KR20230158944A - 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 다양한 목적의 VRR이 적용된 영상 신호를 처리하고자 하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 장치 정보에 기반하여 외부 기기로부터 제1 메타 데이터를 수신한 경우, 제1 VRR(Variable Refresh Rate) 모드로 동작하고, 외부 기기로부터 제2 메타 데이터를 수신한 경우, 제2 VRR 모드로 동작할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 동작 방법{DISPLAY DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 개시는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
장면 전환이 많은 동영상의 재생을 위한 디스플레이 장치는 60Hz의 주사율로 작동하는 디스플레이 장치보다 같은 시간 동안 더 많은 장면을 표시할 수 있다.
사용자는 주사율이 높을수록 훨씬 부드러운 화면을 느낄 수 있으며, 빠른 반응 속도를 요구하는 영상에서, 높은 주사율이 요구된다.
이러한 동영상의 재생 시, 화면은 가로로 어긋나는 테어링(Tearing) 현상이 발생될 수 있다. 테어링 현상은 영상의 주사율이 고정되어 있는 경우, 그래픽 카드가 출력하는 영상 프레임과 디스플레이 패널이 출력하는 영상 프레임이 동기화되어 있지 않은 경우에 발생된다.
테어링 현상을 방지하기 위해, 소스 기기(예를 들어, PC의 그래픽 카드)에서 출력되는 영상 신호의 주파수와 디스플레이 패널의 주사율을 동기화시키는 가변 주사율(또는 가변 재생율, Variable Refresh Rate, VRR) 기능이 등장하였다.
종래에는 VRR 기능을 위해 디스플레이 장치의 내부 처리는 화질 영향을 최소화하는 바이패스(Bypass) 구조로 동작하며, 디스플레이의 출력 타이밍은 입력되는 입력 영상 신호의 타이밍에 동기화된다.
이 경우, 게임 동영상의 재생을 위한 저 지연(low latency)은 만족하지만 화질 처리를 요하는 입력 영상에 대한 처리가 불가능한 문제가 있다.
본 개시는 다양한 목적의 VRR이 적용된 영상 신호를 처리하고자 하는 디스플레이 장치의 제공에 목적이 있다.
본 개시는 영상의 seamless한 전환을 위한 QMS-VRR 모드를 지원하는지 여부에 따라 영상 처리를 다르게 하는 디스플레이 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 장치 정보에 기반하여 외부 기기로부터 제1 메타 데이터를 수신한 경우, 제1 VRR(Variable Refresh Rate) 모드로 동작하고, 외부 기기로부터 제2 메타 데이터를 수신한 경우, 제2 VRR 모드로 동작할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법은 외부 기기에 상기 디스플레이 장치의 장치 정보를 전송하는 단계, 상기 장치 정보에 기반하여 상기 외부 기기로부터 제1 메타 데이터를 수신한 경우, 제1 VRR(Variable Refresh Rate) 모드로 동작하는 단계 및 상기 외부 기기로부터 제2 메타 데이터를 수신한 경우, 제2 VRR 모드로 동작하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, VRR 모드를 QMS-VRR 모드 또는 Gaming-VRR 모드 중 어느 하나로 동작하여, 화질 처리가 필요한 영상 또는 화질 처리가 불필요한 영상을 효과적으로 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 래더다이어 그램이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 메타 데이터의 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 메타 데이터의 구조를 설명하는 도면이다.
도 5는 VRR 모드의 타입에 따른 구체적인 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 QMS-VRR 모드 하에서의 동작을 구체적으로 설명하는 도면들이다.
도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따라 Gaming-VRR 모드 하에서의 동작을 구체적으로 설명하는 도면들이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따라 디스플레이 장치가 외부 기기에 전송하는 장치 정보의 예를 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 예를 들어 방송 수신 기능에 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 디스플레이 장치로서, 방송 수신 기능에 충실하면서도 인터넷 기능 등이 추가되어, 수기 방식의 입력 장치, 터치 스크린 또는 공간 리모콘 등 보다 사용에 편리한 인터페이스를 갖출 수 있다. 그리고, 유선 또는 무선 인터넷 기능의 지원으로 인터넷 및 컴퓨터에 접속되어, 이메일, 웹브라우징, 뱅킹 또는 게임 등의 기능도 수행가능하다. 이러한 다양한 기능을 위해 표준화된 범용 OS가 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에서 기술되는 디스플레이 장치는, 예를 들어 범용의 OS 커널 상에, 다양한 애플리케이션이 자유롭게 추가되거나 삭제 가능하므로, 사용자 친화적인 다양한 기능이 수행될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 보다 구체적으로 예를 들면, 네트워크 TV, HBBTV, 스마트 TV, LED TV, OLED TV 등이 될 수 있으며, 경우에 따라 스마트폰에도 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 방송 수신부(130), 외부장치 인터페이스(135), 메모리(140), 사용자입력 인터페이스(150), 컨트롤러(170), 무선 통신 인터페이스(173), 디스플레이(180), 스피커(185), 전원 공급 회로(190)를 포함할 수 있다.
방송 수신부(130)는 튜너(131), 복조기(132) 및 네트워크 인터페이스(133)를 포함할 수 있다.
튜너(131)는 채널 선국 명령에 따라 특정 방송 채널을 선국할 수 있다. 튜너(131)는 선국된 특정 방송 채널에 대한 방송 신호를 수신할 수 있다.
복조기(132)는 수신한 방송 신호를 비디오 신호, 오디오 신호, 방송 프로그램과 관련된 데이터 신호로 분리할 수 있고, 분리된 비디오 신호, 오디오 신호 및 데이터 신호를 출력이 가능한 형태로 복원할 수 있다.
외부장치 인터페이스(135)는 인접하는 외부 장치 내의 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 수신하여, 컨트롤러(170) 또는 메모리(140)로 전달할 수 있다.
외부장치 인터페이스(135)는 디스플레이 장치(100)와 외부 장치 간의 연결 경로를 제공할 수 있다. 외부장치 인터페이스(135)는 디스플레이 장치(100)에 무선 또는 유선으로 연결된 외부장치로부터 출력된 영상, 오디오 중 하나 이상을 수신하여, 컨트롤러(170)로 전달할 수 있다. 외부장치 인터페이스(135)는 복수의 외부 입력 단자들을 포함할 수 있다. 복수의 외부 입력 단자들은 RGB 단자, 하나 이상의 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자, 컴포넌트(Component) 단자를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스(135)를 통해 입력된 외부장치의 영상 신호는 디스플레이(180)를 통해 출력될 수 있다. 외부장치 인터페이스(135)를 통해 입력된 외부장치의 음성 신호는 스피커(185)를 통해 출력될 수 있다.
외부장치 인터페이스(135)에 연결 가능한 외부 장치는 셋톱박스, 블루레이 플레이어, DVD 플레이어, 게임기, 사운드 바, 스마트폰, PC, USB 메모리, 홈 씨어터 중 어느 하나일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
네트워크 인터페이스(133)는 디스플레이 장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 네트워크 인터페이스(133)는 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 다른 사용자 또는 다른 전자 기기와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(100)에 미리 등록된 다른 사용자 또는 다른 전자 기기 중 선택된 사용자 또는 선택된 전자기기에, 디스플레이 장치(100)에 저장된 일부의 컨텐츠 데이터를 송신할 수 있다.
네트워크 인터페이스(133)는 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 소정 웹 페이지에 접속할 수 있다. 즉, 네트워크를 통해 소정 웹 페이지에 접속하여, 해당 서버와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다.
그리고, 네트워크 인터페이스(133)는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다. 즉, 네트워크 인터페이스(133)는 네트워크를 통하여 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 제공자로부터 제공되는 영화, 광고, 게임, VOD, 방송 신호 등의 컨텐츠 및 그와 관련된 정보를 수신할 수 있다.
또한, 네트워크 인터페이스(133)는 네트워크 운영자가 제공하는 펌웨어의 업데이트 정보 및 업데이트 파일을 수신할 수 있으며, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자에게 데이터들을 송신할 수 있다.
네트워크 인터페이스(133)는 네트워크를 통해, 공중에 공개(open)된 애플리케이션들 중 원하는 애플리케이션을 선택하여 수신할 수 있다.
메모리(140)는 컨트롤러(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장하고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터신호를 저장할 수 있다.
또한, 메모리(140)는 외부장치 인터페이스(135) 또는 네트워크 인터페이스(133)로부터 입력되는 영상, 음성, 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있으며, 채널 기억 기능을 통하여 소정 이미지에 관한 정보를 저장할 수도 있다.
메모리(140)는 외부장치 인터페이스(135) 또는 네트워크 인터페이스(133)로부터 입력되는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 저장할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 메모리(140) 내에 저장되어 있는 컨텐츠 파일(동영상 파일, 정지영상 파일, 음악 파일, 문서 파일, 애플리케이션 파일 등)을 재생하여 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자입력 인터페이스(150)는 사용자가 입력한 신호를 컨트롤러(170)로 전달하거나, 컨트롤러(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자입력 인터페이스(150)는 블루투스(Bluetooth), WB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식, RF(Radio Frequency) 통신 방식 또는 적외선(IR) 통신 방식 등 다양한 통신 방식에 따라, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 제어 신호를 수신하여 처리하거나, 컨트롤러(170)로부터의 제어 신호를 원격제어장치(200)로 송신하도록 처리할 수 있다.
또한, 사용자입력 인터페이스(150)는, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 제어 신호를 컨트롤러(170)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이(180)로 입력되어 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 컨트롤러(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스(135)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
컨트롤러(170)에서 처리된 음성 신호는 스피커(185)로 오디오 출력될 수 있다. 또한, 컨트롤러(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스(135)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
그 외, 컨트롤러(170)는, 디스플레이 장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한, 컨트롤러(170)는 사용자입력 인터페이스(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디스플레이 장치(100)를 제어할 수 있으며, 네트워크에 접속하여 사용자가 원하는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 디스플레이 장치(100) 내로 다운받을 수 있도록 할 수 있다.
컨트롤러(170)는 사용자가 선택한 채널 정보 등이 처리한 영상 또는 음성신호와 함께 디스플레이(180) 또는 스피커(185)를 통하여 출력될 수 있도록 한다.
또한, 컨트롤러(170)는 사용자입력 인터페이스(150)를 통하여 수신한 외부장치 영상 재생 명령에 따라, 외부장치 인터페이스(135)를 통하여 입력되는 외부 장치, 예를 들어, 카메라 또는 캠코더로부터의, 영상 신호 또는 음성 신호가 디스플레이(180) 또는 스피커(185)를 통해 출력될 수 있도록 한다.
한편, 컨트롤러(170)는 영상을 표시하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있으며, 예를 들어 튜너(131)를 통해 입력되는 방송 영상, 또는 외부장치 인터페이스(135)를 통해 입력되는 외부 입력 영상, 또는 네트워크 인터페이스부를 통해 입력되는 영상, 또는 메모리(140)에 저장된 영상이 디스플레이(180)에서 표시되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 디스플레이(180)에 표시되는 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
또한, 컨트롤러(170)는 디스플레이 장치(100) 내에 저장된 컨텐츠, 또는 수신된 방송 컨텐츠, 외부로 부터 입력되는 외부 입력 컨텐츠가 재생되도록 제어할 수 있으며, 상기 컨텐츠는 방송 영상, 외부 입력 영상, 오디오 파일, 정지 영상, 접속된 웹 화면, 및 문서 파일 등 다양한 형태일 수 있다.
무선 통신 인터페이스(173)는 유선 또는 무선 통신을 통해 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다. 무선 통신 인터페이스(173)는 외부 기기와 근거리 통신(Short range communication)을 수행할 수 있다. 이를 위해, 무선 통신 인터페이스(173)는 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 무선 통신 인터페이스(173)는 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 디스플레이 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 디스플레이 장치(100)와 다른 디스플레이 장치(100) 사이, 또는 디스플레이 장치(100)와 디스플레이 장치(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 디스플레이 장치(100)는 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display)), 스마트 폰과 같은 이동 단말기가 될 수 있다. 무선 통신 인터페이스(173)는 디스플레이 장치(100) 주변에, 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다.
나아가, 컨트롤러(170)는 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 디스플레이 장치(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 무선 통신 인터페이스(173)를 통해 웨어러블 디바이스로 송신할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 디스플레이 장치(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다.
디스플레이(180)는 컨트롤러(170)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호 또는 외부장치 인터페이스(135)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호 등을 각각 R,G,B 신호로 변환하여 구동 신호를 생성할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 디스플레이 장치(100)는 본 발명의 일실시예에 불과하므로. 도시된 구성요소들 중 일부는 실제 구현되는 디스플레이 장치(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 달리, 튜너(131)와 복조기(132)를 구비하지 않고 네트워크 인터페이스(133) 또는 외부장치 인터페이스(135)를 통해서 영상을 수신하여 재생할 수도 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 방송 신호 또는 다양한 네트워크 서비스에 따른 컨텐츠들을 수신하기 위한 등과 같은 셋탑 박스 등과 같은 영상 처리 장치와 상기 영상 처리 장치로부터 입력되는 컨텐츠를 재생하는 컨텐츠 재생 장치로 분리되어 구현될 수 있다.
이 경우, 이하에서 설명할 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 디스플레이 장치(100)뿐 아니라, 상기 분리된 셋탑 박스 등과 같은 영상 처리 장치 또는 디스플레이(180) 및 오디오출력부(185)를 구비하는 컨텐츠 재생 장치 중 어느 하나에 의해 수행될 수도 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 래더다이어 그램이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 컨트롤러(170)는 외부장치 인터페이스(135)를 통해 디스플레이 장치(100)의 장치 정보를 외부 기기(200)에 전송한다(S201).
외부장치 인터페이스(135)는 하나 이상의 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자들을 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스(135)는 HDMI 2.1 규격을 지원할 수 있다.
일 실시 예에서 디스플레이 장치(100)의 장치 정보는 디스플레이 장치(100)가 지원하는 기능들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
구체적으로, 장치 정보는 디스플레이 장치(100)가 VRR(Variable Refresh Rate) 기능을 지원하는지 여부를 나타내는 필드, QMS(Quick Media Switch, 빠른 미디어 전환)-VRR 기능을 지원하는지 여부에 대한 필드를 포함할 수 있다.
각 필드의 값은 0 또는 1일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
장치 정보는 EDID(Extended Display Identification data) 일 수 있다.
외부 기기(200)는 장치 정보에 기반하여 디스플레이 장치(100)가 QMS(Quick Media Switch, 빠른 미디어 전환)-VRR 기능을 지원하는지 여부를 판단한다(S203).
외부 기기(200)는 PC, 카메라, 게임기 중 어느 하나일 수 있다.
외부 기기(200)는 디스플레이 장치(100)로부터 수신된 장치 정보에 포함된 필드에 기반하여 디스플레이 장치(100)가 QMS-VRR 기능을 지원하는지 여부를 판단할 수 있다.
QMS-VRR 기능은 입력된 영상 신호의 프레임 레이트를 디스플레이 장치(100)의 디스플레이(180)의 출력 프레임 레이트에 맞게 제어하는 기능일 수 있다.
QMS-VRR 기능은 입력된 영상 신호의 주파수로부터 원본 영상 신호의 원본 주파수를 추출하고, 추출된 원본 주파수에 기반하여 디스플레이(180)의 출력 프레임 레이트에 맞게 영상 신호의 프레임 레이트 제어를 수행하는 기능일 수 있다.
예를 들어, 외부 기기(200)로부터 수신된 원본 영상 신호의 원본 주파수는 24Hz이고, 60Hz를 갖는 풀다운(Pulldown)된 영상 신호가 생성될 수 있다.
컨트롤러(170)는 풀다운된 영상 신호로부터 원본 영상 신호의 원본 주파수 24Hz를 추출할 수 있다.
컨트롤러(170)는 원본 주파수에 기반하여 원본 영상 신호의 프레임 레이트를 제어할 수 있다. 컨트롤러(170)는 디스플레이(180)의 출력 주파수가 120Hz인 경우, 원본 영상 신호에 대한 모션 예측/모션 보상(Motion Estimation Motion Compensation, MEMC)을 통해 원본 영상 신호에 대한 보간 영상 신호를 생성할 수 있다.
모션 예측/모션 보상(MEMC)은 외부 기기로부터 입력된 영상 프레임들의 벡터를 추출하고, 양 프레임간의 벡터의 경로차이로 움직임을 예측하여(ME), 보상할 새로운 프레임을 생성하는 방법일 수 있다.
컨트롤러(170)는 디스플레이(180)로 출력되는 출력 영상 신호가 120Hz를 갖도록 보간 영상 신호를 생성할 수 있다.
QMS-VRR 기능의 경우, 저더(Judder, 모션 끊김)를 방지하기 위한 것일 수 있다.
외부 기기(200)는 디스플레이 장치(100)가 QMS-VRR 기능을 지원하는 것으로 판단된 경우, 제1 메타 데이터를 디스플레이 장치(100)에 전송한다(S205).
일 실시 예에서 제1 메타 데이터는 디스플레이 장치(100)의 동작 모드를 제1 VRR 모드(QMS-VRR 모드)로 동작시키는 정보를 포함할 수 있다.
제1 메타 데이터는 비디오 타이밍 확장 메타 데이터(Video Timing Extended Metadata, VTEM)일 수 있다.
제1 메타 데이터는 디스플레이 장치(100)의 QMS-VRR 모드를 인에이블 시키도록 하는 정보를 포함할 수 있다.
이에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 메타 데이터의 구조를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(100)가 QMS-VRR 기능을 지원하는 경우, 외부 기기(200)로부터 수신된 제1 메타 데이터(300)의 구조가 도시되어 있다.
제1 메타 데이터(300)는 QMS-VRR 모드의 인에이블 여부를 나타내는 QMS 필드(310)를 포함할 수 있다. QMS_EN 값이 1인 경우, QMS-VRR 모드로 동작하도록 함을 나타낼 수 있다.
다시, 도 2를 설명한다.
디스플레이 장치(100)의 컨트롤러(170)는 제1 메타 데이터에 기반하여 QMS-VRR 모드로 동작한다(S207).
컨트롤러(170)는 제1 메타 데이터(300)에 포함된 QMS 필드(310)의 값이 1인 경우, 디스플레이 장치(100)를 QMS-VRR 모드로 동작시킬 수 있다.
QMS-VRR 모드 하에서의 동작은 후술한다.
외부 기기(200)는 디스플레이 장치(100)가 QMS-VRR 기능을 지원하지 않는 것으로 판단된 경우, 제2 메타 데이터를 디스플레이 장치(100)에 전송한다(S209).
제2 메타 데이터는 비디오 타이밍 확장 메타 데이터(Video Timing Extended Metadata, VTEM)일 수 있다.
제2 메타 데이터는 디스플레이 장치(100)의 Gaming-VRR 모드를 인에이블 시키도록 하는 정보를 포함할 수 있다.
이에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 메타 데이터의 구조를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(100)가 외부 기기(200)로부터 수신한 제2 메타 데이터(400)의 구조가 도시되어 있다.
제2 메타 데이터(400)는 Gaming-VRR 모드의 인에이블 여부를 나타내는 VRR 필드(410)를 포함할 수 있다. VRR_EN 값이 1인 경우, Gaming-VRR 모드로 동작하도록 함을 나타낼 수 있다.
Gaming-VRR 모드는 외부장치 인터페이스(135)로 입력되는 영상 신호의 입력 주파수에 맞게 디스플레이(180)의 출력 주파수를 동기화하는 모드일 수 있다.
즉, Gaming-VRR 모드는 일반적인 VRR 동작을 나타내는 모드일 수 있다.
Gaming-VRR 모드 하에서 외부 기기로부터 수신된 영상 신호는 디 스플레이(180)로 직접 출력될 수 있다.
Gaming-VRR 모드 하에서 디스플레이 장치(100)의 동작에 대해서는 후술한다.
디스플레이 장치(100)의 컨트롤러(170)는 제2 메타 데이터에 기반하여 Gaming-VRR 모드로 동작한다(S211).
컨트롤러(170)는 제1 메타 데이터(300)에 포함된 VRR 필드(410)의 값이 1인 경우, 디스플레이 장치(100)를 Gaming-VRR 모드로 동작시킬 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치(100)가 QMS-VRR 모드를 지원하는지 여부에 따라 디스플레이 장치(100)의 동작 모드가 달라질 수 있다.
도 5는 VRR 모드의 타입에 따른 구체적인 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 컨트롤러(170)는 디코더(510), 비디오 입력 인터페이스(530), 화질 처리기(550), 프레임 레이트 컨트롤러(570)를 포함할 수 있다.
디코더(510)는 외부장치 인터페이스(135)로부터 수신된 압축 영상 신호를 디코딩하고, 디코딩된 영상 신호를 비디오 입력 인터페이스(530)에 전달할 수 있다.
외부장치 인터페이스(135)는 그래픽 카드(GPU)를 구비한 외부 기기로부터 영상 신호를 수신할 수 있다. 외부장치 인터페이스(135)는 HDMI 2.1 규격을 지원하는 하나 이상의 HDMI 단자들을 포함할 수 있다.
만약, 외부장치 인터페이스(135)로부터 수신된 영상 신호가 압축되지 않은 경우, 압축되지 않은 영상 신호는 디코더(510)를 거치지 않고, 비디오 입력 인터페이스(530)로 전달될 수 있다.
비디오 입력 인터페이스(530)는 디코딩된 영상 신호 또는 디코딩되지 않은 영상 신호를 캡쳐하고, 캡쳐한 영상 신호의 포맷을 변환할 수 있다.
포맷이 변환된 영상 신호는 VRR 모드에 따라 프레임 레이트가 조절되거나 조절되지 않을 수 있다.
화질 처리기(550)는 QMS-VRR 모드 하에서 영상 신호의 화질 처리를 수행할 수 있다.
화질 처리기(550)는 Picture Quality Engine(PQE)일 수 있다.
화질 처리기(550)는 노이즈 리덕션 값, 신호 피킹 값, 신호 부스터량 중 하나 이상을 조절하여, 영상 신호의 화질을 처리할 수 있다.
프레임 레이트 컨트롤러(570)는 화질 처리가 수행된 영상 신호의 프레임 레이트를 조절할 수 있다.
프레임 레이트 컨트롤러(570)는 QMS-VRR 모드에서 디스플레이(180)의 출력 주파수에 맞게 화질 처리된 영상 신호의 프레임 레이트(또는 출력 주파수)를 조절할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이(180)의 출력 주파수가 120Hz로 고정되고, 원본 영상 신호의 주파수가 24Hz인 경우, 프레임 레이트 컨트롤러(570)는 MEMC를 수행하여 영상 신호의 출력 주파수를 120Hz로 조절할 수 있다.
프레임 레이트 컨트롤러(570)는 24Hz의 주파수를 갖는 원본 영상 신호가 60Hz로 풀다운된 풀다운 영상 신호로부터 원본 영상 신호를 추출할 수 있다.
프레임 레이트 컨트롤러(570)는 추출된 원본 영상 신호로부터 원본 영상 신호의 입력 주파수 24Hz를 식별하고, 화질 처리된 영상 신호의 프레임 레이트를 120Hz로 조절할 수 있다.
이에 따라, 디스플레이(180)의 패널에 출력되는 영상의 표시 타이밍은 패널 네이트브에 동기화될 수 있다.
한편, Gaming-VRR 모드 하에서 비디오 입력 인터페이스(530)로부터 출력된 영상 신호는 프레임 레이트가 조절되지 않은 상태로, 디스플레이(180)로 출력될 수 있다.
Gaming-VRR 모드 하에서 디스플레이(180)의 출력 주파수는 고정된 것이 아니라, 그래픽 카드 또는 외부 기기에서 전달된 영상의 입력 주파수에 맞게 조절될 수 있다.
Gaming-VRR 모드 하에서는 저 지연을 위해 입력된 영상 신호는 화질 처리 및 프레임 레이트의 조절이 되지 않은 상태로 디스플레이(180)로 출력될 수 있다. 즉, Gaming-VRR 모드 하에서 입력된 영상 신호는 디스플레이(180)로 바이패스될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 QMS-VRR 모드 하에서의 동작을 구체적으로 설명하는 도면들이다.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(170)의 비디오 입력 인터페이스(530)는 외부장치 인터페이스(135)로부터 입력된 영상 신호를 캡쳐한다(S601).
컨트롤러(170)의 화질 처리기(550)는 캡쳐된 영상 신호의 화질을 처리한다(S603).
프레임 레이트 컨트롤러(570)는 디스플레이(180)의 출력 주파수에 맞도록 화질 처리된 영상 신호의 프레임 레이트를 제어한다(S605).
즉, 프레임 레이트 컨트롤러(570)는 디스플레이(180)의 출력 주파수와 동기화되도록 영상 신호의 프레임 레이트를 조절할 수 있다.
프레임 레이트 컨트롤러(570)는 MEMC 방법을 이용하여 영상 신호의 프레임 레이트를 조절할 수 있다.
도 7을 참조하면, 디스플레이(180)의 출력 주파수(패널 타이밍)는 120Hz로 고정되어 있음을 가정한다.
그래픽 카드(GPU)에서 출력된 영상 신호의 주파수는 120Hz, 80Hz, 60Hz, 40Hz, 120Hz와 같이 순차적으로 변경될 수 있다.
QMS-VRR 모드에서는 플리커를 없애기 위해 디스플레이(180)의 출력 주파수가 고정으로 동작하므로 프레임 버퍼링이 발생되어 인풋렛(input lag)가 증가될 수 있다.
또한, 입력된 영상 신호의 주파수가 변경되는 경우, Stuttering이 발생될 수 있다.
그러나, QMS-VRR 모드에서는 화질 처리를 요하는 입력 영상에 대한 처리가 가능하고, 영상 통화와 같이 화질과 저 지연이 동시에 필요한 상황에서 게이밍-VRR 모드에 비해 높은 지연을 갖지만, 화질의 처리가 가능하다.
도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따라 Gaming-VRR 모드 하에서의 동작을 구체적으로 설명하는 도면들이다.
도 8을 참조하면, 게이밍-VRR 모드 하에서 컨트롤러(170)는 그래픽 카드의 프레임 레이트를 획득한다(S801).
외부장치 인터페이스(135)는 외부 기기에 구비된 그래픽 카드가 출력하는 입력 영상 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에서 컨트롤러(170)는 외부 기기로부터 입력 영상 신호의 프레임 레이트에 대한 정보를 수신할 수 있다.
또 다른 실시 예에서 컨트롤러(170)는 입력 영상 신호의 수직 프론트 포치의 값을 계산할 수 있고, 계산된 값에 기초하여 입력 영상 신호의 프레임 레이트를 결정할 수 있다.
수직 프론트 포치는 수직 신호 출력 후, 대기 시간을 나타내는 구간일 수 있다.
컨트롤러(170)는 수직 프론트 포치의 값 및 프레임 레이트를 매칭한 테이블을 저장하고 있을 수 있다. 컨트롤러(170)는 테이블에 기초하여 수직 프론트 포치 값에 상응하는 프레임 레이트를 입력 영상 신호의 프레임 레이트로 결정할 수 있다.
컨트롤러(170)는 획득된 GPU의 프레임 레이트에 맞게 디스플레이(180)의 프레임 레이트를 변경한다(S803).
컨트롤러(170)는 그래픽 카드로부터 수신된 입력 영상 신호를 캡쳐하고(S805), 캡쳐된 입력 영상 신호를 디스플레이(180)로 출력한다(S807)
도 9를 참조하면, 그래픽 카드의 프레임 레이트는 120Hz, 80Hz, 60Hz, 40Hz, 120Hz와 같이 순차적으로 변경될 수 있다.
Gaming-VRR 모드에서는 지연을 낮추기 위해 디스플레이(180)의 패널의 프레임 레이트를 그래픽 카드의 프레임 레이트로 동기화시킬 수 있다.
이에 따라 입력된 영상 신호는 그래픽 카드의 프레임 레이트에 맞게 패널에 주사될 수 있다.
Gaming-VRR 모드에서는 디스플레이(180)의 프레임 레이트가 그래픽 카드의 프레임 레이트에 맞게 급격히 변화되므로 플리커가 발생될 수 있다.
그러나, Gaming-VRR 모드에서는 그래픽 카드 및 디스플레이(180)의 프레임 레이트가 동기화되므로 Stutter가 발생되지 않고, 영상 출력의 지연이 낮을 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 VRR 모드를 QMS-VRR 모드 또는 Gaming-VRR 모드 중 어느 하나로 동작하여, 화질 처리가 필요한 영상 또는 화질 처리가 불필요한 영상을 효과적으로 처리할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따라 디스플레이 장치가 외부 기기에 전송하는 장치 정보의 예를 설명하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 외부장치 인터페이스(135)를 통해 외부 기기에 EDID를 전송할 수 있다.
특히, 디스플레이 장치(100)는 도 10에 도시된 EDID(1000)를 외부 기기에 전송할 수 있다.
QMS-VRR 모드를 지원하는 경우, EDID(1000)는 QMS 필드(1010)를 포함할 수 있다.
QMS 필드(1010)는 QMS-VRR 모드의 지원 여부를 나타내는 필드일 수 있다. QMS 필드(1010)의 값이 0인 경우, QMS-VRR 모드를 지원하지 않음을 나타내고, 1인 경우, QMS-VRR 모드를 지원함을 나타낼 수 있다.
외부 기기(200)는 디스플레이 장치(100)로부터 수신된 EDID(1000)에 포함된 QMS 필드(1010)의 값에 기초하여 디스플레이 장치(100)가 QMS-VRR 모드를 지원하는지 여부를 판단할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
상기와 같이 설명된 디스플레이 장치는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (14)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    디스플레이;
    외부 기기로부터 영상 신호를 수신하는 외부장치 인터페이스; 및
    상기 외부 기기에 상기 디스플레이 장치의 장치 정보를 전송하고, 상기 장치 정보에 기반하여 상기 외부 기기로부터 제1 메타 데이터를 수신한 경우, 제1 VRR(Variable Refresh Rate) 모드로 동작하고, 상기 외부 기기로부터 제2 메타 데이터를 수신한 경우, 제2 VRR 모드로 동작하는 컨트롤러를 포함하는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 VRR 모드는
    상기 영상 신호의 원본 주파수를 상기 디스플레이의 출력 주파수에 맞추도록 상기 영상 신호의 프레임 레이트를 제어하는 모드이고,
    상기 제2 VRR 모드는
    상기 영상 신호의 원본 주파수에 맞게 상기 디스플레이의 출력 주파수를 변경하는 모드인
    디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장치 정보는
    상기 제1 VRR 모드의 지원 여부를 나타내는 필드를 포함하는
    디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 장치 정보는
    EDID(Extended Display Identification data)를 포함하는
    디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 제1 VRR 모드 하에서 상기 영상 신호의 화질 처리를 수행하고, 상기 화질 처리된 영상 신호의 원본 주파수를 상기 디스플레이의 고정된 출력 주파수에 맞추도록 상기 영상 신호에 모션 예측/모션 보상(Motion Estimation/Motion Compensation)을 수행하는
    디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 제2 VRR 모드 하에서 상기 수신된 영상 신호를 상기 디스플레이로 직접 출력하는
    디스플레이 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 영상 신호를 디코딩하는 디코더,
    상기 디코딩된 영상 신호를 캡쳐하는 비디오 입력 인터페이스,
    캡쳐된 영상 신호에 대한 화질을 처리하는 화질 처리기 및
    화질 처리된 상기 영상 신호의 프레임 레이트를 제어하는 프레임 레이트 컨트롤러를 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  8. 디스플레이 장치의 동작 방법에 있어서,
    외부 기기에 상기 디스플레이 장치의 장치 정보를 전송하는 단계;
    상기 장치 정보에 기반하여 상기 외부 기기로부터 제1 메타 데이터를 수신한 경우, 제1 VRR(Variable Refresh Rate) 모드로 동작하는 단계; 및
    상기 외부 기기로부터 제2 메타 데이터를 수신한 경우, 제2 VRR 모드로 동작하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 VRR 모드는
    상기 영상 신호의 원본 주파수를 디스플레이의 출력 주파수에 맞추도록 상기 영상 신호의 프레임 레이트를 제어하는 모드이고,
    상기 제2 VRR 모드는
    상기 영상 신호의 원본 주파수에 맞게 상기 디스플레이의 출력 주파수를 변경하는 모드인
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 장치 정보는
    상기 제1 VRR 모드의 지원 여부를 나타내는 필드를 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 장치 정보는
    EDID(Extended Display Identification data)를 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 제1 VRR 모드 하에서 상기 영상 신호의 화질 처리를 수행하고, 상기 화질 처리된 영상 신호의 원본 주파수를 상기 디스플레이의 고정된 출력 주파수에 맞추도록 상기 영상 신호에 모션 예측/모션 보상(Motion Estimation/Motion Compensation)을 수행하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2 VRR 모드로 동작하는 단계는
    상기 수신된 영상 신호를 상기 디스플레이로 직접 출력하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 VRR 모드로 동작하는 단계는
    상기 영상 신호를 디코딩하는 단계,
    상기 디코딩된 영상 신호를 캡쳐하는 단계,
    캡쳐된 영상 신호에 대한 화질을 처리하는 단계 및
    화질 처리된 상기 영상 신호의 프레임 레이트를 제어하는 단계를 더 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
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