JP2994630B2 - 明るさによるサブフィールド数調整可能な表示装置 - Google Patents
明るさによるサブフィールド数調整可能な表示装置Info
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Description
レイパネル(PDP)やデジタルマイクロミラーデバイ
ス(DMD)の表示装置に関し、詳しくは、明るさによ
るサブフィールド数調整可能な表示装置に関する。
メモリを持ち、中間調を持つ動画像をそれぞれ重み付け
られた複数の2値画像を時間的に重ねて表示するサブフ
ィールド法が用いられる。以下の説明は、PDPについ
て行なうが、DMDについても同様に当てはまる。
ルド法を説明する。
並んだ画素のPDPを考える。各画素のR,G,Bのそれぞ
れは、8ビットでその明るさが表現され、256階調の明る
さ表現が可能であるとする。以下において、特に説明が
ない限り、Gの信号についての説明であり、R,Bについて
も同様の説明が当てはまる。
さの信号レベルを有する。これを2値表示すれば、Aで
示された部分の各画素には(1000 0000)のレベル信号
が加わる。同様に、Bで示された部分は127の明るさを
有し、各画素には(0111 1111)の信号レベルが加わ
る。Cで示された部分は126の明るさを有し、各画素に
は(0111 1110)の信号レベルが加わる。Dで示された
部分は125の明るさを有し、各画素には(0111 1101)の
信号レベルが加わる。Eで示された部分は0の明るさを
有し、各画素には(0000 0000)の信号レベルが加わ
る。各画素における8ビット信号を、各画素の位置にお
いて垂直に並べ、ビット毎に水平にスライスしたものを
サブフィールドと言う。すなわち、1フィールドを重み
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。
示すように、8枚のサブフィールドを得ることができ
る。各画素の8ビット信号の最下位ビットを集めて、10
×4のマトリックスに並べたものをサブフィールドSF1
とする(図2)。最下位ビットから2番目のビットを集
め、同様にマトリックスに並べたものをサブフィールド
SF2とする。このようにして、サブフィールドSF
1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,SF
7,SF8を作る。言うまでもなく、サブフィールドS
F8は、最上位ビットを集めて並べたものである。
標準形を示す。図4に示すように、PDP駆動信号の標
準形には、8つのサブフィールドSF1,SF2,SF
3,SF4,SF5,SF6,SF7,SF8を有し、
サブフィールドSF1からSF8は、順番に処理され、
全ての処理は、1フィールド期間以内で行われる。
ついて説明する。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で構成
される。セットアップ期間P1においては、維持電極に
単一パルスが加えられ、走査電極(図4では走査電極4ま
でしか示していないのは、図3の例では、走査線が4本し
か示されていないからであり、実際は多数、たとえば48
0本ある。)にもそれぞれ単一パルスが加えられる。こ
れにより予備放電が行われる。
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込みが行なわれる。たとえば、
サブフィールドSF1を処理している場合、図2に示す
サブフィールドSF1の内、“1”で表示されている画
素は、書き込みが行われ、“0”で表示されている画素
は、書き込みが行われない。
ドに重み付けされた値に応じた維持パルス(駆動パルス)
が出力される。“1”で表示された書き込まれた画素
は、各維持パルスに対し、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においては、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においては、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。すなわち、書き込
み期間P2は、発光する画素を選択する期間で、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。
1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,SF
7,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
素について、明るさレベルは、0から255までの25
6段階で調整する事ができる。
1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,SF7
において発光がおこなわれ、サブフィールドSF8にお
いては、発光が行われない。したがって、“127”
(=1+2+4+8+16+32+64)のレベルの明
るさが得られる。
SF1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,S
F7において発光がおこなわれず、サブフィールドSF
8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。
において、明るい場面や、暗い場面において、最適な画
面表示を提供するため、画像の明るさに応じて、調整を
行う必要が有る。
平8―286636号明細書(対応US特許5,757,343号明細
書)に開示されているが、ここでは、輝度に応じて、発
光回数と、ゲイン調整を行っているのみで、十分な調整
を行うことが出来ない。
画、静止画の両方を含む)の明るさに応じてサブフィー
ルド数を調整する事ができるようにする、明るさによる
サブフィールド数調整可能な表示装置を提供することを
目的とする。画像の明るさを表すパラメータとしては、
明るさの平均レベル、ピークレベル、PDPの消費電
力、パネル温度、コントラストなどを用いる。
に説明する疑似輪郭ノイズをなくすことができる一方、
サブフィールド数を減らすことにより、疑似輪郭ノイズ
が発生する可能性はあるが、よりクリアな画像を作るこ
とができる。
B,C,Dの領域が右に1ピクセル幅移動したとする。
すると、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。すると、Bの領域の
縦3画素(図3のB1の部分)は、1フィールド後にA
の領域の縦3画素(図5のA1部分)と入れ替わる事と
なる。この時、人間の眼は、図3から図5に示す画像に変
わった時点で、B1の領域のデータ(01111111)とA1
の領域のデータ(10000000)との論理積(AND)をと
った形、すなわち(00000000)でB1の領域を認識す
る。すなわち、B1の領域が本来の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事となる。
すると、B1の領域に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
かけ上の変更が加われば、見かけ上の暗い輪郭線が現れ
る。
図3に変わった時点でA1の領域のデータ(10000000)
とB1の領域のデータ(01111111)との論理和(OR)
をとった形、すなわち(11111111)でA1の領域を認識
する。すなわち、最上位ビットが“0”から“1”に強制
的に変更された事になり、これにより、A1の領域が本
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事となる。すると、A1の領
域に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加
われば、見かけ上の明るい輪郭線が現れる。
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、IDY95−21pp.61−66)と言
い、画質を劣化させる。
は、画像全体の明るさを定倍係数Aにより映像信号を増
幅して明るくしたり暗くすると共に、総階調数がKであ
る内のどれかの階調で表される各画素の明るさをZビッ
トで表現した映像信号を、Zビット中の第1ビット目の
みを画面全体から収集して0と1が配列された第1のサブ
フィールドを構成し、第2ビット目のみを画面全体から
収集して0と1が配列された第2のサブフィールドを構成
するようにして、第1から第ZまでのZ個のサブフィー
ルドを作成し、各サブフィールドに対し、重み付けを行
ない、この重み付けのN倍の数の駆動パルスまたはN倍
の時間幅の駆動パルスを出力し、各画素における全駆動
パルスの数または全駆動パルス期間に応じて明るさを調
整する表示装置において、画像の明るさ情報を得る明る
さ検出手段と、明るさ情報に基づき、サブフィールド数
Zを調整する調整手段を有することを特徴とする明るさ
によるサブフィールド数調整可能な表示装置である。
出手段は、画像の明るさの平均レベル(Lav)、画像の
明るさのピークレベル(Lpk)、画像が映し出されるデ
ィスプレイパネルの消費電力、画像が映し出されるディ
スプレイパネルの温度、画像が映し出されるディスプレ
イパネルのコントラスト、画像が映し出されるディスプ
レイパネルの周辺の明るさ、の内の少なくともひとつ、
または、複数個を検出することを特徴とする第1の観点
の表示装置である。
平均レベル(Lav)が低くなるほど、サブフィールド数Z
を減少させるようにしたことを特徴とする第2の観点の
表示装置である。
ベル(Lpk)が低くなるほど、サブフィールド数Zを増加
させるようにしたことを特徴とする第2の観点の表示装
置である。
前に、図4で示したPDP駆動信号の標準形に対し、種
々の変形例について説明する。
示し、図6(B)は、サブフィールドが1つ追加され
て、サブフィールドSF1からSF9を有する変形のP
DP駆動信号を示す。図6(A)の標準形では、最後の
サブフィールドSF8は、128の維持パルスで重み付
けされていたが、図6(B)の変形では最後の2つのサ
ブフィールドSF8,SF9のそれぞれが、64の維持
パルスで重み付けがなされている。たとえば、130の
レベルの明るさを表す場合、図6(A)の標準形にあっ
ては、サブフィールドSF2(重み付け2)とサブフィ
ールドSF8(重み付け128)の両方を用いれば得る
事ができる一方、図6(B)の変形例にあっては、サブ
フィールドSF2(重み付け2)とサブフィールドSF
8(重み付け64)とサブフィールドSF9(重み付け
64)の3つを用いれば得る事ができる。このように、
サブフィールドの数を増やす事により、重み付けが大き
いサブフィールドにあっては、その重み付けを減らす事
ができる。このように重み付けを減らせば、それだけ疑
似輪郭のノイズを減らす事ができる。
す。なお、図4で示したPDP駆動信号は、1倍モードで
ある。図4の1倍モードにおいては、サブフィールドSF
1からSF8における維持期間P3に含まれる維持パル
スの数、すなわち重み付けの値が、それぞれ1,2,4,
8,16,32,64,128であったが、図7の2倍モードにお
いては、サブフィールドSF1からSF8における維持
期間P3に含まれる維持パルスの数が、それぞれ2,4,
8,16,32,64,128,256となり、全てのサブフィールド
において2倍となっている。これにより、1倍モードであ
る標準形のPDP駆動信号と比べ、2倍モードのPDP
駆動信号は、2倍の明るさで画像表示をする事ができ
る。
す。したがって、サブフィールドSF1からSF8にお
ける維持期間P3に含まれる維持パルスの数が、それぞ
れ3,6,12,24,48,96,192,384とな
り、全てのサブフィールドにおいて3倍となっている。
裕度によるが、総階調数が256階調で、最高6倍モー
ドのPDP駆動信号を作る事ができる。これにより、6
倍の明るさで画像表示をする事ができる。
は、それぞれサブフィールド数を8から14に段階的に
変化させた場合の、1倍モードの重み付け表、2倍モー
ドの重み付け表、3倍モードの重み付け表、4倍モード
の重み付け表、5倍モードの重み付け表、6倍モードの
重み付け表である。
えば、表1における1倍モードで、サブフィールド数が
12である行を見た場合、サブフィールドSF1からSF
12のそれぞれの重み付けは1,2,4,8,16,3
2,32,32,32,32,32,32である事を示
している。これにより、最高の重み付けは32に抑えら
れている。また、表3における3倍モードで、サブフィ
ールド数が12である行は、上記重み付けが3倍の値、す
なわち3,6,12,24,48,96,96,96,
96,96,96,96となっている。
表12、表13は、それぞれサブフィールド数が8,9,1
0,11,12,13,14である場合において、総階
調数が256であるときの各階調におけるプラズマ放電
の発光が行われるべきサブフィールドがどれかを示して
いる。
注目画素に対し、所望のレベルの階調を出すためにはど
のサブフィールドにおいてプラズマ放電の発光を行えば
よいかを、○で表示する。たとえば、表11に示すサブフ
ィールド数12において、レベル6の階調を出すために
は、サブフィールドSF2(重み付け2)とSF3(重
み付け4)を用いればよいので、SF2とSF3のコラ
ムに○が付されている。なお、サブフィールドSF2で
の発光回数は、2回であり、サブフィールドSF3での発
光回数は、4回であり、合計で6回の発光が行われ、レ
ベル6の階調を出すことができる。
出すためには、サブフィールドSF3(重み付け4),
SF6(重み付け32),SF7(重み付け32),SF8
(重み付け32)を用いればよいのでSF3,SF6,S
F7,SF8のコラムに○が付されている。表7から表
14は、1倍モードの場合のみを示している。N倍モード
(Nは1から6の整数)の場合は、パルス数の値をN倍
したものを用いればよい。
示し、図9(B)は、階調表示点が少なくなった場合、
すなわち段差が2(標準形の段差を1とした場合)である
場合のPDP駆動信号を示す。図9(A)の標準形の場
合は、0から255までの明るさレベルを1刻みで256個
の異なった階調表示点(0,1,2,3,4,5,…,255)
で表す事ができる。図9(B)の変形例の場合は、0から
254までの明るさレベルを2刻みで128個の異なった階調
表示点(0,2,4,6,8,…、254)で表す事ができる。
このように、サブフィールドの数を変えることなく、段
差を大きくする事(すなわち階調表示点の個数を減らす
事)により、重み付けが大きいサブフィールドにあって
は、その重み付けを減らす事ができ、その結果、疑似輪
郭のノイズを減らす事ができる。
8、表19、表20は、種々のサブフィールドに対する階調
段差表であり、階調表示点の数が異なった場合を示して
いる。
えば表17は、サブフィールド数が11である場合の階調段
差表であり、1行目は階調表示点の個数が256個の場合の
各サブフィールドにおける重み付けを示し、2行目は階
調表示点の個数が128個の場合の各サブフィールドにお
ける重み付けを示し、3行目は階調表示点の個数が64個
の場合の各サブフィールドにおける重み付けを示してい
る。右端には表す事ができる最高階調表示点(すなわち
可能な最高の明るさレベル)Smaxを示している。
示し、図10(B)は、垂直同期周波数が高い場合のPD
P駆動信号を示す。通常のテレビ信号においては、垂直
同期周波数は60Hzであるが、パソコンなどの映像信号の
垂直同期周波数は、60Hzよりも高い周波数、たとえば72
Hzを有するので、1フィールド期間が実質的に短くな
る。一方、PDPを駆動するための走査電極や、データ
電極への信号の周波数は変わらないので、短くなった1
フィールド期間に入れる事ができるフィールド数が少な
くなる。図10(B)は、重み付けが1と2のサブフィー
ルドが除かれ、サブフィールド数が10である場合のP
DP駆動信号を示す。
するが、種々の実施の形態と、それぞれの特徴について
表21に示す。 表21 実施の形態: ピーク検出 平均検出 第1(図11,12,13)○ ○ 第2(図14): ○ ○(+コントラスト検出) 第3(図15): ○ ○(+周囲照度検出) 第4(図16): ○ ○(+消費電力検出) 第5(図17): ○ ○(+パネル温度検出)
ド数調整可能な表示装置のブロック図を示す。入力2
は、R,G,B信号を受ける。タイミングパルス発生回
路6には、垂直同期信号、水平同期信号がそれぞれ入力
端子HD,VDから入力される。A/D変換器8は、
R,G,B信号を受け、A/D変換する。A/D変換さ
れたR,G,B信号は、逆ガンマ補正器10により逆ガン
マ補正がなされる。逆ガンマ補正前は、R,G,B信号
のそれぞれは8ビット信号により最低0から最高255まで
のレベルを、1刻みで256個のリニアに異なったレベル
(0,1,2,3,4,5,…,255)で表される。逆ガンマ
補正後は、R,G,B信号はそれぞれ16ビット信号によ
り最低0から最高255までのレベルを、約0.004の精度で
256個のノンリニアに異なったレベルで表される。
ィールド遅延11に送られると共に、ピークレベル検出器
26および、平均レベル検出器28にも送られる。1フィー
ルド遅延11から1フィールド遅延された信号は乗算器12
に加えられる。
のデータにおいて、R信号のピークレベルRmax、G信号
のピークレベルGmax、B信号のピークレベルBmaxが検出
され、更にRmax,Gmax,Bmaxの内のピークレベルLpkが
検出される。すなわち、ピークレベル検出器26では、1
フィールド内の最も明るい値が検出される。平均レベル
検出器28では、1フィールドのデータのR信号の平均値R
av,G信号の平均値Gav,B信号の平均値Bavが求めら
れ、更に3者、Rav,Gav,Bavの平均レベルLavが求めら
れる。すなわち、平均レベル検出器28では、1フィール
ドの明るさの平均値が求められる。
ークレベルLpkを受け、平均レベルとピークレベルの組
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12の定倍係数A;サブフィールドの数Z;階調
表示点の数Kを決定する。
られる、パラメータ決定用のマップである。横軸に平均
レベルLav、縦軸にピークレベルLpkをとる。ピークレベ
ルは常に平均レベルよりも大きいので、マップは、45
°の斜線よりも上方の三角形のエリア内にのみ存在す
る。三角形のエリアを縦軸と平行な線で複数、図12の
例では6つのコラムC1,C2,C3,C4,C5,C
6に分割する。コラムの幅は,非均等になっており、平
均レベルが大きくなるほど幅が広くなる。そして、縦長
のコラムについては、横軸と平行な線で分割し、複数の
区分を設ける。コラムC1には、6つの区分が形成され
ている。図12の例では、全部で19の区分が形成され
ている。各区分に対し、上記の4つのパラメータN,
A,Z,Kを特定する。図12において、各区分内に示
された4つの数値は、上から順番に4つのパラメータ:N
倍モードの値N;乗算器12の定倍係数A;サブフィー
ルドの数Z;階調表示点の数Kの値を示す。他の図面に
示されるマップについても同様に4つのパラメータの数
値が示されている。区分は他の分割方法により設けても
よく、上記4つのパラメータの内1つだけを調整する区分
に分割するようにしてもよい。
レベルLavが低くなるほど、サブフィールド数Zは、減
少する。更に、ピークレベルが低くなるほど、サブフィ
ールド数Zは、増加する。また、平均レベルLavが低く
なるほど、重み付けの倍数Nは、増加する。このように
マップを設定することにより、明るさの強弱が強調さ
れ、次に説明するように、はっきりしたクリアな画像を
作ることができる。
均レベルLavが低く、ピークレベルLpkが高い画像の場合
に選ばれる。かかる画像は、たとえば夜空に明るく輝く
星が見える画像が考えられる。この左上の区分にあって
は、6倍モードを採用し、定倍係数を1に設定し、サブ
フィールドの数を9とし、階調表示点の数を256とす
る。特に6倍モードに設定したことにより、明るいとこ
ろはより明るく強調されるので、星はより明るく輝いて
いるように見える。
レベルLavが低く、ピークレベルLpkも低い画像の場合に
選ばれる。かかる画像は、たとえば闇夜にうっすらと浮
かぶ人影の画像が考えられる。この左下の区分にあって
は、1倍モードを採用し、定倍係数を6に設定し、サブ
フィールドの数を14とし、階調表示点の数を256とす
る。特に1倍モードを採用し、定倍係数を6に設定した
ことにより、低輝度部分の階調性が向上し、人影もより
明確に表示される。
数Zを増加させ、重み付け倍数Nを減少させることがで
きるので、消費電力の増加やパネル温度の上昇を防止す
ることができる。また、サブフィールド数Zを増加させ
ることにより、疑似輪郭線も低減することができる。
数を減少させ、1フィールド期間内での書き込みの回数
を減らすことができ、これによって得られた時間的余裕
を重み付け倍数Nの増加に利用することができる。した
がって、暗い場面であっても明るく表示することができ
る。
ド数Zを少なくし、重み付け倍数Nを増加させることが
できるので、画像中においてピークレベルで光っている
もの、例えば夜空の星の輝きをより強調することができ
る。
用のマップの変形例を示す。4つのパラメータのうち、
3つのパラメータ、すなわち、N倍モードの値N;サブ
フィールドの数Z;階調表示点の数Kについては、図1
3(b)で示すマップにより求められ、残りのひとつのパ
ラメータ、すなわち、乗算器12の定倍係数Aは、図1
3(a)で示すマップにより求められる。図13(b)で示
すマップにおいて、横軸は、平均レベルLav、縦軸は、
ピークレベルLpkを表す。図13(a)で示すマップにおい
て、横軸は、平均レベルLav、縦軸は、定倍係数Aを表
す。図13(a),(b)で示すマップは、いずれも縦軸と平
行に6つの非均等(ここでは平均レベル大きくなるほど
幅が広くなっている。)なコラムC1,C2,C3,C
4,C5,C6に分けられている。
に、コラムC1,C2,C3,C4,C5,C6におけ
るPDP駆動信号の倍数モードは、それぞれ6倍,5
倍,4倍,3倍,2倍,1倍となっている。また,図1
3(a)で示すマップより明らかなように、コラムC1,
C2,C3,C4,C5,C6のそれぞれにおける定倍
係数Aは、平均レベルLavが大きくなるに従って、リニ
アに減少している。すなわち、コラムC1では、1から
5/6に、コラムC2では、1から4/5に、コラムC3
では、1から3/4に、コラムC4では、1から2/3
に、コラムC5では、1から1/2に、コラムC6で
は、1から1/3にリニアに減少している。
えば、ある画像iから次の画像i+1に変わった場合で、画
像iの表示がコラムC4のパラメータで制御されてお
り、画像i+1の表示がコラムC5のパラメータで制御さ
れていたとすれば、PDP駆動信号は、3倍モードから
2倍モードに変わるので、画像の明るさが段差的に変化
する。この明るさの段差的な変化を是正するため、図1
3(a)で示すマップが用いられる。上述の例において画
像iの表示が、コラムC4の右端近傍で行われていたとす
れば、明るさは、N×Aに比例するので、3×2/3=
2に比例する。また、画像i+1の表示が、コラムC5の左
端近傍で行われていたとすれば、明るさは、N×Aに比
例するので、2×1=2に比例する。したがって、画像
iも、画像i+1も2倍の明るさで駆動されることとなり、
明るさの段差的な変化が無くなる。また、画像の平均レ
ベルが明るくなる方向に変化している場合、例えばコラ
ムC5内で左端から右端に変化している場合は、2倍モ
ードでPDP駆動がなされるが、定倍係数Aは1から1
/2にリニアに変化するので、明るさも2倍(2×1)
から1倍(2×1/2)にリニアに変化する。
ベル(Lav)が低くなるほど、サブフィールド数Zを減少
させるようにしている。明るさの平均レベル(Lav)が
低くなるほど画像が暗くなり、見にくくなる。このよう
な画像に対しては、サブフィールド数を減少させること
により、サブフィールドの重み付けを大きくできるの
で、画面全体を明るくすることができる。
なるほど、サブフィールド数Zを増加させるようにして
いる。ピークレベル(Lpk)が低くなれば、画像の明る
さの変化幅が狭くなるとともに、全体的に暗い領域とな
る。このような画像に対しては、サブフィールド数Zを
増加させることにより、サブフィールドの繰り上がり
や、繰り下がりがあったとしても、サブフィールドの重
み付けを小さくできるので、疑似輪郭が生じても、弱い
疑似輪郭に抑えることができる。
るほど、重み付けの倍数Nを増加させるようにしてい
る。明るさの平均レベル(Lav)が低くなるほど画像が暗
くなり、見にくくなる。このような画像に対しては、重
み付け倍数Nを増加させることにより画面全体を明るく
することができる。
るほど、定倍係数Aを増加させるようにしている。明る
さの平均レベル(Lav)が低くなるほど画像が暗くな
り、見にくくなる。このような画像に対しては、定倍係
数Aを増加させることにより、画像全体的を明るくし、
しかも階調性を増加させることができる。
くなるほど、重み付けの倍数Nを減少させるようにして
いる。明るさのピークレベル(Lpk)が低くなれば、画像
の明るさの変化幅が狭くなるとともに、全体的に暗い領
域となる。このような画像に対しては、重み付け倍数N
を減少させることにより、表示階調間の輝度の変化幅が
小さくなり、暗い画像の中にも細かな階調変化を表現で
き、階調性を増加させることができる。
なるほど、定倍係数Aを増加させるようにしている。明
るさのピークレベル(Lpk)が低くなれば、画像の明る
さの変化幅が狭くなるとともに、全体的に暗い領域とな
る。このような画像に対しては、定倍係数Aを増加させ
ることにより、暗い画像であっても明るさの変化をはっ
きりさせることができ、階調性を増加させることができ
る。
決定用のマップとして、図18を採用しても良い。この
マップでは、各区分内において、明るさの平均レベル
(Lav)により定倍係数Aを変化させ、明るさの平均レ
ベル(Lav)が低くなるほど、定倍係数Aと重み付け倍
数Nの乗算結果を滑らかに増加させるようにしている。
このようにすれば、画像の明るさの平均レベルが、各区
分間を渡りながら変化しても、画面の明るさを決める定
倍係数と重み付け倍数Nの乗算結果を、各区分の境界で
も連続的に変化させることができるので、画面の明るさ
が滑らかに変化する画像を作ることができる。
平均レベルLav、ピークレベルLpkを受け、あらかじめ記
憶されたマップ(図12)を用いて4つのパラメータ
N,A,Z,Kを特定する。4つのパラメータは、マッ
プを用いる他、計算やコンピュータ処理により特定する
事も可能である。
B信号のそれぞれをA倍する。これにより、画面全体
が、A倍明るくなる。なお、乗算器12は、R,G,B信
号のそれぞれについて小数点以下第3位まで表された16
ビットの信号を受け、所定の演算処理により、小数点以
下からの繰り上げ処理を行なった後、再び16ビットの
信号を出力する。
受ける。表示階調調整器14は、小数点以下第3位程度の
細かさで表された明るさ信号(16ビット)を、一番近い
階調表示点(8ビット)に変更する。たとえば、乗算器1
2から出力された値が153.125であったとする。一例とし
て、もし、階調表示点の数Kが128であれば、階調表示
点は偶数しか採れないので、153.125を一番近い階調表
示点である154に変更する。別の例として、もし、階調
表示点の数Kが64であれば、階調表示点は4の倍数しか
採れないので、153.125を一番近い階調表示点である152
(=4×38)に変更する。このように、表示階調調整器
14では受けた16ビット信号を階調表示点の数Kの値に基
づき、一番近い階調表示点に変更し、それを8ビット信
号で出力する。
は、サブフィールドの数Zと階調表示点の数Kを受け、
表示階調調整器14から送られてきた8ビット信号をZビ
ット信号に変更する。この変更のため、映像信号−サブ
フィールド対応付け器16には、上記表7−表20が記憶され
ている。一例として、たとえば表示階調調整器14からの
信号が152であり、サブフィールドの数Zが10であり、
階調表示点の数Kが256であったとする。この場合、表1
6により10ビットの重み付けは、下位ビットから1,2,
4,8,16,32,48,48,48,48である事がわかる。更
に、表9を見る事により、152は、(0001111100)で表さ
れる事が表から読み出される。この10ビットがサブフィ
ールド処理器18に出力される。別の例として、たとえ
ば表示階調調整器14からの信号が152であり、サブフィ
ールドの数Zが10であり、階調表示点の数Kが64であっ
たとする。この場合、表16により10ビットの重み付け
は、下位ビットから4,8,16,32,32,32,32,32,3
2,32である事がわかる。更に、表11の上位10ビット分
を見る事により(表11は階調表示点の数が256で、かつ
サブフィールド数が12の場合であるが、この表の上位10
ビットは階調表示点の数が64で、かつサブフィールド数
が10の場合と同じ。)152は、(0111111000)で表され
る事が表から読み出される。この10ビットがサブフィー
ルド処理器18に出力される。
ド単位パルス数設定器34から情報を受け、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
単位パルス数設定器34には、表1−表6が記憶されてい
る。サブフィールド単位パルス数設定器34は、画像特徴
判定器30からN倍モードの値Nと、サブフィールドの数
Zと、階調表示点の数Kを受け、各サブフィールドにお
いて必要な維持パルスの数を特定する。
3)で、サブフィールド数が10(Z=10)で、階調表
示点の数が256(K=256)であったとする。この場合
は、表3によりサブフィールド数が10である行を見れ
ば、サブフィールドSF1,SF2,SF3,SF4,SF
5,SF6,SF7,SF8,SF9,SF10のそれぞれに
対し、3,6,12,24,48,96,144,144,144,144の維持パ
ルスが出力される事となる。上記の例においては、152
は、(0001111100)で表されるので、“1”がたってい
るビットに対し対応するサブフィールドが発光に寄与す
る。すなわち、456個(=24+48+96+144+144)の維
持パルス分に当たる発光が得られる。この数はちょうど
152の3倍に当たり、3倍モードが実行される事となる。
=3)で、サブフィールド数が10(Z=10)で、階調表
示点の数が64(K=64)であったとする。この場合は、
表3によりサブフィールド数が12である行の、サブフィ
ールドSF3,SF4,SF5,SF6,SF7,SF8,S
F9,SF10,SF11,SF12を見れば、(表3のサブフ
ィールド数が12である行は階調表示点の数が256で、か
つサブフィールド数が12の場合であるが、この行の上位
10ビットは階調表示点の数が64で、かつサブフィールド
数が10の場合と同じ。従って、表3のサブフィールド数
が12である行の、サブフィールドSF3,SF4,SF
5,SF6,SF7,SF8,SF9,SF10,SF11,S
F12は、サブフィールド数が10でのサブフィールドSF
1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,SF7,SF
8,SF9,SF10の場合に対応する。)それぞれに対
し、12,24,48,96,96,96,96,96,96,96の維持パ
ルスが出力される事となる。上記の例においては、152
は、(0111111000)で表されるので、“1”がたってい
るビットに対し対応するサブフィールドが発光に寄与す
る。すなわち、456個(=24+48+96+96+96+96)の
維持パルス分にあたる発光が得られる。この数はちょう
ど152の3倍に当たり、3倍モードが実行される事とな
る。
り得られた10ビットの重み付けをN倍(3倍モードの場
合は3倍)して、必要な維持パルス数を計算により求め
る事もできる。従って、サブフィールド単位パルス数設
定器34は、表1−表6を記憶する事なく、N倍する計算
式を設けるようにしてもよい。また、サブフィールド単
位パルス数設定器34は、デスプレイパネルの種類に応じ
て、パルス数に変えて、パルス幅を設定するようにして
もよい。
ップ期間P1,書き込み期間P2,維持期間P3に必要な
パルス信号が加えられて、PDP駆動信号が出力され
る。PDP駆動信号は、データ駆動回路20、走査・維持
・消去駆動回路22に加えられ、プラズマディスプレイパ
ネル24において表示が行なわれる。
数を検出する。通常のテレビ信号においては、垂直同期
周波数は60Hz(標準周波数)であるが、パソコンなどの
映像信号の垂直同期周波数は、標準周波数よりも高い周
波数、たとえば72Hzである。垂直同期周波数が72Hzの場
合、1フィールド期間は、1/72秒となり、通常の1/60
秒より短くなる。しかし、PDP駆動信号を構成するセ
ットアップパルス、書き込みパルス、維持パルスは変わ
らないので、1フィールド期間に入れる事ができるサブ
フィールド数が少なくなる。かかる場合は、最下位ビッ
トであるサブフィールドSF1を省略し、階調表示点の
数Kを128とし、偶数の階調表示点をとるようにする。
すなわち、垂直同期周波数検出器36は、標準周波数より
も高い垂直同期周波数を検出すれば、その内容を示す信
号を画像特徴判定器30に送り、画像特徴判定器30は階調
表示点の数Kを小さくする。階調表示点の数Kについて
は、上述と同様の処理が行なわれる。
レベルLavとピークレベルLpkとの組み合わせにより4つ
のパラメータのうち、サブフィールド数Zを変えると共
に、他のパラメータ:N倍モードの値N;乗算器12の
定倍係数A;階調表示点の数Kをも変えることができる
ので、画像が暗い場合や明るい場合に応じて、個別に画
像の強調や調整を行なう事ができる。また、全体的に画
像が明るい場合は、明るさを落とし、消費電力を軽減す
る事もできる。
レベルLavとピークレベルLpkを検出した1フィールド画
面について表現形式を変えるようにしたが、1フィール
ド遅延11を省略し、検出した1フィールドの次の1フィー
ルド画面について表現形式を変えるようにしてもよい。
これは、動画像には、画像の連続性があるので、あるシ
ーンにおいて、最初の1フィールドとそれに続くフィー
ルドとは、ほとんど同じ検出結果となるから特に問題は
ない。
示す。この実施の形態は図11の実施の形態に対し、更
にコントラスト検出器50を平均レベル検出器28と平行に
設けたものである。画像特徴判定器30は、ピークレベル
Lpkや平均レベルLavに加えて、またはその代用として、
画像のコントラストに基づいて4つのパラメータを決定
する。たとえば、コントラストが強いときは、定倍係数
Aを下げるようにしてもよい。
示す。この実施の形態は図11の実施の形態に対し、更
に周囲照度検出器52を設けたものである。周囲照度検出
器52は、周囲照度53からの信号を受け、周囲照度に対応
した信号を出力し、それを画像特徴判定器30に加える。
画像特徴判定器30は、ピークレベルLpkや平均レベルLav
に加えて、またはその代用として、周囲照度に基づいて
4つのパラメータを決定する。たとえば、周囲照度が暗
いときは、定倍係数Aまたは重み付け倍数Nを小さくす
るようにしてもよい。
示す。この実施の形態は図11の実施の形態に対し、更
に消費電力検出器54を設けたものである。消費電力検出
器54は、プラズマディスプレイパネル24および駆動回路
20、22の消費電力に対応した信号を出力し、それを画像
特徴判定器30に加える。画像特徴判定器30は、ピークレ
ベルLpkや平均レベルLavに加えて、またはその代用とし
て、プラズマディスプレイパネル24の消費電力に基づい
て4つのパラメータを決定する。たとえば、消費電力が
多いときは、定倍係数Aまたは重み付け倍数Nを小さく
するようにしてもよい。
示す。この実施の形態は図11の実施の形態に対し、更
にパネル温度検出器54を設けたものである。パネル温度
検出器54は、プラズマディスプレイパネル24の温度に対
応した信号を出力し、それを画像特徴判定器30に加え
る。画像特徴判定器30は、ピークレベルLpkや平均レベ
ルLavに加えて、またはその代用として、プラズマディ
スプレイパネル24の温度に基づいて4つのパラメータを
決定する。たとえば、温度が高いときは、定倍係数Aま
たは重み付け倍数Nを小さくするようにしてもよい。
明るさによるサブフィールド数調整可能な表示装置は、
画面の明るさ情報に基づきサブフィールドの数Zを調整
し、更には、N倍モードの値N、乗算器12の定倍係数
A、階調表示点の数Kの値を調整しているので、画面の
明るさに応じた最適な画像を作ることができる。具体的
には、次のような効果がある。
費電力にも余裕がある。このような時には、重み付け倍
数Nを増加させて、画像を明るく表示したほうが、より
コントラスト感のある美しい画像を再生することができ
る。しかし、従来の駆動方法においては、サブフィール
ド数Zを固定していたので、十分に重み付け倍数Nを十
分大きな値に設定することができず、CRTなどと比較
して、コントラスト感のある美しい画像を再生すること
ができなかった。本発明によれば、平均レベルが低いと
きには、サブフィールド数Zを少なくして表示するの
で、1フィールド期間内での書き込みの回数を減ずるこ
とができ、このようにすれば、重み付けの倍数Nの増加
に振り分けることができる。このようにすれば、重み付
けの倍数Nを十分に大きくすることができ、画像を明る
くすることができるので、CRTなどと比較しても十分
にコントラスト感のある美しい画像を再生することがで
きる。また、この時にサブフィールド数Zの減少により
動画像で発生する疑似輪郭ノイズは悪化するが、疑似輪
郭ノイズが発生するような画像の頻度はさほど多くな
く、動画像や静止画像などの種々の画像を総合的に判断
すると本発明による駆動方法を用いたほうが、きわめ
て、美しい画像を再生することができる。
消費電力は大きくなる。このような時には、重み付け倍
数Nを減少させて、画像を暗くして表示しなければ、表
示装置の消費電力が定格消費電力を超えてしまったり、
パネルが温度上昇により破壊したりする可能性がある。
従来の駆動方法においては、サブフィールド数Zを固定
していたので、重み付け倍数Nを減少させても消費電力
の増加やパネル温度の上昇を防止するだけで、それ以上
の効果はなかった。本発明によれば、平均レベルが高い
ときにはサブフィールド数Zを増加させて重み付け倍数
Nを減少させることができるので、消費電力の増加やパ
ネル温度の上昇を防止することに加えて、動画像で発生
する疑似輪郭ノイズも低減することができる。このよう
にすれば、平均レベルが高いときには、従来以上に動画
像においても美しく安定した画像を再生できる。
体に割り当てられた階調数が少なくなる。本発明によれ
ば、定倍係数Aを増加させて、重み付け倍数Nを減少さ
せているので、画像全体に割り当てる階調数を増加させ
ることができる。このようにすれば、ピークレベルの低
い全体的に暗い画像においても、画像全体に十分な階調
を与えることができるので、美しい画像を再生すること
ができる。
の説明図
ル動いた例を示す説明図
とつ増えた場合の波形図
合の波形図
場合と72Hzの場合の波形図
0に保持されたパラメータ決定用のマップの展開図
変形例を示すマップの展開図
Claims (9)
- 【請求項1】 画像全体の明るさを定倍係数Aにより映
像信号を増幅して明るくしたり暗くすると共に、総階調
数がKである内のどれかの階調で表される各画素の明る
さをZビットで表現した映像信号を、Zビット中の第1
ビット目のみを画面全体から収集して0と1が配列された
第1のサブフィールドを構成し、第2ビット目のみを画
面全体から収集して0と1が配列された第2のサブフィー
ルドを構成するようにして、第1から第ZまでのZ個の
サブフィールドを作成し、各サブフィールドに対し、重
み付けを行ない、この重み付けのN倍の数の駆動パルス
またはN倍の時間幅の駆動パルスを出力し、各画素にお
ける全駆動パルスの数または全駆動パルス期間に応じて
明るさを調整する表示装置において、 画像の明るさの平均レベル(Lav)を検出する平均レベ
ル検出手段と、 画像の明るさの平均レベル(Lav)に基づき、前記総階
調数Kを変えずにサブフィールド数Zおよび重み付けの
倍数Nを決定する画像特徴判定手段と、 倍数Nに基づいて、各サブフィールドの重み付けをN倍
する重み付け設定手段とを有し、 前記画像特徴判定手段は、画像の明るさの平均レベル(L
av)が低くなるほど、サブフィールド数Zを減少させ、
重み付けの倍数Nを増加させるようにしたことを特徴と
する明るさによるサブフィールド数調整可能な表示装
置。 - 【請求項2】 更に、画像特徴判定手段は画像の明るさ
の平均レベル(Lav)に基づき定倍係数Aも決定すると
ともに、前記定倍係数Aに基づいて映像信号をA倍に増
幅する乗算手段を有することを特徴とする請求項1記載
の表示装置。 - 【請求項3】 画像特徴判定手段は、画像の明るさの平
均レベル(Lav)が低くなるほど、定倍係数Aを増加させ
るようにしたことを特徴とする請求項2記載の表示装
置。 - 【請求項4】 画像特徴判定手段は、画像の明るさの平
均レベル(Lav)が低くなるほど、定倍係数Aと重み付け
倍数Nの乗算結果を増加させるようにしたことを特徴と
する請求項2記載の表示装置。 - 【請求項5】 画像全体の明るさを定倍係数Aにより映
像信号を増幅して明るくしたり暗くすると共に、総階調
数がKである内のどれかの階調で表される各画素の明る
さをZビットで表現した映像信号を、Zビット中の第1
ビット目のみを画面全体から収集して0と1が配列された
第1のサブフィールドを構成し、第2ビット目のみを画
面全体から収集して0と1が配列された第2のサブフィー
ルドを構成するようにして、第1から第ZまでのZ個の
サブフィールドを作成し、各サブフィールドに対し、重
み付けを行ない、この重み付けのN倍の数の駆動パルス
またはN倍の時間幅の駆動パルスを出力し、各画素にお
ける全駆動パルスの数または全駆動パルス期間に応じて
明るさを調整する表示装置において、 画像の明るさの平均レベル(Lav)を検出する平均レベ
ル検出手段と、 画像の明るさのピークレベル(Lpk)を検出するピーク
レベル検出手段と、 画像の明るさの平均レベル(Lav)および画像の明るさ
のピークレベル(Lpk)に基づき、前記総階調数Kを変
えずにサブフィールド数Zおよび重み付けの倍数Nを決
定する画像特徴判定手段と、 倍数Nに基づいて、各サブフィールドの重み付けをN倍
する重み付け設定手段とを有し、 前記画像特徴判定手段は、画像の明るさの平均レベル(L
av)が低くかつピークレベル(Lpk)が高くなるほど、サ
ブフィールド数Zを減少させ、重み付けの倍数Nを増加
させるようにしたことを特徴とする明るさによるサブフ
ィールド数調整可能な表示装置。 - 【請求項6】 画像全体の明るさを定倍係数Aにより映
像信号を増幅して明るくしたり暗くすると共に、総階調
数がKである内のどれかの階調で表される各画素の明る
さをZビットで表現した映像信号を、Zビット中の第1
ビット目のみを画面全体から収集して0と1が配列された
第1のサブフィールドを構成し、第2ビット目のみを画
面全体から収集して0と1が配列された第2のサブフィー
ルドを構成するようにして、第1から第ZまでのZ個の
サブフィールドを作成し、各サブフィールドに対し、重
み付けを行ない、この重み付けのN倍の数の駆動パルス
またはN倍の時間幅の駆動パルスを出力し、各画素にお
ける全駆動パルスの数または全駆動パルス期間に応じて
明るさを調整する表示装置において、 画像が映し出されるディスプレイパネルの消費電力を検
出する消費電力検出手段と、 ディスプレイパネルの消費電力に基づき、前記総階調数
Kを変えずにサブフィールド数Zおよび重み付けの倍数
Nを決定する画像特徴判定手段と、 倍数Nに基づいて、各サブフィールドの重み付けをN倍
する重み付け設定手段とを有し、 前記画像特徴判定手段は、ディスプレイパネルの消費電
力が低くなるほど、サブフィールド数Zを減少させ、重
み付けの倍数Nを増加させるようにしたことを特徴とす
る明るさによるサブフィールド数調整可能な表示装置。 - 【請求項7】 画像全体の明るさを定倍係数Aにより映
像信号を増幅して明るくしたり暗くすると共に、総階調
数がKである内のどれかの階調で表される各画素の明る
さをZビットで表現した映像信号を、Zビット中の第1
ビット目のみを画面全体から収集して0と1が配列された
第1のサブフィールドを構成し、第2ビット目のみを画
面全体から収集して0と1が配列された第2のサブフィー
ルドを構成するようにして、第1から第ZまでのZ個の
サブフィールドを作成し、各サブフィールドに対し、重
み付けを行ない、この重み付けのN倍の数の駆動パルス
またはN倍の時間幅の駆動パルスを出力し、各画素にお
ける全駆動パルスの数または全駆動パルス期間に応じて
明るさを調整する表示装置において、 画像が映し出されるディスプレイパネルの温度を検出す
るパネル温度検出手段と、 ディスプレイパネルの温度に基づき、前記総階調数Kを
変えずにサブフィールド数Zおよび重み付けの倍数Nを
決定する画像特徴判定手段と、 倍数Nに基づいて、各サブフィールドの重み付けをN倍
する重み付け設定手段とを有し、 前記画像特徴判定手段は、ディスプレイパネルの温度が
低くなるほど、サブフィールド数Zを減少させ、重み付
けの倍数Nを増加させるようにしたことを特徴とする明
るさによるサブフィールド数調整可能な表示装置。 - 【請求項8】 画像全体の明るさを定倍係数Aにより映
像信号を増幅して明るくしたり暗くすると共に、総階調
数がKである内のどれかの階調で表される各画素の明る
さをZビットで表現した映像信号を、Zビット中の第1
ビット目のみを画面全体から収集して0と1が配列された
第1のサブフィールドを構成し、第2ビット目のみを画
面全体から収集して0と1が配列された第2のサブフィー
ルドを構成するようにして、第1から第ZまでのZ個の
サブフィールドを作成し、各サブフィールドに対し、重
み付けを行ない、この重み付けのN倍の数の駆動パルス
またはN倍の時間幅の駆動パルスを出力し、各画素にお
ける全駆動パルスの数または全駆動パルス期間に応じて
明るさを調整する表示装置において、 画像が映し出されるディスプレイパネルのコントラスト
を検出するコントラスト検出手段と、 ディスプレイパネルのコントラストに基づき、前記総階
調数Kを変えずにサブフィールド数Zおよび重み付けの
倍数Nを決定する画像特徴判定手段と、 倍数Nに基づいて、各サブフィールドの重み付けをN倍
する重み付け設定手段とを有し、 前記画像特徴判定手段は、ディスプレイパネルのコント
ラストが低くなるほど、サブフィールド数Zを減少さ
せ、重み付けの倍数Nを増加させるようにしたことを特
徴とする明るさによるサブフィールド数調整可能な表示
装置。 - 【請求項9】 画像全体の明るさを定倍係数Aにより映
像信号を増幅して明るくしたり暗くすると共に、総階調
数がKである内のどれかの階調で表される各画素の明る
さをZビットで表現した映像信号を、Zビット中の第1
ビット目のみを画面全体から収集して0と1が配列された
第1のサブフィールドを構成し、第2ビット目のみを画
面全体から収集して0と1が配列された第2のサブフィー
ルドを構成するようにして、第1から第ZまでのZ個の
サブフィールドを作成し、各サブフィールドに対し、重
み付けを行ない、この重み付けのN倍の数の駆動パルス
またはN倍の時間幅の駆動パルスを出力し、各画素にお
ける全駆動パルスの数または全駆動パルス期間に応じて
明るさを調整する表示装置において、 画像が映し出されるディスプレイパネルの周辺の明るさ
を検出する周囲照度検出手段と、 ディスプレイパネルの周辺の明るさに基づき、前記総階
調数Kを変えずにサブフィールド数Zおよび重み付けの
倍数Nを決定する画像特徴判定手段と、 倍数Nに基づいて、各サブフィールドの重み付けをN倍
する重み付け設定手段とを有し、 前記画像特徴判定手段は、ディスプレイパネルの周辺の
明るさが高くなるほど、サブフィールド数Zを減少さ
せ、重み付けの倍数Nを増加させるようにしたことを特
徴とする明るさによるサブフィールド数調整可能な表示
装置。
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