JP4379643B2

JP4379643B2 - Gradation display method and display device

Info

Publication number: JP4379643B2
Application number: JP04083699A
Authority: JP
Inventors: 邦夫高山; 康宣橋本
Original assignee: 株式会社日立プラズマパテントライセンシング
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP2000242226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２値の発光制御によって中間調を再現する階調表示方法及び表示装置に関し、ＡＣ型のＰＤＰ（Plasma Display Panel：プラズマディスプレイパネル）による表示に好適である。
【０００２】
ＰＤＰは、テレビジョン及びコンピュータのモニターのどちらにも利用可能な高速性と解像度とを兼ね備えており、大画面表示デバイスとして利用されている。このようなＰＤＰの課題の１つに動画表示における偽輪郭の低減がある。
【０００３】
【従来の技術】
ＰＤＰにおける中間調の再現は、セル（表示素子）毎に１フィールドの放電回数を階調レベルに応じて設定することにより行われる。カラー表示は階調表示の一種であって、表示色は３原色の輝度の組合せによって決まる。本明細書における“フィールド”とは、時系列の画像表示の単位画像である。すなわち、テレビジョンの場合にはインタレース形式のフレームの各フィールドを意味し、コンピュータ出力に代表されるノンインタレース形式（１対１インタレース形式とみなせる）の場合にはフレームそのものを意味する。
【０００４】
ＰＤＰの階調表示方法として、１フィールドを輝度の重み付けをした複数のサブフィールドで構成し、サブフィールド単位の点灯の有無の組合せ（これをサブフィールド表現と呼称する）によって１フィールドの総放電回数を設定する方法が広く知られている。“輝度の重み”は、入力画像の各画素に対してその階調レベルに応じてどのサブフィールドを点灯の対象として選ぶかを決めるための数値（通常は最小値を１とする整数で表される）である。
【０００５】
多階調化の観点では、重みが２ⁿ（ｎ＝０，１，２，３…）で表されるいわゆる“バイナリーの重み付け”が優れている。例えばサブフィールド数が８であれば、階調レベルが「０」〜「２５５」の２５６階調の表示が可能である。しかし、バイナリーの重み付けでは、サブフィールド表現と階調レベルとの対応に冗長性がない。つまり、いずれの階調レベルについても、それに対応するサブフィールド表現が１通りしかない。このため、動画表示における偽輪郭の低減が難しいという問題がある。偽輪郭は、観察者が表示内容と異なる明暗を知覚する現象であって、特に階調レベルの似通った画素からなる濃度変化の緩やかな画像部分が画面内で移動する場合に生じ易い。例えば人が歩くシーンにおいて顔の部分で偽輪郭が生じる。
【０００６】
従来において、偽輪郭を低減するための手法として、サブフィールド表現を冗長化する重み付けを行うとともにサブフィールドの表示順序を最適化する方法が提案されている。すなわち、１９９８年映像メディア学会年次大会の予稿集（pp276 ）には、１フィールドを重みの相対比が１：２：４：７：１１：１６：２１：２６：３２：３８：４５：５２の１２個のサブフィールドに分割し、２５６階調における全ての隣接階調レベル間で１フィールド期間の発光重心（時間重心）が近接するように、各階調レベルとサブフィールド表現を対応づける方法が記載されている。また、特開平９−２３０８２２号公報には、フィボナッチ数列を適用して重み付けを行い、隣接する階調レベル間で１フィールドにおける発光の時間分布が類似するように、各階調レベルとサブフィールド表現を対応づける方法が記載されている。時間分布が類似すれば必然的に発光重心は近接する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来においては、隣接する階調レベル間での発光の差異のみに注目し、その差異を小さくする偽輪郭対策が行われていた。従来の対策でも相応の効果が得られる。特にバイナリーの重み付けで重み順にサブフィールドを配置する場合と比べると、階調範囲の中間付近の階調レベル間（例えば２５６階調における階調レベル「１２７」と階調レベル「１２８」との間）での改善効果は大きい。
【０００８】
しかし、従来の階調表示方法では、階調レベルが大きく異なる画素どうしの間で発生する偽輪郭を低減することができないという問題があった。隣接する画素間での発光重心の差が大きければ、階調レベルの差の大小に係わらず偽輪郭の生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は、隣接階調間を含む任意の階調間における偽輪郭を低減し、動画表示の品質を高めることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、階調範囲の全域にわたって各階調レベルに対応する発光重心を均一化する。サブフィールド表現の選択肢が複数である階調レベルについては、隣接する他の階調レベルとの発光重心の差が最小となる選択肢よりも、全ての階調レベルの発光重心の平均値に最も発光重心が近くなる選択肢を優先的に選択する。これにより、任意の階調レベル間で生じる偽輪郭が低減され、隣接階調レベル間で生じる偽輪郭のみを低減する場合よりも総合的に画質が向上する。重み付けについては、１つの階調レベルに対応するサブフィールド表現の選択肢が多いほど、また階調範囲の全域にわたって各階調レベルに対応するサブフィールド表現の選択肢の数がより均等であるほど、発光重心の均一化に有利である。例えば、“ｎ個の重みを昇順に並べたときの第ｋ（３≦ｋ≦ｎ）番目の重みが、第１番目から第（ｋ−１）番目までの計（ｋ−１）個の重みのうちの２個以上の重みの和である”という条件を満たす重み付けを行い、サブフィールドの表示順序（すなわち重みの配置順序）を選定することにより、任意の階調レベル間の発光重心の差異を最小化することができる。
【００１１】
請求項１の発明の方法は、１フィールドをｎ（ｎ≧３）個のサブフィールドに分割し、サブフィールド単位で表示要素の発光の要否を設定するデータ処理回路のためのプラズマディスプレイパネルの階調表示方法であって、前記データ処理回路は１フィールドを１２個のサブフィールドに分割し、当該サブフィールドに対して、階調範囲における少なくとも１つの階調レベルについて表示素子を発光させるサブフィールドの組合せの選択肢が２個以上となる輝度の重み付けを行い、前記ｎ個のサブフィールドに対する輝度の重み付けは、重みの実質的な相対比が１：２：３：３：４：９：１６：２３：３６：４３：５１：６４、１：２：３：３：４：９：１６：２３：３６：４３：５５：６０、又は１：２：３：３：４：９：１６：２３：３６：４３：５６：５９であって、１２個のサブフィールドを重みの昇順に並べたときの第ｋ（３≦ｋ≦ｎ）番目のサブフィールドの重みが、第１番目から第（ｋ−１）番目までの計（ｋ−１）個のサブフィールドの重みのうちの２個以上の重みの和であるという条件を満たすものである。
【００１３】
請求項２の発明の装置は、複数の表示素子からなる画面を有したプラズマディスプレイパネルと、１フィールドを輝度の重み付けをした１２個のサブフィールドに分割し、サブフィールド単位で前記表示要素のそれぞれの発光の要否を設定し、前記プラズマディスプレイパネルの階調表示を行う駆動回路とを備える。前記駆動回路は、前記１２個のサブフィールドに対する輝度の重み付けは、重みの実質的な相対比が１：２：３：３：４：９：１６：２３：３６：４３：５１：６４、１：２：３：３：４：９：１６：２３：３６：４３：５５：６０、又は１：２：３：３：４：９：１６：２３：３６：４３：５６：５９であって、１２個のサブフィールドを重みの昇順に並べたときの第ｋ（３≦ｋ≦ｎ）番目のサブフィールドの重みが、第１番目から第（ｋ−１）番目までの計（ｋ−１）個のサブフィールドの重みのうちの２個以上の重みの和であるという条件を満たすように前記プラズマディスプレイパネルの階調表示を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る表示装置１００の構成図である。
【００１７】
表示装置１００は、薄型カラー表示デバイスであるＡＣ型のＰＤＰ１と、Ｍ列Ｎ行の画面ＥＳを構成する縦横に並んだ多数のセルＣを選択的に点灯させるための駆動ユニット８０とから構成されており、壁掛け式テレビジョン受像機、コンピュータシステムのモニターなどとして利用される。
【００１８】
ＰＤＰ１は、点灯維持放電（表示放電ともいう）を生じさせるための電極対をなす第１及び第２の主電極Ｘ，Ｙが平行配置され、各セルＣにおいて主電極Ｘ，Ｙと第３の電極としてのアドレス電極Ａとが交差する３電極面放電構造をとる。主電極Ｘ，Ｙは画面ＥＳの行方向（水平方向）に延び、これらのうちの主電極Ｙはアドレッシングに際して行単位にセルＣを選択するためのスキャン電極として用いられる。アドレス電極Ａは列方向（垂直方向）に延びており、列単位にセルＣを選択するためのデータ電極として用いられる。基板面のうちの主電極群とアドレス電極群との交差範囲が表示領域（すなわち画面）となる。
【００１９】
駆動ユニット８０は、コントローラ８１、データ処理回路８３、電源回路８４、Ｘドライバ８５、スキャンドライバ８６、Ｙ共通ドライバ８７、及びアドレスドライバ８９を有している。なお、駆動ユニット８０はＰＤＰ１の背面側に配置され、各ドライバとＰＤＰ１の電極とが図示しないフレキシブルケーブルで電気的に接続される。駆動ユニット８０にはＴＶチューナ、コンピュータなどの外部装置からＲ，Ｇ，Ｂの各色の輝度レベル（階調レベル）を示す画素単位のフィールドデータＤｆが、各種の同期信号とともに入力される。
【００２０】
フィールドデータＤｆは、データ処理回路８３におけるフレームメモリ８３０に一旦格納された後、フィールドを所定数のサブフィールドに分割して階調表示を行うためのサブフィールドデータＤｓｆに変換される。サブフィールドデータＤｓｆはフレームメモリ８３０に格納され、適時にアドレスドライバ８９にシリアル転送される。サブフィールドデータＤｓｆはサブフィールド表現を特定し、その各ビットの値はサブフィールドにおける該当するセルの点灯の要否を示す情報、厳密にはアドレス放電の要否を示す情報である。フィールドデータＤｆからサブフィールドデータＤｓｆへの変換を行うために、データ処理回路８３には各階調レベルとサブフィールド表現とを１対１で対応づけるテーブルが格納されている。その対応づけは、あらかじめ本発明に特有の重み付けをしたフィールド構成で階調再現を行うように設定されている。本実施形態においては、全てのフィールドに対して一律に後述のフィールド構成が適用される。ただし、入力の階調分布に応じてサブフィールドの配置順（表示順序）又はサブフィールド数の異なる複数のフィールド構成のうちの１つを選択して適用することも可能である。
【００２１】
Ｘドライバ８５は全ての主電極Ｘに一括に駆動電圧を印加する。主電極Ｘの電気的な共通化は図示のようなパネル上の連結に限られず、Ｘドライバ８５の内部配線、又は接続用ケーブル上での配線により行うことができる。スキャンドライバ８６はアドレッシングにおいて各主電極Ｙに個別に駆動電圧を印加する。Ｙ共通ドライバ８７は点灯維持に際して全ての主電極Ｙに一括に駆動電圧を印加する。また、アドレスドライバ８９はサブフィールドデータＤｓｆに応じて計Ｍ本のアドレス電極Ａに選択的に駆動電圧を印加する。これらドライバには電源回路８４から図示しない配線導体を介して所定の電力が供給される。
【００２２】
図２はフィールド構成の一例を示す図である。
【００２３】
２値の点灯制御によって階調再現を行うために、入力画像である時系列の各フィールドｆ（符号の添字は表示順位を表す）を例えば１２個のサブフレームｓｆ１，ｓｆ２，ｓｆ３，ｓｆ４，ｓｆ５，ｓｆ６，ｓｆ７，ｓｆ８，ｓｆ９，ｓｆ１０，ｓｆ１１，ｓｆ１２に分割する。言い換えれば、各フィールドｆを１２個のサブフレームｓｆ１〜ｓｆ１２の集合に置き換える。なお、コンピュータ出力などのノンインタレース形式の画像を再生する場合には、各フレームを１２分割する。これらサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１２における輝度の相対比がおおよそ１：１：２：４：７：１１：１６：２３：３２：４３：５６：７１となるように重み付けをして各サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１２の点灯維持放電の回数を設定する。サブフィールド単位の点灯／非点灯の組合せでＲＧＢの各色毎に２６８段階の輝度設定を行うことができるので、表示可能な色の数は２６８³となる。サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１２の表示順序は重みの大きさ順ではなく、ｓｆ１２（７１）→ｓｆ９（３２）→ｓｆ７（１６）→ｓｆ１（１）→ｓｆ４（４）→ｓｆ５（７）→ｓｆ２（１）→ｓｆ３（２）→ｓｆ６（１１）→ｓｆ８（２３）→ｓｆ１０（４３）→ｓｆ１１（５６）の順である（括弧内の数字は輝度の重みを示す）。この順序は、任意の階調レベル間での偽輪郭が低減されるように後述の要領で選定されたものである。
【００２４】
各サブフィールドｓｆ_j（ｊ＝１〜１２）に割り当てるサブフィールド期間Ｔ_jは、行単位にセルを選択して表示内容に応じた帯電分布を形成するアドレス期間ＴＡと、階調レベルに応じた輝度を確保するために点灯状態を維持するサステイン期間ＴＳとからなる。アドレス期間ＴＡは画面全体の電荷を均一化する準備期間を含む。各サブフィールド期間Ｔ_jにおいて、アドレス期間ＴＡの長さは輝度の重みに係わらず一定であるが、サステイン期間ＴＳの長さは輝度の重みが大きいほど長い。
【００２５】
テレビジョン表示の場合、１フィールド期間Ｔｆは約１６．７ｍｓである。一例として画面ＥＳの行数Ｎを１０００とし、１行当たりのアドレッシング時間を１μｓとすると、１フィールドｆにおいてアドレッシングに要する時間の総和は１２ｍｓ（＝１μｓ×１０００×１２）となり、残りの４．７ｍｓが計１２個のサステイン期間ＴＳの総和となる。そして、この４．７ｍｓを階調数で除した値が単位重み当たりの発光時間となる。
【００２６】
ここで、サブフィールドｓｆ_jに対する重み付けは、１２分割のフィールド構成で２５６階調以上の階調性を得ることのできる重み付けの中から選択されたものであって、次の条件を満たしている。
【００２７】
条件：ｎ（例示ではｎ＝１２）個の重みを昇順に並べたときの第ｋ（３≦ｋ≦１２）番目の重みが、第（ｋ−１）番目の重みと同一であるか又は第１番目から第（ｋ−１）番目までの計（ｋ−１）個の重みのうちの２個以上の重みの和であり、且つ第３番目から第ｎ番目の重みのうちの少なくとも１個は他の重みと同一であるか又は他の３個以上の重みの和である。
【００２８】
図３は図２の重み付けにおける階調レベルとサブフィールド表現の選択肢の数との関係を示す図である。図３においては本発明に係る選択肢の数を黒丸でプロットし、比較例として表１に示す従来の重み付けにおける選択肢の数を白抜きの丸でプロットしてある。
【００２９】
【表１】

【００３０】
図３から明らかなように、階調範囲のほとんどの階調レベルについて複数の選択肢があり、選択肢数が３０を越える階調レベルもある。発光重心の均一化においては、サブフィールド表現の選択肢が多いほど有利である。図３において黒丸の分布及び白抜きの丸の分布は共に山状であるが、黒丸の方が緩やかである。つまり、本発明の重み付けでは、全ての階調レベルについて選択肢の数が従来例と比べてより均等である。そして、特に階調レベル０〜５０の低階調範囲では本発明の選択肢数が従来例を上回っている。
【００３１】
図４は階調レベルと発光重心の相対位置との関係を示す図である。図中の発光重心の相対位置の目盛り０はフィールド期間Ｔｆの前端を、目盛り１．０は後端を示す。
【００３２】
図２のように重み付けをしてサブフィールドの表示順序を選定したフィールド構成では、階調範囲の各階調レベルの発光重心がフィールド期間Ｔｆの中央付近であり、全階調レベルについての発光重心の変動幅ｄｍａｘが０．１９４６となった。ここで、変動幅ｄｍａｘは次式で表される。
【００３３】
ｄｍａｘ＝（発光重心の最大値と最小値との差）／（フィールド期間）
変動幅ｄｍａｘが小さいほど発光重心が均一となり、任意の階調レベル間での偽輪郭が生じにくい。
【００３４】
以下、１フィールド分のサブフィールドの配置順の設定要領を説明する。ｎ個のサブフィールドの配置順はｎ！通りもあり、ｎ＝１２の場合の配置順の数は４億を越える。理想的にはこれら全ての配置順について発光重心の変動幅ｄｍａｘを求めればよいが、この計算には膨大な時間を要する。そこで、便宜的に次の手順で配置順を設定する。
（１）サブフィールドの配置順を決める前段階として、乱数を用いて一時的な配置順を決める。
（２）それぞれの階調レベルにおける発光重心を求め、全階調レベルについての発光重心の平均値を計算する。ここで、１つの階調レベルに複数のサブフィールド表現の選択肢がある場合は、その全ての選択肢について発光重心を求める。
（３）１つの階調レベルに複数のサブフィールド表現の選択肢がある場合、（２）で求めた平均値に発光重心が最も近くなる選択肢を選択するものとして、各階調レベルに１対１でサブフィールド表現を対応づけ、発光重心の変動幅ｄｍａｘを求める。
（４）以上の１〜３を設定数回（例えば１００回）繰り返し、変動幅ｄｍａｘが最小となるサブフィールドの配置順を、初期の配置順とする。
（５）（４）の配置順を基にして、任意に２個のサブフィールドを選んで順序を入れ替え、さらに任意の３個のサブフィールドを選んで順序を入れ替えて、複数の配置順を得る。
（６）（５）で得られた配置順について（２），（３）の計算を行い、最も変動幅ｄｍａｘの小さい配置順を採用する。
【００３５】
なお、以上の手順を表１で示した従来の重み付けのフィールド構成に適用した場合、最小の変動幅ｄｍａｘは０．２５５８７であり、本発明の０．１９４６よりも大きい値であった。このことから本発明の重み付けが従来例より有利であることがわかる。
【００３６】
図５は重み付けの他の例を表形式で示す図である。同図においては上述の要領でサブフィールドの配置順を設定したときの変動幅ｄｍａｘを重みとともに示してある。
【００３７】
図示の重み付けは、１２分割のフィールド構成において階調数が２５６となるものである。例示の１９通りの重み付けの中では、変動幅ｄｍａｘが０．１０３６となる３通りが好ましい。
【００３８】
以上の実施形態ではサブフィールド数ｎが１２の例を挙げたが、サブフィールド数ｎは３以上であればよい。例えば８分割のフィールド構成で階調数を５２とする場合には、重みの相対比が１：２：２：２：６：６：１２：２０の重み付けが好適である。この重み付けは以下の（１）〜（３）の手順で得られたものであり、その最小の変動幅ｄｍａｘは０．１１１７８である。
（１）重みを｛ａ₁，ａ₂，ａ₃，…ａ₈｝と表したとき、その総和Σａ_iが５１となる全ての重み付けを求める。
（２）（１）で求めた重み付けの中で、１〜５１の全ての階調レベルのそれぞれに１以上のサブフィールド表現があるものだけを選ぶ。例えば、｛１，１，１，１，２，８，１２，２５｝は、これらの総和Σａ_iは５１となるものの、階調レベル７，１９，３２，４４に対応するサブフィールド表現がないので除外される。
（３）（２）で選んだ全ての重み付けについて、サブフィールドの配置順を入れ替えて発光重心の変動幅ｄｍａｘを計算し、変動幅ｄｍａｘの最も小さい重み付けを採用する。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２の発明によれば、隣接階調間を含む任意の階調間における偽輪郭を低減し、動画表示の品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置の構成図である。
【図２】フィールド構成の一例を示す図である。
【図３】図２の重み付けにおける階調レベルとサブフィールド表現の選択肢の数との関係を示す図である。
【図４】階調レベルと発光重心の相対位置との関係を示す図である。
【図５】重み付けの他の例を表形式で示す図である。
【符号の説明】
ｆフィールド
ｓｆ１〜ｓｆ１２
１ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
８０駆動ユニット（駆動回路）
Ｄｆフィールドデータ
Ｄｓｆサブフィールドデータ
８３データ処理回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gradation display method and display device for reproducing halftones by binary light emission control, and is suitable for display by an AC type PDP (Plasma Display Panel).
[0002]
The PDP has high speed and resolution that can be used for both televisions and computer monitors, and is used as a large screen display device. One of the problems of such PDP is the reduction of false contours in moving image display.
[0003]
[Prior art]
Halftone reproduction in the PDP is performed by setting the number of discharges in one field for each cell (display element) according to the gradation level. The color display is a kind of gradation display, and the display color is determined by the combination of the luminances of the three primary colors. A “field” in this specification is a unit image for time-series image display. That is, in the case of television, it means each field of an interlace format frame, and in the case of a non-interlace format typified by computer output (which can be regarded as a one-to-one interlace format), it means the frame itself.
[0004]
As a PDP gradation display method, one field is composed of a plurality of subfields weighted with luminance, and the total number of discharges in one field is determined by a combination of the presence or absence of lighting in subfield units (this is called subfield expression). The method of setting is widely known. “Luminance weight” is a numerical value (usually expressed as an integer with a minimum value of 1) that determines which subfield is selected for lighting for each pixel of the input image according to its gradation level. Is).
[0005]
From the viewpoint of multi-gradation, so-called “binary weighting” in which the weight is represented by 2 ⁿ (n = 0, 1, 2, 3,...) Is excellent. For example, if the number of subfields is 8, it is possible to display 256 gradations with gradation levels of “0” to “255”. However, with binary weighting, there is no redundancy in the correspondence between the subfield representation and the gradation level. That is, for any gradation level, there is only one subfield representation corresponding to it. For this reason, there is a problem that it is difficult to reduce false contours in moving image display. The false contour is a phenomenon in which the observer perceives light and darkness that is different from the display content, and is particularly likely to occur when an image portion having a gradual change in density composed of pixels with similar gradation levels moves within the screen. For example, a false contour occurs in the face portion in a scene where a person walks.
[0006]
Conventionally, as a technique for reducing false contours, there has been proposed a method of performing weighting for making subfield representation redundant and optimizing the display order of subfields. That is, in the proceedings of the 1998 Annual Conference of the Video Media Society (pp276), the relative ratio of the weight of one field is 1: 2: 4: 7: 11: 16: 21: 26: 32: 38: 45: 52 Is divided into 12 subfields, and each gradation level and subfield expression are associated with each other so that the emission centroid (temporal centroid) of one field period is close between all adjacent gradation levels in 256 gradations. Are listed. In Japanese Patent Laid-Open No. 9-230822, the Fibonacci sequence is applied to perform weighting, and the gradation levels and subfield expressions are expressed so that the temporal distribution of light emission in one field is similar between adjacent gradation levels. A method of matching is described. If the time distribution is similar, the emission center of gravity is necessarily close.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, conventionally, only a difference in light emission between adjacent gradation levels has been noticed, and a countermeasure against false contour has been performed to reduce the difference. The conventional measures can achieve the corresponding effects. In particular, compared to the case where subfields are arranged in the order of weight by binary weighting, between gradation levels near the middle of the gradation range (for example, between gradation level “127” and gradation level “128” in 256 gradations). ) Has a significant improvement effect.
[0008]
However, the conventional gradation display method has a problem in that false contours generated between pixels having greatly different gradation levels cannot be reduced. If the difference in the light emission center of gravity between adjacent pixels is large, there is a risk that a false contour will occur regardless of the difference in gradation level.
[0009]
An object of the present invention is to reduce false contours between arbitrary gradations including between adjacent gradations and improve the quality of moving image display.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the light emission center of gravity corresponding to each gradation level is made uniform over the entire gradation range. For gradation levels with multiple choices of sub-field representation, the light emission is the most light at the average value of the emission centroids of all gradation levels, compared to the option that minimizes the difference in emission centroids from other adjacent gradation levels. Select the option with the closest center of gravity. As a result, false contours occurring between arbitrary gradation levels are reduced, and the image quality is improved as compared with a case where only false contours occurring between adjacent gradation levels are reduced. Regarding the weighting, the more the number of subfield expression options corresponding to one gradation level, and the more even the number of subfield expression options corresponding to each gradation level over the entire gradation range, the light emission centroid. It is advantageous for uniformization. For example, when the n weights are arranged in ascending order, the kth (3 ≦ k ≦ n) th weight is the total of (k−1) th weights from the first to the (k−1) th. Is a sum of two or more of the weights, and the subfield display order (that is, the weight placement order) is selected, so that the difference in the light emission center of gravity between any gradation levels Can be minimized.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel for a data processing circuit that divides one field into n (n ≧ 3) subfields and sets whether or not light emission of a display element is required in units of subfields. In the gradation display method, the data processing circuit divides one field into 12 subfields, and causes the display element to emit light for at least one gradation level in the gradation range for the subfield. The weighting of the luminance with which there are two or more combination options is performed. The weighting of the luminance for the n subfields has a substantial relative weight ratio of 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 51: 64, 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 55: 60, or 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23 : 3 : 43: 56: A 59, the weight of the k (3 ≦ k ≦ n) th subfield when arranging twelve subfields in ascending order of weight, from the 1st second (k-1 This satisfies the condition that it is the sum of two or more weights among the weights of a total of (k−1) subfields.
[0013]
The apparatus according to the second aspect of the invention divides a plasma display panel having a screen composed of a plurality of display elements and 12 subfields each having a luminance weight, and each of the display elements in units of subfields. A driving circuit for setting whether or not to emit light and performing gradation display on the plasma display panel. In the driving circuit, the weighting of luminance for the 12 subfields is such that a substantial relative ratio of weights is 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 51: 64, 1 : 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 55: 60 or 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 56: 59 , When the twelve subfields are arranged in ascending order of the weights, the weights of the kth (3 ≦ k ≦ n) th subfield are the total from the first to the (k−1) th (k−1) The gradation display of the plasma display panel is performed so as to satisfy the condition that it is the sum of two or more of the weights of the subfields.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a display device 100 according to the present invention.
[0017]
The display device 100 includes an AC type PDP 1 which is a thin color display device, and a drive unit 80 for selectively lighting a large number of cells C arranged vertically and horizontally that constitute a screen ES with M columns and N rows. It is used as a wall-mounted television receiver and computer system monitor.
[0018]
In the PDP 1, first and second main electrodes X and Y forming an electrode pair for generating a lighting sustain discharge (also referred to as a display discharge) are arranged in parallel, and in each cell C, the main electrodes X and Y and the third electrode A three-electrode surface discharge structure is employed in which the address electrode A as an electrode intersects. The main electrodes X and Y extend in the row direction (horizontal direction) of the screen ES, and the main electrode Y is used as a scan electrode for selecting the cell C in units of rows at the time of addressing. The address electrode A extends in the column direction (vertical direction), and is used as a data electrode for selecting the cell C for each column. A crossing range between the main electrode group and the address electrode group on the substrate surface is a display area (that is, a screen).
[0019]
The drive unit 80 includes a controller 81, a data processing circuit 83, a power supply circuit 84, an X driver 85, a scan driver 86, a Y common driver 87, and an address driver 89. The drive unit 80 is disposed on the back side of the PDP 1, and each driver and the electrode of the PDP 1 are electrically connected by a flexible cable (not shown). The drive unit 80 receives field data Df in pixel units indicating luminance levels (gradation levels) of R, G, and B colors from various external devices such as a TV tuner and a computer together with various synchronization signals.
[0020]
The field data Df is temporarily stored in the frame memory 830 of the data processing circuit 83, and then converted into subfield data Dsf for gradation display by dividing the field into a predetermined number of subfields. The subfield data Dsf is stored in the frame memory 830 and serially transferred to the address driver 89 at an appropriate time. The subfield data Dsf specifies a subfield expression, and the value of each bit is information indicating whether or not the corresponding cell in the subfield needs to be turned on, strictly speaking, information indicating whether or not address discharge is required. In order to perform conversion from the field data Df to the subfield data Dsf, the data processing circuit 83 stores a table that associates each gradation level with the subfield expression on a one-to-one basis. The correspondence is set in advance so that gradation reproduction is performed in a field configuration with weighting unique to the present invention. In the present embodiment, the field configuration described later is uniformly applied to all fields. However, it is also possible to select and apply one of a plurality of field configurations having different subfield arrangement order (display order) or different numbers of subfields according to the input gradation distribution.
[0021]
The X driver 85 applies a driving voltage to all the main electrodes X at once. The electrical sharing of the main electrode X is not limited to the connection on the panel as shown in the figure, but can be performed by the internal wiring of the X driver 85 or the wiring on the connection cable. The scan driver 86 individually applies a drive voltage to each main electrode Y in addressing. The Y common driver 87 applies a driving voltage to all the main electrodes Y at the same time when maintaining lighting. The address driver 89 selectively applies a driving voltage to a total of M address electrodes A in accordance with the subfield data Dsf. These drivers are supplied with predetermined power from a power supply circuit 84 via a wiring conductor (not shown).
[0022]
FIG. 2 is a diagram showing an example of the field configuration.
[0023]
In order to perform gradation reproduction by binary lighting control, each time-series field f that is an input image (the subscripts indicate the display order) is, for example, 12 subframes sf1, sf2, sf3, sf4, and sf5. , Sf6, sf7, sf8, sf9, sf10, sf11, sf12. In other words, each field f is replaced with a set of 12 subframes sf1 to sf12. Note that when a non-interlaced image such as a computer output is reproduced, each frame is divided into twelve. The subfields sf1 to sf12 are weighted so that the relative ratio of luminance in these subfields sf1 to sf12 is approximately 1: 1: 2: 4: 7: 11: 16: 23: 32: 43: 56: 71. Set the number of times of sustaining discharge. It is possible to perform the brightness setting of 268 stages each subfield lighting / non-lighting combined with each of RGB colors, the number of displayable colors becomes 268 ^3. The display order of the subfields sf1 to sf12 is not sf12 (71) → sf9 (32) → sf7 (16) → sf1 (1) → sf4 (4) → sf5 (7) → sf2 (1) ) → sf3 (2) → sf6 (11) → sf8 (23) → sf10 (43) → sf11 (56) (numbers in parentheses indicate luminance weights). This order is selected in the manner described later so that false contours between arbitrary gradation levels are reduced.
[0024]
Subfield period T _j to be allocated to each subfield sf _{j (j} = 1~12) includes an address period TA for forming a charge distribution corresponding to display contents by selecting the cell in row units, according to the gradation level It consists of a sustain period TS in which the lighting state is maintained in order to ensure luminance. The address period TA includes a preparation period for equalizing charges on the entire screen. In each subfield period T _j , the length of the address period TA is constant regardless of the luminance weight, but the length of the sustain period TS is longer as the luminance weight is larger.
[0025]
In the case of television display, one field period Tf is about 16.7 ms. As an example, if the number N of lines of the screen ES is 1000 and the addressing time per line is 1 μs, the total time required for addressing in one field f is 12 ms (= 1 μs × 1000 × 12), and the remaining 4.7 ms Is the sum total of 12 sustain periods TS. The value obtained by dividing 4.7 ms by the number of gradations is the light emission time per unit weight.
[0026]
Here, weighting of the subfield sf _j is, which has been selected from among the weighting can be obtained gradation of 256 or more gradations in the field configuration of the 12-division, meet the following conditions.
[0027]
Condition: The kth (3 ≦ k ≦ 12) th weight when n (in the example, n = 12) weights are arranged in ascending order is the same as the (k−1) th weight or A sum of two or more of the total (k-1) weights from the first to the (k-1) th and at least one of the third to nth weights Is the same as other weights or is the sum of three or more other weights.
[0028]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the gradation level and the number of subfield expression options in the weighting of FIG. In FIG. 3, the number of options according to the present invention is plotted with black circles, and the number of options in the conventional weighting shown in Table 1 as a comparative example is plotted with white circles.
[0029]
[Table 1]

[0030]
As is apparent from FIG. 3, there are a plurality of options for most of the gradation levels in the gradation range, and some gradation levels have more than 30 options. In order to make the emission center of gravity uniform, the more subfield representation options, the more advantageous. In FIG. 3, the distribution of black circles and the distribution of white circles are both mountainous, but the black circles are more gradual. That is, in the weighting according to the present invention, the number of options for all gradation levels is more equal than that of the conventional example. The number of options of the present invention exceeds the conventional example, particularly in the low gradation range of gradation levels 0 to 50.
[0031]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the gradation level and the relative position of the light emission center of gravity. In the drawing, the scale 0 of the relative position of the light emission center of gravity indicates the front end of the field period Tf, and the scale 1.0 indicates the rear end.
[0032]
In the field configuration in which the display order of the subfields is selected by weighting as shown in FIG. 2, the emission centroid of each gradation level in the gradation range is near the center of the field period Tf, and the emission centroid of all gradation levels is The fluctuation range dmax was 0.1946. Here, the fluctuation range dmax is expressed by the following equation.
[0033]
dmax = (difference between maximum value and minimum value of light emission center of gravity) / (field period)
As the fluctuation width dmax is smaller, the light emission center of gravity becomes more uniform, and a false contour is not easily generated between arbitrary gradation levels.
[0034]
Hereinafter, a setting procedure of the arrangement order of subfields for one field will be described. The arrangement order of n subfields is n! There are also streets, and the number of arrangement orders when n = 12 exceeds 400 million. Ideally, the fluctuation range dmax of the light emission center of gravity may be obtained for all of these arrangement orders, but this calculation takes a huge amount of time. Therefore, for convenience, the arrangement order is set according to the following procedure.
(1) As a preliminary step for determining the subfield arrangement order, a temporary arrangement order is determined using random numbers.
(2) The light emission centroid at each gradation level is obtained, and the average value of the light emission centroids for all gradation levels is calculated. Here, when there are a plurality of subfield expression options for one gradation level, the light emission center of gravity is obtained for all the options.
(3) When there are a plurality of subfield representation options for one gradation level, it is assumed that the option with the light emission centroid closest to the average value obtained in (2) is selected on a one-to-one basis for each gradation level. Subfield expressions are associated with each other, and a fluctuation range dmax of the light emission center of gravity is obtained.
(4) The above steps 1 to 3 are repeated several times (for example, 100 times), and the arrangement order of the subfields with the smallest fluctuation width dmax is set as the initial arrangement order.
(5) Based on the arrangement order of (4), arbitrarily select two subfields and change the order, and further select any three subfields and change the order to obtain a plurality of arrangement orders. .
(6) The calculations of (2) and (3) are performed for the arrangement order obtained in (5), and the arrangement order with the smallest fluctuation width dmax is adopted.
[0035]
When the above procedure is applied to the conventional weighted field configuration shown in Table 1, the minimum fluctuation range dmax is 0.25587, which is larger than 0.1946 of the present invention. From this, it can be seen that the weighting of the present invention is more advantageous than the conventional example.
[0036]
FIG. 5 is a diagram showing another example of weighting in a table format. In the figure, the fluctuation range dmax when the subfield arrangement order is set as described above is shown together with the weight.
[0037]
The weighting shown in the figure is that the number of gradations is 256 in a 12-divided field configuration. Of the 19 weightings shown as examples, three are preferred in which the fluctuation range dmax is 0.1036.
[0038]
In the above embodiment, an example in which the number of subfields n is 12 is given, but the number of subfields n may be 3 or more. For example, when the number of gradations is set to 52 in an 8-divided field configuration, a weighting ratio of 1: 2: 2: 2: 6: 6: 12: 20 is preferable. This weighting is obtained by the following procedures (1) to (3), and the minimum fluctuation width dmax is 0.11178.
(1) When weights are represented as {a ₁ , a ₂ , a ₃ ,... A ₈ }, all weights for which the sum Σa _i is 51 are obtained.
(2) Among the weights obtained in (1), only those having one or more subfield representations for all the gradation levels 1 to 51 are selected. For example, {1, 1, 1, 1, 2, 8, 12, 25} has a summation Σa _i of 51, but there is no subfield expression corresponding to

gradation levels

7, 19, 32, and 44. So excluded.
(3) For all the weights selected in (2), the variation order dmax of the light emission center of gravity is calculated by changing the arrangement order of the subfields, and the weighting with the smallest variation width dmax is adopted.
[0039]
【The invention's effect】
According to the first or second aspect of the invention, it is possible to reduce false contours between arbitrary gradations including between adjacent gradations, and improve the quality of moving image display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a display device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a field configuration.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a gradation level and the number of subfield expression options in the weighting of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a gradation level and a relative position of a light emission center of gravity.
FIG. 5 is a diagram showing another example of weighting in a table format.
[Explanation of symbols]
f Field sf1 to sf12
1 PDP (Plasma Display Panel)
80 Drive unit (drive circuit)
Df field data Dsf subfield data 83 data processing circuit

Claims

A plasma display panel grayscale display method for a data processing circuit for dividing one field into n (n ≧ 3) subfields and setting the necessity of light emission of display elements in units of subfields,
The data processing circuit divides one field into twelve subfields, and the subfield has two or more choices of subfield combinations for causing the display element to emit light for at least one gradation level in the gradation range. Is weighted with
The luminance weighting for the n subfields is such that the substantial relative ratio of the weights is 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 51: 64, 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 55: 60 or 1: 2: 3: 3: 4: 9: 16: 23: 36: 43: 56: 59 , 12 subs The weights of the kth (3 ≦ k ≦ n) subfields when the fields are arranged in ascending order of the weights are the total of (k−1) subfields from the first to the (k−1) th. A gradation display method for a plasma display panel , characterized by satisfying a condition that it is a sum of two or more of the weights .

A plasma display panel having a screen composed of a plurality of display elements;
A drive circuit that divides one field into 12 subfields with luminance weighting, sets the necessity of light emission of each of the display elements in units of subfields, and performs gradation display of the plasma display panel; ,
Wherein the driving circuit, the luminance of the weight for 12 sub-fields, substantial relative ratio of weight 1: 2: 3: 3: 4: 9:16: 23: 36: 43: 51: 64, 1 : 2: 3: 3: 4: 9:16: 23: 36: 43: 55: 60, or 1: 2: 3: 3: 4: 9:16: 23: 36: 43: 56: a 59 , When the twelve subfields are arranged in ascending order of the weights, the weights of the kth (3 ≦ k ≦ n) th subfield are the total from the first to the (k−1) th (k−1) A display device that performs gradation display of the plasma display panel so as to satisfy a condition that a sum of two or more of the weights of the subfields is satisfied .