JP2000276100A

JP2000276100A - 表示装置及び方法

Info

Publication number: JP2000276100A
Application number: JP2000003524A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kasahara; 光弘笠原; Yuichi Ishikawa; 雄一石川; Tomoko Morita; 友子森田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 2000-01-12
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2020-01-12
Also published as: JP3250995B2

Abstract

(57)【要約】【課題】１フィールドの画像を複数のサブフィールド
画像に分割して階調表示を行う表示装置であって、画像
の動画領域に生ずる疑似輪郭線を低減する、プラズマデ
ィスプレイパネル等に好適な表示装置及び方法を提供す
る。【解決手段】複数のサブフィールドを用いて階調表示
を行う表示装置において、入力画像の階調を動画擬似輪
郭が発生しにくい所定の階調またはその中間の階調に変
換し、その変換した階調と変換前の階調との誤差をその
周辺画素に拡散する階調制限／誤差拡散回路１７と、階
調制限／誤差拡散回路１７により変換された階調を偶数
フィールドと奇数フィールドとの間で交番させて表示す
るための映像信号を生成するディザ回路１９とを備え
る。ディザ回路１９は、変換した階調がディザ階調のと
きは、その階調からディザ量だけ上下にある所定の階調
を交番させるような映像信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１フィールドの画
像を複数のサブフィールド画像に分割して多階調表示を
行うプラズマデスプレイパネル（ＰＤＰ）やデジタルミ
ラーデバイス（ＤＭＤ）等の表示装置及びその表示方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマデスプレイパネル（ＰＤＰ）等
の二値的に発光を行う表示パネルを用いた画像表示装置
では、それぞれ重み付けられた複数の二値画像を時間的
に重ねることにより中間調を持つ動画像を表示するサブ
フィールド法が用いられる。

【０００３】このサブフィールド法では、１フィールド
が複数のサブフィールドに時間分割されており、各サブ
フィールドはそれぞれ重み付けがされている。サブフィ
ールドの重みは各サブフィールドを点灯させたときの発
光量に対応する。すなわち、各サブフィールドは所定の
発光回数を輝度重みとして有し、発光するサブフィール
ドの重みの合計が表示する輝度の階調に対応する。

【０００４】図６に１フィールドにおける各サブフィー
ルドの時間的関係を示す。この図に示す例では、１フィ
ールドは、サブフィールド１からサブフィールド８まで
の８つのサブフィールドに分割され、それぞれ１，２，
４，８，１６，３２，６４，１２８の輝度重みを有して
いる。各サブフィールドは、予備放電を行うセットアッ
プ期間Ｔ１と、プラズマデスプレイパネル画面の画素毎
に点灯か非点灯かのデータの書き込みを行う書き込み期
間Ｔ２と、書き込み期間において点灯のデータが書き込
まれた画素を一斉に発光させる維持期間Ｔ３とにおいて
それぞれ所定の制御がなされる。サブフィールドの発光
はサブフィールド１からサブフィールド８の順に起こ
る。

【０００５】図６に示す例では、これらのサブフィール
ドを種々組み合わせて発光させることにより０から２５
５までの２５６段階の階調レベルを表現できる。例え
ば、階調レベル７は、サブフィールド１からサブフィー
ルド３を発光させることにより表現でき、階調レベル２
１は、サブフィールド１、サブフィールド３およびサブ
フィールド５を発光させることにより表現できる。

【０００６】このように、サブフィールド法では、１フ
ィールドを時間分割した複数のサブフィールドの中から
所望の階調を得るためのサブフィールドが選択され、こ
の選択されたサブフィールドを発光させることにより中
間調の階調表現が可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなサブフィー
ルド法を用いて多階調表示を行う表示装置においては、
動画表示中に疑似輪郭が現れることが知られている。次
に、この動画表示中に現れる疑似輪郭（動画擬似輪郭）
について説明する。

【０００８】今、１、２、４、８、１６、３２、６４、
１２８と重み付けられたサブフィールドに分割された場
合であって、図７に示すように画像パターンＸが、プラ
ズマデスプレイパネル（ＰＤＰ）の画面３３上を１フィ
ールドで２画素相当、水平方向に移動する場合を考え
る。画像パターンＸは、階調レベルが１２７である画素
Ｐ１、Ｐ２と、これに隣接する階調レベルが１２８であ
る画素Ｐ３、Ｐ４とからなる。図８は、画像パターンＸ
をサブフィールドに展開した図である。この図におい
て、横方向はプラズマデスプレイパネル画面３３上の水
平方向に対応し、縦方向は時間方向に対応する。また、
図中、ハッチングは発光するサブフィールドを示してい
る。

【０００９】図８において、画像パターンＸが静止して
いる場合、人間の目はＡ−Ａ’方向に見るため画素本来
の階調が見える。ところが、画像パターンＸが図７に示
すように水平方向に移動すると、それを見る人間の視線
は、図８のＢ−Ｂ'またはＣ−Ｃ'方向に移動する。視線
がＢ−Ｂ'方向に移動した場合、人間の目は、画素Ｐ４
のサブフィールド１〜サブフィールド５と、画素Ｐ３の
サブフィールド６及びサブフィールド７と、画素Ｐ２の
サブフィールド８とを見ることになり、その結果、これ
らのサブフィールドが時間積分され、階調レベル０が見
えてしまう。また、視線がＣ−Ｃ'方向に移動した場
合、人間の目は、画素Ｐ１のサブフィールド１〜サブフ
ィールド５と、画素Ｐ２のサブフィールド６及びサブフ
ィールド７と、画素Ｐ３のサブフィールド８とを見るこ
とになり、その結果、階調レベル２５５が見えてしま
う。いずれにしても、これらは本来の階調レベル（１２
７または１２８）とは大幅に異なる階調となり、人間の
目にはこれらは擬似輪郭線として現れる。上記のような
重み付けのサブフィールドを用いた場合、隣接する画素
の輝度階調が６３と６４、１９１と１９２等の場合にも
この擬似輪郭は顕著に観測される。これは、これらの階
調の画素が隣接した場合、階調の変化はわずかであるの
に対して、発光するサブフィールドのパターンの変化が
大きいためである。動画の場合に限り現れるこのような
輪郭線を疑似輪郭ノイズ（「パルス幅変調動画表示に見
られる疑似輪郭ノイズ」：テレビジョン学会技術報告、
Vol.19、No.2、IDY95−21、pp.61-66）と言い、画質を
劣化させる原因となる。

【００１０】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
のであり、その目的とするところは、１フィールドの画
像を複数のサブフィールド画像に分割して階調表示を行
う表示装置であって画像の動画領域に生ずる疑似輪郭線
を低減するプラズマディスプレイパネル等に好適な表示
装置及び方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る表示装置
は、画像の１フィールドを重み付けられた複数のサブフ
ィールドで構成し、画像の各画素の階調に応じて各サブ
フィールドの発光／非発光を制御することにより多階調
表示する表示装置である。表示装置は階調変換手段と第
１の拡散手段を備える。階調変換手段は、画素の階調
を、複数のサブフィールドを組み合わせて表現できる階
調の中から選択され、表示に使用される所定の階調であ
る第１の階調、または、第１の階調の中間の階調である
第２の階調に変換する。第１の拡散手段は、階調変換手
段により得られた階調が第１の階調であるときは、その
変換された階調を表示させるための、または、階調変換
手段により得られた階調が第２の階調であるときは、第
２の階調に応じた量を拡散して得られる第１の階調を表
示させるための映像信号を生成する。このとき、第１の
拡散手段は、階調変換手段により得られた階調が第２の
階調であるときは、その第２の階調に対して、その階調
に応じた量をフィールド間で交互に加算または減算して
得られる第１の階調を表示させるための映像信号を生成
するようにしてもよい。

【００１２】上記の表示装置において、第１の階調は、
その階調を表示するときに発光させるサブフィールドの
うち最も重いサブフィールドと、それより小さい重みを
有する全てのサブフィールドとにおいて、発光していな
いサブフィールドが一つもない階調であってもよい。ま
たは、第１の階調は、その階調を表示するときに発光さ
せるサブフィールドのうち最も重いサブフィールドと、
それより小さい重みを有する全てのサブフィールドとに
おいて、発光しないサブフィールドが一つ以下である階
調であってもよい。または、第１の階調は、その階調を
表示するときに発光させるサブフィールドのうち最も重
いサブフィールドと、それより小さい重みを有する全て
のサブフィールドとにおいて、発光していないサブフィ
ールドが二つ以下である階調であってもよい。このと
き、所定の重みが小さいサブフィールド、例えば、最小
重みのサブフィールドから３番目に重みが小さいサブフ
ィールドまで、は前記発光していないサブフィールドに
含めないようにしてもよい。

【００１３】また、上記の表示装置において、階調変換
手段は、表示しようとする画素の階調と変換した階調と
の誤差を、表示しようとする画素の周辺画素に対して所
定の比率で拡散させる第２の拡散手段を備えてもよい。
このとき、第２の拡散手段は、水平方向の画素へ拡散す
る量を、表示しようとする画素の階調を示すビットのう
ちの所定の下位ビットに基づいて求め、垂直方向の画素
へ拡散する量を、表示しようとする画素の階調と変換し
た階調との誤差から所定の下位ビットの値を除いた値に
基づいて求めるようにしてもよい。

【００１４】本発明に係る表示方法は、画像の１フィー
ルドを重み付けられた複数のサブフィールドで構成し、
画像の各画素の階調に応じて各サブフィールドの発光／
非発光を制御することにより多階調表示する表示方法で
ある。表示方法は、画素の階調を、複数のサブフィール
ドを組み合わせて表現できる階調の中から選択され、表
示に使用される所定の階調である第１の階調または該第
１の階調の中間の階調である第２の階調に変換し、変換
した階調が第１の階調であるときはその変換した階調を
表示させるための、または、変換した階調が第２の階調
であるときは第２の階調に応じた量を拡散して得られる
第１の階調を表示させるための映像信号を生成する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明に係る表示装置の実施形態を説明する。なお、以下で
は、説明の簡単化のために１つの色について説明を行う
が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色を用いたカラ
ー表示においても本発明は同様に適用できる。

【００１６】図１に本発明に係る表示装置の構成を示
す。表示装置は、Ａ／Ｄ変換器１１と、逆ガンマ補正器
１３と、動き検出器１５と、階調制限／誤差拡散回路１
７と、ディザ回路１９と、遅延回路２１と、選択回路２
３と、映像信号−サブフィールド対応付け器２５と、サ
ブフィールド処理器２７と、走査・維持・消去駆動回路
２９と、データ駆動回路３１と、プラズマディスプレイ
パネル（以下「ＰＤＰ」という。）３３と、タイミング
パルス発生器３５とからなる。

【００１７】ＰＤＰ３３は、電極がマトリクス状に配置
され、オンまたはオフの二値的に発光を行う表示装置で
ある。本実施形態では、従来技術で説明したように、Ｐ
ＤＰ３３においてそれぞれ重みづけられた複数のサブフ
ィールドによる多階調表示を行う。タイミングパルス発
生器３５は、水平同期信号（ＨＤ）及び垂直同期信号
（ＶＤ）に基づいてタイミング信号（動作クロック）を
発生し、表示装置内の各部に供給する。

【００１８】Ａ／Ｄ変換器１１はＲＧＢ信号を受けてＡ
／Ｄ（アナログ−デジタル）変換を行う。Ａ／Ｄ変換さ
れたＲＧＢ信号は、逆ガンマ補正器１３により逆ガンマ
補正がなされる。すなわち、ＲＧＢ信号はＣＲＴ表示装
置上での表示を前提としたガンマ特性で送られてきてい
るため逆ガンマ補正し、この特性を元に戻す処理を行
う。Ａ／Ｄ変換されたＲＧＢ信号は動き検出器１５にも
入力され、動き検出器１５にて映像が動画であるか否か
が検出される。その結果は選択回路２３に出力される。

【００１９】逆ガンマ補正後のＲＧＢ信号は、遅延回路
２１に送られると共に、階調制限／誤差拡散回路１７に
送られる。階調制限／誤差拡散回路１７とディザ回路１
９は、動画擬似輪郭の発生を抑制するための所定の処理
を行う。具体的には、階調制限／誤差拡散回路１７とデ
ィザ回路１９は、送られてきた映像信号に対して、その
映像信号が示す画素の階調を動画擬似輪郭が発生しにく
い階調に変換する。これらの回路の詳細は後述する。遅
延回路２１は逆ガンマ補正後のＲＧＢ信号を、階調制限
／誤差拡散回路１７とディザ回路１９とにおける処理時
間に等しい時間だけ遅延して出力する。

【００２０】選択回路２３は動き検出器１５による検出
値にもとづき、その映像が動画である場合にはディザ回
路１９からの出力を選択し、その映像が静止画である場
合には遅延回路２１からの出力を選択する。これは、動
画擬似輪郭は動画の場合においてのみ観察されることか
ら、動画の場合にのみ映像信号に対して擬似輪郭の発生
を抑制するための処理を施すようにするためである。

【００２１】選択回路２３により選択された映像信号
は、映像信号−サブフィールド対応付け器２５に送られ
る。映像信号−サブフィールド対応付け器２５は、映像
信号をサブフィールドに対応した複数のビットからなる
フィールド情報に変換する。すなわち、フィールド情報
はサブフィールドを発光（点灯）させるか否かを示すビ
ットからなる。サブフィールド処理器２７は、映像信号
−サブフィールド対応付け器２５からのフィールド情報
に基づいて維持期間に出される維持パルスの数を決定す
る。走査・維持・消去駆動回路２９とデータ駆動回路３
１は、サブフィールド処理器２７からの出力に基づきＰ
ＤＰ３３の電極を制御し、各画素の発光量を制御して、
ＰＤＰ３３上に所望の階調の画像を表示させる。

【００２２】階調制限／誤差拡散回路１７とディザ回路
１９は、入力した映像信号に対して動画擬似輪郭の発生
を抑制するための所定の処理を行う。この所定の処理に
ついて簡単に説明する。なお、本実施形態では、１フィ
ールドを９つのサブフィールドに分割し、各サブフィー
ルド（サブフィールド１〜サブフィールド９）はそれぞ
れ１、２、４、８、１６、３２、４８、６４、８０の輝
度重みを有するとして説明を行う。各サブフィールドの
重みは、そのサブフィールドが発光したときの発光量
（輝度）に対応する。これらのサブフィールドを組み合
わせることにより所望の階調が表現できる。

【００２３】一般に隣接する画素間において動画擬似輪
郭が発生しやすいのは次のような場合である。すなわ
ち、隣接する画素の輝度が近い場合であって、発光する
サブフィールド中で最大の重みを持つサブフィールド及
びそれより小さい重みを持つサブフィールドにおいて、
発光するサブフィールドと発光しないサブフィールドと
の間で重み方向における分布がほぼ分かれている場合で
あり、さらに、隣接する画素間においてその分布がほぼ
逆転するような場合である。例えば、上記の１、２、
４、８、１６、３２、４８、６４、８０に重み付けられ
たサブフィールド１〜９を用いるときは、隣接する画素
の輝度が６３（=01 11111）と６４（=10 10000）や、輝
度が１１１（=011 11111）と１１２（=101 10000）等の
ような場合である。このような画素が隣接すると、本来
の階調の差はわずかであるにもかかわらず、視線の移動
にともない発光／非発光のサブフィールドの重み方向に
おける分布が大きく変化するため、動画擬似輪郭が発生
しやすくなる。

【００２４】そこで、本実施形態の表示装置では、擬似
輪郭の発生しやすい階調は表示に使用しないこととし、
擬似輪郭が発生しにくい階調をいくつか選択し、それら
の階調のみを表示に使用することとした。以下、この表
示に使用する階調を「表示用階調」と呼ぶ。擬似輪郭が
発生しにくい階調として例えば次のような階調が選択さ
れる。（ａ）その階調を表示するときに発光させるサブフィー
ルドのうち最大重みのサブフィールドと、それより小さ
い重みを有する全てのサブフィールドとが発光するよう
な階調。

【００２５】この場合、最小の重みのサブフィールドか
ら、その階調を表示するために必要な最大の重みのサブ
フィールドまでは発光しないサブフィールドはなく、全
てのサブフィールドが発光することになる。このような
階調では、階調の値が増加するにつれて発光させるサブ
フィールド数も段階的に増加していくため、階調が隣り
あう画素が隣接する場合において、発光するサブフィー
ルドと非発光のサブフィールドの重み方向における分布
の大きな変化がなくなり、動画擬似輪郭の発生が抑制で
きる。上記（ａ）を満たす階調の例を表１〜表５に示
す。なお、表中、各サブフィールドの欄の「１」はその
サブフィールドが発光することを示している。表中でこ
れらの階調は「表示に使用する階調」の欄において
「●」で示されている。すなわち、１、３、７、１５、
３１、６３、１１１、１７５、２５５の階調レベルがこ
れに該当する。これに加えて０も表示に使用する階調に
加えている。例えば、表１において階調レベル３１を見
ると、この階調レベルを表示するときに発光させるサブ
フィールドのうち最大重みのサブフィールドはサブフィ
ールド５であり、それより小さい重みを有する全てのサ
ブフィールドはサブフィールド１〜サブフィールド４で
あり、これらの全てが発光しているため、階調レベル３
１が（ａ）の条件を満たしていることがわかる。

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【００２６】さらに、上記の（ａ）の場合に加え、階調
を表示するために必要な最大の重みより小さい重みを持
つサブフィールドにおいて所定数の発光しないサブフィ
ールドがある階調を、擬似輪郭が発生しにくい階調とし
てもよい。すなわち、以下の（ｂ）、（ｃ）の場合も考
えられる。（ｂ）ある階調を表示するときに発光させるサブフィー
ルドのうち最も重いサブフィールドとそれより小さい重
みを有する全てのサブフィールドとにおいて、発光して
いないサブフィールドが一つ以下となる階調。（ｃ）ある階調を表示するときに発光させるサブフィー
ルドのうち最も重いサブフィールドとそれより小さい重
みを有する全てのサブフィールドとにおいて、発光して
いないサブフィールドが二つ以下となる階調。

【００２７】（ｂ）、（ｃ）の条件を満たす階調の数は
（ａ）の条件を満たす階調の数よりも多くなるため、よ
り多段階の階調表現が可能となる。（ｂ）、（ｃ）の階
調であっても、（ａ）の階調と同様に、隣接する画素間
において発光／非発光のサブフィールドの分布の大きな
変化は発生しない。上記（ｂ）の例を表６〜表１０に示
す。これらの階調は、表中の「表示に使用する階調」の
欄において「●」で示されている。すなわち、表１〜表
５で示される（ａ）の階調に加えて、２、５、６、１
１、１３、１４…２５１、２５３、２５４等の階調レベ
ルがこれに該当する。例えば、表６において階調レベル
１４を見ると、この階調レベルを表示するときに発光さ
せるサブフィールドのうち最大重みのサブフィールドは
サブフィールド４であり、それより小さい重みを有する
全てのサブフィールドはサブフィールド１〜サブフィー
ルド３であり、かつ、サブフィールド１〜サブフィール
ド４の中で発光していないサブフィールドが１つ（サブ
フィールド１）あるため、階調レベル１４が（ｂ）の条
件を満たしていることがわかる。また、（ｃ）の条件を
満たすものとして例えば階調レベル２８がある。この階
調レベル２８を表示するときに発光させるサブフィール
ドのうち最大重みのサブフィールドはサブフィールド５
であり、それより小さい重みを有する全てのサブフィー
ルドはサブフィールド１〜サブフィールド４であり、か
つ、サブフィールド１〜サブフィールド５の中で発光し
ていないサブフィールドが２つ（サブフィールド１とサ
ブフィールド２）あるため、階調レベル２８は（ｃ）の
条件を満たす。

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

【表１０】

【００２８】以上のように選択される階調レベルのみを
用いて階調表示を行うことにより、隣接する画素間にお
いて上位のサブフィールドと下位のサブフィールドの発
光／非発光が逆転することがなくなり、動画擬似輪郭の
発生が抑制できる。

【００２９】なお、上記の（ａ）〜（ｃ）の場合におい
て、所定の下位のサブフィールドについては考慮しない
ようにしてもよい。これは、下位のサブフィールドは重
みが小さいため、動画擬似輪郭に対する影響が少ないと
考えられるからである。例えば、上記（ａ）の条件で階
調を求める際に、最下位のサブフィールド（サブフィー
ルド１）を除いたサブフィールドについて全てが発光す
る階調レベルを表示に使用する階調として求めてもよ
い。または、最下位のサブフィールド１から２番目のサ
ブフィールド（サブフィールド２）もしくは３番目のサ
ブフィールド（サブフィールド３）までを除くようにし
てもよい。

【００３０】本表示装置においては、さらに表示用階調
の中間の階調を「ディザ階調」として設定する。これら
の階調は、表１〜表１０で「ディザによる階調」の欄に
おいて「●」で示されている。例えば、表１〜表５にお
いて、ディザ階調には、２、５、１１、２３、４７、８
７、１４３、２１５が含まれる。また、ディザ階調とそ
の前後の表示用階調との距離をディザ量とする。例え
ば、表１において、ディザ階調が１１のときのディザ量
は４、ディザ階調が２３のときのディザ量は８である。
このディザ階調は直接表示には使用しないが、ディザ階
調をディザ量だけ上下の階調に拡散させることにより表
示用階調を用いてディザ階調を表現する。

【００３１】本実施形態の表示装置は表示用階調及びデ
ィザ階調を表１〜表５に示すように設定しているものと
して以下の説明を行う。したがって、表示装置は、０、
１、３、７、１５、３１、６３、１１１、１７５、２５
５の階調レベルの輝度のみを表示する。また、ディザ階
調と表示用階調とをあわせて「変換階調」と呼ぶ。

【００３２】階調制限／誤差拡散回路１７は変換階調の
情報を階調テーブル（後述）に有しており、この階調テ
ーブルを用いて、入力した逆γ補正後の映像信号に基づ
く画素の階調を変換階調に変換する。ディザ回路１９
は、階調制限／誤差拡散回路１７からの変換階調が表示
用階調に等しいときは、その表示用階調の映像信号を生
成し、変換階調がディザ階調に等しいときは、そのディ
ザ階調のディザ量に基づき所定の拡散処理（後述）を行
って、そのディザ階調を表示用階調を用いて表示するた
めの映像信号を生成する。

【００３３】図２に階調制限／誤差拡散回路１７の構成
を示す。階調制限／誤差拡散回路１７は、加算器５１
と、階調テーブル５３と、ディザ量テーブル５５と、誤
差拡散処理回路６０とからなる。このように構成される
階調制限／誤差拡散回路１７の動作は次のようになる。

【００３４】逆ガンマ補正器１３から画素の階調情報を
含む映像信号が階調制限／誤差拡散回路１７に送られる
と、まず、加算器５１において、その映像信号に基づく
画素の本来の階調と、その画素より前に処理された画素
から拡散された誤差ｅとが加算され、階調テーブル５３
および誤差拡散処理回路６０に出力される。

【００３５】階調テーブル５３は変換階調に関する情報
を格納したテーブルであり、入力した階調をその階調に
応じた変換階調に変換する。すなわち、階調テーブル５
３により、加算器５１において本来の画素の階調に拡散
誤差ｅが加算された階調から、その階調に応じた一の変
換階調が選択され、この選択された変換階調が誤差拡散
処理回路６０に出力される。ここでは、階調テーブル５
３の中身は、表１から表５の表示に使用する階調とディ
ザによる階調の内容が記述されており、階調テーブル５
３の出力は、入力された階調を越えない範囲の表示に使
用する階調、または、ディザによる階調のうちの最大の
ものが選ばれる。例えば、入力された階調が２０のとき
には、表示に使用される階調である１５が選ばれる。ま
た、入力された階調が２５のときには、表示に使用され
る階調である２３が出力される。

【００３６】誤差拡散処理回路６０は、階調テーブル５
３により変換された変換階調と、変換前の階調との差す
なわち誤差を、処理中の画素の周辺の画素に拡散させる
処理（以下「誤差拡散処理」という。）を行う。この誤
差拡散処理を画面全体に施すことにより、画面全体にお
いて表示すべき階調量が保存され、画面全体を見たとき
に人間の目にはあたかも本来の画素の輝度が表示されて
いるように見える。これにより画像のざらつきがないよ
り質の高い画像が表現できる。

【００３７】誤差拡散処理回路６０は図２に示すように
減算器６１と、遅延器６３、６５、６７、６９と、乗算
器７１、７３、７５、７７と、加算器７９とからなる。
拡散処理回路６０において、減算器６１により、本来の
画素の階調に拡散誤差ｅが加算された階調から、その階
調に基づく変換階調が減算され、それらの差分すなわち
誤差ｅ'が求められる。誤差ｅ'は遅延器６３および遅延
器６９に入力される。

【００３８】遅延器６３は入力信号を（１ライン−１画
素）分遅延して出力する。遅延器６５、６７、６９はそ
れぞれ入力信号を１画素分遅延して出力する。したがっ
て、遅延器６３は現在処理中の画素の１ライン前の画素
の直後の画素について求められた誤差ｅ’を出力する。
遅延器６５は現在処理中の画素の１ライン前の画素につ
いて求められた誤差ｅ’を出力する。遅延器６７は現在
処理中の画素の１ライン前の画素の直前の画素について
求められた誤差ｅ’を出力する。遅延器６９は現在処理
中の画素の直前の画素について求められた誤差ｅ’を出
力する。

【００３９】各遅延器６９、６３、６５、６７から出力
された誤差は乗算器７１、７３、７５、７７にて所定の
係数ｋ0、ｋ1、ｋ2、ｋ3が乗算される。このとき、各係
数ｋ0、ｋ1、ｋ2、ｋ3はｋ0＋ｋ1＋ｋ2＋ｋ3＝１の関係
を満たす適当な値に設定される。その後、加算器７９に
て各乗算器７１、７３、７５、７７からの出力が合算さ
れ、その結果が画素に対する拡散誤差ｅとして出力され
る。すなわち、誤差拡散処理回路６０では、画素本来の
階調に拡散誤差ｅが加算された階調と変換階調との誤差
ｅ'を、図２の（ｃ）に示すように、その画素の周辺の
画素に所定の比率ｋ0〜ｋ3で拡散する。また、ある画素
に対する拡散誤差ｅは、図２の（ｂ）に示すように、そ
の画素の周辺の画素から拡散された誤差を合算すること
により得られる。

【００４０】階調テーブル５３で求められた変換階調は
ディザ量テーブル５５にも出力される。ディザ量テーブ
ル５５は表１から表５に示すディザ階調とディザ量とを
対応付ける情報を有する。すなわち、ディザ量テーブル
５５は階調テーブル５３により変換された変換階調を、
それがディザ階調であるときはそのディザ階調に応じた
ディザ量を出力し、ディザ階調でないときすなわち表示
用階調のときはディザ量として０を出力する。例えば、
ディザ量テーブル５５は入力した変換階調が２３のとき
はディザ量として８を出力する（表１参照）。

【００４１】以上のように、階調制限／誤差拡散回路１
７は、ある画素の階調を受けると、その階調にその画素
に対する拡散誤差を加算した階調から、その階調を表現
するのに適した変換階調を選択する。さらに、その変換
階調に対するディザ量を出力する。階調制限／誤差拡散
回路１７からの変換階調を含む映像信号とディザ量とは
ディザ回路１９に出力される。

【００４２】次にディザ回路１９を説明する。ディザ回
路１９は階調制限／誤差拡散回路１７により求められた
変換階調が、表示用階調でないときすなわちディザ階調
のときに、そのディザ階調をディザ量だけ拡散して得ら
れる表示用階調を用いて表現するための拡散処理（以下
「ディザ拡散処理」という。）を行う。具体的には、デ
ィザ回路１９は、入力した映像信号の階調がディザ階調
のときに、そのディザ階調からディザ量だけ前後に離れ
てある表示用階調を１フィールドの偶数フィールドと奇
数フィールドとで交番させて表示させるための映像信号
を生成する。これにより、表示用階調が時間的に平均化
されてディザ階調が画面上で表現できる。例えば、ディ
ザ階調である階調レベル２３（このとき、ディザ量は
８）を表示するときは、偶数または奇数フィールドの一
方で階調レベル１５（２３−８）を表示し、他方で階調
レベル３１（２３＋８）を表示する。

【００４３】ディザ拡散処理において、画面上でディザ
量（拡散量）の加減は図３の（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に画素毎に変化させる。すなわち、偶数フィールドまた
は奇数フィールドにおいて、上下左右に隣り合う画素間
でディザ量の加算／減算は逆になる。また、偶数フィー
ルドと奇数フィールドにおいて同じ画素位置では、ディ
ザ量の加算／減算は逆になる。なお、ディザ拡散処理に
おいては、図３の（ｄ）と（ｅ）に示すようにライン毎
に、または、図３の（ｆ）と（ｇ）に示すようにフィー
ルド毎に交互にディザ量の加算／減算を反転させてもよ
い。図３の（ｂ）−（ｃ）、（ｄ）−（ｅ）、（ｆ）−
（ｇ）のいずれの場合でも、偶数フィールドと奇数フィ
ールドとの間では総和がゼロになるようにディザ量の拡
散を行っている。

【００４４】変換階調において、表示用階調に加えてデ
ィザ階調を用いることにより以下の効果が期待できる。
今、図４に示すように画面上において左から右へ階調レ
ベルが１１１から１７５に連続して変化する場合を考え
る。画面の左端では、階調レベル１１１のみが現れ、右
端では階調レベル１７５が現れる。画面の中央では、階
調レベル１４３（ディザ階調）が表示されるが、このと
き、階調レベル１１１と階調レベル１７５がちょうど等
しい比率で交番して現れる。画面の中央からそれぞれの
端にかけては、階調レベル１１１と階調レベル１７５が
現れる比率が連続的に変化する。すなわち、表示用階調
の中間の階調であるディザ階調（ここでは、１４３の階
調レベル）を表現する際に、表示用階調が正確に二分の
一づつ現れるため、ディザ階調を用いず誤差拡散のみを
用いて表現した場合と比較してより明確に表示用階調の
中間の階調を表現することができる。

【００４５】図３の（ａ）にディザ回路１９の構成を示
す。ディザ回路１９は加算器９１、減算器９３、選択回
路９５および切り替えパターン発生回路９７を備える。
加算器９１では変換階調にディザ量が加算される。減算
器９３では変換階調からディザ量が減算される。切り替
えパターン発生回路９７は、図３の（ｂ）または（ｃ）
に示すように画素毎にディザ量の加算／減算を切り替え
るための制御信号を出力する。選択回路９５は切り替え
パターン発生回路９７からの制御信号に基づき加算器９
１または減算器９３からの出力を選択して出力する。

【００４６】なお、階調制限／誤差拡散回路１７から出
力される変換階調が表示用階調のときはディザ量として
０が出力されるため、ディザ回路１９で加算／減算が実
行されても階調への影響はない。

【００４７】以上のように、本実施形態の表示装置は、
画素本来の階調を動画擬似輪郭が発生しにくい表示用階
調に変換し、この表示用階調のみを用いて多階調表示を
行うことにより動画擬似輪郭の発生を抑制する。

【００４８】ところで、図２に示す階調制限／誤差拡散
回路１７は所定の動作クロック毎に順次画素毎の映像信
号を入力し、画素毎に処理する。通常、この動作クロッ
クは１画素を処理するためのタイミングに設定される。
例えば、１画面が８５２×４８０画素のとき、１動作ク
ロックは、約４０．７ｎｓ（＝１秒÷６０フレーム÷
（８５２×４８０画素））になる。このとき、入力した
画素は、その次の画素を入力するまでに処理が完了する
必要がある。例えば、すぐ次の画素に対して拡散させる
誤差の量は１動作クロック以内に求められる必要があ
る。したがって、階調制限／誤差拡散回路１７は、１動
作クロックサイクル内で、階調テーブル５３において画
素の階調を変換階調に変換し、さらに誤差拡散処理回路
６０において誤差の拡散を行う必要がある。しかし、階
調テーブル５３及び誤差拡散処理回路６０の減算器６１
での処理は、上記の動作クロックと比較して非常に長い
処理時間（例えば、３４．５μｓ）を要する。特に、減
算器６１での演算処理に処理時間を要する。このため、
図２に示す回路構成では、１動作クロック内で処理を完
結させるためには、別途、高速なクロックを生成し、誤
差拡散処理回路６０に供給する必要があり、このために
は複雑な回路構成が要求され、回路規模の増大、コスト
増を招く。そこで、この問題を解決するための階調制限
／誤差拡散回路１７の好ましい構成を次に説明する。

【００４９】図５に階調制限／誤差拡散回路１７の好ま
しい構成を示す。なお、図中、図２に示すものと同じ構
成要素については同じ符号を付している。図５に示す階
調制限／誤差拡散回路１７では、図２に示すものと誤差
拡散処理回路６０'の構成が異なっている。この誤差拡
散処理回路６０'は、次の画素すなわち水平方向への誤
差拡散において特に短い処理時間が要求されることか
ら、この水平方向への誤差拡散量の算出を高速化するこ
とを目的としている。

【００５０】図５の誤差拡散処理回路６０'には、図２
の誤差拡散処理回路６０の構成に加え、さらに下位ビッ
ト分離回路８１と減算器６２とが設けられている。下位
ビット分離回路８１は加算器５１からの出力を受ける。
遅延器６９は下位ビット分離回路８１からの出力ｅ'を
受ける。減算器６２は減算器６１と遅延器６３の間に設
けられ、減算器６１からの出力と、下位ビット分離回路
８１からの出力ｅ'とを受けるようになっている。

【００５１】このように構成される誤差拡散処理回路６
０'は、次に処理される画素（処理中の画素の直後の画
素）へ拡散させる誤差ｅ'として、加算器５１からの階
調データの所定の下位ビットを用いる。すなわち、下位
ビット分離回路８１で加算器５１からの階調データ（通
常、８ビットのデータ）から下位４ビットを分離し、こ
れを誤差ｅ'とする。このとき、下位ビット分離回路８
１におけるデータの下位ビットの分離は容易に実現で
き、また、きわめて短時間で処理できるため、１動作ク
ロック内で十分処理できる。

【００５２】また、１ライン後にある画素すなわち垂直
方向へ拡散する誤差ｅ''は、減算器６１において画素の
本来の階調に拡散誤差ｅが加算された階調と階調テーブ
ル５３による変換階調との差分が求められ、さらに、減
算器６２においてその差分から既に拡散済みの水平方向
への拡散量ｅ'が除かれることにより求められる。この
ように、垂直方向へ拡散する誤差ｅ''を実際に階調を演
算（減算）して求めても、その拡散量が使用されるまで
にほぼ１ライン分の時間的な余裕があるために問題とな
らない。

【００５３】以上のように誤差拡散処理回路６０'は、
階調データ（通常８ビットのデータ）の下位ビットを水
平方向への拡散に対する誤差として用い、垂直方向への
拡散に対する誤差は、拡散誤差ｅを含めた本来の階調と
階調テーブル５３で求めた階調との差分からさらに水平
方向への誤差を除いた量を用いて誤差拡散処理を行う。
これにより、簡単な回路構成で１動作クロック以内の短
い処理時間で誤差拡散処理が可能となる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、サブフィールドで表現
できる階調の中から選択された所定の階調のみが表示に
使用される。所定の階調には、動画擬似輪郭の発生しに
くい階調として、例えば、その階調を表示するときに発
光させるサブフィールドのうち最も重いサブフィールド
の重みより小さい重みを有する全てのサブフィールドが
発光する階調や、その階調を表示するときに発光させる
サブフィールドのうち最も重いサブフィールドの重みよ
り小さい重みを有するサブフィールドのうち、発光しな
いサブフィールドが一つ以下である階調等が選択され
る。すなわち、本発明では、動画擬似輪郭の発生しにく
い階調のみを使用して画像表示を行うため、動画擬似輪
郭の発生が抑制される。このとき、表示装置は、画像の
各画素の階調を表示に使用する階調に変換する際に、表
示に使用する階調または表示に使用する階調の中間の階
調に変換する。このように、階調を変換する際に、中間
の階調を設けることにより、よりなめらかな多階調表現
が可能となる。

【００５５】また、本発明によれば、画像の各画素の階
調を表示に使用する階調に変換する際に誤差が発生した
ときは、それを周辺の画素に拡散してもよい。これによ
り、画面全体に見たときに本来の画素の階調が表現され
る。さらに、誤差拡散する際に、水平方向への誤差拡散
については、画素の階調を表すデータの下位ビットをそ
の誤差として、拡散量を求めてもよい。これにより、拡
散量を求める際の処理時間が短縮され、簡単な回路構成
で誤差拡散のための回路が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示装置の構成図。

【図２】表示装置の階調制限／誤差拡散回路の構成
図。

【図３】ディザ回路の構成図。

【図４】本発明に係る表示装置により画面上に表示さ
れる画素の階調の変化を説明した図。

【図５】より好ましい階調制限／誤差拡散回路の構成
図。

【図６】１フィールドを構成する複数のサブフィール
ドを説明した図。

【図７】動画擬似輪郭の発生を説明するための図。

【図８】動画擬似輪郭の発生原因を説明するための
図。

【符号の説明】

１７階調制限／誤差拡散回路１９ディザ回路３３プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）５３階調テーブル５５ディザ量テーブル６０，６０' 誤差拡散処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の１フィールドを重み付けられた複
数のサブフィールドで構成し、画像の各画素の階調に応
じて各サブフィールドの発光または非発光を制御するこ
とにより多階調表示する表示装置であって、前記画素の階調を、前記複数のサブフィールドを組み合
わせて表現できる階調の中から選択され、表示に使用さ
れる所定の階調である第１の階調、または、該第１の階
調の中間の階調である第２の階調に変換する階調変換手
段と、該階調変換手段により得られた階調が前記第１の階調で
あるときはその変換された階調を表示させるための、ま
たは、該階調変換手段により得られた階調が前記第２の
階調であるときは該第２の階調に応じた量を拡散して得
られる第１の階調を表示させるための映像信号を生成す
る第１の拡散手段とを備えたことを特徴とする表示装
置。
【請求項２】前記第１の階調は、その階調を表示する
ときに発光させるサブフィールドのうち最も重いサブフ
ィールドと、それより小さい重みの全てのサブフィール
ドとにおいて、発光していないサブフィールドが一つも
ない階調であることを特徴とする請求項１記載の表示装
置。
【請求項３】前記第１の階調は、その階調を表示する
ときに発光させるサブフィールドのうち最も重いサブフ
ィールドと、それより小さい重みの全てのサブフィール
ドとにおいて、発光していないサブフィールドが一つ以
下である階調であることを特徴とする請求項１記載の表
示装置。
【請求項４】前記第１の階調は、その階調を表示する
ときに発光させるサブフィールドのうち最も重いサブフ
ィールドと、それより小さい重みの全てのサブフィール
ドとにおいて、発光していないサブフィールドが二つ以
下である階調であることを特徴とする請求項１記載の表
示装置。
【請求項５】最小重みのサブフィールドは、前記発光
していないサブフィールドに含めないことを特徴とする
請求項２、請求項３または請求項４記載の表示装置。
【請求項６】最小重みのサブフィールド及び二番目に
重みが小さいサブフィールドは、前記発光していないサ
ブフィールドに含めないことを特徴とする請求項２、請
求項３または請求項４記載の表示装置。
【請求項７】最小重みのサブフィールドから三番目に
重みが小さいサブフィールドまでは、前記発光していな
いサブフィールドに含めないことを特徴とする請求項
２、請求項３または請求項４記載の表示装置。
【請求項８】前記第１の拡散手段は、前記階調変換手
段により得られた階調が前記第２の階調であるときは、
該第２の階調に対して、その階調に応じた量をフィール
ド間で交互に加算または減算して得られる第１の階調を
表示させるための映像信号を生成することを特徴とする
請求項１記載の表示装置。
【請求項９】前記階調変換手段は、表示しようとする
画素の階調と変換した階調との誤差を、前記表示しよう
とする画素の周辺画素に対して所定の比率で拡散させる
第２の拡散手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
の表示装置。
【請求項１０】前記第２の拡散手段は、水平方向の画
素へ拡散する量を、表示しようとする画素の階調を示す
ビットのうちの所定の下位ビットに基づいて求め、垂直
方向の画素へ拡散する量を、前記表示しようとする画素
の階調と変換した階調との誤差から前記所定の下位ビッ
トの値を除いた値に基づいて求めることを特徴とする請
求項９記載の表示装置。
【請求項１１】画像の１フィールドを重み付けられた
複数のサブフィールドで構成し、画像の各画素の階調に
応じて各サブフィールドの発光または非発光を制御する
ことにより多階調表示する表示方法であって、前記画素の階調を、前記複数のサブフィールドを組み合
わせて表現できる階調の中から選択され、表示に使用さ
れる所定の階調である第１の階調、または、該第１の階
調の中間の階調である第２の階調に変換し、該変換した
階調が前記第１の階調であるときはその変換した階調を
表示させるための、または、該変換した階調が前記第２
の階調であるときは該第２の階調に応じた量を拡散して
得られる第１の階調を表示させるための映像信号を生成
することを特徴とする表示方法。
【請求項１２】前記第１の階調は、その階調を表示す
るときに発光させるサブフィールドのうち最も重いサブ
フィールドと、それより小さい重みの全てのサブフィー
ルドとにおいて、発光していないサブフィールドが一つ
もない階調であることを特徴とする請求項１１記載の表
示方法。
【請求項１３】前記第１の階調は、その階調を表示す
るときに発光させるサブフィールドのうち最も重いサブ
フィールドと、それより小さい重みの全てのサブフィー
ルドとにおいて、発光していないサブフィールドが一つ
以下である階調であることを特徴とする請求項１１記載
の表示方法。
【請求項１４】前記第１の階調は、その階調を表示す
るときに発光させるサブフィールドのうち最も重いサブ
フィールドと、それより小さい重みの全てのサブフィー
ルドとにおいて、発光していないサブフィールドが二つ
以下である階調であることを特徴とする請求項１１記載
の表示方法。
【請求項１５】最小重みのサブフィールドは、前記発
光していないサブフィールドに含めないことを特徴とす
る請求項１２、請求項１３または請求項１４記載の表示
方法。
【請求項１６】最小重みのサブフィールド及び二番目
に重みが小さいサブフィールドは、前記発光していない
サブフィールドに含めないことを特徴とする請求項１
２、請求項１３または請求項１４記載の表示方法。
【請求項１７】最小重みのサブフィールドから三番目
に重みが小さいサブフィールドは、前記発光していない
サブフィールドに含めないことを特徴とする請求項１
２、請求項１３または請求項１４記載の表示方法。
【請求項１８】前記映像信号を生成する際に、変換し
た階調が前記第２の階調であるときは、該第２の階調に
対して、その階調に応じた量をフィールド間で交互に加
算または減算して得られる第１の階調を表示させるため
の映像信号を生成することを特徴とする請求項１１記載
の表示装置。
【請求項１９】前記画素の階調を変換する際に、表示
しようとする画素の階調と変換した階調との誤差を、前
記表示しようとする画素の周辺画素に対して所定の比率
で拡散させることを特徴とする請求項１１記載の表示方
法。
【請求項２０】前記誤差を拡散する際に、水平方向の
画素へ拡散する量を、表示しようとする画素の階調を示
すビットのうちの所定の下位ビットに基づいて求め、垂
直方向の画素へ拡散する量を、前記表示しようとする画
素の階調と変換した階調との誤差から前記所定の下位ビ
ットの値を除いた値に基づいて求めることを特徴とする
請求項１９記載の表示方法。