JP2007164174A - 平均電力レベルのプレ測定機能をもつプラズマディスプレイパネルを駆動する装置及び対応する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマパネルで画像の輝度又はコントラストを低減するときの画質の改善。
【解決手段】ビデオ入力データを受信し、外部の調節データに従ってビデオ入力データのビデオレベルを変更して出力する輝度／コントラスト制御手段５を含む駆動装置において、第一のパワーマネージメント手段１０は、変更されたビデオデータの電力レベルを測定し、第一の電力レベルを供給し、第二のパワーマネージメント手段１１は、ビデオ入力データの電力レベルを測定し、第二の電力レベルを供給し、ジェネレータ手段１２は、第一の電力レベルと第二の電力レベルとの間に含まれか、又は第一及び第二の電力レベルのうちの大きい方に等しい第三の電力レベルをデータ処理手段６，７，８，９に発生し、データ処理手段は、第三の電力レベルに基づいて適用可能なフレーム当たりの保持パルスの最大の数を計算し、プラズマディスプレイパネル１の表示を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ビデオ入力データを受信し、外部の調節データに従ってビデオ入力データのビデオレベルを変更し、変更されたビデオデータを出力する輝度/コントラスト制御手段と、変更されたビデオデータの電力レベルを測定する電力測定手段とを含むプラズマディスプレイパネルを駆動する装置に関する。
さらに、本発明は、対応する方法に関する。

ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）は、「オン」又は「オフ」となるのみである放電セルのマトリクスアレイを使用する。また、グレイレベルが光放出のアナログ制御により表現されるＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）とは異なり、ＰＤＰは、フレーム当たりの光パルス（保持パルス）の数を調節することでグレイレベルを制御する。この時間調節（time-modulation）は、目の時間応答に対応する期間にわたり目によって統合される。ビデオの振幅は、所与の周波数で生じる光パルスの数により表現されるので、振幅が大きくなることは、より多くの光パルスを意味し、したがってより長い「オン」時間を意味する。この理由のため、この類の調節は、ＰＷＭ、パルス幅変調として知られる。

パルス幅変調を使用した全てのディスプレイにとって、実際のグレイレベルの数が制限される。ＰＤＰについて、標準的な符号化のケースで、グレイレベルの数は、多かれ少なかれ２５６に等しい。

これらの様々なグレイレベルは、入力ピクチャのダイナミックがその最大にあるとき（８ビット信号のケースで０と２５５の間のビデオ値）にのみ使用することができる。他のケースでは、（特にコントラスト又は輝度パラメータのために）ダイナミックが減少したとき、表示されたレベルの数が更に減少する。
問題は、表示されたレベルが低減されたときに画質が影響されることである。

残念ながら、（所定のファクタで割ったとき）コントラストを低減するとき、及び／又は（ピクチャから所定の係数を減算して）明るさを低減するとき、ピクチャの最大値は減少し、したがって画質が低減される。

コントラスト及び輝度制御が、通常はいわゆる「フロントエンド」の一部であり、ＰＤＰの特定の機能（ガンマ関数、サブフィールド符号化等）は、いわゆるディスプレイの「バックエンド」の一部である（図３を参照されたい）。

ＰＤＰのバックエンドでは、ＡＰＬ機能は、電力を制御するために使用される。この平均電力レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｌｅｖｅｌ）の計算は、以下の関数を通して行われる。

Ｉ（ｘ，ｙ）はディスプレイへのピクチャ、Ｃは列の数、及びＬはＰＤＰのライン数を表す。

パワーマネージメントの狙いは、電力消費量を一定の保持し（図１参照）、ピーク輝度をできるだけ高く有することである。したがって、それぞれＡＰＬの値について、使用されるべき保持パルスの最大の数が固定される。この保持パルスの数は、図２に示されるように、ＡＰＬが増加したときに減少し、逆も然りである。ピークホワイトピクチャ（図２の左側で低いＡＰＬ）では、保持パルスの数は電力消費量により制限されていないが、保持のための利用可能な時間で制限される。この理由のため、ピークホワイトピクチャの電力消費量は、他のピクチャについてよりも低い。結果的に、電力消費量は、低いＡＰＬレベルについて減少する（図１を比較されたい）。

以下の表は、図２に従う保持パルスの数の値の平均電力レベルへの割り当てを示す。平均電力レベルは、１０ビットで符号化される。

先に示されたように、パワーマネージメントの標準的な実現の問題は、バックエンドの入力ピクチャのエネルギーが減少したとき、保持パルスの数が増加することである。

図３は、プラズマパネル１の駆動ユニットの基本的なブロック図である。ビデオ入力信号は、フロントエンド２ではじめに処理される。フロントエンドは。ピクチャのサイズをパネルのサイズに適合するためのスケーリングユニット４を含む。スケーリングされた入力信号は、輝度／コントラスト制御ブロック５に供給される。この制御ブロックは、ピクチャの輝度又はコントラストをチューニング又は変更するための外部信号を受ける。ビデオ信号は、それぞれ処理され、バックエンド３に供給される。バックエンド３で、信号は、ガンマブロック６、ディザブロック７及び符号化ブロック８を含む通常のパスで処理される。ガンマブロック６は、ほぼ直交のガンマ関数に従ってルックアップテーブルでのデータ変換を実行する。ガンマブロック６の出力信号は、出力でより多くのビデオレベルを有するため、たとえば４ビットディザを加えるディザリングユニット７に送出される。その後、サブフィールド符号化８は、ビデオ信号のためのサブフィードデータを生成する。結果的に得られたサブフィールドデータは、プラズマパネル１に送出される。

バックエンド３でのパラレルパスでは、フロントエンド２の出力信号は、ＡＰＬ測定ブロック１０に入力される。このブロックは、輝度／コントラストが調整されたビデオ信号のＡＰＬレベルをパワーマネージメント９に供給する。パワーマネージメント９は、ガンマユニット６及び符号化ユニット８を制御する。さらに、パワーマネージメント９は、保持情報をプラズマパネル１に伝達する。
このアレンジメントによれば、たとえば、ユーザがコントラスト及び／又は輝度を減少したときに何が起こったかを知ることは関心のあることである。

コントラスト及び／輝度を減少したとき、（バックエンド３で測定される）ＡＰＬが減少し、これは、保持パルスの数が増加したことを意味している。これはコントラストを部分的に増加する。

たとえば、ユーザは、３００のＡＰＬ（１０ビット値）を有する、ピクチャについて２だけコントラストを低減するのを望む。したがって、本来、このピクチャは平均で近似的に４４４*３００／１０２４＝１３０保持パルス／セルを有し、４４４の保持パルスのピークルミナンスを有することができる（先に示された表を比較されたい）。

平均で１３０／２＝６５保持パルス／セルを得るため、実際に、ユーザは、４前後でピクチャのコントラストを低減する必要がある。７０のＡＰＬ値について、表によれば、全体のピクチャの全ての輝度レベルは４を超える数で割られるので、保持パルスの平均の数はこの例では低減され、ピクチャの最大値は、２５５／４．３＝６０よりも高くない（これは９５０／４．３＝２２２保持パルス）。しかし、ピクチャは４を超える数で割られるので、実際に使用されるグレイレベルの数も４付近の値で割られる。ピクチャの品質は、このケースではむしろ低い。
ＵＳ２００２／１４０６４０Ａ１ ＷＡＴＡＮＡＢＥ ＴＡＫＵＹＡ ＥＰ１０１４３３０Ａ ＦＵＪＩＴＳＵ ＬＩＭＩＴＥＤ ＥＰ１３４７４３４Ａ ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ Ｎ．Ｖ ＵＳ５７５７３４３Ａ ＮＡＧＡＫＵＢＯ ＥＴ ＡＬＬ ＰＡＴＥＮＴ ＡＢＳＴＲＵＣＴＳ ＯＦ ＪＡＰＡＮ ｖｏｌ．２００３，ｎｏ．０４，２ Ａｐｒｉｌ ２００３（２００３−０４−０２） ＆ ＪＰ２００２３５１３９２Ａ （ＭＡＴＳＵＳＨＩＴＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤ ＣＯ ＬＴＤ） ＥＰ１４５３０３２Ａ （ＣＡＮＯＮ ＫＡＢＵＳＨＩＫＩ ＫＡＩＳＨＡ）

この点に鑑みて、本発明の目的は、画像の輝度及びコントラストが低減されるとき、画質を改善するプラズマディスプレイパネルの駆動装置を提供することにある。さらに、それぞれの方法が提供される。

本発明によれば、上記目的は、ビデオ入力データを受信し、外部の調節データに従ってビデオ入力データのビデオレベルを変更し、変更されたビデオデータを出力する輝度／コントラスト制御手段と、変更されたビデオデータの電力レベルを測定し、第一の電力レベルを供給する第一のパワーマネージメント手段と、前記ビデオ入力データの電力レベルを測定し、第二の電力レベルを供給する第二のパワーマネージメント手段と、前記第一の電力レベルと前記第二の電力レベルとの間に含まれか、又は前記第一及び第二の電力レベルのうちの大きい方に等しい第三の電力レベルを生成するジェネレータ手段と、並びに、前記第三の電力レベルに基づいて前記変更されたビデオデータに適用可能なフレーム当たりの保持パルスの最大の数を計算し、前記プラズマディスプレイパネル１での前記変更されたビデオデータの表示を制御するデータ処理手段９と、を含むプラズマディスプレイパネルを駆動する装置により解決される。

さらに、ビデオ入力データを供給し、変更されたビデオデータを得るために外部の調節データに従ってビデオ入力データのビデオレベルを変更し、前記変更されたビデオデータの電力レベルを測定してそれぞれ第一の電力レベルを供給し、前記ビデオ入力データの電力レベルを測定してそれぞれの第二の電力レベルを供給し、前記第一の電力レベルと前記第二の電力レベルとの間に含まれるか、前記第一及び第二の電力レベルのうちの大きい方に等しい第三の電力レベルを生成し、前記第三の電力レベルに基づいて前記変更されたビデオデータに適用可能なフレーム当たりの保持パルスの最大の数を計算して、前記プラズマディスプレイパネルのそれぞれでの前記変更されたビデオデータの表示を制御するために前記変更されたビデオデータを処理することで、プラズマディスプレイパネルを駆動するための方法が提供される。

本発明の利点は、ビデオ信号が輝度／コントラスト制御ユニットにより変更される前に、入力ビデオ信号のＡＰＬレベルがバックエンドで考慮することができる点である。したがって、輝度及びコントラストの調節は、プラズマパネルでの画質に積極的に影響を与える。

本発明の好適な実施の形態によれば、第三のパワーレベルは、第一の電力レベルと第二の電力レベルの大きい方である。この特徴によれば、画像の輝度又はコントラストが変動された場合でさえも、画像の全体の電力は変化されないままであることが可能である。

好ましくは、駆動装置で測定された電力レベルは、１つのピクチャに関連される平均の電力レベルである。
さらに、データ処理手段は、電力制御情報に関わらずにプラズマディスプレイパネルの電力消費量を一定の保持するためにパワーマネージメント手段を含む場合がある。
本発明は、添付図面に合わせて更に詳細に説明される。

本実施の形態で提供される本発明の目的は、コントラスト及び輝度制御に関するパワーマネージメントの挙動を改善することである。
考えは、コントラスト及び／又は輝度が減少するとき、パワーマネージメントが保持パルスの数を増加すべきではないことである。さもなければ、ユーザは、コントラスト及び／又は輝度を更に減少することが必要である。次いで、画質も更に減少する。

これは、パワーマネージメント９にとって、コントラスト／輝度が減少する前の値と同じＡＰＬ値を使用することで行われる。この値は、測定されたコントラスト／輝度の減少とすることができる。この値は、図４で示されるように、コントラスト／輝度制御ユニット５の前にフロントエンド２で配置される、更なるＡＰＬ測定ユニット１１により測定することができる。

しかし、この値は直接的に使用することができない。さもなければ、（たとえばコントラスト及び／又は輝度を増加することで）エネルギーがフロントエンド２で増加されたとき、ディスプレイ１での電力は、許容される最大値よりも高い。したがって、このケースでは、電力は、パワーマネージメントブロック９により低減される必要がある。

図３と図４の間の比較は、ユニット１１及び１２を除いて、図４の他のエレメント１〜１０は、図３の装置にも存在することを示している。したがって、これらユニットの説明に関して図３が参照される。

既に説明されたように、２つの測定が存在し、一方はフロントエンド２にあり、他方はバックエンド３にある。パワーマネージメントユニット９は、これら２つの値のうちの最も大きい値を使用して、表示されるべき保持パルスの数を決定する。この最大値は、コンパレータユニット１２により供給される。したがって、実現は非常にシンプルである。フロントエンド２及びバックエンド３のコンテンツは、例として与えられるのみである。輝度／コントラスト制御５の前にＡＰＬ_f測定ユニット１１を有することは、フロントエンド２において絶対的なものである。

このソリューションは、パワーマネージメントユニット９がＡＰＬの高い方の値を使用するようにさせることができるので、表示されるべき保持パルスの数のみを低減することができる。これは、電力消費量がこのケースにおいて低減することができることを意味している。これは、コントラスト又は輝度の調節に関して実際の利点である。

変形例となる実現では、コンパレータユニット１２は、２つの測定されたＡＰＬレベルの間に含まれるＡＰＬレベルを生成するジェネレータユニット１２により置き換えることができる。このＡＰＬの値は、ＡＰＬ_bよりも大きくあるべきであり、ＡＰＬ_f＞ＡＰＬ_bである場合、前記ＡＰＬの値はＡＰＬ_bとＡＰＬ_fの間に含まれる何れかの値とすることができる。

ここで、説明の導入部の例が再び注目される。フロントエンドで測定されたＡＰＬは、３００に等しい。ユーザは、２だけコントラストを低減するのを望む。バックエンド３におけるＡＰＬが減少するので、パワーマネージメントユニット９は、フロントエンド１１で測定されたＡＰＬを使用し、これは３００を意味し、したがって、同じ数の保持パルスが使用される。したがって、２だけコントラストを低減するため、ビデオは２で割られる必要がある。バックエンド３で測定されたＡＰＬは、このケースでは１５０に等しい。

パワーマネージメント９は、入力として値３００を使用する。平均の保持パルスの値は、４４４＊１５０／１０２４＝６５に等しいが、ピクチャの最大値は、２５５／２＝１２７である。したがって、実際に使用されるグレイレベルの数は、２付近の値で割られる。これは、実際に使用されるグレイレベルの数が標準的な実現におけるよりも２倍の大きさであることを意味する。したがって、最後に、画質が大幅に改善される。

要するに、本明細書で提供された本発明は、コントラスト及び／又は輝度が低減されたときに画質を改善することを狙いとしている。これは、フロントエンドでＡＰＬ（平均電力レベル）機能を実現し、バックエンドで測定された値を使用することで達成される。

平均電力レベルに対する電力消費量を示す図である。 平均電力レベルに対する保持パルスの数の図である。 従来技術に係るプラズマパネルの駆動ユニットのブロック図である。 本発明に係るプラズマパネルの駆動ユニットのブロック図である。

符号の説明

１：プラズマパネル
２：フロントエンド
３：バックエンド
４：スケーリングユニット
５：輝度／コントラスト制御
６：ガンマブロック
７：ディザリング
８：符号化ブロック
９：パワーマネージメント
１０，１１：ＡＰＬ測定ブロック
１２：コンパレータユニット

Claims (6)

1. プラズマディスプレイパネルを駆動する装置であって、
   ビデオ入力データを受信し、外部の調節データに従ってビデオ入力データのビデオレベルを変更し、変更されたビデオデータを出力する輝度／コントラスト制御手段と、
   前記変更されたビデオデータの電力レベルを測定し、第一の電力レベルを供給する第一のパワーマネージメント手段と、
   前記ビデオ入力データの電力レベルを測定し、第二の電力レベルを供給する第二のパワーマネージメント手段と、
   前記第一の電力レベルと前記第二の電力レベルとの間に含まれか、又は前記第一及び第二の電力レベルのうちの大きい方に等しい第三の電力レベルを発生するジェネレータ手段と、
   前記第三の電力レベルに基づいて前記変更されたビデオデータに適用可能なフレーム当たりの保持パルスの最大の数を計算し、前記プラズマディスプレイパネルでの前記変更されたビデオデータの表示を制御するデータ処理手段と、
   を備えることを特徴とする装置。
2. 前記第三の電力レベルは、前記第一の電力レベル及び前記第二の電力レベルのうちの大きい方である、
   請求項１記載の装置。
3. 前記電力レベルは、１つの画像の関連される平均電力レベルである、
   請求項１又は２記載の装置。
4. プラズマディスプレイパネルを駆動する方法であって、
   ビデオ入力データを供給し、
   変更されたビデオデータを得るため、外部の調節データに従って前記ビデオ入力データのビデオレベルを変更し、
   前記変更されたビデオデータの電力レベルを測定し、それぞれの第一の電力レベルを供給し、
   前記ビデオ入力データの電力レベルを測定し、それぞれの第二の電力レベルを供給し、
   前記第一の電力レベルと前記第二の電力レベルとの間に含まれるか、前記第一及び第二の電力レベルのうちの大きい方に等しい第三の電力レベルを生成し、
   前記第三の電力レベルに基づいて前記変更されたビデオデータに適用可能なフレーム当たりの保持パルスの最大の数を計算し、前記プラズマディスプレイパネルのそれぞれでの前記変更されたビデオデータの表示を制御するために前記変更されたビデオデータを処理する、
   ことを特徴とする方法。
5. 前記第三の電力レベルは、前記第一の電力レベルと前記第二の電力レベルの大きい方である、
   請求項４記載の方法。
6. 前記電力レベルは、１つのピクチャに関連される平均の電力レベルである、
   請求項４又は５記載の方法。

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