JP3557780B2 - ディスプレイ装置の誤差拡散処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のような非線形な階調特性をもつディジタルディスプレイ装置で、誤差拡散による擬似中間調画像表示を行うための誤差拡散処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、薄型、軽量のディスプレイ装置として、ＰＤＰが注目されている。このＰＤＰの駆動方式は、従来のＣＲＴ駆動方式とは全く異なっており、ディジタル化された映像入力信号による直接駆動方式である。したがって、パネル面から発光される輝度階調は、扱う信号のビット数によって定まる。
【０００３】
ＰＤＰは基本的特性のことなるＡＣ型とＤＣ型の２方式に分けられる。
ＡＣ型ＰＤＰでは、階調表示に関し試作レベルで最大６４階調表示までの報告しかなかったが、アドレス・表示分離型駆動法（ＡＤＳサブフィールド法）による将来の２５６階調の手法が提案されている。
【０００４】
ＡＤＳサブフィールド法における１フレーム（又は１フィールド）は、輝度の相対比が、たとえば１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８の８個のサブフィールドで構成され、８画面の輝度の組み合わせで２５６階調の表示を行う。それぞれのサブフィールドは、リフレッシュした１画面分のデータの書込みを行うアドレス期間とそのサブフィールドの輝度レベルを決めるサスティン期間で構成される。アドレス期間では、最初全画面同時に各ピクセルに初期的に壁電荷が形成され、その後サスティンパルスが全画面に与えられ表示を行う。サブフィールドの明るさはサスティンパルスの数に比例し、所定の輝度に設定される。このようにして２５６階調表示が実現される。
【０００５】
以上のようなＡＣ駆動方式では、階調数を増やせば増やすほど、１フレーム期間内でパネルを点灯発光させる準備期間としてのアドレス期間のビット数が増加するため、発光期間としてのサスティン期間が相対的に短くなり、最大輝度が低下する。
【０００６】
このように、パネル面から発光される輝度階調は、扱う信号のビット数によって定まるため、扱う信号のビット数を増やせば、画質は向上するが、発光輝度が低下し、逆に扱う信号のビット数を減らせば、発光輝度が増加するが、階調表示が少なくなり、画質の低下を招く。
【０００７】
入力信号のビット数よりも出力駆動信号のビット数を低減しながら、入力信号と発光輝度との濃淡誤差を最小にするための誤差拡散処理は、擬似中間調を表現する処理であり、少ない階調で濃淡表現する場合に用いられる。
従来の一般的な誤差拡散回路において、映像信号入力端子から誤差拡散回路にｐ（例えば８）ビットの原画素Ａｉ，ｊの映像信号が入力し、処理回路部を経て、さらにビット数をｑ（例えば４）ビットに減らす処理をしてＰＤＰを発光する。
【０００８】
また、ＲＯＭなどからなる発光輝度特性演算部は、例えば図３に示すｙ＝ｘ（点線）にできるだけ近似した代表的な入力データ（実線）からＰＤＰの発光輝度特性を測定し記憶しておく。この発光輝度特性を誤差量演算部に送って誤差を算出し、それを処理回路部で入力映像信号に加算し、拡散することによって擬似中間調表示を行っていた。
この結果、瞬間的には実線の階段状のような発光輝度レベルであるにも拘らず、実際は、平均化された状態で認識され、点線ｙ＝ｘに似た補正輝度線となる。
【０００９】
しかし、ＰＤＰなどのディスプレイ装置の発光輝度特性は、表示しようとするデータにより変化し、図４に示すような発光輝度特性の場合もある。このような場合、図３に示すような代表的な発光輝度特性に合わせ込む方法では、この代表的な特性を取得したとき以外のデータに対しては、階調特性に適応しきれないで、階調不適応による擬似輪郭が現われるという問題があった。
【００１０】
また、ＰＤＰなどの表示装置の発光輝度特性が、図５に示すように、入力駆動信号が増加しているのに発光輝度レベルが減少する反転区間のある場合もある。この図５のように発光輝度レベルが反転している場合、誤差拡散後の擬似中間調表示の階調特性も反転している部分があり、本来明るく表示されるべきところが暗く表示されて映像に違和感が生じるという問題があった。
【００１１】
本出願人は、このような問題を解決するために、既に図６に示すような階調適応型の誤差拡散処理装置を提案している。
図６では、従来のようにＲＯＭから与えられていた発光輝度特性の代わりに、１または複数フレーム毎の発光輝度特性を、ＰＤＰなどのディスプレイ装置の入力データの負荷率から求められる輝度偏差特性に基づいて算出し、１または複数フレーム毎に発光輝度特性を更新して誤差拡散を行い、擬似輪郭が現われるのを防止するとともに、発光輝度レベルの反転による映像の違和感が生じないようにした装置を提案した。
【００１２】
さらに詳しく説明すると、入力映像信号（図示省略）に誤差拡散処理を行うことによって、ＰＤＰ１０で擬似中間調画像表示を行なうための拡散出力信号を出力する誤差拡散回路１２を設け、この誤差拡散回路１２の出力側に、反転補正回路１３、映像出力監視回路１４、ルックアップテーブルとしてのＲＯＭ１６及び輝度特性取得回路１８を順次結合し、この輝度特性取得回路１８の出力側を、閾値転送回路２０を介して誤差拡散回路１２に結合してループを形成するとともに、反転検出回路２１を介して反転補正回路１３に結合する。
【００１３】
映像出力監視回路１４は、サンプリング・クロック生成部２２と、複数ビット（例えばＭビット）の映像データをそれぞれのビットに対応した複数個（例えばＭ個）のカウンタで各ビットの１または複数フレーム中の表示数をカウントするデータカウンタ２４と、このデータカウンタ２４で計数した表示ドット数を、全ドット数で除する演算を行い表示面積率Ｓｋを求めるカウント値選択部２６とからなっている。
【００１４】
輝度特性取得回路１８は、各ビットの輝度偏差特性を求める偏差演算部２８と、この偏差演算部２８のデータに基づき各レベルの輝度偏差量を求める輝度特性演算部３０と、閾値変換部３２とからなっている。３４は演算制御信号生成回路で、この演算制御信号生成回路３４は、カウント値選択部２６、偏差演算部２８、輝度特性演算部３０に演算制御信号Ｋを出力し、所定の演算をせしめるように構成されている。
【００１５】
また、反転補正回路１３は、誤差拡散回路１２から出力する拡散出力信号に反転補正値を加えて反転を補正し、反転検出回路２１は、輝度特性取得回路１８で得られた発光輝度特性から発光輝度レベルの反転を検出し、所定の発光輝度特性とするための反転補正値を反転補正回路１３に出力する。
【００１６】
以上のような構成において、誤差拡散回路１２から反転補正回路１３を介して映像出力監視回路１４へデータが伝送されてくると、データカウンタ２４は、Ｍビットの映像データをそれぞれのビットに対応したＭ個のカウンタで各ビットの１または複数フレーム中の表示数である「サブフィールドｋの表示ドット数」をカウントする。
カウント値選択部２６は、データカウンタ２４で計数した「サブフィールドｋの表示ドット数」を、「全ドット数」で除する演算を行い表示面積率Ｓｋを求める。
【００１７】
そして、カウント値選択部２６で求めた表示面積率ＳｋをアドレスとしてルックアップテーブルとしてのＲＯＭ１６から読み出された係数を用いて、偏差演算部２８によって各ビットの輝度偏差特性が求められ、輝度特性演算部３０により各レベルの輝度偏差量が求められ、閾値変換部３２で閾値に変換されて誤差拡散回路１２に戻される。
【００１８】
以上のようにして、各レベルの輝度偏差量演算は、１または複数フレーム毎に階調特性を更新して誤差拡散回路１２に伝送される。
誤差拡散回路１２では、この発光輝度特性に基づき誤差拡散の処理をし、反転補正回路１３を介してＰＤＰ１０へ出力する。
このような構成とすることにより、「階調特性取得」→「誤差拡散」→「階調特性取得」→…のループで映像が処理される。この結果、刻々と変化するデータに対しても十分階調特性に適応し得るものである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した既提案の誤差拡散処理装置では、駆動信号のレベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を、下記の演算式（１）
で求めていたので、つぎのような問題点があった。
【００２０】
すなわち、演算式（１）において、Ｍは１フレームを構成するサブフィールドの数（例えば６）、Ａｋは駆動信号レベルのＮを２進数で表したとき（Ｎ＝（Ａ１、Ａ２、…、Ａｋ、…））のｋビット目のデータ、δ（Ｓｋ）はｋサブフィールドの表示面積率Ｓｋに対する輝度偏差率を表しているので、１フレームを構成する複数のサブフィールド（例えばＳＦ１〜ＳＦ６の６個のサブフィールド）の重み付けが１、２、４、８、１６、３２、…のように２の指数で表現され、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増える構成とする必要があった。例えばＳＦ１＝１６、ＳＦ２＝１、ＳＦ３＝８、ＳＦ４＝４、ＳＦ５＝２、ＳＦ６＝３２とする必要があった。
【００２１】
このため、複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増える構成でないサブフィールドをもつディスプレイの場合（例えば表示階調数が２のＭ（Ｍは２以上の整数）乗とならないディスプレイの場合）、演算式（１）の演算で求めた発光輝度レベルＹ（Ｎ）では適正な階調適応ができないという問題点があった。
【００２２】
前記の表示階調数が２のＭ乗とならないディスプレイの場合には、例えば本出願人が既に提案したつぎのような場合がある。すなわち、ｎ個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎの重み付けを２の指数で表現し、ｎ画面の輝度の組み合わせで２のｎ乗階調の表示を行うものでは、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ（例えば「７」から「８」へ）変化するときに、変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるという問題があったので、この問題を解決するために、１フレームを構成するｎ個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎのうちの少なくとも１組のサブフィールドの重み付けを等しくしたもの（例えば６個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６の重み付けを１、２、４、４、８、８としたもの）を提案した。
このような場合に前記演算式（１）の演算で求めた発光輝度レベルＹ（Ｎ）では適正な階調適応ができないという問題点があった。
【００２３】
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたもので、ディスプレイ装置の誤差拡散処理装置において、１フレームを構成する複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増えるサブフィールドでない構成のディスプレイパネルを用いたディスプレイ装置において、適正な階調適応を行うことができるようにすることを目的とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るディスプレイ装置の誤差拡散処理装置は、誤差拡散処理を行うことによって入力映像信号より少ないビット数Ｍの拡散出力信号を得る誤差拡散回路と、このＭビットの拡散出力信号を、１フレームをＭ個のサブフィールドに時分割し各サブフィールドの重みをＹｋ（ｋ＝０、１、…、Ｍ−１、以下同様）として表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するための駆動信号に変換するサブフィールド配列変換回路と、この駆動信号に基づいてディスプレイパネルの表示面積率Ｓｋを求める映像出力監視回路と、前記駆動信号のレベルＮ（＜２のＭ乗）をディスプレイパネルで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度をＢｋとしたときに、サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求め、前記駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）をつぎの演算式（２）
で求め、誤差拡散回路へ誤差拡散処理に用いるためのデータを出力する演算回路とを具備してなることを特徴とするものである。
【００２５】
サブフィールド配列変換回路は、誤差拡散回路から出力するＭビットの拡散出力信号（例えばバイナリコード信号）を、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するための駆動信号（例えば、１フレームを重みがＹｋのＭ個のサブフィールドで構成したサブフィールドデータ）に変換する。映像出力監視回路は、この変換された駆動信号に基づいてディスプレイパネルの表示面積率Ｓｋを求め、演算回路は、表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求めるとともに、演算式（２）を用いて駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求め、誤差拡散回路へ誤差拡散処理に用いるためのデータを出力する。
【００２６】
演算式（２）において、Ｂｋは駆動信号のレベルＮ（＜２のＭ乗）をディスプレイパネルで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度を表し、Ｙｋは、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するために１フレームをＭ個のサブフィールドに時分割したときの各サブフィールドの重みを表しているので、１フレームを構成する複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増えるサブフィールドでない構成のディスプレイパネルを用いたディスプレイ装置においても、Ｂｋ及びＹｋを対応した値に設定することによって適正な階調適応を行うことができる。
【００２７】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、演算回路を、演算制御信号Ｋと表示面積率ＳｋをアドレスとしてＢｋ×Δｋ（Ｓｋ）を出力内容とする第１ルックアップテーブルと、輝度特性取得回路とからなり、この輝度特性取得回路は、演算制御信号ＫをアドレスとしてＢｋ×Ｙｋを出力内容とする第２ルックアップテーブルと、第１、第２ルックアップテーブルの出力内容を加算して駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求める輝度特性演算回路と、この発光輝度レベルＹ（Ｎ）を閾値に変換し、この閾値を誤差拡散処理で用いるためのデータとして誤差拡散回路へ出力する閾値変換回路とで構成し、第１、第２ルックアップテーブルを用いて演算処理速度を速くする。
【００２８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の発明において、１フレームを６個のサブフィールド（Ｍ＝６）で構成し、この６個のサブフィールドの重みＹｋ（ｋ＝０、１、２、…、５）を１、２、４、４、８、８として重み付けの等しいサブフィールドを２組設けたので、請求項１又は２の発明と同様の作用をするとともに、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ（例えば「７」から「８」へ）変化するときなどにおいても、変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるのを防止する。
【００２９】
請求項４に係る発明は、請求項３の発明において、重み付けの等しい２つのサブフィールドの一方を点灯する駆動信号レベルＮの画素をディスプレイパネルで表示する際に、この２つのサブフィールドのそれぞれが使用される頻度Ｂｋを１／２とすることによって、請求項３の発明と同様の作用をするとともに、動的擬似輪郭が表示画面に現われるのを防止する観点から、重み付けの等しい点灯サブフィールドと不点灯サブフィールドを格子状に交互に入れ替えて表示する場合においても、適正な階調適応を行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態例を図１に基づき説明する。
図１において図６と同一部分は同一符号とし、詳しい説明は省略する。図１において、１０ａはディスプレイパネルの一例としてのＰＤＰで、このＰＤＰ１０ａは、１フレームをＭ（Ｍは２以上の整数）個のサブフィールドに時分割したときの、各サブフィールドを重み付けの小さい順に並べたときに重み付けが倍ずつ増えないで、２のＭ乗未満の表示階調数となるように構成されている。
【００３１】
１２は誤差拡散回路で、この誤差拡散回路１２は、閾値を用いてｎビット（ｎ≧Ｍ＋１、例えばｎ＝８）の入力映像信号（図示省略）に誤差拡散処理を行うことによって、擬似中間調表示を行なうためのビット数の少ないＭビット（たとえばＭ＝６）の拡散出力信号を出力するように構成されている。前記誤差拡散回路１２の出力側には、反転補正回路１３を介してサブフィールド配列変換回路４０が結合されている。
【００３２】
前記サブフィールド配列変換回路４０は、前記誤差拡散回路１２から出力する拡散出力信号（例えばバイナリコード）をＭ個の各サブフィールドデータに変換して出力するように構成されている。このＭ個の各サブフィールドデータは、１フレームを所定の値に重み付けされたＭ個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦｍで構成したときの各サブフィールドのデータを表す。
【００３３】
前記サブフィールド配列変換回路４０の出力側には、前記ＰＤＰ１０ａが接続されるとともに、映像出力監視回路１４ａが接続されている。前記映像出力監視回路１４ａは、サンプリング・クロック生成部２２と、Ｍ個の各サブフィールドデータをそれぞれのサブフィールドに対応したＭ個のカウンタで各サブフィールドの１または複数フレーム中の表示数をカウントするデータカウンタ２４ａと、演算制御信号生成回路３４から出力する演算制御信号Ｋに基づいて、前記データカウンタ２４ａで計数した表示ドット数を全ドット数で除する演算を行い表示面積率Ｓｋを求めるカウント値選択部２６とからなっている。
【００３４】
４２は演算回路で、この演算回路４２は、第１ＬＵＴ（ルックアップテーブル）４４と輝度特性取得回路１８ａとからなり、前記第１ＬＵＴ４４には、前記演算制御信号生成回路３４から出力する演算制御信号Ｋと前記カウント値選択部２６で求めた表示面積率Ｓｋをアドレスとして、出力内容Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）が予め記憶されている。この出力内容Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）のうちのＢｋは、駆動信号レベルＮ（＜２のＭ乗）をＰＤＰ１０ａで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度を表し、Δｋ（Ｓｋ）はサブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量を表し、このＢｋ×Δｋ（Ｓｋ）の演算結果は、ＰＤＰ１０ａの発光輝度特性を実測して得られた値を用いた演算で求められ、対応するアドレスの出力内容として第１ＬＵＴ４４内に予め記憶されている。
【００３５】
前記輝度特性取得回路１８ａは、第２ＬＵＴ４６、輝度特性演算部３０及び閾値変換部３２からなり、前記第２ＬＵＴ４６には、前記演算制御信号生成回路から出力する演算制御信号Ｋをアドレスとして、出力内容Ｂｋ×Ｙｋが予め記憶されている。この出力内容Ｂｋ×ＹｋのうちのＹｋは、サブフィールドｋの重みを表し、このＢｋ×Ｙｋの演算結果は、ＰＤＰ１０ａの発光輝度特性を実測して得られた値を用いた演算で求められ、対応するアドレスの出力内容として第２ＬＵＴ４６内に予め記憶されている。
【００３６】
前記輝度特性演算部３０は、前記第１、第２ＬＵＴ４４、４６の出力内容を用い、下記の演算式（２）の演算で駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求めるように構成されている。
【００３７】
前記閾値変換部３２は、前記輝度特性演算部３０から出力する発光輝度レベルＹ（Ｎ）を閾値に変換し、閾値転送回路２０を介して前記誤差拡散回路１２へ出力するように構成されている。２１は反転検出回路で、この反転検出回路２１は、前記閾値変換部３２から出力する閾値に基づいて階調の反転を検出し、前記反転補正回路１３へ反転補正信号を出力するよに構成されている。
【００３８】
つぎに図１に示した実施形態例の作用を図２を併用して説明する。
説明の便宜上、ＰＤＰ１０ａは、図２（ａ）に示すように、６個（Ｍ＝６）のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６で１フレームが構成され、各サブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５、ＳＦ６の重み付けが１、２、４、４、８、８となり、表示階調数が２８階調（＜２の６乗の６４）であるものとし、ＰＤＰ１０ａで階調レベル４（Ｎ＝４）を表示する場合について説明する。
【００３９】
この階調レベル４を表示する場合、重み付けが４のＳＦ３とＳＦ４のどちらか一方を点灯すればよいが、動的擬似輪郭が生じるのを防止する観点から、図２（ｂ）に示すように、ＳＦ３を点灯する画素とＳＦ４を点灯する画素とを水平方向及び垂直方向に交互に配置した千鳥配列としたものとすると、ＳＦ３の使用頻度Ｂ２とＳＦ４の使用頻度Ｂ３はそれぞれ１／２となり、その他のサブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ５、ＳＦ６の使用頻度Ｂ０、Ｂ１、Ｂ４、Ｂ５は０となる。
【００４０】
誤差拡散回路１２で誤差拡散処理された映像データ（拡散出力信号）が反転補正回路１３を介してサブフィールド配列変換回路４０に入力すると、このサブフィールド配列変換回路４０によってバイナリコードから図２（ａ）に示すように重み付けされたサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６のデータに変換され、ＰＤＰ１０ａに入力して擬似中間調画像が表示されるとともに、映像出力監視回路１４ａに入力して各サブフィールドｋ（ｋ＝０、１、…、５、以下同様）の表示面積率Ｓｋが求められる。
【００４１】
演算制御信号生成回路３４からの演算制御信号Ｋと映像出力監視回路１４ａで求めた表示面積率Ｓｋをアドレスとして第１ＬＵＴ４４から演算値Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）が出力して輝度特性演算部３０に入力する。また、演算制御信号生成回路３４からの演算制御信号Ｋをアドレスとして第２ＬＵＴ４６から演算値Ｂｋ×Ｙｋが出力して輝度特性演算部３０に入力する。
【００４２】
ついで、この輝度特性演算部３０によって下記の演算が行われ、駆動信号レベル４の発光輝度レベルＹ（４）が求められる。
【００４３】
ついで、閾値変換部３２によって発光輝度レベルＹ（Ｎ）が閾値に変換され、閾値転送回路２０を介して誤差拡散回路１２に戻され、階調適応型の誤差拡散処理が行われる。また、反転検出回路２１によって閾値変換部３２から出力する閾値から階調の反転が検出され、反転補正信号が反転補正回路１３に転送され、反転補正が行われる。
【００４４】
前記実施形態例では、１フレームを構成するサブフィールドの個数Ｍが６で、そのうちの２組の重み付けを等しくし、駆動信号レベルＮ（例えばＮ＝４）に対応した１組のサブフィールドの使用頻度のそれぞれを１／２として、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ変化する変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるのを防止するとともに、重み付けの等しい点灯サブフィールドと不点灯サブフィールドを格子状に交互に入れ替えて動的擬似輪郭が表示画面に現われるのを防止するようにしたものにおいても、適正な階調適応を行うことができるようにしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、１フレームを構成するサブフィールドの個数Ｍを６とし、その重み付けが１、２、３、５、７、９の場合についても利用することができ、Ｍが６以外の場合についても利用することができる。
【００４５】
前記実施形態例では、演算回路を第１ＬＵＴと輝度特性取得回路で構成し、この輝度特性取得回路が第２ＬＵＴを具備することによって演算処理速度を速くするようにしたが、本発明はこれに限るものでなく、演算回路は、サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求め、駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を演算式
で求め、誤差拡散回路へ誤差拡散処理に用いるためのデータを出力するものであればよい。
【００４６】
前記実施形態例では、ディスプレイパネルがＰＤＰの場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、ディジタルディスプレイパネル（例えば液晶ディスプレイパネル）の場合についても利用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、階調適応型の誤差拡散処理装置において、誤差拡散回路から出力するＭビットの拡散出力信号（例えばバイナリコード信号）を、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するための駆動信号（例えば、１フレームを重みがＹｋのＭ個のサブフィールドで構成したサブフィールドデータ）に変換するサブフィールド配列変換回路と、この駆動信号に基づいてディスプレイパネルの表示面積率Ｓｋを求める映像出力監視回路と、サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求めるとともに、駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を下記の演算式（２）
で求め、誤差拡散回路へ誤差拡散処理に用いるためのデータを出力する演算回路とを具備してなることを特徴とするものである。
【００４８】
このように、この演算式（２）において、Ｂｋは駆動信号のレベルＮ（＜２のＭ乗）をディスプレイパネルで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度を表し、Ｙｋは、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するために１フレームをＭ個のサブフィールドに時分割したときの各サブフィールドの重みを表しているので、１フレームを構成する複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増えるサブフィールドでない構成のディスプレイパネルを用いたディスプレイ装置においても、Ｂｋ及びＹｋを対応した値に設定することによって適正な階調適応を行うことができる。
【００４９】
また、演算回路を、演算制御信号Ｋと表示面積率ＳｋをアドレスとしてＢｋ×Δｋ（Ｓｋ）を出力内容とする第１ルックアップテーブルと、輝度特性取得回路とで構成し、この輝度特性取得回路を、演算制御信号ＫをアドレスとしてＢｋ×Ｙｋを出力内容とする第２ルックアップテーブルと、第１、第２ルックアップテーブルの出力内容を加算して駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求める輝度特性演算回路と、この発光輝度レベルＹ（Ｎ）を閾値に変換し、この閾値を誤差拡散処理で用いるためのデータとして誤差拡散回路へ出力する閾値変換回路とで構成した場合には、演算値Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）、Ｂｋ×Ｙｋを出力内容とする２ルックアップテーブルを用いているので演算処理速度を速くすることができる。
【００５０】
また、１フレームを６個のサブフィールド（Ｍ＝６）で構成し、この６個のサブフィールドの重みＹｋ（ｋ＝０、１、２、…、５）を１、２、４、４、８、８として重み付けの等しいサブフィールドを２組設けた場合には、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ（例えば「７」から「８」へ）変化するようなときにも、変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるのを防止することができる。
【００５１】
また、重み付けの等しい２つのサブフィールドの一方を点灯する駆動信号レベルＮの画素をディスプレイパネルで表示する際に、この２つのサブフィールドのそれぞれが使用される頻度Ｂｋを１／２とした場合には、動的擬似輪郭が表示画面に現われるのを防止する観点から、重み付けの等しい点灯サブフィールドと不点灯サブフィールドを格子状に交互に入れ替えて表示するときにおいても、適正な階調適応を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディスプレイ装置の誤差拡散処理装置の一実施形態例を示すブロック図である。
【図２】図１の作用説明図を示し、（ａ）はサブフィールド配列変換回路によって重み付けされたサブフィールド配列の具体例の説明図、（ｂ）は（ａ）のサブフィールド配列で駆動信号レベルＮが４のときのＰＤＰの表示例の説明図である。
【図３】発光輝度特性の代表的な一例を示す特性図である。
【図４】発光輝度特性の他の一例を示す特性図である。
【図５】反転区間のある発光輝度特性の一例を示す特性図である。
【図６】既提案の誤差拡散処理装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、 １２…誤差拡散回路、 １３…反転補正回路、 １４、１４ａ…映像出力監視回路、 １６…ＲＯＭ、 １８、１８ａ…輝度特性取得回路、 ２０…閾値転送回路、 ２１…反転検出回路、 ２２…サンプリング・クロック生成部、 ２４、２４ａ…データカウンタ、 ２６…カウント値選択部、 ２８…偏差演算部、 ３０…輝度特性演算部、 ３２…閾値変換部、 ３４…演算制御信号生成回路、 ４０…サブフィールド配列変換回路、 ４２…演算回路、 ４４…第１ＬＵＴ（ルックアップテーブル）、 ４６…第２ＬＵＴ、 Ｂｋ…駆動信号レベルＮをＰＤＰ１０ａに表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度、 Ｋ…サブフィールドｋについての演算制御信号、 Ｍ…１フレーム中のサブフィールド数、 Ｓｋ…サブフィールドｋの表示面積率、 Ｙｋ…サブフィールドｋの重み、 Ｙ（Ｎ）…駆動信号レベルＮの発光輝度レベル、 Δｋ（Ｓｋ）…サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のような非線形な階調特性をもつディジタルディスプレイ装置で、誤差拡散による擬似中間調画像表示を行うための誤差拡散処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、薄型、軽量のディスプレイ装置として、ＰＤＰが注目されている。このＰＤＰの駆動方式は、従来のＣＲＴ駆動方式とは全く異なっており、ディジタル化された映像入力信号による直接駆動方式である。したがって、パネル面から発光される輝度階調は、扱う信号のビット数によって定まる。
【０００３】
ＰＤＰは基本的特性のことなるＡＣ型とＤＣ型の２方式に分けられる。
ＡＣ型ＰＤＰでは、階調表示に関し試作レベルで最大６４階調表示までの報告しかなかったが、アドレス・表示分離型駆動法（ＡＤＳサブフィールド法）による将来の２５６階調の手法が提案されている。
【０００４】
ＡＤＳサブフィールド法における１フレーム（又は１フィールド）は、輝度の相対比が、たとえば１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８の８個のサブフィールドで構成され、８画面の輝度の組み合わせで２５６階調の表示を行う。それぞれのサブフィールドは、リフレッシュした１画面分のデータの書込みを行うアドレス期間とそのサブフィールドの輝度レベルを決めるサスティン期間で構成される。アドレス期間では、最初全画面同時に各ピクセルに初期的に壁電荷が形成され、その後サスティンパルスが全画面に与えられ表示を行う。サブフィールドの明るさはサスティンパルスの数に比例し、所定の輝度に設定される。このようにして２５６階調表示が実現される。
【０００５】
以上のようなＡＣ駆動方式では、階調数を増やせば増やすほど、１フレーム期間内でパネルを点灯発光させる準備期間としてのアドレス期間のビット数が増加するため、発光期間としてのサスティン期間が相対的に短くなり、最大輝度が低下する。
【０００６】
このように、パネル面から発光される輝度階調は、扱う信号のビット数によって定まるため、扱う信号のビット数を増やせば、画質は向上するが、発光輝度が低下し、逆に扱う信号のビット数を減らせば、発光輝度が増加するが、階調表示が少なくなり、画質の低下を招く。
【０００７】
入力信号のビット数よりも出力駆動信号のビット数を低減しながら、入力信号と発光輝度との濃淡誤差を最小にするための誤差拡散処理は、擬似中間調を表現する処理であり、少ない階調で濃淡表現する場合に用いられる。
従来の一般的な誤差拡散回路において、映像信号入力端子から誤差拡散回路にｐ（例えば８）ビットの原画素Ａｉ，ｊの映像信号が入力し、処理回路部を経て、さらにビット数をｑ（例えば４）ビットに減らす処理をしてＰＤＰを発光する。
【０００８】
また、ＲＯＭなどからなる発光輝度特性演算部は、例えば図３に示すｙ＝ｘ（点線）にできるだけ近似した代表的な入力データ（実線）からＰＤＰの発光輝度特性を測定し記憶しておく。この発光輝度特性を誤差量演算部に送って誤差を算出し、それを処理回路部で入力映像信号に加算し、拡散することによって擬似中間調表示を行っていた。
この結果、瞬間的には実線の階段状のような発光輝度レベルであるにも拘らず、実際は、平均化された状態で認識され、点線ｙ＝ｘに似た補正輝度線となる。
【０００９】
しかし、ＰＤＰなどのディスプレイ装置の発光輝度特性は、表示しようとするデータにより変化し、図４に示すような発光輝度特性の場合もある。このような場合、図３に示すような代表的な発光輝度特性に合わせ込む方法では、この代表的な特性を取得したとき以外のデータに対しては、階調特性に適応しきれないで、階調不適応による擬似輪郭が現われるという問題があった。
【００１０】
また、ＰＤＰなどの表示装置の発光輝度特性が、図５に示すように、入力駆動信号が増加しているのに発光輝度レベルが減少する反転区間のある場合もある。この図５のように発光輝度レベルが反転している場合、誤差拡散後の擬似中間調表示の階調特性も反転している部分があり、本来明るく表示されるべきところが暗く表示されて映像に違和感が生じるという問題があった。
【００１１】
本出願人は、このような問題を解決するために、既に図６に示すような階調適応型の誤差拡散処理装置を提案している。
図６では、従来のようにＲＯＭから与えられていた発光輝度特性の代わりに、１または複数フレーム毎の発光輝度特性を、ＰＤＰなどのディスプレイ装置の入力データの負荷率から求められる輝度偏差特性に基づいて算出し、１または複数フレーム毎に発光輝度特性を更新して誤差拡散を行い、擬似輪郭が現われるのを防止するとともに、発光輝度レベルの反転による映像の違和感が生じないようにした装置を提案した。
【００１２】
さらに詳しく説明すると、入力映像信号（図示省略）に誤差拡散処理を行うことによって、ＰＤＰ１０で擬似中間調画像表示を行なうための拡散出力信号を出力する誤差拡散回路１２を設け、この誤差拡散回路１２の出力側に、反転補正回路１３、映像出力監視回路１４、ルックアップテーブルとしてのＲＯＭ１６及び輝度特性取得回路１８を順次結合し、この輝度特性取得回路１８の出力側を、閾値転送回路２０を介して誤差拡散回路１２に結合してループを形成するとともに、反転検出回路２１を介して反転補正回路１３に結合する。
【００１３】
映像出力監視回路１４は、サンプリング・クロック生成部２２と、複数ビット（例えばＭビット）の映像データをそれぞれのビットに対応した複数個（例えばＭ個）のカウンタで各ビットの１または複数フレーム中の表示数をカウントするデータカウンタ２４と、このデータカウンタ２４で計数した表示ドット数を、全ドット数で除する演算を行い表示面積率Ｓｋを求めるカウント値選択部２６とからなっている。
【００１４】
輝度特性取得回路１８は、各ビットの輝度偏差特性を求める偏差演算部２８と、この偏差演算部２８のデータに基づき各レベルの輝度偏差量を求める輝度特性演算部３０と、閾値変換部３２とからなっている。３４は演算制御信号生成回路で、この演算制御信号生成回路３４は、カウント値選択部２６、偏差演算部２８、輝度特性演算部３０に演算制御信号Ｋを出力し、所定の演算をせしめるように構成されている。
【００１５】
また、反転補正回路１３は、誤差拡散回路１２から出力する拡散出力信号に反転補正値を加えて反転を補正し、反転検出回路２１は、輝度特性取得回路１８で得られた発光輝度特性から発光輝度レベルの反転を検出し、所定の発光輝度特性とするための反転補正値を反転補正回路１３に出力する。
【００１６】
以上のような構成において、誤差拡散回路１２から反転補正回路１３を介して映像出力監視回路１４へデータが伝送されてくると、データカウンタ２４は、Ｍビットの映像データをそれぞれのビットに対応したＭ個のカウンタで各ビットの１または複数フレーム中の表示数である「サブフィールドｋの表示ドット数」をカウントする。
カウント値選択部２６は、データカウンタ２４で計数した「サブフィールドｋの表示ドット数」を、「全ドット数」で除する演算を行い表示面積率Ｓｋを求める。
【００１７】
そして、カウント値選択部２６で求めた表示面積率ＳｋをアドレスとしてルックアップテーブルとしてのＲＯＭ１６から読み出された係数を用いて、偏差演算部２８によって各ビットの輝度偏差特性が求められ、輝度特性演算部３０により各レベルの輝度偏差量が求められ、閾値変換部３２で閾値に変換されて誤差拡散回路１２に戻される。
【００１８】
以上のようにして、各レベルの輝度偏差量演算は、１または複数フレーム毎に階調特性を更新して誤差拡散回路１２に伝送される。
誤差拡散回路１２では、この発光輝度特性に基づき誤差拡散の処理をし、反転補正回路１３を介してＰＤＰ１０へ出力する。
このような構成とすることにより、「階調特性取得」→「誤差拡散」→「階調特性取得」→…のループで映像が処理される。この結果、刻々と変化するデータに対しても十分階調特性に適応し得るものである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した既提案の誤差拡散処理装置では、駆動信号のレベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を、下記の演算式（１）
【００２０】
すなわち、演算式（１）において、Ｍは１フレームを構成するサブフィールドの数（例えば６）、Ａｋは駆動信号レベルのＮを２進数で表したとき（Ｎ＝（Ａ１、Ａ２、…、Ａｋ、…））のｋビット目のデータ、δ（Ｓｋ）はｋサブフィールドの表示面積率Ｓｋに対する輝度偏差率を表しているので、１フレームを構成する複数のサブフィールド（例えばＳＦ１〜ＳＦ６の６個のサブフィールド）の重み付けが１、２、４、８、１６、３２、…のように２の指数で表現され、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増える構成とする必要があった。例えばＳＦ１＝１６、ＳＦ２＝１、ＳＦ３＝８、ＳＦ４＝４、ＳＦ５＝２、ＳＦ６＝３２とする必要があった。
【００２１】
このため、複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増える構成でないサブフィールドをもつディスプレイの場合（例えば表示階調数が２のＭ（Ｍは２以上の整数）乗とならないディスプレイの場合）、演算式（１）の演算で求めた発光輝度レベルＹ（Ｎ）では適正な階調適応ができないという問題点があった。
【００２２】
前記の表示階調数が２のＭ乗とならないディスプレイの場合には、例えば本出願人が既に提案したつぎのような場合がある。すなわち、ｎ個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎの重み付けを２の指数で表現し、ｎ画面の輝度の組み合わせで２のｎ乗階調の表示を行うものでは、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ（例えば「７」から「８」へ）変化するときに、変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるという問題があったので、この問題を解決するために、１フレームを構成するｎ個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎのうちの少なくとも１組のサブフィールドの重み付けを等しくしたもの（例えば６個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６の重み付けを１、２、４、４、８、８としたもの）を提案した。
このような場合に前記演算式（１）の演算で求めた発光輝度レベルＹ（Ｎ）では適正な階調適応ができないという問題点があった。
【００２３】
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたもので、ディスプレイ装置の誤差拡散処理装置において、１フレームを構成する複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増えるサブフィールドでない構成のディスプレイパネルを用いたディスプレイ装置において、適正な階調適応を行うことができるようにすることを目的とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るディスプレイ装置の誤差拡散処理装置は、誤差拡散処理を行うことによって入力映像信号より少ないビット数Ｍの拡散出力信号を得る誤差拡散回路と、このＭビットの拡散出力信号を、１フレームをＭ個のサブフィールドに時分割し各サブフィールドの重みをＹｋ（ｋ＝０、１、…、Ｍ−１、以下同様）として表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するための駆動信号に変換するサブフィールド配列変換回路と、この駆動信号に基づいてディスプレイパネルの表示面積率Ｓｋを求める映像出力監視回路と、前記駆動信号のレベルＮ（＜２のＭ乗）をディスプレイパネルで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度をＢｋとしたときに、サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求め、前記駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）をつぎの演算式（２）
【００２５】
サブフィールド配列変換回路は、誤差拡散回路から出力するＭビットの拡散出力信号（例えばバイナリコード信号）を、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するための駆動信号（例えば、１フレームを重みがＹｋのＭ個のサブフィールドで構成したサブフィールドデータ）に変換する。映像出力監視回路は、この変換された駆動信号に基づいてディスプレイパネルの表示面積率Ｓｋを求め、演算回路は、表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求めるとともに、演算式（２）を用いて駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求め、誤差拡散回路へ誤差拡散処理に用いるためのデータを出力する。
【００２６】
演算式（２）において、Ｂｋは駆動信号のレベルＮ（＜２のＭ乗）をディスプレイパネルで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度を表し、Ｙｋは、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するために１フレームをＭ個のサブフィールドに時分割したときの各サブフィールドの重みを表しているので、１フレームを構成する複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増えるサブフィールドでない構成のディスプレイパネルを用いたディスプレイ装置においても、Ｂｋ及びＹｋを対応した値に設定することによって適正な階調適応を行うことができる。
【００２７】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、演算回路を、演算制御信号Ｋと表示面積率ＳｋをアドレスとしてＢｋ×Δｋ（Ｓｋ）を出力内容とする第１ルックアップテーブルと、輝度特性取得回路とからなり、この輝度特性取得回路は、演算制御信号ＫをアドレスとしてＢｋ×Ｙｋを出力内容とする第２ルックアップテーブルと、第１、第２ルックアップテーブルの出力内容を加算して駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求める輝度特性演算回路と、この発光輝度レベルＹ（Ｎ）を閾値に変換し、この閾値を誤差拡散処理で用いるためのデータとして誤差拡散回路へ出力する閾値変換回路とで構成し、第１、第２ルックアップテーブルを用いて演算処理速度を速くする。
【００２８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の発明において、１フレームを６個のサブフィールド（Ｍ＝６）で構成し、この６個のサブフィールドの重みＹｋ（ｋ＝０、１、２、…、５）を１、２、４、４、８、８として重み付けの等しいサブフィールドを２組設けたので、請求項１又は２の発明と同様の作用をするとともに、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ（例えば「７」から「８」へ）変化するときなどにおいても、変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるのを防止する。
【００２９】
請求項４に係る発明は、請求項３の発明において、重み付けの等しい２つのサブフィールドの一方を点灯する駆動信号レベルＮの画素をディスプレイパネルで表示する際に、この２つのサブフィールドのそれぞれが使用される頻度Ｂｋを１／２とすることによって、請求項３の発明と同様の作用をするとともに、動的擬似輪郭が表示画面に現われるのを防止する観点から、重み付けの等しい点灯サブフィールドと不点灯サブフィールドを格子状に交互に入れ替えて表示する場合においても、適正な階調適応を行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態例を図１に基づき説明する。
図１において図６と同一部分は同一符号とし、詳しい説明は省略する。図１において、１０ａはディスプレイパネルの一例としてのＰＤＰで、このＰＤＰ１０ａは、１フレームをＭ（Ｍは２以上の整数）個のサブフィールドに時分割したときの、各サブフィールドを重み付けの小さい順に並べたときに重み付けが倍ずつ増えないで、２のＭ乗未満の表示階調数となるように構成されている。
【００３１】
１２は誤差拡散回路で、この誤差拡散回路１２は、閾値を用いてｎビット（ｎ≧Ｍ＋１、例えばｎ＝８）の入力映像信号（図示省略）に誤差拡散処理を行うことによって、擬似中間調表示を行なうためのビット数の少ないＭビット（たとえばＭ＝６）の拡散出力信号を出力するように構成されている。前記誤差拡散回路１２の出力側には、反転補正回路１３を介してサブフィールド配列変換回路４０が結合されている。
【００３２】
前記サブフィールド配列変換回路４０は、前記誤差拡散回路１２から出力する拡散出力信号（例えばバイナリコード）をＭ個の各サブフィールドデータに変換して出力するように構成されている。このＭ個の各サブフィールドデータは、１フレームを所定の値に重み付けされたＭ個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦｍで構成したときの各サブフィールドのデータを表す。
【００３３】
前記サブフィールド配列変換回路４０の出力側には、前記ＰＤＰ１０ａが接続されるとともに、映像出力監視回路１４ａが接続されている。前記映像出力監視回路１４ａは、サンプリング・クロック生成部２２と、Ｍ個の各サブフィールドデータをそれぞれのサブフィールドに対応したＭ個のカウンタで各サブフィールドの１または複数フレーム中の表示数をカウントするデータカウンタ２４ａと、演算制御信号生成回路３４から出力する演算制御信号Ｋに基づいて、前記データカウンタ２４ａで計数した表示ドット数を全ドット数で除する演算を行い表示面積率Ｓｋを求めるカウント値選択部２６とからなっている。
【００３４】
４２は演算回路で、この演算回路４２は、第１ＬＵＴ（ルックアップテーブル）４４と輝度特性取得回路１８ａとからなり、前記第１ＬＵＴ４４には、前記演算制御信号生成回路３４から出力する演算制御信号Ｋと前記カウント値選択部２６で求めた表示面積率Ｓｋをアドレスとして、出力内容Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）が予め記憶されている。この出力内容Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）のうちのＢｋは、駆動信号レベルＮ（＜２のＭ乗）をＰＤＰ１０ａで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度を表し、Δｋ（Ｓｋ）はサブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量を表し、このＢｋ×Δｋ（Ｓｋ）の演算結果は、ＰＤＰ１０ａの発光輝度特性を実測して得られた値を用いた演算で求められ、対応するアドレスの出力内容として第１ＬＵＴ４４内に予め記憶されている。
【００３５】
前記輝度特性取得回路１８ａは、第２ＬＵＴ４６、輝度特性演算部３０及び閾値変換部３２からなり、前記第２ＬＵＴ４６には、前記演算制御信号生成回路から出力する演算制御信号Ｋをアドレスとして、出力内容Ｂｋ×Ｙｋが予め記憶されている。この出力内容Ｂｋ×ＹｋのうちのＹｋは、サブフィールドｋの重みを表し、このＢｋ×Ｙｋの演算結果は、ＰＤＰ１０ａの発光輝度特性を実測して得られた値を用いた演算で求められ、対応するアドレスの出力内容として第２ＬＵＴ４６内に予め記憶されている。
【００３６】
前記輝度特性演算部３０は、前記第１、第２ＬＵＴ４４、４６の出力内容を用い、下記の演算式（２）の演算で駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求めるように構成されている。
前記閾値変換部３２は、前記輝度特性演算部３０から出力する発光輝度レベルＹ（Ｎ）を閾値に変換し、閾値転送回路２０を介して前記誤差拡散回路１２へ出力するように構成されている。２１は反転検出回路で、この反転検出回路２１は、前記閾値変換部３２から出力する閾値に基づいて階調の反転を検出し、前記反転補正回路１３へ反転補正信号を出力するよに構成されている。
【００３８】
つぎに図１に示した実施形態例の作用を図２を併用して説明する。
説明の便宜上、ＰＤＰ１０ａは、図２（ａ）に示すように、６個（Ｍ＝６）のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６で１フレームが構成され、各サブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５、ＳＦ６の重み付けが１、２、４、４、８、８となり、表示階調数が２８階調（＜２の６乗の６４）であるものとし、ＰＤＰ１０ａで階調レベル４（Ｎ＝４）を表示する場合について説明する。
【００３９】
この階調レベル４を表示する場合、重み付けが４のＳＦ３とＳＦ４のどちらか一方を点灯すればよいが、動的擬似輪郭が生じるのを防止する観点から、図２（ｂ）に示すように、ＳＦ３を点灯する画素とＳＦ４を点灯する画素とを水平方向及び垂直方向に交互に配置した千鳥配列としたものとすると、ＳＦ３の使用頻度Ｂ２とＳＦ４の使用頻度Ｂ３はそれぞれ１／２となり、その他のサブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ５、ＳＦ６の使用頻度Ｂ０、Ｂ１、Ｂ４、Ｂ５は０となる。
【００４０】
誤差拡散回路１２で誤差拡散処理された映像データ（拡散出力信号）が反転補正回路１３を介してサブフィールド配列変換回路４０に入力すると、このサブフィールド配列変換回路４０によってバイナリコードから図２（ａ）に示すように重み付けされたサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６のデータに変換され、ＰＤＰ１０ａに入力して擬似中間調画像が表示されるとともに、映像出力監視回路１４ａに入力して各サブフィールドｋ（ｋ＝０、１、…、５、以下同様）の表示面積率Ｓｋが求められる。
【００４１】
演算制御信号生成回路３４からの演算制御信号Ｋと映像出力監視回路１４ａで求めた表示面積率Ｓｋをアドレスとして第１ＬＵＴ４４から演算値Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）が出力して輝度特性演算部３０に入力する。また、演算制御信号生成回路３４からの演算制御信号Ｋをアドレスとして第２ＬＵＴ４６から演算値Ｂｋ×Ｙｋが出力して輝度特性演算部３０に入力する。
【００４２】
ついで、この輝度特性演算部３０によって下記の演算が行われ、駆動信号レベル４の発光輝度レベルＹ（４）が求められる。
ついで、閾値変換部３２によって発光輝度レベルＹ（Ｎ）が閾値に変換され、閾値転送回路２０を介して誤差拡散回路１２に戻され、階調適応型の誤差拡散処理が行われる。また、反転検出回路２１によって閾値変換部３２から出力する閾値から階調の反転が検出され、反転補正信号が反転補正回路１３に転送され、反転補正が行われる。
【００４４】
前記実施形態例では、１フレームを構成するサブフィールドの個数Ｍが６で、そのうちの２組の重み付けを等しくし、駆動信号レベルＮ（例えばＮ＝４）に対応した１組のサブフィールドの使用頻度のそれぞれを１／２として、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ変化する変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるのを防止するとともに、重み付けの等しい点灯サブフィールドと不点灯サブフィールドを格子状に交互に入れ替えて動的擬似輪郭が表示画面に現われるのを防止するようにしたものにおいても、適正な階調適応を行うことができるようにしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、１フレームを構成するサブフィールドの個数Ｍを６とし、その重み付けが１、２、３、５、７、９の場合についても利用することができ、Ｍが６以外の場合についても利用することができる。
【００４５】
前記実施形態例では、演算回路を第１ＬＵＴと輝度特性取得回路で構成し、この輝度特性取得回路が第２ＬＵＴを具備することによって演算処理速度を速くするようにしたが、本発明はこれに限るものでなく、演算回路は、サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求め、駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を演算式
【００４６】
前記実施形態例では、ディスプレイパネルがＰＤＰの場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、ディジタルディスプレイパネル（例えば液晶ディスプレイパネル）の場合についても利用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、階調適応型の誤差拡散処理装置において、誤差拡散回路から出力するＭビットの拡散出力信号（例えばバイナリコード信号）を、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するための駆動信号（例えば、１フレームを重みがＹｋのＭ個のサブフィールドで構成したサブフィールドデータ）に変換するサブフィールド配列変換回路と、この駆動信号に基づいてディスプレイパネルの表示面積率Ｓｋを求める映像出力監視回路と、サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求めるとともに、駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を下記の演算式（２）
【００４８】
このように、この演算式（２）において、Ｂｋは駆動信号のレベルＮ（＜２のＭ乗）をディスプレイパネルで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度を表し、Ｙｋは、表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するために１フレームをＭ個のサブフィールドに時分割したときの各サブフィールドの重みを表しているので、１フレームを構成する複数のサブフィールドの重み付けが１、２、４、４、８、８や、１、２、３、５、７、９のような、重み付けの小さい順に並べたときに倍ずつ増えるサブフィールドでない構成のディスプレイパネルを用いたディスプレイ装置においても、Ｂｋ及びＹｋを対応した値に設定することによって適正な階調適応を行うことができる。
【００４９】
また、演算回路を、演算制御信号Ｋと表示面積率ＳｋをアドレスとしてＢｋ×Δｋ（Ｓｋ）を出力内容とする第１ルックアップテーブルと、輝度特性取得回路とで構成し、この輝度特性取得回路を、演算制御信号ＫをアドレスとしてＢｋ×Ｙｋを出力内容とする第２ルックアップテーブルと、第１、第２ルックアップテーブルの出力内容を加算して駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求める輝度特性演算回路と、この発光輝度レベルＹ（Ｎ）を閾値に変換し、この閾値を誤差拡散処理で用いるためのデータとして誤差拡散回路へ出力する閾値変換回路とで構成した場合には、演算値Ｂｋ×Δｋ（Ｓｋ）、Ｂｋ×Ｙｋを出力内容とする２ルックアップテーブルを用いているので演算処理速度を速くすることができる。
【００５０】
また、１フレームを６個のサブフィールド（Ｍ＝６）で構成し、この６個のサブフィールドの重みＹｋ（ｋ＝０、１、２、…、５）を１、２、４、４、８、８として重み付けの等しいサブフィールドを２組設けた場合には、駆動信号の輝度レベルが「２のｍ乗−１」から「２のｍ乗」へ（例えば「７」から「８」へ）変化するようなときにも、変化部分に対応する画面に粒状の雑音が見えるのを防止することができる。
【００５１】
また、重み付けの等しい２つのサブフィールドの一方を点灯する駆動信号レベルＮの画素をディスプレイパネルで表示する際に、この２つのサブフィールドのそれぞれが使用される頻度Ｂｋを１／２とした場合には、動的擬似輪郭が表示画面に現われるのを防止する観点から、重み付けの等しい点灯サブフィールドと不点灯サブフィールドを格子状に交互に入れ替えて表示するときにおいても、適正な階調適応を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディスプレイ装置の誤差拡散処理装置の一実施形態例を示すブロック図である。
【図２】図１の作用説明図を示し、（ａ）はサブフィールド配列変換回路によって重み付けされたサブフィールド配列の具体例の説明図、（ｂ）は（ａ）のサブフィールド配列で駆動信号レベルＮが４のときのＰＤＰの表示例の説明図である。
【図３】発光輝度特性の代表的な一例を示す特性図である。
【図４】発光輝度特性の他の一例を示す特性図である。
【図５】反転区間のある発光輝度特性の一例を示す特性図である。
【図６】既提案の誤差拡散処理装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、 １２…誤差拡散回路、 １３…反転補正回路、 １４、１４ａ…映像出力監視回路、 １６…ＲＯＭ、 １８、１８ａ…輝度特性取得回路、 ２０…閾値転送回路、 ２１…反転検出回路、 ２２…サンプリング・クロック生成部、 ２４、２４ａ…データカウンタ、 ２６…カウント値選択部、 ２８…偏差演算部、 ３０…輝度特性演算部、 ３２…閾値変換部、 ３４…演算制御信号生成回路、 ４０…サブフィールド配列変換回路、 ４２…演算回路、 ４４…第１ＬＵＴ（ルックアップテーブル）、 ４６…第２ＬＵＴ、 Ｂｋ…駆動信号レベルＮをＰＤＰ１０ａに表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度、 Ｋ…サブフィールドｋについての演算制御信号、 Ｍ…１フレーム中のサブフィールド数、 Ｓｋ…サブフィールドｋの表示面積率、 Ｙｋ…サブフィールドｋの重み、 Ｙ（Ｎ）…駆動信号レベルＮの発光輝度レベル、 Δｋ（Ｓｋ）…サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量。
Claims (4)
- 誤差拡散処理を行うことによって入力映像信号より少ないビット数Ｍの拡散出力信号を得る誤差拡散回路と、前記Ｍビットの拡散出力信号を、１フレームをＭ個のサブフィールドに時分割し各サブフィールドの重みをＹｋ（ｋ＝０、１、…、Ｍ−１、以下同様）として表示階調数が２のＭ乗未満のディスプレイパネルで中間調画像を表示するための駆動信号に変換するサブフィールド配列変換回路と、前記駆動信号に基づいて前記ディスプレイパネルの表示面積率Ｓｋを求める映像出力監視回路と、前記駆動信号のレベルＮ（＜２のＭ乗）を前記ディスプレイパネルで表示する際にサブフィールドｋが使用される頻度をＢｋとしたときに、サブフィールドｋの表示面積率Ｓｋに対する輝度変化量Δｋ（Ｓｋ）を求め、前記駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を演算式
で求め、前記誤差拡散回路へ誤差拡散処理に用いるためのデータを出力する演算回路とを具備してなることを特徴とするディスプレイ装置の誤差拡散処理装置。 - 演算回路は、演算制御信号Ｋと表示面積率ＳｋをアドレスとしてＢｋ×Δｋ（Ｓｋ）を出力内容とする第１ルックアップテーブルと、輝度特性取得回路とからなり、前記輝度特性取得回路は演算制御信号ＫをアドレスとしてＢｋ×Ｙｋを出力内容とする第２ルックアップテーブルと、前記第１、第２ルックアップテーブルの出力内容を加算して駆動信号レベルＮの発光輝度レベルＹ（Ｎ）を求める輝度特性演算回路と、この輝度特性演算回路で求めた発光輝度レベルＹ（Ｎ）を閾値に変換し、この閾値を誤差拡散処理で用いるためのデータとして誤差拡散回路へ出力する閾値変換回路とからなる請求項１記載のディスプレイ装置の誤差拡散処理装置。
- １フレームを６個のサブフィールド（Ｍ＝６）で構成し、前記６個のサブフィールドの重みＹｋ（ｋ＝０、１、２、…、５）を１、２、４、４、８、８としてなる請求項１又は２記載のディスプレイ装置の誤差拡散処理装置。
- 重み付けの等しい２つのサブフィールドの一方を点灯する駆動信号レベルＮをディスプレイパネルで表示する際に、前記２つのサブフィールドのそれぞれが使用される頻度Ｂｋを１／２としてなる請求項３記載のディスプレイ装置の誤差拡散処理装置。
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