JPH11167377A - アンチエリアシング処理をするか、またはしない表示装置 - Google Patents

アンチエリアシング処理をするか、またはしない表示装置

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JPH11167377A
JPH11167377A JP10250731A JP25073198A JPH11167377A JP H11167377 A JPH11167377 A JP H11167377A JP 10250731 A JP10250731 A JP 10250731A JP 25073198 A JP25073198 A JP 25073198A JP H11167377 A JPH11167377 A JP H11167377A
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JP
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image
aliasing
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JP10250731A
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Thomas Baecke
バエケ トマス
Peter Hartmann
ハルトマン ペーター
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Borg Instruments AG
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Valeo Borg Instruments GmbH and Co KG
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Publication date
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    • G09G5/28—Generation of individual character patterns for enhancement of character form, e.g. smoothing
    • G—PHYSICS
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    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンチエリアシング処理の使用により画像品
質を高め、かつ、他方で高速の画像再表示率に対する要
件を保証し、この結果、可能な限りギザギザなしの画像
が生ずる表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、表示する情報をグラフィック
処理するためのデータ処理装置と、処理された情報を可
視化するためのディスプレイ・ユニットとを備え、前記
データ処理装置が、グラフィック処理において、特にア
ンチエリアシング処理を使用し、その際、１つの画像を
発生するとき、少なくとも２つの画像領域または画像の
画像対象を、グラフィック処理をするためのデータ処理
装置が、前記画像領域または画像対象のために異なるア
ンチエリアシング処理を使用し、または前記画像領域の
１つ、または前記画像対象の１つを、アンチエリアシン
グ処理なしで表示するグラフィックを光学的に描写する
ための表示装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示する情報をグ
ラフィック処理するためのデータ処理装置と、処理され
た情報を可視化するためのディスプレイ・ユニットとを
備え、前記データ処理装置が、グラフィック処理におい
て、特にアンチエリアシング処理を使用し、グラフィッ
クを光学的に描写するための表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】合成的に作成され、かつ、記号で、辺、
輪郭および面を利用して記述される対象は、表示領域の
ラスタ走査の結果、不連続の点配列として、マトリクス
−ディスプレイに表示される。
【０００３】発生するグラフィックの領域においては、
たとえば写真技術のような解像性能がまだ達成されてい
ないので、エリアシング効果の概念に要約される特徴の
ある画像欠陥（表示欠陥）が観察される。
【０００４】前記効果は、典型的に、原画像における構
造とモニタのラスタグリッドとの間で、本来平滑な線分
および面の境界において階段状の推移に現われる。また
細部のずれや、さらには完全な欠落は、同様に移動する
画像における精彩な細部の輪郭の変化または点滅のよう
なエリアシングの範囲に含まれる。
【０００５】画像欠陥を抑制し、かつ、それにより、画
像品質を向上させる方法が存在する。前記方法は、一般
にアンチエリアシング処理、もしくはアンチエリアシン
グアルゴリズムと呼ばれる。
【０００６】第１の方法において、画像は、後のモニタ
表示よりも高い解像度で計算される。この計算の後、画
像は、デジタル・フィルタを利用して、所望の解像度に
低減され、原画像の個々の情報を担う画素が、ランク付
けをしてまとめられる。これにより、発生するエリアシ
ング効果は低くなるが、この方法は、発生する計算が、
マトリクス−ディスプレイの解像度の２乗に比例して増
大するので、非常にコスト高になる。その際、個々の画
素は、不連続のドットとして数学的な意味で考察され
る。
【０００７】もう１つの方法においては、画像は、あら
かじめフィルタ操作され、かつ、すべての高周波がフィ
ルタ処理される。前記方法においては、いわば「人工的
な不鮮明さ」が作られ、エリアシング効果がぼやけて弱
められる。この方式は、面要素としての個々の画素を考
察する場合と等価である。
【０００８】もう１つの別の方法においては、時間的な
走査欠陥を低減するために、画像順序に必要とされるよ
りも多くの画像が作られ、前記画像が、後に時間的な出
力移送率でランク付けをして、併せてフィルタ処理され
る。移動する対象の輪郭は、前記措置によりぼける。
【０００９】エリアシング効果を抑制する改善された方
法は、単位面積当たりの画素数を増加させることであ
る。しかしこの方法は、高額のマトリクス−ディスプレ
イ、ならびに追加メモリ、および計算コストのために、
高価となる。
【００１０】車両の計器実装および多機能表示において
は、コスト上の理由から、比較的小形で、かつ低解像度
の表示のみが、デジタル化されたモノクロム、またはカ
ラー画像の表示に使用されている。
【００１１】デジタル表示および指示計器のような通常
の標準計器実装のほかに、たとえばナビゲーション・マ
ップのようなグラフィックも、車両内の計器実装および
多機能表示で適用されることが見込まれているが、グラ
フィック表示の低解像度により、強度のエリアシング効
果が生ずる。車両の計器実装の領域においては、今日、
多くがマトリックス・ドット４０００００までの小形の
表示が使用されている。これにより、前記表示（画素の
サイズ、装置、幾何学、構成から生じる）においては、
強度のエリアシング効果が生ずる。低解像度では、たと
えば斜体の小文字は、もはや歪み無しもしくは読取可能
に表示することができない。
【００１２】また、長い線分または非常に短い線分で表
示された道路、およびその他のグラフィック対象物の場
合にも、強度のエリアシング効果が観察される。画像品
質は、これにより、大幅に制限され、かつ、情報内容の
読取精度は非常に悪くなる。
【００１３】したがって、高解像度で表示するための高
額の費用に制約されて、モニタおよびディスプレイの実
際上の解像度を向上させるために、アンチエリアシング
技術の使用が増大する。しかしその際、計算条件が高く
なるために、画像処理時間の損失を引受けなければなら
ない。ただし、アンチエリアシングアルゴリズムが適切
な回路技術で非常に高速に実行できるグラフィック加速
器を利用する場合は別である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、アンチエリアシング処理の使用により、画
像品質を高め、かつ、他方で、高速の画像再表示率（fr
ame update rate）に対する要件を保証し、これによ
り、可能な限りギザギザなしの画像が生ずる表示装置を
提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
ると、１つの画像の発生時に、少なくとも２つの画像領
域、または画像の画像対象をグラフィック処理するため
のデータ処理装置が、前記画像領域または画像対象のた
めに、異なるアンチエリアシング処理をするか、１つの
画像領域または１つの画像対象を、アンチエリアシング
処理なしで表示することにより解決される。
【００１６】１つの画像の発生における前述の方式によ
り、たとえば長時間にわたり観察して、比較的ゆっくり
移動する対象は、前記画像領域または前記画像対象のた
めの良好な画像品質を可能にするアンチエリアシング処
理で表示することができる。逆に、高速で移動する画像
対象もしくは対象が高速で移動する画像領域は、計算制
約の少ないアンチエリアシング処理を使用して、または
まったくアンチエリアシング処理なしで表示することが
できる。この妥協により、計算性能が好ましく節約され
るため、この結果、画像品質が高くなるにも拘わらず、
高い画像再表示率が達成され、もしくは１秒につき新た
に計算された画像数が比較的多くなる。
【００１７】
【作用】同じ長所は、本発明に基づく解決策でも達成す
ることができる。前記解決策においては、提供されるデ
ータ処理装置、または画像再表示率の計算性能、または
表示する対象の数に依存して、発生時に順番に表示され
る画像は異なるアンチエリアシング処理が適用される。
【００１８】前記した解決策においては、データ処理装
置が、その都度、画像の表示対象を表示するために必要
な時間を異なるアンチエリアシング処理について算出
し、次に、当該画像を特定のアンチエリアシング処理で
表示するために要求された画像再表示率によって生ずる
計算性能、および時間が十分にあるか否かを算出する。
【００１９】アンチエリアシング処理を利用して作られ
た画像を表示するための時間が不十分であれば、当該画
像を表示するために、計算制約の少ないアンチエリアシ
ング処理を選択しなければならない。その際、特定の数
の画像対象が、特定のアンチエリアシング処理で、特定
の時間に表示可能もしくは計算可能か否かを直接読取り
できる一覧表を記憶させることができる。
【００２０】もちろん、上述の２つの解決策は、互いに
組み合わせることができる。それにより、画像処理もし
くは表示において非常に変化させ易い可能性が生じ、か
つ、それにより、既存のハードウエアを好適に利用する
ことができる。
【００２１】同様に、１つの画像の発生時に、新たな画
像更新に対する要件が作られ、かつ、次に表示される残
りの画像領域、もしくは対象がまったく計算制約がない
か、または極く少ないアンチエリアシング処理で表示さ
れるまで、個々の画像領域または対象を表示するための
計算制約をもつアンチエリアシング処理を使用する場合
も長所となる。
【００２２】交通手段において表示する場合、変化する
状況に制約されて、高速の画像変更が瞬時に必要になる
ことがある。それにも拘わらず、まだ全体が描画されて
いない対象をモニタに表示するために、従来瞬間の画像
構成に使用されていたアンチエリアシング処理を変更す
ることにより、計算制約の少ない方法、もしくはアルゴ
リズムに対して時間利得を達成することができ、これに
より、残りの画像構成はより高速に進行する。
【００２３】またデータ処理装置が、どの画像領域のた
めに、どのアンチエリアシング処理を使用するか、を前
記データ処理装置が設定可能である場合も好ましい。そ
の際、当然ながら、１つの画像領域もしくは１つの画像
対象も、アンチエリアシング処理しないで表示すること
ができる。たとえば、指針を有するアナログ時計は計算
制約をもつアンチエリアシング処理により、マトリクス
−ディスプレイに表示できるのに対し、同様に同じマト
リクス−ディスプレイを利用して表示されるナビゲーシ
ョン・マップは、計算制約の少ないアンチエリアシング
処理で表示することができる。これは、一般に高速走行
時および進行方向を頻繁に変更するとき、ナビゲーショ
ン・マップ上の対象はアナログ時計の指針よりも速く動
くからである。
【００２４】使用する方法に応じて、たとえば車両が比
較的低速のとき、ナビゲーション・マップは、計算制約
のあるアンチエリアシング処理を利用して表示すること
もできる。これは、１秒につき新たに計算する画像の数
が比較的速度の遅いとき少なくなるからである。
【００２５】本発明のもう一つの実施態様において、デ
ータ処理装置が、特定の画像領域または画像対象の画像
処理のために、または、それぞれ提供可能の計算性能お
よび時間に応じた全画像のために、画像再表示率による
時間、もしくは１秒につき新たに計算される画像の時間
によって決定され、特定の多少の計算制約をもつアンチ
エリアシング処理が行われるように、前記データ処理装
置に設定可能である。
【００２６】以下のアンチエリアシング処理が考えられ
る。その一つは、計算性能が低い場合、もしくはグラフ
ィックが非常に速く変化する場合、アンチエリアシング
処理をすることはできない。すなわち、線分および輪郭
は、もっぱら標準アルゴリズムを利用してのみ表示さ
れ、それ以外では処理されない。
【００２７】提供される計算性能または時間が増加すれ
ばするほど、提供されるアンチエリアシングアルゴリズ
ムは、ますます計算制約は大となる。
【００２８】上述の本発明の本質的な部分を、段階付き
アンチエリアシングと呼ぶことができる。個々の段階
は、計算制約の増加にしたがって、請求項８に列挙して
ある。
【００２９】
【実施例】次に、本発明を、図面に基づいてより詳しく
説明する。
【００３０】図１〜図４は、アンチエリアシング処理を
して、または処理をしないで表示される対象（テキスト
および線分）を示す。
【００３１】図１から明らかなように、低解像度は、斜
体の小文字に歪みおよび判読不能を生ずる可能性があ
る。また直線で表示された道路、およびその他のグラフ
ィック対象においても、図３および図４から明らかなよ
うに、強度のアンチエリアシング効果が観察される。こ
れは、たとえばベクトルのようなグラフィック対象が、
シンボルアルゴリズムによってビットマップ情報に変換
され、かつ、画像メモリにファイルしなければならない
ことによっている。前記アルゴリズムは、それぞれの表
示解像度を考慮して定量化される。
【００３２】理想的な線分に沿って、それぞれ最寄りの
マトリックス・ドットが完全に活性化される（ブレゼン
ハム−アルゴリズム）。水平または垂直にならない線分
のシンボルでは、表示の解像度の制限により階段機能が
生じる（エリアシング）。直線の移動では、常に行また
は欄ごとに移動させることができるので、ギザギザ状の
動きが生じる。この階段効果は、たとえば、次に可能の
画素と理想的な線分との距離を算出しながら、アンチエ
リアシング処理により縮小させることができる。この距
離は、結果として生ずる画素の明度（カラー表示におけ
る色混合）を生ずる。
【００３３】図２に示すように、線分の階段表示が、ア
ンチエリアシングにより大幅に低減される。これによ
り、比較的小さい文字は、回転した形態で表示される。
文字「Ａ」の拡大において、前記文字が唯一の色調のみ
で表示されないことを識別できる。
【００３４】図３の上図は、階段ジャンプがアンチエリ
アシングなしで生ずるように、前記階段ジャンプを、拡
大して示す。図３の下図は、観察者が、階段ジャンプを
もはや識別できないアンチエリアシング処理が適用され
た状態を示す。
【００３５】図４は、副画素によるアンチエリアシング
処理をした水平の線分の移動例を示す。それぞれの表示
解像度を考慮した定量化により、上方への移動時に、線
分がギザギザ状にのみジャンプさせることができるよう
になる。
【００３６】下の画像領域にアンチエリアシング処理が
表示される。その際、たとえば理想的な線分は、画素系
列Ａにおいて７０％に表示されなければならず、かつ、
画素系列Ｂにおいては、３０％に表示されなければなら
ない。ここで、アンチエリアシングアルゴリズムによ
り、次に可能な画素と理想的な線分との距離が算出さ
れ、かつ、前記距離は、系列ＡおよびＢの画素のカラー
表示において、結果として生ずる明度もしくは色混合の
ために使用される。
【００３７】図５は、同時に指針４を有する時計３、な
らびにナビゲーション・マップ６、７を表示するマトリ
クス−ディスプレイ２を備えたインストルメント・クラ
スタ１を示す。
【００３８】ナビゲーション・マップ６、７に表示され
たグラフィックは、車両の速度、および進行方向の変化
に応じて、比較的速く変化する。そのため、可能な限
り、ギザギザなしの表示描写を可能にするために、比較
的高い画像再表示率が必要になる。
【００３９】これに対し、時計３の指針４は、本質的に
ナビゲーション・マップ６、７の道路線および家屋線よ
りも遅く移動する。したがって、観察者にとっては、時
計３がその指針４および数字を、一つ残らず、計算制約
をもつアンチエリアシング処理を利用して表示される必
要がある。でなければ、前記観察者にとっては、グラフ
ィック要素の階段ジャンプが明らかに発生することにな
り、かつ、妨げとなるものとして感知されるからであ
る。
【００４０】これに対し、ナビゲーション・マップのグ
ラフィックがそれぞれの画像再表示周波数に応じて、画
像情報が比較的遅く変化した場合、および計算制約の少
ないアンチエリアシング処理を使用して、またはむしろ
アンチエリアシング処理なしで表示される場合、当該画
像情報が速く変化する限り、ある計算制約をもつアンチ
エリアシング処理で表示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンチエリアシング処理をし、および処理をし
ないテキストおよび線分を示す。
【図２】アンチエリアシング処理をし、および処理をし
ないテキストおよび線分を示す。
【図３】アンチエリアシング処理をし、および処理をし
ないテキストおよび線分を示す。
【図４】アンチエリアシング処理をし、および処理をし
ないテキストおよび線分を示す。
【図５】時刻、ならびに特にナビゲーション・マップを
表示するための車両インストルメント・クラスタを示
す。
【符号の説明】
１ インストルメント・クラスタ ２ マトリクス-ディスプレイ ３ 時計 ４ 指針 ６、７ ナビゲーション・マップ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示する情報をグラフィック処理をする
    ためのデータ処理装置と、処理された情報を可視化する
    ためのディスプレイ・ユニットとを備え、前記データ処
    理装置が、グラフィック処理においてアンチエリアシン
    グ処理を使用し、グラフィックを光学的に描写するため
    の表示装置において、 １つの画像を発生するとき、少なくとも２つの画像領域
    または画像の画像対象をグラフィック処理するためのデ
    ータ処理装置が、前記画像領域または画像対象のために
    異なるアンチエリアシング処理をするか、または前記画
    像領域の１つまたは前記画像対象の１つを、アンチエリ
    アシング処理をしないで表示するようにしたことを特徴
    とする、アンチエリアシング処理をするか、またはしな
    い表示装置。
  2. 【請求項２】 提供するデータ処理装置の計算性能、ま
    たは画像再表示率、または表示する対象の数に依存し
    て、順番に表示する画像の発生時に、異なるアンチエリ
    アシング処理を適用することを特徴とする請求項１記載
    の表示装置。
  3. 【請求項３】 提供するデータ処理装置の計算性能、ま
    たは画像再表示率、または表示する対象の数に依存し
    て、順番に表示する画像の発生時に、異なるアンチエリ
    アシング処理を適用し、かつ、１つの画像の発生時に、
    少なくとも２つの画像領域、または画像の画像対象をグ
    ラフィック処理するためのデータ処理装置が、前記画像
    領域または画像対象のために、異なるアンチエリアシン
    グ処理をするか、または１つの画像領域または１つの画
    像対象をアンチエリアシング処理しないで表示するよう
    にしたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
  4. 【請求項４】 １つの画像の発生時に、１つの画像更新
    への要求がなされるまで、かつ、その後に表示する残り
    の画像領域または対象が、計算制約がまったくないか、
    または極く少ないアンチエリアシング処理を利用して表
    示されるまで、個々の画像領域、または対象を表示する
    ための計算制約のあるアンチエリアシング処理をするこ
    とを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の表示装
    置。
  5. 【請求項５】 特定のアンチエリアシング処理により画
    像処理をするために、提供可能の計算性能および時間が
    十分であるか否かを、データ処理装置に設定可能または
    前記データ処理装置が自ら算出し、かつ、データ処理装
    置が、完全な画像処理のための時間および計算性能に十
    分な画像処理をするためのアンチエリアシング処理を選
    択するようにしたことを特徴とする上記請求項のいずれ
    かに記載の表示装置。
  6. 【請求項６】 特定の画像領域または画像対象を画像処
    理をするためのデータ処理装置が、特定のアンチエリア
    シング処理を使用することを、前記データ処理装置に設
    定することが可能としたことを特徴とする上記請求項の
    いずれかに記載の表示装置。
  7. 【請求項７】 特定の画像領域または画像対象を画像処
    理をするためのデータ処理装置が、画像再表示率によっ
    て決められる提供可能の計算性能および時間に応じて、
    特定の多少の計算制約をもつアンチエリアシング処理を
    することを、前記データ処理装置に設定可能としたこと
    を特徴とする上記請求項のいずれかに記載の表示装置。
  8. 【請求項８】 以下の手段が、１つの画像を発生するた
    めの必要条件に応じて段階的に選択され、 段階１：アンチエリアシングなしの標準アルゴリズム。 段階２：一定の背景色において、画素を基準とする開始
    点、および終了点によるアンチエリアシングアルゴリズ
    ム。 段階３：一定の背景色において、副画素を基準とする開
    始点および終了点によるアンチエリアシングアルゴリズ
    ム。 段階４：複数の背景色において、画素を基準とする開始
    点および終了点によるアンチエリアシングアルゴリズ
    ム。 段階５：複数の背景色において、副画素を基準とする開
    始点および終了点によるアンチエリアシングアルゴリズ
    ム。 段階６：任意の多さの背景色において、副画素を基準と
    するアンチエリアシングアルゴリズム。 かつ、組合せにても使用され、前記方法の計算制約が、
    各段階とともに増加するようにしたことを特徴とする上
    記請求項のいずれかに記載の表示装置。
  9. 【請求項９】 表示装置が、低解像度を有するマトリク
    ス−ディスプレイのために使用され、前記マトリクス−
    ディスプレイ上に、同時にまたは順次に異なる速度で移
    動するグラフィック、または文字が表示されるようにな
    っていることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載
    の表示装置。
JP10250731A 1997-09-11 1998-09-04 アンチエリアシング処理をするか、またはしない表示装置 Pending JPH11167377A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19740033A DE19740033A1 (de) 1997-09-11 1997-09-11 Anzeigevorrichtung mit und ohne Antialiasing
DE19740033.7 1997-09-11

Publications (1)

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JPH11167377A true JPH11167377A (ja) 1999-06-22

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ID=7842073

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10250731A Pending JPH11167377A (ja) 1997-09-11 1998-09-04 アンチエリアシング処理をするか、またはしない表示装置

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EP (1) EP0903723B1 (ja)
JP (1) JPH11167377A (ja)
DE (2) DE19740033A1 (ja)

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