JP2005164898A - プラズマディスプレイパネルの階調表示方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカやちらつき等のノイズの発生を抑制しつつディザ処理に相当する階調変換を実現して、少ないサブフィールド数で従来と同等の階調表示を実現する。
【解決手段】プラズマディスプレイ装置は、入力画素データと選択すべきサブフィールドを表す画素駆動データとを対応付けて記憶したＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄと、選択すべきＬＵＴを指定する４種類の指定情報を入力画像の各画素に対応して配置した制御パターンを生成し、入力画像の処理対象の画素データが制御パターン上のどの位置に対応するかを判別し、判別した位置の指定情報で指定されるＬＵＴを選択するシーケンス制御回路１３とを有する。制御パターンにおいて互いに斜め方向に隣接するように配置された異なる指定情報で指定される２つのＬＵＴの出力に応じて発光する２つのセルの発光重心が略一致するように、ＬＵＴを設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像信号の１フィールド期間を相対輝度の異なる複数のサブフィールドに分割して、映像信号の画素の輝度に応じてサブフィールドを適宜組み合わせて発光させることにより、多階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの階調表示方法およびプラズマディスプレイ装置に関するものである。

各画素がマトリクス状に形成されたプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとする）の多階調表示を行うプラズマディスプレイ装置は、図１５に示すように、入力映像信号のレベル調整を行うレベル調整回路２と、レベル調整回路２の出力をＡ／Ｄ変換して８ビットの画像データとするＡ／Ｄ変換回路３と、Ａ／Ｄ変換回路３から出力された画像データに対してγ逆補正を行うγ逆補正回路４と、γ逆補正された画像データに対してディザ処理を行う階調変換回路５と、ディザ処理された画像データを後述する画素駆動データに変換するルックアップテーブル（Look Up Table 、以下、ＬＵＴとする）６と、ＬＵＴ６から出力された画素駆動データに基づいてＰＤＰ１の発光を制御する出力処理回路７と、入力映像信号のなかから同期信号（垂直同期信号と水平同期信号）を分離する同期分離回路８と、同期分離回路８からの同期信号をもとにＡ／Ｄ変換回路３のＡ／Ｄ変換のタイミング等を規定するタイミングパルスの生成を行うタイミングパルス発生回路９と、前記タイミングパルスを入力して出力処理回路７からのデータの読み出しを制御するメモリ制御回路１０と、前記タイミングパルスをもとにＰＤＰ１の各画素の表示タイミングを規定するタイミング信号の生成を行う駆動タイミング発生回路１１とからなる。

このようなＰＤＰ１あるいは強誘電性液晶素子を用いた表示パネルの表示を行う場合、各画素（放電セル）が発光と非発光の２つの状態しか有しないため、１フィールドの表示期間を、画素の点灯期間である維持発光期間（発光輝度に比例）の相対比がそれぞれ異なる複数のサブフィールドに分割すると共に、入力映像信号に応じたサブフィールドを選択して、選択したサブフィールドの重み付けに対応した期間だけＰＤＰ１の対応する画素を発光させることにより、所定の階調表示を得るようにしている。

図１６の例は、１フィールド表示期間が８個のサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ８により構成され、８個の階調ビットにより２５６階調表示が行われる例である。すなわち、最上位の階調ビット（８ビット目）がサブフィールドＳｆ８に対応するとともに、以下順に、７ビット目の階調ビットがサブフィールドＳｆ７に、６ビット目の階調ビットがサブフィールドＳｆ６に、５ビット目の階調ビットがサブフィールドＳｆ５に、４ビット目の階調ビットがサブフィールドＳｆ４に、３ビット目の階調ビットがサブフィールドＳｆ３に、２ビット目の階調ビットがサブフィールドＳｆ２にそれぞれ対応し、最下位の階調ビット（１ビット目）がサブフィールドＳｆ１に対応する。各サブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ８では、維持発光期間がそれぞれ階調数（発光輝度の相対比）１（＝２⁰ ），２（＝２¹ ），４（＝２² ），８（＝２³ ），１６（＝２⁴ ），３２（＝２⁵ ），６４（＝２⁶ ），１２８（＝２⁷ ）として重み付けされている。

図１６の例は８ビットの階調を表示する場合を示しているが、一般に、ｎビットの階調を表示する場合には、各サブフィールドの発光輝度の相対比を最低限２ⁿ⁻¹：２ⁿ⁻²：２ⁿ⁻³・・・・２²：２¹：１ の構成になるようにする必要がある。ただし、このような最低限のサブフィールド構成で表示を行うと、画像が静止している部分では何の問題も発生しないが、画像が動いている部分では、人間の目が本来存在しないはずの輝度を認識してしまい、動画疑似輪郭と呼ばれる特有の画質劣化が生じるため、現状一般的には８ビットの階調を表示する場合で１２サブフィールドの構成が採用されている。動画疑似輪郭の発生原因は、人間の目が、あるサブフィールドとその前後のサブフィールドにおける発光部分や未発光部分を融合して認識してしまうことにある。

サブフィールド数を更に増やせば、動画擬似輪郭をより効果的に改善することができるが、画像データに応じてＰＤＰの各放電セルを点灯放電セル状態または消灯放電セル状態のいずれか一方に設定するアドレッシング工程に時間を要するため、輝度を落としてしまうトレードオフの関係にあり、また全てのサブフィールドを１フィールド期間に収めなければならないため、現状ではＰＤＰを上下２分割するアドレッシングを行って、サブフィールド数を１２とする構成が最適とされている。

上下２分割のアドレッシングを行わない場合、アドレス駆動ＬＳＩの数が半減し、大幅なコストダウンが期待できる。しかし、この場合、サブフィールド数が少なくなるため、発光輝度、表示階調数が減って動画擬似輪郭が悪化する。この動画疑似輪郭を抑制するために、誤差拡散処理（例えば、非特許文献１参照）と呼ばれる方法が提案されている。誤差拡散処理は、各点の色の濃さと白または黒との誤差をを演算し、演算した誤差を順次周辺の画素に分配して平均化していくことで、中間調を滑らかに再現する方法である。

ただし、誤差拡散処理では、ざらつき感の目立つ画像となってしまうので、動画疑似輪郭を抑制する他の手法としてディザ処理が提案されている。ディザ処理は、例えば上下、左右に互いに隣接する４つの画素を１組とし、この１組の画素各々に対応した画素データに、互いに異なる係数値からなる４つのディザ係数を加算する。この際、上記４つの画素を１画素として捉えた場合、かかるディザ処理により、見かけ上の階調数が増加するのである。ディザ係数としては、「０」、「１」、「２」、「３」を水平２画素×垂直２画素の４画素に配置したベイヤー（Bayer ）マトリクスが知られている。ところが、画素データにディザ係数を加算すると、元の画素データとは何等関係のない疑似模様、いわゆるディザパターンノイズが発生する場合があり、画質を損ねてしまうという問題があった。このディザパターンノイズの発生を抑制するため、フィールド毎にディザ係数を入れ替えるなどの処理を行って、固定したディザパターンノイズが発生しないようにしている。

このように、ディザ処理を用いるプラズマディスプレイ装置では、フィールド毎にディザ係数を入れ替える処理を行って、ディザパターンノイズの発生を抑制していた。しかしながら、このようなディザ係数の入れ替え処理を行うと、フリッカやちらつき等のノイズが発生するという問題点があった。このフリッカやちらつき等のノイズを低減する装置として、多階調表示装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
特開平８−５４８６０号公報 小川清隆他，「ＰＤＰの高画質化技術」，［online］，１９９８年５月，雑誌ＦＵＪＩＴＳＵ１９９８−５月号，ｐ．２０９−２１３，インターネット＜URL:http://magazine.fujitsu.com/index2.html＞

特許文献１の多階調表示装置では、階調変換回路によるディザ処理を改良することで、フリッカやちらつき等のノイズの発生を抑制できるとしている。しかしながら、このような方法では、フリッカやちらつき等のノイズの抑制効果が不十分であるという問題点があった。サブフィールド法による階調表示を行う従来のプラズマディスプレイ装置では、入力画像の画素データとこの画素データに応じてＬＵＴにより選択されるサブフィールドの組み合わせとが１対１で対応しており、画素データの輝度変化に対して放電セルの発光重心が直線的に変化しない場合がある。このため、画像の輪郭部分などの輝度値が変化した部分で発光重心の変化が大きくなる場合があり、フリッカやちらつき等のノイズが発生する。このようなノイズを抑制するには、隣接する画素の発光重心が大きく異ならないようにしてやる必要があるが、従来のプラズマディスプレイ装置ではＬＵＴが１個のため、画素データとサブフィールドの組み合わせを適宜変更することができず、フリッカやちらつき等のノイズの抑制効果を十分に得ることができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、フリッカやちらつき等のノイズの発生を抑制しつつディザ処理に相当する階調変換を実現して、少ないサブフィールド数で従来と同等の階調表示を実現することができるプラズマディスプレイパネルの階調表示方法およびプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明は、プラズマディスプレイパネルの１フィールド期間を、発光期間がそれぞれ重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、入力画素データと選択すべきサブフィールドを表す画素駆動データとを対応付けたルックアップテーブルにより、前記複数のサブフィールドの中から入力画像の画素データに応じたサブフィールドを画素毎に選択して、選択したサブフィールドの重み付けに対応した期間だけプラズマディスプレイパネルのセルを発光させることにより多階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの階調表示方法において、予め用意された２ⁿ （ｎは２以上の整数）個の前記ルックアップテーブルの中から選択すべきルックアップテーブルを指定する２ⁿ 種類の指定情報を入力画像の各画素に対応してマトリクス状に配置した制御パターンを生成する制御パターン生成手順と、前記入力画像の処理対象の画素データに対応する画素駆動データを読み出して出力することを前記２ⁿ 個のルックアップテーブルの各々において行う変換手順と、前記処理対象の画素データが前記制御パターン上のどの位置に対応するかを判別し、判別した位置の指定情報で指定されるルックアップテーブルの画素駆動データを選択するシーケンス制御手順と、前記選択した画素駆動データに応じて前記処理対象の画素データに対応する前記プラズマディスプレイパネルのセルを発光させる発光制御手順とを有し、前記制御パターンにおいて互いに斜め方向に隣接するように配置された異なる指定情報で指定される２つのルックアップテーブルの出力に応じて発光する２つのセルの発光重心が略一致するように、前記ルックアップテーブルを設定したものである。

また、本発明のプラズマディスプレイパネルの階調表示方法の１構成例において、前記制御パターン生成手順で生成される制御パターンは、前記２ⁿ 種類の指定情報を２つずつ選択して組み合わせ、同一の組に属する２つの指定情報を交互に並べて配置した４画素の制御パターンを２ⁿ ／２組構成し、この２ⁿ ／２組の制御パターンを交互に並べて配置したものであり、前記２ⁿ ／２組の制御パターンの各々においては、それぞれ水平、垂直方向共に隣接する指定情報が異なり、かつ１フィールド前と指定情報が入れ替わるように、２つの指定情報を交互に配置するようにしたものである。
また、本発明のプラズマディスプレイパネルの階調表示方法の１構成例は、前記複数のサブフィールドを前記重み付けの大きい順または小さい順に配置し、前記複数のサブフィールドのうち所定値より大きい重み付けのサブフィールドについては、このサブフィールドと隣接して配置される小さい重み付けのサブフィールドが選択された場合のみ選択可能となるように、前記ルックアップテーブルを設定したものである。

また、本発明は、プラズマディスプレイパネルの１フィールド期間を、発光期間がそれぞれ重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、この複数のサブフィールドの中から入力画像の画素データに応じたサブフィールドを画素毎に選択して、選択したサブフィールドの重み付けに対応した期間だけプラズマディスプレイパネルのセルを発光させることにより多階調表示を行うプラズマディスプレイ装置において、入力画素データと選択すべきサブフィールドを表す画素駆動データとを対応付けて記憶し、入力画像の処理対象の画素データに対応する画素駆動データを読み出して出力する２ⁿ （ｎは２以上の整数）個のルックアップテーブルと、この２ⁿ 個のルックアップテーブルの中から選択すべきルックアップテーブルを指定する２ⁿ 種類の指定情報を入力画像の各画素に対応してマトリクス状に配置した制御パターンを生成する制御パターン生成手段と、前記処理対象の画素データが前記制御パターン上のどの位置に対応するかを判別し、判別した位置の指定情報で指定されるルックアップテーブルの画素駆動データを選択するシーケンス制御手段と、前記選択された画素駆動データに応じて前記処理対象の画素データに対応する前記プラズマディスプレイパネルのセルを発光させる発光制御手段とを有し、前記制御パターンにおいて互いに斜め方向に隣接するように配置された異なる指定情報で指定される２つのルックアップテーブルの出力に応じて発光する２つのセルの発光重心が略一致するように、前記ルックアップテーブルを設定したものである。

本発明によれば、２ⁿ 個のルックアップテーブルを用いて、画素データとサブフィールドとの対応を１対１対応から１対２ⁿ 対応に増やし、２ⁿ 種類の指定情報を入力画像の各画素に対応してマトリクス状に配置した制御パターンを生成し、処理対象の画素データに対応する画素駆動データを読み出して出力することを２ⁿ 個のルックアップテーブルの各々において行い、処理対象の画素データが制御パターン上のどの位置に対応するかを判別し、判別した位置の指定情報で指定されるルックアップテーブルの画素駆動データを選択するようにしたことにより、ディザ処理に相当する階調変換を実現する。そして、本発明では、制御パターンにおいて互いに斜め方向に隣接するように配置された異なる指定情報で指定される２つのルックアップテーブルの出力に応じて発光する２つのセルの発光重心が略一致するように、各ルックアップテーブルを設定することにより、フリッカやちらつき等のノイズの発生を抑制することができる。その結果、フリッカやちらつき等のノイズの発生を抑制しつつディザ処理に相当する階調変換を実現して、少ないサブフィールド数で従来と同等の階調表示を実現することができる。

また、制御パターン生成手順で生成する制御パターンを、２ⁿ 種類の指定情報を２つずつ選択して組み合わせ、同一の組に属する２つの指定情報を交互に並べて配置した４画素の制御パターンを２ⁿ ／２組構成し、この２ⁿ ／２組の制御パターンを交互に並べて配置したものとし、２ⁿ ／２組の制御パターンの各々においては、それぞれ水平、垂直方向共に隣接する指定情報が異なり、かつ１フィールド前と指定情報が入れ替わるように、２つの指定情報を交互に配置するようにしたことにより、２ⁿ フィールドで一巡する制御パターンを生成することができ、ディザパターンノイズの発生をより効果的に抑制することができる。

また、複数のサブフィールドを重み付けの大きい順または小さい順に配置し、複数のサブフィールドのうち所定値より大きい重み付けのサブフィールドについては、このサブフィールドと隣接して配置される小さい重み付けのサブフィールドが選択された場合のみ選択可能となるように、ルックアップテーブルを設定することにより、入力画素データの輝度値が変化したときにあるレベル以上の発光重心の移動が起こることを抑制することができ、動画擬似輪郭の発生をより効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態となるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図１のプラズマディスプレイ装置は、ＰＤＰ１と、レベル調整回路２と、Ａ／Ｄ変換回路３と、γ逆補正回路４と、出力処理回路７と、同期分離回路８と、タイミングパルス発生回路９と、メモリ制御回路１０と、駆動タイミング発生回路１１と、ＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄと、シーケンス制御回路１３とからなる。

本実施の形態のプラズマディスプレイ装置は、図１５に示した従来のプラズマディスプレイ装置においてディザ処理を行っていた階調変換回路を省き、このディザ処理に相当する処理をＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄで行うようにしたものである。シーケンス制御回路１３は、制御パターン生成手段とシーケンス制御手段とを構成し、出力処理回路７とメモリ制御回路１０と駆動タイミング発生回路１１とは、発光制御手段を構成している。

レベル調整回路２は、入力映像信号が適切なレベルになるようにレベル調整する。Ａ／Ｄ変換回路３は、レベル調整回路２によってレベル調整された映像信号をＡ／Ｄ変換して８ビットの画像データとして出力する。γ逆補正回路４は、ＣＲＴの発光特性と互換性を保つために、Ａ／Ｄ変換回路３から出力された８ビットの画像データをγ逆補正する。

ＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄは、画素データと選択すべきサブフィールドを表す画素駆動データとを対応付けて記憶し、γ逆補正回路４から入力される処理対象の画素データに対応する画素駆動データを読み出して出力する。

シーケンス制御回路１３は、選択すべきＬＵＴを指定する４種類の指定情報を入力画像の各画素に対応してマトリクス状に配置した制御パターンを生成し、この制御パターンとγ逆補正回路４から入力される画像の垂直同期信号ＶＤと水平同期信号ＨＤと入力画像の各画素に同期したピクセルクロックＣＬＫとに基づいて、処理対象の画素データが制御パターン上のどの位置に対応するかを判別し、判別した位置の指定情報で指定されるＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの画素駆動データを選択して出力する。

出力処理回路７は、シーケンス制御回路１３から出力された１フィールド分の画素駆動データを格納するフィールドメモリ（不図示）を有し、フィールドメモリ内の各画素駆動データをＰＤＰ１の各画素（放電セル）の表示データとしてデータ電極に出力することにより、ＬＵＴによって選択されたサブフィールドの重み付けに対応した期間だけＰＤＰ１の放電セルを発光させる。

同期分離回路８は、入力映像信号から同期信号を分離する。タイミングパルス発生回路９は、同期分離回路８によって抽出された同期信号をもとに、Ａ／Ｄ変換回路３、メモリ制御回路１０および駆動タイミング発生回路１１への各種タイミング信号を生成する。

メモリ制御回路１０は、タイミングパルス発生回路９のタイミング信号に基づき出力処理回路７のフィールドメモリから画素駆動データを読み出させ、この画素駆動データに基づくＰＤＰ１の発光制御を出力処理回路７に実行させる。駆動タイミング発生回路１１は、タイミングパルス発生回路９およびメモリ制御回路１０からのタイミング信号に基づきサブフィールドのタイミングや、ＰＤＰ１の各走査電極及び維持電極を駆動するためのパルス信号などを生成する。

次に、本実施の形態のＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄとシーケンス制御回路１３の動作をより詳細に説明する。ここで、本実施の形態のプラズマディスプレイ装置では、図２に示すように、１フィールド期間を９個のサブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ９に分割する６４階調のサブフィールド構成としている。各サブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ９は、それぞれ走査期間と発光期間とを有し、サブフィールドＳｆ１〜Ｓｆ９の各発光期間の比率は１：２：４：６：８：９：１０：１２：１２に設定されている。

図３にシーケンス制御回路１３が生成する制御パターンの１例を示す。図３の制御パターンは、選択すべきＬＵＴを表す指定情報を水平２画素×垂直２画素の４画素に対応してマトリクス状に配置したものである。指定情報Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、選択すべきＬＵＴとしてそれぞれＬＵＴ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを指定する。

ＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄには、８ビットの画素データと６ビットの画素駆動データとが対応付けて予め登録されている。ＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄは、γ逆補正回路４から出力された８ビットの画像データの各画素データに対応する６ビットの画素駆動データを画素毎に読み出して出力する。

ここで、制御パターンの指定情報ＡとＤとは、互いに斜め方向に隣接するように配置され、同様に指定情報ＢとＣとは、互いに斜め方向に隣接するように配置される。そして、ＬＵＴ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが出力する画素駆動データをそれぞれＡＯ，ＢＯ，ＣＯ，ＤＯとすると、ＡＯ≧ＤＯ≧ＢＯ≧ＣＯとなり、かつ画素駆動データＡＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心と画素駆動データＤＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心とが略一致し、画素駆動データＢＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心と画素駆動データＣＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心とが略一致するようにＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの設定規則が決められている。このような設定規則に基づいてＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄを設定する理由については後述する。

図１５に示した従来のプラズマディスプレイ装置において、本実施の形態と同じ６４階調のサブフィールド構成を採用したとすると、ＬＵＴ６に入力される画素データが「５」の場合、画素駆動データ「５」がＬＵＴ６から出力される。画素駆動データが「５」（２進数で「０００１０１」）の場合、サブフィールドＳｆ１とＳｆ３とが選択されたことになるので、この画素駆動データに応じてサブフィールドＳｆ１とＳｆ３の重み付けに対応した期間だけＰＤＰ１の対応する画素が発光する。これにより、画素の輝度が「５」となる。従来のプラズマディスプレイ装置では、ＬＵＴが１個なので、図３のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する４画素全ての輝度が「５」となる。

一方、本実施の形態では、ＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄに入力される画素データが「２１」の場合、ＬＵＴ１２Ａから出力される画素駆動データＡＯが「６」、ＬＵＴ１２Ｂ〜１２Ｄから出力される画素駆動データＢＯ，ＣＯ，ＤＯが「５」となる。このような出力となる理由は、輝度２１＝５．２５×４を前述の設定規則に基づいてＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの画素駆動データＡＯ〜ＤＯに配分したためである。

シーケンス制御回路１３は、生成した制御パターンと垂直同期信号ＶＤと水平同期信号ＨＤとピクセルクロックＣＬＫとに基づいて、γ逆補正回路４から出力された画素データが制御パターン中のどの位置にあるかを画素毎に判別し、画素データが指定情報Ａの位置にある場合にはＬＵＴ１２Ａの画素駆動データを選択して出力処理回路７に出力し、画素データが指定情報Ｂの位置にある場合にはＬＵＴ１２Ｂの画素駆動データを選択して出力し、画素データが指定情報Ｃの位置にある場合にはＬＵＴ１２Ｃの画素駆動データを選択して出力し、画素データが指定情報Ｄの位置にある場合にはＬＵＴ１２Ｄの画素駆動データを選択して出力する。

画素駆動データが「６」（２進数で「０００１１０」）の場合、サブフィールドＳｆ２とＳｆ３とが選択されたことになるので、この画素駆動データに応じてサブフィールドＳｆ２とＳｆ３の重み付けに対応した期間だけＰＤＰ１の対応する画素が発光する。画素駆動データが「５」の場合、前述のとおり、サブフィールドＳｆ１とＳｆ３の重み付けに対応した期間だけＰＤＰ１の対応する画素が発光する。

したがって、図３の制御パターンに対応する水平２画素×垂直２画素の４画素のデータが全て「２１」であった場合、指定情報Ａの位置にある画素の輝度が「６」、指定情報Ｂ〜Ｄの位置にある画素の輝度が「５」となり、これら４画素を１つの表示単位として眺めた場合の輝度は「２１」となる。

同様に、ＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄに入力される画素データが「２２」の場合、ＬＵＴ１２Ａ，１２Ｄから出力される画素駆動データＡＯ，ＤＯが「６」、ＬＵＴ１２Ｂ，１２Ｃから出力される画素駆動データＢＯ，ＣＯが「５」となる。このような出力となる理由は、輝度２２＝５．５×４を前述の設定規則に基づいてＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの画素駆動データＡＯ〜ＤＯに配分したためである。

したがって、図３の制御パターンに対応する水平２画素×垂直２画素の４画素のデータが全て「２２」であった場合、指定情報Ａ，Ｄの位置にある画素の輝度が「６」、指定情報Ｂ，Ｃの位置にある画素の輝度が「５」となり、これら４画素を１つの表示単位として眺めた場合の輝度は「２２」となる。

また、ＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄに入力される画素データが「２３」の場合、ＬＵＴ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄから出力される画素駆動データＡＯ，ＢＯ，ＤＯが「６」、ＬＵＴ１２Ｃから出力される画素駆動データＣＯが「５」となる。このような出力となる理由は、輝度２３＝５．７５×４を前述の設定規則に基づいてＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの画素駆動データＡＯ〜ＤＯに配分したためである。

したがって、図３の制御パターンに対応する水平２画素×垂直２画素の４画素のデータが全て「２３」であった場合、指定情報Ａ，Ｂ，Ｄの位置にある画素の輝度が「６」、指定情報Ｃの位置にある画素の輝度が「５」となり、これら４画素を１つの表示単位として眺めた場合の輝度は「２３」となる。

以上のように、本実施の形態によれば、水平２画素×垂直２画素の４画素を１つの表示単位として眺めた場合、サブフィールド構成が６４階調（シーケンス制御回路１３から出力する画素駆動データが６ビット）であっても、表現できる輝度階調数はその４倍の２５６階調、すなわち８ビット相当の中間調表示が可能となるので、少ないサブフィールド数で多階調表示が可能となる。

また、図３に示した制御パターンを単純に繰り返し並べていくと、従来のディザ処理と同様のディザパターンノイズが発生してしまう。そこで、ディザパターンノイズの発生を抑制するため、本実施の形態では、４フィールドで一巡する図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）のような制御パターン群を用いる。図４（ａ）〜図４（ｄ）において、ｋは任意の自然数である。

図４の例では、４つの指定情報Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを２つずつ選択して組み合わせ、同一の組に属する２つの指定情報を交互に並べて配置した水平２画素×垂直２画素の制御パターンを２組構成し、２組の制御パターンを交互に並べて配置したものを制御パターン群としている。つまり、指定情報ＡとＢとを交互に並べて配置したものを第１組の制御パターンとし、指定情報ＣとＤとを交互に並べて配置したものを第２組の制御パターンとすると、第１組の制御パターンと第２組の制御パターンとを交互に並べて配置したものが図４（ａ）〜図４（ｄ）の制御パターン群である。ｋフィールドから（ｋ＋３）フィールドの第１組の制御パターンを図４（ｅ）〜図４（ｈ）に示し、ｋフィールドから（ｋ＋３）フィールドの第２組の制御パターンを図４（ｉ）〜図４（ｌ）に示す。

このとき、第１組の制御パターンと第２組の制御パターンの各々においては、それぞれ水平、垂直方向共に隣接する指定情報が異なり、かつ１フィールド前と指定情報が入れ替わるように、２つの指定情報を交互に配置する。例えば、ｋフィールドの第１組の制御パターンと（ｋ＋１）フィールドの第１組の制御パターンでは、図４（ｂ）、図４（ｅ）に示すように、指定情報Ａ，Ｂの位置が入れ替わっていることが分かる。したがって、第１組の制御パターンと第２組の制御パターンがそれぞれ２種類ずつ存在するので、第１組の制御パターンと第２組の制御パターンの組み合わせが４種類存在することになり、これら４種類の組み合わせが４フィールドで一巡することになる。シーケンス制御回路１３は、以上のような構成の制御パターン群を生成する。

本実施の形態では、各画素において同一の指定情報が発生する１周期（本実施の形態では４フィールド）あたりの輝度平均値が各画素で同一となるように制御パターン群が生成される。つまり、図４（ａ）、図４（ｄ）、図４（ｇ）、図４（ｊ）から分かるように、１つのフィールドでは各画素の指定情報がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれかであり、これに対応する画素駆動データがＡＯ，ＢＯ，ＣＯ，ＤＯのいずれかであるから、輝度値は各画素で同一とは限らない。

しかし、ｋフィールドから（ｋ＋３）フィールドにわたって各画素の指定情報に注目すると、指定情報の発生順は画素によって異なるが、全ての画素で指定情報Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが４フィールドで一巡しており、その結果、画素駆動データＡＯ，ＢＯ，ＣＯ，ＤＯが４フィールドで一巡することが分かる。したがって、４フィールドあたりの輝度平均値は各画素で同一である。このように、全ての指定情報を周期的に発生させることで、同一の指定情報の発生周期における画素の輝度平均値を各画素で同じにすることができ、輝度の違いによるディザパターンノイズの発生を抑えることができる。

本実施の形態では、４フィールドで一巡する図４のような制御パターン群を用いることにより、ディザパターンノイズを抑制することができるが、例えば画素駆動データＡＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心が他の画素駆動データＢＯ〜ＤＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心と大きく異なっている場合、フリッカやちらつき等のノイズが発生してしまう。

そこで、本実施の形態では、前述のＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの設定規則で述べたように、画素駆動データＡＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心と画素駆動データＤＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心とが略一致し、画素駆動データＢＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心と画素駆動データＣＯに応じた発光の１フィールド期間中の重心とが略一致するようにＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄが設定される。

また、あるフィールドと次のフィールドの間で画像データの輝度値が変化すると、１つのフィールド期間中の発光重心の位置が移動するが、このような発光重心の移動幅が大きいほど動画擬似輪郭も大きくなる。そこで、本実施の形態では、前述のＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの設定規則に、新たな設定規則を加え、サブフィールドＳｆ４より大きい重み付けのサブフィールドＳｆ５〜Ｓｆ９については、直前のサブフィールドが選択された場合のみ選択されるようにしている。

つまり、サブフィールドＳｆ５はサブフィールドＳｆ４が選択されている場合（画素駆動データのサブフィールドＳｆ４に対応するビットが「１」の場合）のみ選択可能とし、サブフィールドＳｆ６はサブフィールドＳｆ５が選択されている場合のみ選択可能とし、サブフィールドＳｆ７はサブフィールドＳｆ６が選択されている場合のみ選択可能とし、サブフィールドＳｆ８はサブフィールドＳｆ７が選択されている場合のみ選択可能とし、サブフィールドＳｆ９はサブフィールドＳｆ８が選択されている場合のみ選択可能とする。

このような新たな設定規則を加えることで、入力画素データの輝度値が変化したときにあるレベル以上の発光重心の移動が起こることを抑制することができ、動画擬似輪郭の発生を抑制することができる。なお、動画擬似輪郭が発生する輝度が画素駆動データＡＯ（またはＤＯ）と画素駆動データＢＯ（またはＣＯ）とで異なるため、拡散効果によっても動画擬似輪郭の発生は抑制される。

以上のような設定規則に従って設定したＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄの設定内容を図５〜図１４に示す。図５〜図１４において、Ｉｎはγ逆補正回路４から入力される８ビットの画素データを十進数で表記した値、ＡＤ，ＢＤ，ＣＤ，ＤＤはそれぞれ６ビットの画素駆動データＡＯ，ＢＯ，ＣＯ，ＤＯを十進数で表記した値である。また、図１０〜図１４のＯｕｔは画素駆動データＡＯ，ＢＯ，ＣＯ，ＤＯに対応する４画素を１つの表示単位として眺めた場合の輝度である。

以上のように、本実施の形態によれば、４個のＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄを用いることにより、従来のディザ処理に相当する階調変換を実現する。そして、本実施の形態では、画素駆動データＡＯに応じた発光の重心と画素駆動データＤＯに応じた発光の重心とが略一致し、画素駆動データＢＯに応じた発光の重心と画素駆動データＣＯに応じた発光の重心とが略一致するようにＬＵＴ１２Ａ〜１２Ｄを設定することにより、フリッカやちらつき等のノイズの発生を抑制することができる。その結果、本実施の形態では、フリッカやちらつき等のノイズの発生を抑制しつつディザ処理に相当する階調変換を実現して、少ないサブフィールド数で従来（サブフィールド数が１２のプラズマディスプレイ装置）と同等の階調表示を実現することができる。

なお、本実施の形態では、水平２画素×垂直２画素の制御パターンの集まりからなる制御パターン群と４個のＬＵＴを使用して６４階調の４倍の２５６階調の表示を実現しているが、これに限るものではなく、水平２画素×垂直４画素（あるいは水平４画素×垂直２画素）の制御パターンの集まりからなる制御パターン群と８個のＬＵＴを使用すれば、８倍の５１２階調の表示を実現することができ、水平４画素×垂直４画素の制御パターンの集まりからなる制御パターン群と１６個のＬＵＴを使用すれば、１６倍の１０２４階調の表示を実現することができる。

すなわち、選択すべきＬＵＴを指定する２ⁿ （ｎは２以上の整数で、本実施の形態ではｎ＝２）種類の指定情報を入力画像の各画素に対応してマトリクス状に配置した制御パターンと２ⁿ 種類の指定情報に対応する２ⁿ 個のＬＵＴとを使用すれば、サブフィールド構成で実現可能な階調数の２ⁿ 倍の階調数を実現することができる。

この場合、制御パターン群は、２ⁿ 種類の指定情報を２つずつ選択して組み合わせ、同一の組に属する２つの指定情報を交互に並べて配置した水平２画素×垂直２画素の制御パターンを２ⁿ ／２組構成し、この２ⁿ ／２組の制御パターンを交互に並べて配置したものであり、２ⁿ ／２組の制御パターンの各々においては、それぞれ水平、垂直方向共に隣接する指定情報が異なり、かつ１フィールド前と指定情報が入れ替わるように、２つの指定情報を交互に配置する。この場合、各画素において同一の指定情報が発生する周期は、２ⁿ フィールドである。

本発明は、プラズマディスプレイパネルに適用することができる。

本発明の実施の形態となるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態におけるサブフィールドの配列構成を示す図である。 制御パターンの１例を示す図である。 本発明の実施の形態における制御パターン群を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 本発明の実施の形態におけるルックアップテーブルの設定内容を示す図である。 従来のプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。 従来のプラズマディスプレイ装置におけるサブフィールドの配列構成を示す図である。

符号の説明

１…プラズマディスプレイパネル、２…レベル調整回路、３…Ａ／Ｄ変換回路、４…γ逆補正回路、７…出力処理回路、８…同期分離回路、９…タイミングパルス発生回路、１０…メモリ制御回路、１１…駆動タイミング発生回路、１２Ａ〜１２Ｄ…ルックアップテーブル、１３…シーケンス制御回路。

Claims (6)

1. プラズマディスプレイパネルの１フィールド期間を、発光期間がそれぞれ重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、入力画素データと選択すべきサブフィールドを表す画素駆動データとを対応付けたルックアップテーブルにより、前記複数のサブフィールドの中から入力画像の画素データに応じたサブフィールドを画素毎に選択して、選択したサブフィールドの重み付けに対応した期間だけプラズマディスプレイパネルのセルを発光させることにより多階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの階調表示方法において、
   予め用意された２ⁿ （ｎは２以上の整数）個の前記ルックアップテーブルの中から選択すべきルックアップテーブルを指定する２ⁿ 種類の指定情報を入力画像の各画素に対応してマトリクス状に配置した制御パターンを生成する制御パターン生成手順と、
   前記入力画像の処理対象の画素データに対応する画素駆動データを読み出して出力することを前記２ⁿ 個のルックアップテーブルの各々において行う変換手順と、
   前記処理対象の画素データが前記制御パターン上のどの位置に対応するかを判別し、判別した位置の指定情報で指定されるルックアップテーブルの画素駆動データを選択するシーケンス制御手順と、
   前記選択した画素駆動データに応じて前記処理対象の画素データに対応する前記プラズマディスプレイパネルのセルを発光させる発光制御手順とを有し、
   前記制御パターンにおいて互いに斜め方向に隣接するように配置された異なる指定情報で指定される２つのルックアップテーブルの出力に応じて発光する２つのセルの発光重心が略一致するように、前記ルックアップテーブルを設定することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの階調表示方法。
2. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの階調表示方法において、
   前記制御パターン生成手順で生成される制御パターンは、前記２ⁿ 種類の指定情報を２つずつ選択して組み合わせ、同一の組に属する２つの指定情報を交互に並べて配置した４画素の制御パターンを２ⁿ ／２組構成し、この２ⁿ ／２組の制御パターンを交互に並べて配置したものであり、
   前記２ⁿ ／２組の制御パターンの各々においては、それぞれ水平、垂直方向共に隣接する指定情報が異なり、かつ１フィールド前と指定情報が入れ替わるように、２つの指定情報を交互に配置することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの階調表示方法。
3. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの階調表示方法において、
   前記複数のサブフィールドを前記重み付けの大きい順または小さい順に配置し、
   前記複数のサブフィールドのうち所定値より大きい重み付けのサブフィールドについては、このサブフィールドと隣接して配置される小さい重み付けのサブフィールドが選択された場合のみ選択可能となるように、前記ルックアップテーブルを設定することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの階調表示方法。
4. プラズマディスプレイパネルの１フィールド期間を、発光期間がそれぞれ重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、この複数のサブフィールドの中から入力画像の画素データに応じたサブフィールドを画素毎に選択して、選択したサブフィールドの重み付けに対応した期間だけプラズマディスプレイパネルのセルを発光させることにより多階調表示を行うプラズマディスプレイ装置において、
   入力画素データと選択すべきサブフィールドを表す画素駆動データとを対応付けて記憶し、入力画像の処理対象の画素データに対応する画素駆動データを読み出して出力する２ⁿ （ｎは２以上の整数）個のルックアップテーブルと、
   この２ⁿ 個のルックアップテーブルの中から選択すべきルックアップテーブルを指定する２ⁿ 種類の指定情報を入力画像の各画素に対応してマトリクス状に配置した制御パターンを生成する制御パターン生成手段と、
   前記処理対象の画素データが前記制御パターン上のどの位置に対応するかを判別し、判別した位置の指定情報で指定されるルックアップテーブルの画素駆動データを選択するシーケンス制御手段と、
   前記選択された画素駆動データに応じて前記処理対象の画素データに対応する前記プラズマディスプレイパネルのセルを発光させる発光制御手段とを有し、
   前記制御パターンにおいて互いに斜め方向に隣接するように配置された異なる指定情報で指定される２つのルックアップテーブルの出力に応じて発光する２つのセルの発光重心が略一致するように、前記ルックアップテーブルを設定することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
5. 請求項４記載のプラズマディスプレイ装置において、
   前記制御パターン生成手順で生成される制御パターンは、前記２ⁿ 種類の指定情報を２つずつ選択して組み合わせ、同一の組に属する２つの指定情報を交互に並べて配置した４画素の制御パターンを２ⁿ ／２組構成し、この２ⁿ ／２組の制御パターンを交互に並べて配置したものであり、
   前記２ⁿ ／２組の制御パターンの各々においては、それぞれ水平、垂直方向共に隣接する指定情報が異なり、かつ１フィールド前と指定情報が入れ替わるように、２つの指定情報を交互に配置することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
6. 請求項４記載のプラズマディスプレイ装置において、
   前記複数のサブフィールドを前記重み付けの大きい順または小さい順に配置し、
   前記複数のサブフィールドのうち所定値より大きい重み付けのサブフィールドについては、このサブフィールドと隣接して配置される小さい重み付けのサブフィールドが選択された場合のみ選択可能となるように、前記ルックアップテーブルを設定することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

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