JP2000503134A

JP2000503134A - 画像信号処理装置およびデジタルデータ信号の処理方法

Info

Publication number: JP2000503134A
Application number: JP09524720A
Authority: JP
Inventors: マイアーアルブレヒト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 2000-03-14
Also published as: EP0872119B1; KR19990076951A; TW355903B; WO1997025811A1; DE19600195C2; DE59602034D1; EP0872119A1; DE19600195A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、所定の第１のデータ形式を有する第１のデジタルデータ信号（２３，２４）と、前記第１のデータ形式とは異なる所定の第２のデータ形式を有するデジタルデータ信号（２８，２９）とを処理し、第１および／または第２のデジタルデータ信号から導出された画像信号（３）を画像表示装置に出力する画像信号処理装置に関し、この画像処理装置は、入力回路（１０）と、入力回路に配属された処理回路（１７）と、処理回路（１７）に接続された画像メモリ（５）と、画像メモリ（５）に配属された座標調整装置（３２）と、座標調整装置（３２）に後置接続された出力回路（９）とを有し、前記入力回路（１０）には、異なる所定のデータ形式を有する第１（２３，２４）と第２（２８，２９）のデジタルデータ信号が印加され、前記処理回路（１７）では、第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号に、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）が付され、またはこれにより変更され、前記座標調整回路（３２）には、少なくとも一時的に記憶され、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された、データ形式の異なる第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号が画像メモリ（５）から時間的に順次連続して書き込まれ、前記座標調整回路は、デジタル画像信号（２３，２４，２８，２９）の割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）に依存して、第１（２３，２４）および／または第２（２８，２９）のデジタルデータ信号の少なくともデータ形式を画像形式に変換し、前記出力回路（９）は、画像形式に基づいて導出された画像信号（３）を形成し、画像表示装置に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】画像信号処理装置およびデジタルデータ信号の処理方法本発明は、画像信号処理装置およびデジタルデータ信号の処理方法、並びにデジタル画像信号の画像表示装置への出力方法に関する。この画像表示装置は、画像信号処理装置と接続されており、出力されたデジタル画像信号に相応して形成される結像を表示する。画像、すなわち色とグレー値を伴う自然画像または人工的に形成された対象物の２次元結像のデジタル処理の際には、所望の画像解像度および／または所望の色分解能ないしはグレー値分解能に依存して画像データに種々異なるデータ形式が用いられる。画像を計算機に接続されたディスプレイに出力するために通常は、原色、赤、緑、および青によるいわゆるＲＧＢ表示が行われる。ディスプレイを制御するためにここでは、計算機と接続されたグラフィックカードが公知であり、このグラフィックカードによってＲＧＢ画像データが、画像をディスプレイに表示するために形成される。グラフィックカードには画像データを中間記憶するためにランダムアクセス型のダイナミック半導体メモリ、いわゆるフレームバッファが設けられている。このフレームバッファは、１０２４×７６８ピクセルの通常のディスプレイ解像度では典型的には約１．５Ｍバイトの記憶容量を有している。画像をディスプレイにカラー表示するためには、ＲＧＢフォーマットでピクセル当たり１６ビットの解像度で十分と見なされている。これとは別に、デジタル画像の表示の場合、とりわけ画像データの処理、伝送および記憶に対するビデオ分野では、輝度成分とクロミナンス成分による表示が、とりわけ表示すべき画像の色分解能およびグレー値分解能に対して高い要求が課せられるときには有利であることが判明した。この形式の表示はＹＵＶ表示とも称され、ここでは色値が輝度成分Ｙ（明度）と、２つのクロミナンス成分ＵおよびＶ（色）により表示される。この表示は、ヒトの目が輝度に対しては色度に対するよりも非常に高い位置的分解能を有している（網膜の棹状体）ことを考慮している。多くの圧縮方法では、この特性がクロミナンス成分の分解能を比較的に小さくすることにより直接利用されている。クロミナンス成分は大きな情報密度を有し、このことは全体として上手い妥協に結び付く。とりわけテレビジョン分野での画像デジタル表示の際には、ＹＵＶモデルが真価を発揮する。種々の他の輝度−クロミナンス表示の他にさらに、色成分、彩度成分および明度値によるＨＳＶモデル（色相、彩度、値）、並びに色成分、明度成分および彩度成分によるＨＬＳモデル（色相、明度、彩度）が存在する。これら他のモデルはとくにヒトの目の能力に適合されている。カラー表示の適用分野の広さと、課せられる要求が大きく異なるため、デジタル画像圧縮の分野では輝度成分とクロミナンス成分による表示形式が使用されているが、どのカラーモデルも汎用的に標準であるとは受け入れられていない。とくにマルチメディア適用のためのパーソナルコンピュータ分野では、ディスプレイまたは他の画像表示装置に例えばプリンタまたはプロッタのように画像データを種々異なるデータ形式で表示できることが所望されかつ要求される。このためにはまず、種々異なるデータ形式の画像データをただ１つの画像メモリ（フレームバッファ）にピクセルごとに記憶し、続いて画像メモリに配属された処理回路で処理することが必要である。これまでの方法では、画像データは画像メモリに記憶する前に共通の、表示する画像表示装置に相応する形式に変換されていた。このことにより、表示すべき画像の品質が低下するか、または不必要に多数のメモリスペースが必要であった。２次元または３次元グラフィックを表示するためには、ＲＧＢ表示ではピクセル当たり１６ビットの解像度で十分であると見なされている。これに対して、この色空間に変換された画像／ビデオ信号に対するこの色数量化は解像度が小さいため許容することのできない結果しか得られない。品質要求は基本的には、ＲＧＢ色空間で例えばピクセル当たり２４ビットの高解像度で表示すれば満たされる。しかしこのことにより画像メモリにおけるメモリスペース需要が約５０％も増大することとなる。しかもデジタルビデオ信号は、例えば４：２：２−ＹＵＶ形式の専用表示では、それ自体ピクセル当たり１６ビットしか必要としないのである。本発明の課題は、画像信号処理装置とデジタルデータ信号の処理方法を提供し、この装置ないしこの方法が画像表示装置でデジタル画像データ信号を、少なくとも２つの異なる所定のデータ形式を基礎として処理および表示できるようにし、しかもその際に画像メモリのメモリスペース需要が増大することがなく、同時に所望の色分解能ないしグレー値分解能に対する要求がほんのわずかして低減しないようにすることである。この課題は請求項１に記載された本発明の画像信号処理装置、および請求項１２に記載されたデジタルデータ信号の処理方法によって解決される。本発明の画像処理装置は、入力回路と、入力回路に配属された処理回路と、処理回路に接続された画像メモリと、画像メモリに配属された座標調整装置と、座標調整装置に後置接続された出力回路とを有し、前記入力回路には、異なる所定のデータ形式を有する第１と第２のデジタルデータ信号が印加され、前記処理回路では、第１および第２のデジタルデータ信号に、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値が付され、またはこれにより変更され、前記座標調整回路には、少なくとも一時的に記憶され、フォーマット値の付された、またはこれにより変更された、データ形式の異なる第１および第２のデジタルデータ信号が画像メモリから時間的に順次連続して書き込まれ、前記座標調整回路は、デジタル画像信号の割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値に依存して、第１および／または第２のデジタルデータ信号の少なくともデータ形式を画像形式に変換し、前記出力回路は、画像形式に基づいて導出された画像信号を形成し、画像表示装置に出力するように構成される。本発明の方法は、異なるデータ形式を有する第１および第２のデジタルデータ信号を入力回路に印加し、前記入力回路に配属された処理回路にて、第１および第２のデジタルデータ信号に、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値を付すか、またはこれにより変更し、フォーマット値の付された、またはこれにより変更されたデジタルデータ信号を処理回路と接続された画像メモリに少なくとも一時的に記憶し、前記少なくとも一時的に記憶され、フォーマット値の付された、またはこれにより変更された、データ形式の異なるデジタルデータ信号を時間的に順次連続して、画像メモリに配属された座標調整回路に読み込み、読み込まれたデジタルデータ信号のデータ形式を画像形式に、デジタルデータ信号の割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値に依存して変換し、導出された画像信号を画像形式に基づいて形成し、画像信号を画像表示装置に、座標調整回路に後置接続された出力回路を介して出力する。本発明は、第１および第２のデジタルデータ信号として異なるデータ形式で表された画像データを、色空間の位置構成、色空間要素の分解能等の点で異なる表示形式で、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値を付して、または必要であれば僅かに変形して、画像メモリに例えばピクセルごとまたはピクセル群ごとに記憶し、画像表示装置が理解ないし処理できる画像形式への色空間変換を、表示すべき画像表示装置への読み込みの際に初めて行う、ことに基づくものである。第１と第２のデジタルデータ信号のデータ形式が異なることを画像メモリにおいて区別することは、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値により行われる。この解決手段により、画像メモリの大きさに対する要求が約１／３に低減されるだけでなく、付加的に画像メモリの帯域幅要求も同じように約１／３に低減される。後者が重要なのは、本発明の画像信号処理装置の主適用として現在使用されているグラフィックカードのほとんどすべてで、有効グラフィック能力は実質的にメモリ帯域幅によって決まるからである。本発明の解決手段はこれまで公知であった実現手段とは実質的に次の点で異なる。すなわち、画像信号がこれまで通常であったようにその出力すべき表示形態ではなく、実質的に変更なしのオリジナル表示形態で、単に割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値を付すという変更だけで画像メモリに中間記憶するのである。このことは多くの場合同時に、メモリスペースの最も効率的な手段である。本発明の解決手段により、カラー画像の表示解像度が僅かだけ低減された場合、異なる形式または異なる色空間表示の画像信号をただ１つの画像メモリを使用して処理することができ、公知の実現手段に比較して格段に小さなメモリスペースしか必要としない。本発明の画像信号処理装置ないし本発明の方法の実施例では、座標調整回路が、画像メモリに配属された識別および指示回路を有する。この回路ではフォーマット値の付され、変更された第１のデジタルデータ信号がフォーマット値に基づいて識別され、変換回路に供給される。変換回路では、第１のデジタルデータ信号が画像形式に変換される。さらに画像メモリに配属された識別および指示回路は、フォーマット値が付され、変更された第２のデジタルデータ信号をフォーマット値に基づいて識別し、同期回路に供給する。同期回路では第２のデジタルデータ信号が出力クロック信号により同期される。本発明の基本は、デジタルデータ信号が所定の固定ワード長を有するビット信号を表し、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値が少なくとも１つの個別のビット信号を各語の所定箇所に有することである。例えば、デジタルデータ信号を、異なる色座標を有するが同じデータビットのワード長を有する２つの異なるデータ形式におくことができ、形式タイプないしは色座標を表すフォーマット値がフォーマットビット値の２進状態値を表す。これにより画像データに割り当てられたデジタルデータ信号を異なる表示形式で画像メモリにピクセルごとまたはピクセル群ごとにファイルすることができ、その際にピクセルないしはピクセル群の表示形式の相違の区別は、画像メモリにおける１つまたは複数の付加的ビットレベルによって行うことができる。この画像メモリにおけるビットレベルは例えば、画像信号の色成分の色解像度を僅かに低減することによって形成することができる。本発明の具体的実施例では、各デジタルデータ信号は出力すべき画像ピクセル当たり１６ビットのワード長を有し、デジタルデータ信号の少なくとも１ビットが割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値により置換される。この場合、表示形式の異なる画像データのデジタルデータ信号を記憶するのに１６ビット画像メモリで十分である。本発明のとくに有利な適用では、第１のデジタルデータ信号のデータ形式はＲＧＢグラフィック形式であり、第２のデジタルデータ信号のデータ形式はビデオ形式ないしはビデオピクセル形式（ＹＵＶ）である。２つのデータ形式に対してピクセル当たり１６ビットのワード長の場合、１０２４×７６８ピクセルの画像記録装置の解像度が達成され、通常は十分である。このためには１．５Ｍバイトの大きさの画像メモリが必要である。グラフィック（ＲＧＢ）データ信号の形式とビデオピクセル（ＹＵＶ）データ信号の形式とを区別するためにただ１つのビットを使用すれば、色符号化に対してはまだ１５ビットが使用できる。従って表示すべきグラフィックに対してピクセル当たり１５ビットにより、ＲＧＢ色成分当たりそれぞれ５ビットの解像度の５：５：５ハイカラー形式を使用することができる。すなわち２¹⁵＝３２７６８色を表示することができる。ビデオピクセル（ＹＵＶ）データ信号に対しては、２つの順次連続する１６ビット語に２つの隣接するピクセルを符号化する。このとき第１の語には両方の輝度値がファイルされ、第２の語には２つのピクセルに対して共通に２つのクロミナンス値をファイルする。色空間（ＲＧＢまたはＹＵＶ）を区別するためのビットにより輝度値とクロミナンス値の量子化は７ビットの解像度に僅かに低下する。本発明の有利な適用は、市販のパーソナルコンピュータ用のグラフィックカードである。とりわけ、グラフィック信号とビデオ信号とを同時に表示することが要求されるマルチメディア適用分野である。本発明により、計算機により形成されたグラフィックも、ビデオ画像も許容できる品質で表示することができる。とりわけ両方のグラフィック形式を同時に表示することができ、例えばビデオ画像を市販のディスプレイに表示されたユーザーインターフェースのウィンドウの中に表示することができる。本発明のさらなる特徴、利点、効果は図面に基づく以下の実施例の説明から明らかとなる。図１は、本発明の画像信号処理装置の実施例の概略図である。図２は、実施例で使用される画像データ形式の概略図である。この画像データ形式には、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値が付されている。図１は、グラフィックカード１の形態での本発明の画像信号処理装置の実施例を示す。このグラフィックカードは、ディスプレイ２またはその他の画像表示装置、例えばプリンタ、プロッタ等の制御のために必要は画像信号３を送出する。本発明の構成を説明するのに必要でない回路要素は見やすくするために図１では省略してある。これら回路要素の他にグラフィックカード１は半導体チップ上に集積されて構成されたグラフィック回路４（グラフィックＩＣ）と、これに電気的に接続された画像メモリ５（フレームバッファ）を有する。この画像メモリはダイナミックランダムアクセス半導体メモリ（ＤＲＡＭ）の形態であり、１．５Ｍバイトのフレームバッファ容量を有し、ピクセル当たり１６ビットである。画像メモリ５とグラフィック回路４とは６４ビット幅のバス６を介して相互のデータ交換のために接続されている。グラフィックカード１は、ディスプレイ２上に画像情報を形成するのに必要なアナログＲＧＢ画像信号３を送出し、そのためにパーソナルコンピュータ８のバスシステム７との間のインターフェースとして機能する。そしてグラフィックカードは、パーソナルコンピュータ８のマザーボード上の拡張スロットの１つの挿入される拡張ボードとして構成されている。バスシステム７を介してグラフィックカード１に供給、処理ないし中間記憶される情報はディスプレイ２に画像信号としてさらに供給される。画像信号３のアナログ信号伝送は例えばグラフィックカード１に設けられたデジタル／アナログ・コンバータ９によって可能となる。このデジタル／アナログ・コンバータ９は内部では３つのデジタル／アナログ変換器からなり、それぞれ赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの色に割り当てられている。各デジタル／アナログ変換器は８ビット幅の入力端子を有し、これに２⁸、すなわち２５６の状態を形成することができる。従って３つの集積デジタル／アナログ変換器は各原色に対してそれぞれ２５６の段階を形成する。このことは、２５６の赤色調と、２５６の緑色調と、２５６の青色調とが混合色に組み合わされ、２５６³のカラースペクトル、すなわち１６Ｍの異なる色を形成できることを意味する。ディスプレイ２を制御するために各原色に対して１つの線路が使用され、その信号強度がそれぞれの色調のニュアンスを表す。３つの色線路すべてにおける最大信号レベルは画素を最大明度で点灯させる。すなわち白である。また最小信号レベルは黒を形成する。すなわち無または暗である。グラフィックカード１は、ＰＣＩインターフェース回路１１およびビデオインターフェース回路１２を備えた入力回路１０を有する。ＰＣＩインターフェース回路１１はバスシステム７を介してパーソナルコンピュータ８とデータ交換し、デジタルデータ信号を受信する。バスシステム７は３２ビットのデータおよびアドレス幅のＰＣＩバスシステムである。またこのデジタルデータ信号は、ピクセル当たり１６ビットのワード長を有するグラフィック（ＲＧＢ）形式である。すなわちピクセル当たり６５５２６色が表示できる。入力回路１０のビデオインターフェース回路１２には、１６ビット幅の信号線路１３を介してビデオピクセル形式のデジタルデータ信号がビデオカメラ１４に収容されたビデオデコーダ信号回路１５から供給される。ビデオデコーダ信号回路１５を備えたビデオカメラ１４の代わりにビデオインターフェース回路１２には、ビデオピクセル形式のデジタルデータ信号を送出する適切なＴＶチューナ／デジタイザ回路を備えたビデオレコーダ等を接続することもできる。線路１６を介してビデオピクセル形式のデジタルデータ信号が、破線により概略的に示された処理回路１７に設けられたビデオスケーリング回路１８に供給される。この回路では、ビデオピクセル形式のデジタルデータ信号に、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値が付されるか、これにより変更される。入力回路１０のＰＣＩインターフェース回路１１から送出されたグラフィック（ＲＧＢ）形式のデジタルデータ信号は線路１９と２０を介して、同じように処理回路１７に設けられたＶＧＡコントローラ回路２１ないしは符号発生回路２２に供給される。これらの回路では、グラフィック（ＲＧＢ）形式のデジタルデータ信号に同じように、割り当てられたデータ形式のタイプを相応に表すフォーマット値が付されるか、またはこれにより変更される。従って処理回路１７の出力端子には、フォーマット値を備えた第１および第２のデジタルデータ信号が出力される。これらのデータ信号について図２に基づいて詳細に説明する。直接順次連続する２つのグラフィック（ＲＧＢ）ピクセル２３と２４が示されており、これらはそれぞれ１６ビットのワード長を有する。各デジタルデータ信号２３，２４の第１ビット２５にはフォーマット値“１”が付されており、これによりグラフィック（ＲＧＢ）形式であることが識別される。残りのビット、すなわち第２ビット２６から第１６ビット２７までは変化されず、３つの色成分、赤、緑および青の色情報を含んでいる。従って色符号化に対して１５ビットが使用される。これによりグラフィック表示に対して、ＲＧＢ色成分当たりそれぞれ５ビットの解像度の５：５：５ハイカラー形式を使用することができる。これにより２¹⁵＝３２７６８色が表示される。ビデオピクセル（ＹＵＶ）形式のデジタルデータ信号に対しては、２つの直接順次連続する２つの１６ビット語に２つの隣接するピクセルが符号化される。すなわち、データ信号２８と２９のそれぞれ第１ビット２５にはフォーマット値“０”が割り当てられたデータ形式の識別子として書き込まれる。データ信号２８の第１ワードには２つの輝度値Ｙｎ＋１とＹｎがファイルされ、第２ワードには２つのピクセルに対して共通の２つのクロミナンス値Ｖｎ，Ｖｎ＋１およびＵｎ，Ｕｎ＋１がファイルされる。色空間（ＲＧＢまたはＹＵＶ）を区別するための第１ビット２５により、輝度値とクロミナンス値の量子化は７ビットの分解能に低減される。このようにフォーマット値３０の付された、またはこれにより変更されたデジタルデータ信号２３，２４，２８，２９は線路３１を介して座標調整回路３２に供給される。この座標調整回路は画像メモリ５に配属されており、図１には破線により概略的に示されている。画像メモリには、フォーマット値３０の付された、またはこれにより変更された第１および第２のデジタルデータ信号が一時的に記憶される。画像メモリ５は、１．５Ｍバイトの記憶容量を有し、ピクセル当たり１６ビットに構成されている。有利には物理的画像リフレッシュメモリが画像メモリ５内で、１６メモリレベルの大きさに構成されている。ここでは１メモリレベルを、画像メモリにピクセルごとまたはピクセル群ごとにファイルされた画像データの表示形式を区別するためのフォーマット値３０に割り当てることができる。従ってこのビットレベルは色成分の色分解能の減少によって形成される。これにより例えば１６ビット深度の画像メモリで間に合うことになる。この解決手段により、画像メモリの容量に対する要求が１／３に低減されるだけでなく、付加的に画像メモリに対する帯域幅要求も１／３に低減される。従来のグラフィックカードによる表示品質に同じ要求を課せば、ピクセル当たり２４ビットによるＲＧＢ色空間を表示しなければならないこととなる。このことは画像メモリのメモリスペース需要が約５０％上昇することを意味する。座標調整回路３２内に設けられ、メモリインターフェース回路３３に後置接続された識別および指示回路３４は、画像メモリ５から時間的に順次連続して読み出されるデジタルデータ信号２３，２４，２８，２９を、割り当てられたデータ形式のそれぞれのタイプを表すフォーマット値３０に基づいて識別し、データ信号のフォーマット値が“１”であればシフトレジスタからなる同期回路３５に、フォーマット値が“０”であれば色空間変換回路３７に供給する。グラフィック（ＲＧＢ）形式のデジタルデータ信号は、シフトレジスタ３５を介してデジタル／アナログ変換器９に、アナログ画像信号３を形成するため直接供給される。デジタルデータ信号がビデオピクセル（ＹＵＶ）形式であれば、このデータ信号は色空間変換回路３７により変換され、これに続いて出力回路３６、すなわちデジタル／アナログ変換器９に供給される。ここでの変換は例えば次式に従って行われる。Ｇ＝Ｙ−０．６９８・Ｖ−０．３３６・ＵＲ＝Ｖ＋ＹＢ＝Ｕ＋Ｙ図示の実施例では入力回路１０が２つの物理的に別個の入力端子を有する。これらの入力端子には第１のデジタルデータ信号２３，２４と第２のデジタルデータ信号２８，２９が印加される。これにより異なるデータ形式のデータ信号２３，２４，２８，２９はハードウェア的に明瞭に分離して存在する。さらに、図１にはわかりやすくするため明確に示されていないが、異なるデータ形式を有する２つのデータ信号２３，２４，２８，２９を入力回路のただ１つの入力端子に印加することもできる。この場合は、印加されるデータ信号２３，２４，２８，２９のデータ形式の区別をソフトウェア的に、入力回路１０または処理回路１７に配属された制御回路によって実現することができる。この回路も同じようにグラフィックカード１に集積して構成されている。さらに図１の回路では、ＰＣＩインターフェース回路１１に、ＲＧＢデータ形式のデジタルデータ信号の他に、ＹＵＶ形式のデジタルデータ信号を供給することもできる。このＹＵＶ形式のデジタルデータ信号は（図１には図示しない）線路を介してビデオスケーリング回路１８に供給され、ここで割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値が付されるか、またはこれにより変更される。この場合も、処理回路１７ないし入力回路１０に配属された制御回路が必要であり、この制御回路によりソフトウェア的に、印加されるデジタルデータ信号のデータ形式の相違を識別し、フォーマット値３０が処理回路１７で相応に割り当てられるように制御する。重要なことは、処理回路１７として示された回路が入力端子に印加される、データ形式の異なるデジタルデータ信号２３，２４，２８，２９を識別し、相応するフォーマット値を割り当てることである。これにより線路３１の出力端子には、割り当てられたデータ形式の所属のタイプを表すフォーマット値３０が相応に付された、またはこれにより変更されたデータ信号が印加される。参照符号リスト１グラフィックカード２ディスプレイ３ＲＧＢ画像信号４グラフィック回路５画像メモリ６バス７バスシステム８パーソナルコンピュータ９デジタル／アナログコンバータ１０入力回路１１ＰＣＩインターフェース回路１２ビデオインターフェース回路１３信号線路１４ビデオカメラ１５ビデオデコーダ信号回路１６線路１７処理回路１８ビデオスケーリング回路１９，２０線路２１ＶＧＡコントローラ回路２２符号発生回路２３，２４デジタルデータ信号２５第１のビット２６第２のビット２７１６ビット２８，２９デジタルデータ信号３０フォーマット値３１線路３２座標調整回路３３メモリインターフェース回路３４識別および指示回路３５同期回路３６出力回路３７色空間変換回路

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年１月２２日（１９９８．１．２２）【補正内容】れに対して、この色空間に変換された画像／ビデオ信号に対するこの色数量化は解像度が小さいため許容することのできない結果しか得られない。品質要求は基本的には、ＲＧＢ色空間で例えばピクセル当たり２４ビットの高解像度で表示すれば満たされる。しかしこのことにより画像メモリにおけるメモリスペース需要が約５０％も増大することとなる。しかもデジタルビデオ信号は、例えば４：２：２−ＹＵＶ形式の専用表示では、それ自体ピクセル当たり１６ビットしか必要としないのである。ＧＢ−Ａ−２１１７２０８から、オリジナルの画像ドキュメントと文字ドキュメントから合成された画像ドキュメントを、同期走査される感光材料に記録する方法が公知である。ここではオリジナルの画像信号および文字信号が同じワード長のデータ形式に変換され、バッファメモリに記憶される。データ形式には、文字信号を画像信号から区別するために区別ビットが付されている。この区別ビットに依存して、画像信号または文字信号がバッファメモリから読み出され、処理回路にさらに供給される。この方法の目的は、画像データと文字データを共通して出力する際に、文字データの編集を行うことができるようにすることである。異なる画像データタイプの画像信号の処理は、この公知の装置によっては不可能である。ＥＰ−Ａ−０６７３１５６には、異なるカラー出力ユニット、例えばカラープリンタ、カラースキャナ等を制御する装置が記載されている。本発明の課題は、画像信号処理装置とデジタルデータ信号の処理方法を提供し、この装置ないしこの方法が画像表示装置でデジタル画像データ信号を、少なくとも２つの異なる所定のデータ形式を基礎として処理および表示できるようにし、しかもその際に画像メモリのメモリスペース需要が増大することがなく、同時に所望の色分解能ないしグレー値分解能に対する要求がほんのわずかして低減しないようにすることである。この課題は請求項１に記載された本発明の画像信号処理装置、および請求項１２に記載されたデジタルデータ信号の処理方法によって解決される。本発明の画像処理装置は、入力回路と、入力回路に配属された処理回路と、処理回路に接続された画像メモリと、画像メモリに配属された座標調整装置【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年３月１９日（１９９８．３．１９）請求の範囲１．所定の第１の画像データ形式を有する第１のデジタル画像データ信号（２３，２４）と、前記第１の画像データ形式とは異なる所定の第２の画像データ形式を有するデジタル画像データ信号（２８，２９）とを処理し、ここで、第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号の画像データ形式の一方はＲＧＢグラフィック形式であり、時間的に順次連続するデジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）の他方の画像データ形式はビデオ形式であり、第１および／または第２のデジタル画像データ信号から導出された画像信号（３）を画像表示装置に出力する画像信号処理装置であって、前記画像表示装置は画像信号処理装置と接続されており、出力された画像信号（３）に相応する結像を作成するものである、画像信号処理装置において、入力回路（１０）と、入力回路に配属された処理回路（１７）と、処理回路（１７）に接続された画像メモリ（５）と、画像メモリ（５）に配属された座標調整装置（３２）と、座標調整装置（３２）に後置接続された出力回路（９）とを有し、前記入力回路（１０）には、異なる所定の画像データ形式を有する第１（２３，２４）と第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号が印加され、前記処理回路（１７）では、第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号に、割り当てられた画像データ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）が付され、またはこれにより変更され、前記座標調整回路（３２）には、少なくとも一時的に記憶され、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された、画像データ形式の異なる第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号が画像メモリ（５）から時間的に順次連続して書き込まれ、前記座標調整回路は、デジタル画像信号（２３，２４，２８，２９）の割り当てられた画像データ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）に依存して、第１（２３，２４）および／または第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号の少なくとも画像データ形式を画像形式に変換し、前記出力回路（９）は、画像形式に基づいて導出された画像信号（３）を形成し、画像表示装置に出力する、ことを特徴とする画像信号処理装置。２．座標調整回路（３２）は、画像メモリ（５）に配属された識別および指示回路（３４）を有し、該識別および指示回路では、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された第１のデジタル画像データ信号（２３，２４）がフォーマット値（３０）に基づいて識別され、座標調整回路（３７）に供給され、該座標調整回路では、第１のデジタル画像データ信号（２３，２４）が画像形式に変換される、請求項１記載の画像信号処理装置。３．画像メモリ（５）に配属された識別および指示回路（３４）は、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された第３のデジタル画像データ信号をフォーマット値（３０）に基づいて識別し、同期回路（３５）に供給し、該同期回路では、第２のデジタル画像データ信号（２８，２９）が出力クロック信号により同期される、請求項２記載の画像信号処理装置。４．デジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）は、所定の固定ワード長を有する順次連続するビット信号であり、割り当てられた画像データ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）は、デジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）の各ワードの所定箇所に少なくとも１つの個別のビット信号を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。５．時間的に順次連続する画像データ信号（２３，２４，２８，２９）は、色座標は異なるが、画像データビットのワード長は同じである２つの異なる画像データ形式で存在し、形式タイプないしは色座標タイプを表すフォーマット値は、フォーマットビット値の２つの２進状態値の１つにより表される、請求項１から４までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。６．各デジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）は、出力すべき画像ピクセル当たり１６ビットのワード長を有し、デジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）の少なくとも１ビットは、割り当てられた画像データ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）により置換される、請求項４または５記載の画像信号処理装置。７．入力回路（１０）はビデオインターフェース回路（１２）とバスインターフェース回路を有し、前記ビデオインターフェース回路にはデジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）がビデオ形式で印加され、前記バスインターフェース回路にはデジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）がＲＧＢグラフィック形式で印加される、請求項７記載の画像信号処理装置。８．出力回路はデジタル／アナログコンバータ（９）を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。９．画像出力装置は、例えば１０２４×７６８のピクセル解像度の市販のディスプレイを有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。１０．画像信号処理装置は、市販のパーソナルコンピュータ（８）で使用するためのグラフィックカード（１）である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。１１．所定の第１の画像データ形式を有する第１のデジタル画像データ信号と、前記第１の画像データ形式とは異なる所定の第２の画像データ形式を有する第２のデジタル画像データ信号（２８，２９）とを処理し、ここで、第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号の画像データ形式の一方はＲＧＢグラフィック形式であり、時間的に順次連続するデジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）の他方の画像データ形式はビデオ形式であり、第１および（２３，２４）／または第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号から導出された画像信号（３）を、出力された画像信号に相応して形成される結像を作成する画像表示装置に出力する方法において、異なる画像データ形式を有する第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号を入力回路（１０）に印加し、前記入力回路（１０）に配属された処理回路（１７）にて、第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタル画像データ信号に、割り当てられた画像データ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）を付すか、またはこれにより変更し、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更されたデジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）を処理回路（１７）と接続された画像メモリ（５）に少なくとも一時的に記憶し、前記少なくとも一時的に記憶され、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された、画像データ形式の異なるデジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）を時間的に順次連続して、画像メモリ（５）に配属された座標調整回路（３２）に読み込み、読み込まれたデジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）の画像データ形式を画像形式に、デジタル画像データ信号（２３，２４，２８，２９）の割り当てられた画像データ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）に依存して変換し、導出された画像信号を画像形式に基づいて形成し、画像信号を画像表示装置に、座標調整回路（３２）に後置接続された出力回路（３６）を介して出力する、ことを特徴とする画像信号処理方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 9/00 Ｇ０６Ｆ 15/66 ３１０【要約の続き】またはこれにより変更された、データ形式の異なる第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号が画像メモリ（５）から時間的に順次連続して書き込まれ、前記座標調整回路は、デジタル画像信号（２３，２４，２８，２９）の割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）に依存して、第１（２３，２４）および／または第２（２８，２９）のデジタルデータ信号の少なくともデータ形式を画像形式に変換し、前記出力回路（９）は、画像形式に基づいて導出された画像信号（３）を形成し、画像表示装置に出力する。

Claims

【特許請求の範囲】１．所定の第１のデータ形式を有する第１のデジタルデータ信号（２３，２４）と、前記第１のデータ形式とは異なる所定の第２のデータ形式を有するデジタルデータ信号（２８，２９）とを処理し、第１および／または第２のデジタルデータ信号から導出された画像信号（３）を画像表示装置に出力する画像信号処理装置であって、前記画像表示装置は画像信号処理装置と接続されており、出力された画像信号（３）に相応する結像を作成するものである、画像信号処理装置において、入力回路（１０）と、入力回路に配属された処理回路（１７）と、処理回路（１７）に接続された画像メモリ（５）と、画像メモリ（５）に配属された座標調整装置（３２）と、座標調整装置（３２）に後置接続された出力回路（９）とを有し、前記入力回路（１０）には、異なる所定のデータ形式を有する第１（２３，２４）と第２（２８，２９）のデジタルデータ信号が印加され、前記処理回路（１７）では、第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号に、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）が付され、またはこれにより変更され、前記座標調整回路（３２）には、少なくとも一時的に記憶され、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された、データ形式の異なる第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号が画像メモリ（５）から時間的に順次連続して書き込まれ、前記座標調整回路は、デジタル画像信号（２３，２４，２８，２９）の割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）に依存して、第１（２３，２４）および／または第２（２８，２９）のデジタルデータ信号の少なくともデータ形式を画像形式に変換し、前記出力回路（９）は、画像形式に基づいて導出された画像信号（３）を形成し、画像表示装置に出力する、ことを特徴とする画像信号処理装置。２．座標調整回路（３２）は、画像メモリ（５）に配属された識別および指示回路（３４）を有し、該識別および指示回路では、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された第１のデジタルデータ信号（２３，２４）がフォーマット値（３０）に基づいて識別され、座標調整回路（３７）に供給され、該座標調整回路では、第１のデジタルデータ信号（２３，２４）が画像形式に変換される、請求項１記載の画像信号処理装置。３．画像メモリ（５）に配属された識別および指示回路（３４）は、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された第３のデジタルデータ信号をフォーマット値（３０）に基づいて識別し、同期回路（３５）に供給し、該同期回路では、第２のデジタルデータ信号（２８，２９）が出力クロック信号により同期される、請求項２記載の画像信号処理装置。４．デジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）は、所定の固定ワード長を有する順次連続するビット信号であり、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）は、デジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）の各ワードの所定箇所に少なくとも１つの個別のビット信号を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。５．時間的に順次連続するデータ信号（２３，２４，２８，２９）は、色座標は異なるが、データビットのワード長は同じである２つの異なるデータ形式で存在し、形式タイプないしは色座標タイプを表すフォーマット値は、フォーマットビット値の２つの２進状態値の１つにより表される、請求項１から４までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。６．各デジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）は、出力すべき画像ピクセル当たり１６ビットのワード長を有し、デジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）の少なくとも１ビットは、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）により置換される、請求項４または５記載の画像信号処理装置。７．第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号のデータ形式の一方はＲＧＢグラフィック形式であり、時間的に順次連続するデジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）の他方のデータ形式はビデオ形式である、請求項１から６までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。８．入力回路（１０）はビデオインターフェース回路（１２）とバスインターフェース回路を有し、前記ビデオインターフェース回路にはデジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）がビデオ形式で印加され、前記バスインターフェース回路にはデジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）がＲＧＢグラフィック形式で印加される、請求項７記載の画像信号処理装置。９．出力回路はデジタル／アナログコンバータ（９）を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。１０．画像出力装置は、例えば１０２４×７６８のピクセル解像度の市販のディスプレイを有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。１１．画像信号処理装置は、市販のパーソナルコンピュータ（８）で使用するためのグラフィックカード（１）である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の画像信号処理装置。１２．所定の第１のデータ形式を有する第１のデジタルデータ信号と、前記第１のデータ形式とは異なる所定の第２のデータ形式を有する第２のデジタルデータ信号（２８，２９）とを処理し、第１および（２３，２４）／または第２（２８，２９）のデジタルデータ信号から導出された画像信号（３）を、出力された画像信号に相応して形成される結像を作成する画像表示装置に出力する方法において、異なるデータ形式を有する第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号を入力回路（１０）に印加し、前記入力回路（１０）に配属された処理回路（１７）にて、第１（２３，２４）および第２（２８，２９）のデジタルデータ信号に、割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）を付すか、またはこれにより変更し、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更されたデジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）を処理回路（１７）と接続された画像メモリ（５）に少なくとも一時的に記憶し、前記少なくとも一時的に記憶され、フォーマット値（３０）の付された、またはこれにより変更された、データ形式の異なるデジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）を時間的に順次連続して、画像メモリ（５）に配属された座標調整回路（３２）に読み込み、読み込まれたデジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）のデータ形式を画像形式に、デジタルデータ信号（２３，２４，２８，２９）の割り当てられたデータ形式のタイプを表すフォーマット値（３０）に依存して変換し、導出された画像信号を画像形式に基づいて形成し、画像信号を画像表示装置に、座標調整回路（３２）に後置接続された出力回路（３６）を介して出力する、ことを特徴とする画像信号処理方法。