CN100498918C - 用于驱动液晶显示装置的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于驱动液晶显示装置的装置和方法，其中去除图像的运动模糊以改进显示质量。用于驱动液晶显示装置的装置包括：图像显示单元，包括形成在由多条选通线和多条数据线限定的各区域中的液晶单元；数据驱动器，向各数据线提供模拟视频信号；选通驱动器，向各选通线提供扫描脉冲；数据转换器，从输入数据检测运动矢量，并且通过根据该运动矢量对输入数据进行滤波，以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来生成经调制数据；以及定时控制器，对经调制数据进行排列，以将经排列数据提供给数据驱动器，并且对数据驱动器和选通驱动器进行控制。由此，可以通过相互抵消过冲或者下冲来去除运动模糊。

Description

用于驱动液晶显示装置的装置和方法
技术领域
本发明涉及液晶显示(LCD)装置，更具体地，涉及用于驱动LCD装置的装置和方法，其中消除了图像的运动模糊以改进显示质量。
背景技术
通常，LCD装置根据视频信号调节液晶单元的透光率来显示图像。有源矩阵型LCD装置具有针对每个液晶单元而形成的开关器件，并且适于显示运动图像。主要使用薄膜晶体管(TFT)作为有源矩阵型LCD装置中的这种开关器件。
图1例示了用于驱动LCD装置的现有技术装置。
参照图1，用于驱动LCD的现有技术装置包括：图像显示单元2，包括在由第1选通线GL1到第n选通线GLn与第1数据线DL1到第m数据线DLm限定的各区域中形成的液晶单元；数据驱动器4，向数据线DL1到DLm提供模拟视频信号；选通驱动器6，向选通线GL1到GLn提供扫描脉冲；以及定时控制器8，排列(align)外部输入数据RGB以将它们提供给数据驱动器4，生成数据控制信号DCS以控制数据驱动器4，并且生成选通控制信号GCS以控制选通驱动器6。
图像显示单元2包括晶体管阵列基板、滤色器阵列基板、间隔体、以及液晶。晶体管阵列基板和滤色器阵列基板相互面对，并且相互接合。间隔体一致地保持两个基板之间的单元间隙。液晶被填充在由间隔体提供的液晶区域内。
图像显示单元2包括：在由选通线GL1到GLn与数据线DL1到DLm限定的区域内形成的TFT；和连接到该TFT的液晶单元。该TFT响应于来自选通线GL1到GLn的扫描脉冲，将来自数据线DL1到DLm的模拟视频信号提供给液晶单元。液晶单元由相互面对且其间插入有液晶的公共电极和连接到TFT的像素电极组成。因此，液晶单元等效于液晶电容器Clc。液晶单元包括存储电容器Cst，该存储电容器Cst连接到前一选通线，以保持充入液晶电容器Clc内的模拟视频信号，直到其中充入下一模拟视频信号为止。
定时控制器8排列外部输入数据RGB以使其适于图像显示单元2的驱动，并且将经排列数据提供给数据驱动器4。另外，定时控制器8使用外部输入的点时钟DCLK、数据使能信号DE、以及水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync，来生成数据控制信号DCS和选通控制信号GCS，以便控制数据驱动器4和选通驱动器6的各驱动定时。
选通驱动器6包括移位寄存器，该移位寄存器响应于来自定时控制器的选通控制信号GCS中的选通起始脉冲GSP和选通移位时钟GSC，顺序生成扫描脉冲，即，选通高脉冲。选通驱动器6顺序地将选通高脉冲提供给图像显示单元2的选通线GL，以使与该选通线GL相连接的TFT导通。
数据驱动器4响应于从定时控制器8提供的数据控制信号DCS，将经定时控制器8排列的数据信号Data转换成模拟视频信号，并且与其中向选通线GL提供扫描脉冲的每一个水平周期中的一个水平线相对应地将模拟视频信号提供给数据线DL。换言之，数据驱动器4依据数据信号Data的灰度级值，选择具有预定电平的伽马电压，并且将选定的伽马电压提供给数据线DL1到DLm。此时，数据驱动器4响应于极性控制信号POL，颠倒向数据线DL提供的模拟视频信号的极性。
用于驱动LCD装置的现有技术装置因诸如液晶的本征粘度和弹性的特性而具有相对慢的响应速度。换言之，虽然液晶的响应速度可以根据液晶的物理属性和单元间隙而变化，但通常上升时间是20到80ms，并且下降时间是20到30ms。因为如图2所示，该响应速度比运动图像的一个帧周期(在国家电视制式委员会(NTSC)中为16.67ms)长，所以在液晶单元上充入的电压达到希望电平之前，液晶的响应进入下一帧。
在此情况下，由于在图像显示单元2中显示的各帧的图像影响了下一帧的图像，所以如图3所示，观众感觉在运动图像中出现了运动模糊。
因此，在用于驱动LCD装置的现有技术装置和方法中，运动模糊将引起对比度的下降，继而导致显示质量的劣化。
为了防止出现运动模糊，已经提出了一种过驱动装置，其对数据信号进行调制以实现液晶的快响应速度。
图4是例示现有技术的过驱动装置的框图。
参照图4，现有技术的过驱动装置50包括：帧存储器52，存储当前帧Fn的数据RGB；查询表54，通过将存储在帧存储器52中的当前帧Fn的数据RGB与前一帧Fn-1的数据进行比较来生成用于实现液晶的快响应速度的调制数据；以及混合单元56，其将来自查询表54的调制数据与当前帧Fn的数据RGB相混合。
查询表54列出调制数据，该调制数据用于将当前帧Fn的数据RGB的电压转换成更高电压，以实现液晶的快响应速度，从而适于快速运动的图像的灰度级值。
在前述现有技术的过驱动装置50中，由于使用如图4所示的查询表54将高于实际数据电压的电压施加给液晶，所以，使得液晶的快响应速度适于目标灰度级电压，直到实际获得希望的灰度级值为止。
因此，现有技术的过驱动装置50可以通过使用调制数据对液晶的响应速度进行加速，来减少显示图像的运动模糊。
然而，如图6所示，现有技术LCD装置中的问题在于：由于在各图像的边界A和B处发生运动模糊，所以即使使用过驱动装置来显示图像，也不能获得清晰图像。换言之，由于图像的边界A与B之间亮度增大得发生倾斜(tilt)，所以即使高速驱动液晶，也仍然会发生运动模糊。
发明内容
因此，本发明致力于提供一种用于驱动LCD装置的装置和方法，其基本上消除了由于现有技术的局限性和缺点所导致的一个或者更多个问题。
本发明的一个目的是提供一种用于驱动LCD装置的装置和方法，其中，去除了图像的运动模糊，以改进显示质量。
本发明的其它优点、目的和特征将部分地在下面的说明中进行阐述，并且对于本领域的普通技术人员而言基于对以下内容的考察将部分地变得明了，或者可以从对本发明的实践中领会。可以通过在文字说明及其权利要求以及附图中具体指出的结构，认识到并实现本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如在此具体实施和广泛描述的，提供了一种用于驱动LCD装置的装置，其包括：图像显示单元，包括形成在由多条选通线和多条数据线限定的各区域中的液晶单元；数据驱动器，向各数据线提供模拟视频信号；选通驱动器，向各选通线提供扫描脉冲；数据转换器，从输入数据中检测运动矢量，并且通过根据运动矢量对输入数据进行滤波以在沿着运动方向的边界中生成过冲(overshoot)或者下冲(undershoot)，从而生成调制数据；以及定时控制器，其对调制数据进行排列，以将经排列数据提供给数据驱动器，并且控制数据驱动器和选通驱动器。
如果在边界中灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则数据转换器生成过冲；而如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则生成下冲。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于驱动LCD装置的方法，所述LCD装置包括图像显示单元，该图像显示单元包括形成在由多条选通线和多条数据线限定的每个区域中的液晶单元，所述方法包括以下步骤：从输入数据中检测运动矢量，并且通过根据该运动矢量对输入数据进行滤波以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来生成调制数据；向各选通线提供扫描脉冲；以及将调制数据转换成与扫描信脉冲同步的模拟视频信号，并且将模拟视频信号提供给各数据线。
如果在边界中灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则产生过冲，而如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则产生下冲。
应该理解，本发明的前述总体描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对如权利要求所述的本发明的进一步的说明。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并被并入本申请且构成本申请的一部分，其例示了本发明的实施例，并与文字说明一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1例示了用于驱动LCD装置的现有技术装置；
图2例示了图1所示的液晶单元的响应速度和亮度；
图3例示了用于驱动LCD装置的现有技术装置和方法中出现的运动模糊；
图4是例示现有技术过驱动装置的框图；
图5例示了图4所示的现有技术过驱动装置中的液晶单元的响应速度和亮度；
图6例示了根据现有技术的图像的边界；
图7例示了根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置；
图8是例示图7所示的数据转换器的框图；
图9是例示图8所示的图像调制器的框图；
图10A到10D例示了图像之间的运动方向；
图11例示了图9所示的亮度分量的高斯分布；
图12例示了图9所示的图像的边界中出现的过冲和下冲；
图13A到13D例示了根据运动方向和速度的图9所示的图像的边界中出现的过冲和下冲；
图14例示了通过根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置和方法所去除的运动模糊；
图15例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法；
图16例示了使用图15所示的插入帧，将以60Hz驱动的图像转换成以90Hz驱动的图像的各帧的顺序；
图17例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置的图像调制器；
图18例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法；
图19例示了使用图18所示的插入帧将以60Hz驱动的图像转换成以120Hz驱动的图像的各帧的顺序；以及
图20例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置的图像调制器。
具体实施方式
现在详细说明本发明的优选实施例，在附图中例示了其示例。尽可能地，在全部附图中都使用相同的标号来指示相同或相似的部分。
图7例示了根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置。
参照图7，根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置包括：图像显示单元102，包括形成在由第1选通线GL1到第n选通线GLn和第1数据线DL1到第m数据线DLm限定的各区域内的液晶单元；数据驱动器104，向数据线DL1到DLm提供模拟视频信号；选通驱动器106，向选通线GL1到GLn提供扫描脉冲；数据转换器110，从外部输入数据RGB中检测运动矢量，并且通过根据该运动矢量对数据RGB进行滤波以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来生成调制数据R’G’B’；以及定时控制器108，对来自数据转换器110的调制数据R’G’B’进行排列，以将经排列数据提供给数据驱动器104，生成数据控制信号DCS以控制数据驱动器104，并且生成选通控制信号GCS以控制选通驱动器106。
图像显示单元102包括晶体管阵列基板、滤色器阵列基板、间隔体以及液晶。晶体管阵列基板和滤色器阵列基板相互面对，并且相互接合。间隔体一致地保持两个基板之间的单元间隙。液晶被填充到由间隔体准备的液晶区域内。
图像显示单元102包括：TFT，形成在由选通线GL1到GLn和数据线DL1到DLm限定的区域内；和液晶单元，连接到该TFT。TFT响应于来自选通线GL1到GLn的扫描脉冲，将来自数据线DL1到DLm的模拟视频信号提供给液晶单元。液晶单元由相互面对且其间插入有液晶的公共电极和连接到TFT的像素电极组成。因此，液晶单元等效于液晶电容器Clc。液晶单元包括存储电容器Cst，该存储电容器Cst连接到前一选通线，以保持充入液晶电容器Clc中的模拟视频信号，直到其中充入下一模拟视频信号为止。
数据转换器110检测外部输入数据RGB的运动矢量，通过响应于所检测的运动矢量对数据RGB进行滤波以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来生成调制数据R’G’B’，并且将所生成的调制数据R’G’B’提供给定时控制器108。换言之，如果在沿着运动方向的边界中灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则数据转换器110生成过冲。另一方面，如果在沿着运动方向的边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则数据转换器110生成下冲。
定时控制器108对从数据转换器110提供的调制数据R’G’B’进行排列，以适于驱动图像显示单元102，并且将经排列数据信号Data提供给数据驱动器104。另外，定时控制器108使用外部输入的点时钟DCLK、数据使能信号DE、以及水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync，来生成数据控制信号DCS和选通控制信号GCS，以对数据驱动器104和选通驱动器106的各驱动定时进行控制。
选通驱动器106包括移位寄存器，该移位寄存器响应于来自定时控制器108的选通控制信号GCS中的选通起始脉冲GSP和选通移位时钟GSC，顺序产生扫描脉冲，即，选通高脉冲。选通驱动器106顺序地将选通高脉冲提供给图像显示单元102的选通线GL，以使连接到选通线GL的TFT导通。
数据驱动器104响应于从定时控制器108提供的数据控制信号DCS，将从定时控制器108排列的数据信号Data转换成模拟视频信号，并且与其中向选通线GL提供扫描脉冲的每一个水平周期下的一个水平线相对应地向数据线DL提供模拟视频信号。换言之，数据驱动器104通过根据数据信号Data的灰度级值选择具有预定电平的伽马电压，生成模拟视频信号，并且将所生成的模拟视频信号提供给数据线DL1到DLm。此时，数据驱动器104响应于极性控制信号POL，颠倒向数据线DL提供的模拟视频信号的极性。
图8是例示了图7所示的数据转换器110的框图。
结合图7来参照图8，数据转换器110包括逆伽马转换器200、亮度/色度分离器210、延迟单元220、图像调制器230、混合单元240以及伽马转换器250。
由于，外部输入数据RGB已经受过考虑了阴极射线管输出特性的伽马校正，所以逆伽马转换器200使用下面的公式1将外部输入数据RGB转换成第1线性数据Ri、Gi以及Bi。
Ri＝Rλ
Gi＝Gλ                                     (1)
Bi＝Bλ
亮度/色度分离器210将一帧单位的第1数据Ri、Gi以及Bi分为亮度分量Y和色度分量U与V。亮度分量Y和色度分量U与V分别是通过下面的公式2到4来获得的。
Y＝0.229×Ri+0.587×Gi+0.114×Bi           (2)
U＝0.493×(Bi-Y)                           (3)
V＝0.887×(Ri-Y)                           (4)
亮度/色度分离器210将通过公式2到4从第1数据Ri、Gi以及Bi分出的亮度分量Y提供给图像调制器230，并且还将从第1数据Ri、Gi以及Bi分出的色度分量U和V提供给延迟单元220。
图像调制器230使用来自亮度/色度分离器210的亮度分量Y来检测运动矢量，并且将通过根据检测到的运动矢量对亮度分量Y进行滤波以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲而调制的亮度分量Y’提供给混合单元240。
在图像调制器230对帧单位的亮度分量Y进行滤波的同时，延迟单元220通过对帧单位的色度分量U和V进行延迟，生成经延迟色度分量UD和VD。延迟单元220将与经调制亮度分量Y’同步的经延迟色度分量UD和VD提供给混合单元240。
混合单元240通过将从图像调制器230提供的经调制亮度分量Y’与从延迟单元220提供的色度分量UD和VD相混合，来生成第2数据Ro、Go以及Bo。此时，第2数据Ro、Go以及Bo是通过下面的公式5到7来获得的。
Ro＝Y’+0.000×UD+1.140×VD                  (5)
Go＝Y’-0.396×UD-0.581×VD                 (6)
Bo＝Y’+2.029×UD+0.000×VD                 (7)
伽马转换器250使用下面的公式(8)对从混合单元240提供的第2数据Ro、Go以及Bo执行伽马校正，以便将所得的数据转换成经调制数据R’G’B’。
R′＝(Ro)1λ
G′＝(Go)1/λ                                 (8)
B′＝(Bo)1/λ
伽马转换器250使用查询表对第2数据Ro、Go以及Bo进行伽马校正，以转换成适于图像显示单元102的驱动电路的经调制数据R’G’B’，并且将所得的数据提供给定时控制器108。
根据本发明实施例的前述数据转换器110从输入数据RGB中检测运动矢量，并且通过根据检测到的运动矢量对亮度分量Y进行滤波来调制图像，从而在沿着图像的运动方向的边界中生成过冲或者下冲。因此，可以去除沿着图像运动方向的边界中出现的运动模糊。
图9是例示图8所示的图像调制器230的框图。
现在结合图8参照图9来描述图像调制器230。
图像调制器230包括：存储器232，以帧为单位存储从亮度/色度分离器210提供的亮度分量Y；运动检测器234，使用存储在存储器232中的前一帧Fn-1的亮度分量Y和从亮度/色度分离器210提供的当前帧Fn的亮度分量Y来检测运动矢量Md和Ms；以及运动滤波器236，根据运动矢量Md和Ms对亮度分量Y进行滤波，以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲。
存储器232以帧为单位存储从亮度/色度分离器210提供的亮度分量Y，并且将该亮度分量Y提供给运动检测器234。
运动检测器234通过按图像显示单元102上的微块单元(micro-block unit)，对存储在存储器232中的前一帧Fn-1的亮度分量Y与从亮度/色度分离器210提供的当前帧Fn的亮度分量Y进行比较，来检测包括运动方向和运动速率的运动矢量Md和Ms。随后，运动检测器234将检测出的运动矢量提供给运动滤波器236。
如图10A到10D所示，通过前一帧Fn-1和当前帧Fn显示的图像运动来确定运动方向Md，例如左侧→右侧(图10A)、右侧→左侧(图10B)、下侧→上侧(图10C)，以及上侧→下侧(图10D)。另外，可通过两个对角线方向(即，从上侧到下侧的第一对角线方向和从下侧到上侧的第二对角线方向)的运动来确定运动方向Md。
通过运动方向Md的大小确定运动速率Ms。
运动滤波器236通过对输入的亮度分量Y进行一次微分来检测运动图像的边界。运动滤波器236通过根据来自运动检测器234的运动方向Md和运动速率Ms对亮度分量Y进行滤波以在被检测图像的边界中生成过冲或者下冲，来生成经调制亮度分量Y’。
具体地，如图11所示，运动滤波器236对亮度分量Y进行滤波，以根据使用高斯分布的以下面公式9来在被检测图像的边界中生成过冲和下冲。
G(x，y)＝A×e^(-(x2+y2)/2R2)                           (9)
因此，如图12所示，如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则运动滤波器236在沿着运动方向的边界中生成下冲US，而如果在边界中灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则在沿着运动方向的边界中生成过冲OS。此时，边界中的过冲OS或者下冲US的深度与A的大小成比例地增大，而其分布大小根据R的大小来确定。
例如，如图13A到13D所示，过冲OS或者下冲US的高度/深度和分布大小根据图像的运动方向Md和帧单位的运动速率Ms来确定。换言之，参照公式9，A和R在沿着运动方向的边界中随着运动速率MS和运动方向Md增大而增大。因此，运动滤波器236生成具有大的分布大小和高的高度的过冲OS和具有大的分布大小和深的深度的下冲US。
如图14所示，根据本发明实施例的图像调制器230从左侧移动到右侧(帧1→帧2→帧3……)，使用运动滤波器236来在其灰度级从高灰度级向低灰度级变化的图像的边界中生成下冲，而在其灰度级从低灰度级向高灰度级变化的图像的边界中生成过冲。
因此，在根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置和方法中，高频分量，即，过冲和下冲，根据具有低频特性的人类感觉而出现在沿着图像的运动方向的边界中。结果，在根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置和方法中，过冲和下冲相互抵消，从而去除了移动模糊。
图15例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法。
参照图15，在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法中，以90Hz的频率显示以60Hz的频率驱动的图像，并且过冲和下冲出现在沿着图像的运动方向的边界中，以有效地去除图像边界中出现的运动模糊。
更具体地，如图16所示，在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法中，使用以60Hz的频率驱动的第1到第3相邻帧Fn、Fn+1以及Fn+2生成插入帧IFn，并且使用所生成的插入帧IFn将两个帧转换成三个帧，以便以90Hz的频率显示图像。
插入帧IFn可以插入以60Hz的频率驱动的第2帧Fn+1与第3帧Fn+2之间(如图16(a)所示)，或者插入以60Hz的频率驱动的第1帧Fn与第2帧Fn+1之间(如图16(b)所示)。
在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法，通过使用图8所示的数据转换器，在沿着以90Hz的频率驱动的图像的运动方向的边界中生成过冲和下冲来去除运动模糊。
图17例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置的图像调制器230。
根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置除了图17所示的图像调制器230之外，具有与图7和图8所示的根据本发明实施例的装置相同的结构。
因此，将描述根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置的调制器230。
结合图8来参照图17，图像调制器230包括：存储器332，以帧为单位存储从亮度/色度分离器210提供的亮度分量Y；运动矢量生成器334，使用存储在存储器332中的当前帧Fn的亮度分量Y和从亮度/色度分离器210提供的下一帧Fn+1的亮度分量Y来检测运动矢量Md1、Ms1、Md2以及Ms2；比较器338，通过对运动矢量Md1和Ms1与运动矢量Md2和Ms进行比较来生成比较信号CS；插入帧生成器337，通过与比较信号CS对应地选择运动矢量Md1、Ms1、Md2以及Ms2来生成插入帧IFn；运动滤波器336，通过根据运动矢量Md1、Ms1、Md2以及Ms2对当前帧Fn和下一帧Fn+1的各亮度分量Y进行滤波以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧Fn和下一帧Fn+1的各经调制亮度分量Y’，并且通过对插入帧IFn的亮度分量进行滤波来生成插入帧IFn的经调制亮度分量Y’；以及帧排列器339，根据比较信号CS对从运动滤波器336提供的当前帧Fn、下一帧Fn+1以及插入帧IFn的经调制亮度分量Y’的顺序进行排列，以获得90Hz的驱动频率，并且将经排列数据提供给混合单元240。
存储器332包括：第一存储器332a，以帧为单位存储从亮度/色度分离器210提供的亮度分量Y；和第二存储器332b，存储第一存储器中存储的当前帧的亮度分量Y。
第一存储器332a存储从亮度/色度分离器210提供的当前帧Fn的亮度分量Y，并且将所存储的当前帧Fn的亮度分量Y提供给运动矢量生成器334和第二存储器332b。
第二存储器332b存储从第一存储器332a提供的当前帧Fn的亮度分量Y作为前一帧Fn-1的亮度分量Y，并且将所存储的前一帧Fn-1的亮度分量Y提供给运动矢量生成器334。
运动矢量生成器334包括：第一运动检测器334a，使用存储在第一存储器332a中的当前帧Fn的亮度分量Y和从亮度/色度分离器210提供的下一帧Fn+1的亮度分量Y来检测第一运动矢量Md1和Ms1；和第二运动检测器334b，使用存储在第一存储器332a中的当前帧Fn的亮度分量Y和存储在第二存储器332b中的前一帧Fn-1的亮度分量Y来检测第二运动矢量Md2和Ms2。
第一运动检测器334a通过按图像显示单元102上的微块单元对当前帧Fn的亮度分量Y与下一帧Fn+1的亮度分量Y进行比较，来检测包括第一运动方向Md1和第一运动速率Ms1的第一运动矢量Md1和Ms1。随后，第一运动检测器334a将检测出的第一运动矢量Md1和Ms1提供给运动滤波器336。如图10A到10D所示，通过当前帧Fn和下一帧Fn+1显示的图像的运动来确定第一运动方向Md1，如左侧→右侧(图10A)、右侧→左侧(图10B)、下侧→上侧(图10C)、以及上侧→下侧(图10D)。另外，通过第一运动方向Md1的运动来确定第一运动速率Ms1。
第二运动检测器334b通过按图像显示单元102上的微块单元，对当前帧Fn的亮度分量Y与前一帧Fn-1的亮度分量Y进行比较，来检测包括第二方向Md2和第二运动速率Ms2的第二运动矢量Md2和Ms2。随后，第二运动检测器334b将检测出的第二运动矢量Md2和Ms2提供给运动滤波器336。如图10A到10D所示，通过前一帧Fn-1和当前帧Fn显示的图像的运动来确定第二运动方向Md2，如左侧→右侧(图10A)、右侧→左侧(图10B)、下侧→上侧(图10C)、以及上侧→下侧(图10D)。另外，通过第二运动方向Md2的运动来确定第二运动速率Ms2。
比较器338通过对来自第一运动检测334a的第一运动矢量Md1和Ms1与来自第二运动检测器334b的第二运动矢量Md2和Ms2进行比较，生成比较信号CS。使用该比较信号CS来确定在前一帧Fn-1、当前帧Fn以及下一帧Fn+1之间插入的所述插入帧IFn的位置。
插入帧生成器337根据比较信号CS，使用第一运动矢量Md1和Ms1或者第二运动矢量Md2和Ms2来生成插入帧IFn，并且将所生成的插入帧IFn提供给运动滤波器336。如果将插入帧IFn插入前一帧Fn-1与当前帧Fn之间，以便以90Hz的驱动频率驱动图像，则通过第一运动矢量Md1和Ms1生成具有帧Fn-1与Fn之间的运动的图像。与之对照的是，如果将插入帧IFn插入当前帧Fn与下一帧Fn+1之间，以便以90Hz的驱动频率驱动图像，则通过第二运动矢量Md2和Ms2生成具有帧Fn与Fn+1之间的运动的图像。
运动滤波器336包括：第一运动滤波器336a，根据第一运动矢量Md1和Ms1对下一帧Fn+1的亮度分量Y进行滤波，以在运动方向的边界中生成过冲或者下冲；第二运动滤波器336b，根据第二运动矢量Md2和Ms2对当前帧Fn的亮度分量Y进行滤波，以在运动方向的边界中生成过冲或者下冲；以及第三运动滤波器336c，通过根据比较信号CS选择的第一运动矢量Md1和Ms1或第二运动矢量Md2和Ms2，对插入帧IFn的亮度分量Y进行滤波，以在运动方向的边界中生成过冲或者下冲。
第一运动滤波器336a通过按与根据前述实施例的图像调制器230的运动滤波器236相同的方式，对下一帧Fn+1的亮度分量Y进行一次微分来检测运动图像的边界。而且，第一运动滤波器336a通过根据第一运动方向Md1和第一运动速率Ms1对下一帧Fn+1的亮度分量Y进行滤波，以在被检测图像的边界中生成过冲或者下冲，来生成下一帧Fn+1的经调制亮度分量Y’。
第二运动滤波器336b通过按与根据前述实施例的图像调制器230的运动滤波器236相同的方式，对当前帧Fn的亮度分量Y进行一次微分，来检测运动图像的边界。而且，第二运动滤波器336b通过根据第二运动方向Md2和第二运动速率Ms2对当前帧Fn的亮度分量Y进行滤波，以在被检测图像的边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧Fn的经调制亮度分量Y’。
第三运动滤波器336c通过与根据前述实施例的图像调制器230的运动滤波器236相同的方式，对插入帧IFn的亮度分量Y进行一次微分，来检测运动图像的边界。而且，第三运动滤波器336c通过根据由比较信号CS选择的第一运动方向Md1和第一运动速率Ms1或者第二运动方向Md2和第二运动速率Ms2，对插入帧IFn的亮度分量Y进行滤波，以在被检测图像的边界中生成过冲或者下冲，来生成插入帧IFn的经调制亮度分量Y’。
帧排列器339根据比较信号CS对从第一到第三运动滤波器336a、336b以及336c提供的当前帧Fn、下一帧Fn+1以及插入帧Fn的经调制亮度分量Y’的顺序进行排列，来获得如图16(a)或16(b)所示的90Hz的驱动频率，并且将经排列数据提供给混合单元240。
在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置和方法中，如果在根据所述运动方向和运动速率运动的图像的边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则在边界中出现过冲。另一方面，如果在边界中灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则对图像进行滤波以在边界中生成下冲，并且随后对图像进行调制。另外，使用插入帧以90Hz的频率来驱动以60Hz的频率驱动的图像。由此，可以去除运动模糊并且还可获得更清晰的图像。
图18例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法。
参照图18，在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法中，以120Hz的频率显示以60Hz的频率驱动的图像，并且在沿着图像的运动方向的边界中出现过冲和下冲，以便有效地去除在图像的边界中出现的运动模糊。
更具体地，在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法中，如图19所示，使用彼此相邻的前一帧Fn-1和当前帧Fn生成插入帧IFn，并以120Hz的频率驱动该插入帧IFn，并且将所生成的插入帧IFn插入前一帧Fn-1与当前帧Fn之间，从而以120Hz的频率驱动图像。
另外，在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的方法中，通过使用图8所示的数据转换器，在沿着以120Hz的频率驱动的图像的运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来去除运动模糊。
图20例示了根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置的图像调制器230。
除了图20示出的图像调制器230之外，根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置具有与图7和8所示的根据本发明前述实施例的装置相同的结构。
因此，现在将描述根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置的图像调制器230。
结合图8来参照图20，图像调制器230包括：存储器432，以帧为单位存储从亮度/色度分离器210提供的亮度分量Y；运动检测器434，使用从亮度/色度分离器210提供的当前帧Fn的亮度分量Y和存储在存储器434中的前一帧Fn-1的亮度分量Y，来检测运动矢量Md和Ms；插入帧生成器437，使用运动矢量Md和Ms来生成插入帧IFn；运动滤波器436，通过根据运动矢量Md和Ms对当前帧Fn的亮度分量Y进行滤波，以在运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧Fn的经调制亮度分量Y’，并且通过对插入帧IFn的亮度分量进行滤波来生成插入帧IFn的经调制亮度分量Y’；以及帧排列器439，对从运动滤波器436提供的当前帧Fn和插入帧IFn的经调制亮度分量Y’的顺序进行排列，以获得120Hz的驱动频率，并且将经排列数据提供给混合单元240。
存储器432以帧为单位存储从亮度/色度分离器210提供的亮度分量Y，并且将所存储的亮度分量Y提供给运动检测器434。
运动检测器434通过按图像显示单元102上的微块单元，对存储在存储器432中的前一帧Fn-1的亮度分量Y与从亮度/色度分离器210提供的当前帧Fn的亮度分量Y进行比较，来检测包括运动方向和运动速率的运动矢量Md和Ms。随后，运动检测器434将检测出的运动矢量提供给运动滤波器436。如图10A到10D所示，通过由前一帧Fn-1和当前帧Fn显示的图像的运动来确定运动方向Md，如左侧→右侧(图10A)、右侧→左侧(图10B)、下侧→上侧(图10C)、以及上侧→下侧(图10D)。通过运动方向Md的大小来确定运动速率Ms。
插入帧生成器437使用运动矢量Md和Ms生成插入帧IFn，并且将所生成的插入帧IFn提供给运动滤波器436。插入帧IFn被生成为具有前一帧Fn-1和当前帧Fn之间的运动的图像，以便以120Hz的驱动频率驱动图像。
运动滤波器436包括：第一运动滤波器436a，根据运动矢量Md和Ms对当前帧Fn的亮度分量Y进行滤波，以在运动方向的边界中生成过冲或者下冲；和第二运动滤波器436b，根据运动矢量Md和Ms对插入帧IFn的亮度分量Y进行滤波，以在运动方向的边界中生成过冲或者下冲。
第一运动滤波器436a以与根据前述实施例的图像调制器230的运动滤波器236相同的方式，通过对当前帧Fn的亮度分量Y进行一次微分，来检测运动图像的边界。而且，第一运动滤波器436a通过根据运动方向Md和运动速率Ms对当前帧Fn的亮度分量Y进行滤波，以在被检测图像的边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧Fn的经调制亮度分量Y’。
第二运动滤波器436b以与根据前述实施例的图像调制器230的运动滤波器236相同的方式，通过对插入帧IFn的亮度分量Y进行一次微分，来检测运动图像的边界。而且，第二运动滤波器436b通过根据运动方向Md和运动速率Ms对插入帧IFn的亮度分量Y进行滤波，以在被检测图像的边界中生成过冲或者下冲，来生成插入帧IFn的经调制亮度分量Y’。
帧排列器439对从第一运动滤波器436a和第二运动滤波器436b提供的当前帧Fn和插入帧IFn的经调制亮度分量Y’的顺序进行排列，以获得如图19所示的120Hz的驱动频率，并且将经排列数据提供给混合单元240。此时，插入帧IFn位于前一帧Fn-1与当前帧Fn之间的中央处。
在根据本发明另一实施例的用于驱动LCD装置的装置和方法中，如果在根据所述运动方向和运动速率运动的图像的边界中，灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则在边界中出现过冲。另一方面，如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则对图像进行滤波以在边界中生成下冲，并且随后对图像进行调制。另外，使用插入帧以120Hz的频率驱动以60Hz的频率驱动的图像。由此，可以去除运动模糊并且还能获得更清晰的图像。
如上所述，在根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置和方法中，如果在根据所述运动方向和运动速率运动的图像的边界中，灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则在边界中出现过冲。另一方面，如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则对图像进行滤波以在边界中生成下冲，并且随后对图像进行调制。结果，过冲和下冲相互抵消，以去除运动模糊。
另外，在根据本发明实施例的用于驱动LCD装置的装置和方法中，如果在根据所述运动方向和运动速率运动的图像的边界中，灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则在边界中出现过冲。另一方面，如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则对图像进行滤波以在边界中生成下冲，并且随后对图像进行调制。此外，使用插入帧以更高频率驱动图像。由此，可以去除运动模糊并获得更清晰的图像。
因此，可以使用算法来去除运动模糊，而无需改变面板设计和硬件，并且可以获得更清晰的图像。
本领域的技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内对本发明的各种修改和变型。
本申请要求2005年9月12日提交的韩国专利申请第2005-084577号的优先权，通过引用将其并入于此，如同在此进行全面阐述一样。

Claims (30)

1、一种用于驱动液晶显示装置的装置，包括：
图像显示单元，包括形成在由多条选通线和多条数据线限定的各区域中的液晶单元；
数据驱动器，向各数据线提供模拟视频信号；
选通驱动器，向各选通线提供扫描脉冲；
数据转换器，从输入数据检测运动矢量，并且通过根据运动矢量对输入数据进行滤波来生成经调制数据，以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲；以及
定时控制器，对经调制数据进行排列以将经排列数据提供给数据驱动器，并且控制数据驱动器和选通驱动器。
2、根据权利要求1所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，如果在边界中灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则数据转换器生成过冲；而如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则数据转换器生成下冲。
3、根据权利要求2所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，数据转换器包括：
逆伽马转换器，对数据执行逆伽马校正，以生成第一数据；
亮度/色度分离器，将第一数据分成亮度分量和色度分量；
图像调制器，使用亮度分量来检测运动矢量，并且通过根据该运动矢量对亮度分量进行滤波来生成经调制亮度分量；
混合单元，将经调制亮度分量与和该经调制亮度分量同步的经延迟色度分量进行混合，以生成第二数据；以及
伽马转换器，对来自混合单元的第二数据执行伽马校正，以生成经调制数据。
4、根据权利要求3所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，两个相邻帧之间的运动矢量包括运动方向和运动速率。
5、根据权利要求4所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，图像调制器包括：
存储器，以帧为单位存储从亮度/色度分离器提供的亮度分量；
运动检测器，使用存储在存储器中的前一帧的亮度分量和从亮度/色度分离器提供的当前帧的亮度分量，来检测运动矢量；以及
运动滤波器，根据运动矢量对亮度分量进行滤波，以在边界中生成过冲或者下冲。
6、根据权利要求5所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，运动滤波器在边界中生成过冲或者下冲，使得进行滤波的亮度分量具有对应于运动方向和运动速率的高斯分布和高度。
7、根据权利要求4所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，图像调制器使用至少两个相邻帧来生成一个插入帧，并且使用所生成的插入帧来生成驱动频率比所述至少两个相邻帧的驱动频率高的经调制亮度分量。
8、根据权利要求7所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，图像调制器包括：
存储器，以帧为单位存储从亮度/色度分离器提供的亮度分量；
运动矢量生成器，使用存储在存储器中的当前帧的亮度分量和从亮度/色度分离器提供的下一帧的亮度分量，来检测多个运动矢量；
比较器，通过将运动矢量相互进行比较来生成比较信号；
插入帧生成器，通过选择对应于比较信号的运动矢量来生成插入帧；
运动滤波器，通过根据运动矢量对当前帧和下一帧的各亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧和下一帧的各经调制亮度分量，并且通过对插入帧的亮度分量进行滤波来生成插入帧的经调制亮度分量；以及
帧排列器，根据比较信号对从运动滤波器提供的当前帧、下一帧以及插入帧的经调制亮度分量的顺序进行排列，以获得90Hz的驱动频率，并且将经排列数据提供给混合单元。
9、根据权利要求8所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，存储器包括：
第一存储器，以帧为单位存储从亮度/色度分离器提供的亮度分量；和
第二存储器，存储第一存储器中存储的当前帧的亮度分量。
10、根据权利要求9所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，运动矢量生成器包括：
第一运动检测器，使用存储在第一存储器中的当前帧的亮度分量和从亮度/色度分离器提供的下一帧的亮度分量，来检测第一运动矢量；和
第二运动检测器，使用存储在第一存储器中的当前帧的亮度分量和存储在第二存储器中的前一帧的亮度分量，来检测第二运动矢量。
11、根据权利要求10所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，插入帧生成器根据比较信号使用第一运动矢量或者第二运动矢量来生成插入帧，并且将所生成的插入帧提供给运动滤波器。
12、根据权利要求11所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，如果将插入帧插入前一帧与当前帧之间，则插入帧生成器根据比较信号，使用第一运动矢量来生成具有前一帧与当前帧之间的运动的插入帧，而如果将插入帧插入当前帧与下一帧之间，则插入帧生成器使用第二运动矢量来生成具有当前帧与下一帧之间的运动的插入帧。
13、根据权利要求10所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，运动滤波器包括：
第一运动滤波器，通过根据第一运动矢量对下一帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成下一帧的经调制亮度分量；
第二运动滤波器，通过根据第二运动矢量对当前帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧的经调制亮度分量；以及
第三运动滤波器，通过根据使用比较信号选择的运动矢量对插入帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成插入帧的经调制亮度分量。
14、根据权利要求13所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，各运动滤波器在边界中生成过冲或者下冲，使得进行滤波的亮度分量具有对应于运动方向和运动速率的高斯分布和高度。
15、根据权利要求7所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，图像调制器包括：
存储器，以帧为单位存储从亮度/色度分离器提供的亮度分量；
运动检测器，使用从亮度/色度分离器提供的当前帧的亮度分量和存储在存储器中的前一帧的亮度分量，来检测运动矢量；
插入帧生成器，使用运动矢量来生成插入帧；
运动滤波器，通过根据运动矢量对当前帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧的经调制亮度分量，并且通过对插入帧的亮度分量进行滤波来生成插入帧的经调制亮度分量；以及
帧排列器，对从运动滤波器提供的当前帧和插入帧的经调制亮度分量的顺序进行排列，以获得120Hz的驱动频率，并且将经排列数据提供给混合单元。
16、根据权利要求15所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，插入帧生成器使用运动矢量来生成具有前一帧与当前帧之间的运动的插入帧。
17、根据权利要求15所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，运动滤波器包括：
第一运动滤波器，通过根据运动矢量对当前帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧的经调制亮度分量；和
第二运动滤波器，通过根据运动矢量对插入帧的亮度分量进行滤波以在生成边界中的过冲或者下冲，来生成插入帧的经调制亮度分量。
18、根据权利要求17所述的用于驱动液晶显示装置的装置，其中，各运动滤波器在边界中生成过冲或者下冲，使其具有对应于运动方向和运动速率的高斯分布和高度。
19、一种用于驱动液晶显示装置的方法，该液晶显示装置包括图像显示单元，该图像显示单元包括形成在由多条选通线和多条数据线限定的各区域中的液晶单元，所述方法包括以下步骤：
从输入数据检测运动矢量，并且通过根据该运动矢量对输入数据进行滤波以在沿着运动方向的边界中生成过冲或者下冲，来生成经调制数据；
向各选通线提供扫描脉冲；以及
将经调制数据转换成与扫描脉冲同步的模拟视频信号，并且将模拟视频信号提供给各数据线。
20、根据权利要求19所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，如果在边界中灰度级从低灰度级向高灰度级变化，则生成过冲，而如果在边界中灰度级从高灰度级向低灰度级变化，则生成下冲。
21、根据权利要求20所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，生成经调制数据的步骤包括以下步骤：
以帧为单位对数据执行逆伽马校正以生成第一数据；
将第一数据分成亮度分量和色度分量；
使用亮度分量来检测运动分量，并且通过根据该运动矢量对亮度分量进行滤波来生成经调制亮度分量；
将经调制亮度分量与和该经调制亮度分量同步的经延迟色度分量进行混合以生成第二数据；以及
对第二数据执行伽马校正，以生成经调制数据。
22、根据权利要求21所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，运动矢量包括相邻帧之间的运动方向和运动速率。
23、根据权利要求22所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，生成经调制亮度分量的步骤包括以下步骤：
以帧为单位将从数据分离出的亮度分量存储在存储器中；
使用存储在存储器中的前一帧的亮度分量和从数据分离出的当前帧的亮度分量来检测运动矢量；以及
根据运动矢量对亮度分量进行滤波，以在边界中生成过冲或者下冲。
24、根据权利要求23所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，对亮度分量进行滤波的步骤包括以下步骤：在边界中生成过冲或者下冲，使得进行滤波的亮度分量具有对应于运动方向和运动速率的高斯分布和高度。
25、根据权利要求22所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，生成经调制亮度分量的步骤包括以下步骤：使用至少两个相邻帧来生成一个插入帧，并且使用所生成的插入帧来生成驱动频率比所述至少两个相邻帧的驱动频率高的经调制亮度分量。
26、根据权利要求25所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，生成经调制亮度分量的步骤包括以下步骤：
以帧为单位将从数据分离出的亮度分量存储在第一存储器中；
将存储在第一存储器中的当前帧的亮度分量存储在第二存储器中；
使用从数据分离出的下一帧的亮度分量和存储在第一存储器中的当前帧的亮度分量来检测第一运动矢量；
使用存储在第一存储器中的当前帧的亮度分量和存储在第二存储器中的前一帧的亮度分量来检测第二运动矢量；
通过对第一运动矢量与第二运动矢量进行比较来生成比较信号；
通过对应于比较信号选择第一运动矢量和第二运动矢量来生成插入帧；
通过根据第一运动矢量对下一帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成下一帧的经调制亮度分量；
通过根据第二运动矢量对当前帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧的经调制亮度分量；
通过使用所选择的运动矢量对插入帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成插入帧的经调制亮度分量；以及
根据比较信号对当前帧、下一帧以及插入帧的经调制亮度分量的顺序进行排列，以获得90Hz的驱动频率。
27、根据权利要求26所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，生成插入帧的步骤包括以下步骤：如果将插入帧插入前一帧与当前帧之间，则根据比较信号，使用第一运动矢量来生成具有前一帧与当前帧之间的运动的插入帧；而如果将插入帧被插入当前帧与下一帧之间，则使用第二运动矢量生成具有当前帧与下一帧之间的运动的插入帧。
28、根据权利要求26所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，对各帧的亮度分量进行滤波的步骤包括以下步骤：在边界中生成过冲或者下冲，使其具有对应于运动方向和运动速率的高斯分布和高度。
29、根据权利要求25所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，生成经调制亮度分量的步骤包括以下步骤：
以帧为单位将从数据分离出的亮度分量存储在存储器中；
使用从数据分离出的当前帧的亮度分量和存储在存储器中的前一帧的亮度分量来检测运动矢量；
使用运动矢量来生成具有前一帧与当前帧之间的运动的插入帧；
通过根据运动矢量对当前帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成当前帧的经调制亮度分量；
通过根据运动矢量对插入帧的亮度分量进行滤波以在边界中生成过冲或者下冲，来生成插入帧的经调制亮度分量；
对当前帧和插入帧的经调制亮度分量的顺序进行排列，以获得120Hz的驱动频率。
30、根据权利要求29所述的用于驱动液晶显示装置的方法，其中，对各帧的亮度分量进行滤波的步骤包括以下步骤：在边界中生成过冲或者下冲，使得进行滤波的亮度分量具有对应于运动方向和运动速率的高斯分布和高度。
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