(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイパネルに表示される画像の各フィールドを複数のサブフィールドに分割し、且つ該各サブフィールドに時間的に別の長さの放電維持期間を与えて、これらサブフィールドの組み合わせで階調を表示するフィールド内時間分割型プラズマディスプレイパネルの階調表示方法であって、
第（Ｎ）番目フィールドにおける任意の位置の画像を表す映像情報を、該第（Ｎ）番目フィールドを構成する前記各サブフィールドに分散させて配置するステップを含み、
前記第（Ｎ）番目フィールドを構成する前記各サブフィールドに表示される映像情報の位置は、
前記第（Ｎ）番目フィールドより直前の第（Ｎ−１）番目フィールドにおける、前記映像情報が表示される位置として定められた第１の表示位置と、前記第（Ｎ）番目フィールドにおける、前記映像情報が表示される位置として定められた第２の表示位置、及び前記第（Ｎ）番目フィールドの次の第（Ｎ＋１）番目フィールドにおける、前記映像情報が表示される位置として予め定められた第３の表示位置との間において、前記第１の表示位置と前記第２の表示位置及び前記第３の表示位置の間で設定された映像情報の動き速度に応じて、前記第１の表示位置から前記第３の表示位置へと順次線形的に移動するように決定されること
を特徴とするプラズマディスプレイパネルの階調表示方法。
【請求項２】
前記各サブフィールドに表示される映像情報の表示位置は、前記当該フィールドの前半に相当するサブフィールドにおいては、前記第１の表示位置を含めた前記第１の表示位置と前記第２の表示位置との間を順次移動するように決定され、一方前記該当フィールドの後半に相当するサブフィールドにおいては、前記第２の表示位置と前記第３の表示位置を含めた前記第３の表示位置との間を順次移動するように決定されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの階調表示方法。
【請求項３】
前記各サブフィールドに表示される映像情報の表示位置は、該当フィールドを構成するサブフィールドが持つ特性値に応じて設定された関数に従って決定された制御情報に従って移動した位置に設定されることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルの階調表示方法。
【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への画像表示にあたって、動画像に対する階調表示に際して生じる偽輪郭を防止するためのプラズマディスプレイパネルの階調表示方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）は、複数個の放電セルをマトリックス状に並べ、これらを選択的に発光させることにより、電気信号として入力された画像データを復元するディスプレイ素子の一種である。
【０００３】
このプラズマディスプレイパネルの駆動方式は、放電を維持させるために印加する電圧の極性が経時的に変化するかどうかによりＤＣ駆動方式とＡＣ駆動方式とに大別される。さらにこれは、放電を発生させる電極などの構成方法により対向放電構造と面放電構造に大別される。なおかつ、該構造は、放電を容易に具現するために設けられる電極の数によって２電極構造、３電極構造などに分けられる。
【０００４】
図１６（Ａ）は、対向放電型ＤＣ型プラズマディスプレイパネルの放電セルを示す断面図であり、図１６（Ｂ）は、面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの放電セルを示す断面図である。図から明らかなように、プラズマディスプレイパネルは、基本的に、前面ガラス基板１、１１と背面ガラス基板２、１２との間に放電空間３、１３を備える。
【０００５】
図１６（Ａ）に示すように、対向放電型ＤＣ型プラズマディスプレイパネルの場合は、基本的に、両側のガラス基板１、２にそれぞれ設けられ、且つ互いに直交する２つの電極４、５を有し、これら２つの電極４、５が直接に放電空間に露出されているため、負極から与えられる電子の流れにより放電が維持される。
【０００６】
一方、図１６（Ｂ）に示すように、面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルは、一方のガラス基板１１に設けられたアドレス（金属）電極１４、及びこれと直交しつつ、他方のガラス基板１２に設けられる放電維持電極組１５、１５を具備する。前記放電維持電極組１５、１５は、誘電体層１６により覆われているため、放電空間１３と電気的に分離されたような構造となっている。この場合、維持放電は、この誘電体層１６内に設けられた１組の放電維持電極１５、１５の間で起こるが、誘電体面に蓄積される電荷による効果（壁電荷効果）によって維持される。すなわち、たとえ放電開始電圧よりも低い電圧を印加したとしても、放電開始電圧は、この電荷による壁電圧と印加電圧の総和となるので、壁電荷の存する箇所では放電が起こることになる。この放電は、さらに逆極性の壁電荷を蓄積させるので、一旦放電の起こった箇所では放電が繰返し維持されることになる。
【０００７】
図１７は、既に商用化段階に至っているプラズマディスプレイパネルの構造を示すものであって、図１６（Ｂ）に示されたような３電極型面放電型構造のプラズマディスプレイパネルの分離斜視図である。この構造は、隔壁１７により分離された放電空間内に並ぶように形成された１組の放電維持電極１５、１５と、及びこれらと対向して形成されたアドレス電極１４を具備するものである。また、隔壁１７により分離された放電空間内には、放電に際して放射される紫外線によりそれぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発する蛍光体１８が塗布されている。
【０００８】
図１８は、図１７に示す面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの電極結線図である。図示のように、面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルにおいては、背面ガラス基板に多数の電極１５が組をなして対向して平行するように設けられており、前面ガラス基板には、これと交差する方向に、ストライプ状の電極１４が設けられている。ここで、１組の水平電極１５、１５のうち、共通して結成されている電極が共通電極（Ｘ電極）であり、それぞれ分離されている一方の電極は走査電極（Ｙ電極）である。これに対して垂直に設けられている電極はアドレス電極１４である。この構造では、アドレス電極１４と走査電極との間で画素を選択するために壁電荷を生成させる放電が起こり、それから、走査電極と共通電極との間で画像表示を行うための放電が一定時間繰返して起こる。隔壁１７は、放電空間を形成する機能とともに、放電に際して発生する光を遮断して、隣接画素の誤動作（cross talk）を防止するように機能する。このような単位構造を１枚の基板上にマトリックス状に複数個形成し、それぞれの単位構造からの紫外線が隔壁と隔壁との空間に塗布された蛍光物質を選択的に発光させ、これにより色相が具現される。これらの単位構造がそれぞれ画素の働きをし、且つこの画素が集まって１つのプラズマディスプレイパネルとなる。
【０００９】
このような構造を有するプラズマディスプレイパネルがカラー表示素子として働くためには、階調表示が可能でなければならない。これを具現する方法としては、１フィールドを複数個のサブフィールドに分割し、これを時分割制御する方法が用いられている。
【００１０】
図１９は、面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの階調表示方法を示すものである。図面において、横軸は時間を表し、縦軸は水平走査線の数を表している。これは、８ビットの階調具現方法であって、１フィールドを８つのサブフィールドに分割している。また、この１つのサブフィールドはアドレス期間及び放電維持期間から構成される。アドレス期間は、交差するアドレス電極と走査電極との間に、書き込みパルスによる選択的な放電によって、プラズマディスプレイパネルの全画面のうち選ばれた箇所の表示電極組に壁電荷を形成させ、電気信号化したデータを書き込む働きをする期間である。放電維持期間は、この表示電極間における連続した表示放電維持パルスによる放電であって、実際の画面上に映像情報を具現する発光を行う期間である。この表示放電期間は、発光期間の比が１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８となっているが、ＰＤＰにおける階調の具現原理は、前記サブフィールドを選択的に点灯させ、またこの際に放射された光量が人間の目に一定時間蓄積されて、平均的な輝度としての階調を感じさせることにある。例えば、３という階調を具現するには、１Ｔ期間をもつサブフィールド及び２Ｔ期間をもつサブフィールドとを点灯させ、該期間の総和を３Ｔにすると、人間の目は３Ｔ期間の露出光量で表示される階調３を感じることになる。同様に、階調１２７は、１Ｔ、２Ｔ、４Ｔ、８Ｔ、１６Ｔ、３２Ｔ、６４Ｔの期間をもつサブフィールドを順番に点灯させることにより、総和１２７Ｔの期間中に露出された光量によって１２７の輝度が得られる。このようにして、８つのサブフィールドを用いる場合には、合計２５６階調（２8 ）を表示できる。
【００１１】
一方、図２０（Ａ）ないし図２０（Ｃ）は、静止画において、人間の目が階調を認識する原理を示している。画素Ａは１２７の輝度を有し、画素Ｂは１２８の輝度を有するとするとき、図２０（Ａ）に示されたように、画素Ａは８つのサブフィールドのうち１２８Ｔ期間をもつサブフィールドを除いた前半部の全てのサブフィールドが発光し、一方、画素Ｂは１２８Ｔ期間をもつ後半部のサブフィールドのみが発光する。この画素が時間的に静止している間は、図２０（Ｂ）に示されたように、人間の目は一定の網膜上の位置で一定期間の光を感知し、図２０（Ｃ）に示されたように、正しい刺激値、即ち輝度１２７及び１２８を正しく認識することになる。
【００１２】
図２１は、動画素の場合において、人間の目が階調を認識する原理を示している。図２１において、画素が１、２、４、８、．．．順に移動するものとしたとき、人間の目は自然にこの明るい画素に従って動いている。しかし、画素の移動とは異なって、人間の目は線形的に進むため、点線（Ｂ）のような移動経路をもつ。その結果、網膜上に結像される画素の形状は、図２２（Ａ）のようになり、その場合、網膜上の画素による輝度分布は、図２２（Ｂ）のようになる。
【００１３】
図２３は、１２８の階調をもつ画素と１２７の階調をもつ画素とが隣接しながら、左から右に動く場合に、最終的に人間の目が認識する輝度を示すものである。０〜１Ｆ期間での第１番目及び第２番目の発光セルを観察すると、これらの発光セルにおいては、１Ｔ〜６４Ｔのサブフィールドはオフされ、１２８Ｔのサブフィールドのみが発光することで（後半部のみ発光；線影部分）１２８の階調が表され、一方、第３番目及び第４番目の発光セルにおいては、最初の半分となる１Ｔ、２Ｔ、４Ｔ、８Ｔ、１６Ｔ、３２Ｔ、６４Ｔのサブフィールドでは発光され（前半部のみ発光；線影部分）、次の１２８Ｔのサブフィールドでは消えることで、１２７の階調が表される。この場合、人間の目は、斜め（Ｂ方向）に進むため、網膜上で得られる輝度分布は、図２４（Ａ）のようになる。この場合、斜線のように明るさの不連続面が発生し、結果として網膜上で得られる視覚的刺激は、図２４（Ｂ）のようになり、階調１２８と階調１２７との間で０という暗部が生じる。人間の目は、これを、輝度１２８から輝度１２７に滑らかに変化する階調の間で０という暗線が存するものと認識してしまう。このように、実際には存在しないが、画素が動くときに人間の目に認識される輪郭を偽輪郭という。同じ理由により、輝度１２７から輝度１２８に変化するときは、２５５という明線が人間の目に認識される。
【００１４】
図２５（Ａ）は、電子計算機のシミュレーションによりこの偽輪郭を再現したものであって、輝度０から一番明るい２５５までに段階的に変化する帯状階調パターンを左から右に移動させた時の結果である。図２５（Ｂ）は、静止画の場合における階調パターンの輝度変化を示すものであって、横軸は０から２５５までの階調の変化を表し、縦軸は輝度の相対値を表す。画像が左から右に進む場合は、人間の目に認識される階調パターンは、図２５（Ｃ）のようになり、途中に本来は存在しない明線が現れる。図２５（Ｄ）は、この階調パターンの輝度変化を表すグラフであって、このグラフを見ると、階調の段階に従って線形的に変化する輝度曲線の途中に偽輪郭に相当する異常ピークが生じることが判る。
【００１５】
図２６（Ａ）ないし図２６（Ｃ）は、偽輪郭を低減させるための従来の方法を示すものであり、サブフィールドの構成図である。従来は、偽輪郭を低減させるために、図２６（Ａ）に示されたような元のサブフィールド順を、図２６（Ｂ）に示されたような順、すなわち、発光時間が相対的に長い６４及び１２８を発光時間の短い複数個の４８という同一階調に分離して駆動させるか、あるいは図２６（Ｃ）に示されたように、図２６（Ｂ）のように分割したサブフィールドを再配置する方法が用いられてきた。このような方法によると、輝度変化時の発光部分の移動量を小さくでき、発光パターンの時間的な不均一性が抑えられる。ところが、このような方法においては、図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）に示されたように、偽輪郭の軽減効果があまり得られない。また図２８（Ａ）ないし図２８（Ｄ）、及び図２９（Ａ）ないし図２９（Ｄ）から明らかなように、速度が高まると、その分偽輪郭が激しくなる。ここで、図２８（Ａ）ないし図２８（Ｄ）は、図２６（Ｂ）のようにサブフィールドを分割し、それぞれ画素の速度（Ｐ／Ｆ＝Ｖ）Ｖを２、３、４、５にした場合の偽輪郭を示すグラフである。図から明らかなように、速度が高まると、その分偽輪郭が激しくなる。すなわち、画質が劣化するのである。図２９（Ａ）ないし図２９（Ｄ）は、図２６（Ｃ）のようにサブフィールドを分割して再配置し、それぞれ画素の速度（Ｐ／Ｆ＝Ｖ）Ｖを２、３、４、５にした場合の偽輪郭を示すグラフである。図から明らかなように、速度が高まると、その分偽輪郭が激しくなる。すなわち、画質が劣化するのである。
【００１６】
このように、従来の偽輪郭軽減方法では、偽輪郭の軽減効果があまり得られず、目視で観察される位であり、画素の移動速度に比例して偽輪郭が顕著になるという問題があった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、動画像の場合、階調が滑らかに変化する部分において、時間的な不均一性が空間的な不均一性をもたらし、これにより暗線（あるいは明線）が現れるという偽輪郭を低減するプラズマディスプレイパネルの階調表示方法及びその装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を成し遂げるために、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示方法は、プラズマディスプレイパネルに表示される画像の各フィールドを複数のサブフィールドに分割し、且つ該各サブフィールドに時間的に別の長さの放電維持期間を与えて、これらサブフィールドの組み合わせで階調を表示するフィールド内時間分割型プラズマディスプレイパネルの階調表示方法であって、第（Ｎ）番目フィールドにおける任意の位置の画像を表す映像情報を、該第（Ｎ）番目フィールドを構成する前記各サブフィールドに分散させて配置するステップを含み、前記第（Ｎ）番目フィールドを構成する前記各サブフィールドに表示される映像情報の位置は、前記第（Ｎ）番目フィールドより直前の第（Ｎ−１）番目フィールドにおける、前記映像情報が表示される位置として定められた第１の表示位置と、前記第（Ｎ）番目フィールドにおける、前記映像情報が表示される位置として定められた第２の表示位置、及び前記第（Ｎ）番目フィールドの次の第（Ｎ＋１）番目フィールドにおける、前記映像情報が表示される位置として予め定められた第３の表示位置との間において、前記第１の表示位置と前記第２の表示位置及び前記第３の表示位置の間で設定された映像情報の動き速度に応じて、前記第１の表示位置から前記第３の表示位置へと順次線形的に移動するように決定されることを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明において、前記各サブフィールドに表示される映像情報の表示位置は、前記当該フィールドの前半に相当するサブフィールドにおいては、前記第１の表示位置を含めた前記第１の表示位置と前記第２の表示位置との間を順次移動するように決定され、一方前記該当フィールドの後半に相当するサブフィールドにおいては、前記第２の表示位置と前記第３の表示位置を含めた前記第３の表示位置との間を順次移動するように決定されることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記各サブフィールドに表示される映像情報の表示位置は、該当フィールドを構成するサブフィールドが持つ特性値に応じて設定された関数に従って決定された制御情報に従って移動した位置に設定されることが好ましい。
【００２２】
さらに、前記各サブフィールドに表示される映像情報の表示位置は、該当フィールドの持つ表示時間に対して時間的に輝度が均一に、あるいはこれに似た配列をもつように設定されることが好ましい。さらに、記各サブフィールドの放電維持期間は、該当フィールドが持つ表示時間に対して時間的に輝度が均一に、あるいはこれに似た配列をもつように設定されることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明において、前記第１の表示位置に表示される前記以前フィールドより直前のフィールドを第０次フィールドとし、また該第０番目のフィールドより直前のフィールドを第−１次フィールドとするとき、前記第０次フィールドの動きあるいは前記第０次フィールド及び第−１次フィールドの動きを把握して、該直線あるいは曲線上の動きベクトルを前記第１の表示位置と第２の表示位置、及び第３の表示位置の間に表示する、前記それぞれのサブフィールドに表示される映像情報の表示位置は、予め予測され、この予測をもとに、前記それぞれのサブフィールドに表示される映像情報の表示位置は、前記第１の表示位置と前記第２の表示位置、及び前記第３の表示位置の間において前記第１の表示位置から前記第３の表示位置へと順次に移動するように決定されることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記目的を成し遂げるために、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示装置は、複合映像信号から純粋な映像信号のみを分離する映像信号入力手段と、前記映像信号入力手段から分離されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、前記アナログ／デジタル変換手段から提供されるＣＲＴの駆動特性に合わせて構成された映像信号をプラズマディスプレイパネルの特性に合わせて訂正するガンマ訂正手段と、前記ガンマ訂正された信号から、画像全体の輝度を検出する画像レベル検出手段と、前記画像レベル検出手段からの映像信号のデータを変換し、且つパワー制御機能をもつパワー制御器と、前記ガンマ訂正手段からの映像信号の各フィールドにおいて、該当フィールドに入力された映像情報と、このフィールドより１フィールド以前に入力された映像情報との比較を行い、これをもとに該当映像情報の移動方向及び速度を検出する動きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段から提供される画像の方向ベクトルに基づいて、前記パワー制御器から提供される画素データを多数のサブサブフィールドに分散して並べる画像データ再配置手段と、前記画像データ再配置手段から提供される再配置画像信号をサブフィールド毎に再配置するサブフィールド変換器と、前記パワー制御部から提供される信号をもとに、プラズマディスプレイパネルの電極を駆動するための駆動パルスの基準タイミング信号を生成するパルスタイミング制御手段と、前記パルスタイミング制御手段から提供される基準タイミング信号をもとに、放電維持電極を駆動するための放電維持パルスを生成する放電維持パルス生成手段と、前記放電維持パルスを用いて走査電極を直接に駆動する走査極駆動手段と、前記パルスタイミング制御手段から提供される基準タイミング信号及びサブフィールド変換手段から提供されるサブフィールド映像信号をもとに、アドレス電極を駆動するアドレス電極駆動手段と、プラズマディスプレイパネルとを具備し、前記プラズマディスプレイパネルに表示される画像の各フィールドを複数個のサブフィールドに分割し、且つ前記各サブフィールドに時間的に相異なる長さの放電維持期間を与えて、これらサブフィールドの組み合わせで階調を表示することを特徴とする。
【００２５】
本発明において、前記画像データ再配置手段は、前記検出された移動速度及び方向をもとに、前記各サブフィールドに表示する位置情報の表示位置を移動させる手段と、１フィールド内の全ての情報に対して移動した表示情報を記憶する手段と、前記記憶された表示情報をもとに、１フィールドの画像情報を再構成する手段とを具備することが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの駆動方法について詳細に説明する。
【００２７】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの特性から、偽輪郭を発生させる原因が、図１に示されたように、動画像における階調の時間的分布に影響され画像の速度に従って輝度刺激が網膜上で時間的な傾斜を有し、これにより平行四辺形のように広がって受け取られる現象にあることに着目し、画面上を画素が動く時、人間の目の特性を考慮して、前もってグラフ上の傾斜（Ｂ）（即ち、動き速度）を有する平行四辺形の分布状態を持たせることにより、実際の網膜上では長方形の形状で具現できるようにしたものであり、偽輪郭の現象を原理的に取り去ったものである。
【００２８】
図１は、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの駆動方法を示すものであり、画素の時間に対する画面上の輝度分布を示すものである。図示されたように、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの駆動方法の特徴は、画素の動きとこれを追いかける人間の目の動きとの不一致を消失させるために、予め画面上の画素の位置を画素の移動速度に合わせて再配置した点にある。このように、画素の移動速度に合わせて画面上の画素の位置を再配置すると、画素の動きは人間の目の動きと一致され、網膜上には図２（Ａ）に示されたような輝度が分布され、結果として人間に与えられる網膜上での視覚的刺激の分布は、図２（Ｂ）に示されたように一定になって偽輪郭が取り除かれる。
【００２９】
ところが、現実的に、分離された画素の組み合わせからなる画面上において、画素毎に図１に示されたような輝度分布を与えることはできない。ここで、プラズマディスプレイパネルは、時間的に分離されたサブフィールドから構成されているため、任意の画素を構成するサブフィールドを空間的に該画素の前方あるいは後方に並べることにより、本発明のような効果を得ることができる。図３は、この実施例として、サブフィールドを組み合わせ、人間の目の動き方向と一致するように空間的に並べたものであり、図４は、図３の実施例が画面で具現される原理を説明するためのものである。すなわち、図４において、現在発光させたい画素の位置をｘとし、この画素の以前フィールドにおける位置をｙとし、且つ次のフィールドに置かれると予測される画素の位置をｚとするとき、現在発光させたい画素のサブフィールドが並べられる位置を、図４の下方側の図面のように、以前フィールドにおける位置ｙと、次に置かれると予測される画素の位置ｚを含む位置ｙとｚとの間に分散して並べることにより、図３のようにサブフィールドを並べることができる。
【００３０】
図５（Ａ）ないし図５（Ｄ）は、図３の方法を適用して偽輪郭を実験したものである。実験結果から明らかなように、図５（Ａ）に示されたように、サブフィールドを空間的に分散して階調表示を行うと、図５（Ｂ）に示されたように、人間の目が認識することにより網膜上における輝度刺激が時間的に一定となり、図５（Ｃ）に示されたように、偽輪郭の低減された階調が認識される。図５（Ｄ）は、この場合、網膜に与えられる視覚的刺激の強度分布を示すものである。
【００３１】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ輝度が０から２５５まで均一に変化する階調パターンの実験結果を示すものである。図示されたように、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの駆動方法を用いる場合には、偽輪郭がほとんど低減された結果が得られる。図６（Ｂ）は、このときの輝度分布を示す曲線であり、これより、偽輪郭が格段に低減されたことが判る。
【００３２】
図７（Ａ）ないし図７（Ｄ）は、それぞれ各種の速度で動く画素における、本発明にかかる偽輪郭の発生特性を実験した結果を示す輝度分布曲線である。ここで、図７（Ａ）はＶ（Ｐ／Ｆ）＝２のときの結果を、図７（Ｂ）はＶ（Ｐ／Ｆ）＝３のときの結果を、図７（Ｃ）はＶＰ／Ｆ＝４のときの結果を、そして図７（Ｄ）はＶＰ／Ｆ＝５のときの結果をそれぞれ表す。これらより、速度を出しても、偽輪郭は増加しないことが判る。この結果から、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの駆動方法が画素の速度によらずに偽輪郭を低減できることが明らかになった。
【００３３】
図８は、実際の本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの駆動方法を適用するためのフローチャートである。これは、画像の動きを検出してその速度を推定するステップ１００と、再配置された画像データを再現するステップ２００とを具備する。さらに、ステップ２００は、得られた速度に当てはまる画素分散量をテーブルから見出して決定するステップ２１０と、決定された画素分散量データをもとに、サブフィールド単位で画素を再配置するステップ２２０と、サブフィールド単位で再配置された画像データをもとに、各種の駆動パルスを制御するステップ２３０と、及びプラズマディスプレイパネル上に前記再配置された画像データを具現するステップ２４０とを含む。ここで、画像の動きを推定するステップ１００は、既に公知の技術であり、ＤＳＰ技術の一種である。
【００３４】
図９（Ａ）ないし図９（Ｄ）は、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの駆動方法の効果を検証するために、テスト画像をもって実験した結果を示している。図９（Ａ）に示された原画像を左から右に進めるのに際し、偽輪郭に対する対応策がない場合には、図９（Ｂ）に示されたように偽輪郭が著しく、一方、従来の偽輪郭に対する対応策を適用した場合には、図９（Ｃ）に示されたように偽輪郭が依然として現れていた。しかし、本発明にかかる、偽輪郭に対する対応策を適用した場合には図９（Ｄ）に示されたように偽輪郭がほとんど現れず、あたかも図９（Ａ）の原画像のように見られる。
【００３５】
また、出力光の輝度が可変できず、時分割で発光時間を可変させて階調表示を行うディスプレイ素子には、いずれも偽輪郭が現れていた。したがって、本発明は、プラズマディスプレイパネルの画像具現だけでなく、これに似た階調表示方法を有するディスプレイ素子（例えば、デジタルマイクロミラー素子、強誘電性液晶素子）にも適用することができ、この場合も偽輪郭の低減効果が得られる。
【００３６】
そして、図１０から図１４は、それぞれ相異なる輝度をもつ３つの階調画像（Ａ、Ｂ、Ｃ）の境界面において、階調倒れの度合いをコンピュータシミュレーションにより評価した結果を示している。すなわち、図１１から図１４は、図１０に示されたように、それぞれ８個ずつの同一階調の画素からなる画像が相異なる輝度を有する３つの画像（Ａ、Ｂ、Ｃ）を構成するとき、その境界面（画像Ａと画像Ｂとの境界面、及び画像Ｂと画像Ｃとの境界面）における倒れの度合いを評価した結果を示している。ここで、画像Ａと画像Ｃは静止した画素により再配置を行っていない画像データであり、画像Ｂは、与えられた速度に応じて再配置を行った画像データである。これら画像のテストモデルは、該サブフィールドが「１：２：４：８：１６：３２：６４：６４：３２：３２」で構成され、そのテストデータは、横側には３×８＝２４個の画素を用い、縦側には１つの画素を用いている。下線をつけた６４：３２：３２サブフィールドは、１２８階調のサブフィールドを、本発明の趣旨を満足するように３つのサブフィールドにさらに分割したものである。
【００３７】
図１１から図１４において、それぞれの図（Ａ）は、本発明にかかる方法をもとに、第ｎ−１番目の位置及び第ｎ＋１番目の位置を考慮して、第ｎ番目の位置を中心として前後方に画素を配列したものであり、それぞれの図（Ｂ）は、従来の技術をもとに、第ｎ−１番目の位置及び第ｎ番目の位置間に画素を配列したものである。また、図面において、棒グラフは各画素に対する階調値を示しており、グラフの上方の図は、シミュレーション画像パターンである。
【００３８】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）においては、シミュレーションに用いられた２４個の全画素の階調を１２７にし、８個の中間画素、即ち画像Ｂの動き速度Ｖを５にしている。その結果、本発明の方法においては、階調値が中間で下がり、信号対雑音比（ＰＳＮＲ）が２５．００４４であったのに対し、既存の方法においては、階調値が前半で下がり、信号対雑音比が２０．６９０５であった。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）においては、シミュレーションに用いられた２４個の画素のうち、静止画Ａ及びＣの各８画素の階調は１２７にし、中間の動画像Ｂの８画素の階調は１２８にし、かつその動き速度Ｖを５にしている。その結果、本発明の方法においては、階調値が中間で下がり、信号対雑音比（ＰＳＮＲ）が２２．７９９であったのに対し、既存の方法においては、階調値が前半で下がり、信号対雑音比が１５．０１７５であった。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）においては、シミュレーションに用いられた２４個の画素の階調を１２８にし、中間の８画素、すなわち画像Ｂの動き速度Ｖを５にしている。その結果、本発明の方法においては、階調値が中間で下がり、信号対雑音比（ＰＳＮＲ）が２５．８０９３であったのに対し、既存の方法においては、階調値が前半で下がり、信号対雑音比が１６．２６６９であった。また、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）においては、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）とは逆に、シミュレーションに用いられた２４個の画素のうち静止画Ａ及びＣの各８画素の階調は１２８にし、中間の動画像Ｂの８画素の階調は１２７にし、またその動き速度Ｖを５にしている。その結果、本発明の方法においては、階調値が中間で下がり、信号対雑音比（ＰＳＮＲ）が２１．９９４１であったのに対し、既存の方法においては階調値が前半で下がり、信号対雑音比が２０．６８９８であった。上記のシミュレーション結果、動画Ｂの階調が隣接する静止画Ａ、Ｃの階調との異同を問わず、本発明にかかる再配置方法においてより良好な信号対雑音比が得られた。
【００３９】
図１５は、以上のような本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示方法を具現するための装置のブロック図である。図示されたように、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示装置は、映像信号入力部５１、アナログ／デジタル変換部５２、ガンマ訂正部５３、画像レベル検出部５４、パワー制御部（データ変換）５５、画像データ再配置部５６、サブフィールド変換部５７、動きベクトル検出部５８、パルスタイミング制御部５９、放電維持パルス生成部６０、走査電極駆動部６１、アドレス電極駆動部６２及びプラズマディスプレイパネル６３から構成される。
【００４０】
ここで、映像信号入力部５１は、テレビやビデオなどの複合映像信号から純粋な映像信号のみを分離してアナログ／デジタル変換部５２に与える。アナログ／デジタル変換部５２は、分離されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。またガンマ訂正部５３は、ＣＲＴの駆動特性に合わせて構成された映像信号をプラズマディスプレイパネルの特性に合わせて訂正する。画像レベル検出部５４は、画像全体の輝度を検出する。パワー制御部（データ変換）５５は、ＡＰＣ（A Power Control）機能を有し、パワー制御を行う。
【００４１】
動きベクトル検出部５８及び画像データ再配置部５６は、それぞれ本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示装置の特徴部であって、動きベクトル検出部５８が画像の動き速度を方向ベクトルとして検出し画像データ再配置部５６に与えると、画像データ再配置部５６は、画像の方向ベクトルをもとに、画素データを各種のサブフィールドに分散して再配置する。
【００４２】
サブフィールド変換部５７は、サブフィールド毎に映像情報を再配置する。パルスタイミング制御部５９は、パワー制御部５５からの信号をもとに、プラズマディスプレイパネルの電極を駆動するための駆動パルスの基準タイミング信号を生成する。放電維持パルス生成部６０は、パルスタイミング制御部５９からの基準タイミング信号をもとに、放電維持電極を駆動するための放電維持パルスを生成する。走査電極駆動部６１は、前記放電維持パルスを用いて走査電極を直接駆動する。アドレス電極駆動部６２は、パルスタイミング制御部５９からの基準タイミング信号及びサブフィールド変換部からのサブフィールド映像情報を用いてアドレスアドレス電極を駆動する。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示方法は、視覚の残像効果を用い、発光の時間的な重なりにより階調を具現するにあたって、動画像における階調が滑らかに変化する部分で時間的な不均一性が空間的な不均一性をもたらし、暗線（あるいは明線）の偽輪郭が発生することを防止すべく、偽輪郭の発生原因が、画像が動くとき、画素の動きと人間の目の動きとが一致せず、時間的な輝度の変化が網膜上において輝度の乱れに見られるのにあることに着目し、画素の動きを検出して、人間の目の動きとの不一致分だけ、１セルの輝度値を有する複数個のサブフィールドを多数のセルに再分配することにより、画素の動きを人間の目の動きとほぼ一致させ、網膜が原映像の視覚的刺激値を認識できるようにした。これにより、画像の動く速度によらずに偽輪郭を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示方法を示すものであり、画素の時間に対する画面上の輝度分布を示すグラフである。
【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ図１の画面上の輝度分布をもとに網膜に結ばれる輝度分布を表す図面、及びそれによる視覚的刺激の強度分布を表すグラフである。
【図３】図３は、図１の階調表示方法を実質的に具現するため、サブフィールドを組み合わせて人間の目の動き方向と一致するように空間的に配列した図面である。
【図４】図４は、図３の実施例が画面において具現される原理を説明するための図面である。
【図５】図５（Ａ）ないし図５（Ｄ）は、図３の方法を適用し、偽輪郭を実験した結果を示す図面であって、図５（Ａ）は、サブフィールドを空間的に分散して階調を示す図面であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のようなサブフィールドの分散により人間の目が認識する網膜上に結ばれる輝度分布を表す図面であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）において、そもそも表示しようとする連続的な階調パターンを有する画像を示す図面であり、図５（Ｄ）は、図５（Ｂ）のような網膜上の輝度分布により網膜で受ける視覚的刺激の強度分布を示すグラフである。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ輝度が０から２５５までに均一に変化する階調パターンを、本発明にかかる階調表示方法により表示した実験結果を示す図面であって、図６（Ａ）は、偽輪郭がほとんど低減された結果を示す均等な階調パターンを表す図面であり、図６（Ｂ）は、偽輪郭が格段に低減された輝度分布曲線を示すグラフである。
【図７】図７（Ａ）ないし図７（Ｄ）は、それぞれ各種の速度で動く画素における、本発明にかかる偽輪郭の発生特性を実験した結果を示す輝度分布曲線であって、図７（Ａ）はＶ（Ｐ／Ｆ）＝２の場合であり、図７（Ｂ）はＶ（Ｐ／Ｆ）＝３の場合であり、図７（Ｃ）はＶ（Ｐ／Ｆ）＝４の場合であり、図７（Ｄ）はＶ（Ｐ／Ｆ）＝５の場合である。
【図８】図８は、本発明にかかるプラズマディスプレイパネル駆動方法を実際に適用するためのフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）ないし図９（Ｄ）は、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示方法の効果を検証するため、テスト画像をもって実験した結果を示す写真であって、図９（Ａ）は、実験に用いられた原画像を示す写真であり、図９（Ｂ）は、従来の、偽輪郭の低減に対する対応策がない階調表示方法を適用した場合に、偽輪郭が顕著に現れた画像を示す写真であり、図９（Ｃ）は、従来の偽輪郭の低減に対する対応策を適用した場合に、偽輪郭が依然として現れた画像を示す写真であり、図９（Ｄ）は、本発明にかかる偽輪郭の低減に対する対応策を適用した場合に、偽輪郭がほとんど現れてない画像を示す写真である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる偽輪郭低減方法をコンピュータシミュレーションで試験するための画像の配置関係を示す図面である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ輝度が同一、あるいは異なる３つの階調画像Ａ、Ｂ、Ｃの境界面において、中間画像Ｂの動き速度を５にし、左側及び右側の画像を静止画像にしたとき、階調崩しの度合いをコンピュータシミュレーションで評価した結果を示す図面である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ輝度が同一、あるいは異なる３つの階調画像Ａ、Ｂ、Ｃの境界面において、中間画像Ｂの動き速度を５にし、左側及び右側の画像を静止画像にしたとき、階調崩しの度合いをコンピュータシミュレーションで評価した結果を示す図面である。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ輝度が同一、あるいは異なる３つの階調画像Ａ、Ｂ、Ｃの境界面において、中間画像Ｂの動き速度を５にし、左側及び右側の画像を静止画像にしたとき、階調崩しの度合いをコンピュータシミュレーションで評価した結果を示す図面である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、それぞれ輝度が同一、あるいは異なる３つの階調画像Ａ、Ｂ、Ｃの境界面において、中間画像Ｂの動き速度を５にし、左側及び右側の画像を静止画像にしたとき、階調崩しの度合いをコンピュータシミュレーションで評価した結果を示す図面である。
【図１５】図１５は、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの階調表示装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、対向放電型ＤＣ型プラズマディスプレイパネルの放電セルの垂直断面図であり、図１６（Ｂ）は、面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの放電セルの垂直断面図である。
【図１７】図１７は、図１６（Ｂ）に示された３電極面放電型構造のプラズマディスプレイパネルの分離斜視図である。
【図１８】図１８は、図１７におけるＡＣ型プラズマディスプレイパネルの電極結線図である。
【図１９】図１９は、ＡＣ型面放電型プラズマディスプレイパネルの階調表示方法を説明するための図面である。
【図２０】図２０（Ａ）ないし図２０（Ｃ）は、静止画における、人間の目が階調を認識する原理を示す図面である。
【図２１】図２１は、画素が動く場合、人間の目が階調を認識する原理を示す図面である。
【図２２】図２２（Ａ）は、図２１に示されている画像の階調表示方法を適用した場合、網膜上に結ばれる画素の形状を示す図面であり、図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）の網膜上の画素による輝度値を表すグラフである。
【図２３】図２３は、１２８の階調をもつ画素と１２７の階調をもつ画素が隣接しながら、左から右に動く場合、人間の目が階調を認識する原理を示す図面である。
【図２４】図２４（Ａ）は、図２３に示された階調１２７と１２７が隣接する画素を表示する場合、人間の目が階調を認識する原理を示す図面であり、図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）による網膜上で得られる輝度分布を示すグラフである。
【図２５】図２５（Ａ）ないし図２５（Ｄ）は、電子計算機のシミュレーションにより偽輪郭を再現したものであり、輝度０から一番明るい輝度２５５までに段階的に変化する帯状階調パターンを左から右に進めた時の結果であって、図２５（Ａ）は、元の２５６階調を連続的に表す映像を示す図面、図２５（Ｂ）は、画像が静止した場合の階調パターンの輝度変化を表すグラフ、図２５（Ｃ）は、図２５（Ａ）に示された２５６階調の連続画像が左から右に進む場合、人間の目が認識する階調パターンを示す図面、図２５（Ｄ）は、図２５（Ｃ）の階調パターンの輝度変化を表すグラフである。
【図２６】図２６（Ａ）ないし図２６（Ｃ）は、偽輪郭を低減させるための従来の方法に用いられるサブフィールドの構成図であって、図２６（Ａ）は、従来のサブフィールド順を示す図面、図２６（Ｂ）は、発光時間が相対的に長い６４及び１２８を、発光時間の短い複数個の４８の同一階調に分離して表示する方法を示す図面、図２６（Ｃ）は、図２６（Ｂ）のように分割したサブフィールドを再配置した図面である。
【図２７】図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）は、それぞれ図２６（Ｂ）のように分割されたサブフィールドにより表示される結果画像及びその輝度分布を表すグラフである。
【図２８】図２８（Ａ）ないし図２８（Ｄ）は、それぞれ画素の移動速度Ｐ／Ｆを２、３、４、５にした場合、図２６（Ｂ）のように分割されたサブフィールドにより表示される結果輝度分布を表すグラフである。
【図２９】図２９（Ａ）ないし図２９（Ｄ）は、それぞれ画素の移動速度Ｐ／Ｆを２、３、４、５にした場合、図２６（Ｃ）のように分割されたサブフィールドにより表示される結果輝度分布を表すグラフである。
【符号の説明】
５１  映像信号入力部
５２  アナログ／デジタル変換部
５３  ガンマ訂正部
５４  画像レベル検出部
５５  パワー制御部（データ変換部）
５６  画像データ再配置部
５７  サブフィールド変換部
５８  動きベクトル検出部
５９  パルスタイミング制御部
６０  放電維持パルス生成部
６１  走査電極駆動部
６２  アドレス電極駆動部
６３  プラズマディスプレイパネル
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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