JP2005055824A - 画像表示装置、画像表示方法及び画像表示プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 CPU216では、表示装置212に転送する画像データ量を削減するための画像処理が行われる。まず、取得したRGB形式の画像データをYUV形式に変換する。YUV形式にされたデータは、輝度成分(Y)と色差成分(U、V)に分けられ、YUV色空間の特性を考慮に入れた画像処理が行われる。さらに、可逆変換である符号化処理が行われる。以上により、表示装置212に転送するデータ量が少なくなり、データ転送速度を速くすることができる。また、YUV色空間の特性を考慮に入れてデータ量を削減したので、違和感のない画像が表示される。また、表示装置212にて復号化処理を行い、変換前の画像に戻して高画質の画像を表示することができる。
【選択図】 図1
Description
図1に、本発明の実施形態に係る携帯端末装置の概略構成を示す。図1において、携帯端末装置210は、例えば携帯電話やPDAなどの端末装置である。携帯端末装置210は、表示装置212と、送受信部214と、CPU216と、入力部218と、プログラムROM220と、RAM224とを備える。また、表示装置212は、ドライバ226と表示パネル227などから構成されている。
ここでは、CPU216にて行われる本実施形態に係る画像処理について詳細に説明する。まず、その処理の概要について述べる。CPU216では、表示装置212に転送する画像データ量を削減することと、表示装置212に表示される画像の質を落とさないようにすること(すなわち、表示画像に違和感を生じさせないこと)、に重点を置いて処理を行っている。具体的には、本実施形態の画像処理は、色の輝度成分及び色差成分の特性を考慮して行う画像処理と、可逆変換を用いてデータ量を削減する画像処理と、から構成されている。こうしたのは、まず、色空間を成す輝度成分(Y成分)と色差成分(U/V成分)に関して、画像特性及び視認知特性の面で差異があるからである。そのため、輝度成分と色差成分を分けて別々の画像処理を行うという方法を採用している。これにより、色差成分は輝度成分よりも多くのデータ量を削減できる。すなわち、効率よくデータ量を削減することができる。さらに、こうして輝度成分と色差成分を分けたデータに対して、可逆変換を用いた画像処理にてデータ量を削減する方法を採用している。こうしたのは、逆変換で変換前のデータに戻すことができるので、表示される画像の質を落とすことがないからである。
まず初めに、CPU216内のRGB→YUV変換部230にて、送受信部214などより供給されたRGB形式の画像データを以下の式に従ってYUV形式に変換する。ここで、RGB形式において、R、G、BはそれぞれRed(赤)、Green(緑)、Blue(青)という光の三原色の階調値を指している。一方、YUV形式において、Yは輝度、UとVはそれぞれ青の色差(Cb)、赤の色差(Cr)を表している。なお、下式はRGB→YUV変換に用いられる一般的な式である。
U=−0.169R−0.331G+0.500B+128
V= 0.500R−0.419G−0.081B+128
本実施形態では、このRGB→YUV変換において同時に、入力された各色8ビットのRGB形式のデータを、Y、U、Vそれぞれが7ビットとなるようにデータ量を削減する。つまり、256階調で色を表されたデータを、半分の128階調のデータに落とす処理を行う。
以下では、画像データのU/V成分(色差成分)の画像処理を説明する。
まず、本実施形態に係る重み付け量子化処理について説明する。一般的な量子化処理では、入力されたデータの階調値に対する出力階調値の範囲、すなわち量子化ステップを同一とする。
次に、本実施形態に係る符号化処理について、図3を用いて説明する。本実施形態においては、符号化処理を図3(a)に示すように、画像のブロック単位に処理を行っていく。例えば、4行分(4ライン分)のデータを1ブロックとして一回の処理を行い、このブロックの処理が終われば、次のブロックの処理を行っていくことができる。まず、このブロック内のデータにおいて、階調値の頻度(=出現率)を算出する。この処理は、上述したように頻度分布算出部234が行うことができる。なお、この頻度算出の処理は、上述した重み付け量子化処理の際に、同時に行っても良い。こうして算出した頻度を縦軸にとり、横軸に階調値をとってヒストグラムを作成すると、例えば図3(b)のようになる。
以下では、画像データのY成分(輝度成分)に関する画像処理について説明する。画像のY成分においては、U/V成分に見られたような画像特性及び視認特性はないので、重み付け量子化処理や最大値/最小値に基づく符号化処理は行わない。Y成分に対する画像処理としては、データ量をむやみに削減し過ぎると(狭い階調値で表現する)画質の低下を招くので、できるだけ元のイメージから離れないような方法で変換処理を行う。
まず初めに、本実施形態に係るY成分に行う減色処理について説明する。本実施形態では、減色処理としてディザ法又は誤差拡散法を用いている。この2つの処理は、取得した画像データに対して元のイメージに近いままデータ量を削減することができる処理である。つまり、ビットスライスなどの処理とは異なり、元のイメージを模擬した違和感のない画像を生成することができる。
以下では、CPU216内にて行われる本実施形態に係るハフマン符号化処理について説明する。一般的に、ハフマン符号化処理は、取得したデータに対して、よく発生するデータに対しては短い符号を割り当て、発生しにくいデータに対しては長い符号を割り当てるという符号化を行う処理である。つまり、元のデータを可変長にするというものである。この処理により、元のデータのデータ量を削減することができる。
以下では、表示装置212で行われる画像処理について説明する。前述したようにCPU216からY成分とU/V成分のデータが別々に転送されてくるので、表示装置212においても異なる画像処理が行われる。表示装置212では、主にCPU216にて符号化されたデータを復号する画像処理が行われる。復号化処理は、Y成分とU/V成分のそれぞれに対して行われる。この復号処理は、主にCPU216にて行われた可逆的な処理に対する逆変換である。これにより、転送されてきたデータ量から想定されるよりも、元のイメージに近い高画質な画像を表示することができる。
ここでは、画像データのU/V成分の画像処理を説明する。CPU216にて処理されたU/V成分のデータは、まず、復号化処理部250に入力される。このとき、復号化処理部250には、符号化された画像データS13と最大値と最小値のデータS12が入力される。復号化処理部250では、最大値と最小値のデータS12に基づき、符号化された画像データS13を復号する。具体的には、符号化されたデータの階調値それぞれに、例えば階調値の最小値を加算する処理が行われる。例えば、符号化された5ビットのデータがあり、階調値の最小値が15で最大値が40であるデータが送られてくれば、5ビットで表された階調値それぞれに15を加算する処理を行う。すなわち、6ビットの元の画像データに戻される。
次に、画像データのY成分の画像処理を説明する。CPU216にて処理されたY成分のデータは、ハフマン復号化処理部254に入力される。このとき、ハフマン復号化処理部230には、ハフマン符号化された画像データS14と、ハフマン木のデータ又は符号と元のデータの対応関係を示す表などのハフマン符号化方法を規定するデータS16が入力され、これらに基づいて復号処理が行われる。具体的な復号方法について、図6(c)を参照して説明する。例えば、「101」という符号が送られてきた場合、まず、根13からビットが「1」である右の枝11をたどる。次に、ビット「0」である左の枝11をたどる。そして、ビット「1」である右の枝11をたどると、「d」を表す葉10に到達する。これにより、「101」と符号化されたデータが「d」という記号であると識別される。以上の手順で、符号化されたデータが復号される。なお、このハフマン復号化処理も先に述べたもの(図7で示した処理)と同様に、CPU216にてブロック単位でハフマン符号化処理を行うことができるので、このCPU212での処理と並列して行うことができる。
以下で、本発明の変形例について説明する。上述してきた実施形態において、CPU216では、U/V成分のデータに対し階調値の最大値/最小値に基づき符号化した。1つの変形例においては、このとき、データ量が4ビット以下になれば、ハフマン符号化処理をさらに行う。4ビット以下のデータであれば、ハフマン符号化処理において計算時間とメモリをそれほど要しないからである。このハフマン符号化処理を加えることにより、U/Vデータについてさらにデータ量を削減することができる。また、ハフマン符号化処理は可逆変換であるので復元して処理前の画像に戻すことができるため、表示される画像の画質を落とすことはない。
Claims (13)
- 画像処理部及び画像表示部を備える画像表示装置において、
前記画像処理部は、
表示すべきRGB形式の画像データを取得する画像データ取得手段と、
取得したRGB形式の画像データをYUV形式の画像データに変換するYUV変換手段と、
YUV変換により得られたY成分の画像データとU/V成分の画像データに、データ量を削減するための別々の画像処理を行う画像処理手段と、
別々の画像処理が行われた画像データを前記画像表示部へ転送する転送手段と、を備え、
前記画像表示部は、転送された前記Y成分及び前記U/V成分の画像データを表示することを特徴とする画像表示装置。 - 前記画像処理手段は、
前記Y成分の画像データを減色処理する減色処理手段と、
前記U/V成分の画像データを量子化処理する第1の量子化処理手段と、
減色処理された前記Y成分の画像データと量子化処理された前記U/V成分の画像データをそれぞれ符号化処理する符号化処理手段と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記減色処理手段は、前記Y成分の画像データに対してディザ処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記減色処理手段は、前記Y成分の画像データに対して誤差拡散処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記第1の量子化処理手段は、階調値が所定値より小さい画像データには量子化ステップを大きくし、階調値が前記所定値より大きい画像データには量子化ステップを小さくして量子化を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記符号化処理手段は、前記Y成分の画像データに対して、ハフマン符号化処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記符号化処理手段は、前記U/V成分の画像データに対して、階調値の最大値と最小値の間の画像データのみを符号化することを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記符号化処理手段は、符号化処理後の前記U/V成分の画像データが所定ビット数以下であれば、さらにハフマン符号化処理を行うことを特徴とする請求項7に記載の画像表示装置。
- 前記画像表示部は、
符号化処理された前記Y成分の画像データと前記U/V成分の画像データを復号化処理する復号化処理手段と、
復号化処理された前記U/V成分の画像データを量子化処理する第2の量子化処理手段と、
復号化処理された前記Y成分の画像データ及び前記第2の量子化手段により量子化処理された前記U/V成分の画像データを表示する表示手段と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。 - 前記第2の量子化処理手段は、前記第1の量子化手段の量子化特性の逆特性により量子化を行うことを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。
- 前記符号化処理手段は、前記画像データのブロック単位で符号化を行い、
前記復号化処理手段は、前記符号化処理手段と並行して、前記符号化手段にて以前行われたブロックに対応する画像データに対して復号化を行うことを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。 - 画像処理部及び画像表示部を備える画像表示装置において実行される画像表示方法において、
表示すべきRGB形式の画像データを取得する画像データ取得工程と、
取得したRGB形式の画像データをYUV形式の画像データに変換するYUV変換工程と、
YUV変換により得られたY成分の画像データと、U/V成分の画像データに、データ量を削減するための別々の画像処理を行う画像処理工程と、
別々の画像処理が行われた画像データを前記画像処理部から前記画像表示部へ転送する転送工程と、
転送された前記Y成分及び前記U/V成分の画像データを前記画像表示部に表示する表示工程と、を備えることを特徴とする画像表示方法。 - 画像処理部及び画像表示部を備える画像表示装置において実行されることにより、
表示すべきRGB形式の画像データを取得する画像データ取得手段、
取得したRGB形式の画像データをYUV形式の画像データに変換するYUV変換手段、
YUV変換により得られたY成分の画像データと、U/V成分の画像データに、データ量を削減するための別々の画像処理を行う画像処理手段、
別々の画像処理が行われた画像データを前記画像表示部へ転送する転送手段として前記画像処理部を機能させ、
転送された前記Y成分及び前記U/V成分の画像データを表示する表示手段として前記画像表示部を機能させることを特徴とする画像表示プログラム。
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