JPH0934405A - ディスプレイ装置の誤差拡散処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示負荷によって階調差が一定しないディス
プレイ装置において、ループ制御回路を不要にして回路
構成を簡単にすること。 【解決手段】 ｎビットの入力データを誤差拡散処理し
ｍ（ｍ≦ｎ−１）ビットのデータに変換してＰＤＰに出
力する誤差拡散回路１１と、発光輝度特性制御回路２０
ａとからなり、この回路２０ａを表示数予測部２１ａ、
表示面積率演算部２２ａ、発光輝度偏差特性測定部２３
ａ及び輝度偏差量演算部２４ａで構成し、表示数予測部
２１ａでｎビットの入力データから各ビットの１または
複数フレーム中の表示数を予測し、演算部２２ａ、測定
部２３ａ及び演算部２４ａによって発光輝度特性を求め
輝度偏差量を誤差拡散回路１１に出力する。誤差拡散回
路１１は、この輝度偏差量に基づき誤差拡散の処理をし
てＰＤＰへ出力する。このように階調適応制御に関して
開ループ構成とし、ループ制御回路を不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誤差拡散によって
擬似中間調表示を行うディスプレイ装置の誤差拡散処理
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、薄型、軽量の表示装置として、Ｐ
ＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）が注目されて
いる。このＰＤＰの駆動方式は、従来のＣＲＴ駆動方式
とは全く異なっており、ディジタル化された映像入力信
号による直接駆動方式である。したがって、パネル面か
ら発光される輝度階調は、扱う信号のビット数によって
定まる。ＰＤＰは基本的特性の異なるＡＣ型とＤＣ型の
２方式に分けられる。

【０００３】ＡＣ型ＰＤＰでは、輝度と寿命については
十分な特性が得られているが、階調表示に関しては、試
作レベルで最大６４階調表示までの報告しかなかった
が、アドレス・表示分離型駆動法（ＡＤＳサブフィール
ド法）による将来の２５６階調の手法が提案されてい
る。

【０００４】１フレームは、輝度の相対比が１、２、
４、８、１６、３２、６４、１２８の８個のサブフィー
ルドで構成され、８画面の輝度の組み合わせで２５６階
調の表示を行う。それぞれのサブフィールドは、リフレ
ッシュした１画面分のデータの書込みを行うアドレス期
間とそのサブフィールドの輝度レベルを決めるサスティ
ン期間で構成される。アドレス期間では、最初全画面同
時に各ピクセルに初期的に壁電荷が形成され、その後サ
スティンパルスが全画面に与えられ表示を行う。サブフ
ィールドの明るさはサスティンパルスの数に比例し、所
定の輝度に設定される。このようにして２５６階調表示
が実現される。

【０００５】以上のようなＡＣ駆動方式では、階調数を
増やせば増やすほど、１フレーム期間内でパネルを点灯
発光させる準備期間としてのアドレス期間のビット数が
増加するため、発光期間としてのサスティン期間が相対
的に短くなり、最大輝度が低下する。このように、パネ
ル面から発光される輝度階調は、扱う信号のビット数に
よって定まるため、扱う信号のビット数を増やせば、画
質は向上するが、発光輝度が低下し、逆に扱う信号のビ
ット数を減らせば、発光輝度が増加するが、階調表示が
少なくなり、画質の低下を招く。

【０００６】入力信号のビット数よりも出力駆動信号の
ビット数を低減しながら、入力信号と発光輝度との濃淡
誤差を最小にするための誤差拡散処理は、擬似中間調を
表現する処理であり、少ない階調で濃淡表現する場合に
用いられる。従来の一般的な誤差拡散回路において、映
像信号入力端子から誤差拡散回路にｎ(例えば８)ビット
の原画素Ａｉ，ｊの映像信号が入力し、誤差拡散処理部
を経て、さらにビット数をｍ（例えば４）ビットに減ら
す処理をしてＰＤＰを発光する。

【０００７】また、ＲＯＭなどからなる発光輝度特性演
算部を設け、この発光輝度特性演算部に例えば図３に実
線で示すような代表的な入力データを予め記憶してお
く。この代表的な入力データは、例えば、４ビットの駆
動信号（ｘ）と発光輝度レベル（ｙ）の関係がｙ＝ｘ
（図２の点線）にできるだけ近似するような、ＰＤＰの
発光輝度特性を測定して決める。そして、このような発
光輝度特性を誤差量演算部に送って誤差を算出し、それ
を誤差拡散処理部で入力映像信号に加算し、拡散するこ
とによって擬似中間調表示を行っていた。

【０００８】この結果、瞬間的には図３の実線の階段状
のような発光輝度レベルであるにも拘らず、実際は、平
均化された状態で認識され、図３の点線ｙ＝ｘに似た補
正輝度線となる。

【０００９】しかし、ＰＤＰなどのディスプレイ装置の
発光輝度特性は、表示しようとするデータにより変化
し、図３の一点鎖線で示すような、ｙ＝ｘ（点線）から
大きく外れた発光輝度特性の場合もある。このような場
合、図３に実線で示すような代表的な発光輝度特性に合
わせ込む方法では、この代表的な特性を取得したとき以
外のデータに対しては、階調特性に適応しきれないで、
階調不適応による擬似輪郭が現われるという問題があっ
た。

【００１０】そこで、本出願人は、従来のようにＲＯＭ
から与えられていた発光輝度特性の代わりに、１または
複数フレーム毎の発光輝度特性を、ＰＤＰなどのディス
プレイ装置の入力データの負荷率から求められる輝度偏
差特性に基づいて算出し、１または複数フレーム毎に発
光輝度特性を更新して誤差拡散を行い、擬似輪郭が現わ
れるのを防止するような装置を提案した。

【００１１】これを図４により説明すると、映像信号入
力端子１０に量子化されて入力したｎ（例えば８）ビッ
トの原画素映像信号に、誤差拡散回路１１により原画素
より過去に生じた再現誤差を加算して拡散出力信号を得
て擬似中間調表示を行なう装置において、前記誤差拡散
回路１１に発光輝度特性制御回路２０を結合してなり、
この発光輝度特性制御回路２０は、ｍ（例えば４）ビッ
トの映像データをそれぞれのビットに対応したｍ個のカ
ウンタで各ビットの１または複数フレーム中の表示数を
カウントする表示数カウンタ２１と、前記表示数カウン
タ２１で計数した表示ドット数を、全ドット数で除する
演算を行い表示面積率（Ｓｋ）を求める表示面積率演算
部２２と、ＲＯＭからなり、各ビットの輝度偏差特性を
求める発光輝度偏差特性測定部２３と、前記発光輝度偏
差特性測定部２３のデータに基づき各レベルの輝度偏差
量を求める輝度偏差量演算部２４と、前記輝度偏差量演
算部２４のデータを誤差拡散回路１１の、誤差量演算部
１２に出力するループ制御回路２６とからなるものであ
る。

【００１２】以上のような構成における作用を説明す
る。誤差拡散回路１１は、誤差量演算部１２と処理回路
部１３とにより、与えられた発光輝度特性をもとに、誤
差拡散処理を行い、擬似中間調表示を行う。誤差拡散回
路１１から発光輝度特性制御回路２０へデータが伝送さ
れてくると、表示数カウンタ２１は、ｍビットの映像デ
ータをそれぞれのビットに対応したｍ個のカウンタで各
ビットの１または複数フレーム中の表示数である「サブ
フィールドＫの表示ドット数」をカウントする。

【００１３】表示面積率演算部２２は、前記表示数カウ
ンタ２１で計数した「サブフィールドＫの表示ドット
数」を、「全ドット数」で除する演算を行い表示面積率
（Ｓｋ）を求める。そして、発光輝度偏差特性測定部２
３により各ビットの輝度偏差特性が求められ、必要に応
じて最大輝度演算部２５を介して輝度偏差量演算部２４
により各レベルの輝度偏差量が求められる。

【００１４】このようにして求められた各レベルの輝度
偏差量は、１または複数フレーム毎に階調特性を更新し
て、ループ制御回路２６を介して誤差拡散回路１１の誤
差量演算部１２に伝送される。誤差拡散回路１１では、
この発光輝度特性に基づき、誤差拡散の処理をしてＰＤ
Ｐへ出力する。

【００１５】このような構成とすることにより、発光輝
度特性が図３の実線、一点鎖線などのように表示しよう
とするデータにより変化した場合、階調特性もそれに応
じて更新するようにする。すると、従来のように代表的
な発光輝度特性に合わせ込むのではないから、刻々と変
化するデータに対しても十分階調特性に適応し得るもの
である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
１または複数フレーム毎に階調特性を更新するので、階
調直線性は改善されるが、ループを制御するループ制御
回路２６が必要になるので、回路構成が複雑になるとい
う問題点があった。

【００１７】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたも
ので、表示負荷によって階調差が一定しないディスプレ
イ装置において、拡散誤差回路への入力データから表示
負荷率を予測算出し、発光輝度特性を求めて誤差拡散
し、階調を補正することを特徴とし、ループを制御する
ループ制御回路を不要にすることを目的とするものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力するｎビ
ットの映像データを誤差拡散処理しｍ（ｍ≦ｎ−１）ビ
ットの映像データに変換してディスプレイパネルに出力
する誤差拡散回路と、この誤差拡散回路に結合された発
光輝度特性制御回路とからなり、前記発光輝度特性制御
回路は、前記誤差拡散回路に入力するｎビットの映像デ
ータをそれぞれのビットに対応したｎ個のカウンタで各
ビットの１または複数フレーム中の表示数をカウントし
て前記ディスプレイパネルの表示数を予測する表示数予
測部と、この表示数予測部でカウントした表示ドット数
を、全ドット数で除する演算を行い表示面積率（Ｓｋ）
を求める表示面積率演算部と、この表示面積率（Ｓｋ）
を用いて記憶部から各ビットの輝度偏差特性を求める発
光輝度偏差特性測定部と、この発光輝度偏差特性測定部
のデータに基づき各レベルの輝度偏差量を求めて前記誤
差拡散回路に出力する輝度偏差量演算部とを具備してな
る。

【００１９】発光輝度特性制御回路では、表示数予測部
が、誤差拡散回路に入力するｎビットの映像データをそ
れぞれのビットに対応したｎ個のカウンタで各ビットの
１または複数フレーム中の表示数をカウントしてディス
プレイパネルの表示数を予測し、表示面積率演算部が表
示数予測部でカウントした表示ドット数を全ドット数で
除して表示面積率（Ｓｋ）を求め、発光輝度偏差特性測
定部が表示面積率（Ｓｋ）を用いて記憶部から各ビット
の輝度偏差特性を求め、輝度偏差量演算部が発光輝度偏
差特性測定部のデータに基づき各レベルの輝度偏差量を
求めて誤差拡散回路に出力する。

【００２０】誤差拡散回路では、発光輝度特性制御回路
により刻々と更新されたレベルの輝度偏差量に基づいて
誤差拡散の処理を行い、ｍビットの映像信号（駆動信
号）をＰＤＰへ出力する。このため、開ループ構成で
（すなわちループ制御回路なしで）発光輝度特性が表示
しようとするデータにより変化しても、代表的な発光輝
度特性に合わせ込むのではないから、刻々と変化するデ
ータに対しても十分階調特性に適応し得る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
１に基づき説明する。ディスプレイ装置として前記アド
レス・表示分離型駆動法（ＡＤＳサブフィールド法）に
より駆動するＰＤＰに使用した場合を例として説明す
る。図１において、図４と同一部分は同一符号とする。

【００２２】図１において１０は映像信号入力端子で、
この映像信号入力端子１０には誤差拡散回路１１が結合
している。この誤差拡散回路１１は、図４と同様に、誤
差量演算部１２と誤差拡散処理部１３からなり、与えら
れた発光輝度特性をもとに、誤差拡散処理を行い、擬似
中間調表示を行うものである。

【００２３】２０ａは発光輝度特性制御回路で、この発
光輝度特性制御回路２０ａは、表示数予測部２１ａ、表
示面積率演算部２２ａ、発光輝度偏差特性測定部２３ａ
および輝度偏差量演算部２４ａからなり、映像信号入力
端子１０に入力した映像データから、１または複数フレ
ーム毎の表示負荷率を予測算出し、発光輝度特性を求
め、求めた発光輝度特性を映像の垂直同期期間に誤差拡
散回路１１の誤差量演算部１２へ伝送するものである。

【００２４】具体的には、前記表示数予測部２１ａはｎ
個のカウンタからなり、ｎビットの映像データをそれぞ
れのビットに対応したカウンタで各ビットの１または複
数フレーム中の表示数をカウントするものである。前記
表示面積率演算部２２ａは、前記表示数予測部２１ａで
計数した「サブフィールドＫの表示ドット数」を、「全
ドット数」で除する演算を行い表示面積率（Ｓｋ）を求
めるものである。

【００２５】前記発光輝度偏差特性測定部２３ａは、Ｒ
ＯＭなどのＬＵＴ（ルックアップテーブル）からなり、
各ビットの輝度偏差特性を求めるものである。前記輝度
偏差量演算部２４ａは、各レベルの輝度偏差量を求め、
１または複数フレーム毎に階調特性を更新するものであ
る。

【００２６】つぎに、図１の作用を図２を併用して説明
する。表示数予測部２１ａは、ｎビットの映像データを
それぞれのビットに対応したｎ個のカウンタで各ビット
の１または複数フレーム中の表示数である「サブフィー
ルドＫの表示ドット数」をカウントする。表示面積率演
算部２２ａは、前記表示数予測部２１ａで計数した「サ
ブフィールドＫの表示ドット数」を、「全ドット数」で
除する演算を行い表示面積率（Ｓｋ）を求める。そし
て、発光輝度偏差特性測定部２３ａにより各ビットの輝
度偏差特性が求められ、これに基づき輝度偏差量演算部
２４ａにより各レベルの輝度偏差量が求められる。

【００２７】このようにして求められた各レベルの輝度
偏差量演算は、１または複数フレーム毎に更新して誤差
拡散回路１１に伝送される。誤差拡散回路１１では、輝
度偏差量演算部２４ａにより刻々と更新された輝度偏差
量に基づき、誤差拡散の処理をしｍビットの映像信号と
してＰＤＰへ出力する。

【００２８】例えば、映像信号入力端子１０への入力映
像信号が８ビット（ｎ＝８）、レベル１６Ｈ（１６進数
表示）で、この入力映像信号を４ビット（ｍ＝４）の映
像信号に誤差拡散処理してＰＤＰへ出力したような場合
には、ＰＤＰにおけるドットの点灯は図２に示すように
なる。すなわち、１０Ｈレベルの点灯が１０個、２０Ｈ
レベルの点灯が６個ということになる。

【００２９】以上のようにして、発光輝度特性が表示し
ようとするデータにより変化しても、代表的な発光輝度
特性に合わせ込むのではないから、刻々と変化するデー
タに対しても十分階調特性に適応し得る。

【００３０】本発明の他の実施例として、図１の鎖線で
示すように、発光輝度偏差特性測定部２３ａと輝度偏差
量演算部２４ａとの間に最大輝度演算部２５ａを挿入す
る。したがって、発光輝度偏差特性測定部２３ａまでの
作用、すなわち、表示数予測部２１ａは、ｎビットの映
像データをそれぞれのビットに対応したｎ個のカウンタ
で各ビットの１または複数フレーム中の表示数である
「サブフィールドＫの表示ドット数」をカウントする。
表示面積率演算部２２ａは、表示数予測部２１ａで計数
した「サブフィールドＫの表示ドット数」を、「全ドッ
ト数」で除する演算を行い表示面積率（Ｓｋ）を求め
る。そして、発光輝度偏差特性測定部２３ａにより各ビ
ットの輝度偏差特性が求められる。ここまでは、前記実
施例と同様である。

【００３１】最大輝度演算部２５ａを挿入したことによ
り、最大入力レベル時の輝度計算が行われる。このた
め、最大入力レベル時の輝度がｙ＝ｘのラインからずれ
たｙ＝ａｘのとき、最大入力レベルをｙ＝ｘのラインに
近づくように全体的に補正する。この補正データに基づ
き、輝度偏差量演算部２４ａでは、各レベルの輝度偏差
量が演算される。この輝度偏差量演算部２４ａで求めら
れ、かつ、１または複数フレーム毎に更新した各レベル
の輝度偏差量が誤差拡散回路１１に伝送される。

【００３２】誤差拡散回路１１では、これら輝度偏差量
演算部２４ａによる刻々と更新された各レベルの輝度偏
差量に基づき、誤差拡散の処理をしてＰＤＰへ出力す
る。このような構成とすることにより、発光輝度特性が
表示しようとするデータにより変化しても、代表的な発
光輝度特性に合わせ込むのではないから、刻々と変化す
るデータに対しても十分階調特性に適応し得る。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、上記のように、誤差拡散回路
に入力するｎビット（例えば８ビット）の映像信号から
誤差拡散出力データの表示負荷率を予測算出し、発光輝
度特性を求め誤差拡散を行い階調を補正するようにした
ので、階調適応制御に関して開ループ構成にすることが
でき、従来必要としたループ制御回路を削除して回路構
成を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディスプレイ装置の誤差拡散処理
装置の一実施形態を示すブロック図である。

【図２】図１の作用を示す説明図である。

【図３】発光輝度特性の代表的な一例を示す特性図であ
る。

【図４】本出願人が先に提案したディスプレイ装置の誤
差拡散処理装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…映像信号入力端子、 １１…誤差拡散回路、 １
２…誤差量演算部、１３…誤差拡散処理部、 ２０、２
０ａ…発光輝度特性制御回路、２１…表示数カウンタ、
２１ａ…表示数予測部、２２、２２ａ…表示面積率演
算部、２３、２３ａ…発光輝度偏差特性測定部、２４、
２４ａ…輝度偏差量演算部、 ２５、２５ａ…最大輝度
演算部、２６…ループ制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 純一 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 傳田 勇人 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 松永 誠司 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力するｎビットの映像データを誤差拡散
   処理しｍ（ｍ≦ｎ−１）ビットの映像データに変換して
   ディスプレイパネルに出力する誤差拡散回路と、この誤
   差拡散回路に結合された発光輝度特性制御回路とからな
   り、前記発光輝度特性制御回路は、前記誤差拡散回路に
   入力するｎビットの映像データをそれぞれのビットに対
   応したｎ個のカウンタで各ビットの１または複数フレー
   ム中の表示数をカウントして前記ディスプレイパネルの
   表示数を予測する表示数予測部と、この表示数予測部で
   カウントした表示ドット数を、全ドット数で除する演算
   を行い表示面積率（Ｓｋ）を求める表示面積率演算部
   と、この表示面積率（Ｓｋ）を用いて記憶部から各ビッ
   トの輝度偏差特性を求める発光輝度偏差特性測定部と、
   この発光輝度偏差特性測定部のデータに基づき各レベル
   の輝度偏差量を求めて前記誤差拡散回路に出力する輝度
   偏差量演算部とを具備してなることを特徴とするディス
   プレイ装置の誤差拡散処理装置。
2. 【請求項２】入力するｎビットの映像データを誤差拡散
   処理しｍ（ｍ≦ｎ−１）ビットの映像データに変換して
   ディスプレイパネルに出力する誤差拡散回路と、この誤
   差拡散回路に結合された発光輝度特性制御回路とからな
   り、前記発光輝度特性制御回路は、前記誤差拡散回路に
   入力するｎビットの映像データをそれぞれのビットに対
   応したｎ個のカウンタで各ビットの１または複数フレー
   ム中の表示数をカウントして前記ディスプレイパネルの
   表示数を予測する表示数予測部と、この表示数予測部で
   カウントした表示ドット数を、全ドット数で除する演算
   を行い表示面積率（Ｓｋ）を求める表示面積率演算部
   と、この表示面積率（Ｓｋ）を用いて記憶部から各ビッ
   トの輝度偏差特性を求める発光輝度偏差特性測定部と、
   この発光輝度偏差特性測定部のデータに基づき最大入力
   レベル時の輝度計算を行う最大輝度演算部と、この最大
   輝度演算部のデータに基づき各レベルの輝度偏差量を求
   めて前記誤差拡散回路に出力する輝度偏差量演算部とを
   具備してなることを特徴とするディスプレイ装置の誤差
   拡散処理装置。
3. 【請求項３】誤差拡散回路は誤差拡散処理部と誤差量演
   算部からなり、この誤差量演算部に、発光輝度特性制御
   回路の輝度偏差量演算部から出力する各レベルの輝度偏
   差量を入力してなる請求項１または２記載のディスプレ
   イ装置の誤差拡散処理装置。