JP2005182017A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法及び駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輪郭ノイズ（Contour Noise）を低減し、且つ信号歪みを最小化することができるようなプラズマディスプレイパネルの駆動方法及び駆動装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、外部から入力されたビデオデータを第１逆ガンマ補正する段階と、第１逆ガンマ補正されたビデオデータを上位階調のディザマスクパターン範囲内で限定誤差拡散する段階と、限定誤差拡散されたビデオデータを階調別及びフレーム別に区分された多数のディザマスクパターンを用いてディザリングする段階と、ディザリングされたビデオデータを第２逆ガンマ補正する段階と、第２逆ガンマ補正されたビデオデータを、１フレームが少なくとも一つ以上の選択的書き込みサブフィールド及び選択的消去サブフィールドを含むサブフィールドパターンにマッピングする段階と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルの駆動方法及び駆動装置に係り、特に、輪郭ノイズ（Contour Noise）を減少させるとともに信号歪みを最小化することができるようなプラズマディスプレイパネルの駆動方法及び駆動装置に関する。

平板ディスプレイ装置として大型パネルの製作が容易であるプラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel；以下、「ＰＤＰ」という）が注目を浴びている。ＰＤＰは、デジタルビデオデータによって各画素のそれぞれのガス放電期間を調節することによって画像を表示する。このようなＰＤＰとしては、図１のように、３電極を備えて交流電圧で駆動されるＰＤＰが代表的なものである。

図１に示した交流型ＰＤＰの放電セルは、上部基板１０に形成されたサステイン電極対１２Ａ、１２Ｂと、下部基板１８に形成されたデータ電極２０と、を備える。

サステイン電極対１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは透明電極と金属電極の二重層構造を有する。このようなサステイン電極対１２Ａ、１２Ｂは、アドレス放電のためのスキャン信号とサステイン放電のためのサステイン信号の供給を受けるスキャン電極１２Ａと、そのスキャン電極１２Ａと交互にサステイン信号の供給を受けるサステイン電極１２Ｂと、に分けられる。データ電極２０は、サステイン電極対１２Ａ、１２Ｂと交差するように形成され、アドレス放電のためのデータ信号の供給を受ける。

サステイン電極対１２Ａ、１２Ｂが形成された上部基板１０には上部誘電体層１４と保護膜１６が積層され、データ電極２０が形成された下部基板１８には下部誘電体層２２が形成される。上部誘電体層１４と下部誘電体層２２には、放電によって生成された電荷が蓄積される。保護膜１６は、放電の際にプラズマ粒子のスパッタリング（sputtering）による上部誘電体層１４の損傷を防止し、２次電子の放出效率を増加させる。このような誘電体層１４、２２と保護膜１６は、外部から印加される駆動電圧を低減できるようにする。

下部誘電体層２２が形成された下部基板１８には隔壁２４が形成され、その下部誘電体層２２及び隔壁２４の表面には蛍光体層２６が形成される。隔壁２４は、放電空間を分離してガス放電によって生成された紫外線が隣接した放電空間に漏れることを防止する。蛍光体層２６は、ガス放電で生成された紫外線によって発光して赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)または青色(Ｂ)の可視光を発生させる。また、放電空間にはガス放電のための不活性ガスが充填される。

このような放電セルはデータ電極２０およびスキャン電極１２Ａによるアドレス放電によって選択され、この選択された放電セルはサステイン電極対１２Ａ、１２Ｂによるサステイン放電によって放電を維持する。また、放電セルは、サステイン放電時に生成された紫外線で蛍光体２６を発光させて赤色(Ｒ）、緑色(Ｇ)及び青色(Ｂ)の可視光を放出する。この場合、放電セルは、ビデオデータによってサステイン放電期間、すなわちサステイン放電回数を調節して映像表示に必要な階調（Gray Scale）を具現する。そして、赤色(Ｒ）、緑色(Ｇ)、青色(Ｂ)の蛍光体２６がそれぞれ塗布された３個の放電セルの組み合わせによって画素のカラーを具現する。

このようなＰＤＰを駆動する方法としては、アドレス期間とディスプレイ期間、すなわちサステイン期間とに分けて駆動するＡＤＳ（Address and Display Separated）駆動方法が代表的なものである。図２に示すように、ＡＤＳ駆動方法では、一つのフレーム１Ｆをビデオデータの各ビットに該当する複数のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に分割する。また、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８のそれぞれは、放電セルの初期化のためのリセット期間ＲＰＤと、放電セルの選択のためのアドレス期間ＡＰＤと、選択された放電セルの放電維持のためのサステイン期間ＳＰＤと、にさらに分割される。ここで、サステイン期間ＳＰＤでサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８別に異なる加重値を付与し、ビデオデータによってそのサステイン期間ＳＰＤを組み合わせることにより、ＰＤＰは該当階調を具現する。

かかるＰＤＰの駆動方法は、アドレス放電によって選択される放電セルの発光可否によって選択的書き込み（Selective writing）方式と選択的消去（Selective erasing）方式とに大別される。

選択的書き込み方式では、リセット期間中に全画面を消灯した後、アドレス期間中に選択された放電セルを点灯させる。また、サステイン期間中には、アドレス放電によって選択されたオンセルの放電を維持させることにより、画像を表示する。

このような選択的書き込み方式では、スキャンパルス（Scan pulse）の幅を比較的長く（例えば３μｓ）設定して、放電セル内に壁電荷を充分に形成する。しかしながら、スキャンパルス（Scan pulse）の幅が長く設定されると、アドレス期間が長く設定されるが、一方、輝度に寄与するサステイン期間が相対的に短く設定されるという問題点がある。

選択的消去方式では、リセット期間中に全画面を書き込み放電させて全画面を点灯させた後、アドレス期間中に選択された放電セルを消灯させる。次いで、サステイン期間中、アドレス放電によって選択されない放電セルのみをサステイン放電させることにより、画像を表示する。

このような選択的消去方式では、スキャンパルス（Scan pulse）の幅を比較的短く（例えば１μs）設定して放電セル内で消去放電を起こすようにする。すなわち、選択的消去方式では、短い幅を持つスキャンパルス（Scan pulse）を印加することでアドレス期間を短く設定することができ、これにより輝度に寄与するサステイン期間に比較的多くの時間を割り当てることができる。しかし、選択的消去方式では、非表示期間であるリセット期間に全画面が点灯ようになるので、コントラストの低いという短所がある。

また、従来のように１フレームを複数のサブフィールドに分割して駆動すると、輪郭ノイズが発生するという問題点がある。これを詳しく説明すると、各フレームはビデオデータの各ビットによって分けられるサブフィールドによって表示期間と非表示期間が多様な形態に分散する。これにより、ＰＤＰは各サブフィールド期間で発光する光を積分して画像を表示する。この場合、ＰＤＰで仮定している光の積分方向と人の目に認識される視覚特性の不一致とによって輪郭ノイズ（Contour Noise）が発生する。また、輪郭ノイズは人の肌が表示されている時のように連続的な階調を持つ時に増加する。例えば、１２７−１２８、６３−６４、３１−３２階調などのように発光パターンが大きく異なる階調が連続して表示されると、輪郭ノイズが増加する。

このような輪郭ノイズを減少させるために、ＰＤＰの駆動方法として、サブフィールドの順序を最適化する方法、最上位ビットＭＳＢに該当するサブフィールドを分割する方法、等化パルス（Equalizing Pulse）方法、誤差拡散（Error Diffusion）方法、ディザリング（Dithering）方法などが提案されている。これらのうち等化パルス方法、誤差拡散方法、ディザリング方法が代表的なものである。

等化パルス方法では、輪郭ノイズを発生させるビデオデータを等化パルスを用いて増減させてビデオデータを補償する。しかし、輪郭ノイズが動きと関連があることから、動き検出器が必要とされ、動き速度によって異なる等化パルスがが必要とされるので、多数のルックアップテーブル（Look-up Table）を格納することができる大容量のメモリーを備えなければないないため、ハードウェアの複雑度が高くなるという短所がある。

誤差拡散方法では、フロイド・スタインバーグ（Floyd-Steinberg）誤差拡散フィルターなどを用いてデジタルビデオデータの量子化誤差データを算出し、算出した誤差データを加重値を異にして隣接した画素に拡散させる。ところが、このような誤差拡散方法は、隣接した画素に対する誤差拡散係数（すなわち、加重値）が一定に設定されていて、ライン毎にそしてフレーム毎に繰り返されるため、その一定の誤差拡散係数による誤差拡散模様が発生するという問題点がある。

ディザリング方法では、適当なノイズを加えて輪郭ノイズが目立たないようにする。例えば、ヨーロッパ特許出願第００２５００９９９号などには、ＰＤＰに多数のフレーム、多数のライン及び多数の列（Column）に対応する３次元ディザパターンを繰り返して使用する方法が開示されている。しかし、従来のディザリング方法は、特定階調で画像の品質を減少させるディザリングノイズが発生する問題点がある。また、従来のディザリング方法は、低階調及び高階調の区分なく３次元ディザパターンをトグル（Toggle）しながら繰り返して使用することにより、低階調表現時にフリッカーのような問題点が発生する。

本発明は、かかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、輪郭ノイズ（Contour Noise）を低減し、且つ信号歪みを最小化することができるようなプラズマディスプレイパネルの駆動方法及び駆動装置を提供することにある。

本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、外部から入力されたビデオデータを第１逆ガンマ補正する段階と、第１逆ガンマ補正されたビデオデータを上位階調のディザマスクパターン範囲内で限定誤差拡散する段階と、限定誤差拡散されたビデオデータを階調別及びフレーム別に区分された多数のディザマスクパターンを用いてディザリングする段階と、ディザリングされたビデオデータを第２逆ガンマ補正する段階と、第２逆ガンマ補正されたビデオデータを、１フレームが少なくとも一つ以上の選択的書き込みサブフィールド及び選択的消去サブフィールドを含むサブフィールドパターンにマッピングする段階と、を含む。

前記第２逆ガンマ補正段階では、第１逆ガンマ補正段階より高いガンマ値を用いて逆ガンマ補正する。

前記第１逆ガンマ補正段階では、外部から入力されるビデオデータを１.１〜１.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正する。

前記第２逆ガンマ補正段階では、第１逆ガンマ補正段階の逆ガンマ補正値と足し合わせられることで、外部から入力されたデータが２.２ガンマになるように逆ガンマ補正する。

前記第１逆ガンマ補正されたデータは、整数部と小数部を有する。

前記フレームに含まれた選択的消去サブフィールドの数は、１フレームに含まれた選択的書き込みサブフィールドの数より多く設定される。

前記選択的書き込みサブフィールドは、前記フレームに一つ含まれる。

前記限定誤差拡散段階は、第１逆ガンマ補正されたビデオデータの下位ビットを誤差拡散して第１キャリー信号を発生させる段階と、第１キャリー信号を、上位階調のディザマスクパターンでビデオデータと対応する位置のディザ値と比較して、第２キャリー信号を発生させる段階と、第２キャリー信号をビデオデータの上位ビットと加算して出力する段階と、を含む。

前記第１キャリー信号を発生させる段階は、ランダムに設定されるランダム誤差拡散係数を加える段階をさらに含む。

前記上位階調のディザマスクパターンは、予め格納された多数のディザマスクパターン中で、第１逆ガンマ補正されたビデオデータのうち一部のビットに該当する階調より上位階調に該当するディザマスクパターンのうちから選択される。

前記第２キャリー信号を発生させる段階では、第１キャリー信号と選択されたディザ値をＡＮＤ演算して発生させる。

前記ディザリングする段階は、限定誤差拡散されたビデオデータのうち一部の下位ビットを用いて多数のディザマスクパターンのうち該当階調のディザマスクパターンを選択する段階と、選択されたディザマスクパターンのうち限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置のディザ値を選択する段階と、限定誤差拡散されたビデオデータのうち残り一部の上位ビットに選択されたディザ値を加算する段階と、を含む。

前記ディザ値を選択する段階は、外部から入力される垂直同期信号、水平同期信号、画素クロック信号をそれぞれカウントし、そのカウントした信号を用いて限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置が選択される。

前記垂直同期信号をカウントした信号によってフレーム別に異なる該当階調のディザマスクパターンをトグルしながら選択する。

本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動装置は、外部から入力されるビデオデータを第１逆ガンマ補正するための第１ガンマ補正部と、第１逆ガンマ補正されたビデオデータを上位階調のディザマスクパターン範囲内で限定誤差拡散するための限定誤差拡散部と、限定誤差拡散されたビデオデータを階調別及びフレーム別に区分された多数のディザマスクパターンを用いてディザリングするディザリング部と、ディザリングされたビデオデータを第２逆ガンマ補正するための第２逆ガンマ補正部と、第２逆ガンマ補正されたビデオデータを、１フレームが少なくとも一つ以上の選択的書き込みサブフィールド及び選択的消去サブフィールドを含むサブフィールドパターンにマッピングするためのサブフィールドマッピング部と、を備える。

前記第２逆ガンマ補正部は、第１逆ガンマ補正部より高いガンマ値を用いて逆ガンマ補正する。

前記第１逆ガンマ補正部及び第２逆ガンマ補正部は、外部から入力されるビデオデータの総逆ガンマ補正値が２.２ガンマになるように逆ガンマ補正する。

前記フレームに含まれた選択的消去サブフィールドの数は、１フレームに含まれた選択的書き込みサブフィールドの数より多く設定される。

前記限定誤差拡散部は、上位階調のディザマスクパターンで第１逆ガンマ補正されたビデオデータと対応する位置のディザ値を選択するためのディザマスク選択部と、第１逆ガンマ補正されたビデオデータを誤差拡散して発生させた第１キャリー信号とディザ値を比較して第２キャリー信号を発生させ、その第２キャリー信号を第１逆ガンマ補正されたビデオデータに加算して限定誤差拡散されたビデオデータを出力するための誤差拡散フィルターと、を備える。

前記ディザマスク選択部は、上位階調のディザマストパターンとして、ディザリング部に予め格納された多数のディザマスクパターンの中で、入力ビデオデータのうち一部のビットに該当する階調より上位階調に該当するディザマスクパターンのうちいずれか一つを選択する。

前記誤差拡散フィルターは、第１逆ガンマ補正されたビデオデータのうち一部の下位ビットを誤差拡散して第１キャリー信号を発生させ、第１キャリー信号とディザ値を比較して第２キャリー信号を発生させ、第２キャリー信号をビデオデータのうち残り上位ビットと加算して出力する。

前記誤差拡散フィルターは、第１キャリー信号と選択されたディザ値とをＡＮＤ演算して第２キャリー信号を発生させる。

前記限定誤差拡散部は、誤差拡散時に追加的に加えられるランダム誤差拡散係数を発生させるランダム誤差拡散係数発生器をさらに備える。

前記ディザリング部は、多数のディザマスクパターンを格納し、格納されたディザマスクパターンのうち限定誤差拡散されたビデオデータと対応するディザ値を選択して出力するディザマスクテーブルと、ディザマスクテーブルが限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置を指示するマスク制御部と、限定誤差拡散されたビデオデータにディザ値を加算して出力するための加算器と、を備える。

前記ディザマスクテーブルは、限定誤差拡散されたビデオデータのうち一部の下位ビットを用いて多数のディザマスクパターンのうち該当階調のディザマスクパターンを選択し、マスク制御部の指示に応答して、選択されたディザマスクパターンのうち限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置のディザ値を選択して出力する。

前記加算器は、限定誤差拡散されたビデオデータのうち残り一部の上位ビットに選択されたディザ値を加算して出力する。

前記マスク制御部は、外部から入力される垂直同期信号、水平同期信号、画素クロック信号をそれぞれカウントし、そのカウントした信号を用いて限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置を指示する。

前記マスク制御部は、垂直同期信号をカウントした信号により、ディザマスクテーブルがフレーム別に異なる該当階調のディザマスクパターンをトグルしながら選択するように指示する。

前記マスク制御部は、限定誤差拡散されたビデオデータを予め設定された基準値と比較し、その基準値より小さな場合、前記トグルされるフレーム数を減少させる。

本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動方法及び駆動装置によれば、誤差拡散方法及びディザリング方法で入力されたビデオデータのビット数を減少させて出力することにより、基本階調を表現し、基本階調間の細分化された階調は、誤差拡散方法及びディザリング方法でデータを空間的及び時間的に分散させて表示することができる。

以下、本発明の好適な実施例について説明する。

図３は、本発明の実施例に係るプラズマディスプレイパネルの１フレームを示す図である。

図３を参照すると、本発明の実施例に係るＰＤＰの１フレームは、少なくとも一つ以上のサブフィールドを含む選択的書き込みサブフィールドＷＳＦと、少なくとも一つ以上のサブフィールドを含む選択的消去サブフィールドＥＳＦと、を含む。

選択的書き込みサブフィールドＷＳＦは、ｍ（ただし、ｍは０より大きい正の整数）個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦｍを含む。ｍ番目のサブフィールドＳＦｍを除いた第１〜第ｍ−１サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｍ−１のそれぞれは、全画面のセルに一定量の壁電荷を一様に形成されている状態にするためのリセット期間と、書き込み放電を用いてオンセル（on-cells）を選択する選択的書き込みアドレス期間（以下、「書き込みアドレス期間」という）と、選択されたオンセルに対してサステイン放電を起こすサステイン期間と、サステイン放電後にセル内の壁電荷を消去するための消去期間と、に分けられる。

選択的書き込みサブフィールドＷＳＦの最後のサブフィールドである第ｍサブフィールドＳＦｍは、リセット期間、書き込みアドレス期間及びサステイン期間に分けられる。選択的書き込みサブフィールドＷＳＦにおいて、リセット期間、書き込みアドレス期間及び消去期間は各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｍ毎に同一に設定される反面、サステイン期間は予め設定された輝度加重値が同一にまたは異なるように設定される。ここで、第ｍサブフィールドＳＦｍは消去期間を含まない。よって、第ｍサブフィールドＳＦｍで点灯したセルは消去されずに点灯状態を維持する。

選択的消去サブフィールドＥＳＦはｎ−ｍ（ただし、ｎはｍより大きい正の整数）個のサブフィールドＳＦｍ＋１〜ＳＦｎを含む。第ｍ＋１〜第ｎサブフィールドＳＦｍ＋１〜ＳＦｎのそれぞれは、消去放電を利用してオフセルを選択するための選択的消去アドレス期間（以下、「消去アドレス期間」という）と、オンセルに対してサステイン放電を起こすためのサステイン期間と、に分けられる。選択的消去サブフィールドＥＳＦのサブフィールドＳＦｍ＋１〜ＳＦｎにおいて、消去アドレス期間は同一に設定される一方、サステイン期間は輝度相対比によって同一にまたは異なるように設定される。このような選択的消去サブフィールドＥＳＦは、データに対応してオフセルを選択しながら階調を表現するようになる（ここで、選択的消去サブフィールドＥＳＦは以前のサブフィールドで点灯した放電セルでのみ放電を起こすことができる）。

このような本発明の実施例に係る駆動方法では、ｍ個のサブフィールドを選択的書き込み方式で駆動し、ｎ−ｍ個のサブフィールドを選択的消去方式で駆動することにより、アドレス期間を短く設定するとともにコントラストを向上させることができる。言い換えれば、１フレームが短いスキャンパルス（Scan pulse）を持つ選択的消去サブフィールドを含むことにより、サステイン期間を充分に確保することができる。また、１フレームがリセット期間を含まない選択的消去サブフィールドを含むことにより、コントラストを向上させることができる。一方、本発明では、１フレームに含まれる選択的消去サブフィールドＥＳＦの数が選択的書き込みサブフィールドＷＳＦの数より多く設定される（ＥＳＦ＞ＷＳＦ）（例えば、選択的書き込みサブフィールドＷＳＦは１フレームに一つ含まれることができる）。このように１フレームに選択的消去サブフィールドＥＳＦが多く含まれると、リセット期間に発生する光の量を減らすことができ、これによりコントラストを向上させることができる。また、選択的消去サブフィールドＥＳＦは低階調の表現に利用され、選択的書き込みサブフィールドWＳＦは高階調の表現に利用される。

図４は、本発明の実施例に係るプラズマディスプレイパネルの駆動装置を示す図である。

図４を参照すると、本発明の実施例に係るＰＤＰの駆動装置は、入力ラインとパネル４０との間に接続された第１逆ガンマ補正部３０、誤差拡散及びディザリング部３２、第２逆ガンマ補正部３４、サブフィールドマッピング部３６、データ駆動部３８及びパネル４０を備える。

第１逆ガンマ補正部３０は、外部から陰極線管ＣＲＴの輝度特性に合わせてガンマ補正されたデジタルビデオデータ、すなわちＰＤＰを構成する放電セルのそれぞれに供給されるビデオデータの入力を受ける。ここで、第１逆ガンマ補正部３０は、ビデオデータを１.１〜１.２ガンマ曲線に沿うように予め設定されたルックアップテーブルＬＵＴを用いて逆ガンマ補正する。この時、第１逆ガンマ補正部３０から出力されるビデオデータのそれぞれは、図５のように整数部と小数部で構成される（図５でＸは“１”または“０”）。例えば、外部から８ビットのビデオデータが入力される場合、第１逆ガンマ補正部３０は、６ビットの整数部と６ビットの小数部とを有する１２ビットに補正されたビデオデータを出力するか、または８ビットの整数部と８ビットの小数部とを有する１６ビットに補正されたビデオデータを出力する。

一方、本発明の実施例に係る第１逆ガンマ補正部３０は、１.１〜１.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正を行う。このように１.１〜１.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正を行うと、低い階調の表現力が向上する。これを詳しく説明すると、従来の一般的なＰＤＰでは、外部から入力されるビデオデータを２.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正した後、誤差拡散及びディザリング処理を行った。しかし、このように２.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正を行うと、低い階調の表現力が低下するという問題点がある。言い換えれば、２.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正したデータのうち低い階調の大部分のデータは、小数点以下の階調に表示される（例えば、００００００００.ＸＸＸＸＸＸＸＸ）。また、このようなデータを用いて誤差拡散及びディザリング処理を行うため、階調表現力が低下してしまう。

一方、本発明では、誤差拡散及びディザリング処理を行う前に１.１〜１.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正を行うので、低い階調の大部分のデータは整数及び小数点を持つようになる（例えば、０００００００１.ＸＸＸＸＸＸＸＸ）。また、本発明では、このようなデータを用いて誤差拡散及びディザリング処理を行うことから、階調表現力が向上する。

誤差拡散及びディザリング部３２は、第１逆ガンマ補正部３０からの画素データのそれぞれを誤差拡散方法とディザマスクパターンを利用したディザリング方法とで補正することにより、ビット数が減少した画素データを出力する。この場合、誤差拡散及びディザリング部３２は、誤差拡散の影響を上位ディザマスクパターンの階調範囲に限定させることにより、フリッカーなどのような誤差拡散ノイズとディザノイズを減少させる。このような誤差拡散及びディザリング部３２に対する詳細な説明は後述することにする。

第２逆ガンマ補正部３４は、誤差拡散及びディザリング処理されたデータを逆ガンマ補正する。この時、第２ガンマ補正部３４は、第１ガンマ補正部３０より高いガンマ値を用いて逆ガンマ補正を行う。実際、第２ガンマ補正部３４は、第１ガンマ補正部３０の逆ガンマ補正値と足し合わせて２.２ガンマになるように自己に入力されるデータを逆ガンマ補正する。言い換えれば、第２ガンマ補正部３４は、自己から出力されるデータのガンマ値が２.２ガンマに達するように逆ガンマ補正を行う。

サブフィールドマッピング部３６は、第２逆ガンマ補正部３４からのビデオデータを、図３のように１フレーム選択的書き込みサブフィールドＷＳＦ及び選択的消去サブフィールドＥＳＦを含むサブフィールドパターンにマッピングして出力する。この時、前述したように１フレームが選択的書き込みサブフィールドＷＳＦ及び選択的消去サブフィールドＥＳＦを含むことから、サステイン期間を充分に確保することはもとより、コントラストを向上させることができる。

データ駆動部３８は、サブフィールドマッピング部３６から、サブフィールドパターンによってビット別に分離して入力されたデータをラッチした後、このラッチされたデータを、１ライン分ずつ１水平ラインが駆動される期間ごとにパネル４０のアドレス電極ラインに供給する。

パネル４０は、データ駆動部３８から供給されるデータに対応する所定の画像を表示する。

図６は、図４に示した誤差拡散及びディザリング部３２の具体的な構成を示す図である。

図６を参照すると、本発明の誤差拡散及びディザリング部３２は限定(Confined)誤差拡散部４１とディザリング部５０とを備える。

限定誤差拡散部４１は、第１逆ガンマ補正部３０からのビデオデータを誤差拡散する。この時、限定誤差拡散部４１は、一定の誤差拡散係数による誤差拡散模様の発生を防止するために、ランダム誤差拡散（以下、「Ｒ−ＥＤ」という）係数を誤差拡散演算に用いる。また、限定誤差拡散部４１は、誤差拡散の影響を、ディザリング部５０で利用されるディザマスクパターンを用いて上位階調のディザマスクパターン範囲内に限定させる。

このために、限定誤差拡散部４１は、図７のように、誤差拡散フィルター４２と、誤差拡散フィルター４２と接続されたＲ−ＥＤ係数発生器４４およびディザマスク選択部４６と、を備える。

誤差拡散フィルター４２は、誤差拡散のための誤差拡散演算器（図示せず）と、隣接した画素データのうち誤差拡散に利用される一部の下位ビット、例えば小数部を格納するためのラインメモリー（図示せず）と、を含む。具体的に、第１ガンマ補正部３０から１６ビット（整数部８ビット、小数部８ビット）の画素データが入力されると仮定する場合、誤差拡散フィルター４２は、その１６ビットのうち小数部に該当する８ビットデータをラインメモリーに格納し、それと隣接した画素の誤差拡散演算に利用する。また、誤差拡散フィルター４２は、ラインメモリーに格納された隣接した画素データの小数部を読み出し、その画素の位置によって異なる加重値を付与して誤差拡散係数を算出する。

例えば、誤差拡散フィルター４２は、図８のように１／１６、５／１６、３／１６、７／１６の加重値を用いて誤差拡散演算を行う。言い換えれば、Ｐ１画素の小数部に１／１６の加重値を、Ｐ２画素の小数部に５／１６の加重値を、Ｐ３画素の小数部に３／１６の加重値を、Ｐ４画素の小数部に７／１６の加重値を、それぞれ付与して誤差拡散演算を行う。また、誤差拡散フィルター４２はＲ−ＥＤ係数発生器４４から発生したＲ−ＥＤ係数ＲをＰ５にかけて誤差拡散演算を行う。このようにランダムしたＲ−ＥＤ係数が誤差拡散演算に利用されることで誤差拡散模様の発生を防止することができる。

ひいては、誤差拡散フィルター４２は、誤差拡散影響を、ディザリング部５０で利用されるディザマスクパターンのうち上位階調のディザマスクパターンの範囲内に限定する。具体的に、誤差拡散フィルター４２は、現在画素データに対する誤差拡散方法によって発生した初期キャリー信号（以下、「第１キャリー信号」である）と、ディザマスク選択部４６からのディザ値Ｄ１とを比較して、現在画素データのうち一部の上位ビット、例えば整数部（上位８ビット）に加えられる最終誤差拡散キャリー信号（以下、「第２キャリー信号」という）“０”または“１”を発生させる。

このために、ディザマスク選択部４６は、誤差拡散フィルター４２に入力された現在画素データのうち一部のビット、例えば整数部のうち下位３ビットを用いて、ディザリング部５０に格納されたディザマスクパターンのうち前記下位３ビットより上位階調に該当するディザマスクパターンを選択する。例えば、現在入力された画素データの整数部のうち下位３ビットが「０１０」の場合、すなわち図９のように２／８の階調に該当する場合、その２／８より高い階調３／８〜７／８のいずれか一つ、例えば４／８の階調に該当するディザマスクパターンを選択する。この場合、ディザマスク選択部４６は、図１０のように、ディザリング部５０に格納された多数のディザマスクパターンのうち４／８の階調に該当する４個のフレーム分１Ｆ〜４Ｆのディザマスクパターン中から、外部から入力される垂直同期信号Ｖ、水平同期信号Ｈ及び画素クロック信号Ｐを用いて、現在フレームの現在画素データ位置に該当するディザ値Ｄ１を選択して誤差拡散フィルター４２に供給する。

これにより、誤差拡散フィルター４２は、ディザマスク選択部４６からのディザ値Ｄ１を、誤差拡散で発生した第１キャリー信号と比較して、第２キャリー信号を発生させ、この発生した第２キャリー信号を現在画素データの整数部上位８ビットに加えて、８ビットの画素データを出力する。具体的に、誤差拡散フィルター４２は、誤差拡散で発生した第１キャリー信号が“１”で、ディザマスク選択部４６からのディザ値Ｄ１が“１”の場合、第２キャリー信号“１”を発し、その外には“０”を発生させる。

言い換えれば、誤差拡散フィルター４２は、誤差拡散で発生した第１キャリー信号とディザマスク選択部４６からのディザ値Ｄ１とをＡＮＤ演算して、第２キャリー信号を発生させる。これにより誤差拡散フィルター４２で誤差拡散によって発生した第２キャリー信号“１”が画素データに加えられる画素位置が、図９に太い線で示したように、その画素データのうち下位３ビットより上位階調のディザマスクパターンで“１”に設定された位置に限定される。この結果、誤差拡散フィルター４２において誤差拡散の影響が上位階調ディザマスクパターンの範囲に限定されることにより、誤差拡散によるフリッカー現象のようなノイズを最小化することができる。

図１１は、図６に示したディザリング部５０の具体的な構成を示す図である。

図１１を参照すると、ディザリング部５０は、ディザマスク制御部５２と、ディザマスク制御部５２の出力ラインと限定誤差拡散部４１の出力ラインとに接続されたディザマスクテーブル５４と、ディザマスクテーブル５４の出力ラインと前記限定誤差拡散部４０の出力ラインとに接続された加算器５６と、を備える。

ディザマスクテーブル５４は、階調別及びフレーム別に互いに異なるディザマスクパターンを格納する。例えば、図１０のように４×４のセル（サブ画素）大きさを持つディザマスクパターンが、画素データの下位３ビット（整数部）に対応して０〜７／８のように８個の階調別に分離し、その８個のディザマスクパターンのそれぞれがさらに４個のフレーム１Ｆ〜４Ｆ別に分離することにより、ディザマスクテーブル５４は総３２個のディザマスクパターンを格納する。

図１０を参照すると、０、１／８、２／８、３／８、４／８、５／８、６／８、７／８、７／８階調のディザマスクパターンのそれぞれでディザ値“１”に設定されたセルの数は０個、２個、４個、６個、８個、１０個、１２個、１４個順に増加することがわかる。また、４個のフレーム１Ｆ〜４Ｆ別にディザ値“１”に設定されたセルの位置が変わることがわかる。このようなディザマスクパターンのそれぞれで“１”の位置は、設計者の必要に応じて多様に変わることができる。このようなディザマスクパターンによってディザ値“１”に該当するオン（Ｏｎ）セルの位置を空間的及び時間的に制御することができる。また、ディザマスクパターンでディザ値“１”の位置が階調別及びフレーム別に変わることにより、一定のディザマスクパターンの繰り返しによる格子ノイズなどのようなディザリングノイズを減らすことができるようになる。

このようなディザマスクパターンを格納しているディザマスクテーブル５４は、限定誤差拡散部４１から、画素データ一部の下位ビット、例えば８ビットの画素データのうち３ビットの入力を受ける。また、ディザマスクテーブル５４は、入力された下位３ビットに該当する階調のディザマスクパターンを、図１０のようなディザマスクパターンの中から選択する。次いで、ディザマスクテーブル５４は、選択された階調のディザマスクパターンのうちマスク制御部５２が指示するフレーム及びセル位置に対応するディザ値Ｄ２を選択し、加算器５６に出力する。

このために、ディザマスク制御部５２は、外部の制御部（図示せず）から入力される垂直同期信号Ｖをカウントして４個のフレーム１Ｆ〜４Ｆのうち該当フレームを指示し、水平同期信号Ｈ及び画素クロック信号Ｐのそれぞれをカウントして該当フレーム内における水平ライン及び垂直ライン、すなわちセル位置を指示する。この場合、ディザマスク制御部５２は、垂直同期信号Ｖをカウントした信号を利用して、ディザマスクテーブル５４が第１〜第４フレーム１Ｆ〜Ｆ４をトグルしながら該当階調のディザマスクパターンを選択するようにする。

また、ディザマスク制御部５２は、ディザマスクテーブル５４でトグルされるフレーム数を入力画素データの階調によって制御する。具体的に、ディザマスク制御部５２は、限定誤差拡散部４１からの画素データを入力して予め設定された基準値と比較することにより、入力画素データが低階調データなのか高階調データなのかを判断する。ここで、入力画素データが高階調データと判断されると、ディザマスク制御部５２は、前記のようにディザマスクテーブル５４が３個フレームまたは４個のフレーム１Ｆ〜４Ｆをトグルしながらディザマスクパターンを選択するように制御する。一方、入力画素データが低階調データと判断されると、ディザマスト制御部５２は、ディザマスクテーブル５４が４個のフレーム１Ｆ〜４Ｆのうち２個のフレームをトグルしながらディザマスクパターンを選択するようにする。これにより、低階調画素データが多数のフレームの間持続的に表示される場合、フレーム別に互いに異なるディザマスクパターンによるフリッカー現象を防止することができるようになる。

加算器５６は、ディザマスクテーブル５４から供給されたディザ値Ｄ２を、限定誤差拡散部４０から供給された画素データのうち下位３ビットを除いた上位５ビットのデータにキャリー信号として加えることにより、補正された５ビット画素データを第２逆ガンマ補正部３４に供給する。また、第２逆ガンマ補正部３４で逆ガンマ補正されたデータは、サブフィールドマッピング部３６で図３のように１フレーム選択的書き込みサブフィールドＷＳＦ及び選択的消去サブフィールドＥＳＦを含むサブフィールドパターンにマッピングされて出力される。

このように、本発明では、第１逆ガンマ補正によって初期８ビットから１６ビットに拡張された画素データを、限定誤差拡散部４１及びディザリング部５０によって限定誤差拡散及びディザリング補正することにより、５ビット画素データに減少させて出力する。このように出力された５ビット画素データを用いて、図１２及び図１３に示すように少なくとも９個以上の基本階調Ｌ０〜Ｌ９を表現することができる。また、本発明では、図１０のようなディザマスクパターンを利用したディザリング補正によって図１２のように９個の基本階調Ｌ０〜Ｌ９のそれぞれの間の階調を細分化させることにより、表現可能な階調数を増加させる。これは、図１０に示したディザマスクパターンのように空間的及び時間的に多様に分散したデータ“１”の組み合わせで可能になる。

また、本発明では、限定誤差拡散部４１の限定誤差拡散補正により、ディザリング補正で細分化された階調の間をさらに細分化することにより、表現可能な階調数をさらに増加させる。その結果、本発明に係るＰＤＰの駆動方法及び装置では、図１３に示した輝度特性グラフのように、８ビット画素データを５ビット画素データに縮小して少なくとも９個の基本階調Ｌ０〜Ｌ９を表示し、その基本階調の間で細分化された階調は、前述した限定誤差拡散方法及びディザリング方法で表現される。また、本発明では、アドレス時間が充分確保できるので、ＰＤＰをシングルスキャン（及びダブルスキャン）で駆動することができるとともに、図１３のように線形的な輝度具現が可能になるので、発光パターンの差による輪郭ノイズを最小化することができる。

従来の３電極交流面放電型プラズマディスプレイパネルの放電セル構造を示す斜視図である。 従来のプラズマディスプレイパネルの１フレームを示す図である。 本発明の実施例に係るプラズマディスプレイパネルの１フレームを示す図である。 本発明の実施例に係るプラズマディスプレイパネルの駆動装置を示すブロック図である。 図４に示した第１ガンマ補正部から出力されるデータ形式を示す図である。 図４に示した誤差拡散及びディザリング部を詳細に示す図である。 図６に示した限定誤差拡散部を詳細に示す図である。 図７に示した限定誤差拡散フィルターの誤差拡散方法を説明するための図である。 図７に示した限定誤差拡散フィルターの誤差拡散方法を説明するための図である。 図６に示したディザリング部に利用されるディザマスクパターンを例えとして示す図である。 図６に示したディザリング部の具体的な構成を都市したブロック図である。 本発明の実施例に係るビデオデータ処理方法のうちディザリングで具現される階調を示すグラフである。 本発明の実施例に係るビデオデータ処理方法のうち限定誤差拡散及びディザリング方法に具現される階調を示すグラフである。

Claims (29)

1. 外部から入力されたビデオデータを第１逆ガンマ補正する段階と、
   前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータを上位階調のディザマスクパターン範囲内で限定誤差拡散する段階と、
   前記限定誤差拡散されたビデオデータを階調別及びフレーム別に区分された多数のディザマスクパターンを用いてディザリングする段階と、
   前記ディザリングされたビデオデータを第２逆ガンマ補正する段階と、
   前記第２逆ガンマ補正されたビデオデータを、１フレームが少なくとも一つ以上の選択的書き込みサブフィールド及び選択的消去サブフィールドを含むサブフィールドパターンにマッピングする段階と、を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
2. 前記第２逆ガンマ補正段階では、前記第１逆ガンマ補正段階より高いガンマ値を用いて逆ガンマ補正することを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
3. 前記第１逆ガンマ補正段階では、前記外部から入力されるビデオデータを１.１〜１.２ガンマ曲線を用いて逆ガンマ補正することを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
4. 前記第２逆ガンマ補正段階では、前記第１逆ガンマ補正段階の逆ガンマ補正値と足し合わせられることで、前記外部から入力されたデータが２.２ガンマになるように逆ガンマ補正することを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
5. 前記第１逆ガンマ補正されたデータは、整数部と小数部を有することを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
6. 前記フレームに含まれた選択的消去サブフィールドの数は、前記１フレームに含まれた選択的書き込みサブフィールドの数より多く設定されることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
7. 前記選択的書き込みサブフィールドは、前記フレームに一つ含まれることを特徴とする請求項６記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
8. 前記限定誤差拡散段階は、
   前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータの下位ビットを誤差拡散して第１キャリー信号を発生させる段階と、
   前記第１キャリー信号を、前記上位階調のディザマスクパターンで前記ビデオデータと対応する位置のディザ値と比較して、第２キャリー信号を発生させる段階と、
   前記第２キャリー信号を前記ビデオデータの上位ビットと加算して出力する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
9. 前記第１キャリー信号を発生させる段階は、
   ランダムに設定されるランダム誤差拡散係数を用いる段階をさらに含むことを特徴とする請求項８記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
10. 前記上位階調のディザマスクパターンは、予め格納された多数のディザマスクパターンの中で、前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータのうち一部のビットに該当する階調より上位階調に該当するディザマスクパターンのうちから選択されることを特徴とする請求項８記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
11. 前記第２キャリー信号を発生させる段階では、
    前記第１キャリー信号と前記選択されたディザ値をＡＮＤ演算して発生させることを特徴とする請求項８記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
12. 前記ディザリングする段階は、
    前記限定誤差拡散されたビデオデータのうち一部の下位ビットを用いて前記多数のディザマスクパターンのうち該当階調のディザマスクパターンを選択する段階と、
    前記選択されたディザマスクパターンのうち前記限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置のディザ値を選択する段階と、
    前記限定誤差拡散されたビデオデータのうち残り一部の上位ビットに前記選択されたディザ値を加算する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
13. 前記ディザ値を選択する段階は、
    外部から入力される垂直同期信号、水平同期信号、画素クロック信号をそれぞれカウントし、そのカウントした信号を用いて前記限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置が選択されることを特徴とする請求項１２記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
14. 前記垂直同期信号をカウントした信号によって前記フレーム別に異なる該当階調のディザマスクパターンをトグルしながら選択することを特徴とする請求項１３記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
15. 外部から入力されるビデオデータを第１逆ガンマ補正するための第１ガンマ補正部と、
    前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータを上位階調のディザマスクパターン範囲内で限定誤差拡散するための限定誤差拡散部と、
    前記限定誤差拡散されたビデオデータを階調別及びフレーム別に区分された多数のディザマスクパターンを用いてディザリングするディザリング部と、
    前記ディザリングされたビデオデータを第２逆ガンマ補正するための第２逆ガンマ補正部と、
    前記第２逆ガンマ補正されたビデオデータを、１フレームが少なくとも一つ以上の選択的書き込みサブフィールド及び選択的消去サブフィールドを含むサブフィールドパターンにマッピングするためのサブフィールドマッピング部と、を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
16. .
    前記第２逆ガンマ補正部は、前記第１逆ガンマ補正部より高いガンマ値を用いて逆ガンマ補正することを特徴とする請求項１５記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
17. 前記第１逆ガンマ補正部及び第２逆ガンマ補正部は、前記外部から入力されるビデオデータの総逆ガンマ補正値が２.２ガンマになるように逆ガンマ補正することを特徴とする請求項１６記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
18. 前記フレームに含まれた選択的消去サブフィールドの数は、前記フレームに含まれた選択的書き込みサブフィールドの数より多く設定されることを特徴とする請求項１５記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
19. 前記限定誤差拡散部は、
    前記上位階調のディザマスクパターンで前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータと対応する位置のディザ値を選択するためのディザマスク選択部と、
    前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータを誤差拡散して発生させた第１キャリー信号と前記ディザ値を比較して第２キャリー信号を発生させ、その第２キャリー信号を前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータに加算して限定誤差拡散されたビデオデータを出力するための誤差拡散フィルターと、を備えることを特徴とする請求項１５記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
20. 前記ディザマスク選択部は、
    前記上位階調のディザマストパターンとして、前記ディザリング部に格納された多数のディザマスクパターンの中で、前記入力ビデオデータのうち一部のビットに該当する階調より上位階調に該当するディザマスクパターンのうちいずれか一つを選択することを特徴とする請求項１９記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
21. 前記誤差拡散フィルターは、
    前記第１逆ガンマ補正されたビデオデータのうち一部の下位ビットを誤差拡散して第１キャリー信号を発生させ、
    前記第１キャリー信号と前記ディザ値を比較して第２キャリー信号を発生させ、
    前記第２キャリー信号を前記ビデオデータのうち残り上位ビットと加算して出力することを特徴とする請求項１９記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
22. .
    前記誤差拡散フィルターは、前記第１キャリー信号と前記選択されたディザ値をＡＮＤ演算して前記第２キャリー信号を発生させることを特徴とする請求項２１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
23. 前記限定誤差拡散部は、
    前記誤差拡散時に追加的に加えられるランダム誤差拡散係数を発生させるランダム誤差拡散係数発生器をさらに備えることを特徴とする請求項１９記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
24. 前記ディザリング部は、
    前記多数のディザマスクパターンを格納し、格納されたディザマスクパターンのうち前記限定誤差拡散されたビデオデータと対応するディザ値を選択して出力するディザマスクテーブルと、
    前記ディザマスクテーブルが前記限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置を指示するマスク制御部と、
    前記限定誤差拡散されたビデオデータに前記ディザ値を加算して出力するための加算器と、を備えることを特徴とする請求項１５記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
25. 前記ディザマスクテーブルは、
    前記限定誤差拡散されたビデオデータのうち一部の下位ビットを用いて前記多数のディザマスクパターンのうち該当階調のディザマスクパターンを選択し、
    前記マスク制御部の指示に応答して、選択されたディザマスクパターンのうち前記限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置のディザ値を選択して出力することを特徴とする請求項２４記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
26. 前記加算器は、
    前記限定誤差拡散されたビデオデータのうち残り一部の上位ビットに前記選択されたディザ値を加算して出力することを特徴とする請求項２４記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
27. 前記マスク制御部は、
    外部から入力される垂直同期信号、水平同期信号、画素クロック信号をそれぞれカウントし、そのカウントした信号を用いて前記限定誤差拡散されたビデオデータと対応する位置を指示することを特徴とする請求項２４記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
28. .
    前記マスク制御部は、
    前記垂直同期信号をカウントした信号により、前記ディザマスクテーブルが前記フレーム別に異なる該当階調のディザマスクパターンをトグルしながら選択するように指示することを特徴とする請求項２７記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
29. 前記マスク制御部は、
    前記限定誤差拡散されたビデオデータを予め設定された基準値と比較し、その基準値より小さな場合、前記トグルされるフレーム数を減少させることを特徴とする請求項２８記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。

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