JP5542864B2 - 画像表示装置、画像処理装置及び画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示パネルの階調表示能力以上の多階調表示をすることができる画像表示装置、画像処理装置及び画像表示方法に関する。

画像表示装置は、例えば、一対のガラス基板の間に液晶物質を封入した液晶パネル等の表示パネル、表示パネルを駆動する駆動回路などを備え、外部のパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）から映像信号（例えば、８ビット、２５６階調）を取得する。そして、画像表示装置の駆動回路は、取得された映像信号に基づいて表示パネルを駆動する。

一方で、コスト低減の観点から比較的安価な表示パネル（例えば、６ビット、６４階調表示）が用いられている。そこで、８ビットの映像信号を用いて画像を表示するため、すなわち６ビット（６４階調）の表示パネルで２５６階調の表示を可能にするため、ＦＲＣ（Frame Rate Control）技術が用いられている。また、１０ビット又は１２ビットの映像信号を出力可能なグラフィックス・ボード及びアプリケーションソフトウェアが近年登場しており、８ビット表示可能な画像表示装置であっても、ＦＲＣ技術を用いて多階調表示を実現させている場面が増加している。

例えば、ＦＲＣ技術を用いるものとして、中間調のオン／オフデータの位相が異なる３種類の階調パレットを作成し、３種類の階調パレットのオン／オフデータの配列方向が巡回性直交行列のデータの巡回方向に一致するように階調パレットを分散させて液晶パネルの画面全体のＦＲＣ位相テーブルを作成し、液晶パネルのそれぞれのピクセルに階調パレットを割り当てる液晶表示装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００８−９２８２号公報

しかし、ＦＲＣ技術は、人の目では感知できない時間を１周期として（例えば、４フレームを１周期として）、１周期内の各フレームの任意の階調を１だけ階調差を持たせるフレーム変調を行うが、変調パターン（いわゆるフレーム変調による表示パターン、階調パターン）によっては、フリッカ又はＦＲＣ特有の縞模様のＦＲＣノイズが現れる場合がある。また、従来のＦＲＣ技術は、単色（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ独立）の階調レベルしか着目しておらず、ＲＧＢを同時に表示する場合に、カラーモニタにＦＲＣノイズが生じる場合があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ＦＲＣノイズを低減することができる画像表示装置、画像処理装置及び画像表示方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る画像表示装置は、画像を表示する表示部を備え、複数の画素で構成される画像の各映像信号の上位ビットを前記表示部へ出力するとともに、該上位ビットで決定される階調及び該階調と異なる階調を、前記映像信号の下位ビットに基づいて前記表示部への出力を制御することで擬似多階調化する画像表示装置において、複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出する抽出手段と、該抽出手段で抽出した下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に上位ビットにより決定される階調又は該階調に1階調加えた階調のいずれを出力するかを示す変調ビットを前記複数の色毎に設定する設定手段と、該設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色それぞれの視感度に応じて前記時間帯毎に重み付けした値が前記時間帯それぞれで均等になるように前記設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色について前記時間帯毎に入れ替える第１入替手段と、前記第１入替手段で入れ替えた変調ビットが示す階調を前記表示部へ出力する表示手段と、前記重み付けした値を前記時間帯毎に合計した合計値の前記複数の時間帯での平均値を算出する平均値算出手段とを備え、前記第１入替手段は、前記平均値と合計値との差分が小さくなるように変調ビットを入れ替えるようにしてあることを特徴とする。

第２発明に係る画像表示装置は、第１発明において、前記時間帯毎に合計した合計値が、該時間帯の順番に増減を繰り返すように前記第１入替手段で入れ替えた変調ビットを前記時間帯毎に入れ替える第２入替手段を備えることを特徴とする。

第３発明に係る画像表示装置は、第１発明又は第２発明において、前記第１入替手段は、３：６：１の比率の重みを、赤色、緑色、青色の変調ビットに重み付けして変調ビットを入れ替えるようにしてあることを特徴とする。

第４発明に係る画像表示装置は、複数の画素で構成される画像の各映像信号の上位ビットを表示装置へ出力するとともに、該上位ビットで決定される階調及び該階調と異なる階調を、前記映像信号の下位ビットに基づいて前記表示装置への出力を制御することで擬似多階調化する画像処理装置において、複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出する抽出手段と、該抽出手段で抽出した下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に上位ビットにより決定される階調又は該階調に1階調加えた階調のいずれを出力するかを示す変調ビットを前記複数の色毎に設定する設定手段と、該設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色それぞれの視感度に応じて前記時間帯毎に重み付けした値が前記時間帯それぞれで均等になるように前記設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色について前記時間帯毎に入れ替える第１入替手段と、前記第１入替手段で入れ替えた変調ビットが示す階調を前記表示装置へ出力する表示手段と、前記重み付けした値を前記時間帯毎に合計した合計値の前記複数の時間帯での平均値を算出する平均値算出手段とを備え、前記第１入替手段は、前記平均値と合計値との差分が小さくなるように変調ビットを入れ替えるようにしてあることを特徴とする。

第５発明に係る画像表示方法は、画像を表示する表示部を備え、複数の画素で構成される画像の各映像信号の上位ビットを前記表示部へ出力するとともに、該上位ビットで決定される階調及び該階調と異なる階調を、前記映像信号の下位ビットに基づいて前記表示部への出力を制御することで擬似多階調化する画像表示装置による画像表示方法において、複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出するステップと、抽出された下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に上位ビットにより決定される階調又は該階調に1階調加えた階調のいずれを出力するかを示す変調ビットを前記複数の色毎に設定するステップと、設定された変調ビットを前記複数の色それぞれの視感度に応じて前記時間帯毎に重み付けされた値が前記時間帯それぞれで均等になるように、設定された変調ビットを前記複数の色について前記時間帯毎に入れ替えるステップと、入れ替えた変調ビットが示す階調を前記表示部へ出力するステップと、前記重み付けした値を前記時間帯毎に合計した合計値の前記複数の時間帯での平均値を算出するステップと、前記平均値と合計値との差分が小さくなるように前記変調ビットを入れ替えるステップとを含むことを特徴とする。

第１発明、第４発明及び第５発明にあっては、抽出手段は、複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出する。複数の色は、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）である。各色の映像信号は、例えば、８ビットであり、抽出手段は、８ビットのデータのうち、下位２ビットを抽出する。なお、映像信号のビットは８ビットに限定されるものでなく、１０ビット、１２ビットなど他の数でもよい。この場合、下位ビットも２ビットに限定されない。なお、抽出手段で抽出した下位ビットの残りの上位ビットは、例えば、表示パネルを駆動する駆動回路を介して表示パネルへ出力される。

設定手段は、抽出した下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に上位ビットにより決定される階調又は該階調に1階調加えた階調のいずれを出力するかを示す変調ビットを複数の色毎に設定する。複数の連続する時間帯それぞれは、例えば、１フレームを表し、例えば、４フレームを１周期とした場合、時間帯の数は、１フレーム〜４フレームの４つとなる。変調ビットは、フレーム（時間帯）ごとに「１」又は「０」で表される。例えば、フレームを（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）とし、下位２ビットを（００）とすると変調ビット（変調ビットのパターン）は、フレーム（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）に対応して（０、０、０、０）とし、下位２ビットを（０１）とすると変調ビットは、フレーム（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）に対応して（１、０、０、０）とし、下位２ビットを（１０）とすると変調ビットは、フレーム（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）に対応して（１、１、０、０）とし、下位２ビットを（１１）とすると変調ビットは、フレーム（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）に対応して（１、１、１、０）とすることができる。変調ビットのパターンは、１周期としたフレーム数（上記では４フレーム）の範囲で設定され、下位２ビットと対応づけて予め記憶される。この変調ビットが０の時は上位ビットどおりの階調を表示部（表示パネル）へ出力し、変調ビットが１の時は当該階調に１階調加えた階調を表示部へ出力することで、入力の８ビットの映像信号と同等の階調を擬似的に表示パネルに表示させることができる。

第１入替手段は、設定した変調ビットを複数の色それぞれの視感度に応じて時間帯毎に重み付けする。視感度は、人の目の光に関する感度であり、光の波長により異なる。視感度は、例えば、波長が５５５ｎｍの光が最も大きく、人の目には最も明るく感じられる。例えば、複数の色を、Ｒ、Ｇ、Ｂとすると、視感度の相対強度は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１である。重み付けは、例えば、フレームｔ１におけるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの変調ビットがすべて「１」である場合、フレームｔ１での重み付けした値は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ３、６、１となる。また、フレームｔ２におけるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの変調ビットが「０」、「１」、「１」である場合、フレームｔ２での重み付けした値は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ０、６、１となる。これにより、例えば、複数の時間帯をフレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の４フレームとすると、それぞれのフレームにおいて重み付けたした値が得られる。例えば、フレームｔ１でのＲ、Ｇ、Ｂの重み付けした値がそれぞれ、３、６、１である場合、フレームｔ１での重み付けした値は、１０（＝３＋６＋１）とすることができる。

第１入替手段は、重み付けした値が時間帯それぞれで均等になるように設定した変調ビットを複数の色について時間帯毎に入れ替える。そして、表示手段は、複数の色の映像信号の上位ビットにより決定される階調とこれに１階調加えた階調とのいずれかを、入れ替えた変調ビットに応じて、時間帯毎に表示パネルへ出力することで擬似多階調化する。例えば、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付け値（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの重み付け値を合計した値）を、それぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４とすると、Ｗ１〜Ｗ４が均等になるようにＲ、Ｇ、Ｂについて時間帯毎に変調ビットを入れ替える。均等にするとは、例えば、Ｗ１〜Ｗ４の平均値とフレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付け値との差分が小さくなるようにすることである。あるいは、均等にするとは、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付け値の最大値と最小値との差を小さくすることである。これにより、各フレームｔ１〜ｔ４での視感度レベルが均等化することになり、視感度を考慮することなく単に変調ビットの時間的な分散を行った場合には、視感度の違いによりフリッカ又は縞模様などが現れる場合であっても、複数の色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）それぞれの視感度に応じて重み付けするので、人の目の明るさに対する感度を擬似的に均一にすることができ、ＦＲＣノイズを低減することができる。

また、平均値算出手段は、複数の色の視感度に応じて重み付けした値を時間帯毎に合計する。例えば、フレームｔ１において、Ｒ、Ｇ、Ｂの重み付けした値がそれぞれ、３、６、１である場合、フレームｔ１での重み付けの合計値は、１０（＝３＋６＋１）となる。そして、各フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付けの合計値を算出する。平均値算出手段は、算出した合計値の複数の時間帯（フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）での平均値を算出する。例えば、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での合計値が、１０、７、１、０である場合、平均値は、４．５となる。第１入替手段は、平均値と合計値との差分が小さくなるように変調ビットを入れ替える。例えば、変調ビットを入れ替えることにより、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での合計値が、６、７、１、４となるようにする。これにより、視感度を考慮するとともに、視感度を考慮したときの階調を分散させるので、各フレームｔ１〜ｔ４での視感度レベルが均等化することになり、人の目の明るさに対する感度を擬似的に均一にすることができ、ＦＲＣノイズを低減することができる。

第２発明にあっては、第２入替手段は、時間帯毎の合計値が、当該時間帯の順番に増減を繰り返すように、入れ替えた変調ビットを時間帯毎にさらに入れ替える。例えば、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での合計値が、６、７、１、４である場合、変調ビットを時間帯毎にさらに入れ替えることにより、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での合計値が、７、４、１、６となるようにする。これにより、各フレームで階調をフレーム毎に増減させるので、変調周期を高周波数化することができ、人の目に一層感知できない周期で変調することができるので、ＦＲＣノイズをさらに低減することができる。

第３発明にあっては、３：６：１の比率の重みを、赤色、緑色、青色の変調ビットに重み付けする。これにより、赤色、緑色及び青色それぞれの視感度を考慮して重み付けすることができるので、赤色、緑色及び青色を同時に表示する場合、カラーモニタに生ずるＦＲＣノイズを低減することができる。

本発明によれば、複数の色それぞれの視感度に応じて重み付けするので、人の目の明るさに対する感度を擬似的に均一にすることができ、ＦＲＣノイズを低減することができる。

本実施の形態の画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態の駆動部の構成の一例を示すブロック図である。 ＦＲＣ処理の様子を示す模式図である。 ＦＲＣ処理による多階調化の一例を示す説明図である。 下位ビットと変調ビットオンの数との関係の一例を示す説明図である。 ＲＧＢそれぞれの下位２ビットの一例を示す説明図である。 ＲＧＢ毎に設定された変調パターンの一例を示す説明図である。 視感度曲線の例を示す説明図である。 視感度で重み付けした変調パターンの一例を示す説明図である。 平均化処理後の変調パターンの一例を示す説明図である。 高周波数化処理の変調パターンの一例を示す説明図である。 本実施の形態の画像表示装置の画像表示の処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態の画像表示装置による平均化処理の手順を示すフローチャートである。 本実施の形態の画像表示装置による平均化処理の手順を示すフローチャートである。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 本実施の形態の画像表示装置による高周波数化処理の手順を示すフローチャートである。 高周波数化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。 高周波数化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。

以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の画像表示装置１００の構成の一例を示すブロック図である。画像表示装置１００は、信号入力部１１、前段ＬＵＴ（ルックアップテーブル）１２、色制御部１３、ムラ補正部１４、後段ＬＵＴ（ルックアップテーブル）１５、駆動部１６、表示パネル１７などを備えている。また、画像表示装置１００は、信号線を介して外部のＰＣ（パーソナルコンピュータ）２００に接続されている。

信号入力部１１は、ＰＣ２００などの外部機器にケーブルを介して接続される接続端子を有しており、ＰＣ２００から入力される映像信号を取得する。信号入力部１１は、取得した映像信号を前段ＬＵＴ１２へ出力する。映像信号は、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）それぞれについて８ビットで階調が表現される（２５６階調）。なお、入力される映像信号の階調は、８ビットで構成されるものに限定されるものではない。

前段ＬＵＴ１２は、例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）それぞれに対応したＬＵＴを備え、入力された映像信号により表現される入力階調と、その入力階調に対応する表示パネル１７（より正確には、後段ＬＵＴ１５）への入力レベルとが関連付けられている。前段ＬＵＴ１２は、例えば、入力階調が８ビットで構成され、０〜２５５の２５６階調それぞれに対応する２５６個のエントリに、例えば、８ビットで表される出力階調（出力値）を格納してあり、ユーザにより階調特性が設定可能（例えば、ガンマ値の設定が可能）に構成してあり、所望の階調特性を実現することができる。なお、出力階調は８ビットで表現されるものに限定されるものではなく、１０ビット、１２ビット、１４ビットなどでもよい。以下では、出力階調を８ビット（２５６階調）として説明する。

色制御部１３は、前段ＬＵＴ１２から出力された出力値に対して、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分に対応する変換係数で構成される３×３マトリクス（色変換マトリクスＤ）により、特定の色の成分を強めたり、あるいは弱めたりすることにより、色調整を行う。

ムラ補正部１４は、色制御部１３から出力された出力階調に対して、ムラ補正を行い、補正後の出力階調を後段ＬＵＴ１５へ出力する。

後段ＬＵＴ１５は、階調補正手段としての機能を有し、例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）それぞれに対応したＬＵＴを備え、表示パネル１７に異なる階調特性を理想的なガンマ値（後段ガンマ、例えば、２．２）になるようにして滑らかな階調表現を実現するために出力階調を補正し、補正後の出力階調を駆動部１６へ出力する。なお、後段ＬＵＴ１５は必須の構成ではなく、省略することもできる。

駆動部１６は、後段ＬＵＴ１５（後段ＬＵＴ１５を具備しない場合には、ムラ補正部１４）から入力されたＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの８ビットデータの下位ビット（例えば、下位２ビット）からフレーム変調パターンを生成し、生成した変調パターンを用いて、表示パネル１７（例えば、表示可能階調：６ビット、６４階調）において多階調表示（例えば、８ビット、２５６階調）を実現すべく表示パネル１７を駆動する。

表示パネル１７は、例えば、液晶パネルを備え、例えば、表示可能階調は６４階調（６ビット表示）である。以下では、画像表示装置１００内に駆動部１６を設けた例について説明するが、これに限らず、ＰＣ２００内に駆動部１６を設け、多階調化された映像信号を表示装置としての表示パネルへ出力するようにしてもよい。

図２は本実施の形態の駆動部１６の構成の一例を示すブロック図である。駆動部１６は、ＦＲＣ（Frame Rate Control）処理を行うＦＲＣ部１６０、表示手段としての多階調化処理部１６６などを備える。また、ＦＲＣ部１６０は、ビット抽出部１６１、変調ビット設定部１６２、重み付け部１６３、平均化処理部１６４、高周波数化処理部１６５などを備える。

駆動部１６は、例えば、６ビット表示（６４階調）の表示パネル１７に対して、ＰＣ２００からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれが８ビット表示（２５６階調）の映像信号が画像表示装置１００に入力される。８ビットのままでは表示パネル１７を駆動することができないので、駆動部１６は、入力された８ビットの映像信号を６ビット化するとともに８ビット表現の階調への多階調化を行う。

まず、ＦＲＣ処理による多階調化の方法の原理について説明する。図３はＦＲＣ処理の様子を示す模式図である。ＦＲＣ処理のための１周期を４フレームとしてある。１周期のフレーム数は、表示パネルの駆動可能な周波数と人の目の動体視力から、人が感知できない範囲で設定される。図３の例は、８ビットの映像信号から下位２ビットを抽出して、いわゆるＦＲＣ処理を行い、表示パネルへ出力する残りの上位６ビットの映像信号を多階調化する様子を示す。なお、ビット数は一例であって、図３の例に限定されるものではない。

図３に示すように、入力された８ビットの映像信号から、上位６ビットと下位２ビットに分離して抽出する。次に、抽出した下位２ビットの組み合わせ（値）に基づいて、予め定められている変調パターンを決定する。変調パターンは、４つのフレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での変調ビットの組である。例えば、下位２ビットが（００）である場合、決定される変調パターンは、（０、０、０、０）となり、下位２ビットが（１１）である場合、決定される変調パターンは、（１、１、１、０）となる。

フレーム変調は、分離された上位６ビットと、決定された変調パターンに従ってフレーム毎に出力される変調ビットとにより行われる。例えば、下位２ビットが（１１）である場合、決定される変調パターンは、（１、１、１、０）となるので、フレームｔ１では変調ビット「１」がフレーム変調部へ出力され、フレームｔ２では変調ビット「１」がフレーム変調部へ出力され、フレームｔ３では変調ビット「１」がフレーム変調部へ出力され、フレームｔ４では変調ビット「０」がフレーム変調部へ出力される。他の下位２ビットの組み合わせについても同様に決定された変調パターン内の各フレームでの変調ビットがフレーム変調部へ出力される。

図４はＦＲＣ処理による多階調化の一例を示す説明図である。フレーム変調部は、変調ビットに従って上位６ビットの映像信号を表示パネルへ出力する。すなわち、フレーム変調部は、変調ビットが「０」の場合には、上位６ビットの映像信号をそのまま表示パネルへ出力し、変調ビットが「１」の場合には、上位６ビットの映像信号が示す階調を１つ増加させて表示パネルへ出力する。

図４に示すように、下位２ビットが（００）の場合、変調パターンは、（０、０、０、０）となり、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４では、それぞれ変調ビット「０」が出力される。したがって、フレーム変調部は、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、上位６ビットの映像信号をそのまま出力するので、４つのフレームでの階調の増加分の平均（平均増加階調）は０である。

また、下位２ビットが（０１）の場合、変調パターンは、（１、０、０、０）となり、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４では、変調ビット（１、０、０、０）が出力される。したがって、フレーム変調部は、フレームｔ１において、上位６ビットの映像信号が示す階調を１つ増加させ、フレームｔ２、ｔ３、ｔ４において、上位６ビットの映像信号をそのまま出力するので、４つのフレームでの階調の増加分の平均（平均増加階調）は０．２５である。

また、下位２ビットが（１０）の場合、変調パターンは、（１、０、１、０）となり、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４では、変調ビット（１、０、１、０）が出力される。したがって、フレーム変調部は、フレームｔ１、ｔ３において、上位６ビットの映像信号が示す階調を１つ増加させ、フレームｔ２、ｔ４において、上位６ビットの映像信号をそのまま出力するので、４つのフレームでの階調の増加分の平均（平均増加階調）は０．５０である。

また、下位２ビットが（１１）の場合、変調パターンは、（１、１、１、０）となり、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４では、変調ビット（１、１、１、０）が出力される。したがって、フレーム変調部は、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３において、上位６ビットの映像信号が示す階調を１つ増加させ、フレームｔ４において、上位６ビットの映像信号をそのまま出力するので、４つのフレームでの階調の増加分の平均（平均増加階調）は０．７５である。

ビット抽出部１６１は、抽出手段としての機能を有し、複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出し、抽出した下位ビットを変調ビット設定部１６２へ出力する。複数の色は、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）である。各色の画素の映像信号は、例えば、８ビットであり、８ビットの映像信号のうち下位２ビットを抽出することができる。なお、映像信号のビット数は８ビットに限定されるものでなく、１０ビット、１２ビットなど他の数でもよい。この場合、下位ビットも２ビットに限定されない。

ビット抽出部１６１は、抽出した下位ビットの残りの上位ビット（例えば、上位６ビット）を多階調化処理部１６６へ出力する。

変調ビット設定部１６２は、設定手段としての機能を有し、ビット抽出部１６１で抽出した下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に変調の有無を示す変調ビットを複数の色毎に設定する。変調ビット設定部１６２は、設定した変調パターンを重み付け部１６３へ出力する。

複数の連続する時間帯それぞれは、１つのフレームを表し、４フレームを１周期とした場合、時間帯の数は、１フレーム〜４フレームの４つとなる。変調ビットは、フレーム（時間帯）ごとに「１」又は「０」で表される。

変調ビットのパターンは、１周期としたフレーム数（上記では４フレーム）の範囲で設定され、下位２ビットと対応づけて予め記憶される。この変調ビットが０の時は上位ビットどおりの階調を表示部（表示パネル）へ出力し、変調ビットが１の時は当該階調に１階調加えた階調を表示部へ出力することで、入力の８ビットの映像信号と同等の階調を擬似的に表示パネルに表示させることができる。

図５は下位ビットと変調ビットオンの数との関係の一例を示す説明図である。下位２ビットを抽出する構成であるので、フレーム数は２ビットで表現できる数である４となる。図５に示すように、下位２ビットが（００）の場合、変調ビットオンの数は０とし、下位２ビットが（０１）の場合、変調ビットオンの数は１とし、下位２ビットが（１０）の場合、変調ビットオンの数は２とし、下位２ビットが（１１）の場合、変調ビットオンの数は３とすることができる。

図６はＲＧＢそれぞれの下位２ビットの一例を示す説明図である。本実施の形態の以下の説明では、図６に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの映像信号の下位２ビットをＲは（０１）、Ｇは（１０）、Ｂは（１１）であるとする。

図７はＲＧＢ毎に設定された変調パターンの一例を示す説明図である。図６で例示したように、Ｒ映像信号の下位２ビットは（０１）であるので変調ビットオンの数は１である。そこで、図７に示すように、Ｒに対して設定される変調パターンは、例えば、フレーム（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）に対応して（１、０、０、０）とすることができる。

また、図６で例示したように、Ｇ映像信号の下位２ビットは（１０）であるので変調ビットオンの数は２である。そこで、図７に示すように、Ｇに対して設定される変調パターンは、例えば、フレーム（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）に対応して（１、１、０、０）とすることができる。

また、図６で例示したように、Ｂ映像信号の下位２ビットは（１１）であるので変調ビットオンの数は３である。そこで、図７に示すように、Ｂに対して設定される変調パターンは、例えば、フレーム（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）に対応して（１、１、１、０）とすることができる。

なお、図７の例は一例であって、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号が変化して、ＲＧＢそれぞれの下位２ビットの値が変化すれば設定される変調パターンも異なる。

重み付け部１６３は、変調ビット設定部１６２で設定した変調ビットを複数の色それぞれの視感度に応じて時間帯毎に重み付けする。重み付け部１６３は、重み付けした変調ビットを平均化処理部１６４へ出力する。

図８は視感度曲線の例を示す説明図である。図８に示すように、視感度曲線は人の目の光に関する感度を示すものであり、視感度は光の波長により異なる。視感度は、例えば波長が５５５ｎｍの光が最も大きく、人の目には最も明るく感じられる。例えば、複数の色を、Ｒ、Ｇ、Ｂとすると、視感度の相対強度は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１である。

図９は視感度で重み付けした変調パターンの一例を示す説明図である。図９の例は、図７に例示した変調パターンを、視感度の相対強度（Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１）で重み付けしたものである。すなわち、重み付けは、例えば、フレームｔ１におけるＲＧＢそれぞれの変調ビットがすべて「１」である場合、フレームｔ１での重み付けした値は、ＲＧＢそれぞれ３、６、１となる。

また、フレームｔ２におけるＲＧＢそれぞれの変調ビットが「０」、「１」、「１」である場合、フレームｔ２での重み付けした値は、ＲＧＢそれぞれ０、６、１となる。

また、フレームｔ３におけるＲＧＢそれぞれの変調ビットが「０」、「０」、「１」である場合、フレームｔ３での重み付けした値は、ＲＧＢそれぞれ０、０、１となる。

また、フレームｔ４におけるＲＧＢそれぞれの変調ビットが「０」、「０」、「０」である場合、フレームｔ４での重み付けした値は、ＲＧＢそれぞれ０となる。

また、フレームｔ１でのＲ、Ｇ、Ｂの重み付けがそれぞれ、３、６、１である場合、フレームｔ１での重み付けした値（ＲＧＢの合計値）は、１０（＝３＋６＋１）とすることができる。また、フレームｔ２でのＲ、Ｇ、Ｂの重み付けがそれぞれ、０、６、１である場合、フレームｔ２での重み付けした値（ＲＧＢの合計値）は、７（＝０＋６＋１）とすることができる。また、フレームｔ３でのＲ、Ｇ、Ｂの重み付けがそれぞれ、０、０、１である場合、フレームｔ３での重み付けした値（ＲＧＢの合計値）は、１（＝０＋０＋１）とすることができる。また、フレームｔ４でのＲ、Ｇ、Ｂの重み付けがすべて０である場合、フレームｔ４での重み付けした値（ＲＧＢの合計値）は０とすることができる。

上述のように、重み付け部１６３は、３：６：１の比率の重みを、赤色、緑色、青色の変調ビットに重み付けする。

平均化処理部１６４は、第１入替手段としての機能を有し、重み付け部１６３で重み付けした値（重み付け合計値）がフレーム（時間帯）それぞれで均等になるように設定した変調ビットを複数の色についてフレーム（時間帯）毎に入れ替える。

図１０は平均化処理後の変調パターンの一例を示す説明図である。平均化処理部１６４は、例えば、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付け値（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの重み付け値を合計した値）を、それぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４とすると、Ｗ１〜Ｗ４が均等になるようにＲ、Ｇ、Ｂについてフレーム毎に変調ビットを入れ替える。均等にするとは、例えば、Ｗ１〜Ｗ４の平均値とフレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付け値との差分が小さくなるようにすることである。あるいは、均等にするとは、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付け値の最大値と最小値との差を小さくすることである。

平均化処理を行う前の変調パターンは、図９に示すように、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付けの合計値がそれぞれ１０、７、１、０であり、合計値のフレームｔ１〜ｔ４での平均値は４．５（＝１８／４）である。重み付けの合計値と平均値との差は最大で５．５（＝１０-４．５）であり、また、重み付けの合計値の最大値は１０、最小値は０であり、最大値と最小値との差は１０である。視感度を用いて重み付けした値がフレーム間で大きくばらつくことは、フリッカ又は縞模様などが現れる原因となるので、重み付けの合計値が各フレームで均等になるように平均化処理を行う。

平均化処理後の変調パターンは、図１０に示すように、例えば、Ｒについては、フレームｔ１とｔ４の変調ビットを入れ替える。また、Ｂについては、フレームｔ１とｔ４の変調ビットを入れ替える。Ｇについては、入れ替えを行っていない。

この結果、図１０に示すように、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付けの合計値は、それぞれ６、７、１、４となり、合計値のフレームｔ１〜ｔ４での平均値は４．５（＝１８／４）であるから、重み付けの合計値と平均値との差は最大で２．５（＝７-４．５）に減少する。

これにより、各フレームｔ１〜ｔ４での視感度レベルが均等化することになり、変調ビットが視感度の違いによりフリッカ又は縞模様などが現れるようなパターンとなる場合であっても、複数の色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）それぞれの視感度に応じて重み付けするので、人の目の明るさに対する感度を擬似的に均一にすることができ、ＦＲＣノイズを低減することができる。

上述のように、複数の色の視感度に応じて重み付けした値を時間帯（フレーム）毎に合計する。例えば、フレームｔ１において、ＲＧＢの重み付けした値がそれぞれ３、６、１である場合、フレームｔ１での重み付けの合計値は、１０（＝３＋６＋１）となる。そして、各フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付けの合計値を算出する。そして、算出した合計値の複数の時間帯（フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）での平均値を算出する。例えば、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での合計値が、１０、７、１、０である場合には、平均値は、４．５となる。

そして、平均値と合計値との差分が小さくなるように変調ビットを入れ替えることにより平均化処理を行う。例えば、変調ビットを入れ替えることにより、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での合計値が、６、７、１、４となるようにする。これにより、視感度を考慮するとともに、視感度を考慮したときの各フレームでの重み付けの合計値を分散させるので、各フレームｔ１〜ｔ４での視感度レベルが均等化することになり、人の目の明るさに対する感度を擬似的に均一にすることができ、ＦＲＣノイズを低減することができる。

高周波数化処理部１６５は、第２入替手段としての機能を有し、フレーム（時間帯）毎の合計値が、当該フレームの順番に増減を繰り返すように、平均化処理部１６４で入れ替えた変調ビットをフレーム（時間帯）毎にさらに入れ替える。

図１１は高周波数化処理の変調パターンの一例を示す説明図である。図１０に示すように、高周波数化処理前（平均化処理後）の変調パターンの如く、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付け値の合計値が、６、７、１、４である場合、図１１に示す如く、変調ビットをフレーム毎にさらに入れ替えることにより、フレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４での重み付けの合計値が、７、４、１、６となるようにする。

これにより、各フレームで重み付けの合計値をフレーム毎交互に増減させるので、変調周期が高周波数化され、人の目に一層感知できない周期で変調することができるので、ＦＲＣノイズをさらに低減することができる。なお、高周波数化処理部１６５は省略することもできる。この場合、平均化処理部１６４が、高周波数化処理部１６５に代わって変調パターンに従ってフレームｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４毎に変調ビットをＲＧＢ毎に多階調化処理部１６６へ出力する。

多階調化処理部１６６は、高周波数化処理部１６５から出力される変調ビットに従って上位６ビットの映像信号を表示パネル１７へ出力する。すなわち、多階調化処理部１６６は、変調ビットが「０」の場合には、上位６ビットの映像信号をそのまま表示パネル１７へ出力し、変調ビットが「１」の場合には、上位６ビットの映像信号が示す階調を１つ増加させて表示パネル１７へ出力する。なお、変調ビットは、高周波数化処理部１６５からＲＧＢそれぞれについて出力される。

上述のように、複数の色は、赤色、緑色及び青色である。これにより、赤色、緑色及び青色それぞれの視感度を考慮して重み付けすることができるので、特に赤色、緑色及び青色を同時に表示する場合に生ずるＦＲＣノイズを低減することができる。

次に、本実施の形態の画像表示装置１００の動作について説明する。図１２は本実施の形態の画像表示装置１００の画像表示の処理手順を示すフローチャートである。以下の説明では、簡略化のため処理の主体を画像表示装置１００に代えて装置１００と称する。図１２に示すように、装置１００は、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号それぞれから下位ビット（２ビット）を抽出し（Ｓ１１）、抽出した下位ビットに応じて変調パターンを設定する（Ｓ１２）。変調パターンは、フレーム毎の変調ビットのオン／オフ（すなわち変調の有無）を表したパターンである。

装置１００は、設定した変調パターンに対して、ＲＧＢの視感度に応じて変調ビットを重み付けし（Ｓ１３）、フレーム毎に重み付けした値の合計値を算出する（Ｓ１４）。装置１００は、算出した合計値の４フレームでの平均値を算出する（Ｓ１５）。

装置１００は、算出した合計値及び平均値との差分が小さくなるように変調ビットを入れ替えることにより平均化処理を行う（Ｓ１６）。なお、平均化処理の詳細は後述する。

装置１００は、平均化処理で入れ替えた変調ビットで構成される変調パターンに対して、フレーム毎の重み付け値の合計値がフレームの順番に増減を繰り返すように、高周波数化処理を行う（Ｓ１７）。なお、高周波数化処理の詳細は後述する。

装置１００は、ＲＧＢ映像信号の上位ビットで表される階調を、フレーム毎の変調ビットの値（１又は０）に応じて階調を１つ増加させることで多階調化処理を行う（Ｓ１８）。装置１００は、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の有無を判定し（Ｓ１９）、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号がある場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返し、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号がない場合（Ｓ１９でＮＯ）、処理を終了する。

図１３及び図１４は本実施の形態の画像表示装置１００による平均化処理の手順を示すフローチャートである。また、図１５乃至図２４は平均化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。以下、図１３乃至図２４に基づいて、平均化処理の詳細を説明する。

装置１００は、変調パターンの重み付け値の合計値が最大及び最小のフレームを特定する（Ｓ１０１）。例えば、図１５に示す遷移（１）は、図９に例示した変調パターンと同じものであり、平均化処理を行う前の変調パターンを示す。図１５の遷移（１）では、合計値が最大のフレームとしてｔ１を、合計値が最小のフレームとしてフレームｔ４を特定している。以降、フレームｔ１とｔ４との間で比較が行われる。

装置１００は、合計値が最大の要素（重み付け値が０でない要素）が１つであるか否かを判定する（Ｓ１０２）。例えば、図１５の遷移（１）では、合計値が最大の１０であるフレームｔ１には、重み付け値が０でない要素が３つ存在する。

合計値が最大の要素が１つでない場合（Ｓ１０２でＮＯ）、装置１００は、Ｇ映像信号の評価を行う（Ｓ１０３）。

Ｇ映像信号の評価とは、合計値が最大のフレームｔｍでのＧ映像信号の重み付け値と、合計値が最小のフレームｔｎでのＧ映像信号の重み付け値とを交換した場合に、フレームｔｍとｔｎの合計値の大小関係が維持される（状態変更なし）か、あるいは大小関係が変化する（状態変更あり）かを判定する。また、合計値が最大のフレームｔｍでのＧ映像信号の重み付け値が０である場合は対象なし（状態変更なし）と判定する。また、合計値が最小のフレームｔｎでのＧ映像信号の重み付け値が０でない場合、移動先が詰まっているため移動不可（状態変更なし）と判定する。なお、他のＲ、Ｂ映像信号についての評価も同様である。なお、評価の順番は、視感度の大きさの順番である。

装置１００は、Ｇ映像信号の評価の結果、状態変更ありか否かを判定し（Ｓ１０４）、状態変更がある場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、Ｒ映像信号の評価を行う（Ｓ１０５）。また、装置１００は、状態変更がない場合（Ｓ１０４でＮＯ）、除外したフレームがある場合、当該フレームを元に戻し（判定処理に加え）（Ｓ１０７）、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。

例えば、図１５の遷移（２）では、フレームｔ１の重み付け値６とフレームｔ４の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ１、ｔ４とで重み付け値の合計値の大小関係が変わる（状態変更あり）ので、次のＲ映像信号の評価に移ることになる。

装置１００は、Ｒ映像信号の評価を行い（Ｓ１０５）、Ｒ映像信号の評価の結果、状態変更ありか否かを判定し（Ｓ１０６）、状態変更がない場合（Ｓ１０６でＮＯ）、除外したフレームがある場合、当該フレームを元に戻し（判定処理に加え）（Ｓ１０７）、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。

例えば、図１５の遷移（３）では、フレームｔ１の重み付け値３とフレームｔ４の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ１、ｔ４とで重み付け値の合計値の大小関係が変わらない（状態変更なし）ので、必要に応じてステップＳ１０７の処理を行ってステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

図１５の遷移（４）では、遷移（３）でのフレームｔ１の重み付け値３がフレームｔ４へ移動してある。そして、合計値が最大のフレームとしてｔ１を、合計値が最小のフレームとしてフレームｔ３を特定している。以降、フレームｔ１とｔ３との間で比較が行われる。

図１６の遷移（５）では、Ｇ映像信号の評価を行い、フレームｔ１の重み付け値６とフレームｔ３の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ１、ｔ３とで重み付け値の合計値の大小関係が変わる（状態変更あり）ので、次のＲ映像信号の評価に移ることになる。

装置１００は、Ｒ映像信号の評価の結果状態変更がある場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、Ｂ映像信号の評価を行う（Ｓ１０８）。そして、装置１００は、Ｂ映像信号の評価の結果、状態変更があるか否かを判定し（Ｓ１０９）、状態変更がある場合（Ｓ１０９でＹＥＳ）、合計値が最小のフレームを処理から一旦除外する（Ｓ１１０）。

例えば、図１６の遷移（６）では、Ｒ映像信号の評価を行う。合計値が最大のフレームｔ１でのＲ映像信号の重み付け値が０であるので、対象なし（状態変更なし）と判定され、次のＢ映像信号の評価へ移る。

そして、図１６の遷移（７）では、Ｂ映像信号の評価を行う。合計値が最小のフレームｔ３でのＢ映像信号の重み付け値が０でないので、移動先が詰まっているため移動不可（状態変更なし）と判定する。

さらに、図１６の遷移（８）では、Ｇ、Ｒ、Ｂ映像信号の評価が行われ、いずれの評価においても状態変更がなかったので、合計値が最小のフレームｔ３を一旦除外する。

装置１００は、比較要素（比較対象となるフレーム）があるか否かを判定し（Ｓ１１１）、比較要素がある場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、一旦除外した残りのフレームから重み付け値の合計値が最小のフレームを特定し（Ｓ１１２）、ステップＳ１０３以降の処理を続ける。

例えば、図１７の遷移（９）では、フレームｔ３を一旦除外して上で、合計値が最小のフレームとしてｔ４を特定している。以降、フレームｔ１とｔ４との間で比較が行われる。

例えば、図１７の遷移（１０）では、フレームｔ１の重み付け値６とフレームｔ４の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ１、ｔ４とで重み付け値の合計値の大小関係が変わる（状態変更あり）ので、次のＲ映像信号の評価に移ることになる。

図１７の遷移（１１）では、Ｒ映像信号の評価を行う。合計値が最大のフレームｔ１でのＲ映像信号の重み付け値が０であるので、対象なし（状態変更なし）と判定され、次のＢ映像信号の評価へ移る。

装置１００は、Ｂ映像信号の評価の結果、状態変更がない場合（Ｓ１０９でＮＯ）、除外したフレームがある場合、当該フレームを元に戻し（Ｓ１０７）、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。

例えば、図１７の遷移（１２）では、Ｂ映像信号の評価を行う。フレームｔ１の重み付け値１とフレームｔ４の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ１、ｔ４とで重み付け値の合計値の大小関係が変わらない（状態変更なし）ので、除外したフレームｔ３を元に戻す。

図１８の遷移（１３）では、除外したフレームｔ３を戻し、合計値が最大のフレームとしてｔ２、合計値が最小のフレームとしてｔ３を特定している。以降、フレームｔ２とｔ３との間で比較が行われる。

図１８の遷移（１４）では、Ｇ映像信号の評価を行い、フレームｔ２の重み付け値６とフレームｔ３の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ２、ｔ３とで重み付け値の合計値の大小関係が変わる（状態変更あり）ので、次のＲ映像信号の評価に移ることになる。

図１８の遷移（１５）では、Ｒ映像信号の評価を行う。合計値が最大のフレームｔ２でのＲ映像信号の重み付け値が０であるので、対象なし（状態変更なし）と判定され、次のＢ映像信号の評価へ移る。そして、図１８の遷移（１６）では、Ｂ映像信号の評価を行う。合計値が最小のフレームｔ３でのＢ映像信号の重み付け値が０でないので、移動先が詰まっているため移動不可（状態変更なし）と判定する。さらに、図１９の遷移（１７）では、Ｇ、Ｒ、Ｂ映像信号の評価が行われ、いずれの評価においても状態変更がなかったので、合計値が最小のフレームｔ３を一旦除外する。

図１９の遷移（１８）では、フレームｔ３を一旦除外して上で、合計値が最小のフレームとしてｔ４を特定している。以降、フレームｔ２とｔ４との間で比較が行われる。

図１９の遷移（１９）では、フレームｔ２の重み付け値６とフレームｔ４の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ２、ｔ４とで重み付け値の合計値の大小関係が変わる（状態変更あり）ので、次のＲ映像信号の評価に移ることになる。

図１９の遷移（２０）では、Ｒ映像信号の評価を行う。合計値が最大のフレームｔ２でのＲの重み付け値が０であるので、対象なし（状態変更なし）と判定され、次のＢ映像信号の評価へ移る。

図２０の遷移（２１）では、Ｂ映像信号の評価を行う。合計値が最小のフレームｔ４でのＢ映像信号の重み付け値が０でないので、移動先が詰まっているため移動不可（状態変更なし）と判定する。

そして、図２０の遷移（２２）では、Ｇ、Ｒ、Ｂ映像信号の評価が行われ、いずれの評価においても状態変更がなかったので、合計値が最小のフレームｔ４を一旦除外する。この状態で、フレームｔ３、ｔ４が一旦除外されている。

図２０の遷移（２３）では、フレームｔ３、ｔ４を一旦除外して上で、合計値が最小のフレームとしてｔ１を特定している。以降、フレームｔ２とｔ１との間で比較が行われる。

図２０の遷移（２４）では、Ｇ映像信号の評価を行う。合計値が最小のフレームｔ１でのＧ映像信号の重み付け値が０でないので、移動先が詰まっているため移動不可（状態変更なし）と判定する。

図２１の遷移（２５）では、Ｒ映像信号の評価を行う。合計値が最大のフレームｔ２でのＲ映像信号の重み付け値が０であるので、対象なし（状態変更なし）と判定され、次のＢ映像信号の評価へ移る。

図２１の遷移（２６）では、Ｂ映像信号の評価を行う。フレームｔ２の重み付け値１とフレームｔ１の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ２、ｔ１とで重み付け値の合計値の大小関係が変わる（状態変更あり）。

図２１の遷移（２７）では、Ｇ、Ｒ、Ｂ映像信号の評価が行われ、いずれの評価においても状態変更がなかったので、合計値が最小のフレームｔ１を一旦除外する。この状態で、フレームｔ１、ｔ３、ｔ４が除外され、残ったフレームはｔ２のみとなる。

装置１００は、比較要素がないと判定した場合（Ｓ１１１でＮＯ）、合計値が最大のフレームを確定とし以降の処理から除外する（Ｓ１１３）。装置１００は、未確定のフレームが２つ以上あるか否かを判定し（Ｓ１１４）、未確定のフレームが２つ以上ある場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、一旦除外したフレームがある場合、除外したフレームを元に戻し（Ｓ１０７）、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

例えば、図２１の遷移（２８）では、比較対象のフレームがｔ２のみとなり、比較要素がないので、合計値が最大のフレームｔ２を確定とし以降の処理から除外する。

図２２の遷移（２９）では、確定フレームｔ２を除外するとともに、一旦除外していたフレームｔ１、ｔ３、ｔ４を元に戻し、合計値が最大のフレームとしてｔ１、合計値が最小のフレームとしてｔ３を特定している。以降、フレームｔ１とｔ３との間で比較が行われる。

装置１００は、重み付け値の合計値が最大のフレームの要素が１つである場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、合計値が最大のフレームを確定とし以降の処理から除外し（Ｓ１１５）、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。

例えば、図２２の遷移（３０）では、重み付け値の合計値が最大のフレームｔ１の要素がＧ映像信号の６だけであるので、フレームｔ１を確定として以降の処理から除外する。

図２２の遷移（３１）では、確定フレームｔ２を除外するとともに（これにより、確定フレームはｔ１、ｔ２となる）、合計値が最大のフレームとしてｔ４、合計値が最小のフレームとしてｔ３を特定している。以降、フレームｔ４とｔ３との間で比較が行われる。

図２２の遷移（３２）では、Ｇ映像信号の評価を行う。合計値が最大のフレームｔ４でのＧ映像信号の重み付け値が０であるので、対象なし（状態変更なし）と判定され、次のＲ映像信号の評価へ移る。

図２３の遷移（３３）では、Ｒ映像信号の評価を行う。フレームｔ４の重み付け値３とフレームｔ３の重み付け値０とを交換した場合、フレームｔ４、ｔ３とで重み付け値の合計値の大小関係が変わる（状態変更あり）。そして、次のＢ映像信号の評価へ移る。

図２３の遷移（３４）では、Ｂ映像信号の評価を行う。合計値が最小のフレームｔ３でのＢ映像信号の重み付け値が０でないので、移動先が詰まっているため移動不可（状態変更なし）と判定する。

図２３の遷移（３５）では、Ｇ、Ｒ、Ｂ映像信号の評価を行い、それぞれの評価において状態変更がなかったので、重み付け値の合計値が最小のフレームｔ３を一旦除外する。

図２３の遷移（３６）では、フレームｔ４だけが残り、比較対象がないので、フレームｔ４を確定とし、除外する。

図２４の遷移（３７）では、フレームｔ１、ｔ２、ｔ４が確定となり、未確定のフレームはフレームｔ３のみとなる。

装置１００は、未確定のフレームが２つ以上ない場合（Ｓ１１４でＮＯ）、処理を終了する。図２４の遷移（３８）が、平均化処理後の変調パターンとなり、これは図１０の例と同じである。

次に、高周波数化処理について説明する。図２５は本実施の形態の画像表示装置１００による高周波数化処理の手順を示すフローチャートである。また、図２６及び図２７は高周波数化処理での変調パターンの遷移状態の一例を示す説明図である。

装置１００は、重み付け値の合計値が大きい順(小さい順も同等)に各フレームを配列し（Ｓ１３１）、フレーム数が偶数か否かを判定する（Ｓ１３２）。フレーム数が偶数の場合（Ｓ１３２でＹＥＳ）、偶数用の並べ替え処理を行い（Ｓ１３３）、フレーム数が偶数でない場合（Ｓ１３２でＮＯ）、奇数用の並べ替え処理を行い（Ｓ１３４）、処理を終了する。

フレーム数が偶数の場合の並べ替え処理は、例えば、フレーム数をＮとすると、Ｎ/２番目以下の奇数番目のフレームの合計値を小さい順番（例えば、フレーム数Ｎを４とすると、１番目のフレームから順に）、Ｎ/２＋１番目以上の偶数番目のフレームの合計値を大きい順番（例えば、フレーム数Ｎを４とすると、４番目のフレームから順に）に、それぞれ入れ替える。

また、フレーム数が奇数の場合の並べ替え処理は、フレーム数をＮとすると、（Ｎ-１）/２番目以下の奇数番目のフレームの合計値を小さい順番（例えば、フレーム数Ｎを５とすると、１番目のフレームから順に）、（Ｎ＋１）/２番目以上の偶数番目のフレームの合計値を大きい順番（例えば、フレーム数Ｎを５とすると、５番目のフレームから順に）に、それぞれ入れ替える。

例えば、図２６の遷移（１）は、平均化処理後の変調パターンの例を示す。図２６の遷移（２）は、重み付け値の合計値が大きい順（７、６、４、１）にフレームを配列した状態を示す。配列後のフレームを順番にフレームｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４とする。

図２６の遷移（３）では、フレーム数が偶数であるので、フレームｍ１とｍ４とを入れ替える。

図２６の遷移（４）は、フレームｍ１とｍ４とを入れ替えた後の変調パターンを示す。図２７の遷移（５）では、重み付け値の合計値が、フレームの順に、１、６、４、７となり、フレームの順に合計値が増減しているので、再度フレーム番号ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を割り当て、高周波数化処理後の変調パターンとする。図２７の遷移（５）に示す変調パターンは、図１１に例示した変調パターンと同じものである。

上述の実施例では、変調パターンを映像信号の入力の都度、求めるようにしたが、これに限定されず、予め変調パターンを記憶しておき、駆動部１６はこれを読み出すことで処理するようにしてもよい。変調パターンを記憶することで、重み付け部１６３、平均化処理部１６４、高周波数化処理部１６５は不要となり、高い演算能力の回路を設けることのできない場合に有用である。映像信号がＲＧＢの３色であれば変調パターンは、２の３乗である８通りあり、更に変調周期を４フレームとすれば８の４乗である４０９６通りであり、４０９６通りの変調パターンを予め記憶させればよい。変調パターンは、単にメモリに記憶させてもよく、あるいはＬＵＴのような形態で処理するようにしてもよい。

上述の実施の形態では、駆動部１６は画像表示装置１００に内蔵した構成であるが、これに限定されるものではなく、駆動部１６を画像処理装置としてのパーソナルコンピュータに内蔵する構成、あるいは駆動部１６を画像処理装置としてのグラフィックカードに実装する構成とすることもできる。

１１ 信号入力部
１２ 前段ＬＵＴ
１３ 色制御部
１４ ムラ補正部
１５ 後段ＬＵＴ
１６ 駆動部
１６１ ビット抽出部
１６２ 変調ビット設定部
１６３ 重み付け部
１６４ 平均化処理部
１６５ 高周波数化処理部
１６６ 多階調化処理部
１７ 表示パネル

Claims (5)

1. 画像を表示する表示部を備え、複数の画素で構成される画像の各映像信号の上位ビットを前記表示部へ出力するとともに、該上位ビットで決定される階調及び該階調と異なる階調を、前記映像信号の下位ビットに基づいて前記表示部への出力を制御することで擬似多階調化する画像表示装置において、
   複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出する抽出手段と、
   該抽出手段で抽出した下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に上位ビットにより決定される階調又は該階調に1階調加えた階調のいずれを出力するかを示す変調ビットを前記複数の色毎に設定する設定手段と、
   該設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色それぞれの視感度に応じて前記時間帯毎に重み付けした値が前記時間帯それぞれで均等になるように前記設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色について前記時間帯毎に入れ替える第１入替手段と、
   前記第１入替手段で入れ替えた変調ビットが示す階調を前記表示部へ出力する表示手段と、
   前記重み付けした値を前記時間帯毎に合計した合計値の前記複数の時間帯での平均値を算出する平均値算出手段と
   を備え、
   前記第１入替手段は、
   前記平均値と合計値との差分が小さくなるように変調ビットを入れ替えるようにしてあることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記時間帯毎に合計した合計値が、該時間帯の順番に増減を繰り返すように前記第１入替手段で入れ替えた変調ビットを前記時間帯毎に入れ替える第２入替手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１入替手段は、
   ３：６：１の比率の重みを、赤色、緑色、青色の変調ビットに重み付けして変調ビットを入れ替えるようにしてあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 複数の画素で構成される画像の各映像信号の上位ビットを表示装置へ出力するとともに、該上位ビットで決定される階調及び該階調と異なる階調を、前記映像信号の下位ビットに基づいて前記表示装置への出力を制御することで擬似多階調化する画像処理装置において、
   複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出する抽出手段と、
   該抽出手段で抽出した下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に上位ビットにより決定される階調又は該階調に1階調加えた階調のいずれを出力するかを示す変調ビットを前記複数の色毎に設定する設定手段と、
   該設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色それぞれの視感度に応じて前記時間帯毎に重み付けした値が前記時間帯それぞれで均等になるように前記設定手段で設定した変調ビットを前記複数の色について前記時間帯毎に入れ替える第１入替手段と、
   前記第１入替手段で入れ替えた変調ビットが示す階調を前記表示装置へ出力する表示手段と、
   前記重み付けした値を前記時間帯毎に合計した合計値の前記複数の時間帯での平均値を算出する平均値算出手段と
   を備え、
   前記第１入替手段は、
   前記平均値と合計値との差分が小さくなるように変調ビットを入れ替えるようにしてあることを特徴とする画像処理装置。
5. 画像を表示する表示部を備え、複数の画素で構成される画像の各映像信号の上位ビットを前記表示部へ出力するとともに、該上位ビットで決定される階調及び該階調と異なる階調を、前記映像信号の下位ビットに基づいて前記表示部への出力を制御することで擬似多階調化する画像表示装置による画像表示方法において、
   複数の色の映像信号それぞれから下位ビットを抽出するステップと、
   抽出された下位ビットに応じて、複数の連続する時間帯毎に上位ビットにより決定される階調又は該階調に1階調加えた階調のいずれを出力するかを示す変調ビットを前記複数の色毎に設定するステップと、
   設定された変調ビットを前記複数の色それぞれの視感度に応じて前記時間帯毎に重み付けされた値が前記時間帯それぞれで均等になるように、設定された変調ビットを前記複数の色について前記時間帯毎に入れ替えるステップと、
   入れ替えた変調ビットが示す階調を前記表示部へ出力するステップと、
   前記重み付けした値を前記時間帯毎に合計した合計値の前記複数の時間帯での平均値を算出するステップと、
   前記平均値と合計値との差分が小さくなるように前記変調ビットを入れ替えるステップと
   を含むことを特徴とする画像表示方法。

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