JP2004519708A - サブフィールドで画像を表示する方法及びユニット - Google Patents

Abstract

プラズマ表示パネル（４０６）上で複数のサブフィールドにおいて表示されるべき画像を処理する画像処理ユニット（３００）が、輝度レベルとして利用可能なサブフィールドの組合せ群を記憶する記憶手段（３０４）と、表示されるべきピクセルのための特定の組合せを該記憶手段から選択する選択手段とを有している。本発明によれば、前記組合せのうちの第１の利用可能な照度レベルを表す第１の組合せと、前記組合せのうちの次に高い照度レベルを表す第２の組合せとの間のサブフィールドに関する差が制限されており、該制限は、上記組合せにおける第１の組合せにおいてスイッチオンされるサブフィールドのうちの限られた数のみが、上記組合せにおける第２の組合せにおいてはスイッチオンされないような制御を含む。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブフィールドと呼ばれる複数の期間内で表示装置上に画像を表示する方法であって、上記表示装置は上記サブフィールドの各々において対応する照度レベルを発生することができ、該方法が、
− サブフィールドの一群の組合せを発生するステップであって、該群の各エレメントが対応する利用可能な照度レベルを表すようなステップと、
− 前記画像のピクセルに関して、前記群から各ピクセルの輝度値に従って特定のサブフィールドの組合せを選択するステップと、
− これらピクセルの各々に関して、前記サブフィールドの選択された組合せの表現を前記表示装置に送出して特定のピクセルを表示するステップと、
を有するような方法に関する。
【０００２】
また、本発明はサブフィールドと呼ばれる複数の期間内で表示装置上に表示されるべき画像を処理する画像処理ユニットであって、上記表示装置が上記サブフィールドの各々において対応する照度レベルを発生することができ、該画像処理ユニットが、
− サブフィールドの一群の組合せを記憶する記憶手段であって、該群の各エレメントが各々の利用可能な照度レベルに対応するような記憶手段と、
− 前記群から前記画像の特定のピクセルの輝度値に従って特定のサブフィールドの組合せを選択する選択手段と、
− 前記サブフィールドの選択された組合せの表現を前記表示装置に送出して、前記特定のピクセルを表示する送出手段と、
を有するような画像処理ユニットにも関する。
【０００３】
また、本発明は斯様な画像処理ユニットを有する画像表示装置にも関する。
【０００４】
【従来の技術】
第ＥＰ８８４７１７Ａ１号なる番号で公開されたヨーロッパ特許出願は複数のサブフィールドで駆動されるプラズマ表示パネルを記載している。プラズマ表示パネルは、スイッチオン及びスイッチオフすることが可能な多数のセルからなっている。１つのセルは、当該パネル上に表示されるべき画像のピクセル（画素）に対応する。プラズマ表示パネルの動作においては、３つのフェーズを区別することができる。第１フェーズは、当該パネルの全セルの記憶が消去されるような消去フェーズである。第２フェーズは、スイッチオンされるべき当該パネルのセルが、これらセルの電極に適切な電圧を設定することにより準備されるアドレス指定フェーズである。第３フェーズは、持続パルスがセルに供給され、アドレス指定されたセルに持続パスルの持続時間にわたって光を放出させるような持続フェーズである。プラズマ表示パネルは、この持続フェーズの間に光を放出する。上記３つのフェーズは、一緒に、サブフィールド期間又は単にサブフィールドと呼ばれている。単一画像、即ちフレーム、はパネル上で多数の連続するサブフィールド期間において表示される。１つのセルは、上記サブフィールド期間のうちの１以上においてスイッチオンすることができる。スイッチオンされたサブフィールド期間内でセルにより放出される光は、看取者の目において積分され、該看取者は当該セルに関して対応する輝度を知覚する。特定のサブフィールド期間においては、前記持続フェーズは特定の時間にわたり維持され、結果として、駆動されたセルの特定の照度レベルが得られる。典型的には、異なるサブフィールドは、異なる持続時間の自身の持続フェーズを有している。サブフィールドには、全フレーム期間の間に該パネルにより放出される光に対する当該サブフィールドの貢献度を表すために重み係数が付与される。一例は、１、２、４、８、１６及び３２なる重み係数を各々有する６つのサブフィールドを備えるようなプラズマ表示パネルである。セルがスイッチオンされる適切なサブフィールドを選択することは、このパネル上に画像を表示する場合に６４の異なる輝度レベルが実現されることを可能にする。この場合、該プラズマ表示パネルは各々が６ビットの二進コード語を用いることにより駆動されるが、斯かるコード語はピクセルの輝度レベルを二進形態で示している。
【０００５】
プラズマ表示パネルを駆動する場合、フレーム期間（即ち２つの連続する画像の間の期間）は多数のサブフィールド期間に分割される。これらのサブフィールド期間の各々の間において、セルはスイッチオンするか又はしないことができ、斯かるサブフィールド期間にわたる積分が、結果として、このセルに対応するピクセルの知覚輝度レベルとなる。或る時間的瞬時にピクセルを表示する代わりに、プラズマ表示パネル上では該ピクセルは時間的に互いにずらされた一連のサブピクセルとして表示されるように見える。このことは、一連の画像が動く物体（オブジェクト）を含んでいる場合にアーチファクトを生じ得る。上記物体のエレメントが種々の異なる時点において光を発する間に、看取者の目は該動く物体を追跡する。該物体の部分間のこれらの時間的差は、追跡する目により空間的差に変換され、結果として偽輪郭のようなアーチファクトとなる。他のアーチファクトは動きのぼやけである。斯様なアーチファクトは、動く物体のピクセルの輝度レベルが多数のサブフィールドの間で発生される場合に生じる。この場合、ピクセルの光が種々の異なる時点で発せられたことが明らかに目立つ。
【０００６】
物体を多数のサブフィールドにおいて表示する場合は、該物体の動きを考慮する必要がある。次の各サブフィールドに対して、該物体は僅かに移動されねばならない。サブフィールドにおけるサブピクセルに関して補正された位置を計算するために、動き補償技術が使用される。幾つかの状況においては、動き補償は完全には信頼性がなく、例えば当該画像の細部を殆ど含まないような領域においては誤った結果を生じ得る。斯かる誤った結果は、実施されるべきでないような場所での動き補償に繋がる。また、これは非常に目立った動きアーチファクトを生じる。
【０００７】
アーチファクトは、２つの隣接するピクセルが輝度レベルの僅かな差を有するが、これらピクセルの一方に対して最大の重み係数を持つサブフィールドがオンであり、他方のピクセルに対して該サブフィールドがオフであるような場合に、最も目立ったものとなる。上述した二進コードの例の場合、一方のピクセルに対するコード語は最上位ビットがオンであり、他方のピクセルに対するコード語は該最上位ビットがオフである。この場合、サブフィールドの計算された位置の如何なる誤り、即ちこれらのピクセルに関わる如何なる動きアーチファクトも、表示される画像において比較的大きなアーチファクトを生じる。６つのサブフィールドを持つプラズマ表示パネルにおける動きアーチファクトの発生の例は、輝度レベル‘３１’から輝度レベル‘３２’への遷移である。レベル‘３１’は５つの下位側のサブフィールドがオンであり、最上位のサブフィールドはオフである。レベル‘３２’の場合、５つの下位側のサブフィールドはスイッチオフされ、最上位のサブフィールドがスイッチオンされる。これは、動きが関係すると、非常に目立ったアーチファクトを生じる。前記文献ＥＰ８８４７１７Ａ１に記載された装置は、使用されるコード語を制限することにより動きアーチファクトを軽減しようと試みている。この既知の装置は、所要の輝度値の組を実現するのに必要なものより多くのサブフィールドを使用している。結果としての、輝度値を表すためのコード語の組は冗長的なものとなる。即ち、或る輝度値に対して２以上のコード語が利用可能となる。この冗長な組から、輝度値の間の差を表す場合に最小の動きアーチファクトを生じるようなコード語が選択された部分集合が形成される。この部分集合は、元の組を検索すると共に、或るコード語と他のコード語の各々との間の差に関してアーチファクトに対する影響がどの様なものであり得るかを判定することにより作成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、冒頭に述べたような方法であって、アーチファクトの改善された低減効果を提供するような方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、冒頭に述べたような画像処理ユニットであって、アーチファクトの改善された低減効果を提供するような画像処理ユニットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、前記群が、前記組合せのうちの第１の利用可能な照度レベルを表す第１の組合せと、前記組合せのうちの前記群における次に高い照度レベルを表す第２の組合せとの間のサブフィールドに関する差を制限しながら発生され、該制限が、前記組合せにおける前記第１の組合せにおいてスイッチオンされるサブフィールドのうちの限られた数のみが前記組合における前記第２の組合せにおいてはスイッチオンされないような制御を含むことを特徴とする方法により達成される。比較的多数の異なる利用可能な照度レベルを備える群を作成するためには、次に高いレベルのための組合せが、所与のレベルに対してスイッチオンされる複数のサブフィールドをスイッチオフさせることができることが望ましい。このことは、比較的多数の異なるレベルを作成するための一定量の自由度を提供する。次に高いレベルに対してスイッチオフされるサブフィールドの数を制限することは、本発明によるサブフィールドの組合せの群が動的偽輪郭の影響をあまり受けないことを保証する。上述したように、小さな空間的目盛度（ｇｒａｄｕａｔｉｏｎ）を有する領域、即ち隣接するピクセルが非常に小さな輝度レベルの相対差を有するような領域、は偽輪郭等の動きアーチファクトの影響を深く受ける。斯様な領域において本発明は隣接するピクセル間のサブフィールドの相対差を効果的に制御するので、動きアーチファクトの可能性は低減される。ピクセル間で値を変化させるサブフィールドは殆ど存在せず、従って、アーチファクトに繋がるようなタイミングエラーは殆ど起きそうにない。
【００１１】
本発明による方法の一態様が、請求項２に記載されている。所与の輝度に対してスイッチオンされるサブフィールドのうちの２つが次に高いレベルに対しては最早スイッチオンされないようにすることにより、利用可能なサブフィールドの組合せの数と、動きの場合における動的偽輪郭の低減との間の良好なバランスが提供される。
【００１２】
本発明による方法の他の態様は、請求項３に記載されている。所与の輝度に対してオンされるサブフィールドのうちの１つのみが次に高いレベルに対して最早オンされないようにすることにより、利用可能なサブフィールドの組合せの数と、比較的高い速度の動きの場合における動的偽輪郭の低減との間の良好なバランスが提供される。
【００１３】
本発明による本発明の他の態様が、請求項４に記載されている。所与の照度レベルのためのサブフィールドの組合せと次に高いレベルのためのサブフィールドの組合せとの間の差を、時間的に隣接するサブフィールドの差に限定することにより、上述したような動きアーチファクトは更に低減される。所与の輝度レベルのピクセルと次に高いレベルのピクセルとの間の如何なる時間差も小さくなるであろうから、動きアーチファクトの可能性は更に減少する。
【００１４】
本発明による方法の更に他の態様は請求項５に記載されている。利用可能な輝度レベルを看取者の知覚が一様になるように発生するのが有利である。かくして、二進分布と比較して減少されたレベル数が、画像の知覚品質の点で有効に使用される。
【００１５】
本発明による方法の更に他の態様が、請求項６に記載されている。この利用可能な輝度レベルの分布は、カメラにより生成されたビデオ信号に適用されるガンマフィルタ処理の逆に対応する。従って、この実施例は既知の方法において適用されるような逆ガンマフィルタ処理の別個のステップを必要としない。
【００１６】
本発明による方法の他の態様が請求項７に記載されている。この態様は、静止画像のピクセルのためのサブフィールドの組合せが多数の利用可能な照度レベルを含む全体の群から選択されるのを可能にすると共に、動く物体を含む画像のピクセルのためのサブフィールドの組合せが、余り動きアーチファクトの影響をうけない限られた数の利用可能な照度レベルの群から選択されるのを可能にする。このようにして、動きが存在しないので動きアーチファクトの影響を受けないであろう静止画像は多数の輝度レベルを用いて表示される一方、動きを伴う画像のみが減少された数の輝度レベルを用いて表示される。
【００１７】
本発明による方法の最後の態様は、請求項８に記載されている。この態様によれば、動く物体自身だけが減少された数の輝度レベルを用いて表示される一方、当該画像の非動き部分は一層大きな数の輝度レベルを用いて表示される。
【００１８】
前記他の目的は、本発明によれば、前記群において、第１の利用可能な照度レベルを表す前記組合せのうちの第１の組合せと、前記群における次に高い照度レベルを表す前記組合せのうちの第２の組合せとの間のサブフィールドに関する差が制限されており、該制限が、前記組合せにおける前記第１の組合せにおいてオンされるサブフィールドのうちの限られた数のみが、前記組合せにおける前記第２の組合せにおいてオンされないような制御を含むことを特徴とする画像処理ユニットにより達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明及び本発明に付帯する利点を、例示的態様及び実施例並びに添付図面により説明する。尚、種々の図において対応する部分は同様の符号により示されている。
【００２０】
図１は、６つのサブフィールドを持つフィールド期間を概念的に示している。フレーム期間とも呼ばれるフィールド期間１０２は、単一の画像即ちフレームが表示パネル上に表示される期間である。本例では、フィールド期間１０２は符号１０４〜１１４により示す６つのサブフィールドからなっている。１つのサブフィールドにおいて、表示パネルのセルは一定量の光を生成するためにオンすることができる。各サブフィールドは、全セルの記憶が消去されるような消去フェーズで開始する。当該サブフィールドにおける次のフェーズは、この特定のサブフィールドにおいて光を発するためにオンされるべきセルが準備されるようなアドレス指定フェーズである。持続フェーズと呼ばれる該サブフィールドの次の第３フェーズにおいては、持続パルスがセルに供給される。これは、アドレス指定されているセルに、該持続フェーズの間において光を放出させる。これらのフェーズの構成が図１に示され、該図において時間は左から右に進む。例えば、サブフィールド１０８は消去フェーズ１１６と、アドレス指定フェーズ１１８と、持続フェーズ１２０とを有している。幾つかのパネルにおいては、サブフィールドが消去フェーズで開始するというよりは終了することに注意すべきである。しかしながら、このことは本発明にとっては重要ではなく、本発明は何れの場合に適用することができる。
【００２１】
表示される画像のピクセルの知覚される輝度は、どのサブフィールドの間に該ピクセルに対応するセルがオンされるかを制御することにより決まる。セルがオンされる種々のサブフィールドの間に放出される光は看取者の目において積分され、結果として、対応するピクセルの所与の輝度が得られる。１つのサブフィールドは、該フィールドの放出された光に対する相対貢献度を示すような重み係数を有している。一例は、１、２、４、８、１６及び３２なる重み係数を各々有する６つのサブフィールドを持つようなプラズマ表示パネルである。セルがオンされるサブフィールドの適切な組合せを選択することにより、このパネル上に画像を表示する場合に６４の異なる輝度レベルを実現することができる。この場合、該プラズマ表示パネルは、各々が６ビットからなる二進コード語を用いて駆動されるが、斯かるコード語はピクセルの輝度レベルを二進形態で示すものである。
【００２２】
本発明の特定の実現例は、８つのサブフィールドで駆動されるプラズマ表示パネルを使用する。下記の表Ｉは、この実施例において画像を表示するために利用可能な輝度レベルの群を示している。該表は、サブフィールドの各々に対して選択された重みを示している。更に、サブフィールド期間におけるサブフィールドの順序も示されている。即ち、該表における左側のサブフィールドは当該フィールド期間における最初のものであり、隣のサブフィールドは２番目であり、等々となり、当該フィールド期間における最後のものである最右端のサブフィールドで終了する。表Ｉは、所望の輝度レベルを実現するための２１の利用可能な照度レベルを示している。各レベルに対して、レベルの連続番号、レベルの相対輝度レベル、及び特定のレベルを実現するために何のサブフィールドで当該パネルが点弧されねばならないかが示されている。
【００２３】
【表１】

表Ｉの利用可能な輝度レベルの群の主な特徴は、或る輝度レベルと次に高いレベルとの間で多くて１つのサブフィールドがオフされる点にある。例えば、レベル１０を発生するには、７番目のサブフィールドを除き、レベル９のために使用される全てのサブフィールドもまた使用される。他の例はレベル１１であり、この場合、レベル１０のために使用される全てのサブフィールドが再び使用される。次に高いレベルのためにオフされるサブフィールドの数を制限することにより、動的偽輪郭が抑圧される。何故なら、動きを伴う画像において殆どエラーが生じ得ないからである。
【００２４】
スイッチオフされるサブフィールドの数を制限することに加えて、表Ｉの利用可能なレベルの群は、動きアーチファクトの低減効果を更に改善する他の特徴を有している。この他の特徴は、オプション的であり、上記制限に加えて機能する。この他の特徴は、２つの隣接する輝度レベル間の差を、隣接するサブフィールドに限定するというものである。従って、２つの隣接するレベル間の差が２つのサブフィールドに関わっている場合、これらサブフィールドは隣接したものとする。隣接するサブフィールドは時間的に連続して、即ち時間的に比較的小さな差で、点弧される。このことは、これらサブフィールド間の如何なるタイミングエラーも小さくし、容易に動きアーチファクトに繋がらないようにさせる。一例はレベル９とレベル１０との間の差である。即ち、レベル９は６番目のサブフィールドがオフであり、７番目のサブフィールドがオンであるのに対し、レベル１０は６番目のサブフィールドがオンであり、７番目のサブフィールドはオフである。上述したように、上記表における隣接するサブフィールドは、フィールド期間内おいてサブフィールドの順序で互いに直に連続するようなサブフィールドを指定している。
【００２５】
下記の表ＩＩは、利用可能な輝度レベルの他の群を示している。
【００２６】
【表２】

【００２７】
表ＩＩの群において、次に高いレベルのためにオフされるサブフィールドに関する制限は、いくらか緩和されている。表ＩＩの利用可能な輝度レベルの群の主な特徴は、或る輝度レベルと次に高い輝度レベルとの間で多くて２つのサブフィールドがスイッチオフされる点にある。例えば、レベル１５を発生するために、２番目及び３番目のサブフィールドを除いて、レベル１４に使用される全てのサブフィールドが再び使用される。また、この表ＩＩにおいて、複数のサブフィールドが２つの隣接する輝度レベルの間で相違する場合、これらの複数のサブフィールドは互いに隣接して配置される。該制限の緩和は、輝度レベルを規定する場合に一層大きな自由度を提供する。この一層大きな自由度は、多数の異なるレベルを発生させるのに使用することができる。表ＩＩの例は、表Ｉの例より２つ多いレベルを有している。更に、該一層大きな自由度は輝度レベルを一層良好に分散させるために使用することもできる。
【００２８】
本発明による方法及びユニットの一実施例において、表Ｉの群は、選択されたサブフィールドの重みで以って発生することが可能な多数の追加のレベルにより拡張される。斯かる追加のレベルは、他のレベルとの差に関して制限されることはなく、画像の表示に使用することができる利用可能な輝度レベルの増加をもたらす。このように、該拡張された群は、サブフィールドの制限を伴う表１の元の群と、斯様な制限のない追加の群とを含む。かくして、この実施例においては、表示されるべき画像が解析され、これら画像が動きの表示を含むか又は静止画像を含むかが判定される。この目的のためには、例えば、ＳＩＤ１９９９の第１６６頁における「高解像度ＰＤＰの動画妨害を低減する動的グレイスケール制御」にＩ． Ｋａｗａｈａｒａ及びＫ． Ｓｅｋｉｍｏｔｏにより記載されたような簡単な動き検出器を使用することができる。動きが存在しないと判定された場合は、当該画像における所望の輝度を表示するために上記の拡張された群の利用可能なレベルが使用される。しかしながら、動きの存在が検出された場合は、前記元の群の利用可能なレベルが使用され、かくして、動きのために出現し得る動的偽輪郭を低減する。上記動き検出器の代わりに、より複雑な動き推定器を使用することもできる。斯様な動き推定器は現状技術から広く知られており、当該画像における何の物体が移動しているかについての詳細を提供すると共に、如何なる速度で斯かる物体が移動しているかさえ示すことができる。この点に関しては、例えば、１９９３年１０月、ビデオ技術のための回路及びシステムに関するＩＥＥＥ会報第３巻、第５号の第３６８〜３８８頁におけるＧ． ｄｅ Ｈａａｎによる「３Ｄ巡回検索ブロックマッチングによる真の動き推定」、及び１９９９年８月、消費者用電子機器に関するＩＥＥＥ会報第４５巻、第６１７〜６２４頁におけるＧ． ｄｅ Ｈａａｎによる「動き補償された逆インターレース処理、ノイズ低減及び画像レート変換用のＩＣ」を参照されたい。動き推定器を使用する実施例において画像を表示するために、動く物体に属するピクセルと、動いていない背景に属するピクセルとの間で差がつけられる。上記動く物体のピクセルの表示のためには、前記元の群の輝度レベルのみが使用され、静止しているピクセルに対しては拡張された全体の群の輝度レベルが使用される。このようにして、移動しない部分は比較的多くの輝度レベルにより表示され、かくして、高品質表示を提供する。動く部分のみが、減少された数の輝度レベルにより表示され、動的偽輪郭の低減との取り引きで輝度レベルの数を犠牲にする。
【００２９】
輝度レベルの拡張された群を備える実施例は、表ＩＩを使用することもできる。拡張された群は、隣接する輝度レベル間のサブフィールドの変化に対する制限に関して異なる種類の組合せを有することができる。他の実施例においては、該拡張された組は、次に高いレベルに対して多くても１つのサブフィールドがオフされることを許されるような（表Ｉにおけるような）サブフィールドの組合せを備える第１副群と、次に高いレベルに対して多くても２つのサブフィールドがオフされるのを許されるような（表ＩＩにおけるような）第２副群と、如何なる制限も伴わない第３副群とを有することができる。上記第１副群は上記第２副群の部分集合であり、これら両者は第３副群の部分集合であることに注意されたい。この場合、所与のピクセルに対して何の組合せが利用可能であるか、即ち何の組合せ副群から選択することができるかは、このピクセルが移動する速度に依存する。該ピクセルが静止している場合、上記第３副群を使用することができる。即ち、全レベルが利用可能である。当該ピクセルが比較的低い速度で移動する場合、上記第２副群が使用される一方、当該ピクセルが比較的高い速度で移動する場合は、上記第１副群が使用される。このようにして、利用可能な輝度レベルの減少と動的偽輪郭の低減との間で、改善されたバランスが達成される。
【００３０】
図２は表Ｉ及び表ＩＩの輝度レベルをグラフ的に示している。これらの表における輝度レベルの数は、重み係数の二進分布を持つ８つのサブフィールドを用いて実現することができるものよりは少ない。利用可能なレベル数を可能な限り効率的に使用するために、特には画像のグレイスケールをできる限り良好に表示するために、レベルは知覚目盛り上で一様に選択されている。このことは、如何なる２つの輝度レベル間で知覚される輝度差も大凡同一となることを意味する。この場合、低輝度レベル（即ち、画像の暗い領域）に関しては、異なるレベルは互いに接近しており、高輝度レベル（即ち、画像の明るい領域）に対しては一層離れる。これは、小さな輝度差を高輝度領域におけるよりも低輝度領域において見ることができる人間の看取者の知覚に関して有利である。
【００３１】
知覚目盛りの一例としては、ＣＩＥ（Ｃｏｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）により標準関数として採用されているものがある。この関数Ｌ^＊（Ｌスター）は次のように定義される：
【数１】

ここで、
Ｌは輝度、
Ｌ_ｎは白基準の輝度、
Ｌ^＊は明度とも呼ばれる知覚輝度である。
【００３２】
輝度レベルの特に有利な分布は、斯かるレベルを所謂ガンマ補正曲線上に位置させることである。カメラにより生成されるビデオ信号はガンマフィルタを通過される。従って、表示されるべき入力ビデオ信号は逆フィルタを用いてガンマ補正される必要がある。ここで、ＣＲＴ（陰極線管）は本来的に斯様なフィルタ作用を有している。何故なら、輝度出力とビデオ信号電圧入力との間の関係が、大凡、ガンマ補正曲線となるからである。しかしながら、プラズマ表示パネルは輝度出力とビデオ入力との間に線形な関係を有している。従って、プラズマ表示パネル上に画像を表示するシステムは、ガンマ補正フィルタを必要とする（例えば、前記文献ＥＰ８８４７１７Ａ１の図１Ａにおけるブロック１０２参照）。ここで、選択されるレベルをガンマ補正曲線上に位置させることにより、定義されたレベルを直接使用することによりガンマ補正が適用され、ガンマ補正の特別なステップは回避することができる。ガンマ補正曲線は下記の式により与えられる：
Ｌ＝ｘ^γ （２）
ここで、
Ｌは出力輝度、
ｘは輝度レベルの数値、
γは２と３との間の値の定数、
である。γの値は典型的には２．３となるように選定されるが、異なるアプリケーション又は異なる地理的領域に応じて異なっても良い。
【００３３】
図２において、水平軸は利用可能なレベルを示し、垂直軸は輝度を示している。印は特定のレベルの輝度を示している。該グラフはガンマ補正曲線を近似している。１以上のサブフィールドに対して他の重み係数を選択すると、異なるグラフとなる。
【００３４】
上記実施例は、表Ｉが適用された場合は１つのピクセルを表示するのに２１の利用可能な輝度レベルを有する一方、表ＩＩが適用された場合は２３の輝度レベルを有する。より大きなレベル数を用いた画像の表示をシミュレーションするために、エラー拡散と呼ばれる技術を適用することができる。エラー拡散は次のように進行する直列処理である。即ち、各ピクセルにおいて、所望のレベルが最も近い量子化レベルに丸められ、これが出力となる。エラーは、所望の値から量子化値を減算することにより算出される。このエラーは、近くの非量子化ピクセルの所望の値に該エラーの一部を加算することにより“拡散”される。エラーが如何に分散されるかの正確なパターンが、当該画像における結果としてのパターンを決定する。エラー拡散は良く知られた技術であり、例えば、１９７５年のＳＩＤ Ｉｎｔ． Ｓｙｍ． Ｄｉｇ． Ｔｅｃｈ．文献の第３６〜３７頁におけるＲ． Ｗ． Ｆｌｏｙｄ及びＬ． Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇによる「空間的グレイスケールのための適応型アルゴリズム」なる論文に記載されている。エラー拡散以外の技術も、グレイレベルの知覚される数を改善するために使用することができる。
【００３５】
上述した実施例は、画像を表示するための２１又は２３の異なる輝度レベルの群を含んでいる。本発明は、他の数の輝度レベルの群を使用することも可能である。これは、例えば、他の重み係数及び他のサブフィールドの組合せを定義することにより実現することができる。この場合、表Ｉ及び表ＩＩに示すもの以外のレベルを発生することができる。他の例として、９以上のサブフィールドで動作することができるパネルを使用することもできる。下記の表は、本発明による斯様なパネルのための利用可能なレベルに関する一例である。
【００３６】
【表３】

【００３７】
図３は、本発明による画像処理ユニットの最も重要な構成要素を概念的に示している。画像処理ユニット３００は、表示のために処理されるべき画像のピクセルを入力する入力端子３０２を有している。該画像処理ユニット３００は、上記画像を表示するために利用可能なサブフィールドの組合せを記憶する記憶手段３０４を有している。該記憶手段３０４は、異なる特性のサブフィールドの組合せを記憶するための異なる部分を有することもできる。図３の例においては、記憶手段３０４は、動きの場合に使用されるべきサブフィールドの組合せを記憶する第１部分３０６と、追加の組合せを記憶する第２部分３０８とを有している。異なる特性を備えるこれらの組合せは、前述した通りである。また、該画像処理ユニット３００は、所与のピクセルに対して、記憶手段３０４から適切なサブフィールドの組合せを選択して、該ピクセルを所望の輝度に可能な限り従って表示するための選択手段３１０も有している。また、画像処理ユニット３００は、選択されたサブフィールドの組合せを出力端子３１４を介して表示装置に送出する送出手段３１２も有している。種々の構成要素の動作を制御するために、画像処理ユニット３００は制御ユニット３１６を有している。該画素処理ユニット３００は、既知のコンピュータアーキテクチャに従いプロセッサ及びメモリを用いて構成することができる。この場合、種々のユニットは所要の機能を果たすソフトウェアモジュールとして構成される。
【００３８】
画像処理ユニット３００は、オプションとして、表示されるべき画像における動きを検出する動き手段３１８を有している。この場合、選択手段３１０は特定のピクセルに対するサブフィールドの組合せを、該ピクセルが動いているかに依存して又は該ピクセルの動きの速度にも依存して選択する。動き手段３１８は、２つの連続する画像を比較すると共に、これら２つの画像が充分に相違する場合に動きが存在すると判断するような簡単な動き検出器とすることができる。他の例として、動き手段３１８は、２つの連続する画像の間において動いている物体及び斯かる物体の速度を検出することができる動き推定器とすることもできる。後者の場合、前述したように、動いている物体のピクセルのみが、減少された輝度レベル数で表示される。
【００３９】
図４は、本発明による画像表示装置の最も重要な構成要素を示している。該画像表示装置４００は、表示されるべき画像を表す信号を受信する受信手段４０２を有している。この信号は、アンテナ又はケーブルを介して受信される放送信号でもよいが、ＶＣＲ（ビデオカセットレコーダ）等の記憶装置からの信号とすることもできる。この場合、該画像表示装置は伝統的なテレビジョン受信機として構成することができる。また、上記信号はパーソナルコンピュータ等のコンピュータにより発生することもでき、その場合、当該画像表示装置は該コンピュータ用のモニタであり得る。また、画像表示装置４００は、画像を処理する画像処理ユニット４０４及び処理された画像を表示する表示装置４０６も有する。表示装置４０６は、サブフィールドで駆動される型式のものである。上記画像処理ユニットは図３に関連して前述したように構成される。
【００４０】
以上、本発明を各々が所与の輝度レベルを有するようなピクセルからなる画像に関して説明した。本発明は、白黒画像にも、カラー画像にも適用することができる。カラー画像においては、ピクセルは使用される各カラーに関して別個の輝度レベルを有する。この場合、本発明によるサブフィールドの組合せの選択は、これらカラーの各々に対して独立に実行することができる。
【００４１】
上述した実施例は本発明を限定するというよりは解説するものであり、当業者であれば添付請求項の範囲から逸脱することなしに多くの代替実施例を設計することができるであろうことに注意すべきである。これら請求項において、括弧内に記載された符号は当該請求項を限定するものと見なしてはならない。また、“有する”なる文言は、請求項に記載されたもの以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。また、単数形の構成要素は複数の斯様な構成要素の存在を排除するものではない。また、本発明は幾つかの別個の構成要素を有するハードウェアにより、及び適切にプログラムされたコンピュータにより構成することができる。また、幾つかの手段を列挙するユニットの請求項において、これら手段の幾つかは単一の同一のハードウェア項目により具現化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、６つのサブフィールドを持つフィールド期間を概念的に示す。
【図２】図２は、表Ｉ及び表ＩＩの輝度レベルをグラフ的に示す。
【図３】図３は、画像処理ユニットの最も重要な構成要素を示す。
【図４】図４は、画像表示装置の最も重要な構成要素を示す。

Claims (12)

1. サブフィールドと呼ばれる複数の期間において表示装置上に画像を表示する方法であって、前記表示装置は前記サブフィールドの各々において対応する輝度レベルを発生することができ、該方法が、
   − サブフィールドの組合せの群を発生するステップであって、該群の各エレメントが対応する利用可能な照度レベルを表すようなステップと、
   − 前記画像のピクセルに対して、前記群から前記各ピクセルの輝度値に従って特定の組合せのサブフィールドを選択するステップと、
   − これらピクセルの各々に対して、前記選択されたサブフィールドの組合せの表現を前記表示装置に送出して、該特定のピクセルを表示するステップと、
   を有するような方法において、
   前記群は、前記組合せのうちの第１の利用可能な照度レベルを表す第１の組合せと、前記組合せのうちの前記群における次に高い照度レベルを表す第２の組合せとの間のサブフィールドに関する差を制限しながら発生され、前記制限は前記組合せにおける第１の組合せにおいてオンされるサブフィールドのうちの限られた数のみが、前記組合せのうちの第２の組合せにおいてオンされないような制御を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記制限が、前記組合せにおける第１の組合せにおいてオンされるサブフィールドのうちの２つのみが前記組合せにおける第２組合せにおいてオンされないような制御を含むことを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法において、前記制限が、前記組合せにおける第１の組合せにおいてオンされるサブフィールドのうちの１つのみが前記組合せにおける第２組合せにおいてオンされないような制御を含むことを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法において、第１のサブフィールドは前記組合せのうちの第１の組合せにおいてはオンされるが前記組合せのうちの第２の組合せにおいてはオンされず、第２のサブフィールドは前記組合せのうちの第１の組合せにおいてはオンされないが前記組合せのうちの第２の組合せにおいてはオンされ、前記第１のサブフィールド及び前記第２のサブフィールドが時間的に隣接していることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、前記利用可能な照度レベルが知覚目盛り上に略一様に分散配置されることを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記知覚目盛りが関数Ｌ＝ｘ^γに従って略規定され、ここで、
   Ｌは知覚される輝度であり、
   ｘは前記群における前記利用可能な照度レベルの数値であり、
   γは２と３との間の値の定数である、
   ことを特徴とする方法。
7. 請求項１に記載の方法において、利用可能な照度レベルの数を増加させるためにサブフィールドの組合せの補足的な群が発生され、該補足的な群は前記組合せにおける特定の組合せ間の変化に関して制限されておらず、前記元の群と前記補足的な群とが一緒になって利用可能な照度レベルの全体の群を形成し、前記画像と先行する画像との間に動きが存在するかが検査され、動きが存在することが分かった場合は前記サブフィールドの特定の組合せは前記元の群から選択され、動きが存在しないことが分かった場合は前記サブフィールドの特定の組合せが前記全体の群から選択されることを特徴とする方法。
8. 請求項１に記載の方法において、利用可能な照度レベルの数を増加させるためにサブフィールドの組合せの補足的な群が発生され、該補足的な群は前記組合せにおける特定の組合せの間の変化に関して制限されておらず、前記元の群と前記補足的な群とが一緒になって利用可能な照度レベルの全体の群を形成し、前記画像における特定の物体又は領域が前記画像と先行する画像との間で動いているかが判定され、前記動いている物体のピクセルに対しては前記サブフィールドの特定の組合せが前記元の群から選択され、前記画像のうちの前記動いている物体に属さないピクセルに対しては前記サブフィールドの特定の組合せが前記全体の群から選択されることを特徴とする方法。
9. サブフィールドと呼ばれる複数の期間において表示装置上に表示されるべき画像を処理する画像処理ユニットであって、前記表示装置は前記サブフィールドの各々において対応する輝度レベルを発生することができ、該画像処理ユニットが、
   − サブフィールドの組合せの群を記憶する記憶手段であって、該群の各エレメントが対応する利用可能な照度レベルに相当するような記憶手段と、
   − 前記群から前記画像の特定のピクセルの輝度値に従って特定の組合せのサブフィールドを選択する選択手段と、
   − 前記選択されたサブフィールドの組合せの表現を前記表示装置に送出して、前記特定のピクセルを表示する送出手段と、
   を有するような画像処理ユニットにおいて、
   前記群においては、前記組合せのうちの第１の利用可能な照度レベルを表す第１の組合せと、前記組合せのうちの前記群における次に高い照度レベルを表す第２の組合せとの間のサブフィールドに関する差が制限されており、該制限は前記組合せにおける第１の組合せにおいてオンされるサブフィールドのうちの限られた数のみが、前記組合せのうちの第２の組合せにおいてオンされないような制御を含むことを特徴とする画像処理ユニット。
10. 請求項９に記載の画像処理ユニットにおいて、前記利用可能な照度レベルの群において、第１のサブフィールドは前記組合せのうちの第１の組合せにおいてはオンされるが前記組合せのうちの第２の組合せにおいてはオンされず、第２のサブフィールドは前記組合せのうちの第１の組合せにおいてはオンされないが前記組合せのうちの第２の組合せにおいてはオンされ、前記第１のサブフィールド及び前記第２のサブフィールドが時間的に隣接していることを特徴とする画像処理ユニット。
11. 請求項９に記載の画像処理ユニットにおいて、前記群における前記利用可能な照度レベルが知覚目盛り上に略一様に分散配置されることを特徴とする画像処理ユニット。
12. 画像を表示する画像表示装置において、
    − 前記画像を表す信号を受信する受信手段と、
    − 請求項９、１０又は１１に記載の画像処理ユニットと、
    − 前記画像を表示する表示装置と、
    を有することを特徴とする画像表示装置。

Images