(57)【要約】【課題】  サブフィールド分割発光表示を行う表示装置において、多階調化処理を施した画像を表示する場合、フリッカや不自然な模様を低減し画質を向上させる。【解決手段】  階調値補正部１３、擬似多階調化処理部１５及び表示部３０を具備する表示装置を用いる。階調値補正部１３は、ディジタル画像信号の画像階調値が所定の特定階調であるとき、画像階調値を特定階調以外の階調値に補正した階調補正画像信号を生成する。擬似多階調化処理部１５は、階調補正画像信号に擬似多階調化処理を行った表示画像信号を生成する。表示部３０は、表示画像信号をサブフレーム法により表示する。ただし、特定階調は、１階調だけ上位の階調へその所定の階調値を上げてサブフレーム法で表示したとき重み付け最大のサブフレームが非点灯から点灯へ変化する階調である。階調補正部１３は、特定階調を有するディジタル画像信号のうちの４０％以上について画像階調値を補正する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル画像信号の階調値としての画像階調値が所定の階調値としての特定階調であるとき、前記画像階調値を前記特定階調以外の階調値に補正した階調補正画像信号を生成する階調値補正部と、
前記階調補正画像信号に擬似多階調化処理を行った表示画像信号を生成する擬似多階調化処理部と、
前記表示画像信号をサブフレームコーディングし、サブフレーム法により表示する表示部と
を具備し、
前記特定階調は、１階調だけ上位の階調へ前記所定の階調値を上げてサブフレーム法で表示したとき重み付け最大のサブフレームが非点灯から点灯へ変化する階調であり、
前記階調補正部は、前記特定階調を有する前記ディジタル画像信号のうちの４０％以上について前記画像階調値を補正する
表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記階調値補正部は、前記特定階調を有する前記ディジタル画像信号のうちの６０％以上について前記画像階調値を補正する
表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表示装置において、
フレーム周波数は、５０Ｈｚである
表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記階調値補正部は、逆ガンマ変換機能を有し、前記ディジタル画像信号がガンマ変換されているとき、前記ディジタル画像信号を逆ガンマ変換した後、前記階調補正画像信号を生成する
表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記画像階調値を補正する補正値と前記特定階調とを関連付けて格納する補正値記憶部を更に具備し、
前記階調値補正部は、前記ディジタル画像信号に基づいて、前記補正値記憶部から前記補正値を取得して、前記階調補正画像信号を生成する
表示装置。
【請求項６】
ディジタル画像信号の階調値としての画像階調値が所定の階調値としての特定階調であるとき、前記特定階調を有する前記ディジタル画像信号のうちの４０％以上について、前記画像階調値を前記特定階調以外の階調値に補正した階調補正画像信号を生成する階調補正工程と、ここで、前記特定階調は、１階調だけ上位の階調へ前記所定の階調値を上げてサブフレーム法で表示したとき重み付け最大のサブフレームが非点灯から点灯へ変化する階調であり、
前記階調補正画像信号に擬似多階調化処理を行った表示画像信号を生成する擬似多階調化工程と、
前記表示画像信号をサブフレームコーディングするサブフレームコーディング工程と
を具備する
中間階調表示方法。
【請求項７】
請求項６に記載の中間階調表示方法において、
前記階調補正工程は、前記特定階調を有する前記ディジタル画像信号のうちの６０％以上について、前記画像階調値を前記特定階調以外の階調値に補正した階調補正画像信号を生成する
中間階調表示方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の中間階調表示方法において、
フレーム周波数は、５０Ｈｚである
中間階調表示方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の中間階調表示方法において、
前記階調補正工程は、前記ディジタル画像信号がガンマ変換されているとき前記ディジタル画像信号を逆ガンマ変換する逆ガンマ変換工程を備える
中間階調表示方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の中間階調表示方法において、
前記階調補正工程は、前記ディジタル画像信号に基づいて、前記画像階調値を補正する補正値と前記特定階調とを関連付けて格納する記憶部から前記補正値を取得して、前記階調補正画像信号を生成する
中間階調表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、及び中間階調表示方法に関し、特に擬似多階調化処理に関わる表示装置、、及び中間階調表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドットマトリクス配列画素を有するディジタル表示装置、例えばプラズマディスプレイ（以下、「ＰＤＰ」とも記す）において、サブフレーム（以下、「ＳＦ」とも記す）を用いた時分割発光表示方法が知られている。このような表示装置では、ディスプレイ自体の階調再現性能だけでは十分な画質を得られない場合がある。そのため、階調再現性を向上させる手段として、ディザ法や誤差拡散法などを用いた擬似多階調化の手法が用いられてきた。ここで、ディザ法を用いて多階調化を行い、ＰＤＰに動画を表示すると、ディザによる画像データの変化とＰＤＰのＳＦ発光表示との組み合わせにより、階調によってフリッカが目立ち、画質が低下してしまう現象が知られている。また、誤差拡散法を用いて多階調化を行うと、処理方法によっては、特定の階調で目に付きやすい不自然な模様を生じ、画質が低下してしまう現象も知られている。
【０００３】
関連する技術として、特許第３３５４７４１号公報（特許文献１）に、中間調表示方法及び中間調表示装置の技術が開示されている。この技術の中間調表示方法は、複数個の画素単位が、二次元状のマトリックス形式に配置されている表示装置において、画素単位に構成された中間調画像データを入力し、当該入力された該中間調画像データに、当該入力された中間調画像データの階調レベルに応じたディザパターンを挿入して、当該ディザパターンに設定されたデータに基づく該中間調画像データの演算を行った後、誤差拡散法による誤差拡散処理を行うことを特徴とする。
この技術の目的は、ＰＤＰのようなマトリックスパネルの中間調表示において、多階調化を実現し、そのことによって生じるフリッカ、或いは気になる固定模様等の映像品位の低下を抑えることができる中間調表示方法及び表示装置を提供することにある。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３５４７４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＤＰのようなＳＦ分割発光表示を行うディスプレイで、上述の特許第３３５４７４１号のような手段を用いないで、ディザ法による多階調化処理を施した画像を表示する場合、画像の階調によってはフリッカが目立ち、画質が低下することがある。特に、フレーム周波数の低い５０Ｈｚの動画信号では、フリッカがより見えやすくなり、画質が低下する。その理由を以下に示す。まず、時間的にパターン値が変化するディザ処理を行った場合、例えば、２種類のパターン値を１フレーム毎に交互に使用したとき、ディスプレイに表示する階調値が１フレーム毎に１階調分変動することが多い。そして、表示画面内の各画素の位置によってディザパターンを変えることなく、画面内の全ての画素に対して同じ前述のディザ処理を行うと、元の画像がブルーバックなどの均一な階調である場合、画面内の多くの画素が同期して１フレーム毎に１階調分変動することになる。このように、階調が１フレーム毎に１階調分変動するように多階調化処理された画像を、ＳＦ分割発光するディスプレイで表示すると、ＳＦの時間的な発光分布が１フレーム毎に変わる。そのため、階調値によっては、２フレーム周期の分布で発光の粗密に偏りが生じる。そして、人間の目に感じる明暗の周期が長くなり、フリッカとして見えやすくなる。また、誤差拡散法による多階調か処理を施した画像を表示する場合、特定の階調で目に付きやすい不自然な模様を生じる場合がある。
【０００６】
上記の問題に対処する方法として、複数のディザパターンを用意しておき、階調値やＳＦの形態に応じてフリッカを生じにくいディザパターンを選択して使うことが考えられる。しかし、その場合には、回路が複雑化し、動作の高速化が必要になる。すなわち、この方法を用いるためには、次の（ａ）〜（ｄ）ステップを高速に行う必要がある。（ａ）ステップは、元画像の中の画素毎又は複数画素の集合体毎に、階調値を監視する。（ｂ）ステップは、その画素を表示する時のＳＦの形態を検出する。（ｃ）ステップは、階調値とＳＦの形態とに基づいて、最適な１つのディザパターンを多くのパターンから選択する。（ｄ）ステップは、選択されたディザパターンを用いてディザ演算処理を行う。この方法を実現するには、回路が複雑化する。特に動画表示では、動作高速化の必要性が高くなり、設計が難しくなると共に、コストが高くなる。
【０００７】
ＰＤＰのようなＳＦ分割発光表示を行うドットマトリックスディスプレイで、多階調化処理を施した画像を表示する場合、画質を向上することが可能な技術が望まれる。多階調化とフリッカの低減を両立することが可能な技術が求められる。それらを簡単な回路で低コストに実現することができる技術が求められる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ＳＦ分割発光表示を行うドットマトリックスディスプレイで多階調化処理を施した画像を表示する場合、画質を向上することが可能な表示装置、及び中間階調表示方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、ＳＦ分割発光表示を行うドットマトリックスディスプレイで多階調化処理を施した画像を表示する場合、多階調化とフリッカの低減を両立することが可能な表示装置、及び中間階調表示方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、ＳＦ分割発光表示を行うドットマトリックスディスプレイで多階調化処理を施した画像を表示する場合、多階調化と不自然な模様の低減を両立することが可能な表示装置、及び中間階調表示方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、ＳＦ分割発光表示を行うドットマトリックスディスプレイで多階調化処理を施した画像を表示する場合、画質の向上を簡単な回路で低コストに実現することができる表示装置、及び中間階調表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１３】
従って、上記課題を解決するために、本発明の表示装置（１）は、階調値補正部（１３）と、擬似多階調化処理部（１５）と、表示部（３０）とを具備する。階調値補正部（１３）は、ディジタル画像信号の階調値としての画像階調値が所定の階調値としての特定階調であるとき、その画像階調値をその特定階調以外の階調値に補正した階調補正画像信号を生成する。擬似多階調化処理部（１５）は、その階調補正画像信号に擬似多階調化処理を行った表示画像信号を生成する。表示部（３０）は、その表示画像信号をサブフレームコーディングし、サブフレーム法により表示する。
ただし、その特定階調は、１階調だけ上位の階調へその所定の階調値を上げてサブフレーム法で表示したとき重み付け最大のサブフレームが非点灯から点灯へ変化する階調である。そして、階調補正部（１３）は、その特定階調を有するそのディジタル画像信号のうちの４０％以上についてその画像階調値を補正する。
【００１４】
本発明により、多階調化処理前の画像信号の階調値を補正することによって、その後、画面内の全ての位置の画素に対して同じ多階調化処理を施しても、また、階調値に応じてディザパターンを変えるなどの多階調化処理の使い分けをしなくても、ＰＤＰのようなドットマトリックス型のディスプレイでＳＦ分割表示したときにフリッカや不自然な模様を生じやすい中間階調データは存在しなくなる。従って、特定の階調でフリッカ不自然な模様が生じることを防ぎ、あるいはその程度を軽減し、画質低下を防ぐことができる。特に、特定階調を有するディジタル画像信号のうちのフリッカや不自然な模様が目立つ方から４０％、又はそれ以上について、画像階調値を補正することがより効果的である。
【００１５】
上記の表示装置において、階調値補正部（１３）は、その特定階調を有するそのディジタル画像信号のうちの６０％以上についてその画像階調値を補正する。
【００１６】
本発明では、更に、特定階調を有するディジタル画像信号のうちのフリッカや不自然な模様が目立つ方から６０％、又はそれ以上について、画像階調値を補正することが更により効果的である。
【００１７】
上記の表示装置において、フレーム周波数は、５０Ｈｚである。
【００１８】
本発明は、このフレーム周波数（５０Ｈｚ）において、より効果的である。
【００１９】
上記の表示装置において、階調値補正部（１３）は、逆ガンマ変換機能を有する。そして、そのディジタル画像信号がガンマ変換されているとき、そのディジタル画像信号を逆ガンマ変換した後、その階調補正画像信号を生成する。
【００２０】
本発明では、逆ガンマ変換機能を有することで、回路をコンパクトにすることが出来る。
【００２１】
上記の表示装置において、その画像階調値を補正する補正値とその特定階調とを関連付けて格納する補正値記憶部（１２）を更に具備する。そして、階調値補正部（１３）は、そのディジタル画像信号に基づいて、補正値記憶部（１２）からその補正値を取得して、その階調補正画像信号を生成する。
【００２２】
本発明では、補正値記憶部（１２）のデータを用いることで、複雑な演算を行わずに高速に補正を行うことが出来る。加えて、補正値記憶部（１２）のデータを書き換えることで、補正を自在に制御することが出来る。更に、本発明においては、例えば、階調値補正部（１３）を書き換え可能なメモリによるルックアップテーブルで構成し、動作を行う前に補正値記憶部（１２）からのデータを書き込んでおけばよく、検出後に複雑な演算をする必要はない。従って、多くの情報量を短時間で処理するような特別なソフトウェア、ハードウェアを設計する必要がないため、た比較的簡単、低コストで実現できる。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の中間階調表示方法は、階調補正工程と、擬似多階調化工程と、サブフレームコーディング工程とを具備する。階調補正工程は、ディジタル画像信号の階調値としての画像階調値が所定の階調値としての特定階調であるとき、その特定階調を有するそのディジタル画像信号のうちの４０％以上について、その画像階調値をその特定階調以外の階調値に補正した階調補正画像信号を生成する。ここで、その特定階調は、１階調だけ上位の階調へその所定の階調値を上げてサブフレーム法で表示したとき重み付け最大のサブフレームが非点灯から点灯へ変化する階調である。擬似多階調化工程は、その階調補正画像信号に擬似多階調化処理を行った表示画像信号を生成する。サブフレームコーディング工程は、その表示画像信号をサブフレームコーディングする。
【００２４】
上記の中間階調表示方法において、その階調補正工程は、その特定階調を有するそのディジタル画像信号のうちの６０％以上について、その画像階調値をその特定階調以外の階調値に補正した階調補正画像信号を生成する。
【００２５】
上記の中間階調表示方法において、フレーム周波数は、５０Ｈｚである。
【００２６】
上記の中間階調表示方法において、その階調補正工程は、そのディジタル画像信号がガンマ変換されているときそのディジタル画像信号を逆ガンマ変換する逆ガンマ変換工程を備える。
【００２７】
上記の中間階調表示方法において、その階調補正工程は、そのディジタル画像信号に基づいて、その画像階調値を補正する補正値とその特定階調とを関連付けて格納する記憶部（１２）からその補正値を取得して、その階調補正画像信号を生成する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明により、ＳＦ分割発光表示を行うディスプレイで多階調化処理を施した画像を表示する場合、フリッカや不自然な模様を低減し、画質を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の表示装置、及び中間階調表示方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
本実施例において、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）を例に示して説明するが、他のＳＦ分割発光表示を行う表示装置についても適用可能である。
【００３０】
まず、本発明の表示装置の実施の形態における中間階調処理回路の構成について説明する。
図１は、本発明の表示装置の実施の形態における中間階調処理回路の構成を説明するブロック図である。中間階調処理回路１０は、逆ガンマ変換部２５からの階調値を含むＲＧＢ映像信号（画像信号）を取得する。次に、ＲＧＢ映像信号に基づいて、階調値を補正したＲＧＢ映像信号としての補正ＲＧＢ映像信号（補正画像信号）を生成する。そして、補正ＲＧＢ映像信号に多階調化処理を施した後、ＰＤＰパネル部３２へ向けて出力する。ここで、多階調化処理後の補正ＲＧＢ映像信号は、必要に応じて他の処理を施されてから、ＰＤＰパネル部３２へ出力されても良い。中間階調処理回路１０は、階調値補正内容記憶部１２、階調値補正部１３、及びディザ／誤差拡散処理部１５を具備する。
【００３１】
補正値記憶部としての階調値補正内容記憶部１２は、画素の階調値と、画素の階調値を補正する補正値とを関連付けて格納する。補正値は、階調値に付加される正又は負の値、あるいは、階調値を変更する他の値、関数などに例示される。このようなデータのグループは、ＰＤＰパネル部３２で用いるＳＦ分割発光表示の形態やディザ／誤差拡散処理部１５で用いる多階調化の処理方法ごとに格納することや、補正値を後から変更可能とすることが好ましい。ＳＦ分割発光表示の形態や多階調化の処理方法により、フリッカや不自然な模様の生じやすい階調値が変わるからである。
【００３２】
階調値補正部１３は、逆ガンマ変換部２５からの階調値を含むＲＧＢ映像信号に基づいて、階調値補正内容記憶部１２からその画素に対応する補正値を取得する。次に、その補正値に基づいて、ＲＧＢ映像信号に含まれるその画素の階調値を補正する。そして、補正された階調値を含むＲＧＢ映像信号を、補正ＲＧＢ映像信号として出力する。なお、階調値補正部１３は、逆ガンマ変換部２５を含んでいても良い。その場合、回路面積をより小さくすることが出来る。
【００３３】
階調値補正部１３は、階調値補正内容記憶部１２を含んでいても良い。例えば、階調値補正部１３を書き換え可能なメモリによるルックアップテーブルで構成し、階調値と、画素の階調値を補正する補正値とを関連付けて格納しておけば良い。その場合、処理速度が向上する。
【００３４】
多階調化処理部としてのディザ／誤差拡散処理部１５は、ディザ法／誤差拡散法又はこれらを組み合わせた方法を用いて多階調化処理を行う。そして、多階調化処理を施された補正ＲＧＢ映像信号を表示映像信号としてＰＤＰパネル部３２へ出力する。
【００３５】
ここで、階調値補正内容記憶部１２について更に説明する。
図７は、階調値補正内容記憶部１２に格納されたデータを示す。このデータは、画素の階調値としての階調値１２−１と、画素の階調値を補正する補正値としての１２−３とを関連付けている。補正値１２−３は、全ての階調値１２−１に設けても良い。その場合、補正しない階調値１２−１に対しては、“０”のような実質的に補正しない値を補正値１２−３とする。この場合、データの取り扱いが一律で容易となる。また、補正値１２−３は、フリッカや不自然な模様を発生しやすい階調値に対してのみ設けても良い。その場合、階調値補正内容記憶部１２の容量が小さくてすむ。階調値補正部１３は、階調値１２−１に基づいて、画素の階調値を補正する補正値を補正値１２−３から読み出す。
【００３６】
次に、本発明の表示装置の実施の形態の構成について説明する。
図２は、本発明の表示装置（プラズマ表示装置）の実施の形態の構成を説明する図である。プラズマ表示装置１は、アナログインターフェース２０（以下、「アナログＩ／Ｆ」とも記す）と、プラズマディスプレイモジュール３０（以下、「ＰＤＰモジュール３０」とも記す）とを備える。
【００３７】
アナログＩ／Ｆ２０は、受信したアナログビデオ信号及びアナログＲＧＢ信号を、ディジタルＲＧＢ映像信号に変換する。そして、そのディジタルＲＧＢ映像信号を逆ガンマ変換後に、図１において説明した中間階調処理回路１０で擬似多階調化処理を施した後、ＰＤＰモジュール３０に出力する。アナログＩ／Ｆ２０は、ビデオクロマデコーダ部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、同期信号制御部２３、画像フォーマット変換部２４、逆ガンマ変換部２５、中間階調処理回路１０、システムコントロール部２６及びＰＬＥ制御部２７を備える。
【００３８】
ビデオクロマデコーダ部２１は、アナログビデオ信号を、ＲＧＢまたはＹＵＶ等の映像信号に変換し、アナログ映像信号とする。そして、それをＡ／Ｄ変換部２２及び同期信号制御部２３へ出力する。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換部２２は、アナログ映像信号が入力された場合、アナログ映像信号をディジタル映像信号に変換し、画像フォーマット変換部２４へ出力する。
アナログＲＧＢ信号が入力された場合、アナログＲＧＢ信号をディジタルＲＧＢ信号に変換し、逆ガンマ変換部２５へ出力する。
【００４０】
画像フォーマット変換部２４は、入力されたディジタル映像信号の画素構成とＰＤＰモジュール３０の画素構成とが異なる場合に、ディジタル映像信号の画素構成をＰＤＰモジュール３０の画素構成へ変換する。
【００４１】
逆ガンマ（γ）変換部２５は、予めガンマ変換されているアナログＲＧＢ信号またはアナログビデオ信号を、逆ガンマ変換して線形特性を有するように復元する。ここでは、ディジタル映像信号が入力された場合、ディジタル映像信号を逆ガンマ変換し、ガンマ補正済みのディジタルＲＧＢ信号として中間階調処理回路１０へ出力する。
ディジタルＲＧＢ信号が入力された場合、ディジタルＲＧＢ信号を逆ガンマ変換し、ガンマ補正済みのディジタルＲＧＢ信号として中間階調処理回路１０へ出力する。
【００４２】
中間階調処理回路１０は、逆ガンマ変換部２５からのガンマ補正済みのディジタルＲＧＢ信号に基づいて、階調値を補正したディジタルＲＧＢ信号としての補正ディジタルＲＧＢ映像信号を生成する。そして、補正ディジタルＲＧＢ映像信号に多階調化処理を施して、ディジタルＲＧＢ映像信号としてＰＤＰモジュール３０へ出力する。
【００４３】
同期信号制御部２３は、ＰＬＬ回路を含む。アナログビデオ信号またはアナログＲＧＢ信号と同時に供給される水平同期信号を取り出す。そして、水平同期信号を基準として、サンプリングクロック及びデータクロック信号を生成する。その後、アナログビデオ信号またはアナログＲＧＢ信号と同時に供給される水平同期信号及び垂直同期信号と共に、データクロック信号をＰＤＰモジュール３０へ出力する。
【００４４】
ＰＬＥ制御部２７は、ＲＧＢ映像信号の平均輝度レベルを受信する。そして、その平均輝度レベルが第１基準値以下である場合、表示輝度を上昇させるＰＬＥ制御信号を出力する。逆に、平均輝度レベルが第２基準値以上（第１基準値＜第２基準値）である場合、表示輝度を低下させるＰＬＥ制御信号を出力する。
【００４５】
システムコントロール部２６は、各種制御信号をＰＤＰモジュール３０へ出力する。
【００４６】
ＰＤＰモジュール３０は、アナログＩ／Ｆ２０から受信したディジタルＲＧＢ映像信号を、ＳＦ分割発光表示を行う。ＰＤＰモジュール３０は、ディジタル信号処理・制御部３１とＰＤＰパネル部３２とモジュール内電源部３３とを備える。
【００４７】
ディジタル信号処理・制御部３１は、入力インターフェース信号処理部（以下、「入力Ｉ／Ｆ信号処理部」とも記す）３４とフレームメモリ３５とメモリ制御部３６とドライバ制御部３７とを備える。
【００４８】
入力Ｉ／Ｆ信号処理部３４は、入力信号平均輝度レベル演算回路（図示されず）、輝度レベル制御回路（図示されず）を含む。入力信号平均輝度レベル演算回路は、ディジタルＲＧＢ映像信号の平均輝度レベルを計算する。そして、その平均輝度レベルを示す例えば５ビットの輝度データをＰＬＥ制御部２７に出力する。輝度レベル制御回路は、その輝度データに基づくＰＬＥ制御部２７からのＰＬＥ制御データに基づいて、メモリ制御部３６やドライバ制御部３７を制御する信号を出力する。
【００４９】
フレームメモリ３５は、入力インターフェース信号処理部３４に入力されたディジタルＲＧＢ映像信号を映像データとして一旦格納する。そして、メモリ制御部３６からの制御信号により、ＰＤＰドライバ（ＰＤＰパネル部３２の各ドライバ）が必要とする構成の映像データを、所定のタイミングでＰＤＰパネル部３２へ出力する。
【００５０】
メモリ制御部３６は、フレームメモリ３５を制御する制御信号をフレームメモリ３５へ出力する。
【００５１】
ドライバ制御部３７は、各ドライバを制御するドライバ制御信号をＰＤＰパネル部３２へ出力する。
【００５２】
ＰＤＰパネル部３２は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）５０、走査ドライバ３８、データドライバ３９、高圧パルス部４０、電力回収部４１とを備える。
【００５３】
走査ドライバ３８は、走査電極を制御、駆動する。
データドライバ３９は、データ電極を制御、駆動する。
高圧パルス部４０は、ＰＤＰ５０及び走査ドライバ３８にパルス電圧を供給する。
ＰＤＰ５０は、行列状に配列された１３６５個×７６８個の画素を有する。走査ドライバ３８による走査電極の制御とデータドライバ３９によるデータ電極の制御に基づいて、複数の画素のうちの所定の画素を点灯又は非点灯することにより、所望の画像を表示する。
電力回収部４１は、高圧パルス部４０からの余剰電力を回収する。
【００５４】
モジュール内電源部３３は、ディジタル信号処理・制御部３１及びＰＤＰパネル部３２に、ロジック用電力を供給している。それと共に、表示用電源から直流電力を供給され、この直流電力の電圧を所定の電圧に変換した後、ＰＤＰパネル部３２に供給している。
【００５５】
次に、中間階調処理回路１０における補正に関して以下に説明する。
本発明においては、特定の階調（特定階調ともいう）に対応してフリッカや不自然な模様が目立ち画質が低下してしまう現象を、その特定の階調を補正することにより軽減している。すなわち、ディザ法・誤差拡散法等による擬似多階調化処理方法（ディザ／誤差拡散処理部１５での処理）は変更せず、多階調化処理前の階調値を補正する（階調値補正部１３での処理）ことにより、フリッカや不自然な模様を起こし難くしている。それにより、多階調化の効果を維持しながら、特定の階調で程度の大きくなるフリッカや不自然な模様を軽減することができる。
【００５６】
フリッカや不自然な模様を軽減できる理由に関して、以下に説明する。ここでは、１０ビット値の画像データの例を説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）は、ディザ／誤差拡散処理部１５で用いる２×２画素単位で処理するディザパターンの一例を示す図である。図３におけるＡ、Ｂ、Ｃ及びＤは、ディザ処理を行う前の画像データ（１０ビット値）における下位２ビットに付加する値である。Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、０〜３の任意の値をとる。図３（ａ）のディザパターン及び図３（ｂ）のディザパターンは、１フレームごとに交互に用いられる。また、図３（ａ）のディザパターン値の平均と図３（ｂ）のディザパターン値の平均は等しい。以下の説明では、Ｂに「０」、Ｃに「１」、ＡとＤに「２」あるいは「３」を用いた例で説明する。
【００５７】
本発明の中間階調処理回路（方法）を用いず、上記図３のようなディザパターンを用いてディザ処理を行った後、ＰＤＰ５０に表示したときに、フリッカや不自然な模様が目立つ階調値としては、ディザ処理前の１０ビット値で１５、３１、４７（１０進法）が例示される。それを、図５及び図４を参照して説明する。
【００５８】
図５は、ディザ処理前に本発明に関わる補正をしなかった（フリッカや不自然な模様が目立つ）階調値の例を示す表である。左の列の欄には、ディザ処理前の画像データにおける１０ビット値の例を１０進法及び２進法で示している。右の列の欄には、左の列の欄の値について、ディザ処理による画像データの変動を示している。ここで、ディザ処理とは、画像データ（１０ビット値）に図３のいずれか一方のディザパターンの値を付加し、下位２ビットを切り捨て、８ビット値の画像データとする処理である。
【００５９】
例えば、１５（１０進法）＝００１１１１（２進法）の階調値を有するディザ処理前の画像データ（１０ビット値）について考える。そのとき、図３のディザパターンを用いてディザ処理を行うと、ＰＤＰ５０に表示するときの階調は、８ビット値で３（１０進法）＝００１１（２進法）、または、４（１０進法）＝０１００（２進法）、となる。この場合、２進法において、０と１とが変化するビットが多いことがわかる。これは、ＳＦ発光分布が大きく変わること、すなわち、フリッカが発生しやすいことを示している。他に例示された表中の３１、４７（１０進法）についても同様である。
【００６０】
図４（ａ）は、図５において説明したディザ処理の結果を示す図である。斜線を施した正方形の画素は、斜線の無い正方形の画素に対して１階調分暗い画素を表す。画面内の同一階調の領域では、平均輝度は１フレームごとに変動する。１フレーム毎の輝度変化は、２×２画素単位で図４（ａ）のようになる。この時、画面の半分の画素は一定の階調値で安定しており、残りの半分の画素は、ＰＤＰ５０のＳＦ分割発光によってフリッカが目立ちやすい階調値で変動することになる。
【００６１】
そこで、本発明では、上記のようなフリッカや不自然な模様を軽減するため、フリッカや不自然な模様の発生しやすい階調値をディザ／誤差拡散処理前に補正する処理を行う。それを、図６及び図４を参照して説明する。
【００６２】
図６は、ディザ処理前に本発明に関わる補正をした（フリッカや不自然な模様を目立たなくした）階調値の例を示す表である。左の列の欄には、ディザ処理前（ただし階調値補正部１３による補正済み）の画像データの１０ビット値の例を１０進法及び２進法で示している。右の列の欄には、左の列の欄の値について、ディザ処理による画像データの変動を示している。
【００６３】
本発明においては、前述（図５）のディザ処理前の１０ビット値で１５、３１、４７（１０進法）を、階調値補正部１３において、図６のように、それぞれ１４、３０、４６（１０進法）に変更している。例えば、１５（１０進法）は、１４（１０進法）＝００１１１０（２進法）となる。この階調値の場合、図３のディザパターンを用いてディザ処理を行うと、ＰＤＰ５０に表示するときの階調値は、８ビット値で３（１０進法）＝００１１（２進法）、または、４（１０進法）＝０１００（２進法）、となる。すなわち、ＰＤＰ５０に表示する８ビットデータの値は変更前と変わらない。他に例示された表中の３０、４６（１０進法）についても同様である。
【００６４】
しかし、１フレーム毎の輝度変化は図４（ｂ）のようになる。
図４（ｂ）は、図６において説明したディザ処理の結果を示す図である。この時、画面の半分ずつの画素が位置を変えて輝度変動するので、画面全体の平均輝度は常に一定となる。すなわち、フリッカが目立たなくなる。ただし、変更前に比べて、同じ階調領域の平均輝度は１／４階調分下がる。このようにして、本発明により、表示する階調やＳＦ形態に応じて多階調化処理方法を変えることなく、多階調化の効果を維持しながら、フリッカを軽減することができる。
特に、フレーム周波数の低い５０Ｈｚの動画信号で、軽減効果が大きい。
【００６５】
図６では、ディザ処理前の１０ビット値を、１づつ減少させる変更を行っているが、補正の仕方はこれに制限されるものではなく、所定の数だけ増加又は減少させることも可能である。その場合、画像に悪影響が無く、また、補正後に他の特定階調にならないように所定の数、及び増減を決定する。
【００６６】
誤差拡散処理を施した場合、特定階調で発生する不自然な模様を防ぐことができる理由を説明する。誤差拡散法の結果、模様を生じる特定の階調と、模様を生じないようにその階調の補正に用いる階調とを予め階調補正内容記憶部１２に記憶しておき、この補正内容に従って、階調補正部１３で階調値を補正することにより、誤差拡散の方法を階調値に応じて変えることなく、不自然な模様の発生を防ぎ、画質低下を防ぐことが出来る。
【００６７】
図５に示すＰＤＰ表示８ビット値における４、８、１２（１０進数）のような特定階調は、それぞれ３、７、１１から１階調上昇することにより、ＳＦ法により階調表示したとき、桁上がりが発生する。このような特定階調は、発光するサブフレーム（ＳＦ）の中で、最も輝度の重み付けの大きいＳＦの発光・非発光が変化する階調、すなわち非点灯から点灯へ変化する階調である。元画像を擬似多階調化した結果、このような階調が２次元的に連続する表示パターンをＳＦ法により階調表示すると、フリッカが目立つことがある。そこで、このような特定階調の４０％以上、好ましくは６０％以上を特定階調以外の階調に補正する本発明によりフリッカを防止することが出来る。数値範囲は、以下のような理由に基づいて決まる。
【００６８】
最も輝度の重み付けの大きいサブフレームが非点灯から点灯に変化する階調で必ずフリッカが発生するわけではない。ＰＤＰなどのディジタルディスプレイにおいて、擬似多階調化処理を行うことで得られる画質向上効果は、低階調（暗い画像）の方が高階調（明るい画像）よりも比較的大きい。このため、低階調の範囲のみに擬似多階調化処理を行った場合、フリッカが目立つ階調も暗い階調に多く現れる。
図８は、その階調において点灯する最も輝度の重み付けの大きいＳＦが非点灯から点灯へ変化する階調のうち、他の階調に補正する階調の割合を変化させたときの画質の主観評価結果を示す。縦軸は主観評価段階値である。横軸は、ＰＤＰ表示時に点灯する最も輝度の重み付けの大きいＳＦが非点灯から点灯へ変化（桁上がりが発生）する階調の総数のうち、他の階調に補正する階調の数の割合Ｒである。ここで、例えば、Ｒ＝５％とは、最もフリッカが目立つ階調から順に５％を補正したという意味である。主観評価値は５段階評価で、以下のような意味である。「５」はフリッカや不自然な模様が全くわからない。「４」はフリッカがわかる。「３」はフリッカが目立つ。「２」はフリッカによる画質劣化が目立つ。「１」はフリッカによる画質劣化がひどい。フレーム周波数は、５０Ｈｚにて評価した。
図８から、その階調において点灯する最も輝度の重み付けの大きいＳＦが非点灯から点灯へ変化する特定階調の４０％以上を他の階調に補正することにより、フリッカによる画質劣化が目立たなくなる。すなわち、主観評価段階値３以上になることがわかる。さらに特定階調の６０％以上を他の階調に補正することによりフリッカが目立たなくなる。すなわち、主観評価段階値４以上になる。
ただし、図８において、特定階調の１００％を他の階調に補正してもフリッカがわかるのは、フリッカを発生する階調が、本評価で用いた上記特定パターン（例示：図５）以外にも存在するためである。それらの階調も同様に特定階調として他の階調に補正することによりフリッカの発生を更に改善することが出来る。
【００６９】
次に、本発明の中間階調表示方法（表示装置（プラズマ表示装置）の動作）の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００７０】
図２を参照して、アナログビデオ信号が入力された場合、アナログＩ／Ｆ２０の動作は以下のようになる。アナログビデオ信号は、ビデオクロマデコーダ２１において、ＲＧＢまたはＹＵＶ等のアナログ映像信号に分解されて、Ａ／Ｄ変換部２２へ出力される。Ａ／Ｄ変換部２２において、アナログ映像信号は、デジタル映像信号に変換され、画像フォーマット変換部２４へ出力される。デジタル映像信号は、画像フォーマット変換部２４において、ＰＤＰモジュール３０の画素構成に合わせたフォーマットへ変換され、逆ガンマ変換部２５へ出力される。画素構成を変換されたディジタル映像信号は、逆ガンマ変換部２５において逆ガンマ変換され、ディジタルＲＧＢ信号として中間階調処理回路１０へ出力される。ここでは、実施例として、逆ガンマ変換により、８ビットのディジタルＲＧＢ信号を１０ビットのディジタルＲＧＢ信号に変更する。ガンマ補正されたディジタルＲＧＢ信号は、中間階調処理回路１０において、階調値を補正され、多階調化処理を施され、ディジタルＲＧＢ映像信号としてＰＤＰモジュール３０へ出力される。
【００７１】
アナログＲＧＢ信号が入力された場合、アナログＩ／Ｆ２０の動作は以下のようになる。アナログＲＧＢ信号は、Ａ／Ｄ変換部２２において、ディジタルＲＧＢ信号に変換され、逆ガンマ変換部２５へ出力される。ディジタルＲＧＢ信号は、逆ガンマ変換部２５において、逆ガンマ変換され、ディジタルＲＧＢ信号として中間階調処理回路１０へ出力される。ここでは、実施例として、逆ガンマ変換により、８ビットのディジタルＲＧＢ信号を１０ビットのディジタルＲＧＢ信号に変更する。ガンマ補正されたディジタルＲＧＢ信号は、中間階調処理回路１０において、階調値を補正され、多階調化処理を施され、ディジタルＲＧＢ映像信号としてＰＤＰモジュール３０へ出力される。
【００７２】
データクロック信号は、同期信号制御部２３により生成され、アナログ映像信号と同時に供給される水平同期信号及び垂直同期信号と共に、ＰＤＰモジュール３０へ出力される。
【００７３】
ＰＤＰモジュール３０は、アナログＩ／Ｆ２０から受信したディジタルＲＧＢ映像信号に基づいて、ディジタル信号処理・制御部３１においてサブフレームコーディングし、ＰＤＰパネル部３２においてサブフレーム法により階調表示を行う。
【００７４】
図１を参照して、ディジタルＲＧＢ信号（１０ビット）が入力された場合、中間階調処理回路１０の動作は以下のようになる。
【００７５】
階調値補正部１３において、ディジタルＲＧＢ信号に基づいて、参照するディジタルＲＧＢ信号に対応する画素の階調値とＰＤＰに表示する時のＳＦ分割発光表示の形態とが認識される。そして、その画素の階調値とＳＦ分割発光表示の形態とに基づいて、階調値補正内容記憶部１２からその画素に対応する補正値が取得される。次に、その補正値に基づいて、その画素の階調値が補正される。そして、補正された階調値を含むディジタルＲＧＢ信号（１０ビット）が、補正ディジタルＲＧＢ映像信号として出力される。
【００７６】
ディザ／誤差拡散処理部１５において、補正ディジタルＲＧＢ映像信号（１０ビット）が、ディザ法／誤差拡散法などの多階調化処理を施される。そして、補正ディジタルＲＧＢ映像信号（１０ビット）は、下位ビットの０捨１入や切り捨てなどにより、１０ビットから８ビットに変換され、ディジタルＲＧＢ映像信号（８ビット）としてＰＤＰパネル部３２へ出力される。
【００７７】
そして、ＰＤＰパネル部３２において、ディジタルＲＧＢ映像信号が画像（映像）として表示される。
【００７８】
本発明の表示装置（プラズマ表示装置）においては、多階調化処理後のＰＤＰ表示時にフリッカや不自然な模様等の発生を軽減するために、補正値を設定しておく。そして、多階調化処理前の画像データの各画素の階調値と、各画素で階調を表示するときのＳＦ分割発光表示形態を認識し、各画素毎に多階調化前の階調値を、多階調化処理後のＰＤＰ表示時にフリッカしにくい階調値に補正する。これによりフリッカや不自然な模様のような表示品質を低下させる現象を防止することが可能となる。
【００７９】
その場合、画面内の全ての位置の画素に対して同じ多階調化処理を施しても、また、階調値に応じてディザパターンを変えるなどの多階調化処理の使い分けをしなくても、ＰＤＰでＳＦ分割表示した時にフリッカを生じやすい中間階調データは存在しなくなる。従って、特定の階調でフリッカが生じることを防ぎ、あるいは程度を軽減し、画質低下を防ぐことができる。
【００８０】
本発明においては、以下のようにしても良い。多階調化処理後のＰＤＰ表示時にフリッカや不自然な模様等の発生を軽減するために、補正すべき階調値をあらかじめ特定しておく。そして、多階調化処理前の画像データの各画素の階調値と、各画素で階調を表示するときのＳＦ分割発光表示形態を認識し、各画素毎に多階調化前の階調値と前述の特定した階調値が一致するかどうかを監視し、一致した場合、その画素の階調値を、多階調化処理後のＰＤＰ表示時にフリッカしにくい階調値に補正する。この場合、補正する階調が特定の値のみであるので、階調値補正内容記憶部１２の容量を小さくできる。
【００８１】
本発明において、必要な動作は、画素の位置と階調値を検出し、それらに対応する補正値を格納されたデータから読み出し、その補正値に基づいて階調値を補正するだけである。その手段は、例えば、画素位置検出部をカウンタ回路で構成し、階調値補正部１３を書き換え可能なメモリによるルックアップテーブルで構成し、動作を行う前に階調値補正内容記憶部１２からのデータを書き込んでおけばよく、検出後に複雑な演算をする必要はない。従って、計算処理の負担が非常に少なく、比較的簡単な構成を追加するだけで、低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明の表示装置の実施の形態における中間階調処理回路の構成を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の表示装置（プラズマ表示装置）の実施の形態の構成を説明する図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、２×２画素単位で処理するディザパターンの一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、図５において説明したディザ処理の結果を示す図である。図４（ｂ）は、図６において説明したディザ処理の結果を示す図である。
【図５】図５は、ディザ処理前に補正をしなかった階調値の例を示す表である。
【図６】図６は、ディザ処理前に補正をした階調値の例を示す表である。
【図７】図７は、階調値補正内容記憶部に格納されたデータを示す。
【図８】図８は、その階調において点灯する最も輝度の重み付けの大きいＳＦが非点灯から点灯へ変化する階調のうち、他の階調に補正する階調の割合を変化させたときの画質の主観評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１    プラズマ表示装置
１０    中間階調処理回路
１２    階調値補正内容記憶部
１２−１    階調値
１２−３    補正値
１３    階調値補正部
１４    画素位置検出部
１５    ディザ／誤差拡散処理部
２０    アナログインターフェース（アナログＩ／Ｆ）
２１    ビデオクロマデコーダ部
２２    Ａ／Ｄ変換部
２３    同期信号制御部
２４    画像フォーマット変換部
２５    逆ガンマ（γ）変換部
２６    システムコントロール部
２７    ＰＬＥ制御部
３０    プラズマディスプレイモジュール（ＰＤＰモジュール）
３１    ディジタル信号処理・制御部
３２    ＰＤＰパネル部
３３    モジュール内電源部
３４    入力インターフェース信号処理部（入力Ｉ／Ｆ信号処理部）
３５    フレームメモリ
３６    メモリ制御部
３７    ドライバ制御部
３８    走査ドライバ
３９    データドライバ
４０    高圧パルス部
４１    電力回収部
５０    プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
【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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