JP2002372948A - Ｐｄｐの駆動方法および表示装置 - Google Patents

Ｐｄｐの駆動方法および表示装置

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JP2002372948A
JP2002372948A JP2001182953A JP2001182953A JP2002372948A JP 2002372948 A JP2002372948 A JP 2002372948A JP 2001182953 A JP2001182953 A JP 2001182953A JP 2001182953 A JP2001182953 A JP 2001182953A JP 2002372948 A JP2002372948 A JP 2002372948A
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健司 粟本
Kunio Takayama
邦夫 高山
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】動偽輪郭を低減し、かつパターンノイズの発生
を抑えて動画表示の画質を高めることを目的とする。 【解決手段】表示画像のうち、重ね合わせ法に係る輝度
重みが等しい複数のサブフレームのうち１つのみが点灯
する階調の画素からなり、かつ隣接画素間の輝度勾配が
設定範囲内の値である領域に限定して重ね合わせ法を適
用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＣ型ＰＤＰの駆
動方法および駆動装置に関する。ＰＤＰ（Plasma Displ
ay Panel：プラズマディスプレイパネル）は、テレビジ
ョンおよびコンピュータのモニターのどちらにも利用可
能な高速性と解像度とを兼ね備えており、大画面表示デ
バイスとして利用されている。このようなＰＤＰの課題
の１つに動画表示における偽輪郭の低減がある。
【０００２】
【従来の技術】ＰＤＰによる階調表示には、１フレーム
を輝度の重み付けをした複数のサブフレームに置き換
え、サブフレーム単位で個々のセルの発光（点灯ともい
う）の有無を設定する方法が広く用いられている。例え
ば階調１については重み１のサブフレームのみでセルを
発光させ、階調１０については重み２のサブフレームお
よび重み８のサブフレームでセルを発光させるというよ
うに、階調のそれぞれについて、発光させるサブフレー
ムの組み合わせ（これをサブフレーム表現と呼称する）
が対応づけられる。一般にフレームからサブフレームへ
の変換は、あらかじめ作成された変換テーブルによって
行われる。なお、インタレース表示の場合には、フレー
ムを構成する複数のフィールドのそれぞれが複数のサブ
フィールドで構成され、サブフィールド単位の点灯制御
が行われる。ただし、点灯制御の内容はプログレッシブ
表示の場合と同様である。
【０００３】サブフレーム単位の点灯制御による表示で
は、フレーム期間内で発光時期が離散的となることに起
因する動偽輪郭が生じるという問題がある。動偽輪郭
は、観察者が表示内容と異なる明暗を知覚する現象であ
って、特に階調レベルの似通った画素からなる輝度変化
の緩やかな画像部分が画面内で移動する場合に生じ易
い。例えば人が歩くシーンにおいて顔の部分で動偽輪郭
が生じる。図８ (Ａ）に示す静止画では階調２，３，
４，５の各領域が正しく見えるのに対し、図８ (Ｂ）に
示す動画では階調３の領域と階調４の領域との境界に暗
線があるかのように見えてしまう。視線の動きによって
は明線があるかのように見える場合もある。
【０００４】図９は重ね合わせ法の概要を示す図であ
る。動偽輪郭の低減に重ね合わせ法が用いられている。
重ね合わせ法においては、輝度の重みが等しい２つのサ
ブフレームの組みを少なくとも１つ設ける。図９（Ａ）
は、フレーム期間を４つのサブフレーム期間Ｔｓｆ１，
Ｔｓｆ２，Ｔｓｆ３，Ｔｓｆ４ｔに分ける４サブフレー
ム構成において、重み４の組みを設ける例を示してい
る。図中の斜体数字は重みを表す。また、表示面の各セ
ルを図９ (Ｂ）のようにＡグループとＢグループに分類
する。典型的なセルの振り分けは市松配置形式である。
そして、同じ重みの２つのサブフレームのうち１つのみ
が点灯するような階調において（図の例では、階調４，
５，６，７）、Ａグループのセルについては重み４の組
みの一方のサブフレーム（図では前側）を点灯させ、Ｂ
グループのセルについては他方のサブフレームを点灯さ
せる。例えば図９ (Ｃ）のように表示が階調３から階調
４へ変化するとき、Ａグループのセルと比べてＢグルー
プのセルの発光間隔が広くなる。逆に、表示が階調４か
ら階調３へ変化するときには、Ｂグループのセルと比べ
てＡグループのセルの発光間隔が広くなる。このように
同じ階調変化であるにもかかわらずＡグループとＢグル
ープとで発光間隔が異なるので、図１０のように動偽輪
郭はセルごとに明暗が入れ代わるパターンとなる。この
パターンは通常の観察では識別されない緻密なパターン
である。つまり，重ね合わせ法においては、動偽輪郭が
発生しやすい階調の領域について明暗を分散させて輝度
を平均化することにより、動偽輪郭を視覚的に目立たな
くする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし，重ね合わせ法
を適用する従来の駆動方法では、図１１のような市松パ
ターンノイズが現れる場合がある。例えば上述した図９
の例の重ね合わせ処理を行う場合において、表示面内で
階調４の均一輝度の領域が広範囲に拡がるとき、その領
域全体の発光が市松パターンとなる。広範囲の市松パタ
ーンが移動する動画では、移動を追う観察者がＡグルー
プとＢグループの輝度のずれを感じとってしまう。すな
わち、重ね合わせ処理によって輝度を平均化する領域が
大きいと、ＡグループとＢグループの振り分けが周期的
であることから、輝度を平均化してもなお人間の目には
明暗パターンが見えてしまい、そのことが画質を低下さ
せていた。
【０００６】本発明は、動偽輪郭を低減し、かつパター
ンノイズの発生を抑えて動画表示の画質を高めることを
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明においては、表示
画像に対する重ね合わせ法の適用を、表示画像のうちの
次の条件（１）を満たす特定領域に限定する。 （１）特定の階調の画素からなりかつ隣接画素間の輝度
勾配が設定範囲内の値である（特定の階調とは、重ね合
わせ法に係る輝度重みが等しい複数のサブフレームのう
ち１つのみが点灯する階調である） 特定の階調であっても、広範囲に拡がる均一輝度の領域
には重ね合わせ法が適用されず、単一のサブフレーム表
現で階調が再現されるので、パターンノイズが発生しな
い。
【０００８】また、パターンノイズが顕著に現れるの
は、特定の階調の領域が画面中で移動するのを目で追っ
ているとき、または特定の階調の領域を横切るように他
の階調の領域が画面中で移動するのを目で追っていると
きであることが、実験により確認できた。したがって、
条件（１）にさらに移動体部分であるという条件を加え
ることにより、パターンノイズの発生をより低減するこ
とができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１は第１実施
形態の表示装置の構成図である。表示装置１００は、ｍ
列ｎ行の画面をもつ面放電型のＰＤＰ１と、ｍ×ｎ個の
セルを選択的に発光させるためのドライブユニット６０
とから構成されており、壁掛け式テレビジョン受像機、
コンピュータシステムのモニターなどとして利用され
る。
【００１０】ＰＤＰ１では、表示放電を生じさせるため
の表示電極Ｘ，Ｙが平行配置され、これら電極群と交差
するようにアドレス電極Ａが配列されている。表示電極
Ｘ，Ｙは画面の行方向（水平方向）に延び、表示電極Ｙ
はアドレッシングに際して行選択のためのスキャン電極
として用いられる。アドレス電極Ａは列方向（垂直方
向）に延びており、列選択のためのデータ電極として用
いられる。カラー表示の色配置は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色を
水平方向に繰り返し配置するストライプパターンであ
る。
【００１１】ドライブユニット６０は、制御回路６１、
電源回路６３、Ｘドライバ６５、Ｙドライバ６７、およ
びＡドライバ６９を有している。制御回路６１は、コン
トローラ７１、データ変換回路７３、および表示負荷率
検出回路７５からなる。制御回路６１には、ＴＶチュー
ナ、コンピュータなどの外部装置からＲ，Ｇ，Ｂの３色
の輝度レベルを示すフレームデータＤｆが、同期信号Ｃ
ＬＯＣＫ，ＶＳＹＮＣ，ＨＳＹＮＣとともに入力され
る。フレームデータＤｆは、１画素当り３色合わせて２
４ビットのフルカラーデータである。データ変換回路７
３は、フレームデータＤｆを階調表示のためのサブフレ
ームデータＤｓｆに変換する。サブフレームデータＤｓ
ｆの各ビットの値は該当する１つのサブフレームにおけ
るセルの発光の有無、厳密にはアドレス放電の要否を示
す。なお、インタレース表示の場合には、フレームを構
成する複数のフィールドのそれぞれが複数のサブフィー
ルドで構成され、サブフィールド単位の発光制御が行わ
れる。ただし、発光制御の内容はプログレッシブ表示の
場合と同様である。Ｘドライバ６５はｎ本の表示電極Ｘ
の電位を制御し、Ｙドライバ６７はｎ本の表示電極Ｙの
電位を制御する。Ａドライバ６９は、データ変換回路７
３からのサブフレームデータＤｓｆに基づいて、計ｍ本
のアドレス電極Ａの電位を制御する。これらドライバに
はコントローラ７１から制御信号が入力され、電源回路
６３から所定の電力が供給される。表示負荷率検出回路
７５は、フレームデータＤｆを参照してフレームごとに
表示負荷率を計算する。表示負荷率は、１フレームにお
けるセルｉの階調値をＤｉ（０≦Ｄｉ≦Ｄｍａｘ）とし
たときの比率Ｄｉ／Ｄｍａｘの全セルにわたる平均値と
して定義される数値であって、コントローラ７１による
自動電力制御（Auto PowerControl:APC）に用いられ
る。
【００１２】図２はデータ変換回路の構成図である。デ
ータ変換回路７３は、重ね合わせ変換部８１、データ配
列変換部８３、フレームメモリ８５、および本発明に特
有の領域判別部８７からなる。
【００１３】フレームデータＤｆは、重ね合わせ変換部
８１における２つのルックアップテーブルメモリ８１
１，８１２に画素転送クロックに同期して同時に入力さ
れる。ルックアップテーブルメモリ８１１，８１２は、
１色当り８ビットで表される階調（一般に映像デ−タは
８ｂｉｔ／ｃｏｌｏｒであるが、他のビット数もありう
る）に対して、あらかじめ決められたサブフレーム表現
を表すｑビットのデータを出力する。ここでｑは、１フ
レーム分のサブフレームの個数と同数である。ルックア
ップテーブルメモリ８１１，８１２には、特定の階調に
対しては互いに異なるサブフレーム表現を対応づけ、他
の階調に対しては同一のサブフレーム表現を対応づける
変換テーブルが格納されている。これらルックアップテ
ーブルメモリ８１１，８１２のうち、どちらか一方の出
力がセレクタ８１３によって選択される。セレクタ８１
３は、基本動作として、水平方向について１画素ごと、
垂直方向について１行ごとに、交互に選択を切り換え
る。この動作により、図１０で説明した市松パターンの
セルの振り分けが実現される。セレクタ８１３が出力す
る色別のデータは、データ配列変換部８３においてサブ
フレーム別のデータであるサブフレームデータＤｓｆに
変換される。サブフレームデータＤｓｆは、いったんフ
レームメモリ８５に書き込まれた後、表示の進行に合わ
せてＡドライバ６９へ転送される。なお、上の例では、
重ね合わせ変換部８１を、ルックアップテ−ブルメモリ
とセレクタを用いる構成で説明したが、同様の動作機能
を持つ他の構成でもよい。例えば、２つのエリアを持つ
ルックアップテ−ブルのアドレスを切り換えることで、
異なるサブフレ−ム表示を対応づけることもできる。
【００１４】領域判別部８７は、ラインメモリ８７１、
勾配検出回路８７３、および判定回路８７５からなる。
ラインメモリ８７１はフレームデータＤｆを遅延させて
勾配検出回路８７３へ送る。勾配検出回路８７３は、外
部装置およびラインメモリ８７１からのフレームデータ
Ｄｆの入力に同期して、１画素ごとに注目画素とそれに
隣接する画素との間の輝度勾配 (階調変化量）を算出す
る。算出された輝度勾配は逐次に判定回路８７５へ送ら
れる。なお、勾配検出に必要な隣接画素のデータを得る
のに、ラインメモリ８７１に代えてレジスタまたは他の
記憶素子を用いてもよい。判定回路８７５は、第１段階
の処理として、外部装置から入力されるフレームデータ
Ｄｆに対して、１画素ごとに、輝度値が動偽輪郭の発生
する可能性のある値 (特定階調）であるかどうかを判定
する。フレームに対するサブフレーム配置、すなわち輝
度重みの配列を決めれば、特定階調が定まる。一般に
は、発光重心位置の計算によって特定階調が推定され
る。実際の表示観察によって特定階調を見極めることも
できる。例えば図９に示した４，２，１，４の順で重み
が並ぶサブフレーム配置であれば、階調３と階調４との
境界において動偽輪郭の発生する可能性がある。この場
合、例えば階調４を特定階調とする。次に第２段階の処
理として、判定回路８７５は、特定階調の画素について
輝度勾配が設定範囲内であるかどうかを判定する。輝度
勾配が滑らかなグラデーション画像に対応するとき、判
定回路８７５の出力である領域判別信号Ｓ８７がアクテ
ィブ（ハイレベル）となる。
【００１５】上述のセレクタ８１３は、領域判別信号Ｓ
８７がハイレベルのときのみ、選択の切換え動作をす
る。領域判別信号Ｓ８７がローレベルのときには、セレ
クタ８１３は固定的にルックアップテーブルメモリ８１
１ (または８１２）の出力を選択する。
【００１６】図３は領域判別部の基本動作を示す図であ
る。ここでは、入力データ値がｉ１またはｉ２であると
きに動偽輪郭の発生する可能性があると仮定する。つま
り、特定階調をｉ１，ｉ２とする。図中のグラフの太線
は、フレームＦｉにおける注目行Ｌｉの階調変化を示
す。この例では、水平位置ｈ１，ｈ２の画素が特定階調
ｉ２であり、水平位置ｈ３の画素が特定階調ｉ１であ
る。そして、これら画素は滑らかなグラデーション画像
に含まれるので、これら画素に対応した期間に領域判別
信号Ｓ８７がハイレベルとなる。
【００１７】図４は領域判別部のノイズ判別動作を示す
図である。ここでも特定階調をｉ１，ｉ２とする。図中
のグラフの太線は、フレームＦｊにおける注目行Ｌｊの
階調変化を示す。この例では、水平位置ｈ４，ｈ５，ｈ
６，ｈ７，ｈ８の画素が特定階調ｉ２である。水平位置
ｈ４，ｈ８の画素は滑らかなグラデーション画像に含ま
れるので、これら画素に対応した期間に領域判別信号Ｓ
８７がハイレベルとなる。これに対して、水平位置ｈ
５，ｈ６，ｈ７は互いに近接しているので、これらの位
置の階調変化はノイズまたは小サイズの画像パターンと
みなされ、重ね合わせ処理の対象から除外される。すな
わち、水平位置ｈ５，ｈ６，ｈ７の画素に対応した期間
において領域判別信号Ｓ８７はローレベルである。
【００１８】以上のデータ変換回路７３の機能により、
表示装置１００では、図５に示すように、フレームのう
ち特定階調 (図では階調４）の画素からなりかつ隣接画
素間の輝度勾配が設定範囲内の値である特定領域のみに
重ね合わせ法が適用される。特定階調であっても特定領
域でなければ重ね合わせ法が適用されないので、複数の
サブフレーム表現を混在させることによるパターンノイ
ズが広範囲に現れることがない。
【００１９】〔第２実施形態〕第２実施形態は、図２の
回路構成において領域判別回路を以下の構成に変更する
ものである。
【００２０】図６は第２実施形態に係る領域判別部の構
成を示すブロック図である。領域判別部８８は、ライン
メモリ８８１、勾配検出回路８８３、判定回路８８５、
フレームメモリ８８６、および動き検出回路８８７から
なる。ラインメモリ８８１および勾配検出回路８８３の
機能は、上述の第１実施形態と同様である。
【００２１】領域判別部８８では、階調および輝度勾配
に基づく判別に加えて、注目画素が移動体画像に含まれ
るかどうかの判別が行われる。表示面内の注目部分が特
定快調であっても、実際に動偽輪郭が人間の目に認識さ
れるのは、その部分が移動しており、かつそれを追従し
て見ている場合である。動き検出回路８８７は、外部装
置からのフレームとフレームメモリ８８６を経て入力さ
れるフレーム（前フレーム）とを比較し、その結果を示
す検出信号Ｓ８８７を出力する。検出信号Ｓ８８７は注
目画素が移動体画像に含まれるときにアクティブ（ハイ
レベル）となる。判定回路８８５は、特定階調であり、
かつ隣接画素との間の輝度勾配が設定範囲内の値であ
り、かつ移動体画像に含まれる画素に対してアクティブ
となる領域判別信号Ｓ８８をセレクタ８１３に与える。
【００２２】図７は第２実施形態に係る領域判別部の動
作を示す図である。例示において特定階調はｉ１，ｉ２
である。フレームＦｋにおいて、行Ｌｉに注目すると、
水平位置ｈ１２の画素が特定階調ｉ１であり、水平位置
ｈ１３の画素が特定階調ｉ２である。これら画素は滑ら
かなグラデーション画像に含まれかつ移動部分でもあ
る。したがって、これら画素に対応した期間に領域判別
信号Ｓ８８がハイレベルとなる。これに対して、行Ｌｊ
に注目すると、水平位置ｈ１１，ｈ１４の画素が特定階
調ｉ２であり、水平位置ｈ１５の画素が特定階調ｉ１で
ある。そして、これら画素は滑らかなグラデーション画
像に含まれる。しかし、これらの画素は静止部分に含ま
れる。したがって、これら画素に対応した期間において
領域判別信号Ｓ８８はローレベルである。
【００２３】第２実施形態によれば、より効果的に重ね
合わせ処理を制御することができ、従来の問題であった
パターンノイズの発生を低減することができる。動き検
出回路８８７の機能については，正確な動きベクトルや
正確な移動速度を検出する必要はなく、フレーム間で画
素値が変化したかどうかを検出するだけでよい。また、
フレ−ムメモリは全画面分のデ−タ容量を持つ必要はな
く、間引いたものでもよい。したがって、簡易な回路構
成で実現することができる。
【００２４】
【発明の効果】請求項１ないし請求項８の発明によれ
ば、動偽輪郭を低減し、かつパターンノイズの発生を抑
えて動画表示の画質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の表示装置の構成図である。
【図２】データ変換回路の構成図である。
【図３】領域判別部の基本動作を示す図である。
【図４】領域判別部のノイズ判別動作を示す図である。
【図５】本発明の駆動方法による動偽輪郭の低減の様子
を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る領域判別部の構成を示すブ
ロック図である。
【図７】第２実施形態に係る領域判別部の動作を示す図
である。
【図８】動偽輪郭の説明図である。
【図９】重ね合わせ法の概要を示す図である。
【図１０】従来の駆動方法による動偽輪郭の低減の様子
を示す図である。
【図１１】従来における画質の低下の様子を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ ＰＤＰ ６０ ドライブユニット（駆動装置） １００ 表示装置 Ｆｉ，Ｆｊ，Ｆｋ フレーム ８７，８８ 領域判別部（領域判別回路）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C058 AA11 BA01 BA07 BA33 BB03 BB25 5C080 AA05 BB05 DD03 EE19 EE29 JJ01 JJ02 JJ04 JJ05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フレームを輝度の重み付けをした複数のサ
    ブフレームに置き換え、サブフレーム単位でセルの発光
    の有無を設定することにより階調表示を行うＰＤＰの駆
    動方法であって、 発光させるサブフレームの組み合わせであるサブフレー
    ム表現が、特定の階調について複数通りとなるように、
    前記複数のサブフレームに対する輝度の重み付けをして
    おき、 前記フレームのうち、前記特定の階調の画素からなりか
    つ隣接画素間の輝度勾配が設定範囲内の値である特定領
    域のみについて、複数通りのサブフレーム表現を混在さ
    せる重ね合わせ法を適用することを特徴とするＰＤＰの
    駆動方法。
  2. 【請求項２】設定値よりも大きい領域を前記特定領域と
    する請求項１記載のＰＤＰの駆動方法。
  3. 【請求項３】フレームを輝度の重み付けをした複数のサ
    ブフレームに置き換え、サブフレーム単位でセルの発光
    の有無を設定することにより階調表示を行うＰＤＰの駆
    動方法であって、 発光させるサブフレームの組み合わせであるサブフレー
    ム表現が、特定の階調について複数通りとなるように、
    前記複数のサブフレームに対する輝度の重み付けをして
    おき、 前記フレームのうち、前記特定の階調の画素からなり、
    かつ隣接画素間の輝度勾配が設定範囲内の値であり、か
    つ前フレームと異なる移動体部分である特定領域のみに
    ついて、複数通りのサブフレーム表現を混在させる重ね
    合わせ法を適用することを特徴とするＰＤＰの駆動方
    法。
  4. 【請求項４】設定値よりも大きい領域を前記特定領域と
    する請求項３記載のＰＤＰの駆動方法。
  5. 【請求項５】フレームを複数のサブフレームに置き換
    え、サブフレーム単位でセルの発光の有無を設定するこ
    とにより階調表示を実現するＰＤＰの駆動装置であっ
    て、 前記フレームを、特定の階調の画素からなりかつ隣接画
    素間の輝度勾配が設定範囲内の値である特定領域とその
    他の領域とに区分する領域判別回路を備え、 前記フレームのうちの前記特定領域については、複数通
    りのサブフレーム表現を混在させる重ね合わせ法を適用
    した発光制御を行い、前記その他の領域については重ね
    合わせ法を適用しない発光制御を行うことを特徴とする
    ＰＤＰの駆動装置。
  6. 【請求項６】フレームを複数のサブフレームに置き換
    え、サブフレーム単位でセルの発光の有無を設定するこ
    とにより階調表示を実現するＰＤＰの駆動装置であっ
    て、 前記フレームを、特定の階調の画素からなり、かつ隣接
    画素間の輝度勾配が設定範囲内の値であり、かつ前フレ
    ームと異なる移動体部分である特定領域とその他の領域
    とに区分する領域判別回路を備え、 前記フレームのうちの前記特定領域については、複数通
    りのサブフレーム表現を混在させる重ね合わせ法を適用
    した発光制御を行い、前記その他の領域については重ね
    合わせ法を適用しない発光制御を行うことを特徴とする
    ＰＤＰの駆動装置。
  7. 【請求項７】ＡＣ型ＰＤＰとそれを駆動する駆動装置と
    を備え、 前記駆動装置は、特定の階調の画素からなりかつ隣接画
    素間の輝度勾配が設定範囲内の値である特定領域とその
    他の領域とに前記フレームを区分する領域判別回路を備
    えており、前記フレームのうちの前記特定領域について
    は、複数通りのサブフレーム表現を混在させる重ね合わ
    せ法を適用した発光制御を行い、前記その他の領域につ
    いては重ね合わせ法を適用しない発光制御を行うことを
    特徴とする表示装置。
  8. 【請求項８】ＡＣ型ＰＤＰとそれを駆動する駆動装置と
    を備え、 前記駆動装置は、特定の階調の画素からなりかつ隣接画
    素間の輝度勾配が設定範囲内の値でありかつ前フレーム
    と異なる移動体部分である特定領域とその他の領域とに
    前記フレームを区分する領域判別回路を備えており、前
    記フレームのうちの前記特定領域については、複数通り
    のサブフレーム表現を混在させる重ね合わせ法を適用し
    た発光制御を行い、前記その他の領域については重ね合
    わせ法を適用しない発光制御を行うことを特徴とする表
    示装置。
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