JP3652352B2 - フラットパネル表示装置の駆動方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネル表示装置に関し、より詳しくは、動画像ディスプレイ時に画面のコントラストを改善して画質を向上させることができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＲＴに代えてＬＣＤ、ＦＥＤ（Field Emission Display）及びＰＤＰ（Plasma Display Panel）等のように画像を画面に表示することができるフラットパネル表示装置に対する開発が盛んに進められている。
【０００３】
かかるフラットパネル表示装置のうちのＰＤＰは、ガス放電により発生する紫外線が蛍光体を励起させ、この時に発生する可視光線を用いて画面に表示する。ＰＤＰは、現在まで表示装置の主流をなしてきたＣＲＴに比べてその厚さが薄くて軽く、且つ高鮮明大画面の実現が可能であるという長所がある。一般に、ＰＤＰは、マトリクス状に配列された多数の放電セルで構成され、一つの放電セルが画面における一つの画素を表す。
【０００４】
図１は、従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、８つのサブフィールドを含む一つのフレームを示す。同図に示したように、ＰＤＰは、画像のグレーレベルを表現するために１フレームを放電回数の異なる複数のサブフィールド（例えば、８つのサブフィールド）に区分する。各サブフィールドは、全体のセルの壁電荷を均一に消去するリセット期間、特定位置のセル内に壁電荷を形成させるためのアドレス期間、放電回数に応じてグレーレベルを表現して画面に画像を表示するサスティーン期間とに区分される。
【０００５】
例えば、ある特定のセルにおいて発光輝度を１１２レベルにするためには、５、６、７番目のサブフィールドＳＦ５、ＳＦ６、ＳＦ７でのみアドレッシングを行い、次いで該当サブフィールドでそれぞれ２４、２５、２６回の発光回数で放電が行われ、これらの発光回数の和により１１２レベルの発光輝度が達成する。
【０００６】
ここで、リセット期間とアドレス期間は、各サブフィールド毎に同じであるのに対し、サスティーン期間は、各サブフィールド毎に２ｎ（ｎ＝０、１、２、３、４、５、６、７）の割合で増加する。このように、各サブフィールドでサスティーン期間が異なることを用いて所望する画像のグレーレベルを実現することができる。
【０００７】
図２は、従来のＰＤＰの駆動装置の構成を示す。同図を参照すると、従来のＰＤＰ駆動装置は、入力ライン１とパネル６との間に接続されたフレームメモリ２と、ガンマ補正部８、ゲイン制御部１０、誤差拡散部１２、サブフィールドマッピング部１４、データ整列部１６、ＡＰＬ演算部１８及び波形発生部２０を含む映像処理部４を備える。
【０００８】
フレームメモリ２は、入力ライン１から入力する原画像を１フレーム単位で格納した後、格納された原画像をガンマ補正部８に供給する。
【０００９】
ガンマ補正部８は、フレームメモリ２から入力した原画像に基づいて逆ガンマ補正を行い、原画像のグレーレベル対比出力画像のグレーレベルを線形に変換させる。
【００１０】
ゲイン制御部１０は、ガンマ補正部８で線形に変換された出力画像のグレーレベル範囲を予め設定されたグレーレベル範囲に変化させる。
【００１１】
誤差拡散部１２は、ゲイン制御部１０から出力した画像で発生したセルの誤差成分を隣接するセルに拡散させる。これにより輝度値が微細に調整可能となる。
【００１２】
サブフィールドマッピング部１４にはそれぞれのサブフィールに輝度加重値が予め付与されている。従って、サブフィールドマッピング部１４は、誤差拡散部１２を経由した原画像のグレーレベルに応じて当該のサブフィールドにデータをマッピングさせる。
【００１３】
データ整列部１６は、サブフィールドマッピング部１４でマッピングされたデータをＰＤＰの解像度フォーマットに適するように変換させた後、パネル６のアドレス駆動ＩＣに供給する。
【００１４】
一方、ＡＰＬ演算部１８は、ガンマ補正部８で線形に変換された出力画像に対し平均輝度レベル（ＡＰＬ：Average Picture Level）を求めた後、平均輝度レベルに基づいてサスティーンパルス数に相応するＮステップ信号を発生する。
【００１５】
波形発生部２０は、ＡＰＬ演算部１８で発生したＮステップ信号に応じてタイミング制御信号を生成し、パネル６のアドレス駆動ＩＣ、スキャン駆動ＩＣ及びサスティーン駆動ＩＣにそれぞれ供給する。なお、アドレス駆動ＩＣ、スキャン駆動ＩＣ及びサスティーン駆動ＩＣは、それぞれパネル６のアドレス電極、スキャン電極及びサスティーン電極に接続されるものであって、図２には示していない。
【００１６】
このように構成された従来のＰＤＰでは、原画像のグレーレベルを加工することなくそのまま画面に表示しているため、鮮明な画面を得ることができなかった。特に、動きのある動画像の場合には、これに対処できず画質向上が期待できなかった。
【００１７】
例えば、図２に示したような従来のＰＤＰ駆動装置によると、最小分布下位グレーレベル（ＭＩＮ）と最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）は、それぞれ０と２５５とに設定されている。このような場合、原画像のグレーレベルの変化に応じてダイナミックレンジを調整することができなくなる。ここで、ダイナミックレンジとは、原画像に対する最小分布下位グレーレベル（ＭＩＮ）と最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）との間の範囲、即ち原画像のグレーレベルが変換する範囲を意味する。
【００１８】
このように、原画像のグレーレベルの変化に応じてダイナミックレンジが調整できない場合、原画像は、そのまま画面に再現され、まともな画像が表示できなくなるという短所がある。
【００１９】
また、前述のように最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとを用いてダイナミックレンジの調整を通して画質を改善しても、これと伴う様々な問題点が誘発しかねない。
【００２０】
第一に、ダイナミックレンジを調整するための信号処理の過程で原画像に比べて過度なカラー変換が発生することがある。
【００２１】
第二に、ダイナミックレンジの調整の結果、暗い部分に移動した原画像が画面に表現力なしに表示され、低いグレーレベルによる劣化が発生することがある。
【００２２】
第三に、ダイナミックレンジの調整の結果、最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）以上である原画像は、いずれも２５５グレーレベルに変換され、明るい画像での表現力が低下する。
【００２３】
一方、ＬＣＤ、ＦＥＤ及びＰＤＰを含むフラットパネル表示装置は、入力信号のグレーレベルに対して出力信号のグレーレベルが直線を示さず、それぞれの表示装置に固有な入出力特性に応じて互いに異なって示される。現在、それぞれの表示装置は、固有な表示特性に合うように逆補正を行い、グレーレベルを補正している。
【００２４】
図３は、従来のＣＲＴにおける固定されたガンマ曲線を用いてグレーレベル補正を行うことを示す。ＣＲＴは、入力グレーレベルに対し出力グレーレベルが非線形を示す。これは、ＣＲＴ自体の固有な入出力特性に起因する。従って、ＣＲＴの入出力グレーレベルが直線を示すように放送局等のような画像媒体で図１に示したようなガンマ曲線で変換して画像を送信する。これにより、ＣＲＴ固有の入出力特性により直線状の入出力ガンマ曲線が作られる。
【００２５】
ＣＲＴと異なって、フラットパネル表示装置では、固有な入出力特性が直線を示す。しかし、放送局等で取得した画像がＣＲＴに合わせて直線でなく送信されるため、やむをえず自体の逆ガンマ補正を通してグレーレベルの入出力特性を直線状に補正している。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の如く、ＣＲＴのみならず、フラットパネル表示装置では、固定されたガンマ曲線を全ての画像に対し一律的に適用している。仮に、固定されたガンマ曲線を全ての画像に対し一律的に適用する場合、全ての画像でコントラストの劣化が発生する。特に、低輝度グレーレベルでガンマ曲線の傾斜は０に近いため、低輝度グレーレベルでのラウンドオフエラーによる画質の劣化が著しく発生しかねない。
【００２７】
結局のところ、全ての画像に対し同じガンマ曲線を適用すると、所望するコントラストが得られず、これにより画質も低下する。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような問題点及び短所を解決するためになされたものであって、その目的は、中間領域のグレーレベルを上位及び下位グレーレベルに移動することで画面の画質を向上させることができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００２９】
本発明の他の目的は、ダイナミックレンジを調整して画面の画質を向上させることができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、ダイナミックの調整時に発生するカラーの過度な変換を補正することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３１】
本発明の別の目的は、ダイナミックレンジの調整時に発生する低いグレーレベル領域の劣化を調整することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３２】
本発明の更なる目的は、ダイナミックレンジの調整時に発生する高いグレーレベル領域の飽和を補正することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３３】
本発明のさらなる他の目的は、各画像に符合するガンマ曲線を選んでグレーレベルを補正することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
それらの目的を達成するための本発明による好適な一実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に一定のグレーレベル領域を除去する代わりに、除去されたグレーレベルを除く残りのグレーレベル領域を用いて原画像を再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００３５】
本発明の好適な他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００３６】
最小分布下位及び上位グレーレベルは、ヒストグラムから算出されたヒストグラム分布の割合を用いて決められる。
【００３７】
原画像のグレーレベルは、最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて拡大する。
【００３８】
本発明の好適なまた他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決める一方、原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出し、動き量と最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００３９】
動き量は、原画像と１フレーム遅延した原画像とにおいて同一の地点毎に比較を行うことで算出される。
【００４０】
本発明の好適なまた他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出し、原画像を対象に同一グレーレベル分布程度を検出し、動き量及び同一グレーレベル分布を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定し、再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００４１】
最小分布下位及び上位グレーレベルは、動き量に基づいて設定された第１の加重値と、同一グレーレベル分布程度に基づいて設定された第２の加重値を用いて再決定する。
【００４２】
本発明の好適なまた別の実施の態様によると、原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出する一方、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上であるか否かを判断し、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上である場合、変形されたガンマテーブルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００４３】
変形されたガンマテーブルには、一定の低いグレーレベル領域が変形されている。
【００４４】
フラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置によると、再配列された原画像のグレーレベルの輝度を調整して逆ガンマ補正を行うことができる。
【００４５】
本発明の好適なまた他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像を再配列し、再配列された原画像のグレーレベルに対し出力グレーレベルが生成されるようにガンマ補正し、ガンマ補正された出力グレーレベルと１フレーム遅延した原画像から所定の時間遅延した原画像の出力グレーレベルとの比較により決められたピーク補償値をガンマ出力曲線に適用するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下では、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４７】
本発明は、原画像のグレーレベルに変化を与え、明るい画像は更に明るくし、暗い画像は更に暗くすることでコントラストを改善し、画質を鮮明にするものである。
【００４８】
以下で説明する本発明と係わる図面において、図２に示した構成要素とその機能が同一の構成要素に対しては同一図面符号を付する。また、説明の重複を避けるために図２に示した構成要素と同一の本発明の構成要素に対する説明を省略する。
【００４９】
図４は、本発明の全体的な技術思想を含むＰＤＰの駆動装置実施形態を示す。同図を参照すると、本ＰＤＰの駆動装置は、入力ライン１とパネル６との間に接続されたフレームメモリ２、ヒストグラム検出部２２、選択領域除去部２４、再配列部２６及び画像処理部４を含む。
【００５０】
入力ライン１を通して入力された原画像は、フレームメモリ２に１フレームずつ格納される。
【００５１】
ヒストグラム検出部２２は、フレームメモリ２から１フレームずつ出力された原画像を対象にヒストグラムを検出する。即ち、ヒストグラム検出部２２は、原画像の各グレーレベル(gray level)に対するヒストグラム分布数を図５に示したように求める。
【００５２】
選択領域除去部２４は、ヒストグラム分布数に基づいて一定のグレーレベル領域を除去する。即ち、選択領域除去部２４には、第１のしきい値及び第２のしきい値が設定されている。全体グレーレベル領域を下位、中間及び上位に区分する時、第１のしきい値は、下位グレーレベル領域を対象に設定され、第２のしきい値は、上位グレーレベル領域を対象に設定される。
【００５３】
選択領域除去部２４は、図６に示したように、下位グレーレベル領域の各グレー領域のヒストグラム分布数を第１のしきい値と比べて、第１のしきい値に一致するヒストグラム分布数に該当するグレーレベルから０のグレーレベルまでを除去すべき一定のグレーレベル領域として選択する。同様に、上位グレーレベル領域の各グレーレベルのヒストグラム分布数を第２のしきい値と比べ、第２のしきい値に一致するヒストグラム分布数に該当するグレーレベルから２５５のグレーレベルまでを除去すべき一定のグレーレベル領域として選択する。次いで、選択された一定のグレーレベル領域が除去される。
【００５４】
または、第１のしきい値と第２のしきい値とに区分せずに、同値の単一しきい値を適用して下位グレーレベル領域及び上位グレーレベル領域を対象に除去すべき一定のグレーレベル領域を選択することもできる。
【００５５】
再配列部２６は、図７に示したように、選択領域除去部２４で除去されていないグレーレベル領域を用いて原画像を再配列する。この時、除去されていないグレーレベルは、０乃至は２５５グレーレベルの全領域にかけて一様に再配列される。ここで、除去されていないグレーレベルが全領域に再配列されるが、元来のグレーレベルとして分布されているヒストグラムの分布数はそのまま維持する必要があるという点に留意しなければならない。
【００５６】
画像処理部４は、再配列された原画像を図２に示したように画像処理してパネルに表示する。図２に示した画像処理部４は、既に図１で説明しているため、その説明を省略する。
【００５７】
このような構成された本発明によると、ヒストグラム分布数が低い一定のグレーレベル領域を除去した後、残りのグレーレベル領域をヒストグラム分布数を保ちながらグレーレベル領域の全領域にわたって再配列することにより、明るい領域は更に明るく、暗い領域は更に暗くなっり、全体としての画面におけるコントラストが向上してより鮮明な画質を提供することができる。
【００５８】
以上の説明した本発明の基本的な技術思想に対する概念を種々の実施の形態を通してより詳細に説明する。
【００５９】
図８は、本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰの駆動装置を示す。同図を参照すると、ＰＤＰの駆動装置は、入力ライン３１とパネル６との間に接続されたフレームメモリ３３、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、グレーレベル再配列部３７及び画像処理部４を含む。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。
【００６０】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３３及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５にそれぞれ供給される。
【００６１】
フレームメモリ３３は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部３７との間に接続され、１フレーム単位の原画像を仮格納した後、それをグレーレベル再配列部３７に供給する。
【００６２】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３３と並列して入力ライン３１とグレーレベル再配列部３７との間に接続され、原画像を対象に一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布割合が算出される。即ち、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５では、先ず原画像の全体グレーレベルのうちの一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布数を算出する。ここで、一定範囲のグレーレベルは、０ないし２０グレーレベル及び２２０ないし２２５グレーレベルであることが好ましい。無論、各グレーレベルに対するヒストグラムの分布数を参考し、一定範囲のグレーレベルを変更することもできる。
【００６３】
算出されたヒストグラム分布数と解像度を用いてヒストグラム分布割合が算出される。即ち、ヒストグラム分布割合（Ｈｉｓｔ[Ｉ]）は、下記の式１となる。
【００６４】
ヒストグラム＝（ヒストグラム／解像度）＊１００ 式１
【００６５】
式１で示したように、ヒストグラム分布割合は、一定範囲のグレーレベルのそれぞれのヒストグラム分布数を解像度で割った後百分率として表す。
【００６６】
例えば、ＷＶＧＡ（８５３＊４８０）解像度モードを有するＰＤＰにおいて２グレーレベルのヒストグラム分布数が２４５個であるととすれば、ヒストグラム分布割合（Ｈｉｓｔ[2]）は、Hist[2]={245/(853*480)}*100=0.06%となる。
【００６７】
このように、０ないし２０グレーレベル、２２０ないし２５５グレーレベルのそれぞれに対するヒストグラム分布割合を算出すると、下記の表１及び表２の通りである。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
ここで、かかる一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布割合は、１フレームにおいて入力される原画像に応じて異なり得る。
【００７１】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、予め設定された基準ヒストグラム分布割合を一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布割合に適用し、最小分布下位グレーレベル（ＭＩＮ）及び最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）を決める。例えば、予め設定された基準ヒストグラム分布割合が０．１％と設定されているとすれば、この０．１％を表１及び表２にそれぞれ適用し、それぞれ１９と２２１の最小分布下位／上位レベルが決められる。
【００７２】
先ず、０ないし２０に該当する各グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較する。即ち、０グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較する。仮に、０．１％と一致すると、０．１と一致する０グレーレベルが最小分布グレーレベルと決められる。仮に、０．１％と一致しないと、次のグレーレベルの１グレーレベルに対するヒストグラム分布割合と０．１％とを比較する。このような過程を通して最小分布下位グレーレベルが決められる。
【００７３】
次いで、２２０ないし２５５に該当する各グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較する。即ち、２２０グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較し、一致すると、０．１％と一致する２２０グレーレベルが最小分布上位グレーレベルと決められ、一致しないと、０．１％と一致するヒストグラム分布割合を継続して求め、一つの最小分布上位グレーレベルが決められる。
【００７４】
グレーレベル再配列部３７は、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５で決められた最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）に基づいて最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとの間に存在する各グレーレベルを下記の式２に適用し、フレームメモリ３３から供給される原画像を再配列する。
【００７５】
Ｙ＝｛［Ｘ−ＭＩＮ］／［ＭＡＸ−ＭＩＮ］｝＊２５５ 式２
【００７６】
ここで、Ｘは、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとの間に存在するグレーレベルを表し、Ｙは、再配列されたグレーレベルを表し、ＭＩＮは、最小分布下位グレーレベルを表し、ＭＡＸは、最小分布上位グレーレベルを表す。
【００７７】
例えば、Ｘが４０である場合、１９の最小分布下位グレーレベルと２２１の最小分布上位グレーレベルをそれぞれ式２に適用すると、Ｙ＝{[40-19]/[221-19]}*255により再配列されたグレーレベルＹは、２６．５となる。従って、４０の原画像のグレーレベルが２６．５という更に低いグレーレベルに変更される。この時、グレーレベルは変更されても、該当グレーレベルに対するヒストグラム分布割合は維持されるという点に注意する必要がある。このように式２を適用すると、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとの間に存在する各グレーレベルは、より低くまたはより高く変更される。従って、原画像の１９と２２１との間に存在するグレーレベルがより低いグレーレベルまたはより高いグレーレベルに拡大され、暗い領域は更に暗くなり、明るい領域は更に明るくなることでコントラストが改善され、より鮮明な画面を得ることができる。
【００７８】
本発明の第１の実施の形態では、図９に示したように、点線状のヒストグラム分布（Ｉ）を再配列した結果として、実線状のヒストグラム分布（ＩＩ）を得ることができる。
【００７９】
図１０は、従来の画像を示し、図１１は、本発明の第１の実施の形態による画像を示す。同図に示したように原画像を再配列させた本発明の第１の実施の形態による画像が従来の画像より更に鮮明であることが分かる。
【００８０】
図１２は、図１０の画像から一部のみを比較するために選択領域を指定したことを示す。図１３は、図１２におけるＡ選択領域に対する従来の画像を示す。図１４は、図１２におけるＡ選択領域に対する本発明の第１の実施の形態による画像を示す。図１５は、図１２におけるＢ選択領域に対する従来の画像を示す。図１６は、図１２におけるＢ選択領域に対する本発明の第１の実施の形態による画像を示す。図１３の従来の画像より図１４の本発明の第１の実施の形態による画像の暗い部分が更に暗くなることが分かる。また、図１５及び図１６は、それぞれ明るい部分と暗い部分とが共存する画像である。この場合にも明るい部分と暗い部分との対比が明らかになることから、コントラストが大きく向上されていることが分かるであろう。
【００８１】
図１７は、従来のヒストグラム分布を示し、図１８は、本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布を示す。同図を参照すると、図１８の本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布が最小分布下位及び上位グレーレベルによる原画像のグレーレベルの拡大により、図１７の従来のヒストグラムの分布より低いグレーレベル側に移動したことが分かる。従って、前述した如く、暗い部分は更に暗くなり、明るい部分は更に明るくなり、全体的なコントラストが向上し、画質が改善されている。
【００８２】
以上の本発明の第１の実施の形態で説明したように、コントラストを向上させるために暗い領域のグレーレベルは更に低いグレーレベルに変化し、明るい領域グレーレベルは更に高いグレーレベルに変換させる
【００８３】
例えば、図１０に示したように、ＲＧＢ画像の各グレーレベルが２０５、２０、２０５である場合、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルは、それぞれ２０、２０５となる。
【００８４】
この時、ＲＧＢ画像を数式１に適用すると、再配列されたグレーレベルは０または２５５となる。これにより、図１９の左側のＲＧＢ画像は右側の再配列された画像に変換される。
【００８５】
故に、図１９の（Ｃ）に示したようにＲＧＢ画像の各グレーレベルがいずれも２５０である場合、再配列された原画像のクレーレベルがいずれも２５５に変換されることにより原画像に対し過度なカラーの変化を発生させるという問題点がある。
【００８６】
以下で、過度なカラー変化を解決するための本発明の好適な実施の形態を説明する。
図２０は、本発明の好適な第の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置の一例を示す。同図を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル３５、グレーレベル再配列部４３、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。
【００８７】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５にそれぞれ供給される。
【００８８】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部４３との間に接続され、１フレーム単位の原画像を仮格納した後、それをグレーレベル再配列部４３に供給する。
【００８９】
動き検出部４１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１とグレーレベル再配列部４３との間に接続され、原画像と以前にフレームメモリ３９に格納されていた１フレーム遅延した原画像に基づいて動きの程度を判断する。即ち、動き検出部４１は、入力ライン３１から入力された原画像とフレームメモリ３９に格納された１フレーム遅延した原画像とを比較する。この時、比較は、原画像と１フレーム遅延した原画像とにおいて同一箇所の間で行われることが好ましい。即ち、下記の式３で示したように、フレームメモリ３９の１フレーム遅延した原画像と入力ライン３１の原画像のグレーレベルと差異が一定のしきい値以上であるか否かを比較する。
【００９０】
ｒ（ｘ，ｙ）−Ｒ（ｘ，ｙ）＝Ｔ 式３
【００９１】
ここで、ｘ及びｙは、画像の座標、ｒ（ｘ、ｙ）は、フレームメモリの１遅延した原画像、Ｒ（ｘ、ｙ）は、入力ラインの原画像をそれぞれ表す。
【００９２】
式３を通して動きがあるか否かが分かる。例えば、しきい値が１６であるとする時、１フレーム遅延した原画像と入力ラインの原画像のグレーレベルとの差異が１６以上である場合には、動きがあることとし、逆に、１６以下の場合には動きがないとする。
【００９３】
前述のように各箇所において動きがあるか否かは、原画像の全ての箇所を対象に行われる。
【００９４】
動き検出部４１は、全ての箇所で検出された動きがあるか否かに関わる情報に基づいて一つの画面に対し動きがどの程度起きたかを判断する。即ち、一つの画面に対する動き量を算出し、そのような動き量を通して動き判断情報を生成することができる。
【００９５】
例えば、一つの画面中で過半数以上（即ち、しきい値）の画素において動きが発生すると、動画像と判断し、そうでなければ静画像と判断することができる。
【００９６】
このような動き判断情報は、グレーレベル再配列部４３に供給される。
【００９７】
グレーレベル再配列部４３は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル３５と画像処理部４との間に接続される。
【００９８】
グレーレベル再配列部４３では、動き検出部４１で判断された動き判断情報に基づいてフレームメモリ３９から出力された１フレーム遅延した原画像を再配列するか否かを判断する。
【００９９】
判断の結果１フレーム遅延した原画像が静画像である場合、１フレーム遅延した原画像はそのまま画像処理部４に供給される。
【０１００】
その反面、グレーレベル再配列部４３は、１フレーム遅延した原画像が動画像である場合、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５から提供された最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）に基づいて１フレーム遅延した原画像を再配列した後、画像処理部４に供給する。
【０１０１】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１とグレーレベル再配列部４３との間に接続される。
【０１０２】
ここで、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、図８に示した最小分布下位／上位グレーレベル検出部と同一であるため、その説明を省略する。
【０１０３】
この構成による本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置の一例では、動画像であるか否かを判断した後、原画像のグレーレベルを再配列することにより、画像の過度なカラー変化を防止すると共にコントラストを向上させることができ、より鮮明な画像をパネルで再生することができる。
【０１０４】
図２１は、本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置の他の例を示す。同図を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３１、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル３５、加重値設定部４５、グレーレベル再配列部４７、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。従って、図２１に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、図２０に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置に比べて、加重値設定部４５が更に追加されていることが分かるであろう。
【０１０５】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５にそれぞれ供給される。
【０１０６】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部４７との間に接続され、原画像を仮格納した後、動き検出部４１及びグレーレベル再配列部４７に供給する。
【０１０７】
動き検出部４１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部４５との間に接続され、フレームメモリ３９に格納されていた１フレーム遅延した原画像と入力ライン３１を通して入力された原画像とを比較して動きがあったか否かを検出する。この時、動きがあったか否かの検出は、各原画像の同一箇所で各グレーレベルの差異を用いて行われる。
【０１０８】
また、動き検出部４１は、一つの画面全体の画素に対して動きがあった否かを求めた後、各画素に対する動きの程度、即ち動き量を算出する。
【０１０９】
一方、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部４５との間に接続され、入力ライン３１を通して入力された原画像に基づいて最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）を決める。これはのところと同一であるため、これ以上の説明を省略する。
【０１１０】
動き検出部４１で算出された動き量と最小分布下位及び上位グレーレベルは、それぞれ加重値設定部４５に供給される。
【０１１１】
加重値設定部４５は、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５及び動き検出部４１とグレーレベル再配列部４７との間に接続され、動き量に応じる加重値が設定されている。この時、加重値は、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルに対して異なるように設定される。即ち、最小分布下位グレーレベルに対する加重値は１以下に設定され、最小分布上位グレーレベルに対する加重値は１以上に設定される。
【０１１２】
従って、加重値設定部４５は、動き検出部４１から供給された動き量をしきい値と比べ、動き量がしきい値以上である場合は、最小分布下位及び上位グレーレベルをそのままグレーレベル再配列部４７に供給する。
【０１１３】
その反面、動き量がしきい値以上である場合には、設定された加重値を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。
【０１１４】
例えば、最小分布下位及び上位グレーレベルが最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５でそれぞれ２０と２００に決定され、仮に、最小分布下位グレーレベルに対する加重値が０.８５、最小分布上位グレーレベルに対する加重値が１.１５に設定されたとする。この時、動き量がしきい値以下であると判断された場合、加重値設定部は、加重値を２０と２００の最小分布下位及び上位グレーレベルに与え、１７及び２３０を新たな最小分布下位及び上位グレーレベルと決定する。即ち、しきい値が動き量以下である場合、既存の最小分布下位グレーレベルの２０が、新しい最小分布下位グレーレベルの１７に決定され、既存の最小分布上位グレーレベルの２００が、新しい最小分布上位グレーレベルの２３０に決定される。従って、最小分布下位グレーレベルは、より低いグレーレベルに変換され、最小分布上位グレーレベルは、より高いグレーレベルに変換される。
【０１１５】
グレーレベル再配列部４７は、フレームメモリ３９及び加重値設定部４５と画像処理部４との間に接続され、加重値設定部４５で再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いてフレームメモリ３９から供給された１遅延した画像信号のグレーレベルを再配列する。
【０１１６】
即ち、加重値設定部４５において動き量がしきい値以上である場合には、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５で決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列する。また、加重値設定部４５において動き量がしきい値以上である場合、設定された加重値に応じて再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列する。
【０１１７】
このように、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５で決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを動き量に応じた加重値を用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列することにより、画像の全体的なヒストグラム変換適用量を変化することができ、原画像に対する過度なカラーの変化を防止することができる。
【０１１８】
結局、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置の他の例によると、加重値を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定した後、再決定した最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列することにより、カラー変換が人に気づき易い静画像や動きの少ない画像などでの過度なカラー変化を事前に遮断することができる。
【０１１９】
図２２は、本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置のまた他の例を示す。同図を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、同一グレーレベル分布検出部４９、加重値設定部５１、グレーレベル再配列部５３、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。従って、図２２に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、図２１に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置に比べて、同一グレーレベル分布検出部４９が更に追加されることが分かるであろう。
【０１２０】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５及び同一グレーレベル分布検出部４９にそれぞれ供給される。
【０１２１】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部５３との間に接続され、１フレーム単位の原画像を仮格納した後、それをグレーレベル再配列部５３に供給する。
【０１２２】
動き検出部４１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部５１との間に接続され、入力ライン３１から供給された原画像とフレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像とを比較して各箇所での動きを検出した後、動きが発生した各箇所を把握して動きが１フレームでどのぐらい発生したかの動き量を算出する。かかる動き量の算出は既に前述している。
【０１２３】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部５１との間に接続され、最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）を決定する。かかる最小分布下位及び上位グレーレベルは、各グレーレベル（例えば、０ないし２０グレーレベル及び２２０ないし２５５グレーレベルの間）に対するヒストグラム分布割合を算出し、かかるヒストグラム分布割合が一定のしきい値以下となる最初のグレーレベルをそれぞれ最小下位及び上位グレーレベルと決定する。
【０１２４】
同一グレーレベル分布検出部４９は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部５１との間に接続され、ＲＧＢの各色に対して同一グレーレベル分布程度を算出する。この時、一つのグレーレベルの周囲にあるいくつかのグレーレベルを一つに束ねて同一グレーレベルに設定することができる。従って、いくつかのグレーレベルを束ねた同一グレーレベル分布程度を算出し、各色に対してどの程度に同一グレーレベルが分布しているかが分かる。
【０１２５】
加重値設定部５１は、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５及び同一グレーレベル分布検出部４９とグレーレベル再配列部５３との間に接続され、動き量と同一グレーレベル分布程度を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。
【０１２６】
即ち、加重値設定部５１は、動き検出部４１から供給された動き量が第１のしきい値以下であるか否かを判断し、動き量が第１のしきい値以下である場合、第１の加重値を用いて最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５から供給された最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。ここで、第１の加重値は、最小分布下位グレーレベルに適用する場合には１以下に予め設定し、最小分布上位グレーレベルに適用する場合には１以上に予め設定することが好ましい。
【０１２７】
加重値５１は、同一グレーレベル分布検出部４９から供給された同一グレーレベル分布程度が第２のしきい値以上であるか否かを判断し、同一グレーレベル分布程度が第２のしきい値以上である場合、第２の加重値を用いて再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。ここで、第１の加重値は、再決定された最小分布下位グレーレベルに適用する場合には１以下に予め設定し、再決定された最小分布上位グレーレベルに適用する場合には１以上予め設定することが好ましい。
【０１２８】
それとは逆に、先ず同一グレーレベル分布程度を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定した後、動き量を用いて再決定した最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定することもできる。
【０１２９】
加重値設定部５１は、動き量が第１のしきい値以上であり、または同一グレーレベル分布程度が第２のしきい値以下である場合、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５から供給された最小分布下位及び上位グレーレベルをそのままグレーレベル再配列部に供給する。
【０１３０】
グレーレベル再配列部５３は、加重値設定部５１から供給された最小分布下位及び上位グレーレベルまたは再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて、フレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像を再配列する。
【０１３１】
グレーレベル再配列部５３は、前述したものと同一であるため、その説明を省略する。
【０１３２】
前述のような構成された本発明の好適な第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、単色に多く分布し、また同一グレーレベルが多く分布する場合にカラー変換が発生しやすいという点がある。即ち、同一グレーレベルの分布程度を反映して同一グレーレベルの分布程度が一定のしきい値以上である場合には、カラーの変換可能性が存在する。このような場合に、最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定した後、再決定した最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列することにより、カラーの変換を事前に阻止することができる。
【０１３３】
一方、図２０に示したように、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列すると、コントラストの向上に寄与し、鮮明な画像を得ることができるという長所がある。
【０１３４】
しかし、このように最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列する場合、低いグレーレベル領域に移動した出力画像が画面に表示される時、そのまま表示されないという短所がある。
【０１３５】
例えば、原画像に対する最小分布下位及び上位グレーレベルがそれぞれ１０と２２０である場合、原画像のグレーレベルは、前記の式１により表３の通りに再配列される。
【０１３６】
【表３】
【０１３７】
表３で示したように、１１ないし１３のグレーレベルを有する原画像が、１ないし３のグレーレベルを有する出力画像に変換される。この時、このように変換された１ないし３のグレーレベルは、逆ガンマ補正された後に画面に表示される時、画像表現がよくない。即ち、１ないし３のグレーレベルを逆ガンマ補正すると、図２３に示したように、１ないし４程度までは表現力がない。
【０１３８】
結局、原画像を最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて再配列すると、低いグレーレベルで表現力がなくなるという問題が発生する。
【０１３９】
このような原画像の再配列時に発生する低いグレーレベルの問題を解決するために、ＰＤＰ駆動装置では、誤差拡散（Error Diffusion）を用いて低いグレーレベルの表現力を向上させることが一般的である。しかしながら、かかる誤差拡散を用いて低いグレーレベルの表現力を向上させるには限界がある。
【０１４０】
以下では、原画像の再配列時に発生する低いグレーレベルの問題を解決するための本発明の好適な実施の形態を説明する。
【０１４１】
図２４は、本発明の好適な第３の実施の形態による低いグレーレベルを解決するためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、最小分布下位グレーレベル判断部５５、グレーレベル再配列部５７、ガンマ補正部５９、画像処理部５６及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部５６は、図４の画像処理部と比べてガンマ補正部５９だけが省略されている。このようなガンマ補正部５９は、本発明の特徴的な構成要素であるため、画像処理部５６に含まれていないことに留意する必要がある。従って、ガンマ補正部５９を除く残りの構成要素、即ちゲイン制御部、誤差拡散部、サブフィールドマッピング部、データ整列部、ＡＰＬ演算部及び波形発生部は、図４と同一であるため説明を省略する。
【０１４２】
図２５の（Ａ）に示したように、原画像が入力ライン３１を通して入力され、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５に供給される。
【０１４３】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部５７との間に接続され、原画像を仮格納した後、動き検出部４１及びグレーレベル再配列部５７に供給する。
【０１４４】
動き検出部４１は、入力ライン３１から供給された原画像とフレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像とを比較して動きを検出する。かかる動きは、１フレームの全体に対し行われ、結果的に動き量が検出される。
【０１４５】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と最小分布下位グレーレベル判断部５５との間に接続され、ヒストグラムを用いて算出されたヒストグラム分布割合としきい値とを比較して最小分布下位及び上位グレーレベルを決定する。
【０１４６】
最小分布下位グレーレベル判断部５５は、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５とグレーレベル再配列部５７との間に接続され、最小分布下位グレーレベルと表現力のあるしきい値とを比較する。かかる比較を通して設定された大小関係情報がグレーレベル再配列部に供給される。
【０１４７】
グレーレベル再配列部５７は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位グレーレベル判断部５５とガンマ補正部５９との間に接続され、フレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像を再配列する。
【０１４８】
即ち、グレーレベル再配列部５７は、最小分布下位グレーレベル判断部５５から供給された大小関係情報を用いて１フレーム遅延した原画像を再配列するか否かを決定する。最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以下である場合には、１フレーム遅延した原画像を再配列せずに、そのままガンマ補正部５９に供給する。
【０１４９】
仮に、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上であれば、グレーレベル再配列部５７は、動き検出部４１から供給された動き量を用いて１フレーム遅延した原画像が動画像であるか否かを判断する。判断の結果、動画像である場合、グレーレベル再配列部５７は、図２５の（Ｂ）に示したように、予め設定されている変形されたガンマテーブルを用いて１フレーム遅延した原画像を再配列する。ここで、変形されたガンマテーブルには、一定の低いグレーレベル領域が変形されている。
【０１５０】
例えば、表現力のあるしきい値が５であり、最小分布下位グレーレベルが５以上である場合、グレーレベル再配列部５７は、図２５の（Ｂ）に示したように、１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを５、５.８、６.６、７.４、８.２、・・・、２３、２４、２５、・・・などと再配列する。このように、本発明の第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置では、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上である場合に再配列に適用するために、図２５（Ｂ）に示したような変形されたガンマテーブルを格納しておくことが望ましい。
【０１５１】
一方、ガンマ補正部５９は、グレーレベル再配列部５７で再配列されるか、または再配列されていない１フレーム遅延した原画像を逆ガンマ補正する。この時、図２５の（Ｃ）に示したように、各グレーレベルによる輝度値が算出される。
【０１５２】
また、ガンマ補正部５９には、図２６に示したように。逆ガンマ補正された原画像の輝度値が調整できる輝度調整部５８を含む。輝度調整部５８は、逆ガンマ補正された原画像のグレーレベルのそれぞれに相応する輝度の中間値に調整される。これを数式で表すと、下記の式４の通りである。
【０１５３】
Ｂ（Ｉ）＝［Ａ（Ｉ）＋Ａ（Ｉ−１）］／２ 式４
【０１５４】
ここで、Ａ（Ｉ）は、逆ガンマ補正された原画像のグレーレベルに対する輝度値であり、Ｂ（Ｉ）は、輝度値の中間値を表す。例えば、図２５に示したように、グレーレベル５と５.８での逆ガンマ補正による輝度値は、それぞれ０.０２０３と０.０２９３である。このような場合、グレーレベル５.８に対する変換された輝度の中間値は、０.０２０３と０.０２９３を式４に適用して０.０２４８を得ることができる。このように、輝度調整部５８により調整された輝度値を図２７に示した。
【０１５５】
前述のようになされた本発明の第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、表現力のないグレーレベル以下のグレーレベルを除く残りのグレーレベルを変形されたガンマテーブルを用いて再配列することにより、図２８に示したように、全体グレーレベルに対して均一な画像を画面に表示すると共にコントラストを向上させることができる。また、原画像の再配列時に発生する低いグレーレベルの問題を解決することができる。
【０１５６】
一方、図２０に示したように、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列することにより、コントラストの向上による鮮明な画像を得ることができるという長所がある。
【０１５７】
しかし、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列する場合、高グレーレベル領域で飽和が発生し、好ましいガンマ特性が得られない。
【０１５８】
例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画像に対するグレーレベルがそれぞれ２０５、２０、２０５であり、この時の最小分布下位及び上位グレーレベルがそれぞれ０と２１５と仮定する。
【０１５９】
前記の式２を参照して各画像のグレーレベルを再配列すると、最小分布上位グレーレベル２１５から上はいずれも２５５として表れる。
【０１６０】
これをグラフに示したものが図２９である。同図は、原画像を再配列した後ガンマ処理時のガンマ出力状態を示したグラフである。ここで、‘Ｉ’は、原画像を再配列していない状態でガンマ処理時のガンマ出力状態を示し、‘ＩＩ’原画像を再配列した後ガンマ処理時のガンマ出力状態を示す。また、線形の直線は、原画像を再配列もガンマ処理も行っていない場合を示す。
【０１６１】
図２９に示したように、原画像を再配列した後ガンマ処理する場合には、最小分布上位グレーレベル領域以上のグレーレベルはいずれも２５５に飽和される（‘Ａ’領域）。従って、最小分布上位グレーレベル以上のグレーレベルにおいては、望ましいガンマ出力が現われない。
【０１６２】
以下で、前記のような飽和領域（Ａ）による望ましくないガンマ出力特性を線形に補正するための方法を説明する。
【０１６３】
図３０は、本発明の好適な第４の実施の形態による最小分布上位グレーレベル以上のグレーレベルを線形に補正するためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の第４の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、グレーレベル再配列部６１、ガンマ補正部６３、遲延部６５、ピーク補償部６７、画像処理部５６及びパネル６で構成される。ここで、フレームメモリ３９、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、グレーレベル再配列部６１、ガンマ補正部６３、画像処理部５６及びパネル６は、前述と同様であるため、その説明を省略する。
【０１６４】
グレーレベル再配列部６１で再配列された原画像は、ガンマ補正部６３でガンマ補正される。これによりガンマ補正された出力グレーレベルがピーク補償部６７に供給される。この時、再配列された原画像は、図２９に示したように、高いグレーレベル領域で飽和が発生する。
【０１６５】
一方、フレームメモリ３９から出力した原画像は、遲延部６５により所定の時間遅延させた後、原画像の出力グレーレベルがピーク補償部６７に供給される。ここで、所定の時間は、原画像が再配列され、逆ガンマ補正される間の時間を意味する。従って、ガンマ補正された出力グレーレベルと所定の時間遅延した原画像の出力グレーレベルとは同じフレームである。ゆえに、同一フレームの原画像を一つは所定の時間遅延させ、他の一つは再配列とガンマ補正を行い、同時にピーク補償部６７で比較を行うことはできない。
【０１６６】
ピーク補償部６７は、図３１に示したように、遲延部６５から供給された原画像の出力グレーレベルとガンマ補正部６３から供給されるガンマ補正された出力グレーレベルとを比較し、ガンマ出力曲線を選択的に出力させるためのピーク補償値を決める。
【０１６７】
即ち、原画像の出力グレーレベルがガンマ補正された出力グレーレベルより大きいか同じである場合、ピーク補償値によってガンマ補正された出力グレーレベルが決められる。
【０１６８】
また、原画像の出力グレーレベルがガンマ補正された出力グレーレベルより小さい場合、ピーク補償値によって原画像の出力グレーレベルが決められる。図３１に示したように、ピーク補償部６７は、原画像の出力グレーレベルとガンマ補正された出力グレーレベルとが一致する箇所Ｂに対応する入力グレーレベルを基準にし、その以下である場合には、ガンマ補正された出力グレーレベルを出力し、逆に、その以上である場合には、原画像の出力グレーレベルを出力するようになる。
【０１６９】
従って、ピーク補償部６７は、原画像の出力グレーレベルとガンマ補正された出力グレーレベルとの大きさに応じて選択的に決められたピーク補償値により新たなガンマ出力曲線が生成され得る。
【０１７０】
このような構成された本発明の第４の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、原画像の出力グレーレベルとガンマ補正された出力グレーレベルとを比較し、その大小に応じてガンマ出力曲線を選択的に出力することができる。これにより最小分布上位グレーレベル以上の原画像のグレーレベルがいずれも２５５に飽和されるのを阻止することができ、画面で発生する出力画像の歪みを防止することができる。
【０１７１】
以下では、画像毎に互いに異なるガンマ曲線を選択し、グレーレベル補正を通して低輝度グレーレベルでのラウンドオフエラーによる画質の劣化を防止するための方法を説明する。
【０１７２】
図３２は、本発明の好適な一実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、ＡＰＬ演算部７１、ガンマ曲線選択部７３、グレーレベル調整部７５、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４とパネル６は、前述と同様であるため、その説明を省略する。
【０１７３】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９とＡＰＬ演算部７１にそれぞれ供給される。
【０１７４】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル調整部７５との間に接続され、１フレーム単位の画像を仮格納した後、それをグレーレベル調整部７５に供給する。
【０１７５】
ＡＰＬ演算部７１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１とガンマ曲線選択部７３との間に接続され、原画像を対象に平均輝度レベルを算出した後、ガンマ曲線選択部７３に供給する。１フレームには、互いに異なるグレーレベルが存在し、各グレーレベルによる輝度値が含まれる。従って、このような各グレーレベルに対する全ての輝度値の平均を求め、平均輝度レベルを算出する。
【０１７６】
ガンマ曲線選択部７３は、平均輝度レベルに応じてガンマ曲線が選択できるように複数本ガンマ曲線を備えている。本発明では、図３３に示したように、平均輝度レベルを低・中・高に区分し、これにより選択可能な３本のガンマ曲線を予め備えることができる。
【０１７７】
グレーレベル調整部７５は、ガンマ曲線選択部７３で選択されたガンマ曲線を用いてフレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを補正する。
【０１７８】
従って、ガンマ曲線選択部７３でどのガンマ曲線が選択されるかによってグレーレベル調整部７５から出力されるグレーレベルが異なるようになる。即ち、図３３に示したように、平均輝度レベルが低い場合にはガンマ曲線Ｃ、中間の場合にはガンマ曲線Ｂ、高い場合にはガンマ曲線Ａがそれぞれ選択される。平均輝度レベルが低い時にガンマ曲線Ｃを選択することにより、全体のグレーレベルにおける輝度を高くするが、特に低いグレーレベルにおける輝度をより多く高くすることにより、低いグレーレベルでの画質の劣化を防止することができる。
【０１７９】
結局、本発明の一実施の形態では、予め複数本のガンマ曲線を備えておき、平均輝度レベルに応じて複数本のガンマ曲線のうちの一つを選択し、選択されたガンマ曲線を用いて画像のグレーレベルを補正することにより、全ての画像に適応する最適のガンマ曲線をグレーレベルの補正に使用でき、特に低いグレーレベルでの画質の劣化を事前に阻止することができる。
【０１８０】
図３４は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ駆動装置により画質が改善された画像を示す。同図において、（Ａ）は、画質が補正される前の画像を示し、（Ｂ）は、画質が補正された後の画像を示す。従って、画質が補正された（Ｂ）画像が（Ａ）画像に比べて相当に画質が改善されたことが分かるであろう。
【０１８１】
図３５は、本発明の好適な他の実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の第５の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、ＡＰＬ演算部７１、ガンマ曲線選択部７３、ヒストグラム検出部７６、低いグレーレベル抽出部７７、ヒストグラム平滑部７８、グレーレベル調整部７５、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、フレームメモリ３９、ＡＰＬ演算部７１、ガンマ曲線選択部７３、画像処理部４及びパネル６は、図３２で既に説明しているため、その説明を省略する。
【０１８２】
ヒストグラム検出部７６は、入力ライン３１と低いグレーレベル抽出部７７との間に接続され、入力ライン３１から供給された原画像から各グレーレベルに対する分布数を算出する。
【０１８３】
低いグレーレベル抽出部７７は、算出されたヒストグラム分布数としきい値とを比べ、低いグレーレベル領域を抽出する。即ち、算出されたヒストグラム分布数がしきい値以下となるグレーレベルを基準にし、その以下となる全てのグレーレベルが低いグレーレベル領域として抽出される。低いグレーレベル抽出部で低いグレーレベルを抽出する方式では、ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ、ｒｅｇｉｏｎ ｇｒｏｗｉｎｇ、ｃｏｎｔｏｕｒ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ、ｗａｔｅｒｓｈｅｄなどの種々の方法を用いることができる。
【０１８４】
ヒストグラム平滑部７８は、低いグレーレベル抽出部７７で抽出された低いグレーレベル領域を対象にヒストグラム平滑化を行う。かかるヒストグラム平滑化は、ある画像の明暗値分布が貧弱である時、一定の分布を有するヒストグラムを生成することにより、画質を改善できるようにする機能を果たす。
【０１８５】
ヒストグラム平滑部７８でヒストグラム平滑化された低いグレーレベル領域は、グレーレベル調整部７５に供給される。
【０１８６】
グレーレベル調整部７５は、ＡＰＬ演算部７１で算出された平均輝度レベルに応じて選択されたガンマ曲線とヒストグラム平滑部７８で平滑化された低いグレーレベル領域を用い、フレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを補正する。即ち、先ずガンマ曲線選択部７３で選択されたガンマ曲線を用いてグレーレベルが補正される時、選択されたガンマ曲線の低いグレーレベル領域に代えて、ヒストグラム平滑部７８で平滑化された低いグレーレベル領域を用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルが補正される一方、選択されたガンマ曲線の低いグレーレベル領域を除く残りのグレーレベル領域はそのまま補正される。
【０１８７】
図３６は、本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において低いグレーレベル領域に対するヒストグラム平滑化を行う過程を示す画像である。同図に示したように、原画像（Ａ）のうち、低いグレーレベル領域（Ｂ）を抽出した後、ヒストグラム平滑化（Ｃ）を行うことにより、全体的な画像の画質を鮮明にすることができる。
【０１８８】
図３７は、本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において、ヒストグラム平滑化による画像を示す。ここで、（Ａ）画像は、ヒストグラム平滑化を行う前、（Ｂ）画像は、ヒストグラム平滑化を行った後をそれぞれ示す。図３７の（Ｂ）画像で示すようにヒストグラム平滑化を行うことにより、ヒストグラム分布がより均一に分布され、画像がより鮮明に表現できる。
【０１８９】
このように、本発明の他の実施の形態では、各画像に応じて最適のガンマ曲線を選択して原画像のグレーレベルを補正する一方、原画像の低いグレーレベル領域は別に抽出してヒストグラム分布を均一にすることにより、全ての画像に対応してグレーレベルを補正することができるのみならず、特に低いグレーレベル領域を鮮明化して画質の劣化を防止することができる。
【０１９０】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、所定の上位及び下位グレーレベルをそれぞれ除去した後、除去されていないグレーレベルを上下に拡大することにより、コントラストを向上させることができる。
【０１９１】
本発明によりＰＤＰ駆動装置によると、ヒストグラムを用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、決められた最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像のグレーレベルを拡大させることにより、コントラストを向上させ、画面に一層鮮明な画質を実現することができる。
【０１９２】
本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、原画像のグレーレベルを再配列する時、フレーム間の動きを考慮して原画像のグレーレベルを再配列することにより、過度なカラー変化を防止することができる。
【０１９３】
本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、原画像のグレーレベルを再配列する時、表現力のあるグレーレベル以上となるグレーレベルだけを用いて原画像のグレーレベルを再配列することにより、低いグレーレベル領域での表現力を向上させることができる。
【０１９４】
本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、原画像のグレーレベルを再配列する時、ガンマ補正された原画像のグレーレベルと所定の時間遅延した原画像のグレーレベルとの比較により選択されたピーク補償値を用いて出力ガンマ曲線に適用することにより、最小分布上位グレーレベル以上の高いグレーレベル領域が飽和することを防止し、出力画像の歪みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、８つのサブフィールドを含む一つのフレームを示す図である。
【図２】 従来のＰＤＰの駆動装置の構成を示す図である。
【図３】 従来のＣＲＴにおいて固定されたガンマ曲線を用いてグレーレベル補正を行うことを示す図である。
【図４】 本発明の全体的な技術思想を含むＰＤＰの駆動装置を示す図である。
【図５】 ヒストグラムを用いた画面処理方法を示す図である。
【図６】 ヒストグラムを用いた画面処理方法を示す図である。
【図７】 ヒストグラムを用いた画面処理方法を示す図である。
【図８】 本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰの駆動装置を示す図である。
【図９】 本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置でグレーレベルに対するヒストグラム分布割合の変化を示す図である。
【図１０】 従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１１】 従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１２】 図１０の映像から一部だけを比較するために選択領域を指定したことを示す図である。
【図１３】 図１２においてＡ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１４】 図１２においてＡ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１５】 図１２においてＢ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１６】 図１２においてＢ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１７】 従来及び本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布を示す図である。
【図１８】 従来及び本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布を示す図である。
【図１９】 本発明の第１の実施の形態によってＰＤＰを駆動する時のカラーエラー変換を示す画像である。
【図２０】 本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置の一例を示す図である。
【図２１】 本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変換を防止するためのＰＤＰの駆動装置の他の例を示す図である。
【図２２】 本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変換を防止するためのＰＤＰの駆動装置のまた他の例を示す図である。
【図２３】 本発明の第１の実施の形態によりＰＤＰを駆動する時、原画像を再配列した後、ガンマ処理を行う時の表現状態を示す図である。
【図２４】 本発明の好適な第３の実施の形態による低いグレーレベルを解決するためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図２５】 本発明の好適な第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において、原画像の再配列による輝度値を示す図である。
【図２６】 本発明の好適な第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置においてガンマ補正部に備えられた輝度調整部を示す図である。
【図２７】 図２６に示した輝度調整部により輝度調整された輝度値を示す図である。
【図２８】 本発明の好適な第３の実施の形態によりＰＤＰ駆動装置を駆動する時、原画像を再配列した後、ガンマ処理を行う時の表現状態を示す図である。
【図２９】 原画像を再配列した後、ガンマ処理を行う時のガンマ出力状態を示すグラフである。
【図３０】 本発明の好適な第４の実施の形態による最小分布上位グレーレベル以上のグレーレベルを線形に補正するためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図３１】 本発明の好適な第４の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において、ピーク補償値を出力ガンマ曲線に適用させたガンマ出力状態を示す図である。
【図３２】 本発明の好適な一実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図３３】 本発明の好適な一実施の形態による原画像の平均輝度レベルにより選ばれるガンマ曲線を示す図である。
【図３４】 本発明の好適な一実施の形態によるＰＤＰ駆動装置により画質が改善された画像を示す図である。
【図３５】 本発明の好適な一実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図３６】 本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において低いグレーレベル領域に対するヒストグラム平滑化を行う過程を示す画像である。
【図３７】 本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置においてヒストグラム平滑化による画像を示す図である。
【符号の説明】
１：入力ライン
２、３３、３９：フレームメモリ
４、５６： 画像処理部
６：パネル
８、５９、６３：ガンマ補正部
１０：ゲイン制御部
１２：誤差拡散部
１４：サブフィールドマッピング部
１６：データ整列部
１８、７１：ＡＰＬ演算部
２０：波形発生部
２２、７６：ヒストグラム検出部
２４：選択領域除去部
２６：再配列部
３１：入力ライン
３５：最小分布下位／上位グレーレベル検出部
３７、４３、４７、５３、５７、６１：グレーレベル再配列部
４１：動き検出部
４５、５１：加重値設定部
４９：同一グレーレベル分布検出部
５５：最小分布下位グレーレベル判断部
５８：輝度調整部
６５：遲延部
６７：ピーク補償部
７３：ガンマ曲線選択部
７５：グレーレベル調整部
７７：低いグレーレベル抽出部
７８：ヒストグラム平滑部
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネル表示装置に関し、より詳しくは、動画像ディスプレイ時に画面のコントラストを改善して画質を向上させることができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＲＴに代えてＬＣＤ、ＦＥＤ（Field Emission Display）及びＰＤＰ（Plasma Display Panel）等のように画像を画面に表示することができるフラットパネル表示装置に対する開発が盛んに進められている。
【０００３】
かかるフラットパネル表示装置のうちのＰＤＰは、ガス放電により発生する紫外線が蛍光体を励起させ、この時に発生する可視光線を用いて画面に表示する。ＰＤＰは、現在まで表示装置の主流をなしてきたＣＲＴに比べてその厚さが薄くて軽く、且つ高鮮明大画面の実現が可能であるという長所がある。一般に、ＰＤＰは、マトリクス状に配列された多数の放電セルで構成され、一つの放電セルが画面における一つの画素を表す。
【０００４】
図１は、従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、８つのサブフィールドを含む一つのフレームを示す。同図に示したように、ＰＤＰは、画像のグレーレベルを表現するために１フレームを放電回数の異なる複数のサブフィールド（例えば、８つのサブフィールド）に区分する。各サブフィールドは、全体のセルの壁電荷を均一に消去するリセット期間、特定位置のセル内に壁電荷を形成させるためのアドレス期間、放電回数に応じてグレーレベルを表現して画面に画像を表示するサスティーン期間とに区分される。
【０００５】
例えば、ある特定のセルにおいて発光輝度を１１２レベルにするためには、５、６、７番目のサブフィールドＳＦ５、ＳＦ６、ＳＦ７でのみアドレッシングを行い、次いで該当サブフィールドでそれぞれ２４、２５、２６回の発光回数で放電が行われ、これらの発光回数の和により１１２レベルの発光輝度が達成する。
【０００６】
ここで、リセット期間とアドレス期間は、各サブフィールド毎に同じであるのに対し、サスティーン期間は、各サブフィールド毎に２ｎ（ｎ＝０、１、２、３、４、５、６、７）の割合で増加する。このように、各サブフィールドでサスティーン期間が異なることを用いて所望する画像のグレーレベルを実現することができる。
【０００７】
図２は、従来のＰＤＰの駆動装置の構成を示す。同図を参照すると、従来のＰＤＰ駆動装置は、入力ライン１とパネル６との間に接続されたフレームメモリ２と、ガンマ補正部８、ゲイン制御部１０、誤差拡散部１２、サブフィールドマッピング部１４、データ整列部１６、ＡＰＬ演算部１８及び波形発生部２０を含む映像処理部４を備える。
【０００８】
フレームメモリ２は、入力ライン１から入力する原画像を１フレーム単位で格納した後、格納された原画像をガンマ補正部８に供給する。
【０００９】
ガンマ補正部８は、フレームメモリ２から入力した原画像に基づいて逆ガンマ補正を行い、原画像のグレーレベル対比出力画像のグレーレベルを線形に変換させる。
【００１０】
ゲイン制御部１０は、ガンマ補正部８で線形に変換された出力画像のグレーレベル範囲を予め設定されたグレーレベル範囲に変化させる。
【００１１】
誤差拡散部１２は、ゲイン制御部１０から出力した画像で発生したセルの誤差成分を隣接するセルに拡散させる。これにより輝度値が微細に調整可能となる。
【００１２】
サブフィールドマッピング部１４にはそれぞれのサブフィールに輝度加重値が予め付与されている。従って、サブフィールドマッピング部１４は、誤差拡散部１２を経由した原画像のグレーレベルに応じて当該のサブフィールドにデータをマッピングさせる。
【００１３】
データ整列部１６は、サブフィールドマッピング部１４でマッピングされたデータをＰＤＰの解像度フォーマットに適するように変換させた後、パネル６のアドレス駆動ＩＣに供給する。
【００１４】
一方、ＡＰＬ演算部１８は、ガンマ補正部８で線形に変換された出力画像に対し平均輝度レベル（ＡＰＬ：Average Picture Level）を求めた後、平均輝度レベルに基づいてサスティーンパルス数に相応するＮステップ信号を発生する。
【００１５】
波形発生部２０は、ＡＰＬ演算部１８で発生したＮステップ信号に応じてタイミング制御信号を生成し、パネル６のアドレス駆動ＩＣ、スキャン駆動ＩＣ及びサスティーン駆動ＩＣにそれぞれ供給する。なお、アドレス駆動ＩＣ、スキャン駆動ＩＣ及びサスティーン駆動ＩＣは、それぞれパネル６のアドレス電極、スキャン電極及びサスティーン電極に接続されるものであって、図２には示していない。
【００１６】
このように構成された従来のＰＤＰでは、原画像のグレーレベルを加工することなくそのまま画面に表示しているため、鮮明な画面を得ることができなかった。特に、動きのある動画像の場合には、これに対処できず画質向上が期待できなかった。
【００１７】
例えば、図２に示したような従来のＰＤＰ駆動装置によると、最小分布下位グレーレベル（ＭＩＮ）と最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）は、それぞれ０と２５５とに設定されている。このような場合、原画像のグレーレベルの変化に応じてダイナミックレンジを調整することができなくなる。ここで、ダイナミックレンジとは、原画像に対する最小分布下位グレーレベル（ＭＩＮ）と最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）との間の範囲、即ち原画像のグレーレベルが変換する範囲を意味する。
【００１８】
このように、原画像のグレーレベルの変化に応じてダイナミックレンジが調整できない場合、原画像は、そのまま画面に再現され、まともな画像が表示できなくなるという短所がある。
【００１９】
また、前述のように最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとを用いてダイナミックレンジの調整を通して画質を改善しても、これと伴う様々な問題点が誘発しかねない。
【００２０】
第一に、ダイナミックレンジを調整するための信号処理の過程で原画像に比べて過度なカラー変換が発生することがある。
【００２１】
第二に、ダイナミックレンジの調整の結果、暗い部分に移動した原画像が画面に表現力なしに表示され、低いグレーレベルによる劣化が発生することがある。
【００２２】
第三に、ダイナミックレンジの調整の結果、最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）以上である原画像は、いずれも２５５グレーレベルに変換され、明るい画像での表現力が低下する。
【００２３】
一方、ＬＣＤ、ＦＥＤ及びＰＤＰを含むフラットパネル表示装置は、入力信号のグレーレベルに対して出力信号のグレーレベルが直線を示さず、それぞれの表示装置に固有な入出力特性に応じて互いに異なって示される。現在、それぞれの表示装置は、固有な表示特性に合うように逆補正を行い、グレーレベルを補正している。
【００２４】
図３は、従来のＣＲＴにおける固定されたガンマ曲線を用いてグレーレベル補正を行うことを示す。ＣＲＴは、入力グレーレベルに対し出力グレーレベルが非線形を示す。これは、ＣＲＴ自体の固有な入出力特性に起因する。従って、ＣＲＴの入出力グレーレベルが直線を示すように放送局等のような画像媒体で図１に示したようなガンマ曲線で変換して画像を送信する。これにより、ＣＲＴ固有の入出力特性により直線状の入出力ガンマ曲線が作られる。
【００２５】
ＣＲＴと異なって、フラットパネル表示装置では、固有な入出力特性が直線を示す。しかし、放送局等で取得した画像がＣＲＴに合わせて直線でなく送信されるため、やむをえず自体の逆ガンマ補正を通してグレーレベルの入出力特性を直線状に補正している。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の如く、ＣＲＴのみならず、フラットパネル表示装置では、固定されたガンマ曲線を全ての画像に対し一律的に適用している。仮に、固定されたガンマ曲線を全ての画像に対し一律的に適用する場合、全ての画像でコントラストの劣化が発生する。特に、低輝度グレーレベルでガンマ曲線の傾斜は０に近いため、低輝度グレーレベルでのラウンドオフエラーによる画質の劣化が著しく発生しかねない。
【００２７】
結局のところ、全ての画像に対し同じガンマ曲線を適用すると、所望するコントラストが得られず、これにより画質も低下する。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような問題点及び短所を解決するためになされたものであって、その目的は、中間領域のグレーレベルを上位及び下位グレーレベルに移動することで画面の画質を向上させることができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００２９】
本発明の他の目的は、ダイナミックレンジを調整して画面の画質を向上させることができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、ダイナミックの調整時に発生するカラーの過度な変換を補正することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３１】
本発明の別の目的は、ダイナミックレンジの調整時に発生する低いグレーレベル領域の劣化を調整することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３２】
本発明の更なる目的は、ダイナミックレンジの調整時に発生する高いグレーレベル領域の飽和を補正することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３３】
本発明のさらなる他の目的は、各画像に符合するガンマ曲線を選んでグレーレベルを補正することができるフラットパネル表示装置の駆動方法及び装置を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
それらの目的を達成するための本発明による好適な一実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に一定のグレーレベル領域を除去する代わりに、除去されたグレーレベルを除く残りのグレーレベル領域を用いて原画像を再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００３５】
本発明の好適な他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００３６】
最小分布下位及び上位グレーレベルは、ヒストグラムから算出されたヒストグラム分布の割合を用いて決められる。
【００３７】
原画像のグレーレベルは、最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて拡大する。
【００３８】
本発明の好適なまた他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決める一方、原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出し、動き量と最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００３９】
動き量は、原画像と１フレーム遅延した原画像とにおいて同一の地点毎に比較を行うことで算出される。
【００４０】
本発明の好適なまた他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出し、原画像を対象に同一グレーレベル分布程度を検出し、動き量及び同一グレーレベル分布を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定し、再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００４１】
最小分布下位及び上位グレーレベルは、動き量に基づいて設定された第１の加重値と、同一グレーレベル分布程度に基づいて設定された第２の加重値を用いて再決定する。
【００４２】
本発明の好適なまた別の実施の態様によると、原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出する一方、ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上であるか否かを判断し、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上である場合、変形されたガンマテーブルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００４３】
変形されたガンマテーブルには、一定の低いグレーレベル領域が変形されている。
【００４４】
フラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置によると、再配列された原画像のグレーレベルの輝度を調整して逆ガンマ補正を行うことができる。
【００４５】
本発明の好適なまた他の実施の態様によると、ヒストグラムを用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像を再配列し、再配列された原画像のグレーレベルに対し出力グレーレベルが生成されるようにガンマ補正し、ガンマ補正された出力グレーレベルと１フレーム遅延した原画像から所定の時間遅延した原画像の出力グレーレベルとの比較により決められたピーク補償値をガンマ出力曲線に適用するフラットパネル表示装置の駆動方法及びこれを用いた駆動装置が提供される。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下では、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４７】
本発明は、原画像のグレーレベルに変化を与え、明るい画像は更に明るくし、暗い画像は更に暗くすることでコントラストを改善し、画質を鮮明にするものである。
【００４８】
以下で説明する本発明と係わる図面において、図２に示した構成要素とその機能が同一の構成要素に対しては同一図面符号を付する。また、説明の重複を避けるために図２に示した構成要素と同一の本発明の構成要素に対する説明を省略する。
【００４９】
図４は、本発明の全体的な技術思想を含むＰＤＰの駆動装置実施形態を示す。同図を参照すると、本ＰＤＰの駆動装置は、入力ライン１とパネル６との間に接続されたフレームメモリ２、ヒストグラム検出部２２、選択領域除去部２４、再配列部２６及び画像処理部４を含む。
【００５０】
入力ライン１を通して入力された原画像は、フレームメモリ２に１フレームずつ格納される。
【００５１】
ヒストグラム検出部２２は、フレームメモリ２から１フレームずつ出力された原画像を対象にヒストグラムを検出する。即ち、ヒストグラム検出部２２は、原画像の各グレーレベル(gray level)に対するヒストグラム分布数を図５に示したように求める。
【００５２】
選択領域除去部２４は、ヒストグラム分布数に基づいて一定のグレーレベル領域を除去する。即ち、選択領域除去部２４には、第１のしきい値及び第２のしきい値が設定されている。全体グレーレベル領域を下位、中間及び上位に区分する時、第１のしきい値は、下位グレーレベル領域を対象に設定され、第２のしきい値は、上位グレーレベル領域を対象に設定される。
【００５３】
選択領域除去部２４は、図６に示したように、下位グレーレベル領域の各グレー領域のヒストグラム分布数を第１のしきい値と比べて、第１のしきい値に一致するヒストグラム分布数に該当するグレーレベルから０のグレーレベルまでを除去すべき一定のグレーレベル領域として選択する。同様に、上位グレーレベル領域の各グレーレベルのヒストグラム分布数を第２のしきい値と比べ、第２のしきい値に一致するヒストグラム分布数に該当するグレーレベルから２５５のグレーレベルまでを除去すべき一定のグレーレベル領域として選択する。次いで、選択された一定のグレーレベル領域が除去される。
【００５４】
または、第１のしきい値と第２のしきい値とに区分せずに、同値の単一しきい値を適用して下位グレーレベル領域及び上位グレーレベル領域を対象に除去すべき一定のグレーレベル領域を選択することもできる。
【００５５】
再配列部２６は、図７に示したように、選択領域除去部２４で除去されていないグレーレベル領域を用いて原画像を再配列する。この時、除去されていないグレーレベルは、０乃至は２５５グレーレベルの全領域にかけて一様に再配列される。ここで、除去されていないグレーレベルが全領域に再配列されるが、元来のグレーレベルとして分布されているヒストグラムの分布数はそのまま維持する必要があるという点に留意しなければならない。
【００５６】
画像処理部４は、再配列された原画像を図２に示したように画像処理してパネルに表示する。図２に示した画像処理部４は、既に図１で説明しているため、その説明を省略する。
【００５７】
このような構成された本発明によると、ヒストグラム分布数が低い一定のグレーレベル領域を除去した後、残りのグレーレベル領域をヒストグラム分布数を保ちながらグレーレベル領域の全領域にわたって再配列することにより、明るい領域は更に明るく、暗い領域は更に暗くなっり、全体としての画面におけるコントラストが向上してより鮮明な画質を提供することができる。
【００５８】
以上の説明した本発明の基本的な技術思想に対する概念を種々の実施の形態を通してより詳細に説明する。
【００５９】
図８は、本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰの駆動装置を示す。同図を参照すると、ＰＤＰの駆動装置は、入力ライン３１とパネル６との間に接続されたフレームメモリ３３、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、グレーレベル再配列部３７及び画像処理部４を含む。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。
【００６０】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３３及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５にそれぞれ供給される。
【００６１】
フレームメモリ３３は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部３７との間に接続され、１フレーム単位の原画像を仮格納した後、それをグレーレベル再配列部３７に供給する。
【００６２】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３３と並列して入力ライン３１とグレーレベル再配列部３７との間に接続され、原画像を対象に一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布割合が算出される。即ち、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５では、先ず原画像の全体グレーレベルのうちの一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布数を算出する。ここで、一定範囲のグレーレベルは、０ないし２０グレーレベル及び２２０ないし２２５グレーレベルであることが好ましい。無論、各グレーレベルに対するヒストグラムの分布数を参考し、一定範囲のグレーレベルを変更することもできる。
【００６３】
算出されたヒストグラム分布数と解像度を用いてヒストグラム分布割合が算出される。即ち、ヒストグラム分布割合（Ｈｉｓｔ[Ｉ]）は、下記の式１となる。
【００６４】
ヒストグラム＝（ヒストグラム／解像度）＊１００ 式１
【００６５】
式１で示したように、ヒストグラム分布割合は、一定範囲のグレーレベルのそれぞれのヒストグラム分布数を解像度で割った後百分率として表す。
【００６６】
例えば、ＷＶＧＡ（８５３＊４８０）解像度モードを有するＰＤＰにおいて２グレーレベルのヒストグラム分布数が２４５個であるととすれば、ヒストグラム分布割合（Ｈｉｓｔ[2]）は、Hist[2]={245/(853*480)}*100=0.06%となる。
【００６７】
このように、０ないし２０グレーレベル、２２０ないし２５５グレーレベルのそれぞれに対するヒストグラム分布割合を算出すると、下記の表１及び表２の通りである。
【００６８】
【表１】
【表２】
ここで、かかる一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布割合は、１フレームにおいて入力される原画像に応じて異なり得る。
【００７１】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、予め設定された基準ヒストグラム分布割合を一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布割合に適用し、最小分布下位グレーレベル（ＭＩＮ）及び最小分布上位グレーレベル（ＭＡＸ）を決める。例えば、予め設定された基準ヒストグラム分布割合が０．１％と設定されているとすれば、この０．１％を表１及び表２にそれぞれ適用し、それぞれ１９と２２１の最小分布下位／上位レベルが決められる。
【００７２】
先ず、０ないし２０に該当する各グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較する。即ち、０グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較する。仮に、０．１％と一致すると、０．１と一致する０グレーレベルが最小分布グレーレベルと決められる。仮に、０．１％と一致しないと、次のグレーレベルの１グレーレベルに対するヒストグラム分布割合と０．１％とを比較する。このような過程を通して最小分布下位グレーレベルが決められる。
【００７３】
次いで、２２０ないし２５５に該当する各グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較する。即ち、２２０グレーレベルに対するヒストグラム分布割合が０．１％と一致するか否かを比較し、一致すると、０．１％と一致する２２０グレーレベルが最小分布上位グレーレベルと決められ、一致しないと、０．１％と一致するヒストグラム分布割合を継続して求め、一つの最小分布上位グレーレベルが決められる。
【００７４】
グレーレベル再配列部３７は、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５で決められた最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）に基づいて最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとの間に存在する各グレーレベルを下記の式２に適用し、フレームメモリ３３から供給される原画像を再配列する。
【００７５】
Ｙ＝｛［Ｘ−ＭＩＮ］／［ＭＡＸ−ＭＩＮ］｝＊２５５ 式２
【００７６】
ここで、Ｘは、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとの間に存在するグレーレベルを表し、Ｙは、再配列されたグレーレベルを表し、ＭＩＮは、最小分布下位グレーレベルを表し、ＭＡＸは、最小分布上位グレーレベルを表す。
【００７７】
例えば、Ｘが４０である場合、１９の最小分布下位グレーレベルと２２１の最小分布上位グレーレベルをそれぞれ式２に適用すると、Ｙ＝{[40-19]/[221-19]}*255により再配列されたグレーレベルＹは、２６．５となる。従って、４０の原画像のグレーレベルが２６．５という更に低いグレーレベルに変更される。この時、グレーレベルは変更されても、該当グレーレベルに対するヒストグラム分布割合は維持されるという点に注意する必要がある。このように式２を適用すると、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルとの間に存在する各グレーレベルは、より低くまたはより高く変更される。従って、原画像の１９と２２１との間に存在するグレーレベルがより低いグレーレベルまたはより高いグレーレベルに拡大され、暗い領域は更に暗くなり、明るい領域は更に明るくなることでコントラストが改善され、より鮮明な画面を得ることができる。
【００７８】
本発明の第１の実施の形態では、図９に示したように、点線状のヒストグラム分布（Ｉ）を再配列した結果として、実線状のヒストグラム分布（ＩＩ）を得ることができる。
【００７９】
図１０は、従来の画像を示し、図１１は、本発明の第１の実施の形態による画像を示す。同図に示したように原画像を再配列させた本発明の第１の実施の形態による画像が従来の画像より更に鮮明であることが分かる。
【００８０】
図１２は、図１０の画像から一部のみを比較するために選択領域を指定したことを示す。図１３は、図１２におけるＡ選択領域に対する従来の画像を示す。図１４は、図１２におけるＡ選択領域に対する本発明の第１の実施の形態による画像を示す。図１５は、図１２におけるＢ選択領域に対する従来の画像を示す。図１６は、図１２におけるＢ選択領域に対する本発明の第１の実施の形態による画像を示す。図１３の従来の画像より図１４の本発明の第１の実施の形態による画像の暗い部分が更に暗くなることが分かる。また、図１５及び図１６は、それぞれ明るい部分と暗い部分とが共存する画像である。この場合にも明るい部分と暗い部分との対比が明らかになることから、コントラストが大きく向上されていることが分かるであろう。
【００８１】
図１７は、従来のヒストグラム分布を示し、図１８は、本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布を示す。同図を参照すると、図１８の本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布が最小分布下位及び上位グレーレベルによる原画像のグレーレベルの拡大により、図１７の従来のヒストグラムの分布より低いグレーレベル側に移動したことが分かる。従って、前述した如く、暗い部分は更に暗くなり、明るい部分は更に明るくなり、全体的なコントラストが向上し、画質が改善されている。
【００８２】
以上の本発明の第１の実施の形態で説明したように、コントラストを向上させるために暗い領域のグレーレベルは更に低いグレーレベルに変化し、明るい領域グレーレベルは更に高いグレーレベルに変換させる
【００８３】
例えば、図１０に示したように、ＲＧＢ画像の各グレーレベルが２０５、２０、２０５である場合、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルは、それぞれ２０、２０５となる。
【００８４】
この時、ＲＧＢ画像を数式１に適用すると、再配列されたグレーレベルは０または２５５となる。これにより、図１９の左側のＲＧＢ画像は右側の再配列された画像に変換される。
【００８５】
故に、図１９の（Ｃ）に示したようにＲＧＢ画像の各グレーレベルがいずれも２５０である場合、再配列された原画像のクレーレベルがいずれも２５５に変換されることにより原画像に対し過度なカラーの変化を発生させるという問題点がある。
【００８６】
以下で、過度なカラー変化を解決するための本発明の好適な実施の形態を説明する。
図２０は、本発明の好適な第の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置の一例を示す。同図を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル３５、グレーレベル再配列部４３、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。
【００８７】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５にそれぞれ供給される。
【００８８】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部４３との間に接続され、１フレーム単位の原画像を仮格納した後、それをグレーレベル再配列部４３に供給する。
【００８９】
動き検出部４１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１とグレーレベル再配列部４３との間に接続され、原画像と以前にフレームメモリ３９に格納されていた１フレーム遅延した原画像に基づいて動きの程度を判断する。即ち、動き検出部４１は、入力ライン３１から入力された原画像とフレームメモリ３９に格納された１フレーム遅延した原画像とを比較する。この時、比較は、原画像と１フレーム遅延した原画像とにおいて同一箇所の間で行われることが好ましい。即ち、下記の式３で示したように、フレームメモリ３９の１フレーム遅延した原画像と入力ライン３１の原画像のグレーレベルと差異が一定のしきい値以上であるか否かを比較する。
【００９０】
ｒ（ｘ，ｙ）−Ｒ（ｘ，ｙ）＝Ｔ 式３
【００９１】
ここで、ｘ及びｙは、画像の座標、ｒ（ｘ、ｙ）は、フレームメモリの１遅延した原画像、Ｒ（ｘ、ｙ）は、入力ラインの原画像をそれぞれ表す。
【００９２】
式３を通して動きがあるか否かが分かる。例えば、しきい値が１６であるとする時、１フレーム遅延した原画像と入力ラインの原画像のグレーレベルとの差異が１６以上である場合には、動きがあることとし、逆に、１６以下の場合には動きがないとする。
【００９３】
前述のように各箇所において動きがあるか否かは、原画像の全ての箇所を対象に行われる。
【００９４】
動き検出部４１は、全ての箇所で検出された動きがあるか否かに関わる情報に基づいて一つの画面に対し動きがどの程度起きたかを判断する。即ち、一つの画面に対する動き量を算出し、そのような動き量を通して動き判断情報を生成することができる。
【００９５】
例えば、一つの画面中で過半数以上（即ち、しきい値）の画素において動きが発生すると、動画像と判断し、そうでなければ静画像と判断することができる。
【００９６】
このような動き判断情報は、グレーレベル再配列部４３に供給される。
【００９７】
グレーレベル再配列部４３は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル３５と画像処理部４との間に接続される。
【００９８】
グレーレベル再配列部４３では、動き検出部４１で判断された動き判断情報に基づいてフレームメモリ３９から出力された１フレーム遅延した原画像を再配列するか否かを判断する。
【００９９】
判断の結果１フレーム遅延した原画像が静画像である場合、１フレーム遅延した原画像はそのまま画像処理部４に供給される。
【０１００】
その反面、グレーレベル再配列部４３は、１フレーム遅延した原画像が動画像である場合、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５から提供された最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）に基づいて１フレーム遅延した原画像を再配列した後、画像処理部４に供給する。
【０１０１】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１とグレーレベル再配列部４３との間に接続される。
【０１０２】
ここで、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、図８に示した最小分布下位／上位グレーレベル検出部と同一であるため、その説明を省略する。
【０１０３】
この構成による本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置の一例では、動画像であるか否かを判断した後、原画像のグレーレベルを再配列することにより、画像の過度なカラー変化を防止すると共にコントラストを向上させることができ、より鮮明な画像をパネルで再生することができる。
【０１０４】
図２１は、本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置の他の例を示す。同図を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３１、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル３５、加重値設定部４５、グレーレベル再配列部４７、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。従って、図２１に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、図２０に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置に比べて、加重値設定部４５が更に追加されていることが分かるであろう。
【０１０５】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５にそれぞれ供給される。
【０１０６】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部４７との間に接続され、原画像を仮格納した後、動き検出部４１及びグレーレベル再配列部４７に供給する。
【０１０７】
動き検出部４１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部４５との間に接続され、フレームメモリ３９に格納されていた１フレーム遅延した原画像と入力ライン３１を通して入力された原画像とを比較して動きがあったか否かを検出する。この時、動きがあったか否かの検出は、各原画像の同一箇所で各グレーレベルの差異を用いて行われる。
【０１０８】
また、動き検出部４１は、一つの画面全体の画素に対して動きがあった否かを求めた後、各画素に対する動きの程度、即ち動き量を算出する。
【０１０９】
一方、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部４５との間に接続され、入力ライン３１を通して入力された原画像に基づいて最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）を決める。これはのところと同一であるため、これ以上の説明を省略する。
【０１１０】
動き検出部４１で算出された動き量と最小分布下位及び上位グレーレベルは、それぞれ加重値設定部４５に供給される。
【０１１１】
加重値設定部４５は、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５及び動き検出部４１とグレーレベル再配列部４７との間に接続され、動き量に応じる加重値が設定されている。この時、加重値は、最小分布下位グレーレベルと最小分布上位グレーレベルに対して異なるように設定される。即ち、最小分布下位グレーレベルに対する加重値は１以下に設定され、最小分布上位グレーレベルに対する加重値は１以上に設定される。
【０１１２】
従って、加重値設定部４５は、動き検出部４１から供給された動き量をしきい値と比べ、動き量がしきい値以上である場合は、最小分布下位及び上位グレーレベルをそのままグレーレベル再配列部４７に供給する。
【０１１３】
その反面、動き量がしきい値以上である場合には、設定された加重値を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。
【０１１４】
例えば、最小分布下位及び上位グレーレベルが最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５でそれぞれ２０と２００に決定され、仮に、最小分布下位グレーレベルに対する加重値が０.８５、最小分布上位グレーレベルに対する加重値が１.１５に設定されたとする。この時、動き量がしきい値以下であると判断された場合、加重値設定部は、加重値を２０と２００の最小分布下位及び上位グレーレベルに与え、１７及び２３０を新たな最小分布下位及び上位グレーレベルと決定する。即ち、しきい値が動き量以下である場合、既存の最小分布下位グレーレベルの２０が、新しい最小分布下位グレーレベルの１７に決定され、既存の最小分布上位グレーレベルの２００が、新しい最小分布上位グレーレベルの２３０に決定される。従って、最小分布下位グレーレベルは、より低いグレーレベルに変換され、最小分布上位グレーレベルは、より高いグレーレベルに変換される。
【０１１５】
グレーレベル再配列部４７は、フレームメモリ３９及び加重値設定部４５と画像処理部４との間に接続され、加重値設定部４５で再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いてフレームメモリ３９から供給された１遅延した画像信号のグレーレベルを再配列する。
【０１１６】
即ち、加重値設定部４５において動き量がしきい値以上である場合には、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５で決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列する。また、加重値設定部４５において動き量がしきい値以上である場合、設定された加重値に応じて再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列する。
【０１１７】
このように、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５で決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを動き量に応じた加重値を用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列することにより、画像の全体的なヒストグラム変換適用量を変化することができ、原画像に対する過度なカラーの変化を防止することができる。
【０１１８】
結局、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置の他の例によると、加重値を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定した後、再決定した最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列することにより、カラー変換が人に気づき易い静画像や動きの少ない画像などでの過度なカラー変化を事前に遮断することができる。
【０１１９】
図２２は、本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置のまた他の例を示す。同図を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、同一グレーレベル分布検出部４９、加重値設定部５１、グレーレベル再配列部５３、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４は、前述のものと同一であるため、その説明を省略する。従って、図２２に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、図２１に示した本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置に比べて、同一グレーレベル分布検出部４９が更に追加されることが分かるであろう。
【０１２０】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５及び同一グレーレベル分布検出部４９にそれぞれ供給される。
【０１２１】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部５３との間に接続され、１フレーム単位の原画像を仮格納した後、それをグレーレベル再配列部５３に供給する。
【０１２２】
動き検出部４１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部５１との間に接続され、入力ライン３１から供給された原画像とフレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像とを比較して各箇所での動きを検出した後、動きが発生した各箇所を把握して動きが１フレームでどのぐらい発生したかの動き量を算出する。かかる動き量の算出は既に前述している。
【０１２３】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部５１との間に接続され、最小分布下位及び上位グレーレベル（ＭＩＮ、ＭＡＸ）を決定する。かかる最小分布下位及び上位グレーレベルは、各グレーレベル（例えば、０ないし２０グレーレベル及び２２０ないし２５５グレーレベルの間）に対するヒストグラム分布割合を算出し、かかるヒストグラム分布割合が一定のしきい値以下となる最初のグレーレベルをそれぞれ最小下位及び上位グレーレベルと決定する。
【０１２４】
同一グレーレベル分布検出部４９は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と加重値設定部５１との間に接続され、ＲＧＢの各色に対して同一グレーレベル分布程度を算出する。この時、一つのグレーレベルの周囲にあるいくつかのグレーレベルを一つに束ねて同一グレーレベルに設定することができる。従って、いくつかのグレーレベルを束ねた同一グレーレベル分布程度を算出し、各色に対してどの程度に同一グレーレベルが分布しているかが分かる。
【０１２５】
加重値設定部５１は、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５及び同一グレーレベル分布検出部４９とグレーレベル再配列部５３との間に接続され、動き量と同一グレーレベル分布程度を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。
【０１２６】
即ち、加重値設定部５１は、動き検出部４１から供給された動き量が第１のしきい値以下であるか否かを判断し、動き量が第１のしきい値以下である場合、第１の加重値を用いて最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５から供給された最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。ここで、第１の加重値は、最小分布下位グレーレベルに適用する場合には１以下に予め設定し、最小分布上位グレーレベルに適用する場合には１以上に予め設定することが好ましい。
【０１２７】
加重値５１は、同一グレーレベル分布検出部４９から供給された同一グレーレベル分布程度が第２のしきい値以上であるか否かを判断し、同一グレーレベル分布程度が第２のしきい値以上である場合、第２の加重値を用いて再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する。ここで、第１の加重値は、再決定された最小分布下位グレーレベルに適用する場合には１以下に予め設定し、再決定された最小分布上位グレーレベルに適用する場合には１以上予め設定することが好ましい。
【０１２８】
それとは逆に、先ず同一グレーレベル分布程度を用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定した後、動き量を用いて再決定した最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定することもできる。
【０１２９】
加重値設定部５１は、動き量が第１のしきい値以上であり、または同一グレーレベル分布程度が第２のしきい値以下である場合、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５から供給された最小分布下位及び上位グレーレベルをそのままグレーレベル再配列部に供給する。
【０１３０】
グレーレベル再配列部５３は、加重値設定部５１から供給された最小分布下位及び上位グレーレベルまたは再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて、フレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像を再配列する。
【０１３１】
グレーレベル再配列部５３は、前述したものと同一であるため、その説明を省略する。
【０１３２】
前述のような構成された本発明の好適な第２の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、単色に多く分布し、また同一グレーレベルが多く分布する場合にカラー変換が発生しやすいという点がある。即ち、同一グレーレベルの分布程度を反映して同一グレーレベルの分布程度が一定のしきい値以上である場合には、カラーの変換可能性が存在する。このような場合に、最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定した後、再決定した最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列することにより、カラーの変換を事前に阻止することができる。
【０１３３】
一方、図２０に示したように、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列すると、コントラストの向上に寄与し、鮮明な画像を得ることができるという長所がある。
【０１３４】
しかし、このように最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列する場合、低いグレーレベル領域に移動した出力画像が画面に表示される時、そのまま表示されないという短所がある。
【０１３５】
例えば、原画像に対する最小分布下位及び上位グレーレベルがそれぞれ１０と２２０である場合、原画像のグレーレベルは、前記の式１により表３の通りに再配列される。
【０１３６】
【表３】
表３で示したように、１１ないし１３のグレーレベルを有する原画像が、１ないし３のグレーレベルを有する出力画像に変換される。この時、このように変換された１ないし３のグレーレベルは、逆ガンマ補正された後に画面に表示される時、画像表現がよくない。即ち、１ないし３のグレーレベルを逆ガンマ補正すると、図２３に示したように、１ないし４程度までは表現力がない。
【０１３８】
結局、原画像を最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて再配列すると、低いグレーレベルで表現力がなくなるという問題が発生する。
【０１３９】
このような原画像の再配列時に発生する低いグレーレベルの問題を解決するために、ＰＤＰ駆動装置では、誤差拡散（Error Diffusion）を用いて低いグレーレベルの表現力を向上させることが一般的である。しかしながら、かかる誤差拡散を用いて低いグレーレベルの表現力を向上させるには限界がある。
【０１４０】
以下では、原画像の再配列時に発生する低いグレーレベルの問題を解決するための本発明の好適な実施の形態を説明する。
【０１４１】
図２４は、本発明の好適な第３の実施の形態による低いグレーレベルを解決するためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、動き検出部４１、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、最小分布下位グレーレベル判断部５５、グレーレベル再配列部５７、ガンマ補正部５９、画像処理部５６及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部５６は、図４の画像処理部と比べてガンマ補正部５９だけが省略されている。このようなガンマ補正部５９は、本発明の特徴的な構成要素であるため、画像処理部５６に含まれていないことに留意する必要がある。従って、ガンマ補正部５９を除く残りの構成要素、即ちゲイン制御部、誤差拡散部、サブフィールドマッピング部、データ整列部、ＡＰＬ演算部及び波形発生部は、図４と同一であるため説明を省略する。
【０１４２】
図２５の（Ａ）に示したように、原画像が入力ライン３１を通して入力され、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５に供給される。
【０１４３】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル再配列部５７との間に接続され、原画像を仮格納した後、動き検出部４１及びグレーレベル再配列部５７に供給する。
【０１４４】
動き検出部４１は、入力ライン３１から供給された原画像とフレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像とを比較して動きを検出する。かかる動きは、１フレームの全体に対し行われ、結果的に動き量が検出される。
【０１４５】
最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１と最小分布下位グレーレベル判断部５５との間に接続され、ヒストグラムを用いて算出されたヒストグラム分布割合としきい値とを比較して最小分布下位及び上位グレーレベルを決定する。
【０１４６】
最小分布下位グレーレベル判断部５５は、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５とグレーレベル再配列部５７との間に接続され、最小分布下位グレーレベルと表現力のあるしきい値とを比較する。かかる比較を通して設定された大小関係情報がグレーレベル再配列部に供給される。
【０１４７】
グレーレベル再配列部５７は、フレームメモリ３９、動き検出部４１及び最小分布下位グレーレベル判断部５５とガンマ補正部５９との間に接続され、フレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像を再配列する。
【０１４８】
即ち、グレーレベル再配列部５７は、最小分布下位グレーレベル判断部５５から供給された大小関係情報を用いて１フレーム遅延した原画像を再配列するか否かを決定する。最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以下である場合には、１フレーム遅延した原画像を再配列せずに、そのままガンマ補正部５９に供給する。
【０１４９】
仮に、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上であれば、グレーレベル再配列部５７は、動き検出部４１から供給された動き量を用いて１フレーム遅延した原画像が動画像であるか否かを判断する。判断の結果、動画像である場合、グレーレベル再配列部５７は、図２５の（Ｂ）に示したように、予め設定されている変形されたガンマテーブルを用いて１フレーム遅延した原画像を再配列する。ここで、変形されたガンマテーブルには、一定の低いグレーレベル領域が変形されている。
【０１５０】
例えば、表現力のあるしきい値が５であり、最小分布下位グレーレベルが５以上である場合、グレーレベル再配列部５７は、図２５の（Ｂ）に示したように、１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを５、５.８、６.６、７.４、８.２、・・・、２３、２４、２５、・・・などと再配列する。このように、本発明の第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置では、最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上である場合に再配列に適用するために、図２５（Ｂ）に示したような変形されたガンマテーブルを格納しておくことが望ましい。
【０１５１】
一方、ガンマ補正部５９は、グレーレベル再配列部５７で再配列されるか、または再配列されていない１フレーム遅延した原画像を逆ガンマ補正する。この時、図２５の（Ｃ）に示したように、各グレーレベルによる輝度値が算出される。
【０１５２】
また、ガンマ補正部５９には、図２６に示したように。逆ガンマ補正された原画像の輝度値が調整できる輝度調整部５８を含む。輝度調整部５８は、逆ガンマ補正された原画像のグレーレベルのそれぞれに相応する輝度の中間値に調整される。これを数式で表すと、下記の式４の通りである。
【０１５３】
Ｂ（Ｉ）＝［Ａ（Ｉ）＋Ａ（Ｉ−１）］／２ 式４
【０１５４】
ここで、Ａ（Ｉ）は、逆ガンマ補正された原画像のグレーレベルに対する輝度値であり、Ｂ（Ｉ）は、輝度値の中間値を表す。例えば、図２５に示したように、グレーレベル５と５.８での逆ガンマ補正による輝度値は、それぞれ０.０２０３と０.０２９３である。このような場合、グレーレベル５.８に対する変換された輝度の中間値は、０.０２０３と０.０２９３を式４に適用して０.０２４８を得ることができる。このように、輝度調整部５８により調整された輝度値を図２７に示した。
【０１５５】
前述のようになされた本発明の第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、表現力のないグレーレベル以下のグレーレベルを除く残りのグレーレベルを変形されたガンマテーブルを用いて再配列することにより、図２８に示したように、全体グレーレベルに対して均一な画像を画面に表示すると共にコントラストを向上させることができる。また、原画像の再配列時に発生する低いグレーレベルの問題を解決することができる。
【０１５６】
一方、図２０に示したように、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列することにより、コントラストの向上による鮮明な画像を得ることができるという長所がある。
【０１５７】
しかし、最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像を再配列する場合、高グレーレベル領域で飽和が発生し、好ましいガンマ特性が得られない。
【０１５８】
例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画像に対するグレーレベルがそれぞれ２０５、２０、２０５であり、この時の最小分布下位及び上位グレーレベルがそれぞれ０と２１５と仮定する。
【０１５９】
前記の式２を参照して各画像のグレーレベルを再配列すると、最小分布上位グレーレベル２１５から上はいずれも２５５として表れる。
【０１６０】
これをグラフに示したものが図２９である。同図は、原画像を再配列した後ガンマ処理時のガンマ出力状態を示したグラフである。ここで、‘Ｉ’は、原画像を再配列していない状態でガンマ処理時のガンマ出力状態を示し、‘ＩＩ’原画像を再配列した後ガンマ処理時のガンマ出力状態を示す。また、線形の直線は、原画像を再配列もガンマ処理も行っていない場合を示す。
【０１６１】
図２９に示したように、原画像を再配列した後ガンマ処理する場合には、最小分布上位グレーレベル領域以上のグレーレベルはいずれも２５５に飽和される（‘Ａ’領域）。従って、最小分布上位グレーレベル以上のグレーレベルにおいては、望ましいガンマ出力が現われない。
【０１６２】
以下で、前記のような飽和領域（Ａ）による望ましくないガンマ出力特性を線形に補正するための方法を説明する。
【０１６３】
図３０は、本発明の好適な第４の実施の形態による最小分布上位グレーレベル以上のグレーレベルを線形に補正するためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の第４の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、グレーレベル再配列部６１、ガンマ補正部６３、遲延部６５、ピーク補償部６７、画像処理部５６及びパネル６で構成される。ここで、フレームメモリ３９、最小分布下位／上位グレーレベル検出部３５、グレーレベル再配列部６１、ガンマ補正部６３、画像処理部５６及びパネル６は、前述と同様であるため、その説明を省略する。
【０１６４】
グレーレベル再配列部６１で再配列された原画像は、ガンマ補正部６３でガンマ補正される。これによりガンマ補正された出力グレーレベルがピーク補償部６７に供給される。この時、再配列された原画像は、図２９に示したように、高いグレーレベル領域で飽和が発生する。
【０１６５】
一方、フレームメモリ３９から出力した原画像は、遲延部６５により所定の時間遅延させた後、原画像の出力グレーレベルがピーク補償部６７に供給される。ここで、所定の時間は、原画像が再配列され、逆ガンマ補正される間の時間を意味する。従って、ガンマ補正された出力グレーレベルと所定の時間遅延した原画像の出力グレーレベルとは同じフレームである。ゆえに、同一フレームの原画像を一つは所定の時間遅延させ、他の一つは再配列とガンマ補正を行い、同時にピーク補償部６７で比較を行うことはできない。
【０１６６】
ピーク補償部６７は、図３１に示したように、遲延部６５から供給された原画像の出力グレーレベルとガンマ補正部６３から供給されるガンマ補正された出力グレーレベルとを比較し、ガンマ出力曲線を選択的に出力させるためのピーク補償値を決める。
【０１６７】
即ち、原画像の出力グレーレベルがガンマ補正された出力グレーレベルより大きいか同じである場合、ピーク補償値によってガンマ補正された出力グレーレベルが決められる。
【０１６８】
また、原画像の出力グレーレベルがガンマ補正された出力グレーレベルより小さい場合、ピーク補償値によって原画像の出力グレーレベルが決められる。図３１に示したように、ピーク補償部６７は、原画像の出力グレーレベルとガンマ補正された出力グレーレベルとが一致する箇所Ｂに対応する入力グレーレベルを基準にし、その以下である場合には、ガンマ補正された出力グレーレベルを出力し、逆に、その以上である場合には、原画像の出力グレーレベルを出力するようになる。
【０１６９】
従って、ピーク補償部６７は、原画像の出力グレーレベルとガンマ補正された出力グレーレベルとの大きさに応じて選択的に決められたピーク補償値により新たなガンマ出力曲線が生成され得る。
【０１７０】
このような構成された本発明の第４の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、原画像の出力グレーレベルとガンマ補正された出力グレーレベルとを比較し、その大小に応じてガンマ出力曲線を選択的に出力することができる。これにより最小分布上位グレーレベル以上の原画像のグレーレベルがいずれも２５５に飽和されるのを阻止することができ、画面で発生する出力画像の歪みを防止することができる。
【０１７１】
以下では、画像毎に互いに異なるガンマ曲線を選択し、グレーレベル補正を通して低輝度グレーレベルでのラウンドオフエラーによる画質の劣化を防止するための方法を説明する。
【０１７２】
図３２は、本発明の好適な一実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、ＡＰＬ演算部７１、ガンマ曲線選択部７３、グレーレベル調整部７５、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、画像処理部４とパネル６は、前述と同様であるため、その説明を省略する。
【０１７３】
入力ライン３１を通して入力された原画像は、フレームメモリ３９とＡＰＬ演算部７１にそれぞれ供給される。
【０１７４】
フレームメモリ３９は、入力ライン３１とグレーレベル調整部７５との間に接続され、１フレーム単位の画像を仮格納した後、それをグレーレベル調整部７５に供給する。
【０１７５】
ＡＰＬ演算部７１は、フレームメモリ３９と並列して入力ライン３１とガンマ曲線選択部７３との間に接続され、原画像を対象に平均輝度レベルを算出した後、ガンマ曲線選択部７３に供給する。１フレームには、互いに異なるグレーレベルが存在し、各グレーレベルによる輝度値が含まれる。従って、このような各グレーレベルに対する全ての輝度値の平均を求め、平均輝度レベルを算出する。
【０１７６】
ガンマ曲線選択部７３は、平均輝度レベルに応じてガンマ曲線が選択できるように複数本ガンマ曲線を備えている。本発明では、図３３に示したように、平均輝度レベルを低・中・高に区分し、これにより選択可能な３本のガンマ曲線を予め備えることができる。
【０１７７】
グレーレベル調整部７５は、ガンマ曲線選択部７３で選択されたガンマ曲線を用いてフレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを補正する。
【０１７８】
従って、ガンマ曲線選択部７３でどのガンマ曲線が選択されるかによってグレーレベル調整部７５から出力されるグレーレベルが異なるようになる。即ち、図３３に示したように、平均輝度レベルが低い場合にはガンマ曲線Ｃ、中間の場合にはガンマ曲線Ｂ、高い場合にはガンマ曲線Ａがそれぞれ選択される。平均輝度レベルが低い時にガンマ曲線Ｃを選択することにより、全体のグレーレベルにおける輝度を高くするが、特に低いグレーレベルにおける輝度をより多く高くすることにより、低いグレーレベルでの画質の劣化を防止することができる。
【０１７９】
結局、本発明の一実施の形態では、予め複数本のガンマ曲線を備えておき、平均輝度レベルに応じて複数本のガンマ曲線のうちの一つを選択し、選択されたガンマ曲線を用いて画像のグレーレベルを補正することにより、全ての画像に適応する最適のガンマ曲線をグレーレベルの補正に使用でき、特に低いグレーレベルでの画質の劣化を事前に阻止することができる。
【０１８０】
図３４は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ駆動装置により画質が改善された画像を示す。同図において、（Ａ）は、画質が補正される前の画像を示し、（Ｂ）は、画質が補正された後の画像を示す。従って、画質が補正された（Ｂ）画像が（Ａ）画像に比べて相当に画質が改善されたことが分かるであろう。
【０１８１】
図３５は、本発明の好適な他の実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す。同図を参照すると、本発明の第５の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置は、フレームメモリ３９、ＡＰＬ演算部７１、ガンマ曲線選択部７３、ヒストグラム検出部７６、低いグレーレベル抽出部７７、ヒストグラム平滑部７８、グレーレベル調整部７５、画像処理部４及びパネル６で構成される。ここで、フレームメモリ３９、ＡＰＬ演算部７１、ガンマ曲線選択部７３、画像処理部４及びパネル６は、図３２で既に説明しているため、その説明を省略する。
【０１８２】
ヒストグラム検出部７６は、入力ライン３１と低いグレーレベル抽出部７７との間に接続され、入力ライン３１から供給された原画像から各グレーレベルに対する分布数を算出する。
【０１８３】
低いグレーレベル抽出部７７は、算出されたヒストグラム分布数としきい値とを比べ、低いグレーレベル領域を抽出する。即ち、算出されたヒストグラム分布数がしきい値以下となるグレーレベルを基準にし、その以下となる全てのグレーレベルが低いグレーレベル領域として抽出される。低いグレーレベル抽出部で低いグレーレベルを抽出する方式では、ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ、ｒｅｇｉｏｎ ｇｒｏｗｉｎｇ、ｃｏｎｔｏｕｒ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ、ｗａｔｅｒｓｈｅｄなどの種々の方法を用いることができる。
【０１８４】
ヒストグラム平滑部７８は、低いグレーレベル抽出部７７で抽出された低いグレーレベル領域を対象にヒストグラム平滑化を行う。かかるヒストグラム平滑化は、ある画像の明暗値分布が貧弱である時、一定の分布を有するヒストグラムを生成することにより、画質を改善できるようにする機能を果たす。
【０１８５】
ヒストグラム平滑部７８でヒストグラム平滑化された低いグレーレベル領域は、グレーレベル調整部７５に供給される。
【０１８６】
グレーレベル調整部７５は、ＡＰＬ演算部７１で算出された平均輝度レベルに応じて選択されたガンマ曲線とヒストグラム平滑部７８で平滑化された低いグレーレベル領域を用い、フレームメモリ３９から供給された１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを補正する。即ち、先ずガンマ曲線選択部７３で選択されたガンマ曲線を用いてグレーレベルが補正される時、選択されたガンマ曲線の低いグレーレベル領域に代えて、ヒストグラム平滑部７８で平滑化された低いグレーレベル領域を用いて１フレーム遅延した原画像のグレーレベルが補正される一方、選択されたガンマ曲線の低いグレーレベル領域を除く残りのグレーレベル領域はそのまま補正される。
【０１８７】
図３６は、本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において低いグレーレベル領域に対するヒストグラム平滑化を行う過程を示す画像である。同図に示したように、原画像（Ａ）のうち、低いグレーレベル領域（Ｂ）を抽出した後、ヒストグラム平滑化（Ｃ）を行うことにより、全体的な画像の画質を鮮明にすることができる。
【０１８８】
図３７は、本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において、ヒストグラム平滑化による画像を示す。ここで、（Ａ）画像は、ヒストグラム平滑化を行う前、（Ｂ）画像は、ヒストグラム平滑化を行った後をそれぞれ示す。図３７の（Ｂ）画像で示すようにヒストグラム平滑化を行うことにより、ヒストグラム分布がより均一に分布され、画像がより鮮明に表現できる。
【０１８９】
このように、本発明の他の実施の形態では、各画像に応じて最適のガンマ曲線を選択して原画像のグレーレベルを補正する一方、原画像の低いグレーレベル領域は別に抽出してヒストグラム分布を均一にすることにより、全ての画像に対応してグレーレベルを補正することができるのみならず、特に低いグレーレベル領域を鮮明化して画質の劣化を防止することができる。
【０１９０】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、所定の上位及び下位グレーレベルをそれぞれ除去した後、除去されていないグレーレベルを上下に拡大することにより、コントラストを向上させることができる。
【０１９１】
本発明によりＰＤＰ駆動装置によると、ヒストグラムを用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを決め、決められた最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて原画像のグレーレベルを拡大させることにより、コントラストを向上させ、画面に一層鮮明な画質を実現することができる。
【０１９２】
本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、原画像のグレーレベルを再配列する時、フレーム間の動きを考慮して原画像のグレーレベルを再配列することにより、過度なカラー変化を防止することができる。
【０１９３】
本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、原画像のグレーレベルを再配列する時、表現力のあるグレーレベル以上となるグレーレベルだけを用いて原画像のグレーレベルを再配列することにより、低いグレーレベル領域での表現力を向上させることができる。
【０１９４】
本発明によるＰＤＰ駆動装置によると、原画像のグレーレベルを再配列する時、ガンマ補正された原画像のグレーレベルと所定の時間遅延した原画像のグレーレベルとの比較により選択されたピーク補償値を用いて出力ガンマ曲線に適用することにより、最小分布上位グレーレベル以上の高いグレーレベル領域が飽和することを防止し、出力画像の歪みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、８つのサブフィールドを含む一つのフレームを示す図である。
【図２】 従来のＰＤＰの駆動装置の構成を示す図である。
【図３】 従来のＣＲＴにおいて固定されたガンマ曲線を用いてグレーレベル補正を行うことを示す図である。
【図４】 本発明の全体的な技術思想を含むＰＤＰの駆動装置を示す図である。
【図５】 ヒストグラムを用いた画面処理方法を示す図である。
【図６】 ヒストグラムを用いた画面処理方法を示す図である。
【図７】 ヒストグラムを用いた画面処理方法を示す図である。
【図８】 本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰの駆動装置を示す図である。
【図９】 本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置でグレーレベルに対するヒストグラム分布割合の変化を示す図である。
【図１０】 従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１１】 従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１２】 図１０の映像から一部だけを比較するために選択領域を指定したことを示す図である。
【図１３】 図１２においてＡ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１４】 図１２においてＡ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１５】 図１２においてＢ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１６】 図１２においてＢ選択領域に対する、従来及び本発明の第１の実施の形態による画像を示す図である。
【図１７】 従来及び本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布を示す図である。
【図１８】 従来及び本発明の第１の実施の形態によるヒストグラム分布を示す図である。
【図１９】 本発明の第１の実施の形態によってＰＤＰを駆動する時のカラーエラー変換を示す画像である。
【図２０】 本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変化を防止するためのＰＤＰの駆動装置の一例を示す図である。
【図２１】 本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変換を防止するためのＰＤＰの駆動装置の他の例を示す図である。
【図２２】 本発明の好適な第２の実施の形態による過度なカラー変換を防止するためのＰＤＰの駆動装置のまた他の例を示す図である。
【図２３】 本発明の第１の実施の形態によりＰＤＰを駆動する時、原画像を再配列した後、ガンマ処理を行う時の表現状態を示す図である。
【図２４】 本発明の好適な第３の実施の形態による低いグレーレベルを解決するためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図２５】 本発明の好適な第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において、原画像の再配列による輝度値を示す図である。
【図２６】 本発明の好適な第３の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置においてガンマ補正部に備えられた輝度調整部を示す図である。
【図２７】 図２６に示した輝度調整部により輝度調整された輝度値を示す図である。
【図２８】 本発明の好適な第３の実施の形態によりＰＤＰ駆動装置を駆動する時、原画像を再配列した後、ガンマ処理を行う時の表現状態を示す図である。
【図２９】 原画像を再配列した後、ガンマ処理を行う時のガンマ出力状態を示すグラフである。
【図３０】 本発明の好適な第４の実施の形態による最小分布上位グレーレベル以上のグレーレベルを線形に補正するためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図３１】 本発明の好適な第４の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において、ピーク補償値を出力ガンマ曲線に適用させたガンマ出力状態を示す図である。
【図３２】 本発明の好適な一実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図３３】 本発明の好適な一実施の形態による原画像の平均輝度レベルにより選ばれるガンマ曲線を示す図である。
【図３４】 本発明の好適な一実施の形態によるＰＤＰ駆動装置により画質が改善された画像を示す図である。
【図３５】 本発明の好適な一実施の形態による画質劣化の改善のためのＰＤＰ駆動装置を示す図である。
【図３６】 本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置において低いグレーレベル領域に対するヒストグラム平滑化を行う過程を示す画像である。
【図３７】 本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ駆動装置においてヒストグラム平滑化による画像を示す図である。
【符号の説明】
１：入力ライン
２、３３、３９：フレームメモリ
４、５６： 画像処理部
６：パネル
８、５９、６３：ガンマ補正部
１０：ゲイン制御部
１２：誤差拡散部
１４：サブフィールドマッピング部
１６：データ整列部
１８、７１：ＡＰＬ演算部
２０：波形発生部
２２、７６：ヒストグラム検出部
２４：選択領域除去部
２６：再配列部
３１：入力ライン
３５：最小分布下位／上位グレーレベル検出部
３７、４３、４７、５３、５７、６１：グレーレベル再配列部
４１：動き検出部
４５、５１：加重値設定部
４９：同一グレーレベル分布検出部
５５：最小分布下位グレーレベル判断部
５８：輝度調整部
６５：遲延部
６７：ピーク補償部
７３：ガンマ曲線選択部
７５：グレーレベル調整部
７７：低いグレーレベル抽出部
７８：ヒストグラム平滑部
Claims (39)
- ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決めるステップと；
前記原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出するステップと；
前記動き量及び最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するステップとからなり、前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するステップは、
前記動き量を用いて前記最小分布下位及び上位グレーレベルを再設定するか否かを決めるステップと；
前記決められた最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルの範囲を拡大するステップと；を含むことを特徴とするフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記動き量を算出するステップが、
前記原画像と前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルとを比較して動きを検出するステップ；及び
前記動き検出が１フレームの全ての画素に対して行われて動き量を算出するステップと；
を含むことを特徴とする請求項１に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記動き検出が、前記原画像と前記１フレーム遅延した原画像において同一の地点で行われることを特徴とする請求項２に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記原画像のグレーレベルを再配列するステップが、
前記動き量を用いて前記１フレーム遅延した原画像が動画像であるか否かを判断するステップ；及び
前記１フレーム遅延した原画像が動画像であると判断される場合、前記最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルの範囲を拡大するステップと；
を含むことを特徴とする請求項１に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記１フレーム遅延した原画像が静画像であると判断された場合、前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列しないステップを更に含むことを特徴とする請求項４に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記動き量が一定のしきい値以下である場合、予め設定された加重値を用いて前記最小分布下位及び上位グレーレベルをそれぞれ再決定することを特徴とする請求項１に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記最小分布下位グレーレベルには、前記加重値が１以下設定されることを特徴とする請求項６に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記最小分布上位グレーレベルには、前記加重値が１以上設定されることを特徴とする請求項６に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記動き量が一定のしきい値以下である場合、前記最小分布下位及び上位グレーレベルに加重値を与えないことを特徴とする請求項１に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決めるステップと；
前記原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出するステップと；
前記原画像を対象に同一グレーレベルの分布程度を検出するステップと；
前記動き量及び前記同一グレーレベルの分布を用いて前記最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定するステップ；及び
前記再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するステップと；
を含むフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記最小分布下位及び上位グレーレベルを決めるステップが、
前記原画像を対象に一定範囲のグレーレベルに対するヒストグラム分布割合を算出するステップ；及び
前記算出されたヒストグラム分布割合のうちの予め設定されたしきい値に該当する最小分布下位及び上位グレーレベルを決めるステップと；
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記動き量を算出するステップが、
前記原画像と前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルとを比較して動きを検出するステップ；及び
前記動き検出が１フレームの全ての画素に対して行われて動き量を算出するステップと；
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定するステップは、
前記動き量が第１のしきい値以下であるか否かを判断し、第１の加重値を設定するステップと；
前記同一グレーレベルの分布程度が第２のしきい値以上であるか否かを判断し、第２の加重値を設定するステップ；及び
前記第１の加重値及び第２の加重値を用いて前記最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定するステップと；
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記最小分布下位グレーレベルを再決定する場合、前記第１及び第２の加重値が１以下と設定されることを特徴とする請求項１３に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記最小分布上位グレーレベルを再決定する場合、前記第１及び第２の加重値が１以上と設定されることを特徴とする請求項１３に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記動き量が第１のしきい値以上である場合及び前記同一グレーレベルの分布程度が第２のしきい値以下である場合、前記最小分布下位及び上位グレーレベルは再決定されないことを特徴とする請求項１３に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するステップが、
前記再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルの範囲を拡大するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出するステップと；
ヒストグラムを用いて前記原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決めるステップと；
前記最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上であるか否かを判断するステップ；及び
前記最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上である場合、変形されたガンマテーブルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列するステップと；
を含むフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記変形されたガンマテーブルには一定の低いグレーレベル領域が変形されていることを特徴とする請求項１８に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルが、前記１フレーム遅延した原画像が動画像である場合に再配列されることを特徴とする請求項１８に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以下である場合、前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列させないステップを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 更に、前記再配列された原画像のグレーレベルの輝度を調整して逆ガンマ補正するステップを含むことを特徴とする請求項１８に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- 前記輝度が、前記再配列された原画像のグレーレベルのそれぞれに相応する輝度の中間値に調整されることを特徴とする請求項２２に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- ａ）ヒストグラムを用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを決めるステップと；
ｂ）前記最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像を再配列するステップと；
ｃ）前記再配列した原画像のグレーレベルに対し出力グレーレベルが生成されるようにガンマ補正するステップ；及び
ｄ）ガンマ補正された出力グレーレベルと前記１フレーム遅延した原画像から所定時間遅延した原画像の出力グレーレベルとの比較により決められたピーク補償値をガンマ出力曲線に適用するステップと；
を含むフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記決められた出力グレーレベルをガンマ出力曲線に適用するステップが、
前記原画像の出力グレーレベルが前記ガンマ補正された出力グレーレベルより大きいか同じである場合、前記ピーク補償値で前記ガンマ補正された出力グレーレベルが決められるステップ；及び
前記原画像の出力グレーレベルが前記ガンマ補正された出力グレーレベルより小さい場合、前記ピーク補償値で前記原画像の出力グレーレベルが決められるステップと；
を含むことを特徴とする請求項２４に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。 - 前記所定の遅延時間が、前記ｂ）ステップと前記ｃ）ステップを行う間の時間であることを特徴とする請求項２４に記載のフラットパネル表示装置の駆動方法。
- ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決める最小分布下位／上位グレーレベル決定手段と；
前記原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出する動き算出手段；及び
前記動き量と最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列する再配列手段と；から構成され前記再配列手段は、
前記動き量を用いて前記最小分布下位及び上位グレーレベルを再設定するか否かを決める最小分布下位／上位グレーレベル決定手段；及び
前記決められた最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルの範囲を拡大する拡大手段と；
を含むことを特徴とするフラットパネル表示装置の駆動装置。 - 前記動き検出が、前記原画像と前記１フレーム遅延した原画像とにおける同一の地点毎に比較することによって算出されることを特徴とする請求項２７に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。
- 前記再配列手段が、
前記動き量を用いて前記１フレーム遅延した原画像が動画像であるか否かを判断する動画像判断手段；及び
前記１フレーム遅延した原画像が動画像であると判断される場合、前記最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを拡大する拡大手段と；
を含むことを特徴とする請求項２７に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。 - ヒストグラムを用いて原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決める最小分布下位／上位グレーレベル決定手段と；
前記原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出する動き算出手段と；
前記原画像を対象に同一グレーレベルの分布程度を検出する同一グレーレベル分布検出手段と；
前記動き量及び前記同一グレーレベル分布を用いて前記最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定する最小分布下位／上位グレーレベル再決定手段；及び
前記再決定された最小分布下位及び上位グレーレベルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列する再配列手段と；
を含むフラットパネル表示装置の駆動装置。 - 前記最小分布下位／上位グレーレベル再決定手段が、
前記動き量を用いて第１の加重値を設定し、前記同一グレーレベル分布程度を用いて第２の加重値を設定し、前記第１の加重値及び第２の加重値を用いて前記最小分布下位及び上位グレーレベルを再決定することを特徴とする請求項３０に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。 - 原画像及び１フレーム遅延した原画像を用いて動き量を算出する動き算出手段と；
ヒストグラムを用いて前記原画像を対象に最小分布下位及び上位グレーレベルを決める最小分布下位／上位グレーレベル決定手段と；
前記最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上であるか否かを判断する最小分布下位グレーレベル判断手段；及び
前記最小分布下位グレーレベルが表現力のあるしきい値以上である場合、変形されたガンマテーブルを用いて前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルを再配列する再配列手段と；
を含むフラットパネル表示装置の駆動装置。 - 前記変形されたガンマテーブルには一定の低いグレーレベル領域が変形されていることを特徴とする請求項３２に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。
- 前記１フレーム遅延した原画像のグレーレベルが、前記１フレーム遅延した原画像が動画像である場合に再配列されることを特徴とする請求項３２に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。
- 前記再配列された原画像のグレーレベルの輝度を調整して逆ガンマ補正する輝度調整手段を更に含むことを特徴とする請求項３２に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。
- 前記輝度調整手段が、前記再配列された原画像のグレーレベルの輝度を輝度の間の中間値に調整することを特徴とする請求項３５に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。
- ヒストグラムを用いて最小分布下位及び上位グレーレベルを決める最小分布下位／上位グレーレベル決定手段と；
前記最小分布下位及び上位グレーレベルの間に存在するグレーレベルを用いて１フレーム遅延した原画像を再配列する再配列手段と；
前記再配列した原画像のグレーレベルに対し出力グレーレベルが生成されるようにガンマ補正するガンマ補正手段；及び
ガンマ補正された出力グレーレベルと前記１フレーム遅延した原画像から所定時間遅延した原画像の出力グレーレベルとの比較により決められたピーク補償値をガンマ出力曲線に適用するピーク補償手段と；
を含むフラットパネル表示装置の駆動装置。 - 前記ピーク補償手段が、
前記原画像の出力グレーレベルが前記ガンマ補正された出力グレーレベルより大きいか同じである場合、前記ピーク補償値で前記ガンマ補正された出力グレーレベルを決めることを特徴とする請求項３７に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。 - 前記ピーク補償手段が、
前記原画像の出力グレーレベルが前記ガンマ補正された出力グレーレベルより小さい場合、前記ピーク補償値で前記原画像の出力グレーレベルを決めることを特徴とする請求項３７に記載のフラットパネル表示装置の駆動装置。
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