JP2006261835A

JP2006261835A - 画像送信装置、画像受信装置および画像伝送システム

Info

Publication number: JP2006261835A
Application number: JP2005073812A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sasaki; 尚佐々木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-09-28
Also published as: US7596263B2; US20060222241A1

Abstract

【課題】低消費電力で、かつ少ない本数の伝送線で画像データを送受信できるようにする。
【解決手段】タイミングコントローラ２は、予測器１１と、色差差分計算部１２と、剰余縮約部１３と、チャネル符号器１４とを有する。ソースドライバ５は、チャネル復号器２１と、予測器２２と、色差復号器２３とを有する。剰余縮約データからダイレクトにチャネル符号を生成して伝送線３に供給するため、タイミングコントローラ２の内部構成を簡略化できる。また、多値化により、伝送線３の本数を削減でき、EMI放射を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像データを送信または受信する画像送信装置、画像受信装置および画像転送システムに関する。

高精度かつ高品質の画像データを取り扱うには、大量の画像データを伝送する必要がある。近年、大量のデータを伝送することに伴い、EMIが問題になってきている。

EMIの対策を行うデータ転送技術として、例えば、RSDS (Reduced Swing Differential Signaling), mini-LVDS (Low Voltage Differential Signaling), CMADS (Current Mode Advanced Differential Signaling), whisper BUS, Mobile-CMADS, MSDL (Mobile Shrink Data Link), MPL (Mobile Pixel Link), MVL (Mobile Video Interface)などが提案されている。ＳＩＤ学会では、RSDSに関するLeeの論文（非特許文献１参照）が、CMADAに関するYusaの論文（非特許文献２参照）、McCartneyの論文（非特許文献３参照）がそれぞれ発表されている。また、携帯電話向けのシリアル・インタフェースをまとめて比較紹介した記事も公表されている（非特許文献４参照）。

さらに、携帯電話に関連して拡張されたMobile-CMADS, MSDL, MPL, MVIは、現状その画素数が少ないことにより、いずれも回路的な工夫によりEMI対策を行っている。しかしながら、これは当面のことであり、今後さらに画素数が増加するにつれて、データ量の急激な増加、回路の高周波数化、それに伴う回路コストの増大を考慮すると、今後は回路的な工夫にも限界が出てくる。

携帯電話を初めとするバッテリで駆動する電子機器では、消費電力は重要な要素であり、回路のさらなる高速動作は望ましくない。したがって、従来の回路的な工夫による解決に加え、従来の技術と矛盾しない別の観点による技術が必要となる。本発明に関係する従来技術として、データの圧縮やデータ遷移量の削減が考えられる。以下にこれらを説明する。

交代ビット反転法によるデータ遷移量の削減およびハフマン符号化、１次元圧縮法、アリスメトリック法による画像圧縮により、データ量を削減する技術が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この公報によるデータ削減量は常に1/2であるとは限らず、データに依存してそのデータ量が大幅に変化してしまい、伝送周波数を調整するために、その制御を考える必要がでてくる。このような制御を行う制御回路を余分に追加するのは望ましくない。

また、バス反転技術（データの過半数が変化する場合に、元のデータをビット反転させて転送することで、データ遷移量を削減する）を用いて、データ遷移量を削減する技術も知られている（特許文献２参照）。これらの公報では、バスにおけるデータ転送技術として、ごく一般のデータを想定しており、画像データの性質は利用していない。このため、圧縮率はそれほど高くない。

一方、データ遷移量が少なくなるように加算・減算処理を行う技術が提案されている（特許文献３参照）。この公報では、例えば００００→１１１１なるデータ変化に対してプラス１して、０００１→００００と変化させることで、変化量を減らしている。この公報でも、一般データを対象としており、画像データを念頭に置いていないため、画像データを効率的に処理できない。

また、データの発生頻度をダイナミックに監視しながらバス反転を行うＦＶ符号化方法が知られている（非特許文献５参照）。この方法は、データとして画像の統計的性質を積極的には利用していない。

また、１水平ライン（1H）前のデータと同じ値である場合には、その1H前に保存したデータを再利用してデータ転送を行わないようにすることで、データ転送量を削減する手法が提案されている（特許文献４参照）。しかしながら、実際の画像で、1H前のデータと同じ値になる可能性は、平均的に１割〜２割程度であり、データ転送を行わないことにより、たかだか２割の削減しかできず、EMIノイズを十分に削減するほど大きな効果は得られない。

また、画像の1H相関を利用してEMIノイズの削減を行うＶＤＥ法が提案されている（特許文献５，６および非特許文献６参照）。これらの手法では、1H予測や1V予測と空間予測器は単純なもので、性能的にまだ十分とはいえない。また、差分データは、そのまま転送に利用されており、チャネル上で遷移数を削減するためのチャネル符号化はまったく行っていない。このため、ＰＣ操作画面のような極めて相関の高い場合に良い性能を達成することができるだけであり、ＴＶ画面など自然画像に関しては、性能が良くない。

データ損失のない（ロスレス）データ圧縮技術として現状最も進んでいると思われる技術は、ISO規格FCD14495、通称JPEG-LS（lossless）である。この技術において、DPCM (Differential Pulse Code Modulation)技術が提案されている。画像データに関するDPCM技術としては、MED (Median edge detector)やGAP(gradient-adjusted predictor)が知られている。GAPは２Ｈメモリ（２水平ライン分のメモリ）を必要とし、ハードウェア回路規模が大きくなるので、ここでは1HメモリですむMEDを想定しておくが、これより性能の低いエントロピー符号化器もハードウェア量が少ないので、場合により選択する必要がある。

MEDはJPEG-LSで採用された技術であり、近年もさらなる改良が続いており、MEDを斜め方向のエッジを考慮に入れることで、性能改善を図る技術が提案されている（非特許文献７参照）。また、別の予測式で性能改善を図る技術も提案されている（非特許文献８，９参照）。この他、さらに高性能のMEDも提案されている（非特許文献１０参照）。これらの従来のMEDは、EMIノイズを削減することや配線本数の削減を目的として使用されておらず、データ圧縮を目的として利用されている。

次に、本発明に関連する画像エントロピーの利用方法に関する従来技術について説明する。符号化された符号のビット量を削減するためにエントロピーを利用するデータ圧縮技術が知られている。従来のデータ圧縮技術はこの点に注目して、ゴロム符号、算術符号、ハフマン符号など、実に数多くの技術を展開させている（非特許文献１１）。

近年、このような利用のほかに、ふたつの利用法が提案された。ひとつはデータにおける遷移数を削減するアイデアである。もうひとつは信号振幅の幅を減らすアイデアである。まず、遷移数削減の技術から見てみる。ＤＶＩ（非特許文献１２）のEMI改善に関する技術が３つある。ひとつはChengらによるChromatic encoding技術（非特許文献１３）であり（特許文献７に追加した技術。）、次はBoccaらによるDifferential Bar Encoding技術（非特許文献１４）、最後にLimited Intra-Word Transition Codes（非特許文献１５）がある。このように３種類の遷移数削減技術が知られている。

一方、エントロピーを振幅削減に利用する技術としては、多値画像エントロピー符号（特許文献８、非特許文献１６）がある。

ところが、さらなる画素数増加を考えると、従来の多値画像エントロピー符号は、まだ十分に信号振幅を低減できず、さらなる消費電力の削減が要望される。。
特開2003-366107公報特開2002-202760公報特開2000-152129公報特開2003-44017公報特開2000-20031公報米国特許公報6,344,850 米国特許公報5,974,464 米国特許公報6,633,243 Integrated TFT-LCD Timing Controllers with RSDS Column Driver Interface, SID Digest 6.2, 1999 High-Speed I/F for TFT-LCD Source Driver IC by CMADS, SID Digest. 9.4, 2001 WhisperBUS: An Advanced Interconnect Link For TFT Column Driver Data, SID Digest. 9.3, 2001 日経エレクトロニクス2004.3.15号、「シリアル・インタフェース。リボルバー式が普及を後押し。配線数を1/10以下に抑える」、p128〜p130 Jun Yang, Rajiv Gupta, FV Encoding for low-power Data I/O, IEEE, ISLPED 2001 SID ＩＤＲＣ２００３論文 Haruhiko Okumura等、"Vertically Differential EMI Compression Method for High Resolution LCDs" Jiangらの論文 Revisiting the JPEG-LS prediction scheme, IEE Proc. Visual Image Signal Process, Vol. 147, No.6, December 2000, pp. 575-580 Grecosらの論文 Two Low Cost Algorithms for Improved Diagonal Edge Detection in JPEG-LS, IEEE Transaction on Consumer Electronics, Vol. 47, No. 3, August 2001, pp. 466-473 Jiangらによる Toward improved prediction accuracy in JPEG-LS, SPIE Optical Engineering, 41(2) 335-341 (February 2002) Edirisingheの論文 Improvements to JPEG-LS via diagonal edge based prediction, Visual Communications and Image Processing 2002, Proceedings of SPIE Vol. 4671 (2002) David Salomon, Data Compression, 3rd Edition. 2004. Springer-Verlag. Digital Visual Interface, DVI Revision 1.0. 02 April 1999. Digital Display Working Group. http://www.ddwg.org We-Chung Cheng and Massound Pedram Chromatic Encoding: a Low Power Encoding Technique for Digital Visual Interface IEEE DATE 2003 session 6.3. Alberto Bocca, Sabino Salerno, Enrico Macii, Massimo Poncino, Energy-Efficient Bus Encoding for LCD Displays, GLSVLSI’04. Sabino Salerno, Alberto Bocca, Enrico Macii, Massimo Poncino. Limited Intra-Word Transition Codes: An Energy-Efficient Bus Encoding for LCD Display Interfaces. IEEE/ACM ISLPED 2004, session 7.4. Hisashi Sasaki, Tooru Arai, Masayuki Hachiuma, Akira Masuko, Takashi Taguchi, Multi-Valued Image Entropy Coding for Input-Width Reduction of LCD Source Drivers, SID Asia Display/IMID 2004.

本発明の目的は、低消費電力で、かつ少ない本数の伝送線で画像データを送信または受信可能な画像送信装置、画像受信装置および画像転送システムを提供することにある。

本発明の一態様によれば、過去の画像データにより予測された現在の予測値と現在の実画像データとの差分に関する色差差分データを計算する色差差分計算手段と、前記色差差分データと、画像データの統計的性質と、生成されるべき多値データの信号振幅とに基づいて、個々の前記色差差分データに対応する前記多値データを生成する多値生成手段と、前記多値データを少なくとも１本の伝送線を介して送信する送信手段と、を備えることを特徴とする画像送信装置を提供するものである。

また、本発明の一態様によれば、過去の画像データにより予測された現在の予測値および現在の実画像データの差分に関する色差差分データと、画像データの統計的性質と、生成されるべき多値データの信号振幅とに基づいて生成された多値データを、少なくとも１本の伝送線を介して受信する受信手段と、受信された前記多値データを復号して、現在の実画像データの色差信号と過去の画像データにより予測された現在の予測値の色差信号との差分に関する色差差分信号を生成する復号手段と、前記色差差分信号に基づいて、現在の実画像データを復元する画像復元手段と、を備えることを特徴とする画像受信装置を提供するものである。

また、本発明の一態様によれば、画像データを送信する画像送信装置と、この画像データを受信する画像受信装置と、を備えた画像伝送システムにおいて、前記画像送信装置は、過去の画像データにより予測された現在の予測値と現在の実画像データとの差分に関する色差差分データを計算する色差差分計算手段と、前記色差差分データと、画像データの統計的性質と、生成されるべき多値データの信号振幅とに基づいて、個々の前記色差差分データに対応する前記多値データを生成する多値生成手段と、前記多値データを少なくとも１本の伝送線を介して送信する送信手段と、を有し、前記画像受信装置は、前記伝送線を介して送信された多値データを受信する受信手段と、受信された前記多値データを復号して、現在の実画像データの色差信号と過去の画像データにより予測された現在の予測値の色差信号との差分に関する色差差分信号を生成する復号手段と、前記色差差分信号に基づいて、現在の実画像データを復元する画像復元手段と、を有することを特徴とする画像伝送システムを提供するものである。

本発明によれば、画像データの統計的性質に基づいて画像データを多値化して伝送するため、伝送時における消費電力の削減と伝送線の配線数削減とを図ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る画像伝送システムの概略構成を示すブロック図である。図１の画像伝送システムは、液晶パネル１と、液晶パネル１の表示制御を行うタイミングコントローラ２とを備えており、液晶パネル１とタイミングコントローラ２とは、FPC（Flexible Print Circuit）上に形成される複数の伝送線３で接続されている。

液晶パネル１は、ガラス基板上に形成された液晶表示部４と、ガラス基板の額縁付近に実装される複数のソースドライバ５とを有する。液晶表示部４は、縦横に列設された信号線および走査線と、信号線および走査線の各交点付近に形成される画素TFT（Thin Film Transistor）とを有するが、図１ではこれらを省略している。

タイミングコントローラ２は、不図示のホストコンピュータに内蔵され、表示すべき画像データを伝送線３上に供給する。

本実施形態は、タイミングコントローラ２とソースドライバ５の内部構成に特徴があり、画像データを多値化して伝送することにより、伝送線３の数、EMIノイズ、および伝送線３上の平均電流の削減を図る。

図２はタイミングコントローラ２とソースドライバ５の内部構成の一例を示すブロック図である。タイミングコントローラ２は、予測器１１と、色差差分計算部１２と、剰余縮約部１３と、チャネル符号器１４とを有する。ソースドライバ５は、チャネル復号器２１と、予測器２２と、色差復号器２３とを有する。

予測器１１は、周囲の画像データから現在位置の画像データを予測する。一般に、DPCM(Differential Pulse Code Modulation)では、予測画像データ（予測される色差画像データ）と実際の画像データ（実際の色差画像データ）の差を計算し、その差を色差差分データとして伝送する。本実施形態もこのDPCMの枠組みでデータの差分を計算して、その差を転送する。

予測器１１，２２の具体的な構成は特に問わない。予測器１１，２２のアルゴリズムには、MEDやGAPなど種々の手法があり、いずれもが利用可能である。どの手法を採用するかは、実現するハードウェアのコストとデータ転送時のEMI性能により、選択すればよい。ここでは最も簡単な1V差分を想定して説明を行うこととする。

1V差分とは、現在の画素データの１つ前（水平方向に１つ前なので1Vという）の画素のデータとの差を取る手法である。エントロピー符号化の高性能化という観点では、MEDの方が望ましいが、ハード量としては1Vが小さい。予測器の立場でいえば、この1V前の値で、現在値を予測していると解釈できる。この差分を取る操作は色差差分計算部１２にて行われる。

1V差分の場合、予測器１１，２２は単純に1V前のデータを保持しておき、それを参照する動作を行う。色差差分データは、実際にはε(R-G)、εＧ、ε(B-G)であるが、以降簡単のため、まずはＧに関して説明を行い、その後に、他の色差データ(R-G)，(B-G)について説明を行う。

色差差分データは差分を取るので、そのビット幅は予測方式によらず、色差データよりもビット数が増える。例えば、画像データＧが８ビットとすると、その予測画像データＧ'も８ビットである。予測される値の範囲は当然、元々のデータの範囲である。したがって、予測画像データと実際の画像データとの差分（色差差分データ）εＧ＝Ｇ−Ｇ’は、９ビットである。

例えば、予測画像データＧ'の値が255、実際の画像データＧの値が０の場合、色差差分データεＧ＝-255となる。同様に、予測画像データＧ'の値が０で、実際の画像データＧの値が255の場合、色差差分データεＧ＝255となる。予測はあくまで予測であり、できるだけエラーは０になるように予測するのではあるが、実際の画像データがその予測から大きく外れてしまうことは、まれではあるが起こりうる。この意味で、差分である色差差分データεＧには、９ビットのデータ量が必要となる。

図２の剰余縮約部１３は、９ビットの差分データを、剰余縮約により８ビットの差分データに変換する。このとき、後で９ビットの差分データに完全に戻せるように、データの完全性を確保しつつビット数の削減を行う。なお、剰余縮約部１３は、必ずしも必須の構成ではない。本質的な情報を失わずにビット数を削減して、チャネル符号器１４のサイズを小さくするという意味では、剰余縮約は当然望ましいが、原理としては無くても本技術は可能である。

チャネル符号器１４は、剰余縮約されたデータ（以下、剰余縮約データ）を、EMI削減を図れるようなチャネル符号（多値データ）に変換して、伝送線３に転送する。剰余縮約を行わない場合は、チャネル符号器１４は、色差差分データから多値データを生成する。

ソースドライバ５４内のチャネル復号部２１は、多値データを元の剰余縮約データに復号する。予測器２２は、予測器１１と同様の処理を行って、予測画像データを生成する。色差復号部１７は、剰余縮約データと予測画像データとを用いて、元の画像データを復元する。

次に、本実施形態における符号化の原理について説明する。本発明者が先に出願した特願2004-100545では、色差差分データを符号化した後にチャネル符号（多値データ）に変換した。すなわち、符号化するステップと、チャネル符号に変換するステップの２つが必要であった。

これに対して、本実施形態では、色差差分データからダイレクトにチャネル符号を生成する。これにより、上記先願明細書に記載された符号と異なる新たなチャネル符号を提案することにより、より平均電流を削減し、ＥＭＩノイズ発生を抑制する。符号の構成において、概念的によりダイレクトにチャネル符号を生成することで、平均電流を削減する目的に合わせた符号語の構成を可能としている。また、ハードウェア構成の簡略化もより容易に行える。

以下では、色差差分データからダイレクトに生成されるチャネル符号をΔで表すことにする。

上記先願明細書において、色差差分データから生成される符号化データは「０」と「１」しか取り得なかった。これに対して、本実施形態のチャネル符号は16値であれば０から15までの16種類の値を取ることができ、４値であれば０から３までの４種類の値を取り得る。

本実施形態では、消費電流削減のために、チャネル符号の信号振幅をできるだけ小さくする。このためには、信号振幅は小さい方が望ましい。そこで、チャネル符号の中で、信号振幅の小さいチャネル符号から順に、出現確率の高い（すなわち、絶対値の小さい）色差差分データを割り当てる。

図３は剰余縮約データとチャネル符号との対応関係の一例を示す図である。剰余縮約データは、各データの信号振幅に応じて、複数のグループに分類される。図３は、剰余縮約データを４値のチャネル符号に変換する例を示しており、剰余縮約データは１３個のグループに分類される。

図３には、各グループを識別するためのシリアル番号を示す「符号GR」と、対応する剰余縮約データの範囲を示す「入力範囲」と、そのグループに属するデータの数を示す「個数」と、そのグループ内のチャネル符号の平均振幅を示す「符号平均振幅」との対応関係が図示されている。

図３では、符号の平均振幅が０のものをグループ０、平均振幅が０．２５のものをグループ１としている。同じグループ内では平均振幅は同じであるため、１３個のグループはそれぞれ異なる平均振幅をもっている。

剰余縮約データは、０、＋１、−１、＋２、−２、…と絶対値が小さいものから順に各グループに割り当てられる。剰余縮約データは絶対値が「128」まで取りうる。

RGBの各色とも256階調の画像データとし、剰余縮約データを４値のチャネル符号に変換するとすると、チャネル符号は４成分が必要になる。以下では、チャネル符号を構成する４成分を（Δ３，Δ２，Δ１，Δ０）と表すことにする。

図４〜図１６は各グループ０〜１２におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図である。例えば、図４はグループ０を示している。グループ０では、チャネル符号は(0,0,0,0)になり、その平均振幅は、(0+0+0+0)/4=0となる。

グループ１は、図５に示すように、４個のチャネル符号（0001,0010,0100,1000）を有する。これら４個のチャネル符号の平均振幅は、(1+0*3)/4=0.25である。このように、同じ平均振幅をもつチャネル符号は同じグループに属する。

図１７は剰余縮約データ、チャネル符号、チャネル符号の平均振幅、および出現確率の対応関係を示す図である。剰余縮約データε＝０は最も出現確率p(0)が高いため、最も振幅の小さいグループ０のチャネル符号（0000）が割り当てられる。次にグループ１には４個のチャネル符号が存在するので、剰余縮約データε＝＋１、ε＝−１、ε＝＋２、ε＝−２の４つが割り当てられる。

これら４つのチャネル符号はいずれも同一の平均振幅をもつため、割り当てる順序は任意に設定できる。ここでは、仮に、0001、0010、0100、1000の順番に、ε＝＋１、ε＝−１、ε＝＋２、ε＝−２へそれぞれ割り当てを行うものとする。

次に、グループ２を利用して＋３から−７までの剰余縮約データεに対し、１０個の符号を順番に割り当てる。以下同様に、＋１２８（＝−１２８）の剰余縮約データまで、同様に割当てを行えばよい。なお、剰余縮約しているので、＋１２８は−１２８と同じ値として取り扱うことができる。

図１８は最終的に得られる剰余縮約データとチャネル符号との対応関係を示す図である。図１８には、一部の剰余縮約データについて、対応するチャネル符号と平均振幅とが示されている。図示のように、本実施形態のチャネル符号は、平均振幅の大きさに従って順番に割当てを行った結果得られるデータであり、「順序振幅符号」（OAC：Ordered Amplitude Code）とも名付けられる。４値の場合にはOAC4、１６値の場合にはOAC16というような表記を行う。

図１８の左端の列「id」は、剰余縮約データのそれぞれを識別するためのシリアル番号であり、１から256までの値を取る。図１８では、「id」が１から５２までのデータだけを示している。２番目の列「num」は剰余縮約データεの値を示しており、０からスタートし、１、−１、…と絶対値を１ずつ増やしながら、符号を交互に入れ替える。これは、剰余縮約データを出現確率が高いものから低いものへと並べることを意味している。３〜６番目の列（Δ３、Δ２、Δ１、Δ０）は４値のチャネル符号の各成分を示している。右端の列「sum of amp」はチャネル符号の平均振幅である。ここでは符号語が４でいつも構成されているので、振幅の合計を平均値と読み替えてもよい。

図１８では、剰余縮約データの大きさ順にチャネル符号を配置したが、チャネル符号の順番を適宜入れ替えてもよい。同じグループ内であれば、性能を劣化させるおそれはないため、順番を入れ替えても全く問題ない。

また、グループにまたがる場合でも、出現確率の低い後半のグループでは、剰余縮約データの順番を入れ替えても、平均電流はそれほど増えない。このため、剰余縮約データを入れ替えることで、ハードウェア構成が簡略化できるのであれば、平均電流が多少増大したとしても、メリットが大きい場合もありうる。

このようなハードウェアの最適化は、VHDLやVerilogによる記述に基づいて論理合成を行うことで得られる。あるいは、PLAやROMを用いた最適化なども考えられる。また、前半の符号３２個までで大半の確率（９５％）をカバーするから、その近辺として例えばグループ３までの割当てを図１８に従って採用し、残りの部分はまったく自由に組み合わせることも、大局的には大きな性能劣化を及ぼさない。

このように、図１８は単に一例にすぎず、順番を入れ替える等の変形を任意に行うことができる。逆にいえば、グループ１やグループ２などの若い番号のグループの多値化を優先させて、それに合わせてその他のグループの多値化を行うのが望ましいことがわかる。

以上の処理は、３種類の剰余縮約データΔ（r-g)、Δg、Δ（b-g)のそれぞれについて行われる。

図１９はタイミングコントローラ２から伝送線３に供給されるチャネル符号の伝送タイミングの一例を示す図である。図１９の左側は従来の伝送タイミング、右側は本実施形態の伝送タイミングを示している。図１９では、４値のチャネル符号を伝送する例を示している。

図１９に示すように、３種類の剰余縮約データに対応する３種類のチャネル符号がそれぞれ２本の伝送線３を介して伝送される。これにより、従来に比べて、半分の数の伝送線３でチャネル符号を伝送することができる。

図１９は一例であり、チャネル符号の伝送順序は適宜変更することができる。図１９では、２サイクルで１画素を伝送する例を示したが、１画素を伝送するのに要するサイクル数は適宜変更してもよい。

図２０〜図２５は実画像をOAC4のチャネル符号に変換して伝送を行った場合の解析結果を示す図である。色差差分データεは、統計的にラプラス分布に近似されることが知られているといっても、個別の画像に関して、完全にラプラス分布であるわけではなく、その分布パラメータも変動する。そこで、ここではＴＶ画像７５個を対象として、それぞれの解析を行い、その結果を統計的に示す。

図２０は予測器１１として1V予測を利用した場合のOAC4の平均電流分布を示す図である。図２１は1V予測を利用した場合の従来符号化MVIEC4の平均電流分布を示す図である。図２２はそれらの平均電流差、すなわちMVIEC4−OAC4の分布を示す図である。図２２を見ればわかるように、正の値を取るため、OAC4のほうがMVIEC4よりも小さいといえる。これはOAC符号化により従来のMVIECが改良されたことを意味している。その改善量は０．２７→０．２４で約１割程度である。

図２３、図２４および図２５は、予測器１１を1Vから1Hに変更した場合の解析結果である。図２３がOAC4、図２４がMVIEC4、図２５がMVIEC4−OAC4を示す。1H予測の場合でも、０．３３→０．３０と約１割の改善が達成されている。

図２０〜図２３からわかるように、本実施形態の符号化へと変更することで、平均電流が１割程度削減できた。

このように、第１の実施形態では、剰余縮約データからダイレクトにチャネル符号を生成して伝送線３に供給するため、タイミングコントローラ２の内部構成を簡略化できる。また、多値化により、伝送線３の本数を削減でき、EMI放射を抑制できる。また、多値化する際に、出現確率を考慮に入れて平均電流が少なくなるようなチャネル符号を生成するため、消費電力の削減も図れる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態は４値のチャネル符号で伝送を行ったが、第２の実施形態は１６値のチャネル符号で伝送を行う。

図２６および図２７は１６値のチャネル符号を生成する場合の剰余縮約データとチャネル符号との対応関係の一例を示す図である。これらの図に示すように、剰余縮約データは計３１個のグループに分類される。図２６および図２７の「符号GR」はグループのシリアル番号、「入力範囲」は各グループに属する剰余縮約データの範囲、「個数」はグループ内の剰余縮約データの数、「符号平均振幅」はチャネル符号の平均振幅である。

図２８は各グループ１５におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図である。RGBの各色とも256階調の画像データとし、剰余縮約データを１６値のチャネル符号に変換するとすると、チャネル符号は２成分が必要になる。以下では、チャネル符号を構成する２成分を（Δ１，Δ０）と表すことにする。

図２８に示すように、グループ１５では、チャネル符号の各成分とも０〜１５の値をとる。そして、Δ１とΔ０の振幅和が１５になる。このため、平均振幅は、15/2=7.5になる。Δ１とΔ０の組み合わせは、全部で１６種類ある。

グループのシリアル番号が大きくなるにつれ、平均振幅は大きくなる。グループ１６以降（平均振幅が８以上）では、グループ内の符号数が徐々に少なくなる。

図２９は剰余縮約データ、チャネル符号、チャネル符号の平均振幅、おおび出現確率の対応関係を示す図である。図１７と同様に、剰余縮約データε＝０は最も出現確率p(0)が高いため、最も振幅の小さいグループ０のチャネル符号(00)が割り当てられる。以下、グループのシリアル番号が小さいものから順に、小さい値のチャネル符号が割り当てられる。これにより、出現確率の高いデータほど、平均振幅の小さいチャネル符号を割り当てることができる。

上述したように、同一のグループ内であれば、どのチャネル符号も同じ平均振幅を有するため、必要に応じてグループ内でデータの入れ替えを行ってもよい。

図３０は最終的に得られる剰余縮約データとチャネル符号との対応関係を示す図である。図３０は一例であり、上述したように、少なくとも一部のデータの入れ替えを行うことができる。その際、ハードウェア構成が簡略化されるようなデータの入れ替えを行えば、特に有効である。図３０には、一部の剰余縮約データについて、対応するチャネル符号と平均振幅とが示されている。

図３０において、チャネル符号のΔ０成分について説明する。剰余縮約データε＝０、＋１、−１、＋２、…に対して、Δ０＝０、１、０、２、…が割り当てられている。逆にε＝１２８、−１２７、＋１２７、−１２６、…に対しては、Δ０＝１５、１４、１５、１３、…が割り当てられている。すなわち、逆方向から見た符号化の値と自分の符号化の値を加算すると常に１５となっている。０＋１５＝１５、１＋１４＝１５、０＋１５＝１５、２＋１３＝１５、…という具合である。これは、０から６４までの半分の符号表で、残りの半分が確定可能であることを意味している。ｋが符号ｊを持つと、−（１２８−ｋ）が符号１５−ｊを持つと定式化できる。ｋ＝０→６４の表で、１２８→−６４までの表が構成できる。１５−ｊのための加算器が余分に必要であるが、表は半分で済む。Δ１に関しても同様である。このような観点で、再度図１８を振り返ってみると、Δ３〜Δ０それぞれに関して同様のことが成立していることがわかる。すなわち、今度は１５ではなく和が３であり、ｋが符号ｊを持つとき、−（１２８−ｋ）は符号３−ｊを持っている。したがって、同様に符号表を削減できる。

図３１はタイミングコントローラ２から伝送線３に供給されるチャネル符号の伝送タイミングの一例を示す図である。１６値のチャネル符号を生成するため、従来は１２本必要であった伝送線３が１／４の３本だけで足り、図１９と比べても半数に減る。

図３２〜図３７は実画像をOAC16のチャネル符号に変換して伝送を行った場合の解析結果を示す図である。図３２〜図３４は予測器を1Vとした場合、図３５〜図３７は予測器を1Hとした場合の解析結果を示している。図３２はOAC16を利用した1V予測器での平均電流分布を示す図である。図３３はMVIEC16を利用した従来の1V予測器での平均電流分布を示す図である。図３４は（MVIEC16-OAC16）の分布を示す図である。この結果、（MVIEC16-OAC16）が負の値であり、従来のMVIEC16の方が、小さな平均振幅を示している。ほぼ０に近く、正にも分布が伸びている。したがって、（平均的には）この場合はOACにすることで性能が改善されていない。このことは、先のOAC4、MVIEC4の結果を考慮にいれて、どんな場合でもOACが優れているということではなく、場合によってはMVIECのほうが優れているということであり、これら二つの符号化はその状況に応じて選択しなければならないことを意味している。したがって、一方的にMVIEC技術を廃棄してはいけない。また、ハードウェア構成の規模も実際には重要な要素であるから、これも考慮に入れて選択を行うことになる。

図３５は1H予測器でのOAC16での平均電流分布を示す図である。図３６は1H予測器でのMVIEC16での平均分布を示す図である。図３７はこれら二つの差（MVIEC16-OAC16）の分布を示す図である。これも負の値が平均となっており、先の1Vと同じ結果である。

このように、第２の実施形態では、多値数を増やすことにより、第１の実施形態よりも伝送線３の本数を減らすことができ、EMI放射を抑制できる。また、第１の実施形態と同様に、消費電力の削減が図れる。

本発明の一実施形態に係る画像伝送システムの概略構成を示すブロック図。タイミングコントローラ２とソースドライバ５の内部構成の一例を示すブロック図。剰余縮約データとチャネル符号との対応関係の一例を示す図。グループ０におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ１におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ２におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ３におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ４におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ５におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ６におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ７におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ８におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ９におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ１０におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ１１におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。グループ１２におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。剰余縮約データ、チャネル符号、チャネル符号の平均振幅、および出現確率の対応関係を示す図。最終的に得られる剰余縮約データとチャネル符号との対応関係を示す図。タイミングコントローラ２から伝送線３に供給されるチャネル符号の伝送タイミングの一例を示す図。 1V予測を利用した場合のOAC4の平均電流分布を示す図。 1V予測を利用した場合の従来符号化MVIEC4の平均電流分布を示す図。 1V予測を利用した場合のMVIEC4−OAC4の分布を示す図。 1H予測を利用した場合のOAC4の平均電流分布を示す図。 1H予測を利用した場合の従来符号化MVIEC4の平均電流分布を示す図。 1H予測を利用した場合のMVIEC4−OAC4の分布を示す図。１６値のチャネル符号を生成する場合の剰余縮約データとチャネル符号との対応関係の一例を示す図。図２６に続く図。グループ１５におけるチャネル符号の各成分の値と平均振幅とを示す図。剰余縮約データ、チャネル符号、チャネル符号の平均振幅、おおび出現確率の対応関係を示す図。最終的に得られる剰余縮約データとチャネル符号との対応関係を示す図。タイミングコントローラ２から伝送線３に供給されるチャネル符号の伝送タイミングの一例を示す図。 OAC16を利用した1V予測器での平均電流分布を示す図。 MVIEC16を利用した従来の1V予測器での平均電流分布を示す図。 1V予測器での（MVIEC16-OAC16）の分布を示す図。 1H予測器でのOAC16での平均電流分布を示す図。 1H予測器でのMVIEC16での平均分布を示す図。 1H予測器での（MVIEC16-OAC16）の分布を示す図。

符号の説明

１液晶パネル
２タイミングコントローラ
３伝送線
４液晶表示部
５ソースドライバ
１１予測器
１２色差差分計算部
１３剰余縮約部
１４チャネル符号器
２１チャネル復号器
２２予測器
２３色差復号器

Claims

過去の画像データにより予測された現在の予測値と現在の実画像データとの差分に関する色差差分データを計算する色差差分計算手段と、
前記色差差分データと、画像データの統計的性質と、生成されるべき多値データの信号振幅とに基づいて、個々の前記色差差分データに対応する前記多値データを生成する多値生成手段と、
前記多値データを少なくとも１本の伝送線を介して送信する送信手段と、を備えることを特徴とする画像送信装置。
前記多値生成手段は、出現確率の高い前記色差差分データほど、より信号振幅の小さい多値データを生成することを特徴とする請求項１に記載の画像送信装置。
前記多値生成手段は、多値データを振幅順に複数のグループに分類し、個々の前記色差差分データをその出現確率に基づいて特定のグループに割り当て、前記割り当てたグループに属する多値データの中から個々の前記色差差分データに対応する多値データを選択することを特徴とする請求項１または２に記載の画像送信装置。
過去の画像データにより予測された現在の予測値および現在の実画像データの差分に関する色差差分データと、画像データの統計的性質と、生成されるべき多値データの信号振幅とに基づいて生成された多値データを、少なくとも１本の伝送線を介して受信する受信手段と、
受信された前記多値データを復号して、現在の実画像データの色差信号と過去の画像データにより予測された現在の予測値の色差信号との差分に関する色差差分信号を生成する復号手段と、
前記色差差分信号に基づいて、現在の実画像データを復元する画像復元手段と、を備えることを特徴とする画像受信装置。
画像データを送信する画像送信装置と、
この画像データを受信する画像受信装置と、を備えた画像伝送システムにおいて、
前記画像送信装置は、
過去の画像データにより予測された現在の予測値と現在の実画像データとの差分に関する色差差分データを計算する色差差分計算手段と、
前記色差差分データと、画像データの統計的性質と、生成されるべき多値データの信号振幅とに基づいて、個々の前記色差差分データに対応する前記多値データを生成する多値生成手段と、
前記多値データを少なくとも１本の伝送線を介して送信する送信手段と、を有し、
前記画像受信装置は、
前記伝送線を介して送信された多値データを受信する受信手段と、
受信された前記多値データを復号して、現在の実画像データの色差信号と過去の画像データにより予測された現在の予測値の色差信号との差分に関する色差差分信号を生成する復号手段と、
前記色差差分信号に基づいて、現在の実画像データを復元する画像復元手段と、を有することを特徴とする画像伝送システム。