JP2002082658A - 表示装置および画像信号の処理方法 - Google Patents

表示装置および画像信号の処理方法

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JP2002082658A JP2001111696A JP2001111696A JP2002082658A JP 2002082658 A JP2002082658 A JP 2002082658A JP 2001111696 A JP2001111696 A JP 2001111696A JP 2001111696 A JP2001111696 A JP 2001111696A JP 2002082658 A JP2002082658 A JP 2002082658A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 擬似的に中間階調を生成し、より自然な輝度
変化を持つ画像表示を実現する表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の表示装置１は、隣接する画像デ
ータ間で１階調数分の階調変化があり、かつ、階調変化
前の複数個の画像データの階調数が互いに等しく、階調
変化後の複数個の画像データの階調数が互いに等しいこ
とを検出した時に制御信号を発生する検出回路３と、時
間的に隣接する２つのフレームのいずれかで階調変化前
の画像データの階調数を階調変化後の画像データの階調
数に変換する処理、または時間的に隣接する２つのフレ
ームのいずれかで階調変化後の画像データの階調数を階
調変化前の画像データの階調数に変換する処理の少なく
ともいずれか一方の処理を行う変換回路４とを有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置および画
像信号の処理方法に関し、特に、所定の階調数からなる
画像データによって表示を行う液晶ディスプレイ、プラ
ズマディスプレイ（Plasma Display Panel, 以下、ＰＤ
Ｐと略記する）、エレクトロルミネッセンス（Electro-
Luminescence, 以下、ＥＬと略記する）素子等の表示装
置、および前記表示装置などに適用可能な画像信号の処
理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、様々な分野において液晶ディスプ
レイ（Liquid Crystal Display, 以下、ＬＣＤと略記す
る）等の表示装置が利用されている。カラー表示のＬＣ
Ｄは、一般にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色毎に
６ビットもしくは８ビットのデジタルドライバを内蔵し
ている。例えば、８ビットのデジタルドライバを有する
ＬＣＤによれば、各色で２５６階調の表示が可能であ
り、全体として約１６７０万色の表示が可能である。と
ころが、この程度のＬＣＤは、単なるＯＡ機器などの民
生用の汎用モニターとしては充分な性能であっても、医
療用、放送用などの産業用モニターとしては不充分な性
能であり、更なる階調の増加が望まれている。
【０００３】例えば、６ビットのデジタルドライバしか
持たない旧来のＬＣＤに対してビデオ信号等で用いられ
る８ビットの画像データが入力された場合、すなわち表
示装置の表示可能な階調ビット数が、その表示装置に入
力される画像データが表現し得る階調ビット数よりも小
さい場合、任意の１画素における画像データ中の表示で
きない成分（この場合、下位２ビット分）を同じ画面フ
レーム内の周囲に隣接する画素に拡散（フレーム内誤差
拡散）させることによって、擬似的に表示装置の階調数
を高める方法が採用されている。また、任意の画素を時
間的に連続したフレーム毎に点滅させることによってそ
の画素で中間階調を表現する、いわゆるフレームレート
コントロール（Frame Rate Control, 以下、ＦＲＣと略
記する）と呼ばれる技術も採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年は表示装置の表示
可能な階調ビット数も向上しており、パソコン等に付属
するＬＣＤも８ビットのデジタルドライバを搭載したも
のが標準的になっている。したがって、８ビットのデジ
タルドライバを持つＬＣＤに対して８ビットの画像デー
タが入力されるのであれば、上記の疑似階調処理技術を
用いることなく、表示を行うことができる。ところが、
上述したように、医療用、放送用などの用途ではパソコ
ンに入る前のもともとの画像データが１０ビットの場合
もあり、そのような場合には、８ビット分の階調しか表
示できないＬＣＤを用いたとしても擬似的に１０ビット
相当の表示を行いたいという要求がある。
【０００５】仮に、１走査線の画素数が１０２４である
ＸＧＡ（Extended Graphics Array）方式のＬＣＤにお
いて、ランプ波形の画像データを１走査線上に表示する
場合を想定する。ランプ波形の場合、２５６階調を表現
する８ビットの画像データは、走査線の一端側では階調
数が０であり、一端側から他端側に向けて４画素毎に階
調数が１ずつ増加していき、他端側で階調数が２５５と
なる。この種の表示を行った場合、民生用の用途ではほ
とんど問題とならないが、医療用、放送用などの用途で
は、このＬＣＤの最小分解能である階調数にして１の変
化でもまだ階調変化の度合が大きく、輝度変化が最もな
だらかなはずのランプ波形の画像データであっても画像
の境目が視認される場合がある。
【０００６】一般的に、表示装置の階調ビット数が画像
データの階調ビット数と等しい場合に擬似的に階調ビッ
ト数を増加するには、フレーム内誤差拡散、ＦＲＣ等の
上記疑似階調処理技術を用いることが考えられる。しか
しながら、これらの技術はただ単に画像データの下位ビ
ットを機械的に演算して擬似的に中間階調を生成するも
のであり、上記のように、なだらかな階調変化をよりな
だらかにしたいという要求に対応できるものではない。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、入力される画像データの階調ビッ
ト数の制限を受けることなく、擬似的に中間階調を生成
し、より自然な輝度変化を持つ画像表示を実現する表示
装置および画像信号の処理方法を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の表示装置は、複数のフィールドもしくは
フレームによって表示部に一画面を表示し、画像データ
が有する階調ビット数と前記表示部が有する階調ビット
数とが等しい場合にこれら階調ビット数よりも大きい階
調ビット数の表示を前記表示部にて行う際に、時間的に
連続して入力される複数の画像データのうち、隣接する
画像データ間で１階調数分の階調変化があり、かつ、こ
の階調変化の前に入力された複数個の画像データの階調
数が互いに等しく、この階調変化の後に入力された複数
個の画像データの階調数が互いに等しいことを検出した
時に制御信号を発生する階調変化検出手段と、前記制御
信号を受け入れて、時間的に隣接する２つのフィールド
のいずれかもしくは時間的に隣接する２つのフレームの
いずれかで前記階調変化前の画像データの階調数を前記
階調変化後の画像データの階調数に変換する処理、また
は時間的に隣接する２つのフィールドのいずれかもしく
は時間的に隣接する２つのフレームのいずれかで前記階
調変化後の画像データの階調数を前記階調変化前の画像
データの階調数に変換する処理の少なくともいずれか一
方の処理を行う画像データ変換手段とを有することを特
徴とする。
【０００９】ここで、「階調ビット数」とは、［従来の
技術］で述べたように、表示部や画像データの階調を表
す６（ビット）、８（ビット）等のビット数のことを言
う。また、「階調数」とは、階調を表す６ビット、８ビ
ット等からなるデータ列、例えば、８ビットで「１１１
１１１１１」（１０進数では２５５階調）等のことを言
う。
【００１０】本発明の表示装置においては、階調変化検
出手段が、時間的に連続して入力される複数の画像デー
タのうち、隣接する画像データ間で１階調数分の階調変
化があり、かつ、この階調変化前に入力された複数個の
画像データの階調数が互いに等しく、この階調変化後に
入力された複数個の画像データの階調数が互いに等しい
ことを検出し、この際に制御信号を発生する。「隣接す
る画像データ間で１階調数分の階調変化があり、かつ、
この階調変化前に入力された複数個の画像データの階調
数が互いに等しく、この階調変化後に入力された複数個
の画像データの階調数が互いに等しい」というのは、例
えば［発明が解決しようとする課題］の項で例示したラ
ンプ波形の一部のような画像データのことであり、階調
が最もなだらかに変化している場合である。
【００１１】そして、画像データ変換手段が、階調変化
検出手段から出力された制御信号を受け入れて、時間的
に隣接する２つのフィールドのいずれかもしくは時間的
に隣接する２つのフレームのいずれかで階調変化前の画
像データの階調数を階調変化後の画像データの階調数に
変換する処理、または時間的に隣接する２つのフィール
ドのいずれかもしくは時間的に隣接する２つのフレーム
のいずれかで階調変化後の画像データの階調数を階調変
化前の画像データの階調数に変換する処理の少なくとも
いずれか一方の処理を行う。すなわち、隣接するフィー
ルドまたはフレーム間で階調変化前の画像データの階調
数を階調変化後の階調数に変化させるか、階調変化後の
画像データの階調数を階調変化前の階調数に変化させる
かして、階調変化の箇所を隣接するフィールドまたはフ
レーム間で１データ分だけずらす。すると、人間の目に
は、階調数を変化させた箇所の画像データが１階調以下
の中間階調として視認されることになる。このようにし
て、擬似的に中間階調が生成され、より自然な輝度変化
を持つ画像表示を実現することができる。
【００１２】前記画像データ変換手段において、階調変
化前の１個または２個の画像データの階調数を変換する
処理、もしくは階調変化後の１個または２個の画像デー
タの階調数を変換する処理の少なくともいずれか一方の
処理を行うことが望ましい。その理由は、例えば３個以
上の画像データを変換しようとすると、処理回路が複雑
になり、回路規模も急激に大きくなってしまうからであ
る。
【００１３】また、表示部内の隣接する２つの行の同じ
列に位置する２つの画素の画像データの各々に対して階
調変化検出手段から制御信号が発生された際には、画像
データ変換手段が、前記２つの画素の画像データ間で階
調変化前の画像データの階調数を変換するか、階調変化
後の画像データの階調数を変換するかを変えることが望
ましい。
【００１４】その理由は、仮に、画面を構成する複数の
行（走査線）のうち、列（縦）方向に並ぶ画素で階調数
を変換するタイミングが階調変化前、もしくは階調変化
後のいずれか一方で揃っていたとすると、縦方向にちら
つきが見えて好ましくない場合があるからである。した
がって、このような場合には、上下の画素で一方は階調
数を変換する箇所を階調変化前、他方は階調変化後とす
れば、縦方向にちらつきが見えるという不具合が解消さ
れる。
【００１５】同様に、表示部内の隣接する２つの列の同
じ行に位置する２つの画素の画像データの各々に対して
階調変化検出手段から制御信号が発生された際には、画
像データ変換手段が、前記２つの画素の画像データ間で
階調変化前の画像データの階調数を変換するか、階調変
化後の画像データの階調数を変換するかを変えることが
望ましい。この構成とすれば、横方向にちらつきが見え
るという不具合が解消される。
【００１６】また、本発明の画像信号の処理方法は、複
数のフィールドもしくはフレームによって画像信号を形
成する画像信号の処理方法であって、画像データが有す
る階調ビット数と画像データを受信処理する受信側が有
する階調ビット数とが等しい場合にこれら階調ビット数
よりも大きい階調ビット数の受信処理を受信側にて行う
際に、時間的に連続して入力される複数の画像データの
うち、隣接する画像データ間で１階調数分の階調変化が
あり、かつ、この階調変化の前に入力された複数個の画
像データの階調数が互いに等しく、この階調変化の後に
入力された複数個の画像データの階調数が互いに等しい
ことを検出した時に、検出結果に基づき、時間的に隣接
する２つのフィールドのいずれかもしくは時間的に隣接
する２つのフレームのいずれかで階調変化前の画像デー
タの階調数を階調変化後の画像データの階調数に変換す
る処理、または時間的に隣接する２つのフィールドのい
ずれかもしくは時間的に隣接する２つのフレームのいず
れかで階調変化後の画像データの階調数を前記階調変化
前の画像データの階調数に変換する処理の少なくともい
ずれか一方の処理を行うことを特徴とする。
【００１７】本発明の画像信号の処理方法においては、
まず、時間的に連続して入力される複数の画像データの
うち、隣接する画像データ間で１階調数分の階調変化が
あり、かつ、この階調変化の前に入力された複数個の画
像データの階調数が互いに等しく、この階調変化の後に
入力された複数個の画像データの階調数が互いに等しい
ことを検出する。「隣接する画像データ間で１階調数分
の階調変化があり、かつ、この階調変化の前に入力され
た複数個の画像データの階調数が互いに等しく、この階
調変化の後に入力された複数個の画像データの階調数が
互いに等しい」というのは、例えば［発明が解決しよう
とする課題］の項で例示したランプ波形の一部のような
画像データのことであり、階調が最もなだらかに変化し
ている場合である。
【００１８】ついで、この検出結果に基づいて、時間的
に隣接する２つのフィールドのいずれかもしくは時間的
に隣接する２つのフレームのいずれかで階調変化前の画
像データの階調数を階調変化後の画像データの階調数に
変換する処理、または時間的に隣接する２つのフィール
ドのいずれかもしくは時間的に隣接する２つのフレーム
のいずれかで階調変化後の画像データの階調数を階調変
化前の画像データの階調数に変換する処理の少なくとも
いずれか一方の処理を行う。すなわち、隣接するフィー
ルドまたはフレーム間で階調変化前の画像データの階調
数を階調変化後の階調数に変化させるか、階調変化後の
画像データの階調数を階調変化前の階調数に変化させる
かして、階調変化の箇所を隣接するフィールドまたはフ
レーム間で１データ分だけずらす。すると、人間の目に
は、階調数を変化させた箇所の画像データが１階調以下
の中間階調として視認されることになる。このようにし
て、擬似的に中間階調が生成され、より自然な輝度変化
を持つ画像表示を実現することができる。
【００１９】そして、画像データの変換処理を行う際、
階調変化前の１個または２個の画像データの階調数を変
換処理する処理、もしくは階調変化後の１個または２個
の画像データの階調数を変換処理する処理の少なくとも
いずれか一方の処理を行うことが望ましい。その理由
は、例えば３個以上の画像データを変換しようとする
と、処理回路が複雑になり、それを実現する回路規模も
急激に大きくなってしまうからである。
【００２０】受信側にて隣接する２つの行の同じ列に位
置する２つの画素の画像データの各々に対して制御信号
が発生された際に、２つの画素の画像データ間で階調変
化前の画像データの階調数を変換するか、階調変化後の
画像データの階調数を変換するかを変えることが望まし
い。
【００２１】その理由は、仮に、画面を構成する複数の
行（走査線）のうち、列（縦）方向に並ぶ画素で階調数
を変換するタイミングが階調変化前、もしくは階調変化
後のいずれか一方で揃っていたとすると、縦方向にちら
つきが見えて好ましくない場合があるからである。した
がって、このような場合には、上下の画素で一方は階調
数を変換する箇所を階調変化前、他方は階調変化後とす
れば、縦方向にちらつきが見えるという不具合が解消さ
れる。
【００２２】同様に、受信側にて隣接する２つの列の同
じ行に位置する２つの画素の画像データの各々に対し
て、前記２つの画素の画像データ間で前記階調変化前の
画像データの階調数を変換するか、前記階調変化後の画
像データの階調数を変換するかを変えることが望まし
い。この方法によれば、横方向のちらつきが見えるとい
う不具合が解消される。
【００２３】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の表示装置の第１の実施の形態を図１ないし図４を参
照して説明する。図１は本実施の形態の表示装置の全体
構成を示すブロック図、図２は検出回路の構成を示すブ
ロック図、図３は検出回路の動作を説明するためのフロ
ーチャート、図４は画像データおよび各種信号の状態を
表わす図である。
【００２４】本実施の形態の表示装置１は、図１に示す
ように、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬ、ＣＲＴ等からなる画像
出力部２（表示部）と、検出回路３（階調変化検出手
段）と、変換回路４（画像データ変換手段）とを有して
いる。この表示装置１は、例えば入力される画像データ
の階調ビット数が８ビット、画像出力部２が表示可能な
階調ビット数が８ビットの場合に擬似的に９ビット相当
の階調表示を実現し得るものである。
【００２５】本実施の形態の場合、検出回路３は、時間
的に連続して入力される複数の画像データのうち、隣接
する画像データ間で１階調数分の階調変化があり、か
つ、この階調変化前に入力された２個の画像データの階
調数が互いに等しく、この階調変化後に入力された２個
の画像データの階調数が互いに等しいことを検出した時
に制御信号を発生するものである。
【００２６】さらに検出回路３は、図２に示すように、
演算回路５と、保持回路６と、判別回路７とを有してい
る。検出回路３の動作は、まず演算回路５が、入力され
る画像データの階調数を算出（一次微分値を算出）す
る。次に、保持回路６では演算回路５から送られてきた
階調数の演算結果を記憶し、判別回路７に送る。次に、
判別回路７内で保持回路６から送られてきた演算結果に
ついて判別を行う。そして、判別結果に基づいて保持回
路６に対してデータ送信、記憶の制御命令を送るように
なっている。具体的な動作については後述する。
【００２７】また変換回路４は、検出回路３からの制御
信号を受け入れて、時間的に隣接する２つのフレームの
いずれかで階調変化前の画像データの階調数を階調変化
後の画像データの階調数に変換する処理、もしくは時間
的に隣接する２つのフレームのいずれかで階調変化後の
画像データの階調数を階調変化前の画像データの階調数
に変換する処理の少なくともいずれか一方の処理を行う
ものである。本実施の形態では、フレーム間で画像デー
タの階調数を変換する構成を例示するが、隣接するフィ
ールド間で画像データの階調数を変換する構成としても
よい。
【００２８】以下、上記構成の表示装置１の動作、特に
検出回路３の動作について図３を用いて説明する。 （ステップＳ０）：Ｎ１，Ｎ２の値をそれぞれ零にセッ
トして、動作を開始する。
【００２９】（ステップＳ１）：順次入力される複数の
画像データが連続して同一のデータ値（内容的には階調
数を意味し、この場合のデータ値をＫとする）であるか
否かを判別する。このステップＳ１の条件を満たす場合
（少なくとも１回連続する場合）は、ステップＳ２に移
行し、条件を満たさない場合（１回も連続しない場合）
は、ステップＳ０に戻る。
【００３０】（ステップＳ２）：ステップＳ１で連続す
る同一のデータ値Ｋの連続する個数Ｎ１をカウントす
る。そして、同一のデータ値Ｋの連続する個数Ｎ１が閾
値のＮ１th個以上か否かを判別する。ここで、Ｎ１thは
外部から設定する任意の値であり、本実施の形態ではＮ
１th＝２とする。このステップＳ２の条件を満たす場合
（２回連続する場合）は、ステップＳ３に移行し、条件
を満たさない場合（２回連続しない場合）は、Ｎ１の値
を保持したまま、ステップＳ１に戻る。
【００３１】（ステップＳ３）：連続して入力された画
像データのデータ値が異なる場合（データ値がＫでない
場合、この場合のデータ値をＬとする）、これまで連続
して同一であったデータ値Ｋと異なったデータ値Ｌの差
（＝Ｋ−Ｌ）を演算し、その差が入力データの最小値
（この最小値とは零ではなく、１（階調数）のこと）で
ある場合は、ステップＳ４に移行する。その差が最小値
でない場合（２以上の場合）は、ステップＳ０に戻る。
【００３２】（ステップＳ４）：ステップＳ１と同様、
順次入力される複数の画像データが連続して同一のデー
タ値であるか否か（この時点ではデータ値はＬになって
いるので、Ｌと同一か否か）を判別する。このステップ
Ｓ４の条件を満たす場合は、ステップＳ５に移行し、条
件を満たさない場合は、ステップＳ０に戻る。
【００３３】（ステップＳ５）：ステップＳ２と同様、
ステップＳ４で連続する同一のデータ値Ｌの連続する個
数Ｎ２をカウントする。そして、同一のデータ値Ｌの連
続する個数Ｎ２が閾値のＮ２th個以上か否かを判別す
る。Ｎ２thもＮ１thと同様、外部から設定する任意の値
であり、本実施の形態ではＮ２th＝２とする。このステ
ップＳ５の条件を満たす場合（２回連続する場合）は、
ステップＳ６に移行し、条件を満たさない場合（２回連
続しない場合）は、ステップＳ０に戻る。
【００３４】（ステップＳ６）：データ値がＫからＬに
変化する箇所に対してデータ変換を行うような制御信号
を判別回路７で生成し、変換回路４に向けて出力する。
そして、Ｎ２の値をＮ１に代入し、ステップＳ１に移行
する。
【００３５】すなわち、本実施の形態の表示装置１で
は、ある程度一定の階調が続く（階調変化の前後で少な
くとも３データずつ一定となる）中で最小分解能の階調
変化（１階調分の変化）があった場合にのみデータ変換
による疑似階調を生成するのであって、階調変化があっ
たとしてもそれが２階調以上の階調変化であれば、デー
タ変換は行わない。その結果、なだらかな輝度変化があ
った場合にその輝度変化がよりなだらかになるという効
果が得られ、２階調以上の階調変化があるような元々の
データの波形を壊すことはない。
【００３６】図４は、図３に示したシーケンスによる階
調変化検出に基づく画像データ変換の動作を説明するた
めのデータ波形を示す図である。符号３０１〜３０６は
入力信号内の時系列的に（３０１から３０６に向けて）
入力される各画像データであり、３０１，３０２，３０
３が同一のデータ値（値自体は任意でよい）の組、３０
４，３０５，３０６が同一のデータ値の組である。ま
た、これら２組のデータ値の差は、入力データの最小値
（１階調数）であるものとする。なお、３０１以前のデ
ータ値は３０１のデータ値と異なるものとし、外部で設
定するＮ１th、Ｎ２thはともに２とする。
【００３７】入力信号の各画像データについて順を追っ
て見ると、３０１のデータ値が入力された時点では、図
３の動作シーケンスはステップＳ１の状態のままであ
る。
【００３８】３０２のデータ値が入力された時点で３０
２と３０１のデータ値が等しいことから、ステップＳ１
の条件を満足するため、ステップＳ２に移行する。この
時、Ｎ１＝１に設定される。
【００３９】３０３のデータ値が入力された時点で３０
３と３０２のデータ値が等しいことから、ステップＳ２
の状態が保持される。この時、Ｎ１＝２になることか
ら、ステップＳ２の条件を満足するため、ステップＳ３
に移行する。
【００４０】３０４のデータ値が入力された時点で３０
４と３０３のデータ値が異なり、しかも、これら３０４
と３０３のデータ値の差が最小値の１であることから、
ステップＳ３の条件を満足するため、ステップＳ４に移
行する。
【００４１】３０５のデータ値が入力された時点で３０
５と３０４のデータ値が等しいことから、ステップＳ４
の条件を満足するため、ステップＳ５に移行する。この
時、Ｎ２＝１に設定される。
【００４２】３０６のデータ値が入力された時点で３０
６と３０５のデータ値が等しいことから、ステップＳ５
の状態が保持される。この時、Ｎ２＝２になることか
ら、ステップＳ５の条件を満足するため、ステップＳ６
に移行する。
【００４３】ステップＳ６において、データ値が変化し
た後（階調変化後）の３０４のデータ値に対して、変化
前のデータ値に変換する処理を行うように検出回路３か
ら変換回路４に対して制御信号が出力される。
【００４４】変換回路４において、データ変化後の３０
４のデータ値に対して変換処理が行われる。この変換処
理では、３０１〜３０６の入力信号に対して、入力信号
と同一波形である３１１〜３１６の出力信号１（Ａフレ
ームの出力信号）と、データ変化後の３０４のデータ値
を変化前のデータ値に変換した波形である３２１〜３２
６の出力信号２（Ｂフレームの出力信号）とを生成し、
これらをフレーム単位で交互に出力する。あるいは、３
１１〜３１６の出力信号１と３２１〜３２６の出力信号
２をフィールド単位で交互に出力してもよい。
【００４５】以下、変換回路４の動作について図４およ
び図８を用いて説明する。 （ステップＳＡ０）：検出回路３からの制御信号を確認
して動作を開始する。 （ステップＳＡ１）：処理対象の画像データがＡフレー
ムであるか、Ｂフレームであるかを判断する。（動作開
始直後の処理フレームをＡフレームとする。
【００４６】（ステップＳＡ２ーＡ）：Ａフレームであ
る場合は、入力信号のデータ値３０１ないし３０６に対
して変換処理を行うことなく、出力信号１のデータ値３
１１ないし３１６として出力する。 （ステップＳＡ２ーＢ）：Ｂフレームである場合は、入
力信号のデータ値３０１ないし３０６の中のデータ値３
０４のみをデータ値３２４に変換し、出力信号２のデー
タ値３２１ないし３２６として出力する。
【００４７】（ステップＳＡ３）：処理対象フレームに
ついての処理が終了したか否か判断する。処理対象フレ
ームについての処理が終了していない場合、ステップＳ
Ａ０に移り、処理対象フレームについての処理が終了す
るまで同じプロセスを繰り返す。処理対象フレームにつ
いて変換が終了したら、ステップＳＡ４のプロセスに進
む。
【００４８】（ステップＳＡ４）：フレーム番号を次の
フレーム番号に切替える。そして、ステップＳＡ０に移
る。（処理フレームがＡフレームであった場合、次のフ
レーム番号をＢフレームとし、処理フレームがＢフレー
ムであった場合、次のフレーム番号をＡフレームとす
る。）
【００４９】これら出力信号１、出力信号２が画像出力
部２に送られた場合、表示（視認される特性）は３３１
〜３３６の出力信号Ａのようになる。すなわち、３０４
の入力信号に対応する３１４の出力信号１と３２４の出
力信号２とにより、１階調分高いデータと低いデータと
がフレーム単位あるいはフィールド単位で交互に表示さ
れることになる。したがって、入力画像データおよび画
像出力部２が表示可能な最小分解能の階調よりもさらに
小さいレベル、つまり３３１〜３３３の階調レベルと３
３５〜３３６の階調レベルの中間にある３３４の階調レ
ベルで視認されるようになる。そのため、３０１〜３０
６の入力信号がそのまま表示された時の階調変化に比べ
て、よりなだらかな階調変化を持つ表示を得ることがで
きる。
【００５０】図９（ａ）ないし図９（ｃ）は、表示装置
１における画像出力部２の表示画像を説明するための図
であり、図９（ａ）は、出力信号１（Ａフレームの出力
信号）３１１ないし３１６を表示させた場合の表示画像
であり、３１１Ａないし３１６Ａは、出力信号３１１な
いし３１６に対応する画像である。図９（ｂ）は、出力
信号２（Ｂフレームの出力信号）３２１ないし３２６を
表示させた場合の表示画像であり、３２１Ｂないし３２
６Ｂは、出力信号３２１ないし３２６に対応する画像で
ある。
【００５１】なお、図９（ｃ）は、入力信号３０１ない
し３０６をそのまま表示させた場合の比較のための表示
画像であり、３０１Ｎないし３０６Ｎは、出力信号３０
１ないし３０６に対応する画像である。このように、Ａ
フレームとＢフレームの表示画像を交互に表示すると、
図９（ｃ）のような階調変化をさせないものに比べて、
よりなだらかな階調変化を持つ表示として視認すること
ができる。
【００５２】もしくは、上記のようにデータ変化後の３
０４のデータ値に対して変換処理を行うことに代えて、
データ変化前の３０３の入力信号のデータ値に対して変
換処理を行うようにしてもよい。すなわち、データ変化
前（階調変化前）の３０３の入力信号のデータ値をデー
タ変化後のデータ値に変換する処理を行うと、３４１〜
３４６の出力信号３（Ｂフレームの出力信号）が得られ
る。そして、上記の出力信号１、出力信号３の組み合わ
せでフレーム単位あるいはフィールド単位で交互に表示
すると、視認特性は３５１〜３５６の出力信号Ｂのよう
になり、出力信号Ａの場合と同様、よりなだらかな階調
変化が視認される表示を得ることができる。
【００５３】もしくは、上記のようにデータ変化前の３
０３のデータ値、データ変化後の３０４のデータ値のい
ずれか一方のみに対して変換処理を行うことに代えて、
前後双方に対して変換処理を行うようにしてもよい。す
なわち、一方のフレーム（Ａフレーム）側では、データ
変化前（階調変化前）の３０３のデータ値をデータ変化
後のデータ値に変換する処理を行うと３６１〜３６６の
出力信号４が得られ、他方のフレーム（Ｂフレーム）側
では、データ変化後（階調変化後）の３０４のデータ値
をデータ変化前のデータ値に変換する処理を行うと３７
１〜３７６の出力信号５が得られる。そして、これら出
力信号４、出力信号５の組み合わせでフレーム単位ある
いはフィールド単位で交互に表示すると、視認特性は３
８１〜３８６の出力信号Ｃのようになり、出力信号Ａ、
出力信号Ｂの場合に比べて、さらになだらかな階調変化
が視認される表示を得ることができる。
【００５４】［第２の実施の形態］以下、本発明の表示
装置の第２の実施の形態を図５ないし図７を参照して説
明する。本実施の形態の表示装置の基本構成は第１の実
施の形態と同様であって、第１の実施の形態と異なる点
は、表示部内の隣接する上下２本の行の同じ列に位置す
る２つの画素で同一の階調変化があった場合に特有のデ
ータ変換方法を例示した点のみである。したがって、以
下では表示装置の全体構成、検出回路の構成等の詳細な
説明は省略し、画像データおよび各種信号の状態を表わ
す図５を用いて動作のシーケンスのみを説明する。
【００５５】本実施の形態では、図５に示す符号４０１
〜４０６の同一の入力信号が、画像出力部２内の隣接す
る上下２本の走査ライン（ここでは、ｎライン（偶数ラ
イン）とｎ＋１ライン（奇数ライン）とする）に入力さ
れたものとする。検出回路３の機能として、第１の実施
の形態と同様に図３に示すシーケンスに基づいて個々の
走査ラインで最小分解能の階調変化の検出が行われ、そ
のような階調変化があった場合に固有の制御信号を変換
回路４に出力する。
【００５６】本実施の形態の場合、階調変化の前、後の
どちらで階調数を変化させるかをライン単位で切り替え
る構成となっている。例えば、ｎラインでは階調変化の
前、ｎ＋１ラインでは階調変化の後に切り替えることに
する。これは、より具体的には、図１に記載した変換回
路４を、図６に示すように外部から同期信号を入力する
構成にすることで実現できる。
【００５７】すなわち、図６の変換回路４は、データ変
換回路８と変換位置調整回路９とを有しており、画像信
号がデータ変換回路８に入力されるとともに、同期信号
が変換位置調整回路９に入力される。同期信号が変換位
置調整回路９に入力されることにより画像信号が入力さ
れるラインがｎラインであるかｎ＋１ラインであるかに
応じた制御信号がデータ変換回路８に向けて出力され、
データ変換回路８内でｎラインであれば階調変化の前、
ｎ＋１ラインであれば階調変化の後に階調数を変化させ
る。このような構成とすれば、たまたま隣接する２本の
走査ライン上の同一列で同じ１階調の階調変化があった
としても、ｎラインとｎ＋１ラインとで階調数を変化さ
せる箇所が１データ分ずれることになる。
【００５８】以下、図６の検出回路４の動作について図
５および図１０を用いて説明する。 （ステップＳＢ０）：検出回路３からの制御信号を確認
して動作を開始する。 （ステップＳＢ１）：処理対象の画像データがＡフレー
ムであるか、Ｂフレームであるかを判断する。（動作開
始直後の処理フレームをＡフレームとする。）
【００５９】（ステップＳＢ２ーＡ）：Ａフレームであ
る場合、続いて処理対象ラインがｎラインであるか、ｎ
＋１ラインであるかの判定を行う。 （ステップＳＢ３ーＡ）：処理対象ラインがｎラインで
ある場合、入力信号のデータ値４０１ないし４０６に対
して変換処理を行うことなく、出力信号１のデータ値４
１１ないし４１６として出力する。 （ステップＳＢ３ーＢ）：処理対象ラインがｎ＋１ライ
ンである場合、入力信号のデータ値４０１ないし４０６
の中のデータ値４０３のみをデータ値４４３に変換し、
出力信号３のデータ値４４１ないし４４６として出力す
る。
【００６０】（ステップＳＢ２ーＢ）：Ｂフレームであ
る場合、続いて処理対象ラインがｎラインであるか、ｎ
＋１ラインであるかの判定を行う。 （ステップＳＢ３ーＣ）：処理対象ラインがｎラインで
ある場合、入力信号のデータ値４０１ないし４０６中の
データ値４０４のみをデータ値４２４に変換し、出力信
号２のデータ値４２１ないし４２６として出力する。 （ステップＳＢ３ーＤ）：処理対象ラインがｎ＋１ライ
ンである場合、入力信号のデータ値４０１ないし４０６
に変換処理を行うことなく、出力信号４のデータ値４５
１ないし４５６として出力する。
【００６１】（ステップＳＢ４）：（ステップＳＢ３ー
Ａ）ないし（ステップＳＢ３ーＤ）のいずれかのステッ
プを終了したら処理対象のラインについての変換を終了
したか否か判断する。処理対象のラインについての変換
が終了していない場合、ステップＳＢ０に移り、処理対
象のラインについての変換が終了するまで同じプロセス
を繰り返す。処理対象のラインについて変換が終了した
ら、ステップＳＢ５に進む。
【００６２】（ステップＳＢ５）：処理対象のラインに
ついて変換が終了したら、ライン番号を次のライン番号
に切替える。 （ステップＳＢ６）：処理対象フレームについての処理
が終了したか否か判断する。処理対象フレームについて
の処理が終了していない場合、ステップＳＢ０に移り、
処理対象フレームについての処理が終了するまで同じプ
ロセスを繰り返す。処理対象フレームについて処理が終
了したら、ステップＳＢ７のプロセスに進む。
【００６３】（ステップＳＢ７）：フレーム番号を次の
フレーム番号に切替える。そして、ステップＳＢ０に移
る。（処理フレームがＡフレームであった場合、次のフ
レーム番号をＢフレームとし、処理フレームがＢフレー
ムであった場合、次のフレーム番号をＡフレームとす
る。）
【００６４】もしくは、変換回路４の外部から同期信号
を入力させることに代えて、図７に示すように、内部で
一定の期間（１水平期間）で階調数の変化の位置を切り
替えような制御信号を発生するタイマ（カウンタ）１０
を設けてもよい。この構成でも、上記と同様な作用を得
ることができる。
【００６５】このように、階調数を変化させる位置をラ
イン単位で切り替える仕組みを設けることにより、本実
施の形態の表示装置をラインデータを記憶することな
く、実現することができる。
【００６６】これに対して、敢えてラインデータを記憶
する機構をライン毎に設けてライン間でデータを比較し
ながら各ラインでの階調変化を検出し、それに基づいて
階調数を変化させる位置を制御することも可能である。
【００６７】次に、データ波形を示す図５を用いて、画
像データ変換の動作を説明する。上記検出回路からの制
御信号が入力された場合、変換回路４においては、ま
ず、ｎラインに対して、４０１〜４０６の入力信号に対
して、入力信号と同一波形である４１１〜４１６の出力
信号１（Ａフレームの出力信号）と、データ変化後の４
０４のデータ値を変化前のデータ値に変換した波形であ
る４２１〜４２６の出力信号２（Ｂフレームの出力信
号）とを生成し、これらをフレーム単位で交互に出力す
る。あるいは、４１１〜４１６の出力信号１と４２１〜
４２６の出力信号２をフィールド単位で交互に出力して
もよい。
【００６８】これら出力信号１、出力信号２が画像出力
部２に送られた場合、表示（視認される特性）は４３１
〜４３６の出力信号Ａのようになる。すなわち、４０４
の入力信号に対応する４１４の出力信号１と４２４の出
力信号２とにより、１階調分高いデータと低いデータと
がフレーム単位あるいはフィールド単位で交互に表示さ
れることになる。したがって、入力画像データおよび画
像出力部２が表示可能な最小分解能の階調よりもさらに
小さいレベル、つまり４３１〜４３３の階調レベルと４
３５〜４３６の階調レベルの中間にある４３４の階調レ
ベルで視認されるようになる。
【００６９】一方、ｎ＋１ラインに対して、４０１〜４
０６の入力信号に対して、データ変化前の４０３のデー
タ値を変化後のデータ値に変換した波形である４４１〜
４４６の出力信号３（Ａフレームの出力信号）と、入力
信号と同一波形である４５１〜４５６の出力信号４（Ｂ
フレームの出力信号）とを生成し、これらをフレーム単
位で交互に出力する。あるいは、４４１〜４４６の出力
信号３と４５１〜４５６の出力信号４をフィールド単位
で交互に出力してもよい。
【００７０】これら出力信号３、出力信号４が画像出力
部２に送られた場合、表示（視認される特性）は４６１
〜４６６の出力信号Ｂのようになる。すなわち、４０３
の入力信号に対応する４４３の出力信号３と４５３の出
力信号４とにより、１階調分高いデータと低いデータと
がフレーム単位あるいはフィールド単位で交互に表示さ
れることになる。したがって、入力画像データおよび画
像出力部が表示可能な最小分解能の階調よりもさらに小
さいレベル、つまり４６１〜４６２の階調レベルと４６
４〜４６６の階調レベルの中間にある４６３の階調レベ
ルで視認されるようになる。
【００７１】その結果、ｎラインにおける画像出力部で
視認される特性は４３１〜４３６の出力信号Ａ、ｎ＋１
ラインにおける画像出力部で視認される特性は４６１〜
４６６の出力信号Ｂのようになる。つまり、元々の入力
信号の段階では、同一の階調変化があった箇所が同じ列
に位置していた（縦方向に並んでいた）ものが、出力信
号Ａ，Ｂのところを見ると、中間階調レベルで視認され
る箇所が１データ分横にずれている。
【００７２】このように、隣接する上下２本の走査ライ
ン上の縦に並ぶ２つの画素において同一の１階調分の階
調変化があった場合、中間階調レベルで視認される箇所
も縦に並んでしまうと、この部分の画像にちらつきが生
じることがある。しかしながら、本実施の形態の場合、
中間階調レベルで視認される箇所が走査ラインによって
横にずれているので、上記のちらつきが生じるのを防止
することができる。
【００７３】本実施の形態では、ｎラインにおいてはＡ
フレームの出力信号１を入力信号と同一波形とし、Ｂフ
レームの出力信号２を入力信号から変換する一方、ｎ＋
１ラインにおいてはＢフレームの出力信号４を入力信号
と同一波形とし、Ａフレームの出力信号３を入力信号か
ら変換するというように、ｎラインとｎ＋１ラインとで
出力信号を入力信号と同一波形とするフレーム、出力信
号を入力信号から変換するフレームをそれぞれ異ならせ
たが、この構成に代えて、ｎラインとｎ＋１ラインとで
出力信号を入力信号と同一波形とするフレーム、出力信
号を入力信号から変換するフレームをそれぞれ同一とし
てもよい。
【００７４】また、本実施の形態では、画像出力部２内
の隣接する上下２本の走査ラインの同じ列に位置する２
つの画素において同一の１階調分の階調変化があった場
合に、中間階調レベルで視認される箇所をラインによっ
て横にずらす例を説明したが、これと同じことが縦横を
９０°回転させた方向についても言える。すなわち、画
像出力部２内の縦方向に延びる隣接する２本の信号ライ
ンの同じ行（走査ライン）に位置する２つの画素におい
て同一の１階調分の階調変化があった場合に、中間階調
レベルで視認される箇所を信号ラインによって縦方向に
ずらすようにするとよい。このようにすると、上記と同
様、横方向のちらつきが生じるのを防止することができ
る。
【００７５】［第３の実施の形態］以下、本発明の画像
信号の処理方法の実施の形態を図１１を参照して説明す
る。この画像信号の処理方法の実施の形態は、図４の入
力信号と同じである入力された画像データ１０１の隣接
する画像データ、例えば図４の入力信号の隣接する画像
データ３０２と３０３間の変化および階調数を検出する
検出プロセス１０２と、検出プロセス１０２の検出結果
に基づいて画像データ１０１の階調数を変換し、図４の
出力信号１、２と同じである処理画像データ１０４を出
力する画像データ変換プロセス１０３とからなる。
【００７６】これら検出プロセス１０２および画像デー
タ変換プロセス１０３は、図１に示した表示装置１に適
用されているプロセスである。検出プロセス１０２は、
検出回路３において行われ、その具体的な内容が図３の
フローチャートで示したものと同じプロセスである。ま
た、画像データ変換プロセス１０３は、変換回路４にお
いて行われ、その具体的な内容が図８のフローチャート
で示したものと同じプロセスである。従って、ここで
は、これら検出プロセス１０２および画像データ変換プ
ロセス１０３の詳細な説明を省略する。
【００７７】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態においては階調変化前の１個の画像
データの階調数を変換する処理、もしくは階調変化後の
１個の画像データの階調数を変換する処理を行う例を示
したが、階調変化前の２個の画像データの階調数を変換
したり、階調変化後の２個の画像データの階調数を変換
したりする構成としてもよい。また、階調変化前後で一
定の階調数が続くデータの数は、上記実施の形態の３個
以外でもよく、適宜設定することができる。さらに、本
発明の論理を実現するための検出回路、変換回路等の内
部の具体的な構成は適宜設計し得る事項である。
【００７８】さらに、本発明の画像信号の処理方法は、
表示装置に適用可能であるとともに、コンピューターに
よる画像処理システムや画像データ中継装置などにも適
用できる。
【００７９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
表示装置においては、ある程度一定の階調が続く中で最
小分解能の階調変化（１階調分の変化）があった場合
に、階調変化があった箇所の近傍の画像データをフィー
ルドもしくはフレームによって変換するので、変換箇所
が擬似的に１階調以下の中間階調として視認され、より
自然な輝度変化を持つ画像表示を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態の表示装置の全体
構成を示すブロック図である。
【図２】 同、表示装置の検出回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図３】 同、検出回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
【図４】 同、表示装置における画像データおよび各種
信号の状態を表わす図である。
【図５】 本発明の第２の実施の形態の表示装置におけ
る画像データおよび各種信号の状態を表わす図である。
【図６】 同、表示装置の検出回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図７】 同、検出回路の他の例を示すブロック図であ
る。
【図８】 変換回路の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図９】 本発明の第１の実施の形態の表示装置におけ
る表示画像を説明するための図である。
【図１０】 本発明の第２の実施の形態の表示装置の動
作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】 本発明の第３の実施の形態の画像信号の処
理方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 表示装置 ２ 画像出力部（表示部） ３ 検出回路（階調変化検出手段） ４ 変換回路（画像データ変換手段） ５ 演算回路 ６ 保持回路 ７ 判別回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６５０ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６５０Ｆ 5/00 5/00 ５５０Ｃ ５５０ 5/10 Ｂ 5/10 Ｈ０４Ｎ 5/66 Ａ 5/36 Ｇ０９Ｇ 5/00 ５２０Ｖ 5/391 5/36 ５２０Ａ Ｈ０４Ｎ 5/66 Ｆターム(参考） 2H093 NA51 NA57 ND03 ND06 5C006 AA01 AA14 AA22 AF23 AF44 AF46 AF61 BB11 BC16 BF38 FA22 5C058 AA06 AA11 AA12 BA07 BA35 BB25 5C080 AA05 AA06 AA10 BB05 CC03 DD05 EE17 JJ02 JJ07 5C082 AA01 AA02 BA12 BA34 BA39 BA41 CA11 CA81 MM04 MM10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のフィールドもしくはフレームによ
    って表示部に一画面を表示し、画像データが有する階調
    ビット数と前記表示部が有する階調ビット数とが等しい
    場合にこれら階調ビット数よりも大きい階調ビット数の
    表示を前記表示部にて行う際に、時間的に連続して入力
    される複数の画像データのうち、隣接する画像データ間
    で１階調数分の階調変化があり、かつ、この階調変化の
    前に入力された複数個の画像データの階調数が互いに等
    しく、この階調変化の後に入力された複数個の画像デー
    タの階調数が互いに等しいことを検出した時に制御信号
    を発生する階調変化検出手段と、前記制御信号を受け入
    れて、時間的に隣接する２つのフィールドのいずれかも
    しくは時間的に隣接する２つのフレームのいずれかで前
    記階調変化前の画像データの階調数を前記階調変化後の
    画像データの階調数に変換する処理、または時間的に隣
    接する２つのフィールドのいずれかもしくは時間的に隣
    接する２つのフレームのいずれかで前記階調変化後の画
    像データの階調数を前記階調変化前の画像データの階調
    数に変換する処理の少なくともいずれか一方の処理を行
    う画像データ変換手段とを有することを特徴とする表示
    装置。
  2. 【請求項２】 前記画像データ変換手段において、前記
    階調変化前の１個または２個の画像データの階調数を変
    換する処理、もしくは前記階調変化後の１個または２個
    の画像データの階調数を変換する処理の少なくともいず
    れか一方の処理を行うことを特徴とする請求項１に記載
    の表示装置。
  3. 【請求項３】 前記表示部内の隣接する２つの行の同じ
    列に位置する２つの画素の画像データの各々に対して前
    記階調変化検出手段から制御信号が発生された際に、前
    記画像データ変換手段が、前記２つの画素の画像データ
    間で前記階調変化前の画像データの階調数を変換する
    か、前記階調変化後の画像データの階調数を変換するか
    を変えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  4. 【請求項４】 前記表示部内の隣接する２つの列の同じ
    行に位置する２つの画素の画像データの各々に対して前
    記階調変化検出手段から制御信号が発生された際に、前
    記画像データ変換手段が、前記２つの画素の画像データ
    間で前記階調変化前の画像データの階調数を変換する
    か、前記階調変化後の画像データの階調数を変換するか
    を変えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  5. 【請求項５】 複数のフィールドもしくはフレームによ
    って画像信号を形成する画像信号の処理方法であって、
    画像データが有する階調ビット数と該画像データを受信
    処理する受信側が有する階調ビット数とが等しい場合に
    これら階調ビット数よりも大きい階調ビット数の受信処
    理を前記受信側にて行う際に、時間的に連続して入力さ
    れる複数の画像データのうち、隣接する画像データ間で
    １階調数分の階調変化があり、かつ、この階調変化の前
    に入力された複数個の画像データの階調数が互いに等し
    く、この階調変化の後に入力された複数個の画像データ
    の階調数が互いに等しいことを検出した時に、該検出結
    果に基づき、時間的に隣接する２つのフィールドのいず
    れかもしくは時間的に隣接する２つのフレームのいずれ
    かで前記階調変化前の画像データの階調数を前記階調変
    化後の画像データの階調数に変換する処理、または時間
    的に隣接する２つのフィールドのいずれかもしくは時間
    的に隣接する２つのフレームのいずれかで前記階調変化
    後の画像データの階調数を前記階調変化前の画像データ
    の階調数に変換する処理の少なくともいずれか一方の処
    理を行うことを特徴とする画像信号の処理方法。
  6. 【請求項６】 前記画像データの変換処理を行う際、前
    記階調変化前の１個または２個の画像データの階調数を
    変換処理する処理、もしくは前記階調変化後の１個また
    は２個の画像データの階調数を変換処理する処理の少な
    くともいずれか一方の処理を行うことを特徴とする請求
    項５に記載の画像信号の処理方法。
  7. 【請求項７】 前記受信側にて隣接する２つの行の同じ
    列に位置する２つの画素の画像データの各々に対して制
    御信号が発生された際に、前記２つの画素の画像データ
    間で前記階調変化前の画像データの階調数を変換する
    か、前記階調変化後の画像データの階調数を変換するか
    を変えることを特徴とする請求項５に記載の画像信号の
    処理方法。
  8. 【請求項８】 前記受信側にて隣接する２つの列の同じ
    行に位置する２つの画素の画像データの各々に対して、
    前記２つの画素の画像データ間で前記階調変化前の画像
    データの階調数を変換するか、前記階調変化後の画像デ
    ータの階調数を変換するかを変えることを特徴とする請
    求項５に記載の画像信号の処理方法。
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