專利名稱：灰度顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用子場的灰度顯示裝置，特別是涉及能降低動態(tài)圖像顯示時的灰度顯示失真、即動態(tài)圖像虛輪廓的灰度顯示裝置。
背景技術(shù)：
在通常使用等離子體顯示屏(PDP)的顯示裝置等的使用子場來進行灰度顯示的圖像顯示裝置中，在動態(tài)圖像部分有時可看到稱為[動態(tài)圖像虛輪廓]等的雜波狀的畫質(zhì)惡化現(xiàn)象。
雖然已經(jīng)知道該動態(tài)圖像虛輪廓可通過增加子場的數(shù)量來得以改善，但根據(jù)PDP等這類裝置，若增加子場，則很難確保發(fā)光時間而不能得到必要的亮度，由于存在上述的問題，因此試圖設(shè)定較少的子場數(shù)量，只在產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的部分，控制子場相對于想要顯示的灰度的組合，以兼顧動態(tài)圖像畫質(zhì)和確保亮度(參照例如特開2000-276100號公報)。
在該現(xiàn)有的圖像顯示裝置中，在圖像有移動的部分，限制顯示所用的灰度數(shù)，并對不易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的灰度值的組合進行限制來顯示圖像，為了彌補灰度數(shù)的下降，通過抖動處理來追加虛擬的灰度，確保一定的灰度。
但是，在現(xiàn)有的圖像顯示裝置中，移動檢測不是采用特別考慮利用子場的灰度顯示方法的結(jié)構(gòu)，在高精度地檢測易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的圖像部分或引人注意的部分方面，還是有改善的余地。
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出來的，提供一種能正確檢測實質(zhì)上的動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生部分、且電路結(jié)構(gòu)簡單的灰度顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的灰度顯示裝置具有以下特點，是由具有規(guī)定的亮度加權(quán)的多個子場來構(gòu)成一個場周期、并通過其多個子場來進行灰度顯示的灰度顯示裝置，包括在輸入的圖像中檢測像素的灰度值在畫面內(nèi)的梯度的梯度檢測單元；在輸入的圖像中檢測像素的灰度值相對于時間的變化程度的時間變化檢測單元；根據(jù)梯度檢測單元的輸出和時間變化檢測單元的輸出來檢測輸入的圖像移動大小和圖像移動方向的單元；以及根據(jù)所述檢測的圖像移動大小和圖像移動方向、及子場的亮度加權(quán)對輸入的圖像信號進行修正并顯示的信號修正單元。


圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的灰度顯示裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是該裝置的特征量的范圍組合和控制方法的示意圖。
圖3是表示該裝置的光滑度檢測電路的一個例子的方框圖。
圖4是表示該裝置的梯度檢測電路的一個例子的方框圖。
圖5是表示該梯度檢測電路的濾波器系數(shù)的一個例子的示意圖。
圖6是該裝置的時間變化檢測的一個例子的方框圖。
圖7是表示該裝置的判定電路的特性圖。
圖8是該裝置的綜合判定結(jié)果的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是在該裝置中根據(jù)梯度與時間變化來計算圖像移動量的方法的說明圖。
圖10是該裝置的灰度失真量評價電路的特性圖。
圖11是該裝置的灰度修正電路的特性圖。
圖12是該裝置的子場的亮度加權(quán)與發(fā)光的組合圖。
圖13是該裝置的編碼電路的編碼方法圖。
圖14是本發(fā)明其它實施方式的灰度顯示裝置中圖像部分的梯度方向和圖像移動方向的相對關(guān)系圖。
圖15是該裝置的灰度失真量評價圖。
圖16是表示本發(fā)明其它實施方式的灰度顯示裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖17是該裝置的移動矢量V的梯度方向分量VG的示意圖。
圖18是該裝置的灰度失真量預測電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖19是表示本發(fā)明其它實施方式的灰度顯示裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖20是表示該裝置的灰度修正電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖21是說明一般的誤差擴散系數(shù)用的說明圖。
圖22是說明本發(fā)明的裝置的誤差擴散系數(shù)控制方法用的說明圖。
圖23是該裝置的誤差擴散系數(shù)EA的轉(zhuǎn)移的示意圖。
圖24是說明該裝置的誤差擴散系數(shù)EA的計算方法用的說明圖。
圖25是說明該裝置的誤差擴散系數(shù)EA的插補概念用的說明圖。
圖26是該裝置的誤差擴散系數(shù)EB的轉(zhuǎn)移圖。
圖27是說明該裝置的誤差擴散系數(shù)EB的插補概念用的說明圖。
圖28是說明該裝置的誤差擴散系數(shù)EC的插補概念用的說明圖。
圖29是說明該裝置的誤差擴散系數(shù)ED的插補概念用的說明圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明一個實施方式的灰度顯示裝置。
實施方式1圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的灰度顯示裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖1中，由輸入端1供給的圖像信號分別供給作為光滑度檢測單元的光滑度檢測電路2、作為梯度檢測單元的梯度檢測電路3、以及作為時間變化檢測單元的時間變化檢測電路4，該時間變化檢測電路4檢測在輸入的圖像中的像素的時間方向、即相對于時間的灰度值的變化程度。光滑度檢測電路2是檢測輸入的圖像中的像素的灰度值的光滑程度的，另外梯度檢測電路3是檢測上述輸入的圖像中的像素的灰度值在畫面內(nèi)的梯度的。
將光滑度檢測電路2、梯度檢測電路3、時間變化檢測電路4的各個輸出作為輸入的判定電路5、6、7是進行輸入數(shù)據(jù)與預定閾值比較的判定電路，對綜合判定電路8輸入多個判定電路5～7的輸出，從綜合判定電路8輸出綜合判定結(jié)果k。
對判定電路5輸入光滑度檢測電路2的輸出S，同時能設(shè)定一個閾值TH1，并輸出判定結(jié)果k1。對判定電路6輸入梯度檢測電路3的輸出G，同時能設(shè)定兩個閾值TH2、TH3，并輸出判定結(jié)果k2。對判定電路7輸入時間變化檢測電路4的輸出B，同時能設(shè)定兩個閾值TH4、TH5，并輸出判定結(jié)果k3。而對綜合判定電路8輸入這些判定結(jié)果k1、k2、k3。
另外，梯度檢測電路3的輸出G、時間變化檢測電路4的輸出B供給移動量檢測電路9，根據(jù)該輸入的數(shù)據(jù)來檢測輸入的圖像的移動大小和圖像移動方向。然后，梯度檢測電路3的輸出G、移動量檢測電路9的輸出m1供給灰度失真量評價電路10，另外灰度失真量評價電路10的輸出m2和綜合判定電路8的輸出k供給修正量控制電路11，根據(jù)該修正量控制電路11的輸出來控制作為信號修正單元的灰度修正電路12的動作。
由輸入端1輸入的圖像信號和修正量控制電路11的輸出m3供給上述灰度修正電路12，其輸出與子場灰度顯示裝置13相連。即，該灰度修正電路12根據(jù)由移動量檢測電路9檢測的圖像移動大小和圖像移動方向的信息以及輸入的圖像信號的子場的亮度加權(quán)的信息，對輸入的圖像信號進行修正并顯示。
接著，來詳細說明采用這樣結(jié)構(gòu)的灰度顯示裝置的各個部分的作用。
首先，在圖1中，利用光滑度檢測電路2、梯度檢測電路3以及時間變化檢測電路4，檢測輸入的圖像信號中的注意的像素或指定區(qū)域的圖像的特征。圖2是該特征范圍的組合和控制方法的一個例子的示意圖。
即，如圖2所示，利用光滑度檢測電路2、梯度檢測電路3、時間變化檢測電路4以及與這些電路相連的判定電路5～7，判定輸入的圖像的特征和各個范圍，再利用綜合判定電路8，將該注意的區(qū)域分成[無時間變化]、[時間變化過大]、[平坦部]、[邊緣部]、[一定傾斜部]、[復雜的圖形]等六類，通過與這六類中的哪一個區(qū)域相當來決定綜合判定結(jié)果k。還有，在圖2中，不等號表示各像素的特征量與閾值之大小關(guān)系，[X]符號表示大小關(guān)系為任意值。
如圖2所示，在判定電路5中，若注意的區(qū)域的光滑程度為S，則檢測成為S≥TH1(TH1為判定電路5的閾值)的范圍，另外在判定電路6中，若該區(qū)域的灰度值的梯度為G，則檢測成為TH2≤G≤TH3(TH2、TH3為判定電路6的閾值)的范圍，另外在判定電路7中，若該區(qū)域的灰度值的時間方向的變化程度為B，則檢測成為TH4≤B≤TH5(TH4、TH5為判定電路7的閾值)的范圍。然后，將該檢測的范圍像素判定作為易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓、或易檢測的區(qū)域，對該部分進行灰度修正，并進行圖像顯示。
即，由于動態(tài)圖像虛輪廓的形成圖像的像素灰度值在畫面內(nèi)的梯度(傾斜度)和像素灰度值的相對于時間的變化程度分別處于適當?shù)纳舷藓拖孪薹秶鷥?nèi)，而且在圖像圖形相對比較光滑的部分很引人注意，因此有選擇性地檢測這樣的部分。
這里說明上述光滑度檢測電路2、梯度檢測電路3、時間變化檢測電路4的一個例子。首先，光滑度檢測電路2如圖3所示，由以下電路構(gòu)成，包括根據(jù)從輸入端1輸入的圖像信號使各個像素信號延遲的延遲電路20；將該延遲電路20的各個輸出作為輸入且根據(jù)各個像素信號來計算灰度值的平均值的像素平均值運算電路21；通過取得該像素平均值運算電路21的輸出值與上述延遲電路20的輸出值之差分、并將各個像素信號的灰度值與平均值相比求出有多大程度之差的差分電路22、求出在該差分電路22取得的差分值之絕對值的絕對值運算電路23、以及通過將該絕對值運算電路23輸出的絕對值相加、得到輸入的圖像信號的各個像素灰度值的光滑程度輸出的加法電路24。
接著，梯度檢測電路3如圖4所示，由檢測水平方向的像素灰度值的變化的水平濾波器30、檢測垂直方向的像素灰度值的變化的垂直濾波器31、求出上述水平濾波器30和垂直濾波器31的各個輸出值之絕對值的絕對值運算電路32、以及將該絕對值運算電路32的輸出值相加的加法電路33構(gòu)成。上述水平濾波器30和垂直濾波器31是起到對注意像素的周圍像素乘以規(guī)定的系數(shù)并進行相加的作用的，作為該系數(shù)的一個例子，只要分別構(gòu)成圖5A、圖5B所示的即可。即，通過使用該水平濾波器30和垂直濾波器31，在從輸入端1輸入的圖像信號中檢測像素灰度值相對于水平方向和垂直方向的變化，通過將該檢測的值之絕對值相加，來檢測輸入的圖像信號的作為像素灰度值的傾斜程度的梯度。
接著，時間變化檢測電路4如圖6所示，由使輸入的圖像信號的一個場的信號延遲的場延遲電路40、取得現(xiàn)在的圖像信號的像素灰度值與通過上述場延遲電路40的前一場的圖像信號的像素灰度值之差的差分電路41、以及求出該差分電路41的輸出之絕對值的絕對值運算電路42構(gòu)成，通過取得現(xiàn)在的圖像信號的像素灰度值與前一場的圖像信號的像素灰度值之差，來檢測注意的像素灰度值的時間變化。
還有，在圖2中，是簡單地將輸入的圖像灰度修正程度記為[修正＝弱]和[修正＝強]這兩種，但修正的程度可以設(shè)為三級及三級以上的多級方式，通過連續(xù)地切換修正量，進行光滑修正。圖7A、圖7B、圖7C分別表示判定電路5、判定電路6、判定電路7的特性，為了與上述灰度的連續(xù)修正相對應，因此為圖7A、圖7B、圖7C所示的特性。
即，若說明如圖7A所示的判定電路5的特性，則對于檢測到的光滑程度S，設(shè)定閾值TH1，使得光滑程度S在與閾值TH1相近的部分，判定電路5的輸出為
與[1]的中間值，當光滑程度S在小于閾值TH1的部分時，判定電路5的輸出為更接近
的值，光滑程度S在大于閾值TH1的部分時，判定電路5的輸出為更接近[1]的值。
關(guān)于判定電路6如圖7B所示，設(shè)置閾值TH2和TH3，使得當輸入即梯度G在該兩個閾值之間時，判定電路6的輸出為更接近[1]的值，梯度G的值在此以外的情況下，判定電路6的輸出為更接近
的值。
另外，關(guān)于判定電路7如圖7C所示，與判定電路6一樣，設(shè)置兩個閾值TH4和TH5，當輸入即灰度值相對于時間的變化程度B在該兩個閾值之間時，判定電路7的輸出為更接近[1]的值，相對于時間的變化程度B的值在此以外的情況下，判定電路6的輸出為更接近
的值。還有，實際的判定電路5、判定電路6、判定電路7的輸出當然也可以呈階梯狀地變化。
另外，輸出綜合判定結(jié)果k的綜合判定電路8由例如圖8所示的乘法器81、82構(gòu)成，對上述判定電路5～7的各個輸出k1、k2、k3的積進行運算，根據(jù)判定電路5～7得到的圖像的特征能夠光滑地得到綜合判定結(jié)果k。
另一方面，圖像移動的大小、即移動量與圖像移動方向的檢測是根據(jù)由梯度檢測電路3檢測的梯度G和由時間變化檢測電路4檢測的時間方向的變化程度B，由移動量檢測電路9來進行。若假定顯示的物體的形狀不變化而圖像灰度值變化，則該計算方法原理上可按下述進行運算。
即，如圖9所示，由于可以假定與注意的像素灰度值在時間方向的變化程度B成正比，與灰度值的畫面內(nèi)的變化、即梯度G成反比，因此圖像移動量m1能用m1＝B/G來求出。只是，梯度G的變化較大時，上述假定不成立，移動量不能正確地求出。另外，在基本上沒有梯度G的部分，因上述計算式的分母為很小的數(shù)值，因此在該情況也不能高精度地求出移動量。另外，在時間方向變化非常小的情況下，基本上不產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓，或相反在單位時間的亮度變化非常大的情況下，對于動態(tài)圖像虛輪廓很難覺察到。因而，通過限定圖2所示的圖像特征的組合，在易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的部分中，能夠高精度地檢測圖像移動。即，根據(jù)綜合判定電路8的輸出k，通過控制對動態(tài)圖像虛輪廓進行修正的動作，在易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的部分中，能夠高精度地檢測圖像移動，并修正圖像信號。
還有，由上述移動量檢測電路9的運算求出的移動量只要是圖像的特征滿足上述的條件就能足夠準確地求出，但該檢測的移動量為每單位時間的像素數(shù)，是原來就與作為灰度失真顯現(xiàn)出來的動態(tài)圖像虛輪廓不同的物理量，而且不一定與從視覺上評價實際觀測到的動態(tài)圖像虛輪廓的值完全成比例。
因此，在本發(fā)明中采用這樣構(gòu)成，它使用如圖10所示的具有二維輸入輸出特性的灰度失真量評價電路10來推定灰度失真量m2，將該灰度失真量沒m2輸入到修正量控制電路11。即采用這樣構(gòu)成，它將由移動量檢測電路9求出的像素移動速度即圖像移動量變換成灰度值的失真，并輸入到修正量控制電路11。
該圖10的特性是在對于一定梯度的大小改變移動量的情況下、在移動量的中間值處動態(tài)圖像虛輪廓為最大值的特性。即，灰度失真量評價電路10的特性可稱為在梯度較小而移動量大的部分(圖10的A)、或移動量較小而梯度大的部分(如10的B)的點表示產(chǎn)生很嚴重的動態(tài)圖像虛輪廓的函數(shù)。
然后，修正量控制電路11雖未圖示，但能夠用例如乘法器構(gòu)成，對推定的灰度失真量m2乘上綜合判定系數(shù)k，并輸出經(jīng)運算的灰度修正信號m3。
另外，在輸入該灰度修正信號m3的灰度修正電路12中，為了抑制因使用子場的圖像顯示而隨之產(chǎn)生的動態(tài)圖像虛輪廓，根據(jù)子場結(jié)構(gòu)、圖像移動及灰度值，相應地進行灰度修正。該灰度修正電路12如圖11所示，是由編碼電路和反饋電路組合而構(gòu)成的。
在圖11中，由輸入端1輸入的圖像信號經(jīng)加法器121向編碼電路122供給，然后在編碼電路122中，在進行規(guī)定的編碼之后，從輸出端125輸出。這時，在減法器123取得與編碼前的信號之差分，然后經(jīng)反饋電路124在加法器121與輸入信號相加。還有，由于反饋電路124一般含有多個系統(tǒng)延遲元件和系數(shù)電路，因此通過在編碼電路122進行灰度限制，作為灰度修正電路12進行所謂誤差擴散處理。
圖12是表示通過灰度顯示裝置13將使用的子場的亮度加權(quán)和發(fā)光進行組合的編碼方法的一個例子，圖12所示為使用10個子場(SF1～SF10)的情況。如圖12所示，各個子場的亮度加權(quán)之比分別設(shè)為[1]、[2]、[4]、[8]、[16]、[24]、[32]、[40]、[56]、[72]。另外，圖12表示與某個輸入的圖像灰度值對應的子場的分配編碼方法，圖中的“1”的部分表示[有發(fā)光]。
圖13是圖11的編碼電路122中的編碼方法的示意圖，表示子場的亮度加權(quán)與該編碼方法的例子。即，如修正量小，則使用多的灰度來進行灰度顯示，這樣來進行灰度控制，另一方面如修正量大，則進行使用少的灰度數(shù)來進行灰度顯示，這樣來進行灰度控制，同時利用誤差擴散來確保有效的灰度并進行圖像顯示。在圖13中，灰度的修正量設(shè)為
～[7]的八段，對使用的灰度值標上圓點。即，如灰度修正量為
時，能使用所有的灰度，如灰度修正量為[7]時，能使用的灰度數(shù)為最小。這在可能很嚴重地產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的部分中，通過增加修正量，以保持灰度值與子場的發(fā)光分布的相關(guān)關(guān)系，來抑制動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生。另外，隨著假想的動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生量越來越少，通過減少修正量，能連續(xù)地控制對圖像的灰度修正，實現(xiàn)光滑的動態(tài)圖像虛輪廓抑制和在不易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的部分進行良好的灰度修正。
這樣，根據(jù)本實施方式，具有檢測圖象畫面內(nèi)的梯度及灰度值相對于時間的變化程度、并根據(jù)該檢測到的信息來檢測輸入的圖像移動大小和圖像移動方向的單元；以及根據(jù)檢測到的圖像移動大小和圖像移動方向與子場的亮度加權(quán)、來修正輸入的圖像信號并進行顯示的信號修正單元，能以簡單的結(jié)構(gòu)進行良好的灰度顯示。
但是，作為根據(jù)圖像梯度與灰度相對于時間的變化程度來計算圖形移動本身的方法，已經(jīng)知道有[TV圖像的多維信號處理](吹拔敬彥著，P202～P207，昭和63年11月15日發(fā)行)等所述的方法。但是，該[TV圖像的多維信號處理]等所述的梯度法是對于移動較小時有效的、并實際上不一定能廣泛使用的方法。
本發(fā)明是通過觀察使用子場的圖像顯示裝置中的動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生，并闡明動態(tài)圖像虛輪廓產(chǎn)生量相對于子場的結(jié)構(gòu)、圖像特征、圖像移動量等的相互關(guān)系而發(fā)現(xiàn)的方法。即，發(fā)現(xiàn)了只要滿足灰度值的梯度在規(guī)定的上限和下限范圍內(nèi)的部分、灰度值相對于時間的變化在規(guī)定的上限和下限范圍內(nèi)的部分的條件，就能夠容易確定動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生位置或產(chǎn)生程度，同時根據(jù)梯度和時間變化基本上能正確地檢測到圖像的移動，并充分利用上述發(fā)現(xiàn)的關(guān)系，就能夠提供以簡單的結(jié)構(gòu)很好地兼顧動態(tài)圖像特性和靜止特性的方法。
還有，關(guān)于在上述說明中使用的子場的亮度加權(quán)、子場的編碼方法、根據(jù)圖像移動量來預測灰度失真量的方法、灰度修正的方法等，當然能做各種各樣的變形。
實施方式2接著說明本發(fā)明的其它實施方式。在本實施方式中，是根據(jù)對輸入的圖像信號的灰度值光滑程度、或畫面內(nèi)的梯度、相對于時間的變化程度綜合地進行判定而得到的修正量，在控制灰度值并進行顯示時，注重灰度值的梯度方向與相對于時間的變化方向之關(guān)系，更準確地判定產(chǎn)生的動態(tài)圖像虛輪廓的程序并進行圖像修正。在本實施方式中，與圖1的實施方式相比較，由于只有灰度失真量預測電路10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與動作不同，而其它結(jié)構(gòu)、動作基本上都相同，因此只說明不同的部分。
圖14是表示在本實施方式的灰度顯示裝置中、想要顯示的圖像部分的梯度方向與圖像移動方向的相對關(guān)系。圖14的表格部分與在上述實施方式中說明的圖12所示的相同，圖14所示的實線箭頭與虛線箭頭，是為了說明對于灰度的梯度相同的圖像部分觀測向反方向移動的圖像時產(chǎn)生的動態(tài)圖像虛輪廓的量的差異。
例如，在圖14中，考慮以灰度值為[200]的值為中心的附近具有斜坡波形移動的情況。如圖14A所示，若圖像部分向與灰度值在畫面內(nèi)增加的方向相反的方向移動時，觀測到[有發(fā)光]的子場的幾率比原來的要少，相對來說產(chǎn)生較嚴重的動態(tài)圖像虛輪廓。與此相反，如圖14B所示，若圖像部分向與灰度值在畫面內(nèi)增加的方向相同的方向移動時，雖然觀測到與原本應觀測到的發(fā)光量相比多一點點的發(fā)光，但與向反方向移動的情況相比其量較少，其結(jié)果產(chǎn)生的動態(tài)圖像虛輪廓的程度較小。
因而，在根據(jù)圖像移動來評價動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生量時，相對地評價圖像移動方向和畫面內(nèi)的灰度值的梯度方向，并通過改變圖像修正量，能夠更準確地進行圖像修正。
圖15是表示該控制的情況的，是表示對于圖像移動大小和方向、以及灰度值的梯度的灰度失真量評價的。圖15是將圖像移動(橫軸)和梯度(縱軸)作為兩個參數(shù)的兩變量函數(shù)，函數(shù)值(與紙面方向垂直)是灰度失真量、即動態(tài)圖像虛輪廓的評價值。
根據(jù)該圖15可知，即使同一圖像梯度和圖像移動的絕對值相同，通過圖像移動方向和灰度值梯度方向的組合，也能使圖像修正量改變。另外，在圖15的例中這樣設(shè)定，圖象移動的大小的絕對值按照從
的狀態(tài)開始增加，圖象修正量也隨之增加，到某一點達到最大值。該最大值這樣設(shè)定，因圖像移動方向與梯度方向的組合而異，例如，圖象移動方向為[+]、且灰度值的梯度為[+]的組合時使圖像的修正量為最大，或圖像移動方向為[-]、且灰度值的梯度為[-]的組合時使圖像的修正量為最大。
這樣，根據(jù)本實施方式，對于動態(tài)圖像虛輪廓，是根據(jù)圖像移動方向與梯度方向的組合來相應地改變圖像的修正量，能以簡單的結(jié)構(gòu)進行良好的灰度顯不。
實施方式3
接著，用圖16～圖18來說明本發(fā)明的其它實施方式。本實施方式是將圖像移動方向分成水平方向分量和垂直方向分量來檢測，根據(jù)將梯度大小和圖像移動大小變換成梯度方向而得到的值來進行修正信號的灰度顯示裝置。在圖16中，與圖1所示的實施方式相比較，對于基本動作相同的標上相同標號并省略其說明。
在圖16中，梯度檢測電路31除了輸出灰度值的梯度絕對值|G|，還輸出梯度的水平方向分量Gx和垂直方向分量Gy。水平移動量檢測電路91和垂直移動量檢測電路92根據(jù)梯度的水平方向分量Gx、梯度的垂直方向分量Gy、灰度值的相對于時間的變化量即變化程度B，來計算圖像的水平方向的移動量Vx和垂直方向的移動量Vy。進而，灰度失真量預測電路100根據(jù)梯度絕對值|G|、梯度的水平方向分量Gx、梯度的垂直方向分量Gy、圖像的水平方向的移動量Vx以及圖像的垂直方向的移動量Vy，來計算等效灰度失真量me。
圖17是表示以圖像移動分量(Vx、Vy)來表示的移動矢量V與移動矢量V的梯度分量VG之關(guān)系。該VG根據(jù)圖16所示結(jié)構(gòu)的灰度失真量預測電路100來計算。
圖18是灰度失真量預測電路100的具體結(jié)構(gòu)圖，在圖18中，利用反正切函數(shù)變換單元101和反正切函數(shù)變換單元102以及減法器103來計算移動矢量V與梯度方向之間的夾角，進而將它用余弦函數(shù)變換單元104進行變換，對變換后的值乘上用絕對值電路106求出的圖像移動量的絕對值，通過這樣能夠求出變換為圖像的梯度的移動大小分量VG。表107能夠進行與圖1的灰度失真量評價電路10相同的動態(tài)圖像虛輪廓產(chǎn)生量預測。
根據(jù)如上結(jié)構(gòu)，能夠?qū)D像移動與圖像梯度方向統(tǒng)一進行評價，能夠正確地推測動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生預測量，進行正確的圖像修正及良好的圖像顯示。
實施方式4圖19是表示本發(fā)明的其它實施方式的方框圖，在圖19中，對與圖1所示部分相同的部分標上相同的編號。在圖19中，對水平移動量檢測電路14、垂直移動量檢測電路15、45°移動量檢測電路16以及135°移動量檢測電路17分別供給梯度檢測電路3的輸出G和時間方向變化檢測電路4的輸出B。另外，水平移動量檢測電路14、垂直移動量檢測電路15的輸出作為移動量運算電路18的輸入，然后對綜合判定電路8輸入由移動量運算電路13計算的移動量，輸出綜合判定結(jié)果k。該綜合判定結(jié)果k供給信號修正單元即灰度修正電路19。
對該灰度修正電路19輸入由輸入端1輸入的圖像信號，利用該灰度修正電路19進行修正輸入的圖像灰度值的灰度修正控制和誤差擴散控制。該灰度修正和誤差擴散的方法通過上述綜合判定電路8的綜合判定結(jié)果k、以及水平移動量檢測電路14、垂直移動量檢測電路15、45°移動量檢測電路16和135°移動量檢測電路17的輸出來控制。由該灰度修正電路19得到灰度修正的圖像信號供給子場灰度顯示裝置13，并作為圖像進行顯示。
這里是這樣構(gòu)成的，它按四個方向來檢測圖像移動大小，并用于后級的灰度修正電路19的控制，但圖像移動大小其本身的計算由于能夠根據(jù)水平移動量和垂直移動量這兩個量來計算，因此在將供給移動量運算電路18、并求出移動大小之后，向綜合判定電路8輸入，來決定與必需的灰度限制量相當?shù)木C合判定結(jié)果k的值。
接著，來詳細說明灰度修正電路19。在灰度修正電路19中，使用與得到的多方向的圖像移動方向、多方向的圖像移動大小、及圖像的灰度限制量相當?shù)闹导淳C合判定結(jié)果k，來進行輸入圖像的灰度修正，但多方向的圖像移動大小與灰度限制之關(guān)系與在圖12、圖13中說明的方法一樣地進行。
圖20表示灰度修正電路19的具體結(jié)構(gòu)例子。如該圖20所示，灰度修正電路19具有加法器191、編碼電路192、移動量輸入端193、輸入端194、減法器195、延遲電路196～199、系數(shù)電路200～203、以及系數(shù)控制電路204。而且，先前檢測出的水平移動量、垂直移動量、45°移動量、135°移動量分別輸入到系數(shù)控制電路204，利用系數(shù)電路200～203分別求出各個系數(shù)值EA、EB、EC、ED，根據(jù)系數(shù)值來運算處理延遲電路196～199的信號，然后供給加法器191并形成誤差擴散環(huán)。
還有，在圖20所示的結(jié)構(gòu)中，輸入的圖像信號的對灰度值的灰度控制的切換是根據(jù)移動量輸入端193輸入的信號來進行，另外圖13所示的編碼在灰度修正電路19的編碼電路192中進行。
這樣，輸入的圖像信號根據(jù)圖像移動大小相應地限定灰度數(shù)，并供給顯示裝置，以適當?shù)匾种苿討B(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生。同時，由于構(gòu)成誤差擴散環(huán)，因此能確保等效的灰度值。還有，若為了提高動態(tài)圖像虛輪廓的抑制效果，而加大動態(tài)圖像部分中的灰度數(shù)的限定，則感到因誤差擴散處理而產(chǎn)生的干擾較多而導致畫質(zhì)下降。因此，本發(fā)明根據(jù)圖像移動方向來控制誤差擴散系數(shù)，以抑制當灰度限制較大時的畫質(zhì)的下降。
圖21是一般誤差擴散系數(shù)的說明圖。圖21是表示在像素P進行灰度限制并顯示時將當時的輸入信號與顯示信號之差分配給周圍的四個像素A、B、C、D的情況。圖22表示分配系數(shù)EA、EB、EC、ED的實際的數(shù)值例子。根據(jù)圖22可知，在圖像移動大小很小而實際上不產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓時，將圖像作為靜態(tài)圖像，系數(shù)值EA、EB、EC、ED的值分別為[7]、[1]、[5]、[3]的值。還有，由于誤差擴散系數(shù)值原本是誤差分配的系數(shù)，因此總和應為[1]，但為了方便，以16倍的值來表示。
還有，若圖像不為靜態(tài)圖像，而向指定方向移動時，則按照圖22，更新系數(shù)值EA、EB、EC、ED的值。圖22的[靜態(tài)圖像]以外的部分表示在每個圖像移動方向設(shè)定的各個系數(shù)。圖中，表示有某種程度的圖像移動時的系數(shù)值，實際上，根據(jù)圖像移動的大小，相應設(shè)定為連續(xù)的、或分段的值。
圖23是該情況的說明圖，是關(guān)于系數(shù)EA的設(shè)定方法的概念示意圖。即這樣進行控制，使得在是靜態(tài)圖像時，系數(shù)EA設(shè)定為[7]，但圖像移動變大，例如在畫面的像素的水平方向有圖像移動時，按照圖像移動大小，系數(shù)值EA最大設(shè)定為[10]，另外，當圖像移動方向為畫面的像素垂直方向時，按照圖像移動大小，系數(shù)值EA從[7]漸漸地減小為
。另外，當圖像移動為畫面的斜的方向時，同樣進行控制，使其從[7]漸漸地變?yōu)閇3]。
圖24是該情況的說明圖，表示圖22所示的角度θ與圖像移動之關(guān)系。圖24中，是在與水平呈角度θ的方向有圖像移動時，設(shè)圖像移動大小為m，用矢量表示圖象移動。
與這樣的圖像移動相對應的系數(shù)值EA能用圖23插補而得到的值用圖表示的圖5求出。圖25是表示用周圍明示的數(shù)值對圖23所示的數(shù)值以外的點進行插補的值，角度θ＝0表示畫面水平方向。另外，圖25的上方(與底面垂直的方向)表示各點的系數(shù)值。在圖25中，點P的值與圖24中的點P相當，其系數(shù)值用EA表示。
由于這樣設(shè)定系數(shù)值使其連續(xù)變化，因此誤差擴散的系數(shù)值能夠根據(jù)靜態(tài)圖像時的值、圖像移動方向、圖像移動大小相應地連續(xù)變化，能夠根據(jù)圖像移動大小和方向光滑地進行灰度修正，進行良好的動態(tài)圖像虛輪廓的抑制和良好的誤差擴散動作。
還有，其它的系數(shù)、例如系數(shù)值EB能夠用圖26所示的轉(zhuǎn)移來表示，能夠?qū)⑵溥M行插補，并如圖27表示。對于系數(shù)值EC、ED的轉(zhuǎn)移圖也一樣，能夠分別用圖28、圖29來表示。另外，雖未圖示，但對于系數(shù)值EC、ED也能使用與圖25或圖27一樣的圖，來表示系數(shù)值的插補概念。
根據(jù)如上所述的本實施方式，在使用子場的灰度顯示裝置中，是使用圖像移動大小和移動方向，實施包含灰度修正的控制和誤差擴散控制的信號處理，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)圖像虛輪廓的抑制和良好的灰度顯示。
還有，在以上說明中，相對地加大了在與圖像移動方向平行的方向的誤差擴散系數(shù)。這是因為在視線跟隨圖像移動而跟蹤畫面上的對象的情況下，考慮到在觀測者的視網(wǎng)膜上，多個像素的發(fā)光量進行[視覺上的融合]。即，在與圖像移動平行的方向上的多個像素能認為等效地表示與一個像素類似的動作，在這樣的像素之間，盡量有一樣的誤差，通過這樣減小對很難發(fā)生[視覺上的融合]的像素、即在與圖像移動正交的方向的像素的擴散誤差，能夠抑制隨著誤差擴散增大的干擾感。
另外，在本實施方式中，說明了對系數(shù)值的插補按線性比例分配的例子，但當然也可以是利用高次函數(shù)來進行的曲線插補，或使用其它連續(xù)函數(shù)。另外，是按照圖像移動大小，舉出了分幾段來控制灰度值的例子，但該段數(shù)不限于上述的例子。進而作為特別的例子，也可以不進行灰度數(shù)的控制，只控制誤差擴散系數(shù)。另外，用本實施方式說明的誤差擴散系數(shù)不限于圖示的誤差擴散系數(shù)，若是按照圖像移動方向，利用視覺上融合效果的特性，當然能得到同樣的效果。
如上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，由于包括在輸入的圖像中檢測像素的灰度值在畫面內(nèi)的梯度的梯度檢測單元；在上述輸入的圖像中檢測像素的灰度值相對于時間的變化程度的時間變化檢測單元；根據(jù)上述梯度檢測單元的輸出和上述時間變化檢測單元的輸出來檢測輸入的圖像移動大小和圖像移動方向的單元；以及根據(jù)上述檢測的圖像移動大小和圖像移動方向、和上述子場的亮度加權(quán)對輸入的圖像信號進行修正并顯示的信號修正單元，因此能夠根據(jù)圖像梯度來檢測圖像移動方向，預測動態(tài)圖像虛輪廓的產(chǎn)生，所以能夠更準確地進行灰度修正，能夠抑制動態(tài)圖像虛輪廓、并能確保良好的灰度特性的圖像顯示。
根據(jù)本發(fā)明，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)來檢測易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的部分的圖像移動和梯度，由此能抑制動態(tài)圖像虛輪廓并實現(xiàn)良好的圖像顯示，能提高使用子場的灰度顯示裝置的顯示品質(zhì)。
工業(yè)上的實用性根據(jù)以上說明的本發(fā)明，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)來檢測易產(chǎn)生動態(tài)圖像虛輪廓的部分的圖像移動和梯度，通過修正信號并進行顯示，能夠抑制動態(tài)圖像虛輪廓并實現(xiàn)良好的圖像顯示，能提高使用子場的灰度顯示裝置的顯示品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種灰度顯示裝置，其特征在于，是由具有規(guī)定的亮度加權(quán)的多個子場來構(gòu)成一個場周期、并通過其多個子場來進行灰度顯示的灰度顯示裝置，包括在輸入的圖像中檢測像素的灰度值在畫面內(nèi)的梯度的梯度檢測單元；在所述輸入的圖像中檢測像素的灰度值的相對于時間的變化程度的時間變化檢測單元；根據(jù)所述梯度檢測單元的輸出和所述時間變化檢測單元的輸出來檢測所述輸入的圖像移動大小和圖像移動方向的單元；以及根據(jù)所述檢測的圖像移動大小和圖像移動方向、及所述子場的亮度加權(quán)對輸入的圖像信號進行修正并顯示的信號修正單元。
2.一種灰度顯示裝置，其特征在于，是由具有規(guī)定的亮度加權(quán)的多個子場來構(gòu)成一個場周期、并通過其多個子場來進行灰度顯示的灰度顯示裝置，包括在輸入的圖像中檢測像素的灰度值的光滑程度的光滑度檢測單元；在所述輸入的圖像中檢測像素的灰度值在畫面內(nèi)的梯度的梯度檢測單元；在所述輸入的圖像中檢測像素的灰度值的相對于時間的變化程度的時間變化檢測單元；根據(jù)所述梯度檢測單元的輸出和所述時間變化檢測單元的輸出來檢測所述輸入的圖像移動大小和圖像移動方向的單元；以及根據(jù)所述檢測的圖像移動大小和圖像移動方向、以及所述子場的亮度加權(quán)對輸入的圖像信號進行修正并顯示的信號修正單元。
3.如權(quán)利要求1或2所述的灰度顯示裝置，其特征在于，是這樣構(gòu)成的，它將圖像移動方向分成水平方向分量和垂直方向分量來檢測，根據(jù)將梯度大小和圖像移動大小變換成梯度方向得到的值來進行信號修正。
4.如權(quán)利要求1或2所述的灰度顯示裝置，其特征在于，信號修正單元是進行修正輸入圖像的灰度值的控制和進行誤差擴散的控制。
5.如權(quán)利要求4所述的灰度顯示裝置，其特征在于，信號修正單元進行控制，以根據(jù)圖像移動大小來修正輸入圖像的灰度值，同時根據(jù)圖像移動方向來控制誤差擴散的信號處理。
全文摘要
一種灰度顯示裝置，包括在輸入的圖像中檢測像素的灰度值在畫面內(nèi)的梯度的梯度檢測電路(3)；在輸入的圖像中檢測像素的灰度值的相對于時間的變化程度的時間變化檢測電路(4)；根據(jù)梯度檢測電路(3)的輸出和時間變化檢測電路(4)的輸出來檢測輸入的圖像移動的大小和圖像移動方向的單元；以及根據(jù)檢測的圖像移動大小和圖像移動方向、及子場的亮度加權(quán)對輸入的圖像信號進行修正并顯示的灰度修正電路(12)。
文檔編號G09G3/28GK1985290SQ200480001
公開日2007年6月20日 申請日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者川原功 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社