JPH07118022B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表示図形に輝度変調をかけることで、本来のイ
メージにより近い画像を得ることのできる図形処理機能
を持つ、ラスターキキャン型の２次元又は３次元画像表
示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来ラスタスキャン型図型表示装置に特有の階段状ジャ
ギー対策として、本出願人より先に提出された特許1225
686号及び1249199号に示される複数のビームを輝度変調
することによるラインスムージング法が提案されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の技術によれば線分の中央部については効果がある
ものの端点部については、ピクセル単位で水平または垂
直方向に切れた線分となり、短い線分を表示しようとし
た場合、不都合を生じていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上の点に鑑み、表示すべき線分の始点・終点
の座標、輝度、及び傾きを発生する前処理部と、前記線
分が所定の長さより長い場合に該線分をピクセル座標に
分解する線分補間器と、前記線分が所定の長さより短い
場合は、該線分を複数のベクトルに分割しその分割点の
ピクセル座標を生成する短ベクトル処理部と、前記線分
補間器または短ベクトル処理部で生成されたピクセル座
標と傾きより輝度変調度を発生させる輝度変調度発生テ
ーブルと、該輝度変調度と該輝度よりスムージングライ
ンを発生させる輝度変調回路と、該最終的に表示させる
輝度を保持しておくフレームメモリ、及び制御部から構
成し、短ベクトル用の特別な処理を行う事により、回路
規模も適切な容量にて、短いベクトル及びその集合によ
る曲線を誤差少なく滑らかに表示する事を目的とする。

〔作用〕

上記のような短ベクトル処理部及び輝度変調度発生テー
ブルを用いる事により、面積法によるラインスムージン
グ技術と重複線高輝度表示技術を用いて、短いベクトル
も誤差少なく、また短いベクトルの集合である曲線も滑
らかに表示することができる。また、テーブル容量を適
切な規模にすることもできる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第１
図は本発明を実施するためのブロック図である。１は線
分補間に必要なパラメータを与える前処理部であり、出
力として線分輝度I,始点のＸ成分とXsとＹ成分Ys,終点
のＸ成分XeとＹ成分Ye,及び線分の傾きtanθがある。

２は前記Xs,Ys,Xe,Yeおよびtanθにより線分をピクセル
へと分解する線分補間器である。線分補間器２では始点
と終点の各Ｘ成分とＹ成分の変位量を比較し、絶対量の
大きい成分をメジャーとする。このメジャー成分を１増
減させた時マイナー成分にtanθを加算することで線分
上の１つの点が求まる。このメジャー方向１ピクセル長
の間隔で並ぶ点列の座標をJA（メジャー成分）,NA（マ
イナー成分）として出力する。また前記始点と終点の各
Ｘ成分とＹ成分の変位量のうちメジャー成分をMAJとし
て出力する。

３は本特許において重要な短ベクトル処理部である。３
には前記Xs,Ys,Xe,Ye,tanθ,MAJが入力される。３にお
いては前記MAJがあらかじめ短ベクトル処理部内に保持
する短ベクトル限界長と比較し、短い場合には短ベクト
ル処理用の始点アドレスであるJB（メジャー成分）とNB
（マイナー成分）と、短ベクトルのメジャー方向の長さ
をＬと、処理に際し出力されるMODE信号を出力する。短
ベクトル処理方法については後述する。

４は面積法による輝度変調度発生テーブルであり、前記
JA,NA,JB,NB,tanθ,Lおよびテーブルコントロール用のM
ODE信号によりテーブル参照を行う。テーブルには高速
のメモリが最適であり、線分や円などの複雑な方程式に
基づく変調度数をパフォーマンスの低下することなく得
られる。テーブルの内容は後述する。テーブル出力とし
て本実施例では３ピクセル分の変調度数Ln,Lm,Llを書い
たが、当然その出力はいくつでも構わない。Lmは前記点
列の座標（JA,NA）又は（JB,NB）が存在するピクセル
か、又は一番近いピクセルであり、その上下のピクセル
をLn,Llという変調度をかけて修飾する。

5n,5m,5lは、線分輝度Ｉと輝度変調度数Ln,Lm,Llから変
調後の最終輝度In,Im,Ilを掛算等の手段により生成する
輝度変調回路である。この輝度変調回路も線分につける
幅などにより増減を行っても本発明上差し支えない。

６は上記最終輝度In,Im,Ilを受け取り演算を施すフレー
ムメモリ制御部であり、前記線分補間器２より座標J,N
を最終輝度Imのアドレスとして受け取ると同時に、In,I
lに関してはオフセットを加えてからアドレスとし出力
する。７はモニタへ表示される画像を蓄えておくフレー
ムメモリであり、上記フレームメモリ制御部によりその
内容を変更される。

第２図は、面積法によるラインスムージング技術を説明
する図である。第２図でPn（ｎ＝1,2,・・・）はpixel
領域であり、1pixel長の正方形である。面積法では線分
は幅を持たせた領域８とし、あるpixel領域の変調度は
領域８が占める割合An（ｎ＝1,2,・・・）で表わせる。
このAnにより本来線分が持つ輝度を変調すれば、滑らか
な線分を得る事ができる。

第３図は、重複線高輝度表示について説明する図であ
り、フレームメモリ制御部６の内容を説明する図であ
る。フレームメモリ制御部６は前記フレームメモリ７へ
の書き込み、読み出しを行う。あるpixelに相当するメ
モリへ輝度データを書く場合、まずフレームメモリ７よ
り内容を読み出し（DTr），前記（In,Im,Ll）と演算器
９により演算を行い、その結果（DTw）をフレームメモ
リ７へ書き込む。前記演算器９ではDTrと、前記（In,I
m,Il）の加算を行い、それにより以前あったpixelの輝
度は更に高輝度化することができる。（重複線高輝度表
示） 第４図は、面積法によるラインスムージング技術を使っ
た端点形状の表現方法を説明する図である。10は線分で
あり、11は前記線分の端点である。端点形状を線分に垂
直でかつ端点を通る線分で切った形状にすることによ
り、線分方向によらず一定形状の端点を得る事ができ、
また1peixel以下の細かな端点位置も表現することがで
きる。

第５図は、短ベクトルについて説明した図である。短ベ
クトルは始点12（Js,Ns）及び終点13（Je,Ne）により規
定され、Jsは前記Xs,Ysのメジャー側、Jeは前記Xe,Yeの
メジャー側に相当する。短ベクトルの長さはメジャー方
向のdmと、マイナ方向のdnに分けられ、又短ベクトルの
傾きはθである。又面積法に適用させる為幅Ｗを持たせ
る。ここで前記Ｌはdmに相当し、傾きθの正接は前記ta
nθに相当する。

このdmの長さが短くなると、欠損部14,15が生じる可能
性がある。これらの欠損部により面積法によるラインス
ムージング技術で輝度変調をかける場合始点と終点の影
響を受ける。本特許においては幅（Ｗ）を と仮定し、前記短ベクトル限界長を２とした。

第６図は短ベクトルの処理方法について説明した図であ
る。短ベクトルは、メジャー方向の0.5pixelを境にして
複数のベクトルに分割する（分割ベクトル）。18,19,2
0,21は分割されたベクトルであり、16,17は始点と終点
である。また、22,23,24はメジャー方向の0.5pixelごと
の境界上にある分割点である。面積法によるラインスム
ージング技術と重複線高輝度表示を用いれば、このよう
にいくつもの分割ベクトルにしても表示は同じになる。
前出のように輝度変調をかける場合、始点16と終点17が
影響を与える為、前記輝度変調度発生テーブル４にその
パラメータ（Xs,Ys,tanθ,dm）を入力する必要がある。
けれども上記パラメータ（Xs,Ys,tanθ,dm）に終点座標
（Xe,Ye）が含まれていないため、dmが長くなるほど終
点座標の誤差が大きくなる。ところが分割する程この誤
差は小さくなりまたdmの値も小さくなることになる。
尚、前記パラメータ（tanθ,dm）の代わりに（Xe,Ye）
を使った場合tanθ,dmに比べ（Xe,Ye）のbit数が多くな
り、テーブルの容量が増大し、実用的でなくなる。この
ように短ベクトルを更に短い分割ベクトルにすること
で、前記輝度変調度発生テーブル４の入力を少なくする
ことができる。以下、始点（Js,Ns）、終点（Je,Ne）を
端点（J,N）として説明する。

この分割ベクトルは第７図に示すように、４通りのケー
スに分けられる。（ａ）は、メジャー方向の0.5pixel内
に両端点が存在する場合で、パラメータとして端点25の
座標（J,N）と長さ26（Ｌ）と傾き27（tanθ）により変
調度が決定する。（ｂ），（ｄ）は、メジャー方向の0.
5pixel内に片方の端点が存在する場合で、パラメータと
して端点の座標28（J,N）又は32（J,N）と傾き29（tan
θ）又は傾き33（tanθ）により変調度が決定する。
（ｃ）は0.5pixel内には両端点共存在しないケースであ
り、パラメータとして一方の分割点30と傾き31（tan
θ）により変調度が決定する。以上のケースの組み合わ
せにより短ベクトルは表現できる。

以上の様な短ベクトルの分割、分割点の発生、上記４通
りのケースを考慮したMODEの発生を短ベクトル処理部３
により行う。また輝度変調度発生テーブル４では、前記
パラメータを受けてそれぞれに応じた輝度変調度を発生
する。

第８図は４本の短ベクトル34,35,36,37を連結した図で
ある。これは曲線を近似した場合に使われる。この短ベ
クトル34,35,36,37は端点38,39,40,41により規定されて
いる。

ここで端点形状を端点を通るベクトル方向に垂直な線で
切る事に優位性が出る。短ベクトル36の様に短いと端点
形状によっては幅（Ｗ）が保てない事もあるし、又欠落
部43,44,45や重複部46,47,48による連結部での誤差が大
きくなる。

尚、上記欠落部や重複部の誤差は２本のベクトルの傾き
の差及びベクトルの持つ幅（Ｗ）により決まるものであ
るため、更に多くのパラメータを使えば連結部における
誤差を無くす事も考えられるが、テーブルへの入力が増
大するため、実用的ではない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は面積法による
ラインスムージング技術と、重複線高輝度表示技術によ
り短ベクトルの集合による曲線を滑らかに表示する事が
でき、また輝度変調度発生テーブル４も適切な回路規模
にて作成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は面積法によるラインスムージング技術を
説明する図、第３図は重複線高輝度表示を説明する図、
第４図は端点形状を説明する図、第5,6,7,8図は短ベク
トルを説明する図である。 １……前処理部 ２……線分補間器 ３……短ベクトル処理部 ４……輝度変調度発生テーブル 5n,5m,5l……輝度変調回路 ６……フレームメモリ制御部 ７……フレームメモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示すべき線分の始点座標、終点座標、輝
   度、及び傾きを発生する前処理部と、前記線分が所定の
   長さより長い場合に前記線分をピクセル座標に分解する
   線分補間器と、前記線分が所定の長さより短い場合は、
   該線分を複数のベクトルに分割し、その分割点のピクセ
   ル座標を生成する短ベクトル処理部と、前記線分補間器
   または短ベクトル処理部で生成されたピクセル座標及び
   傾きより輝度変調度を発生する輝度変調度発生テーブル
   と、発生された輝度変調度と前記輝度よりスムージング
   ラインを発生させる輝度変調回路と、最終的に表示され
   る輝度を保有しておくフレームメモリ及び制御部とを具
   備することにより、なめらかな短ベクトルを発生するこ
   とを特徴とする画像表示装置。