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KR20100073357A - 액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치 - Google Patents

액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치 Download PDF

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KR20100073357A
KR20100073357A KR1020080132005A KR20080132005A KR20100073357A KR 20100073357 A KR20100073357 A KR 20100073357A KR 1020080132005 A KR1020080132005 A KR 1020080132005A KR 20080132005 A KR20080132005 A KR 20080132005A KR 20100073357 A KR20100073357 A KR 20100073357A
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KR
South Korea
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KR1020080132005A
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구성조
김영호
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엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 오버드라이빙으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 영상 처리 방법은 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 노이즈 여부를 검출하는 단계와; 상기 단계에서 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터에서 노이즈를 제거하여 상기 이전 프레임의 데이터와 함께 출력하는 단계와; 룩업 테이블에서 상기 이전 프레임의 데이터와 상기 노이즈 성분이 제거된 현재 프레임의 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력하는 단계를 포함한다.
ODC, 노이즈, 데이터 보정, 임계값, 색반전, 휘도, YUV

Description

액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING VIDEO OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 오버드라이빙으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 구체적으로, 액정 표시 장치는 화소 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하는 구동 회로를 구비한다. 그리고 액정 표시 장치는 액정 패널이 비발광 소자이기 때문에 액정 패널의 후면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 구비한다. 액정 패널은 비디오 신호에 따라 각 서브 화소의 액정 배열 상태가 가변하여 백라이트 유닛에서 조사된 빛의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다. 이러한 액정 표시 장치는 이동 통신 단말기, 휴대용 컴퓨터, 액정 텔레비젼 등과 같이 소형 표시 장치부터 대형 표시 장치까지 널리 사용된다.
그리고, 액정 표시 장치는 각 서브 화소에 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입이므로 동영상을 표시하기에 적합하다. 그러나, 액정이 갖는 고유의 점성 및 탄성 등의 특성으로 인한 느린 응답 속 도와, 홀드 타입 구동(Hold Type Driving) 특성 등의 이유로 동영상 재생시 이전 프레임의 잔상으로 인한 모션 블러(Motion Blur) 현상이 발생되는 문제점이 있다. 예를 들면, 도 1a와 같이 n번째 프레임(Fn)에서 액정에 인가된 데이터 전압이 가변했을 때 목표치 계조로 휘도가 바로 변하지 않고 액정의 느린 응답 속도로 인해 이전 프레임(Fn-1)의 계조에서 목표치 계조까지 서서히 가변함으로써 다음 프레임(Fn+1)까지 영향을 주어 잔상이 유발된다. 이를 해결하기 위하여 도 1b와 같이 데이터가 변화하는 순간에 목표치 보다 더 높은 오버슈트(Overshoot) 전압을 인가함으로써 인가된 전압에 비례하여 액정 응답 속도를 향상시키는 오버드라이빙(Overdriving) 방법이 이용되고 있다. 오버드라이빙 방법은 이전 프레임과 현재 프레임의 데이터를 비교하여 1 이상의 차이가 나면 오버드라이빙 데이터로 변환하여 출력한다.
한편, 텔레비젼 수신시 아날로그 방송 신호를 디지털 데이터로 샘플링하는 양자화 과정에서 1 계조 이상의 양자화 에러가 발생하는 경우가 있다. 이에 따라, 아날로그 방송 신호가 정지 영상이라도 양자화 에러 등으로 프레임 별로 다른 디지털 데이터를 출력하는 경우가 있다. 그런데, 이러한 양자화 에러 성분이 액정 표시 장치의 데이터 처리 과정에서 오버드라이빙 회로를 거치면서 증폭됨으로써 화면상에서 노이즈로 나타나는 문제점이 있다.
또한, 종래의 오버드라이빙 회로는 적, 녹, 청 데이터를 독립적으로 오버드라이빙 데이터로 변환함에 따라 응답 속도를 빠르게 하기 위해 오버드라이빙 성분을 크게 하는 경우 색반전이 발생되어서 화질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 데이터의 오버드라이빙으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리 방법은 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 노이즈 여부를 검출하는 단계와; 상기 단계에서 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터에서 노이즈를 제거하여 상기 이전 프레임의 데이터와 함께 출력하는 단계와; 룩업 테이블에서 상기 이전 프레임의 데이터와 상기 노이즈 성분이 제거된 현재 프레임의 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력하는 단계를 포함한다.
상기 노이즈 여부를 검출하는 단계는 상기 이전 프레임의 데이터와 상기 현재 프레임의 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하는 단계와; 상기 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하는 단계를 포함한다.
상기 노이즈 성분을 제거하는 단계는, 상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터를 상기 이전 프레임의 데이터과 동일한 데이터로 출력함으로써 상기 노이즈 성분을 제거하고, 상기 오버드라이빙 데이터를 선택하는 단계는, 상기 이전 및 현재 프레임의 데이터가 동일하면 상기 현재 프레임과 동일한 데이터를 선택하여 출력한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리 방법은 이전 프레임 및 현재 프레임의 계조 데이터를 휘도 및 색차 데이터로 변환하는 단계와; 룩업 테이블에서 이전 프레임 및 현재 프레임의 휘도 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 휘도 데이터를 선택하여 출력하는 단계와; 상기 오버드라이빙 휘도 데이터와 상기 현재 프레임의 색차 데이터를 이용하여 계조 데이터로 역변환하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 계조 데이터를 휘도 및 색차 데이터로 변환하기 이전에, 상기 이전 프레임의 계조 데이터와 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하는 단계와; 상기 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하는 단계와; 상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 상기 이전 프레임의 계조 데이터과 동일한 데이터로 출력하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리 장치는 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 노이즈 여부를 검출하고, 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터에서 노이즈를 제거하여 상기 이전 프레임의 데이터와 함께 출력하는 노이즈 제거 필터와; 상기 노이즈 제거 필터로부터 출력된 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하 는 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력하는 룩업 테이블을 구비한다.
상기 노이즈 제거 필터는 상기 이전 프레임의 데이터와 상기 현재 프레임의 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하고, 상기 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하며, 상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터를 상기 이전 프레임의 데이터과 동일한 데이터로 출력하고; 상기 룩업 테이블은 상기 노이즈 제거 필터로부터의 이전 및 현재 프레임의 데이터가 동일하면 상기 현재 프레임과 동일한 데이터를 선택하여 출력한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리 장치는 이전 프레임 및 현재 프레임의 계조 데이터를 휘도 및 색차 데이터로 변환하는 색공간 변환부와; 상기 색공간 변환부로부터 출력된 이전 프레임 및 현재 프레임의 휘도 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 휘도 데이터를 선택하여 출력하는 룩업 테이블과; 상기 룩업 테이블로부터의 오버드라이빙 휘도 데이터와 상기 색공간 변환부로부터의 현재 프레임의 색차 데이터를 이용하여 계조 데이터로 역변환하는 색공간 역변환부를 구비한다.
또한, 본 발명은 상기 색공간 변환부의 입력단에 접속되고, 상기 이전 프레임의 계조 데이터와 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하고, 검출된 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하며, 상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 상기 이전 프레임의 계조 데이터과 동일한 데이터로 출력하는 노이즈 제거 필터를 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치는 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터 비교를 통해 현재 프레임 데이터의 노이즈를 제거한 다음 오버드라이빙 데이터로 변조함으로써 오버드라이빙에 의해 노이즈 성분이 증폭되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치는 계조 데이터를 휘도 데이터로 변환한 다음, 휘도 데이터를 오버드라이빙 휘도 데이터로 변조하고, 오버드라이빙 휘도 데이터를 계조 데이터로 역변환함으로써 오버드라이빙으로 인한 색반전을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리 방법 및 장치는 입력 계조 데이터에서 노이즈 성분을 제거하여 휘도 데이터로 변환한 다음, 휘도 데이터를 오버드라이빙 휘도 데이터로 변조하고, 오버드라이빙 휘도 데이터를 계조 데이터로 역변환함으로써 오버드라이빙으로 인한 노이즈 및 색반전을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 패널(12)과, 액정 패널(12)의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버(8)와, 액정 패널(12)의 게 이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(10)와, 입력 데이터의 노이즈 성분을 제거하여 오버드라이빙 데이터로 변환하여 출력하는 영상 처리부(4)와, 영상 처리부(4)로부터의 영상 데이터를 정렬하여 데이터 드라이버(8)에 공급함과 아울러 데이터 드라이버(8) 및 게이트 드라이버(10)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(6)를 구비한다.
영상 처리부(4)는 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 따라 현재 프레임의 데이터를 오버드라이빙 데이터로 변조하여 출력한다. 이때, 영상 처리부(4)는 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터가 동일한 경우 현재 프레임의 데이터를 오버드라이빙 하도록 변조하지 않고 현재 프레임의 데이터와 동일한 데이터를 출력한다. 또한, 영상 처리부(4)는 연속된 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 노이즈 성분을 검출하고, 입력 데이터에서 검출된 노이즈 성분을 제거한 다음, 오버드라이빙 데이터로 변조한다. 외부 시스템에서 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환할 때 발생되는 양자화 에러 등으로 인한 노이즈 성분은 1계조 등과 같이 상대적으로 작기 때문에, 영상 처리부(4)는 연속된 프레임간의 데이터 차이가 임계값 보다 작은 경우 노이즈 성분으로 판단한다. 그리고, 영상 처리부(4)는 노이즈가 검출되면 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 동일하게 하여 현재 프레임의 데이터를 오버드라이빙되도록 변조하지 않고, 현재 프레임의 데이터와 동일한 데이터를 출력한다. 여기서, 노이즈 성분을 판단하기 위한 임계값은 설계자가 많은 실험 과정을 통해 미리 설정해둔 최적화된 임계값이다. 이에 따라, 입력 데이터의 노이즈 성분이 오버드라 이빙에 의해 증폭되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이러한 영상 처리부(4)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
타이밍 컨트롤러(6)는 영상 처리부(4)의 출력 데이터를 정렬하여 데이터 드라이버(8)로 출력한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(6)는 영상 처리부(4)로부터의 다수의 동기신호, 즉 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수평 동기 신호, 수직 동기 신호를 이용하여 데이터 드라이버(8)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와, 게이트 드라이버(10)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 출력한다.
데이터 드라이버(8)는 타이밍 컨트롤러(6)로부터의 데이터 제어 신호에 응답하여 타이밍 컨트롤러(6)로부터의 디지털 영상 데이터를 감마 전압을 이용하여 아날로그 데이터 신호(화소 전압 신호)로 변환하여서 액정 패널(12)의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
게이트 드라이버(10)는 타이밍 컨트롤러(6)의 게이트 제어 신호에 응답하여 액정 패널(12)의 게이트 라인(GL)을 순차 구동한다.
액정 패널(12)은 다수의 화소들이 배열된 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시한다. 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT)와 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다. 액정 패널(12)은 프레임간의 데이터 차이가 큰 영상을 표시할 때는 영상 처리부(4)에서 오버드라이빙 변조된 데이터에 대응하는 전압을 충전하여 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 반면에, 프레임간의 데이터 차이가 작은 영상을 표시할 때는 영상 처리부(4)에서 오버드라이빙 변조되지 않은 데이터에 대응하는 전압을 충전하여 오버드라이빙으로 인한 노이즈를 방지할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 영상 처리부(4)의 내부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 도 3에 도시된 노이즈 제거 필터(26)의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 영상 처리부(4)는 인코더(20), 프레임 메모리(22), 디코더(24), 노이즈 제거 필터(26), 룩업 테이블(28)을 구비한다. 도 4에 도시된 노이즈 제거 필터(26)는 노이즈 검출부(30) 및 선택부(32)를 구비한다.
인코더(20), 프레임 메모리(22), 디코더(24)는 현재 프레임의 입력 데이터(FDn)를 한 프레임 지연시켜서 이전 프레임 데이터(FDn-1)로 노이즈 제거 필터(26)로 공급한다. 인코더(20)는 현재 프레임의 입력 데이터(FDn)를 압축하여 비트수를 감소시켜서 프레임 메모리(22)에 저장한다. 따라서, 프레임 메모리(22)의 용량을 감소시킬 수 있다. 프레임 메모리(22)는 인코더(20)로부터의 압축 데이터를 한 프레임동안 저장하여 한 프레임 지연시켜서 이전 프레임의 압축 데이터로 디코더(24)로 출력한다. 디코더(24)는 프레임 메모리(22)로부터의 이전 프레임의 압축 데이터를 압축 이전의 비트수를 갖도록 복원하고 복원된 이전 프레임의 데이터(FDn-1)를 노이즈 제거 필터(26)로 출력한다. 여기서, 인코더(20) 및 디코더(24)는 프레임 메모리(22)의 용량을 감소시키기 위한 것이므로 생략할 수 있다.
노이즈 제거 필터(26)는 이전 프레임 데이터(FDn-1)와 현재 프레임 데이터(FDn)를 비교하여 노이즈를 검출한다. 노이즈가 검출되면 노이즈 제거 필터(26)는 현재 프레임 데이터(FDn)에서 노이즈 성분을 제거한 현재 프레임 데이터(FD')를 이전 프레임 데이터(FDn-1)와 함께 룩업 테이블(28)로 출력한다. 다시 말하여, 노이즈 제거 필터(26)는 노이즈가 검출되면 현재 프레임 데이터(FD')를 이전 프레임 데이터(FDn-1)와 동일하게 룩업 테이블(28)로 출력함으로써 노이즈 성분을 제거한다. 노이즈가 검출되지 않으면 노이즈 제거 필터(26)는 현재 프레임 데이터(FDn)와 이전 프레임 데이터(FDn-1)를 그대로 룩업 테이블(28)로 출력한다. 이를 위하여, 노이즈 제거 필터(26)는 도 4에 도시된 바와 같이 노이즈 검출부(30) 및 선택부(32)를 구비한다.
도 4에 도시된 노이즈 검출부(30)는 입력된 현재 프레임 데이터(FDn)와 이전 프레임 데이터(FDn-1)를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하고, 검출된 프레임간의 데이터 차이를 임계값과 비교하여 임계값 보다 작으면 그 프레임간의 데이터 차이를 노이즈로 검출하고, 프레임간의 데이터 차이가 임계값 이상이면 노이즈로 검출하지 않는다.
도 4에 도시된 선택부(32)는 노이즈 검출부(30)의 출력에 응답하여 현재 프레임 데이터(FDn) 및 이전 프레임 데이터(FDn-1) 중 하나를 선택하여 현재 프레임 데이터(FDn')로 출력한다. 노이즈 검출부(30)에서 노이즈가 검출되면 선택부(32)는 이전 프레임 데이터(FDn-1)를 선택하여 현재 프레임 데이터(FDn')로 출력하고, 노이즈가 검출되지 않으면 현재 프레임 데이터(FDn)를 선택하여 출력한다. 노이즈 검출부(30)에서 노이즈가 검출되면 이전 프레임 데이터(FDn-1)와 현재 프레임 데이터(FDn)는 노이즈 성분만큼 차이가 있다는 것이므로, 선택부(32)가 이전 프레임 데이터(FDn-1)를 현재 프레임 데이터(FDn')로 출력함으로써 입력된 현재 프레임 데이터(FDn)의 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 이 결과, 노이즈 검출부(30)에서 노이즈가 검출되면 선택부(32)에서 출력되는 현재 프레임 데이터(FDn')는 바이패스되는 이전 프레임 데이터(FDn-1)와 동일해지게 되므로, 다음단인 룩업 테이블(28)에서 현재 프레임 데이터(FDn')가 오버드라이빙 데이터로 변조되는 것을 방지할 수 있다.
룩업 테이블(28)은 노이즈 제거 필터(26)로부터 출력된 현재 프레임 데이터(FDn')와 이전 프레임 데이터(FDn-1)를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력한다. 룩업 테이블(28)에는 현재 프레임 데이터(FDn')와 이전 프레임 데이터(FDn-1)에 대응하여 맵핑된 오버드라이빙 데이터가 미리 설정되어 저장되어 있다. 룩업 테이블(28)은 현재 프레임 데이터(FDn')가 이전 프레임 데이터(FDn-1) 보다 큰 영역에는 현재 프레임 데이터(FDn') 보다 큰 오버드라이빙 데이터를 저장하고 있고, 현재 프레임 데이터(FDn')가 이전 프레임 데이터(FDn-1) 보다 작은 영역에는 현재 프레임 데이터(FDn') 보다 감소된 오버드라이빙 데이터를 저장하고 있으며, 현재 프레임 데이터(FDn')와 이전 프레임 데이 터(FDn-1) 보다 같은 영역에는 현재 프레임 데이터(FDn') 및 이전 프레임 데이터(FDn-1)와 동일한 데이터를 저장하고 있다. 따라서, 룩업 테이블(28)은 현재 프레임 데이터(FDn')가 이전 프레임 데이터(FDn-1) 보다 크면 현재 프레임 데이터(FDn') 보다 큰 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력하고, 현재 프레임 데이터(FDn')가 이전 프레임 데이터(FDn-1) 보다 작으면 현재 프레임 데이터(FDn') 보다 감소된 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력한다. 또한, 룩업 테이블(28)은 현재 프레임 데이터(FDn')와 이전 프레임 데이터(FDn-1)가 동일하면 현재 프레임 데이터(FD')과 동일한 데이터를 선택하여 출력한다. 따라서, 이전단의 노이즈 제거 필터(26)에서 노이즈 성분이 제거되어 현재 프레임 데이터(FDn')와 이전 프레임 데이터(FDn-1)가 동일하게 입력되면 현재 프레임 데이터(FDn')가 오버드라이빙되는 것을 방지할 수 있다.
한편, RGB 데이터를 개별적으로 오버드라이빙 데이터로 변조할 때, 응답 속도를 더욱 빠르게 하기 위하여 오버드라이빙값을 크게하는 경우 오버드라이빙으로 인한 색반전 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 이전 프레임의 RGB 데이터가 (0, 255, 255)이고, 현재 프레임의 RGB 데이터가 (128, 128, 128)인 경우, R 데이터는 0->128에 대응하여 170으로 변조되고, G 및 B 데이터는 255->128에 대응하여 100으로 변조되어서, 현재 프레임의 RGB 데이터는 (128, 128, 128) -> (170, 100, 100)로 변환된다. 이에 따라, 도 5a에 도시된 바와 같이 회색 바탕 화면에서 시안(Cyan) 박스가 도 5b와 같이 움직이게 되면, 전술한 오버드라이빙으로 인해 색반전된 띠가 발생하게 된다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서는 RGB 데이터를 휘도 데이터로 변환하여 오버드라이빙 변조를 수행한다. 예를 들면, 이전 프레임의 RGB 데이터 (0, 255, 255)에 대한 휘도 데이터는 178이 되고, 현재 프레임의 RGB 데이터 (128, 128, 128)에 대한 휘도 데이터는 128이 된다. 이전 및 현재 프레임의 휘도 데이터 (178, 128)에 대응하는 오버드라이빙 휘도 데이터는 90 정도가 되고, 이를 다시 RGB 데이터 역변환하면 (90, 90, 90)이 되므로, 도 5c와 같이 색반전을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서 영상 처리부를 나타낸 블록도이다.
도 6에 도시된 영상 처리부(34)는 인코더(40), 프레임 메모리(42), 디코더(44), 색공간 변환부(46), 룩업 테이블(48), 색공간 역변환부(50)를 구비한다.
인코더(40), 프레임 메모리(42), 디코더(44)는 현재 프레임의 입력 데이터(FDn)를 한 프레임 지연시켜서 이전 프레임 데이터(FDn-1)로 색공간 변환부(46)로 공급한다. 인코더(40)는 현재 프레임의 입력 데이터(FDn)를 압축하여 비트수를 감소시켜서 프레임 메모리(42)에 저장한다. 프레임 메모리(42)는 인코더(40)로부터의 압축 데이터를 한 프레임동안 저장하여 한 프레임 지연시켜서 이전 프레임의 압축 데이터로 디코더(44)로 출력한다. 디코더(44)는 프레임 메모리(42)로부터의 이전 프레임의 압축 데이터를 압축 이전의 비트수를 갖도록 복원하고 복원된 이전 프레임의 데이터(FDn-1)를 색공간 변환부(46)로 출력한다. 여기서, 인코더(40) 및 디코더(44)는 프레임 메모리(42)의 용량을 감소시키기 위한 것이므로 생략할 수 있다.
색공간 변환부(46)는 이전 프레임의 RGB 데이터(FDn-1)와 현재 프레임의 RGB 데이터(FDn)를 YUV 데이터로 변환한다. 휘도 변환부(46)는 이전 프레임의 RGB 데이터(FDn-1)를 다음 수학식 1과 같은 연산을 통해 YUV 데이터로 변환한다.
Y=0.229×R + 0.587×G + 0.114×B
U=0.493×(B-Y)
V=0.887×(R-Y)
그리고, 색공간 변환부(46)는 이전 및 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn-1, FYn)는 룩업 테이블(48)로 공급하고, 현재 프레임의 색차 데이터(FUVn)는 색공간 역변환부(50)로 출력한다.
룩업 테이블(48)은 색공간 변환부(46)로부터 출력된 이전 및 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn-1, FYn)를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)를 선택하여 출력한다. 룩업 테이블(48)에는 현재 프레임의 휘도 데이터(FY)와 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn-1)에 대응하여 맵핑된 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)가 미리 설정되어 저장되어 있다. 룩업 테이블(48)은 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)가 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn-1) 보다 큰 영역에는 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn) 보다 큰 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)를 저장하고 있고, 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)가 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn-1) 보다 작은 영역에는 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn) 보다 감소된 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)를 저장하고 있으며, 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)와 이전 프레임의 휘 도 데이터(FYn-1) 보다 같은 영역에는 현재 및 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn, FYn-1)와 동일한 휘도 데이터(MYn)를 저장하고 있다. 따라서, 룩업 테이블(48)은 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)가 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn-1) 보다 크면 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn) 보다 큰 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)를 선택하여 출력하고, 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)가 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn-1) 보다 작으면 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn) 보다 감소된 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)를 선택하여 출력한다. 또한, 룩업 테이블(48)은 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)와 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn-1)가 동일하면 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)과 동일한 휘도 데이터(MYn)를 선택하여 출력한다.
색공간 역변환부(50)는 룩업 테이블(48)에서 출력된 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)와, 색공간 변환부(46)로부터의 색차 데이터(FUVn)를 RGB 데이터로 역변환하여 도 2에 도시된 타이밍 컨트롤러(6)로 출력한다. 색공간 역변환부(50)는 아래의 수학식 2와 같은 연산을 이용하여, 오버드라이빙 휘도 데이터(MY) 및 색차 데이터(U, V)를 RGB 데이터로 역변환한다.
R = MY + 0.000×U + 1.140×V
G = MY - 0.396×U - 0.581×V
B = MY + 2.029×U + 0.000×V
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리부는 RGB 데이터를 휘도 데이터로 변환한 다음, 휘도 데이터를 오버드라이빙 휘도 데이 터로 변조하고, 오버드라이빙 휘도 데이터를 RGB 데이터로 역변환함으로써 오버드라이빙으로 인한 색반전을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리부를 나타낸 블록도이다.
도 7에 도시된 영상 처리부(54)는 도 6에 도시된 영상 처리부(34)와 대비하여, 디코더(44)와 색공간 변환부(46) 사이에 도 3에 도시된 노이즈 제거 필터(26)가 추가로 구비된 것을 제외하고는 동일하므로, 간단히 설명하기로 한다.
인코더(40), 프레임 메모리(42), 디코더(44)는 현재 프레임 데이터(Fn)를 한 프레임 지연시켜서 이전 프레임 데이터(FDn-1)로 출력한다
노이즈 제거 필터(26)는 전술한 바와 같이 이전 프레임의 데이터(FDn-1)와 현재 프레임의 데이터(FDn)를 비교하여 노이즈가 검출되면 현재 프레임의 데이터(FDn)와 이전 프레임 데이터(FDn-1)를 동일하게 출력한다.
색공간 변환부(46)는 노이즈 제거 필터(26)로부터의 이전 및 현재 프레임의 RGB 데이터(FDn-1, FDn)를 전술한 바와 같이 YUV 데이터로 변환한 다음, 이전 및 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn, FYn-1)를 룩업 테이블(48)로 출력하고, 현재 프레임의 UV데이터를 색공간 역변환부(50)로 출력한다.
룩업 테이블(48)은 색공간 변환부(46)로부터 출력된 이전 및 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn-1, FYn)를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)를 선택하여 출력한다. 이때, 룩업 테이블(48)은 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)와 이전 프레임의 휘도 데이터(FYn-1)가 동일하면 현재 프레임의 휘도 데이터(FYn)과 동일한 휘도 데이터(MYn)를 선택하여 출력한다.
색공간 역변환부(50)는 룩업 테이블(48)에서 출력된 오버드라이빙 휘도 데이터(MYn)와, 색공간 변환부(46)로부터의 색차 데이터(FUVn)를 RGB 데이터로 역변환하여 도 2에 도시된 타이밍 컨트롤러(6)로 출력한다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리부는 입력 RGB 데이터에서 노이즈 성분을 제거하여 휘도 데이터로 변환한 다음, 휘도 데이터를 오버드라이빙 휘도 데이터로 변조하고, 오버드라이빙 휘도 데이터를 RGB 데이터로 역변환함으로써 오버드라이빙으로 인한 노이즈 및 색반전을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 액정 표시 장치의 오버드라이빙 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 영상 처리부의 상세 블록도.
도 4는 도 3에 도시된 노이즈 제거 필터의 상세 블록도.
도 5a 내지 도 5c는 계조 데이터의 오버드라이빙 변조로 인한 색반전과 본 발명의 제2 실시 예에 따른 휘도 데이터의 오버드라이빙 변조에 의한 색반전 방지를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리부를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 영상 처리부를 나타낸 도면.

Claims (9)

  1. 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 노이즈 여부를 검출하는 단계와;
    상기 단계에서 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터에서 노이즈를 제거하여 상기 이전 프레임의 데이터와 함께 출력하는 단계와;
    룩업 테이블에서 상기 이전 프레임의 데이터와 상기 노이즈 성분이 제거된 현재 프레임의 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노이즈 여부를 검출하는 단계는
    상기 이전 프레임의 데이터와 상기 현재 프레임의 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하는 단계와;
    상기 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 노이즈 성분을 제거하는 단계는, 상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터를 상기 이전 프레임의 데이터과 동일한 데이터로 출력함으로써 상기 노이즈 성분을 제거하고,
    상기 오버드라이빙 데이터를 선택하는 단계는, 상기 이전 및 현재 프레임의 데이터가 동일하면 상기 현재 프레임과 동일한 데이터를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법.
  4. 이전 프레임 및 현재 프레임의 계조 데이터를 휘도 및 색차 데이터로 변환하는 단계와;
    룩업 테이블에서 이전 프레임 및 현재 프레임의 휘도 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 휘도 데이터를 선택하여 출력하는 단계와;
    상기 오버드라이빙 휘도 데이터와 상기 현재 프레임의 색차 데이터를 이용하여 계조 데이터로 역변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 계조 데이터를 휘도 및 색차 데이터로 변환하기 이전에,
    상기 이전 프레임의 계조 데이터와 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하는 단계와;
    상기 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하는 단계와;
    상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 상기 이전 프레임의 계조 데이터과 동일한 데이터로 출력하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 영상 처리 방법.
  6. 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 노이즈 여부를 검출하고, 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터에서 노이즈를 제거하여 상기 이전 프레임의 데이터와 함께 출력하는 노이즈 제거 필터와;
    상기 노이즈 제거 필터로부터 출력된 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 데이터를 선택하여 출력하는 룩업 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 영상 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 노이즈 제거 필터는 상기 이전 프레임의 데이터와 상기 현재 프레임의 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하고, 상기 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하며, 상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 데이터를 상기 이전 프레임의 데이터과 동일한 데이터로 출력하고;
    상기 룩업 테이블은 상기 노이즈 제거 필터로부터의 이전 및 현재 프레임의 데이터가 동일하면 상기 현재 프레임과 동일한 데이터를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 영상 처리 장치.
  8. 이전 프레임 및 현재 프레임의 계조 데이터를 휘도 및 색차 데이터로 변환하는 색공간 변환부와;
    상기 색공간 변환부로부터 출력된 이전 프레임 및 현재 프레임의 휘도 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 대응하는 오버드라이빙 휘도 데이터를 선택하여 출력하는 룩업 테이블과;
    상기 룩업 테이블로부터의 오버드라이빙 휘도 데이터와 상기 색공간 변환부로부터의 현재 프레임의 색차 데이터를 이용하여 계조 데이터로 역변환하는 색공간 역변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 데이터 처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 색공간 변환부의 입력단에 접속되고, 상기 이전 프레임의 계조 데이터와 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 비교하여 프레임간의 데이터 차이를 검출하고, 검출된 프레임간의 데이터 차이를 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 임계값 보다 작으면 노이즈로 검출하고, 상기 임계값 이상이면 비노이즈로 검출하며, 상기 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 계조 데이터를 상기 이전 프레임의 계조 데이터과 동일한 데이터로 출력하는 노이즈 제거 필터를 추가로 포함하는 것을 특징 으로 하는 액정 표시 장치의 데이터 처리 장치.
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