JP5082240B2 - 画像コントロールｉｃ - Google Patents

Description

本発明は、液晶、プラズマ、有機ＥＬディスプレス等の表示装置やプリンタ等に用いられる画像コントロールＩＣに関する。

例えば、携帯電話機の液晶表示装置を例に挙げれば、近年、高精細な表示を行なうために、ディスプレス上の画素数が増大し、一画素あたりの階調数も増大している。現在主流のＱＶＧＡ（２４０×３２０ドット）から、ＶＧＡ（４８０×６４０ドット）またはＷＶＧＡ（４８０×８００ドット）への移行が予定され、ＱＶＧＡの時には一画素あたりの階調値が１６ビットまたは１８ビットであったのが、ＶＧＡまたはＷＶＧＡでは１８ビットまたは２４ビットへと高階調化される。

画素数と階調値の増大は、フレームメモリ容量の増大とに深刻に影響する。

フレームメモリの増大は、ＲＡＭ内蔵ドライバＩＣを根本的に考え直さないと、解決策は見当たらない。例えばＱＶＧＡ→ＶＧＡの変更でメモリ面積は４倍に増大し、ＲＡＭ内蔵ドライバＩＣの面積も著しく増大する。その場合、ガラス基板上にＣＯＧ（Chip On Grass）実装されるＲＡＭ内蔵ドライバＩＣは、ドライバＩＣ搭載のためだけに液晶パネルのガラス基板面積を増大させ、製造基板から分断される時のパネル取り枚数が減少する。そればかりか、ガラス基板の短辺を長手軸とする長方形状の従来型ドライバＩＣの形状は維持できなくなる。もはやＣＯＧ実装は無理であり、全面的にＣＯＦ（Chip On Film）に変更しなければならない。

一方、携帯電話機では、画像を供給するベースバンドエンジン（ＬＳＩ）から液晶ドライバＩＣに直接に画像データを送付するのでなく、ベースバンドエンジンでの液晶表示に関するタスクを軽減するために、ベースバンドエンジンと液晶ドライバＩＣとの間に液晶コントロールＩＣを設けるものもある。しかし、画像データ量が多くなれば、液晶コントロールＩＣ内に設けられるメモリ容量も増大してしまう。

上述の問題は、液晶表示装置に限らず、画像を受信または生成する画像出力源となる集積回路と、表示部またはプリンタを駆動する集積回路との間で、高精細な画像データを転送する場合に、共通している。
特開平１−１１２３７７号公報 特開２００１−２５７８８８号公報

本発明の目的は、画像供給側ＩＣから転送を受ける画像データ量が増大しても、メモリ容量を縮小して小型化できる画像コントロールＩＣを提供することにある。

本発明の一態様は、画像供給側ＩＣからデータバスを介して画像データが転送され、前記画像データを加工して、画像出力ドライブＩＣに転送する画像コントローラＩＣにおいて、前記画像供給側ＩＣからの画象データを符号化する画像符号化装置と、前記画像符号化装置からの圧縮画像データを格納する圧縮画像データメモリと、前記圧縮画像データメモリからの前記圧縮画像データを復号する画像復号装置と、前記画像復号装置にて復号された画像データを加工する画像データ加工部とを有することを特徴とする。

高精細な画像出力が求められると、画像データ量は増大してしまう。本発明では、画像コントロールＩＣが画像符号化装置を搭載しており、圧縮画像データを記憶するので、圧縮画像データメモリの記憶容量は小さくて済み、画像コントロールＩＣの小型化を維持できる。

本発明の一態様では、前記画像符号化装置は、一フレーム分の各フレームの前記画像データを規定圧縮率以上の実圧縮率にて符号化することを保障することができる。あるいはこの画像符号化装置は、一ライン分の各ラインの前記画像データを規定圧縮率以上の実圧縮率にて符号化することを保障することができる。ここで、例えば規定圧縮率を５０％としたとき、規定圧縮率以上の実圧縮率とは、５０％、４０％、３０％などの圧縮率をいい、５０％を越えない高圧縮となる実際の圧縮率を意味する（％を示す数値が小さいほど圧縮率は高く、数値が大きいほど圧縮率は低い関係にある）。

本発明の一態様では、非圧縮の画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｍ＞Ｓ＞Ｍ×αが成立する。よって、圧縮画像データメモリの有効記憶容量を下限に近づけることで、高精細な画像出力が求められても、メモリサイズ、ひいては画像コントロールＩＣのサイズを大型化することがない。

本発明の一態様では、前記画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有し、前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、非圧縮画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｍ＞Ｓ＞Ｍ×α×ｋが成立する。

このように、画像符号化装置による圧縮と色信号変換による圧縮とを組み合わせることで、高圧縮率を実現でき、メモリサイズ、ひいては画像コントロールＩＣのサイズを小型に維持できる。

本発明の一態様では、前記画素データ加工部は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工し、一フレーム分の非圧縮画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｎ×Ｍ＞Ｓ＞Ｎ×Ｍ×αが成立する。

Ｎフレーム分の画像データを加工して一フレーム画像に加工する場合にも、規定圧縮率に基づいてメモリ容量を小さくすることができる。

本発明の一態様では、前記画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有し、前記画素データ加工部は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工し、前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、一フレーム分の非圧縮の画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｎ×Ｍ＞Ｓ＞Ｎ×Ｍ×α×ｋが成立する。

データ加工により画像データ量が増大する時にも、画像符号化装置による圧縮と色信号変換による圧縮とを組み合わせることで、メモリサイズ、ひいては第２の集積回路のサイズを小型に維持できる。

本発明の一態様では、前記Ｎフレームの各フレーム中の同一ラインの圧縮画像データは、前記圧縮画像データメモリの同一ライン上にて先頭アドレス位置を変えて格納され、画像符号化装置が一ライン毎に規定圧縮率以上の圧縮率を保障する場合には、非圧縮画像データの１ライン分のデータ量をＭＬビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの一ライン上の有効記憶容量をＳＬビットとしたとき、ＭＬ＞ＳＬ＞ＭＬ×αが成立する。

このように、圧縮画像データメモリの一ライン方向でダウンサイジングでき、レイアウトの自由度が高まる。

画像符号化装置が一ライン毎に規定圧縮率以上の圧縮率を保障しかつ、画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有する場合には、前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、非圧縮の画像データの１ライン分のデータ量をＭＬビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの一ライン上の有効記憶容量をＳビットとしたとき、ＭＬ＞ＳＬ＞ＭＬ×α×ｋが成立する。

このように、圧縮画像データメモリの一ライン方向についても、画像符号化装置による圧縮と色信号変換による圧縮とを組み合わせることで、ダウンサイジングの効果が大きい。

本発明の一態様では、前記画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有し、前記画素データ加工部は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工し、前記Ｎフレームの各フレーム中の同一ラインの圧縮画像データは、前記圧縮画像データメモリの同一ライン上にて先頭アドレス位置を変えて格納され、前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、一ライン分の非圧縮画像データのデータ量をＭＬビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの一ライン上の有効記憶容量をＳＬビットとしたとき、Ｎ×ＭＬ＞ＳＬ＞Ｎ×ＭＬ×α×ｋが成立する。

このように、Ｎフレームの画像を１フレームの画像に加工するときにも、圧縮画像データメモリの一ライン方向についてダウンサイジングできる。

また、圧縮画像データメモリの一ライン方向についてダウンサイジングされても、前記圧縮画像データメモリは、各ラインの圧縮画像データの先頭データを、前記画像圧縮メモリの各ラインの同一アドレス上の記憶素子に記憶させることができる。

本発明の一態様では、前記画像コントロールＩＣは、垂直同期信号に同期した書き込み開始信号を前記画像供給側ＩＣに送出し、前記画像符号化装置は、前記書き込み開始信号に基づいて前記画像供給側ＩＣから転送された前記画像データを圧縮して、前記圧縮画像データを前記圧縮画像データメモリに転送する。前記書き込み開始信号に基づいて前記圧縮画像データメモリに書き込み開始されるタイミングが、前記圧縮画像データメモリに対する読み出し開始タイミングよりも先行していると、リードアドレスをライトアドレスが追い抜く事態を防止できる。

本発明の一態様では、前記画像コントロールＩＣは、前記圧縮画像データメモリの前段に設けられた第１のラインバッファと、前記圧縮画像データメモリと前記画像復号装置の間に設けられた第２のラインバッファとをさらに有することができる。この場合、前記第１のラインバッファから一ライン分の前記圧縮画像データが前記圧縮画像データメモリに同時に書き込まれ、前記圧縮画像データメモリより一ライン分の圧縮画像データが同時に出力されて前記第２のラインバッファに格納される。これに代えて、前記画像コントロールＩＣは、前記圧縮画像データメモリと前記画像復号装置の間に、第１，第２のリードラインバッファをさらに有することができる。この場合、前記圧縮画像データメモリより読み出される一ライン分の前記圧縮画像データは、前記第１，第２のリードラインバッファに交互に格納され、交互に読み出される。

こうすると、圧縮画像データメモリへの書き込み開始時期を制限しなくても、リードアドレスをライトアドレスが追い抜く事態は生じない。

本発明の一態様では、前記画像復号装置にて復号エラーが生じた時に、前記画像復号装置より前記画像符号化装置に割込み信号が供給され、前記割込み信号を受信した前記画像符号化装置は、前記復号エラーが生じたラインのみ、もしくは前記復号エラーが生じたラインを含む1フレームすべての前記圧縮画像データを再転送することができる。

非圧縮画像データとは異なり、圧縮画像データの復号エラーは、後続の圧縮画像データの復号に関係するため、影響が大きい。上述の制御により、復号エラーに伴う影響を最小限に止めることができる。

以下、本発明に係る画像コントロールＩＣの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。

１．画像コントロールＩＣ
１．１．液晶表示装置の概要
図１は、本発明を携帯電話機に適用した実施形態を示している。図１において、ベースバンドエンジン（ＢＢＥ：広義には画像供給側ＩＣ）１は携帯電話機の基本機能を司るＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）であり、インターネット経由で受信した動画や静止画、カメラで撮影した自然画、携帯電話機の操作上で必要なメニュー画面、アイコンなどの文字・図形情報等の各種画像データの出力源である。

図１において、携帯電話機のディスプレイとして液晶パネル２が設けられている。この液晶パネル２は、２枚のガラス基板３，４間に液晶を封入したものである。大きなガラス基板３は例えばアクティブマトリクス基板であり、各画素にアクティブ素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）が設けられている。各画素のＴＦＴのドレイン端子に透明画素電極が、ソース端子にデータ線であるソース線が、ゲート端子に走査線であるゲート線がそれぞれ接続されている。このガラス基板３と対向するガラス基板４には透明電極が設けられている。ガラス基板３上には、ガラス基板３の短辺に沿って、液晶パネル２を駆動する液晶ドライバＩＣ（広義には画像出力ドライバＩＣ））５がＣＯＧ実装されている。ドライバＩＣ５は、液晶パネル２のゲート線に走査信号を、ソース線にデータ信号を供給して液晶パネル２を表示駆動する。

このベースバンドエンジン１とドライバＩＣ５との間に、画像コントロールＩＣ６が設けられている。ベースバンドエンジン１と画像コントロールＩＣ６とは複数本のバスライン７で接続され、画像コントロールＩＣ６とドライバＩＣ５とも、複数本のバスライン８で接続され、画像データ、水平・垂直同期信号、クロック信号、各種コマンドが転送される。

ここで、画像コントロールＩＣ６の主な役割として、画像データ加工部６２での画像データの加工がある。画像データの加工とは、画像の拡大、縮小、回転、合成などである。例えば画像合成を例に挙げれば、ベースバンドエンジン１から転送されるＮ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工することがある。

本実施形態では、図２に示すように、画像コントロールＩＣ６に、画像符号化装置（エンコーダともいう）１０と、圧縮画像データメモリ２０と、画像復号装置（デコーダともいう）３０と、エンコードされた画像データに基づいて画像データを編集加工するデータン加工部４０とが搭載されている。

ベースバンドエンジン１からの非圧縮画像データを圧縮するエンコーダ１０は、一フレーム分の各フレームの画像データを規定圧縮率（例えば５０％）以上の圧縮率で圧縮して符号化することが保障されており、その詳細については後述する。このエンコーダ１０は、一ライン分の各ラインの画像データを規定圧縮率以上の圧縮率で圧縮して符号化することも保障できる。

画像コントロールＩＣ６に搭載された圧縮画像データメモリ２０は、エンコーダ１０にて符号化された圧縮画像データを格納するものであり、デコーダ３０は、圧縮画像データメモリ２０からの圧縮画像データを復号するものであり、その詳細についても後述する。

１．２．圧縮画像データメモリ
本実施形態では、画像コントロールＩＣ６に設けた圧縮画像データメモリ２０は、ドライバＩＣのエンコーダ１０にて圧縮された後の画像データを記憶するので、記憶容量を小さくできる。そして、高精細な表示態様となっても、画像コントロールＩＣの圧縮画像データメモリ２０の小型化が図れるので、ドライバＩＣ５を従来のＲＡＭ内蔵ドライバＩＣとする必要はなくなる。このため、図１に示すように、ガラス基板２の短辺に沿って長方形状のドライバＩＣ５をＣＯＧ実装することができる。

１．２．１．圧縮画像データメモリの有効記憶容量
図３に示すように、エンコーダ１０でのエンコード前の非圧縮の画像データのデータ量をＭビットとし、エンコーダ１０に設定された規定圧縮率をα（α＜１）とし、圧縮画像データメモリ２０の有効記憶容量（冗長メモリは含まない）をＳビットとしたとき、Ｍ＞Ｓ＞Ｍ×αが成立する。つまり、エンコーダ１０は、規定圧縮率α以上の圧縮率で非圧縮画像データを圧縮することが保障されており、規定圧縮率αを下回ることがない。よって、圧縮画像データメモリ２０の記憶容量Ｓとして、上記不等号式の下限に近いメモリ容量として設計すれば圧縮画像データメモリ２０の小サイズ化が達成でき、画像コントロールＩＣ６０も小サイズに維持できる。

画像データ加工部４０で、ベースバンドエンジン１から転送されるＮ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工することがある。この場合、図４に示すように、一フレーム分の非圧縮画像データのデータ量をＭビットとし、規定圧縮率をα（α＜１）とし、圧縮画像データメモリ６１の有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｎ×Ｍ＞Ｓ＞Ｎ×Ｍ×αが成立する。

このように、Ｎ枚の画像を圧縮してデータ転送した後に圧縮画像データメモリ２０に格納することで、圧縮画像データメモリ２０の記憶容量を縮小できる利点がある。

１．２．２．色信号変換による高圧縮時の圧縮画像データメモリの有効記憶容量
エンコーダ１０は、後述する通り、非圧縮画像データがＲＧＢ信号であっても、ＹＵＶ信号であっても、その色信号をそのまま圧縮することができる。液晶表示パネル２はＲＧＢ色フィルターを有するので、最終的にはＲＧＢ信号に変換するとしても、圧縮・伸張の段階では色信号の区別はとはない。

ただし、非圧縮画像データをさらに高圧縮するために、図５または図６に示すように色信号を変換しても良い。

図５は、画像コントロールＩＣ６のエンコーダ１０の前段に、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路（広義には色信号変換回路）５０を設けている。また、画像コントロールＩＣ６のデコーダ３０の後段に、ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５１を設けている。ここで、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０は、一画素についてのＲＧＢ信号を、そのＲＧＢ信号のビット数よりも少ないビット数のＹＵＶ信号に変換するものである。

一例として、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０が、ＲＧＢの各サブビクセルを８ビットとするＲＧＢ８８８（２４ビット）を、ＹＵＶ４２２（１６ビット）に変換すると、その変換により６７％（１００×１６／２４）のデータ圧縮が達成される。従って、エンコーダ１０での規定圧縮率または実圧縮率をα（α＜１）とし、色信号変換による圧縮率をｋ（ｋ＜１）とすると、α×ｋのトータル圧縮率を達成できる。

他の例として、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０が、ＲＧＢ８８８（２４ビット）を、ＹＵＶ４２０（１２ビット）に変換すると、その変換によりｋ＝５０％（１００×１２／２４）のデータ圧縮が達成され、トータル圧縮率α×ｋ＝０．２５と高圧縮率となる。

さらに他の例として、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路４０が、ＲＧＢ５６５（１６ビット）を、ＹＵＶ４２０（１２ビット）に変換すると、その変換によりｋ＝７５％（１００×１２／１６）のデータ圧縮が達成され、トータル圧縮率α×ｋ＝０．３８５と高圧縮率となる。

図６では、画像コントロールＩＣ６のエンコーダ１０の前段に、ＵＶサンプリング変換回路（広義には色信号変換回路）５２を設けている。また、画像コントロールＩＣ６のデコーダ３０の後段に、ＵＶ補間回路５３を設けている。この場合も、ＵＶサンプリング変換回路５２は、一画素についてのＹＵＶ信号を、そのＹＵＶ信号のビット数よりも少ないビット数のＹＵＶ信号に変換するものである。

一例として、ＵＶサンプリング変換回路５２が、ＹＵＶ４４４（２４ビット）を、ＹＵＶ４２２（１６ビット）に変換すると、その変換により６７％（１００×１６／２４）のデータ圧縮が達成され、トータル圧縮率α×ｋ＝０．３３５と高圧縮率となる。

他の例として、ＵＶサンプリング変換回路５２が、ＹＵＶ４４４（２４ビット）を、ＹＵＶ４２０（１２ビット）に変換すると、その変換によりｋ＝５０％（１００×１２／２４）のデータ圧縮が達成され、トータル圧縮率α×ｋ＝０．２５と高圧縮率となる。

さらに他の例として、ＵＶサンプリング変換回路５２が、ＹＵＶ４２２（１６ビット）を、ＹＵＶ４２０（１２ビット）に変換すると、その変換によりｋ＝７５％（１００×１２／１６）のデータ圧縮が達成され、トータル圧縮率α×ｋ＝０．３８５と高圧縮率となる。

図５または図６のように色信号変換回路５０，５２を有する場合は、図７に示すように、その色信号変換回路５０，５２で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、非圧縮画像データのデータ量をＭビットとし、規定圧縮率をα（α＜１）とし、圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｍ＞Ｓ＞Ｍ×α×ｋが成立する。よって、圧縮画像データメモリ２０の容量はさらに小さくて済む。

図４の例において、図５または図６に示すような色信号変換回路５０，５２を設けた場合には、色信号変換回路５０，５２で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、一フレーム分の非圧縮の画像データのデータ量をＭビットとし、規定圧縮率をα（α＜１）とし、圧縮画像データメモリ６１の有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｎ×Ｍ＞Ｓ＞Ｎ×Ｍ×α×ｋが成立する。これにより圧縮画像データメモリ２０のサイズをより縮小できる。

１．２．３．圧縮画像データメモリの一ライン上の有効記憶容量
エンコーダ１０は、一ライン分の各ラインの画像データを規定圧縮率以上の実圧縮率にて符号化することが保障することができる。この場合は、図８に示すように、非圧縮の画像データの１ライン分のデータ量をＭＬビットとし、規定圧縮率をα（α＜１）とし、圧縮画像データメモリ２０の一ライン上の有効記憶容量をＳＬビットとしたとき、ＭＬ＞ＳＬ＞ＭＬ×αが成立することになる。つまり、圧縮画像データメモリ２０が例えばＳＲＡＭであれば、ワード線方向のサイズが短縮されることを意味する。

このような圧縮画像データメモリ２０では、図８に示すように、各ラインの圧縮画像データの先頭データが、画像圧縮メモリの各ラインの同一アドレス上の記憶素子に記憶される。こうすると、各ラインの先頭アドレスを容易に検出できる。

図８の例において、図５または図６に示すような色信号変換回路５０，５２を設けた場合には、色信号変換回路５０，５２で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、非圧縮の画像データの１ライン分のデータ量をＭＬビットとし、規定圧縮率をα（α＜１）とし、圧縮画像データメモリ２０の一ライン上の有効記憶容量をＳビットとしたとき、ＭＬ＞ＳＬ＞ＭＬ×α×ｋが成立する。これにより、圧縮画像データメモリ２０の例えばワード線方向のサイズはより縮小される。

図４のようにＮフレーム分の画像データから１フレーム分の画像データに加工する場合は、Ｎフレームの各フレーム中の同一ラインの圧縮画像データは、圧縮画像データメモリ２０の同一ライン上にて先頭アドレス位置を変えて格納される。この場合、図８と同様に、非圧縮の画像データの１ライン分のデータ量をＭＬビットとし、規定圧縮率をα（α＜１）とし、圧縮画像データメモリ２０の一ライン上の有効記憶容量をＳＬビットとしたとき、Ｎ×ＭＬ＞ＳＬ＞Ｎ×ＭＬ×αが成立することになる。つまり、圧縮画像データメモリ２０が例えばＳＲＡＭであれば、ワード線方向のサイズが短縮されることを意味する。

１．３．非圧縮／圧縮切換え
ベースバンドエンジン１は、データバスを介して非圧縮画像データまたは圧縮画像データを切換えて転送することができる。この場合、非圧縮／圧縮切換え信号を、非圧縮画像データまたは圧縮画像データの転送時に送信される垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに同期させて送出することが好ましい。なお、非圧縮画像を転送する場合には、画像圧縮データメモリ２０の容量Ｓ＝Ｍとなる。

図９は、図９（Ａ）の一垂直期間Ｖｓｙｎｃ毎に、図９（Ｂ）に示すように非圧縮データ→圧縮データ→圧縮データ…と転送する状況を示している。

ここで、図１０に示すように、画像コントロールＩＣ６のインターフェースには、２４個のデータ端子、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの入力端子、水平同期信号Ｈｓｙｎｃの入力端子、クロックＣＬＫの入力端子、データイネーブル（ＤＥ）端子、シリアル入出力端子ＳＩＯが設けられている。

図１０に示すシリアル入出力端子ＳＩＯを有する画像コントロールＩＣ６の場合、ベースバンドエンジン１より図９（Ｃ）に示す非圧縮／圧縮切換えコマンドＣｍｄが、先頭の圧縮画像データが転送される垂直走査期間Ｔｎの前の垂直走査期間Ｔｎ−１にて受信されている。これにより、画像コントロールＩＣ６は、受信された圧縮画像データをデコーダ３０にて復号することができる。これに限らず、図９（Ｄ）に示すように、垂直走査期間Ｔｎに同期してアクティブとなる圧縮イネーブル信号ＣＥをベースバンドエンジン１より画像コントロールＩＣ６に送信しても良い。この場合、画像コントロールＩＣ６は圧縮イネーブル信号の受信端子を有する。

１．４．復号エラー対策
画像コントロールＩＣ６のデコーダ３０では、あるフレームＦｎのあるラインＬｎ途中にてエラーが発生すると、エラー発生位置よりも下流の同一ラインＬｎのデータは復号不可能となる。非圧縮画像データであれば一点のエラーで済み、視覚上問題は深刻でないが、圧縮画像データの場合はエラー発生位置以降の復号ができなくなるので対策が必要である。

本実施形態では、画像コントロールＩＣ６のデコーダ３０にて復号エラーが生じた時に、デコーダ３０からエンコーダ１０に割込み信号供給される。割込み信号を受信したエンコーダ１０は、復号エラーが生じたラインＬｎから、または復号エラーが生じたフレームＦｎの先頭から、圧縮画像データを再転送する。これにより、復号エラーに起因した画質の低下を最小限に止めている。

つまり、非圧縮画像データとは異なり、圧縮画像データの復号エラーは、後続の圧縮画像データの復号に関係するため、圧縮画像データメモリ２０からの圧縮画像データを送りつづけると、表示への悪影響が大きい。上述の制御により、復号エラーに伴う影響を最小限に止めることができる。

１．５．圧縮画像データメモリでのリード・ライト
画像データ加工部４０での処理の関係などから、図２に示す圧縮画像データメモリ２０からの読み出し速度が書き込み速度よりも遅い場合がある。この場合、図１１に示すように、圧縮画像データメモリ２０の同一ラインＬｎ上で、書き込みアドレスが読み出しアドレスを追い越してしまう事態が生じ得る。この時点で、ラインＬｎ上での読み出しアドレス以降のアドレスには新データが書き込まれるので、ノイズ表示となる。これを防止するために、下記のような対策を実施している。

１．５．１．書き込みタイミング設定
リードアドレスをライトアドレスが追い越さないための対策を図１２を参照して説明する。画像コントロールＩＣ６は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに同期した書き込み開始信号ＲＳ（図１３参照）をベースバンドエンジン１に送出する。この書き込み開始信号ＲＳに基づいて圧縮画像データメモリ２０に書き込み開始されるタイミングＴ１を、圧縮画像データメモリ２０に対する読み出し開始タイミングＴ２よりも常に先行させる。こうして、先行して高速書き込みを実施することで、図１１に示す弊害を防止できる。

なお、画像コントロールＩＣ６のドライバ部４０は、図１２に示すように、デコーダ３０の後段に、第１段及び第２段のラインバッファ４１，４２を有することができる。第１段ラインバッファ４１にて、デコーダ３０からの画像データが順次記憶される。第１段ラインバッファ４１に一ライン分の画像データが揃った後に、第２段ラインバッファ４２にて一ライン分の画像データがラッチされ、第２段ラインバッファ４２より一ライン分の画像データがパラレル出力される。

１．５．２．ラインバッファの追加
図１４では、図１３での書き込み開始信号ＲＳは用いずに、代りに、圧縮画像データメモリ２０の前後に、第１，第２のラインバッファ６５，６６を有する。第１のラインバッファ６５からは、１回のアクセスで一ライン分の圧縮画像データが圧縮画像データメモリ２０に同時に書き込まれる。一方、圧縮画像データメモリ５１，６１からは、一ライン分の圧縮画像データが、１アクセスにて同時に出力されて第２のラインバッファ６６に格納される。そして、第２のラインバッファ６６より順次圧縮画像データがデコーダ３０に出力される。こうすると、書き込みタイミングを調整しなくても、圧縮画像データメモリ６１に対して一ライン分の圧縮画像データが、１アクセスにて同時にライト・リードされるので、図１１に示す弊害を防止できる。

図１５では、圧縮画像データメモリ２０とデコーダ３０との間に、一ライン分の圧縮画像データが交互に順次格納され、交互に順次読み出される第１，第２のリードラインバッファ６７，６８を有する。例えば、第１のリードラインバッファ６７に一ライン分の圧縮画像データが格納された後に、次の一ラインの圧縮画像データを順次、第２のリードラインバッファ６８に読み出して格納する状態を想定する。この時、同一ラインについて新たな圧縮画像データの書き込みが開始されたとする。この場合、第２のリードラインバッファ６８への読み出しは、同一ラインに対する書き込みが終了するまで待機される。第２のリードラインメモリ６８に対する圧縮画像データの格納は、書き込みが終わったラインの先頭アドレスからやり直しても良いし、書き込み停止したアドレスから再開しても良い。この間、第１のリードラインバッファ６７から圧縮画像データがデコーダ３０に供給されるので、表示データがアンダーフローすることはない。

２．１．画像入力部
図１６は、画像符号化装置１０のブロック図である。画像入力部１００は、画素データをシリアルに入力し、一ライン上で隣り合う複数例えば４つの画素Ｐ，Ｘ，Ａ，Ｂの各画素データをパラレルに出力する。ここで、図１７に示すように、画素Ｘが符号化対象画素であり、画素Ｐは符号化対象画素Ｘの先行画素であり、画素Ａは符号化対象画素Ｘの１番目の後続画素であり、画素Ｂは符号化対象画素Ｘの２番目の後続画素である。各画素のデータは、Ｒ，Ｇ，Ｂ画素データでも、ＹＵＶ（輝度信号＋色差信号）画素データのいずれであっても良い。本実施形態では、各画素データは、サブビクセルが各８ビットのＲ，Ｇ，Ｂで構成された計２４ビットのデータとする。

２．２．予測符号化部（非可逆符号化部）
非可逆符号化部の一例である予測符号化部１１０は、非可逆モードに（Lossyモードともいう）て、符号化対象画素Ｘの画素データ（２４ビットデータ）を規定圧縮率（例えば５０％）で固定長データ（例えば１２ビットデータ）に符号化する。この予測符号化部１１０は、隣接する画素間の差分をＰＣＭ符号化するＤＰＣＭ（Differential Pulse Code Modulation）符号化するもので、特許文献２の予測符号器と同様にルックアップテーブルを用いてソフトウェアにて実現することもできるが、本実施形態では図１８に示すようにハードウェアにて構成している。ただし、特許文献２の予測符号器はハフマン符号のような可変長符号化を実施したが、本実施形態では、規定圧縮率を担保するために、可変長符号化は採用しない。

図１８は、図１６に示す予測符号化部１１０のブロック図である。符号化対象画素Ｘを構成するサブピクセルＲ，Ｇ，Ｂのデータは、差分器１１１にて先行画素ＰのＲ，Ｇ，Ｂデータが差し引かれる。この差分データが、非線形量子化部１１２にて量子化されて符号化される（詳細は後述）。符号化データは出力される一方で、非線形量子化部１１２とは逆の操作を行なう非線形逆量子化部１１３にてＲ，Ｇ，Ｂ毎に逆量子化される。逆量子化されたＲ，Ｇ，Ｂデータは、加算器１１４にて先行画素ＰのＲ，Ｇ，Ｂデータと加算され、一画素遅延用レジスタ１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１４Ｂに記憶される。この一画素遅延用レジスタ１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１５Ｂに記憶されたデータは、次の符号化対象画素Ｘに対する先行画差Ｐの画素データとして用いられる。つまり、スイッチ１１６を切り換えることで、次の符号化対象画素ＸのサブビクセルＲ，Ｇ，Ｂ毎に、先行画素ＰのＲ，Ｇ，Ｂデータが差分器１１１にて差し引かれる。

非線形量子化部１１１では、９ビット（-256〜255）の差分値（１ビットはプラス・マイナス符号）を4ビットに非線形量子化する。但し、「1111」は符号化モード遷移コード（可逆モード→非可逆モード）として用いるため、量子化値として割り当てられるコードは、0〜14までの15通りとなる。なお、非可逆モードから可逆モードへの符号化モード遷移コードは、図１６に示す符号化制御部１５０からの信号に基づいて選択される。各８ビットのＲ，Ｇ，Ｂデータはそれぞれ４ビットに量子化され、画素単位では２４ビットデータが１２ビットデータ（４ビット×３）に符号化されるので、必ず規定圧縮率（５０％）で符号化されている。

非線形量子化部１１１は、複数種の量子化テーブルを備え、符号化対象画素Ｘの直前の値（予測値）に応じて、使用する量子化テーブルを変更する。これは、予測値によってその予測誤差（入力値との差分）の範囲がある範囲に限定されるため、その範囲のみに量子化代表値を配置して、限られた符号化コードを有効に使うための工夫である。つまり、入力されるＲ，Ｇ，Ｂデータは８ビット（０〜２５５）であり、先行画素Ｐの値である予測値が分かっているので、入力値と予測値との差である予測誤差が取り得る範囲は、予測値によって限られる。一例として、予測値が０であれば、入力値と予測値との差分である予測誤差はマイナスとはならないので、プラス領域（０〜２５５）の範囲を量子化テーブルとすればよい。

非線形量子化テーブルの具体的な例を下記に示す。

１）予測値が９６以上１６０未満の場合
この場合、取り得る予測誤差の範囲は、−159〜159である。したがって、図１９に示すように、量子化コードを割り当てる。

ここで、線形量子化とは、符号化対象画素Ｘと先行画素Ｐとを引き算した結果の予測誤差（９ビット、１ビットは符号）が、０に近い値ほど（符号化対象画素Ｘと先行画素Ｐとの差が小さいほど）細かく量子化している。これは、僅かな色の違いでも顕著に把握するためである。一方、予測誤差が０から遠いほど（符号化対象画素Ｘと先行画素Ｐとの前の画素との差が大きいほど）、粗く量子化している。これは、輝度成分の差が大きい時には、色の微妙な差が検知され難いからである。このように、予測誤差の大きさによって、線形でなく非線形で量子化するのが、非線形量子化である。図１９においても、予測誤差が０付近では細かく、予測誤差の絶対値が大きくなるほど粗く量子化している。図１９から明らかなように、非線形量子化部１１２にて量子化されたデータは、非可逆データである。

２）予測値が６４以上９６未満の場合
取り得る予測誤差の範囲は、−95〜191である。したがって、図２０に示すように、量子化コードを割り当てる。

３）予測値が１６０以上１９２未満の場合
取り得る予測誤差の範囲は、−191〜95である。したがって、図２１に示すように、量子化コードを割り当てる。

４）予測値が３２以上６４未満の場合
取り得る予測誤差の範囲は、−63〜223である。したがって、図２２に示すように、量子化コードを割り当てる。

５）予測値が１９２以上２２４未満の場合
取り得る予測誤差の範囲は、−223〜63である。したがって、図２３に示すように、量子化コードを割り当てる。

線形逆量子化部１１３は、上述の線形量子化部１１２での操作とし逆の操作を実施すればよく、この際も直前の画素値に応じて逆量子化テーブルを切換えればよい。

２．３．先頭移動辞書符号化部（可逆符号化部）
可逆モード（Losslessモードともいう）で符号化する可逆符号化部の一例である先頭移動辞書符号化部１２０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ形式の画素データ（24ビット）をそのまま１つの非圧縮データとして扱い、完全に復号可能な可逆データとして符号化する。先頭移動辞書による符号化の方法自体は、特許文献２（特開2001-257888）と基本的に同じである。但し、本実施形態では、ハフマン符号のような可変長符号化は行わない。規定圧縮率を保証できないためである。

この実施の形態では、画素値の辞書を、符号化と復号化で共有し、先頭移動による辞書の更新を行っている。したがって、使用頻度の高い画素値は、辞書の最初の方に置かれることになる。辞書サイズは、０から７の８個のインデックスから成る。このインデックスを可変長符号化することによって、符号化を行うことができる。

図２４の左欄は、例えば初期化された辞書に記憶される７色を示している。初期化の例は一例であり、他の色であっても良いし、同一食であっても良い。図２４は、入力した色が赤の場合に、辞書の配置換えを左欄から右欄に示すように行う様子を示している。入力した画素の色が赤の場合には、インデックス２を辞書の先頭に移動させる。そして、白および黒を後ろにずらす。一方、入力した画素の色（たとえば、Ｘ）が辞書にない場合には、新たに登録するＸ（２４ビット）を出力する。この場合、インデックス８のエスケープ・コードを含む条件（図２６の条件１〜３）を符号化し、Ｘを辞書の先頭に登録し、元々登録されている色は、後ろにずれる。この結果、元々インデックス７に登録されていた色は、辞書から失われる。

辞書に登録された位置を示すインデックス値、辞書に存在しない場合に可逆符号化する条件別コード、および可逆モードから非可逆モードの遷移を示すコードは、すべて、一画素２４ビットを１／６に圧縮した4ビットの固定長符号で表現される。4ビットのコードの意味付けは、図２５に示す通りである。

図２５の左欄は可逆モード継続中のコードであり、図２５の右欄は非可逆モードから可逆モードに遷移した直後のコードである。図２５の左欄と右欄とでは、符号化対象画素の画素データＸが辞書に存在しない時の符号化動作が異なっている。なお、図２５に示す符号化モード遷移コードは、非可逆モードから可逆モードへの遷移を意味し、このコードは図１６に示す符号化制御部１５０からの信号に基づいて、先頭移動辞書符号化部１２０より出力される。

ここで、図２５に示す符号化内容においては、２画素（Ｘ，Ａ）または３画素（Ｘ，Ａ，Ｂ）をまとめて符号化する態様が示されている。このために、図１６に示すように、周辺画素値評価部１３０が設けられている。

２．４．周辺画素値評価部
図１６に周辺画素値評価部１３０は、画素入力部１１０からパラレルに入力される例えば４画素（Ｐ，Ｘ，Ａ，Ｂ：図２参照）の各画素データの関係を評価するものである。本実施形態では、周辺画素値評価部１３０は４画素のうちの３画素または２画素が一定の関係を有するか否かを評価している。具体的には、図２６または図２７に示すように、３画素または２画素の画素データが同一であるか否かを評価している。

ここで、本実施形態では、２４ビットの画素データ同士が等しいことを条件としているが、例えば一画素を構成する３つのサブピクセル少なくとも一つの上位ビットが複数画素間で一致し、最下位ビットまたは最下位側の下位ビット群のみが異なるもの、つまり実質的同一とみなせる範囲を同一と定義しても良い。

２．５．余剰符号カウンタ
図１６に示す余剰符号カウンタ１４０は、規定圧縮率（例えば５０％）を達成する上で余る符号ビット（余剰符号）をカウントアップし、消費される余剰ビットをカウントダウンするものである。余剰カウンタ１４０の累積カウント値が初期値（例えば０＝規定圧縮率を意味する）を下回らなければ（例えば、マイナス値にならなければ）、規定圧縮率が達成でき、本実施形態では余剰カウンタ１４０の累積カウント値が初期値を下回らないように制御している。この結果、可逆モードでの符号化は余剰カウンタでの制御により必ず規定圧縮率以上の高圧縮率が保障される。非可逆モードでの符号化は、規定圧縮率となる固定長符号で符号化を実施しているので、可逆・非可逆モードでのトータル圧縮率としても、規定圧縮率以上の高圧縮率を常に保障できる。

具体的には、可逆モードでは、Ｘが辞書に存在した場合は、一画素データ２４ビットを４ビットの固定長符号で符号化できる時には、圧縮率５０％（１２ビット目標）に対して８ビットの余剰が生まれる（このとき、８ビットを余剰符号という）。余剰符号カウンタ１４０は、一画素当り１２ビット未満で符号化できた際に生じた余剰ビットを計数するためのカウンタである。また、余剰符号カウンタ１４０は、符号化対象画素の画素データＸ（２４ビット）をそのまま符号出力した場合など、余剰ビットを消費した場合は、その分のカウントダウンを行う。なお、カウント値１ポイントは、4ビットの余剰符号を示すものとする。また、本実施形態では、余剰符号カウンタ１４０は可逆モード時のみカウントのアップ・ダウンを実施し、非可逆モードではカウントしない。非可逆モードでは全て、一画素当り１２ビット（一サブビクセルあたり４ビット）の固定長符号で符号化され、常に圧縮率５０％となって余剰符号が生じないし、余剰符号が消費されることもないからである。

なお、この余剰カウンタ１４０は、一ラインの全画素の符号化が終了するごとにリセットすることができる。周辺画素値評価部１３０は一ライン上の画素についての関係を評価しているので、本実施形態は画素毎に圧縮しているとはいえ、一ライン毎に画素間の相関を見ながら画素データを符号化している。よって、余剰カウンタ１４０がリセット後の初期値（つまり規定圧縮率と等しい値）を下回らないための管理は、一ライン毎に行なえばよい。こうすると、画素データを符号化した後の符号を記憶するメモリは、画面の一ライン上の画素データの全ビット数をＮＬとし、それらをメモリの一ライン上のＭＬ個の有効メモリ素子に記憶する場合にあっては、メモリの一ライン上の有効メモリ素子の最大数ＭＬは、規定圧縮率をα（α＜１）としたとは、ＮＬ×α＜ＭＬ＜ＮＬとなり、メモリの一ライン方向の寸法を小さくできる。

ただし、この余剰カウンタ１４０は、一ラインの全画素の符号化が終了するごとにリセットしてもよい。一画面全体として、余剰カウンタ１４０がリセット後の初期値（つまり規定圧縮率と等しい値）を下回らないようにしてもよい。この場合、画素データを符号化した後の符号を記憶するメモリは、一画面を構成する全画素データのトータルビット数をＮとし、それらをメモリ内のＭ個の有効メモリ素子に記憶する場合にあっては、メモリ内の有効メモリ素子の最大数Ｍは、規定圧縮率をα（α＜１）としたときは、Ｎ×α＜Ｍ＜Ｎとなり、メモリサイズを小さくできる。

２．６．符号化制御部
図１６に示す符号化制御部１５０は、先頭移動辞書符号化部１２０、周辺画素値評価部１３０及び余剰符号カウンタ１４０からの出力に基づいて、可逆モードと非可逆モードとの間の遷移条件と、可逆モードの継続条件との充足を判断して、遷移・継続を決定するとともに、その判断に従って、予測符号化部１１０、先頭移動辞書符号化部１２０、余剰符号カウンタ１４０及び符号化多重部１６０を制御するものである。

具体的には、符号化制御部１５０は、図２６に示す非可逆モードから可逆モードへのいずれかの遷移条件を充足するか否かを、先頭移動辞書符号化部１２０、周辺画素値評価部１３０及び余剰符号カウンタ１４０からの出力に基づいて判断する。符号化制御部１５０は、図２６に示す条件のうち、まず、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されているか否かを優先的に判断する。符号化対象画素の画像データＸが辞書に未登録の場合には、符号化制御部１５０は、図２６に示す条件１，２，３をその順で判断する。そして、符号化制御部１５０が、図２６に示す非可逆モードから可逆モードへのいずれかの遷移条件を充足したと判断した時には、予測符号化部１１０を制御して、図２６に示すように、非可逆モードから可逆モードへの遷移を固定長符号（４ビット）で表す符号化モード遷移コードを出力させる。また、図２６に示すように、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されている場合には、先頭移動辞書符号化部１２０より辞書インデックス（４ビット）が出力される。図２６に示すように、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されていない場合であって、条件１〜３のいずれかを充足する場合には、符号化制御部１５０は先頭移動辞書符号化部１４０を制御して、各条件を固定長符号（４ビット）で表す符合を出力させる。このとき、先頭移動辞書符号化部１４０は、符号化対象画素の画像データＸを、図２４に示すようにして辞書の先頭に登録する。さらに、符号化制御部１５０は、図２６に示す条件２，３に該当する時には、必要なポイントを余剰符号カウンタ１４０にてカウントダウンさせる。

符号化制御部１５０が、図２６に示す非可逆モードから可逆モードへのいずれの遷移条件も充足しないと判断した時のみ、非可逆モードが継続され、非可逆符号化部１１０にて固定長符号（４ビット）で表された非線形量子化データが出力される。

さらに符号化制御部１５０は、図２７に示す可逆モードを維持する条件を充足するか否かを、先頭移動辞書符号化部１２０、周辺画素値評価部１３０及び余剰符号カウンタ１４０からの出力に基づいて判断する。

規定圧縮率（５０％）以上の高圧縮率を達成するには、符号化制御部１５０は、余剰カウンタ１４０のカウント値が規定圧縮率よりも低圧縮率を示す値とならない範囲で、先頭移動辞書符号化部１２０での符号化動作を継続させることが重要である。なぜなら、予測符号化部１１０では規定圧縮率と等しい圧縮率しか実現できず、しかも、可逆モードと非可逆モード間で遷移させるには、固定長符号で表された符号化モード遷移コードを出力することで符号が消費されるからである。また、予測符号化部１１０では非可逆モードで圧縮するので、完全に元の画素データに復号できないからである。

図２７において、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されている場合には、符号化対象画素の画素データＸの単独圧縮率が規定圧縮率（５０％，１２ビット）よりも高い圧縮率となる時であり、固定長符号（４ビット）の辞書インデックスのみ出力すればよい。これが、先頭移動辞書符号化部１２０による第１優先順位の処理である。第１優先順位の処理を実施することで、余剰符号カウンタ１４０は２ポイント(８ビットをカウントアップできる。

図２７において、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されていない場合であって、周辺画素値評価部１３０からの画素間の関係が条件４〜７のいずれかの関係を満たす場合には、まとめて符号化される複数画素の画素データの平均圧縮率が規定圧縮率よりも高い圧縮率となる。この態様が先頭移動辞書符号化部１２０による第２優先処理順位の処理であり、複数画素の各画素データが関連付けて符号化される。図２７に示す第２優先処理順位の項目の中でも、条件４〜７のうち番号の若い条件から順に判断される。第２優先順位の処理を実施することで、余剰符号カウンタ１４０は２ポイント(８ビットをカウントアップできる。

図２７において、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されていない場合であって、周辺画素値評価部１３０からの画素間の関係と余剰符号カウンタ１４０にてカウントされた累計の余剰符号とが条件８〜１０のいずれかの関係を満たす場合には、符号化対象画素の単独圧縮率（図２７の条件１０）、あるいは、まとめて符号化される複数画素の画素データの見掛け上の平均圧縮率（図２７の条件８，９）が、規定圧縮率と等しくなる。ここで、見掛け上の単独圧縮率または平均圧縮率とは、本来符号化に必要な符号から予剰符号の累計の一部又は全部を差し引いて算出した一画素当たりの圧縮率である。図２７の条件８の例では、２画素に本来符号化に必要な符号（２８ビット）から余剰符号（４ビット）を差し引いて算出した一画素当たりの平均圧縮率は、１００×（２８−４）÷（２×２４）＝５０％となって、規定圧縮率と等しくなる。ただし、この場合は、余剰符号を４ビット消費するため、余剰符号カウンタ１４０にて１ポイント（４ビット）だけカウントダウンされる。条件８が成立しない場合は、条件９，１０の順で判断され、消費された余剰符号は余剰カウンタ１４０にてカウントダウンされる。

符号化制御部１５０は、図２７に示す条件を優先処理順位の順に判断し、図２７に示すいずれかの条件を充足する場合には、可逆モードを継続して、規定圧縮率（５０％）よりも高圧縮できる機会を増やして、余剰符号を蓄えるように制御する。そして、図２７に示すいずれの条件も充足しない場合に限り、符号化制御部１５０は予測符号化部１１０に信号を出力して、コード番号１５に相当する符号化モード遷移コード（可逆モード→非可逆モード）を出力させる。

符号化制御部１５０は、上述した制御結果の信号が、図１６に示す符号多重化部１６０にて出力されるように、符号多重化部１６０を制御する。つまり、符号化制御部１５０は、予測符号化部１１０からの非線形量子化データ（４ビット、可逆モード→非可逆モードへのモード遷移コード含む）と、画像入力部１００からの符号化対象画素の画素データＸ（２４ビット）、先頭移動辞書符号化部１２０からの辞書インデックス、条件符号、非可逆モード→可逆モードへのモード遷移コード等のいずれのコードを出力するかを制御する信号を、符号化多重化部１６０に出力する。

２．７．符号多重化制御部
図２８は、符号化制御部１５０の制御に従って動作する符号多重化制御部１６０の動作を説明するための図である。

まず、最初の符号化対象画素の画素データＸが画像入力部１００に入力されると、例えば最初の画素データＸは、予測符号化部１１０にて符号化される。つまり、画像データＸを構成するＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルデータが非線形量子化され、規定圧縮率（５０％）で圧縮された１２ビットの非線形量子化符号が、符号多重化部１６０より出力される。

もし仮に、全ての画素データＸが、図２６の非可逆モード→可逆モードへの遷移条件を充足しない場合、全ての画素データＸは図２８に示す非可逆符号化モードループで符号化され、圧縮率は５０％となって、規定圧縮率（５０％）が達成される。

ただし、そのようなケースは稀であり、いずれかの画像データＸまたはその周辺画素の画像データは、図２６に非可逆モード→可逆モードへの遷移条件を充足する。この場合には、図２６に示す条件に従って組み合わされた符号が、符号多重化部１６０より出力される。例えば、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されている場合では、符号化モード遷移コード（４ビット）＋辞書インデックス（４ビット）の計８ビットが符号多重化部１６０より出力される。符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されていない場合であって、例えば図２６に示す条件１を充足するのであれば、符号化モード遷移コード（４ビット）＋条件１を示すコード（４ビット）＋画素データＸ（２４ビット）の計３２ビットが、符号多重化部１６０より出力される。

最後の符号化対象画素の画素データＸが図２６に示す条件を満足した場合には、先頭移動辞書符号化部１２０での符号化によって全ての処理が終了する。

そうでない場合には、図２８に示す可逆符号化モードループに移行する。ここでは、図２７に示す条件のいずれかを充足する限り、そのループでの処理が継続される。この場合、符号多重化部１６０からの出力は、図２７に示す通りとなる。例えば、符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されている場合では、辞書インデックス（４ビット）のみが符号多重化部１６０より出力される。符号化対象画素の画像データＸが、図２４に示す辞書に登録されていない場合であって、例えば図２７に示す条件４を充足するのであれば、三画素の画素データＸ，Ａ，Ｂを関連付けた符号として、条件４を示すコード（４ビット）＋画素データＸ（２４ビット）の計２８ビットが、符号多重化部１６０より出力される。

３．画像復号装置（デコーダ）
図２９は、上述の実施形態にて用いられた画像復号装置（デコーダ）３０を示し、上述した画像符号化装置（エンコーダ）１０での図２８に示す符号化シンタクッスに基づいて、符号を読み取り、デコード（復号）して画素データを出力するものである。画像復号装置３０は、図２９に示すように、符号分離制御部２００、予測復号部２１０、先頭移動辞書復号部２２０及び画素出力制御部２３０を有する。

３．１．符合分離制御部
符号分離制御部２００での動作は、上述した画像符号化装置での最初の画素データ、非可逆モード時、非可逆モードから可逆モードへの遷移時、可逆モード時で異なる。符号分離制御部２００は、符号化モード遷移コードにより、受信コードがどの態様で符号化されたかが分かるので、上述の４つの態様に分けて制御している。

３．１．１．デコード開始時
図２８にて説明したように、デコード開始時にあっては、符号多重化部１６０から出力される圧縮ストリーム中に、画素データが埋め込まれている。したがって、符号分離制御部２００は、２４ビットの画素データを直接に画像出力制御部２３０に送出する。

３．１．２．非可逆符号化モード時
非可逆モードでは、符号分離制御部２００は、図１９〜図２３等に示す成分毎の量子化値を圧縮ストリームから読み込み、予測復号部２１０に送出する。

３．１．３．非可逆モードから可逆モードへの遷移時
符号分離制御部２００が、図２６に示す符号化モード遷移を示すコードを受信すると、非可逆モードから可逆モードへ復号化モードを変える。具体的には、符号分離制御部２００は、符号化モード遷移を示すコードに続く4ビットを見て、辞書インデックスなのか、あるいは条件１、２、３を示すコードなのかを判断する。符号分離制御部２００は、受信コードが辞書インデックスの場合は、先頭移動辞書復号部２２０に送り、そうでない場合は、２４ビットの画素データを抽出して、直接、画素出力制御部２３０に送るとともに、条件符号に基づく制御信号を画素出力制御部２３０に送る。

３．１．４．可逆モード時
可逆モードでは、符号分離制御部２００は、図２７に示す４ビットの符号を見て、辞書インデックスなのか、条件４−１０のいずれなのかを判断する。符号分離制御部２００は、受信コードが辞書インデックスの場合は、先頭移動辞書復号部２２０に送り、そうでない場合は、２４ビットの画素データを抽出して、直接、画素出力制御部２３０に送るとともに、条件符号に基づく制御信号を画素出力制御部２３０に送る。

３．２．予測復号部及び先頭移動辞書復号部
予測復号部２１０は、図１６に示す予測符号化部１１０とは逆操作を行なうことで、非可逆にて画素データを復号する。先頭移動辞書復号部２２０は、先頭移動辞書符号化部１２０と同様に、図２４に示すものと同等の辞書を有する。そして、辞書登録されていない画素データが入力されたら、図２４と同様にして辞書登録する。一方、辞書インデックスを受信したら、その辞書中の登録位置にある画素データを画素出力制御部２３０に出力する。

３．３．画素出力制御部
画素出力制御部２３０は、符号分離制御部２００からの画素データ、予測復号部２１０にて復号された画素データ、先頭移動辞書復号部２２０にて復号された画素データ、さらに符号分離制御部２００からの制御信号に基づいて、復号された画素データを出力制御するものである。

画素出力制御部２３０は、図３０に示すように、３つのマルチプレクサＭＵＸ０〜ＭＵＸ２と、３つのレジスタＲ０〜Ｒ２と、制御回路２３２とを有する。制御回路２３２は、符号分離制御部２００より分離された制御信号に基づいて、マルチプレクサＭＵＸ０〜ＭＵＸ２を制御する。

この画素出力制御部２３０もまた、上述した画像符号化装置での最初の画素データ、非可逆モード時、非可逆モードから可逆モードへの遷移時、可逆モード時で異なる。

３．３．１．先頭画素
先頭画素の画素データは、図２９の符号分離制御部２００にて分離された後に、直接、制御回路２３２により制御されるマルチプレクサＭＵＸ０を介してレジスタＲ０に格納され、次のサイクルで出力される。

３．３．２．非可逆モード
非可逆モード時は、予測復号部２１０より供給される画素データをマルチプレクサＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納し、1サイクル後に出力される。

３．３．３．可逆モード
図２７に示す符号化時の条件に従って、下記の通り出力制御される。

３．３．３．１．画素データＸが辞書に登録されていた時
先頭移動辞書復号部２２０にて辞書インデックスに示す登録位置の画素データを辞書より読み出し、マルチプレクサＭＰＵ０経由でレジスタＲ０に格納し、1サイクル後に出力する。

３．３．３．２．図２７の条件４に合致した時
符号分離制御部２００に取り込まれた画素データＸを、図３０のマルチプレクサＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納するとともに、マルチプレクサＭＵＸ１，２を経由して、同じ値ＸをレジスタＲ１，Ｒ２にも格納する。すなわち、レジスタＲ１２，Ｒ２すべてに、画素データＸが格納される（条件4は、Ｘ＝Ａ＝Ｂ）。そして、３サイクルかけて、同一の画素データＸが順次出力される。なお、同一の画素データＸが出力される間には、新たな符号の取り込みは抑止される。

３．３．３．３．図２７の条件５に合致した時
符号分離制御部２００に取り込まれた画素データＸを、制御回路２３２により制御されるマルチプレクサＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納するとともに、レジスタＲ０に直前まで格納されていた画素データＰをマルチプレクサＭＵＸ１，２を経由して、レジスタＲ１，Ｒ2にも格納する（条件５は、Ｐ＝Ａ＝Ｂ）、そして、3サイクルかけて、画素データＸ，Ｐ，Ｐを順次出力する。この間も、新たな符号の取り込みは抑止される。

３．３．３．４．図２７の条件６に合致した時
符号分離制御部２００に取り込まれた画素データＸを、制御回路２３２により制御されるＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納するとともに、マルチプレクサＭＵＸ１を経由してレジスタＲ１にも格納する（条件６はＸ＝Ａが要件の一つ）。また、レジスタＲ０に直前まで格納されていた画素データＰをマルチプレクサＭＵＸ２を経由してレジスタＲ２に格納する（条件６は、Ｐ＝ＢＴが要件の他の一つ）。そして、３サイクルかけて、画素データＸ，Ｘ，Ｐを順次出力する。この間も、新たな符号の取り込みは抑止される。

３．３．３．５．図２７の条件７に合致した時
符号分離制御部２００に取り込まれた画素データＸを、制御回路２３２により制御されるマルチプレクサＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納するとともに、マルチプレクサＭＵ２を経由してレジスタＲ２にも格納する（条件７は、Ｘ＝Ｂが要件の一つ）。また、レジスタＲ０に直前まで格納されていた画素データＰをマルチプレクサＭＵＸ１を経由してレジスタＲ１に格納する（条件７は、Ｐ＝Ａが要件の他の一つ）。そして、３サイクルかけて、画素データＸ，Ｐ，Ｘが順次出力される。この間も、新たな符号の取り込みは抑止される）。

３．３．３．６．図２７の条件８に合致した時
符号分離制御部２００に取り込まれた画素データＸを、制御回路２３２により制御されるマルチプレクサＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納するとともに、レジスタＲ０に直前まで格納されていた画素データＰをマルチプレクサＭＵＸ１を経由してレジスタＲ１に格納する（条件８は、Ｐ＝Ａが要件）。そして、２サイクルかけて、画素データＸ，Ｐが順次出力される。この間も、新たな符号の取り込みは抑止される）。

３．３．３．７．図２７の条件９に合致した時
符号分離制御部２００に取り込まれた画素データＸを、制御回路２３２により制御されるマルチプレクサＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納するとともに、マルチプレクサＭＵ２を経由してレジスタＲ２にも格納する（条件９は、Ｘ＝Ａが要件）。そして、２サイクルかけて、画素データＸ，Ｘが順次出力される。この間も、新たな符号の取り込みは抑止される）。

３．３．３．８．図２７の条件１０に合致した時
符号分離制御部２００に取り込まれた画素データＸを、制御回路２３２により制御されるマルチプレクサＭＵＸ０経由でレジスタＲ０に格納し、次サイクルで出力する。

３．４．非可逆モードから可逆モードへのモード遷移時
条件１の符号を受信した時には、上述の条件４の時の動作と同じであり、条件２の符号を受信した時には、上述の条件９の時の動作と同じであり、条件３の符号を受信した時には、上述の条件１０の時の動作と同じである。

このような、画像符号化装置にて画素データを符号化し、それを画像復号装置にて復号して、液晶表示装置に表示して、画像圧縮せずに直接表示したものと画質を比較してみたところ、肉眼では識別できなかった。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述の実施形態は、携帯電話機の液晶表示を例に挙げて説明したが、画像データの供給を受けて出力ドライブ制御する画像コントロールＩＣであれば、他の表示装置、あるいはプリンタ等の画像コントロールＩＣに適用できることは言うまでもない。

本発明の液晶表示装置の一例を示す概略説明図である。 ベースバンドエンジンと画像出力ドライバＩＣのブロック図である。 圧縮画像データメモリの容量を説明するための概略説明図である。 Ｎフレーム画像を加工して１フレームの画像に圧縮した時の圧縮画像データメモリの容量を説明するための概略説明図である。 色信号変換回路にてデータ圧縮する一例を示すブロック図である。 色信号変換回路にてデータ圧縮する他の一例を示すブロック図である。 色信号変換を用いて高圧縮率とした時の圧縮画像データメモリの容量を説明するための概略説明図である。 一ラインの圧縮率を保障した時の圧縮画像データメモリの容量を説明するための概略説明図である。 非圧縮・圧縮画像の切換えを説明するためのタイミングチャートである。 ドライバＩＣの端子を説明するための概略説明図である。 メモリリードアドレスをメモリライトアドレスが追い越す現象を説明するための概略説明図である。 ライトスタート信号のタイミングを設定する実施形態を説明するためのブロック図である。 図１２に示す構成の動作タイミングチャートである。 図１２の変形例を説明するためのブロック図である。 図１２のさらに他の変形例を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像符号化装置のブロック図である。 図１６の画像入力部に順次入力される画像データを説明するための概略説明図である。 図１６に示す予測符号化部の一例を示すブロック図である。 予測値が９６以上１６０未満の場合の非線形量子化テーブルの例を示す概略説明図である。 予測値が６４以上９６未満の場合の非線形量子化テーブルの例を示す概略説明図である。 予測値が１６０以上１９２未満の場合の非線形量子化テーブルの例を示す概略説明図である。 予測値が３２以上６４未満の場合の非線形量子化テーブルの例を示す概略説明図である。 予測値が１９２以上２２４未満の場合の非線形量子化テーブルの例を示す概略説明図である。 図１６に示す先頭移動辞書符号化部または図２９に示す先頭移動辞書復号部が有する辞書を説明するための概略説明図である。 図１６に示す先頭移動辞書符号化部にて固定長符号（４ビット）で表される１６通りのコードの内容を説明するための概略説明図である。 非可逆符号化モードから可逆符号化モードへの遷移条件を説明するための概略説明である。 可逆符号化モードの継続条件を説明するための概略説明図である。 図１６に示す符号多重化部から出力される符号シンタックスを示す図である。 本発明の実施形態に係る画像復号装置のブロック図である。 図２９に示す画素出力制御部のブロック図の一例を示す図である。

符号の説明

１ ベースバンドエンジン（画像供給側ＩＣ）、２ 液晶パネル、５ 画像出力ドライバＩＣ、６ 画像コントロールＩＣ、１０ 画像符号化装置（エンコーダ）、２０ 圧縮画像データメモリ、２１ ラインバッファ、３０ 画像復号装置（デコーダ）、４０ 画像データ加工部、５０，５２ 色信号変換回路、６５〜６８ ラインバッファ、１００ 画像入力部、１１０ 予測符号化部（非可逆符号化部）、１１１ 減算器、１１２非線形量子化部、１１３ 非線形逆量子化部、１１４ 加算器、１１５Ｒ〜１１５Ｂ レジスタ、１２０ 先頭移動辞書符号化部（可逆符号化部）、１３０ 周辺画素値評価部、１４０ 余剰符号カウンタ、１５０ 符号化制御部、１６０ 符号多重化部、２００ 符号分離制御部、２１０ 予測復号部、２２０ 先頭移動辞書復号部、２３０ 画素出力制御部、２３２ 制御回路、Ｒ０−Ｒ２ レジスタ、ＭＵＸ０−ＭＵＸ２ マルチプレクサ

Claims (12)

1. 画像供給側ＩＣからデータバスを介して画像データが転送され、前記画像データを加工して、画像出力ドライブＩＣに転送する画像コントローラＩＣにおいて、
   前記画像供給側ＩＣからの画像データを符号化する画像符号化装置と、
   前記画像符号化装置からの圧縮画像データを格納する圧縮画像データメモリと、
   前記圧縮画像データメモリからの前記圧縮画像データを復号する画像復号装置と、
   前記画像復号装置にて復号された画像データを加工する画像データ加工部と、
   を有し、
   前記画像符号化装置は、規定圧縮率を達成する上で余る符号ビットをカウントアップし、消費される余剰ビットをカウントダウンする余剰符号カウンタを有し、前記画像符号化装置は、前記余剰符号カウンタの累積カウント値が初期値を下回らないようにして、一ライン分または一フレーム分の前記画像データを前記規定圧縮率以上の実圧縮率にて符号化することが保障されていることを特徴とする画像コントロールＩＣ。
2. 請求項１において、
   非圧縮画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｍ＞Ｓ＞Ｍ×αが成立することを特徴とする画像コントロールＩＣ。
3. 請求項１において、
   前記画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有し、
   前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、非圧縮画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｍ＞Ｓ＞Ｍ×α×ｋが成立することを特徴とする画像コントロールＩＣ。
4. 請求項１において、
   前記画像データ加工部は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工し、
   一フレーム分の非圧縮画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｎ×Ｍ＞Ｓ＞Ｎ×Ｍ×αが成立することを特徴とする画像コントロールＩＣ。
5. 請求項１において、
   前記画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有し、
   前記画像データ加工部は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工し、
   前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、一フレーム分の非圧縮の画像データのデータ量をＭビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの有効記憶容量をＳビットとしたとき、Ｎ×Ｍ＞Ｓ＞Ｎ×Ｍ×α×ｋが成立することを特徴とする画像コントロールＩＣ。
6. 請求項１において、
   同一ラインの圧縮画像データは、前記圧縮画像データメモリの同一ライン上にて先頭アドレス位置を変えて格納され、
   非圧縮画像データの１ライン分のデータ量をＭＬビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの一ライン上の有効記憶容量をＳＬビットとしたとき、ＭＬ＞ＳＬ＞ＭＬ×αが成立することを特徴とする画像コントロールＩＣ。
7. 請求項１において、
   前記画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有し、
   前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、非圧縮の画像データの１ライン分のデータ量をＭＬビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの一ライン上の有効記憶容量をＳＬビットとしたとき、ＭＬ＞ＳＬ＞ＭＬ×α×ｋが成立することを特徴とする画像コントロールＩＣ。
8. 請求項１において、
   前記画像符号化装置の前段に、一画素についての第１の色信号を、前記第１の色信号のビット数よりも少ないビット数の第２の色信号に変換する色信号変換回路をさらに有し、
   前記画像データ加工部は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）フレーム分の画像データを合成して一フレーム分の画像データに加工し、
   前記Ｎフレームの各フレーム中の同一ラインの圧縮画像データは、前記圧縮画像データメモリの同一ライン上にて先頭アドレス位置を代えて格納され、
   前記色信号変換回路で達成される圧縮率をｋ（ｋ＜１）とし、一ライン分の非圧縮画像データのデータ量をＭＬビットとし、前記規定圧縮率をα（α＜１）とし、前記圧縮画像データメモリの一ライン上の有効記憶容量をＳＬビットとしたとき、Ｎ×ＭＬ＞ＳＬ＞Ｎ×ＭＬ×α×ｋが成立することを特徴とする画像コントロールＩＣ。
9. 請求項１、６または７において、
   前記圧縮画像データメモリは、各ラインの圧縮画像データの先頭データが、前記圧縮画像データメモリの各ラインの同一アドレス上の記憶素子に記憶されていることを特徴とする画像コントロールＩＣ。
10. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記画像コントロールＩＣは、垂直同期信号に同期した書き込み開始信号を前記画像供給側ＩＣに送出し、
    前記画像符号化装置は、前記書き込み開始信号に基づいて前記画像供給側ＩＣから転送された前記圧縮画像データを圧縮して、前記圧縮画像データを前記圧縮画像データメモリに転送し、
    前記書き込み開始信号に基づいて前記圧縮画像データメモリに書き込み開始されるタイミングが、前記圧縮画像データメモリに対する読み出し開始タイミングよりも先行していることを特徴とする画像コントロールＩＣ。
11. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記圧縮画像データメモリの前段に設けられた第１のラインバッファと、
    前記圧縮画像データメモリと前記画像復号装置の間に設けられた第２のラインバッファと、
    をさらに有し、前記第１のラインバッファから一ライン分の前記圧縮画像データが前記圧縮画像データメモリに同時に書き込まれ、前記圧縮画像データメモリより一ライン分の圧縮画像データが同時に出力されて前記第２のラインバッファに格納されることを特徴とする画像コントロールＩＣ。
12. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記圧縮画像データメモリと前記画像復号装置の間に、第１，第２のリードラインバッファをさらに有し、
    前記圧縮画像データメモリより読み出される一ライン分の前記圧縮画像データは、前記第１，第２のリードラインバッファに交互に格納され、交互に読み出されることを特徴とする画像コントロールＩＣ。

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