CN1450802A - 改善液晶显示器响应速度的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用来改善LCD响应速度的装置及其方法包括噪声消除单元和比较器。噪声消除单元消除当前数字图像数据以及像素位置与当前数字图像数据相同的前一数字图像数据中的噪声。比较器将经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据与基准值进行比较，根据比较结果修改当前数字图像数据，并且输出所表示的结果。

Description

改善液晶显示器响应速度的装置和方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求2002年4月10日向韩国知识产权局提交的韩国申请2002-19478号的优先权，在此将其内容引作参考。
技术领域
本发明涉及一种操作液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的装置和方法，特别涉及一种消除由于数字图像信号噪声产生的错误以改善LCD响应速度的装置及其方法。
背景技术
随着个人计算机(Personal Computer，PC)和电视(TV)的尺寸和重量不断减小，已开发出重量轻且体积小的显示设备。结果，平板型显示器如液晶显示器(LCD)已出现，并且正在替代传统阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)。
LCD是通过将电场施加于具有各向异性介电常数且注入在两个基板(substrate)之间的液体材料来产生所需图像信号的显示设备。传输到两个基板的光量通过控制所施加电场的强度来调节。
在LCD中使用的液晶具有保持型(hold-type)物理属性。换句话说，保持对应于当前数据的液晶状态，直到输入下一数据。液晶响应速度表示液晶根据输入数据而变化的快慢。大多数LCD面板的响应速度快于1/60秒，即每16.6毫秒一帧的速度。因此，如图1所示，响应输入数据而从一般图像的中间电平到液晶达到适当的电压需要对应于若干帧的长时间周期。为此，在活动图像显示设备如电视、数字电视或DVD播放器中出现重影、动态对比率的减小以及模糊边缘，从而恶化图像质量。
图2是改善LCD响应速度从而防止图像质量恶化的传统装置的方框图。输入数字图像数据临时存储在缓冲器200以及帧存储器201中。存储在缓冲器200中的当前图像数据Dn和存储在帧存储器201中的前一图像数据Dn-1输入到比较器202。比较器202比较当前图像数据Dn的灰度与相同像素位置的前一图像数据Dn-1的灰度。如果当前图像数据Dn的灰度等于前一图像数据Dn-1的灰度，则比较器202输出具有当前数据Dn灰度响应速度的数据Dn’。如果当前图像数据Dn的灰度大于前一图像数据Dn-1的灰度，则比较器202输出其灰度大于当前数据Dn的数据Dn’。相反，如果当前图像数据Dn的灰度小于前一图像数据Dn-1的灰度，则比较器202输出其灰度小于当前数据Dn的数据Dn’。控制器203控制对所有块进行数据读取或写入。
然而，使用图2的响应速度改善装置将导致LCD敏感于各类噪声。在这种情况下，在响应速度低的LCD中不严重的屏幕噪声在改善响应速度之后将变得严重，从而导致图像质量的严重恶化。
发明内容
本发明的各个方面和优点将在下面描述中进行部分阐述，并且部分在该描述中是清楚的，或者可以通过本发明的实施来了解。
根据上述情况和本发明的其他方面，提供一种用来改善LCD响应速度的装置，该装置消除由于数字图像信号噪声产生的错误以改善LCD响应速度。
根据上述情况和本发明的其他方面，提供一种用来改善LCD响应速度的方法，该方法消除由于数字图像信号噪声产生的错误以改善LCD响应速度。
根据上述情况和本发明的其他方面，提供一种用来改善LCD响应速度的装置，该装置包括：噪声消除单元，用于消除当前数字图像数据以及像素位置与当前数字图像数据相同的前一数字图像数据中的噪声；以及比较器，用于将经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据与基准值进行比较，以根据比较结果修改当前数字图像数据，并且输出所表示的结果。
噪声消除单元，包括：第一低通滤波器(low-pass filter，LPF)，用于消除当前数字图像数据中的噪声；以及第二LPF，用于消除像素位置与当前数字图像数据相同的前一数字图像数据中的噪声。
比较器包括查询表(look up table，LUT)，用于保存改变当前数字图像数据响应速度的灰度数据。
如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值小于基准值，则比较器访问LUT以输出当前数字图像数据。
如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，则比较器比较当前数字图像数据的灰度与前一数字图像数据的灰度，修改当前数字图像数据，并且输出结果。
如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度大于前一数字图像数据的灰度，则比较器访问LUT以增大当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。另外，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度小于前一数字图像数据的灰度，则比较器访问LUT以减小当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
根据上述情况和本发明的其他方面，提供一种用来改善LCD响应速度的装置，包括：缓冲器，用于接收数字图像数据，并且输出第一当前图像数据；第一噪声消除单元，用于消除第一当前图像数据中的噪声，并且输出经过噪声消除的第二当前图像数据；帧存储器，用于存储第一当前图像数据，并且输出第一当前图像数据之前的第一前一图像数据；第二噪声消除单元，用于输出表示从第一前一图像数据中消除了噪声的第二前一图像数据；比较器，用于比较第一当前图像数据、第二当前图像数据、第一前一图像数据和第二前一图像数据的灰度，以输出具有改善响应速度的数字图像数据。
根据上述情况和本发明的其他方面，提供一种用来改善LCD响应速度的方法，该方法包括：消除像素位置与当前数字图像数据相同的前一数字图像数据中的噪声；将当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值与基准值进行比较，并且输出所表示的结果；以及访问存储用于改变响应速度的灰度数据的LUT，以根据结果修改当前数字图像数据。
当访问LUT时，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值小于基准值，则访问LUT以输出当前数字图像数据。
当访问LUT时，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值时，则比较当前数字图像数据的灰度与前一数字图像数据的灰度，根据比较结果改变当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度大于前一数字图像数据的灰度，则访问LUT以增大当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。另外，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度小于前一数字图像数据的灰度，则访问LUT以减小当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
根据上述情况和本发明的其他方面，提供一种用来改善LCD响应速度的方法，包括：根据数字图像数据输出第一当前图像数据；消除第一当前图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二当前图像数据；输出第一当前图像数据之前的第一前一图像数据；消除第一前一图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二前一图像数据；比较第二当前图像数据的灰度与第二前一图像数据的灰度；以及当第二当前数字图像数据和第二前一数字图像数据之间的灰度差值小于基准值时，输出响应速度与第一当前图像数据相同的数字图像数据。
根据上述情况和本发明的其他方面，提供一种用来改善LCD响应速度的方法，包括：根据数字图像数据输出第一当前图像数据；消除第一当前图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二当前图像数据；输出第一当前图像数据之前的第一前一图像数据；消除第一前一图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二前一图像数据；比较第二当前图像数据的灰度与第二前一图像数据的灰度；以及当第二当前数字图像数据和第二前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值时，判定第一当前图像数据的灰度是否大于第一前一图像数据的灰度。
通过下面参照附图对结构和操作进行全面和详细的描述，上述以及其他方面和优点将会变得清楚，其中，相同的标号表示相同的部分。
附图说明
通过参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其他方面及优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出传统液晶显示器(LCD)的特性曲线的图；
图2是用来改善响应速度的传统装置的结构方框图；
图3是根据本发明一个实施例的用来改善响应速度的装置的结构方框图；
图4是示出根据本发明一个实施例的具有改善响应速度的LCD的特性曲线的图；以及
图5是示出根据本发明一个实施例的用来改善LCD响应速度的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。然而，本发明可以采用多种不同的形式进行实施，并且不应解释为限定于在此所述的实施例；提供这些实施例只是为了使本公开内容透彻且完整，并且向本领域的技术人员全面传达本发明的概念。
图3是根据本发明一个实施例的用来改善LCD响应速度的装置的结构方框图。该装置包括：缓冲器300、第一噪声消除单元301、帧存储器302、第二噪声消除单元303、比较器304、查询表(LUT)304-1以及控制器305。图4是示出具有改善响应速度的LCD的特性曲线的图。图5是示出根据本发明一个实施例的用来改善LCD响应速度的方法的流程图。该方法包括：在操作500，通过使当前图像数据Dn通过低通滤波器(LPF)，输出经过噪声消除的数据Dn’。
在操作501，该方法通过使像素位置与当前图像数据Dn相同的前一图像数据Dn-1通过LPF，输出经过噪声消除的数据Dn-1’。在操作502，该方法比较经过噪声消除的数据Dn’和数据Dn-1’。在操作503，该方法检查数据Dn’和数据Dn-1’之间的灰度差值是否小于基准值，该值是存储在LUT 304-1中的灰度数据。在操作504，该方法输出响应速度与当前数据Dn相同的数据Dn”，并且在操作505，该方法检查当前数据Dn的灰度是否大于数据Dn-1的灰度。在操作506，该方法通过访问LUT，输出响应速度快于当前图像数据Dn的数据Dn”。在操作507，该方法通过访问LUT，输出响应速度慢于当前图像数据Dn的数据Dn”。
以下，将参照图3和图4详细描述根据本发明一个实施例的用来改善响应速度的装置。在此，缓冲器300临时存储输入数字图像数据。
第一噪声消除单元301包括低通滤波器(LPF)，并且消除包含在从缓冲器300输出的图像数据Dn中的噪声。第一噪声消除单元301接收图像数据Dn，并且输出图像数据Dn’。
帧存储器302存储从缓冲器300输出的当前图像数据Dn，并且输出位于当前图像数据Dn之前的前一图像数据Dn-1，以响应来自控制器305的控制信号。
第二噪声消除单元303也包括LPF，并且输出表示从前一图像数据Dn-1中消除了噪声的图像数据Dn-1’。
比较器304接收并比较当前图像数据Dn、经过噪声消除的当前图像数据Dn’、像素位置与当前图像数据Dn相同的前一图像数据Dn-1以及经过噪声消除的前一图像数据Dn-1’。然后，比较器304输出具有改善响应速度的当前图像数据Dn”。比较器304包括LUT 304-1，用于保存改变当前数字图像数据响应速度的灰度数据，并且输出改变当前图像数据Dn灰度的灰度数据。
比较器304将经过噪声消除的当前图像数据Dn’和前一图像数据Dn-1’之间的灰度差值与基准值进行比较，并且当差值小于基准值时，输出响应速度等于当前图像数据Dn的图像数据Dn”。在此，Dn”表示相同的当前图像数据Dn。
另一方面，如果差值大于基准值时，比较器304比较当前图像数据Dn的灰度与前一图像数据Dn-1的灰度，改变当前图像数据Dn的响应速度，即改变灰度，并且输出当前图像数据Dn。如果当前图像数据Dn的灰度大于前一图像数据Dn-1，则比较器304访问LUT 304-1，并且输出响应速度快于当前数字图像数据Dn的图像数据Dn”。在此，Dn”表示具有增大灰度的当前图像数据Dn。如果当前图像数据Dn的灰度小于前一图像数据Dn-1，则比较器304访问LUT 304-1，并且输出响应速度慢于当前数字图像数据Dn的图像数据Dn”。在此，Dn”表示具有减小灰度的当前图像数据Dn。
参照图4，(a)示出LCD理想响应，(b)示出LCD实际响应，而(c)示出应用本发明实施例之后的LCD响应。详细地说，响应(c)是通过将经过噪声消除的图像信号的灰度与基准值进行比较并且根据比较结果改善图像信号灰度来获得的。响应(c)与LCD实际响应(b)相比，更近似地接近于LCD理想响应(a)，从而校正图像失真。
图5是示出改善响应速度的方法的流程图。在操作500，当前图像数据Dn通过LPF 301以消除其中的噪声，并且输出为Dn’。
在操作501，像素位置与当前图像数据Dn相同的前一图像数据Dn-1通过LPF 302以消除其中的噪声，并且输出为Dn-1’。在操作502，比较器304比较当前图像数据Dn’的灰度与前一图像数据Dn-1’的灰度。在操作503，比较器304检查当前图像数据Dn’和前一图像数据Dn-1’之间的灰度差值是否小于基准值。
如果在操作503判定该差值小于基准值，则在操作504，输出响应速度与当前图像数据Dn相同的图像数据Dn”，在此，Dn”表示相同的当前图像数据Dn。
如果在操作503判定该差值大于基准值，则在操作505，比较器304检查当前图像数据Dn的灰度是否大于前一图像数据Dn-1。
当经过噪声消除的当前图像数据Dn’的灰度和经过噪声消除的前一图像数据Dn-1’之间的灰度差值大于基准值并且当前图像数据Dn的灰度大于前一图像数据Dn-1时，在操作506，访问LUT 304-1以输出响应速度快于当前图像数据Dn的图像数据Dn”。在此，Dn”表示具有经过灰度增大的当前图像数据。
当灰度差值大于基准值并且当前图像数据Dn的灰度小于前一图像数据Dn-1时，在操作507，访问LUT 304-1以输出响应速度慢于当前图像数据Dn的图像数据Dn”。在此，Dn”表示具有经过灰度减小的当前图像数据Dn。
如上所述，根据本发明，可以解决因噪声产生的图像失真，这是现有响应速度改善方法的一个问题。而且，LCD响应速度得以改善，从而将重影和模糊边缘的出现减小到所需级别。
本发明的各种特性和优点在本详细说明书中是清楚的，因此所附权利要求包括属于本发明的真实精神和范围内的本发明的这些特性和优点。而且，由于各种修改和改变对于本领域的技术人员是容易的，因此本发明并不限于上述结构和操作，因此，可以包括属于本发明范围内的所有适当变体和等价物。

Claims (24)

1.一种用来改善LCD响应速度的装置，所述装置包括：
噪声消除单元，用于消除当前数字图像数据以及像素位置与当前数字图像数据相同的前一数字图像数据中的噪声；以及
比较器，用于将经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据与基准值进行比较，以根据比较结果修改当前数字图像数据，并且输出所表示的结果。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述噪声消除单元，包括：
第一低通滤波器(low-pass filter，LPF)，用于消除当前数字图像数据中的噪声；以及
第二LPF，用于消除像素位置与当前数字图像数据相同的前一数字图像数据中的噪声。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述比较器包括查询表(look up table，LUT)，用于保存改变当前数字图像数据响应速度的灰度数据。
4.如权利要求3所述的装置，其中，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值小于基准值，则所述比较器访问LUT以输出当前数字图像数据。
5.如权利要求3所述的装置，其中，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，则所述比较器比较当前数字图像数据的灰度与前一数字图像数据的灰度，修改当前数字图像数据，并且输出结果。
6.如权利要求5所述的装置，其中，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度大于前一数字图像数据的灰度，则所述比较器访问LUT以增大当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
7.如权利要求5所述的装置，其中，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度小于前一数字图像数据的灰度，则所述比较器访问LUT以减小当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
8.一种用来改善LCD响应速度的装置，包括：
缓冲器，用于接收数字图像数据，并且输出第一当前图像数据；
第一噪声消除单元，用于消除第一当前图像数据中的噪声，并且输出经过噪声消除的第二当前图像数据；
帧存储器，用于存储第一当前图像数据，并且输出第一当前图像数据之前的第一前一图像数据；
第二噪声消除单元，用于输出表示从第一前一图像数据中消除了噪声的第二前一图像数据；
比较器，用于比较第一当前图像数据、第二当前图像数据、第一前一图像数据和第二前一图像数据的灰度，以输出具有改善响应速度的数字图像数据。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述比较器包括查询表(LUT)，用于保存用来改变响应速度的灰度数据。
10.如权利要求8所述的装置，其中，第一前一图像数据的像素位置与第一当前图像数据相同。
11.如权利要求8所述的装置，其中，所述比较器比较第二当前图像数据和第二前一图像数据之间的灰度差值，并且当差值小于基准值时，所述比较器输出响应速度与第一当前图像数据相同的数字图像数据。
12.如权利要求8所述的装置，其中，所述比较器比较第二当前图像数据和第二前一图像数据之间的灰度差值，并且当差值大于基准值时，所述比较器改变第一当前图像数据的响应速度，并且输出所表示的数字图像数据。
13.如权利要求8所述的装置，其中，当第一当前图像数据的灰度大于第一前一图像数据的灰度时，所述比较器访问查询表(LUT)，并且输出响应速度快于第一当前数字图像数据的数字图像数据。
14.如权利要求8所述的装置，其中，当第一当前图像数据的灰度小于第一前一图像数据的灰度时，比较器访问查询表(LUT)，并且输出响应速度慢于第一当前数字图像数据的数字图像数据。
15.如权利要求8所述的装置，其中，所述比较器比较第二当前图像数据和第二前一图像数据之间的灰度差值，并且所述比较器执行下面操作的其中之一：当差值小于基准值时，输出响应速度与第一当前图像数据相同的数字图像数据；当差值大于基准值时，改变第一当前图像数据的响应速度，并且输出所表示的数字图像数据，并且当第一当前图像数据的灰度大于第一前一图像数据的灰度时，访问查询表(LUT)，并且输出响应速度快于第一当前数字图像数据的数字图像数据。
16.一种改善LCD响应速度的方法，该方法包括：
消除像素位置与当前数字图像数据相同的前一数字图像数据中的噪声；
将当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值与基准值进行比较，并且输出所表示的结果；以及
访问存储用于改变响应速度的灰度数据的LUT，以根据结果修改当前数字图像数据。
17.如权利要求16所述的方法，其中，当访问LUT时，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值小于基准值，则访问LUT以输出当前数字图像数据。
18.如权利要求17所述的方法，其中，当访问LUT时，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值时，则比较当前数字图像数据的灰度与前一数字图像数据的灰度，根据比较结果改变当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
19.如权利要求18所述的方法，其中，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度大于前一数字图像数据的灰度，则访问LUT以增大当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
20.如权利要求18所述的方法，其中，如果经过噪声消除的当前数字图像数据和前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值，并且当前数字图像数据的灰度小于前一数字图像数据的灰度，则访问LUT以减小当前数字图像数据的灰度，并且输出结果。
21.一种用来改善LCD响应速度的方法，包括：
根据数字图像数据输出第一当前图像数据；
消除第一当前图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二当前图像数据；
输出第一当前图像数据之前的第一前一图像数据；
消除第一前一图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二前一图像数据；
比较第二当前图像数据的灰度与第二前一图像数据的灰度；以及
当第二当前数字图像数据和第二前一数字图像数据之间的灰度差值小于基准值时，输出响应速度与第一当前图像数据相同的数字图像数据。
22.一种用来改善LCD响应速度的方法，包括：
根据数字图像数据输出第一当前图像数据；
消除第一当前图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二当前图像数据；
输出第一当前图像数据之前的第一前一图像数据；
消除第一前一图像数据中的噪声，并且输出所表示的第二前一图像数据；
比较第二当前图像数据的灰度与第二前一图像数据的灰度；以及
当第二当前数字图像数据和第二前一数字图像数据之间的灰度差值大于基准值时，判定第一当前图像数据的灰度是否大于第一前一图像数据的灰度。
23.如权利要求22所述的方法，还包括：
当第一当前图像数据的灰度大于第一前一图像数据的灰度时，输出响应速度快于第一当前数字图像数据的数字图像数据。
24.如权利要求22所述的方法，还包括：
当第一当前图像数据的灰度小于第一前一图像数据的灰度时，输出响应速度慢于第一当前数字图像数据的数字图像数据。
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