(57)【要約】【課題】表示品質の低下を抑えつつ画像データを圧縮すること。【解決手段】本発明の圧縮器は、画素値が圧縮された後に伸長された伸長画素値を記憶するメモリと、圧縮対象画素に対応する画素値を圧縮する直接圧縮部と、圧縮対象画素に対応する前記画素値と、圧縮対象画素に対して相対的に定められた参照画素に対応する伸長画素値との差分値を圧縮する第１差分圧縮部と、直接圧縮部における圧縮前後の画素値の誤差と、第１差分圧縮部における圧縮前後の差分値の誤差とを比較して、比較結果に基づいて直接圧縮部または第１差分圧縮部の圧縮により得られる圧縮値のいずれかを、圧縮方法を識別する識別子とともに出力する誤差評価部と、出力される圧縮値を識別子に基づく方法で伸長して、伸長画素値としてメモリに記憶させる伸長部とを備える。【選択図】図２
2014075631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素の画素値を表す画像データが入力され、各画素に対応する画素値を圧縮する圧縮器であって、
前記画素値が圧縮された後に伸長された伸長画素値を記憶するメモリと、
圧縮対象画素に対応する前記画素値を圧縮する直接圧縮部と、
前記圧縮対象画素に対応する前記画素値と、前記圧縮対象画素に対して相対的に定められた少なくとも一つの参照画素に対応する前記伸長画素値との差分値を圧縮する第１差分圧縮部と、
前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部における圧縮前後の前記差分値の誤差とを比較して、比較結果に基づいて前記直接圧縮部または前記第１差分圧縮部の圧縮により得られる圧縮値のいずれかを、圧縮方法を識別する識別子とともに出力する誤差評価部と、
出力される前記圧縮値を前記識別子に基づく方法で伸長して、前記伸長画素値として前記メモリに記憶させる伸長部と
を備えることを特徴とする圧縮器。
【請求項２】
前記第１差分圧縮部は、複数の前記参照画素に対応して得られる複数の前記差分値をそれぞれ圧縮し、
前記誤差評価部は、前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較することを特徴とする請求項１に記載の圧縮器。
【請求項３】
前記第１差分圧縮部において用いられる前記参照画素よりも多い前記参照画素に対応する前記伸長画素値と、前記圧縮対象画素に対応する前記画素値とから得られる複数の前記差分値を、前記第１差分圧縮部よりも少ない量子化ビット数で量子化してそれぞれ圧縮する第２差分圧縮部をさらに備え、
前記誤差評価部は、前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部および前記第２差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較し、比較結果に基づいて前記直接圧縮部、前記第１差分圧縮部または前記第２差分圧縮部の圧縮により得られる圧縮値のいずれかを、前記識別子とともに出力することを特徴とする請求項２に記載の圧縮器。
【請求項４】
前記参照画素に対応する前記伸長画素値と、前記圧縮対象画素に対応する前記画素値都から得られる複数の前記差分値を、前記第１差分圧縮部とは異なる方法で量子化してそれぞれ圧縮する第２差分圧縮部をさらに備え、
前記誤差評価部は、前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部および前記第２差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較し、比較結果に基づいて前記直接圧縮部、前記第１差分圧縮部または前記第２差分圧縮部の圧縮により得られる圧縮値のいずれかを、前記識別子とともに出力することを特徴とする請求項２に記載の圧縮器。
【請求項５】
前記メモリに記憶された複数の前記伸長画素値に基づいて、前記圧縮対象画素が第１の状態であるか第２の状態であるかを判定する判定部をさらに備え、
前記誤差評価部は、前記第１の状態であると判定された場合に前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較し、前記第２の状態であると判定された場合に前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第２差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の圧縮器。
【請求項６】
前記判定部は、直前に判定した前記圧縮対象画素が前記第１の状態であるか前記第２の状態であるかにより、判定の基準を異ならせることを特徴とする請求項５に記載の圧縮器。
【請求項７】
前記伸長部は、前記識別子および前記判定部による判定結果に基づいて前記圧縮値を伸長して、前記伸長画素値として前記メモリに記憶させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の圧縮器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の圧縮器と、
出力される前記圧縮値および前記識別子を記憶するフレームメモリと、
前記フレームメモリに記憶された前記圧縮値を前記識別子に基づく方法で伸長する伸長器と、
前記伸長器による伸長をして得られる画素値に基づいて、表示パネルを構成する複数の画素を駆動する駆動部と
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の駆動装置と、
前記表示パネルと
を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを圧縮する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示パネルを駆動するときは、表示パネルの画素数および表示の階調数に応じた容量のフレームメモリが用いられる。表示パネルの表示品質を向上させるために、特に、携帯電話、スマートフォンなどに用いられる表示パネルにおいては、高精細化などがすすんでいる。そのため、フレームメモリの容量についても増加することになり、コストの増加につながっていた。そこで、コスト低減のため、フレームメモリの容量を削減する試みがなされている。例えば、入力される画像データをフレームメモリに記憶させる前に圧縮することが行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フレームメモリに記憶させる前に画像データを圧縮すると、圧縮した分だけ表示品質が低下することにつながってしまう。そのため、画像データの圧縮率を高めつつ表示品質の低下を抑える圧縮方法が望まれている。
【０００５】
本発明は、表示品質の低下を抑えつつ画像データを圧縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によると、複数の画素の画素値を表す画像データが入力され、各画素に対応する画素値を圧縮する圧縮器であって、前記画素値が圧縮された後に伸長された伸長画素値を記憶するメモリと、圧縮対象画素に対応する前記画素値を圧縮する直接圧縮部と、前記圧縮対象画素に対応する前記画素値と、前記圧縮対象画素に対して相対的に定められた少なくとも一つの参照画素に対応する前記伸長画素値との差分値を圧縮する第１差分圧縮部と、前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部における圧縮前後の前記差分値の誤差とを比較して、比較結果に基づいて前記直接圧縮部または前記第１差分圧縮部の圧縮により得られる圧縮値のいずれかを、圧縮方法を識別する識別子とともに出力する誤差評価部と、出力される前記圧縮値を前記識別子に基づく方法で伸長して、前記伸長画素値として前記メモリに記憶させる伸長部とを備えることを特徴とする圧縮器が提供される。
【０００７】
この圧縮器によれば、表示品質の低下を抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記第１差分圧縮部は、複数の前記参照画素に対応して得られる複数の前記差分値をそれぞれ圧縮し、前記誤差評価部は、前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較してもよい。
【０００９】
この圧縮器によれば、相関性の高い画素を有効に用いて、表示品質の低下をより抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【００１０】
また、別の好ましい態様において、前記第１差分圧縮部において用いられる前記参照画素よりも多い前記参照画素に対応する前記伸長画素値と、前記圧縮対象画素に対応する前記画素値とから得られる複数の前記差分値を、前記第１差分圧縮部よりも少ない量子化ビット数で量子化してそれぞれ圧縮する第２差分圧縮部をさらに備え、前記誤差評価部は、前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部および前記第２差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較し、比較結果に基づいて前記直接圧縮部、前記第１差分圧縮部または前記第２差分圧縮部の圧縮により得られる圧縮値のいずれかを、前記識別子とともに出力してもよい。
【００１１】
この圧縮器によれば、相関性の高い画素を有効に用いて、表示品質の低下をより抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【００１２】
また、別の好ましい態様において、前記参照画素に対応する前記伸長画素値と、前記圧縮対象画素に対応する前記画素値都から得られる複数の前記差分値を、前記第１差分圧縮部とは異なる方法で量子化してそれぞれ圧縮する第２差分圧縮部をさらに備え、前記誤差評価部は、前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部および前記第２差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較し、比較結果に基づいて前記直接圧縮部、前記第１差分圧縮部または前記第２差分圧縮部の圧縮により得られる圧縮値のいずれかを、前記識別子とともに出力してもよい。
【００１３】
この圧縮器によれば、相関性の高い画素を有効に用いて、表示品質の低下をより抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【００１４】
また、別の好ましい態様において、前記メモリに記憶された複数の前記伸長画素値に基づいて、前記圧縮対象画素が第１の状態であるか第２の状態であるかを判定する判定部をさらに備え、前記誤差評価部は、前記第１の状態であると判定された場合に前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第１差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較し、前記第２の状態であると判定された場合に前記直接圧縮部における圧縮前後の前記画素値の誤差と、前記第２差分圧縮部における圧縮前後の複数の前記差分値の各誤差とを比較してもよい。
【００１５】
この圧縮器によれば、ランダムパターンが含まれる画像であっても、表示品質の低下をより抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【００１６】
また、別の好ましい態様において、前記判定部は、直前に判定した前記圧縮対象画素が前記第１の状態であるか前記第２の状態であるかにより、判定の基準を異ならせてもよい。
【００１７】
この圧縮器によれば、ランダムパターンが含まれる画像であっても、表示品質の低下をより抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【００１８】
また、別の好ましい態様において、前記伸長部は、前記識別子および前記判定部による判定結果に基づいて前記圧縮値を伸長して、前記伸長画素値として前記メモリに記憶させてもよい。
【００１９】
この圧縮器によれば、ランダムパターンが含まれる画像であっても、表示品質の低下をより抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【００２０】
また本発明の一実施形態によると、上記記載の圧縮器と、出力される前記圧縮値および前記識別子を記憶するフレームメモリと、前記フレームメモリに記憶された前記圧縮値を前記識別子に基づく方法で伸長する伸長器と、前記伸長器による伸長をして得られる画素値に基づいて、表示パネルを構成する複数の画素を駆動する駆動部とを備えることを特徴とする駆動装置が提供される。
【００２１】
この駆動装置によれば、画像データを圧縮、伸長しても、表示装置に表示される表示品質の低下を抑えることができる。
【００２２】
また本発明の一実施形態によると、上記記載の駆動装置と、前記表示パネルとを備えることを特徴とする表示装置が提供される。
【００２３】
この表示装置によれば、画像データを圧縮、伸長しても、表示品質の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、表示品質の低下を抑えつつ画像データを圧縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置１の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧縮器１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像データの画素値の入力順の例を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る各圧縮方法の参照画素を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る各圧縮方法の圧縮データの構成を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る直接圧縮部１２０において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る差分圧縮部Ａ１３１において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る差分圧縮部Ｂ１３２において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る差分圧縮部Ｃ１３３において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る判定部１４０における処理を説明する状態遷移図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る伸長部１７０の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る伸長器３０の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る圧縮器１０Ａの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係る表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
［全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置１の構成を示す概略図である。表示装置１は、スマートフォン、携帯電話、パーソナルコンピュータ、テレビなどにおいて画像を表示する装置であり、例えば有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイなどである。表示装置１は、圧縮器１０、フレームメモリ２０、伸張器３０、駆動部４０および表示パネル５０を有する。圧縮器１０、伸張器３０および駆動部４０については、その一部または全部が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより実行されるプログラムによりソフトウェア上で実現されてもよいし、ハードウェア上で実現されてもよい。なお、本発明は、圧縮器１０、フレームメモリ２０、伸張器３０および駆動部４０を有する駆動装置としても概念できる。
【００２９】
各画素の画素値を表す画像データが入力され、この画像データに基づく画像が表示パネル５０に表示される。表示パネル５０は複数の画素（例えば、ｍ×ｎのマトリクス）を有する。この例では、各画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のサブ画素により構成されている。入力される画像データにおける各画素の画素値は、２４ビット（Ｒ、Ｇ、Ｂ各８ビット）で規定されている。なお、この例では２４ビットとしているが、より少ないビット数（例えば１８ビットなど）であってもよいし、多いビット数（例えば３０ビット、４８ビットなど）であってもよい。
【００３０】
図１に示すように、画像データが圧縮器１０に入力されて圧縮され、フレームメモリ２０に記憶される。この例では、各画素が２４ビットから１２ビットに圧縮される。すなわち半分の容量に圧縮される。フレームメモリ２０に記憶された圧縮データは、伸長器３０により伸長される。駆動部４０は、伸長されたデータを用いて表示パネル５０を駆動して、各画素が画素値に応じた階調になるように制御する駆動回路などである。これにより、表示パネル５０に画像データに応じた画像が表示される。以下、圧縮器１０の構成について、詳述する。
【００３１】
［圧縮器１０の構成］
図２は、本発明の第１実施形態に係る圧縮器１０の構成を示すブロック図である。圧縮器１０は、メモリ１１０、直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２、差分圧縮部Ｃ１３３、判定部１４０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１５０、誤差評価部１６０および伸長部１７０を有する。
【００３２】
メモリ１１０は、複数の画素に対応する伸長画素値が記憶されている。この複数の画素とは、圧縮対象画素に対して相対的に決められた位置の参照画素を少なくとも含んでいる。この例では、圧縮対象画素の前の行の画素と、圧縮対象画素と同じ行の直前の５画素分とが、メモリ１１０に記憶されている。
【００３３】
ここで、参照画素とは、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３（以下、それぞれを区別しない場合には、単に「差分圧縮部」という場合がある）において用いられる画素（図４参照）であり、詳細については後述する。また、伸長画素値とは、画像データに含まれる各画素の画素値が、直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３のいずれかにおいて圧縮され、その後に伸長部１７０によって伸長された画素値である。
【００３４】
直接圧縮部１２０は、圧縮対象画素の画素値を量子化して圧縮することにより圧縮値を得る。差分圧縮部Ａ１３１は、圧縮対象画素の画素値と参照画素との差分値を量子化して圧縮して圧縮値を得る。この例では参照画素は３画素であるため、３つの差分値が算出され、３個の圧縮値が得られる。
【００３５】
差分圧縮部Ｂ１３２は、差分圧縮部Ａ１３１と同様な方法で圧縮を行うが、参照画素の数が４画素であり４個の圧縮値を得る。この例では、参照画素は、差分圧縮部Ａ１３１と差分圧縮部Ｂ１３２とでは重複しないようになっている。差分圧縮部Ｃ１３３は、差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２と同様な方法で圧縮を行うが、参照画素の数が１６画素であり１６個の圧縮値を得る。この例では、差分圧縮部Ｃ１３３の参照画素は、差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２の参照画素を包含している。
【００３６】
直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３は、得られた圧縮値を含む圧縮データを出力する。続いて、直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３について、詳細を説明する。
【００３７】
［参照画素］
図３は、本発明の第１実施形態に係る画像データの画素値の入力順の例を説明する図である。この例では、入力される画像データは、図３に示すように１行１列目（１，１）からｍ列目（ｍ，１）、２行１列目（２，１）からｍ列目（ｍ，２）、・・・の画素の順に画素値を供給するデータになっている。ここで、圧縮対象画素は（ｘｔ，ｙｔ）と記している。
【００３８】
図４は、本発明の第１実施形態に係る各圧縮方法の参照画素を説明する図である。図４（ａ）は直接圧縮部１２０、図４（ｂ）は差分圧縮部Ａ１３１、図４（ｃ）は差分圧縮部Ｂ１３２、図４（ｄ）は差分圧縮部Ｃ１３３の参照画素を示す。「Ｔ」は圧縮対象画素を示し、「０」〜「１５」は参照画素を示す。なお、直接圧縮部１２０は、上述したように参照画素を用いない。
【００３９】
差分圧縮部Ａ１３１における圧縮では、圧縮対象画素Ｔに対して参照画素０〜２の３画素が規定されている。上述した通り、参照画素は圧縮対象画素に対して相対的に決められ、圧縮対象画素Ｔの位置を（ｘｔ，ｙｔ）と表すと、参照画素０は（ｘｔ，ｙｔ−１）、参照画素１は（ｘｔ−１，ｙｔ）、参照画素２は（ｘｔ−２，ｙｔ）の画素に対応する。
【００４０】
圧縮対象画素Ｔの画素値をＰｔ、参照画素０の伸長画素値をＰＥ０、参照画素１の伸長画素値をＰＥ１、参照画素２の伸長画素値をＰＥ２とする。ここで、Ｐｔは画像データに含まれる画素値であり、ＰＥ０、ＰＥ１、ＰＥ２はメモリ１１０に記憶された伸長画素値である。差分圧縮部Ａ１３１は３個の差分値（「Ｐｔ−ＰＥ０」、「Ｐｔ−ＰＥ１」、「Ｐｔ−ＰＥ２」）をそれぞれ量子化して圧縮する。これにより、差分圧縮部Ａ１３１は３個の圧縮データを出力する。
【００４１】
差分圧縮部Ｂ１３２における圧縮では、圧縮対象画素Ｔに対して参照画素０〜３の４画素が規定されている。圧縮対象画素Ｔの位置を（ｘｔ，ｙｔ）と表すと、参照画素０は（ｘｔ−３，ｙｔ）、参照画素１は（ｘｔ−４，ｙｔ）、参照画素２は（ｘｔ−１，ｙｔ−１）、参照画素３は（ｘｔ＋１，ｙｔ−１）の画素に対応する。差分圧縮部Ｂ１３２は４個の差分値をそれぞれ量子化して圧縮する。これにより、差分圧縮部Ｂ１３２は４個の圧縮データを出力する。
【００４２】
差分圧縮部Ｃ１３３における圧縮では、圧縮対象画素Ｔに対して参照画素０〜１５の１６画素が規定されている。各参照画素の位置の説明は省略するが、図４（ｄ）に示すように、各参照画素は圧縮対象画素Ｔに対して相対的に規定されている。差分圧縮部Ｃ１３３は１６個の差分値をそれぞれ量子化して圧縮する。これにより、差分圧縮部Ｃ１３３は１６個の圧縮データを出力する。
【００４３】
［圧縮データの構成］
図５は、本発明の第１実施形態に係る各圧縮方法の圧縮データの構成を説明する図である。図５（ａ）は直接圧縮部１２０、図５（ｂ）は差分圧縮部Ａ１３１、図５（ｃ）は差分圧縮部Ｂ１３２、図５（ｄ）は差分圧縮部Ｃ１３３の圧縮データの構成を示す。各画素の圧縮データは、この例では固定長の１２ビットのデータであり、識別子のデータと圧縮値のデータとに区分されている。１２ビットのうち、どの部分が識別子であるか圧縮値であるかは予め決められていればよい。なお、この例では１２ビットである場合を説明するが、ビット数はより多くても少なくてもよい。
【００４４】
圧縮値とは、直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３のいずれかにおいて、画素値または差分値が量子化されて圧縮された値を示す。識別子とは、直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３のいずれで生成された圧縮データであるかを識別する値である。また、識別子には、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３のいずれかで生成された圧縮データの場合には参照画素を識別する値も含まれている。
【００４５】
なお、差分圧縮部Ｃ１３３については、差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２の場合と異なる識別子が規定されていない。そのため、圧縮データが差分圧縮部Ｃ１３３において生成されたものであるか、差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２のいずれか一方で生成されたものであるかについては、後述する判定部１４０の判定結果を用いて識別されるようになっている。
【００４６】
直接圧縮部１２０において生成される圧縮データの１２ビットの内訳は、識別子が最初の１ビット、圧縮値のＲ、Ｇがそれぞれ４ビット、Ｂが３ビットである。圧縮値は、Ｂが３ビットであるが、これを４ビットとしてＲまたはＧが３ビットになるようにしてもよい。ただし、人間にとっては、Ｂ、Ｒ、Ｇの順に明るさの変化の分解能が高くなっていくため、ＲＧＢのいずれかを少ない量子化ビット数にする必要があれば、分解能の低いＢを少ないビットに割り当てることが望ましい。
【００４７】
差分圧縮部Ａ１３１において生成される圧縮データの１２ビットの内訳は、識別子が３ビット、圧縮値のＲ、Ｇ、Ｂ（以下、差分値を量子化した圧縮値としてＱＲ、ＱＧ、ＱＢと表す）がそれぞれ３ビットである。差分圧縮部Ｂ１３２において生成される圧縮データの１２ビットの内訳は、識別子が５ビット、圧縮値のＱＲ、ＱＢがそれぞれ２ビット、ＱＧが３ビットである。差分圧縮部Ｃ１３３において生成される圧縮データの１２ビットの内訳は、識別子が５ビット、圧縮値のＱＲ、ＱＢがそれぞれ２ビット、ＱＧが３ビットである。
【００４８】
［圧縮方法の識別］
各圧縮データの識別子は、以下のようにして各圧縮方法を識別する。まず、識別子の１ビット目で、その圧縮データが直接圧縮部１２０により生成されたものか、差分圧縮部のいずれかで生成されたものかが識別される。この例では、最初の１ビット目が「０」である場合には直接圧縮部１２０により生成された圧縮データ、「１」である場合には差分圧縮部のいずれかで生成された圧縮データであることが識別される。
【００４９】
続いて、差分圧縮部のいずれかである場合には、判定部１４０の判定結果（詳細は後述する）から、圧縮データが差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２であるか、差分圧縮部Ｃ１３３において生成されたものであるかが識別される。
【００５０】
差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２のいずれかで生成された圧縮データの場合、識別子の２ビット目および３ビット目の合計２ビットにより、差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２のいずれかであると識別される。この例では、２ビット目、３ビット目が、「００」、「０１」、「１０」のいずれかである場合には、差分圧縮部Ａ１３１で生成された圧縮データであることが識別され、さらに３画素の参照画素のいずれかが識別される。なお、図５においては、参照画素を示すビットを「Ｒｅｆ」として表している。
【００５１】
一方、２ビット目、３ビット目が、「１１」である場合には、差分圧縮部Ｂ１３２で生成された圧縮データであることが識別される。この場合には、さらに続く４ビット目、５ビット目で４画素の参照画素のいずれかが識別される。
【００５２】
差分圧縮部Ｃ１３３で生成された圧縮データの場合、識別子の２ビット目〜５ビット目の合計４ビットにより、１６画素の参照画素のいずれかが識別される。
【００５３】
［量子化テーブル］
この例では、直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３のそれぞれは量子化を行うときに、量子化テーブルを用いている。なお、量子化の際には、量子化テーブルを用いずに、演算（例えば、シフト演算など）を用いてもよい。
【００５４】
図６は、本発明の第１実施形態に係る直接圧縮部１２０において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。図６に示すように、各色８ビットの画素値は、Ｒ、Ｇが４ビット（量子化ステップサイズ＝１７）に量子化され、Ｂが３ビット（量子化ステップサイズ＝３６）に量子化される。例えば、画素値ＰｔのＲが「９５」であれば、圧縮値「１０２」（４ビットで表すと、「０１１０」）に量子化される。一方、画素値ＰｔのＢが「９５」であれば、圧縮値「１０８」（３ビットで表すと、「０１１」）に量子化される。
【００５５】
直接圧縮部１２０は、圧縮データを出力するときに、誤差データについても出力する。誤差データは、量子化により生じる圧縮前後の誤差を示す。この例では、直接圧縮部１２０は、画素値Ｐｔと圧縮値との差の絶対値を各色について合計したものを誤差とする。例えば、画素値ＰｔのＲが「９５」、Ｇが「１４０」、Ｒが「４５」であれば、量子化により得られる圧縮値のＲが「１０２」、Ｇが「１３６」、Ｒが「５１」である。そのため、誤差は、｜９５−１０２｜＋｜１４０−１３６｜＋｜４５−５１｜＝１７となる。
【００５６】
図７は、本発明の第１実施形態に係る差分圧縮部Ａ１３１において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。ここで、差分値とは、画素値Ｐｔ−伸長画素値ＰＥｎ（ｎ＝０、１、２：参照画素に対応）であり、量子化テーブルにおける最も近い差分値に対応するＱに量子化される。例えば、画素値Ｐｔが「９０」であり、伸長画素値ＰＥ１が「１０２」である場合には、差分値が「−１２」となる。図７に示す量子化テーブルにおいて、差分値「−１２」は、量子化テーブルにおける最も近いも差分値が「−１６」であるから、これに対応するＱが「６」として量子化される。なお、最も近い差分値が２つある場合には、予め決められた規則に従って、例えば小さい方の差分値を最も近い差分値として扱えばよい。
【００５７】
差分圧縮部Ａ１３１についても直接圧縮部１２０と同様に、圧縮データを出力するときに、誤差データについても出力する。誤差データは、量子化により生じる圧縮前後の誤差を示す。この例では、差分圧縮部Ａ１３１は、画素値Ｐｔと参照画素の伸長画素値から得られた差分値と、量子化テーブルの最も近い差分値との差の絶対値を各色について合計したものを誤差とする。例えば、画素値Ｐｔと参照画素の差分値のＲが「−１２」、Ｇが「９」、Ｒが「２２」であれば、それぞれ量子化テーブルの最も近い差分値は、Ｒが「−１６」、Ｇが「４」、Ｒが「１６」である。そのため、誤差は、｜−１２−（−１６）｜＋｜９−４｜＋｜２２−１６｜＝１５となる。
【００５８】
図８は、本発明の第１実施形態に係る差分圧縮部Ｂ１３２において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。図９は、発明の第１実施形態に係る差分圧縮部Ｃ１３３において用いられる量子化テーブルの例を説明する図である。図８、図９に示す量子化テーブルも、使用される差分圧縮部が異なるだけであり、図７における量子化テーブルと同様に扱うため、その説明を省略する。また、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３において誤差データを出力する点についても、差分圧縮部Ａ１３１と同様であるため、説明を省略する。
【００５９】
なお、図９に示す差分圧縮部Ｃ１３３で用いられる量子化テーブルについては、後述するランダムパターン検出状態において用いられるため、差分値が大きくなる可能性が高く、他の２つの量子化テーブルと比べて量子化する基準となる差分値が、全体的に大きな値となっている（量子化のステップが大きい）。また、参照画素が存在しない画素の位置に該当する場合には、画素値が所定値（例えば、「０」）であるものとして扱えばよい。
【００６０】
また、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３において生成される圧縮データの圧縮値の量子化ビットは、差分圧縮部Ａ１３１において生成される圧縮データの圧縮値の量子化ビットよりも少ない。一方、識別子に多くの量子化ビットが割り当てられるため、参照画素を多くすることができる。参照画素が多くなれば、量子化ビットが少なくても後述する誤差の少ない圧縮データが得られる場合がある。なお、複数の差分圧縮部において、参照画素の数を同じにすることで識別子および圧縮値に割り当てられる量子化ビットをそれぞれ同じくして、圧縮方法を変える（例えば量子化テーブルのみを変える）ようにしてもよい。以上が、直接圧縮部１２０、差分圧縮部Ａ１３１、差分圧縮部Ｂ１３２および差分圧縮部Ｃ１３３についての説明である。
【００６１】
［判定部１４０の処理］
図２に戻って説明を続ける。判定部１４０は、メモリ１１０に記憶された判定画素の伸長画素値を用いて、圧縮対象画素が通常状態かランダムパターン検出状態かの２状態のいずれであるかを判定する。判定画素は、圧縮対象画素Ｔに対して相対的に決められた複数の画素であり、この例では４画素、判定画素０は（ｘｔ−１，ｙｔ）、判定画素１は（ｘｔ−２，ｙｔ）、判定画素２は（ｘｔ−３，ｙｔ）、判定画素３は（ｘｔ−４，ｙｔ）の画素に対応する。
【００６２】
判定部１４０は、通常状態と判定した場合には、差分圧縮部Ａ１３１および差分圧縮部Ｂ１３２から出力された圧縮データおよび誤差データを誤差評価部１６０に入力されるように、マルチプレクサ１５０を制御する。一方、ランダムパターン検出状態と判定した場合には、判定部１４０は、差分圧縮部Ｃ１３３から出力された圧縮データおよび誤差データを誤差評価部１６０に入力されるように制御する。いずれの場合であっても、直接圧縮部１２０から出力された圧縮データ及び誤差データは、誤差評価部１６０に入力される。判定部１４０による通常状態かランダムパターン検出状態かの判定方法について、図１０を用いて説明する。
【００６３】
図１０は、本発明の第１実施形態に係る判定部１４０における処理を説明する状態遷移図である。判定部１４０は、判定画素０〜３の伸長画素値をＹ／Ｐｂ／Ｐｒ形式（２４ｂｉｔ）に変換する。そして、判定部１４０は、判定画素ｎと判定画素ｎ−１との輝度の差分ＤＣｎおよび色差の差分ＤＹｎを算出する。ここで、ｎ＝１、２、３である。
【００６４】
ＤＣｎおよびＤＹｎの算出方法は、以下のとおりである。
ＤＣｎ＝（｜Ｐｂｎ−Ｐｂｎ−１｜＋｜Ｐｒｎ−Ｐｒｎ−１｜）／２
ＤＹｎ＝｜Ｙｎ−Ｙｎ−１｜
ここで、ｎ＝１、２、３であり、判定画素ｎのＹ／Ｐｂ／ＰｒをＹｎ／Ｐｂｎ／Ｐｒｎとして表している。
【００６５】
判定部１４０は、一つ前の圧縮対象画素について通常状態であると判定した場合には、ＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３の最小値がしきい値Ｖ１（例えば、２０）以上、かつＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３の最大値がしきい値Ｖ２（例えば、２０）以下になった場合に、圧縮対象画素についてランダムパターン検出状態に変わったと判定し、この条件を満たさない場合には通常状態を維持していると判定する。
【００６６】
一方、判定部１４０は、一つ前の圧縮対象画素についてランダムパターン検出状態であると判定した場合には、ＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３の最大値がしきい値Ｖ３（例えば、１０）以下、かつＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３の最小値がしきい値Ｖ４（例えば、２０）以上になった場合に、圧縮対象画素について通常状態に変わったと判定し、この条件を満たさない場合にはランダムパターン検出状態を維持していると判定する。このように設定することにより、通常状態およびランダムパターン検出状態が圧縮対象画素毎に頻繁に変わってしまうこと（チャタリング）を防ぐことができる。なお、この例においては、フレームの開始時は、通常状態であるものとする。
【００６７】
このように、圧縮対象画素と近傍に位置する判定画素との関係において、輝度Ｙの変化が少なく、色差Ｐｂ、Ｐｒの変化が大きい場合には、圧縮対象画素と判定画素とが相関性が少ない（ランダムパターン）可能性が高い。そのため、多くの参照画素を用い、量子化テーブルにおける差分値が大きく設定されている差分圧縮部Ｃが、圧縮方法の候補として用いられるようになっている。
【００６８】
図２に戻って説明を続ける。誤差評価部１６０は、圧縮データおよび誤差データの複数の組が入力され、最も誤差が小さい組を選択して、その組の圧縮データをフレームメモリ２０および伸長部１７０に出力する。これにより、画像データが圧縮され、圧縮データとしてフレームメモリ２０に記憶される。一方、伸長部１７０に出力された圧縮データは、伸長されて伸長画素値としてメモリ１１０に記憶される。
【００６９】
［伸長部１７０の構成］
伸長部１７０は、圧縮データの識別子を参照して圧縮方法を識別し、その圧縮方法で圧縮値を逆量子化して伸長し、伸長画素値としてメモリ１１０に記憶する。
【００７０】
図１１は、本発明の第１実施形態に係る伸長部１７０の構成を示すブロック図である。伸長部１７０は、マルチプレクサ１７５、１７６、直接伸長部１７２０、差分伸長部Ａ１７３１、差分伸長部Ｂ１７３２、差分伸長部Ｃ１７３３および判定部１７４０を有する。
【００７１】
判定部１７４０は、上述した判定部１４０と同様の処理で通常状態であるかランダムパターン検出状態であるかの判定を行う。そのため、判定部１４０と共通化してもよい。判定部１７４０は、通常状態であると判定した場合には、直接伸長部１７２０、差分伸長部Ａ１７３１および差分伸長部Ｂ１７３２の信号経路が誤差評価部１６０とメモリ１１０との間に形成されるように、マルチプレクサ１７５、１７６を制御する。一方、ランダムパターン検出状態と判定した場合には、判定部１７４０は、直接伸長部１７２０および差分伸長部Ｃ１７３３の信号経路が誤差評価部１６０とメモリ１１０との間に形成されるように、マルチプレクサ１７５、１７６を制御する。
【００７２】
直接伸長部１７２０は、入力された圧縮データが直接圧縮部１２０で生成されたこと示す識別子を有する場合（この例では１ビット目が「０」である場合）に、直接圧縮部１２０で用いた量子化テーブル（図６）を参照して、その圧縮データの圧縮値を伸長してメモリ１１０に記憶させる。例えば、圧縮データのＲの圧縮値が「０１１０（４ビット表示）」であれば、Ｒの伸長画素値は「１０２」となる。
【００７３】
差分伸長部Ａ１７３１は、入力された圧縮データが差分圧縮部Ａ１３１で生成されたこと示す識別子を有する場合（この例では１ビット目が「１」であり、２ビット目、３ビット目が「１１」以外である場合）に、識別子の２ビット目、３ビット目を参照して参照画素を特定し、差分圧縮部Ａ１３１で用いた量子化テーブル（図７）を参照して、その圧縮データの圧縮値を伸長してメモリ１１０に記憶させる。例えば、Ｒの圧縮データの圧縮値が「Ｑ＝６」であれば差分値「−１６」であり、特定した参照画素の伸長画素値が「１３０」であれば伸長対象の画素の伸長画素値が「１１４（＝１３０−１６）」として伸長される。
【００７４】
差分伸長部Ｂ１７３２は、入力された圧縮データが差分圧縮部Ｂ１３２で生成されたこと示す識別子を有する場合（この例では１ビット目が「１」であり、２ビット目、３ビット目が「１１」である場合）に、識別子の４ビット目、５ビット目を参照して参照画素を特定し、差分圧縮部Ｂ１３２で用いた量子化テーブル（図８）を参照して、その圧縮データの圧縮値を伸長してメモリ１１０に記憶させる。
【００７５】
差分伸長部Ｃ１７３３は、入力された圧縮データが差分圧縮部Ｂ１３２で生成されたこと示す識別子を有する場合（この例では１ビット目が「１」である場合）に、識別子の２ビット目〜５ビット目を参照して参照画素を特定し、差分圧縮部Ｃ１３３で用いた量子化テーブル（図９）を参照して、その圧縮データを伸長してメモリ１１０に記憶させる。
【００７６】
本発明の第１実施形態における圧縮器１０においては、圧縮対象画素と相関性の高い画素を広い範囲の参照画素から選択するため、圧縮による表示品質の低下を抑えることができる。また、複数の圧縮方法を切り替えて用いることにより、緩やかに画素値が変化する画素と急激に画素値が変化する画素との双方において表示品質の低下を抑えることができる。また、ランダムパターンのように画素値の変化が激しい場合、差分値の量子化ステップが大きい量子化テーブルを用いることで量子化による誤差を低減することができる。また、画像によっては相関性の高い画素が圧縮対象画素から離れている場合があるが、広い範囲の参照画素から選択することで、表示品質の低下を抑えることができる。以上が圧縮器１０の構成についての説明である。
【００７７】
［伸長器３０の構成］
続いて、伸長器３０の構成について説明する。伸長器３０は、フレームメモリ２０に記憶された圧縮データを伸長して、伸長して得られる画素値を駆動部４０に出力する。伸長器３０は、上述した伸長部１７０とほぼ同じ構成である。
【００７８】
図１２は、本発明の第１実施形態に係る伸長器３０の構成を示すブロック図である。伸長器３０は、メモリ３１０、直接伸長部３２０、差分伸長部Ａ３３１、差分伸長部Ｂ３３２、差分伸長部Ｃ３３３、判定部３４０、マルチプレクサ３５０、３６０を有する。
【００７９】
伸長器３０のメモリ３１０、直接伸長部３２０、差分伸長部Ａ３３１、差分伸長部Ｂ３３２、差分伸長部Ｃ３３３、判定部３４０、マルチプレクサ３５０、３６０は、それぞれメモリ１１０、伸長部１７０の直接伸長部１７２０、差分伸長部Ａ１７３１、差分伸長部Ｂ１７３２、差分伸長部Ｃ１７３３、判定部１７４０およびマルチプレクサ１７５、１７６と、同様な動作をするため説明を省略する。ただし、マルチプレクサ３６０については、メモリ３１０に伸長画素値を記憶させるだけでなく、駆動部４０への出力も行う。
【００８０】
駆動部４０は、伸長器３０から出力された伸長画素値を用い、表示パネル５０における対応する画素を駆動して伸長画素値に対応する階調に制御する。これにより、表示パネル５０には、フレームメモリ２０に記憶されるときに圧縮された画像データに基づく画像が表示される。
【００８１】
本発明の第１実施形態における表示装置１においては、上述した圧縮器１０を用いて画像データを圧縮しているため、表示パネル５０に表示される画像の表示品質の低下を抑えつつフレームメモリ２０の容量を低減することができる。
【００８２】
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、通常状態とランダムパターン検出状態とを判定する判定部１４０を有する圧縮器１０を用いていたが、判定部１４０を有しない圧縮器１０Ａを用いてもよい。
【００８３】
図１３は、本発明の第２実施形態に係る圧縮器１０Ａの構成を示すブロック図である。圧縮器１０Ａは、図１２に示すように、第１実施形態における圧縮器１０と比較して差分圧縮部Ｃ１３３および判定部１４０を有していない。この場合、伸長部１７０および伸長器３０は、圧縮器１０Ａの圧縮方法に対応させればよい。すなわち、図示は省略するが、伸長部１７０Ａには、差分伸長部Ｃ１７３３、判定部１７４０およびマルチプレクサ１７５、１７６が無くてもよい。また、伸長器３０Ａ（図示せず）には、差分伸長部Ｃ３３３、判定部３４０およびマルチプレクサ３５０、３６０が無くてもよい。
【００８４】
＜変形例１＞
上述した実施形態において、圧縮前後の誤差は、例えば直接圧縮部１２０においては、画素値Ｐｔと圧縮値との差の絶対値を各色について合計して算出していたが、別の方法で算出してもよい。例えば、各色により重み付けをしてもよい。重み付けとしては、例えば、Ｂについては、画素値Ｐｔと圧縮値との差に１未満の値を乗算することにより、Ｒ、Ｇよりも誤差に対する寄与を少なくしてもよい。また、画素値Ｐｔと圧縮値との違いの大きさが誤差として表現されればよいから、画素値Ｐｔと圧縮値とを用いた所定の演算により誤差が算出されればよい。なお、直接圧縮部１２０の場合を例として説明したが、差分圧縮部においても同様である。
【００８５】
＜変形例２＞
上述した実施形態において、直接圧縮部は圧縮対象画素の画素値を線形に圧縮していたが、非線形に圧縮してもよい。また、差分圧縮部は、圧縮対象画素の画素値と参照画素の伸長画素値との差分値を非線形に圧縮していたが、線形に圧縮してもよい。
【００８６】
すなわち、本発明は、圧縮対象画素の画素値を直接的圧縮する直接圧縮部と、圧縮対象画素の画素値と参照画素の伸長画素値との差分値を圧縮する差分圧縮部との双方を用いていればよく、線形に圧縮するものであっても非線形に圧縮するものであってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１…表示装置、１０，１０Ａ…圧縮器、２０…フレームメモリ、３０…伸長器、４０…駆動部、５０…表示パネル、１１０，３１０…メモリ、１２０…直接圧縮部、１３１…差分圧縮部Ａ、１３２…差分圧縮部Ｂ、１３３…差分圧縮部Ｃ、１４０，３４０，１７４０…判定部、１５０，１７５，１７６，３５０，３６０…マルチプレクサ、１６０…誤差評価部、１７０，１７０Ａ…伸長部、３２０，１７２０…直接伸長部、３３１，１７３１…差分伸長部Ａ、３３２，１７３２…差分伸長部Ｂ、３３３，１７３３…差分伸長部Ｃ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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