JP4206530B2 - 画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１つのフィールドを複数のサブフィールドに分割して階調表現を行うプラズマディスプレイ等の画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイの一般的な駆動方法であるサブフィールド法に関しては、例えば、内池平樹、御子柴茂生共著による「プラズマディスプレイのすべて」、工業調査会、ｐ１５３〜ｐ１５４に示されている。
また、このサブフィールド法を用いたプラズマディスプレイの原理的課題として、動画映像に対して、疑似輪郭が発生してしまう。この動画疑似輪郭の発生原理に関しては、同参考資料のｐ１６３〜ｐ１７７に示されている。
【０００３】
この動画疑似輪郭に対して図１３に補足説明する。図１３（ａ）のようなＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの画素に対して、あるフィールド（ｔ１）での入力されるデジタル信号が１０００であり、次のフィールド（ｔ２）で０１１１に変化した場合と、逆に０１１１から１０００に変化した場合を考える。
サブフィールドの重み付けがデジタル信号の各ビットと同一であると仮定すると、発光状態は（ｂ）、（ｃ）のように描くことができる。
これらの図は、横軸が時間であり、上部がｔ１のときの発光状態、下部がｔ２のときの発光状態を示しており、塗りつぶした部分が発光しているサブフィールドである。まず、１０００から０１１１へ発光状態が変化する場合、ｔ１後半からｔ２前半の間に例えば画素Ａから画素Ｄへ目が動いた時を考える。
【０００４】
ｔ１時のＡ画素の後半を見てからｔ２時のＢ画素の前半を見る訳であるから、常に発光した状態を目が追うことになるため、視覚される発光強度は１５になる。逆に、０１１１から１０００へ発光状態が変化するとき、同様にｔ１後半からｔ２前半の間に例えば画素Ａから画素Ｄへ目が動いた時を考える。
このときには、全く発光していないサブフィールドのみを目が追うことになるため、視覚される発光強度は０になってしまう。つまり、動画疑似輪郭は、入力されるデジタル信号の変化に対して、サブフィールドの発光パターンが大きく変化し、発光の重心位置が大きく変化してしまうことによって引き起こされる。
よって、サブフィールドの発光パターンあるいは空間、時間軸で変調を行うことにより、対策が可能である。
【０００５】
このような動画疑似輪郭対策の第１の従来技術として、例えば特開平７−２７１３２５号公報が提案されている。上記引用例では、図１４に示すように千鳥状に並んだＡの画素群に対して、（ａ）で示されるサブフィールドの発光パターンを用い、Ａとは異なる千鳥状のＢの画素群に対して（ｂ）で示されるサブフィールドの発光パターンを用いることが示されている。
なお、引用例は、六つのサブフィールドに対し、４、８、２、１、８、４の重み付けを持ち、”１”表示が点灯している状態を表す。
この引用例では、発光するサブフィールドを千鳥格子状に入れ替えることで、空間的な変調動作により動画疑似輪郭を低減することを試みている。
また、動画疑似輪郭の発生原理に関しては、上記引用例でも詳細に解説されている。
【０００６】
サブフィールド数を増やせば、発光重心が分散され、動画疑似輪郭が低減されることは、容易に推測できる。
しかし、サブフィールド数を増やすことは、アドレス期間を長くすることにつながるため、高輝度化が困難であった。
逆に、サブフィールド数が少なくなると、輝度を上げることはできるが、階調が少なくなったり動画疑似輪郭が劣化する方向へいく。
よって、少ないサブフィールドで階調と動画疑似輪郭を低減する方法が望まれているという背景がある。
【０００７】
次に、一般的なプラズマディスプレイの信号処理回路について図１５に説明する。符号１０１は画素変換手段であり、Ｒ（赤），Ｇ（緑）、Ｂ（青）（以下、ＲＧＢと記す。）毎のデジタルデータが別々に入力される。
画素変換手段１０１は、ＲＧＢ別々のデータを、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す。）の画素に対応した順番に変換するものであり、入力されるデータが、Ｒ：Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｇ：Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｂ：Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・であった場合、その出力は、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、・・・となる。ここで、例えば４ビットデジタル信号で、
Ｒ１：０１１０（０６ｈ）
Ｇ１：１１００（０Ｃｈ）
Ｂ１：０１０１（０５ｈ）
であったとする。また、サブフィールド（以下ＳＦ）の重み付けが
ＳＦ１：ＳＦ２：ＳＦ３：ＳＦ４：ＳＦ５＝１：２：４：４：４
であった場合を仮定する。
【０００８】
１０２は発光パターンへの変換手段であり、入力されるデジタル映像信号をサブフィールドにマッチングした発光パターンに変換する回路である。
具体例に対しては、最大ビットがＳＦ４とＳＦ５に単純に分割される場合を仮定すると、Ｒ１は０（ＳＦ１）１（ＳＦ２）１（ＳＦ３）０（ＳＦ４）０（ＳＦ５）に、Ｇ１は０（ＳＦ１）０（ＳＦ２）１（ＳＦ３）１（ＳＦ４）１（ＳＦ５）に、Ｂ１は１（ＳＦ１）０（ＳＦ２）１（ＳＦ３）０（ＳＦ４）０（ＳＦ５）に変換される。１０３はサブフィールド変換手段であり、画素毎にならんだデータをサブフィールド毎に並べ替える作業を行う。
具体的には、Ｒ１のＳＦ１、Ｇ１のＳＦ１、Ｂ１のＳＦ１、Ｒ２のＳＦ１、・・・・、Ｒ１のＳＦ５、Ｇ１のＳＦ５、Ｂ１のＳＦ５、Ｒ２のＳＦ５というように並べ替えを行う。
このように、並べ替えられたシリアルデータは、シリアル／パラレル変換手段１０４により、実際にパネル１０５へ供給される形態に変換される。
【０００９】
また、第２の従来技術として、特開平８−１２３３５５号公報に示されるような動画疑似輪郭対策も提案されている。図１６に詳細を説明する。
この従来例は、動画に対して動きベクトルを検出し、人間の目が動く映像を追った時に動画疑似輪郭が発生しないように発光パターンを並べ替えようとするものである。
図１６（ａ）に示すようなＳＦの重み付けを持ち、７の明るさを持つ画素が動きベクトル（１，３）でＮ画素からＣ画素へ移動する場合を考える。
動きベクトルによる補正がない場合、第１フィールドはＮ画素が７で発光し、次の第２フィールドでは画素が発光する。
この場合、矢印に示すようにＮ画素からＣ画素へ目が動くため、目が捕らえる明るさは１フィールドあたり１になってしまう。これは、上述した動画疑似輪郭の発生原因と同じである。
【００１０】
一方、動きベクトルによる補正がある場合について述べる。まず、現フィールドと一つ前のフィールドの映像信号の情報を比較、動きを検出し、図１６の例の場合は（１，３）という動きベクトルを算出する。
次に、この動きベクトルに従って、Ｎ、Ｊ、Ｇ、Ｃというベクトルの矢印上にある本来光らない画素に発光するＳＦを割り振っている。
具体的には、Ｎ画素に１、Ｊ画素に２、Ｇ画素に４、Ｃ画素に次のフィールドの１を割り振る。
このような処理を行うことにより、目の動きを示す矢印上には１フィールドあたり７の明るさが見知される。つまり、動画疑似輪郭は発生しない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記第１の従来技術では、動画疑似輪郭の発生要因を抑制するわけではなく、発生した動画疑似輪郭を誤魔化すものであり、根本的な対策とは言えない。具体的には、千鳥状に発光パターンを変化させるため、目が動くと千鳥状の格子模様が見えてしまい、映像の品位を著しく落とすことになる。
【００１２】
次に上記第２の従来の技術では、人間の目にあわせて補正を行うため、ある意味で動画疑似輪郭に対して根本的な対策である。
しかし、動きベクトルが正確に検出される映像では補正の効果が上がるが、検出がうまくできない場合もありうる。
具体的には、映像の境界つまり動きの対象が周囲の映像に対してはっきりしているような場合は、動きベクトルの検出は正確に行われるが、なだらかに変化するような映像やぼけた映像が動く場合にはベクトル検出はうまくいかず、補正は破綻してしまう。よって、動画疑似輪郭が余計に目立つこともあり得る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、１つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、上記サブフィールド中の表示期間の発光のＯＮ／ＯＦＦにより階調表現を行う画像表示装置において、１フィールド期間中の映像信号の情報から動画疑似輪郭の発生を抑制するために最適となる上記サブフィールドの発光パターンを割り振る発光パターン選択手段と、映像信号を上記発光パターン選択手段からの制御信号に従って、サブフィールドの発光パターン情報へ変換する変換手段とを備え、かつ前記発光パターン選択手段は、映像信号の最小値と平均値からある一定の重み付けを持って算出されたしきい値よりも暗い階調は無視し、上記しきい値よりも明るい階調の中で動画疑似輪郭の発生が抑制されるようにサブフィールドの発光パターンを選択するように構成したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
すなわち、請求項１に記載の発明は、１つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、上記サブフィールド中の表示期間の発光のＯＮ／ＯＦＦにより階調表現を行う画像表示装置において、１フィールド期間中の映像信号の情報から動画疑似輪郭の発生を抑制するために最適となる上記サブフィールドの発光パターンを割り振る発光パターン選択手段と、映像信号を上記発光パターン選択手段からの制御信号に従って、サブフィールドの発光パターン情報へ変換する変換手段とを備え、かつ前記発光パターン選択手段は、映像信号の最小値と平均値からある一定の重み付けを持って算出されたしきい値よりも暗い階調は無視し、上記しきい値よりも明るい階調の中で動画疑似輪郭の発生が抑制されるようにサブフィールドの発光パターンを選択するように構成したことを特徴とする画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法に関するものであり、動画疑似輪郭の発生要因を根本的に抑制する。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１の一例を示す構成図であり、図１５の発光パターンへの変換手段１０２の代わりに置き換えられるものである。
ただし、図１５はＲＧＢの各色の信号を画素変換手段１０１によってシリアル信号に変換した後に発光パターンへの変換をしているが、本発明の場合は、画素変換１０１を通さずに、ＲＧＢ各色毎に行われるのが妥当である。Ａ／Ｄ変換されたデジタル映像信号は、画像情報検出手段１２ａに入力され、１フィールド毎（全ての映像がプログレッシブ信号に変換されている場合は１フレーム毎）、ＲＧＢ各色毎の映像信号の最小値、および必要である場合には平均値が導かれる。この最小値および平均値から例えば以下に示す（１）式からしきい値を計算し、テーブル番号選択手段１３ａに入力される。
（しきい値）＝（係数）×｛（平均値）−（最小値）｝＋（最小値） （１）式ここで、係数は０から１までの実数であり、０の場合はしきい値は最小値と等しくなる。
経験的には、係数は０．０３から０．０５が望ましい値であり、不正規にあるいは局所的に最小値が小さくなりすぎないことを抑制している。
テーブル番号選択手段１３ａは、しきい値から後で述べる一定の法則に従ってテーブル番号を出力する。この画像情報検出手段１２ａとテーブル番号選択手段１３ａとから発光パターン選択手段１１ａは構成されている。
【００２６】
一方、デジタル映像信号のもう一つの枝は、発光パターンへの変換手段１４ａに入力される。この変換手段１４ａは、例えばＲＡＭによる複数個の変換テーブル（１５ａ−１、１５ａ−２、・・・・、１５ａ−ｎ）によって構成され、図１５に示す変換手段１０２が複数個集まっていると考えれば良い。
この変換手段１４ａに入力されたデジタル映像信号は、発光パターン選択手段１１ａからの指定されたテーブル番号に従って、映像信号をサブフィールドの発光パターンへ変換する。
【００２７】
次に、具体的なテーブル番号選択の法則性について図２に述べる。図２はサブフィールドの重み付けが、ＳＦ１：ＳＦ２：ＳＦ３：ＳＦ４：ＳＦ５＝１：２：４：６：１０であり、４つの変換テーブルを持っている場合の例である。
テーブル番号選択手段１３Ａは、しきい値が６未満のときはＴＡＢＬＥ１（Ａ）、６以上１０未満のときはＴＡＢＬＥ２（Ｂ）、１０以上１６未満の場合はＴＡＢＬＥ３（Ｃ）、１６以上の場合はＴＡＢＬＥ４（Ｄ）を選択する。
つまり、網掛けの部分は使用しない。動画疑似輪郭は、例えばＡの発光パターンの階調７から８へ変化するときに発生することはすでに述べた通りである。Ｂは、明るさ６を示す階調からすでにＳＦ４が発光しているため、階調７から階調８へ変化するときに、発光重心の移動が起こらないため、動画疑似輪郭が発生しない。以下Ｃの階調１３から１４、あるいはＤの階調１７から１８階調においても動画疑似輪郭はほとんど発生しない。なお、発光パターンＡは、最も小さな重み付けのサブフィールドから優先的に発光させている。つまり、階調６を表現する場合、ＳＦ４のみを光らせるのではなく、小さな重み付けを持つＳＦ２とＳＦ３を優先的光らせている。単一の変換テーブルしか持たない場合は、この方法が最も動画疑似輪郭が小さくなるためである。
【００２８】
この原理を図３に説明する。例えば４×４の画素に対して水平方向に６から９まで階調が連続的に変化している場合を考える。なお、実際にはＲＧＢ画素が交互に存在するが、ここでは説明を簡単にするため、単色の画素を仮定する。
まず、Ａの発光パターンのみであった場合、７から８へ変化するときに発光パターンが大きく変動するため、画像が動いたとき動画疑似輪郭が発生する。
一方、Ｂの発光パターンを用いれば、ほとんど動画疑似輪郭は発生しない。これは図３中の矢印上の発光輝度を見たときに、その方向によって、Ｂの発光パターンの方が大きく変動しなくなることで理解できる。
なお、灰色で塗られたサブフィールドが発光していることを示している。
【００２９】
ここで、しきい値を計算する（１）式において、係数が０でないときは、図２に示す変換テーブルの網掛け部分、つまりしきい値以下を使用する場合があり得る。
この場合、網掛け部分の発光パターンは、小さな重み付けを持つサブフィールドを優先的に光らせるのではなく、重み付けの大きなサブフィールドから優先的に光らせるべきである。
例えば、Ｃの発光パターンの階調６は、ＳＦ４を発光させている。これは、しきい値以下の階調を持つ画素はほとんどないため、しきい値以下の領域の中では明るい階調に対して動画疑似輪郭の出にくい発光パターンを選択すべきであるからである。
【００３０】
なお、ｔａｂｌｅ１のＡの発光パターンと異なるのは、Ｂの階調６，７、Ｃの階調１０〜１３、Ｄの階調１６、１７のみである。よって、Ｂ、Ｃ、Ｄの三つの変換テーブルは一つに集約でき、Ｂ、Ｃ、Ｄがテーブル番号選択手段１３ａで選択された場合でも、階調によってはＡの発光パターンを選択すれば、テーブル数は二つで同様の効果を上げることが可能である。こうすることによって、変換テーブルを格納するＲＡＭの要領を削減することができる。
【００３１】
また、以上の例は、ＲＧＢ各色毎に別々のテーブル番号を選択してもよいし、ＲＧＢを一定比率でたしあわせた輝度信号によってＲＧＢともに同じテーブル番号を選択してもよく、画像の見え方が最適になるようにどちらかを選べばよい。
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について図４〜図５を用いて説明する。図４は、実施の形態２の一例を示す構成図であり、画像情報検出手段１２Ｂ、テーブル番号選択手段１３Ｂ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１Ｂ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４Ｂ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５Ｂ−１、１５Ｂ−２、・・・・、１５Ｂ−Ｎ）は、実施の形態１で述べた通りであるので、ここでの説明は割愛する。
記憶手段１６は、前フィールドのテーブル番号を保存することにより、発光パターン選択手段１１Ｂにより割り振られた１フィールド前の発光パターンの情報を記憶するためのものであり、修正手段１７は、テーブル番号選択手段１３Ｂからの出力である現フィールドのテーブル番号、すなわち発光パターン選択手段１１Ｂにより割り振られた現フィールドの発光パターンの情報と、前記記憶手段１６からの出力である前フィールドのテーブル番号、すなわち記憶手段１６に記憶された１フィールド前の発光パターンの情報とを比較し、動画疑似輪郭やそれと同じ原因によって発生する輝度ばらつきが見えにくくなるように現フィールドの発光パターンであるテーブル番号を修正するものである。そして、図４に示すように、この修正手段１７からの制御信号に従って、変換手段が制御される。
【００３２】
この働きを図５で具体的に説明する。４×４の画素構造を持つ画面において、前フィールドが全面５の階調を持つ映像から、全面１０の階調を持つ映像に変化した場合を考える。
実施の形態１の場合は、先に説明した通り、前フィールドは発光パターンＡが選択され、現フィールドは発光パターンＣが選択される。この場合に何らかの要因で目が動いたとすると、矢印のように全く発光が見知されない場合があり得る。これは動画疑似輪郭や輝度ぱかつきが大きく発生してしまうことを意味する。
実施の形態２の修正手段１７は、以上の課題を対策するためのものであり、前フィールドのテーブル番号から２つ以上の変化をしないようにするものである。
つまり、図５に示す例の場合、ＡからＣへテーブル番号が二つ変化している。
修正手段１７は、現フィールドのテーブル番号をＣではなく、二つ以上変化しないＢに修正する役割を持つ。
このようにすることにより、実施の形態２の場合は目が矢印のように動いた場合でも、１０の明るさ（１フィールド毎には５の明るさ）が見知でき、動画疑似輪郭および輝度ぱかつきの発生が抑制できる。
【００３３】
（実施の形態３）
次に本発明の第３の実施の形態について図６〜図８を用いて説明する。図６は、実施の形態３の一例を示す構成図であり、１８ｃは分割手段であり、隣り合う画素同士の映像信号の輝度を比較し、一定値以上である場合には、両画素間に境界が存在するものとして判断することにより、画像を複数の領域に分割する。
また、発光パターン選択手段１１ｃは 画像情報検出手段１２ｃ、テーブル番号選択手段１３ｃ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１ｃ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４ｃ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５ｃ−１、１５ｃ−２、・・・・、１５ｃ−ｎ）の働きは、実施の形態１で述べた通りであるが、分割手段１８ｃで分割された複数の領域毎に画像情報を検出し、テーブル番号を割り振る。
【００３４】
図７を用いて具体的に説明する。今、４×４画素を持つ単色画面に対して、前提条件として、しきい値を求める（１）式において、係数は０、上下左右画素との階調差が３以上であった場合に境界であると判断し、斜め画素との比較を行わない場合を仮定する。
まず、映像信号のレベルが、図７（ａ）に示すように分布している場合を考える。映像信号に対して、境界は１列目と２列目の間に引かれ、画像は二つの領域に分割される。映像の各画素には領域番号が割り振られ、領域番号が同じ画素毎にしきい値が計算される。
ここでの例の場合、しきい値は最小値と同じであるから、領域１はしきい値１、領域２はしきい値４となる。変換テーブルとして、図２の場合を仮定すると、領域１、２ともに、ｔａｂｌｅ１のＡが選択される。
【００３５】
次に（ｂ）に示す例を考える。（ａ）の場合と同様の条件下で、３つの領域に分割される。分割された領域毎のしきい値は、領域１および３が１、領域２が６である。
よって、変換テーブルは、領域１および３がＡ、領域２はＢが選択される。もし、領域分割を行わない場合、（ｂ）の例では、Ａが画面全体の変換テーブルとなる。よって、動画疑似輪郭は、従来と全く同じであり、改善することはない。
しかし、領域を分割し、それぞれに最適な変換テーブルを割り振ることにより、この場合の領域２のように動画疑似輪郭の抑制が期待できる。
【００３６】
領域分割の具体的な方法について、その一例を図８に説明する。図８（ａ）のような輝度分布を持つ画面を仮定する。
なお、この場合も単色画面を仮定する。まず、左上の画素に領域番号１を割り振る。次に右隣の画素を中心に考え、その画素と左隣の画素との輝度差がある一定値以上であれば、境界と判断し、領域番号２を割り振る。
逆に、一定値未満であれば、左隣と同じ領域番号をその画素に割り振る。以上の操作を一番上の一列に対して行い、２列目に操作を移行する。２列目の一番左画素は、上の画素と輝度を比較し、一定値以上であれば、新しい次の領域番号を、未満であれば、上の画素と同じ領域番号を割り振る。
次に、その右隣の画素を中心にして、左隣および上の画素と輝度を比較し、どちらも一定値以上であれば、新しい領域番号を割り振り、片方が一定値未満であれば、その領域番号を、また、両方とも一定値未満であれば、左隣、上の画素のうち小さい方の領域番号を割り振る。
【００３７】
この操作を画面全面に対して行うと図８（ｂ）のように領域番号が割り振られる。次に、右下の画素を出発点として、基準となる画素の右隣および下の画素と輝度を比較していく。
法則は、どちらも一定値以上であれば、元々持っていた領域番号をそのまま維持し、どちらかが一定値未満であり、比較する画素の領域番号が自分自身の領域番号よりも小さい場合は、その領域番号になるように自分自身の領域番号を書き直す。また、どちらも一定値未満であった場合には、自分自身を含めて最も小さい領域番号になるように領域番号を書き直す。
【００３８】
以上の操作を行うと、図８（ｃ）のように、領域番号は書き直される。次に、再び左上の画素を出発点として、左隣、上の画素と輝度を比較して、これまでと同様に領域番号を書き直すと図８（ｄ）のようになり、この例の場合は、領域分割が終了する。
しかし、実際の画像はもっと複雑であるため、正確に領域分割を行うためには、左上を出発点にするルーチンと、右下を出発点にするルーチンをそれぞれ１０回ずつ程度行うのが妥当である。
【００３９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図９〜図１１を用いて説明する。図９は、実施の形態４の一例を示す構成図であり、画像情報検出手段１２ｄ、テーブル番号選択手段１３ｄ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１ｄ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４ｄ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５ｄ−１、１５ｄ−２、・・・・、１５ｄ−ｎ）、分割手段１８ｄは、実施の形態３で述べた通りであるので、ここでの説明は割愛する。１９は微少領域判別手段であり、分割された領域が小さな画素数で構成されていたり、領域の境界部分にエッジ強調等によって発生する狭くかつ細長い領域が別に分割されてしまう場合に、その領域を周辺の領域と同じ発光パターンに同化させる働きをするものである。
【００４０】
ここで、実施の形態３の課題について図１０に説明する。図１０に示すような輝度分布を持つ４×４の単色画面を仮定する。
全てがＡの変換テーブルを選択した場合は、矢印のように人間の目が動いても、大きな輝度差は発生しない。
しかし、（ｂ）に示すように、実施の形態３に従って、１０の階調を持つ領域に対して、Ｃの発光パターンを選択する場合、矢印のように人間の目の動くと、（ａ）の場合よりも、輝度差、つまり動画疑似輪郭が大きくなってしまう。
しかしながら、動画疑似輪郭が目立つのは、階調が緩やかに変化する領域内部であり、もともと動画疑似輪郭が存在する映像の境界部分に対しては、若干動画疑似輪郭が増加しても、映像の品位を損ねるものではない。
【００４１】
実施の形態３の例は、この効果をねらったものであるが、境界部分の動画疑似輪郭の増加は、否定できない。よって、この境界部分の処理が必要となってくる。
【００４２】
図１１に微少領域判別手段１９の有効性について具体的に説明する。図１１に示すような輝度分布を持つ４×４の単色画面を仮定する。
実施の形態３に従えば、図１１の例は３つの領域に分割され、発光パターンもＡ（階調２の領域）、Ｃ（階調１０の領域）、Ｂ（階調６の領域）と３つに分かれる。このような場合、図１０に述べた理由により、境界部分にきつい動画疑似輪郭が発生するが、境界部分にエッジ強調のような領域（階調１０の領域）が存在すると、さらに動画疑似輪郭がきつくなり、２重像、３重像となって見えてしまう。
そこで、微少領域判別手段１９は、分割させた領域が微少領域であるかエッジ強調等によって発生してしまう狭く細長い領域である場合には、その領域と接触する周辺画素の中で最も多数の画素が選択している発光パターンに同化させてしまうものである。
【００４３】
具体的には、図１１の場合は、微少領域と判断された階調１０の領域の発光パターンへの変換テーブルを周辺画素の中で最も多数であるＡの発光パターンへ同化させている。なお、周辺画素の中でＡとＢの発光パターンは、同数であるが、ここでは左隣の画素を優先した。
このような処理をすることにより、人間の目の動きによって、捕らえられる明るさの差、つまり動画疑似輪郭は減少する。これは、図１１中の実施の形態３の場合と実施の形態４の場合とを比較すれば理解できる。
【００４４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について図１２を用いて説明する。図１２は、実施の形態５の一例を示す構成図であり、画像情報検出手段１２Ｅ、テーブル番号選択手段１３Ｅ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１Ｅ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４Ｅ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５Ｅ−１、１５Ｅ−２、・・・・、１５Ｅ−Ｎ）、分割手段１８Ｅは、実施の形態３で述べた通りであるので、ここでの説明は割愛する。
２０は記憶手段であり、１フィールド前の映像信号を記憶しておくものである。２１は動きベクトル発生手段であり、現フィールド画像と記憶手段２０に蓄えられた前フィールド画像とを比較し、動きベクトルを発生させるものである。
また、２２は並べ替え手段であり、動きベクトルに従って図１６のように発光させるサブフィールドのパターンを並べ替える。
【００４５】
実施の形態４で述べたように、領域分割し、最適発光パターンを割り振る方法は、境界部分の動画疑似輪郭を増加させる。
そこで、実施の形態４が考え出された訳であるが、さらに高画質化を目指すために、さらなる低減方法が必要である。
【００４６】
動きベクトルによる並べ替え手段を用いた場合、動画疑似輪郭の発生をいかに抑えるかは、動きベクトルが人間の目の動きにあった形で正確に検出できるかどうかにかかっている。
これまでに述べてきたような映像の境界部分は、明らかな輝度差があるため、動きベクトルは検出しやすい。
また、人間の目の動きも明らかな輝度差がある物体を追うことが知られている。よって、動きベクトルと人間の目の動きが一致しているため、境界部分においては、並び替え手段は非常に有効となる。
一方、なだらかに階調が変化していたりするような境界部分ではない、領域内部では、動きベクトルの検出は困難であり、また、人間の目の動きも人様々となってしまう。
【００４７】
先に述べたように、領域分割による本発明のこれまでの例では、領域内部のなだらかに変化する部分に関しては、動画疑似輪郭の低減が可能であるが、境界部分は、逆に動画疑似輪郭が増えてしまう。
よって、映像の境界部分は動画ベクトルによる並び替えによって、また、領域内部に関しては、画像分割、発光パターン選択によって動画疑似輪郭に対応するのが、最も効果的で、映像の高画質化に対応できることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の実施の形態によれば、１フィールド期間中の映像信号に対して最適となる発光パターンを選択することで、動画疑似輪郭の発生要因を根本的に抑制することができ、その効果は大きい。
【００４９】
さらに、本発明の第２の実施の形態によれば、前後のフィールド間の発光パターンを大きく変化させないことで、時間軸方向の輝度ぱかつきを抑制することができ、その効果は大きい。
【００５０】
さらに、本発明の第３の実施の形態によれば、映像を複数の領域に分割し、そのそれぞれの領域に対し、動画疑似輪郭に対し、最適となる発光パターンを選択することで、動画疑似輪郭の発生要因を各領域毎に抑制することができ、その効果は大きい。
【００５１】
さらに、本発明の第４の実施の形態によれば、領域間の境界部に発生する２重像や微少領域と周辺との発光パターンの差による動画疑似輪郭からくるノイズを低減することができ、その効果は大きい。
【００５２】
さらに、本発明の第５の実施例によれば、映像を分割した領域の中心部分の緩やかに変化する部分を動画疑似輪郭に対して最適な発光パターンを選択することで、また、動き検出が得意な境界部分を動きベクトルによるサブフィールドの発光パターンを並べ替えることで補正することにより、動画疑似輪郭の発生要因を抑制するとともに、境界部分の２重像のない映像の品位の良い動画疑似輪郭対策を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図２】実施の形態１の説明に用いる変換テーブルの一例の図
【図３】実施の形態１の効果を説明する図
【図４】本発明の実施の形態２における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図５】実施の形態２の効果を説明する図
【図６】本発明の実施の形態３における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図７】実施の形態３の具体例の図
【図８】実施の形態３における領域分割方法の一例の図
【図９】本発明の実施の形態４における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図１０】実施の形態３の課題について説明する図
【図１１】実施の形態４の効果を説明する図
【図１２】本発明の実施の形態５における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図１３】動画疑似輪郭発生要因の説明図
【図１４】従来の動画疑似輪郭抑制方法の説明図
【図１５】プラズマディスプレイのデジタル信号処理回路の一例を示す構成図
【図１６】従来の動画疑似輪郭抑制方法の説明図
【符号の説明】
１２ａ 画像情報検出手段
１３ａ テーブル番号選択手段
１４ａ 変換手段
１５ａ−１，１５ａ−２，１５ａ−ｎ 変換テーブル
１６ 記憶手段
１７ 修正手段
１８ｃ 分割手段
１９ 微少領域判別手段
２０ 記憶手段
２１ 動きベクトル発生手段
２２ 並べ替え手段
【発明の属する技術分野】
本発明は１つのフィールドを複数のサブフィールドに分割して階調表現を行うプラズマディスプレイ等の画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイの一般的な駆動方法であるサブフィールド法に関しては、例えば、内池平樹、御子柴茂生共著による「プラズマディスプレイのすべて」、工業調査会、ｐ１５３〜ｐ１５４に示されている。
また、このサブフィールド法を用いたプラズマディスプレイの原理的課題として、動画映像に対して、疑似輪郭が発生してしまう。この動画疑似輪郭の発生原理に関しては、同参考資料のｐ１６３〜ｐ１７７に示されている。
【０００３】
この動画疑似輪郭に対して図１３に補足説明する。図１３（ａ）のようなＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの画素に対して、あるフィールド（ｔ１）での入力されるデジタル信号が１０００であり、次のフィールド（ｔ２）で０１１１に変化した場合と、逆に０１１１から１０００に変化した場合を考える。
サブフィールドの重み付けがデジタル信号の各ビットと同一であると仮定すると、発光状態は（ｂ）、（ｃ）のように描くことができる。
これらの図は、横軸が時間であり、上部がｔ１のときの発光状態、下部がｔ２のときの発光状態を示しており、塗りつぶした部分が発光しているサブフィールドである。まず、１０００から０１１１へ発光状態が変化する場合、ｔ１後半からｔ２前半の間に例えば画素Ａから画素Ｄへ目が動いた時を考える。
【０００４】
ｔ１時のＡ画素の後半を見てからｔ２時のＢ画素の前半を見る訳であるから、常に発光した状態を目が追うことになるため、視覚される発光強度は１５になる。逆に、０１１１から１０００へ発光状態が変化するとき、同様にｔ１後半からｔ２前半の間に例えば画素Ａから画素Ｄへ目が動いた時を考える。
このときには、全く発光していないサブフィールドのみを目が追うことになるため、視覚される発光強度は０になってしまう。つまり、動画疑似輪郭は、入力されるデジタル信号の変化に対して、サブフィールドの発光パターンが大きく変化し、発光の重心位置が大きく変化してしまうことによって引き起こされる。
よって、サブフィールドの発光パターンあるいは空間、時間軸で変調を行うことにより、対策が可能である。
【０００５】
このような動画疑似輪郭対策の第１の従来技術として、例えば特開平７−２７１３２５号公報が提案されている。上記引用例では、図１４に示すように千鳥状に並んだＡの画素群に対して、（ａ）で示されるサブフィールドの発光パターンを用い、Ａとは異なる千鳥状のＢの画素群に対して（ｂ）で示されるサブフィールドの発光パターンを用いることが示されている。
なお、引用例は、六つのサブフィールドに対し、４、８、２、１、８、４の重み付けを持ち、”１”表示が点灯している状態を表す。
この引用例では、発光するサブフィールドを千鳥格子状に入れ替えることで、空間的な変調動作により動画疑似輪郭を低減することを試みている。
また、動画疑似輪郭の発生原理に関しては、上記引用例でも詳細に解説されている。
【０００６】
サブフィールド数を増やせば、発光重心が分散され、動画疑似輪郭が低減されることは、容易に推測できる。
しかし、サブフィールド数を増やすことは、アドレス期間を長くすることにつながるため、高輝度化が困難であった。
逆に、サブフィールド数が少なくなると、輝度を上げることはできるが、階調が少なくなったり動画疑似輪郭が劣化する方向へいく。
よって、少ないサブフィールドで階調と動画疑似輪郭を低減する方法が望まれているという背景がある。
【０００７】
次に、一般的なプラズマディスプレイの信号処理回路について図１５に説明する。符号１０１は画素変換手段であり、Ｒ（赤），Ｇ（緑）、Ｂ（青）（以下、ＲＧＢと記す。）毎のデジタルデータが別々に入力される。
画素変換手段１０１は、ＲＧＢ別々のデータを、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す。）の画素に対応した順番に変換するものであり、入力されるデータが、Ｒ：Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｇ：Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｂ：Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・であった場合、その出力は、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、・・・となる。ここで、例えば４ビットデジタル信号で、
Ｒ１：０１１０（０６ｈ）
Ｇ１：１１００（０Ｃｈ）
Ｂ１：０１０１（０５ｈ）
であったとする。また、サブフィールド（以下ＳＦ）の重み付けが
ＳＦ１：ＳＦ２：ＳＦ３：ＳＦ４：ＳＦ５＝１：２：４：４：４
であった場合を仮定する。
【０００８】
１０２は発光パターンへの変換手段であり、入力されるデジタル映像信号をサブフィールドにマッチングした発光パターンに変換する回路である。
具体例に対しては、最大ビットがＳＦ４とＳＦ５に単純に分割される場合を仮定すると、Ｒ１は０（ＳＦ１）１（ＳＦ２）１（ＳＦ３）０（ＳＦ４）０（ＳＦ５）に、Ｇ１は０（ＳＦ１）０（ＳＦ２）１（ＳＦ３）１（ＳＦ４）１（ＳＦ５）に、Ｂ１は１（ＳＦ１）０（ＳＦ２）１（ＳＦ３）０（ＳＦ４）０（ＳＦ５）に変換される。１０３はサブフィールド変換手段であり、画素毎にならんだデータをサブフィールド毎に並べ替える作業を行う。
具体的には、Ｒ１のＳＦ１、Ｇ１のＳＦ１、Ｂ１のＳＦ１、Ｒ２のＳＦ１、・・・・、Ｒ１のＳＦ５、Ｇ１のＳＦ５、Ｂ１のＳＦ５、Ｒ２のＳＦ５というように並べ替えを行う。
このように、並べ替えられたシリアルデータは、シリアル／パラレル変換手段１０４により、実際にパネル１０５へ供給される形態に変換される。
【０００９】
また、第２の従来技術として、特開平８−１２３３５５号公報に示されるような動画疑似輪郭対策も提案されている。図１６に詳細を説明する。
この従来例は、動画に対して動きベクトルを検出し、人間の目が動く映像を追った時に動画疑似輪郭が発生しないように発光パターンを並べ替えようとするものである。
図１６（ａ）に示すようなＳＦの重み付けを持ち、７の明るさを持つ画素が動きベクトル（１，３）でＮ画素からＣ画素へ移動する場合を考える。
動きベクトルによる補正がない場合、第１フィールドはＮ画素が７で発光し、次の第２フィールドでは画素が発光する。
この場合、矢印に示すようにＮ画素からＣ画素へ目が動くため、目が捕らえる明るさは１フィールドあたり１になってしまう。これは、上述した動画疑似輪郭の発生原因と同じである。
【００１０】
一方、動きベクトルによる補正がある場合について述べる。まず、現フィールドと一つ前のフィールドの映像信号の情報を比較、動きを検出し、図１６の例の場合は（１，３）という動きベクトルを算出する。
次に、この動きベクトルに従って、Ｎ、Ｊ、Ｇ、Ｃというベクトルの矢印上にある本来光らない画素に発光するＳＦを割り振っている。
具体的には、Ｎ画素に１、Ｊ画素に２、Ｇ画素に４、Ｃ画素に次のフィールドの１を割り振る。
このような処理を行うことにより、目の動きを示す矢印上には１フィールドあたり７の明るさが見知される。つまり、動画疑似輪郭は発生しない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記第１の従来技術では、動画疑似輪郭の発生要因を抑制するわけではなく、発生した動画疑似輪郭を誤魔化すものであり、根本的な対策とは言えない。具体的には、千鳥状に発光パターンを変化させるため、目が動くと千鳥状の格子模様が見えてしまい、映像の品位を著しく落とすことになる。
【００１２】
次に上記第２の従来の技術では、人間の目にあわせて補正を行うため、ある意味で動画疑似輪郭に対して根本的な対策である。
しかし、動きベクトルが正確に検出される映像では補正の効果が上がるが、検出がうまくできない場合もありうる。
具体的には、映像の境界つまり動きの対象が周囲の映像に対してはっきりしているような場合は、動きベクトルの検出は正確に行われるが、なだらかに変化するような映像やぼけた映像が動く場合にはベクトル検出はうまくいかず、補正は破綻してしまう。よって、動画疑似輪郭が余計に目立つこともあり得る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、１つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、上記サブフィールド中の表示期間の発光のＯＮ／ＯＦＦにより階調表現を行う画像表示装置において、１フィールド期間中の映像信号の情報から動画疑似輪郭の発生を抑制するために最適となる上記サブフィールドの発光パターンを割り振る発光パターン選択手段と、映像信号を上記発光パターン選択手段からの制御信号に従って、サブフィールドの発光パターン情報へ変換する変換手段とを備え、かつ前記発光パターン選択手段は、映像信号の最小値と平均値からある一定の重み付けを持って算出されたしきい値よりも暗い階調は無視し、上記しきい値よりも明るい階調の中で動画疑似輪郭の発生が抑制されるようにサブフィールドの発光パターンを選択するように構成したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
すなわち、請求項１に記載の発明は、１つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、上記サブフィールド中の表示期間の発光のＯＮ／ＯＦＦにより階調表現を行う画像表示装置において、１フィールド期間中の映像信号の情報から動画疑似輪郭の発生を抑制するために最適となる上記サブフィールドの発光パターンを割り振る発光パターン選択手段と、映像信号を上記発光パターン選択手段からの制御信号に従って、サブフィールドの発光パターン情報へ変換する変換手段とを備え、かつ前記発光パターン選択手段は、映像信号の最小値と平均値からある一定の重み付けを持って算出されたしきい値よりも暗い階調は無視し、上記しきい値よりも明るい階調の中で動画疑似輪郭の発生が抑制されるようにサブフィールドの発光パターンを選択するように構成したことを特徴とする画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法に関するものであり、動画疑似輪郭の発生要因を根本的に抑制する。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１の一例を示す構成図であり、図１５の発光パターンへの変換手段１０２の代わりに置き換えられるものである。
ただし、図１５はＲＧＢの各色の信号を画素変換手段１０１によってシリアル信号に変換した後に発光パターンへの変換をしているが、本発明の場合は、画素変換１０１を通さずに、ＲＧＢ各色毎に行われるのが妥当である。Ａ／Ｄ変換されたデジタル映像信号は、画像情報検出手段１２ａに入力され、１フィールド毎（全ての映像がプログレッシブ信号に変換されている場合は１フレーム毎）、ＲＧＢ各色毎の映像信号の最小値、および必要である場合には平均値が導かれる。この最小値および平均値から例えば以下に示す（１）式からしきい値を計算し、テーブル番号選択手段１３ａに入力される。
（しきい値）＝（係数）×｛（平均値）−（最小値）｝＋（最小値） （１）式ここで、係数は０から１までの実数であり、０の場合はしきい値は最小値と等しくなる。
経験的には、係数は０．０３から０．０５が望ましい値であり、不正規にあるいは局所的に最小値が小さくなりすぎないことを抑制している。
テーブル番号選択手段１３ａは、しきい値から後で述べる一定の法則に従ってテーブル番号を出力する。この画像情報検出手段１２ａとテーブル番号選択手段１３ａとから発光パターン選択手段１１ａは構成されている。
【００２６】
一方、デジタル映像信号のもう一つの枝は、発光パターンへの変換手段１４ａに入力される。この変換手段１４ａは、例えばＲＡＭによる複数個の変換テーブル（１５ａ−１、１５ａ−２、・・・・、１５ａ−ｎ）によって構成され、図１５に示す変換手段１０２が複数個集まっていると考えれば良い。
この変換手段１４ａに入力されたデジタル映像信号は、発光パターン選択手段１１ａからの指定されたテーブル番号に従って、映像信号をサブフィールドの発光パターンへ変換する。
【００２７】
次に、具体的なテーブル番号選択の法則性について図２に述べる。図２はサブフィールドの重み付けが、ＳＦ１：ＳＦ２：ＳＦ３：ＳＦ４：ＳＦ５＝１：２：４：６：１０であり、４つの変換テーブルを持っている場合の例である。
テーブル番号選択手段１３Ａは、しきい値が６未満のときはＴＡＢＬＥ１（Ａ）、６以上１０未満のときはＴＡＢＬＥ２（Ｂ）、１０以上１６未満の場合はＴＡＢＬＥ３（Ｃ）、１６以上の場合はＴＡＢＬＥ４（Ｄ）を選択する。
つまり、網掛けの部分は使用しない。動画疑似輪郭は、例えばＡの発光パターンの階調７から８へ変化するときに発生することはすでに述べた通りである。Ｂは、明るさ６を示す階調からすでにＳＦ４が発光しているため、階調７から階調８へ変化するときに、発光重心の移動が起こらないため、動画疑似輪郭が発生しない。以下Ｃの階調１３から１４、あるいはＤの階調１７から１８階調においても動画疑似輪郭はほとんど発生しない。なお、発光パターンＡは、最も小さな重み付けのサブフィールドから優先的に発光させている。つまり、階調６を表現する場合、ＳＦ４のみを光らせるのではなく、小さな重み付けを持つＳＦ２とＳＦ３を優先的光らせている。単一の変換テーブルしか持たない場合は、この方法が最も動画疑似輪郭が小さくなるためである。
【００２８】
この原理を図３に説明する。例えば４×４の画素に対して水平方向に６から９まで階調が連続的に変化している場合を考える。なお、実際にはＲＧＢ画素が交互に存在するが、ここでは説明を簡単にするため、単色の画素を仮定する。
まず、Ａの発光パターンのみであった場合、７から８へ変化するときに発光パターンが大きく変動するため、画像が動いたとき動画疑似輪郭が発生する。
一方、Ｂの発光パターンを用いれば、ほとんど動画疑似輪郭は発生しない。これは図３中の矢印上の発光輝度を見たときに、その方向によって、Ｂの発光パターンの方が大きく変動しなくなることで理解できる。
なお、灰色で塗られたサブフィールドが発光していることを示している。
【００２９】
ここで、しきい値を計算する（１）式において、係数が０でないときは、図２に示す変換テーブルの網掛け部分、つまりしきい値以下を使用する場合があり得る。
この場合、網掛け部分の発光パターンは、小さな重み付けを持つサブフィールドを優先的に光らせるのではなく、重み付けの大きなサブフィールドから優先的に光らせるべきである。
例えば、Ｃの発光パターンの階調６は、ＳＦ４を発光させている。これは、しきい値以下の階調を持つ画素はほとんどないため、しきい値以下の領域の中では明るい階調に対して動画疑似輪郭の出にくい発光パターンを選択すべきであるからである。
【００３０】
なお、ｔａｂｌｅ１のＡの発光パターンと異なるのは、Ｂの階調６，７、Ｃの階調１０〜１３、Ｄの階調１６、１７のみである。よって、Ｂ、Ｃ、Ｄの三つの変換テーブルは一つに集約でき、Ｂ、Ｃ、Ｄがテーブル番号選択手段１３ａで選択された場合でも、階調によってはＡの発光パターンを選択すれば、テーブル数は二つで同様の効果を上げることが可能である。こうすることによって、変換テーブルを格納するＲＡＭの要領を削減することができる。
【００３１】
また、以上の例は、ＲＧＢ各色毎に別々のテーブル番号を選択してもよいし、ＲＧＢを一定比率でたしあわせた輝度信号によってＲＧＢともに同じテーブル番号を選択してもよく、画像の見え方が最適になるようにどちらかを選べばよい。
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について図４〜図５を用いて説明する。図４は、実施の形態２の一例を示す構成図であり、画像情報検出手段１２Ｂ、テーブル番号選択手段１３Ｂ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１Ｂ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４Ｂ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５Ｂ−１、１５Ｂ−２、・・・・、１５Ｂ−Ｎ）は、実施の形態１で述べた通りであるので、ここでの説明は割愛する。
記憶手段１６は、前フィールドのテーブル番号を保存することにより、発光パターン選択手段１１Ｂにより割り振られた１フィールド前の発光パターンの情報を記憶するためのものであり、修正手段１７は、テーブル番号選択手段１３Ｂからの出力である現フィールドのテーブル番号、すなわち発光パターン選択手段１１Ｂにより割り振られた現フィールドの発光パターンの情報と、前記記憶手段１６からの出力である前フィールドのテーブル番号、すなわち記憶手段１６に記憶された１フィールド前の発光パターンの情報とを比較し、動画疑似輪郭やそれと同じ原因によって発生する輝度ばらつきが見えにくくなるように現フィールドの発光パターンであるテーブル番号を修正するものである。そして、図４に示すように、この修正手段１７からの制御信号に従って、変換手段が制御される。
【００３２】
この働きを図５で具体的に説明する。４×４の画素構造を持つ画面において、前フィールドが全面５の階調を持つ映像から、全面１０の階調を持つ映像に変化した場合を考える。
実施の形態１の場合は、先に説明した通り、前フィールドは発光パターンＡが選択され、現フィールドは発光パターンＣが選択される。この場合に何らかの要因で目が動いたとすると、矢印のように全く発光が見知されない場合があり得る。これは動画疑似輪郭や輝度ぱかつきが大きく発生してしまうことを意味する。
実施の形態２の修正手段１７は、以上の課題を対策するためのものであり、前フィールドのテーブル番号から２つ以上の変化をしないようにするものである。
つまり、図５に示す例の場合、ＡからＣへテーブル番号が二つ変化している。
修正手段１７は、現フィールドのテーブル番号をＣではなく、二つ以上変化しないＢに修正する役割を持つ。
このようにすることにより、実施の形態２の場合は目が矢印のように動いた場合でも、１０の明るさ（１フィールド毎には５の明るさ）が見知でき、動画疑似輪郭および輝度ぱかつきの発生が抑制できる。
【００３３】
（実施の形態３）
次に本発明の第３の実施の形態について図６〜図８を用いて説明する。図６は、実施の形態３の一例を示す構成図であり、１８ｃは分割手段であり、隣り合う画素同士の映像信号の輝度を比較し、一定値以上である場合には、両画素間に境界が存在するものとして判断することにより、画像を複数の領域に分割する。
また、発光パターン選択手段１１ｃは 画像情報検出手段１２ｃ、テーブル番号選択手段１３ｃ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１ｃ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４ｃ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５ｃ−１、１５ｃ−２、・・・・、１５ｃ−ｎ）の働きは、実施の形態１で述べた通りであるが、分割手段１８ｃで分割された複数の領域毎に画像情報を検出し、テーブル番号を割り振る。
【００３４】
図７を用いて具体的に説明する。今、４×４画素を持つ単色画面に対して、前提条件として、しきい値を求める（１）式において、係数は０、上下左右画素との階調差が３以上であった場合に境界であると判断し、斜め画素との比較を行わない場合を仮定する。
まず、映像信号のレベルが、図７（ａ）に示すように分布している場合を考える。映像信号に対して、境界は１列目と２列目の間に引かれ、画像は二つの領域に分割される。映像の各画素には領域番号が割り振られ、領域番号が同じ画素毎にしきい値が計算される。
ここでの例の場合、しきい値は最小値と同じであるから、領域１はしきい値１、領域２はしきい値４となる。変換テーブルとして、図２の場合を仮定すると、領域１、２ともに、ｔａｂｌｅ１のＡが選択される。
【００３５】
次に（ｂ）に示す例を考える。（ａ）の場合と同様の条件下で、３つの領域に分割される。分割された領域毎のしきい値は、領域１および３が１、領域２が６である。
よって、変換テーブルは、領域１および３がＡ、領域２はＢが選択される。もし、領域分割を行わない場合、（ｂ）の例では、Ａが画面全体の変換テーブルとなる。よって、動画疑似輪郭は、従来と全く同じであり、改善することはない。
しかし、領域を分割し、それぞれに最適な変換テーブルを割り振ることにより、この場合の領域２のように動画疑似輪郭の抑制が期待できる。
【００３６】
領域分割の具体的な方法について、その一例を図８に説明する。図８（ａ）のような輝度分布を持つ画面を仮定する。
なお、この場合も単色画面を仮定する。まず、左上の画素に領域番号１を割り振る。次に右隣の画素を中心に考え、その画素と左隣の画素との輝度差がある一定値以上であれば、境界と判断し、領域番号２を割り振る。
逆に、一定値未満であれば、左隣と同じ領域番号をその画素に割り振る。以上の操作を一番上の一列に対して行い、２列目に操作を移行する。２列目の一番左画素は、上の画素と輝度を比較し、一定値以上であれば、新しい次の領域番号を、未満であれば、上の画素と同じ領域番号を割り振る。
次に、その右隣の画素を中心にして、左隣および上の画素と輝度を比較し、どちらも一定値以上であれば、新しい領域番号を割り振り、片方が一定値未満であれば、その領域番号を、また、両方とも一定値未満であれば、左隣、上の画素のうち小さい方の領域番号を割り振る。
【００３７】
この操作を画面全面に対して行うと図８（ｂ）のように領域番号が割り振られる。次に、右下の画素を出発点として、基準となる画素の右隣および下の画素と輝度を比較していく。
法則は、どちらも一定値以上であれば、元々持っていた領域番号をそのまま維持し、どちらかが一定値未満であり、比較する画素の領域番号が自分自身の領域番号よりも小さい場合は、その領域番号になるように自分自身の領域番号を書き直す。また、どちらも一定値未満であった場合には、自分自身を含めて最も小さい領域番号になるように領域番号を書き直す。
【００３８】
以上の操作を行うと、図８（ｃ）のように、領域番号は書き直される。次に、再び左上の画素を出発点として、左隣、上の画素と輝度を比較して、これまでと同様に領域番号を書き直すと図８（ｄ）のようになり、この例の場合は、領域分割が終了する。
しかし、実際の画像はもっと複雑であるため、正確に領域分割を行うためには、左上を出発点にするルーチンと、右下を出発点にするルーチンをそれぞれ１０回ずつ程度行うのが妥当である。
【００３９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図９〜図１１を用いて説明する。図９は、実施の形態４の一例を示す構成図であり、画像情報検出手段１２ｄ、テーブル番号選択手段１３ｄ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１ｄ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４ｄ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５ｄ−１、１５ｄ−２、・・・・、１５ｄ−ｎ）、分割手段１８ｄは、実施の形態３で述べた通りであるので、ここでの説明は割愛する。１９は微少領域判別手段であり、分割された領域が小さな画素数で構成されていたり、領域の境界部分にエッジ強調等によって発生する狭くかつ細長い領域が別に分割されてしまう場合に、その領域を周辺の領域と同じ発光パターンに同化させる働きをするものである。
【００４０】
ここで、実施の形態３の課題について図１０に説明する。図１０に示すような輝度分布を持つ４×４の単色画面を仮定する。
全てがＡの変換テーブルを選択した場合は、矢印のように人間の目が動いても、大きな輝度差は発生しない。
しかし、（ｂ）に示すように、実施の形態３に従って、１０の階調を持つ領域に対して、Ｃの発光パターンを選択する場合、矢印のように人間の目の動くと、（ａ）の場合よりも、輝度差、つまり動画疑似輪郭が大きくなってしまう。
しかしながら、動画疑似輪郭が目立つのは、階調が緩やかに変化する領域内部であり、もともと動画疑似輪郭が存在する映像の境界部分に対しては、若干動画疑似輪郭が増加しても、映像の品位を損ねるものではない。
【００４１】
実施の形態３の例は、この効果をねらったものであるが、境界部分の動画疑似輪郭の増加は、否定できない。よって、この境界部分の処理が必要となってくる。
【００４２】
図１１に微少領域判別手段１９の有効性について具体的に説明する。図１１に示すような輝度分布を持つ４×４の単色画面を仮定する。
実施の形態３に従えば、図１１の例は３つの領域に分割され、発光パターンもＡ（階調２の領域）、Ｃ（階調１０の領域）、Ｂ（階調６の領域）と３つに分かれる。このような場合、図１０に述べた理由により、境界部分にきつい動画疑似輪郭が発生するが、境界部分にエッジ強調のような領域（階調１０の領域）が存在すると、さらに動画疑似輪郭がきつくなり、２重像、３重像となって見えてしまう。
そこで、微少領域判別手段１９は、分割させた領域が微少領域であるかエッジ強調等によって発生してしまう狭く細長い領域である場合には、その領域と接触する周辺画素の中で最も多数の画素が選択している発光パターンに同化させてしまうものである。
【００４３】
具体的には、図１１の場合は、微少領域と判断された階調１０の領域の発光パターンへの変換テーブルを周辺画素の中で最も多数であるＡの発光パターンへ同化させている。なお、周辺画素の中でＡとＢの発光パターンは、同数であるが、ここでは左隣の画素を優先した。
このような処理をすることにより、人間の目の動きによって、捕らえられる明るさの差、つまり動画疑似輪郭は減少する。これは、図１１中の実施の形態３の場合と実施の形態４の場合とを比較すれば理解できる。
【００４４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について図１２を用いて説明する。図１２は、実施の形態５の一例を示す構成図であり、画像情報検出手段１２Ｅ、テーブル番号選択手段１３Ｅ、以上の二つよりなる発光パターン選択手段１１Ｅ、サブフィールドの発光パターンへ変換するための変換手段１４Ｅ、変換手段を構成する複数の変換テーブル（１５Ｅ−１、１５Ｅ−２、・・・・、１５Ｅ−Ｎ）、分割手段１８Ｅは、実施の形態３で述べた通りであるので、ここでの説明は割愛する。
２０は記憶手段であり、１フィールド前の映像信号を記憶しておくものである。２１は動きベクトル発生手段であり、現フィールド画像と記憶手段２０に蓄えられた前フィールド画像とを比較し、動きベクトルを発生させるものである。
また、２２は並べ替え手段であり、動きベクトルに従って図１６のように発光させるサブフィールドのパターンを並べ替える。
【００４５】
実施の形態４で述べたように、領域分割し、最適発光パターンを割り振る方法は、境界部分の動画疑似輪郭を増加させる。
そこで、実施の形態４が考え出された訳であるが、さらに高画質化を目指すために、さらなる低減方法が必要である。
【００４６】
動きベクトルによる並べ替え手段を用いた場合、動画疑似輪郭の発生をいかに抑えるかは、動きベクトルが人間の目の動きにあった形で正確に検出できるかどうかにかかっている。
これまでに述べてきたような映像の境界部分は、明らかな輝度差があるため、動きベクトルは検出しやすい。
また、人間の目の動きも明らかな輝度差がある物体を追うことが知られている。よって、動きベクトルと人間の目の動きが一致しているため、境界部分においては、並び替え手段は非常に有効となる。
一方、なだらかに階調が変化していたりするような境界部分ではない、領域内部では、動きベクトルの検出は困難であり、また、人間の目の動きも人様々となってしまう。
【００４７】
先に述べたように、領域分割による本発明のこれまでの例では、領域内部のなだらかに変化する部分に関しては、動画疑似輪郭の低減が可能であるが、境界部分は、逆に動画疑似輪郭が増えてしまう。
よって、映像の境界部分は動画ベクトルによる並び替えによって、また、領域内部に関しては、画像分割、発光パターン選択によって動画疑似輪郭に対応するのが、最も効果的で、映像の高画質化に対応できることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の実施の形態によれば、１フィールド期間中の映像信号に対して最適となる発光パターンを選択することで、動画疑似輪郭の発生要因を根本的に抑制することができ、その効果は大きい。
【００４９】
さらに、本発明の第２の実施の形態によれば、前後のフィールド間の発光パターンを大きく変化させないことで、時間軸方向の輝度ぱかつきを抑制することができ、その効果は大きい。
【００５０】
さらに、本発明の第３の実施の形態によれば、映像を複数の領域に分割し、そのそれぞれの領域に対し、動画疑似輪郭に対し、最適となる発光パターンを選択することで、動画疑似輪郭の発生要因を各領域毎に抑制することができ、その効果は大きい。
【００５１】
さらに、本発明の第４の実施の形態によれば、領域間の境界部に発生する２重像や微少領域と周辺との発光パターンの差による動画疑似輪郭からくるノイズを低減することができ、その効果は大きい。
【００５２】
さらに、本発明の第５の実施例によれば、映像を分割した領域の中心部分の緩やかに変化する部分を動画疑似輪郭に対して最適な発光パターンを選択することで、また、動き検出が得意な境界部分を動きベクトルによるサブフィールドの発光パターンを並べ替えることで補正することにより、動画疑似輪郭の発生要因を抑制するとともに、境界部分の２重像のない映像の品位の良い動画疑似輪郭対策を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図２】実施の形態１の説明に用いる変換テーブルの一例の図
【図３】実施の形態１の効果を説明する図
【図４】本発明の実施の形態２における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図５】実施の形態２の効果を説明する図
【図６】本発明の実施の形態３における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図７】実施の形態３の具体例の図
【図８】実施の形態３における領域分割方法の一例の図
【図９】本発明の実施の形態４における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図１０】実施の形態３の課題について説明する図
【図１１】実施の形態４の効果を説明する図
【図１２】本発明の実施の形態５における画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法例を示すブロック構成図
【図１３】動画疑似輪郭発生要因の説明図
【図１４】従来の動画疑似輪郭抑制方法の説明図
【図１５】プラズマディスプレイのデジタル信号処理回路の一例を示す構成図
【図１６】従来の動画疑似輪郭抑制方法の説明図
【符号の説明】
１２ａ 画像情報検出手段
１３ａ テーブル番号選択手段
１４ａ 変換手段
１５ａ−１，１５ａ−２，１５ａ−ｎ 変換テーブル
１６ 記憶手段
１７ 修正手段
１８ｃ 分割手段
１９ 微少領域判別手段
２０ 記憶手段
２１ 動きベクトル発生手段
２２ 並べ替え手段
Claims (2)
- １つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、上記サブフィールド中の表示期間の発光のＯＮ／ＯＦＦにより階調表現を行う画像表示装置において、１フィールド期間中の映像信号の情報から動画疑似輪郭の発生を抑制するために最適となる上記サブフィールドの発光パターンを割り振る発光パターン選択手段と、映像信号を上記発光パターン選択手段からの制御信号に従って、サブフィールドの発光パターン情報へ変換する変換手段とを備え、かつ前記発光パターン選択手段は、映像信号の最小値と平均値からある一定の重み付けを持って算出されたしきい値よりも暗い階調は無視し、上記しきい値よりも明るい階調の中で動画疑似輪郭の発生が抑制されるようにサブフィールドの発光パターンを選択するように構成したことを特徴とする画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法。
- 発光パターン選択手段により割り振られた１フィールド前の発光パターンの情報を記憶するための記憶手段と、この記憶手段に記憶された１フィールド前の発光パターンの情報と前記発光パターン選択手段により割り振られた現フィールドの発光パターンの情報とを比較し、発光パターンを修正する修正手段とを設け、この修正手段からの制御信号に従って、変換手段を制御するように構成した請求項１に記載の画像表示装置の動画疑似輪郭低減方法。
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