CN1279507C - 图象显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种以子场法进行中间灰度显示的图象显示装置，其特征在于：具有多个非线性变换装置，将输入信号的信号电平变换并输出；和选择装置，选择上述多个非线性变换装置的输出信号和上述输入信号中之一；各个上述多个非线性变换装置具有非线性特性；将上述多个非线性变换装置的各个特性平均的特性构成大致为线性；在输入信号的信号电平是动画模拟轮廓的容易产生的信号电平时，上述选择装置选择上述多个非线性变换装置的输出信号的中的任一个；在输入信号的信号电平是动画模拟轮廓的容易产生的信号电平时，上述选择装置选择上述多个非线性变换装置的其中一个输出信号；在输入信号的信号电平是动画模拟轮廓的难于产生的信号电平时，上述选择装置不选择上述多个非线性变换装置。

Description

图象显示装置
本申请日申请号为98109453.8的申请的分案申请，该母案的申请日为1998年4月1日，在先申请为JP97-83614，在先申请日为1997年4月2日。
技术领域
本发明涉及采用等离子显示板等显示板的图象显示装置，该等离子显示板通过将图象中的1个TV场分割为多个子场进行显示的方式进行多灰度显示，该装置通过改善在动画图象显示时所产生的特别是中间调显示的灰度紊乱来进行显示。
背景技术
采用以等离子显示板(plasma display panel，下面称为“PDP”)为代表的、以2值的方式进行发光的显示板的图象显示装置比如是通过称为地址显示期间分割子场(address display period separated sub-field method)方式的显示方法来实现灰度显示的。该方式是按照时间顺序将1个TV场分割为由地址期间和放电维持期间构成的多个子场的方式进行图象显示的，该地址期间对PDP画面中的每行进行变亮与非变亮的数据写入，该放电维持期间同时使规定的象素发光。
在过去，人们知道，在按照上述方式将图象的1个TV场的量分割为多个子场的图象之后显示，从而实现多灰度显示的场合，会在动画图象显示中产生所谓的模拟轮廓状的灰度紊乱。
下面通过图18、图19对该动画显示时的模拟轮廓的产生进行描述。图18表示下述图象模式PA1在1个TV场中通过PDP180的画面而按2个象素相当的平行移动的样子，该图象模式PA1是由在与靠近127与128的灰度等级相邻的象素之间具有的4个象素构成的。此外，图19中的横轴表示画面上的每个象素的相对位置，另外为了方便起见，纵轴仅仅表示与1个TV场相对应的时间。另外，图19还表示观察者在跟踪图象模式PA1平行移动的样子时所观察到的样子。在这里，针对下述场合进行描述，在该场合中，将8位灰度、即256灰度转换为8个子场的变亮与非变亮的8位数据，根据该8位数据进行上述的灰度显示，具体来说，形成1、2、4、8、16、32、64、128的加权，按照此顺序(上升顺序)将1个TV场按时间顺序分割为子场1～8。为了显示灰度等级127，通过使子场1～子场7变亮(图中的斜线部)、使子场8不变亮的方式进行该灰度等级的显示，为了显示灰度等级128，通过使子场1～子场7不变亮、使子场8变亮(图中的斜线部)的方式进行该灰度等级的显示。此外，在图19中，对每个子场，变亮按照规定的幅度连续进行的方式绘制的，但是在实际的PDP中，每个子场由具有与每个亮度加权相对应的次数的板发光的集合形成的，具有基本上只寻址的时间的时间间隔。
在显示静止图象的场合，所观测的图象中的1个TV场的平均亮度由图19中的A-A’之间的变亮时间积分来表示，从而进行正确的灰度显示。与此相对，在显示动画图象的场合，图19中的B-B’之间或C-C’之间的变亮时间积分是沿视线的移动的方向、在网膜上观测到的。在B-B’之间，每个位(子场)的合成值约为0，另外C-C’之间的每个位(子场)的总和约为255。按照上述方式，在观测与靠近灰度等级127和灰度等级128这样的值的灰度等级相邻的图象模式移动的场合，在等级变化部分，如图19所示，所观测到的灰度等级随图象的运动而产生明显的紊乱。
按照上述方式，由于可通过每个子场的亮度的时间方向的积分来表现中间调，从而在动画图象等中视线移动的场合，对经过时间以及与本来的象素位置不同的位置的图象中的相应的位的亮度加权进行积分，这样中间调显示会产生较大的紊乱。此外，由于该中间调的紊乱是按照在图象中呈现伪轮廓的方式识别的，这样一般将其称为“动画模拟轮廓”。还有，在名称为“等离子总论”的文献p165～177、1997年5月1日发行(工业调查会出版，内池平树与御子柴茂共著)中，对上述的动画显示的模拟轮廓的产生的机理进行了具体描述。
为了取消上述的动画模拟轮廓，在已有的图象显示装置中，人们尝试通过将与上位的多个位相对应的上述的子场7和子场8的亮度加权分割，另外，将这些加权按照分散在场内的前半与后半的方式排列，从而可减轻动画图象显示中的中间调显示的紊乱。图20为采用该已有的方法的动画模拟的轮廓的减轻方法中的子场结构，其采用10个子场可显示8位灰度等级，即256个灰度等级。每个子场的亮度加权按照时间顺序为48，48，1，2，4，8，16，32，48，48。即，上述方法涉及下述的技术，在该技术中，上述8个子场中的上位的2位子场7和子场8的亮度加权64、128分割为4个亮度加权[(64+128)/4＝192/4＝48×4]，将这些加权按照分散于一个场内的前半与后半中的方式排列，使上位的位的加权减小，从而可尽可能地抑制中间调紊乱的产生。按照该技术，在上述的灰度等级127和128的边界部分，几乎观测不到灰度的紊乱，该部分中的动画模拟轮廓的产生受到抑制，但是在下述场合，由于子场的变亮与不变亮的分布变化较大，在边界部分仍会观察到灰度紊乱，上述场合指，比如按照图20所示的灰度等级为63与64的方式，在初期使亮度加权较大的子场(在这里为子场9)变亮，使变亮的、亮度加权较小的子场(在这里为子场3，4，5，6和8)不变亮。即，相对沿箭头(a)方向所观测的灰度等级约为79的情况，沿箭头(b)所观测的灰度等级约为32。因此，在显示上述的灰度的动画的场合，动画模拟轮廓的产生未受到抑制。
另外，如果采用下述的子场分割法，该分割法按照上述方式，将上位的位的亮度加权分割，从而分割为一个场内的前半与后半，这样按照时间顺序离开的方式排列的“亮度加权＝48”中的4个子场形成共计有192个亮度加权，并且在全部的亮度加权中占大部分。一般，由于所观测的图象形成按照时间顺序离开的图象的成分的合成，这样在通过下述的场分割法，采用具有该加权的子场进行高亮度区域中的动画显示的场合，在这里上述场分割法按照上述方式，将亮度加权较大的子场分散于一个场的的前半与后半，则会发生下述情况，即由“亮度加权＝48”的子场所显示的图象成分的合成形成的动画图象部分产生模糊。当按照上述发生在动画图象中产生模糊时，会造成下述画质的降低，该画质的降低指比如移动的细小文字发生重影，从而无法辨认。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图象显示装置，该装置可通过进一步抑制发光的分布的较大变化的方式减少动画模拟轮廓的产生，此外可进行上述图象也不产生较大模糊的鲜明的图象显示。
上述目的是通过这样的方式实现的，该方式为：按照下述方式对输入视频信号的1TV场进行分割，变亮的子场的组合为下述的组合。即在子场中，除了亮度加权较小的子场，其它的子场按照亮度加权以单调增加或单调减少的顺序排列，此外按照下述方式设定亮度加权，该方式为：该子场可分为第1组和第2组，该第1组子场为相对规定亮度加权较小的子场，该第2组子场为除此以外的、亮度加权较大的(相对属于第1组中的任何的子场的亮度加权，亮度加权较大)的子场。此外，第1组子场的亮度加权按照成等比级数排列的方式设定，第2组子场的亮度加权按照基本成等差级数排列的方式排列。在要表现出2P个灰度(P为1以上的整数)的场合，该加权是通过下述方式确定的，该方式为：通过(P+1)个子场按照不具有相同加权的子场的方式对场进行分割。
进行上述的加权而对场进行分割，在可进行该灰度显示的子场的打开、关闭的组合中，选择可抑制亮度加权较大的子场的打开的子场的组合，进行灰度显示。
如果按照上述方式进行灰度显示，对于动画模拟轮廓的发生程度较小的低亮度，按照一般的2进制表现和同等组合进行符合化处理，在子场数量不增加的情况下，可以最少的子场数量表现规定亮度，而其它的子场的亮度加权由具有基本按照一定差值增加或减少的亮度加权的多个子场构成，而对于从中亮度到高亮度部分，设法进行符号化处理，可等价地将动画模拟轮廓删除的方式进行显示。另外，在作为整体的子场的数量不过度增加的情况下，可进行抑制动画模拟轮廓产生的多灰度图象显示。
换言之，由于通过按照上述方式进行灰度显示，可尽可能地抑制子场的变亮与不变亮的分布变化，还排除了动画模拟轮廓的产生的主要原因，该原因为：子场的变亮与不变亮的分布产生较大变化。
此外，由于在1个场内亮度加权较大的子场在按照时间顺序离开的位置不变亮，这样可在高亮度区域按照上述方式、图象不产生较大“模糊”的情况下，进行鲜明的图象显示。
另外，特别是在灰度逐级增加时，在具有相对目前打开的子场的亮度较大的亮度加权的子场必需新打开的场合，产生每个子场的变亮的分布变化较大的可能性，但是如果在子场的打开、关闭的组合中，与从关闭变到打开的子场中，亮度加权最大的子场相邻的子场为关闭的组合以优先的方式进行选择，在无法避免变亮的分布按照一定程度产生变化的场合，由于可通过上述的控制，将变亮的分布变化的时间方向分散，可高效率地抑制动画模拟轮廓的产生。
再有，在处于特定范围的灰度等级中，从原来的灰度等级转换为上位或下位的多个灰度等级(其含义指有意地转换灰度等级，即有意修改该灰度等级)而实现变亮，特别是在容易产生动画模拟轮廓的灰度等级的范围，如果能更加地抑制子场的变亮与不变亮的分布变化，则可进一步高效率地抑制动画模拟轮廓。
还有，由于仅此置换灰度等级的象素根据情况便会引人注意，这样可考虑另外通过空间上相邻的每个象素的反转，进行两种不同颜色相间的方格花纹的显示，在不对图象的平均等级造成影响的情况下，来防止画质的降低。
在1个TV场通过256个灰度来表现的场合，具体来说，可通过9个子场按照亮度加权比为1∶2∶4∶8∶16∶32∶48∶64∶80的方式对该场进行分割，可通过10个子场按照亮度加权比为1∶2∶4∶8∶16∶24∶32∶48∶56∶64的方式对该场进行分割，可通过11个子场按照亮度加权比为1∶2∶4∶8∶16∶24∶32∶36∶40∶44∶48的方式对该场进行分割，可通过12个子场按照亮度加权比为1∶2∶4∶8∶12∶20∶24∶28∶32∶36∶40∶48的方式对该场进行分割，可通过12个子场按照亮度加权比为1∶2∶4∶8∶12∶16∶24∶28∶32∶36∶44∶48的方式进行分割。
参照表示本发明特定实施例的附图，并根据下面的描述容易得出本发明的上述和其它目的、优点和特征。
附图说明
图1为表示本发明实施例的图象显示装置的结构的方框图；
图2为表示上述图象显示装置中的写入控制部2的结构的方框图；
图3为表示将上述图象显示装置中的8位输入数字视频信号转换为子场的打开、关闭信息的表的图表；
图4为表示上述图象显示装置中的帧存储器的结构的图；
图5为用于说明上述图象显示装置中的读出控制部的结构的方框图；
图6为用于说明上述图象显示装置中的PDP的发光方式的图；
图7为表示上述图象显示装置中的1个TV场的分割样式的图；
图8～10为表示模拟实验结果的特性图，该结果用于验证上述图象显示装置中的动画模拟轮廓发生的抑制效果；
图11为另一实施例的图象显示装置的主要部分结构的方框图；
图12为表示图11中的动画静止画判断部的结构的方框图；
图13为表示下述场合的原来灰度等级和有意修改后的灰度等级的对应情况的图表，该场合指将以灰度等级208为中心的灰度等级区域中的灰度等级转换为多个灰度等级；
图14为用于具体说明该实施例中的灰度显示的模式图；
图15为该表示以转换的方式显示图象的灰度等级的场合中的、所输出的平均灰度等级的特性的图，
图16为表示用于将8位的输入数字视频信号转换为子场的打开、关闭信息的另一表的图表；
图17为用于说明在将规定的区域的灰度等级有意修改为多个灰度等级的场合下的变换实施例的图表；
图18为已有的图象显示装置的说明图，其表示规定的图象模式按2个象素相当平行移动的样子；
图19表示在观察者跟踪上述图象模式平行移动时所观察到的样子；
图20为再一已有图象显示装置的说明图，其与图19相当。
具体实施方式
〖第1实施例〗
图1为表示本发明实施例的图象显示装置的结构的方框图。
如图1所示，本发明实施例的图象显示装置包括：PDP5，将输入图象信号转换为8位数字信号的A/D转换器1，写入控制部2，该写入控制部2将由8位的数字信号图象信号替换为由12个子场构成的12位信号，存储上述替换的12位信号的帧存储器3，读出控制部4，该读出控制部4从帧存储器3内部针对每个场将图象信号朝向PDP5读出。
该PDP5为下述的显示装置，该显示装置设置有电极，比如按照矩阵状设置(640象素/1行)×480个象素，按照可打开或关闭的方式以双值的方式进行发光。此外，作为亮度加权通过具有规定的发光次数的12个制成的发光的总和表现灰度，从而可进行中间调的显示。为了通过本实施例进行简单的说明，针对按照单色进行显示的PDP进行描述，但是即使对于由R(红)、G(绿)、B(蓝)三种颜色形成象素并进行彩色显示的PDP，上述描述对于每种颜色可同样适用。
上述A/D转换器1是将模拟视频信号转换为表示256个灰度的8位视频信号，而该模拟视频信号是将隔行扫描信号转换为顺序扫描信号而输入的。
图2为表示写入控制部2的结构的方框图。
如该图所示，上述写入控制部2由子场转换部21、写入地址控制部22构成。
写入地址控制部22根据由视频信号分离的水平同步信号、垂直同步信号形成地址指定信号。
子场转换部21为这样的电路，该电路将与每个象素相对应的8位数字视频信号转换为预先确定的具有规定的加权的12位场信息。该场信息为下述1位子场信息的集合，该1位子场信息指使1个TV场内的哪个时间带、即哪个子场变亮与不变亮的情况。在这里，根据数字图象信号的灰度等级，参照存储于子场转换部21中的子场转换表210，将与每个象素相对应的8位视频信号分割为规定数量的子场。每个象素的分割处理在象素块中同步进行。按照上述方式形成的与每个象素相对应的场信息通过写入地址控制部22发出的地址指定信号，指定实际地址，针对每行、每个象素、每个场(每个画面)将该实际地址写入帧存储器3中。
图3表示子场转换表210。如该图所示，该子场转换表210用于将每个视频信号转换为12位的子场SF1～SF12的打开、关闭信息，该表中的纵栏表示输入数字视频信号的值，该表中的横栏表示可转换上述输入视频信号的12位帧信息。此外，在图3中，标为“●”的子场指“打开(变亮)”，其它的子场指在该场期间“关闭(不变亮)”，下位的2位用于按照原样对子场SF1和子场SF2的打开、关闭进行控制，故省略对其的描述。
比如，在该子场转换部21中，当输入数值为128的数字视频信号时，根据子场转换表210，该视频信号转换为“000111110100”的12位数据而输出。此外，在这里，标为“1”的子场为“打开”，标为“0”的子场指在其场期间“关闭”。
帧存储器3形成图4所示的内部结构。即，如图4所示，其包括存储一个画面的场信息的第1存储区域F1以及存储另一画面的场信息的第2存储区域F2。相应的存储区域F1、F2包括12个子场存储器SFM1～SFM12。按照上述结构，下述场信息作为与每个子场的变亮与不变亮有关的信息写入子场存储器SFM1～SFM12中，该下述场信息为与2个画面量的12位的子场的组合有关的信息。在本实施例中，按照上述方式，子场帧存储器SFM1～SFM12采用1位输入、1位输出的半导体存储器。此外，该帧存储器3为下述的2端口帧存储器，该存储器可在写入场信息的同时，还将该场信息朝向PDP5读出。
朝向帧存储器3的场信息的写入是按照下述方式相对2个存储区域F1、F2交替进行的，该方式为：将一个画面量的场信息朝向第1存储区域F1、将下一个画面量的场信息朝向第2存储区域F2写入。此外，朝向一个存储区域F1(F2)的场信息的写入是通过下述方法进行的，该方法为：由子场转换部21同时向象素块输出的12位数据逐位地写入12个子场存储器SFM1～12中。将12位数据中的哪个位存储于哪个子场存储器SFM1～12中是预先确定的。
具体来说，子场转换表210中的子场序号1～12以及具有与该序号相同的序号的子场存储器SFM1～12在逻辑上是相对应的，根据12位数据中的位与哪个子场序号相应，将该12位数据中的位写入相应的子场存储器SFM1～12。12位数据朝向子场存储器SFM1～12的写入位置是由写入地址控制部22发出的地址指定信号指示的。
一般，转换为12位数据之前的象素信号按照与在画面上的位置相同的位置写入。
如图5所示，上述读出控制部4由显示行控制部40、地址驱动器41、行驱动器42构成。
显示行控制部40在帧存储器3中指定可在PDP5中读出的存储区域F1、F2、行、子场，另外给出对PDP5中的哪行进行扫描的指示。
该显示行控制部40的动作是与写入控制部2的写入动作和画面单位指令同时进行的。即，显示行控制部40不进行写入控制部2从处于写入过程中的存储区域F1(F2)中读出12位数据的动作，而是从写入已完毕的存储区域F2(F1)中读出上述12位数据。
地址驱动器41根据显示行控制部40的存储区域指定，读出行指定和子场指定，将下述子场信息按照使与1行量的象素数量相对应的位(640位)并行的方式，转换为地址脉冲，并将其输出，该下述子场信息是逐位输入的、并与1行相对应。
行驱动器42根据写入PDP5中的哪行的扫描脉冲指定子场信息。
通过上述读出控制部4的结构，按照下述方式从帧存储器3朝向PDP5读出场信息。通过下述方式读出写入帧存储器3中的1个画面量的场信息，该方式为：从子场存储器SFM1，SFM2，…，SFM12中依次读出每个象素的子场信息。即，首先逐位地依次从子场帧存储器SFM1中，读出与第1行中的每个象素相对应的子场信息。之后，等待行驱动器42发出的行指定，在第1行中形成潜影(寻址)，接着同样从子场帧存储器SFM1中读出与第2行中的每个象素相对应的子场信息，按照相同的方式，将该子场信息依次串行地输入到地址驱动器41中，将640位的子场信息按照并行方式输出到PDP5中，进行寻址。当上述的读出进行到画面的最后第N行(第480行)而结束时，每个象素同时发光。
如果与下一子场SF2的变亮与不变亮有关的子场信息按照与上述相同的方式逐行读出并进行寻址，之后依次反复进行该动作直至子场SF12，则1个画面量的场信息的读出便结束。
如果以图示方式给出上述的PDP的动作方式，可参照图6。在该图6中，横轴表示时间，纵轴表示沿PDP的横向延伸的电极，即扫描与放电维持电极的序号，指定在粗斜线的部分处发光的象素的地址，在形成有结网挂的部分使象素发光。即，相对扫描与放电维持电极1上的全部横向象素，通过下述方式进行寻址，该方式为：对应于子场SF1的开始时刻，在沿纵向扫描的地址电极上施加地址脉冲。如果扫描与放电维持电极1的寻址结束，对相同的电极2以及电极3反复进行相同的操作。当最后的扫描与放电维持电极的寻址结束时，移到时刻t1～t2的放电维持期间。在此期间，其数值与加权成比例的放电维持脉冲施加到放电维持电极上，并通过上述地址指定可使仅仅具有发光指示的象素发光。此外，通过反复进行上面描述的子场中的寻址与全部象素一起变亮的动作，1个场量的灰度显示便完成，虽然这一点已反复说明。另外，上述的寻址是在经过消除全部象素的壁电荷的初始化处理期间后进行的，在这里省略对其的说明。
还有，通过与上述的读出相并行，按照与上述相同的方式，读出写入另一端口中的下一画面中的场信息，从而进行动画的显示。
〖亮度加权〗
在上述子场转换表210中，子场数量为12个，如图7所示，按照时间顺序，施加1，2，4，8，12，20，24，28，32，36，40，48的加权。该亮度加权具有下述特征，即分为2个组，其中一个为亮度加权为下位(亮度加权较小)的子场组(对应于亮度加权为1，2，4，8的子场SF1～SF4)，该亮度加权的数值为由2次幂来表达的数值(以等比级数方式表达的数值)，而该由2次幂表达的数值中的整数L个亮度加权的比值在1～2(L-1)(L表示大于2的整数，在这里L＝4))的范围内，而另一个为亮度加权为上位(亮度加权较大)的子场组(对应于亮度加权为12，20，24，32，36，40，48的子场SF5～SF12)，该亮度加权的数值为亮度加权在2(L-1)以上的值，并且基本按照一定的差值增加或减少的数值(亮度加权近似按照等差级数的方式表达的数值)。此外的特征在于：加权在8以下的4个子场SF1～SF4(亮度加权分别为1，2，4，8)以及子场的亮度加权分别为12，20，24，28，32，36，40，48的子场SF5～SF12中的每个子场按照上述顺序，沿上升顺序排列。
此外，由于按照上述方式，上位的加权按照等差级数的方式增加，这样还可通过形成多个加权为下位的子场的组合来表现加权为上位的子场的亮度。由此，为了进行相应的灰度显示，具有下述场合，在该场合子场中，存在有几个子场组合。比如，在数字视频信号的值为127的场合，除了下位的2个的子场SF1、SF2，还存在子场SF9、SF8、SF7、SF6、SF5、SF4的组合，SF12、SF11和SF10或子场SF11、SF10、SF9、SF5和SF3或子场SF10、SF9、SF8、SF6和SF4的组合。此外，在数字视频信号的值为128的场合，存在子场SF10、SF8、SF7、SF6、SF5、SF4的组合，子场SF12、SF11、SF10和SF3或子场SF11、SF10、SF9、SF5和SF4或子场SF10、SF9、SF8、SF7和SF4或子场SF10、SF9、SF8、SF6和SF5的组合。
还有，按照上述方式，在存在多个组合的过程中，子场转换表210记录有其内部的一套组合。即，在数字视频信号的值为127的场合，除了子场SF1、SF2，还记录有子场SF9、SF8、SF7、SF6、SF5、SF4的组合，在数字视频信号的值为128的场合，记录有子场SF10、SF8、SF7、SF6、SF5、SF4的组合。
概括地说，按照上述方式，在子场转换表210中所表述的子场的组合为极力抑制亮度加权为上位的子场的使用的组合。另外，从转换表210的内容可理解，上述的组合用于除低亮度(0～11)以外的从中亮度至高亮度(12～255)的范围内。如果参照亮度按照99→100，127→128，167→168，207→208的方式变化的位置的子场的组合，可理解还具有下述的特征。即，在低一个灰度等级的亮度(99，127，167，207)之前已关闭的亮度加权较大的子场中，就打开的亮度来说，相对该打开的亮度加权低1级的亮度加权的子场可关闭。根据下述情况可以很容易地理解这一点，该情况指：亮度为100的、亮度加权为28的子场关闭，亮度为128的、亮度加权为32的子场关闭，亮度为168的、亮度加权为36的子场关闭，亮度为208的、亮度加权为40的子场关闭。
如果通过上述的亮度加权的组合进行图象显示，对于动画模拟轮廓的发生程度较小的低亮度，在子场数量不增加的情况下，可通过最少子场数量进行表现，而对于从中亮度至高亮度的部分，可在等价地消除动画模拟轮廓的大部分的状态下进行显示。此外，由于对于低亮度，在不增加子场的数量的情况下，通过最少子场数量进行表现，这样在整体上不太增加子场数量的情况下，可进行抑制发生动画模拟轮廓发生的多灰度图象显示。
下面以具体实例对通过上述变亮方式抑制动画模拟轮廓的效果进行描述。
在进行灰度等级相邻的图象的动画显示的场合，图3中的表所示的打开、关闭模式可为所观测的样子。即，纵向表示象素的相对位置，而横向表示时间。
比如，在使由位于124～127范围的灰度等级相邻的模式构成的图象平行移动而进行动画显示的场合，如图3中的虚线箭头1所示，观测者按照124灰度进行观测，未看到动画图象显示造成的模拟轮廓。
其原因是，在按照相同方式进行灰度显示的子场的组合中，选择下述的子场组合，该子场组合可抑制亮度加权为上位的子场的变亮。即在表现124～127的灰度的子场组合中按照上述方式，除了下位2位，可列举出子场SF9、SF8、SF7、SF6、SF5和SF4的组合，子场SF12、SF11和SF10的组合，子场SF11、SF10、SF9、SF5和SF3的组合，子场SF10、SF9、SF8、SF6和SF4的组合，但是在这里，加权为上位的子场尽可能不变亮，选择可变亮的子场数量尽可能多的组合。由于通过对上述的子场的组合进行选择，可抑制灰度发生变化场合下的子场的变亮与不变亮的分布的较大变化，这样在不对灰度的紊乱进行观测的情况下，动画模拟轮廓的产生受到抑制。
另外，按照上述方式，通过采用抑制亮度加权为上位的子场的变亮的组合，在对比如数字视频信号值为127与128的等级相邻的图象模式进行动画显示的场合，存在有下述的规律性。
即，当观看图3时，上述规律性是这样的，即与按照上述方式，灰度等级为127的表现与子场SF1、SF2、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8、SF9的情况相对，在灰度等级为128的表现中，由于在亮度加权的总和为128的子场的打开、关闭的上述的多个组合中，采用抑制亮度加权为上位的子场的使用的组合子场SF10、SF8、SF7、SF6、SF5、SF4，则对于与从关闭变为打开的、最上位的子场(子场SF10)相邻的子场(子场SF9)，关闭的组合优先。
上述的规律性首先发现于下述场合(167与168的变化部分，207与208的变化部分等)，该场合指其他相对目前打开的子场的亮度加权，具有上位的加权的子场必须刚刚打开。在上述场合，会产生每个子场的变亮的分布发生很大的变化的可能性，但是由于通过采用上述的组合可分散变亮的分布变化的时间方向，这样可获得将所产生的动画模拟轮廓的大部分等价地删除掉的效果，即，与从关闭变为打开的、最上位的子场相邻的子场关闭的组合具有很好的效果。
在灰度等级从211变为212的部分、从215变为216的部分等中，也可发现与上述相同的规律性。即，通过灰度等级为21 1的表现，关闭的子场SF11通过灰度等级为212的表现处于打开状态。与其相邻的、已打开的子场SF10设定为关闭状态，另外，通过灰度等级为215的表现，关闭的子场SF10通过灰度等级为212的表现处于打开状态，与其相邻的、已打开的子场SF9处于关闭状态。由此可获得使变亮的分布的变化的时间方向分散，抑制动画模拟轮廓的效果。
另外，可认为，由于相对在这些场合，在目前处于打开的子场中，加权为更下位的子场从关闭变为打开，这样在207与208的变化部分中，变亮的分布变化造成的影响较小。可认为在相对目前处于打开的子场的亮度加权，具有上位的加权的子场刚刚打开的场合，下述的规律性是很明显的，该规律性指与从关闭变为打开的、最上位的子场相邻的子场为关闭的组合优选。
还有，如果采用抑制亮度加权为上位的子场的变亮的组合，特别是在亮度加权为上位的子场中，还要采用新打开的子场的数量与新关闭的子场数量总和尽可能小的组合。由于通过选择上述的组合，子场的变亮与不变亮的分布几乎不变化，这样可抑制灰度的紊乱，有助于抑制动画模拟轮廓。
具体来说，在灰度等级124～127的显示中，除下位的子场SF1、SF2以外，子场SF4、SF5、SF6、SF7、SF8、SF9基本打开，在上位的位中，形成新打开的子场数量以及新关闭的子场数量的和趋向“0”的尽可能小的组合。
此外，如果按照上述的变亮方式，在1个TV场内，加权为下位的子场SF1～SF4的组以及加权为上位的子场SF5～SF12的组按照集中在1个TV场的前半和后半的方式设置，由于在1个TV场内亮度加权相对较大的子场不在按照时间顺序离开的位置变亮，可在图象不产生较大“模糊”的情况下，进行鲜明的图象显示。
《动画模拟轮廓的抑制效果的验证》
下面通过图8～10，对本发明的实施例的效果进行描述。图8表示下述场合下的称为斜面波形的图象理想的波形，该场合指在相邻的象素中，以灰度等级呈阶梯状逐个灰度增加的方式进行图象显示，其水平方向表示画面位置、垂直方向表示相对的信号电平。
图9通过模拟方式再现在下述场合所观测到的波形，该场合指按照本发明的上述实施例表示图8所示的斜面波形、使观测点移动，由原来的斜面波形产生的波动表示产生动画模拟轮廓。图10表示按照采用已有的8个子场的显示方法，进行相同的图象显示的场合下的波形的模拟结果。通过对图9和图10进行比较容易知道，如果采用本发明的实施例，波动的峰值显著减小，可大幅度地改善作为动画模拟轮廓的、所识别到的灰度显示的紊乱。
〖第2实施例〗
本发明的第2实施例与上述第1实施例的不同之处在于：通过改变规定图象的灰度等级的方式进行显示。下面说明不同之处。
图11为表示用于形成两种不同颜色相间的方格花纹的灰度等级转换电路100的结构的方框图。如该图11所示，灰度等级转换电路100设置于上述A/D转换部1和上述写入控制部2之间，其由动画静止画判断部101、非线性转换部102、反向信号形成部103、灰度信号选择部104构成。
如图12所示，动画静止画判断部101由帧存储器1010、3个比较电路1011，1012，1013、2个AND电路1014，1015构成，其形成与规定范围的灰度等级有关的、表示是动画还是静止画的含义的动画静止画判断信号(d)。关于该动画静止画判断信号(d)将在下面进行描述。
如图11所示，非线性转换部102包括第1非线性转换部1021、第2非线性转换部1022，参照转换表1023，第1非线性转换部1021将视频信号转换为相对该信号为上位的值，第2非线性转换部1022将视频信号转换为相对该信号为下位的值。
图13表示该转换表1023。如该图所示，转换表1023为下述的表，该表表示信号电平在规定范围、在这里为205～215的范围内的视频信号转换为什么值的对应情况，比如在其数值为208的视频信号时，表示转换为较上位的值、较下位的值的这2个值中的(a)值和(b)值。即，表示转换为上位的216(a)和相对其为下位的200(b)。第1非线性转换部1021实现朝向上述的216(a)的转换，而第2非线性转换部1022实现朝向上述的200(b)的转换。
反向信号形成电路103由点计算器1031、行计算器1032、场计算器1033、“异”电路1034、1035构成。此外，点计算器1031对象素块进行逐个累加，根据水平同步信号进行重新设定。行计算器1032对水平同步信号进行逐个累加，根据垂直同步信号进行重新设定。场计算器1033对垂直同步信号进行逐个累加。在这里，点计算器1031、行计算器1032、场计算器1033中的LSB(leastsignificant bit)输入到“异”电路1034，1035中，从而可形成每行、每个象素、每个TV场的反向信号(e)。
灰度信号选择部104根据反向信号(e)，对形成于非线性转换部102中的2组视频信号(a)、(b)中的哪个进行选择，将其输出到写入控制部2中。
〖动画静止画判断信号的形成〗
通过上述动画静止画判断部101按照下述方式形成动画静止画判断信号(d)。即马上发出的1帧视频信号全部存储于帧存储器1010中，其中目前的帧视频信号A与相同象素的视频信号C输出到比较电路1013中，对上述信号A和信号C 进行比较。此外，当“A≠C”时，上述比较电路1013输出“1”，在上述以外的场合，输出“0”。
还有，比较电路1011对视频信号A与在这里为205的值B1进行比较，当“A≥205”时，输出“1”，在上述以外的场合，输出“0”。另外，比较电路1012对视频信号A与在这里为215的值B2进行比较，当“A≤215”时，输出“1”，在上述以外的场合，输出“0”。
此外，比较电路1011、1012发出的输出值输入到AND电路1014中，在上述两个输出值均为“1”的场合，输出“1”。比较电路1013与AND电路1014发出的输出值输入到AND电路1015中，在上述两个输出值均为“1”的场合，即在“A≠C”，并且“205≤A≤215”的场合，作为动画静止画判断信号(d)输出“1”，在上述以外的场合，输出“0”。
当上述信号值为“1”时，目前的视频信号A与马上出现的帧的相同象素的视频信号不同，此外，该值表示在205～215的范围内的值。即，该象素构成动画，其表示为明亮的灰度区域的信号。针对上述1帧中的全部象素按照逐个象素的方式进行上述的比较处理，得出是动画、还是静止画，并且是否为在205～215范围内的视频信号的判断。
还有，帧存储器1010包括可存储2个画面量的视频信号的容量，在显示下一帧的场合，目前的视频信号可共同用作比较用数据，在读出过去的视频信号的同时，按照写入上述目前的视频信号方式使用2端口帧存储器。
〖两种不同颜色相间的方格花纹形成〗
根据按照上述方式形成的动画静止画判断信号(d)的输出值，在该值为“1”时，借助第1和第2非线性转换部1021、1022，目前的视频信号输出到灰度信号选择部104中。另外，按照与反向信号(d)保持同步的方式，如果上述信号值为“1”，当(a)值为“0”时，选择(b)值，并输出。当动画静止画判断信号(d)为“0”时，无论上述象素的影象为静止画或动画，信号电平均为小于205或超过215的值，在此场合，上述信号电平不照原样发生转换，而朝向写入控制部2输出。
对每个象素进行上述的视频信号的转换处理，按照上述方式进行朝向子场信息的转换、朝向帧存储器3的写入、朝向PDP5的读出，灰度等级在205～215范围内的象素按照(a)，(b)，(a)，(b)，…两种不同颜色相间的方格花纹的形状进行显示。
下面根据图14进行具体描述。图14为下述的模式图，该图表示显示有由灰度等级在204～215范围内的12个象素构成的图象模式PA2的PDP的画面，另外，图(1-1)表示过去的即将显示的(x-1)幅的帧的图象模式PA2，图(1-2)表示可目前显示的x幅帧的图象模式PA2，此外图(1-3)表示可下次显示的(x+1)幅帧的图象模式PA2，另外假设下述的场合进行说明的，该场合指当进行(x-1)幅→x幅→(x+1)幅帧的推移时，图象模式PA2针对规定的每个象素平行移动。此外，为了简化说明，假定就全部象素来说，图象模式PA2以外的背景的灰度等级为200，该数值相对构成图象模式PA2的任何象素，灰度等级较低。
如果可进行目前显示的帧进行普通的显示，则按照图(1-2)所示的方式进行，由于在这里，灰度等级在“205～215”的范围内的象素全部为动画，其转换为(a)，(b)，(a)，(b)，…或(b)，(a)(b)，(a)，…，按照图(2-1)所示的方式显示。对于灰度等级为“204”的象素，其为动画，由于其处于上述范围之外，这样其按照原来的值(c)进行显示。按照上述方式，对于动画、即灰度等级处于特定范围内的象素，其按照两种不同颜色相间的方格花纹状显示。
此外，相对x幅帧，图象模式PA2产生平行移动(x+1)幅帧的显示是这样的，即由于在本来按照图(1-3)所示的方式，以原来的灰度进行显示的地方，该帧中的PA2为动画，并且包含灰度等级在“205～215”的范围内的象素，对于该范围内的象素，其按照交替的方式反转为(a)，(b)，(a)，(b)…或(b)，(a)(b)，(a)，…，呈两种不同颜色相间的方格花纹状进行显示。由于该两种不同颜色相间的方格花纹为下述的两种不同颜色相间的方格花纹(所谓的每个场和象素交替进行的图象模式)，其中，每个象素、每行、每个场分别发生反转，这样根据在(x+1)幅帧中，图象模式PA2相对x幅帧的位置移动多少，确定(x+1)幅中的模式。
按照上述方式呈两种不同颜色相间的方格花纹状进行显示的原因如下。
即，即使在通过上述第1实施例所示的子场的组合进行动画显示的情况下，按照视线方向，等级灰度仍会发生紊乱。由于在图3中，沿虚线箭头2的方向进行观测，灰度等级约为0，这样会出现产生模拟轮廓的危险，在灰度等级较低的区域，由于背景亮度较低，这样模拟轮廓基本不明显，不会产生什么问题，但是在以灰度等级为较高的、比如以208为中心的区域，由于背景的亮度较高，这样模拟轮廓很容易引人注意。在按照上述方式，在按照一个灰度较低的等级实现关闭的子场刚刚打开的场合，通过按照第1实施例的方式，使其相邻的子场不变亮，使下位的子场变亮，这样仍可分散变化的时间方向，由于已变亮的子场处于不变亮状态，这样无法防止由此产生的、具有一定程度的子场的变亮与不变亮的分布的变化。
于是，按照使灰度等级“208”与其前后的灰度等级呈非直线状的方式，由与本来关闭变为打开的子场(子场SH12)相邻的子场(子场SF11)也本来处于关闭状态，但是在这里，该子场按照不关闭的方式，转换为相对本来的灰度等级为上位的或下位的多个灰度等级、并变亮，从而进一步抑制子场的变亮与不变亮的分布的变化。
此外，由于仅此一点，灰度等级转换的象素根据情况会变得明显，这样对于灰度等级靠近上述的“208”附近，并且在空间上是相邻的每个象素，还使灰度等级交替地反转为高与低值，从而显示两种不同颜色相间的方格花纹。
由于上述的相邻象素按照灰度等级交替地反转的方式进行显示，这样因“208”转换为(a)或(b)造成的影响从视觉效果来说相抵消。即，如图15(在该图15中，横轴表示视频信号的输入值，而纵轴表示输出值)所示，可认为，在于205～215的范围内变化的图象部分保持直线性的情况下，图象的平均灰度等级不会受到影响。
此外，由于(x+1)幅的两种不同颜色相间的方格花纹根据其移动距离或方向确定，根据相对图象模式PA2中的x幅帧的移动距离等，(x+1)幅帧中的图象模式PA2也变为相对x幅帧中的两种不同颜色相间的方格花纹反转的模式。当按照上述方式显示时，由于构成动画的每个象素的灰度等级逐帧，即每一时刻均进行从(a)→(b)或从(b)→(a)的反转，这样在观察特定灰度的每个象素的场合，时间的特性保持直线性。按照上述方式，当时间的特性可按照象素单位保持直线性时，可进一步提高画质的平均特性。
因此，作为转换相应的视频信号的(a)，(b)值，选择可保持上述空间的、时间的直线性的值。
此外，在静止画显示的场合，由于在与反转信号(e)无关的情况下，经常以原始视频信号(e)进行显示，这样在不会降低动画模拟轮廓减小的效果的情况下，在画面中观测两种不同颜色相间的方格花纹的副作用的发生频率减小。另外，在以“208”为中心的灰度等级以外的区域，由于在第1实施例中，动画模拟轮廓消除，在这里，灰度等级按照非直线的方式转换而进行显示的区域限制在以灰度等级“208”为中心的灰度等级区域。上述情况还有助于抑制两种不同颜色相间的方格花纹观测的副作用。
〖变换实例〗
下面考虑相对上述实施例的、下述的变换实例。
①在上述12个子场中，相应的亮度加权是按照1∶2∶4∶8∶12∶20∶24∶28∶32∶36∶40∶48的结构形成的，但是如果具有上述的特征，不言而喻，不必特别限于上述的情况，比如，还可采用1∶2∶4∶8∶12∶16∶24∶28∶32∶36∶44∶48的亮度加权的结构比。
或者，当子场数量为11个时，相应的亮度加权也可为1∶2∶4∶8∶16∶24∶32∶36∶40∶44∶48。
或者，当子场的数量为10个时，相应的亮度加权也可为1∶2∶4∶8∶16∶24∶32∶48∶56∶64。
或者，当子场的数量为9个时，相应的亮度加权也可为1∶2∶4∶8∶16∶32∶48∶64∶80。
尤其是，虽然子场的数量较多，但是可减少亮度加权，由此子场的变亮与不变亮的分布的变化还进一步减小，从而可认为抑制动画模拟轮廓的效果显著大于子场数量较少的场合。
此外，如果这些亮度加权的结构顺序为降低的顺序，也是没有关系的。但是，可认为，即使在单调增加、甚至单调减少的情况下，尽管亮度加权为1，2，4，8这样的加权为下位的子场按照不规则的方式排列，仍不会对动画模拟轮廓消除造成那么大的影响。
另外，图16表示在按照上述加权呈降低顺序的方式设置子场的场合，所获得的上述子场转换表210的一个实例。
②下面针对子场的设置进行描述。上述的亮度加权为上升顺序的子场根据规定的加权分为2个子场组，加权为上位的子场组中的1个子场还可按照夹于加权为下位的子场组之间的方式排列。比如，当以上述第1实施例的加权为例时，其分为下述的第1子场组和第2子场组，该第1子场组由每个子场的亮度加权在12以上的8个子场(亮度加权分别为12，20，24，28，32，36，40，48)构成，该第2子场组由每个子场的亮度加权在8以下的4个子场(亮度加权分别为1，2，4，8)构成，属于第1子场组的子场中的1个(亮度加权＝24的子场)按照夹于第2子场群之间的方式设置。即，当12个子场的设置采用亮度加权来表示时，其排列为1，2，4，24，8，12，20，28，32，36，40，48。
按照上述的实施例1，在子场的设置全部按照时间顺序以上升顺序并列的场合，比如在数字图象信号的灰度等级值从47转换为48的区域，由于不得不采用相对的亮度加权为上位的子场，这样上述按照方式新打开的子场相邻的子场即使设法不变亮，仍会沿图3中的虚线箭头3所示的视线方向产生灰度紊乱，这样可认为还留有进一步改进的余地。
于是，由于通过按照上述方式排列的子场，可按照下述方式对亮度的变化进行进一步的平均化处理、并进一步减小变亮的子场的分布变化，从而可抑制动画模拟轮廓。
子场亮度加权：1，2，4，24，8，12，20，32，48，40，48
等级＝47∶1  1  1  0  1  1  1  0  0  0  0
等级＝48∶0  0  1  1  1  1  0  0  0  0  0
③不言而喻，本发明还包括下述特征，即在上述实施例中，子场的打开、关闭的选择按照下述方式进行，该方式为：尽可能地不采用就全部灰度等级来说，加权为上位的子场，但是上述选择限于容易发生动画模拟轮廓的、较高的灰度等级区域，按照上述方式对子场进行选择，从而进行灰度显示。
⑤按照上述方式，对每个象素、对每行使灰度等级进行交替转换，从而进行两种不同颜色相间的方格花纹显示的技术最好在下述灰度等级区域中进行，该灰度等级区域指在按照上述方式，通过第1实施例的技术，尝试进行改进后，尽管如此仍容易产生动画模拟轮廓的灰度等级区域，但是即使在下述的场合，仍可按照相同的方式实施，该场合指分割为相对过去的方式为一般的、按照2次幂的方式分别施加有加权，比如1，2，4，8，16，32，64，128的8个子场。
比如，如图17所示，通过就规定范围内的灰度等级的象素来说，交替地转换为相对输入值上位的或下位的灰度等级的方式，可获得与上述相同的效果。
⑥朝向上述视频信号的(a)值或(b)值的转换是在转换为子场信息之前进行的，但是，显然一旦在转换为子场信息之后，也可对该信息与写入帧存储器3中的一个存储区域中的、即将出现的帧的视频信号数据进行比较，从而进行转换。
⑦上述的实施例是以下述装置为例进行描述的，该装置用作图象显示装置，其采用PDP，但是不言而喻，如果为下述的其它图象显示装置，该装置采用显示板，该板通过多个发光时间积分方式进行灰度显示，则不必特别限于上述的实施例。
虽然参照附图通过实施例对本发明进行了全面的描述，但是应注意到，对该领域的普通技术人员来说，容易进行各种变换和改进。因此，如果上述变换和改进未脱离本发明的请求保护范围，它们应按照包含于该范围内的方式形成。

Claims (3)

1.一种以子场法进行中间灰度显示的图象显示装置，其特征在于：
具有
多个非线性变换装置，将输入信号的信号电平变换并输出；和
选择装置，选择上述多个非线性变换装置的输出信号和上述输入信号中之一；
各个上述多个非线性变换装置具有非线性特性；
将各个上述多个非线性变换装置的特性平均了的特性构成为线性；
在输入信号是动画并且是明亮的灰度区域的信号的场合，上述选择装置按顺序选择上述多个非线性变换装置的输出信号；在输入信号为此外的场合，上述选择装置选择上述输入信号。
2.根据权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于：
上述选择装置在选择上述多个非线性变换装置的输出信号中的任一个时，作选择以使得在邻接的像素间，将灰度等级交替地反转，而且对图象的平均的灰度等级不产生影响。
3.根据权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于：
上述选择装置在选择上述多个非线性变换装置的输出信号中的任一个时，作选择以使得在各象素中，对于每一个帧切换灰度等级，而且，相对于视频信号的输入值的输出值维持直线性。
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