JPH0764518A - 表示制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は画面の部分的な書き換えを行う際の
メモリ容量の軽減を目的とする。 【構成】 表示用信号をディジタル信号として受信する
受信手段（４）と、前記信号受信手段からのディジタル
信号を受け取り中間調処理を行う中間調処理手段（５）
と、前記中間調処理手段からのディジタル信号を圧縮す
る圧縮手段（８）と、前記圧縮手段により圧縮されたデ
ィジタル信号を少なくとも１フレーム分記憶する記憶手
段（１１）と、前記記憶手段に記憶された信号を伸長す
る伸長手段（１０）とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置の表示を制御
する表示制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータにおける表示システ
ムは、文字や線だけの表示内容ではなく、自然画像を取
り込み文字や線と合成して表示するシステムが実用化し
てきている。この事は表示システムにおける表示装置
（液晶、プラズマ、ＥＬ等）に対し中間調表示できる機
能が重要になっていることを意味する。しかしながら、
ＣＲＴを除く表示装置、例えば、液晶表示装置、特に強
誘電液晶を用いたものにおいて中間調表示を行うことは
簡単ではない。

【０００３】従来、強誘電液晶（ＦＬＣ）を用いた表示
素子に関しては、特開昭６１−９４０２３などに示され
ているように、１〜３μｍ位のセルギャプを保って対向
して配置された２枚のガラス基板を有し、その対向面に
透明電極が形成され配向処理が施された液晶セルに、強
誘電液晶を注入したものが知られている。

【０００４】強誘電液晶を用いた上記表示素子の特徴
は、強誘電液晶が自発分極を持つことにより、外部電界
と自発分極の結合力をスイチングに使えることと、強誘
電液晶分子の長軸方向が自発分極の分極方向と１対１に
対応しているため外部電界の極性によってスイッチング
できることである。

【０００５】強誘電性液晶は、その２つの安定状態を光
透過および遮断状態にすることにより、主として２値
（白、黒）の表示素子に利用されている。

【０００６】図２は、強誘電性液晶素子のスイッチング
パルス振幅と透過率の関係を示すもので、完全な光遮断
黒）状態にあるセル（素子）に一方極性の単発パルスを
印加した後の透過光量Ｉを単発パルスの振幅Ｖの関数と
してプロットしたグラフである。パルス振幅がしきい値
Ｖｔｈ以下（Ｖ＜Ｖｔｈ）の時は透過光量は変化せず、
パルス印加後の画素の透過状態は図３（ｂ）に示すよう
に印加前の画素の状態を示す同図（ａ）と変わらない。
パルス振幅Ｖがしきい値を越えると（Ｖｔｈ＜Ｖ＜Ｖｓ
ａｔ）画素内の一部分が他方の安定状態即ち同図（ｃ）
に示す光透過状態に変移し、全体として中間的な透過光
量を示す。更にパルス振幅Ｖが大きくなり、飽和値Ｖｓ
ａｔ以上（Ｖｓａｔ＜Ｖ）になると同図（ｄ）に示すよ
うに画素全部が光透過状態になるので光量は一定値に達
する。

【０００７】図２、３からわかる様に強誘電性液晶素子
において中間調表示を行うためにはＶｔｈ＜Ｖ＜Ｖｓａ
ｔとなるようにパルス振幅Ｖを制御しなければならな
い。しかしながらこのＶｔｈ，Ｖｓａｔ間の光量の傾き
が急で有るためパスル振幅Ｖで正確に中間調を制御する
ことは難しい。また、図４に示す電圧Ｖと透過光量Ｉの
関係がセル厚と温度に依存するため表示パネル内にセル
厚分布や温度分布があると、同じ電圧振幅の印加パルス
に対して異なった諧調レベルが表示されてしまうという
問題も生じる。

【０００８】この問題はＦＬＣに関して述べたが、能動
素子を持たないＴＮ液晶にも中間調レベルを多く得よう
とすると同じことが言える。

【０００９】上記問題を解決するために図３の（ｂ），
（ｄ）の２状態だけにおいても画素情報をディジタル的
に処理することにより疑似中間調表示することが提案さ
れている。

【００１０】一方、強誘電性液晶やメモリ性を有する表
示装置において、高解像表示を行う場合にその駆動方法
として『低フレーム周波数駆動＋部分書き込み走査』方
法（特開昭６３−６５４９４号、特開昭６３−２８５１
４１）が提案されており、特に強誘電液晶駆動において
は不可欠な駆動方法となっている。

【００１１】しかしながら、低フレーム周波数駆動によ
るマルチインタレース走査や部分書き込み駆動によるラ
ンダムライン走査を、上記２値疑似中間調表示処理に適
用すると、下記の問題を生じる。

【００１２】２値疑似中間調表示処理としては例えば注
目画素をあるしきい値により２値化したときに生じる誤
差をその注目画素の周辺に順次拡散して分配し、誤差を
分配された周辺画素はその誤差分を加えてあるしきい値
で２値化を行う、誤差拡散の手法を用いたものがある。
そしてマクロ的に中間調情報を保存し疑似中間調表示を
行わせる。従って、疑似中間調表示再現性が得られるよ
うにするためには誤差の分配は誤差が生じた画素の周辺
に行うことが必要になり、ノンインターレース走査によ
る処理が必要になる。この制約に対し、マルチインタレ
ースやランダムインタレース走査シーケンスに従って上
記２値化処理を行うと中間調情報の保存の位置バランス
がずれることになり、中間調再現効果が減少する問題を
生ずる。

【００１３】また、コンピュータから送られてくる画像
信号すべてに対し疑似中間調処理を行うと文字や細線部
分において文字変形やドット欠けを生じる。これは、疑
似中間調処理がマクロ的に中間調表示を行っていること
に起因する。

【００１４】更に、上記疑似中間調処理機能と部分書き
込み機能を表示装置内以外の部分（例えばコンピュータ
内部）に持たせた場合には、コンピュータ内部のグラフ
ィック制御部分に対しソフトウェアとハードウェアの変
更が必要になる。このことは表示装置において汎用性を
持たせる事が困難になる。

【００１５】この問題を解決するためには、コンピュー
タの表示装置としては一般的であるＣＲＴ表示用信号
を、直接処理できるようにすることが望ましい。しかし
ながら、ＣＲＴ表示用信号を受け取り部分書き込み検出
を行うためにはＣＲＴ表示用信号がフレーム単位でのみ
出力されるため最低でも１フレーム分のフレームメモリ
が必要になる。この事は画素数が１０００×１０００以
上の高精細表示装置において、更には多値表示において
上記フレームメモリ容量の増大につながりシステムコス
ト、サイズの増大という問題を生じる。

【００１６】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、画面内において書き換えを行うべき部分領域を
検出する際のメモリ容量を削減することを目的とする。

【００１７】本発明の他の目的は、疑似中間調処理と部
分書き込み、マルチインタレース走査のシステムの構成
方法を提供することにある。

【００１８】本発明の他の目的は、文字、細線領域と中
間調を持つ自然画像を識別する像域分離の技術を表示シ
ステムに導入することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の表示制御装置は、画像データを入力する入
力手段と、該画像データを処理し、表示器を制御する制
御信号を出力する処理手段とを有する表示制御装置にお
いて、前記処理手段は、前記画像データを圧縮する圧縮
手段と、該圧縮手段により圧縮された画像データを記憶
する記憶手段と、該記憶手段に記憶された連続する複数
画面の圧縮された画像データに基づいて、前記表示器の
表示画像のうち書き換えるべき部分領域を検出する検出
手段とを有することを特徴とする。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の表示制御装置を備えた情報
処理システムの第１の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【００２１】以下、図面と照らし合わせて本発明の実施
例を説明する。

【００２２】まず、図１の各部の機能について説明す
る。

【００２３】図１において、１は本発明の情報処理シス
テム２の情報供給源であるコンピュータ、例えばワーク
ステーション（ＳＵＮ、ＨＰ、ＤＥＣ、ＩＢＭ、ＮｅＸ
Ｔ社製など）、パソコン（ＩＢＭ、Ａｐｐｌｅ社製な
ど）である。

【００２４】３はコンピュータ２の画像情報を表示させ
る表示パネルユニット（ＵＳＰ４９６４６９９に記載さ
れている強誘電性液晶を含む）である。ユニット内には
パネルを駆動する駆動回路、駆動をパネルにとって最適
な状態で駆動制御するための制御回路、パネル用バック
ライト、電源等を含む。

【００２５】４はＣＲＴ信号受信部であり、コンピュー
タ１から出力されるＣＲＴ表示用信号（画像信号、同期
信号）を受信し、次段の各処理部に適した信号に変換す
る機能を有する。一般的なコンピュータのＣＲＴ表示用
信号はアナログビデオ信号であるため、受信部内部はＡ
／Ｄ変換部とＡ／Ｄ変換のためのサンプリングクロック
発生部とから成っている。

【００２６】５は疑似中間調処理部であり、ＣＲＴ信号
受信部４において多値ディジタル信号変換されたビデオ
信号に対して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各プレーン毎に２値（また
は多値）疑似中間調処理を施す機能を有する。

【００２７】ここで、２値（又は多値）の疑似中間調処
理の方法としては以下のようなものを用いる。

【００２８】＜誤差拡散法＞注目画素の周辺画素（注目
画素を処理する以前の画素）を２値、又は多値化したと
きに生じる２値化（または多値化）誤差に重み付けを行
った後、その値を注目画素に加えて一定しきい値にて２
値化する方法である。

【００２９】＜平均濃度保存法＞ＵＳＰ５１３０８１９
に示されるように２値化のためのしきい値を一定ではな
く、注目画素近傍のすでに２値化されたデータから得ら
れる重み付け平均値によって決めることにより、画素の
状態によりしきい値を可変にする方法である。

【００３０】これらの少なくとも１つの方法により疑似
中間調処理を行うことができる。また、上記複数の方法
を実行する手段を備え、操作部１４よりユーザーの選択
により切り換えるようにしてもよい。

【００３１】６は像域分離部（固定しきい値による２値
化処理を含む）であり、ＣＲＴ表示用信号受信部４から
送られてくる画像情報のなかで、文字や線画等の疑似中
間調表示しないほうが良いものを分離する部分である。
又、疑似中間調処理を行わない場合に固定しきい値によ
る２値化処理を行う部分を含んでいる。この像域分離部
６における像域分離方法の例を以下に示す。

【００３２】＜輝度判別分離法＞分離する手段としてＣ
ＲＴ表示用信号の輝度値の大きさにより分離する方法で
ある。

【００３３】一般にコンピュータの文字や細線は画面上
重要な情報を持つためその輝度は比較的に高い。

【００３４】そこで、ＣＲＴ表示用信号のなかで輝度の
高いものを識別し分離を行う。

【００３５】７は、合成部であり、疑似中間調処理部５
で得られたデータと像域分離部６で得られた単純しきい
値による２値化データを選択的に出力する部分である。
像域分離部６で文字や線画と判別した部分は単純しきい
値による２値化データを出力するようにする。また、表
示システムユーザは操作部１４によりこの優先機能を切
り替えることができるようになっている。

【００３６】即ち、ユーザの操作により、像域分離部６
による判別結果にかかわらず、固定しきい値による２値
化データを選択する文字モード、前記判別結果にかかわ
らず、疑似中間調処理の結果生じる２値化データを選択
する中間調モード、上記像域分離部６による判別結果に
基づいて選択的に２値化データを出力する像域分離モー
ドの３つのモードのうちの１つを操作部１４から選択す
ることができる。

【００３７】８は、圧縮部であり、疑似中間調処理され
た２値データをフレームメモリ１０に蓄える際にその情
報量をフレームメモリの容量を少なくするために圧縮す
る機能を有する。

【００３８】ここでは、部分書き込み位置を精度良く抽
出するために、本実施例では可逆符号方式を用いる。特
に、疑似中間調処理された２値化データの圧縮に適した
算術符号化を用いたエントロピー符号化を用いている。

【００３９】９は、伸長部であり、フレームメモリ１１
に格納された１フレーム分の２値化データを伸長する機
能を有する。

【００４０】１０は、部分書き込み制御部であり、本実
施例のＦＬＣＤのようにメモリ性を有する表示装置にお
いて、フレーム内の画像データで書き変わった部分だけ
を検出し書き変わった部分のデータを優先的に表示装置
に出力する機能を有する。この機能により表示速度の早
くない表示装置においても書き変わった部分を優先的に
描画する事ができる。

【００４１】１１は、フレームメモリであり、部分書き
込み検出に必要な画像データを記憶する。

【００４２】１２はコンピュータ２を制御するＣＰＵ、
１３はコンピュータ２を制御するＣＰＵシステムメモ
リ、１４はコンピュータ２の画像情報を蓄えるフレーム
メモリ、１５はフレームメモリ１４をＣＲＴ信号用に制
御するＣＲＴコントローラ、１６はフレームメモリ１４
からの画像データをＣＲＴ信号用に変換（アナログ信
号、色変換含む）するＣＲＴインタフェースである。

【００４３】以下、図１に基づき実施例の情報処理シス
テムの動作を説明する。

【００４４】まず、画像情報源であるコンピュータ２は
フレームメモリ１４に蓄えられた画像情報をＣＰＵ１２
で制御されるＣＲＴ１５に従いＣＲＴインタフェース１
６を介してＣＲＴ信号を出力する。ＣＲＴ表示用信号は
ビデオ信号（カラー表示の場合はＲ、Ｇ、Ｂの３系統ア
ナログ信号、モノクローム表示の場合は１系統アナログ
信号）と同期信号（ビデオ信号を１ライン及び１フレー
ム毎に区切るための信号、それぞれ水平同期信号、垂直
同期信号と呼ぶ）に分けられる。ＣＲＴ表示用信号はＣ
ＲＴ表示用信号受信部４に入力されビデオ信号はディジ
タル信号（複数ビットからなる）に変換される。この時
のサンプリングクロックは水平同期信号を逓倍して作ら
れる。

【００４５】ディジタル化したビデオ信号は２値化（又
は多値化）疑似中間調処理部５に入力された２値又は多
値信号に変換される。この時の変換手順は送られてきた
ＣＲＴ信号を随時変換するためノンインタレースで変換
することになり疑似中間調処理は誤差の配分やしきい値
の算出において原理通り行うことが可能となり、中間調
再現性は高くなる。

【００４６】一方ＣＲＴ信号受信部４からのディジタル
信号は同時に像域分離部６に入力され、上述のように文
字や線画のように疑似中間調に適さない信号は識別され
その部分のみを固定しきい値による２値化または固定し
きい値による多値化を行って出力する。

【００４７】疑似中間調処理部５と像域分離部６で得ら
れた２値（または多値）信号は、重ね合わせ部７におい
て適切に切り替えられて圧縮部８に出力される。この切
り替えは像域分離部６で得られた単純２値（または多
値）信号を優先して出力する。またこの優先度は操作部
１４からの表示システムユーザの要求により本発明であ
る情報処理システム１のなかで、またコンピュータ２か
らの命令により強制的に切り替えてもよい。この切替処
理は文字や線画を優先して表示させたい場合や写真等の
自然画像を優先して表示させたいときに有効である。

【００４８】圧縮部８は合成部７からの信号を圧縮して
圧縮データをフレームメモリ１１に蓄える。圧縮部８は
部分書き込み制御がライン単位の制御になるためライン
単位で圧縮データをリセットする。

【００４９】圧縮部８からの信号は、部分書き込み制御
部１０にも同時に送られる。部分書き込み制御部１１
は、１フレーム前の圧縮データをフレームメモリから読
み出し、圧縮部８から送られた圧縮データとライン単位
で比較する。部分書き込み制御部１０は違いのあった画
素を含むラインを２つの圧縮データに基づいて検出し、
そのラインの圧縮データを優先的に伸張部９に出力する
ようにフレームメモリ１１からの圧縮データの読み出し
を制御する。

【００５０】表示パネルユニット１３は本発明である情
報処理システム１からライン信号を受け取りそのライン
情報とライン信号に応じて表示パネル上に画像情報を描
画していく。

【００５１】以上の様に本実施例によれば、表示画像の
中で部分書き込みを行うべき領域を検出するために必要
となる前フレームの画像データを圧縮データとして保持
するので、メモリの容量を削減することができ、表示制
御装置の構成を簡素化することができる。

【００５２】更に本実施例によれば、上記領域の検出を
圧縮データどうしの比較に基づいて行うため、部分書き
込み制御部１０において伸長処理を行う必要がないの
で、高速の検出が可能となる。

【００５３】なお上述の圧縮はライン単位ではなく、数
ライン単位、あるいは画面単位で行ってもよい。その場
合には、圧縮効率を向上させることができる。また、前
画面と対象画面との違いは、再度圧縮データを伸張し、
画素毎に伸張データを比較すればよい。

【００５４】また、圧縮の方法は上述の様な２値データ
の圧縮に限らず、多値画像圧縮の方法を用いてもよい。
例えば、ブロック毎に直交変換を行い、変換係数を量子
化し、ハフマン符号化する、いわゆるＪＰＥＧによって
提案されているＡＤＣＴ（Ａｄａｐｔｉｖｅ ｄｉｓｃ
ｒｅｔｅ ｃｏｓｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用い
て高能率の圧縮を実現することができる。

【００５５】（実施例２）本発明の第２の実施例とし
て、入力されるＣＲＴビデオ信号をフレーム単位で間引
いて一度フレームメモリに蓄え、入力ビデオ信号スピー
ドより遅いスピードで２値（又は多値）疑似中間調処理
を行う実施例を図４に示す。

【００５６】表示パネルユニットの描画スピードが、入
力ビデオ信号の入力転送スピードより遅い場合は、２値
化（又は多値化）された信号を全て描画できないため入
力されるビデオ信号のすべてに対して２値（又は多値）
疑似中間調処理を行うことは無駄な処理を行っているこ
とになる。そこで、本実施例では表示パネルユニットの
描画スピードに応じて入力ビデオ信号をフレーム単位で
間引いて入力する。このことにより、２値（又は多値）
疑似中間調処理を行うための時間が間引いたフレーム分
の時間増えたことになるため疑似中間調処理の動作スピ
ードを落とすことが可能となる。

【００５７】このことにより、２値（又は多値）疑似中
間調処理部をＩＣ化した場合その高速動作による発熱や
誤動作を抑えることができる。

【００５８】図４の動作を簡単に説明する（図１で説明
した部分は除く）。

【００５９】図４中１７はＣＲＴ信号受信部４で変換さ
れたディジタルビデオ信号のフレームメモリ１９にある
フレーム周期で入力するためのゲートである。このゲー
ト１７は、フレーム間引き制御１８により開閉をフレー
ム単位で行う。

【００６０】フレーム間引き制御１８は表示パネルユニ
ット１３の描画スピードに応じて、ＣＲＴ信号フレーム
周期の整数倍の周期でゲート１７が１フレーム分だけ開
くように制御を行う。従って、この周期はパネルユニッ
ト１３の動作に関する条件によって可変にする。また、
この周期は固定でも構わない。

【００６１】なお本実施例ではディジタルビデオ信号を
フレームメモリ１９に格納する前に間引くようにした
が、ＣＲＴ信号受信部４の内部のＡ／Ｄ変換器による変
換の周期を制御してもよい。

【００６２】図５に本発明の第３の実施例の表示システ
ムのブロック図を示す。図１の構成と異なる点は、本実
施例においては、伸張部９で伸張可能な圧縮方法で圧縮
されたビデオ信号を情報処理システム２に入力し、セレ
クタ２２により、圧縮部８により圧縮されたＣＲＴ表示
用信号と選択可能にしたことである。

【００６３】即ち、本実施例では、コンピュータ内で予
め疑似中間調処理され圧縮されたビデオデータをインタ
ーフェース２１を介してセレクタ２２に入力し、セレク
タ２２は圧縮部８からのデータとインターフェース２１
からのデータを選択してフレームメモリ１１及び部分書
き込み制御部１０に出力する。

【００６４】本実施例によれば、コンピュータ内で予め
疑似中間調処理、圧縮処理を行う場合には、ビデオ信号
の転送時間を短縮することができる。

【００６５】また、例えば動画をコンピュータ１に接続
されたハードディスクに格納しておく場合に、データ量
を削減することができる。

【００６６】また、ＣＲＴ表示用信号と圧縮データの双
方を表示用信号として選択的に用いることができ、汎用
性が向上する。

【００６７】

【発明の効果】以上の様に、本発明の情報処理システム
を用いた表示システムにより、中間調表示機能を持たな
い表示装置においてもマクロ的に中間調表示させること
ができ、マルチメディアとして近年実現される自然画像
と文字や線との合成表示が行える。

【００６８】また、本発明の情報処理システムを用いた
表示システムにより、現在表示装置の主流であるＣＲＴ
装置に対応したコンピュータシステムにおいて、コンピ
ュータ内のシステムを変更することなく接続が可能な、
汎用表示パネルを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の情報処理システムを含
む表示システムのブロック図。

【図２】ＦＬＣの印加パルス電圧対透過量特性図。

【図３】パルス印加電圧に於ける画素状態図。

【図４】本発明の第２の実施例の表示システムブロック
図。

【図５】本発明の第３の実施例の表示システムブロック
図。

【符号の説明】

５ 疑似中間調処理部 ８ 圧縮部 ９ 伸長部 １０ 部分書き込み制御部

フロントページの続き (72)発明者 松本 雄一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 井上 裕司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを入力する入力手段と、 該画像データを処理し、表示器を制御する制御信号を出
   力する処理手段とを有する表示制御装置において、 前記処理手段は、前記画像データを圧縮する圧縮手段
   と、 該圧縮手段により圧縮された画像データを記憶する記憶
   手段と、 該記憶手段に記憶された連続する複数画面の圧縮された
   画像データに基づいて、前記表示器の表示画像のうち書
   き換えるべき部分領域を検出する検出手段とを有するこ
   とを特徴とする表示制御装置。