JP2005003973A

JP2005003973A - Display device, image correction apparatus and image correction method

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Publication number: JP2005003973A
Application number: JP2003167819A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Matsubara; 義明松原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for performing linearity correction with high accuracy as the whole screen without damaging faithful reproducibility of the gradation of the whole screen. <P>SOLUTION: The display device is provided with a distribution extracting circuit 41, a gradation correction circuit 42 and an output control circuit 43. The distribution extracting circuit 41 gains pixel data of one screen from an RGB signal and extracts a use frequency distribution of the subfield (unit time). The gradation correction circuit 42 specifies, for instance, the unit time of the highest use frequency in the distribution and performs gradation correction for reducing the use frequency. The output control circuit 43 confirms that the uniformity of the whole distribution is enhanced by performing the distribution extracting after correction again and affords the output permission to picture data after correction for such a case only. Since the use frequency of other subfields is not increased extremely by the gradation correction in the control, the unexpected deterioration of linearity can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のように複数の単位時間（いわゆるサブフィールド）を組み合わせた時間により各画素を発光させて階調表現するディスプレイ装置、および、これに用いる画像補正装置と画像補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＤＰなどの高輝度で薄型のディスプレイ装置が注目されている。ＰＤＰでは、ＬＣＤなどの光変調型のディスプレイとは異なり、有機ＥＬパネルと同様、発光時間を制御する駆動方法により階調表現する。
ＰＤＰは、動作方式の違いにより基本的特性が異なるＡＣ型とＤＣ型の２方式に分けられる。ＡＣ型ＰＤＰでは、たとえば２５６階調等の表示が可能なサブフィールド駆動法が提案されている。このサブフィールド駆動法として、ＡＤＳサブフィールド法（アドレス・表示分離型駆動法）が知られている（特許文献１および２参照）。
【０００３】
図１２に、ＡＤＳサブフィールド法の動作シーケンス（表示時間）を模式的に示す。
画像信号を４ビットのディジタル信号「Ｂ_３Ｂ_２Ｂ_１Ｂ_０」とすると、１フィールドをたとえば４つのサブフィールドに分割し、４つの各サブフィールドに画像信号の各ビットを割り当て、これにより１６階調の画像表示を行っている。すなわち、発光時間が最大のサブフィールドＳＦ_３ではすべての画素のうち、４ビットで表した画像信号のディジタル階調値が８以上の画素、すなわち最上位ビットＢ_３が「１」の画素について８回の放電（発光）が行われる。
同様につぎに発光時間が長いサブフィールドＳＦ_２ではすべての画素のうち、４ビットで表した画像信号のディジタル階調値の上位から２番目のビットＢ_２が「１」の画素については、さらに４回の発光が行われる。同様の動作を残りの２つのサブフィールドＳＦ_１とＳＦ_０について行う。最も輝度の高い画素については合計で１５（＝８＋４＋２＋１）回の発光が行われ最高輝度が得られる。最も輝度の低い画素では１回の発光も行われず、これが最低輝度を表すことになる。
【０００４】
このように、各画素での４つのサブフィールドでの発光回数の合計は、ディジタル信号の値に応じて０回から１５回のいずれかとなり、ディジタル信号に対応した輝度が観測される。
このような駆動方式（ＡＤＳサブフィールド法）を採用することにより、全体の時間における各画素あたりの発光時間比率を高めることができ、高輝度が得られる。また電極に印加するパルス幅を広くすることができ、安定した放電が可能となることから、ＡＤＳサブフィールド法はＰＤＰの駆動方式として広く用いられている。
【０００５】
ＡＤＳサブフィールド法によって多階調のカラープラズマディスプレイ表示をした場合、サブフィールドの切り替わりで階調歪みが生じ易いという問題点があった。たとえば、自然画表示を行った場合、「青空」などのように表示面積が大きく、かつ表示階調値が小さい部分において、階調歪みによる輝度が変化する画質障害（以下、輪郭画像という）が生じ、画像表示品質を低下させることがあるという問題点があった。
その原因の１つに、各サブフィールドの最初の発光が書き込み動作を兼ねている仕様にもとづくものがある（たとえば、特許文献３参照）。より詳細には、各サブフィールドの最初の発光が書き込み動作を兼ねていると、各サブフィールドの先頭の書き込みパルスによる発光量が維持パルスによる発光量と異なる場合があり、その場合に、階調表示の直線性（リニアリティ）が損なわれてしまう。これを解決する方法として、変換テーブルを用いて発光回数を調整する方法が上記特許文献３で提案されているほか、同様に発光回数を調整する他の方法が、たとえば特許文献４で提案されている。
【０００６】
階調歪みによる画質低下の他の原因に、電源そのものの供給能力の低下、駆動回路の電力供給能力の低下、あるいは、パネルに印刷されている電極部でのインピーダンスを介した電源供給能力の低下などの影響によって表示画像のリニアリティが低下することがある（たとえば、特許文献５参照）。たとえば、画像信号の１フィールド分の階調レベルの組み合わせによっては、あるサブフィールドを発光させる画素数が極端に多くなり、そのサブフィールド発光時間における電源への負荷が瞬間に増大することがある。その場合、上述した電源、駆動回路あるいはパネル側での電源供給能力の低下が原因で電源の供給が不十分となり、予定していた輝度での発光ができなくなり、表示画像のリニアリティが低下する。
【０００７】
この原因によるリニアリティ改善方法として、上記特許文献５には、リニアリティが悪化する部分を抽出して発光パルス使用頻度を制御する手法が開示されている。より詳細には、特許文献５の第４〜５頁に記載されているように、１フィールド平均の画素データとして表示率を計算し、表示率に応じて予め決められた割合で必要な部分のパルス使用頻度を増加させて階調低下部分を補正している。
【０００８】
また、他の方法として、リニアリティ低下部を抽出すると、リニアリティ良好部と同じ階調に映像信号をシフトして、リニアリティのよい階調に変換するといった手法が知られている（たとえば、特許文献６参照）。
【０００９】
さらに、リニアリティ低下部において周辺の平均輝度を算出して、リニアリティ低下部の輝度を平均輝度に変換する手法や、ランダムノイズを加減算することにより、階調歪みによる不要な輪郭画像を拡散によりぼかして階調歪みを目立たせないようにする手法が知られている（たとえば、特許文献７参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平４−１９５０８７号公報
【特許文献２】
特開平４−１９５０８８号公報
【特許文献３】
特開平８−１４６９１４号公報（第２〜第３頁等）
【特許文献４】
特開平８−１６０９１４号公報（第４〜第５頁等）
【特許文献５】
特開平１０−０３９８２９号公報（第３頁等）
【特許文献６】
特開平１０−４２１３７号公報（第６頁等）
【特許文献７】
特開平１０−３９８３３号公報（第４〜第６頁等）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した特許文献５〜７に記載の方法では、それぞれ以下に示す課題があった。
【００１２】
特許文献５に記載された方法では、特許文献５の第２図に示されるように、表示率に応じて第１〜第４ブロックが決められ、それに対応じてルックアップテーブル（ＬＵＴ）内で予め決められた補正量だけ階調補正が行われる。このため、この予め決められた補正量より細かな制御ができない。また、リニアリティが低下する部分のパルス数を増やして輝度低下を補うと、さらに電源やその供給経路の能力を超えて負荷が増大し電源ロスが生じることから、余り好ましい対処方法と言えない。
【００１３】
特許文献６に記載された方法では、本来必要な輝度が得られない。つまり、輝度が高くなる方向に補正されるか、低くなる方向に補正されるかの２種類の対応があるが、いずれの場合でも輝度をシフトした部分は本来の輝度から大きくずれるので、画面全体の階調の忠実な再現性が大きく損なわれてしまう。また、階調分布の検出が限られた領域でのみ行われるので、その領域の階調変化（輝度シフト）により他の領域でリニアリティが低下するおそれがある。
【００１４】
特許文献７に記載された方法では、階調歪みによる不要な像の周囲に輝度補正をかけるため、上記特許文献６に記載の方法に比べ画像全体の階調の再現性は高いが、輝度補正の結果、画面全体のサブフィールド分布が変化し、他の箇所でリニアリティが低下する可能性があり、この意味で、高い精度で画面全体のリニアリティの補正ができない。
【００１５】
本発明の目的は、画面全体の階調の忠実な再現性が大きく損なわれることなく、画面全体として高い精度でリニアリティ補正が可能なディスプレイ装置、画像補正装置および画像補正方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るディスプレイ装置は、複数の単位時間で１画面の表示時間を時分割し、前記複数の単位時間の組み合わせによって画素データごとに決められた時間で複数の画素を発光させ、前記１画面を階調表示するディスプレイ装置であって、前記１画面分の画素データを入力し、当該画素データの階調から１画面分の前記単位時間の使用頻度分布を抽出する分布抽出回路と、前記使用頻度分布から単位時間を特定し、当該特定した単位時間の使用頻度を低減する階調補正を前記１画面分の画素データに施す階調補正回路と、前記階調補正により前記使用頻度分布の全体の均一性が向上した場合に、当該階調補正後の画像データの出力を許可する出力制御回路と、を有する。
前記階調補正回路は、好適に、前記特定した単位時間を使用している画素データの現在の階調を、前記特定した単位時間を使用しない階調であって現在の階調との階調差が所定の許容範囲内に収まる近似階調に画素ごとにシフトする。
さらに、前記階調補正回路は、好適に、前記階調のシフトを複数の画素の配列内で順次行うごとに、前記近似階調の探索の向きを高階調側と低階調側で交互に切り換える。
【００１７】
本発明に係る画像補正装置は、１画面の表示時間を構成する複数の単位時間の使用頻度分布を変えることにより、入力画像の階調レベルのリニアリティを補正する画像補正装置であって、前記１画面分の画素データを入力し、当該画素データの階調から１画面分の前記単位時間の使用頻度分布を抽出する分布抽出回路と、前記使用頻度分布から単位時間を特定し、当該特定した単位時間の使用頻度を低減する階調補正を前記１画面分の画素データに施す階調補正回路と、前記階調補正により前記使用頻度分布の全体の均一性が向上した場合に、当該階調補正後の画像データの出力を許可する出力制御回路と、を有する。
【００１８】
上記構成のディスプレイ装置および画像補正装置によれば、分布検出回路に１つのフレームまたはフィールド（１画面）分の画素データが入力されると、当該分布検出回路は、入力された画素データから１画面分の単位時間（いわゆるサブフィールド）の使用頻度分布を抽出する。この１画面分の単位時間の使用頻度分布を検出結果は、階調補正回路に送られ、この結果を元にリニアリティを補正するための階調補正が実行される。より詳細には、階調補正回路は、単位時間の使用頻度を低減するとリニアリティが補正される単位時間を特定し、その使用頻度を低下させる階調補正を行う。このとき、出力制御回路により１画面分の単位時間の使用頻度分布全体の均一性が監視されており、均一性が高められる場合のみ、階調補正後の画素データの出力が許可される。
また、階調の変化量が許容範囲内に収められる制御がなされた場合、元の画像（画素データ）の階調と殆ど変わらない階調の画像（画素データ）が階調補正回路から出力される。
【００１９】
本発明に係る画像補正方法は、１画面の表示時間を構成する複数の単位時間の使用頻度分布を変えることにより、入力画像の階調レベルのリニアリティを補正する画像補正方法であって、前記１画面分の画素データを取得し、当該１画面分の画素データの階調から前記単位時間の使用頻度分布を抽出する第１ステップと、前記使用頻度分布から単位時間を特定し、画素データの階調が前記特定した単位時間を使用しているかを検出する第２ステップと、画素データの現在の階調を基点に前記特定した単位時間を含まないで実現できる近似階調を探索し、当該近似階調と現在の階調との階調差が許容範囲内か否かを調べる第３ステップと、前記階調差が前記許容範囲内となる近似階調に現在の階調をシフトさせる第４ステップと、前記階調のシフトにより前記使用頻度分布の均一性が向上した場合に、当該階調シフト後の画素データの出力を許可する第５ステップと、を含む。
好適に、前記第２ステップで前記使用頻度を低減すべき単位時間が検出されなくなるまで前記第２〜第４ステップを複数回繰り返し、前記第３ステップごとに、前記基点となる階調に対する前記近似階調の大小関係を監視し、当該大小関係に応じてつぎの補正により前記階調差が小さくなる向きに階調を探索する。
【００２０】
この画像補正方法では、第１ステップにおいて単位時間の使用頻度分布が検出されると、これを元に第２〜第４ステップにおいて階調補正が実行される。より詳細には、まず、第２ステップにおいて使用頻度を低減させるべき特定の単位時間を含むか否かが検出され、含む場合は、つぎの第３ステップにおいて、当該特定の単位時間を含まないで実現できる階調の探索が行われる。そして、探索により近似階調が見つかると、その近似階調と現在の階調の階調差が許容範囲内であるかどうかが調べられる。許容範囲内と判断されると、第４ステップにおいて、新たな近似階調へのシフトを実行する。この階調シフトは特定の画面領域に限定されない。
第５ステップでは、使用頻度分布の均一性判断が行われ、均一性が向上した場合のみ、当該階調シフト後の画素データが出力される。
複数回の階調補正を繰り返す際に探索の向きが指定される場合、階調差が画像の忠実性を損ねない許容範囲内に常に収まる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態では、ランダム発生回路ではなく誤差拡散の一種ではあるが、全体のサブフィールドの使用頻度分布をみて使用頻度が高いサブフィールドを個々に低減することができるリニアリティ改善手法を提案する。
すなわち、本発明の実施の形態では、画面内の映像データにより各サブフィールドの使用頻度分布を抽出する回路を持ち、高い使用頻度のサブフィールドが存在すれば、当該サブフィールドの使用頻度を平滑化（低減）するとともに、他のサブフィールドの使用頻度も監視して、他のサブフィールドの使用頻度が増加することによって、これに起因したリニアリティ低下が起きないような誤差拡散を行い、その結果、画面全体としてリニアリティを改善する。
【００２２】
以下、アドレス・表示分離型駆動法（ＡＤＳサブフィールド法）により駆動するＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）を有するディスプレイ装置を例として、本発明の実施の形態をより詳細に説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１に、本実施の形態のディスプレイ装置の構成を示す。
図１に図解したディスプレイ装置１は、ガンマ補正回路２、誤差拡散およびディザ回路３、リニアリティ補正回路４、ＰＤＰ５を有する。なお、この図１には、各回路２〜４以外の信号処理回路、信号処理時に画素データを１補正対象画面（１フィールドあるいは１フレーム）単位で一時保持する画像メモリ、ＰＤＰ５の駆動回路、電源、および制御回路等は省略されている。
【００２４】
ガンマ補正回路２に入力される信号は、ＲＧＢの映像信号である。ＰＤＰ固有の入出力輝度特性（入力データの輝度値に対する発光輝度）は直線、もしくは、ほぼ直線となる特性である。このため、ガンマ補正回路２の入出力特性は、たとえば図２に示す特性となる。
ＰＤＰ固有の入出力輝度特性は、陰極線管（ＣＲＴ）タイプのディスプレイ装置の入出力輝度特性と異なっている。ところが、現状のテレビジョン放送では、ディスプレイ装置がＣＲＴを用いたディスプレイ装置を想定し、画像表示側の入出力輝度特性を相殺するよう画像送出側でガンマ補正を施している。図２に示す補正カーブは、送信されてくるＲＧＢ信号に画像送出側で施されたガンマ補正をＰＤＰディスプレイ装置（画像表示側）で戻すための逆補正カーブである。ガンマ補正後のＲＧＢ信号は、誤差拡散およびディザ回路３に送られる。
【００２５】
誤差拡散およびディザ回路３は、図２に示す特性のガンマ補正を行う際に低階調でのビット精度が足りなくなるおそれがあることから、これを解決するために必要になる回路であり、たとえば、８ビットのＲＧＢ信号を１０数ビットにして階調表現能力を高める機能がある。この低階調でのビット精度不足が問題とならない場合、誤差拡散およびディザ回路３を省略することができる。高階調化されたＲＧＢ信号はリニアリティ補正回路４に送られ、リニアリティ補正後にＰＤＰ５に入力され、画像表示に供せられる。このリニアリティ補正については、後述する。
【００２６】
ＰＤＰ５は、よく知られているように、隔壁で仕切られた各空間にプラズマ放電用のガスが封入され、個々の空間に対応してマトリクス状に配列された画素が形成されている。ＲＧＢの色配列に応じて、３個に１つの割合で同じ色により発光する画素が規定されている。以下、ＲＧＢ信号のある１色の信号にもとづくパネル駆動についてのみ述べるが、他の色信号による駆動についても同様である。
【００２７】
ＡＤＳサブフィールド法においては、１つの連続した走査画面（１フレームまたは１フィールド）の表示時間は、所定数の単位時間（以下、単にサブフィールドという）で構成されている。ＮＴＳＣ表示方式では２つのフィールドで１フレームが構成され、その各フィールド期間が所定数のサブフィールドで構成される。
【００２８】
図３に、ＮＴＳＣ表示方式に対応した本実施の形態における１フィールド期間を模式的に示す。ここでは、１フィールド期間が（ｎ＋１）個のサブフィールドＳＦ_０〜ＳＦ_ｎで構成されている。サブフィールドＳＦ_０〜ＳＦ_ｎのそれぞれは、リセットパルスを印加するリセット期間（図示省略）を先頭に、アドレス期間およびサステイン期間により構成されている。
ＡＤＳサブフィールド法では、各サステイン期間の放電時間の総和が画素の階調表示を規定する。サステイン期間の放電時間は放電パルス（以下、サステインパルスともいう）の数に比例する。たとえば、放電パルス数の割合をＳＦ_０：ＳＦ_１：ＳＦ_２：ＳＦ_３：…＝１：２：４：８：…といった２のべき乗で変化させる方法がある。また、最近では放電パルス数の割合を、たとえばＳＦ_０：ＳＦ_１：ＳＦ_２：ＳＦ_３：ＳＦ_４：ＳＦ_５：…＝１：２：３：４：５：７：…といった２のべき乗以外の組み合わせで変化させる方法も一般的になっている。
【００２９】
各サステイン期間に放電を起こさせるか否かは、その前のアドレス期間で、行方向に配線された画素内の電極部に所定の閾値以上の電荷量を有する壁電荷（Ｑ＋）が形成されているか否かで決まる。つまり、上記（ｎ＋１）個のサブフィールドを如何なる組み合わせで画像表示に使用するか否かのアドレッシングは、放電維持に十分な上記壁電荷（Ｑ＋）と、放電維持ができない上記閾値より少ない電荷量の壁電荷（Ｑ−）との２つの電荷状態のマッピングを画素配列上に行う制御であると言える。
【００３０】
このようなアドレッシングを行うための電圧を印加する電極の配線構造の一例を、図４に示す。また、図５（Ａ）〜図５（Ｇ）に、１サブフィールド内のパルス印加のタイミングチャートの一例を示す。
図４に例示したＰＤＰ５では、水平方向（Ｘ方向）に維持電極Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，…，Ｘ_ｍ−１，Ｘ_ｍ（以下、Ｘ電極ともいう）とＹ走査電極Ｙ_１，Ｙ_２，Ｙ_３，…，Ｙ_ｍ−１，Ｙ_ｍ（以下、Ｙ電極ともいう）とを交互に配線させ、垂直方向（Ｙ方向）にアドレス電極Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，…，Ａ_ｎ−１，Ａ_ｎ（以下、Ａ電極ともいう）を配線させている。Ｘ電極は共通の電位で制御されることから「共通電極」と称されることがある。図４の構成例では、Ｘ電極とＹ電極とを共通のドライバ、すなわちＹ走査・維持電極ドライバ６Ｂにより駆動し、Ａ電極をアドレス電極ドライバ６Ａにより駆動する。２つのドライバ６Ａと６Ｂは、リニアリティ補正後の画素データが重畳されたＲＧＢ信号を受けた制御回路７により制御される。
【００３１】
Ｘ電極（維持電極）は、図５（Ｇ）に示すように、上記リセット期間で相対的に低いリセットレベル「ＸＬ」をとり、アドレス期間およびサステイン期間で相対的に高い放電状態維持のレベル「ＸＨ」をとる。
Ｙ電極（Ｙ走査電極）は、図５（Ｄ）〜図５（Ｆ）に示すように、リセット期間中は上記維持電極のリセットレベル「ＸＬ」との電位差で壁電荷（Ｑ＋）と（Ｑ−）がすべて消去されるように相対的に高いレベル「ＹＨ」をとる。アドレス期間では、相対的に低いレベル「ＹＬ」の選択パルスＹＰが各行のアドレス期間Ｔａ１，Ｔａ２，…，Ｔａｍごとに順次シフトする。また、サステイン期間では、すべてのＹ電極にサステインパルスＳＰが所定の数だけ一定の周期で印加される。
【００３２】
図５（Ｄ）に示すようにＹ_１電極に選択パルスＹＰが印加され最初の行が選択されているアドレス期間を「Ｔａ１」、図５（Ｅ）に示すようにＹ_２電極に選択パルスＹＰが印加され２番目の行が選択されているアドレス期間を「Ｔａ２」、…、図５（Ｆ）に示すようにＹ_ｍ電極に選択パルスＹＰが印加され最終の行が選択されているアドレス期間を「Ｔａｍ」とする。
これらを含むすべてのアドレス期間において、Ａ電極（アドレス電極）Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，…，Ａ_ｎ−１，Ａ_ｎに入力されアドレス期間ごとに変化するアドレスビットに応じて、各行内に放電維持に必要な壁電荷（Ｑ＋）が形成される。つまり、壁電荷（Ｑ＋）は、アドレスパルスＡＰと選択パルスＹＬとの電位差での放電による形成されるが、アドレスパルスＡＰ単独での印加電圧の放電では十分に形成されず、わずかな壁電荷（Ｑ−）の形成に留まる。図５に示すアドレスパルスＡＰの組み合わせ例では、この組み合わせに応じて、図４に示すように、第１行の画素Ｐ１１とＰ１ｎ、第２行の画素Ｐ２２とＰ２ｎ、および、第ｍ行の画素Ｐｍ１とＰｍｎに、それぞれ壁電荷（Ｑ＋）が形成される。
なお、この壁電荷（Ｑ＋）形成時のアドレス期間の放電は、おおよそ、サステイン期間のサステインパルスの印加期間後まで持続するが、壁電荷が（Ｑ−）の場合はサステイン期間の最初のＸ電極の正のパルスＸＰの印加で停止する。
【００３３】
以上のサブフィールドの駆動制御は、アドレスパルスの組み合わせとサステインパルス数とが異なるのみで、基本的にはすべてのサブフィールドに共通する。
図３に示すＳＦ_０〜ＳＦ_ｎのそれぞれで上記したサブフィールド駆動制御のシーケンスが（ｎ＋１）回繰り返され、１フィールドの画像の発光表示が完了する。
【００３４】
本実施の形態のディスプレイ装置１は、リニアリティ補正回路４に特徴を有する。図６は、リニアリティ補正回路４の構成を示すブロック図である。
図６に示すリニアリティ補正回路４は、サブフィールドの使用頻度分布を抽出する分布抽出回路４１と、階調補正回路４２と、出力制御回路４３とを有する。出力制御回路４３は、たとえばマイクロコンピュータあるいは中央演算処理装置（ＣＰＵ）などから構成される。
【００３５】
分布抽出回路４１は、たとえばフィールドメモリに蓄積された１フィールド分の画素データを解析して、その画素ごとの（ｎ＋１）個のサブフィールドが当該フィールド画像の表示に使われるか否かを調べる（分布抽出）。ここで、「サブフィールドが画像表示に使用される」とは、前述した発光制御において（ｎ＋１）個のサブフィールドＳＦ_０〜ＳＦ_ｎの組み合わせによって各階調を表現する際に、着目するサブフィールドのアドレス期間中に壁電荷（Ｑ＋）が形成され、サステイン期間で放電が持続することをいう。
【００３６】
分布抽出回路４１は、その解析に先立って、階調ごとのサブフィールドの構成を定義している。その分布構成は、図７のようにマトリックス形式で表現することができる。図７において、「○」印が「当該サブフィールドが画像表示に使用」を意味し、「×」印が「その不使用」を意味する。
階調Ｇ（０）は、サブフィールドすべてを発光させないことから最小階調となる。階調Ｇ（１）では、最もサステインパルス数が少ないサブフィールドＳＦ_０のみ使用し、他は不使用とする。同様に、階調Ｇ（２）ではつぎにサステインパルス数が少ない２番目のサブフィールドＳＦ_１のみ使用し他は不使用とし、階調Ｇ（３）ではサブフィールドＳＦ_０〜ＳＦ_２を使用し他は不使用とする。逆に最大の階調Ｇ（ｍｘ）ではすべてのサブフィールドを使用し、その１レベル下の階調Ｇ（ｍｘ−１）ではサブフィールドＳＦ_０のみ不使用とする。
【００３７】
分布抽出回路４１は、入力されるＲＧＢ信号から得られる１フィールド画像を色ごとに解析し、図７に示す各階調のフィールド構成に照合させて、当該フィールド画面がどのようなサブフィールド分布を有するかを抽出する。
その結果得られたサブフィールドの使用頻度の分布を、図８にグラフで示す。
図６に示すように、この使用頻度の分布情報は信号Ｓ４１として階調補正回路４２に送られる。階調補正回路４２には、同時に元のＲＧＢ信号も入力される。
【００３８】
階調補正回路４２は、信号Ｓ４１にもとづいて、分布の全体の均一性を高める向きに少なくとも１つのサブフィールドの使用頻度を変化させて、入力された元のＲＧＢ信号に対しサブフィールド分布補正を施す。
リニアリティ改善のための典型的な補正方法としては、たとえば、使用頻度が比較的集中しているサブフィールドを検出し、そのサブフィールドを補正対象とする方法が採用できる。この補正対象のサブフィールドを、以下、「補正サブフィールド」という。階調補正回路４２は、この方法で補正サブフィールドを特定すると、特定した補正サブフィールドを用いる階調と、用いない近似階調とを検出し、それらの階調間でシフト動作を行う。これにより、使用頻度が高い補正サブフィールドを用いる１つの階調が不使用となり、近似階調に誤差拡散される。
この誤差拡散は、補正フィールドを用いる階調と用いない階調間で実行されるため、その拡散が行われる領域は特定されず、理論的な拡散領域は１画面全域となる。
【００３９】
ただし、この補正によって、他のサブフィールドの使用頻度が急激に高まり、これによって全体の均一性が損なわれるおそれがある。そこで、本実施の形態では、この全体の均一性を監視する手段として出力制御回路４３を設けている。出力制御回路４３は、階調をシフトすることにより変化したサブフィールドすべてについて使用頻度を監視しており、それが所定の基準を超えていないかを調べる。所定の基準としては、最大値を数値で規定してもよいし、補正フィールドの使用頻度を超えないことを基準としてもよい。また、たとえば分布の標準偏差をσとしたときｈσ（ｈ：１〜３程度の数値）をサブフィールドの使用頻度を制限する最大値としてもよい。
なお、出力制御回路４３は分布抽出回路４１をも制御している。出力制御回路４３は、階調補正回路４２によるサブフィールド分布補正（階調シフト）ごとに分布抽出回路４１に対し分布抽出を指示する。あるいは、出力制御回路４３は、最初に抽出した分布を階調補正回路４２内のメモリに保持させ、その補正にともなう変化分のみメモリ情報を書き換える制御を行うこともできる。
【００４０】
つぎに、このサブフィールド分布の補正処理を、図９のフローチャートにそって、より詳細に説明する。補正処理をフィールド内のどの画素から始めるかは任意であるが、以下の説明では、最初の画素Ｐ１１（図４参照）から始めるものとする。
ステップＳＴ０において、たとえば垂直周波数の整数分の１倍、水平周波数の整数分の１倍に１回のタイミングなどで、まず誤差レベルＬ（ｇ）のリセット動作を行う。誤差レベルＬ（ｇ）とは、余りかけ離れた階調へのシフトを規制するために、その階調差（誤差）の値と、階調探索の向きを指定するときに用いる内部変数である。このリセット動作は、必ずしも行わなくてもよい。
【００４１】
ステップＳＴ１において、入力したＲＧＢ信号から一意に決まる当該画素の現在の階調Ｇ（ｋ）を取得する。ここで変数「ｋ」は補正前の階調レベルを表記しており、最小値０から最大値ｍｘの何れかの値をとる（図７参照）。
つづくステップＳＴ２では、図７の表を参照して当該階調Ｇ（ｋ）に補正フィールドを含むか否かが判断される。補正フィールドの判断では、ある頻度数以上、あるいは、使用頻度が最大であるといった所定の基準によりサブフィールドが判断される。ここで「使用頻度が最大」といった基準が用いられるとすると、図８に示す例では、サブフィールドＳＦ_２が補正フィールドとなる。当該画素の階調に補正フィールドを含まない場合は、２次的な判断基準、たとえば「使用頻度が所定数以下であるが、その中でも最大である」といった基準を適用して補正フィールドを探すステップを追加してもよい。ただし、不必要な階調変更は好ましくないことから、ここでは、ステップＳＴ３で画素アドレスをインクリメントし、つぎの画素Ｐ１２について上記と同様にステップＳＴ１とＳＴ２を繰り返す。
【００４２】
ステップＳＴ２において補正フィールドを含む場合、つぎのステップＳＴ４において、誤差レベルＬ（ｇ）がプラスか否かが判断される。最初は誤差レベルＬ（ｇ）が０であることから判断が「Ｎｏ」となり処理がステップＳＴ５ｍに進む。２回目以降で誤差レベルＬ（ｇ）がプラスと判断されると、処理がステップＳＴ５ｐに進む。
ステップＳＴ５ｍではマイナスの向きに階調が探索され、補正フィールドＳＦ_２を含まない近似階調Ｇ（ｈｍ）が取得される。取得ができた場合、つぎのステップＳＴ６ｍで、階調差｜ｈｍ−ｋ｜が所定の許容範囲内に収まっているか否かが判断される。この判断が「Ｙｅｓ」の場合、つぎのステップＳＴ７ｍで「ｋ」が「ｈｍ」で置き換えられ、「Ｎｏ」の場合にステップＳＴ７ｍの処理がスキップされる。
つぎのステップＳＴ８ｍでは、「ｇ」が「ｇ＋（ｈｍ−ｋ）」に置き換えられた後、処理がステップＳＴ９に進む。
【００４３】
一方、前記ステップＳＴ５ｐでプラス向きに階調が探索された場合、同様に、ここで近似階調Ｇ（ｈｍ）が取得されると、階調差｜ｈｐ−ｋ｜が許容範囲内かが判断され（ステップＳＴ６ｐ）、この判断が「Ｙｅｓ」の場合に「ｋ」が「ｈｐ」で置き換えられ（ステップＳＴ８ｐ）、ステップＳＴ８ｐで「ｇ」が「ｇ＋（ｈｐ−ｋ）」に置き換えられた後、処理がステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ６ｐの判断が「Ｎｏ」の場合は、ステップＳＴ８ｐの処理がスキップされる。なお、ステップＳＴ８ｍまたはＳＴ８ｐの処理をスキップするのは、つぎのステップＳＴ９を経て処理をステップＳＴ１に戻し、今度は逆向きの探索を試みるためである。
【００４４】
ステップＳＴ９では、プラスおよびマイナスの２つの向きで探索が行われたか否か、行われた場合は、範囲内での近似階調の取得ができたかが判断される。片方の向きの探索が未だの場合、あるいは、両方の向きでの探索が終了したが範囲内での近似階調の取得ができなかった場合は、この判断が「Ｎｏ」となり、処理がステップＳＴ１に戻され、再度探索が行われる。
ステップＳＴ９での判断が「Ｙｅｓ」の場合、つぎのステップ１０で最後の画素Ｐｍｎであるか否かが判断される。初期段階では、この判断が「Ｎｏ」であることからステップＳＴ１１で画素アドレスがインクリメントされた後、処理がステップＳＴ１に戻され、新たな画素について再度、階調の取得、探索、近似階調の取得等が繰り返される。
【００４５】
最後の画素で、これらの処理が終了するとステップＳＴ１０の判断が「Ｙｅｓ」となる。ここで処理を終了させてもよいが、図示のように補正が十分かどうかの判断（ステップＳＴ１２）を追加してもよい。この判断を追加する場合のシーケンスとしては、図６において出力制御回路４３が階調補正回路４２を制御して、補正の条件を変更しながらシリアルに補正を何度も繰り返すような場合がある。このとき変更可能な補正の条件としては、ステップＳＴ２における補正フィールドの定義の変更、ステップＳＴ６ｍおよびＳＴ６ｐにおける階調差の許容範囲の変更などがある。
ステップＳＴ１２で補正が不十分と判断されると、処理がステップＳＴ０に戻り、誤差レベルのリセット動作から処理が再スタートする。
【００４６】
本実施の形態によれば、ある使用頻度が高いサブフィールドの使用頻度が低くなるように階調変更がなされるが、このとき出力制御回路４３が、１画面分のサブフィールドの使用頻度分布全体の均一性が高められるように出力制御を行うことから、他のサブフィールドの使用頻度が急激に増大することがない。このため、予期しない箇所でリニアリティが増大するようなことがない。
このとき、電源供給能力等を超えるような頻度でパルス生成が集中する箇所のうち、最も高い部分のみ使用頻度を削減することから、きめ細かな制御となり、必要以上に輝度変化が生じない。とくに、図９に示す補正制御では、現在の階調（画素輝度）を基点として補正階調が探索されるため、最も階調差が小さい近似階調が最初に取得される。また、近接画素間で探索の向きがプラスとマイナスで交互に入れ替わるので、階調変化が画面全体で積分するとほぼゼロにできることから、画像の忠実な再現となる。また、画素ごとの僅かな輝度変化なので、見た目にはノイズィな画面とならない。さらに、誤差レベルの符号により探索の向きを一意に指定するので探索の効率が高い。
【００４７】
［第２の実施の形態］
上述した第１の実施の形態では画素ごとの処理であるため、決められた時間に補正するためには、高速クロックを用いた処理が必要となる。これに対し、本実施の形態では、複数の階調補正回路を備え、回路規模は大きくなるが全体の処理能率を高めることができる第１の構成例を提案する。
【００４８】
図１０は、第２の実施の形態に係るリニアリティ補正回路の構成を示すブロック図である。
このリニアリティ補正回路４Ａは、複数の分布抽出回路４１ａ，４１ｂ，…，４１ｘと、階調補正回路４２を構成する複数の単位補正回路４２ａ，４２ｂ，…，４２ｘと、セレクタ４４と、を有している。分布抽出回路と単位補正回路とは１つずつで組み合わされている。たとえば、分布抽出回路４１ａと単位補正回路４２ａは、第１の実施の形態における分布抽出回路４１と階調補正回路４２と同様な機能を有し、同様に接続されている。
【００４９】
図１０に示すリニアリティ補正回路では、この分布抽出回路と単位補正回路の組が直列に接続され、各単位補正回路４２ａ，４２ｂ，…，４２ｘの出力Ｏａ，Ｏｂ，…，Ｏｘがセレクタ４４に入力されている。各単位補正回路４２ａ，４２ｂ，…，４２ｘは、たとえば同じ条件で補正を繰り返す。このため、たとえば図９で説明すると、最後のステップ１２に代えて補正の回数ｘを監視するステップがある場合と、処理の流れとしては等価となる。補正処理が繰り返されるため、次第に補正が強くかけられた画像が出力Ｏａ，Ｏｂ，…，Ｏｘとして得られる。セレクタ４４は、この出力Ｏａ，Ｏｂ，…，Ｏｘの何れか１つを選択して出力する。判断基準は種々あるが、典型例としては、「分布内で使用頻度が最大のサブフィールド同士を比べ、これが最も小さいもの」、「最大と最小の使用頻度差が最も小さいもの」、「最大使用頻度と２番目の使用頻度の和が最も小さいもの」、あるいは、「ばらつき指数、たとえばｈσが最も小さいもの」が採用できる。また、これらのサブフィールド分布の均一性に加え、画像の忠実性による制限を設けることもできる。なお、セレクタ４４は、これを制御するＣＰＵ等の制御回路（不図示）とともに本発明の「出力制御回路」の実施の態様を構成する。
【００５０】
前述した第１の実施の形態では、補正を繰り返すとしても、補正後に良否がそのつど判断され結果が残されないので、補正すると全体の均一性が悪化する場合に同じ処理を繰り返すなど、効率的でない場合が発生するおそれがある。これに対し、第２の実施の形態では、補正出力を途中でセレクタ４４に入力し、保存して、最後に最適な補正出力を選択することから、処理効率が高い。
【００５１】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は第２の実施の形態の変形であり、図１１に、その構成を示す。
第３の実施の形態では、分布抽出回路と単位補正回路の組がセレクタに対し直列ではなく、並列に接続され、各単位補正回路４２ａ，４２ｂ，…，４２ｘの出力Ｏａ，Ｏｂ，…，Ｏｘがセレクタ４４に入力されている。この構成では、分布抽出回路を複数個も受けているが、基本的には１つでよいため、回路規模を小さくできる。また、各単位補正回路４２ａ，４２ｂ，…，４２ｘの補正条件を違えている点で、第２の実施の形態と異なる。補正処理は繰り返されないが、様々な条件で補正を行うことができるため、最適な補正処理が短時間で行える利点がある。この補正条件は、補正フィールドの定義、現在の階調と近似階調間の階調差の許容範囲等が選択できる。
【００５２】
セレクタ４４は、この出力Ｏａ，Ｏｂ，…，Ｏｘの何れか１つを選択して出力する。判断基準は種々あるが、典型例としては、「分布内で使用頻度が最大のサブフィールド同士を比べ、これが最も小さいもの」、「最大と最小の使用頻度差が最も小さいもの」、「最大使用頻度と２番目の使用頻度の和が最も小さいもの」、あるいは、「ばらつき指数、たとえばｈσが最も小さいもの」が採用できる。また、これらのサブフィールド分布の均一性に加え、画像の忠実性による制限を設けることもできる。なお、セレクタ４４は、これを制御するＣＰＵ等の制御回路（不図示）とともに本発明の「出力制御回路」の実施の態様を構成する。
【００５３】
なお、同じ条件で複数回の補正を行い、これを異なる複数の条件で並列に繰り返すこともできる。つまり、第２の実施形態（直列接続）と第３の実施形態（並列接続）を組み合わせることもできる。
また、以上の補正処理は、回路手段で実現することもできるが、ＣＰＵやマイクロコンピュータのプログラム手順に記述した手段で実現することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係るディスプレイ装置、請求項６に係る画像補正装置、並びに、請求項７に係る画像補正方法によれば、１画面分の単位時間の使用頻度分布を見て特定の単位時間の使用頻度を低減する際に、その全体の均一性が高められるように単位時間を特定できる。また、特定した単位時間のみ低減して階調補正することから、ある領域のサブフィールドの使用頻度分布全体をシフトする場合に比べ、よりきめ細かい制御ができ、かつ、補正後の画像は元の画像に対する忠実性が余り損なわれない。さらに、分布全体の均一性が向上したことを確認して、階調補正後の画素データを出力することから、階調補正により特定した単位時間以外の単位時間が増大して予期しない箇所で階調歪みが生じリニアリティが低下することがなく、画像全体のリニアリティ精度が高い。以上の結果、リニアリティ低下が原因で生じる不要な輪郭画像が画面全体で効果的に除去でき、高品質な補正画像が得られる。
また、動画の場合、上記効果に加え、サブフィールドを分散する処理ができ、リニアリティ低下が原因で生じる不要な動き輪郭画像を有効に除去することが可能となり、高品質な動画が得られる。
本発明の請求項２に係るディスプレイ装置によれば、上記効果に加え、元の画像と見た目が殆ど変わらない、ノイズ感がなく忠実性が高いリニアリティ補正画像が得られる。
本発明の請求項３に係るディスプレイ装置によれば、上記効果に加え、階調が画素単位で増減するため、ランダムノイズの誤差補正よりノイズ感がなく忠実性が極めて高いリニアリティ補正画像が得られる。
本発明の請求項８に係る画像補正方法によれば、上記請求項３に係るディスプレイ装置と同様な効果に加え、無駄な検索が少なく処理の効率が高い階調補正が実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ガンマ補正回路の入出力特性を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態における１フィールド期間を模式的に示す図である。
【図４】画像表示のアドレッシングを行うための電圧を印加する電極等の構成を示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｇ）は、１サブフィールド内のパルス印加例を示すタイミングチャートである。
【図６】階調補正回路の構成を示すブロック図である。
【図７】階調ごとのサブフィールドの構成を示す図表である。
【図８】１フィールド内のサブフィールドの使用頻度の分布を示すグラフである。
【図９】サブフィールド分布の補正処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る階調補正回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る階調補正回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＡＤＳサブフィールド法の動作シーケンス（表示時間）を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…ディスプレイ装置、４，４Ａ，４Ｂ…リニアリティ補正回路、５…ＰＤＰ、４１，４１ａ〜４１ｘ…分布抽出回路、４２…階調補正回路、４２ａ〜４２ｘ…単位補正回路、４３…出力制御回路、４４…セレクタ（出力制御回路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device that emits light by expressing each pixel by a time obtained by combining a plurality of unit times (so-called subfields) such as a PDP (plasma display panel), and an image correction device used therefor The present invention relates to an image correction method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, high-luminance and thin display devices such as PDPs have attracted attention. In a PDP, unlike a light modulation display such as an LCD, gradation is expressed by a driving method for controlling a light emission time, like an organic EL panel.
PDP is classified into two types, AC type and DC type, which have different basic characteristics depending on the operation method. In the AC type PDP, for example, a subfield driving method capable of displaying 256 gradations has been proposed. As this subfield driving method, an ADS subfield method (address / display separation type driving method) is known (see Patent Documents 1 and 2).
[0003]
FIG. 12 schematically shows an operation sequence (display time) of the ADS subfield method.
The image signal is converted into a 4-bit digital signal “B ₃ B ₂ B ₁ B ₀ ", One field is divided into, for example, four subfields, and each bit of the image signal is assigned to each of the four subfields, thereby displaying an image of 16 gradations. That is, the subfield SF having the longest light emission time ₃ In all the pixels, the pixel whose digital gradation value of the image signal represented by 4 bits is 8 or more, that is, the most significant bit B ₃ Eight discharges (light emission) are performed for the pixels with “1”.
Similarly, the subfield SF having a long emission time is next. ₂ In all the pixels, the second bit B from the top of the digital gradation value of the image signal represented by 4 bits ₂ For the pixel with “1”, the light is emitted four more times. The same operation is performed for the remaining two subfields SF. ₁ And SF ₀ Do about. For the pixel with the highest luminance, a total of 15 (= 8 + 4 + 2 + 1) times of light emission is performed, and the highest luminance is obtained. The pixel having the lowest luminance does not emit light once, which represents the lowest luminance.
[0004]
As described above, the total number of times of light emission in the four subfields in each pixel is any one of 0 to 15 depending on the value of the digital signal, and the luminance corresponding to the digital signal is observed.
By adopting such a driving method (ADS subfield method), the light emission time ratio per pixel in the entire time can be increased, and high luminance can be obtained. In addition, since the pulse width applied to the electrode can be widened and stable discharge is possible, the ADS subfield method is widely used as a driving method for PDP.
[0005]
When a multi-gradation color plasma display is displayed by the ADS subfield method, there is a problem that gradation distortion is likely to occur due to switching of subfields. For example, when a natural image is displayed, an image quality failure (hereinafter referred to as an outline image) in which luminance changes due to gradation distortion in a portion having a large display area and a small display gradation value such as “blue sky”. This causes a problem that the image display quality may be deteriorated.
One of the causes is based on a specification in which the first light emission of each subfield also serves as a writing operation (see, for example, Patent Document 3). More specifically, if the first light emission of each subfield also serves as a write operation, the light emission amount due to the first write pulse of each subfield may be different from the light emission amount due to the sustain pulse. The linearity of the display is lost. As a method for solving this problem, a method for adjusting the number of times of light emission using a conversion table is proposed in Patent Document 3, and another method for adjusting the number of times of light emission is proposed in Patent Document 4, for example. Yes.
[0006]
Other causes of image quality degradation due to gradation distortion include a decrease in power supply capability, a decrease in power supply capability of the drive circuit, or a decrease in power supply capability via the impedance of the electrode printed on the panel. The linearity of the display image may be reduced due to such influences (see, for example, Patent Document 5). For example, depending on the combination of gradation levels for one field of an image signal, the number of pixels that emit light in a certain subfield may become extremely large, and the load on the power supply during that subfield light emission time may increase instantaneously. In such a case, the power supply is insufficient due to the above-described decrease in power supply capability on the power supply, drive circuit, or panel side, light emission at the planned brightness becomes impossible, and the linearity of the display image decreases.
[0007]
As a method for improving the linearity due to this cause, Patent Document 5 discloses a technique for extracting the portion where the linearity deteriorates and controlling the frequency of use of light emission pulses. More specifically, as described on pages 4 to 5 of Patent Document 5, a display rate is calculated as pixel data of one field average, and a necessary portion is calculated at a ratio determined in advance according to the display rate. The gradation usage is corrected by increasing the frequency of pulse use.
[0008]
As another method, a method is known in which, when a linearity lowering portion is extracted, the video signal is shifted to the same gradation as that of the good linearity portion and converted to a gradation with good linearity (for example, Patent Document 6). reference).
[0009]
Furthermore, by calculating the average luminance around the linearity reduction unit and converting the luminance of the linearity reduction unit into the average luminance, or by adding or subtracting random noise, the unnecessary contour image due to gradation distortion is blurred by diffusion. A technique for making gradation distortion inconspicuous is known (see, for example, Patent Document 7).
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-4-195087
[Patent Document 2]
JP-A-4-195088
[Patent Document 3]
JP-A-8-146914 (pages 2 to 3 etc.)
[Patent Document 4]
JP-A-8-160914 (pages 4 to 5 etc.)
[Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-039829 (page 3, etc.)
[Patent Document 6]
JP 10-42137 A (6th page, etc.)
[Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-39833 (pages 4 to 6 etc.)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the methods described in Patent Documents 5 to 7 have the following problems.
[0012]
In the method described in Patent Document 5, as shown in FIG. 2 of Patent Document 5, the first to fourth blocks are determined in accordance with the display rate, and in the look-up table (LUT) corresponding to the first to fourth blocks. The gradation correction is performed by a predetermined correction amount. Therefore, finer control than the predetermined correction amount cannot be performed. Further, increasing the number of pulses at the portion where the linearity is reduced to compensate for the decrease in luminance further increases the load exceeding the capability of the power supply and its supply path, resulting in a power loss, which is not a preferable countermeasure.
[0013]
In the method described in Patent Document 6, the originally required luminance cannot be obtained. In other words, there are two types of correspondences: correction in the direction of increasing brightness or correction in the direction of decreasing, but in either case, the portion where the brightness is shifted deviates greatly from the original brightness, so the entire screen The fidelity reproducibility of the tone is greatly impaired. In addition, since detection of gradation distribution is performed only in a limited area, there is a possibility that linearity may decrease in other areas due to gradation change (luminance shift) in that area.
[0014]
In the method described in Patent Document 7, luminance correction is performed around an unnecessary image due to gradation distortion. Therefore, the gradation reproducibility of the entire image is higher than that of the method described in Patent Document 6, but luminance correction is performed. As a result, the subfield distribution of the entire screen may change, and the linearity may decrease at other locations. In this sense, the linearity of the entire screen cannot be corrected with high accuracy.
[0015]
An object of the present invention is to provide a display device, an image correction device, and an image correction method capable of correcting linearity with high accuracy for the entire screen without greatly impairing the faithful reproducibility of the gradation of the entire screen. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The display device according to the present invention time-divides a display time of one screen in a plurality of unit times, and causes a plurality of pixels to emit light in a time determined for each pixel data by a combination of the plurality of unit times. A display device for displaying gray scales, wherein the pixel data for one screen is input, and the distribution extraction circuit for extracting the usage frequency distribution of the unit time for one screen from the gray scale of the pixel data, and the use A gradation correction circuit that specifies a unit time from the frequency distribution and performs gradation correction on the pixel data for one screen to reduce the use frequency of the specified unit time, and the entire use frequency distribution by the gradation correction And an output control circuit that permits the output of the image data after the gradation correction when the uniformity of the image quality is improved.
Preferably, the gradation correction circuit preferably converts the current gradation of the pixel data using the specified unit time to a gradation that is a gradation that does not use the specified unit time and is the current gradation. Each pixel is shifted to an approximate gradation in which the difference falls within a predetermined allowable range.
Further, the gradation correction circuit preferably alternately switches the search direction of the approximate gradation alternately between the high gradation side and the low gradation side each time the gradation shift is sequentially performed within the array of a plurality of pixels. Switch.
[0017]
An image correction apparatus according to the present invention is an image correction apparatus that corrects the linearity of the gradation level of an input image by changing the usage frequency distribution of a plurality of unit times constituting the display time of one screen. A pixel extraction unit that inputs pixel data for a screen, extracts a usage frequency distribution of the unit time for one screen from the gradation of the pixel data, specifies a unit time from the usage frequency distribution, and specifies the specified unit A gradation correction circuit that applies gradation correction to the pixel data for one screen to reduce time use frequency, and the gradation correction when the uniformity of the entire use frequency distribution is improved by the gradation correction. An output control circuit that permits output of subsequent image data.
[0018]
According to the display device and the image correction device configured as described above, when pixel data for one frame or field (one screen) is input to the distribution detection circuit, the distribution detection circuit performs one screen from the input pixel data. The usage frequency distribution of minute unit time (so-called subfield) is extracted. The detection result of the usage frequency distribution of unit time for one screen is sent to the gradation correction circuit, and gradation correction for correcting linearity is executed based on this result. More specifically, the gradation correction circuit specifies a unit time for which the linearity is corrected when the usage frequency of the unit time is reduced, and performs gradation correction for reducing the usage frequency. At this time, the output control circuit monitors the uniformity of the entire usage frequency distribution of unit time for one screen, and only when the uniformity is improved, the output of pixel data after gradation correction is permitted.
In addition, when control is performed so that the amount of change in gradation falls within an allowable range, an image (pixel data) having a gradation that is almost the same as the gradation of the original image (pixel data) is output from the gradation correction circuit. The
[0019]
An image correction method according to the present invention is an image correction method for correcting linearity of gradation levels of an input image by changing a use frequency distribution of a plurality of unit times constituting a display time of one screen. A first step of acquiring pixel data for a screen, extracting a usage frequency distribution of the unit time from the gradation of the pixel data for the one screen, specifying a unit time from the usage frequency distribution, A second step of detecting whether the key uses the specified unit time; and searching for an approximate gradation that can be realized without including the specified unit time based on the current gradation of the pixel data; A third step of checking whether or not the gradation difference between the gradation and the current gradation is within an allowable range; and a fourth step of shifting the current gradation to an approximate gradation in which the gradation difference is within the allowable range. Step and the gradation If the uniformity of the use frequency distribution is improved by preparative includes a fifth step to enable the output of the pixel data after the gradation level shift, a.
Preferably, the second to fourth steps are repeated a plurality of times until no unit time for which the usage frequency should be reduced is detected in the second step, and the approximation to the gradation serving as the base point is performed at each third step. The gradation relationship is monitored, and the gradation is searched in the direction in which the gradation difference is reduced by the next correction according to the magnitude relationship.
[0020]
In this image correction method, when the usage frequency distribution of unit time is detected in the first step, gradation correction is executed in the second to fourth steps based on this. More specifically, first, it is detected in the second step whether or not a specific unit time for which the usage frequency is to be reduced is included, and if it is included, in the next third step, the specific unit time is not included. A search for a realizable gradation is performed. When an approximate gradation is found by the search, it is checked whether the gradation difference between the approximate gradation and the current gradation is within an allowable range. If it is determined that it is within the allowable range, a shift to a new approximate gradation is executed in the fourth step. This gradation shift is not limited to a specific screen area.
In the fifth step, the uniformity of the usage frequency distribution is determined, and the pixel data after the gradation shift is output only when the uniformity is improved.
When the direction of search is specified when repeating multiple gradation corrections, the gradation difference is always within an allowable range that does not impair the fidelity of the image.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention proposes a linearity improvement technique that is not a random generation circuit but a kind of error diffusion, but that can reduce individual subfields that are frequently used by looking at the usage frequency distribution of the entire subfield. To do.
That is, the embodiment of the present invention has a circuit for extracting the usage frequency distribution of each subfield from the video data in the screen, and if there is a subfield with a high usage frequency, the usage frequency of the subfield is smoothed. (Reduction) and also monitor the frequency of use of other subfields, and by increasing the frequency of use of other subfields, error diffusion is performed so as not to cause linearity degradation due to this, and as a result, Improve linearity of the entire screen.
[0022]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail by taking as an example a display device having a PDP (plasma display panel) driven by a separate address / display driving method (ADS subfield method).
[0023]
[First Embodiment]
FIG. 1 shows the configuration of the display device of this embodiment.
The display device 1 illustrated in FIG. 1 includes a gamma correction circuit 2, an error diffusion and dither circuit 3, a linearity correction circuit 4, and a PDP 5. 1 shows a signal processing circuit other than the circuits 2 to 4, an image memory that temporarily holds pixel data in units of one correction target screen (one field or one frame) at the time of signal processing, a driving circuit for the PDP 5, a power source The control circuit and the like are omitted.
[0024]
The signal input to the gamma correction circuit 2 is an RGB video signal. The input / output luminance characteristic (light emission luminance with respect to the luminance value of the input data) unique to the PDP is a characteristic that is linear or almost linear. For this reason, the input / output characteristics of the gamma correction circuit 2 are, for example, the characteristics shown in FIG.
The input / output luminance characteristics unique to the PDP are different from the input / output luminance characteristics of a cathode ray tube (CRT) type display device. However, in the current television broadcasting, assuming that the display device uses a CRT, gamma correction is performed on the image transmission side so as to cancel the input / output luminance characteristics on the image display side. The correction curve shown in FIG. 2 is a reverse correction curve for returning, on the PDP display device (image display side), gamma correction applied to the transmitted RGB signal on the image transmission side. The RGB signal after the gamma correction is sent to the error diffusion and dither circuit 3.
[0025]
The error diffusion and dither circuit 3 is a circuit necessary for solving this problem because there is a possibility that the bit accuracy at the low gradation is insufficient when performing the gamma correction of the characteristic shown in FIG. , There is a function of increasing the gradation expression capability by converting an 8-bit RGB signal into 10 or more bits. If the bit accuracy insufficiency at the low gradation is not a problem, the error diffusion and dither circuit 3 can be omitted. The RGB signal having a high gradation is sent to the linearity correction circuit 4 and is input to the PDP 5 after the linearity correction and used for image display. This linearity correction will be described later.
[0026]
As is well known, in the PDP 5, plasma discharge gas is sealed in each space partitioned by partition walls, and pixels arranged in a matrix corresponding to each space are formed. According to the RGB color arrangement, pixels that emit light of the same color at a rate of one in three are defined. In the following, only panel driving based on one color signal of RGB signals will be described, but the same applies to driving by other color signals.
[0027]
In the ADS subfield method, the display time of one continuous scanning screen (one frame or one field) is composed of a predetermined number of unit times (hereinafter simply referred to as subfields). In the NTSC display system, one frame is composed of two fields, and each field period is composed of a predetermined number of subfields.
[0028]
FIG. 3 schematically shows one field period in the present embodiment corresponding to the NTSC display method. Here, one field period is (n + 1) subfields SF. ₀ ~ SF _n It consists of Subfield SF ₀ ~ SF _n Each of these comprises an address period and a sustain period, starting from a reset period (not shown) in which a reset pulse is applied.
In the ADS subfield method, the total discharge time of each sustain period defines the gradation display of the pixel. The discharge time in the sustain period is proportional to the number of discharge pulses (hereinafter also referred to as sustain pulses). For example, the ratio of the number of discharge pulses is SF ₀ : SF ₁ : SF ₂ : SF ₃ : ... = 1: 2: 4: 8: ... There is a method of changing by a power of 2. Recently, the ratio of the number of discharge pulses is, for example, SF ₀ : SF ₁ : SF ₂ : SF ₃ : SF ₄ : SF ₅ A method of changing by a combination other than a power of 2, such as:... = 1: 2: 3: 4: 5: 7:.
[0029]
Whether or not discharge is caused in each sustain period is determined by whether or not wall charges (Q +) having a charge amount equal to or greater than a predetermined threshold are formed in the electrode portions in the pixels wired in the row direction in the previous address period. It depends on whether or not. In other words, the addressing of whether or not the (n + 1) subfields are used for image display in any combination is performed with the wall charge (Q +) sufficient for sustaining the discharge and the charge amount less than the threshold value that cannot maintain the discharge. It can be said that this is control for mapping the two charge states with the wall charge (Q-) on the pixel array.
[0030]
FIG. 4 shows an example of an electrode wiring structure for applying a voltage for performing such addressing. 5A to 5G show examples of timing charts for applying pulses in one subfield.
In the PDP 5 illustrated in FIG. 4, the sustain electrode X is arranged in the horizontal direction (X direction). ₁ , X ₂ , X ₃ , ..., X _m-1 , X _m (Hereinafter also referred to as X electrode) and Y scanning electrode Y ₁ , Y ₂ , Y ₃ , ..., Y _m-1 , Y _m (Hereinafter also referred to as Y electrodes) are alternately wired and address electrodes A in the vertical direction (Y direction). ₁ , A ₂ , A ₃ , ..., A _n-1 , A _n (Hereinafter also referred to as A electrode). Since the X electrode is controlled by a common potential, it may be referred to as a “common electrode”. In the configuration example of FIG. 4, the X electrode and the Y electrode are driven by a common driver, that is, the Y scan / sustain electrode driver 6B, and the A electrode is driven by the address electrode driver 6A. The two drivers 6A and 6B are controlled by the control circuit 7 that receives the RGB signal on which the pixel data after linearity correction is superimposed.
[0031]
As shown in FIG. 5G, the X electrode (sustain electrode) takes a relatively low reset level “XL” in the reset period and a relatively high discharge state maintenance level “in the address period and the sustain period”. XH ".
As shown in FIGS. 5D to 5F, the Y electrode (Y scanning electrode) has a wall charge (Q +) and (Q +) due to a potential difference with the reset level “XL” of the sustain electrode during the reset period. A relatively high level “YH” is taken so that all of −) are erased. In the address period, the relatively low level “YL” selection pulse YP is sequentially shifted for each address period Ta1, Ta2,. In the sustain period, a predetermined number of sustain pulses SP are applied to all Y electrodes at a constant period.
[0032]
Y as shown in FIG. ₁ An address period in which the selection pulse YP is applied to the electrode and the first row is selected is “Ta1”, and Y is selected as shown in FIG. ₂ The address period in which the selection pulse YP is applied to the electrode and the second row is selected is “Ta2”,..., Y as shown in FIG. _m The address period in which the selection pulse YP is applied to the electrode and the last row is selected is “Tam”.
In all address periods including these, the A electrode (address electrode) A ₁ , A ₂ , A ₃ , ..., A _n-1 , A _n In response to the address bits that are input to and change every address period, wall charges (Q +) necessary for maintaining discharge are formed in each row. That is, the wall charge (Q +) is formed by the discharge at the potential difference between the address pulse AP and the selection pulse YL, but is not sufficiently formed by the discharge of the applied voltage by the address pulse AP alone, and a slight wall charge ( The formation of Q-) remains. In the combination example of the address pulse AP shown in FIG. 5, according to this combination, as shown in FIG. 4, the pixels P11 and P1n in the first row, the pixels P22 and P2n in the second row, and the pixels in the m-th row. Wall charges (Q +) are formed in Pm1 and Pmn, respectively.
The discharge in the address period when the wall charge (Q +) is formed lasts approximately until after the sustain pulse application period in the sustain period, but when the wall charge is (Q−), the first X electrode in the sustain period Is stopped by applying the positive pulse XP.
[0033]
The drive control of the above subfields is basically common to all subfields except that the combination of address pulses and the number of sustain pulses are different.
SF shown in FIG. ₀ ~ SF _n The above-mentioned subfield drive control sequence is repeated (n + 1) times in each of the above, and the light emission display of the image of one field is completed.
[0034]
The display device 1 according to the present embodiment is characterized by a linearity correction circuit 4. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the linearity correction circuit 4.
The linearity correction circuit 4 shown in FIG. 6 includes a distribution extraction circuit 41 that extracts a subfield usage frequency distribution, a gradation correction circuit 42, and an output control circuit 43. The output control circuit 43 is composed of, for example, a microcomputer or a central processing unit (CPU).
[0035]
The distribution extraction circuit 41 analyzes, for example, pixel data for one field stored in the field memory, and checks whether (n + 1) subfields for each pixel are used for display of the field image ( Distribution extraction). Here, “a subfield is used for image display” means (n + 1) subfields SF in the light emission control described above. ₀ ~ SF _n When each gradation is expressed by the combination of the above, wall charges (Q +) are formed during the address period of the subfield of interest, and the discharge continues during the sustain period.
[0036]
Prior to the analysis, the distribution extraction circuit 41 defines the subfield configuration for each gradation. The distribution configuration can be expressed in a matrix format as shown in FIG. In FIG. 7, “◯” marks mean “the subfield is used for image display”, and “x” marks mean “not used”.
The gradation G (0) is the minimum gradation because all subfields do not emit light. In the gradation G (1), the subfield SF having the smallest number of sustain pulses. ₀ Use only, and do not use others. Similarly, at the gradation G (2), the second subfield SF having the next smallest number of sustain pulses. ₁ Are used, and the others are not used. In the gradation G (3), the subfield SF is used. ₀ ~ SF ₂ The other is not used. On the other hand, all subfields are used in the maximum gradation G (mx), and subfield SF is used in gradation G (mx-1) one level below. ₀ Only unused.
[0037]
The distribution extraction circuit 41 analyzes one field image obtained from the input RGB signal for each color and collates with the field configuration of each gradation shown in FIG. To extract.
The distribution of the usage frequency of the subfield obtained as a result is shown in a graph in FIG.
As shown in FIG. 6, the distribution information of the usage frequency is sent to the gradation correction circuit 42 as a signal S41. The original RGB signal is also input to the gradation correction circuit 42 at the same time.
[0038]
Based on the signal S41, the gradation correction circuit 42 changes the frequency of use of at least one subfield in a direction to improve the overall uniformity of the distribution, and corrects the subfield distribution correction on the input original RGB signal. Apply.
As a typical correction method for improving the linearity, for example, a method of detecting a subfield in which usage frequency is relatively concentrated and setting the subfield as a correction target can be adopted. This correction target subfield is hereinafter referred to as a “correction subfield”. When the correction subfield is specified by this method, the gradation correction circuit 42 detects a gradation using the specified correction subfield and an approximate gradation not used, and performs a shift operation between these gradations. As a result, one gradation using the correction subfield that is frequently used is not used, and error diffusion is performed to the approximate gradation.
Since this error diffusion is performed between the gradation using the correction field and the gradation not using it, the area where the diffusion is performed is not specified, and the theoretical diffusion area is the entire area of one screen.
[0039]
However, due to this correction, the frequency of use of other subfields increases rapidly, which may impair the overall uniformity. Therefore, in this embodiment, an output control circuit 43 is provided as means for monitoring the overall uniformity. The output control circuit 43 monitors the frequency of use for all the subfields changed by shifting the gradation, and checks whether the frequency exceeds a predetermined standard. As the predetermined standard, the maximum value may be defined by a numerical value, or it may be based on not exceeding the use frequency of the correction field. For example, when the standard deviation of the distribution is σ, hσ (h: a numerical value of about 1 to 3) may be set as the maximum value for limiting the frequency of use of the subfield.
The output control circuit 43 also controls the distribution extraction circuit 41. The output control circuit 43 instructs the distribution extraction circuit 41 to perform distribution extraction every subfield distribution correction (gradation shift) by the gradation correction circuit 42. Alternatively, the output control circuit 43 can control the memory information in the gradation correction circuit 42 to rewrite the memory information only for the change caused by the correction, by holding the initially extracted distribution in the memory in the gradation correction circuit 42.
[0040]
Next, this subfield distribution correction processing will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. It is arbitrary which pixel in the field starts the correction process, but in the following description, it is assumed that the correction process starts from the first pixel P11 (see FIG. 4).
In step ST0, for example, the error level L (g) is reset first at a timing of, for example, one time of an integer of the vertical frequency and one time of an integer of the horizontal frequency. The error level L (g) is an internal variable used when designating the value of the gradation difference (error) and the direction of gradation search in order to regulate the shift to a gradation that is too far away. This reset operation is not necessarily performed.
[0041]
In step ST1, the current gradation G (k) of the pixel uniquely determined from the input RGB signal is acquired. Here, the variable “k” represents the gradation level before correction, and takes any value from the minimum value 0 to the maximum value mx (see FIG. 7).
In the subsequent step ST2, it is determined whether or not the gradation G (k) includes a correction field with reference to the table of FIG. In the determination of the correction field, the subfield is determined based on a predetermined criterion such as a certain number of frequencies or a maximum usage frequency. If a criterion such as “maximum usage frequency” is used here, in the example shown in FIG. ₂ Becomes the correction field. When the gradation of the pixel does not include a correction field, a step of searching for the correction field by applying a secondary determination criterion, for example, a criterion such as “the frequency of use is a predetermined number or less but the maximum among them” May be added. However, since unnecessary gradation change is not preferable, the pixel address is incremented in step ST3, and steps ST1 and ST2 are repeated for the next pixel P12 in the same manner as described above.
[0042]
When the correction field is included in step ST2, it is determined in next step ST4 whether or not the error level L (g) is positive. Initially, since the error level L (g) is 0, the determination is “No”, and the process proceeds to step ST5m. If it is determined that the error level L (g) is positive after the second time, the process proceeds to step ST5p.
In step ST5m, the gradation is searched in the negative direction, and the correction field SF is displayed. ₂ An approximate gradation G (hm) that does not include the is acquired. If acquisition is possible, it is determined in next step ST6m whether or not the gradation difference | hm−k | is within a predetermined allowable range. If this determination is “Yes”, “k” is replaced with “hm” in the next step ST7m, and if “No”, the process in step ST7m is skipped.
In the next step ST8m, after “g” is replaced with “g + (hm−k)”, the process proceeds to step ST9.
[0043]
On the other hand, when the gradation is searched in the positive direction in step ST5p, similarly, when the approximate gradation G (hm) is acquired here, it is determined whether the gradation difference | hp−k | is within an allowable range. (Step ST6p). When this determination is “Yes”, “k” is replaced with “hp” (step ST8p), and “g” is replaced with “g + (hp−k)” in step ST8p. The process proceeds to step ST9. If the determination in step ST6p is “No”, the process in step ST8p is skipped. The reason why the process of step ST8m or ST8p is skipped is to return the process to step ST1 through the next step ST9, and this time try to search in the reverse direction.
[0044]
In step ST9, it is determined whether or not the search has been performed in two directions, plus and minus, and if so, whether or not the approximate gradation within the range has been acquired. If the search in one direction has not been performed, or if the search in both directions has been completed but the approximate gradation within the range has not been acquired, this determination is “No”, and the process proceeds to step ST1. The search is performed again.
If the determination in step ST9 is “Yes”, it is determined in the next step 10 whether or not it is the last pixel Pmn. In the initial stage, since this determination is “No”, the pixel address is incremented in step ST11, and then the process returns to step ST1 to acquire, search, and approximate the gradation of the new pixel again. Acquisition is repeated.
[0045]
When these processes are completed for the last pixel, the determination in step ST10 is “Yes”. Although the process may be terminated here, a determination (step ST12) as to whether the correction is sufficient may be added as illustrated. As a sequence for adding this determination, there is a case where the output control circuit 43 controls the gradation correction circuit 42 in FIG. 6 and repeats the correction serially many times while changing the correction condition. The correction conditions that can be changed at this time include a change in the definition of the correction field in step ST2, and a change in the allowable range of gradation differences in steps ST6m and ST6p.
If it is determined in step ST12 that the correction is insufficient, the process returns to step ST0, and the process restarts from the error level reset operation.
[0046]
According to the present embodiment, the gradation is changed so that the usage frequency of a certain subfield having a high usage frequency is lowered. At this time, the output control circuit 43 performs the entire subfield usage frequency distribution for one screen. Since the output control is performed so as to improve the uniformity of the other subfields, the frequency of use of other subfields does not increase rapidly. For this reason, the linearity does not increase at an unexpected part.
At this time, since the frequency of use is reduced only in the highest part among the places where pulse generation concentrates at a frequency exceeding the power supply capacity and the like, fine control is performed and the luminance change does not occur more than necessary. In particular, in the correction control shown in FIG. 9, since the correction gradation is searched with the current gradation (pixel luminance) as a base point, the approximate gradation with the smallest gradation difference is acquired first. In addition, since the search direction is alternately switched between plus and minus between adjacent pixels, the gradation change can be made almost zero when integrated over the entire screen, so that the image is faithfully reproduced. In addition, since the luminance changes slightly for each pixel, the screen does not appear noisy. Furthermore, since the direction of the search is uniquely specified by the error level code, the search efficiency is high.
[0047]
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the process is performed for each pixel, and therefore, a process using a high-speed clock is required in order to correct at a predetermined time. In contrast, the present embodiment proposes a first configuration example that includes a plurality of gradation correction circuits and can increase the overall processing efficiency although the circuit scale is large.
[0048]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a linearity correction circuit according to the second embodiment.
The linearity correction circuit 4A includes a plurality of distribution extraction circuits 41a, 41b,..., 41x, a plurality of unit correction circuits 42a, 42b,. ing. The distribution extraction circuit and the unit correction circuit are combined one by one. For example, the distribution extraction circuit 41a and the unit correction circuit 42a have the same functions as the distribution extraction circuit 41 and the gradation correction circuit 42 in the first embodiment, and are connected in the same manner.
[0049]
In the linearity correction circuit shown in FIG. 10, the set of the distribution extraction circuit and the unit correction circuit is connected in series, and the outputs Oa, Ob,..., Ox of the unit correction circuits 42 a, 42 b,. Has been. Each unit correction circuit 42a, 42b,..., 42x repeats the correction under the same conditions, for example. For this reason, for example, referring to FIG. 9, the flow of processing is equivalent to the case where there is a step of monitoring the number of corrections x in place of the final step 12. Since the correction process is repeated, images with gradually increased correction are obtained as outputs Oa, Ob,..., Ox. The selector 44 selects and outputs one of the outputs Oa, Ob,..., Ox. There are various criteria, but as a typical example, “subfields with the highest use frequency in the distribution are compared to the smallest one”, “one with the smallest difference between the maximum and minimum use frequencies”, “maximum use” “The sum of the frequency and the second usage frequency is the smallest” or “the variation index such as the one having the smallest hσ” can be adopted. Further, in addition to the uniformity of these subfield distributions, it is possible to provide a restriction due to image fidelity. The selector 44 constitutes an embodiment of the “output control circuit” of the present invention together with a control circuit (not shown) such as a CPU for controlling the selector 44.
[0050]
In the first embodiment described above, even if the correction is repeated, the quality is judged after the correction and the result is not left. Therefore, if the entire uniformity deteriorates if the correction is made, it is not efficient. Cases may occur. On the other hand, in the second embodiment, the correction output is input to the selector 44 in the middle, stored, and finally the optimum correction output is selected, so that the processing efficiency is high.
[0051]
[Third Embodiment]
The third embodiment is a modification of the second embodiment, and FIG. 11 shows the configuration thereof.
In the third embodiment, a set of the distribution extraction circuit and the unit correction circuit is connected in parallel to the selector instead of in series, and the outputs Oa, Ob,..., Ox of the unit correction circuits 42a, 42b,. Is input to the selector 44. In this configuration, a plurality of distribution extraction circuits are received, but basically only one is required, so the circuit scale can be reduced. Further, the second embodiment is different from the second embodiment in that the correction conditions of the unit correction circuits 42a, 42b,..., 42x are different. Although the correction process is not repeated, since the correction can be performed under various conditions, there is an advantage that the optimal correction process can be performed in a short time. As the correction condition, the definition of the correction field, the allowable range of the gradation difference between the current gradation and the approximate gradation can be selected.
[0052]
The selector 44 selects and outputs one of the outputs Oa, Ob,..., Ox. There are various criteria, but as a typical example, “subfields with the highest use frequency in the distribution are compared to the smallest one”, “one with the smallest difference between the maximum and minimum use frequencies”, “maximum use” “The sum of the frequency and the second usage frequency is the smallest” or “the variation index such as the one having the smallest hσ” can be adopted. Further, in addition to the uniformity of these subfield distributions, it is possible to provide a restriction due to image fidelity. The selector 44 constitutes an embodiment of the “output control circuit” of the present invention together with a control circuit (not shown) such as a CPU for controlling the selector 44.
[0053]
It is also possible to perform a plurality of corrections under the same conditions and repeat this in parallel under a plurality of different conditions. That is, the second embodiment (series connection) and the third embodiment (parallel connection) can be combined.
The above correction processing can be realized by circuit means, but can also be realized by means described in the program procedure of the CPU or microcomputer.
[0054]
【The invention's effect】
According to the display device according to claim 1 of the present invention, the image correction device according to claim 6, and the image correction method according to claim 7, the specific unit is determined by looking at the usage frequency distribution of unit time for one screen. When the frequency of use of time is reduced, the unit time can be specified so that the uniformity of the whole is improved. In addition, since gradation correction is performed by reducing only the specified unit time, finer control can be performed compared to the case of shifting the entire usage frequency distribution of a subfield in a certain area, and the corrected image is the original image. The fidelity to is not compromised. In addition, since it is confirmed that the uniformity of the entire distribution has been improved and pixel data after gradation correction is output, unit time other than the unit time specified by gradation correction increases and levels are not expected. There is no distortion and linearity is not lowered, and the linearity accuracy of the entire image is high. As a result of the above, an unnecessary contour image caused by a decrease in linearity can be effectively removed over the entire screen, and a high-quality corrected image can be obtained.
In addition, in the case of a moving image, in addition to the above effects, processing for distributing subfields can be performed, and an unnecessary motion contour image generated due to a decrease in linearity can be effectively removed, and a high-quality moving image can be obtained.
According to the display device of the second aspect of the present invention, in addition to the above effects, a linearity-corrected image that has almost no change in appearance from the original image, no noise, and high fidelity can be obtained.
According to the display device of the third aspect of the present invention, in addition to the above-described effect, since the gradation is increased or decreased in units of pixels, a linearity-corrected image having no noise feeling and higher fidelity than random noise error correction can be obtained. .
According to the image correction method of the eighth aspect of the present invention, in addition to the same effect as the display device according to the third aspect of the present invention, it is possible to execute gradation correction with less wasteful search and high processing efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing input / output characteristics of a gamma correction circuit.
FIG. 3 is a diagram schematically showing one field period in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an electrode and the like for applying a voltage for performing image display addressing.
FIGS. 5A to 5G are timing charts showing examples of pulse application in one subfield.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a gradation correction circuit.
FIG. 7 is a chart showing a subfield configuration for each gradation.
FIG. 8 is a graph showing a distribution of frequency of use of subfields in one field.
FIG. 9 is a flowchart showing subfield distribution correction processing;
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a gradation correction circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a gradation correction circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram schematically showing an operation sequence (display time) of an ADS subfield method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Display apparatus, 4, 4A, 4B ... Linearity correction circuit, 5 ... PDP, 41, 41a-41x ... Distribution extraction circuit, 42 ... Gradation correction circuit, 42a-42x ... Unit correction circuit, 43 ... Output control circuit, 44 ... selector (output control circuit)

Claims

A display device that time-divides a display time of one screen in a plurality of unit times, emits a plurality of pixels in a time determined for each pixel data by a combination of the plurality of unit times, and displays the one screen in gradation There,
A distribution extraction circuit that inputs pixel data for one screen and extracts the usage frequency distribution of the unit time for one screen from the gradation of the pixel data;
A gradation correction circuit that specifies unit time from the use frequency distribution and performs gradation correction on the pixel data for one screen to reduce the use frequency of the specified unit time;
An output control circuit for permitting output of the image data after the gradation correction when the uniformity of the entire use frequency distribution is improved by the gradation correction;

The gradation correction circuit determines a current gradation of the pixel data using the specified unit time as a gradation that does not use the specified unit time and has a predetermined gradation difference from the current gradation. The display device according to claim 1, wherein each pixel is shifted to an approximate gradation that falls within an allowable range of the pixel.

3. The gradation correction circuit alternately switches a direction of searching for the approximate gradation between a high gradation side and a low gradation side each time the gradation shift is sequentially performed within an array of a plurality of pixels. The display device described.

The gradation correction circuit has a plurality of unit correction circuits connected in series,
The display apparatus according to claim 1, wherein the output control circuit receives a plurality of image data from the plurality of unit correction circuits, and selects and outputs the image data with improved uniformity.

The gradation correction circuit includes a plurality of unit correction circuits connected in parallel and having different gradation correction parameters;
The display device according to claim 1, wherein the output control circuit inputs a plurality of image data from the plurality of unit correction circuits, and selects and outputs the image data with improved uniformity.

An image correction apparatus that corrects the linearity of the gradation level of an input image by changing the usage frequency distribution of a plurality of unit times constituting the display time of one screen,
A distribution extraction circuit that inputs the pixel data for one screen and extracts the usage frequency distribution of the unit time for one screen from the gradation of the pixel data;
A gradation correction circuit that identifies unit time from the use frequency distribution and performs gradation correction on the pixel data for one screen to reduce the use frequency of the identified unit time;
An image correction apparatus comprising: an output control circuit that permits output of image data after the gradation correction when the uniformity of the use frequency distribution is improved by the gradation correction.

An image correction method for correcting linearity of gradation levels of an input image by changing a usage frequency distribution of a plurality of unit times constituting a display time of one screen,
A first step of acquiring pixel data for the one screen and extracting a use frequency distribution of the unit time from the gradation of the pixel data for the one screen;
A second step of specifying a unit time from the use frequency distribution and detecting whether the gradation of pixel data uses the specified unit time;
The approximate gradation that can be realized without including the specified unit time is searched based on the current gradation of the pixel data, and whether or not the gradation difference between the approximate gradation and the current gradation is within an allowable range. A third step to examine;
A fourth step of shifting the current gradation to an approximate gradation in which the gradation difference is within the allowable range;
And a fifth step of permitting output of pixel data after the gradation shift when the uniformity of the usage frequency distribution is improved by the gradation shift.

The second to fourth steps are repeated a plurality of times until the unit time at which the usage frequency should be reduced in the second step is not detected,
Each of the third steps monitors the magnitude relation of the approximate gradation with respect to the gradation as the base point, and searches for a gradation in a direction in which the gradation difference is reduced by the next correction according to the magnitude relation. Item 8. The image correction method according to Item 7.