JPH0743580B2 - グレイ・スケールを変換する方法 - Google Patents

グレイ・スケールを変換する方法

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JPH0743580B2
JPH0743580B2 JP63236290A JP23629088A JPH0743580B2 JP H0743580 B2 JPH0743580 B2 JP H0743580B2 JP 63236290 A JP63236290 A JP 63236290A JP 23629088 A JP23629088 A JP 23629088A JP H0743580 B2 JPH0743580 B2 JP H0743580B2
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    • H04N1/407Control or modification of tonal gradation or of extreme levels, e.g. background level

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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はK階調のグレイ・スケール(中間調)における
任意のM個の階調をN階調ののグレイ・スケールに変換
するための方法および装置(但し、K>N≧M)に関す
るものである。
更に具体的に云えば、パソコン等においてK(例えば、
64)階調のグレイ・スケールで表示できるCRTへの表示
出力データを、N(例えば、16)階調のグレイ・スケー
ルで表示能力を持つプラズマ・ディスプレイ上にも表示
させるために、K階調のうちの選択されたM(例えば、
14)個の階調が与えられた時、それらM個を相互に識別
可能にN階調のグレイ・スケール表示に変換するための
方法および装置に関するものである。
B.従来の技術 多階調のグレイ・スケールを持ったドット・マトリクス
表示を、別の多階調のグレイ・スケールで表示するため
にデイザリング技法を使ってハーフ・トーン表示させる
ことは知られているが、これは、1ドットのグレイ・ス
ケールが複数ドットによるハーフ・トーンに変換される
ものであり、1ドット対1ドットの変換に適用すること
はできない。
パソコン等では、CRTディスプレイ上に多階調のグレイ
・スケール表示を行うものがあるが、そのグレイ・スケ
ール表示を他の多階調のグレイ・スケール表示に変換す
るものではない。又、パソコンからプリンタへの表示出
力は白黒2階調の出力であるため、多階調から他の多階
調へのグレイ・スケール変換は行っていない。
C.発明が解決しようとする問題点 K階調のグレイ・スケールで表わされたM個の階調の各
々をN階調のグレイ・スケールに変換する場合、階調の
縮退を生ずることなく且つ相対輝度の順序および大きさ
に従って上記の変換が行われるようにすることが本発明
の課題である。
D.問題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明では、M個の階調の
各々をK階調における相対輝度の順序および大きさに持
ち、N階調における相異なる階調にマップされた第1テ
ーブルを作成し、その第1テーブルに基いてK階調にお
けるM個の階調をN階調におけるM個の階調に1対1で
マップされた第2テーブルを作成することにより、その
第2テーブルを使ってK階調のグレイ・スケール表示さ
れたM個の階調の各々をN階調のグレイ・スケール表示
に変換するようにしたことを特徴とするものである。
E.作用 前記第1テーブルは前記第2テーブルを作成するための
処理テーブルであり、この第1テーブルにはK階調にお
けるM個の階調相対輝度の順序および大きさを持ったN
階調にマップされるので、この第1テーブルの内容をK
階調のM個の階調に対応させて第2テーブルにマップす
ることによって前記課題を解決するため変換テーブルが
得られる。
F.効果 K>N≧Mの条件が満たされていれば、本発明によりK
階調グレイ・スケールに任意のM個の階調をN階調グレ
イ・スケールに1対1に対応して容易に変換することが
でき、しかもそれらM個の階調の相対輝度の順序および
大きさを保持したグレイ・スケール変換が得られる。
G.実施例 第1図は本発明のグレイ・スケール変換装置の使用例を
示すものである。パソコン等の制御装置から出力された
データはCRTコントローラによって、例えば、640×400
ドット表示可能なCRTディスプレイのための表示データ
に変換される。この表示データは640×400ドットの各々
に対して6ビットで64階調のグレイ・スケールを指定す
る。これらデータはディジタル・アナログ変換器(DA
C)によりアナログ変換されてCRT出力され、64階調グレ
イ・スケールで表示される。
本発明はCRTコントローラからの表示データを、例えば
プラズマ・ディスプレイ・パネル(PDP)上に表示し得
るようにするものである。現在、一般に使用されている
PDPは各ドットを16階調のグレイ・スケールで表示し得
るものであるため、CRTコントローラから出力された64
階調のグレイ・スケールのデータをそのまま表示するこ
とはできない。そこで、これを16階調のグレイ・スケー
ルに変換する必要がある。CRTは64階調のグレイ・スケ
ール表示が可能であるにもかかわらず、CRTコントロー
ラはその64階調のうちの精々任意の16階調しか使用でき
ない。従って、CRTコントローラから出力された64階調
のうちのM(M≦16)個の階調を16階調のグレイ・スケ
ール表示に変換すればそれをPDP上に表示することがで
きる。
ところが、相対輝度を保持して、64階調を比例配分的に
16階調に変換した場合、例えば、6ビットで表わされた
64階調の表示のうち上位4ビットを抽出することによっ
て16階調の表示に変換した場合、(以下、このような変
換を「自然変換」と呼ぶ)64階調のグレイ・スケール表
示では相互に異なる階調の表示では同じ階調として表わ
されるという階調の縮退を生ずることがある。このよう
な階調の縮退は、本来識別可能であったものが識別不能
なものとなるのが好ましくない。
本発明は、下記の3つの条件を満たすグレイ・スケール
変換を行うことによって上記の欠点を克服するものであ
る。
(1)K階調におけるM個の階調は、N階調に変換され
るとき、N階調におけるM個の階調に1対1で対応しな
ければならない。即ち、M個の階調はN階調においても
識別可能でなければならない。
(2)K階調におけるM個の階調は、N階調に変換され
たとき、N階調においても輝度の大小関係を保持しなけ
ればならない。
(3)K階調における相対輝度はN階調においても保持
されなければならない。但し、条件(1)および(2)
に抵触する場合には、N階調における最適な階調を選ぶ
ものとする。
要約して述べると、本発明の1実施例において先ず上記
M個の階調はN階調に自然変換され、ここでM階調の内
異なる階調がN階調の同一の階調に自然変換されたとき
にはこの階調を上または下に1つ階調をずらすことによ
り上記の条件を満たす。
本発明を実施したグレイ・スケール変換装置は、第2図
に示されるような変換テーブルを作製するための装置を
含むものである。この変換装置は、K階調のグレイ・ス
ケールにおいて任意の選択されたM個の階調を表すテー
ブルTinおよびそれらM個の階調に対応するN階調のグ
レイ・スケールの階調を表すテーブルToutより成り、こ
れらテーブルを使うことによってK階調グレイ・スケー
ルにおけるM個の階調のうちの任意のものをN階調のグ
レイ・スケールに変換することができる。
このような変換テーブルを作製するためのアルゴリズム
を、第3図に示された処理テーブルおよび第4a乃至第4c
図に示されたフローチャートを参照して説明する。
(a)初期化段階 K階調グレイ・スケールのうち任意のM個の階調を表す
入力をVin、そのVinに対応するN階調グレイ・スケール
の階調を表す出力をVoutとする。1例として、K=64、
N=16、M=14と仮定する。この場合、Vinは0乃至63
の整数、Voutは0乃至15の整数であり、0を輝度の最も
低いもの即ち黒とする。
初期化段階はテーブルの初期設定を含み、第4図に対応
するフローチャートが示される。。
ステップ1:テーブルTinに、K階調グレイ・スケールの
うちVinとして選ばれたM個の階調、例えば0、1、
2、20、21、22、23、42、43、46、60、61、62、63を記
入する。これは第2図に示されている。
ステップ2:第3a図に示されたような処理テーブルTuse
メモリ内に用意し、Tuse欄を最初ブランクに初期設定し
ておく。テーブルTuseの各位置はインデックス0ないし
15で牽引される。N階調即ち16階調に対応して16個のイ
ンデックス位置が用意され、そのうちM階調即ち14階調
が選択される。
ステップ3:テーブルToutの内容はブランクに初期設定さ
れ、その後後述の第2段階において埋められ、完成され
る。
(b)第1段階 第1段階は第4b図にフローチャートの形で示される。こ
の段階ではM個の階調が先ずN階調に自然変換され、同
一のN階調を生じたときにこれを修正する手順に従い、
N階調のうちM階調に対応するインデックス位置にチェ
ック・マーク(○印で示される)が記入される。
第4b図を参照して、フローはテーブルTuseの第1インデ
ックス位置(j=1)から始まる(ブロック1)。jが
Mを越えない間(ブロック2)、テーブルTinのj番目
のVinが自然変換され(ブロック3)、この値Vjがテー
ブルTuseのインデックス値Vjuとして使用されて(ブロ
ック4)テーブルTuseのそのインデックス値Vjuの場所
の記入値が調べられる(ブロック5)。
j=1についてはテーブルTinの1番目のVinは0であ
り、従ってV1=0であり、テーブルTuseのインデックス
値Vju=0の場所の記入値が調べられる。テーブルTuse
は最初すべてブランクに初期設定されているので、この
場所にチェック・マークが記入され、フローはブロック
6を経由してブロック1に戻る。
ブロック1でjが1つ増分されてj=2となる。j=2
についてはテーブルTinの2番目のVinは1であり、従っ
てV2=0であり、再びテーブルTuseのインデックス値V
ju=0の場所の記入値が調べられる。この場所には既に
チェック・マークが記入されているので、フローはブロ
ック7に向かい、ここでインデックス値Vjuは1増分さ
れて1となり、ブロック8でこれがNを越えていないこ
とを調べられた後、ブロック5に戻ってテーブルTuse
インデックス値Vju=1の場所が調べられる。この場所
の内容はブランクであるのでチェック・マークが記入さ
れ、再びブロック1に戻る。
ここでj=3となり、同様なフローでテーブルTuseのイ
ンデックス値Vju=2の場所にチェック・マークが記入
され再びブロック1に戻る。
ここでJ=4となり、テーブルTinの4番目のVinは20で
あるので、V4=5であり、テーブルTuseのインデックス
値Vju=5の場所にチェック・マークが記入され再びブ
ロック1に戻る。
J=5,6および7についても同様にテーブルTuseのイン
デックス値Vju=5、6および7の場所にチェック・マ
ークが記入され再びブロック1に戻る。
J=8についてはテーブルTinの8番目のVinは42であ
り、従ってV8=10であり、テーブルTuseのインデックス
値Vju=10の場所の記入値が調べられる。この場所はブ
ランクなのでチェック・マークが記入されて再びブロッ
ク1に戻る。
j=9についてはテーブルTinの9番目のVinは43であ
り、従ってV9=10であり、再びテーブルTuseのインデッ
クス値Vju=10の場所の記入値が調べられる。この場所
には既にチェック・マークが記入されているので、フロ
ーはブロック7に向かい、ここでインデックス値Vju
1つ増分されて11となり、ブロック8でこれがNを越え
ていないことを調べられた後、ブロック5に戻ってテー
ブルTuseのイッンデクス値Vju=11の場所が調べられ
る。この場所の内容はブランクであるのでチェック・マ
ークが記入され、再びブロック1に戻る。
同様にしてj=10では、テーブルTuseのインデックス値
Vju=12の場所が調べられ、この場所にチェック・マー
クが記入され、再びブロック1に戻る。
j=11ではテーブルTinの11番目のVinは60であり、従っ
てV11=15であり、テーブルTuseのインデックス値Vju
15の場所にチェック・マークが記入される。
j=12でもV12は15となり、インデックス値Vju=15の場
所には既にチェック・マークが記入されているので、フ
ローはブロック7に向かいここでVjuが16にされると、
ブロック8の判定によりブロック9に向かう。ここでV
jd=Vj−1=15となり、ブロック10でイッデンクス値V
jd=15の場所にチェック・マークを見いだすことにな
り、ブロック12に移ってVjd=14にされこの場所にチェ
ック・マークが記入される。
j=13ではブロック1ないし5および7、8、9を経て
ブロック9でVjd=15となるが場所15には既にチェック
・マークがあるのでブロック12でVjd=14とされて場所1
4が調べられる。ここもまたマークが記入済みなので再
びブロック12でVjd=13とされ、この結果場所13にチェ
ック・マークが記入される。
j=14でも同様に場所15、14、13、12、11、10が調べら
れた後場所9にブランクを見いだしてここにチェック・
マークを記入する。
j=15となるとブロック1でj=16となり、この結果ブ
ロック2でj>Mの条件が成立して第1段階を終了す
る。この結果、テーブルTuseのインデックス値Vju
0、1、2、5乃至15の場所にチェック・マークが残
る。
(c)第2段階 この段階はテーブルTinにおける各要素に対応するテー
ブルTuseのチェック・マーク記入位置を選択し、その位
置に対応するインデックスをテーブルTuseに書き込むこ
とによって第2図のテーブルを完成するものである。そ
のフローは第4c図に示されている。
フローはj=1から始まる。jがMを越えない間、テー
ブルTinのj番目の内容がテーブル中で小さい方から何
番目であるかを調べ、その値をJとする。j=1の場
合、テーブルTinの一番目つまり最初の内容は最小値で
ある。従って、J=1である。この値Jを用いてテーブ
ルTuseのチェック・マークがついた場所を調べ、小さい
方から数えてJ番目のインデックス値をVoutとする。こ
のVoutが第2図のTout欄に記入される。これを繰り返し
j>Mとなったところで第2段階を終了する。
この第2段階では、テーブルTin、Tuseの要素を小さい
方から数えているが、これを大きい方から数えても同じ
結果が得られる。
以上のようにして、第2図の変換テーブルが作成され
る。この変換テーブルを使って、K階調グレイ・スケー
ルの選択されたM個の階調を表わす信号Vinを、N階調
グレイ・スケールを表わす信号Voutに変換することがで
きる。
なお、前述の第1段階では、テーブルVuseにチェックが
記入されている場合にVjuを初期値として増数方向にチ
ェックを調べ、それがN−1に達したならばVjdを初期
値として減数方向にチェックを調べているが、これとは
逆に、Vjuを初期値としてまず減数方向にチェックを調
べ、それが0に達したならばVjd=Vj+1を初期値とし
て増数方向にチェックを調べても同様の効果が得られる
ことは明らかである。
又、上記のアルゴリズムに従って本発明のグレイ・スケ
ール変換装置をソフトウェアで実現することは容易であ
るが、このアルゴリズムを論理回路で実現し得ることも
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施したグレイ・スケール変換装置を
組込んだパーソナル・コンピュータのディスプレイ出力
の構成を表わすブロック図、第2図は上記グレイ・スケ
ール変換装置におけるテーブルの概略図、第3図は上記
グレイ・スケール変換装置における処理テーブルを示す
概略図、第4a図乃至第4c図は上記変換テーブルを作成す
るためのアルゴリズムを示すフローチャートである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】K>N≧Mとして、K階調グレイ・スケー
    ルにおける選択されたM個の階調をN階調グレイ・スケ
    ールに変換する方法であって、 a)上記M個の階調の各々をK階調グレイ・スケールに
    おける相対輝度の順序及び大きさに従ってK階調グレイ
    ・スケールにおけるM個の階調にマップした第1テーブ
    ルを作成する段階と、 b)N階調グレイ・スケールにおける相対輝度の順序及
    び大きさに従ってN個の階調をマップした第2テーブル
    を作成する段階と、 c)上記第2テーブルのN階調の各々に付属するチェッ
    ク・マークをブランクに初期設定する段階と、 d)上記第1テーブルのM個の階調を1つづつN階調に
    自然変換して上記第2テーブルの対応するN階調の1つ
    にチェック・マークを付する段階と、 e)上記段階d)により相異なるM階調が同一のN階調
    に自然変換されたときは上記第2テーブルのそのN階調
    に隣接する階調にチェック・マークを付する段階と、 f)すべてのM個の階調が上記段階d)およびe)で処
    理されたとき、上記第2テーブル中でチェック・マーク
    が付されたM個のN階調を上記第1テーブルのM個のK
    階調に対応づけて上記第1テーブルに記入する段階と、 より成るグレイ・スケールを変換する方法。
  2. 【請求項2】K>N≧Mとして、K階調グレイ・スケー
    ルにおける選択されたM個の階調をN階調グレイ・スケ
    ールに変換する方法であって、 a)上記M個の階調の各々をK階調グレイ・スケールに
    おける相対輝度の順序及び大きさに従ってK階調グレイ
    ・スケールにおけるM個の階調にマップした第1テーブ
    ルを作成する段階と、 b)N階調グレイ・スケールにおける相対輝度の順序及
    び大きさに従ってN個の階調をマップした第2テーブル
    を作成する段階と、 c)上記第2テーブルのN階調の各々に付属するチェッ
    ク・マークをブランクに初期設定する段階と、 d)Vjuを上記第2テーブルにおけるインデックスとし
    て、上記第1テーブルのj番目の階調を自然変換した初
    期値VjをVjuとする段階と、 e)上記第2テーブルのインデックスVju場所のチェッ
    ク・マークを調べる段階と、 f)それがブランクならばチェック・マークを記入して
    jを1つ増分して上記段階d)に戻り、 g)それがチェック・マークであるならばVjuを1つ増
    分してVju<Nならば上記段階e)に戻り、Vju>Nなら
    ば下記段階h)に進む段階と、 h)Vju>NのときVjd=Vj−1でインデックスされる上
    記第2テーブルの場所を調べる段階と、 i)それがブランクならばチェック・マークを記入して
    jを1つ増分して上記段階d)に戻り、 j)それがチェック・カームであるならばVjuを1つ減
    分して上記段階h)に戻る段階と k)j>Mとなったとき、上記第2テーブルにおいてチ
    ェック・マークが記入されたM個の階調を上記第1テー
    ブルにおけるM個の階調に大きさの順に対応して記入す
    る段階と、 より成る特許請求の範囲第1項記載のグレイ・スケール
    を変換する方法。
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