JP4158950B2

JP4158950B2 - ディスプレイ装置の動画補正回路

Info

Publication number: JP4158950B2
Application number: JP06929597A
Authority: JP
Inventors: 正幸小林; 正道中島; 勇人傳田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: JPH10254403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１フレームを複数のサブフィールド（又はサブフレーム）に時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示するディスプレイ装置の動画補正回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄型、軽量のディスプレイ装置として、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）やＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）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入力映像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、基本的特性の異なるＡＣ型とＤＣ型の２方式に分けられる。ＡＣ型ＰＤＰでは、輝度と寿命については十分な特性が得られているが階調表示に関しては、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。
この方法に使用されるＰＤＰの駆動シーケンスと駆動波形が図５（ａ）（ｂ）に示される。
【０００４】
図５（ａ）において、例えば、８ビット、２５６階調の場合、１フレームは、輝度の相対比が１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８の８個のサブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５、ＳＦ６、ＳＦ７、ＳＦ８で構成され、８画面の輝度の組み合わせで２５６階調の表示を行うものとする。
【０００５】
図５（ｂ）において、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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなアドレス・表示分離型駆動方式のディスプレイ装置の動画補正回路は、従来、図６に示すように構成され、動き検出部１０が入力端子１２に入力した映像信号に基づいてフレーム間における画素（例えば動画素）の動きベクトルを検出し、動画補正部１４が動き検出部１０の検出値に基づいて入力端子１２に入力した映像信号を補正し、この補正した映像信号を出力端子１６を介してＰＤＰ（図示省略）へ出力し、注目画素についての各サブフィールドの表示位置を補正して動画補正を行っていた。
【０００７】
しかしながら、図６に示した従来例では、処理対象となる注目画素について動きベクトルを検出し、この動きベクトルに基づいて注目画素の動きを補正するようにしていたので、ノイズ等による画像の揺らぎから実際の動きベクトルと違う動きベクトルを検出して、補正時の画質の悪化を招くことがあるという問題点があった。
【０００８】
例えば、図７に示すように、注目画素Ｇ１を中心とした周辺画素Ｇ２〜Ｇ９の９画素（３×３）からなる動画素を考えた場合、ノイズ等の影響を受けて注目画素Ｇ１の動きベクトルの検出値が「２」から「５」に変化し、周辺の８画素Ｇ２〜Ｇ９の動きベクトルの検出値がノイズ等の影響をそれ程受けずに「２」又は「３」であるとすると、周辺画素Ｇ２〜Ｇ９については検出値「２」、「３」に基づいて動き補正が行われるのに対して、注目画素Ｇ１については間違った検出値「５」に基づいて動き補正が行われるので、動き補正によって画質が悪化するという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、１フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示するディスプレイ装置において、ノイズ等による画像の揺らぎで周辺の画素とかけ離れた動きベクトルを検出した場合においても、動き補正で画質が悪化するのを防止することのできる動画補正回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による動画補正回路は、１フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示するディスプレイ装置において、入力映像信号に基づいてフレーム間における画素の動きベクトルを検出する動き検出部と、注目画素を含む設定範囲Ｓ内の画素についての動き検出部による検出値の中から最も数の多い同一の検出値を求める多数決処理部と、動き検出部による検出値同一の画素が設定範囲Ｓ内において注目画素を含んで縦、横、斜めのいずれかに連続して並んでいるか否かを検出するとともに、検出時に同一の検出値を出力する縦・横・斜め検出部と、この縦・横・斜め検出部の検出出力が有るときには縦・横・斜め検出部の出力する検出値を選択し、縦・横・斜め検出部の検出出力が無いときには多数決処理部で求めた検出値を選択するセレクタと、このセレクタで選択した検出値に基づき注目画素についての各サブフィールドの表示位置を補正してディスプレイ装置側に出力する動画補正部とを具備してなることを特徴とする。
【００１３】
１フレームをｎ個のサブフィールドＳＦｎ〜ＳＦ１に時分割し、ｎビットの入力映像信号の多階調画像を表示する場合について考えると、動き検出部はフレーム間における画素（例えば動画素）の動きベクトルを検出する。多数決処理部は、設定範囲Ｓ内の画素についての動き検出部による検出値の中から最も数の多い同一の検出値を求める。縦・横・斜め検出部は、動き検出部による検出値同一の画素が設定範囲Ｓ内において注目画素を含んで縦、横、斜めのいずれかに連続して並んでいるか否かを検出するとともに、検出時に同一の検出値（例えば注目画素の検出値）を出力する。セレクタは、縦・横・斜め検出部の検出出力が有るときには縦・横・斜め検出部の出力する検出値を選択し、縦・横・斜め検出部の検出出力が無いときには多数決処理部で求めた検出値を選択する。動画補正部は、セレクタで選択した検出値に基づいて、注目画素についての各フレームのｎ個のサブフィールドＳＦｎ〜ＳＦ１の表示位置を補正する。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、多数決処理で決まらない範囲をなくすために、多数決処理部は設定範囲Ｓ内の画素に順位付けをし、多数決で求めた検出値が複数あるときに、この複数の検出値の中から順位付けの高い方の画素の検出値を求める。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、多数決処理部や縦・横・斜め検出部の構成を簡単にするために、設定範囲Ｓ内の画素を、注目画素とその周辺の画素の３×３の９画素とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき説明する。
図１は本発明によるディスプレイ装置の動画補正回路の一実施形態例を示すものである。
図１において図６と同一部分は同一符号とする。図１において、１０は動き検出部で、この動き検出部１０は入力端子１２に入力した映像信号（例えばｎビットのディジタル信号）に基づいてフレーム間における画素（例えば動画素）の動きベクトル（移動方向と移動量）を検出するように構成されている。例えば、現フレームと前フレームの映像信号に基づいて、ＰＤＰにおける現フレーム画面の動画素の動きベクトルを検出する。
【００１７】
１８は多数決処理部で、この多数決処理部１８は、注目画素を含む設定範囲Ｓ内の画素についての前記動き検出部１０による検出値の中から、最も数の多い同一の検出値を求めて出力するように構成されている。
具体的には、図７（ａ）に示すように、注目画素Ｇ１の検出値が「５」、周辺画素のうちのＧ２、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７及びＧ８の検出値が「２」、Ｇ４、Ｇ６及びＧ９の検出値が「３」の場合には、検出値「２」の画素が５個で最も多いので、この検出値「２」を多数決として求めて出力する。
【００１８】
１４は動画補正部で、この動画補正部１４は、前記多数決処理部１８から出力する検出値（例えば「２」）に基づいて、前記入力端子１２に入力した注目画素Ｇ１についての各サブフィールド（ＳＦｎ〜ＳＦ１）の表示位置を補正し、出力端子１６を介してＰＤＰへ出力するように構成されている。
【００１９】
つぎに、図１の作用につき図７（ａ）を併用して説明する。
説明の便宜上、図７（ａ）に示すように、設定範囲Ｓを処理対象である注目画素Ｇ１とその周辺画素Ｇ２〜Ｇ９からなる３×３の９画素とし、注目画素Ｇ１の動きベクトルの検出値が、ノイズ等による画像の揺らぎから本来の検出値（例えば「２」）と違う検出値「５」となり、周辺画素のうちのＧ２、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７及びＧ８の検出値が「２」、Ｇ４、Ｇ６及びＧ９の検出値が「３」で、ノイズ等による画像の揺らぎの影響を殆ど受けていないものとする。検出値「５」、「２」、「３」は所定方向（例えば上方向）の移動量（例えば５、２、３ドット／フレーム）を表している。このため、検出値「−５」、「−２」、「−３」（図示省略）は、反対方向の移動量（例えば５、２、３ドット／フレーム）を表すことになる。
【００２０】
動き検出部１０は、入力端子１２に入力する現フレームと前フレームの映像信号に基づいて、ＰＤＰにおける現フレーム画面の各画素（例えば動画素）の動きベクトルを検出する。この動きベクトルは、各画素の移動方向（例えば画面の上方向）と移動量（例えば２ドット／フレーム）を表し、図７（ａ）に示す設定範囲Ｓについて、注目画素Ｇ１の検出値が「５」、周辺画素のうちのＧ２、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７及びＧ８の検出値が「２」、Ｇ４、Ｇ６及びＧ９の検出値が「３」となる。
【００２１】
多数決処理部１８は、注目画素Ｇ１を含む設定範囲Ｓ内の画素Ｇ１〜Ｇ９についての動き検出部１０による検出値「５」、「２」、「３」の中から、最も数の多い同一の検出値「２」を求める。
動画補正部１４は、多数決処理部１８で求めた検出値「２」に基づき、注目画素Ｇ１についてのｎ個のサブフィールドＳＦｎ〜ＳＦ１の表示位置を補正する。このため、ノイズ等による画像の揺らぎによって、注目画素Ｇ１の検出値が周辺画素Ｇ２〜Ｇ９の検出値（「２」、「３」）からかけ離れた値（「５」）となった場合でも、多数決処理で突出した値（「５」）を除去することができ、動画補正を行ったときの画質の劣化を防ぐことができる。
【００２２】
前記実施形態例では、多数決処理部は、設定範囲Ｓ内の画素についての動き検出部によるの検出値の中から最も数の多い同一の検出値（図７（ａ）の例では「２」）を求めるように構成したが、本発明はこれに限るものでなく、設定範囲Ｓ内の画素に順位付けをし、多数決で求めた同一の検出値が複数あるときに、この複数の同一検出値の中から順位付けの高い方の画素の検出値を求めるように構成した場合についても利用することができる。
【００２３】
例えば、図７（ｂ）に示すように、注目画素Ｇ１を第１順位、周辺画素Ｇ２からＧ９までを英字に付加した数字に従って第２順位から第９順位までとする。このように順位付けをした場合、多数決処理部は、動きベクトルの検出値が図７（ａ）のときには前記実施態様例と同様に最も数の多い同一の検出値「２」を求めて出力するが、図７（ｂ）に示すように、周辺画素Ｇ２〜Ｇ９のうちのＧ２、Ｇ３、Ｇ４及びＧ６の検出値が「３」、Ｇ５、Ｇ７、Ｇ８及びＧ９の検出値が「２」の場合には、多数決で求めた検出値が「３」と「２」の２つあるとき（すなわち検出値が「３」と「２」の画素数が共に４で多数決が決まらないとき）には、順位付けの高い方の周辺画素Ｇ２の検出値「３」を求めて出力する。この順位付けは一例であって、上述のようなＧ１〜Ｇ９の添数字に従った場合に限らないのは勿論である。
【００２４】
前記実施形態例では、多数決処理（順位付けする場合としない場合を含めて）で突出した値を除去することによって、動画補正を行ったときの画質の劣化を防ぐように構成したが、多数決処理だけでは解決できない次のような例外的な場合がある。
すなわち、一本の縦線画像が所定方向（例えば横方向）へ所定量（例えば３ドット／フレーム）移動しているような場合、動き検出部１０の検出値は、図２（ａ）に示すように、注目画素Ｇ１及び周辺画素Ｇ３、Ｇ８については「３」、それ以外の周辺画素Ｇ２、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７及びＧ９については「０」となるので、多数決処理すると一番数の多い検出値「０」が出力し、動画補正部１４は注目画素Ｇ１の動きがないものととして処理してしまうという問題点があった。一本の横線画像や斜め線画像が所定方向へ移動（例えば３ドット／フレーム）しているような場合、動き検出部１０の検出値が図２（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すようになるので、同様の問題点があった。
【００２５】
図３は上述のような問題点を解決するための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３において、２０は縦・横・斜め検出部、２２はセレクタである。前記縦・横・斜め検出部２０は、前記動き検出部１０による検出値同一の画素が設定範囲Ｓ内において注目画素Ｇ１を含んで縦、横、斜めのいずれかに連続して並んでいるか否かを検出するとともに、検出時に前記同一の検出値（例えば注目画素Ｇ１の検出値）を出力するように構成されている。前記セレクタ２２は、前記縦・横・斜め検出部２０の検出出力ｓｌが有る（例えばＨレベル）ときには、この縦・横・斜め検出部２０の出力する検出値ｓｖ（動きベクトル）を選択し、前記縦・横・斜め検出部２０の検出出力ｓｌが無い（例えばＬレベル）ときには多数決処理部１８で求めた検出値ｔｖ（動きベクトル）を選択するように構成されている。
【００２６】
このため、注目画素Ｇ１を中心とした設定範囲Ｓ内の画素についての動き検出部１０による検出値が、図４（ａ）に示すように、注目画素Ｇ１及び周辺画素Ｇ３、Ｇ８については特定値「Ｎ」（例えばＮ＝３）、それ以外の周辺画素Ｇ２、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７及びＧ９についてはＮ以外の不定値「Ｘ」（例えばＸ＝０や１）である縦線に対応しているときには、縦・横・斜め検出部２０の検出出力ｓｌによってセレクタ２２が検出値「Ｎ」（ｓｖ＝Ｎ）を選択し、動画補正部１４は、セレクタ２２で選択した検出値「Ｎ」に基づいて、注目画素Ｇ１についてのｎ個のサブフィールドＳＦｎ〜ＳＦ１の表示位置を補正する。
【００２７】
注目画素Ｇ１を中心とした設定範囲Ｓ内の画素についての動き検出部１０による検出値が、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、横線、左上り斜め線、右上り斜め線に対応したときには、前記縦線の場合と同様にして、縦・横・斜め検出部２０の検出出力ｓｌによってセレクタ２２が検出値「Ｎ」（ｓｖ＝Ｎ）を選択し、動画補正部１４は、セレクタ２２で選択した検出値「Ｎ」に基づいて、注目画素Ｇ１についてのｎ個のサブフィールドＳＦｎ〜ＳＦ１の表示位置を補正する。
【００２８】
一方、注目画素Ｇ１を中心とした設定範囲Ｓ内の画素についての動き検出部１０による検出値が、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す場合と異なる場合（例えば縦、横、斜め線に対応した検出値でない場合）には、縦・横・斜め検出部２０の検出出力ｓｌが無い（例えばＬレベル）ので、セレクタ２２は多数決処理部１８の出力する検出値ｔｖを出力し、動画補正部１４は、セレクタ２２で選択した検出値ｔｖに基づいて、注目画素Ｇ１についてのｎ個のサブフィールドＳＦｎ〜ＳＦ１の表示位置を補正する。
【００２９】
前記実施形態例では、多数決処理部が多数決をとる範囲、縦・横・斜め検出部の検出対象とする範囲である設定範囲Ｓが３×３の９画素の場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば設定範囲が５×５の２５画素の場合についても利用することができる。
【００３０】
前記実施形態例では、ディスプレイ装置が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装置（例えばＬＣＤ）の場合について利用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明による動画補正回路は、１フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示するディスプレイ装置において、前記入力映像信号に基づいてフレーム間における画素の動きベクトルを検出する動き検出部と、注目画素を含む設定範囲Ｓ内の画素についての前記動き検出部による検出値の中から最も数の多い同一の検出値を求める多数決処理部と、前記動き検出部による検出値同一の画素が前記設定範囲Ｓ内において前記注目画素を含んで縦、横、斜めのいずれかに連続して並んでいるか否かを検出するとともに、検出時に前記同一の検出値を出力する縦・横・斜め検出部と、この縦・横・斜め検出部の検出出力が有るときには前記縦・横・斜め検出部の出力する検出値を選択し、前記縦・横・斜め検出部の検出出力が無いときには前記多数決処理部で求めた検出値を選択するセレクタと、このセレクタで選択した検出値に基づいて、前記注目画素についての各サブフィールドの表示位置を補正して前記ディスプレイ装置側に出力する動画補正部とを具備しているので、ノイズ等の画像の揺らぎによって注目画素について周辺画素とかけ離れた動きベクトルを検出したような場合にも、多数決処理で均一でない動きベクトルを除去することができ、動画補正を行ったときに画質の劣化を防ぐことができる。さらに、一本の縦線、横線、斜め線の画像が所定方向へ動くような場合に、縦・横・斜め検出部の検出出力で縦線、横線、斜め線の画素についての検出値を、多数決で求めた検出値に優先させるようにしたので、一本の縦線、横線、斜め線の画像が所定方向へ動く場合にも、その動きベクトルを検出して映像の細部まで正確な動き補正を行うことができる。
【００３３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、多数決処理部が、設定範囲Ｓ内の画素に順位付けをし、多数決で求めた同一の検出値が複数あるときに、この複数の検出値の中から順位付けの高い方の画素の検出値を求めるように構成したので、多数決処理で決まらない範囲をなくすことができる。
【００３４】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、設定範囲Ｓ内の画素を注目画素とその周辺の画素の３×３の９画素とした場合には、多数決処理部や縦・横・斜め検出部の構成を簡単にすることができる。
【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動画補正回路の一実施形態例を示すブロック図である。
【図２】１本の縦線、横線、斜め線の画像が所定方向へ移動する場合の設定範囲Ｓ内の画素の動きベクトルの検出値の一例を示すもので、（ａ）は１本の縦線画像の場合、（ｂ）は１本の横線画像の場合、（ｃ）は１本の左上り斜め線画像の場合、（ｄ）は１本の右上り斜め線画像の場合の検出値を示す説明図である。
【図３】本発明によるディスプレイ装置の動画補正回路の他の実施形態例を示すブロック図である。
【図４】１本の縦線、横線、斜め線の画像が所定方向へ移動する場合の縦・横・斜め検出部による動きベクトルの検出値の一例を示すもので、（ａ）は１本の縦線画像の場合、（ｂ）は１本の横線画像の場合、（ｃ）は１本の左上り斜め線画像の場合、（ｄ）は１本の右上り斜め線画像の場合の検出値を示す説明図である。
【図５】サブフィールド点灯方式を説明するもので、（ａ）は２５６階調の手法における駆動シーケンスの説明図、（ｂ）は駆動波形図である。
【図６】従来例のディスプレイ装置の動画補正回路を示すブロック図である。
【図７】注目画素Ｇ１の動きベクトル検出値が、ノイズ等による画像の揺らぎによって周辺画素Ｇ２〜Ｇ９とかけ離れた動きベクトル検出値となった場合を示す説明図で、（ａ）は設定範囲Ｓ内の画素Ｇ１〜Ｇ９のうちの検出値が「２」の画素が最も多い場合、（ｂ）は設定範囲Ｓ内の画素Ｇ１〜Ｇ９のうちの検出値が「２」と「３」の画素が最も多い場合の説明図である。
【符号の説明】
１０…動き検出部、１２…入力端子、１４…動画補正部、１６…出力端子、１８…多数決処理部、２０…縦・横・斜め検出部、２２…セレクタ、Ｇ１…注目画素、Ｇ２〜Ｇ９…周辺画素、Ｎ…設定範囲Ｓ内で注目画素Ｇ１を含んで縦、横、斜めに連続して並んだ画素についての同一の動きベクトル値（固有値）、ＰＤＰ…プラズマディスプレイパネル（ディスプレイ装置の一例）、Ｓ…注目画素Ｇ１及び周辺画素Ｇ２〜Ｇ９の範囲を定める設定範囲、ＳＦ１〜ＳＦｎ…サブフィールド、ｓｌ…セレクト信号、ｓｖ…動きベクトル値（検出値）、ｔｖ…多数決処理部から出力する動きベクトル値（検出値）、
Ｘ…設定範囲Ｓ内の画素の動きベクトル検出値で、検出値Ｎ以外の不定値。

Claims

１フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示するディスプレイ装置において、前記入力映像信号に基づいてフレーム間における画素の動きベクトルを検出する動き検出部と、注目画素を含む設定範囲Ｓ内の画素についての前記動き検出部による検出値の中から最も数の多い同一の検出値を求める多数決処理部と、前記動き検出部による検出値同一の画素が前記設定範囲Ｓ内において前記注目画素を含んで縦、横、斜めのいずれかに連続して並んでいるか否かを検出するとともに、検出時に前記同一の検出値を出力する縦・横・斜め検出部と、この縦・横・斜め検出部の検出出力が有るときには前記縦・横・斜め検出部の出力する検出値を選択し、前記縦・横・斜め検出部の検出出力が無いときには前記多数決処理部で求めた検出値を選択するセレクタと、このセレクタで選択した検出値に基づいて、前記注目画素についての各サブフィールドの表示位置を補正して前記ディスプレイ装置側に出力する動画補正部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動画補正回路。
多数決処理部は、設定範囲Ｓ内の画素に順位付けをし、多数決で求めた検出値が複数あるときに、この複数の検出値の中から順位付けの高い方の画素の検出値を求めてなる請求項１記載のディスプレイ装置の動画補正回路。
設定範囲Ｓ内の画素は、注目画素とその周辺の画素の９画素（３×３画素）としてなる請求項１又は２記載のディスプレイ装置の動画補正回路。