KR101165841B1

KR101165841B1 - 표시장치

Info

Publication number: KR101165841B1
Application number: KR1020050058614A
Authority: KR
Inventors: 공남용
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2012-07-17
Also published as: KR20070002912A

Abstract

본 발명은 입체감 및 현장감을 살릴 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

이 표시장치는 소스 RGB 데이터로부터 휘도정보와 색차정보를 추출하는 RGB2YUV 컨버터와; 상기 RGB2YUV 컨버터로부터의 휘도정보에 근거하여 화상객체를 분리하는 화상객체분리부와; 상기 화상객체의 휘도정보를 필터링하여 상기 화상객체와 그와 이웃하는 화상객체 사이의 경계를 제외한 특정 객체영역 내의 휘도정보를 추출하는 필터와; 상기 필터에 의해 추출된 특정 객체영역 내의 휘도정보를 분석하는 분석부와; 상기 분석부의 분석 결과에 따라 선택된 마스크로 상기 특정 객체영역의 휘도정보를 변조하는 마스크들과; 상기 마스크들 중 적어도 어느 한 마스크에 의해 변조된 휘도정보와 상기 미변조된 색차정보를 이용하여 변조된 RGB 데이터를 발생하는 YUV2RGB 컨버터와; 상기 변조된 RGB 데이터를 표시장치에 표시하는 표시 구동부를 구비한다.

Description

표시장치{Display Apparatus}

도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 도면.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면.

도 3은 도 2의 화질 제어부를 나타내는 도면.

도 4는 도 2의 화질 제어부의 객체 분리과정을 나타내는 도면.

도 5는 도 2의 마스크의 예를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1 : RGB2YUV 컨버터 2 : 화상객체분리부

3 : 하이패스필터 4 : 분석부

51, 52, … , 5N : 마스크 6 : YUV2RGB 컨버터

11, 101 : 데이터 구동회로 12, 102 : 게이트 구동회로

13, 103 : 액정표시패널 14, 104 : 타이밍 컨트롤러

105 : 화질 제어부 16, 106 : 데이터라인

18, 108 : 게이트라인

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 입체감 및 현장감을 살릴 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

최근 음극선관(Cathode Ray Tude)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode) 표시장치 등이 있다.

이러한 평판 표시장치들 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

액정표시장치 중에서 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.

도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 데이터라인(16)과 게이트라인(18)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT가 형성된 액정표시패널(13)과, 액정표시패널(13)의 데이터라인(16)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동회로(12)와, 액정표시패널(13)의 게이트라인(18)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로(12)와, 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(12)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(14)를 구비한다.

액정표시패널(13)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 데이터라인들(16)과 게이트라인들(18)이 상호 직교되도록 형성된다. 데이터라인들(16)과 게이트라인들(18)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(18)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(16)로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(18)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(16)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 또한, 액정표시패널(13)의 하부유리기판 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst)가 형성된다.

타이밍 콘트롤러(14)는 수직/수평 동기신호(V,H)와 픽셀클럭(CLK)을 이용하여 게이트 구동회로(12)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC), 데이터 구동회로(11)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(14)는 시스템 본체의 그래픽카드로부터 공급받은 디지털 비디오 데이터(RGB)를 픽셀클럭(CLK)에 맞추어 데이터 구동회로(11)에 공급한다.

데이터 구동회로(11)는 쉬프트레지스터, 타이밍 콘트롤러(14)로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라 인분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB) 값에 대응하여 아날로그 정극성/부극성의 감마보상전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마보상전압이 공급되는 데이터라인(16)을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인 사이에 접속된 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 데이터 구동회로(11)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 입력받고 그 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 비디오 데이터(RGB)로 변환하여 타이밍 콘트롤러(14)의 제어 하에 액정표시패널(13)의 데이터라인들(16)에 공급한다.

게이트 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(14)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터, 스캔펄스의 스윙폭을 액정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 게이트 구동회로(12)는 스캔펄스를 게이트라인(18)에 공급함으로써 그 게이트라인(18)에 접속된 TFT들을 턴-온(Turn-on)시켜 데이터의 화소전압 즉, 아날로그 감마보상전압이 공급될 1 수평라인의 액정셀들(Clc)을 선택한다. 데이터 구동회로(11)로부터 발생되는 데이터들은 스캔펄스에 동기됨으로써 선택된 1 수평라인의 액정셀(Clc)에 공급된다.

한편, 이와 같이 RGB 3색을 이용한 영상처리기법으로는 사물에 대한 표면정보, 즉 표면에 대한 거칠기나 빛에 대한 반사정보를 표현할 수 없어 영상의 입체감 및 현장감이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 사물에 대한 표면정보, 즉 표면에 대한 거칠기나 빛에 대한 반사정보를 표현하여 입체감 및 현장감 있는 영상을 제공할 수 있는 화질 제어장치 및 제어방법과 이를 이용한 표시장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는, 소스 RGB 데이터로부터 휘도정보와 색차정보를 추출하는 RGB2YUV 컨버터와; 상기 RGB2YUV 컨버터로부터의 휘도정보에 근거하여 화상객체를 분리하는 화상객체분리부와; 상기 화상객체의 휘도정보를 필터링하여 상기 화상객체와 그와 이웃하는 화상객체 사이의 경계를 제외한 특정 객체영역 내의 휘도정보를 추출하는 필터와; 상기 필터에 의해 추출된 특정 객체영역 내의 휘도정보를 분석하는 분석부와; 상기 분석부의 분석 결과에 따라 선택된 마스크로 상기 특정 객체영역의 휘도정보를 변조하는 마스크들과; 상기 마스크들 중 적어도 어느 한 마스크에 의해 변조된 휘도정보와 상기 미변조된 색차정보를 이용하여 변조된 RGB 데이터를 발생하는 YUV2RGB 컨버터와; 상기 변조된 RGB 데이터를 표시장치에 표시하는 표시 구동부를 구비한다.

상기 필터는 하이패스필터이다.

상기 표시장치는, 액정표시장치(LCD), 유기발광다이오드 표시장치(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계발광표시장치(FED) 중 어느 하나이다.

상기 표시 구동부는, 상기 표시장치의 스캔라인들에 스캔신호를 공급하는 스 캔 구동회로와; 상기 스캔라인들과 교차하는 데이터라인들에 상기 YUV2RGB 컨버터로부터의 RGB 데이터를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 소스 RGB 데이터를 상기 RGB2YUV 컨버터에 공급하고 상기 YUV2RGB 컨버터로부터 공급되는 변조된 RGB 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급함과 아울러 상기 데이터 구동부와 상기 스캔 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 데이터라인(106)과 게이트라인(108)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT가 형성된 액정표시패널(103)과, 액정표시패널(103)의 데이터라인(106)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동회로(101)와, 액정표시패널(103)의 게이트라인(108)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로(102)와, 각 색별로 소스 데이터(RGB)를 미리 설정된 변조 데이터(R'G'B')로 변조하는 화질 제어부(105)와, 데이터 구동회로(101)와 게이트 구동회로(102)를 제어함과 아울러 화질 제어부(105)에 소스 데이터(RGB)를 공급하는 타이밍 콘트롤러(104)를 구비한다.

액정표시패널(103)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 데이터라인들(106)과 게이트라인들(108)이 상호 직교되도록 형성된다. 데이터라인들(106)과 게이트라인들(108)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(108) 으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(106)로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(108)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(106)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 또한, 액정표시패널(103)의 하부유리기판 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 이 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 전단 게이트라인(108) 사이에 형성될 수도 있으며, 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

타이밍 콘트롤러(104)는 수직/수평 동기신호(V,H)와 픽셀클럭(CLK)을 이용하여 게이트 구동회로(102)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC), 데이터 구동회로(101)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC) 및 화질 제어부(105)를 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(14)는 픽셀클럭(CLK)에 맞추어 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하고 그 데이터(RGB)를 색별로 분리하여 소스 데이터(RGB)로써 화질 제어부(105)에 공급함과 아울러 화질 제어부(105)로부터의 변조 데이터(R'G'B')를 데이터 구동회로(101)에 공급한다.

화질 제어부(105)는 타이밍 콘트롤러(104)로 부터 공급받은 소스 데이터(RGB)를 표면에 대한 거칠기나 빛에 대한 반사정보와 같은 표면정보를 포함한 데이터(R'G'B')로 변조하고 그 변조 데이터(R'G'B')를 타이밍 콘트롤러(104)에 공급한다.

이러한 화질 제어부(105)를 상세히 나타낸 도 3을 참조하면, 화질 제어부(105)의 데이터 변조 과정은 다음과 같다.

RGB2YUV 컨버터(1)가 타이밍 콘트롤러(104)로 부터 공급받은 RGB의 데이터에서 아래의 수학식 1 내지 3을 이용하여 휘도정보(Y)와 색차정보(UV)를 추출한다.

Y=0.229R + 0.587G + 0.114B

U=-0.147R-0.289G+0.436B=0.492(B-Y)

V=0.615R-0.515G-0.100B=0.877(R-Y)

화상객체분리부(2)는 RGB2YUV 컨버터(1)로부터 Y값을 공급받아, 경계부 검출(Edge Detection)을 통하여 휘도 즉, Y값의 차에 근거하여 경계를 검출하고 객체(Object)를 분리한다. 도 4는 이러한 객체 분리 과정을 나타낸다.

실제 오브젝트의 경계면을 제외하기 위해 하이패스필터(3)를 이용하여 고주파(High frequency) 영역을 필터링(Filtering)하여 분리시킨다.

분석부(4)는 하이패스필터(3)로부터의 오브젝트 데이터의 표면에 대한 거칠기 정보 및 반사정보를 분석한다.

그리고 본 발명은 분석부(4)로부터 얻은 분석 결과를 토대로 각 정보에 맞는 마스크(51 내지 5N)를 이용하여 객체의 특성을 살려 이미지를 변조한다. 도 5는 표면처리 마스크의 예를 보여준다. 이를 참조하면, 도 5와 같이 각각의 마스크는 각각 계수가 설정된 3×3 픽셀 윈도우를 포함하여 해당 픽셀의 데이터는 계수와 곱해지고 각 픽셀들의 승산값이 모두 더해진 값이 3×3 픽셀들 중 가운데 픽셀의 휘 도정보로 최종 출력된다. 도 5에서 계수 -1 또는 -N은 원이미지의 굴곡을 더 내려가게 하는 계수 즉, 원이미지의 휘도를 더 낮게 하는 계수이다. 이에 반하여 계수 1 또는 N은 원이미지의 굴곡을 더 높게 하는 계수 즉, 원이미지의 휘도를 더 높게 하는 계수이다.

YUV2RGB 컨버터(6)는 위 과정을 거쳐 Y값이 변조된 Y'값과 RGB2YUV 컨버터(1)로부터의 UV값에 대한 Y'UV 데이터와 아래의 수학식 4 내지 6을 이용하여 R'G'B'로 변환하여 타이밍 콘트롤러(104)에 공급한다.

R' = CY' +1.14V

G' = CY' - 0.395U - 0.581V

B' = CY' + 2.032U

이러한 과정을 정리하면, 화질 제어부(105)는 색상과 무관하게 휘도신호를 변조시키기 위하여 타이밍 콘트롤러(104)로 부터 공급받은 RGB를 YUV로 변환하여 Y값을 변조시킨후 Y'UV를 다시 R'G'B'로 변환하여, 이 R'G'B'의 데이터를 타이밍 콘트롤러(104)에 공급한다.

이와 같이 변조 과정을 거친 R'G'B' 데이터는 표면의 거칠기 정보 및 빛의 반사정보를 포함한 데이터로써, 기존의 RGB 데이터에서 구현될 수 없는 금색, 은색 같은 색을 구현하여, 입체감 및 현장감 있는 디스플레이를 구현할 수 있게 해준다.

이러한 화질 제어부(105)는 타이밍 콘트롤러(104)와 일체화되어 원칩으로 집적될 수 있다.

한편, 이러한 화질 제어부(105)는 액정표시장치 뿐만 아니라 전계방출 표시장치, 유기발광다이오드 표시장치, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)과 같은 다른 디스플레이 장치에서도 사용이 가능하다.

데이터 구동회로(101)는 쉬프트레지스터, 타이밍 콘트롤러(104)로부터의 변조 데이터(R'G'B')를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 변조 데이터(R'G'B')를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 변조 데이터(R'G'B')를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 변조 데이터(R'G'B') 값에 대응하여 아날로그 정극성/부극성의 감마보상전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마보상전압이 공급되는 데이터라인(16)을 선택하기 위한 멀티플렉서, 및 멀티플렉서와 데이터라인 사이에 접속된 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 데이터 구동회로(101)는 변조 데이터(R'G'B')를 입력받고 그 변조 데이터(R'G'B')를 타이밍 콘트롤러(104)의 제어 하에 액정표시패널(103)의 데이터라인들(106)에 공급한다.

게이트 구동회로(102)는 타이밍 콘트롤러(104)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터, 스캔펄스의 스윙폭을 액정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 게이트 구동회로(102)는 스캔펄스를 게이트라인(108)에 공급함으로써 그 게이트라인(108)에 접속된 TFT들을 턴-온(Turn-on)시켜 데이터의 화소전압 즉, 아날로그 감마보상전압이 공급될 1 수평라인의 액정셀들(Clc)을 선택한다. 데이터 구동회로(101)로부터 발생되는 데이터들은 스캔펄스에 동기됨으로써 선택된 1 수평라인의 액정셀(Clc)에 공급된다.

상술한 바와 같이 RGB 데이터를 거칠기 및 반사정보 등의 표면정보를 포함하는 R'G'B' 데이터로 변조하는 화질 제어부를 통해 입체감 및 현장감 있는 영상을 표현할 수 있는 표시장치를 구현할 수 있다.

Claims

소스 RGB 데이터로부터 휘도정보와 색차정보를 추출하는 RGB2YUV 컨버터와;

상기 RGB2YUV 컨버터로부터의 휘도정보에 근거하여 화상객체를 분리하는 화상객체분리부와;

상기 화상객체의 휘도정보를 필터링하여 상기 화상객체와 그와 이웃하는 화상객체 사이의 경계를 제외한 특정 객체영역 내의 휘도정보를 추출하는 필터와;

상기 필터에 의해 추출된 특정 객체영역 내의 휘도정보를 분석하는 분석부와;

상기 분석부의 분석 결과에 따라 선택된 마스크로 상기 특정 객체영역의 휘도정보를 변조하는 마스크들과;

상기 마스크들 중 적어도 어느 한 마스크에 의해 변조된 휘도정보와 미변조된 색차정보를 이용하여 변조된 RGB 데이터를 발생하는 YUV2RGB 컨버터와;

상기 변조된 RGB 데이터를 표시장치에 표시하는 표시 구동부를 구비하는 것을 특징을 하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 필터는 하이패스필터인 것을 특징을 하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 표시장치는,

액정표시장치(LCD), 유기발광다이오드 표시장치(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계발광표시장치(FED) 중 어느 하나인 것을 특징을 하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 표시 구동부는,

상기 표시장치의 스캔라인들에 스캔신호를 공급하는 스캔 구동회로와;

상기 스캔라인들과 교차하는 데이터라인들에 상기 YUV2RGB 컨버터로부터의 RGB 데이터를 공급하는 데이터 구동부와;

상기 소스 RGB 데이터를 상기 RGB2YUV 컨버터에 공급하고 상기 YUV2RGB 컨버터로부터 공급되는 변조된 RGB 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급함과 아울러 상기 데이터 구동부와 상기 스캔 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비하는 것을 특징을 하는 표시장치.