JP4770124B2 - Image display method - Google Patents

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本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)等の表示装置において、階調表示を多階調化して原画像に近い画像表示をするための画像表示方法に関するものである。   The present invention relates to an image display method for displaying an image close to an original image by increasing the gradation display in a display device such as a plasma display panel (PDP).

従来から表示装置の階調数を疑似的に増加させるための画像表示方法として、誤差拡散法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。図7は、この誤差拡散法の処理の一例を説明するための図である。図7(a)の丸印は、画像を構成する画素を模式的に示すものである。網掛けの丸印で示した注目画素に対応するM階調の入力画像データを、これより階調数の少ないN階調の画像データに変換し、これを注目画素に対する表示データとするのであるが、その際、入力画像データと表示データとの間には誤差が生じてしまう。そこでこの誤差を、黒い丸印で示した4つの被拡散画素(右隣の画素Aと、右下の画素Bと、下の画素Cと、左下の画素D)に対する入力画像信号に、7:1:5:3の割合で分割した上で拡散し、そして加算する。その結果、例えば画素Aにおいては、拡散された誤差と自身への入力画像信号とを加算したM階調の入力画像データをN階調の画像データに変換したものが、表示データとなる。そしてこの際にも、M階調の入力画像データと表示データとの誤差を周囲の画素に拡散する。以上のような処理を、入力画像信号が入力される画素を順次、注目画素としながら繰り返す。 Conventionally, an error diffusion method is known as an image display method for artificially increasing the number of gradations of a display device (see, for example, Non-Patent Document 1). FIG. 7 is a diagram for explaining an example of processing of this error diffusion method. The circles in FIG. 7A schematically show the pixels constituting the image. The input image data of M gradation corresponding to the pixel of interest indicated by the shaded circle is converted into image data of N gradation having a smaller number of gradations, and this is used as display data for the pixel of interest. However, at that time, an error occurs between the input image data and the display data. Therefore this error, four of the diffusion pixels indicated by black circles in the input image signal with respect to (the pixel A to the right, and the pixel B of the lower right, and the pixel C of the true underlying lower left pixel D), 7 Divide by 1: 5: 3, then spread and add. As a result, for example, in the pixel A, display data is obtained by converting input image data of M gradation obtained by adding the diffused error and an input image signal to itself into image data of N gradation. Also at this time, an error between the input image data of M gradation and the display data is diffused to surrounding pixels. The above processing is repeated while sequentially setting the pixel to which the input image signal is input as the target pixel.

上述した誤差拡散法の処理を行うための回路を図7(b)に示す。図7(b)において、符号700は注目画素に対する入力画像信号であり、符号701は入力画像信号に周囲の画素から拡散された誤差を加算する加算器であり、符号702は、加算器701からの出力である、入力画像信号と拡散された誤差とを加算したM階調の入力画像データをN階調の画像データに変換し表示データとするとともに、この表示データと入力画像データとから誤差を算出する、表示データ/誤差分割器である。また、符号703〜706は誤差を所望の画素に拡散するために、タイミングを合わせるための遅延器(Tは1データ期間の遅延、Hは1走査期間の遅延を示す)、符号707〜710は誤差に所定の重み付けをするための乗算器である。一般的に乗算器1は7/16倍、乗算器2は3/16倍、乗算器3は5/16倍、乗算器4は1/16倍である。   A circuit for performing the above-described error diffusion method is shown in FIG. In FIG. 7B, reference numeral 700 is an input image signal for the target pixel, reference numeral 701 is an adder that adds an error diffused from surrounding pixels to the input image signal, and reference numeral 702 is an adder from the adder 701. The input image data of M gradation, which is the output of the input image signal and the diffused error, are converted into N gradation image data to be display data, and an error is generated from the display data and the input image data. Is a display data / error divider that calculates Reference numerals 703 to 706 denote delay units for adjusting timing in order to diffuse errors to desired pixels (T denotes a delay of one data period, H denotes a delay of one scanning period), and reference numerals 707 to 710 It is a multiplier for giving a predetermined weight to the error. In general, the multiplier 1 is 7/16 times, the multiplier 2 is 3/16 times, the multiplier 3 is 5/16 times, and the multiplier 4 is 1/16 times.

ここで、以上の誤差拡散法においては、誤差を拡散した際に発生する特有の文様が観測され、画質が劣化するという課題が発生する場合があった。そこで、注目画素において発生した誤差を次フィールド内において前記注目画素と同一位置にある画素にも拡散する誤差拡散法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。図8はその誤差拡散法を説明するための模式図であり、現フィールド画像を中心に時間的に連続する3枚のフィールド画像が並んでいる様子を示す。丸印でフィールド画像を構成する画素を模式的に示している。現フィールド(注目フィールド)内に網掛けの丸印で示した注目画素において発生した誤差を、黒い丸印で示す、現フィールド内の画素A、画素B、画素C、画素Dおよび次フィールド内で注目画素と同一位置にある画素Eに誤差を拡散する。   Here, in the error diffusion method described above, a specific pattern generated when an error is diffused is observed, which may cause a problem that image quality deteriorates. In view of this, an error diffusion method has been proposed in which an error generated in a pixel of interest is diffused to a pixel at the same position as the pixel of interest in the next field (see, for example, Patent Document 1). FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the error diffusion method, and shows a state in which three field images that are temporally continuous centering on the current field image are arranged. The pixels constituting the field image are schematically shown by circles. An error occurring in a pixel of interest indicated by a shaded circle in the current field (field of interest) is indicated by a black circle in pixels A, B, C, D, and the next field in the current field. The error is diffused to the pixel E at the same position as the target pixel.

この処理を行う回路は図9のようになる。図7(b)で示した誤差拡散回路に対して、発生した誤差を現フィールドと次フィールドに分割する誤差分割器900、注目画素で発生した誤差を画素Eに拡散するためにタイミングをあわせるための遅延器901(Fは1フィールド期間の遅延を示す)、画素Eに拡散する誤差に所定の重み付けをするための乗算器8(符号902)を加えたものである。   A circuit for performing this processing is as shown in FIG. For the error diffusion circuit shown in FIG. 7B, an error divider 900 that divides the generated error into the current field and the next field, and a timing for diffusing the error generated in the target pixel to the pixel E. Delay unit 901 (F indicates a delay of one field period) and a multiplier 8 (reference numeral 902) for adding a predetermined weight to an error diffused to the pixel E.

上述の誤差拡散処理は、別の見方をすれば、入力画像データと表示データとの間の誤差を高周波成分に変調し、階調数が減少したことにより発生する偽輪郭を空間的に細かく分散し、視覚的な影響を低減する処理でもある。
R.W.Floyd and L.Steinberg 「An Adaptive Algorithm for Spatial Gray Scale」 SID75 Digest(1976) 特開平6−118920号公報
In other words, the error diffusion process described above modulates the error between the input image data and the display data into a high-frequency component, and spatially finely distributes the false contour generated by the reduction in the number of gradations. It is also a process to reduce the visual influence.
R. W. Floyd and L. Steinberg “An Adaptive Algorithm for Spatial Gray Scale” SID75 Digest (1976) JP-A-6-118920

入力画像データを、水平(x)、垂直(y)、時間(フィールド、t)の3つの軸を持つ三次元のデータであるとした時、図7(b)の構成による画像表示方法は、誤差成分を図10に示す周波数特性をもつフィルタに通すことと等価となる。図10(a)は水平(x)−垂直(y)面内での周波数特性を、図10(b)は水平(x)−時間(t)面内での周波数特性を、図10(c)は垂直(y)−時間(t)面内での周波数特性を示すものである。図10(a)から、誤差拡散処理後の誤差成分はフィールド内での空間周波数が高いことがわかる。これは、入力されたM階調の画像データをN階調に変換して表示した際に発生した誤差が、フィールド内で細かく分散されることにより観測されにくくなることを示す。これに対して、図10(b)、図10(c)からは、時間方向には周波数特性が平坦であることがわかる。これは次のことを意味する。すなわち、一般に誤差成分は原画像に含まれるノイズなどの影響でフィールド毎に変動するのが普通である。そして、図10(b)、図10(c)の周波数特性は時間方向(フィールド方向)に平坦であるため、誤差成分は原画像に含まれるノイズと同程度の時間周波数で変動することとなる。これは比較的緩やかな変動であることが多いので、誤差拡散に起因する文様がゆらゆらと動くノイズとして観測されてしまい、画質が劣化してしまうこととなる。   When the input image data is three-dimensional data having three axes of horizontal (x), vertical (y), and time (field, t), the image display method according to the configuration of FIG. This is equivalent to passing the error component through a filter having frequency characteristics shown in FIG. 10A shows the frequency characteristic in the horizontal (x) -vertical (y) plane, FIG. 10B shows the frequency characteristic in the horizontal (x) -time (t) plane, and FIG. ) Indicates frequency characteristics in the vertical (y) -time (t) plane. FIG. 10A shows that the error component after the error diffusion process has a high spatial frequency in the field. This indicates that errors generated when the input M gradation image data is converted to N gradations and displayed are less likely to be observed due to fine dispersion in the field. In contrast, FIGS. 10B and 10C show that the frequency characteristics are flat in the time direction. This means the following: That is, in general, the error component usually varies from field to field due to the influence of noise or the like included in the original image. Since the frequency characteristics shown in FIGS. 10B and 10C are flat in the time direction (field direction), the error component fluctuates at a time frequency comparable to the noise included in the original image. . Since this is often a relatively gradual change, the pattern resulting from error diffusion is observed as a fluctuating noise, and the image quality deteriorates.

また、図9の構成による画像表示方法では、誤差成分を図11に示す周波数特性をもつフィルタに通すことと等価となる。図11(a)は水平−垂直面内での周波数特性、図11(b)は水平−時間面内での周波数特性、図11(c)は垂直−時間面内での周波数特性を示す。図11(b)、図11(c)から、時間方向には低周波成分がわずかに除去されていることがわかるが、それでもまだ低周波成分が多く、したがって誤差拡散に起因する文様がゆらゆらと動くノイズとして観測されてしまい、やはり画質が劣化してしまうこととなる。   The image display method having the configuration shown in FIG. 9 is equivalent to passing the error component through a filter having frequency characteristics shown in FIG. FIG. 11A shows the frequency characteristics in the horizontal-vertical plane, FIG. 11B shows the frequency characteristics in the horizontal-time plane, and FIG. 11C shows the frequency characteristics in the vertical-time plane. 11 (b) and 11 (c), it can be seen that the low-frequency components are slightly removed in the time direction, but there are still many low-frequency components, and thus the patterns caused by error diffusion are fluctuating. It will be observed as moving noise, and the image quality will deteriorate.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、誤差拡散に起因する文様をフィールドごとに高速に変動させ観測されにくくすることで画質を向上させる画像表示方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and provides an image display method that improves the image quality by changing the pattern caused by error diffusion at high speed for each field and making it difficult to observe. Objective.

上記目的を実現するために本発明の画像表示方法は、注目画素に対するM階調の入力画像データをN階調(M>N)の画像データに変換し、これを注目画素に対する表示データとし、前記入力画像データと前記画像データとの誤差に所定の拡散係数を乗じたものを、注目フィールド内および次フィールド内の画素に対する入力画像信号に拡散、加算してそれぞれの入力画像データとすることにより、注目画素に対するM階調の入力画像データをN階調(M>N)の表示データに変換して表現する画像表示方法であって、前記入力画像データを、水平、垂直、時間の三次元で構成されたものとし、前記注目フィールドの水平−垂直面内において、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ画素A、画素B、画素Cおよび画素Dとし、前記次フィールドの水平−垂直面内において、前記注目画素と同一位置の画素を画素Eとし、この画素Eの真上、真下、右隣および左隣の画素をそれぞれ画素F、画素G、画素Hおよび画素Iとし、水平−時間面内において前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ前記画素A、前記画素H、前記画素Eおよび前記画素Iとし、垂直−時間面内において前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ前記画素C、前記画素G、前記画素Eおよび前記画素Fとするとき、水平−垂直面内、水平−時間面内および垂直−時間面内の各面内において、前記誤差に所定の拡散係数を乗じたものを、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の各画素に拡散し、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の各画素への拡散の前記拡散係数をそれぞれK1、K2、K3、K4とすると、前記K1、K2、K3、K4の間の大小関係が水平−垂直面内、水平−時間面内および垂直−時間面内の各面内で同じであることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the image display method of the present invention converts M-gradation input image data for a pixel of interest into N-gradation (M> N) image data, which is used as display data for the pixel of interest, By multiplying an error between the input image data and the image data by a predetermined diffusion coefficient and diffusing and adding to the input image signal for the pixels in the field of interest and the next field, the respective input image data are obtained. An image display method for expressing input image data of M gradation for a target pixel by converting it to display data of N gradation (M> N), wherein the input image data is expressed in three dimensions of horizontal, vertical, and time. in the one configured, horizontal of the target field - in a vertical plane, the right of the target pixel, lower right, beneath and lower left pixel of each pixel a, pixel B, pixel C and pixel In the horizontal-vertical plane of the next field, a pixel at the same position as the target pixel is defined as a pixel E, and pixels immediately above, directly below, right adjacent and left adjacent to the pixel E are defined as a pixel F, a pixel G, Let pixel H and pixel I be the pixel A, pixel H, pixel E, and pixel I, respectively, the pixel adjacent to the right, lower right, directly below, and lower left of the pixel of interest in the horizontal-time plane, and vertical-time When the pixel adjacent to the right side, lower right, right below, and lower left in the plane is the pixel C, the pixel G, the pixel E, and the pixel F, respectively, the horizontal-vertical plane and the horizontal-time plane In each plane in the vertical-time plane, the error multiplied by a predetermined diffusion coefficient is diffused to the pixels adjacent to the right side of the target pixel, the lower right side, the lower right side, and the lower left side. Next, lower right, directly below and lower left When the diffusion coefficients of diffusion to each pixel are K1, K2, K3, and K4, the magnitude relationships among K1, K2, K3, and K4 are horizontal-vertical plane, horizontal-time plane, and vertical-time. It is the same in each plane within the plane .

本発明の画像表示方法および画像処理装置によれば、誤差拡散に起因する文様がフィールド毎に高速で変動するために観測されにくくなり、画質を向上させることができる。   According to the image display method and the image processing apparatus of the present invention, the pattern caused by error diffusion is not easily observed because the pattern fluctuates at a high speed for each field, and the image quality can be improved.

本発明の請求項1に記載の発明は、注目画素に対するM階調の入力画像データをN階調(M>N)の画像データに変換し、これを注目画素に対する表示データとし、前記入力画像データと前記画像データとの誤差に所定の拡散係数を乗じたものを、注目フィールド内および次フィールド内の画素に対する入力画像信号に拡散、加算してそれぞれの入力画像データとすることにより、注目画素に対するM階調の入力画像データをN階調(M>N)の表示データに変換して表現する画像表示方法であって、前記入力画像データを、水平、垂直、時間の三次元で構成されたものとし、前記注目フィールドの水平−垂直面内において、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ画素A、画素B、画素Cおよび画素Dとし、前記次フィールドの水平−垂直面内において、前記注目画素と同一位置の画素を画素Eとし、この画素Eの真上、真下、右隣および左隣の画素をそれぞれ画素F、画素G、画素Hおよび画素Iとし、水平−時間面内において前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ前記画素A、前記画素H、前記画素Eおよび前記画素Iとし、垂直−時間面内において前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ前記画素C、前記画素G、前記画素Eおよび前記画素Fとするとき、水平−垂直面内、水平−時間面内および垂直−時間面内の各面内において、前記誤差に所定の拡散係数を乗じたものを、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の各画素に拡散し、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の各画素への拡散の前記拡散係数をそれぞれK1、K2、K3、K4とすると、前記K1、K2、K3、K4の間の大小関係が水平−垂直面内、水平−時間面内および垂直−時間面内の各面内で同じであることを特徴とする画像表示方法である。 According to the first aspect of the present invention, the input image data of M gradation for the target pixel is converted into image data of N gradation (M> N), which is used as display data for the target pixel, and the input image The pixel of interest is obtained by diffusing and adding an error between the data and the image data to the input image signal for the pixels in the field of interest and the next field to obtain the respective input image data. An image display method for expressing input image data of M gradations by converting them into display data of N gradations (M> N), wherein the input image data is configured in three dimensions of horizontal, vertical, and time. ones and to the horizontal of the target field - and in the vertical plane, the right of the target pixel, lower right, beneath and lower left pixel of each pixel a, pixel B, a pixel C and the pixel D, the next full In the horizontal-vertical plane of the field, a pixel at the same position as the target pixel is a pixel E, and pixels immediately above, directly below, right adjacent and left adjacent to the pixel E are a pixel F, a pixel G, a pixel H, and a pixel, respectively. Let I be the pixel A, the pixel H, the pixel E, and the pixel I, respectively, in the horizontal-time plane, right next to the pixel of interest, lower right, right below, and lower left, respectively. Let the pixel C, the pixel G, the pixel E, and the pixel F be the pixel adjacent to the right side, the lower right side, the lower right side, and the lower left side of the pixel of interest, respectively. Within each plane, a product of the error multiplied by a predetermined diffusion coefficient is diffused to the right next to the target pixel, the lower right, directly below, and the lower left pixel, and the right next to the target pixel, the lower right , Diffusion to each pixel below and below left Assuming that the diffusion coefficients are K1, K2, K3, and K4, the magnitude relationships among the K1, K2, K3, and K4 are within horizontal-vertical planes, horizontal-time planes, and vertical-time planes. This is the same image display method.

また、本発明の請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、前記所定の拡散係数により、前記誤差の1/2以上が前記画素Aと前記画素Bと前記画素Cと前記画素Dとに拡散、加算され、また前記誤差の1/2以下が前記画素Eと前記画素Fと前記画素Gと前記画素Hと前記画素Iとに拡散、加算されることを特徴とするものである。 The invention of claim 2 is the invention according to claim 1, by the predetermined diffusion coefficients, half or more of the error between the pixel A and the pixel B and the pixel C diffused into said pixels D, are added, also characterized in that less than half of the error is diffused to said pixel I and the pixel E and the pixel F and the pixel G and the pixel H, is added Is.

また、本発明の請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、前記所定の拡散係数により、前記誤差の3/4が前記画素Aと前記画素Bと前記画素Cと前記画素Dとにそれぞれ7:1:5:3の比で分割して拡散、加算され、また前記誤差の1/4が前記画素Eと前記画素Fと前記画素Gと前記画素Hと前記画素Iとにそれぞれ6:4:1:1:4の比で分割して拡散、加算されることを特徴とするものである。 Further, the invention according to claim 3 of the present invention, in the invention described in claim 1, by the predetermined diffusion coefficient, 3/4 of the error between the pixel A and the pixel B to the pixel C the Each pixel D is divided and diffused and added at a ratio of 7: 1: 5: 3, and 1/4 of the error is the pixel E, the pixel F, the pixel G, the pixel H, and the pixel I. And divided and added at a ratio of 6: 4: 1: 1: 4.

本発明は、誤差拡散に起因する文様をフィールドごとに高速で変動させることにより、文様が観測されなくなるようにするものである。そのために、水平−垂直面内と同様に、水平−時間面内および垂直−時間面内での誤差成分の高周波成分は大きく、低周波成分は小さくなるようにするものであり、具体的には、図10を用いて説明した従来の誤差拡散法における水平−垂直面内での周波数特性の形状を時間方向にも反映させるという考えに基づくものである。   According to the present invention, a pattern caused by error diffusion is changed at a high speed for each field so that the pattern is not observed. Therefore, as in the horizontal-vertical plane, the high-frequency component of the error component in the horizontal-time plane and the vertical-time plane is large and the low-frequency component is small. This is based on the idea that the shape of the frequency characteristic in the horizontal-vertical plane in the conventional error diffusion method described with reference to FIG. 10 is also reflected in the time direction.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態による画像表示方法における誤差拡散処理の概要を説明するための図であり、現フィールド(注目フィールド)の画像を中心に連続した3枚のフィールドの画像が並んでいる様子を示すものである。丸印は各フィールドの画像を構成する画素を模式的に示すものであり、現フィールド内で網掛けの丸印が注目画素である。また、現フィールド内に黒丸で示した、注目画素に対して、右隣の画素(画素A)、右下の画素(画素B)、下の画素(画素C)、左下の画素(画素D)、および次フィールド内に黒丸で示した、注目画素と同一位置の画素(画素E)、真上の画素(画素F)、真下の画素(画素G)、右隣の画素(画素H)、左隣の画素(画素I)は、注目画素において発生した誤差を拡散させる被拡散画素である。以上においては、発生した誤差を現フィールドと次フィールドに分割して拡散するが、次フィールドに多くの誤差を拡散してしまうと、現フィールド内での誤差拡散処理の効果が弱まり多階調が表現できなくなってしまう。したがって、全誤差の1/2以上は現フィールド内に拡散させることが望ましい。以下の説明では、注目画素で発生した誤差の3/4を現フィールド内に拡散し、次フィールドには1/4を拡散することとする。また、現フィールド内では画素A、画素B、画素C、画素Dそれぞれに7:1:5:3の比に誤差を分割して、拡散し、そして加算するようにし、また次フィールド内では、画素E、画素F、画素G、画素H、画素Iそれぞれに6:4:1:1:4の比に誤差を分割して、拡散し、そして加算することとする。 FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of error diffusion processing in an image display method according to an embodiment of the present invention. Three consecutive field images centering on an image in a current field (field of interest) are shown. It shows how they are lined up. The circles schematically show the pixels constituting the image of each field, and the shaded circles in the current field are the target pixels. Further, as shown by black circles in the current field, the pixel of interest, the pixel (pixel A) to the right, the lower right pixel (pixel B), the true lower pixel (pixel C), the lower left pixel (pixel D ), And a pixel in the same position as the pixel of interest (pixel E), a pixel directly above (pixel F), a pixel immediately below (pixel G), a pixel right next (pixel H), indicated by a black circle in the next field, The pixel on the left (pixel I) is a diffused pixel that diffuses an error generated in the target pixel. In the above, the generated error is divided into the current field and the next field and diffused. However, if many errors are diffused in the next field, the effect of the error diffusion processing in the current field is weakened and the multi-gradation is reduced. It becomes impossible to express. Therefore, it is desirable that more than 1/2 of the total error is diffused in the current field. In the following description, it is assumed that 3/4 of the error generated in the target pixel is diffused in the current field, and 1/4 is diffused in the next field. Also, in the current field, the error is divided, diffused, and added to the ratio of 7: 1: 5: 3 for each of the pixel A, pixel B, pixel C, and pixel D, and in the next field, The error is divided into a ratio of 6: 4: 1: 1: 4 for each of the pixel E, the pixel F, the pixel G, the pixel H, and the pixel I, diffused, and added.

図2〜図4は、水平−垂直面内、水平−時間面内、垂直−時間面内それぞれの誤差拡散を説明するための図である。   2 to 4 are diagrams for explaining error diffusion in each of the horizontal-vertical plane, the horizontal-time plane, and the vertical-time plane.

本実施の形態による画像表示方法においては、図2(a)に網掛けをした面内で示す水平−垂直面内での誤差拡散方向は、図2(b)に示すようになり、拡散される誤差の大きさの比は、画素A:画素B:画素C:画素D=7:1:5:3となる。   In the image display method according to the present embodiment, the error diffusion direction in the horizontal-vertical plane shown in the shaded plane in FIG. 2A is as shown in FIG. The ratio of the magnitude of the error is pixel A: pixel B: pixel C: pixel D = 7: 1: 5: 3.

また、図3(a)に網掛けをした面内で示す水平−時間面内での誤差拡散方向は、図3(b)に示すようになり、拡散される誤差の大きさの比は、画素A:画素H:画素E:画素I=21:1:6:4となる。   Also, the error diffusion direction in the horizontal-time plane shown in the shaded plane in FIG. 3A is as shown in FIG. 3B, and the ratio of the magnitude of the diffused error is Pixel A: Pixel H: Pixel E: Pixel I = 21: 1: 6: 4.

また、図4(a)に網掛けをした面内で示す垂直−時間面内での誤差拡散方向は、図4(b)に示すようになり、拡散される誤差の大きさの比は、画素C:画素G:画素E:画素F=15:1:6:4となる。   Also, the error diffusion direction in the vertical-time plane shown in the shaded plane in FIG. 4A is as shown in FIG. 4B, and the ratio of the magnitude of the diffused error is Pixel C: Pixel G: Pixel E: Pixel F = 15: 1: 6: 4.

以上より、いずれの面内においても、誤差拡散の方向は同一で、かつ右隣への拡散係数が最大で、下への拡散係数が2番目で、左下への拡散係数が3番目で、右下への拡散係数が最小となっている。   From the above, in any plane, the error diffusion direction is the same, the diffusion coefficient to the right is the largest, the downward diffusion coefficient is the second, the lower left diffusion coefficient is the third, the right The downward diffusion coefficient is minimized.

上記のような誤差拡散法は、誤差成分を図5に示す周波数特性をもつフィルタに通すことと等価となる。図5(a)は水平(x)−垂直(y)面内での周波数特性、図5(b)は水平(x)−時間(t)面内での周波数特性、図5(c)は垂直(y)−時間(t)面内での周波数特性を示す。図5(a)から誤差拡散処理後の誤差成分はフィールド内での空間周波数が高いことがわかる。これは、M階調の入力画像データをN階調の表示データに変換して表現する際に発生する誤差が、フィールド内で細かく分散されることにより観測されにくくなることを示す。また、図5(b)、図5(c)から、本発明の信号処理後の誤差成分は、時間方向においても低周波数成分は少なく高周波成分が多くなっていることがわかる。これは、発生した誤差がフィールド方向に高速で変動するということを意味しており、誤差拡散に起因する文様が観測されにくくなり、その結果、画質が向上することを示すものである。   The error diffusion method as described above is equivalent to passing an error component through a filter having frequency characteristics shown in FIG. 5A shows frequency characteristics in the horizontal (x) -vertical (y) plane, FIG. 5B shows frequency characteristics in the horizontal (x) -time (t) plane, and FIG. 5C shows the frequency characteristics. The frequency characteristics in the vertical (y) -time (t) plane are shown. FIG. 5A shows that the error component after the error diffusion process has a high spatial frequency in the field. This indicates that errors that occur when the input image data of M gradations are converted into display data of N gradations and expressed are less likely to be observed due to fine dispersion in the field. 5B and 5C show that the error component after signal processing of the present invention has a low frequency component and a high frequency component in the time direction. This means that the generated error fluctuates at a high speed in the field direction, and it is difficult to observe a pattern caused by error diffusion, and as a result, the image quality is improved.

以上は、水平−垂直面、水平−時間面、垂直−時間面のそれぞれに対して個別に誤差拡散処理を考慮し、拡散方向や係数を理想的な周波数特性をもつ水平−垂直面内に合わせることで、それぞれの面内での周波数特性を理想的な形状に近いものとすることを可能としたものである。   As described above, the error diffusion process is individually considered for each of the horizontal-vertical plane, the horizontal-time plane, and the vertical-time plane, and the diffusion direction and coefficient are matched to the horizontal-vertical plane having ideal frequency characteristics. Thus, it is possible to make the frequency characteristics in each plane close to an ideal shape.

図6は、上述の画像表示方法を実現する回路の概略構成を示すブロック図であり、図9に示した構成に対して、乗算器5〜7(符号600〜602)、乗算器9(符号603)、遅延器604〜遅延器607を追加した構成となっている。なお、遅延器703〜706、604〜607、901におけるTは1データ期間の遅延、Hは1走査期間の遅延、Fは1フィールド期間の遅延を示すものである。また、誤差分割器900は、現フィールド内に拡散する誤差(乗算器1〜4を通る経路)へは全誤差の3/4を、次フィールド内に拡散する誤差(乗算器5〜9を通る経路)へは全誤差の1/4を振り分ける。また、遅延器901の値はF−Hとなっている。また、乗算器5〜9は、それぞれ4/16、1/16、6/16、4/16、1/16である。   FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a circuit for realizing the above-described image display method. Compared to the configuration shown in FIG. 9, multipliers 5 to 7 (reference numerals 600 to 602) and multiplier 9 (reference numerals). 603) and delay devices 604 to 607 are added. In the delay units 703 to 706, 604 to 607, and 901, T represents a delay of one data period, H represents a delay of one scanning period, and F represents a delay of one field period. In addition, the error divider 900 passes 3/4 of the total error to the error diffused in the current field (path through the multipliers 1 to 4), and the error diffused in the next field (multipliers 5 to 9). Route) is assigned 1/4 of the total error. The value of the delay device 901 is FH. The multipliers 5 to 9 are 4/16, 1/16, 6/16, 4/16, and 1/16, respectively.

なお、以上の説明においては、現フィールドに全誤差の3/4を拡散し、次フィールドに1/4を拡散する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水平−垂直、水平−時間、垂直−時間のいずれの面内においても低周波成分が少なく、高周波成分が多いような周波数特性をもつようにすることで、同様の効果を得ることができる。   In the above description, an example has been shown in which 3/4 of the total error is diffused in the current field and 1/4 is diffused in the next field. However, the present invention is not limited to this, and horizontal- Similar effects can be obtained by providing frequency characteristics such that there are few low-frequency components and many high-frequency components in any of the vertical, horizontal-time, and vertical-time planes.

また、本発明は、上述したような拡散方向に限定されるものではなく、水平−垂直、水平−時間、垂直−時間のいずれの面内においても低周波成分が少なく、高周波成分が多いような周波数特性をもつようにすることで、同様の効果を得ることができる。   Further, the present invention is not limited to the diffusion direction as described above, and there are few low frequency components and many high frequency components in any of the horizontal-vertical, horizontal-time, and vertical-time planes. By having frequency characteristics, the same effect can be obtained.

なお、本発明は、上述したような拡散係数に限定されるものではなく、水平−垂直、水平−時間、垂直−時間のいずれの面内においても低周波成分が少なく、高周波成分が多いような周波数特性をもつようにすることで、同様の効果を得ることができる。   Note that the present invention is not limited to the diffusion coefficient as described above, and there are few low frequency components and many high frequency components in any of the horizontal-vertical, horizontal-time, and vertical-time planes. By having frequency characteristics, the same effect can be obtained.

以上述べたように、本発明の一実施の形態による画像表示方法によれば、従来の画像表示方法における誤差拡散処理法では、誤差が水平−垂直面内では高周波に変調されているが、時間方向には低周波成分を含んでいたために、誤差拡散に起因する文様がフィールドごとにゆらゆらとゆっくり動いているように観測されていたが、本構成によれば、誤差を水平−時間面内および垂直−時間面内でも高周波に変調することができるため、誤差拡散に起因する文様がフィールドごとに高速で変動するようになり、文様が観測されにくくなるために画質が向上する。   As described above, according to the image display method according to the embodiment of the present invention, in the error diffusion processing method in the conventional image display method, the error is modulated at a high frequency in the horizontal-vertical plane. Since the direction included a low-frequency component, the pattern due to error diffusion was observed to move slowly and slowly from field to field. In addition, since it can be modulated to a high frequency even in the vertical-time plane, the pattern resulting from error diffusion varies at a high speed for each field, and the pattern is difficult to be observed, thereby improving the image quality.

本発明にかかる画像表示方法は、入力画像データよりも表示階調数が少ない表示装置においても誤差拡散に起因する文様が観測されずに滑らかな疑似階調を表現できるという効果を有し、LCDやPDPなどのマトリクスディスプレイに対する画像表示方法として有用である。   The image display method according to the present invention has an effect that a smooth pseudo gradation can be expressed without observing a pattern caused by error diffusion even in a display device having a smaller number of display gradations than input image data. This is useful as an image display method for matrix displays such as PDP and PDP.

本発明の一実施の形態による画像表示方法における誤差拡散処理の概要を説明するための図The figure for demonstrating the outline | summary of the error diffusion process in the image display method by one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態による画像表示方法における水平−垂直面内での誤差拡散を説明するための図The figure for demonstrating the error diffusion in the horizontal-vertical surface in the image display method by one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態による画像表示方法における水平−時間面内での誤差拡散を説明するための図The figure for demonstrating the error diffusion in the horizontal-time surface in the image display method by one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態による画像表示方法における垂直−時間面内での誤差拡散を説明するための図The figure for demonstrating the error diffusion in the perpendicular | vertical-time surface in the image display method by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による画像表示方法における誤差拡散法と等価のフィルタの周波数特性を示す図The figure which shows the frequency characteristic of the filter equivalent to the error diffusion method in the image display method by one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態による画像表示方法における誤差拡散処理の回路の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the circuit of the error diffusion process in the image display method by one embodiment of this invention 従来の画像表示方法における誤差拡散法の処理の一例を説明するための図The figure for demonstrating an example of the process of the error diffusion method in the conventional image display method 従来の画像表示方法における誤差拡散法の処理の一例を説明するための図The figure for demonstrating an example of the process of the error diffusion method in the conventional image display method 図8で示した従来の画像表示方法における誤差拡散処理の回路の概略構成を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a circuit for error diffusion processing in the conventional image display method shown in FIG. 図7で示した従来の画像表示方法における誤差拡散法と等価のフィルタの周波数特性を示す図The figure which shows the frequency characteristic of the filter equivalent to the error diffusion method in the conventional image display method shown in FIG. 図8で示した従来の画像表示方法における誤差拡散法と等価のフィルタの周波数特性を示す図The figure which shows the frequency characteristic of the filter equivalent to the error diffusion method in the conventional image display method shown in FIG.

600 乗算器5
601 乗算器6
602 乗算器7
603 乗算器9
604 遅延器
605 遅延器
606 遅延器
607 遅延器
700 入力画像データ
701 加算器
702 表示データ/誤差分割器
703 遅延器
704 遅延器
705 遅延器
706 遅延器
707 乗算器1
708 乗算器2
709 乗算器3
710 乗算器4
900 誤差分割器
901 遅延器
902 乗算器8
600 Multiplier 5
601 Multiplier 6
602 Multiplier 7
603 Multiplier 9
604 delay device 605 delay device 606 delay device 607 delay device 700 input image data 701 adder 702 display data / error divider 703 delay device 704 delay device 705 delay device 706 delay device 707 multiplier 1
708 Multiplier 2
709 Multiplier 3
710 Multiplier 4
900 Error divider 901 Delay device 902 Multiplier 8

Claims (3)

注目画素に対するM階調の入力画像データをN階調(M>N)の画像データに変換し、これを注目画素に対する表示データとし、
前記入力画像データと前記画像データとの誤差に所定の拡散係数を乗じたものを、注目フィールド内および次フィールド内の画素に対する入力画像信号に拡散、加算してそれぞれの入力画像データとすることにより、
注目画素に対するM階調の入力画像データをN階調(M>N)の表示データに変換して表現する画像表示方法であって、
前記入力画像データを、水平、垂直、時間の三次元で構成されたものとし、
前記注目フィールドの水平−垂直面内において、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ画素A、画素B、画素Cおよび画素Dとし、前記次フィールドの水平−垂直面内において、前記注目画素と同一位置の画素を画素Eとし、この画素Eの真上、真下、右隣および左隣の画素をそれぞれ画素F、画素G、画素Hおよび画素Iとし、水平−時間面内において前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ前記画素A、前記画素H、前記画素Eおよび前記画素Iとし、垂直−時間面内において前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の画素をそれぞれ前記画素C、前記画素G、前記画素Eおよび前記画素Fとするとき、
水平−垂直面内、水平−時間面内および垂直−時間面内の各面内において、前記誤差に所定の拡散係数を乗じたものを、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の各画素に拡散し、前記注目画素の右隣、右下、真下および左下の各画素への拡散の前記拡散係数をそれぞれK1、K2、K3、K4とすると、前記K1、K2、K3、K4の間の大小関係が水平−垂直面内、水平−時間面内および垂直−時間面内の各面内で同じである
ことを特徴とする画像表示方法。
The input image data of M gradation for the target pixel is converted into image data of N gradation (M> N), and this is used as display data for the target pixel.
By multiplying an error between the input image data and the image data by a predetermined diffusion coefficient and diffusing and adding to the input image signal for the pixels in the field of interest and the next field, the respective input image data are obtained. ,
An image display method for converting and expressing input image data of M gradation for a target pixel into display data of N gradation (M> N),
The input image data is configured in three dimensions, horizontal, vertical, and time ,
In the horizontal-vertical plane of the field of interest, the pixels adjacent to the right, lower right, directly below, and lower left of the pixel of interest are pixel A, pixel B, pixel C, and pixel D, respectively, and the horizontal-vertical plane of the next field , The pixel at the same position as the target pixel is a pixel E, and the pixels immediately above, directly below, right adjacent and left adjacent to the pixel E are a pixel F, a pixel G, a pixel H, and a pixel I, respectively. The pixel A, the pixel H, the pixel E, and the pixel I are the pixel adjacent to the right side, the lower right, directly below, and the lower left of the pixel of interest, respectively, and within the vertical-time plane, When the lower, right-bottom and lower-left pixels are the pixel C, the pixel G, the pixel E, and the pixel F, respectively,
In each of the horizontal-vertical plane, the horizontal-time plane, and the vertical-time plane, the error multiplied by a predetermined diffusion coefficient is the right next to the target pixel, the lower right, the lower right, and the lower left. If the diffusion coefficients of diffusion to each pixel and diffusion to each pixel on the right side, lower right, right below and lower left of the pixel of interest are K1, K2, K3, K4, respectively, K1, K2, K3, K4 The image display method characterized in that the magnitude relationship between them is the same in each of the horizontal-vertical plane, the horizontal-time plane, and the vertical-time plane .
前記所定の拡散係数により、前記誤差の1/2以上が前記画素Aと前記画素Bと前記画素Cと前記画素Dとに拡散、加算され、また前記誤差の1/2以下が前記画素Eと前記画素Fと前記画素Gと前記画素Hと前記画素Iとに拡散、加算されることを特徴とする請求項に記載の画像表示方法。 Due to the predetermined diffusion coefficient, ½ or more of the error is diffused and added to the pixel A, the pixel B, the pixel C, and the pixel D, and ½ or less of the error is the pixel E. the image display method according to claim 1, wherein the said pixel F and the pixel G and the pixel H diffused to the pixel I, are added. 前記所定の拡散係数により、前記誤差の3/4が前記画素Aと前記画素Bと前記画素Cと前記画素Dとにそれぞれ7:1:5:3の比で分割して拡散、加算され、また前記誤差の1/4が前記画素Eと前記画素Fと前記画素Gと前記画素Hと前記画素Iとにそれぞれ6:4:1:1:4の比で分割して拡散、加算されることを特徴とする請求項に記載の画像表示方法。 According to the predetermined diffusion coefficient, 3/4 of the error is diffused and added to the pixel A, the pixel B, the pixel C, and the pixel D at a ratio of 7: 1: 5: 3, respectively. Further, 1/4 of the error is diffused and added to the pixel E, the pixel F, the pixel G, the pixel H, and the pixel I in a ratio of 6: 4: 1: 1: 4, respectively. The image display method according to claim 1 .
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