JP3406934B2

JP3406934B2 - 並列誤差拡散方法

Info

Publication number: JP3406934B2
Application number: JP00138594A
Authority: JP
Inventors: ウエブマイケル; クラークネイラージュニア．ウィリアム
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 2003-05-19
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: EP0606988A2; EP0606988A3; DE69428061D1; JPH0720839A; EP0606988B1; US5553165A; DE69428061T2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーコンピュータ・デ
ィスプレイやカラープリンタ等のカラーディスプレイ装
置、特にラスタ・カラーディスプレイ装置上にカラー画
像を表示する際に用いられる並列誤差拡散方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】先行技術の説明を以下の図面に従って説
明する。図１は、ＣＲＴタイプのディスプレイにおける
従来の単一画素を示す図である。図２は、標準化された
色立方体を示す図である。図３は、フロイド（Floyd ）
とスタインバーグ（Steinberg）の誤差拡散処理を示す
図である。

【０００３】カラー・ラスタ・グラフィックディスプレ
イ装置はこの分野で広く知られている。これらの装置の
カラー画像表示は、通常画素マップによって行なわれ
る。この画素マップは、通常個々の画素から成り、各画
素は、ディスプレイ装置上のその画素の色値を表すビッ
トの集合から成っている。この集合における、異なる可
能なビットの数は、ディスプレイ装置に表示される異な
る色の数に一致しており、従って、装置がある画像を表
示できる解像度にも一致している。一般的な表色系で
は、他のビット数も可能であるが、通常、１画素につき
８または２４ビットが格納される。

【０００４】ディスプレイ装置は入力された画素データ
に対応する色値を表示し、時には高い解像度で表示す
る。一般的なスクリーン表示では、１２８０×１０２４
画素の範囲の、複数の異なる画素を表示することがで
き、各画素は通常２²⁴の異なる色値を表示可能である。

【０００５】しばしば、特定のモデルに従ってコンピュ
ータ・ディスプレイ上に色が表示される。赤、緑、青
（ＲＧＢ）のカラーモデルは、陰極線管（ＣＲＴ）やカ
ラーラスタディスプレイ装置で一般に使用されているモ
デルの１つである。他のカラーディスプレイ・モデルと
しては、カラープリンティング装置によく使用されるシ
アン、マゼンタ、イエロー（ＣＭＹ）がある。ＲＧＢモ
デルの使用例では、コンピュータ・ディスプレイで一般
に用いられるＮＴＳＣ（National Television System C
ommittee）画像表示規格がある。この規格では、各画素
エレメントは３つの別々のエレメントに分けられ、夫々
がある画素の赤、緑、青の各部分を表わしている。

【０００６】図１に示すように、カラーＣＲＴのスクリ
ーン表面は密接した画素で占められている。各画素２０
は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の輝点（蛍光ドット）
または画素エレメント１９から成っている。通常、これ
らの輝点の大きさは、個々のドットから放射される光
が、対応する３色の混色したものとして視聴者が知覚で
きるように十分に小さいものとなっている。このよう
に、各輝点を励起する強度を変えることにより、広い範
囲の異なる色が１つの画素によって生成される。通常、
各輝点の励起強度が、上述の画素エレメントのサブグル
ープの各々の値に対してある程度釣り合いが取れるよう
に、変換処理（不図示、但し周知の技術である）が行な
われる。例えば、各赤、緑、青に対して８ビットに分け
られ、１画素につき２４ビットのカラーディスプレイ・
システムが考えられる。これは、各赤、緑、青のそれぞ
れに対して、２⁸ または２５６段階の強度レベルに相当
し、合計２²⁴の異なる色値が可能となる。このように多
くの色を表示できるカラーディスプレイは、あらゆる実
用的な目的において、連続階調画像を、連続階調表示に
見える程度までに近付けることができる。

【０００７】この方法で印刷可能な色の範囲を概念的に
示すために、これらの色を図２に示すような単位の色立
方体に表して説明することにする。いずれの特定の点に
おいても、３つのサブグループの各々の独立した作用が
合計されて、最終的な色が生成される。例えば、各色の
値が等しい色立方の主対角線は、黒（０，０，０）から
白（１，１，１）までの異なる無彩色レベル（グレイレ
ベル）または無彩色スケール（グレイスケール）を表し
ている。

【０００８】多くのディスプレイ装置にとって、例えば
２４ビットの入力画素によって、色の全範囲を表示する
ことは不可能である。例えば、黒白ラスタ画像ディスプ
レイではただの２色、つまり白と黒しか表示できないの
で、このディスプレイは白黒装置として知られている。
他のカラーディスプレイ装置は、各原色に対し限られた
数の離散的な強度レベルしか表示できない。さらには、
２レベルの強誘電性液晶ディスプレイ（ＦＬＣＤ）のよ
うなカラーの２レベル装置では、スクリーン上の各画素
エレメントは、完全にオンであるか完全にオフであるか
の２つの強度レベルしか持たない。例えば、あるディス
プレイ装置が２レベルの赤、緑、青、白を表示可能であ
るとすると、各画素が表示できる異なる色の数の合計は
２⁴ ＝１６色となる。

【０００９】ディスプレイ装置への入力が、より多数の
強度レベルであるとすると、表示された色には誤差が生
じるであろう。この誤差とは、表示すべき正確な画素値
と実際に表示された近似値との間の差のことである。２
レベルのカラーディスプレイ等の離散的カラーディスプ
レイ上に表示可能で、知覚できる色の数を増加させるよ
うに様々の方法が開発されている。そうした方法は、一
般に中間調処理として知られている。中間調処理の別の
様態の説明に関しては、MIT プレス(Pressより１９９１
年に発行されたロバート・ユーリックニー（Robert Uli
chney)著「ディジタル・ハーフトーニング（Digital Ha
lftoning）」を参照されたい。

【００１０】このユーリックニーによる、表示画像の画
質を向上させるための方法は、誤差拡散法と呼ばれてい
る。この処理はフロイド（Floyd ）とスタインバーグ
（Steinberg ）が単色（ブラックまたはホワイト）表示
のための処理方法に発展させた。これについては、ソサ
エティー・フォー・インフォメーション・ディスプレイ
(Society for Information Display) の１９７５年シン
ポジウム・ダイジェストの技術レポート(Symposium Dig
est of Technical Papers 1975,36)「空間無彩色スケー
ルの適応的アルゴリズ（An Adaptive Algorithm for Sp
atial Gray Scale) 」に記載されている。このフロイド
とスタインバーグの処理では、各画素値に関連した誤差
が、注目画素の幾つかの周辺画素の値に足されて、この
加算の合計値が画素値と関連した誤差と等しくなるよう
にする。これには、最終画像の幾つかの画素間の誤差を
展開あるいは拡散して画質を向上できるという効果があ
る。この処理の例は図３に示す通りである。この例で
は、注目画素２１に関する誤差を拡散して、誤差の２／
８（８分の２）が注目画素２１の右の画素２２に割り当
てられ、１／８がその左の画素２３に割り当てられ、２
／８が注目画素２１の下の画素２４に割り当てられ、１
／８が夫々、画素２５，２６，２７に割り当てられるよ
うに決定される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】使用される高解像度デ
ィスプレイは、一般に、１２８０×１０２４＝１３１０
７２０画素オーダーの画素解像度を持ち、６０Ｈｚのリ
フレッシュ・レートを持っている。前述したように、各
画素はその色値に関して２４ビットを持つことができ
る。従って、画素のいずれの処理が行なわれる際でも、
それを高速で行うためには、画素の入力レートが高いこ
とが必要である。

【００１２】上記の例では、表示入力データを処理する
には、システムの扱うトータルの処理能力が２３５メガ
バイト／秒以上であることが必要である。誤差拡散処理
は、各画素を注目してその周辺の画素に誤差を拡散しな
ければならないので、高い処理レートを必要とする処理
の例である。さらに、１つの画素エレメントの誤差拡散
が、後で処理される全エレメントに影響を及ぼすため、
シリアルに行う以外にこの処理を実現することは困難で
ある。

【００１３】ラスタ走査画像の注目画素の下または右の
周辺画素を選択することにより、ある注目画素より拡散
された誤差が後続の画素のみに影響するため、画像の上
辺から底辺に亙る誤差拡散が達成される。

【００１４】本発明の目的は、画像の異なる部分の同時
誤差拡散を行うための多重誤差拡散法を供給し、その方
法を通じて誤差拡散を行なうのに必要なスピードを低下
できる方法を提供することである。本方法及び装置は、
入力の１ライン以上の誤差拡散を複数の誤差拡散回路で
同時に行なうことにより、出力画像の中間調処理を並行
して行うことにより、画像出力速度を低下することなし
に、個々の誤差拡散回路における中間調処理に要する処
理速度を低下することができる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の並列誤差拡散方法は以下のような工程を備え
る。即ち、入力画素により形成される画像を誤差拡散処
理する並列誤差拡散方法であって、（ａ）誤差拡散される前記入力画素を少なくとも２つの
グループに分ける工程と、（ｂ）前記グループの最初の１つを用いて第１の一連の
工程(i)(ii)、即ち、 (i)入力画素の第１のグループを受信して、周辺画素か
ら先に算出されて格納手段に格納されている誤差拡散デ
ータの第１のグループと合計して、第１のグループの入
力補正画素を生成し、前記格納手段に格納する工程と、 (ii)前記第１のグループの入力補正画素の各々につい
て、第１の表示出力値と、関連した誤差拡散値とを決定
し、第１のグループの表示出力データと第１のグループ
の誤差拡散データを得、前記第１のグループの誤差拡散
データを前記格納手段に格納する工程とを実行し、（ｃ）同時に、前記入力画素の第２のグループを用いて
第２の一連の工程(iii)(iv)(v)、即ち、 (iii)先に算出されて前記格納手段に格納されている入
力補正画素の第２のグループに対し誤差拡散を行って、
第２のグループの誤差拡散データと第２のグループの表
示出力データを得、前記第２のグループの誤差拡散デー
タを前記格納手段に格納する工程と、 (iv)第２のグループの入力画素を受信して、前記格納手
段に格納されている前記第２のグループの誤差拡散デー
タと合計して、第２のグループの入力補正画素を得る工
程と、 (v)前記第２のグループの入力補正画素を前記格納手段
に格納する工程とを備えることを特徴とする。

【００１６】

【００１７】

【作用】以上の構成において、入力画素を少なくとも２
つのグループに分け、入力画素の第１のグループを受信
して、周辺画素から先に算出されて格納手段に格納され
ている誤差拡散データの第１のグループと合計して、第
１のグループの入力補正画素を生成し格納手段に格納
し、第１のグループの入力補正画素の各々について、第
１の表示出力値と、関連した誤差拡散値とを決定し、第
１のグループの表示出力データと第１のグループの誤差
拡散データを得て、その第１のグループの誤差拡散デー
タを格納手段に格納する処理を実行し、これと同時に、
入力画素の第２のグループを用いて、先に算出されて格
納手段に格納されている入力補正画素の第２のグループ
に対し誤差拡散を行って、第２のグループの誤差拡散デ
ータと第２のグループの表示出力データを得て第２のグ
ループの誤差拡散データを格納手段に格納し、第２のグ
ループの入力画素を受信して、格納手段に格納されてい
る前記第２のグループの誤差拡散データと合計して、第
２のグループの入力補正画素を得て格納手段に格納す
る。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。

【００１９】好適な実施例及び他の実施例の説明本実施
例においては、誤差拡散処理を並列に実行することによ
り、実時間での誤差拡散処理を実現し、全体の誤差拡散
処理において同時に動作する多数の誤差拡散処理が存在
するようにする。これにより、入力画像を処理するのに
必要とされるスピードを落とすことが可能となる。

【００２０】前述したように、図３は、入力画像の１ラ
インに対して行なわれる、通常のフロイドとスタインバ
ーグの誤差拡散処理を示すものである。この処理では、
用いられる誤差拡散処理に従って注目画素２１が閾値で
切られ、隣接画素へ分配する誤差量の他に出力カラー
“０”が求められる。この誤差は、図示のように隣接画
素２２，２３，２４，２５，２６，２７に加算される。
この処理の結果、これらの画素の値が変化する。

【００２１】誤差拡散処理は注目ラインに対して続けら
れ、画素２２が誤差拡散に用いられ、次に画素２３が用
いられ、以下同様に処理が行なわれる。ラインの始めと
終わりでは、存在しないエレメントへ拡散される誤差値
は殆どが放棄される。

【００２２】図４を参照すると、本実施例では、第１及
び第２の誤差拡散処理２８，２９は、夫々入力データの
異なる部分を同時に処理している。この処理では、第１
の誤差拡散処理２８は、入力データのｎ番目のラインの
入力画素に対し誤差拡散を行ない、同時に、第２の誤差
拡散処理２９は、（ｎ＋１）番目のラインの情報に対し
て誤差拡散を行なう。この誤差拡散処理２９は、２つの
処理が同一画素に対し同時に行なわれて処理が複雑に重
ね合わされないように、処理２８の充分後方に留まるよ
うに時間調整されていることが望ましい。

【００２３】図５を参照すると、例えば、第３の誤差拡
散処理部３０などさらに別の誤差拡散処理部によって、
さらに入力画像の誤差拡散が行なわれる。この誤差拡散
処理部３０は、入力データの（ｎ＋２）番目のラインに
対し同時に動作するものである。

【００２４】誤差拡散値の算出に用いられる方法は、コ
ンピュータ・グラフィック（Comuter Graphic ）社より
１９８２年７月に発行された、ポール・ヘックバート
（PaulHeckbert)著「フレームバッファ表示のためのカ
ラー画像量子化（Color ImageQuantization for Frame
Buffer Display ）（ Volume 16, Number 3, July 198
2, pages 297-304) に記載されているような３次元フル
カラー誤差拡散処理法である。

【００２５】このヘックバートの処理では、表示可能な
画像の色域の代表色として、ディスプレイ装置の異なる
可能な出力値が選択される。最も近い表示可能な色値と
注目している入力色値との間の距離を表す、３次元色空
間におけるベクトル量が算出され、この値は、好ましく
は、フロイドとスタインバーグの処理を用いて周辺画素
に加算される。

【００２６】次に、好適な実施例の並列誤差拡散装置の
第１の動作例を示す図６を参照する。入力部３１は２４
ビット構成の画素を、ライン単位で入力画素を記憶でき
る入力フレームバッファ３２へ入力する。２つの誤差拡
散ユニット１（３３），２（３４）は、入力フレームバ
ッファ３２より画素を読み出して、誤差拡散値３５を出
力フレームバッファ３６へ出力し、ＦＬＣＤ１００に表
示する。入力フレームバッファ３２の画素の現在の値が
クリアされることに加えて、誤差拡散値が２本のバス３
７を介して注目画素の周辺画素へ加算される。

【００２７】前述したように、誤差拡散ユニット３３，
３４は並行して動作する。この並行処理により、これら
の誤差拡散ユニットは、入力部３１が入力フレームバッ
ファ３２に値を入力する速度(rate)よりも遅い処理速度
で動作することが可能となる。

【００２８】次に図７を参照する。この図は、簡素化さ
れた１８×１５のフレームバッファの、実施例の動作の
１状態を例として示している。入力部３１は、画素４１
を入力フレームバッファ３２へ高速で入力している。誤
差拡散処理３８，３９は、入力部３１がデータを入力す
る速度の半分の速度で、入力データにおける以前のライ
ンに対して誤差拡散を行っている。誤差拡散処理３８
は、注目ラインの処理を終えると、直ちに誤差拡散を必
要とする次のライン４０の処理を始める。これら２つの
誤差拡散処理を用いることの全体的な効果は、入力部３
１の入力速度にほぼ等しい高速の単一の誤差拡散処理を
行うのと同じになる点にある。

【００２９】図８に示すような他の実施例では、誤差拡
散処理４２，４３，４４によりさらに多くの誤差拡散処
理の並列化が達成されている。これらの誤差拡散処理は
現在の入力画面に対して誤差拡散を行なっている。誤差
拡散処理４２が注目ラインの処理を終えると、直ちに誤
差拡散を必要とする次のライン４５の処理が開始され
る。入力部３１は、誤差拡散処理が維持できる速度より
も速い速度で、値を入力フレームバッファ３２へ入力し
ている（この入力中の画素Ｉを４６で示す）。入力部３
１は最終ラインの入力を終えると、再び最初のラインの
入力にかかる。誤差拡散処理４７，４８，４９は、まだ
以前の画像の入力値を処理していても、入力部３１の処
理ラインより十分先の処理を行っていることができる。
それは、誤差拡散処理４７，４８，４９は、以前の画像
の入力値の処理を行ない、入力部３１がその画素値に対
して書き込みを行なうように要求される前に、その処理
を完了できるからである。誤差拡散処理により出力値
“０”が生成されると出力フレームバッファ３６に書き
込まれ、その後、要求に応じて、出力表示部（ＦＬＣ
Ｄ）１００に読み出される。

【００３０】上述の説明からわかるように、要求される
高速のデータ入力スピードに処理速度を合わせながら、
多段構成の誤差拡散処理部により誤差拡散処理を並行し
て行なうことができる。本実施例は特にＲＧＢ表色系に
有効であり、以下にレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブ
ルー（Ｂ）、ホワイト（Ｗ）（ＲＧＢＷ）の強誘電性液
晶ディスプレイ装置への特定の応用例を説明する。

【００３１】この実施例では、誤差拡散処理を並列化し
て、２つの処理ユニットが同時に誤差拡散処理を行なう
ようにすることにより、リアルタイムで誤差拡散処理が
達成される。従って、各ユニットは通常必要とされるデ
ータ処理速度の半分の速度で動作することが可能であ
る。さらに、メモリの注意深く、柔軟な使用により、入
力画素を一時的に保存するために、単一のラインに相当
するだけのラインメモリだけで良く、しかも補助的な単
一ラインメモリを出力画素の一時保存に使用することが
可能となっている。これらの記憶手段と並列の誤差拡散
ユニットを用いて、入力画素値が通常必要とされる誤差
拡散処理速度の半分の速度で処理され、必要なメモリ容
量も実質的に縮小することができる。

【００３２】この実施例では、入力データは各サイクル
で２つの２４ビットサンプルの形で入力されることが前
提となっている。また、出力部は４色、すなわち赤、
緑、青、白（ＲＧＢＷ）を持ち、各色は２レベル（オ
ン、オフ）の色値を持つとしている。従って、表示部へ
送られる出力値は４ビットの形を取っており、１ビット
が各色に対応している。

【００３３】次に図９を参照する。この図は、並列誤差
拡散装置の全体構成を示している。この装置はラインメ
モリ５０、赤、緑、青、白（ＲＧＢＷ）バッファユニッ
ト５１、入力補正ユニット５２、誤差拡散ユニット５
３，５４、出力シーケンサ５５を備えている。ラインメ
モリ５０は、表示するための、完全な１ライン分の画素
を格納する。特にこの実施例では、ラインメモリ５０は
１２８０×２４＝３０７２０ビットを格納して、１画素
２４ビットで構成される１ラインの１２８０画素を表現
することができる。このラインメモリ５０は、各サイク
ルで１度、読み出しまたは書き込みが行なわれるように
構成されている。リードデータバス５６とライトテータ
バス５７は、夫々１サイクルで１９２ビット（つまり８
画素）のデータを読み出しあるいは書き込みできるよう
になっている。

【００３４】ＲＧＢＷバッファユニット５１もまた、各
サイクルで１度だけ読み出しまたは書き込みが可能であ
る。このユニット５１は、４ビットのＲＧＢＷバッファ
単位で１２８０画素を格納するよう構成されており、各
々２０ビット幅のライトデータバス５９とリードデータ
バス５８を有している。

【００３５】同一構成の２つの誤差拡散ユニット５３，
５４は、ラインメモリ５０から情報を取り出し、夫々２
通りの出力を形成することができる。第１の出力は１画
素当たり４ビットのＲＧＢＷデータで、ライトデータバ
ス５９を介してＲＧＢＷバッファユニット５１へ供給さ
れる。２番目の出力は１画素当たり２４ビットの誤差デ
ータで、それはライトテータバス５７を介してラインメ
モリ５０に再度書き込まれる。

【００３６】入力補正ユニット５２は、入力バス６０を
介して、夫々８ビットの赤、緑、青の入力レベルの標準
ＲＧＢフォーマットデータを受け取る。入力バス６０
は、同時に２セットの画素データを含むので、２×２４
＝４８ビット幅を持っている。さらに下記に説明するよ
うに、入力補正ユニット５２は、ＲＧＢ入力データと、
ラインメモリ５０に記憶されているそのデータの誤差デ
ータを組み合わせて、ラインメモリ５０へ格納し直すべ
き補正されたＲＧＢデータを生成する。

【００３７】出力シーケンサ５５はＲＧＢＷバッファユ
ニット５１よりデータを読み出すもので、データのバッ
ファリングを行なって出力バス６１へ出力することによ
り、ＲＧＢＷディスプレイ（ＦＬＣＤ等）を正しいシー
ケンスで駆動するためのものである。入力速度（rate）
は１サイクル当たり２画素なので、出力速度を入力速度
と同じ速さに保つために、出力シーケンサ５５は、２．
５サイクル毎に５つの４ビットサンプル（つまり５サイ
クル毎に２つの２０ビットデータを読出す）の割合で、
データをＲＧＢＷバッファユニット５１より読み出し、
要求される速度で、そのデータを出力バス６１上に送り
出す前に、データのラッチ及びバッファリングを行なっ
ている。

【００３８】次に図１０を参照して、実質的に同一の誤
差拡散ユニット５３，５４の動作をより詳細に説明す
る。誤差拡散ユニット５３，５４は各々ラインメモリ５
０からの１９２ビット（８×２４ビットのＲＧＢ画素グ
ループ）幅のデータ及び、ＲＧＢＷバッファユニット５
１への２０ビット（５×４ビットのＲＧＢＷ）出力デー
タの順序を決定するための２つのアドレス発生部６２，
６３を有している。データは、誤差拡散ユニット５３，
５４を通じて、ラインの画素の順に順次処理される。ラ
インメモリ５０よりの１９２ビット幅の補正された入力
データは、データを２４ビットの形式に再配列する８段
階のシフトレジスタ６４によりシフトされる。

【００３９】誤差決定ユニット６５はＲＧＢフォーマッ
トの２４ビット入力データを取出して、好ましくは、い
ずれの出力カラー画素が入力データに最も近いかを決定
し、出力ＲＧＢＷデータとＲＧＢ入力データの間のベク
トル距離を決定することにより、ＲＧＢＷシフトレジス
タ８４へ送られる４ビットのＲＧＢＷデータ６６と、２
４ビットのＲＧＢ補正誤差データ６７形式の出力データ
を生成する。この誤差情報は、ラインメモリ５０の次の
ラインへ書き戻される。

【００４０】誤差情報は、前述及び図３に示す図式に従
って周辺画素へ拡散される。この誤差は誤差バス６７上
へ出力される。誤差の８分の２を、入力される画素列の
次の画素へ加算する３個の８ビット加算器を含む加算器
６８が設けられている。同様に、加算器６９は誤差値の
１／８を取り出して、図３の２３に相当する画素値に加
算する。

【００４１】同様に、誤差を部分的に加算することによ
り、つまり符号７０の所で１／８、加算器７１で１／
８、加算器７２で２／８、加算器７３で１／８となる誤
差部分を加算することにより、誤差情報がラインメモリ
５０の次のラインに加算される。これは図３において、
２５，２６，２４，２７で示された誤差情報の部分を加
算することに相当する。同様に、各画素からの誤差も
又、この４段階のパイプラインで累積され、ここで次の
ラインの各画素位置へ加算される合計誤差が生成され
る。これらの累積誤差値は、出力シフトレジスタ７４を
介してラインメモリ５０へ書き戻され、後続のラインに
おいて、入力補正ユニット５２によりアクセスされる。
ＲＧＢＷ値は、ＲＧＢＷシフトレジスタ８４を介してＲ
ＧＢＷバッファユニット５１へ書き込まれる。

【００４２】次に図１１を参照する。この図は、入力さ
れる各画素毎のＲＧＢデータを、前のラインから拡散さ
れた誤差値を加算することによって補正する入力補正ユ
ニット５２を示している。補正された入力値はラインメ
モリ５０へ再度格納される。入力値がラインメモリ５０
へ格納される前に補正されることにより、入力値と誤差
値用のラインメモリを別々に設ける必要がなくなってい
る。入力補正ユニット５２は２組の補正ユニット７５，
７６を有し、各補正ユニットは３つの加算器７７，７
８，７９を備えている。これら加算器は、夫々ＲＧＢの
各値に対応している。入力シフトレジスタ８０及び出力
シフトレジスタ８１は、前者がラインメモリ５０から
の、後者がラインメモリ５０へのデータの流れを制御し
ている。入力補正ユニット５２は、入力データを入力速
度と同じ速度で補正するために、１クロックサイクルで
２組のＲＧＢ値を処理する。これにより、ラインメモリ
５０に対するの読み出しと書き込みの両方を行なうため
に、入力補正ユニット５２は誤差拡散ユニット５３，５
４に要求されるバンド幅（動作速度）の２倍が必要とな
る。

【００４３】次に、図９の並列誤差拡散装置の説明を補
足するために、図１２、図１３及び図１４を参照して、
この装置の動作の１例を説明する。

【００４４】図１２は、ラインＮの処理前の誤差拡散処
理状態を示している。前列（ラインＮ−１）の前半部で
は誤差拡散が行なわれてしまっている。この処理の結果
はＲＧＢＷバッファユニット５１に格納されている。ラ
イン（Ｎ−１）の後半部では入力補正が行なわれ、誤差
拡散処理の用意がされている。このデータはラインメモ
リ５０の半分へ格納される。ラインメモリの残りの半分
はライン（Ｎ−１）の前半部の処理から生成されて、ラ
インＮ（処理すべきライン：注目ライン）の前半部へ拡
散される誤差拡散値によって占められている。

【００４５】並列誤差拡散処理装置がラインＮの処理を
開始すると、４つの処理動作が殆ど並行して開始され
る。１ラインを処理するのに要する時間を、便宜上、１
ライン時間とする。いくつかの動作により生じるデータ
が、同一のライン時間内で再利用されるので、各動作の
開始がわずかに（２〜３クロックサイクル）ずれること
になる。水平ブランク時間（誤差拡散装置へデータが入
力されないライン間の時間）により、各動作をずらすの
に必要な余分なクロックサイクルが生まれる。但し、こ
れらの処理は単一のライン時間内で完了する。図１３は
ラインメモリ５０とＲＧＢＷバッファユニット５１の状
態を示している。この図では、各誤差拡散ユニット５
３，５４の、ラインメモリ５０とＲＧＢＷバッファユニ
ット５１内における、ラインの処理の途中の状態と、現
在の処理の位置が示されている。

【００４６】ラインＮの処理中に起こる最初の処理動作
は、ライン（Ｎ−１）の後半部の誤差拡散処理である。
これは誤差拡散ユニット５３により行なわれる。先に入
力され補正された値がラインメモリ５０より読み出され
て、誤差拡散ユニット５３へ格納される。誤差拡散によ
り生じたＲＧＢＷ値は、ＲＧＢＷバッファユニット５１
へ書き込まれる。ラインＮの後半部へ拡散される誤差デ
ータは、ラインメモリ５０へ再度書き込まれる。

【００４７】ラインＮの処理における第２の処理動作
は、出力シーケンサ５５による、ライン（Ｎ−１）のた
めのＲＧＢＷ値の読み出しである。ラインＮの処理開始
に際しては、ライン（Ｎ−１）の前半部のためのＲＧＢ
Ｗ値はＲＧＢＷバッファユニット５１内に格納されてい
る。出力シーケンサ５５は、１クロックサイクルに２つ
の値の割合でこれらの値を読み出して、処理がラインの
末尾に来るまでに、ライン（Ｎ−１）用の全てのＲＧＢ
Ｗ値が出力されているようにする。ここでは、並列に行
なわれるライン（Ｎ−１）の後半部の誤差拡散が、常に
出力シーケンサ５５の十分先にあるようにして、出力シ
ーケンサ５５がそのラインの最後の値を読み出す前に、
残りのＲＧＢＷ値がＲＧＢＷバッファユニット５１へ書
き込まれているようにすることが必要である。これは、
ＲＧＢＷバッファユニット５１に対して出力シーケンサ
５５の起動時間を２〜３クロックサイクルずつずらすこ
とにより達成される。

【００４８】ラインＮの処理における３番目の処理動作
は、入力されているラインＮのデータの入力補正であ
る。入力補正ユニット５２は、そのラインの先頭で動作
を開始し、１サイクルに２つの割合で誤差値をラインメ
モリ５０から読み出し、それを入力データへ加算する。
そして、各サイクル毎に、２つの補正された入力値をラ
インメモリ５０へ格納する。ライン全体の入力補正は、
入力補正ユニット５２へ入力される速度で処理される。
図１２からわかるように、補正に必要なライン（Ｎ−
１）からの誤差値は、処理動作が始まる前に、ラインＮ
の前半部のために適所に置かれる。残りの誤差値は、ラ
インの処理が進むにつれて、誤差拡散ユニット５３によ
り生成される。ここでも、常に、誤差拡散ユニット５３
が、誤差値が入力補正ユニット５２に要求されるより先
に、これらの誤差値を生成することが必要である。

【００４９】ラインＮの処理における４番目の処理動作
は、ラインＮの前半部の誤差拡散である。この動作は、
そのラインの先頭から始められるが、入力補正ユニット
５２が最初の画素の入力を補正した直後に開始されるよ
うになっている。この誤差拡散は、誤差拡散ユニット５
４により行なわれる。生成されたＲＧＢＷデータは、出
力シーケンスが読出している画素位置の後方で、ＲＧＢ
Ｗバッファユニット５１に書き込まれる。次のラインへ
拡散されるべき誤差値は、ラインメモリ５０へ再度書き
込まれる。

【００５０】図１４は、ラインの終りにおいて、ライン
メモリ５０の内容が、１ラインの誤差拡散で起こった全
体的な派生的効果を伴って、ラインの先頭の時点の内容
と同じであることを示している。

【００５１】図１２〜図１４は、ラインの各画素位置と
して、ラインメモリ５０の記憶位置を１つだけ用いて、
４つの動作を並列に行うことが可能であることを示して
いる。各ラインメモリ５０の記憶位置では、各ラインに
対して読み出し及び書き込みが２度ずつ行なわれる。各
ＲＧＢＷバッファユニット５１の記憶位置は、各ライン
に対して１度ずつ書込みと読み出しが行われる。ライン
の後半部におけるラインメモリ５０の記憶位置がまず誤
差拡散ユニット５３により読出され、次のラインのため
の誤差値が、その位置へ再度格納される。これら誤差値
は、その後入力補正ユニット５２により読み出され、補
正された入力値が同じ位置へ再度格納される。ラインの
前半部の記憶位置は逆の順序でアクセスされる。つま
り、始めに入力補正ユニット５２のための読み出し及び
書き込みが行なわれ、続いて誤差拡散ユニット５４のた
めの読み出し及び書き込みが行なわれる。

【００５２】２つの誤差拡散ユニット５３，５４、入力
補正ユニット５２、出力シーケンサ５５は、入力画像の
誤差拡散を首尾よく行なうために、ラインメモリ５０と
ＲＧＢＷバッファユニット５１のデータの読み出し及び
書き込みを行って、入力データと出力データとの整合を
取る。前述したように、半分の処理速度の誤差拡散ユニ
ット５３，５４は、１ラインの誤差拡散計算を完了する
のに、各々２ライン分の時間を使っている。各ライン時
間で、誤差拡散ユニット５３，５４の各々は１ラインの
半分の誤差拡散値を算出し、入力補正ユニット５２は、
１ライン全部のデータを補正して格納し、出力シーケン
サ５５は、１ライン分のＲＧＢＷデータを書き込むこと
になる。

【００５３】上述の説明は、本発明のいくつかの実施例
について、特にＲＧＢＷ強誘電性液晶ディスプレイで用
いられるＲＧＢモデルについて述べてきたに過ぎない。
当業者には明らかであるが、本発明の趣旨から逸脱する
ことなく、他のモデルの使用や変形が可能である。従っ
て、本発明はこの実施例に限定されるものでなく、特許
請求の範囲により規定される。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像の異なる部分の同時誤差拡散を行うための多重誤差拡
散法を供給し、その方法を通じて誤差拡散を行なうのに
必要なスピードを低下できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＲＴタイプのディスプレイ装置における従来
の単一画素を示す図である。

【図２】標準化された色立方体を示す図である。

【図３】フロイド(Floyd) とスタインバーグ(Steinber
g) の誤差拡散処理を示す図である。

【図４】本発明の好適な実施例の動作を示す図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す図である。

【図６】本実施例を具体化した装置を示す概略ブロック
図である。

【図７】本実施例の動作を示す概略図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例の動作を示す概略図
である。

【図９】本実施例を具体化した装置を示す概略ブロック
図である。

【図１０】図９の誤差拡散ユニットを示す概略ブロック
図である。

【図１１】図９の入力補正ユニットを示す概略ブロック
図である。

【図１２】図９の装置の初期の状態を示す概略図であ
る。

【図１３】図９の装置のさらに第２の状態を示す概略図
である。

【図１４】図９のさらに第３の状態を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

３１入力部３２入力フレームバッファ３６出力フレームバッファ５０ラインメモリ５１ＲＧＢＷバッファユニット５２入力補正ユニット３３，３４，５３，５４誤差拡散ユニット５５出力シーケンサ１００ＦＬＣＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 1/46 Ｈ０４Ｎ 1/46 (56)参考文献特開平６−98165（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 5/00 G06T 1/00 510 G06T 5/00 200 H04N 1/405 H04N 1/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画素により形成される画像を誤差拡
散処理する並列誤差拡散方法であって、（ａ）誤差拡散される前記入力画素を少なくとも２つの
グループに分ける工程と、（ｂ）前記グループの最初の１つを用いて第１の一連の
工程(i)(ii)、即ち、 (i)入力画素の第１のグループを受信して、周辺画素か
ら先に算出されて格納手段に格納されている誤差拡散デ
ータの第１のグループと合計して、第１のグループの入
力補正画素を生成し、前記格納手段に格納する工程と、 (ii)前記第１のグループの入力補正画素の各々につい
て、第１の表示出力値と、関連した誤差拡散値とを決定
し、第１のグループの表示出力データと第１のグループ
の誤差拡散データを得、前記第１のグループの誤差拡散
データを前記格納手段に格納する工程とを実行し、（ｃ）同時に、前記入力画素の第２のグループを用いて
第２の一連の工程(iii)(iv)(v)、即ち、 (iii)先に算出されて前記格納手段に格納されている入
力補正画素の第２のグループに対し誤差拡散を行って、
第２のグループの誤差拡散データと第２のグループの表
示出力データを得、前記第２のグループの誤差拡散デー
タを前記格納手段に格納する工程と、 (iv)第２のグループの入力画素を受信して、前記格納手
段に格納されている前記第２のグループの誤差拡散デー
タと合計して、第２のグループの入力補正画素を得る工
程と、 (v)前記第２のグループの入力補正画素を前記格納手段
に格納する工程とを備えることを特徴とする並列誤差拡
散方法。
【請求項２】前記第１のグループの表示出力データと
第２のグループの表示出力データとを格納する工程をさ
らに備えることを特徴とする請求項１に記載の並列誤差
拡散方法。
【請求項３】前記表示出力データを出力する工程をさ
らに備えることを特徴とする請求項２に記載の並列誤差
拡散方法。
【請求項４】前記工程（ａ），（ｂ），（ｃ）を繰り
返す逐次処理工程をさらに備え、各繰り返しに対して、
先の工程（ｃ）より生じ、前記格納手段に格納された前
記第２のグループの入力補正画素と誤差拡散データと
が、後続の工程（ｂ）において対応する第１のグループ
として用いられることを特徴とする請求項１に記載の並
列誤差拡散方法。