JP4653246B2 - Plasma display device and display method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマディスプレイ装置及びその表示方法に関する。 The present invention relates to a plasma display device and a display method thereof.
プラズマディスプレイ装置は、電力一定制御を行っているため、表示負荷率に応じて発光可能なサスティンパルス数は決められてしまう。また、プラズマディスプレイ装置の実階調数は全サブフィールドの重みの合計で決まり、これは表示負荷率には依存しない。そのため、表示負荷率の小さい映像つまり暗い映像では総サスティンパルス数が多くなるので、1階調当たりの発光サスティンパルス数は多くなる。一方、表示負荷率の大きい映像つまり明るい映像では総サスティンパルス数が少なくなるので、1階調当たりの発光サスティンパルス数が少ない。特に最小重みのサブフィールドは誤差拡散処理ビットに使われるため、映像シーンに依存して誤差拡散ビットの輝度が変化するため、フリッカとして認識されてしまう。また、表示負荷率の小さい暗い映像では、低階調値部の表現力が不十分であった。これは、明るい映像と比較して暗い映像ほど階調値間の輝度差が大きいためである。 Since the plasma display device performs constant power control, the number of sustain pulses that can be emitted is determined according to the display load factor. Further, the actual number of gradations of the plasma display device is determined by the sum of the weights of all subfields, and this does not depend on the display load factor. Therefore, since the total number of sustain pulses is increased in an image with a small display load factor, that is, a dark image, the number of light emission sustain pulses per gradation is increased. On the other hand, since the total number of sustain pulses decreases in an image with a large display load factor, that is, a bright image, the number of light emission sustain pulses per gradation is small. In particular, since the sub-field with the minimum weight is used for the error diffusion processing bit, the luminance of the error diffusion bit changes depending on the video scene, so that it is recognized as flicker. Further, in a dark image with a small display load factor, the expressive power of the low gradation value portion is insufficient. This is because the luminance difference between the gradation values is larger in the darker video as compared with the brighter video.
下記の特許文献1は、映像データの平均輝度レベル(APL)に応じて1フィールドのピーク輝度を変化させている。しかし、投入電力量を制御したり、ピーク輝度を向上させるために各サブフィールドの表示負荷率に応じてサスティンパルス数を制御したり、またプラズマディスプレイパネルや回路部品等の熱を一定温度以下に保つためにサスティンパルス数を減少させる制御等を行うと、APLとサスティンパルス数とは必ずしも一致しない。このため、階調数と投入可能なサスティンパルス数との間に無視できない差が生じる可能性がある。例えば、階調数に対してサスティンパルス数が多すぎる場合、最小サブフィールドに割り当てられるサスティンパルス数が一定値とならないため、低階調値部で拡散エラー及びフリッカ(最小サブフィールドの輝度が変動することにより発生)が生じる。例えば、階調数が256の場合、投入可能なサスティンパルス数が1000発なら最小サブフィールドに割り当てられるサスティンパルス数は4発であり、投入可能なサスティンパルス数768発なら最小サブフィールドに割り当てられるサスティンパルス数は3発である。映像によって投入可能なサスティンパルス数は変動し、これに伴い最小サブフィールドに割り当てられるサスティンパルス数も変動する。逆に階調数に対してサスティンパルス数が少なすぎる場合は、各サブフィールドに割り当てられるサスティンパルス数の比がサブフィールド配列で示される輝度比と異なり、階調の不足した画像となる。特に重みが小さいサブフィールドで発生し、映像の低階調値部で等高線状のノイズが発生する。
In
本発明の目的は、表示負荷率に応じて変化するサスティンパルス数に適した階調数を選択することができるプラズマディスプレイ装置及びその表示方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a plasma display device and a display method thereof capable of selecting the number of gradations suitable for the number of sustain pulses that changes in accordance with the display load factor.
本発明の一観点によれば、1フィールドが輝度の重み付けされた複数のサブフィールドからなり、各サブフィールドの点灯を制御することにより映像を階調表現するプラズマディスプレイ装置であって、入力映像信号の表示負荷率を演算する負荷率演算部と、前記表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンパルス数を変更制御するとともに、表現できる階調数を変更制御する変更制御部と、を有し、前記変更制御部により変更制御される複数の階調数のうちの最小階調数と最大階調数の比は少なくとも2倍であって、前記変更制御部により前記階調数を変更した場合においても、前記1フィールドを構成する前記複数のサブフィールド数は一定であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus in which one field includes a plurality of luminance-weighted subfields, and displays an image in gradation by controlling lighting of each subfield. A load factor calculation unit that calculates the display load factor of the display, and a change control unit that controls the change of the total number of sustain pulses in one field according to the display load factor and the number of gradations that can be expressed. The ratio of the minimum number of gradations to the maximum number of gradations among the plurality of gradations controlled to be changed by the change control unit is at least twice, and the number of gradations is changed by the change control unit In the plasma display apparatus, the number of the plurality of subfields constituting the one field is constant.
表示負荷率に応じて適切な総サスティンパルス数を決めることができ、かつ総サスティンパルス数に応じて適切な階調数を選択することができる。表示負荷率が大きいときのフリッカを防止し、表示負荷率が小さいときの低階調値部の表現力不足を防止することができる。また、階調数に対して総サスティンパルス数が多すぎるときのフリッカを防止し、階調数に対して総サスティンパルス数が少なすぎるときの階調不足によるノイズを防止することができる。 An appropriate total number of sustain pulses can be determined according to the display load factor, and an appropriate number of gradations can be selected according to the total number of sustain pulses. Flicker when the display load factor is large can be prevented, and lack of expressive power of the low gradation value portion when the display load factor is small can be prevented. Further, flicker can be prevented when the total number of sustain pulses is too large with respect to the number of gradations, and noise due to insufficient gradation when the total number of sustain pulses is too small with respect to the number of gradations can be prevented.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の構成例を示す図である。アドレス制御部121は、アドレス電極A1,A2,・・・に所定の電圧を供給する。以下、アドレス電極A1,A2,・・・の各々を又はそれらの総称を、アドレス電極Ajといい、jは添え字を意味する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a plasma display device according to a first embodiment of the present invention. The
Y電極制御部123は、Y電極Y1,Y2,・・・に所定の電圧を供給する。以下、Y電極Y1,Y2,・・・の各々を又はそれらの総称を、Y電極Yiといい、iは添え字を意味する。
The Y
X電極制御部122は、X電極X1,X2,・・・に所定の電圧を供給する。以下、X電極X1,X2,・・・の各々を又はそれらの総称を、X電極Xiといい、iは添え字を意味する。
The X
表示領域124では、Y電極Yi及びX電極Xiが水平方向に並列に延びる行を形成し、アドレス電極Ajが垂直方向に延びる列を形成する。Y電極Yi及びX電極Xiは、垂直方向に交互に配置される。
In the
Y電極Yi及びアドレス電極Ajは、i行j列の2次元行列を形成する。表示セルCijは、Y電極Yi及びアドレス電極Ajの交点並びにそれに対応して隣接するX電極Xiにより形成される。この表示セルCijが画素に対応し、表示領域124は2次元画像を表示することができる。表示セルCij内のX電極Xi及びY電極Yiは、その間に空間を有し、容量性負荷を構成する。
The Y electrode Yi and the address electrode Aj form a two-dimensional matrix with i rows and j columns. The display cell Cij is formed by the intersection of the Y electrode Yi and the address electrode Aj and the X electrode Xi adjacent thereto corresponding thereto. The display cell Cij corresponds to a pixel, and the
図2(A)は、図1の表示セルCijの断面構成例を示す図である。X電極Xi及びY電極Yiは、前面ガラス基板211上に形成されている。その上には、放電空間217に対し絶縁するための誘電体層212が被着されるとともに、更にその上にMgO(酸化マグネシウム)保護膜213が被着されている。
FIG. 2A is a diagram illustrating a cross-sectional configuration example of the display cell Cij in FIG. The X electrode Xi and the Y electrode Yi are formed on the front glass substrate 211. A dielectric layer 212 for insulating the discharge space 217 is deposited thereon, and an MgO (magnesium oxide)
一方、アドレス電極Ajは、前面ガラス基板211と対向して配置された背面ガラス基板214上に形成され、その上には誘電体層215が被着され、更にその上に蛍光体が被着されている。MgO保護膜213と誘電体層215との間の放電空間217には、Ne+Xeペニングガス等が封入されている。
On the other hand, the address electrode Aj is formed on a rear glass substrate 214 disposed opposite to the front glass substrate 211, and a dielectric layer 215 is deposited thereon, and further a phosphor is deposited thereon. ing. Ne + Xe Penning gas or the like is sealed in the discharge space 217 between the MgO
図2(B)は、交流駆動型プラズマディスプレイのパネル容量Cpを説明するための図である。容量Caは、X電極XiとY電極Yiとの間の放電空間217の容量である。容量Cbは、X電極XiとY電極Yiとの間の誘電体層212の容量である。容量Ccは、X電極XiとY電極Yiとの間の前面ガラス基板211の容量である。これらの容量Ca,Cb,Ccの合計によって、電極Xi及びYi間のパネル容量Cpが決まる。 FIG. 2B is a diagram for explaining the panel capacitance Cp of the AC drive type plasma display. The capacity Ca is the capacity of the discharge space 217 between the X electrode Xi and the Y electrode Yi. The capacitance Cb is the capacitance of the dielectric layer 212 between the X electrode Xi and the Y electrode Yi. The capacitance Cc is the capacitance of the front glass substrate 211 between the X electrode Xi and the Y electrode Yi. The total of these capacitors Ca, Cb, and Cc determines the panel capacitance Cp between the electrodes Xi and Yi.
図2(C)は、交流駆動型プラズマディスプレイの発光を説明するための図である。リブ216の内面には、赤、青、緑色の蛍光体218がストライプ状に各色毎に配列、塗付されており、X電極Xi及びY電極Yiの間の放電によって蛍光体218を励起して光221が生成されるようになっている。
FIG. 2C is a diagram for explaining light emission of the AC drive type plasma display. On the inner surface of the rib 216, phosphors 218 of red, blue, and green are arranged and applied in stripes for each color, and the phosphor 218 is excited by a discharge between the X electrode Xi and the Y electrode Yi.
図3は、映像の1フィールドFDの構成例を示す図である。映像は、例えば60フィールド/秒で形成される。1フィールドFDは、第1のサブフィールドSF1、第2のサブフィールドSF2、・・・、第nのサブフィールドSFnにより形成される。このnは、例えば10であり、階調ビット数に相当する。サブフィールドSF1,SF2等の各々を又はそれらの総称を、以下、サブフィールドSFという。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of one field FD of a video. The video is formed at 60 fields / second, for example. One field FD is formed by a first subfield SF1, a second subfield SF2,..., An nth subfield SFn. This n is, for example, 10, and corresponds to the number of gradation bits. Each of the subfields SF1, SF2, etc. or their generic name is hereinafter referred to as a subfield SF.
各サブフィールドSFは、リセット期間Tr、アドレス期間Ta及びサスティン(維持放電)期間Tsにより構成される。リセット期間Trでは、表示セルの初期化を行う。アドレス期間Taでは、アドレス電極Aj及びY電極Yi間のアドレス放電により各表示セルの発光又は非発光を選択することができる。サスティン期間Tsでは、選択された表示セルのX電極Xi及びY電極Yi間でサスティン放電を行い、発光を行う。各サブフィールドSFでは、X電極Xi及びY電極Yi間のサスティンパルスによる発光回数(サスティン期間Tsの長さ)が異なる。これにより、階調値を決めることができる。 Each subfield SF includes a reset period Tr, an address period Ta, and a sustain (sustain discharge) period Ts. In the reset period Tr, the display cell is initialized. In the address period Ta, light emission or non-light emission of each display cell can be selected by address discharge between the address electrode Aj and the Y electrode Yi. In the sustain period Ts, a sustain discharge is performed between the X electrode Xi and the Y electrode Yi of the selected display cell to emit light. In each subfield SF, the number of times of light emission by the sustain pulse between the X electrode Xi and the Y electrode Yi (the length of the sustain period Ts) is different. Thereby, the gradation value can be determined.
図4は、6個の階調数の各サブフィールドSF1〜SF10の重み付けを示す図である。本実施形態では、1フィールドの総サスティンパルス数に応じて、6個の階調数の中の1つの階調数を選択する。選択可能な階調数は、6個に限定されないが、6個の場合を例に説明する。1フィールドは、例えば10個のサブフィールドからなる。各サブフィールドSF1〜SF10は、重み付けされたサスティンパルス数を有する。これらの6個の階調数は、例えば512階調、448階調、384階調、320階調、256階調、192階調であり、サブフィールド数が10個で同じであり、かつ各サブフィールドSF1〜SF10の重み付けが異なる。 FIG. 4 is a diagram showing the weighting of each of the subfields SF1 to SF10 having six gradations. In the present embodiment, one gradation number is selected from among the six gradation numbers in accordance with the total number of sustain pulses in one field. The number of gradations that can be selected is not limited to six, but a case of six will be described as an example. One field consists of, for example, 10 subfields. Each subfield SF1 to SF10 has a weighted number of sustain pulses. The number of these six gradations is, for example, 512 gradations, 448 gradations, 384 gradations, 320 gradations, 256 gradations, and 192 gradations. The subfields SF1 to SF10 have different weights.
各サブフィールドSF1〜SF10を選択することにより映像を階調表現することができる。例えば、サブフィールドSF1を選択表示すれば階調値が1になり、サブフィールドSF2を選択表示すれば階調値が2になり、サブフィールドSF1及びSF2を選択表示すれば階調値が3になる。 By selecting each of the subfields SF1 to SF10, the image can be expressed in gradation. For example, if the subfield SF1 is selectively displayed, the gradation value is 1, the gradation value is 2 if the subfield SF2 is selectively displayed, and the gradation value is 3 if the subfields SF1 and SF2 are selectively displayed. Become.
全サブフィールドSF1〜SF10の重みの合計が階調数になる。選択可能な6個の階調数において、各階調数の最も重みの小さいサブフィールドSF1(及びサブフィールドSF2〜SF4)は他の階調数の最も重みの小さいサブフィールドSF1(及びサブフィールドSF2〜SF4)と重みが同じであり、各階調数の最も重みの大きいサブフィールドSF10(及びサブフィールドSF9〜SF7)は他の階調数の最も重みの大きいサブフィールドSF10(及びサブフィールドSF9〜SF7)と重みが異なる。 The sum of the weights of all subfields SF1 to SF10 is the number of gradations. Of the six selectable gray levels, the subfield SF1 (and subfields SF2 to SF4) having the smallest weight for each grayscale number is subfield SF1 (and subfield SF2 to subfield SF2 having the smallest weight for the other gray levels). SF4) has the same weight, and subfield SF10 (and subfields SF9 to SF7) having the largest weight in each gradation number is subfield SF10 (and subfields SF9 to SF7) having the largest weight in the other gradation numbers. And the weight is different.
図5は512階調のサブフィールドSF1〜SF10(サブフィールド番号1〜10)の選択パターンと出力階調値との関係を示し、図6は448階調のサブフィールドSF1〜SF10の選択パターンと出力階調値との関係を示し、図7は384階調のサブフィールドSF1〜SF10の選択パターンと出力階調値との関係を示し、図8は320階調のサブフィールドSF1〜SF10の選択パターンと出力階調値との関係を示し、図9は256階調のサブフィールドSF1〜SF10の選択パターンと出力階調値との関係を示し、図10は192階調のサブフィールドSF1〜SF10の選択パターンと出力階調値との関係を示す。
FIG. 5 shows the relationship between the selection pattern of the 512 gradation subfields SF1 to SF10 (
図5〜図10の6個の階調数において、すべて、同じ選択パターンCMを含んでいる。選択パターンCMとして、192階調の出力階調値43、44、45、46、47と、256階調の出力階調値49、50、51、56、57と、320階調の出力階調値57、58、59、66、67と、384階調の出力階調値61、62、63、74、75と、448階調の出力階調値61、62、63、78、79と、512階調の出力階調値61、62、63、80、81が同一選択パターンである。 5 to 10 all include the same selection pattern CM. As the selection pattern CM, output gradation values 43, 44, 45, 46, and 47 with 192 gradations, output gradation values 49, 50, 51, 56, and 57 with 256 gradations, and output gradation with 320 gradations Values 57, 58, 59, 66, 67, 384 tone output tone values 61, 62, 63, 74, 75, 448 tone output tone values 61, 62, 63, 78, 79, Output gradation values 61, 62, 63, 80, and 81 of 512 gradations are the same selection pattern.
つまり、選択可能な6個の階調数において、最も少ない階調数である192階調の各階調値を表現するためのサブフィールドの選択パターンは、すべて、他の階調数(512階調、448階調、384階調、320階調及び256階調)の各階調値を表現するためのサブフィールドの選択パターンに含まれる。 In other words, the selection pattern of the subfield for expressing each gradation value of 192 gradations, which is the smallest gradation number among the six selectable gradation numbers, is all other gradation numbers (512 gradations). 448 gradations, 384 gradations, 320 gradations, and 256 gradations) are included in the subfield selection pattern for expressing each gradation value.
また、この例では192階調から階調数が増える場合に選択パターン「0000111111」と選択パターン「0001011010」の間に、別の選択パターンを挿入する。挿入した選択パターンは、すべて第7のサブフィールドSF7が選択されているパターンである。 In this example, when the number of gradations increases from 192 gradations, another selection pattern is inserted between the selection pattern “000011111” and the selection pattern “000101110”. The inserted selection patterns are all patterns in which the seventh subfield SF7 is selected.
すなわち、最も少ない階調数である192階調の各階調値を昇順に並べたとき、特定のサブフィールド(例えばサブフィールドSF7)が初めて選択される階調値とその前の階調値との間に、別のサブフィールドの選択パターンを挿入することにより、他の階調数(512階調、448階調、384階調、320階調及び256階調)の各階調値を表現するためのサブフィールドの選択パターンが構成される。 That is, when the gradation values of the 192 gradations that are the smallest gradation number are arranged in ascending order, the gradation value selected for the first time in a specific subfield (for example, the subfield SF7) and the previous gradation value In order to express each gradation value of other gradation numbers (512 gradations, 448 gradations, 384 gradations, 320 gradations, and 256 gradations) by inserting a selection pattern of another subfield between them. Subfield selection patterns are configured.
図5〜図10の6個の階調数毎にすべてのサブフィールド選択パターンをメモリに格納する必要はない。最大階調数である512階調のサブフィールド選択パターンは、その他の階調数である448階調、384階調、320階調、256階調、192階調の全サブフィールド選択パターンを含む。したがって、メモリには、最大階調数である512階調のサブフィールド選択パターンを記憶し、その他の階調数については最大階調数のサブフィールド選択パターンのうちで使用しないサブフィールド選択パターンがどれであるのかを記憶するようにすればよい。これにより、メモリに記憶させる容量を少なくすることができる。 It is not necessary to store all the subfield selection patterns in the memory for every six gradation levels shown in FIGS. The subfield selection pattern of 512 gradations that is the maximum gradation number includes all subfield selection patterns of 448 gradations, 384 gradations, 320 gradations, 256 gradations, and 192 gradations that are other gradation numbers. . Accordingly, the memory stores a subfield selection pattern of 512 gradations that is the maximum number of gradations, and other subfield selection patterns that are not used among the subfield selection patterns of the maximum number of gradations. What is necessary is just to memorize. Thereby, the capacity to be stored in the memory can be reduced.
図1の構成を説明する。逆ガンマ変換処理部101は、デジタル形式の映像信号を入力し、逆ガンマ変換する。1垂直走査期間(1V)遅延部102は、逆ガンマ変換された映像信号を1垂直走査期間遅延させる。ゲイン制御部103は、1V遅延部102の出力信号をゲイン制御し、階調ステップ変換処理部104に出力する。
The configuration of FIG. 1 will be described. The inverse gamma
サスティンパルス数予測部110は、ゲイン制御部111、誤差拡散処理部112、サブフィールド変換処理部113、サブフィールド毎表示負荷率計測部114及び第1のサスティンパルス数演算処理部115を有し、サスティンパルス数を予測する。
The sustain pulse
ゲイン制御部111は、逆γ変換処理部101の出力信号をゲイン制御し、誤差拡散処理部112に出力する。誤差拡散処理部112は、映像信号が上記の6個の階調数のうちで最小の階調数(192階調)になるように誤差拡散処理を行う。すなわち、入力映像信号の階調数を最小の階調数に変換した際に小数部の誤差が生じたときには、その小数部の誤差を空間的に隣接する画素に拡散させる。サブフィールド変換処理部113は、図10の最小階調数(192階調)の選択パターンに応じて、サブフィールド変換を行い、各サブフィールドの選択パターンを決定する。
The
サブフィールド毎表示負荷率計測部114は、サブフィールド毎の表示負荷率を演算する。表示負荷率は、発光する画素数及びその発光する画素の階調値を基に検出される。例えば、1フィールド画像の全画素が最大階調値で表示されている場合は表示負荷率が100%である。また、1フィールド画像の全画素が最大階調値の1/2で表示されている場合は表示率が50%である。また、1フィールド画像の半分(50%)の画素のみが最大階調値で表示されているような場合にも、表示率が50%である。
The display load
第1のサスティンパルス数演算処理部115は、表示負荷率に応じて電力一定制御及び負荷補正処理による1フィールドの総サスティンパルス数を演算する。電力一定制御は、図11に示すように、1フィールドの表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンパルス数が制御される。表示負荷率にかかわらず、1フィールドの総サスティンパルス数を一定にすると、表示負荷率が大きいほど電力が大きくなってしまい、熱量が増加してしまう。そのため、1フィールドの表示負荷率が大きいときには、1フィールドの総サスティンパルス数を少なくするように演算し、電力一定制御を行う。
The first sustain pulse number
上記の負荷補正処理を説明する。各サブフィールの実効的な表示の明るさは、サスティン放電による輝度とサスティンパルス数(サスティン放電期間)によって決定される。各サブフィールドのサスティンパルス数は所定の重みの比率であり、各サブフィールドの表示負荷率が同一ならばサスティン放電による輝度も同一であり、表示の明るさはサスティンパルス数の比率と同じ比率となる。しかし、各サブフィールドの表示負荷率が異なると、サスティン放電による輝度がサブフィールド毎に異なることになり、各サブフィールドによる表示の明るさは所定の比率にならない。このようなことが起きると、サブフィールドを組み合わせて表示する階調値が正確に表示されなくなる。はなはだしい場合には、階調値間で明るさの逆転が生じてしまうという問題がある。これを解決するために各サブフィールドの表示負荷率に応じて各サブフィールドのサスティンパルス数を補正する。第1のサスティンパルス数演算処理部115は、その補正後の1フィールドの総サスティンパルス数を演算する。
The load correction process will be described. The effective display brightness of each sub-field is determined by the brightness by the sustain discharge and the number of sustain pulses (sustain discharge period). The number of sustain pulses in each subfield is a ratio of a predetermined weight. If the display load factor of each subfield is the same, the luminance due to the sustain discharge is also the same, and the display brightness is the same ratio as the ratio of the number of sustain pulses. Become. However, when the display load factor of each subfield is different, the luminance due to the sustain discharge is different for each subfield, and the display brightness of each subfield does not become a predetermined ratio. When this occurs, the gradation value displayed by combining the subfields is not displayed accurately. In a serious case, there is a problem that the brightness is reversed between the gradation values. In order to solve this, the number of sustain pulses in each subfield is corrected according to the display load factor of each subfield. The first sustain pulse number
階調数選択部116は、第1のサスティンパルス数演算処理部115で演算された総サスティンパルス数に応じて、全サブフィールドの重みの合計である階調数を選択する。例えば、上記の6個の階調数の中から最適なものを1つ選択する。総サスティンパルス数が多いほど、多い階調数を選択する。総サスティンパルス数を階調数で割ったものが階調ステップになるが、階調ステップが一定値であることが好ましい。
The gradation
階調数選択部116は、演算した総サスティンパルス数を所定の階調ステップ数で割った値である階調数が、選択可能な複数の階調数の間にあるときには、上記割った値である階調数の前後のいずれかの選択可能な階調数を選択する。その際、上記前後のいずれかの選択可能な階調数のうち、前回に選択した階調数に比べて、重みの小さいサブフィールドのサスティンパルス数が近い方を選択する。
The number-of-
階調ステップ変換処理部104は、ゲイン制御部103が出力する映像信号を、上記選択された階調数に変換する。具体的には、入力映像信号のダイナミックレンジを上記選択された階調数で等ステップに分割して階調数変換する。例えば、256階調の信号を512階調に変換する場合は、256÷512の演算を行う。この場合は、256÷512=0.5なので、映像信号は0.5階調のステップ幅で後段の非線形ゲイン制御処理部105に出力される。
The gradation step
非線形ゲイン制御処理部105及び誤差拡散処理部106は、上記のゲイン制御部111及び誤差拡散処理部112と同様に、階調数変換による小数部の誤差を空間的に拡散させると同時に、動画擬似輪郭防止処理を行う。特定の階調値のサブフィールド選択パターンは、隣接する画素のサブフィールドパターンとあいまって、人間の目には動画の際に大きな階調値の擬似輪郭が存在するかのように見えてしまう。この現象が動画擬似輪郭である。この動画擬似輪郭を防止するために、特定の階調値を使用しないようにその特定の階調値は他の階調値に置き換えて誤差拡散処理を行う。
Similar to the
非線形ゲイン制御処理部105は、上記選択された階調数に適したゲイン処理を行い、入力映像信号と出力信号の線形性を維持すると同時に、動画擬似輪郭が発生し易い階調値について誤差拡散処理して新しい階調値を生成する非線形ゲイン処理を行う。誤差拡散処理部106は、非線形ゲイン制御処理部105の出力信号に対して誤差拡散処理を行うことにより、動画擬似輪郭を低減させることができる。非線形ゲイン制御処理部105及び誤差拡散処理部106の詳細は、後に図12〜図14を参照しながら説明する。
The non-linear gain
線形性補償処理部107は、選択された階調数に対応するサブフィールドの選択パターンに応じて、階調値をサブフィールド選択パターンに変換する。サブフィールド変換処理部108は、線形性補償処理部107の出力信号をサブフィールド変換処理し、サブフィールドデータに変換する。アドレス制御部121は、サブフィールドデータに応じて、各画素について点灯させるサブフィールドを選択するためのアドレス電極Ajの電圧を生成する。
The linearity
第2のサスティンパルス数演算処理部117は、第1のサスティンパルス数演算処理部115で演算された総サスティンパルス数を必要に応じて補正し、総サスティンパルス数を出力する。その補正は、熱を一定温度以下に保つため又は外部操作により電力を低減させるために総サスティンパルス数を減少させる補正である。
The second sustain pulse number
サスティンパルス信号生成部118は、その総サスティンパルス数を上記選択した階調数のサブフィールドの重みの比になるように分割し、表示のためのサスティンパルス信号を生成する。X電極制御部122及びY電極制御部123は、そのサスティンパルス信号に応じて、X電極Xi及びY電極Yiの電圧を生成する。アドレス電極Ajにより選択された表示セルは、X電極Xi及びY電極Yi間でサスティン放電して発光する。
The sustain pulse
図13は、非線形ゲイン制御処理部105及び誤差拡散処理部106の構成例を示す図である。非線形ゲイン制御処理部105は、ルックアップテーブルで構成され、動画擬似輪郭防止のために図12に示す非線形ゲイン制御を行う。非線形ゲイン制御前の特性1201では、入力信号G1がサブフィールド選択パターン(以下、選択パターンという)P1により輝度L1を表示し、入力信号G2が選択パターンP2により輝度L2を表示し、入力信号G3が選択パターンP3により輝度L3を表示し、入力信号G4が点灯パターンP4により輝度L4を表示する。このとき、選択パターンP1及びP2が発光重心を大きく変動する選択パターンである場合、動画擬似輪郭が発生する。動画擬似輪郭を低減するためには、動画擬似輪郭を発生する選択パターンの間で拡散処理を行えばよい。そこで、動きの大きさを考慮して、選択パターンP2及びP3を使用しないで、輝度L2及びL3は輝度L1及びL4の拡散によって表示する。これを実現するために、非線形ゲイン制御処理部105は、特性1202に示すように、入力信号G1を選択パターンP1に変換し、入力信号G2をP1+α、入力信号G3をP1+β、入力信号G4をP4に変換する。ここで、0<α<β<1とする。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the nonlinear gain
誤差拡散処理部106は、拡散フィルタ1301及び加算部1302を有する。加算部1302は、非線形ゲイン制御処理部105の出力信号及び拡散フィルタ1301の出力信号を加算し、出力する。その出力は、整数部S1311及び小数部S1312を有する。整数部S1311は、線形性補償処理部107に出力される。拡散フィルタ1301は、小数部S1312をフィルタリングすることにより、小数部の誤差を空間的に拡散することができる。その結果、選択パターンP1は輝度L1を表示し、選択パターンP1+αは輝度L2を表示し、選択パターンP1+βは輝度L3を表示し、選択パターンP4は輝度L4を表示する。
The error
図14は、誤差拡散処理部106が誤差拡散により階調値を生成する例を示す図である。例えば、512階調において、図5の選択パターンを基に図14の選択パターンに修正する。512階調等の多い階調数のサブフィールド選択パターンにおいて、より大きいサブフィールド(例えば第7のサブフィールドSF7)が初めて点灯する階調値の前後の階調値を、拡散処理により表現する例を示す。階調値63の選択パターンに対し、階調値70の選択パターンは今まで非点灯だった重いサブフィールドSF7が点灯するため、動画擬似輪郭が発生し易い。そのため、上記2つの階調値間に、階調値64、65、66、67、68、69の6個の階調値ARを挿入し、これらの階調値を、階調値63の選択パターンと階調値70の選択パターンとで誤差拡散処理して表示する。すなわち、階調値64〜69は、階調値63又は70に置き換えられ、その差分は空間的に拡散される。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example in which the error
誤差拡散処理部106は、階調数変換後の階調値において、特定の階調値を使用しないように特定の階調値を他の階調値に置き換えて誤差拡散処理する。上記特定の階調値は、階調値を昇順に並べたときに特定のサブフィールド(例えば第7のサブフィールドSF7)が初めて選択される階調値(例えば図5の階調値64)を含む。また、高階調値側ほど上記特定の階調値が多く、低階調値側ほど上記特定の階調値がない又は上記特定の階調値が少ない。
The error
(第2の実施形態)
図15は、本発明の第2の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の構成例を示す図である。図15が図1と異なるのは、第2のサスティンパルス数演算処理部117は、演算結果に応じて、最小階調数選択信号S1501を階調数選択部116へ出力することである。階調数選択部116は、最小階調数選択信号S1501を入力すると、最小階調数を選択する。第2のサスティンパルス数演算処理部117は、プラズマディスプレイパネルや回路部品等の熱を一定温度以下に保つためにサスティンパルス数を減少させる制御や、外部操作により電力を低減するなどの、サスティンパルス数を変化させる処理を行うことがある。その場合、サスティンパルス数予測部110で予測したサスティンパルス数と大きく異なる場合があり、画質に影響を及ぼす。これを防ぐために、第2のサスティンパルス数演算処理部117は、サスティンパルス数を大きく変化させる場合は、今回又は次以降のフィールドにおいて階調数を最小階調数に切り替えることによって画質劣化を防ぐ。
(Second Embodiment)
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a plasma display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 differs from FIG. 1 in that the second sustain pulse number
以上のように、第1及び第2の実施形態によれば、第1の特徴は、最も少ない階調数を用いて入力信号の1フィールド期間の表示負荷率を計測し、所定の演算を行って総サスティンパルス数を算出した結果を用いて階調数を選択している。これにより、表示負荷率に応じて適切な総サスティンパルス数を決めることができ、かつ総サスティンパルス数に応じて適切な階調数を選択することができる。表示負荷率が大きいときのフリッカを防止し、表示負荷率が小さいときの低階調値部の表現力不足を防止することができる。また、階調数に対して総サスティンパルス数が多すぎるときのフリッカを防止し、階調数に対して総サスティンパルス数が少なすぎるときの階調不足によるノイズを防止することができる。 As described above, according to the first and second embodiments, the first feature is to measure the display load factor of one field period of the input signal using the smallest number of gradations and perform a predetermined calculation. The number of gradations is selected using the result of calculating the total number of sustain pulses. As a result, an appropriate total number of sustain pulses can be determined according to the display load factor, and an appropriate number of gradations can be selected according to the total number of sustain pulses. Flicker when the display load factor is large can be prevented, and lack of expressive power of the low gradation value portion when the display load factor is small can be prevented. Further, flicker can be prevented when the total number of sustain pulses is too large with respect to the number of gradations, and noise due to insufficient gradation when the total number of sustain pulses is too small with respect to the number of gradations can be prevented.
第2の特徴は、最も少ない階調数に対応するサブフィールド選択パターンは他の階調数のサブフィールド選択パターンに含まれることであり、サブフィールド選択パターンを記憶するメモリを極力増やさないことである。各平均輝度レベル(APL)毎に選択パターンのルックアップテーブルを有する方法の場合、メモリの大幅な増大を招く。しかし本実施形態では、メモリに記憶するルックアップテーブルは最大階調数分の選択パターンのみであり、階調数の切り替えではルックアップテーブルで使用しない選択パターンのみをメモリに記憶しておくのみで済む。 The second feature is that the subfield selection pattern corresponding to the smallest number of gradations is included in the subfield selection pattern of other gradations, and the memory for storing the subfield selection pattern is not increased as much as possible. is there. In the case of a method having a lookup table of a selection pattern for each average luminance level (APL), a large increase in memory is caused. However, in this embodiment, the lookup table stored in the memory is only the selection patterns for the maximum number of gradations, and only the selection patterns that are not used in the lookup table are stored in the memory when the number of gradations is switched. That's it.
第3の特徴は、階調値が昇順になるようにサブフィールド選択パターンを並べたとき、最も少ない階調数の選択パターンと異なる他の階調数のサブフィールド選択パターンは、最も少ない階調数のサブフィールド選択パターンの中で大きな重みのサブフィールドが連続非選択の後最初に選択される階調値とその一つ前の階調値の間に入ることであり、サブフィールド間の重みの差が増大することによる輝度の段差を解消するとともに動画擬似輪郭の発生を極力低減している。 The third feature is that when the subfield selection patterns are arranged so that the gradation values are in ascending order, the subfield selection pattern having the other gradation number different from the selection pattern having the smallest gradation number has the smallest gradation. Among sub-field selection patterns, a large weight sub-field is between the first selected gradation value after successive non-selection and the previous gradation value. In addition to eliminating the luminance step due to the increase in the difference, the generation of the moving image pseudo contour is reduced as much as possible.
第4の特徴は、多い階調数の選択パターンにおいて、より大きい重みのサブフィールドが初めて選択される階調値の前後の階調値は、拡散処理によって表現することである。これによって上記第3の特徴で低減しきれない動画擬似輪郭をさらに低減している。 The fourth feature is that, in a selection pattern having a large number of gradations, the gradation values before and after the gradation value for which the sub-field with the greater weight is selected for the first time are expressed by diffusion processing. This further reduces the moving image pseudo contour that cannot be reduced by the third feature.
第5の特徴は、高階調値側ほど拡散処理にて表現する階調値を多くし、低階調値側は拡散処理をしないか、または拡散処理する階調値を少なくすることである。高階調値側ほど拡散処理にて表現する階調値を多くする目的は、上記第4の特徴で述べたように動画擬似輪郭の低減であり、低階調値側は拡散処理をしないか、または拡散処理する階調値を少なくする目的は、低階調値部を高密度の点灯画素で表示することである。全階調値で動画擬似輪郭を低減するために、低階調値側でも拡散処理する階調値を許容している。このため、下位側サブフィールドの重み付けは二進数とは限らない。 The fifth feature is that the gradation value expressed by the diffusion process is increased on the higher gradation value side, and the diffusion process is not performed on the low gradation value side or the gradation value to be diffused is decreased. The purpose of increasing the gradation value expressed by the diffusion process toward the higher gradation value side is to reduce the moving image pseudo contour as described in the fourth feature above, and the low gradation value side is not subjected to the diffusion process. Alternatively, the purpose of reducing the gradation value to be diffused is to display the low gradation value portion with high-density lighting pixels. In order to reduce the moving image pseudo contour with all gradation values, the gradation value to be diffused is allowed even on the low gradation value side. For this reason, the weighting of the lower side subfield is not necessarily a binary number.
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
本発明の実施形態は、例えば以下のように種々の適用が可能である。 The embodiment of the present invention can be applied in various ways as follows, for example.
(付記1)
1フィールドが重み付けされたサスティンパルス数を有する複数のサブフィールドからなり、各サブフィールドを選択することにより映像を階調表現するプラズマディスプレイ装置であって、
入力映像信号の表示負荷率を演算し、前記表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンパルス数を演算するサスティンパルス数演算部と、
前記演算した総サスティンパルス数に応じて、全サブフィールドの重みの合計である階調数を選択する階調数選択部と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記2)
さらに、前記入力映像信号のダイナミックレンジを前記選択された階調数で等ステップに分割して階調数変換する階調数変換部を有する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記3)
さらに、前記階調数変換後の階調値が小数部を有するときには誤差拡散処理を行う誤差拡散処理部を有する付記2記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記4)
前記サスティンパルス数演算部は、選択可能な複数の階調数のうちの最も少ない階調数を用いて前記表示負荷率を演算する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記5)
前記階調数選択部が選択可能な複数の階調数は、サブフィールド数が同じであり、かつ各サブフィールドの重み付けが異なる付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記6)
前記階調数選択部が選択可能な複数の階調数において、各階調数の最も重みの小さいサブフィールドは他の階調数の最も重みの小さいサブフィールドと重みが同じであり、各階調数の最も重みの大きいサブフィールドは他の階調数の最も重みの大きいサブフィールドと重みが異なる付記5記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記7)
前記階調数選択部が選択可能な複数の階調数において、最も少ない階調数の各階調値を表現するためのサブフィールドの選択パターンは、すべて、他の階調数の各階調値を表現するためのサブフィールドの選択パターンに含まれる付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記8)
前記最も少ない階調数の各階調値を昇順に並べたとき、特定のサブフィールドが初めて選択される階調値とその前の階調値との間に、別のサブフィールドの選択パターンを挿入することにより、前記他の階調数の各階調値を表現するためのサブフィールドの選択パターンが構成される付記7記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記9)
さらに、前記階調数変換後の階調値において、特定の階調値を使用しないように前記特定の階調値は他の階調値に置き換えて誤差拡散処理を行う誤差拡散処理部を有することを特徴とする付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記10)
前記特定の階調値は、階調値を昇順に並べたときに特定のサブフィールドが初めて選択される階調値を含む付記9記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記11)
高階調値側ほど前記特定の階調値が多く、低階調値側ほど前記特定の階調値がない又は前記特定の階調値が少ない付記9記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記12)
前記サスティンパルス数演算部は、1フィールドの表示負荷率を演算し、1フィールドの表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンンパルス数を演算する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記13)
前記サスティンパルス数演算部は、前記1フィールドの表示負荷率が大きいときには、1フィールドの総サスティンパルス数を少なくするように演算する付記12記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記14)
前記サスティンパルス数演算部は、各サブフィールドの表示負荷率を演算し、各サブフィールドの表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンンパルス数を演算する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記15)
前記階調数選択部は、前記演算した総サスティンパルス数を所定の階調ステップ数で割った値である階調数が、選択可能な複数の階調数の間にあるときには、前記割った値である階調数の前後のいずれかの選択可能な階調数を選択する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記16)
前記階調数選択部は、前記前後のいずれかの選択可能な階調数のうち、前回に選択した階調数に比べて、重みの小さいサブフィールドのサスティンパルス数が近い方を選択する付記15記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記17)
さらに、前記演算した総サスティンパルス数を必要に応じて補正し、その総サスティンパルス数を前記選択した階調数のサブフィールドの重みの比になるように分割し、表示のためのサスティンパルス信号を生成する信号生成部を有する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記18)
前記信号生成部は、熱を一定温度以下に保つため又は外部操作により電力を低減させるために総サスティンパルス数を減少させる補正を行う付記17記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記19)
前記階調数選択部は、前記信号生成部の補正結果に応じて、最も少ない階調数を選択する付記18記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記20)
1フィールドが重み付けされたサスティンパルス数を有する複数のサブフィールドからなり、各サブフィールドを選択することにより映像を階調表現するプラズマディスプレイ装置の制御方法であって、
入力映像信号の表示負荷率を演算し、前記表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンパルス数を演算するサスティンパルス数演算ステップと、
前記演算した総サスティンパルス数に応じて、全サブフィールドの重みの合計である階調数を選択する階調数選択ステップと
を有するプラズマディスプレイ装置の制御方法。
(Appendix 1)
A plasma display apparatus that includes a plurality of subfields each having a weighted number of sustain pulses in one field, and that represents a gray scale image by selecting each subfield,
A sustain pulse number calculation unit for calculating a display load factor of the input video signal and calculating a total sustain pulse number of one field according to the display load factor;
A plasma display apparatus comprising: a gradation number selection unit that selects a gradation number that is a sum of weights of all subfields according to the calculated total number of sustain pulses.
(Appendix 2)
The plasma display apparatus according to
(Appendix 3)
Furthermore, the plasma display apparatus of
(Appendix 4)
The plasma display apparatus according to
(Appendix 5)
The plasma display apparatus according to
(Appendix 6)
In the plurality of gradation numbers that can be selected by the gradation number selection unit, the subfield with the smallest weight for each gradation number has the same weight as the subfield with the smallest weight for the other gradation numbers, and each gradation number The plasma display apparatus according to
(Appendix 7)
The selection pattern of the subfield for expressing each gradation value having the smallest number of gradations among the plurality of gradation numbers selectable by the gradation number selection unit is all the gradation values having other gradation numbers. 2. The plasma display device according to
(Appendix 8)
When the gradation values having the smallest number of gradations are arranged in ascending order, a selection pattern of another subfield is inserted between the gradation value at which a specific subfield is selected for the first time and the previous gradation value. The plasma display apparatus according to
(Appendix 9)
Further, an error diffusion processing unit that performs error diffusion processing by replacing the specific gradation value with another gradation value so that the specific gradation value is not used in the gradation value after the gradation number conversion is performed. The plasma display device as set forth in
(Appendix 10)
The plasma display apparatus according to
(Appendix 11)
The plasma display device according to
(Appendix 12)
The plasma display apparatus according to
(Appendix 13)
13. The plasma display device according to
(Appendix 14)
The plasma display apparatus according to
(Appendix 15)
The number-of-gradations selection unit, when the number of gradations, which is a value obtained by dividing the calculated total number of sustain pulses by a predetermined number of gradation steps, is between a plurality of selectable gradation numbers, The plasma display device according to
(Appendix 16)
The gradation number selection unit selects one of the selectable gradation numbers before and after the one that has a smaller number of sustain pulses in a subfield having a smaller weight than the previously selected gradation number. 15. The plasma display device according to 15.
(Appendix 17)
Further, the calculated total number of sustain pulses is corrected as necessary, and the total number of sustain pulses is divided so as to be the ratio of the weights of the sub-fields of the selected number of gradations, and a sustain pulse signal for display is displayed. The plasma display apparatus according to
(Appendix 18)
The plasma display apparatus according to claim 17, wherein the signal generation unit performs correction to reduce the total number of sustain pulses in order to keep the heat below a certain temperature or to reduce power by an external operation.
(Appendix 19)
The plasma display device according to
(Appendix 20)
A control method of a plasma display device, wherein a field is composed of a plurality of subfields having a weighted number of sustain pulses, and gradation is expressed by selecting each subfield,
A sustain pulse number calculating step of calculating a display load factor of the input video signal and calculating a total sustain pulse number of one field according to the display load factor;
A method of controlling a plasma display apparatus, comprising: a gradation number selection step of selecting a gradation number that is a sum of weights of all subfields according to the calculated total number of sustain pulses.
101 逆ガンマ変換処理部
102 1V遅延部
103 ゲイン制御部
104 階調ステップ変換処理部
105 非線形ゲイン制御処理部
106 誤差拡散処理部
107 線形性補償処理部
108 サブフィールド変換処理部
110 サスティンパルス数予測部
111 ゲイン制御部
112 誤差拡散処理部
113 サブフィールド変換処理部
114 サブフィールド毎表示負荷率計測部
115 第1のサスティンパルス数演算処理部
116 階調数選択部
117 第2のサスティンパルス数演算処理部
118 サスティンパルス信号生成部
121 アドレス制御部
122 X電極制御部
123 Y電極制御部
124 表示領域
101 Inverse Gamma
Claims (12)
入力映像信号の表示負荷率を演算する負荷率演算部と、
前記表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンパルス数を変更制御するとともに、表現できる階調数を変更制御する変更制御部と、を有し、
前記変更制御部により変更制御される複数の階調数のうちの最小階調数と最大階調数の比は少なくとも2倍であって、
前記変更制御部により前記階調数を変更した場合においても、前記1フィールドを構成する前記複数のサブフィールド数は一定であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。 A plasma display apparatus in which one field is composed of a plurality of subfields weighted with luminance, and represents gradation of an image by controlling lighting of each subfield,
A load factor calculator for calculating the display load factor of the input video signal;
A change control unit for changing and controlling the total number of sustain pulses in one field according to the display load factor, and changing and controlling the number of gradations that can be expressed,
The ratio of the minimum number of gradations and the maximum number of gradations among the plurality of gradations controlled to be changed by the change control unit is at least twice,
The plasma display apparatus according to claim 1, wherein the number of subfields constituting the one field is constant even when the number of gradations is changed by the change control unit.
入力映像信号の表示負荷率を演算し、
前記表示負荷率に応じて1フィールドの総サスティンパルス数を変更制御するとともに、表現できる階調数を変更制御し、
前記変更制御により変更制御される複数の階調数のうちの最小階調数と最大階調数の比は少なくとも2倍であって、
前記変更制御により前記階調数を変更した場合においても、前記1フィールドを構成する前記複数のサブフィールド数は一定であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置の表示方法。 A display method of a plasma display apparatus, wherein one field is composed of a plurality of subfields weighted with luminance, and gradation of an image is expressed by controlling lighting of each subfield,
Calculate the display load factor of the input video signal,
In accordance with the display load factor, the total number of sustain pulses in one field is changed and controlled, and the number of gradations that can be expressed is changed and controlled,
The ratio of the minimum number of gradations and the maximum number of gradations among the plurality of gradations controlled to be changed by the change control is at least twice,
A display method for a plasma display apparatus, wherein the number of subfields constituting one field is constant even when the number of gradations is changed by the change control.
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