KR20040025849A - 플라즈마 디스플레이 패널을 위한 비디오 코딩 방법 및시스템 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널을 위한 비디오 코딩 방법 및시스템 Download PDF

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디디에르 도이엔
세바스티엔 바이트브러시
세드릭 디볼트
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톰슨 라이센싱 소시에떼 아노님
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Abstract

본 발명은, 디스플레이된 비디오 코드의 시간 중심점(temporal centre of gravity)에 기초하여 GCC 코딩의 성능을 향상시키는 코딩 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라, GCC 코딩을 구현하기 위하여 선택될 수 있는 비디오 레벨의 수는 비디오 레벨 디스플레이 프레임 내에서 서브필드의 수를 증가시킴으로써 증가된다. 서브필드 수의 이러한 증가는, 비디오 이미지 디스플레이 프레임의 적어도 두 서브필드 동안에 PDP의 적어도 두 인접 행의 셀들을 동시에 어드레싱함으로써 이루어질 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널을 위한 비디오 코딩 방법 및 시스템{VIDEO CODING METHOD AND SYSTEM FOR A PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 내의 거짓 윤곽(false contouring) 효과가 보정될 수 있게 하는 비디오 코딩 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로 본 발명은 어드레싱 동작 및 디스플레이 동작이 분리되어 있는 타입의 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 기술은 대형 평판 디스플레이 스크린의 생산을 가능하게 한다. PDP는 일반적으로, 장벽 리브들에 의해 둘러싸인 최소단위 공간들이 형성되어 있는 가스-충진 공간을 그 사이에 가지고 있는 두 개의 절연 플레이트를 포함한다. 두 플레이트 중 하나에는 행전극들(row electrodes)의 어레이가 배치되고, 다른 하나에는 열전극들(column electrodes)의 어레이가 배치된다. 하나의 최소단위 셀은, 상기 최소단위 공간의 양측면 각각에 배치되어 있는 적어도 하나의 열전극 및 하나의 행전극을 가진 하나의 최소단위 공간에 대응한다. 임의의 최소단위 셀을 활성화하기 위해서는, 상기 셀의 행 및 열 전극 사이에 전압을 인가함으로써 대응하는 최소단위 공간 내에 전기 방전을 발생시킨다. 그러면 전기방전에 의해 상기 최소단위 셀 내에서 UV광선이 방출된다. 상기 셀의 벽에 증착되어 있는 형광체는 이 UV광선을 가시광선으로 변환시킨다. 셀은 그 벽에 증착되어 있는 형광체의성질에 따라 적색, 녹색 또는 청색이 된다.
셀의 전극에 인가되는 전압 신호의 진폭을 조절함으로써 비디오 레벨들이 얻어지는 음극선관 또는 액정 스크린과 달리, PDP는 원하는 그레이 레벨에 따라 하나의 비디오 프레임 동안에 셀들이 온상태로 되는 시간(on time) 또는 점화 지속시간을 조절함으로써 즉 셀 내에 포함되어 있는 가스를 더 긴 동안 또는 짧은 동안 여기시킴으로써 비디오 레벨을 조절한다. 이때 인간의 눈은 시간통합을 수행하여 상기 그레이 레벨을 재생성한다.
결과적으로, PDP의 셀은 단지 두 개의 상태, 즉 온 (여기된) 상태 또는 오프 (비여기된) 상태만을 가진다. 셀은 원하는 점화 지속시간 동안 서스테인 펄스(sustain pulse)라고 불리우는 연속적인 펄스들을 보냄으로써 이 상태들 중 하나로 유지된다. 셀은 통상적으로 어드레스 펄스(address pulse)라고 불리우는 더 높은 전기 펄스를 보냄으로써 어드레싱된다. 셀의 소거 또는 삭제는 감쇠 방전(damped discharge)을 사용하여 셀의 내부에서 전하를 제거함으로써 이루어진다.
비디오 프레임 동안에 셀의 연속적인 온 및 오프 상태의 지속기간을 조절함으로써 다양한 그레이 레벨(grey level)들이 얻어진다. 프레임은 각각에서 해당 셀이 온 또는 오프 중 어느 하나일 수 있는 서브필드라고 불리우는 주기들로 나뉘어진다. 인간의 눈은 원하는 그레이 레벨을 재생성하도록 해당 셀의 발광 주기들을 통합한다.
도 1은 비디오 프레임 내의 종래 서브필드 구성을 도시한다. 비디오 프레임의 지속시간 T는 국가에 따라 16.6 또는 20 ㎳ 이다. 256개의 가능한 그레이 레벨로 이미지를 디스플레이하기 위하여 최소한 여덟개의 서브필드(SF1 내지 SF8로 표시됨)가 상기 프레임에 제공된다. 서브필드 각각은 최소단위 지속시간 T0의 배수인 지속시간 Til의 발광 주기 동안 셀을 턴온시키거나 또는 턴온시키지 않거나 한다. 이를 위하여 각각의 서브필드는 지속시간 Tad인 어드레스 주기 및 특정 지속시간 Til인 발광 주기(도면에서 해칭된 부분)를 포함한다. 지속시간 Tad는 모든 서브필드에 대하여 동일하며 Nl×Tae(여기서 Nl은 이미지 내의 라인 수이고 Tae는 라인 어드레스 시간)과 같다. 한편, 지속시간 Til은 각각의 서브필드에 따라 다르며 p ×T0(여기서 p는 문제의 서브필드의 가중치를 표시하는 정수)와 같다. 도 1에 도시된 예에서, 서브필드 SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7 및 SF8은 각각의 가중치로서 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 및 128을 가진다. 이런 방식으로, 각각의 컬러 성분(R 또는 G 또는 B)의 비디오 레벨은, 각각의 비트가 해당 프레임의 서브필드 하나와 연관되어 있는, 하나의 8-비트 워드에 의해 표현될 것이다. 물론 더 많은 수의 서브필드를 가진 다른 서브필드 구성 또는 다른 가중치를 가진 다른 서브필드 구성이 채용될 수 있다.
비록 이 PDP 기술이 작은 두께의 대형 스크린의 생산가능성을 제공한다고 하더라도, 이 기술은 디스플레이된 이미지의 품질을 열화시키는 단점들을 가지고 있다. 이들 단점들은 비디오 프레임의 진행시간에 걸쳐 발광 주기들을 시간 통합하는것과 연관된다. 특히 스크린의 한 점이 여러개의 연속적인 이미지 동안에 이동할 때, 거짓 윤곽 문제가 발생한다. 이 결함은, 해당 이미지 내에서 그레이 레벨이 통상적으로는 거의 지각할 수 없는 더 어두운 또는 더 밝은 대역으로 천이하는 현상으로 나타난다.
이 거짓 윤곽 문제는 도 2에 예시되는데, 상기 도 2는 127번 그레이 레벨과 128번 그레이 레벨 사이에서 천이가 발생하는 두 개의 연속 프레임 F 및 F+1 에 대한 서브필드를 도시하고 있다. 이 천이는 두 프레임 사이에 4개의 픽셀만큼 움직인다. 도면에서, y-축은 시간축이고 x-축은 상기 프레임들 동안에 디스플레이되는 이미지들의 픽셀들을 나타낸다. 눈에 의해 수행되는 통합은 도면에 도시된 사선을 따르는 시간에 걸쳐 통합하는 것으로 되며, 이때 상기 눈은 천이의 움직임을 따라가는 경향이 있다. 따라서 눈은 서로다른 픽셀들로부터 오는 정보를 통합한다. 이러한 통합의 결과, 127번 및 128번 그레이 레벨들 사이의 천이 순간에 그레이 레벨이 0(zero)으로 되는 현상이 나타난다. 이러한 0번 그레이 레벨을 통과하는 것은 상기 천이시 어두운 대역을 생성시킨다. 역의 경우에, 즉 만약 128번 레벨에서 127번 레벨로 천이가 되는 경우, 해당 천이 순간에 밝은 대역에 대응하는 255번 레벨이 나타난다.
이 결함을 보정하기 위한 첫번째 기존 해결책은 통합 에러를 감소시키기 위하여 서브필드의 높은 가중치를 "분할"하는 것으로 이루어진다. 도 3은 도 2에서와 같지만 가중치 32, 64 및 128인 3개의 서브필드 대신 가중치 32인 7개의 서브필드를 갖는 천이를 도시한다. 이때 통합 에러는 기껏해야 그레이 레벨값 32이다. 또한그레이 레벨들을 다르게 분포시키는 것도 가능하지만, 여전히 통합 에러는 남아있다.
유럽 특허 출원 번호 제 0 978 817 호에서, 거짓 윤곽 효과는 이미지의 픽셀 블록을 위한 움직임 벡터를 결정하는 움직임 추정기(movement estimator)를 사용하여 보상된다. 이 특허 출원의 기본 아이디어는, 눈이 정확한 정보를 통합하도록 이미지가 디스플레이되는 동안에 눈의 움직임을 검출하고 움직임-보상된 데이터를 셀에 전달하는 것이다. 이 방법은 도 4에 예시된다. 이러한 보정은, 인간의 눈이 수행하게 될 통합을 예견할 수 있도록 이미지들 사이에서 관찰되는 움직임에 따라 서브필드들을 공간적으로 바꾸어 배치하는 것으로 이루어진다. 서브필드들은 각자의 가중치에 따라 그리고 비디오 프레임 내에서 각자의 시간적인 위치에 따라 다르게 바꾸어 배치된다. 이 해결책은 해당 이미지의 각각의 픽셀 또는 각각의 픽셀 블록에 대하여 움직임 벡터를 계산하는 움직임 추정기가 필요하다. 각각의 픽셀에 대하여, 대응하는 움직임 벡터는 연관된 코드 워드를 그 움직임 벡터의 방향으로 이동시키는데 사용된다. 따라서 이미지의 픽셀을 위한 코드 워드는 재계산된다. 이 해결책은 거짓 윤곽 효과를 야기시키는 천이시 양호한 결과를 제공하지만 높은 계산 속도를 가지는 움직임 추정기의 구현이 필요하다. 이 추정기는 상대적으로 고가이며 생산하기도 쉽지 않다.
거짓 윤곽 효과를 보상하기 위한 또 다른 해결책은 "증분 코딩 (incremental coding)"이라 불리는 새로운 타입의 코딩에 기초한다. 이 코딩 방법은 예컨대 유럽 특허 출원 EP-A 952 569 에 기술되어 있다. 이 방법에서, 작은 수의 코드 워드들만이 스크린 상에 이미지를 디스플레이 하는데 사용된다. 사용된 코드들은 두 개의 "온"(다른 예에서는 "오프") 서브필드 사이에 하나의 "오프" (상기 다른 예에서는 "온") 서브필드를 포함하고 있지 않는다는 특징을 가진다. 이러한 특징에 의해 거짓 윤곽 효과를 완전히 제거할 수 있지만, 사용될 수 있는 코드의 갯수(n개의 서브필드를 가진 프레임에 있어 n+1개의 가능한 코드)가 매우 제한된다. 다른 코드(사용될 수 없는)에 대응하는 그레이 레벨들은 당업자라면 잘 알고 있는 에러 분산 또는 "디더링(dithering)" 기술에 의해 스크린 상에서 재구성된다. 이러한 코딩의 주요 단점은, 스크린 상에 디스플레이될 수 있는 그레이 레벨의 수가 작고, 디더링 기술이라 하더라도 이미지의 손실된 그레이 레벨들을 항상 회복시킬 수 있는 것이 아니라는 점이다.
마지막으로, 새로운 코딩을 채용하며 적은 디더링 노이즈(noise)를 도입하는 최근의 해결책이 있다. 이 해결책은 2001년 5월 8일에 출원된 유럽 특허 출원 번호 01250158.1에 기술되어 있다. 이 새로운 코딩은 n 개의 서브필드를 가지는 하나의 프레임 구조로 디스플레이될 수 있는 p 개의 비디오 레벨에서 m 개의 비디오 레벨을 선택하는 것(여기서 n < m < p)으로 이루어진다. m 개의 비디오 레벨은, 제 1 미리결정된 한계값으로 떨어진 낮은 비디오 레벨들 및/또는 제 2 미리결정된 한계값으로부터 높은 비디오 레벨들을 제외하고, 각자의 코드 워드에 의해 생성된 조명의 시간 중심점(temporal centre of gravity)이 해당 비디오 레벨과 연속적으로 증가하도록, 선택된다. 이것은 즉, m 개의 선택된 레벨에 속하는 두 개의 레벨 GL1 및 GL2 ( 여기서 GL1 > GL2 )에 있어서, 레벨 GL1 과 연관된 코드 워드의 시간 중심점이 레벨 GL2 와 연관된 코드 워드의 시간 중심점보다 더 높다는 것을 의미한다.
임의의 코드 워드에 의해 생성되는 발광의 시간 중심점은 다음의 공식:
에 따라 계산되며, 여기서:
- CG(코드)는 문제의 코드워드의 중심점이며;
- W(SFi)는 프레임의 i번째 서브필드(SFi)의 가중치를 표시하며;
- di(코드)는 만약 i번째 서브필드가 문제의 코드에 대해 온 상태이면 1이고, 그렇지 않으면 0이며;
- CG(SFi)는 i번째 서브필드의 중심점이다.
i번째 서브필드의 중심점 즉 CG(SFi)는 다음:
CG(SF i ) = D(SF i ) + Dur(SF i )/2
에 의해 계산되고, 여기서 : - D(SFi)는 i번째 서브필드의 시간 시작 점이며;
- Dur(SFi)는 i번째 서브필드의 지속시간이다.
이후부터는 GCC (Gravity Centre Coding: 중심 코딩)라 지칭될, 이러한 코딩에 의해, 비디오 레벨의 함수로서 선택된 코드의 중심점을 보여주는 곡선은 적어도상기 제 1 및 제 2의 미리결정된 한계값들 사이에서 변화가 없고, 그럼으로써 거짓 윤곽 효과를 제거할 수 있게 한다. 더욱이, 이 코딩으로 디스플레이될 수 있는 비디오 레벨의 갯수는 증분 코딩에서보다 더 많고, 그럼으로써 디더링 노이즈가 감소되도록 한다.
GCC 코딩은 도 5 내지 도 7에 도시된다. 도 5는 11개 서브필드를 포함하는 프레임 구조에서 가능한 모든 비디오 워드의 시간 중심점을 도시하며, 이들 서브필드의 가중치는 :
1 - 2 - 4 - 7 - 11 - 16 - 23 - 32 - 43 - 56 - 60
이다. y-축은 중심점 값을 나타내고 x-축은 코드워드의 비디오 레벨을 나타낸다. 11개의 서브필드가 존재하므로, 256개의 비디오 레벨에 대해 211즉 2048개의 가능한 코드 조합이 존재한다. 따라서 각각의 비디오 레벨에 대응하여 하나 이상의 코드 워드가 존재하며 따라서 하나 이상의 중심점이 존재한다. 중심점은 위에서 언급된 공식에 따라 계산된다. 이 계산에 있어서 각각의 서브필드를 어드레싱하고 삭제하는데 1 ㎳ 의 총시간과 (해당 프레임의 모든 서브필드의 발광 주기들의 합에 대응하는) 5.10 ㎳의 최대 발광 시간 Tmax가 고려되었는데, 상기 최대 발광 시간은 가중치 1 인 서브필드에 대해 0.02 ㎳ 의 발광시간, 가중치 2 인 서브필드에 대해 0.04 ㎳ 의 발광시간, ..., 및 가중치 60인 서브필드에 대해 1.2 ㎳ 의 발광시간을 제공한다. 이 경우 대응하는 프레임은 16.1 ㎳ 의 지속시간을 가지는데, 이는 60 ㎐ 의 주파수에 대응한다.
도 6은 각각의 비디오 레벨에 대해 가장 낮은 중심점 값을 도시한다. 임의의 비디오 레벨을 코딩하기 위하여 가장 낮은 중심점을 가지는 비디오 워드를 사용하는 것이 일반적인데, 낮은 가중치의 서브필드가 사용되기 때문에 가장 적은 거짓 윤곽 효과를 도입하는 것은 이러한 비디오 워드이기 때문이다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 값들에 의해 정의된 곡선은 변화하며, 필연적으로 거짓 윤곽 효과를 도입할 수밖에 없는 도약 부분들(jumps)을 가진다.
GCC 코딩은, 변화없는 중심점 곡선을 얻기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 제한된 갯수의 비디오 레벨만을 선택함으로써 이들 거짓 윤곽 효과를 제거하는 것을 목적으로 한다. 선택된 비디오 레벨들은 도면에서 작은 검정 다이아몬드에 의해 표시되어 있다.
이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, GCC 코딩에 부합하는 레벨의 수는 상대적으로 적을 수 있다. 따라서 선택된 비디오 레벨의 갯수는 적고, 이것은 비디오 이미지를 디스플레이할 때 항상 디더링 노이즈가 존재한다는 것을 의미한다.
본 발명의 주요 목적은 상술한 단점을 경감시키는 것이다.
본 발명에 따라, PDP 셀의 최대 발광 시간 Tmax을 감소시킴없이 프레임 내의 서브필드의 수를 증가시킴으로써 각각의 비디오 레벨을 위한 가능한 코드의 갯수를 증가시키는 기술이 제안된다. 이에 따라, GCC 코딩의 구현을 위해 선택될 수 있는 비디오 레벨의 갯수가 증가된다.
본 발명에 따라, 이러한 서브필수 수의 증가는, 비디오 이미지 디스플레이 프레임의 적어도 두 서브필드 동안에 PDP의 적어도 두 인접하는 라인의 셀들을 동시에 어드레싱함으로써 이루어질 수 있다.
도 1은 PDP에서 비디오 이미지를 위한 디스플레이 프레임을 형성하는 서브필드를 도시하는 개략도.
도 2는 PDP 상에서 비디오 이미지 디스플레이 동안의 거짓 윤곽 효과(false contouring effects)를 도시하는 개략도.
도 3 및 도 4는 거짓 윤곽 효과를 제한시키기 위한 제 1 및 제 2의 기존 해결책을 도시하는 개략도.
도 5 내지 도 7은 GCC 코딩라고 불리우는 제 3의 기존 해결책을 도시하는 개략도.
도 8은 대응하는 비디오 레벨들의 함수로서 14-서브필드 프레임 구조에서 가능한 16384 개 비디오 워드의 시간 중심점을 도시하는 개략도.
도 9는 14-서브필드 구조에서 본 발명에 따라 선택된 비디오 워드를 도시하는 개략도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 방법을 구현하는 두 회로를 도시하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
100, 110 : 탈감마 블록200 : 에러분산 및 양자화 블록
300,210 : BLR 코딩 블록310,400 : 라인 메모리
410 : 선택 블록
따라서, 본 발명은 행열로 배열되어 있는 복수의 셀을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 비디오 이미지를 코딩하는 방법으로서, 이미지의 픽셀의 비디오 레벨은 n-비트 비디오 워드에 의해 정의되며, 각각의 상기 비트는 각자의 상태에 따라 서브필드라고 불리우는 특정 시간 동안 각자가 어드레싱되어 있는 셀을 발광시키거나 또는 발광시키지 않는다. 패널의 두 인접된 행과 동일한 열에 위치되어 있는 한 쌍의 셀(C1, C2)에 의해 디스플레이될 비디오 레벨 GL1 및 GL2 에 대하여, 비디오 워드 VW1 및 VW2가 선택되는데, 상기 워드들은 이미지를 디스플레이하는 순간 두 셀에 동시에 어드레싱된 적어도 하나의 공통 비트를 포함하고 또한 비디오 레벨 GL1 및 GL2와 동일하거나 또는 대략적으로 동일한 레벨들에 대응하며, 여기서 만약 GL1 > GL2 이면, 비디오 워드 VW1 에 의해 생성된 발광의 시간 중심점이 비디오 워드 VW2 에 의해 생성된 발광의 시간 중심점보다 더 크다.
선택된 비디오 워드 VW1 및 VW2는 k 개의 공통 비트를 포함하는 것이 바람직하며, 각각의 공통 비트는 비디오 프레임의 공통 서브필드라고 불리우는 것 동안에 상기 쌍에서 두 셀에 동시 어드레싱되어 있고, k 는 1 보다 크다.
제 1 실시예에 따라, 비디오 워드 VW1 및 VW2를 선택하기 위하여, 다음의 단계들이 수행된다:
(a) 대응하는 비디오 레벨이 증가함에 따라 그 시간 중심점이 연속적으로 증가하는, p 개의 비디오 워드로 된 세트가 정의되는 단계와;
(b) 각자의 대응하는 비디오 레벨 GL' 및 GL2'이 각각 상기 비디오 레벨 GL1 및 GL2 와 동일하거나 대략 동일한 비디오 워드들이, 상기 p 개의 비디오 워드로부터 결정되는 단계와;
(c) 단계 (b)에서 결정된 비디오 워드들 중 하나 또는 다른 하나가 선택되는 단계; 및
(d) 그 시간 중심점 및 비디오 레벨이 단계 (c)에서 선택되지 아니한 비디오 워드의 시간 중심점 및 비디오 레벨과 가장 가까운 비디오 워드가, 공통 서브필드를 위해 선택된 비디오 워드와 동일한 값을 포함하는 비트들을 가지는 모든 가능한 비디오 워드들로부터 선택되는 단계.
제 2 실시예에 따라, 비디오 워드 VW1 및 VW2를 선택하기 위하여, 다음의 단계들이 수행된다:
(a) 대응하는 비디오 레벨이 증가함에 따라 그 시간 중심점이 연속적으로 증가하는, p 개의 비디오 워드로 된 세트가 정의되는 단계와;
(b) 각자의 대응하는 비디오 레벨 GL' 및 GL2'이 각각 상기 비디오 레벨 GL1 및 GL2 와 동일하거나 대략 동일한 비디오 워드 쌍이, 상기 p 개의 비디오 워드로부터 결정되는 단계; 및
(c) 그 시간 중심점 및 비디오 레벨이 단계 (b)에서 결정된 비디오 워드 쌍의 시간 중심점 및 비디오 레벨과 가장 가까운 비디오 워드 쌍이, 공통 서브필드를위해 선택된 비디오 워드와 동일한 값을 포함하는 비트들을 가지는 모든 가능한 비디오 워드들로부터 선택되는 단계.
본 발명은 또한 본 발명의 코딩 방법을 구현하기 위한 시스템에 관한 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 특징과 장점은, 다른 것들과 함께, 첨부된 도면을 참조하는 아래의 상세한 설명에 의해 더 명료해질 것이다.
본 발명에 따라, GCC 코딩의 성능을 향상시키기 위해, 더 상세하게는 이미지의 디스플레이를 위해 사용될 비디오 레벨들의 (갯수 및 값의 면에서의) 선택을 향상시키기 위해, 프레임 내의 서브필드 수를 증가시키는 것이 구상된다. 예컨대, 서브필드의 갯수는 앞서 기술한 바와 같이 11개 (2048개의 가능한 코드 워드)에서 14개 (16384개의 가능한 코드 워드)로 증가된다.
예컨대, 14개 서브필드를 포함하는 프레임 구조가 정의되고, 이들 서브필드의 가중치는 :
1 - 2 - 4 - 5 - 8 - 10 - 16 - 20 - 20 - 29 - 30 - 30 - 40 - 40
이다. 이 구조는, 11개의 서브필드를 포함하는 종전 구조의 2048개 대신, 16384개의 가능한 코드 워드를 사용할 수 있게 한다. 이에 따라 각각의 비디오 레벨에 대해 가능한 코드 워드의 갯수는 실질적으로 증가된다. 도 8은 이들 16384개 코드 워드의 중심점을 도시한다.
예컨대, 종전의 3개 대신에, 이제 8개의 비디오 워드가 비디오 레벨 25에 대해 존재한다. 비디오 워드는 이후부터 값들의 합 형태로서 나타나며, 여기서 각각의 값은 그 값과 동일한 가중치를 가지는 서브필드의 활성화에 대응한다.
11-서브필드 구조에서, 비디오 레벨 25의 코딩을 위한 비디오 워드들은 :
25 = 1 + 2 + 4 + 7 + 11
또는 2 + 7 + 16
또는 2 + 23 이었다.
이제 비디오 레벨 25는 다음의 조합 :
25 = 1 + 2 + 4 + 8 + 10
또는 2 + 5 + 8 + 10
또는 1 + 8 + 16
또는 4 + 5 + 16
또는 1 + 4 + 20(1)
또는 1 + 4 + 20(2)
또는 5 + 20(1)
또는 5 + 20(2)
중 하나에 따라 코딩될 수 있다. 20(1) 및 20(2)는 각각 가중치 20인 제 1 서브필드 및 제 2 서브필드의 가중치들을 표시한다.
이런 식으로 하여, 가능한 비디오 워드의 갯수는 대부분의 비디오 레벨에 대해서 증가한다.
GCC 코딩을 구현하기 위하여, GCC 코딩 기준, 즉 선택된 코드들의 시간 중심점이 약간 감소하는 높은 비디오 레벨들을 제외하고 선택된 비디오 워드의 시간 중심점은 대응하는 비디오 레벨이 증가함에 따라 증가하여야만 한다는 기준에 부합하는 특정한 갯수의 워드가 모든 이들 가능한 비디오 워드들로부터 선택된다.
도 9는 선택의 예를 도시한다. 비디오 워드의 갯수가 종전보다 훨씬 많다고 가정하면, 더 많은 갯수의 비디오 레벨을 선택하는 것이 가능하다. 이 증가된 갯수의 디스플레이가능한 비디오 레벨은 이미지 디스플레이 동안에 디더링 노이즈를 감소시키는데 기여할 것이다. 도 9에 도시된 예에서, 64개의 비디오 레벨에 대응하는 64개의 비디오 워드가 선택되었다.
프레임의 지속시간을 증가시키지 않고 또한 최대 발광 시간 Tmax를 감소시키지도 않고 11개가 아니라 14개의 서브필드를 얻기 위하여, 상기 해결책은 프레임의 6개의 서브필드에 걸쳐 PDP의 두 인접하는 라인을 동시에 어드레싱하는 것으로 이루어진다. 이 기법을 문헌에서는 보통 "비트 라인 반복(bit line repeat)"이라고 부른다. 이들 6개의 서브필드를 위한 어드레스 시간은 2로 나뉘어져, 3개의 서브필드의 어드레싱에 대응한다. 본 상세한 설명의 남은 부분에서, PDP 셀의 두 인접하는 라인이 동시에 어드레싱되는 동안의 서브필드는 공통 서브필드라고 불리울 것이다. 이와 다른 서브필드는 특수 서브필드라고 불리울 것이다.
실제로, 3개의 추가 서브필드를 추가하는 것은 또한 3개의 추가 삭제 주기를 추가하는 것을 의미하기 때문에 대신에 7개 또는 8개의 공통 서브필드를 제공하는 것이 필요하다. 더 많은 갯수의 서브필드를 사용하는 것은 추가적으로, 발광의 면에서 시간을 절약하고 따라서 패널의 밝기를 증가시키는 것을 가능하게 한다.
그러나, GCC 코딩 기법 및 비트 라인 반복 기법의 조합은, 이들이 항상 "선험적으로" 양립가능한 것이 아니기 때문에, 이미지가 디스플레이되기 전에 특정한 프로세싱을 필요로 한다.
이러한 비양립성 및 이러한 프로세싱은 아래에서 일 응용예를 통해 설명될 것이다. 이 예에서 그 가중치가 밑줄로 표시되어 있는 것은 특수 서브필드이고 그렇지 않은 것은 공통 서브필드로서 간주할 것이다:
1 - 2 - 4 -5- 8 -10- 16 -20- 20 - 29 -30- 30 -40-40
GCC 코딩 원리에 따라, 한 세트의 비디오 워드가 선택된다. 이 세트는 무엇보다도 예컨대 그레이 레벨들 38 - 44 - 50 - 57 - 65 을 포함하는데, 이 그레이 레벨들은 다음의 코드 및 시간 중심점 값을 가진다:
38 = 4 + 8 + 10 + 16CG(38) = 4.28
44 = 1 + 2 + 5 + 16 + 20 CG(44) = 5.28
50 = 4 + 10 + 16 + 20CG(50) = 5.71
57 = 1 + 10 + 16 + 30CG(57) = 7.59
65 = 5 + 10 + 20 + 30CG(65) = 7.87
목표는 그레이 레벨 42 및 60을 코딩하는 것인데, 이들 두 그레이 레벨은 PDP의 연속적인 라인에 속하는 인접하는 셀과 관련된다.
본 예에서, GCC 코딩에 의해 허용되는 가장 가까운 값은 값 44 및 값 57이다. 이 코딩은 어떤 서브필드는 공통이며 다른 서브필드는 특수라는 사실을 고려하지 않는다.
프레임의 공통 및 특수 서브필드들은, GCC 코딩에 의해 적용된 코드를 가지고 그레이 레벨 44 및 57이 동시에 디스플레이되도록 허용하지 않는다. 그레이 레벨 42 및 60을 디스플레이 하는 것도 가능하지 않다. 기껏해야 다음의 코드를 가지고 값 41 및 61을 디스플레이하는 것이 가능할 뿐이다:
41 = 1 + 2 + 4 + 8 +10+ 16
61 = 1 + 2 + 4 + 8 +10+ 16 +20.
이러한 비양립성 문제를 해결하기 위하여 몇개의 해결책이 구상되었다.
제 1 해결책:
예컨대 값 44의 코드 워드에서 시작하면, 목표는 프레임 내에서 서브필드를 공유하는 것에 관계있으며 57에 가까운 값을 가지는 코드를 찾는 것이다. 따라서, 3개의 가능한 코드들, 즉:
44 = 1 + 2 +5+ 16 +20
59 = 1 + 2 +10+ 16 +30CG(59) = 7.36
또는 = 1 + 2 + 16 +40(1)CG(59) = 10.21
또는 = 1 + 2 + 16 +40(2)CG(59) = 11.43
을 가지는 값 59가 발견된다.
40(1) 및 40(2)는 각각 가중치 40인 제 1 공통 서브필드와 제 2 공통 서브필드의 가중치들을 나타낸다. 값 57의 시간 중심점에 가장 가까운 시간 중심점을 가지는 값 59의 코드, 즉 코드 1 + 2 +10+ 16 +30이 선택된다.
제 2 해결책:
이번 절차는 프레임에서 서브필드를 공유하는 것에 관계하는 값 41 및 61의코드들, 즉:
- 위에서 언급된 코드들 :
41 = 1 + 2 + 4 + 8 +10+ 16CG(41) = 4.03
61 = 1 + 2 + 4 + 8 +10+ 16 +20.CG(61) = 4.88
- 그밖에 또
41 = 1 + 4 + 16 + 20 CG(41) = 5.88
61 = 1 + 4 + 16 +20+ 20CG(61) = 6.12
또는
41 = 2 +5+ 8 +10+ 16CG(41) = 4.19
61 = 2 +5+ 8 +10+ 16 +20CG(61) = 4.98
또는
41 =5+ 16 + 20 CG(41) = 6.04
61 =5+ 16 +20+ 20CG(61) = 6.23
로 시작한다.
마지막으로, 그 시간 중심점이 쌍 (44, 57)의 시간 중심점과 가능한 한 가까운, 예컨대 그 시간 중심점의 합계가 상기 쌍 (44, 57)의 시간 중심점의 합계와 가능한 한 가까운 쌍인 코드 쌍 (41, 61)이 선택된다.
일 변형예로서, 이 해결책은 쌍 (41, 61)이 아니라 쌍들, 예컨대 쌍 (41, 61)과 비교하여 상기 쌍의 비디오 레벨들 중 어느 하나 또는 다른 하나 또는 둘 모두에 더 많은 에러를 도입하는, 쌍들 (42, 62) 또는 (40, 60)으로 확장 적용될 수있다. 따라서 중심점 곡선으로부터의 거리가 가장 짧은 비디오 워드 쌍이, 모든 가능한 비디오 워드 쌍들로부터 선택된다. 이 해결책은 쌍 (41, 61)과 연관된 비디오 워드 쌍들 중 아무것도 GCC 코딩 기준에 부합하지 않을 때 적용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법을 구현하기 위한 매우 많은 구조가 가능하다. 상기 해결책을 채용하는 프로세싱 회로가 도 10 및 도 11에 도시된다.
도 10에 도시된 시스템은 제 1 해결책을 채용한다. 첫번째 블록(100)에서, 비디오 신호는 역 감마 함수에 의해 보정된다. 이 처리가 필요한 이유는, PDP는 음극선관 텔레비젼 세트의 강도 응답 특성(intensity response characteristic)이 2차함수인 것과 달리 선형적인 강도 응답 특성을 가지기 때문이다. 이러한 역 감마 보정의 목적은 카메라 안에서 인가된 감마 보정을 제거하는 것이다.
그후 비디오 신호는 에러 분산 및 양자화 블록(200)에 의해 프로세싱된다. 이 블록의 기능은, GCC 코딩에 따라 제한된 갯수의 비디오 레벨만을 포함하도록 비디오 신호를 변환하는 것이다. 이렇게 프로세싱된 비디오 신호는 그후 비트-라인-반복 기법을 수행하는 코딩 블록(300)으로 전달된다. 이 코딩 블록은 두 개의 입력단을 가지는데, (두 개의 인접하는 라인을 동시에 어드레싱하는 경우) 제 1 입력단은 예컨대 이미지의 홀수 라인을 위한 코드를 수신하도록 되어 있고 제 2 입력단은 짝수 라인을 위한 코드를 수신하도록 되어 있다. 이미지의 인접된 라인들이 코딩 블록(300)에서 동시에 프로세싱되도록 하기 위하여, 이미지의 홀수 라인을 한 라인씩 지연시키기 위한 라인 메모리(400)가 제공된다. 블록(300)의 기능은 이 블록의제 1 입력단에 현존하는 코드의 비디오 레벨 및 시간 중심점과 가까운 비디오 레벨 및 시간 중심점을 가지며 또한 제 2 입력단에 현존하는 코드와 공통 서브필드에 대하여 동일한 비트 값을 가지는 코드를 찾는 것이다. 그후 이 새로운 코드 및 이 블록의 제 2 입력단에 현존하는 코드는 PDP의 이미지 메모리로 전달된다.
도 11은 위에서 기술한 제 2 해결책을 구현할 수 있는 시스템을 도시한다. 이 시스템에서, 비디오 신호는 그 비디오 신호에 역 감마 보정을 행하는 블록(110)에 의해 먼저 프로세싱된다. 보정된 비디오 신호는 비트-라인-반복 기법을 구현하는 코딩 블록(210)으로 전달된다. 블록(300)과 마찬가지로, 이 블록도 두 개의 입력단을 가지는데, (두 개의 인접한 라인을 동시에 어드레싱하는 경우) 제 1 입력단은 예컨대 이미지의 홀수 라인을 수신하도록 되어 있고 제 2 입력단은 짝수 라인을 수신하도록 되어 있다. 이미지의 홀수 라인은 한 라인씩 라인 메모리(310)에 의해 지연된다. 수신된 각각의 비디오 레벨 쌍에 대하여, 블록(210)은 이미지 디스플레이 순간에 임의의 서브필드를 공유하는 것에 관련있는 가까운 비디오 레벨을 가지는 비디오 워드 쌍을 결정한다. 이들 모든 쌍은, 이들 중에서 미리결정된 변화없는 중심점 곡선으로부터의 거리가 가장 짧은 비디오 워드 쌍을 선택하는 블록(410)으로 보내진다. 그 선택 결과는 PDP의 이미지 메모리로 보내진다.
도 10 및 도 11에 도시된 회로 도면은 예시로서만 주어졌을 뿐이고 이를 대체할 수 있는 많은 대안적인 형태가 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 종래의 비디오 이미지를 디스플레이할 때 항상디더링 노이즈가 존재하는 단점을 경감시키는 효과를 가진다. 본 발명에 따라, PDP 셀의 최대 발광 시간 Tmax 을 감소시킴없이 프레임 내의 서브필드의 수를 증가시킴으로써 각각의 비디오 레벨을 위한 가능한 코드의 갯수를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, GCC 코딩의 구현을 위해 선택될 수 있는 비디오 레벨의 갯수가 증가된다. 이러한 서브필수 수의 증가는, 비디오 이미지 디스플레이 프레임의 적어도 두 서브필드 동안에 PDP의 적어도 두 인접하는 라인의 셀들을 동시에 어드레싱함으로써 이루어질 수 있어, 결과적으로 디더링 노이즈를 제거하여, GCC 코딩의 성능을 향샹시키는 등의 효과를 가진다.

Claims (5)

  1. 행열로 배열되어 있는 복수의 셀을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 비디오 이미지를 코딩하는 방법으로서, 상기 이미지의 상기 픽셀의 비디오 레벨들은 n-비트 비디오 워드들에 의해 정의되며, 각각의 상기 비트는 각자의 상태에 따라 서브필드라고 불리우는 특정 시간 동안 각자가 어드레싱되어 있는 셀을 발광시키거나 또는 발광시키지 않는, 행열로 배열되어 있는 복수의 셀을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 비디오 이미지를 코딩하는 방법에 있어서,
    상기 패널의 두 인접된 행과 동일한 열에 위치되어 있는 한 쌍의 셀(C1, C2)에 의해 디스플레이될 비디오 레벨 GL1 및 GL2 에 대하여, 비디오 워드 VW1 및 VW2가 선택되고, 상기 워드들은 상기 이미지를 디스플레이하는 순간 상기 두 셀에 동시에 어드레싱된 적어도 하나의 공통 비트를 포함하고 또한 비디오 레벨 GL1 및 GL2와 동일하거나 또는 대략적으로 동일한 레벨들에 대응하며, 여기서 만약 GL1 > GL2 이면, 비디오 워드 VW1 에 의해 생성된 발광의 시간 중심점(temporal centre of gravity)이 비디오 워드 VW2 에 의해 생성된 발광의 시간 중심점보다 더 큰
    것을 특징으로 하는, 행열로 배열되어 있는 복수의 셀을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 비디오 이미지를 코딩하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 선택된 상기 비디오 워드 VW1 및 VW2는 k 개의 공통 비트를 포함하고, 각각의 공통 비트는 하나의 공통 서브필드라고 불리우는 것 동안에 상기 쌍의 상기 두 셀에 동시 어드레싱되고, k 는 1 보다 큰 것을 특징으로 하는, 행열로 배열되어 있는 복수의 셀을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 비디오 이미지를 코딩하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 비디오 워드 VW1 및 VW2를 선택하기 위하여:
    (a) 대응하는 비디오 레벨이 증가함에 따라 그 시간 중심점이 연속적으로 증가하는, p 개의 비디오 워드로 된 세트가 정의되는 단계와;
    (b) 각자의 대응하는 비디오 레벨 GL' 및 GL2'이 각각 상기 비디오 레벨 GL1 및 GL2 와 동일하거나 대략 동일한 비디오 워드들이, 상기 p 개의 비디오 워드로부터 결정되는 단계와;
    (c) 단계 (b)에서 결정된 비디오 워드들 중 하나 또는 다른 하나가 선택되는 단계; 및
    (d) 그 시간 중심점 및 비디오 레벨이 단계 (c)에서 선택되지 아니한 비디오 워드의 시간 중심점 및 비디오 레벨과 가장 가까운 비디오 워드가, 공통 서브필드를 위해 선택된 비디오 워드와 동일한 값을 포함하는 비트들을 가지는 모든 가능한 비디오 워드들로부터 선택되는 단계가
    수행되는 것을 특징으로 하는, 행열로 배열되어 있는 복수의 셀을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 비디오 이미지를 코딩하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 비디오 워드 VW1 및 VW2를 선택하기 위하여:
    (a) 대응하는 비디오 레벨이 증가함에 따라 그 시간 중심점이 연속적으로 증가하는, p 개의 비디오 워드로 된 세트가 정의되는 단계와;
    (b) 각자의 대응하는 비디오 레벨 GL' 및 GL2'이 각각 상기 비디오 레벨 GL1 및 GL2 와 동일하거나 대략 동일한 비디오 워드 쌍이, 상기 p 개의 비디오 워드로부터 결정되는 단계; 및
    (c) 그 시간 중심점 및 비디오 레벨이 단계 (b)에서 결정된 비디오 워드 쌍의 시간 중심점 및 비디오 레벨과 가장 가까운 비디오 워드 쌍이, 공통 서브필드를 위해 선택된 비디오 워드와 동일한 값을 포함하는 비트들을 가지는 모든 가능한 비디오 워드들로부터 선택되는 단계가
    수행되는 것을 특징으로 하는, 행열로 배열되어 있는 복수의 셀을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 비디오 이미지를 코딩하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 코딩 방법을 구현하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 디스플레이 패널을 위한 코딩 시스템.
KR1020030065022A 2002-09-20 2003-09-19 플라즈마 디스플레이 패널을 위한 비디오 코딩 방법 및시스템 KR20040025849A (ko)

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