 제 1의 것에 의해 발생되는 에러를 복수의 인접 화소들에 확산시키고; 복수의 인접 화소들에 의하여 발생되는 에러들을 제 1의 화소에 의해 흡수하며; 복수의 수 증량의 각각과 인접 화소들의 각각의 에러를 증가시키어 제 1의 화소의 에러 함수를 획득하게 되는 단계들로 이루어지는, 플라즈마 표시판(PDP)에 관한 에러 확산을 구현하는 방법을 제공하는 데 있다. 이는, 저 그레이 스케일 범위 내의 비디오 신호의 부족한 그레이 스케일에 기인하는 PDP에 있어서의 저 레벨 윤곽의 문제를 해소하기 위하여 에러 확산을 구현하는, 비용효과적인 동시에 간단한 추가회로를 활용한다.

본 발명의 상기 및 타의 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부의 도면으로 행해지는 하기의 상세한 설명에서 명료해질 것이다.

도 1a는 전통적인 컬러TV의 출력 그레이 스케일 대 입력 밝기의 관계를 보이는 그래프;

도 1b는 전통적인 컬러TV의 출력 밝기 대 입력 그레이 스케일의 관계를 보이는 그래프;

도 1c는 전통적인 컬러TV의 출력 밝기 대 입력 밝기의 관계를 보이는 그래프;

도 2a는 전통적인 플라즈마 표시판(PDP)의 출력 그레이 스케일 대 입력 밝기의 관계를 보이는 그래프;

도 2b는 전통적인 PDP의 출력 밝기 대 입력 그레이 스케일의 관계를 보이는 그래프;

도 2c는 전통적인 PDP의 출력 밝기 대 입력 밝기의 관계를 보이는 그래프;

도 3a는 전통적인 PDP의, 그에 반 보상과정이 실행되는 다음의 출력 그레이 스케일 대 입력 밝기의 관계를 보이는 그래프;

도 3b는 전통적인 PDP의, 그에 반 보상과정이 실행되는 다음의 출력 그레이 스케일 대 입력 그레이 스케일의 관계를 보이는 그래프;

도 3c는 전통적인 PDP의, 그에 반 보상과정이 실행되는 다음의 출력 밝기 대 입력 그레이 스케일의 관계를 보이는 그래프;

도 3d는 전통적인 PDP의, 그에 반 보상과정이 실행되는 다음의 출력 밝기 대입력 밝기의 관계를 보이는 그래프;

도 4a는 전통적인 기법으로 충족되는 인접의 여덟 화소에 확산되는 화소에 의해 발생되는 에러를 예시하는 그래프;

도 4b는 인접의 화소들에 의해 발생되는 에러가 중앙의 화소에(즉, 흡수되어) 확산되는 도 4a와 유사한 그래프;

도 5a는 아흡의 인접 화소들이 다섯의 인접 화소로 단순화되는 것을 예시하는 그래프;

도 5b는 넷의 인접 화소들에 의해 발생되는 에러가 중앙의 화소에(즉, 흡수되어) 확산되는 도 5a와 유사한 그래프;

도 6은 넷의 인접 화소들에 의해 발생되는 에러들이 가중되는, 도 5b와 유사한 그래프;

도 7은 전통적인 기법으로 획득되는 출력 그레이 스케일 대 입력 그레이 스케일의 관계를 보이는 그래프; 그리고

도 8은, 에러 확산 보충 전(즉, 선행 기술)과 에러 확산 보충 후(즉, 본 발명에 따른 방법)후의 곡선들이 비교를 위해 표시돼 있는 출력 그레이 스케일 대입력 그레이 스케일의 관계를 보이는, 도 7의 부분의 확대 그래프이다.

전형적으로, 저 그레이 스케일 범위 내의 부족한 비디오 신호에 기인하는 PDP에 있어서의 저 레벨 윤곽의 문제를 해소하기 위하여, PDP의 비디오 신호를 보상하여 에러 확산 구현을 실행한다. 상기 에러 확산 구현을 실행하기에 앞서 에러(표 2 참조)를 명확히 하는 것이 필요하다.

본래 비디오 신호의그레이 스케일	γ=2.2 변환 후의그레이 스케일
0-14	0
15-24	1
25-31	2
32-36	3
37-40	4
41-44	5
45-48	6
49-51	7
52-54	8
55-57	9
58-59	10
…	…
255	255
합계 그레이 스케일=256	합계 그레이 스케일=184

예를 들어, 아날로그-디지털 변환으로의 우선 처리후의 비디오 신호는 1의그레이 스케일을 가진다. 계속하여, 반 보상과정을 실행하기 위해 γ=2.2를 식 (1)에 대입한다. 그 결과, 비디오 신호의 그레이 스케일은 0.001295로 감소된다. 상기의 기재와 같이, 그레이 스케일의 소수는 PDP에 제시될 수 없기 때문에 0.001295 보다는 값 영의 그레이 스케일 만이 PDP에 제시된다. 즉, 그레이 스케일에는 0.001295의 에러가 있다. 마찬가지로, 또 다른 예에 있어서는, 아날로그-디지털 변환으로의 우선 처리 후의 비디오 신호는 30의 그레이 스케일을 가진다. 계속하여, 반 보상과정을 실행하기 위해 γ=2.2를 식 (1)에 대입한다. 그 결과, 비디오 신호의 그레이 스케일은 2.30048로 감소된다. 상기의 기재와 같이, 그레이 스케일의 소수는 PDP에 제시될 수 없기 때문에 2.30048 보다는 값 둘의 그레이 스케일 만이 PDP에 제시된다. 즉, 그레이 스케일에는 0.30048의 에러가 있다. 상기에 비추어, 그러한 에러의 발생은 PDP상에 제시될 수 없는 그레이 스케일의 소수에 의해 모조리 야기된다(즉, 정수 그레이 스케일 만이 나타난다).

도 4a를 참조하여, PDP 상의 중앙 화소에 의해 발생되는 에러는 전통적인 기법으로 인접의 여덟 화소에 확산된다. 마찬가지로, 여덟의 인접 화소에 의해 발생되는 에러는 중앙의 화소에 (즉, 흡수되어) 확산된다(도 4b). 여덟의 인접 화소에 의해 발생되는 에러를 각 화소가 흡수할 수 있기 때문에 소수를 떼어버리는 그레이 스케일은 반 보상과정에서 여덟의 인접 화소의 에러의 추가에 기인하여 정수가 되게 진행시키게 된다. 환언하면, 상기 소수의 그레이 스케일은 예기한 대로 우수리가 없어지지 않는다. 그러므로, 획득의 그레이 스케일은 정확하지 않다. 그 위에, PDP 상의 에러 확산을 구현하는 실용회로가 또한 고려된다. 전형적인 기법에 있어서는, 아흡의 인접 화소가 다섯의 인접 화소(예를 들어, 도 5a와 도 5b의 A, B, C, D, 및 E)로 단순화된다. 게다가, 화소 A, B, C 및 D에 의해 발생되는 에러는 중앙의 화소에 (즉, 흡수되어) 확산된다. 상기 에러 확산에 의한 최적의 가시효과를 획득하기 위해, 적당한 수 증량이 상이한 위치의 각 화소에 의해 증가된다. 예를 들어, 1/16, 5/16, 3/16 및 7/16이 각각 화소 A, B, C 및 D에 의해 증가된다(도 6). 그러므로, 에러 확산 구현 후의 화소 E의 그레이 스케일 P'는 원래 그레이 스케일 P와 에러 함수 Err(f)의 부가로 하기의 식 (3)에서와 같이 표현되게 된다:

P'= P + Err(f) (3)

다만 에러 함수 Err(f)는 각각이 관련 증량과 그의 에러 함수의 배수인 넷의 인접화소의 부가로서 하기의 식 (4)에서와 같이 표현된다:

Err(f)=1/16 Err(A)+5/16 Err(B)+3/16 Err(C)+7/16 Err(D) (4).

PDP 상의 에러 확산 구현 전과 후의 비디오 신호의 그레이 스케일의 변화는 도 7을 참조하여 가장 잘 설명될 수 있다. 도 7의 그래프는, 비디오 신호에 관한 감마 반 보상 수행 후의 출력 그레이 스케일 대 입력 그레이 스케일의 관계를 보이고 있다. 불행히도, 에러 확산이 구현되기 전과 후의 전체 범위의 그레이 스케일에 있어서의 비디오 신호의 그레이 스케일의 중요 변화를 관찰할 수가 없다. 출력 그레이 스케일 대 입력 그레이 스케일의 관계를 더 나아가 설명하기 위하여 0 내지 80의 그레이 스케일 범위의 곡선 부분을 도 8에 확대하고 있다. 도시와 같이, 반 보상과정을 수행하기 위하여 식 (1)에 γ=2.2를 대입하여 지그재그 선이 획득된다. 저 레벨 윤곽의 이미지를 차례로 야기하는 저 그레이 스케일 부분에는 불연속점이 있음이 관측된다. 비교하면, 굵은 선은 반 보상과정을 수행하기 위하여 식 (1)에 γ=2.2를 대입하여 획득되며 그 선에 에러 확산이 또한 구현된다. 이 굵은 선이 사실상 연속하여 원만한 것이 관측된다. 그 결과, 저 레벨 윤곽의 이미지가 많이 개선된다.

실제의 기법에 있어서는, 식 (3)과 (4)에 표현되는 바와 같이 에러 확산 구현을 실시하기 위하여 PDP의 제어 회로에 추가의 증식회로가 통합될 것이 요구된다. 그러나, 그 것은 복잡한 증식회로 디자인을 필요로하여 제작의 어려움의 증대에 귀착하는 것이다.

상기의 문제를 해소하기 위하여, PDP에 관한 에러 확산 구현 방법은 전통적으로 소수에 의해 표현되는 증량이 본 발명에 의해 상기와는 다른 것에 전환되는 것으로 실시된다. 이는, 아래의 상세한 기재와 같이 저 비용효과와 간단한 방식의 추가회로를 활용한다.

도 5a와 5b를 다시 참조하여, 에러 확산 구현에 의해 최적의 가시효과를 획득하기 위하여 화소 E는 인접 화소 A, B, C 및 D에 의해 발생되는 에러들을 흡수하게 된다. 그 위에 적당한 증량이 각각의 화소 A, B, C 및 D에 의해 각각 증가된다. 그러므로, 에러 함수 Err(f)는 아래의 식 (5)로 표현되게 된다:

Err(f)= w1 Err(A)+w2 Err(B)+w3 Err(C)+w4 Err(D) (5)

다만 w1, w2, w3 및 w4의 각각은 관련 화소의 증량이다. 본 발명의 우선의 실시양태에 있어서는, w1, w2, w3 및 w4의 각각이 정수(예를 들어,2)의 음의 거듭제곱또는 정수(예를 들어, 2)의 음의 거듭제곱을 각각이 가지는 복수의 것의 가산에 의해 표현되게 된다. 예를 들어, w1=1/16=2^-4, w2=5/16=1/16+2/16+2/16=1/16+1/4=2^-4+2^-2, w3=3/16=1/16+2/16=1/16+1/8=2^-4+2^-3, 및 w4=7/16=1/16+2/16+4/16= 1/16+1/8+1/4= 2^-4+2^-3+2^-2. 상기 w1, w2, w3 및 w4를 식 (5)에 대입하여, 에러 함수 Err(f)를 하기의 식 (6)으로 표현할 수가 있다:

Err(f)=2^-4Err(A)+(2^-4+2^-2Err(B)+(2^-4+2^-3)Err(C)+(2^-4+2^-3+2^-2)Err(D) (6)

식 (6)과 (4)를 비교하여, 소수에 의하여 전통적으로 표현되는 각각의 증량이 본 발명에 의하여 정수 2의 음의 거듭제곱 또는 정수 2의 음의 거듭제곱을 각각이 가지는 복수의 것의 가산으로 변환된다는 것을 발견한다. 이는, 에러 확산의 구현에 있어서 비용효과와 동시에 간단한 추가회로를 활용하여, 선행 기술에서 체험하는 소수의 그레이 스케일에 의해 야기되는 에러의 배제에 귀착하는 것이다.

한 시점에서 보이는 화상과 다른 시점에서 보이는 화상(즉, 동적 화상)이 다르기 때문에, 한 화상에서 한 화소에 의해 발생되는 하나의 에러와 다른 화상의 같은 화소에 의해 발생되는 에러는 다를 수가 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 PDP에 관한 에러 확산을 구현하는 또 다른 우선 실시양태의 방법에 있어서, 시변 증량 함수(예를 들어, d1(t), d2(t), d3(t), 또는 d4(t))는 관련 수의 증량에 의하여 증대된다. 따라서, 에러 함수 Err(f)는 하기의 식 (7)로 표현될 수 있다:

Err(f)=w1 d1(t)Err(A)+w2 d2(t)Err(B)+w3 d3(t)(Err(C)+w4 d4(t)Err(D) (7).

그 결과 PDP 상에는 최적의 이미지가 제시된다.

발명을 특정한 실시양태의 수단에 의해 설명하였는 바, 청구의 범위에 설정된 발명의 범위와 정신을 일탈함이 없이 기술에 숙련한 이들에 의해 많은 변경과 변화들을 이룰 수 있을 것이다.

Claims

플라즈마 표시판(PDP)에 관한 에러 확산을 구현하는 방법으로서,

(a) 상기 PDP의 수신한 비디오 신호에 관해 반 보상과정을 실행하고;

(b) 복수의 인접 화소의 제 1의 것에 의해 발생되는 에러를 복수의 인접 화소들에 확산시키고;

(c) 상기 복수의 인접 화소들에 의하여 발생되는 에러들을 상기 제 1의 화소에 의해 흡수하며;

(d) 복수의 수 증량의 각각과 상기 인접 화소들의 각각의 상기 에러를 증가시키어 상기 제 1의 화소의 에러 함수를 획득하게 되는,

단계들로 이루어지는, 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 에러 확산 수행이 상기 PDP의 추가회로에 의해 실시되는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 증량의 각각이 정수의 음의 거듭제곱에 의해 표현되는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 증량의 각각이 정수의 음의 거듭제곱를 가지는 복수의 것에 의해 표현되는 방법.
제 1 항에 있어서,

각각의 단계 (b)와 (c)에서 상기 복수의 인접 화소의 수가 여덟인 방법.
제 1 항에 있어서,

각각의 단계 (b)와 (c)에서 상기 복수의 인접 화소의 수가 넷인 방법.
제 1 항에 있어서,

각각의 상기 증량이 시변 증량 함수에 의하여 더 증대되는 방법.