JP2004537761A - プラズマディスプレイ用の動き補正されたアップコンバージョン - Google Patents

Abstract

本発明は、ＰＤＰを駆動する方法を記述し、ここでブラー及び２重の縁のようなモーションアーチファクトは、ＬＳＣサブフィールド分布と組み合わされた、ナチュラルモーションを用いるＣＲＴのように好ましくは１００Ｈｚへのアップコンバージョンを使用することにより最小化される。２つの画像からのサブフィールドグループは、表示画像に対するフィールドを形成するために組み合わされる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルを駆動する方法に関し、前記方法は、
一連の連続した原画像を受信するステップと、
各原画像からの情報を第１の複数のサブフィールドにわたり分布するステップと、
を有する。
【０００２】
本発明は、プラズマパネルディスプレイを駆動する装置及び表示機器にも関する。
【背景技術】
【０００３】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、フラットテレビ画面に幅広く使用される。これらのパネルは、大きなユニットを形成し、自身により光を放射し、高い表示画質を提供し、高い応答速度を達成するのが容易である。ディスプレイユニット上に画像を表示するために、いわゆる“サブフィールド駆動法（subfield driven method）”が使用される。１つの画像フレームが、サブフィールドと呼ばれる複数の連続な期間に示される。サブフィールド中に、前記サブフィールドの重みに依存する光の量が放射される。各サブフィールドは、異なる重みを持つ。前記画像中のピクセルに対する所望の強度レベルは、特定のサブフィールドを制御することにより実現される。人間の目は、前記人間の目の積分特性のため、フィールド（即ち画像）内の利用可能なサブフィールドの強度レベルの和を見る。この態様において、８つのサブフィールドを使用するサブフィールド駆動法は、最大２^８のハーフトーンレベルを表示することができる。
【０００４】
プラズマディスプレイパネルは、幾つかのモーションアーチファクトを被る。これらのモーションアーチファクトの１つの型式は、動的偽輪郭（ＤＦＣ）である。ＤＦＣは、小さな輝度差分を持つ比較的大きな領域において起こり得る。ＤＦＣアーチファクトは、適合されたサブフィールド分布を使用して十分に減少されることができる。二重の／色の付いた縁（double/coloured edges）及びモーションブラー（motion blur）のような残りのモーションアーチファクトは、テレビフィールド期間の最初のサブフィールドと最後のサブフィールドとの間の大きな時間差により生じる。これらのアーチファクトを避けるために、サブフィールド分布は、通常、１つの中央のピークを示して選択される。最高値を持つサブフィールドは、フレームの中央に配置される。他の変形は、前記サブフィールドを増加順に配置するので、これにより前記サブフィールドは、一種の階段を形成する。前記階段状の変形は、ＣＬＥＡＲ法において使用される。T. Tokunaga et al, ”Development of new driving method for AC-PDPs: High-Contrast, Low Energy Address and Reduction of False Contour Sequence CLEAR”, Proceedings of the IDW ’99, page 787を参照。前記ＣＬＥＡＲ法を使用する分布の例は、図１Ａに示される。図１Ａにおいて１フレーム期間内の前記サブフィールドの分布を表すヒストグラムが示される。第１（白い）バーは、全てのプラズマセルのセットアップを表す。前記セットアップ段階の後、全てのセルは活性的である。他のバーは、前記連続したサブフィールド（SF1-SF8）の間のプラズマセルの輝度を表す。第１サブフィールド（SF1）の間に、活性化されたセルは、最低輝度（L1）を持つであろう。各サブフィールドの後に、不活性化されるべきプラズマセルは、オフにされ、他のセルは、活性的なままであろう。各セルは、フレーム期間毎に１度だけオフにされることができる。これは、各追加の輝度レベルが、１つの追加のサブフィールドを使用することにより作られることを意味する。全てのセルは、前記フレーム期間の開始における前記セットアップ段階の間に一度活性化される。
【０００５】
もし前記ＣＬＥＡＲ法のサブフィールド分布が５０Ｈｚフレームレートにおいて使用されるならば、大画面フリッカが見えるであろう。B. Salter et al. “Reduction of large area flicker in plasma display panel”, Proceeding of the SID 2001, page 1098, 2001, San Jose及びH. Kuriyama et al., “A 50Hz flicker reduction for PDP and evaluation system development”, Proceedings of the SID 2001, page 1102, 2001, San Joseから、この大画面フリッカは、２つのピークを持つサブフィールド分布を使用することにより減少させることができることは既知である。しかしながら、このようなサブフィールド分布は、より多くの二重の／色の付いた縁又はモーションブラーのようなモーションアーチファクトを生じるであろう。
【０００６】
前記動的偽輪郭の固有の減少を持つ他のサブフィールド分布は、ＬＳＣ（限定サブフィールドコーディング）と呼ばれる。このスキームは、”Limiting number of subfield changes for next higher level”と題された本出願人の以前の特許出願[PHNL010114EPP]において記述される。各増加するグレーレベルに対して、前記ＤＦＣモーションアーチファクトの減少に帰着する制限された数のサブフィールドのみが値を変えるというアイデアである。
【０００７】
陰極線管（ＣＲＴ）画面において、大画面フリッカ及びモーションアーチファクトも、よく知られた問題である。これらのアーチファクトは、動き補正されたアップコンバージョン（Motion Compensated pconversion）と呼ばれ、ナチュラルモーション（Natural Motion）としても知られる概念により最小化される。G. de Haan, “Video Processing for multimedia systems”, University Press Eindhoven, ISBN 90-9014015-8を参照。２つの連続した原画像の間に、追加の画像が挿入される。この態様において、表示周波数は、例えば５０Ｈｚから１００Ｈｚに２倍にされる。前記挿入される画像は、もし動きがビデオシーケンスで存在するならば、動きに対して補正される。
【０００８】
動き補正は、プラズマディスプレイパネルにおいても使用される。R. van Dijk and T. Holtslag, “Motion Compensation in Plasma Displays”, Proceedings of the IDW 1998, page 543において、ビデオシーケンスからの動きベクトルが、モーションアーチファクトを減少するために使用される。基本的に、全てのサブフィールドは、人間の目が全てのサブフィールドを正しい態様において積分することを確かめるために、前記動きベクトル上でシフトされる。このアルゴリズムは、非常に良い動画質を供給することができるが、しかし実施は非常に複雑である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、非常に少ないモーションアーチファクトを示す相対的に単純なシステムを用いてＰＤＰディスプレイ上に動画を表示する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、プラズマディスプレイパネルを駆動する方法に関し、前記方法は、
一連の連続した原画像を受信するステップと、
各原画像からの情報を第１の複数のサブフィールドにわたり分布するステップと、
を有し、前記方法は、
一連の新しい画像を作成するステップと、
各２つの連続した原画像の間に前記一連の新しい画像の少なくとも１つを挿入するステップと、
各新しい画像のフィールドからの情報を第２の複数のサブフィールドにわたり分布するステップと、
原画像のサブフィールドの第１グループ及び少なくとも１つの新しい画像のサブフィールドの第２グループを使用して表示画像を生成するステップと、
を有することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明は、プラズマディスプレイを駆動する装置に関し、前記装置は、
一連の連続した原画像を受信する手段と、
各原画像のフィールドからの情報を第１の複数のサブフィールドにわたり分布する手段と、
一連の新しい画像を作成する手段と、
各２つの連続した原画像の間に前記一連の新しい画像の少なくとも１つを挿入する手段と、
各新しい画像のフィールドからの情報を第２の複数のサブフィールドにわたり分布する手段と、
原画像のサブフィールドの第１グループ及び少なくとも１つの新しい画像のサブフィールドの第２グループを使用して表示画像を生成する手段と、
を有する。
【００１２】
本発明は、
上述されたような装置と、
前記画像を表示するプラズマディスプレイパネルと、
を有する表示機器にも関する。
【００１３】
本発明による方法は、ブラー又は二重の縁のようなモーションアーチファクトの減少と共に大画面フリッカを減少する。
【００１４】
以下、本発明は、説明の目的のみのためであり、添付請求項において定義される保護範囲を制限しないことを意図された幾つかの図面を参照して説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明において、図１ａに見られるように、ＣＬＥＡＲ法における唯一の単一階段とは対照的に２つの階段を持つサブフィールド分布が提案されている。２つの階段は、第２セットアップ段階を導入することにより作られる。“ダブル階段分布”と呼ばれるこの分布を用いると、大画面フリッカは、観測されないであろう。
【００１６】
図１ｂにおいて、１フレーム期間内のサブフィールドの分布を表すヒストグラムが示される。２つの最も高い（白い）バーは、プラズマセルの２つのセットアップを表す。他のバーは、連続したサブフィールド（SF1-SF8）の間のプラズマセルの輝度を表す。第１サブフィールド（SF1）の間、活性化されたセルは、最低輝度（L1）を持つであろう。第５サブフィールド（SF5）は、第２輝度（L2）を表す。第２サブフィールドは、第３輝度（L3）を表す等。
【００１７】
本発明の実施例において、上述のシーケンスは、サブフィールドSF4及びSF8において変化され、即ち、第４サブフィールド（SF4）は、最高輝度（L8）を表し、最後のサブフィールド（SF8）は、２番目に高い輝度を表す。この態様において、サブフィールドSF1ないしSF4は、サブフィールドSF5ないしSF8の光の量とおおよそ同じ量の光を生成する。
【００１８】
もちろん、人間の目は、特定の時間期間の間、前記輝度を積分するであろうから、L8より高い輝度を体験するであろう。事実、図１ｂは、１フィールド（期間）の間、目により体験される最大グレーレベルを示し、即ち、全てのサブフィールドが使用される。
【００１９】
本発明において、ナチュラルモーションを用いるＣＲＴのように好ましくは１００Ｈｚへのアップコンバージョンは、上述されたような前記ダブル階段分布に加えて使用される。ＰＤＰ上に２０ミリ秒の時間期間中に２つの完全な画像を表示することは可能ではない。これは、現在のＰＤＰが、前記セルにアドレスし、光を放射するのにこの時間期間を必要とするからである。従って、サブフィールド値は、時間軸に沿って前記サブフィールドの位置に依存して２つの画像の１つから抽出される。
【００２０】
図２において、前記サブフィールドの抽出が説明される。ビデオ信号は、初めはTミリ秒毎に画像1、2を含む。本発明において、新しい画像3が原画像1と2との間に挿入される。新しい画像4は、原画像2と後続の原画像（図示されていない）との間に挿入される。これは、前記ビデオ信号の周波数は倍率２で増加することを意味する。新しい画像3、4は、例えばＣＲＴにおいて既に使用されている従来技術装置により動き補正される。１フィールド期間中に、１つの画像が示されるだろう。ＰＤＰ上に画像を示すためには、例えばフィールド毎に８サブフィールドを用いてサブフィールド法が使用される。全ての画像が、例えば従来技術において記述されるようなＬＳＣ分布又はＣＬＥＡＲ法を使用してサブフィールドに変換されるが、しかしこのアイデアは、どんなサブフィールド分布に対しても使用されることができる。
【００２１】
１つの実施例において、原画像1は、サブフィールドコーディング8に変換されるだろうし、新しい画像3は、サブフィールドコーディング10に変換されるだろう。（注：もちろん１つの画像における全てのピクセルが同じグレースケールを持つことはないであろうし、従ってピクセル毎のコーディングは異なる。）
【００２２】
次のステップは、原画像1からのサブフィールドを新しい画像3からのサブフィールドと組み合わせることである。図２に示されるように、４つのサブフィールドSF1ないしSF4が、原画像1から取られ、４つのサブフィールドSF5ないしSF8は、新しい画像3から取られる。これを行うことにより、ダブル階段分布の結果として生じるモーションアーチファクトは、減少されるであろう。
【００２３】
この方法において、幾つかのサブフィールドデータが捨てられる。原画像1のサブフィールドグループSF5ないしSF8及び新しい画像3のサブフィールドグループSF1ないしSF4は、今後は使用されない。
【００２４】
もし画像シーケンスが、移動しなければ、原画像1及び原画像2は、同一であろう。これは、画像3も同一であろうことを意味する。上述のように前記サブフィールドを抽出することにより、結果として生じるグレーレベル（分布16を参照）は、前記原画像（分布8を参照）のグレーレベルと全く同一であろう。従って、アーチファクトは、静止画像では生じないであろう。
【００２５】
図３は、本発明の機器の第１実施例のブロック図である。前記機器、例えばテレビは、セット及びパネルを有する。セット及びパネルの両方が、処理モジュールを含む。前記パネル（即ち実際の画面）は、前記セット中のチューナから赤緑青（ＲＧＢ）信号を受信する。
【００２６】
インターレースされたＹＵＶ入力データ20は、フレームレート変換器22によってインターレースを解除され、アップコンバートされる。幾つかの市販モジュールが存在する。G. de Haan, “Video Processing for multimedia systems”, University Press Eindhoven, ISBN 90-9014015-8を参照。
【００２７】
出力は、プログレッシブ１００Ｈｚビデオストリーム24である。このビデオストリーム24は、標準ＹＵＶ形式である。前記ビデオストリームは、ＹＵＶ変換器26により１００ＨｚＲＧＢ信号28に変換される。この１００ＨｚＲＧＢ信号は、前記セットから点線により示される前記パネルに対して転送される。次のステップは、ビデオプロセッサ30により実行されるガンマ／フロイド・スタインバーグ（ＦＳ）ディザリングである。ビデオプロセッサ30の出力は、処理された１００ＨｚプログレッシブＲＧＢ信号32である。次に、サブフィールド生成が、サブフィールド生成モジュール34により実行される。サブフィールド生成モジュール34において、図２に示されるように２つの画像1及び3からのサブフィールド抽出も行われる。結果として生じるＲＧＢサブフィールドデータ36は、人間の目42により体験されるであろう画像40を示すであろうＰＤＰ38を駆動するために使用される。
【００２８】
本実施例の利点は、動き予測及びアップコンバージョンが前記セットにおいて実行され、前記パネルでは実行されないという事実である。これは、前記使用されたモジュールがインターレースを解除する目的のために当該機器の前記セットに既に組み込まれているので、特に魅力的である。
【００２９】
図４において、本発明の前記機器の第２実施例のブロック図が示される。インターレースされたＹＵＶ入力データ50は、フレームレート変換器52によりインターレースを解除される。フレームレート変換器52において、動きベクトル53は、従来技術の動き予測処理を使用して２つの連続した原画像から計算される。図３とは異なり、アップコンバージョンは、このモジュールにおいては実行されない。送出信号は、プログレッシブ５０Ｈｚビデオストリーム54である。このビデオストリーム54は、ＹＵＶ形式である。前記ビデオストリームは、ＹＵＶ変換器56により５０ＨｚＲＧＢ信号に変換される。この５０ＨｚＲＧＢ信号58は、前記セットから点線により示される前記パネルに対して転送される。次のステップは、ビデオプロセッサ60により実行されるガンマ／ＦＳディザリングである。ビデオプロセッサ60の出力は、処理された５０ＨｚプログレッシブＲＧＢ信号62である。次にサブフィールド生成が、アップコンバージョン／サブフィールド生成モジュール64により実行される。この点において、アップコンバージョンは、フレームレート変換器52から受信された動きベクトル53を使用して原画像の間に新しい画像を挿入することにより実行される。アップコンバージョン／サブフィールド生成モジュール64において、図２に示されるように２つの画像1及び3からのサブフィールド抽出も行われる。結果として生じるＲＧＢサブフィールドデータ66は、人間の目72により体験されるであろう画像70を示すであろうＰＤＰ68に対して使用される。
【００３０】
上述のものと比較した本実施例の利点は、全ての処理が５０Ｈｚで行われることである。
【００３１】
上述される本発明は、例えばパーソナルコンピュータ、テレビセット等に対して使用されるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、プラズマアドレス液晶（ＰＡＬＣ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、高分子ＬＥＤ（ＰＬＥＤ）、及びエレクトロルミネセント（ＥＬ）において使用されることができる。
【００３２】
図５ａ及び５ｂにおいて、理論的（図５ａ）及び実際的（図５ｂ）状況の時間差が示される。前記理論的状況において、前記異なる画像から生成された両サブフィールドピーク間の時間差（例えば１０ミリ秒）は、半ビデオフィールド期間（例えば１／２×２０ミリ秒）に等しい。この時間差は、最高値を持つサブフィールド間、又は両ピークの前記第１サブフィールド間の差であることができる。しかしながら、最適な時間差は、前記サブフィールド分布に依存する。通常、前記アップコンバートされた新しい画像は、正確にフレーム時間の真中（従って５０Ｈｚにおいては１０ミリ秒後）に計算される。もし前記サブフィールドが、フィールド期間全体を使用するならば、これは、（前記アップコンバートされた画像を用いて生成される）前記第２ピークの前記第１サブフィールドの時間とほぼ等しい。前記原画像とアップコンバートされた画像との間の時間差は、この場合には正しいだろう。図５ｂは、実際的状況を示す。６０Ｈｚを表示することもできる構成において、８サブフィールドは、１６．６６７ミリ秒を使用するのみである。前記２つのピーク間の時間差は、この場合には、１０ミリ秒より短い（即ち８．３秒）。前記モーションアーチファクトの減少は、この差に対して補正されるべきである。
【００３３】
この時間に関する他の注意点は、ピクチャの負荷が特定値を超える場合に維持パルスの数が減少されることを意味する“自動電源制御”である。これは、図６に示される。維持時間の減少のため、前記サブフィールドの開始点は、移動するだろう。２番目の階段の前記第１サブフィールドの開始時間を特定の時刻（好ましくは半フレーム時間に等しい）に固定されたままにすることが最良である。
【００３４】
本発明が、好ましい実施例と関連して記述されているが、上に概説された原理内の修正は当業者に明白であろうし、従って本発明は前記好ましい実施例に制限されないが、このような修正を含むと意図されることが理解されるだろう。ライン及びコラムを交換することが可能である。本発明は、サブフィールドモードが適用される表示装置に対して適用可能である。本発明は、幾つかの別個の素子を有するハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実施されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１ａ】図１は、２つのサブフィールド分布を示す。
【図１ｂ】図１は、２つのサブフィールド分布を示す。
【図２】２つの画像からサブフィールドを組み合わせる原理を示す。
【図３】本発明のシステムの第１実施例のブロック図を示す。
【図４】本発明のシステムの第２実施例のブロック図を示す。
【図５ａ】図５は、理論的フレーム期間と実際的なフレーム期間との間の時間差を説明するサブフィールド分布を示す。
【図５ｂ】図５は、理論的フレーム期間と実際的なフレーム期間との間の時間差を説明するサブフィールド分布を示す。
【図６ａ】自動電力制御の影響を説明するサブフィールド分布を示す。
【図６ｂ】自動電力制御の影響を説明するサブフィールド分布を示す。
【図６ｃ】自動電力制御の影響を説明するサブフィールド分布を示す。

Claims (11)

1. プラズマディスプレイパネルを駆動する方法であり、
   一連の連続した原画像を受信するステップと、
   各原画像からの情報を第1の複数のサブフィールドにわたり分布するステップと、
   を有する方法であって、前記方法が、
   一連の新しい画像を作成するステップと、
   各２つの連続した原画像の間に前記一連の新しい画像の少なくとも１つを挿入するステップと、
   各新しい画像のフィールドからの情報を第２の複数のサブフィールドにわたり分布するステップと、
   原画像のサブフィールドの第１グループ及び少なくとも１つの新しい画像のサブフィールドの第２グループを使用して表示画像を生成するステップと、
   を有することを特徴とする方法。
2. 各新しい画像が、前及び／又は後の原画像から計算される動きベクトルを使用して作成される、請求項１に記載の方法。
3. 各新しい画像が、フレームレート変換器において作成される、請求項２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの新しい画像が、サブフィールド生成モジュールにおいて作成される、請求項２に記載の方法。
5. サブフィールドが、限定サブフィールドコード（ＬＳＣ）分布に従ってフィールド内に分布され、前記ＬＳＣ分布は、各増加する輝度レベルに対して、制限された数のサブフィールドのみが値を変えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記サブフィールドの前記第１グループが、前記原画像のフィールドの前半から構成され、前記サブフィールドの前記第２グループが、前記少なくとも１つの新しい画像の前記フィールドの後半から構成される、請求項１に記載の方法。
7. フレーム期間毎に少なくとも１つのセットアップ段階を使用するサブフィールド分布が使用され、各増加するグレーレベルに対して、１つの追加のサブフィールドが使用される、請求項１に記載の方法。
8. プラズマディスプレイパネルを駆動する装置であって、前記装置が、
   一連の連続した原画像を受信する手段と、
   各原画像のフィールドからの情報を第１の複数のサブフィールドにわたり分布する手段と、
   一連の新しい画像を作成する手段と、
   各２つの連続した原画像の間に前記一連の新しい画像の少なくとも１つを挿入する手段と、
   各新しい画像のフィールドからの情報を第２の複数のサブフィールドにわたり分布する手段と、
   原画像のサブフィールドの第１グループ及び少なくとも１つの新しい画像のサブフィールドの第２グループを使用して、表示画像を生成する手段と、
   を有する装置。
9. 前記装置が、
   入力データのインターレース解除及びアップコンバージョンのためのフレームレート変換器であって、プログレッシブビデオストリームを作成する当該フレームレート変換器と、
   前記プログレッシブビデオストリームをＲＧＢ信号に変換するＹＵＶ変換器と、
   処理されたプログレッシブＲＧＢ信号を作成する、前記ＲＧＢ信号に対するビデオ処理のためのビデオプロセッサと、
   ＰＤＰモジュールに対する前記表示画像を生成するための、サブフィールド生成及び前記処理されたプログレッシブＲＧＢ信号からのサブフィールド抽出のためのサブフィールド生成モジュールと、
   を有する、請求項８に記載の装置。
10. 前記装置が、
    入力データのインターレース解除及び動きベクトルの推定のためのフレームレート変換器であって、プログレッシブビデオストリームを作成するフレームレート変換器と、
    前記プログレッシブビデオストリームをＲＧＢ信号に変換するＹＵＶ変換器と、
    処理されたプログレッシブＲＧＢ信号を作成する、前記ＲＧＢ信号に対するビデオ処理のためのビデオプロセッサと、
    ＰＤＰモジュールに対する前記表示画像を生成するための、前記処理されたプログレッシブＲＧＢ信号のアップコンバージョン及び前記処理されたプログレッシブＲＧＢ信号からのサブフィールド生成のためのアップコンバージョン／サブフィールド生成モジュールと、
    を有する、請求項８に記載の装置。
11. 請求項８に記載の装置と、
    前記表示画像を表示するプラズマディスプレイモジュールと、
    を有する表示機器。

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