【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマテレビの映像信号処理回路に関し、特に映像信号の輝度レベルの制御に関する映像信号処理回路である。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイはガス放電により発生した紫外線によって、蛍光体を励起発光させることにより表示するディスプレイであり、薄型構造でちらつきがなく表示コントラスト比が大きいなどの特徴があり、大画面テレビや情報表示装置などへ応用が期待されている。プラズマディスプレイの階調表現は、１つのフレームを複数のサブフィールドに分割し、維持パルス数をサブフィールド毎に異ならせ、そのサブフィールドの組み合わせによって行われる。従って、各サブフィールドの維持パルス数の比を、例えば１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８にすると、２５６階調を表現することができる。このような複数のサブフィールドを高速で連続して表示し、視覚の積分効果を利用することで多階調の画像を再現することができる。
【０００３】
プラズマディスプレイの発光効率はあまり高くないため、パネル全面で明るい表示となり、平均輝度レベルが高い場合に大きな電力が必要となり、消費電力が増加する。そこで、プラズマディスプレイでは、従来よりこの消費電力の増加を抑制するために、画面全体の平均輝度レベルを検出し、それに応じて各サブフィールドの維持パルス数を変化させる制御方法が用いられている。なお、本明細書は、この制御方法を行っている回路を駆動条件制御回路と称している。図１３はその制御方法を適用したプラズマディスプレイを示している。
【０００４】
図１３において、プラズマディスプレイに入力された映像信号は、映像信号処理回路１３０１によりプラズマディスプレイ用の信号に変換される。変換された信号は、平均輝度検出回路１３０２に入力し、画面全体の輝度レベルが演算される。この演算結果に基づいて、維持パルス数制御回路１３０４では、入力映像信号の平均輝度レベルが低い場合、維持パルス数を増やして輝度を上昇させ、逆に平均輝度レベルが高い場合、維持パルス数を減らして輝度を制限する。この結果、平均輝度レベルが高い場合の消費電力を抑えつつ高いピーク輝度を得られるように各サブフィールドの維持パルス数がフレーム毎に制御される。映像信号処理回路１３０１の出力信号は、サブフィールド制御回路１３０３に入力し、サブフィールド制御回路１３０３及び維持パルス数制御回路１３０４からの出力信号が駆動制御部１３０５に入力され、プラズマディスプレイパネル１３０６のデータ電極ドライバ等の動作を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の平均輝度レベルによって、維持パルス数及びサブフィールド数を制御する方法は、プラズマディスプレイにとって有用な方法であるが、ＣＲＴに比較するとまだ不十分であり、更なる高輝度化の改善が望まれている。例えば、現実のプラズマディスプレイでは書込期間に多大な時間が必要であり、特に高階調化や動画表示品位の改善を図るために、書込期間が長くなり、発光輝度に直接関与する維持期間がより一層圧迫される。このため、ピーク輝度を十分に高くすることができない問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題を解決するもので、上述した制御方法と併用して、ピーク輝度の値に応じて適応的に白側の階調を伸張する白伸張機能（以下、白伸張と称する。）を適用することにより、より高いピーク輝度を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、水平同期信号と垂直同期信号を用いて輝度入力信号の最大値を検出する最大値検出回路と、前記水平同期信号と前記垂直同期信号を用いて前記輝度入力信号の平均輝度を検出する平均輝度検出回路と、前記垂直同期信号を用いて、前記平均輝度検出回路から生成される前記輝度入力信号の平均輝度をフィールド単位で平均化し、平均輝度演算値を出力する第一の平均回路と、前記垂直同期信号を用いて、前記最大値検出回路から生成される前記輝度入力信号の最大値をフィールド単位で平均化し、平均最大値を出力する第二の平均回路と、前記第一の平均回路から出力する平均輝度演算値と平均輝度の基準値を比較して、前記輝度入力信号のピーク輝度を制御する信号を生成するピーク輝度制御信号生成回路と、前記垂直同期信号を用いて、ピーク輝度算出回路から出力する輝度信号のピーク輝度を１フィールド遅延する１フィールド遅延回路と、前記ピーク値制御信号生成回路から生成されたピーク輝度制御信号と前記１フィールド遅延回路から出力する１フィールド遅延したピーク輝度と前記第二の平均回路から出力する平均最大値を用いて、ピーク輝度を算出するピーク輝度算出回路と、前記ピーク輝度算出回路から出力する制御信号を用いて、白伸張の動作状態と無動作状態を切り替える信号を生成する白伸張制御信号生成回路と、前記第一の平均回路から出力する平均輝度演算値と前記ピーク輝度算出回路から出力するピーク輝度と前記白伸張制御信号生成回路から出力する白伸張制御信号を用いて、前記輝度入力信号に対して白伸張の動作を行う白伸張回路と、前記白伸張回路から出力する輝度信号をもとに、維持パルス数とサブフィールド数を制御し、プラズマディスプレイの駆動条件を制御する駆動条件制御回路を具備し、入力する映像信号の平均輝度に応じて、輝度レベルを制御することを特徴とするものである。
【０００８】
本願の請求項２の発明は、請求項１の映像信号処理回路において、前記ピーク輝度算出回路は、前記１フィールド遅延回路から出力する１フィールド遅延したピーク輝度と前記第二の平均回路から出力する平均最大値の差を検出する第一の減算回路と、前記第一の減算回路から出力する輝度の差分に対して、所定の比率分を算出する減少値算出回路と、前記１フィールド遅延したピーク輝度と前記減少値算出回路から生成される輝度の減少値を減算する第二の減算回路を具備し、白伸張機能の動作状態から無動作状態へ変化する過渡期の輝度レベルを制御することを特徴とするものである。
【０００９】
本願の請求項３の発明は、請求項１の映像信号処理回路において、前記ピーク輝度算出回路は、前記第二の平均回路から出力する平均最大値を用いて、白伸張の動作状態のピーク輝度を生成するピーク輝度生成回路と、前記ピーク輝度生成回路から出力するピーク輝度と前記１フィールド遅延回路から出力する１フィールド遅延したピーク輝度の差を検出する第三の減算回路と、前記第三の減算回路から出力する輝度の差分に対して、所定の比率分を算出する増加値算出回路と、前記１フィールド遅延したピーク輝度と前記増加値算出回路から生成された輝度の増加値を加算する加算回路を具備し、白伸張機能の無動作状態から動作状態へ変化する過渡期の輝度レベルを制御することを特徴とするものである。
【００１０】
本願の請求項４の発明は、請求項１の映像信号処理回路において、前記ピーク輝度算出回路は、請求項２記載の回路の一部と請求項３記載の回路の一部とを具備し、入力信号の平均輝度の変化によって生じる白伸張機能の動作状態と無動作状態の切り替わりに対し、輝度レベルを滑らかに変化させることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の映像信号処理回路の実施の形態について図を用いて説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における映像信号処理回路の構成を示すブロック図である。１０１はＡ／Ｄ変換回路、１０２は、Ｉ／Ｐ変換、走査線変換、逆ガンマ補正、誤差拡散等の信号処理を行う第一の映像信号処理部である。１０３は入力映像信号の平均輝度に応じて、輝度信号に対して白伸張を行う白伸張処理部、１０４は維持パルス数及びサブフィールド数で明るさを制御する駆動条件制御回路である。１０５は同期分離回路である。
【００１３】
次に、その動作について説明する。入力映像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０１でデジタル映像信号に変換される。このデジタル映像信号は、第一の映像信号処理部１０２に入力される。第一の映像信号処理部１０２では、Ｉ／Ｐ変換、走査線変換、逆ガンマ補正、誤差拡散等の信号処理を行う。また、入力映像信号がコンポジットビデオ信号の場合、Ｙ／Ｃ分離を行い、ＲＧＢ信号の場合は、マトリックス変換を行うことにより、輝度信号を生成している。また、同期分離回路１０５は、入力映像信号から、水平同期信号ＨＤと垂直同期信号ＶＤを分離する。白伸張処理部１０３では、水平同期信号ＨＤと垂直同期信号ＶＤを用いて、第一の映像信号処理部１０２から出力する輝度信号に対して、白伸張を行う。
【００１４】
ここで白伸張の動作について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の実施の形態１における白伸張回路の動作を示す図である。白伸張は、所定の輝度レベルＳＴＬより大きい輝度レベルに対し行い、輝度レベルＳＴＬより小さい輝度レベルに対しては行わない。白伸張後の輝度レベルＹ＿ＯＵＴは、最大値ＭＡＸをもとにピーク輝度ＰＥＡＫを算出し、下記計算式により求まる。
【００１５】
Ｙ＿ＯＵＴ＝ＳＴＬ＋（ＰＥＡＫ−ＳＴＬ）／（ＭＡＸ−ＳＴＬ）×（Ｙ＿ＩＮ−ＳＴＬ）
ここでＹ＿ＩＮは白伸張前の輝度レベルである。
【００１６】
実施の形態１では、輝度レベルＳＴＬは、第一の平均回路２０８の出力である平均輝度ＡＰＬを用いている。平均輝度ＡＰＬは、平均輝度検出回路２０６で検出された平均輝度をフィールド単位で平均化したものである。また、ピーク輝度は、輝度の平均最大値ＭＡＸに対して、所定の定数であるＧＡＩＮを乗算した値を用いている。
【００１７】
駆動条件制御回路１０４では、白伸張処理部１０３から出力する輝度信号の平均輝度に応じて、サブフィールド数及び維持パルス数を制御することにより、ピーク輝度の向上及び消費電力の低減を行う。すなわち、映像シーンを自動的に判別し、白色部の面積が少なく、全体的に黒っぽいシーンのときに、維持パルスを増加し、白色部のピーク輝度を向上させる。これにより、黒から白ピークまでの映像のダイナミックレンジを拡大し、メリハリのある映像が実現できる。駆動条件制御回路１０４により、平均輝度が高い映像シーンでは、維持パルス数が減少するため、白伸張を行っても効果が少ない。逆に、平均輝度が低い映像シーンでは、維持パルス数は多く、消費電力も低く余裕があるため、白伸張の効果が大きい。これにより、白伸張の動作状態及び無動作状態の制御が必要となる。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態１における白伸張処理部１０３の構成を示すブロック図である。図２において、２０１は白伸張回路、２０２は１フィールド遅延回路、２０３は白伸張を制御する信号を生成する白伸張制御信号生成回路、２０４はピーク輝度算出回路、２０５はピーク輝度を制御する信号を生成するピーク輝度制御信号生成回路、２０６は輝度入力信号の平均輝度を検出する平均輝度検出回路、２０７は輝度入力信号の輝度の最大値を検出する最大値検出回路、２０８は平均輝度をフィールド単位で平均化する第一の平均回路、２０９は輝度の最大値をフィールド単位で平均化する第二の平均回路である。
【００１９】
次に、その動作について説明する。最大値検出回路２０７では、同期分離回路から出力する水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号の所定の範囲内で、第一の映像信号処理部１０２から出力する輝度信号の最大値を求める。また、平均輝度検出回路２０６では、最大値検出回路２０７に用いられた検出範囲と同じ範囲内で、第一の映像信号処理部１０２から出力する輝度信号の平均値を求める。第二の平均回路２０９において、最大値検出回路２０７から出力する輝度の最大値は、垂直同期信号ＶＤを用いて、フィールド単位で平均化され、平均最大値ＭＡＸが生成される。同様に、第一の平均回路２０８において、平均輝度検出回路２０６から出力する平均輝度は、垂直同期信号ＶＤを用いて、フィールド単位で平均化され、平均輝度ＡＰＬが生成される。ピーク輝度制御信号生成回路２０５では、平均輝度ＡＰＬと所定の定数である平均輝度基準値ＡＰＬＲＥＦを用いて、ピーク輝度を制御するピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐを生成する。ピーク輝度算出回路では、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐをもとに、平均最大値ＭＡＸと、１フィールド遅延したピーク輝度ＰＥＡＫ１Ｖを用いて、白伸張後のピーク輝度ＰＥＡＫを算出する。１フィールド遅延したピーク輝度ＰＥＡＫ１Ｖは、垂直同期信号ＶＤを用いて、１フィールド遅延回路２０２でピーク輝度ＰＥＡＫを１フィールド遅延して得られる。また、ピーク輝度算出回路２０４は、白伸張の動作状態を表す信号ＳＴＡＴＥを出力する。白伸張制御信号生成回路２０３は、白伸張の動作状態を表す信号ＳＴＡＴＥを用いて、白伸張を制御する白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗを生成する。白伸張回路２０１では、入力輝度信号に対し、白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗが「１」ならば、白伸張を行い、「０」ならば、白伸張を行わない。白伸張を行う場合、平均輝度ＡＰＬと、ピーク輝度ＰＥＡＫを用いて、先述の様に計算される。白伸張回路２０１から出力される輝度信号は、駆動条件制御回路１０４に入力され、輝度レベルの制御が行われる。
【００２０】
次に白伸張の制御動作について以下に説明する。
【００２１】
先述した様に、プラズマディスプレイにおいて、駆動条件制御回路１０４で行う駆動条件の制御と白伸張を併用するには、白伸張の動作状態と無動作状態の切り替えが必要になる。しかし、切り替える際、映像信号の輝度の急激な変化が生じる。これを防ぐために、白伸張の動作状態と無動作状態間を移行する過渡状態を設ける。白伸張の動作状態と無動作状態の切り替えは、入力映像信号の平均輝度の値を用いて行われるため、平均輝度に応じて、白伸張の動作状態、無動作状態及び過渡状態のそれぞれにおいて、ピーク輝度を算出する必要がある。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度算出回路２０４の構成の一部を示すブロック図であり、白伸張の無動作状態から動作状態に移行する過渡状態におけるピーク輝度の生成を示す図である。図４において、４０１は第二の平均回路２０９から出力する輝度の最大値と所定のゲインを乗算する乗算器、４０２は白伸張の動作状態時のピーク輝度を生成するピーク輝度生成回路、４０３はピーク輝度生成回路４０２から出力するピーク輝度から１フィールド遅延回路２０２から出力する１フィールド遅延したピーク輝度を減算する第三の減算回路、４０４は１フィールド遅延したピーク輝度に加算する値を算出する増加値算出回路、４０５は１フィールド遅延回路２０２から出力する１フィールド遅延したピーク輝度と増加値算出回路４０４の出力を加算する加算回路である。
【００２３】
次に、その動作について説明する。ピーク輝度生成回路４０２では、白伸張の動作状態におけるピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮを算出する。ピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮは、平均最大値ＭＡＸに所定のゲインＧＡＩＮを乗算器４０１で乗算することにより求める。白伸張の無動作状態におけるピーク輝度は、平均最大値ＭＡＸに設定する。第三の減算回路４０３では、１フィールド毎に、１フィールド前のピーク輝度ＰＥＡＫ１Ｖと現フィールドのピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮの差を算出する。増加値算出回路４０４では、第三の減算回路４０３より出力する差分値を所定の比率で除算することにより、ピーク輝度の増分値ＡＤＤを求める。この所定の比率が大きいほど、ピーク輝度の増分値ＡＤＤが小さいため、ピーク輝度は滑らかに増加する。また、過渡状態のフィールド数も増加する。加算回路４０５で、１フィールド前のピーク輝度ＰＥＡＫ１Ｖに、増加値算出回路４０４から出力するピーク輝度の増分値ＡＤＤを加算することにより、現フィールドのピーク輝度ＰＥＡＫ１を算出する。これにより、白伸張の無動作状態から動作状態に移行する過渡状態では、ピーク輝度は、無動作状態の平均最大値ＭＡＸから、動作状態におけるピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮへと滑らかに増加する。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度算出回路２０４の構成の一部を示すブロック図であり、白伸張の動作状態から無動作状態に移行する過渡状態におけるピーク輝度の生成を示す図である。図３において、３０１は１フィールド遅延回路２０２から出力する１フィールド遅延したピーク輝度から第二の平均回路２０９から出力する輝度の最大値を減算する第一の減算回路、３０２は１フィールド遅延回路２０２から出力する１フィールド遅延したピーク輝度を減少させる値を算出する減少値算出回路、３０３は１フィールド遅延回路２０２から出力する１フィールド遅延したピーク輝度から減少値算出回路３０２の出力を減算する第二の減算回路である。
【００２５】
次に、その動作について説明する。白伸張の動作状態におけるピーク輝度は、ピーク輝度生成回路４０２から出力するピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮである。また、白伸張の無動作状態におけるピーク輝度は、平均最大値ＭＡＸに設定する。第一の減算回路３０１では、１フィールド毎に、１フィールド前のピーク輝度ＰＥＡＫ１Ｖと現フィールドの平均最大値ＭＡＸの差を算出する。減少値算出回路３０２では、第一の減算回路３０１より出力する差分値を所定の比率で除算することにより、ピーク輝度の減少値ＳＵＢを求める。この所定の比率が大きいほど、ピーク輝度の減少値ＳＵＢが小さいため、ピーク輝度は滑らかに減少する。また、過渡状態のフィールド数も増加する。第二の減算回路３０３で、１フィールド前のピーク輝度ＰＥＡＫ１Ｖから、減少値算出回路３０２から出力するピーク輝度の減少値ＳＵＢを減算することにより、現フィールドのピーク輝度ＰＥＡＫ２を算出する。これにより、白伸張の動作状態から無動作状態に移行する過渡状態では、ピーク輝度は、動作状態のピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮから、無動作状態におけるピーク輝度ＭＡＸへと滑らかに減少する。
【００２６】
図５は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度算出回路２０４の詳細な構成を示すブロック図である。図５において、ピーク輝度算出回路２０４は、乗算器４０１、ピーク輝度生成回路４０２、第三の減算回路４０３、増加値算出回路４０４、加算回路４０５、第一の減算回路３０１、減少値算出回路３０２、第二の減算回路３０３及びピーク輝度を選択するピーク輝度選択回路５０２から構成される。また、ピーク輝度制御信号生成回路２０５は、比較器５０１から構成される。
【００２７】
次に、その動作について説明する。ピーク輝度算出回路２０４では、平均輝度ＡＰＬに応じて、ピーク輝度を選択し、ピーク輝度ＰＥＡＫを出力する。図５において、ピーク輝度制御信号生成回路２０５は比較器５０１により構成されており、平均輝度ＡＰＬと所定の平均輝度基準値ＡＰＬＲＥＦを比較して、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐを生成する。平均輝度基準値ＡＰＬＲＥＦは、白伸張を行う平均輝度の境界値である。平均輝度ＡＰＬが、平均輝度基準値ＡＰＬＲＥＦ以下になると、白伸張が動作する状態に移行し、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐは「１」を出力する。また、平均輝度基準値ＡＰＬＲＥＦより大きくなると、白伸張は動作しない状態に移行し、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐは「０」を出力する。ピーク輝度選択回路５０２は、白伸張の各状態におけるピーク輝度を、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐによって選択し、ピーク輝度ＰＥＡＫを出力する。ピーク輝度選択回路５０２が選択するピーク輝度は、白伸張が動作状態のピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮと、白伸張が無動作状態から動作状態へ移行する過渡状態のピーク輝度ＰＥＡＫ１と、白伸張が動作状態から無動作状態へ移行する過渡状態のピーク輝度ＰＥＡＫ２と、白伸張が無動作状態のピーク輝度ＭＡＸである。またピーク輝度選択回路５０２は、現フィールドが白伸張に対してどの状態であるかを表す状態信号ＳＴＡＴＥを出力する。
【００２８】
図６は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路５０２を構成する白伸張の状態遷移図である。図６において、６０１は白伸張動作状態、６０２は白伸張無動作状態である。また、６０３は白伸張動作状態６０１から白伸張無動作状態６０２に移行する過渡状態である。また、６０４は白伸張無動作状態６０２から白伸張動作状態６０１に移行する過渡状態である。
【００２９】
図７は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路５０２の構成の一部を示すブロック図であり、白伸張動作状態６０１において、状態信号ＳＴＡＴＥを出力する動作を示す。図７において、７０１は白伸張動作状態６０１と、過渡状態６０３をピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐに応じて選択する選択回路である。
【００３０】
図８は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路５０２の構成の一部を示すブロック図であり、過渡状態６０３において、状態信号ＳＴＡＴＥを出力する動作を示す。図８において、８０１は減少値算出回路３０２から出力する減少値と所定の定数を比較する比較器、８０２は過渡状態６０３と、白伸張無動作状態６０２を比較器８０１の出力に応じて選択する選択回路である。また、８０３は過渡状態６０４と、選択回路８０２の出力をピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐに応じて選択する選択回路である。
【００３１】
図９は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路５０２の構成の一部を示すブロック図であり、白伸張無動作状態６０２において、状態信号ＳＴＡＴＥを出力する動作を示す。図９において、９０１は過渡状態６０４と、白伸張無動作状態６０２をピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐに応じて選択する選択回路である。
【００３２】
図１０は、本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路５０２の構成の一部を示すブロック図であり、過渡状態６０４において、状態信号ＳＴＡＴＥを出力する動作を示す。図１０において、１００１は増加値算出回路４０４から出力する増加値と所定の定数を比較する比較器、１００２は過渡状態６０４と、白伸張動作状態６０１を比較器１００１の出力に応じて選択する選択回路である。また、１００３は過渡状態６０３と、選択回路１００２の出力をピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐに応じて選択する選択回路である。
【００３３】
次に、その動作について説明する。現フィールドが白伸張動作状態６０１にある場合、次のフィールドの状態は、白伸張動作状態６０１又は白伸張動作状態６０１から白伸張無動作状態６０２に移行する過渡状態６０３である。その選択は、図７の選択回路７０１より、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐが「１」のときは白伸張動作状態６０１を選択し、「０」のときは、過渡状態６０３を選択する。すなわち、白伸張動作状態で、平均輝度が低く、白伸張を動作させる映像シーンが続くと、白伸張動作状態を維持し、平均輝度が上がり、白伸張を動作させない映像シーンになった場合は、過渡状態で滑らかにピーク輝度を減少させる。なお、現フィールドが白伸張動作状態６０１にある場合、ピーク輝度ＰＥＡＫはＰＥＡＫ＿ＯＮ、状態信号ＳＴＡＴＥはＯＮとなる。
【００３４】
現フィールドが過渡状態６０３にある場合、次のフィールドの状態は、過渡状態６０３、又は白伸張無動作状態６０２、又は白伸張無動作状態６０２から白伸張動作状態６０１に移行する過渡状態６０４である。その選択は、図８の選択回路８０２及び８０３で行う。選択回路８０２では、比較器８０１から出力する制御信号により、過渡状態６０３と、白伸張無動作状態６０２を選択する。比較器８０１では、ピーク輝度の減少値ＳＵＢと所定の定数ＣＯＮＳＴ１を比較し、ピーク輝度の減少値ＳＵＢが定数ＣＯＮＳＴ１より大きい場合は、過渡状態６０３を選択し、ピーク輝度の減少値ＳＵＢが定数ＣＯＮＳＴ１以下の場合は、白伸張無動作状態６０２を選択する。すなわち、定数ＣＯＮＳＴ１を十分小さく設定すると、ピーク輝度の減少値ＳＵＢが定数ＣＯＮＳＴ１より大きい場合は、過渡状態６０３を維持し、ピーク輝度の減少値ＳＵＢが定数ＣＯＮＳＴ１以下になり、十分小さくなると、過渡状態６０３を終了し、白伸張無動作状態６０２に移行する。
【００３５】
また、選択回路８０３において、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐが「１」のときは過渡状態６０４を選択し、「０」のときは、選択回路８０２の出力を選択する。すなわち、白伸張動作状態から白伸張無動作状態に移行している過渡状態で、白伸張を動作させない映像シーンが続く場合は、過渡状態を維持し、ピーク輝度が平均最大値ＭＡＸに近づくまで、滑らかにピーク輝度を減少させる。また、平均輝度が下がり、白伸張を動作させる映像シーンになった場合は、白伸張無動作状態から白伸張動作状態に移行する過渡状態になり、ピーク輝度を滑らかに増加させる。なお、現フィールドが過渡状態６０３にある場合、ピーク輝度ＰＥＡＫはＰＥＡＫ２、状態信号ＳＴＡＴＥはＯＮ＿ＯＦＦとなる。
【００３６】
現フィールドが白伸張無動作状態６０２にある場合、次のフィールドの状態は、白伸張無動作状態６０２又は白伸張無動作状態６０２から白伸張動作状態６０１に移行する過渡状態６０４である。その選択は、図９の選択回路９０１より、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐが「１」のときは過渡状態６０４を選択し、「０」のときは、白伸張無動作状態６０２を選択する。すなわち、白伸張無動作状態で、平均輝度が高く、白伸張を動作させない映像シーンが続くと、白伸張無動作状態を維持し、平均輝度が下がり、白伸張を動作させる映像シーンになった場合は、過渡状態で滑らかにピーク輝度を増加させる。なお、現フィールドが白伸張無動作状態６０３にある場合、ピーク輝度ＰＥＡＫは平均最大値ＭＡＸ、状態信号ＳＴＡＴＥはＯＦＦとなる。
【００３７】
現フィールドが過渡状態６０４にある場合、次のフィールドの状態は、過渡状態６０４、又は白伸張動作状態６０１、又は白伸張動作状態６０１から白伸張無動作状態６０２に移行する過渡状態６０３である。その選択は、図１０の選択回路１００２及び１００３で行う。選択回路１００２では、比較器１００１から出力する制御信号により、過渡状態６０４と、白伸張動作状態６０１を選択する。比較器１００１では、ピーク輝度の増加値ＡＤＤと所定の定数ＣＯＮＳＴ２を比較し、ピーク輝度の増加値ＡＤＤが定数ＣＯＮＳＴ２より大きい場合は、過渡状態６０４を選択し、ピーク輝度の増加値ＡＤＤが定数ＣＯＮＳＴ２以下の場合は、白伸張動作状態６０１を選択する。すなわち、定数ＣＯＮＳＴ２を十分小さく設定すると、ピーク輝度の増加値ＡＤＤが定数ＣＯＮＳＴ２より大きい場合は、過渡状態６０４を維持し、ピーク輝度の増加値ＡＤＤが定数ＣＯＮＳＴ２以下になり、十分小さくなると、過渡状態６０４を終了し、白伸張動作状態６０１に移行する。
【００３８】
また、選択回路１００３において、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐが「０」のときは過渡状態６０３を選択し、「１」のときは、選択回路１００２の出力を選択する。すなわち、白伸張無動作状態から白伸張動作状態に移行している過渡状態で、白伸張を動作させる映像シーンが続く場合は、過渡状態を維持し、ピーク輝度が白伸張動作状態のピーク輝度ＰＥＡＫ＿ＯＮに近づくまで、滑らかにピーク輝度を増加させる。また、平均輝度が上がり、白伸張を動作させない映像シーンになった場合は、白伸張動作状態から白伸張無動作状態に移行する過渡状態になり、ピーク輝度を滑らかに減少させる。なお、現フィールドが過渡状態６０４にある場合、ピーク輝度ＰＥＡＫはＰＥＡＫ１、状態信号ＳＴＡＴＥはＯＦＦ＿ＯＮとなる。
【００３９】
図１１は、本発明の実施の形態１における白伸張制御信号生成回路２０３の動作を示す図である。白伸張制御信号生成回路２０３は白伸張回路２０１を制御する白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗを生成する。ピーク輝度選択回路５０２から出力する状態信号ＳＴＡＴＥがＯＦＦのときは、白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗは「０」を出力し、状態信号ＳＴＡＴＥがＯＦＦ以外のときは、白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗは「１」を出力する。白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗは、白伸張回路２０１に入力し、白伸張の制御を行う。すなわち、白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗが「１」のときは、先述した所定の計算により、白伸張を行う。また、「０」のときは、白伸張は行わない。白伸張動作時に、平均輝度が上がり、ピーク輝度制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｐが「１」から「０」に切り替わっても、過渡状態におけるピーク輝度を算出し、白伸張制御信号ＣＯＮＴＲＯＬ＿Ｗが「１」となるため、白伸張を行う。このように過渡状態でも白伸張を行うことにより、滑らかにピーク輝度を変化させることができる。
【００４０】
以上のように本実施の形態によれば、プラズマディスプレイにおいて、白伸張とプラズマディスプレイの駆動条件の制御を併用しても、ピーク輝度の急激な変化を生じることなく、ピーク輝度を向上させることができる。すなわち、映像シーンを自動的に判別し、白色部の面積が少なく、全体的に黒っぽいシーンのときに、白伸張を動作させ、白色部のピーク輝度を向上させる。これにより、黒から白ピークまでの映像のダイナミックレンジを拡大し、よりメリハリのある映像が実現できる。
【００４１】
また、黒っぽい映像シーンから白っぽい映像シーンに移行したとき、白伸張の動作状態から無動作状態へ移行する過渡状態を設けていることにより、ピーク輝度が急激に変化せず、滑らかに変化する映像を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、平均輝度レベルによって維持パルス数及びサブフィールド数を制御する方法と併用して、ピーク輝度の値に応じて適応的に白側の階調を伸張する白伸張機能を適用することにより、より高いピーク輝度を実現することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における映像信号処理回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における白伸張処理部の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度算出回路の構成の一部を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度算出回路の構成の一部を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度算出回路の詳細な構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路を構成する白伸張の状態遷移図
【図７】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路の構成の一部を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路の構成の一部を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路の構成の一部を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるピーク輝度選択回路の構成の一部を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態１における白伸張制御信号生成回路の動作を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１における白伸張回路の動作を示す図
【図１３】従来のプラズマディスプレイの構成の一例を示す図
【符号の説明】
１０１ Ａ／Ｄ変換回路
１０２ 第一の映像信号処理部
１０３ 白伸張処理部
１０４ 駆動条件制御回路
１０５ 同期分離回路
２０１ 白伸張回路
２０２ １フィールド遅延回路
２０３ 白伸張制御信号生成回路
２０４ ピーク輝度算出回路
２０５ ピーク輝度制御信号生成回路
２０６ 平均輝度検出回路
２０７ 最大値検出回路
２０８ 第一の平均回路
２０９ 第二の平均回路
３０１ 第一の減算回路
３０２ 減少値算出回路
３０３ 第二の減算回路
４０１ 乗算器
４０２ ピーク輝度生成回路
４０３ 第三の減算回路
４０４ 増加値算出回路
４０５ 加算回路
５０２ ピーク輝度選択回路
５０１ 比較器
６０１ 白伸張動作状態
６０２ 白伸張無動作状態
６０３ 過渡状態
６０４ 過渡状態
７０１ 選択回路
８０１ 比較器
８０２ 選択回路
８０３ 選択回路
９０１ 選択回路
１００１ 比較器
１００２ 選択回路
１００３ 選択回路
１３０１ 映像信号処理回路
１３０２ 平均輝度検出回路
１３０３ サブフィールド制御回路
１３０４ 維持パルス数制御回路
１３０５ 駆動制御部
１３０６ プラズマディスプレイパネル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a video signal processing circuit for a plasma television, and more particularly to a video signal processing circuit for controlling a luminance level of a video signal.
[0002]
[Prior art]
A plasma display is a display that excites and emits phosphors by ultraviolet light generated by gas discharge, and has features such as a thin structure, no flicker and a large display contrast ratio, and a large-screen television or an information display device. It is expected to be applied to The gradation display of the plasma display is performed by dividing one frame into a plurality of subfields, changing the number of sustain pulses for each subfield, and combining the subfields. Therefore, if the ratio of the number of sustain pulses in each subfield is, for example, 1: 2: 4: 8: 16: 32: 64: 128, 256 gradations can be expressed. Such a plurality of subfields are displayed continuously at high speed, and a multi-tone image can be reproduced by utilizing the visual integration effect.
[0003]
Since the luminous efficiency of the plasma display is not so high, a bright display is obtained on the entire surface of the panel. When the average luminance level is high, a large amount of power is required, and power consumption increases. Therefore, in a plasma display, a control method of detecting an average luminance level of the entire screen and changing the number of sustain pulses in each subfield in accordance with the average luminance level of the entire screen has been conventionally used in order to suppress the increase in power consumption. In this specification, a circuit performing this control method is referred to as a driving condition control circuit. FIG. 13 shows a plasma display to which the control method is applied.
[0004]
In FIG. 13, a video signal input to a plasma display is converted by a video signal processing circuit 1301 into a signal for a plasma display. The converted signal is input to the average luminance detection circuit 1302, and the luminance level of the entire screen is calculated. Based on the calculation result, the sustain pulse number control circuit 1304 increases the number of sustain pulses to increase the luminance when the average luminance level of the input video signal is low, and increases the number of sustain pulses when the average luminance level is high. Reduce and limit brightness. As a result, the number of sustain pulses in each subfield is controlled for each frame so as to obtain high peak luminance while suppressing power consumption when the average luminance level is high. The output signal of the video signal processing circuit 1301 is input to the subfield control circuit 1303, and the output signals from the subfield control circuit 1303 and the sustain pulse number control circuit 1304 are input to the drive control unit 1305, and the data of the plasma display panel 1306 The operation of the electrode driver and the like is controlled.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The method of controlling the number of sustain pulses and the number of subfields based on the average luminance level described above is a useful method for a plasma display, but is still insufficient compared to a CRT, and further improvement in luminance is desired. ing. For example, in an actual plasma display, a great amount of time is required for a writing period. In particular, in order to increase the gradation and improve the display quality of a moving image, the writing period becomes long, and a maintenance period directly related to emission luminance is required. It is even more oppressive. For this reason, there is a problem that the peak luminance cannot be sufficiently increased.
[0006]
In view of the above, the present invention solves the above-described problem. In combination with the above-described control method, a white extension function (hereinafter, referred to as white extension) that adaptively extends the white-side gradation according to the peak luminance value. The purpose of the present invention is to realize higher peak luminance by applying the above method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present application provides a maximum value detection circuit that detects a maximum value of a luminance input signal using a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal, and the luminance input signal using the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal. Average luminance of the luminance input signal generated from the average luminance detection circuit by using a vertical synchronization signal and an average luminance detection circuit for detecting an average luminance of each field, and outputting an average luminance calculation value. A first averaging circuit, using the vertical synchronization signal, a second averaging circuit that averages the maximum value of the luminance input signal generated from the maximum value detection circuit in field units, and outputs an average maximum value. A peak luminance control signal generation circuit that compares a calculated average luminance value output from the first averaging circuit with a reference value of average luminance to generate a signal that controls a peak luminance of the luminance input signal; A one-field delay circuit for delaying the peak luminance of the luminance signal output from the peak luminance calculation circuit by one field using a vertical synchronization signal; a peak luminance control signal generated from the peak value control signal generation circuit; A peak luminance calculating circuit for calculating peak luminance using the peak luminance delayed by one field output from the circuit and the average maximum value output from the second averaging circuit, and a control signal output from the peak luminance calculating circuit. A white expansion control signal generation circuit that generates a signal for switching between an operation state and a non-operation state of white expansion, an average luminance calculation value output from the first average circuit, and a peak luminance output from the peak luminance calculation circuit. Using a white expansion control signal output from the white expansion control signal generation circuit, the white expansion operation is performed on the luminance input signal. An input video signal comprising: a white extension circuit; and a driving condition control circuit for controlling the number of sub-fields and the number of subfields based on the luminance signal output from the white extension circuit to control the driving conditions of the plasma display. The luminance level is controlled according to the average luminance of the signal.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the video signal processing circuit of the first aspect, the peak luminance calculating circuit outputs the one-field-delayed peak luminance output from the one-field delay circuit and the second average circuit. A first subtraction circuit for detecting a difference between the average maximum values, a decrease value calculation circuit for calculating a predetermined ratio with respect to a difference in luminance output from the first subtraction circuit, and a peak delayed by one field. A second subtraction circuit that subtracts the luminance and the luminance decrease value generated from the decrease value calculation circuit, and controls a luminance level in a transition period when the white expansion function changes from an operation state to a non-operation state. It is a feature.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the video signal processing circuit of the first aspect, the peak luminance calculation circuit uses an average maximum value output from the second averaging circuit to calculate a peak luminance in an operation state of white expansion. A third luminance subtraction circuit for detecting a difference between the peak luminance output from the peak luminance generation circuit and the one-field delayed peak luminance output from the one-field delay circuit; and An increase value calculation circuit for calculating a predetermined ratio to a difference in luminance output from the subtraction circuit; and an addition for adding the peak luminance delayed by one field to the increase value of the luminance generated from the increase value calculation circuit. And a circuit for controlling a luminance level in a transition period when the white stretching function changes from a non-operation state to an operation state.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the video signal processing circuit of the first aspect, the peak luminance calculation circuit includes a part of the circuit of the second aspect and a part of the circuit of the third aspect, It is characterized in that the luminance level is smoothly changed in response to switching between the operation state and the non-operation state of the white extension function caused by the change in the average luminance of the input signal.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the video signal processing circuit of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a video signal processing circuit according to Embodiment 1 of the present invention. Reference numeral 101 denotes an A / D conversion circuit, and reference numeral 102 denotes a first video signal processing unit that performs signal processing such as I / P conversion, scanning line conversion, inverse gamma correction, and error diffusion. Reference numeral 103 denotes a white extension processing unit that performs white extension on the luminance signal in accordance with the average luminance of the input video signal, and 104 denotes a drive condition control circuit that controls the brightness by the number of sustain pulses and the number of subfields. 105 is a sync separation circuit.
[0013]
Next, the operation will be described. The input video signal is converted by the A / D conversion circuit 101 into a digital video signal. This digital video signal is input to the first video signal processing unit 102. The first video signal processing unit 102 performs signal processing such as I / P conversion, scanning line conversion, inverse gamma correction, and error diffusion. When the input video signal is a composite video signal, Y / C separation is performed, and when the input video signal is an RGB signal, matrix conversion is performed to generate a luminance signal. Further, the synchronization separation circuit 105 separates the horizontal synchronization signal HD and the vertical synchronization signal VD from the input video signal. The white extension processing unit 103 performs white extension on the luminance signal output from the first video signal processing unit 102 using the horizontal synchronization signal HD and the vertical synchronization signal VD.
[0014]
Here, the white extension operation will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of the white extension circuit according to the first embodiment of the present invention. The white extension is performed for a luminance level higher than the predetermined luminance level STL, and is not performed for a luminance level lower than the luminance level STL. The luminance level Y_OUT after white extension is obtained by calculating the peak luminance PEAK based on the maximum value MAX and using the following formula.
[0015]
Y_OUT = STL + (PEAK-STL) / (MAX-STL) × (Y_IN-STL)
Here, Y_IN is a luminance level before white expansion.
[0016]
In the first embodiment, the average luminance APL output from the first averaging circuit 208 is used as the luminance level STL. The average luminance APL is obtained by averaging the average luminance detected by the average luminance detection circuit 206 in field units. As the peak luminance, a value obtained by multiplying the average maximum value MAX of the luminance by a predetermined constant GAIN is used.
[0017]
The driving condition control circuit 104 controls the number of subfields and the number of sustain pulses according to the average luminance of the luminance signal output from the white extension processing section 103, thereby improving peak luminance and reducing power consumption. In other words, the video scene is automatically determined, and when the area of the white portion is small and the overall scene is dark, the sustain pulse is increased to improve the peak brightness of the white portion. As a result, the dynamic range of the image from black to the white peak is expanded, and a sharp image can be realized. The driving condition control circuit 104 reduces the number of sustain pulses in a video scene with a high average luminance, so that white stretching has little effect. Conversely, in a video scene with a low average luminance, the number of sustain pulses is large, the power consumption is low, and there is a margin, so that the effect of white expansion is large. Accordingly, it is necessary to control the operation state and the non-operation state of white extension.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the white extension processing unit 103 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 201 denotes a white expansion circuit, 202 denotes a one-field delay circuit, 203 denotes a white expansion control signal generation circuit that generates a signal for controlling white expansion, 204 denotes a peak luminance calculation circuit, and 205 denotes a signal that controls peak luminance. , A peak luminance control signal generation circuit for detecting the average luminance of the luminance input signal, a maximum value detection circuit for detecting the maximum value of the luminance of the luminance input signal, and a field for the average luminance. A first averaging circuit 209 for averaging in units, and a second averaging circuit 209 for averaging the maximum value of luminance in units of fields.
[0019]
Next, the operation will be described. The maximum value detection circuit 207 calculates the maximum value of the luminance signal output from the first video signal processing unit 102 within a predetermined range of the horizontal synchronization signal HD and the vertical synchronization signal output from the synchronization separation circuit. The average luminance detection circuit 206 calculates the average value of the luminance signal output from the first video signal processing unit 102 within the same range as the detection range used for the maximum value detection circuit 207. In the second averaging circuit 209, the maximum value of the luminance output from the maximum value detection circuit 207 is averaged for each field by using the vertical synchronization signal VD, and an average maximum value MAX is generated. Similarly, in the first averaging circuit 208, the average luminance output from the average luminance detection circuit 206 is averaged for each field using the vertical synchronization signal VD, and an average luminance APL is generated. The peak luminance control signal generation circuit 205 generates a peak luminance control signal CONTROL_P for controlling the peak luminance using the average luminance APL and the average luminance reference value APLREF which is a predetermined constant. The peak luminance calculation circuit calculates the peak luminance PEAK after white extension using the average maximum value MAX and the peak luminance PEAK1V delayed by one field based on the peak luminance control signal CONTROL_P. The peak luminance PEAK1V delayed by one field is obtained by delaying the peak luminance PEAK by one field by the one-field delay circuit 202 using the vertical synchronization signal VD. Further, the peak luminance calculation circuit 204 outputs a signal STATE indicating an operation state of white expansion. The white expansion control signal generation circuit 203 generates a white expansion control signal CONTROL_W for controlling white expansion by using a signal STATE indicating an operation state of white expansion. The white extension circuit 201 performs white extension on the input luminance signal if the white extension control signal CONTROL_W is “1”, and does not perform white extension if the white extension control signal CONTROL_W is “0”. When white extension is performed, the average brightness APL and the peak brightness PEAK are used to calculate as described above. The luminance signal output from the white expansion circuit 201 is input to the driving condition control circuit 104, and the luminance level is controlled.
[0020]
Next, the control operation of white extension will be described below.
[0021]
As described above, in the plasma display, in order to use the drive condition control performed by the drive condition control circuit 104 together with the white expansion, it is necessary to switch the white expansion operation state and the non-operation state. However, when switching, a sudden change in the luminance of the video signal occurs. In order to prevent this, a transition state is provided for transitioning between the white expansion operation state and the non-operation state. Since the switching between the white expansion operation state and the non-operation state is performed using the average luminance value of the input video signal, in each of the white expansion operation state, the non-operation state, and the transient state, according to the average luminance, It is necessary to calculate the peak luminance.
[0022]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a part of the configuration of the peak luminance calculation circuit 204 according to the first embodiment of the present invention, and illustrates generation of peak luminance in a transition state from a non-operation state of white expansion to an operation state. FIG. 4, reference numeral 401 denotes a multiplier for multiplying the maximum value of the luminance output from the second averaging circuit 209 by a predetermined gain; 402, a peak luminance generating circuit for generating a peak luminance in the white expansion operation state; A third subtraction circuit for subtracting the one-field delayed peak luminance output from the one-field delay circuit 202 from the peak luminance output from the peak luminance generation circuit 402; an increase 404 for calculating a value to be added to the one-field delayed peak luminance A value calculation circuit 405 is an addition circuit that adds the one-field-delayed peak luminance output from the one-field delay circuit 202 and the output of the increase value calculation circuit 404.
[0023]
Next, the operation will be described. The peak luminance generation circuit 402 calculates the peak luminance PEAK_ON in the white expansion operation state. The peak luminance PEAK_ON is obtained by multiplying the average maximum value MAX by a predetermined gain GAIN by the multiplier 401. The peak luminance in the non-operation state of white extension is set to the average maximum value MAX. The third subtraction circuit 403 calculates, for each field, a difference between the peak luminance PEAK1V one field before and the peak luminance PEAK_ON of the current field. The increase value calculation circuit 404 obtains an increase value ADD of the peak luminance by dividing the difference value output from the third subtraction circuit 403 by a predetermined ratio. As the predetermined ratio increases, the peak luminance increment value ADD decreases, so that the peak luminance increases smoothly. Also, the number of fields in the transient state increases. The addition circuit 405 calculates the peak luminance PEAK1 of the current field by adding the increment value ADD of the peak luminance output from the increase value calculation circuit 404 to the peak luminance PEAK1V of the previous field. As a result, in the transient state in which the white stretch is shifted from the non-operation state to the operation state, the peak luminance smoothly increases from the average maximum value MAX in the non-operation state to the peak luminance PEAK_ON in the operation state.
[0024]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a part of the configuration of the peak luminance calculation circuit 204 according to Embodiment 1 of the present invention, and illustrates generation of peak luminance in a transition state from a white expansion operation state to a non-operation state. FIG. 3, reference numeral 301 denotes a first subtraction circuit for subtracting the maximum value of the luminance output from the second averaging circuit 209 from peak luminance delayed by one field output from the one-field delay circuit 202, and 302 denotes a one-field delay circuit 202 And a subtraction value calculation circuit 303 for calculating a value for reducing the peak luminance delayed by one field output from the first field, and subtracting the output of the reduction value calculation circuit 302 from the one-field delayed peak luminance output from the one-field delay circuit 202. Is a subtraction circuit.
[0025]
Next, the operation will be described. The peak luminance in the white expansion operation state is the peak luminance PEAK_ON output from the peak luminance generation circuit 402. In addition, the peak luminance in the non-operation state of white extension is set to the average maximum value MAX. The first subtraction circuit 301 calculates, for each field, the difference between the peak luminance PEAK1V one field before and the average maximum value MAX of the current field. The decrease value calculation circuit 302 obtains the decrease value SUB of the peak luminance by dividing the difference value output from the first subtraction circuit 301 by a predetermined ratio. As the predetermined ratio is larger, the peak luminance decrease value SUB is smaller, so that the peak luminance decreases more smoothly. Also, the number of fields in the transient state increases. The second subtraction circuit 303 calculates the peak luminance PEAK2 of the current field by subtracting the peak luminance decrease value SUB output from the decrease value calculation circuit 302 from the peak luminance PEAK1V one field before. As a result, in the transition state in which the white expansion operation state shifts to the non-operation state, the peak luminance smoothly decreases from the peak luminance PEAK_ON in the operation state to the peak luminance MAX in the non-operation state.
[0026]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the peak luminance calculation circuit 204 according to Embodiment 1 of the present invention. 5, a peak luminance calculation circuit 204 includes a multiplier 401, a peak luminance generation circuit 402, a third subtraction circuit 403, an increase value calculation circuit 404, an addition circuit 405, a first subtraction circuit 301, and a decrease value calculation circuit 302. , A second subtraction circuit 303 and a peak luminance selection circuit 502 for selecting the peak luminance. The peak luminance control signal generation circuit 205 includes a comparator 501.
[0027]
Next, the operation will be described. The peak luminance calculation circuit 204 selects the peak luminance according to the average luminance APL and outputs the peak luminance PEAK. In FIG. 5, a peak luminance control signal generation circuit 205 includes a comparator 501, and compares the average luminance APL with a predetermined average luminance reference value APLREF to generate a peak luminance control signal CONTROL_P. The average luminance reference value APLREF is a boundary value of the average luminance at which white extension is performed. When the average luminance APL becomes equal to or less than the average luminance reference value APLREF, the state shifts to a state in which white expansion is performed, and the peak luminance control signal CONTROL_P outputs “1”. When the average luminance reference value APLREF is larger than the average luminance reference value APLREF, the state shifts to a state where white expansion does not operate, and the peak luminance control signal CONTROL_P outputs “0”. The peak luminance selection circuit 502 selects the peak luminance in each state of white extension by the peak luminance control signal CONTROL_P, and outputs the peak luminance PEAK. The peak luminance selected by the peak luminance selection circuit 502 includes a peak luminance PEAK_ON in which white expansion is in an operation state, a peak luminance PEAK1 in a transition state in which white expansion shifts from a non-operation state to an operation state, and a white luminance in which white expansion is not in operation state. The peak luminance PEAK2 in the transition state in which the operation state is shifted to the operation state, and the peak luminance MAX in the non-operation state where the white expansion is not performed. The peak luminance selection circuit 502 outputs a state signal STATE indicating which state the current field is in with respect to white extension.
[0028]
FIG. 6 is a state transition diagram of white expansion forming peak luminance selection circuit 502 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a white stretching operation state, and 602 denotes a white stretching non-operation state. A transition state 603 is a transition from the white extension operation state 601 to the white extension non-operation state 602. Reference numeral 604 denotes a transitional state in which the white stretching operation state 602 shifts to the white stretching operation state 601.
[0029]
FIG. 7 is a block diagram showing a part of the configuration of peak luminance selection circuit 502 according to the first embodiment of the present invention, and shows an operation of outputting state signal STATE in white expansion operation state 601. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes a selection circuit for selecting a white extension operation state 601 and a transition state 603 according to the peak luminance control signal CONTROL_P.
[0030]
FIG. 8 is a block diagram showing a part of the configuration of peak luminance selection circuit 502 according to the first embodiment of the present invention, and shows an operation of outputting state signal STATE in transition state 603. In FIG. 8, reference numeral 801 denotes a comparator for comparing a decrease value output from the decrease value calculation circuit 302 with a predetermined constant, and 802 selects a transient state 603 and a white expansion non-operation state 602 according to the output of the comparator 801. It is a selection circuit. A selection circuit 803 selects the transient state 604 and the output of the selection circuit 802 according to the peak luminance control signal CONTROL_P.
[0031]
FIG. 9 is a block diagram illustrating a part of the configuration of the peak luminance selection circuit 502 according to the first embodiment of the present invention, and illustrates an operation of outputting the state signal STATE in the white expansion non-operation state 602. In FIG. 9, reference numeral 901 denotes a selection circuit that selects a transition state 604 and a white extension non-operation state 602 according to the peak luminance control signal CONTROL_P.
[0032]
FIG. 10 is a block diagram showing a part of the configuration of peak luminance selection circuit 502 according to the first embodiment of the present invention, and shows an operation of outputting state signal STATE in transient state 604. In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a comparator for comparing the increment value output from the increment value calculation circuit 404 with a predetermined constant, and 1002 a selection for selecting the transient state 604 and the white expansion operation state 601 according to the output of the comparator 1001. Circuit. A selection circuit 1003 selects the transient state 603 and the output of the selection circuit 1002 according to the peak luminance control signal CONTROL_P.
[0033]
Next, the operation will be described. When the current field is in the white extension operation state 601, the next field state is a white extension operation state 601 or a transition state 603 where the white extension operation state 601 shifts to the white extension non-operation state 602. For the selection, the selection circuit 701 in FIG. 7 selects the white expansion operation state 601 when the peak luminance control signal CONTROL_P is “1”, and selects the transition state 603 when the peak luminance control signal CONTROL_P is “0”. In other words, in the white stretching operation state, if the average luminance is low and the video scene that operates white stretching continues, if the white stretching operation state is maintained, the average luminance increases, and the video scene does not operate white stretching, Reduces peak brightness smoothly in transient state. When the current field is in the white extension operation state 601, the peak luminance PEAK is PEAK_ON, and the state signal STATE is ON.
[0034]
When the current field is in the transition state 603, the state of the next field is the transition state 603, the white extension non-operation state 602, or the transition state 604 which shifts from the white extension non-operation state 602 to the white extension operation state 601. . The selection is performed by the selection circuits 802 and 803 in FIG. The selection circuit 802 selects a transient state 603 and a white expansion non-operation state 602 according to a control signal output from the comparator 801. The comparator 801 compares the peak luminance decrease value SUB with a predetermined constant CONST1, and when the peak luminance decrease value SUB is larger than the constant CONST1, selects the transient state 603, and sets the peak luminance decrease value SUB to the constant CONST1. In the following cases, the white stretching non-operation state 602 is selected. That is, when the constant CONST1 is set sufficiently small, the transient state 603 is maintained when the peak luminance decrease value SUB is larger than the constant CONST1, and when the peak luminance decrease value SUB becomes equal to or smaller than the constant CONST1, the transient state 603 is set. 603 ends, and the state shifts to the white extension non-operation state 602.
[0035]
In the selection circuit 803, when the peak luminance control signal CONTROL_P is “1”, the transient state 604 is selected, and when it is “0”, the output of the selection circuit 802 is selected. That is, in a transition state in which the white stretching operation state is shifted to the white stretching non-operation state, when a video scene in which white stretching is not operated continues, the transition state is maintained until the peak luminance approaches the average maximum value MAX. Smoothly reduce peak brightness. Further, when the average luminance is lowered and the video scene in which the white expansion is performed is set, a transition state is made to shift from the white expansion non-operation state to the white expansion operation state, and the peak luminance is smoothly increased. When the current field is in the transition state 603, the peak luminance PEAK is PEAK2, and the state signal STATE is ON_OFF.
[0036]
When the current field is in the white expansion non-operation state 602, the state of the next field is the white expansion non-operation state 602 or the transition state 604 in which the white expansion non-operation state 602 shifts to the white expansion operation state 601. When the peak luminance control signal CONTROL_P is “1”, the transition state 604 is selected, and when the peak luminance control signal CONTROL_P is “0”, the white extension non-operation state 602 is selected. In other words, when the video scene in which the average luminance is high and the white expansion is not operated in the white expansion non-operation state continues, the white expansion non-operation state is maintained, the average luminance decreases, and the image scene becomes the white expansion operation. Increases the peak luminance smoothly in a transient state. When the current field is in the white expansion non-operation state 603, the peak luminance PEAK is the average maximum value MAX, and the state signal STATE is OFF.
[0037]
When the current field is in the transition state 604, the state of the next field is the transition state 604, or the white extension operation state 601, or the transition state 603 that shifts from the white extension operation state 601 to the white extension non-operation state 602. The selection is performed by the selection circuits 1002 and 1003 in FIG. The selection circuit 1002 selects a transition state 604 and a white expansion operation state 601 according to a control signal output from the comparator 1001. The comparator 1001 compares the increase value ADD of the peak brightness with a predetermined constant CONST2, and when the increase value ADD of the peak brightness is larger than the constant CONST2, selects the transient state 604 and sets the increase value ADD of the peak brightness to the constant CONST2. In the following cases, the white extension operation state 601 is selected. That is, if the constant CONST2 is set sufficiently small, the transient state 604 is maintained when the increase value ADD of the peak luminance is larger than the constant CONST2, and when the increase value ADD of the peak luminance becomes equal to or less than the constant CONST2, the transient state 604 is reduced. 604 is ended, and the state shifts to the white stretching operation state 601.
[0038]
In addition, in the selection circuit 1003, when the peak luminance control signal CONTROL_P is “0”, the transient state 603 is selected, and when it is “1”, the output of the selection circuit 1002 is selected. That is, in the transitional state in which the white stretch operation is being performed from the white stretch non-operation state to the white stretch operation state, when the video scene in which the white stretch operation is performed continues, the transient state is maintained, and the peak luminance is the peak brightness PEAK_ON in the white stretch operation state. Until it approaches, smoothly increase the peak luminance. Further, when the average luminance rises and the video scene does not operate the white expansion, a transition state from the white expansion operation state to the white expansion non-operation state occurs, and the peak luminance is smoothly reduced. When the current field is in the transition state 604, the peak luminance PEAK is PEAK1, and the state signal STATE is OFF_ON.
[0039]
FIG. 11 is a diagram illustrating an operation of the white extension control signal generation circuit 203 according to the first embodiment of the present invention. The white expansion control signal generation circuit 203 generates a white expansion control signal CONTROL_W for controlling the white expansion circuit 201. When the status signal STATE output from the peak luminance selection circuit 502 is OFF, the white expansion control signal CONTROL_W outputs “0”, and when the status signal STATE is other than OFF, the white expansion control signal CONTROL_W outputs “1”. Output. The white expansion control signal CONTROL_W is input to the white expansion circuit 201 to control white expansion. That is, when the white expansion control signal CONTROL_W is “1”, white expansion is performed by the above-described predetermined calculation. When the value is "0", white expansion is not performed. Even when the average luminance increases during the white expansion operation and the peak luminance control signal CONTROL_P switches from “1” to “0”, the peak luminance in the transient state is calculated, and the white expansion control signal CONTROL_W becomes “1”. Perform white stretching. As described above, the peak luminance can be smoothly changed by performing the white expansion even in the transient state.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, in the plasma display, even when the white stretching and the control of the driving conditions of the plasma display are used in combination, the peak luminance can be improved without a sudden change in the peak luminance. it can. In other words, the video scene is automatically determined, and when the area of the white portion is small and the entire scene is blackish, white expansion is performed to improve the peak brightness of the white portion. As a result, the dynamic range of the image from black to the white peak is expanded, and a more sharp image can be realized.
[0041]
In addition, when a transition is made from a dark video scene to a whitish video scene, a transition state in which the white expansion operation state transitions to the non-operation state is provided. Obtainable.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a white extension function that adaptively extends the white-side gradation according to the peak luminance value, in combination with the method of controlling the number of sustain pulses and the number of subfields according to the average luminance level. By applying, an excellent effect that higher peak luminance can be realized is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a video signal processing circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a white extension processing unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a part of a configuration of a peak luminance calculation circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a block diagram showing a part of a configuration of a peak luminance calculation circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of a peak luminance calculation circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a state transition diagram of white expansion forming a peak luminance selection circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a part of a configuration of a peak luminance selection circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a block diagram showing a part of the configuration of a peak luminance selection circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a block diagram showing a part of a configuration of a peak luminance selection circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a block diagram showing a part of a configuration of a peak luminance selection circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a diagram showing an operation of the white extension control signal generation circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an operation of the white extension circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional plasma display.
[Explanation of symbols]
101 A / D conversion circuit
102 first video signal processing unit
103 White extension processing unit
104 Drive condition control circuit
105 Sync separation circuit
201 White extension circuit
202 One-field delay circuit
203 White expansion control signal generation circuit
204 Peak luminance calculation circuit
205 Peak luminance control signal generation circuit
206 Average luminance detection circuit
207 Maximum value detection circuit
208 First Averaging Circuit
209 Second averaging circuit
301 first subtraction circuit
302 Decrease value calculation circuit
303 second subtraction circuit
401 Multiplier
402 Peak luminance generation circuit
403 Third subtraction circuit
404 Increase value calculation circuit
405 addition circuit
502 Peak luminance selection circuit
501 comparator
601 White extension operation state
602 White stretch non-operation state
603 Transient state
604 Transient state
701 selection circuit
801 comparator
802 selection circuit
803 selection circuit
901 selection circuit
1001 comparator
1002 selection circuit
1003 selection circuit
1301 Video signal processing circuit
1302 Average luminance detection circuit
1303 Subfield control circuit
1304 sustain pulse number control circuit
1305 Drive control unit
1306 Plasma display panel