JP3570092B2 - 階調適応型誤差拡散回路 - Google Patents

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（表示装置）で、誤差拡散による擬似中間調画像表示を行うための階調適応型誤差拡散回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、薄型、軽量の表示装置として、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、誤差拡散処理部を経て、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９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拡散処理部に送って誤差を算出して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などの表示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１０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９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１１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１１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】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、このような問題を解決するために、既に図１２に示すような階調適応型誤差拡散回路を提案している。
図１２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回路を提案した。
【００１２】
さらに詳しく説明すると、入力端子１０に入力した映像信号に誤差拡散処理を行う誤差拡散処理部１２を設け、この誤差拡散処理部１２の出力側に反転補正部１４を結合し、この反転補正部１４で誤差拡散処理部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、出力端子１６を介してＰＤＰ（図示省略）へ出力する。
【００１３】
反転補正部１４の出力側に表示面積率演算部１８、ルックアップテーブルとしての輝度低下率ＲＯＭ２０及び輝度特性取得部２２を順次結合し、この輝度特性取得部２２で得られた輝度偏差量（輝度偏差データ）を誤差拡散処理部１２へ出力してループを形成する。また、反転検出部２４は、輝度特性取得部２２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補正情報を反転補正部１４へ出力する。
【００１４】
表示面積率演算部１８は、誤差拡散処理部１２で誤差拡散し、反転補正部１４で反転補正した出力データをサンプリングし、各サブフレームのサンプリングカウント値Ｃ（ｉ）（表示面積率）を求める。このカウント値Ｃ（ｉ）をアドレスとして、輝度低下率ＲＯＭ２０から輝度低下率が求められ、この輝度低下率に基づいて輝度特性取得部２２から輝度偏差量が求められる（輝度特性が取得される）。そして、この輝度偏差量が誤差拡散処理部１２へフィードバックされ、この輝度偏差量に対応した発光輝度特性に基づく誤差拡散処理が行われる。このため、「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、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。
【００１５】
しかしながら、図１２に示した既提案の階調適応型誤差拡散回路では、伝送ノイズ等の影響による映像の微小変化や、閉ループのループ振動等により、静止画や動画（特に静止画）においてフリッカ（ちらつき）が目立つことがあるという問題点があった。これは、映像の微小変化がカウント値Ｃ（ｉ）のずれとなって輝度特性がずれ、誤差拡散のパターンが動き、これがループしてフリッカに見えるからである。
【００１６】
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたもので、階調適応型誤差拡散回路において、「階調特性取得」→「誤差拡散」→「階調特性取得」→…のループ振動を抑制して、静止画や動画に現われるフリッカを少なくすることを目的の一つとするものである。
本発明は、必要に応じて、反転補正時のループ振動を抑制して、フリッカを少なくすることを目的の一つとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、誤差拡散処理部と、この誤差拡散処理部から表示装置へ出力する拡散出力信号に基づいて表示面積率を求める表示面積率演算部と、この表示面積率演算部で求めた表示面積率が、その平均値を含む一定範囲Ｗ内のときにはそのまま出力し、一定範囲Ｗ外のときには一定範囲Ｗ内の設定値Ｓ１を出力するアドレス制御部と、このアドレス制御部の出力値をアドレスとして予め記憶された複数の輝度低下率の中から対応した輝度低下率を求める輝度低下率ＲＯＭと、この輝度低下率ＲＯＭから求めた輝度低下率に基づいて輝度偏差量を求め前記誤差拡散処理部へ出力する輝度特性取得部とを具備してなることを特徴とするものである。
【００１８】
誤差拡散処理部による誤差の組入れで原映像信号を拡散させるとともに原映像信号より少ないビット数の信号に変換された拡散出力信号が表示面積率演算部に入力すると、この表示面積率演算部によって表示装置（例えばＰＤＰ）の表示面積率Ｃ（ｉ）が求められる。アドレス制御部は、表示面積率Ｃ（ｉ）が平均値ＣＡＶを含む一定範囲Ｗ内（例えば、ＣＡＶ−α≦Ｃ（ｉ）≦ＣＡＶ＋α）のときにはそのまま出力し、表示面積率Ｃ（ｉ）が一定範囲Ｗ外（例えば、Ｃ（ｉ）＜ＣＡＶ−α，ＣＡＶ＋α＜Ｃ（ｉ））のときには一定範囲Ｗ内の設定値Ｓ１（例えば、ＣＡＶ，ＣＡＶ−α，ＣＡＶ＋α）を出力する。アドレス制御部の出力値をアドレスとして輝度低下率ＲＯＭから対応した輝度低下率が求められ、この輝度低下率に基づいて輝度特性取得部で輝度偏差量が求められ誤差拡散処理部に帰還される。
【００１９】
伝送ノイズ等の影響による映像の微小変化や閉ループのループ振動等により、輝度特性取得部から誤差拡散処理部へ帰還する輝度偏差量が変動し、表示面積率演算部で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）が平均値ＣＡＶを含む一定範囲Ｗの外になるほど大きくなった場合には、アドレス制御部でＣ（ｉ）を一定範囲Ｗ内に制限して輝度低下率ＲＯＭへのアドレスとすることによって、輝度低下率ＲＯＭから求められる輝度低下率の変動範囲を小さくする。
【００２０】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、表示面積率演算部で求めた表示面積率に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下の状態が一定期間以上継続したか否かに基づいてロックオン信号、ロックオフ信号を出力するアドレスロック検出部を付加し、このアドレスロック検出部のロックオン信号でアドレス制御部の出力値をロックし、ロックオフ信号でアドレス制御部の出力値のロックを解除し、フレーム間における輝度変化率が小さいときにアドレス制御部から輝度低下率ＲＯＭへ出力するアドレスをロックし、輝度低下率ＲＯＭから求められる輝度低下率の変動範囲をさらに小さくする。
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項２の発明において、輝度特性取得部と誤差拡散処理部の間に輝度特性取得部から誤差拡散処理部へ転送される輝度偏差量の変動を抑制するフィルタを挿入し、このフィルタは、輝度特性取得部で求めた輝度偏差量の変動量が設定値Ｓ３未満のときには変動前の輝度偏差量に対応した固定値を出力し、設定値Ｓ３以上のときには変動後の輝度偏差量に対応した値を出力する。このため、輝度特性取得部で求めた輝度偏差量の変動が抑制されて誤差拡散処理部へ転送されるとともに、輝度偏差量の変動が小さいときには変動前の輝度偏差量に対応した固定値が誤差拡散処理部へ転送される。
【００２２】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３の発明において、アドレスロック検出部を、表示面積率演算部で求めた表示面積率に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下か否かを検出するフレーム間輝度変化率検出回路と、このフレーム間輝度変化率検出回路の検出出力に基づいてフレームパルスをカウントアップ、カウントダウンし、カウント値ＨＬＫが設定値ＨＬＫＭ以上のときにロックオン信号を出力し、設定値ＨＬＫＭ未満のときにロックオフ信号を出力するアドレスロックカウンタとで形成する。
【００２３】
請求項５に係る発明は、請求項１、２、３又は４の発明において、誤差拡散処理部から出力する拡散出力信号の反転を補正して表示装置及び表示面積率演算部へ出力する反転補正部と、輝度特性取得部から出力する輝度偏差量に基づいて反転を検出し、反転補正部へ補正情報（補正データ）を出力する反転検出部とを付加し、誤差拡散後の擬似中間調表示の階調特性に反転している部分があるときに反転を補正する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
まず本発明の一実施形態例を図１〜図４に基づき説明する。
表示装置としてアドレス・表示分離型駆動法（ＡＤＳサブフィールド法）により駆動するＰＤＰ（図示省略）を使用した場合を例として説明する。
図１は、図１２の既提案の階調適応型誤差拡散回路において、表示面積率演算部１８と輝度低下率ＲＯＭ２０の間にアドレスロック検出部２６とアドレス制御部２８を設け、輝度特性取得部２２と誤差拡散処理部１２の間にフィルタ３０を挿入したものである。
【００２５】
前記アドレスロック検出部２６は、図２に示すように、フレーム間輝度変化率検出回路３２とアドレスロックカウンタ３４からなり、このフレーム間輝度変化率検出回路３２は、輝度演算器３６、セレクタ３８、１フレーム遅延器４０、減算器４２、係数器４４及び比較器４６からなり、前記アドレスロックカウンタ３４は、アップダウンカウンタ４８及びアドレスロック条件検出器５０とからなっている。
【００２６】
前記輝度演算器３６は、入力端子５２に入力した、表示面積率演算部１８で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）に基づいて、各フレームの発光輝度を演算して対応した信号を出力する。例えば、５ビットの擬似中間調映像信号を、１フレームを５個のサブフレーム（ＳＦ１〜ＳＦ５）で構成するＰＤＰへ出力するような場合には、各サブフレーム（ＳＦ１〜ＳＦ５）毎のサンプリングカウント値を重み付けを考慮して合計（ＳＦ１×１＋…＋ＳＦ５×１６）し、出力するように構成されている。
【００２７】
前記セレクタ３８は、前記輝度演算器３６から出力する現フレームの発光輝度をＡ信号とし、輝度演算器３６から出力した１又は複数フレーム前の発光輝度をＢ信号とし、前記アドレスロックカウンタ３４からのロックオン信号でＢ信号を選択し、ロックオフ信号でＡ信号を選択して出力する。前記アドレスロックカウンタ３４からのロックオン信号、ロックオフ信号については後述する。
【００２８】
前記減算器４２は、前記輝度演算器３６から出力する現フレームの発光輝度をＡ信号とし、前記セレクタ３８から出力する信号を１フレーム遅延器４０で１フレーム分遅延させた信号をＢ信号として｜Ａ−Ｂ｜の演算をし、演算結果を出力する。
【００２９】
前記比較器４６は、前記減算器４２の出力信号をＡ信号とし、前記輝度演算器３６から出力する現フレームの発光輝度の信号に前記係数器４４による係数（設定値Ｓ２）を掛けた信号をＢ信号として両者を比較し、Ａ≦ＢのときにはＨレベルの信号を出力し、Ａ＞ＢのときにはＬレベルの信号を出力する。
【００３０】
前記アップダウンカウンタ４８は、前記比較器４６からのＨレベル信号でアップカウンタ、Ｌレベル信号でダウンカウンタとして作動し、フレームパルス（例えば映像信号から分離された垂直同期信号）をカウントする。
【００３１】
前記アドレスロック条件検出器５０は、図５に示すように、前記アップダウンカウンタ４８のカウント値ＨＬＫが予め設定したロック開始カウント値ＨＬＫＭ以上のときにはロックオン信号（アドレスロックオン信号）を出力し、カウント値ＨＬＫが設定値ＨＬＫＭ未満のときにはロックオフ信号（アドレスロックオフ信号）を出力し、カウント値ＨＬＫがＨＬＫＭ＋β以上のときにはＨＬＫＭ＋βを出力し（ＨＬＫ＝ＨＬＫＭ＋βのオーバーリミット、βは１以上の整数）、カウント値ＨＬＫが０以下のときには０を出力する（ＨＬＫ＝０のアンダーリミット）ように構成され、その出力側は前記セレクタ３８のセレクト端子に結合されるとともに、出力端子５４に結合されている。
【００３２】
前記アドレス制御部２８は、図６に示すように、前記表示面積率演算部１８で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）に基づいてつぎの▲１▼〜▲４▼に示すような信号ＣＨ（ｉ）を出力するとともに、前記アドレスロック検出部２６のロックオン信号で出力値がロックされ、ロックオフ信号で出力値のロックが解除されるように構成されている。
【００３３】
▲１▼Ｃ（ｉ）＞ＣＡＶ＋α（αは１以上の整数）のときには、ＣＡＶ＋αを出力し（ＣＨ（ｉ）＝ＣＡＶ＋α、ここでＣＡＶはＣ（ｉ）の平均値）、
▲２▼Ｃ（ｉ）＜ＣＡＶ−αのときには、ＣＡＶ−αを出力し（ＣＨ（ｉ）＝ＣＡＶ−α）、
▲３▼Ｃ（ｉ）＝０のときには、ＣＡＶを出力し（ＣＨ（ｉ）＝ＣＡＶ）、
▲４▼ＣＡＶ−α≦ＣＨ（ｉ）≦ＣＡＶ＋αのとき（上記▲１▼▲２▼▲３▼以外のとき）には、ＣＨ（ｉ）をそのまま出力する。
【００３４】
前記アドレス制御部２８は、具体的には図３に示すように、平均値演算器５６、減算器５８、比較器６０、６２、アンドゲート６４、６６、オアゲート６８、エクスクルーシブ・ノアゲート７０、加算器７２、セレクタ７４、７６、ゼロ検出器７７、アンドゲート７８及びＤラッチ８０からなっている。
【００３５】
前記平均値演算器５６は、入力端子８２に入力した、表示面積率演算部１８で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）の平均値ＣＡＶを演算して出力する。
前記減算器５８は、前記入力端子８２に入力したＣ（ｉ）をＡ信号とし、前記平均値演算器５６から出力するＣＡＶをＢ信号としＡ−Ｂを演算して出力する。
【００３６】
前記比較器６０は、前記減算器５８の出力信号をＡ信号とし、定数αをＢ信号として両者を比較し、Ａ＞ＢのときにＨレベル信号を、Ａ≦ＢのときにＬレベル信号を出力する。
前記比較器６２は、前記減算器５８の出力信号をＡ信号とし、定数−αをＢ信号として両者を比較し、Ａ＜ＢのときにＨレベル信号を、Ａ≧ＢのときにＬレベル信号を出力する。
【００３７】
前記アンドゲート６４、６６は、前記比較器６０、６２の出力信号をゲート信号として定数α、−αを出力し、前記オアゲート６８は前記アンドゲート６４、６６の一方から出力があるときに、その信号を出力する。
前記エクスクルーシブ・ノアゲート７０は、前記比較器６０、６２の出力信号の排他的論理和を反転した信号を出力する。
【００３８】
前記加算器７２は、前記平均値演算器５６から出力するＣＡＶをＡ信号とし、前記オアゲート６８から出力する信号をＢ信号として両者を加算し、加算値を出力する。
前記セレクタ７４は、前記加算器７２の出力をＡ信号とし、前記入力端子８２に入力したＣ（ｉ）をＢ信号とし、前記エクスクルーシブ・ノアゲート７０の出力を選択信号とし、この選択信号がＬレベルのときにはＡ信号を選択し、ＨレベルのときにはＢ信号を選択して出力する。
【００３９】
前記ゼロ検出器７７は、前記入力端子８２に入力したＣ（ｉ）がゼロであるか否かを検出し、Ｈ、Ｌレベルの信号を出力する。
前記セレクタ７６は、前記平均値演算器５６から出力するＣＡＶをＡ信号とし、前記セレクタ７４から出力する信号をＢ信号とし、前記ゼロ検出器７７の出力を選択信号とし、この選択信号がＨレベルのときにはＢ信号を選択し、ＬレベルのときにはＡ信号を選択して出力する。
【００４０】
前記アンドゲート７８は、入力端子８３に入力したアドレスロック検出部２６からの出力信号（ロックオン信号、ロックオフ信号）と、フレームパルスとの論理積信号を出力し、前記Ｄラッチ８０は、前記アンドゲート７８の出力信号をクロックパルスとして、前記セレクタ７６の出力のラッチ、アンラッチが制御されるように構成され、その出力を出力端子８４を介して前記輝度低下率ＲＯＭ２０へ出力する。
【００４１】
前記フィルタ３０は、前記輝度特性取得部２２で求めたフレーム毎の輝度偏差量の変動量が設定値Ｓ３以内のときには変動前の輝度偏差量を、設定値Ｓ３を越えているときには変動後の輝度偏差量を前記誤差拡散処理部１２へ出力して、輝度偏差量の変動を抑制するように構成されている。
【００４２】
前記フィルタ３０は、具体的には、図４に示すように、入力端子８５を介して前記輝度特性取得部２２から出力する輝度偏差量をＡ信号入力とする加算器８６と、この加算器８６の出力をＡ信号とするヒステリシス回路８８と、このヒステリシス回路８８の出力に１より小さい係数（例えば１／２）を掛け、出力端子９０を介して前記誤差拡散処理部１２へ出力する係数器９２と、前記ヒステリシス回路８８の出力を１フレーム分遅延させて出力する１フレーム遅延器９４と、この１フレーム遅延器９４の出力に１より小さい係数（例えば１／２）を掛け、前記加算器８６のＢ信号入力とする係数器９６とからなり、前記１フレーム遅延器９４の出力を前記ヒステリシス回路８８のＢ信号入力とする。
【００４３】
前記ヒステリシス回路８８は、Ａ信号とＢ信号を比較し、両者の差の絶対値が設定値Ｓ３以内であればＢ信号を出力し、設定値Ｓ３を越えているときにはＡ信号を出力するように構成されている。
【００４４】
つぎに前記実施形態例の作用を図５〜図７を併用して説明する。
誤差拡散処理部１２は、誤差の組入れで入力端子１０に入力した原映像信号を拡散させ、かつ原映像信号より少ないビット数の拡散出力信号を出力し、反転補正部１４は、発光輝度レベルが反転している場合に誤差拡散処理部１２から出力する拡散出力信号の反転を補正し、出力端子１６を介してＰＤＰ（図示省略）へ出力し、これによって擬似中間調画像が表示される。
【００４５】
誤差拡散回路１２から反転補正部１４を介して表示面積率演算部１８へ拡散出力信号（映像データ）が伝送されてくると、この表示面積率演算部１８によって表示面積率Ｃ（ｉ）が求められるのは図１２の既提案の場合と同様である。
【００４６】
アドレスロック検出部２６は、表示面積率演算部１８で求めたＣ（ｉ）に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下の状態が一定期間以上継続したか否かに基づいてロックオン信号、ロックオフ信号を出力する。
【００４７】
アドレス制御部２８は、Ｃ（ｉ）がＣＡＶ−α≦Ｃ（ｉ）≦ＣＡＶ＋αのときにはＣ（ｉ）をそのまま出力し、Ｃ（ｉ）＜ＣＡＶ−αのときにはＣＡＶ−αを、ＣＡＶ＋α＜Ｃ（ｉ）のときにはＣＡＶ＋αを、０のときにはＣＡＶをそれぞれ出力し、かつ、アドレスロック検出部２６のロックオン信号で出力値がロックされ、ロックオフ信号で出力値のロックが解除される。
【００４８】
そして、アドレス制御部２８の出力値をアドレスとして輝度低下率ＲＯＭ２０から対応した輝度低下率が求められ、この輝度低下率に基づいて輝度特性取得部２２で輝度偏差量が求められる。
そして、この輝度偏差量はフィルタ３０を介して誤差拡散処理部１２に帰還され、誤差の組入れによる誤差拡散処理が行われる。
【００４９】
このとき、伝送ノイズ等の影響による映像の微小変化や閉ループのループ振動等により、輝度特性取得部２２から誤差拡散処理部１２へ帰還する輝度偏差量が変動し、表示面積率演算部１８で求めたＣ（ｉ）が一定範囲Ｗの外になるほど大きくなった場合、アドレス制御部２８の出力値が、図７に示すように平均値ＣＡＶを中心とした±α内（すなわち一定範囲Ｗ内）に制限されので、輝度低下率ＲＯＭ２０から求められる輝度低下率の変動範囲も小さくなる。図７において、σＳＦ１〜σＳＦ５はサブフレームＳＦ１〜ＳＦ５の輝度低下率を表している。
【００５０】
また、フレーム間における輝度変化が小さいときに、アドレスロック検出部２６のロックオン信号でアドレス制御部２８から輝度低下率ＲＯＭ２０へ出力するアドレスをロックしているので、輝度低下率ＲＯＭ２０から求められる輝度低下率の変動範囲をさらに小さくして、フリッカを軽減できる。
【００５１】
また、フィルタ３０は、輝度特性取得部２２で求めた輝度偏差量の変動を抑制して誤差拡散処理部１２へ出力し、輝度偏差量の変動量が設定値Ｓ３未満のときには変動前の輝度偏差量に対応した固定値を出力し、設定値Ｓ３以上のときには変動後の輝度偏差量に対応した値を出力するので、輝度特性取得部２２から誤差拡散処理部１２へ転送される輝度偏差量の変動が抑制され、ループ振動をさらに一層小さくして、フリッカをさらに一層軽減できる。
【００５２】
以下、Ａ：アドレスロック検出部２６の作用、Ｂ：アドレス制御部２８の作用、Ｃ：フィルタ３０の作用に分けて詳述する。
【００５３】
Ａ：アドレスロック検出部２６の作用
表示面積率演算部１８から出力する表示面積率Ｃ（ｉ）がアドレスロック検出部２６に入力すると、アドレスロック検出部２６はつぎのように作用する。
輝度演算器３６はＣ（ｉ）に基づいて各フレームの発光輝度を演算し、セレクタ３８は、アドレスロックカウンタ３４からのロックオン信号で１又は複数フレーム前の発光輝度（Ｂ信号）を選択し、アドレスロックカウンタ３４からのロックオフ信号で現フレームの発光輝度（Ａ信号）を選択する。
【００５４】
減算器４２は、輝度演算器３６から出力する現フレームの発光輝度（Ａ信号）と、セレクタ３８から出力する１又は複数フレーム前の発光輝度（Ｂ信号）との差の絶対値｜Ａ−Ｂ｜を演算し、比較器４６は、減算器４２の出力（Ａ信号）と現フレームの発光輝度に設定値Ｓ２（係数器４４の係数）を掛けた値（Ｂ信号）を比較し、輝度変化率が設定値Ｓ２以下の状態（Ａ≦Ｂの状態）のときにＨレベルの信号を出力し、そうでないときにＬレベルの信号を出力する。
【００５５】
アップダウンカウンタ４８は、比較器４６からのＨレベル信号でフレームパルスをアップカウントし、Ｌレベル信号でフレームパルスをダウンカウントし、アドレスロック条件検出器５０は、図５に示すように、アップダウンカウンタ４８のカウント値ＨＬＫが設定値ＨＬＫＭ以上のときにはロックオン信号を出力し、設定値ＨＬＫＭ未満のときにはロックオフ信号を出力する。
【００５６】
Ｂ：アドレス制御部２８の作用
前記アドレス制御部２８は、入力端子８２に入力した表示面積率演算部１８からの表示面積率Ｃ（ｉ）と、入力端子８３に入力したアドレスロック検出部２６からのロックオン信号、ロックオフ信号に基づいて、図６に示すように、つぎの▲１▼〜▲４▼に示すような信号ＣＨ（ｉ）を出力するとともに、ロックオン信号で出力値がロックされ、ロックオフ信号で出力値のロックが解除される。
【００５７】
▲１▼Ｃ（ｉ）＞ＣＡＶ＋α（αは１以上の整数）のときには、ＣＡＶ＋αを出力し（ＣＨ（ｉ）＝ＣＡＶ＋α）、
▲２▼Ｃ（ｉ）＜ＣＡＶ−αのときには、ＣＡＶ−αを出力し（ＣＨ（ｉ）＝ＣＡＶ−α）、
▲３▼Ｃ（ｉ）＝０のときには、ＣＡＶを出力し（ＣＨ（ｉ）＝ＣＡＶ）、
▲４▼ＣＡＶ−α≦ＣＨ（ｉ）≦ＣＡＶ＋αのとき（上記▲１▼▲２▼▲３▼以外のとき）には、ＣＨ（ｉ）をそのまま出力する。
【００５８】
以下、詳述する。
平均値演算器５６はＣ（ｉ）の平均値ＣＡＶを演算し、減算器５８はＣ（ｉ）−ＣＡＶの演算を行う。
比較器６０はＣ（ｉ）−ＣＡＶと定数αを比較し、Ｃ（ｉ）−ＣＡＶ＞αのときにＨレベル信号を、Ｃ（ｉ）−ＣＡＶ≦αのときにＬレベル信号を出力する。
比較器６２はＣ（ｉ）−ＣＡＶと定数−αを比較し、Ｃ（ｉ）−ＣＡＶ＜−αのときにＨレベル信号を、Ｃ（ｉ）−ＣＡＶ≧−αのときにＬレベル信号を出力する。
【００５９】
このため、▲１▼のＣ（ｉ）＞ＣＡＶ＋αのときには、アンドゲート６４が開となって、加算器７２からはＣＡＶ＋αが出力する。
また、▲２▼のＣ（ｉ）＜ＣＡＶ−αのときには、アンドゲート６６が開となって、加算器７２からはＣＡＶ−αが出力する。
また、▲４▼のＣＡＶ−α≦Ｃ（ｉ）≦ＣＡＶ＋αのときには、エクスクルーシブ・ノアゲート７０のＨレベル出力でセレクタ７４からはＣ（ｉ）がそのままＣＨ（ｉ）として出力する。
また、▲３▼のＣ（ｉ）＝０のときには、ゼロ検出器７７のＨレベル出力でセレクタ７６からは平均値演算器５６からのＣＡＶを出力する。
【００６０】
入力端子８３にアドレスロック検出部２６からのロックオン信号が入力していないとき（すなわちロックオフ信号が入力しているとき）には、アンドゲート７８が閉でＤラッチ８０のＣＫ（クロックパルス）への入力がないので、Ｄラッチ８０からは、Ｄ端子に入力するセレクタ７４、７６で選択された前述の▲１▼〜▲４▼の信号が、そのままＱ端子から出力端子８４を介して輝度低下率ＲＯＭ２０へ出力する。
【００６１】
入力端子８３にアドレスロック検出部２６からのロックオン信号が入力しているときには、アンドゲート７８が開でＤラッチ８０のＣＫ（クロックパルス）へフレームパルスが入力するので、Ｄラッチ８０からは、フレームパルス入力時にＤ端子に入力する信号がラッチされ、Ｑ端子から出力端子８４を介して輝度低下率ＲＯＭ２０へ出力する。
【００６２】
Ｃ：フィルタ３０の作用
輝度特性取得部２２から出力する輝度偏差量は入力端子８５を介して加算器８６に入力する。また、ヒステリシス回路８８は、Ａ信号とＢ信号を比較し、両者の差の絶対値が設定値Ｓ３以内であればＢ信号を出力し、設定値Ｓ３を越えているときにはＡ信号を出力する。
【００６３】
このため、入力端子８５に入力する輝度偏差量のフレーム間変動が大きく、ヒステリシス回路８８がＡ信号を出力しているような場合には、加算器８６は、入力端子８５に入力する現フレームの輝度偏差量（Ａ信号）と、前フレームの輝度偏差量に係数１／２を掛けたもの（Ｂ信号）とを加算し、係数器９２は加算器８６の出力値に係数１／２を掛けたものを出力端子９０を介して誤差拡散処理部１２へ出力するので、輝度特性取得部２２から出力する輝度偏差量はフレーム間変動が抑制されて誤差拡散処理部１２に帰還される。
【００６４】
また、入力端子８５に入力する輝度偏差量のフレーム間変動が小さく、ヒステリシス回路８８がＢ信号を出力しているような場合には、加算器８６の出力値（Ａ信号）が大きくなって｜Ａ−Ｂ｜が設定値Ｓ３を越えるまでの複数フレームの間、ヒステリシス回路８８の出力がＢ信号に固定されている。このため、係数器９２は複数フレーム前の加算器８６の出力値に係数１／２を掛けた固定値を、出力端子９０を介して誤差拡散処理部１２へ出力するので、輝度特性取得部２２から出力する輝度偏差量は複数フレームの間、変動せずに誤差拡散処理部１２に帰還される。
【００６５】
以上のように、伝送ノイズ等の影響による映像の微小変化や閉ループのループ振動等により、輝度特性取得部２２から誤差拡散処理部１２へ帰還する輝度偏差量が変動し、表示面積率演算部１８で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）が一定範囲Ｗの外になるほど大きくなった場合、アドレス制御部２８の出力値が、図７に示すように平均値ＣＡＶを中心とした±α内に制限されので、輝度低下率ＲＯＭ２０から求められる輝度低下率の変動範囲も小さくなる。このため、静止画や動画のフリッカ原因である表示面積率Ｃ（ｉ）の実質値ＣＨ（ｉ）のバラツキを抑えることができ、フレーム毎の実質的なＣ（ｉ）（すなわちＣＨ（ｉ））はある値に収束する方向に向かい、誤差拡散ループ全体として、伝送ノイズ等の影響を受けにくくフリッカを軽減できる。また、輝度低下率ＲＯＭ２０の必要とする記憶容量を少なくできる。
【００６６】
しかも、フレーム間における輝度変化が小さいときに、アドレスロック検出部２６のロックオン信号でアドレス制御部２８から輝度低下率ＲＯＭ２０へ出力するアドレスをロックしているので、輝度低下率ＲＯＭ２０から求められる輝度低下率の変動範囲をさらに小さくして、フリッカをさらに軽減できる。
【００６７】
さらに、フィルタ３０は、輝度特性取得部２２で求めた輝度偏差量の変動を抑制して誤差拡散処理部１２へ出力し、輝度偏差量の変動量が設定値Ｓ３未満のときには変動前の輝度偏差量に対応した固定値を出力し、設定値Ｓ３以上のときには変動後の輝度偏差量に対応した値を出力するので、輝度特性取得部２２から誤差拡散処理部１２へ転送される輝度偏差量の変動が抑制され、ループ振動をさらに一層小さくして、フリッカをさらに一層軽減できる。
【００６８】
前記実施形態例では、表示面積演算部で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）の変動範囲をアドレス制御部で制限して輝度低下率ＲＯＭへ出力する一定範囲Ｗを、ＣＡＶ−αからＣＡＶ＋αまでとしたが、本発明はこれに限るものでなく、ＣＡＶを含む一定範囲であればよい。例えば、一定範囲Ｗを、ＣＡＶ−α１からＣＡＶ＋α２までとしてもよい。
【００６９】
前記実施形態例では、反転補正部及び反転検出部を具備した階調適応型誤差拡散回路に本発明を利用した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、反転補正部及び反転検出部を省略した階調適応型誤差拡散回路についても利用することができる。
【００７０】
前記実施形態例では、輝度特性取得部と誤差拡散処理部の間にフィルタを設けた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、フィルタを省略した階調適応型誤差拡散回路についても利用することができる。
【００７１】
前記実施形態例では、表示面積率演算部と輝度低下率ＲＯＭとの間に、アドレスロック検出部及びアドレス制御部を設けた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、アドレスロック検出部を省略した階調適応型誤差拡散回路についても利用することができる。
【００７２】
図８は、このような場合の一実施形態例を示すもので、図１と同一部分は同一符号とする。図８において、２８ａはアドレス制御部で、このアドレス制御部２８ａは、表示面積率演算部１８で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）が、その平均値ＣＡＶを含む一定範囲Ｗ内のときにはそのまま出力し、一定範囲Ｗ外のときには一定範囲Ｗ内の設定値Ｓ１（例えば、ＣＡＶ−α、ＣＡＶ、ＣＡＶ＋α）を出力するように構成されている。
【００７３】
前記アドレス制御部２８ａは、具体的には、図３に示すアドレス制御部２８において、アンドゲート７８及びＤラッチ８０を省略し、セレクタ７６の出力を出力端子８４から輝度低下率ＲＯＭ２０へ出力するように構成され、入力端子８２に入力した表示面積率演算部１８からの表示面積率Ｃ（ｉ）に基づいて、図６の▲１▼〜▲４▼に示すような信号ＣＨ（ｉ）を出力する。
【００７４】
前記実施形態例では、表示装置が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。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、誤差拡散処理部、表示面積率演算部、アドレス制御部、輝度低下率ＲＯＭ及び輝度特性取得部を具備し、伝送ノイズ等の影響による映像の微小変化や閉ループのループ振動等により、輝度特性取得部から誤差拡散処理部へ帰還する輝度偏差量が変動し、表示面積率演算部で求めた表示面積率Ｃ（ｉ）が平均値を含む一定範囲Ｗの外になるほど大きくなったときに、アドレス制御部でＣ（ｉ）を一定範囲Ｗ内の値ＣＨ（ｉ）に制限して輝度低下率ＲＯＭへのアドレスとすることにより、輝度低下率ＲＯＭから求められる輝度低下率の変動範囲を小さくするように構成した。このため、静止画や動画のフリッカ原因である表示面積率Ｃ（ｉ）のバラツキが大きくなっても、実質値ＣＨ（ｉ）のバラツキを抑えることができ、フレーム毎の実質的な表示面積率ＣＨ（ｉ）がある値に収束する方向に向かい、誤差拡散ループ全体として、伝送ノイズ等の影響を受けにくくフリッカを軽減できる。特に、静止画に現われるフリッカの軽減に効果的である。
【００７６】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、表示面積率演算部で求めた表示面積率に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下の状態が一定期間以上継続したか否かに基づいてロックオン信号、ロックオフ信号を出力するアドレスロック検出部を付加し、このアドレスロック検出部のロックオン信号でアドレス制御部の出力値をロックし、フレーム間における輝度変化率が小さいときにアドレス制御部から輝度低下率ＲＯＭへ出力するアドレスをロックするようにしたので、輝度低下率ＲＯＭから求められる輝度低下率の変動範囲をさらに小さくして、フリッカをさらに軽減できる。
【００７７】
請求項３に係る発明は、請求項２の発明において、輝度特性取得部と誤差拡散処理部の間に輝度特性取得部から誤差拡散処理部へ転送される輝度偏差量の変動を抑制するフィルタを挿入し、このフィルタによって、輝度特性取得部で求めた輝度偏差量の変動量が設定値Ｓ３未満のときには変動前の輝度偏差量に対応した固定値を出力するようにしたので、輝度特性取得部から誤差拡散処理部へ転送される輝度偏差量の変動をさらに抑制して、フリッカをさらに一層軽減できる。
【００７８】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３の発明において、アドレスロック検出部を、表示面積率演算部で求めた表示面積率に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下か否かを検出するフレーム間輝度変化率検出回路と、このフレーム間輝度変化率検出回路の検出出力に基づいてフレームパルスをカウントアップ、カウントダウンし、カウント値ＨＬＫが設定値ＨＬＫＭ以上のときにロックオン信号を出力し、設定値ＨＬＫＭ未満のときにロックオフ信号を出力するアドレスロックカウンタとで形成したので、アドレスロック検出部の作用をより確実にすることができる。
【００７９】
請求項５に係る発明は、請求項１、２、３又は４の発明において、誤差拡散処理部から出力する拡散出力信号の反転を補正して表示装置及び表示面積率演算部へ出力する反転補正部と、輝度特性取得部から出力する輝度偏差量に基づいて反転を検出し、反転補正部へ補正情報を出力する反転検出部とを付加し、誤差拡散後の擬似中間調表示の階調特性に反転している部分がある場合に、反転を補正して所定の発光輝度特性とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による階調適応型誤差拡散回路の一実施形態例を示すブロック図である。
【図２】図１中のアドレスロック検出部の具体例を示すブロック図である。
【図３】図１中のアドレス制御部の具体例を示すブロック図である。
【図４】図１中のフィルタの具体例を示すブロック図である。
【図５】図２中のアドレスロックカウンタの動作説明図である。
【図６】図３のアドレス制御部の動作説明図である。
【図７】輝度低下率ＲＯＭにおける、各サブフレーム（ＳＦ１〜ＳＦ５）についての表示面積率Ｃ（ｉ）（＝アドレス）に対する輝度低下率（σＳＦ１〜σＳＦ５）の関係を表す特性図である。
【図８】本発明による階調適応型誤差拡散回路の他の実施形態例を示すブロック図である。
【図９】発光輝度特性の代表的な一例を示す特性図である。
【図１０】発光輝度特性の他の一例を示す特性図である。
【図１１】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１２】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、５２、８２、８５…入力端子、 １２…誤差拡散処理部、 １４…反転補正部、 １６、５４、８４、９０…出力端子、 １８…表示面積率演算部、 ２０…輝度低下率ＲＯＭ、 ２２…輝度特性取得部、 ２４…反転検出部、 ２６…アドレスロック検出部、 ２８、２８ａ…アドレス制御部、 ３０…フィルタ、 ３２…フレーム間輝度差検出部、 ３４…アドレスロックカウンタ、 ３６…輝度演算器、 ３８、７２、７４…セレクタ、 ４０、９４…１フレーム遅延器、 ４２、５８…減算器、 ４４、９２、９６…係数器、 ４６、６０、６２…比較器、 ４８…アップダウンカウンタ、 ５０…アドレスロック条件検出器、 ５６…平均値演算器、 ６４、６６、７８…アンドゲート、 ６８…オアゲート、 ７０…エクスクルーシブ・ノアゲート、 ７２、８６…加算器、 ７７…ゼロ検出器、 ８０…Ｄラッチ、 ８８…ヒステリシス回路、 Ｃ（ｉ）…サンプリングカウント値（表示面積率）、 ＣＡＶ…Ｃ（ｉ）の平均値、 ＣＨ（ｉ）…アドレス制御部の出力値（実質的な表示面積率、輝度低下率ＲＯＭ２０へのアドレス）、 ＨＬＫ…アップダウンカウンタ４８のカウント値、 ＨＬＫＭ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…設定値、 αβ…定数。

Claims (5)

1. 誤差拡散処理部と、この誤差拡散処理部から表示装置へ出力する拡散出力信号に基づいて表示面積率を求める表示面積率演算部と、この表示面積率演算部で求めた表示面積率が、その平均値を含む一定範囲Ｗ内のときにはそのまま出力し、一定範囲Ｗ外のときには一定範囲Ｗ内の設定値Ｓ１を出力するアドレス制御部と、このアドレス制御部の出力値をアドレスとして予め記憶された複数の輝度低下率の中から対応した輝度低下率を求める輝度低下率ＲＯＭと、この輝度低下率ＲＯＭから求めた輝度低下率に基づいて輝度偏差量を求め前記誤差拡散処理部へ出力する輝度特性取得部とを具備してなることを特徴とする階調適応型誤差拡散回路。
2. 誤差拡散処理部と、この誤差拡散処理部から表示装置へ出力する拡散出力信号に基づいて表示面積率を求める表示面積率演算部と、この表示面積率演算部で求めた表示面積率に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下の状態が一定期間以上継続したか否かに基づいてロックオン信号、ロックオフ信号を出力するアドレスロック検出部と、前記表示面積率演算部で求めた表示面積率が、その平均値を含む一定範囲Ｗ内のときにはそのまま出力し、一定範囲Ｗ外のときには一定範囲Ｗ内の設定値Ｓ１を出力し、かつ前記アドレスロック検出部のロックオン信号で出力値がロックされ、ロックオフ信号で出力値のロックが解除されるアドレス制御部と、このアドレス制御部の出力値をアドレスとして予め記憶された複数の輝度低下率の中から対応した輝度低下率を求める輝度低下率ＲＯＭと、この輝度低下率ＲＯＭから求めた輝度低下率に基づいて輝度偏差量を求め前記誤差拡散処理部へ出力する輝度特性取得部とを具備してなることを特徴とする階調適応型誤差拡散回路。
3. 誤差拡散処理部と、この誤差拡散処理部から表示装置へ出力する拡散出力信号に基づいて表示面積率を求める表示面積率演算部と、この表示面積率演算部で求めた表示面積率に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下の状態が一定期間以上継続したか否かに基づいてロックオン信号、ロックオフ信号を出力するアドレスロック検出部と、前記表示面積率演算部で求めた表示面積率が、その平均値を含む一定範囲Ｗ内のときにはそのまま出力し、一定範囲Ｗ外のときには一定範囲Ｗ内の設定値Ｓ１を出力し、かつ前記アドレスロック検出部のロックオン信号で出力値がロックされ、ロックオフ信号で出力値のロックが解除されるアドレス制御部と、このアドレス制御部の出力値をアドレスとして予め記憶された複数の輝度低下率の中から対応した輝度低下率を求める輝度低下率ＲＯＭと、この輝度低下率ＲＯＭから求めた輝度低下率に基づいて輝度偏差量を求める輝度特性取得部と、この輝度特性取得部で求めた輝度偏差量の変動を抑制して前記誤差拡散処理部へ出力するフィルタとを具備し、このフィルタは、前記輝度特性取得部で求めた輝度偏差量の変動量が設定値Ｓ３未満のときには変動前の輝度偏差量に対応した固定値を出力し、設定値Ｓ３以上のときには変動後の輝度偏差量に対応した値を出力してなることを特徴とする階調適応型誤差拡散回路。
4. アドレスロック検出部は、表示面積率演算部で求めた表示面積率に基づいて各フレームの輝度を演算し、フレーム間輝度変化率が設定値Ｓ２以下か否かを検出するフレーム間輝度変化率検出回路と、このフレーム間輝度変化率検出回路の検出出力に基づいてフレームパルスをカウントアップ、カウントダウンし、カウント値ＨＬＫが設定値ＨＬＫＭ以上のときにロックオン信号を出力し、設定値ＨＬＫＭ未満のときにロックオフ信号を出力するアドレスロックカウンタとからなる請求項２又は３記載の階調適応型誤差拡散回路。
5. 誤差拡散処理部から出力する拡散出力信号の反転を補正して表示装置及び表示面積率演算部へ出力する反転補正部と、輝度特性取得部から出力する輝度偏差量に基づいて反転を検出し、前記反転補正部へ補正情報を出力する反転検出部とを具備してなる請求項１、２、３又は４記載の階調適応型誤差拡散回路。

Images