JP2004233980A - 表示装置および表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 画質を劣化させることなく擬似輪郭ノイズを軽減することができる表示装置および表示方法を提供する。
【解決手段】 PDPの各領域の上下左右に隣接する第1〜第4の画素P1〜P4におけるn〜m(mおよびnは全サブフィールド数より小さい正の整数であり、m>nである)番目のサブフィールドの発光および非発光の組み合わせパターンがそれぞれ異なる。また、PDPの各領域における上下左右に隣接する第1〜第4の画素P1〜P4のうち、一方の対角位置に配置された第1の画素P1および第2の画素P2によりそれぞれ表示される階調の値は、第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも低く、他方の対角位置に配置された第3の画素P3および第4の画素P4によりそれぞれ表示される階調の値は、第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも高い。
【選択図】 図3

Description

本発明は、サブフィールド法により階調表示を行う表示装置および表示方法に関する。
自発光画像表示器としてのプラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置は、薄型化および大画面化が可能であるという利点を有する。このプラズマディスプレイ装置では、画素を構成する放電セルの放電の際の発光を利用することにより画像を表示している。また、プラズマディスプレイパネルは二値的に発光を行うため、それぞれ重み付けられた複数の二値画像を時間的に重ねることにより中間調を表示するサブフィールド法が用いられる。
上記サブフィールド法では、1フィールドが複数のサブフィールドに時間分割されており、各サブフィールドはそれぞれ重み付けがされている。各サブフィールドの重み量は、各サブフィールドの発光量に対応する。例えば、発光回数が重み量として用いられ、各サブフィールドの重み量の合計量が映像信号の輝度すなわち階調レベルに対応する。
上記サブフィールド法では、複数のサブフィールドの発光順が固定されているため、発光するサブフィールドを見る人の視線が複数の画素上を移動していくことにより、画素毎に異なるサブフィールドを見ることになる。その結果、見る人は、表現されるべき階調レベルと大幅に異なる階調レベルを認識してしまう。特に、周辺の画素が連続性を持っている場合、あたかも階調レベルが失われたような縞状の偽輪郭線が視認される。この偽輪郭線により表示品質が著しく損なわれることが知られている。動画の場合に限り現れる上記の偽輪郭線を擬似輪郭ノイズという(「パルス変動幅変調動画表示に見られる擬似輪郭ノイズ」:テレビジョン学会技術報告、Vo1.19、No.2、IDY95−21、pp.61−66)。
図11は人間の視線が異なる画素上を移動するときに視認される擬似輪郭ノイズを説明するための模式図である。
図11において、白丸は発光サブフィールド、黒丸は非発光サブフィールドを示し、複数のサブフィールドを重み量の小さい順にSF1〜SF10とする。また、図11に示す列A,B,C,Dは水平方向の画素の列番号を示し、行1は垂直方向の画素の行番号を示す。
図11において、人間の視線が列A行1の位置または列B行1の位置から移動しない場合においては、人間の目は列A行1に配置された画素のサブフィールドSF1〜SF10または列B行1に配置された画素のサブフィールドSF1〜SF10をそれぞれ認識する。この場合、画素の発光パターンはそれぞれ「1101110111」および「0111011111」となり、人間の目により認識される階調の値はそれぞれ「955」および「1006」となる。このように、本来、列A行1に配置された画素の階調の値は、列B行1に配置された画素の階調の値よりも低く認識される。
図11に実線矢印で示すように、人間の視線I1が列A行1に配置された画素から列C行1に配置された画素に移動するときに、人間の目は列A行1に配置された画素のサブフィールドSF1〜SF3、列B行1に配置された画素のサブフィールドSF4〜SF8および列C行1に配置された画素のサブフィールドSF9,SF10を順に認識する。この場合、発光パターンは「1101011111」となり、人間の目により認識される階調の値は「1003」となる。
同様に、図11に点線の矢印で示すように、人間の視線I2が列B行1に配置された画素から列D行1に配置された画素に移動するときに、人間の目は列B行1に配置された画素のサブフィールドSF1〜SF3、列C行1に配置された画素のサブフィールドSF4〜SF8および列D行1に配置された画素のサブフィールドSF9,SF10を順に認識する。この場合、発光パターンは「0111110111」となり、人間の目により認識される階調の値は「956」となる。
このように、視線I1の移動により本来「955」と表示されるべき階調の値が「1003」と高く認識され、視線I2の移動により本来「1006」と表示されるべき階調の値が「956」と低く認識される。このようにして、視線の移動により行1において隣接する画素の階調の値の関係が逆転する。このような画素の階調の値の変化が擬似輪郭ノイズとして認識される。
擬似輪郭ノイズの軽減方法としては、擬似輪郭ノイズが発生しにくい階調レベルとして発光サブフィールドが連続して存在する階調レベルを選択し、選択された階調レベルのみを表示に使用する方法がある。この場合、選択された階調レベル以外の階調レベルについては、この階調レベルを上下にはさむ擬似輪郭ノイズが発生しにくい2つの階調レベルを選択し、その2つの階調レベルをフィールドごとに交互に表示することにより表現している(例えば、特許文献1参照)。
また、擬似輪郭ノイズの他の軽減方法として、サブフィールド数を減少させて擬似輪郭ノイズの発生を軽減する方法がある。この場合、サブフィールド数を減少させることによって表現できない階調レベルを表現するために、上下左右に互いに隣接する4画素を1組とし、この1組の各画素に対応した画素データの各々に、互いに異なる係数値からなる4つのディザ係数をそれぞれ割り当てて加算することにより、上記の表現できない階調レベルを面積階調として表現している。さらに、フィールドごとに加算するディザ係数を変更することにより、ディザパターンによるノイズを軽減している(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−276100号公報 特開平10−98663号公報
しかしながら、上記の擬似輪郭ノイズの軽減方法においては、表現できる階調レベルの数を減少させることによる画質劣化が発生する。
本発明の目的は、画質を劣化させることなく擬似輪郭ノイズを軽減することができる表示装置および表示方法を提供することである。
本発明の他の目的は、擬似輪郭ノイズの発生度合いに基づいて擬似輪郭ノイズを効率的に軽減することができる表示装置および表示方法を提供することである。
本発明に係る表示装置は、階調レベルを有する映像信号に基づいてサブフィールド法により階調表示を行う表示装置であって、上下左右に隣接する第1〜第4の画素を各々含む複数の領域から構成される表示パネルと、第1〜第4の画素に対応する複数の第1〜第4の発光パターンをそれぞれ含む第1〜第4のテーブルを記憶するとともに、映像信号の階調レベルに基づいて第1〜第4のテーブルから各領域の第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第1〜第4の発光パターンを選択し、選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行う階調表示部とを備え、複数のサブフィールドのうち所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第1〜第4の発光パターン間で互いに異なり、各領域において、第1および第2の画素は一方の対角位置に配置され、第3および第4の画素は他方の対角位置に配置され、各階調レベルにおいて、第1および第2の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は第1〜第4の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも低く、第3および第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は平均値よりも高いものである。
本発明に係る表示装置において、表示パネルは、上下左右に隣接する第1〜第4の画素を各々含む複数の領域から構成される。各領域において、第1および第2の画素は一方の対角位置に配置され、第3および第4の画素は他方の対角位置に配置される。
また、第1〜第4の画素に対応する複数の第1〜第4の発光パターンをそれぞれ含む第1〜第4のテーブルが記憶される。映像信号の階調レベルに基づいて第1〜第4のテーブルから各領域の前記第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第1〜第4の発光パターンが選択され、それぞれ選択された複数の第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素が発光または非発光される。これにより、階調表示が行われる。
この場合、複数のサブフィールドのうち所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第1〜第4の発光パターン間で互いに異なることにより、第1〜第4の発光パターンに基づいて表現される第1〜第4の画素の階調の値が異なる。各領域の階調は、第1〜第4の画素の階調の値の平均値により表現される。
特に、所定のサブフィールドとして擬似輪郭ノイズが生じにくいサブフィールドを用いることにより、擬似輪郭ノイズを抑制することができる。
視線がどの方向に移動した場合でも、第1〜第4の画素の階調の値の変化が互いに打ち消される。その結果、認識される画素の値の変化が擬似輪郭ノイズとして認識されない。
これらの結果、画質を劣化させることなく擬似輪郭ノイズを軽減することができる。
複数のサブフィールドは異なる重み量を有し、所定のサブフィールドは、最大の重み量を有するサブフィールドから最小の重み量を有するサブフィールドまで重み量が減少する順において画素が発光するサブフィールドのうち最大の重み量を有するサブフィールドを先頭として所定数のサブフィールドを含んでもよい。
この場合、所定のサブフィールドとして、表現される階調の値に最も影響を与えるサブフィールドが用いられるので、擬似輪郭ノイズの軽減の効果が増大する。また、所定のサブフィールドが擬似輪郭ノイズが発生しやすい重み量の大きなサブフィールドに限定して設定されるので、設計工数が削減される。
第1〜第4の発光パターンのうち2以上の発光パターンにおいて、隣接する階調レベル間で所定のサブフィールドにおける組み合わせパターンがそれぞれ同一であってもよい。
この場合、隣接する階調レベル間で所定のサブフィールドにおける組み合わせパターンがそれぞれ同一であることにより擬似輪郭ノイズおよびディザパターンによるノイズを軽減することが可能となる。
表示装置は、表示パネルに表示される画像における擬似輪郭ノイズの程度を検出する検出部をさらに備え、階調表示部は、第1〜第4の画素に対応する複数の第5〜第8の発光パターンをそれぞれ含む第5〜第8のテーブルをさらに記憶するとともに、検出部による検出結果に基づいて第1〜第4のテーブルの組および第5〜第8のテーブルの組のうち一方の組を選択し、第5〜第8のテーブルの組が選択された場合に映像信号の階調レベルに基づいて選択された第5〜第8のテーブルから各領域の第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第5〜第8の発光パターンを選択し、選択された第5〜第8の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行い、所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第5〜第8の発光パターンのうち一部が互いに同一であり、各階調レベルにおいて、第5および第6の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は第5〜第8の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも高く、第7および第8の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は平均値よりも低くてもよい。
この場合、表示パネルに表示される画像における擬似輪郭ノイズの程度が検出される。
また、第1〜第4の画素に対応する複数の第5〜第8の発光パターンをそれぞれ含む第5〜第8のテーブルがさらに記憶される。検出結果に基づいて第1〜第4のテーブルの組および第5〜第8のテーブルの組のうち一方の組が選択される。第5〜第8のテーブルの組が選択された場合に映像信号の階調レベルに基づいて選択された第5〜第8のテーブルから各領域の第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第5〜第8の発光パターンが選択される。選択された第5〜第8の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素が発光または非発光される。それにより、階調表示が行われる。
各領域の階調は、第1〜第4の画素の階調の値の平均値により表現される。第1〜第4の発光パターンを用いた場合と同様に、各階調レベルにおいて、第5および第6の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は第5〜第8の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも低く、第7および第8の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は平均値よりも高い。それにより、擬似輪郭ノイズが打ち消される。
特に、所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第5〜第8の発光パターンのうち一部で互いに同一である。それにより、擬似輪郭ノイズの軽減の効果は、第1〜第4の発光パターンを用いた場合に比べて小さいが、ディザパターンによるノイズを軽減することが可能となる。
擬似輪郭ノイズの程度に応じて第1〜第4の発光パターンまたは第8の発光パターンを選択的に用いることにより、ディザパターンによるノイズを最小限に抑制しかつ擬似輪郭ノイズを軽減することができる。
階調表示部は、各階調レベルと前記第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値との差を第1〜第4のディザ値として記憶するとともに、映像信号の階調レベルに対応する第1〜第4のディザ値を出力するディザ値発生器と、映像信号の階調レベルにディザ値発生器により発生された第1〜第4のディザ値をそれぞれ加算する係数加算器と、第1〜第4のテーブルを記憶するとともに、係数加算器の加算結果に基づいて第1〜第4のテーブルから第1〜第4の発光パターンを選択し、選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させる駆動部とを含んでもよい。
この場合、各階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値との差が第1〜第4のディザ値として記憶されるとともに、映像信号の階調レベルに対応する第1〜第4のディザ値が出力される。映像信号の階調レベルに第1〜第4のディザ値がそれぞれ加算される。第1〜第4のテーブルが記憶されるとともに、加算結果に基づいて第1〜第4のテーブルから第1〜第4の発光パターンが選択される。選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素が発光または非発光される。
このように、第1〜第4のディザ値を用いて階調表示が行われるとともに、擬似輪郭ノイズが軽減される。
表示装置は、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値とが異なる場合に、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値との誤差を空間的および/または時間的に映像信号に拡散する拡散装置をさらに備えてもよい。
この場合、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値とが異なる場合に、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値との誤差が空間的および/または時間的に映像信号に拡散される。それにより、映像信号の階調レベルに対応する階調の値を表現することが可能となる。
本発明に係る表示方法は、階調レベルを有する映像信号に基づいてサブフィールド法により表示パネルにおいて階調表示を行う表示方法であって、表示パネルは、上下左右に隣接する第1〜第4の画素を各々含む複数の領域から構成され、各領域において、第1および第2の画素は一方の対角位置に配置され、第3および第4の画素は他方の対角位置に配置され、第1〜第4の画素に対応する複数の第1〜第4の発光パターンをそれぞれ含む第1〜第4のテーブルを記憶するステップと、映像信号の階調レベルに基づいて第1〜第4のテーブルから各領域の第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第1〜第4の発光パターンを選択ステップと、選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行うステップとを備え、複数のサブフィールドのうち所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第1〜第4の発光パターン間で互いに異なり、各階調レベルにおいて、第1および第2の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は第1〜第4の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも低く、第3および第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は平均値よりも高いものである。
本発明に係る表示方法においては、表示パネルは、上下左右に隣接する第1〜第4の画素を各々含む複数の領域から構成される。各領域において、第1および第2の画素は一方の対角位置に配置され、第3および第4の画素は他方の対角位置に配置される。
また、第1〜第4の画素に対応する複数の第1〜第4の発光パターンをそれぞれ含む第1〜第4のテーブルが記憶される。映像信号の階調レベルに基づいて第1〜第4のテーブルから各領域の前記第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第1〜第4の発光パターンが選択され、それぞれ選択された複数の第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素が発光または非発光される。これにより、階調表示が行われる。
この場合、複数のサブフィールドのうち所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第1〜第4の発光パターン間で互いに異なることにより、第1〜第4の発光パターンに基づいて表現される第1〜第4の画素の階調の値が異なる。各領域の階調は、第1〜第4の画素の階調の値の平均値により表現される。
特に、所定のサブフィールドとして擬似輪郭ノイズが生じにくいサブフィールドを用いることにより、擬似輪郭ノイズを抑制することができる。
視線がどの方向に移動した場合でも、第1〜第4の画素の階調の値の変化が互いに打ち消される。その結果、認識される画素の値の変化が擬似輪郭ノイズとして認識されない。
これらの結果、画質を劣化させることなく擬似輪郭ノイズを軽減することができる。
複数のサブフィールドは異なる重み量を有し、所定のサブフィールドは、最大の重み量を有するサブフィールドから最小の重み量を有するサブフィールドまで重み量が減少する順において画素が発光するサブフィールドのうち最大の重み量を有するサブフィールドを先頭として所定数のサブフィールドを含んでもよい。
この場合、所定のサブフィールドとして、表現される階調の値に最も影響を与えるサブフィールドが用いられるので、擬似輪郭ノイズの軽減の効果が増大する。また、所定のサブフィールドが擬似輪郭ノイズが発生しやすい重み量の大きなサブフィールドに限定して設定されるので、設計工数が削減される。
第1〜第4の発光パターンのうち2以上の発光パターンにおいて、隣接する階調レベル間で所定のサブフィールドにおける組み合わせパターンがそれぞれ同一であってもよい。
この場合、隣接する階調レベル間で所定のサブフィールドにおける組み合わせパターンがそれぞれ同一であることにより擬似輪郭ノイズおよびディザパターンによるノイズを軽減することが可能となる。
表示方法は、表示パネルに表示される画像における擬似輪郭ノイズの程度を検出するステップと、第1〜第4の画素に対応する複数の第5〜第8の発光パターンをそれぞれ含む第5〜第8のテーブルをさらに記憶するステップと、擬似輪郭ノイズの程度の検出結果に基づいて第1〜第4のテーブルの組および第5〜第8のテーブルの組のうち一方の組を選択するステップと、第5〜第8のテーブルの組が選択された場合に映像信号の階調レベルに基づいて選択された第5〜第8のテーブルから各領域の第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第5〜第8の発光パターンを選択するステップと、選択された第5〜第8の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行うステップとをさらに備え、所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第5〜第8の発光パターンのうち一部が互いに同一であり、各階調レベルにおいて、第5および第6の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は第5〜第8の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも低く、第7および第8の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は平均値よりも高くてもよい。
この場合、表示パネルに表示される画像における擬似輪郭ノイズの程度が検出される。
また、第1〜第4の画素に対応する複数の第5〜第8の発光パターンをそれぞれ含む第5〜第8のテーブルがさらに記憶される。検出結果に基づいて第1〜第4のテーブルの組および第5〜第8のテーブルの組のうち一方の組が選択される。第5〜第8のテーブルの組が選択された場合に映像信号の階調レベルに基づいて選択された第5〜第8のテーブルから各領域の第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第5〜第8の発光パターンが選択される。選択された第5〜第8の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素が発光または非発光される。それにより、階調表示が行われる。
各領域の階調は、第1〜第4の画素の階調の値の平均値により表現される。第1〜第4の発光パターンを用いた場合と同様に、各階調レベルにおいて、第5および第6の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は第5〜第8の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも低く、第7および第8の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は平均値よりも高い。それにより、擬似輪郭ノイズが打ち消される。
特に、所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第5〜第8の発光パターンのうち一部で互いに同一である。それにより、擬似輪郭ノイズの軽減の効果は、第1〜第4の発光パターンを用いた場合に比べて小さいが、ディザパターンによるノイズを軽減することが可能となる。
擬似輪郭ノイズの程度に応じて第1〜第4の発光パターンまたは第8の発光パターンを選択的に用いることにより、ディザパターンによるノイズを最小限に抑制しかつ擬似輪郭ノイズを軽減することができる。
階調表示を行うステップは、各階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値との差を第1〜第4のディザ値として記憶するステップと、映像信号の階調レベルに対応する第1〜第4のディザ値を出力するステップと、映像信号の階調レベルに発生された第1〜第4のディザ値をそれぞれ加算するステップと、第1〜第4のテーブルを記憶するステップと、加算結果に基づいて第1〜第4のテーブルから第1〜第4の発光パターンを選択するステップと、選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させるステップとを含んでもよい。
この場合、各階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値との差が第1〜第4のディザ値として記憶されるとともに、映像信号の階調レベルに対応する第1〜第4のディザ値が出力される。映像信号の階調レベルに第1〜第4のディザ値がそれぞれ加算される。第1〜第4のテーブルが記憶されるとともに、加算結果に基づいて第1〜第4のテーブルから第1〜第4の発光パターンが選択される。選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに表示パネルの各領域の第1〜第4の画素が発光または非発光される。
このように、第1〜第4のディザ値を用いて階調表示が行われるとともに、擬似輪郭ノイズが軽減される。
表示方法は、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値とが異なる場合に、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値との誤差を空間的および/または時間的に映像信号に拡散するステップをさらに備えてもよい。
この場合、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値とが異なる場合に、映像信号の階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値との誤差が空間的および/または時間的に映像信号に拡散される。それにより、映像信号の階調レベルに対応する階調の値を表現することが可能となる。
本発明によれば、所定のサブフィールドとして擬似輪郭ノイズが生じにくいサブフィールドを用いることにより、擬似輪郭ノイズを抑制することができる。視線がどの方向に移動した場合でも、第1〜第4の画素の階調の値の変化が互いに打ち消される。その結果、認識される画素の値の変化が擬似輪郭ノイズとして認識されない。これらの結果、画質を劣化させることなく擬似輪郭ノイズを軽減することができる。
以下の実施の形態では、本発明を表示装置の一例としてPDP(プラズマディスプレイパネル)を有するプラズマディスプレイ装置に適用した場合を説明する。PDPは、上下左右に隣接する4つの画素をそれぞれ含む複数の領域から構成される。
なお、以下においては、説明の簡単化のために一つの色を用いたモノクロ表示について説明するが、R(赤)、G(緑)およびB(青)の3色を用いたカラー表示においても本発明は同様に適用することができる。
また、本実施の形態のプラズマディスプレイ装置においては、入力される映像信号の階調レベルを、PDPの各領域における上下左右に隣接する4つの画素によって表示される階調の値の平均値により表現する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
図1のプラズマディスプレイ装置は、A/Dコンバータ(アナログ・デジタル変換器)100、走査数変換部200、誤差拡散装置300、係数加算器310、ディザ値発生器320、サブフィールド変換部400、放電制御タイミング発生回路500、PDP(プラズマディスプレイパネル)600、データドライバ700、スキャンドライバ800およびサステインドライバ900を含む。
A/Dコンバータ100には映像信号VSが入力される。また、放電制御タイミング発生回路500、A/Dコンバータ100、走査数変換部200、誤差拡散装置300、係数加算器310、ディザ値発生器320およびサブフィールド変換部400には水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vが与えられる。
A/Dコンバータ100は、映像信号VSをデジタルの画像データVDに変換し、その画像データVDを走査数変換部200に与える。
走査数変換部200は、画像データVDをPDP600の画素数に応じたライン数の画像データに変換し、各ラインの画像データを誤差拡散装置300に与える。各ラインの画像データは、各ラインの複数の画素にそれぞれ対応する複数の画像データからなる。
誤差拡散装置300は、後述するディザ値発生器320から出力された後述の誤差を空間的および時間的に拡散する。詳細については後述する。誤差拡散装置300により得られた画像データVVは、係数加算器310およびディザ値発生器320に与えられる。画像データVVの値は対応する画素の階調レベルを示す。
ディザ値発生器320は、画像データVVにより表される複数の階調レベルと複数のディザ値との関係を示すディザテーブルを記憶するとともに、ディザテーブルから画像データVVの階調レベルに対応するディザ値を読み出して係数加算器310に与える。ここで、ディザ値は、各階調レベルと各画素により表示される階調の値との差に相当する。
係数加算器310は、誤差拡散装置300により与えられた画像データVVに、ディザ値発生器320により与えられたディザ値を加算し、加算結果を画像データVV1としてサブフィールド変換部400に与える。
画像データVV1は、各領域の4つの画素によりそれぞれ表示される階調の値を示す。
サブフィールド変換部400は、各領域の4つの画素によりそれぞれ表示される階調の値と複数のサブフィールドの発光パターンとの関係を示す発光パターンテーブルを記憶するとともに、この発光パターンテーブルに基づいて画像データVV1を複数のサブフィールドに対応するシリアルデータSDに変換し、シリアルデータSDをデータドライバ700に与える。
放電制御タイミング発生回路500は、水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vを基準として放電制御タイミング信号SC,SUを発生する。放電制御タイミング発生回路500は、放電制御タイミング信号SCをスキャンドライバ800に与え、放電制御タイミング信号SUをサステインドライバ900に与える。
PDP600は、複数のデータ電極50、複数のスキャン電極60および複数のサステイン電極70を含む。複数のデータ電極50は、画面の垂直方向に配列され、複数のスキャン電極60および複数のサステイン電極70は画面の水平方向に配列されている。複数のサステイン電極70は共通に接続されている。
データ電極50、スキャン電極60およびサステイン電極70の各交点に放電セルが形成され、各放電セルが画面上の画素を構成する。
データドライバ700は、サブフィールド変換部400から与えられるシリアルデータSDをパラレルデータに変換し、そのパラレルデータに基づいて書き込みパルスを複数のデータ電極50に選択的に与える。
スキャンドライバ800は、放電制御タイミング発生回路500から与えられる放電制御タイミング信号SCに基づいて各スキャン電極60を駆動する。サステインドライバ900は、放電制御タイミング発生回路500から与えられる放電制御タイミング信号SUに基づいてサステイン電極70を駆動する。
図1に示すプラズマディスプレイ装置では、階調表示駆動方式として、ADS(Address Display-Period Separation:アドレス・表示期間分離)方式が用いられている。
図2は図1に示すプラズマディスプレイ装置に適用されるADS方式を説明するための図である。なお、図2では、駆動パルスの立ち下がり時に放電を行う負極性のパルスの例を示しているが、立ち上がり時に放電を行う正極性のパルスの場合でも基本的な動作は以下と同様である。なお、図2では、図示を簡略化するために、1フィールドが5つのサブフィールドSF1〜SF5を含む。
ADS方式では、1フィールドを複数のサブフィールドに時間的に分割する。図2の例では、1フィールドを5つのサブフィールドSF1〜SF5に分割する。また、各サブフィールドSF1〜SF5は、初期化期間R1〜R5、書き込み期間AD1〜AD5、維持期間SUS1〜SUS5および消去期間RS1〜RS5に分離される。初期化期間R1〜R5においては、各サブフィールドの初期化処理が行われ、書き込み期間AD1〜AD5においては、点灯される放電セルを選択するためのアドレス放電が行われ、維持期間SUS1〜SUS5においては、表示のための維持放電が行われる。
初期化期間R1〜R5においては、サステイン電極70に単一の初期化パルスが加えられ、スキャン電極60にもそれぞれ単一の初期化パルスが加えられる。これにより予備放電が行われる。
書き込み期間AD1〜AD5においては、スキャン電極60が順次走査され、データ電極50から書き込みパルスを受けた放電セルだけに所定の書き込み処理が行われる。これによりアドレス放電が行われる。
維持期間SUS1〜SUS5においては、各サブフィールドSF1〜SF5に重み付けされた値に応じた維持パルスがサステイン電極70およびスキャン電極60へ出力される。例えば、サブフィールドSF1では、サステイン電極70に維持パルスが1回印加され、スキャン電極60に維持パルスが1回印加され、書き込み期間AD1において選択された放電セル14が2回維持放電を行う。また、サブフィールドSF2では、サステイン電極70に維持パルスが2回印加され、スキャン電極60に維持パルスが2回印加され、書き込み期間AD2において選択された放電セル14が4回維持放電を行う。
上記のように、各サブフィールドSF1〜SF5では、サステイン電極70およびスキャン電極60に1回、2回、4回、8回、16回ずつ維持パルスが印加され、パルス数に応じた明るさ(輝度)で放電セルが発光する。すなわち、維持期間SUS1〜SUS5は、書き込み期間AD1〜AD5で選択された放電セルが明るさの重み量に応じた回数で放電する期間である。
図3はディザ値発生器320のディザテーブルに基づいた各領域の4画素の複数のサブフィールドの発光パターンの一例を示す模式図である。以下の例では、1フィールドが10個のサブフィールドに分割される。
図3において、白丸は発光サブフィールド、黒丸は非発光サブフィールドを示し、複数のサブフィールドを重み量の小さい順にSF1〜SF10とする。また、図3に示す列A,B,C,・・・は水平方向の画素の列番号を示し、行1,2,3,・・・は垂直方向の画素の行番号を示す。PDP600の領域をR1,R2,R3,R4,・・・とする。
サブフィールドSF1〜SF10は、一画素の階調の値を表現するために使用される。例えば、サブフィールドSF1〜SF10の重み量は、それぞれ「1」、「2」、「4」、「8」、「16」、「32」、「64」、「128」、「256」および「512」に設定される。
ここで、領域R1内の列A行1、列B行1、列A行2および列B行2に配置された4画素による階調表示について説明する。領域R1の4画素により表示すべき階調レベルをそれぞれ「959」とする。
なお、列B行2(右下)の画素を第1の画素P1とし、列A行1(左上)の画素を第2の画素P2とし、列A行2(左下)の画素を第3の画素P3とし、列B行1(右上)の画素を第4の画素P4とする。
第1の画素P1の発光パターンは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF10まで順に「1110111011(1は発光を示し、0は非発光を示す)」であり、1フィールドで「887」という階調の値を表現する。
第2の画素P2の発光パターンは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF10まで順に「1101110111」であり、1フィールドで「955」という階調の値を表現する。
第3の画素P3の発光パターンは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF10まで順に「1011101111」であり、1フィールドで「989」という階調の値を表現する。
第4の画素P4の発光パターンは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF10まで順に「0111011111」であり、1フィールドで「1006」という階調の値を表現する。
上記の第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値は、(955+1006+989+887)/4より算出される「959.25」となる。
本実施の形態においては、例えば、上記の第1〜第4の画素P1〜P4のサブフィールドSF5〜SF8の発光パターンがそれぞれ異なるように「1101」、「0111」、「1011」および「1110」に設定されている。
なお、本実施の形態においては、第1〜第4の画素P1〜P4のサブフィールドSF5〜SF8の発光パターンがそれぞれ異なるように設定しているが、これに限定されず、第1〜第4の画素P1〜P4の任意のn〜m番目のサブフィールドの発光パターンがそれぞれ異なるように設定してもよい。ここで、mおよびnは全サブフィールド数より小さい正の整数であり、m>nである。
ここで、第1〜第4の画素P1〜P4によりそれぞれ表示すべき階調レベルである「959」と、サブフィールドSF1〜SF10の発光パターンによって実際に表現される上記の第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の平均値である「959.25」との差は「−0.25」である。
ディザ値発生器320は、上記の「−0.25」の差を第1〜第4の画素P1〜P4の各々の誤差として誤差拡散装置300へ出力する。誤差拡散装置300は、この誤差を空間的および時間的に拡散する。誤差拡散装置300の構成および誤差の拡散方法については後述する。
このように、本実施の形態においては、上記の第1〜第4の画素P1〜P4におけるn〜m番目のサブフィールドの発光パターンがそれぞれ異なる(条件1)。
また、本実施の形態においては、PDP600の各領域における上下左右に隣接する第1〜第4の画素P1〜P4のうち、一方の対角位置に配置された第1の画素P1および第2の画素P2によりそれぞれ表示される階調の値は、上記の第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも低く、他方の対角位置に配置された第3の画素P3および第4の画素P4によりそれぞれ表示される階調の値は、上記の第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも高い(条件2)。
なお、本実施の形態においては、第1の画素P1、第2の画素P2、第3の画素P3および第4の画素P4におけるサブフィールドSF5〜SF8の発光パターンが異なるように設定されているが(図4a〜図4dに太線で示される)、これに限定されるものではなく、上記の第1〜第4の画素P1〜P4における任意のn〜m番目のサブフィールドの発光パターンが異なるように設定されてもよい。
複数のサブフィールドのうち任意のn〜m番目のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが第1〜第4の画素P1〜P4の発光パターン間で互いに異なることにより、第1〜第4の画素P1〜P4の発光パターンに基づいて表現される階調の値が異なる。
また、任意のn〜m番目のサブフィールドとして擬似輪郭ノイズが生じにくいサブフィールドを用いることにより、擬似輪郭ノイズを抑制することができる。
図4a〜図4eはディザ値発生器320が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルを示す説明図である。
図4aから図4dにおける階調レベルと第1〜第4のディザ値との関係および図4eにおける階調レベルと誤差との関係は、ディザ値発生器320が有するディザテーブルに含まれる。ディザ値発生器320は、水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vに基づいて画像データVVが第1〜第4の画素P1〜P4のいずれに対応するかを判別し、この画素に対応するディザ値を選択する。
また、図4a〜図4dの第1〜第4の階調の値と第1〜第4の発光パターンとの関係は、サブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルに含まれる。なお、図4aに示す階調レベルは第1の画素P1の階調レベルを示し、図4bに示す階調レベルは第2の画素P2の階調レベルを示し、図4cに示す階調レベルは第3の画素P3の階調レベルを示し、図4dに示す階調レベルは第4の画素P4の階調レベルを示す。
ここで、例えば、第1の画素P1に対応する画像データVVの階調レベルが「959」の場合における第1の画素P1による階調表示について説明する。
図4aに示すように、階調レベル「959」の画像データVVがディザ値発生器320に入力されると、ディザ値発生器320は、ディザテーブルに基づいて第1のディザ値「−72」を係数加算器310へ出力する。
係数加算器310は、第1のディザ値「−72」と画像データVVの階調レベル「959」とを加算し、加算結果である第1の階調の値「887」を有する画像データVV1をサブフィールド変換部400に出力する。
サブフィールド変換部400は、画像データVV1が有する第1の階調の値「887」に対応する第1の発光パターン「1110111011」を図4aの発光パターンテーブルから読み出し、シリアルデータSDに変換する。このシリアルデータSDに基づいてデータドライバ700によりPDP600の第1の画素P1に対応するデータ電極50が駆動される。
なお、第2の画素P2、第3の画素P3および第4の画素P4についても上記と同様な階調表示が行われる。
また、ディザ値発生器320は、入力された画像データVVが有する階調レベル「959」に対応する誤差「−0.25」を図4eのディザテーブルから読み出し、誤差拡散装置300へ出力する。すなわち、ディザ値発生器320は、階調レベル「959」と、第1〜第4の画素P1〜P4の第1〜第4の階調の値の平均値「959.25」との差である「−0.25」を誤差として誤差拡散装置300へ出力する。
次に、PDP600の各領域の第1〜第4の画素P1〜P4の上記の条件1および条件2を満たす発光パターンに基づいて第1〜第4の画素P1〜P4を発光または非発光させることによって、擬似輪郭ノイズが軽減される仕組みについて説明する。なお、擬似輪郭ノイズは、隣接する画素の階調レベルが同一または近似している場合に発生する。
図5(a)は人間の視線が移動しない場合に認識される各画素の明暗を示す説明図であり、図5(b)は矢印の方向(左から右)に人間の視線が移動した場合に認識される各画素の明暗を示す説明図である。
図5(a)および図5(b)において、「明」と示す画素は、各領域における第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも高い階調の値を表示する画素であり、「暗」と示す画素は、各領域における第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも低い階調の値を表示する画素である。
図5(a)に示すように、PDP600の各領域R1,R2,R3,R4の第1の画素P1および第2の画素P2の階調の値は、第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の平均値よりも低く設定され、第3の画素P3および第4の画素P4の階調の値は、第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の平均値よりも高く設定される。
特に、本実施の形態では、PDP600の各領域R1,R2,R3,R4,・・・において、第1の画素P1、第2の画素P2、第3の画素P3および第4の画素P4の画素の値をそれぞれp1,p2,p3およびp4とし、第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の平均値をpaとすると、次の関係が成り立つように第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値が設定される。
p1<p2<pa<p3<p4 ・・・(1)
PDP600の全ての領域が上式(1)の関係を有する。
また、図5(b)に示すように、人間の視線が矢印の方向に移動した場合、PDP600の各領域R1,R2,R3,R4の第1の画素P1および第2の画素P2の階調の値は、第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の平均値よりも高く認識され、第3の画素P3および第4の画素P4の階調の値は、第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の平均値よりも低く認識される。
このように、視線の移動により隣接する画素の階調の値の関係は逆転するが、第2の画素P2の階調の値の変化と第3の画素P3の階調の値の変化とが互いに打ち消され、第1の画素P1の階調の値の変化と第4の画素P4の階調の値の変化とが互いに打ち消される。その結果、認識される画素の値の変化が擬似輪郭ノイズとして認識されない。
また、人間の視線が第2の画素P2から第1の画素P1へ向かう方向(左上から右下)に移動した場合、PDP600の各領域R1,R2,R3,R4,・・・の第1の画素P1の階調の値と第2の画素P2の階調の値との関係が逆転するように認識され、第3の画素P3の階調の値と第4の画素P4の階調の値との関係が逆転するように認識される。
このように、対角方向への視線の移動により、対角方向に隣接する画素の階調の値の関係は逆転するが、第2の画素P2および第1の画素P1の階調の値の変化と第3の画素P3および第4画素P4の階調の値の変化とが互いに打ち消される。その結果、認識される画素の値の変化が擬似輪郭ノイズとして認識されない。
なお、上記の矢印の方向に視線が移動する場合に限らず、上記の矢印の方向と逆の方向(右から左)、第2および第4の画素P2,P4から第3および第1の画素P3,P1へ向かう方向(下方向)およびその逆方向(上方向)、第1の画素P1から第2の画素P2へ向かう方向(右下から左上)ならびに第4の画素P4から第3の画素P3へ向かう方向(右上から左下)およびその逆方向(左下から右上)に視線が移動する場合においても、認識される画素の値の変化が擬似輪郭ノイズとして認識されない。
これらの結果、画質を劣化させることなく擬似輪郭ノイズを軽減することができる。
また、人間の目は、第1〜第4の画素P1〜P4により構成される領域で階調の値を認識するので、擬似輪郭ノイズがある部分に集中している場合に見える特有の縞模様等による画質の劣化が防止される。
上記の例では、各領域内の第1〜第4の画素P1〜P4に対応する画像データVVの階調レベルが同じ場合を示しているが、第1〜第4の画素P1〜P4に対応する画像データVVの階調レベルは同じであるとは限らない。各領域内の第1〜第4の画素P1〜P4に対応する画像データVVの階調レベルが異なる場合においても、それらが近い階調レベルを有する場合(階調レベルの差が1または2等の場合)には、上式(1)の関係が成り立つように発光パターンテーブルが設定される。なお、各領域内の第1〜第4の画素P1〜P4に対応する画像データVVの階調レベルが大きく異なる場合には、上式(1)の関係は成り立たない。しかし、各領域内の第1〜第4の画素P1〜P4の画素により表示されるべき階調レベルが大きく異なる場合には、擬似輪郭ノイズが発生しないので問題はない。
なお、本実施の形態では、各領域内の第1の画素P1および第2の画素P2を、第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも低い階調の値を表示する画素とし、各領域内の第3の画素P3および第4の画素P4を、第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも高い階調の値を表示する画素としているが、これに限定されず、各領域内の第1の画素P1および第2の画素P2を、第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも高い階調の値を表示する画素とし、各領域内の第3の画素P3および第4の画素P4を、第1〜第4の画素P1〜P4により表示される階調の値の平均値よりも低い階調の値を表示する画素としてもよい。
次に、ディザ値発生器320から出力された誤差e1を空間的および時間的に拡散する誤差拡散装置300について説明する。
図6は図1に示す誤差拡散装置300の構成を示すブロック図である。
図6に示すように、誤差拡散装置300は、加算器11,12、乗算器13〜16、フィールド間遅延器5およびフィールド内遅延器6を備える。フィールド内遅延器6は、遅延器61〜64を含む。
ディザ値発生器320から出力された誤差e1は、フィールド間遅延器5に入力される。フィールド間遅延器5は、誤差e1を1フィールドの期間(1V)遅延させて加算器12へ出力する。
また、誤差e1は、フィールド内遅延器6内の遅延器61〜64にそれぞれ入力される。
遅延器61は、誤差e1を1画素の期間(1T)だけ遅延させて乗算器13へ出力する。遅延器62は、誤差e1を1ラインよりも1画素長い期間(1H+1T)だけ遅延させて乗算器14へ出力する。また、遅延器63は、誤差e1を1ラインの期間(1H)だけ遅延させて乗算器15へ出力する。遅延器64は、誤差e1を1ラインよりも1画素短い期間(1H−1T)だけ遅延させて乗算器16へ出力する。
乗算器13は、遅延器61から出力された誤差e1に所定の係数K1を乗算して加算器12へ出力する。乗算器14は、遅延器62から出力された誤差e1に所定の係数K2を乗算して加算器12へ出力する。乗算器15は、遅延器63から出力された誤差e1に所定の係数K3を乗算して加算器12へ出力する。乗算器16は、遅延器64から出力された誤差e1に所定の係数K4を乗算して加算器12へ出力する。
ここで、各係数K1,K2,K3,K4は、K1+K2+K3+K4=1の関係を満たす適当な値に設定される。例えば、係数K1〜K4としては、それぞれ7/16、1/16、5/16および3/16が用いられる。
加算器12は、フィールド間遅延器5の出力および乗算器13〜16の出力を加算し、その加算結果を最終誤差成分e2として加算器11へ出力する。
そして、加算器11が画像データVDと加算器12から出力される最終誤差成分e2とを加算することにより最終誤差成分e2が空間的および時間的に拡散される。
なお、本実施の形態においては、ディザ値発生器320から出力された誤差e1を時間的および空間的に映像信号に拡散しているが、これに限定されるものではなく、誤差e1を時間的にのみまたは空間的にのみ画像データVDに拡散してもよい。
図7(a)は誤差e1の空間的な拡散を示す図であり、図7(b)は誤差e1の時間的な拡散を示す図である。
図7(a)に示すように、注目画素Px0の誤差e1が同ラインの右側に隣接する画素Px1、下のラインにおいて右斜め下方の画素Px2、注目画素Px0の下方に隣接する画素Px3および左斜め下方の画素Px4に空間的に拡散される。
画素Px1へは、誤差e1に係数K1を乗算した値が拡散され、画素Px2へは、誤差e1に係数K2を乗算した値が拡散され、画素Px3へは、誤差e1に係数K3を乗算した値が拡散され、画素Px4へは、誤差e1に係数K4を乗算した値が拡散される。
このような誤差拡散処理により、画像データVDの階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値の平均値とが異なる場合に、画像データVDの階調レベルに対応する階調の値を表現することが可能となる。
図7(b)に示すように、注目画素Px0の誤差e1が次フィールドにおいて、注目画素Px0と同一座標の画素Px6に時間的に拡散される。
なお、第1〜第4の画素P1〜P4に対応する画像データVDの階調レベルは等しいとは限らないが、例えば第1の画素P1に対応する誤差を決定する場合には、第1〜第4の画素P1〜P4に対応する画像データVDの階調レベルが等しいものと仮定し、その階調レベルと第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値の平均値との差である誤差をディザテーブルから読み出す。
次に、ディザ値発生器320が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルの他の例について説明する。
図8a〜図8eはディザ値発生器320が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルの他の例を示す説明図である。
図8aから図8dにおける階調レベルと第1〜第4のディザ値との関係および図8eにおける階調レベルと誤差との関係は、ディザ値発生器320が有するディザテーブルに含まれる。また、図8a〜図8dの第1〜第4の階調の値と第1〜第4の発光パターンとの関係は、サブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルに含まれる。なお、図8aに示す階調レベルは第1の画素P1の階調レベルを示し、図8bに示す階調レベルは第2の画素P2の階調レベルを示し、図8cに示す階調レベルは第3の画素P3の階調レベルを示し、図8dに示す階調レベルは第4の画素P4の階調レベルを示す。
図8a〜図8dにおいて、最大の重み量を有するサブフィールドSF10から最小の重み量を有するサブフィールドSF1まで重み量が減少する順において、画素が発光するサブフィールドのうち最大の重み量を有するサブフィールドを先頭として所定数のサブフィールドまでの発光および非発光の組み合わせパターンが、第1〜第4の画素P1〜P4において全て異なる(条件3)。
以下、画素が発光するサブフィールドを発光サブフィールドと呼び、画素が発光しないサブフィールドを非発光サブフィールドと呼ぶ。
本実施の形態においては、第1〜第4の発光パターンにおける発光サブフィールドのうち最大の重み量を有するサブフィールドを先頭として所定数のサブフィールドは4つのサブフィールドを含む。
この場合、第1〜第4の発光パターンにおける4つのサブフィールドの発光および非発光の組み合わせパターンは、「1110」、「1101」、「1011」、「0111」および「1111」の5パターンから選択される。
例えば、画像データVVの階調レベルが「13」の場合においては、図8a〜図8dに太線で示すように、サブフィールドSF4〜SF1が条件3を満たす。条件3を満たす第1の画素P1の発光および非発光の組み合わせパターンは図8aに示すように、「1011」となり、条件3を満たす第2の画素P2の発光および非発光の組み合わせパターンは図8bに示すように、「1101」となり、条件3を満たす第3の画素P3の発光および非発光の組み合わせパターンは図8cに示すように、「1110」となり、条件3を満たす第4の画素P4の発光および非発光の組み合わせパターンは図8dに示すように、「1111」となる。
このように、最大の重み量を有するサブフィールドSF10から最小の重み量を有するサブフィールドSF1まで重み量が減少する順において、画素が発光するサブフィールドのうち最大の重み量を有するサブフィールドを先頭として4つのサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが、第1〜第4の画素P1〜P4において全て異なる。大きな重み量を有するサブフィールドの発光および非発光の組み合わせパターンにより発生する擬似輪郭ノイズは、著しい画質の劣化を生み出す。そのため、表現される階調の値に最も影響を与えるサブフィールドの発光および非発光の組み合わせパターンが異なることにより、擬似輪郭ノイズの軽減の効果が増大する。
また、擬似輪郭ノイズが発生しやすい重み量の大きなサブフィールドに限定して発光パターンが設定されるので、設計工数が削減される。
なお、上記の条件1かつ条件2を満たす発光パターンの設定、または条件2かつ条件3を満たす発光パターンの設定に加え、図4a〜図4dおよび図8a〜図8dの第1〜第4の発光パターンのうち2以上の発光パターンにおいて、隣接する階調レベル間で所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンがそれぞれ同一であってもよい(条件4)。
以下に、一例として、条件2かつ条件3かつ条件4を満たす発光パターンの設定について図8a〜9dを用いて説明する。
図8a〜図8dの第1〜第4の発光パターンにおいて、例えば、画像データVVの階調レベル「23」を表現する場合、第1〜第4の発光パターンのサブフィールドSF5〜SF2は、それぞれ「0111」、「1011」、「1101」および「1110」となる。
また、上記の階調レベル「23」に隣接する階調レベル「24」を表現する場合、第1〜第4の発光パターンのサブフィールドSF5〜SF2は、それぞれ「0111」、「1011」、「1110」および「1111」となる。
この場合、階調レベル「23」および階調レベル「24」を表現する第1〜第4の発光パターンのサブフィールドSF5〜SF2のうち第1の発光パターンのサブフィールドSF5〜SF2と第2の発光パターンのサブフィールドSF5〜SF2とがそれぞれ同一である。
この場合、隣接する階調レベル間でディザ値が1または2ずつ変化する。したがって、階調レベルの差が小さい画素が隣接するような画素において画素間のディザ値の変化が滑らかになる。その結果、擬似輪郭ノイズおよびディザパターンによるノイズを軽減することが可能となる。
このように、第1〜第4の発光パターンのうち2以上の発光パターンにおいて、隣接する階調レベル間で所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンがそれぞれ同一であることにより、画質がより向上する。
本実施の形態においては、PDP600が表示パネルに相当し、係数加算器310、ディザ値発生器320およびサブフィールド変換部400が階調表示部に相当し、データドライバ700、スキャンドライバ800およびサステインドライバ900が駆動部に相当し、誤差拡散装置300が拡散装置に相当する。
なお、第1〜第4の発光パターンの各々において、発光サブフィールド間に非発光サブフィールドが挟まれた箇所が少なくなるように発光パターンを設定してもよい。それにより、擬似輪郭ノイズが生じにくい。例えば、最も大きな重み量を有する発光サブフィールドから最も小さな重み量を有するサブフィールドにおいて、発光サブフィールド間に挟まれた非発光サブフィールドの数を2以下に限定してもよい。
また、本実施の形態においては、各領域における4つの画素のうち、第1の画素P1の階調の値が最小であり、第2の画素P2の階調の値が第1の画素P1の階調の値の次に大きく、第3の画素P3の階調の値が第2の画素P2の階調の値の次に大きく、第4の画素P4の階調の値が最大であるが、次フィールドにおいて、第4の画素P4の階調の値が最小であり、第3の画素P3の階調の値が第4の画素P4の階調の値の次に大きく、第1の画素P1の階調の値が第3の画素P3の階調の値の次に大きく、第2の画素P2の階調の値が最大であるように階調表示を行ってもよい。
すなわち、第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値p1〜p4および平均値paが次式(1)および(2)の関係をフィールドごとに交互に繰り返すように発光パターンテーブルを設定してもよい。
p1<p2<pa<p3<p4・・・(1)
p1>p2>pa>p3>p4・・・(2)
このように、フィールドごとに第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の大小関係が巡回するように階調表示を行うことにより、フィールドごとに第1〜第4の画素P1〜P4の階調の値の大小関係が同じである場合に発生するノイズが軽減される。
さらに、本実施の形態においては、サブフィールド法により階調表示を行う表示装置の一例としてプラズマディスプレイ装置を用いているが、これに限定されるものではなく、デジタルミラーデバイス等の他の表示装置を用いてもよい。
(第2の実施の形態)
以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。図9は本発明の第2の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
図9に示すように、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置が、第1の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置と異なる点は、第2の係数加算器330、第2のディザ値発生器340、選択器350および擬似輪郭検出器360をさらに備える点である。
放電制御タイミング発生回路500、A/Dコンバータ100、走査数変換部200、誤差拡散装置300、第1の係数加算器310、第1のディザ値発生器320、第2の係数加算器330、第2のディザ値発生器340、選択器350、擬似輪郭検出器360およびサブフィールド変換部400には水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vが与えられる。
誤差拡散装置300は、第1のディザ値発生器320または第2のディザ値発生器340から出力された誤差e2,e3を空間的および時間的に拡散する。
誤差拡散装置300により得られた画像データVVは、第1の係数加算器310、第1のディザ値発生器320、第2の係数加算器330、第2のディザ値発生器340および選択器350に与えられる。画像データVVの値は対応する画素の階調レベルを示す。
第1のディザ値発生器320は、画像データVVにより表される複数の階調レベルと複数のディザ値との関係を示すディザテーブルを記憶するとともに、ディザテーブルから画像データVVの階調レベルに対応するディザ値を読み出して第1の係数加算器310に与える。ここで、ディザ値は、各階調レベルと各画素により表示される階調の値との差に相当する。
第1の係数加算器310は、誤差拡散装置300により与えられた画像データVVに、第1のディザ値発生器320により与えられたディザ値を加算し、加算結果を画像データVV1として選択器350に与える。画像データVV1は、各領域の4つの画素によりそれぞれ表示される階調の値を示す。
第2のディザ値発生器340は、画像データVVにより表される複数の階調レベルと複数のディザ値との関係を示すディザテーブルを記憶するとともに、ディザテーブルから画像データVVの階調レベルに対応するディザ値を読み出して第2の係数加算器330に与える。
第2の係数加算器330は、誤差拡散装置300により与えられた画像データVVに、第2のディザ値発生器340により与えられたディザ値を加算し、加算結果を画像データVV2として選択器350に与える。画像データVV2は、各領域の4つの画素によりそれぞれ表示される階調の値を示す。
擬似輪郭検出器360は、画像データVDに含まれる情報としてのサブフィールドの発光パターン、階調レベルの変化量、画像の動き早さ、画像の動く方向等から擬似輪郭ノイズの発生の度合いを検出し、この検出結果を選択器350に与える。本実施の形態では、擬似輪郭検出器360は、画像の動き量を検出する動き量検出回路により構成される。
なお、擬似輪郭検出器360は、動き量検出回路に限定されず、擬似輪郭ノイズの発生の度合いに関係する値を検出可能な他の回路を用いてもよい。
選択器350は、擬似輪郭検出器360から与えられた検出結果に基づいて、誤差拡散装置300から与えられた画像データVV、第1の係数加算器310から与えられた画像データVV1および第2の係数加算器330から与えられた画像データVV2のうちのいずれか一つを選択し、サブフィールド変換部400に与える。
サブフィールド変換部400は、各領域の4つの画素によりそれぞれ表示される階調の値と複数のサブフィールドの発光パターンとの関係を示す発光パターンテーブルを記憶するとともに、この発光パターンテーブルに基づいて画像データVV,VV1,VV2のうちいずれか一つを複数のサブフィールドに対応するシリアルデータSDに変換し、シリアルデータSDをデータドライバ700に与える。
第1のディザ値発生器320が有するディザテーブルおよびこのディザテーブルに対応するサブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルは、上述した図8a〜図8eに示すディザテーブルおよび発光パターンテーブルと同様である。
以下、第2のディザ値発生器340が有するディザテーブルおよびこのディザテーブルに対応するサブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルについて説明する。
図10a〜図10eは第2のディザ値発生器340が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルを示す説明図である。
図10aから図10dにおける階調レベルと第1〜第4のディザ値との関係および図10eにおける階調レベルと誤差との関係は、第2のディザ値発生器340が有するディザテーブルに含まれる。第1のディザ値発生器320および第2のディザ値発生器340は、水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vに基づいて画像データVVが第1〜第4の画素P1〜P4のいずれに対応するかを判別し、この画素に対応するディザ値を選択する。
また、図10a〜図10dの第1〜第4の階調の値と第1〜第4の発光パターンとの関係は、サブフィールド変換部400が有する発光パターンテーブルに含まれる。なお、図10aに示す階調レベルは第1の画素P1の階調レベルを示し、図10bに示す階調レベルは第2の画素P2の階調レベルを示し、図10cに示す階調レベルは第3の画素P3の階調レベルを示し、図10dに示す階調レベルは第4の画素P4の階調レベルを示す。
擬似輪郭ノイズの発生度合いが大きいことが擬似輪郭検出器360により検出された場合、選択器350により第1の係数加算器320の画像データVV1が選択され、擬似輪郭ノイズの発生度合いが小さいことが擬似輪郭検出器360により検出された場合、選択器350により第2の係数加算器340の画像データVV2が選択される。また、擬似輪郭ノイズが全く発生しないことが擬似輪郭検出器360により検出された場合、選択器350により誤差拡散装置300の画像データVVが選択される。
本実施の形態においては、第2のディザ値発生器340が有するディザテーブルにおける第1〜第4の発光パターンの所定のサブフィールドの発光および非発光の組み合わせパターンの一部が互いに同一である。
例えば、階調レベル「23」に対応する第1〜第4の発光パターンのサブフィールドSF5〜SF2はそれぞれ「1010」、「1011」、「1011」および「1101」であり、第2および第3の発光パターンのサブフィールドSF5〜SF2における発光および非発光の組み合わせパターンが同一である。
それにより、擬似輪郭ノイズの軽減の効果は、第1のディザ値発生器320が有するディザテーブルにおける第1〜第4の発光パターンを用いた場合に比べて小さいが、ディザパターンによるノイズを軽減することが可能となる。
このように、本実施の形態においては、擬似輪郭ノイズの程度に応じて画像データVV、第1の係数加算器320から出力された画像データVV1または第2の係数加算器340から出力された画像データVV2を選択的に用いることにより、ディザパターンによるノイズを最小限に抑制しつつ、擬似輪郭ノイズを軽減することができる。
本実施の形態においては、第1の係数加算器310、第2の係数加算器330、第1のディザ値発生器320、第2のディザ値発生器340、選択器350およびサブフィールド変換部400が階調表示部に相当し、擬似輪郭検出器360が検出部に相当し、データドライバ700、スキャンドライバ800およびサステインドライバ900が駆動部に相当し、誤差拡散装置300が拡散装置に相当する。
本発明は、映像信号を画像として表示する画像表示装置に利用することができる。
本発明の第1の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図。 図1に示すプラズマディスプレイ装置に適用されるADS方式を説明するための図。 ディザ値発生器のディザテーブルに基づいた各領域の4画素の複数のサブフィールドの発光パターンの一例を示す模式図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 (a)は、人間の視線が移動しない場合に認識される各画素の明暗を示す説明図、(b)は、矢印の方向(左から右)に人間の視線が移動した場合に認識される各画素の明暗を示す説明図。 図1に示す誤差拡散装置の構成を示すブロック図。 (a)は、誤差の空間的な拡散を示す図、(b)は誤差の時間的な拡散を示す図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルの他の例を示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルの他の例を示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルの他の例を示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルの他の例を示す説明図。 ディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルの他の例を示す説明図。 本発明の第2の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図。 第2のディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 第2のディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 第2のディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 第2のディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 第2のディザ値発生器が有するディザテーブルおよびサブフィールド変換部が有する発光パターンテーブルを示す説明図。 人間の視線が異なる画素上を移動するときに視認される擬似輪郭ノイズを説明するための模式図。
符号の説明
300 誤差拡散装置
310 第1の係数加算器
320 第1のディザ値発生器
330 第2の係数加算器
340 第2のディザ値発生器
350 選択器
360 擬似輪郭検出器
400 サブフィールド変換部
600 PDP
700 データドライバ
800 スキャンドライバ
900 サステインドライバ
P1,P2,P3,P4 画素
R1,R2,R3,R4 領域

Claims (12)

  1. 階調レベルを有する映像信号に基づいてサブフィールド法により階調表示を行う表示装置であって、
    上下左右に隣接する第1〜第4の画素を各々含む複数の領域から構成される表示パネルと、
    前記第1〜第4の画素に対応する複数の第1〜第4の発光パターンをそれぞれ含む第1〜第4のテーブルを記憶するとともに、映像信号の階調レベルに基づいて前記第1〜第4のテーブルから各領域の前記第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第1〜第4の発光パターンを選択し、選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行う階調表示部とを備え、
    前記複数のサブフィールドのうち所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが前記第1〜第4の発光パターン間で互いに異なり、
    各領域において、前記第1および第2の画素は一方の対角位置に配置され、前記第3および第4の画素は他方の対角位置に配置され、
    各階調レベルにおいて、第1および第2の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記第1〜第4の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも低く、第3および第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記平均値よりも高いことを特徴とする表示装置。
  2. 前記複数のサブフィールドは異なる重み量を有し、
    前記所定のサブフィールドは、最大の重み量を有するサブフィールドから最小の重み量を有するサブフィールドまで重み量が減少する順において画素が発光するサブフィールドのうち最大の重み量を有するサブフィールドを先頭として所定数のサブフィールドを含むことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  3. 前記第1〜第4の発光パターンのうち2以上の発光パターンにおいて、隣接する階調レベル間で前記所定のサブフィールドにおける前記組み合わせパターンがそれぞれ同一であることを特徴とする請求項1または2記載の表示装置。
  4. 前記表示パネルに表示される画像における擬似輪郭ノイズの程度を検出する検出部をさらに備え、
    前記階調表示部は、前記第1〜第4の画素に対応する複数の第5〜第8の発光パターンをそれぞれ含む第5〜第8のテーブルをさらに記憶するとともに、前記検出部による検出結果に基づいて前記第1〜第4のテーブルの組および前記第5〜第8のテーブルの組のうち一方の組を選択し、前記第5〜第8のテーブルの組が選択された場合に映像信号の階調レベルに基づいて前記選択された前記第5〜第8のテーブルから各領域の前記第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第5〜第8の発光パターンを選択し、選択された第5〜第8の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行い、
    前記所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが前記第5〜第8の発光パターンのうち一部が互いに同一であり、
    各階調レベルにおいて、第5および第6の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記第5〜第8の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも高く、第7および第8の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記平均値よりも低いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の表示装置。
  5. 前記階調表示部は、
    各階調レベルと前記第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値との差を第1〜第4のディザ値として記憶するとともに、映像信号の階調レベルに対応する第1〜第4のディザ値を出力するディザ値発生器と、
    映像信号の階調レベルに前記ディザ値発生器により発生された第1〜第4のディザ値をそれぞれ加算する係数加算器と、
    前記第1〜第4のテーブルを記憶するとともに、前記係数加算器の加算結果に基づいて前記第1〜第4のテーブルから第1〜第4の発光パターンを選択し、選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させる駆動部とを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の表示装置。
  6. 映像信号の階調レベルと前記第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値とが異なる場合に、映像信号の階調レベルと前記第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値との誤差を空間的および/または時間的に映像信号に拡散する拡散装置をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の表示装置。
  7. 階調レベルを有する映像信号に基づいてサブフィールド法により表示パネルにおいて階調表示を行う表示方法であって、
    前記表示パネルは、上下左右に隣接する第1〜第4の画素を各々含む複数の領域から構成され、各領域において、前記第1および第2の画素は一方の対角位置に配置され、前記第3および第4の画素は他方の対角位置に配置され、
    前記第1〜第4の画素に対応する複数の第1〜第4の発光パターンをそれぞれ含む第1〜第4のテーブルを記憶するステップと、
    映像信号の階調レベルに基づいて前記第1〜第4のテーブルから各領域の前記第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第1〜第4の発光パターンを選択するステップと、
    選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行うステップとを備え、
    前記複数のサブフィールドのうち所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが前記第1〜第4の発光パターン間で互いに異なり、
    各階調レベルにおいて、第1および第2の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記第1〜第4の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも高く、第3および第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記平均値よりも低いことを特徴とする表示方法。
  8. 前記複数のサブフィールドは異なる重み量を有し、
    前記所定のサブフィールドは、最大の重み量を有するサブフィールドから最小の重み量を有するサブフィールドまで重み量が減少する順において画素が発光するサブフィールドのうち最大の重み量を有するサブフィールドを先頭として所定数のサブフィールドを含むことを特徴とする請求項7記載の表示方法。
  9. 前記第1〜第4の発光パターンのうち2以上の発光パターンにおいて、隣接する階調レベル間で前記所定のサブフィールドにおける前記組み合わせパターンがそれぞれ同一であることを特徴とする請求項7または8記載の表示方法。
  10. 前記表示パネルに表示される画像における擬似輪郭ノイズの程度を検出するステップと、
    前記第1〜第4の画素に対応する複数の第5〜第8の発光パターンをそれぞれ含む第5〜第8のテーブルをさらに記憶するステップと、
    擬似輪郭ノイズの程度の検出結果に基づいて前記第1〜第4のテーブルの組および前記第5〜第8のテーブルの組のうち一方の組を選択するステップと、
    前記第5〜第8のテーブルの組が選択された場合に映像信号の階調レベルに基づいて前記選択された前記第5〜第8のテーブルから各領域の前記第1〜第4の画素にそれぞれ対応する第5〜第8の発光パターンを選択するステップと、
    選択された第5〜第8の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行うステップとをさらに備え、
    前記所定のサブフィールドにおける発光および非発光の組み合わせパターンが前記第5〜第8の発光パターンのうち一部が互いに同一であり、
    各階調レベルにおいて、第5および第6の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記第5〜第8の発光パターンにより表現される階調の平均値よりも低く、第7および第8の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値は前記平均値よりも高いことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の表示方法。
  11. 前記階調表示を行うステップは、各階調レベルと前記第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の値との差を第1〜第4のディザ値として記憶するステップと、
    映像信号の階調レベルに対応する第1〜第4のディザ値を出力するステップと、
    映像信号の階調レベルに発生された第1〜第4のディザ値をそれぞれ加算するステップと、
    前記第1〜第4のテーブルを記憶するステップと、
    加算結果に基づいて前記第1〜第4のテーブルから第1〜第4の発光パターンを選択するステップと、
    選択された第1〜第4の発光パターンに基づいてサブフィールドごとに前記表示パネルの各領域の第1〜第4の画素を発光または非発光させるステップとを含むことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の表示方法。
  12. 映像信号の階調レベルと前記第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値とが異なる場合に、映像信号の階調レベルと前記第1〜第4の発光パターンによりそれぞれ表現される階調の平均値との誤差を空間的および/または時間的に映像信号に拡散するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項7〜11のいずれかに記載の表示方法。
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