JP3375062B2 - ベクトル変換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、デジタル
・オシロスコープの表示に関し、特に、取込んだ波形デ
ータを処理して、デジタル・オシロスコープのグレー・
スケール用ビット・マップ表示を発生する方法に関す
る。なお、ビット・マップ・表示には、陰極線管などに
よるラスタ走査表示以外に、液晶表示器及びプラズマ表
示器などの平面表示器による表示も含むビット・マップ
（行列）形式の表示である。

【０００２】

【従来の技術】デジタル・オシロスコープは、一般に、
ラスタ走査表示器などのビット・マップ形式の表示器を
用いて、電気信号の動きをユーザ（操作者）に示してい
る。日常使用されているコンピュータ・スクリーンの如
き各ラスタ走査表示などのビット・マップ表示は、ピク
セルの２次元配列で構成されており、各ピクセル位置
は、行（ロウ）番号（行の値）及び列（コラム）番号
（列の値）により一義的に決まる。構成が最も簡単で価
格が最も安価な表示器は、「単一ビット」（各ピクセル
を１ビットで表す）表示器であり、表示用の情報を取り
出すためだけのメモリは、各ピクセルに関連した輝度情
報が１ビットである。単一ビットの情報により、この情
報に関連したピクセルが「オン」か又は「オフ」かを判
断する表示において、「オン」は、所定値の輝度を用い
てそのピクセルを明るくすることであり、「オフ」は、
そのピクセルが全く明るくされないことである。

【０００３】単一ビット表示器よりも複雑で高価な表示
器は、多ビット（各ピクセルを複数ビットで表す）、即
ち、グレー・スケール表示器である。グレー・スケール
表示の各ビットに関連したメモリ位置（蓄積場所）に
は、多ビットの輝度情報が蓄積されており、明るくする
ことができる輝度レベルの数（値）を示す。多ビット表
示のピクセルは、単一ビット表示のピクセルと同様に、
「オフ」、即ち、ダーク状態を表すだけではなく、１つ
の値の明るさの代わりに多数の値を有する。典型的に
は、利用できる値の数は、（２＾Ｎ）−１個である。
（なお、２＾Ｎは、２のＮ乗を表し、Ｎは、ラスタ・メ
モリ（ビット・マップ形式のメモリ）の各アドレスのメ
モリの深さ（各アドレスが蓄積するデータのビット数）
である。よって、例えば、４ビットの深さのラスタ走査
メモリ（ビット・マップ表示メモリ）は、ダーク、即
ち、「オフ」状態と共に、最大の明るさまでの１５レベ
ルを表せる。なお、本明細書では、ビット・マップ表示
の代表としてラスタ表示について説明するが、これは、
ラスタ表示のみの限定するものではなく、ビット・マッ
プ表示一般に適用できるものである。

【０００４】この大容量のデータにより、多ビット表示
器は、観察の際に、特に、電気信号波形が完全な繰り返
しではなく、いくつかの部分が他の部分より変動がない
場合、信号状態に関する更に多くの情報を示すことがで
きる。例えば、カタヤマ等によるアメリカ合衆国特許第
４９４０９３１号「陰濃淡を有するデジタル波形測定装
置」が、デジタル・グレー・スケール表示を行うシステ
ムを記載している。

【０００５】多ビット輝度情報は、アナログと類似の
「残光（持続性：persistence）」効果、即ち、信号輝
度が時間経過に伴って減衰する効果を作ることができ
る。古い形式のアナログ・オシロスコープにおいては、
陰極線管（ＣＲＴ）が蛍光体を用い、複数の異なる要素
に電圧を受けており、このＣＲＴの明るさが減衰すると
いうのが持続性であった。デジタル・オシロスコープに
おいては、残光の減衰機能を達成するために、あるアル
ゴリズムに応じて、明るくなった各ピクセルに関連した
輝度値を減らしていく。例えば、ハンソン等のアメリカ
合衆国特許第４５０４８２７号「ラスタ走査表示用合成
残光」は、ラスタ走査表示における輝度データを疑似ラ
ンダム的に下げている方法を記載している。また、ロン
グ等のアメリカ合衆国特許第５２５４９８３号「ラスタ
走査オシロスコープ表示用デジタル合成グレー・スケー
ル」は、デジタル番号として蓄積された取込み波形を、
残光のように減衰させる１つのアプローチを記載してい
る。アルパット等のアメリカ合衆国特許第５３８７８９
６号「適応減衰を伴うラスタ走査表示」は、ピクセルの
初期値に基づいた計算に応じて、２つの方法の一方に
て、局部的なピクセルに対して操作するラスタ化システ
ムを記載している。なお、ラスタ化、即ち、ベクトル化
とは、一連のデータ／アドレス対をビット・マップ形式
のデータに変換することである。

【０００６】典型的には、デジタル・オシロスコープ
は、プローブが接触した被測定回路のノードである測定
点からの電圧を周期的にサンプリングして、波形状態に
関する情報を取り込んでいる。オシロスコープ・プロー
ブ及びオシロスコープの入力回路は、信号を所定の倍率
（分数及び倍数）で正確に再現できるようになってお
り、この信号をアナログ・デジタル変換器に転送する。
このアナログ・デジタル変換器の出力信号は、一連の多
ビット・デジタル・ワードであり、取込みメモリに蓄積
される。連続的に取り込んだサンプルを、取込みメモリ
の関連したアドレスに、即ち、時間軸に合わせて順次蓄
積する。これらアドレスを最終的に時間軸に戻すが、こ
れは、オシロスコープのラスタ走査表示において、ｘ軸
に沿った水平距離を表す。

【０００７】上述の如く、ラスタは、水平行及び垂直列
とから構成される。垂直軸（ｙ軸）に沿った位置番号
（場所の値）により各行を表し、水平軸（ｘ軸）に沿っ
た位置番号で各列を表す。典型的には、オシロスコープ
において、取込みメモリ位置のデータ内容から得た電圧
振幅値が、明るくなったピクセルの垂直位置（行番号）
を決定し、取込みメモリのアドレスから得た時間値が、
水平位置（列番号）を決定する。２次元のラスタ・メモ
リ（ビット・マップ形式のメモリを含む）用のデータを
発生するために、取込みメモリの内容及びアドレスを拡
張する処理は、「ラスタ化（ベクトル化）」として知ら
れている。本明細書でのラスタ化は、データ／アドレス
対のデータを行列（ビット・マップ）形式のデータに変
換することである。

【０００８】取込みメモリのデジタル内容と共に、この
メモリ内の連続アドレスに対応する時間は、表示する電
圧対時間値に比例する。測定機器の取込み及び表示設定
により、それらが表す実際の電圧及び時間が決定され、
データをラスタ・メモリに展開（マッピング）する際に
適用するスケーリング関数（拡大／縮小倍率）を決定す
る。

【０００９】オシロスコープの表示の設定と、取込んだ
波形データとの任意特定の組み合わせに対して、取込ん
だデータ点を時間（ｘ軸）対電圧（ｙ軸）表示ラスタに
展開（マッピング）するには、ある関数が存在する。こ
のマッピング関数には、マッピングするサンプルの数
と、ラスタ表示におけるピクセル列の数との間の比が含
まれている。この比が１：１の場合もあるが、通常は、
Ｎ：１又は１：Ｎである。マッピングすべきピクセルの
列よりも多いデータ点があると、ある種のデータ圧縮を
用いなければならない。この最も簡単なものは、Ｎ番目
毎の全データを除いた全部の棄てることである（「デシ
メーション」や「間引き」として知られている）。しか
し、これは、元のデータ・セットで利用可能な情報内容
のいくつかが失われてしまう。

【００１０】取込んだデータが、マッピングされるラス
タ・メモリが各ピクセル位置に関係して、グレー・スケ
ールの明るさ値である多ビットを有する場合、同じピク
セルに対する多数回の「アタック」（「ヒット」として
も知られており、データが特定のピクセルに対応するこ
と）を単一のアタックから区別するか、異なる数のアタ
ックから区別するには、表示の輝度を可変する（明るさ
を違える）。単一ビット表示の場合、各ピクセルは、オ
ン又はオフ、即ち、明るくなるか、又は明るくないかの
いずれかに制限されるので、かかる違いを示すのが不可
能である。図３〜８、１２、１３、１６及び１７は、単
一ビットのラスタ化出力を示し、この出力を用いたビッ
ト・マップ表示器の表示にも対応する。これら図におい
て、「Ｄ」及び「Ｒ」で識別されるピクセルは、ほぼ同
じレベルにまで明るくされる。さらに後述するように、
これら「Ｄ」及び「Ｒ」は、特定のピクセルを明るくす
るかの判断の元になり、ピクセル輝度自体には関係しな
い。

【００１１】デジタル・オシロスコープは、２つの基本
的な方法である「ドット・モード・ラスタ化」及び「ベ
クトル・モード・ラスタ化」の一方により、取込んだ波
形データを経歴的にマッピングし、表す。なお、「ベク
トル・モード・ラスタ化」は、「ベクトル化」とも呼ば
れる。図３において、取込みメモリからの２０個の波形
データ点により、波形の約１．５サイクルが表されてい
る。入力データ及びラスタ・ピクセル列の間の１対１の
関係により、データ圧縮及び拡大は必要ないが、２０個
の取込みデータ点が、図示された２０のピクセル列に直
接マッピングされている。この処理によりアクティブ
（輝度が明るくなる状態）になったピクセルは、「Ｄ」
により示す。これら「Ｄ」で示されるピクセルは、実際
のデータ点に、この場合、ドット・モード処理の出力に
一致する。

【００１２】図４は、類似した波形データのドット・モ
ードのラスタ化を示すが、この図４においては、２：１
の圧縮により、３サイクルが示されている。これら図か
ら理解できるように、ドット・モードにおいては、ラス
タ化のマッピング機能により直接「アタック」されたピ
クセルのみが、明るくされる、即ち、これらの輝度値が
増加して、ラスタ表示における他のピクセルは影響を受
けない。図５もドット・モード・ラスタ化を示すが、
１：２の拡大で、約４分の３サイクルが示されている。

【００１３】図６及び図７は、図３及び図４におけるド
ット・モード・ラスタ化に用いたのと同じ入力データの
ベクトル・モード・ラスタ化を示す。図６及び図７から
判る如く、ベクトル・モード・ラスタ化は、ドット・モ
ードでアタックされた複数のピクセルの間にある総ての
ピクセルも「アタック」する（即ち、オンにするか、明
るさを増加させる）。これらの図において、実際に取り
込んだデータに対応するピクセルを「Ｄ」で示すが、ラ
スタ化処理を適用したピクセルは「Ｒ」で示す。それに
もかかわらず、「Ｄ」及び「Ｒ」で示す両方のピクセル
・セットは、等しく明るくされて、その結果のビット・
マップ・ラスタ表示は、ピクセル毎に単一ビットで記述
できる。

【００１４】ラスタ化処理の出力は、通常、ラスタ・メ
モリの既存の記憶内容と組み合わされ、その後、この結
果の合成ラスタ内容が、定期的に、ある種の減衰処理に
かけられる。かかる従来技術については、例えば、アル
パット等のアメリカ合衆国特許第５４４０６７６号「ピ
クセルの輝度ぼかしを伴ったラスタ走査波形表示ラスタ
化」（特開平１−２２７０６９号に対応）、アルパット
等のアメリカ合衆国特許第５３８７８９６号「適応減衰
を伴ったラスタ走査表示」（特開平４−３１３０６６号
に対応）、ロング等のアメリカ合衆国特許第５２５４９
８３号「ラスタ走査オシロスコープ表示用デジタル合成
グレー・スケール；濃淡表示機能を有するデジタル波形
測定装置」にも記載されている。

【００１５】一般的に、ラスタ化処理は、一度に情報の
１列のみを処理する点に留意されたい。この処理の入力
は、一般的には、その列の現在の点の垂直座標と、次の
点の垂直座標とである。取込みメモリにおけるデータ／
アドレス対（データ及びアドレスの対）のデータ部分か
ら、これら垂直座標を導出する。更新する列は、同じデ
ータ／アドレス対のアドレス部分から決定する。ピクセ
ル列にデータ・アドレスをマッピングするのは、多数対
１、１対１又は１対多数なので、上述の「次の」点は、
図３に示すように、次の列に関係しているか、又は、図
４の時間の一部が重複しているように、同じ列に関係し
ている。次の列がそこに直接マッピングされるデータ点
を有さない場合、ラスタ化回路（ラスタライザ）とは別
の水平補間器（インタポレータ）がデータ点を決定し、
決定したデータ点をラスタ化回路に供給する。ラスタ化
回路は、他の入力がデータ／アドレス対から直接供給さ
れると、水平補間された点を同じ方法で処理する。

【００１６】ドット・モード及びベクトル・モードのい
ずれのモードが特定の状態で好ましいかが、波形入力レ
ートによりしばしば判断される。デジタル・オシロスコ
ープは、「トリガ」イベントに応じて波形データを取り
込む。トリガが一層複雑なイベントを基にできると、被
観測信号の振幅が特定の方向で振幅しきい値を通過した
ときに、典型的には、トリガが発生する。通常、オシロ
スコープの操作者がトリガ・イベントの振幅及び方向を
決定するが、いくつかのオシロスコープでは、少なくと
もある動作モードにおいて、トリガ・イベントが自動的
に決定される。代表的には、操作者が関心のある信号部
分を見つけるのに適切と思われるトリガ・レベル及び方
向を操作者自体が見つけ、充分な波形画像が表示器に現
れるまで、繰り返し動作で、時間（タイムベース）、垂
直振幅及び輝度の調整を行うと共に、可能ならば、トリ
ガ・レベルの調整も行う。

【００１７】トリガ・イベントが迅速に生じた場合、オ
シロスコープは、これらトリガ・イベントのいくつかを
無視しなければならない。これは、最終取込みデータの
処理及び表示に充分な時間がないためである。ベクトル
化は、分析処理及び表示処理を低速にできるので、ベク
トル・モードに選択された際、通常は、波形処理量を減
らせる。よって、ベクトル・モード動作は、最良の波形
画像を発生でき、ドット・モードは、より多くの波形処
理を可能とする。

【００１８】充分なトリガ及び波形があり、オシロスコ
ープのデータ処理能力が充分な場合、ドット・モード・
ラスタ化により、一般に、適切な波形表示が得られる。
これとは反対に、トリガ・レート（トリガが発生する頻
度）が低く、オシロスコープが各波形を処理するのに充
分な時間がない場合、一般的に、ベクトル・モード・ラ
スタ化により最良の波形画像が得られる。しかしなが
ら、波形取込みレートが中位で、適切な波形表示を行う
のにドット・モードもベクトル・モードも必要条件を満
たさない場合もある。これらの環境下において、操作者
は、手動でスイッチをドット・モード及びベクトル・モ
ードの間で切り替えることができるが、いずれのモード
も、適切な表示を行うのに本当に適当であるかが判らな
いかもしれない。後述する本発明の目的は、これらの環
境下において、適切な代替え方法を提供するものであ
る。

【００１９】さらに本発明の背景を説明する。デジタル
・オシロスコープが信号を効果的に処理してユーザに対
して表示できるのは、長年にわたって、プローブの先端
における信号状態の一部に限定されてきた点に留意され
たい。熟練していないユーザや、アナログ・オシロスコ
ープのみに精通しているユーザは、デジタル・オシロス
コープのプローブ先端における信号のほとんど又は総て
を観察しているという印象を抱いていたが、多くの環境
下において、実際に生じている信号のわずかな部分のみ
を表示していた。これは、オシロスコープが信号を取り
込む時間よりも非常に長い時間を信号処理に費やしたた
めである。信号が完全に繰り返しの場合、１つの波形は
別の波形と非常に似ているので、この「生の時間」の損
失は問題にならない。しかし、信号がある種の間欠的で
異常な変化を示す場合、生の時間のわずかな部分だけで
は、異常を検出できないかもしれない。したがって、波
形処理量を高め、プローブ先端の信号の動きの内、ユー
ザが実際に観察できる割合を高めることが、最近のいく
つかのデジタル・オシロスコープの目的である。例え
ば、メドウ等のアメリカ合衆国特許第５４１２５７９号
「高速取込みシステムを有するデジタル・オシロスコー
プの低速表示方法」（特開平６−３１７６０８号に対
応）は、取込みデータを複数の表示バッファで交互に合
成して（「ピンポン」又は「インターリーブ」として知
られている）、一方の表示バッファの内容をユーザへの
表示内容としている間に、他方の表示バッファを用い
て、更にデータを集めて合成することを記載している。
しかし、この技術の低速表示は、単位ピクセル当たり単
一ビットの輝度データを与えるのみであるので、アナロ
グと同様のグレー・スケール表示ができなかった。

【００２０】他のオシロスコープでは、グレー・スケー
ル表示を連続的に行うが、これらのオシロスコープの表
示は、潜在的な波形の処理量が比較的少なかった。上述
の如く、アナログ・オシロスコープによる表示と同様な
操作者制御を行えるように、デジタル持続性の減衰時間
を可変できる。デジタル持続性機能をオフにすると、表
示は「無限持続性」となり、取り込んだ入力波形の変動
により、明るくするピクセル数が追加されるか、又は、
明るさが上がるが、それらの明るさを下げることもない
し、明るさが戻ることもない。よって、時間経過に伴っ
て、総ての影響を受けたピクセルが、最大輝度に達す
る。

【００２１】上述の如く、プローブ先端での「生の時
間」が増えて、非常に多くの波形を処理できるようにな
ることは、デジタル・オシロスコープにとって望まし
い。例えば、イイジリッジ等のアメリカ合衆国特許第５
５３０４５４号「強化したデューティ・サイクルによる
信号監視用デジタル・オシロスコープ構成」は、１秒間
あたり４０万波形以上を取り込むことができるオシロス
コープを記載している。このオシロスコープは、生の時
間の割合で、アナログ・オシロスコープの性能に匹敵
し、この生の時間は、タイムベースの設定に応じて、約
５０％からほぼ９９％まで変化する。この速度を達成す
るために２個のラスタ・メモリを用いるが、その内、１
個のメモリが取り込みシステムとなり、残りの１個のメ
モリが表示システムとなる。「ラスタ取り込みメモリ」
と呼ぶ第１ラスタ・メモリは、ほぼ継続的に取り込んだ
波形を受け、取り込みラスタ化回路及び画像組み合わせ
器により、これら取り込み波形をラスタ取り込みメモリ
内にて合成する。よって、多数の波形が合成された後、
単位ピクセル当たり単一ビットのラスタ取り込みメモリ
の内容を、ピクセル当たり多ビットの表示ラスタ・メモ
リに送り、以前に表示されたデータと組み合わされる。
この表示ラスタ・メモリは、上述の如く、デジタル持続
性制御の対象になる。上述のアメリカ合衆国特許第５５
３０４５４号の技術に応じて作られたオシロスコープ
は、波形処理量が非常に多く、非常に良質の表示を行う
が、この設計は、非常に多くの高速で高価なハードウェ
アに負うところが大きい。安価なラスタ化回路が必要と
する動作時間は、典型的には、ラスタ化処理に影響され
る輝度を有するピクセルの数に直接的に比例する。

【００２２】多くのユーザにとって、特に、アナログ・
オシロスコープのいくらかの経験があるユーザにとっ
て、可変する明るさは、被測定信号の変化に関する情報
を有効的に伝える。例えば、繰り返し信号で１０回に１
回程度で生じる間欠信号異常は、このアナログ形式のオ
シロスコープにより明瞭になるが、その明るさは、１０
回に９回生じる主信号の明るさよりも大幅に低い。もち
ろん、信号が更に間欠的になると、明るさがぼんやり
し、オシロスコープの操作者は、全く取り逃がすかもし
れない。

【００２３】メドウ等のアメリカ合衆国特許第５４１２
５７９号「高速取り込みシステムを有するデジタル・オ
シロスコープの低速表示方法」（特開平６−３１７６０
８号に対応）においては、単位ピクセル当たり単一ビッ
トの２個のラスタ・メモリを用いて、間欠信号の存在を
いくらか操作者に伝える。これは、ランダム化処理を用
いて、以前の累積波形に最新波形を合成し、その状態を
識別することにより行う。この方法では、かなり間欠し
た波形は、点線として示され、ほとんどの時間に発生す
る波形は、一般的には、完全な波形として現れる。この
実施では、単位ピクセル当たり単一ビットの制限がある
ので、特に希で、しばしば生じない波形は、識別されな
いか、常に存在したものとして、誤認される傾向があ
る。

【００２４】表示ラスタ・メモリで多ビット・グレー・
スケールを実施することにより、上述の制限を回避する
方法がある。上述のアメリカ合衆国特許第５５３０４５
４号に記載された如きシステムにおいては、間欠的な変
化を非常に現実的なアナログ方式で表せる。これは、た
まにしかアタックしないピクセルは、もっと定期的にア
タックされないと、同じ輝度に達しないためである。デ
ジタル持続性がアクティブであると、アタックされてア
クティブになった総てのピクセルが、適当な関数に応じ
て減衰するが、たまにしかアタックされないピクセル
は、その輝度がしばしば増加されないので、ほとんど総
てのラスタ化期間中にアタックされたピクセルよりも、
常に薄暗くなる。

【００２５】ある環境において上述されたデジタル・オ
シロスコープの能力が改善されても、いくらかのオシロ
スコープ・ユーザは、アナログ・オシロスコープに類似
した他の動作を非常に好む。アナログ・オシロスコープ
は、水平掃引期間中に垂直偏向を行って、プローブ先端
の信号変化を実時間で表示すると、発生した線の傾きの
逆間数として表示の明るさが変化する固有の傾向があ
る。これは、陰極線（ＣＲＴ）の陰極電子銃が、「明る
さ」制御の設定に応じた電子を一定に供給するためであ
る。

【００２６】この電子の供給が一定で、電子ビームの水
平の動きが一定のため、知覚された「明るさ」、又は表
示の輝度は、信号の垂直方向の動きの量と逆に変化す
る。垂直の動きがなければ、特定の期間にわたって発生
された電子エネルギーの総ては、比較的明るく現れる短
い水平線に向けられる。一方、同じ期間内に多くの垂直
の動きがあれば、同じ量のエネルギーが、それと均等な
期間中に発生した一層長い線に向けられる。これは、迅
速に立ち上がった垂直エッジを観察することを困難にす
る一方、ユーザには、デジタル表示では見えない信号変
化を知覚させる。なお、デジタル表示では、一層均一な
明るさであるか、又は独立したドットが散在することに
なる。この点に関して、アナログと類似の表示を発生す
るシステムが、例えば、シエゲル等のアメリカ合衆国特
許第５５５０９６３号「デジタル的に圧縮した波形のぼ
かし表示」に記載されている。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】上述を要約し、後述す
る本発明の必要性を明瞭にすると、オシロスコープの設
計では、オシロスコープ・ユーザの必要性と最良に合致
させるために、デジタル・オシロスコープで、「両分野
（即ち、アナログ・オシロスコープとデジタル・オシロ
スコープ）の最善」を実現することが長い間試みられて
いた。ここで、両分野の最善とは、データを取り込み
後、取り込みデータを蓄積し、処理する一方、同時に、
被観測信号に関する情報を最良に伝達するアナログ・オ
シロスコープ表示の特徴も適切にエミュレーションでき
ることである。この方向に改善が行われているが、波形
情報を伝達するデジタル・ラスタ走査などのビット・マ
ップ表示を基本としたアプリケーションの最大の問題点
は、ラスタ化（ベクトル化、即ち、ビット・マップ化）
する際のドット・モード・アプローチ及びベクトル・モ
ード・アプローチの間を明瞭に分割することである。各
アクティブ・ピクセルに関連したメモリ記憶位置を更新
する際の読出し／変更／書込みに関連した時間の無駄
（オーバーヘッド）があるので、ベクトル・モード・ラ
スタ化は、ドット・モード・ラスタ化よりも通常、長い
時間がかかり、多くの環境下において、ドット・モード
・ラスタ化は、不適当な波形画像を与える。これは、波
形及びトリガがたくさん生じ、まれに生じるイベントを
適切に取り込める程度にオシロスコープが迅速に取り込
む場合、特にフラストレーションを感じる問題である。
しかし、ユーザが必要とする情報を、ユーザに見せる適
切なドット・モード表示を行うには、これら波形の総て
を完全にベクトル化するのに充分な時間がなく、特に波
形の非繰り返し部分において充分なデータもない。

【００２８】したがって、本発明は、デジタル・オシロ
スコープ等の電子データ取り込み測定装置が取込んだ１
組の電圧対時間であるデータ／アドレス対を、多ビット
・ラスタ（ビット・マップ形式）表示メモリの水平記憶
位置及び垂直記憶位置にラスタ化する改良された方法を
提供するものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、デジタ
ル輝度を制御する新たな方法を提供するものであり、測
定装置のトリガ・レートを基にした機能により、各ベク
トルを描画する際に変更すべきピクセルの数を最大に設
定できるようにすると共に、操作者が制御したパラメー
タにより、各変更に利用可能な輝度ユニットの数を決定
する。ベクトルが有するピクセルが、変更すべきピクセ
ルの最大数よりも多い場合、少なくともある程度のラン
ダム化を好ましくは含んだアルゴリズムにより、変更さ
れたピクセルがベクトルの長さにわたって散在する。そ
のベクトルにあるピクセルよりも多くピクセルが変更可
能ならば、これらピクセルが表す余分な明るさ（輝度）
の内容が、そのベクトル内の変更に利用可能なピクセル
に沿って配分されるか、又は無視され、捨てられる。ベ
クトルに長さがなければ、利用可能な総ての輝度、又
は、いくらか少ない輝度が、１つのピクセルに割り当て
られる。ベクトルを埋めるのが制限される最小ベクトル
長を設定すると、意味のない細部にかかる時間を最短に
制限して、時間を節約する。ラスタ化処理が影響するピ
クセルの最大輝度レベル及び最小輝度レベルを設定し
て、１つの極値における飽和を制限すると共に、１個又
は数個のアタックを受ける領域が、他と区別できるのに
充分な明るさの輝度レベルを依然有することを確実にす
る。散在（sparse）ベクトルのラスタ化により、ドット
・モード及びベクトル・モードのいずれを利用するかと
いう困難な二者択一を避け、ユーザがアナログのような
輝度制御をできるようにし、観察における輝度選択が連
続的に近くできるようにする。どのくらいの波形を取り
込むのが処理に必要かという条件の範囲内で、更新する
ピクセルの数を最大にする。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、ビット・マップ出力である
ラスタ化回路の出力を示す図を参照しながら説明を行
う。しかし、図面の大きさや、細部に焦点を当てるため
に、これら図では、２０行２０列として示すが、これ
は、一般に４００×５００ピクセルのオーダの実際のフ
ル・サイズのラスタ走査（ビット・マップ）表示よりも
大幅に小さい。よって、これら表示は、フル・サイズの
場合の同等の画像よりも一層大幅に粒状になっている。
散在ベクトル発生での補間点の好適な分布は、少なくと
も部分的にランダムであり、ランダム・オフセット値が
指標となる一定間隔となる。実際には、ここで示した動
作は、非常に多くの回数にわたって実行されるので、多
くの数のイベントに対して作用する可能性の法則には、
「スナップショット（断片）」の例として現れる粒状を
なくすチャンスがある。なお、以下の説明でも、ビット
・マップ化の代表例として、ラスタ化により説明する
が、これは、一般のビット・マップ形式の表示にもその
まま適用できる。

【００３１】図３は、従来技術により、正弦波の約１．
５サイクルに対するドット・モードのラスタ化（ベクト
ル化）の結果を示す。入力の２０個の取り込み波形デー
タ点を、出力において、振幅対時間情報の２０個のドッ
トとしてマッピングした。この出力は、単一値（１ピク
セルの輝度を１ビットで表す）であり、この図において
「Ｄ」で示す各ドットの輝度が同じことを意味する。

【００３２】図４は、入力波形データ点が２倍、即ち４
０であるが、図３に示す場合と同じであり、出力のピク
セル列が２０である場合の従来のドット・モード・ラス
タ化を示している。この２対１の圧縮により、時間が２
倍になり、同じ正弦波の約３サイクルが水平軸に沿って
表示されている。ここでも、出力は、単一値であり、ラ
スタ・メモリ画像に応答して、各ピクセルは、同じ輝度
で明るくされる。

【００３３】図５は、図３及び図４に示したのと同じ形
式の従来のドット・モード・ラスタ化を示し、出力のピ
クセル列は２０であるが、入力波形データ点の数が半分
の１０である。この１対２の圧縮により、時間軸が半分
になり、同じ正弦波の波形の約４分の３サイクルが水平
軸に沿って表示されている。ここでも、出力は、単一値
であり、ラスタ・メモリ画像に応答して同じ輝度で各ピ
クセルが明るくなっている。

【００３４】従来例を示す図６、図７及び図８におい
て、これら図は、図３、図４及び図５のドット・モード
・ラスタ化で示したのと同じ波形のベクトル・モードラ
スタ化を示している。図６に示したベクトル・モード・
ラスタ化出力は、図３に示すドット・モード・ラスタ化
出力により生じた２０個のアクティブ・ピクセルと比較
して、５０個の（単一値）アクティブ・ピクセルを有す
る。図７に示すベクトル・モード・ラスタ化出力は、
（図６と比較して）水平軸に沿って２倍の時間であり、
図４に示すドット・モード・ラスタ化出力により生じた
４０個のアクティブ・ピクセルと比較して、１０５個の
アクティブ・ピクセルを有する。図８に示すベクトル・
モード・ラスタ化出力は、（図６に比較して）水平軸に
沿って半分の時間であり、図５に示すドット・モード・
ラスタ化出力により生じた１０個のアクティブ・ピクセ
ルに比較して、２９個のアクティブ・ピクセルを有す
る。よって、従来のベクトル・モード・ラスタ化（即
ち、ベクトル化）は、同じ波形のドット・モード・ラス
タ化よりも一層多くのアクティブ・ピクセルを生じるこ
とが判る。したがって、各アクティブ・ピクセルに関連
したメモリ記憶位置を更新する際に含まれる読出し／変
更／書込み動作に関連した時間オーバーヘッド（かかり
すぎる時間、又は時間の無駄）が存在する条件におい
て、ベクトル・モード・ラスタ化には、ドット・モード
・ラスタ化よりも長い時間がかかる。

【００３５】図９は、本発明による「散在（sparse）ベ
クトル・モード」ラスタ化により発生した多ビット・ラ
スタ出力を示す。ここでの入力は、図３に示すドット・
モード出力及び図６に示すベクトル・モード出力で用い
た入力と同じである。しかし、散在ベクトル・ラスタ化
により発生したこの出力においては、従来の通常（フ
ル）ベクトル・モードにより発生した５０個のアクティ
ブ・ピクセルと比較して、わずか３４個のアクティブ
（「アタック」された）ピクセルが存在する。同様に、
図１０は、図７に示した通常ベクトル・モード・ラスタ
化出力の場合の入力と同じ入力に対する散在ベクトル・
モード・ラスタ化に基づいた出力を示している。図７に
示すベクトル・モード出力において１０５個のアクティ
ブ・ピクセルを発生した３サイクルの入力に対して、散
在ベクトル・モードは、わずか６５個のアクティブ・ピ
クセルを発生していることが判る。図１１において、図
８と比較して、アタックされたピクセルの数に違いはな
い。

【００３６】図９及び図１０に示す散在ベクトル・ラス
タ化出力は、「多値（multi-value）」であり、これら
のアクティブ・ピクセルは、非ゼロの輝度の１レベルよ
り大きいレベルである。この場合、輝度レベルは、
「３」及び「６」である。この例において、単位ベクト
ル当たりのアタックの割り当てられた数は「２」であ
り、ＡVEC＝２で表し、また、単位アタック当たりの輝
度のユニットは「３」であり、ＡUNITS＝３で表す。こ
れらの設定及びその意味は詳細に後述するが、「アタッ
ク」は、例えば、読出し／変更／書込みの動作シーケン
スによって、ラスタ表示メモリ内のピクセル位置の内容
を変更することが判った。なお、この動作シーケンス
は、表示上に受ける関連ピクセルである輝度のユニット
の数を増やす作用がある。

【００３７】例として用いた図３〜図１１の制限された
サイズ（即ち、２０×２０ピクセル）のために、ＡVEC
は、非常に小さな数字、例えば、「２」に選択した。こ
れにより、これら小さなサイズの例は、「散在（まば
ら）」な状態として示され、ベクトル内のいくつかのピ
クセルは輝度を受けない。一層現実的なサイズ、例え
ば、４００×５００ピクセルのラスタ表示では、ＡVEC
の最大サイズは、一層大きな数、例えば、５１１又は１
０２３となり、たまにしか生じない波形の完全なベクト
ル化や、たくさん生じる波形の非常に散在的なベクトル
化が可能となる。

【００３８】図１及び図２は、本発明による散在ベクト
ル・モードの特定実施例を含んだステップを示す論理流
れ図である。この実施例は、ハードウェア、例えば、特
定のＡＳＩＣ（アプリケーション特定集積回路）で実現
しているが、種々のハードウェア形式や技術でも実現で
きるし、ほぼ総てをソフトウェアでも実現できる。以下
の説明の読出しにおいて、次の一覧を参照するのが便利
であろう。

【００３９】ＡAMT：アタック量で、ＡVEC＞＝ＬVECの
場合に利用可能 ＡMAX,VAL：可能なアタック輝度の最大値 ＡUNITS：アタック当たりの輝度のユニット ＡVEC：単位ベクトル当たりの割当数であり、２のべき
乗で選択される ＩMIN,ATK：最小アタック輝度 ＩNEW：現在アタックされたピクセルの新たな輝度 ＩOLD：現在アタックされたピクセルの古い輝度 ＬMIN：フルにアタックされたベクトルの最小長 ＬVEC：現在のベクトルの長さで、常に＞＝１ ＬVECL：ＬVECの対数形式で、除数として用いる ＵYA：アタックされた位置における予測輝度のユニット ＵYO：位置ＹOにおける予測付加輝度のユニット ＵY(0+OFFSET)：位置Ｙ(0+OFFSET)における予測付加輝
度のユニット ＵY1：位置Ｙ1における予測付加輝度のユニット Ｕ(Yn-1)：位置Ｙ(N-1)における予測付加輝度のユニッ
ト ＷLESS：重み縮小係数で、ＡVEC＞＝ＬVECの場合にＵ値
を減少 Ｙ0：この列における実際のデータ点のＹ軸位置 ＹN：次の実際のデータ点のＹ軸位置 ＹN-1：現在のベクトル（次から１を引く）の端部のＹ
軸位置

【００４０】単位ベクトル当たりに割り当てた数である
ＡVECは、好ましくはトリガ・レートで決定するので、
これにより、各波形のラスタ化にどの程度時間がかかる
かを決定する。これは、取り込む波形がどのくらい高速
かに作用する。ＡVECの選択は、２のべき乗に制限さ
れ、２のべき乗形式でほとんどの計算が行われる。

【００４１】単位アタック当たりの輝度のユニットＡUN
ITSは、好ましくは操作者が決めるので、操作者は、ト
リガ・レートの独自の表示の明るさレベルを制御でき
る。操作者の視点からは、輝度のつまみの「感じ」が、
満足のいくものであり、できるだけ実用的なことであ
る。ラスタ化回路の視点からは、トリガ及び波形取り込
みの現在のレートを実現できるように、波形ラスタ化処
理にできるだけ時間をかけて良好な品質を得ることであ
る。

【００４２】図１及び図２の実施例において、ラスタ化
処理を列毎に行っている。この処理は、新たなデータ点
で開始し（ステップ１０）、ピクセルとして計った現在
のベクトルの長さＬvecを求める（ステップ１１）。こ
のステップ１１では、その列Ｙ0の実際のデータ点のｙ
軸位置と、次のデータ点ＹNのｙ軸位置との間の差の絶
対値を求めて、Ｌvecを求めている。次のデータ点は、
現在の列か、又は次の列内にあり、実際に取り込んだデ
ータ点ではない。しかし、各列に実際に取り込んだデー
タがなければ、その代わりとして、水平に補間した点を
用いる。それらの端部にて隣接する複数のベクトルが重
なるのが望ましいならば、ＹNプラス１ピクセルをＹNの
代わりに用いる点に留意されたい。ＬVEは１を最小値と
し、２のべき乗で近似され、除数として機能する場合に
ＬVECLと呼ぶ。ＹN−Ｙ0の絶対値が必要となり、いくつ
かの場合に用いる際、その符号を維持し、丸め込み判断
をするためのベクトルの方向を決めるために用いる。

【００４３】判断ステップ１２において、現在のベクト
ルの長さＬVECと、フルにアタックされるベクトルの最
小値ＬMINとを比較する。現在のベクトルの長さが最小
ベクトル長と等しいか、それよりも大きければ、即ち、
ＬVEC＞＝ＬMINならば、判断ステップ１６に進み、単位
ベクトル当たりのアタックの割当数ＡVECを現在のベク
トルの長さＬVECと比較する。

【００４４】ステップ１６にて、単位ベクトル当たりの
アタックの割当数ＡVECが、そのベクトルの長さＬVECに
等しいか大きい場合、論理流れ図はステップ１８に進
み、ＡAMTを計算する。この処理のほとんどを電子ハー
ドウェアで実行する実施例において、値ＡVEC＊ＡUNITS
＊ＷLESSをソフトウェアで計算し、単一番号としてハー
ドウェアに供給する。なお、＊は、かけ算（×）を意味
する。この結果を２のべき乗で近似するために、ＬVECL
で簡単に除算する。ここでは、ＬVECLをＡVECで除算す
ること均等なことは、単なるシフトによりできる。この
操作結果に、ＡUNITS及びＷLESSをかけ算する。重み縮
小係数ＷLESSは定数であり、この定数は、ＡVECがＬVEC
未満の場合、ＡAMTの値が低下させる手段となる。

【００４５】判断ステップ３１では、ＡAMTをＡUNITSと
比較して、ＡAMTがＡUNITS以上でなければ、ステップ３
２でＡAMTをＡUNITSに等しく設定する。次にステップ３
３で、ベクトルＵY(0+OFFSET)からＵ［＜Y(N-1)］内の
輝度の各予測ユニットをＡAMTに設定し、必要に応じ
て、切り捨てをする。ステップ３１及び３２の目的は、
小さくすべき重み付けの領域からの遷移を「スムース
（滑らか）」にすることであり、ベクトルの長さ内にあ
るピクセルよりも多くの所望アタックを、非重み付け領
域に行う。ここでは、ベクトルの長さ内のピクセルより
も少ない所望アタックがある。特に、ＷLESSが小さな値
であり、ＡVECよりも短い最長ベクトルに対して、ＡAMT
がＡUNITSよりも大幅に小さくなると、この差に関連し
た識別可能なアーティファクトが表示に現れ出す。ステ
ップ３１及び３２は、２つの領域の間の遷移を滑らかに
することにより、ＡAMTがＡUNITS未満になるのを防止す
るので、この影響が除かれる（判断ステップ１６から論
理的に分離する）。

【００４６】ステップ１６において、単位ベクトル当た
りの割当数が現在のベクトルの長さ以上でなければ、判
断ステップ１７は、ランダム化が「オン」に設定されて
いるかをチェックする。ステップ１７の判断結果がノー
ならば、ステップ２１で、オフセットをゼロにする。ラ
ンダム化が「オン」に設定されていれば、オフセット
を、ゼロから、現在のベクトルの長さＬVECを、単位ベ
クトル当たりのアタックの割当数ＡVECで除算した値
（比）までのランダム数にする（ここでも、ＡVECを無
理に２のべき乗とするために簡略化する）。これらラン
ダム化には、整数ではない分数部分が含まれる。なお、
［ａ，ｂ］は、ａからｂまでの範囲を示す。

【００４７】次の動作は、ステップ２０である。ここで
は、単位アタック当たりの輝度のユニットＡUNITSを、
ベクトルの長さに沿ったｙ軸で、オフセット（OFFSET）
から、Ｙ(N+1)未満の値を発生する各ｘに対するＯＦＦ
ＳＥＴ＋ｘ（ＬVEC／ＡVEC）、即ち、Ｕ［＜Ｙ（Ｎ−
１）＞］までの間で、（ＬVEC／ＡVEC）番目毎のＵYの
値として設定する。予測輝度のユニットＵは、このステ
ップの期間中に必要に応じて切り捨てる。好適な実施例
において、Ｙの総ての例を計算し、非整数として維持す
る。Ｙ値が最終となるステップ２６まで、丸め込みを延
期する。

【００４８】判断ステップ１２において、現在のベクト
ル長が、最小ベクトル長以上でなければ、この判断結果
は「ノー」である。次に、ステップ３０は、オフセット
値を、ゼロからＬVEC未満までの値にする。そして、設
計及び／又は動作選択に応じて、以下のオプションの任
意の１つを適応させる。ステップ１３では、何もしない
（この点及びベクトルを完全に省略する）。ステップ１
４では、単位アタック当たりの輝度のユニットであるＡ
UNITSと、「単位ベクトル当たりに割り当てられたアタ
ック・ユニットであるＡVEC」×「単位アタック当たり
の輝度のユニットであるＡUNITS」÷「２のべき乗とし
て近似したベクトルの長さＬVECL」×「重み低減係数Ｗ
LESS」である「ＡVEC＊ＡMUNITS＊ＷLESS／ＬVECL」と
のいずれかの最大値を、現在の実際のデータ点のｙ軸位
置と、オフセット（ステップ３０）とをプラスした予測
付加輝度のユニットであるＵ(Y0+OFFSET)にする。ま
た、ステップ１４では、そのベクトルの他のピクセルの
任意のものには何もなく、Ｕ(Y0+OFFSET)を除いて、ＵY
0に対して、ＵY(N-1)＝０とする。また、ステップ１５
では、単位ベクトル当たりのアタックの割当数ＡVEC
に、単位アタック当たりの輝度のユニットＡUNITSを掛
け、更に、重み低減係数ＷLESSを掛けて、初期データ点
ＵYO、又はＵ(Y+OFFSET)とする。また、ステップ１５で
は、そのベクトルの他のピクセルの任意のものには何も
なく、Ｕ(Y0+OFFSET)を除いて、ＵY0に対して、ＵY(N-
1)＝０とする。これら３つの選択を大雑把に要約すれ
ば、夫々、「短いベクトルの除去」、「短いベクトルの
切り捨て」、及び「短いベクトルの集中」となる。短い
ベクトルの除去は、利用を制限することと考えられる。
短いベクトルの切り捨てと、短いベクトルの集中との両
方は、大部分の条件下で、適切な表示を発生する。しか
し、これらは、総て、最短のベクトルにおける総ての点
をラスタ化するのに費やす時間を短縮する効果がある。
オシロスコープは、通常、非常に多くの波形を連続的に
ラスタ化するので、ＬMINの適切な値を使用することに
より避けられる多くの時間を費やすが、最短のベクトル
を含んだ領域は、多量の輝度アタックにより素早く影響
される。典型的には、これら値は、１から３ピクセルの
範囲内である。ゼロの値により、特性を完全にオフに切
り替える。

【００４９】ステップ２６は、総てのＹの現在の値を特
定のピクセル位置に丸める。この丸め込みは、任意に実
行され、他で行った設計選択により影響される。しか
し、ここで述べた好適実施例では、総ての丸め込みは、
実行範囲内でのベクトルの起点に向かう。総ての連続し
た垂直変数は、そのベクトルの起点Ｙ0に最も近い整数
に丸め込まれる。これには、ベクトルの現在の方向を知
る必要がある。その情報は、ベクトルの大きさを決定す
るには必要ないが、ステップ１１で実行した減算結果の
符号として利用可能である。

【００５０】ステップ１２〜２１、２６及び３０〜３３
の結果を得た後、判断ステップ２４で、アタックされた
各位置の予測付加輝度のユニットＵYAと、可能となった
アタック輝度の最大値ＡMAX.VALとを比較する。ここ
で、ＵYAがアタック輝度の最大値よりも大きければ（イ
エスならば）、ステップ２５において、最大値に減ら
す。すなわち、ＵYA＝ＡMAX,VALとなる。

【００５１】次にステップ２７において、読出し／変更
動作を行い、古い輝度値ＩOLDを回収し、アタックされ
たピクセルの予測付加輝度値ＵYAを加算して、新たな輝
度値ＩNEWを発生する。判断ステップ２８は、新たな輝
度値を最小アタック輝度値ＩMIN,ATKと比較して、ＩNEW
が小さければ、ステップ２９にて、新たな輝度値を最小
アタック輝度に増やす。新たな輝度値が既に上述の最大
値ならば、これをこの処理の出力として用いる。各ピク
セルに対する変更値をＩNEWとしてそれらのメモリ位置
に戻し、このベクトルにおいて影響を受けるピクセルの
各々に対してこの処理を繰り返す。ここでは明瞭に示さ
なかったが、ＩNEW値は、クリッピングを必要として、
ラスタ表示メモリ内に各ピクセル位置において利用可能
なデータ空間の長さを合わせる。

【００５２】オプションとしての別の実施例では、判断
ステップ２２において、ドット＝オンかのチェックを行
う。この判断結果がイエスならば、ステップ２３にて、
単位アタック当たりの輝度の１ユニットであるＡUNITS
（又は何らかの他の値）を初期ドット位置Ｙ0に加算す
る。これは、ドット・モードにて、実際のデータ位置を
除去することを確実にする手段となるが、散在ベクトル
・モードで実行するようにプログラムした他のオプショ
ンは問題ない。しかし、判断ステップ１２及びステップ
１２、３０及び１４又は１５の動作が、ドット・モード
に影響する点に留意されたい。この際、５１２のように
非常に長い長さがＬMINに設定されると、ベクトルの最
小長が完全にアタックされる。ＡVEC＝１で、ランダム
＝オフに設定することは、ドット・モードと等価なこと
を行うには好適な方法である。

【００５３】単位ベクトル当たりのアタックの割当数Ａ
VECを変化させることができると、ラスタ化の時間を制
御できて、このラスタ化が可変速度でベクトルを処理で
きる。この速度は、トリガ・レートの関数で制御できる
ので、個別のラスタ化の品質を可変して、波形処理量を
最大にして、その変動に適応させられる。いくつかのラ
ンダムの程度でラスタ化した多くの波形が、個別の波形
に生じた多くの「ホール（hole）」を埋める。つまみ、
メニュー選択、又は他のインタフェース装置により、Ａ
UNITSは、操作者の制御として提供できる。操作者は、
ＡVECにより生じた処理量の種々の関係の範囲内で、表
示の「明るさ」（輝度）を制御できる。制御の各形式の
相対的な寄与は、設計の選択や、他の測定装置の設定又
は表示環境の様子に応じて変化する。

【００５４】上述のラスタ化の実施例において、変数が
どのように新たな望ましい表示制御機能を達成できるか
という観点から、入力変数ＡAMT、ＡMAX,VAL、ＡVEC、
ＡUNITS、ＩMIN,ATK、ＩMIN及びＷLESSについて主に説
明した。しかし、これら入力を制御する所定方法及び手
段をもれなく説明したわけではなく、別の方法によって
も、本発明によるリソースを利用できる点に留意された
い。動作の付加的なモードや、他の制御との相互作用に
より、種々の異なる結果が得られる。例えば、上述した
入力パラメータ、本発明の一般的な方法、持続性の種々
の制御に利用可能な注目すべき上述の如き従来技術を用
いて、可変持続性効果を達成する多くの方法がある。

【００５５】いくつのピクセルが飽和輝度又はその付近
で処理されているか、又は、いくつのピクセルがアクテ
ィブであってユーザが知覚できるレベル未満かなどの表
示からの帰還した情報を用いて、入力パラメータを最良
に設定する際の助けにできる点に留意されたい。同様
に、最新のラスタ化を行うのに必要な時間を測定した
り、いくつかの最新のラスタ化を実行するのに必要な平
均時間又は総合時間により、１つ又は他の考察に関する
性能を最適化するために、入力パラメータを制御するの
に有用な操作変数の他の形式を提供できる。

【００５６】図３及び図９を参照する。図９の値をどの
ように求めたかを図１及び図２により説明する。列１に
おいて、ステップ１１が、ＬVEC＝１を決める。ＬMIN＝
０なので、判断ステップ１２は、「イエス」となり、判
断ステップ１６に進む。ＡVEC＝２及びＬVEC＝１なの
で、ステップ１６は「イエス」となり、ステップ１８に
進む。ＬVECL＝１に対するＡVEC＝２の比が２であり、
これにＡUNITS＝３及びＷLESS＝１を乗算して、ＡAMT＝
６を発生する。列２が同じ流れを進み、同じ結果とな
る。

【００５７】列３において、ベクトル長が３であるの
で、判断ステップ１２が再び「イエス」になる。ＡVEC
＝２は、ＬVEC＝３以上でないので、判断ステップ１６
は「ノー」となる。「ランダム＝オン」と仮定すると、
ステップ１９で、オフセットが０から＜１．５の範囲内
となる。この例では、ランダムに決定したオフセットを
０．７５と仮定する。ステップ２０では、輝度のＡUNIS
＝３が、予め丸められた位置３＋０．７５＝３．７５及
び３＋０．７５＋１．５＝５．２５に配置するように決
定する。次に、これらをベクトルの起点に向かって丸め
るので、列３のピクセル３及び５は、輝度の３ユニット
を受ける。

【００５８】列４において、ピクセル６が起点のベクト
ルの長さが４であり、判断ステップ１２の結果は再び
「イエス」である。ＡVEC＝２は、ＬVEC＝４以上でない
ので、再度、判断ステップ１６は「ノー」になる。「ラ
ンダム＝オン」が判断ステップ１７を「イエス」にする
と仮定すると、ステップ１９は、０から＜２までの範囲
でオフセットを発生する。ランダム処理が、１．５のオ
フセットを発生したと仮定する。ステップ２０におい
て、ＡUNITS＝３を位置６＋１．５＝７．５及び７．５
＋２＝９．５に設定する。これらをベクトルの起点に向
かって丸めて、輝度の３ユニットを有するピクセル７及
び９を与える。

【００５９】列５でも同様な処理であり、ベクトルは、
ピクセル１０が起点で長さが４であるが、ランダムに決
定したオフセットを０．５に仮定すると、ステップ２０
の出力は、１０．５及び１２．５である。輝度の３ユニ
ットを、列５のピクセル１０及び１２に配置する。図９
及び図１０に示したピクセル・アタックの残りは、図１
及び図２の同様な論理処理に従って、発生する。

【００６０】単一列ラスタ化の図１及び図２の実施の概
念は、多数の列を横切る散在ベクトル・ラスタ化に一般
化できる。これを実行するため、上述した処理における
いくつかのステップを拡張する。ステップ１１を変更し
て、適切なベクトル長を探す。近似を簡単で容易に実行
するには、デルタＸ及びデルタＹ成分の絶対値を加算し
て、ＬVEC＝｜Ｙn−Ｙo｜＋｜Ｘn−Ｘo｜とする。（ベ
クトルの長さを近似するより正確な方法があるが、この
方法は、計算が容易であり、その概念を簡単に示せ
る。）この処理の他の主要な拡張は、上述でＹ座標を計
算した総ての位置で、Ｘ座標及びＹ座標を計算すること
である。

【００６１】図１１を参照する。これは、２次元の散在
ベクトル点の分布の例である。図５は、データ入力の位
置を示しており、列１及び２の入力データ点間の図１１
の距離は、Ｙ方向に１ユニットであり、Ｘ方向に２ユニ
ットである。ここから、ベクトルの近似長が３ユニット
であると計算する。この結果、判断ステップ１２が「イ
エス」となり、判断ステップ１６が「ノー」となる。判
断ステップ１７から「ランダム＝オン」と仮定すると、
ステップ１９は、２個のオフセット値を発生し、一方が
Ｘ方向であり、もう一方がＹ方向である。

【００６２】ステップ１９を変更して、Ｙ方向のベクト
ルの長さＬＹVECと、Ｘ方向のベクトルの長さＬＸVECと
を計算して、Ｘ及びＹ方向の両方を適応させる。そし
て、ランダム値Ｒを０及び１の間で計算する。初期Ｙオ
フセットを、Ｒ及びＬＹVEC／ＡVECの積として計算す
る。初期Ｘオフセットを、Ｒ及びＬＸVEC／ＡVECの積と
して同様に計算する。ランダム値が０．７５になれば、
初期Ｙオフセットは、Ｒ＊ＬＹVEC／ＡVEC＝０．７５＊
（−１／２）＝−０．３２５である。初期Ｘオフセット
は、Ｒ＊ＬＸVEC／ＡVEC＝０．７５＊２／２＝０．７５
である。ステップ２０は、出力として２点を発生する。
第１点は、ベクトルの起点に対して（ｘ，ｙ）＝（０．
７５，−０．３２５）である。ＬＸVEC／ＡVECを初期Ｘ
座標に加算し、ＬＹVEC／ＡVECを初期Ｙ座標に加算し
て、第２点を加算する。よって、第２点は、ベクトルの
起点に対して（ｘ，ｙ）＝（１．７５，−０．８２５）
である。最後に、これら座標をピクセル位置に丸める。
この例では、Ｘピクセル・アドレスを切り捨て、Ｙアド
レスを最も近い整数に丸める。（これは、１／２を総て
のＸアドレスに加算して、Ｘ及びＹ座標の両方を最も近
い整数に丸めることと等価である。）この処理により、
列１のピクセル３と、列２のピクセル２とに３ユニット
とのアタックを発生する。

【００６３】次のベクトルは、ランダム・オフセットの
値に関係なく、列３のピクセル２に３ユニットのアタッ
クを発生すると仮定する。輝度の第２の３ユニットの位
置が列４のピクセル２であるか又はピクセル３であるか
は、発生したオフセット値が、可能なオフセット値の下
半分か上半分かにより決まる。列５のピクセル３におけ
るベクトル起点にとって、Ｙ軸の長さＬＹVECは３であ
り、Ｘ軸の長さＬＸVECは２である。近似ベクトル長ＬV
ECは５と計算し、ステップ１６の判断結果が「ノー」と
なる。「ランダム＝オン」と仮定すると、ステップ１７
の判断結果は「イエス」である。ステップ１９は、０及
び１の間のランダム値を発生する。この値を０．２と仮
定すると、初期Ｘ及びＹオフセット値を計算できる。初
期Ｙオフセットは、Ｒ＊ＬＹVEC／ＡVEC＝０．２＊（４
／２）＝０．４である。初期Ｘオフセットは、Ｒ＊ＬＸ
VEC／ＡVEC＝０．２＊（２／２）＝０．２である。ステ
ップ２０は、出力として２点を発生するが、これらは、
ベクトルの開始に対して（０．２，０．４）及び（１．
２，２．４）である。Ｘ値を切り捨て、Ｙ値を最も近い
整数に丸めることにより、この処理は、列５のピクセル
３及び列６のピクセル５に３ユニットとのアタックを発
生する。

【００６４】多数の列を横切るラスタ化は、単一の列ラ
スタ化回路が実行する一連の動作により成し遂げられ
る。外部補間器は、連続したデータ点の間のベクトル
が、間にある列のどこで交差するかの点を見つけ、全体
の数を丸めるか切り捨てることにより列内のピクセルを
識別し、これを次の列のデータ点として単一列ラスタ化
回路に供給する。

【００６５】図１２及び図１３は、従来技術により、夫
々ドット・モード及びベクトル・モードによりラスタ化
したパルス信号を示し、立ち上がりエッジ及び立ち下が
りエッジを有する。単一値のアクティブ・ピクセルの数
は、ドット・モードで２０であり、ベクトル・モードで
４８である。図１４は、散在ベクトル・モードでラスタ
化した同じ入力データを示し、単位ベクトル当たりのア
タックの割当数は３であり、単位アタック当たりの輝度
ユニットは３であり、最小ベクトル長はゼロにセットさ
れている。これら値は、３７個のピクセル・アタックを
発生し、これは、ベクトル・モードにおける実行された
数よりも、ドット・モードにより実行されたアタックの
数に近い。ここに示した個別の散在ベクトル・モード出
力は、互いに合成される複数の出力の１つのみである点
に留意されたい。よって、ランダム化の効果として、ブ
ランクである領域内が埋まり、ラスタ化のこのモードの
累積効果により、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッ
ジが比較的ぼんやりしたトレースの傾き応答波形が発生
し、そのパルス波形の頂部及び底部の一定の電圧領域が
明るくなる。詳細に後述する図１５は、丁度３回の散在
ベクトル化を合成結果を示す。

【００６６】図１及び図２に示した散在ベクトル・ラス
タ処理が、図１４に示す出力をどのように発生するかを
説明するために、この波形の発生を簡単に分析する。こ
のラスタ化にとって、単位ベクトル当たりのアタックの
割当数ＡVECを４に設定し、単位アタック当たりの輝度
のユニットを３に設定し、最小ベクトル長をゼロに設定
してＬMIN＝０とし、重み縮小係数を４分の１、即ち、
ＷLESS＝０．２５であると仮定する。

【００６７】説明を簡略化するために、散在ベクトル・
ラスタ化回路が実際に実行するシーケンス順序ではな
く、一度に多数の列を処理する場合を説明する。列１〜
２、７〜１４及び１８〜２０におけるベクトル長ＬVEC
は、ゼロ又は１ということはなく、ベクトル長を１を最
小値に強制したので、これら列の総ての輝度値の計算が
同じになった。よって、これら列に対して、判断ステッ
プ１２は、判断ステップ１６と同様に「イエス」を発生
する。ステップ１８では、ＡAMT＝（ＡVEC／ＬVECL）＊
ＡUNITS＊ＷLESS＝（４／１）＊３＊０．２５＝３とな
る。ＡAMT＝３はＡUNITS＝３なので、判断ステップ３１
は「イエス」となる。ステップ３３は、列１〜２及び１
９〜２０のピクセル２と、列８〜１４のピクセル１９
と、列７のピクセル２０と、列１８のピクセル１の予測
輝度値としてＵ＝３を設定する。（この実施例では、ス
テップ２２及び２３は使用せずに、「ドット＝オフ」と
して、ステップ２３が単位アタック当たりの余分な輝度
ユニットを供給しないと仮定する。）

【００６８】列３に注目すると、ベクトルの長さは２で
ある。２は、０以上であるので、判断ステップ１２は、
「イエス」となり、この判断結果をステップ１６に渡
す。ＡVEC＝４＞＝ＬVEC＝２なので、判断ステップ１６
も「イエス」となる。次に、ステップ１８がＡAMT＝
１．５を求める。１．５は、３以上でないので、判断ス
テップ３１は「ノー」となる。ステップ３２は、ＡAMT
を、ＡUNITSの値の３に変更する。ステップ３３は、Ｙ0
からＹ(N-1)までのＵYの総てを設定して、それらの値と
してＡAMT＝３を受ける。

【００６９】列４に進むと、ベクトル長は６である。判
断ステップ１２を通過すると、今度は、ＡVEC＝４はＬV
EC＝６未満なので、判断ステップ１６は、「ノー」を発
生する。「ランダム＝オン」により、ステップ１９に進
み、０から＜（６／４）までの、即ち、１．５未満のラ
ンダム・オフセット値を発生する。この例では、ランダ
ム・オフセット値を０．５に仮定すると、ステップ２０
は、Ｙ(0+OFFSET)から＜Ｙ(N-1)までの距離間隔でＬVEC
／ＡVEC＝１．５毎にＵY位置をＡUNITS＝３に等しく設
定する。ここでは、４＋０．５＝４．５で、４．５＋
１．５＝６で、６＋１．５＝７．５で、７．５＋１．５
＝９である。ステップ２６により、これらｙ軸の位置
は、そのベクトルの起点に向かって丸められるので、
４、６、７及び９となる。

【００７０】列５において、ベクトル長は７である。判
断ステップ１２は、再び「イエス」を発生する。ＡVEC
＝４はＬVEC＝７よりも小さいので、判断ステップ１６
は、「ノー」を発生する。再び、「ランダム＝オン」と
仮定すると、判断ステップ１７は「イエス」を発生し、
処理はステップ１９に進む。このステップで、０から＜
１．７５の範囲内のオフセットを発生する。この例で
は、オフセットを１．２５に設定する。ステップ２０
は、Ｙ(0+OFFSET)から＜Ｙ(N-1)までの距離間隔でＬVEC
／ＡVEC＝１．７５毎にＵY位置をＡUNITS＝３に等しく
設定する。ここでは、１０＋１．２５＝１１．２５で、
１１．２５＋１．７５＝１３で、１３＋１．７５＝１
４．７５で、１４．７５＋１．７５＝１６．５である。
ステップ２６により、これらｙ軸の位置は、そのベクト
ルの起点に向かって丸められるので、１１、１３、１４
及び１６となる。

【００７１】列６のピクセル１７を起点とするベクトル
は、長さが３である。ＡVEC＝４はＬVEC＝３よりも大き
いので、判断ステップ１６は「イエス」を発生する。ス
テップ１８は、ＡAMT＝（ＡVEC／ＬVEC）＊ＡUNITS＊Ｗ
LESS＝（４／４）＊３＊０．２５＝０．７５を求める。
これは、３であるＡUNITS未満であるので、判断ステッ
プ３１は「ノー」を発生し、ステップ３２はＡAMTを、
３に等しいＡUNITSに増加する。ステップ３３は、１７
から２０未満の範囲、即ち、１７、１８及び１９の範囲
内のＵY位置の総てに、３であるＡAMT値を与える。

【００７２】列７〜１４の値は上述のように決まるが、
列１５のピクセル１８を起点とするベクトルを考察す
る。その長さは３であるので、ＬVEC＝３となり、判断
ステップ１２は「イエス」を発生する。ＡVEC＝４は、
ＬVEC＝３よりも大きいので、判断ステップ１６は「イ
エス」を発生する。ステップ１８は、ＡAMT＝（ＡVEC／
ＬVEC）＊ＡUNITS＊ＷLESS＝（４／２）＊３＊０．２５
＝１．５を求める。これは、３であるＡUNITS未満であ
るので、判断ステップ３１は、「ノー」を発生し、ステ
ップ３２はＡAMTを、３に等しいＡUNITSに増加する。ス
テップ３３は、１８から１５より大きい範囲、即ち、１
８、１７及び１６の範囲内のＵY位置の総てに、３であ
るＡAMT値を与える。このベクトルは、頂部から底部に
動き、負の符号を有するので、ステップ３３の「未満」
が実際上、「より大きく」になる。

【００７３】列１６のピクセル１５を起点とするベクト
ルは、長さが７ピクセルであるので、判断ステップ１２
は、「イエス」を発生する。ＡVEC＝４は、ＬVEC＝７よ
りも大きくないので、判断ステップ１６は「ノー」を発
生する。「ランダム＝オン」により、判断ステップ１７
は「イエス」を発生し、ステップ１９は、ゼロから、−
１．７５より大きくないまでのオフセット値をランダム
に求める。オフセットを−０．２５と仮定すると、ステ
ップ２０はｙ軸位置出力の１５−０．２５＝１４．７５
と、１４．７５−１．７５＝１３と、１３−１．７５＝
１１．２５と、１１．２５−１．７５＝９．５とを発生
する。ステップ２６はこれら値を、それらのベクトルの
起点に向かって丸め、列１６のピクセル１５、１３、１
２及び１０に３輝度ユニットを与える。

【００７４】次は列１７であり、ベクトル長は７であ
る。判断ステップ１２を通過すると、今度は、ＡVEC＝
４はＬVEC＝７未満なので、判断ステップ１６は、「ノ
ー」を発生する。「ランダム＝オン」により、ステップ
１９に進み、０から＞（７／４）までの、即ち、−１．
７５より大きいランダム・オフセット値を発生する。こ
の例では、ランダム・オフセット値を−０．５に仮定す
ると、ステップ２０は、Ｙ(0+OFFSET)から＜Ｙ(N-1)ま
での距離間隔でＬVEC／ＡVEC＝１．７５毎にＵY位置を
ＡUNITS＝３に等しく設定する。ここでは、８−０．５
＝７．５で、７．５−１．７５＝５．７５で、５．７５
−１．７５＝４で、４−１．７５＝２．２５である。ス
テップ２６により、これらｙ軸の位置は、そのベクトル
の起点に向かって丸められるので、８、６、４及び３と
なる。

【００７５】図１４において、発生したベクトルは大幅
には「散在」しておらず、総合アタック数３７は、ベク
トル・モード（図１３）で必要とされた数４８よりも非
常に少ない状態ではないことが判る。この波形の「ホー
ル」を除いて、このパルスの立ち上がりエッジ及び立ち
下がりエッジは、このパルスの底部及び頂部と同じ輝度
の値を受ける。部分的には、これは、総てのベクトルが
短いので、０．２５に設定した重み縮小係数ＷLESSが波
形の基部及び頂部の輝度を大幅に減少させるためであ
る。輝度コントラストの欠けた別の理由は、４であるＡ
VECの大きさと、この小さなパルスの最長ベクトルの６
及び７との関係である。これらベクトルは、図で小さな
２０×２０の大きさと、エッジ（縁）が急勾配で立ち上
がったり立ち下がったりしないので、共に比較的短い。
５００×４００ピクセルのように一層現実的なスクリー
ン・サイズを想定し、そのサイズのパルスが急勾配で立
ち上がり、立ち下がると、ＡVECを４のみに設定するこ
とにより、即ち、そのベクトル内に非常に大きな「ホー
ル」が存在することにより、その場合のベクトルが非常
にぼんやりとすることが簡単に判る。

【００７６】充分に試したところ、「ランダム＝オン」
は、可能性のある総ての結果を生じ、単一例の図示では
オープンに残った領域を、図示した散在の如き出力が埋
めることが判る。図１５は、図１４に示す形式の３個の
散在ベクトル・ラスタ化の複合的な結果を示すが、（非
ランダムに）選択された「ランダム」結果は、図示の目
的で、各場合で異なる。立ち上がりエッジ及び立ち下が
りエッジで、輝度は明らかに低下することに留意された
い。

【００７７】短いベクトルにおいて、少ないピクセルが
アタックされると、一層効果的に散在ベクトル化を用い
ることができると判った。最小ベクトル長ＬMINをある
小さな整数値に設定し、これを用いて通常散在ベクトル
化の使用を識別すると、短時間で非常に満足できる表示
が行われる。ここで、多数の短いベクトルのノイズ又は
他の信号源では、長い時間がかかる。この強制は、関心
のある信号の特徴に大部分に影響しない。

【００７８】図１６は、大きなノイズ・スパイク、又は
背景からノイズが現れた小さな信号を従来の単一値ドッ
ト・モードでラスタ化を行った場合を示す。このドット
・モードの例では、取込み波形入力点の数（２０）が、
ラスタ出力内の水平ピクセル列の数（２０）に等しい。
図１７は、この同じ入力波形データをベクトル・モード
で処理した場合の出力を示す。アクティブ出力ピクセル
の数は、２０から５８に増加する。

【００７９】図１８において、図１６及び図１７に示し
た出力の基になった同じ波形の散在ベクトル・モード・
ラスタ化が判る。このラスタ化において、最小ベクトル
長を３に（ＬMIN＝３）設定し、単位ベクトル当たりの
アタックの割当数を４に（ＡVEC＝４）設定し、単位ア
タック当たりの輝度ユニットを２に（ＡUNITS＝２）に
設定し、ＷLESSをゼロに設定する。この波形の中間の電
圧スパイクの近傍を除いて、総てのベクトルの長さが３
以下であることが判る。

【００８０】図１及び図２のステップ３０、１４及び１
５と、図１８とにおいて、ＬVEC＜４の総ての値に対し
てＬMIN＝４であり、判断ステップ１２が「ノー」を発
生する。ステップ３０は、０からＬVEC未満のオフセッ
ト値を発生する。よって、ステップ１４又は１５が計算
した輝度値を、これらベクトルに沿ってランダムに選択
されたピクセルに割り当てる。ベクトル長２及び３は、
ステップ１４にて求められ、常用対数で近似され、共に
２として現れるので、これらベクトル長が、ＡUNITSの
値の最大値である出力値を発生する。この場合、ＡUNIT
Sは２であるか、（ＡVEC＊ＡUNITS＊ＷLESS）／ＬVECL
＝（４×２×１）／（２）＝８／２＝４である。よっ
て、ベクトル長２又は３に対して、ステップ１４の出力
は４である。０及び１のベクトル長により、ステップ１
４は、（４×２×１）／（１）＝８の値を発生するが、
これは、他の代替え２よりも大きいためである。ＬVECL
は、最小値が１になるように強制されて、それを除数、
即ち、丁度ＬVECにする。

【００８１】更に、図１、図２、図１６及び図１８を参
照して、図１８の長いベクトルを考察する。列８におい
て、ベクトル長が６である。最小ベクトル長が４のた
め、ベクトル長が６により、判断ステップ１２が「イエ
ス」となる。ＡVECが４のため、ＬVECの６により、判断
ステップ１６が「ノー」になる。「ランダム＝オン」
で、判断ステップ１７が「イエス」になり、ステップ１
９は、０から１．５未満までの範囲のオフセットを発生
する。この例のこの部分では、オフセット出力を０に仮
定する。次に、ステップ２０が輝度値を２にし（ＡUNIT
S＝２）、０のオフセットにて開始する１．５ピクセル
毎に、その輝度値を割り当てる。よって、ステップ２０
のｙ軸出力は、３＋０＝３と、３＋１．５＝４．５と、
４．５＋１．５＝６と、６＋１．５＝７．５とである。
ステップ２６にて、これらの値を、このベクトルの起点
方向に丸めるので、列８のピクセル３、４、６及び７
は、２輝度ユニットを受ける。

【００８２】列９を続けると、ベクトル長は１０であ
る。最小ベクトル長は４なので、ベクトル長１０は、判
断ステップ１２の結果が「イエス」になる。ＡVECが４
なので、１０のＬVECは、判断ステップ１６で「ノー」
となる。「ランダム＝オン」として、判断ステップ１７
は、「イエス」を発生し、ステップ１９は、０から２．
５未満の範囲のオフセットを発生する。この例のこの部
分に対して、オフセット出力を２．２５と仮定する。ス
テップ２０により、輝度値２（ＡUNITS＝２）が、２．
２５のオフセットから開始する２．５ピクセル毎に割り
当てられる。よって、ステップ２０のｙ軸出力は、９＋
２．２５＝１１．２５と、１１．２５＋２．２５＝１
３．５と、１３．５＋２．２５＝１５．７５と、１５．
７５＋２．２５＝１８となる。ステップ２６にて、これ
ら値が、このベクトルの起点に向かって丸められるの
で、列９の続くピクセル１１、１３、１５及び１８の各
々が、２輝度ユニットを受ける。

【００８３】列１０を続けると、今度のベクトル長は、
８である。最小ベクトル長は４なので、ベクトル長８
は、判断ステップ１２の結果が「イエス」になる。ＡVE
Cが４なので、８のＬVECは、判断ステップ１６で「ノ
ー」となる。「ランダム＝オン」として、判断ステップ
１７は、「イエス」を発生し、ステップ１９は、０から
２より大きい範囲のオフセットを発生する（負のベクト
ルがオフセット範囲の符号を変える）。この例のこの部
分に対して、オフセット出力を１．０と仮定する。ステ
ップ２０により、輝度値２（ＡUNITS＝２）が、１．０
のオフセットから開始する２ピクセル毎に割り当てられ
る。よって、ステップ２０のｙ軸出力は、１９−１＝１
８と、１８−２＝１６と、１６−２＝１４と、１４−２
＝１２となる。ステップ２６にて、これら値が、このベ
クトルの起点に向かって丸められるので、列１０の続く
ピクセル１８、１６、１４及び１２の各々が、２輝度ユ
ニットを受ける。

【００８４】最後に、列１１を考察すると、今度のベク
トル長は、５である。最小ベクトル長は４なので、ベク
トル長５は、判断ステップ１２の結果が「イエス」にな
る。ＡVECが４なので、５のＬVECは、判断ステップ１６
で「ノー」となる。「ランダム＝オン」として、判断ス
テップ１７は、「イエス」を発生し、ステップ１９は、
０から１．２５より大きい範囲のオフセットを発生する
（ここでも、負のベクトルがオフセット範囲の符号を変
える）。この例のこの部分に対して、オフセット出力を
０．２５と仮定する。ステップ２０により、輝度値２
（ＡUNITS＝２）が、０．２５のオフセットから開始す
る１．２５ピクセル毎に割り当てられる。よって、ステ
ップ２０のｙ軸出力は、１１−０．２５＝１０．７５
と、１０．７５−１．２５＝９．５と、９．５−１．２
５＝８．２５と、８．２５−１．２５＝７となる。ステ
ップ２６にて、これら値が、このベクトルの起点に向か
って丸められるので、列１１の続くピクセル１１、１
０、９及び７の各々が、２輝度ユニットを受ける。

【００８５】４の如く比較的大きい値に最小ベクトル長
を設定する優れた効果は、アタックの数を大幅に減らす
ことができることである。この場合、ＬMIN＝０により
発生した４６から、４の最小ベクトル長を用いて発生し
た３２までである。いくつかの繰り返し波形の処理と、
ノイズ固有のランダム性とにより、短いベクトルと、長
いベクトルの電圧スパイク内の「ホール」とによって領
域を埋め、いくつかの波形ラスタ化の後に、アナログ状
の「傾斜応答ベクトル化」（例えば、シエゲル等のアメ
リカ合衆国特許第５５５０９６３号「デジタル的に圧縮
された波形のグレード化された表示」に記載されたシス
テムの類似のもの）を示す。

【００８６】ラスタ化を行うこのアプローチの主要目的
には、２面がある。第１に、新たな波形を取り込むレー
トを基準とした最適な速度で、ラスタ化回路の実行を維
持する有効な方法を提供する。ラスタ化回路が各波形で
短い時間でより多くの波形を利用可能にすることによ
り、ＡVECがこの目的を達成する。このアプローチの他
の目的は、操作者が、「明るさ（輝度）」制御器によ
り、アナログＣＲＴの明るさや輝度制御と同様に感じな
がら、制御できることである。ＡUNITSの設定により、
操作者の好みに応じて、また、トリガ及び波形の取込み
レート、又はこれらに応じたＡVECに大きく依存するこ
となく、総ての波形を明るくしたり、暗くできる。

【００８７】本発明の好適実施例において、ＡUNITSの
値は、「明るさ」制御器の操作者の使用による入力によ
って主に影響されるが、他の設定による相互作用によ
り、ＡVEC及びＡUNITSの差を発生し、ラスタ化回路に供
給している。これら変数により得られる値は、装置の設
定や、単一及び複数の入力波形の特性で制御できる。例
えば、単一のラスタ化回路を供給し、最高描画速度が固
定されていると仮定すると、取込み及び表示においてア
クティブなチャンネル数を変化させることが、ラスタ化
に必要な波形の数に影響し、これが、各波形の明るさに
影響する。よって、ＡVECに割り当てられた値が低下し
なければならず、ラスタ化回路の入力を増やせる。ま
た、比較的一定の明るさを得るには、ＡUNITSを増やさ
なければならない。分解能と更新レートとは二律背反す
るので、分解能設定の操作者選択を無視できない。測定
装置の実際のトリガ・レートは、典型的にはＡVECを制
御するが、上述の如く、その値は、測定装置の他の設定
を補償するために、調整しなければならない。

【００８８】判断ステップ１２で用いるＬMINの値は、
通常、２又は３の如き小さな値に固定されている。この
設定において、表示品質に大幅に悪影響を与えることな
く、描画時間を大幅に短くできる。しかし、トリガ・レ
ートが充分に低いと、ＬMINを、０又は１に設定でき
る。このランダム化の特徴は、一般的に、常に「オン」
に設定して、表示素子のエリアシングを防ぐことであ
る。「ドット＝オン」により与えられるオプションは、
柔軟性があるが、好ましい実施例では、波形品質が大幅
に改善されたことが認められなかった。

【００８９】高い波形輝度が望ましいとき、Ａmax,val
制御により、高いトリガ・レートでの飽和を防止した。
これは、ラスタ化された波形の各々の明るさを制限する
ものであり、多数の波形をプロットするときに、波形面
が飽和する傾向を下げる。ユーザが選択する最高の明る
さ制御設定と共に、ＩMIN制御を用いる。たとえ、表示
の広い部分にわたるグレー・スケール情報が高価であっ
ても、最低輝度レベルを明るくすることにより、ユーザ
にデータの総ての部分が見えることを確実にする。

【００９０】本発明の好適実施例について図示し説明し
たが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形変更
が可能である。例えば、独立変数及び従属変数は、上述
で用いた電圧対時間変数以外でもよい。同様に、垂直軸
及び水平軸は、逆にしてもよい。また、上述した多くの
制御の相互作用は、種々の別の方法で、異なる目的に対
してでも実現できる。特許請求の範囲は、かかる変形変
更を含むものである。

【００９１】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、ビット・マ
ップ形式のメモリ及び表示器を具えたデジタル・オシロ
スコープにもかかわらず、データ／アドレス対の取込み
データを多ビットのビット・マップ形式に迅速にベクト
ル化（ラスタ化）して、アナログ・オシロスコープと同
様な輝度制御をできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例のステップを示す論理流れ
図であり、図２に続く。

【図２】本発明の好適実施例のステップを示す論理流れ
図であり、図１から続く。

【図３】正弦波の波形の約１．５サイクルを単一値ドッ
ト・モードでラスタ化した従来例を示し、このラスタ化
では、出力において、単位ピクセル列当たり１個の取り
込み波形データ点が存在する。

【図４】正弦波の波形の約３サイクルを単一値ドット・
モードでラスタ化した従来例を示し、このラスタ化で
は、出力において、単位ピクセル列当たり２個の取り込
み波形データ点が存在する。

【図５】正弦波の波形の約４分の３サイクルを単一値ド
ット・モードでラスタ化した従来例を示し、このラスタ
化では、出力において、２ピクセル列当たり１個の取り
込み波形データ点が存在する。

【図６】図３の場合と同じ波形データを単一値ベクトル
・モードでラスタ化した場合の従来例を示す。

【図７】図４の場合と同じ波形データを単一値ベクトル
・モードでラスタ化した場合の従来例を示す。

【図８】図５の場合と同じ波形データを単一値ベクトル
・モードでラスタ化した場合の従来例を示す。

【図９】本発明により、図３及び図６の場合と同じ波形
を多値散在ベクトル・モードでラスタ化した場合を示
し、ラスタ化回路の入力の制御パラメータの設定は、Ａ
VEC＝２、ＡUNITS＝３及びＬMIN＝０である。

【図１０】本発明により、図４及び図７の場合と同じ波
形を多値散在ベクトル・モードでラスタ化した場合を示
し、ラスタ化回路の入力の制御パラメータの設定は、Ａ
VEC＝２、ＡUNITS＝３及びＬMIN＝０である。

【図１１】本発明により、図５及び図８の場合と同じ波
形を多値散在ベクトル・モードでラスタ化した場合を示
し、ラスタ化回路の入力の制御パラメータの設定は、Ａ
VEC＝２、ＡUNITS＝３及びＬMIN＝０である。

【図１２】立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有
するパルス信号の単一値ドット・モードでラスタ化した
場合の従来例を示す。

【図１３】図１２と同じパルス信号の単一値ベクトル・
モードでラスタ化した場合の従来例を示す。

【図１４】本発明により、図１２及び図１３の場合と同
じパルス信号を多値散在ベクトル・モードでラスタ化し
た場合を示し、ラスタ化回路の入力の制御パラメータの
設定は、ＡVEC＝３、ＡUNITS＝０及びＬMIN＝０．２５
である。

【図１５】図１４に示す形式の散在ベクトル・ラスタ化
を３回行って、累積したラスタ走査画像に合成した図で
あり、図１及び図２のアルゴリズムのランダム部分は、
各場合で異なっており、個別のラスタ化回路出力により
埋められていないピクセルをいかにランダム化により埋
めるかを示している。

【図１６】低振幅でノイズのある波形に重畳したノイズ
・スパイクの単一値ドット・モードのラスタ化の従来例
を示す。

【図１７】図１６のドット・モードでのラスタ化で示し
たのと同じ入力波形の単一値ベクトル・モードのラスタ
化の従来例を示す。

【図１８】本発明による多値散在ベクトル・モード・ラ
スタ化を示し、図１６及び図１７でのラスタ化で示した
のと同じ信号で、ＡVEC＝５、ＡUNITS＝２及びＬMIN＝
３である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス・ピー・ドビンズ アメリカ合衆国 オレゴン州 97007 ビーバートン ノース・ウェスト キル チス 15232 (72)発明者 デビッド・ピー・マギアー アメリカ合衆国 オレゴン州 97006 ビーバートン ノース・ウェスト バル セッツ・コート 17135 (72)発明者 ポール・エム・ガーラック アメリカ合衆国 オレゴン州 97008 ビーバートン サウス・ウェスト ター パン・ドライブ 10265 (72)発明者 サミュエル・ジェー・ピーターズ アメリカ合衆国 オレゴン州 97007 ビーバートン サウス・ウェスト ワン ハンドレッド・セブンティー・ナイン ス・アベニュー 6342 (72)発明者 ロバート・シー・プローブステル アメリカ合衆国 オレゴン州 97006 ビーバートン サウス・ウェスト サザ ーランド・ウェイ 509 (72)発明者 ジン・ファン・ツァン アメリカ合衆国 オレゴン州 97007 ビーバートン サウス・ウェスト エメ ラルド・ストリート 15430 (56)参考文献 特開 平１−227069（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 1/00 - 1/28 G01R 13/20 G09G 5/00 - 5/42

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子データ取込み装置において、第１変
   数及び第２変数のセットであるデータ／アドレス対を、
   単位ピクセルが多ビットの行列形式の表示用ベクトルに
   変換する方法であって、 （ａ）アドレス部分が上記表示の行列の一方を特定し、
   データ部分が上記行列の一方における上記行列の他方を
   特定する一連のデータ／アドレス対を求め、 （ｂ）各ベクトルへの変換の際に変更するピクセルの概
   略数である単位ベクトル当たりのアタック数を選択し、 （ｃ）上記表示のピクセルの輝度値を表す単位アタック
   当たりの輝度ユニットの数を選択し、 （ｄ）各現在のベクトルにおけるピクセル数を（ｄ１）
   現在のデータ／アドレス対から第１端部のピクセル位置
   を求め、 （ｄ２）次のデータ／アドレス対から第２端部のピクセ
   ル位置を求め、 （ｄ３）上記第１端部のピクセル位置及び上記第２端部
   のピクセル位置を用いて、上記現在のベクトルの長さを
   ピクセルで求めることにより決定し、 （ｅ）単位ベクトル当たりの上記選択したアタック数が
   上記現在のベクトルにおけるピクセル数以上の場合、単
   位アタック当たりの輝度値の上記選択したユニット数、
   又はこのユニット数の所定倍数を、上記現在のベクトル
   内の各ピクセルに適用し、 （ｆ）単位ベクトル当たりの上記選択したアタック数が
   上記現在のベクトルにおけるピクセル数未満の場合、単
   位アタック当たりの輝度ユニットの上記選択した数を、
   ほぼ単位ベクトル当たりのアタックの上記選択した数以
   下である上記現在のベクトル内のピクセルの各々に分配
   することを特徴とするベクトル変換方法。
2. 【請求項２】 上記ステップ（ｅ）の上記所定倍数は、
   単位ベクトル当たりのアタックの上記選択数を、上記現
   在のベクトルにおけるピクセル数を表す数で除算して求
   めることを特徴とする請求項１の変換方法。
3. 【請求項３】 上記ステップ（ｆ）の上記分配は、 （１）ピクセル内の初期オフセット値を計算し、 （２）ピクセル内の周期的増分値を算定し、 （３）上記初期オフセット値及び上記周期的増分値を用
   いて、上記現在のベクトル内のどのピクセルが輝度ユニ
   ットを受けるかを判断することを特徴とする請求項１の
   変換方法。
4. 【請求項４】 上記ステップ（ｂ）の単位ベクトル当た
   りのアタックの数を選択するステップは、上記電子デー
   タ取込み装置のトリガ・レートを少なくとも部分的に用
   いることを特徴とする請求項１の変換方法。
5. 【請求項５】 上記ステップ（ｃ）の単位アタック当た
   りの輝度ユニットの数を選択するステップは、少なくと
   も部分的に操作者入力を用いることを特徴とする請求項
   １の変換方法。
6. 【請求項６】 上記現在のベクトル内のピクセルの数が
   所定の最小値未満の場合、輝度ユニットを上記現在のベ
   クトル内の単一ピクセルのみに与えることを特徴とする
   請求項１の変換方法。
7. 【請求項７】 上記ステップ（ｅ）は、更に、 （１）単位アタック当たりの輝度ユニットの上記選択さ
   れた数の決まった倍数の総合輝度ユニットを、所定の最
   大数と比較し、 （２）この比較ステップにより、上記総合輝度ユニット
   が上記指定最大数を超えた場合、上記総合輝度ユニット
   を上記所定の最大数に減らすことを特徴とする請求項１
   の変換方法。