KR20040102942A - 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치 - Google Patents

Abstract

아날로그 영상신호 자신으로부터 일정시간 동안의 평균레벨을 검출하여 검출된 레벨에 따라 원 영상신호의 증폭율을 조절할 수 있도록 한 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치에 관한 것으로, 평면 디스플레이 패널을 사용하는 영상표시기기에서, 입력되는 아날로그 영상신호의 평균밝기 전압 레벨에 따라 원 영상신호의 증폭율을 제어하는 증폭율 제어부와, 상기 증폭율 제어부에서 제어된 아날로그 영상신호를 입력받아 디지털 영상신호로 변환하는 ADC와, 상기 ADC에서 변환된 디지털 영상신호를 입력받아 해당 영상표시기기에서 지원 가능한 포맷으로 변환 하는 포맷 컨버터와, 상기 포맷 컨버터의 출력을 입력받아 해당 영상표시기기에서 디스플레이 가능한 신호로 처리하는 영상 처리부를 포함하여 구성되며, ADC 입력 이전의 영상신호에서 저역 필터링을 통해 CRT의 ABL과 유사한 전압을 검출하고, 이 전압으로 원 영상신호를 전압 제어증폭기에서 차등적으로 증폭율이 조정될 수 있도록 함으로써 중/저 대역의 컨트라스트를 향상시킬 수 있다.

Description

영상표시기기의 컨트라스트 제어장치{Apparatus for controlling contrast of display device}

본 발명은 영상표시기기에 관한 것으로, 특히 평면 디스플레이 패널을 사용하는 영상표시기기에서 중/저 밝기 영상신호의 컨트라스트를 향상시킬 수 있도록 한 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 영상표시기기에서 티브이가 대표적으로 포함되며, 이러한 티브이는 방송국에서 전송되는 방송신호 중 사용자가 선택한 채널에 따른 방송신호를 선국 하고 복조 하여 음성 및 영상으로 분리하고 해당 음성 및 영상처리를 거쳐 화면 및 스피커를 통해 출력하는 영상기기로서, 그 종류를 살펴보면, 일반적으로 가장 널리 사용되고 있는 CRT를 비롯하여, 고화질/대화면 특성을 만족시키기 위해, LCD, PDP 등을 이용한 티브이도 있다.

특히, PDP 티브이의 경우, 그 구조적 특성상 기존의 CRT에 비해 상당히 얇게 제조가 가능함과 동시에 LCD에 비해 휘도 특성이 뛰어나 티브이로서의 기술요건을 만족하고 있으며, 벽면 설치 등 레이아웃 특성이 뛰어나 차세대 티브이로서 각광받고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 영상표시기기의 컨트라스트제어장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 영상표시기기를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 입력되는 영상신호 레벨에 따른 ABL 전압을 나타낸 그래프이며, 도 3은 종래 기술에 따른 평면 영상표시기기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

종래 기술에 따른 영상표시기기는 도 1에 도시된 바와 같이, CRT(5)와, 고압을 발생하여 상기 CRT(5)에 공급하는 FBT(1)와, 상기 FBT(1)에서 출력되는 고압을 입력받아 상기 CRT(5)에 과도한 빔(Beam)이 입력되는 것을 조절하기 위한 ABL(Auto Beam Limit)(2)과, 상기 ABL(2)의 출력(V_abl0)에 따라 ABL 레벨을 조절하는 ABL 레벨 조절부(3)와, 상기 ABL 레벨 조절부(3)의 조절신호(V_abl1)에 따라 입력되는 영상신호에서 휘도신호(Y)를 제외한 신호를 입력받아 크로마 처리를 하여 상기 CRT()로 출력하는 크로마 처리부(4)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 영상표시기기는 상기 CRT(5)에 과도 빔(Beam) 전류를 방지하기 위해 상기 ABL(2) 회로가 적용되며, 상기 ABL(2) 회로는 또한 중저 레벨의 컨트라스트 비를 향상시키는 기능을 동시에 수행한다.

즉, 입력되는 영상신호의 레벨에 따른 상기 CRT(5)에 흐르는 빔(Beam) 전류로부터 ABL 전압으로 환산한 값은 도 2에 도시된 바와 같이 소정 지점까지는 감소하다가 어느 일정레벨 이상이 되면 유지됨을 알 수 있다.

한편, 근래의 LCD 및 PDP등과 같은 평면 디스플레이 패널을 활용한 영상표시기기의 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.

종래 기술에 따른 평면 영상표시기기는 도 3에 도시된 바와 같이, 입력되는영상신호에서 아날로그 신호를 선택적으로 출력하는 스위칭부(10)와, 상기 스위칭부(10)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(20)와, 상기 ADC(20)에서 변환된 디지털 신호를 입력받아 해당 영상표시기기에서 지원하는 포맷으로 변환하는 포맷 컨버터(30)와, 상기 포맷 컨버터(30)에서 출력되는 디지털 영상신호를 입력받아 화질 향상 및 화질 조정 등을 수행하는 영상신호 처리부(40)와, 상기 영상신호 처리부(40)에서 처리된 영상신호가 해당 디스플레이부(60) 특성에 맞도록 영상처리하기 위한 디스플레이 제어부(50)와, 상기 디스플레이 제어부(50)에서 출력되는 영상신호를 디스플레이 하기 위한 디스플레이부(60)로 구성된다. 이때, 상기 디스플레이부(60)는 액정표시장치(LCD) 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)등의 평면 영상표시기기로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 평면 영상표시기기의 동작을 설명하면 먼저, 아날로그 영상신호가 입력되면 상기 스위칭부(10)는 이를 선택함으로써 상기 ADC(20)로 입력될 수 있도록 하며, 상기 ADC(20)에서 디지털 영상신호로 변환되며, 이때 입력되는 영상신호의 포맷은 다양하다.

즉, 480i/480p/720p/1080i 등등...각각 동기신호가 다르나 디스플레이 비디오 포맷은 한가지 포맷으로 결정하여 적용하는 것이 일반적이므로, 상기 포맷 컨버터(30)에서 포맷을 결정하여 변환한다.

상기 포맷 컨버터(30)를 거친 디지털 영상신호는 상기 영상신호 처리부(40)로 입력되어 화질 향상 및 화질 조정 등의 기능을 수행한 후 상기 디스플레이 제어부(50)로 입력되어 상기 디스플레이부(60) 특성에 부합한 영상신호로 처리된 후 상기 디스플레이부(60)를 통해 디스플레이 된다.

특히, LCD와 같은 평면 영상표시기기의 경우 화면의 밝기와 디스플레이 소자의 소모 전력간 상관관계가 성립되지 않아 CRT와 같은 ABL 전압 인출이 불가능할뿐더러, 디지털 영상처리 지연시간이 상당히 길어질 수 있기 때문에 ABL과 유사한 전압을 검출하더라도, 그 ABL 전압과 디지털 영상 처리단의 컨트라스트 조절 동작간 동기가 맞지 않아 CRT 타입의 ABL을 활용한 중/저 레벨의 컨트라스트 비 향상기능에 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 종래의 CRT를 사용하는 영상표시기기의 ABL 방식이 평면 패널을 사용하는 영상표시기기에서는 적용될 수 없는 점을 감안하여 입력되는 아날로그 영상신호 자신으로부터 일정시간 동안의 평균레벨을 검출하여 검출된 레벨에 따라 원 영상신호의 증폭율을 제어함으로써 평면 영상표시기기에서의 어두운 영상신호 즉 중저 밝기 영상신호의 컨트라스트를 향상시킬 수 있도록 한 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치를 나타낸 블록도

도 2는 입력되는 영상레벨에 따른 ABL 회로의 출력전압관계를 나타낸 그래프

도 3은 종래 기술에 따른 평면 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치를 나타낸 블록도

도 4는 본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치를 나타낸 블록도

도 5는 도 4에 도시된 컨트라스트 제어부를 상세히 나타낸 블록도

도 6은 도 5에 도시된 컨트라스트 제어부의 신호 입/출력 파형을 나타낸 파형도

도 7은 평균 전압레벨에 따른 도 4에 도시된 전압제어 증폭기의 출력 파형을 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스위칭부 100 : 증폭율 제어부

20 : ADC 30 : 포맷 컨버터

40 : 영상신호 처리부 50 : 디스플레이 제어부

60 : 디스플레이부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치는 평면 패널을 사용하는 영상표시기기에서, 입력되는 아날로그 영상신호의 평균밝기 전압 레벨에 따라 원 영상신호의 증폭율을 제어하는 증폭율 제어부와, 상기 증폭율 제어부에서 제어된 아날로그 영상신호를 입력받아 디지털 영상신호로변환하는 ADC와, 상기 ADC에서 변환된 디지털 영상신호를 입력받아 해당 영상표시기기에서 지원 가능한 포맷으로 변환하는 포맷 컨버터와, 상기 포맷 컨버터의 출력을 입력받아 해당 영상표시기기에서 디스플레이 가능한 신호로 처리하는 영상 처리부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

바람직하게 상기 증폭율 제어부는 입력되는 원 휘도 신호에서 처리하고자 하는 휘도 신호를 분리하기 위한 버퍼와, 상기 버퍼를 통해 분리된 휘도 신호에서 동기신호를 분리하는 클램핑 회로와, 상기 클램핑 회로에서 출력되는 휘도 신호에서 평균레벨을 검출하기 위한 LPF와, 상기 LPF에서 검출된 신호를 반전시키기 위한 인버팅 앰프와, 상기 인버팅 앰프에서 반전된 전압을 입력받아 입력되는 원 휘도 신호와의 차등 정도에 따라 증폭율을 제어하는 전압제어 증폭기로 구성되는데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치를 나타낸 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 증폭율 제어부를 상세히 나타낸 블록도이며, 도 6은 증폭율 제어부의 구성요소간 입/출력 파형을 나타낸 파형도이고, 도 7은 도 5의 LPF에서 검출된 평균전압레벨에 따른 전압제어 증폭기의 증폭률을 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 입력되는 휘도 신호에서 아날로그 영상신호를 선택하기 위한 스위칭부(10)와, 상기 스위칭부(10)에서 선택된 아날로그 영상신호(휘도 신호)의 밝기정도에 따라 컨트라스트를 제어하는 증폭율 제어부(100)와, 상기 증폭율 제어부(100)에서 제어된 아날로그 영상신호를 입력받아 디지털 영상신호로 변환하는 ADC(20)와, 상기 ADC(20)에서 변환된 디지털 영상신호를 입력받아 해당 영상표시기기에서 지원하는 포맷으로 변환하는 포맷 컨버터(30)와, 상기 포맷 컨버터(30)에서 변환된 영상신호의 화질 향상 및 화질을 개선하기 위한 처리를 하는 영상 신호처리부(40)와, 상기 영상신호 처리부(40)의 출력을 입력받아 디스플레이부(60)에서 디스플레이 가능한 신호로 처리하는 디스플레이 제어부(50)와, 상기 디스플레이 제어부(50)의 출력을 디스플레이 하기 위한 디스플레이부(60)로 구성된다.

여기서, 상기 증폭율 제어부(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 입력되는 원 휘도 신호에서 처리하고자 하는 휘도 신호를 분리하기 위한 버퍼(101)와, 상기 버퍼(101)를 통해 분리된 휘도 신호에서 동기신호를 분리하는 클램핑 회로(102)와, 상기 클램핑 회로(102)에서 출력되는 휘도 신호에서 평균 레벨을 검출하기 위한 LPF(103)와, 상기 LPF(103)에서 검출된 신호를 반전시키기 위한 인버팅 앰프(104)와, 상기 인버팅 앰프(104)에서 반전된 전압을 입력받아 입력되는 원 휘도 신호와의 차등 정도에 따라 증폭율을 제어하는 전압제어 증폭기(105)로 구성된다.

또한, 상기 디스플레이부(60)는 액정표시장치(LCD) 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)등의 평면 표시기기이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치의 동작을 설명하면 상기 스위칭부(10)에 휘도 신호(Y1, Y2, Y3...)가 입력되면 그중 아날로그 영상신호를 선택하여 출력하고, 상기 선택된 휘도 신호는 상기 증폭율 제어부(100)로 입력되어 입력되는 영상신호의 밝기에 따라 자동적으로 컨트라스트가 조절되며, 조절된 신호는 상기 ADC(20)로 입력되어 디지털 영상신호로 변환된다.

이때, 상기 증폭율 제어부(100)의 동작을 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 스위칭부(10)에서 선택된 영상신호(V_O)는 상기 버퍼(101) 및 상기 전압제어 증폭기(105)로 입력되며, 상기 버퍼(101)는 입력되는 원 영상신호 즉 휘도 신호(V_O)로부터 ABL 전압과 유사한 전압을 인출하기 위해 처리하고자 하는 기반 영상신호를 분리해낸다.

그리고, 상기 분리된 기반 영상신호는 휘도 신호(Y)와 동기신호로 이루어진 상태이므로, 상기 클램핑 회로(102)를 통해 동기신호를 잘라낸 파형(V-C)을 출력한다.

또한, 화면의 밝기는 한 프레임을 구성하는 전 영상신호의 평균적 레벨로 정의할 수 있으므로, 어두운 영상과 밝은 영상을 신호적으로 구분하기 위해 휘도 신호를 적정 시정수(1프레임의 평균값)를 통해 평균화하기 위해 상기 LPF(103)를 통해 저역 필터링을 수행하여 V_L을 출력한다.

또한, 상기 LPF(103)에서 필터링 된 파형(V_L)은 상기 인버팅 앰프()로 입력되어 반전되어 출력된다(V_I). 이와 같이 상기 인버팅 앰프(104)의 출력(V_I)은 상기 전압제어 증폭기(105)에 입력되고, 상기 전압제어 증폭기(105)는 원 영상신호(V_O)와의 차등 정도에 따라 증폭율을 제어한다.

즉, 어두운 화면의 저 레벨 신호는 전압 증폭율을 증가시키고, 밝은 화면의고레벨 신호는 전압 증폭율을 억제시킨다.

이와 같이 제어된 출력(V_A)은 상기 ADC(20)로 입력되어 디지털 영상신호로 변환되고, 상기 변환된 디지털 영상신호는 상기 포맷 컨버터(30)에서 해당 영상표시기기가 지원하는 포맷으로 변환된다.

그리고, 상기 포맷 컨버터(30)의 출력은 상기 영상신호 처리부(40)로 입력되어, 화질향상등의 디지털 처리를 수행하고, 이 신호는 상기 디스플레이 제어부(50)로 입력되어 해당 디스플레이부(LCD 또는 PDP)(60)등의 영상표시기기에 디스플레이 된다.

따라서, 본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치는 입력되는 아날로그 영상신호를 저역 필터링 시켜 평균적 전압레벨을 검출하고, 이 전압으로 입력되는 아날로그 영상신호의 증폭율을 조절함으로써, 중/저 레벨의 밝기 영상의 컨트라스트를 향상시키는 방안이다.

특히, 저역 필터링 된 전압은 도 7에 도시된 바와 같이, 저 레벨 영상신호는 교류 증폭율을 높이고, 고 레벨의 영상은 반대로 동작시킴으로써 중저레벨 영상신호의 다이나믹 영역이 넓어지고 컨트라스트 비를 높일 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, ADC 입력 이전의 영상신호에서 저역 필터링을 통해 CRT의 ABL과 유사한 전압을 검출하고, 이 전압으로 원 영상신호를 전압 제어증폭기에서 차등적으로증폭율이 조정될 수 있도록 함으로써 컨트라스트를 향상시킬 수 있다.

둘째, ABL 회로를 사용하지 않고서도 CRT에서 ABL회로와의 동일한 기능을 얻을 수 있다.

셋째, 평면 디스플레이 패널을 적용한 영상표시기기에서 중/저 밝기 영상의 컨트라스트 비를 높이고 흑 레벨 신장을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 평면 디스플레이 패널을 사용하는 영상표시기기에서,

   입력되는 아날로그 영상신호의 평균밝기 전압 레벨에 따라 원 영상신호의 증폭율을 제어하는 증폭율 제어부;

   상기 증폭율 제어부에서 제어된 아날로그 영상신호를 입력받아 디지털 영상신호로 변환하는 ADC;

   상기 ADC에서 변환된 디지털 영상신호를 입력받아 해당 영상표시기기에서 지원 가능한 포맷으로 변환 하는 포맷 컨버터; 그리고,

   상기 포맷 컨버터의 출력을 입력받아 해당 영상표시기기에서 디스플레이 가능한 신호로 처리하는 영상 처리부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 증폭율 제어부는

   입력되는 원 휘도 신호 처리하고자 하는 휘도 신호 분리하는 버퍼와,

   상기 버퍼를 통해 분리된 휘도 신호에서 동기신호를 분리하는 클램핑 회로와,

   상기 클램핑 회로에서 출력되는 휘도 신호에서 평균레벨을 검출하기 위한 LPF와,

   상기 LPF에서 검출된 신호를 반전시키기 위한 인버팅 앰프와,

   상기 인버팅 앰프에서 반전된 전압을 입력받아 입력되는 원 휘도 신호와의 차등 정도에 따라 증폭률을 제어하는 전압제어 증폭기로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전압제어 증폭기는

   어두운 화면의 저레벨 신호는 증폭률을 증가시키고, 밝은 화면의 고레벨 신호는 증폭률을 감소시킴을 특징으로 하는 영상표시기기의 컨트라스트 제어장치.