(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号に逆ガンマ補正処理を施して第１のビット数を有する映像信号を出力する逆ガンマ補正回路と、
前記逆ガンマ補正回路より出力された映像信号を前記第１のビット数よりもビット数の小さい第２のビット数に削減するに際し、それぞれの注目画素における前記第１のビット数と前記第２のビット数との差分である前記第１のビット数の下位ビットに所定の誤差拡散係数を乗じた誤差データを前記注目画素の複数の周辺画素に拡散することにより多階調化処理を施す誤差拡散処理回路とを備えた画像表示装置において、
前記逆ガンマ補正回路に設定する入力階調に対する出力階調の関係を表す逆ガンマ補正特性として、入力階調における階調０から所定階調までを所定の傾きを有する直線とし、前記所定階調を超える部分を前記直線につながる曲線とし、
前記直線の傾きを１／ｔ（ｔ≧１）とし、前記誤差拡散処理回路にて誤差拡散に用いる前記下位ビットのビット数をｎとしたとき、
ｔ＝２nなる関係にてｎを求め、ｎが小数点を有さなければ、そのままそのｎを前記下位ビットのビット数ｎとして設定し、ｎが小数点を有すれば、そのｎの小数点を繰り上げた数を前記下位ビットのビット数ｎとして設定したことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル表示装置（ＰＤＰ），フィールドエミッションディスプレイ装置（ＦＥＤ），デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ），エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）等のように、入力された映像信号に逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻して画像表示する画像表示装置に係る。特に、逆ガンマ補正処理に加えて、誤差拡散法による多階調化処理を施すことによって視覚的な階調数を増加させるようにした画像表示装置において、逆ガンマ補正処理と誤差拡散法による多階調化処理との関係を最適化することができる画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号を表示する画像表示装置の内、例えば、１フィールドを複数のサブフィールドに分割して階調表示するＰＤＰや、パルス幅変調（ＰＷＭ）によって階調表示するＦＥＤ、さらにはＤＭＤ等のマトリクス型表示装置においては、駆動方法によってはデジタル的に制限された階調数でしか映像を表現することができない。
【０００３】
通常、受像機を陰極線管（ＣＲＴ）と想定しているテレビジョン放送等では、予め、送信機側でガンマ特性を施しており、受像機側のＣＲＴが有する逆ガンマ特性と合わせてリニアな階調特性となるようにしている。しかしながら、デジタル的に制限された階調数で画像表示する上記のような表示装置においては、ＣＲＴとは異なり、表示装置自体はリニアな階調特性である。従って、普段見慣れているＣＲＴによる表示装置と同様な階調特性で画像表示するには、表示装置の入力映像信号に２．２乗の逆ガンマ補正処理を施し、リニアな階調特性に戻して画像表示することが必要である。
【０００４】
実際には、上記のような表示装置においては、黒レベル付近の低階調領域における逆ガンマ補正後の出力階調を多くするため、２．２乗の逆ガンマ補正処理ではなく、逆ガンマ補正特性のカーブを、階調０（黒レベル）から所定の階調までは所定の傾きを有する直線にて近似し、その直線に連続して放物線状の曲線をつなげるようにすることが多い。
【０００５】
入力階調をＶ、出力階調をＬとし、最大の階調を１で正規化した場合、逆ガンマ補正特性のカーブ（逆ガンマ補正式）は、一例として、次の（１ａ），（１ｂ）式で表される。
Ｌ＝Ｖ／４．０  （但し、Ｖ＜０．０９１３）  …（１ａ）
Ｌ＝｛（Ｖ＋０．１１１５）／１．１１１５｝１／０．４５  （但し、Ｖ≧０．０９１３）  …（１ｂ）
この逆ガンマ補正式では、（１ａ）式が階調０から所定の階調までの直線部であり、（１ｂ）式がその直線部につながる曲線部である。直線部の傾き１／ｔは１／４．０であり、（１ａ）式と（１ｂ）式との接続点０．０９１３が変曲点となる。
【０００６】
一方、上記の表示装置においては、入力信号の階調数（ビット数）が表示装置で表現できる階調数（ビット数）よりも大きい場合がある。また、表示装置で表現する階調数（ビット数）を意図的に入力信号の階調数（ビット数）よりも減らす場合がある。
【０００７】
さらに、逆ガンマ補正回路によって逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻す際、表示装置で表現できるビット数よりも一旦ビット数を上げる場合がある。これは、次のような理由による。逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻す際、低輝度レベルの階調数が損なわれ、しばしば階調の連続性がなくなることに起因する画質妨害をもたらすことがある。特に、ＰＤＰの場合では、１フィールドを発光量の重み付けの異なる複数のサブフィールドによって構成し、そのサブフィールドを複数選択することによって階調を表現する。従って、サブフィールドの選択状況によっては、隣接階調に対する視覚的な輝度差が大きくなり、その結果、疑似輪郭状の画質妨害が発生してしまうことがある。そこで、極力階調が損なわれないようにするため、原信号のビット数よりも高いビット数で逆ガンマ補正処理を施し、ビット数を上げて出力することがある。
【０００８】
このように、入力された映像信号のビット数もしくは逆ガンマ補正回路より出力された映像信号のビット数（第１の階調数）が、表示装置によって表現するビット数（第２の階調数）よりも大きい場合には、ビット数（階調数）を削減する必要が生じることとなる。ビット数を削減すれば、階調が損なわれるので、誤差拡散法を用いて多階調化処理を行うようにしている。
【０００９】
誤差拡散法による多階調化処理は、上記のデジタル的に制限された第２の階調数を超える第１の階調数に相当する映像を得るために、一例として次のように行う。図６において、Ｐは注目画素を構成する３つのドットの内の１つであり、第２の階調数ではそのまま表現できない階調を有するドットである。Ａは右隣のドット、Ｂは左下のドット、Ｃは真下のドット、Ｄは右下のドットである。図６に示すように、注目ドットＰにおいて表現することができない第１の階調数と第２の階調数との差分（第１の階調数−第２の階調数）を複数の周辺ドットＡ〜Ｄに一定の重みを付けて拡散することによって、見かけ上、第１の階調数に相当する映像となるように多階調化処理するのが一般的な方法である。
【００１０】
例えば、表示装置が８ビットの階調能力しかなく、１２ビットのドットデータの上位８ビットにより階調表示する場合は、残りの下位４ビット分のドットデータに一定の重みを付けて、周辺ドットＡ〜Ｄに拡散することによって、視覚的な積分効果を利用して１２ビット相当の階調表示を行う。図６において、周辺ドットＡ〜Ｄに添えた７／１６，３／１６，５／１６，１／１６は、重み付けの程度を表す誤差拡散係数の一例である。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色信号に対して、共通の誤差拡散係数を用いる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したような表示装置、特に、ＰＤＰの場合には、前述のような誤差拡散法による多階調化処理を施すことによって、見かけ上の階調数を増加させると共に、疑似輪郭状の画質妨害を低減するようにしている。なお、逆ガンマ補正処理と誤差拡散法による多階調化処理を組み合わせて表示する際、逆ガンマ補正式として上記の（１ａ）式と（１ｂ）式のように低階調領域の直線部と中間及び高階調領域の曲線部とをつなげた特性（カーブ）を用いた場合、直線部における傾きをどのように設定するかは極めて重要な事項である。
【００１２】
一般的には、直線部における傾きを小さくして階調変化を小さくすれば、逆ガンマ補正処理により低階調領域において階調の連続性が損なわれる部分が誤差拡散処理によって補われ、滑らかな階調変化を得ることができる。逆に、直線部における傾きを大きくすると、低階調領域において滑らかな階調変化を得ることができず、階調の連続性が著しく損なわれたデジタルのビット落ちのような画像となりやすい。
【００１３】
ところが、入力信号によっては、直線部における傾きを大きくした方が良好な画質となる場合がある。例えば、パソコン信号や固定パターン等を表示する場合である。また、入力信号における伝送ガンマ特性，フォーマット（走査方式），水平・垂直周波数，解像度等の違いにより、絵柄（画像内容）により、また、視聴者の好みにより、最適な表示画像が異なる場合もあるので、直線部における傾きを一律に設定して表示される画像の状態を固定してしまうのは好ましいことではない。従って、表示される画像の状態を効果的に変化させることが望ましい。
【００１４】
さらには、誤差拡散処理回路における分解能、即ち、誤差拡散処理回路に入力された信号の下位何ビットを用いて誤差拡散するかも重要な事項である。直線部における傾きが小さいのに、誤差拡散処理回路における分解能が小さければ最適な誤差拡散が行われず、滑らかな階調変化を得ることができない。逆に、直線部における傾きが大きいのに、誤差拡散処理回路における分解能を小さくすることは、誤差拡散処理回路の性能上無駄である。従って、誤差拡散処理回路における分解能をどのように設定すべきかが問題となる。
【００１５】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、逆ガンマ補正回路を備えた画像表示装置において、表示される画像の状態を効果的に変化させることができる画像表示装置を提供することを目的とする。また、逆ガンマ補正回路と誤差拡散処理回路とを備えた画像表示装置において、選択した逆ガンマ補正特性に最適な誤差拡散処理を行うことができる画像表示装置を提供することを目的とする。さらに、逆ガンマ補正回路における逆ガンマ補正特性と誤差拡散処理回路における分解能との関係を最適化することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、入力された映像信号に逆ガンマ補正処理を施して第１のビット数を有する映像信号を出力する逆ガンマ補正回路（２）と、前記逆ガンマ補正回路より出力された映像信号を前記第１のビット数よりもビット数の小さい第２のビット数に削減するに際し、それぞれの注目画素における前記第１のビット数と前記第２のビット数との差分である前記第１のビット数の下位ビットに所定の誤差拡散係数を乗じた誤差データを前記注目画素の複数の周辺画素に拡散することにより多階調化処理を施す誤差拡散処理回路（３）とを備えた画像表示装置において、前記逆ガンマ補正回路に設定する入力階調に対する出力階調の関係を表す逆ガンマ補正特性として、入力階調における階調０から所定階調までを所定の傾きを有する直線とし、前記所定階調を超える部分を前記直線につながる曲線とし、前記直線の傾きを１／ｔ（ｔ≧１）とし、前記誤差拡散処理回路にて誤差拡散に用いる前記下位ビットのビット数をｎとしたとき、ｔ＝２nなる関係にてｎを求め、ｎが小数点を有さなければ、そのままそのｎを前記下位ビットのビット数ｎとして設定し、ｎが小数点を有すれば、そのｎの小数点を繰り上げた数を前記下位ビットのビット数ｎとして設定したことを特徴とする画像表示装置を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像表示装置について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の画像表示装置の一実施例を示すブロック図、図２は図１中の逆ガンマ補正回路２の具体的構成例を示すブロック図、図３は図１中の逆ガンマ補正回路２が備える逆ガンマ補正特性を説明するための特性図、図４は図１中の誤差拡散処理回路３の具体的構成例を示すブロック図、図５は図１中の誤差拡散処理回路３による誤差拡散処理の動作を説明するための図である。
【００１８】
図１に示す本実施例では、デジタル的に制限された階調数でしか映像を表現することができないマトリクス型表示装置として、ＰＤＰを用いた場合について示している。勿論、本発明の表示装置としては、ＰＤＰに限定されるものではない。図１において、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号よりなる３系統の映像信号は、映像信号処理回路１に入力される。映像信号処理回路１は、これらの映像信号に各種の映像信号処理を施し、逆ガンマ補正回路２に入力する。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号は一例として８ビットのデジタル信号、即ち、２５６階調の信号である。
【００１９】
逆ガンマ補正回路２は、Ｒ用逆ガンマ補正回路２Ｒ，Ｇ用逆ガンマ補正回路２Ｇ，Ｂ用逆ガンマ補正回路２Ｂより構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号はそれぞれの逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに入力される。逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに対し、逆ガンマ補正処理を施し、一例として１２ビットもしくは１１ビットのデジタル信号、即ち、４０９６階調もしくは２０４８階調の信号として出力する。このとき、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対する逆ガンマ補正処理は、全て同じ特性であってもよく、表示装置のパネル特性等に合わせた別々の特性であってもよい。８ビットのデジタル信号を１２ビットもしくは１１ビットのデジタル信号として出力するのは、前述のように、逆ガンマ補正処理によって階調数が損なわれるのを防ぐためである。
【００２０】
逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂより出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、誤差拡散処理回路３に入力される。誤差拡散処理回路３は、Ｒ用誤差拡散処理回路３Ｒ，Ｇ用誤差拡散処理回路３Ｇ，Ｂ用誤差拡散処理回路３Ｂより構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号はそれぞれの誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに入力される。誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれに対し、誤差拡散処理を施して出力する。即ち、１２ビットのデジタル信号の場合には、例えば下位４ビットに一定の重みを付けた上で上位８ビットに拡散して、８ビットのデジタル信号として出力する。１１ビットのデジタル信号の場合には、例えば下位３ビットに一定の重みを付けた上で上位８ビットに拡散して、８ビットのデジタル信号として出力する。
【００２１】
逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ及び誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂには切換信号が入力される。この切換信号は、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける逆ガンマ補正特性を切り換えるためのものである。本実施例では、２つの逆ガンマ補正特性を選択的に切り換えるようにしており、一方の特性では、８ビットのデジタル信号を１２ビットのデジタル信号として出力し、他方の特性では、８ビットのデジタル信号を１１ビットのデジタル信号として出力する。また、切換信号は、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける誤差拡散処理の動作を切り換えるためのものでもある。本実施例では、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける逆ガンマ補正特性の切換と誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける誤差拡散処理の動作の切換とを連動させている。
【００２２】
本発明は、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける逆ガンマ補正特性を切り換えることに特徴があり、特に、その切換の具体的手法に特徴がある。また、本発明は、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける逆ガンマ補正特性の切換と誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける誤差拡散処理の動作の切換とを連動させることに特徴がある。さらには、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける逆ガンマ補正特性と誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能との関係を最適化することに特徴がある。これらについては、後に詳述する。
【００２３】
誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂによって誤差拡散処理されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ＰＤＰ４に入力される。ＰＤＰ４は、サブフィールド処理等の駆動回路処理を施した上で、画面上にＲ，Ｇ，Ｂ信号を画像表示する。
【００２４】
ここで、図２を用いて逆ガンマ補正回路２の具体的構成について説明する。逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは全て同一の構成である。なお、図２においては、便宜上、入出力信号をＲ，Ｇ，Ｂ信号としているが、これは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のいずれか１つの信号が入出力されることを意味する。図２において、映像信号処理回路１より出力された８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号は、逆ガンマ補正部２１及び２２に入力される。逆ガンマ補正部２１，２２はＲ，Ｇ，Ｂ信号に実際に逆ガンマ補正を施して出力する部分であり、逆ガンマ変換テーブルを有するＲＯＭやソフトウェア処理を実行するマイクロコンピュータによって構成される。
【００２５】
逆ガンマ補正部２１は、８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号を１２ビットで逆ガンマ補正して１２ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号を出力する。このＲ，Ｇ，Ｂ信号はセレクタ２３の端子ａに入力される。逆ガンマ補正部２２は、８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号を１１ビットで逆ガンマ補正して１１ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号を出力する。このＲ，Ｇ，Ｂ信号はセレクタ２３の端子ｂに入力される。逆ガンマ補正部２１は、逆ガンマ補正特性のカーブとして、低階調領域の直線部における傾きを小さくした特性を有するものであり、逆ガンマ補正部２２は、逆ガンマ補正特性のカーブとして、低階調領域の直線部における傾きを大きくした特性を有するものである。
【００２６】
逆ガンマ補正部２１による逆ガンマ補正の特性と逆ガンマ補正部２２による逆ガンマ補正の特性とは、次のように異ならせる。図３は、逆ガンマ補正部２１，２２に設定する入力階調と出力階調との関係を示す逆ガンマ補正特性を示しており、横軸Ｖは入力階調、縦軸Ｌは出力階調である。図３において、特性▲１▼は、低階調領域の直線部における傾きを小さくした特性、即ち、逆ガンマ補正部２１に設定する特性である。特性▲２▼は、低階調領域の直線部における傾きを大きくした特性、即ち、逆ガンマ補正部２２に設定する特性である。
【００２７】
特性▲１▼，▲２▼について詳細に説明する。特性▲１▼は、階調０（黒レベル）から所定の階調まで直線部α１となっており、この直線部α１に放物線状の曲線部β１がつながっている。直線部α１と曲線部β１との接続点が変曲点Ｐ１となっている。特性▲２▼は、階調０（黒レベル）から所定の階調まで直線部α２となっており、この直線部α２に放物線状の曲線部β２がつながっている。直線部α２と曲線部β２との接続点が変曲点Ｐ２となっている。特性▲１▼，▲２▼は最大階調である点ｑにて連結している。なお、図３においては、逆ガンマ補正特性のカーブが直線部と曲線部とのつながりであることを視覚上認識しやすいよう誇張して図示している。
【００２８】
特性▲１▼，▲２▼を比較すれば明らかなように、特性▲２▼の直線部α２における傾きは、特性▲１▼の直線部α１における傾きよりも大となっている。また、直線部α２となっている入力階調Ｖの階調０から変曲点Ｐ２までの距離は、直線部α１となっている入力階調Ｖの階調０から変曲点Ｐ１までの距離よりも小である。特性▲１▼，▲２▼の曲線部β１，β２は、放物線状の曲線を点ｑを中心として回転させ、直線部α１，α２にて連結させたものであるので、曲線部β１，β２は実質的に同一の曲線である。曲線部β１，β２を点ｑを中心として回転させた同一の曲線とすれば、直線部α１，α２の距離が異なることとなる。
【００２９】
直線部α１，α２と曲線部β１，β２とは、図３の如く折れ曲がっていてもよいが、折れ曲がることなく連続的につながっていることが好ましい。つまり、直線部α１，α２と曲線部β１，β２との変曲点Ｐ１，Ｐ２における微分値、即ち、傾きが同一であることが好ましい。また、上記の例では、曲線部β１，β２を点ｑを中心として回転させた実質的に同一の曲線としたが、曲線部β１，β２を別々の曲線としてもよい。直線部α１，α２の距離は同一であってもよい。
【００３０】
このように、特性▲１▼，▲２▼は、直線部α１，α２における傾きが異なっているので、全体としての逆ガンマ補正特性のカーブが異なっている。これらの特性▲１▼，▲２▼の一方は、上記の（１ａ），（１ｂ）で示される特性と同一であってもよいし、特性▲１▼，▲２▼の双方が上記の（１ａ），（１ｂ）で示される特性と異なっていてもよい。逆ガンマ補正部２１，２２における逆ガンマ補正特性は、伝送ガンマ特性を正確に戻す特性であっても、正確に戻さない特性であってもよく、適宜に設定すればよい。
【００３１】
再び図２に戻り、セレクタ２３には、上記の切換信号が入力される。セレクタ２３は、切換信号が例えば１のとき、端子ａを選択し、切換信号が例えば０のとき、端子ｂを選択する。これにより、逆ガンマ補正特性が選択的に切り換えられる。このように２つ（もしくは３つ以上の複数）の逆ガンマ補正特性を設定して切り換えるようにすると、入力信号に応じて、例えば通常の映像信号であるかパソコン信号であるかによって、また、通常の映像信号やパソコン信号の一方のみであっても、入力信号における伝送ガンマ特性，フォーマット（走査方式），水平・垂直周波数，解像度等の違いによって、絵柄（画像内容）によって、また、視聴者の好み等によって、ＰＤＰ４にて表示される画像の状態を最適な状態に切り換えることが可能となる。
【００３２】
セレクタ２３より出力された１２ビットもしくは１１ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号は、それぞれ、後段の誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに入力される。セレクタ２３は、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける逆ガンマ補正特性を切り換える切換手段として動作している。本発明では、直線部と曲線部とをつなげた逆ガンマ補正特性における直線部の傾きを切り換えるようにしているので、ＰＤＰ４にて表示される画像の状態は極めて効果的に切り換えられる。
【００３３】
次に、図４を用いて誤差拡散処理回路３の具体的構成について説明する。誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、全て同一の構成である。図４においても、便宜上、入出力信号をＲ，Ｇ，Ｂ信号としているが、これは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のいずれか１つの信号が入出力されることを意味する。
【００３４】
図４において、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂより入力された１２ビットもしくは１１ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号は、後述する加算器３１，３２を経て出力される。１２ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力されたとき、即ち、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのセレクタ２３が端子ａを選択したとき、加算器３２より出力された１２ビットのデータの内、下位４ビットが誤差検出回路３３１に入力される。この下位４ビットは、１２ビットのデジタル信号（４０９６階調）を８ビットのデジタル信号（２５６階調）に削減することにより失われる階調の差分に相当するものである。誤差検出回路３３１は、入力された下位４ビットのデータに対し、図５（Ａ）に示す周辺ドットＡ′〜Ｄ′に応じた誤差拡散係数を乗じて誤差データを発生するものである。
【００３５】
一方、１１ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力されたとき、即ち、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのセレクタ２３が端子ｂを選択したとき、加算器３２より出力された１１ビットのデータの内、下位３ビットが誤差検出回路３３２に入力される。この下位３ビットは、１１ビットのデジタル信号（２０４８階調）を８ビットのデジタル信号（２５６階調）に削減することにより失われる階調の差分に相当するものである。誤差検出回路３３２は、入力された下位３ビットのデータに対し、図５（Ｂ）に示す周辺ドットＡ′〜Ｄ′に応じた誤差拡散係数を乗じて誤差データを発生するものである。
【００３６】
誤差検出回路３３１，３３２の端子ｅには、上記の切換信号が入力される。誤差検出回路３３１は、切換信号が１のとき動作するようになっており、誤差検出回路３３２は、切換信号が０のとき動作するようになっている。従って、誤差検出回路３３１，３３２は両方が同時に動作するのではなく、上記の切換信号に応じて一方のみが動作することとなる。セレクタ２３が逆ガンマ補正部２１の出力を選択したときは誤差検出回路３３１が動作し、セレクタ２３が逆ガンマ補正部２２の出力を選択したときは誤差検出回路３３２が動作する。即ち、誤差検出回路３３１，３３２は、誤差拡散に用いる下位ビットのビット数を切り換える切換手段である。
【００３７】
まず、誤差検出回路３３１が動作する場合について説明する。誤差検出回路３３１に示す端子ａ〜ｄからは、それぞれ、下位４ビットのデータに図５（Ａ）に示す周辺ドットＡ′〜Ｄ′に応じた誤差拡散係数を乗じた誤差データが出力されることになる。図５（Ａ）の場合で説明すれば、端子ａ〜ｄからは、それぞれ、下位４ビットのデータに７／１６，３／１６，５／１６，１／１６を乗じた誤差データが出力される。図５（Ａ）に示す周辺ドットＡ′〜Ｄ′と周辺ドットＡ〜Ｄとの関係については後述する。
【００３８】
端子ａより出力された誤差データは加算器３２に入力され、端子ｂより出力された誤差データは加算器３５に入力され、端子ｃ及びｄより出力された誤差データは加算器３４に入力される。加算器３４は、入力された端子ｃ及びｄからの誤差データを加算して加算器３５に入力する。加算器３５は、端子ｂより出力された誤差データと加算器３４の出力とを加算してラインメモリ３６に入力する。ラインメモリ３６は、加算器３５の出力を１ライン分より若干短い時間だけ遅延して加算器３１に入力する。
【００３９】
加算器３１は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号とラインメモリ３６の出力とを加算して加算器３２に入力する。入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を図５（Ａ）に示す注目ドットＰ′とすると、加算器３１は、注目ドットＰ′に対し、略１ライン分過去に生じた誤差データであるラインメモリ３６の出力、即ち、Ｂ′×３／１６＋Ｃ′×５／１６＋Ｄ′×１／１６を加算する動作を行うことになる。
【００４０】
加算器３２は、加算器３１の出力と誤差検出回路３３１の端子ａより出力された誤差データとを加算する。即ち、加算器３２は、注目ドットＰ′に対して略１ライン分過去に生じた誤差データを加算した加算器３１の出力に対し、さらに、１ドット過去に生じた誤差データであるＡ′×７／１６を加算する動作を行うことになる。以上により、図５（Ａ）に示す注目ドットＰ′に対し、周辺ドットＡ′〜Ｄ′にそれぞれの誤差拡散係数を乗じた誤差データを加算する。加算器３２より出力された１２ビットのデータの内、さらに、下位４ビットが誤差検出回路３３１に入力され、以上の動作が繰り返される。
【００４１】
加算器３２より出力された１２ビットのデータの内の上位８ビットは、リミッタ３７に入力される。リミッタ３７は、注目ドットＰ′に対する誤差データの加算処理によって得たデータの値が８ビットを超えた分（オーバーフロー）を制限して出力する。
【００４２】
以上のように、注目ドットＰ′に対する誤差データの加算処理をドット毎に順次行うことは、結果として、図５（Ａ）に示すように、注目ドットＰにおける下位４ビット分のデータに７／１６，３／１６，５／１６，１／１６なる誤差拡散係数を乗じて周辺ドットＡ〜Ｄに拡散することを意味する。このようにして、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の３つのドットで構成する注目画素において、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に誤差拡散処理を施すことにより、１２ビットのデータを８ビットのデータとして出力する。
【００４３】
次に、誤差検出回路３３２が動作する場合について説明する。誤差検出回路３３２が動作する場合も、誤差検出回路３３１が動作する場合と基本的には同様である。誤差検出回路３３２に示す端子ａ〜ｄからは、それぞれ、下位３ビットのデータに図５（Ｂ）に示す周辺ドットＡ′〜Ｄ′に応じた誤差拡散係数を乗じた誤差データが出力されることになる。図５（Ｂ）の場合で説明すれば、端子ａ〜ｄからは、それぞれ、下位３ビットのデータに４／８，１／８，２／８，１／８を乗じた誤差データが出力される。
【００４４】
加算器３１，３２及び３４，３５とラインメモリ３６の動作は前述の通りである。加算器３１は、図５（Ｂ）に示す注目ドットＰ′に対し、略１ライン分過去に生じた誤差データであるラインメモリ３６の出力、即ち、Ｂ′×１／８＋Ｃ′×２／８＋Ｄ′×１／８を加算する動作を行う。加算器３２は、注目ドットＰ′に対して略１ライン分過去に生じた誤差データを加算した加算器３１の出力に対し、さらに、１ドット過去に生じた誤差データであるＡ′×４／８を加算する動作を行う。
【００４５】
以上により、図５（Ｂ）に示す注目ドットＰ′に対し、周辺ドットＡ′〜Ｄ′にそれぞれの誤差拡散係数を乗じた誤差データを加算する。加算器３２より出力された１１ビットのデータの内、さらに、下位３ビットが誤差検出回路３３２に入力され、以上の動作が繰り返される。加算器３２より出力された１１ビットのデータの内の上位８ビットは、リミッタ３７に入力される。リミッタ３７は、注目ドットＰ′に対する誤差データの加算処理によって得たデータの値が８ビットを超えた分（オーバーフロー）を制限して出力する。
【００４６】
以上のように、注目ドットＰ′に対する誤差データの加算処理をドット毎に順次行うことは、結果として、図５（Ｂ）に示すように、注目ドットＰにおける下位３ビット分のデータに４／８，１／８，２／８，１／８なる誤差拡散係数を乗じて周辺ドットＡ〜Ｄに拡散することを意味する。このようにして、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の３つのドットで構成する注目画素において、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に誤差拡散処理を施すことにより、１１ビットのデータを８ビットのデータとして出力する。
【００４７】
以上のように、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが図３に示す特性▲１▼を選択するときには、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号を１２ビットで逆ガンマ補正し、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能（誤差拡散処理に用いる下位のビット数）を４ビットとしている。逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが図３に示す特性▲２▼を選択するときには、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ信号を１１ビットで逆ガンマ補正し、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能を３ビットとしている。これは、次のような理由による。
【００４８】
逆ガンマ補正特性の直線部における傾きが特性▲１▼の直線部α１のように小さいのに、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能が小さければ、周辺ドットに拡散されるデータ量が少なくなるため、滑らかな階調変化を得ることができず、階調の連続性が著しく損なわれたデジタルのビット落ちのような画像となってしまう。従って、この場合には、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能としてはある程度のビット数を確保する必要がある。一方、逆ガンマ補正特性の直線部における傾きが特性▲２▼の直線部α２のように大きいのに、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能が大きければ、本来必要のない分解能を誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに持たせることになり、性能上無駄となる。
【００４９】
そこで、逆ガンマ補正特性の直線部における傾きが小さいほど誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能を大きくし、逆ガンマ補正特性の直線部における傾きが大きいほど誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能を小さくする。逆ガンマ補正特性の直線部と誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能との関係を、以下のように設定することが最も好ましい。
【００５０】
逆ガンマ補正特性の直線部の傾きを１／ｔとする。なお、１／ｔ＞０であり、ｔ≧１である。ｔは整数に限定されるものではない。誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおいて誤差拡散処理に用いる下位のビット数をｎとする。即ち、誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能を１／２ｎとする。ｔとｎとを、ｔが大きくなればｎも大きくし、ｔが小さくなればｎも小さくするよう対応させればよい。即ち、傾きの分母ｔに応じて次の（２）式の関係を満たすｎとすればよい。
ｔ＝２ｎ  …（２）
【００５１】
この（２）式より、ｔが１であればｎは０、ｔが２であればｎは１、ｔが４であればｎは２となる。但し、（２）式では、ｎが整数となるｔであれば、そのままｎを誤差拡散処理に用いる下位のビット数とすればよいが、ｎとして小数点以下を有する数となった場合には、そのままｎを誤差拡散処理に用いる下位のビット数として用いることができない。そこで、この場合には、小数点以下を切り上げた数を誤差拡散処理に用いる下位のビット数とする。
【００５２】
以上の原則に従うと、ｔとｎは次のような関係となる。なお、ここでは、ｔを８までの整数の場合について示す。
ｔ＝１→ｎ＝０
ｔ＝２→ｎ＝１
ｔ＝３，４→ｎ＝２
ｔ＝５〜８→ｎ＝３
【００５３】
このように設定すると、逆ガンマ補正回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける逆ガンマ補正特性と誤差拡散処理回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける分解能との関係を最適化することができる。即ち、最適な画質が得られ、かつ、回路の性能（誤差拡散処理に用いる下位のビット数）を無駄にすることもない。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の画像表示装置は、逆ガンマ補正回路に設定する入力階調に対する出力階調の関係を表す逆ガンマ補正特性として、入力階調における階調０から所定階調までを所定の傾きを有する直線とし、前記所定階調を超える部分を前記直線につながる曲線とし、直線の傾きを異ならせて全体としての逆ガンマ補正特性を切り換える切換手段を設けて構成したので、表示される画像の状態を効果的に変化させることができる。これに加え、逆ガンマ補正特性を切り換えるのに連動して、誤差拡散処理回路にて誤差拡散に用いる下位ビットのビット数を切り換える切換手段とを設けて構成したので、選択した逆ガンマ補正特性に最適な誤差拡散処理を行うことができる。
【００５５】
また、逆ガンマ補正特性の低階調領域における直線の傾きを１／ｔ（ｔ≧１）とし、誤差拡散処理回路にて誤差拡散に用いる下位ビットのビット数をｎとしたとき、ｔ＝２ｎなる関係にてｎを求め、ｎが小数点を有さなければ、そのままそのｎを下位ビットのビット数ｎとして設定し、ｎが小数点を有すれば、そのｎの小数点を繰り上げた数を下位ビットのビット数ｎとして設定したので、逆ガンマ補正回路における逆ガンマ補正特性と誤差拡散処理回路における分解能との関係を最適化することができる。よって、高画質な表示画像を得ることができ、誤差拡散処理回路の性能を無駄にすることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１中の逆ガンマ補正回路２の具体的構成例を示すブロック図である。
【図３】図１中の逆ガンマ補正回路２が備える逆ガンマ補正特性を説明するための特性図である。
【図４】図１中の誤差拡散処理回路３の具体的構成例を示すブロック図である。
【図５】図１中の誤差拡散処理回路３による誤差拡散処理の動作を説明するための図である。
【図６】誤差拡散法による多階調化処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１  映像信号処理回路
２  逆ガンマ補正回路
２Ｒ  Ｒ用逆ガンマ補正回路
２Ｇ  Ｇ用逆ガンマ補正回路
２Ｂ  Ｂ用逆ガンマ補正回路
３  誤差拡散処理回路
３Ｒ  Ｒ用誤差拡散処理回路
３Ｇ  Ｇ用誤差拡散処理回路
３Ｂ  Ｂ用誤差拡散処理回路
４  プラズマディスプレイパネル表示装置
２１，２２  逆ガンマ補正部
２３  セレクタ（切換手段）
３３１，３３２  誤差検出回路（切換手段）
【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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