JP3313312B2 - 低密度なドット構成の大画面のドットマトリクス型ディスプレイに高密度なドット構成のビットマップ画像データを表示する制御方法および表示システム - Google Patents
低密度なドット構成の大画面のドットマトリクス型ディスプレイに高密度なドット構成のビットマップ画像データを表示する制御方法および表示システムInfo
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Description
構成の大画面のドットマトリクス型ディスプレイに高密
度なドット構成のビットマップ画像データを表示する制
御方法および表示システムに関し、とくに、できるだけ
緻密に見える画像表示を実現する技術に関する。
置した大画面のドットマトリクス型ディスプレイがスタ
ジアムやビル街に設置されているのを見たことがあるだ
ろう。このようなディスプレイの多くは画面寸法は大き
いものの、画面を構成しているドット密度は一般的なテ
レビ受像機のドット密度より相当に疎である。
イン×水平720画素の表示能力がある。この規格にぴ
ったり適合するビットマップ画像データは、縦480ド
ット×横720ドットの構成である。この規格の画像デ
ータを、たとえば縦96ドット×横144ドットの構成
の大画面ドットマトリクス型ディスプレイに表示する場
合を想定する。この例では、ビットマップ画像データの
ドット密度に対してディスプレイのドット密度は縦横そ
れぞれ1/5である。
80ドット×横720ドットのビットマップ画像データ
を縦横それぞれ1/5に間引いて縦96ドット×横14
4ドットの画像データにフォーマット変換し、そのデー
タを縦96ドット×横144ドット構成のディスプレイ
の各ドットに1対1に対応づけて表示駆動する。つま
り、5×5=25ドットからなる微小エリアの画像情報
のうち、1ドットの情報だけを抽出してディスプレイの
1ドットを表示駆動する。
で、当然ながら表示される画像品質は低下する。しかも
前記のような単純な間引きだけでは、エイリアシング歪
みが発生するので、画像品質は激しく低下することにな
る。このエイリアシング歪みをなくして画像の品質低下
をできるだけ小さくするために、微小エリアの画像情報
を平均化するフォーマット変換が知られている。この平
均化の変換よるLPF(ローパスフィルタ)効果でエイ
リアシング歪みが低減される。たとえば5×5=25ド
ット分の画像情報の全部を平均化して1ドット分のデー
タをつくったり、あるいは5×5のエリアの中の3×3
=9ドット分の画像情報を平均化して1ドット分のデー
タをつくる(25−9=16ドット分の情報は無視す
る)。フォーマット変換後の1ドットのデータでディス
プレイの1ドットを表示駆動する。この平均化を行うに
あたり、微小エリアの中心画素の情報により大きな重み
を与える荷重平均方式も知られている。バイリニア方
式、キュービックスプライン方式、ガウシアンフィルタ
方式などである。
ォーマット変換により高密度なビットマップ画像データ
を低密度化し、低密度なドット構成の大画面ドットマト
リクス型ディスプレイに表示する。この方式によれば、
具体的な制御パラメータを適切に設定することで、単純
な間引き方式よりは画像品質を改善できる。
大画面のドットマトリクス型ディスプレイに高密度なド
ット構成のビットマップ画像データを表示するにあた
り、従来にない新規な表示制御技術により、従来技術と
同程度かそれ以上の品質で、できるだけ緻密に見える画
像表示を実現することにある。
ドットの行列配置が間引かれて上下左右に隣り合う発光
素子ドット間に大きな間隔が存在する低密度なドット構
成の大画面のドットマトリクス型ディスプレイに対し、
隣り合う発光素子ドット間の間隔部分にも表示すべき画
像データドットが割り当てられた高密度なドット構成の
ビットマップ画像データを表示するにあたり、1つの発
光素子ドットとその周囲の間隔部分に表示すべき複数ド
ット分の画像データを1グループとし、その1グループ
の複数ドット分の画像データの中から所定の選択順番規
則に従って1ドット分ずつ複数の画像データを選択する
動作を高速に繰り返しつつ、その選択した1ドット分の
画像データを前記1つの発光素子ドットに供給して表示
駆動する表示制御方法とした。
グループに含まれる複数ドット分のデータを機会均等に
択一する方法がある。また、機会均等ではない規則性で
択一し、グループ中の特定ドットのデータを他よりも高
頻度で選択する方法も採れる。
配置が間引かれて隣り合う発光素子ドット間に大きな間
隔が存在する低密度なドット構成の大画面のドットマト
リクス型ディスプレイに対し、隣り合う発光素子ドット
間の間隔部分にも表示すべき画像データドットが割り当
てられた高密度なドット構成のビットマップ画像データ
を表示するにあたり、1つの発光素子ドットとその周囲
の間隔部分に表示すべき複数ドット分の画像データを1
グループとし、その1グループの複数ドット分の画像デ
ータの中から所定の規則に従って1ドット分の画像デー
タを選択する第1処理と、その1グループの複数ドット
分の画像データの中から所定の規則に従って選択された
複数ドット分の画像データを平均化して1ドット分の画
像データを生成する第2処理とを高速で繰り返しつつ、
第1処理により選択された1ドット分の画像データと第
2処理により生成された1ドット分の画像データを前記
1つの発光素子ドットに供給して表示駆動する表示制御
方法とした。
に、この発明を適用する低密度なドット構成の大画面ド
ットマトリクス型ディスプレイについて具体的に説明す
る。そのあとの(B)項で、この発明の表示制御方法に
ついて説明する。
1に示している。具体的な寸法をあげて説明すると、幅
12mmの桟1が100mmのピッチで縦横に組み合わ
されて桟間に大きな隙間のある透視可能な格子が構成さ
れている。この格子の各交点部分に直径27mmの円筒
形ハウジング2が一体的に設けられており、そのハウジ
ング2に高輝度LED集合ランプ3が内蔵されている。
集合ランプ3はRGB各色のLEDを組み合わせた多色
発光可能なものである。また図1に示すように、集合ラ
ンプ3の光軸は格子パネルの正面側にパネル面に直交し
ている。
れた格子が示されているが、これは超大型パネルの一部
分であり、全体としては縦128本で横256本の格子
により表示パネルが構成されているものとする。したが
って表示パネルの外形寸法は縦13m×横26m程度に
なる。以下に順次説明するように、この表示パネルに含
まれる128×256=32765個の集合ランプ3は
個別に発光制御され、通常のドットマトリクス式の表示
装置と同様な制御により文字や画像を静止画や動画とし
て任意に表示できる。この実施例では、各ランプ3の発
光制御信号はRGB各4ビットの合計12ビットのデー
タであり、これにより4096色の発色表現が可能であ
る。
御駆動回路システムは、後述するように桟1と円筒形ハ
ウジング2からなる格子構造体内に分散実装されてお
り、各回路系を結ぶ電気配線は桟1を通して分配されて
いる。この表示パネルに対して電源を供給する電源系
と、表示データを供給するパソコンのような主制御装置
が当該パネルの外縁部分に接続される。
示パネルをビルの透明なカーテンウオールの内面に沿わ
せて取り付ける。もちろん集合ランプ3のついた正面を
ビルの外側に向ける。桟1と円筒形ハウジング2からな
る格子構造体には格子間の大きな隙間があるので、これ
をビルの透明カーテンウオール面に設置しても、ビルの
内部の人が外の景色などを見るカーテンウオール越しの
視界は妨げられない。ビルの外部から見ると、ビル壁面
に縦13m×横26mの大きさの128ドット×256
ドットのドットマトリクス式の表示画面が存在し、また
その表示画面越しにビル内部の灯りも見える。
ルの集合体として構成する。格子モジュールの一例を図
2に示している。この例の格子モジュールMi(i=
1,2,3,…)は、縦横それぞれ4本の桟1を組み合
わせ、16箇所の格子交点部分の円筒形ハウジング2に
それぞれLED集合ランプ3を備えている。これの外形
寸法は約40cm×40cmである。
成の別の格子モジュールの横桟1の右端部とが雄型と雌
型のはめ合い構造になっている。同様に、格子モジュー
ルの縦桟1の上端部と別の格子モジュール縦桟1の下端
部とがはめ合い構造になっている。このはめ合い構造に
よって複数の格子モジュールMiを縦横に連結していく
ことで、100mmピッチの均一な大型格子パネルがで
きる。
の16個のランプ3を制御駆動する回路系と、モジュー
ル間の信号伝送回路系と、モジュール内の回路の電源系
とが実装されている。その実装スペースは桟1の内部お
よび円筒形ハウジング2の隙間であるが、これだけでは
スペースが不足する場合には、格子モジュールMiに存
在する9個の升目の1個をつぶして、その升目に回路ユ
ニットを配設してもよい。その場合は、回路ユニットが
視界を妨げる障害物になるが、この障害物が大きな格子
パネルの中に均一に分散配置することになるので、あま
り大きな問題ではない。
向に64個連結するとともに、縦方向に32個連結する
ことで、縦13m×横26mの大きさの128ドット×
256ドットの透視型表示パネルが構築される。つぎに
詳しく説明するように、横方向に連結された64個の格
子モジュールは、各モジュールの回路系が直列に接続さ
れる。つまり、格子モジュールの横桟1の左端部と同一
構成の別の格子モジュールの横桟1の右端部とが雄型と
雌型のはめ合い構造になっていると説明したが、所定の
横桟1の左端部には入力コネクタがあり、横桟1の右端
部には出力コネクタがある。2つのモジュールを横方向
に結合すると両者の入力コネクタと出力コネクタが接続
される。
ステム=== 前述したように、4×4の小型の格子モジュールMiを
横方向に64個連結するとともに、縦方向に32個連結
することで、縦13m×横26mの大きさの128ドッ
ト×256ドットの透視型表示パネルが構築され、横方
向に結合した64個のモジュールは電気的にシリアルに
接続される。その状態の概略を図3のブロック図に示し
ている。
ネルでの表示制御の中枢であり、一般的なパソコンある
いはワークステーションを用いる。主制御装置4は、表
示しようとする静止画あるいは動画の画像データを所定
のファイル形式でハードディスク装置などに蓄積してあ
り、プログラムに従って所定の画像データを表示パネル
の回路システムに分配する制御を行う。
個の格子モジュールの集合体のことをモジュール行とい
う。実施例の表示パネルは32のモジュール行によって
構成されている。各モジュール行の左端のモジュールに
はデータ分配回路S1〜S32がそれぞれ接続されてい
る。32個のデータ分配回路S1〜S32はシリアルに
接続されて主制御装置4に結合されている。
あり、1ドットの表示制御データは前述のように12ビ
ットである。従って、1フレーム分の画像データは12
8×256×12ビットである。主制御装置4は、1フ
レーム分の画像データを1ドット分=12ビットの並列
データとして高速に直列出力する。もちろんデータ転送
にクロック信号やフレーム同期信号なども同時に出力す
る。
ュールがあり、1つの格子モジュールには16ドット分
のランプ3がある。従って、1つのモジュール行には6
4×16ドット分の画像データが必要である。各モジュ
ール行に対応する各データ分配回路S1〜S32は、主
制御装置4から出力される1フレーム分の画像データの
うち、各行に必要な64×16ドット分のデータを受け
取り、それを対応したモジュール行に向けて転送する。
モジュール行に送り出される1モジュール行分のデータ
は、64個の各格子モジュールに順次転送される。各格
子モジュールの内蔵回路(つぎに説明する)は、64×
16ドット分の画像データにうちの自分向けの16ドッ
ト分のデータを受け取って一時記憶し、その16ドット
分のデータにより16個のランプ3を制御駆動する。こ
の制御が64×32個の各格子モジュールで高速に繰り
返し実行され、縦13m×横26mの大きさの128ド
ット×256ドットの透視型表示パネルに多色の静止画
や動画が表示される。
の概要を図4に示している。前述したように、格子モジ
ュールの横桟1の左端部に入力コネクタ5があり、右端
部に出力コネクタ9がある。入力コネクタ5に印加され
る各種入力信号は入力バッファ6で受信処理されてデー
タセレクタ7に入力される。データセレクタ7は、自分
向けの16ドット分の画像データを選択抽出して表示回
路10に受け渡すとともに、必要なクロックや同期信号
を表示回路10に与える。また、同じモジュール行に属
する後段の格子モジュールに各種信号を転送するため
に、それら信号の波形成形やタイミング再生を行い、出
力バッファ8を介して出力コネクタ9に前記信号を印加
する。
9には電源ライン11用のコンタクトもあり、データ分
配回路Sjの側からモジュール行の64個の格子モジュ
ールに直列に電源が供給される。各格子モジュール内に
はスイッチング・レギュレータ12があり、外部から供
給される電源を受けて、モジュール内の各部の論理回路
およびLED集合ランプ3を駆動するための安定な電源
をつくる。
の概略構成を図5に示している。16個のランプ3は4
×4のマトリクス回路13に接続されており、コモンド
ライバ14と列ドライバ15とによって周知のダイナミ
ック方式で点灯駆動される。前記データセレクタ7によ
り選択抽出された16ドット分の画像データは、やはり
セレクタ7から与えられるクロックや同期信号に従って
動作するコントローラ17の制御され、データメモリ1
6に書き込まれて一時記憶される。またコントローラ1
7は、データメモリ16の画像データを4ドット分ずつ
順番に読み出して列ドライバ15に入力するとともに、
それと同期してコモンドライバ14を走査する。
横1280のドット構成のビットマップ画像データを表
示するとする。従来技術の項で説明した例と同様に、ビ
ットマップ画像データのドット密度に対してディスプレ
イのドット密度は縦横それぞれ1/5である。
に展開する場合、ディスプレイ画面の各1ドットに、画
像データの5×5=25ドットの微小エリアが機械的に
対応することになる。一実施例としては、図6に示すよ
うに、5×5の微小エリアの25ドットのデータのう
ち、中央の3×3=9ドットを有効ドットとしてそれら
のデータでディスプレイの1ドットを以下のように表示
駆動する。5×5の微小エリアにおける周辺部分の25
−9=16ドットのデータは無視する。つまり、ビット
マップ画像データの近接した3×3=9ドットのグルー
プをディスプレイの各1ドットに割り付けることで、当
該画像データをディスプレイ画面の全面に展開すること
とする。
トマップ画像データがビデオRAMにストアされ、表示
制御の主体となるプロセッサがビデオRAMを高速でリ
ードアクセスし、1グループの9ドット分のデータの中
から所定の選択順番規則に従って1ドット分のデータを
択一する動作を高速に繰り返し、その択一した1ドット
分のデータをディスプレイの1ドットに供給して表示駆
動する。この処理をディスプレイ画面の縦128×横2
56の全ドットについて高速に同期して行う。
する。図6においては、1グループの9ドットに〜
の番号を付けている。選択順番規則の第1実施例は、こ
の番号順に→→→→→→→→と各ド
ットのデータを択一する動作を高速に繰り返す。たとえ
ば前記ビデオRAMの画像データが1/30秒の周期で
更新されるとする。表示制御プロセッサは、更新された
1フレームの画像データについて、1/270秒の周期
で9回表示走査を実行し、1グループの9ドットのデー
タをそれぞれ1回ずつ表示駆動に供する。この例では各
ドット〜のデータが機会均等に選択される。
る。ここで説明する例では、各ドット〜の中心に位
置するドットを、他の8ドットよりも高頻度で選択す
る。つまり→→→→→→→→→→
→→→→→の順番が1サイクルである。こ
れを繰り返す。
具体的に説明した2つの例に限定されるものではなく、
さまざまな態様で実施可能である。図7に示すように、
2×2の微小エリアの4ドットを→→→の順番
で択一する動作を高速で繰り返し、その択一した1ドッ
トのデータを前記ディスプレイの1ドットに供給して表
示駆動する。
する。この例では、4×4の微小エリアの16ドットの
グループをディスプレイの各1ドットに割り付ける。そ
して、まずドットのデータを選択して表示する。つぎ
にの3ドットのデータを平均化して1ドットのデ
ータをつくり、これを表示する。つぎにの5
ドットのデータを平均化して1ドットのデータをつく
り、これを表示する。つぎに丸10・ 丸11・ 丸12・ 丸13・
丸14・ 丸15・ 丸16の7ドットのデータを平均化して1ド
ットのデータをつくり、これを表示する。以上の動作を
高速で繰り返す。
Vカメラで撮影したとする。この場合、1フレームの画
像データの微小エリアの複数ドットの表示光がTVカメ
ラ撮像素子の同一位置を僅かずつ時間をずらして励起す
ることになる。そのため、微小エリアの複数ドットのデ
ータを時間軸上で平均化したのと同じ効果が生じる。し
たがって従来技術の説明と同様に、微小エリアの均等平
均または荷重平均によるLPF効果により、単純な間引
きに方式で発生するエイリアシング歪みを低減できるこ
とが分かる。
つぎのように異なる作用も生じる。人間の目の場合、ま
ったく同一の位置で視点を固定することは難しく、小刻
みに動いている。この発明による表示システムの画面を
人間が見た場合、1フレームの画像データの微小エリア
の複数ドットの表示光が網膜上の異なる視神経を僅かず
つ時間をずらして刺激することになる。したがって、単
純に間引きされた画像を見る場合と比較すると、より多
くの画像データを視認者に与えることになる。この発明
の表示システムの場合、人間の目の特性および視覚中枢
の働きを含めたトータルでシステムが完結するものと考
えられる。そのため、この発明の表示システムの画像の
見え方は視認者の個体差に大きく左右されるが、表示シ
ステムの解像度の向上という面において、前述したLP
F効果によるエイリアシング歪みの低減効果を凌ぐもの
がある。
なドット構成の大画面のドットマトリクス型ディスプレ
イに高密度なドット構成のビットマップ画像データを表
示するにあたり、従来にない新規な表示制御技術によ
り、従来技術と同程度かそれ以上の品質で、できるだけ
緻密に見える画像表示を実現することできる。
パネルの部分的な外観を示す斜視図である。
の同上透視型表示パネルを構成する形態の説明図であ
る。
を示すブロック図である。
ある。
ク図である。
る選択順番規則の説明図である。
ける選択順番規則の説明図である。
ける選択順番規則の説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 発光素子ドットの行列配置が間引かれて
上下左右に隣り合う発光素子ドット間に大きな間隔が存
在する低密度なドット構成の大画面のドットマトリクス
型ディスプレイに対し、隣り合う発光素子ドット間の間
隔部分にも表示すべき画像データドットが割り当てられ
た高密度なドット構成のビットマップ画像データを表示
するにあたり、1つの発光素子ドットとその周囲の間隔
部分に表示すべき複数ドット分の画像データを1グルー
プとし、その1グループの複数ドット分の画像データの
中から所定の選択順番規則に従って1ドット分ずつ複数
の画像データを選択する動作を高速に繰り返しつつ、そ
の選択した1ドット分の画像データを前記1つの発光素
子ドットに供給して表示駆動することを特徴とする表示
制御方法。 - 【請求項2】 請求項1において、前記選択順番規則は
1グループに含まれる複数ドット分の画像データを機会
均等に択一することを特徴とする表示制御方法。 - 【請求項3】 請求項1において、前記選択順番規則は
1グループに含まれる複数ドット分の画像データを機会
均等ではない規則性で択一し、グループ中の特定ドット
の画像データが他よりも高頻度に選択されることを特徴
とする表示制御方法。 - 【請求項4】 発光素子ドットの行列配置が間引かれて
隣り合う発光素子ドット間に大きな間隔が存在する低密
度なドット構成の大画面のドットマトリクス型ディスプ
レイに対し、隣り合う発光素子ドット間の間隔部分にも
表示すべき画像データドットが割り当てられた高密度な
ドット構成のビットマップ画像データを表示するにあた
り、1つの発光素子ドットとその周囲の間隔部分に表示
すべき複数ドット分の画像データを1グループとし、そ
の1グループの複数ドット分の画像データの中から所定
の規則に従って1ドット分の画像データを選択する第1
処理と、その1グループの複数ドット分の画像データの
中から所定の規則に従って選択された複数ドット分の画
像データを平均化して1ドット分の画像データを生成す
る第2処理とを高速で繰り返しつつ、第1処理により選
択された1ドット分の画像データと第2処理により生成
された1ドット分の画像データを前記1つの発光素子ド
ットに供給して表示駆動することを特徴とする表示制御
方法。 - 【請求項5】 発光素子ドットの行列配置が間引かれて
上下左右に隣り合う発光素子ドット間に大きな間隔が存
在する低密度なドット構成の大画面のドットマトリクス
型ディスプレイに対し、隣り合う発光素子ドット間の間
隔部分にも表示すべき画像データドットが割り当てられ
た高密度なドット構成のビットマップ画像データを表示
するシステムであって、請求項1〜請求項4のいずれか
に記載の表示制御方法に従って動作する表示制御手段を
備えたことを特徴とする表示システム。
Priority Applications (13)
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-
1997
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