JP2996310B2

JP2996310B2 - 表示の解像度を高める装置と方法

Info

Publication number: JP2996310B2
Application number: JP2315695A
Authority: JP
Inventors: エドウィン・オリン・ハワード; ウォルター・ロバート・ステイナー; マイケル・レロイ・モルガン; グレゴリー・チャールズ・ブックナー; リチャード・エコノミー; エドワード・ミットフォード・シムス
Original assignee: リアルスリー・ディーインク．
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: US5126726A; DE69018046T2; EP0435527B1; IL96622A; JPH03212685A; IL96622A0; EP0435527A1; DE69018046D1

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景この発明は画素の符号化、更に具体的に云えば、画素
量子化効果を減少することによって表示の解像度を高め
る装置と方法に関する。

実時間コンピュータ画像発生（CIG）システムと組合
せて使われる様な典型的な表示装置では、物体の像が一
連のフレームとして見る人に呈示される。フレームが更
新される速度は変わり得るが、NTSCテレビジョン基準に
使われる更新速度に対応する30Hzの更新速度を使うのが
普通である。

ラスタ走査表示装置では、１本の線当たり予定数の画
素を持つラスタ線が、CIGシステムによって発生される
ビデオ情報に応答して発生される。一般的に、画素は表
示の四角又は矩形の部分であり、格子状に配置される。
ラスタ線は飛越し又は非飛越し形式の何れかで表わすこ
とが出来る。飛越し形式では、何れも例えば60Hzの速度
で更新される２つのフィールドを使って、フレームの夫
々奇数及び偶数の線を表示する。即ち、奇数フィールド
の線が表示された後、偶数フィールドの線が、奇数フィ
ールドの適当な線の間で表示される。非飛越し形式で
は、フレームの各線は一般的に逐次的に表示される。

CIGシステムの最終的な目的は、表示装置の各々の画
素の色、又は単色系では陰影の様な、表示すべき像の属
性を決定して、各々の画素がそれに割当てられた色の値
と共に表示される時、表示装置に所望の像が形成される
様にすることである。像の特徴の記述子は典型的には多
角形又は面として記憶される。普通の標本化方式は、観
察者の空間で、観察者から画素の中心を通って多角形に
至る視線で判断して、その中心が多角形によって覆われ
る様な任意の画素に対し、多角形の色を割当てるが、こ
の結果、エイリアシングが生じ、これは像内の緑に沿っ
てちらつく効果となって現れることがある。

エイリアシングを最小限に抑える１つの方法は、画素
部分の場所で画素を過剰標本化することである。各々の
画素が複数個の画素部分に分割され、画素部分の中心を
通る視線が遮る多角形の色を画素部分に割当てる。全て
の画素部分に色が割当てられた後、画素の全ての画素部
分の色を平均すること等により、全体的な画素の色を決
定することが出来る。像を処理するCIGシステムの詳細
は米国特許第4,727,365号、同第4,811,245号及び同第4,
825,391号を参照されたい。

従来のCIGシステムでは、表示装置の帯域幅より速く
は、色が変化することがないと云う条件のもとに、ラス
タ線に沿って色の連続体を表示することが出来る。例え
ば、あるラスタ線が、CIGシステムから供給される1,024
個の画素を持っており、CIGシステムからの情報は、ど
の画素でも１回しか変化しない場合に制限されるとする
と、１つの画素未満の空間では、例えば黒から白又は白
から黒への色の変化は表示することが出来ない。然し、
一般的に表示装置には、色の変化がラスタ線に沿って起
り得る場所について何の制約もなく、変化の速度又は周
波数にしか制約がない。CIGシステムからの出力に対処
する為と云う理由で、ラスタ線が画素に分割される時、
従来のCIGシステムでは、ラスタは各々の画素の初めの
所だけで色を変えるのが典型的であった。色の変化の場
所のこの様な制限により、量子化効果が生じ、この為、
必ずしも全ての色情報が正確に表示することが出来なく
なり、その為、システムの変調伝達関数（MTF）が低下
した。云い換えれば、画素の色の値が、画素の物理的な
前縁に対応する様な、ある期間（これは「画素時間」と
呼ばれる）の始めにしか変化することが許されず、画素
時間全体にわたって一定のまゝであると、MTFが制限さ
れる。

変調伝達関数は、表示装置の解像度の表示であり、或
いは像を発生するのに使われた予定の入力の値から得ら
れる像のうつりの質の表示である。解像度は、装置が相
隔たる縁を検出並びに／又は表示する能力と見なすこと
が出来る。正確に検出して表示することが出来る縁が接
近していればいる程、解像度は一層高い。

特に断わらない限り、以下明細書では、白及び黒を対
照をなす色の例として使う。白及び黒の組合せによって
得られる色は陰影として表わされる。この発明は、同じ
色の異なる強度を含めて、任意の色に適用し得ることを
承知されたい。

MTFを判定する標準的な試験は、パターンのバーが、
画素の格子にわたって、画素で言って幅が約１個乃至約
1.25である様な、コントラストをなす色が交互に変るバ
ー・パターンを動かし又は標本化し、その結果を表示す
ることである。コントラストをなす色が、例えば黒及び
白である場合、陰影の様に、黒又は白とは異なる任意の
色の表示は、情報の損失を表わし、対応するMTFは100％
未満になる。

MTFを高め、こうして像の表示の解像度を高めること
が望ましい。更に、現存のコンピュータ像発生システム
に対するハードウエアの変更を極く少なくして、この様
に高めることが出来ることが望ましい。

従って、この発明の目的は、変調伝達関数を高め、こ
うして像の表示の解像度を高める装置及び方法を提供す
ることである。

この発明の別の目的は、コンピュータ像発生システム
に対するハードウエアの変更を極く少なくして、コンピ
ュータ像発生システムと組合せて使われる像の表示のMT
Fを高めることである。

発明の要約この発明では、表示の解像度を高める装置が、表示す
べき画素の一部分の色の様な属性と、表示すべき画素の
別の一部分の属性との間の差を表わす差信号を発生する
差手段と、差の値が予定の閾値より大きい時を決定する
比較手段と、差の値が閾値以上である時、画素の一部分
に属性の第１の値を割当て、画素の別の一部分に属性の
第２の値を割当てるプロセッサ手段とを有する。プロセ
ッサ手段は、差が閾値未満である時、画素に属性の第３
の値をも割当てる。

属性の第１、第２及び第３の値は、表示すべき画素の
表示特性を制御する為に、表示装置に供給することが出
来る。第３の値が割当てられた場合、表示すべき画素
は、画素期間全体にわたって第３の値を保持する。第１
及び第２の値が、表示すべき画素の一部分及び別の一部
分に割当てられた場合、第１の値はこの一部分の間保持
され、画素期間内の移行の後、第２の値が別の一部分の
間保持される。属性の第１及び第２の値は、一部分及び
別の一部分に対する属性の夫々の平均値であってよく、
或いはコンピュータ像発生システムによって決定し得る
様な、この一部分及び別の一部分の夫々の部分の平均で
あってよい。

更にこの装置は、表示装置で全色像を形成する為に、
色属性の赤、緑及び青の色成分の様な、属性の複数個の
成分を処理する夫々複数個の差手段、比較手段及びプロ
セッサ手段を含んでいてよい。

更に、この装置は、画素に対応する論理的な位置に於
ける属性の割当てられた第１、第２及び第３の値を記憶
する為のバルク・ディスク又はランダムアクセス・メモ
リ（RAM）の様な記憶手段を含んでいてよい。

更に、装置は、第３の値か、或いは第１の値及び第２
の値の何れかを選択する為に、マルチプレクサの様な切
換え手段を含んでいてよい。第１及び第２の値が選択さ
れる時、画素の一部分に対する属性が、この一部分に対
応する様な画素期間の部分の間、第１の値に応答して変
化し、画素の別の一部分に対する属性が、この別の一部
分に対応する画素期間の部分の間、第２の値に応答して
変化する。

この発明の別の一面では、色の様な夫々の属性を持つ
と共に期間が割当てられている画素で形成されている、
表示すべき像の解像度を高める方法が、画素の一部分の
属性と画素の別の一部分の属性との間の差を決定し、差
が予定の閾値以下である時に、属性の第１の値によって
画素を表わし、差が予定の閾値より大きい時、属性の第
２の値によって一部分を表わすと共に第３の値によって
別の一部分を表わすことを含む。画素に割当てられる属
性は、前記一部分の間は第２の値であり、前記別の一部
分の間は第３の値であり、画素に割当てられる属性の値
は、画素期間の間、変化することを許して、解像度を高
める。

更にこの方法では、第１の値を第１の予定のビット数
を持つデータ・ワードで表わし、第２及び第３の値を夫
々第２及び第３の予定のビット数で表わすことが出来
る。第２及び第３のビット数の和は第１のビット数以下
である。第２及び第３のビット数は夫々の仮数及び対応
するシフト・コードで表わすことが出来る。色はＹ（輝
度）、Ｉ（同相クロマ）及びＱ（直角位相クロマ）で表
わすことが出来る。

属性が色である時、この色は、赤、縁及び青の様な第
１、第２及び第３の色成分を含むことがあり、この方法
は、画素の一部分の第１、第２及び第３の色成分と画素
の別の一部分の対応する第１、第２及び第３の色成分と
の間の差を決定し、各々の差が対応する予定の閾値以下
である時に、第１、第２及び第３の色成分の各々の第１
の値によって画素を表わし、任意の差が対応する予定の
閾値より大きい時、第１、第２及び第３の色成分の各々
の対応する第２の値によって前記一部分を表わすと共
に、第１、第２及び第３の色成分の各々の対応する第３
の値によって画素の前記別の一部分を表わすことが出来
る。

この発明の新規と考える特徴は、特許請求の範囲に具
体的に記載してあるが、この発明自体の構成、作用その
他の目的並びに利点は、以下図面について詳しく説明す
る所から最もよく理解されよう。

詳しい説明第１図には、試験バー・コード・パターンＡと従来の
コンピュータ像発生システムによってその結果得られる
表示Ｃとが示されている。

バー・コード・パターンＡは白及び黒が交互に変わる
パターンであって、各々のバーの幅は画素１個である。
短い横方向の垂直線Ｂは、各々の画素の始め、並びに／
又は前の画素の終りを表わす。バー・コード・パターン
Ｃは、パターンＡをＢで示した画素の境界で標本化した
時、パターンＡの入力に応答して表示されるものを表わ
す。DGと云う記号は暗い灰色、即ち白と黒の混ぜ合せ
で、白よりもずっと黒い場合を指し、LT/Gと云う記号
は、明るい灰色、即ち白と黒の混ぜ合せで、黒よりも白
い近い場合を示す。

パターンA1は、画素の縁で開始する様に整合してお
り、その結果生ずるC1パターンはA1パターンの複製にな
る。パターンＡが逐次的に段階A2,A3,A4及びA5と進ん
で、前の段階よりも夫々1/4画素だけ遅れて開始する様
になると、表示されるパターンＣの対応する段階C2,C3,
C4及びC5は必ずしも、入力パターンＡの対応する段階A
2,A3,A4及びA5のパターンの複製とならない。実際、段
階C3では、段階A2のバーが行Ｂに示した画素の境界に中
心を持たない様にシフトしているので、もとの情報が変
更されずに表示されることはない。

第2A図、第2B図及び第2C図には、この発明による夫々
の色成分に対する画素符号器のブロック図が示されてい
る。現在好ましいと考えられる色の組合せによる全色表
示を達成する為、こゝでは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青
（Ｂ）の色が選ばれている。赤（Ｒ）の様な１つの色成
分に対する画素符号器10が詳しく示されているが、緑
（Ｇ）及び青（Ｂ）の様な他の色成分に対する画素符号
器20及び30も同様に構成されていることを承知された
い。この発明の用途は、特定の色又は色の数又は色成分
に制限されない。

画素符号器10が加算器12を含み、その非反転入力が符
号器10の入力となり、反転入力が符号器10の別の入力を
構成している。更に画素符号器10は、加算器12の出力に
接続されていて、そこから差信号ｅを受取る入力を持つ
調節自在の又は適応形閾値検出器14と、プロセッサ／符
号器16とを有する。このプロセッサは１対の入力を持
ち、夫々が符号器10の夫々の入力に接続されると共に、
出力がビデオ・バッファ18の夫々の入力に接続されてい
て、それに対して画素平均色信号、符号器画素色記述子
信号（Ｒ′_Ｌ＋Ｒ′_Ｒ）及びフラグ／シフト・コード信
号を供給する。Ｇ路20及びＢ回路30のプロセッサ／符号
器の対応する出力をビデオ・バッファ18の夫々の部分又
は希望に応じて夫々別個のビデオ・バッファに接続する
ことが出来る。

表示すべき画素の全色の記述を形成する為に、R,G,B
の様な色の組合せを使う時、画素に対するR,G,B色成分
の各々は、CIGシステムによって並列に独立に処理する
のが典型的である。即ち、任意の予定の期間の間、画素
符号器10,20,30が、同じ画素に対し、夫々赤、緑及び青
の色成分に対して作用する。従って、画素符号器10の別
の出力を構成する閾値検出器14の別の出力から、後で詳
しく説明する様に、画素符号器20によって符号動作が検
出される時を知らせる為に、Ｇ画素符号器20及びＢ画素
符号器30の各々に対して、符号化信号が供給される。

第3A図には、画素部分17に小分けされた画素15が示さ
れている。赤、緑及び青の色成分の値の組合せを含む画
素15の全体的な色の値を決定する従来のある処理方式で
は、画素15の各々の画素部分17の赤の色成分の色の値を
加算し、その結果得られた赤の色成分に対する平均値
を、画素15の赤の色として割当てる。青及び緑の成分も
同様に処理される。こうして割当てられた赤、緑及び青
の色の値が、像を発生する為に、表示装置に最終的に供
給される。典型的には、各々の色成分の値は12ビット・
ワードによって適切に表示することが出来る。

第3B図では、画素11も画素部分13を含んでいる。然
し、この発明では、画素11は垂直線19で示す様に、論理
的に右半分及び左半分に分割される。線19は、画素部分
13の境界との混同を避ける為に、接近した２本の線によ
って示されており、中心の垂直分割線19を示すのに１本
の線を使ってもよいことを承知されたい。

従来、図示の様な画素11は、垂直線19が表示のラスタ
線に対して横方向になる様な向きになっている。各々の
画素部分13又は画素11の左半分に対する赤の色成分がR_L
が記され、画素11の右半分の各々の画素部分13に対する
赤の色成分が、R_Rと記される。同様に、緑（Ｇ）及び青
（Ｂ）の色成分も、適当な左（Ｌ）及び右（Ｒ）の添字
によって表わされる。

この発明が、画素11を画素部分13に分割する数に左右
されないことに注意されたい。実際、この発明の利点を
達成する為には、画素11が何等画素部分を持つことは必
要ではなく、この場合、色成分の値R_L及びR_Rは、画素11
の夫々左及び右半分の全体的な色成分の値でもある。

再び第2A図について説明すると、画素11の画素部分13
の右半分の赤の色成分の値R_Rが、加算器12の反転入力に
供給され、画素11の画素部分13の左半分の赤の色成分の
値R_Lが、加算器12の非反転入力に供給される。色成分の
R_L及びR_Rは夫々、各々の画素部分13及び画素11に対して
12ビット・ワードによって表わすことが出来、CIGシス
テムから供給することが出来る。左半分の赤成分R_Lは、
画素11の左半分の各々の画素部分13の赤の色成分の平均
値であってよく、右半分の赤の色成分R_Rは、画素11の右
半分の各々の画素部分13の赤の色成分の平均値であって
よい。

画素11の対応する部分の赤の色成分の輝度又は強度を
表わす右の色成分R_R及び左の色成分R_Lが、加算器12によ
って代数的に組合され、差信号ｅが閾値検出器14に供給
される。差信号ｅは、画素11の右半分及び左半分の間の
色強度の差を表わす。差信号ｅの値が、閾値検出器14
（これはディジタル比較器を含んでいてよい）によって
決定された予定の調節自在の又は適応形の閾値未満であ
る時、プロセッサ／符号器16に供給される閾値信号は、
符号化なし状態に設定される。この場合、プロセッサ／
符号おお器16の夫々の入力に得られる右の色成分R_R及び
左の色成分R_Lが、プロセッサ／符号器16によって平均化
され、その結果得られた平均値が平均赤色信号として供
給される。その値は、ビデオ・バッファ18の内、画素11
に対応する論理的な赤の位置に記憶される。

差信号ｅの値が、閾値検出器14によって決定された予
定の閾値以上である場合、これは一般的に画素の中を縁
が通っていることを示すが、閾値信号が符号化状態に設
定される。この場合、右の色成分R_R及び左の色成分R
_Lは、プロセッサ／符号器16によって修正され又は符号
化され、画素11に対応する論理位置に記憶する為に、修
正された状態で、Ｒ′_Ｒ及びＲ′_Ｌ信号としてビデオ・
バッファ18に供給される。プロセッサ／符号器16によっ
てビデオ・バッファ18に供給されるフラグ／シフト・コ
ード信号も、この場合、Ｒ′_Ｒ及びＲ′_Ｌ色成分信号が
符号化された又は分割された形式で供給されることを示
す為にセットされる。

更に、閾値検出器14が、差信号ｅが予定の閾値より大
きいと決定した場合、閾値検出器が符号化信号をセット
し、これが対応する他の色画素符号回路20,30に供給さ
れて、画素符号器10によって符号化動作が検出されたこ
とを表示する。１つの画素符号器が、符号化動作を行な
うべきであることを検出したことを示す符号化信号を受
取ったことを利用して、この符号化信号を受取った画素
符号器が、右半分及び左半分の画素成分の値の間の差が
対応する予定の閾値を越えたかどうかに関係なく、右半
分及び左半分の対応する画素色成分を符号化する様にす
ることが出来る。各々の色に対する個別のシフト・コー
ドを収容する様に、後で第4A図、第4B図、第5A図及び第
5B図に示すのと同じ解像度を持つワードに対し、メモリ
記憶の規模を拡大したい場合、又は現存のメモリを拡張
せずに個々のシフト・コードを収容する様にワードの解
像度を低下させたい場合、強制的に符号化を行なう為
に、符号化信号を使うことは必要ではない。

第4A図には、この発明の１実施例による画素符号化の
フローチャートが示されている。CIGシステムに普通使
われている様な汎用計算機を、必要な工程を実施する様
にプログラムすることが出来る。

プログラムの初めに工程52を実行して、画素の中に面
の辺があるかどうかを判定する。この発明は普通云う水
平解像度、即ちラスタ線に沿った解像度を高めることを
対象とするのであるから、工程52を実施する。これは、
画素の右半分及び左半分の間の強度差が閾値を越える
が、垂直又は略垂直な面の辺がその画素の中を通らない
と云う場合があり得るからである。その１例は、適当な
半透明コーティングを用いてCIGシステムによって作ら
れる物体の中の孔である。この時、孔を通して見た色は
物体の色とは異なっている。この明細書で云う略垂直と
云う言葉は、辺を表示した場合、その辺の角度が水平か
ら予定の角度より大きいことを意味し、垂直の辺を含
む。工程52を実施した時、画素の中に略垂直の辺がある
場合、イエスの経路を辿って工程54を実行する。この工
程は、画素の中にある全ての辺が、画素を通る水平線の
予定の限界内にあるかどうかを判定する。第3B図に示す
様に、右半分及び左半分の画素の色成分を処理する為
に、垂直線19によって画素16を分割することは、ラスタ
線に沿った水平解像度を高めることが狙いである。画素
16の中の辺が、予定の限界で判定して、水平であるか略
水平である場合、その辺が、画素16の右半分及び左半分
の周辺の一部分を形成する様な多角形の色の寄与は、夫
々等しいか略等しいと予想され、その効果は、加算器12
（第2A図）で処理した時、否定されると予想される。

工程54を実施した時、全ての辺が予定の限界内でない
場合、ノーの経路を辿り、工程56を実行して、画素の右
半分及び左半分の色成分の間の差が、予定の閾値より大
きいかどうかを判定する。工程56を実施した時、差が閾
値より大きければ、イエスの経路を辿って工程58に移
る。

工程58を実施すると、右（R_R）及び左（R_L）記述子の
最も下位のビットを切捨てゝ、夫々修正色成分記述子
Ｒ′_Ｒ及びＲ′_Ｌを形成することにより、画素の右
（R_R）及び左（R_L）色成分記述子が修正される。その後
工程60を実行して、画素の夫々左半分及び右半分を記述
するデータ・ワードの残りのMSBを記憶し、工程62を実
施して、画素の色成分が左半分及び右半分記述子として
記憶されたことを表示する為のフラグの符号を記憶す
る。

１例として、画素の右（R_R）及び左（R_L）色成分記述
子からのもとのデータ・ワードが夫々12ビットの長さで
ある場合、画素に対する各々のデータ・ワードの最も下
位の７個のLSBを切捨て、各々のデータ・ワードの最も
上位の５個のMSBを残して、第5A図に示す様なワード形
式82で記憶する。データ・ワード82のフラグ・ビット83
を論理１にセットして、画素の色成分記述子が左半分及
び右半分の色部分として記憶されたことを表示する。前
に使った、画素に対する全体的な色成分記述子も12ビッ
ト・ワードとして記憶される場合、データ・ワード82
は、画素の前の全体的な色成分と同じメモリ位置に記憶
し、こうしてこの発明の利点を達成するのに、記憶のハ
ードウエアとしてのメモリの割当てを修正する必要を避
けることが出来る。

工程62の後、プログラムは工程64の実行に移り、処理
すべき別の画素があるかどうかを判定する。工程64を実
施した時に、処理すべき別の画素がなければ、プログラ
ムはノーの経路を辿って工程70に行く。工程70の実行に
より、プログラムは終るが、この後は工程50を実施する
ことによって再開される。

工程52を実行する時、画素の中に辺がなければ、プロ
グラムはノーの経路を辿って工程55へ移り、或いは工程
54を実施した時、画素の中の全ての辺が水平の予定の限
界内にあれば、プログラムはイエスの経路を辿って工程
55に進む。工程55の実行により、全ての面が画素を全体
的に覆っているか、そしてこれらの面が不透明であるか
どうかゞ判定される。工程55を実施した時、両方の条件
が真であれば、プログラムはイエスの経路を辿って工程
56に進み、そうでなければプログラムはノーの経路を辿
って工程57へ進む。工程57を実施することにより、左半
分及び右半分の色成分の値の間の差が予定の閾値より大
きいかどうかゞ判定される。工程57を実施した時、差が
閾値を越えれば、プログラムはイエスの経路を辿って工
程58へ行く。

工程57を実施した時に差が閾値より大きくなければ、
プログラムはノーの経路を辿って工程66へ行く。或いは
工程56を実行した時に、画素の左半分及び右半分の色成
分の間の差が予定の閾値より大きくなければ、プログラ
ムはノーの経路を辿って工程66へ行く。

工程66を実行することにより、画素の左半分の色成分
R_L及び右半分の色成分R_Rの値が代数的に組合され、平均
値が決定される。プログラムは工程68へ進む。この工程
を実施することにより、画素の色成分の平均値がフラグ
・ビット81と共に記憶される。このビットは、記憶され
る画素の色成分の情報が、第5A図のワード形式80で示す
様に、画素全体に対し、平均値として記憶されることを
表示する為に論理０に設定される。もとの色成分記述子
が12ビットであれば、工程68を実行することによって記
憶される平均値は、11ビット・ワードであってよく、１
ビットはフラグ・ビットの為に空けておく。従って、右
半分及び左半分の画素の色成分の情報を記憶する為に、
現行の記憶ハードウエアとしてのメモリの割当てを変更
することを必要とせずに、画素の色成分の平均の情報を
記憶することが出来る。

プログラムは工程68から工程64に進む。工程64の実行
により、処理すべきもう１つの画素があることが判る
と、プログラムはイエスの経路を辿って工程52へ進み、
上に述べた様にして次の画素が処理される。

工程56の閾値は、プログラムが工程54から工程56に直
接的に来る時は、比較的低いと予想され、プログラムが
工程55から工程56に直接的に来る時は、同じかそれより
若干高いと予想される。工程57の閾値は比較的高く、工
程56で出会う何れの閾値よりも大きいと予想される。何
れにせよ、観察者が見て最適な表示が得られる様にする
為に、著しい実験をしなくても、閾値を調節することが
出来る。

例えば、明け方、靄、夜間又はその他の照明の薄暗い
場面を表示すると云う様に、低い輝度又は強度の光のレ
ベルの状態の間に望ましい様な、記憶される色成分情報
のダイナミック・レンジを増加する為、対数形の画素色
成分記述を使うことが出来ることが判った。この方式を
用いた画素処理は、第4A図について述べたものと同様で
あってよいが、第4A図の工程58,60,62及び関連する説明
は、第4B図に示す工程72,74,76と以下の説明に置換え
る。

画素の左半分及び右半分の色成分の強度の間の差が、
工程56又は57を実施する時に閾値より大きい場合、イエ
スの経路を辿って工程72へ行く。工程72を実行すると、
左半分及び右半分の画素の色成分情報が、夫々仮数及び
シフト・コード又は指数を持つ浮動小数点形式Ａに符号
化される。工程74を実施すると、左側及び右側の色成分
に対する符号化された値又は仮数が記憶され、工程76を
実行すると、対応する仮数に対する左側及び右側のシフ
ト・コードが記憶される。その後、プログラムは上に述
べた処理の為、工程64へ進む。

仮数及びシフト・コードを決定する為に、画素の各々
の色成分に対する左半分及び右半分の色成分データ・ワ
ードを検査することが必要である。各半分の色成分成分
に対して12ビットのデータ・ワードを用いる場合、仮数
は最上位の５ビット位置として選ばれ、これは論理１に
出会うまで、先頭が０になっているMSBが最も少ない色
成分データ・ワードのビット位置から始まる。

例えば、12ビットの右側赤データ・ワードが先頭の４
個のMSBの０及び５番目のMSB位置に論理１を持ち、12ビ
ットの右側緑データ・ワードが先頭の５個のMSBの０及
び６番目のMSB位置にある論理１を持ち、12ビットの右
側青データ・ワードが先頭の６個のMSBの０及び７番目
のMSB位置の論理１を持つ場合、右側赤データ・ワード
が、全ての色成分の右側データ・ワードに対するシフト
・コード及び仮数を求める為の基準となる。上に述べた
例では、修正された右側赤データ・ワードのシフト・コ
ードは、右側赤データ・ワードの先頭の４個の０に対し
て４又は100（２進法）であり、修正された右側赤デー
タ・ワードの仮数は次の５つのデータ・ビット位置の
値、即ち右側赤データ・ワードのビット５乃至９にな
る。同様に、右側の緑及び青の修正されたデータ・ワー
ドの仮数は、夫々緑及び青のデータ・ワードのデータ・
ビット位置５乃至９の値になり、これに対して修正され
た緑及び青のデータ・ワードの各々に対するシフト・コ
ードは依然として４である。各々の修正された右側色成
分に対する仮数が、第5B図に示す形式84で記憶される。
12ビットの色成分データ・ワードに対して５ビットの仮
数を残しながら、先頭の０は５個と云うように多い場合
があり得るから、前に説明した様に、この発明に従って
記憶を容易にする為に、修正された色成分データ・ワー
ドが12ビット幅を越えない様にしたい場合、修正された
色成分データ・ワードの各々の仮数に対するシフト・コ
ード85の夫々予定のビット値を持つ３ビットが、シフト
・コード85に使われる。シフト・コードの３つのビット
値の各々が、色成分ワード中の予定の位置で夫々の色成
分ワードに割当てられる。

シフト・コード85の左及び右の列のシフト・コード・
ビット値が、角括弧＜＞内にある２のべき数又は指数に
よって示される。即ち＜０＞は2⁰又は１の位を表わし、
＜１＞は2¹又は２の位を表わし、＜２＞は2²又は４の位
を表わす。シフト・コード85の右側の列は、右半分の仮
数に対するシフト・コードを表わし、シフト・コード85
の左側の列は左半分の仮数に対するシフト・コードを表
わす。従って、シフト・コードが４（２進法の100）で
あった上に述べた例では、シフト・コード85の右側の列
は上から下に読むと、100になる。

画素の色成分の左半分及び右半分の間の差が、工程56
又は57（第4A図）を実施する時に、予定の閾値より大き
くない場合、前に述べた様に工程66及び68が実行される
が、工程68の実行により、プラグではなく、シフト・コ
ードが記憶される点が異なる。左半分及び右半分の色成
分が組合されて平均され、第5B図に示す形式86でその結
果得られたMSBが記憶される。右側シフト・コードが２
進法の111として記憶され、関連するデータ・ワードが
画素全体の平均の色を表わすことを示す。

この発明は、画素の色成分記述子に12ビット・ワード
を使う場合に制限されないことを承知されたい。然し、
使われる全部のビットの数に関係なく、画素の部分の間
の強度を最も細かく区別する為には、画素の各々の部分
又は半分の色成分の記述に使われる合計のビット数（こ
れは一般的に画素の各々の部分に対して等しい）は、フ
ラグ並びに／又はシフト符号に必要なビットと併せて、
この発明を適用する以前に使われていた通りに、修正な
しに、同じメモリの割当てを使って記憶することが出来
る最大数にすべきである。勿論、メモリ空間の割当てを
増加し又は余分の記憶を付加えたい場合、画素の全体的
な色に対する画素の色成分の寄与を定めるデータ・ワー
ド記述子の長さを、それに応じて長くすることが出来
る。更に、この発明に選ばれたワード形式に制限されな
い。希望する情報を正確に伝える任意の形式を使うこと
が出来る。

第６図に、この発明で役立つビデオ処理回路のブロッ
ク図が示されている。

このビデオ処理回路は１対のマルチプレクサ（MUX）9
2,94とディジタル・アナログ（D/A）変換器96とを含
む。画素の色成分データが利用出来る様にしたビデオ・
バッファ18の出力が、データ通路91を介してマルチプレ
クサ94の入力に接続されると共に、データ通路93,95を
介してマルチプレクサ92の２つの入力に接続されてい
る。

マルチプレクサ92が、フラグ／シフト・コード信号の
状態に応答して、データ通路93からの画素の右側色成分
及びデータ通路95から画素の左側色成分を選択する。マ
ルチプレクサ92は、フラグ／シフト・コード信号の状態
に応答して、データ通路91からの画素の平均色情報、又
はマルチプレクサ92の出力から得られるデータ通路97か
らの画素の左側及び右側色情報を選択する。対応する画
素の色情報が、最終的な表示の為、D/A変換器96に供給
される。

マルチプレクサ94が画素の平均色情報を選択した時、
各々の画素期間の間、表示の為に１つの画素の色成分の
値だけが供給される。然し、左側及び右側の画素の色情
報がマルチプレクサ94によって選択された時、各々の画
素期間の間、表示の為に２つの色の値が供給される。即
ち、表示装置では、画素期間の間に２回、即ち１回は初
めに、そしてもう１回は画素期間の中央で、この発明で
は、表示される画素の色の値が変更され又は切換えられ
る。

第６図の回路は１つの色成分に対して使われる。各々
の他の色成分に対して同様な回路を使うことが出来、ビ
デオ・バッファ18から適切な色成分情報が利用出来るも
のとするが、或いは色成分に対して別のものを使う場合
は、対応するビデオ・バッファから利用出来る様にす
る。

第７図には、この発明によるバー・コード試験パター
ン及びその結果としての表示が示されている。行Ａのバ
ー・コード・パターンは、第１図の行Ａに示したのと同
じパターンである。同様に、行Ｂの短い横方向の線は、
画素期間の初め又は終りを表わす。

行Ｃの各段階によって表わされる様に、最終的に表示
されるこの結果の出力は、第１図の行Ｃに示したものに
較べて、MTFがかなり改善されていることが容易に判
る。例えば、第７図の出力段階C3は入力A3と全く同じで
ある。更に、第７図の段階C2及びC4の明るい灰色（LT
G）の帯で示す様に、情報が若干失われるが、それらは
比較的幅が狭く、（画素の1/4の幅）、もとの（黒とし
て示す）情報を含む帯によって隔てられている。行Ｃの
どこにも、第１図の出力C3に起った様なもとの情報が完
全に失われたことを表わす出力はない。

この発明は画素を半分に分割することに制限されない
ことを承知されたい。実時間の像の発生を維持するのに
利用し得る処理時間と云う様な実際的な制約に従って、
隣合った部分の間で色成分の強度の比較を行なうことに
より、1/3、1/4又はその他の部分への分割を用いること
が出来る。

第8A図及び第8B図には、この発明の別の一面による形
式の画素ワードが示されている。

第8A図及び第8B図に示す画素ワード形式は、YIQ色処
理を用いるシステムで使うことが出来る。こゝでＹは色
の輝度（強度）、Ｉ及びＱは夫々同相及び直角位相のク
ロマを表わす。全ての強度情報がＹ成分に符号化される
から、Ｙ成分の値の間の差だけが、画素全体に対して全
体的な又は平均のＹ成分の値を供給するか、或いは左半
分及び右半分の情報と云う様に個々の部分の情報を提供
するかゞ、適切なフラグ又はシフト・コードと共に必要
である。

Ｙ成分は、第4A図又は第4B図のフローチャートについ
て上に述べた赤の色成分と同様に処理することが出来
る。第4A図のフローチャートに従って処理し、工程58を
実行することによって、切捨てが適切であると判った場
合、第5A図の形式82と同様な第8A図のワード形式を使う
ことが出来る。同様に、第4B図のフローチャートに従っ
て処理する時、工程72の実行によって、符号化が適切で
あると判った場合、第5B図の形式84と同様な第8B図のワ
ード形式を使うことが出来る。以上、変調伝達関数を高
め、こうして像の表示の解像度を高める装置と方法を図
面に示して説明した。更に、コンピュータ像発生システ
ムのハードウエアの変更を極く少なくして、コンピュー
タ像発生システムと組合せて使われる像表示装置の変調
伝達関数を高める装置と方法も図面に示して説明した。

例として、この発明のある好ましい特徴だけを示した
が、当業者には種々の変更が考えられよう。特許請求の
範囲は、この発明の範囲内で可能なこの様な全ての変更
を包括するものであることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンピュータ像発生システムによるバー
・コード・パターン及びその結果の表示を示す図、第2A図、第2B図及び第2C図は、この発明の、夫々の色成
分に対する画素符号器のブロック図、第3A図は従来のコンピュータ像発生システムに従って画
素部分に分割される画素を示す図、第3B図はこの発明に従って符号化された画素の図、第4A図はこの発明の１実施例による画素の符号化のフロ
ーチャート、第4B図はこの発明の別の一面による、第3A図の場合の変
形のフローチャート、第5A図は第4A図の符号化の時の形式に定められた画素ワ
ードの図、第5B図は第4B図の符号化の場合の形式に定められた画素
ワードの図、第６図はこの発明に役立つビデオ処理回路のブロック
図、第７図はこの発明のバー・コード・パターンとその結果
得られる表示とを示す図、第8A図及び第8B図はこの発明の別の一面の形式によって
定められた画素ワードの図である。主な符号の説明 12:加算器 14:閾値検出器 16:プロセッサ／符号器 18:ビデオ・バッファ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マイケル・レロイ・モルガンアメリカ合衆国、フロリダ州、オーモンド・ビーチ、オークレーン・アール・ティー・イー・１、104番 (72)発明者グレゴリー・チャールズ・ブックナーアメリカ合衆国、フロリダ州、サウス・デイトナ、ブリアン・アベニュー、2240 番 (72)発明者リチャード・エコノミーアメリカ合衆国、フロリダ州、オーモンド・ビーチ、オーク・ドライブ、1309番 (72)発明者エドワード・ミットフォード・シムスアメリカ合衆国、フロリダ州、オーモンド・ビーチ、オーク・フォレスト・ドライブ、1429番 (56)参考文献特開昭60−235193（ＪＰ，Ａ) 特公平４−9315（ＪＰ，Ｂ２) 特公平３−33275（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4720745（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09G 5/36 H04N 1/387

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示の解像度を高める装置に於て、表示すべき画素の一部分の属性と表示すべき画素の別の
一部分の属性の間の第１の差を表わす第１の差信号を発
生する第１の差手段と、該第１の差手段に結合されていて、前記第１の差信号に
応答して、前記第１の差が第１の予定の閾値より大きい
時を決定する第１の比較手段と、該第１の比較手段に結合されていて、前記第１の差が前
記第１の予定の閾値より大きい時、前記画素の前記一部
分に属性の第１の値を割当てると共に、前記画素の前記
別の一部分に属性の第２の値を割当てると共に、前記第
１の差が前記第１の予定の閾値以下である時に前記画素
に属性の第３の値を割当てる第１のプロセッサ手段と、該第１のプロセッサ手段に結合されていて、割当てられ
た時の前記画素の前記一部分及び前記別の一部分の第１
及び第２の値を記憶すると共に、割当てられた時の第３
の値を記憶する記憶手段とを有し、画素期間中に表示すべき画素の特性が、割当てられた前
記第１、第２及び第３の属性に応答して画素期間中に変
化する装置。
【請求項２】前記属性が画素の色である請求項１記載の
装置。
【請求項３】比較手段が調節自在の閾値検出器を含む請
求項２記載の装置。
【請求項４】第３の値が、予定のビット数を持つデータ
・ワードによって表わされ、前記第１及び第２の値が別
のデータ・ワードの夫々相等しい部分によって表わさ
れ、前記別のデータ・ワードのビット数が前記予定のビ
ット数以下である請求項２記載の装置。
【請求項５】夫々の相等しい部分が、何れも仮数を表わ
し、更に前記別のデータ・ワードは各々の仮数に対する
夫々のシフト・コードを有する請求項４記載の装置。
【請求項６】前記属性が赤、緑及び青の色成分を含み、
第１の差手段、第１の比較手段、第１のプロセッサ手段
及び記憶手段が、属性の赤成分に応答し、更に、前記画素の前記一部分の緑成分と該画素の別の一部分の
緑成分の間の差を表わす第２の差信号を発生する第２の
差手段と、該第２の差手段に結合されていて、該第２の差信号に応
答して、該第２の差が第２の予定の閾値より大きい時を
決定する第２の比較手段と、該第２の比較手段に結合されていて、前記第２の差が前
記第２の予定の閾値より大きい時に、前記画素の前記一
部分に緑成分の第１の値を割当てると共に前記画素の別
の一部分に緑成分の第２の値を割当て、前記第２の差が
前記第２の予定の閾値以下である時に前記画素に緑色成
分の第３の値を割当てる第２のプロセッサ手段と、前記画素の前記一部分の青成分と該画素の別の一部分の
青成分の間の差を表わす第３の差信号を発生する第３の
差手段と、該第３の差手段に結合されていて、該第３の差信号に応
答して、該第３の差が第３の予定の閾値より大きい時を
決定する第３の比較手段と、該第３の比較手段に結合されていて、該第３の差が前記
第３の予定の閾値より大きい時に、前記画素の前記一部
分に青成分の第１の値を割当てると共に前記画素の別の
一部分に青成分の第２の値を割当て、前記第３の差が前
記第３の予定の閾値以下である時に前記画素に青成分の
第３の値を割当てる第３のプロセッサ手段とを有し、前記記憶手段は前記第２及び第３のプロセッサ手段に結
合されていて、割当てられた時の、前記画素の前記一部
分及び前記別の一部分の緑成分の第１及び第２の値、並
びに青成分の第１及び第２の値を記憶すると共に、割当
てられた時の、前記画素の緑及び青成分の第３の値を記
憶する請求項２記載の装置。
【請求項７】前記記憶手段に結合されていて、前記第１
の差に応答して、前記画素の前記一部分及び前記別の一
部分の第１及び第２の値か或いは該画素の第３の値の何
れかを表示する為に選択する第１の選択手段を有する請
求項１記載の装置。
【請求項８】色がＹ（輝度）、Ｉ（同相クロマ）及びＱ
（直角位相クロマ）で表わされる請求項２記載の装置。
【請求項９】前記画素の前記一部分が画素の右半分であ
り、前記画素の別の一部分が画素の左半分である請求項
２記載の装置。
【請求項１０】像が、夫々の属性が割当てられていて夫
々の期間を持つ画素で形成されている様な、表示すべき
像の解像度を高める方法に於て、画素の一部分の属性と該画素の別の一部分の属性の間の
差を決定し、前記差が予定の閾値以下である時、前記属性の第１の値
によって前記画素を表わし、前記差が前記予定の閾値より大きい時、前記属性の第２
の値によって前記一部分を、そして前記属性の第３の値
によって前記画素の別の一部分を表わし、該画素に割当
てられる属性は、前記一部分に対しては第２の値である
と共に前記別の一部分に対しては第３の値であり、この
為、画素期間の間、画素に割当てられる属性の値を変え
ることが出来る様にして、解像度を高める様にする方
法。
【請求項１１】前記第１の値が第１の予定のビット数を
持つデータ・ワードによって表わされ、画素を表わす工
程が、第２の予定のビット数によって第２の値を表わし、第３の予定のビット数によって第３の値を表わすことを
含み、第２及び第３の予定のビット数の和が第１の予定
のビット数以下である請求項10記載の方法。
【請求項１２】前記第２の予定のビット数を仮数及び第
１の対応するシフト・コードとして表わし、第３の予定のビット数を仮数及び第２の対応するシフト
・コードによって表わすことを含む請求項11記載の方
法。
【請求項１３】属性が色であり、該色は第１、第２及び
第３の色成分を含み、更に、画素の前記一部分の第１、第２及び第３の色成分と、該
画素の前記別の一部分の対応する第１、第２及び第３の
色成分との間の差を決定し、各々の差が対応する予定の閾値以下である時、前記第
１、第２及び第３の色成分の各々の第１の値によって画
素を表わし、任意の差が対応する予定の閾値より大きい時、前記画素
の前記一部分を第１、第２及び第３の色成分の夫々の対
応する第２の値によって表わすと共に、該画素の前記別
の一部分を前記第１、第２及び第３の色成分の各々の対
応する第３の値によって表わす工程を含む請求項10記載
の方法。
【請求項１４】第１、第２及び第３の色成分が夫々赤、
緑及び青である請求項13記載の方法。
【請求項１５】属性がＹ（輝度）、Ｉ（同相クロマ）及
びＱ（直角位相クロマ）によって表わされる色である請
求項10記載の方法。