KR20110024481A - Liquid crystal display and method for eliminating afterimage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시 장치 및 잔상 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 정지 영상의 경계 부분에 샤프니스(sharpness) 이득을 제어하여 영상의 끌림 현상을 방지하는 액정표시 장치 및 잔상 제거 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근의 정보화 사회에서 표시 소자는 시각 정보 전달 매체로서 그 중요성이 어느때 보다 강조되고 많은 종류의 평판표시소자(Flast Panel Display)가 개발되고 있다. In the recent information society, display elements are a visual information transmission medium, and their importance is ever more emphasized, and many kinds of flat panel displays have been developed.
평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 전계 방출 표시 소자(Field Emission Dislplay; FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 및 일렉트로루미넌스(Electroluminescence; EL), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다. The flat panel display device includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an electroluminescence (EL), and an organic light (OLED). Emitting Diodes).
이러한 평판표시소자 중에서 액정 표시 장치는 경량, 박형, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용 범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시 장치는 노트북 PCC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기 기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시 장치 등으로 이용되고 있으며 최근의 양산 기술 확보와 연구 개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다. Among such flat panel display devices, liquid crystal display devices tend to be gradually widened due to their light weight, thinness, and low power consumption. In line with this trend, liquid crystal displays are being used for portable computers such as notebook PCC, office automation equipment, audio / video equipment, and indoor / outdoor advertising display devices. It is rapidly developing into anger.
통상적으로, 액정 표시 장치(Liguid Crystal Display Device)는 비디오 신호에 따라 화소 셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 이와 같은 액정표시 장치는 크게 두 장의 유리기판의 사이에 화소 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어져 영상을 표시하는 액정패널(Liguid Crystal Display Panel)과, 이 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)과, 액정 패널을 구동시키기 위한 구동 신호를 공급하는 구동 장치로 구성된다. Typically, a liquid crystal display device displays an image by adjusting light transmittance of pixel cells according to a video signal. Such a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel (Liguid Crystal Display Panel) in which pixel cells are arranged in a matrix form between two glass substrates to display an image, and a backlight unit (Back Light Unit) for irradiating light to the liquid crystal panel. And a driving device for supplying a driving signal for driving the liquid crystal panel.
여기서, 백라이트 유닛에 포함되는 광원의 배열 방법에 따라 측광형(Side Light Type)과 직하형(Direct Type)으로 구분될 수 있다. 이 중 직하형 방식은 액정 패널의 배면에 복수의 형광 램프와 같은 광원을 배열하여 액정 패널의 전면에 걸쳐 직접적으로 광을 조사한다. 이러한 직하형 방식은 액정 패널에 조사되는 광의 균일도 및 휘도가 높아 대형 LCD의 적용에 유리한 장점이 있다. Here, the light source may be classified into a side light type and a direct type according to an arrangement method of a light source included in the backlight unit. In the direct type, a light source such as a plurality of fluorescent lamps is arranged on the rear surface of the liquid crystal panel to directly irradiate light over the entire surface of the liquid crystal panel. Such a direct type method is advantageous in the application of a large LCD due to the high uniformity and brightness of light irradiated onto the liquid crystal panel.
그리고, 직하 형 백라이트 유닛의 램프는 상시 구동되어 액정 패널의 후면 전체에 균일한 세기의 광을 공급하고, 액정 패널은 램프로부터 공급되는 광의 투과율을 제어하여 영상을 표현하게 된다. 그러나, 액정 패널은 두 어레이 기판 사이에 인가되는 전계에 따라 액정 분자가 수직 및 수평으로 배열 화 되는 시간 즉, 액정 분자의 응답 속도에 의해 액정 패널에서 표현되는 영상에서 끌리는 듯한 잔상 즉, 모션 블러(Motion Blur)가 발생하는 문제점이 있다. In addition, the lamp of the direct type backlight unit is always driven to supply light of uniform intensity to the entire rear surface of the liquid crystal panel, and the liquid crystal panel controls the transmittance of light supplied from the lamp to express an image. However, the liquid crystal panel has an afterimage, i.e., motion blur, which is attracted to an image represented by the liquid crystal panel by the time when the liquid crystal molecules are arranged vertically and horizontally according to the electric field applied between the two array substrates. Motion Blur) occurs.
특히, 액정표시 장치가 고품질의 동영상을 구현하기 위해서는 매 초 단위로 60Hz 이상의 고속으로 구동하여야 하며, 이에 따라 프레임의 양이 증가하게 된다. 이러한, 프레임의 양에 비례하여 액정 분자가 전계의 변화를 받아야 하므로, 액정 분자의 응답속도 지연에 따른 잔상 현상은 더욱 심각해지며, 이에 따라 모션 블러 또한 증가하게 된다. In particular, in order to realize a high quality moving picture, the LCD device must be driven at a high speed of 60 Hz or more every second, thereby increasing the amount of frames. Since the liquid crystal molecules must be changed in electric field in proportion to the amount of the frame, the afterimage phenomenon due to the delay of the response speed of the liquid crystal molecules becomes more serious, and thus the motion blur is also increased.
본 발명은 입력 영상의 경계 검출을 통해 경계 부분에 샤프니스(sharpness) 이득을 제어하여 잔상을 방지하는 방법 및 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a method and a liquid crystal display device for preventing afterimages by controlling the sharpness (gain) on the boundary portion by detecting the edge of the input image.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시 장치는 프레임 영역별 영상 신호로부터 휘도 차이 값을 구하여 영상 블록의 경계 부분을 검출하는 경계 검출부; 상기 프레임별 분할된 블록과의 공간상 위치 이동 정도를 측정하여 영상의 모션 벡터를 검출하는 모션 벡터 검출부;및 상기 검출된 모션 벡터를 근거하여 영상의 움직임 정도에 따라 프레임 레이트를 변환하는 FRC 변환부를 포함하며, 상기 변환된 프레임 레이트의 영상 블록 경계 부분의 에지 휘도 값을 일정 비율로 증폭시켜 샤프니스 이득을 조절하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a boundary detector for detecting a boundary portion of an image block by obtaining a luminance difference value from an image signal for each frame region; A motion vector detector for detecting a motion vector of an image by measuring a degree of positional movement with respect to the divided blocks for each frame; and an FRC converter for converting a frame rate according to the degree of motion of the image based on the detected motion vector. And a sharpness gain by amplifying an edge luminance value of an edge of an image block boundary of the converted frame rate at a predetermined ratio.
상기 경계 검출부로부터 검출된 프레임의 블록 경계 부분의 에지 휘도 값을 일정 비율로 증폭시켜 샤프니스 이득을 제어하는 경계 이득 조절부를 더 포함한다.The edge gain control unit may further include an edge gain control unit configured to amplify an edge luminance value of the block boundary portion of the frame detected by the edge detector at a predetermined ratio to control the sharpness gain.
입력되는 프레임을 N*M개의 픽셀을 포함하는 소정 개수의 블럭으로 구성된 복수의 화면 영역으로 분할하고, 상기 분할된 영상 영역을 판단하는 프레임 영역 판단부를 더 포함한다.The apparatus further includes a frame area determiner configured to divide the input frame into a plurality of screen areas including a predetermined number of blocks including N * M pixels, and determine the divided image area.
상기 경계 검출부는 상기 프레임 영역별 픽셀 간의 휘도 변화 값이 기준 값 이상인 경우에 경계 부분으로 검출하는 것을 특징으로 한다.The boundary detector detects the boundary portion when the luminance change value between the pixels of each frame region is equal to or greater than a reference value.
상기 경계 검출부는 입력 영상 신호를 공간 좌표 (R,G,B)계 혹은 (Y,U,V)계 간의 변환을 수행하는 경계 검출 알고리즘을 이용한다.The boundary detector uses a boundary detection algorithm that converts an input image signal between a spatial coordinate (R, G, B) system or a (Y, U, V) system.
상기 경계 검출부는 입력 영상 신호의 색차 부분을 분석한다.The boundary detector analyzes a color difference part of the input image signal.
상기 모션 벡터 검출부는 상기 상기 프레임별 분할된 블록과의 공간상 위치 이동의 유사성을 측정하기 위해 SAD(Sum of Absolute Difference) 혹은, MAD(Mean Absolute Difference) 등의 움직임 예측 오차 값을 사용한다.The motion vector detector uses a motion prediction error value such as Sum of Absolute Difference (SAD) or Mean Absolute Difference (MAD) to measure the similarity of positional movement in space with the divided blocks for each frame.
상기 FRC 변환부는 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 검출된 모션 벡터를 근거하여 보간 프레임을 생성하는 것을 특징으로 한다.The FRC converter generates an interpolated frame based on the detected motion vector between the previous frame and the current frame.
상기 이득 조절부는 상기 검출된 프레임의 블록 경계 부분의 에지 휘도 값의 10 ~ 20% 범위로 증폭 비율을 설정하는 것을 특징으로 한다.The gain adjusting unit may set an amplification ratio in a range of 10 to 20% of an edge luminance value of a block boundary portion of the detected frame.
또한, 본 발명은 액정표시 장치의 잔상 제거 방법에 있어서, 프레임 영역별 영상 신호로부터 휘도 차이 값을 구하여 영상 블록의 경계 부분을 검출하는 단계; 상기 프레임별 분할된 블록과의 공간상 위치 이동 정도를 측정하여 영상의 모션 벡터를 검출하는 단계;및 상기 검출된 모션 벡터를 근거하여 영상의 움직임 정도에 따라 프레임 레이트를 변환하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 변환된 프레임 레이트의 영상 블록 경계 부분의 에지 휘도 값을 일정 비율로 증폭시켜 샤프니스 이득을 조절하는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a method for removing afterimages of a liquid crystal display, the method comprising: detecting a boundary portion of an image block by obtaining a luminance difference value from an image signal for each frame region; Detecting a motion vector of the image by measuring a degree of spatial position movement with the divided blocks for each frame; and converting a frame rate according to the degree of motion of the image based on the detected motion vector. The sharpness gain is adjusted by amplifying the edge luminance value of the boundary of the image block of the converted frame rate at a predetermined ratio.
상기 프레임 영역은 N*M 개의 픽셀을 포함하는 소정 개수의 블록으로 구성된 것을 특징으로 한다.The frame area is characterized by consisting of a predetermined number of blocks including N * M pixels.
상기 영상 블록의 경계 부분을 검출하는 단계는, 상기 프레임 영역별 픽셀 간의 휘도 변화 값이 기준 값 이상인 경우에 경계 부분으로 검출한다.The detecting of the boundary portion of the image block may include detecting the boundary portion when the luminance change value between pixels of each frame region is equal to or greater than a reference value.
상기 영상 블록의 경계 부분을 검출하는 단계는, 입력 영상 신호를 공간 좌표 (R,G,B)계 혹은 (Y,U,V)계 간의 변환을 수행하는 경계 검출 알고리즘을 이용한다.The detecting of the boundary portion of the image block uses a boundary detection algorithm that converts an input image signal between a spatial coordinate (R, G, B) system or a (Y, U, V) system.
상기 영상 블록의 경계 부분을 검출하는 단계는, 입력 영상 신호의 색차 부분을 분석한다.The detecting of the boundary portion of the image block may analyze the color difference portion of the input image signal.
영상의 모션 벡터를 검출하는 단계는, 상기 공간상 위치 이동의 유사성을 측정하기 위해 SAD(Sum of Absolute Difference) 혹은, MAD(Mean Absolute Difference) 등의 움직임 예측 오차 값을 사용한다.The detecting of the motion vector of the image uses a motion prediction error value such as Sum of Absolute Difference (SAD) or Mean Absolute Difference (MAD) to measure the similarity of the positional movement in space.
상기 프레임 레이트를 변환하는 단계는, 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 검출된 모션 벡터를 근거하여 보간 프레임을 생성한다.Converting the frame rate generates an interpolated frame based on the detected motion vector between the previous frame and the current frame.
상기 샤프니스 이득을 조절하는 단계는, 상기 에지 휘도 값의 10 ~ 20% 범위로 증폭 비율을 설정하는 것을 특징으로 한다.The adjusting of the sharpness gain may include setting an amplification ratio in a range of 10 to 20% of the edge luminance value.
본 발명은 입력 정지 영상의 경계 검출을 통해 경계 부분에 샤프니스(sharpness) 이득을 높여 동영상 응답 시간(Motion Picture Response Time)을 줄 이고 모션 블러(Motion Blur)를 방지하는 효과가 있다.The present invention has an effect of reducing the motion picture response time and preventing motion blur by increasing the sharpness gain at the boundary portion by detecting the edge of the input still image.
본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다. The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
액정 표시 장치는 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)과 복수의 데이터 라인(DL1 ~ DLn)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소 영역을 포함하는 액정 패널(210)과, 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)에 게이트 스캔 신호를 순차적으로 공급하는 다수의 게이트 드라이버 IC(232)를 포함하여 구성하는 게이트 드라이버(230)와, 입력되는 영상 데이터(R,G,B)를 게이트 제어 신호(GCS)에 동기 되도록 복수의 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)에 공급하는 데이터 드라이버 IC(222)를 포함하여 구성되는 데이터 드라이버(220)와, 외부로부터의 영상 데이터(R,G,B)를 변환 및 정렬하여 데이터 드라이버(220)에 공급함과 아울러, 게이트 드라이버(230) 및 데이터 드라이버(220)의 구동을 제어하는 제어부(170)와, 액정 패널(210)에 광을 공급하기 위하여 다수의 램프 및 광학 부재들로 구성되는 백라이트 유닛(250)과, 백라이트 유닛(50)을 구성하는 다수의 램프에 구동 전압을 공급하는 인버터(260)를 포함하여 구성한다. The liquid crystal display device includes a
또한, 도시되지 않았지만 기준 감마 전압을 발생하여 데이터 드라이버(220)에 공급하기 위한 기준 감마 전압 발생부와, 각각의 장치를 구동시키기 위한 구동 전압 및 액정 패널(210)의 공통 전극에 공통전압(Vcom)을 공급하는 전압 발생부를 포함한다. Although not shown, a common gamma voltage Vcom is applied to a reference gamma voltage generator for generating and supplying a reference gamma voltage to the
액정 패널(210)은 서로 대향하여 합착된 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러 필터 어레이 기판과, 두 어레이 기판 사이에 셀 갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 공간에 채워진 액정을 포함한다. The
이러한 액정 패널(210)은 m개의 게이트 라인(GL1 ~ GLm)과 n개의 데이터 라인(DL1 ~ DLn)에 의해 정의되는 화소 영역(픽셀)에 형성된 박막 트랜지스터(Thin film Transistor; 이하, TFT라 함)와, TFT에 접속되는 화소 셀을 포함한다. TFT는 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)로부터의 게이트 스캔 신호에 응답하여, 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)로부터의 아날로그 영상 데이터 신호를 화소 셀로 공급한다.The
화소 셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 TFT에 접속된 화소 전극을 포함하여 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터로 표시될 수 있다. 이러한 화소 셀은 액정 커패시터에 충전된 아날로그 영상 데이터 신호를 다음 아날로그 영상 데이터 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시티를 포함한다. 이러한 화소 셀이 공통 전극에는 공통 전압(Vcom)이 공급된다. The pixel cell includes the common electrode facing the liquid crystal with the liquid crystal interposed therebetween and the pixel electrode connected to the TFT, so that the pixel cell can be equivalently represented by the liquid crystal capacitor. The pixel cell includes a storage capacity for maintaining the analog image data signal charged in the liquid crystal capacitor until the next analog image data signal is charged. The pixel cell is supplied with a common voltage Vcom to the common electrode.
TFT는 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)에 접속된 게이트 전극과, 데이터 라인(DL1 ~ DLn)에 접속된 소스 전극과, 화소 전극에 접속된 드레인 전극을 포함하여 구성된다. 이러한 액정 패널(210)의 컬러필터 어레이 기판에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 필터들이 수직 배열(vertical stripe)되어 매트릭스 형태로 형성된다. The TFT includes a gate electrode connected to the gate lines GL1 to GLm, a source electrode connected to the data lines DL1 to DLn, and a drain electrode connected to the pixel electrode. Red (R), green (G), and blue (B) color filters are vertically arranged on the color filter array substrate of the
화질 개선부(100)는 입력되는 영상 신호의 프레임 단위에서 경계 검출 및 모션 벡터를 추출하여 프레임 레이트를 변화시키고, 검출된 경계 부분의 휘도 값을 증폭하여 샤프니스 이득을 조절한 보정된 영상 데이터를 출력한다.The image
또한, 화질 개선부(100)는 입력 영상 신호의 프레임에 대해 NR(Noise Reduction) 및 CTE(Color Tone Enhancement)와 같은 화질 개선을 위한 신호처리를 수행한다. 즉, 화질 개선부(100)는 디코딩 시 발생한 노이즈나 입력 영상 신호의 생성 시부터 존재해 온 노이즈를 감쇠시키고 영상의 색감을 높이기 위한 신호 처리를 수행한다. In addition, the image
제어부(170)는 화질 개선부(100)로부터 입력되는 영상 데이터(R,G,B)를 프레임 단위로 정렬하고, 정렬된 프레임 단위의 영상 데이터를 데이터 드라이버(220)에 공급한다. 또한, 제어부(170)는 외부로부터 입력되는 도트 클럭(DLCK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기 신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하여 데이터 드라이버(220)와 게이트 드라이버(230) 각각의 구동 타이밍을 제어한다. The
여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 극성 제어 신호(Polarity; POL) 및 소스 출력 신호(Source Output Enable; SOE) 등을 포함하고, 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클 럭(Gate Shift Clock; GSC) 및 게이트 출력 신호(Gate Output Enable; GOE) 등을 포함한다. 또한, 제어부(170)는 백라이트 유닛(250)의 램프들에 구동 전압을 공급하는 인버터(260)를 제어하기 위한 인버터 제어부(172)를 포함한다. Here, the data control signal DCS includes a source shift clock (SSC), a source start pulse (SSP), a polarity control signal (POL), and a source output signal (SOE). The gate control signal GCS includes a gate start pulse GSP, a gate shift clock GSC, a gate output enable GOE, and the like. In addition, the
인버터(260)는 인버터 제어부(172)로부터 입력되는 제어 신호에 따라, 한 프레임 내에서 복수의 램프를 순차적으로 구동시킨다. The inverter 260 sequentially drives a plurality of lamps within one frame according to a control signal input from the
또한, 제어부(170)는 액정 패널(210)의 구동 주파수(60Hz)와 동기되도록 프레임 단위로 저장된 영상 데이터를 정렬하여 데이터 드라이버(220)로 공급한다. 또한, 액정 패널이 60Hz의 주파수로 구동되는 것과는 별도로 인버터 제어부(172)를 제어하여 제 1 주파수 (60Hz)의 영상 데이터를 제 2 주파수 (120Hz)의 영상 데이터의 구동에 맞도록 제어 신호를 생성하여 인버터(260)로 인가한다. 여기서, 제 2 주파수는 61Hz 내지 120Hz의 범위를 가지며 특히, 현재 액정 표시 장치에 적용되는 구동 주파수 예를 들면, 75Hz, 90Hz, 105Hz, 120Hz의 주파수로 정의된다. In addition, the
게이트 드라이버(230)는 제어부(170)로부터의 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 스캔 신호를 순차적으로 발생시키는 시프트 레지스터를 포함한다. 이러한, 게이트 드라이버(230)는 제어부(170)로부터 입력되는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 m개의 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)에 게이트 스캔 신호를 순차적으로 인가하여 각각의 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)에 접속된 TFT를 턴-온(Turn-on) 시키게 된다. 이때, 게이트 드라이버(230)는 입력되는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)에 따라 게이트 스캔 신호의 하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압을 결정한다. The
데이터 드라이버(220)는 제어부(170)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DSC)에 응답하여 , 게이트 스캔 신호가 공급되는 주기 마다 그에 해당하는 라인 분의 아날로그 영상 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(220)는 극성 제어 신호(POL)에 응답하여 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)에 공급되는 아날로그 영상 데이터 신호의 극성을 반전시킨다. In response to the data control signal DSC supplied from the
액정 패널(210)은 자체 발광하지 못함으로 인해 램프와 같은 별도의 광원을 필요로 한다. 액정 패널(210)에 광을 조사하기 위하여 다수의 램프 및 광학 부재로 이루어진 백라이트 유닛(250)을 이용하며, 풀(full) HD 급의 화질을 표현하는 액정 패널(210)의 경우에 23(±1)개의 램프를 이용하게 된다. Since the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 잔상 제거 기능을 갖는 액정 표시 장치의 구성 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating a liquid crystal display device having an afterimage removing function according to an exemplary embodiment of the present invention.
프레임 버퍼(110)는 소정의 외부 영상 소스로부터 영상 신호를 프레임 단위로 저장한다. The
프레임 영역 판단부(120)는 프레임 버퍼(110)로부터 인가되는 프레임을 N*M개의 픽셀을 포함하는 소정 개수의 블럭으로 구성된 복수의 화면 영역으로 구분하여 분할된 영상 영역을 판단한다.The
경계 검출부(130)는 프레임 영역 판단부(120)에서 분할된 프레임 영역별 영상 신호로부터 휘도 및 색차 부분을 분석하여 영상 블록의 경계들을 검출한다. 이때, 경계 검출부(130)는 분석된 프레임에 픽셀 간의 휘도 변화 값이 기준 값 이상인 경우 경계 영역으로 판단한다. 여기서, 경계 검출부(130)는 하드웨어 모듈 혹은 프트 웨어 모듈일 수 있다. The
구체적으로, 컬러 영상에서 각 픽셀은 컬러 공간에서의 3차원 벡터에 의해 나타낼 수 있다. 컬러 공간(color space)은 다수의 서로 다른 좌표계들에 의해 나타낼 수 있으며 (Y,U,V)계, (R,G,B)계, (X,Y,Z)계 및 (I,H, S)의 컬러 공간 좌표계를 포함한다. 이 좌표계들 중에서, (I,H,S)계는 인간의 지각과 가장 가깝게 관련된 것이다. 본 발명에서 경계 검출부(130)는 입력 영상 신호를 (R,G,B)계 혹은 (Y,U,V)계로 나타나내어 수학상의 곱셈 처리 및 나눗셈 처리 시 (R,G,B)계 또는 (Y,U,V)계 간의 변환을 수행하는 경계 검출 알고리즘을 이용하여 입력되는 영상 신호의 휘도 차이 및 색차 부분을 분석하여 픽셀 간 휘도 및 색차 차이가 기준 값 이상인 경우 프레임의 블록 경계 부분으로 검출한다.Specifically, each pixel in the color image may be represented by a three-dimensional vector in the color space. The color space can be represented by a number of different coordinate systems, such as (Y, U, V), (R, G, B), (X, Y, Z) and (I, H, S) color space coordinate system. Of these coordinate systems, the (I, H, S) system is the closest to the human perception. In the present invention, the
경계 이득 조절부(140)는 경계 검출부(130)에서 검출된 프레임의 블록 경계 부분의 에지 휘도 값을 일정 비율로 증폭시켜 샤프니스 이득을 제어한다. 여기서 에지 휘도 값의 증폭 비율은 에지 휘도 값의 10 ~ 20% 범위로 증폭한다.The boundary
모션 벡터 검출부(150)는 프레임 영역 판단부(120)에서 판단한 프레임의 블록 경계 부분으로부터 모션 벡터를 생성한다. 여기서, 모션 벡터 검출부(150)는 모션 벡터가 프레임별 볼록 단위로 산출되므로, 프레임 영상을 분할하여 일정한 크기의 블록들로부터, 각각의 블록을 기준 블록하여 이전 프레임의 블록과의 공간상 위치 이동 정도를 모션 벡터로 추정할 수 있다. 이때, 모션 벡터 검출부(150)는 위치 이동의 유사성을 측정하기 위해 SAD(Sum of Absolut Difference) 또는 MAD(Mean Absolute Difference) 등의 움직임 예측 오차 값을 사용할 수 있다.The
FRC 변환부(160)는 모션 벡터 검출부(150)에 의해 검출된 모션 벡터를 근거하여 영상의 움직임 정도에 따라 프레임 레이트를 변환한다. 여기서, 프레임 레이트는 1초 동안 화면에 표시되는 영상 신호의 프레임 수를 말하며, 프레임 레이트의 단위는 Hz이다. 그리고 프레임 레이트 변환(Frame Rate Convertor)은, 입력된 영상 신호의 주파수를 출력 규격에 맞게 변환하는 것으로 예를 들어, 50Hz의 영상 신호를 100Hz로 변환하기 위해서는 원 프레임들 사이에 새로운 보간 프레임을 삽입한다. 이러한 보간 프레임을 삽입하는 경우, FRC 변환부(160)는 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 검출된 모션 벡터를 기초하여 보간 프레임을 생성한다. The
또한, 본 발명에 의해 FRC 변환부(160)는 변환된 프레임 레이트에 경계 이득 조절부(140)로부터 프레임의 블록 경계 부분의 에지 휘도 값을 일정 비율로 증폭시킨 샤프니스 이득 값을 적용하여 보간 프레임을 생성한다. In addition, according to the present invention, the
LCD 모듈(200)은 FRC 변환부(160)로부터 입력되는 영상 신호를 데이터 신호 및 게이트 신호로 변환하여 액정 패널로 출력한다.The
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 동영상 동영상 응답 시간(Motion Picture Response Time; 이하 MPRT) 측정을 나타낸 예시도이다.3 is an exemplary view illustrating measurement of a motion picture response time (MPRT) according to an embodiment of the present invention.
동영상 화질 측정 장비(300)는 피검사 액정표시 장치에 표시되는 입력 영상의 프레임(f)으로부터 발생되는 광을 감지하여 응답 속도에 의해 영향을 받는 동영상 화질을 측정하는 것이다. 이때, 동영상 화질 측정 장비(300)에 구비되는 광센서에 의해 액정표시 장치에 디스플레이된 영상의 그레이 레벨(P)이 변화되는 것을 인식한다. 구체적으로, 동영상 화질 측정 장비(300)의 CCD 카메라(c)가 고정된 위치 에서 액정표시 장치에 표시된 영상의 경계면 이동, 즉 그레이 레벨 변화를 촬영한다.The video
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 동영상 응답 시간(MPRT) 측정에 따른 그래프 즉, 액정표시 장치에 표시된 영상의 그레이 레벨 변화에 따라 계산된 에지 폭(Edge Width)을 나타낸 그래프이다. 도 4에서 X축은 타임 셔터 스케일(Time_Shutter_Scale)이고 Y축은 휘도(Luminance)이다. 동영상 응답 시간(MPRT) 측정에 따라 생성된 그래프의 진폭 중에서 하위 진폭 10%(W1)부터 상위 진폭 90%(W2)에 해당하는 휘도 에지 폭을 응답 시간(T)으로 산출한다. 동영상 응답 시간(MPRT)을 측정한 결과, 60Hz의 일반 영상은 14 ~ 16ms의 응답 시간을, 120Hz 영상은 8 ~ 10ms의 끌림 현상을 보인다.FIG. 4 is a graph illustrating a video response time (MPRT) measurement according to an exemplary embodiment of the present invention, ie, an edge width calculated according to a change in gray level of an image displayed on a liquid crystal display. In FIG. 4, the X axis is the time shutter scale (Time_Shutter_Scale) and the Y axis is the luminance. The luminance edge width corresponding to the
도 5에 도시된 그래프들 중에서 좌측 하단으로부터 우측 상단으로 증가되어 도시된 'S'자형 그래프는 휘도 레벨이 증가되는 경우이고, 좌측 상단으로부터 우측 하단으로 감소되어 도시된 '역S'자형 그래프는 휘도 레벨이 감소되는 경우이다. 특히, 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 경계 부 휘도 값을 증폭(S)하여 샤프니스 이득을 적용한 동영상 응답 시간(MPRT) 측정을 나타낸 그래프이다. Among the graphs shown in FIG. 5, the 'S' graph shown to be increased from the lower left to the upper right is a case where the luminance level is increased, and the 'inverse S' graph shown to be reduced from the upper left to the lower right is the luminance. This is the case when the level is reduced. In particular, FIG. 5B is a graph illustrating a video response time (MPRT) measurement by applying sharpness gain by amplifying a boundary luminance value (S) according to an embodiment of the present invention.
도 6(a,b)은 본 발명의 일 실시 예에 따라 경계 부 이득을 적용한 동영상 응답 시간(MPRT) 측정을 나타낸 예시도이다.6 (a, b) are exemplary diagrams illustrating a video response time (MPRT) measurement using boundary marginal gains according to an embodiment of the present invention.
동영상 화질 측정 장비(300)는 액정표시 장치의 응답 속도에 따른 동영상 화질을 측정하는데, 0 레벨부터 255 레벨까지의 '256'레벨로 이루어진 영상의 밝기를 고려하여 액정표시 장치에 표시된 영상의 그레이 레벨을 7개의 레벨로 구분하여 동 영상 화질을 측정한다. 도 6a는 프레임 레이트를 변환하여 보간 프레임을 생성한 120Hz 영상은 평균 8.9 ms(t1)의 끌림 현상을 보인다. 반면, 본 발명에 따라 경계 부 휘도 값을 증폭(S)하여 샤프니스 이득을 적용한 120Hz 영상은 평균 7.3 ms(t2)의 응답시간을 나타내어 끌림 현상을 줄여주는 것으로 확인된다.The video
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시 장치의 잔상 제거 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of removing an afterimage of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment.
외부 영상 소스로부터 영상 신호를 입력받는다(S7001). 입력된 영상 신호는 프레임 단위로 임시 저장된다. The video signal is received from an external video source (S7001). The input video signal is temporarily stored in units of frames.
입력되는 프레임을 N*M개의 픽셀을 포함하는 소정 개수의 블록으로 구성된 복수의 화면 영역으로 분할하고 프레임별 분할된 영상 영역을 판단한다(S7002).The input frame is divided into a plurality of screen regions including a predetermined number of blocks including N * M pixels, and the divided image region for each frame is determined (S7002).
분할된 프레임 영역별 영상 신호로부터 휘도 및 색차 부분을 분석하여 영상 블록의 경계들을 검출한다(S7003). 이때, 분석된 프레임에 픽셀 간의 휘도 변화 값이 기준 값 이상인 경우 경계 부분으로 판단한다.The boundaries of the image block are detected by analyzing the luminance and the chrominance part from the divided image signals for each frame region (S7003). In this case, when the luminance change value between the pixels in the analyzed frame is greater than or equal to the reference value, it is determined as the boundary part.
프레임별 분할된 블록과의 공간상 위치 이동 정도를 측정하여 입력 영상의 모션 벡터를 추출한다(S7004).The motion vector of the input image is extracted by measuring the degree of positional movement with respect to the divided blocks for each frame (S7004).
추출된 모션 벡터를 근거하여 영상의 움직임 정도에 따라 프레임 레이트를 변환한다(S7005). 프레임 레이트 변환(FRC)은, 입력된 영상 신호의 주파수 출력 규격에 맞게 변환하는 것으로 원 프레임 사이에 새로운 보간 프레임을 삽입한다. The frame rate is converted according to the degree of motion of the image based on the extracted motion vector (S7005). The frame rate conversion (FRC) converts the frequency output standard of the input video signal to insert a new interpolation frame between the original frames.
그리고 변환된 프레임 레이트의 영상 신호 경계 부분의 에지 휘도 값을 일정 비율로 증폭시켜 샤프니스 이득을 강화하여 화질을 개선한다(S7006). The edge luminance value of the boundary of the image signal of the converted frame rate is amplified by a predetermined ratio to enhance the sharpness gain to improve image quality (S7006).
한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. On the other hand, the terms used in the present invention (terminology) are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the skilled person in the relevant field, the definitions of which are used throughout the present invention. It should be based on.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and may be variously modified and changed by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시 장치의 구성을 나타낸 도면 1 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 잔상 제거 기능을 갖는 액정 표시 장치의 구성 블럭도2 is a block diagram illustrating a liquid crystal display having an afterimage removing function according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 동영상 응답 시간(MPRT) 측정을 나타낸 예시도3 is an exemplary view showing a video response time (MPRT) measurement according to an embodiment of the present invention
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 동영상 응답 시간(MPRT) 측정을 나타낸 그래프4 is a graph showing a video response time (MPRT) measurement according to an embodiment of the present invention
도 5(a,b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 경계 부 이득을 적용한 동영상 응답 시간(MPRT) 측정을 나타낸 그래프5 (a, b) is a graph showing a video response time (MPRT) measurement to which the marginal side gain is applied according to an embodiment of the present invention
도 6(a,b)은 본 발명의 일 실시 예에 따라 경계 부 이득을 적용한 동영상 응답 시간(MPRT) 측정을 나타낸 예시도6 (a, b) is an exemplary view showing a video response time (MPRT) measurement to apply the boundary side gain in accordance with an embodiment of the present invention
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시 장치의 잔상 제거 방법을 나타낸 순서도7 is a flowchart illustrating a method of removing an afterimage of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100. 화질 개선부 110. 프레임 버퍼100. Picture
120. 프레임 영역 판단부 130. 경계 검출부120. Frame
140. 경계 이득 조절부 150. 모션 벡터 추출부140.
160. FRC 변환부 170. 제어부160.
200. LCD 모듈 210. 액정 패널200.LCD module 210.LCD panel
220. 데이터 드라이버 230. 게이트 드라이버220.
240. 인버터 250. 백라이트 유닛240.
Claims (17)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020090082496A KR20110024481A (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Liquid crystal display and method for eliminating afterimage |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090082496A KR20110024481A (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Liquid crystal display and method for eliminating afterimage |
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KR (1) | KR20110024481A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160046983A (en) * | 2014-10-20 | 2016-05-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Power consumption control method and apparatus and display device using the same |
US9972281B2 (en) | 2013-11-14 | 2018-05-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of compensating image to be displayed on display panel |
-
2009
- 2009-09-02 KR KR1020090082496A patent/KR20110024481A/en not_active Application Discontinuation
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KR20160046983A (en) * | 2014-10-20 | 2016-05-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Power consumption control method and apparatus and display device using the same |
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