JP4182470B2

JP4182470B2 - 映像表示装置及びこれに用いる映像信号処理方法

Info

Publication number: JP4182470B2
Application number: JP2002150242A
Authority: JP
Inventors: 重博増地
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003345288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示装置及びこれに用いる映像信号処理方法に係り、特に、プラズマディスプレイパネル表示装置（ＰＤＰ），フィールドエミッションディスプレイ装置（ＦＥＤ），デジタルライトプロセッシングプロジェクタ（ＤＬＰ），エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）等のように、デジタル的に限られた中間階調を表現する映像表示装置において、デジタル的に限られた中間階調を表現する際の階調特性を向上させることができる映像表示装置及びこれに用いる映像信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号を表示する映像表示装置の内、例えば、１フィールドを複数のサブフィールドに分割して階調表示するＰＤＰや、ＰＷＭ変調によって階調表示を行うＥＬやＦＥＤ等の映像表示装置においては、駆動方法によってはデジタル的に制限された階調数でしか映像を表現することができない。また、ガンマ特性がかけられた映像信号に対し、逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻すことが必要である。
【０００３】
そこで、この種の映像表示装置では、デジタル的に制限された階調数で映像を表示する際、逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻す際に損なわれる階調の直線性を滑らかにするために、一例としてディザ法を用いて多階調化処理を行っている。
【０００４】
ディザ法による多階調化処理は、隣接する複数個の画素（ドット）を１組としてディザマトリクスを構成し、損なわれた階調分の中間階調をこのディザマトリクス内の個々のディザ係数で表現するのが一般的な処理方法である。例えば、映像表示装置が６ビットの階調能力しかなく、８ビットのドットデータの上位６ビットにより階調表示する場合は、隣接する２×２ドットのディザマトリクスを構成し、そのディザマトリクス内で不足した２ビット分のノイズパターンを重畳することによって、視覚的な積分効果を利用して８ビット相当の階調表示を行う。
【０００５】
ディザ法を用いて多階調化処理を行う従来の映像信号処理回路の一例として、本出願人による先願、特願平１０−３１５７４３号（特開２０００−１４８０６８）に記載のものがある。この先願には、逆ガンマ補正回路の前段に、ディザ法を用いて多階調化処理を行う映像信号処理回路を設け、この映像信号処理回路によって、映像信号の階調を複数の領域に分け、この複数の領域毎に適切なディザ係数パターンを加算することが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記先願に記載の映像信号処理回路によれば、低階調部における疑似輪郭状の画質妨害を効果的に削減することができるが、中高階調部における疑似輪郭状の画質妨害を削減することができず、映像全体の画質妨害を削減するのには不充分であった。特に、逆ガンマ補正回路により逆ガンマ補正された後における中高階調部では、隣接階調間における輝度段差が大きくなり、複数のサブフィールドに分割して階調表示するＰＤＰ等の場合では、中高階調部が連続する隣接画素間でのサブフィールドの選択状況によって、動画像で疑似輪郭状の画質妨害が発生しやすいという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、低階調部から中高階調部にかけて、階調特性を適応的に滑らかにして階調の連続性を向上させることができ、全体的に目立ちやすい疑似輪郭状の画質妨害の発生を効果的に低減することができる映像表示装置及びこれに用いる映像信号処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、
（ａ）Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を入力映像信号とする映像表示装置において、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以下の低階調部の階調を補正する第１のディザ重畳回路（１００）と、前記第１のディザ重畳回路の後段に設けられ、前記第１のディザ重畳回路より出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに逆ガンマ補正処理を施す逆ガンマ補正回路（２００）と、前記逆ガンマ補正回路の後段に設けられ、前記逆ガンマ補正回路より出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以上の中高階調部の階調を補正する第２のディザ重畳回路（４００）とを備えて構成したことを特徴とする映像表示装置を提供し、
（ｂ）Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を入力映像信号とする映像表示装置に用いる映像信号処理方法において、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以下の低階調部の階調を補正する第１のディザ重畳ステップと、前記第１のディザ重畳ステップの後段にて、前記第１のディザ重畳ステップによりディザ係数パターンが加算されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに逆ガンマ補正処理を施す逆ガンマ補正ステップと、前記逆ガンマ補正ステップの後段にて、前記逆ガンマ補正ステップにより逆ガンマ補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以上の中高階調部の階調を補正する第２のディザ重畳ステップとを含むことを特徴とする映像表示装置に用いる映像信号処理方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の映像表示装置及びこれに用いる映像信号処理方法について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の映像表示装置の一実施形態を示すブロック図、図２は図１中の映像信号処理回路１００の具体的構成例を示すブロック図、図３は図１中の映像信号処理回路１００で用いるディザパターンの一例を示す図、図４は図１中の映像信号処理回路１００で用いるディザパターン内のディザ係数を階調群毎に設定する際のディザ係数の具体的な一例を示す図、図５は図１中の映像信号処理回路１００における最終的なディザ係数の決定方法を説明するための図、図６は図１中の逆ガンマ補正回路における逆ガンマ補正特性の例を示す図、図７は図１中の映像信号処理回路４００の具体的構成例を示すブロック図、図８は図１中の映像信号処理回路４００で用いるディザパターン内のディザ係数を階調群毎に設定する際のディザ係数の具体的な一例を示す図、図９は図１中の映像信号処理回路４００における最終的なディザ係数の決定方法を説明するための図である。
【００１０】
図１に示す本発明の一実施形態は、映像表示装置の一例としてＰＤＰの場合を示している。図１において、映像信号は映像信号処理回路（第１のディザ重畳回路）１００に入力され、後に詳述するディザ法によって多階調化が図られ、逆ガンマ補正回路２００に入力される。逆ガンマ補正回路２００は、入力された映像信号に逆ガンマ補正処理を施す。逆ガンマ補正回路２００の出力はさらに映像信号処理回路（第２のディザ重畳回路）４００に入力され、後に詳述するディザ法によって多階調化が図られる。映像信号処理回路４００の出力はＰＤＰ３００に入力される。なお、映像信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号である。従って、実際には、映像信号処理回路１００，逆ガンマ補正回路２００，映像信号処理回路４００は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号で３系統必要である。
【００１１】
本発明の特徴の１つは、映像信号に逆ガンマ補正処理を施す前にディザ法によって多階調化を図る第１の信号処理を施すと共に、映像信号に逆ガンマ補正処理を施した後においても、ディザ法によって多階調化を図る第２の信号処理を施すことである。図１では、第１の信号処理を施す映像信号処理回路１００と、逆ガンマ補正回路２００と、第２の信号処理を施す映像信号処理回路４００とを別々の回路ブロックとして図示しているが、１つの回路ブロック内で上記の一連の処理を行うようにしてもよい。
【００１２】
映像信号処理回路１００，４００における多階調化処理を説明する前に、図１０を用いて、ＰＤＰ３００のパネル上のドットデータとディザ係数との対応について説明する。図１０において、３０１はＰＤＰ３００のパネルを示しており、３０２はＲ，Ｇ，Ｂよりなる画素を構成するドットを示している。図１０に示すように、パネル３０１は、Ｎ行×Ｍ列の複数のドット３０２より構成されており、ａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数は、それぞれのドット３０２に印加するドットデータに対応して加算される。ここでは、簡略化のため、Ｒ，Ｇ，Ｂの１つの色のドットにてパネル３０１を構成するよう図示しているが、実際には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ドットが行方向に順次並んでパネル３０１を構成する。
【００１３】
次に、図２を用いて、映像信号処理回路１００の構成及び動作について説明する。図２において、ディザマトリクスパターン発生器１は、一例として、ｎ×ｎドットのマトリクスからなるディザマトリクスパターン（以下、ディザパターン）を複数種類（ここでは、ｍ種類）発生する。なお、ここでは、ｍが３以上の如く図示しているが、ｍ＝２、即ち、２種類のディザパターンを発生するものであってもよい。ディザマトリクスパターン発生器１は、ＲＯＭで構成してもよく、あるいは、ソフトウェアによって構成することもできる。
【００１４】
ここで、ディザマトリクスパターン発生器１は、ディザ係数パターンそのもの、即ち、ディザパターン内の個々のディザ係数を発生するのではなく、ディザパターンの位置情報のみを発生している。さらに詳細には、ディザマトリクスパターン発生器１は、図１０におけるパネル３０１のドット３０２における１つの区画（マトリクス）に対して、いかなる位置関係でディザ係数を対応させるかを表すパターンを発生するものである。従って、このディザマトリクスパターン発生器１の出力段の時点では、まだ、ディザパターン内の個々のディザ係数は決定されていない。
【００１５】
セレクタ２は、ディザマトリクスパターン発生器１からのｍ種類のディザパターンの１つを選択し、階調別ディザ係数発生回路５に入力する。階調別ディザ係数発生回路５と加算器３には、例えばデジタル変換された映像信号が入力される。階調別ディザ係数発生回路５は、入力された映像信号の階調を検出し、予め設定した階調以下の映像信号についてさらに複数の階調群に分け、その階調群毎で共通に、ディザパターン内の個々のディザ係数を設定する。このとき、予め設定した階調以上では、ディザパターン内の個々のディザ係数を全て０として設定する。なお、複数の階調群としたが１つの階調群であってもよい。
【００１６】
そして、階調別ディザ係数発生回路５は、セレクタ２によって選択されたディザパターンと、入力された映像信号の階調群とに対応して、ディザパターン内の個々のディザ係数を決定する。階調別ディザ係数発生回路５が発生したディザ係数は加算器３に入力される。加算器３は、入力された映像信号と階調別ディザ係数発生回路５が発生したディザ係数とを加算し、リミッタ４に入力する。リミッタ４は、加算器３の出力における原信号のビット数による値を超えた分（いわゆるアンダーフロー）を制限して出力する。なお、映像表示装置の階調能力に応じて、加算器３の出力のビット（下位ビット）を制限して出力してもよい。
【００１７】
図３は、図２で用いるディザパターンの例である。図３（Ａ），（Ｂ）において、ａ，ｂ，ｃ，ｄで示す４つのドットよりなる区画は、縦（行）×横（列）で２×２ドットのマトリクスによるディザパターンを示している。この２×２ドットのディザパターンは、図１０で説明したように、ＰＤＰ３００におけるパネル３０１のドット３０２に印加するドットデータに対応した位置情報として設定される。
【００１８】
例えば、図３（Ａ），（Ｂ）のディザパターン▲１▼では、奇数行のドットデータにはディザパターンａ，ｂ，ａ，ｂ，…が行頭のドットより順に加算され、偶数行のドットデータには、ディザパターンｃ，ｄ，ｃ，ｄ，…が行頭のドットより順に加算される。図３（Ａ）のディザパターン▲２▼では、奇数行のドットデータにはディザパターンｄ，ｃ，ｄ，ｃ，…が行頭のドットより順に加算され、偶数行のドットデータには、ディザパターンｂ，ａ，ｂ，ａ，…が行頭のドットより順に加算される。
【００１９】
図３（Ａ）に示す例では、ａ，ｂ，ｃ，ｄとしたディザパターン▲１▼と、ｄ，ｃ，ｂ，ａとしたディザパターン▲２▼との２種類のパターンを用い、このディザパターン▲１▼，▲２▼を例えば１フィールド毎に交互に切り換えるようにしたものである。
【００２０】
図３（Ｂ）に示す例では、ａ，ｂ，ｃ，ｄとしたディザパターン▲１▼と、ｄ，ａ，ｃ，ｂとしたディザパターン▲２▼と、ｃ，ｄ，ｂ，ａとしたディザパターン▲３▼と、ｂ，ｃ，ａ，ｄとしたディザパターン▲４▼との４種類のパターンを用い、このディザパターン▲１▼〜▲４▼を例えばフィールド周期で規則的に巡回させて切り換えるようにしたものである。なお、図３に示す例は、ディザパターン▲１▼をパネル３０１のドット３０２に対応させた状態を示している。
【００２１】
前述のように、加算器３に入力するディザパターンは、ディザマトリクスパターン発生器１から出力する時点では、ディザパターン内の個々のディザ係数は決定されていない。図３のように、個々のディザ係数の位置情報のみが決定している。個々のディザ係数は、この位置情報を基にして、階調別ディザ係数発生回路５で最終的に決定する。以下に、その処理方法について詳細に説明する。
【００２２】
図４は、階調別ディザ係数発生回路５で階調群毎に設定するディザパターン内の個々のディザ係数の一例を示したものである。ここでは、図３（Ａ）のように、ディザパターン▲１▼，▲２▼の２種類のパターンを用いる場合について示している。この例では、２５６階調で入力される入力映像信号において、階調６３以下の階調についてディザ係数を設定する。階調を（Ａ）：階調０〜１５，（Ｂ）：階調１６〜３１，（Ｃ）：階調３２〜４７，（Ｄ）：階調４８〜６３，（Ｅ）：階調６４以上の５種類の階調群に分け、それぞれについて異なるディザ係数を設定している。
【００２３】
例えば、図４（Ａ）の階調０〜１５においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ５，３，−３，−５と設定し、図４（Ｂ）の階調１６〜３１においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ４，２，−２，−４と設定している。図４（Ｃ）の階調３２〜４７においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ３，１，−１，−３と設定し、図４（Ｄ）における階調４８〜６３においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ２，１，−１，−２と設定している。また、図４（Ｅ）の階調６４以上においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ０，０，０，０と設定している。ディザパターン▲１▼，▲２▼を構成する具体的なディザ係数は、図４に示す如くである。
【００２４】
このディザパターンの一例では、正のディザ係数と負のディザ係数の双方を備え、１つのディザパターン内におけるディザ係数の総和が０となるようにしている。
【００２５】
上記の構成では、逆ガンマ補正処理を施した際に損なわれる階調の連続性を滑らかにすることを主な目的として、原信号（入力映像信号）にディザ係数を加算するので、隣接階調に対する視覚的な輝度差が大きく目立ちやすくなる低階調部のみにディザ係数を加算する。特に、サブフィールド分割により階調表現するＰＤＰ３００の場合では、この低階調部の中でも階調レベルが小さくなるに従って階調の損失の程度が大きくなる。従って、全ての低階調部において階調の連続性を向上させるため、ディザ係数の重み付けを階調レベル毎に可変し、階調が小さくなるに従って重み付け（即ち、係数の絶対値）を大きくしている。
【００２６】
図５は、最終的に原信号に加算する２×２ドットのディザパターンにおける個々のディザ係数の決定方法の一例を示している。図５は図３（Ａ）におけるディザパターン▲１▼の場合である。この例では、図１０におけるパネル３０１の第１〜２行，第１〜２列の２×２ドットのディザパターンにおける個々のディザ係数の決定方法を示している。パネル３０１の他の区画（マトリクス）でも全く同様である。
【００２７】
まず、図３（Ａ）のディザパターン▲１▼を用いる場合において、図５に示すように、第１行１列の階調が１２，第１行２列の階調が１８，第２行１列の階調が３３，第２行２列の階調が５７であるとする。このとき、第１行１列は、階調が１２であるので、図４（Ａ）に示す５，３，−３，−５が選択され、その中で、ａの位置に相当するディザ係数５が選択される。第１行２列は、階調が１８であるので、図４（Ｂ）に示す４，２，−２，−４が選択され、その中で、ｂの位置に相当するディザ係数２が選択される。
【００２８】
第２行１列は、階調が３３であるので、図４（Ｃ）に示す３，１，−１，−３が選択され、その中で、ｃの位置に相当するディザ係数−１が選択される。第２行２列は、階調が５７であるので、図４（Ｄ）に示す２，１，−１，−２が選択され、その中で、ｄの位置に相当するディザ係数−２が選択される。このようにして、最終的に決定されるディザパターンの個々のディザ係数は、５，２，−１，−２となる。
【００２９】
図３（Ａ）のディザパターン▲２▼や図３（Ｂ）に示すディザパターン▲１▼〜▲４▼を用いる場合も同様に、パネル３０１を構成するそれぞれドット３０２に印加するドットデータの階調に応じて個々のディザ係数を決定する。
【００３０】
このように、階調別ディザ係数発生回路５が、パネル３０１内でディザ係数パターンを加算する１つの区画であるマトリクスを構成する個々のドットデータの階調を検出する。階調別ディザ係数発生回路５は階調検出手段としても動作している。なお、階調検出手段を階調別ディザ係数発生回路５とは別に設けてもよい。そして、検出したドットデータの階調に応じて、マトリクスのドットそれぞれで、図４に示す具体的なディザ係数パターンを選択し、そのディザ係数パターンより、マトリクスのドットの位置に対応したディザ係数を抽出する。次に、抽出したディザ係数を合成して１つのマトリクスに加算する最終的なディザ係数パターンを生成する。
【００３１】
ところで、図５の例では、本発明の要旨を理解しやすいよう、隣接するドット３０２の階調が大きく異なっている場合について示した。隣接するドット３０２の階調があまり相違せず、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示す同じ階調群の中にあれば、図５に示す最終的なディザ係数の決定方法によって決定した複数のディザ係数パターンは、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すディザ係数パターンと同一となる。
【００３２】
上記のように、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すディザ係数パターンでは、１つのディザパターン内におけるディザ係数の総和が０となるようにしているので、実際に加算するディザ係数パターン内におけるディザ係数の総和も０となる。従って、隣接するドット３０２の階調が図４（Ａ）〜（Ｄ）に示す同じ階調群の中にあるときには、映像信号にディザ係数を加算しても、ノイズとして目立ちにくくなる。
【００３３】
次に、逆ガンマ補正回路２００の動作について説明する。逆ガンマ補正回路２００は、一例として、図６（Ａ）に示すような補正特性で、入力された映像信号に逆ガンマ補正処理を施す。図６（Ａ）において、横軸は入力映像信号の階調、縦軸は出力映像信号の階調である。図６（Ａ）に示す補正特性は、ガンマ補正がかけられた映像信号を視覚上リニアな特性に戻すために一般的に用いられている逆ガンマカーブである。図６（Ｂ）は、他の補正特性を示している。図６（Ｂ）に示す補正特性は、映像信号に特定の補正処理を施すためにＳ字状にした逆ガンマカーブである。
【００３４】
逆ガンマ補正回路２００は、入力された映像信号を図６（Ａ），（Ｂ）に示すような特性で変換して出力するＲＯＭやソフトウェアによるテーブルによって実現することができる。
【００３５】
次に、図７を用いて、映像信号処理回路４００の構成及び動作について説明する。図７に示すように、映像信号処理回路４００は、ディザマトリクスパターン発生器１１，セレクタ１２，加算器１３，リミッタ１４，階調別ディザ係数発生回路１５を備えて構成される。図２と図７とを比較すれば分かるように、映像信号処理回路４００は、映像信号処理回路１００と実質的に同じ構成であり、同じように動作する。ディザマトリクスパターン発生器１１が発生するディザパターンは図２と同様であり、最終的に原信号に加算する２×２ドットのディザパターンにおける個々のディザ係数の決定方法も、図５と同様である。
【００３６】
但し、階調別ディザ係数発生回路１５で階調群毎に設定するディザパターン内の個々のディザ係数は、図４に示すものではなく、一例として図８に示すものを用いる。図８は、階調別ディザ係数発生回路１５で階調群毎に設定するディザパターン内の個々のディザ係数の一例を示したものである。ここでは、図３（Ａ）のように、ディザパターン▲１▼，▲２▼の２種類のパターンを用いる場合について示している。
【００３７】
この図８に示す例では、逆ガンマ補正回路２００の後段にあり、映像信号処理回路４００に入力される２５６階調の映像信号に対し、階調３２以上の階調についてディザ係数を設定する。階調を（Ａ）：階調０〜３１，（Ｂ）：階調３２〜６３，（Ｃ）：階調６４〜９６，（Ｄ）：階調９７〜１３３，（Ｅ）：階調１４４以上の５種類の階調群に分け、それぞれについて異なるディザ係数を設定している。
【００３８】
例えば、図８（Ａ）の階調０〜３１においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ０，０，０，０と設定し、図８（Ｂ）の階調３２〜６３においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ２，１，−１，−２と設定している。図８（Ｃ）の階調６４〜９６においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ３，１，−１，−３と設定している。
【００３９】
図８（Ｄ）における階調９７〜１３３においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ４，２，−２，−４と設定し、図８（Ｅ）の階調１４４以上においては、ディザパターンａ，ｂ，ｃ，ｄのディザ係数をそれぞれ５，３，−３，−５と設定している。ディザパターン▲１▼，▲２▼を構成する具体的なディザ係数は、図８に示す如くである。
【００４０】
このディザパターンの一例では、正のディザ係数と負のディザ係数の双方を備え、１つのディザパターン内におけるディザ係数の総和が０となるようにしている。
【００４１】
映像信号処理回路４００は、逆ガンマ補正処理を施した後に隣接階調間における輝度段差が大きくなり、隣接画素間でのサブフィールドの選択状況によっては、特に動画像の中高階調部で発生する疑似輪郭状の画質妨害を軽減するためのものである。そこで、映像信号処理回路４００は、疑似輪郭状の画質妨害が発生する中高階調部の連続性を滑らかにすることを主な目的として、中高階調部のみにディザ係数を加算する。
【００４２】
特に、逆ガンマ補正回路２００にて図６（Ａ）に示す逆ガンマカーブを用い、サブフィールド分割により階調表現するＰＤＰ３００の場合では、この中高階調部の中でも階調レベルが大きくなるに従って隣接階調間における輝度段差の程度が大きくなる。従って、全ての中高階調部において階調の連続性を向上させるため、ディザ係数の重み付けを階調レベル毎に可変し、階調が大きくなるに従って重み付け（即ち、係数の絶対値）を大きくしている。
【００４３】
図９は、映像信号処理回路４００にて最終的に原信号に加算する２×２ドットのディザパターンにおける個々のディザ係数の決定方法の一例を示している。図９は図３（Ａ）におけるディザパターン▲１▼の場合である。この例では、図１０におけるパネル３０１の第１〜２行，第１〜２列の２×２ドットのディザパターンにおける個々のディザ係数の決定方法を示している。パネル３０１の他の区画（マトリクス）でも全く同様である。
【００４４】
まず、図３（Ａ）のディザパターン▲１▼を用いる場合において、図９に示すように、第１行１列の階調が６４，第１行２列の階調が１００，第２行１列の階調が６３，第２行２列の階調が１５７であるとする。このとき、第１行１列は、階調が６４であるので、図８（Ｃ）に示す３，１，−１，−３が選択され、その中で、ａの位置に相当するディザ係数３が選択される。第１行２列は、階調が１００であるので、図８（Ｄ）に示す４，２，−２，−４が選択され、その中で、ｂの位置に相当するディザ係数２が選択される。
【００４５】
第２行１列は、階調が６３であるので、図８（Ｂ）に示す２，１，−１，−２が選択され、その中で、ｃの位置に相当するディザ係数−１が選択される。第２行２列は、階調が１５７であるので、図８（Ｅ）に示す５，３，−３，−５が選択され、その中で、ｄの位置に相当するディザ係数−５が選択される。このようにして、最終的に決定されるディザパターンの個々のディザ係数は、３，２，−１，−５となる。
【００４６】
図３（Ａ）のディザパターン▲２▼や図３（Ｂ）に示すディザパターン▲１▼〜▲４▼を用いる場合も同様に、パネル３０１を構成するそれぞれドット３０２に印加するドットデータの階調に応じて個々のディザ係数を決定する。
【００４７】
このように、階調別ディザ係数発生回路１５が、パネル３０１内でディザ係数パターンを加算する１つの区画であるマトリクスを構成する個々のドットデータの階調を検出する。階調別ディザ係数発生回路１５は階調検出手段としても動作している。なお、階調検出手段を階調別ディザ係数発生回路１５とは別に設けてもよい。そして、検出したドットデータの階調に応じて、マトリクスのドットそれぞれで、図８に示す具体的なディザ係数パターンを選択し、そのディザ係数パターンより、マトリクスのドットの位置に対応したディザ係数を抽出する。次に、抽出したディザ係数を合成して１つのマトリクスに加算する最終的なディザ係数パターンを生成する。
【００４８】
ところで、図９の例では、本発明の要旨を理解しやすいよう、隣接するドット３０２の階調が大きく異なっている場合について示した。隣接するドット３０２の階調があまり相違せず、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示す同じ階調群の中にあれば、図９に示す最終的なディザ係数の決定方法によって決定した複数のディザ係数パターンは、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すディザ係数パターンと同一となる。
【００４９】
上記のように、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すディザ係数パターンでは、１つのディザ係数パターン内におけるディザ係数の総和が０となるようにしているので、実際に加算するディザ係数パターン内におけるディザ係数の総和も０となる。従って、隣接するドット３０２の階調が図８（Ａ）〜（Ｄ）に示す同じ階調群の中にあるときには、映像信号にディザ係数を加算しても、ノイズとして目立ちにくくなる。
【００５０】
以上のように、本発明では、逆ガンマ補正回路２００の前後にそれぞれディザ法を用いて多階調化処理を行う映像信号処理回路（ディザ重畳回路）１００，４００を設け、それぞれ入力された映像信号に対して、その映像信号の階調を複数の階調群に分け、それぞれに適したディザ係数を有するディザパターン（ディザ係数パターン）を加算するようにしている。従って、全ての階調に対して効果的な補正を行うことが可能となる。
【００５１】
また、上述した実施形態では、図６（Ａ）に示す逆ガンマ補正特性を用いる場合に好適な例として、逆ガンマ補正処理を施した際に発生する階調の損失の程度が大きい低階調部（一例として、階調６３以下）においては、逆ガンマ補正処理前にディザ係数パターンを加算するようにし、逆ガンマ補正処理後の隣接階調間における輝度段差の程度が大きい中高階調部（一例として、階調３２以上）においては、逆ガンマ補正処理後にディザ係数パターンを加算するようにしている。このとき、それぞれの領域でディザ係数の総和が０となるようにしているので、映像信号の階調が全体的に増えてしまうことがない。従って、原信号と全く同じ階調数を維持した良好な映像を表示することが可能である。
【００５２】
ここで、図６（Ｂ）に示すＳ字状の逆ガンマ補正特性を用いる場合に好適な例について説明する。図６（Ｂ）に示す補正特性においては、入力映像信号の低階調部と高階調部で、入力映像信号の階調の増加に対する出力映像信号の階調の増加が緩やかである。このように、入力映像信号の階調の増加に対する出力映像信号の階調の増加が小さい領域においては、逆ガンマ補正処理を施す前、即ち、映像信号処理回路１００にてディザ係数パターンを加算することが好ましい。
【００５３】
一方、入力映像信号の階調の増加に対する出力映像信号の階調の増加が大きい領域、図６（Ｂ）に示す補正特性では中階調部においては、逆ガンマ補正処理を施した後、即ち、映像信号処理回路４００にてディザ係数パターンを加算することが好ましい。
【００５４】
図６（Ａ），（Ｂ）に示すような補正特性（逆ガンマカーブ）において、傾きが４５度より小なる領域では、逆ガンマ補正回路２００の前段に設けた映像信号処理回路１００にてディザ係数パターンを加算し、傾きが４５度より大なる領域では、逆ガンマ補正回路２００の後段に設けた映像信号処理回路４００にてディザ係数パターンを加算することが好ましい。傾きが４５度の領域は、映像信号処理回路１００，４００のいずれでディザ係数パターンを加算しても効果は同じである。
【００５５】
このように、映像信号処理回路１００，４００それぞれでディザ係数パターンを加算するとき、逆ガンマ補正回路２００の逆ガンマ補正特性に合わせたり、あるいは、隣接階調間における輝度段差の程度に応じて、ディザ係数パターンを加算する階調の位置（階調領域）を適宜選択すればよい。ディザ係数パターンを加算する領域としては、低階調部のみ、中階調部のみ、高階調部のみ、または、これらの任意の組み合わせ（全階調領域を含む）が考えられる。映像信号処理回路１００がディザ係数パターンを加算する階調領域と映像信号処理回路４００がディザ係数パターンを加算する階調領域とは、上記の実施形態のように一部で重複していてもよい。逆に言えば、階調領域の少なくとも一部が異なっていればよい。
【００５６】
本発明は以上説明した実施形態に限定されることはない。本実施形態では、１フィールド毎にディザパターンを変更するようにしたが、それに限定されることはない。１フレーム毎にディザパターンを変更してもよいし、隣接ブロック毎にディザパターンを変更したり、区画（マトリクス）とドットとの対応関係を変更してもよい。即ち、ディザパターンを時間的もしくはＰＤＰ３００におけるパネル３０１上の位置的に変更すればよい。
【００５７】
また、本実施形態では、正と負のディザ係数を用いてディザパターンを構成しているが、これは原信号と同じ階調数にするためであり、ディザ係数の加算を階調の連続性を滑らかにするためだけに使用しているからである。但し、ディザ係数の設定は上記の例に限定されることはなく、従来例と同様に、表示能力の不足分を補充するという目的も考慮して、最終的なディザ係数を設定してもよい。このようにすれば、そのように設定した階調の領域に対しては、階調の連続性を滑らかにすることだけでなく、見かけ上、階調数を増加させることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の映像表示装置及びこれに用いる映像信号処理方法は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調を補正し、次に、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに逆ガンマ補正処理を施し、さらにこの後、複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調を補正するようにしたので、低階調部から中高階調部にかけて、階調特性を適応的に滑らかにして階調の連続性や多階調化特性を向上させることができると共に、全体的に目立ちやすい疑似輪郭状の画質妨害の発生を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の映像表示装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１中の映像信号処理回路１００の具体的構成例を示すブロック図である。
【図３】図１中の映像信号処理回路１００で用いるディザパターンの一例を示す図である。
【図４】図１中の映像信号処理回路１００で用いるディザパターン内のディザ係数を階調群毎に設定する際のディザ係数の具体的な一例を示す図である。
【図５】図１中の映像信号処理回路１００における最終的なディザ係数の決定方法を説明するための図である。
【図６】図１中の逆ガンマ補正回路２００における逆ガンマ補正特性の例を示す図である。
【図７】図１中の映像信号処理回路４００の具体的構成例を示すブロック図である。
【図８】図１中の映像信号処理回路４００で用いるディザパターン内のディザ係数を階調群毎に設定する際のディザ係数の具体的な一例を示す図である。
【図９】図１中の映像信号処理回路４００における最終的なディザ係数の決定方法を説明するための図である。
【図１０】映像表示装置におけるドットとディザ係数との対応を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ディザマトリクスパターン発生器
１２セレクタ
１３加算器
１４リミッタ
１５階調別ディザ係数発生回路
１００，４００映像信号処理回路（ディザ重畳回路）
２００逆ガンマ補正回路
３００ＰＤＰ

Claims

Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を入力映像信号とする映像表示装置において、
入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以下の低階調部の階調を補正する第１のディザ重畳回路と、
前記第１のディザ重畳回路の後段に設けられ、前記第１のディザ重畳回路より出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに逆ガンマ補正処理を施す逆ガンマ補正回路と、
前記逆ガンマ補正回路の後段に設けられ、前記逆ガンマ補正回路より出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以上の中高階調部の階調を補正する第２のディザ重畳回路とを備えて構成したことを特徴とする映像表示装置。
前記第１のディザ重畳回路がディザ係数パターンを加算する前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調領域と、前記第２のディザ重畳回路がディザ係数パターンを加算する前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調領域とを、少なくとも一部で互いに異ならせたことを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
前記第１及び第２のディザ重畳回路は、
前記映像表示装置の画素を構成するドットに対して、いかなる位置関係でディザ係数を対応させるかを表す複数のディザマトリクスパターンを発生するディザマトリクスパターン発生器と、
前記ディザマトリクスパターン発生器が発生する複数のディザマトリクスパターンの１つを選択するセレクタと、
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調を複数の領域に分け、この複数の領域毎に、前記セレクタによって選択されたディザマトリクスパターンに応じて、複数のディザ係数をＲ，Ｇ，Ｂ信号に加算するためのディザ係数パターンとして発生する階調別ディザ係数発生回路と、
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に前記ディザ係数パターンを加算する加算器とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の映像表示装置。
前記第１のディザ重畳回路は、前記逆ガンマ補正回路による逆ガンマ補正処理におけるＲ，Ｇ，Ｂ信号の入出力特性の傾きが４５度より小なる領域で、前記階調別ディザ係数発生回路によって発生するディザ係数の重み付けを、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調が小さくなるに従って大きくし、
前記第２のディザ重畳回路は、前記入出力特性の傾きが４５度より大なる領域で、前記階調別ディザ係数発生回路によって発生するディザ係数の重み付けを、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調が大きくなるに従って大きくしたことを特徴とする請求項３記載の映像表示装置。
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を入力映像信号とする映像表示装置に用いる映像信号処理方法において、
入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以下の低階調部の階調を補正する第１のディザ重畳ステップと、
前記第１のディザ重畳ステップの後段にて、前記第１のディザ重畳ステップによりディザ係数パターンが加算されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに逆ガンマ補正処理を施す逆ガンマ補正ステップと、
前記逆ガンマ補正ステップの後段にて、前記逆ガンマ補正ステップにより逆ガンマ補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに複数のディザ係数をマトリクス状にしたディザ係数パターンを加算して、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号における所定の階調以上の中高階調部の階調を補正する第２のディザ重畳ステップとを含むことを特徴とする映像表示装置に用いる映像信号処理方法。
前記第１のディザ重畳ステップにてディザ係数パターンを加算する前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調領域と、前記第２のディザ重畳ステップにてディザ係数パターンを加算する前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調領域とを、少なくとも一部で互いに異ならせたことを特徴とする請求項５記載の映像表示装置に用いる映像信号処理方法。
前記第１及び第２のディザ重畳ステップは、
前記映像表示装置の画素を構成するドットに対して、いかなる位置関係でディザ係数を対応させるかを表す複数のディザマトリクスパターンを発生するディザマトリクスパターン発生ステップと、
前記ディザマトリクスパターン発生ステップにて発生する複数のディザマトリクスパターンの１つを選択する選択ステップと、
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調を複数の領域に分け、この複数の領域毎に、前記選択ステップにて選択されたディザマトリクスパターンに応じて、複数のディザ係数をＲ，Ｇ，Ｂ信号に加算するためのディザ係数パターンとして発生する階調別ディザ係数発生ステップと、
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に前記ディザ係数パターンを加算する加算ステップとを含むことを特徴とする請求項５または６に記載の映像表示装置に用いる映像信号処理方法。
前記第１のディザ重畳ステップは、前記逆ガンマ補正ステップによる逆ガンマ補正処理におけるＲ，Ｇ，Ｂ信号の入出力特性の傾きが４５度より小なる領域で、前記階調別ディザ係数発生ステップにて発生するディザ係数の重み付けを、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調が小さくなるに従って大きくし、
前記第２のディザ重畳ステップは、前記入出力特性の傾きが４５度より大なる領域で、前記階調別ディザ係数発生ステップにて発生するディザ係数の重み付けを、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の階調が大きくなるに従って大きくしたことを特徴とする請求項７記載の映像表示装置に用いる映像信号処理方法。