(57)【要約】【課題】疑似輪郭線の低減と階調特性の向上を両立させることができる表示装置を提供する。【解決手段】サブフィールド法を用いて表示を行う表示装置１０であって、逆ガンマ処理ブロック２は、入力された映像信号１の平均輝度レベル値８から計算された維持パルス数９に基づいて、逆ガンマ処理における出力信号のビット数を決定し、また、ＳＦコーディングブロック５は、維持パルス数９に基づいて、サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を決定する。【選択図】　　図１
2004004606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブフィールド法を用いて表示を行う表示装置であって、
入力された映像信号の平均輝度レベル値から計算された維持パルス数に基づいて、逆ガンマ処理における出力信号のビット数、及び、サブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数を決定する表示装置。
【請求項２】
映像信号を入力し、該映像信号のビット数を変化させた映像信号を出力する機能を有する逆ガンマ処理ブロックと、
前記逆ガンマ処理ブロックから出力された前記映像信号により表される映像の平均輝度レベル値を計算する平均輝度レベル計算ブロックと、
前記平均輝度レベル計算ブロックから前記映像信号を入力し、該映像信号をサブフィールドコーディングデータに変換し、変換した映像信号をディスプレイパネルに出力するサブフィールドコーディングブロックと、
前記平均輝度レベル計算ブロックから前記平均輝度レベル値を入力し、前記平均輝度レベル値を維持パルス数に変換し、該維持パルス数を維持パルス出力として前記ディスプレイパネルに送信するとともに、前記維持パルス数を前記サブフィールドコーディングブロックに送信する駆動制御ブロックと、
からなり、
前記サブフィールドコーディングブロックは前記駆動制御ブロックから入力した前記維持パルス数に基づいて前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数を選択するものである、サブフィールド法を用いる表示装置。
【請求項３】
前記逆ガンマ処理ブロックから出力された前記映像信号を入力し、該映像信号の下位ビットに、映像の階調を空間拡散する信号処理を施し、前記平均輝度レベル計算ブロックに出力する誤差拡散ブロックをさらに備え、前記逆ガンマ処理ブロックは前記駆動制御ブロックから入力した前記維持パルス数に基づいて出力信号のビット数を選択するものであることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記信号処理は、誤差拡散処理またはディザ処理であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数以上に設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記逆ガンマ処理ブロックからの出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記逆ガンマ処理ブロックからの出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数以上に設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記維持パルス数によりサブフィールド数を決定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記維持パルス数がＡに等しい場合、サブフィールド数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときのサブフィールド数以上に設定することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記維持パルス数にかかわらず、サブフィールド数を一定に設定することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記誤差拡散ブロックはフロイド−スタインベルグ（Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）型誤差拡散を行うものであることを特徴とする請求項３乃至９の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示装置はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示装置はデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた表示装置であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記表示装置はエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更を、入力された映像信号のシーンチェンジ時のみに限定して行なうことを特徴とする請求項１乃至１３何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更を、入力された映像信号の平均輝度レベル値が予め定められたしきい値を超えて変化する場合に限定して行なうことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１６】
サブフィールド法を用いて表示を行う表示装置における表示方法であって、
入力された映像信号の平均輝度レベル値から維持パルス数を求める過程と、
前記維持パルス数に基づいて、逆ガンマ処理における出力信号のビット数を決定する過程と、
前記維持パルス数に基づいて、サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を決定する過程と、
を備える表示方法。
【請求項１７】
前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数以上に設定する過程を備えることを特徴とする請求項１６に記載の表示方法。
【請求項１８】
前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記逆ガンマ処理における出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記逆ガンマ処理における出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数以上に設定する過程を備えることを特徴とする請求項１６に記載の表示方法。
【請求項１９】
前記維持パルス数に基いて、前記サブフィールドコーディング処理のサブフィール数を決定する過程をさらに備えることを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の表示方法。
【請求項２０】
前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記サブフィールド数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときのサブフィールド数以上に設定する過程を備えることを特徴とする請求項１９に記載の表示方法。
【請求項２１】
前記維持パルス数にかかわらず、前記サブフィールドコーディング処理のサブフィールド数を一定に設定することを特徴とする請求項１６乃至２０の何れか一項に記載の表示方法。
【請求項２２】
映像信号を入力し、該映像信号のビット数を変化させた映像信号を出力する第一の過程と、
前記第一の過程において出力された前記映像信号により表される映像の平均輝度レベル値を計算する第二の過程と、
前記第二の過程において出力された前記映像信号を入力し、前記映像信号をサブフィールドコーディングデータに変換し、変換した映像信号をディスプレイパネルに出力する第三の過程と、
前記平均輝度レベル値を入力し、前記平均輝度レベル値を維持パルス数に変換する第四の過程と、
前記維持パルス数に基づいて、前記第三の過程において入力する前記映像信号のビット数を選択する第五の過程と、
を備える、サブフィールド法を用いる表示方法。
【請求項２３】
前記第一の過程において出力された前記映像信号を入力し、前記映像信号の下位ビットを空間拡散させる第六の過程と、
前記維持パルス数に基づいて、前記第一の過程における出力信号のビット数を選択する第七の過程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２２に記載の表示方法。
【請求項２４】
前記第六の過程においては、誤差拡散としてフロイド−スタインベルグ（Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）型誤差拡散を行うものであることを特徴とする請求項２３に記載の表示方法。
【請求項２５】
逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更は、入力された映像信号のシーンチェンジ時のみに限定して行なわれることを特徴とする請求項１６乃至２４の何れか一項に記載の表示方法。
【請求項２６】
逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更は、入力された映像信号の平均輝度レベル値が予め定められたしきい値を超えて変化する場合に限定して行なわれることを特徴とする請求項１６乃至２４の何れか一項に記載の表示方法。
【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（以下、「ＰＤＰ」と呼ぶ）やデジタルマイクロミラーデバイス（以下、「ＤＭＤ」と呼ぶ）を用いた表示装置に代表される表示装置、並びに、それらの表示装置における映像の表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、ディジタル表示デバイスの中で最も一般的なＰＤＰにおいて一般的に行われている映像信号処理を以下に説明する。
【０００３】
図４は従来のＰＤＰで用いられる映像信号処理の流れを示すブロック図である。図４に示すＰＤＰは、映像信号６１を入力する逆ガンマ処理ブロック６２と、逆ガンマ処理ブロック６２からの出力信号を入力し、階調の空間拡散を行う誤差拡散ブロック６３（誤差拡散ブロック６３に代えて、ディザブロックを用いることも可能である）と、誤差拡散ブロック６３からの出力信号を入力し、平均輝度レベル値を計算する平均輝度レベル計算ブロック６４と、平均輝度レベル計算ブロック６４からの出力信号をサブフィールド（以下、「ＳＦ」と略記する）コードに変換するサブフィールドコーディングブロック６５と、サブフィールドコーディングブロック６５からの出力信号を入力し、映像信号６９を出力するフレームメモリ６６と、平均輝度レベル計算ブロック６４において計算された平均輝度レベル値６７を入力し、維持パルス信号７０を出力する駆動制御ブロック６８と、からなる。
【０００４】
図４に示したＰＤＰは以下のように作動する。
【０００５】
逆ガンマ処理ブロック６２は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ：ブラウン管）への表示を前提につくられた映像信号６１をＰＤＰへの表示に適した映像となるように、階調値に対する非線型変換を行う。
【０００６】
最も一般的な例としては、映像信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ８ｂｉｔの階調を有する信号として逆ガンマ処理ブロック６２に入力され、逆ガンマ処理ブロック６２中において、次式（１）に従って、非線型変換される。
【０００７】
ｙ＝ｘ２．２　　（１）
逆ガンマ処理ブロック６２の出力は映像信号入力６１に対してビット拡張（階調数増加）した形で行われる。Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ８ｂｉｔの入力に対しては、逆ガンマ処理ブロック６２の出力を１０ｂｉｔとすることが一般的である。
【０００８】
逆ガンマ処理ブロック６２の出力信号は誤差拡散ブロック６３に入力される。逆ガンマ処理ブロック６２の出力信号が、例えば、１０ｂｉｔの出力信号であるとすると、誤差拡散ブロック６３は、階調解像度１０ｂｉｔのうちの下位２ｂｉｔを空間拡散させ、８ｂｉｔの映像信号を出力する。
【０００９】
逆ガンマ処理及び誤差拡散処理（または、ディザ処理）を経た映像信号は平均輝度レベル計算ブロック６４に入力される。平均輝度レベル計算ブロック６４は、この映像信号をそのままＳＦコーディングブロック６５に送信するとともに、入力した映像信号が表す映像の平均輝度レベル（Ａｖｅｒａｇｅ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｌｅｖｅｌ：ＡＰＬ）値６７を計算する。
【００１０】
計算されたＡＰＬ値６７は駆動制御ブロック６８に送信される。駆動制御ブロック６８はＡＰＬ値６７を映像の輝度を決定する維持パルス数に変換し、この維持パルス数を維持パルス出力７０としてプラズマディスプレイパネル（図示せず）に送信する。
【００１１】
平均輝度レベル計算ブロック６４からＳＦコーディングブロック６５に送信された映像信号は、プラズマディスプレイパネルで階調表現を行なうためのＳＦコーディングデータに変換される。
【００１２】
例えば、一般的なプラズマディスプレイにおいては、ＳＦコーディングブロック６５は８ｂｉｔの映像信号を１２個のＳＦデータに変換する。
【００１３】
ＳＦコーディングブロック６５により変換されたＳＦデータはフレームメモリ６６を通して映像信号出力６９に変換され、ディスプレイパネルに出力される。
【００１４】
ディスプレイパネルは、フレームメモリ６６から映像信号出力６９を受信し、さらに、駆動制御ブロック６８から維持パルス出力７０を受信し、これら２つの出力６９、７０に基づいて、各画素の発光及び非発光と発光強度とを決定し、映像を表示する。
【００１５】
次いで、上述のＰＤＰにおいて実施されるサブフィールド法について以下に説明する。一般に、サブフィールド法とは、重み付けられた複数の２値画像を時間的に重ねることにより、中間調を持つ動画像を表示する方法をいう。
【００１６】
ここで、図５に示すように、横１０個、縦４個に画素が配列されているＰＤＰを考える。各画素のＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ８ビットで明るさが表現され、２５６階調の明るさの表現が可能であるとする。以下、Ｒ、Ｇ、Ｂを代表して、Ｇの信号について説明する。
【００１７】
図５において領域Ａは１２８の明るさの信号レベルを有する。２値表示すれば、領域Ａ内の各画素には（１０００　００００）のレベル信号が印加される。同様に、領域Ｂは１２７の明るさの信号レベルを有し、領域Ｂ内の各画素には（０１１１　１１１１）の信号レベルが印加される。領域Ｃは１２６の明るさを有し、領域Ｃ内の各画素には（０１１１　１１１０）の信号レベルが印加される。領域Ｄは１２５の明るさを有し、領域Ｄ内の各画素には（０１１１　１１０１）の信号レベルが印加される。領域Ｅは０の明るさを有し、領域Ｅ内の各画素には（００００　００００）の信号レベルが印加る。
【００１８】
ここで、各画素における８ビット信号を、各画素の空間的位置において、時間軸に沿った形でそれぞれを並べることを考える。１フレームの映像を表示する時間を１／８毎に分割したものをサブフィールドと呼ぶ。すなわち、１フレームを重み付けの異なる複数の２値画像に分割し、時間的に重ねて表示するいわゆるサブフィールド法を用いた画像表示方法において、分割された１枚の２値画像をサブフィールドと言う。
【００１９】
各画素は８ビットで表されるので、図６に示すように、８枚のサブフィールドＳＦ１乃至ＳＦ８を得ることができる。
【００２０】
図７に示すように、サブフィールドＳＦ１は各画素の８ビット信号の最下位ビットを集めて、１０×４のマトリクスに並べたものである。サブフィールドＳＦ２は、最下位ビットから２番目のビットを集め、同様にマトリクスに並べたものである。同様にして、サブフィールドＳＦ３乃至ＳＦ８を作る。
【００２１】
図８は１フィールド分のＰＤＰ駆動信号を示す。
【００２２】
図８に示すように、ＰＤＰ駆動信号においては、サブフィールドＳＦ１からＳＦ８は、１フィールド期間内において、順番に処理される。
【００２３】
以下、図８を参照して、各サブフィールドの処理について説明する。
【００２４】
各サブフィールドの処理は、セットアップ期間Ｐ１、書き込み期間Ｐ２、維持期間Ｐ３から構成される。
【００２５】
セットアップ期間Ｐ１においては、維持電極及び走査電極にそれぞれ単一パルスが印加される。これにより予備放電が行われる。
【００２６】
書きこみ期間Ｐ２においては、水平方向の走査電極が順次走査され、データ電極からパルスを受けた画素だけに所定の書きこみが行われる。例えば、サブフィールドＳＦ１を処理している場合、図６に示すサブフィールドＳＦ１の「１」で表示されている画素には書き込みが行われ、「０」で示されている画素には書き込みは行われない。
【００２７】
維持期間Ｐ３においては、重み付けされた値に応じた維持パルス（駆動パルス）が各サブフィールドに出力される。「１」で表示され、書き込みが行われた画素においては、各維持パルスに対して、プラズマ放電が行われ、１回のプラズマ放電で、所定の画素明るさが得られる。サブフィールドＳＦ１の重み付けは「１」であるので、「１」のレベルの明るさが得られる。サブフィールドＳＦ２の重み付けは「２」であるので、「２」のレベルの明るさが得られる。
【００２８】
このように、書きこみ期間Ｐ２は、発光する画素を選択する期間であり、維持期間Ｐ３は、重み付け量に応じた回数で発光が行われる期間である。
【００２９】
図８に示すように、サブフィールドＳＦ１乃至ＳＦ８は、それぞれ１，２，４，８，１６，３２，６４，１２８で重み付けがなされている。従って、各画素における明るさレベルは０から２５５までの２５６段階で調整することができる。
【００３０】
図５の領域Ｂにおいては、サブフィールドＳＦ１乃至ＳＦ７において発光が行われ、サブフィールドＳＦ８においては発光は行われない。従って、「１２７」（＝１＋２＋４＋８＋１６＋３２＋６４）のレベルの明るさが得られる。
【００３１】
また、図５の領域Ａにおいては、サブフィールドＳＦ１乃至ＳＦ７において発光が行われず、サブフィールドＳＦ８において発光が行われる。したがって、「１２８」のレベルの明るさが得られる。
【００３２】
サブフィールドの数と密接な関係があるものとして疑似輪郭ノイズがある。例えば、サブフィールド数を増やすことにより、擬似輪郭ノイズを減少させることができる。
【００３３】
以下、擬似輪郭ノイズについて説明する。
【００３４】
図９に示すように、図５に示した状態から領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが右に１画素の幅だけ移動したものとする。これに伴い、画面を見ている人の眼の視点もＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域を追うように右に移動する。領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの移動により、、領域Ｂの縦３画素（図５の領域Ｂ１内の画素）は、１フィールド後に領域Ａの縦３画素（図９の領域Ａ１内の画素）と入れ替わる。
【００３５】
図５に示す画像から図９に示す画像に変わる時、図５中の領域Ｂ１のデータ（０１１１１１１１）と図９中の領域Ａ１のデータ（１０００００００）は、人間の目にはデータ（００００００００）として認識される。すなわち、領域Ｂ１が本来の１２７レベルの明るさで表されず、０レベルの明るさで表される結果となる。このため、領域Ｂ１には、見かけ上の暗い輪郭線が現れる。このように、上位ビットについて「１」から「０」への見かけ上の変更が起きると、見かけ上の暗い輪郭線が現れる。
【００３６】
逆に、図９に示す画像から図５に示す画像に変わった場合、図５に示す画像に変わった時点で、人間の眼は、領域Ａ１のデータ（１０００００００）と領域Ｂ１のデータ（０１１１１１１１）とから、データ（１１１１１１１１）で領域Ａ１を認識する。すなわち、最上位ビットが「０」から「１」に強制的に変更されたことになり、これにより、領域Ａ１が本来の１２８レベルの明るさで表されず、約２倍の２５５レベルの明るさで表される結果となる。このため、領域Ａ１には、見かけ上の明るい輪郭線が現れる。このように、上位ビットについて「０」から「１」への見かけ上の変更が起きると、見かけ上の明るい輪郭線が現れる。ＰＤＰにおける疑似輪郭ノイズ発生の原理は、例えば、内池、御子柴らによる文献「プラズマディスプレイのすべて」（工業調査会、ｐｐ．１６３−１７７）に詳しい。
【００３７】
以上のように、動画の場合に限り、画面上に現れるこのような輪郭線は擬似輪郭ノイズと呼ばれ、画質を劣化させる原因となっている。
【００３８】
一般に、ＰＤＰやＤＭＤなどの表示装置において、それぞれのデバイス特性により１フレーム中に表示できるサブフィールド数は規定される。例えば、ＰＤＰでは１１から１２サブフィールドが一般的である。それぞれのデバイスで規定されたサブフィールド数に基づいて映像表示が行われるが、表示画質を向上させる方法として、階調性を重視する方法と、疑似輪郭ノイズの削減を重視する方法とがある。前者の方法によれば、例えば、１２サブフィールド表示可能なＰＤＰでは、１２ビットの階調表現を行うことができる。また、後者の方法によれば、例えば、１２サブフィールド表示可能なＰＤＰにおいて、８ビットのみの階調表現を行い、残りの４ビットを疑似輪郭ノイズの削減を目的とした冗長コーディングに充てることができる。冗長コーディングを用いた疑似輪郭削減は、現在最も一般的に用いられている方法である。
【００３９】
前者の方法の一例として、特開平６−２５９０３４号に開示されている中間調画像表示方法を、後者の方法を採用している表示装置の一例として、特許第２９９４６３０号公報（特開平１１−２３１８２５）に記載されている表示装置を以下に説明する。
【００４０】
図１０（Ａ）は、特開平６−２５９０３４号に開示されている中間調画像表示方法を実施する装置のブロック図である。
【００４１】
この装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂビデオ信号をガンマ補正及びレベル変換するガンマ補正・レベル変換回路７１と、ガンマ補正・レベル変換回路７１の出力側に直列に接続されているフィールドメモリ７２、ＰＤＰドライバー７３及びＰＤＰ７４と、Ｒ、Ｇ、Ｂビデオ信号に基づいて生成される輝度信号Ｙを入力し、この輝度信号Ｙを積分することにより、平均輝度レベル（ＡＰＬ）値を出力する積分回路７５と、積分回路７５から平均輝度レベル（ＡＰＬ）値を入力し、この平均輝度レベル値を予め設定された設定レベルと比較することにより、表示画像の明るさを３段階に区分し、各段階に対応した制御信号を表示タイミング信号出力回路７７に出力するとともに、この３段階の各々をさらに３段階に区分し、各段階に対応する制御信号をガンマ補正・レベル変換回路７１に出力する制御回路７６と、表示タイミング信号出力回路７７と、表示制御回路８０と、からなっている。
【００４２】
表示タイミング信号出力回路７７は、サブフィールド数カウンタ７８と表示パルス数カウンタ７９とからなり、制御回路７６から出力された制御信号に基づいて、所定のタイミングで表示タイミングパルスを表示制御回路８０に出力する。
【００４３】
図１０（Ａ）に示した表示装置においては、各画素についての１フィールド表示期間を表示階調のビット数Ｎのサブフィールド期間に時分割し、各サブフィールド期間の表示パルス数に重み付けをして中間調画像が表示される。
【００４４】
具体的には、制御回路７６は、表示画像が明るくなるほど表示階調数が多くなるように、表示画像の明るさの段階に応じて表示階調のビット数Ｎの数を切り換える。平均輝度レベル値が１０％未満のときは、図１０（Ｂ）の変換パターン▲１▼に示すように、最大表示パルス数が５１２の８ビット階調用の信号を輝度の大きい最大表示パルス数が８９６の信号にレベル変換し、平均輝度レベル値が１０％以上２５％未満のときは、変換パターン▲２▼に示すように最大表示パルス数が６４０の信号にレベル変換する。
【００４５】
図１０に示した表示装置によれば、平均輝度レベル値が小さくなる暗い画面では、分割数（例えば、サブフィールド数）Ｎの数が小さくなるように切り換わり、アドレス期間の数が少なくなるので、暗い画面でも表示輝度の最大値が小さくならず、コントラスト比が低下しない。この例においては、ＡＰＬ値が小さい（表示画像が暗い）映像ほどサブフィールド数を小さくし、映像輝度の最大値を大きくすること、及び、ガンマ補正・レベル変換回路７１の出力階調値を任意に変換することにより、表示映像の階調表現を高品質化している。
【００４６】
図１１は、特許第２９９４６３０号公報（特開平１１−２３１８２５）に記載されている表示装置のブロック図である。
【００４７】
この表示装置は、垂直同期信号及び水平同期信号を入力し、タイミング信号を出力するタイミングパルス発生回路８１と、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器８２と、Ａ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を逆ガンマ補正する逆ガンマ補正器８３と、逆ガンマ補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を１フィールド遅延させる１フィールド遅延器８４と、１フィールド遅延された信号と後述する定倍係数Ａとを受信し、それらを乗算する乗算器８５と、１フィールド内の最も明るい値を検出するピークレベル検出器９３と、１フィールドの明るさの平均値を求める平均レベル検出器９２と、ピークレベル検出器９３からのピークレベル信号と平均レベル検出器９２からの平均レベル信号とを受信し、それらの組み合わせにより、４つのパラメータ（Ｎ倍モードの値Ｎ、乗算器８５の定倍係数Ａ、サブフィールド数Ｚ、階調表示点の数Ｋ）を決定する画像特徴判定器９４と、画像特徴判定器９４から階調表示点の数Ｋを受信し、所定の細かさで表された明るさ信号を一番近い階調表示点に変更する表示階調調整器８６と、画像特徴判定器９４からサブフィールド数Ｚと階調表示点の数Ｋとを受信し、表示階調調整器８６から送られてきた８ビット信号をＺビット信号に変換する映像信号−サブフィールド対応付け器８７と、画像特徴判定器９４からＮ倍モードの値Ｎとサブフィールド数Ｚと階調表示点の数Ｋとを受信し、各サブフィールドにおいて必要な維持パルスの数を決定するサブフィールド単位パルス数設定器９５と、サブフィールド単位パルス数設定器９５からの信号に基づいて、維持期間Ｐ３に出される維持パルスの数を決定するサブフィールド処理器８８と、垂直同期周波数を検出する垂直同期周波数検出器９６と、データ駆動回路８９と、走査・維持・消去駆動回路９０と、プラズマディスプレイパネル９１と、からなる。
【００４８】
図１１に示した表示装置においては、例えば、平均レベル検出器９２が検出した平均レベルが高い場合には、サブフィールド数Ｚを増加させ、重み付け倍数Ｎを減少させ、消費電力の増加やパネル温度の上昇を防止する。また、サブフィールド数Ｚを増加させることにより、疑似輪郭線を低減させることもできる。
【００４９】
また、平均レベルが低い場合には、サブフィールド数Ｚを減少させ、１フィールド期間内における書き込みの回数を減らすことができ、これにより得られた時間的余裕を重み付け倍数Ｎの増加に用いることができる。従って、暗い場面であっても、明るく表示することができる。
【００５０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、図１０に示した特開平６−２５９０３４号に開示されている中間調画像表示方法を実施するための表示装置は階調特性を重視しているため、疑似輪郭に対する対応策は必ずしも十分ではない。
【００５１】
逆に、図１１に示した特許第２９９４６３０号公報（特開平１１−２３１８２５）に記載されている表示装置は疑似輪郭線の低減を重視しているが、表示映像の階調表現には特別な工夫を施してはおらず、階調特性の向上という点に関しては必ずしも十分ではない。
【００５２】
ここで、平均輝度レベルが低い画面を考える。例えば、夜の闇をカラスが飛んでおり、空には満月が出ているような画面である。
【００５３】
図１０に示した中間調画像表示方法によれば、最大輝度を上げることができる月は高輝度で表示でき、全体としては、高コントラストの表示を実現することができる。しかしながら、図１０に示した表示方法では、階調数を増やすこととサブフィールド数を減らすこととを同時に行なっているため、疑似輪郭による画像妨害は極端に大きくなり、画面が劣化する。
【００５４】
図１１に示した表示装置においても、重み付け倍数Ｎを増加させて最大輝度を上げることができるため、月は高輝度で表示でき、全体としては、高コントラストの表示を実現することができる。しかしながら、図１１に示した表示装置においては、サブフィールド数Ｚを少なくして表示を行うので、疑似輪郭による画像妨害は大きくなる。また、階調数は一定であるため、図１０に示した表示方法と比較すると、カラスが夜の闇と区別しにくい表示になってしまう。
【００５５】
上記のような平均輝度レベルが低い画面であっても、カラスが夜の闇と区別でき、かつ、疑似輪郭特性が極端に悪化することがないような表示を実現することが本発明が認識する課題である。
【００５６】
本願発明者が、テレビや映画の各種映像を検討した結果、次のような傾向を見出した。
【００５７】
平均輝度レベルが低い画面では、暗い表示部分では階調数を増やして階調の微妙な相違を区別する必要がある。近年のＰＤＰで表示される一般的な映像では、たとえ表示に動きがあっても、擬似輪郭は殆ど目立たない。場合によっては、平均輝度レベルが低い画面において、明るい画面の表示が動くと、擬似輪郭が目立つ場合がある。しかし、平均輝度レベルが低い画面においては、その明るい部分が擬似輪郭が目立つような速さで動くことは頻度としては少ない。
【００５８】
ここで、再度、夜の闇をカラスが飛んでおり、空には満月が出ている画面を考える。この画面上において、月が、擬似輪郭が目立つ程度の速さ、すなわち、人間の目が追随できる程度に遅く、かつ、擬似輪郭が目立つ程度に早く動くとする。図１０に示した表示方法においては、月の周囲に疑似輪郭が極端に目立った表示となる。一方、図１１に示した表示装置においては、カラスは夜の闇と区別できなくなる。
【００５９】
本発明は、このような本願発明者の認識を前提としてなされたもので、擬似輪郭線の低減と階調特性の向上を両立させることができる表示装置及び表示方法を提供することを目的とする。
【００６０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、サブフィールド法を用いて表示を行う表示装置であって、入力された映像信号の平均輝度レベル値から計算された維持パルス数に基づいて、逆ガンマ処理における出力信号のビット数、及び、サブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数を決定する表示装置を提供する。
【００６１】
さらに、本発明は、映像信号を入力し、該映像信号のビット数を変化させた１個または複数個の映像信号を出力する機能を有する逆ガンマ処理ブロックと、前記逆ガンマ処理ブロックから出力された前記映像信号により表される映像の平均輝度レベル値を計算する平均輝度レベル計算ブロックと、前記平均輝度レベル計算ブロックから前記映像信号を入力し、該映像信号をサブフィールドコーディングデータに変換し、変換した映像信号をディスプレイパネルに出力するサブフィールドコーディングブロックと、前記平均輝度レベル計算ブロックから前記平均輝度レベル値を入力し、前記平均輝度レベル値を維持パルス数に変換し、該維持パルス数を維持パルス出力として前記ディスプレイパネルに送信するとともに、前記維持パルス数を前記サブフィールドコーディングブロックに送信する駆動制御ブロックと、からなり、前記サブフィールドコーディングブロックは前記駆動制御ブロックから入力した前記維持パルス数に基づいて前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数を選択するものである、サブフィールド法を用いる表示装置を提供する。
【００６２】
本発明に係る表示装置は、前記逆ガンマ処理ブロックから出力された前記映像信号を入力し、該映像信号の下位ビットに、映像の階調を空間拡散する信号処理を施し、前記平均輝度レベル計算ブロックに出力する誤差拡散ブロックをさらに備えることができる。この場合、前記逆ガンマ処理ブロックは前記駆動制御ブロックから入力した前記維持パルス数に基づいて出力信号のビット数を選択する。
【００６３】
映像の階調を空間拡散する信号処理とは、例えば、誤差拡散処理またはディザ処理である。
【００６４】
本発明に係る表示装置においては、前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数以上に設定することが好ましい。
【００６５】
このように制御することにより、その維持パルス数で可能な最大階調数又はそれに近い階調数で表示することができる。この結果、平均輝度レベル値が小さい暗い画面では、階調数を増やすことによって、暗い画面の中の階調差をとり、闇夜を飛ぶカラスのような映像でも明確に表示することができる。
【００６６】
本発明に係る表示装置においては、前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記逆ガンマ処理ブロックからの出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記逆ガンマ処理ブロックからの出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数以上に設定することが好ましい。
【００６７】
逆ガンマ処理における出力信号のビット数とサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数をともに維持パルス数によって制御することにより、精度の高い階調表現が可能になる。
【００６８】
本発明に係る表示装置においては、例えば、前記維持パルス数によりサブフィールド数を決定することができる。
【００６９】
本発明に係る表示装置においては、前記維持パルス数がＡに等しい場合、サブフィールド数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときのサブフィールド数以上に設定することが好ましい。
【００７０】
平均輝度レベル値が大きい全白表示に近い画面では維持パルス数が小さいため、サブフィールド数が一定ならば、サブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数とサブフィールドビット数との間の差が大きいため、擬似輪郭抑制効果が大きくなる。一方、平均輝度レベル値が小さい暗い画面では維持パルス数が大きいため、サブフィールド数が一定ならば、サブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数とサブフィールドビット数との間の差が小さいため、擬似輪郭抑制効果が小さくなる。そこで、可能な範囲で維持パルスに伴なってサブフィールド数を増やすことが望ましい。
【００７１】
本発明に係る表示装置においては、前記維持パルス数にかかわらず、サブフィールド数を一定に設定することができる。
【００７２】
平均輝度レベル値が大きい全白表示に近い画面では維持パルス数が小さいため、サブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数とサブフィールドビット数との間の差が大きく、擬似輪郭抑制効果が大きくなる。一方、平均輝度レベル値が小さい暗い画面では維持パルス数が大きいため、サブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数とサブフィールドビット数との間の差が小さく、擬似輪郭抑制効果が小さいが、このような画面が擬似輪郭が目立つような速さで動く頻度は低いため、一般映像に比べ偽輪郭による画像妨害の影響は小さい。
【００７３】
前記誤差拡散ブロックは、誤差拡散として、例えば、フロイド−スタインベルグ（Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）型誤差拡散を行う。
【００７４】
本発明に係る表示装置は、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた表示装置またはエレクトロルミネセンスデバイスなどのサブフィールド法を用いる全てのデバイスに適用することが可能である。
【００７５】
なお、エレクトロルミネセンスデバイスは、有機エレクトロルミネセンスデバイスと無機エレクトロルミネセンスデバイスの双方を含む。
【００７６】
また、本発明に係る表示装置においては、逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更を、入力された映像信号のシーンチェンジ時のみに限定して行なうことが好ましい。
【００７７】
また、本発明に係る表示装置においては、逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更を、入力された映像信号の平均輝度レベル値が予め定められたしきい値を超えて変化する場合に限定して行なうことが好ましい。
【００７８】
さらに、本発明は、サブフィールド法を用いて表示を行う表示装置における表示方法であって、入力された映像信号の平均輝度レベル値から維持パルス数を求める過程と、前記維持パルス数に基づいて、逆ガンマ処理における出力信号のビット数を決定する過程と、前記維持パルス数に基づいて、サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を決定する過程と、を備える表示方法を提供する。
【００７９】
本表示方法は、前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数以上に設定する過程をさらに備えることが好ましい。
【００８０】
本表示方法は、前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記逆ガンマ処理における出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときの前記逆ガンマ処理における出力信号のビット数、及び、前記サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数以上に設定する過程を備えることが好ましい。
【００８１】
本表示方法は、前記維持パルス数に基いて、前記サブフィールドコーディング処理のサブフィール数を決定する過程をさらに備えることが好ましい。
【００８２】
本表示方法は、前記維持パルス数がＡに等しい場合、前記サブフィールド数を、前記維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）に等しいときのサブフィールド数以上に設定する過程を備えることが好ましい。
【００８３】
本表示方法は、前記維持パルス数にかかわらず、前記サブフィールドコーディング処理のサブフィールド数を一定に設定する過程を備えることが好ましい。
【００８４】
また、本発明は、映像信号を入力し、該映像信号のビット数を変化させた映像信号を出力する第一の過程と、前記第一の過程において出力された前記映像信号により表される映像の平均輝度レベル値を計算する第二の過程と、前記第二の過程において出力された前記映像信号を入力し、前記映像信号をサブフィールドコーディングデータに変換し、変換した映像信号をディスプレイパネルに出力する第三の過程と、前記平均輝度レベル値を入力し、前記平均輝度レベル値を維持パルス数に変換する第四の過程と、前記維持パルス数に基づいて、前記第三の過程において入力する前記映像信号のビット数を選択する第五の過程と、を備える、サブフィールド法を用いる表示方法を提供する。
【００８５】
上記の表示方法は、前記第一の過程において出力された前記映像信号を入力し、前記映像信号の下位ビットを誤差拡散させる第六の過程と、前記維持パルス数に基づいて、前記第一の過程における出力信号のビット数を選択する第七の過程と、をさらに備えることが好ましい。
【００８６】
前記第六の過程においては、誤差拡散としてフロイド−スタインベルグ（Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）型誤差拡散を行うことができる。
【００８７】
本発明に係る表示方法においては、逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更は、入力された映像信号のシーンチェンジ時のみに限定して行なわれることが好ましい。
【００８８】
本発明に係る表示方法においては、逆ガンマ処理における出力信号のビット数の変更及びサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数の変更は、入力された映像信号の平均輝度レベル値が予め定められたしきい値を超えて変化する場合に限定して行なわれるが好ましい。
【００８９】
また、サブフィールド法を用いた表示装置の駆動方法によっては、サブフィールドコーディング方法の違いに伴って、１フレーム中の画素の発光分布が大きく異なる場合が存在する。このような発光分布が異なる画面を１フレーム毎に切り替えると、画面上に極めて短時間のフリッカが観測される場合がある。これは、結果として画面ショックとなり、表示特性上好ましくない。
【００９０】
一方、表示画面のシーンチェンジ時（画面シーンが突如変更される場合、表示映像が明るい屋外から暗い室内に変わった場合や、コマーシャル映像のような全く別のプログラムに変化した場合）は、元々の映像中に画面ショックが含まれる。従って、上記のように、１フレーム中の画素の発光分布が大きく異なるような駆動方法を用いている場合には、映像のシーンチェンジを検出し、シーンチェンジ時のみ、本発明に係る表示方法を用いることにより、映像表示上の画面ショックを緩和することができる。例えば、最も簡単なシーンチェンジの検出は、入力映像信号の平均輝度レベルが大きく変化したこと、すなわち、予め定めたしきい値を超えて変化したことを捉えることにより、実現可能である。
【００９１】
上記のサブフィールド法を用いて表示を行う表示装置における表示方法はソフトウェアとして具現化することも可能である。すなわち、上記の表示方法をプログラムとして具体化し、そのプログラムをコンピュータに実行させることにより、上記の表示方法を実施させ、あるいは、上記の表示装置と同様の機能を発揮させることができる。
【００９２】
例えば、本発明は、サブフィールド法を用いて表示を行う表示装置における表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムが行う処理は、入力された映像信号の平均輝度レベル値から維持パルス数を求める処理と、前記維持パルス数に基づいて、逆ガンマ処理における出力信号のビット数を決定する処理と、前記維持パルス数に基づいて、サブフィールドコーディング処理を行う入力信号のビット数を決定する処理と、からなるものであるプログラムとして表現することも可能である。
【００９３】
あるいは、本発明は、サブフィールド法を用いて表示を行う表示装置における表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムが行う処理は、映像信号を入力し、該映像信号のビット数を変化させた映像信号を出力する第１の処理と、前記第一の過程において出力された前記映像信号により表される映像の平均輝度レベル値を計算する第２の処理と、前記第二の過程において出力された前記映像信号を入力し、前記映像信号をサブフィールドコーディングデータに変換し、変換した映像信号をディスプレイパネルに出力する第３の処理と、前記平均輝度レベル値を入力し、前記平均輝度レベル値を維持パルス数に変換する第４の処理と、前記維持パルス数に基づいて、前記第三の過程において入力する前記映像信号のビット数を選択する第５の処理と、からなるものであるプログラムとして表現することができる。
【００９４】
さらに、上記のプログラムはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納することも可能である。
【００９５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の構造を示すブロック図である。本実施形態に係る表示装置はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に適用されたものである。
【００９６】
図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１０は、映像信号１を入力し、映像信号１のビット数を変化させた１個または複数個の映像信号を出力する逆ガンマ処理ブロック２と、逆ガンマ処理ブロック２から映像信号１を入力し、映像信号１の下位ビットを誤差拡散させる誤差拡散ブロック３と、誤差拡散ブロック３から出力された映像信号１により表される映像の平均輝度レベル（ＡＰＬ）値を計算する平均輝度レベル計算ブロック４と、平均輝度レベル計算ブロック４から出力された映像信号を入力し、その映像信号をサブフィールド（ＳＦ）コーディングデータに変換するサブフィールドコーディングブロック５と、サブフィールドコーディングブロック５から出力された映像信号を入力し、ディスプレイパネル（図示せず）に対して映像信号１２を出力するフレームメモリ６と、平均輝度レベル計算ブロック４から平均輝度レベル値を入力し、平均輝度レベル値を維持パルス数９に変換し、この維持パルス数９を維持パルス出力１１としてディスプレイパネルに送信するとともに、維持パルス数９を逆ガンマ処理ブロック２及びサブフィールドコーディングブロック５に送信する駆動制御ブロック７と、を備えている。
【００９７】
逆ガンマ処理ブロック２は駆動制御ブロック７から維持パルス数９を入力し、この維持パルス数９に基づいて出力信号のビット数を決定する。
【００９８】
また、サブフィールドコーディングブロック５は駆動制御ブロック７から維持パルス数９を入力し、この維持パルス数９に基づいてサブフィールドコーディングブロックへの入力信号のビット数を決定する。
【００９９】
なお、本実施形態に係る表示装置１０においては、誤差拡散処理を行う誤差拡散ブロック３を用いているが、映像の階調を空間拡散する信号処理を施す回路または装置であれば、誤差拡散ブロック３に代えて、いかなる回路または装置をも用いることが可能である。例えば、誤差拡散ブロック３に代えて、ディザ処理を行うディザブロックを用いることが可能である。
【０１００】
また、誤差拡散ブロック３を省略し、逆ガンマ処理ブロック２の出力を直接に平均輝度レベル計算ブロック４に入力することも可能である。
【０１０１】
図２は、本実施形態に係る表示装置１０における逆ガンマ処理ブロック２、誤差拡散ブロック３及びＳＦコーディングブロック５の信号の入出力状況を示すシグナルチャートであり、図３は、本実施形態に係る表示装置１０における逆ガンマ処理ブロック２、誤差拡散ブロック３及びＳＦコーディングブロック５の動作状況を示すフローチャートである。
【０１０２】
以下、図１、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る表示装置１０における映像表示方法を説明する。
【０１０３】
最初に、映像信号入力１から映像信号出力１２を生成する方法について説明する。
【０１０４】
映像信号１が逆ガンマ処理ブロック２に入力されると、逆ガンマ処理ブロック２は、映像信号１の階調解像度を高める処理を行う。
【０１０５】
例えば、映像信号１は、各８ｂｉｔの階調を有するＲ、Ｇ、Ｂ信号からなり、逆ガンマ処理ブロック２中において、次式（１）に従って、非線型変換される。
【０１０６】
ｙ＝ｘ２．２　　（１）
非線型変換に伴う階調劣化を防ぐために、逆ガンマ処理ブロック２の出力信号は、入力信号である映像信号１に対して２ビット程度拡張し、１０ｂｉｔとされることが一般的である。
【０１０７】
逆ガンマ処理ブロック２の出力信号１ａは誤差拡散ブロック３に入力される。逆ガンマ処理ブロック２の出力信号１ａが、例えば、１０ｂｉｔの出力信号である場合には、誤差拡散ブロック３は、階調解像度１０ｂｉｔのうちの下位２ｂｉｔを空間拡散させ、８ｂｉｔの映像信号１ｂを出力する。
【０１０８】
逆ガンマ処理及び誤差拡散処理（または、ディザ処理）を経た映像信号１ｂは平均輝度レベル計算ブロック４に入力される。平均輝度レベル計算ブロック４は、映像信号１ｂをそのままＳＦコーディングブロック５に送信するとともに、入力した映像信号１ｂが表す映像の平均輝度レベル（ＡＰＬ）値８を計算する。
【０１０９】
計算されたＡＰＬ値８は駆動制御ブロック７に送信される。駆動制御ブロック７はＡＰＬ値８を映像の輝度を決定する維持パルス数９に変換し、この維持パルス数９を維持パルス出力１１としてプラズマディスプレイパネル（図示せず）に送信する。
【０１１０】
さらに、駆動制御ブロック７は、維持パルス数９を逆ガンマ処理ブロック２及びＳＦコーディングブロック５に送信する。
【０１１１】
ＡＰＬ値と維持パルス数との間の関係は、通常、電源ネックで決まる。ここでは、全白表示のときのＡＰＬ値を１００％、全黒表示のときのＡＰＬ値を０％と呼ぶことにする。ピーク輝度は維持パルス数に比例する。通常、全白表示のときの消費電力が最大となる。このとき、電源能力から可能な維持パルス数を２５６とする。すなわちＡＰＬ値が１００％のときの維持パルス数を２５６とする。
【０１１２】
極端な例として、消費電力が一定である状況を考える。ＡＰＬ値が５０％になれば、維持パルス数は２５６×（１００／５０）＝５１２となる。ＡＰＬ値が２５％になれば、維持パルス数は２５６×（１００／２５）＝１０２４となる。この例では、ＡＰＬ値が５０％より大きい映像では２５６階調（８ｂｉｔ）表示、２５％より大きく５０％までの映像では５１２階調（９ｂｉｔ）表示、そして、２５％以下の映像では１０２４階調（１０ｂｉｔ）表示が可能となる。
【０１１３】
平均輝度レベル計算ブロック４からＳＦコーディングブロック５に送信された映像信号１ｃは、プラズマディスプレイパネルで階調表現を行なうためのＳＦコーディングデータに変換される。
【０１１４】
例えば、一般的なプラズマディスプレイにおいては、ＳＦコーディングブロック５は８ｂｉｔの映像信号を１２個のＳＦコーディングデータに変換する。
【０１１５】
ＳＦコーディングブロック５により変換されたＳＦコーディングデータ１ｄはフレームメモリ６を通して映像信号出力１２に変換され、ディスプレイパネルに出力される。
【０１１６】
ディスプレイパネルは、フレームメモリ６から映像信号出力１２を受信し、さらに、駆動制御ブロック７から維持パルス出力１１を受信し、これら２つの出力１２、１１に基づいて、各画素の発光及び非発光と発光強度とを決定し、映像を表示する。
【０１１７】
以下、図２を参照して、上述の本実施形態に係る表示装置１０の動作における逆ガンマ処理ブロック２、誤差拡散ブロック３及びＳＦコーディングブロック５の動作を説明する。
【０１１８】
逆ガンマ処理ブロック２は、例えば、８ｂｉｔの映像信号入力１を受信すると、その映像信号出力１ａを１０ｂｉｔ、１１ｂｉｔ及び１２ｂｉｔの３通りに変化させる機能を有する。
【０１１９】
誤差拡散ブロック３は、逆ガンマ処理ブロック２から出力された３通りの映像信号出力１ａに対して、例えば、Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ型の誤差拡散を用いて、２ｂｉｔの誤差拡散を行う。この結果、１０ｂｉｔ、１１ｂｉｔ及び１２ｂｉｔの映像信号出力１ａはそれぞれ８ｂｉｔ、９ｂｉｔ、１０ｂｉｔにビット数が変化する。誤差拡散ブロック３はこれら８ｂｉｔ、９ｂｉｔ、１０ｂｉｔの映像信号１ｃをＳＦコーディングブロック５に出力する。
【０１２０】
映像信号１ｃを受信したＳＦコーディングブロック５は、８ｂｉｔ、９ｂｉｔ、１０ｂｉｔの各映像信号１ｃを１２ＳＦにＳＦコーディングし、ＳＦコーディングした信号１ｄをフレームメモリ６に出力する。
【０１２１】
ここでは空間拡散の一例としてＦｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ型の誤差拡散を用いたが、映像信号階調を空間拡散させる方式であれば、ディザ処理その他の方法を用いても同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
次に、逆ガンマ処理ブロック２が同一の８ｂｉｔ映像信号入力を受信して、異なるビット数の出力信号を出力する方法及びＳＦコーディングブロック５が異なるＳＦコーディングを選択する方法について、図３を参照して、説明する。
【０１２３】
平均輝度レベル計算ブロック４は、誤差拡散ブロック３から出力された映像信号１ｂに基づいて、ＡＰＬ値を計算する（ステップＳ１００）。
【０１２４】
平均輝度レベル計算ブロック４が計算したＡＰＬ値は駆動制御ブロック７に送られ、駆動制御ブロック７はＡＰＬ値を維持パルス数に変換する（ステップＳ１１０）。
【０１２５】
この維持パルス数の値により、プラズマディスプレイパネルに表示できる階調解像度が決定される。
【０１２６】
すなわち、維持パルス数Ｎが５１１より小さい場合には（Ｎ＜５１１）、９ｂｉｔ（５１２階調）以上の階調表示は不可能である。このため、逆ガンマ処理ブロック２は、８ｂｉｔの入力信号に対して、２ｂｉｔ上げ、１０ｂｉｔの出力信号を誤差拡散ブロック３に送出する（ステップＳ１２０）。
【０１２７】
維持パルス数Ｎが５１１以上かつ１０２３より小さい場合には（５１１≦Ｎ＜１０２３）、９ｂｉｔ表示は可能であるが、１０ｂｉｔ以上の表示は不可能である。このため、逆ガンマ処理ブロック２は、８ｂｉｔの入力信号に対して、３ｂｉｔ上げ、１１ｂｉｔの出力信号を誤差拡散ブロック３に送出する（ステップＳ１３０）。
【０１２８】
維持パルス数Ｎが１０２４以上の場合には（１０２４≦Ｎ）、プラズマディスプレイパネルにおいて１０ｂｉｔ表示が可能である。逆ガンマ処理ブロック２は、８ｂｉｔの入力信号に対して、４ｂｉｔ上げ、１２ｂｉｔの出力信号を誤差拡散ブロック３に送出する（ステップＳ１４０）。
【０１２９】
このようにして生成された１０ｂｉｔ、１１ｂｉｔ及び１２ｂｉｔの出力信号は誤差拡散ブロック３に出力され、誤差拡散ブロック３は、例えば、Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ型の誤差拡散を用いて、２ｂｉｔの誤差拡散を行う（ステップＳ１５０）。この誤差拡散により、１０ｂｉｔ、１１ｂｉｔ及び１２ｂｉｔの各出力信号は８ｂｉｔ、９ｂｉｔ及び１０ｂｉｔの出力信号として、平均輝度レベル計算ブロック４を介して、ＳＦコーディングブロック５に出力される。
【０１３０】
ＳＦコーディングブロック５は、８ｂｉｔ、９ｂｉｔ、１０ｂｉｔの各映像信号を１２ＳＦにＳＦコーディングする（ステップＳ１６０）。
【０１３１】
以上のように、維持パルス数９に基づいて、逆ガンマ処理ブロック２の出力ビット数が選択され、かつ、ＳＦコーディングブロック５の入力ビット数、ひいては、ＳＦコーディングの方法（８ｂｉｔ入力かつ１２ＳＦ出力、９ｂｉｔ入力かつ１２ＳＦ出力及び１０ｂｉｔ入力かつ１２ＳＦ出力）が選択される。これにより、プラズマディスプレイパネルの特性の許容範囲内における最大の階調解像度を表示することが可能となる。
【０１３２】
なお、本実施形態においては、プラズマディスプレイパネルに表示するＳＦ数として１２を用いたが、表示するＳＦ数はプラズマディスプレイパネルの特性に応じて変更することができる。
【０１３３】
また、ＡＰＬ値は映像信号入力１の１フレーム毎に決定される値であるため、プラズマディスプレイパネルへの表示解像度はフレーム単位で変化させることが可能である。
（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態においては、プラズマディスプレイパネルに表示するＳＦ数を一定としたが、維持パルス９とサブフィールドコーディング処理の入力信号のビット数との間の差を一定にすることもできる。このようにすることによって擬似輪郭の抑制効果を一定にすることができる。
【０１３４】
しかしながら、ＳＦ数を増やすと、書き込み時間の増加を防ぐために下位の書き込み走査時間を短くする必要があり、書き込み不良が増えるおそれがある。書き込み不良と擬似輪郭の抑制効果とのバランスをとるためには、維持パルス数が大きいとき、サブフィールド数を、維持パルス数が小さいときの値以上に設定する。
【０１３５】
さらに、図１の映像信号入力１の平均輝度レベル値を、逆ガンマ処理ブロック２に入力される前に検出し、注目フレームの前後のフレームの平均輝度レベル値と比較することにより、前後のフレームとの平均輝度レベル差が予め定めたしきい値よりも大きい場合にのみ、本実施形態に係る表示装置を適用し、平均輝度レベル差が予め定めたしきい値よりも小さい場合には、逆ガンマ処理ブロック２の出力ビット数及びＳＦコーディングブロック５の入力ビット数を変更しないようにすることができる。
【０１３６】
すなわち、維持パルス数がＡである場合のサブフィールド数をＳ１、維持パルス数がＢ（Ａ＞Ｂ）である場合のサブフィールド数をＳ２とすれば、Ｓ１≧Ｓ２となるように設定すればよい。
【０１３７】
第１及び第２の実施形態に係る表示装置はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に適用したが、本表示装置は、サブフィールド法を用いる全てのデバイスに適用することが可能である。例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の他に、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた表示装置またはエレクトロルミネセンスデバイスなどに適用することが可能である。この場合、エレクトロルミネセンスデバイスは、有機エレクトロルミネセンスデバイスと無機エレクトロルミネセンスデバイスの双方を含む。
【０１３８】
上述の実施形態に係る表示装置１０の動作は、コンピュータが読み取り可能な言語で記述されたコンピュータプログラムによっても実行可能である。
【０１３９】
コンピュータプログラムにより上述の表示装置１０を動作させる場合には、例えば、表示装置１０にプログラム記憶用のメモリーを設け、そのメモリーにコンピュータプログラムを格納する。表示装置１０に設けられた中央処理装置その他の制御部（図示せず）はメモリーからそのコンピュータプログラムを読み出すことにより、そのコンピュータプログラムに従って、上述のような動作を実行することができる。
【０１４０】
さらには、そのようなコンピュータプログラムを格納した記憶媒体を制御部にセットし、制御部がその記憶媒体からそのコンピュータプログラムを読み出し、そのコンピュータプログラムに従って、上述のような動作を実行するようにすることも可能である。
【０１４１】
次いで、コンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例を以下に挙げる。
【０１４２】
上述の表示装置１０の機能は各種のコマンドを含むプログラムとして実現可能であり、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を介して提供することが可能である。
【０１４３】
本明細書において、「記憶媒体」の語は、データを記録することができるあらゆる媒体を含むものとする。
【０１４４】
記憶媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ−ＲＯＭ）やＰＤなどのディスク型の記憶媒体４０１、磁気テープ、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｄｉｓｋ−Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリーチップ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、スマートメディア（登録商標）、フラッシュメモリー、コンパクトフラッシュ（登録商標）カードなどの書き換え可能なカード型ＲＯＭ、ハードディスクがあり、その他プログラムの格納に適していれば、いかなる手段も用いることができる。
【０１４５】
この記憶媒体は、コンピュータが読み取り可能なプログラム用言語を用いて上述のマイクロコンピュータの各機能をプログラミングし、そのプログラムをプログラムの記録が可能な上記の記憶媒体に記録することにより、作成することができる。
【０１４６】
あるいは、記憶媒体として、サーバーに備え付けられたハードディスクを用いることも可能である。
【０１４７】
また、本発明に係る記憶媒体は、上述のコンピュータプログラムを上記のような記憶媒体に格納し、ネットワークを介して、そのコンピュータプログラムを他のコンピュータにより読み取ることによっても、作成可能である。
【０１４８】
コンピュータとしては、パーソナルコンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ノート式コンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップ式コンピュータ、ポケットコンピュータ、サーバーコンピュータ、クライアントコンピュータ、ワークステーション、ホストコンピュータなどを用いることができる。
【０１４９】
【発明の効果】
以上のように、例えば、第１の実施形態において説明したように、ＳＦ数を変えることなく、ＳＦコーディングだけを切り替えることにより、具体的には、サブフィールドコーディング処理の入力ビット数を切り替えることにより、ディスプレイパネルに表示される映像の画質を調整している。サブフィールドコーディング処理の入力ビット数は表示階調数に対応し、維持パルス数が大きいとき、サブフィールドコーディング処理の入力ビット数を、維持パルス数が小さいときの値以上に設定することにより、平均輝度レベル値が小さい暗い画面では、階調数を増やすことによって、暗い画面の中の階調差をとり、闇夜を飛ぶカラスのような映像でも鮮明に表示することができる。
【０１５０】
上記の場合、サブフィールドコーディング処理の入力ビット数が増えると、入力ビット数とＳＦ数との間の差が小さくなり、サブフィールドコーディングの冗長性が低下して、擬似輪郭の抑制効果が低減する。これを解決するために、本願の第２の実施形態においては、維持パルス数によってさらにＳＦ数も決定している。具体的には、維持パルス数が大きいとき、サブフィールド数を、維持パルス数が小さいときの値以上に設定することにより、擬似輪郭の抑制効果の低減を緩和している。
【０１５１】
このように、本発明によれば、階調特性の向上と擬似輪郭の低減の双方を両立させることが可能になり、ディスプレイパネルの特性に応じた最大階調解像度を実現することができ、表示させる映像の画質を向上させることができる。
【０１５２】
さらに、サブフィールドコーディング方法の違いに伴って、１フレーム中の画素の発光分布が大きく異なる駆動方法を用いている場合、入力映像のシーンチェンジを検出し、シーンチェンジ時のみ、本発明に係る表示装置または表示方法を用いることにより、本発明による表示装置または表示方法を用いた場合の副作用である映像表示上の画面ショックを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の構造を示すブロック図である。
【図２】図１に示した表示装置における逆ガンマ処理ブロック、誤差拡散ブロック及びＳＦコーディングブロックの動作を示すシグナルチャートである。
【図３】図１に示した表示装置における逆ガンマ処理ブロック、誤差拡散ブロック及びＳＦコーディングブロックの動作状況を示すフローチャートである。
【図４】従来の表示装置の構造を示すブロック図である。
【図５】所定の画素配列がなされているプラズマディスプレイパネルの一例を示す概略図である。
【図６】８枚のサブフィールドＳＦ１乃至ＳＦ８を示す斜視図である。
【図７】８枚のサブフィールドＳＦ１乃至ＳＦ８の各々を示す平面図である。
【図８】１フィールド分のＰＤＰ駆動信号を示すタイミングチャートである。
【図９】図５に示すプラズマディスプレイパネルにおいて、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが右に１画素の幅だけ移動した場合のプラズマディスプレイパネルの概略図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、特開平６−２５９０３４号に開示されている中間調画像表示方法を実施する装置のブロック図であり、図１０（Ｂ）は、変換パターンを示すグラフである。
【図１１】特許第２９９４６３０号公報（特開平１１−２３１８２５）に記載されている表示装置のブロック図である。
【符号の説明】
１　映像信号入力
２　逆ガンマ処理ブロック
３　誤差拡散ブロック
４　平均輝度レベル計算ブロック
５　ＳＦコーディングブロック
６　フレームメモリ
７　駆動制御ブロック
８　平均輝度レベル値
９　維持パルス数
１０　本発明の一実施形態に係る表示装置
１１　維持パルス出力
１２　映像信号出力
【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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