KR20110128036A

KR20110128036A - 영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치

Info

Publication number: KR20110128036A
Application number: KR1020100047628A
Authority: KR
Inventors: 박병휘; 이남양; 로이드 크레들리 토마스
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2011-11-28
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: CN102254504A; EP2388769B1; US8519910B2; JP2011242744A; KR101332495B1; JP5437230B2; US20110285753A1; PL2388769T3; ES2562812T3; CN102254504B; EP2388769A1

Abstract

영상처리방법은 입력 G 데이터의 표시 해상도와 같은 수만큼 존재하는 G 서브 픽셀과, 각각 입력 R 및 B 데이터의 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 존재하는 R 및 B 서브 픽셀을 갖는 표시패널을 대상으로, 입력되는 RGB 데이터 포맷의 3원색 컬러 데이터를 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 랜더링 처리하기 위한 영상처리방법에 있어서, (A) 입력 데이터로부터 상기 R 및 B 데이터와 상기 G 데이터를 분리하는 단계; (B) 감마 변환된 R 및 B 데이터 각각의 기수번째 열에 해당되는 데이터들을 로딩함과 아울러, 상기 로딩된 기수번째 열에 이웃한 상기 R 및 B 데이터의 우수번째 열에 해당되는 데이터들을 저장하는 단계; (C) 제1 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 R 데이터와 함께 2×2 R 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 R 데이터를 로딩하고, 제2 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 B 데이터와 함께 2×2 B 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 B 데이터를 로딩하는 단계; (D) 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 데이터들을 행 단위 및 열 단위로 비교하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 단계; (E) 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 평균 값을 상기 표시 데이터의 휘도값으로 계산하는 단계; (F) R 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 R 데이터의 계조값을 결정하고, B 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 B 데이터의 계조값을 결정하는 단계; 및 (G) 역 감마변환된 R 및 B 데이터와, 상기 입력 G 데이터를 결합한 후, 결합된 데이터들을 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 출력하는 단계를 포함한다.

Description

영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치{Image Porcessing Method And Display Device Using The Same}

본 발명은 영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다.

표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube), 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Diplay Panel, PDP) 등이 알려져 있다. 이러한 표시장치는 최대 표시 가능한 영상의 화소 수만큼 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 각각에 대해 서브 픽셀들을 구비한다.

최근, 표시장치에서 소비전력 절감 및 고해상도 구현을 위해서, 입력되는 영상의 해상도 보다 작은 서브 픽셀 수를 이용하여 원본에 가까운 영상을 재현하는 기술이 미국 특허번호 US 7492379 등을 통해 제안된 바 있다.

이 기술에서, G 서브 픽셀은 실제 표시 해상도와 같은 수만큼 있으며, R 및 B 서브 픽셀은 각각 실제 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 있다. 다시 말해, 이 기술은 도 1과 같이 8개의 서브 픽셀들 즉, 4개의 G 서브 픽셀, 2개의 R 서브 픽셀, 및 2개의 B 서브 픽셀을 포함하며 체크 보드 형태로 반복되는 서브 픽셀군들을 가진다. R 및 G 서브 픽셀은 하나의 단위 픽셀을 구성하며, 또한 B 및 G 서브 픽셀은 하나의 단위 픽셀을 구성한다. 입력되는 R,G 및 B 데이터(RGBi)는 도 2와 같이 SPR(Sub Pixel Rendering) 블록(1)을 통해 표시장치(2)의 화소 배열에 맞는 데이터(RGBo)로 영상 처리된다. 이때, SPR 블록(1)은 입력되는 모든 R,G 및 B 데이터(RGBi)에 대해 랜더링 처리를 실시한다.

이 기술은 랜더링 처리를 위해 도 3과 같은 다이아몬드 필터를 사용함으로써, 5개의 서브 픽셀값을 이용해서 해당 서브 픽셀의 계조값을 결정한다. 다이아몬드 필터에서 비중치는 중심부가 0.5, 중심부를 둘러싸는 상하좌우 주변부가 각각 0.125로 설정된다. 도 4와 같이 제n 행(Cn)과 제n 열(Rn)의 교차부에 마련된 픽셀의 R 데이터값(Ro)을 결정하기 위해, 제n 행(Cn)과 제n 열(Rn)의 교차부에 마련된 픽셀의 R 데이터값(Ri)에는 0.5의 비중치가 적용되며, 제n 행(Cn)과 제n-1 열(Rn-1)의 교차부에 마련된 픽셀의 R 데이터값(Ri), 제n 행(Cn)과 제n+1 열(Rn+1)의 교차부에 마련된 픽셀의 R 데이터값(Ri), 제n-1 행(Cn-1)과 제n 열(Rn)의 교차부에 마련된 픽셀의 R 데이터값(Ri), 제n+1 행(Cn+1)과 제n 열(Rn)의 교차부에 마련된 픽셀의 R 데이터값(Ri)에는 각각 0.125의 비중치가 적용된다. G 및 B 데이터값(Go,Bo)을 결정하는 데 있어서도 동일한 방법이 적용된다.

하지만, 이러한 종래 기술은 실제 제작 가능한 표시장치가 저 해상도일 때 개발된 알고리즘으로서, 표시 영상의 열화를 방지하기 위해서 R,G 및 B 데이터를 모두 필터링함으로써 그 연산과정이 복잡하다. 그 결과, 실제 드라이버 IC 구현시 소비 전력의 절감폭이 작다. 또한, 영상처리를 위해 사용되는 다이아몬드 필터와 G 데이터를 이용한 샤프니스(Sharpness) 처리로 인하여 표시 영상에서 컬러 에러가 발생하고, 도 5와 같이 표시 영상의 윤곽이 흐려지는 현상이 발생한다. 또한, 도 4에서 명확히 알 수 있듯이, 특정 열에 배치된 픽셀의 데이터값을 결정하는 데 있어, 해당 특정 열뿐만 아니라 이에 상하로 이웃하는 2개의 열까지 요구하므로, 최소 3개의 라인 메모리가 구비되어야 한다. 라인 메모리의 증가는 제품 단가 상승의 요인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력되는 영상의 해상도 보다 작은 픽셀 수를 이용하여 표시 영상을 구현할 때, 표시품위를 향상시키고 제품의 단가를 낮출 수 있도록 한 영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법은 입력 G 데이터의 표시 해상도와 같은 수만큼 존재하는 G 서브 픽셀과, 각각 입력 R 및 B 데이터의 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 존재하는 R 및 B 서브 픽셀을 갖는 표시패널을 대상으로, 입력되는 RGB 데이터 포맷의 3원색 컬러 데이터를 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 랜더링 처리하기 위한 영상처리방법에 있어서, (A) 입력 데이터로부터 상기 R 및 B 데이터와 상기 G 데이터를 분리하는 단계; (B) 감마 변환된 R 및 B 데이터 각각의 기수번째 열에 해당되는 데이터들을 로딩함과 아울러, 상기 로딩된 기수번째 열에 이웃한 상기 R 및 B 데이터의 우수번째 열에 해당되는 데이터들을 저장하는 단계; (C) 제1 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 R 데이터와 함께 2×2 R 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 R 데이터를 로딩하고, 제2 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 B 데이터와 함께 2×2 B 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 B 데이터를 로딩하는 단계; (D) 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 데이터들을 행 단위 및 열 단위로 비교하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 단계; (E) 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 평균 값을 상기 표시 데이터의 휘도값으로 계산하는 단계; (F) R 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 R 데이터의 계조값을 결정하고, B 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 B 데이터의 계조값을 결정하는 단계; 및 (G) 역 감마변환된 R 및 B 데이터와, 상기 입력 G 데이터를 결합한 후, 결합된 데이터들을 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 출력하는 단계를 포함한다.

상기 (D) 단계는, (D1) 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 미리 설정된 임계값을 참조로 데이터들을 행 단위로 비교하여 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 결정하는 단계; 및 (D2) 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값에 따라 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서, 데이터들 간 열단위 차값과 함께 미리 설정된 레벨값을 이용하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 단계를 포함한다.

상기 (D1) 단계는 데이터들 간 행단위 비교값이 상기 임계값보다 작으면 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 하이로 결정하고, 상기 비교값이 상기 임계값 이상이면 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 로우로 결정하며; 상기 (D2) 단계는 상기 제1 및 제2 플래그 비트 중 적어도 어느 하나의 논리값이 하이인 경우 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역을 샤프니스 필터링을 위한 버티컬 에지로 검출한 후, 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각의 데이터들의 비트수를 M(M은 양의 정수) 비트에서 N(N>M) 비트로 확장한다.

이 영상처리방법은 상기 (D) 단계 및 (E) 단계 사이에서 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값이 모두 로우인 경우 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 비트수를 상기 M 비트에서 상기 N 비트로 확장하는 단계; 및 상기 (F) 단계 및 (G) 단계 사이에서 계조값이 결정된 상기 출력 R 및 B 데이터의 비트수를 상기 N 비트에서 상기 M 비트로 복원하는 단계를 더 포함한다.

이 영상처리방법은 상기 (A) 단계 및 (B) 단계 사이에서 상기 분리된 R 및 B 데이터를 감마변환하는 단계; 및 상기 (F) 단계 및 (G) 단계 사이에서 상기 출력 R 및 B 데이터를 역 감마변환하는 단계를 더 포함한다.

상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서, 상기 샤프니스 값은 데이터들 간 열단위 차값들에 대한 합산값을 2로 나누고 이 나눈 결과에 상기 레벨값을 승산함으로써 얻어진다.

상기 표시패널에서 상기 R 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제1 픽셀과, 상기 B 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제2 픽셀이 체크 보드 형식으로 배치되며; 상기 (D) 단계는, 그 표시 위치가 상기 표시패널의 최외곽 비 표시영역과 G 데이터 행 사이로 정해지는 R 및 B 데이터 행에 대해서 생략된다.

상기 (D) 단계에서 레벨값은 그 표시 위치가 G 데이터 행을 사이에 두고 표시패널의 최외곽 비 표시영역과 마주하는 R 및 B 데이터에 행에 대해서 최대값으로 적용된다.

본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 입력 G 데이터의 표시 해상도와 같은 수만큼 존재하는 G 서브 픽셀과, 각각 입력 R 및 B 데이터의 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 존재하는 R 및 B 서브 픽셀을 갖는 표시패널; 입력 데이터로부터 분리된 상기 R 및 B 데이터를 감마변환하는 감마 변환부; 감마 변환된 R 및 B 데이터 각각의 기수번째 열에 해당되는 데이터들이 레지스터에 로딩될 때, 상기 로딩된 기수번째 열에 이웃한 상기 R 및 B 데이터의 우수번째 열에 해당되는 데이터들을 라인 단위로 저장하기 위한 메모리; 제1 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 R 데이터와 함께 2×2 R 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 R 데이터를 로딩하고, 제2 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 B 데이터와 함께 2×2 B 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 B 데이터를 로딩하며, 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 데이터들을 행 단위 및 열 단위로 비교하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 제1 필터링 부; 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 평균 값을 상기 표시 데이터의 휘도값으로 계산한 후, R 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 R 데이터의 계조값을 결정하고, B 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 B 데이터의 계조값을 결정하는 제2 필터링 부; 상기 출력 R 및 B 데이터를 역 감마변환하는 역 감마변환부; 및 역 감마변환된 R 및 B 데이터와, 상기 입력 G 데이터를 결합한 후, 결합된 데이터들을 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 출력하는 데이터 정렬부를 구비한다.

본 발명에 따른 영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치는 영상 처리를 위해 R 및 B 데이터에 대해서만 2×1 심플 필터링 방식을 이용하고 G 데이터에 대해서는 샤프니스 필터링을 전혀 거치지 않기 때문에, 소비전력을 줄임은 물론이거니와 표시 품위를 크게 높일 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치는 최소 3개의 라인 메모리를 요구하는 종래 기술과 달리, 1개의 라인 메모리로 충분히 구현되므로 제품 단가를 크게 낮출 수 있다.

도 1은 종래의 픽셀 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1의 화소 배열에 맞는 데이터로 랜더링 처리하기 위한 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 랜더링 처리에 사용되는 다이아몬드 필터를 보여주는 도면.
도 4는 랜더링 처리의 일 예를 보여주는 도면.
도 5는 종래 기술에 의하는 경우 표시 영상의 윤곽이 흐려지는 현상을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법을 순차적으로 보여주는 도면.
도 7은 2×2 R 픽셀 영역과 2×2 B 픽셀 영역을 보여주는 도면.
도 8은 다수의 임계값들과 레벨값들을 예시적으로 보여주는 도면.
도 9는 출력 데이터를 표시패널의 화소 구조에 맞게 재배열하여 출력하는 것을 보여주는 도면.
도 10은 샤프니스 필터링 과정이 생략되거나, 또는 샤프니스 필터링 과정에 적용되는 레벨값이 최대로 설정되는 경우를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명에 의하는 경우 표시 품위가 향상되는 것을 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여주는 도면.
도 13은 도 12의 영상처리회로를 자세히 보여주는 도면.

이하, 도 6 내지 도 13을 통해 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

먼저, 도 6 내지 도 11을 통해 본 발명의 영상처리방법은 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법을 순차적으로 보여준다.

도 6을 참조하면, 이 영상처리방법은 입력 영상의 해상도 보다 작은 서브 픽셀 수를 가진 표시패널을 대상으로 한다. 본 발명에 따른 표시패널에서, G 서브 픽셀은 입력 G 데이터의 표시 해상도와 같은 수만큼 있으며, R 및 B 서브 픽셀은 각각 입력 R 및 B 데이터의 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 표시패널은 도 1과 같이 8개의 서브 픽셀들 즉, 4개의 G 서브 픽셀, 2개의 R 서브 픽셀, 및 2개의 B 서브 픽셀을 포함하며 체크 보드 형태로 반복되는 서브 픽셀군들을 가진다. R 및 G 서브 픽셀은 하나의 단위 픽셀을 구성하며, 또한 B 및 G 서브 픽셀은 하나의 단위 픽셀을 구성한다. 표시패널에서 R 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제1 픽셀과, B 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제2 픽셀은 체크 보드 형식으로 배치된다.

입력되는 RGB 데이터 포맷의 3원색 컬러 데이터(RiGiBi)를 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 랜더링 처리하기 위해, 이 영상처리방법은 M(M은 자연수)비트의 입력 데이터(RiGiBi)로부터 R 및 B 데이터(RiBi)와 G 데이터(Gi)를 분리한다.(S10) 그리고, 분리된 R 및 B 데이터(RiBi)를 미리 설정된 1.8 ~ 2.2 감마 커브 중 어느 하나를 이용하여 감마변환 한다.(S20) 이러한 감마변환에 의해 R 및 B 데이터(RiBi)은 리니어(linear) 값으로 변환되게 된다.

이 영상처리방법은 감마변환 된 R 및 B 데이터(RiBi)의 기수번째 열(row)에 해당되는 데이터들을 레지스터에 로딩함과 아울러, 로딩된 기수번째 열에 아래로 이웃한 R 및 B 데이터(RiBi)의 우수번째 열에 해당되는 데이터들을 하나의 라인 메모리를 이용하여 저장한다.(S30)

이 영상처리방법은 도 7과 같이 표시 위치(X)에 대응되는 기수번째 2개의 R 데이터(R00,R01)와 함께 2×2 R 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 R 데이터(R10,R11)를 레지스터에 로딩한다. 또한, 표시 위치(Y)에 대응되는 기수번째 2개의 B 데이터(B00,B01)와 함께 2×2 B 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 B 데이터(B10,B11)를 레지스터에 로딩한다.(S40)

이 영상처리방법은 구성된 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 데이터들을 행(column) 단위로 비교하여 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 결정한다.(S50) 이 영상처리방법은 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서, 데이터들 간 행단위 비교값이 미리 설정된 임계값보다 작으면 플래그 비트의 논리값을 하이('1')로 결정하고, 상기 비교값이 반대로 미리 설정된 임계값 이상이면 플래그 비트의 논리값을 로우('0')로 결정한다. 여기서, 임계값은 도 8에 도시된 다수의 임계값들(T0~T3) 중 어느 하나로 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 이 영상처리방법은 2×2 R 픽셀 영역에서 │R00-R10│이 미리 설정된 임계값보다 작을때 제1 플래그 비트의 논리값을 '1'로 결정하고, │R01-R11│이 미리 설정된 임계값보다 작을때 제2 플래그 비트의 논리값을 '1'로 결정한다. 또한, 2×2 B 픽셀 영역에서 │B00-B10│이 미리 설정된 임계값보다 작을때 제1 플래그 비트의 논리값을 '1'로 결정하고, │B01-B11│이 미리 설정된 임계값보다 작을때 제2 플래그 비트의 논리값을 '1'로 결정한다.

이 영상처리방법은 제1 플래그 비트 및 제2 플래그 비트 중 적어도 어느 하나의 논리값이 '1'인 경우(S60의 Yes), 해당 R/B 픽셀 영역을 샤프니스(sharpness) 필터링을 위한 버티컬 에지(vertical edge)로 검출한다. 그리고, 해당 R/B 픽셀 영역의 데이터들의 비트수를 M 비트에서 N(N>M)비트로 확장한다.(S70) 여기서, 'M'은 '8'이고, 'N'은 '12'일 수 있다.

이 영상처리방법은 2×2 픽셀 영역을 샤프니스 필터로 하여, 해당 R 및 B 픽셀 영역 각각에서, 데이터들 간 열단위 차값과 함께 미리 설정된 레벨값을 이용하여 샤프니스 값(S)을 계산한다.(S80) 레벨값은 도 8에 도시된 다수의 레벨값들(L0~L3) 중 어느 하나로 미리 설정될 수 있다. R 픽셀 영역에서, 데이터들 간 열단위 차값은 ┌even row=R00-R01 과, ┌odd row=R10-R11로 계산된다. 여기서, '┌'은 올림(ceiling)을 뜻하는 수학 연산자를 의미한다. 그 결과, R 픽셀 영역에서의 샤프니스 값(Sr)은 {레벨값 * (┌even row + ┌odd row)/2}로 계산된다. B 픽셀 영역에서, 데이터들 간 열단위 차값은 ┌even row=B00-B01 과, ┌odd row=B10-B11로 계산된다. 그 결과, B 픽셀 영역에서의 샤프니스 값(Sb)은 {레벨값 * (┌even row + ┌odd row)/2}로 계산된다.

이 영상처리방법은 제1 플래그 비트 및 제2 플래그 비트의 논리값이 모두 '0'인 경우(S60의 No), 상기 S70 및 S80과 같은 샤프니스 처리없이 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 비트수를 M 비트에서 N비트로 확장한다.(S90)

이 영상처리방법은 R 및 B의 입력 영상에 비해 표시패널의 화소 수가 각각 절반임을 감안하여, 도 7과 같이 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 평균 값을 취함으로써, 표시 데이터의 휘도값(L)을 계산한다.(S100) 예컨대, 도 7에서, 표시패널의 X 위치에 표시될 R 데이터의 휘도값(Lr)은 (R00+R01)/2 로 계산되고, 표시패널의 Y 위치에 표시될 B 데이터의 휘도값(Lb)은 (B00+B01)/2 로 계산된다. 이러한 2×1 심플 필터링 방식에 의하면, 종래의 복잡한 연산을 필요로 하는 다이아몬드 필터에 비해 연산이 간소화되어 영상 처리 속도가 빨라진다. 또한, 연산 부하가 줄어들어 소비전력 절감에 매우 효과적이다.

이 영상처리방법은 R 데이터의 휘도값(Lr)에 샤프니스 값(Sr)을 가산하여 출력 R 데이터(Ro)의 계조값을 결정하고, B 데이터의 휘도값(Lb)에 샤프니스 값(Sb)을 가산하여 출력 B 데이터(Bo)의 계조값을 결정한다.(S110) 그리고, 계조값이 결정된 출력 R/B 데이터의 비트수를 N 비트에서 원래의 M비트로 복원시킨다.(S120)

이 영상처리방법은 R 및 B 픽셀 영역이 각각 기수번째 열에서 마지막 영역이 아닌 경우(S130의 No), S120의 계조값(Ro/Bo)을 버퍼에 저장하고 S30으로 피드백된 후 기수번째 열의 마지막 영역까지 S30 ~ S120의 과정을 반복한다. 반면, R 및 B 픽셀 영역이 각각 기수번째 열에서 마지막 영역인 경우(S130의 Yes), 이 영상처리방법은 버퍼에 저장된 기수번째 열의 모든 출력 R 및 B 데이터(Ro,Bo)를 S20의 반대 과정을 통해 역 감마변환 한다.(S150)

이 영상처리방법은 역 감마변환된 출력 R 및 B 데이터(Ro,Bo)와, 입력 G 데이터(Gi)를 결합한 후, 결합된 출력 데이터(RoGoBo)를 도 9와 같이 표시패널의 화소 구조에 맞게 출력한다.(S160) 이상, S10 ~ S160에서 설명한 영상처리방법은 열 순차 방식에 따라 모든 열에 해당되는 데이터들을 대상으로 실시된다.

한편, S70 및 S80에서 설명한 샤프니스 필터링 과정은 도 10의 "A"와 같이 그 표시 위치가 표시패널의 최외곽 비 표시영역(NAA)과 표시영역(AA)의 G 데이터 행 사이로 정해지는 R 및 B 데이터 행에 대해서 생략될 수 있다. 샤프니스 필터링은 휘도를 높이는 역할을 하므로, "A" 위치에서 샤프니스 필터링을 행하면 R색과 B색이 혼합된 자주색이 비 표시영역(NAA)과 대비되어 라인 형태로 인식될 수 있다. "A" 위치에서 샤프니스 필터링을 스킵하면 이러한 사이드 이펙트는 현저히 줄어든다.

또한, S70 및 S80에서 설명한 샤프니스 필터링 과정에 적용되는 레벨값은 도 10의 "B"와 같이 그 표시 위치가 G 데이터 행을 사이에 두고 표시패널의 최외곽 비 표시영역(NAA)과 마주하는 R 및 B 데이터에 행에 대해서 최대값(예컨대, 도 8의 L0)으로 적용될 수 있다. 이렇게 "B"에 위치하는 R 및 B 데이터에 행에 대해 샤프니스 필터링을 강화하면, 최외곽 비 표시영역(NAA)에 접하는 G 데이터 행으로 인한 그리니쉬(greenish) 현상이 크게 완화될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법은 고 해상도를 대상으로 한 알고리즘으로서, G 데이터에 대해서는 필터링을 적용하지 않고 R 및 B 데이터에 대해서만 필터링을 적용한다. 특히, 영상 처리를 위해 2×1 심플 필터링 방식을 이용하고 G 데이터에 대해서는 샤프니스 필터링을 전혀 거치지 않기 때문에, 소비전력을 줄임은 물론이거니와 본 발명은 도 11과 같이 컬러 에러 및 영상의 윤곽이 흐려지는 현상없이 현저하게 양호한 상태의 표시 영상을 얻을 수 있다. 나아가, 본 발명은 최소 3개의 라인 메모리를 요구하는 종래 기술과 달리, 1개의 라인 메모리로 충분히 구현되므로 제품 단가를 크게 낮출 수 있다.

다음으로, 도 12 및 도 13을 통해 본 발명의 표시장치를 설명한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여준다. 그리고, 도 13은 도 12의 영상처리회로를 자세히 보여준다.

도 12를 참조하면, 이 표시장치는 영상처리회로(10)와 표시소자(20)를 구비한다.

표시소자(20)는 표시패널, 타이밍 콘트롤러, 데이터 드라이버 및 스캔 드라이버를 구비한다. 이러한 표시소자(20)는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED)등으로 구현될 수 있다.

표시패널에는 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들이 교차되게 배치되고, 이들의 교차 영역마다 서브 픽셀들이 형성된다. 표시패널은 입력 영상의 해상도 보다 작은 서브 픽셀 수를 가진다. 이 표시패널에서, G 서브 픽셀은 입력 G 데이터의 표시 해상도와 같은 수만큼 있으며, R 및 B 서브 픽셀은 각각 입력 R 및 B 데이터의 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 표시패널은 도 1과 같이 8개의 서브 픽셀들 즉, 4개의 G 서브 픽셀, 2개의 R 서브 픽셀, 및 2개의 B 서브 픽셀을 포함하며 체크 보드 형태로 반복되는 서브 픽셀군들을 가진다. R 및 G 서브 픽셀은 하나의 단위 픽셀을 구성하며, 또한 B 및 G 서브 픽셀은 하나의 단위 픽셀을 구성한다. 표시패널에서 R 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제1 픽셀과, B 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제2 픽셀은 체크 보드 형식으로 배치된다.

타이밍 콘트롤러는 시스템으로부터 다수의 타이밍신호들을 입력받아 데이터 드라이버와 스캔 드라이버의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 스캔 드라이버를 제어하기 위한 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 드라이버를 제어하기 위한 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 타이밍 콘트롤러는 영상처리회로(10)로부터의 출력 R, G 및 B 데이터(Ro,Go,Bo)를 데이터 드라이버에 공급한다.

데이터 드라이버는 다수의 소스 드라이브 IC(Source Integrated Circuit)들을 포함하여 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RoGoBo)를 래치한다. 그리고 데이터 드라이버는 디지털 비디오 데이터(RoGoBo)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 표시패널의 데이터라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC의 출력 채널수는 전술한 표시패널의 서브 픽셀 구성에 의해 R,G 및 B 서브 픽셀을 하나의 단위 픽셀로 구설할 때에 비해 1/3만큼 감소된다. 그 결과, 칩 사이즈 축소를 통해 부품의 단가 인하가 가능해진다.

스캔 드라이버는 하나 이상의 게이트 드라이브 IC를 포함하여 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 표시패널의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. GIP(Gate In Panel) 방식에서, 스캔 드라이버는 콘트롤 보드에 실장되는 레벨 쉬프터와 표시패널에 형성되는 쉬프트 레지스터를 포함할 수 있다.

영상처리회로(10)는 도 13과 같이 감마 변환부(11), 제1 필터링 부(12), 제2 필터링 부(13), 감마 역변환부(14) 및 데이터 정렬부(15)를 구비한다.

감마 변환부(11)는 입력 데이터(RiGiBi)로부터 분리된 R 및 B 데이터(RiBi)를 미리 설정된 1.8 ~ 2.2 감마 커브 중 어느 하나를 이용하여 감마변환 한 후 제1 필터링 부(12)에 공급한다. 감마 변환부(11)는 R 데이터(Ri)를 감마 변환하기 위한 R 감마 변환부(11R)와, B 데이터(Bi)를 감마 변환하기 위한 B 감마 변환부(11B)를 포함한다.

제1 필터링 부(12)는 해당 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 데이터와 함께 2×2 픽셀 영역을 구성하도록 라인 메모리에 저장된 우수번째 열의 2개의 데이터를 레지스터에 로딩한다. 제1 필터링 부(12)는 구성된 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 데이터들을 행 단위로 비교하여 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 결정한 후, 제1 플래그 비트 및 제2 플래그 비트 중 적어도 어느 하나의 논리값이 '1'인 경우 해당 픽셀 영역을 샤프니스 필터링을 위한 버티컬 에지로 검출한다. 그리고, 2×2 픽셀 영역을 샤프니스 필터로 하여, 해당 픽셀 영역 각각에서 데이터들 간 열단위 차값과 함께 미리 설정된 레벨값을 이용하여 샤프니스 값을 계산한 후 제2 필터링 부(13)에 공급한다. 제1 필터링 부(12)는 R 데이터(Ri)의 샤프니스 값을 계산하는 제1 R 필터링 부(12R)와, B 데이터(Bi)의 샤프니스 값을 계산하는 제1 B 필터링 부(12B)를 포함한다.

제2 필터링 부(13)는 R 및 B의 입력 영상에 비해 표시패널의 화소 수가 각각 절반임을 감안하여, R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 평균 값을 취함으로써, 표시 데이터의 휘도값을 계산한다. 이러한 2×1 심플 필터링 방식에 의하면, 종래의 복잡한 연산을 필요로 하는 다이아몬드 필터에 비해 연산이 간소화되어 영상 처리 속도가 빨라진다. 또한, 연산 부하가 줄어들어 소비전력 절감에 매우 효과적이다. 제2 필터링 부(13)는 R 데이터의 휘도값에 샤프니스 값을 가산하여 출력 R 데이터(Ro)의 계조값을 결정하고, B 데이터의 휘도값에 샤프니스 값을 가산하여 출력 B 데이터(Bo)의 계조값을 결정한 후 감마 역변환부(14)에 공급한다. 제2 필터링 부(13)는 R 픽셀 영역에서 표시 데이터의 휘도값을 계산한 후 이 R 데이터의 휘도값에 샤프니스 값을 가산하여 출력 R 데이터(Ro)의 계조값을 결정하는 제2 R 필터링 부(13R)와, B 픽셀 영역에서 표시 데이터의 휘도값을 계산한 후 이 B 데이터의 휘도값에 샤프니스 값을 가산하여 출력 B 데이터(Bo)의 계조값을 결정하는 제2 B 필터링 부(13B)를 포함한다.

감마 역변환부(14)는 출력 R 및 B 데이터(Ro,Bo)를 역 감마변환 한 후 데이터 정렬부(15)에 공급한다. 감마 역변환부(14)는 출력 R 데이터(Ro)를 감마 역변환하기 위한 R 감마 역변환부(14R)와, 출력 B 데이터(Bo)를 감마 역변환하기 위한 B 감마 역변환부(14B)를 포함한다.

데이터 정렬부(15)는 역 감마변환된 출력 R 및 B 데이터(Ro,Bo)와, 입력 G 데이터(Gi)를 결합한 후, 표시패널의 화소 구조에 맞게 출력한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치는 영상 처리를 위해 R 및 B 데이터에 대해서만 2×1 심플 필터링 방식을 이용하고 G 데이터에 대해서는 샤프니스 필터링을 전혀 거치지 않기 때문에, 소비전력을 줄임은 물론이거니와 표시 품위를 크게 높일 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 영상처리방법 및 이를 이용한 표시장치는 최소 3개의 라인 메모리를 요구하는 종래 기술과 달리, 1개의 라인 메모리로 충분히 구현되므로 제품 단가를 크게 낮출 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 영상처리회로 11 : 감마 변환부
12 : 제1 필터링 부 13 : 제2 필터링 부
14 : 감마 역변환부 15 : 데이터 정렬부
20 : 표시소자

Claims

입력 G 데이터의 표시 해상도와 같은 수만큼 존재하는 G 서브 픽셀과, 각각 입력 R 및 B 데이터의 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 존재하는 R 및 B 서브 픽셀을 갖는 표시패널을 대상으로, 입력되는 RGB 데이터 포맷의 3원색 컬러 데이터를 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 랜더링 처리하기 위한 영상처리방법에 있어서,
(A) 입력 데이터로부터 상기 R 및 B 데이터와 상기 G 데이터를 분리하는 단계;
(B) 감마 변환된 R 및 B 데이터 각각의 기수번째 열에 해당되는 데이터들을 로딩함과 아울러, 상기 로딩된 기수번째 열에 이웃한 상기 R 및 B 데이터의 우수번째 열에 해당되는 데이터들을 저장하는 단계;
(C) 제1 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 R 데이터와 함께 2×2 R 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 R 데이터를 로딩하고, 제2 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 B 데이터와 함께 2×2 B 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 B 데이터를 로딩하는 단계;
(D) 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 데이터들을 행 단위 및 열 단위로 비교하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 단계;
(E) 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 평균 값을 상기 표시 데이터의 휘도값으로 계산하는 단계;
(F) R 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 R 데이터의 계조값을 결정하고, B 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 B 데이터의 계조값을 결정하는 단계; 및
(G) 역 감마변환된 R 및 B 데이터와, 상기 입력 G 데이터를 결합한 후, 결합된 데이터들을 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (D) 단계는,
(D1) 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 미리 설정된 임계값을 참조로 데이터들을 행 단위로 비교하여 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 결정하는 단계; 및
(D2) 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값에 따라 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서, 데이터들 간 열단위 차값과 함께 미리 설정된 레벨값을 이용하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
제 2 항에 있어서,
상기 (D1) 단계는 데이터들 간 행단위 비교값이 상기 임계값보다 작으면 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 하이로 결정하고, 상기 비교값이 상기 임계값 이상이면 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 로우로 결정하며;
상기 (D2) 단계는 상기 제1 및 제2 플래그 비트 중 적어도 어느 하나의 논리값이 하이인 경우 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역을 샤프니스 필터링을 위한 버티컬 에지로 검출한 후, 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각의 데이터들의 비트수를 M(M은 양의 정수) 비트에서 N(N>M) 비트로 확장하는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
제 3 항에 있어서,
상기 (D) 단계 및 (E) 단계 사이에서 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값이 모두 로우인 경우 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 비트수를 상기 M 비트에서 상기 N 비트로 확장하는 단계; 및
상기 (F) 단계 및 (G) 단계 사이에서 계조값이 결정된 상기 출력 R 및 B 데이터의 비트수를 상기 N 비트에서 상기 M 비트로 복원하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 영상처리방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (A) 단계 및 (B) 단계 사이에서 상기 분리된 R 및 B 데이터를 감마변환하는 단계; 및
상기 (F) 단계 및 (G) 단계 사이에서 상기 출력 R 및 B 데이터를 역 감마변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
제 2 항에 있어서,
상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서, 상기 샤프니스 값은 데이터들 간 열단위 차값들에 대한 합산값을 2로 나누고 이 나눈 결과에 상기 레벨값을 승산함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널에서 상기 R 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제1 픽셀과, 상기 B 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제2 픽셀이 체크 보드 형식으로 배치되며;
상기 (D) 단계는,
그 표시 위치가 상기 표시패널의 최외곽 비 표시영역과 G 데이터 행 사이로 정해지는 R 및 B 데이터 행에 대해서 생략되는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
제 7 항에 있어서,
상기 (D) 단계에서 레벨값은 그 표시 위치가 G 데이터 행을 사이에 두고 표시패널의 최외곽 비 표시영역과 마주하는 R 및 B 데이터에 행에 대해서 최대값으로 적용되는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
입력 G 데이터의 표시 해상도와 같은 수만큼 존재하는 G 서브 픽셀과, 각각 입력 R 및 B 데이터의 표시 해상도의 절반에 해당하는 수만큼 존재하는 R 및 B 서브 픽셀을 갖는 표시패널;
입력 데이터로부터 분리된 상기 R 및 B 데이터를 감마변환하는 감마 변환부;
감마 변환된 R 및 B 데이터 각각의 기수번째 열에 해당되는 데이터들이 레지스터에 로딩될 때, 상기 로딩된 기수번째 열에 이웃한 상기 R 및 B 데이터의 우수번째 열에 해당되는 데이터들을 라인 단위로 저장하기 위한 메모리;
제1 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 R 데이터와 함께 2×2 R 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 R 데이터를 로딩하고, 제2 표시 위치에 대응되는 기수번째 2개의 B 데이터와 함께 2×2 B 픽셀 영역을 구성하도록 우수번째 열의 2개의 B 데이터를 로딩하며, 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 데이터들을 행 단위 및 열 단위로 비교하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 제1 필터링 부;
상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서 기수번째 열에 해당되는 데이터들의 평균 값을 상기 표시 데이터의 휘도값으로 계산한 후, R 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 R 데이터의 계조값을 결정하고, B 데이터의 상기 휘도값에 상기 샤프니스 값을 가산하여 출력 B 데이터의 계조값을 결정하는 제2 필터링 부;
상기 출력 R 및 B 데이터를 역 감마변환하는 역 감마변환부; 및
역 감마변환된 R 및 B 데이터와, 상기 입력 G 데이터를 결합한 후, 결합된 데이터들을 상기 표시패널의 서브 픽셀 구조에 맞게 출력하는 데이터 정렬부를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 필터링 부는,
상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역 각각에서 미리 설정된 임계값을 참조로 데이터들을 행 단위로 비교하여 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 결정하고;
상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값에 따라 상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서, 데이터들 간 열단위 차값과 함께 미리 설정된 레벨값을 이용하여 해당 표시 데이터의 샤프니스 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제1 필터링 부는, 데이터들 간 행단위 비교값이 상기 임계값보다 작으면 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 하이로 결정하고, 상기 비교값이 상기 임계값 이상이면 상기 제1 및 제2 플래그 비트의 논리값을 로우로 결정하며;
상기 제1 및 제2 플래그 비트 중 적어도 어느 하나의 논리값이 하이인 경우 상기 R 픽셀 영역 및 B 픽셀 영역을 샤프니스 필터링을 위한 버티컬 에지로 검출하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 R 및 B 픽셀 영역 각각에서, 상기 샤프니스 값은 데이터들 간 열단위 차값들에 대한 합산값을 2로 나누고 이 나눈 결과에 상기 레벨값을 승산함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 표시패널에서 상기 R 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제1 픽셀과, 상기 B 서브 픽셀과 G 서브 픽셀을 포함하는 제2 픽셀이 체크 보드 형식으로 배치되며;
상기 제1 필터링 부는, 그 표시 위치가 상기 표시패널의 최외곽 비 표시영역과 G 데이터 행 사이로 정해지는 R 및 B 데이터 행에 대해서 상기 샤프니스 값 계산을 스킵하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 필터링 부는, 그 표시 위치가 G 데이터 행을 사이에 두고 표시패널의 최외곽 비 표시영역과 마주하는 R 및 B 데이터에 행에 대해서 상기 레벨값을 최대값으로 적용되는 것을 특징으로 하는 표시장치.