JP3372667B2

JP3372667B2 - 表示制御装置

Info

Publication number: JP3372667B2
Application number: JP20416194A
Authority: JP
Inventors: 和巳須賀
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH0851648A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示制御装置に関し、
詳しくは、ＮＴＳＣやＰＡＬ等のテレビジョン放送規格
信号を受け、表示装置に表示せしめる表示制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＮＴＳＣ等のテレビジョン表示装
置として、ＣＲＴディスプレイが主に用いられてきた。
しかし、ＣＲＴディスプレイは表示画面の厚み方向の長
さをある程度必要とするため、表示装置全体の小型化を
図り難い。この点を補うものとして液晶表示ディスプレ
イ（以下、ＬＣＤという）が登場した。現在、ＬＣＤと
してはいくつかの方式があるが、大きくアクティブマト
リクス方式と単純マトリクス方式に分けられる。アクテ
ィブマトリクス方式としてはＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）を各画素ごとに持つ方式がよく用いられている。こ
の方式はアナログ階調表示が可能なため、フルカラー表
示が可能であるが、コストが高いのと大画面化が難しい
という問題点を有している。一方、例えば強誘電性液晶
などを用いた単純マトリクス方式は、低コストで大画面
化が容易であるが、基本的にＲＧＢ各色１ビット表示で
あるため色表現力に乏しい。

【０００３】この色表現力の乏しさを補う技術として、
誤差拡散（以下、ＥＤという）法などの画像処理を用い
て、中間調表示を行なう方法がある。ＥＤ法は、本来表
示したい値と、実際に表示される値との誤差を右横およ
び下方向に拡散して、マクロ的に中間調表示を実現する
手法である。このＥＤ処理を、ＮＴＳＣ等のインターレ
ース入力のデータに行なって、低階調な表示装置に高品
位に画像を表示しようとする場合、従来は、偶数（ｅｖ
ｅｎ）フィールドの画像データと奇数（ｏｄｄ）フィー
ルドの画像データを一度合成して１フレームのデータに
し、この１フレームのデータに対してＥＤ処理を行なっ
て、表示装置にノンインターレース出力する方法を取っ
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示装
置のフレーム周波数が３０Ｈｚ以下の低フレーム周波数
駆動である場合、表示画像のリアルタイム性を確保し、
かつフレッカーレスな表示を実現するためには、表示装
置に対し、インターレース走査を行なう必要がある。し
かし、フレーム単位でＥＤ処理したデータを表示装置に
インターレース出力すると、垂直方向のＥＤ処理による
効果が得られないために、半フレーム（１フィールド）
のデータを表示している間は著しく画質が劣化する。そ
の結果、動画像として連続的に上記データを表示すると
非常に画質が悪い。

【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、ＮＴＳＣやＰＡＬ等のフィールド単位に入力され
るテレビジョン画像を、低階調、低フレーム周波数駆動
の表示装置を用いて、高品位に表示可能にする表示制御
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の態様の表示制御装置は、ＮＴＳＣや
ＰＡＬ等の、フィールド単位で入力されるアナログＹＣ
ｒＣｂ信号からアナログＲＧＢ信号への変換を行なうカ
ラーデコーダ手段と、該アナログＲＧＢ信号をデジタル
ＲＧＢデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、該デジタル
ＲＧＢデータを表示装置のレゾリューション（解像度す
なわち画素数）に合わせる画像サイズ変換手段と、該フ
ィールドデータをそのままＥＤ処理やディザ処理等の中
間調処理する中間調処理手段とを具備し、この中間調処
理されたＲＧＢデータを前記表示装置にインターレース
出力することを特徴とする。

【０００７】本発明の第２の態様では、ＮＴＳＣ等のア
ナログ信号からアナログＲＧＢデータへの変換を行なう
カラーデコーダ手段と、該アナログＲＧＢデータをデジ
タルＲＧＢデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、入力フ
ィールドデータ（偶数フィールドデータおよび奇数フィ
ールドデータ）を重ね合せてフレームデータに変換し、
該フレームデータを、書き込み、読み出しするためのメ
モリ手段と、該フレームデータを表示装置のレゾリュー
ションに合わせる画像サイズ変換手段と、該画像サイズ
変換後のデータをライン単位に入れ替えて格納するライ
ンメモリ手段と、該ライン単位の入れ替え後のデータを
ＥＤ処理等の中間処理する中間調処理手段とを具備し、
該フィールド単位に中間調処理されたデータを走査線単
位で前記フレーム単位の順序に並べ替えて、前記表示装
置にインターレース出力することを特徴とする。

【０００８】本発明の好ましい実施例においては、入力
データの画像データサイズを認識し、前記画像サイズ変
換手段を制御する制御手段を備えている。該制御手段
は、さらに前記フィールドデータからフレームデータへ
の変換、前記中間調処理手段の前後でのライン単位のデ
ータの入れ替え、および前記中間調処理されたデータを
表示装置に出力せしめる制御をも行なう。

【０００９】画像サイズ変換は、前記ＲＧＢデータを補
間または間引きして行なう。補間処理としては、不足デ
ータとして直前または直後の画素に割り当てられるもの
と同じデータを単純に複製して割り当てる方法や、直前
と直後の画素に割り当てられるデータの平均値を割り当
てる方法を採用することができる。

【００１０】

【作用】以上の構成によれば、中間調処理はフィールド
単位で行ない、この中間調処理したデータをインターレ
ース出力する。このため、偶数フィールドのデータを出
力した際にも、奇数フィールドのデータを出力した際に
も、一ラインおきに中間調処理による垂直方向のデータ
の相関が生まれるために画質は良好である。したがって
動画像として連続的に上記のデータを表示した際にも良
好な画質を得ることが可能となる。

【００１１】このように、本発明によれば、低階調、低
フレーム周波数駆動の表示装置においても、ＮＴＳＣ等
のテレビジョン画像をフリッカさせずに、高品位に表示
させることが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の第一の実施例にかかる表
示制御装置のブロック図である。同図の表示制御装置１
０は、カラーデコーダ手段１０１、Ａ／Ｄ変換手段１０
２、画像サイズ変換手段１０３、中間調処理手段１０４
および制御手段（ＭＰＵ）１０５を具備する。制御手段
１０５は、カラーデコーダ手段１０１または画像サイズ
変換手段１０３への入力データの画像データサイズを認
識し、画像サイズ変換手段１０３を制御する。

【００１４】次に、図１の表示制御装置１０の動作を図
２のフローにそって説明する。

【００１５】ＮＴＳＣ、ＰＡＬ等のテレビジョン放送規
格に従ったアナログフィールドデータが入力される（ス
テップ２０１）と、その入力フィールドデータは、カラ
ーデコーダ手段１０１によりアナログＹＣｒＣｂデータ
からアナログＲＧＢデータへ変換される（ステップ２０
２）。このアナログＲＧＢデータは、Ａ／Ｄ変換手段１
０２によりデジタルＲＧＢデータへ変換される（ステッ
プ２０３）。デジタル化されたフィールドデータは、画
像サイズ変換手段１０３により表示装置の水平、垂直解
像度（水平、垂直の画素数）に一致するように、補間ま
たは間引き等の画像サイズ変換処理される（ステップ２
０４）。

【００１６】図３はこのサイズ変換処理の一例として、
Ａ／Ｄ変換後の入力フィールドデータの水平、垂直解像
度が６４０×２４０（フレームとしては６４０×４８
０）であり、表示装置の水平、垂直解像度が１２８０×
２４０（フレームとしては１２８０×４８０）である場
合について示す。ここで入力アナログデータのＡ／Ｄ変
換後のサンプリングを６４０でサンプリングしているの
は、もともとＮＴＳＣ等の入力映像信号が４ＭＨｚ程度
の帯域しか持っていないためである。

【００１７】この場合、表示装置の水平方向の解像度
が、入力データの水平解像度の２倍であるため、入力デ
ータは水平方向に２倍に補間される。図３（ａ）の入力
フィールドデータの内、４８と４０の値を持つ画素に注
目して説明する。図３（ｂ）は補間方法として、データ
を単純にコピーする場合の補間処理後のデータを示して
いる。この場合水平方向に２つ並んだ入力データ４８と
４０は、それぞれ２つずつにコピーされる。ただしこの
場合入力データがフィールドデータであるため、表示装
置にはインターレース出力（１ラインおきに出力）され
る。

【００１８】また図３（ｃ）には、補間処理方法とし
て、図３（ａ）において水平方向に並んだ２画素の値の
平均値を図３（ｃ）においてそれらの２画素の間の画素
のデータとする線形補間を行なった場合の補間処理後の
データを示している。この場合入力データ４８と４０の
平均値４４が補間値として４８と４０の間に新たに挿入
される。但し、水平方向ラインの最後の画素について
は、例えば同じデータをコピーする等の例外処理を行な
う。

【００１９】図１および２に戻って、画像サイズ変換手
段１０３により表示装置の水平、垂直解像度と同じサイ
ズに変換されたフィールドデータは、中間調処理手段１
０４により所定の中間調処理を施される（ステップ２０
５）。ここで行なわれる中間調処理は、例えば通常よく
用いられているディザ処理またはＥＤ処理である。この
中間調処理について、図４および５を参照して説明す
る。

【００２０】まず、入力データが図４に示すように０か
ら２５５の値をとる８ビットデータであり、中間調処理
として例えば２値２×２ディザ処理を行なう場合につい
て説明する。入力データは予め定められた閾値よりも大
きいか小さいかにより、出力値が０か２５５かの２値
（２値表示装置のオン、オフ）に決まる。この閾値は２
×２の画素サイズ単位で構成され、この単位内の全ての
閾値が等間隔にずれているように決められる。ここで
は、４つの画素の閾値は、それぞれ５１、１０２、１５
３および２０４に決められている。入力データが例え
ば、図４（ａ）に示すように７であった場合、７は対応
する閾値２５５（図４（ｂ）参照）よりも小さいため、
出力値は０となる（図４（ｃ）参照）。

【００２１】次に、入力データが上述の場合と同じく８
ビットデータであり、中間調処理としてＥＤ処理される
場合について図５を参考にして説明する。ここでは、入
力データが図５（ａ）に示すように閾値１２７よりも大
きいか小さいかにより、出力値が０と２５５の２値のい
ずれか（２値表示装置のオン、オフ）に決まる。例え
ば、図５（ａ）に示すように入力データが１００であっ
た場合、１００は閾値１２７よりも小さいため、出力値
は０となる。その結果、入力値と出力値との間に誤差が
＋１００生じるが、この誤差を図５（ｂ）に示す重み付
けで図５（ｃ）に示す横および下方向の画素データに振
りまくことにより、マクロ的に中間調が表現される。す
なわち、誤差が＋１００の場合、重み付け２／８で示さ
れる画素はその本来の入力データに２５を加算され、重
み付け１／８で示される画素はその本来の入力データに
１２または１３を加算された後、上記閾値１２７と比較
される。

【００２２】図１および２に戻って、中間調処理手段１
０４によってフィールド単位に中間調処理されたデータ
は、順次表示装置にインターレース出力される（ステッ
プ２０６）。

【００２３】次に本発明第二の実施例について詳細に説
明する。

【００２４】図６は、本発明の第二の実施例にかかる表
示制御装置のブロック図である。同図の表示制御装置６
０は、カラーデコーダ手段６０１、Ａ／Ｄ変換手段６０
２、第１フレームメモリ手段６０３、画像サイズ変換手
段６０４、ラインメモリ手段６０５、中間調処理手段６
０６、第２フレームメモリ手段６０７および制御手段
（ＭＰＵ）６０８を具備する。第１および第２フレーム
メモリ手段６０３，６０７は、それぞれ２個のフレーム
メモリ６０３Ａと６０３Ｂおよび６０７Ａと６０７Ｂを
備えている。制御手段６０８は、フィールドデータから
フレームデータへの変換、前記中間調処理手段６０６の
前後でのライン単位のデータの入れ替え、および前記中
間調処理されたデータを表示装置に出力せしめる。ま
た、カラーデコーダ手段６０１または画像サイズ変換手
段６０４への入力データの画像データサイズを認識し、
画像サイズ変換手段６０４を制御する。

【００２５】次に図６の表示制御装置６０の動作を図７
のフローにそって説明する。

【００２６】ＮＴＳＣ、ＰＡＬ等のテレビジョン放送規
格に従ったアナログフィールドデータが入力される（ス
テップ７０１）と、その入力フィールドデータは、カラ
ーデコーダ手段６０１によりアナログＹＣｒＣｂデータ
からアナログＲＧＢデータへ変換される（ステップ７０
２）。このアナログＲＧＢデータは、Ａ／Ｄ変換手段１
０２によりデジタルＲＧＢデータへ変換される（ステッ
プ７０３）。デジタル化されたフィールドデータは、第
１フレームメモリ手段６０３に格納される（ステップ７
０４）が、この第１フレームメモリ手段６０３に格納さ
れる際、偶数フィールドと奇数フィールドのデータは互
い違いに重ね合されてフィールドデータからフレームデ
ータへ変換される。書き込み、読み出しのタイミングと
しては、現フレームのデータがフレームメモリ６０３Ａ
に書き込まれるのと同じタイミングで、前フレームのデ
ータがフレームメモリ６０３Ｂより読み出される。ま
た、現フレームのデータがフレームメモリ６０３Ｂに書
き込まれるのと同じタイミングで、前フレームのデータ
がフレームメモリ６０３Ａより読み出される。この一連
の書き込み、読み出しのタイミング制御は、制御手段６
０８により行なわれる。

【００２７】第１フィールドメモリ手段６０３から読み
出されたフレームデータは、画像サイズ交換手段６０４
により上述第一の実施例で説明したようにして表示装置
の水平、垂直解像度に一致するように、補間または間引
き処理される（ステップ７０５）。ただしこの場合には
図３（ａ）の入力フィールドデータは入力フレームデー
タとなり（垂直方向の解像度は４８０）、図３（ｂ）、
図３（ｃ）に示される変換処理後のデータは、インター
レースからノンインターレースとなる。

【００２８】表示装置の水平、垂直解像度と同じサイズ
に変換されたフレームデータは、ラインメモリ手段６０
５に例えば４ライン単位に入力され、その際２番目のラ
インデータと３番目のラインデータが入れ替えて入力さ
れる（ステップ７０６）。このラインメモリ手段６０５
のデータはライン単位に上から順次読み出され、中間調
処理手段６０６によりフレーム単位に例えばディザ法ま
たはＥＤ法等の中間調処理される（ステップ７０７）。

【００２９】このフレーム単位に中間調処理されたデー
タは、ステップ７０８において、ラインメモリ手段６０
５に入力される際入れ替えた２番目のラインデータと３
番目のラインデータを再び入れ替え、フレームメモリ６
０７Ａに書き込まれるが、この間に同時にフレームメモ
リ６０７Ｂより、現在書き込まれているフレームデータ
よりも１フレーム前のデータが読み出され、表示装置に
インターレース出力される（ステップ７０８）。この中
間調処理前後でのライン単位のデータの入れ替えは制御
手段６０８により制御される。

【００３０】ここで本発明が解決しようとしている問題
点を、第一および第二の実施例ではどのようにして解決
しようとしているのかについて、再度、図８〜１１を参
照して説明する。

【００３１】図８は、フレーム単位にＥＤ処理されたデ
ータを、表示装置にインターレース出力する従来例を示
す。この場合、偶数フィールドのデータのみが表示装置
に出力された段階では、偶数フィールドライン間にはＥ
Ｄ処理によるデータの相関が薄いため著しく画質が劣化
する。この後奇数フィールドのデータも表示装置に出力
されると、フレームデータ（静止画）としては画質が良
くなる。しかし動画として連続的に上記のデータを表示
すると、半フレーム（１フィールド）間の画質の悪さが
目につきすぎるために動画としての画質は悪い。

【００３２】これに対し、本発明の第一の実施例では、
図９に示すように、フレーム単位ではなくフィールド単
位にＥＤ処理を行ない、これをインターレース出力する
ために、表示装置に偶数フィールドのデータのみが表示
された際、一ラインおきに、ＥＤ処理による水平方向の
データの相関があるため画質は良好である。またその後
奇数フィールドのデータが表示された際にも、同じく一
ラインおきにＥＤ処理による水平方向のデータの相関が
あるために画質は良好である。したがって動画像として
連続的に上記のデータを表示した際にも良好な画質を得
ることが可能となる。

【００３３】次に本発明第二の実施例では、図１０およ
び１１に示すように、フレーム単位にＥＤ処理を行なう
がＥＤ処理を行なう前に４ラインを単位として第２番目
と第３番目のラインを入れ替えてからＥＤ処理を行なう
ために、ＥＤ処理後に再び第２番目と第３番目のライン
を入れ替えてインターレース出力すると、偶数フィール
ドのデータを出力した際にも、奇数フィールドのデータ
を出力した際にも、一ラインおきに、ＥＤ処理による垂
直方向のデータの相関が生まれるために画質は良好であ
る。したがって動画像として連続的に上記のデータを表
示した際にも良好な画質を得ることが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低周波数駆動のためにインターレースを必要するディス
プレイ装置においても、動画像、静止画像を、ＥＤ法な
どの上下方向ラインのつながりを必要とする画像処理を
施して表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一の実施例にかかる表示制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１の装置における処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図３】図１および図６の装置におけるデータサイズ
変換処理を説明するための概念図である。

【図４】図１および図６の装置において行なわれるデ
イザ法による中間調処理を説明するための概念図であ
る。

【図５】図１および図６の装置において行なわれるＥ
Ｄ法による中間調処理を説明するための概念図である。

【図６】本発明第二の実施例にかかる表示制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図７】図６の装置における処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図８】本発明が解決しようとしている問題点を説明
するための概念図である。

【図９】図１の装置により前記問題点が解決されたこ
とを示す概念図である。

【図１０】図６の装置により前記問題点が解決された
ことを示す概念図である。

【図１１】図６の装置により前記問題点が解決された
ことを示す概念図である。

【符号の説明】

１０：表示制御装置、１０１：カラーデコーダ手段、１
０２：Ａ／Ｄ変換手段、１０３：画像サイズ変換手段、
１０４：中間調処理手段、１０５：制御装置、６０：表
示制御装置、６０１：カラーデコーダ手段、６０２：Ａ
／Ｄ変換手段、６０３：第１フレームメモリ手段、６０
４：画像サイズ変換手段、６０５：ラインメモリ手段、
６０６：中間調処理手段、６０７：第２フレームメモリ
手段、６０８：制御装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フィールド単位に入力されるアナログＹ
ＣｒＣｂデータをアナログＲＧＢデータに変換するカラ
ーデコーダ手段と、該アナログＲＧＢデータをデジタル
ＲＧＢデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、該デジタル
ＲＧＢデータを補間処理または間引き処理してそのサイ
ズを表示装置の水平、垂直解像度に適合させるデータサ
イズ変換手段と、サイズ変換されたデジタルＲＧＢデー
タをフィールド単位で中間調処理する中間調処理手段と
を具備し、該フィールド単位で中間調処理されたデータ
を前記表示装置にインターレース出力することを特徴と
する表示制御装置。
【請求項２】前記中間調処理が、誤差拡散法による中
間調処理であることを特徴とする請求項１記載の表示制
御装置。
【請求項３】前記中間調処理が、ディザ法による中間
調処理であることを特徴とする請求項１記載の表示制御
装置。
【請求項４】フィールド単位に入力されるアナログＹ
ＣｒＣｂデータをアナログＲＧＢデータに変換するカラ
ーデコーダ手段と、該アナログＲＧＢデータをデジタル
ＲＧＢデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、該フィール
ド単位のデジタルＲＧＢデジタルデータを２つずつ重ね
合せてフレーム単位のデータに変換するためのフレーム
メモリ手段と、該デジタルＲＧＢデータを補間処理また
は間引き処理してそのサイズを表示装置の水平、垂直解
像度と一致させるデータサイズ変換手段と、サイズ変換
されたデジタルＲＧＢデータを走査線単位で入れ替えて
同一フィールドの走査線の順序関係を変えずに該同一フ
ィールド内の少なくとも２つの走査線を隣り合わせて格
納するラインメモリ手段と、該ラインメモリ手段から順
次デジタルＲＧＢデータを読み出してフレーム単位に中
間調処理する手段とを具備し、該フィールド単位に中間
調処理されたデータを走査線単位で前記フレーム単位の
順序に並べ替えて、前記表示装置にインターレース出力
することを特徴とする表示制御装置。
【請求項５】前記ラインメモリ手段が前記フレームメ
モリ手段におけるＲＧＢデータを４ラインを単位として
その第２ラインと第３ラインを入れ替えて格納し、前記
出力手段が前記フィールド単位に中間調処理されたデー
タを再び前記４ラインを単位としてその第２ラインと第
３ラインを入れ替えて表示装置にインタレース出力する
ことを特徴とする請求項４記載の表示制御装置。
【請求項６】前記中間調処理が、誤差拡散法による中
間調処理であることを特徴とする請求項４記載の表示制
御装置。
【請求項７】前記中間調処理が、ディザ法による中間
調処理であることを特徴とする請求項４記載の表示制御
装置。
【請求項８】前記補間処理が、前記表示装置の各画素
に前記デジタルＲＧＢデータを割り当てる際、割り当て
データが不足する画素のデータとしてその画素の直前ま
たは直後の画素に割り当てられるデータを単純に複製す
る方法であることを特徴とする請求項４記載の表示制御
装置。
【請求項９】前記補間処理が、前記表示装置の各画素
に前記デジタルＲＧＢデータを割り当てる際、割り当て
データが不足する画素のデータとしてその直前および直
後の２つの画素に割り当てられるデータの平均値を補間
する線形補間方法であることを特徴とする請求項４記載
の表示制御装置。