CN1720562A - 图象显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一面确保足够的灰度，一面抑制动画疑似轮廓的等离子体显示器等图象显示装置。该图象显示装置，具有：对与图象信号对应的灰度发生多个扰乱常数，从中选择1个，与图象信号相加的扰乱常数加法电路(19)，通过对各图象信号重叠外加扰乱，从而使发生动画疑似轮廓的场所分散，在视觉上不能感知。

Description

图象显示装置

技术领域

本发明涉及一种等离子体显示屏(以下简称“PDP”)及数码反射镜器件等将1个扫描场图象分割成多个子扫描场图象进行多灰度(梯度)显示的图象显示装置。

背景技术

在PDP及DMD等进行发光或非发光的二值控制的图象显示装置，往往采用子扫描场法进行中间调显示。子扫描场法，用发光次数或发光量加权的多个子扫描场分割1个扫描场，对各子扫描场分别进行各象素的作为亮度加权二值控制。即：各子扫描场具有所定的亮度加权，通过发光的子扫描场的亮度加权的合计，进行灰度显示的方法。

图12是表示现有技术的PDP中的子扫描场的结构的图形。在该例中，将1个扫描场分割成8个子扫描场(SF1、SF2、…、SF8)，每个子扫描场具有(1、2、4、8、16、32、64、128)的亮度加权。各子扫描场由进行预备放电的准备期间T1、进行各象素发光或不发光的数据的写入期间T2、使写入发光数据的象素一齐发光的维持期间T3构成。通过将这些子扫描场进行各种组合后发光，从而能够表现0～255的256个阶段的灰度。例如，灰度“7”，能够通过使具有亮度加权1、2、4的SF1、SF2、SF3发光来表现；灰度“21”，能够通过使具有亮度加权1、4、16的SF1、SF3、SF5发光来表现。

众所周知：在使用这种子扫描场法进行多灰度显示的显示装置中，在动画显示时，会出现疑似轮廓(动画疑似轮廓)，导致图象质量劣化。下面，讲述这种动画疑似轮廓。在这里也假设1个扫描场被分割成进行了(1、2、4、8、16、32、64、128)的亮度加权的8个子扫描场(SF1～SF8)。如图13所示，考虑图象图案X在PDP33的画面上向水平方向移动的情况。图象图案X由灰度是“127”的区域P1和灰度是“128”的区域P2组成。图14是将图象图案X展开成子扫描场的图形，横轴与PDP33的画面上的水平方向画面位置对应，纵轴与时间方向对应。另外，图14中的剖面线表示不发光的子扫描场。

图象图案X静止时，如图14所示，由于人的视点也固定在画面位置A上，所以可以看到象素本来的灰度“127”和“128”。可是，图象图案X向左方向移动后，视点也向画面位置B-B’方向移动，所以就看到区域P2的不发光的子扫描场和区域P1的不发光的子扫描场，其结果，就看到灰度“0”即暗线。反之，图象图案X向右方向移动后，视点也向画面位置C-C’方向移动，所以就看到区域P1的发光的子扫描场和区域P2的发光的子扫描场，就看到灰度“255”即明线。无论是前者还是后者，都与本来的灰度(127或128)相差悬殊，所以它们作为轮廓被认识。这样，疑似轮廓，在尽管灰度的变化微乎其微而发光的子扫描场的图案变化却很大的部位发生。例如，使用上述加权的子扫描场时，在相邻的象素的亮度灰度为“63”和“64”或“191”和“192”等时，也能显著地观察到。将这种疑似轮廓叫做“疑似轮廓杂波”，它是使图象质量劣化的原因。

因此，作为抑制动画疑似轮廓的现有技术，有如下的技术。

例如，将图象信号的灰度变换成不容易产生动画疑似轮廓的“第1灰度”及其“中间的灰度”，将变换产生的误差扩散到周边象素，从而插补灰度的跃变。接着，在变换的灰度是“中间灰度”时，向最近的“第1灰度”上升或下降。在每点、每行、每个扫描场交替反复进行这种上升和下降，从而平均性地表现“中间的灰度”。

可是，在该方法中，在较大的动画疑似轮廓发生的灰度附近的灰度数的减少，是无法避免的。就是说，存在着下述课题：抑制动画疑似轮廓后，灰度数不足，在视觉上成为杂乱之感的图象；反之，确保灰度数后，又要产生动画疑似轮廓。

发明内容

本发明是包括下述部件的图象显示装置：对与图象信号对应的灰度，输出多个扰乱常数的扰乱常数发生单元；从多个扰乱常数中选择1个的扰乱常数选择单元；具有将选择的扰乱常数和图象信号相加的加法单元的扰乱加法单元。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1中的图象显示装置的电路方框图。

图2A是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(0～27)的图形。

图2B是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(28～55)的图形。

图2C是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(56～83)的图形。

图2D是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(84～111)的图形。

图2E是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(112～139)的图形。

图2E是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(140～167)的图形。

图2G是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(168～195)的图形。

图2H是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(196～223)的图形。

图2I是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(224～250)的图形。

图2J是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置使用的子扫描场的结构和显示用灰度(251～255)的图形。

图3是说明产生动画疑似轮廓的显示图案的图形。

图4是说明产生动画疑似轮廓的原因的图形。

图5A是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置的灰度限制电路的电路方框图。

图5B是讲述本发明的实施例1及2中的图象显示装置的灰度限制电路的动作的图形。

图6A、B、C、D是讲述本发明的实施例1及2中的图象显示装置的扰乱常数加法电路的动作的图形。

图7是本发明的实施例1及2中的图象显示装置的扰乱常数加法电路的电路图。

图8是表示本发明的实施例1及2中的图象显示装置的扰乱常数加法电路的结构示例的图形。

图9是表示与本发明的实施例1中使用的各灰度对应的扰乱常数的图形。

图10是本发明的实施例2中的图象显示装置的电路方框图。

图11A、B是表示本发明的实施例2中使用的第2灰度限制电路限制的灰度和与受到限制的灰度对应的扰乱常数的图形。

图12是表示现有技术的PDP中的子扫描场的结构示例的图形。

图13是说明产生动画疑似轮廓的显示图案的图形。

图14是说明产生动画疑似轮廓的原因的图形。

具体实施方式

实施例(实施例1)

在图1中，数字-模拟(A/D)变换电路11，对输入的RGB信号(图象信号)进行A/D变换。反伽马校正器13对经过A/D变换的图象信号进行反伽马校正。在运动检出电路14中，例如，根据扫描场之间的差分，检出输入的图象是不是动画。倾斜检出电路15根据相邻的象素间的差分等，在画面内检出灰度有某种程度的倾斜、而且遍及它能够认识的象素连续的部分(以下简称“倾斜灰度区域”)。AND电路16，通过取得运动检出电路14和倾斜检出电路15的输出的逻辑积，检出有移动的倾斜灰度区域。被反伽马校正的图象信号，在发送给灰度限制电路17的同时，还发送给作为扰乱常数加法单元的扰乱常数加法电路19。灰度限制电路17在将发送来图象信号的灰度，变换成不产生动画疑似轮廓的灰度的同时，还通过误差扩散，疑似性地使灰度数增加。关于灰度限制电路17和扰乱常数加法电路19，由于是本发明的主要部分之一，所以后文还要详述。选择电路23，根据AND电路16的输出，对有移动的倾斜灰度区域，选择扰乱常数加法电路19的输出；对除此以外的象素，选择灰度限制电路17的输出。这是为了使扰乱常数加法电路19的处理只对有移动的倾斜灰度区域有效。图象信号一子扫描场对应器25，将选择电路23由选择的图象信号变换成由多个比特构成的、表示是否使子扫描场发光的扫描场信息。子扫描场处理电路27，根据扫描场信息，决定维持期间输出的维持脉冲的数量。扫描·维持·消去驱动电路29和数据驱动电路31，根据来自子扫描场处理电路27的输出，控制各象素的发光量，使PDP33显示希望的灰度的图象。时序脉冲发生电路35，根据水平同步信号及垂直同步信号，产生各种时序信号，向显示装置内的各部件供送。

下面，使用实施例1，讲述不发生疑似轮廓的灰度。此外，在实施例1中，如图2A～J所示，将1个扫描场分割成10个子扫描场(SF1、SF2、…、SF10)，各子扫描场分别具有(1、2、4、8、16、25、34、44、55、66)的亮度加权。此外，在图2A～J中，各子扫描场的栏中的“1”，表示对应的子扫描场的发光。

如前所述，容易发生动画疑似轮廓的，是在邻接的象素间尽管灰度的变化非常小、但发光的子扫描场的图象变化却很大的部位。例如，邻接的象素的灰度为“15”和“16”等时。这时，参照图2A～J的子扫描场栏，将发光的子扫描场作为1，将不发光的子扫描场作为0，将SF1到SF10按照顺序排列后，灰度“15”就成为1111000000，灰度“16”就成为0000100000，可知发光的子扫描场的图象变化很大。

因此，作为不发生疑似轮廓的灰度，可以认为是

条件(a)：与发光的子扫描场相比，具有较小的加权的所有的子扫描场发光的灰度

满足该条件的灰度，具体地说，成为(0、1、3、7、15、31、56、90、134、189、255)的11种灰度。这些灰度，在图2A～J中，在“显示用灰度a”的栏里，用“●”表示。例如，灰度“31”，由于具有SF5以下的加权的子扫描场全部发光，SF6以上的子扫描场全部不发光，所以满足条件(a)。这些灰度，随着灰度值的增加，发光的子扫描场的数量也单调地增加。所以，在显示用灰度中，值接近的灰度的象素邻接时，发光的子扫描场和不发光的子扫描场的分布，不出现较大的变化，也不发生动画疑似轮廓。

可是，如此限制显示用灰度后，如上所述，必须只使用11种灰度显示图象，灰度表现能力就要大幅度下降。因此，在实施例1中，将该条件稍微放宽，采用

条件(b)：与发光的子扫描场相比，具有较小的加权的所有的子扫描场中，不发光的子扫描场是0或1的灰度

这些灰度，在图2A～J中，在“显示用灰度b”的栏里，用“●”表示。满足条件(b)的灰度的数量，除了条件(a)的灰度外，又追加了(2、4、6、11、13、14、…、251、253、254)的灰度，总共成为56种，比满足条件(a)的灰度的数量大大增多。这样，可以进行更圆满的灰度表现。进而，满足条件(b)的灰度，在邻接的象素间，发光/不发光的子扫描场的分布不发生较大的变化，所以可以作为难以产生疑似轮廓的灰度使用。

可是，将该灰度作为显示用灰度使用时，对于以下所示的具有某个特定的图案的图象区域，有可能观察到较大的动画疑似轮廓。例如，分析一下如图3所示，灰度具有某种程度的倾斜、具有某种程度的宽度的图案Y移动时的情况。例如：假设图案Y用满足条件(b)的灰度，用“189”、“200”、“211”、“221”、“230”、“239”等6个区域表现。图4是将图象图案Y展开成子扫描场的图形，横方向与PDP33的画面上的水平方向对应，纵方向与时间流逝对应。另外，图4中的剖线，表示不发光子扫描场。图象图案静止时，人的视线也固定在画面位置A处，所以可以看到未来的灰度。可是，图象图案Y向左方向移动后，由于视线也向画面位置B-B’方向移动，所以成为追随6个区域的中间非点灯子扫描场的形态，其结果，就看到与原图象相比，非常暗的暗线。

这样，在画面内，灰度具有某种程度的倾斜、而且它遍及能够认识的象素的连续部分，即在倾斜灰度区域以眼睛可以追赶的速度移动时，可以看到非常大的动画疑似轮廓。因此，在实施例1的图象显示装置中，对倾斜灰度区域和除此之外的其它区域(非倾斜灰度区域)，进行不同的图象处理。

首先，讲述对非倾斜灰度区域进行的处理。此外，对静止的倾斜灰度区域，也进行和非倾斜灰度区域同样的处理。

关于非倾斜灰度区域，如上所述，作为显示用灰度，使用满足

条件(b)：与发光的子扫描场相比，具有较小的加权的所有的子扫描场中，不发光的子扫描场是0或1的灰度的灰度。

图5A是实施例1中的灰度限制电路17的电路方框图。灰度限制电路17，在使用灰度限制表53，将图象信号的输出限制成满足条件(b)的灰度的同时，还将输入图象信号和被灰度限制的信号的差，作为显示误差，进行误差扩散处理。图5A内，记作T的块65、67、69，表示1象素延迟电路；记作H-T的块63，表示1行-1象素延迟电路。如图5B所示，假设现在注意某个象素P0，输入了对应的图象信号。这时，使用乘法器77、75、73、71，给象素P0的1行前的象素P1、P2、P3及眼前的象素P4的显示误差的每一个，乘以K3、K2、K1、K0的加权系数，使用加法器79、51，加上象素P0的输入信号。然后，比较该相加的信号和灰度限制表53的数值，将与相加的信号最接近的数值，作为图象信号输出。与此同时，使用减法器61，求出上述相加的信号和输出的信号之差。再将其结果作为显示误差，给象素P0的下一个象素P5和1行后的象素P6、P7、P8，分别乘以加权系数K0、K1、K2、K3后扩散。在这里，各加权系数设定成K0+K1+K2+K3＝1的值。

对整个画面实施该误差扩散处理后，能够保存应当显示的灰度，观看整个画面时，在人的眼睛中，如同看到本来的灰度在显示。所以能够显示没有杂乱之感的、或者是圆滑的图象。

下面，讲述在灰度倾斜领域的处理方法。

关于有移动的灰度倾斜领域，如上所述，不能使用灰度限制成满足条件(b)灰度的方法。取而代之的是，即使产生动画疑似轮廓，也通过使其产生场所在灰度倾斜领域内分散，从而在视觉上不能感知。就是说，对各图象信号，重叠外加所定的扰乱，其结果，进行使动画疑似轮廓产生场所分散的处理。该处理按照下述步骤进行。首先：如图6(A)所示，考虑2象素×2行的假设的矩阵，将它填满整个画面(图6B)。另一方面，对各灰度准备4个扰乱常数d1～d4。然后，对各象素，选择对应的矩阵的指定的扰乱常数，加上图象信号。在实施例1中的图象显示装置，具有2种上述的矩阵，给各扫描场切换使用。

图7是实施例1中进行这些处理的扰乱常数加法电路19的电路图。扰乱常数加法电路19，由作为扰乱常数发生单元的扰乱常数表100、作为扰乱常数选择单元的扰乱常数选择电路200和作为加法的加法器300构成。扰乱常数表100，产生与输入的图象信号的灰度对应的扰乱常数d1～d4。扰乱常数选择电路200，从4个扰乱常数d1～d4中选择1个与矩阵对应的扰乱常数，向加法器300输出。加法器300，将选择的扰乱常数与图象信号相加。

图8是表示实施例1中的扰乱常数选择电路200的结构示例。图8所示的2个扰乱常数选择器201、202，根据按照每个象素反转的象素反转信号和按照每行反转的行反转信号，适当切换4个扰乱常数。这时，扰乱常数选择器201，将2象素×2行的矩阵排列，切换成例如图6A所示的排列。另外，扰乱常数选择器201，将矩阵排列，切换成例如图6C所示的排列。接着，选择器208，使用每个扫描场反转的扫描场反转信号，交替选择图6A或图6C的矩阵，向各扫描场输出。其结果，扰乱常数选择电路200，在最初的扫描场选择图6A的矩阵，如图6B所示，填满整个画面，输出与各象素对应的扰乱常数。另外，在紧接其后的扫描场，选择图6C的矩阵，如图6D所示，填满整个画面，输出与各象素对应的扰乱常数。

图9示出在实施例1中使用的扰乱常数表100中的一部分。对象信号的各灰度，设定如扰乱常数d1～d4栏所示的那种扰乱常数。

下面，讲述扰乱常数的决定方法。由于在实施例1中，使用2象素×2行的矩阵，所以需要对各灰度决定4个扰乱常数d1～d4。加上扰乱常数的目的，是为了分散倾斜灰度区域的动画疑似轮廓，所以需要使倾斜灰度区域的非发光子扫描场分散。为此，扰乱常数就与子扫描场的结构密切相关。在实施例1中的子扫描场结构，例如，注意灰度205后，第8子扫描场就成为非点灯。这时，灰度201～211，第8子扫描场全部是非点灯。所以，为了分散非发光子扫描场，4个扰乱常数d1～d4中至少一个必须设定成超过211-205＝6，至少一个必须设定成小于201-205＝-4。进而，为了使加上扰乱常数后的灰度的平均值与原来的灰度一致，最好将4个扰乱常数d1～d4的合计设定成等于0。在这里，这些扰乱常数按照下述方法计算(余数四舍五入)。

d4＝(原来的灰度)×0.2

d4＝(原来的灰度)×0.1

d2＝-d3

d1＝-d4

可是，毫无疑问，并不局限于此，只要是满足上述条件的范围，可以自由设定扰乱常数。

如上所述，在特别容易产生动画疑似轮廓的倾斜灰度区域，通过将“中间非点灯子扫描场”空间性地分散，从而可以抑制动画疑似轮廓。加之，使矩阵内的d1～d4的位置，在各个扫描场中变化，从而还使其时间性地分散，所以能够更有效地抑制动画疑似轮廓。另一方面，在非倾斜灰度区域，作为显示用条件，使用满足条件(b)的灰度，所以能够保持足够的灰度性，在整体上有效地保证灰度性的情况下，能够有效地抑制动画疑似轮廓。

(实施例2)

实施例2对倾斜灰度区域的图象信号处理，与实施例1不同。在实施例1中，对图象信号不进行灰度限制，对全部灰度进行加上扰乱常数的处理。可是，在实施例2中对倾斜灰度区域的图象信号处理，为了将倾斜灰度区域的动画疑似轮廓向更广泛的范围扩散，先进行灰度限制、误差扩散处理之后，再进行扰乱常数加法处理。

图10是实施例2中的图象显示装置的电路方框图。A/D变换电路11、反伽马校正器13、运动检出电路14、倾斜检出电路15、AND电路16、灰度限制电路17、选择电路23，和实施例1一样。在实施例2中，被反伽马校正的图象信号，经由作为灰度限制单元的第2灰度限制电路18，被输入作为扰乱常数加法单元的扰乱常数加法电路19，这一点上与实施例1不同。图象信号-子扫描场对应电路25以下，也和实施例1一样，所以不再赘述。

图11A、B是表示用第2灰度限制电路18限制的灰度，和对其各灰度而言的扰乱常数的图形。

在实施例2中，作为限制灰度，使用将灰度(1、3、7、15、31、56、90、134、189、255)之间四等分的36种灰度，但也可以使用其它灰度。可是，如果限制的灰度数过少，就会产生杂乱之感；而反之如果过多，则会使动画疑似轮廓的分散范围变窄。所以需要通过试验等适当设定。另外，对于暗淡的图象而言，对灰度变化的视感度变大，所以最好在低灰度部分，将灰度间隔减小；反之，在高灰度部分，则将灰度间隔增大。

下面，讲述扰乱常数的决定方法。在实施例2中，也使用2象素×2行的矩阵，所以对受到限制的各各灰度，决定4个扰乱常数d1～d4。加上扰乱常数的目的，是为了使倾斜灰度区域的动画疑似轮廓分散，所以需要大小能使倾斜灰度区域的非发光子扫内场分散的扰乱常数。进而，为了使加上扰乱常数后的灰度的平均值，与原来的灰度一致，最好将4个扰乱常数d1～d4的合计设定为0。

在这里，这些扰乱常数按照下述关系式计算，

d4＝(受限制的灰度中比原来的灰度大2个的灰度)-(原来的灰度)

d3＝(受限制的灰度中比原来的灰度大1个的灰度)-(原来的灰度)

d2＝-d3

d1＝-d4

可是，毫无疑问，并不限于此，只要是满足上述条件的范围，可以自由设定扰乱常数。

此外，在实施例2中，采用将图10的灰度限制电路17和第2灰度限制电路18作为2个独立的电路的结构。但也可以采用将它们用一个共用，根据AND电路16的输出，改写灰度表的内容的结构。这时，对非倾斜灰度区域，需要追加使用AND电路16，使扰乱常数加法电路无效的控制。

综上所述，在特别容易发生动画疑似轮廓的倾斜灰度区域，通过追加灰度限制和误差扩散，从而可以将“中间非点灯子扫描场”在空间上分散到更广泛的范围，能够抑制动画疑似轮廓。另一方面，在非倾斜灰度区域，作为显示用灰度，使用满足条件(b)的灰度，所以能够保持足够的灰度性，在从整体上有效保证灰度性的状态下，能够有效地抑制动画疑似轮廓。

此外，在实施例1及实施例2中，将矩阵的大小定为2象素×2行。但也可以使用n象素×m行的任意大小的矩阵。这时，可以对各个灰度值设定n×m个扰乱常数。

另外，在有移动的倾斜灰度区域，也由于亮度低时，动画疑似轮廓不容易被看到，所以可以对有移动的倾斜灰度区域而且具有某种程度的亮度的区域，进行加法处理。

综上所述，采用本发明后，在非倾斜灰度区域，作为显示用灰度，使用满足条件(b)的灰度，所以能够保持足够的灰度性。在从整体上有效保证灰度性的状态下，能够有效地抑制动画疑似轮廓。另一方面，在容易发生动画疑似轮廓的倾斜灰度区域，由于能够使动画疑似轮廓在空间上分散到广泛的范围，所以可以一面确保灰度数，一面抑制动画疑似轮廓。因此，可以获得如下有益的效果：在从整体上有效保证灰度性的状态下，能够有效地抑制动画疑似轮廓。

Claims (3)

1、一种图象显示装置，用多个子扫描场构成1个扫描场，通过使各子扫描场发光或不发光的控制，进行多灰度显示，其特征在于：

具有给图象信号加上扰乱常数的扰乱加法单元，

所述扰乱加法单元包括：

对与所述图象信号对应的灰度，输出多个扰乱常数的扰乱常数发生单元；

从所述多个扰乱常数中选择1个的扰乱常数选择单元；以及

将用所述扰乱常数选择单元选择的扰乱常数与所述图象信号相加的加法单元。

2、一种图象显示装置，用多个子扫描场构成1个扫描场，通过使各子扫描场发光或不发光的控制，进行多灰度显示，其特征在于：具有：

在将图象信号限制成多个灰度的同时，将限制产生的差，作为显示误差，向周边象素进行误差扩散的灰度限制单元；和

给受所述灰度限制单元限制的图象信号加上的扰乱常数的扰乱加法单元，

所述扰乱加法单元包括：

对与受所述灰度限制单元限制的图象信号对应的灰度，输出多个扰乱常数的扰乱常数发生单元；

从所述多个扰乱常数中选择1个的扰乱常数选择单元；以及

将用所述扰乱常数选择单元选择的扰乱常数与所述图象信号相加的加法单元。

3、如权利要求1或2所述的图象显示装置，其特征在于：所述多个扰乱常数之和为0。

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