KR20160095197A - 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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Abstract

의사윤곽의 발생을 효과적으로 감소시키는 디스플레이 디바이스가 제공된다. 드라이버는 복수의 비트 데이터를 상응하는 서브프레임에 배정하기 위해서 한 픽셀에 대한 픽셀 데이터로부터 복수의 비트 데이터를 얻고, 소정의 수의 유닛 프레임을 가진 한 프레임을 구성하고 각 유닛 프레임에 있는 상응하는 비트 데이터를 각 픽셀을 공급함으로써 각 픽셀을 디지털로 구동한다. 구체적으로, 분석 회로(5-5)는 실제윤곽의 존재 또는 부존재를 기초로 영상 신호의 한 스크린에 의사윤곽의 발생의 가능성을 예측한다. 영상 신호를 기초로 한 디스플레이 방법은 분석 결과에 따라 설정된다.

Description

디스플레이 디바이스{Display Device}
본 발명은 영상 신호에 포함된 픽셀 데이터에 따라 매트릭스 패턴으로 배열된 픽셀들을 디지털로 구동함으로써 디스플레이를 실행하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
상당량의 최근 연구와 개발이 유기 EL 디스플레이를 개선하는데 집중되고 있다. 자가발광 유기 EL 디스플레이 디바이스는 높은 콘트라스트를 얻는데 유리하다. 또한, 유기 EL 소자들은 높은 반응속도를 갖기 때문에, 흐릿함 없이 빠른 움직임을 포함하는 영상을 디스플레이할 수 있다.
현재, 유기 EL 소자가 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 구동되는 액티브 매트릭스 타입 디스플레이는, 고선명도 및 고해상도 디스플레이에 대한 요구에 부응하여, 가장 일반적으로 사용된 디스플레이가 되었다. 이런 디스플레이들은 저온 폴리실리콘 TFT 등이 그 위에 형성되는 기판상에 배치된 유기 EL 소자에 의해 통상적으로 제조된다. 비록 TFT의 높은 유동성과 안정한 작동 때문에 저온 폴리실리콘 TFT가 유기 EL 디스플레이의 구동 소자로서 사용하기에 적합하나, 임계점 또는 유동성과 같은 특징들의 큰 변화의 문제가 여전히 존재한다. 일정한 전류 구동이 포화 영역에 인가될 때 디스플레이에서 불균일한 휘도가 눈에 띄게 될 수 있어서 픽셀들 사이의 불균일성을 초래한다. 따라서, 직선 영역에서 스위치로서 TFT를 작동함으로써 디스플레이 불균일성을 감소시키기 위한 디지털 구동 방법이 개시된다. 예를 들어, JP 2005-275315A(특허문헌 1) 및 JP 2005-331891A(특허문헌 2)에 개시된 디지털 구동에서, 복수의 서브프레임이 다중 그레이 레벨을 얻기 위해 사용되는데 이는 픽셀들이 두 값으로 제어되어, 조명하거나 조명하지 않기 때문이다(서브프레임 타입 디지털 구동).
통상적인 서브프레임 타입 디지털 구동에서, 의사윤곽(false contours)이 일어나기 쉽다. 특히, 시선의 고속 이동에 의해 발생한 스틸 이미지에서 의사윤곽의 억제는 특히 문제가 된다. 특허문헌 1은 주파수(화면재생빈도(refresh rate))를 올림으로써 의사윤곽을 억제하는 방법을 개시한다. 그러나, 더 높은 주파수가 전력 소비를 증가시키기 때문에, 고 주파수에서 일정한 구동은 바람직하지 않다. 따라서, 화면재생빈도가 디스플레이될 영상의 성질에 따라 변하는 경우, 의사윤곽을 일으킬 가능성이 큰 영상이 디스플레이될 때만 높은 주파수를 사용함으로써 전력 소비의 증가를 명백히 최소로 제한할 수 있게 된다.
화면재생빈도를 변화시킬 때, 영상이 의사윤곽을 일으킬 가능성이 정확하게 측정될 것이 필요하다는 것을 알아야 한다. 의사윤곽 디스플레이의 가능성이 정확하게 탐지될 경우, 적절한 주파수 범위를 측정하는 것이 가능하다. 그런 후에, 동시에 의사윤곽을 억제하고 전력소비를 감소시킬 수 있는 유효한 제어가 가능하다. 반대로, 탐지가 부정확한 경우, 주파수는 필요 이상으로 상승하거나 하강될 수 있어서, 의사윤곽 억제와 감소된 전력 소비의 효과적인 조합을 예상할 수 없다.
본 발명은 영상 신호의 픽셀 데이터에 따라 매트릭스 패턴으로 배열된 픽셀들을 디지털로 구동함으로써 디스플레이를 수행하는 디스플레이 디바이스를 제공한다. 디스플레이 디바이스는 복수의 비트 데이터를 상응하는 서브프레임에 배정하기 위해서 한 픽셀에 대한 픽셀 데이터로부터 복수의 비트 데이터를 얻고, 소정의 수의 유닛 프레임을 가진 한 프레임을 구성하고 각 유닛 프레임에 있는 상응하는 비트 데이터를 각 픽셀을 공급함으로써 픽셀들의 각각을 디지털로 구동하는 드라이버; 및 실제윤곽(true contour)의 존재 또는 부존재를 기초로 영상 신호의 한 스크린에 의사윤곽의 발생의 가능성을 분석하는 분석 회로를 포함하며, 영상 신호를 기초로 한 디스플레이 방법은 분석 회로의 분석 결과에 따라 변화된다.
분석 회로는 탐지된 수의 비율을 기초로 한 스크린의 디스플레이에서 의사윤곽의 발생 가능성을 분석하기 위해 한 스크린에 대한 영상 신호를 기초로 여러 의사윤곽 발생 위치와 여러 실제윤곽 발생 위치를 탐지하는 것이 바람직하다.
분석 회로는 한 스크린을 복수의 블럭으로 분할하며 블럭들에서 여러 의사윤곽 발생 위치와 여러 실제윤곽 발생 위치 사이의 비율을 기초로 한 스크린의 디스플레이에서 의사윤곽의 발생 가능성을 분석하는 것이 또한 바람직하다.
드라이버는 분석 회로에 의해 수행된 분석의 결과를 기초로 한 프레임에서 여러 유닛 프레임을 변화시키는 것이 또한 바람직하다.
분석 회로는 표적 픽셀의 픽셀 데이터와 표적 픽셀 주위의 주변 픽셀 데이터를 비교함으로써 의사윤곽이 발생할지 아닐지를 측정하는 것이 또한 바람직하다.
픽셀은 유기 EL 소자를 포함하는 것이 또한 바람직하다.
상기한 대로, 본 발명에 따라, 의사윤곽의 문제에 대한 적절한 해결법을 구현하기 위해서 의사윤곽의 발생 가능성을 더욱 정확하게 분석하는 것이 가능하다.
도 1은 디스플레이 디바이스의 전체 구성을 도시하는 다이어그램이다.
도 2는 타이밍 제어 회로의 내부 구성을 도시하는 다이어그램이다.
도 3은 어떻게 의사윤곽은 화면재생빈도의 변화와 관련하여 나타나는 것을 도시하는 다이어그램이다.
도 4a는 영역 분할 유닛을 가진 한 스크린을 도시하는 다이어그램이다.
도 4b는 각각의 영역 분할 유닛에 대한 의사윤곽 픽셀들의 카운트 값을 도시하는 그래프이다.
도 5a는 실제윤곽을 가진 의사윤곽 외형을 도시하는 다이어그램이다.
도 5b는 실제윤곽을 갖지 않는 의사윤곽 외형을 도시하는 다이어그램이다.
도 6은 N수의 영역으로 나누어진 하나의 스크린에 대한 데이터 분석 회로의 내부 구성을 도시하는 다이어그램이다.
도 7은 의사윤곽 콘트라스트와 화면재생빈도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 8은 픽셀 회로의 구성을 도시하는 다이어그램이다.
도 9는 증가하는 화면재생빈도를 도시하는 다이어그램이다.
본 발명의 바람직한 실시태양들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래 기술된다.
도 1은 본 발명의 한 실시태양에 따라 디스플레이 디바이스(101)의 전체 구성을 도시한다. 디스플레이 디바이스(101)는 픽셀들(1)이 각각 컬러, R(적색), G(녹색) 및 B(청색)의 어느 하나를 발광하는 매트릭스 패턴으로 배열되는 픽셀 어레이(2); 선택 라인(6)을 선택적으로 구동하기 위한 선택 드라이버(4); 데이터 라인(7)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(5) 및 데이터 드라이버(5)로부터 R, G 또는 B의 데이터 라인(7)까지의 출력을 연결하기 위한 멀티플렉서(3)를 포함한다. 선택 라인(6)의 각각은 픽셀들(1)의 각 행과 일치하도록 제공하는 반면, 데이터 라인(7)의 각각은 픽셀들(1)의 각 열과 일치하도록 제공된다. R, G 및 B의 세 픽셀(1)은 전체 채색을 위한 풀컬러 픽셀들의 한 유닛을 형성한다. W(흰색)의 한 픽셀(1)은 RGBW의 풀컬러 픽셀들의 단일 유닛을 형성하기 위해 이런 픽셀들에 첨가될 수 있다. 이런 경우에, W의 데이터 라인(7)이 첨가되고 멀티플렉서(3)의 각각은 W의 데이터 라인(7)을 선택할 수 있도록 구성된다.
도 1에 도시된 데이터 드라이버(5)는 빌트인 메모리(built-in memory)를 가진 데이터 드라이버로서 작동하는 입력 회로(5-1), 프레임 메모리(5-2), 출력 회로(5-3) 및 타이밍 제어 회로(5-4)를 포함한다. 외부 소스로부터 도트(픽셀) 당 데이터는 타이밍 제어 회로(5-4)로 입력되며 여기서 제어 신호가 입력 데이터에 따라 발생되어 입력 회로(5-1), 프레임 메모리(5-2) 및 출력 회로(5-3)에 공급된다.
타이밍 제어 회로(5-4)로부터의 출력된 도트 당 데이터는 입력 회로(5-1)에 의해 라인 당 데이터로 변환되어 각 라인에 대한 프레임 메모리(5-2)에 저장된다. 프레임 메모리(5-2)에 저장된 데이터는 라인 당 읽혀지고 출력 회로(5-3) 속으로 전달된다. 멀티플렉서(3)는, 예를 들어, R, G 및 B의 순서로 선택된다. 그런 후에, RGB의 각 데이터 라인(7)의 출력 회로(5-3)에 대한 순차적 연결이 되자마자, 라인 당 상응하는 데이터가 R, G 및 B의 순서로 각 데이터 라인(7)으로 출력된다.
입력 데이터는 R, G 및 B의 각각에 대해 개별적으로 입력될 수 있고; R, G 및 B의 각각에 대해 개별적으로 제공된 프레임 메모리(5-2)의 각각에 개별적으로 저정되며; 출력 회로(5-3)로부터 연속적으로 출력된다는 것을 유의해야 한다. 선택적으로, RGB의 입력 데이터는 풀컬러 픽셀 데이터의 한 유닛을 형성하기 위해 R, G 및 B의 순서로 배열된 후 입력 회로(5-1) 속으로 입력될 수 있고, 입력 데이터의 전부는 한 프레임 메모리(5-2) 속에 쓰일 수 있다.
상기한 대로, 멀티플렉서(3)의 사용은 구성을 간단하게 할 수 있는데 이는 데이터 드라이버(5)에 필요한 출력 라인들의 수가 단지 풀컬러 픽셀들의 유닛의 수이기 때문이다. 따라서, 멀티플렉서(3)는 모바일 단자들에 널리 사용된다. 예를 들어, 240 x 320의 쿼터 비디오 그래픽스 어레이(QVGA)의 경우에, 데이터 드라이버(5)의 출력 라인의 필요한 수가 출력 회로(5-3)의 크기를 최소화하는 단지 240이기 때문에, 멀티플렉서(3)의 사용은 비용을 낮추는데 유리하다. 멀티플렉서(3)가 없는 경우, 출력 라인의 필요한 수는 240 x 3 = 720일 것인데 이는 데이터 드라이버(5)의 출력 라인이 R, G 및 B의 데이터 라인(7)과 각각 연결돼야 하기 때문이다.
선택 드라이버(4)는 선택 라인(6)을 선택하며 이에 대해 데이터는 데이터가 데이터 라인(7) 속으로 출력되는 타이밍에서 출력될 것이다. 이런 방식으로, 데이터는 데이터 드라이버(5)로부터 상응하는 라인의 픽셀(1) 속으로 적절하게 쓰일 것이다. 데이터 쓰기의 완료 후, 선택 드라이버(4)는 상응하는 라인의 선택을 내보내고 이후 라인들의 각각을 선택하고 내보내는 작업을 반복한다. 즉, 선택 드라이버(4)는 한번에 단지 하나의 라인을 선택하도록 작동돼야 한다.
선택 드라이버(4)는 픽셀들로서 동일한 기판상에 저온 폴리실리콘 TFT로서 주로 제공된다. 선택적으로, 선택 드라이버(4)는 드라이버 IC로서 제공될 수 있거나 데이터 드라이버(5)의 내부에 결합될 수 있다.
도 2는 타이밍 제어 회로(5-4)의 내부 구성을 도시한다. 도트 당 입력 데이터와 입력 제어 신호가 어떤 타입의 데이터가 영상에 포함되는지에 대해 분석할 데이터 분석 회로(5-5) 속으로 먼저 입력된다. 이 분석 결과를 기초로, 화면재생빈도 제어 회로(5-6)는, 영상 데이터를 이용하여, 입력 영상에 대해 최적인 화면재생빈도를 발생시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 화면재생빈도 제어 회로(5-6)로부터 출력되는 제어 신호는 프레임 메모리(5-2), 출력 회로(5-3), 선택 드라이버(4) 등 속으로 공급된다. 디스플레이 디바이스(101)는 입력 영상에 대한 최적 화면재생빈도에서 영상을 디스플레이한다.
도 3은 "31(011111)" 및 "32(100000)"의 그레이 레벨 데이터는 서브프레임들, 1:2:4:8:16:32로 가중된(weighted to) SF0 내지 SF5의 각각을 가진 6비트 그레이 레벨 디스플레이에서 다른 것 위에 하나를 인접하게 디스플레이될 때 입력 영상의 화면재생빈도에 대해 표준, 2x, 4x 및 8x의 다른 화면재생빈도 세팅에 의한 의사윤곽 출현들의 변화를 도시한다. 괄호에 도시된 숫자는 비트 데이터이다. 도 3에 있는 수평 축은 시간을 도시한다. 뷰어의 시각이 상부로부터 하부로 이동할 때, 뷰어는 (a-1) 내지 (a-8) 및 (b), (c) 및 (d)의 화살표로 나타낸 것들과 유사한 휘도 패턴을 관찰하며, 화면재생빈도에 따라 다르다. 영상이 표준 비율, 즉, 입력 영상과 동일한 화면재생빈도로 디스플레이될 때 뷰어는 31/63 또는 32/64의 휘도 기간을 가진 휘도를 관찰하나, 뷰어의 시각이 (a-1)을 따라 이동할 때, 뷰어는 하나의 전체 프레임 기간 동안 지속하는 휘도를 관찰하며, 디스플레이 상에서 의사윤곽으로 보인다고 생각된다.
한편, 화면재생빈도가 2x(2배속)으로 설정되는 경우, 프레임 기간은 절반으로 짧아지고 영상은 빠르게 형성되어 디스플레이는 시각의 이동에 의해 비교적 영향을 받지 않는다. 이것은 도 3을 참조하여 이해될 수 있다. 시각의 이동 속도가 상기 예와 동일한 경우, 시각 이동은 화살표(a-2)로 도시되며, 프레임 기간 동안 지속되는 휘도는 시각 이동이 아무 때나 일어나는 경우에도 관찰되지 않는다. 결과적으로, 의사윤곽이 보이지 않는다. 그러나, 뷰어의 시각이 화살표(b)로 나타낸 대로 빠르게 이동하는 경우, 의도한 휘도보다 큰 휘도가 관찰되어, 다시 디스플레이 상에 의사윤곽의 출현을 초래한다. 이것은 기본 빈도의 4배 또는 8배(4x 또는 8x)의 화면재생빈도에 의해서도 동일하다. 시각의 이동 속도가, 화살표(a-4) 또는 (a-8)를 따라 제한되는 경우, 적은 의사윤곽들이 관찰된다. 그러나, 시각의 이동 속도가 화살표 (c) 또는 (d)와 같이 일치하는 4x 또는 8x로 증가하는 경우, 의도한 휘도보다 높은 휘도가 관찰되어, 다시 의사윤곽의 출현을 초래한다. 그러나, 사람 시각의 실제 트랙킹 속도가 제한되기 때문에, 의사윤곽은 디스플레이가 특정 레벨보다 높은 주파수에서 재생된다면 관찰되지 않는다. 이와 같이, 의사윤곽을 예방하는 면에서, 재생화면빈도가 높으면, 더 좋다. 본 발명자에 의해 수행된 실험들에 따라, 4x 또는 더 높은 화면재생빈도가 사용되었을 때 의사윤곽이 관찰되지 않았다. 실험적 관찰은 의사윤곽이 약 4x의 화면재생빈도를 사용함으로써 화면재생빈도를 8x로 높이지 않고 가장 현저한 비트(MSB) 서브프레임 또는 다른 동일한 서브프레임을 둘 이상의 서브프레임으로 나눔으로써 휘도 기간을 줄이면서 제한될 수 있다는 것을 확인하였다.
그러나, 입력 영상은 의사윤곽을 일으킬 수 있는 데이터를 필수적으로 포함하지 않는다. 더 높은 화면재생빈도는 입력 영상이 도 3에 도시된 대로 의사윤곽을 일으키는 데이터를 포함하는 경우에 바람직할 수 있으나, 입력 영상이 이런 데이터를 포함하지 않는 경우, 낮은 주파수는 전력 소비를 감소시키는데 바람직할 수 있다.
다음에서 설명될 것처럼, 의사윤곽이 인접 픽셀들의 입력 데이터의 비트 배열들을 비교함으로써 입력 영상에서 나타날 것인지가 결정될 수 있다. 입력 영상은 최초 데이터 및 표적 픽셀과 표적 픽셀에 대해 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽 및 대각선인 픽셀들을 포함하는 표적 픽셀에 인접한 픽셀들을 포함하는 인접 픽셀 그룹들의 각 비트 데이터에 대해 OR 연산을 수행함으로써 얻어진 데이터 사이의 비교 결과에 현저한 차이가 있을 때 의사윤곽을 일어나도록 측정될 수 있다. 예로서, "31(011111)"의 그레이 레벨 데이터를 가진 한 픽셀 및 "32(100000)"의 그레이 레벨 데이터를 가진 한 인접 픽셀은 이하에서 고려한다. 이런 인접 픽셀들 사이의 OR 연산의 결과는 "63(111111)"이다. 얻은 결과는 "31"의 최초 데이터의 대략 2배이다. 도 3에 도시된 대로, 눈에 띄는 의사윤곽이 일어날 수 있기 때문에, 표준 화면재생빈도는 불충분할 것이라고 결론을 내릴 수 있다. 한편, 인접한 픽셀들의 그레이 레벨이 "31(011111)" 및 "30(011110)"인 한 예에서, OR 연산의 결과는 "31(011111)"이다. 이런 값들은 대충 유사하기 때문에, 표준 화면재생빈도는 충분하다고 결론내릴 수 있다.
비록 인접 픽셀들의 그레이 레벨 데이터가 값 "33(100001)" 및 "30(011110)"과 같이 불연속적이라도, 이런 인접 픽셀들은 OR 연산의 결과가 "63(111111)"일 수 있기 때문에 의사윤곽이 일어날 것이다. OR 연산 및 데이터 비교가 어디서 의사윤곽이 발생할 것인지의 확인을 가능하게 한다. 이런 탐지는 비트 AND 연산과 같은 비트 OR 연산 이외의 비트 연산에 의해 가능하다. 예를 들어, "31(011111)" 및 "32(100000)"의 그레이 레벨 데이터의 상기 예에서, 개개의 비트 AND 연산의 결과는 "0(000000)"이며, 최초 "31(011111)"과 현저하게 다르다. 반대로, "31(011111)" 및 "30(011110)"의 그레이 레벨 데이터 값에 의해, 비트 AND 연산의 결과는 "30(011110)"이며, 최초 그레이 레벨 데이터와 매우 유사하다. 따라서, 의사윤곽이 일어나지 않을 것이라고 결정할 수 있다.
상기한 대로, 인접 픽셀들의 비트 데이터를 비교함으로써 의사윤곽이 일어날 것인지를 탐지하는 것이 가능하다. 그러나, 의사윤곽을 일으키는 픽셀들("의사윤곽 픽셀들" 또는 "의사윤곽 발생 위치"라고 부름)이 있는 경우, 의사윤곽은 이런 픽셀들의 수가 비교적 적은 경우 디스플레이 상에서 뚜렷하지 않을 것이다. 의사윤곽 픽셀들은 특정 디스플레이 영역에 존재하는 의사윤곽 픽셀들의 일부 수가 존재할 때 디스플레이의 외관에만 영향을 준다. 이런 특징들 때문에, 특정 영역에서 의사윤곽 픽셀들의 대략적인 수를 계수함으로써 의사윤곽 정도를 측정할 수 있다.
예를 들어, 도 4a에 도시된 대로, 한 스크린은 복수의 영역 분할 유닛(블럭)으로 나뉘며, 고정된 위치를 가질 수 있거나 위치를 주기적으로 변화시킬 수 있다. 도 4b에 도시된 것과 같은 히스토그램은 각 영역 분할 유닛(블럭)에서 의사윤곽 픽셀들을 계수함으로써 형성될 수 있다. 이 히스토그램은 어떤 영역이 상당한 수의 의사윤곽 픽셀들을 포함하는지를 측정하는 분석을 가능하게 한다. 의사윤곽이 의사윤곽 픽셀들의 최대 수를 포함하는 영역에서 가장 뚜렷할 것을 예상할 수 있다. 따라서, 화면재생빈도는 그 영역에서 의사윤곽 픽셀들의 수를 기초로 측정될 수 있다.
그러나, 의사윤곽 픽셀들을 단순히 계수함으로써 얻은 계수 값은 의사윤곽의 시각 인식의 정도를 정확하게 반영하지 않을 수 있다. 예를 들어, 두 영상 신호, 100의 최대 계수 값을 가진 영상 "A" 및 20의 최대 계수 값을 가진 영상 "B"의 한 예에서, 상기 제어 방법이 사용되는 경우, 100 최대 계수 값을 가진 영상 A의 화면재생빈도는 영상 B의 화면재생빈도보다 높게 설정된다. 그러나, 더 높은 화면재생빈도는 영상 B에 대해 설정돼야 하는 일부 경우가 있다.
예를 들어, 도 5a에 도시된 대로, 의사윤곽 픽셀들("X" 표시로 나타냄)은 의사윤곽 픽셀들이 문자 주위로 흩어질 때 현저하게 눈에 뜨이지 않는다. 반대로, 도 5b에 도시된 대로, 의사윤곽들은 의사윤곽들이 무늬 없는 배경에 대해 라인으로 배열될 때 현저하게 눈에 뜨일 수 있다. 이것은 의사윤곽들은 도 5b에 도시된 무늬 없는 배경을 볼 때와 달리, 뷰어들이 문자의 윤곽에 자신들의 주의를 집중하게 될 것이기 때문에 문자와 함께 눈의 뜨이지 않기 때문일 것이다. 또한, 다른 이유는 인간의 시야는 윤곽을 가진 물체들에 집중하는 경향이 있어서, 의사윤곽들은 그 위에 시야가 집중하여 머무는 문자 등이 디스플레이될 때 덜 눈에 뜨일 것이다. 한편, 뷰어들이 도 5b에 도시된 대로 무늬가 없는 배경 상에 의사윤곽을 가진 영상을 볼 때, 뷰어들의 시야는 이들의 시력을 집중하기 위해 그 위로 향하는 표적을 찾기 위해 여기저기로 이동한다. 그 결과, 뷰어들의 주의를 끄는 의사 윤곽은 반복되거나 연속된 불안의 원인일 수 있다. 한편, 도 5a에서, 시야가 문자에 집중됨에 따라, 시야가 지향 없이 움직이지는 않을 것이다. 비록 시야가 의사윤곽을 일으키도록 지향 없이 움직이는 경우에도, 의사윤곽은 문자의 윤곽에 의해 생성된 강한 인상 때문에 뷰어의 인식에 훨씬 덜 새겨진다.
의사윤곽 픽셀들의 계수 값의 평가에서 인간 시각의 이런 특징들을 고려하면 실제 시각 인식을 더욱 밀접하게 나타내는 값들을 계산할 수 있다.
계수 값을 평가하기 위해 사용될 수 있는 다양한 방법이 존재한다. 가장 간단하고 일반적으로 가장 효과적인 방법은 각 영역 분할 유닛에서 의사윤곽 픽셀들의 계수 값과 동일 영역에서 영상의 실제윤곽의 계수 값 사이의 비율(의사윤곽 콘트라스트)을 얻고 최고 비율을 가진 영역 분할 유닛에서 윤곽 콘트라스트를 계산하는 것이다. 계산은 다음 방정식에 의해 표현될 수 있다:
의사윤곽 콘트라스트 = 의사윤곽 픽셀들의 계수 값 / 실제윤곽 픽셀들의 계수 값(방정식 1)
의사윤곽 콘트라스트는 의사윤곽들이 서로 가깝게 위치하여 의사윤곽들을 더욱 눈에 뜨이게 할 때 더욱 커진다. 의사윤곽 콘트라스트는 더 적은 실제윤곽들이 배경에 존재할 때 훨씬 커지게 된다. 이런 방식으로 의사윤곽 콘트라스트를 사용하면 의사윤곽 픽셀들의 수뿐만 아니라 의사윤곽의 배경에 실제 카운터의 존재 또는 부존재를 알게 하는 것이 가능하다. 따라서, 의사윤곽들의 주목성을 정량적으로 평가할 수 있어서 얻은 값이 실제 시각 인식을 더욱 엄밀하게 반영할 것이다.
의사윤곽 콘트라스트는 의사윤곽 픽셀들의 계수 값 및 실제윤곽 픽셀들의 계수 값 사이의 비율을 1/2, 1/n 또는 x의 제곱으로 올림으로써 얻어질 수 있다는 것을 유의해야 한다. 선택적으로, 의사윤곽 콘트라스트는 로그(LOG) 값을 계산함으로써 정해질 수 있다. 의사윤곽 콘트라스트가 이런 방식으로 계산될 때, 분모가 작은 경우에도, 계산은 매우 높은 의사윤곽 콘트라스트를 초래할 가능성을 감소시킬 수 있다.
도 5a 및 5b에 도시된 예들에서, 도 5a의 의사윤곽 픽셀들의 최대 계수 값이 100이고 도 5b의 의사윤곽 픽셀들의 최대 계수 값이 20인 경우, 도 5a의 의사윤곽 콘트라스트는 문자와 같은 실제윤곽이 존재하는 한 도 5b의 의사윤곽 콘트라스트보다 더 높지 않게 되는데 이는 심지어 도 5a의 계수 값이 매우 높을 때에도 도 5b의 실제윤곽 픽셀들의 계수 값이 어떠한 영역에서도 0이기 때문이다. 그러나, 0(제로)으로 수의 나눗셈을 계산하는 것은 불가능하기 때문에, 유한값이 설정된다. 실제 시각 인식과 비슷한 값은 이값을 적절하게 설정함으로써 얻어질 수 있다.
의사윤곽 콘트라스트를 사용하는 평가 방법(의사윤곽 콘트라스트 방법)에서 데이터의 처리는 다음에서 상세하게 기술될 것이다. 도 6은 데이터 분석 회로(5-5)의 내부 구성을 도시하며 윤곽 콘트라스트 방법은 N수의 영역으로 나뉜 한 스크린에 사용된다. 데이터 분석 회로(5-5) 속에 동시에 입력되는 픽셀 데이터 및 주변 픽셀 데이터는 의사윤곽 디텍터(5-7)와 실제윤곽 디텍터(5-8) 속에 먼저 들어간다. 의사윤곽 디텍터(5-7)는 비트 연산 등에 의해 특정 픽셀이 의사윤곽을 일으킬지 아닐지를 측정한다. 픽셀이 의사윤곽을 일으키는 지가 측정되었을 때, 픽셀이 속하는 영역의 의사윤곽 카운터(5-9)가 이의 계수를 증가시킨다. 실제윤곽 디텍터(5-8)는 어떤 정도의 실제윤곽들이 영상에 포함되는 지를 측정한다. 예를 들어, 픽셀 데이터와 주변 픽셀 데이터 사이의 차이가 픽셀이 속하는 영역(실제윤곽 픽셀, 실제윤곽 발생 위치)을 계수하는 특정 값보다 클 때 실제윤곽이 존재하는지를 측정할 수 있다. 의사윤곽 카운터(5-9)는 의사윤곽이 존재할 때 이의 계수를 하나 증가시킬 수 있고 실제윤곽 카운터(5-10)는 실제윤곽 픽셀이 존재할 때 이의 계수를 하나 증가시킬 수 있다. 선택적으로, 이런 카운터는 의사윤곽들이 존재하는 가능성에 상응하는 값을 추가시킬 것이다. 또한, 실제윤곽들이 존재하는 가능성에 상응하는 값은 픽셀 데이터와 주변 픽셀 데이터 사이의 차이를 추가함으로써 카운터에 추가될 수 있다.
또한, RGB 컬러의 각각에서 의사 또는 실제윤곽을 탐지하고 풀컬러 유닛 픽셀에 대한 대표적인 값으로서 탐지된 값들 중에서 최고 값을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로, RGB 컬러들의 각각에 대한 픽셀 데이터와 주변 픽셀 데이터는 의사윤곽 디텍터(5-7) 및 실제윤곽 디텍터(5-8) 속으로 동시에 들어갈 수 있다. 의사윤곽 가능성과 실제윤곽 가능성은 각각 계산될 수 있다. 의사윤곽 카운터(5-9) 및 실제윤곽 카운터(5-10)의 계수는 최고 값을 기초로 하는 것이 바람직하다.
의사윤곽 카운터(5-9) 및 실제윤곽 카운터(5-10)는 각 프레임의 출발점에서 재설정되어 0(제로)으로 초기화된다. 픽셀 데이터는 스크린의 상부 왼쪽으로부터 하부 오른쪽으로 주로 입력된다. 따라서, 입력 데이터 서열을 기초로 픽셀이 속하는 영역 분할 유닛을 확인할 수 있다. 따라서, 의사윤곽 또는 실제윤곽이 탐지되는 픽셀은 픽셀이 속하는 영역의 의사윤곽 카운터(5-9) 또는 실제윤곽 카운터(5-10) 중 하나의 계수가 증가하게 한다. 한 프레임 기간이 종료될 때, 한 스크린에 대한 의사윤곽 픽셀들 및 실제윤곽 픽셀들의 수는 카운터들에 의해 계수된다.
한 스크린에 대한 탐지가 종료되었을 때, 각 영역에 대한 의사윤곽 콘트라스트는 의사윤곽 카운터(5-9) 및 실제윤곽 카운터(5-10)로부터의 값을 기초로 계산 유닛(5-11)에 의해 계산된다. 계산된 값들 중 최대 값은 레지스터(5-12)에 저장된다. 단일 공유 계산 유닛(5-11)은 의사윤곽 카운터 1 내지 N 및 실제윤곽 카운터 1 내지 N로부터 얻은 값들을 사용하여 의사윤곽 콘트라스트 값을 연속적으로 계산함으로써 최대 값을 얻기 위해 의사윤곽 콘트라스트를 계산하는데 사용될 수 있다. 화면재생빈도 제어 회로(5-6)는 출력 제어 신호와 영상 데이터에 대한 이 최대 값을 기초로 화면재생빈도를 조절하여서 영상이 최적의 화면재생빈도로 디스플레이된다.
화면재생빈도는 상기한 대로 프레임당 윤곽 콘트라스트를 계산함으로써 설정되는 것이 바람직하며, 이것이 디바이스가 이미지들이 빠르게 바뀌는 영상에 빠르게 반응하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 만일 영상 이동 이미지가 자주 디스플레이되지 않는 경우, 한 스크린에 대한 의사윤곽 콘트라스트는 복수의 프레임에 대해 얻을 수 있다. 이런 경우에, 전체 N 수의 분할에 대한 의사윤곽 카운터(5-9) 및 실제윤곽 카운터(5-10)는 필요하지 않기 때문에, 카운터들의 일부가 생략될 수 있다. 예를 들어, 한 영역 분할에 대한 탐지가 한 프레임을 사용하여 수행되는 경우, 한 스크린에 대한 탐지는 N 수의 프레임으로 수행될 수 있기 때문에, 단지 하나의 의사윤곽 카운터(5-9) 및 하나의 실제윤곽 카운터(5-10)가 필요하다.
선택적으로, 윤곽 콘트라스트는 의사윤곽 카운터(5-9)의 분할 수 N을 한 실제윤곽 카운터(5-10)에 제공함으로써 한 스크린에 대한 실제윤곽의 계수 값을 사용하여 계산될 수 있다. 이런 구성은 또한 도 5a의 윤곽 콘트라스트보다 높은 도 5b의 윤곽 콘트라스트를 나타내는 윤곽들을 충분하게 디스플레이하는 것도 가능하다.
도 7은 의사윤곽 콘트라스트에 따라 화면재생빈도의 설정의 한 예를 도시한다. 기본적으로, 화면재생빈도는 의사윤곽 콘트라스트가 더 커지기 때문에 더 높게 설정된다. 도 7에 도시된 예에서, 화면재생빈도는 의사윤곽 콘트라스트가 낮을 때 빠르게 증가하나, 실제윤곽 콘트라스트가 특정 레벨에 도달한 후 느리게 변화된다. 그러나, 화면재생빈도는 이런 부드럽고 연속적인 변화 특성들을 반드시 가질 것을 필요로 하지 않는다. 대신, 화면재생빈도는 화면재생빈도가 단계형 방식에서 인티그럴 멀티플(integral multiple)로 변화될 수 있거나 또는 직선 방식으로 변화될 수 있다. 의사윤곽 콘트라스트와 화면재생빈도는 화면재생빈도 제어 회로(5-6) 내에 제공될 수 있는 룩-업 테이블(look-up table) 등에 의해 결합될 수 있다. 더욱 구체적으로, 데이터 분석 회로(5-5)에 의해 계산된 최대 의사윤곽 콘트라스트 값이 화면재생빈도 제어 회로(5-6) 속에 들어갈 때, 화면재생빈도는 룩업 테이블에 따라 설정된다. 화면재생빈도 제어 회로(5-6)는 원하는 화면재생빈도에서 픽셀 어레이(2)의 구동을 가능하게 하도록 제어 신호와 영상 데이터를 출력한다.
도 8은 픽셀(1)의 구성을 도시하며, 도 9는 화면재생빈도의 가속의 예로서, 쿼드 속도 디지털 구동 타이밍 차트를 도시한다. 도 8에 도시된 대로, 픽셀(1)은 유기 EL 소자(10), 구동 트랜지스터(11), 선택 트랜지스터(12) 및 저장 커패시터(13)를 포함한다. 유기 EL 소자(10)의 양극 및 음극은 픽셀들의 모두에 공통인 구동 트랜지스터(11) 및 음극 전극(9)의 드레인 단자에 각각 연결된다. 구동 트랜지스터(11)의 소스 단자는 픽셀들의 모두에 공통인 전원 라인(8)에 연결되는 반면, 게이트 단자는 저장 커패시터(13)의 한 말단 및 선택 트랜지스터(12)의 소스 단자에 연결된다. 저장 커패시터(13)의 다른 말단은 전원 라인(8)에 연결된다. 선택 트랜지스터(12)의 게이트 단자와 드레인 단자는 각각 선택 라인(6)과 데이터 라인(7)에 각각 연결된다. 전원 라인(8) 및 음극 전극(9)은 도 1에 나타난 전체 구성에서 도시되어 있지 않다는 것을 유의해야 한다.
선택 라인(6)은 선택 드라이버(4)에 의해 선택될 때(낮아짐), 선택 트랜지스터(12)는 ON이 되며 데이터 라인(7)에 공급된 데이터 전위는 구동 트랜지스터(11)의 ON/OFF를 제어하기 위해 구동 트랜지스터(11)의 게이트 단자에 인가된다. 예를 들어, 데이터 라인(7)의 데이터 전위가 낮을 때, 구동 트랜지스터(11)는 전류가 유기 EL 소자(10)를 통해 흐르도록 ON이 되며, 따라서 조명한다. 반대로, 데이터 라인(7)의 데이터 전위가 높을 때, 구동 트랜지스터(11)는 OFF가 되어 전류가 유기 EL 소자(10)를 통해 흐르지 않을 것이며 따라서 OFF가 된다. 구동 트랜지스터(11)의 게이트 단자에 인가된 데이터 전위는 저장 커패시터(13)에 저장된다. 따라서, 비록 선택 트랜지스터(12)가 선택 드라이버(4)에 의해 OFF가 되는 경우에도(높아짐), 구동 트랜지스터(11)의 ON/OFF 상태는 유지된다. 유기 EL 소자(10)는 다음 서브프레임이 접근될 때까지 이의 조명 상태(ON 또는 OFF)를 유지한다. 비록 도 8의 픽셀(1)은 단지 P-형 트랜지스터만을 포함하나, P-형 및 N-형 트랜지스터 모두 또는 단지 N-형 트랜지스터만을 포함하는 것도 가능하다. 또한, 픽셀(1)은 도 8에 도시된 통상적인 구성 이외의 구성을 가질 수 있다.
도 9(상부 구역)는 유닛 프레임 기간에서 서브프레임 구조를 도시하며 유닛 프레임 기간에서 6 비트 그레이 레벨 디스플레이가 6개 서브프레임에 의해 가능하다. 즉, 6 비트 그레이 레벨은 한 유닛 프레임 단독에 의해 디스플레이될 수 있다. 6 비트 디스플레이는 최소 현저한 비트, SF0으로 시작하여 최대 현저한 비트, SF5로 완료될 수 있다. 그러나, 서브프레임들은 이런 순서, 최소 현저한 비트로부터 최대 현저한 비트로 사용될 필요가 없다. 대신에, 순서는 최대 현저한 비트로부터 최소 현저한 비트일 수 있거나 무작위 순서가 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 대로 디스플레이 디바이스가 도 9의 상부 구역에 설명된 대로 구동을 수행할 때, 각 라인, L0 내지 L4는 시간 T에서 시간 분할 방식으로 선택되는 반면, 비트 데이터는 상응하는 라인에 쓰이도록 제어되는 것이 필요하다. 더욱 구체적으로, 시간 분할 선택은 시간 T에서, 비트의 데이터, 0, 1, 2, 3 및 4가 각각 라인 L0, L1, L2, L3 및 L4 속에 쓰이도록 수행돼야 한다. 이런 제어 방법의 한 예는 특허문헌 2에 상세하게 기술되기 때문에, 설명은 제공하지 않는다.
도 9(상부 구역)에 도시된 유닛 프레임 기간이, 예를 들어, 1/4 프레임 기간인 경우, 4개 유닛 프레임은 도 9의 하부 구역에 도시된 대로 한 프레임 기간을 구성하여, 4x 속도의 디스플레이를 발생시킨다. 즉, 화면재생빈도는 유닛 프레임 기간을 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 따라서, 화면재생빈도 제어 회로(5-6)는 유닛 프레임 기간이 설정된 화면재생빈도과 일치하는 방식으로 화면재생빈도를 변화시키기 위해 클럭 사이클 또는 수평 기간을 설정함으로써 도 9에 도시된 서브프레임 타이밍을 발생시킨다.
비록, 도 8에 도시된 픽셀(1)은 단일 픽셀로 구성되나, 픽셀(1)은 둘 이상의 서브 픽셀을 포함할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 이런 구성으로, 유사한 방식으로 의사윤곽을 감소시키기 위해 화면재생빈도를 여전히 변화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시태양들의 기술들은 서브프레임 형태 디지털 드라이브에서 구동될 때, 마이크로 디스플레이와 같은 유기 EL 디스플레이; 플라즈마 디스플레이, 전계방출 디스플레이 및 무기 EL 디스플레이와 같은 자가발광 디스플레이; 및 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)와 같은 광학 디바이스의 모든 형태에 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 디스플레이 디바이스에 디스플레이되는 프레임 내 복수의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    프레임에 대한 의사윤곽(false contour) 발생 위치의 수 및 실제윤곽(true contour) 발생 위치의 수를 결정하도록 프레임 내 하나 이상의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 하나 이상의 인접 픽셀에 대한 픽셀 데이터와 비교하는 단계;
    프레임에 대한 의사윤곽 발생 위치의 수와 프레임에 대한 실제윤곽 발생 위치의 수 사이의 비율에 기반하여 프레임 내 의사윤곽의 발생 확률을 계산하는 단계; 및
    디스플레이 디바이스를 구동하기 위한 프레임을 나타내기 위해 복수의 서브프레임을 생성하는 단계를 포함하며,
    서브프레임의 수는 프레임 내 의사윤곽의 발생 확률에 따라 설정되는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 논리적 OR 연산을 사용하여 의사윤곽 발생 위치의 수를 결정하는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 논리적 AND 연산을 사용하여 의사윤곽 발생 위치의 수를 결정하는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    서브프레임의 수는 프레임 내 의사윤곽의 발생 확률에 비례하여 설정되는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    서브프레임의 수는 서브프레임의 기수(base number)의 정수배이며,
    서브프레임의 기수는 의사윤곽의 발생 확률이 0일 때 사용되는 서브프레임의 수인, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  6. 디스플레이 디바이스에 디스플레이되는 프레임 내 픽셀의 2 이상의 블록에서 복수의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    픽셀의 각각의 블록에 대하여, 픽셀의 관련 블록에 대한 의사윤곽 발생 위치의 수 및 실제윤곽 발생 위치의 수를 결정하도록 픽셀의 관련 블록 내 각각의 픽셀에 대한 픽셀 데이터를 하나 이상의 인접 픽셀에 대한 픽셀 데이터와 비교하는 단계;
    픽셀의 관련 블록 내 의사윤곽 발생 위치의 수와 픽셀의 관련 블록 내 실제윤곽 발생 위치의 수 사이의 비율에 기반하여 픽셀의 각각의 블록 내 의사윤곽의 발생 확률을 계산하는 단계; 및
    디스플레이 디바이스를 구동하기 위한 프레임을 나타내기 위해 복수의 서브프레임을 생성하는 단계를 포함하며,
    서브프레임의 수는 프레임 내 픽셀의 하나 이상의 블록에서 의사윤곽의 발생 확률에 따라 설정되는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 논리적 OR 연산을 사용하여 의사윤곽 발생 위치의 수를 결정하는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 논리적 AND 연산을 사용하여 의사윤곽 발생 위치의 수를 결정하는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    서브프레임의 수는 프레임 내 픽셀의 하나 이상의 블록 내 의사윤곽의 발생 확률에 비례하여 설정되는, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    서브프레임의 수는 서브프레임의 기수(base number)의 정수배이며,
    서브프레임의 기수는 의사윤곽의 발생 확률이 실질적으로 0에 근접할 때 사용되는 서브프레임의 수인, 디지털 구동형 디스플레이 디바이스 내 의사윤곽의 가시성을 감소시키는 방법.
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