WO2005036512A1 - 画像表示方法および画像表示装置 - Google Patents

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WO2005036512A1 PCT/JP2004/014491 JP2004014491W WO2005036512A1 WO 2005036512 A1 WO2005036512 A1 WO 2005036512A1 JP 2004014491 W JP2004014491 W JP 2004014491W WO 2005036512 A1 WO2005036512 A1 WO 2005036512A1
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lighting
lighting pattern
gradation
image display
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Inventor
Kazuhiro Yamada
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an image display method and an image display device that divide a one-field image into a plurality of subfield images and perform multi-tone display.
  • An image display device which performs binary control of lighting or non-lighting such as a plasma display panel (hereinafter, referred to as "PDP" t) or a digital mirror device, performs a halftone display using a subfield method.
  • PDP plasma display panel
  • a digital mirror device performs a halftone display using a subfield method.
  • the subfield method one field is time-divided using a plurality of subfields weighted by the number of lightings or the amount of lighting, and binary control of each pixel is performed for each subfield. That is, each subfield has a predetermined luminance weight, and the gray scale is displayed by the sum of the luminance weights of the lit subfields.
  • FIG. 19 shows an example of the configuration of a subfield in a PDP.
  • one field is divided into eight subfields (SF1, SF2,..., SF8), and each subfield is (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128) Luminance weight.
  • Each subfield has an initialization period T1 for performing an initialization discharge, a writing period T2 for writing data for lighting or non-lighting for each pixel, and a sustaining period for simultaneously lighting the pixels in which lighting data is written. Consists of T3. By lighting these subfields in various combinations, it is possible to display 256 levels of gradation from "0" to "255".
  • gradation "7" can be displayed by lighting SF1, SF2, and SF3 having brightness weights 1, 2, and 4
  • gradation "21" can be displayed by SF1, SF4 having brightness weights 1, 4, and 16. It can be displayed by turning on SF3 and SF5.
  • pseudo contour noise (hereinafter, referred to as “moving image pseudo contour”) appears when displaying a moving image. It is known that image quality is degraded (see Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, Vol. 19, No. 2, IDY 95--21, pp. 61-66: "Pseudo-contour noise seen in pulse-width modulated moving image display”) ).
  • FIG. 21 is a diagram in which the image pattern X is expanded into subfields.
  • the horizontal axis corresponds to the horizontal screen position on the screen of the PDP 33, and the vertical axis corresponds to the passage of time.
  • the hatching in FIG. 21 indicates a subfield that is not lit.
  • the viewpoint also moves to the screen position CC ′, so that the lit subfield of the area P1 and the lit subfield of the area P2 are seen, and the gradation “ 255 ”, that is, a bright line is recognized.
  • these are significantly different from the original gradation ("127" or "128"), these are recognized as contours.
  • the pseudo contour of the moving image has pattern information (hereinafter, referred to as “lighting pattern information”) for each subfield indicating whether or not the pixel is illuminated, even though the gradation change is slight.
  • the moving image pseudo contour is also remarkable when the gradation of adjacent pixels is “63” and “64”, or when the gradation is “191” and “192”. , Which is a cause of deteriorating the image quality.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an image display method and an image display apparatus capable of suppressing a false contour of a moving image while securing sufficient gradation.
  • the present invention provides a method in which one field is composed of a plurality of sub-fields weighted by luminance, and the lighting of pixels in each sub-field is "1", and the non-lighting is performed.
  • This is an image display method in which information indicating “0” is used as lighting pattern information and a plurality of lighting pattern information are used to display one gray scale. If the average value of the gradation indicated by the information is equal to one gradation and the average value of multiple lighting pattern information for each subfield is taken as the average lighting rate, and the average lighting rate is not 0, the maximum brightness weight The average lighting rate of all subfields having a luminance weight is smaller than a predetermined threshold value.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example in which a gradation “165” is displayed using four pieces of lighting pattern information.
  • Figure 2 shows a gradation table created so that the average lighting rate of all subfields with a smaller luminance weight than the subfield with the maximum luminance weight that is not 0 is 0.75 or more. It is a figure showing an example of (0-29).
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the same gradation table (30-59).
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the same gradation table (60-89).
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the same gradation table (90-119).
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the same gradation table (120-149).
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the same gradation table (150-179).
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the same gradation table (180-209).
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the same gradation table (210-239).
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the same gradation table (240-255).
  • FIG. 11A is a diagram showing a virtual matrix array of 2 lines ⁇ 2 pixels.
  • FIG. 11B is a diagram showing a state where pixels are spread on the screen.
  • FIG. 12 is a diagram showing a moving image inclined region.
  • Figure 13 shows the lighting “1” in each subfield of the four lighting pattern information when displaying the gradation “240”, “244”, “248”, and “251”. It is a figure which shows a state and an average lighting rate.
  • FIG. 14 is a diagram in which a moving image tilt area is developed into subfields.
  • FIG. 15 is a block circuit diagram of an image display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of an internal configuration of a lighting pattern information generating circuit.
  • FIG. 17A is a diagram showing an array of a virtual matrix of 2 lines ⁇ 2 pixels.
  • FIG. 17B is a diagram showing a state where pixels are spread on the screen.
  • FIG. 17C is a diagram showing a virtual matrix array of 2 lines ⁇ 2 pixels.
  • FIG. 17D is a diagram showing a state where pixels are spread on the screen.
  • FIG. 17E is a diagram showing an array of a virtual matrix of 2 lines ⁇ 2 pixels.
  • FIG. 17F is a diagram showing a state where pixels are spread on the screen.
  • FIG. 17G is a diagram showing an array of a virtual matrix of 2 lines ⁇ 2 pixels.
  • FIG. 17H is a diagram showing a state where pixels are spread on the screen.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of an internal configuration of a dither generation circuit according to the present embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the configuration of a subfield in a conventional PDP.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a pattern in which a moving image pseudo contour occurs.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining a cause of generation of a moving image false contour.
  • one field is divided into 10 subfields (SF1, SF2, ⁇ , SF10), and the luminance weighting power of each subfield is 1, 2, 4, 8, 12, 16, 28, 44, 60, respectively. , 80 will be described as an example.
  • the moving image pseudo contour occurs at a place where the change of the lighting pattern information is large despite the slight change of the gradation. Therefore, if an image is displayed with only gradations in which all subfields having a smaller luminance weight than the subfield to be lit are lit, the change in lighting pattern information will be small, and the occurrence of moving image false contours will be suppressed. You can do it.
  • gradation “27” satisfies this condition because all subfields having a luminance weight of SF5 or less are all lit and all subfields of SF6 or more are not lit. If an image is displayed with only these 11 types of gradations, the generation of a moving image false contour can be suppressed. However, even if an image is displayed using only 11 types of gradations, sufficient gradations cannot be displayed and the image quality is degraded.
  • one gradation is displayed using a plurality of pieces of lighting pattern information in order to increase the number of displayed gradations.
  • simulated lit The number of gradations is increased so that all subfields having a smaller luminance weight than the subfield to be lit are turned on, and the false contours of moving images are reduced.
  • the conditions of a plurality of pieces of lighting pattern information used in the image display method according to the present invention are as follows. (1) The average value of the gradations indicated by each of the plurality of lighting pattern information is made equal to one gradation to be displayed. (2) Lighting for each subfield of the lighting pattern information is indicated by “1”, non-lighting is indicated by “0”, and the average of multiple lighting pattern information for each subfield is defined as the average lighting rate. At this time, the average lighting rate of all subfields having a smaller luminance weight than the subfield having the maximum luminance weight whose average lighting rate is not 0 is set to 0.75 or more.
  • FIG. 1 shows an example in which the gradation “165” is displayed using four pieces of lighting pattern information.
  • the four lighting pattern information S1—S4 do not necessarily have to be different from each other.
  • the lighting pattern information S1 and S2 in FIG. 1 are the same information.
  • the gradations indicated by each of the lighting pattern information Sl, S2, S3, and S4 are 175, 175, 147, and 163, and the average value is the gradation “165” to be displayed. Meet the conditions.
  • FIG. 1 satisfies the above condition (2).
  • the SF5 of three pieces of lighting pattern information Sl, S2, and S3 is “1”, and the SF5 of the remaining lighting pattern information S4 is “0”, so that the average lighting rate in SF5 is “0.75”.
  • the SF7 of the three pieces of lighting pattern information Sl, S2, and S3 is “1”, and the SF7 of the remaining lighting pattern information S4 is “0”, so the average lighting rate in SF7 is “0.75”.
  • the average lighting rate of the subfield can be maintained at “0.75 or more”.
  • the average lighting rate of all subfields having a luminance weight smaller than the subfield having the maximum luminance weight whose average lighting rate is not 0 is 0.75 or more.
  • the condition of (2) is satisfied.
  • FIG. 2 to FIG. 10 show an example of a gradation table created so that the average lighting rate is “0.75” or more for all gradations.
  • Each gradation has a maximum luminance weight with an average lighting rate that is not 0. It is configured so that the average lighting rate S of all sub-fields having a smaller luminance weight than the sub-fields of the sub-fields becomes “0.75” and “1”.
  • all the gradations are displayed using a plurality of pieces of lighting pattern information after satisfying the above conditions (1) and (2).
  • FIG. 11 shows an example in which a predetermined gradation is displayed by performing a spatial averaging process.
  • the matrix of interest for example, three out of four pixels (for example, A1 to A3) are in the lit “1” state in that subfield, and the remaining one pixel (for example, A4) is not lit in that subfield.
  • the average lighting rate of the four lighting pattern information S1—S4 in that subfield is “0.75”.
  • the gradation satisfying the above conditions (1) and (2) is obtained. Can be displayed.
  • the gradation displayed by the image display method according to the present invention is such that all the subfields having a smaller luminance weight than the subfields to be illuminated in a simulated manner are lit. explain.
  • FIG. 12 consider an area in which the image pattern Y having a certain degree of gradation and a certain width moves (hereinafter, referred to as a “moving picture tilt area”). For example, suppose that the image pattern Y is displayed in four areas having gradations “240”, “244”, “248”, and “251”. Each tone is divided into four points based on the tone table shown in Fig. 2 to Fig. 10. Light pattern information SI-S4 shall be displayed.
  • FIG. 13 shows four pieces of lighting pattern information S1—S4 for displaying gradations “240”, “244”, “248”, and “251”. An example of the lighting “0” state and the average lighting rate is shown.
  • FIG. 14 is a diagram in which the image pattern Y is developed into subfields.
  • the horizontal direction corresponds to the horizontal direction on the screen of the PDP 33, and the vertical direction corresponds to the passage of time.
  • the hatched portion in FIG. 14 indicates that the average lighting rate of the subfield is “0.75”.
  • the same lighting pattern information will not be selected for adjacent pixels. Therefore, even if the change in the lighting pattern information in units of one pixel matches the condition for generating a moving image false contour, the change is very small and cannot be visually recognized.
  • tone tables shown in FIGS. 2 to 10 are examples, and other tone tables that satisfy the above conditions (1) and (2) can be created. Also shown in Figs. 2 to 10 In the gradation table, the average lighting rate was set so that the average lighting rate of all subfields having a smaller luminance weight than that of the subfield having the maximum luminance weight was not 0.75 or more than 0.75. If the average lighting rate is 0.5 or more, almost no moving image pseudo-contours that would actually degrade image quality occur.
  • FIG. 15 is a block circuit diagram of the image display device 1 according to the embodiment of the present invention.
  • an analog digital (AZD) conversion circuit 11 performs AZD conversion of an image signal.
  • the inverse gamma correction circuit 13 performs inverse gamma correction on the AZD-converted image signal.
  • the image signal subjected to the inverse gamma correction is sent to the lighting pattern information generating circuit 17.
  • the lighting no-turn information generating circuit 17 converts the gradation of the transmitted image signal into four lighting pattern information S1-S4.
  • the four pieces of lighting pattern information S1 to S4 obtained by the lighting pattern information generation circuit 17 are input to the dither generation circuit 19.
  • the dither generation circuit 19 performs time averaging processing and spatial averaging processing on the four pieces of lighting pattern information S1 to S4, and selects one piece of lighting pattern information from the four pieces of lighting pattern information S1 to S4.
  • the lighting pattern information generating circuit 17 and the dither generating circuit 19 are main parts of the present invention, and will be described later in detail.
  • the subfield processing circuit 27 determines the number of sustain pulses output during the sustain period based on the lighting pattern information output from the dither generation circuit 19.
  • the scan / maintain-erase drive circuit 29 and the data drive circuit 31 control the lighting and non-lighting of each pixel based on the output from the subfield processing circuit 27 to display the desired gradation image on the PDP33. Let it.
  • the timing pulse generating circuit 35 generates various timing signals based on the horizontal synchronizing signal and the vertical synchronizing signal, and supplies them to each unit in the image display device 1.
  • FIG. 16 shows an example of the internal configuration of the lighting pattern information generating circuit 17.
  • the lighting pattern information generating circuit 17 includes four look-up tables LUT201 to LUT204.
  • LUT201—LUT204 has a common input and is an image signal from the inverse gamma correction circuit 13.
  • the four look-up tables LUT201—LUT204 have lighting pattern information S1—S4 set for all gradations, respectively, and four lighting pattern information corresponding to the gradation of the input image signal. S1—S4 output simultaneously It is.
  • the lighting pattern information Sl (l, 1, 1, 1, 1, 1 from the LUT 201. , 1, 1, 1, 0) are output.
  • the values “1” or “0” in parentheses indicate the lighting “1” and the non-lighting “0” states of the subfields in ascending order from the left.
  • the four lighting pattern information S1 to S4 are simultaneously output in the same manner as described above.
  • FIG. 17A to FIG. 17H are diagrams showing that a virtual matrix of 2 lines ⁇ 2 pixels is considered, and the matrix is spread over the entire screen.
  • S1 to S4 indicate one of the lighting pattern information for displaying the gradation of the corresponding pixel.
  • the matrix shown in Fig. 17A is spread over the entire screen, the result is as shown in Fig. 17B.
  • matrices as shown in FIGS. 17C, 17E, and 17G are spread over the entire screen, they are as shown in FIGS. 17D, 17F, and 17H, respectively.
  • FIG. 18 shows an example of the internal configuration of the dither generation circuit 19 according to the embodiment of the present invention.
  • the four lighting pattern information selectors 401, 402, 403, and 404 shown in FIG. 18 appropriately switch the four lighting pattern information S1 to S4 according to a pixel inversion signal inverted for each pixel and a line inversion signal inverted for each line.
  • the lighting pattern information selector 401 switches the arrangement of the matrix of 2 lines ⁇ 2 pixels so that the arrangement is as shown in FIG. 17A.
  • the lighting pattern information selectors 402, 403, and 404 switch so as to be arranged as shown in FIG. 17C, FIG. 17E, and FIG.
  • the selector 410 uses a field inversion signal that is inverted for each field, and 17A or 17C are alternately selected and output.
  • the selector 411 alternately selects and outputs the matrix of FIG. 17E or 17G for each field. Further, the selector 420 selects an output of the selector 410 or an output of the selector 411 for each frame using a frame inversion signal which is inverted for each frame.
  • the dither generation circuit 19 selects the matrix of FIG. 17A in the first field, spreads it over the entire screen as shown in FIG. 17B, and outputs lighting pattern information corresponding to each pixel.
  • the matrix shown in FIG. 17C is selected, spread over the entire screen as shown in FIG. 17D, and the lighting pattern information corresponding to each pixel is output.
  • the matrices shown in FIGS. 17E and 17G are selected, spread over the entire screen as shown in FIGS. 17F and 17H, respectively, and the lighting pattern information corresponding to each pixel is output.
  • the dither generation circuit 19 selects a matrix so as to make a round in time and space in four fields, and performs dither processing.
  • a gradation limiting circuit and an error diffusion circuit that conventionally used only gradations that are unlikely to generate moving image false contours to display an image. No processing circuit is required.
  • the image display device As described above, by using the image display device according to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress a moving image false contour while securing a sufficient gradation.
  • the image display method and the image display device of the present invention can provide an image display method and an image display device capable of suppressing a false contour of a moving image while securing a sufficient gradation. This is useful for an image display method, an image display device, and the like that divide the image into a plurality of subfield images to perform multi-tone display.

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Abstract

　１フィールドを複数のサブフィールドに分割し各サブフィールドの点灯または非点灯を組み合わせることにより階調を表示する画像表示装置（１）内の点灯パターン情報発生回路（１７）で、平均点灯率が０でない最大輝度重みを持つサブフィールドよりも小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドの平均点灯率が一定値以上となる複数の点灯パターン情報を発生させ、ディザ生成回路（１９）で複数の点灯パターン情報に時間平均処理および空間平均処理を施して全ての階調を表示し、かつ、動画疑似輪郭を低減する画像表示方法を提供する。

Description

画像表示方法および画像表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、 1フィールドの画像を複数のサブフィールドの画像に分割して多階調表 示を行う画像表示方法および画像表示装置に関するものである。
背景技術
[0002] プラズマディスプレイパネル（以下、「PDP」 t 、う。）やデジタルミラーデバイス等、 点灯あるいは非点灯の 2値制御を行う画像表示装置は、サブフィールド法を用いて 中間調表示を行うことが多い。サブフィールド法は、点灯回数あるいは点灯量で重み 付けされた複数のサブフィールドを用いて 1フィールドを時間分割し、サブフィールド ごとに各画素の 2値制御を行う。すなわち、各サブフィールドは所定の輝度重みを持 ち、点灯するサブフィールドの輝度重みの合計によって階調を表示する方法である。
[0003] 図 19に PDPにおけるサブフィールドの構成の一例を示す。この例では、 1フィール ドが 8つのサブフィールド（SF1、 SF2、 · · ·、 SF8)に分割され、それぞれのサブフィ 一ルドは（1、 2、 4、 8、 16、 32、 64、 128)の輝度重みを持っている。各サブフィール ドは、初期化放電を行う初期化期間 T1と、画素ごとに点灯か非点灯かのデータ書き 込みを行う書き込み期間 T2と、点灯データの書き込まれた画素を一斉に点灯させる 維持期間 T3とからなる。これらのサブフィールドを種々組み合わせて点灯させること により、「0」から「255」までの 256段階の階調を表示できる。例えば、階調「7」は、輝 度重み 1、 2、 4を持つ SF1、 SF2、 SF3を点灯させることにより表示でき、階調「21」 は、輝度重み 1、 4、 16を持つ SF1、 SF3、 SF5を点灯させることにより表示できる。
[0004] このようなサブフィールド法を用いて多階調表示を行う画像表示装置にぉ 、ては、 動画を表示する際に疑似輪郭ノイズ (以下、「動画疑似輪郭」という。）が現れ,画質を 劣化させることが知られている（テレビジョン学会技術報告、 Vol. 19、 No. 2、IDY9 5— 21、 pp. 61— 66 :「パルス幅変調動画表示に見られる疑似輪郭ノイズ」参照)。
[0005] 以下に、この動画疑似輪郭について説明する。ここでも 1フィールドは（1、 2、 4、 8、 16、 32、 64、 128)と重み付けされた 8つのサブフィールド（SF1— SF8)に分割され ていると仮定する。図 20に示すように、画像パターン X力PDP33の画面上を水平方 向に移動する場合を考える。画像パターン Xは、階調が「127」である領域 P1と、階 調が「128」である領域 P2と力もなる。図 21は、画像パターン Xをサブフィールドに展 開した図であり、横軸は PDP33の画面上の水平方向画面位置に対応し、縦軸は時 間経過に対応する。また、図 21中のハッチングは点灯しないサブフィールドを示して いる。
[0006] 画像パターン Xが静止している場合、図 21に示すように、人間の視点も画面位置 A に固定されるため画素本来の階調「127」と「128」が認識される。ところが、画像バタ ーン Xが左方向に移動すると、視点も画面位置 B— B'方向に移動するため、領域 P2 の点灯しな 、サブフィールドと領域 P1の点灯しな 、サブフィールドを見ることになり、 その結果、階調「0」、すなわち暗線を認識する。逆に、画像パターン Xが右方向に移 動すると、視点も画面位置 C C'と移動するため、領域 P1の点灯するサブフィールド と領域 P2の点灯するサブフィールドを見ることになり、階調「255」、すなわち明線を 認識してしまう。いずれにしても、本来の階調（「127」または「128」）とは大幅に異な るため、これらが輪郭として認識される。このように動画疑似輪郭は、階調の変化はわ ずかであるにもかかわらず、画素を点灯させる力否かをサブフィールドごとに示すパ ターン情報 (以下、「点灯パターン情報」という。）の変化が大きいところで発生する。 例えば、上記のような重み付けのサブフィールドを用いた場合、隣接する画素の階調 が「63」と「64」の場合、あるいは「191」と「192」等の場合にも動画疑似輪郭が顕著 に観測され、画質を劣化させる原因となっている。
[0007] そこで動画疑似輪郭を抑制する方法が、例えば、特開 2000— 276100号公報に記 載されて!ヽる。動画疑似輪郭が発生しにく 、「第 1の階調」とその「中間の階調」に画 像信号の階調を階調制限回路で変換し、変換によって生じた誤差を周辺画素に拡 散する誤差拡散処理回路を用いて階調の飛びを補間する。次に、変換された階調 力 S「中間の階調」である場合には、最も近い「第 1の階調」へ切上げあるいは切下げを 行う。画素ごと、ラインごと、フィールドごとに切上げと切下げとを交互に繰返すことで 、平均的に「中間の階調」を表示すると!ヽぅ方法が提案されて!ヽる。
[0008] し力しながら、このような方法では、階調がある程度の傾斜を持った領域、例えば画 像のうち焦点が合っていない部分など、が目で追いかけることができる程度の速さで 移動すると、非常に大きい動画疑似輪郭が観測される。逆に、大きい動画疑似輪郭 が発生する階調付近でこの動画疑似輪郭を抑制しょうとすると階調数を制限する必 要が生じ、表示できる階調が少なくなるので画質が劣化するという課題があった。 発明の開示
[0009] 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、十分な階調を確保しつつ、 動画疑似輪郭を抑制することのできる画像表示方法および画像表示装置を提供す ることを目的とする。
[0010] 上述したような課題を解決するために、本発明は、 1フィールドを輝度で重み付けさ れた複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドごとの画素の点灯を「1」、非点 灯を「0」で示す情報を点灯パターン情報とし、一つの階調を表示するために複数の 点灯パターン情報を用いる画像表示方法であって、複数の点灯パターン情報は、そ れぞれの点灯パターン情報の示す階調の平均値が一つの階調に等しぐかつ、複数 の点灯パターン情報をサブフィールドごとに平均した値を平均点灯率とし、その平均 点灯率が 0でな 、最大輝度重みを持つサブフィールドよりも小さ!/、輝度重みを持つ すべてのサブフィールドの平均点灯率が所定の閾値以上であることを特徴とする。 図面の簡単な説明
[0011] [図 1]図 1は階調「165」を 4つの点灯パターン情報で表示する例を示す図である。
[図 2]図 2は平均点灯率が 0でない最大輝度重みを持つサブフィールドよりも小さい輝 度重みを持つ全てのサブフィールドの平均点灯率が 0. 75以上となるように作成した 階調テーブル (0— 29)の一例を示す図である。
[図 3]図 3は同階調テーブル（30— 59)の一例を示す図である。
[図 4]図 4は同階調テーブル（60— 89)の一例を示す図である。
[図 5]図 5は同階調テーブル（90— 119)の一例を示す図である。
[図 6]図 6は同階調テーブル（120— 149)の一例を示す図である。
[図 7]図 7は同階調テーブル（150— 179)の一例を示す図である。
[図 8]図 8は同階調テーブル（180— 209)の一例を示す図である。
[図 9]図 9は同階調テーブル（210— 239)の一例を示す図である。 [図 10]図 10は同階調テーブル（240— 255)の一例を示す図である。
[図 11A]図 11Aは 2ライン X 2画素の仮想的なマトリクスの配列を示す図である。
[図 11B]図 11Bは画面上に画素が敷き詰められた状態を示す図である。
[図 12]図 12は動画傾斜領域を示す図である。
[図 13]図 13は階調「240」、 「244」、 「248」、 「251」を表示する場合の 4つの点灯パ ターン情報の各サブフィールドでの点灯「1」 Z非点灯「0」状態および平均点灯率を 示す図である。
[図 14]図 14は動画傾斜領域をサブフィールドに展開した図である。
[図 15]図 15は本発明の実施の形態における画像表示装置のブロック回路図である。
[図 16]図 16は点灯パターン情報発生回路の内部構成例を示す図である。
[図 17A]図 17Aは 2ライン X 2画素の仮想的なマトリクスの配列を示す図である。
[図 17B]図 17Bは画面上に画素が敷き詰められた状態を示す図である。
[図 17C]図 17Cは 2ライン X 2画素の仮想的なマトリクスの配列を示す図である。
[図 17D]図 17Dは画面上に画素が敷き詰められた状態を示す図である。
[図 17E]図 17Eは 2ライン X 2画素の仮想的なマトリクスの配列を示す図である。
[図 17F]図 17Fは画面上に画素が敷き詰められた状態を示す図である。
[図 17G]図 17Gは 2ライン X 2画素の仮想的なマトリクスの配列を示す図である。
[図 17H]図 17Hは画面上に画素が敷き詰められた状態を示す図である。
[図 18]図 18は本実施の形態におけるディザ生成回路の内部構成例を示す図である
[図 19]図 19は従来の PDPにおけるサブフィールドの構成の一例を示す図である。
[図 20]図 20は動画疑似輪郭が発生するパターンを説明する図である。
[図 21]図 21は動画疑似輪郭が発生する原因を説明する図である。
符号の説明
1 画像表示装置
11 アナログ-デジタル (AZD)変換回路
13 逆ガンマ補正回路
17 点灯パターン情報発生回路 19 ディザ生成回路
27 サブフィールド処理回路
29 走査 ·維持，消去駆動回路
31 データ駆動回路
33 プラズマディスプレイパネル（PDP)
35 タイミングパルス発生回路
201, 202, 203, 204 ルックアップテーブル
401, 402, 403, 404 /^、灯ノ ターン' f青報セレクタ
410, 411, 420 セレクタ
発明を実施するための最良の形態
[0013] (実施の形態）
まず、本発明により動画疑似輪郭を低減する考え方について説明する。ここでは、 1フィールドが 10個のサブフィールド（SF1、 SF2、 · ·、 SF10)に分割され、各サブフ ィールドの輝度重み力それぞれ 1、 2、 4、 8、 12、 16、 28、 44、 60、 80である場合を 例として説明する。
[0014] 前述したように、動画疑似輪郭は、階調の変化がわずかであるにも力かわらず点灯 ノ ターン情報の変化が大きいところで発生する。よって、点灯させるサブフィールドよ り小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドが点灯するような階調のみで画像を表 示すれば、点灯パターン情報の変化が小さくなるので、動画疑似輪郭の発生を抑え ることがでさる。
[0015] この条件を満たす階調 ίま、具体的に ίま（0、 1、 3、 7、 15、 27、 43、 71、 115、 175 、 255)の 11種の階調である。例えば階調「27」は、 SF5以下の輝度重みを持つサブ フィールドが全て点灯し SF6以上のサブフィールドが全て非点灯であるので、この条 件を満たして ヽる。このような 11種の階調のみで画像を表示すれば動画疑似輪郭の 発生を抑えることができる。しかし、たかだか 11種の階調のみで画像を表示しようとし ても、十分な階調を表示することができず画質が劣化する。
[0016] そこで、本発明に係る画像表示方法では、表示される階調数を増やすために複数 の点灯パターン情報を用いて一つの階調を表示している。そして、疑似的に点灯さ せるサブフィールドより小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドが点灯するような 階調を増やし、動画疑似輪郭を低減している。
[0017] 本発明に係る画像表示方法で用いる複数の点灯パターン情報の条件は、以下の 通りである。（1)複数の点灯パターン情報のそれぞれが示す階調の平均値が、表示 すべき一つの階調と等しくなるようにする。 (2)点灯パターン情報が持つサブフィール ドごとの点灯を「1」、非点灯を「0」で示し、複数の点灯パターン情報をサブフィールド ごとに平均した値を平均点灯率とする。このとき、平均点灯率が 0でない最大輝度重 みを持つサブフィールドよりも小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドの平均点 灯率が 0. 75以上になるようにする。
[0018] 図 1に、階調「165」を 4つの点灯パターン情報で表示する例を示す。 4つの点灯パ ターン情報 S1— S4は必ずしも互いに異なった情報である必要はない。例えば、図 1 での点灯パターン情報 S1と S2は同一の情報である。点灯パターン情報 Sl、 S2、 S3 、 S4のそれぞれが示す階調は、 175、 175、 147、 163であり、その平均値が表示す べき階調「165」と等 、ので、上記（1)の条件を満たして 、る。
[0019] 同様に、図 1の例は上記（2)の条件を満たしていることを以下に示す。図 1において 、 3つの点灯パターン情報 Sl、 S2、 S3の SF5が「1」であり、残りの点灯パターン情 報 S4の SF5が「0」なので、 SF5における平均点灯率は「0. 75」となる。同様に、 3つ の点灯パターン情報 Sl、 S2、 S3の SF7が「1」であり、残りの点灯パターン情報 S4の SF7が「0」なので、 SF7における平均点灯率は「0. 75」となる。 4つの点灯パターン 情報 S1— S4のうちどれか一つの点灯パターン情報におけるそのサブフィールドが「 0」になっても、サブフィールドの平均点灯率は「0. 75以上」を保つことができる。
[0020] このように、図 1の例では、平均点灯率が 0でない最大輝度重みを持つサブフィー ルドよりも小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドの平均点灯率が 0. 75以上に なり、上記（2)の条件を満たしている。
[0021] なお、上記（1)および (2)の条件を満たす複数の点灯パターン情報の組合せは図 1の例に限られず、これ以外にも考えられる。
[0022] 図 2—図 10は、全ての階調に対して平均点灯率が「0. 75」以上となるように作成し た階調テーブルの一例を示す。各階調は、平均点灯率が 0でない最大輝度重みを 持つサブフィールドよりも小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドの平均点灯率 力 S「0. 75」と「1」となるように構成されている。図 2—図 10では、上記（1)、 （2)の条件 を満たした上で、全ての階調が複数の点灯パターン情報を用いて表示される。
[0023] 4つの点灯パターン情報 S1— S4を用いる方法としては、一つの画素に対して時間 的に点灯パターン情報を切替えると!、つた時間平均処理を施す方法と、点灯パター ン情報を隣接する複数の画素に対して空間的に配置するといつた空間平均処理を 施す方法とがある。
[0024] 時間平均処理を施して所定の階調を表示する方法としては、 1フィールドごと〖こ 4つ の点灯パターン情報 S1— S4を切替える。その結果、例えば一つの画素に対してそ のサブフィールドで 4フィールドに 3回点灯（すなわち、時間平均して 1フィールドに 0 . 75回点灯）すれば、そのサブフィールドにおける 4つの点灯パターン情報 S1— S4 の平均点灯率は「0. 75」になる。
[0025] 次に、空間平均処理を施して所定の階調を表示する例を図 11に示す。図 11Aに 示す 2ライン X 2画素のマトリクス（A1— A4の 4画素）の配列を考え、これを図 11Bの ように画面全体に敷き詰める。その結果、例えば着目するマトリクスにおいて、 4画素 中 3画素（例えば A1— A3)がそのサブフィールドで点灯「 1」状態であり、残りの 1画 素（例えば A4)がそのサブフィールドで非点灯「0」状態であれば、そのサブフィール ドにおける 4つの点灯パターン情報 S1— S4の平均点灯率は「0. 75」になる。
[0026] このように、これら 4つの点灯パターン情報 S1— S4に対して時間平均処理、空間 平均処理あるいはそれら両方の処理を施すことにより、上記（1)および（2)の条件を 満たす階調を表示することができる。
[0027] 次に、本発明に係る画像表示方法で表示される階調が、擬似的に点灯させるサブ フィールドより小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドが点灯するような階調とな ることを説明する。
[0028] 今、図 12に示すように階調がある程度の傾斜を持ちある程度の広さを持つ画像パ ターン Yが移動する領域 (以下、「動画傾斜領域」という。）について考える。例えば、 画像パターン Yが階調「240」、 「244」、 「248」、 「251」である 4つの領域で表示され たとする。また、各階調は図 2—図 10に示した階調テーブルにもとづいて、 4つの点 灯パターン情報 SI— S4の組合せで表示されるものとする。
[0029] 図 13に、階調「240」、「244」、「248」、「251」を表示する場合の 4つの点灯パター ン情報 S1— S4の各サブフィールドでの点灯「1」 Z非点灯「0」状態および平均点灯 率の一例を示す。
[0030] 図 14は、画像パターン Yをサブフィールドに展開した図であり、横方向は PDP33 の画面上の水平方向に対応し、縦方向は時間経過に対応する。図 14のハッチング 部分は、サブフィールドの平均点灯率が「0. 75」であることを示す。
[0031] ここで、もし図 14のハッチング部分のサブフィールドで全て非点灯「0」状態になりそ の状態が一定時間持続した場合は、視点が画面位置 B— B'方向に移動するため 4 つの非点灯「0」状態のサブフィールドを追う形になり、喑 、暗線として動画疑似輪郭 を認識することになる。
[0032] し力し、ハッチング部分のサブフィールドが全て非点灯「0」状態となるのは、 4つの 階調「240」、「244」、「248」、「251」の全てに対して点灯パターン情報 S4が同時に 選択された場合のみである。点灯パターン情報に対して時間平均処理のみを施した 場合であっても、ノ、ツチング部分のサブフィールドが全て非点灯「0」状態になるのは 4フィールド期間中に 1フィールド期間しか存在しない。そして、このようなわずかな期 間のみハッチング部分のサブフィールドが全て非点灯「0」状態となっても、動画疑似 輪郭とは視覚的に認識されない。
[0033] さらに、点灯パターン情報に対して空間平均処理を施せば、隣接する画素に対し て同じ点灯パターン情報が選択されることはなくなる。よって、一画素単位の点灯パ ターン情報の変化が動画疑似輪郭の発生する条件と合致していても、その変化は非 常に小さいので視覚的に認識されない。
[0034] 以上のことから、図 2—図 10のように作成した階調テーブル力も得られる 4つの点灯 パターン情報 S1— S4に対して時間平均処理および空間平均処理を施すことにより 、擬似的に点灯させるサブフィールドより小さ 、輝度重みを持つ全てのサブフィール ドが点灯するような階調を増やすことができ、動画疑似輪郭を抑制することができる。
[0035] なお、図 2—図 10に示す階調テーブルは一例であり、この他にも上記（1)および（2 )の条件を満たす階調テーブルを作成することができる。また、図 2から図 10に示す 階調テーブルでは、平均点灯率が 0でな 、最大輝度重みを持つサブフィールドよりも 小さい輝度重みを持つ全てのサブフィールドの平均点灯率が 0. 75以上になるように 設定したが、実験によると、この平均点灯率が 0. 5以上であれば実用上画質の劣化 につながるような動画疑似輪郭はほとんど発生しない。
[0036] 次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながらその構成と動作を説明 する。図 15は本発明の実施の形態における画像表示装置 1のブロック回路図である 。図 15において、アナログ デジタル (AZD)変換回路 11は画像信号の AZD変換 を行う。逆ガンマ補正回路 13は AZD変換された画像信号に逆ガンマ補正を行う。 逆ガンマ補正された画像信号は、点灯パターン情報発生回路 17に送られる。点灯 ノターン情報発生回路 17は、送られてきた画像信号の階調を 4つの点灯パターン情 報 S1— S4に変換する。点灯パターン情報発生回路 17で得られた 4つの点灯パター ン情報 S1— S4は、ディザ生成回路 19に入力される。ディザ生成回路 19では、 4つ の点灯パターン情報 S1— S4に時間平均処理および空間平均処理を施し、 4つの点 灯パターン情報 S1— S4から 1つの点灯パターン情報を選択する。点灯パターン情報 発生回路 17およびディザ生成回路 19については本発明の主要部分なので後で詳 述する。サブフィールド処理回路 27は、ディザ生成回路 19から出力される点灯バタ ーン情報にもとづ ヽて維持期間に出力される維持パルスの数を決定する。走査 ·維 持-消去駆動回路 29とデータ駆動回路 31は、サブフィールド処理回路 27からの出 力にもとづき、各画素の点灯 Z非点灯を制御して PDP33上に所望の階調の画像を 表示させる。タイミングパルス発生回路 35は、水平同期信号および垂直同期信号に もとづ 、て各種タイミング信号を発生し、画像表示装置 1内の各部へ供給する。
[0037] 次に、本発明の実施の形態における点灯パターン情報発生回路 17について説明 する。図 16は、点灯パターン情報発生回路 17の内部構成例である。図 16において 、点灯パターン情報発生回路 17は 4つのルックアップテーブル LUT201— LUT20 4で構成されている。 LUT201— LUT204の入力は共通で、逆ガンマ補正回路 13 からの画像信号である。 4つのルックアップテーブル LUT201— LUT204には、そ れぞれ全ての階調に対する点灯パターン情報 S1— S4があら力じめ設定され、入力 される画像信号の階調に対応した 4つの点灯パターン情報 S1— S4が同時に出力さ れる。
[0038] 例えば、図 1における階調「165」を有する画像信号が点灯パターン情報発生回路 17に入力された場合、 LUT201からは点灯パターン情報 Sl = (l、 1、 1、 1、 1、 1、 1、 1、 1、 0)が出力される。ここで、括弧内の値「1」または「0」は、左から若い順にサ ブフィールドの点灯「1」Z非点灯「0」状態を示す。同様に、 LUT202からは点灯パ ターン情報 S2= (l、 1、 1、 1、 1、 1、 1、 1、 1、 0)が出力され、 LUT203からは点灯 パターン情報 S3= (1、 1、 1、 1、 1、 1、 0、 1、 1、 0)が出力され、 LUT204からは点 灯パターン情報 S4= (1、 1、 1、 1、 0、 1、 1、 1、 1、 0)が出力される。
[0039] 他の階調を有する画像信号が点灯パターン情報発生回路 17に入力された場合も 、上記と同じ要領で 4つの点灯パターン情報 S1— S4が同時に出力される。
[0040] 次に、本発明の実施の形態におけるディザ生成回路 19について説明する。図 17 A—図 17Hは、 2ライン X 2画素の仮想的なマトリクスを考え、これを画面全体に敷き 詰めることを示す図である。図 17A—図 17Hにおいて、 S1— S4は対応する画素の 階調を表示する点灯パターン情報の一つを示す。図 17Aのようなマトリクスを画面全 体に敷き詰めた場合、図 17Bのようになる。同様に、図 17C、図 17E、図 17Gのよう なマトリクスを画面全体に敷き詰めた場合、それぞれ図 17D、図 17F、図 17Hのよう になる。そして、これら 4種の 2ライン X 2画素の仮想的なマトリクスを 1フィールドごと に図 17A、図 17C、図 17E、図 17Gの順に変えていけば、 4つの点灯パターン情報 S 1— S4の組み合わせで表示される階調の時間平均値および空間平均値が得られ る。
[0041] 図 18は、本発明の実施の形態におけるディザ生成回路 19の内部構成例を示す。
図 18に示す 4つの点灯パターン情報セレクタ 401、 402、 403、 404は、画素ごとに 反転する画素反転信号とラインごとに反転するライン反転信号によって 4つの点灯パ ターン情報 S1— S4を適宜切替える。このとき点灯パターン情報セレクタ 401は、 2ラ イン X 2画素のマトリクスの配列が、図 17Aに示す並びになるように切替える。同様に 、点灯パターン情報セレクタ 402、 403、 404は、 2ライン X 2画素のマトリクスの配列 1S それぞれ図 17C、図 17E、図 17Gに示す並びになるように切替える。次に、セレ クタ 410はフィールドごとに反転するフィールド反転信号を用いて、フィールドごとに 図 17Aまたは図 17Cのマトリクスを交互に選択して出力する。同様に、セレクタ 411 はフィールドごとに図 17Eまたは図 17Gのマトリクスを交互に選択して出力する。さら に、セレクタ 420はフレームごとに反転するフレーム反転信号を用いて、フレームごと にセレクタ 410の出力、またはセレクタ 411の出力を選択する。
[0042] その結果、ディザ生成回路 19は最初のフィールドでは図 17Aのマトリクスを選択し て図 17Bのように画面全体に敷き詰め、各画素に対応する点灯パターン情報を出力 する。また、これに続くフィールドでは図 17Cのマトリクスを選択して図 17Dのように画 面全体に敷き詰め、各画素に対応する点灯パターン情報を出力する。さらに、 3フィ 一ルド目、 4フィールド目では図 17E、図 17Gのマトリクスを選択し、それぞれ図 17F 、図 17Hのように画面全体に敷き詰め、各画素に対応する点灯パターン情報を出力 する。
[0043] このように、ディザ生成回路 19では 4フィールドで時間的にも空間的にも一巡するよ うにマトリクスを選択し、ディザ処理を施している。また、動画傾斜領域であるか否か にかかわらず、全ての階調が表示できるので、従来動画疑似輪郭が発生しにくい階 調のみを用いて画像を表示していた階調制限回路および誤差拡散処理回路も不要 となる。
[0044] 以上述べたように、本発明の実施の形態に係る画像表示装置を用いれば、十分な 階調を確保しつつ、動画疑似輪郭を抑制することができる。
産業上の利用可能性
[0045] 本発明の画像表示方法および画像表示装置は、十分な階調を確保しつつ、動画 疑似輪郭を抑制することのできる画像表示方法および画像表示装置を提供すること ができるので、 1フィールドの画像を複数のサブフィールドの画像に分割して多階調 表示を行う画像表示方法および画像表示装置等に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 1フィールドを輝度で重み付けされた複数のサブフィールドで構成し、
サブフィールドごとの画素の点灯を「 1」、非点灯を「0」で示す情報を点灯パターン情 報とし、一つの階調を表示するために複数の点灯パターン情報を用いる画像表示方 法であって、
前記複数の点灯パターン情報は、それぞれの点灯パターン情報の示す階調の平均 値が前記一つの階調に等しぐ
かつ、前記複数の点灯パターン情報をサブフィールドごとに平均した値を平均点灯 率とし、その平均点灯率が 0でな 、最大輝度重みを持つサブフィールドよりも小さ!/ヽ 輝度重みを持つすべてのサブフィールドの平均点灯率が所定の閾値以上であること を特徴とする画像表示方法。
[2] 前記所定の閾値が 0. 5であることを特徴とする請求項 1に記載の画像表示方法。
[3] 前記複数の点灯パターン情報のそれぞれを、一つの画素に対して時間的に切替え て所定の階調を表示することを特徴とする請求項 1または請求項 2のいずれか一つ に記載の画像表示方法。
[4] 前記複数の点灯パターン情報のそれぞれを、隣接する複数の画素に対して空間的 に配置して所定の階調を表示することを特徴とする請求項 1から請求項 3までのいず れか一つに記載の画像表示方法。
[5] 請求項 1から請求項 4までの 、ずれ力 1項に記載の画像表示方法を用いて、画像を 表示するように構成したことを特徴とする画像表示装置。
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