KR20180003300A - 영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치 - Google Patents

영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 4색 서브픽셀 중 3색 서브픽셀을 이용하면서도 라인을 명확하게 표현할 수 있는 영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치에 관한 것으로, 픽셀 단위의 3-컬러 데이터를 1차 4-컬러 데이터로 변환한 후, 1차 4-컬러 데이터의 렌더링에 의해 표시 패널의 서브픽셀 배열에 대응하는 2차 4-컬러 데이터를 생성한다. 실시예는 1차 4-컬러 데이터 중 1차 화이트 데이터를 이용한 픽셀 에지 여부에 따라, 화이트 서브픽셀이 없는 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터를 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 3-컬러 데이터로 변환한다. 실시예는 화이트 서브픽셀을 갖는 제2 픽셀의 2차 3-컬러 데이터 중 2차 화이트 데이터를 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 화이트 데이터로 변환한다.

Description

영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치{IMAGE PROCESSING METHOD, IMAGE PROCESSING MODULE AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 4색 서브픽셀 중 3색 서브픽셀을 이용하면서도 라인을 명확하게 표현할 수 있는 영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
영상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 표시 장치 등이 대표적이다.
표시 장치는 기본 픽셀을 구성하는 R(Red), G(Green), B(Blue) 서브픽셀에 W(White) 서브픽셀을 추가하여 고휘도를 표현하면서도 화질을 향상시키는 방향으로 발전되었다.
최근 WRGB 표시 장치는 고휘도 및 고해상도 구현이 유리하면서도 소비 전력 및 코스트를 감소시키기 위하여, 도 1에 나타낸 바와 같이 각 픽셀이 W/R/G/B 서브픽셀들 중 3개 서브픽셀들(W/R/G, B/W/R, G/B/W, 또는 R/G/B)을 포함하면서 인접한 픽셀과는 서브픽셀 배열 순서가 서로 다른 M+ WRGB 표시 장치로 발전되고 있다.
M+ WRGB 표시 장치는 입력 영상의 RGB 데이터를 WRGB 데이터로 변환한 후, WRGB 데이터를 렌더링(rendering)하여 M+ WRGB 데이터로 변환하고, M+ WRGB 데이터를 표시하도록 표시 패널을 구동한다.
그런데, M+ WRGB 표시 장치의 렌더링 방법은 W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀이 화이트 영역에 포함된 경우 그 RGB 픽셀 대신 좌우로 인접한 GBW 픽셀과 WRG 픽셀의 W 서브픽셀을 활용하여 화이트를 표현한다. 이로 인하여, RGB 픽셀과 인접한 GBW 픽셀과 WRG 픽셀은 블랙을 표시해야 할 경우에도 W 서브픽셀의 발광에 의해 회색으로 인지되는 문제점이 있다.
이 결과, 화이트 라인과 블랙 라인이 번갈아가며 반복되는 그릴 패턴(Grill Pattern) 등과 같은 라인을 표시할 때, 화이트 라인에 포함되는 RGB 픽셀은 블랙을 표시하고, 블랙 라인에 포함되는 GBW 픽셀과 WRG 픽셀은 W 서브픽셀의 발광으로 회색을 표시함으로써, M+ WRGB 표시 장치에서 화이트 라인과 블랙 라인이 불명확하게 표현되거나, 불연속적인 점선으로 표현되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 4색 서브픽셀 중 3색 서브픽셀을 이용하면서도 라인을 명확하게 표현할 수 있는 영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈 중 어느 하나는 픽셀 단위의 3-컬러 데이터를 1차 4-컬러 데이터로 변환한 후, 1차 4-컬러 데이터의 렌더링에 의해 표시 패널의 서브픽셀 배열에 대응하는 2차 4-컬러 데이터를 생성한다. 실시예는 1차 4-컬러 데이터 중 1차 화이트 데이터를 이용한 픽셀 에지 여부에 따라, 화이트 서브픽셀이 없는 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터를 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 3-컬러 데이터로 변환한다. 실시예는 화이트 서브픽셀을 갖는 제2 픽셀의 2차 3-컬러 데이터 중 2차 화이트 데이터를 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 화이트 데이터로 변환한다.
영상 처리 모듈은 3-컬러 데이터를 1차 4-컬러 데이터로 변환하는 데이터 변환부와, 데이터 변환부로부터 공급된 1차 4-컬러 데이터의 렌더링에 의해 2차 4-컬러 데이터를 생성하는 제1 렌더링부를 포함한다. 영상 처리 모듈은 데이터 변환부로부터 공급된 복수 픽셀의 1차 화이트 데이터를 이용한 픽셀 에지 분석에 의해 각 픽셀의 에지 여부를 판단하는 에지 판단부를 포함한다. 영상 처리 모듈은 제1 렌더링부로부터 공급된 2차 3-컬러 데이터가 제1 픽셀에 해당할 때, 에지 판단부로부터 공급된 제1 픽셀의 에지 여부에 따라, 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터를 에지 판단부로부터 공급된 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 3-컬러 데이터로 변환하는 제2 렌더링부를 포함한다. 제2 렌더링부는 제1 렌더링부로부터 공급된 2차 3-컬러 데이터가 제2 픽셀에 해당할 때, 에지 판단부로부터 공급된 제2 픽셀의 에지 여부에 따라, 제2 픽셀의 2차 화이트 데이터를 에지 판단부로부터 공급된 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 화이트 데이터로 변환한다.
에지 판단부는 복수 픽셀의 1차 화이트 데이터에 복수 픽셀에 각각 대응하는 복수의 계수를 갖는 샤픈 마스크를 적용하여, 샤픈 마스크의 중심셀에 대응하는 해당 픽셀에 대한 가로 방향, 세로 방향, 제1 대각선 방향 및 제2 대각선 방향을 포함하는 복수 방향의 에지 세기를 검출하는 에지 세기 검출부를 포함한다. 에지 판단부는 에지 세기 검출부로부터 공급된 복수 방향의 에지 세기에 따라 해당 픽셀의 에지 여부와 에지 방향을 결정하고, 에지 여부와 에지 방향에 따른 게인값을 결정하고, 해당 픽셀의 게인값과 1차 화이트 데이터를 제2 렌더링부로 공급하는 게인 결정부를 포함한다.,
제2 렌더링부는 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터 각각에 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터와 제1 픽셀의 게인값을 곱한 결과를 부가하여, 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터를 3차 3-컬러 데이터로 변환한다.
제2 렌더링부는 2차 화이트 데이터에 1에서 제2 픽셀의 게인값을 차감한 값을 곱하고, 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터와 제2 픽셀의 게인값을 곱한 값을 부가하여, 제2 픽셀의 2차 화이트 데이터를 3차 화이트 데이터로 변환한다.
영상 처리 모듈은 게인 결정부로부터 공급된 해당 픽셀의 게인값이 가로 방향을 지시할 때, 제2 렌더링부로부터 공급된 각 픽셀의 3차 3-컬러 데이터 중, 제1 픽셀과 좌측으로 인접하고 컬러가 서로 다른 복수의 서브픽셀들과, 우측으로 인접하고 컬러가 서로 다른 복수의 서브픽셀들 각각의 3차 컬러 데이터를, 게인 결정부로부터 공급된 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터와 제1 픽셀의 게인값을 곱한 값을 적용하여 4차 컬러 데이터로 변환하는 제3 렌더링부를 추가로 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 전술한 영상 처리 모듈과, 표시 패널과, 영상 처리 모듈로부터 공급된 영상이 표시 패널에 표시되도록 표시 패널을 구동하는 패널 구동부를 구비한다.
표시 패널은 화이트/레드/그린의 서브픽셀 배열을 갖는 WRG 픽셀과, 블루/화이트/레드의 서브픽셀 배열을 갖는 BWR 픽셀과, 그린/블루/화이트의 서브픽셀 배열을 갖는 GBW 픽셀과, 레드/그린/블루의 서브픽셀 배열을 갖는 RGB 픽셀을 포함한다. 제1 픽셀은 RGB 픽셀에 해당하고, 제2 픽셀은 상기 WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀 중 어느 하나에 해당한다.
영상 처리 모듈에서 공급된 영상이 픽셀 라인 단위의 블랙 라인 패턴과 화이트 라인 패턴을 포함할 때, 화이트 라인 패턴을 표시하는 제1 픽셀 라인에 포함된 제1 픽셀은 자신의 레드, 그린 및 블루 서브픽셀들을 모두 이용하여 화이트 휘도를 표시하고, 제1 픽셀 라인에 포함된 제2 픽셀은 자신의 화이트 서브픽셀을 이용하여 화이트 휘도를 표시한다. 블랙 라인 패턴을 표시하는 제2 픽셀 라인에 포함된 제1 픽셀 및 제2 픽셀은 모두 블랙 휘도를 표시한다.
화이트 라인 패턴이 가로 방향일 때, 화이트 라인 패턴을 표시하는 제1 픽셀 라인에 포함된 제1 및 제2 픽셀은 모든 서브픽셀들을 이용하여 화이트 휘도를 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치는 입력 영상에 기초하여 픽셀 에지를 분석하고 에지 여부에 따라 화이트 서브픽셀이 없는 픽셀에서도 인접한 픽셀의 W 서브픽셀의 발광없이 3개 서브픽셀들을 모두 이용하여 화이트를 표시함으로써 화이트 라인 및 블랙 라인을 연속적으로 명확하게 표시하여 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법 및 영상 처리 모듈과 그를 이용한 표시 장치는 가로 방향으로 화이트 라인을 표시할 때 각 픽셀의 모든 서브픽셀들을 이용함으로써 화이트 라인을 연속적으로 명확하게 표시하여 화질을 향상시킬 수 있다.
이 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 해상도 인증을 위한 그릴 패턴을 표시할 때 화이트 라인 휘도와 블랙 라인 휘도를 측정한 컨트라스트 모듈레이션의 인증 조건을 모두 만족시킬 수 있고 해상도 표현력을 개선할 수 있다.
도 1은 M+ WRGB 표시 장치의 서브픽셀 배열을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WRGB 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 적용되는 LCD 서브픽셀의 구성을 예시한 등가회로도이다.
도 4는 도 2에 적용되는 OLED 서브픽셀의 구성을 예시한 등가회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 모듈의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 데이터를 M+ WRGB 데이터로 렌더링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤픈 마스크를 이용한 에지 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 그릴 패턴의 확대 부분을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 10은 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 세로 방향의 그릴 패턴을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 11은 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 가로 방향의 그릴 패턴을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 12는 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 세로 방향의 그릴 패턴에 대한 해상도 인증 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 13은 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 가로 방향의 그릴 패턴에 대한 해상도 인증 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2의 표시 패널에 적용되는 LCD 서브픽셀의 구성을, 도 4는 도 2의 표시 패널에 적용되는 OLED 서브픽셀의 구성을 예시한 등가회로도이다.
도 2에 도시된 표시 장치는 타이밍 컨트롤러(10), 패널 구동부인 데이터 구동부(20) 및 게이트 구동부(30), 표시 패널(40), 감마 전압 생성부(50) 등을 포함한다.
표시 패널(40)은 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시한다. 한 실시예에 따른 표시 패널(40)로는 각 픽셀은 W/R/G/B 서브픽셀들 중 컬러 혼합으로 화이트 표현이 가능한 3개 서브픽셀들(W/R/G, B/W/R, G/B/W, 또는 R/G/B)로 구성되고, 인접한 픽셀과는 3개 서브픽셀들의 배열 순서가 서로 다르게 구성되는 M+ WRGB 패널이 이용된다.
즉, 한 실시예에 따른 M+ WRGB 표시 패널(40)에서 가로 방향의 각 픽셀 라인은 W/R/G/B 4개 서브픽셀들이 규칙적으로 반복되어 배열되는 구조를 갖지만, 기본 픽셀은 W/R/G/B 서브픽셀들 중 컬러 조합으로 화이트를 구현할 수 있는 3개의 서브픽셀들로 구성된다. 이에 따라, M+ WRGB 표시 패널(40)은 각 픽셀이 4개의 서브픽셀(W/R/G/B)로 구성되는 패널과 대비하여, 각 픽셀이 3개의 서브픽셀로 구성되어 픽셀 개구율이 증가하므로 고휘도 및 고해상도 구현에 유리하고 소비 전력이나 제조 원가를 감소시킬 수 있는 장점을 갖고 있다.
예를 들면, M+ WRGB 표시 패널(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 W/R/G 서브픽셀들의 조합을 갖는 WRG 픽셀(제1 픽셀), B/W/R 서브픽셀들의 조합을 갖는 BWR(제2 픽셀), G/B/W 서브픽셀들의 조합을 갖는 GBW 픽셀(제3 픽셀), R/G/B 서브픽셀들의 조합을 갖는 RGB 픽셀(제4 픽셀)을 포함한다. WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀, RGB 픽셀의 순서로 배열된 제1 픽셀 그룹(G1)이 가로 방향으로 반복되어 제1 픽셀 라인을 구성한다. GBW 픽셀, RGB 픽셀, WRG 픽셀, BWR 픽셀의 순서로 배열된 제2 픽셀 그룹(G2)이 가로 방향으로 반복되어 제2 픽셀 라인을 구성한다. 제1 및 제2 픽셀 라인이 세로 방향으로 번갈아가면서 배열되어 M+ WRGB 표시 패널(40)의 픽셀 어레이를 구성한다. 다만, 픽셀 어레이의 서브픽셀 배열 구조는 다양하므로 도 2의 서브픽셀 배열 구조로 한정되지 않는다.
표시 패널(40)로는 액정 표시 장치(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 표시 장치 등이 이용될 수 있다.
예를 들어, 표시 패널(40)이 LCD 패널인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 각 서브픽셀(SP)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT)와 공통 전극 사이에 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 픽셀 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과량을 제어한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다.
이와 달리, 표시 패널(40)이 OLED 패널인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 각 서브픽셀(SP)은 고전위 전원(EVDD) 라인 및 저전위 전원(EVSS) 라인 사이에 접속된 OLED 소자와, OLED 소자를 독립적으로 구동하기 위하여 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)와 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하는 픽셀 회로를 구비하며, 픽셀 회로 구성은 다양하므로 도 3의 구조로 한정되지 않는다.
OLED 소자는 구동 TFT(DT)와 접속된 애노드와, 저전위 전압(EVSS)과 접속된 캐소드와, 애노드 및 캐소드 사이의 발광층을 구비하여, 구동 TFT(DT)로부터 공급된 전류량에 비례하는 광을 발생한다.
제1 스위칭 TFT(ST1)는 한 게이트 라인(GLa)의 게이트 신호에 의해 구동되어 해당 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 구동 TFT(DT)의 게이트 노드에 공급하고, 제2 스위칭 TFT(ST2)는 다른 게이트 라인(GLb)의 게이트 신호에 의해 구동되어 레퍼런스 라인(RL)으로부터의 레퍼런스 전압을 구동 TFT(DT)의 소스 노드에 공급한다. 제2 스위칭 TFT(ST2)는 센싱 모드에서 구동 TFT(DT)로부터의 전류를 레퍼런스 라인(R)으로 출력하는 경로로 더 이용된다.
구동 TFT(DT)의 게이트 노드 및 소스 노드 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 스위칭 TFT(ST1)를 통해 게이트 노드로 공급된 데이터 전압과, 제2 스위칭 TFT(ST2)를 통해 소스 노드로 공급된 레퍼런스 전압의 차전압을 충전하여 구동 TFT(DT)의 구동 전압으로 공급한다.
구동 TFT(DT)는 고전위 전원(EVDD)으로부터 공급되는 전류를 스토리지 커패시터(Cst)로부터 공급된 구동 전압에 따라 제어함으로써 구동 전압에 비례하는 전류를 OLED 소자로 공급하여 OLED 소자를 발광시킨다.
데이터 구동부(20)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 데이터 제어 신호 및 4색 데이터를 공급받는다. 데이터 구동부(20)는 데이터 제어 신호에 따라 구동되어, 감마 전압 생성부(50)로부터 공급된 레퍼런스 감마 전압 세트를 계조 전압들로 세분화한 다음, 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 데이터를 각각 아날로그 데이터 신호로 변환하고, 아날로그 데이터 신호를 표시 패널(10)의 각 데이터 라인에 공급한다.
데이터 구동부(20)는 표시 패널(40)의 데이터 라인들을 분할 구동하는 다수의 데이터 드라이브 IC로 구성되고, 각 데이터 드라이브 IC는 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등과 같은 회로 필름에 실장되어 표시 패널(40)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 표시 패널(40) 상에 실장될 수 있다.
게이트 구동부(30)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 공급된 게이트 제어 신호를 이용하여 표시 패널(40)의 다수의 게이트 라인을 각각 구동한다. 게이트 구동부(30)는 게이트 제어 신호에 응답하여 각 게이트 라인에 해당 스캔 기간에서 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 나머지 기간에서는 게이트 오프 전압을 공급한다.
게이트 구동부(30)는 적어도 하나의 게이트 IC로 구성되고 TCP, COF, FPC 등과 같은 회로 필름에 실장되어 표시 패널(40)에 TAB 방식으로 부착되거나, COG 방식으로 표시 패널(40) 상에 실장될 수 있다. 이와 달리, 게이트 구동부(30)는 표시 패널(40)의 픽셀 어레이를 구성하는 박막 트랜지스터 어레이와 함께 박막 트랜지스터 기판에 형성됨으로써 표시 패널(40)의 비표시 영역에 내장된 GIP(Gate In Panel) 타입으로 구비될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(10)는 외부 호스트 시스템으로부터 영상 데이터 및 기본 타이밍 신호 등을 공급받는다. 예를 들면, 외부 호스트 시스템은 컴퓨터, TV 시스템, 셋탑 박스, 태플릿이나 휴대폰 등과 같은 휴대 단말기의 시스템 중 어느 하나일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(10)는 입력된 기본 타이밍 신호들을 이용하여 데이터 구동부(20) 및 게이트 구동부(30)의 구동 타이밍을 각각 제어한다. 입력 타이밍 신호는 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호를 포함하지만, 여기서 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호는 생략될 수 있으며, 이 경우 타이밍 컨트롤러(10)는 도트 클럭에 따라 데이터 인에이블 신호를 카운트하여 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 생성하여 이용할 수 있다. 데이터 구동부(20) 구동을 제어하는 데이터 제어 신호들은 소스 스타트 펄스, 소스 샘플링 클럭, 극성 제어 신호, 소스 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(30) 구동을 제어하는 게이트 제어 신호들은 게이트 스타트 펄스, 게이트 쉬프트 클럭, 게이트 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(10)는 영상 처리 모듈(100)을 포함하거나, 영상 처리 모듈(100)이 타이밍 컨트롤러(10)와 분리되어 타이밍 컨트롤러(10)의 이전단에 별도의 IC로 구비될 수 있다. 영상 처리 모듈(100)은 하드웨어를 의미하거나, 메모리에 저장된 소프트웨어의 영상 처리 모듈을 의미할 수 있다.
영상 처리 모듈(100)은 입력 영상을 공급받아 입력 영상의 3-컬러 데이터인 Ri, Gi, Bi 데이터를 1차 4-컬러 데이터인 W1, R1, G1, B1 데이터로 변환한다. 그 다음, 영상 처리 모듈(100)은 W1, R1, G1, B1 데이터를 M+ 표시 패널(40)의 서브픽셀 배열에 맞게 1차 렌더링하여 2차 4-컬러 데이터인 W2, R2, G2, B2 데이터를 생성한다. W2, R2, G2, B2 데이터 중 3개 이하의 컬러 데이터는 한 픽셀에 공급되고, 나머지 컬러 데이터는 인접한 다른 픽셀에 공급된다.
영상 처리 모듈(100)은 픽셀 에지를 분석하여 각 픽셀의 에지 여부에 따라 각 픽셀의 W1 데이터에 기초하여 2차 컬러 데이터를 2차 렌더링하여 3차 컬러 데이터로 변환한다. 이에 따라, 에지에 해당하고 W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀의 2차 3-컬러 데이터인 R2, G2, B2 데이터는 해당 픽셀의 W1 데이터를 적용하여 3차 3-컬러 데이터인 R3, G3, B3 데이터로 변환된다. 또한, 에지에 해당하고 W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)의 W2 데이터는 W1 데이터를 적용하여 W3 데이터로 변환되고, 나머지 2차 2-컬러 데이터는 그대로 3차 2-컬러 데이터로 이용된다.
이를 위하여, 영상 처리 모듈(100)은 각 픽셀의 W1 데이터를 이용한 픽셀 에지 분석을 통해 각 픽셀의 에지 세기 및 에지 방향을 검출하고, 검출된 에지 여부 및 에지 방향에 따른 게인값을 결정한다.
그 다음, 영상 처리 모듈(100)은 각 픽셀이 W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)인지 W 서브픽셀이 없는 픽셀(RGB 픽셀)인지에 따라 서로 다른 2차 렌더링 방법으로 해당 픽셀의 W1 데이터 및 게인값을 적용하여 2차 컬러 데이터를 3차 컬러 데이터로 변환한다.
구체적으로, 영상 처리 모듈(100)은 W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀의 R2, G2, B2 데이터를 W1 데이터 및 게인값을 적용하여 R3, G3, B3 데이터로 변환한다. 예를 들면, W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀이 에지에 해당되고 W1 데이터가 화이트 계조일 때 R3, G3, B3 데이터는 W1 데이터에 대응하는 화이트 계조를 표현한다.
영상 처리 모듈(100)은 W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, 또는 GBW 픽셀) 각각의 2차 3-컬러 데이터 중 W2 데이터만 W1 데이터 및 게인값을 적용하여 W3 데이터로 변환하고, 나머지 2차 2-컬러 데이터는 그대로 3차 2-컬러 데이터로 이용한다. 예를 들면, W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)이 에지에 해당되고 W1 데이터가 블랙 계조일 때 해당 픽셀의 W3 데이터는 W1 데이터에 대응하는 블랙 계조를 표현한다.
이에 따라, 화이트 에지에 해당하는 RGB 픽셀은 화이트를 표시하고, 그 화이트 RGB 픽셀과 좌우로 인접하면서 블랙 에지에 해당하는 GBW 픽셀과 WRG 픽셀 각각은 W1 데이터에 대응하는 블랙을 표시할 수 있다.
또한, 영상 처리 모듈(100)은 에지 방향이 가로 방향인 경우 W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)에 대한 3차 렌더링 방법을 추가로 수행하여 화이트 라인에 포함되는 모든 서브픽셀들이 발광하게 함으로써 화이트 라인의 연속성 및 선명도를 보강할 수 있다. 다시 말하여, 영상 처리 모듈(100)은 가로 방향의 화이트 라인에 포함된 RGB 픽셀에 해당하는 W1 데이터를, 게인값을 이용한 2차 및 3차 렌더링 방법에 의해, RGB 픽셀 및 그 RGB 픽셀과 좌우로 인접한 픽셀들의 R/G/B 서브픽셀들로 분배함으로써 모든 서브픽셀들이 발광할 수 있게 한다.
예를 들면, 영상 처리 모듈(100)은 에지 방향이 가로 방향인 경우 W1 데이터 및 게인값을 이용한 2차 렌더링에 의해, n번째 RGB 픽셀에 해당하는 W1 데이터 중 일부를 그 RGB 픽셀에 할당하여 R3, G3, B3 데이터(3차 컬러 데이터)를 생성한다. 그 다음, 영상 처리 모듈(100)은 W1 데이터 및 게인값을 이용한 3차 렌더링에 의해, W1 데이터 중 나머지를, n-2번째 BWR 픽셀 중 R 서브픽셀, n-1번째 GBW 픽셀, n+1번째 WRG 픽셀, n+2번째 BWR 픽셀의 B 서브픽셀에 할당하여 4차 컬러 데이터를 생성한다. 이에 따라, 가로 방향의 화이트 라인에 포함된 모든 서브픽셀들이 발광함으로써 화이트 라인을 연속적으로 더 명확하게 표시할 수 있다.
추가적으로, 영상 처리 모듈(100)는 소비 전력 감소나 화질 보상, 열화 보상 등과 같은 필요한 영상 처리를 더 실시한 다음 데이터 구동부(20)로 출력할 수 있다. 영상 처리 모듈(100)는 영상 처리를 실행하기 이전에 역감마 보정을 수행하여 영상 데이터를 선형화하고, 영상 처리 이후 감마 보정을 수행하여 영상 데이터를 비선형화하여 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 모듈의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5의 영상 처리 모듈과 도 6의 영상 처리 방법을 결부하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 영상 처리 모듈(100)은 데이터 변환부(102), 1 렌더링부(104), 에지 세기 검출부(106) 및 게인 결정부(108)를 구비하는 에지 판단부(105), 제2 렌더링부(110), 제3 렌더링부(112)를 포함한다. 영상 처리 모듈(100)을 구성하는 "~부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 블록으로, 하드웨어를 의미하거나, 메모리에 저장된 소프트웨어의 해당 기능 처리 모듈을 의미할 수 있다.
데이터 변환부(102)는 입력 영상을 공급받아(S2) 입력 영상의 3-컬러 데이터(Ri, Gi, Bi)를 정해진 RGB-to-WRGB 변환 방법을 이용하여 1차 4-컬러 데이터(W1, R1, G1, B1)로 변환한다(S4). RGB-to-WRGB 변환 방법으로는 공지된 다양한 방법들 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 예를 들면, 데이터 변환부(102)는 각 픽셀의 Ri, Gi, Bi 데이터 중 공통값(최소값)으로 W1 데이터로 생성하고, Ri, Gi, Bi 데이터 각각에서 W1 데이터를 차감하여 R1, G1, B1 데이터를 생성한다.
제1 렌더링부(104)는 데이터 변환부(102)로부터 공급된 각 픽셀의 1차 4-컬러 데이터(W1, R1, G1, B1)를 인접한 픽셀의 1차 컬러별 데이터를 이용하여 M+ 표시 패널(40)의 서브픽셀 배열에 맞게 1차 렌더링하여 2차 4-컬러 데이터(W2, R2, G2, B2)를 생성한다(S6). 예를 들면, 제1 렌더링부(104)는 도 7에 나타낸 렌더링 방법을 이용한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 데이터를 M+ WRGB 데이터로 렌더링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서 RGB 데이터는 Ri, Gi, Bi 데이터를 의미하고, WRGB 데이터는 1차 컬러 데이터인 W1, R1, G1, B1 데이터를 의미하며, M+ WRGB 데이터에 해당하는 WRGB' 데이터는 2차 컬러 데이터인 W2, R2, G2, B2 데이터를 의미한다.
도 7을 참조하면, 입력 데이터인 각 픽셀의 RGB1, RGB2, RGB3, RGB3, RGB5 데이터가 전술한 데이터 변환부(102)를 통해 1차 데이터인 WRGB1, WRGB2, WRGB3, WRGB4, WRGB5, WRGB6 데이터로 변환된다. 제1 렌더링부(104)는 1차 데이터 WRGB1, WRGB2, WRGB3, WRGB4, WRGB5, WRGB6를 도 7에 나타낸 일 실시예에 따른 렌더링 수학식을 이용하여 인접한 픽셀들에 컬러별로 적절하게 데이터 분배하여 M+ WRGB 데이터에 해당하는 2차 데이터 WRGB'1, WRGB'2, WRGB'3 데이터를 생성한다.
WRGB'1 데이터는 WRGB1 데이터와, WRGB2 데이터를 컬러별로 참조하여 생성한다. WRGB'1 데이터는 WRGB1 데이터에 가중치 a를 부여하고, WRGB2 데이터에 가중치 b를 부여한 결과를 합산 후, 가중치 a와 b의 합에 해당하는 k로 나누어 생성한다.
WRGB'2 데이터는 WRGB2 데이터와, WRGB3 데이터와, WRGB4 데이터를 컬러별로 참조하여 생성한다. WRGB'2 데이터는 WRGB4 데이터에 가중치 c를 부여하고, WRGB3 데이터에 가중치 d를 부여하고, WRGB4 데이터에 가중치 e를 부여한 결과를 합산 후, 가중치 c, d, e의 합에 해당하는 k로 나누어 생성한다.
WRGB'3 데이터는 WRGB4 데이터와, WRGB5 데이터를 컬러별로 참조하여 생성한다. WRGB'3 데이터는 WRGB4 데이터에 가중치 f를 부여하고, WRGB5 데이터에 가중치 h를 부여한 결과를 합산 후, 가중치 f와 h의 합에 해당하는 k로 나누어 생성한다.
도 7에서 WRGB'1, WRGB'2, WRGB'3 데이터가 순서대로 4개 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀, RGB 픽셀)의 서브픽셀들에 각각 대응됨을 알 수 있다.
에지 판단부(105)는 에지 세기 검출부(106) 및 게인 결정부(108)를 포함한다.
에지 세기 검출부(106)는 데이터 변환부(102)로부터 각 픽셀의 W1 데이터만 공급받고, 도 8에 도시된 샤픈 마스크(Sharpen Mark)를 다수 픽셀의 W1 데이터에 적용하여 각 픽셀에 대한 다양한 방향의 에지 세기를 각각 검출한다(S8).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤픈 마스크를 이용한 픽셀 에지 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 샤픈 마스크(SM)의 3*3개의 셀들 각각에는 설계자의 사전 실험에 따른 최적의 계수(-m, n)(0<m, n≤1)가 설정되어 있다. 샤픈 마스크(SM)의 중심셀은 계수 n으로 설정되고, 그 중심셀과 상하좌우 및 대각선으로 인접한 8개 셀들은 계수 -m으로 설정될 수 있다. 샤픈 마스크(SM)의 크기는 가변될 수 있다.
에지 세기 검출부(106)는 샤픈 마스크(SM)의 계수(-m, n)를 3*3 픽셀들의 1차 W 데이터 W(i-1,j-1) 내지 W(i+1,j+1)에 각각 적용하여 현재 픽셀(i, j)의 1차 W 데이터 W(i,j)에 대한 가로 방향의 에지 세기(S_H), 세로 방향의 에지 세기(S_V), 좌하측에서 우상측으로 향하는 제1 대각선 방향의 에지 세기(S_DH), 좌상측에서 우하측로 제2 대각선 방향의 에지 세기(S_DL)를 아래 수학식 1과 같이 각각 산출한다.
<수학식 1>
S_H = n*W(i, j)-m*W(i-1, j)-m*W(i+1, j)
S_V = n*W(i, j)-m*W(i, j-1)-m*W(i, j+1)
S_DH = n*W(i, j)-m*W(i-1, j+1)-m*W(i+1, j-1)
S_DL = n*W(i, j)-m*W(i-1, j-1)-m*W(i+1, j+1)
에지 세기 검출부(106)는 샤픈 마스크(SM)를 픽셀 단위로 쉬프트시키면서 샤픈 마스크(SM)의 중심셀에 대응하는 각 픽셀에 대한 다양한 방향의 에지 세기(S_H, S_V, S_DH, S_DL)를 검출한다.
게인 결정부(108)는 에지 세기 검출부(106)로부터 공급된 각 픽셀의 에지 세기(S_H, S_V, S_DH, S_DL)를 기준값과 각각 비교하여 그 비교 결과에 따라 각 픽셀의 에지 여부 및 에지 방향을 결정하고, 에지 여부 및 에지 방향에 따른 각 픽셀의 게인값(DM)을 결정한다(S10).
게인 결정부(108)는 S_H, S_DH, S_DL 각각의 절대값이 모두 기준값보다 크고 S_V의 절대값이 기준값과 동일할 때, 해당 픽셀(i, j)을 세로 방향의 에지로 판단할 수 있다. 게인 결정부(108)는 S_V, S_DH, S_DL 각각의 절대값이 모두 기준값보다 크고 S_H의 절대값이 기준값과 동일할 때, 해당 픽셀(i, j)을 가로 방향의 에지로 판단할 수 있다. 게인 결정부(108)는 S_H, S_V, S_DL 각각의 절대값이 모두 기준값보다 크고 S_DH의 절대값이 기준값과 동일할 때, 해당 픽셀(i, j)을 제1 대각선 방향의 에지로 판단할 수 있다. 게인 결정부(108)는 S_H, S_V, S_DH 각각의 절대값이 모두 기준값보다 크고 S_DL의 절대값이 기준값과 동일할 때, 해당 픽셀(i, j)을 제2 대각선 방향의 에지로 판단할 수 있다. 게인 결정부(108)는 S_H, S_V, S_DH, S_DL 각각의 절대값 모두가 기준값과 동일하거나 어느 하나의 절대값도 기준값과 동일하지 않을 때 해당 픽셀(i, j)을 에지가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
게인 결정부(108)는 에지 방향이 결정되면, 에지 방향에 따라 미리 설정된 게인값(DM)을 결정한다. 게인값(DM)은 0~1의 범위에서 설계자에 의해 에지 방향에 따라 미리 설정될 수 있다. 세로 방향과 제1 및 제2 대각선 방향의 에지에 대한 게인값(DM)은 0보다 큰 제1 게인값으로 서로 동일할 수 있고, 가로 방향의 에지에 대한 게인값(DM)은 0보다 크고 제1 게인값보다 작은 제2 게인값으로 설정될 수 있다. 게인 결정부(108)는 해당 픽셀이 에지가 아닌 것으로 판단되면 게인값(DM)을 0으로 결정함으로써 에지가 아닌 픽셀의 2차 데이터가 2차 렌더링 과정의 영향을 받지 않게 한다.
제2 렌더링부(110)는 각 픽셀이 W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)인지 W 서브픽셀이 없는 픽셀(RGB 픽셀)인지에 따라 서로 다른 2차 렌더링 방법으로 각 픽셀의 W1 데이터 및 게인값(DM)을 적용하여 해당 픽셀의 2차 컬러 데이터를 3차 컬러 데이터로 변환하고, 3차 컬러 데이터를 1차 프레임으로 저장한다(S20).
M+ 표시 패널(40)에서 W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀의 위치는 규칙적이므로, 제2 렌더링부(110)는 도트 클럭을 카운트한 카운트값에 따라 현재 픽셀이 W 서브픽셀이 없는 픽셀인지, W 서브픽셀이 있는 픽셀인지를 판단할 수 있다.
제2 렌더링부(110)는 W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀일 때(S22; N), 아래 수학식 2를 이용한 2차 렌더링에 의해, RGB 픽셀의 2차 3-컬러 데이터(R2, G2, B2)를 W1 데이터 및 게인값(DM)을 적용하여 3차 3-컬러 데이터(R3, G3, B3)로 변환하고(S24) 3차 컬러 데이터(R3, G3, B3)를 1차 프레임으로 저장한다(S28).
<수학식2>
R3 = R2 + W1*DM
G3 = G2 + W1*DM
B3 = B2 + W1*DM
이에 따라, W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀이 화이트 에지일 때, 화이트 계조의 W1 데이터와 게인값(DM)의 곱을 2차 3-컬러 데이터(R2, G2, B2)에 각각 부가하여 3차 3-컬러 데이터(R3, G3, B3)로 변환함으로써, 3차 3-컬러 데이터(R3, G3, B3)는 W1 데이터에 비례하는 화이트를 표현한다. 한편, W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀이 블랙 에지에 포함(W1=0)되거나 에지 픽셀이 아닌 경우(DM=0)에는 2차 3-컬러 데이터(R2, G2, B2)는 그대로 3차 3-컬러 데이터(R3, G3, B3)로 이용된다.
제2 렌더링부(110)는 W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)일 때(S22; Y), 아래 수학식 3을 이용한 2차 렌더링에 의해, 해당 픽셀의 W2 데이터에만 W1 데이터 및 게인값(DM)을 적용하여 W3 데이터로 변환하고, 나머지 2차 2-컬러 데이터(R2/G2, B2/R2, 또는 G2/B2)를 그대로 3차 2-컬러 데이터(R3/G3, B3/R3, 또는 G3/B3)로 이용하며(S26), 3차 3-컬러 데이터(W3/R3/G3, B3/W3/R3, 또는 G3/B3/W3)를 1차 프레임으로 저장한다(S28).
<수학식3>
W3 = W2*(1-DM) + W1*(DM)
R3 = R2
G3 = G2
B3 = B2
이에 따라, W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀) 각각의 W2 데이터는 W1 데이터 및 게인값(DM)에 따라 W3 데이터로 변환된다. 예를 들면, W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀) 각각은, W1 데이터가 블랙 계조이고 게인값(DM)이 1인 경우, 전술한 1차 렌더링에 의해 W2 데이터가 중간 계조로 변환되더라도, W3 데이터는 W2 데이터 대신 W1 데이터의 블랙을 표현할 수 있다. 또한, W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀) 각각에서 W1 데이터가 화이트 계조인 경우, W2 데이터도 화이트 계조이므로, W3 데이터는 W2 데이터 및 W1 데이터와 동일한 화이트를 표현할 수 있다.
따라서, 화이트 라인에 해당되는 RGB 픽셀에서 인접한 픽셀의 W 서브픽셀의 발광없이 3개 서브픽셀들을 모두 이용하여 화이트를 표시함으로써 화이트 라인 및 블랙 라인을 연속적으로 명확하게 표시할 수 있다.
제3 렌더링부(112)는 게인 결정부(108)로 공급된 게인값(DM)으로부터 에지 방향이 가로 방향인지 여부를 판단한다(S30). 제3 렌더링부(122)는 게인값(DM)이 가로 방향을 나타내지 않는 경우(S30; N), 제2 렌더링부(110)에서 공급된 1차 프레임을 출력 영상(Wo, Ro, Go, Bo)으로 공급한다(S50). 제3 렌더링부(122)는 게인값(DM)이 가로 방향을 나타내는 경우(S30; Y), 1차 프레임에서 가로 방향의 에지 라인을 보강 처리하여 2차 프레임으로 저장하고(S40), 2차 프레임을 출력 영상(Wo, Ro, Go, Bo)으로 공급한다(S50).
제3 렌더링부(112)는 가로 방향의 에지에 해당하는 픽셀이 W 서브픽셀이 없는 RGB 픽셀일 때(S42; N), RGB 픽셀의 3차 3-컬러 데이터(R3, R3, B3)는 그대로 2차 프레임으로 저장한다(S46).
제3 렌더링부(112)는 가로 방향의 에지에 해당하는 픽셀이 W 서브픽셀을 갖는 픽셀(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)일 때(S42; Y), 아래 수학식 4를 이용한 3차 렌더링에 의해, 3차 컬러 데이터에 W1 데이터 및 게인값(DM)을 적용하여 4차 컬러 데이터로 변환하고(S44), 4차 컬러 데이터를 2차 프레임으로 저장한다(S46).
<수학식4>
R4(n-2) = R3(n-2) + W1*DM
G4(n-1) = G3(n-1) + W1*DM
B4(n-1) = B3(n-1) + W1*DM
W4(n-1) = W3(n-1) - W1*DM
W4(n+1) = W3(n+1) - W1*DM
R4(n+1) = R3(n+1) + W1*DM
G4(n+1) = G3(n+1) + W1*DM
B4(n+2) = B3(n+2) + W1*DM
상기 수학식 4를 참조하면, n번째 RGB 픽셀과 좌측으로 인접한 R/G/B/W 서브픽셀과, 우측으로 인접한 W/R/G/B 서브픽셀 각각의 3차 컬러 데이터가 W1 데이터 및 게인값(DM)에 의해 보정되어 4차 컬러 데이터로 변환됨을 알 수 있다.
다시 말하여, n번째 RGB 픽셀과 좌우측으로 인접한 n-2번째 BWR 픽셀 중 R 서브픽셀의 3차 컬러 데이터 R3(n-2)와, n-1번째 GBW 픽셀의 3차 컬러 데이터 G3(n-1), B3(n-1), W3(n-1)와, n+1번째 WRG 픽셀의 3차 컬러 데이터 W3(n+1), R3(n+1), G3(n+1)와, n+2번째 BWR 픽셀 중 B 서브픽셀의 3차 컬러 데이터 B3(n+2) 각각에 W1*DM을 적용함으로써 4차 컬러 데이터 R4(n-2)와, G4(n-1), B4(n-1), W4(n-1), W4(n+1), R4(n+1), G4(n+1), B4(n+2)로 변환하고, 4차 컬러 데이터를 2차 프레임에 저장한다. R3(n-2), G3(n-1), B3(n-1), R3(n+1), G3(n+1), B3(n+2) 데이터 각각에는 W1*DM값이 가산되고, W3(n-1), W3(n+1) 데이터 각각에서는 W1*DM값이 감산됨을 알 수 있다.
이에 따라, 가로 방향의 화이트 에지 라인에 포함된 RGB 픽셀에 해당하는 W1 데이터가 게인값(0<DM<1)에 따라 RGB 픽셀과, 그 RGB 픽셀과 좌우로 인접한 4색의 서브픽셀들(R/G/B/W) 각각에 분배됨으로써 화이트 라인에 포함된 모든 서브픽셀들이 발광하게 되므로 화이트 라인의 연속성과 선명도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 그릴 패턴의 확대 부분을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 9(a)를 참조하면, 세로 방향으로 연장되는 블랙 픽셀 라인(BL)과 화이트 픽셀 라인(WL)이 가로 방향으로 번갈아가며 배열되는 세로 방향의 그릴 패턴이 입력 영상으로 공급된다.
도 9(b)를 참조하면, 선행 기술에 표시 장치에서는 n번째 RGB 픽셀(Pn)이 화이트 픽셀 라인(WL)에 해당하지만 전술한 1차 렌더링에 의해 블랙을 표시하는 반면, 그 n번째 RGB 픽셀(Pn)과 좌우로 인접한 n-1번째 RGW 픽셀(Pn-1)과 n+1번째 WRG 픽셀(Pn+1) 각각은 블랙 픽셀 라인(BL)에 해당하지만 1차 렌더링에 의해 W 서브픽셀이 중간 계조(예를 들면 175 계조)로 발광함으로써, 블랙 픽셀 라인(BL)과 화이트 픽셀 라인(WL)이 명확하게 표시되지 않는 단점이 있음을 알 수 있다.
도 9(c)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서는 n번째 RGB 픽셀(Pn)이 전술한 1차 및 2차 렌더링에 의해 화이트를 표시하는 반면, 그 n번째 RGB 픽셀(Pn)과 좌우로 인접한 n-1번째 RGW 픽셀(Pn-1)과 n+1번째 WRG 픽셀(Pn+1) 각각의 W 서브픽셀은 전술한 1차 및 2차 렌더링에 의해 블랙을 표시함으로써, 블랙 픽셀 라인(BL)과 화이트 픽셀 라인(WL)이 명확하게 표시됨을 알 수 있다.
한편, 도 9(b), (c)를 참조하면 WRGB 표시 장치는 화이트를 표현하기 위하여 W 서브픽셀을 갖는 픽셀들(WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀)에서는 W 서브픽셀을 화이트 표현을 위한 고계조로 발광시킴과 아울러 색온도를 맞추기 위해 그 W 서브픽셀과 인접한 G, B 서브픽셀을 저계조로 조금씩 발광시킴을 알 수 있다.
도 10은 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 세로 방향의 그릴 패턴을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 세로 방향으로 연장된 블랙 픽셀 라인과 화이트 픽셀 라인이 가로 방향으로 교번되는 세로 방향의 그릴 패턴을 표시할 때, 선행 기술에 따른 표시 장치에서는 화이트 픽셀 라인에 포함된 RGB 픽셀이 블랙을 표시하고, 그 RGB 픽셀과 좌우로 인접한 픽셀의 W 서브픽셀들의 조합으로 화이트를 표시함으로써, 블랙 픽셀 라인과 화이트 픽셀 라인이 명확하게 표시되지 않음을 알 수 있다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서는 화이트 픽셀 라인에 포함된 RGB 픽셀이 화이트를 표현하고 블랙 픽셀 라인에 포함된 픽셀들은 블랙을 표현함으로써 블랙 픽셀 라인과 화이트 픽셀 라인이 명확하게 표시됨을 알 수 있다.
도 11은 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 가로 방향의 그릴 패턴을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 가로 방향으로 연장된 블랙 픽셀 라인과 화이트 픽셀 라인이 세로 방향으로 교번되는 가로 방향의 그릴 패턴을 표시할 때, 선행 기술에 따른 표시 장치에서는 화이트 픽셀 라인에 포함된 RGB 픽셀이 블랙을 표시하고, W 서브픽셀을 갖는 픽셀들 각각에서는 W 서브픽셀이 화이트를 표시함으로써, 가로 방향의 화이트 픽셀 라인이 점선 형태로 표시됨을 알 수 있다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서는 화이트 픽셀 라인에 포함된 RGB 픽셀이 화이트를 표현함과 아울러 W 서브픽셀을 갖는 픽셀들 각각에서도 모든 서브픽셀들이 발광함으로써 화이트 픽셀 라인이 연속적으로 명확하게 표시됨을 알 수 있다.
도 12 및 도 13은 선행 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시되는 가로 방향의 그릴 패턴과 세로 방향의 그릴 패턴에 대한 해상도 인증 결과를 각각 비교하여 나타낸 도면이다.
표시 장치의 해상도 인증을 받기 위해서는 도 12 및 도 13과 같은 그릴 패턴을 표시할 때, 화이트 라인 휘도(Lw)와 블랙 라인 휘도(Lb)를 측정하여 아래 수학식 5와 같이 정의되는 컨트라스트 모듈레이션(Contrast Modulation; 이하 Cm) 값은 1에 가까워야 한다.
<수학식 5>
Cm = (Lw - Lb)/(Lw + Lb)
도 12를 참조하면, 세로 방향의 그릴 패턴을 표시할 때, 선행 기술에 따른 표시 장치로부터 측정된 화이트 라인 휘도(Lw)는 1이고, 블랙 라인 휘도(Lb)는 0.5가 되어 Cm 값은 0.33이 되므로 선행 기술은 해상도 인증을 받기 어려운 반면, 본원 발명의 실시예에 따른 표시 장치로부터 측정된 화이트 라인 휘도(Lw)는 1이고, 블랙 라인 휘도(Lb)는 0.01이 되어 Cm 값은 0.99이 되므로 실시예는 해상도 인증 조건을 모두 만족시킬 수 있고 해상도 표현력을 개선할 수 있음을 알 수 있다.
도 13을 참조하면, 가로 방향의 그릴 패턴을 표시할 때, 선행 기술 및 실시예에 따른 표시 장치 모두 화이트 라인 휘도(Lw)는 1이고, 블랙 라인 휘도(Lb)는 0.01이 되어 Cm 값은 0.99이 되므로 해상도 인증 조건을 만족시킬 수 있다. 나아가, 실시예에 따른 표시 장치에서는 선행 기술보다 가로 방향의 화이트 라인이 연속성 및 선명도가 향상되어 해상표 표현력이 개선될 수 있음을 알 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 타이밍 컨트롤러 20: 데이터 구동부
30: 게이트 구동부 40: 표시 패널
50: 감마 전압 생성부 100: 영상 처리 모듈
102: 데이터 변환부 104: 제1 렌더링부
105: 에지 판단부 106: 에지 세기 검출부
108: 게인 결정부 110: 제2 렌더링부
112: 제3 렌더링부

Claims (16)

  1. 각 픽셀이 화이트, 레드, 그린 및 블루 서브픽셀들 중 3개의 서브픽셀들을 갖고 인접한 픽셀과 다른 서브픽셀 배열 구조를 갖는 표시 패널에 공급될 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    픽셀 단위의 3-컬러 데이터를 1차 4-컬러 데이터로 변환하는 단계와,
    상기 1차 4-컬러 데이터와 인접한 1차 4-컬러 데이터를 컬러별로 이용한 렌더링에 의해, 상기 표시 패널의 서브픽셀 배열에 대응하는 2차 4-컬러 데이터를 생성하는 단계와;
    복수 픽셀의 1차 4-컬러 데이터 중 1차 화이트 데이터를 이용한 픽셀 에지 분석에 의해 각 픽셀의 에지 여부를 판단하는 단계와;
    현재 픽셀이 상기 화이트 서브픽셀이 없는 제1 픽셀일 때, 상기 제1 픽셀의 에지 여부에 따라 상기 2차 4-컬러 데이터 중 상기 제1 픽셀에 대응하는 2차 3-컬러 데이터를 상기 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 3-컬러 데이터로 변환하는 단계와,
    상기 현재 픽셀이 상기 화이트 서브픽셀을 갖는 제2 픽셀일 때, 상기 제2 픽셀의 에지 여부에 따라 상기 제2 픽셀에 대응하는 2차 3-컬러 데이터 중 2차 화이트 데이터를 상기 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 화이트 데이터로 변환하는 단계를 추가로 포함하는 영상 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 픽셀의 에지 여부를 판단하는 단계는
    상기 복수 픽셀의 1차 화이트 데이터에 상기 복수 픽셀에 각각 대응하는 복수의 계수를 갖는 샤픈 마스크를 적용하여, 상기 샤픈 마스크의 중심셀에 대응하는 해당 픽셀에 대한 가로 방향, 세로 방향, 제1 대각선 방향 및 제2 대각선 방향을 포함하는 복수 방향의 에지 세기를 검출하는 단계와,
    상기 복수 방향의 에지 세기에 따라 상기 해당 픽셀의 에지 여부와 에지 방향을 결정하고, 상기 에지 여부와 에지 방향에 따른 게인값을 결정하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 픽셀에 대응하는 2차 3-컬러 데이터는, 상기 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터 각각에 상기 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터와 상기 제1 픽셀의 게인값을 곱한 결과를 부가함으로써, 상기 3차 3-컬러 데이터로 변환되는 영상 처리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 픽셀의 2차 화이트 데이터는, 상기 2차 화이트 데이터에 1에서 상기 제2 픽셀의 게인값을 차감한 값을 곱하고, 상기 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터와 상기 제2 픽셀의 게인값을 곱한 값을 부가함으로써, 상기 3차 화이트 데이터로 변환되는 영상 처리 방법.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 해당 픽셀의 에지 방향이 가로 방향일 때,
    상기 제1 픽셀과 좌측으로 인접하고 컬러가 서로 다른 복수의 서브픽셀들과, 우측으로 인접하고 컬러가 서로 다른 복수의 서브픽셀들 각각의 3차 컬러 데이터를, 상기 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터와 상기 제1 픽셀의 게인값을 곱한 값을 적용하여 4차 컬러 데이터로 변환하는 단계를 추가로 포함하는 영상 처리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 픽셀이 n번째 픽셀일 때,
    n-1번째 픽셀의 3차 화이트 데이터와, n+1번째 픽셀의 3차 화이트 데이터 각각에서 상기 1차 화이트 데이터와 상기 게인값을 곱한 값이 차감되고,
    n-2번째 픽셀의 3차 레드 데이터와, n-1번째 픽셀의 3차 그린 및 블루 데이터와, n+1 픽셀의 3차 레드 및 그린 데이터와, n+2번째 픽셀의 3차 블루 데이터 각각에 상기 1차 화이트 데이터와 상기 게인값을 곱한 값을 부가하는 영상 처리 방법.
  7. 각 픽셀이 화이트, 레드, 그린 및 블루 서브픽셀들 중 3개의 서브픽셀들을 갖고 인접한 픽셀과 다른 서브픽셀 배열 구조를 갖는 표시 패널에 공급될 영상을 처리하는 영상 처리 모듈에 있어서,
    픽셀 단위의 3-컬러 데이터를 1차 4-컬러 데이터로 변환한 후, 그 1차 4-컬러 데이터의 렌더링에 의해 상기 표시 패널의 서브픽셀 배열에 대응하는 2차 4-컬러 데이터를 생성하고,
    상기 1차 4-컬러 데이터 중 1차 화이트 데이터를 이용한 픽셀 에지 여부에 따라, 상기 화이트 서브픽셀이 없는 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터를 상기 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 3-컬러 데이터로 변환하고, 상기 화이트 서브픽셀을 갖는 제2 픽셀의 2차 3-컬러 데이터 중 2차 화이트 데이터를 상기 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 화이트 데이터로 변환하는 영상 처리 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 영상 처리 모듈은,
    상기 3-컬러 데이터를 상기 1차 4-컬러 데이터로 변환하는 데이터 변환부와,
    상기 데이터 변환부로부터 공급된 1차 4-컬러 데이터와 인접한 1차 4-컬러 데이터를 컬러별로 이용한 렌더링에 의해, 상기 2차 4-컬러 데이터를 생성하는 제1 렌더링부와;
    상기 데이터 변환부로부터 공급된 복수 픽셀의 1차 화이트 데이터를 이용한 픽셀 에지 분석에 의해 각 픽셀의 에지 여부를 판단하는 에지 판단부와;
    상기 제1 렌더링부로부터 공급된 2차 3-컬러 데이터가 상기 제1 픽셀에 해당할 때, 상기 에지 판단부로부터 공급된 상기 제1 픽셀의 에지 여부에 따라, 상기 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터를 상기 에지 판단부로부터 공급된 상기 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 3-컬러 데이터로 변환하고,
    상기 제1 렌더링부로부터 공급된 2차 3-컬러 데이터가 상기 제2 픽셀에 해당할 때, 상기 에지 판단부로부터 공급된 상기 제2 픽셀의 에지 여부에 따라, 상기 제2 픽셀의 2차 화이트 데이터를 상기 에지 판단부로부터 공급된 상기 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터를 적용하여 3차 화이트 데이터로 변환하는 제2 렌더링부를 포함하는 영상 처리 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 에지 판단부는
    상기 복수 픽셀의 1차 화이트 데이터에 상기 복수 픽셀에 각각 대응하는 복수의 계수를 갖는 샤픈 마스크를 적용하여, 상기 샤픈 마스크의 중심셀에 대응하는 해당 픽셀에 대한 가로 방향, 세로 방향, 제1 대각선 방향 및 제2 대각선 방향을 포함하는 복수 방향의 에지 세기를 검출하는 에지 세기 검출부와,
    상기 에지 세기 검출부로부터 공급된 상기 복수 방향의 에지 세기에 따라 상기 해당 픽셀의 에지 여부와 에지 방향을 결정하고, 상기 에지 여부와 에지 방향에 따른 게인값을 결정하고, 해당 픽셀의 게인값과 1차 화이트 데이터를 상기 제2 렌더링부로 공급하는 게인 결정부를 포함하는 영상 처리 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 렌더링부는
    상기 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터 각각에 상기 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터와 상기 제1 픽셀의 게인값을 곱한 결과를 부가하여, 상기 제1 픽셀의 2차 3-컬러 데이터를 상기 3차 3-컬러 데이터로 변환하는 영상 처리 모듈.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 렌더링부는
    상기 2차 화이트 데이터에 1에서 상기 제2 픽셀의 게인값을 차감한 값을 곱하고, 상기 제2 픽셀의 1차 화이트 데이터와 상기 제2 픽셀의 게인값을 곱한 값을 부가하여, 상기 제2 픽셀의 2차 화이트 데이터를 상기 3차 화이트 데이터로 변환하는 영상 처리 모듈.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 게인 결정부로부터 공급된 해당 픽셀의 게인값이 가로 방향을 지시할 때,
    상기 제2 렌더링부로부터 공급된 상기 각 픽셀의 3차 3-컬러 데이터 중, 상기 제1 픽셀과 좌측으로 인접하고 컬러가 서로 다른 복수의 서브픽셀들과, 우측으로 인접하고 컬러가 서로 다른 복수의 서브픽셀들 각각의 3차 컬러 데이터를, 상기 게인 결정부로부터 공급된 상기 제1 픽셀의 1차 화이트 데이터와 상기 제1 픽셀의 게인값을 곱한 값을 적용하여 4차 컬러 데이터로 변환하는 제3 렌더링부를 추가로 포함하는 영상 처리 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 렌더링부는
    상기 제1 픽셀이 n번째 픽셀일 때,
    n-1번째 픽셀의 3차 화이트 데이터와, n+1번째 픽셀의 3차 화이트 데이터 각각에서 상기 1차 화이트 데이터와 상기 게인값을 곱한 값을 차감하고,
    n-2번째 픽셀의 3차 레드 데이터와, n-1번째 픽셀의 3차 그린 및 블루 데이터와, n+1 픽셀의 3차 레드 및 그린 데이터와, n+2번째 픽셀의 3차 블루 데이터 각각에 상기 1차 화이트 데이터와 상기 게인값을 곱한 값을 부가하는 영상 처리 모듈.
  14. 청구항 7 내지 청구항 13 중 어느 한 청구항에 기재된 영상 처리 모듈과,
    상기 표시 패널과,
    상기 영상 처리 모듈로부터 공급된 영상이 상기 표시 패널에 표시되도록 상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부를 구비하는 표시 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 표시 패널은
    화이트/레드/그린의 서브픽셀 배열을 갖는 WRG 픽셀과,
    블루/화이트/레드의 서브픽셀 배열을 갖는 BWR 픽셀과,
    그린/블루/화이트의 서브픽셀 배열을 갖는 GBW 픽셀과,
    레드/그린/블루의 서브픽셀 배열을 갖는 RGB 픽셀을 포함하고,
    상기 제1 픽셀은 상기 RGB 픽셀에 해당하고, 상기 제2 픽셀은 상기 WRG 픽셀, BWR 픽셀, GBW 픽셀 중 어느 하나에 해당하며,
    상기 영상 처리 모듈에서 공급된 영상이 픽셀 라인 단위의 블랙 라인 패턴과 화이트 라인 패턴을 포함할 때,
    상기 화이트 라인 패턴을 표시하는 제1 픽셀 라인에 포함된 상기 제1 픽셀은 자신의 레드, 그린 및 블루 서브픽셀들을 모두 이용하여 화이트 휘도를 표시하고, 상기 제1 픽셀 라인에 포함된 상기 제2 픽셀은 자신의 화이트 서브픽셀을 이용하여 화이트 휘도를 표시하며;
    상기 블랙 라인 패턴을 표시하는 제2 픽셀 라인에 포함된 상기 제1 픽셀 및 제2 픽셀은 모두 블랙 휘도를 표시하는 표시 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 화이트 라인 패턴이 가로 방향일 때,
    상기 화이트 라인 패턴을 표시하는 상기 제1 픽셀 라인에 포함된 상기 제1 및 제2 픽셀은 모든 서브픽셀들을 이용하여 화이트 휘도를 표시하는 표시 장치.
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