JPH07231416A - デジタル信号変換方法及びデジタルデータ変換システム - Google Patents

デジタル信号変換方法及びデジタルデータ変換システム

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JPH07231416A
JPH07231416A JP6332785A JP33278594A JPH07231416A JP H07231416 A JPH07231416 A JP H07231416A JP 6332785 A JP6332785 A JP 6332785A JP 33278594 A JP33278594 A JP 33278594A JP H07231416 A JPH07231416 A JP H07231416A
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signal
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JP6332785A
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Stephen W Marshall
ダブリュ．マーシャル スチーブン
Robert J Gove
ジョン ゴウブ ロバート
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Texas Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 データ語の値が時間をかけてディザー化され
てデータ語の平均値が同じ解像度の一つのデータ語によ
るものよりも正確に所望値を近似するようにされるデジ
タル信号変換方法を提供する。 【構成】 ３つの非排他的実施例が多数のメモリルック
アップテーブル５８を使用して変換機能を実施するよう
に教示される。 一実施例ではカウンター６０を使用し
て各変換についてルックアップテーブルが逐次選定され
る。第２の実施例ではランダム手段を使用して現在のル
ックアップテーブルが選定される。第３の実施例では空
間ディザーリング技術に時相ディザーリングを適用して
スーパーピクセルをデジタル化しディスプレイが表示可
能な強度レベル数が増加される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデジタルディスプレイシ
ステムの分野に関し、特にデジタル空間光変調器（ＳＬ
Ｍ）ディスプレイシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタルディスプレイシステムは量子化
されたビデオデータから可視像を生成する。デジタルデ
ィスプレイは陰極線管（ＣＲＴ）を使用する代表的なア
ナログディスプレイに較べて多くの利点を有し、それに
は画像表現の精度が高く低コスト高精細度を期待できる
ことが含まれる。しかしながら、画像のダイナミックレ
ンジの表示を適切に考慮しなければ、デジタルシステム
に新たなアーチファクトが誘起されることがある。デジ
タルシステムにおけるデータは量子化されるため、ディ
スプレイが表示できる強度レベル数は有限である。個別
の強度レベルが全体画像品質から減じられて偽輪郭等の
視覚アーチファクトが生じる。個別レベル数が増加する
と、画像品質が向上しアーチファクトの影響が低下す
る。個別強度レベル数が増加すると、システムのコスト
が増大する。ある点までは、これはサンプリング回路の
精度の向上によるよりもスループット及び必要なフレー
ム記憶メモリの向上による。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】デジタル信号変換方法
及びシステムが開示されデータ語の値が時間をかけてデ
ィザー化されデータ語の平均値がデータ語の所望値を近
似するようにされる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】画像を生成するために取
得し、処理し、表示する必要のある画像データビット数
を低減することが本発明の一つの利点である。ビット数
を低減することにより画像ディスプレイシステムのコス
トが低減される。量子化エラーを低減する効率的なデジ
タル信号変換方法を提供することが本発明のもう一つの
利点である。非線形ビデオ信号を線形化し色及び強度デ
ータを滑らかに変換することが本発明のさらにもう一つ
の利点である。
【０００５】
【実施例】デジタルディスプレイシステムのダイナミッ
クレンジを増大する一つの方法は時相ディザーリング
（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ）によるもの
である。時相ディザーリングにはデジタル変換機能を時
間をかけて変化させ観察者の目がディザー化されたディ
スプレイを統合できるようにすることが含まれる。これ
は多数の信号変換テーブルを使用して量子化ブレークポ
イントを時間をかけてディザー化することにより行うこ
とができる。観察者の目は一連のディスプレイ画像を統
合して部分的なＬＳＢ量子化レベルを有効に生成する。
統合の結果ビデオ信号のダイナミックレンジが有効に増
大する。ディスプレイでは量子化エラーが生じて限定数
の色や強度レベルしか発生できないことがある。カラー
イメージが表示される場合には、元の画像の徐々の遷移
を表示される画像では非常に限定された数の遷移へマッ
プしなければならない。その結果表示される画像の遷移
はより急峻となり偽輪郭を生じることがある。この場合
時相ディザーリングを使用してディスプレイに使用でき
る強度レベル数を増加することができる。
【０００６】時相ディザーリングは少なくとも逐次、ラ
ンダム、及び空間の３つの形式で実現することができ
る。これら３つの形式の実現には全て利点及び欠点があ
る。最も単純な形式は逐次形式であり最初にそれについ
て検討する。
【０００７】逐次時相ディザーリングは例えば可変形ミ
ラーデバイス（ＤＭＤ）ベーステレビジョンの伝達関数
変換において実現することができる。テレビジョン産業
における標準ディスプレイ装置はＣＲＴでありそれは代
表的に非線形輝度伝達関数を有している。伝達関数の異
なるＤＭＤ等のディスプレイ装置が使用されると、ＣＲ
Ｔに対して設計されている輝度勾配は元のシーンの輝度
を正確には表現しない。ガンマ補正と呼ばれることが多
い信号変換を実施して伝達関数の差が保証される。図１
にＣＲＴディスプレイ３０の輝度応答関数、テレビジョ
ン放送信号３２、及び線形ディスプレイ装置３４を示
す。図１では入力信号は横軸上に示され出力信号は縦軸
上に示されている。各軸にはフルスケールのパーセンテ
ージが表示されかつ２２５がフルスケールを表す８ビッ
ト２進数の１０進等価数が表示されている。ＣＲＴ応答
関数３０はおよそＹ＝Ｘ２．２に等しい。放送信号応答
関数３２はおよそＹ＝Ｘ１／２．２に等しい。
【０００８】図１の放送信号応答関数３２に示すよう
に、低輝度入力信号に対しては、入力信号の所与の増大
により出力信号は大きく増大する。明るい入力信号に対
しては、入力信号が同じように増大しても出力信号の増
大は小さい。放送信号応答関数は放送伝達関数のほぼ反
対の伝達関数を有するＣＲＴの使用を補償するのに使用
される。
【０００９】アナログビデオ信号はさまざまな伝達関数
を補償するようにスケールすることができるが、必要な
回路の増加は手が出ないほどになることがある。デジタ
ルビデオディスプレイシステムはデジタル化されたビデ
オ信号をスケールすることができるが、ビデオ信号をス
ケーリングすることはスケーリング量子化エラーを加算
することによりディスプレイエラーにも寄与する。スケ
ーリング量子化エラーはスケールされたデジタル信号に
おける最下位ビット（ＬＳＢ）の増加がスケールされな
いデジタル化されたビデオ信号におけるいくつかのＬＳ
Ｂの増加を表す不明瞭な信号で最大となる。
【００１０】量子化エラーは表示される画像上に非常に
顕著な影響を示すことがある。非常に不明瞭な画像の輝
度が高くなると、各ＬＳＢの増加は輝度の大きなパーセ
ンテージ増加を表す。目は非常に小さな輝度の変動を検
出することができるため、不明瞭な画像は輝度の一つか
二つだけのＬＳＢ変化による偽輪郭を有するように見え
る。ＤＭＤの線形光伝達関数は１の強度値から２の強度
値への遷移に対して輝度が２倍になることを暗示してい
る。これによりビットカウントの低いシステム、例えば
ダイナミックレンジが９ビットよりも小さいシステム、
に対してシーンの不明瞭な部分に偽輪郭が生じることが
ある。
【００１１】図２は理想的な補償曲線３６の一部を示
し、それは代表的なＣＲＴ伝達関数に等しい。実際の補
償曲線３８が各ステップのパーセンテージ増加と共に示
されている。８ビットデータ語の場合、デジタイザーの
入力範囲のおよそ２０％が出力データの僅か８ＬＳＢを
発生するのに使用される。さらに、８つの２進ステップ
の各々に大きなパーセンテージの輝度増加が含まれる。
曲線の明るい端部においてこの効果は補償されたデータ
の大きな変化を生じるのに必要なデジタイザーの範囲の
小部分により反転される。
【００１２】ディスプレイの輝度補償を改善する本発明
の一実施例を図３に示す。図３において、入力アナログ
ビデオ信号４０がデジタイザー４２により８ビットデジ
タル信号４４へ変換される。８ビットデータ語の選択は
単なる説明用であり、他の実施例ではこれよりも多いも
しくは少ないビットを使用することができる。本発明は
輝度データのガンマ補正に限定されずデータ変換を必要
とし変換されてデータを時間をかけて平均化することが
できる任意のデータについて使用することができる。カ
ラーディスプレイシステムは各カラーを別々に並行もし
くは逐次処理することができる。
【００１３】補償回路４６は入力ビデオ信号４４を出力
ビデオデータ４８へ変換しそれはこの実施例ではディス
プレイシステムの残りへ転送されるもう一つの８ビット
データ語である。判りやすくするために、バッファー、
フレームメモリ、データフォーマッター等のディスプレ
イシステムの他の機能は示されていない。このような機
能はデータ補償の前もしくは後で実施することができ
る。全ての機能がタイミング及びコントロール回路５２
により調整される。タイミング及びコントロール回路は
ＮＹＳＣ合成ビデオ信号からの水平及び垂直同期化信号
とすることができるタイミング信号５６を介してビデオ
ソースと同期を維持する。
【００１４】図４に時相ディザリングデータ補償回路４
６の一実施例を示す。この実施例では変換ルックアップ
テーブル５８は１０２４ｘ４８プログラマブルリードオ
ンリーメモリ（ＰＲＯＭ）とすることができる。変換ル
ックアップテーブルは各々が入力データ値を出力データ
値へマッピングすることができる４つの完全な変換テー
ブルを含んでいる。入力ビデオデータ４４は出力ビデオ
データ４８を発生する変換テーブルへのオフセットアド
レスとして使用される。テーブル選定はシーケンサーの
出力により決定される。この実施例ではシーケンサーは
カウンター６０である。カウンター６０はタイミング及
びコントロール回路５２からのタイミング及びコントロ
ール信号５４により決定されるフレーム、ライン、もし
くはピクセルレートでクロックすることができる。変換
ルックアップテーブル５８からなる４つの変換テーブル
すなわち曲線の各々が独立した曲線ブレークポイントを
有することができる。各曲線は所望する伝達関数の近似
である。曲線が適切に構成されている場合には、４つの
曲線の平均は任意個別の曲線よりも正確に所望する伝達
関数を表す。ブレークポイントが適切に選択されている
４つのテーブルを使用すればディスプレイに２ビットの
解像度が有効に付加される。
【００１５】データが表示されると、画像内の各ピクセ
ルはフレームごとに異なるテーブルを使用する。テーブ
ルが異なるため所与のピクセルに対する同じ入力データ
により異なる出力値が生じることがあり、したがって各
フレームの輝度が異なることがある。図５に４つの同じ
曲線の一部を示す。観察者の目はいくつかのフレームか
らの輝度を統合する。これはフレームを平均化してディ
スプレイのダイナミックレンジを有効に増大する効果が
ある。図６に図５の４つの曲線の平均を示す。表１は４
つのサンプル変換テーブルの一部及び平均化の結果を示
す。
【００１６】ディスプレイシステムの見かけ上のダイナ
ミックレンジが増大する他に、いくつかの変換曲線の平
均化により非常に不明瞭な画像のより滑らかな輝度遷移
が得られる。この滑らかな遷移により得られる画像の偽
輪郭の低減が助長される。この逐次的方法は静止画に対
して最も良く作用することを理解されたい。逐次時相デ
ィザリングにより、特に移動画像において、テーブルの
シーケンシングに関連したアーチファクトが生じること
がある。しかしながら、移動する画像については目で認
知される解像度に損失が生じるため、この方法は移動画
像についても有用である。
【００１７】
【表１】
【００１８】本発明の第２の実施例にはランダム時相デ
ィザリングを使用することが含まれている。ランダム時
相ディザーリングは図４のカウンター６０を乱数発生器
へ変えるだけで実現することができる。乱数発生器はフ
レーム、ライン、もしくはピクセルレートで変換テーブ
ルを選定することができるが、ピクセルレートでテーブ
ルを変えるとアーチファクトを生じる可能性が少ない。
進んだ方法ではビデオの動きに基づいてランダム及び逐
次ディザーリング間で切り替えが行われることを理解さ
れたい。画像に関する動き情報は従来ビデオパイプライ
ンで実施されているプログレッシブ走査変換機能から得
ることができる。同じテーブルを同じ順序でシーケンス
することにより生じるアーチファクトを解消するのにラ
ンダム時相ディザーリングは役立つが、ディスプレイの
同じ部分に対して同じテーブルをなんどもランダムに使
用することができる。これにより平均化することの利益
が解消され一時的に現れるディスプレイ部分は誤った強
度を有することになる。
【００１９】逐次及びランダムディザーリングの両方を
使用するハイブリッド実施例を図７に示す。この実施例
ではカウンター及び乱数発生器の両方が使用される。こ
の実施例では、変換ルックアップテーブル８６は１６の
個別のルックアップテーブルを含んでいるが任意の数と
することができる。これら１６のテーブルは４つの４ブ
ロックへ分割される。乱数発生器がブロックを選定する
のに使用されカウンターがそのブロック内のテーブルを
逐次選定するのに使用される。カウンター及び乱数発生
器はクロック信号８７及び８９によりクロックされる。
カウンター及び乱数発生器は同じレートでクロックする
ことができ、あるいは乱数発生器を低いレートでクロッ
クして乱数発生器が次のブロックを選定する前にカウン
ターがブロック内の全テーブルをシーケンスできるよう
にする。前記したように、例えばシーン内で動きが検出
されたら制御信号９１，９３がディザーリング方式を変
えることが有利な場合もある。制御信号９１，９３はカ
ウンターもしくは乱数発生器、もしくはその両方を単に
ディセーブルできるにすぎない。別の実施例では制御信
号によりテーブル８６から別の１組のルックアップテー
ブルを選定することができる。制御信号はルックアップ
テーブル８６へ直接入力することができる。ブロック数
及び各ブロック内のテーブル数は前例における数よりも
大きくても小さくてもよい。
【００２０】逐次及びランダム時相ディザーリングは空
間解像度を低減することなくディスプレイのダイナミッ
クレンジを増大するという利点がある。しかしながら、
動きのあるシーンを表示する時はアーチファクトを生じ
ることがある。第３の時相ディザーリング技術、すなわ
ち空間時相ディザーリング、により動きのあるシーンか
らアーチファクトの影響が低減される。
【００２１】空間ディザーリングは利用可能な有効強度
レベル数を増加する技術である。空間ディザーリングに
ついて検討した論文が本発明の発明者の一人であるＲｏ
ｂｅｒｔ Ｇｏｖｅ博士によりＰｈｏｔｏ−Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ
ｅｒｓ協会に提示されている。ＳＰＩＥ６３８巻ハイブ
リッドイメージプロセッシング１９８６に印刷されたこ
の論文“２値ＲＧＢディスプレイのリアリスティックカ
ラーイメージ合成用新しいディザーリング技術”は参照
としてここに組み入れられている。
【００２２】スーパーピクセルはピクセルのサブアレイ
であり各ピクセルは強度が異なりスーパーピクセルは各
ピクセルが個別に達成できない平均強度レベルを有して
いる。サブアレイが十分小さくて目には均一に見える限
り、スーパーピクセルは２ｘ２もしくは２ｘ３等の任意
サイズのサブアレイとすることができる。空間ディザー
リングにはさまざまな強度のスーパーピクセルを時間を
かけて表示し、それが目で平均化されて正確な強度のス
ーパーピクセルを有効に達成することが含まれている。
生成されるスーパーピクセルはスーパーピクセル内に含
まれているピクセルの強度をブレンドしているように見
える。視覚アーチファクトを防止するために、通常スー
パーピクセルは対称的であるピクセルの組み合わせだけ
に制約される。２ｘ２スーパーピクセルを使用した２つ
の強度レベルしかないディスプレイの場合、対称的なス
ーパーピクセルを使用した３つの強度レベルが可能であ
る。
【００２３】空間ディザーリングを実現するために、各
ピクセルの強度データはスーパーピクセル内のピクセル
位置に応じてディスプレイ強度へ変換される。図８は４
ビットデジタイザー及び２レベルの強度に対するスーパ
ーピクセルの使用を示すのを助ける表である。デジタル
データ及びピクセル数は表においてピクセルに使用され
る強度値を決定するための指標として使用される。例え
ば、ピクセル２に対するデジタル化されたデータが２値
０１０１であれば、ピクセル２の強度は０である。ピク
セル３が同じデジタル化されたデータを有していたなら
ば、その強度は１であったものと思われる。“強度数”
欄からお判りのように、この方式では３つのスーパーピ
クセル強度値が可能である。
【００２４】時相ディザーリングをスーパーピクセルの
使用と組み合わせて利用可能な強度値数をさらに増加す
ることができる。図９はスーパーピクセルを生成してデ
ィザー化するのに使用するデータ変換システムを示す。
強度データ７２、ピクセル数データ７４、及び乱数デー
タ８０を使用してディスプレイ強度データ８４を発生す
るスーパーピクセル変換ルックアップテーブル８２を選
定しアドレスすることができる。乱数発生器７８はタイ
ミング信号７６により決定されるピクセル期間の任意の
倍数で乱数データ８０を更新することができる。乱数は
通常ピクセルレートで更新されるが、所望により、ライ
ンもしくはフレームレートを含む、遅いレートで更新す
ることができる。図７について検討したように代表的に
はシーンモーション情報であるシーン情報に応じてディ
ザー動作を変えるのに制御信号７７が使用される。図９
に示す乱数発生器７８の替わりに、もしくはその他に、
カウンターを使用することもできる。
【００２５】図１０は時相ディザーリングを使用するス
ーパーピクセルルックアップテーブルを示す。図１０に
はさまざまなブレークポイントを有する第２のテーブル
と結合された図８からのテーブルが含まれている。ディ
スプレイシステムがテーブルの各部分を半分の時間だけ
ランダムに選定する場合、観察者の目は３つのスーパー
ピクセル強度が交じり合ったものを統合して５つの強度
レベルを生成する。さらにテーブルを使用すれば、付加
強度レベルを生成して所望する画像をより正確に生成す
ることができる。
【００２６】ビデオデータの４ビット、２つの強度レベ
ル、及び２つのルックアップテーブルを選定したのは判
りやすくするためである。任意数のデータビット、強度
レベル、もしくはルックアップテーブルを使用すること
ができる。ディスプレイハードウェアはテーブルからの
データを充分速く表示してユーザの目がデータを統合す
ることができテーブルが選定される時にユーザが余分な
フリッカーに気づかないようにすることが重要である。
【００２７】逐次及びランダム時相ディザーリングは移
動画像にアーチファクトを持ち込む可能性があるが、空
間時相ディザーリングはディスプレイの有効解像度を低
減するという有害な副作用がある。シーンによっては、
ディザーリングにより解像度が低減しないこともある。
エッジは保存されるが、格子画像等の繰り返し特徴を有
する画像はナイキストサイクルのため全レベルにおいて
完全に再生することができない。
【００２８】副作用のリスクなしで時相ディザーリング
を使用するために、ディザーリング動作を選択的に実施
することができる。例えば、ビデオデータのフレームに
２次元フィルター動作を実施して画像の帯域幅をマップ
することができる。次にこうして得られるマップを使用
してアーチファクトが起こりそうな高い帯域幅領域にお
ける空間ディザーリングをディセーブルすることができ
る。同様に、１フレームのビデオデータを前のフレーム
と比較して画像のどの部分に動きがあるかを決定するこ
とができる。次にモーションデータを使用して動きを示
す領域の逐次及びランダム時相ディザーリングをディセ
ーブルするのに使用することができる。
【００２９】時相ディザーリングを使用してディスプレ
イシステムの見かけ上のダイナミックレンジを増大する
方法及び構造の特定実施例について説明してきたが、こ
のような特定実施例は特許請求の範囲に記載されていな
い限り本発明の範囲を制約するものではない。さらに、
特定実施例について本発明を説明してきたが、同業者な
らばさまざまな修正が自明であり、このような修正は全
て特許請求の範囲に入るものとする。
【００３０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）．デジタル信号変換方法であって、データ語の値
が時間をかけてディザー化され前記データ語の平均値が
前記データ語の所望値を近似するようにされる、デジタ
ル信号変換方法。
【００３１】（２）．ディスプレイシステムの見かけ上
のダイナミックレンジを増大する方法であって、該方法
は、 イ）．各ピクセルについてビデオデータをデシタル化
し、 ロ）．前記データを変換し、 ハ）．時間をかけて前記変換動作を変えて平均変換デー
タ値が所望するデータ値の近似値となるようにする、こ
とからなる、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３２】（３）．第２項記載の方法であって、前記
変換が信号もしくはディスプレイの非線形性を補償する
ように実施される、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３３】（４）．第２項記載の方法であって、前記
変換がひとつ以上の変換ルックアップテーブルにより実
施される、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３４】（５）．第２項記載の方法であって、前記
変換が４つの変換ルックアップテーブルにより実施され
る、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３５】（６）．第２項記載の方法であって、前記
変換がピクセルレートで変えられる、ダイナミックレン
ジ増大方法。
【００３６】（７）．第２項記載の方法であって、前記
変換がビデオシーンの動き特性に依存するレートで変え
られる、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３７】（８）．第２項記載の方法であって、前記
変換が異なる変換ルックアップテーブルを選定すること
により変えられる、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３８】（９）．第２項記載の方法であって、前記
データが各ピクセルに対する輝度データである、ダイナ
ミックレンジ増大方法。
【００３９】（１０）．第２項記載の方法であって、前
記データが各ピクセルに対するカラーデータである、ダ
イナミックレンジ増大方法。
【００４０】（１１）．第２項記載の方法であって、前
記変換により線形輝度応答機能を有するディスプレイが
補償され、前記変換は４つの変換ルックアップテーブル
を使用して実施され各ピクセル輝度語についてアクティ
ブルックアップテーブルがランダムに選定される、ダイ
ナミックレンジ増大方法。
【００４１】（１２）．第２項記載の方法であって、前
記変換にはスーパーピクセルの形成が含まれ、前記スー
パーピクセルの形成は２つ以上の変換ルックアップテー
ブルにより決定され各データ語についてアクティブ変換
ルックアップテーブルがランダムに選定される、ダイナ
ミックレンジ増大方法。
【００４２】（１３）．デジタルデータ変換システムで
あって、該システムは、 イ）．入力データ信号を出力データ信号へ変換する２個
以上のデータ変換器と、 ロ）．変換器を選定するシーケンサーと、 ハ）．１個の変換器をアクティブ変換器として選定する
前記シーケンサーと前記データ変換器間の信号と、を含
む、デジタルデータ変換システム。
【００４３】（１４）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記データ変換器がメモリルックアップテーブルで
ある、デジタルデータ変換システム。
【００４４】（１５）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがカウンターである、デジタルデ
ータ変換システム。
【００４５】（１６）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーが乱数発生器である、デジタルデ
ータ変換システム。
【００４６】（１７）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがビデオデータの各フレームに新
しいアクティブデータ変換器を選定する、デジタルデー
タ変換システム。
【００４７】（１８）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがビデオデータの各ラインに新し
いアクティブデータ変換器を選定する、デジタルデータ
変換システム。
【００４８】（１９）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがビデオデータの各ピクセルに新
しいアクティブデータ変換器を選定する、デジタルデー
タ変換システム。
【００４９】（２０）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記データ変換器が線形輝度応答機能を有するディ
スプレイを補償し、前記データ変換器が４つのメモリル
ックアップテーブルを有し前記シーケンサーにより各ピ
クセル輝度語に対してアクティブ変換ルックアップテー
ブルがランダムに選定される、デジタルデータ変換シス
テム。
【００５０】（２１）． データ語４８の値が時間をか
けてディザー化されてデータ語４８の平均値が同じ解像
度の一つのデータ語によるものよりも正確に所望値を近
似するようにされるデジタル信号変換方法。３つの非排
他的実施例が多数のメモリルックアップテーブル５８を
使用して変換機能を実施するように教示される。一実施
例ではカウンター６０を使用して各変換についてルック
アップテーブルが逐次選定される。第２の実施例ではラ
ンダム手段を使用して現在のルックアップテーブルが選
定される。第３の実施例では空間ディザーリング技術に
時相ディザーリングを適用してスーパーピクセルをディ
ザー化しディスプレイが表示可能な強度レベル数が増加
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】陰極線管、可変形ミラーデバイス等の線形ディ
スプレイ、及びテレビジョン放送に対する代表的な光度
伝達関数のグラフ。
【図２】量子化エラーを示す代表的なＣＲＴ伝達関数グ
ラフの低輝度部分のグラフ。
【図３】代表的なデジタルディスプレイシステムの略
図。
【図４】データ変換システムの第１の実施例の略図。
【図５】４つのサンプル変換曲線のグラフ。
【図６】代表的な合成変換曲線のグラフ。
【図７】データ変換システムの第２の実施例の略図
【図８】従来技術からのスーパーピクセルルックアップ
テーブルの代表的な実施例。
【図９】データ変換システムの第３の実施例の略図。
【図１０】本発明によるスーパーピクセルルックアップ
テーブルの一実施例。
【符号の説明】
４２ デジタイザー ４６ データ補償回路 ５０ デイスプレイ ５２ タイミング及びコントロール回路 ５８，８６ 変換ルックアップテーブル ６０，８８ カウンター ７８，９０ 乱数発生器 ８２ スーパーピクセル変換ルックアップテーブル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 デジタル信号変換方法及びデジタルデ
ータ変換システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデジタルディスプレイシ
ステムの分野に関し、特にデジタル空間光変調器（ＳＬ
Ｍ）ディスプレイシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタルディスプレイシステムは量子化
されたビデオデータから可視像を生成する。デジタルデ
ィスプレイは陰極線管（ＣＲＴ）を使用する代表的なア
ナログディスプレイに較べて多くの利点を有し、それに
は画像表現の精度が高く低コスト高精細度を期待できる
ことが含まれる。しかしながら、画像のダイナミックレ
ンジの表示を適切に考慮しなければ、デジタルシステム
に新たなアーチファクトが誘起されることがある。デジ
タルシステムにおけるデータは量子化されるため、ディ
スプレイが表示できる強度レベル数は有限である。個別
の強度レベルが全体画像品質から減じられて偽輪郭等の
視覚アーチファクトが生じる。個別レベル数が増加する
と、画像品質が向上しアーチファクトの影響が低下す
る。個別強度レベル数が増加すると、システムのコスト
が増大する。ある点までは、これはサンプリング回路の
精度の向上によるよりもスループット及び必要なフレー
ム記憶メモリの向上による。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】デジタル信号変換方法
及びシステムが開示されデータ語の値が時間をかけてデ
ィザー化されデータ語の平均値がデータ語の所望値を近
似するようにされる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】画像を生成するために取
得し、処理し、表示する必要のある画像データビット数
を低減することが本発明の一つの利点である。ビット数
を低減することにより画像ディスプレイシステムのコス
トが低減される。量子化エラーを低減する効率的なデジ
タル信号変換方法を提供することが本発明のもう一つの
利点である。非線形ビデオ信号を線形化し色及び強度デ
ータを滑らかに変換することが本発明のさらにもう一つ
の利点である。
【０００５】
【実施例】デジタルディスプレイシステムのダイナミッ
クレンジを増大する一つの方法は時相ディザーリング
（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ）によるもの
である。時相ディザーリングにはデジタル変換機能を時
間をかけて変化させ観察者の目がディザー化されたディ
スプレイを統合できるようにすることが含まれる。これ
は多数の信号変換テーブルを使用して量子化ブレークポ
イントを時間をかけてディザー化することにより行うこ
とができる。観察者の目は一連のディスプレイ画像を統
合して部分的なＬＳＢ量子化レベルを有効に生成する。
統合の結果ビデオ信号のダイナミックレンジが有効に増
大する。ディスプレイでは量子化エラーが生じて限定数
の色や強度レベルしか発生できないことがある。カラー
イメージが表示される場合には、元の画像の徐々の遷移
を表示される画像では非常に限定された数の遷移へマッ
プしなければならない。その結果表示される画像の遷移
はより急峻となり偽輪郭を生じることがある。この場合
時相ディザーリングを使用してディスプレイに使用でき
る強度レベル数を増加することができる。
【０００６】時相ディザーリングは少なくとも逐次、ラ
ンダム、及び空間の３つの形式で実現することができ
る。これら３つの形式の実現には全て利点及び欠点があ
る。最も単純な形式は逐次形式であり最初にそれについ
て検討する。
【０００７】逐次時相ディザーリングは例えば可変形ミ
ラーデバイス（ＤＭＤ）ベーステレビジョンの伝達関数
変換において実現することができる。テレビジョン産業
における標準ディスプレイ装置はＣＲＴでありそれは代
表的に非線形輝度伝達関数を有している。伝達関数の異
なるＤＭＤ等のディスプレイ装置が使用されると、ＣＲ
Ｔに対して設計されている輝度勾配は元のシーンの輝度
を正確には表現しない。ガンマ補正と呼ばれることが多
い信号変換を実施して伝達関数の差が保証される。図１
にＣＲＴディスプレイ３０の輝度応答関数、テレビジョ
ン放送信号３２、及び線形ディスプレイ装置３４を示
す。図１では入力信号は横軸上に示され出力信号は縦軸
上に示されている。各軸にはフルスケールのパーセンテ
ージが表示されかつ２２５がフルスケールを表す８ビッ
ト２進数の１０進等価数が表示されている。ＣＲＴ応答
関数３０はおよそＹ＝Ｘ２．２に等しい。放送信号応答
関数３２はおよそＹ＝Ｘ１／２．２に等しい。
【０００８】図１の放送信号応答関数３２に示すよう
に、低輝度入力信号に対しては、入力信号の所与の増大
により出力信号は大きく増大する。明るい入力信号に対
しては、入力信号が同じように増大しても出力信号の増
大は小さい。放送信号応答関数は放送伝達関数のほぼ反
対の伝達関数を有するＣＲＴの使用を補償するのに使用
される。
【０００９】アナログビデオ信号はさまさまな伝達関数
を補償するようにスケールすることができるが、必要な
回路の増加は手が出ないほどになることがある。デジタ
ルビデオディスプレイシステムはデジタル化されたビデ
オ信号をスケールすることができるが、ビデオ信号をス
ケーリングすることはスケーリング量子化エラーを加算
することによりディスプレイエラーにも寄与する。スケ
ーリング量子化エラーはスケールされたデジタル信号に
おける最下位ビット（ＬＳＢ）の増加がスケールされな
いデジタル化されたビデオ信号におけるいくつかのＬＳ
Ｂの増加を表す不明瞭な信号で最大となる。
【００１０】量子化エラーは表示される画像上に非常に
顕著な影響を示すことがある。非常に不明瞭な画像の輝
度が高くなると、各ＬＳＢの増加は輝度の大きなパーセ
ンテージ増加を表す。目は非常に小さな輝度の変動を検
出することができるため、不明瞭な画像は輝度の一つか
二つだけのＬＳＢ変化による偽輪郭を有するように見え
る。ＤＭＤの線形光伝達関数は１の強度値から２の強度
値への遷移に対して輝度が２倍になることを暗示してい
る。これによりビットカウントの低いシステム、例えば
ダイナミックレンジが９ビットよりも小さいシステム、
に対してシーンの不明瞭な部分に偽輪郭が生じることが
ある。
【００１１】図２は理想的な補償曲線３６の一部を示
し、それは代表的なＣＲＴ伝達関数に等しい。実際の補
償曲線３８が各ステップのパーセンテージ増加と共に示
されている。８ビットデータ語の場合、デジタイザーの
入力範囲のおよそ２０％が出力データの僅か８ＬＳＢを
発生するのに使用される。さらに、８つの２進ステップ
の各々に大きなパーセンテージの輝度増加が含まれる。
曲線の明るい端部においてこの効果は補償されたデータ
の大きな変化を生じるのに必要なデジタイザーの範囲の
小部分により反転される。
【００１２】ディスプレイの輝度補正を改善する本発明
の一実施例を図３に示す。図３において、入力アナログ
ビデオ信号４０がデジタイザー４２により８ビットデジ
タル信号４４へ変換される。８ビットデータ語の選択は
単なる説明用であり、他の実施例ではこれよりも多いも
しくは少ないビットを使用することができる。本発明は
輝度データのガンマ補正に限定されずデータ変換を必要
とし変換されてデータを時間をかけて平均化することが
できる任意のデータについて使用することができる。カ
ラーディスプレイシステムは各カラーを別々に並行もし
くは逐次処理することができる。
【００１３】補償回路４６は入力ビデオ信号４４を出力
ビデオデータ４８へ変換しそれはこの実施例ではディス
プレイシステムの残りへ転送されるもう一つの８ビット
データ語である。判りやすくするために、バッファー、
フレームメモリ、データフォーマッター等のディスプレ
イシステムの他の機能は示されていない。このような機
能はデータ補償の前もしくは後で実施することができ
る。全ての機能がタイミング及びコントロール回路５２
により調整される。タイミング及びコントロール回路は
ＮＹＳＣ合成ビデオ信号からの水平及び垂直同期化信号
とすることができるタイミング信号５６を介してビデオ
ソースと同期を維持する。
【００１４】図４に時相ディザリングデータ補償回路４
６の一実施例を示す。この実施例では変換ルックアップ
テーブル５８は１０２４ｘ４８プログラマブルリードオ
ンリーメモリ（ＰＲＯＭ）とすることができる。変換ル
ックアップテーブルは各々が入力データ値を出力データ
値へマッピングすることができる４つの完全な変換テー
ブルを含んでいる。入力ビデオデータ４４は出力ビデオ
データ４８を発生する変換テーブルへのオフセットアド
レスとして使用される。テーブル選定はシーケンサーの
出力により決定される。この実施例ではシーケンサーは
カウンター６０である。カウンター６０はタイミング及
びコントロール回路５２からのタイミング及びコントロ
ール信号５４により決定されるフレーム、ライン、もし
くはピクセルレートでクロックすることができる。変換
ルックアップテーブル５８からなる４つの変換テーブル
すなわち曲線の各々が独立した曲線ブレークポイントを
有することができる。各曲線は所望する伝達関数の近似
である。曲線が適切に構成されている場合には、４つの
曲線の平均は任意個別の曲線よりも正確に所望する伝達
関数を表す。ブレークポイントが適切に選択されている
４つのテーブルを使用すればディスプレイに２ビットの
解像度が有効に付加される。
【００１５】データが表示されると、画像内の各ピクセ
ルはフレームごとに異なるテーブルを使用する。テーブ
ルが異なるため所与のピクセルに対する同じ入力データ
により異なる出力値が生じることがあり、したがって各
フレームの輝度が異なることがある。図５に４つの同じ
曲線の一部を示す。観察者の目はいくつかのフレームか
らの輝度を統合する。これはフレームを平均化してディ
スプレイのダイナミックレンジを有効に増大する効果が
ある。図６に図５の４つの曲線の平均を示す。表１は４
つのサンプル変換テーブルの一部及び平均化の結果を示
す。
【００１６】ディスプレイシステムの見かけ上のダイナ
ミックレンジが増大する他に、いくつかの変換曲線の平
均化により非常に不明瞭な画像のより滑らかな輝度遷移
が得られる。この滑らかな遷移により得られる画像の偽
輪郭の低減が助長される。この逐次的方法は静止画に対
して最も良く作用することを理解されたい。逐次時相デ
ィザリングにより、特に移動画像において、テーブルの
シーケンシングに関連したアーチファクトが生じること
がある。しかしながら、移動する画像については目で認
知される解像度に損失が生じるため、この方法は移動画
像についても有用である。
【００１７】
【表１】
【００１８】本発明の第２の実施例にはランダム時相デ
ィザリングを使用することが含まれている。ランダム時
相ディザーリングは図４のカウンター６０を乱数発生器
へ変えるだけで実現することができる。乱数発生器はフ
レーム、ライン、もしくはピクセルレートで変換テーブ
ルを選定することができるが、ピクセルレートでテーブ
ルを変えるとアーチファクトを生じる可能性が少ない。
進んだ方法ではビデオの動きに基づいてランダム及び逐
次ディザーリング間で切り替えが行われることを理解さ
れたい。画像に関する動き情報は従来ビデオパイプライ
ンで実施されているプログレッシブ走査変換機能から得
ることができる。同じテーブルを同じ順序でシーケンス
することにより生じるアーチファクトを解消するのにラ
ンダム時相ディザーリングは役立つが、ディスプレイの
同じ部分に対して同じテーブルをなんどもランダムに使
用することができる。これにより平均化することの利益
が解消され一時的に現れるディスプレイ部分は誤った強
度を有することになる。
【００１９】逐次及びランダムディザーリングの両方を
使用するハイブリッド実施例を図７に示す。この実施例
ではカウンター及び乱数発生器の両方が使用される。こ
の実施例では、変換ルックアップテーブル８６は１６の
個別のルックアップテーブルを含んでいるが任意の数と
することができる。これら１６のテーブルは４つの４ブ
ロックへ分割される。乱数発生器がブロックを選定する
のに使用されカウンターがそのブロック内のテーブルを
逐次選定するのに使用される。カウンター及び乱数発生
器はクロック信号８７及び８９によりクロックされる。
カウンター及び乱数発生器は同じレートでクロックする
ことができ、あるいは乱数発生器を低いレートでクロッ
クして乱数発生器が次のブロックを選定する前にカウン
ターがブロック内の全テーブルをシーケンスできるよう
にする。前記したように、例えばシーン内で動きが検出
されたら制御信号９１，９３がディザーリング方式を変
えることが有利な場合もある。制御信号９１，９３はカ
ウンターもしくは乱数発生器、もしくはその両方を単に
ディセーブルできるにすぎない。別の実施例では制御信
号によりテーブル８６から別の１組のルックアップテー
ブルを選定することができる。制御信号はルックアップ
テーブル８６へ直接入力することができる。ブロック数
及び各ブロック内のテーブル数は前例における数よりも
大きくても小さくてもよい。
【００２０】逐次及びランダム時相ディザーリングは空
間解像度を低減することなくディスプレイのダイナミッ
クレンジを増大するという利点がある。しかしながら、
動きのあるシーンを表示する時はアーチファクトを生じ
ることがある。第３の時相ディザーリング技術、すなわ
ち空間時相ディザーリング、により動きのあるシーンか
らアーチファクトの影響が低減される。
【００２１】空間ディザーリングは利用可能な有効強度
レベル数を増加する技術である。空間ディザーリングに
ついて検討した論文が本発明の発明者の一人であるＲｏ
ｂｅｒｔ Ｇｏｖｅ博士によりＰｈｏｔｏ−Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ
ｅｒｓ協会に提示されている。ＳＰＩＥ６３８巻ハイブ
リッドイメージプロセッシング１９８６に印刷されたこ
の論文“２値ＲＧＢディスプレイのリアリスティックカ
ラーイメージ合成用新しいディザーリング技術”は参照
としてここに組み入れられている。
【００２２】スーパーピクセルはピクセルのサブアレイ
であり各ピクセルは強度が異なりスーパーピクセルは各
ピクセルが個別に達成できない平均強度レベルを有して
いる。サブアレイが十分小さくて目には均一に見える限
り、スーパーピクセルは２ｘ２もしくは２ｘ３等の任意
サイズのサブアレイとすることができる。空間ディザー
リングにはさまざまな強度のスーパーピクセルを時間を
かけて表示し、それが目で平均化されて正確な強度のス
ーパーピクセルを有効に達成することが含まれている。
生成されるスーパーピクセルはスーパーピクセル内に含
まれているピクセルの強度をブレンドしているように見
える。視覚アーチファクトを防止するために、通常スー
パーピクセルは対称的であるピクセルの組み合わせだけ
に制約される。２ｘ２スーパーピクセルを使用した２つ
の強度レベルしかないディスプレイの場合、対称的なス
ーパーピクセルを使用した３つの強度レベルが可能であ
る。
【００２３】空間ディザーリングを実現するために、各
ピクセルの強度データはスーパーピクセル内のピクセル
位置に応じてディスプレイ強度へ変換される。図８は４
ビットデジタイザー及び２レベルの強度に対するスーパ
ーピクセルの使用を示すのを助ける表である。デジタル
データ及びピクセル数は表においてピクセルに使用され
る強度値を決定するための指標として使用される。例え
ば、ピクセル２に対するデジタル化されたデータが２値
０１０１であれば、ピクセル２の強度は０である。ピク
セル３が同じデジタル化されたデータを有していたなら
ば、その強度は１であったものと思われる。“強度数”
欄からお判りのように、この方式では３つのスーパーピ
クセル強度値が可能である。
【００２４】時相ディザーリングをスーパーピクセルの
使用と組み合わせて利用可能な強度値数をさらに増加す
ることができる。図９はスーパーピクセルを生成してデ
ィザー化するのに使用するデータ変換システムを示す。
強度データ７２、ピクセル数データ７４、及び乱数デー
タ８０を使用してディスプレイ強度データ８４を発生す
るスーパーピクセル変換ルックアップテーブル８２を選
定しアドレスすることができる。乱数発生器７８はタイ
ミング信号７６により決定されるピクセル期間の任意の
倍数で乱数データ８０を更新することができる。乱数は
通常ピクセルレートで更新されるが、所望により、ライ
ンもしくはフレームレートを含む、遅いレートで更新す
ることができる。図７について検討したように代表的に
はシーンモーション情報であるシーン情報に応じてディ
ザー動作を変えるのに制御信号７７が使用される。図９
に示す乱数発生器７８の替わりに、もしくはその他に、
カウンターを使用することもできる。
【００２５】図１０は時相ディザーリングを使用するス
ーパーピクセルルックアップテーブルを示す。図１０に
はさまざまなブレークポイントを有する第２のテーブル
と結合された図８からのテーブルが含まれている。ディ
スプレイシステムがテーブルの各部分を半分の時間だけ
ランダムに選定する場合、観察者の目は３つのスーパー
ピクセル強度が交じり合ったものを統合して５つの強度
レベルを生成する。さらにテーブルを使用すれば、付加
強度レベルを生成して所望する画像をより正確に生成す
ることができる。
【００２６】ビデオデータの４ビット、２つの強度レベ
ル、及び２つのルックアップテーブルを選定したのは判
りやすくするためである。任意数のデータビット、強度
レベル、もしくはルックアップテーブルを使用すること
ができる。ディスプレイハードウェアはテーブルからの
データを充分速く表示してユーザの目がデータを統合す
ることができテーブルが選定される時にユーザが余分な
フリッカーに気づかないようにすることが重要である。
【００２７】逐次及びランダム時相ディザーリングは移
動画像にアーチファクトを持ち込む可能性があるが、空
間時相ディザーリングはディスプレイの有効解像度を低
減するという有害な副作用がある。シーンによっては、
ディザーリングにより解像度か低減しないこともある。
エッジは保存されるが、格子画像等の操り返し特徴を有
する画像はナイキストサイクルのため全レベルにおいて
完全に再生することができない。
【００２８】副作用のリスクなしで時相ディザーリング
を使用するために、ディザーリング動作を選択的に実施
することができる。例えば、ビデオデータのフレームに
２次元フィルター動作を実施して画像の帯域幅をマップ
することができる。次にこうして得られるマップを使用
してアーチファクトが起こりそうな高い帯域幅領域にお
ける空間ディザーリングをディセーブルすることができ
る。同様に、１フレームのビデオデータを前のフレーム
と比較して画像のどの部分に動きがあるかを決定するこ
とができる。次にモーションデータを使用して動きを示
す領域の逐次及びランダム時相ディザーリングをディセ
ーブルするのに使用することができる。
【００２９】時相ディザーリングを使用してディスプレ
イシステムの見かけ上のダイナミックレンジを増大する
方法及び構造の特定実施例について説明してきたが、こ
のような特定実施例は特許請求の範囲に記載されていな
い限り本発明の範囲を制約するものではない。さらに、
特定実施例について本発明を説明してきたが、同業者な
らばさまざまな修正が自明であり、このような修正は全
て特許請求の範囲に入るものとする。
【００３０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）．デジタル信号変換方法であって、データ語の値
が時間をかけてディザー化され前記データ語の平均値が
前記データ語の所望値を近似するようにされる、デジタ
ル信号変換方法。
【００３１】（２）．ディスプレイシステムの見かけ上
のダイナミックレンジを増大する方法であって、該方法
は、 イ）．各ピクセルについてビデオデータをデジタル化
し、 ロ）．前記データを変換し、 ハ）．時間をかけて前記変換動作を変えて平均変換デー
タ値が所望するデータ値の近似値となるようにする、こ
とからなる、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３２】（３）．第２項記載の方法であって、前記
変換が信号もしくはディスプレイの非線形性を補償する
ように実施される、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３３】（４）．第２項記載の方法であって、前記
変換がひとつ以上の変換ルックアップテーブルにより実
施される、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３４】（５）．第２項記載の方法であって、前記
変換が４つの変換ルックアップテーブルにより実施され
る、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３５】（６）．第２項記載の方法であって、前記
変換がピクセルレートで変えられる、ダイナミックレン
ジ増大方法。
【００３６】（７）．第２項記載の方法であって、前記
変換がビデオシーンの動き特性に依存するレートで変え
られる、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３７】（８）．第２項記載の方法であって、前記
変換が異なる変換ルックアップテーブルを選定すること
により変えられる、ダイナミックレンジ増大方法。
【００３８】（９）．第２項記載の方法であって、前記
データが各ピクセルに対する輝度データである、ダイナ
ミックレンジ増大方法。
【００３９】（１０）．第２項記載の方法であって、前
記データが各ピクセルに対するカラーデータである、ダ
イナミックレンジ増大方法。
【００４０】（１１）．第２項記載の方法であって、前
記変換により線形輝度応答機能を有するディスプレイが
補償され、前記変換は４つの変換ルックアップテーブル
を使用して実施され各ピクセル輝度語についてアクティ
ブルックアップテーブルがランダムに選定される、ダイ
ナミックレンジ増大方法。
【００４１】（１２）．第２項記載の方法であって、前
記変換にはスーパーピクセルの形成が含まれ、前記スー
パーピクセルの形成は２つ以上の変換ルックアップテー
ブルにより決定され各データ語についてアクティブ変換
ルックアップテーブルがランダムに選定される、ダイナ
ミックレンジ増大方法。
【００４２】（１３）．デジタルデータ変換システムで
あって、該システムは、 イ）．入力データ信号を出力データ信号へ変換する２個
以上のデータ変換器と ロ）．変換器を選定するシーケンサーと、 ハ）．１個の変換器をアクティブ変換器として選定する
前記シーケンサーと前記データ変換器間の信号と、を含
む、デジタルデータ変換システム。
【００４３】（１４）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記データ変換器がメモリルックアップテーブルで
ある、デジタルデータ変換システム。
【００４４】（１５）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがカウンターである、デジタルデ
ータ変換システム。
【００４５】（１６）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーが乱数発生器である、デジタルデ
ータ変換システム。
【００４６】（１７）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがビデオデータの各フレームに新
しいアクティブデータ変換器を選定する、デジタルデー
タ変換システム。
【００４７】（１８）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがビデオデータの各ラインに新し
いアクティブデータ変換器を選定する、デジタルデータ
変換システム。
【００４８】（１９）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記シーケンサーがビデオデータの各ピクセルに新
しいアクティブデータ変換器を選定する、デジタルデー
タ変換システム。
【００４９】（２０）．第１３項記載のシステムであっ
て、前記データ変換器が線形輝度応答機能を有するディ
スプレイを補償し、前記データ変換器が４つのメモリル
ックアップテーブルを有し前記シーケンサーにより各ピ
クセル輝度語に対してアクティプ変換ルックアップテー
ブルがランダムに選定される、デジタルデータ変換シス
テム。
【００５０】（２１）．データ語４８の値が時間をかけ
てディザー化されてデータ語４８の平均値が同じ解像度
の一つのデータ語によるものよりも正確に所望値を近似
するようにされるデジタル信号変換方法。３つの非排他
的実施例が多数のメモリルックアップテーブル５８を使
用して変換機能を実施するように教示される。一実施例
ではカウンター６０を使用して各変換についてルックア
ップテーブルが逐次選定される。第２の実施例ではラン
ダム手段を使用して現在のルックアップテーブルが選定
される。第３の実施例では空間ディザーリング技術に時
相ディザーリングを適用してスーパーピクセルをディザ
ー化しディスプレイが表示可能な強度レベル数が増加さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】陰極線管、可変形ミラーデバイス等の線形ディ
スプレイ、及びテレビジョン放送に対する代表的な光度
伝達関数のグラフ。
【図２】量子化エラーを示す代表的なＣＲＴ伝達関数グ
ラフの低輝度部分のグラフ。
【図３】代表的なデジタルディスプレイシステムの略
図。
【図４】データ変換システムの第１の実施例の略図。
【図５】４つのサンプル変換曲線のグラフ。
【図６】代表的な合成変換曲線のグラフ。
【図７】データ変換システムの第２の実施例の略図
【図８】従来技術からのスーパーピクセルルックアップ
テーブルの代表的な実施例。
【図９】データ変換システムの第３の実施例の略図。
【図１０】本発明によるスーパーピクセルルックアップ
テーブルの一実施例。
【符号の説明】 ４２ デジタイザー ４６ データ補償回路 ５０ ディスプレイ ５２ タイミング及びコントロール回路 ５８，８６ 変換ルックアップテーブル ６０，８８ カウンター ７８，９０ 乱数発生器 ８２ スーパーピクセル変換ルックアップテーブル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デジタル信号変換方法であって、データ
    語の値が時間をかけてディザー化され前記データ語の平
    均値が前記データ語の所望値を近似するようにされる、
    デジタル信号変換方法。
  2. 【請求項２】 デジタルデータ変換システムであって、
    該システムは、 イ）．入力データ信号を出力データ信号へ変換する２個
    以上のデータ変換器と、 ロ）．変換器を選定するシーケンサーと、 ハ）．１個の変換器をアクティブ変換器として選定する
    前記シーケンサーと前記データ変換器間の信号と、 を含む、デジタルデータ変換システム。
JP6332785A 1993-12-02 1994-12-02 デジタル信号変換方法及びデジタルデータ変換システム Pending JPH07231416A (ja)

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