KR20050102886A - 평균화상레벨을 이용한 화질 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도에 따라 평균화상레벨 곡선을 가변할 때 발생하는 플리커를 최소화하고 평균화상레벨 곡선과 감마특성과의 미스매치(mis-match)를 최소화하도록 한 화질 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

이 화질 제어방법 및 장치는 상온을 기준으로 하여 영상 데이터의 평균화상레벨 대 서스테인 펄스 수를 지정하는 기준 커브를 설정하고, 상기 기준 커브에서 다수의 커팅점을 지정하며, 플라즈마 디스플레이 패널의 온도에 따라 상기 기준 커브에서 상기 커팅점을 다르게 하고 상기 커팅점 이하의 평균화상레벨에서 최대 서스테인펄스 수를 제한한다.

Description

평균화상레벨을 이용한 화질 제어방법 및 장치{Method and Apparatus For Controlling Picture Quality Using Avarage Picture Level}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 화질 제어방법 및 장치에 관한 것으로 특히, 온도에 따라 평균화상레벨 곡선을 가변할 때 발생하는 플리커를 최소화하고 평균화상레벨 곡선과 감마특성과의 미스매치(mis-match)를 최소화하도록 한 화질 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 발생하는 가시광선을 이용하여 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어 왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명/대화면의 구현이 가능하다는 장점이 있다.

도 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP는 상부기판(10) 상에 형성되어진 스캔전극(Y1 내지 Yn) 및 서스테인전극(Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스전극(X1 내지 Xm)을 구비한다.

이 PDP의 방전셀들(1)은 스캔전극들(Y1 내지 Yn), 서스테인전극들(Z) 및 어드레스전극들(X1 내지 Xm)의 교차부에 형성된다.

이러한 PDP는 화상의 계조(Gray Level)를 구현하기 위하여 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 개의 서브필드로 나누어 시분할 구동하고 있다. 각 서브필드는 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋 기간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 기간 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 예를 들어, 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(36.67ms)은 8개의 서브필드들로 나누어지게 된다. 아울러, 8개의 서브 필드들 각각은 어드레스 기간과 서스테인 기간으로 다시 나누어지게 된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에, 서스테인 기간과 그 방전 횟수는 서스테인펄스의 수에 비례하여 각 서브필드에서 2ⁿ(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다. 이와 같이 각 서브필드에서 서스테인 기간이 달라지게 되므로 화상의 계조를 구현할 수 있게 된다.

PDP의 소비전력을 일정하게 유지하기 위하여 PDP는 도 2와 같은 평균화상레벨(Avarage Picture Level : 이하, "APL"이라 한다) 커브에 기초하여 서스테인펄스 수가 조정되고 있다. 도 2에서 알 수 있는 바 PDP는 APL 커브에 기초하여 한 프레임기간의 평균휘도 즉, APL이 낮을 때 최대 서스테인펄스 수(Nsus)로 화상을 표시하고 APL이 낮을수록 지수적으로 감소하는 서스테인펄스 수(Nsus)로 화상을 표시한다.

그런데 PDP는 상온에 비하여 저온에서 스캔타임이 길어지는 경향이 있다. 이는 온도변화에 따라 벽전하의 거동 변화 등으로 인하여 방전지연이 길어지는데 그 원인이 있다. 또한, PDP가 고온에서 구동되면 발열양이 많아지기 때문에 고온에서 PDP의 온도상승을 억제할 필요가 있다.

이러한 저온환경에서의 스캔타임 확보와 고온에서의 PDP 온도상승을 억제하기 위하여, 온도변화에 따라 서스테인펄스 수를 줄이는 방법이 제안되고 있다. 그 일예로, 도 3과 같이 APL 커브에서 온도에 따라 일정한 비율로 서스테인펄스 수(Nsus)를 감소시킨다. 도 3에서 알 수 있는 바, PDP의 온도가 낮아질 수록 상온의 APL 커브는 전체 APL 범위에서 일정한 비율로 감소된다. 예컨대, PDP의 온도가 저온1로 낮아지면 전체 APL 범위에서 서스테인펄스 수(Nsus)가 상온의 최대 서스테인펄스 수(Nsus) 대비 25% 감소하며, 저온2로 더 낮아지면 전체 APL 범위에서 서스테인펄스 수(Nsus)가 상온의 최대 서스테인펄스 수(Nsus) 대비 50% 감소한다. 그리고 저온2보다 더 낮은 저온3으로 PDP의 온도가 더 낮아지면 전체 APL 범위에서 서스테인펄스 수(Nsus)가 상온의 최대 서스테인펄스 수(Nsus) 대비 75% 감소한다.

그런데 도 3과 같은 APL 제어방법은 표시 영상의 최적 감마특성에 맞추어 설계된 상온 APL 커브 전체가 온도에 따라 이동하게 되므로 감마 미스매치(Gamma mis-match)를 초래하고 온도에 따라 평균밝기의 변동으로 인하여 플리커를 발생시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 온도에 따라 평균화상레벨 곡선을 가변할 때 발생하는 플리커를 최소화하고 평균화상레벨 곡선과 감마특성과의 미스매치를 최소화하도록 한 APL을 이용한 화질 제어방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 APL을 이용한 화질 제어방법은 상온을 기준으로 하여 영상 데이터의 평균화상레벨 대 서스테인 펄스 수를 지정하는 기준 커브를 설정하는 단계와; 상기 기준 커브에서 다수의 커팅점을 지정하는 단계와; PDP의 온도를 감지하는 단계와; 상기 PDP의 온도에 따라 상기 기준 커브에서 상기 커팅점을 다르게 하고 상기 커팅점 이하의 평균화상레벨에서 최대 서스테인펄스 수를 제한하는 단계를 포함한다.

상기 커팅점은 상기 PDP의 온도가 상기 상온보다 낮아질수록 증가한다.

상기 커팅점은 상기 PDP의 온도가 상기 상온보다 높아질수록 증가한다.

본 발명에 따른 APL을 이용한 화질 제어장치는 PDP의 온도를 감지하는 온도센서와; 상온을 기준으로 하여 영상 데이터의 평균화상레벨 대 서스테인 펄스 수를 지정하며 상기 PDP의 온도에 따라 가변 가능한 다수의 커팅점이 존재하는 기준커브를 이용하여 서스테인 펄스 수를 선택하는 평균화상레벨 계산부와; 상기 온도센서에 의해 감지된 상기 PDP의 온도에 따라 상기 기준 커브에서 상기 커팅점을 다르게 제어하는 레지스터 설정부를 구비한다.

상기 평균화상레벨 계산부는 커팅점 이하의 평균화상레벨에서 최대 서스테인펄스 수를 제한한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 화질 제어방법은 상온을 기준으로 설정된 APL 커브에서 최대 서스테인 펄스 수(max15)를 온도가 저온으로 낮아질수록 그리고 온도가 고온으로 높아질수록 단계적으로 제한한다.

상온 APL 커브는 전체 APL 구간이 최대 서스테인펄스 수가 서로 다르게 제한되는 16 개의 APL 커팅점(L0 내지 L15)으로 나뉘어진다. 그리고 16 단계의 APL 커팅점(L0 내지 L15)은 16 단계로 나뉘어진 온도구간(상온, LT1 내지 LT15, HT1 내지 HT15)에 대응하여 나뉘어진다. LT1 내지 LT15는 일련번호가 높을 수록 온도가 낮아지는 15 단계의 저온 온도 구간이다. HT1 내지 HT15는 일련번호가 높을 수록 온도가 높아지는 15 단계의 고온 온도 구간이다. 표 1은 APL 커브에서 APL 커팅점과 온도구간의 레지스터 설정 예를 보여 준다.

온도구간	상온	LT1,HT1	LT2,HT2	LT3,HT3	LT4,HT4	...	LT13, HT13	LT14, HT14	LT15, HT15
APL 커팅	L0	L1	L2	L3	L4	...	L13	L14	L15

도 4 및 표 4에서 알 수 있는 바, 본 발명에 따른 화질 제어방법은 저온으로 PDP의 온도가 낮아질수록 그리고 고온으로 PDP의 온도가 높아질수록 최대 서스테인 펄스 수를 제한하는 APL 커팅점을 증가시키고 그 APL 커팅점 이상에서 상온 APL 커브에서 지정된 서스테인펄스 수와 감마특성을 유지한다. 다시 말하여, 본 발명에 따른 화질 제어방법은 상온에 비하여 PDP의 온도가 낮아지거나 높아지면 상온 APL 커브에서 최대 서스테인펄스 수가 제한되는 상한 APL을 증가시킨다.

이렇게 본 발명에 따른 화질 제어방법은 PDP의 온도 변화에 따라 최대 서스테인펄스 수가 제한되는 APL 커팅점만을 다르게 하고 그 APL 커팅점 이상의 APL 구간에서 상온 APL 커브와 동일하게 서스테인펄스 수를 제어한다. 따라서, 본 발명에 따른 화질 제어방법은 최적 감마특성으로 설정된 상온 APL 커브를 따르게 되고 APL 커팅점 이하의 APL 구간에서만 최대 서스테인펄스 수가 달라지게 되므로 PDP의 표시영상에서 플리커를 최소화하고 온도가 변하더라도 최적의 감마특성을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 화질 제어방법은 저온(LT1 내지 LT15)으로 온도가 낮아질 수록 최대 서스테인펄스 수를 낮추어 스캔기간을 확보하기에 용이하고 고온(HT1 내지 HT15)으로 온도가 높아질수록 최대 서스테인펄스 수를 낮추어 PDP의 발열을 억제하여 PDP의 신뢰성을 높인다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 화질 제어장치를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 화질 제어장치는 제1 역감마 조정부(51a)와 데이터 정렬부(55) 사이에 접속된 게인 조정부(52), 하프톤 처리부(53) 및 서브필드 맵핑부(54)와, 제2 역감마 조정부(51b)와 파형 발생부(57) 사이에 접속된 APL 계산부(58)와, PDP(56)의 온도를 검출하기 위한 온도센서(60)와, PDP(56)의 온도에 따라 APL 계산부(58)를 제어하기 위한 레지스터 설정부(59)를 구비한다.

제1 및 제2 역감마 보정부(51a, 51b) 각각은 입력라인으로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 2.2 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 대한 휘도를 선형적으로 변환시킨다.

게인 조정부(52)는 적색, 녹색 및 청색의 각 데이터별로 유효이득을 조정하여 색온도를 보상한다.

하프톤 처리부(53)는 게인 조정부(52)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대하여 오차확산을 실시하여 양자화 오차를 인접한 셀들로 확산키고 미리 설정된 디더 마스크를 이용하여 양자화 오차를 임계화하여 휘도값을 미세하게 조정한다.

서브필드 맵핑부(54)는 하프톤 처리부(53)로부터 입력된 데이터를 각 비트별로미리 설정된 서브필드들에 맵핑하고 그 맵핑 데이터를 데이터 정렬부(55)에 공급한다.

데이터 정렬부(55)는 서브필드 맵핑부(54)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 PDP(56)의 데이터 구동회로에 공급한다. 데이터 구동회로는 다수의 집적회로들을 포함하여 PDP(56)의 어드레스전극들에 접속되어 데이터 정렬부(55)로부터 입력되는 데이터를 1 수평라인씩 래치한 후에 래치된 데이터를 1 수평기간 단위로 PDP(56)의 어드레스전극들에 공급하게 된다.

파형 발생부(57)는 APL 계산부(58)로부터의 서스테인 펄스 수(Nsus)에 응답하여 타이밍 제어신호를 생성하고, 그 타이밍 제어신호를 도시하지 않은 PDP(56)의 스캔 구동회로와 서스테인 구동회로에 공급한다. 스캔 구동회로와 서스테인 구동회로는 파형 발생부(57)로부터 입력되는 타이밍 제어신호에 응답하여 서스테인기간 동안 PDP(56)의 스캔전극들과 서스테인전극들에 서스테인 펄스를 공급한다.

APL 계산부(58)는 도 4의 APL 커브가 룩업 테이블 형태로 저장된 ROM과, 그 ROM을 억세스하기 위한 어드레스 제어회로를 포함한다. APL 계산부(56)의 어드레스 제어회로는 PDP의 온도 대응 레지스터와 PDP의 APL 대응 레지스터에 따라 도 4의 APL 커브 데이터가 저장된 룩업 테이블을 억세스한다. 이 APL 계산부(58)는 제2 역감마 보정부(51b)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대하여 한 프레임기간의 한 화면 단위로 APL 즉, 한 화면의 평균휘도를 계산하고 APL에 대응하는 서스테인 펄스 수(Nsus)를 도 4의 APL 커브에서 선택하고 선택된 서스테인 펄스 수(Nsus)를 파형 발생부(57)에 공급한다. 또한, APL 계산부(58)는 레지스터 설정부(59)의 제어 하에 상온에 비하여 PDP의 온도가 저온으로 낮아지거나 고온으로 높아지면 APL 커팅점을 다르게 하여 그 APL 커팅점 이하의 APL 구간에서 최대 서스테인 펄스 수를 낮춘다.

온도센서(60)는 PDP(56)에 근접 설치되어 PDP(56)의 온도를 감지하고 그 온도를 전기적으로 지시하는 온도감지신호를 레지스터 설정부(58)로 공급한다.

레지스터 설정부(58)는 온도센서(60)로부터의 온도감지신호에 응답하여 도 4의 APL 커브에서 PDP의 온도에 대응하는 APL 커팅점을 지시하는 레지스터정보를 APL 계산부(58)에 공급하여 APL 계산부(58)를 제어한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 APL을 이용한 화질 제어방법 및 장치는 최적 감마특성으로 설정된 상온 APL 커브를 따르게 되고 PDP의 온도에 따라 가변 가능한 APL 커팅점 이하의 APL 구간에서만 최대 서스테인펄스 수를 다르게 하여 PDP의 표시영상에서 플리커를 최소화하고 온도가 변하더라도 최적의 감마특성을 유지하여 PDP의 표시품질을 낮출 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 PDP의 화질 제어방법 및 장치는 저온에서 스캔기간을 확보할 수 있으며 고온에서 PDP의 발열을 억제할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명은 실시예에서 PDP에 적용되는 예를 설명하였지만, 온도에 따라 화질에 미치는 영향이 큰 액정표시소자(LCD)와 같은 다른 평판표시소자에도 응용될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도 2는 종래의 평균화상레벨 커브를 나타내는 그래프이다.

도 3은 온도에 따라 변화되는 평균화상레벨 커브를 보여주는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화질 제어방법에 적용되는 평균화상레벨 커브를 보여주는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화질 제어장치를 나타내는 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

51a, 51b : 역감마 조정부 52 : 게인 조정부

53 : 하트톤 처리부 54 : 서브필드 맵핑부

55 : 데이터 정렬부 56 : 플라즈마 디스플레이 패널

57 : 파형 발생부 58 : 평균화상레벨 계산부

59 : 레지스터 설정부 60 : 온도센서

Claims (6)

1. 상온을 기준으로 하여 영상 데이터의 평균화상레벨 대 서스테인 펄스 수를 지정하는 기준 커브를 설정하는 단계와;

   상기 기준 커브에서 다수의 커팅점을 지정하는 단계와;

   플라즈마 디스플레이 패널의 온도를 감지하는 단계와;

   상기 플라즈마 디스플레이 패널의 온도에 따라 상기 기준 커브에서 상기 커팅점을 다르게 하고 상기 커팅점 이하의 평균화상레벨에서 최대 서스테인펄스 수를 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평균화상레벨을 이용한 화질 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 커팅점은 상기 플라스마 디스플레이 패널의 온도가 상기 상온보다 낮아질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 평균화상레벨을 이용한 화질 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 커팅점은 상기 플라스마 디스플레이 패널의 온도가 상기 상온보다 높아질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 평균화상레벨을 이용한 화질 제어방법.
4. 플라즈마 디스플레이 패널의 온도를 감지하는 온도센서와;

   상온을 기준으로 하여 영상 데이터의 평균화상레벨 대 서스테인 펄스 수를 지정하며 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 온도에 따라 가변 가능한 다수의 커팅점이 존재하는 기준커브를 이용하여 서스테인 펄스 수를 선택하는 평균화상레벨 계산부와;

   상기 온도센서에 의해 감지된 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 온도에 따라 상기 기준 커브에서 상기 커팅점을 다르게 제어하는 레지스터 설정부를 구비하며;

   상기 평균화상레벨 계산부는 커팅점 이하의 평균화상레벨에서 최대 서스테인펄스 수를 제한하는 것을 특징으로 하는 평균화상레벨을 이용한 화질 제어장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 커팅점은 상기 플라스마 디스플레이 패널의 온도가 상기 상온보다 낮아질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 평균화상레벨을 이용한 화질 제어장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 커팅점은 상기 플라스마 디스플레이 패널의 온도가 상기 상온보다 높아질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 평균화상레벨을 이용한 화질 제어장치.