JPH0660179A

JPH0660179A - カラー情報データの回復のための方法及び装置

Info

Publication number: JPH0660179A
Application number: JP5092336A
Authority: JP
Inventors: Anthony C Barkans; アンソニ・シー・バーカンス
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-03-04
Also published as: DE69211328T2; EP0562162A1; US5598184A; EP0562162B1; DE69211328D1

Abstract

(57)【要約】【目的】カラー情報データのデイザリングにより失われ
た成分を回復する。【構成】入力カラー・データにデイザをかけて情報圧縮
してフレーム・バッファ(12)に格納する。フレーム・バ
ッファからカラー・データを取り出してフイルタをか
け、デイザにより発生したノイズを抑制することによ
り、失われたカラー・データの損失を回復する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、一般にカラー・コンピュ
ータ・グラフィックスに関するものである。とりわけ、
本発明は、コンピュータ・グラフィックス・システム
が、最初にカラー情報データを生成したときと、該シス
テムが、対応するピクセル値をフレーム・バッファに書
き込むときの間に、該システムにおいて失われる可能性
のあるカラー情報データ（損失）を回復するための方法
及び装置に関するものである。

【０００２】

【発明の従来技術と問題点】コンピュータ・グラフィッ
クスの分野は、デジタル・プロセッサによるオブジェク
トのピクチャ及びモデルの生成、記憶、操作、及び、表
示に関するものである。ディスプレイのスクリーンに表
示すべきカラー信号を符号化するため、カラー・エンコ
ーダが、コンピュータ・グラフィックス及びカラー・テ
レビジョン・ディスプレイ・システムにおいて広く用い
られている。

【０００３】図１には、コンピュータ・システム（不図
示）によって生成された、それぞれ、緑、赤、及び、青
のデジタル化カラー情報データが、それぞれのエンコー
ダ１０Ｒ、１０Ｇ、及び、１０Ｂに入力され、別個に符
号化されて、フレーム・バッファ１２に記憶される、単
純化された従来技術によるコンピュータ・グラフィック
ス・ディスプレイ・システムが示されている。本明細書
では「ピクセル値」と呼ぶ、フレーム・バッファ１２に
記憶される値は、コンピュータ・システムによって最初
に生成され、エンコーダ１０Ｒ、１０Ｇ、及び、１０Ｂ
に入力された元のカラー情報データの値に対応する。フ
レーム・バッファに記憶されたピクセル値は、ディスプ
レイ装置１８における各ピクセルが発光すべき実際のカ
ラーを決定するための、カラー・ルック・アップ・テー
ブルまたはカラー・マップ１４Ｒ、１４Ｇ、及び、１４
Ｂに対する索引として用いられる。ディスプレイ装置に
おける非線形性の補正のため、カラー・マップ１４Ｒ、
１４Ｇ、１４Ｂに、ガンマ（γ）補正が組み込まれる場
合もある。カラー・マップ１４Ｒ、１４Ｇ、及び、１４
Ｇから読み取られる結果生じるデータは、それぞれのデ
ジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ電
圧に変換され、これらのアナログ電圧は、周知の技法に
従って、ディスプレイ装置１８に印加される。オプショ
ンで、ＤＡＣの代わりに、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
の駆動装置を用いることも可能である。図１における８
ビットの表示は、単なる例示であり、８ビットは一般的
ではあるが、そうでなくてもかまわない。

【０００４】図１に示すタイプの従来技術によるコンピ
ュータ・グラフィックス・システムに関する問題の１つ
は、エンコーダ１０Ｒ、１０Ｇ、及び、１０Ｂが、フレ
ーム・バッファ１２に記憶する前に、コンピュータ・シ
ステムによって生成されるカラー情報データ（例えば、
図１に示す８ビットのＲＧＢカラー成分）のビット長を
短縮するように、設計されている。これは、必要なフレ
ーム・バッファ１２のサイズを最小にし、メモリの要求
を最小限に抑え、システムのコストを低下させるために
行われる。従来技術によるシステムの多くでは、符号化
は、各カラー成分毎に（図１の場合、ＲＧＢカラー成
分）、カラー情報データにディザリングを施し、さら
に、ディザリング法によっては、切り捨てを施して実施
される。ディザリングの結果、各ピクセル毎にカラー・
データに損失が生じる。本明細書では、オプションの切
り捨てステップを含むものとして、ディザリングの説明
を行うことがあるが、本発明はそのように限定されるも
のではなく、本発明は、切り捨てが用いられているか否
かに関係なく、任意のディザリング法を包含するもので
ある。

【０００５】ディザリングは、当該技術において、周知
の技術である。例えば、Ｊ．Ｄ．Ｆｏｌｅｙ及びＡ．Ｖ
ａｎＤａｍのＩＳＢＮ：０−２０１−１４４６８−
９、ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｆＩｎｔｅｒａｃ
ｔｉｖｅＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓを参照さ
れたい。また、米国特許第４，９５９，６３８号も参照
されたい。一般に、ディザリングは、信号にノイズを挿
入して、その信号の量子化を行う技法である。すなわ
ち、コンピュータ・グラフィックスの場合、ディザリン
グは、各ピクセル毎に、十分に精密なカラー成分にノイ
ズ信号を加えることを意味している。新しい信号は、次
に、ある所定数のレベルまで量子化される。例えば、カ
ラー成分の十分な精度が、８ビット数で表される場合
（すなわち、カラーは、０〜２５５の値をとることがで
きる）、カラー成分に少量のノイズ（一般には、５ビッ
ト以下）が結合られる。この新しい値が、さらに量子化
されて、より小さい数のビット、一般には３になる。普
通用いられる量子化法の１つが、切り捨てである。この
プロセスの結果が、図１９Ａ及至図１９Ｃ（後述する）
に示されており、図２（後述する）については詳細に示
されている。しかし、留意すべきは、利用可能なノイズ
関数及び量子化法は、多種多様であるという点である。
こうした方法の１つが、前述の米国特許第４，９５９，
６３８号に開示されている。また、ディザリングの重要
な特性の１つとして、各ピクセル毎に、カラーのサンプ
リングが行われるので、各ピクセル毎にフレーム・バッ
ファに記憶される値によって、それが表す十分に精密な
カラーの相応な近似が得られるという点に留意すべきで
ある。ディザリングの欠点は、ディザリング・プロセス
によって導入されるアーチファクトのため、ディザリン
グを施したイメージを見ると、視覚的に不快を覚えると
いうことである。

【０００６】従って、ディザリングの機能は、数の減少
した、利用可能な輝度レベルを利用して、より広い範囲
の輝度レベルをシミュレートできるようにすることであ
る。図１の従来技術による例には、コンピュータ・シス
テムが、各カラー成分毎に、８ビットのカラー情報ワー
ドを発生し、エンコーダ１０Ｒ、１０Ｇが、Ｒ及びＧカ
ラー成分について３ビットのピクセル値が得られるよう
に、ディザリング、及び、オプションで切り捨てを行
い、エンコーダ１０Ｂが、Ｂカラー成分について２ビッ
トのピクセル値が得られるように、ディザリング、及
び、切り捨てを行う、典型的な場合が示されている。３
−３−２符号化として知られるこのタイプの符号化は、
当該技術において周知のところである。もう１つの例と
して、コンピュータ・システムは、同じ８ビットのＲＧ
Ｂカラー成分を発生することが可能であり、エンコーダ
１０Ｒ、１０Ｇ、及び、１０Ｂは、それぞれ、対応する
４ビットのピクセル値を生成することが可能である。４
−４−４符号化として知られるこのタイプの符号化も、
当該技術において周知のところである。

【０００７】どちらにせよ、符号化によって、表示のた
めに利用可能なカラー数が減少することになる。符号化
前には、各カラー成分が８ビットである図１の例の場
合、符号化前に表示のために利用可能なカラーは、（２
⁸）³すなわち１６，７７７，２１６存在する。符号化
後、Ｒ及びＧカラー成分は、３ビットしかなく、Ｂ成分
は、２ビットしかないので、表示のために利用可能なカ
ラーは、（２³）²×２²すなわち２５６しかないことに
なる。符号化前における各カラー成分の長さが、同じ８
ビットである４−４−４符号化システムの場合でも、符
号化後に利用可能なカラーは、（２⁴）³すなわち４０９
６だけしかない。ディザリングの利用によるこの利用可
能な輝度の減少によって、表示に目に見えるアーチファ
クトが生ずるようになる。

【０００８】また、留意すべきは、カラー成分は、必ず
しも、ＲＧＢである必要はなく、代わりに、Ｙが輝度成
分、Ｕが青・黄差成分、及び、Ｖが赤・黄差成分を表
す、ＹＵＶとすることも可能である。本明細書では、従
来技術及び本発明は、ＲＧＢ成分を用いるものとして説
明されているが、これは、説明のためだけであって、本
発明がこれに限定されるわけではないという点を理解し
ておくべきである。本発明には、ＹＵＶ成分、あるい
は、その他の成分の利用さえも包含される。

【０００９】図２には、図１に関連して説明されたディ
ザリング技法の適用、及び、この符号化技法によってい
かにアーチファクトが生じるかが示されている。とりわ
け、図２Ａ及至図２Ｄには、カラー成分の１つに対する
ディザリング技法の適用が示されているが、以上から明
らかなように、この技法は、エンコーダ１０Ｒ、１０
Ｇ、及び、１０Ｂのそれぞれによって、カラー成分のそ
れぞれに適用される。

【００１０】図２Ａには、エッジＥの左側及び右側に比
較的フラットな（すなわち、カラー変化のない）カラー
・フィールドを備える仮想フレームが示されている。エ
ッジは、カラー遷移、例えば、１つ以上のＲＧＢ成分の
大きさの変化として定義される。図２Ａの各ブロックに
は、対応するピクセルに関する十進法によるカラー情報
値が含まれている。図示のように、エッジＥの左側にお
ける各ピクセルに対応する十進値は、４．５であり、エ
ッジＥの右側における各ピクセル値に対応する十進値
は、６．７５である。２進表現の場合（１／４、１／
２、及び、３／４などの四分十進値を表すのに、「２進
小数点」の右側に２つのビットしか必要としないの
で）、これらの値は、図２Ａに示すように、それぞれ、
１００．１０、及び、１１０．１１に変換される。

【００１１】このカラー成分の仮想ディザ・マトリック
スは、図２Ｂに示されている。図２Ｂのディザ・マトリ
ックスは、それぞれ、四分十進値が示されている、４つ
のディザ・セルを備えている。当該技術の当業者には、
容易に分かるように、量子化の後、図２Ａのイメージの
十進カラー成分値に対して、図２Ｂのディザ・マトリッ
クスを適用すると、３−３−２フォーマット・データが
得られ（２進小数点の右側のビットが、切り捨てられる
値である）、結果として、図２Ｃに示す２進値が生じる
ことになる。図２Ｄは、値が十進値で表されていること
を除けば、図２Ｃと同じである。従来技術の場合、ピク
セル値としてフレーム・バッファ１２に記憶されるの
は、図２Ｃの値である。（ただし、図２Ｃが、Ｂ成分に
関するものである場合には、３−３−２符号化を用いる
と、各ピクセル毎に、２ビットのデータしか生じない。
従って、各ピクセル毎に、フレーム・バッファ１２に
は、２ビットのＢ成分だけしか記憶されない）。

【００１２】従って、図２Ａが、例えば、１０Ｒ、１０
Ｇといったデコーダの１つに対する入力として、仮想イ
メージのカラー成分の１つを表しているのは、明らかで
ある。図２Ｄと図２Ａを比較すると、表示すべきイメー
ジに、いかにして、なぜ、アーチファクトが生じるのか
が明らかになる。カラー・フィールドは、図２Ａのエッ
ジＥの左右に対し完全にフラットであるが、これは、図
２Ｄに示すように、ディザリング及び量子化後には、当
てはまらない。さらに重要なことは、図２Ｄのピクセル
値は、明らかに、図２Ａにおける対応する元の値から広
範囲にわたって変動するという点である。この結果の１
つとして、、もともとフラットなカラー領域に、ディザ
リングによるアーチファクトが見受けられることにな
る。もう１つの結果として、図２Ａの値によって表され
るエッジＥは、その値を用いて、イメージを表示する場
合には「クリーン」であるが、図２Ｄのピクセル値を用
いれば、表示されるエッジＥがぎざぎざに見えるか、あ
るいは、アーチフアクトを有する。

【００１３】従来技術の中には、小数の記憶素子を有す
るフレーム・バッファを利用して、表示できるカラー数
を増加させようと努力するものもあった。これらのアプ
ローチは、主として、カラー圧縮及び復元に依存するも
のである。例えば、ＥｄｓｕｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
ＥｄｇｅＧｒａｐｈｉｃｓ（ＣＥＧ）として知れら
れる方法を具現化した、ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅｓ
のＡＤＶ７１４８／ＡＤＶ７１４１／ＡＤＶ７１４６集
積回路ファミリーは、カラー符号化アルゴリズムを用い
ており、この場合、各ピクセルのカラー情報及びアルフ
ァ値は、８ビットの深さのフレーム・バッファに記憶さ
れる。これらは、カラー・マップに従って混合され、そ
の後、ＤＡＣに送られる。この結果、単一のイメージ
が、各ピクセル毎に異なるカラーを含むことが可能にな
る（すなわち、単一のイメージに、１，０００，０００
を超える異なるカラーを表示することが可能になる）。
しかし、ＥｄｓｕｎＣＥＧ符号化アルゴリズムは、極
めて複雑であり、新しいピクセルを更新するには、新し
いピクセルの正確な符号化のため、イメージ内において
それに先行する多くのピクセルを読み取り、復号するこ
とがしばしば必要になる。このため、ＥｄｓｕｎＣＥ
Ｇ法は、高速対話式グラフィックスには、うまく適合し
ない。さらに、ＥｄｓｕｎＣＥＧ法は、単一ピクセル
に関するカラー符号化情報の一部が、いくつかのピクセ
ルにわたって記憶される可能性があり、従って、いくつ
かのウインドウ操作を極めて困難なものにするので、Ｍ
ｉｃｒｏｓｏｆｔＷＩＮＤＯＷＳのようなウインドウ
式環境にうまく適合しない。すなわち、該カラー圧縮ア
ルゴリズムは、各ピクセルのカラー・サンプルをフレー
ム・バッファ内におけるそのピクセル位置に記憶しな
い、複雑な符号化アルゴリズムを用いている。各ピクセ
ル位置におけるこのカラー・サンプルの欠如は多くのグ
ラフィックス操作を極めて困難なものにし、従って、符
号化されたフレーム・バッファを用いるシステムの対話
応答に制限を加えることになる。

【００１４】

【発明の目的】本発明の目的は、符号化時に失われるカ
ラー情報のほとんどを回復することの可能な、高速であ
って、高速対話システムに適合し、ウインドウ環境に有
効である、簡単で安価なカラー回復方法及び装置によ
り、上記の問題を解消することにある。

【００１５】

【発明の概要】本発明に従って失われたカラー情報を回
復するための方法には、ディザ・マトリックスの形状と
同じ形状Ｓを備えており、いつでも、ディザ・マトリッ
クスに存在するディザ・セルと同じ数Ｋのピクセル値に
またがる（処理する）フィルタを形成するステップが含
まれる。フレーム・バッファから読み取られるピクセル
値は、フィルタに通されるが、該フィルタは、特定のピ
クセルＰを回復するため、そのカラー情報が探索される
場合、フィルタに包含される（すなわち、フィルタがか
けられる）ピクセル値（すなわち、形状Ｓの領域）を用
いて、検討下のピクセル値に関する失われた情報の少な
くとも一部を回復する。本発明の重要な特徴は、エッジ
がフィルタ内に含まれることが検出される毎に、ピクセ
ル値が通されると、有効フィルタ形状を動的に変更する
という点である。

【００１６】本発明によれば、所望のピクセルＰに対応
するピクセル値を含めて、形状Ｓの領域においてフレー
ム・バッファから読み取られるＫ個のピクセル値に、重
みが付与される。重要な特徴は、領域Ｓが表示すべきイ
メージのエッジを含んでいるか否かに基づいて、重みを
付与されるという点である。

【００１７】本発明の実施例の１つによれば、当初は、
Ｋ個のピクセル値のそれぞれに、均一な重みが付与され
る。領域Ｓに、エッジが含まれている場合、エッジの第
１の側（すなわち、図５ＢのエッジＥの右側）のピクセ
ルに対応するピクセル値の重みは、所望のピクセルＰが
配置された、エッジの第２の側（すなわち、図５Ｂのエ
ッジＥの左側）のピクセルに対応するピクセル値に対し
て、均等に再配分される。再配分後、エッジの第１の側
におけるピクセル値の重みは、ほぼゼロになる。次に、
Ｋ個のピクセル値は、その重みに従って合計され、合計
したピクセル値の平均値が、求められる。この結果、す
なわち、平均値は、ほとんどの場合、失われた照度デー
タの一部を含んでいる、検討下にあるピクセルＰに用い
られる照度値である。

【００１８】本発明の第２の実施例によれば、Ｋ個のピ
クセル値のそれぞれには、当初、均一な離散的単位重み
が付与される。エッジが、領域Ｓに含まれる場合、エッ
ジの第１の側におけるピクセルに対応するピクセル値の
離散的重み単位が、エッジの第２の側におけるピクセル
に対応するピクセル値の少なくともいくつかに対して、
離散的単位で再配分される。再配分後、エッジの第１の
側におけるピクセルに対応するピクセル値の重みは、や
はり、ほぼゼロになる。任意のフレームに関して、その
フレームの全てのピクセル値が処理されるまで、該フレ
ームの各ピクセル毎に（すなわち、該ピクセルに対応す
るピクセル値のそれぞれについて）、このプロセスが反
復される。上述のプロセスによって、符号化前に、コン
ピュータ・システムによって得られる元の値とほぼ同様
の、イメージ内における全てのピクセル値に関する値が
生成される。

【００１９】

【発明の実施例】本発明によれば、失われたカラー情報
を回復するため、フレーム・バッファからフレーム・バ
ッファに記憶されたピクセル値のグループが読み取ら
れ、後述のフィルタによって、フィルタリングが施され
る。本発明のフィルタは、固有の特性、すなわち、フレ
ーム・バッファに記憶されたピクセル値の符号化に用い
られるディザ・マトリックスの形状と同様の実効形状Ｓ
を備えていることが望ましい。該フィルタは、もう１つ
の特性を備える、すなわち、いつでも、フレーム・バッ
ファから読み取られる、ディザ・マトリックスに存在す
るディザ・セルと、少なくとも同じ数Ｋのピクセル値を
処理する（包含する）ことが望ましい。従って、失われ
た情報データを回復するため、本発明のフィルタが、図
２Ｃの例に適用されることになる場合、フィルタは、図
２Ｂに示すディザ・マトリックスと同じサイズ及び形状
を備え、いつでも、フレーム・バッファからの少なくと
も４つのピクセル値を処理する（包含する）。

【００２０】概念的な観点に立つと、本発明のフィルタ
は、フレーム・バッファに渉って索引がつけられた、デ
ィザ・マトリックスと同じ形状を備える、形状Ｓの領域
とみなすことが可能であり、任意の時間にそれによって
包含されるＫ個のピクセル値は、選択されたピクセルＰ
に関するカラー情報を回復するために処理を受けるピク
セル値である。この概念は、図３Ａ及至図３Ｆに示され
ているが、理解しておくべきは、現実の実施例の場合、
フィルタ自体に、フレーム・バッファに渉って索引が付
けられているわけではなく、フレーム・バッファからピ
クセル値が読み取られて、フィルタに通されるというこ
とである。望ましい実施例の場合、フレーム・バッファ
に記憶されているピクセル値の現在の走査線と先行する
走査線が、フィルタに通され、形状Ｓの領域が、現在の
走査線と先行する走査線の両方の一部を包含し、Ｋ個の
ピクセル値は、前記両方からのものになる。従って、２
つの走査線におけるピクセル値は、形状Ｓの順次領域に
渉って、現在の走査線と先行する走査線に順次索引を付
け、各索引付け毎に、包含されるＫ個のピクセル値に処
理を施す形で、処理される。一方の側からもう一方の側
まで索引付けを終えると、次の走査線が読み取られ、全
データ・フレーム（ピクセル値）の処理が済むまで、こ
のプロセスが繰り返される。新しい走査線は、処理され
ると、次の走査線と共に利用できるように、走査線バッ
ファに保持される。走査線バッファに保持することによ
って、標準的なやり方で、ピクセル・データをフレーム
・バッファから読み取ることが可能になる。フレーム・
バッファの非標準的な読み取りは、ｘ方向とｙ方向の両
方において、同時にフレーム・バッファの読み取りを行
う場合に利用することができる。

【００２１】本書に開示の両方の実施例における目的
は、コンピュータによって最初に得られたカラー・デー
タを十分な精度で回復することにある。理解しておくべ
きは、両方の実施例とも、この目的を達成しようとする
ものであるが、第１の実施例は、これにより適している
ものの、高速論理アプリケーションにはうまく適応でき
ないという点である。第２の実施例は、第１の実施例に
近づこうとするものの、幾分か該目的に対する適応性で
劣るが、高速論理アプリケーションについては、はるか
に適している。フラットなカラー・フィールド（すなわ
ち、エッジがない）に適用される場合、両方の実施例と
も、ほぼ同じ結果を生じる。フィルタにエッジが包含さ
れる場合、既述のように、第２の実施例は第１の実施例
の近似であるため、２つの実施例は、わずかに異なる結
果を生じる可能性がある。

【００２２】本発明の第１の実施例（即ち「平均法」）
によれば、フィルタの領域Ｓにおける各ピクセル毎に、
重みが割り当てられ、その重みに従って、ピクセル値が
合計され、その合計から平均値が計算される。結果は、
所望の特定のピクセルＰに割り当てられる。フィルタ
が、フラットなカラー・フィールドを表したピクセル値
を横切る時、各ピクセル値に割り当てられる重みは、
「１」である。（留意すべきは、「１」は、単に単純化
するために重みとして選択されただけであって、本発明
は、これに限定されるわけではないということである。
領域Ｓにおける各ピクセル値に最初に付与される値が、
ほぼ等しくなるように最適にセットされている限り、任
意の重みを選択することが可能である。）従って、こう
した場合に、所望の特定のピクセル値に割り当てられる
値は、その時点において、フィルタに包含されるピクセ
ル値の平均になる。一方、フィルタが、エッジを包含し
ている場合、個々のピクセル値に割り当てられる重み
は、後述するように、再配分され、再配分された重みに
従って、平均が求められる。

【００２３】図３Ａ及至図３Ｆには、図２Ｄの例示のピ
クセル値（フレーム・バッファに記憶されている）に対
する形状２×２（すなわち、図２Ｂのディザ・マトリッ
クスと同じサイズ及び形状を備えている）のフィルタＦ
の適用が示されている。図３Ａに示すように、フィルタ
Ｆは、当初、フレーム・バッファの第１と第２の走査線
Ｓ１、Ｓ２に最初の２つのピクセル値を包含している。
従って、フィルタは、Ｋ個のピクセル値（すなわち、
４）を備える領域Ｓ（すなわち、２×２）を包含してい
るが、ここで、Ｓは、図２Ｂのディザ・マトリックスの
形状と同じであり、ディザ・マトリックスに存在するセ
ルと同じ数のピクセル値を包含している。所望の特定の
ピクセルは、Ｐで表示されている。従って、フィルタＦ
も、所望のピクセルＰを包含している。

【００２４】図２Ｄを参照すると、図３Ａに示す位置に
ある時、フィルタＦに包含されるピクセル値は、それぞ
れ、４、５（Ｓ１）及び５、４（Ｓ２）である。また、
図３Ａから分かるように、この時点では、フィルタＦに
エッジは包含されていない。フィルタＦに包含される各
ピクセル値には、均等な重み、すなわち、「１」が付与
され、エッジが存在しないので、これらの値の合計をそ
のまま計算することができる。この合計値が１８になる
のは、明らかである。この合計の平均は、１８／４、す
なわち、４．５である。平均値が、所望のピクセルＰに
関する図２Ａからの元の値と同一である。こうして、こ
のピクセルに関して失われたカラー情報が回復したこと
になる。

【００２５】フィルタＦには、ピクセル値１つ分だけ右
に索引が付けられ、図３Ｂに示すように、元のピクセル
値４．５をもう１度回復し、図３Ｃに示すように、元の
ピクセル値４．５をもう１度回復するため、プロセスが
繰り返される。次に、フィルタＦに対し、図３Ｄに示す
位置に索引が付けられると、図３Ｄに示すように、フィ
ルタには、イメージ内のエッジＥが包含される。

【００２６】図３Ａ、図３Ｂ、及び、図３Ｃに用いられ
ているフィルタＦは、図４Ａに示すように概略を表すこ
とができるが、この場合、各ピクセル値毎に、均一な重
み、すなわち、「１」を加えることによって、所望のピ
クセルＰに関する合計値及び平均値が計算される。しか
し、フィルタＦがエッジＥ（例えば、図３Ｅ）を包含す
る場合、これまで述べてきたように合計及び平均値を計
算することによって、選択されたピクセルＰに関してエ
ラー値が生じる。例えば、均一な重み付け（すなわち、
図４Ａの重み配分）を利用して、図３ＥのピクセルＰの
合計及び平均値を計算する場合、結果は、合計が２２、
平均が２２／４＝５．５になる。図２Ａの対応する値と
照合すると、この結果が、単なるエラーというだけでは
なく、元の値４．５から大幅に異なっていることが分か
る。

【００２７】本発明によれば、図３Ｄに示すように、フ
ィルタにエッジが包含される場合、エッジの、ピクセル
値の配置された（検討下にある特定のピクセルＰに対し
て）側に基づいて、ピクセル値に重みが付与される。図
３Ｄの場合、検討下にあるピクセルＰが、エッジＥの左
側にある。エッジの右側における２つのピクセル値に
は、「ゼロ」の重みが付与される。左側における２つの
ピクセル値に、重み「１」が付与される。これらの重み
を考慮すると、ピクセル値の合計は、９であり、平均
は、９／２＝４．５である。図２Ａから明らかなよう
に、この特定の例の場合、これは、ちょうど、図３Ｄに
おける検討下にあるピクセルＰの元の値である。留意す
べきは、この例は、高いエッジ検出感度を示す、すなわ
ち、エッジ検出によって、図２Ｄに示すカラー値５及び
６を備えたピクセル間のエッジが検出されるということ
である。一方、適応性が劣るエッジ検出では、図２Ｄか
らのカラー値５及び６が、エッジを示すということを検
出することができず、こうした場合、計算に、カラー値
６も含まれ、図３Ｄにおける検討下のピクセルＰに関し
て、平均が（５＋４＋６）／３＝５になる可能性があ
る。従って、第１の実施例の場合、ピクセル値を考慮に
入れる際、付与される重みの利用が必要になるのは明ら
かである。すなわち、平均を有効に計算するため、重み
の再配分が有効に行われる。

【００２８】図３Ｅの場合、フィルタには、エッジが包
含されていないので、合計（及び平均）は、図３Ａ及至
図３Ｃのように計算される。

【００２９】図３Ｆには、本発明を適用しても、図２Ａ
からの元のピクセル値が正確に回復しない例が示されて
いる。図３Ｆの場合、フィルタの索引付けは、走査線の
最後の位置（すなわち、イメージのエッジ）において行
われる。それによって、回復値は７になるが、図２Ａか
らの対応する値は、６．７５である。回復されるピクセ
ル値は、正確ではないが、妥当なサンプルとして、ピク
セルＰにおけるカラー・サンプルに依存しているので、
近い値である。

【００３０】本発明の第１の実施例の適用を考慮するも
う１つの方法は、下記の通りである。図３Ｄにおけるよ
うに、フィルタに、エッジが包含されている場合、エッ
ジを境界として、ピクセルＰの反対側のピクセル値は、
ピクセルＰと同じ側のピクセル値に均等に再配分され
る。従って、図３Ｄの例では、エッジＥの右側における
ピクセル値の重みは、エッジＥの左側におけるピクセル
値に均等に再配分されるので、再配分が済むと、エッジ
Ｅの右側におけるピクセル値は、重みがゼロである。再
配分後、エッジＥの左側における２つのピクセル値は、
それぞれ、重みが「１」であるが、後述のように、平均
を計算するための除数の大きさが減少するので、これら
の重みは、以前より重要度が高くなる。重みの再配分後
における、こうして適用される有効フィルタの概略が、
図４Ｂに示されているが、本質的に、再配分の説明のた
め、有効フィルタ形状が変更されている。次に、新しい
重みを利用して、フィルタに包含されるピクセル値の重
み付き合計の計算が行われる。従って、図３Ｄの場合、
図２Ｄの対応するピクセル値の重み付き合計は：（１×
５）＋（１×４）＋（０×６）＋（０×７）＝９。平均
は、９／２＝４．５。

【００３１】図５Ａ及び図５Ｂには、この概念を考察す
る別の方法が図解されている。説明のため、図５Ａ及び
図５ＢのフィルタＦ´は、図３Ａ及至図３Ｆに関連して
用いられるフィルタよりも大きい。図５Ａのフィルタ
は、カラー・フィールドがフラットである場合、すなわ
ち、エッジに出くわさない場合、図３Ａ及至図３Ｃに関
連して解説のように適用される。図示のように、まず、
「１」の重みが、各ピクセル値に付与される。しかし、
図５Ｂに示すように、エッジＥに出くわす場合、エッジ
Ｅの右側（すなわち、所望のピクセルＰの反対側）のピ
クセル値に当初付与された重みが、エッジＥの左側のピ
クセル値に均等に配分される。従って、図５Ｂのフィル
タ形状は、２単位の重みを除去することによって有効に
変更されている。従って、再配分後の残りの６つのピク
セル値は、それぞれ、全重みの１／６を占めるが、再配
分前は、それぞれ、全重みの１／８を占めていたので、
各ピクセル値は、以前より重要度が高くなる。検討下の
ピクセルＰに関する値は、さらに、前述のように計算さ
れる。

【００３２】前述のように、フィルタの索引付けは、全
てのピクセル値が上述のように処理を受けるまで、走査
線毎に、フレーム・バッファを介して実施される（実際
には、フレーム・バッファからピクセル値が読み取ら
れ、フィルタに通される）。図２Ａ及至図２Ｄ及び図３
Ａ及至図３Ｆの例から分かるように、関連して解説した
ピクセル値の処理によって、ディザリングの後、及び、
フレーム・バッファに対する記憶前に失われた２つのビ
ットが回復する。すなわち、２進少数点の後の２つの２
進数（図２Ａ）が、回復する。概して、回復可能なビッ
トの最大数は、フィルタ・サイズに直接関連しているこ
とが分かった。とりわけ、少なくとも２^Nのピクセル値
を包含するサイズ／形状を備えたフィルタは、Ｎ個のビ
ットまで回復可能である。もちろん、前述のように、フ
ィルタのサイズ／形状は、ディザ・マトリックスのサイ
ズ／形状と同じであることが望ましい。故に、フィルタ
のサイズ／形状、従って、回復可能な最大ビット数を決
定するのはディザ・マトリックスサイズ／形状というこ
とになる。図３Ａ及至図３Ｆの例の場合、フィルタは、
４すなわち２²のピクセル値を包含するので、回復可能
なビットの最大数は、２である。図５ＡのフィルタＦ´
は、８すなわち２³のピクセル値を包含するので、３つ
までのビットを回復することができる。理解しておくべ
きは、フィルタは、２^Nのピクセル値を包含することが
可能であるが、回復可能な最大ビット数は、Ｎである。

【００３３】従って、要約すると、本発明の第１の実施
例には、下記のステップが含まれる：（１）ディザリ
ング技法を利用して、ピクセル毎に、コンピュータによ
って生成されるカラー情報データ（例えば、図２Ａのデ
ータ）にディザリングを施す。しかしながら、既述のよ
うに、ディザ・マトリックスは、フィルタが適用される
領域と同じ実効形状／サイズを備えていることが望まし
く、ディザ・マトリックス（従って、フィルタ）のサイ
ズは、回復すべき追加ビット数、従って、追加カラー数
を支援するのに十分なピクセル値を包含しなければなら
ない。例えば、５つの追加ビットを回復（すなわち、３
−３−２のフレーム・バッファから８−８−７のイメー
ジを回復）するには、ディザ・マトリックスは、２⁵す
なわち３２のディザ・セルを含まなければならない。８
−８−７のイメージは、２²³すなわち８００万を超える
カラーを生じることになる。ディザ・マトリックスがフ
ィルタ領域と同じ実効形状を備えなければならないとい
う要件は、この２つが網状で整列されることを意味する
ものではないという点に留意されたい。それは、単に、
例えば、フィルタが、４×８のピクセル値形状を備える
領域を包含する場合、ディザ・マトリックスも、４×８
の形状を備えるべきであるということを意味するだけで
ある。

【００３４】（２）エッジ検出を実施し、エッジがフィ
ルタに包含されるか否かによる、ピクセル値のフィルタ
リングを施す。フィルタは、フレーム・バッファから読
み取られるデータ内のエッジを検出できなければならな
いという点に留意されたい。エッジの検出については、
後述する。従って、フィルタ形状は、上述のように、エ
ッジを処理するため、動的に変更される。

【００３５】（３）上述のように、付与された重みに基
づき、エッジに関して、所望のピクセルと同じ側のピク
セル値だけを用いて、合計を計算する。

【００３６】（４）前記合計の計算に用いられたピクセ
ル数でピクセル値の合計を割る。

【００３７】図６には、ブロック図の形式で、図１のタ
イプのコンピュータ・グラフィックス・システムに関連
した本発明のハードウェアの実施例が示されている。図
示のように、コンピュータによって生成されたカラー・
データは、複数のディザ回路１０Ｒ´、１０Ｇ´、１０
Ｂ´に加えられる。これらは、製図プロセッサ２４の一
部として組み込むことができる。図示のように、Ｓ形状
のディザ・マトリックスは、ディザリングに用いられ
る。フレーム・バッファ１２´には、ディザリングを施
された量子化データが記憶される。データは、走査線毎
にフレーム・バッファ１２´から読み取られ、エッジ検
出回路１８Ｒ、１８Ｇ、及び、１８Ｂに加えられる。走
査線のＲＧＢ成分は、走査線バッファ１７Ｒ、１７Ｇ、
１７Ｂのそれぞれに記憶され、そのそれぞれのエッジ検
出器に供給される。エッジ検出回路の機能は、エッジが
フィルタによって検討下にある走査線の現在の部分に包
含されているか否かを判定することである。エッジ検出
回路の出力は、ＡＮＤゲート１９を介して、上述の（ま
たは後述の）ように機能するそれぞれの動的フィルタ２
０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに送られる。ＡＮＤゲート１９
は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャネル全てに関するエッジ検
出を結合て、エッジ検出を強化する。動的フィルタ２０
Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、また、それぞれのエッジ検出回
路に加えられた走査線の同じ部分（ピクセル値）を受信
する。回復されるカラー・データを有するピクセル値で
ある、動的フィルタ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂのフィルタ
の出力は、図１のカラー・マップ１４Ｒ、１４Ｇ、１４
Ｂと同じ機能を果たすカラー・マップ１４Ｒ´、１４Ｇ
´、１４Ｂ´のそれぞれに供給することができる。カラ
ー・マップ１４Ｒ´、１４Ｇ´、１４Ｂ´には、周知の
ガンマ補正機能、あるいは、ディザリングによって生じ
るわずかなカラー・エラーを補正する機能のような、オ
プションのカラー補正機能を含めることも可能である。
留意すべきは、カラー・マップ１４Ｒ´、１４Ｇ´、１
４Ｂ´が、オプションであるということである。カラー
・マップ１４Ｒ´、１４Ｇ´、１４Ｂ´の出力（送り出
される場合）は、ディスプレイ装置を駆動するためのデ
ジタル・アナログ変換器１６Ｒ´、１６Ｇ´、１６Ｂ´
のそれぞれに加えられる。

【００３８】図示のように、データは、フレーム・バッ
ファ１２´及び走査線バッファ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ
に読み込まれ、そこから読み出される。走査線バッファ
１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、エッジ検出回路１８Ｒ、１８
Ｇ、１８Ｂ、及び、動的フィルタ２０Ｒ、２０Ｇ、２０
Ｂは、タイミング回路構成要素２５によって加えられる
タイミング信号に従って動作する。本発明の実施例の１
つでは、エッジ検出回路１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ、走査
線バッファ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、動的フィルタ２０
Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、カラー・マップ１４Ｒ´、１４Ｇ
´、１４Ｂ´、及び、デジタル・アナログ変換器１６Ｒ
´、１６Ｇ´、１６Ｂ´は、製図プロセッサ２４から遠
隔の単一の集積回路に組み込むことが可能であるが、こ
れは、必要ではない、すなわち、同じチップに集積化す
ることも可能である。

【００３９】図７は、図６の部分２２を実現するための
ハードウェア実施例の１つを表したブロック図である。
図示のように、現在の走査線に関する３−３−２のフォ
ーマット・データが、フレーム・バッファ１２から走査
線バッファ３０に読み取られる。従って、前述のよう
に、現在の走査線及び先行する走査線を利用して処理を
行うことが可能である。ブロック３４では、エッジがフ
ィルタ領域内に包含されているか否かを判定する機能を
実施する。これは、隣接するピクセル値間における差と
しきい値を単純に比較することで実施してよい。（注
記：エッジ検出の感度は、ディザリング量子化に依存す
る。エッジを示す変化の大きさがディザ・ノイズによっ
て失われた場合、エッジを検出することができない。し
かし、カラー・データが、Ｎビットに量子化される場
合、エッジ検出は、本書に開示の増感エッジ検出法を利
用して、Ｎ＋１ビットまで検知することが可能であ
る。）ブロック３６は、ブロック３４と通信し、エッジ
の、所望のピクセルＰと同じ側にあることが分かったピ
クセル値の数のカウントを維持する。加算器であるブロ
ック３８（すなわち、本書に開示の実施例の１つの場
合、加算器のツリー）は、エッジの、所望のピクセルＰ
と同じ側にあることが分かったピクセル値の全てを合計
する。ブロック３８からの加算結果、及び、ブロック３
６からのカウントの結果は、割算回路４０に加えられ、
前述のように割算が実施されて、検討下のピクセルに関
する平均値が得られる。これは、前述のように、カラー
・マップ１４に、続いて、ＤＡＣ１６に加えれる。

【００４０】図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の方法の第１
の実施例を表すフロー・チャートである。留意すべき
は、ステップ６８、７２、及び、８６を除けば、図８Ａ
及び８Ｂのフロー・チャートにも、本発明の第２の実施
例が一般的に示されているという点である。ステップ５
０において、形状Ｓのディザ・マトリックスが定義され
る。次に、ステップ５２に示すように、ディザ・マトリ
ックスと同じサイズ及び実効形状のフィルタが、形成さ
れるが、該フィルタのセッティングは、当初、それに包
含する各ピクセル値に、等しい単位重み、例えば、
「１」が付与されるように行われる。ステップ５４及び
５６に示すように、コンピュータによって生成される各
カラー成分に関するカラー情報データをステップ５４で
とりだし、ステップ５６で、前述のように、ディザリン
グが施され、フレーム・バッファ１２´に記憶される。
所望の場合、ディザリングの前に、ピクセル値に対して
ガンマ補正を実施することも可能である。ステップ５８
において、所望のピクセルＰが同定される。ステップ６
０において、走査線は、フレーム・バッファ１２から走
査線バッファ３０及びレジスタ３２に読み取られる。ス
テップ６２において、フィルタは、前述のように、現在
の走査線及び先行する走査線に加えられる。ステップ６
４において、フィルタにエッジが包含されるか否かに関
する測定がおこなわれ、ステップ６６において、エッジ
の有無が判定される。前述のように、これは、単に２つ
の隣接するピクセルの値の差としきい値を比較すること
によって、実施してよい。オプションの増感エッジ検出
方法については、後述する。フィルタにエッジが包含さ
れていないと判定された場合、ステップ６８にすすみ、
重みはフィルタに包含される全てのピクセルに均等に配
分されたままとされる、すなわち、重みは、再配分され
ない。ステップ７０において、ピクセル値は、上述のよ
うに、重み付けに従い、選択されたスケーリング法に基
づいて合計される。つぎにステップ７２において、その
ピクセル値の合計は、上述のように割算されて、所望の
ピクセルＰに関する平均値が求められる。

【００４１】ステップ６が包含されると判定された場
合、図８Ｂのステップ８０及至ステップ８６を実施し
て、現在のピクセルＰの値が計算される。まず、ステッ
プ８０に示すように、エッジの、所望のピクセルＰと同
じ側に、どのピクセル値が存在するかについて判定が行
われる。ステップ８２において、上述の（または後述
の）ように、ピクセル値の重みに調整が加えられる（例
えば、エッジの、所望のピクセルＰとは反対側における
ピクセル値の重みが、エッジの、所望のピクセルＰと同
じ側におけるピクセル値に再配分される）。次に、ステ
ップ８４に示すように、ピクセル値の重み付き合計が、
上述の（または後述の）ように計算され、所望のピクセ
ルＰに割り当てられる。ステップ８６において示すよう
に、結果得られる合計に対する割算が、上述のように実
施され、検討下のピクセルＰに関する平均が求められ
る。

【００４２】ステップ８０、８２、８４、８６の関連す
るステップに示す機能が完了すると、ステップ８８以下
で実施される機能が、実施される。すなわち、ステップ
８８において、ステップ８０、８２、８４、または、８
６の全てのステップにおける機能が実施され、カラー情
報に関するＮ個までの追加ビットを備えたピクセル値
が、現在検討下にあるピクセルＰに対応するピクセル値
に関して回復されている。ステップ９２において、結果
は、前述のように、カラー・マップ（オプション）に通
され、さらに、ＤＡＣ９０、そして、ディスプレイに送
られる。その後、図３に概念が示されているように、ス
テップ９２において、次のピクセルＰが選択される。ス
テップ９４において、フレーム・バッファの終端に達し
たか否かの判定が行われる。フレーム・バッファの終端
に達していなければ、フレーム・バッファの終端に達す
るまで、図８Ａのステップ６０以降が繰り返される。フ
レーム・バッファの終端に達すると、ステップ９８にお
いて、フレーム・バッファの始端から図８Ａのステップ
５８以降が繰り返される。

【００４３】本発明の実施例の１つによれば、ステップ
９８の前に、すなわち、フレーム・バッファの始端から
再開する前に、オプションのステップを実施することが
できる。このオプションのステップは、ステップ９６に
示されており、本書では「時間フィルタリング」と呼ば
れる。本発明の時間フィルタリングについては、詳細を
後述する。今のところ、時間フィルタリングのオプショ
ンが使用可能になると、これによって、次のパスにおい
てフィルタが適用される走査線が交換される。これにつ
いては、以下で明らかになる。

【００４４】本発明の第１の実施例の場合、エッジの、
所望のピクセルＰとは反対の側にあることが分かったピ
クセル値（すなわち、エッジ比較テストに落ちたピクセ
ル値）は、その重みを、エッジの、所望のピクセルＰと
同じ側にあるピクセル値に対して一様にかつ均等に配分
する。これは、ほとんどの望ましい実施例に該当する
が、その実施には、ピクセル・クロック速度で動作し、
個々のピクセル値間において均等に重みを割る割算回路
が必要になるので、かなりの費用を伴う可能性がある。
一方、第２の実施例（「合計法」）によれば、こうした
割算器は、不要である。第２の実施例によれば、エッジ
比較テストに落ちたピクセル値の重みは、第１の実施例
に比べると、やや適応性に劣るやり方で、エッジ比較テ
ストに通ったピクセル値に再配分される。

【００４５】すなわち、第２の実施例によれば、エッジ
比較テストに落ちたピクセル値に対応する重みを、それ
ら通過ピクセルに対して均等かつ一様には配分する必要
はなく、それどころか、エッジ比較テストに落ちたピク
セル値の重みは、本書では「トス」と呼ぶ技法によって
配分される、すなわち、エッジ比較テストに落ちたピク
セル値に対応する重みの単位値が、通ったピクセル値に
「トス」されるだけである。この概念が、図９Ａに示さ
れている。図９Ａにおいて、エッジ比較テストに落ちた
ピクセル値（Ａ及びＢで表示のドット・ラインで示す）
に対応する単位重みは、通過ピクセル値（図９ＡにＣ及
びＤで示す）に「トス」されるだけである。従って、両
方の実施例とも、エッジ比較テストに通ったピクセル値
の全重み（再配分後）は、同じであるが、第１の実施例
の場合、重みは、該ピクセル値の全てに均等かつ一様に
配分され（例えば、図５Ｂ）、一方、第２の実施例の場
合には、必ずしもそうなるとは限らない。

【００４６】本発明の両方の実施例の望ましい実施態様
の１つによれば、ブロック２２（図６、図７、及び、図
１２）において、単一走査線のビデオ・データが記憶さ
れる。この結果、ディザ・セルの高さ、従って、フィル
タの高さが、２つの走査線の高さになる（すなわち、Ｙ
方向）。すなわち、図７を参照すると、先行する走査線
データは、走査線バッファ３０に記憶され、現在の走査
線データは、レジスタ３２に記憶され、走査線バッファ
３０に入力される。

【００４７】ディスプレイに利用されるカラーが不十分
であれば、真のカラー・イメージは、マッハ・バンド効
果でアーチファクトを示す（３−３−２フォーマット・
データの場合のように）のを避けるため、そのイメージ
を表示するには、少なくとも８−８−７のカラー・デー
タを回復することが望ましい。これは、フレーム・バッ
ファ１２´に記憶されたイメージが、３−３−２のフォ
ーマットによる場合、ディザ・マトリックスは、３２の
セルを必要とすることを意味している（すなわち、３−
３−２から８−８−７を得るのに、５つの追加ビットが
必要になり、従って、２⁵＝３２）。従って、ディザ・
マトリックスの可能性のある形状の１つは、図１０に示
すように、２×１６である。

【００４８】図１０における２×１６のディザ・マトリ
ックスの場合、値は、従来技術の技法に従って、妥当な
やり方で配分されている。（図１０のディザ・マトリッ
クスにおける０及至３１の十進値は、実際には、５つ
の２進法によるビットであり、これらが、当該技術にお
いて周知の方法で、８ビットのカラー・ワードに加えら
れ、オーバフローのチェックを受け、それから、切り捨
てられる。）図１０の２×１６のディザ・マトリック
スが、実際には、図１１に示すように、１つの２×４の
サブ・マトリックス（Ｍ１で表示）、中央の２×４のフ
ィルタ領域（ｘで表示）、及び、１つの２×８サブ・マ
トリックス（Ｍ２で表示）から構成される。これは、こ
の実施例の場合、重みの再配分が、中央の２×４のフィ
ルタ領域内におけるトスを利用してピクセル毎に、ま
た、Ｍ１及びＭ２で表示のサブ・マトリックスに包含さ
れた領域を利用してブロック毎に実施される。フラット
なフィールド全域にわたって、十分な精度のカラーの低
位ビットが回復されない場合、マッハ・バンドが、視覚
的に明らかになるので、このブロック毎の再配分は、本
明細書では、マッハ・バンド消去と呼ぶ。このブロック
毎の再配分によって、フラットなフィールド内の低位ビ
ットが回復される。エッジに近づくと、これらのブロッ
クの重みは、エッジにより近いブロックに対して再配分
されるが、この場合、重みの再配分は、ピクセル毎に行
う場合よりも有効である。ピクセル毎の重みの再配分
は、検討下にある現在のピクセルＰ（図１１において大
文字の「Ｘ」で表された）に対応するピクセル値を包含
する、中央の２×４のフィルタ領域について実施され
る。ＲＧＢ（またはＹＵＶ）成分のそれぞれが、独立し
たマトリックスを利用することができ、図１１の所望の
「Ｘ」のピクセルＰをより対称的に配置することが可能
である。

【００４９】前述のように、本発明のもう１つの実施例
によれば、エッジに出くわすと、エッジ比較テストに落
ちたピクセル値に対応する重みが、通ったピクセル値に
トスされる。しかし、２つのエッジに出くわすと、重み
は、結局、所望のピクセルＰに対応するピクセル値に送
られることになる可能性がある。所望のピクセルＰに関
するピクセル値に重みが割り当てられる例が、図９Ｂ及
び図９Ｃに示されている。これらの図面において、２つ
のエッジＥ１及びＥ２が、フィルタ領域に包含されてい
る。図９Ｂには、最適とは言えない重みの「トス」が示
されており、これに対し、図９Ｃには、より最適に近い
「トス」が示されてる。一方、図９Ｃの場合、エッジ
は、ピクセル１つ分だけ離れており、図９Ｂの場合、エ
ッジは、ピクセル２つ分だけ離れている。従って、最適
の「トス」の実施は、各ピクセル比較テストに通った領
域の形状寸法、及び、テストに落ちた領域から均一な重
みの再配分を受ける一方で、相等しい増分で重みをトス
するという（この実施に関する）要件を維持する、該領
域の能力に依存する。（図９Ａ及至図９Ｃのそれぞれに
おける８つのブロックに留意のこと。）

【００５０】どちらの場合でも、重みは、エッジ比較テ
ストに通ったピクセル値に対してできるだけ均等に配分
されることが望ましい。明らかに、隣接するピクセル値
が所望のピクセルＰのピクセル値に与える影響は、隣接
するピクセル値に割り当てられた重みによって決まる。
隣接するピクセル値が、所望のピクセルＰのピクセル値
に対して必ず意味のある影響を及ぼすことができるよう
にするため、フィルタは、エッジ比較テストに通る領域
に対する重みの均一な配分を近似していることが望まし
い。従って、マッハ・バンドの抑制には、マトリックス
の、図１０のタイプのディザ・マトリックスを用いて構
成された側（すなわち、図１１のＭ１及びＭ２で表示の
部分）を用いることができる。２×４のフィルタは、３
ビットのカラー情報だけしか回復することができないの
で、３−３−２フォーマットのカラー・データで形成さ
れるイメージが、マッハ・バンドの抑制なくして、６−
６−５フォーマットのカラー・データで形成されるイメ
ージより良くなることはあり得ないという点に留意され
たい。６−６−５フォーマットのカラー・データで形成
されるイメージによって、１２８Ｋのカラーを表示する
ことができたとしても、それでも、マッハ・バンドが極
めて目立つ可能性がある。

【００５１】本発明によれば、マッハ・バンドの抑制
は、下記のように行われる。中央の２×４のフィルタ領
域によって包含されるピクセル値の部分（すなわち、図
１１におけるｘ）が、合計され、図１１のＭ１サブ・マ
トリックスによって包含されるピクセル値の合計と比較
される。この操作は、図１２のブロック１１０において
実施される。この操作の結果は、次に、図１２のＭ２サ
ブ・マトリックスによって包含されるピクセル値の合計
と比較される。この操作は、図１２のブロック１１４に
おいて実施される。中央の２×４のフィルタによって包
含されるピクセル値の全ての合計は、該領域の「カラー
値」と呼ばれる。２つの合計が近ければ（すなわち、そ
れらが、十分な精度の８ビット・カラー・ワードの最低
位ビット内にある）、該合計は、同じ表面からのものと
みなすことができる。こうした場合、中央の２×４のフ
ィルタ領域のカラー値は、マッハ・バンド消去領域（す
なわち、Ｍ１及びＭ２を備える部分）に対応する、図１
１のマトリックスの部分によって包含されるピクセル値
に加えることが可能である。２つの合計が、８ビットの
カラー・ワードのいくつかの低位ビット内に存在しない
場合、２つの領域（すなわち、２×４のフィルタ領域と
マッハ・バンド消去領域）の間に大きなカラー変化があ
り、２×４のフィルタ領域のカラー値が倍増される可能
性があると想定することができる。中央の２×４のフィ
ルタ領域のカラー値が倍増されると、マッハ・バンド消
去領域が中央の２×４のフィルタ領域のコピーに置き換
えられる効果が生じる。正味の効果は、２×４のフィル
タ領域によって包含される全てのピクセルの重みが、ほ
ぼ倍増されるということである。

【００５２】本発明の１つの実施例によれば、マッハ・
バンド消去は、実際には２レベル・プロセスである。ま
ず、２×４のフィルタ領域によって包含されるピクセル
値が、２×４のマッハ・バンド消去領域１（すなわち、
図１１のマトリックスのＭ１を有する部分）によって包
含されるピクセル値と比較される。この第１のレベルの
マッハ・バンド消去の合計（中央の２×４のフィルタ領
域とＭ１下らの最初の１６の重みの合計）が、同様に、
２×８のマッハ・バンド消去領域２（すなわち、図１１
のマトリックスのＭ２を有する部分）によって包含され
るピクセル値と比較される。

【００５３】マッハ・バンド消去の最終結果は、必ず、
３２の重みに相当するが、下記の形の任意の１つをとる
ことができるという点に留意されたい：（１）（中央の２×４のフィルタ領域によって包含され
るピクセル値の重み）×４、（２）（中央の２×４のフ
ィルタ領域によって包含されるピクセル値の重み×２＋
第１のマッハ・バンド消去領域（Ｍ１）によって包含さ
れるピクセル値の重み）×２、（３）（中央の２×４の
フィルタ領域によって包含されるピクセル値の重み）＋
（第１のマッハ・バンド消去領域（Ｍ１）によって包含
されるピクセル値の重み）＋（第２のマッハ・バンド消
去領域（Ｍ２）によって包含されるピクセル値の重
み）、（４）（中央の２×４のフィルタ領域によって包
含されるピクセル値の重み）×２＋（第２のマッハ・バ
ンド消去領域（Ｍ２）によって包含されるピクセル値の
重み）×２。

【００５４】従って、マッハ・バンド消去領域が、重み
を再配分するため、より大まかに用いられるのは明らか
である。マッハ・バンド消去領域は、マッハ・バンドを
抑制するが、多くは、マッハ・バンドが最も良く見える
領域、すなわち、大きいフラットなカラー・フィールド
においてである。こうした場合、２×１６のフィルタ全
体が、図５Ａのようになる。すなわち、フィルタは、均
一になる。エッジに近づくにつれて、図９Ｂ及び図９Ｃ
に示すように、フィルタは、「崩壊」し始める。しか
し、フィルタが崩壊するので、例えば、図９Ｃに示すよ
うに、残りのピクセルは、できるだけ均等に配分するこ
とが望ましい。マッハ・バンド消去領域におけるピクセ
ルは、エッジ比較テストを落ちるので、廃棄されるが、
そうする場合、エッジ比較テストを通ったピクセルに対
応するピクセル値が倍増される点に留意されたい。ま
た、該テストに通ったピクセルに対応するピクセル値の
重み配分が、図９Ａに示すように、不均一になる可能性
のある点に留意されたい。しかし、図９Ａに示すピクセ
ル値の重み配分の倍増は、所望のピクセルＰに全重みを
加える場合に比べて良好な配分になる。

【００５５】要するに、本発明の目的は、十分な精度の
カラー値を回復することである。一般に８及至１０ビッ
トで開始された十分な精度の値が、十分なものであると
すれば、この十分な精度のカラー値が回復すると、マッ
ハ・バンドは、見えなくなる。フィルタにエッジが包含
される場合、マッハ・バンド消去領域は、重みの配分を
より均一にする手助けをする。図１２及至図１８には、
再配分単位重みの「トス」法を利用し、上述のように、
マッハ・バンド消去を行う、本発明を実施したハードウ
ェア実施例の１つが示されている。すなわち、図１２
は、こうしたハードウェア回路の簡略化したブロック図
であり、図１３及至図１８には、その実施例の詳細が示
されている。図１２に示すように、走査線バッファ１０
０（１０２４ピクセルの長さが望ましい）が設けられて
いる。走査線バッファ１００に対する入力は、フレーム
・バッファ１２´から読み取ったデータである。走査線
バッファ１００の直列出力は、トス論理回路１０４に通
じる部分と、マッハ・バンド消去回路（ＭＢＫ２）１１
２に通じる部分を備えた、１組の縦続レジスタ１０２に
供給される。（ＭＢＫ２１１２が、上述の第２のマッ
ハ・バンド消去領域に相当する点に留意されたい。）上
述のように単位重みをトスするトス論理回路１０４は、
さらに、図示のように、フィルタ論理回路１０６及びも
う１つのマッハ・バンド消去回路（ＭＢＫ１）１０８に
通じている。（ＭＢＫ１１０８が、上述の第１のマッ
ハ・バンド消去領域に相当する点に留意されたい。）フ
ィルタ論理回路１０６は、上述のように、ピクセル値の
重みつき合計を計算する。フィルタ論理回路１０６及び
ＭＢＫ１１０８の出力は、結合論理回路１１０に送ら
れる。その機能は、上述のように、中央の２×４のフィ
ルタ領域のカラー値にＭＢＫ１の値を結合することであ
る。結合論理回路１１０の出力及びＭＢＫ２１１２の
出力は、結合論理回路１１４に送られる。結合論理回路
１１４の機能は、ＭＢＫ１の値と中央の２×４のフィル
タ領域のカラー値との結合結果に、ＭＢＫ２の値を結合
することである。マッハ・バンド抑制に所望のピクセル
の最終値である結合論理回路１１４の出力は、カラー・
マップ１４に送られる。カラー・マップ１１４の出力
は、上述のようにＤＡＣ１６を駆動する。

【００５６】図１２の構成及び働きについては、図１３
及至図１８に関する下記の説明から明らかになる。図１
２のハードウェア・ブロック図の望ましい実施例の場
合、複数のリーフ・セルＬＣを用いて、トス論理回路１
０４、フィルタ論理回路１０６、ＭＢＫ１１０８及びＭ
ＢＫ２１１２、及び、結合論理回路１１０、１１４が
実現される。図１３に示すように、ＬＣ１で表示のタイ
プの複数のリーフ・セルを利用して、トス論理回路１０
４が実現される。図１７には、複数のＬＣ１を縦続接続
して、トス論理回路１０４が構成される。図１３を参照
すると、入力「Ｃ」は、常に、図１１２の部分１０２に
おける現在のピクセル・データ・レジスタ（「Ｘ」で表
示のレジスタ）から取り出されたデータである。入力Ａ
及びＢは、トスされる２つの入力である。Ｏｕｔ・１及
びＯｕｔ・２は、出力である。図１２を検討すると、中
央の２×４のフィルタ領域を保持するレジスタ１０２
は、配列がやや異常であることが分かる。この配列にな
ったのは、リーフ・セルＬＣ１のそれぞれに対する入力
が、フィルタ領域の異なる部分からのものになるためで
ある。また、図１３には、用語ＬＳＳＢが用いられてい
る点に留意されたい。それは、最下位ビットを意味して
いる。赤と緑のデータ・チャネルの場合、ＬＳＳＢは、
データ・ワードにおける第３のビットであるが、青のデ
ータ・チャネルの場合、ＬＳＳＢは、第２のビットであ
る（３−３−２フォーマットのカラー・データ）。

【００５７】図１３のリーフ・セルＬＣ１の出力は、下
記のようになる（入力「Ｃ」が、所望のピクセルＰに相
当する点に留意されたい）：（１）Ａと所望のピクセル
Ｐの間において、エッジが検出されなければ、Ｏｕｔ・
１＝Ａであり、Ｂと所望のピクセルＰの間において、エ
ッジが検出されなければ、Ｏｕｔ・２＝Ｂ、（２）Ａと
所望のピクセルＰの間において、エッジが検出される
と、Ｏｕｔ・１＝Ｂであり、Ｂと所望のピクセルＰの間
において、エッジが検出されると、Ｏｕｔ・２＝Ａ。例
えば、フィルタ領域において、単一のエッジが検出され
て、Ａと所望のピクセルＰの間に通されると、Ｏｕｔ・
１及びＯｕｔ・２は、Ｂに等しくなる。この場合の効果
として、Ｂにおけるピクセルの重みが倍増し、一方、Ａ
におけるピクセルの重みは、０にセットされた。生じる
可能性のあるもう１つの場合には、２つ（以上）のエッ
ジが検出される可能性があり、少なくとも１つのエッジ
は、Ａにおけるピクセルと所望のピクセルＰの間に位置
し、もう１つのエッジは、Ｂにおけるピクセルと所望の
ピクセルＰの間に通る。この場合、Ｏｕｔ・１は、Ｂに
等しくなり、Ｏｕｔ・２は、Ａに等しくなる。これらの
ピクセルは、両方とも、重みが０のため、もう１つの比
較論理段が必要になる。これは、後述のリーフ・セル論
理回路ＬＣ２において得られる。

【００５８】フィルタ論理回路１０６の構成には、複数
のＬＣ２タイプのリーフ・セル、並びに、複数のＬＣ３
タイプのリーフ・セルが用いられる。図１４には、ＬＣ
２リーフ・セルが示され、図１５には、ＬＣ３リーフ・
セルが示されている。（リーフ・セルＬＣ３は、ＭＢＫ
１及びＭＢＫ２の構成にも利用されるという点に留意さ
れたい。）図１８には、複数のＬＣ２及びＬＣ３を縦続
接続して、フィルタ論理回路１０６を構成する方法が示
されている。各リーフ・セルＬＣ２は、比較及びマルチ
プレクサ（ＭＵＸ）論理回路を備えているという点で図
１３のリーフ・セルＬＣ１と似ているが、２つのデータ
入力Ａ、Ｂ及び１つのデータ出力ＯＵＴしか備えていな
い。入力の一方Ｂは、必ず、現在のピクセルデータ・レ
ジスタから取り出されたものである。もう一方の入力Ａ
は、トス論理回路１０４におけるＬＣ１リーフ・セルか
らの出力である。ＬＣ２リーフ・セルの出力は、フィル
タによって包含されるエッジがない場合のトス論理回路
からの入力と、現在のピクセル・データとのいずれかに
なる。ＬＣ２リーフ・セルの目的は、既述のように、フ
ィルタに２つのエッジが包含される場合の事例にアドレ
ス指定することである。この場合、Ｐに付与されるピク
セル重みは、図９Ｂに示すようになる。

【００５９】リーフ・セルＬＣ３は、単なる加算器であ
る。加算器のビット数は、加算器のツリー（図１８）に
おいて、それがどれだけ上にあるかによって決まるとい
う点に留意されたい。加算器の第１段（図１８における
Ａ１）は、各入力毎に３ビットを受信し、４ビットの応
答を出すことができる。４ビットの応答は、もう１つの
加算器段（図１８のＡ２）に供給され、．．．、６ビッ
トの応答（図１８のＡ３の出力）を受信するまで、これ
が続けられる。Ａ３の出力は、図１２にブロック１０６
の出力としても示されている。図１８は、図１１２のブ
ロック１０６に相当する。

【００６０】図１６には、図１２の結合論理回路を実現
するために利用されるもう１つのリーフ・セルＬＣ４が
示されている。結合論理回路の機能は、ＭＢＫ１１０
８及びＭＢＫ２１１２の両方または一方の出力を検討
下のピクセルに関する最終カラー値に含めるべきか否か
の判定を行うことである。中央の２×４のフィルタ領域
からの入力が、ブロック１１０に示すマッハ・バンド・
消去回路１の出力と比較される。この２つが、８ビット
の応答の２つのＬＳＢ内にあれば、この２つの入力は加
算される。それらが十分に近くなければ、その出力は、
中央の２×４のフィルタ領域の値×２にセットされる。
×２の乗算は、ワイヤをシフトし、データ・フィールド
の再整列することによって実施することができるという
点に留意されたい。次に、ブロック１１０からの出力
が、ブロック１１４に示すマッハ・バンド・消去領域２
の出力と比較される。この２つが、８ビットの応答の１
つのＬＳＢ内にあれば、この２つの入力が加算される。
これらが十分に近くなければ、該出力は、ブロック１１
０からブロック１１４への出力値の２倍になる。

【００６１】図１３及至図１６のリーフ・セルＬＣ１、
ＬＣ２、ＬＣ３、及び、ＬＣ４を利用することによっ
て、トス論理回路１０４、フィルタ論理回路１０６、マ
ッハ・バンド消去論理回路１０８、１１２、及び、結合
論理回路１１０、１１４を実現することができる。しか
し、留意すべきは、リーフ・セルＬＣ１及至ＬＣ４の全
てが、データをきちんと整えるため、パイプ・ライン・
レジスタも必要とするという点である。パイプ・ライン
・レジスタ（不図示）は、リーフ・セルＬＣ１及至ＬＣ
４のそれぞれの出力に配置される。

【００６２】図１７のトス論理回路図（図１２のブロッ
ク図１０４に相当する）の入力及び出力は、図１２に示
すとおりである。図１２及び１７に「Ｘ」で表示の現在
のピクセルに関するデータが、全てのリーフ・セルＬＣ
１の「Ｃ」入力に送られる点に留意されたい。また、ラ
イン２００で示すように、現在のピクセルに関するデー
タが、フィルタ論理回路１０６に通される点についても
留意されたい。さらに、中央の２×４のフィルタにおけ
る現在のピクセル「Ｘ」のすぐ上のピクセルは、フィル
タの非対称性を処理するため、やや異なる扱いを施すこ
とが可能である。現在のピクセルのすぐ上のピクセル
は、現在のピクセルの右にある両方のピクセルに関する
ＬＣ１リーフ・セルの「比較ブロック」に送ることがで
きる。この結果、現在のピクセルのすぐ上のピクセルを
３倍までカウントして、トスを有効に実施することが可
能になる。

【００６３】図１８のフィルタ論理回路（図１２のブロ
ック１０６に相当する）の場合、現在のピクセル・デー
タは、全てのリーフ・セルＬＣ２に送られる。次に、リ
ーフ・セルＬＣ２の出力は、図１８に示すように、複数
のＬＣ３から構成された、前述の加算器のツリーに送ら
れる。

【００６４】ＭＢＫ１及びＭＢＫ２は、図１８の加算器
のツリーと全く同様に、リーフ・セルＬＣ３から構成さ
れた加算器のツリーにすぎない。ＭＢＫ１は、図１８に
示す３層と同様の３レベルの加算器から構成される。Ｍ
ＢＫ２は、４層の加算器（ＬＣ３）から構成される。

【００６５】図１９Ａ及至図１９Ｅには、本発明の重要
な特徴が示されている。すなわち、本発明のフィルタ
は、ディザリングによって空間領域に導入される視覚的
に顕著な（周波数領域における高周波成分のように明白
な）周期的ノイズを除去する働きをする方法である。図
１９Ａ及至図１９Ｅには、３次元において実際に生じる
ものが、２次元に示されている。図１９Ａには、カラー
・データにディザリングを施す前における均一なカラー
・イメージ（すなわち、エッジがない原データ）がグラ
フで示されている。該イメージ内にはカラー・エッジが
ないので、周波数領域における単なる直流成分としてグ
ラフ表示されているだけである。図１９Ｂには、ディザ
リングによってこうしたイメージに導入される周期的ノ
イズ及び高周波成分がグラフで示されている。図１９Ａ
と１９Ｂの合計である１９Ｃには、フレーム・バッファ
１２に記憶されるイメージが示されている。従って、記
憶されるイメージは、直流成分を備えているが（フラッ
トなカラー・フィールド）、目で見える高周波ノイズが
導入されている。これが、本発明の働きがなければ、表
示されることになるものである。図１９Ｄには、上述の
ように本発明が実施された場合の、本発明に用いられる
フィルタの重要な特性がグラフで示されている。すなわ
ち、周波数領域のグラフに最も良く示されているよう
に、フィルタは、高周波成分の１つが存在するどのポイ
ントにもゼロを有している。従って、このフィルタを用
いることによって、ディザリングによって導入された全
ての高周波成分が除去され、この結果、図１９Ｅに示す
ようにディザリングによって導入された周期的ノイズが
キャンセルされる。

【００６６】図２０では、本発明の性能と他の従来技術
の性能が比較されている。すなわち、図２０において
は、対話速度（ｘ軸）対イメージの品質（ｙ軸）の比較
が行われている。前述のＥｄｓｕｎＣＥＧの方法で
は、比較的質の高いイメージが得られるが、高速対話性
に欠ける。従来の３−３−２ディザリング・イメージ・
データを利用すると、高度の高速対話性が得られるが、
イメージの質が低下する。完全な２４ビット（すなわ
ち、図１におけるディザリング前に、コンピュータ・シ
ステムによって生成された元のカラー情報データ）を利
用すると、高度の高速対話性が得られ、イメージの質が
極めて高くなるが、２４ビット幅のフレーム・バッファ
を必要とするので、実施すれば極めて高価なものにな
る。一方、本発明の場合、高度の高速対話性が得られ、
イメージの質が高くなるが、大形のフレーム・バッファ
を必要とせず、単純であるため、実施が安価である。

【００６７】本発明のフィルタは、ディザ・マトリック
スの形状と同じ実効形状を備えたものとして説明してき
たが、本発明の精神に含まれる明らかな変更を施すこと
が可能である。例えば、基本的に、２つの３２要素ディ
ザ・マトリックスであるが、最低位ビットがその間で異
なる、６４要素のディザ・マトリックスについて考察す
る。本発明は、この場合、３２のセル形状フィルタで機
能する。しかし、２つの３２要素ディザ・マトリックス
間における差が１ビットしかないので、こうしたフィル
タは、３２要素のディザ・マトリックスと「ほぼ」同じ
形状であり、こうした変更は、本発明の精神に含まれる
とみなされる。さらに、回復可能な最大ビット数は、や
はり、ｌｏｇ₂３２＝５である。従って、本書で用いら
れているように、用語「実効形状」には、こうした変更
が包含される。理解しておくべきは、本文において、用
語「フィルタ形状」しか用いられていない場合でも、用
語「実効形状」を意図したものであるということであ
る。要するに、第１の実施例と第２の実施例の主たる差
は、検討下にあるピクセルのピクセル値を計算する方法
である。

【００６８】第１の実施例の場合（平均法）、ピクセル
Ｐのピクセル値は、次のように計算される：Σ（ｋ／
０）（ｆｂｄ_i）（Ｗ_i）／（カウント）ここで：Σ（ｋ／０）は後続の項のピクセル番号ｉ＝０
からｉ＝ｋまでの和でありｆｂｄ_iはフレーム・バッフ
ァのデータ、Ｗ_iはピクセル値の重み、Ｋはフィルタ内
のピクセル数さらに、この場合：ｆｂｄ_iが、エッジ比
較テストに通ると、カウントはカウント＋１で、Ｗ_iは
１、その他のばあいは、Ｗ_i＝０。

【００６９】第２の実施例の場合（合計法）、ピクセル
Ｐのピクセル値は、次のように計算される： Σ（ｋ／０）（ｆｂｄ_i）（Ｗ_i）この場合，ｆｂｄ_iが、上記のように定義されると、Ｋ
は、フィルタ内におけるピクセル数であり、Ｗ_iは、０
からＫまでの整数であり、この合計Σ（ｋ／０）Ｗｉ
は、実施例に依存した定数である。図９Ａ及至図９Ｃの
場合、この定数は、常に８であったが、図１２からの定
数は、３２である点に留意されたい。

【００７０】オプションの増感エッジ検出法について
は、既に、図８Ａのステップ６４に関連して説明した。
次に、該方法について述べることにする。かなり以前か
ら知られているように、フレーム・バッファに記憶され
ているピクセル値からディザ関数を引くことによって、
ピクセル毎に輝度を強化することが可能である。例え
ば、１９７１年１２月のＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．ＣＯＭ−１９，Ｎｏ．６，ｐ
ｐ８７９−８８８のＢ．Ｌｉｐｐｅｌ及びＭ．Ｋｕｒｌ
ａｎｄによる「ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＤｉｔｈ
ｅｒｏｎＬｕｍｉｎａｎｃｅＱｕａｎｔｉｚａｔ
ｉｏｎｏｆＰｉｃｔｕｒｅｓ」を参照されたい。ま
た、１９６２年２月のＩＲＥＴｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒ
ｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，Ｖｏｌ．ＩＴ−８，ｐｐ１４５−１
５４のＬ．Ｇ．Ｒｏｂｅｒｔｓによる「Ｐｉｃｔｕｒｅ
ＣｏｄｉｎｇＵｓｉｎｇＰｓｅｕｄｏ−Ｒａｎｄ
ｏｍＮｏｉｓｅ」も参照されたい。簡略化のため、本
明細書では、この方法を「ディザ減算」と呼ぶことにす
る。しかし、１９７１年のＬｉｐｐｅｌ他による参考文
献には、正確なディザリング・アルゴリズムを利用すれ
ば、ピクセル毎の輝度増加は、視覚的に重要でないこと
が明らかにされている。このため、ディザ減算は、用い
られなくなった。

【００７１】ディザ減算を用いることによって、エッジ
検出を強化し、エッジ強化に関してもう１つのＬＳＢを
回復することができる。しかし、ディザ減算を実施する
場合、イメージの直流成分を保存することが重要であ
る。従って、この直流成分を保存するためには、従来技
術のディザ減算法に、多少の修正を施さなければならな
い。本発明によれば、これは、下記の形の公式を利用し
て達成される：Ｄ^-1＝０．５−ディザ_xy ここで：Ｄ^-1は、逆ディザ関数であり、０．５は、直流
成分を保存するためのオフセットであり、ディザ_xyは、
ピクセル値に適用されるディザ関数である（０と１．０
の間の１０進数値）。

【００７２】図２１Ａ及至図２１Ｆには、本発明に対す
るディザ減算の適用が示されている。簡略化のため、各
図は、フレーム・バッファに記憶されている各ピクセル
値のサイズが３ビットであるという仮定に基づいてい
る。図２１Ａを参照し、図２１Ａの「ｘ」で示すよう
に、フレーム・バッファが、特定のピクセルに関する値
１０１を記憶するものと仮定する。この値が実際にどこ
から生じたものか？という疑問が生じる。図２１Ｂに示
すように、このピクセル値は、１００をほんの少し超え
る値から生じて、かなりのディザが加えられたか、ある
いは、図２１Ｃのように、ほとんど１１０であって、そ
れにわずかなディザが加えられたものと思われる。

【００７３】次に、図２１Ｄに示すように、エッジＥが
存在するものと仮定する。かなりのディザが加えられて
いる場合には、エッジＥの左側に近いピクセルを１０１
としてフレーム・バッファに格納することができる。わ
ずかなディザが加えられている場合には、エッジＥの右
側に近いピクセルを１０１としてフレーム・バッファに
格納することができる。ピクセルが１０１になる公算
は、ピクセルに用いられるディザ値に依存するという点
に留意されたい。また、エッジＥの左側のピクセルにわ
ずかなディザが加えられると、フレーム・バッファに１
００が格納され、エッジＥの右側のピクセルにかなりの
ディザが加えられると、フレーム・バッファに１１０が
格納されるという点に留意されたい。

【００７４】次に、エッジＥの右側と左側に近い２つの
ピクセルが１０１として保管されたものと仮定する。こ
れは、左側のピクセルには、かなりのディザが加えら
れ、右側のピクセル２には、わずかなディザが加えられ
たことを表している。Ｄ_xyを引いた後、結果は、図２１
Ｅに示すようになる。従って、０．５のオフセットが加
えられると、２つのピクセルに与えられる最終値は、図
２１Ｆに示すようになる。ディザ減算プロセスを完了す
ると、リーフ・セルＬＣ１及びＬＣ２（図１３及び１
４）において実施される比較は、１ＬＳＳＢよりも精密
である（すなわち、１／２ＬＳＳＢすなわち１つ余分な
ビットが得られる）。図２Ｅの「ｘ」によって表示され
る２つのピクセル値は、両方とも、フレーム・バッファ
に１０１として記憶されたとしても、その間にエッジを
備えるものとして検出される。すなわち、フレーム・バ
ッファに記憶された３−３−２データに加え、フレーム
・バッファに記憶されたピクセル値を生成するために用
いられるディザ関数を利用することによって、エッジの
検出毎に、４−４−３フォーマットによるデータの情報
を得ることが可能である。輝度データに関する公式の解
析については、前述の１９６２年におけるＲｏｂｅｒｔ
の参考文献に見ることができる。しかし、考慮しなけれ
ばならない２つの検討事項がある。第１に、ディザ減算
は、各ピクセル値の計算に用いられる実際のディザ関数
の知識を必要とするので、各ピクセル値毎に、オフセッ
トを維持しなければならない。第２に、前述のように、
イメージの直流成分を維持しなければならない。これ
は、上述の式を利用して達成される。例えば、以下で示
すディザ関数（ディザ_xy）の場合、この式を適用する
と、下記のようになる：ディザ _xy Ｄ^-1 ０．０＋０．５０．２５＋０．２５０．５００．７５ −０．２５１．０ −０．５

【００７５】逆ディザＤ^-1が、エッジの両側にあるピク
セルが１０１として記憶される図２１Ｄの例に適用され
ると、図２１Ｆに示すように、「ｘ」で示す２つのピク
セル値に、それぞれ、１１０と１０１の間、及び、１０
１と１００の間の値が割り当てられる。この結果、エッ
ジＥが実際にどこに位置するかの判定が強化されること
になるのは、明らかである。フラットなフィールドの輝
度は、この技法による影響を受けないという点に留意さ
れたい。

【００７６】オプションの時間フィルタリング法につい
ては、図８Ｂのステップ９６に関連して簡単に説明し
た。次に、この方法について、詳細な解説を行うことに
する。図１０及び１２に関連して述べたように、本発明
の実施例の１つに関連して用いられるフィルタ領域は、
「Ｘ」方向において極めて長く、「Ｙ」方向において短
い。フィルタの対称性が高くなれば、より良好な結果が
得られるが、さらに大形の走査線バッファが必要になる
（例えば、図７におけるブロック３０または図１２にお
けるブロック１００）。この結果、該システムの実施に
は、費用の追加が必要になるのは明らかである。本発明
の時間フィルタリング法によって、走査線バッファのサ
イズを増すことなく、フィルタの対称性が有効に高めら
れる。

【００７７】本発明の時間フィルタリング法によれば、
第１のパスにおいて、前述のように、現在の走査線Ｎと
先行する走査線Ｎ−１のピクセル値にフィルタが適用さ
れる（図２２Ａ参照のこと）。しかし、次のパス時に
は、図２２Ｂに示すように、現在の走査線Ｎ及び後続の
走査線Ｎ＋１におけるピクセル値にフィルタが適用され
る。図２２Ａ及び２２Ｂの場合、「Ｘ」は、所望のピク
セルＰ示す。すなわち、偶数フレームの場合、現在の走
査線及び先行する走査線に対して、フィルタが適用さ
れ、一方、奇数フレームの場合、現在の走査線及び後続
の走査線に対して、フィルタが適用される。もちろん、
本発明は、偶数フレームに対する先行する走査線及び奇
数フレームに対する後続の走査線の利用に制限されるも
のではなく、この２つを逆にすることも可能である。さ
らに、本発明は、これを目的とした単一の走査線バッフ
ァからのデータの利用に制限されるわけではない。この
方法を用いる効果は、より大形のフィルタ領域が用いら
れた場合と同じである。

【００７８】図２３には、本発明の時間フィルタリング
機能のハードウェア実施例が示されている。図２３に
は、図１２のブロック図に対する修正が示されている。
図示のように、ＭＵＸ２００が、一方では、データ入力
ラインと走査線バッファ１００の間、もう一方では、図
１２の論理回路の残りの部分との間に挿入される。ＭＵ
Ｘ２００は、ビデオ・タイミングの制御を受けて、フィ
ルタによる処理に利用可能な走査線の配列をトグルする
だけである。従って、第１の状態にトグルされると、現
在の走査線及び先行する走査線は、それぞれ、走査線バ
ッファ１００及びレジスタ１０２において利用可能であ
り、第２の状態にトグルされると、現在の走査線及び後
続の走査線が、それぞれ、レジスタ１０２及び走査線バ
ッファ１００に記憶される。これが、活動フレームの開
始前に、走査線バッファにロードするタイミングを変更
して、１つの走査線を開始することによって達成される
のは、明らかである。走査線バッファに対する所望の走
査線のロードは、ブランキング期間において実施される
のが望ましい。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の実施によ
り、ディザリングで失われた色情報が、フィルタによっ
てほとんど回復されるので、フレーム・バッファの容量
を増かさせずに高品質のイメージを高速で格納表示可能
であり、装置価格も安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるコンピュータ・グラフィックス
・システムのブロック図である。

【図２Ａ】ディザリングと打ち切りによる従来技術の色
情報の符号化プロセスを説明するための図である。

【図２Ｂ】ディザリングと打ち切りによる従来技術の色
情報の符号化プロセスを説明するための図である。

【図２Ｃ】ディザリングと打ち切りによる従来技術の色
情報の符号化プロセスを説明するための図である。

【図２Ｄ】ディザリングと打ち切りによる従来技術の色
情報の符号化プロセスを説明するための図である。

【図３Ａ】失われたカラー情報データを回復するため
に、フレーム・バッファに格納されたピクセル値に本発
明の一実施例でのフィルタをかける方法を説明するため
の１図である。

【図３Ｂ】失われたカラー情報データを回復するため
に、フレーム・バッファに格納されたピクセル値に本発
明の一実施例でのフィルタをかける方法を説明するため
の１図である。

【図３Ｃ】失われたカラー情報データを回復するため
に、フレーム・バッファに格納されたピクセル値に本発
明の一実施例でのフィルタをかける方法を説明するため
の１図である。

【図３Ｄ】失われたカラー情報データを回復するため
に、フレーム・バッファに格納されたピクセル値に本発
明の一実施例でのフィルタをかける方法を説明するため
の１図である。

【図３Ｅ】失われたカラー情報データを回復するため
に、フレーム・バッファに格納されたピクセル値に本発
明の一実施例でのフィルタをかける方法を説明するため
の１図である。

【図３Ｆ】失われたカラー情報データを回復するため
に、フレーム・バッファに格納されたピクセル値に本発
明の一実施例でのフィルタをかける方法を説明するため
の１図である。

【図４Ａ】重みが均等に配分された本発明の一実施例で
のフィルタを説明するための図である。

【図４Ｂ】図４Ａで説明されたフィルタがエッジを含
み、重みの再配分をおこなう場合を説明するための図で
ある。

【図５Ａ】重みが均等に配分された本発明の別の実施例
でのフィルタを説明するための図である。

【図５Ｂ】図５Ａのフィルタがエッジを含み、重みの再
配分をおこなう場合を説明するための図である。

【図６】本発明の一実施例に用いるハードウェアのブロ
ック図である。

【図７】図６の部分２２を実現するためのハードウェア
の具体例のブロック図である。

【図８Ａ】本発明の一実施例の方法を説明するためのフ
ローチャートである。

【図８Ｂ】本発明の一実施例の方法を説明するためのフ
ローチャートである。

【図９Ａ】本発明の別の実施例において、エッジの検出
に応じて、本発明でのフィルタの動的調整を行う方法を
説明するための図である。

【図９Ｂ】本発明の別の実施例において、エッジの検出
に応じて、本発明でのフィルタの動的調整を行う方法を
説明するための図である。

【図９Ｃ】本発明の別の実施例において、エッジの検出
に応じて、本発明でのフィルタの動的調整を行う方法を
説明するための図である。

【図１０】本発明の実施に際し、実際に用いられるディ
ザ・マトリクスの例を示す図である。

【図１１】図１０の形状とサイズを有するフィルタと関
連して、マッハ・バンド抑止のための部分マトリクスの
使用方法を説明するための図である。

【図１２】図６の部分２２を実現するためのハードウェ
アの図７とは別の具体例のブロック図である。

【図１３】図１２のハードウェアの詳細ブロック図であ
る。

【図１４】図１２のハードウェアの詳細ブロック図であ
る。

【図１５】図１２のハードウェアの詳細ブロック図であ
る。

【図１６】図１２のハードウェアの詳細ブロック図であ
る。

【図１７】図１２のハードウェアの詳細ブロック図であ
る。

【図１８】図１２のハードウェアの詳細ブロック図であ
る。

【図１９Ａ】原データの空間領域及び周波数領域におけ
るグラフである。

【図１９Ｂ】ディザリング・ノイズの空間領域及び周波
数領域におけるグラフである。

【図１９Ｃ】ディザをかけられた原データの空間領域及
び周波数領域におけるグラフである。

【図１９Ｄ】フィルタの空間領域及び周波数領域におけ
るグラフである。

【図１９Ｅ】復元データの空間領域及び周波数領域にお
けるグラフである。

【図２０】本発明と従来技術とを比較するための性能比
較図である。

【図２１Ａ】本発明の実施例で用いうるエッジ検出方法
の原理を説明するための図である。

【図２１Ｂ】本発明の実施例で用いうるエッジ検出方法
の原理を説明するための図である。

【図２１Ｃ】本発明の実施例で用いうるエッジ検出方法
の原理を説明するための図である。

【図２１Ｄ】本発明の実施例で用いうるエッジ検出方法
の原理を説明するための図である。

【図２１Ｅ】本発明の実施例で用いうるエッジ検出方法
の原理を説明するための図である。

【図２１Ｆ】本発明の実施例で用いうるエッジ検出方法
の原理を説明するための図である。

【図２２Ａ】本発明の実施例で用いうる時間フィルタの
原理を説明するための図である。

【図２２Ｂ】本発明の実施例で用いうる時間フィルタの
原理を説明するための図である。

【図２３】本発明に従って、時間フィルタを使用できる
ように図１２のハードウェアを変更する方法を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０Ｒ，１０Ｒ’１０Ｇ，１０Ｇ’，１０Ｂ，１０
Ｂ’：ディザ回路１２，１２’：フレーム・バッファ１４Ｒ，１４Ｒ’，１４Ｇ，１４Ｇ’，１４Ｂ，１４
Ｂ’：カラーマップ／γ補正回路１６Ｒ，１６Ｒ’，１６Ｇ，１６Ｇ’，１６Ｂ，１６
Ｂ’：デジタル・アナログ変換器１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ：走査線バッファ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ：エッジ検出器２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ：動的フィルタＬＣ：リーフ・セルＭＢＫ：マッハ・バンド消去回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示ピクセルのピクセル・データから成る
カラー情報データにディザをかけて得られた入力データ
にフィルタをかけて，前記ディザをかけたことによる前
記カラー情報データの損失を回復するための後記（イ）
及至（ニ）のステップを含むカラー情報データの回復の
ための方法。（イ）前記ディザをかけるためのディザ・マトリクスの
特性を有する前記フィルタを決定するステップ，（ロ）
所定の前記ピクセル・データに関する前記入力データの
一部データを取り出すステップ，（ハ）前記一部データ
内のデータ値の変化からエッジの有無を検出するステッ
プ，（ニ）前記エッジの有無に応じて前記フィルタの特
性を修正して，前記入力データの前記一部データに前記
修正されたフィルタをかけて，前記損失の一部を回復し
た前記所定のピクセル・データのデータ値を得るステッ
プ。
【請求項２】表示ピクセル・データから成るカラー情報
データにディザをかけて得られた入力データにフィルタ
をかけて、前記ディザをかけたことによる前記カラー情
報データの損失を回復するための後記（イ）及至（ハ）
から成るカラー情報データの回復のための装置。（イ）前記入力データを記憶するためのフレーム・バッ
ファ，（ロ）前記フレーム・バッファに接続され、前記
入力データの所定部分を読み出して、該所定部分のデー
タ値の変化からエッジを検出してエッジ検出信号を出力
するためのエッジ検出回路，（ハ）前記フレーム・バッ
ファと前記エッジ検出回路に接続され、前記エッジ検出
信号に応じて，前記ディザをかけるためのディザ・マト
リックスの特性を有する前記フィルタの特性の修正をお
こない，該修正されたフィルタを前記所定部分にかけ
て，該所定部分に含まれる所定の前記ピクセル・データ
のデータ値の前記損失の一部を回復して出力するための
動的フィルタ。