(57)【要約】【課題】輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行うに際し、画像劣化を抑制しつつ動画偽輪郭を低減可能な多階調画像表示装置及びその動画偽輪郭低減方法を提供する。また、画像の多方向の動きに対して動画偽輪郭を低減可能な多階調画像表示装置及びその動画偽輪郭低減方法を提供する。【解決手段】画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替える入替処理を実行する入替処理手段（入替処理回路１３）を備える。これにより、画像劣化を抑制しつつ動画偽輪郭を低減可能となる。また、画像を構成するうちのＭ行Ｍ列の画素群を、ひとまとまりの状態で回転させてから画像を表示させるべく入替処理を実行する。これにより、画像の多方向の動きに対して動画偽輪郭を低減可能となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し、輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、
画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替える入替処理を実行することが可能な入替処理手段を備え、
前記入替処理手段による入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することが可能に構成されていることを特徴とする多階調画像表示装置。
【請求項２】
画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し、輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、
画像を構成するうちの一部の画素群を、ひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示させるべく、画像信号を複数の画素間で入れ替える入替処理を実行することが可能な入替処理手段を備え、
前記入替処理手段による入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することが可能に構成されていることを特徴とする多階調画像表示装置。
【請求項３】
前記入替処理手段は、
前記一部の画素群としてのＭ行Ｍ列（Ｍは２以上の正の整数）の画素群に対し、９０゜回転、鏡像反転、それらの繰り返し、或いはそれらの組み合わせの変位を施してから画像を表示させるべく、画像信号を前記画素群に含まれる画素間で入れ替える入替処理を実行することが可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の多階調画像表示装置。
【請求項４】
前記入替処理手段は、
前記一部の画素群としてのＭ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは２以上の正の整数）の画素群を鏡像反転させてから画像を表示させるべく、画像信号を前記画素群に含まれる画素間で入れ替える入替処理を実行することが可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の多階調画像表示装置。
【請求項５】
前記入替処理手段は、前記入替処理を、画像信号を構成するうちの一部のビット信号についてのみ実行するように構成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の多階調画像表示装置。
【請求項６】
前記入替処理手段は、前記入替処理を、画像信号を構成するうちの複数のビット信号について実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多階調画像表示装置。
【請求項７】
前記入替処理が行われるビット信号毎に、前記入替処理手段を別個に備えることを特徴とする請求項６に記載の多階調画像表示装置。
【請求項８】
前記入替処理手段は、画像信号が入れ替えられる画素群の範囲を上位のビットになるほど小さくして前記入替処理を実行するように構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の多階調画像表示装置。
【請求項９】
前記入替処理手段は、前記入替処理を、画像信号を構成するうちの下位ｎビット（ｎは正の整数）についてのみ実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の多階調画像表示装置。
【請求項１０】
画像信号に前記入替処理を施さずに画像を表示した場合に動画偽輪郭が発生するか否かを予測する動画偽輪郭発生予測手段を更に備え、
前記入替処理手段は、
前記動画偽輪郭発生予測手段により動画偽輪郭が発生すると予測された場合に、該発生が予測された部位の画素を含む画素群の画像信号に対し前記入替処理を施すように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の多階調画像表示装置。
【請求項１１】
当該多階調画像表示装置は、プラズマ表示装置であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の多階調画像表示装置。
【請求項１２】
画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、動画偽輪郭を低減させるための方法であって、
画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替える入替処理を行い、
前記入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することを特徴とする動画偽輪郭低減方法。
【請求項１３】
画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、動画偽輪郭を低減させるための方法であって、
画像を構成するうちの一部の画素群を、ひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示するべく、画像信号を複数の画素間で入れ替える入替処理を行い、
前記入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することを特徴とする動画偽輪郭低減方法。
【請求項１４】
前記一部の画素群としてのＭ行Ｍ列の画素群に対し、９０゜回転、鏡像反転、それらの繰り返し、或いはそれらの組み合わせの変位を施してから画像を表示するべく、画像信号を前記画素群に含まれる画素間で入れ替える入替処理を行うことを特徴とする請求項１３に記載の動画偽輪郭低減方法。
【請求項１５】
前記一部の画素群としてのＭ行Ｎ列の画素群を鏡像反転させてから画像を表示するべく、画像信号を前記画素群に含まれる画素間で入れ替える入替処理を行うことを特徴とする請求項１３に記載の動画偽輪郭低減方法。
【請求項１６】
前記入替処理を、画像信号を構成するうちの一部のビット信号についてのみ行うことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の動画偽輪郭低減方法。
【請求項１７】
前記入替処理を、前記入替処理を、画像信号を構成するうちの複数のビット信号について行うことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載の動画偽輪郭低減方法。
【請求項１８】
画像信号が入れ替えられる画素群の範囲を上位のビットになるほど小さくして前記入替処理を行うことを特徴とする請求項１７に記載の動画偽輪郭低減方法。
【請求項１９】
前記入替処理を、画像信号を構成するうちの下位ｎビット（ｎは正の整数）についてのみ行うことを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか一項に記載の動画偽輪郭低減方法。
【請求項２０】
画像信号に前記入替処理を施さずに画像を表示した場合に動画偽輪郭が発生するか否かの予測を行い、
動画偽輪郭が発生すると予測した場合に、該発生が予測される部位の画素を含む画素群の画像信号に対し前記入替処理を施すことを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の動画偽輪郭低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多階調画像表示装置及びその動画偽輪郭低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基本的な多階調画像表示方式として、６４階調の１フィールドを、輝度比が１：２：４：８：１６：３２の順で配列された６つのサブフィールドの組み合わせで階調表現するものがある（例えば、特許文献１の第８図参照）。これら６つのサブフィールドは、点灯順序が固定されている。
【０００３】
この方法を用いて動画を表現した場合は、点灯するサブフィールドの組み合わせが大きく変化するような階調変化（例えば６３と６４、３１と３２、或いは、１５と１６などの階調間での変化）が発生すると、発光の時間的不均一性が著しく、階調の乱れが大きくなるという問題があった。
【０００４】
このような階調の乱れを改善する方法として、（ａ）各サブフィールドの点灯順序を入れ換える、（ｂ）１フィールド内で分割するサブフィールド数を増やし、階調を表示する際に点灯するサブフィールドの組み合わせが２種類以上存在するように設定するといった方法がある（例えば、特許文献１の第１６〜２３図参照）。また、誤差拡散法等の信号処理で階調の乱れを空間的に拡散する方法もある。
【０００５】
さらに、動画偽輪郭を低減するための他の方法として、等化パルス法と呼ばれる手法もある（例えば、非特許文献１参照）。等化パルス法によれば、サブフィールド法を採用しているディスプレイ上などで視線が移動した際に階調の乱れが観測されると予想される場合に、源信号に余分に発光を加えるか或いは減ずることにより、階調の大きな乱れを低減させることができる。
【０００６】
また、他にも、動画偽輪郭が発生しやすい箇所の画素を入れ替えることで動画偽輪郭の発生を抑制するという技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この技術によれば、画素の入れ替えを、明・暗の乱れが交互に発生するように行うので、階調の乱れが交互に相殺され動画偽輪郭の発生を低減することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２７１３２５号公報（第８図、第１６〜２３図）
【０００８】
【特許文献２】
特開２００３−１５７０４５号（第６、７図）
【０００９】
【非特許文献１】
ディスプレイ  アンド  イメージング１９９７，Ｖｏｌ．５，ｐｐ．２２９−２４０
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２Ｎ階調（Ｎは正の整数）を表示するためにはサブフィールド数がＮだけあれば足りるが、従来の多階調表示方式においては、発光の時間的不均一性を小さくして動画偽輪郭を低減させるために分割するサブフィールド数をＮより増やした場合には、例えばプラズマディスプレイパネルの場合は維持放電期間が短くなり輝度が低下してしまう。つまり、従来の多階調表示方式においては、輝度の低下を伴わずに動画偽輪郭低減の目的でサブフィールド数を増加することはできないという課題がある。
【００１１】
さらに、従来の多階調表示方式においては、分割サブフィールド数を増やした場合でも特定の階調レベルでの階調の乱れは発生してしまうため、特定の階調レベルにおける階調の乱れを防ぐことはできないという課題もある。
【００１２】
また、従来の誤差拡散法等の信号処理方式においては、動画偽輪郭が発生するか否かに関わらず入力信号に対して信号処理を行うため、動画偽輪郭が生じる領域以外の入力信号を劣化させてしまうという課題がある。
【００１３】
さらに、従来の誤差拡散法等の信号処理方式においては、誤差拡散法等により拡散された階調の乱れには規則性がないため、拡散した階調の乱れによる影響をあらかじめ予想することができないという課題もある。
【００１４】
また、等化パルス法においては、目が認識する画像の乱れを少なくするために、入力信号において像の動きを検出し、像の移動速度に応じて信号を補正するが、入力映像によっては動きベクトル検出の精度が悪くなることがあるため、間違った信号補正により動画品質を低下させてしまうことがあるという課題がある。
【００１５】
さらに、等化パルス法においては、動いている像を視線が追従することを前提としているため、像を視線が追従しない場合には補正された信号に基づく画像の乱れを認識してしまうことがあるという課題もある。
【００１６】
また、画素入れ替えによる動画偽輪郭抑制の方法においては、画質が劣化する場合があるという課題がある。また、上記の特許文献４には、画素の並び替え方法として一方向一列の画素を入れ替える例が記載されているが、この方法では、動画偽輪郭抑制効果が期待できるのは、特定方向の画像移動に対してだけであり、その他の方向の画像移動に対しては、効果が期待できない。
【００１７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、画質の劣化を抑制しつつ動画偽輪郭を低減可能とし、また、多方向の動きに対して動画偽輪郭を低減可能とする多階調画像表示装置及びその動画偽輪郭低減方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の多階調画像表示装置は、画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し、輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替える入替処理を実行することが可能な入替処理手段を備え、前記入替処理手段による入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することが可能に構成されていることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の動画偽輪郭低減方法は、画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、動画偽輪郭を低減させるための方法であって、画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替える入替処理を行い、前記入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することを特徴としている。
【００２０】
本発明によれば、画像信号を複数の画素間で入れ替える入替処理を行い、該入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示するので、動画偽輪郭の発生を低減することができる。しかも、画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替えるので、画素信号の全ビットについて複数の画素間で入れ替える場合と比べて、元々の画素信号に基づく画像に対しての画質劣化を抑制することができる。つまり、本発明によれば、画質劣化を抑制しつつ動画偽輪郭を低減することができる。
【００２１】
また、本発明の多階調画像表示装置は、画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し、輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、画像を構成するうちの一部の画素群を、ひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示させるべく、画像信号を複数の画素間で入れ替える入替処理を実行することが可能な入替処理手段を備え、前記入替処理手段による入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することが可能に構成されていることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の動画偽輪郭低減方法は、画像における各画素を所定ビットの画像信号に基づいて表示するに際し輝度の重み付けがなされた複数のサブフィールドによって１フィールドを形成して階調表現を行う多階調画像表示装置において、動画偽輪郭を低減させるための方法であって、画像を構成するうちの一部の画素群を、ひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示するべく、画像信号を複数の画素間で入れ替える入替処理を行い、前記入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、画像を構成するうちの一部の画素群を、ひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示させることにより、動画偽輪郭の発生を低減することができる。しかも、本発明によれば、動画像の移動方向に依存しない動画偽輪郭低減効果が得られる。
【００２４】
ここで、本発明においては、前記一部の画素群としてのＭ行Ｍ列の画素群に対し、９０゜回転、鏡像反転、それらの繰り返し、或いはそれらの組み合わせの変位を施してから画像を表示させるべく、画像信号を前記画素群に含まれる画素間で入れ替える入替処理を実行することを好ましい一例とする。
【００２５】
また、本発明においては、前記一部の画素群としてのＭ行Ｎ列の画素群を鏡像反転させてから画像を表示させるべく、画像信号を前記画素群に含まれる画素間で入れ替える入替処理を実行することも好ましい。
【００２６】
さらに、本発明においては、前記入替処理を、画像信号を構成するうちの一部のビット信号についてのみ実行することが好ましい。
【００２７】
また、本発明においては、前記入替処理を、画像信号を構成するうちの複数のビット信号について実行することが好ましい。
【００２８】
この場合の多階調画像表示装置は、前記入替処理が行われるビット信号毎に、前記入替処理手段を別個に備えることを好ましい例とする。
【００２９】
また、この場合、画像信号が入れ替えられる画素群の範囲を上位のビットになるほど小さくして前記入替処理を実行することが好ましく、このようにすることにより、画質の劣化をより一層抑制することができる。
【００３０】
さらに、本発明においては、画像信号の下位ｎビット（ｎは正の整数）についてのみ前記入替処理を行うことが好ましく、このようにすることにより、画質劣化をより一層抑制することができる。
【００３１】
また、本発明においては、画像信号に前記入替処理を施さずに画像を表示した場合に動画偽輪郭が発生するか否かの予測を行い、動画偽輪郭が発生すると予測した場合に、該発生が予測される部位の画素を含む画素群の画像信号に対し前記入替処理を施すことが好ましい。
【００３２】
なお、本発明の多階調画像表示装置は、プラズマ表示装置であることを好ましい例とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００３４】
本実施形態では、本発明の多階調画像表示装置の好適な一例としての、プラズマ表示装置についての説明を行う。
【００３５】
本実施形態に係るプラズマ表示装置は、プラズマディスプレイパネル（図示略）と、図１に示す画像信号処理回路１０と、を備えている。
【００３６】
この画像信号処理回路１０は、入力される所定ビットの画像信号（入力画像信号；本実施形態の場合、例えば８ビット）に基づき表示される画素の輝度と動画偽輪郭発生輝度との比較を行うことにより動画偽輪郭が発生するか否かを予測する動画偽輪郭発生予測回路（動画偽輪郭発生予測手段）１１と、この動画偽輪郭発生予測回路１１による比較に用いられる動画偽輪郭発生輝度を記憶保持している動画偽輪郭発生輝度メモリ１２と、動画偽輪郭発生予測回路１１により動画偽輪郭が発生すると予測された場合に画像信号に対し入替処理（後述）を行う入替処理回路１３と、この入替処理回路１３による入替処理を経たビット信号（例えば下位３ビット）と、該入替処理を経なかったビット信号（例えば上位５ビット）との処理遅延調整を行う位相同期回路１４と、この位相同期回路１４を経た入力画像信号をＳＦ構成（ＳＦ：サブフィールド）に変換するＳＦコーディング部１５と、このＳＦコーディング部１５によりＳＦ構成に変換された画像信号を、プラズマディスプレイパネルを駆動するための駆動信号に変換する駆動信号部１６と、を備えている。
【００３７】
このうち、動画偽輪郭発生予測回路１１は、当該画像信号処理回路１０に入力される入力画像信号のサンプリングを、所定範囲内の画素群（画像を構成するうちの一部の画素群）の表示用に入力される画像信号毎に行うことが可能に構成されている。本実施形態の場合、動画偽輪郭発生予測回路１１は、例えば、２行２列（Ｍ行Ｍ列（Ｍは２以上の正の整数））の画素群毎に、その表示用に入力される画像信号をサンプリングするように構成されている。以下では、簡単のため、２行２列の画素群の表示用の画像信号を、２行２列データ２１（図２）という。また、この２行２列データ２１に基づき表示される２行２列の画素群を、２行２列画素群という。
【００３８】
また、動画偽輪郭発生予測回路１１は、このようにサンプリングした２行２列データ２１に対して入替処理（後述）を施さずに画像を表示した場合に、動画偽輪郭が発生するか否かの予測を行うことが可能に構成されている。
【００３９】
ここで、この予測は、２行２列データ２１に含まれる各画素データ、すなわち、第１画素データ（画像信号）２１ａ、第２画素データ（画像信号）２１ｂ、第３画素データ（画像信号）２１ｃ及び第４画素データ（画像信号）２１ｄに基づき表示される各画素の輝度と、動画偽輪郭発生輝度メモリ１２に予め記憶保持された動画偽輪郭発生輝度との比較を行うことにより行う
この比較を行うための比較式は、以下のように表すことができる。なお、この比較式は、数が多いが単純な規則性を有するため、一部のみを記載する。
第１画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
第１画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第３画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第３画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第４画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第４画素輝度＜第１動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
第１画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
第１画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第３画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第３画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第４画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第４画素輝度＜第２動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
・・・一部省略・・・
第１画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
第１画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第３画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第３画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第４画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第４画素輝度＜第１５動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
第１画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
第１画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第３画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第４画素輝度
第２画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第３画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第１画素輝度
第４画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第３画素輝度
第４画素輝度＜第１６動画偽輪郭発生輝度＜第２画素輝度
なお、これらの比較式では、２行２列画素群における各画素の輝度を、それぞれ第１画素輝度（第１画素データ２１ａに対応）、第２画素輝度（第２画素データ２１ｂに対応）、第３画素輝度（第３画素データ２１ｃに対応）、第４画素輝度（第４画素データ２１ｄに対応）とし、ｎ番目（例えば、都合１６個のうちｎ番目）の動画偽輪郭発生輝度を第ｎ動画偽輪郭発生輝度（ｎ＝１〜１６）としている。
【００４０】
ここで、動画偽輪郭発生輝度は、点灯するサブフィールドの組み合わせが大きく入れ替わるような境目となる輝度である。従って、動画偽輪郭発生輝度の値と数は、各サブフィールドの輝度重み付けの設定と、サブフィールドコーディングと、により一義的に定まるものである。これらの動画偽輪郭発生輝度は、動画偽輪郭発生輝度メモリ１２に予め記憶保持されているものとする。
【００４１】
動画偽輪郭発生予測回路１１が、上記の比較式を全て用いて判定を行うことにより、「２行２列画素群における各画素のうちで、隣り合う何れかの画素の輝度の間に、第１〜第ｎの何れかの動画偽輪郭発生輝度が存在する」という条件（以下、第１条件）を満たすか否かを判定することができるようになっている。
【００４２】
さらに、その結果、上記第１条件を満たすと判定された場合には、すなわち、上記の比較式の何れか１式でも満たすと判定された場合には、入替処理回路（入替処理手段）１３は、入力画像信号（８ビット）のうち下位３ビットについて入替処理を行うようになっている。
【００４３】
ここで、本実施形態の場合の入替処理としては、例えば、２行２列画素群を、ひとまとまりの状態で（例えば反時計回りに）９０゜回転（変位）させてから画像を表示させるべく、画像信号を同一フィールドにおける２行２列画素群に含まれる画素間で入れ替える処理を行う。
【００４４】
しかも、本実施形態の場合の入替処理は、例えば、画像信号を構成するうちの一部のビット信号（例えば、下位３ビット）についてのみ実行する。
【００４５】
すなわち、例えば、図３（ａ）に示すように、２行２列データ２１を構成するうちの上位５ビットの画像信号２１１については入替処理を施さず、図３（ｂ）に示すように、２行２列データ２１を構成するうちの下位３ビットの画像信号２１２（一部のビット信号、複数のビット信号、下位ｎビット（ｎ＝３））についてのみ入替処理を施す。
【００４６】
その結果、例えば、第１画素データ（入替処理後）は、元々の第１画素データ２１ａの上位５ビットと、元々の第２画素データ２１ｂの下位３ビットと、からなり、同様に、第２画素データ（入替処理後）は、元々の第２画素データ２１ｂの上位５ビットと、元々の第４画素データ２１ｄの下位３ビットと、からなり、第３画素データ（入替処理後）は、元々の第３画素データ２１ｃの上位５ビットと、元々の第１画素データ２１ａの下位３ビットと、からなり、第４画素データ（入替処理後）は、元々の第４画素データ２１ｄの上位５ビットと、元々の第３画素データ２１ｃの下位３ビットと、からなることとなる。
【００４７】
ここで、入替処理について、図１５を参照して説明する。
【００４８】
図１５において、入替処理回路１３には一部のビット信号（例えば下位３ビット）が入力される一方で、その他のビット信号（例えば上位５ビット）は入替処理回路１３に入力されずに、位相同期回路１４に入力される。そして、入替処理回路１３に入力される一部のビット信号に対してのみ入替処理が施される。ここで、図１５において行列１３１はＭ行Ｍ列の行列である（本実施形態の場合は、Ｍ＝２とした２行２列の行列）。また、図１５において、Ｒは、Ｍ行Ｍ列の行列に対し反時計回りの９０゜の回転を施す回転行列である。従って、回転行列Ｒの指数ｐを１とした場合に、行列１３１に対し反時計回りの９０゜の回転を施すことができる。なお、図１５において、Ｈは、後述するように、Ｍ行Ｍ列の行列に対し鏡像反転を施す反転行列であるが、本実施形態では、鏡像反転は施さないこととし、従って、反転行列Ｈの指数ｑは０とする。
【００４９】
また、位相同期回路１４は、入替処理回路１３による入替処理が行われた下位３ビットの画像信号２１２（図３（ｂ））と、入替処理が行われなかった上位５ビットの画像信号２１１（図３（ａ））との処理遅延調整を行うように構成されている。
【００５０】
さらに、位相同期回路１４を経た入力画像信号は、ＳＦコーディング部１５にてＳＦ構成に変換され（ＳＦ変換処理され）た後、駆動信号部１６にてプラズマディスプレイパネルの駆動信号に変換され、プラズマディスプレイパネルに出力されるようになっている。
【００５１】
そして、プラズマディスプレイパネルでは、駆動信号部１６より入力される駆動信号に基づき画像を表示するようになっている。つまり、プラズマディスプレイパネルでは、画像信号処理回路１０に入力され、さらに入替処理回路１３による入替処理が施された後の画像信号に基づいて画像を表示することが可能となっている。
【００５２】
本実施形態に係るプラズマ表示装置は、以上のように構成されている。
【００５３】
次に、動作を説明する。
【００５４】
先ず、図４のフローチャートを参照して、画像信号処理回路１０による信号処理について説明する。
【００５５】
この信号処理においては、先ず、動画偽輪郭発生予測回路１１は、入力された入力画像信号に含まれる各２行２列データ２１をサンプリングする（ステップＳ１）。
【００５６】
さらに、動画偽輪郭発生予測回路１１は、サンプリングした２行２列データ２１に対して入替処理を施さずに画像を表示した場合に、該２行２列データ２１に対応する２行２列画素群に含まれる画素のうち、隣り合う何れかの画素間で、何れかの偽輪郭発生輝度をまたぐような階調変化があるかどうかの条件判定を行う。つまり、動画偽輪郭発生予測回路１１は、上記第１条件を満たすか否かの判定を行う（ステップＳ２）。
【００５７】
その結果、第１条件を満たすと判定した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、各画素データ２１ａ〜２１ｄの下位３ビットに対しては、入替処理回路１３による入替処理を行うことにより、９０゜の画像回転（例えば、反時計回りに９０゜）を施す（ステップＳ３）。なお、第１条件を満たすと判定した場合にも、上位５ビットに対しては、入替処理を行わない。
【００５８】
他方、第１条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ２のＮＯ）には、何れのビットに対しても入替処理を行わない。
【００５９】
次に、入替処理（ステップＳ３）を実行したか否かに拘わらず、画像信号は位相同期回路１４に入力され、各信号の処理遅延を一定にする処理がなされる（ステップＳ４）。すなわち、第１条件を満たした場合には、入替処理回路１３による入替処理を経た下位３ビットの画像信号と、該入替処理を経なかった上位５ビットの画像信号との処理遅延調整を行う。
【００６０】
その後、画像信号は対応するＳＦに変換され（ステップＳ５）、さらにプラズマディスプレイパネルの駆動信号としてプラズマディスプレイパネルに出力され（ステップＳ６）、該プラズマディスプレイパネルにて画像表示されることによって階調表現がなされる。
【００６１】
次に、入替処理について、より詳細に説明する。
【００６２】
ここでは、例えば、点灯順に、｛１，２，４，７，１１，１７，２４，３２，４１，５２，６４｝となるような輝度の重み付け（第１重み付け条件）がなされた都合１１個のサブフィールドによって１フィールドを形成して８ビット階調表現を行う場合について説明する。
【００６３】
図５に、入替処理を施さない場合の画像（入力画像）の例を示す。
【００６４】
図５に示すのは、例えば、上下の２行のそれぞれについて、水平方向において１入力画素毎に１４９→１５０→１５１→１５２と輝度変化するような例である。
【００６５】
この場合に、入力画像信号に対し、入替処理を施さずに上記の第１重み付け条件でＳＦ変換処理を施すと、輝度１５０の画素と輝度１５１の画素とでは、発光（点灯）するＳＦ組み合わせ（＝フィールド内でのパルス発光分布）が大きく異なることとなる。すなわち、発光を１、非発光を０で表した場合に、輝度１５０では上記第１重み付け条件におけるサブフィールドの順に｛１  １  １  １  １１  １  １  ０  １  ０｝となるのに対し、入力輝度１５１では同｛０  １  １  ０  １  １  １  ０  １  １  ０｝となり、輝度重み付けが４１のサブフィールド以前で発光する各サブフィールドの発光分布（｛１，２，４，７，１１，１７，２４，３２，４１｝の部分の発光分布）が大きく異なる。従って、図５に示すように動画偽輪郭Ｎが発生する。
【００６６】
なお、ここでは、簡便のため、輝度１５０−１５１間での輝度変化が生じる場合にのみ動画偽輪郭が発生するものとする（動画偽輪郭発生輝度が１５０と１５１との中間にある１つの値だけであるとする）。
【００６７】
このような場合に、本実施形態のプラズマ表示装置においては、動画偽輪郭発生予測回路１１が動画偽輪郭の発生を予測する結果として、入替処理回路１３による入替処理が施されるので、以下に説明するように、動画偽輪郭の発生を低減することができる（動画偽輪郭を認識し難くすることができる）。
【００６８】
ここで、図５における中央の２行２列データ２１に対して入替処理を行うものとすれば、第１画素輝度＝１５０、第２画素輝度＝１５１、第３画素輝度＝１５０、第４画素輝度＝１５１となる。
【００６９】
この場合、入替処理を行うことにより、上位５ビットは入力画像のままとなる（図６（ａ））一方で、下位３ビットは９０゜回転されたデータ（図６（ｂ））となるので、これらを足し合わせることにより、図６（ｃ）に示すような画像輝度となる。
【００７０】
すなわち、図６（ｃ）に示すように、２行２列データ２１及びその近傍の画素において、上側の行では１４９→１５１→１５１→１５２と輝度変化する一方で、下側の行では１４９→１５０→１５０→１５２と輝度変化することとなる。
【００７１】
その結果、図６（ｃ）に示すように、動画偽輪郭２０の発生箇所（１４９←→１５１と輝度変化する部分と、１５０←→１５２と輝度変化する部分）が、分散される（空間的に拡散される）ので、図５の場合とは異なり、はっきりとした線の動画偽輪郭としては観測されにくくなる。つまり、動画偽輪郭を認識し難くすることができる。
【００７２】
なお、図６において、輝度１４４（図６（ａ））は、輝度１５０、１５１を８ビットに換算した場合の５ビット分に相当する値である。同様に、輝度６、７（何れも図６（ｂ））は、それぞれ輝度１５０、１５１を８ビットに換算した場合の３ビット分に相当する値である。
【００７３】
次に、入替処理を施さない場合の画像の他の例を図７に示す。
【００７４】
図７に示すのは、例えば、上下の２行のそれぞれについて、水平方向において１入力画素毎に０→０→２５５→２５５と輝度変化するような例である。この場合にも、０→２５５と輝度変化する部分でサブフィールドの発光分布が大きく異なるので、図７に示すように動画偽輪郭Ｎが発生する。
【００７５】
なお、図７の例では、図５の例とは異なり、０→２５５というように大きな輝度変化を生じる部分で動画偽輪郭が発生するため、この動画偽輪郭はそもそも認識されにくく、発生しても問題とはならないものであるが、このような場合にも本実施形態のプラズマ表示装置においては動画偽輪郭発生予測回路１１が動画偽輪郭の発生を予測する結果として入替処理回路１３による入替処理が施される。
【００７６】
ここで、図７における中央の２行２列データ２１に対して入替処理を行うものとすれば、第１画素輝度＝０、第２画素輝度＝２５５、第３画素輝度＝０、第４画素輝度＝２５５となる。
【００７７】
この場合も、入替処理を行うことにより、上位５ビットは入力画像のままとなる（図８（ａ））一方で、下位３ビットは９０゜回転されたデータ（図８（ｂ））となるので、これらを足し合わせることにより、図８（ｃ）に示すような画像輝度となる。
【００７８】
すなわち、図８（ｃ）に示すように、２行２列データ２１及びその近傍の画素において、上側の行では０→７→２５５→２５５と輝度変化する一方で、下側の行では０→０→２４８→２５５と輝度変化することとなる。
【００７９】
ここで、仮に、例えば全ビット（８ビット）に対して入替処理を施すこととすれば、入替処理の結果、第１画素輝度（＝０）が第２画素輝度（＝２５５）に完全に入れ替わってしまい、また同様に、第４画素輝度（＝２５５）が第３画素輝度（＝０）に完全に入れ替わってしまうので、元々の画像（入力画像）に対する画質の劣化が顕著となってしまう。
【００８０】
これに対し、本実施形態では例えば下位３ビットに対してのみ入替処理を施すようにしているので、元々の画像に対する画質の劣化を抑制することができる。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係るプラズマ表示装置によれば、画像を構成するうちの一部の画素群（例えば２行２列画素群）を、ひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示させるべく、画像信号を複数の画素間で入れ替える入替処理を実行することが可能な入替処理手段（入替処理回路１３）を備え、この入替処理回路１３による入替処理後の画像信号に基づいて画像を表示することが可能に構成されているので、動画偽輪郭の発生を低減すること（動画偽輪郭を認識し難くすること）ができ、しかも、画像の多方向の動きに対して動画偽輪郭低減効果が得られる。
【００８２】
また、入替処理を、画像信号を構成するうちの一部のビット信号についてのみ実行するので、入力画像に対する画質の劣化を抑制することができる。
【００８３】
さらに、入替処理を、画像信号を構成するうちの下位ｎビット（例えば、下位３ビット）についてのみ実行するので、入力画像に対する画質の劣化をより一層抑制することができる。
【００８４】
しかも、入替処理を、画像信号を構成するうちの複数のビット信号（例えば、３ビット）について実行するので、より確実に動画偽輪郭を低減することが可能である。
【００８５】
加えて、画像信号に入替処理を施さずに画像を表示した場合に動画偽輪郭が発生するか否かの予測を行い、動画偽輪郭が発生すると予測した場合に、該発生が予測される部位の画素を含む画素群の画像信号に対し入替処理を施すので「そもそも動画偽輪郭が発生しないのにも拘わらず入替処理を行う結果として画質を劣化させてしまう」といったことがない。
【００８６】
なお、上記の実施形態においては、入替処理として、Ｍ行Ｍ列の画素群として、２行２列の画素群を例示したが、これに限らず、３行３列以上の画素群に対して入替処理を施すようにしても良い（図１５においてＭ＝３或いは４以上）。
【００８７】
また、画素群を（例えば反時計回りの）９０゜回転させてから画像表示させるべく入替処理を行う例を説明したが、９０゜回転を複数回（例えば、２回或いは３回）繰り返してから画像表示させるべく入替処理を行うようにしても良い（図１５において、例えば、ｐ＝２或いは３）。
【００８８】
さらに、画素群を鏡像反転させてから画像表示させるべく入替処理を行うようにしても良い（図１５において、ｐ＝０とする一方で、反転行列Ｈの指数ｑ＝１）。
【００８９】
加えて、画素群に対し、鏡像反転と回転とを組み合わせた変位（具体的には、例えば、９０゜回転を１乃至３回と鏡像反転との組み合わせ）を施してから画像表示させるべく入替処理を行うようにしても良い（図１５において、ｐ＝１乃至３、ｑ＝１）。
【００９０】
また、複数のビット信号に対して入替処理を施す場合に、入替処理が行われるビット信号毎に、入替処理回路１３を別個に備えるようにしても良い（図１４参照）。この場合、例えば、画像信号が入れ替えられる画素群の範囲を上位のビットになるほど小さくして入替処理を実行することも好ましく、このようにすることで、入替処理による画質劣化の影響が大きい上位のビット信号については、影響が少なくなるように小さい範囲で入替処理を行うことができるのに対し、入替処理による画質劣化の影響が小さい下位のビット信号については、動画偽輪郭の低減効果をより確実に得られるように、大きい範囲で入替処理を行うことができる。
【００９１】
さらに、上記においては、複数のビット信号（例えば下位３ビット分のビット信号）に対して入替処理を施す例を説明したが、例えば、何れか１ビット分のビット信号に対してのみ入替処理を施すようにしても良い。
【００９２】
また、下位のビット（下位の１ビット或いは複数ビット）に対して入替処理を施すのに限らず、上位の何れかのビットに対して入替処理を施すようにしても良い。すなわち、（上位であるか下位であるかに拘わらず）何れか一部のビット信号に対してのみ入替処理を施すようにしても良い（図１３参照）。
【００９３】
さらに、一部のビット信号に対して入替処理を施すのに限らず、全ビット信号に対して、９０゜回転、鏡像反転、それらの繰り返し、或いはそれらの組み合わせの変位を施す入替処理を行うようにしても良い（図１２参照）。
【００９４】
また、上記においては、Ｍ行Ｍ列の画素群に対し変位を施してから画像を表示させるべく入替処理を行う例を説明したが、これに限らず、Ｍ行Ｎ列（Ｎは２以上の正の整数）の画素群を鏡像反転させてから画像を表示させるべく入替処理を行うようにしても良い（図１６乃至図１９参照）。ここで、図１６乃至図１９において行列１３２はＭ行Ｎ列（Ｍ≠Ｎ）の行列である。
【００９５】
より具体的には、Ｍ行Ｎ列の画素群を鏡像反転させてから画像を表示させるべく入替処理を行う例には、Ｍ行Ｍ列の場合と同様のバリエーションが挙げられる。すなわち、例えば、図１６に示すように全ビット信号に対して鏡像反転を施すようにしても良い。また、図１７に示すように一部のビット信号に対してのみ鏡像反転を施すようにしても良い。また、図１８に示すように複数のビット信号に対して鏡像反転を施す場合に、入替処理が行われるビット信号毎に入替処理回路１３を別個に備えるようにしても良い。さらに、図１９に示すように下位ｎビットのビット信号に対してのみ鏡像反転を施すようにしても良い。
【００９６】
また、上記においては、画像を構成するうちの一部の画素群として、Ｍ行Ｍ列とＭ行Ｎ列の画素群を例示したが、その他の任意形状の画素群をひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示させるべく入替処理を実行するようにしても良い。
【００９７】
さらに、画素群に対して施す変位として、９０゜回転と鏡像反転のみを例示したが、その他の変位（例えば、点対称に反転させるような変位）を施すようにしても良い。また、９０゜回転の例として、反時計回りの回転を例示したが、時計回りの回転を施すようにしても良い。
【００９８】
また、上記においては、一部の画素群をひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示させるべく入替処理を実行する例を説明したが、これに限らず、例えば、特許文献２と同様の入替処理を（特許文献２のように全ビットに対して実行するのではなく）、画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみについて実行するようにしても良い。すなわち、画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替える入替処理を実行するようにしても良い（図９乃至図１１参照）。このようにすることで、動画偽輪郭は低減しつつも、元々の画素信号に基づく画像に対しての画質劣化を抑制することができる。
【００９９】
特許文献２と同様の入替処理を、画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみについて実行する例としては、より具体的には、以下のバリエーションが挙げられる。
【０１００】
すなわち、例えば、図９に示すように（任意の）一部のビット信号に対して入替処理を施すようにしても良い。また、図１０に示すように、複数のビット信号に対して入替処理を施す場合に、入替処理が行われるビット信号毎に入替処理回路１３を別個に備えるようにしても良い。さらに、図１１に示すように下位ｎビットのビット信号に対してのみ入替処理を施すようにしても良い。
【０１０１】
また、上記においては、同一フィールドにおける画素間で画像信号を入れ替える例を説明したが、同一フィールドに限らず、時系列において近傍のフィールドであれば、複数フィールド間の画素間で画像信号を入れ替えることにより動画偽輪郭を低減するようにしても良い。
【０１０２】
加えて、上記においては、多階調画像表示装置として、プラズマ表示装置について説明したが、その他の多階調画像表示装置に本発明を適用しても良い。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、画像信号を構成するうちの一部のビット信号のみを複数の画素間で入れ替える入替処理を実行するので、画質の劣化を抑制しつつ動画偽輪郭を低減することができる。
【０１０４】
また、本発明によれば、画像を構成するうちの一部の画素群を、ひとまとまりの状態で変位させてから画像を表示させるべく、画像信号を複数の画素間で入れ替える入替処理を実行するので、多方向の動きに対して動画偽輪郭を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る多階調画像表示装置の好適な一例としてのプラズマ表示装置が備える画像信号処理回路を示すブロック図である。
【図２】動画偽輪郭発生判定回路によりサンプリングされる２行２列の画像データ（２行２列データ）を示す図である。
【図３】２行２列データを構成するうちで、入替処理が施されない上位５ビットの画像信号（図３（ａ））と、入替処理が施される下位３ビットの画像信号（図３（ｂ））とを示す図である。
【図４】画像信号処理回路による処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】入力画像の具体的な一例を示す図である。
【図６】図５の入力画像に対して施される入替処理を説明するための図である。
【図７】入力画像の具体的な他の一例を示す図である。
【図８】図７の入力画像に対して施される入替処理を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１３】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１４】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１５】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１６】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１７】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１８】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１９】本発明の実施形態の他の例を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１１  動画偽輪郭発生予測回路（動画偽輪郭発生予測手段）
１３  入替処理回路（入替処理手段）
【図１】
2005003981.tif 000003
【図２】
2005003981.tif 000004
【図３】
2005003981.tif 000005
【図４】
2005003981.tif 000006
【図５】
2005003981.tif 000007
【図６】
2005003981.tif 000008
【図７】
2005003981.tif 000009
【図８】
2005003981.tif 000010
【図９】
2005003981.tif 000011
【図１０】
2005003981.tif 000012
【図１１】
2005003981.tif 000013
【図１２】
2005003981.tif 000014
【図１３】
2005003981.tif 000015
【図１４】
2005003981.tif 000016
【図１５】
2005003981.tif 000017
【図１６】
2005003981.tif 000018
【図１７】
2005003981.tif 000019
【図１８】
2005003981.tif 000020
【図１９】
2005003981.tif 000021