JP3277994B2 - 誤差拡散装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ＰＤＰ
（Plasma Display Panel；プラズマ・ディスプレイ）の
ような線形な階調特性を持つディジタルディスプレイ装
置における、疑似中間調画像表示を行うために、映像信
号の誤差成分を拡散させる誤差拡散装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ・ディスプレイの階調表示方式
として一般的に用いられているサブフィールド法につい
て説明する。図３は、プラズマ・ディスプレイの階調表
示方式であるサブフィールド法を説明するための図であ
り、同図（ａ）は、プラズマ・ディスプレイの表示パネ
ルの概略図、同図（ｂ）は、表示パネルの各画素の１フ
ィールドにおける点灯時刻を示すタイミングチャートで
ある。

【０００３】図３（ａ）において、表示パネル１０に
は、水平方向（走査方向）の各ラインＹ１〜ＹＮ毎に走
査・放電維持電極（図示せず）が設けられ、垂直方向の
各ライン毎にアドレス電極（図示せず）が設けられてい
る。

【０００４】図３（ｂ）において、１ＴＶフィールド
は、８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８から構成され
ている。また、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８は、１
画面分のアドレス電極に映像信号の書き込みを行うアド
レス期間と、アドレス電極に書き込まれた映像信号の指
示に従って走査・放電維持電極からの放電維持パルスに
より発光する放電維持期間とから構成されている。各サ
ブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８の放電維持期間の相対比
は、それぞれ、１：２：４：８：１６：３２：６４：１
２８となっている。

【０００５】まず、第１サブフィールドＳＦ１が始まる
時刻ｔ０に合わせて、映像信号が表示パネル１０の垂直
方向に走るアドレス電極に印加される。第１サブフィー
ルドＳＦ１のアドレス期間（時刻ｔ０〜ｔ１）におい
て、表示パネル１０全体のアドレス電極への映像信号の
書き込みが終了すると、第１サブフィールドの放電維持
期間（時刻ｔ１〜ｔ２）に移る。映像信号により点灯の
指示のあった画素のみ、この放電維持期間で放電維持パ
ルスが発光し、表示パネル１０が点灯する。

【０００６】次に、時刻ｔ２で第２サブフィールドＳＦ
２に移行し、再び第１サブフィールドＳＦ１と同様な動
作を繰り返す。第３サブフィールドＳＦ３から第８サブ
フィールドＳＦ８においても同様である。

【０００７】上記の場合、１ＴＶフィールドに８つのサ
ブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８が設けられているため、映
像信号は８ビットのデータとなる。即ち、映像信号は、
８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に対応した８ビッ
トのデータであり、例えば、８ビットの映像信号の１桁
目が１であれば、第１サブフィールドＳＦ１の放電維持
期間（時刻ｔ１〜ｔ２）で表示パネル１０が発光し、逆
に、８桁目が０であれば、第８サブフィールドＳＦ８の
放電維持期間（時刻ｔ１５〜ｔ１６）で表示パネル１０
は発光しない。

【０００８】表示パネル１０の発光に寄与する放電維持
期間が長ければ長いほど、表示パネル１０の輝度は高く
なり、表示パネル１０の輝度は、８つのサブフィールド
ＳＦ１〜ＳＦ８の放電維持期間の組み合わせによって２
５６階調の表示が行われる。

【０００９】但し、サブフィールドの数が増えると、ア
ドレス期間は短縮できないため、１ＴＶフィールドに占
めるアドレス期間の割合が増えてしまう。その結果、放
電維持期間が短くなってしまい、表示パネル１０の輝度
が低くなってしまう。従って、表示パネル１０の所定の
輝度を保つために、サブフィールドの数には制限があ
り、これに対応して映像信号の表示ビット数にも制限が
ある。

【００１０】次に、映像信号の誤差成分を拡散させる誤
差拡散について説明する。上記のように、映像信号の表
示ビット数が制限されているため、入力した映像信号の
ビット数が表示ビット数より多い場合、映像信号のビッ
ト数を削減する必要がある。例えば、プラズマ・ディス
プレイの１画素の表示ビット数が８ビット（０〜２５５
の２５６階調）であり、入力した映像信号が１０ビット
（０〜１０２３の１０２４階調）である場合に、１０ビ
ットの映像信号の２ビット分のデータを削減する必要が
ある。

【００１１】この場合、１０ビットの映像信号の２ビッ
ト分のデータを単に削減すると、ディスプレイに表示し
た際の画像（映像）の階調再現性が悪くなってしまう。
そこで、映像信号の誤差成分である２ビット分のデータ
を、映像信号の信号レベル（輝度レベル）に応じて８ビ
ットの映像信号に拡散させて反映させることにより、画
像の階調再現性を良好にする。このような映像信号の誤
差成分を拡散させる処理を誤差拡散という。

【００１２】誤差拡散は、通常、画像の水平方向、また
は水平および垂直方向に信号レベルの重みをつけること
により行われる。即ち、誤差拡散は、１０ビットの映像
信号の下位２ビットのデータに信号レベルの重みを付け
て、重みを付けた２ビットのデータを、１０ビットの映
像信号の上位８ビットのデータの水平方向、または水平
および垂直方向に加えることにより行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したサ
ブフィールド法では、表示パネル１０を発光させる放電
維持期間を変えることにより階調表示を行っているた
め、表示パネル１０上に動画像の偽輪郭（以下、単に偽
輪郭という。）が発生してしまうことがある。

【００１４】図４は、そのような偽輪郭が発生する原因
を説明するための図である。図４（ａ）の場合、現フィ
ールドおよび次フィールドのいずれも、８ビットの映像
信号が１２７（即ち、２進数で０１１１１１１１）であ
り、第１サブフィールドＳＦ１から第７サブフィールド
ＳＦ７の期間（放電維持期間）で表示パネル１０が発光
し、第８サブフィールドＳＦ８の期間では表示パネル１
０は発光していない。従って、発光する期間と発光しな
い期間が交互にくることとなる。

【００１５】一方、図４（ｂ）の場合、現フィールドで
は、８ビットの映像信号が１２８（即ち、２進数で１０
００００００）であるため、第８サブフィールドＳＦ８
の期間で表示パネル１０が発光し、第１サブフィールド
ＳＦ１から第７サブフィールドＳＦ７の期間で表示パネ
ル１０が発光していない。また、次フィールドでは、８
ビットの映像信号が１２７（即ち、２進数で０１１１１
１１１）であるため、第１サブフィールドＳＦ１から第
７サブフィールドＳＦ７の期間で表示パネル１０が発光
し、第８サブフィールドＳＦ８の期間では発光していな
い。従って、現フィールドの第８サブフィールドＳＦ８
から次フィールドの第７サブフィールドＳＦ７の期間ま
で、表示パネル１０が発光していることとなる。

【００１６】図４（ｂ）のように、発光している時間が
偏った場合、人間の眼の残像効果によって、明るい偽輪
郭が発生する。尚、発光していない時間が偏った場合に
も、人間の眼の残像効果により、暗い偽輪郭が発生す
る。従って、このような偽輪郭が発生しないように、プ
ラズマ・ディスプレイでは、発光している時間がなるべ
く均一になるように考慮する必要がある。

【００１７】一方、上述したような映像信号の誤差拡散
処理では、誤差成分のデータに信号レベルの重みを付け
て現映像信号に加えるため、その誤差拡散処理の結果、
映像信号の上位ビットに桁上げが生じた場合、例えば、
８ビットの現映像信号が１２７（即ち、２進数で０１１
１１１１１）であり、誤差成分のデータが加えられた結
果、８ビットの映像信号が１２８（即ち、２進数で１０
００００００）となる場合、上記したように偽輪郭が発
生してしまうという課題があった。

【００１８】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、偽輪郭の発生を回避するこ
とができる誤差拡散装置を得ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る誤差拡散装置は、誤差拡散すると偽輪郭が発生するか
否か判断する偽輪郭発生判断部と、偽輪郭が発生すると
判断した場合、下位ｍ−ｎビットの誤差成分をｍビット
の現映像信号に誤差拡散させないように制御する誤差成
分制御部とを備えたものである。

【００２０】請求項２記載の発明に係る誤差拡散装置
は、偽輪郭発生判断部を、下位ｍ−ｎビットの誤差成
分、ｍビットの現映像信号、および上位ｎビットの映像
信号を入力し、下位ｍ−ｎビットの誤差成分とｍビット
の現映像信号を加算して、下位ｍ−ｎビットの誤差成分
によるｍビットの現映像信号の影響を判定し、下位ｍ−
ｎビットの誤差成分がｍビットの現映像信号に影響を及
ぼす場合、ｍビットの現映像信号の上位ｎビットの値と
上位ｎビットの映像信号の値が一致し、かつ、その値が
上位ビットの桁上げの生じる値であるか否か判定するこ
とによって、誤差拡散すると偽輪郭が発生するか否か判
断するように構成したものである。

【００２１】請求項３記載の発明に係る誤差拡散装置
は、誤差成分制御部を、ＯＮ・ＯＦＦ制御によって下位
ｍ−ｎビットの誤差成分の誤差拡散を制御するように構
成したものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。図１は、この発明の実施の形態による誤差拡
散回路の構成を示すブロック図である。図１において、
加算部１は、入力したｍビットの映像信号と誤差成分制
御部４から出力された下位ｍ−ｎビットの誤差成分のデ
ータとを加算して出力するものである。誤差成分検出部
２は、加算部１が出力した誤差拡散されたｍビットの映
像信号から下位ｍ−ｎビットの誤差成分のデータを検出
し、この下位ｍ−ｎビットの誤差成分のデータに信号レ
ベル（輝度レベル）の重み付けをして出力するものであ
る。

【００２３】ｎドット遅延部３は、誤差成分検出部２か
ら出力された下位ｍ−ｎビットの誤差成分のデータを画
像の水平方向にｎドット遅延させるものである。このｎ
ドット遅延部３によって遅延されたｍ−ｎビットの誤差
成分のデータは、誤差成分制御部４およびレベル比較部
７に出力される。誤差成分制御部４は、レベル比較部７
から出力される制御信号に従って、ｎドット遅延部３か
ら出力されたｍ−ｎビットの誤差成分のデータの加算部
１への出力制御を行うものである。

【００２４】上位ｎビット出力部５は、加算部１から出
力されたｍビットの映像信号から上位ｎビットのデータ
を抽出し、映像信号出力として表示装置（図示せず）に
出力するものである。フィールドメモリ６は、上位ｎビ
ット出力部５から出力された上位ｎビットの映像信号を
画像のフィールド方向（時間方向）に１フィールド遅延
させるものである。

【００２５】レベル比較部７は、ｎドット遅延部３から
出力されたｍ−ｎビットの誤差成分のデータ、入力した
ｍビットの現映像信号（加算部１に入力されるｍビット
の映像信号）、およびフィールドメモリ６から出力され
たｎビットの映像信号を入力し、この３つのデータの信
号レベルを比較し、その比較結果に基づいて、誤差成分
制御部４に制御信号を出力するものである。

【００２６】次に、動作について説明する。ｍビットの
映像信号が入力されると、そのｍビットの映像信号は、
加算部１に送られる。加算部１に送られたｍビットの映
像信号は、加算部1にて誤差成分制御部４から出力され
た下位ｍ−ｎビットの誤差成分のデータが加算されて誤
差拡散され、上位ｎビット出力部５および誤差成分検出
部２に出力される。

【００２７】上位ｎビット出力部５では、誤差拡散され
たｍビットの映像信号の上位ｎビットのデータを取り出
して表示装置（図示せず）およびフィールドメモリ６に
出力する。一方、誤差成分検出部２は、次のｍビットの
映像信号を誤差拡散するために、誤差拡散されたｍビッ
トの映像信号の下位ｍ−ｎビットのデータを検出し、こ
の下位ｍ−ｎビットのデータに信号レベルの重みを付け
て、誤差成分のデータとしてｎドット遅延部３に出力す
る。

【００２８】ｎドット遅延部３に送られた下位ｍ−ｎビ
ットのデータは、ｎドット遅延部３によって、画像の水
平方向にｎドット遅延されて、誤差成分制御部４および
レベル比較部７に出力される。尚、この実施の形態で
は、ｎドット遅延部３で画像の水平方向にｎドット遅延
させるように構成しているが、これに限るものではな
く、画像の垂直方向にｎライン、または画像のフィール
ド方向にｎフィールド遅延させるように構成することも
可能である。

【００２９】また、フィールドメモリ６に出力された上
位ｎビットの映像信号は、フィールドメモリ６によっ
て、画像のフィールド方向に１フィールド遅延されて、
レベル比較部７に出力される。

【００３０】レベル比較部７は、ｎドット遅延部３から
出力されたｍ−ｎビットの誤差成分のデータ、入力した
ｍビットの現映像信号、およびフィールドメモリ６から
出力されたｎビットの映像信号の３つのデータを入力
し、この３つのデータの信号レベルを比較する。そし
て、レベル制御部７は、その比較結果に基づく制御信号
を誤差成分制御部４に出力することによって、誤差成分
制御部４の誤差成分のデータの出力を制御する。

【００３１】図２は、レベル比較部７の処理動作を説明
するためのフローチャートである。レベル比較部７は、
ｎドット遅延部３から出力されたｍ−ｎビットの誤差成
分のデータ、入力したｍビットの現映像信号、およびフ
ィールドメモリ６から出力されたｎビットの映像信号の
３つのデータを入力すると（ステップＳＴ１〜ステップ
ＳＴ３）、まず、ｍ−ｎビットの誤差成分のデータの値
（信号レベル）とｍビットの現映像信号の信号レベルの
値（信号レベル）を加算するとともに（ステップＳＴ
４）、ｍビットの現映像信号のうちの上位ｎビットのデ
ータの値（信号レベル）とｎビットの映像信号の値（信
号レベル）を比較する（ステップＳＴ５）。

【００３２】次に、ステップＳＴ４の加算結果が、ｍビ
ットの現映像信号の上位ｎビットのデータに現れるか否
かを判定する（ステップＳＴ６）。このように、ｍ−ｎ
ビットの誤差成分のデータによるｍビットの現映像信号
の上位ｎビットのデータへの影響を判定するのは、上記
したように、ｍビットの現映像信号にｍ−ｎビットの誤
差成分のデータが加算部１で加算され、上位ｎビット出
力部５からｎビットの映像信号が出力されるので、この
ｎビットの出力映像信号への影響を判定するためであ
る。

【００３３】その判定の結果、下位ｍ−ｎビットの誤差
成分のデータがｍビットの映像信号の上位ｎビットのデ
ータに現れない場合、加算部１で下位ｍ−ｎビットの誤
差成分のデータをｍビットの現映像信号に加算しても、
ｎビットの出力映像信号に影響がないため、誤差成分制
御部４をＯＮする制御信号を出力する（ステップＳＴ
８）。

【００３４】一方、判定の結果、下位ｍ−ｎビットの誤
差成分のデータがｍビットの映像信号の上位ｎビットの
データに現れる場合、加算部１で下位ｍ−ｎビットの誤
差成分のデータをｍビットの現映像信号に加算すると、
ｎビットの出力映像信号に影響を及ぼすので、次に、そ
の影響による偽輪郭の発生を判断するために、ｍビット
の現映像信号の上位ｎビットのデータの値とｎビットの
映像信号の値が一致し、かつ、その値が上位ビットの桁
上げの生じる値（例えば、出力映像信号が８ビットの場
合（ｎ＝８）、出力映像信号の上位２ビットに桁上げを
生じさせる値である１２７および６３）であるか否か判
定する（ステップＳＴ７）。

【００３５】即ち、ｍビットの現映像信号の上位ｎビッ
トのデータの値とｎビットの映像信号の値が一致し、か
つ、その値が上位ビットの桁上げの生じる値である場合
は、誤差成分のデータを現映像信号に加算した結果、出
力映像信号１２７または６３から１２８または６４に桁
上げが生じ、プラズマ・ディスプレイの発光している時
間が不均一になり、偽輪郭が発生してしまう。

【００３６】その判定の結果、ｍビットの現映像信号の
上位ｎビットのデータの値とｎビットの映像信号の値が
一致しない場合、または値が一致してもその値が上位ビ
ットの桁上げの生じない値である場合は、加算部１で下
位ｍ−ｎビットの誤差成分のデータをｍビットの現映像
信号に加算しても、偽輪郭が発生しない（発生する可能
性が低い）ため、誤差成分制御部４をＯＮする制御信号
を出力する（ステップＳＴ８）。

【００３７】一方、判定の結果、ｍビットの現映像信号
の上位ｎビットのデータの値とｎビットの映像信号の値
が一致し、かつ、その値が上位ビットの桁上げの生じる
値（例えば、１２７および６３）である場合、誤差成分
のデータがｍビットの現映像信号に加算部１で加算され
ると、ｍビットの現映像信号の上位ビット（例えば、上
位２ビット）に桁上げが生じ（即ち、１２８および６４
となり）、上記したように偽輪郭の発生が顕著であるた
め、誤差成分制御部４をＯＦＦする制御信号を出力する
（ステップＳＴ９）。

【００３８】誤差成分制御部４は、上記のようなレベル
比較部７から出力される制御信号に従ってＯＮ・ＯＦＦ
し、ｎドット遅延部３から出力されたｍ−ｎビットの誤
差成分のデータの加算部１への出力を制御する。即ち、
誤差成分制御部４は、制御信号によってＯＮすると、ｍ
−ｎビットの誤差成分のデータをｍビットの現映像信号
に加算しても、偽輪郭が発生するような影響を及ぼさな
いので、そのｍ−ｎビットの誤差成分のデータを加算部
１に出力し、一方、制御信号によってＯＦＦすると、ｍ
−ｎビットの誤差成分のデータをｍビットの現映像信号
に加算すると、偽輪郭の発生が顕著であるので、そのｍ
−ｎビットの誤差成分のデータを加算部１に出力しな
い。

【００３９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、レベル比較部７で偽輪郭の発生が顕著であるか否か
判断し、顕著である場合には、誤差成分制御部４で誤差
成分のデータを現映像信号に加算しないように構成した
ので、プラズマ・ディスプレイの発光している時間が不
均一になるのを回避することができ、その結果、偽輪郭
の発生を回避することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、誤差拡散すると偽輪郭が発生するか否か判断する
偽輪郭発生判断部と、偽輪郭が発生すると判断した場
合、下位ｍ−ｎビットの誤差成分をｍビットの現映像信
号に誤差拡散させないように制御する誤差成分制御部と
を備えたので、プラズマ・ディスプレイの発光している
時間が不均一になるのを回避することができ、その結
果、偽輪郭の発生を回避することができるという効果を
奏する。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、偽輪郭発生
判断部を、下位ｍ−ｎビットの誤差成分、ｍビットの現
映像信号、および上位ｎビットの映像信号を入力し、下
位ｍ−ｎビットの誤差成分とｍビットの現映像信号を加
算して、下位ｍ−ｎビットの誤差成分によるｍビットの
現映像信号の影響を判定し、下位ｍ−ｎビットの誤差成
分がｍビットの現映像信号に影響を及ぼす場合、ｍビッ
トの現映像信号の上位ｎビットの値と上位ｎビットの映
像信号の値が一致し、かつ、その値が上位ビットの桁上
げの生じる値であるか否か判定することによって、誤差
拡散すると偽輪郭が発生するか否か判断するように構成
したので、確実に偽輪郭の発生を判断することができる
という効果を奏する。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、誤差成分制
御部を、ＯＮ・ＯＦＦ制御によって下位ｍ−ｎビットの
誤差成分の誤差拡散を制御するように構成したので、簡
易構成で偽輪郭の発生を防止できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態による誤差拡散回路の
構成を示すブロック図である。

【図２】 レベル比較部の処理動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図３】 プラズマ・ディスプレイの階調表示方式であ
るサブフィールド法を説明するための図である。

【図４】 偽輪郭が発生する原因を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１ 加算部 ２ 誤差成分検出部 ３ ｎドット遅延部 ４ 誤差成分制御部 ５ 上位ｎビット出力部 ６ フィールドメモリ ７ レベル比較部（偽輪郭発生判断部）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍビットの前映像信号の下位ｍ−ｎビッ
   トの誤差成分をｍビットの現映像信号に加算して誤差拡
   散させ、そのｍビットの現映像信号の上位ｎビットの映
   像信号を出力する誤差拡散装置において、 誤差拡散すると動画像の偽輪郭が発生するか否か判断す
   る偽輪郭発生判断部と、 動画像の偽輪郭が発生すると判断した場合、上記下位ｍ
   −ｎビットの誤差成分を上記ｍビットの現映像信号に誤
   差拡散させないように制御する誤差成分制御部とを備え
   たことを特徴とする誤差拡散装置。
2. 【請求項２】 偽輪郭発生判断部は、下位ｍ−ｎビット
   の誤差成分、ｍビットの現映像信号、および上位ｎビッ
   トの映像信号を入力し、上記下位ｍ−ｎビットの誤差成
   分と上記ｍビットの現映像信号を加算して、上記下位ｍ
   −ｎビットの誤差成分による上記ｍビットの現映像信号
   の影響を判定し、上記下位ｍ−ｎビットの誤差成分が上
   記ｍビットの現映像信号に影響を及ぼす場合、上記ｍビ
   ットの現映像信号の上位ｎビットの値と上記上位ｎビッ
   トの映像信号の値が一致し、かつ、その値が上位ビット
   の桁上げの生じる値であるか否か判定することによっ
   て、誤差拡散すると動画像の偽輪郭が発生するか否か判
   断する請求項１記載の誤差拡散装置。
3. 【請求項３】 誤差成分制御部は、ＯＮ・ＯＦＦ制御に
   よって下位ｍ−ｎビットの誤差成分の誤差拡散を制御す
   る請求項１記載の誤差拡散装置。