CN100421134C - 灰度显示装置 - Google Patents

Abstract

一种灰度显示装置，包括在输入的图像中检测像素的灰度值在画面内的梯度的梯度检测电路(3)；在输入的图像中检测像素的灰度值的相对于时间的变化程度的时间变化检测电路(4)；根据梯度检测电路(3)的输出和时间变化检测电路(4)的输出来检测输入的图像移动的大小和图像移动方向的单元；以及根据检测的图像移动大小和图像移动方向、及子场的亮度加权对输入的图像信号进行修正并显示的灰度修正电路(12)。

Description

灰度显示装置

技术领域

本发明涉及使用子场的灰度显示装置，特别是涉及能降低动态图像显示时的灰度显示失真、即动态图像虚轮廓的灰度显示装置。

背景技术

在通常使用等离子体显示屏(PDP)的显示装置等的使用子场来进行灰度显示的图像显示装置中，在动态图像部分有时可看到称为[动态图像虚轮廓]等的杂波状的画质恶化现象。

虽然已经知道该动态图像虚轮廓可通过增加子场的数量来得以改善，但根据PDP等这类装置，若增加子场，则很难确保发光时间而不能得到必要的亮度，由于存在上述的问题，因此试图设定较少的子场数量，只在产生动态图像虚轮廓的部分，控制子场相对于想要显示的灰度的组合，以兼顾动态图像画质和确保亮度(参照例如特开2000-276100号公报)。

在该现有的图像显示装置中，在图像有移动的部分，限制显示所用的灰度数，并对不易产生动态图像虚轮廓的灰度值的组合进行限制来显示图像，为了弥补灰度数的下降，通过抖动处理来追加虚拟的灰度，确保一定的灰度。

但是，在现有的图像显示装置中，移动检测不是采用特别考虑利用子场的灰度显示方法的结构，在高精度地检测易产生动态图像虚轮廓的图像部分或引人注意的部分方面，还是有改善的余地。

本发明是为了解决这样的问题而提出来的，提供一种能正确检测实质上的动态图像虚轮廓的产生部分、且电路结构简单的灰度显示装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的灰度显示装置具有以下特点，是由具有规定的亮度加权的多个子场来构成一个场周期、并通过其多个子场来进行灰度显示的灰度显示装置，包括在输入的图像中检测像素的灰度值在画面内的梯度的梯度检测单元；在输入的图像中检测像素的灰度值相对于时间的变化程度的时间变化检测单元；根据梯度检测单元的输出和时间变化检测单元的输出来检测输入的图像移动大小和图像移动方向的单元；以及根据所述检测的图像移动大小和图像移动方向、及子场的亮度加权对输入的图像信号进行修正并显示的信号修正单元。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的灰度显示装置结构的方框图。

图2是该装置的特征量的范围组合和控制方法的示意图。

图3是表示该装置的光滑度检测电路的一个例子的方框图。

图4是表示该装置的梯度检测电路的一个例子的方框图。

图5是表示该梯度检测电路的滤波器系数的一个例子的示意图。

图6是该装置的时间变化检测的一个例子的方框图。

图7是表示该装置的判定电路的特性图。

图8是该装置的综合判定结果的结构图。

图9是在该装置中根据梯度与时间变化来计算图像移动量的方法的说明图。

图10是该装置的灰度失真量评价电路的特性图。

图11是该装置的灰度修正电路的特性图。

图12是该装置的子场的亮度加权与发光的组合图。

图13是该装置的编码电路的编码方法图。

图14是本发明其它实施方式的灰度显示装置中图像部分的梯度方向和图像移动方向的相对关系图。

图15是该装置的灰度失真量评价图。

图16是表示本发明其它实施方式的灰度显示装置结构的方框图。

图17是该装置的移动矢量V的梯度方向分量VG的示意图。

图18是该装置的灰度失真量预测电路的结构图。

图19是表示本发明其它实施方式的灰度显示装置结构的方框图。

图20是表示该装置的灰度修正电路结构的方框图。

图21是说明一般的误差扩散系数用的说明图。

图22是说明本发明的装置的误差扩散系数控制方法用的说明图。

图23是该装置的误差扩散系数EA的转移的示意图。

图24是说明该装置的误差扩散系数EA的计算方法用的说明图。

图25是说明该装置的误差扩散系数EA的插补概念用的说明图。

图26是该装置的误差扩散系数EB的转移图。

图27是说明该装置的误差扩散系数EB的插补概念用的说明图。

图28是说明该装置的误差扩散系数EC的插补概念用的说明图。

图29是说明该装置的误差扩散系数ED的插补概念用的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明一个实施方式的灰度显示装置。

实施方式1

图1是表示本发明一个实施方式的灰度显示装置结构的方框图。在图1中，由输入端1供给的图像信号分别供给作为光滑度检测单元的光滑度检测电路2、作为梯度检测单元的梯度检测电路3、以及作为时间变化检测单元的时间变化检测电路4，该时间变化检测电路4检测在输入的图像中的像素的时间方向、即相对于时间的灰度值的变化程度。光滑度检测电路2是检测输入的图像中的像素的灰度值的光滑程度的，另外梯度检测电路3是检测上述输入的图像中的像素的灰度值在画面内的梯度的。

将光滑度检测电路2、梯度检测电路3、时间变化检测电路4的各个输出作为输入的判定电路5、6、7是进行输入数据与预定阈值比较的判定电路，对综合判定电路8输入多个判定电路5～7的输出，从综合判定电路8输出综合判定结果k。

对判定电路5输入光滑度检测电路2的输出S，同时能设定一个阈值TH1，并输出判定结果k1。对判定电路6输入梯度检测电路3的输出G，同时能设定两个阈值TH2、TH3，并输出判定结果k2。对判定电路7输入时间变化检测电路4的输出B，同时能设定两个阈值TH4、TH5，并输出判定结果k3。而对综合判定电路8输入这些判定结果k1、k2、k3。

另外，梯度检测电路3的输出G、时间变化检测电路4的输出B供给移动量检测电路9，根据该输入的数据来检测输入的图像的移动大小和图像移动方向。然后，梯度检测电路3的输出G、移动量检测电路9的输出m1供给灰度失真量评价电路10，另外灰度失真量评价电路10的输出m2和综合判定电路8的输出k供给修正量控制电路11，根据该修正量控制电路11的输出来控制作为信号修正单元的灰度修正电路12的动作。

由输入端1输入的图像信号和修正量控制电路11的输出m3供给上述灰度修正电路12，其输出与子场灰度显示装置13相连。即，该灰度修正电路12根据由移动量检测电路9检测的图像移动大小和图像移动方向的信息以及输入的图像信号的子场的亮度加权的信息，对输入的图像信号进行修正并显示。

接着，来详细说明采用这样结构的灰度显示装置的各个部分的作用。

首先，在图1中，利用光滑度检测电路2、梯度检测电路3以及时间变化检测电路4，检测输入的图像信号中的注意的像素或指定区域的图像的特征。图2是该特征范围的组合和控制方法的一个例子的示意图。

即，如图2所示，利用光滑度检测电路2、梯度检测电路3、时间变化检测电路4以及与这些电路相连的判定电路5～7，判定输入的图像的特征和各个范围，再利用综合判定电路8，将该注意的区域分成[无时间变化]、[时间变化过大]、[平坦部]、[边缘部]、[一定倾斜部]、[复杂的图形]等六类，通过与这六类中的哪一个区域相当来决定综合判定结果k。还有，在图2中，不等号表示各像素的特征量与阈值之大小关系，[X]符号表示大小关系为任意值。

如图2所示，在判定电路5中，若注意的区域的光滑程度为S，则检测成为S≥TH1(TH1为判定电路5的阈值)的范围，另外在判定电路6中，若该区域的灰度值的梯度为G，则检测成为TH2≤G≤TH3(TH2、TH3为判定电路6的阈值)的范围，另外在判定电路7中，若该区域的灰度值的时间方向的变化程度为B，则检测成为TH4≤B≤TH5(TH4、TH5为判定电路7的阈值)的范围。然后，将该检测的范围像素判定作为易产生动态图像虚轮廓、或易检测的区域，对该部分进行灰度修正，并进行图像显示。

即，由于动态图像虚轮廓的形成图像的像素灰度值在画面内的梯度(倾斜度)和像素灰度值的相对于时间的变化程度分别处于适当的上限和下限范围内，而且在图像图形相对比较光滑的部分很引人注意，因此有选择性地检测这样的部分。

这里说明上述光滑度检测电路2、梯度检测电路3、时间变化检测电路4的一个例子。首先，光滑度检测电路2如图3所示，由以下电路构成，包括根据从输入端1输入的图像信号使各个像素信号延迟的延迟电路20；将该延迟电路20的各个输出作为输入且根据各个像素信号来计算灰度值的平均值的像素平均值运算电路21；通过取得该像素平均值运算电路21的输出值与上述延迟电路20的输出值之差分、并将各个像素信号的灰度值与平均值相比求出有多大程度之差的差分电路22、求出在该差分电路22取得的差分值之绝对值的绝对值运算电路23、以及通过将该绝对值运算电路23输出的绝对值相加、得到输入的图像信号的各个像素灰度值的光滑程度输出的加法电路24。

接着，梯度检测电路3如图4所示，由检测水平方向的像素灰度值的变化的水平滤波器30、检测垂直方向的像素灰度值的变化的垂直滤波器31、求出上述水平滤波器30和垂直滤波器31的各个输出值之绝对值的绝对值运算电路32、以及将该绝对值运算电路32的输出值相加的加法电路33构成。上述水平滤波器30和垂直滤波器31是起到对注意像素的周围像素乘以规定的系数并进行相加的作用的，作为该系数的一个例子，只要分别构成图5A、图5B所示的即可。即，通过使用该水平滤波器30和垂直滤波器31，在从输入端1输入的图像信号中检测像素灰度值相对于水平方向和垂直方向的变化，通过将该检测的值之绝对值相加，来检测输入的图像信号的作为像素灰度值的倾斜程度的梯度。

接着，时间变化检测电路4如图6所示，由使输入的图像信号的一个场的信号延迟的场延迟电路40、取得现在的图像信号的像素灰度值与通过上述场延迟电路40的前一场的图像信号的像素灰度值之差的差分电路41、以及求出该差分电路41的输出之绝对值的绝对值运算电路42构成，通过取得现在的图像信号的像素灰度值与前一场的图像信号的像素灰度值之差，来检测注意的像素灰度值的时间变化。

还有，在图2中，是简单地将输入的图像灰度修正程度记为[修正＝弱]和[修正＝强]这两种，但修正的程度可以设为三级及三级以上的多级方式，通过连续地切换修正量，进行光滑修正。图7A、图7B、图7C分别表示判定电路5、判定电路6、判定电路7的特性，为了与上述灰度的连续修正相对应，因此为图7A、图7B、图7C所示的特性。

即，若说明如图7A所示的判定电路5的特性，则对于检测到的光滑程度S，设定阈值TH1，使得光滑程度S在与阈值TH1相近的部分，判定电路5的输出为[0]与[1]的中间值，当光滑程度S在小于阈值TH1的部分时，判定电路5的输出为更接近[0]的值，光滑程度S在大于阈值TH1的部分时，判定电路5的输出为更接近[1]的值。

关于判定电路6如图7B所示，设置阈值TH2和TH3，使得当输入即梯度G在该两个阈值之间时，判定电路6的输出为更接近[1]的值，梯度G的值在此以外的情况下，判定电路6的输出为更接近[0]的值。

另外，关于判定电路7如图7C所示，与判定电路6一样，设置两个阈值TH4和TH5，当输入即灰度值相对于时间的变化程度B在该两个阈值之间时，判定电路7的输出为更接近[1]的值，相对于时间的变化程度B的值在此以外的情况下，判定电路6的输出为更接近[0]的值。还有，实际的判定电路5、判定电路6、判定电路7的输出当然也可以呈阶梯状地变化。

另外，输出综合判定结果k的综合判定电路8由例如图8所示的乘法器81、82构成，对上述判定电路5～7的各个输出k1、k2、k3的积进行运算，根据判定电路5～7得到的图像的特征能够光滑地得到综合判定结果k。

另一方面，图像移动的大小、即移动量与图像移动方向的检测是根据由梯度检测电路3检测的梯度G和由时间变化检测电路4检测的时间方向的变化程度B，由移动量检测电路9来进行。若假定显示的物体的形状不变化而图像灰度值变化，则该计算方法原理上可按下述进行运算。

即，如图9所示，由于可以假定与注意的像素灰度值在时间方向的变化程度B成正比，与灰度值的画面内的变化、即梯度G成反比，因此图像移动量m1能用m1＝B/G来求出。只是，梯度G的变化较大时，上述假定不成立，移动量不能正确地求出。另外，在基本上没有梯度G的部分，因上述计算式的分母为很小的数值，因此在该情况也不能高精度地求出移动量。另外，在时间方向变化非常小的情况下，基本上不产生动态图像虚轮廓，或相反在单位时间的亮度变化非常大的情况下，对于动态图像虚轮廓很难觉察到。因而，通过限定图2所示的图像特征的组合，在易产生动态图像虚轮廓的部分中，能够高精度地检测图像移动。即，根据综合判定电路8的输出k，通过控制对动态图像虚轮廓进行修正的动作，在易产生动态图像虚轮廓的部分中，能够高精度地检测图像移动，并修正图像信号。

还有，由上述移动量检测电路9的运算求出的移动量只要是图像的特征满足上述的条件就能足够准确地求出，但该检测的移动量为每单位时间的像素数，是原来就与作为灰度失真显现出来的动态图像虚轮廓不同的物理量，而且不一定与从视觉上评价实际观测到的动态图像虚轮廓的值完全成比例。

因此，在本发明中采用这样构成，它使用如图10所示的具有二维输入输出特性的灰度失真量评价电路10来推定灰度失真量m2，将该灰度失真量没m2输入到修正量控制电路11。即采用这样构成，它将由移动量检测电路9求出的像素移动速度即图像移动量变换成灰度值的失真，并输入到修正量控制电路11。

该图10的特性是在对于一定梯度的大小改变移动量的情况下、在移动量的中间值处动态图像虚轮廓为最大值的特性。即，灰度失真量评价电路10的特性可称为在梯度较小而移动量大的部分(图10的A)、或移动量较小而梯度大的部分(如10的B)的点表示产生很严重的动态图像虚轮廓的函数。

然后，修正量控制电路11虽未图示，但能够用例如乘法器构成，对推定的灰度失真量m2乘上综合判定系数k，并输出经运算的灰度修正信号m3。

另外，在输入该灰度修正信号m3的灰度修正电路12中，为了抑制因使用子场的图像显示而随之产生的动态图像虚轮廓，根据子场结构、图像移动及灰度值，相应地进行灰度修正。该灰度修正电路12如图11所示，是由编码电路和反馈电路组合而构成的。

在图11中，由输入端1输入的图像信号经加法器121向编码电路122供给，然后在编码电路122中，在进行规定的编码之后，从输出端125输出。这时，在减法器123取得与编码前的信号之差分，然后经反馈电路124在加法器121与输入信号相加。还有，由于反馈电路124一般含有多个系统延迟元件和系数电路，因此通过在编码电路122进行灰度限制，作为灰度修正电路12进行所谓误差扩散处理。

图12是表示通过灰度显示装置13将使用的子场的亮度加权和发光进行组合的编码方法的一个例子，图12所示为使用10个子场(SF1～SF10)的情况。如图12所示，各个子场的亮度加权之比分别设为[1]、[2]、[4]、[8]、[16]、[24]、[32]、[40]、[56]、[72]。另外，图12表示与某个输入的图像灰度值对应的子场的分配编码方法，图中的“1”的部分表示[有发光]。

图13是图11的编码电路122中的编码方法的示意图，表示子场的亮度加权与该编码方法的例子。即，如修正量小，则使用多的灰度来进行灰度显示，这样来进行灰度控制，另一方面如修正量大，则进行使用少的灰度数来进行灰度显示，这样来进行灰度控制，同时利用误差扩散来确保有效的灰度并进行图像显示。在图13中，灰度的修正量设为[0]～[7]的八段，对使用的灰度值标上圆点。即，如灰度修正量为[0]时，能使用所有的灰度，如灰度修正量为[7]时，能使用的灰度数为最小。这在可能很严重地产生动态图像虚轮廓的部分中，通过增加修正量，以保持灰度值与子场的发光分布的相关关系，来抑制动态图像虚轮廓的产生。另外，随着假想的动态图像虚轮廓的产生量越来越少，通过减少修正量，能连续地控制对图像的灰度修正，实现光滑的动态图像虚轮廓抑制和在不易产生动态图像虚轮廓的部分进行良好的灰度修正。

这样，根据本实施方式，具有检测图象画面内的梯度及灰度值相对于时间的变化程度、并根据该检测到的信息来检测输入的图像移动大小和图像移动方向的单元；以及根据检测到的图像移动大小和图像移动方向与子场的亮度加权、来修正输入的图像信号并进行显示的信号修正单元，能以简单的结构进行良好的灰度显示。

但是，作为根据图像梯度与灰度相对于时间的变化程度来计算图形移动本身的方法，已经知道有[TV图像的多维信号处理](吹拔敬彦著，P202～P207，昭和63年11月15日发行)等所述的方法。但是，该[TV图像的多维信号处理]等所述的梯度法是对于移动较小时有效的、并实际上不一定能广泛使用的方法。

本发明是通过观察使用子场的图像显示装置中的动态图像虚轮廓的产生，并阐明动态图像虚轮廓产生量相对于子场的结构、图像特征、图像移动量等的相互关系而发现的方法。即，发现了只要满足灰度值的梯度在规定的上限和下限范围内的部分、灰度值相对于时间的变化在规定的上限和下限范围内的部分的条件，就能够容易确定动态图像虚轮廓的产生位置或产生程度，同时根据梯度和时间变化基本上能正确地检测到图像的移动，并充分利用上述发现的关系，就能够提供以简单的结构很好地兼顾动态图像特性和静止特性的方法。

还有，关于在上述说明中使用的子场的亮度加权、子场的编码方法、根据图像移动量来预测灰度失真量的方法、灰度修正的方法等，当然能做各种各样的变形。

实施方式2

接着说明本发明的其它实施方式。在本实施方式中，是根据对输入的图像信号的灰度值光滑程度、或画面内的梯度、相对于时间的变化程度综合地进行判定而得到的修正量，在控制灰度值并进行显示时，注重灰度值的梯度方向与相对于时间的变化方向之关系，更准确地判定产生的动态图像虚轮廓的程序并进行图像修正。在本实施方式中，与图1的实施方式相比较，由于只有灰度失真量预测电路10的内部结构与动作不同，而其它结构、动作基本上都相同，因此只说明不同的部分。

图14是表示在本实施方式的灰度显示装置中、想要显示的图像部分的梯度方向与图像移动方向的相对关系。图14的表格部分与在上述实施方式中说明的图12所示的相同，图14所示的实线箭头与虚线箭头，是为了说明对于灰度的梯度相同的图像部分观测向反方向移动的图像时产生的动态图像虚轮廓的量的差异。

例如，在图14中，考虑以灰度值为[200]的值为中心的附近具有斜坡波形移动的情况。如图14A所示，若图像部分向与灰度值在画面内增加的方向相反的方向移动时，观测到[有发光]的子场的几率比原来的要少，相对来说产生较严重的动态图像虚轮廓。与此相反，如图14B所示，若图像部分向与灰度值在画面内增加的方向相同的方向移动时，虽然观测到与原本应观测到的发光量相比多一点点的发光，但与向反方向移动的情况相比其量较少，其结果产生的动态图像虚轮廓的程度较小。

因而，在根据图像移动来评价动态图像虚轮廓的产生量时，相对地评价图像移动方向和画面内的灰度值的梯度方向，并通过改变图像修正量，能够更准确地进行图像修正。

图15是表示该控制的情况的，是表示对于图像移动大小和方向、以及灰度值的梯度的灰度失真量评价的。图15是将图像移动(横轴)和梯度(纵轴)作为两个参数的两变量函数，函数值(与纸面方向垂直)是灰度失真量、即动态图像虚轮廓的评价值。

根据该图15可知，即使同一图像梯度和图像移动的绝对值相同，通过图像移动方向和灰度值梯度方向的组合，也能使图像修正量改变。另外，在图15的例中这样设定，图象移动的大小的绝对值按照从[0]的状态开始增加，图象修正量也随之增加，到某一点达到最大值。该最大值这样设定，因图像移动方向与梯度方向的组合而异，例如，图象移动方向为[+]、且灰度值的梯度为[+]的组合时使图像的修正量为最大，或图像移动方向为[-]、且灰度值的梯度为[-]的组合时使图像的修正量为最大。

这样，根据本实施方式，对于动态图像虚轮廓，是根据图像移动方向与梯度方向的组合来相应地改变图像的修正量，能以简单的结构进行良好的灰度显示。

实施方式3

接着，用图16～图18来说明本发明的其它实施方式。本实施方式是将图像移动方向分成水平方向分量和垂直方向分量来检测，根据将梯度大小和图像移动大小变换成梯度方向而得到的值来进行修正信号的灰度显示装置。在图16中，与图1所示的实施方式相比较，对于基本动作相同的标上相同标号并省略其说明。

在图16中，梯度检测电路31除了输出灰度值的梯度绝对值|G|，还输出梯度的水平方向分量Gx和垂直方向分量Gy。水平移动量检测电路91和垂直移动量检测电路92根据梯度的水平方向分量Gx、梯度的垂直方向分量Gy、灰度值的相对于时间的变化量即变化程度B，来计算图像的水平方向的移动量Vx和垂直方向的移动量Vy。进而，灰度失真量预测电路100根据梯度绝对值|G|、梯度的水平方向分量Gx、梯度的垂直方向分量Gy、图像的水平方向的移动量Vx以及图像的垂直方向的移动量Vy，来计算等效灰度失真量me。

图17是表示以图像移动分量(Vx、Vy)来表示的移动矢量V与移动矢量V的梯度分量VG之关系。该VG根据图16所示结构的灰度失真量预测电路100来计算。

图18是灰度失真量预测电路100的具体结构图，在图18中，利用反正切函数变换单元101和反正切函数变换单元102以及减法器103来计算移动矢量V与梯度方向之间的夹角，进而将它用余弦函数变换单元104进行变换，对变换后的值乘上用绝对值电路106求出的图像移动量的绝对值，通过这样能够求出变换为图像的梯度的移动大小分量VG。表107能够进行与图1的灰度失真量评价电路10相同的动态图像虚轮廓产生量预测。

根据如上结构，能够将图像移动与图像梯度方向统一进行评价，能够正确地推测动态图像虚轮廓的产生预测量，进行正确的图像修正及良好的图像显示。

实施方式4

图19是表示本发明的其它实施方式的方框图，在图19中，对与图1所示部分相同的部分标上相同的编号。在图19中，对水平移动量检测电路14、垂直移动量检测电路15、45°移动量检测电路16以及135°移动量检测电路17分别供给梯度检测电路3的输出G和时间方向变化检测电路4的输出B。另外，水平移动量检测电路14、垂直移动量检测电路15的输出作为移动量运算电路18的输入，然后对综合判定电路8输入由移动量运算电路13计算的移动量，输出综合判定结果k。该综合判定结果k供给信号修正单元即灰度修正电路19。

对该灰度修正电路19输入由输入端1输入的图像信号，利用该灰度修正电路19进行修正输入的图像灰度值的灰度修正控制和误差扩散控制。该灰度修正和误差扩散的方法通过上述综合判定电路8的综合判定结果k、以及水平移动量检测电路14、垂直移动量检测电路15、45°移动量检测电路16和135°移动量检测电路17的输出来控制。由该灰度修正电路19得到灰度修正的图像信号供给子场灰度显示装置13，并作为图像进行显示。

这里是这样构成的，它按四个方向来检测图像移动大小，并用于后级的灰度修正电路19的控制，但图像移动大小其本身的计算由于能够根据水平移动量和垂直移动量这两个量来计算，因此在将供给移动量运算电路18、并求出移动大小之后，向综合判定电路8输入，来决定与必需的灰度限制量相当的综合判定结果k的值。

接着，来详细说明灰度修正电路19。在灰度修正电路19中，使用与得到的多方向的图像移动方向、多方向的图像移动大小、及图像的灰度限制量相当的值即综合判定结果k，来进行输入图像的灰度修正，但多方向的图像移动大小与灰度限制之关系与在图12、图13中说明的方法一样地进行。

图20表示灰度修正电路19的具体结构例子。如该图20所示，灰度修正电路19具有加法器191、编码电路192、移动量输入端193、输入端194、减法器195、延迟电路196～199、系数电路200～203、以及系数控制电路204。而且，先前检测出的水平移动量、垂直移动量、45°移动量、135°移动量分别输入到系数控制电路204，利用系数电路200～203分别求出各个系数值EA、EB、EC、ED，根据系数值来运算处理延迟电路196～199的信号，然后供给加法器191并形成误差扩散环。

还有，在图20所示的结构中，输入的图像信号的对灰度值的灰度控制的切换是根据移动量输入端193输入的信号来进行，另外图13所示的编码在灰度修正电路19的编码电路192中进行。

这样，输入的图像信号根据图像移动大小相应地限定灰度数，并供给显示装置，以适当地抑制动态图像虚轮廓的产生。同时，由于构成误差扩散环，因此能确保等效的灰度值。还有，若为了提高动态图像虚轮廓的抑制效果，而加大动态图像部分中的灰度数的限定，则感到因误差扩散处理而产生的干扰较多而导致画质下降。因此，本发明根据图像移动方向来控制误差扩散系数，以抑制当灰度限制较大时的画质的下降。

图21是一般误差扩散系数的说明图。图21是表示在像素P进行灰度限制并显示时将当时的输入信号与显示信号之差分配给周围的四个像素A、B、C、D的情况。图22表示分配系数EA、EB、EC、ED的实际的数值例子。根据图22可知，在图像移动大小很小而实际上不产生动态图像虚轮廓时，将图像作为静态图像，系数值EA、EB、EC、ED的值分别为[7]、[1]、[5]、[3]的值。还有，由于误差扩散系数值原本是误差分配的系数，因此总和应为[1]，但为了方便，以16倍的值来表示。

还有，若图像不为静态图像，而向指定方向移动时，则按照图22，更新系数值EA、EB、EC、ED的值。图22的[静态图像]以外的部分表示在每个图像移动方向设定的各个系数。图中，表示有某种程度的图像移动时的系数值，实际上，根据图像移动的大小，相应设定为连续的、或分段的值。

图23是该情况的说明图，是关于系数EA的设定方法的概念示意图。即这样进行控制，使得在是静态图像时，系数EA设定为[7]，但图像移动变大，例如在画面的像素的水平方向有图像移动时，按照图像移动大小，系数值EA最大设定为[10]，另外，当图像移动方向为画面的像素垂直方向时，按照图像移动大小，系数值EA从[7]渐渐地减小为[0]。另外，当图像移动为画面的斜的方向时，同样进行控制，使其从[7]渐渐地变为[3]。

图24是该情况的说明图，表示图22所示的角度θ与图像移动之关系。图24中，是在与水平呈角度θ的方向有图像移动时，设图像移动大小为m，用矢量表示图象移动。

与这样的图像移动相对应的系数值EA能用图23插补而得到的值用图表示的图5求出。图25是表示用周围明示的数值对图23所示的数值以外的点进行插补的值，角度θ＝0表示画面水平方向。另外，图25的上方(与底面垂直的方向)表示各点的系数值。在图25中，点P的值与图24中的点P相当，其系数值用EA表示。

由于这样设定系数值使其连续变化，因此误差扩散的系数值能够根据静态图像时的值、图像移动方向、图像移动大小相应地连续变化，能够根据图像移动大小和方向光滑地进行灰度修正，进行良好的动态图像虚轮廓的抑制和良好的误差扩散动作。

还有，其它的系数、例如系数值EB能够用图26所示的转移来表示，能够将其进行插补，并如图27表示。对于系数值EC、ED的转移图也一样，能够分别用图28、图29来表示。另外，虽未图示，但对于系数值EC、ED也能使用与图25或图27一样的图，来表示系数值的插补概念。

根据如上所述的本实施方式，在使用子场的灰度显示装置中，是使用图像移动大小和移动方向，实施包含灰度修正的控制和误差扩散控制的信号处理，能够实现动态图像虚轮廓的抑制和良好的灰度显示。

还有，在以上说明中，相对地加大了在与图像移动方向平行的方向的误差扩散系数。这是因为在视线跟随图像移动而跟踪画面上的对象的情况下，考虑到在观测者的视网膜上，多个像素的发光量进行[视觉上的融合]。即，在与图像移动平行的方向上的多个像素能认为等效地表示与一个像素类似的动作，在这样的像素之间，尽量有一样的误差，通过这样减小对很难发生[视觉上的融合]的像素、即在与图像移动正交的方向的像素的扩散误差，能够抑制随着误差扩散增大的干扰感。

另外，在本实施方式中，说明了对系数值的插补按线性比例分配的例子，但当然也可以是利用高次函数来进行的曲线插补，或使用其它连续函数。另外，是按照图像移动大小，举出了分几段来控制灰度值的例子，但该段数不限于上述的例子。进而作为特别的例子，也可以不进行灰度数的控制，只控制误差扩散系数。另外，用本实施方式说明的误差扩散系数不限于图示的误差扩散系数，若是按照图像移动方向，利用视觉上融合效果的特性，当然能得到同样的效果。

如上说明的那样，根据本发明，由于包括在输入的图像中检测像素的灰度值在画面内的梯度的梯度检测单元；在上述输入的图像中检测像素的灰度值相对于时间的变化程度的时间变化检测单元；根据上述梯度检测单元的输出和上述时间变化检测单元的输出来检测输入的图像移动大小和图像移动方向的单元；以及根据上述检测的图像移动大小和图像移动方向、和上述子场的亮度加权对输入的图像信号进行修正并显示的信号修正单元，因此能够根据图像梯度来检测图像移动方向，预测动态图像虚轮廓的产生，所以能够更准确地进行灰度修正，能够抑制动态图像虚轮廓、并能确保良好的灰度特性的图像显示。

根据本发明，能够以简单的结构来检测易产生动态图像虚轮廓的部分的图像移动和梯度，由此能抑制动态图像虚轮廓并实现良好的图像显示，能提高使用子场的灰度显示装置的显示品质。

工业上的实用性

根据以上说明的本发明，能够以简单的结构来检测易产生动态图像虚轮廓的部分的图像移动和梯度，通过修正信号并进行显示，能够抑制动态图像虚轮廓并实现良好的图像显示，能提高使用子场的灰度显示装置的显示品质。

Claims (5)

1. 一种灰度显示装置，其特征在于，

是由具有规定的亮度加权的多个子场来构成一个场周期、并通过其多个子场来进行灰度显示的灰度显示装置，

包括在输入的图像中检测像素的灰度值在画面内的梯度的梯度检测单元；在所述输入的图像中检测像素的灰度值的相对于时间的变化程度的时间变化检测单元；根据所述梯度检测单元的输出和所述时间变化检测单元的输出来检测所述输入的图像移动大小和图像移动方向的单元；以及根据所述检测的图像移动大小和图像移动方向、及所述子场的亮度加权对输入的图像信号进行修正并显示的信号修正单元。

2. 一种灰度显示装置，其特征在于，

是由具有规定的亮度加权的多个子场来构成一个场周期、并通过其多个子场来进行灰度显示的灰度显示装置，

包括在输入的图像中检测像素的灰度值的光滑程度的光滑度检测单元；在所述输入的图像中检测像素的灰度值在画面内的梯度的梯度检测单元；在所述输入的图像中检测像素的灰度值的相对于时间的变化程度的时间变化检测单元；根据所述梯度检测单元的输出和所述时间变化检测单元的输出来检测所述输入的图像移动大小和图像移动方向的单元；以及根据所述检测的图像移动大小和图像移动方向、以及所述子场的亮度加权对输入的图像信号进行修正并显示的信号修正单元。

3. 如权利要求1或2所述的灰度显示装置，其特征在于，

所述信号修正单元在对输入的图像信号进行修正时，

将图像移动方向分成水平方向分量和垂直方向分量来检测，根据所述梯度大小、以及将所述图像移动大小变换成所述梯度方向得到的值来进行信号修正。

4. 如权利要求1或2所述的灰度显示装置，其特征在于，

信号修正单元是进行修正输入图像的灰度值的控制和进行误差扩散的控制的部件。

5. 如权利要求4所述的灰度显示装置，其特征在于，

信号修正单元进行控制，以根据图像移动大小来修正输入图像的灰度值，同时根据图像移动方向来控制误差扩散的信号处理。

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