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KR102410035B1 - 영상 신호 처리 장치 및 그것을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

영상 신호 처리 장치 및 그것을 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR102410035B1
KR102410035B1 KR1020170086132A KR20170086132A KR102410035B1 KR 102410035 B1 KR102410035 B1 KR 102410035B1 KR 1020170086132 A KR1020170086132 A KR 1020170086132A KR 20170086132 A KR20170086132 A KR 20170086132A KR 102410035 B1 KR102410035 B1 KR 102410035B1
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마사히코 타키구치
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

영상 신호 처리 장치는, 현재 프레임의 입력 데이터 신호와 이전 프레임의 누적 데이터 신호를 가산하고 누적 데이터 신호를 출력하는 가산기, 상기 누적 데이터 신호의 가공 범위를 해석하는 해석 블록, 상기 가공 범위에 근거해서 상기 누적 데이터 신호를 가공하고, 가공 데이터 신호를 출력하는 가공 블록, 상기 가공 데이터 신호를 압축하고, 부호화 데이터 신호를 출력하는 부호화 블록, 상기 부호화 데이터 신호 및 상기 가공 범위를 저장하는 메모리, 상기 메모리로부터 독출된 상기 부호화 데이터 신호를 복호화하고, 복호 데이터 신호를 출력하는 복호 블록, 및 상기 가공 범위에 근거해서 상기 복호 데이터 신호를 역가공하여 출력 데이터 신호를 출력하는 역가공 블록을 포함한다.

Description

영상 신호 처리 장치 및 그것을 포함하는 표시 장치{IMAGE SIGNAL PROCESSING APPARATUS AND DISPLAY DEVICE HAVING THEM}
본 발명은 영상 신호를 압축하는 영상 신호 처리 장치에 관한 것이다.
평판 표시 기기 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한, 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되고, 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어난 장점이 있어 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치의 한 화소에서 유기 발광 다이오드의 발광 정도는 유기 발광 다이오드에 데이터 전압에 따른 구동 전류를 공급하는 구동 트랜지스터를 제어함으로써 조절된다.
유기 발광 표시 장치를 장시간 동작시키는 경우, 화소 내 트랜지스터 그리고/또는 유기 발광 다이오드가 열화될 수 있고, 이는 표시 품질을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 영상 신호 처리 장치 및 그것을 포함하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 영상 신호 처리 장치는: 현재 프레임의 입력 데이터 신호와 이전 프레임의 누적 데이터 신호를 가산하고 누적 데이터 신호를 출력하는 가산기, 상기 누적 데이터 신호의 가공 범위를 해석하는 해석 블록, 상기 가공 범위에 근거해서 상기 누적 데이터 신호를 가공하고, 가공 데이터 신호를 출력하는 가공 블록, 상기 가공 데이터 신호를 압축하고, 부호화 데이터 신호를 출력하는 부호화 블록, 상기 부호화 데이터 신호 및 상기 가공 범위를 저장하는 메모리, 상기 메모리로부터 독출된 상기 부호화 데이터 신호를 복호화하고, 복호 데이터 신호를 출력하는 복호 블록 및 상기 가공 범위에 근거해서 상기 복호 데이터 신호를 역가공하여 출력 데이터 신호를 출력하는 역가공 블록을 포함한다. 상기 출력 데이터 신호는 상기 이전 프레임의 누적 데이터 신호로서 상기 가산기로 제공된다.
이 실시예에 있어서, 상기 가공 범위는 상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 해석 블록은 매 프레임마다 상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 검출한다.
이 실시예에 있어서, 상기 해석 블록은 소정의 프레임들마다 상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 검출한다.
이 실시예에 있어서, 상기 가공 블록은 상기 유효한 최상위 비트에 근거해서 상기 누적 데이터 신호를 제1 방향으로 비트 쉬프트하여 상기 가공 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 가공 블록은, 상기 누적 데이터 신호의 비트 수와 상기 유효한 최상위 비트의 차에 따라 상기 누적 데이터 신호를 상기 제1 방향으로 쉬프트하는 비트 수를 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 부호화 블록은 상기 가공 데이터 신호의 하위 k(k는 양의 정수)비트를 삭제해서 상기 부호화 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 복호 블록은, 상기 부호화 데이터 신호의 상기 하위 k비트들 각각에 '0'을 채워서 상기 복호 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 역가공 블록은, 상기 복호 데이터 신호를 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 비트 쉬프트하여 상기 출력 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 가공 블록은, 상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트가 제1 임계값보다 크거나 같으면 인접한 제1 화소 및 제2 화소 중 상기 제2 화소에 대응하는 데이터 신호의 일부를 삭제한다.
이 실시예에 있어서, 상기 가공 블록은, 상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트가 제2 임계값보다 크거나 같으면 인접한 제1 화소 및 제2 화소 중 상기 제2 화소에 대응하는 데이터 신호의 전부를 삭제한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 입력 데이터 신호를 수신하고, 상기 복수의 화소들로 영상 데이터 신호를 제공하여 상기 화소들에 영상이 표시되도록 제어하는 구동 회로, 및 상기 표시 패널로 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압을 제공하는 전원 공급기를 포함한다. 상기 구동 회로는 상기 복수의 화소들로 제공되는 상기 영상 데이터 신호를 누적하는 영상 신호 처리 장치를 포함하고, 상기 영상 신호 처리 장치는, 현재 프레임의 상기 입력 데이터 신호와 이전 프레임의 누적 데이터 신호를 가산하고 누적 데이터 신호를 출력하는 가산기, 상기 누적 데이터 신호의 가공 범위를 해석하는 해석 블록, 상기 가공 범위에 근거해서 상기 누적 데이터 신호를 가공하고, 가공 데이터 신호를 출력하는 가공 블록, 상기 가공 데이터 신호를 압축하고, 부호화 데이터 신호를 출력하는 부호화 블록, 상기 부호화 데이터 신호 및 상기 가공 범위를 저장하는 메모리, 상기 메모리로부터 독출된 상기 부호화 데이터 신호를 복호화하고, 복호 데이터 신호를 출력하는 복호 블록, 및 상기 가공 범위에 근거해서 상기 복호 데이터 신호를 역가공하여 출력 데이터 신호를 출력하는 역가공 블록을 포함한다. 상기 출력 데이터 신호는 상기 이전 프레임의 누적 데이터 신호로서 상기 가산기로 제공된다.
이 실시예에서, 상기 가공 범위는 상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 포함한다.
이 실시예에서, 상기 가공 블록은 상기 유효한 최상위 비트에 근거해서 상기 누적 데이터 신호를 제1 방향으로 비트 쉬프트하여 상기 가공 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에서, 상기 가공 블록은, 상기 누적 데이터 신호의 비트 수와 상기 유효한 최상위 비트의 차에 따라 상기 누적 데이터 신호를 상기 제1 방향으로 쉬프트하는 비트 수를 결정한다.
이 실시예에서, 상기 부호화 블록은 상기 가공 데이터 신호의 하위 k(k는 양의 정수)비트를 삭제해서 상기 부호화 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에서, 상기 복호 블록은, 상기 부호화 데이터 신호의 상기 하위 k비트들 각각에 '0'을 채워서 상기 복호 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에서, 상기 역가공 블록은, 상기 복호 데이터 신호를 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 비트 쉬프트하여 상기 출력 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에서, 상기 가공 블록은, 상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트가 제1 임계값보다 크거나 같으면 인접한 제1 화소 및 제2 화소 중 상기 제2 화소에 대응하는 데이터 신호의 일부를 삭제한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치의 동작 방법은: 현재 프레임의 입력 데이터 신호와 이전 프레임의 누적 데이터 신호를 가산하는 단계, 상기 누적 데이터 신호의 가공 범위를 해석하는 단계, 상기 가공 범위에 근거해서 상기 누적 데이터 신호를 가공하고, 가공 데이터 신호를 출력하는 단계, 상기 가공 데이터 신호를 압축하고, 부호화 데이터 신호를 출력하는 단계, 상기 부호화 데이터 신호를 복호화하고, 복호 데이터 신호를 출력하는 단계, 및 상기 가공 범위에 근거해서 상기 복호 데이터 신호를 역가공하여 출력 데이터 신호를 출력한다.
이 실시예에서, 상기 가공 범위는 상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 영상 신호 처리 장치는 영상 신호를 압축하기 전에 영상 신호를 가공함으로써 복원된 영상 신호의 정보 손실을 최소화할 수 있다. 따라서 표시 장치에 표시되는 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 영상 신호 처리 장치의 블록들 각각으로부터 출력되는 데이터 신호들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 영상 신호 장치의 가공 블록 및 역가공 블록이 동작하지 않는 경우 영상 신호 처리 장치의 블록들 각각으로부터 출력되는 데이터 신호들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 누적 데이터 신호가 41비트인 경우 도 1에 도시된 가공 블록으로부터 출력되는 가공 데이터 신호 및 부호화 블록으로부터 출력되는 부호화 데이터 신호의 일 예를 보여주는 도면들이다.
도 6은 도 1에 도시된 가공 블록으로 제공되는 누적 데이터 신호의 다양한 예들을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 8 내지 도 11은 도 7에 도시된 영상 신호 처리 장치의 회로 블록들로부터 출력되는 신호를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 영상 신호 처리 장치의 블록들 각각으로부터 출력되는 데이터 신호들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 영상 신호 처리 장치(100)는 가산기(110), 가공 블록(120), 부호화 블록(130), 메모리(140), 복호 블록(150), 역가공 블록(160) 및 해석 블록(170)을 포함한다.
가산기(110)는 현재 프레임의 입력 데이터 신호(D1)와 이전 프레임의 누적 데이터 신호(D2)를 가산하고, 누적 데이터 신호(D3)를 출력한다. 누적 데이터 신호(D3)는 현재 프레임의 누적 데이터 신호이다. 도 2에 도시된 예에서, 입력 데이터 신호(D1)는 8비트(bit) 길이(또는 비트 폭)를 갖고, 이전 프레임의 누적 데이터 신호(D2)는 16비트 길이를 가지며, 그리고 누적 데이터 신호(D3)는 16비트 길이를 가지나, 이에 한정되지 않는다.
해석 블록(170)은 누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(valid most significant bit, MSB_V)를 검출한다. 초기에 누적 데이터 신호(D3)의 16비트는 모두 '0'으로 채워진다. 유효한 최상위 비트(MSB_V)는 누적 데이터 신호(D3) 내 상위 비트들의 '0'을 제외한 첫번째 '1'의 위치 즉, 유효한 데이터 비트의 시작 위치를 의미한다. 도 2에 도시된 예에서, 누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(MSB_V)는 최하위 비트로부터 11번재 비트이다.
다른 실시예에서, 유효한 최상위 비트(MSB_V)는 가공 블록(120)에 의해서 가공될 데이터 신호의 원하는 범위의 비트 위치일 수 있다. 예컨대, 유효한 최상위 비트(MSB_V)는 누적 데이터 신호(D3)의 최대 비트 길이인 16비트 이거나 16비트 보다 작은 값으로 결정될 수 있다.
한편, 가공 블록(120)은 가공될 모든 누적 데이터 신호들 각각에 대해 즉, 매 프레임마다 유효한 최상위 비트(MSB_V)를 검출하거나 또는 소정 구간마다(수 프레임들마다) 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트(MSB_V)를 검출할 수 있다. 누적 데이터 신호들 각각에 대해 유효한 최상위 비트(MSB_V)를 검출하면 누적 데이터 신호들 각각에 대한 정밀한 가공이 가능하나, 메모리(140)의 용량이 증가할 수 있다.
해석 블록(170)으로부터 출력되는 유효한 최상위 비트(MSB_V)는 메모리(140)에 저장되고, 가공 블록(120)으로 제공된다.
가공 블록(120)은 가산기(110)로부터의 유효한 최상위 비트(MSB_V)에 근거해서 누적 데이터 신호(D3)를 가공한다. 가공 블록(120)의 데이터 신호 가공 방식에는 비트 쉬프트 방식과 공간 정보 삭제 방식이 있다. 도 2에 도시된 예에서, 가공 블록(120)은 비트 쉬프트 방식으로 누적 데이터 신호(D3)를 가공한다. 가공 블록(120)의 공간 정보 삭제 방식은 추후 상세히 설명된다.
가공 블록(120)의 비트 쉬프트 수는 누적 데이터 신호(D3)의 비트 수와 유효한 최상위 비트(MSB_V)의 차에 따라 결정된다.
비트 쉬프트 수 = 누적 데이터 신호(D3) 비트 수 - 유효한 최상위 비트(MSB_V)
도 2에 도시된 예에서, 가공 블록(120)의 비트 쉬프트 수는 16비트 -11비트 즉, 5비트 이다. 가공 블록(120)은 누적 데이터 신호(D3)를 5비트 만큼 좌측으로 쉬프트(shift left)하고 나서 하위 5비트를 '0'으로 채운 후 가공 데이터 신호(D4)를 출력한다.
부호화 블록(130)은 가공 블록(120)으로부터 가공 데이터 신호(D4)를 수신한다. 부호화 블록(130)은 가공 데이터 신호(D4)를 비가역 압축할 수 있다. 일반적으로 비가역 압축은 데이터 신호의 일부를 삭제하여 데이터 신호의 크기를 감소시킨다. 비가역 압축된 데이터 신호는 원래의 데이터 신호와 일치하게 복원될 수 없으나, 압축률이 높은 장점이 있다. 도 2에 도시된 예에서, 부호화 블록(130)은 가공 데이터 신호(D4)의 하위 4비트를 삭제한 부호화 데이터 신호(D5)를 출력한다. 도 2에 도시된 예에서, 부호화 데이터 신호(D5)는 누적 데이터 신호(D3)의 비트 길이인 16비트보다 짧은 12비트다. 부호화 데이터 신호(D5)는 메모리(140)에 저장된다.
복호 블록(150)은 메모리(140)로부터 부호화 데이터 신호(D5')를 독출한다. 도 2에 도시된 예에서, 복호 블록(150)는 부호화 데이터 신호(D5')의 하위 4비트에 '0'을 채워 넣는 복호화를 수행하고, 복호 데이터 신호(D6)를 출력한다. 다른 실시예에서, 복호 블록(150)은 오차 확산법 등의 방식으로 복호화를 수행할 수 있다.
역가공 블록(160)은 복호 블록(150)으로부터 복호 데이터 신호(D6)를 수신하고, 메모리(140)로부터 유효 최상위 비트(MSB_V')를 독출한다. 역가공 블록(160)은 비트 쉬프트 방식으로 복호 데이터 신호(D6)를 출력 데이터 신호(D7)로 복원할 수 있다.
역가공 블록(160)의 비트 쉬프트 수는 복호 데이터 신호(D6)의 비트 수와 유효한 최상위 비트(MSB_V')의 차에 따라 결정된다.
비트 쉬프트 수 = 복호 데이터 신호(D6) 비트 수 - 유효한 최상위 비트(MSB_V')
도 2에 도시된 예에서, 역가공 블록(160)의 비트 쉬프트 수는 16비트 -11비트 즉, 5비트다. 역가공 블록(160)은 복호 데이터 신호(D6)를 5비트 만큼 우측으로 쉬프트(shift right)하고 나서 최상위 5비트를 '0'으로 채운 후 출력 데이터 신호(D7)를 출력한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 출력 데이터 신호(D7)는 원래의 누적 데이터 신호(D3)로 복원될 수 있다.
출력 데이터 신호(D7)는 다음 프레임에서 이전 프레임의 누적 데이터 신호(D2)로서 가산기(110)로 제공될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 영상 신호 장치의 가공 블록 및 역가공 블록이 동작하지 않는 경우 영상 신호 처리 장치의 블록들 각각으로부터 출력되는 데이터 신호들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 가공 블록(120)이 동작하지 않는 경우, 누적 데이터 신호(D3)가 부호화 블록(130)으로 직접 제공될 수 있다.
부호화 블록(130)은 누적 데이터 신호(D3)를 압축하기 위해 누적 데이터 신호(D3)의 하위 4비트를 삭제한 부호화 데이터 신호(D5)를 출력한다.
역가공 블록(160)은 부호화 데이터 신호(D5)의 하위 4비트에 '0'을 채워 넣는 복호화를 수행하고, 복호 데이터 신호(D6)를 출력한다. 앞서 부호화 블록(130)에서 삭제된 4비트들에 대한 정보가 결핍되어 있으므로 역가공 블록(160)을 거쳐 출력되는 출력 데이터 신호(D7)가 원래의 누적 데이터 신호(D3)로 완전하게 복원되는 것은 어렵다.
도 3에 도시된 예에서 누적 데이터 신호(D3)와 출력 데이터 신호(D7)는 서로 다른 값을 가지며, 여러 프레임이 반복되면서 누적 데이터 신호(D3)와 출력 데이터 신호(D7) 사이의 차이는 더 커질 수 있다.
도 4 및 도 5는 누적 데이터 신호가 41비트인 경우 도 1에 도시된 가공 블록으로부터 출력되는 가공 데이터 신호 및 부호화 블록으로부터 출력되는 부호화 데이터 신호의 일 예를 보여주는 도면들이다.
먼저 도 1 및 도 4를 참조하면, 하나의 화소에 대응하는 입력 데이터 신호의 비트 길이가 8비트이고, 동작 주파수가 60Hz, 1일 평균 6시간 동작하는 표시 장치가 10년간 동작하기 위해서 누적 데이터 신호(D3)의 비트 길이는 적어도 41비트이어야 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)를 20비트의 부호화 데이터 신호(D5)로 압축할 경우 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 21번째 비트일 때부터 입력 데이터를 포함하는 비트가 삭제됨을 알 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)를 20비트의 부호화 데이터 신호(D5)로 압축할 경우 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 28번째 비트일 때 부호화 데이터 신호(D5)는 입력 데이터 신호를 1비트도 포함하지 않게 된다. 즉, 누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 28번째 비트일 때부터 더 이상 새로운 입력 데이터 신호를 누적 및 압축할 수 없다.
누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 상위 비트로 올라갈수록 부호화 데이터 신호(D5)의 고주파 성분은 감소할 수 있다. 따라서 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 상위 비트로 올라가더라도 새로운 입력 데이터 신호를 누적 및 압축할 수 있는 방법이 필요하다.
도 6은 도 1에 도시된 가공 블록으로 제공되는 누적 데이터 신호의 다양한 예들을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)를 가공 블록(120) 및 부호화 블록(130)에 의해서 20비트의 부호화 데이터 신호(D5)로 압축할 경우, 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 20번째 비트일 때 누적 데이터 신호(D3)는 정상적으로 부호화 데이터 신호(D5)로 변환될 수 있다.
앞서 도 4에서 설명한 바와 같이, 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)를 20비트의 부호화 데이터 신호(D5)로 압축할 경우 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 21번째 비트일 때부터 입력 데이터를 포함하는 비트가 삭제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공 블록(120)은 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 21번?? 비트이면, 인접한 제1 및 제2 화소들(PX1, PX2)의 누적 데이터 신호들(D3) 중 제2 화소(PX2)의 하위 2비트를 삭제하여 가공 데이터 신호(D4)를 생성한다. 제2 화소(PX2)의 하위 2비트를 삭제함으로써 제1 화소(PX1)의 하위 비트는 부호화 블록(130)에 의해서 삭제되지 않는다.
즉, 제1 화소(PX1)의 누적 데이터 신호(D3)는 삭제없이 부호화 데이터 신호(D5)로 변환될 수 있고, 제2 화소(PX2)의 하위 2비트는 삭제된 후 부호화 데이터 신호(D5)로 변환된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공 블록(120)은 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 23번째 비트이면, 인접한 제1 및 제2 화소들(PX1, PX2)의 누적 데이터 신호들(D3) 중 제2 화소(PX2)의 하위 6비트를 삭제하여 가공 데이터 신호(D4)를 생성할 수 있다. 이때, 제2 화소(PX2)의 누적 데이터 신호(D3) 대부분이 삭제되므로 가공 블록(120)은 압축 해상도를 1/2로 감소시켜서 제2 화소(PX2)의 누적 데이터 신호(D3)를 삭제한다.
즉, 제1 화소(PX1)의 누적 데이터 신호(D3)는 삭제없이 부호화 데이터 신호(D5)로 변환될 수 있고, 제2 화소(PX2)에 대한 부호화 데이터 신호(D5)는 생성하지 않는다.
이러한 방법으로 가공 블록(120)은 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 23번째 비트와 같거나 높으면, 인접한 제1 및 제2 화소들(PX1, PX2)의 누적 데이터 신호들(D3) 중 제2 화소(PX2)의 하위 6비트를 삭제하고, 제1 화소(PX1)의 누적 데이터 신호(D3)만을 가공 데이터 신호(D4)로 변환한다. 따라서, 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D3)의 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 41번째 비트일 때 비로서 부호화 과정에서 제1 화소(PX1)의 누적 데이터 신호(D3)의 하위 2비트만 삭제될 수 있다.
이와 같이, 일부 또는 전부가 삭제된 제2 화소(PX1)에 대한 부호화 데이터 신호(D5)는 역가공 블록(160)에서 더블러(Doubler) 또는 스케일러(Scaler)와 같은 영상 복원 방식을 사용하여 복원할 수 있다.
도 6에 도시된 공간 압축 방식은 가공 블록의 동작의 일 예를 설명하기 위한 것이며, 이에 한정되지 않음이 잘 이해될 것이다.
이와 같은 본 발명의 실시예는 압축 대상이 되는 누적 데이터 신호를 해석하는 방법, 해석 결과에 기초하여 입력 데이터 신호를 압축 전에 가공하는 방법, 압축된 데이터 신호인 부호화 데이터 신호를 해독하고 역가공하는 방법을 제공함으로써 영상 데이터 신호의 압축 및 복원 과정에서 정보 손실을 최소화할 수 있다. 따라서 최소한의 메모리 크기를 유지하면서 간단한 회로 구성으로 비가역 압축을 수행하되, 정보 손실을 최소화할 수 있다. 더욱이 본 발명의 실시예는 다른 압축 기술과 조합하여 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 8 내지 도 11은 도 7에 도시된 영상 신호 처리 장치의 회로 블록들로부터 출력되는 신호를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치(200)는 평활화 블록(210), 가산기들(215, 265, 275), 가공 블록(220), 부호화 블록(225), 복호 블록들(230, 280), 역가공 블록들(235), 285), 감산기(240), 해상도 저감 블록(245), 메모리(250), 해석 블록(260) 및 해상도 복원 블록(270)을 포함한다.
입력 데이터 신호(D11)가 8비트 길이(또는 비트 폭)를 가지며, 누적 데이터 신호(D13)는 41비트 길이를 가지나, 이에 한정되지 않는다.
평활화 블록(210)은 메모리(250)로부터의 유효한 최상위 비트(MSB_V')에 따라서 공간 방향으로 입력 데이터 신호(D11)를 평활화한다. 예를 들어, 유효한 최상위 비트(MSB_V')가 41번째 비트인 경우, 평활화 블록(210)은 인접한 4개의 화소들(PX1-PX4)에 대한 입력 데이터 신호(D11)의 평균값을 계산하고, 평활화 데이터 신호(Ds)를 출력한다. 유효한 최상위 비트(MSB_V')가 소정의 값보다 작으면 평활화 블록(210)은 평활화 동작을 수행하지 않고, 입력 데이터 신호(D11)를 그대로 평활화 데이터 신호(Ds)로 출력한다.
가산기(215)는 평활화 데이터 신호(Ds)와 이전 프레임의 누적 데이터 신호(D12)를 가산하고 누적 데이터 신호(D13)를 출력한다.
해석 블록(260)은 누적 데이터 신호(D13)의 유효한 최상위 비트(valid most significant bit, MSB_V) 및 누적 데이터 신호(D13)의 최대값(MAX_D)을 검출한다. 유효한 최상위 비트(valid most significant bit, MSB_V)는 메모리(250)에 저장된다. 가산기(265)는 최대값(MAX_D)과 입력 데이터 신호(D11)의 최대값(D11_MAX)을 가산하고, 제산값(DIVt)을 출력한다. 예를 들어, 입력 데이터 신호(D11)가 8비트인 경우, 입력 데이터 신호(D11)의 최대값(D11_MAX)은 255이다.
가공 블록(220)은 가산기(215)로부터 누적 데이터 신호(D13)를 수신하고, 메모리(250)로부터 제산값(DIVt-1) 및 유효한 최상위 비트(MSB_V')를 독출한다. 가공 블록(220)은 누적 데이터 신호(D13)를 제산값(DIVt-1)으로 나누어서 비율 데이터 신호(D14)를 출력한다. 비율 데이터 신호(D14)는 0에서 1 사이의 값을 갖는다.
부호화 블록(225)은 유효한 최상위 비트(MSB_V')에 따라 비율 데이터 신호(D14)를 압축해서 압축 비율 데이터 신호(D15)를 출력한다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 유효한 최상위 비트(MSB_V')가 20번째 비트인 경우, 부호화 블록(225)은 비율 데이터 신호(D14)의 하위 21비트를 삭제해서 압축 비율 데이터 신호(D15)의 비트 길이를 20비트로 한다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 유효한 최상위 비트(MSB_V')가 41번째 비트인 경우, 부호화 블록(225)은 비율 데이터 신호(D14)의 하위 30비트를 삭제해서 압축 비율 데이터 신호(D15)의 비트 길이를 11비트로 한다.
다른 실시예에서, 부호화 블록(225)은 유효한 최상위 비트(MSB_V')와 무관하게 비율 데이터 신호(D14)의 하위 소정 비트를 삭제할 수 있다.
부호화 블록(225)으로부터 출력되는 압축 비율 데이터 신호(D15)는 메모리(250)에 저장된다.
복호 블록(230)은 부호화 블록(225)으로부터 압축 비율 데이터 신호(D15)를 수신하고, 복호 비율 데이터 신호(D16)를 출력한다. 역가공 블록(235)은 복호 비율 데이터 신호(D16)와 제산값(DIVt')을 곱해서 복호 누적 데이터 신호(D17)를 출력한다. 감산기(240)는 누적 데이터 신호(D3)와 복호 누적 데이터 신호(D17)의 차를 계산하고, 압축 오차 데이터 신호(D18)를 출력한다.
해상도 저감 블록(245)은 유효한 최상위 비트(MSB_V')에 따라서 압축 오차 데이터 신호(D18)의 해상도를 저감시킨다.
앞서 도 6에서 설명한 바와 같이, 비트 길이가 41비트인 누적 데이터 신호(D13)를 20비트의 부호화 데이터 신호로 압축할 경우 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 21비트일 때부터 입력 데이터를 포함하는 비트가 삭제될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 유효한 최상위 비트(MSB_V')가 21번째 비트이면, 해상도 저감 블록(245)은 제1 화소(PX1) 및 제3 화소(PX3)에 대응하는 압축 오차 데이터 신호(D18)는 유지하고, 제2 화소(PX2) 및 제4 화소(PX4)에 대응하는 압축 오차 데이터 신호(D18)는 삭제한다. 해상도 저감 블록(245)으로부터 출력되는 축소 압축 오차 신호(D19)는 메모리(250)에 저장된다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 유효한 최상위 비트(MSB_V')가 23번째 비트이면, 해상도 저감 블록(245)은 제1 화소(PX1) 및 제3 화소(PX3)에 대응하는 압축 오차 데이터 신호(D18)는 유지하고, 제2 화소(PX2) 및 제4 화소(PX4)에 대응하는 압축 오차 데이터 신호(D18)는 삭제한다. 해상도 저감 블록(245)으로부터 출력되는 축소 압축 오차 신호(D19)는 메모리(250)에 저장된다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 유효한 최상위 비트(MSB_V')가 41번째 비트이면, 제1 화소(PX1)에 대응하는 압축 오차 데이터 신호(D18)는 유지하고, 제2 화소(PX2) 내지 제4 화소(PX4)에 대응하는 압축 오차 데이터 신호(D18)는 삭제한다. 해상도 저감 블록(245)으로부터 출력되는 축소 압축 오차 데이터 신호(D19)는 메모리(250)에 저장된다.
해상도 복원 블록(270)은 메모리(250)로부터의 축소 압축 오차 데이터 신호(D19')를 복원한다. 해상도 복원 블록(270)은 더블러(Doubler) 또는 스케일러(Scaler)와 같은 영상 복원 방식을 사용하여 축소 압축 오차 데이터 신호(D19')를 복원하고 확대 압축 오차 데이터 신호(D20)를 출력할 수 있다.
복호 블록(280)은 메모리(250)로부터 압축 비율 데이터 신호(D15')를 독출한다. 복호 블록(280)는 압축 비율 데이터 신호(D15')를 복호화하고, 복호 비율 데이터 신호(D21)를 출력한다. 복호 블록(280)으로부터 출력되는 복호 비율 데이터 신호(D21)는 복호 블록(230)로부터 출력되는 복호 비율 데이터 신호(D16)와 실질적으로 동일할 수 있다.
역가공 블록(285)는 메모리(250)로부터 독출된 유효한 최상위 비트(MSB_V')에 따라서 비트 쉬프트 방식으로 복호 비율 데이터 신호(D21)를 출력 데이터 신호(D23)로 복원할 수 있다.
출력 데이터 신호(D23)는 다음 프레임에서 이전 프레임의 누적 데이터 신호(D12)로서 가산기(215)로 제공될 수 있다. 출력 데이터 신호(D23)는 압축에 의한 오차, 공간 해상도 저감에 의한 오차를 포함할 수 있다. 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 작을 때(예를 들어, 20번째 비트)는 출력 데이터 신호(D23)에 오차가 포함되지 않으나, 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 상위값을 가질수록 출력 데이터 신호(D23)에 포함되는 오차가 증가할 수 있다. 그러나 유효한 최상위 비트(MSB_V)가 상위값을 가질수록 누적 데이터 신호(D13)의 고주파 성분이 감소할 수 있으므로, 압축에 의한 정보 감소의 영항을 최소화할 수 있다. 또 누적 데이터 신호(D13)의 상위 비트들은 공간 해상도가 감소하지 않기 때문에 앞서 도 6에 도시된 바와 같이, 공간 해상도가 1/2로 급격하게 감소하는 현상은 발생하지 않는다.
본 발명의 실시예들에서는 공간 정보를 희생하여 데이터 신호를 누적하는 방법에 대해 설명하였으나, 입력 데이터 신호가 동영상인 경우에는 시간적 여유도를 이용하여 데이터 신호를 누적할 수 있다. 예를 들어, 60Hz 동영상은 1초간 60프레임의 영상 신호들이 입력되기 때문에 1/60초의 변화는 경미하다. 따라서 2프레임 중 1프레임만 누적하는 방법과 1비트를 삭제하는 방법의 조합에 의해 공간 정보의 삭제량을 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 표시 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(1100), 구동 회로(1010) 및 전압 공급기(1600)를 포함한다. 구동 회로(1010)는 타이밍 컨트롤러(1200), 스캔 드라이버(1300), 데이터 드라이버(1400) 및 발광 드라이버(1500)를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(1200), 스캔 드라이버(1300), 데이터 드라이버(1400) 및 발광 드라이버(1500)는 칩온 플렉시블 인쇄 회로(chip on flexible printed circuit; COF), 칩온 글래스(chip on glass; COG), 플렉시블 인쇄 회로(flexible printed circuit; FPC) 형태로 디스플레이 패널(1100)에 연결될 수 있다.
표시 패널(1100)은 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm, m은 2 이상의 자연수) 및 데이터 라인들(DL1-DLm)에 교차하여 배열된 복수의 스캔 라인들(SL1-SLn, n은 2 이상의 자연수), 스캔 라인들(SL1-SLn)과 나란히 배열된 복수의 발광 제어 라인들(EL1-ELn) 그리고 그들의 교차 영역에 배열된 복수의 화소들(PX)을 포함한다. 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm), 복수의 스캔 라인들(SL1-SLn) 및 복수의 발광 제어 라인들(EL1-ELn)은 서로 절연되어 있다.
각 화소(PX)은 도면에 도시되지 않았으나, 대응하는 데이터 라인, 스캔 라인 및 발광 제어 라인에 연결된 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(1200)는 외부로부터 제공되는 입력 데이터 신호(RGB) 및 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 타이밍 컨트롤러(1200)는 제1 내지 제4 구동 제어 신호들(CONT1-CONT4)를 생성한다. 제1 구동 제어 신호(CONT1)는 데이터 드라이버(1400)에 제공하고, 제2 구동 제어 신호(CONT2)는 스캔 드라이버(1300)에 제공하고, 제3 구동 제어 신호(CONT3)는 발광 드라이버(1500)에 제공하고, 제4 구동 제어 신호(CONT4)는 전압 공급기(1600)에 제공할 수 있다. 제1 구동 제어 신호(CONT1)는 데이터 드라이버(140)의 구동을 제어하는 스타트 펄스 신호, 샘플링 클럭 신호, 극성 제어 신호, 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 제2 구동 제어 신호(CONT2)는 스캔 드라이버(130)의 구동을 제어하는 게이트 스타트 펄스 신호, 쉬프트 클럭 신호, 게이트 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
스캔 드라이버(1300)는 제2 구동 제어 신호(CONT2)에 기초하여 복수의 스캔 라인들(SL1-SLn)을 통해 복수의 화소(PX)들 각각에 스캔 신호를 제공할 수 있다.
데이터 드라이버(1400)는 제1 구동 제어 신호(CONT1)에 기초하여 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)을 통해 복수의 화소(PX)들 각각에 데이터 전압을 제공할 수 있다.
발광 드라이버(1500)는 제3 구동 제어 신호(CONT3)에 기초하여 복수의 발광 제어 라인들(EL1-ELn)을 통해 복수의 화소(PX)들 각각에 발광 제어 신호를 제공할 수 있다. 이 발광 제어 신호에 기초하여 표시 패널(1000)의 휘도가 조절될 수 있다.
전원 공급기(1600)는 제4 구동 제어 신호(CONT4)에 기초하여 제1 전원 전압(ELVDD)와 제2 전원 전압(ELVSS)을 표시 패널(1100)에 제공한다.
화소(PX) 내 유기 발광 소자는 장시간 구동시 열화될 수 있다. 예컨대, 표시 패널(1100)에 표시된 이전 프레임의 영상이 현재 프레임에 잔상(image sticking)으로 남을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 타이밍 컨트롤러(1200)는 표시 패널(1100)로 제공되는 영상 데이터 신호를 누적해서 열화 정도를 예측하는 영상 신호 처리 장치(100)를 포함할 수 있다. 영상 신호 처리 장치(100)는 도 1에 도시된 구성을 포함할 수 있다.
영상 신호 처리 장치(100)는 압축 대상이 되는 누적 데이터 신호를 해석하고, 해석 결과에 기초하여 입력 데이터 신호를 압축 전에 가공한 후 압축하며, 압축된 데이터 신호인 부호화 데이터 신호를 해독하고 역가공하는 방법을 제공함으로써 영상 데이터 신호의 압축 및 복원 과정에서 정보 손실을 최소화할 수 있다. 따라서 최소한의 메모리 크기를 유지하면서 간단한 회로 구성으로 비가역 압축을 수행하되, 정보 손실을 최소화할 수 있다. 더욱이 본 발명의 실시예는 다른 압축 기술과 조합하여 사용될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 영상 신호 처리 장치
110: 가산기
120: 가공 블록
130: 부호화 블록
140: 메모리
150: 복호 블록
160: 역가공 블록
170: 해석 블록

Claims (20)

  1. 현재 프레임의 입력 데이터 신호와 이전 프레임의 누적 데이터 신호를 가산하고 누적 데이터 신호를 출력하는 가산기;
    상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 검출하는 해석 블록;
    상기 누적 데이터 신호의 비트 수와 상기 유효한 최상위 비트의 차만큼 상기 누적 데이터 신호를 쉬프트해서 가공 데이터 신호를 출력하는 가공 블록;
    상기 가공 데이터 신호를 압축하고, 부호화 데이터 신호를 출력하는 부호화 블록;
    상기 부호화 데이터 신호 및 상기 가공 범위를 저장하는 메모리;
    상기 메모리로부터 독출된 상기 부호화 데이터 신호를 복호화하고, 복호 데이터 신호를 출력하는 복호 블록; 및
    상기 가공 범위에 근거해서 상기 복호 데이터 신호를 역가공하여 출력 데이터 신호를 출력하는 역가공 블록을 포함하되;
    상기 출력 데이터 신호는 상기 이전 프레임의 누적 데이터 신호로서 상기 가산기로 제공되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 해석 블록은 매 프레임마다 상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트를 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 해석 블록은 소정의 프레임들마다 상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트를 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공 블록은,
    상기 누적 데이터 신호의 비트 수와 상기 유효한 최상위 비트의 차에 따라 상기 누적 데이터 신호를 제1 방향으로 쉬프트하는 비트 수를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 블록은 상기 가공 데이터 신호의 하위 k(k는 양의 정수)비트를 삭제해서 상기 부호화 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복호 블록은,
    상기 부호화 데이터 신호의 상기 하위 k비트들 각각에 '0'을 채워서 상기 복호 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 역가공 블록은,
    상기 복호 데이터 신호를 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 비트 쉬프트하여 상기 출력 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공 블록은,
    상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트가 제1 임계값보다 크거나 같으면 인접한 제1 화소 및 제2 화소 중 상기 제2 화소에 대응하는 데이터 신호의 일부를 삭제하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공 블록은,
    상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트가 제2 임계값보다 크거나 같으면 인접한 제1 화소 및 제2 화소 중 상기 제2 화소에 대응하는 데이터 신호의 전부를 삭제하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  12. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    입력 데이터 신호를 수신하고, 상기 복수의 화소들로 영상 데이터 신호를 제공하여 상기 화소들에 영상이 표시되도록 제어하는 구동 회로; 및
    상기 표시 패널로 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압을 제공하는 전원 공급기를 포함하되;
    상기 구동 회로는 상기 복수의 화소들로 제공되는 상기 영상 데이터 신호를 누적하는 영상 신호 처리 장치를 포함하고,
    상기 영상 신호 처리 장치는,
    현재 프레임의 상기 입력 데이터 신호와 이전 프레임의 누적 데이터 신호를 가산하고 누적 데이터 신호를 출력하는 가산기;
    상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 검출하는 해석 블록;
    상기 누적 데이터 신호의 비트 수와 상기 유효한 최상위 비트의 차만큼 상기 누적 데이터 신호를 쉬프트해서 가공 데이터 신호를 출력하는 가공 블록;
    상기 가공 데이터 신호를 압축하고, 부호화 데이터 신호를 출력하는 부호화 블록;
    상기 부호화 데이터 신호 및 상기 가공 범위를 저장하는 메모리;
    상기 메모리로부터 독출된 상기 부호화 데이터 신호를 복호화하고, 복호 데이터 신호를 출력하는 복호 블록; 및
    상기 가공 범위에 근거해서 상기 복호 데이터 신호를 역가공하여 출력 데이터 신호를 출력하는 역가공 블록을 포함하되;
    상기 출력 데이터 신호는 상기 이전 프레임의 누적 데이터 신호로서 상기 가산기로 제공되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가공 블록은 상기 유효한 최상위 비트에 근거해서 상기 누적 데이터 신호를 제1 방향으로 비트 쉬프트하여 상기 가공 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부호화 블록은 상기 가공 데이터 신호의 하위 k(k는 양의 정수)비트를 삭제해서 상기 부호화 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복호 블록은,
    상기 부호화 데이터 신호의 상기 하위 k비트들 각각에 '0'을 채워서 상기 복호 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 역가공 블록은,
    상기 복호 데이터 신호를 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 비트 쉬프트하여 상기 출력 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 가공 블록은,
    상기 누적 데이터 신호의 상기 유효한 최상위 비트가 제1 임계값보다 크거나 같으면 인접한 제1 화소 및 제2 화소 중 상기 제2 화소에 대응하는 데이터 신호의 일부를 삭제하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 현재 프레임의 입력 데이터 신호와 이전 프레임의 누적 데이터 신호를 가산하는 단계;
    상기 누적 데이터 신호의 유효한 최상위 비트를 검출하는 단계;
    상기 누적 데이터 신호의 비트 수와 상기 유효한 최상위 비트의 차만큼 상기 누적 데이터 신호를 쉬프트해서 가공 데이터 신호를 출력하는 단계;
    상기 가공 데이터 신호를 압축하고, 부호화 데이터 신호를 출력하는 단계;
    상기 부호화 데이터 신호를 복호화하고, 복호 데이터 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 가공 범위에 근거해서 상기 복호 데이터 신호를 역가공하여 출력 데이터 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치의 동작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 누적 데이터 신호의 비트 수와 상기 유효한 최상위 비트의 차에 따라 상기 누적 데이터 신호를 제1 방향으로 쉬프트하는 비트 수를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치의 동작 방법.
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