JPH01284981A - 画素データ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ディジタル画像処理において画像を構成する
画素の値を変換して出力する画素データ変換装置に関す
る。

〈従来の技術〉 画素データを変換する方法においては、一般にルックア
ップテーブルが用いられる。このルックアップテーブル
は、全ての入力値に対する変換後の値がテーブルに予め
設定されたものである。データが入力されると、この入
力値に対してテーブルに設定されている変換後の値が調
べられ、その値が出力される。

第７図はルックアップテーブルの構成を示しており、テ
ーブルには入力値０．ｌ、２．・・・、２５５に対する
各々の変換後の値０．０，１．・・・、１２７が設定さ
れている。今、入力値がｉのときは、テーブルのｉ番目
の値ｆ　（ｉ）を読み出して出力する。

このルックアップテーブルは、書き込む値を選択するこ
とにより、種々のパターンの変換関数を実現することが
できる。テーブルサイズは、入力値の取りうる値の範囲
によって決まる。第７図のルックアップテーブルでは、
入力値は０〜２５５であり、したがって、テーブルサイ
ズは２５６である。

ルックアップテーブルを構成するハードウェアとしては
、主にスタティックＲＡＭ　（以下、ＳＲＡＭと略す）
が用いられる。入力データは、アドレス信号としてＳＲ
ＡＭに入力され、その番地のメモリに蓄えられている値
が変換後の値として出力される。

第８図はルックアップテーブルを用いた画素データ変換
装置の構成を示している。ラッチ１０１は、その保持す
る入力データをアドレス信号としてクロックに同期して
ＳＲ，ＡＭ１０３へ送る。

ＳＲＡＭ１０３では、ルックアップテーブルを構成する
番地に変換後のデータが書き込まれている。

このＳＲＡＭ１０３にアドレス信号が与えられると、そ
の番地のデータが変換後のデータとしてラッチ１０２へ
送られる。ラッチ１０２は、クロックに同期してこのデ
ータを出力する。

一般に、ＳＲＡＭは、アドレス信号が与えられてからそ
の番地のメモリの内容が読み出されるまでの時間、即ち
アクセスタイムが短い。したがって、このＳＲＡＭを用
いたルックアップテーブルによれば、高速で画素データ
の変換を行うことができる。ちなみに、アクセスタイム
は、ＭＯ３ＳＲＡＭの場合には２Ｏ−４０ｎｓｅｃ、バ
イポーラＳＲＡＭの場合には１０ｎｓｅｃ以下である。

例えば、５１２×５１２画素を１フレームとして１秒間
に６０フレームのデータをサンプリングする場合、ある
いはその割合で表示する場合、画素データの転送速度が
約４Ｑｎｓｅｃ／データであり、高速のＳＲＡＭを用い
たルックアップテーブルであれば、データ変換が可能な
速度である。このため、第９図に示すように、フレーム
メモリ１０４から表示のために読み出された画素データ
が転送される道筋にルックアップテーブル１０５を設け
、画素データをこのル・ツクアップテーブルを用いて変
換することにより、表示画素の輝度変更などを行うこと
ができる。

第１０図はルックアップテーブル１０５の値の設定例を
示しており、横軸は人力値、縦軸は出力値を表す。（ａ
）はフレームメモリ１０４に記録されている濃淡画像に
対して輝度を上げて表示する場合の設定値の例であり、
（ｂ）はフレームメモリ１０４に記録されている画像を
輝度反転して表示する場合の設定値の例である。

〈発明が解決しようとする課題〉 ルックアップテーブルによる画素値変換の特徴は、入力
値に対してその入力値のみに関係して必ず唯一の出力値
（変換後の値）が定まることであり、さらに、出力値は
ルックアップテーブルの設定値を変更しない限り変らな
いことである。

一方、画像情報は、画素データが２次元的に並んだもの
であり、個々の画素の値だけではなく、その画素の画面
上の位置も重要な意味をもつ。例えば、画像のある領域
だけを他の領域に対して輝度を変えて表示しようとする
場合、画素の位置情報が必要となる。

従来の画素データ変換方法においては、ルックアップテ
ーブルを用いて単に入力画素データを固定的なデータ変
換関数に従って出力画素データに変換するだけのもので
あった。したがって、画像の一部の領域を輝度を変えて
表示するというようなことができないという欠点があっ
た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、入力画素の画面上の位置によって入力画素値に対
する出力画素値を任意に変更できるようにした画素デー
タ変換装置を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明の画素データ変換装
置は、互いに異なったデータ変換関数を有し入力画素デ
ータを上記データ変換関数に従って変換して出力する複
数個のデータ変換手段と、入力画素の画面上の位置に基
づいて複数個のデータ変換手段の中の１つを選択しこの
選択したデータ変換手段を使用して入力画素データの変
換を行う変換実行手段とを備える。

く作用〉 本発明の画素データ変換装置は、入力画素の画面上の位
置に対応して、複数個のデータ変換手段の中の１つを選
択し、この選択したデータ変換手段がもつデータ変換関
数に従って人力画素データを変換し、出力画素データを
生成する。

〈実施例〉 第１図は本実施例の画素データ変換装置の回路構成を示
しており、図中、２，４はラッチ、３はＳＲＡＭ、５．
６はカウンタ、７，８，９．１０は比較器、１１，１２
，１３．１４はデータレジスタである。

ラッチ２は、外部からの８ビツトの入力画素データ１５
と４個の比較器７，８，９．１０からの各１ビツトずつ
の出力の計１２ビットのデータをラッチする。このラッ
チ２の１２ビツトの出力データ１６は、ＳＲＡＭ３のア
ドレス入力となる。

ＳＲＡＭ３は、８ビツトＸ４にワード構成であり、８ビ
ツト人力８ビット出力のルックアップテーブルが１６個
形成されている。この１６個のルックアップテーブルＴ
ｏ、Ｔｌ、Ｔ２．・・・、Ｔ１５には、それぞれ異なっ
たデータ変換関数が設定されている。ｉ番目のルックア
ッブテーフ゛ルＴｉは、ＳＲＡＭ３の１Ｘ２５６番地か
らｉ　ｘ２５６　＋２５５番地に構成される。ＳＲＡＭ
３は、その１２ビツトのアドレス人力１６の下位８ビツ
ト（第Ｏ〜第７ビツト）は入力画素データ１５のラッチ
２によるランチ出力であり、上位４ビツトは比較器７，
８゜９．１０の出力のラッチ２によるラッチ出力である
。この上位４ビツトの中の１つ、第８ビツトは比較器１
０の出力、第９ビツトは比較器９の出力、第１Ｏビツト
は比較器８の出力、第１１ビツトは比較器７の出力が夫
々供給される。ＳＲＡＭ３の８ビツトの出力データ１７
は、ラッチ４へ送られる。

ラッチ４は、ＳＲＡＭ３からの８ビツトの出力画素デー
タ１７をラッチし、クロック信号１８に同期して出力画
素データ１９として出力する。

カウンタ５は、垂直同期信号２０がそのリセット端子に
入力され、水平同期信号２１がカウントアツプのクロッ
ク端子に入力される。二〇カウンタ５のカウント値は、
画面上垂直方向の座標を示す。カウンタ６は、水平同期
信号２１がそのリセット端子に入力され、表示画素クロ
ック信号２２がカウントアツプのクロック端子に入力さ
れる。

このカウンタ６のカウント値は、画面上水平方向の座標
を示す。

４個の大小比較器？、８，９．１０は、その端子Ａ＞Ｂ
の出力が、２つの入力Ａ、ＢがＡ≦Ｂのときは“Ｏ”’
、Ａ＞ＢのときはＩＩ　Ｉ　１１である。比較器７の入
力Ａにはカウンタ５の出力が与えられ、入力Ｂにはデー
タレジスタ１１の出力が与えられる。比較器８の入力Ａ
にはカウンタ５の出力が与えられ、入力Ｂにはデータレ
ジスタ１２の出力が与えられる。比較器９の入力Ａには
カウンタ６の出力が与えられ、入力Ｂにはデータレジス
タ１３の出力が与えられる。比較器１０の入力Ａにはカ
ウンタ６の出力が与えられ、入力Ｂにはデータレジスタ
１４の出力が与えられる。これらの比較器？、８，９．
１０の出力Ａ＞Ｂは、前述のようにラッチ２を介してＳ
ＲＡＭ３にアドレスデータの上位４ビツトとして供給さ
れる。この４ビツトのデータは、ＳＲＡＭ３の内部の１
６個のルックアップテーブルの中の１つを選択するため
のデータである。４個のデータレジスタ１１，１２，１
３゜１４は、画面上にある座標を示すデータを保持する
。このデータレジスタ１１，１２，１３．１４は、デー
タバス２３を経て送られてきた座標データをライト信号
２４．２５，２６．２７の入力に応じてそれぞれ保持す
る。

データレジスタ１１．１２は、画面上垂直方向の所定の
座標値を保持する。カウンタ５は、垂直同期信号２０に
よって０にリセットされた後、再び垂直同期信号２０に
よってリセットされるまでの間、水平同期信号２１をカ
ウントする。このときの比較器７，８の出力Ａ＞Ｂは、
カウンタ５のカウント値がデータレジスタ１１．１２が
保持する値を超えない間は“０パであり、カウンタ５の
カウント値がデータレジスタ１１．１２が保持する値を
越えると“Ｉ　１１となる。

データレジスタ１３．１４は、画面上水平方向の所定の
座標値を保持する。カウンタ６は、水平同期信号２１に
よってＯにリセットされた後、再び水平同期信号２１に
よってリセットされるまでの間、表示画素クロック信号
２２をカウントする。

このときの比較器９，１０の出力Ａ＞Ｂは、カウンタ６
のカウント値がデータレジスタ１３．１４が保持する値
を越えない間は“０°゛であり、カウンタ６のカウント
値がデータレジスタ１３．１４の保持する値を越えると
“ｌ”′となる。

下記の表は、比較器１０，９，８．７の出力Ａ〉Ｂによ
り構成される４ビツトのデータと１６個のルックアップ
テーブルＴｏ、Ｔｌ、・・・、Ｔ１５の中の選択される
ルックアンプテーブルとの関係を示している。

以下、この画素データ変換装置の動作について説明する
。

第２図は、複数の領域に分割された画面の各領域とこの
各領域において画素データの変換に使用されるルックア
ップテーブルとの関係の一例を示している。図中、画面
２８の左側に比較器７，８の出力を示し、画面２８の上
側に比較器９，１０の出力を示す。Ｘｉ、Ｘ２は、デー
タレジスタ１４゜１３がそれぞれ保持する画面２８上水
平方向の座標値であり、第２図においてはｘｌ＜ｘ２で
ある。

ｙｌ、ｙ２は、データレジスタ１２．１１がそれぞれ保
持する画面２８上垂直方向の座標値であり、第２図にお
いてはｙｌ＜ｙ２である。

４個の座標値ｘｉ、ｘ２．ｙｌ、ｙ２によって、画面２
８は９つの領域に分割される。そして、この分割された
領域によって、画素データ変換に使用されるルックアッ
プテーブルが異なる。図示するように、画面２８の左上
隅の領域２８ａではルックアップテーブルＴＯが使用さ
れ、その右隣りの領域２８ｂではルックアップテーブル
Ｔ１が使用される。

画面２８の各領域におけるルックアップテーブルの選択
は、前記表に示す様に４個の比較器７゜８．９．１０の
出力に応じて行われる。例えば、領域２８ａでは、カウ
ンタ６のカウント値がｘｌより小であるので、比較器９
，１０の出力Ａ＞８はともに０”であり、カウンタ５の
カウント値がｙｌより小であるので、比較器７，８の出
力Ａ〉Ｂはともに“０”°である。したがって、領域２
８．】では、ルックアップテーブルＴＯが選択されるこ
とになる。また、領域２８ｂでは、カウンタ６のカウン
ト値がＸｌより大でＸ２より小であるので、比較器９の
出力Ａ＜Ｂは“０”″、比較器１０の出力Ａ＜Ｂは“１
パとなり、カウンタ５のカウント値はｙｌより小である
ので、比較器７．８の出力Ａ＜Ｂは“０“である。した
がって、領域２８ｂでは、ルノクアッブテーフ′ルＴ１
が選１尺されることになる。以下、同様の方法で、他の
領域についても比較器７，８，９．１０の出力に応じて
ルックアップテーブルが選択される。

以上のように、画面の各領域で画素データ変換に使用さ
れるルックアップテーブルが異なり、しかも、各々のル
ックアップテーブルには互いに異なったデータ変換関数
が設定されているので、画面の各領域毎に異なった画素
データ変換を行うことができる。

画面の領域毎に異なった画素データ変換を行うことがで
きれば、例えば、第３図に示すように、画面を中央の領
域Ｏとその周囲の領域Ｐとに分割し、中央の領域Ｏの輝
度を周囲の領域Ｐより高めるというようなことが可能と
なる。この場合、領域０において使用するルックアンプ
テーブルＴ５のデータ変換関数を他のルックアップテー
ブルのデータ変換関数に比べて画素の輝度を高めるよう
に設定すればよい。

第３図の例では、データレジスタ１１，１２゜１３．１
４の設定値に応じて１６個のルックアンプテーブルの中
、領域０において選択される可能性のあるものはＴ５．
Ｔ６．Ｔ９．ＴＩＯであり、領域Ｐにおいて選択される
可能性のあるものはそれ以外のＴｏ、Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ３
．Ｔ４．Ｔ７゜Ｔ８．Ｔｌ　１．Ｔ１２．Ｔ１３．Ｔ１
４．Ｔ１５である。（データレジスタ１４．１３の保持
するｘｉ、ｘ２の大小関係、データレジスタ１２．ＩＩ
の保持するｙｌ、ｙ２の大小関係によって、選択される
ルックアップテーブルは変わる。）したがって、ルック
アップテーブルＴ５．Ｔ６．Ｔ９゜ＴｌＯには領域Ｏで
使用するためのデータ変換関数の設定を行い、他のルッ
クアップテーブルには領域Ｐで使用するためのデータ変
換関数の設定を行えばよい。

第４図はこの画素データ変換装置を用いた画像表示装置
の構成を示している。これは、第９図に示す従来の画像
表示装置のルックアップテーブル１０５を本実施例の画
素データ変換装置１に置き換えたものであり、他の構成
は第９図の画像表示装置と同様である。

この画像表示装置は、フレームメモリ２９から読み出し
た画素データに対して画素データ変換装置１において上
述の方法でデータ変換を行い、変換後の画素データをＤ
Ａコンバータ３０にてアナログ信号に変換し、アンプ、
ローパスフィルタ３１を経てＣＲＴモニタ３２において
表示させるというものである。

この画像表示装置においては、例えば次の様な画像表示
が実現できる。

その第１は、画面の一部の領域の画像を強調して表示す
る例である。この場合、まず、画面上の強調して表示し
たい部分が第３図の領域Ｏとなるようにデータレジスタ
１１，１２，１３．１４に座標ｙ２．ｙｌ、ｘ２．ｘｌ
をそれぞれ設定する。

さらに、ＳＲＡＭ３のルックアップテーブルＴ５゜Ｔ６
．Ｔ９．ＴＩ　Ｏ（たとえば、ｙ２＞ｙ　１．ｘ２＞ｘ
　１が満足されるならば、Ｔ５のみでもよい。）に領域
０の画素が少し明るくなるように画素データ変換が行わ
れるデータ変換関数を設定し、他のルックアップテーブ
ルには領域Ｐの画素が少し暗くなるように画素データ変
換が行われるデータ変換関数を設定する。この場合、Ｃ
ＲＴモニタ３２には、画面の中央部分が明るく周囲が暗
い画像が表示される。第５図はこの方法で表示した人物
の画像を示しており、顔の部分が明るく強調された画像
が得られる。

第２は、ワイプ効果を用いた画面切り換え表示である。

いま、人力画素データ１５は、２つの画像ｇ、ｆの画素
データｇ　（ｉ、ｊ）、ｆ　（ｉ、ｊ）（ただし、ｉ、
ｊは画面上の座標）を上位４ビツトと下位４ビツトにそ
れぞれ割り付けたデータであるとする。すなわち、入力
画素データｘ　（ｉ。

ｊ）は、ｘ　（ｉ、ｊ）＝２’　Ｘｇ　（ｉ、ｊ）＋ｆ
（ｔ、ｊ）である。ここで、ｇ（ｉ、ｊ）とｆ（ｉ、ｊ
）はＯから１５までの値であり、したがってｘ（ｉ、ｊ
）はＯから２５５までの値である。なお、このような画
素データを生成するためには、たとえば第４図に示すフ
レームメモリ２９のデータ構造の上位４ビツトに画像ｇ
のデータ、下位４ビツトに画像ｆのデータをそれぞれ記
録しておけばよい。　次に、領域Ｏにて使、用するルッ
クアップテーブルの設定は、入力値Ｘに対する出力値ｙ
が、 ｙ＝　　（ｉｎｔ　　（ｘ／２’　　））Ｘ２’となる
ように設定する。ただし、ｉｎｔ　　（ｘ／２’　）は
Ｘを２’　（−１６）で割った値の小数点以下を切り捨
てて整数にすることを表す。ｘ、ｙはＯ〜２５５の値で
ある。また、領域Ｐにて使用するルックアップテーブル
の設定は、入力値Ｘに対する出力値ｙが Ｙ−（ｘ　　ｍｏｄ　　２’　）　Ｘ２’となるように
設定する。ただし、ｘ　　ｍｏｄ　　２’はＸを２’　
（＝１６）で割った時の余りを表す。ｘ、ｙは０〜２５
５の値である。

以上のようにルックアップテーブルをあらかじめ設定し
、さらに、座標ｘｉ、ｘ２が画面の左端、座標ｙ１が画
面の上端、座標ｙ２が画面の下端となるようにデータレ
ジスタ１４，１３，１２．１１にデータｘｉ、ｘ２．ｙ
１．ｙ２をそれぞれ設定する。この状態では、画面全体
が領域Ｐとなる。

ここで、データレジスタ１３の設定値（＝ｘ２）を順次
変えていき、座標Ｘ２を画面の左端から右方向へ少しず
つ移動させていくと、第６図に示すように、画面の左端
より領域Ｏが少しずつ増えていき、領域Ｐは右端へ向っ
て少しずつ押されていく。

領域Ｐでは、入力値ｘ（ｉ、ｊ）から画像ｆの画素値ｒ
　（ｉ、ｊ）Ｘ１６がルックアンプテーブルによって取
り出され、この画素が表示される。領域０では、入力値
ｘ　（ｔ、ｊ）から画像ｇの画素値ｇ　（ｉ、ｊ）ｘ１
６がルックアップテーブルによって取り出され、この画
素が表示される。座標Ｘ２が画面の左端より右方向へ移
動する時、画面の表示はそれにしたがって画像ｆから画
像ｇに切り換わり、最後には画面全体に画像ｇが表示さ
れる。

すなわち、ワイプ効果による画面の切り換えが実現され
ている。本例では画像ｆ１ｇの画素データは４ビツトと
したが、ルックアップテーブルの入力データのピント数
を変えることによって１画素データのビット数をたとえ
ば８ビツトに増やすこともできる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、異なったデータ変
換関数が設定された複数のデータ変換手段を有し、入力
画素の画面上の位置に対応して複数のデータ変換手段の
中の一つを選択し、この選択したデータ変換手段によっ
て入力画素データを変換するようにしたので、入力画素
の位置に対応して異なった画素データ変換を行うことが
でき、例えば画像の部分的な輝度変更などを行うことが
できる。したがって、ディジタル画像処理における機能
の向上が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の回路構成を示す図、第２図は本
発明実施例の分割された画面と選択されたルックアップ
テーブルとの関係を説明する図、 第３図は本発明実施例の分割された画面を説明する図、 第４図は本発明が適用された画像表示装置の構成を示す
ブロック図、 第５図は本発明実施例の表示画像を示す図、第６図は本
発明実施例の画面切り換えの方法を説明する図、 第７図はルックアップテーブルの構成を説明する図、 第８図は従来例の回路構成を示す図、 第９図は従来例の画像表示装置の構成を示すブロック図
、 第１０図はルックアップテーブルのデータ変換関数を示
す図である。 １−・・画素データ変換装置 ２．４・・・ランチ ３・・・ＳＲＡＭ ５．６・・・カウンタ ７．８，９．１０・・・比較器 １１、＋２．１３．１４・・・データレジスタ１５・・
・入力画素データ １日・・・出力画素データ ２８・・・画面 ２Ｂａ、２８ｂ−・領域 特許出願人　　　　シャープ株式会社 代　理　人　　　　弁理士　西１）新 第２図 第４図 第５図　　　　　　　　　　　第６７ 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに異なったデータ変換関数を有し入力画素データを
   上記データ変換関数に従って変換して出力する複数個の
   データ変換手段と、入力画素の画面上の位置にもとづい
   て複数個のデータ変換手段の中の１つを選択しこの選択
   したデータ変換手段を使用して入力画素データの変換を
   行う変換実行手段とを備えたことを特徴とする画素デー
   タ変換装置。