KR20100115310A

KR20100115310A - 디스플레이 장치 상의 발광체 지연 아티팩트 결함 저감 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100115310A
Application number: KR1020100034683A
Authority: KR
Inventors: 카를로스 꼬레아; 세드릭 테볼
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2010-10-27
Also published as: US20100265395A1; US8520151B2; EP2242035A1; EP2242036A1

Abstract

영상 디스플레이 장치의 적색, 녹색 및 청색의 3색의 발광 요소는 서로 다른 응답 시간을 가진다. 따라서, 이동하는 대상물의 방향으로 엣지에는 컬러 엣지 및 잔상이 나타낸다. 이러한 컬러 엣지 및 잔상의 교란 특성을 저감시키기 위해, 디스플레이 장치 상의 발광체 지연 아티팩트 결함을 저감시키도록, 성분 신호의 변화의 수평 속도에 의존하여, 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위한 영상 성분 신호 중 성분 신호를 저역 통과 필터링함으로써 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 응답 시간에 대한 수평 방향 공간 균등화가 추천된다. 서로 다른 컬러의 영상 성분 신호를 처리하는 장치는 바람직한 실시예에 따라 FIR 필터와 수평 및 수직 동작 추정 신호가 제공되는 수평 속도 보정 유닛으로 구현되는 보상 유닛을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 상의 발광체 지연 아티팩트 결함 저감 장치 및 방법{REDUCTION OF PHOSPHOR LAG ARTIFACTS ON DISPLAY DEVICES}

본 발명은 서로 다른 응답 시간을 갖는 적어도 두 종류의 발광 요소를 갖는 디스플레이 장치에 표시되는 영상 신호를 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 적색, 녹색, 청색의 3색 발광 요소는 서로 다른 응답 시간을 가진다. 응답 시간은 발광 요소가 주어진 입력에 대해 반응하는 데 걸리는 시간이다. 응답 시간의 차이는 컬러 잔상/엣지가 디스플레이 장치에서 흑색 배경의 전방에서 이동하는 백색 대상물의 엣지 후방과 전방 엣지에서 인위적인 컬러로서 나타나는 이유이다. 플라즈마 디스플레이의 3색 발광체와 같이 서로 다른 컬러의 발광 요소는 서로 다른 화학적 성질을 가져서 응답 시간에 관하여 상이한데, 이는 소위 발광체 지연(phosphor lag)으로 인해 특히 이동하는 흑/백 엣지 부분에서 볼 수 있는 컬러 잔상과 컬러 엣지로서 아티팩트 결함(artifacts)을 발생시킨다. 이러한 컬러 잔상/엣지의 교란 특성을 저감하기 위해, 이동하는 엣지를 검출하고 이들 엣지 뒤로 인위적인 잔상을 부가함으로써 교란 특성을 변색시키는 방법이 이미 추천된 바 있다. 그러나, 이런 해법은 상당량의 라인 메모리를 필요로 하여 고비용이 소요되도록 하며, 또한 통상 노이즈에 민감한 엣지 검출기의 사용을 필요로 한다. 또한, 3색 성분의 서브-필드를 다르게 이동시킴으로써, 두 개의 연속하는 화상 사이에서 이동하는 대상물을 지시하는 이동 벡터를 사용하여 발광체의 움직임과 종류에 따라 서브-필드를 변위시키는 방안이 추천된 바 있다. 그러나, 이동 벡터가 필요하고 서브-필드 이동은 픽셀 해상도로 제한된다. 따라서 적어도 두 종류의 발광체로 영상을 표시하기 위해 서로 다른 그룹의 서브-필드를 사용하는 방안이 이미 추천된 바 있다. 이 방식은 컬러 잔상의 길이를 단축시키지만 그 변색을 취급하지는 않는다. 이미 오래 전에 추천된 바로서, 제1 계조(grey level)와 그에 인접한 제2 계조 간의 전이값을 검출하여 컬러 화상 표시 스크린에서 발광체의 지속성 차이(differences in persistence)를 바로잡고, 만일 전이값이 한계값보다 크면 지속적 발광체로 덮인 셀의 상태가 프레임 구간의 종료 이전에 제2 계조가 되도록 하는 방안이 있다(미국 특허 제6,377,232호 참조). 또한, 입력 영상 신호의 동작 번짐 방지 필터링(anti-motion blur filtering)이 추천된 바 있다. 매트릭스 디스플레이 상에서 이동하는 대상물의 뷰어(viewer)가 동작 궤적을 따른 픽셀의 강도를 통합함에 따라 노이즈 증가 및 노이즈 변조를 야기하는 이동 대상물의 높은 공간 주파수를 향상시킴으로써 동작 번짐이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 동작 번짐 방지 필터링도 또한 입력 영상 신호의 각 화상에서 엣지 특성을 검출하는 것에 기초한다.

본 발명의 일 양태는 디스플레이 장치 상에서 발광체 지연 아티팩트 결함을 겪는 이동하는 대상물의 엣지에서 발광체 지연 아티팩트 결함을 저비용 고효율로 감소시키도록 적어도 두 종류의 발광 요소를 구비하는 디스플레이 장치에 표시되는 영상 신호를 처리하기 위한 장치와 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 이동하는 대상물의 엣지 검출 없이 상당량의 라인 메모리를 요하지 않고 그리고 개선된 노이즈 성능을 가지면서, 디스플레이 패널 상의 발광체 지연 아티팩트 결함을 저감시키기 위해 흑-백 또는 백-흑 전이부에서의 컬러 엣지 또는 잔상과 같은 디스플레이 장치 상의 이동하는 대상물의 잔광 결함(afterglow defects)을 해소할 수 있도록 만드는 것이다.

이러한 목적은 독립 청구항에 특정된 특징에 의해 달성된다. 유리한 구성 및 개선 사항이 종속 청구항에 특정된다.

발광체 지연 현상을 겪는 이동하는 대상물의 엣지 변색에 효과가 적은 엣지 검출이 사용되지 않지만, 디스플레이 장치의 최고속 발광 요소에 대응하는 영상 신호의 컬러 성분에 대한 특정 저역 통과 필터링이 추천된다. 최고속 발광 요소에 대응하는 영상 신호의 컬러 성분에 대한 상기 특정 저역 통과 필터링은 당연히 대상물이 디스플레이 패널 상에서 전방향으로 이동할 수 있을지라도 이동하는 대상물의 수평 속도에 의존하여 수행된다. 이것은 본 발명이 발광체 지연(phosphor lag)이 수평 방향으로만 일어난다는 가정에서 출발함을 의미하는데, 그러나 이는 하기의 실시예의 상세한 설명에서 보여지는 바와 같이 당연히 대상물이 전방향으로 이동될 수 있고 이동하는 대상물의 전체 형상이 상기 발광체 지연 현상을 겪는 것은 아니기 때문에 당연히 사실이 아니다. 그러나, 이런 반대 사실의 존재에도 불구하고, 서로 다른 응답 시간을 갖는 발광 요소의 응답 시간에 대한 수평 방향의 공간 균등화(spatial equalisation)가 추천된다.

공지된 바와 같이, 동작 추정기(motion estimator)는 디스플레이 패널 상에서 대상물의 움직임을 나타내는 동작 벡터 신호를 제공할 수 있다. 디스플레이 패널 상에서 대상물의 움직임을 나타내는 동작 벡터 신호 또는 데이터는 영상 신호로부터 생성될 수 있거나 영상 신호에 이미 유효하게 존재한다. 상기 동작 벡터는 디스플레이 장치 상에 표시되는 대상물의 수평 및 수직 방향의 이동 속도를 나타낸다. 따라서, 일견해서는, 발광체 지연 보상을 위해 충분히 수평 동작 벡터를 사용할 수 있는 것으로 추정할 수 있다. 그러나, 이동하는 대상물 중 발광체 지연 효과를 겪지 않는 엣지도 존재한다. 따라서, 이동하는 대상물이 수직 이동 성분도 갖고 있는 경우 수평 동작 벡터를 저감시키는 수평 속도 보정 유닛이 추천된다. 또한, 전술한 특정 저역 통과 필터링을 위해, 중심 픽셀의 수평 속도 크기에 따라 픽셀-대-픽셀 방식으로 필터 계수가 결정되는 유한 임펄스 응답 필터(FIR-filter)의 사용이 추천된다. 이것은 각각의 속도마다 하나의 계수 세트가 결정됨을 의미하며, 이는 아래에 나타낸 수학식과 조건에 따라 계산된다. FIR 필터의 기능은 적어도 디스플레이 패널의 최고속 발광 요소에 대응하는 영상 신호의 컬러 성분에 대해 이동하는 엣지에 후속하는 흘림 잔상(trailing trail)을 모방하는 것이다. 양자가 거의 동일한 응답 시간을 갖는 적색 및 녹색의 발광 요소의 응답 시간보다 응답 시간이 짧음을 의미하는 것으로서 디스플레이 장치의 청색 발광 요소가 최고속인 예시적 실시예에 따르면, 청색 채널만을 대상으로 상기 추천된 FIR 필터를 사용하여 전술한 특정 저역 통과 필터링을 충분히 적용할 수 있다. FIR 필터는 각각의 속도에 대해 이동하는 엣지를 따르는 흘림 잔상을 모방하여야 하므로 계수 세트는 언제나 일방적이다. 즉, 좌->우측 동작 속도의 경우, 중심 및 우측 픽셀에 적용되는 계수만이 0과 다르고, 우->좌측 동작 속도의 경우, 중심 및 좌측 픽셀에 적용되는 계수만이 0과 다르다. 좌->우측 동작의 경우 우측 픽셀이 0이 아닌 이유는 주어진 중심 픽셀에서 이동하는 대상물이 지나쳐서 중심 픽셀의 우측에 이미 위치될 때 잔상이 생기기 때문이다.

FIR 필터 계수는 다음의 수학식과 조건을 적용하여 얻어진다:

여기서, a₀는 중심 픽셀 계수-현재 픽셀-을 지시하고, a_n은 이동 방향에 따른 좌측 또는 우측 계수를 지시한다. │v│는 프레임당 픽셀의 속도 크기를 지시하며, α는 특정 패널 기술에 필요한 보정의 크기를 지시하는 상수이다.

또한, v, α의 모든 값에서 아래의 수학식이 보장된다.

이것은 특정 속도에서 모든 계수의 합은 항상 1과 같음을 의미한다. 예컨대 계수의 합이 1과 다른 경우, 계수는 상수값을 곱해 필터 이득이 언제나 1이 되도록 보장한다. 1과 동일한 FIR 필터의 이러한 필터 이득은 입력 영상 플랫 필드가 FIR 필터에 의해 변형되지 않도록 보장되어야 한다. 필요한 보정의 크기를 지시하는 전술한 상수 α는 추천된 방법 및 장치가 적용될 기술의 함수이다. 상수 α는 최적의 결과에 대해 실험적으로 밝혀져야 하며, 균등화될 발광 요소의 응답 시간과 영상 프레임 속도에 의존한다. 청색 성분의 발광 요소의 응답 시간이 대략 동일한 응답 시간을 갖는 적색 및 녹색에 비해 훨씬 짧은 플라즈마 패널 기술의 경우, 예시적인 실시예에서 보여지는 바와 같이 약 4의 값이 발견되었다. 이것은 플라즈마 디스플레이 패널에 있어 통상적 예이지만, 추천된 장치와 방법은 서로 다른 응답 시간을 갖는 발광 요소가 사용되거나, 최고속 발광 요소의 컬러가 청색과 다르거나, 여러 발광 요소가 서로 다른 응답 시간을 갖는 다른 기술의 디스플레이 패널에도 적용 가능하다.

전술한 바와 같이, 수직 동작 벡터 신호에 의해 감쇠되는 수평 동작 벡터 신호로부터 생성되는 수평 속도 신호에 의존하여, 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소를 나타내는 영상 신호의 적어도 하나의 컬러 성분 신호의 활주 평균값(sliding average)을 제공함으로써 디스플레이 장치 상의 발광체 지연 아티팩트 결함을 저감시키기 위해 서로 다른 응답 시간을 갖는 발광 요소의 응답 시간에 대한 수평 방향 공간 균등화가 추천된다. 상기 수평 및 수직 동작 벡터 신호는 디스플레이 장치 상에서 이동하는 대상물의 속도를 나타낸다. 수평 동작 벡터 신호는 수직 동작 벡터 신호에 의해 감쇠되어 발광체 지연 보상이 수평 방향으로 이동하는 대상물의 엣지에 주로 적용되도록 보장한다. 영상 신호의 적어도 하나의 컬러 성분 신호의 활주 평균값을 제공하는 것은 특정 수의 연속 영상 신호값의 합이 생성되어 그 합이 상기 특정 수로 나눠지고, 상기 값의 그룹은 하나의 값만큼 연속으로 이동되고 새로운 평균값이 형성됨을 의미한다. 상기 필터링의 결과는 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소를 제어하는 영상 신호의 컬러 성분 신호의 저역 거동과 유사한 필터링된 값이다.

디스플레이 장치 상에 표시되는 이동하는 대상물의 동작 벡터로부터 생성되는 수평 이동 속도 신호에 의존하여, 디스플레이 장치의 최고속 컬러 성분에 대응하는 영상 신호의 컬러 성분 신호를 저역 통과 필터링하는 것은 발광체 지연 아티팩트 결함을 저감시키고 디스플레이 장치 상에 표시되는 이동하는 대상물의 흑-백 또는 백-흑 전이부에서 엣지 또는 잔상을 변색시키는 데 효과적인 방법이다. 상기 방법을 수행하기 위해 추천된 방법과 장치는 수평 작동하는 FIR 필터를 이용하여 구현됨으로써 비용을 거의 소요하지 않는다. 라인 메모리와 엣지 검출기가 필요하지 않아 발광체 지연 보상을 위한 고비용을 피할 수 있다. 또한, 추천된 발광체 지연 보상은 노이즈에 덜 민감하므로 상기 보상이 대부분의 플라즈마 디스플레이의 경우 오직 하나의 컬러 채널에 대해 수평으로 행해지기 때문에 적은 비용이 소요된다. 디스플레이의 서로 다른 컬러 성분의 시간 응답이 모든 컬러에 대해 동일하지 않은 여하한 디스플레이 기술에 대해 적용 가능하다.

도 1은 본 발명에 따라 디스플레이 장치 상에 표시될 이동하는 대상물을 나타내는 영상 신호를 처리하기 위한 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따라 발광체 지연 보상을 위한 FIR 필터의 블록도이다.
도 3은 두 가지 컬러의 발광체 지연 보상을 위한 장치의 블록도이다.
도 4는 발광체 지연 효과를 겪고 겪지 않은 이동하는 대상물의 이동 속도와 엣지에서 사선 방향으로 기울어진 사각형의 이동 성분을 나타낸 도표이다.
도 5는 디스플레이 패널 상의 이동하는 대상물의 발광체 지연 효과를 원래 그림과 비교하여 나타낸 도표이다.
도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 상의 이동하는 대상물의 보상된 발광체 지연 효과를 원래 그림과 비교하여 나타낸 도표이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도면 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호와 부호는 유사한 요소를 지정한다.

대상물 속도 벡터(OSV)로 나타낸 바와 같이 디스플레이 장치 상에서 사선 방향으로 이동하는 경사진 사각형을 총괄적으로 도시하고 있는 도 4를 먼저 참조한다. 사선 방향 이동은 수평 및 수직 속도 성분을 가지며, 이들 성분은 수평 동작 추정 신호(horizontal motion estimation signal, MEH)와 수직 동작 추정 신호(vertical motion estimation signal, MEV)로서 동작 추정기에 의해 제공된다. 상기 대상물 속도 벡터(OSV)에 대략 수직한 이동하는 대상물의 엣지는 예컨대 백색 대상물의 이동 방향의 제1 엣지가 청색 엣지(BE)로서 표시되고 이동 방향으로 마지막 엣지가 디스플레이 장치 상의 황색 잔상(YT)으로 표시되므로 발광체 지연 효과를 겪는다. 한편, 사각형 내부 영역과 시작점과 종료점을 제외하고 대상물 속도 벡터(OSV)에 평행하게 이동하는 사각형의 측선은 발광체 지연 효과를 겪지 않는다. 이것은 이동하는 대상물이 발광체 지연 보상을 필요로 하는 엣지 또는 형상(ERC)을 가지며 발광체 지연 보상을 필요로 하지 않는 엣지 또는 형상(EDNRC)을 가지는 것을 의미한다. 따라서, 발광체 지연 보상이 수평 동작 추정 신호(MEH)를 사용함으로써 전체 영상에 적용되면, 네 개의 엣지 전체가 보상될 것이다. 또한, 발광 보상이 보상을 요하지 않는 엣지에 적용되면, 발광 보상은 이전에는 없었던 곳에 발광체 지연 아티팩트 결함을 발생시킨다. 그럼에도 불구하고, 엣지 검출 없이 고비용을 요하는 라인 메모리 없이 그리고 개선된 노이즈 성능을 가지면서, 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위한 영상 성분 신호(RGB) 중 성분 신호(B)를 저역 통과 필터링함으로써 서로 다른 응답 시간을 갖는 발광 요소의 응답 시간에 대한 수평 방향 공간 균등화가 추천된다. 상기 저역 통과 필터링은 도 1의 예시적 실시예의 경우에 예시된 바와 같이 FIR 필터(FIR)를 사용하여 디스플레이 장치 상의 발광체 지연 아티팩트 결함을 저감시키기 위해 성분 신호(B)의 변화의 수평 속도에 의존하여 수행된다. 대부분의 플라즈마 디스플레이의 경우, 디스플레이 장치의 청색 발광 요소가 최고속을 나타내는데, 이는 보상되지 않은 영상 성분 신호(R, G, B)에 대하여 도 5에 도시된 바와 같이 적색 및 녹색 발광 요소의 응답 시간보다 짧은 응답 시간을 갖는다는 것을 의미한다. 도 5는 디스플레이 장치 상에서 표시 영상에 청색 엣지(BE)와 황색 잔상(YT)을 야기하는 네 개의 프레임에 대한 픽셀의 조도와 프레임당 1 픽셀의 동작에 대한 흑색 배경 위의 백색 사각형의 초기 영상을 보여준다. 이것은 서로 다른 컬러의 영상 성분 신호(R, G, B)가 서로 다른 응답 시간을 갖는 적어도 두 종류의 발광 요소를 갖는 디스플레이 장치 상에 아티팩트 결함과 함께 표시됨을 의미한다. 청색 픽셀은 적색과 녹색에 비해 일찍 발광됨으로써 사각형이 움직이는 방향의 뷰어는 먼저 청색 컬러를 인식한다. 명암 전이부 후방에 있는 황색톤의 잔상은 적색 및 녹색 픽셀로부터 형성되며, 이들 픽셀은 낮은 응답 시간에 기인하여 청색 픽셀에 비해 장시간 발광하기 때문에 황색 잔상(YT)을 발생시킨다. 따라서, 본 발명의 목적은 상기 잔상의 부자연적인 컬러를 효과적으로 적은 비용으로 억제함으로써 고객이 아티팩트 결함에 대한 염려를 줄이는 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위한 영상 성분 신호(R, G, B) 중 성분 신호(B)가 보상 유닛에 적용되며, 보상 유닛에서는 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위해 보정된 성분 신호(BC)를 제공한다. 도 2는 보상 유닛의 상세도이며, 보상 유닛은 도 1에 도시된 예시적인 실시예에 따르면 FIR 필터(FIR)이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 성분 신호(B)는 FIR 필터(FIR)에 적용되고, FIR 필터는 디스플레이 장치 상에 표시되는 서로 다른 컬러의 영상 성분 신호(R, G, B)의 보정된 성분 신호(BC)를 제공한다. FIR 필터(FIR)는 수평 속도 보정 유닛에 연결되며, 이 수평 속도 보정 유닛은 예컨대 도 2의 보상 유닛과 FIR 필터(FIR)를 각각 제어하는 수평 속도 보정 신호(HSC)를 제공하기 위해 수평 동작 추정 신호(MEH)와 수직 동작 추정 신호(MEV)가 공급되는 가변 이득 증폭기(VGA)일 수 있다. 수평 및 수직 동작 추정 신호(MEH, MEV)는 도 1에 도시된 바와 같이 영상 성분 신호(R, G, B)로부터 이들 신호를 생성하는 동작 추정기(ME)에 의해 제공된다. 그러나, 트리 영상 성분 신호(R, G, B)가 아닌 것으로부터 수평 및 수직 동작 추정 신호(MEH, MEV)를 생성하는 동작 추정기(ME)도 적용 가능하다. 동작 추정기(ME)는 각 픽셀에 대해 수평 동작 벡터와 수직 동작 벡터에 대한 최선의 추정을 제공한다. 상기 동작 추정 신호(MEH, MEV)가 영상 성분 신호(R, G, B) 외에도 이미 사용 가능하거나 도 3에 도시된 추가 실시예에서 보여지는 바와 같이 서로 다른 목적을 위해 생성된 경우, 동작 추정기(ME)는 필요하지 않다. 도 1과 도 3에 도시된 가변 이득 증폭기(VGA)는 수평 동작 추정 신호(MEH)가 공급되는 곱셈기(MULT)와 상기 예시적인 실시예에 따르면 상기 수평 속도 보정 유닛을 형성하는 가변 이득 증폭기(VGA)의 이득을 제어하기 위한 수직 동작 추정 신호(MEV)에 의해 제공되는 룩업 테이블(LUT)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 발광체 지연 보상은 발광체 지연 아티팩트 결함을 일으키는 대부분의 고속 이동이 수평 방향이거나 수직 동작 성분이 매우 작은 이유로 해서 주로 수평 방향으로 필요하기 때문에, 서로 다른 응답 시간을 갖는 발광 요소의 응답 시간에 대한 수평 방향 공간 균등화가 추천된다. 그러나, 사선 방향 이동의 경우, FIR 필터 블록이 서로 무관한 영상 데이터를 결합시키기 때문에, 발광 보상 회로는 적절히 작동하지 않을 것이다. 따라서, 큰 수직 값을 위해 수평 동작 성분의 값-수평 동작 추정 신호(MEH)-을 저감시키는 예컨대 가변 이득 증폭기(VGA)로서 상기 수평 속도 보정 유닛이 제공된다. 아래의 표는 이득 제어를 위한 룩업 테이블(LUT)의 내용의 예를 보여준다. 이동하는 대상물의 수직 속도-수직 동작 추정 신호(MEV)-가 프레임당 최고 2 라인인 경우, 이득값은 1로 설정되고, 그보다 높은 이동하는 대상물의 수직 속도의 경우 이득은 점차 저감된다.

수직 속도(라인/프레임)	이득
0	1.0
1	1.0
2	1.0
3	0.66
4	0.5
5	0.4
6	0.33
...
10	0.2
...

수평 동작 추정 신호(MEH)가 수직 동작 추정 신호(MEV)에 의해 저감되어야 하는 이유는 도 4와 관련하여 이미 설명된 바 있다.

도 1에서 예시적인 실시예에 대해 도시된 바와 같이, 영상 성분 신호(R, G, B)의 청색 성분-성분 신호(B)-는 FIR 필터(FIR)로 필터링된 유일한 성분이다. 이것은 플라즈마 디스플레이 장치의 경우 통상적이지만, 본 발명은 필터링될 컬러 성분이 서로 다른 컬러이거나 도 3에 도시된 추가의 실시예에 대해 도시된 바와 같이 하나 또는 여러 개의 컬러 성분이 필터링되어야 하는 서로 다른 디스플레이 장치와 기술에도 적용 가능하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 필터링될 성분 신호(B)는 적용되는 수평 속도 보정 신호(HSC)에 따라 필터 계수 세트의 선택을 위해 수평 속도 보정 신호(HSC)에 의해 공급되는 필터 선택기(FS)를 포함하는 FIR 필터(FIR)에 적용된다. 도 1 및 도 3에 도시된 예시적인 실시예는 FIR 필터(FIR)가 필터링될 성분 신호의 처리를 위해 필요로 하는 기간과 동일한 기간 동안 필터링되어서는 안되는 성분 신호의 지연을 위해 지연 등화기(delay equaliser: DE)를 더 포함한다. 도 3에 도시된 구성에 따른 녹색(G)의 성분 신호와 도 1에 도시된 구성에 따른 적색 및 녹색(R, G)의 성분 신호는 필터링되어서는 안되는 것으로 지연 등화기(DE)에 적용된다. 도 3에 도시된 실시예는 청색 성분 신호(B)를 위한 제1 FIR 필터(FIR-B)와 적색 성분 신호(R)를 위한 제2 FIR 필터(FIR-R)를 포함하며, 이들 필터는 제1 보정 성분 신호(BC)와 제2 보정 성분 신호(RC)를 제공한다. 이러한 실시예는 예컨대 디스플레이 장치의 세 개의 발광 요소가 서로 다른 응답 시간을 갖는 경우에 특히 적용 가능하다. 이런 경우, 각기 도 2에 도시된 보상 유닛인 제1 FIR 필터(FIR-B)와 제2 FIR 필터(FIR-R) 모두는 제1 및 제2 FIR 필터(FIR-B, FIR-R)를 제어하기 위해 수평 속도 보정 신호(HSC)를 제공하는 수평 속도 보정 유닛과 연결된다. 상기 제1 FIR 필터(FIR-B)와 제2 FIR 필터(FIR-R)는 동일한 구조를 가지고 있지만, 서로 다른 응답 시간에 따른 FIR 필터 계수가 특정 수평 속도 보정 신호(HSC)에 대해서도 다를 것이므로 상기 FIR 필터에 사용되는 FIR 필터 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)에 관해서는 상이하다. 이것은 여러 개의 보상 유닛을 필요로 하는 구성에서 각각의 보상 유닛은 특정 수평 속도 보정 신호(HSC)에 대해 필터 계수의 세트가 상이한 FIR 필터 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)을 갖는 것을 의미한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수평 속도 보정 신호(HSC)는 중심 탭 픽셀(CTP)의 지연에 대응하는 지연을 갖고 수평 속도 보정 신호(HSC)를 FIR 필터 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)에 적용하는 지연 수단(D)을 거쳐 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)에 적용된다. 지연 수단(D)과 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)은 보상 유닛의 필터 선택기(FS)를 형성한다. 상기 지연 수단(D)은 도 2에 도시된 바와 같이 여러 개의 지연 수단(D)으로부터 형성될 수 있다. FIR 필터(FIR)는 필터 계수가 중심 픽셀의 수평 속도 크기만큼 한 픽셀씩 결정되는 특성을 갖는 표준 디지털 FIR 필터이다. FIR 필터에서 약자 FIR은 필터가 유한 임펄스 응답 필터임을 의미하고, 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소를 구동하기 위해 디스플레이 장치 상에 표시될 서로 다른 컬러의 영상 성분 신호(R, G, B) 중 성분 신호(B)는 도 2에 도시된 바와 같이 FIR 필터(FIR)의 입력에 적용된다. FIR 필터(FIR)는 다수의 직렬 접속된 지연 수단(D)인 소위 래치(latch)와 지연 수단(D)에 의해 제공된 입력값으로 필터 계수를 곱하기 위해 각기 지연 수단(D)에 연결되는 다수의 곱셈기(MULT)를 포함한다. 곱셈기(MULT)의 출력은 곱셈기(MULT)의 출력값의 합을 각각 형성하여 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소와 픽셀을 구동하기 위해 보정된 성분 신호(BC)를 제공하는 가산기(ADD)에 연결된다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 성분 신호(B)는 10 비트로 표현되는 영상 성분 신호(R, G, B)의 청색 채널이고, FIR 필터(FIR)는 예컨대 49개의 계수(C)를 갖는다. FIR 계수는 다음의 수학식과 조건의 적용을 통해 얻어진다.

또한, v, α의 모든 값에서 아래의 수학식이 보장된다.

이것은 특정 속도에서 모든 계수의 합이 항상 1과 같음을 의미한다. 필요한 보정의 크기를 지시하는 전술한 상수 α는 추천된 방법 및 장치가 적용될 기술의 함수이다. 상수 α는 최적의 결과에 대해 실험적으로 밝혀져야 하며, 균등화될 발광 요소의 응답 시간과 영상 프레임 속도에 의존한다. 청색 성분의 발광 요소의 응답 시간이 대략 동일한 응답 시간을 갖는 적색 및 녹색에 비해 매우 짧은 플라즈마 패널 기술의 경우, 아래에서 보여지는 바와 같이 약 4의 값이 발견되었다. FIR 필터의 기능은 청색 채널에 대해 이동하는 엣지를 따르는 흘림 잔상을 모방하는 것이다. 이런 이유로, 각각의 속도에 대해 계수(C)의 세트는 언제나 일방적이다. 즉 좌->우측 동작 속도의 경우, 중심(C(0)) 및 우측 픽셀(PR)에 적용되는 계수만이 0과 다르고, 우->좌측 동작 속도의 경우, 중심(C(0)) 및 좌측 픽셀(PL)에 적용되는 계수만이 0과 다르다.

이것은

좌->우측 속도의 경우(v > 0):

(n < 0)에서

C(n) = 0이면 //좌측 픽셀 계수

또는

C(n) = a(n)이면 //우측 픽셀 계수이고,

우->좌측 속도의 경우(v < 0):

(n <= 0)에서

C(n) = a(-n)이면 //n < 0에서 -n > 0

또는

C(n) = 0이면 //우측 픽셀 계수이다.

전술한 조건을 고려함으로써 아래의 표에 나타난 바와 같이 필터 계수(C)가 결정된다.

표에서 양의 동작 속도(Motion Speed-단위 Pixels/frame)는 좌->우측 이동(right-to-left)을 지시하고, 음의 동작 속도는 우->좌측 이동(left-to-right)을 지시한다. 음의 계수(CL)는 픽셀을 중심 픽셀(C(0))의 좌측으로 영향을 주고, 양의 계수(CR)는 중심 픽셀의 우측으로 영향을 받는 픽셀을 지시한다. 예상되는 바와 같이, 반대 부호의 속도에 대한 양의 계수와 음의 계수 사이에 일대일 대칭 대응 관계가 존재한다. 예컨대 속도 -32에서 계수 16은 속도 32에서 계수 -16과 동일하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수평 속도 보정 신호(HSC)는 중심 탭 픽셀(CTP)의 지연에 대응하는 지연을 갖고 수평 속도 보정 신호(HSC)를 FIR 필터(FIR)의 FIR 필터 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)에 적용하는 지연 수단(D)을 통해 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)에 적용됨으로써, 필터 계수(C(0))의 세트를 선택하기 위한 중심 탭 픽셀의 속도값(SCTP)은 FIR 필터(FIR)의 지연 수단(D)을 통해 이동된 성분 신호(B)의 중심 탭 픽셀(CTP)에 맞춰진다. 수평 속도 보정 신호(HSC)에 의해 제어되는 FIR 필터(FIR)는 저역 필터와 같이 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소를 구동하기 위해 영상 성분 신호(R, G, B) 중 성분 신호(B)를 처리하여 디스플레이 장치 상의 발광체 지연 아티팩트 결함을 저감시킨다. 장치 및 방법은 이동하는 대상물의 엣지 검출이 필수적이지 않으며 동작 추정 신호가 사용되므로 라인 메모리와 엣지 검출기에 비해 적은 비용이 소요되고 개선된 노이즈 성능을 제공한다. 이것은 디스플레이 장치 상에 표시될 이동하는 대상물의 동작 벡터로부터 생성되는 수평 이동 속도 신호에 의존하여 디스플레이 장치의 최고속 컬러 성분에 대응하는 영상 신호의 컬러 성분 신호를 저역 통과 필터링하는 것이 발광 아티팩트 결함을 저감시키고 도 6에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치상에 표시될 이동하는 대상물의 흑-백 또는 백-흑 전이부에서 엣지 또는 잔상을 변색시키기 위한 효율적인 방법임을 의미한다. 도 6은 도 5에 도시된 것과 동일한 요소를 도시한 것으로, 본 발명에 따라 영상 신호의 컬러 성분 신호를 처리하는 것에 기인하여 서로 다른 응답 시간을 갖는 픽셀이 유사한 발광 특성을 가짐에 따라 이동하는 대상물의 엣지가 변색된다는 차이가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예의 전술한 설명은 예시와 설명의 목적으로 제시된 것이다. 전술한 설명은 본 발명을 총망라하거나 개시된 정확한 형태로 한정하고자 한 것이 아니다. 많은 변형과 변화가 당업자들에게 자명하게 이해될 수 있음은 분명하다. 본 발명의 범위는 다음의 특허청구범위와 그 균등 범위에 의해 정의된다.

Claims

서로 다른 응답 시간을 갖는 적어도 두 종류의 발광 요소를 갖는 디스플레이 장치 상에 표시되는 서로 다른 컬러의 영상 성분 신호(R, G, B)를 처리하기 위한 영상 성분 신호 처리 장치로서,
보다 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위한 영상 성분 신호(R, G, B) 중 성분 신호(B)는 응답 시간의 차이를 보상하고 상기 보다 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위해 보정된 성분 신호(BC)를 제공하기 위한 보상 유닛(FIR)에 적용되고,
상기 보상 유닛(FIR)은 수평 속도 보정 유닛(VGA)에 연결되며, 상기 수평 속도 보정 유닛(VGA)에는 상기 보정 유닛(FIR)을 제어하는 수평 속도 보정 신호(HSC)를 제공하기 위해 수평 동작 추정 신호(horizontal motion estimation signal, MEH) 및 수직 동작 추정 신호(vertical motion estimation signal, MEV)가 제공되고, 상기 보상 유닛(FIR)은 상기 적용된 수평 속도 보정 신호(HSC)에 따라 필터 계수의 세트를 선택하기 위해 상기 수평 속도 보정 신호(HSC)에 의해 공급되는 필터 선택기(FS)를 갖는 영상 성분 신호 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 보상 수단(도 2 참조)은 보다 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위한 상기 영상 성분 신호(R, G, B) 중 상기 성분 신호(B)에 의해 공급되는 FIR 필터(FIR)와 상기 수평 속도 보정 신호(HSC)에 의해 공급되는 필터 선택기(FS)를 포함하는 영상 성분 신호 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 수평 속도 보정 유닛은 상기 수평 동작 추정 신호(MEH)가 공급되는 곱셈기(MULT)와 상기 수평 속도 보정 유닛의 이득을 제어하도록 상기 수직 동작 추정 신호(MEV)에 의해 제공되는 룩업 테이블(LUT)을 포함하는 영상 성분 신호 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 FIR 필터(FIR)는 디스플레이 장치의 기결정된 수의 픽셀에 대한 필터 계수의 세트를 포함하되 서로 다른 수평 속도 보정 신호(HSC)에 대한 중심 픽셀(CTP) 계수를 포함하며, 필터 계수의 각 세트에 있어서 필터 계수들은 1과 동일한 FIR 필터 이득을 형성하는 영상 성분 신호 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 FIR 필터(FIR)는 상기 수평 속도 보정 신호(HSC)에 따라 증가하는 저역 통과 필터 특성을 가지는 영상 성분 신호 처리 장치.
제1항에 있어서, 디스플레이 장치 상에 표시될 상기 영상 성분 신호(R, G, B) 중 적어도 하나의 성분 신호(B)에 포함되는 이동하는 대상물에 따라 상기 수평 동작 추정 신호(MEH) 및 상기 수직 동작 추정 신호(MEV)를 생성하는 동작 추정기(ME)를 더 포함하는 영상 성분 신호 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 필터 선택기(FS)는 중심 탭 픽셀(CTP)의 지연에 대응하는 지연을 갖는 상기 수평 속도 보정 신호(HSC)를 상기 FIR 필터(FIR)의 FIR 필터 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)에 적용하는 지연 수단(D)을 포함하는 영상 성분 신호 처리 장치.
제1항에 있어서, 복수의 보상 유닛(도 2 참조)과 상기 수평 속도 보정 유닛이 제공되며, 각각의 보상 유닛(도 2 참조)은, 특정 수평 속도 보정 신호(HSC)에 대한 필터 계수의 세트들이 서로 다른, FIR 필터 계수 룩업 테이블(FIRCLUT)을 가지는 영상 성분 신호 처리 장치.
서로 다른 응답 시간을 갖는 적어도 두 종류의 발광 요소를 갖는 디스플레이 장치 상에 표시될 서로 다른 컬러의 영상 성분 신호(R, G, B)를 처리하기 위한 영상 성분 신호 처리 방법으로서,
디스플레이 장치 상의 발광체 지연 아티팩트 결함을 저감시키기 위해 보다 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소를 구동하기 위한 영상 성분 신호(R, G, B) 중 성분 신호(B)를 상기 성분 신호(B)의 변화의 수평 속도에 따라 저역 통과 필터링함으로써, 서로 다른 응답 시간을 갖는 발광 요소의 응답 시간에 대한 수평 방향 공간 균등화가 수행되는 영상 성분 신호 처리 방법.
제9항에 있어서, FIR 필터(FIR)가 서로 다른 응답 시간을 갖는 상기 발광 요소의 응답 시간에 대한 수평 방향 공간 균등화를 위해 사용되는 영상 성분 신호 처리 방법.
제9항에 있어서, 수평 속도 보정 신호(HSC)에 따라 증가되는 저역 통과 필터 특성이 보다 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위한 상기 영상 성분 신호(R, G, B) 중 상기 성분 신호(B)에 적용되는 영상 성분 신호 처리 방법.
제11항에 있어서, 상기 수평 속도 보정 신호(HSC)는, 발광체 지연을 겪는 이동하는 대상물의 이동하는 형상(moving contour)에만 발광체 지연 보상을 적용하기 위해, 수직 동작 추정 신호(MEV)로 수평 동작 추정 신호(MEH)를 감쇠함으로써 상기 수평 동작 추정 신호(MEH)로부터 생성되는 영상 성분 신호 처리 방법.
제9항에 있어서, 보다 짧은 응답 시간을 갖는 발광 요소의 구동을 위해 상기 영상 성분 신호(R, G, B) 중 상기 성분 신호(B)로부터 활주 평균값(sliding average)이 생성되는 영상 성분 신호 처리 방법.