JP3030815B1 - 白黒多階調表示装置 - Google Patents

白黒多階調表示装置

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JP3030815B1
JP3030815B1 JP10283857A JP28385798A JP3030815B1 JP 3030815 B1 JP3030815 B1 JP 3030815B1 JP 10283857 A JP10283857 A JP 10283857A JP 28385798 A JP28385798 A JP 28385798A JP 3030815 B1 JP3030815 B1 JP 3030815B1
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Abstract

【要約】 【課題】 8ビット以上の階調を持つ白黒映像をコンピ
ュータの表示画面上に表示する。 【解決手段】 アナログRGB信号の出力を可能とする
コンピュータ本体において、CD−ROM等に記憶した
16ビット階調の映像信号を、上位と下位の8ビット階
調づつの映像信号に分け上位8ビット階調の映像信号を
入力端子201に入力し、下位8ビット階調の映像信号
を入力端子202に入力する。反転加算器Aの入力端子
に接続された抵抗RR 205と抵抗RG 206との抵抗
比が、RR:RG =1:256に選択されているため、
加算器では上位8ビット階調の映像信号に1/256倍
した下位8ビット階調の映像信号が加算されることにな
り、出力端子V0 に16ビット階調の映像信号を生成し
出力させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療分野において
手術、診断及び治療等を行うときに、患者の患部等を撮
影した画像をコンピュータのモニタ上に表示するための
画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ビデオカメラ等で撮影した8ビッ
トを超える白黒画像をパーソナルコンピュータ等の表示
装置上に表示する場合には、汎用のパーソナルコンピュ
ータでは全ての階調を表示することができないため、画
像表示の処理を行う専用の集積回路等のハードウエアを
開発・設計してパソコン本体に組み込まなければならな
い。もしくは、高い表示能力を有するディスプレイモニ
タ等の表示装置を専用に設計、使用する必要があった。
【0003】このため、従来のコンピュータの画面表示
にあっては、ビデオカメラ等の撮影で記憶した映像は8
ビット以上(例えば16ビット)の階調の画像データを
有するものの、コンピュータ側の表示能力が8ビットま
でしかないために、16ビット階調の画像データのうち
上位側の8ビットのデータのみを使用して映像の表示を
行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
8ビット階調を超えるモノクロ画像を表示可能なコンピ
ュータシステムにあっては、専用ハードウエアの設計コ
ストが高いという欠点があるため汎用性がなく、医療分
野においても現実には限られた治療、診断(例えば、放
射線治療等)だけにしか使用されていなかった。
【0005】また、使用される台数が少ないことから、
撮影した映像を再度コンピュータの表示画面上で見たい
場合には、その度に専用端末のある場所まで行かないと
見ることができないという欠点があった。
【0006】本発明は、上記課題に着目してなされたも
ので、撮影した8ビットを超える映像を、専用の集積回
路等のハードウエアを設計することなく、汎用性のある
パーソナルコンピュータを使用して、小規模な回路構成
で、安価でしかも簡単に表示画面上に表示することがで
きる白黒多階調表示装置を提供することを目的としたも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の白黒多階調表示装置は、アナログRGB
信号を出力可能な本体と、該本体から出力された信号に
基づいて映像を画面表示する表示装置を含むコンピュー
タシステムにおいて、前記本体の出力部と前記表示装置
の入力部との間に白黒画像を多階調で表示するためのア
ダプタを有し、前記本体のメモリに予め記憶された16
ビットの映像データを、前記アナログRGB出力端子の
2つの出力端子を使用し8ビットごとに分けて出力さ
せ、前記出力端子のうち1つの出力端子から出力される
上位ビットの映像信号と、他の1つの出力端子から出力
される下位ビットの映像信号を1/256倍に分圧した
ものとを、前記アダプタ内に設けた加算器によって加算
し、再度RGBの映像信号を作成して出力することを特
徴とするものである。
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】本発明によれば、パソコンの本体に記憶さ
れた映像データを、上位、中位あるいは下位の各8ビッ
トのデータに分けて、R,G,B端子のいずれか2端子
あるいは3端子に出力し、それらの映像データを反転加
算器に入力し、その出力信号の極性と大きさを合わせる
反転増幅器に入力して得られる信号(16ビットあるい
は24ビットの画像)をモニタで観察する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る白黒多階調表
示装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0015】図1は、本発明の装置を接続したコンピュ
ータシステムの一形態を示す構成図である。本発明に係
る装置(アダプタ)Sを接続したコンピュータシステム
は図1に示すように、アナログRGB信号を出力するこ
とが可能なパソナルコンピュータの本体101と、前記
アナログRGB信号を出力する出力部(出力コネクタ)
102と、該出力コネクタ102に接続される接続ケー
ブル103と、カメラ等で撮影された映像データが本体
101内のメモリに書き込まれ、該書き込まれたデータ
を必要に応じてビットごとに分けて(例えば、メモリに
書き込んだ16ビットのデータを上位8ビットのデータ
と下位8ビットのデータに分ける)、出力コネクタ10
2の任意の出力端子(アナログR,G,B端子)に出力
するために、本体101にインストールされた表示用ソ
フトウエア(図示省略)と、前記任意のビットごとに分
けられ、前記出力コネクタ102から出力された信号が
入力され、入力された信号を加算して多階調の映像信号
を出力するアダプタSと、該アダプタSの入力側に接続
され、接続ケーブル103の出力コネクタ102と接続
される一端とは別の一端に設けられたコネクタ104
と、アダプタSの出力側に接続され、接続ケーブル10
6の一端に設けられたコネクタ105と、接続ケーブル
106の別の一端が接続される映像信号を表示する表示
装置107とから構成されている。
【0016】なお、本発明に係るアダプタSは、前記に
示す実施形態(図1)において接続ケーブル103と1
06の一端にコネクタ接続され、同じ種類の接続ケーブ
ルを使用するコンピュータシステムに対しては着脱可能
であるため共通して使用可能であるが、その接続する位
置は、本体101の出力と表示装置107の入力間であ
ればいずれの位置でもよく、例えば、接続時にケーブル
やコネクタにかかる負荷等を考慮した安全性から、出力
コネクタ102に接続される、接続ケーブル103の一
端に設けられているコネクタ111自体に組み込んだコ
ネクタ一体型のものであってもよい。
【0017】ここで、前記本体101にインストールさ
れる表示用ソフトウエアについて説明する。該表示用ソ
フトウエアは、本体101内のメモリに記憶された映像
データを、表示する階調のビット数に合わせて分け、8
ビット階調の出力を持つアナログRGB信号出力部10
2の任意の出力端子に出力させるソフトウエアである。
ビデオカメラ等で撮影された映像が、CD−ROM等の
記憶媒体に記憶され、該記憶されたデータは、本体10
1内の中央演算処理装置により読み込まれ、同本体10
1内のメモリに書き込まれる。該メモリに書き込まれた
データは、例えば、16ビット階調のデータを持つ映像
であれば、16ビット中の上位8ビットのデータと下位
8ビットのデータに分けられる。そして、上位8ビット
の映像データは、前記出力端子のR出力端子に出力さ
れ、下位8ビットの映像データは、G出力端子に出力さ
れる。なお、16ビット階調の映像を表示する場合に
は、B出力端子への映像データの出力はされないことに
なる。但し、アナログRGBの3つの出力端子のうち映
像データを出力する2つの端子は、任意の出力端子にす
ることも可能であり、前記RとGの出力端子に限るもの
ではない。
【0018】また、例えば、メモリに書き込まれたデー
タが、24ビット階調のデータを持つ映像の場合には、
24ビット中の映像データが上位8ビットのデータと中
位8ビットのデータと下位8ビットのデータとに分けら
れる。そして、上位8ビットの映像データは、前記出力
端子のR出力端子に出力され、中位8ビットの映像デー
タは、G出力端子に出力され、下位8ビットの映像デー
タは、B出力端子に出力される。但し、アナログRGB
の3つの出力端子への上位、中位、下位ビットの出力
は、任意の出力端子に出力させることも可能であり、前
記R、G、Bの組み合わせに限るものではない。
【0019】図2に、本体101の出力部から出力され
た映像信号の階調をたし合わせて、多階調の映像信号を
生成するアダプタSの構成回路の一形態を示す。アダプ
タSの構成回路は図2に示すように、前記本体101の
出力端子から出力される映像信号が入力される入力部I
と、入力された信号が加算される反転加算器Aと、加算
された信号の極性と大きさを合わせる反転増幅器Bと、
生成された信号が出力される出力部Oとから構成されて
いる。
【0020】図2は、16ビット階調の映像信号を生成
するための構成回路図であり、本体101側から出力さ
れた上位8ビットの映像信号が入力端子201に入力さ
れ、下位8ビットの映像信号が入力端子202に入力さ
れている。なお、各入力端子に入力される映像信号の大
きさは、一般的なパーソナルコンピュータの映像信号出
力レベルである1VP-P とする。よって、前記入力され
る映像信号の1階調あたりの大きさは、1/256Vの
大きさとなる。ここで、入力端子201に入力される信
号の大きさをVR 、入力端子202に入力される信号の
大きさをVG 、各入力端子に接続される抵抗をRR 20
5,R G 206、帰還抵抗をRf 207とすると、反転
加算器Aの出力電圧VO は、 VO =−(Rf /RR ×VR +Rf /RG ×VG ) となり、VR =VG =1VP-P であることから、 VO =−(Rf /RR +Rf /RG ) ・・・(1) となる。ところで、上記のように入力端子201には1
6ビット階調の上位8ビットの映像信号が入力され、入
力端子202には16ビット階調の下位8ビットの映像
信号が同じ信号レベル(1VP-P )で入力されているこ
とより、該2つの入力信号を反転加算器Aにより加算し
て16ビット階調の映像信号を生成するには、入力端子
202に入力した下位8ビットの入力信号を1/256
倍して上位8ビットの入力信号に加算してやればよい。
即ち、上記(1)式においてRR :RG =1:256の
関係を満たす抵抗値を選択してやればよい。このように
して、加算器により加算された映像信号は、上記と同様
の趣旨により映像信号のレベルを1VP-P とした場合に
は、1階調あたりの信号の大きさは1/216Vの大きさ
となる。
【0021】上記8ビット階調の映像信号から16ビッ
ト階調の映像信号が生成される過程を、図3、4に基づ
いて説明する。図3には、説明を分かり易くするために
4ビット階調の映像信号(階段波)が示されている。即
ち、4ビット階調の映像信号を加算器を使用して生成す
る場合を説明する。4ビット階調の映像信号(図3)の
うち上位2ビットの映像信号を図4(a)に示し、ま
た、下位2ビットの映像信号を図4(b)に示す。そし
て、図4(a)の信号が入力端子201に入力され、図
4(b)の信号が入力端子202に入力される。これら
2つの2ビット階調の映像信号から図3に示す4ビット
階調の映像信号を生成するには、下位2ビットの映像信
号(図4(b))を1/4倍した信号(図4(c))を
前記上位2ビットの映像信号(図4(a))に加算して
やればよい。即ち、上記(1)式においてRR :RG
1:4を満たす抵抗値を選択してやればよい。
【0022】反転加算器Aの出力、即ち、オペアンプ2
04の出力端子から出力された16ビット階調の映像信
号は、反転増幅器Bに入力され、増幅率を決める抵抗R
1 211とR2 212の値により1VP-P の信号レベル
となってオペアンプ210の出力端子から出力部Oに出
力される。
【0023】図5に、他の実施の形態である24ビット
階調の映像信号を生成するための構成回路を示す。24
ビット階調の映像信号を生成する場合にも、前記16ビ
ットの映像信号を生成する場合と同様に、本体101か
ら出力される8ビット階調の映像信号を、反転加算器と
反転増幅器とを使用して、加算し、極性と大きさを決定
するという動作が行われる。しかし、24ビット階調の
場合には、本体101のメモリに記憶された24ビット
の映像データが、上位、中位、下位3つの8ビット階調
の映像信号に分けられ、それぞれが入力端子501、5
02、503に入力される。また、反転加算器及び反転
増幅器の構成回路も2段必要となり、図5において、反
転加算器Cと反転増幅器Dが16ビットの構成回路に比
べ追加されている。そして、第一段目の構成回路(反転
加算器Aと反転増幅器B)において、入力端子501及
び502とオペアンプ520の反転入力端子との間に接
続される抵抗R R 510,RG 511の値を、RR :R
G =1:256の抵抗比にすることにより、入力端子5
01に入力される上位8ビットの映像信号に1/256
倍された入力端子502に入力される中位8ビットの映
像信号が加算される。更に、第二段目の構成回路(反転
加算器Cと反転増幅器D)において、オペアンプ521
の反転入力端子に接続される抵抗RRG512,RB 51
3の値を、RRG:RB =1:216の抵抗比に選択するこ
とにより、入力端子504に入力される前記上位と中位
の8ビット映像信号がたされた16ビットの映像信号
に、1/65536倍された入力端子503に入力され
る下位8ビットの映像信号が加算され、24ビット階調
に生成された映像信号が出力部Pに出力される。
【0024】また、医療分野だけにかぎらず、天体等を
カメラで撮影する写真の分野においても、写真の映像を
表示装置の画面上に表示するような場合に、本発明に係
る多階調装置を使用することにより、カメラで撮影した
16ビット階調の映像をリアルタイムでコンピュータの
表示画面上に表示することが可能であるため、従来のよ
うに、コンピュータ側の表示能力が8ビットしかないた
めに、画面表示した8ビットの映像信号を基に行ってい
た天体写真の映像処理を効率よく容易に行うことができ
る。
【0025】
【発明の効果】以上のことから、本発明では、本体出力
部と表示装置の入力部にアダプタを接続する構成になっ
ているので、接続する場合に本体あるいは表示装置のキ
ャビネットを開閉することなく容易に接続することがで
きる。また、使用する端末機としてパーソナルコンピュ
ータ等の小型で汎用性のあるもの(ウインドウズソフト
あるいはマッキントッシュソフトを使用したもの)が使
用できるので、小さなスペース、例えば、医師が患者の
診断等する場合に、診察室の個人用の机の上等において
も使用が可能であるとともに、診断用の画像を記憶させ
たCD−ROM等の記憶媒体とアダプタを持ち運ぶだけ
で簡単に画像を確認することができる。
【0026】また、記憶した画像データを一定のビット
ごとにアナログRGB出力端子に出力する表示用ソフト
ウエアをコンピュータ本体にインストールするだけで、
特殊なハードウエアを必要とせず、既存のコンピュータ
システムをそのまま使用できるので、使用する度に特定
の端末装置のある場所まで行かなくてすむため業務効率
を上げることができるとともに、コスト面で大きな利点
を有する。
【0027】また、各入力端子に入力される階調数をた
し合わせた階調数を表示することができるので、容易に
多階調の映像表示をさせることが可能である。
【0028】また、加算器のみを使用した簡単な回路で
構成できるため、容易に作成することできコスト的にも
有利である。また、生成する階調によって抵抗値の比率
を見直すだけで対応できるので、容易に多階調の映像表
示をさせることができる。
【0029】更に、アダプタが着脱可能であることか
ら、容易に持ち運ぶことができ、別のコンピュータにす
ぐに接続することができるので、いつでも見たい映像を
表示画面上に表示することができ、また、アダプタが故
障した場合にも簡単に交換することができる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る白黒多階調表示装置を接続したコ
ンピュータシステムの一形態を示す構成図である。
【図2】本発明に係る白黒多階調表示装置の一形態を示
す回路図である。
【図3】4ビット階調の映像信号(階段波)を示す図で
ある。
【図4】(a)は、図3に示す4ビット階調の映像信号
のうち上位2ビットの映像信号を示す図であり、(b)
は、図3に示す4ビット階調の映像信号のうち下位2ビ
ットの映像信号を示す図であり、(c)は、図(b)に
示す映像信号を1/4倍した図である。
【図5】本発明に係る白黒多階調表示装置の一形態を示
す回路図である。
【符号の説明】
A 反転加算器 B 反転増幅器 I 入力部 O 出力部 201 入力端子 202 入力端子 203 入力端子 204 オペアンプ 205 抵抗RR 206 抵抗RG 207 帰還抵抗 210 オペアンプ 211 抵抗R1 212 抵抗R2
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−307368(JP,A) 特開 平3−94594(JP,A) 特開 平4−373264(JP,A) 特開 平6−195047(JP,A) 特開 平6−289818(JP,A) 特開 平7−140930(JP,A) 特開 平8−76711(JP,A) 特開 平8−179740(JP,A) 特開 平8−234697(JP,A) 特開 平9−34399(JP,A) 特開 平11−38943(JP,A) 特開 平4−342291(JP,A) 実開 平2−62593(JP,U) 実公 平7−17115(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 5/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログRGB信号を出力可能な本体
    と、該本体から出力された信号に基づいて映像を画面表
    示する表示装置を含むコンピュータシステムにおいて、 前記本体の出力部と前記表示装置の入力部との間に白黒
    画像を多階調で表示するための着脱可能なアダプタを有
    し、 前記本体のメモリに予め記憶された16ビットの映像デ
    ータを、前記アナログRGB出力端子の2つの出力端子
    を使用し8ビットごとに分けて出力させ、 前記出力端子のうち1つの出力端子から出力される上位
    ビットの映像信号と、他の1つの出力端子から出力され
    る下位ビットの映像信号を1/256倍に分圧したもの
    とを、前記アダプタ内に設けた加算器によって加算し、
    再度RGBの映像信号を作成して出力することを特徴と
    する白黒多階調表示装置。
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