JPH1091143A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ビデオ入力した画像情報をウィンドウ環境に表
示する画像スケーリング手段を有する画像表示装置で、
重み付け情報を格納する場所や重み付け手段を使用しな
い画像スケーリング方式で回路規模の縮小や消費電力の
低減を図る。 【解決手段】ビデオ入力の画像情報を表示する画像表示
装置で、水平線分ｎが２のべき乗になるようにタイミン
グ発生する水平および垂直基準タイミング発生部、水平
線分の長さｎを２のべき乗の集合で出力する水平線分お
よび垂直線分発生部、水平線分発生部からの情報で水平
ｎ画素を加算してビットシフタによる減算を行える画素
平均部、垂直線分発生部からの情報で垂直ｎラインを画
素単位で加算し、１ライン分は格納できるラインバッフ
ァに格納しビットシフタによる減算を行えるライン平均
部、画素およびラインを２のべき乗に拡大する画素ライ
ン拡大部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビデオ入力した画像
情報を拡大あるいは縮小してウィンドウ環境に表示する
ことが可能な画像スケーリング手段を有する画像表示装
置の、画像スケーリング方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータやワークステー
ションの表示装置にテレビジョン等のビデオ画像を重ね
合わせて表示する場合、一般的となっているウィンドウ
システムと呼ぶウィンドウ環境に合わせて表示する必要
がある。利用者は前記ウィンドウ環境を用いてウィンド
ウと呼ぶ矩形の表示領域を表示装置に一つ以上表示し、
それぞれのウィンドウに対応した応用プログラムを動作
させる。ウィンドウの重ね合せ方やサイズは利用者が任
意に設定可能であるため、前記テレビジョン等のビデオ
画像を重ね合わせて表示する場合、ビデオ画像のサイズ
を縮小あるいは拡大できる機能が求められた。

【０００３】ビデオ画像のサイズを縮小できる機能を持
つ画像表示制御手段の従来技術として、特開平６−１２
４１８９号公報に記載されている方法がある。これは、
線分発生アルゴリズムを用いて水平画素及び垂直ライン
の縮小スケーリングを実現する。

【０００４】これを図６及び図７を用いて説明する。図
６は線分発生アルゴリズムを用いた従来のスケーリング
方式、図７は図６の方式を用いた８／２８スケールダウ
ンの例である。図６で、ｘとｙは共に０でない整数で、
ｘは入力画像データの個数、ｙはスケーリング後の出力
画像データの個数であり、斜め線分を構成する各画素は
ｘ軸，ｙ軸の整数の位置にのみ描画可能であるとする。
図６は縮小スケーリングを考えているため、ｘ≧ｙであ
り斜め線分がｘ軸となす角θは０＜θ≦４５°となる。
ここで斜め線分は、少なくとも１画素以上のｙ個の水平
線分の集合で構成され、各水平線分の長さは縮小スケー
リング後の１画素データに対応する。各水平線分の長さ
は異なる場合と全て同一の場合が存在するが、ｎと表現
した場合、入力画像データのｎ個の画素のうちから１個
の画素を選択すれば縮小スケーリングが実現できる。例
えば、図７は８／２８スケールダウンの例であるが、こ
の例では２８個の入力画像データを８／２８の８個に縮
小するものとしてある。斜め線分を構成する８個の水平
線分の長さｎは３または４であり、これは入力画像デー
タの３個もしくは４個の画素に対して１個を選択し、縮
小スケーリングを実現する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で、水平線分
の長さｎが２のべき乗でない場合、ｎが２のべき乗にな
るようにある画素に重み付けを行い減算器を用いずにビ
ットシフタで行えるようにしている。重み付けとは、例
えばｎが３の場合、３個の画素の中央画素を２画素分と
し加算してｎを４として実行する手段である。この場
合、重み付けを行う画素の位置はｎの値により変化する
ため重み付け情報を格納する場所や重み付け手段等の回
路を構成する必要があり、回路規模の低減は考慮されて
いなかった。

【０００６】本発明の第一の目的は、従来技術での重み
付け情報を格納する場所や重み付け手段等の回路を使用
しないで画像スケーリングが可能な画像スケーリング方
式を考案し、回路規模の縮小や消費電力の低減を実現す
ることにある。

【０００７】さらに、ＮＴＳＣ方式のテレビジョンの画
像データは６４０×４８０画素程度にデジタルサンプル
するのが一般的であり、表示器が１０２４×７６８の画
素を表示した場合、ウィンドウ環境の一つのウィンドウ
が最大１０２４×７６８画素となることを考えると、デ
ジタルサンプリングした画像データを拡大スケーリング
して、利用者による任意サイズのウィンドウに表示でき
るようにすることが望ましい。

【０００８】本発明の第二の目的は、第一の目的を達成
するとともに画像データを拡大スケーリングしてウィン
ドウ表示を実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めに、本発明はグラフィックス制御部に与える画像デー
タを縮小スケーリングする画像スケーリング制御部に、
水平線分ｎが２のべき乗になるようにタイミング発生す
る水平および垂直基準タイミング発生部、水平線分の長
さｎを２のべき乗の集合で出力する水平線分発生部およ
び垂直線分発生部、水平線分発生部からの情報で水平ｎ
画素を加算してビットシフタによる減算を行える画素平
均部、垂直線分発生部からの情報で垂直ｎラインを画素
単位で加算し、少なくとも１ライン分は格納できるライ
ンバッファに格納しビットシフタによる減算を行えるラ
イン平均部を設ける。

【００１０】本発明の第二の目的を達成するために、第
一の目的を達成する手段に加えて、画素およびラインを
２のべき乗に拡大する画素ライン拡大部を設ける。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。

【００１２】はじめに本発明の第一の目的に対応する第
一の実施例について図１，図２，図３，図４，図５，図
６を用いて説明する。図１は本発明の第一の実施例を示
すブロック図、図２は本発明における画像スケーリング
方式の説明図、図３は本発明におけるスケーリングアル
ゴリズムの一例、図４は本発明の８／２８スケールダウ
ンの例、図５は水平あるいは垂直基準タイミング発生部
の構成例、図６は画素およびライン平均部の構成例であ
る。

【００１３】まず、本発明のスケーリング方式について
図２を用いて説明する。図２で、(ａ）は本発明のスケ
ーリング方式の説明図、（ｂ）は線分発生方式の説明
図、であり（ａ）で、１００は入力画像データの個数を
ｘとし出力画像データの個数をｙとしたときのｙ／ｘ、
１０１はｙ／ｘ１００で示された値により決定する基準
スケール値Ａ、１０２はｙ／ｘ１００で示された値によ
り決定する線分発生部に与える入力画像データ数Ｘ、１
０３はｙ／ｘ１００で示された値により決定する線分発
生部に与える出力画像データ数Ｙ、１０４は線分発生部
に与える入力画像データ数Ｘ１０２と、線分発生部に与
える出力画像データ数Ｙ１０３で計算した誤差Ｒ、であ
る。同図でｙ／ｘ１００は、水平線分ｎが２のべき乗に
なるためのｙ／ｘの範囲を判定しており、それにより基
準スケール値Ａ１０１が決定される。基準スケール値Ａ
１０１は、ｙ／ｘ１００の左辺の分母であり入力画像デ
ータの画素を最低幾つ纏めて一画素とするかを決めてい
る。ｙ／ｘ１００の範囲が１／１あるいは１／（２のべ
き乗）となるようにしてあることで基準スケール値Ａ１
０１は、２のべき乗となる。線分発生部に与える入力画
像データ数Ｘ１０２は、基準スケール値Ａ１０１で入力
画像データ数ｘを割った値であり、（ｂ）線分発生方式
の入力画像データの個数Ｘに対応する。線分発生部に与
える出力画像データ数Ｙ１０３は、出力画像データ数ｙ
と同じ値であり、(ｂ）線分発生方式の出力画像データ
の個数Ｙに対応する。誤差Ｒ１０４は、線分発生部に与
える入力画像データ数Ｘ１０２の値から線分発生部に与
える出力画像データ数Ｙ１０３の値を減算したものであ
り図３で詳しく説明する。以上により、（ｂ）線分発生
方式での水平線分ｎは、必ず１あるいは２となり入力画
像データの個数Ｘと斜め線分がなす角θは３０＜θ≦４
５°となる。従って、実際の水平線分をＮとして表現す
ると、入力画像データ数ｘが基準スケール値Ａ１０１で
割られているためＮ＝Ａあるいは２Ａとなる。即ち、水
平線分Ｎは２のべき乗となる。

【００１４】次に図３を用いて本発明におけるスケーリ
ングアルゴリズムを説明する。図３で、αは誤差累積
器、Ｒは図２における誤差Ｒ１０４の値、Ｘは図２にお
ける入力画像データ数Ｘの値、Ａは図２における基準ス
ケール値Ａの値を表したものである。初期設定処理２０
０は、誤差累積器αを初期化して値を０にする。基準ス
ケール値発生部２０１は、基準スケール値Ａと入力画像
データ数Ｘおよび誤差Ｒを発生する。誤差Ｒは、例えば
６／１０縮小スケーリングの場合、一回分（１画素分）
の水平線分描画は１（１０／１０）であるため、その誤
差は４／１０となり、分母を掛けて有理化すると４とな
る。これが一回分の誤差Ｒとなり掛けた分母を超えた場
合ｎ＋１の水平線分を描画することでスケーリング処理
が行われる。誤差累積処理２０２は、一回分の誤差Ｒを
誤差累積器αに加算する。条件判定処理２０３は、誤差
累積器αの値が入力画像データ数Ｘを超えたかどうかを
判定し、もしも超えていれば累積値修正処理２０４で超
えた値Ｘを減算し、出力処理２０５である１／２Ａ画素
操作を行う。出力処理２０５は、２Ａ個分の画素あるい
はラインを平均化もしくは間引きにより１画素あるいは
１ラインにする。又、誤差累積器αがＸを超えない場
合、出力処理２０６である１／Ａ画素操作を行う。出力
処理２０５は、Ａ個分の画素あるいはラインを平均化も
しくは間引きにより１画素あるいは１ラインにする。本
発明のスケールダウンの例を図４に示す。同図は８／２
８スケールダウンの例であるが、基準スケール値Ａは
２、線分発生部に与える入力画像データの個数Ｘは１
４、出力画像データ数Ｙは８、誤差Ｒは６となる。線分
発生部の水平線分ｎは１あるいは２であり、実際の水平
線分Ｎは２あるいは４となる縮小スケーリングが実現で
きる。

【００１５】図１は本発明の第一の実施例であり、１は
テレビジョン等の画像の入力部、２は水平画素をスケー
リングするための情報を格納してある水平スケーリング
情報格納部、３は垂直ラインをスケーリングするための
情報を格納してある垂直スケーリング情報格納部、４は
画像スケーリング部、５は、水平基準タイミング発生
部、６は水平用線分発生部、７は画素平均部、８は垂直
基準タイミング発生部、９は垂直用線分発生部、１０は
ライン平均部、１１はグラフィックス制御部、１２はグ
ラフィックス用のＶＲＡＭ、１３はデジタル表示データ
をアナログ表示データに変換するＤ／Ａ、１４は表示器
である。

【００１６】図１の水平スケーリング情報格納部２と垂
直スケーリング情報格納部３にはあらかじめ入力画像デ
ータ数と出力画像データ数で構成されるスケーリング情
報が格納されているものとする。同図で水平基準タイミ
ング発生部５と垂直基準タイミング発生部８は、水平ス
ケーリング情報格納部２と垂直スケーリング情報格納部
３の情報を入力部１からの垂直同期信号等のタイミング
で取り込み、入力部１からの画像データを縮小するため
の基準スケール値等を生成し、水平用線分発生部６ある
いは垂直用線分発生部９に出力する。次に、入力部１か
らの画素あるいはライン有効情報により、基準信号を発
生させ水平用線分発生部６あるいは垂直用線分発生部９
に出力する。これら情報により水平用線分発生部６ある
いは垂直用線分発生部９は、図２，図３で説明したよう
に水平線分Ｎを発生させ画素平均部７あるいはライン平
均部１０へ送る。画素平均部７によりＮ画素分の画素デ
ータの平均化を行うことで水平方向のフィルタ処理が行
われ、ライン平均部１０によりＮライン分に含まれる画
素データの平均化を行うことで垂直方向のフィルタ処理
が行われる。これらフィルタ処理された画像データはグ
ラフィックス制御部１１のＶＲＡＭ１２に送られ、Ｄ／
Ａ１３によりアナログ化され表示器１４に表示される。

【００１７】次に水平基準タイミング発生部５と垂直基
準タイミング発生部８に関して図５を用いて説明する。
図５は水平あるいは垂直基準タイミング発生部の構成例
であり、図１の水平と垂直の基準タイミング発生部や線
分発生部を同一構成とすることで回路の簡略化を行った
例である。１５は水平あるいは垂直スケーリング情報格
納部、１６はスケーリング情報、１７は水平あるいは垂
直基準タイミング発生部、１８は基準スケール値発生
部、１９は線分発生部に与える入力画像データ数情報、
２０は基準スケール値情報、２１は一回分の誤差を示す
誤差情報、２２は入力部１からの画素あるいはライン有
効情報、２３は画素あるいはラインカウンタ、２４はカ
ウンタ情報、２５はカウンタ情報２４と基準スケール値
２０により基準信号を生成する基準信号生成部、２６は
基準信号情報、２７は線分発生部に送る全ての情報線、
２８は水平あるいは垂直線分発生部、である。水平ある
いは垂直スケーリング情報格納部１５の情報はあらかじ
め格納されているものとすると、基準スケール値発生部
１８は、入力画像データ数情報１９、基準スケール値情
報２０、誤差情報２１を出力している。ここで入力部１
からの画素あるいはライン有効情報２２により画素ある
いはラインカウンタ２３はカウントアップしてカウンタ
値２４を出力する。基準信号生成部２５は、カウンタ値
２４が基準スケール値情報２０と同じ情報となった場合
に基準信号情報２６を出力する。これにより、画素ある
いはライン有効情報２２は、基準スケール値２０で分周
されてパルス化されたのもとなり、線分発生部２８は同
パルス化された基準信号情報２６を用いて、図３で示し
た処理を実行する。尚、水平スケーリング情報格納部２
および垂直スケーリング情報格納部３に格納する情報を
縮小倍率で設定すれば、図３の基準スケール値の算出が
容易となる。例えば、分母を２５６固定にした縮小スケ
ーリングとすると、分子を縮小倍率として設定し仮にＺ
と表現すると、誤差Ｒは２５６−Ｚで計算できるが、論
理的には分子Ｚをビット反転し１を加算した値と同様と
なり、減算器を使用しないためハードウェア構成が容易
となる。

【００１８】画素平均部７およびライン平均部１０の内
部構成例を図６に示す。同図で、３００は画素を加算す
る加算器、３０１は累積器、３０２はセレクタ、３０３
は画素出力用のビットシフタ、３０４は画素平均制御
部、３０５はライン単位で画素を加算する加算器、３０
６はラインバッファ、３０７はセレクタ、３０８はライ
ン出力用のビットシフタ、３０９はライン平均制御部、
である。水平方向の画素平均化は、水平線分のＮ情報が
水平用線分発生器６より画素平均部７に送らることで実
行される。画素平均部７内部では与えられたＮをもと
に、画素平均制御部３０４は入力部１からのＮ個の画素
データを平均化し、次のライン平均部に送られる。従っ
て、加算器３００によって累積器３０１の内容と加算し
累積器３０１に累積され、Ｎ個のデータの累積が終わっ
た時に画素平均制御部３０４は２のべき乗値になってい
るＮの累積分ビットシフタ３０３をシフトさせライン平
均制御部に画素データを出力する。この時、セレクタ３
０２は与えられたＮの最初の１画素データの時に０を出
力するように画素平均制御部３０４が制御する。画素平
均部７からの平均化された画素データはライン平均部に
送られ、垂直用線分発生部９からのＮ’をもとにライン
単位で画素データを平均化する。画素平均制御部７より
送られた画素データは加算器３０５により加算されライ
ンバッファ３０６に累積され、Ｎ’ラインのデータの累
積が終わった時にライン平均制御部３０９は２のべき乗
値になっているＮ’の累積分ビットシフタ３０８をシフ
トさせたまま１ライン画素データをグラフィックス表示
部１１に出力する。この時、セレクタ３０７は与えられ
たＮ’の最初の１ライン画素データの時に０を出力する
ようにライン平均制御部３０９が制御する。以上の処理
を行うことで水平方向と垂直方向の画素データの平均化
を実現する。

【００１９】以上のように本実施例によれば重み付け情
報を格納する場所や重み付け手段等の回路を使用しない
で画像スケーリングが可能となり、回路規模の縮小や消
費電力の低減を実現できる効果がある。

【００２０】次に本発明の第一の実施例の回路規模を縮
小した第二の実施例について図９を用いて説明する。図
９で、２９は画素選択部、３０はライン選択部、であ
り、画素選択部２９は上記水平線分Ｎの情報によりＮ個
の画素データのうちから１個を選択し次のライン選択部
３０に送る。選択方法は自由であり、どの画素データで
も良い。ライン選択部３０では上記水平線分Ｎ’の情報
によりＮ個のラインのうちから１個のラインを選択しグ
ラフィックス制御部１１に１ライン画素データを送る。
選択方法は自由であり、どのラインを選択しても良い。
又、本実施例では画素選択部２９とライン選択部３０を
使用しているが、図６の画素平均部７と本ライン選択部
３０の組み合わせや、本画素選択部２９とライン平均部
１０の組み合わせで構成しても良い。従って、図６の累
積器３０１やラインバッファ３０６等が不要となり、回
路規模の縮小が図れる。

【００２１】次に本発明の第二の目的に対応する第三の
実施例について図１０を用いて説明する。図１０で、３
１は２のべき乗分の拡大が可能な画素ライン拡大部であ
る。入力部１からの画像データを画素ライン拡大部３１
により、水平方向や垂直方向を２のべき乗分拡大する。
この場合、水平スケーリング情報格納部２と垂直スケー
リング情報格納部３に拡大画像サイズを考慮してスケー
リング情報が設定されていれば、拡大画像データを任意
縮小スケーリングできるため拡大方法は２のべき乗単位
であればどのような手段を設けても良い。又、画素ライ
ン拡大部３１が入力部１に存在しても良い。この場合、
入力部１が画像のアナログデータをデジタルサンプルす
る時にサンプル周波数を上げて拡大する場合は、２のべ
き乗でなくともよい。以上のような構成で拡大画像デー
タを画素およびライン縮小できるため利用者による任意
サイズのウィンドウ表示にも対応できる。

【００２２】図１１に本発明の第四の実施例として、図
１０の第三の実施例の画素平均部７とライン平均部１０
を入れ替えた場合を示した。この場合、図６で説明した
ように、ライン平均部でのＮ’個のラインの平均化が終
了するまでは画素平均部７には画像(画素）データは出
力されないため、画素平均部７および水平基準タイミン
グ発生部５や水平用線分発生部６は動作しないため消費
電力の低減が図れる。尚、本実施例は図１０の第三の実
施例を例にあげているが他の実施例に採用しても良い。
以上のように、ライン平均部１０から画素平均部７に画
像（画素）データを出力するように、ライン平均部１０
を前段に配置することで第一の目的である消費電力の低
減が図れる。

【００２３】

【発明の効果】本発明はビデオ入力した画像情報を拡大
あるいは縮小してウィンドウ環境に表示することが可能
な画像スケーリング手段を有する画像表示装置で、重み
付け情報を格納する場所や重み付け手段等の回路を使用
しないで画像スケーリングが可能な画像スケーリング方
式を考案し、回路規模の縮小や消費電力の低減を実現し
た。又、スケーリング方式に画像拡大機能を付加するこ
とで、利用者による任意サイズのウィンドウ表示に対応
した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例のブロック図。

【図２】本発明における画像スケーリング方式の説明
図。

【図３】本発明におけるスケーリングアルゴリズムのフ
ローチャート。

【図４】本発明の８／２８スケールダウンの例を示す説
明図。

【図５】水平あるいは垂直基準タイミング発生部の構成
例を示すブロック図。

【図６】画素およびライン平均部の構成例を示すブロッ
ク図。

【図７】直線発生アルゴリズムを用いた従来のスケーリ
ング方式の説明図。

【図８】８／２８スケールダウンの従来例を示す説明
図。

【図９】本発明の第二の実施例のブロック図。

【図１０】本発明の第三の実施例のブロック図。

【図１１】本発明の第四の実施例のブロック図。

【符号の説明】

１…画像の入力部、２…水平スケーリング情報格納部、
３…垂直スケーリング情報格納部、４…画像スケーリン
グ部、５…水平基準タイミング発生部、６…水平用線分
発生部、７…画素平均部、８…垂直基準タイミング発生
部、９…垂直用線分発生部、１０…ライン平均部、１１
…グラフィックス制御部、１２…グラフィックス用のＶ
ＲＡＭ、１３…Ｄ／Ａ，１４…表示器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森野 東海 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式 会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 阿川 隆一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立画像情報システム内 (72)発明者 古川 泰宏 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立マイクロソフトウェアシステムズ 内 (72)発明者 小檜山 智久 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式 会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 和嶋 隆史 神奈川県海老名市下今泉810番地株式会社 日立製作所オフィスシステム事業部内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビデオ入力した画像情報を少なくとも縮小
   して表示することが可能な画像スケーリング手段を有す
   る画像表示装置において、スケーリングアルゴリズムに
   斜め線分発生手段を設け、線分の長さを２のべき乗の集
   合で発生させることができることを特徴とする画像表示
   装置。
2. 【請求項２】請求項１において、ウィンドウ環境の矩形
   表示領域にビデオ入力した画像を合わせて表示する画像
   表示装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、水平画素平均
   部と垂直ライン平均部とを設けた画像表示装置。
4. 【請求項４】請求項１または２において、水平画素選択
   部と垂直ライン平均部を設けた画像表示装置。
5. 【請求項５】請求項１または２において、水平画素平均
   部と垂直ライン選択部を設けた画像表示装置。
6. 【請求項６】請求項１または２において、水平画素選択
   部と垂直ライン選択部を設けた画像表示装置。
7. 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６におい
   て、前記線分の長さが２のべき乗となるように水平基準
   タイミング発生部と、垂直基準タイミング発生部を設け
   た画像表示装置。
8. 【請求項８】請求項１，２，３，４，５，６または７に
   おいて、画素およびライン拡大手段を設けた画像表示装
   置。
9. 【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７または
   ８に記載の前記画像表示装置が、テレビジョン装置であ
   る画像表示装置。
10. 【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７また
    は８に記載の前記画像表示装置が、ディスプレイ装置で
    ある画像表示装置。
11. 【請求項１１】請求項２，３，４，５，６，７または８
    に記載の画像表示装置を含んだ情報処理装置が、パーソ
    ナルコンピュータである画像表示装置。
12. 【請求項１２】請求項２，３，４，５，６，７または８
    に記載の画像表示装置を含んだ情報処理装置が、ワーク
    ステーションである画像表示装置。
13. 【請求項１３】請求項２，３，４，５，６，７または８
    に記載の前記画像表示装置を含んだ前記情報処理装置
    が、ワードプロセッサである画像表示装置。