JP2001343926A

JP2001343926A - 階調減数方法、画像表示方法および画像表示装置

Info

Publication number: JP2001343926A
Application number: JP2000162625A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Naganuma; 立已長沼
Original assignee: Totoku Electric Co Ltd
Current assignee: Totoku Electric Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-14
Also published as: EP1302925A1; US6819335B2; US20030137478A1; WO2001093239A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】階調変換テーブルを用いずに、階調数を適切
に減らす。表示パネルの階調数よりも多い階調数を有す
る画像を擬似的に見やすく表現する。【解決手段】液晶表示装置２００は、１０２４（＝１
０ビット）階調画像データＡ_{（１０２４）} からその上
位２ビットを減算して１０２１階調画像データＹ
_{（１０２１）}に変換する階調変換演算部１と、１画素を
構成するセグメントｐ，ｑ，ｒごとに１０２１階調画像
データＹ_{（１０２１）}の下位２ビットに対応する調整用
４階調レベルをフレーム間隔ごとに乱数的に選択出力す
る調整用４階調レベル候補格納部２２および乱数発生回
路３と、１０２１階調画像データＹ_{（１０２１）}の上位
８ビットと調整用４階調レベルとを加算し２５６階調画
像データを順に出力する加算器２３と、２５６階調３セ
グメントモノクロ液晶表示パネル２４とを具備してい
る。【効果】階調変換テーブルが不要となり、低コスト化
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、階調減数方法、画
像表示方法および画像表示装置に関し、さらに詳しく
は、階調変換テーブルを用いずに階調数を適切に減らす
ことができる階調減数方法、表示パネルの階調数よりも
多い階調数を有する画像を擬似的に見やすく表現できる
画像表示方法および画像表示装置に関する。特に、モノ
クロ１０２４階調の画像データを１０２１階調の画像デ
ータに変換し、該１０２１階調のモノクロ画像を２５６
階調のモノクロ画像の４フレームで擬似的に表現するの
に有用である。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の液晶表示装置の一例を示
す構成図である。この液晶表示装置５００は、例えばコ
ンピュータ（図示せず）から送られた１０２４（＝１０
ビット）階調画像データＡ_{（１０２４）}を１０２１階調
画像データＹ_{（１０２１）}に変換する１０２４→１０２
１階調変換テーブル５１と、擬似的に１０２１階調画像
を表現する基となる４通りの２５６（＝８ビット）階調
画像に対応する２５６階調画像データの候補を予め格納
する２５６階調画像データ候補格納部２と、前記２５６
階調画像データ候補格納部２から前記１０２１階調画像
データＹ_{（１０２１）}に対応する２５６階調画像データ
Ｄ１〜Ｄ４をフレーム間隔ごとに選択出力するための乱
数Ｎを発生する乱数発生回路３と、前記２５６階調画像
データＤ１〜Ｄ４に基づいて２５６階調画像を表示する
２５６階調モノクロ液晶表示パネル４とを具備して構成
されている。なお、各画像データに対応する画像は、い
ずれもモノクロ画像とする。

【０００３】図１０は、前記１０２４→１０２１階調変
換テーブル５１の内容例を示す図表である。１０２４階
調画像データＡ_{（１０２４）}のエントリ（左列）には、
０〜１０２３（１０進）に相当する１０ビット値“００
００００００００”，“０００００００００１”，…，
“１１１１１１１１１１”が順に格納されている。１０
２１階調画像データＹ_{（１０２１）}のエントリ（右列）
には、１０２４階調を１０２１階調すなわち０〜１０２
０（１０進）に割り当てたときの１０ビット値が格納さ
れている。階調数を３だけ減数するので、３箇所のエン
トリで、同一の１０ビット値が重複して格納されること
になる。

【０００４】図１１は、２５６階調画像の４フレーム
で、擬似的に１０２１階調画像を表現する原理を示す説
明図である。例えば１／６０秒程度の短時間間隔で更新
表示されるフレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の同一の画
素に着目し、その着目画素の階調レベルが２５６階調の
階調レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４のように変化した場
合を想定すると、該着目画素の階調レベルは、見かけ
上、１０２１（＝２５５×４＋１）階調における階調レ
ベル（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）に相当する。例えば、
Ｌ１＝６３，Ｌ２＝６３，Ｌ３＝６３，Ｌ４＝６４とす
ることで、１０２１階調の階調レベル２５３を擬似的に
表現できる。このように、連続する複数フレームで中間
調が表現される原理は、フレーム間誤差拡散と呼ばれ
る。したがって、前記２５６階調画像データ候補格納部
２（図４）の４通りの２５６階調画像データ候補とし
て、それらの合計が、前記１０２１階調画像データＹ
_{（１０２１）}と等しくなるように配分した値を格納する
ことで、擬似的に１０２１階調のモノクロ画像を表現で
きるようになる。なお、２５６階調画像データを乱数Ｎ
により選択する理由は、フレームごとの階調レベルの変
化の規則性に起因する“ちらつき”や筋状ノイズの発生
を抑制するためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の液晶表示装
置５００では、１０２４→１０２１階調変換テーブル５
１として、１０キロビット（＝１０２４×１０ビット）
の記憶容量を持つメモリが必要であり、高コスト化する
問題点がある。また、乱数Ｎの精度が低い（例えば同一
パタンが短周期で出現したり，高頻度で同値となる）
と、画面の“ちらつき”や筋状ノイズが増大して、観察
者に不自然な印象を与える問題点がある。

【０００６】そこで、本発明の第１の目的は、階調変換
テーブルを用いることなく、階調数を適切に減らすこと
ができる階調減数方法を提供することにある。また、本
発明の第２の目的は、表示パネルの階調数よりも多い階
調数を有する画像を擬似的に見やすく表現できる画像表
示方法および画像表示装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、入力値Ａ＝ａ_α−１×２^α−１＋ａ_α−２×２^α
^−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×２^０〔α≧２〕
で表される２^α階調ビット値（ａ_α−１，ａ_α−２，ａ
_α−３，…，ａ_０）を、出力値Ｙ＝ａ_α−１×２ ^α−１
＋ａ_α−２×２^α−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０
×２^０−（ａ_α− _１×２^{α−β−１}＋ａ_α−２×２
^{α−β−２}＋…＋ａ_β×２^０）〔α＞β≧１〕で表され
る（２^α−２^α−β＋１）階調ビット値に変換すること
を特徴とする階調減数方法を提供する。上記第１の観点
による階調減数方法では、２^α階調ビット値
（ａ_α−１，ａ_α _−２，ａ_α−３，…，ａ_０）に対応す
る入力値Ａから、その上位（α−β）ビットを減算する
という簡単な演算で、階調数を（２^α−２^α−β＋１）
に減らした出力値Ｙを得ることが可能となり、階調変換
テーブルを不要に出来る。この場合、同一の出力値Ｙに
重複して変換される入力値Ａは、２^α−β−１の箇所に
均等に分散されるので、変換の偏りをなくして、変換精
度を高めることが出来る。具体例を示せば、α＝１０，
β＝８とした場合、１０２４（＝２^１０）階調ビット値
を、１０２１（２^１０−２^１０−８＋１）階調ビット値
に高精度に変換することが出来る。

【０００８】第２の観点では、本発明は、前記第１の観
点の階調減数方法により画像データを２^α階調ビット値
から（２^α−２^α−β＋１）階調ビット値に変換し、変
換されたビット値に対応する階調レベルを有する画像を
フレーム間誤差拡散により擬似的に表現することを特徴
とする画像表示方法を提供する。上記第２の観点による
画像表示方法では、前記階調減数方法により階調数を適
切に減らした画像データに対応する画像を、フレーム間
誤差拡散により擬似的に見やすく表現できるようにな
る。

【０００９】第３の観点では、本発明は、１画素がｍ
〔ｍ≧２〕セグメントからなり且つ該セグメントごとに
階調レベルを変える機能を有する表示パネルの階調数よ
りも多い階調数を有する画像を複数のフレームにより擬
似的に表現すべく各セグメントの階調レベルをフレーム
ごとに制御することを特徴とする画像表示方法を提供す
る。上記第３の観点による画像表示方法では、１画素内
のセグメントごとに階調レベルを変えることで、１フレ
ームの同一画素内で輝度レベルの空間的変調を行うこと
が可能となり、各セグメントの階調数よりも多い階調数
を１画素で表現できるようになる。具体例を示せば、１
画素が３セグメントで構成されている場合、そのうち１
セグメントまたは２セグメントの階調レベルを１段階だ
け他のセグメントの階調レベルと異ならせることで、１
／３階調レベルの刻み幅で中間調を表現できるようにな
る。したがって、フレーム間誤差拡散により擬似的に階
調数を増やす画像表示を行う際に、各画素の階調レベル
のフレーム間格差を低減して、画面の“ちらつき”や筋
状ノイズの発生をいっそう抑制することが出来る。

【００１０】第４の観点では、本発明は、画像データ値
Ａ＝ａ_α−１×２^α−１＋ａ_α−２×２^α−２＋ａ
_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×２^０〔α≧２〕で表され
る２^α階調ビット値（ａ_α−１，ａ_α−２，ａ_α−３，
…，ａ_０）を新たな画像データ値Ｙ＝ａ_α−１×２
^α−１＋ａ_α−２×２^α−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…
＋ａ_０×２^０−（ａ_α−１×２^{α−β−１}＋ａ_α−２×
２^{α−β−２}＋…＋ａ_β×２^０）〔α＞β≧１〕で表さ
れる（２^α−２^α−β＋１）階調ビット値に変換する階
調減数手段と、１フレームを構成する画像の画素ごとに
表現し得る階調数が２^αよりも少ない表示パネルと、前
記変換されたビット値に対応する階調レベルを有する画
像をフレーム間誤差拡散により擬似的に表現し得る画像
を前記表示パネル上に順に表示する画像表示制御手段と
を具備したことを特徴とする画像表示装置を提供する。
上記第４の観点による画像表示装置では、前記第２の観
点の画像表示方法を好適に実施できる。

【００１１】第５の観点では、本発明は、１画素がｍ
〔ｍ≧２〕セグメントからなり且つ該セグメントごとに
階調レベルを変える機能を有する表示パネルと、１フレ
ームの画像内で前記セグメントごとに表現し得る階調数
よりも多い階調数を有する画像を擬似的に表現すべく各
セグメントの階調レベルをフレームごとに制御する画像
表示制御手段とを具備したことを特徴とする画像表示装
置を提供する。上記第５の観点による画像表示装置で
は、前記第３の観点の画像表示方法を好適に実施でき
る。

【００１２】第６の観点では、本発明は、画像データ値
Ａ＝ａ_α−１×２^α−１＋ａ_α−２×２^α−２＋ａ
_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×２^０〔α≧２〕で表され
る２^α階調ビット値（ａ_α−１，ａ_α−２，ａ_α−３，
…，ａ_０）を新たな画像データ値Ｙ＝ａ_α−１×２
^α−１＋ａ_α−２×２^α−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…
＋ａ_０×２^０−（ａ_α−１×２^{α−β−１}＋ａ_α−２×
２^{α−β−２}＋…＋ａ_β×２^０）〔α＞β≧１〕で表さ
れる（２^α−２^α−β＋１）階調ビット値に変換する階
調減数手段と、１画素がｍ〔ｍ≧２〕セグメントからな
り且つ該セグメントごとに２^β階調の階調レベルを表現
する機能を有する表示パネルと、前記セグメントごとに
前記変換後のビット値の上位βビットと，下位（α−
β）ビットに対応して各セグメントに予め配分された調
整用階調レベルとを加算してフレーム間誤差拡散を行う
複数のフレームごとの各セグメントの階調レベルを算出
する階調レベル算出手段と、前記表示パネルの各セグメ
ントの階調レベルをフレームごとに制御する画像表示制
御手段とを具備したことを特徴とする画像表示装置を提
供する。上記第６の観点による画像表示装置では、１画
素内のセグメントごとに階調レベルを変えるので、各画
素の階調レベルのフレーム間格差を低減して、画面の
“ちらつき”や筋状ノイズの発生をいっそう抑制するこ
とが出来る。また、フレーム間誤差拡散を行う複数のフ
レームの各画素のセグメントに共通する基礎的階調レベ
ルとして前記第１の観点の階調減数方法により得られた
（２ ^α−２^α−β＋１）階調ビット値の上位βビットに
対応する階調レベルを割り付けておき、下位（α−β）
ビットに対応して各セグメントに予め配分された調整用
階調レベルを加算することで、各フレームのセグメント
ごとの階調レベルを適切に算出することが出来る。した
がって、（２^α−２^α−β＋１）階調ビット値のすべて
に対応する各セグメントの階調レベルを予め記憶する場
合よりも記憶容量が少なくて済み、低コスト化できる。

【００１３】第７の観点では、本発明は、前記第６の観
点の画像表示装置において、前記階調レベル算出手段に
より算出される２^α−β枚の誤差拡散用フレームの各画
素の平均階調レベルが、前記上位βビットの値＋｛下位
（α−β）ビットの値／２^α ^−β｝となるように各セグ
メントに予め配分された前記調整用階調レベルの候補を
複数格納する調整用階調レベル候補格納手段と、フレー
ムごとに前記調整用階調レベルの候補のうちからいずれ
かを乱数的に選択出力する乱数的選択出力手段とを具備
したことを特徴とする画像表示装置を提供する。上記第
７の観点による画像表示装置では、２^α−β枚の誤差拡
散用フレームの各画素の平均階調レベルが前記上位βビ
ットの値＋｛下位（α−β）ビットの値／２^α−β｝と
なるように各セグメントに予め配分された調整用階調レ
ベルの候補をフレームごとに乱数的に選択出力するの
で、時間軸に沿って多数枚並んだ誤差拡散用フレームを
均らして考えれば、前記平均階調レベルに極めて近い階
調レベルを有する画像をフレームごとに表示できるよう
になる。なお、乱数的に選択する理由は、各セグメント
の階調レベルの変化の規則性に起因する“ちらつき”や
筋状ノイズの発生を抑制するためである。具体例を示せ
ば、α＝１０，β＝８とした場合、４枚の誤差拡散用フ
レーム内の各画素の平均階調レベルが、１０２１階調ビ
ット値の上位８ビットで表される２５６階調レベルと，
（下位２ビットで表される４階調レベル／４）との加算
値に極めて近くなり、１０２１階調の画像を擬似的に表
現するのに好都合となる。

【００１４】第８の観点では、本発明は、前記第４の観
点から第７の観点のいずれかの画像表示装置において、
前記表示パネルは、モノクロの液晶表示パネルであるこ
とを特徴とする画像表示装置を提供する。上記第８の観
点による画像表示装置では、モノクロの液晶表示パネル
に画像を表示するので、モノクロの多階調画像をフレー
ム間誤差拡散により擬似的に表現する場合に好都合であ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態により
本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。

【００１６】−第１の実施形態− 図１は、本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置
を示す構成図である。この液晶表示装置１００は、例え
ばコンピュータ（図示せず）から送られた１０２４（＝
１０ビット）階調画像データＡ_{（１０２４）}を演算処理
により１０２１階調画像データＹ_{（１０２１）}に変換す
る１０２４→１０２１階調変換演算部１と、擬似的に１
０２１階調画像を表現する基となる例えば４通りの２５
６（＝８ビット）階調画像に対応する２５６階調画像デ
ータの候補を予め格納する２５６階調画像データ候補格
納部２と、前記２５６階調画像データ候補格納部２から
前記１０２１階調画像データＹ_{（１０２１）}に対応する
２５６階調画像データＤ１〜Ｄ４をフレーム間隔ごとに
選択出力するための乱数Ｎ（２ビット）を発生する乱数
発生回路３と、前記２５６階調画像データＤ１〜Ｄ４に
基づいて２５６階調画像を表示する２５６階調モノクロ
液晶表示パネル４とを具備して構成されている。なお、
各画像データに対応する画像は、いずれもモノクロ画像
とする。

【００１７】前記１０２４→１０２１階調変換演算部１
は、１０２４階調画像データ_{（１０２４）}＝ａ_９×２^９
＋ａ_８×２^８＋ａ_７×２^７＋…＋ａ_０×２^０で表される
１０２４（＝２^１０）階調ビット値（ａ_９，ａ_８，
ａ_７，…，ａ_０）を、１０２１階調画像データ_{（１０２１）}＝ａ_９×２^９＋ａ
_８×２^８＋ａ_７×２^７＋…＋ａ_０×２^０−（ａ_９×２^１
＋ａ_８×２^０）で表される１０２１（＝２^１０−２^１０−８＋１）階調
ビット値に変換し、出力する。すなわち、前記１０２４
階調ビット値から、その上位２ビット（ａ_９，ａ _８）を
減算したビット値を出力する。

【００１８】例えば、１０２４階調画像データ
_{（１０２４）}＝“０１００００００００”（１０進で２
５６）のとき、１０２１階調画像データ
_{（１０２１）}は、“０１００００００００”−“０１”
で算出され、“００１１１１１１１１”（１０進で２５
５）となる。また、１０２４階調画像データ
_{（１０２４）}＝“１０００００００００”（１０進で５
１２）のとき、１０２１階調画像データ
_{（１０２１）}は、“１０００００００００”−“１０”
で算出され、“０１１１１１１１１０”（１０進で５１
０）となる。さらに、１０２４階調画像データ
_{（１０２４）}＝“１１００００００００”（１０進で７
６８）のとき、１０２１階調画像データ
_{（１０２１）}は、“１１００００００００”−“１１”
で算出され、“１０１１１１１１０１”（１０進で７６
５）となる。

【００１９】図２に、前記１０２４階調画像データ
_{（１０２４）}と，前記１０２１階調画像データ
_{（１０２１）}との関係を表形式で示す。図３に、前記１
０２４階調画像データ_{（１０２４）}と，前記１０２１階
調画像データ_{（１０２１）}との関係をグラフで示す。１
０２４階調画像データ_{（１０２４）}＝“０００００００
０００”〜“００１１１１１１１１”（１０進で０〜２
５５）の範囲では、上位２ビットａ_９＝０，ａ_８＝０で
あり、前記ａ_９×２^１＋ａ_８×２^０＝０である。したが
って、１０２１階調画像データ_{（１０２１）}＝１０２４
階調画像データ_{（１０２４）}−０である。１０２４階調
画像データ_{（１０２４）}＝“０１００００００００”〜
“０１１１１１１１１１”（１０進で２５６〜５１１）
の範囲では、上位２ビットａ_９＝０，ａ_８＝１であり、
前記ａ_９×２^１＋ａ_８×２^０＝１である。したがって、
１０２１階調画像データ_{（１０２１）}＝１０２４階調画
像データ_{（１０２４）}−１である。Ａ_{（１０２４）}＝２
５６（１０進）のときの１０２１階調画像データ_（
_{１０２１）}は２５５であり、１０２４階調画像データ
_{（１０２４）}＝２５５のときと等しい。１０２４階調画
像データ_{（１０２４）}＝“１０００００００００”〜
“１０１１１１１１１１”（１０進で５１２〜７６７）
の範囲では、上位２ビットａ_９＝１，ａ_８＝０であり、
前記ａ_９×２^１＋ａ_８×２^０＝２である。したがって、
１０２１階調画像データ_{（１０２１）}＝１０２４階調画
像データ_{（１０２４）}−２である。Ａ_{（１０２４）}＝５
１２（１０進）のときの１０２１階調画像データ_（
_{１０２１）}は５１０であり、１０２４階調画像データ
_{（１０２４）}＝５１１のときと等しい。１０２４階調画
像データ_{（１０２４）}＝“１１００００００００”〜
“１１１１１１１１１１”（１０進で７６８〜１０２
３）の範囲では、上位２ビットａ_９＝１，ａ_８＝１であ
り、前記ａ_９×２^１＋ａ_８×２^０＝３である。したがっ
て、１０２１階調画像データ_{（１０２１）}＝１０２４階
調画像データ_{（１０２４）}−３である。Ａ_{（１０２４）}
＝７６８（１０進）のときの１０２１階調画像データ
_{（１０２１）}は７６５であり、１０２４階調画像データ
_{（１０２４）}＝７６７のときと等しい。上記のように、
同一の１０２１階調画像データ_{（１０２１）}に重複して
変換される１０２４階調画像データ_{（１０２４）}を、２
５６，５１２，７６８（１０進）の３箇所に均等に分散
することで、重複した値に変換される１０２４階調画像
データ_{（１０２４）}が集中する（例えば１０２１〜１０
２３をすべて１０２０に変換する）場合よりも、自然な
印象を与える画面を表示できるようになる。

【００２０】図４は、前記２５６階調画像データ候補格
納部２の内容例を示す図表である。１０２１階調画像デ
ータＹ_{（１０２１）}のエントリ（左列）には、０〜１０
２０（１０進）に相当する１０ビット値“００００００
００００”，“０００００００００１”，…，“１１１
１１１１１００”が順に格納されている。２５６階調画
像データ候補のエントリ（右４列）には、４通りの乱数
Ｎ（＝“００”“０１”“１０”“１１”）ごとに、各
値の合計が前記１０２１階調画像データＤ_{（１０２１）}
と等しくなるように且つ各値の差がなるべく小さくなる
ように配分された２５６階調画像データの候補が格納さ
れている。例えば、１０２１階調画像データＤ
_{（１０２１）}＝“００００００００１１”に対応して、
２５６階調画像データの候補“０００００００００１”
“０００００００００１”“０００００００００１”
“００００００００００”が格納されている。

【００２１】前記乱数発生回路３は、乱数Ｎを発生し、
前記２５６階調画像データ候補格納部２から前記１０２
１階調画像データＹ_{（１０２１）}に対応する２５６階調
画像データＤ１〜Ｄ４をフレーム間隔ごとに乱数的に選
択出力する。前記２５６階調モノクロ液晶表示パネル４
は、前記２５６階調画像データＤ１〜Ｄ４に基づく２５
６階調画像を順に表示し、１０２１階調の画像を擬似的
に表現する。

【００２２】以上の第１の実施形態にかかる液晶表示装
置１００によれば、１０２４→１０２１階調変換演算部
１は、演算処理により１０２４階調画像データＡ
_{（１０２４} _）を１０２１階調画像データＹ_{（１０２１）}
に変換するので、１０２４→１０２１階調変換テーブル
（図９の５１）に相当するメモリが不要となり、低コス
ト化できる。

【００２３】−第２の実施形態− 図５は、本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置
を示す構成図である。この液晶表示装置２００は、１０
２４（＝１０ビット）階調画像データＡ_（１ _０２４）を
演算処理により１０２１階調画像データＹ_{（１０２１）}
に変換する１０２４→１０２１階調変換演算部１と、１
画素を構成する３つのセグメント（図６のｐ，ｑ，ｒ）
ごとに前記１０２１階調画像データＹ_{（１０２１）}の下
位２ビットＹ_{（１０２１＿ｄ２）}に対応する４通りの調
整用４階調レベルの候補を予め格納する調整用４階調レ
ベル候補格納部２２と、その調整用４階調レベル候補格
納部２２から前記下位２ビットＹ_{（１０２１＿ｄ２）}に
対応する調整用４階調レベル△１ｐ〜△４ｐ（セグメン
トｐに対応），△１ｑ〜△４ｑ（セグメントｑに対
応），△１ｒ〜△４ｒ（セグメントｒに対応）をフレー
ム間隔ごとに選択出力するための乱数Ｎを発生する乱数
発生回路３と、前記セグメントごとに前記１０２１階調
画像データＹ_{（１０２１）}の上位８ビットＹ
_{（１０２１＿ｕ８）}と前記調整用４階調レベル△１ｐ〜
△４ｐ，△１ｑ〜△４ｑ，△１ｒ〜△４ｒとを加算し２
５６階調画像データＤ１ｐ〜Ｄ４ｐ（セグメントｐに対
応），Ｄ１ｑ〜Ｄ４ｑ（セグメントｑに対応），Ｄ１ｒ
〜Ｄ４ｒ（セグメントｒに対応）を順に出力する加算器
２３と、前記２５６階調画像データＤ１ｐ〜Ｄ４ｐ，Ｄ
１ｑ〜Ｄ４ｑ，Ｄ１ｒ〜Ｄ４ｒに基づいて２５６階調画
像を表示する２５６階調３セグメントモノクロ液晶表示
パネル２４とを具備して構成されている。なお、各画像
データに対応する画像は、いずれもモノクロ画像とす
る。

【００２４】図６に示すように、前記２５６階調３セグ
メントモノクロ液晶表示パネル２４の表示面の座標ごと
の画素Ｇは、階調レベルを２５６階調の範囲で独立に変
え得る３つのセグメントｐ，ｑ，ｒから構成されてい
る。なお、このような表示面は、例えば、カラー液晶表
示パネルの画素ごとに配設される３色（赤，緑，青）の
カラーフィルタを取り外したものを、モノクロ液晶表示
パネルとして流用する場合に形成される。

【００２５】図７は、前記調整用４階調レベル候補格納
部２２の内容例を示す図表である。下位２ビットＹ
_{（１０２１＿ｄ２）}のエントリ（左列）には、“００”
“０１”“１０”“１１”が順に格納されている。調整
用４階調レベルの候補のエントリ（右１２列）には、４
フレームでフレーム間誤差拡散を行うときの各画素のセ
グメント数の合計すなわち１２セグメントに対して
“１”が格納されているセグメントの割合が前記下位２
ビットＹ_（１０ _{２１＿ｄ２）}／４と等しくなるように且
つフレーム間の階調レベルの差がなるべく小さくなるよ
うに配分されたビット値が格納されている。例えば、下
位２ビットＹ_{（１０２１＿ｄ２）}＝“１０”（１０進で
２）に対しては、“１”が格納されているセグメントの
割合が２／４となるように、セグメント（ｐ，ｑ，ｒ）
＝（１，０，１）（０，１，０）（１，１，０）（０，
０，１）の４パターンが格納されている。前記調整用４
階調レベルは、前記乱数発生回路３から送られる乱数Ｎ
によりフレーム間隔ごとに選択出力される。

【００２６】図８は、前記加算器２３から１フレーム分
ずつ出力されるセグメントｐ，ｑ，ｒごとの２５６階調
画像データＤ１ｐ〜Ｄ４ｐ，Ｄ１ｑ〜Ｄ４ｑ，Ｄ１ｒ〜
Ｄ４ｒの内容例を示す図表である。前記１０２１階調画
像データＹ_{（１０２１）}＝“０１００００００００”
（１０進で２５６）のとき、上位８ビットＹ
_{（１０２１＿ｕ８）}＝“０１００００００”（１０進で
６４）であり、下位２ビットＹ_{（１０２１＿ｄ２）}＝
“００”である。この場合、図７の調整用４階調レベル
候補格納部２２から出力される調整用４階調レベルのセ
グメント（ｐ，ｑ，ｒ）＝（０，０，０）であり、２５
６階調画像データＤ１ｐ〜Ｄ４ｐ＝６４，Ｄ１ｑ〜Ｄ４
ｑ＝６４，Ｄ１ｒ〜Ｄ４ｒ＝６４となる。したがって、
擬似的に１０２１階調中の階調レベル２５６（＝６４×
４＋０）が表現される。前記１０２１階調画像データＹ
_{（１０２１）}＝“０１０００００００１”（１０進で２
５７）のとき、上位８ビットＹ_{（１０２１＿ｕ８）}＝
“０１００００００”（１０進で６４）であり、下位２
ビットＹ_{（１０２１＿ｄ２）}＝“０１”である。この場
合、調整用４階調レベル候補格納部２２から選択出力さ
れる調整用４階調レベルは、乱数Ｎによって異なるが、
平均的に見ると、１２セグメント（各画素のセグメント
数の合計）で“１”が３回だけ出現する。したがって、
擬似的に１０２１階調中の階調レベル２５７（＝６４×
４＋１）が表現される。前記１０２１階調画像データＹ
_{（１０２１）}＝“０１００００００１０”（１０進で２
５８）のとき、上位８ビットＹ_{（１０２１＿ｕ８）}＝
“０１００００００”（１０進で６４）であり、下位２
ビットＹ_{（１０２１＿ｄ２）}＝“１０”である。この場
合、調整用４階調レベル候補格納部２２から選択出力さ
れる調整用４階調レベルは、乱数Ｎによって異なるが、
平均的に見ると、１２セグメントで“１”が６回だけ出
現する。したがって、擬似的に１０２１階調中の階調レ
ベル２５８（＝６４×４＋２）が表現される。前記１０
２１階調画像データＹ_{（１０２１）}＝“０１０００００
０１１”（１０進で２５９）のとき、上位８ビットＹ
_{（１０２１＿ｕ８）}＝“０１００００００”（１０進で
６４）であり、下位２ビットＹ_{（１０２１＿ｄ２）}＝
“１１”である。この場合、調整用４階調レベル候補格
納部２２から選択出力される調整用４階調レベルは、乱
数Ｎによって異なるが、平均的に見ると、１２セグメン
トで“１”が９回だけ出現する。したがって、擬似的に
１０２１階調中の階調レベル２５９（＝６４×４＋３）
が表現される。

【００２７】以上の液晶表示装置２００によれば、連続
する複数のフレーム間での階調レベルの時間的変調（フ
レーム間誤差拡散）に加えて、画素ごとの３セグメント
の階調レベルを個別に変える空間的変調を行うので、各
画素の階調レベルのフレーム間格差を低減して、画面の
“ちらつき”や筋状ノイズの発生をいっそう抑制するこ
とが出来る。また、調整用４階調レベル候補格納部２２
の記憶容量は４８ビット（＝３×４×４ビット）で済
み、２５６階調画像データ候補格納部２（図１参照）に
要する記憶容量（１０２１×８×４ビット）よりも格段
に少ないから、いっそう低コスト化できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の階調減数方法によれば、階調数
を減らす変換処理を簡単な演算で実現できるので、階調
変換テーブルが不要となり、低コスト化できる。また、
本発明の画像表示方法および画像表示装置によれば、表
示パネルの階調数よりも多い階調数を有する画像を擬似
的に見やすく表現できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置
を示す構成図である。

【図２】１０２４階調画像データ_{（１０２４）}Ａと１０
２１階調画像データ_{（１０２１} _）Ｙとの関係を示す図表
である。

【図３】１０２４階調画像データ_{（１０２４）}Ａと１０
２１階調画像データ_{（１０２１} _）Ｙとの関係を示すグラ
フである。

【図４】２５６階調画像データ候補格納部の内容例を示
す図表である。

【図５】本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置
を示す構成図である。

【図６】１画素が３セグメントからなる表示面の説明図
である。

【図７】調整用４階調レベル候補格納部の内容例を示す
図表である。

【図８】図５の液晶表示装置におけるセグメントごとの
２５６階調画像データの内容例を示す図表である。

【図９】従来の液晶表示装置の一例を示す構成図であ
る。

【図１０】図９の液晶表示装置における１０２４→１０
２１階調変換テーブルの内容例を示す図表である。

【図１１】フレーム間誤差拡散の原理を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１００，２００液晶表示装置１１０２４→１０２１階調変換演算部２２５６階調画像データ候補格納部３乱数発生回路４２５６階調モノクロ液晶表示パネル２２調整用４階調レベル候補格納部２３加算器２４２５６階調３セグメントモノクロ液晶
表示パネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力値Ａ＝ａ_α−１×２^α−１＋ａ
_α−２×２^α−２＋ａ_α _−３×２^α−３＋…＋ａ_０×２
^０〔α≧２〕で表される２^α階調ビット値（ａ_α _−１，
ａ_α−２，ａ_α−３，…，ａ_０）を、出力値Ｙ＝ａ_α−１×２^α−１＋ａ_α−２×２^α−２＋
ａ_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×２^０−（ａ_α−１×２
^{α−β−１}＋ａ_α−２×２^{α−β−２}＋…＋ａ _β×
２^０）〔α＞β≧１〕で表される（２^α−２^α−β＋
１）階調ビット値に変換することを特徴とする階調減数
方法。
【請求項２】請求項１に記載の階調減数方法により画
像データを２^α階調ビット値から（２^α−２^α−β＋
１）階調ビット値に変換し、変換されたビット値に対応
する階調レベルを有する画像をフレーム間誤差拡散によ
り擬似的に表現することを特徴とする画像表示方法。
【請求項３】１画素がｍ〔ｍ≧２〕セグメントからな
り且つ該セグメントごとに階調レベルを変える機能を有
する表示パネルの階調数よりも多い階調数を有する画像
を複数のフレームにより擬似的に表現すべく各セグメン
トの階調レベルをフレームごとに制御することを特徴と
する画像表示方法。
【請求項４】画像データ値Ａ＝ａ_α−１×２^α−１＋
ａ_α−２×２^α−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×
２^０〔α≧２〕で表される２^α階調ビット値
（ａ_α−１，ａ_α−２，ａ_α−３，…，ａ_０）を新たな
画像データ値Ｙ＝ａ_α− _１×２^α−１＋ａ_α−２×２
^α−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×２^０−（ａ
_α−１×２^{α−β−１}＋ａ_α−２×２^{α−β−２}＋…＋
ａ_β×２^０）〔α＞β≧１〕で表される（２^α−２
^α−β＋１）階調ビット値に変換する階調減数手段と、１フレームを構成する画像の画素ごとに表現し得る階調
数が２^αよりも少ない表示パネルと、前記変換されたビット値に対応する階調レベルを有する
画像をフレーム間誤差拡散により擬似的に表現し得る画
像を前記表示パネル上に順に表示する画像表示制御手段
とを具備したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】１画素がｍ〔ｍ≧２〕セグメントからな
り且つ該セグメントごとに階調レベルを変える機能を有
する表示パネルと、１フレームの画像内で前記セグメン
トごとに表現し得る階調数よりも多い階調数を有する画
像を擬似的に表現すべく各セグメントの階調レベルをフ
レームごとに制御する画像表示制御手段とを具備したこ
とを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】画像データ値Ａ＝ａ_α−１×２^α−１＋
ａ_α−２×２^α−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×
２^０〔α≧２〕で表される２^α階調ビット値
（ａ_α−１，ａ_α−２，ａ_α−３，…，ａ_０）を新たな
画像データ値Ｙ＝ａ_α− _１×２^α−１＋ａ_α−２×２
^α−２＋ａ_α−３×２^α−３＋…＋ａ_０×２^０−（ａ
_α−１×２^{α−β−１}＋ａ_α−２×２^{α−β−２}＋…＋
ａ_β×２^０）〔α＞β≧１〕で表される（２^α−２
^α−β＋１）階調ビット値に変換する階調減数手段と、１画素がｍ〔ｍ≧２〕セグメントからなり且つ該セグメ
ントごとに２^β階調の階調レベルを表現する機能を有す
る表示パネルと、前記セグメントごとに前記変換後のビット値の上位βビ
ットと，下位（α−β）ビットに対応して各セグメント
に予め配分された調整用階調レベルとを加算してフレー
ム間誤差拡散を行う複数のフレームごとの各セグメント
の階調レベルを算出する階調レベル算出手段と、前記表示パネルの各セグメントの階調レベルをフレーム
ごとに制御する画像表示制御手段とを具備したことを特
徴とする画像表示装置。
【請求項７】請求項６に記載の画像表示装置におい
て、前記階調レベル算出手段により算出される２^α−β枚の
誤差拡散用フレームの各画素の平均階調レベルが、前記上位βビットの値＋｛下位（α−β）ビットの値／
２^α−β｝となるように各セグメントに予め配分された前記調整用
階調レベルの候補を複数格納する調整用階調レベル候補
格納手段と、フレームごとに前記調整用階調レベルの候補のうちから
いずれかを乱数的に選択出力する乱数的選択出力手段と
を具備したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】請求項４から請求項７のいずれかに記載
の画像表示装置において、前記表示パネルは、モノクロ
の液晶表示パネルであることを特徴とする画像表示装
置。