JPH10210499A - Yuv−rgbデジタル変換回路並びにそれを用いた画像表示装置及び電子機器 - Google Patents
Yuv−rgbデジタル変換回路並びにそれを用いた画像表示装置及び電子機器Info
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Abstract
GBデジタル変換回路を提供する。 【解決手段】 デジタル輝度信号Yとデジタル色差信号
U,Vを、デジタル色信号R,G,Bに変換するYUV
−RGB変換回路のYV−R変換回路は、R=Y+(V
−128)×1.371の係数1.371を、2-n(nは自然数)の有
限数の項に近似展開してR信号を演算する。YV−R変
換回路は、入力信号をビットシフトさせて、入力信号×
2-k(kは、k≦nとなる自然数)を出力する複数のビ
ットシフト回路42,46,50,52,56を有する。また、乗数k
の値が異なる2組の入力信号×2-kの項の加算を実施する
複数の加算器44,48,54,58,60,62を有する。この加算器
のうち、一乗差となる複数組の加算を、一つの加算器44
で共用する。また、複数の加算器は、複数の2-nの項の
うち値が小さい項と対応する項同士の加算を優先して行
うように接続され、前段の加算器の出力をビットシフト
回路にてビットシフトさせた時に、次段の加算器での加
算以降に足される相手が無い下位ビットを脱落させなが
ら複数回の加算を実施する。
Description
Yとデジタル色差信号U,Vを、デジタル色信号R,
G,Bに変換するYUV−RGBデジタル変換回路と、
それを用いた画像表示装置と、その画像表示装置を用い
た電子機器に関する。
とえばプロジェクタを例に挙げれば、このプロジェクタ
の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶を封入した液晶
パネルと、入力されたRGB信号に対して、液晶パネル
の駆動に適した例えばガンマ補正、極性反転等の信号処
理を実施する信号処理回路と、この信号処理回路の出力
に基づいて液晶パネルを駆動する駆動回路と、を有す
る。
ら、信号処理回路をIC化する必要があり、従って、液
晶表示装置の信号処理回路には、デジタルのRGB信号
を供給する必要がある。
は、プロジェクタ本体のコントロールボードより出力さ
れる。このコントロールボードには、輝度信号Y及び色
差信号U,VをRGB信号に変換するYUV−RGB変
換回路が設けられる。ここで、コントロールボードでは
RGB信号に各種処理を施す必要があり、この処理をV
RAMなどのメモリを用いるので、コントロールボード
での信号処理はデジタル処理が適しており、YUV−R
GB変換回路でのYUV−RGB変換をデジタルにて行
うと効率がよい。
ビット(=256階調)とすると、下記の関係にある。
256階調の中間値であり、フル階調の数によって異な
る。このように、色差信号U,Vからフル階調値の中間
値を減算する理由は、式(1)〜(3)に示す各係数
が、フル階調値の中間値の時を0として正、負となる色
差信号に乗算される必要があるからである。
8)に乗算される係数は、それぞれ1.371、0.3
37、0.698、1.733のように小数を含んでい
る。
には、この小数を2-n(nは自然数)の和に展開して演
算する方法が知られている。例えば(V−128)×
0.5=(V−128)×2-1は、(V−128)のデ
ジタル値を1ビットだけ下位にシフトすれば求められ、
同様にして、(V−128)×2-nはnビットだけ下位
にシフトすることで、各乗数(−n)毎に容易に演算す
ることができる。
下記の通りとなる。
-9+2-10+2-11+2-12+2-13+2-16+… 0.337≒2-2+2-4+2-6+2-7+2-10+2-14+
2-16+2-17+2-19+2-24+2-25+… 0.698≒2-1+2-3+2-4+2-7+2-9+2-11+
2-12+2-19+2-25+2-26+2-30+… 1.733≒20+2-1+2-3+2-4+2-5+2-7+2
-8+2-9+2-11+2-14+2-16+2-17+…
を有限とする限り、近似したものしか使用できない。こ
こで、この係数を多項にわたって展開すれば、より正確
な値を用いることができるが、回路規模が大きくなって
しまう。一方、回路規模を小さくしようとして展開数を
少なくし過ぎれば、演算誤差がより大きくなる。このよ
うに、係数の展開数は、回路規模の観点と演算誤差の観
点との双方を考慮して決定する必要がある。
模について考察すると、例えば上述の(1)式にて係数
1.371を7項まで展開して近似するものとした場
合、これらの各項を順番に加算すると6つの加算器が必
要となり、回路規模も増大する。また、例えばデータを
8ビットとすると、最上位の20の項は整数部のみで8
ビット要し、最下位の2-8の項では小数部のみで8ビッ
ト要し、演算過程では整数部及び小数部のトータルで1
6ビット要し、これによっても回路規模は増大してしま
う。
ジタルYUV信号からデジタルRGB信号に変換するた
めの各変換部において、デジタル色差信号に乗算される
小数を含む係数が2-nの有限数の項に近似展開され、そ
の各項同士を加算するための加算器の数を少なくして回
路規模を縮小することができるYUV−RGBデジタル
変換回路並びにそれを用いた画像表示装置及び電子機器
を提供することにある。
算する演算過程において、不要なビットを切り捨てるこ
とで回路規模を縮小することができるYUV−RGBデ
ジタル変換回路並びにそれを用いた画像表示装置及び電
子機器を提供することにある。
規格外の入力値があっても、表示が反転することのない
RGB信号を出力することができるYUV−RGBデジ
タル変換回路並びにそれを用いた画像表示装置及び電子
機器を提供することにある。
タル輝度信号Yとデジタル色差信号U,Vを、デジタル
色信号R,G,Bに変換するYUV−RGBデジタル変
換回路において、デジタル輝度信号Yとデジタル色差信
号Vから色信号Rに変換するYV−R変換部と、デジタ
ル輝度信号Yとデジタル色差信号U,Vから色信号Gに
変換するYUV−G変換部と、デジタル輝度信号Yとデ
ジタル色差信号Uから色信号Bに変換するYU−B変換
部と、を有し、各変換部は、デジタル色差信号に乗算さ
れる小数を含む係数が2-n(nは自然数)の有限数の項
に近似展開された各項同士を加算するために、入力信号
をビットシフトさせて、入力信号×2-k(kは、k≦n
となる自然数)を出力し、1又は複数回のビットシフト
により各々の2-nの項を演算する各段に設けられたの複
数のビットシフト回路と、乗数kの値が異なる2組の入
力信号×2-kの項の加算を実施する各段に設けられた複
数の加算器と、を有し、加算される2組の項の各乗数k
の差が同じとなる組合せの加算を、一つの加算器で共用
したことを特徴とする。
よりR信号に変換するに際して、例えばV×(20+2
-2+2-4+2-5+2-6+2-7+2-8)が演算されるが、
このうち、例えば2-7+2-8、2-5+2-6は共に一乗差
の加算である。そこでまず、V×2-1を1段目のビット
シフト回路を用いて得た後、各々の乗数kの差が一乗差
となるV×2-1とV×20との加算を行う。このV(20
+2-1)を、ビットシフト回路で下位側に5ビットシフ
トすれば2-5+2-6が得られ、他のビットシフト回路に
て下位側に7ビットシフトすれば2-7+2-8が得られ
る。このように、一つの加算器を乗数差の等しい項の加
算に共用できるため、回路規模を縮小できる。
記複数の加算器は、複数の2-nの項のうち値が小さい項
と対応する項同士の加算を優先して行うように多段に接
続され、前段の加算器の出力を前記ビットシフト回路に
てビットシフトさせた時に、次段の加算器での加算以降
に足される相手が無い下位ビットを脱落させながら複数
回の加算を実施することを特徴とする。
タの桁への桁上がりに無関係な桁を、演算の途中にて切
り捨てることができるため、演算ビット数が低減し、回
路規模を縮小することができる。
て、YUV−G変換部は、色差信号U×2-i(iはi≦
nとなる自然数)の項と色差信号V×2-j(jはj≦n
となる自然数)の項との2組の項を加算する複数の加算
器を有し、2組の項の各乗数の差(i−j)が同じ組合
せの加算を、一つの加算器にて共用したことを特徴とす
る。
U,Vが用いられ、色差信号U同士の例えば一乗差の項
を加算する加算器と、色差信号V同士の一乗差の項を加
算する加算器とは、入力されるデータがU,Vと異なる
ため、この場合には加算器を共用できない。請求項3の
発明のように構成すれば、色差信号U×2-iと色差信号
V×2-jとは一つの加算器に共通して入力させることが
できるため、加算器の数が減って回路規模が縮小する。
れかにおいて、最終段の加算器からは、所定ビットの加
算出力と共に桁上がり信号とが出力され、前記最終段の
加算器の出力を入力し、前記桁上がり信号に基づいて前
記所定ビットの加算出力を強制的にオール1とする輝度
制限回路をさらに設けたことを特徴とする。
の最大値を超える規格外の値が出力される場合でも、輝
度制限回路により強制的に最大値に修正でき、画質を向
上させることができる。
変換部は、色差信号U又はVから所定の階調値を減算す
る演算器を有し、最終段の加算器からは、所定ビットの
加算出力及び桁上がり信号と共に、前記演算器の出力が
マイナスであったことを示すマイナス符号信号が出力さ
れ、前記輝度制限回路は、前記マイナス符号信号に基づ
いて前記所定ビットの加算出力を強制的にオール0とす
ることを特徴とするYUV−RGBデジタル変換回路。
より最終段の加算器の出力がマイナスの値となっても、
輝度制限回路により最小輝度の値に強制的に修正される
ので、画質を向上させることができる。
れかにおいて、デジタル色差信号に乗算される係数が2
-nの複数の項に近似展開された総展開数は、RGBの各
信号のSN比が60dB以上となる有限数に設定される
ことを特徴とする。
しても、SN比が60dB以上の精度を得ることがで
き、デジタルにてYUV−RGB変換を実施しながら、
所定以上の画質をの画像を再生することができる。
のいずれかに記載のYUV−RGBデジタル変換回路を
含む画像表示装置及び電子機器を定義している。
照して具体的に説明する。
例にかかる例えばプロジェクタ等の電子機器の液晶表示
にかかる構成部分のブロック図を示している。図1にお
いて、電子機器のコントロールボード10には、コンポ
ジットビデオ信号を入力してアナログ−デジタル変換す
るアナログ−デジタル変換器(ADC)12を有する。
ADC12の後段には、デジタルクロマ回路14が設け
られている。このデジタルクロマ回路14は、デジタル
化されたビデオ信号より、輝度信号Yと時分割の複合信
号であるU/V信号とを分離するものである。デジタル
クロマ回路14の出力を図17に示す。図17に示す数
値は画素番号を示し、輝度信号Yは、1画素あたり8ビ
ットの情報を持つ。一方色差信号の複合信号U/Vは、
隣接する2画素でU信号とV信号とは同じ信号が共用さ
れ、2画素あたりにU,V共それぞれ8ビットの情報を
持つ。
V−RGB変換回路16は、YUV信号をRGB信号に
変換するもので、図2に示すように、輝度信号Yを遅延
させる遅延回路16Aと、時分割の複合信号であるU/
V信号をパラレルなU信号及びV信号に分離するU/V
分離回路16Bとを有する。遅延回路16Aから出力さ
れるY信号と、U/V分離回路16Bから出力されるU
信号及びV信号は、図17に示すように並列に出力され
る。
は、図2に示す通り、YV−R変換回路16Cと、YU
V−G変換回路16Dと、YU−B変換回路16Eとを
有するが、その詳細は後述する。
グPC(パーソナルコンピュータ)信号を入力するAD
C18が設けられ、このADC18はアナログのRGB
信号をデジタルに変換して出力する。
8からデジタルRGB信号を入力するグラフィックコン
トローラ20は、グラフィック表示のための種々のデジ
タル処理を実施する。このために、グラフィックコント
ローラ20はVRAMを有し、デジタルRGB信号をV
RAMに格納して各種処理を実施する。例えば、ADC
12を介して入力されたビデオ信号がCRT用のガンマ
補正がかけられているため、これを元に戻すガンマ補正
処理がグラフィックコントローラ20で実施される。さ
らには、飛び越し走査のための処理がグラフィックコン
トローラ20にて実施される。
は、図1に示すLCD30を駆動コントロールするLC
Dコントローラ32に供給される。このLCDコントロ
ーラ32でも、RGB信号に対してデジタル処理が実施
され。例えば、このLCDコントローラ32では、LC
D30の印加電圧−透過率特性に応じたガンマ補正処
理、極性反転駆動のための信号反転処理、駆動周波数を
下げるための信号処理、さらにはアンプのばらつきを画
像上にて見え難くするための信号処理などが実施され
る。
用いない単純マトリックス液晶表示パネル、TFTで代
表される三端子スイッチング素子あるいはMIMにて代
表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブマ
トリックス液晶表示パネル、強誘電液晶表示パネルな
ど、種々のタイプの液晶パネルを用いることができる。
RGB変換回路16について、図3以降を参照して説明
する。
数について)YUV−RGB変換回路16は、上述した
式(1)〜(3)に基づいて、それぞれRGBの各色信
号を演算して出力するものであるが、色差信号に乗算さ
れる係数の2-nの展開数についてまず検討する。
項である2-nのnをどこまで持つかで、その近似された
係数に基づき演算回路を設計した場合の各色RGBのS
N比を計算することができ、展開数とSN比との関係
を、下記の表1に示す。
い場合ほど演算精度は低下し、この演算精度の低下に起
因してノイズが増えるため、SN比は低下する。なお、
上記表1において、nの数が変わったにも拘わらずSN
比が変化していないのは、nの上限におさまりかつ誤差
をより小さくするような項が存在しないからである。
N比が60[dB]以上あれば、液晶表示上の画質に問
題ないことが分かり、現在のレーザディスクのSN比が
40[dB]であることを考えると、このことの妥当性
が裏付けられる。ここで、本実施例では、このYUV−
RGB変換回路16をICで構成し、このYUV−RG
B変換ICが将来的に長く使用されることを考慮して、
回路のSN比の下限を70[dB]に設定した。この場
合の、各係数の展開は下記の式(4)〜(7)の通りで
ある。
しては、上記の表1を考慮して決定することができる。
に、上記(1)の演算式及び(4)の展開式に従って、
輝度信号Y及び色差信号VをR信号に変換する回路を例
に挙げて、本発明の変換回路の構築の手法について説明
する。
-nが乗算される(V−128)が8ビットとされ、その
乗算した結果の各項のビットの広がり示している。
(4)式を(1)式の(V−128)に乗算した結果の
最終出力が、図3中の20〜27の桁に存在する8ビット
であり、それ以外の桁は、式(4)の加算途中において
20〜27の桁まで桁上がされるものだけを考慮すれば良
いことである。
無い項は、演算過程において無視すしても演算精度は確
保され、しかも演算途中のビット数を低減することで回
路規模を縮小することができる。
な上位の項から順次加算するとすれば、2-1以下の桁
は、最後の演算まで20以上の桁に桁上がりする可能性
があり、これでは演算途中での下位側ビットを省略する
ことはできず、回路規模は縮小されない。
うち、値の小さな下位の項から優先して加算することと
した。
項+2-7の項をまず加算する場合を考察すると、2-8の
項の最下位ビットである2-8の桁は、今後も一切加算さ
れる相手がなく、桁上がりに無関係な演算上不要な桁で
あることが分かる。また、2-8の項+2-7の項の演算が
終了した後は、その演算結果のうちの2-7の桁も、今後
は一切加算される相手がなく、桁上がりに無関係な演算
上不要な桁であることが分かる。
小さな下位の項から優先して加算することにより、演算
上無駄な下位側の桁を切り捨てることができ、加算器の
ビット数が少なくて済むため、これにより回路規模を縮
小することができる。
ついて考察する。図3に示す7項のうち、値の小さな下
位の項から順番に加算するとすれば、6つの加算器が必
要となる。
ト×2-kの演算は、その8ビットデータを下位側にkビ
ットシフトするビットシフト回路にて実現できることは
上述した通りである。
-nの乗数(−n)の差が同じとなる加算の組合せが、複
数組存在することに着目した。例えば、乗数(−n)の
差が一乗差となる加算の組合せとして、(2-8の項+2
-7の項)の組合せと、(2-6の項+2-5の項)の組合せ
との2組存在する。
28)が1ビットシフト回路を通過する前後の2入力と
すれば、この加算器は(V−128)×(20+2-1)
を出力できる。この加算器の出力を、下位側に7ビット
シフトすれば、(2-8の項+2-7の項)の演算結果が得
られ、下位側に5ビットシフトすれば、(2-6の項+2
-5の項)が得られる。
(−n)の差が同じであれば、nの値に拘わらず共用で
きるのであり、以下の実施例では、この手法により加算
器の数を低減している。
築原理に従って作成されたYUV−RGB変換回路は、
上述の式(1)〜(3)のとおり3つの変換回路を含む
が、その一例を、図4に示すYV−R変換回路を例に挙
げて説明する。
8ビットの輝度信号Y及び色差信号Vである。色差信号
Vは(V−128)演算部40に入力し、V−128の
演算が実施される。この演算は、デジタル値の特性上、
8ビット色差信号Vの最上位ビットを反転させるだけで
実施できる。この値を、図5に示す通りAで示す。この
8ビットデータAは、−128〜0〜+127の正又は
負の値となり、データ自体は8ビットで表現できる。こ
こで、データAは正の値の最大値が127であるため、
データAが正であれば、27のビットは必ず“0”であ
る。データAが負の時は、例えばA=−1のときは、2
0〜27の各ビットがオール1となり、A=−2の時には
20のビットのみが“0”となるように表される。従っ
て、データAが負の時には、27のビットが必ず“1と
なる。このように、本実施例では、データAの最上位ビ
ットの値を、図5に示すように符号ビットとし、このこ
とを利用して、後述するクリッピング回路64にて符号
に基づく階調制限処理を実施している。なお、データA
の情報は上記のものに限らず、例えばA=−128のと
き20〜27の各ビットをオール0とし、A=+127の
とき20〜27の各ビットをオール1とし、データAが正
の時には27のビットは必ず“1”となり、データAが
負の時には27のビットは必ず“0”となるようにして
もよい。
を下記の式(8)の通り、第1項から第4項に分けて実
施している。
8)×(2-7+2-8)]+[(V−128)×(2-5+
2-6)]の演算を実施するために、第1段目に1ビット
シフト回路42、第2段目に一乗差加算器44、第3段
目に加算器46、第4段目に加算器48、第5段目に5
ビットシフト回路50を設けている。
(−n)の差が一乗差であり、この2組の演算に一乗差
加算器44を兼用している。この第1項+第2項の演算
を図4及び図5を参照して説明する。なお、上述したデ
ータAを1ビットシフト回路42を通過させることで、
図5に示すように、データAが下位側に1ビットシフト
されたデータBを得る。この1ビットシフトの際に、デ
ータAの最上位の符号ビットの値をデータBの27のビ
ットに付加して、符号拡張を行う。したがって、データ
Bは9ビットとなる(図5参照)。なお、以降のkビッ
トシフトの際にも、ビットシフト後のデータの上位側の
k個の桁には、ビットシフト前の最上位ビットの符号ビ
ットが付加される符号拡張が実施される。
の出力Cとして、(V−128)×(20+2-1)が得
られる。このA+Bの演算を含めて全ての加算演算は、
同一桁のビット値同士(桁上がりビット及び符号ビット
の桁も含む)を桁上がりを考慮して加算して実施し、同
一桁にデータがない場合(A+Bの場合の2-1の桁)に
はOを加算する。
タ部分の最下位桁が2-1でデータ部分の最上位桁は26
となる8ビットデータとなる。この加算時には桁上がり
が生じるので、27の桁が桁上がりビットとなり、デー
タCの28の桁が符号ビットとなり、トータル10ビッ
トとなる。
にて下位側に2ビットシフトされて、データD=(V−
128)×(2-2+2-3)が得られる。このデータD
は、図5に示すとおり、データ部分の最下位桁が2-3で
データ部分の最上位桁は24となる8ビットデータに加
えて、25の桁が桁上がりビットとなり、26〜28の3
ビットが符号拡張されて符号ビットとなり、トータル1
2ビットである。
てデータCと加算されることになるが、この加算時以降
を含めて、データDの下位2桁の2-3と2-2の桁のデー
タは、加算される相手が存在しない。したがって、デー
タDの下位2桁のデータは、図5に示す通り切り捨てる
ことができる。
C+D=E=(V−128)×(20+2-1+2-2+2
-3)は、図5に示す通り、データCと同様にデータ部分
は8ビットとなり、この場合には27及び28の2桁が桁
上がりビットとして必要となり、29の桁が符号ビット
となる。
にて、下位側に5ビットシフトされ、データFが得られ
る。このデータFは、データ部分の最下位桁が2-6でデ
ータ部分の最上位桁は21となる8ビットデータに加え
て、22及び23の2桁が桁上がりビットとなり、24 〜
29 の5桁が符号拡張されて符号ビットとなり、トータ
ル16ビットである。ところでこのデータFは、後述す
る加算器62にて他のデータと加算されることになる
が、この加算時以降を含めて、データFの下位2桁の2
-6と2-5の桁のデータは、加算される相手が存在しな
い。したがって、データFの下位2桁のデータは、図5
に示す通り切り捨てることができ、この結果、データF
はトータル14ビットとなる。
の演算について説明する。第3項のの演算を実施する回
路として、図4の通り、1段目の2ビットシフト回路5
2、2段目の二乗差加算器54、3段目の2ビットシフ
ト回路56が設けられている。
58が設けられている。そして、第3項+第4項の加算
を実施するために、加算器60が設けられている。
(V−128)演算部40の出力Aと輝度信号Yとが0
乗差加算器58に入力され、その出力=Y+(V−12
8)×20として、図5に示すデータGが得られる。こ
のデータGは、データ部分の最下位桁が20でデータ部
分の最上位桁は27となる8ビットデータに加えて、28
の桁が桁上がりビットとなり、29の桁が符号ビットと
なり、トータル10ビットである。
まず、(V−128)演算部40からのデータAが、2
ビットシフト回路52にて下位側に2ビットシフトされ
て、図5に示すデータHが得られる。このデータHは、
データ部分の最下位桁が2-2でデータ部分の最上位桁は
24となる7ビットデータに加えて、25〜27の桁が符
号拡張されて符号ビットとなり、トータル10ビットで
ある。二乗差加算器54は、このデータHとデータAと
を加算し、A+H=(V−128)×(20+2-2)と
して、図5に示すデータIを得る。このデータIは、デ
ータの最下位桁が2-2でデータの最上位桁は26となる
9ビットデータを有し、27の桁が桁上がりビットとな
り、28の桁が符号ビットとなり、トータル11ビット
である。このデータIは、さらに2ビットシフト回路5
6により下位側に2ビットシフトされて、データJとな
る。従って、このデータJは、データ部分の最下位桁が
2-4でデータ部分の最上位桁は24となる9ビットデー
タに加えて、25が桁上がりビットとなり、26〜28が
符号拡張されて符号ビットとなり、トータル13ビット
である。
0の出力として、図5に示す通りデータKが得られる。
このデータKは、データの最下位桁が2-4でデータの最
上位桁は27となる12ビットデータに加えて、28の桁
が桁上がりビットとなり、29の桁が符号ビットとな
り、トータル14ビットである。なお、データKでは、
29以上のビットの桁上がりはデータとして不要である
ので、29の桁に桁上がりデータを設ける必要はない。
第4項の演算を実施する最終段の加算器62の出力とし
て、図5に示す通りデータLが得られる。この最終出力
のデータ部分は8ビットでよいので、図5の通り下位4
ビットは切り捨てられ、20〜27のデータ部分に加え
て、28の桁が桁上がりビットとなり、29の桁が符号ビ
ットとなる。
は、8ビットの出力データLの最小値は0(8ビット全
て0)で最大値は255(8ビット全て1)となる。た
だし、規格外の入力があった場合には、例えば出力デー
タLの値が256(8ビットのデータ全て0)となる場
合があり、この場合の誤動作に備えてデータLは桁上が
りビットを有している。また、他の例として、例えば出
力データL=−1(8ビットのデータ全て1)となる場
合があり、この場合の誤動作に備えてデータLは符号ビ
ットを有している。
とおり、最終段の加算器62の後段には、輝度制限回路
として機能するクリッピング回路64が設けられてい
る。このクリッピング回路64の機能は2つあり、その
一つは、上述の通り符号ビットがマイナスを示した場合
の誤動作を解消するものである。このときには、データ
Lを“0”とみなして良いため、データLの20〜27の
各桁の8ビット全てを強制的に“0”にしている。
は、データLに桁上がりがあった場合の誤動作を解消す
るものである。このときには、データLは“255”と
みなして良いため、データLの20〜27の各桁のデータ
8ビット全てを強制的に“1”にしている。
示す。同図に示すように、符号ビットが“1”である
と、インバータを介して8つのアンドゲートに“0”が
入力されるので、8ビットの各桁の出力は強制的に
“0”とされる。ここで、符号ビットが“0”である場
合には、アンドゲートの一方の入力端には常に“1”が
入力されるので、桁上がりビットが“0”である限り、
出力データLの8ビットがそのままオアゲート及びアン
ドゲートを介して出力される。一方、桁上がりビットが
“1”となった場合には、オア回路を介して全てのアン
ドゲートの他方の入力端に“1”が入力されるので、8
ビットの各桁の出力は強制的に“1”とされる。
て)図7(A)は、YV−R変換回路の変形例を模式的
に示している。図7(A)は図4の実施例とは異なり、
二乗差の加算器72を、[(V−128)×(2-2+2
-4)]と、[(V−128)×(2-5+2-7)]と、
[(V−128)×(2-6+2-8)]の3種の二乗差の
加算に共用した例を示している。
8に、図8中の信号A〜Jを図9に示す。なお、図9に
示す符号ビットと桁上がりビットは、図4,図5の実施
例と同様である。図8及び図9において、(V−12
8)演算部40からの出力データAは図4と同じであ
り、2ビットシフト回路7Oの出力データBは、 B=(V−128)×2-2 となる。その後段の二乗差加算器72からの出力データ
Cは、 C=(V−128)×(20+2-2) となる。さらにその後段の1ビットシフト回路76から
の出力データDは、 D=(V−128)×(2-1+2-3) となる。さらにその後段の加算器78からの出力データ
Eは、 E=(V−128)×(20+2-1+2-2+2-3) となる。さらにその後段の3ビットシフト回路80から
の出力データFは、 F=(V−128)×(2-3+2-4+2-5+2-6) となる。
ータCは、他方のデータFが加算器78を経て得られる
時間分だけ遅延させる必要があり、遅延回路82にて遅
延され同期がとられる。加算器84の出力データGは、 G=(V−128)×(20+2-2+2-3+2-4+2-5
+2-6) となる。その後段の2ビットシフト回路86からの出力
データHは、 H=(V−128)×(2-2+2-4+2-5+2-6+2-7
+2-8) となる。
Iは、 I=Y+(V−128) となり、これが遅延回路90にて遅延されて、2ビット
シフト回路86からの出力データHと同期がとられて、
最終段の加算器92に入力される。そして、この最終段
の加算器92からの出力データJとして、 J=Y+(V−128)×(20+2-2+2-4+2-5+
2-6+2-7+2-8) が得られ、図4,図5の実施例と同じ結果が得られる。
この出力データJは、図6に示すクリッピング回路64
に供給される。
7(B)は、YU−B変換回路を模式的に示している。
図7(B)のYU−B変換回路の詳細を図10に示す。
なお、図10に示す各データも、上述の実施例同様に、
符号ビットと桁上がりビットを有しているが、その詳細
は省略する。図10の実施例では、一乗差の3種類の演
算に、一乗差加算器102を兼用している。
1からの出力データAは図4、図8と同じであり、1ビ
ットシフト回路10Oの出力データBは、 B=(U−128)×2-1 となる。その後段の一乗差加算器102からの出力デー
タCは、 C=(U−128)×(20+2-1) となる。さらにその後段の3ビットシフト回路104か
らの出力データDは、 D=(U−128)×(2-3+2-4) となる。さらにその後段の加算器106からの出力デー
タEは、 E=(U−128)×(20+2-1+2-3+2-4) となる。
力データAは、2ビットシフト回路108にも入力さ
れ、その出力データFは、 F=(U−128)×2-2 となる。その後段の二乗差加算器110からの出力デー
タGは、 G=(U−128)×(20+2-2) となる。その後段の加算器112には、データD,Gが
入力され、その出力データHとして、 H=(U−128)×(20+2-2+2-3+2-4) となる。さらにその後段の5ビットシフト回路114の
出力データIとして、 I=(U−128)×(2-5+2-7+2-8+2-9) が得られる。データH,Iが入力される加算器116の
出力データJは、 J=(U−128)×(20+2-1+2-3+2-4+2-5
+2-7+2-8+2-9) となる。
遅延されて、データJと同期がとられて最終段の加算器
120に入力され、その出力データKとして、 K=Y+(U−128)×(20+2-1+2-3+2-4+
2-5+2-7+2-8+2-9) が得られ、式(7)と同じ結果が得られる。この出力デ
ータKは、図6に示すクリッピング回路64に供給され
る。
図7(C)は、YUV−G変換回路の一例を模式的に示
している。図7(C)の例では、一乗差加算器を3種類
の一乗差の項の加算に兼用している。ここで、上述の実
施例と異なる点は、色差信号U×2-iと色差信号V×2
-jとの加算にあたり、各乗数の差(i−j)が同じ(本
例の場合一乗差)となる組合せに、加算器を共用してい
る点である。本実施例の場合には、色差信号U同士の一
乗差の項を加算する加算器と、色差信号V同士の一乗差
の項を加算する加算器とは、入力されるデータがU,V
と異なるため、この場合には加算器を共用できないから
である。
す。図11において、(V−128)演算部40の出力
データAは、2ビットシフト回路204及び0乗差加算
器212に入力され、(U−128)演算部41の出力
データBは、1ビットシフト回路202及び0乗差加算
器212に入力される。
から説明すると、データBが入力される1ビットシフト
回路202からの出力データCは、 C=(U−128)×2-1 となる。データAが入力される2ビットシフト回路20
4の出力データDは、 D=(V−128)×2-2 となり、データC,Dが入力される一乗差加算器210
からの出力データEは、 E=(U−128)×2-1+(V−128)×2-2 となる。このデータEは2ビットシフト回路216に
て、下位側に2ビットシフトされて、その出力データF
として、 F=(U−128)×2-3+(V−128)×2-4 が得られる。さらに、データE,Fが入力される加算器
224からの出力データGとして、 G=(U−128)×(2-1+2-3)+(V−128)
×(2-2+2-4) が得られる。
ついて説明すると、データA,Bが入力される0乗差加
算器212からの出力データHとして、 H=(U−128)+(V−128) が得られる。このデータGは7ビットシフト回路220
により下位側に7ビットシフトされて、その出力データ
Iとして、 I=(U−128)×2-7+(V−128)×2-7 が得られる。一方、一乗差加算器210からの出力デー
タDは8ビットシフト回路218にも入力され、その出
力データJとして、 J=(U−128)×2-9+(V−128)×2-10 が得られる。
26からの出力データKとして、 K=(U−128)×(2-7+2-9)+(V−128)
×(2-7+2-10) が得られる。
算について説明すると、データB,Dが入力される二乗
差加算器214からの出力データLとして、 L=(U−128)+(V−128)×2-2 が得られる。このデータLは4ビットシフト回路222
により下位側に4ビットシフトされて、その出力データ
Mとして、 M=(U−128)×2-4+(V−128)×2-6 が得られる。このデータMは遅延回路228により遅延
されて、データKと同期がとられて加算器230に入力
される。加算器230からの出力データNは、 N=(U−128)×(2-4+2-7+2-9)+(V−1
28)×(2-6+2-7+2-10) となる。さらに、加算器224からのデータGは遅延回
路232により遅延され、加算器230からのデータN
と共に加算器234に入力される。この加算器234か
らの出力データOは、 O=(U−128)×(2-1+2-3+2-4+2-7+
2-9)+(V−128)×(2-2+2-4+2-6+2-7+
2-10) となる。
され、8ビットのデータ部分及び桁上がりビット、符号
ビットから成る10ビットの全てのビットが反転され、
さらに最下位ビットに“1”が加えられ、データ反転処
理されたデータPが出力される。
より遅延されてデータPと同期がとられて、この信号Y
とデータPとが加算器24に入力される。データPは予
め反転処理されているので、信号YよりデータPが減算
され、この加算器240からの出力データQとして、 Q=Y−(U−128)×(2-1+2-3+2-4+2-7+
2-9)−(V−128)×(2-2+2-4+2-6+2-7+
2-10) が得られる。このデータQも、クリッピング回路64に
供給される点は、上述の各実施例と同様である。
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。
が、加算器の前段には例えばD型フリッフフロップにて
構成される、2入力の同期をとるための回路を挿入する
ことが好ましい。この場合、上述の実施例の通り、無駄
な下位ビットを切り捨てることで、ビット毎に必要なD
型フリッフフロップの数を減少でき、回路規模の縮小に
寄与できる。
される電子機器は、図12に示す表示情報出力源100
0、表示情報処理回路1002、表示駆動回路100
4、液晶パネルなどの表示パネル1006、クロック発
生回路1008及び電源回路1010を含んで構成され
る。表示情報出力源1000は、ROM、RAMなどの
メモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを
含んで構成され、クロック発生回路1008からのクロ
ックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力す
る。この表示情報出力源1000が、上述した各種実施
例のYUV−RGB変換回路を含んでいる。表示情報処
理回路1002は、クロック発生回路1008からのク
ロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表
示情報処理回路1002は、例えば増幅・極性反転回
路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路
あるいはクランプ回路等を含むことができる。表示駆動
回路1004は、走査側駆動回路及びデータ側駆動回路
を含んで構成され、液晶パネル1006を表示駆動す
る。電源回路1010は、上述の各回路に電力を供給す
る。
に示す液晶プロジェクタ、図14に示すマルチメディア
対応のパーソナルコンピュータ(PC)及びエンジニア
リング・ワークステーション(EWS)、図15に示す
ページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレ
ビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテー
プレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲー
ション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置な
どを挙げることができる。
液晶パネルをライトバルブとして用いた投写型プロジェ
クタであり、例えば3板プリズム方式の光学系を用いて
いる。 図13において、プロジェクタ1100では、
白色光源のランプユニット1102から射出された投写
光がライトガイド1104の内部で、複数のミラー11
06および2枚のダイクロイックミラー1108によっ
てR、G、Bの3原色に分けられ、それぞれの色の画像
を表示する3枚の液晶パネル1110R、1110Gお
よび1110Bに導かれる。そして、それぞれの液晶パ
ネル1110R、1110Gおよび1110Bによって
変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3
方向から入射される。ダイクロイックプリズム1112
では、レッドRおよびブルーBの光が90°曲げられ、
グリーンGの光が直進するので各色の画像が合成され、
投写レンズ1114を通してスクリーンなどにカラー画
像が投写される。
00は、キーボード1202を備えた本体部1204
と、液晶表示画面1206とを有する。
フレーム1302内に、液晶表示基板1304、バック
ライト1306aを備えたライトガイド1306、回路
基板1308、第1,第2のシールド板1310,13
12、2つの弾性導電体1314,1316、及びフィ
ルムキャリアテープ1318を有する。2つの弾性導電
体1314,1316及びフィルムキャリアテープ13
18は、液晶表示基板1304と回路基板1308とを
接続するものである。
透明基板1304a,1304bの間に液晶を封入した
もので、これにより少なくともドットマトリクス型の液
晶表示パネルが構成される。一方の透明基板に、図12
に示す駆動回路1004、あるいはこれに加えて表示情
報処理回路1002を形成することができる。液晶表示
基板1304に搭載されない回路は、液晶表示基板の外
付け回路とされ、図15の場合には回路基板1308に
搭載できる。
から、液晶表示基板1304以外に回路基板1308が
必要となるが、電子機器用の一部品として液晶表示装置
が使用される場合であって、透明基板に表示駆動回路な
どが搭載される場合には、その液晶表示装置の最小単位
は液晶表示基板1304である。あるいは、液晶表示基
板1304を筺体としての金属フレーム1302に固定
したものを、電子機器用の一部品である液晶表示装置と
して使用することもできる。さらに、バックライト式の
場合には、金属製フレーム1302内に、液晶表示基板
1304と、バックライト1306aを備えたライトガ
イド1306とを組み込んで、液晶表示装置を構成する
ことができる。これらに代えて、図16に示すように、
液晶表示基板1304を構成する2枚の透明基板130
4a,1304bの一方に、金属の導電膜が形成された
ポリイミドテープ1322にICチップ1324を実装
したTCP(Tape Carrier Packag
e)1320を接続して、電子機器用の一部品である液
晶表示装置として使用することもできる。
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。例えば、本発明は上述の各種の液晶パネル
の駆動に適用されるものに限らず、エレクトロルミネッ
センス、プラズマディスプレー装置等の他の画像表示装
置にも適用可能である。
液晶表示に必要な回路部を示すブロック図である。
とYUV−RGB変換回路のブロック図である。
8ビットの各項のビットの広がりを示す概略説明図であ
る。
クである。
ための概略説明図である。
示す回路図である。
B変換及びYUV−G変換の手法を模式的に示す模式図
である。
れたYV−R変換回路のブロック図である。
ための概略説明図である。
計されたYU−B変換回路のブロック図である。
計されたYUV−G変換回路のブロック図である。
タの概略説明図である。
コンピュータの外観図である。
分解斜視図である。
の一例を示す概略斜視図である。
タイミングチャートである。
6 2ビットシフト回路 48,60,62,78,84,92,106,112
加算器 50,114 5ビットシフト回路 54,72,110,214 二乗差加算器 58,88,212 0乗差加算器 64 クリッピング回路(輝度制限回路) 80,104 3ビットシフト回路 82,90,118,228,232,236 遅延回
路 116,120,224,226,230,234,2
40 加算器 218 8ビットシフト回路 220 7ビットシフト回路 222 4ビットシフト回路 238 符号反転回路
Claims (9)
- 【請求項1】 デジタル輝度信号Yとデジタル色差信号
U,Vを、デジタル色信号R,G,Bに変換するYUV
−RGBデジタル変換回路において、 デジタル輝度信号Yとデジタル色差信号Vから色信号R
に変換するYV−R変換部と、 デジタル輝度信号Yとデジタル色差信号U,Vから色信
号Gに変換するYUV−G変換部と、 デジタル輝度信号Yとデジタル色差信号Uから色信号B
に変換するYV−B変換部と、 を有し、 各変換部は、デジタル色差信号に乗算される小数を含む
係数が2-n(nは自然数)の有限数の項に近似展開され
た各項同士を加算するために、 入力信号をビットシフトさせて、入力信号×2-k(k
は、k≦nとなる自然数)を出力し、1又は複数回のビ
ットシフトにより各々の2-nの項を演算する各段に設け
られたの複数のビットシフト回路と、 乗数kの値が異なる2組の入力信号×2-kの項の加算を
実施する各段に設けられた複数の加算器と、 を有し、加算される2組の項の各乗数kの差が同じとな
る組合せの加算を、一つの加算器で共用したことを特徴
とするYUV−RGBデジタル変換回路。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記複数の加算器は、複数の2-nの項のうち値が小さい
項と対応する項同士の加算を優先して行うように多段に
接続され、前段の加算器の出力を前記ビットシフト回路
にてビットシフトさせた時に、次段の加算器での加算以
降に足される相手が無い下位ビットを脱落させながら複
数回の加算を実施することを特徴とするYUV−RGB
デジタル変換回路。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、 YUV−G変換部は、色差信号U×2-i(iはi≦nと
なる自然数)の項と色差信号V×2-j(jはj≦nとな
る自然数)の項との2組の項を加算する複数の加算器を
有し、2組の項の各乗数の差(i−j)が同じ組合せの
加算を、一つの加算器にて共用したことを特徴とするY
UV−RGBデジタル変換回路。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、 最終段の加算器からは、所定ビットの加算出力と共に桁
上がり信号とが出力され、 前記最終段の加算器の出力を入力し、前記桁上がり信号
に基づいて前記所定ビットの加算出力を強制的にオール
1とする輝度制限回路をさらに設けたことを特徴とする
YUV−RGBデジタル変換回路。 - 【請求項5】 請求項4において、 各変換部は、色差信号U又はVから所定の階調値を減算
する演算器を有し、 最終段の加算器からは、所定ビットの加算出力及び桁上
がり信号と共に、前記演算器の出力がマイナスであった
ことを示すマイナス符号信号が出力され、 前記輝度制限回路は、前記マイナス符号信号に基づいて
前記所定ビットの加算出力を強制的にオール0とするこ
とを特徴とするYUV−RGBデジタル変換回路。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかにおいて、 デジタル色差信号に乗算される係数が2-nの複数の項に
近似展開された総展開数は、RGBの各信号のSN比が
60dB以上となる有限数に設定されることを特徴とす
るYUV−RGBデジタル変換回路。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載のYU
V−RGBデジタル変換回路と、 RGB信号に基づいて画像表示する画像表示部と、 YUV−RGBデジタル変換回路の出力であるRGB信
号に対して、前記画像表示部の駆動に適した処理を実施
する信号処理回路と、 前記信号処理回路の出力に基づいて、前記画像表示部を
駆動する駆動回路と、 を有することを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項8】 請求項7において、 前記画像表示部は、一対の基板間に液晶を封入した液晶
パネルであることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項9】 請求項7又は8に記載の画像表示装置
と、前記画像表示装置に電力を供給する電源装置とを有
することを特徴とする電子機器。
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