KR100806858B1

KR100806858B1 - 고화질 영상표시장치 및 그 프레임레이트변환방법

Info

Publication number: KR100806858B1
Application number: KR1020060093432A
Authority: KR
Inventors: 변남균; 민종술; 정병화
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-02-22
Also published as: CN101155288A; US20080074350A1

Abstract

고화질 영상표시장치 및 그 프레임 레이트 변환방법이 개시된다. 이 발명의 고화질 영상표시장치는 입력되는 신호를 처리하는 영상처리부; 영상처리부로부터 영상신호를 수신하여 영상신호의 프레임 데이터의 일부를 처리하여 제1 보간 데이터를 생성하는 제1 FRC부; 및 영상신호의 프레임 데이터의 또 다른 일부를 처리하여 제2 보간 데이터를 생성하고 제2 보간 데이터를 제1 FRC부로 출력하는 제2 FRC부를 포함하며, 제1 및 제2 보간데이터는 제1 FRC부에서 결합되어 출력된다. 본 발명에 따르면, 복수의 FRC 회로를 사용하여 고화질 영상표시장치의 고해상도에 따른 대용량의 데이터를 효과적으로 처리하여 프레임 레이트를 변환함으로써, 보다 선명한 화면을 제공할 수 있는 고화질 영상표시장치 및 그 프레임 레이트 변환방법이 제공된다.

고화질 영상표시장치, 프레임 레이트 변환, FRC, 모션추정, 모션보상, HDTV

Description

고화질 영상표시장치 및 그 프레임레이트변환방법{High Definition Image Dislpay Device and Method for Frame Rate Conversion thereof}

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 보간 프레임 생성방법을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제1 및 제2 FRC부의 구성을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제1 및 제2 FRC부의 프레임 데이터 처리 영역을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 제1 FRC부를 상세히 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프레임 레이트 변환과정을 나타낸 흐름도.

*도면 중 주요부분의 설명*

100 : 영상처리부 200 : 제1 FRC부

300 : 제2 FRC부 400 : 표시패널구동부

500 : 표시패널부

본 발명은 고화질 영상표시장치 및 그 프레임 레이트 변환방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 FRC 회로를 사용하여 고화질 영상표시장치의 고해상도에 따른 대용량의 데이터를 효과적으로 처리하여 프레임 레이트를 변환함으로써, 보다 선명한 화면을 제공할 수 있는 고화질 영상표시장치 및 그 프레임 레이트 변환방법에 관련된다.

일반적으로 고화질 영상표시장치는 HDTV(High Definition Television)와 같이 기존의 표시장치에 비하여 화면의 선명도가 월등히 향상된 표시장치를 말한다. 통상 풀HD(full HD)급으로 불리는 HDTV는 1920×1080p로서, 1920×1080 해상도의 화면을 1초에 60번 보여주는 방식이다.

화면의 선명도를 높여 고화질의 영상을 디스플레이하기 위해서는 고해상도와 함께 높은 프레임 레이트를 필요로 한다. 프레임 레이트를 높여줌으로써, 모션블러(motion blur)와 같은 화질저하 현상을 개선할 수 있기 때문이다. 여기서, 프레임 레이트는 초당 화면에 표시되는 프레임의 수를 의미한다.

그러나 HDTV는 고해상도로 인하여 프레임 레이트를 변환시키기 위해 처리하여야 할 프레임 데이터의 양이 막대하게 증가되기 때문에 기존에 개발되어 있는 프레임 레이트 변환(Frame Rate Conversion; FRC) 회로를 그대로 적용할 수 없는 문제가 발생한다.

예를 들어, 해상도 1366×768의 WXGA급을 지원할 수 있는 100Hz/120Hz FRC 회로가 개발되어 있지만, HDTV는 해상도가 1920×1080으로 WXGA급의 약 2배의 데이터를 처리하여 프레임 레이트를 변환하여야 하므로, 하드웨어의 크기가 약 2배 가까이 증가되지 않는 한 WXGA급 100Hz/120Hz FRC 회로를 이용할 수가 없다. 또한 회로 내부의 처리속도도 데이터 양의 증가에 따라 WXGA급을 지원하는 100Hz FRC 회로 사용을 기준으로 300MHz에 달하는 클럭 처리속도가 보장되어야 하지만, 종래의 FRC 회로 설계 방식으로는 이러한 처리속도를 달성하기 어렵다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 FRC 회로를 사용하여 고화질 영상표시장치의 고해상도에 따른 대용량의 데이터를 효과적으로 처리하여 프레임 레이트를 변환함으로써, 보다 선명한 화면을 제공할 수 있는 고화질 영상표시장치 및 그 프레임 레이트 변환방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고화질 영상표시장치는 입력되는 신호를 처리하는 영상처리부; 상기 영상처리부로부터 영상신호를 수신하여 상기 영상신호의 프레임 데이터의 일부를 처리하여 제1 보간 데이터를 생성하는 제1 FRC부; 및 상기 영상신호의 프레임 데이터의 또 다른 일부를 처리하여 제2 보간 데이터를 생성하고 상기 제2 보간 데이터를 상기 제1 FRC부로 출력하는 제2 FRC부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 보간데이터는 상기 제1 FRC부에서 결합되어 출력된다.

바람직하게, 상기 제1 FRC부 및 제2 FRC부는 프레임 레이트 50Hz, 60Hz 또는 75Hz인 입력영상을 각각 프레임 레이트 100Hz, 120Hz 또는 150Hz인 출력영상으로 변환시키는 FRC 회로를 구비한다.

또한 바람직하게, 상기 제1 FRC부 및 제2 FRC부는 모션추정 및 모션보상 방법에 의하여 보간 데이터를 생성한다.

바람직하게, 상기 제1 FRC부 및 제2 FRC부의 작동 여부를 제어하는 FRC 선택제어부를 더 포함한다.

또한 바람직하게, 상기 제1 FRC부로부터 출력신호를 수신하는 표시패널구동부; 및 상기 표시패널구동부에 의하여 구동되는 표시패널부를 포함한다.

또한 상기 제1 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 전반과 후반의 일부를 처리하여 생성되며, 상기 제2 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 후반과 전반의 일부를 처리하여 생성됨이 바람직하다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 보간 데이터를 결합하고 홀수 데이터와 짝수 데이터로 분리하여 출력하는 MUX를 구비한다.

또한 상기 MUX는 상기 제1 FRC부에 구비됨이 바람직하다.

바람직하게, 상기 제1 FRC부는 상기 제1 및 제2 FRC부에서 생성된 데이터가 순서대로 출력되도록 상기 제2 FRC부로부터 생성된 데이터를 일시 저장하는 FIFO를 더 구비한다.

또한 본 발명의 고화질 영상표시장치의 프레임 레이트 변환방법은 영상신호 의 프레임 데이터의 일부를 처리하여 제1 보간 데이터를 생성하는 단계; 상기 프레임 데이터의 또 다른 일부를 처리하여 제2 보간 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 보간 데이터를 결합하여 출력하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 보간 데이터는 프레임 레이트 50Hz, 60Hz 또는 75Hz인 입력영상을 각각 프레임 레이트 100Hz, 120Hz 또는 150Hz인 출력영상으로 변환시키는 FRC 회로를 이용하여 생성된다.

또한 바람직하게, 상기 제1 및 제2 보간 데이터는 모션추정 및 모션보상 방법에 의하여 생성된다.

바람직하게, 본 발명의 고화질 영상표시장치의 프레임 레이트 변환방법은 상기 제1 및 제2 보간 데이터 생성 단계가 실행되도록 제어하는 단계를 더 포함한다.

또한 바람직하게, 상기 제1 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 전반과 후반의 일부를 처리하여 생성되며, 상기 제2 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 후반과 전반의 일부를 처리하여 생성된다.

바람직하게, 상기 결합된 보간 데이터는 홀수 데이터와 짝수 데이터로 분리되어 출력된다.

또한 바람직하게, 본 발명의 고화질 영상표시장치의 프레임 레이트 변환방법은 상기 제1 및 제2 보간 데이터가 순서대로 출력될 수 있도록 상기 제2 보간 데이터가 일시 저장하는 단계를 더 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고화질 영상표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도 면이다.

먼저, 입력되는 신호는 영상처리부(100)에서 처리된다.

제1 FRC부(200)는 영상처리부(100)에서 처리된 영상신호를 수신하고 영상신호의 프레임 데이터의 일부를 처리하여 제1 보간 데이터를 생성한다. 또한 제1 FRC부(200)는 후술하는 제2 FRC부(300)에서 생성되는 제2 보간 데이터와 제1 보간 데이터를 결합하여 출력한다. 여기서, 제1 FRC부(200)로 입력되는 영상신호의 프레임 레이트는 PAL방식의 경우 50Hz, NTSC 방식의 경우 60Hz이다.

보간 데이터는 두 프레임 사이에 생성되는 보간 프레임의 데이터를 구성하며, 모션추정과 모션보상 방식에 의해 생성된다. 도 2는 보간 프레임이 생성되는 예를 도식적으로 도시한 도면으로, 원래의 프레임(1, 2, 3) 사이에 인접 프레임을 이용하여 보간 프레임(1', 2')이 생성됨을 보여준다.

제2 FRC부(300)는 영상신호의 프레임 데이터의 또 다른 일부를 처리하여 제2 보간 데이터를 생성하고 생성된 보간 데이터를 제1 FRC부(200)로 출력한다.

표시패널구동부(400)는 제1 FRC부로부터의 출력신호를 수신하여 표시패널부(500)를 구동한다.

또한 제1 및 제2 FRC부(200, 300)의 작동여부를 선택적으로 제어하는 FRC 선택제어부(도시안함)가 메인보드에 설치될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 제1 및 제2 FRC부의 구성을 도시한 도면이다. 제1 FRC부(200)는 FRC IC1(210)과 외부 메모리(External Memory 1)(220)를 포함한다. 제2 FRC부(300)는 FRC IC2(310)와 외부 메모리(External Memory 2)(320)를 포함한 다. 여기서 FRC IC는 프레임 레이트 50Hz, 60Hz 또는 75Hz인 입력영상을 각각 프레임 레이트 100Hz, 120Hz 또는 150Hz인 출력영상으로 변환시키는 FRC 회로이다. 외부 메모리는 보간 데이터를 모션추정 및 모션보상 방식으로 연산할 때 현재 프레임과 비교할 프레임의 데이터를 저장하고 있으며, SDRAM이나 DDR 등이 사용될 수 있다.

도 3에서 CS는 FRC 선택제어부의 설정모드로서, "0X", "10", "11"의 값을 가질 수 있다. CS가 "0X"인 경우는, "00", "01"의 어떤 값으로 설정되든 제1 및 제2 FRC부 중 어느 하나만이 동작되도록 한다. 이 경우는 본 발명의 고화질 영상표시장치가 보다 낮은 해상도의 WXGA급으로도 이용될 수 있어, 풀HD(full HD)급과 WXGA급의 겸용 사용이 가능하게 된다. 다시말해, CS가 "0X"일 때는 데이터 양이 한개의 FRC 회로만으로도 처리가능한 경우로, 보간 데이터를 생성하기 위하여 제1 FRC부만 동작하고 제2 FRC부는 동작하지 않도록 제어될 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이 CS="10"은 제1 FRC부(200)의 FRC IC1(210)의 구동을 위한 FRC 선택제어부의 설정모드이며, CS="11"은 제2 FRC부(300)의 FRC IC2(310)의 구동을 위한 FRC 선택제어부의 설정모드이다. 따라서 CS="10" 및 "11"로 설정되는 경우 제1 및 제2 FRC부(200, 300)가 모두 구동되어 풀HD(full HD)를 구현하게 된다. 제2 FRC부(300)에서 생성된 제2 보간 데이터는 제1 FRC부(200)로 출력된다.

도 4는 도 3에 의하여 2개의 FRC부(200, 300)가 모두 구동되는 경우 각각의 FRC부가 처리하는 프레임 데이터의 영역을 나타낸다. 제1 및 제2 FRC부(200, 300) 는 각각 제1 및 제2 보간 데이터를 생성하기 위해 프레임 데이터 일부를 처리한다. 도면에 도시된 바와 같이 제1 FRC부(200)는 보간 프레임의 전반에 해당하는 제1 보간 데이터를 생성하기 위해 프레임 데이터의 전반과 후반의 일부를 처리하며, 도면에서는 연산처리영역(FRC1 data process enable)으로 표시된다.

제2 FRC부(300)는 보간 프레임의 후반에 해당하는 제2 보간 데이터를 생성하기 위해 프레임 데이터의 후반과 전반의 일부를 처리하며, 도면에서는 연산처리영역(FRC2 data process enable)으로 표시된다. 제1 및 제2 FRC부가 프레임 데이터의 중간에 소정 길이의 여유분을 두고 처리하여 중복처리되는 프레임 데이터 구간(data overlapping 구간)이 생기는 이유는 블럭단위의 모션추정시 모션벡터의 연속성을 보장해 주기 위해서이다.

도 5는 제1 FRC부(200)를 좀 더 상세히 도시한 도면이다. 제1 FRC부(200)는 모션추정부(211), 모션보상부(212), MUX(213) 및 FIFO(214)를 포함하고 있다. 모션추정부(211)와 모션보상부(212)를 거쳐 제1 보간 데이터가 생성된다. MUX(213)는 생성된 제1 보간 데이터를 제2 FRC부(300)로부터 생성된 제2 보간 데이터와 결합하고 결합된 보간 데이터를 홀수 데이터와 짝수 데이터로 분리하여 출력한다.

FIFO(214)는 생성된 제1 및 제2 보간 데이터가 순서대로 출력되도록 하기 위하여 제2 FRC부(300)로부터 생성된 데이터를 일시 저장한다.

도 6은 본 발명에 따른 고화질 영상표시장치의 프레임 레이트 변환방법을 도시한 흐름도이다. 먼저, 영상신호의 프레임 데이터의 일부를 처리하여 제1 보간 데이터를 생성하고(S610), 또 프레임 데이터의 또 다른 일부를 처리하여 제2 보간 데 이터를 생성한다(S620). 이렇게 생성된 2개의 보간 데이터는 결합된다(S630). 그리고, 상기 결합된 보간데이터는 홀수 및 짝수 데이터로 분리되어 출력된다(S640).

보간 프레임의 전반에 해당하는 제1 보간 데이터는 프레임 데이터의 전반과 후반의 일부를 처리하여 생성하며, 보간 프레임의 후반에 해당하는 제2 보간 데이터는 프레임 데이터의 후반과 전반의 일부를 처리하여 생성된다.

여기서, 보간 데이터는 프레임 레이트 50Hz, 60Hz 또는 75Hz인 입력영상을 각각 프레임 레이트 100Hz, 120Hz 또는 150Hz인 출력영상으로 변환시키는 FRC 회로와 모션추정 및 모션보상 방법을 이용하여 생성된다.

상기에서 본 발명의 고화질 영상표시장치는 풀HD(full HD)급을 기준으로 설명하였으나, 풀HD(full HD)급 이상의 해상도를 갖는 고화질 영상표시장치에서도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다. 또한 상기에서는 고화질 영상표시장치가 2개의 FRC부를 채용하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고화질 영상표시장치가 2개 이상의 FRC부를 구비하는 경우를 포함한다.

본 발명에 따르면, 복수의 FRC 회로를 사용하여 고화질 영상표시장치의 고해상도에 따른 대용량의 데이터를 효과적으로 처리하여 프레임 레이트를 변환함으로써, 보다 선명한 화면을 제공할 수 있는 고화질 영상표시장치 및 그 프레임 레이트 변환방법이 제공된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이고, 그와 같은 수정 또는 변형은 첨부하는 청구항의 기재범위 내에 있는 것이다.

Claims

고화질 영상표시장치에 있어서,

입력되는 신호를 처리하는 영상처리부;

상기 영상처리부로부터 영상신호를 수신하여 상기 영상신호의 프레임 데이터의 일부를 처리하여 제1 보간 데이터를 생성하는 제1 FRC부; 및

상기 영상신호의 프레임 데이터의 또 다른 일부를 처리하여 제2 보간 데이터를 생성하고 상기 제2 보간 데이터를 상기 제1 FRC부로 출력하는 제2 FRC부를 포함하며,

상기 제1 및 제2 보간데이터는 상기 제1 FRC부에서 결합되어 출력되는 고화질 영상표시장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 FRC부 및 제2 FRC부는 프레임 레이트 50Hz, 60Hz 또는 75Hz인 입력영상을 각각 프레임 레이트 100Hz, 120Hz 또는 150Hz인 출력영상으로 변환시키는 FRC 회로를 구비하는 고화질 영상표시장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 FRC부 및 제2 FRC부는 모션추정 및 모션보상 방법에 의하여 보간 데이터를 생성하는 고화질 영상표시장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 FRC부 및 제2 FRC부의 작동 여부를 제어하는 FRC 선택제어부를 더 포함하는 고화질 영상표시장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 FRC부로부터 출력신호를 수신하는 표시패널구동부; 및

상기 표시패널구동부에 의하여 구동되는 표시패널부를 포함하는 고화질 영상표시장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 전반과 후반의 일부를 처리하여 생성되며, 상기 제2 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 후반과 전반의 일부를 처리하여 생성되는 고화질 영상표시장치.
청구항 6에 있어서, 상기 제1 및 제2 보간 데이터를 결합하고 홀수 데이터와 짝수 데이터로 분리하여 출력하는 MUX를 구비하는 고화질 영상표시장치.
청구항 7에 있어서, 상기 MUX는 상기 제1 FRC부에 구비되는 고화질 영상표시장치.
청구항 7에 있어서, 상기 제1 FRC부는 상기 제1 및 제2 FRC부에서 생성된 데이터가 순서대로 출력되도록 상기 제2 FRC부로부터 생성된 데이터를 일시 저장하는 FIFO를 더 구비하는 고화질 영상표시장치.
입력되는 영상신호의 프레임 데이터의 일부를 처리하여 제1 보간 데이터를 생성하는 단계;

상기 프레임 데이터의 또 다른 일부를 처리하여 제2 보간 데이터를 생성하는 단계; 및

상기 제1 및 제2 보간 데이터를 결합하여 출력하는 단계를 포함하는 고화질 영상표시장치의 프레임레이트변환방법.
청구항 10에 있어서, 상기 제1 및 제2 보간 데이터는 프레임 레이트 50Hz, 60Hz 또는 75Hz인 입력영상을 각각 프레임 레이트 100Hz, 120Hz 또는 150Hz인 출력영상으로 변환시키는 FRC 회로를 이용하여 생성되는 고화질 영상표시장치의 프레임레이트변환방법.
청구항 10에 있어서, 상기 제1 및 제2 보간 데이터는 모션추정 및 모션보상 방법에 의하여 생성되는 고화질 영상표시장치의 프레임레이트변환방법.
청구항 10에 있어서, 상기 제1 및 제2 보간 데이터 생성 단계가 실행되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 고화질 영상표시장치의 프레임레이트변환방법.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 전반과 후반의 일부를 처리하여 생성되며, 상기 제2 보간 데이터는 상기 프레임 데이터의 후반과 전반의 일부를 처리하여 생성되는 고화질 영상표시장치의 프레임레이트변환방법.
청구항 14에 있어서, 상기 결합된 보간 데이터는 홀수 데이터와 짝수 데이터로 분리되어 출력되는 고화질 영상표시장치의 프레임레이트변환방법.
청구항 15에 있어서, 상기 제1 및 제2 보간 데이터가 순서대로 출력될 수 있도록 상기 제2 보간 데이터를 일시 저장하는 단계를 더 포함하는 고화질 영상표시장치의 프레임레이트변환방법.