(57)【要約】【課題】  画像全体に対して空間方向の多階調化処理と、フレーム間方向の多階調化処理を組合せて行うと、画像の明るい部分で大きな画質劣化を生じ易いという課題がある。【解決手段】  画素の輝度、表示率、ヒストグラムを調べて、フレーム間方向の多階調化処理を単独で行う手段、またはフレーム間方向の多階調化処理後に空間方向の多階調化処理を組合せて行う手段のいずれか一方を選択する。【選択図】  図１
2010085515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の表示画面に表示する表示装置において、
入力された画像データを量子化する量子化部と、
前記量子化された画像データに多階調処理を施す多階調処理部と、
前記多階調処理を施された画像データをサブフレームに変換するサブフレーム変換部と、
前記サブフレームに変換された表示データを表示画像として表示する表示部と、を備え、
前記多階調処理部は、前記画像データの輝度が閾値よりも低い場合には第１の多階調処理と第２の多階調処理とを行い、前記画像データの輝度が前記閾値よりも高い場合には、前記第２の多階調処理を行わずに前記第１の多階調処理を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記第１の多階調処理はフレームレートコントロールであり、前記第２の多階調処理は誤差拡散であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の表示装置において、
前記多階調処理部は、前記画像データの表示率に基づいて前記閾値を変更することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項２記載の表示装置において、
前記多階調処理部は、前記画像データの輝度が前記閾値よりも低く、かつ、前記画像データのヒストグラム分布が特定の輝度範囲内に含まれない場合には画像データにフレームレートコントロールと誤差拡散を施し、それ以外の場合には誤差拡散を施さずにフレームコントロールを施すことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項２記載の表示装置において、
前記多階調処理部は、前記画像データの輝度を判定する輝度判定部と、前記画像データのヒストグラム分布を判定するヒストグラム判定部と、を備え、
前記輝度判定部の判定結果と前記ヒストグラム判定部の判定結果の組合せにより、フレームレートコントロールと誤差拡散とを行うのか、又は、誤差拡散を行わずにフレームレートコントロールを行うのか決定することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
画像の表示画面に表示する表示装置において、
入力された画像データを量子化する量子化部と、
前記量子化された画像データに多階調処理を施す多階調処理部と、
前記多階調処理を施された画像データをサブフレームに変換するサブフレーム変換部と、
前記サブフレームに変換された表示データを表示画像として表示する表示部と、を備え、
前記多階調処理部は、前記画像データの輝度が第１の輝度である場合には第１の多階調処理と第２の多階調処理とを行い、前記画像データの輝度が前記第１の輝度よりも高い第２の輝度である場合には、前記第２の多階調処理を行わずに第１の多階調処理を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の表示装置において、
前記第１の多階調処理はフレームレートコントロールであり、前記第２の多階調処理は誤差拡散であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７記載の表示装置において、
前記多階調処理部は、前記画像データの輝度が前記第１であり、かつ、前記画像データのヒストグラム分布が特定の輝度範囲内に含まれない場合には画像データにフレームレートコントロールと誤差拡散を施し、それ以外の場合には誤差拡散を施さずにフレームコントロールを施すことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項７記載の表示装置において、
前記多階調処理部は、前記画像データの輝度を判定する輝度判定部と、前記画像データのヒストグラム分布を判定するヒストグラム判定部と、を備え、
前記輝度判定部の判定結果と前記ヒストグラム判定部の判定結果の組合せにより、フレームレートコントロールと誤差拡散とを行うのか、又は、誤差拡散を行わずにフレームレートコントロールを行うのか決定することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、例えば、プラズマディスプレイパネル（PDP）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマディスプレイパネルの高画質化技術として、入力画像の全画素に対して、まず隣接する階調値をフレーム内の空間方向に混ぜ合せて配置する誤差拡散を行い、その後に、更に隣接する階調値を複数のフレーム間方向に所定の順番で切替えて配置するフレームレートコントロール(Frame Rate Control、以下FRCと称する)を行うことで、擬似的に多階調化する方法が公開されている(例えば、特許文献1 参照)。
【０００３】
【特許文献１】特開平6-118920号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載の技術では、前段の誤差拡散処理で粒状ノイズ等の画像ノイズを発生させるおそれがあり、更にこれを後段のFRC処理で強調してしまい、特に画像の明るい部分で大きな画質劣化を生じ易いという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の表示装置は、入力された画像データを量子化する量子化部と、量子化された画像データに多階調処理を施す多階調処理部と、多階調処理を施された画像データをサブフレームに変換するサブフレーム変換部と、サブフレームに変換された表示データを表示画像として表示する表示部と、を備える。多階調処理部は、画像データの輝度が閾値よりも低い場合には第１の多階調処理と第２の多階調処理とを行い、画像データの輝度が閾値よりも高い場合には、第２の多階調処理を行わずに第１の多階調処理を行う。
【０００６】
例えば、画像の画素輝度、表示率、ヒストグラムを調べ、画素毎に明るさの状態に応じてFRC単独で多階調化する処理、またはFRC後に誤差拡散の組合せで多階調化する処理のどちらか一方の多階調処理を選択するように制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の表示装置によれば、表示画像の高画質化を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態における表示装置について図面を用いて説明する。
で構成する
図1は、本発明の実施例における表示装置が備える多階調処理部100の構成を示す図である。
【０００９】
多階調処理部100は、外部から入力した画像を保持するフレームメモリ1(108)と、フレームメモリ1(108)から画素データを逐次読み出し、画素の輝度と所定のしきい値とを比較し、その結果に応じて所定の判定信号を出力する輝度判定部101と、フレームメモリ1(108)の画像データから表示パネル全体における赤(R)、青(G)、緑(B) 合計の発光セルの割合を表す表示率を求め、その結果に応じて輝度判定部101が参照するしきい値を変更する表示率判定部102と、フレームメモリ1(108)の画像データから画像の明るさの分布を表すヒストグラムを求めて、その結果に応じて所定の判定信号を出力するヒストグラム判定部103と、フレームメモリ1(108)から画素データを逐次読み出して、隣接する階調値を複数のフレーム間方向に所定の順番で切替えて配置することで擬似的に多階調処理を行うFRC部105と、隣接する階調値をフレーム内の空間方向に混ぜ合せて配置することで擬似的に多階調処理を行う誤差拡散部106と、FRC部105またはFRC部105を通過後に誤差拡散部106を通過した出力画素を合成して1枚の画像データを生成するフレーム合成部107と、輝度判定部101の判定信号とヒストグラム判定部103の判定信号の状態から、FRC部105単独で多階調処理を行うか、又はFRC部105で処理を行った後さらに誤差拡散部106で誤差拡散処理を行う組合せで多階調処理を行うかを選択して、その選択結果に応じてFRC部105と誤差拡散部106とフレーム合成部107に制御信号を出力する階調処理制御部104と、フレーム合成部107で生成した画像を外部へ出力するために保持するフレームメモリ2(109)で構成する。
【００１０】
図2は、輝度判定部101の判定概要を示す図である。
【００１１】
同図は、画素の輝度と多階調処理の実行内容の関係を示している。横軸は参照する画素201、縦軸は画素の輝度200を示す。
【００１２】
前述の通り、FRCと誤差拡散を組合せて多階調処理を行うと、その弊害として高輝度の画像エリアで画像ノイズによる画質劣化が目立ち易くなる。そこで本実施例では、画素毎に輝度を調べて、輝度(200)が所定のしきい値THa(202)以上の場合は、FRC単独で多階調処理を行うようにする。輝度(200)が所定のしきい値THa(202)以下の場合は、FRCと誤差拡散を組合せて多階調処理を行うようにする。参照画素の輝度が低い場合、暗い画像領域に含まれる確率が高いため、FRCと誤差拡散を組合せて多階調処理を行っても、視覚特性から画像ノイズは目立ちにくいと考えられる。輝度(200)がしきい値THa(202)以上の場合は、FRC単独の多階調処理を行う。参照画素の輝度が高い場合、明るい画像領域に含まれる確率が高いため、FRC単独の多階調処理でも、視覚特性から違和感は少ないと考えられる。輝度のしきい値THa(202)は、FRCと誤差拡散を組合せによる階調特性や画像ノイズを考慮して任意に決定する。
【００１３】
図3は、輝度判定部101の入出力関係を示す図である。
【００１４】
図3(a)に示す通り、輝度判定部101は、フレームメモリ1(108)から画素n(300)を逐次読み出して前述の輝度判定を行った後、その結果から判定信号S1(301)を出力する。
【００１５】
図3(b)に、判定信号S1と選択される多階調処理の内容を示す。画素n(300)の輝度がTHa(202)以上ならば、判定信号S1は「0」を出力して、FRC単独の多階調処理を選択する(303)。画素n(300)の輝度がTHa(202)以下ならば、判定信号S1は「1」を出力して、FRCと誤差拡散を組合せによる多階調処理を選択する(304)。ここで、判定信号S1を「0」および「1」の数値で表現したが、システムとして選択した多階調処理が判別できるものであれば、記号やパルス信号等の他の表現方法を採用しても良い。
【００１６】
図4は、表示率判定部102の判定概要を示す図である。
【００１７】
同図は、画素の輝度とPDPの表示率の関係を示している。横軸は表示パネル表示率401、縦軸は画素の輝度400を示す。表示率401とは、表示パネル全体における赤(R)、青(G)、緑(B)合計の発光セルの割合である。PDPでは、発光駆動方式の制約から表示率が高くなると消費電力低減のために表示放電の回数を下げる処理を一般的に行っているが（APC：オートパワーコントロール）、その場合には消費電力低減のトレードオフとして輝度の低下が発生する。これは改善するために、画素を構成するサブフィールドの数を減らすことで１サブフィールド辺りの発光量を増加させて、明るさの低下を緩和する方法がある。しかし、表現できる実階調数が減ることに伴う階調特性の低下、更に１サブフィールドの発光量にも駆動制約に伴う上限があり、完全に改善するには至らない。
【００１８】
表示率が変化すると画素の輝度が変化してしまうため、図2で説明した本来設定したい多階調方式選択の分割点と輝度しきい値THa(202)とに誤差が生じる場合がある。
【００１９】
そこで本実施例では、表示率に応じて輝度しきい値を変更する手順を備える。表示率が低下した場合、本来表示したい輝度値よりも明るさが低下するので、その低下した明るさ量を差分とし、この差分に相当する輝度量を輝度しきい値THa(202)に加算する。この演算は参照する画素毎に行っても良い。また、同図のように、周辺画素との相関を考慮して表示率を所定の範囲で区切り、その区切りの数だけ明るさ量の差分を平均して求めた輝度しきい値を設定するようにしても良い。表示率を区切る数は任意で良く、同図では3個に区切り、輝度しきい値も3個設定する例を示している。表示率がM2(404)以下の場合は輝度しきい値THa(405)、表示率がM2(404)以上、且つM1(403)以下の場合は輝度しきい値THb1(406)、表示率がM1(403)以上の場合は輝度しきい値THb2(407)をそれぞれテーブル化しておき、表示率に応じて前記テーブルを参照して設定する。輝度しきい値THa(405)、THb1(406)およびTHb2(407)の大きさの関係は、次の通りである。
【００２０】
(式1)   THb2 ＞ THb1 ＞ THa
図5は、表示率判定部102の入出力関係を示す図である。
【００２１】
図5(a)に示す通り、表示率判定部102は、フレームメモリ1(108)から1フレーム分の画像500を読み出して前述の表示率演算を行った後、その結果から判定信号S2(501)を輝度判定部101に出力する。図5(b)に、判定信号S2(501)と出力する輝度しきい値の内容を示す。表示率がM2(404)以下の場合は、輝度しきい値THa(405)を示す判定信号S2「0」を出力する(503)。表示率がM2(404)以上、且つM1(403)以下の場合は、輝度しきい値THb1(406) を示す判定信号S2「1」出力する(504)。表示率がM1(403)以上の場合は、輝度しきい値THb2(407)を示す判定信号S2「2」出力する(505)。ここで、判定信号S2を「0」、「1」および「2」の数値で表現したが、システムとして選択した輝度しきい値が判別できるものであれば、記号やパルス信号等の他の表現方法を採用しても良い。
【００２２】
図6は、ヒストグラム判定部103の判定概要を示す図である。
【００２３】
ヒストグラムは、画像の明るさの分布を表すグラフであり、画像の特徴を表現する手段の一つである。横軸は画像の輝度 601、縦軸は該当輝度の画素数を表している。暗く、且つ階調が平坦な画像では、同図のように狭い輝度範囲M(604)にヒストグラムが集中する。この様な画像に対してFRCと誤差拡散の組合せによる多階調処理を実行すると、ある限られた数の階調値のみしか選択されないことに起因して、多階調化が十分に行えない場合がある。例えば、特定パターン状の画像ノイズが生じる等の画質劣化が生じる。そこで本実施例では、ヒストグラム分布603が所定の輝度範囲M(604)に集中し、且つ輝度しきい値THc(602)以下に存在する場合、多階調化処理をFRC単独で行うようにして画像ノイズ発生を抑制する。ヒストグラム分布が輝度範囲M(604)に集中したと判断する画素数の割合Kは任意に設定し良い。例えば、割合Kは画素数全体の100%としても良く、或いは画素数全体の80％としても良い。同図の輝度しきい値THc(602)は、図2に示した輝度しきい値THa(202)と等価である。
【００２４】
図7は、ヒストグラム判定部103の入出力関係を示す図である。
【００２５】
図7(a)に示す通り、ヒストグラム判定部103は、フレームメモリ1(108)から1フレーム分の画像700を読み出して前述のヒストグラム演算を行った後、その結果から判定信号S3(701)を出力する。
【００２６】
図7(b)に、判定信号S3(701)と選択する多階調化処理の内容を示す。ヒストグラム分布が輝度範囲M(604)に集中し、且つ輝度しきい値THc(602)以下に存在する場合、多階調化処理にFRC単独を選択したことを示す判定信号S3「0」を出力する(703)。ヒストグラム分布が上記条件以外の場合、多階調化処理にFRCと誤差拡散の組合せを選択したことを示す判定信号S3「1」を出力する(704)。
【００２７】
図8は、階調処理選択のための判定信号と多階調化実行のための制御信号の構成を示す図である。
【００２８】
輝度判定部101の判定信号S1(301)と、ヒストグラム判定部103の判定信号S3(701)は、階調処理制御部104に出力する。表示率判定部102の判定信号S2(501)は、輝度判定部101に出力する。階調処理制御部104は、判定信号S1(301)と、判定信号S3(701)の状態に応じて、FRC部105と誤差拡散部106に対して、それぞれ動作ONまたは動作OFFを表す制御信号C1(800)、制御信号C2(801)を出力する。フレーム合成部107に対しては、選択された多階調化処理に応じて、FRC部105または誤差拡散部106のどちらから画像データを入力するかを選択する制御信号C3(802)を出力する。
【００２９】
図9は、判定信号と制御信号と選択された多階調処理の関係を示す図である。
【００３０】
輝度判定部101およびヒストグラム判定部103が出力する各判定信号と、階調処理制御部104が出力する各制御信号と、選択された多階調処理の関係は次の通りである。
【００３１】
判定信号S1(301)が「0」、且つ判定信号S3(701)が「0」の場合は、多階調化処理にFRC単独を選択し、制御信号C1(800)は「ON」、制御信号C2(801)は「OFF」、制御信号C3(802)は「FRC部から入力」を表す信号を出力する。
【００３２】
判定信号S1(301)が「0」、且つ判定信号S3(701)が「1」の場合は、多階調化処理にFRC単独を選択し、制御信号C1(800)は「ON」、制御信号C2(801)は「OFF」、制御信号C3(802)は「FRC部から入力」を表す信号を出力する。
【００３３】
判定信号S1(301)が「1」、且つ判定信号S3(701)が「0」の場合は、多階調化処理にFRC単独を選択し、制御信号C1(800)は「ON」、制御信号C2(801)は「OFF」、制御信号C3(802)は「FRC部から入力」を表す信号を出力する。
【００３４】
判定信号S1(301)が「1」、且つ判定信号S3(701)が「1」の場合は、多階調化処理にFRCと誤差拡散の組合せを選択し、制御信号C1(800)は「ON」、制御信号C2(801)は「OFF」、制御信号C3(802)は「誤差拡散部から入力」を表す信号を出力する。
【００３５】
即ち、図９の例では輝度がTha以下であり、かつ、ヒストグラムがTHc以下で輝度範囲Mに集中している場合にのみ、FRCと誤差拡散を組み合わせることになる。
【００３６】
この条件を満たさない場合には、FRCのみを行い誤差拡散を行わない。誤差拡散のみを行うのではなくFRCのみを行うこととしたのは、誤差拡散よりもFRCの方がノイズの発生が一般的に少ないからである。
【００３７】
図10は、FRCによる多階調処理の概要を示す図である。
【００３８】
FRCは、隣接する階調値を複数のフレーム間方向に所定の順番で切替えて配置することで擬似的に多階調化を表現する手法である。同図は、実際に用意されている実階調値「0」と「１」の2値を用い、4フレーム間で1個の理論階調値を示す例である。理論階調値は、フレーム番号(1001)の#1から#4で設定した実階調値の総和を表現フレーム数「4」で割ることで求まる。例えば、フレーム番号(1001)の#1から#4の全てが「0」の場合、理論階調値は「0」である。フレーム番号(1001)の#1から#4のうち、ある1フレームが「１」、残りの3フレームが「0」の場合、理論階調値は「0.25」である。フレーム番号(1001)の#1から#4のうち、「0」と「1」が2フレームずつの場合、理論階調値は「0.5」である。フレーム番号(1001)の#1から#4のうち、3フレームが「１」、残りの1フレームが「0」の場合、理論階調値は「0.75」である。フレーム番号(1001)の#1から#4の全てが「1」の場合、理論階調値は「1」である。この様に、4フレーム間で1個の理論階調値を示す手法では、実際に用意されている実階調値に対して擬似的に約4倍の多階調化が可能である。
【００３９】
図11は、誤差拡散による多階調処理の概要を示す図である。
【００４０】
誤差拡散とは、入力画素値と実際の設定階調値(図10で示した理論階調値)との誤差を近隣の画素へと拡散していき、入力画像と出力画像の平均輝度を等しく保つことで擬似的に多階調化を表現する手法である。例えば、図11(a)において注目画素e(1100)に誤差err(1101)が生じたとする。ここで、図11(b)に示す様に誤差err(1101)を近隣の画素f、画素g、画素h、画素iに拡散させる。ある注目画素において、近隣の画素の誤差errの合計が、設定階調値の持つ階調範囲(即ち、1段上の階調値との差)を超えた場合、設定階調値を1段上の階調値に変更する。図11(b)では、近隣の画素へ拡散する誤差の比率として、一般的に多用される7/16、3/16、5/16、1/16とした例を示しているが、この比率設定は任意である。また、図11(b)では、画素a、画素b、画素c、画素dには誤差を拡散していない。これは一般的にラスタ走査順に誤差を拡散する場合、過去に走査した画素への誤差拡散に伴うメモリ消費を避けることを考慮して拡散手順を省略している。
【００４１】
図12は、輝度判定部101の処理フローを示す図である。
【００４２】
同図は、フレームメモリ1(108)に格納された1フレーム分の画像に対する処理を表している。
【００４３】
まず、表示率判定部102が出力する判定信号S2を参照する(1200)。判定信号S2が「0」ならば、輝度しきい値THsにTHaを設定する(1201、1202)。判定信号S2が「1」ならば、輝度しきい値THsにTHb1を設定する(1203、1204)。判定信号S2が「0」でなく、且つ「1」でなければ、輝度しきい値THsにTHb2を設定する(1205)。次に、フレームメモリ1(108)から参照画素nを読み出して輝度Ynを求め(1206)、輝度Ynが輝度しきい値THsより大きいか否かを判定する(1207)。輝度Ynが輝度しきい値THsより大きい場合は、判定信号S1に多階調化処理をFRC単独で行うことを示す「0」を設定する(1208)。輝度Ynが輝度しきい値THsより小さい場合は、判定信号S1に多階調化処理をFRCと誤差拡散を組合せて行うことを示す「1」を設定する(1209)。判定信号S1を階調処理制御部104に出力する。フレームメモリ1(108)の全画素に対して輝度判定が終了したか否かを判定し(1210)、終了していない場合は、処理1206に戻る。全画素に対して輝度判定が終了した場合は、同フローの処理を終了する。
【００４４】
図13は、表示率判定部102の処理フローを示す図である。
【００４５】
同図は、フレームメモリ1(108)に格納された1フレーム分の画像に対する処理を表している。
【００４６】
まず、フレームメモリ1(108)から1フレーム分の画像を読み出して表示率DPRを計算する(1300)。次に、表示率DPRがしきい値M2以下か否かを判定する(1301)。しきい値M2以下の場合は、輝度判定部101が参照する輝度しきい値をTHaに設定することを表すために判定信号S2を「0」に設定する(1302)。表示率DPRがしきい値M2以上、且つしきい値M1以下か否かを判定し(1303)、表示率DPRがしきい値M2以上、且つしきい値M1以下の場合は、輝度判定部101が参照する輝度しきい値をTHb1に設定することを表すために判定信号S2を「1」に設定する(1304)。表示率DPRが、前記の判定条件のいずれにも該当しない場合、即ち、表示率DPRがしきい値M1以上の場合は、輝度判定部101が参照する輝度しきい値をTHb2に設定することを表すために判定信号S2を「2」に設定する(1305)。最後に、判定信号S2を階調処理制御部104に出力する。
【００４７】
図14は、ヒストグラム判定部103の処理フローを示す図である。
【００４８】
同図は、フレームメモリ1(108)に格納された1フレーム分の画像に対する処理を表している。
【００４９】
まず、フレームメモリ1(108)から1フレーム分の画像を読み出してヒストグラムHISTを計算する(1400)。次に、フレームメモリ1(108)から参照画素nを読み出して輝度Ynを求める(1401)。続いて、全画素数のK％がヒストグラムHISTの階調範囲Mに含まれている、且つ階調範囲Mは輝度しきい値THc以下に存在しているか否かを判定する(1402)。処理1402の判定条件を満たさない場合は、判定信号S3に多階調化処理をFRC単独で行うことを示す「0」を設定する(1404)。処理1402の判定条件を満たす場合は、続いて輝度Ynが階調範囲Mに含まれているか否かを判定する(1403)。輝度Ynが階調範囲Mに含まれている場合は、判定信号S3に多階調化処理をFRC単独で行うことを示す「0」を設定する(1404)。輝度Ynが階調範囲Mに含まれていない場合は、判定信号S3に多階調化処理をFRCと誤差拡散を組合せて行うことを示す「1」を設定する(1405)。
判定信号S3を階調処理制御部104に出力する。フレームメモリ1(108)の全画素に対してヒストグラム判定が終了したか否かを判定し(1407)、終了していない場合は、処理1401に戻る。全画素に対してヒストグラム判定が終了した場合は、同フローの処理を終了する。
【００５０】
図15は、階調処理制御部104の処理フローを示す図である。
【００５１】
同図は、フレームメモリ1(108)に格納された1フレーム分の画像に対する処理を表している。
【００５２】
まず、フレームメモリ1(108)から読み出した画素nに対する輝度判定部101の判定信号S1とヒストグラム判定部103の判定信号S3を参照する(1500)。次に、判定信号S1が「１」、且つ判定信号S3が「１」であるか否かを判定する(1501)。処理150１の判定条件を満たす場合は、FRC部105への制御信号C1に「ON」、誤差拡散部106への判定信号C2に「ON」、フレーム合成部への制御信号C3に「誤差拡散部から入力」を示す信号をそれぞれ出力して(1502)、画素n に対してFRC後に誤差拡散の組合せで多階調処理を実行する(1503)。
処理150１の判定条件を満たさない場合は、FRC部105への制御信号C1に「ON」、誤差拡散部106への判定信号C2に「OFF」、フレーム合成部への制御信号C3に「FRC部から入力」を示す信号をそれぞれ出力して(1504)、FRC単独で多階調処理を実行する(1505)。全画素に対して階調処理が終了したか否かを判定して(1506)、終了していない場合は、処理1500に戻る。全画素に対して階調処理が終了した場合は、同フローの処理を終了する。
【００５３】
なお、ここではフレームレートコントロールを行った後に誤差拡散を行う例を示したが、誤差拡散を行った後にフレームレートコントロールを行うようにしても良い。但し、ノイズの発生は前者の方が抑制できる。  図16は、本実施例の多階調処理部100の別の構成例を示す図である。
【００５４】
同図は、複数フレーム間に渡りある注目画素の座標が移動した場合に、注目画素の階調処理がフレーム毎に切換ることに起因したフリッカノイズを低減することを目的に、注目画素の動きベクトルMVを利用して、注目画素に対して選択する階調処理を所定数のフレーム間だけ固定して、安定した階調処理を行うための構成である。
【００５５】
同構成は、図1に示した構成に加えて、画素の動きベクトルを求めるための動きベクトル探索部110と、動きベクトルを求めるために１フレーム前の画像を格納するフレームメモリ3(111)と、１フレーム前の画像に対して実施したFRC単独、またはFRC後に誤差拡散の組合せのどちらを選択して実行したかを示す階調処理種別を画素毎に記憶する領域と、現在画像に対して実施した階調処理種別を画素毎に記憶する領域を備えた階調処理種別記憶メモリ(112)と、を備える。動きベクトル探索は、フレームメモリ2(108)に格納される現在画像と、フレームメモリ3(111)に格納される１フレーム前の過去画像の2つの画像を参照することで実行する。動きベクトルMVが表す情報は、現在画像の注目画素が過去画像のどの座標から移動したかを表す水平成分と垂直成分の画素移動量の数値である。階調処理種別記憶メモリ112には、入力画像の全画素について、それぞれ実施した階調処理の種別を画素の座標と対応させて記憶する。階調処理種別記憶メモリ112に記憶する内容は、FRC単独、またはFRC後に誤差拡散の組合せのどちらを選択したかを判別できる情報であれば良い。例えば、FRC単独の場合は「0」、FRC後に誤差拡散の組合せの場合は「１」等の数値を記憶する。注目画素が移動した場合に、階調処理を固定するフレーム数(期間)は、0以上の数で任意である。
【００５６】
図17は、図16に示した多階調処理部100の別の構成例の処理フローを示す図である。
【００５７】
まず、階調処理の固定周期を表すカウンタPCNTを所定の固定フレーム数pに初期化する。次に、カウンタPCNTが0か否かを判定し(1701)、0でなければ動きベクトル探索を行い画素nの動きベクトルMVを求める(1702)。取得した動きベクトルMVが静止を表す値か否かを判定し(1703)、静止を表す値以外(即ち画素移動有りと判断)ならば、続いて階調処理種別記憶メモリ112に過去画像の階調処理種別の情報の有無を判定する(1704)。処理1704の判定は、多階調処理部100の動作開始直後は、階調処理種別記憶メモリ112に過去画像に対応する階調処理種別情報がセットされていない状態であるため、この時点における同メモリへの参照を回避するために行う。階調処理種別記憶メモリ112に過去画像の階調処理種別の情報がセットされている場合は、動きベクトルMVから画素nに対応する過去画像上の画素ｎ’の座標xyを求める(1705)。階調処理種別記憶メモリ112から座標xyの位置の階調処理種別を読み出し(1706)、画素nに対して画素ｎ’と同じ階調処理を実行し(1707)、画素nに実施した階調処理種別を階調処理種別記憶メモリ112に記憶する(1708)。画素nの階調処理が終了したら、カウンタPCNTから1を減算する(1709)。全画素に対して階調処理が終了したか否かを判定して(1710)、終了していない場合は、処理1701に戻る。全画素に対して階調処理が終了した場合は、同フローの処理を終了する。
【００５８】
処理1701の判定で、カウンタPCNTが0ならば、カウンタPCNTに固定フレーム数pを再設定し(1711)、判定信号S1および判定信号S3から階調処理を選択して実行(即ち、図15に示した階調処理制御部104の処理フロー)し、処理1708に移る。
【００５９】
処理1703の判定で、動きベクトルMVが静止を表す値ならば、処理1711に移る。
【００６０】
処理1704の判定で、階調処理種別記憶メモリ112に過去画像の階調処理種別の情報がセットされていない場合は、処理1711に移る。
【００６１】
図18は、本実施例の多階調処理部100を適用したPDP構成の一例を示す図である。
【００６２】
同図の例では、外部から入力した画像データを予めテーブル等で用意された所定の実階調値に変換する量子化部1802と、画素の階調値を表示デバイスのサブフィールド駆動信号に変換するサブフレーム変換部1803と、表示画像として可視化す表示デバイス1804を備えたPDPにおいて、量子化部1802とサブフレーム変換部1803の間に本実施例の多階調処理部100を配置して、量子化部1802から出力された画像の階調値を擬似的に多階調化するように構成する。量子化部1802と、本実施例の多階調処理部100と、サブフレーム変換部1803は、表示デバイスの前段に画像信号処理LSI(1801)として実装する。
【００６３】
本実施例の多階調処理部100のさらに別の構成例として、階調処理選択の判定を輝度判定部101単独で判定するように構成、または、ヒストグラム判定部103単独で判定するように構成するようにしても良い。
【００６４】
以上のように、本発明の実施例によれば、画素毎に明るさの状態に応じてFRC単独で多階調化する処理、またはFRC後に誤差拡散の組合せで多階調化する処理のどちらか一方の多階調処理を選択するように制御するため、画像の明るい部分の大きな画質劣化を抑制できる。また、FRC単独で多階調化する画像領域は、FRC画像の明るい部分に制限しているが、人間の視覚特性として元々階調差を感じにくいことを利用しているため、誤差拡散と組合せなくとも階調感に関する画質低下は感じにくく、問題とならない。更に本実施例の多階調表示方法は、少ないサブフィールド構成のPDP駆動構成でも多階調化することができる。また、FRCによって複数フレーム間で異なる階調値を切り替えながら目的とする階調値を擬似的に表現することから、サブフィールドの点灯、非点灯を分散して配置することになる。従って、サブフィールドの特定の配置パタンに起因して生じる擬似輪郭の発生を抑制する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】多階調処理部の構成を示す図である。
【図２】輝度判定部の判定概要を示す図である。
【図３】輝度判定部の入出力関係を示す図である。
【図４】表示率判定部の判定概要を示す図である。
【図５】表示率判定部の入出力関係を示す図である。
【図６】ヒストグラム判定部の判定概要を示す図である。
【図７】ヒストグラム判定部の入出力関係を示す図である。
【図８】判定信号と制御信号の構成を示す図である。
【図９】判定信号と制御信号と多階調処理の関係を示す図である。
【図１０】FRCによる多階調処理の概要を示す図である。
【図１１】誤差拡散による多階調処理の概要を示す図である。
【図１２】輝度判定部の処理フローを示す図である。
【図１３】表示率判定部の処理フローを示す図である。
【図１４】ヒストグラム判定部の処理フローを示す図である。
【図１５】階調処理制御部の処理フローを示す図である。
【図１６】多階調処理部の別の構成を示す図である。
【図１７】多階調処理部の別の構成の処理フローを示す図である。
【図１８】多階調処理部を適用したPDP構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
100…多階調処理部、101…輝度判定部、102…表示率判定部、103…ヒストグラム判定部、104…階調処理制御部、105…FRC部、106…誤差拡散部、107…フレーム合成部、108…フレームメモリ1、109…フレームメモリ2
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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