JP2002156942A

JP2002156942A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2002156942A
Application number: JP2001253494A
Authority: JP
Inventors: Isao Kawahara; 功川原; Kunio Sekimoto; 邦夫関本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の表示情報書き込み時における書き込み電
力の低減を図る上で極めて実用的かつ効果的な画像表示
装置を提供すること。【解決手段】ビット幅設定部２１において、画像の暗い
部分では入力画像信号１がもっているビット幅をそのま
ま用い、階調値が次第に大きくなるにつれ、意図的に下
位ビットを「０」に固定したままの信号となるように有
効ビット幅の設定を行うことによって、入力画像の階調
値が大きくなるにつれて、表示階調のステップが大きく
なる部分（矢印Y１で示す階調値の跳躍部分）を含むこ
とになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイなどの表示装置に関し、特に情報書き込み時の駆動
電力の削減して表示する表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイなどの、２値表示
が基本である表示装置を用いて階調表示を行う場合、画
像の１フィールド分を複数のサブフィールドに分割し、
それぞれの所定の輝度重みをもたせて各サブフィールド
毎に発光の有無を制御して階調表示を行う方法が一般的
に用いられている。例えば、２５６階調を表示するため
には、入力信号の１フィールドを８つのサブフィールド
に分割し、それぞれのサブフィールドの輝度重みを
「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」、
「１２８」として順に時系列配置する。また、入力信号は
８ビットのディジタル信号とすると、これを最下位ビッ
トから順に８個の輝度重みをもったサブフィールドに割
り当てて表示する。

【０００３】図２４に入力画像信号の階調値（入力階調
値）と表示階調値、及びサブフィールドの輝度重み（Ｓ
Ｆ輝度重み）の関係を示す。また、入力階調値と表示階
調値をそれぞれ対応させて図示したものを図２５に示し
た。なお、これらの図における表示情報は、アドレス電
極を介して各表示セルに電圧を印加することにより、表
示のための情報として書き込まれる。

【０００４】アドレス電極は他の駆動電極に対する静電
容量を有しており、また、隣接するアドレス電極間にも
静電容量が形成されている。アドレス電極に印加する電
圧波形の変化が著しいと、これらの静電容量の充放電の
ために電力消費が大きくなり、表示装置の画素数が多く
なったり、アドレスに要する駆動電圧が高くなったりす
ると、アドレスドライバでの消費電力は一層大きくなっ
てしまう。

【０００５】このような課題に対して、図２６に示され
るものと同等の特開平１０−１８７０９３号公報に開示
された技術では、駆動波形のタイミングをずらしたり、
また、データドライバでの消費電力の予想値に従って入
力信号の空間周波数成分の広域成分を除去したり、ま
た、消費電力の予想値に従って表示信号の低ビット側か
ら表示を省略することにより、アドレスドライバでの消
費電力を低減しようとすることが示されている。

【０００６】また、特開２０００−６６６３８号公報
（Ｐ２０００−６６６３８Ａ）には、ドライバでの損失
量を表示データの変移パターンで予測した値に基づい
て、同様に表示階調の最も小さいサブフィールドからデ
ータの書き込み／切り替えを行わないようにする方法で
表示階調を減少させて表示しようとする技術が開示され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにアドレス駆動波形のタイミングをずらすという従来
の方法では、アドレス駆動波形の遷移部分に確保すべき
時間を新たに要し、アドレス駆動波形の周期を長くする
ことが必要になるという欠点がある。即ち、１フィール
ド期間全体では、アドレス駆動に要する時間は表示装置
のライン数に比例し、フィールド周期の比較的大きな部
分を占めることになり、この部分がわずかでも増大する
と発光に使用できる時間が急激に減少することになり、
輝度確保が困難となるという欠点がある。

【０００８】また、予想した消費電力の大きさに従って
表示ビット数や表示階調数を抑制する方法では、駆動素
子での熱発生量を正確に予測するために多数の画像情報
を時間的・空間的に積算する必要があり、メモリ素子な
ど回路規模が大きくなるという欠点がある。また、この
予測した消費電力の大きさに従って表示ビット数や表示
階調数を抑制する方法のように、予想される消費電力の
大きさのみに基づいて表示画像のビット数を切り替えて
いたのでは、画像によってはビット数の低減や表示階調
数の低下が画質劣化として検知されることがあった。ま
た、この消費電力を予想する方法では、同一パターンを
もつ画像部分であっても表示画像の位置や、パターンの
組み合わせによって異なる画像として表示されたり、滑
らかに画像が時間的に不連続に変化する画像となって不
自然さを感じさせたりするという課題があった。

【０００９】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、画像の表示情報書き込み時におけ
る書き込み電力の低減を図る上で極めて実用的かつ効果
的な画像表示装置を提供することを目的としてなされた
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、１フィールドを構成する複数のサブフィ
ールドの値からなる表示情報の書き込みをパネルの画像
表示領域に行なって階調表示を行う画像表示装置であっ
て、入力画像信号の階調数が高いところでは、入力画像
信号の変化に対して隣接する階調値に相当した、対応す
るサブフィールドの値の相違が少なくなるように表示情
報を切り換えて表示階調とし、切り換え後の表示情報に
より階調表示を行うことを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、階調値が大である部
分、即ち発光量の多い部分では複数のサブフィールドで
の書き込み情報を共通にすることにより、階調値がある
範囲内で変化してもアドレス電極に印加する電圧波形の
変化の頻度が低くなり、アドレスドライバでの消費電力
を抑えることができる。一方、低輝度では、各サブフィ
ールドにおける書き込み情報は本来の階調値を忠実に反
映するように選択して階調表示を行う。階調値が大であ
る部分では、輝度重みの比較的小さいサブフィールドで
書き込む情報を複数の画素で共通にしても細かな階調の
違いは相対的に小さく、複数のサブフィールドで書き込
む情報を共通にして階調数を抑制して表示しても実質的
に画質劣化として認識されない。従って、低輝度から高
輝度に至るまで画質劣化を観測者に認識されることなく
画像表示を行うことができる。

【００１２】なお、通常画像では、低輝度部分では一般
に少ない数のサブフィールドのみがオンになり、情報書
き込みに関わるサブフィールド数は少なくなり、ドライ
バでの消費電力は小さいため、低輝度で各サブフィール
ドにおける書き込み情報は本来の階調値を忠実に反映し
たものとして階調表示を行っても、アドレスドライバで
の消費電力がそれほど大きくなることはない。一方、高
輝度部分では一般に多くのサブフィールドがオン又はオ
フに切り替え動作を行なうため、アドレスドライバでの
消費電力が増大する確率が高くなる。従って、高輝度部
分ほど多くの数のサブフィールドで書き込む情報を共通
にすることにより、アドレスドライバでの消費電力の増
大を抑制することが期待できる。

【００１３】ここで、前記表示情報の切り換えは、入力
画像信号の階調値が大きくなるにつれて、表示階調にお
いて隣接した階調値間で共通となるサブフィールドの数
が増加されるように行われることとすることができる。
また、ここで、前記表示情報の切り換えは、入力画像信
号の階調値が大きくなるにつれて、表示階調において階
調表示のステップが大きくなる部分を含むように行われ
ることとすることができる。

【００１４】更に、前記表示情報の切り換えにおいて、
実質的に輝度重みが小であるサブフィールドのビット値
がゼロ又は１とされることとすることができる。これら
により、表示輝度が高くなるにつれて、各サブフィール
ド毎に書き込む表示情報のうち、細かな階調を表すサブ
フィールドでの情報書き込みを固定した値とすることが
でき、高輝度画像を表示する際のアドレスドライバでの
消費電力を抑えることができる。

【００１５】また、輝度の低い部分では、本来の細かな
階調ステップを確保しているので、元来の細かな階調を
正確に表現することができる。なお、低輝度部分では、
通常画像では、一般に消費電力が小さく、結局、低輝度
から高輝度に至る高範囲で画質を確保しながらアドレス
ドライバの低消費電力駆動を実現することができる。ま
た、本発明は、１フィールドが複数のサブフィールドに
分割されていて、サブフィールド毎にオン又はオフ情報
の書き込みを行って階調表示を行う画像表示装置であっ
て、入力画像信号の階調値が大きくなるにつれて、同一
サブフィールドのオン・オフ状態が隣接した階調値間で
オフ又はオンに固定されたサブフィールドの数が増加さ
れることを特徴とする。

【００１６】この発明によれば、例えば、階調値が大き
い部分では輝度重みの小さいサブフィールドでの発光が
オン又はオフとなるよう固定した情報を書き込むことな
どが可能となる。この結果、階調値が大きい部分、即ち
高輝度部分でのアドレスドライバにおける消費電力を抑
制することができる。加えて、階調値が最大値に十分近
い部分では、同一サブフィールドにおける書き込み情報
が、隣接した階調値間で共通してオフとなるサブフィー
ルドの数を増加させないようにすることにより、平均的
にはアドレス電力を低減しながら、ピーク部分の輝度を
低下させずに画像表示を行うことができる。

【００１７】また、本発明は、１フィールドが複数のサ
ブフィールドに分割されていて、サブフィールド毎に画
像の書き込みを行って階調表示を行う画像表示装置であ
って、整数Nビットのディジタル信号で表された入力画
像信号の階調値に対応して、０≦M≦Nなる整数Mを画素
毎に設定し、前記整数Nビットのディジタル信号の上位
（N−M）ビットからなる信号を第１信号とし、前記整数
Nビットのディジタル信号の下位Mビットの信号を第2信
号とし、前記第2信号を入力とする複数の遅延を含む演
算を施して得られた信号の下位Mビットをすべて０とす
る演算を施して得られた信号を第3信号とし、前記第1信
号と前記第3信号とを加算して得られた信号が表示階調
とされることを特徴とする。

【００１８】また、本発明は、１フィールドが複数のサ
ブフィールドに分割されていて、サブフィールド毎に画
像の書き込みを行って階調表示を行う装置であって、整
数Nビットのディジタル信号で表された入力画像信号の
階調値に対応してM≦Nなる整数Mを画素毎に設定し、前
記整数Nビットのディジタル信号のうち、上位（N−M）
ビットを用いて階調表示し、前記階調表示した値と前記
もとの画像信号の階調値との画素毎の誤差を、少なくと
もMビットのラインメモリによる循環ループを形成する
誤差拡散手法を用いて補正して表示が行われることを特
徴とする。

【００１９】また、本発明は、１フィールドが複数のサ
ブフィールドに分割されていて、サブフィールド毎に画
像の書き込みを行なう手段と、整数Nビットのディジタ
ル信号で表された入力画像信号を誤差拡散処理を施して
表示ビット数を低減して表示する手段とを有し、前記画
像信号の画素毎の階調値が大きくなるにつれて前記低減
する表示ビット数が表示画素単位で大きく設定されるこ
とを特徴とする。

【００２０】これらの発明によれば、入力画像信号の画
素毎の階調値に高速に応答して表示有効ビット数を算出
し、低輝度部分と高輝度部分とでそれぞれ異なった有効
ビット数による画像表示を行うことができる。このた
め、高輝度部分ではアドレス電極に供給される駆動波形
の変化を抑制して表示することでアドレスドライバでの
消費電力を低減し、アドレスドライバでの消費電力の少
ない低輝度部分では本来の輝度を忠実に表現することが
できる。ここで、「下位ビット」とは、全サブフィール
ドの中で割り当てられた輝度重みの実質的に小さなサブ
フィールドをいう。

【００２１】なお、有効ビット数が削減された高輝度部
分でも、入力画像信号と実際に表示された階調値との誤
差を周辺に拡散しているので、視覚上十分な表示階調を
実現することができる。特に、従来の有効表示ビット数
を固定した誤差拡散法と異なり、本発明の画像表示装置
は、注目画素への周辺画素からの表示誤差が累積された
結果を、注目画素毎の階調値によって定まる表示ビット
数に応じたビット幅で表示データに加算するとともに、
注目画素で新たに発生する表示誤差を注目画素での表示
ビットに応じて周辺画素へ拡散する構成となっているた
めに、画素毎に有効ビット幅を動的に変化させることが
でき、低輝度から高輝度に至る広範囲に渡って視覚上十
分な表示階調を実現することができる。

【００２２】ここで、前記画像信号は、画素毎の階調値
毎に設定した振幅の信号を、規則的又は不規則的周期で
加算したものとすることができる。ここで、前記規則的
周期で加算する信号は、画素毎、ライン毎、及びフィー
ルド毎に反転する信号であるものとすることができる。
ここで、前記不規則的周期で加算する信号は、画素毎、
ライン毎、及びフィールド毎にランダムに反転する信号
であるものとすることができる。

【００２３】これらにより、実際に表示に使用する階調
値を限定し、誤差拡散法によって視覚的に等価な階調数
を増加させて画像表示を行う際に、画像パターンによっ
て固定的なパターンが認知されることを防止することが
できる。ここで、誤差拡散法又はディッサ法により表示
誤差を注目画素周辺に拡散する処理を施し、公知の画質
の改善を図る手段を適用することで画質改善を図ること
ができる。

【００２４】また、本発明は、１フィールドを構成する
複数のサブフィールドの値からなる表示情報の書き込み
をパネルの画像表示領域に行なって階調表示を行う画像
表示装置であって、隣接した複数画素からなる領域を設
定し、当該領域内で隣接する画素間における対応するサ
ブフィールドの値が共通に設定され、この値を用いてサ
ブフィールド毎に画像の書き込みが行われることを特徴
とする。

【００２５】このため、設定した領域内で規定した共通
の規則に従って表示情報を変化させることができ、隣接
画素間で複数のサブフィールドでの書き込み情報を共通
にして書き込み電力を抑制することが可能となる。特
に、画面全体で一様な規則にて書き込み情報を変化させ
るのではなく、隣接した複数画素からなる所定の領域を
設定しているために、画質劣化を抑制しつつ、アドレス
ドライバでの書き込み電力の削減効果が大きくなるよう
に、表示情報を変化させることができる。

【００２６】ここで、前記領域における平均階調値の変
化が最小となるサブフィールドが選択して用いられるも
のとすることができる。このため、隣接画素間で複数の
サブフィールドでの書き込み情報を共通にして書き込み
電力を抑制することが可能となるとともに、書き込み情
報の置換に伴う平均輝度の変化を抑制することにより、
輝度変化や色調変化を抑えることで画質変化が認知され
ることを防止することができる。

【００２７】また、本発明は、前記領域内に基準画素を
設定し、少なくとも前記基準画素以外の画素の階調を増
減して、前記基準画素と前記基準画素に隣接する画素間
における対応するサブフィールドの値が共通とされるこ
とを特徴とする。このため、基準画素と基準画素以外の
画素との間の信号変化を抑制し、アドレスドライバでの
書き込み電力の削減を図ることができるとともに、基準
画素での階調は元のままの値を保つことも可能となるか
ら、画像情報が著しく変化することを防止して、画質劣
化を抑えることができる。

【００２８】また、本発明は、前記領域内に基準画素を
設定し、当該基準画素との階調差が、前記基準画素にお
ける入力画像信号の階調値に基づいて決定される値より
小である画素の階調値と前記基準画素の階調値とを同一
として表示されることを特徴とする。このため、基準画
素と比較して輝度差の小さい部分は、基準画素と同一の
信号に置き換えて表示しても画質劣化として認知され
ず、また、このような部分では、基準画素と隣接した画
素の信号が完全に一致するようになり、基準画素と基準
画素以外の画素との間の信号変化を抑制し、アドレスド
ライバでの書き込み電力の削減を図ることができる。

【００２９】また、本発明は、前記共通の値に設定され
るサブフィールドは、全てのサブフィールドのうち下位
サブフィールドに属するサブフィールドであることを特
徴とする。このため、輝度に寄与する程度の小さい下位
サブフィールドの置換によって書き込み電力の削減が可
能となり、大幅な画質劣化を抑制してアドレスドライバ
での書き込み電力の削減を図ることができる。

【００３０】また、本発明は、隣接した複数画素からな
る前記領域は、隣接した２ラインからなる領域であるこ
とを特徴とする。このため、２本ペアのラインからなる
領域では信号の相関が元来大きく、この領域の信号を共
通の値に置換するなどの処理を施しても大きな画質劣化
にはならずに、アドレスドライバでの書き込み電力の削
減を図ることができる。

【００３１】ここで、隣接した複数画素からなる前記領
域は、画素を最小単位とする規則的又は不規則な変化を
する領域であることを特徴とする。このため、画素を最
小単位とする規則的な変化を有する領域である場合に
は、例えば市松パターンなどか形成されたタイルパター
ンなど、パターンを構成する画素毎の階調値そのものよ
り、パターン領域全体の平均輝度、平均色調などを重視
しつつ、隣接画素間との信号変化の頻度を抑制すること
ができ、画質結果を抑制しながら、アドレスドライバで
の書き込み電力の削減を図ることができる。

【００３２】また、画素を最小単位とする不規則的な変
化を有する領域である場合には、例えば、「髪の毛」や
「繊維」など、複雑な画像の細かな部分など、空間周波数
の高域成分が除去されると画質劣化として認知されやす
い部分では元の画像の画素毎のコントラストをできるだ
け保持しつつ、いくつかのサブフィールドでの書き込み
情報を共通化することができ、画質劣化を極力抑制しな
がら、アドレスドライバでの書き込み電力の削減を図る
ことができる。

【００３３】また、本発明、１フィールドが複数のサブ
フィールドに分割されていて、サブフィールド毎に画像
の書き込みを行なって階調表示を行う画像表示装置であ
って、隣接した複数画素からなる領域を設定し、当該領
域内で表示する信号レベルを変化させて表示されるとと
もに、前記領域を構成する主要な階調値間の輝度差が、
前記主要な階調値間の輝度差によって決定される所定の
値以上に保持されることを特徴とする。

【００３４】これにより、画像のコントラストを保持し
ながら、画素間の信号変化を抑制し、アドレスドライバ
での書き込み電力の削減を図ることができる。ここで、
隣接した複数画素からなる前記領域を構成する主要な階
調値は、画素を最小変化単位とする規則的なパターンを
構成するものとすることができる。具体的には、例え
ば、市松パターンが該当する。

【００３５】ここで、隣接した複数画素からなる前記領
域を構成する主要な階調値は、表示色毎に設定される２
つ以下の階調値であり、前記各表示色毎の画素を最小変
化単位とする規則的なパターンを構成することができ
る。具体的には、例えば、市松パターンまたはタイルパ
ターンが該当する。また、本発明は、１フィールドが複
数のサブフィールドに分割されていて、サブフィールド
毎に画像の書き込みを行なって階調表示を行う画像表示
装置であって、隣接した複数画素からなる領域を設定す
るとともに、当該領域内に基準画素を設定し、少なくと
も前記基準画素以外の画素の階調を増減して、前記基準
画素と前記基準画素に隣接する画素間における各サブフ
ィールド毎の値が互いに異なるサブフィールドの数が抑
制され、かつ、前記領域を構成する主要な階調値間の輝
度差が、前記主要な階調値間の輝度差によって決定され
る所定の値以上に保持されることを特徴とする。

【００３６】これにより、画像のコントラストを保持し
ながら、画素間の信号変化を抑制し、アドレスドライバ
での書き込み電力の削減を図ることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て前記各図面を用いながら具体的に説明する。 [実施の形態１]図１は、本発明の第一の実施形態に係わ
る、サブフィールドを用いた階調表示を行うプラズマデ
ィスプレイＰＤ１の構成を示すブロック図である。

【００３８】このプラズマディスプレイＰＤ１は、入力
画像信号変換部２と、サブフィールド情報生成部３と、
プラズマディスプレイパネル装置４とから構成されてい
る。入力画像信号変換部２は、ビット幅設定部２１と、
ＡＮＤゲート２２とにより構成されている。サブフィー
ルド情報生成部３は、入力画像信号変換部２から供給さ
れる画像信号を、当該画像信号の階調値に対応したサブ
フィールドのオン、オフ情報（サブフィールド情報）に
変換する。ここで、各サブフィールドには予め輝度重み
が割り当てられ、当該輝度重みに相当する輝度で発光維
持がなされ、当該発光量の積算値で階調値が表現され
る。

【００３９】このようにして生成されたサブフィールド
情報を書き込み情報として、プラズマディスプレイパネ
ル装置４のパネル部にアドレスドライバを介して書き込
み、その後、各画素の発光を維持させるといういわゆる
サブフィールド時分割階調表示方式によってプラズマデ
ィスプレイPD１において階調表示が実行される。より具
体的には以下のように動作する。各構成要素の機能も含
めて説明する。

【００４０】まず、入力画像信号１の階調値に従って表
示有効ビット幅をＡＮＤゲート２２との協同的な動作で
算出するために入力画像信号に変更を加えるべきビット
幅をビット幅設定部２１によって設定する。ここで、有
効ビット幅とは、もとの画像信号のなかで表示情報とし
て用いることが可能なビット幅である。なお、入力画像
信号は、所定ビット（例えば、６ビット）のディジタル
信号である。

【００４１】最も基本的な有効ビット幅決定設定方法と
しては、階調値の小さい部分では信号のビット幅すべて
を有効ビット幅とし、階調値が次第に大きくなるにつれ
て、全ビット幅に占める有効ビット幅の割合を小さくし
てゆく。逆にいうと階調値が大きくなるにつれて、ビッ
ト幅設定部２１で設定すべきビット幅は大きくなる。こ
のようにして設定した変更ビット幅を用いて入力画像信
号１の下位をＡＮＤゲート２２により演算することによ
り、画像の暗い部分では入力画像信号１がもっているビ
ット幅をそのまま用い、階調値が次第に大きくなるにつ
れ、意図的に下位ビットを「０」に固定したままの信号
となる。なお、以下の操作は画素毎に行う。

【００４２】例えば、入力画像信号の値が「５０」であ
れば、サブフィールド情報生成部３で生成されたサブフ
ィールドのオン及びオフの組み合わせを示すサブフィー
ルド情報においては、サブフィールド番号の昇順に輝度
重みが「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、
「３２」と設定されている場合を例にとれば、輝度重み
の小さいサブフィールドを下位ビットとし「１１００１
０」のビット情報となる。ここで、ビット幅設定部２１
にてもとの画像信号に変更を加えることが可能なビット
幅を例えば「１０」の２ビットと設定すると、ＡＮＤゲ
ート２２の論理演算によって、上位２ビットが有効なビ
ット幅の「１１００００」の出力が表示情報群として得
られる。この結果、下位ビットがゼロに固定される。

【００４３】なお、ＡＮＤゲート２２は、各ビット毎に
論理演算を施し、その結果を所定ビットのシリアル信号
として出力するとともに（この点以下においても同
様）、図示しないがＡＮＤゲート２２の処理上流側には
上記サブフィールド情報生成部３が有する画像信号とサ
ブフィールドのオン及びオフとの対応関係を保持した要
素を備えることが必要である（以下の実施形態４まで同
様）。

【００４４】図２に、入力画像信号の階調値と表示に使
用される表示階調値の関係を示す。つまり、この図２
は、図１における入力画像信号変換部２の入力と出力と
の関係を示す。図３は、図２の入力階調値を横軸に表示
階調値を縦軸としてそれらの対応関係を図示したもので
ある。例えば、図２から入力画像信号の階調値が「１
０」である場合（サブフィールド情報において「００１
０１０」）、出力値は同様に「１０」としている（同様
に「００１０１０」）。つまり、ビット幅設定部２１に
おいて、入力画像信号の値が「１０」の場合には低輝度
であるため、ＡＮＤゲート２２からの出力における有効
ビット幅が入力画像信号と同じ値になるように変更ビッ
ト幅を設定する。

【００４５】一方、入力画像信号の階調値が「５０」で
ある場合（サブフィールド情報において「１１００１
０」）、出力値は「４８」となる（「１１０００
０」）。つまり、ビット幅設定部２１において、入力画
像信号の値が「５０」の場合には高輝度であるため、Ａ
ＮＤゲート２２からの出力において入力画像信号よりも
「１」が立っている有効ビットが少ない、下位ビットを
ゼロに固定したビット幅になるように変更ビット幅を設
定する。

【００４６】要するに、図２及び図３から明らかなよう
に、ビット幅設定部２１において、画像の暗い部分では
入力画像信号１がもっているビット幅をそのまま用い、
階調値が次第に大きくなるにつれ、意図的に下位ビット
を「０」に固定したままの信号となるように有効ビット
幅の設定を行うことによって、入力画像の階調値が大き
くなるにつれて、表示階調のステップが大きくなる部分
（矢印Y１で示す階調値の跳躍部分）を含むことにな
る。そして、このときのサブフィールド情報のパターン
を図２で確認すると、入力階調値が実質的に大きい部分
（図２中点線四角枠で示す部分）では輝度重みの小さい
サブフィールドは「０」に固定されている。

【００４７】そして、このようにして入力画像信号変換
部２で得られた出力信号を入力としてサブフィールド情
報生成部３でサブフィールドパターンに変換してサブフ
ィールド情報を生成しそして、この情報をアドレスドラ
イバを介してプラズマディスプレイパネルに供給する。
上記のように有効ビット幅を入力画像信号の階調値が大
きくなるにつれ全ビット幅に占めるその割合を小さく設
定することで、少なくともビット値が固定された部分に
おいては隣接画素間においてアドレス電極の駆動波形の
変化がなくなり、その結果、１フィールド全体としても
駆動波形の変化が少なくなることから、アドレスドライ
バでの消費電力を抑制することができる。

【００４８】また、階調値が大きくなるにつれ、表示ス
テップの幅が大きくなって、階調が不連続となるが、表
示しようとする階調値に対する表示ステップの相対的な
比率も概ね小さくなるほか、後述する誤差拡散法などの
階調補正方法を併用することも可能なため、高画質な画
像表示を可能とする。なお、簡単のため、入力画像信号
の階調値及び表示階調値は「０」から「６３」まで、ま
たサブフィールドの輝度重みは「１」、「２」、
「４」、「８」、「１６」、「３２」として説明した
が、本発明は以上の具体的数値に限定されることがない
のは言うまでもないことである。

【００４９】[実施の形態２]以下に本発明の第二の実施
形態に係るプラズマディスプレイPD２について、上記第
一実施形態との相違点を主として説明する。図４に当該
プラズマディスプレイPD２における入力画像信号の階調
値と表示に使用される表示階調値との関係を示す。図４
は、図１の入力画像信号変換部２の入力と出力との関係
を示し、図５の入力階調値を横軸に、表示階調値を縦軸
にしてそれらの対応関係を図示したものである。

【００５０】本実施形態では、入力画像信号の階調値が
次第に大きくなるにつれ、意図的に下位ビットを「１」に
固定したままの信号としている。例えば、図４から入力
画像信号の階調値が「１０」である場合（「００１０１
０」）、出力値は同様に「１０」としている（同様に
「００１０１０」）。つまり、ビット幅設定部２１にお
いて、入力画像信号の値が「１０」の場合には低輝度で
あるため、ＡＮＤゲート２２からの出力における有効ビ
ット幅が入力画像信号と同じ値になるように変更ビット
幅を設定する。

【００５１】一方、入力画像信号の階調値が「５０」で
ある場合（「１１００１０」）、出力値は「５５」とな
る（「１１０１１１」。つまり、ビット幅設定部２１の
もとの画像信号に変更を加えるべきビット幅を設定する
という制御によって、入力画像信号の値が「５０」の場
合には高輝度であるため、入力画像信号よりも幅が広
い、下位ビットを「１」に固定したビット幅に設定す
る。

【００５２】このように入力画像信号の値が「５０」で
あれば、サブフィールド情報においては、「１１００１
０」のビット情報となるが、例えば、ビット幅設定部２
１にてもとの画像信号に変更を加えることが可能なビッ
ト幅を「１０１」の３ビットと設定すると、ＡＮＤゲー
ト２２の論理演算によって、上位２ビット及び下位３ビ
ットが各ビットにおいて「１」の「１１０１１１」（５
５）の出力が表示情報群として得られる。この結果、下
位ビットが「１」に固定される。

【００５３】このようにすることにより高輝度部分で
は、表示輝度が変化しても、特に下位サブフィールドに
伴う信号変化が抑制されており、隣接画素間でのアドレ
ス電極の駆動波形の変化が少なくなることで、アドレス
ドライバでの消費電力を抑制することができる。また、
このようにすることで、上記実施形態１と比べてビット
切り捨てのために最大階調値が小さくなってしまうこと
がなくなり、ピーク輝度を保持することができるという
効果がある。

【００５４】[実施の形態３]以下、本発明の第三の実施
の形態に係るプラズマディスプレイPD３について上記第
一及び第二の実施形態との相違点を主として説明する。
図６に、当該プラズマディスプレイPD３における入力画
像信号の階調値と表示に使用される階調値との関係を示
す。図６は、図１における入力画像信号変換部２の入力
と出力との関係例を表していると言える。図７は、入力
階調値を横軸に、表示階調値を縦軸にしてその対応関係
を図示したものである。

【００５５】本実施形態におけるプラズマディスプレイ
PD３では、階調値が次第に大きくなるにつれ、意図的に
下位ビットから「０」に固定してゆくが、入力階調値が
最大の値に近づくと再び入力階調値をそのまま出力する
信号として表示する。例えば、図６から入力画像信号の
階調値が「１０」である場合（「００１０１０」）、出
力値は同様に「１０」としている（同様に「００１０１
０」）。一方、入力画像信号の階調値が「５０」である
場合（「１１００１０」）、出力値は「４８」となる
（「１１００００」。更に、入力画像信号の階調値が
「６０」である場合（「１１１１００」）、出力値は
「６０」となる（「１１１１００」。つまり、ビット幅
設定部２１において、入力画像信号の値が最大値近くに
なる「６０」の場合には、もとのビット幅を維持するこ
とができるように変更ビットを設定する。

【００５６】このようにすることにより中・高輝度部分
では、表示輝度が変化しても、特に下位サブフィールド
に伴う信号変化が抑制されており、アドレス電極の駆動
波形の変化が少なくなることで、アドレスドライバでの
消費電力を抑制することができる。また、入力階調値が
最大の値からそれに近いところでは（図６の点線四角
枠）、輝度重みが小さいサブフィールドも「オン」とさ
れることにより、ビット切り捨てのために階調値が小さ
くなってしまうことがなくなり、もとの画像を維持する
ことができるとともにピーク輝度を保持することもでき
るという効果がある。

【００５７】[実施の形態４]図８は、本発明の第四の実
施の形態に係るプラズマディスプレイPD４の構成図であ
る。図９は、図８の論理変換部１０での演算例を示す真
理値図である。以下、図８及び図９等を用いて本実施形
態について説明する。図８に示すように、プラズマディ
スプレイPD４は、ランダムパターン発生部５、入力画像
信号１とランダムパターン発生部５の出力とを加算する
加算部６、入力画像信号１の階調値に対応してビット幅
を設定するビット幅設定部７、加算部６の出力とビット
幅設定部７との出力とを論理演算するＡＮＤゲート８及
びＡＮＤゲート９、ビット幅設定部７の出力を論理変換
する論理変換部１０、論理変換部１０の出力と加算部１
３４の出力との論理積をとるＡＮＤゲート１１、ビット
幅設定部７の出力と加算部１３４の出力との論理積をと
るＡＮＤゲート１２、誤差拡散ループを形成する係数部
群及び遅延部群（係数部１３１、ラインメモリ１３２、
遅延・係数部１３３、加算部１３４等）からなる誤差拡
散処理部１３、ＡＮＤゲート８とＡＮＤゲート１１の出
力を加算する加算部１４、階調値で表された画像信号を
サブフィールドパターンに変換するサブフィールド情報
生成部３、サブフィールドパターンに基づいて階調表示
を行うプラズマディスプレイパネル装置４とから構成さ
れる。

【００５８】以上のように構成された本実施形態に係る
プラズマディスプレイPD４の動作について各要素の機能
を含めて説明する。入力画像信号１の階調値の大きさに
基づき、ランダムパターン発生部５によってランダムパ
ターンRPaが発生される。このランダムパターンRPaは例
えば入力画像信号１の値が「１６」未満で振幅が
「０」、入力画像信号１の値が「１６」以上で振幅が
「１」となるようなパターンとすることができる。そし
て、このように、入力画像信号１の階調値によってラン
ダムな値を、加算部６によって入力画像信号１に印加す
ることにより、処理下流の誤差拡散で発生することのあ
る特定の表示パターンが固定パターンとなって目立つこ
とを抑制することができる。

【００５９】ビット幅設定部７では、入力画像信号１の
値によって、実際の表示に使用するビット幅Ｍに相当す
るビット制御信号パターンBCPを画素単位で生成する。
例えば整数値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３＜
Ｎ）に対して、入力画像信号１の値がＮ１未満の場合に
はＭ＝０、入力画像信号１の値（或いは加算部６からの
出力値）がＮ１以上Ｎ２未満の場合にはＭ＝１、入力画
像信号１の値がＮ２以上Ｎ３未満の場合にはＭ＝２、入
力画像信号１の値がＮ３以上の場合にはＭ＝３をそれぞ
れ設定し、それぞれの場合に対応して、「０００」、
「００１」、「０１１」、「１１１」の各ビット制御信
号パターンを発生する。

【００６０】加算部６の出力はビット幅設定部７の出力
を反転した制御信号で論理演算が施され（例えば、加算
部６からの出力値がである場合は「＊＊＊＊＊０１０
（＊は０又は１以下同様）」」である場合、実質的には
加算部６の出力の下位の０〜３ビットが切り捨てられた
値（＊＊＊＊＊０００〜＊＊＊＊＊０１０）となって加
算部１４に供給される。一方、加算部６の出力は同時に
ビット幅設定部７の出力を用いて論理演算が施され、実
質的には加算部６の出力の下位０〜３ビットのみを取り
出した値となって、加算部１３４に供給される。

【００６１】このようにして加算部１３４に加えられた
信号は、等価的には実際に表示される階調値と、入力さ
れた階調値との差に相当し、そして、加算部１３４の出
力はＡＮＤゲート９、係数部１３１、ラインメモリ１３
２、遅延・係数部１３３で形成される系に入力されいわ
ゆる誤差拡散ループを構成することになる。従って、こ
の誤差拡散ループの演算出力からの「桁上がり」信号
を、下位ビットを切り捨てた値と等価なＡＮＤゲート８
の出力に加算することで、下位ビットを切り捨てたま
ま、視覚的には本来の階調をできるだけ回復して表示す
ることができると期待される。

【００６２】しかしながら、本実施形態では、入力画像
信号の画素毎の値に応じて表示有効ビット数を画素単位
で決定しているので、従来の一般的な誤差拡散の手法は
そのまま応用することができない。有効表示ビットへの
演算は、１ビットの桁上がり信号の加算ではなく、誤差
拡散演算出力の複数のビットで形成される信号に対し、
切り捨てるビット数に連動して画素毎に演算方法が定め
られる論理演算を施した値を加算する、本実施形態に基
づく処理を行うことで正しく誤差拡散を行なえる。

【００６３】図９は、この演算を行う論理変換部１０で
の演算を示す真理値図の例で、ビット幅設定部７の出力
であるビット制御信号パターンBCPを入力とし、ＡＮＤ
ゲート１１へ供給する制御信号を出力として生成する。
この考え方は、例えば、入力が「０００」の場合、１を
複数回加算処理することで７ビット目に桁上がりしたと
きの下位６ビットを取ると「００００００」となる。こ
の他の出力信号の生成も同様の考え方で生成される。

【００６４】なお、前述した誤差拡散を形成するループ
は簡単な論理演算回路や加算回路で構成することができ
る。そして、高速動作を可能とするため、ＬＳＩ化が容
易な回路とすることが望ましい。以下、画素毎に有効ビ
ット幅を変化させながら、誤差拡散の処理がどのように
なされるかを説明する。

【００６５】前述したように、ＡＮＤゲート８の出力
は、下位ビットが切り捨てられた「仮の表示データ」で
あり、もし誤差拡散処理ループ１３からの信号が「０」
であれば、このＡＮＤゲート８の出力の値がそのまま表
示されることになる。しかし通常は、この時刻以前に周
辺の画素から拡散されてきた「表示誤差」が誤差拡散ル
ープの内部に蓄積しているため、この蓄積された表示誤
差と、当該時刻における注目画素での表示切り捨て誤差
であるＡＮＤゲート９の出力との加算結果によっては、
前述した「仮の表示データ」を修正して表示する必要が
生じる。周辺の画素からの累積誤差が大きく、かつ注目
画素での階調値が中程度の階調値であると仮定すれば、
周辺の画素からの「繰り上がり」の値は、注目画素で切
り捨てられた誤差より「１」以上大きくなることがあ
り、前述した「仮の表示データ」の修正は、単に「仮の
表示データ」を「切り捨て誤差＋１」だけ増加させるの
ではなく、図９の真理値図で示されるように、累積誤差
の下位ビットを「０」にする演算を施した値を「仮の表
示データ」の修正に用いることで、有効ビット数を実質
上保持してこれによって表される階調値に対応した加算
部１４にて周辺の画素からの拡散された誤差を加算した
表示データを生成することができ、入力画像信号１の階
調値に連動して有効表示ビットを設定しつつ、誤差拡散
による適正な階調表示を画素単位で制御することができ
る。

【００６６】つまり、加算部１４での処理は、上記例で
言えば、ＡＮＤゲート８からの出力が００１１００００
であるとき（有効ビット数は６ビット）、論理変換部１
０からの出力も６ビットと共通している。従って、例え
ば、ＡＮＤゲート１１からの出力が００１１０１００で
あるとすると、加算部１４からの出力は、０１０００１
００となり、誤差拡散処理を施しながらも下位ビット
は、実施形態１にて説明したように０に固定されるとい
う効果を奏する。

【００６７】このように本実施形態において注目すべき
点は、ＡＮＤゲート１１での演算が下位ビットを「０」
にする演算（論理変換部１０からの出力信号の下位ビッ
トはゼロであるので）であることも明らかであるが、隣
接階調値間で共通した値に保持すべき下位ビットは加算
部１４での加算によっても上記のように共通した値に設
定されるため、中・高階調表示時での下位ビットでの頻
繁な信号変化を抑制することができ、その結果、プラズ
マディスプレイ装置のアドレスドライバでの消費電力を
抑制することが可能となる。また、切り捨てたビット幅
が画素毎に変化しても、これに連動して正しく表示誤差
を周辺の画素に拡散することができ、低輝度から高輝度
まで広範な階調値レベルでアドレスドライバの消費電力
を抑えて、高画質を維持した画像表示が可能になる。

【００６８】なお、加算部１４の出力は加算演算に伴っ
て発生するオーバーフロー処理をリミッタ１５で行う。
以上のように本実施形態によれば、画素単位の階調値に
連動して有効表示ビット幅を設定するとともに、表示誤
差演算に関わるビット処理を連動して行っているので、
低輝度から高輝度まで広範な階調値レベルに渡ってアド
レスドライバの消費電力を抑え、かつ誤差拡散により階
調特性を補正して高画質を維持した画像表示が可能にな
る。

【００６９】また、画素単位に有効ビット数を動的に切
り換えているにも拘わらず、本実施形態での誤差拡散ル
ープを形成する部分は、簡単な論理演算回路や加算回路
で構成することができるため、ＬＳＩ化が容易でしかも
高速動作を実現することが容易である。 [実施の形態５]図１０は、本発明の第五の実施形態に係
わる、サブフィールドを用いた階調表示を行うプラズマ
ディスプレイPD５の構成を示すブロック図である。

【００７０】図１０において、プラズマディスプレイPD
５は、ラインメモリ３０、２つの入力の差分及び差分の
絶対値をとる差分絶対値算出部３１、比較部３２、論理
演算部３３、選択部３４、サブフィールド情報を生成す
るサブフィールド情報生成３、各種駆動回路がパネルに
配線されたプラズマディスプレイパネル装置４とから構
成されている。

【００７１】なお、図１０において、要素番号１は、入
力ディジタル画像信号であり、要素番号３５はライン番
号が偶数か奇数かを示すライン偶奇情報であり、３６
は、フィールド番号が偶数か奇数かを示すフィールド偶
奇情報である。以上のように構成された画像表示装置
は、以下のように動作する。各要素の機能について言及
しながら説明する。

【００７２】まず、ラインメモリ３０によって入力画像
信号１の上下２ラインに隣接して位置する画素毎の階調
値の差分及びその差の絶対値を差分絶対値算出部３１に
て求める。そして、その大きさを各画素毎に比較部３２
にて予め定めたしきい値（ＴＨ）と比較する。このしき
い値（ＴＨ）は、以下に述べるような書き込み電力の削
減の効果が得られる経験に基づく値である（以下のしき
い値についても同様である）。

【００７３】この比較結果（信号３７）及び当該ライン
の偶奇情報及び当該フィールドの偶奇情報は論理演算部
３３に入力される。選択部３４は、現ラインの信号
（ａ）又は前ラインの信号（ｂ）の何れかを選択する
が、この選択方法は、図１１及び図１２で示される関係
に従って決定される。即ち、図１１及び図１２に示すよ
うに、偶数フィールドの場合について言えば、ライン０
とライン１の隣接する画素における階調値が大きく異な
っていれば、それぞれもとのライン０及びライン１の信
号を出力し、ライン０とライン１の値が近接していれば
ライン０はそのまま出力するがライン１は１ライン前の
ライン０の信号に置き換えて出力することにする。奇数
フィールドの場合についても同様の規則で置き換え、表
示階調値に相当する信号として選択部３４より出力（信
号３８）する。

【００７４】また、図１１に示すように、入力値を比較
するペアとなる２ラインの組み合わせをフィールドの偶
奇で入れ替えることが望ましい。つまり、偶数フィール
ド時には、ライン番号０と１、ライン番号２と３、ライ
ン番号４と５、ライン番号６と７…とを比較し、奇数フ
ィールド時には、ライン番号１と２、ライン番号３と
４、ライン番号５と６…とを比較する。このようにする
ことによって、各ラインにおける画素の階調値を変化さ
せることの視覚的な影響を実質なくすことが可能とな
る。

【００７５】このように、図１１の縦長の楕円で示す隣
接する２ラインを一つの単位として、その信号の差がし
きい値（ＴＨ）よりも小さければこの隣接する２ライン
の信号は全くの同一の信号として置き換えることにな
る。これによって、この２ラインは全サブフィールドで
書き込み情報が同一となり、アドレス電極への駆動波形
の変化を抑制することができ、アドレスドライバでの消
費電力を削減を図ることができる。なお、ライン間の差
の小さい信号を共通の値にしてもほとんど知覚されず、
画質劣化となることを防ぐことができる。また、エッジ
部分ではこの隣接する２ラインの信号はもとのまま保持
されるので、エッジがぼけたりエッジの位置が変化した
りなどの画質劣化も防止することができる。

【００７６】一方、偶数ラインまたは奇数ラインの何れ
かは、元の信号を完全に保持しており、電力削減効果を
大きくするべくしきい値（ＴＨ）の値を大きくしても、
常に元の画像の情報が一方のラインには保持されてお
り、画質が大きく劣化することを防ぐ効果も有してい
る。 [実施の形態６]図１３は、本発明の第六の実施形態に係
わるサブフィールドを用いた階調表示を行うプラズマデ
ィスプレイPD６の信号処理部分のブロック図である。

【００７７】図１３において、図１０の対応する部分と
異なるのは、平均値検出部３９、ラインメモリ４０が追
加され選択部３４に替えて選択部４１が設けられた点で
ある。以下、第５実施形態と異なる部分を主として説明
する。入力画像信号１は直接及びラインメモリ３０を介
して平均値検出部３９に入力される。平均値検出部３９
の出力ｇはさらにラインメモリ４０を介して選択部４１
に入力される。選択部４１はラインメモリ３０の出力、
平均値検出部３９の出力、及びラインメモリ４０の出力
を入力とし、図１４、図１５に図示するような関係にて
選択して出力する。

【００７８】すなわち、図１４及び図１５に示すよう
に、偶数フィールドの場合について言えば、ライン０と
ライン１の値が大きく異なっていればそれぞれ元のライ
ン０及びライン１の信号を出力し、ライン０とライン１
の値が近接していれば２ラインにわったて同じ信号、即
ち、ライン０とライン１を平均した信号を表示階調とし
て出力する（選択する入力の欄ｃと表記）。奇数フィー
ルドの場合も同様である。

【００７９】このように、ライン間の信号の差が小さい
時はこの２ラインの信号を平均値で置き換えて同一と
し、ライン間の信号の差が大きいときは元の信号を出力
することで、画質劣化を抑制しつつ、アドレス電極への
駆動波形の変化を抑制してアドレスドライバでの書き込
み電力の削減を図ることができる。なお、置き換えに際
して平均化の処理を行っているので置き換えが生じる場
合でも常に元のラインの情報が1／２は含まれるため、
しきい値（TH１）を大きくしても大きな画質劣化を引き
起こすことを防止することができる。

【００８０】なお、実施の形態５及び６において、階調
値の比較は隣接する２ラインに渡って位置する２画素で
行ったが、３画素以上の場合にも上記同様に実施するこ
とができる。この場合、複数画素よりなる領域内に基準
画素を設定し、少なくとも当該基準画素以外の画素の階
調を増減して、前記基準画素と前記基準画素に隣接する
画素間における各サブフィールド毎の表示情報が互いに
異なるサブフィールドの数を抑制するようにすることが
できる。なお、２画素の場合、上下ラインに渡って位置
する２画素の信号値の差分としきい値とを比較したが、
このことは、当該２画素のうち何れかを基準画素とした
当該場合と実質的には等価である。

【００８１】また、３画素以上画素が集合してなる領域
内に基準画素を設定し、当該基準画素との階調差が所定
の値より小である画素の階調値と前記基準画素の階調値
とを同一として表示することもできる。なお、２画素の
場合、上下ラインに渡って位置する２画素の信号値の差
分としきい値とを比較したが、このことは、当該２画素
のうち何れかを基準画素とした当該場合と実質的には等
価である。

【００８２】[実施の形態７]さて、一般的に市松パター
ンは水平及び垂直のいずれにも画素の輝度が変化するた
め、アドレス電極へ書き込むべき表示情報の変化、即ち
アドレス電極駆動波形の変化が激しく、アドレスドライ
バでの書き込み電力が大きくなる傾向にある。そこで、
本実施形態に基づく画像表示装置は、市松模様が検出さ
れた部分では、本来の階調値を制御して、よりアドレス
電極での波動波形の変化が少なくなる別のパターンに置
き換えて、アドレスドライバでの書き込み電力の抑制を
図ろうとするものである。以下に当該画像表示装置の構
成・動作について具体的に説明する。

【００８３】図１６は、本発明の第七の実施形態に係わ
るサブフィールドを用いた階調表示を行うプラズマディ
スプレイPD７の信号処理部分のブロック図である。図１
６に示すように、本プラズマディスプレイPD７は、プラ
ズマディスプレイパネル装置に供給する表示情報を生成
する信号処理部として、レベルＨ検出部４２、レベルＬ
検出部４３、差検出部４４、比較部４５、平均値検出部
４６、レベル高低判定部４７、レベル変換部４８、論理
演算部４９、選択部５０、市松パターン検出部５１を備
える。

【００８４】前記市松パターン検出部５１によって、入
力画像信号１のうち、規則的な画素単位の変化をもった
部分、例えば、市松パターンを検出する。そして、市松
パターンを形成する信号のうち輝度が実質的に高い信号
を「レベルＨ」としてレベルＨ検出部４２によって検出
し、また輝度が実質的に低い信号を「レベルＬ」として
レベルＬ検出部４３によって検出する。差検出部４４
は、当該「レベルＨ」と「レベルＬ」との差を検出し、
その差がしいき値（TH２）より大であるか否かを比較部
４５を用いて判定する。なお、市松パターンを構成する
画素値によっては、「レベルＨ」及び「レベルＬ」はそ
れぞれ異なる複数個の値を有することもあり得るが、こ
こでは、説明の簡略のため、「レベルＨ」及び「レベル
Ｌ」は単一の値である場合について説明する。動作及び
効果について異なることはない。

【００８５】一方、「レベルＨ」と「レベルＬ」との平
均値が平均値検出部４６によって算出される。また、
「レベルＨ」と「レベルＬ」との組み合わせから、新た
な２つの組「レベルＨ‘」と「レベルＬ’」をレベル変
換部４８を用いて求める。論理演算部４９は、市松パタ
ーン検出部４１の出力、比較部４５の出力及びレベル高
低判定部４７の出力の組み合わせから選択部５０での選
択するべき入力を決定する。

【００８６】一方、図１７は、レベル変換部４８の動作
を説明する図であり、レベル変換部４８は、この図に示
すように市松パターンを形成する２つの階調値のレベル
差、市松パターンに該当・非該当、画素の階調レベルの
高低によって選択回路５０への入力を決定する。ここ
で、レベル変換部４８についてより具体的に説明する。
図１８に示すように、レベル変換部４８は、市松パター
ンを形成する２つの値「レベルＨ」と「レベルＬ」か
ら、新たな信号「レベルＨ‘」及び「レベルＬ’」のそ
れぞれの値を算出する２つのルックアップテーブル（LU
T１、LUT２）として機能する。このルックアップテーブ
ルの動作は、例えば、「レベルＨ‘」と「レベルＬ’」
の各サブフィールドの値、より詳しくは後段のサブフィ
ールド変換処理を施した後の信号の値のビット値の共通
部分が多く、かつ「レベルＨ」と「レベルＬ」の平均
と、「レベルＨ‘」と「レベルＬ’」との平均ができる
だけ近接しており、また、「レベルＨ」と「レベルＬ」
との差と、「レベルＨ‘」と「レベルＬ’」との差がで
きるだけ近接しているような組み合わせとすることがで
きる。

【００８７】このような機能を実現する一例として図１
９に示す構成によって、テーブル内容を決定することが
できる。図１９での動作を説明する。市松パターンを形
成する２つの輝度レベル「レベルＨ」と「レベルＬ」が
入力されると（これらはここでは、サブフィールド情報
にて表されたもの）、まずビット置換部４８１及び４８
２により、「レベルＨ」と「レベルＬ」のそれぞれは下
位ビットが共通の値「Ｐｉ」に置換され、それぞれ「Ｌ
Ｈｉ」及び「ＬＬｉ」とする。一方、「レベルＨ」と
「レベルＬ」との平均値を平均値検出部４８３により算
出し、ビット置換された信号「ＬＨｉ」と「ＬＬｉ」と
の平均値を平均値検出部４８４によって求め、平均値検
出部４８３と平均値検出部４８４との差「Ｅｉ」を差算
出部４８５によって算出する。このような構成のもと、
入力信号を置換する下位ビット「Ｐｉ」を「０００」、
「１００」、…、「１１１」の８通りに変化させ、対応
する「Ｅｉ」が最も小さくなるときの「ＬＨｉ」及び
「ＬＬｉ」をそれぞれ図１８に示すルックアップテーブ
ルの出力とすることができる。このようにして決定した
ルックアップテーブルをもとに、「レベルＨ」と「レベ
ルＬ」をそれぞれ「レベルＨ‘」と「レベルＬ’」に変
換したものからなる市松パターンでは、もとの「レベル
Ｈ」と「レベルＬ」からなる市松パターンに比較して、
下位３ビットは必ず一致しており、アドレス電極駆動波
形の変化を抑制してアドレスドライバでの書き込み電力
の削減を図れるとともに、もとの階調値「レベルＨ」と
「レベルＬ」の平均値と変換後の階調値「レベルＨ‘」
と「レベルＬ’」との平均が近接しており、市松パター
ン部分の平均輝度や色調を損なうことがない。

【００８８】ここで図１７を用いて、本実施形態の動作
について改めて説明する。図１７より、入力画像が市松
パターンに該当しない場合は、アドレスドライバでの書
き込み電力が大きくないため、入力された画像（ｄ）を
そのまま出力する。入力画像が市松パターンに該当する
場合でもその市松レベル差即ち市松パターンを形成する
高低輝度の差が比較的小さい場合には市松部分を輝度の
平均値（ａ）で置き換える。入力画像が市松パターンに
該当し、かつ市松パターンを形成する高低輝度の差が大
の場合には、下位ビットは共通であるが上位ビットは元
のままである信号（ｂ）（レベルＨ‘）又は（ｃ）（レ
ベルＬ’）に置き換えて出力する。なお、（ｃ）又は
（ｄ）の選択は、実質的にはレベル高低判定部４７によ
って行われ、例えば、レベル高低判定部４７は、図１６
に示すように、市松パターン領域の平均値と、各画素の
値との比較により簡単に行なうことができる。

【００８９】図２０は、サブフィールド輝度重みが
「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「２４」、「３２」、
「３２」、「３２」、「３２」、「３２」、「３２」の１２個のサ
ブフィールドを用いて階調表示を行う際の、サブフィー
ルドの制御パターンと入力階調値との関係例を示す図で
ある。図２１〜図２３には図１７における動作の具体例
を示されている。図２１〜図２３の各図は、入力市松パ
ターンを形成する「レベルＨ」と「レベルＬ」から、置
換されて出力された「レベルＨ‘」と「レベルＬ’」へ
の変換過程を図示したものである。

【００９０】以下これらの図を用いて図２０及び２１に
おける動作例について説明する。図２１において、図２
０のサブフィールド構成を用いて入力市松パターンを形
成する２つの階調が「６３」と「０」である場合に、レベル
変換部４８で変換される値が示されている。このときの
サブフィールド情報は図２１より、下位ビットを先頭と
して、階調「６３」のサブフィールドのビットパターン
は、１＋２＋４＋０＋０＋２４＋３２＝６３となること
から、「１１１００１１」となり、階調「０」のサブフィー
ルドのビットパターン「０００００００」と比較しても５
つのサブフィールドでビット値が異なっており、このま
まではアドレスドライバでの書き込み電力が大きくなっ
てしまう。そこで、階調値「６３」と「０」の下位パターン
を共通の値例えば「０００」〜「１１１」の８通りに変化さ
せた中から市松パターンの平均階調値が元のパターンの
階調値「６３」と「０」の平均値「３１．５」に最も近いも
の、即ち下位３ビットがともに「００１」である「６０」と
「４」からなるパターンに置換して表示する。このとき、
階調「６０」のサブフィールドのビットパターンは、図２
１から分かるように、下位より「００１００１１」であ
り、階調「４」のサブフィールドのビットパターンは「０
０１００００」と比較して、ビットの違いは２つのサブ
フィールドのみとなる。その結果、アドレスドライバで
の消費電力の低減を図れることになる。

【００９１】なお、本発明によらず、単純に下位ビット
を切り捨てた場合、市松パターンを形成する２つの階調
は「６０」と「０」となり、同様の電力削減効果が得られる
が、階調値「６０」と「０」の平均値は「３０」となり、もと
の平均値「３１．５」との差が大きくなってしまい、本発
明のように平均輝度を維持することができない。同様
に、図２２の場合、入力市松パターンを形成する２つの
階調が「４８」と「１５」に対し、下位３ビットを「００１」
に置換した「５２」と「１２」からなる市松パターンに置換
する。階調値「４８」のサブフィールドのビットパターン
は、図２０より、０＋０＋０＋８＋１６＋２４＝４８で
あることより、「０００１１１」となり、階調値「１５」の
サブフィールドのビットパターン「１１１１００」と比較
して５つのサブフィールドでビットの値が異なってい
る。これを下位３ビットが共通な値にそれぞれ変化させ
た「４８」〜「５５」、「８」〜「１５」の組み合わせの中から
もとの平均値とそれらの平均値との違いが最も小さい
「５２」と「１２」の組を選択する。このとき、「５２」のサ
ブフィールドのビットパターンは、「００１１１１」であ
り、「１２」のサブフィールドのビットパターン「００１
１００」と比較してビットの違いは２つのサブフィール
ドのみとなり、アドレスドライバでの消費電力の低減が
図られることになる。

【００９２】また同様に、図２３の場合、入力市松パタ
ーンを形成する２つの階調が「３２」と「２」に対し、下位
３ビットを「１００」に置換した「３３」と「１」からなる市
松パターンに置換する。階調値「３２」のサブフィールド
のビットパターンは、図２０より、０＋０＋０＋８＋０
＋２４＝３２であることより、「０００１０１」となり、
階調値「２」のサブフィールドのビットパターン「０１０
０００」と比較して３つのサブフィールドでビットの値
が異なっている。これを下位３ビットが共通な値にそれ
ぞれ変化させた「３２」〜「３９」、「０」〜「７」の組み合わ
せの中から平均値の違いが最も小さい「３３」と「１」の組
を選択する。このとき、「３３」のサブフィールドのビッ
トパターンは、「１００１０１」であり、「１」のサブフィ
ールドのビットパターン「１０００００」と比較してビッ
トの違いは２つのサブフィールドのみとなり、アドレス
ドライバでの消費電力の低減が図れることになる。

【００９３】このように、画像の中から、市松パターン
部分を検出し、この部分において各画素の少なくとも下
位複数ビットを共通の値に置き換えることによって、ア
ドレス電極駆動波形の変化を抑制してアドレスドライバ
での書き込み電力の削減を図ることができる。このとき
置き換えた後においても平均階調ができるだけ変化しな
いよう、置換する階調値を設定しているので、表示輝度
や色調の変化を抑制することができる。市松パターンで
はあるが、市松を形成する画素の階調差が小さい部分で
は、この部分を階調の平均値で置き換えることによっ
て、更に電力削減効果を向上させることができる。ま
た、市松パターンであって市松パターンを形成する画素
の階調差が大きい部分では上位ビットを保持して表示す
るので、市松を形成する部分の階調差を一定以上に維持
することができ、主要な明暗２つの階調値から形成され
ているという市松パターンの基本的特徴を保つことによ
り、画質を大きく変化させることなく、アドレス電極駆
動波形の変化を抑制してアドレスドライバでの書き込み
電力の削減を図ることができる。

【００９４】なお、本実施形態では、市松パターン領域
を例として取り上げたが、この部分は市松パターンのほ
か、タイルパターンに代表される「複雑なパターン部分」
など、一般的にアドレスドライバでの書き込み電力が大
きくなる画像部分として検出して得られた領域に対して
も、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、入力画像信号の階調数が高いところでは、入力画像
信号の変化に対して隣接する階調値に相当した、対応す
るサブフィールドの値の相違が少なくなるように表示情
報を切り換えて表示階調とし、切り換え後の表示情報に
より階調表示を行うので、階調値が大である部分、即ち
発光量の多い部分では複数のサブフィールドでの書き込
み情報を共通にすることにより、階調値がある範囲内で
変化してもアドレス電極に印加する電圧波形の変化の頻
度が低くなり、アドレスドライバでの消費電力を抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係わる、サブフィー
ルドを用いた階調表示を行うプラズマディスプレイＰＤ
１の構成を示すブロック図である。

【図２】入力画像信号の階調値と表示に使用される表示
階調値の関係を示す。

【図３】図２の入力階調値を横軸に表示階調値を縦軸と
してそれらの対応関係を図示したものである。

【図４】本発明の第二の実施形態に係わるプラズマディ
スプレイPD２における入力画像信号の階調値と表示に使
用される表示階調値との関係を示す。

【図５】図４の入力階調値を横軸に表示階調値を縦軸と
してそれらの対応関係を図示したものである。

【図６】本発明の第三の実施形態に係わるプラズマディ
スプレイPD２における入力画像信号の階調値と表示に使
用される表示階調値との関係を示す。

【図７】図６の入力階調値を横軸に表示階調値を縦軸と
してそれらの対応関係を図示したものである。

【図８】本発明の第四の実施の形態に係るプラズマディ
スプレイPD４の構成図である。

【図９】図８の論理変換部１０での演算例を示す真理値
図である。

【図１０】本発明の第五の実施形態に係わる、サブフィ
ールドを用いた階調表示を行うプラズマディスプレイPD
５の構成を示すブロック図である。

【図１１】選択部３４の選択方法を示す図及び表であ
る。

【図１２】選択部３４の選択方法を示す図及び表であ
る。

【図１３】本発明の第六の実施形態に係わるサブフィー
ルドを用いた階調表示を行うプラズマディスプレイPD６
の信号処理部分のブロック図である。

【図１４】選択部４１の選択方法を示す図及び表であ
る。

【図１５】選択部４１の選択方法を示す図及び表であ
る。

【図１６】本発明の第七の実施形態に係わるサブフィー
ルドを用いた階調表示を行うプラズマディスプレイPD７
の信号処理部分のブロック図である。

【図１７】レベル変換部４８の動作を説明する図であ
る。

【図１８】レベル変換部４８のルックアップテーブルと
しての機能を示す図である。

【図１９】このような機能を実現するテーブル内容を決
定する機能ブロック図を示す図である。

【図２０】上記実施形態におけるレベル変換部の動作を
具体的に説明する図である。

【図２１】上記実施形態におけるレベル変換部の動作を
具体的に説明する図である。

【図２２】上記実施形態におけるレベル変換部の動作を
具体的に説明する図である。

【図２３】上記実施形態におけるレベル変換部の動作を
具体的に説明する図である。

【図２４】従来例における入力画像信号の階調値とサブ
フィールドの階調値（表示階調値）との関係を示す図表
である。

【図２５】図２４の入力階調値を横軸に表示階調値を縦
軸としてそれらの対応関係を図示したものである。

【図２６】従来例におけるアドレスドライバ消費電力低
減効果を実現するための構成を示す図である。

【符号の説明】

１入力画像信号２入力画像信号変換部２１ビット幅設定部２２ＡＮＤゲート５ランダムパターン発生部６加算部７ビット幅設定部８、９ＡＮＤゲート１０論理変換部１１、１２ＡＮＤゲート１３誤差拡散処理部１４加算部３０ラインメモリ３１差分絶対値算出部３２比較部３３論理演算部３４選択部３９平均値検出部４０ラインメモリ４１選択部４２レベルＨ検出部４３レベルＬ検出部４４差検出部４５比較部４６平均値検出部４７レベル高低判定部４８レベル変換部４９論理演算部５０選択部５１市松パターン検出部４８１、４８２ビット置換部４８３、４８４平均値検出部４８５差検出部

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０４Ｎ 5/66 １０１Ｇ０９Ｇ 3/28 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１フィールドを構成する複数のサブフィー
ルドの値からなる表示情報の書き込みをパネルの画像表
示領域に行なって階調表示を行う画像表示装置であっ
て、入力画像信号の階調数が高いところでは、入力画像信号
の変化に対して隣接する階調値に相当した、対応するサ
ブフィールドの値の相違が少なくなるように表示情報を
切り換えて表示階調とし、切り換え後の表示情報により
階調表示を行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記表示情報の切り換えは、入力画像信号
の階調値が大きくなるにつれて、表示階調において隣接
した階調値間で共通となるサブフィールドの数が増加さ
れるように行われることを特徴とする請求項１に記載の
画像表示装置。
【請求項３】前記表示情報の切り換えは、入力画像信号
の階調値が大きくなるにつれて、表示階調において階調
表示のステップが大きくなる部分を含むように行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記表示情報の切り換えにおいて、実質的
に輝度重みが小であるサブフィールドのビット値がゼロ
又は１とされることを特徴とする請求項１に記載の画像
表示装置。
【請求項５】１フィールドが複数のサブフィールドに分
割されていて、サブフィールド毎にオン又はオフ情報の
書き込みを行って階調表示を行う画像表示装置であっ
て、入力画像信号の階調値が大きくなるにつれて、同一サブ
フィールドのオン・オフ状態が隣接した階調値間でオフ
又はオンに固定されたサブフィールドの数が増加される
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】１フィールドが複数のサブフィールドに分
割されていて、サブフィールド毎に画像の書き込みを行
って階調表示を行う画像表示装置であって、整数Nビットのディジタル信号で表された入力画像信号
の階調値に対応して、０≦M≦Nなる整数Mを画素毎に設
定し、前記整数Nビットのディジタル信号の上位（N−
M）ビットからなる信号を第１信号とし、前記整数Nビッ
トのディジタル信号の下位Mビットの信号を第2信号と
し、前記第2信号を入力とする複数の遅延を含む演算を
施して得られた信号の下位Mビットをすべて０とする演
算を施して得られた信号を第3信号とし、前記第1信号と
前記第3信号とを加算して得られた信号が表示階調とさ
れることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】１フィールドが複数のサブフィールドに分
割されていて、サブフィールド毎に画像の書き込みを行
って階調表示を行う装置であって、整数Nビットのディ
ジタル信号で表された入力画像信号の階調値に対応して
M≦Nなる整数Mを画素毎に設定し、前記整数Nビットのデ
ィジタル信号のうち、上位（N−M）ビットを用いて階調
表示し、前記階調表示した値と前記もとの画像信号の階
調値との画素毎の誤差を、少なくともMビットのライン
メモリによる循環ループを形成する誤差拡散手法を用い
て補正して表示が行われることを特徴とする画像表示装
置。
【請求項８】１フィールドが複数のサブフィールドに分
割されていて、サブフィールド毎に画像の書き込みを行
なう手段と、整数Nビットのディジタル信号で表された
入力画像信号を誤差拡散処理を施して表示ビット数を低
減して表示する手段とを有し、前記画像信号の画素毎の
階調値が大きくなるにつれて前記低減する表示ビット数
が表示画素単位で大きく設定されることを特徴とする画
像表示装置。
【請求項９】前記画像信号は、画素毎の階調値毎に設定
した振幅の信号を、規則的又は不規則的周期で加算した
ものであることを特徴とする請求項１から請求項８の何
れかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】前記規則的周期で加算する信号は、画素
毎、ライン毎、及びフィールド毎に反転する信号である
ことを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記不規則的周期で加算する信号は、画
素毎、ライン毎、及びフィールド毎にランダムに反転す
る信号であることを特徴とする請求項９に記載の画像表
示装置。
【請求項１２】誤差拡散法又はディッサ法により表示誤
差を注目画素周辺に拡散する処理を施すことを特徴する
請求項１から請求項１１の何れかに記載の画像表示装
置。
【請求項１３】１フィールドを構成する複数のサブフィ
ールドの値からなる表示情報の書き込みをパネルの画像
表示領域に行なって階調表示を行う画像表示装置であっ
て、隣接した複数画素からなる領域を設定し、当該領域内で
隣接する画素間における対応するサブフィールドの値が
共通に設定され、この値を用いてサブフィールド毎に画
像の書き込みが行われることを特徴とする画像表示装
置。
【請求項１４】前記領域における平均階調値の変化が最
小となるサブフィールドが選択して用いられることを特
徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】前記領域内に基準画素を設定し、少な
くとも前記基準画素以外の画素の階調を増減して、前記
基準画素と前記基準画素に隣接する画素間における対応
するサブフィールドの値が共通とされることを特徴とす
る請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１６】前記領域内に基準画素を設定し、当該基
準画素との階調差が、前記基準画素における入力画像信
号の階調値に基づいて決定される値より小である画素の
階調値と前記基準画素の階調値とを同一として表示され
ることを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１７】前記共通の値に設定されるサブフィール
ドは、全てのサブフィールドのうち下位サブフィールド
に属するサブフィールドであることを特徴とする請求項
１４に記載の画像表示装置。
【請求項１８】隣接した複数画素からなる前記領域は、
隣接した２ラインからなる領域であることを特徴とする
請求項１３から１７何れかに記載の画像表示装置。
【請求項１９】隣接した複数画素からなる前記領域は、
画素を最小単位とする規則的又は不規則な変化をする領
域であることを特徴とする請求項１３から１７何れかに
記載の画像表示装置。
【請求項２０】１フィールドが複数のサブフィールドに
分割されていて、サブフィールド毎に画像の書き込みを
行なって階調表示を行う画像表示装置であって、隣接した複数画素からなる領域を設定し、当該領域内で
表示する信号レベルを変化させて表示されるとともに、
前記領域を構成する主要な階調値間の輝度差が、前記主
要な階調値間の輝度差によって決定される所定の値以上
に保持されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２１】隣接した複数画素からなる前記領域を
構成する主要な階調値は、画素を最小変化単位とする規
則的なパターンを構成することを特徴とする請求項２０
に記載の画像表示装置。
【請求項２２】隣接した複数画素からなる前記領域を
構成する主要な階調値は、表示色毎に設定される２つ以
下の階調値であり、前記各表示色毎の画素を最小変化単
位とする規則的なパターンを構成することを特徴とする
CL２０に記載の画像表示装置。
【請求項２３】１フィールドが複数のサブフィールドに
分割されていて、サブフィールド毎に画像の書き込みを
行なって階調表示を行う画像表示装置であって、隣接した複数画素からなる領域を設定するとともに、当
該領域内に基準画素を設定し、少なくとも前記基準画素
以外の画素の階調を増減して、前記基準画素と前記基準
画素に隣接する画素間における各サブフィールド毎の値
が互いに異なるサブフィールドの数が抑制され、かつ、
前記領域を構成する主要な階調値間の輝度差が、前記主
要な階調値間の輝度差によって決定される所定の値以上
に保持されることを特徴とする画像表示装置。