JP2005165312A - プラズマディスプレイパネルの駆動装置，プラズマディスプレイパネルの画像処理方法，及びプラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】 疑似輪郭を低減させるプラズマディスプレイパネルの駆動装置，プラズマディスプレイパネルの画像処理方法，及びプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】 まず，入力された映像信号について，コーディング誤差及び平均階調差を計算して疑似輪郭レベルを決定する。次に，入力された映像信号が決定された疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを決定して，適用可能な階調でない場合はディーザリングを適用し，入力された映像信号の階調を疑似輪郭が低減する階調に変換する。このように疑似輪郭が発生したか否かを段階別に決定し，各段階に適用可能な階調値を設定する。これによって，動映像信号で発生する疑似輪郭を精密に低減させることができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は，プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の駆動装置，プラズマディスプレイパネルの画像処理方法，及びプラズマディスプレイパネルに関する。

最近，液晶表示装置（ＬＣＤ），電界放出表示装置（ＦＥＤ），プラズマディスプレイパネルなどの平面表示装置が活発に開発されている。これら平面表示装置の中でプラズマディスプレイパネルは，他の平面表示装置に比べて輝度及び発光効率が高く，視野角が広いという長所を備えている。したがって，プラズマディスプレイパネルは，４０インチ以上の大型表示装置において従来の陰極線管（ＣＲＴ）を代替する表示装置として脚光を浴びている。

プラズマディスプレイパネルは，気体放電によって生成されたプラズマを利用して文字または映像を表示する平面表示装置であって，その大きさによって数十から数百万個以上の画素がマトリックス形態に配列されている。このようなプラズマディスプレイパネルは，印加される駆動電圧波形の形態と放電セルの構造によって直流型と交流型に区分される。

直流型プラズマディスプレイパネルでは，電極が放電空間において絶縁されずに露出しているため，電圧が印加されている間は直流電流が放電空間にそのまま流れるようになる。したがって，電流制限のための抵抗を形成しなければならない短所がある。一方，交流型プラズマディスプレイパネルでは，電極を誘電体層が覆っているため，自然な直列キャパシタンス成分の形成によって放電時間が短縮されるとともに，平均電流が制限され，放電時にイオンの衝撃から電極が保護される。したがって，交流型は，直流型に比べて寿命が長いという長所がある。

図１は，交流型プラズマディスプレイパネルの一部斜視図である。

図１に示したように，この交流型プラズマディスプレイパネルにおいては，ガラス基板１上（図面では「下」）に，誘電体層２と保護膜３に覆われた走査電極４と維持電極５が対をなして平行に形成される。ガラス基板６上には，絶縁体層７に覆われた複数のアドレス電極８が形成される。アドレス電極８の間にある絶縁体層７上には，アドレス電極８と平行に隔壁９が形成されており，絶縁体層７の表面及び隔壁９の両側面に蛍光体１０が形成されている。ガラス基板１，６は，走査電極４とアドレス電極８，及び維持電極５とアドレス電極８が直交するように，放電空間１１を隔てて対向して配置されている。走査電極４および維持電極５からなる電極対とアドレス電極８との交差部にある放電空間が放電セル１２を構成する。

図２は，プラズマディスプレイパネルの電極配列図を示す。

図２に示すように，プラズマディスプレイパネルの電極配置はｍ×ｎのマトリックス形態である。具体的には，列方向に長いｍ本のアドレス電極Ａ１〜Ａｍが，また，行方向に長いｎ対の走査電極Ｙ１〜Ｙｎ及び維持電極Ｘ１〜Ｘｎが配列されている。図２の放電セル１２は，図１の放電セル１２に対応する。

一般に，このような交流型プラズマディスプレイパネルの駆動方法は，時間的な動作変化で表現すれば，リセット期間，アドレシング期間，及びサステイン（維持）期間からなる。

リセット期間は，セルのアドレシング動作を円滑に行うために各セルの状態を初期化する期間であり，アドレシング期間は，パネルを構成する全セルを，点灯するセルと点灯しないセルに選別するために，点灯するセル（アドレシングされたセル）にアドレス電圧を印加して壁電荷を蓄積する動作を行う期間である。サステイン期間は，サステインパルスを印加して，アドレシングされたセルをパルスの数だけ放電させ，実際に画像を表示するための発光を行う期間である。

図３に示すように，プラズマディスプレイパネルでは，一つのフレーム（１ＴＶフィールド）の表示時間を瞬間的に発光する複数のサブフィールドに分け，これを時分割制御して階調を実現する。各サブフィールドは，前述したリセット期間，アドレシング期間，及びサステイン期間からなる。図３には，２５６階調を実現するために，一つのフレームを８個のサブフィールドに分けた場合を示した。各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８は，リセット期間（図示せず），アドレス期間Ａ１〜Ａ８，及びサステイン期間Ｓ１〜Ｓ８からなり，各サステイン期間Ｓ１〜Ｓ８は，各々の発光時間合計１Ｔ，２Ｔ，４Ｔ，…，１２８Ｔの比が１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８となるように，サステインパルスの個数を調整している。

このとき，例えば“３”という階調を実現するためには，発光期間１Ｔを有するサブフィールドＳＦ１と発光期間２Ｔを有するサブフィールドＳＦ２で放電セルを放電させて，放電される期間の合計が３Ｔになるようにする。このような方法で互いに異なる発光期間を有するサブフィールドを組み合わせて２５６階調の映像を表示する。

しかしながら，上記のようなサブフィールド方法によって動映像を表示すると，人間の視覚特性により疑似輪郭（輪郭ノイズ）が発生する。図４は，具体的に疑似輪郭が発生する一例を示す図である。階調“１２７”と階調“１２８”が並べてある映像が右側に速度“１”で動く場合，図３のようなサブフィールド配列により図４のように示すことができる。人間の視覚は映像の動きに沿って認識する特性を有しているため，図４に示したような矢印方向に階調を認識する。したがって，階調１２７と階調１２８との間に階調“２５５”の疑似輪郭が発生する。

本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，疑似輪郭を低減させる，新規かつ改良されたプラズマディスプレイパネルの駆動装置，プラズマディスプレイパネルの画像処理方法，及びプラズマディスプレイパネルを提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，プラズマディスプレイパネルの駆動装置が提供される。そして，この駆動装置は，現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号を利用してコーディング誤差計算及び平均階調差計算を行うことにより，現在入力されたフレームの映像信号の各ブロック別に疑似輪郭レベルを決定する疑似輪郭評価部と；現在入力されたフレームの映像信号が疑似輪郭評価部で決定された疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判別し，当該判別結果に応じてディーザリング（ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ）を利用して疑似輪郭を低減させる階調値に現在入力されたフレームの映像信号の階調を変換する階調値変換部と；階調値変換部によって変換された階調値に対応するサブフィールドデータを発生させるサブフィールド変換部と；を含むことを特徴としている。

上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，入力映像信号に対応してプラズマディスプレイパネルに表示される各フィールドの画像を複数個のサブフィールドに分け，このサブフィールド等の組み合わせに応じて階調を表示することによって入力映像信号に対応する映像を表示するプラズマディスプレイパネルの画像処理方法が提供される。そして，この方法は，（ａ）現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号を利用して，コーディング誤差計算及び平均階調差計算を行って疑似輪郭レベルを決定するステップと；（ｂ）現在入力された映像信号がステップ（ａ）で決定された疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判断して，ディーザリングを適用するか否かを決定するステップと；（ｃ）ステップ（ｂ）でディーザリングを適用すると決定された場合，ディーザリングを利用して疑似輪郭を低減させる階調値に現在入力された映像信号の階調値を変換するステップを含むことを特徴としている。

上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，プラズマディスプレイパネルが提供される。そして，このプラズマディスプレイパネルは，第１基板上に各々並べて形成される第１電極及び第２電極と，第１電極及び第２電極に交差して第２基板上に形成される第３電極とを含むプラズマパネルと；第１電極及び第２電極の駆動に必要なサステインパルスを印加する駆動部と；一つのフレームを複数のサブフィールドに分け，一つのフレームを形成するサブフィールドの数と各サブフィールドに割り当てられるサステインパルスの数を制御する制御信号を駆動部に印加する制御部と；を含むことを特徴としている。さらに，このプラズマディスプレイパネルは，制御部が，現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号を利用してコーディング誤差計算と平均階調差計算を行うことにより，現在入力されたフレームの映像信号の各ブロック別に疑似輪郭レベルを決定する疑似輪郭評価部と；現在入力されたフレームの映像信号が，疑似輪郭評価部で決定された疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判別し，当該判別結果に応じてディーザリングを利用して疑似輪郭を低減させる階調値に前記現在入力されたフレームの映像信号の階調を変換する階調値変換部と；階調値変換部によって変換された階調値に対応するサブフィールドデータを発生させるサブフィールド変換部と；を含むことを特徴としている。

上記課題を解決するために，本発明の第４の観点によれば，入力映像信号に対応してプラズマディスプレイパネルに表示される各フィールドの画像を複数個のサブフィールドに分け，このサブフィールド等の組み合わせに応じて階調を表示することによって入力映像信号に対応する映像を表示するプラズマディスプレイパネルの画像処理方法が提供される。そして，この方法は，（ａ）現在入力されたフレームの第１映像信号と以前に入力されたフレームの第２映像信号を利用して疑似輪郭レベルを決定するステップと；（ｂ）第１映像信号がステップ（ａ）で決定された疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判断するステップと；（ｃ）ステップ（ｂ）において，第１映像信号が疑似輪郭レベルに適用可能な階調でないものと判断された場合，第１映像信号に対応する疑似輪郭レベルに適用可能な階調のうち，出力候補として第１階調と第２階調を選択するステップと；（ｄ）ステップ（ｃ）で選択された第１階調と第２階調を利用してディーザリングを適用することによって第１映像信号を映像化するステップと；を含むことを特徴としている。

本発明によれば，疑似輪郭が発生するか否かを段階別に決定し，各段階に適用可能な階調値を設定することにより，入力映像信号の階調値を，ディーザリングを利用して疑似輪郭を低減させる階調値（つまり，各段階に適用可能な階調値）に変換する。これによって，動映像信号で発生する疑似輪郭を精密に低減させることができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また，図面においては，本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略した。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けた。

本発明の実施の形態を説明する前に，まず，ディーザリングについて説明する。このディーザリング技法は，広い分野で用いられている。音楽におけるビブラートなどもディーザリングの一種である。本発明が関係する画像伝送の技術分野においては，例えば，実質的に反復伝送されるデジタル数値群があり，特定空間座標のデータとして，奇数番目の伝送タイミングではＡ１というデータが伝送され，偶数番目の伝送タイミングではＡ２というデータ（（Ａ１＋１）または（Ａ１−１）とする）が伝送されたとすると，送信者はＡ１とＡ２の中間の値，つまり，（Ａ１＋０．５）または（Ａ１−０．５）を送信したいのだと解釈して処理する技法がこのディーザリングである。例えば，輝度信号を８ビットデータとして伝送する場合，中間階調を表現するために第９のビットが必要であっても，伝送システムに余裕が無い場合には，ディーザリング技法と肉眼の錯覚（残像効果）を利用して中間階調を得るようにする。

次に，本発明の実施の形態について，添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図５は，本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイパネルの概略的な平面図である。

図５に示したように，本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイパネルは，プラズマパネル１００，アドレス駆動部２００，走査・維持駆動部３００，及び制御部４００を含む。

プラズマパネル１００は，列方向に配列されている複数のアドレス電極Ａ１〜Ａｍ，行方向に配列されている複数の走査電極Ｙ１〜Ｙｎ，及び維持電極Ｘ１〜Ｘｎを含む。アドレス駆動部２００は，制御部４００からアドレス駆動制御信号を受信して，表示しようとする放電セルを選択するための表示データ信号を各アドレス電極Ａ１〜Ａｍに印加する。走査・維持駆動部３００は，制御部４００から制御信号を受信して，走査電極Ｙ１〜Ｙｎと維持電極Ｘ１〜Ｘｎにサステイン電圧を交互に入力することにより，選択された放電セルに対する維持放電を行う。図５では，走査・維持駆動部３００がプラズマパネル１００の一側（図中，左側）にあって，走査電極Ｙ１〜Ｙｎと維持電極Ｘ１〜Ｘｎを駆動しているが，走査駆動部と維持駆動部をプラズマパネルの両側（左右）に分離して配置するようにしてもよい。この場合には，走査電極Ｙ１〜Ｙｎと維持電極Ｘ１〜Ｘｎがそれぞれ左と右に片寄って配置される。つまり，走査電極Ｙ１〜Ｙｎと維持電極Ｘ１〜Ｘｎの端部がジグザグ配置となる。

制御部４００は，外部からＲ，Ｇ，Ｂ映像信号と同期信号を受信して，一つのフレームをいくつかのサブフィールドに分け，各サブフィールドをリセット期間，アドレス期間，及び維持放電期間に分けてプラズマディスプレイパネルを駆動する。このとき，制御部４００は，一つのフレームに入るサブフィールドの各サステイン期間に入るサステインパルスの個数を調節して，必要な制御信号をアドレス駆動部２００及び走査維持駆動部３００に供給する。

以下，図６〜図１５を参照しながら，本発明の実施の形態にかかる制御部４００について詳細に説明する。

図６は，本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイパネルの制御部４００の概略的なブロック図である。なお，図６に示した制御部４００においては，本発明と直接関連のない部分は省略した。

図６に示すように，本発明の実施例によるプラズマディスプレイパネルの制御部４００は，疑似輪郭評価部４１０，フレームメモリ部４２０，階調値変換部４３０，及びサブフィールド変換部４４０を含む。

疑似輪郭評価部４１０は，現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されてフレームメモリ部４２０に保存された直前フレームの映像信号とを利用して，現在入力されたフレームの映像信号に対してコーディング誤差及び平均階調差を計算し，入力映像信号の疑似輪郭のレベルを決定する。このとき，疑似輪郭評価部４１０は，フレーム全体の画質改善のために，全ての計算及び評価を一定の大きさのブロック別に分けて行う。以下では，疑似輪郭評価部４１０が具体的に疑似輪郭を評価する方法について説明する。

図７は，本発明の実施の形態にかかる疑似輪郭評価部４１０において，疑似輪郭を評価する細部の流れを示すフローチャートである。図７には現在フレームと直前フレームを示したが，これは，疑似輪郭評価のためには現在フレームと直前フレームのデータが必要だからである。

図７に示したように，疑似輪郭評価部４１０は，まず，計算過程でコーディング誤差を計算する。疑似輪郭は，連続した二つのフレームの階調値が似ているのに，サブフィールドの発光パターン，つまりコーディング分布形態が異なる場合に発生する可能性が高い。また，互いに発光の有無の異なったサブフィールドの加重値が大きいほど，動映像の疑似輪郭の発生可能性がさらに高まる。

図８は，動映像疑似輪郭が発生する可能があるパターンの一例を示した図であって，図８の（ａ）は，加重値“６４”の発光パターンが異なる場合の疑似輪郭量を示し，（ｂ）は加重値“１２８”の発光パターンが異なる場合の疑似輪郭量を示す。つまり，図８の（ａ）は，直前フレームの階調が“６３”であり，現在フレームの階調が“６４”である場合に発生する疑似輪郭の量を示し，図８の（ｂ）は，直前フレームの階調が“１２７”であり，現在フレーム階調が“１２８”である場合に発生する疑似輪郭の量を示す。図８の（ａ）と図８の（ｂ）においてグラフのピークの量は疑似輪郭の量を示したものであって，図８の（ｂ）のように，加重値“１２８”の発光パターンが異なる場合には一層大きい疑似輪郭が発生する。

このような原理に基づいて，疑似輪郭評価部４１０は動映像の疑似輪郭の発生程度を評価する。つまり，疑似輪郭評価部４１０は，直前フレームのある画素と，これと同じ位置の現在フレームの画素について，それぞれの階調に対する発光パターンを比較して，より大きい加重値の発光パターンが異なる場合には疑似輪郭が多く発生するであろうと，と評価（推定）する。

具体的には，疑似輪郭評価部４１０は，次のようにして疑似輪郭を評価する。任意の画素における疑似輪郭の程度は，下記の数式１で求められる。

数式１において，ｉ_ｎ（ｘ，ｙ）は，現在フレームの映像データの（ｘ，ｙ）位置での階調値であり，ｉ_ｎ−１（ｘ，ｙ）は，直前フレーム（ｘ，ｙ）位置での階調値を示す。Ｂ_ｉｎ（ｐ）とＢ_ｉｎ−１（ｐ）は，各々ｉ_ｎ（ｘ，ｙ）とｉ_ｎ−１（ｘ，ｙ）に対するｐ番目サブフィールドの発光パターン情報を“０”と“１”で示したものである。そして，ＳＰ（ｐ）は，ｐ番目サブフィールドの加重値を示し，ｍは累計すべきサブフィールドの個数を示す。数式１では，直前フレームの階調と現在フレームの階調との差（ｉ_ｎ（ｘ，ｙ）とｉ_ｎ−１（ｘ，ｙ）の差の絶対値）が算出されているが，これは，疑似輪郭が発生する量が直前フレームの階調と現在フレームの階調との差が少ないほど増加するためである。

また，数式１におけるｗｅｉｇｈｔ［ｉ_ｎ（ｘ，ｙ）］は，現在の階調値によって決定される階調別加重値を示したものである。一般的に，人間の視覚は，暗い領域での輝度差にさらに敏感である。つまり，疑似輪郭発生量が同じでも，暗い領域での疑似輪郭が明るい領域での疑似輪郭に比べてさらに目障りとなる。したがって，これを考慮するために，予め決定された階調別加重値ｗｅｉｇｈｔ［ｉ_ｎ（ｘ，ｙ）］を数式１のように乗算する。このとき，階調別加重値は，暗い階調であるほど大きくなるように値を予め設定しておく。

数式１は，各画素別に対する疑似輪郭の程度を示したものであり，ブロック別最終疑似輪郭の程度は下記の数式２のようになる。

数式２において，ｎはブロックの大きさを示す（注：数式１，２では，ｎの意味が異なる）。数式２に即してプラズマディスプレイパネルのブロック別にコーディング誤差を計算することにより，疑似輪郭の程度を計算することができる。

疑似輪郭評価のための二番目の過程は，図７に示したように，平均階調差の計算である。一般的に，動きの大きな映像であるほど疑似輪郭の発生可能性が高くなる。したがって，動きの大きさ情報を利用するためにブロック別平均階調差を計算する。ブロック別平均階調差に応じて動きの段階を計算し，疑似輪郭評価部４１０が疑似輪郭を評価する際に利用する。平均階調差の計算は下記の数式３に基づいて行われる。

数式３において，ｉ_ｎ（ｘ，ｙ）は，現在フレームの映像データの（ｘ，ｙ）位置での階調値を示し，ｉ_ｎ−１（ｘ，ｙ）は，直前フレームの映像データの（ｘ，ｙ）位置での階調値を示す。

数式３は画素別計算であるため，数式２のようにブロック別に平均階調差の計算を行う。

次に，疑似輪郭評価部４１０は，コーディング誤差と平均階調差が計算された後には疑似輪郭レベルを決定する。疑似輪郭レベルは，コーディング誤差計算値に応じて決定されたコーディング誤差段階と平均階調差の計算で決定された階調差段階とを利用して各々決定される。つまり，各々のコーディング誤差段階値と階調差段階値によって最終的な疑似輪郭レベルが決定される。

ここで，コーディング誤差段階は，上記の数式２によって計算されたコーディング誤差の大きさに応じていくつかの段階に分類されて予め決定される。図９は，コーディング誤差段階をコーディング誤差の大きさによって分類した図である。ここで，図９に示したように，コーディング誤差が小さい場合には細密に分けることが好ましい。これは，実際のプラズマディスプレイパネルにおいてコーディング誤差が小さい場合には，視覚的に認識される疑似輪郭がさらに敏感であり，ある程度大きな値以上ではほとんど区別できないからである。なお，図９に示したコーディング誤差段階は一例であって，コーディング誤差の段階及び範囲は，適宜変更可能である。

階調差段階は，数式３により計算された階調差に応じていくつかの段階に分類されて予め決定されている。図１０は，階調差段階を階調差の範囲に応じて分類した図である。階調差値が“１”より小さい場合には，フレーム間でほとんど変化がない映像であって疑似輪郭が発生する可能性がないため，階調差段階を“０”とする。そして，階調差が非常に大きい場合は，互いに無関係の映像，つまり連続した映像でない場面が変わる映像である可能性が高いため，この場合も疑似輪郭が発生する可能が少なく，階調差段階を“０”とする。なお，図１０に示した階調差段階は一例であって，階調差の範囲と階調差段階は，適宜変更可能である。

このようにしてコーディング誤差段階と階調差段階が決定されると，疑似輪郭評価部４１０は，疑似輪郭レベルを決定する。疑似輪郭レベルは，予め図９及び図１０で求めたコーディング誤差段階と階調差段階を利用して決定されている。図１１は，決定されている疑似輪郭レベルを示す図である。

このような予め決定されている疑似輪郭レベルについて見れば，図１１に示したように，０段階から１０段階までの１１段階に分類される。この場合，疑似輪郭レベル“０”とは，疑似輪郭が発生する確率が最も少ない状態を意味し，疑似輪郭レベル“１０”は最も高い状態を意味する。コーディング誤差段階と階調差段階が共に大きいほど疑似輪郭発生可能性が高くなるため，コーディング誤差段階及び階調差段階が共に大きい場合には疑似輪郭レベルを高い値に決定し，反対に，共に小さい場合には低い段階値に決定する。また，２種類の段階値のうち一つでも“０”の値を有する場合には，疑似輪郭レベルを“０”に決定する。

また，図１１に示したように，疑似輪郭レベルの決定結果を見ると，コーディング誤差段階によって決定可能な段階の範囲が制限されることがわかる。そして，同一のコーディング誤差段階において，階調差段階の範囲に応じて疑似輪郭レベルを決定する。例えば，コーディング誤差段階が“１”である場合に決定されることができる疑似輪郭レベルは“０”と“１”であり，階調差段階が“０”〜“５”である場合は最終疑似輪郭レベルを“０”に決定し，階調差段階が“６”〜“１０”である場合は最終疑似輪郭レベルを“１”に決定する。

決定できる疑似輪郭レベルを各コーディング誤差段階で３段階にする場合には，階調差段階を３個の範囲に分けて最終疑似輪郭レベルを決定する。具体的には，コーディング誤差段階が“２”である場合，階調差段階が“１”〜“３”である場合には疑似輪郭レベルを“１”に決定し，階調差段階が“４”〜“６”である場合には疑似輪郭レベルを“２”に決定し，階調差段階が“７”〜“１０”である場合には階調差段階を“３”に決定する。コーディング誤差段階が“４”〜“９”である場合にも，上記のような方法で階調差段階を分けて最終的に疑似輪郭レベルを決定することができる。

図１１のように，コーディング誤差段階を基準にして最終疑似輪郭レベルを決定したのは，疑似輪郭の程度を直接的に反映するのはコーディング誤差であるからである。なお，図１１のような疑似輪郭レベルは一例であって，コーディング誤差段階と階調差段階に基づいて，図１１とは異なるパターンで疑似輪郭レベルを決定するようにしてもよい。

以上のようにして，疑似輪郭評価部４１０は，現在入力されたフレームの映像信号と直前に入力されたフレームの映像信号を利用して，コーディング誤差計算（数式２参照）によって決定されたコーディング誤差段階と，平均階調差計算（数式３参照）によって決定された階調差段階とで疑似輪郭レベルを決定する。コーディング誤差段階（図９）と階調差段階（図１０）及び疑似輪郭レベル（図１１）は，予めテーブルのような形態で疑似輪郭評価部４１０に保存され，疑似輪郭評価部４１０は，このようなテーブルを利用して，入力映像信号を上記のようなコーディング誤差計算及び平均階調差計算によって各段階を決定し，最終的に疑似輪郭レベルを決定する。

再び図６を参照する。階調値変換部４３０は，現在入力階調値と疑似輪郭評価部４１０によって評価された疑似輪郭レベルを利用して，ディーザリングを適用するか否かを決定して，ディーザリングを適用する場合には，ディーザリングを利用して疑似輪郭を低減させる階調値に入力階調を変換する。以下では，階調値変換部４３０によって行われるディーザリングを適用するか否かの判断，及びディーザリングを利用して階調値を変換させる方法について具体的に説明する。疑似輪郭評価部４３０による疑似輪郭レベルの決定は，画素単位ではなくブロック単位に決定されたが，以下で説明する階調値変換部４３０によって行われる，ディーザリングを適用するか否かの決定及びディーザリング適用過程は，該当ブロックを構成する各画素別に行われる演算過程である。

図１２は，階調値変換部４３０が実行する処理の詳細な過程を示すフローチャートである。

まず，階調値変換部４３０は，疑似輪郭評価部４１０で評価された疑似輪郭レベル（Ｓ１００）と現在入力されている階調値に基づいて，ディーザリングを利用して入力階調値を変換するか否か，つまり，ディーザリングを適用するか否かを判断する（Ｓ２００，Ｓ２１０）。ディーザリングを適用するか否かの決定は，疑似輪郭レベル別に決められた使用階調に応じて行われる。階調別に許容される疑似輪郭レベルを予め決定して，現在階調値と疑似輪郭評価部４１０によって計算された疑似輪郭レベルを利用してディーザリングを適用するか否かを決定する。仮に，ディーザリングを適用しない場合には，階調値変換部４３０は現在階調値を出力する（Ｓ２１０，Ｓ２６０）。

疑似輪郭レベル別に使用可能な階調値は，大韓民国公開特許第１９９９−０１４１７２号に記載のように，階調別サブフィールドが発光するか否かを示すコーディングに応じて決定される。各階調別にコーディングした場合，時間領域での均一性に応じて各階調別に許容可能な疑似輪郭レベルが決定される。

図１３は，サブフィールドの配列が｛１，２，４，８，１６，３２，４２，４４，５２，５４｝である場合の一部階調に対するコーディングを示す図である。図１３のようなサブフィールド配列によるコーディングの場合において，疑似輪郭評価部４１０によって，該当ブロックが最も大きい疑似輪郭レベルである段階“１０”に決定されれば，コーディングが時間的に完全に均一な階調である“０”，“１”，“３”，“７”，“１５”，“３１”，“６３”，“１０５”，“１４９”，“２０１”，“２５５”の１１個の階調のみが許容される。そして，疑似輪郭レベルが低くなるほど，コーディングの時間的均一性をある程度減少させる階調が許容される。そして，これに伴って許容可能な使用階調数が増加して，疑似輪郭レベルが最も低い場合には２５６階調の全てが使用可能となる。

例えば，疑似輪郭レベルが最大より一段階低い段階“９”である場合は，上に列挙した１０段階で用いられる１１個の階調に，追加的に最も小さなサブフィールド加重値“１”のコーディングが均一でない階調まで使用することができる。具体的には，疑似段階１０段階で許容される上記の１１個の階調“０”，“１”，“３”，“７”，…，“２５５”に階調“２”，“６”などが使用階調として追加される。

また，疑似輪郭レベルが段階“８”である場合は，その次の加重値である“２”のコーディングが均一でない階調を追加する。図１３を参照すれば，階調“４”，“５”などが追加できる。

以上のようにして，疑似輪郭レベル別に使用可能な階調値が予め決定される。なお，サブフィールドの配列が図１３に示した配列でなく，コーディング配列が異なる場合においても，上で説明したように，疑似輪郭レベル別に使用可能な階調値が変更され得る。

階調値変換部４３０は，上記のようにして予め決定された疑似輪郭レベル別に使用可能な階調値を利用して，現在画素が属しているブロックの計算された疑似輪郭レベルによる使用可能な階調に，現在画素の階調が該当しているかを確認する。現在画素の階調値が当該ブロックの疑似輪郭レベルによる使用可能な階調値に対応していない場合には，以下で説明するディーザリング方法を適用して現在画素の階調値を変換する。一方，使用可能な階調値に属している場合には現在画素の階調値をそのまま出力する。

上述のように，階調値変換部４３０は，現在画素の階調値が当該ブロックの疑似輪郭レベルによる使用可能な階調値に属していない場合には，ディーザリング方法を適用して現在画素の階調値を変換する。以下，この処理について説明する。

階調値変換部４３０によるディーザリングの適用時，まず出力候補を決定する（Ｓ２２０）。出力候補の決定は，現在画素が属しているブロックの疑似輪郭レベルで使用可能な階調の中で二つの値を選択する。つまり，疑似輪郭レベルで使用可能な階調の中で，現在階調より大きな値の中で最も近接した値と，小さな値の中で最も近接した値を決定する。例えば，現在ブロックが疑似輪郭レベルのうち最も高い１０段階であり現在階調が“４０”である場合，前述した使用可能な階調“０”，“１”，“３”，“７”，“１５”，“３１”，“６３”，“１０５”，“１４９”，“２０１”，“２５５”の中で“４０”に最も近い“３１”と“６３”を出力候補として選択する。そして，与えられた現在階調の代りに最終的にプラズマディスプレイパネルに出力する階調は，この二つの候補出力階調のうちの一つとなる。このような二つの階調のうち，一つの階調を選択するためにディーザリングを使用する。

ディーザリング方法は，上記のようにして決定された出力候補階調からより適切な階調を選択して，一定の画素領域内で元来表現しようとする階調に平均的に近似するように表現するために用いられる。上で説明した例において，現在階調が“４０”であり出力候補が“３１”と“６３”である場合，２×２の画素領域（以下，「２×２領域」という）で“３１”を３個，“６３”を１個出力すると決定すると，２×２領域においては平均値として“３９”となって，現在階調“４０”に近く表現することができる。このとき，出力候補の中での出力値は，画素別しきい値によって決定される。つまり，画素別に計算されたしきい値が“４０”より小さい場合は“６３”を出力し，大きい場合は“３１”を出力する。

画素別しきい値は，出力候補の二つの値と考慮しようとする画素領域の大きさとによって決定される。例えば，上記のように２×２領域を考慮する場合，２×２領域の４つの位置に，出力候補の二つの階調の間を等間隔に分けてしきい値を割り当てる。“３１”と“６３”の出力候補に対して２×２領域でのしきい値を決定するには，まず，“３１”と“６３”の間隔（等間隔）を求める。ここで間隔“６．４”（＝（６３−３１）／５）が得られる。そして，この間隔から“３７．４”，“４３．８”，“５０．２”，“５６．６”がしきい値に決定される。したがって，入力された階調“４０”に対して“３１”を３個，“６３”を１個出力することになる。このようなしきい値の決定過程を数式化すれば下記数式４の通りである。

数式４の右辺において，ｌｅｖｅｌ_ｍｉｎとｌｅｖｅｌ_ｍａｘは，各々上記のようにして求められた出力候補値のうちの小さい値と大きい値を示している。また，Ｄｉｔｈｅｒ＿Ｓｉｚｅは，考慮しようとする領域の大きさ，つまり，２×２領域の場合には“４”の値を有する。そして，最終項のＤｉｔｈｅｒ［ｙ％Ｄ＿ｈ］［ｘ％Ｄ＿ｗ］はディーザリングマスクを示したものであり，これは決定されたしきい値の配列位置を決定するための要素である。つまり，２×２領域に対して決定された４つのしきい値を２×２領域のどの位置に配置するかがディーザリングマスクによって決定される。このようなディーザリングマスクは様々な方法で決定される。図１４は，８×８大きさのディーザリングマスクの例を示す図である。なお，このようなディーザリングマスクは，適宜変更可能である。数式４右辺最終項における，Ｄ＿ｗ，Ｄ＿ｈは，各々ディーザリングマスクの横及び縦の大きさを示している。また，％は残りを計算する演算子であって，一定の大きさのディーザリングマスクを，一つのフレームに該当する映像全体に対して図１５のように重ならないように適用するためのものである。図１５は，２×２の大きさのディーザリングマスクを映像全体に適用した一例を示した図である。以上のように，数式４に基づいて，フレーム映像全体に対して画素ごとのしきい値を計算することができる。

各画素のしきい値を計算した後に，階調値変換部４３０は，二進数化を遂行する（Ｓ２４０）。二進数化過程では，現在画素の階調と対応するしきい値の大小が比較され，２種類の出力候補（ｌｅｖｅｌ_ｍｉｎとｌｅｖｅｌ_ｍａｘ）のうちの一方が決定され，現在の階調が平均的に表現される。このような二進数化過程は下記の数式５で表現される。

数式５において，ｉ_ｎ（ｘ，ｙ）は，任意画素での現在階調を示し，Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（ｘ，ｙ）は，任意画素でのしきい値を示す。そして，ｒｅｓｕｌｔ（ｘ，ｙ）は，階調値変換部４３０によって出力される階調値を示す。

階調値変換部４３０において，互いに異なる値を有するディーザリングマスクを２個以上用い，フレームごとにまたはフレーム内で交互に適用する方法によって，ディーザリング方法の固有の規則的なパターンを除去することができる。

このように階調値変換部４３０は，疑似輪郭評価部４１０によって評価された疑似輪郭レベルと現在入力された階調値とによって階調を変更し，またはそのまま階調を出力する。

このとき，サブフィールド変換部４４０は，階調値変換部４３０によって最終的に出力される階調値に対応するサブフィールドデータを生成する。つまり，最終的に出力される階調値に対応し，各サブフィールド（異なる輝度加重値を有する各サブフィールドを意味する）のオン／オフを判別してサブフィールドデータを生成する。

サブフィールド変換部４４０よって各々出力されたサブフィールドデータは，ＰＤＰ駆動部５００，つまりアドレス駆動部２００及び走査・維持駆動部３００に伝送される。これによって，プラズマディスプレイパネル１００上に所望の映像が表示される。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，プラズマディスプレイパネルに適用可能である。

交流型プラズマディスプレイパネルの一部斜視図である。 プラズマディスプレイパネルの電極配列を示す図である。 プラズマディスプレイパネルの階調表示方法を示す図である。 疑似輪郭が発生する一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイパネルの概略的な平面図である。 本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイパネルの制御部の概略的なブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる疑似輪郭評価部において，疑似輪郭を評価する処理の流れを示すフローチャートである。 動映像の疑似輪郭が発生するパターンの一例を示す図であって，（ａ）は，加重値“６４”の発光パターンが異なる場合の疑似輪郭量を示し，（ｂ）は，加重値“１２８”の発光パターンが異なる場合の疑似輪郭量を示す。 コーディング誤差段階をコーディング誤差の大きさによって分類して示した図である。 階調差段階を階調差の範囲によって分類して示した図である。 図９のコーディング誤差段階と図１０の階調差段階によって予め決定される疑似輪郭レベルを示す図である。 階調値変換部における処理の過程を示すフローチャートである。 サブフィールド配列が｛１，２，４，８，１６，３２，４２，４４，５２，５４｝の場合の一部階調に対するコーディングを示す図である。 ８×８のディーザリングマスクの例を示す図である。 ２×２のディーザリングマスクを適用した一例を示した図である。

符号の説明

１，６ ガラス基板
２ 誘電体層
３ 保護膜
４ 走査電極
５ 維持電極
７ 絶縁体層
８ アドレス電極
９ 隔壁
１０ 蛍光体
１１ 放電空間
１２ 放電セル
１００ プラズマパネル
２００ アドレス駆動部
３００ 走査・維持駆動部
４００ 制御部
４１０ 疑似輪郭評価部
４２０ フレームメモリ部
４３０ 階調値変換部
４４０ フィールド変換部

Claims (18)

1. 現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号を利用してコーディング誤差計算及び平均階調差計算を行うことにより，現在入力されたフレームの映像信号の各ブロック別に疑似輪郭レベルを決定する疑似輪郭評価部と；
   前記現在入力されたフレームの映像信号が前記疑似輪郭評価部で決定された疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判別し，当該判別結果に応じてディーザリングを利用して疑似輪郭を低減させる階調値に前記現在入力されたフレームの映像信号の階調を変換する階調値変換部と；
   前記階調値変換部によって変換された階調値に対応するサブフィールドデータを発生させるサブフィールド変換部と；
   を含むことを特徴とする，プラズマディスプレイパネルの駆動装置。
2. 前記疑似輪郭評価部は，前記コーディング誤差計算において，現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号のサブフィールドの発光パターンと加重値とを比較して，各ブロック別にコーディング誤差段階を計算することを特徴とする，請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
3. 前記疑似輪郭評価部は，前記平均階調差計算において，現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号の各ブロック別の平均階調差を計算して階調差段階を得ることを特徴とする，請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
4. 前記疑似輪郭評価部は，疑似輪郭発生の可能性を示す疑似輪郭レベル情報を予め有していることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
5. 前記階調値変換部は，前記疑似輪郭レベルに適用可能な階調を予め有していることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
6. 前記階調値変換部は，入力映像信号の階調が前記疑似輪郭レベルに適用可能である場合には前記入力映像信号の階調を変換せず，前記疑似輪郭レベルに適用可能でない場合には，ディーザリングを利用して，前記入力映像信号の階調を疑似輪郭が低減する階調に変換することを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
7. 前記階調値変換部は，入力映像信号に対応する疑似輪郭レベルで使用可能な複数の階調のうち，入力された映像信号の階調に最も近い大小の二つの候補出力階調を利用してディーザリングを適用することによって前記入力映像信号の階調を変換することを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
8. 前記階調値変換部は，前記二つの候補出力階調とディーザリングマスクを利用してしきい値及びしきい値の配列位置を決定することを特徴とする，請求項７に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
9. 前記階調値変換部は，疑似輪郭発生の可能性が低い場合，前記疑似輪郭レベルに適用可能な階調をより多く有することを特徴とする，請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
10. 入力映像信号に対応してプラズマディスプレイパネルに表示される各フィールドの画像を複数個のサブフィールドに分け，このサブフィールドの組み合わせに応じて階調を表示することによって前記入力映像信号に対応する映像を表示するプラズマディスプレイパネルの画像処理方法であって：
    （ａ）現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号を利用して，コーディング誤差計算及び平均階調差計算を行って疑似輪郭レベルを決定するステップと；
    （ｂ）現在入力された映像信号が前記ステップ（ａ）で決定された前記疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判断して，ディーザリングを適用するか否かを決定するステップと；
    （ｃ）前記ステップ（ｂ）でディーザリングを適用すると決定された場合，ディーザリングを利用して，現在入力された映像信号の階調値を疑似輪郭を低減させる階調値に変換するステップと；
    を含むことを特徴とする，プラズマディスプレイパネルの画像処理方法。
11. 前記ステップ（ｃ）は，
    前記入力映像信号に対応する疑似輪郭レベルに使用可能な階調のうち，前記入力映像信号の階調に最も近い大小の二つの候補出力階調を決定するステップと；
    前記候補出力階調とディーザリングマスクを利用してしきい値を決定するステップと；
    前記しきい値を利用して前記二つの候補出力階調のいずれか一方を決定するステップと；
    を含むことを特徴とする，請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネルの画像処理方法。
12. 前記ステップ（ａ）における前記コーディング誤差計算は，現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号のサブフィールドの発光パターンと加重値とを比較して各ブロック別に実行されることを特徴とする，請求項１０または１１に記載のプラズマディスプレイパネルの画像処理方法。
13. 前記ステップ（ａ）における前記平均階調差計算は，現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号について，各ブロック別に実行されることを特徴とする，請求項１０〜１２のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの画像処理方法。
14. 疑似輪郭発生の可能性が低い場合，前記ステップ（ｂ）において前記疑似輪郭レベルに適用可能な階調の個数は，より多くなることを特徴とする，請求項１０〜１３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの画像処理方法。
15. 第１基板上に各々並べて形成される第１電極及び第２電極と，前記第１電極及び第２電極に交差して第２基板上に形成される第３電極とを含むプラズマパネルと；
    前記第１電極及び第２電極の駆動に必要なサステインパルスを印加する駆動部と；
    一つのフレームを複数のサブフィールドに分け，前記一つのフレームを形成する前記サブフィールドの数と各サブフィールドに割り当てられる前記サステインパルスの数を制御する制御信号を前記駆動部に印加する制御部と；
    を含み，
    前記制御部は，
    現在入力されたフレームの映像信号と以前に入力されたフレームの映像信号を利用してコーディング誤差計算と平均階調差計算を行うことにより，現在入力されたフレームの映像信号の各ブロック別に疑似輪郭レベルを決定する疑似輪郭評価部と；
    前記現在入力されたフレームの映像信号が，前記疑似輪郭評価部で決定された疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判別し，当該判別結果に応じてディーザリングを利用して疑似輪郭を低減させる階調値に前記現在入力されたフレームの映像信号の階調を変換する階調値変換部と；
    前記階調値変換部によって変換された階調値に対応するサブフィールドデータを発生させるサブフィールド変換部と；
    を含むことを特徴とする，プラズマディスプレイパネル。
16. 入力映像信号に対応してプラズマディスプレイパネルに表示される各フィールドの画像を複数個のサブフィールドに分け，このサブフィールドの組み合わせに応じて階調を表示することによって前記入力映像信号に対応する映像を表示するプラズマディスプレイパネルの画像処理方法であって：
    （ａ）現在入力されたフレームの第１映像信号と以前に入力されたフレームの第２映像信号を利用して疑似輪郭レベルを決定するステップと；
    （ｂ）前記第１映像信号が前記ステップ（ａ）で決定された前記疑似輪郭レベルに適用可能な階調であるかを判断するステップと；
    （ｃ）前記ステップ（ｂ）において，前記第１映像信号が前記疑似輪郭レベルに適用可能な階調でないものと判断された場合，前記第１映像信号に対応する疑似輪郭レベルに適用可能な複数の階調のうち，出力候補として第１階調と第２階調を選択するステップと；
    （ｄ）前記ステップ（ｃ）で選択された前記第１階調と前記第２階調を利用してディーザリングを適用することによって前記第１映像信号を映像化するステップと；
    を含むことを特徴とする，プラズマディスプレイパネルの画像処理方法。
17. 前記ステップ（ａ）において，前記疑似輪郭レベルは，前記第１映像信号と前記第２映像信号を利用してコーディング誤差計算及び平均階調差計算を実行することによって決定されることを特徴とする，請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネルの画像処理方法。
18. 前記第１階調は，前記第１映像信号に対応する疑似輪郭レベルに適用可能な複数の階調のうち，前記第１映像信号の階調より大きい階調であって最も近い階調であり，
    前記第２階調は，前記第１映像信号に対応する疑似輪郭レベルに適用可能な複数の階調のうち，前記第１映像の階調より小さい階調であって最も近い階調であることを特徴とする，請求項１６または１７に記載のプラズマディスプレイパネルの画像処理方法。

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