JP2007101960A - デジタル表示装置の表示方法及びデジタル表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル表示装置において表示画像の精細さを保持しつつ表示データのノイズを解消又は低減できる技術を提供する。
【解決手段】ＰＤＰ装置の画像信号処理部において、誤差拡散処理よりも前段に、ノイズリデューサ部１１を備える。ノイズリデューサ部１１は、入力表示データ（Ｄｉ）に対するＬＰＦ１１１と、それに対するエッジ判定部１１２及びレベル判定部１１３とを有する。各判定の結果に基づき、表示データの画素領域に応じて、データ選択部１１４で、ＬＰＦ１１１を通過した出力（ｄ２）と通過していない出力（ｄ１）とを切り替えて出力表示データ（Ｄｏ）として出力する。ノイズリデューサ部１１により、入力表示データ（Ｄｉ）に内在するノイズを、画像の精細さを保ちつつ低減する。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えばテレビやコンピュータの表示端末等として用いられるデジタル表示装置及びその表示方法の技術に関し、特に、表示データ（デジタル信号）の信号処理の技術に関する。

従来のデジタル表示装置として、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰと略称する）及びその表示制御及び駆動回路部を備えるプラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ装置と略称する）がある。例えばＰＤＰ装置におけるＰＤＰの表示のための表示データの信号処理において、複数の処理の組合せにより、ＰＤＰの表示画像にノイズの発生を引き起こす場合がある。前記複数の処理の組合せは、例えば、誤差拡散処理とその後段のＰＤＰ出力のためのデータ変換処理との組合せである。前記ノイズの発生としては、画像における特定の階調にノイズが発生する場合が挙げられる。従来、前記ノイズの対策として、前記複数の処理の組合せに対し、更に別の処理、例えばディザ処理等を付加することにより、表示データ及び画像のノイズの解消又は低減が図られる。例えば誤差拡散処理工程の前段にディザ処理工程を付加する。

図１４は、上記のようなノイズ対策処理を行う表示方法における従来技術の画像信号処理部９１０の構成例を示す。従来のＰＤＰ装置などにおいて、表示データに対するノイズ対策処理を行う画像信号処理部９１０を有する。画像信号処理部９１０において、外部から入力される表示データとして、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各信号から成る、ＲＧＢ形式の表示データＤが有る。入力表示データ（入力デジタル信号）Ｄは、まず、ディザ処理部９１２に入力されディザ処理される。その出力が、次に、誤差拡散処理部９１３に入力され誤差拡散処理される。その出力が、次に、データ変換部９１４に入力され、表示パネル部への出力のためのデータ変換が行われ出力表示データ（出力デジタル信号）Ｄ’として出力される。誤差拡散処理は、擬似階調表現のための処理の１つである。

前記従来技術では、ＰＤＰ装置用の表示データの信号処理の場合には、前記複数の処理の組合せにより引き起こされたノイズは、前述のようにディザ処理等の別の処理を付加することで対策される。そして、ＰＤＰ装置の画像信号処理部９１０における入力信号がデジタルデータそのものである場合、即ちアナログ入力を元にしたデータではなく、計算機上で直接に作成したデータである場合などには、前記表示方法の適用によりノイズ低減効果が得られる。しかしながら、入力信号が、前記アナログ入力を元にしたデータ、即ちアナログ信号をデジタル信号へＤＡ変換等したデータである場合には、入力信号に内在するノイズによる影響のため前記表示方法の適用によるノイズ低減効果は低く、依然、ノイズの発生、例えば特定の階調でのノイズの発生がみられるという問題がある。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記のような問題を解決し、デジタル表示装置において表示画像の精細さを保持しつつ表示データのノイズを解消又は低減できる技術を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記目的を達成するために、本発明は、デジタル表示装置及びその表示制御及び駆動回路部（コントローラ及びドライバ）に係わる表示データ（デジタル信号）の処理を行う技術であって、以下に示す技術的手段を備えることを特徴とする。

本発明のデジタル表示装置及び表示方法においては、誤差拡散処理手段よりも前にローパスフィルタ（低域通過フィルタ：ＬＰＦと略称する）を有し、表示データの画素領域に応じてＬＰＦの適用、換言すればＬＰＦ処理のオン／オフを切り替え・選択する。ＬＰＦに対し、表示データについてのエッジ判定及び／又はレベル判定の手段を用い、その判定に応じてＬＰＦ通過信号／非通過信号を選択する。これにより、入力表示データであるデジタル信号に内在するノイズ、特にアナログ信号入力（即ち元アナログ信号をデジタル信号に変換した信号／データ）に起因するノイズを、画像の精細さを保持しつつ低減する。詳しくは例えば以下である。

本デジタル表示装置及びその回路部（信号処理を行う手段）における表示データ（外部から入力されるデジタル信号）の信号処理において、誤差拡散処理よりも前の信号に対し、表示データに応じてＬＰＦによるローパスフィルタリングを選択的に適用し、これにより表示データのデジタル信号に内在するノイズの低減を図る、ノイズ低減手段を備える。そして、そのノイズ低減処理後の表示データに対して誤差拡散処理を行う手段を有する。

前記ノイズ低減手段は、第１に、表示データの画像における画素値と、設定されたエッジレベル（ＥＬ）値との比較に基づき、該当画素を画像におけるエッジ部分（またはＬＰＦ非適用画素領域）であると判定するエッジ判定手段を有する。この手段でエッジ部分と判定された画素領域に対してはＬＰＦをバイパス（非通過）またはオフさせ、それ以外の画素領域に対してＬＰＦを通過またはオンさせる。

本表示方法では、前記ＬＰＦによるローパスフィルタリングを行う際、表示データにおける注目画素とそれに空間的に隣接する画素との階調レベルの差分が、例えば予め設定されているＥＬを超えた場合に、当該画素をエッジ部分と判定する。

また、前記ノイズ低減手段は、第２に、表示データにおけるＬＰＦでのローパスフィルタリング後の信号（階調）レベルと、設定されたフィルタ適用レベル（ＦＬとする）値との比較に基づき、該当画素がローパスフィルタリング不要な信号（階調）レベル（またはＬＰＦ非適用画素領域）であると判定するレベル判定手段を有する。この手段でフィルタリング不要なレベルと判定された画素領域に対してはＬＰＦをバイパスさせ、それ以外の画素領域に対してＬＰＦを通過させる。

本表示方法では、前記ＬＰＦによるローパスフィルタリングを行う際、表示データにおけるローパスフィルタリング後の信号レベルが、例えば予め設定されたＦＬ値の範囲外である場合に、当該画素をフィルタリング不要なレベルと判定する。

これらエッジ判定、フィルタ適用レベル判定、及びそれらの結果に従ったＬＰＦの選択的適用の手段により、表示データの画素領域に応じてローパスフィルタリングを施し、表示データの出力による画像の精密さを保持しつつ、前記ノイズ、特に特定階調ノイズを解消又は低減する。

更に、前記ノイズ低減手段は、第３に、特性の異なる複数のＬＰＦと、これら複数のＬＰＦを切り替える手段と、入力表示データに内在するノイズのレベルを判定するノイズレベル判定手段とを有する。入力表示データをもとにノイズレベル判定手段の判定結果に応じて、複数のＬＰＦから適切なものを選択して適用する。これにより、画素領域に応じてより効果的なフィルタリングを施す。

前記入力表示データのデジタル信号は、最初から計算機上でデジタル処理により作成したデータや、あるいは、特に元アナログ信号をデジタル信号に変換（ＡＤ変換その他の信号処理）したデータである。また、前記入力表示データは、例えばＲ,Ｇ,Ｂごとの階調レベル値（例えば８bit・２５６階調）を持つ形式のデータである。また、前記表示部は、それぞれ表示階調が制御可能な表示セル群を有する表示パネル、例えばＰＤＰである。また、本信号処理を行う手段は、その他、逆γ補正処理部、ディザ処理部などを有してもよい。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明によれば、デジタル表示装置における表示において、画像の精細さを保持しつつ表示データのノイズを低減できる。特に、元アナログ信号入力による表示データ（デジタル信号）の場合にも、アナログ信号入力起因のノイズを低減した精細な画像の再現を可能にする。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。図１〜図１３は、本実施の形態を説明するためのものである。図１は、本実施の形態のデジタル表示装置であるＰＤＰ装置１００の構成を示す。図２は、ＰＤＰ装置１００における表示パネル部（ＰＤＰ）４０の前面基板４１側と背面基板４２側の貼り合わせ前の構成を示す。図３は、前提技術におけるサブフィールド法におけるフィールド構成を示す。図４は、本実施の形態の表示方法に従って処理を行う、実施の形態１における画像信号処理部１０の構成を示す。図５は、画像信号処理部１０におけるノイズリデューサ部１１の構成を示す。図６〜図９は、実施の形態１における処理例を示す。図１０は、実施の形態１におけるエッジ判定部の構成例を示す。図１１は、前提技術におけるＳＦ点灯パターンの例を示す。図１２は、前提技術における誤差拡散処理の例を示す。図１３は、実施の形態２の構成を示す。

＜プラズマディスプレイ装置＞
まず、基本となる技術構成を以下説明する。図１において、本プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ装置）１００は、表示パネル部（ＰＤＰ）４０、駆動回路部３０、表示制御回路部２０、及び画像信号処理部１０などを有する構成である。表示パネル部４０に対して駆動回路部３０が接続され、表示制御回路部２０に対して駆動回路部３０が接続される。また、表示制御回路部２０に対して接続される画像信号処理部１０を有する。なお、表示制御回路部２０内に画像信号処理部１０を設ける等の形態でも構わない。

ＰＤＰ装置１００のハードウェア構成として、例えば、図示しないシャーシ部に対し表示パネル部４０が貼り合わせられ、シャーシ部の背面側に表示制御回路部２０などの各回路部を実装したＩＣや図示しない電源回路部などが配置されたＰＤＰモジュールを有する。シャーシ部の背面側の回路部と、表示パネル部４０の端部とが、駆動回路部３０に対応するドライバモジュール（フレキシブル基板に対しドライバＩＣ等を実装したモジュール）により接続される。このような構成のＰＤＰモジュールが、外部筐体に収容され、ＰＤＰ装置セットが構成される。

画像信号処理部１０は、外部から表示データ（Ｄｉ）を入力し、画像信号処理を行って、画像データ制御部２１に対し表示データ（Ｄｏ）を出力する。表示データ（Ｄｉ）は、例えばＲＧＢ形式であり、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各色に対応したＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂの信号から成る。画像信号処理部１０の画像信号処理では、表示データ変換や表示データのノイズ低減処理などが行われる。画像信号処理部１０は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等のハードウェアで実装される。

表示制御回路部２０は、画像データ制御部２１、タイミング制御部２２を有する。表示制御回路部２０は、外部より入力されるインタフェース信号｛ＣＬＫ（ドットクロック），Ｄｉ（表示データ），Ｂ（ブランキング信号），Ｖｓｙｎｃ（垂直同期），Ｈｓｙｎｃ（水平同期）｝に基づき、駆動回路部３０を制御するための制御信号を形成し、これにより駆動回路部３０を制御する。画像データ制御部２１から、フレームメモリ部２３に蓄積されるデータ信号（Ｄｉ）をもとに、データ電極駆動回路部３１を制御する。またタイミング制御部２２からのタイミング信号により、データ電極駆動回路部３１、走査電極駆動回路部３２、Ｘ及びＹ維持電極駆動回路部（３３，３４）をそれぞれ制御する。

画像データ制御部２１は、フレームメモリ部２３、フレームメモリ制御回路部２４を有する。画像データ制御部２１は、駆動回路部３０に対する表示データの供給を制御する。タイミング制御部２２は、表示処理タイミングを制御するタイミング信号を生成し、フレームメモリ制御回路部２４、データ電極駆動回路部３１、走査電極駆動回路部３２、Ｘ維持電極駆動回路部３３、及びＹ維持電極駆動回路部３４に供給する。フレームメモリ部２３は、画像信号処理部１０からの表示データ（Ｄｏ）を蓄積する。フレームメモリ制御回路部２４は、タイミング信号に従ってフレームメモリ部２３を制御し、フレームメモリ部２３からデータ電極駆動回路部３１に対し表示データを出力する。

駆動回路部３０は、データ（アドレス）電極駆動回路部３１、走査電極駆動回路部３２、Ｘ維持電極駆動回路部３３、Ｙ維持電極駆動回路部３４を有する。駆動回路部３０では、表示制御回路部２０からの制御信号に従ってＰＤＰ４０の電極を駆動する。データ電極駆動回路部３１は、フレームメモリ部２３からの表示データをもとに、ＰＤＰ４０のデータ線（アドレス電極）を駆動する。走査電極駆動回路部３２は、ＰＤＰ４０の走査線（Ｙ電極に対応する）を駆動する。Ｘ維持電極駆動回路部３３は、ＰＤＰ４０のＸ電極を駆動する。Ｙ維持電極駆動回路部３４は、走査電極駆動回路部３２を介して、ＰＤＰ４０のＹ電極を駆動する。ＰＤＰ４０の表示画面において、データ電極駆動回路部３１と走査電極駆動回路部３２からの駆動により、表示セル決定のためのアドレス放電が行われる。次いでＸ及びＹ維持電極駆動回路部（３３，３４）からの駆動により、表示セル発光のための維持放電が行われる。

＜ＰＤＰ＞
図２において、表示パネル部（ＰＤＰ）４０は、主に前面基板４１と背面基板４２との二枚のガラスを主とする基板によって構成されている。表示パネル部（ＰＤＰ）４０は、前面基板４１と背面基板４２とが、隔壁４８等を介して対向するように貼り合わせられ、その空間において排気及び放電ガスが封入され封止されることにより構成される。

前面基板４１には、第１の方向に、複数本の第１（Ｘ）電極及び第２（Ｙ）電極を略平行に備える。各Ｘ，Ｙ電極は、維持放電用の電極や走査用の電極となる。Ｘ，Ｙ電極間で維持放電が行われる。各Ｘ，Ｙ電極は、例えば、バス電極と透明電極とにより構成される。バス電極は、ドライバ側と電気的に接続される、金属製の直線バー形状の電極である。透明電極は、バス電極に対し電気的に接続され、放電スリットを形成する、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層膜などによる電極である。本例では、前面基板４１に対し、Ｘ透明電極５１ｂ及び透明電極５２ｂと、Ｘバス電極５１ａ及びＹバス電極５２ａとが、立体的に形成されている。前面基板４１上のＸ，Ｙ電極は、誘電体層４３及び保護層４４で覆われる。

また、背面基板４２には、Ｘ，Ｙ電極と直交する第２の方向に、第３（Ａ）電極であるアドレス電極（データ電極ともいう）４７が複数本、略平行に配置されている。アドレス電極４７は、誘電体層４５で覆われる。Ｙ−Ｘ電極で挟まれアドレス電極４７と交差している領域により、表示セルが形成されている。

前面基板４１と背面基板４２との間は、例えば縦方向（第２の方向）ストライプ状に区分された領域を形成するための複数の隔壁４８が形成されている。隔壁４８で区分された領域には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の蛍光体（４６ｒ，４６ｇ，４６ｂ）が区別して塗布される。これら各色の表示セルにより画素が構成される。なお、横方向（第１の方向）にも隔壁を設けた形態なども可能である。

＜サブフィールド法＞
図３において、ＰＤＰ４０の表示駆動方法であるサブフィールド法を確認する。フィールド構成として、ＰＤＰ４０の一表示画面（画像フレーム）に対応する１フィールド（ＦＤ）は、時分割される複数のサブフィールド（ＳＦ）から成る。例えばＳＦ１〜ＳＦ１０の１０個のＳＦから成る。各ＳＦは、リセット期間（Ｔｒ）、アドレス期間（Ｔａ）、サステイン期間（Ｔｓ）を有する。各ＳＦは、サステイン期間（Ｔｓ）即ち維持放電回数の違いにより、重み付けがなされている。例えば一番重み付けが小さいＳＦ１から、一番重み付けが大きいＳＦ１０まで、順に異なるサステイン期間（Ｔｓ）が与えられている。

ＰＤＰ４０の表示駆動では、まず、リセット期間（Ｔｒ）の動作として、残存する電荷の均一化などが行われ、次に、アドレス期間（Ｔａ）の動作として、Ａ−Ｙ電極の間の対向放電により、対象セルにおけるデータメモリ（壁電荷の蓄積）が行われる。そしてサステイン（維持放電）期間（Ｔｓ）の動作として、Ｘ−Ｙ電極間での面放電により、対象セルでの放電発光が発生する。

（実施の形態１）
図４（ａ）は、本ＰＤＰ装置１００内の画像信号処理部１０の第１の構成を示す。図４（ｂ）は、第１の構成の画像信号処理部１０に対し、前段に逆γ補正処理部１５を追加した、第２の構成の画像信号処理部１０−２を示す。これら第１及び第２の構成は、逆γ補正処理部１５で表示データ（Ｄｉ）に対する逆γ補正処理が追加されること以外は同じであるので、いずれの構成を用いても構わない。以下、第１の画像信号処理部１０を中心に説明する。図５は、画像信号処理部１０，１０−２内のノイズリデューサ部１１の構成を示す。

第１の構成の画像信号処理部１０は、ノイズリデューサ部（ノイズ低減部）１１、ディザ処理部１２、誤差拡散処理部１３、データ変換部１４の各回路部を順に有する構成である。第２の構成の画像信号処理部１０−２は、ノイズリデューサ部１１の前段に、逆γ補正処理部１５を有する。

画像信号処理部１０，１０−２のブロック構成は、画像信号処理工程にも対応しており、ブロックの配置順に、Ｄｉに対し、ノイズ低減工程、ディザ処理工程、誤差拡散処理工程、データ変換工程の順に処理を施してＤｏを出力する。

画像信号処理部１０は、表示データ入力として、Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂから成るＤｉを入力し、画像信号処理後、表示データ出力としてＤｏを出力する。画像信号処理部１０−２の逆γ補正処理部１５は、Ｄｉに対し逆γ補正処理（表示データと表示出力の関係の調整処理）を施して出力する。一般にＰＤＰ装置では逆γ補正処理を必要とする。ノイズリデューサ部１１は、Ｄｉに対し、後述するノイズ低減処理を施して出力する。ディザ処理部１２は、ノイズリデューサ部１１の出力に対し、ノイズ対策の一例である公知のディザ処理を施して出力する。誤差拡散処理部１３は、ディザ処理部１２の出力に対し、図１２に例示するような誤差拡散処理を施して出力する。データ変換部１４は、誤差拡散処理部１３の出力に対し、表示パネル部４０への出力のためのデータ変換を施して出力する。データ変換処理は、ＳＦごとの点灯データに置換する処理などである。

実施の形態１のデジタル表示装置及び表示方法では、ＰＤＰ装置１００におけるＰＤＰ４０の表示のための信号処理において、画像信号処理部１０で、誤差拡散処理を施す前のＲ，Ｇ，Ｂの各信号（Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ）に対して、画素単位でＬＰＦによるローパスフィルタリングを施す。このＬＰＦに対し画素のエッジ判定とレベル判定とを併用し、エッジ部やフィルタリング不要レベルであると判定された画素領域以外に対して選択的にＬＰＦを適用する。

図４（ａ）に示すように、画像信号処理部１０には、誤差拡散処理部１３の前段、特に、ディザ処理部１２の前段に、特徴的なノイズリデューサ部１１を有する。ノイズリデューサ部１１は、図５に示すように、Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂのそれぞれに対応したノイズリデューサ１１ｒ，１１ｇ，１１ｂからなる。これらは同様構成であるのでＲ用についてのみ示している。各ノイズリデューサ１１ｒ，１１ｇ，１１ｂは、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１１、エッジ判定部（画像エッジ判定部）１１２、レベル判定部（フィルタ適用レベル判定部）１１３、及びデータ選択部１１４を含む構成である。

図５において、ＬＰＦ１１１は、Ｄｉにおける信号ｄ１を入力し、ローパスフィルタリングを施して信号ｄ２として出力する。エッジ判定部１１２は、信号ｄ１を入力し、設定値の信号ｄ４に従ってエッジ判定処理し、その結果である制御の信号ｄ７を出力する。レベル判定部１１３は、信号ｄ２を入力し、設定値の信号ｄ５に従ってレベル判定処理し、その結果である制御の信号ｄ６を出力する。データ選択部１１４は、信号ｄ１と信号ｄ２を入力し、制御の信号ｄ６と信号ｄ７に従ってデータ選択して、信号ｄ３として後段へ出力する。

ＬＰＦ１１１は、基準周波数（カットオフ周波数）を境に信号の高周波成分を遮断／減衰させるフィルタである。

エッジ判定部１１２におけるエッジレベル（ＥＬとする）の設定値（ｄ４）は、画像のエッジ部を判定する際の閾値である。ＲＧＢごとのＥＬを｛ＥＬｒ，ＥＬｇ，ＥＬｂ｝とする。ＥＬの設定値（ｄ４）は、入力信号（ｄ１）に内在するノイズのレベルや本実施の形態におけるＬＰＦ１１１より前に行われる各信号処理に対応していることが望ましい。例えば、入力時に信号レベルに対して一様であるノイズのレベルは、逆γ補正処理部１５で行う逆γ補正処理などにより信号レベルに依存して変化する。そのため、信号の全階調（例えば信号のビット数が８bitなら全２５６階調）をいくつかのエリアに分割する。そして、その各エリアに対して、ノイズレベルと各ゲイン処理を考慮したＥＬの設定を行う。

また、レベル判定部１１３におけるフィルタ適用レベル（ＦＬとする）の設定値（ｄ５）は、画像の画素に対するフィルタ適用信号レベルを判定する際の閾値である。フィルタ適用信号レベルは、該当画素に対してＬＰＦ１１１を適用（通過）させることに対応した信号（階調）レベルである。ＲＧＢごとのＦＬを｛ＦＬｒ，ＦＬｇ，ＦＬｂ｝とする。ＦＬの設定値（ｄ５）は、ノイズ発生がみられる階調レベルに対応していることが望ましい。例えば、複数の処理の組み合わせにより発生する特定階調でのノイズの対策として本実施の形態の構成を利用する場合、ノイズが発生しない信号レベルの画素に対してはＬＰＦ１１１によるローパスフィルタリングを必要としないため、これらのノイズの特徴を考慮してフィルタ適用レベルの設定を行う。

各判定部（１１２及び１１３）に対する設定値は、あらかじめ考慮した値を内部設定した形態としてもよいし、また制御レジスタ等により適宜ユーザ設定可能とした形態でもよい。

＜エッジ判定＞
エッジ判定の例について説明する。図６（ａ）に例示するような、ある画像（白／黒の２値の画素による文字“Ａ”）について、すべての画素に対してＬＰＦ１１１によるローパスフィルタリングを施すと、その画像は、図６（ｂ）に示すように、滲んだようにぼやけてしまう。即ち黒文字線と白背景とにおける白と黒とのエッジ部分で、白黒間のグレーの階調になっている。そこで、画像の精細さを保つために、このようなエッジ部分の画素領域を除外してローパスフィルタリングするためのエッジ判定が必要となる。エッジ判定部１１２では、画像における注目画素と隣接画素の階調レベル差分によるエッジ判定を行う。このエッジ判定の結果（注目画素がエッジ部であるか否かを示す信号ｄ７）をデータ選択部１１４へ出力して、エッジ部の画素領域に対してＬＰＦ１１１非通過の信号ｄ１を選択するようにする。

図７は、表示データ（Ｄｉ）の入力信号の例を示す。例として図６（ａ）の画像例における上から８ライン目の画素の信号を示す。図７（ａ）は、Ｄｉがデジタル入力信号の場合を示す。図７（ｂ）は、Ｄｉがアナログ入力信号の場合を示す。図７（ｂ）に示すように、アナログ入力信号に内在するノイズのレベルすなわち振れ幅（ノイズレベル：ＮＬとして示す）は、大抵の場合、表示データの信号レベル（信号レベル：ＳＬとして示す）よりも小さい。このことは、ノイズによって質の低下した画像でも絵の内容は判別できることから明らかである。

そこで、図５におけるエッジ判定部１１２におけるエッジ判定の閾値（ＥＬ）については、ノイズレベル（ＮＬ）よりも大きく、かつ信号レベル（ＬＳ）よりも小さい値に設定する。そうすることで、ノイズによる信号の振れはＬＰＦ１１１によりフィルタリングされ、一方で画像のエッジ部分は保たれる結果が得られる。

このようなエッジ判定の閾値（ＥＬ）を設定してエッジ判定を行った場合、図８に示すように、画像における注目画素と隣接画素の階調レベル差分によるエッジ判定の結果（エッジ部）の領域は、前記図６（ｂ）に示したすべての画素に対してローパスフィルタリングしたために絵がぼやけて拡がってしまった画素領域と一致することになる。

図９（ａ）は、表示データ（Ｄｉ）における入力階調（全２５６階調）とそれに対する逆γ補正（γ＝1.0）後の階調との関係を示す。図９（ｂ）は、表示データ（Ｄｉ）における入力階調（全２５６階調）とそれに対する逆γ補正（γ＝2.2）後の階調との関係を示す。なお点線は信号レベルＳＬの中心を、２つの実線は信号レベルＳＬに対するノイズレベルＮＬによる幅を示している。

図９（ａ）のように、入力された表示データ（Ｄｉ）の階調をそのまま表示する場合、入力信号（ｄ１）に内在するノイズは信号処理時においても階調レベルによらず一定である。一方、図９（ｂ）のように、逆γ補正処理部１５での逆γ補正処理など、入力信号（ｄ１）に対して何らかのゲイン処理が行われた場合、ゲイン処理後の信号処理時のノイズレベル（ＮＬ）は階調によって大きな違いが生じてしまう。例えば階調６４と階調２２４をみると、逆γ補正後の階調の幅において約４倍の違いがみられる。そこで、前記エッジ判定を効果的に行うためには、エッジ判定の閾値（ＥＬ）として、階調に応じたいくつかの設定値を持つことが望ましい。

例えば、図９（ｂ）に示すように、全入力階調（２５６値）の範囲を、階調に応じて、５つのエリアに分割する。それぞれ階調エリアＲ１〜Ｒ５とする。これらの各階調エリアＲ１〜Ｒ５についてエッジレベル（ＥＬ）の設定値（ＥＬ１〜ＥＬ５）を決める。これらの設定値（ＥＬ１〜ＥＬ５）は、その階調エリアＲ１〜Ｒ５内でのノイズレベル（ＮＬ）をもとに、その平均ノイズレベルや、最大ノイズレベルや、最小ノイズレベルなどから適宜選択・決定する。ノイズ抑制の効果を重視するならノイズレベル（ＮＬ）の最大値（最大ノイズレベル）を選択し、あるいは画像ぼやけの発生をできるだけ抑えるためにはノイズレベルの最小値（最小ノイズレベル）を選択するなど、目的に応じて色々な方法が考えられる。図９（ｂ）中、階調エリアＲ１〜Ｒ５の設定に対応したＥＬの設定値（ＥＬ１〜ＥＬ５）の例として平均ノイズレベルを用いた場合を示している。

図１０は、上記方法に対応したエッジ判定部１１２の構成例である、エッジ判定部１１２−２の構成を示す。エッジ判定部１１２−２は、階調エリア判定部６１、閾値選択部６２、比較器６３を有する。階調エリア判定部６１は、表示データ（Ｄｉ）の信号（ｄ１）を入力し、階調エリア判定のためのレベル判定閾値（Ｔ：Ｒ１〜Ｒ５の境界値など）の信号（ｄ１１）をもとに、注目画素のデータ（階調値）がどの階調エリア（Ｒ１〜Ｒ５）に属するかを判定する。閾値選択部６２は、階調エリア判定部６１からの信号（ｄ１２）を入力し、階調エリア（Ｒ１〜Ｒ５）に対応したエッジレベル（ＥＬ１〜ＥＬ５）の信号（ｄ１３）をもとに、画素の属する階調エリアに対応したエッジ判定用閾値（ＥＬｘ）を選択する。比較器６３は、表示データ（Ｄｉ）の信号（ｄ１）を入力し、閾値選択部６２からの選択された閾値（ＥＬｘ）の信号（ｄ１４）をもとに、該当画素領域がエッジ部であるか否か判定し、その結果の信号（ｄ７）を出力する。

前記構成及び設定例に従って、例えば、表示データ（Ｄｉ）の上位数ビットを用いて、前記階調エリア（Ｒ１〜Ｒ５）の判定を行い、その結果に基づいて、複数のＥＬの設定値（ＥＬ１〜ＥＬ５）の中から、画像の各画素について、エッジ判定する際のエッジレベル（ＥＬｘ）を選択してエッジ判定する。

＜特定階調で発生するノイズ＞
表示画像における特定階調で発生するノイズについて説明する。ＰＤＰ４０の場合を例に説明する。ＰＤＰ４０の表示画像における画素の階調は、図１１に示すようなＳＦ点灯／非点灯の組合せ（ＳＦ点灯パターン）と、図１２に示すような誤差拡散法などの多階調化手法とによって表現される。

図１１において、例えば１フィールドを８ＳＦ（ＳＦ１〜ＳＦ８）で表示する場合、ＳＦ点灯（１）／非点灯（０）の組合せは、最大２５６（８bit）となる。なお図１１で、ＳＦの画素の点灯（１）を丸印、非点灯（０）を横線で示している。Ｄは、入力信号（ｄ１）の整数部（上位ビット）による階調値（０〜２５５）である。また、Ｋは、ノイズ発生領域に対応する特定階調を示している。このＫは、近い階調において、ＳＦ点灯状態の差が大きい階調の組であり、例えば、１５と１６、３１と３２、１２７と１２８といったものである。またＫは、２のべき乗への桁上がりの画素に対応している。

一方、図１２に示すように、誤差拡散法では、入力されるデータ（Ｄｉ）が１０bit（１０２４階調）である場合（整数部：D9〜0）、前記８bitとの差分である下位の２bit（小数部：D1〜0）については誤差として周辺画素へ拡散処理する方法によって表現される。誤差拡散処理部１３では、このような図１２に示す誤差拡散処理（一例）を行う。誤差拡散処理部１３では、例えば、入力データとして１２７．５が入力された場合、その小数部である０．５については、誤差として拡散処理され、周辺画素から拡散された誤差値（Ｅ）と加算した結果が１未満なら１２７を出力し、１以上なら１２８を出力する。結果として前記１２７．５が入力された場合、１２７と１２８の２つの階調値のＳＦ点灯／非点灯が入り混じった状態で表示される。

図１１中の特定階調Ｋのように、前記１２７と１２８の場合では、ＳＦの点灯／非点灯のパターンの違いが大きいため（２の８乗への桁上がりに対応）、これら１２７と１２８の２つの状態が混ざり合うと、ＳＦ点灯／非点灯の差が、表示におけるノイズやちらつきとして知覚されることになる。本明細書で言う特定階調（Ｋを含む）とは、前記ＳＦ点灯／非点灯の状態の差が大きい２つのパターンが、誤差拡散によって混ざり合う階調のことである。

誤差拡散法による影響以外でも、入力表示データ（Ｄｉ）の元信号がアナログ信号である場合のように、入力信号そのものにノイズ成分を多く含む場合には、特定階調を跨ぎ、特定階調によるノイズを生じる。

このように、デジタル表示装置において、制御上の差が大きくなるような特定階調では、ノイズ（＝特定階調ノイズ）が顕著になるなどの画質阻害が生じることがある。本ＰＤＰ装置１００では、このような特定階調ノイズに対処するために、画像信号処理部１０でノイズリデューサ部１１により、画像領域ごとにＬＰＦ１１１を適用して対処している。

＜レベル判定＞
レベル判定の例について説明する。ＬＰＦ１１１適用による、画像の精細度に対する影響を最低限に抑えるために、前述の特定階調付近においてのみ入力信号の変動を小さくすることを目的として、本レベル判定では、ＬＰＦ１１１適用によってノイズを除去する階調の範囲を画素のレベルに応じて制限する処理を行う。

レベル判定部１１３におけるレベル判定では、フィルタ適用レベル（ＦＬ）の信号（ｄ５）により、前記特定階調を含んだ階調の範囲を設定し、ＬＰＦ１１１処理後の信号（ｄ２）がその設定階調範囲（ＦＬ）に入っているか否かの判定を行う。その判定結果の信号（ｄ６）が、設定階調範囲（ＦＬ）内であれば、データ選択部１１４で、ＬＰＦ１１１処理後の信号（ｄ２）を選択して出力するようにし、そうでなければＬＰＦ１１１処理前の信号（ｄ１）を選択して出力するようにする。

実施の形態１の構成によれば、入力表示データ（Ｄｉ）の画像のエッジ部分やフィルタリングを要さない階調レベル部分を除く各画素の信号に対してローパスフィルタリングを行うことにより、入力表示データ（Ｄｉ）が元アナログ信号入力である場合にも、ノイズの少ない精細な画像の再現を可能にする。

（実施の形態２）
図１３は、実施の形態２におけるノイズリデューサ部１１−２のブロック構成を示す。

実施の形態２では、前記実施の形態１におけるＬＰＦ１１１として、特性即ち効果の異なる複数のＬＰＦ１１１｛１１１−１〜１１１−ｎ｝を並列に備える構成である。そして更に、入力信号（ｄ１）に内在するノイズのレベル判定機能であるノイズレベル判定部１１５を備えるものである。ノイズレベル判定部１１５の判定結果をもとに、フィルタ選択部１１６により、対象データに対して適用するＬＰＦ１１１を切り替える。Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号（Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ）に対して画素単位で選択したＬＰＦ１１１によるローパスフィルタリングを行う。エッジレベル（ＥＬ）およびフィルタ適用レベル（ＦＬ）の設定に関しては実施の形態１と同様である。

ＬＰＦ１１１｛１１１−１〜１１１−ｎ｝は、それぞれ表示データ（Ｄｉ）の信号（ｄ１）を入力してローパスフィルタリングを行い、それらの出力信号をノイズレベル判定部１１５へ入力する。ノイズレベル判定部１１５は、表示データ（Ｄｉ）の信号（ｄ１）と、各ＬＰＦ１１１出力信号を入力し、ノイズ特性（ＮＳとする）の設定値の信号（ｄ８）をもとに、ノイズレベル（ＮＬ）を判定し、適用ＬＰＦ１１１を選択する信号（ｄ９）をフィルタ選択部１１６へ出力する。ＲＧＢごとのＮＬを｛ＮＬｒ，ＮＬｇ，ＮＬｂ｝とする。フィルタ選択部１１６は、各ＬＰＦ出力信号を入力し、前記選択する信号（ｄ９）をもとに、適用ＬＰＦ１１１出力信号を選択し出力する。

ノイズレベル判定部１１５におけるノイズ特性（ＮＳ）の設定値（ｄ８）は、デジタル表示装置に入力される信号に内在するノイズの特性が既知であれば、その特性に即していることが望ましい。例えば、信号に内在するノイズのレベルが階調に対して一様で、しかもそのレベルが既知である場合、この設定値に基づいて、適切なＬＰＦ１１１を選択する。また、信号に内在するノイズの特性（階調に対する依存性など）が既知である場合、これに基づいてノイズレベルの判定を行い、その結果により適切なＬＰＦ１１１の選択を行う。

実施の形態２の構成によれば、実施の形態１と同様に入力表示データ（Ｄｉ）の画像のエッジ部分やフィルタリングを要さない階調レベル部分を除く各画素の信号に対してローパスフィルタリングを行うと共に、更に、入力表示データ（Ｄｉ）のノイズレベル（ＮＬ）に応じて適切なＬＰＦ１１１を選択することにより、より効果的なフィルタリングを可能にし、ノイズの少ない精細な画像の再現を可能にする。

その他の実施の形態として、前述した各判定部は、それぞれ一部のみ構成してもよいし、組み合わせて構成してもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。前記実施の形態１及び２は、基本構成を示すものであり、本発明は、前述したＰＤＰ装置１００への適用のみならず、アナログ信号をもとにデジタル信号処理してデジタル表示するための手段を備えるデバイス（デジタル表示装置）すべてにおいて適用することができ、かつ有効である。例えば、テレビ映像受信機能、またはビデオ信号受信機能、またはコンピュータ表示画像受信機能、またはそれらに準じた映像信号（動画像／静止画像信号）を受信する機能を有し、当該機能により受信した表示データのデジタル信号をもとに画像信号処理を行って表示部へ出力するデジタル表示装置に有効である。

本発明は、ＰＤＰ装置や液晶表示装置などの各種のデジタル表示装置及び表示システムに利用可能である。

本発明の一実施の形態のデジタル表示装置であるプラズマディスプレイ装置の全体構成図である。 本発明の一実施の形態のデジタル表示装置であるプラズマディスプレイ装置のプラズマディスプレイパネルの分解構成図である。 本発明の一実施の形態のデジタル表示装置であるプラズマディスプレイ装置におけるサブフィールド法のフィールド構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の実施の形態のデジタル表示装置の表示方法を適用した、画像信号処理部の機能ブロック構成図である。 本発明の実施の形態１のデジタル表示装置の画像信号処理部におけるノイズリデューサ部の機能ブロック構成図である。 本発明の実施の形態１のデジタル表示装置における表示データ及び処理の例を示す図であり、（ａ）は元の画像の例を、（ｂ）は、（ａ）の画像のすべての画素をローパスフィルタリングした場合の画像を示す。 本発明の実施の形態１のデジタル表示装置における表示データの信号波形の例を示す図であり、（ａ）はデジタル入力信号の例を、（ｂ）は、（ａ）に対応したアナログ入力信号の例を示す。 本発明の実施の形態１のデジタル表示装置における表示データの処理の例を示す図であり、図６（ａ）の画像に対しエッジ判定された画素を示す。 本発明の実施の形態１のデジタル表示装置における表示データの入力階調とそれに対する逆γ補正後の階調との関係を示すグラフ（γ＝1.0の場合）を示す図である。 本発明の実施の形態１のデジタル表示装置における表示データの入力階調とそれに対する逆γ補正後の階調との関係を示すグラフ（γ＝2.2の場合）及び階調エリアとエッジレベルの設定例を示す図である。 本発明の実施の形態１のデジタル表示装置におけるノイズリデューサ部のエッジ判定部の構成例を示す図である。 本発明の一実施の形態のデジタル表示装置であるプラズマディスプレイ装置におけるサブフィールド点灯パターンを示す図である。 本発明の一実施の形態のデジタル表示装置であるプラズマディスプレイ装置における画像信号処理部での誤差拡散処理の例を示す図である。 本発明の実施の形態２のデジタル表示装置の画像信号処理部におけるノイズリデューサ部の機能ブロック構成図である。 従来技術におけるデジタル表示装置及びその表示方法による画像信号処理部の機能ブロック構成図である。

符号の説明

１０，１０−２，９１０…画像信号処理部、１１，１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ，１１−２…ノイズリデューサ部、１２，９１２…ディザ処理部、１３，９１３…誤差拡散処理部、１４，９１４…データ変換部、１５…逆γ補正処理部、２０…表示制御回路部、２１…画像データ制御部、２２…タイミング制御部、２３…フレームメモリ部、２４…フレームメモリ制御回路部、３０…駆動回路部、３１…データ電極駆動回路部、３２…走査電極駆動回路部、３３…Ｘ維持電極駆動回路部、３４…Ｙ維持電極駆動回路部、４０…表示パネル部（ＰＤＰ）、４１…前面基板、４２…背面基板、４３，４５…誘電体層、４４…保護層、４５…隔壁、４６ｒ，４６ｇ，４６ｂ…蛍光体層、４７…アドレス電極、４８ａ…Ｘバス電極、４８ｂ…Ｘ透明電極、４９ａ…Ｙバス電極、４９ｂ…Ｙ透明電極、６１…階調エリア判定部、６２…閾値選択部、６３…比較器、１００…プラズマディスプレイ装置、１１１，１１１−１〜１１１−ｎ…ＬＰＦ（ローパスフィルタ）、１１２，１１２−２…エッジ判定部、１１３…レベル判定部、１１４…データ選択部、１１５…ノイズレベル判定部、１１６…フィルタ選択部。

Claims (12)

1. デジタル表示装置のための表示方法であって、
   入力される表示データのデジタル信号の信号処理において、
   前記表示データの画素領域に応じてローパスフィルタを適用することによりノイズ低減する第１の工程と、
   前記第１の工程よりも後に前記表示データに対する誤差拡散処理を行う第２の工程とを有することを特徴とする、デジタル表示装置の表示方法。
2. 請求項１記載のデジタル表示装置の表示方法において、
   前記第１の工程は、
   前記表示データをもとにその画像におけるエッジ部分を判定するエッジ判定工程と、
   前記エッジ判定工程の判定結果に応じて前記ローパスフィルタの処理をオン／オフする工程とを有することを特徴とする、デジタル表示装置の表示方法。
3. 請求項１または２に記載のデジタル表示装置の表示方法において、
   前記第１の工程は、
   前記表示データをもとにその画像における信号レベルを判定するレベル判定工程と、
   前記レベル判定工程の判定結果に応じて前記ローパスフィルタの処理をオン／オフする工程とを有することを特徴とする、デジタル表示装置の表示方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のデジタル表示装置の表示方法において、
   前記入力される表示データのデジタル信号は、色別の複数の信号から構成されており、
   前記表示データにおける前記色別の複数の信号に対して個別に前記第１及び第２の工程を行うことを特徴とする、デジタル表示装置の表示方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のデジタル表示装置の表示方法において、
   前記デジタル表示装置は、複数の特性の異なるローパスフィルタを有し、
   前記第１の工程は、前記表示データの画素領域に応じて前記複数のローパスフィルタから選択して適用する工程を有することを特徴とする、デジタル表示装置の表示方法。
6. 請求項５記載のデジタル表示装置の表示方法において、
   前記第１の工程は、
   前記表示データをもとに当該表示データについてのノイズレベルを判定するノイズレベル判定工程と、
   前記ノイズレベル判定工程の判定結果に応じて前記複数のローパスフィルタからの選択を切り替える工程とを有することを特徴とする、デジタル表示装置の表示方法。
7. 入力される表示データのデジタル信号をもとに表示部への出力のための信号処理を行う手段を有するデジタル表示装置であって、
   前記信号処理を行う手段は、
   前記表示データに対する誤差拡散処理を行う誤差拡散処理部と、
   前記誤差拡散処理部の出力をもとに前記表示部への出力のためのデータ変換を行うデータ変換部と、
   前記誤差拡散処理部よりも前段に配置され、ローパスフィルタを含んで構成され、前記表示データの画素領域に応じて前記ローパスフィルタを適用することによりノイズ低減するノイズ低減部とを有することを特徴とするデジタル表示装置。
8. 請求項７記載のデジタル表示装置において、
   前記ノイズ低減部は、
   前記表示データのデジタル信号をもとにその画像におけるエッジ部分を判定するエッジ判定部と、
   前記エッジ判定部の判定結果に応じて前記ローパスフィルタを通過した信号と通過していない信号とを切り替えて出力する第１のデータ選択部とを有することを特徴とするデジタル表示装置。
9. 請求項７または８に記載のデジタル表示装置において、
   前記ノイズ低減部は、
   前記ローパスフィルタを通過した前記表示データの信号をもとにその画像における信号レベルを判定するレベル判定部と、
   前記レベル判定部の判定結果に応じて前記ローパスフィルタを通過した信号と通過していない信号とを切り替えて出力する第２のデータ選択部とを有することを特徴とするデジタル表示装置。
10. 請求項７〜９のいずれか一項に記載のデジタル表示装置において、
    前記入力される表示データのデジタル信号は、色別の複数の信号から構成されており、
    前記表示データにおける前記色別の複数の信号に対して個別に前記ノイズ低減部の処理を行うことを特徴とするデジタル表示装置。
11. 請求項７〜１０のいずれか一項に記載のデジタル表示装置において、
    前記ノイズ低減部は、
    前記ローパスフィルタとして複数の特性の異なるローパスフィルタを並列に有し、
    前記表示データの画素領域に応じて前記複数のローパスフィルタから選択して適用することを有することを特徴とするデジタル表示装置。
12. 請求項１１記載のデジタル表示装置において、
    前記表示データをもとに当該表示データについてのノイズレベルを判定するノイズレベル判定部を有し、
    前記ノイズレベル判定部の判定結果に応じて前記複数のローパスフィルタからの選択を切り替えるフィルタ選択部を有することを有することを特徴とするデジタル表示装置。

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