JP5255219B2

JP5255219B2 - グレースケール変換装置及び同方法

Info

Publication number: JP5255219B2
Application number: JP2007060132A
Authority: JP
Inventors: ▲せん▼凱程
Original assignee: 威達電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: JP2008165160A; US7773264B2; TW200828019A; US20080158609A1; TWI334106B

Description

本発明は、グレースケール変換装置および同方法において、特に入力画像のグレースケール変換が可能な装置および同方法に関するものである。

通例、グラフィックカードの主要な機能は、コンピューターによって出力された信号を画像に変換することであり、よってモニターが正確な位置にその画像を表示することができる。言い換えれば、入力画像は、グラフィックカードによって制御信号に変換され、その後モニターに送信される。その結果として、図形およびカラーを画面上に表示することができる。

従来の技術では、入力画像が10ビット画像の場合、10ビット画像をカラーおよび図形を含む制御信号に変換するために、10ビットのプログラフィックカードが必要となる。また入力画像が12ビット画像の場合、12ビット画像をカラーおよび図形を含む制御信号に変換するために、12ビットのプログラフィックカードが必要となる。しかしながら、プログラフィックカードの価格が普通のものより高いため、コンピューターのコストが増加することになる。

そのために、本発明の範囲は、前述の問題を解決するためのグレースケール変換装置および同方法を提供することである。

本発明の目的は、グレースケール変換装置および同方法を提供することである。入力画像のグレーレベルがどれだけのビット数(例えば、8ビット、10ビット、12ビットなど)であろうと、どのような入力画像も普通のグラフィックカードで変換することができる。

好適な実施様態によれば、本発明のグレースケール変換装置および同方法は、受信モジュール、符号化モジュールおよび復号化モジュールを備えている。受信モジュールは、入力画像を受信するために使用され、そこで入力画像は、Nビットの第1のグレーレベルがあり、Nは自然数である。符号化モジュールは、第1のグレーレベルのMの高いビットとTの低いビットの両方に基づく第1のカラーレベルを選択的に計算し、それから第1のグレーレベルのMの高いビットに基づく第2のカラーレベル、さらに第3のカラーレベルを計算するために使用される。そこではMおよびTの両方とも自然数であり、MおよびTの合計はNである。復号化モジュールは、グレースケール変換式を用いることによって、第1、第2および第3のカラーレベルを、Nビットの第2のグレーレベルに変換するために使用される。

本実施様態においては、復号化モジュールによって計算される第1、第2および第3のカラーレベルは、普通のグラフィックカードによって制御信号に変換することができる。それから復号化モジュールは、制御信号をNビットの第2のグレーレベルに変換することができる。最後に入力画像は、Nビットのグレーレベルで、ディスプレー装置上に表示することができる。

本発明の有利性および精神は、添付図面とともに上記の詳述によって理解できる。

本発明は、電子機器(例えば、コンピューターなど)での入力画像のグレースケールを変換するための装置を提供する。入力画像のグレーレベルが何画素(例えば、8ビット、10ビット、12ビットなど)あろうとも、その入力画像は、普通のグラフィックカードによっていつでも変換できる。

図１に関しては、本発明のグレースケール変換装置10は、電子機器1に応用される。電子機器1は、グレースケール変換装置10、グラフィックカード12、デジタルビデオ・インターフェース(DVI)14およびディスプレー装置16を備えている。本発明のグレースケール変換装置10は、受信モジュール100、符号化モジュール102、および復号化モジュール104を備えている。符号化モジュール102は、測定装置1020を備えている。特に、どんな種類のグラフィックカードおよびDVIでも、本発明に適している。

図１に示すように、受信モジュール100は、入力画像Imgを受信するために使用され、そこで入力画像ImgはNビットのグレーレベルであり、Nは自然数である。本実施様態においては、入力画像Imgのグレーレベルは10ビット、すなわちNは10である。

符号化モジュール102は、入力画像ImgのグレーレベルのMの高いビットとTの低いビットの両方に基づく第1のカラーレベルを選択的に計算し、それからMの高いビットに基づく第2のカラーレベル、さらに第3のカラーレベルを計算するために使用され、そこではMおよびTの両方とも自然数であり、MおよびTの合計はNである。実際に応用する場合、第1のカラーレベルがブルーレベル、第2のカラーレベルはグリーンレベル、第3のカラーレベルはレッドレベルであることもある。第1のカラーレベルがレッドレベル、第2のカラーレベルがブルーレベル、および第3のカラーレベルはグリーンレベルであることもある、あるいは第1のカラーレベルがグリーンレベル、第2のカラーレベルがレッドレベル、および第3のカラーレベルがブルーレベルであることもある。本実施様態においては、第1のカラーレベルはレッドレベル、第2のカラーレベルはブルーレベル、および第3のカラーレベルはグリーンレベルである。

その上に、カラーレベルが通例8ビットで表されるため、本実施様態においては、入力画像Imgの10ビットのグレーレベルの前の8ビットは、高いビット(すなわち、Mは8である)であり、最後の2ビットは低いビットである(すなわちTは2である)。

入力画像Imgが受信モジュール100から符号化モジュール102に送信されるとき、測定装置1020は、入力画像Imgの画素のグレーレベルY₁が閾値(2^N-1)以下であるかどうかを測定する。Y₁が閾値(2^N-1)以下である場合、測定装置1020は、グレーレベルY₃、レッドレベルC₁、ブルーレベルC_2、およびグリーンレベルC₃を数11によって計算する。しかしながら、Y₁が閾値(2^N-1)よりも大きい場合、測定装置1020は、グレーレベルY_４、レッドレベルC₁、ブルーレベルC₂およびグリーンレベルC₃を数12によって計算する。本実施様態においては、Nは10であり、閾値は2^10-1=2⁹=512である。

数１１および数１２において、X₁は第1の既定値を表し、X₂は第2の既定値を表し、X₁およびX₂の合計は2^(N-M)-1であり、Y₃[M]はグレーレベルY₃のMの高いビットを表し、Y₃[T]はグレーレベルY₃のTの低いビットを表し、Y₄[M]はグレーレベルY₄のMの高いビットを表し、Y₄[T]はグレーレベルY₄のTの低いビットを表す。本実施様態においては、Nは10、Mは8、Tは2、X₁は2、X₂は1であり、よって数１１および数１２は、次の数１３および数１４の通り変更することができる。

例えば、入力画像ImgのグレーレベルY₁は、10ビットによって[0111111111]として表される511である。Y₁(511)は、512より少ないために、測定装置1020は、グレーレベルY₃を計算し、数１３によってその値「509」を求め(余りがある場合、整数値をとる)、そこでグレーレベルY₃(509)は10ビットによって [0111111101] として表され、それからレッドレベルC₁、ブルーレベルC₂およびグリーンレベルC₃を計算し、127(8ビットによって[01111111]として表される)と1(8ビットによって [00000001] として表される)の合計であるその値「128」、「127」(8ビットによって[01111111]として表される)、および「127」(8ビットによって[01111111]として表される)をそれぞれ求める。

その後、レッドレベルC₁、ブルーレベルC₂およびグリーンレベルC₃は、グラフィックカード12およびDVI14によって復号化モジュール104に送信される。復号化モジュール104は、レッドレベルC₁、ブルーレベルC₂およびグリーンレベルC₃を、グレースケール変換式を用いて、10ビットのグレーレベルY₂に変換する。本実施様態においては、グレースケール変換式は、数１５として表される。

数１５では、aは数１６、bおよびcの合計は数１７である。本実施様態においては、Nは10、Mは8、bは0.568およびcは0.164である。したがって、数１５は、次の数１８の通り変更することができる。

そのために、レッドレベルC₁が128、ブルーレベルC₂が127およびグリーンレベルC₃が127である場合、グレーレベルY₂は509になる。

その後、入力画像Imgは、10ビットグレーレベルY₂(509)で、ディスプレー装置上に表示することができる。

再度図1および図2に関しては、前述の実施様態によれば、本発明の方法は、以下のステップを備えている。まず第一に、ステップS100が、入力画像Imgを受信するために実行され、そこでは入力画像ImgはNビットグレーレベルである。その次にステップS102が、入力画像のグレーレベルのMの高いビットとTの低いビットの両方に基づく第1のカラーレベルを選択的に計算し、それからMの高いビットに基づく第2のカラーレベル、さらに第3のカラーレベルを計算するために実行される。最後に、ステップS104が、前述のグレースケール変換式を用いて、第1、第2および第3のカラーレベルをNビットのグレーレベルに変換するために実行される。本方法の詳細な機能および原則は、既に上に記載されているため、再度述べる必要はない。

従来の技術と比較して、本発明のグレースケール変換装置の符号化モジュールによって計算されるレッド、ブルーおよびグリーンレベルは、普通のグラフィックカードによって制御信号に変換することができる。その後、制御信号は、復号化モジュールに送信され、さらに始めのグレーレベルと同じビット数のグレースケールに変換される。したがって、入力画像は、プログラフィックカードの代わりに、コストを減らすために、どんな普通のグラフィックカードによっても制御信号に変換することができる。

上記の例および解説によって、本発明の特徴および精神は、十分に説明されることを願う。当業者は、本発明の教示を実行し続ける間、本装置の非常に多くの修正および変更が行なわれる可能性があることを直ちに認めるものである。したがって、上記開示は、添付請求の範囲内にのみ限定されると解釈されることが望ましい。

電子機器に応用される本発明のグレースケール変換装置を説明する機能ブロック図本発明の好適な実施様態によるグレースケール変換方法を示すフローチャート

符号の説明

１電子機器
１０グレースケール変換装置
１２グラフィックカード
１４デジタルビデオ・インターフェイス（DV１）
１６ディスプレー装置
１００受信モジュール
１０２符号化モジュール
１０４複合化モジュール
１０２０測定装置

Claims

画素にNビットの第1のグレーレベルがあり、Nは自然数である入力画像を受信するための受信モジュール、
第1のグレーレベルのMの高いビットとTの低いビットの両方に基づく第1のカラーレベルを計算し、それから第1のグレーレベルのMの高いビットに基づく第2のカラーレベル、さらに第3のカラーレベルを計算するための符号化モジュール(そこではMおよびTの両方とも自然数であり、MおよびTの合計はNである)、及び、
グレースケール変換式を用いて、第1、第2および第3のカラーレベルを、Nビットの第2のグレーレベルに変換するための復号化モジュールを備えることを特徴とするグレースケール変換装置。
符号化モジュールは、
入力画像Imgの前記画素のグレーレベルY ₁が閾値以下であるかどうかを測定する測定装置であって、Y ₁が閾値以下である場合、下記の数1によって、第3のグレーレベル、第1のカラーレベル、第2のカラーレベル、および第3のカラーレベルを計算し、Y ₁が閾値よりも大きい場合、下記の数2によって、第4のグレーレベル、第1のカラーレベル、第2のカラーレベルおよび第3のカラーレベルを計算する、測定装置を備え、
そこではY ₁は第1のグレーレベルを表し、Y ₃ ［M+T］は第3のグレーレベルを表し、Y ₄ ［M+T］は第4のグレーレベルを表し、C ₁は第1のカラーレベルを表し、C ₂は第2のカラーレベルを表し、C ₃は第3のカラーレベルを表し、X ₁は第1の既定値を表し、X ₂は第2の既定値を表し、X ₁とX ₂の合計は2^(N-M)-1に等しく、Y ₃[M]は第3のグレーレベルのMの高いビットを表し、Y ₃[T]は第3のグレーレベルのTの低いビットを表し、Y ₄[M]は第4のグレーレベルのMの高いビットを表し、またY ₄[T]は第4のグレーレベルのTの低いビットを表すことを特徴とする請求項1記載の装置。
閾値が2^N-1であることを特徴とする請求項2記載の装置。
グレースケール変換式は、下記の数３によって表され、Y ₂は第2のグレーレベルを表し、aは下記の数４、bおよびcの合計は下記の数５であることを特徴とする請求項2記載の装置。
第1のカラーレベルはブルーレベル、第2のカラーレベルはグリーンレベル、第3のカラーレベルはレッドレベルであることを特徴とする請求項1記載の装置。
第1のカラーレベルはレッドレベル、第2のカラーレベルはブルーレベル、および第3のカラーレベルはグリーンレベルであることを特徴とする請求項1記載の装置。
第1のカラーレベルがグリーンレベル、第2のカラーレベルがレッドレベル、および第3のカラーレベルがブルーレベルであることを特徴とする請求項1記載の装置。
(a)画素にNビットの第1のグレースケールがある入力画像を受信し、Nは自然数であるステップ、
(b)第1のグレーレベルのMの高いビットおよびTの低いビットに基づく第1のグレーレベルを計算し、それから第1のグレーレベルのMの高いビットに基づき第2のカラーレベルおよび第3のカラーレベルを計算し、そこではMおよびTの両方とも自然数であり、MとTの合計がNであるステップ、及び、
(c)グレースケール変換式を用いて、第1、第2および第3のカラーレベルを、Nビットの第2のグレーレベルに変換するステップを備えていることを特徴とするグレースケールを変換する方法。
ステップ(b)は、
(b1)入力画像Imgの前記画素のグレーレベルY ₁が閾値以下であるかどうかを測定し、Y ₁が閾値以下である場合、ステップ(b2)を実行し、Y ₁が閾値よりも大きい場合、ステップ(b3)を実行するステップ、
(b2)第3のグレーレベル、第1のカラーレベル、第2のカラーレベル、および第3のカラーレベルを下記の数６によって計算するステップ、及び、
(b3)第4のグレーレベル、第1のカラーレベル、第2のカラーレベルおよび第3のカラーレベルを下記の数７によって計算するステップを備え、
そこではY ₁は第1のグレーレベルを表し、Y ₃ ［M+T］は第3のグレーレベルを表し、Y ₄ ［M+T］は第4のグレーレベルを表し、C ₁は第1のカラーレベルを表し、C ₂は第2のカラーレベルを表し、C ₃は第3のカラーレベルを表し、X ₁は第1の既定値を表し、X ₂は第2の既定値を表し、X ₁とX ₂の合計は2^(N-M)-1に等しく、Y ₃[M]は第3のグレーレベルのMの高いビットを表し、Y ₃[T]は第3のグレーレベルのTの低いビットを表し、Y ₄[M]は第4のグレーレベルのMの高いビットを表し、またY ₄[T]は第4のグレーレベルのTの低いビットを表すステップを特徴とする請求項8記載の方法。
閾値が2^N-1であることを特徴とする請求項９記載の方法。
グレースケール変換式は、下記の数８によって表され、Y ₂は第2のグレーレベルを表し、aは下記の数９、bおよびcの合計は下記の数1０であることを特徴とする請求項９記載の方法。
第1のカラーレベルはブルーレベル、第2のカラーレベルはグリーンレベル、第3のカラーレベルはレッドレベルであることを特徴とする請求項8記載の方法。
第1のカラーレベルはレッドレベル、第2のカラーレベルはブルーレベル、および第3のカラーレベルはグリーンレベルであることを特徴とする請求項8記載の方法。
第1のカラーレベルがグリーンレベル、第2のカラーレベルがレッドレベル、および第3のカラーレベルがブルーレベルであることを特徴とする請求項8記載の方法。