CN1190078C - 数字图像信号传输装置和图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种数字图像信号传输装置，其中具有：数字图像信号变换电路，对输入数字图像信号的各色信号以每多个帧1帧的比例变换为多位信号，其余的帧变换为1位信号，使成为与各色信号色调级大致相等的平均色调级；标记信号产生电路，产生设定各色信号用的标记信号，使各个像素信号中仅1个色信号为多位，其余色信号为1位；根据标记信号对各色信号分配信号的变换数据组合电路；根据标记信号对数字图像信号进行位扩展从而使各个像素信号中各色信号位数相等的位扩展电路。由此，能减少数据传输线路所传输数字图像信号的数据量，并提供图像显示装置。

Description

数字图像信号传输装置和图像显示装置
技术领域
本发明涉及通过数据传输线路传输每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号的数字图像信号传输装置。具体而言，本发明涉及一种数字图像信号传输装置和使用该装置的图像显示装置，该传输装置利用进行数字图像信号的位压缩(数据压缩)，可减少将表示各像素信息的多位信号(像素信号)分给多条数据传输线各1位进行并行传输时所需数据传输线的条数。本发明还涉及减少每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号的位数用的数字图像信号压缩装置和数字图像信号压缩方法。
背景技术
多色调(灰度)数字图像信号，其1像素的色调通常用多个位表现，但色调数多时，总的位数(即数据量)增大。
因此，需要高速串行传输时，或者需要减少在存储装置存储图像数据时的数据量的情况下，对数字图像信号进行位压缩，以便减少数据量。
然而，除这种特殊情况外，几乎不进行位压缩和数据变换，按原来的信号和位数进行传输。尤其在将表示数字图像信号中各像素信息的多位信号分给多条数据传输线各1位进行并行传输时，历来按原来的信号和位数进行传输。
但是，将表示数字图像信号中各像素信息的多位信号分给多条数据传输线各1位进行并行传输时，每1位需要一条数据传输线，因而按原来的信号和位数进行传输时，在每一像素的位数多的情况下，数据传输线的条数变多。
数字图像信号有时由辉度信号和2个色差信号组成，但通常由红色信号R、绿色信号G和兰色信号B(以下简记为R、G、B)等3个原色信号组成，R、G、B分别为多位色调信号。因此，例如要在电路之间将R、G、B各包含4位的数字图像信号分给多条数据传输线各1位，并且按原来信号和位数进行传输时，每1位需要1条数据传输线，所以总共需要12条数据传输线。
这样，上述已有数字图像信号传输方法中，数字图像信号每1像素的位数增加时，数据传输线的条数也随着位数的增加而增多。
因此，用上述已有数字图像信号传输方法在电路板上和电路内进行传输，则电路板上和电路内需要许多数据传输线，可能导致电路板大型化和电路规模增大。而且，还存在数据传输线数量变多，则传输源装置和传输目的装置构成的系统(图像显示装置)的耗电变大，同时数据传输线发生的不希望的辐射噪声也增大等问题。
发明内容
本发明是为解决上述已有技术课题而完成的，其目的在于提供能减少数据传输线路所传输数字图像信号数据量的数字图像信号传输装置，尤其是提供一种数字图像信号传输装置和使用该装置的图像显示装置，该数字图像信号传输装置在将数字图像信号分给多条数据传输线各1位进行并行传输时，能防止电路基板大型化和电路规模增大，并且可减少系统(图像显示装置)耗电和不希望的辐射噪声。
为了达到上述目的，本发明的数字图像信号传输装置具有：传输每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号用的数据传输线路；变换手段，对要传输的数字图像信号的各色信号，以每多个帧1帧的比例变换成所述各色信号的位数以下的多位色调信号，其余的帧则变换为1位的2值信号，使成为与各色信号色调级(辉度级)大致相等的平均色调级(即以多帧对变换后的色信号取平均所得色调级与变换前色信号的色调级大致相等)；标记信号产生手段，产生设定各色信号所对应色调信号和2值信号的比例用的标记信号，使构成各个像素信号(表示各个像素信息的信号)的所述多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位，同时将标记信号输出到数据传输线路上；信号设定手段，根据所述标记信号对各色信号分配色调信号和2值信号，使构成各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位，并且将所得数字图像信号输出到数据传输线路上；位扩展手段，根据传输线路所传输的标记信号，对所传输数字图像信号进行位扩展，使构成各个像素信号的多个色信号位数相等。
数字图像信号作为图像显示时，人的眼睛对数量较少的连续多个帧未觉察色调级变化，仅看作具有与多个帧色调级平均相等的固定色调级的图像。因此，上述结构中，作为人眼觉察的图像，可得与原数字图像信号大致相同的色调显示。所以上述结构中，可减少数字图像信号的位数，而几乎不使数字图像信号的图像质量劣化。
因此，上述结构中，能减少所传输数字图像信号的数据量。尤其在将数字图像信号每一像素1位分给多条数据传输线进行并行传输时，可减少数据传输线数。结果，能使电路极和电路规模较小，而且可降低图像显示装置耗电和不希望的辐射噪声。
上述结构中，例如输入数字图像信号为R、G、B各6位的信号时，为了做到变换所得多帧的色调级平均数大致等于原帧的色调级，需要色调数为60以上，接近输入数字图像信号各色的色调数64。设色调信号每一像素的位数为A，用多位色调信号表现1个色信号的帧周期所对应多个帧(帧群)的帧数为F，则作为F个帧的色调级平均数取得的变换后色调数为(2A-1)×F+1。因此，此例中，(2A-1)×F+1。需要接近64或64以上。
帧数F太多，则F个帧内色调的变化人眼有可能觉察为闪烁多的显示，因而通常最好为8以下。
标记信号为3值或4值的信号，需要2位，因而数据传输线路所传输信号每一像素的位数等于A+1+1+2。
在上述条件下，考虑数据传输线路所传输信号每一像素的位数变少的帧群的帧数F、色调信号每一像素的位数A的组合，在A＝4且4≤F≤8的组合时，数据传输线路所传输信号每一像素的位数为8，则为最少。
与此相反，进行变换，使全部色信号每一像素的位数相等，则取得相同色调数所需帧群的帧数F、色调信号(全部色信号)每一帧素的位数A的组合相同，但所传输信号每一像素的位数等于A×3，只要不是A等于2，必然比本发明的结构位数多。例如A等于4且4≤F≤8的组合时，传输线路所传输信号每一像素的位数为12，比本发明结构多4位。
因此，本发明的结构中，与变换成全部色信号每一像素的位数相等时相比，能使数据传输线路所传输信号每一像素的位数较少。即，能使数据传输线路所传输数字图像信号的数据量进一步减少。因此，尤其在将表示各像素信息的多位信号分给多条数据传输线各1位进行并行传输时，能使数据传输线的条数进一步减少。结果，能使电路极和电路规模较小，进而可减少图像显示装置耗电和不希望的辐射噪声。
本申请的说明书中，将只取2个值的多位数字信号(例如只取“00”或“11”2个值的2位数字信号)称为“多位2值信号”，将表示色调级并且能取任意值的多位数字信号(例如“00”、“01”、“10”、“11”4个值全部都能取的2位数字信号)称为“多位色调信号”。
为了达到上述目的，本发明的图像显示装置的特征为具有本发明的数字图像信号传输装置。
根据上述结构，可提供能减少数据传输线路所传输数字图像信号数据量的图像显示装置。尤其在将数字图像信号分给多条数据传输线各1位进行并行传输时，能将电路板和电路规模抑制得小，因而能提供装置规模小的图像显示装置，又可减少耗电和不希望的辐射噪声，因而能提供耗电少且噪声低的图像显示装置。
本发明的数字图像信号压缩装置是削减每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号的位数用的数字图像信号压缩装置，其特征在于，该装置具有：变换手段，对所述数字图像信号的各色信号，以每多个帧1帧的比例变换成所述各色信号的位数以下的多位色调信号，其余的帧则变换为1位的2值信号，使成为与各色信号色调级大致相等的平均色调级；标记信号产生手段，产生设定各色信号所对应色调信号和2值信号的比例用的标记信号，使构成各个像素信号的所述多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位；信号设定手段，根据所述标记信号对各色信号分配色调信号和2值信号，使构成各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位。
根据上述结构，能减少数字图像信号的位数，而几乎不使信号的图像质量劣化。即，根据上述标记信号，对压缩的数字图像信号进行位扩展，使构成各个像素信号的多个色信号位数相等，则可恢复原来的数字图像信号，而且图像质量几乎没有劣化。
本发明的其他目的，特征和优点，由以下所示记载会充分理解。本发明的效果，在以下参照附图的说明中会清楚。
附图说明
图1为示出本发明实施例形态所涉及数字图像信号传输装置结构的概略框图。
图2为示出上述数字图像信号传输装置所具备标记信号产生电路的结构的概略框图。
图3为示出一例上述数字图像信号传输装置中输入数字图像信号至传输信号(传输数据和标记信号)的位压缩的概略框图。
图4为示出本发明实施形态中4帧期间内相邻4像素的RGB所对应标记信号设定例的图。
图5为示出一例本发明实施形态4帧期间内相邻4像素的RGB所对应位数分配的图。
图6为示出一例本发明实施形态中4帧期间内相邻4像素的RGB色调级的图。
图7(a)～图7(d)为本发明实施形态中位扩展方法的说明图。
图8为示出本发明实施形态所涉及图像显示装置结构的框图。
具体实施方式
下面根据图1至图7，说明本发明一实施形态。
图1为本发明一实施形态所涉及数字图像信号传输装置的示意框图。
如图1所示，本实施形态所涉及数字图像信号传输装置100包括对输入数字图像信号进行位压缩的位压缩电路(数字图像信号压缩装置)50、将位压缩后的数字图像信号作为传输数据S301进行传输的多条数据传输线(数据传输线路)30A、对所传输的传输数据S301进行位扩展的位扩展电路(位扩展手段)40。位压缩电路50由数字图像信号变换电路(变换手段)1、标记信号产生电路(标记信号产生手段)2和变换数据组合电路(信号设定手段)3构成。
输入数字图像信号是用多个色信号(例如R、G、B)构成的数字图像信号。输入数字图像信号是由表示各个像素信息的像素信号构成，1个像素信号由分别表示构成1个像素的相邻多个色点的信息的多位多色调色信号构成，各色信号的位数相等。
数字图像信号变换电路1对输入数字图像信号的各色信号(多位色调信号)，以每规定数量的多个帧(以下为了方便，称为帧群)1帧的比例变换为位数小于或等于所述各色信号位数的多位色调信号S101，其余的帧则变换为1位的2值信号(0或1的通/断信号)S102，使成为与各信号的色调级(辉度级)大致相等的平均色调级。数字图像信号变换电路1将变换后的数字图像信号输出到变换数据组合电路3。从各色信号到多位色调信号S101的变换，以色信号种类数以上的每多个帧1帧的比例进行。
标记信号产生电路2产生标记信号S201，用于设定对各色信号的色调信号S101和2值信号102的分配，使构成各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余的色信号为1位，并且将标记信号S201输出到变换数据组合电路3和位扩展电路40。从标记信号产生电路2向位扩展电路40的标记信号S201的输出，通过下文所述数据传输线30B进行。标记信号S201的倍数可根据对构成各个像素信号的多个色信号分配色调信号S101和2值信号S102的模式种类数设定。例如，用3个色信号构成各个像素信号时，对各信号的色调信号S101和2值信号S101的分配模式至少有3种，因而标记信号S201的位数设定为2位。
变换数据组合电路3根据标记信号S201，对各色信号分配色调信号S101和2值信号102，使构成输入数字图像信号的各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余的色信号为1位，并且将所得数字图像信号作为传输数据S301输出到数据传输线30A。
在例如色信号的种类数为n，并且帧群的帧数等于色信号的种类数n的情况下，色调信号S101和2值信号S102的分配，设定如下。即，观察构成1个像素信号的n种色信号(第1色信号、第2色信号……第n色信号)，则设定为与帧群的帧数相等的多个帧中，第1帧仅第1色信号为多位的色调信号S101(其他为1位的2值信号S102)，第2帧仅第2色信号为多位色调信号S101(其他为1位的2值信号S102)……最后的帧仅第n色信号为多位的色调信号S101(其他为1位的2值信号S102)。
在例如色信号的种类数为n，而帧群的帧数比色信号种类数多的情况下，与帧群的帧数相等的多个帧中，到第n个帧为止，与帧群的帧数等于色信号种类数n时相同，仅1个色信号分配多位色调信号S101，第n号以下的帧则全部色信号分配2值信号。但是，第n号以下的帧中，使全部色信号为1位，则与其他帧的位数不一致。因此，对1个色信号(例如第n色信号)分配将1位的2值信号S102加以位扩展的多位2值信号，其他色信号则分配1位的2值信号S102。
这样设定对构成输入数字图像信号中各个像素信号的多个色信号的色调信号S101和2值信号102的分配，从而可避免在各个像素信号中对多个色信号分配多个位，能使各个像素信号的总位数最少。
多条数据传输线30A分别传输表示数据传输线30A所传输数据S301中各像素信息的像素信号各1位。即，进行并行传输。多条数据传输线30B分别传输1位标记信号S201。
位扩展电路40根据所传输标记信号S201将数据传输线30A所传输数据S301中各个像素信号的各位分配给各色信号，同时为了各个像素信号中各色信号位数相等，进行位扩展，仅使分配到1位的色信号与分配多位的色信号位数相等。
现根据图2进一步详细说明标记信号产生电路2的结构。
首先，标记信号产生电路2具有点计数器21、行计数器22、帧计数器23和组合电路24。
点计数器21输入数据时钟信号CLOCK和水平同步信号Hsync。点计数器21在数据时钟信号CLOCK的每一周期使计数值C101递增1，并将该计数值C101输出到组合电路24。点计数器21又在水平同步信号Hsync的每一周期使该计数值C101重置。因此，计数值C101表示各条数据传输线30A所传输数据在一扫描线中的水平位置。
行计数器22输入水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync。行计数器22在水平同步信号Hsync的每一周期使计数值C201递增1，并将该计数值输出到组合电路24。行计数器22又在垂直同步信号Vsync的每一周期使该计数值C201重置为1。因此，计数值C201表示各条数据传输线30A所传输数据为当前帧的第几条扫描线。
帧计数器23输入垂直同步信号Vsync。帧计数器23在垂直同步信号Csync的每一周期使计数值C301递增1，并将该计数值输出到组合电路24。帧计数器23在用多位色调信号S101表现1个色信号的每一帧周期，使其计数值C301重置。例如，用多位色调信号S101表现1个色信号的帧周期为4帧周期，即垂直同步信号Vsync周期的4倍，则帧计数器23每4帧周期使其计数值C301重置。因此，计数值C301表示数据传输线所传输的数据在用多位色调信号S101表现1个色信号的帧周期中是第几个帧。
这些计数器21～23均用二进制计数器构成，并将其多位计数值C101～C301输出到组合电路24。
组合电路24输入上述计数值C101、C201、C301，对这些计数值进行组合，从而决定所述标记信号S201，并输出到位扩展电路40。
下面，说明上述结构的数字图像信号传输装置中数字图像信号的传输方法。
首先，数字图像信号输入到位压缩电路50的数字图像信号变换电路1时，在数字图像信号变换电路1中，构成数字图像信号中各个像素信号的各色信号(多位色调信号)以每多个帧1帧的比例变换为所述各色信号位数以下的多位色调信号S101，其余的帧则变换为1位的2值信号(0或1的通/断信号)S102，使成为与各色信号的色调级(辉度级)大致相等的平均色调级。
然后，将变换所得多个帧的多位色调信号S101和1位的2值信号S102从数字图像信号变换电路1输出到变换数据组合电路3。
标记信号产生电路2根据输入的同步信号产生标记信号S201，用于将由所述多个位组成的色调信号S101和1位的2值信号S102设定成构成各个像素信号的多个色信号(相邻的多个点)中，1个色信号(1个点)为多位色调信号S101(或多位2值信号)，其他色信号(其余的点)为2值信号S102。标记信号S201输出到变换数据组合电路3，同时通过数据传输线30B输出到位扩展电路40。
变换数据组合电路3输入数字图像信号变换电路1所输出所述多个位组成的色调信号S101和1位的2值信号S102，还输入标记信号产生电路2输出的标记信号S201。变换数据组合电路3根据所述标记信号S201，对所述多个位组成的色调信号S101和1位的2值信号S102进行组合，从而将所述输入数字图像信号加以位压缩，并作为传输数据S301通过数据传输线30A输出到位扩展电路40。
将表示传输数据S301所含1个像素的信息的像素信号分给多条数据传输线30A各1位进行并行传输。
位扩展电路40输入数据传输线30A所传输的数据S301和数据传输线30B所传输的标记信号S201。位扩展电路40根据与变换数据组合电路3相反的标记信号S201，对传输数据S301进行位扩展，并将所得数字图像信号作为输出数字图像信号加以输出。
在以上那样构成的数字图像信号传输装置100中，将图3所示RGB分别为6位(64个色调)，即总共18位的输入数字图像信号变换为6位的传输数据S301，并将该传输数据S301和位变换数据组合电路3中的组合而产生的2位标记信号S201一起，通过数据传输线30A、30B进行传输，下面对这种情况进行说明。这里说明以下的情况，即数字图像信号变换电路1中，输入数字图像信号以每4帧1帧的比例变换为4位的色调信号S101，其余的帧变换为1位2值信号S102，而变换数据组合电路3中，给构成各个像素信号的3个色信号R、G、B(相邻RGB的3个点)内一个色信号(1点)分配4位的色调信号S101(或4位的2值的信号)，其余的色信号(其余的点)分配1位2值信号S102。
数字图像信号变换电路1将构成输入数字图像信号中各个像素信号的6位色信号以每4帧1帧的比例变换为4位的色调信号S101，其余的帧变换为1位的2值信号S102，使成为与各色信号的色调级大致相等的平均色调级。
此数字图像信号变换电路1所用的变换处理将构成输入数字图像信号中各个像素信号的色信号变换为4帧色信号，使成为与各色信号的色调级大致相等的平均色调级。该变换处理，例如按照表1、表2所示变换表进行。
                                             表1
    输入数字图像信号的色调   输入数字图像信号的像素信号          数据变换后的4帧     数据变换后4帧的平均色调
第1帧     第2帧   第3帧   第4帧
    0/631/632/633/634/635/636/637/638/639/6310/6311/6312/6313/6314/6315/6316/6317/6318/6319/6320/6321/6422/6323/6324/6325/6326/6327/6328/6329/6330/6331/63   000000000001000010000011000100000101000110000111001000001001001010001011001100001101001110001111010000010001010010010011010100010101010110010111011000011001011010011011011100011101011110011111   0000      0       0       00000      0       0       00000      0       0       00000      0       0       00001      0       0       00010      0       0       00011      0       0       00100      0       0       00101      0       0       00110      0       0       00111      0       0       01000      0       0       01001      0       0       01010      0       0       01011      0       0       01100      0       0       01101      0       0       01110      0       0       01111      0       0       00001      1       0       00010      1       0       00011      1       0       00100      1       0       00101      1       0       00110      1       0       00111      1       0       01000      1       0       01001      1       0       01010      1       0       01011      1       0       01100      1       0       01101      1       0       0     0/600/600/600/601/602/603/604/605/606/607/608/609/6010/6011/6012/6013/6014/6015/6016/6017/6018/6019/6020/6021/6022/6023/6024/6025/6026/6027/6028/60
                                     表2
  输入数字图像信号的色调   输入数字图像信号的像素信号         数据变换后的4帧   数据变换后4帧的平均色调
第1帧   第2帧   第3帧   第4帧
  32/6333/6334/6335/6336/6337/6338/6339/6340/6341/6342/6343/6344/6345/6346/6347/6348/6349/6350/6351/6352/6353/6454/6355/6356/6357/6358/6359/6360/6361/6362/6363/63   100000100001100010100011100100100101100110100111101000101001101010101011101100101101101110101111110000110001110010110011110100110101110110110111111000111001111010111011111100111101111110111111   1110    1       0       01111    1       0       00001    1       1       00010    1       1       00011    1       1       00100    1       1       00101    1       1       00110    1       1       00111    1       1       01000    1       1       01001    1       1       01010    1       1       01011    1       1       01100    1       1       01101    1       1       01110    1       1       01111    1       1       00001    1       1       10010    1       1       10011    1       1       10100    1       1       10101    1       1       10110    1       1       10111    1       1       11000    1       1       11001    1       1       11010    1       1       11011    1       1       11100    1       1       11101    1       1       11110    1       1       11111    1       1       1   29/6030/6031/6032/6033/6034/6035/6036/6037/6038/6039/6040/6041/6042/6043/6044/6045/6046/6047/6048/6049/6050/6051/6052/6053/6054/6055/6056/6057/6058/6059/6060/60
表1、表2所示变换表示出的例子为：将构成输入数字图像信号中各个像素信号的6位色信号进行数据变换变换成表示帧群中第1帧色信号的4位色调信号S101和表示其余第2～第4帧色信号的1位2值信号(取0或1)S102。
如表1、表2所示，以4位色调信号S101和1位2值信号S102用4帧表现色调时，作为4帧部分的平均表现的色调由于用4位色调信号S101能表现的色调级为0/15、1/15……14/15、15/15，等于从0/60色调到60/60色调，即变换后的色调数为61。因此，与构成输入数字图像信号中各个像素信号的6位色信号的色调数64相比，缺少3个色调。于是，本例中，将“000000”(0/63色调)到“000011”(3/63色调)的4色调输入信号(构成输入数字图像信号中各个像素信号的6位色信号)进行数据变换变换为相同色调(即将0/60色调作为平均色调表示)的4帧数字图像信号。由此，尤其在0色调附近的色调因数据变换而色调降低，最大达3/63色调，但这种程度的色调变化不特别成问题。
至于“000100”(4/63色调)以后的输入数据，则设定为输入数据的色调级每上升1/63色调，数据变换后的4帧数字图像信号的平均色调级上升1/60色调。
例如，输入数据所具有像素信号的3个色信号全部是“010010″时，1帧中，数据变换为15/15色调的4位色调信号S101，其余帧中，则变换为表示“0”的1位2值信号S102(阻断信号，与0/15色调等效)，按4帧平均进行考虑，则为15/60色调。然后，在构成所述像素信号的3个色信号从“010010″变化到“010011”，上升1/63色调时，第1帧中，数据变换为1/15色调的4位色调信号S101，第2帧中，数据变换为表示“1″的1位2值信号S102(导通信号，与15/15色调等效)，其余的帧中，则变换为表示“0”的1位2值信号S102(阻断信号)，按4帧平均进行考虑，则为16/60色调，显然数据变化后的色调上升1/16色调。
为了不产生上述缺少3色调，可使帧数保持原样，用5位的色调信号S101代替4位的色调信号S101，在5位色调信号S101和1位2值信号S102用4帧表现色调。这时，能表现125级色调。因此，为了变换后数字图像信号中4帧份额的平均色调级与输入数字图像信号的色调级大致相等，将上述输入数字图像信号的64色调分配给该数据变换后的125色调中64色调部分，则能以误差较小的形式近似表现输入数据的色调。
这样，使色调信号S101的位数增加1位，从而能以误差较小的形式近似表现输入数字图像信号的色调。
接着，在标记信号产生电路2中，产生2位标记信号S201，用于将数据变换为4位色调信号S101和1位2值信号S102的数字图像信号(RGB数据)分配给构成各像素信号的3个色信号R、G、B(相邻RGB的3个点)。此标记信号S201将构成各个像素信号的3个色信号R、G、B中一个色信号(1点)设定为4位色调信号S101(或将2值信号S102加以位扩展后的4位2值信号)，其余的2个色信号(其余的点)设定为1位2值信号S102。
用表3和图4进一步详细说明该2位标记信号S201的产生方法。
            表3
  标记信号 R      G      B
  0    00    11    01    1 4位    1位    1位1位    4位    1位1位    1位    4位1位    1位    4位*
(表中“4位*”为2值信号)
表3表示一例由标记信号S201的值指示的、对构成传输数据S301中各个像素信号的各6位色信号R、G、B的分配。
2位标记信号S201，如表3的第1～第3行所示，指示将表示各像素信息的6位像素信号分配给色信号R、G、B，使构成1个像素信号的3个色信号R、G、B(相邻RGB的3个点)中的1个色信号(1点)为4位色调信号S101，其余的2个色信号(其余的2点)为1位的2值信号S102。因此，标记信号S201可取3个值：指示将4位色调信号S101分配给色信号R的值“00”，指示将4位色调信号S101分配给色信号G的值“01”，指示将4位色调信号S101分配给色信号B的值“10”。
但是，这种情况下，帧群的帧数(＝4)比色信号数(＝3)多，因而观察1个像素时，对任何1个色信号都存在未分配4位色调信号S101的帧。即，观察1个像素信号时，构成帧群的4个帧中，3个帧给色信号R、G、B的任一个分配4位色调信号S101，其他2个色信号则分配1位2值信号S102，但1个帧给全部色信号色信号R、G、B分配2值信号。这个色信号R、G、B全部为2值信号的像素在对全部色信号R、G、B分配1位2值信号S102时，与其他帧位数不一致。因此，给该像素的色信号B不是分配4位色调信号S101，而是分配表示0/15色调或15/15色调的4位2值信号，即取“0000”(0/15色调)和“1111”(15/15色调)的任一值的4位信号。于是，如表3所示，标记信号S201可取值“11”，将1位2值信号S102分配给色信号R和G，将4位2值信号分配给色信号B。在变换数据组合电路3中，利用对1位2值信号S102(这时为色信号B的1位2值信号S102)进行位扩展，产生上述4位2值信号。
接着，对帧1～帧4的4个帧中相邻的4个像素，按照表3所示的4个设定值，如图4那样设定标记信号S201。将标记信号S201设定成构成各个像素信号的3个色信号R、G、B在4帧中的1帧为4位色调信号S101，其余的帧为1位2值信号S102或4位2值信号，而且构成各个像素信号的3个色信号RGB中，仅1个为4位色调信号S101或4位2值信号，其余的2个为1位2值信号。即，标记信号S201的设定值在观察1个像素信号时，构成1个帧群的4帧之间相互不同。
本实施例中，标记信号S201的设定值，即对构成各个像素信号的多个色信号的色调信号S101和2值信号S102的分配，相邻的4个像素之间不相同。换句话说，对各帧的各像素设定标记信号S201，使相邻4像素中，1个像素上为4位色调信号S101，其余像素上为1位2值信号S102或4位2值信号。具体而言，相邻的4个像素中，1个像素上仅给R分配4位色调信号S101，另1个像素上仅给G分配4位色调信号S101，又1个像素上仅给B分配4位色调信号S101，剩下的1个像素上给全部色信号分配2值信号。但是，剩下的1个像素中，为了与其他像素位数一致，给1个色信号(B)分配4位2值信号，给其他色信号(R、G)分配1位2值信号S102。
这样在相邻4像素之间将标记信号S201设定为不同的值，其原因如下。例如，使标记信号S201的设定值在全部像素中相同时，输出图像的细小色调变化的相位在整个画面相同。因此，人眼有可能将该色调变化看作闪烁。反之，如本例那样在相邻4像素之间将标记信号S201设定为不同的值，则输出图像细小色调变化的相位在相邻4像素之间偏移，因而人眼难以将该输出图像的细小色调变化看作闪耀。
在人眼不易将输出图像细小色调变化看作闪耀的情况下，例如在帧频率高时，也可以将1帧中全部像素的标记信号S201设定为相同的值。
在图4所示设定的情况下，标记信号产生电路2中标记信号201的设定，例如进行如下。
首先，对各像素进行分配：点计数器21的计数值C101为奇数且行计数器22的计数值C201也为奇数时，分配给像素(X1、Y1)；点计数器21的计数值C101为偶数且行计数器22的计数值C201为奇数时，分配给像素(X2、Y1)；点计数器21的计数值C101为奇数且行计数器22的计数值C201为偶数时，分配给像素(X1、Y2)；点计数器21的计数值C101为偶数且行计数器22的计数值C201也为偶数时，分配给像素(X2、Y2)。
在相当于像素(X1、Y1)的、点计数器21计数值C101为奇数且行计数器22计数值C201也为奇数的像素的情况下，标记信号S201设定成帧1为“10”，帧2为“01”，帧3为“00”，帧4为“11”。在相当于像素(X2、Y1)的、点计数器21中计数值C101为偶数且行计数器22中计数值C201为奇数的像素的情况下，标记信号S201可设定成帧1为“11”，帧2为“10”，帧3为“01”，帧4为“00”。对其他像素也同样进行设定，则产生图4那样的标记信号S201。即使像素数扩大到m行×n列(m、n均为大于2的整数)时，利用以2行×2列的单元进行与上述2行×2列时相同的设定，也能产生标记信号S201。
变换数据组合电路3对构成4帧的各个像素信号的色信号R、G、B，按照图4所示的标记信号S201，参照表3所示对色信号R、G、B的位数分配，将多位色调信号S101和1位2值信号S102分配给定信号R、G、B。但是，变换数据组合电路3在标记信号S201为11时，利用对色信号B的1位2值信号S102进行位扩展，产生4位2值信号，并将该4位2值信号分配给色信号B，以代替1位2值信号S102。由此，构成4帧的各个像素信号的色信号R、G、B，其位数如图5所示。
如图5所示那样，传输数据S301将构成各个像素信号的3个色信号R、G、B(相邻RGB的3个点)中，1个色信号(1点)设定为4位色调信号S101(或4位2值信号)，其余的色信号(其余的点)设定为1位2值信号S102。因此，各个像素信号都为6位信号。
构成各个像素信号的R、G、B也以每4帧1帧的比例设定为4位色调信号S101，其余的帧设定为1位2值信号S102。
但是，如上文中说明的那样，标记信号S201为“11”时，B设定为表示0/15色调或15/15色调的4位2值信号，仅B对4帧2次设定4位的信号，但其中一次设定4位2值信号(表示0/15色调或15/15色调的导通/阻断信号)。因此，B也和R、G一样，对4帧设定1次4位色调信号S101。
在数字图像信号变换电路1中进行表1、表2所示数据变换，并且变换数据组合电路3中如图5所示那样给RGB分配色调信号S101和2值信号S102的情况下，例如输入数字图像信号中各像素信号的RGB全部为“011110”，即输入数字图像信号的色信号RGB全部色调级为30/63色调时，如图6所示那样设定构成4的各个像素信号的色信号RGB的色调级。
即，如图6所示，在构成各个像素信号的色信号R、G、B中，对4帧设定一次12/15色调的色调信号S101，对所剩的1帧设定表示色调1的值“1”的2值信号S102(导通信号)，对所剩的2帧设定表示色调0的值“0”的2值信号S102(阻断信号)，因而4帧平均色调级为27/60色调。
但是，这里也对色信号B，在4帧中的2帧设定4位数据，然而，该2帧中，1帧设定12/15色调的色调信号S101，另1帧设定0/15色调的4位2值信号。剩下的2帧中，设定表示色调1的值“1”的2值信号S102(导通信号)和表示色调0的值“0”的2值信号S102(阻断信号)。因此，色信号B也是4帧平均色调级为27/60色调。
构成各个像素信号的3个色信号R、G、B(相邻RGB的3个点)中，1个色信号(1点)设定为4位色调信号S101(或4位2值信号)，其余的色信号(其余的点)设定为1位2值信号S102。
接着，在位扩展电路40中，根据所传输的2位标记信号S201，将传输数据S301中各个像素信号的6位分配给各色信号，同时将其位扩展为RGB各4位的输出数字图像信号。位扩展电路40中，不对分配4位色调信号的色信号进行位扩展，照原样用作4位色调信号，另一方面，将分配到1位2值信号的色信号扩展为4位色调信号。从而，位扩展电路40进行位扩展，把6位传输数据S301扩展为RGB各4位的12位扩展数据。
根据图7(a)～图7(d)说明位扩展电路40中6位传输数据S301的位扩展方法。图7(a)～图7(d)所示情况为通过数据传输线30A将图6所示4帧平均色调级等于27/60色调的数字图像信号作为6位传输数据S301，传输到位扩展电路40。
这种情况下，如图7(a)～图7(d)所示，标记信号S201为“00”时，作为表示12/15色调的4位色调信号的色信号R，按原样用作4位色调信号R，作为值“1”的1位2值信号(导通信号)的色信号G则位扩展为表示15/15色调的4位信号，并且作为值“0”的1位2值信号(阻断信号)的色信号B也位扩展为表示0/15色调的4位信号。由此，6位传输数据S301位扩展为RGB各4位的数据。位扩展电路40对标记信号S201为其他值的情况，也使作为4位色调信号的色信号原样用作4位色调信号，并将作为1位2值信号的色信号加以位扩展扩展为4位信号，从而6位传输数据S301位扩展为RGB各4位的12位扩展数据。
在图4～图6和图7(a)～图7(d)的例子中，按4帧进行平均考虑输出数字图像信号(12位扩展数据)中各个像素的色信号R、G、B各自的色调级，则显然全部色调级均为27/60色调。
例如，试观察左上方的像素(X1、Y1)的色信号R，则帧1中标记信号S201为“10”，R为1位信号“0”，因而色调级等于0。帧2中，标记信号S201为“01”，R为1位信号“0”，因而色调级等于0。帧3中，标记信号S201为“00”，R为4位色调信号“1100”，因而色调级为12/15色调。帧4中，标记信号S201为“11”，R为1位信号“1”，因而色调级为15/15色调。因此，输出数字图像信号中左上方像素(X1、Y1)的色信号R，其4帧平均色调级为27/60色调。同样，像素(X1、Y1)的色信号G、B和其他像素的色信号R、G、B，其4帧平均色调级也为27/60色调。
因此，即使在输出数字图像信号中，按平均观察4帧，也显然大致维持输入数字图像信号的色调级(30/63色调)。
如上文那样，本实施形态的数字图像信号传输装置中对图3所示RGB各6位组成的18位数字图像信号的各色信号RGB，以每4帧1帧的比例变换为4位色调信号S101，其余的3帧则变换为1位2值信号(表示0或1的信号)S102，使成为与各色信号RGB的色调级大致相等的平均色调级，并且根据标记信号S201决定这些信号S101、S102对各帧的分配，从而产生6位传输数据S301。
本实施形态的数字图像信号传输装置除6位传输数据S301外，还需要传输2位标记信号S201，但与不进行位压缩电路50中的位压缩时相比，后者传输数据中每1像素中的位数为RGB各6位，共计18位，因而能做到传输数据S301的6位加上标记信号S201的2位，共计为8位，可实现共减少10位。因此，对数据传输线而言，也能减少共10条数据传输线。
如上所述，本实施形态的数字图像信号传输装置对多位组成的数字图像信号进行位压缩，并通过数据传输线(30A、30B)传输位压缩的数字图像信号后，对所传输数字图像信号进行位扩展，该数字图像信号传输装置具有：图像信号变换电路(变换手段)1，将所述多位组成的数字图像信号以每多个帧1帧的比例数据变换为多位组成的色调信号S101，其余的帧则变换为1位的0或1的通/断信号(1位2值信号S102)，从而将多位数字图像信号加以位压缩；标记信号产生电路2(产生手段)，用同步信号产生标记信号S201，用于对数据变换后的所述多位色调信号S101和1位通/断信号将相邻多点(构成各个像素信号的多个色信号)内的1点(1个色信号)设定为多位色调信号S101，其余的点(其他色信号)设定为通/断信号；变换数据组合电路(组合手段)3，根据所述标记信号S201，对所述多位色调信号S101和1位的通/断信号进行组合，从而成为传输数据S301；位扩展电路(位扩展手段)40，用所述标记信号S201对所述传输数据S301进行位扩展，使其成为与变换前的数字图像信号相同的数字图像信号。
根据上述结构，由于具有一种手段，用于位压缩的数字图像信号通过数据传输线(30A、30B)进行传输后，将所传输数字图像信号加以位扩展，可减少数据输线的数量。因此，即使在所述数字图像信号位数增加的情况下，也能实现减少电路板大型化和减小不希望的辐射噪声。
虽然上述例子中，输入数字图像信号传输装置100的数字图像信号是RGB各6位，共计18位的数字图像信号，但输入数字图像信号的位数可任意设定。
也可适当设定输出数字图像信号中各色信号每一像素的位数，使输出数字图像信号的色调数与输入数字图像信号的色调数大致相同或成为足够大，或者使该设定的位数适应输出图像的图像显示装置。例如，上述例子中，要求对输出目的处的图像显示装置输入RGB各6位，共计18位的数字图像信号时，可将输出数字图像信号中各色信号每一像素的位数改为6位。这时，输出数字图像信号每一像素的位数等于输入数字图像信号每一像素的位数，但数据传输线30A、30B所传输信号每一像素的位数为10位，与输入数字图像信号每一像素的位数相比，足够少。
上述例子中，帧群的帧数为4帧，但该帧数不受4帧限制，可任意设定。不过，帧群所对应的期间太长，即色信号变换为多位色调信号的周期太长，人眼可能将1个帧群期间内的色调变化看作细小闪烁。因此，帧群的帧数最好考虑数字图像信号每秒的帧数和图像显示装置的特性，设定为人眼不会将1帧群期间内的色调变化看作细小闪烁的程度。具体而言，数字图像信号每秒的帧数为30，图像显示装置为STN液晶(超热曲向列)型液晶显示装置，则1个帧群的帧数最好为8以下。
本实施形态中，在数字图像信号变换电路1中用的、构成输入数字图像信号中各个像素信号的各色信号变换为构成帧群中各个像素信号的各色信号时，使构成帧群的4个帧的位数不均匀为4位、1位、1位、1位。
与此相反，也可考虑使构成帧群的4个帧的位数完全相同。这时，各个像素信号中全部色信号的位数相等，因而标记信号产生电路2、变换数据组合电器3、数据传输线30B和位扩展电路40都可省略。
然而，这样使分配给各帧的位数相同时，例如，上述数字图像信号传输装置100中分配给4帧的位数全部改为4位时，所传输信号的位数为12。因此，所需数据传输线的数量为12条，比数字图像信号传输装置100的情况下(8条)，数据传输线多8条。因此，减少数据传输线条数的效果小。
与此相反，本发明的数字图像信号传输装置100与进行变换成全部色信号每一像素位数相等时相比，可使数据传输线路所传信号每一像素的位数较少。因此，上述结构可使数据传输线路所传输数字图像信号的数据量进一步减少。尤其在将表示各像素信息的多位信号分给多条数据传输线各1位进行并行传输时，能进一步减少数据传输线的条数，因而能使电路板和电路规模较小，进而可减少图像显示装置和不希望的辐射噪声。
现根据图8说明配备本发明数字图像信号传输装置100的图像显示装置。如图8所示，对具有产生数字图像信号的信号源60和产生同步信号的信号源70的传输源装置200装入上述位压缩电路50，对具有将数字图像信号作为图像显示的显示装置(显示手段)80的传输目的装置300装入位扩展电路40，从而可构成图像显示装置。
例如，试按对具有个人计算机作为信号源60、70，并且具有液晶板作为显示装置80的图像显示装置使用数字图像信号传输装置100的情况进行考虑，通过在个人计算机的控制电路板等中装入位压缩电路50，传输目的电路300在液晶板的驱动电路板和驱动器中装位扩展电路40，可构成具有数字图像信号传输装置100的图像显示装置。
发明详细说明中叙述的具体实施形态或实施例始终是说明本发明技术内容的，不要仅限于该具体例狭义解释，可在本发明精神和以下记载权利要求书范围内实施各种变更。

Claims (9)

1.一种数字图像信号传输装置，其特征在于，该装置具有：
传输每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号用的数据传输线路；
变换部，对要传输的数字图像信号的各色信号，以每多个帧1帧的比例变换成位数小于或等于所述各色信号位数的多位色调信号，其余的帧则变换为1位的2值信号，使成为与各色信号色调级的误差最高为3/63色调的平均色调级；
标记信号产生部，产生设定各色信号所对应色调信号和2值信号的比例用的标记信号，使构成各个像素信号的所述多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位，同时将标记信号输出到数据传输线路上；
信号设定部，根据所述标记信号对各色信号分配色调信号和2值信号，使构成各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位，并且将所得数字图像信号输出到数据传输线路上；
位扩展部，根据传输线路所传输的标记信号，对所传输数字图像信号进行位扩展，使构成各个像素信号的多个色信号位数相等。
2.如权利要求1所述的数字图像信号传输装置，其特征在于，所述标记信号产生部产生所述标记信号，使相邻多个像素之间值各不相同。
3.如权利要求1所述的数字图像信号传输装置，其特征在于，所述变换部以每F个帧1帧的比例进行色信号至多位色调信号的变换，F为比色信号种类数n多的数；
所述信号设定部在每F个帧的n个帧中，将一种色信号变换为多位色调信号，其他色信号变换为1位的2值信号，另一方面在其他帧中，将一种色信号变换为多位2值信号，其他色信号变换为1位2值信号。
4.如权利要求1所述的数字图像信号传输装置，其特征在于，所述变换部以每4～8帧1帧的比例将色信号变换为多位色调信号。
5.一种图像显示装置，其特征在于，具有传输每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号用的图像信号传输装置，
所述数字图像信号传输装置具有：
传输所述数字图像信号用的数据传输线路；
变换部，对要传输的数字图像信号的各色信号，以每多个帧1帧的比例变换成位数小于或等于所述各色信号位数的多位色调信号，其余的帧则变换为1位的2值信号，使成为与各色信号色调级的误差最高为3/63色调的平均色调级；
标记信号产生部，产生设定各色信号所对应色调信号和2值信号的比例用的标记信号，使构成各个像素信号的所述多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位，同时将标记信号输出到数据传输线路上；
信号设定部，根据所述标记信号对各色信号分配色调信号和2值信号，使构成各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位，并且将所得数字图像信号输出到数据传输线路上；
位扩展部，根据传输线路所传输的标记信号，对所传输数字图像信号进行位扩展，使构成各个像素信号的多个色信号位数相等。
6.如权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，还具有根据所述位扩展部中进行位扩展后的数字图像信号显示图像的显示部。
7.一种数字图像信号压缩装置，用于削减每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号的位数，其特征在于，该装置具有：
变换部，对所述数字图像信号的各色信号，以每多个帧1帧的比例变换成位数小于或等于所述各色信号位数的多位色调信号，其余的帧则变换为1位的2值信号，使成为与各色信号色调级的误差最高为3/63色调的平均色调级；
标记信号产生部，产生设定各色信号所对应色调信号和2值信号的比例用的标记信号，使构成各个像素信号的所述多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位；
信号设定部，根据所述标记信号对各色信号分配色调信号和2值信号，使构成各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位。
8.如权利要求7所述的数字图像信号压缩装置，其特征在于，所述标记信号产生部产生所述标记信号，使相邻多个像素之间值不相同。
9.一种数字图像信号压缩方法，用于削减每一像素组合多个多位色信号的数字图像信号的位数，其特征在于，该方法包含以下步骤：
对所述数字图像信号的各色信号，以每多个帧1帧的比例变换为位数小于或等于所述各色信号位数的多位色调信号，其余的帧则变换为1位的2值信号，使成为与各色信号色调级的误差最高为3/63色调的平均色调级；
产生标记信号，用于对各色信号设定色调信号和2值信号的分配，使构成各个像素信号的多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位；
根据所述标记信号，对各色信号分配色调信号和2值信号，使构成各个像素信号的所述多个色信号中，仅1个色信号为多位，其余色信号为1位。
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