(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚的表示モニタ上のウィンドウの４つの角を規定する４つの座標を識別する装置であり、前記ウィンドウは前記角を形成する４つの縁端部を有する四角形であり、前記４つの座標は、前記角の垂直位置を規定する２つの座標及び前記角の水平位置を規定する２つの座標であり、前記装置は、
前記モニタ上に表示されるべき画像のピクセルに対応するデジタルピクセルデータを受ける手段と、
前記デジタルピクセルデータを受けるよう構成されるメモリと、
水平に隣り合うピクセル及び垂直に隣り合うピクセルの前記デジタルピクセルデータの値を比較し、これらの値の差を求めるように構成される比較器と、
水平方向及び垂直方向において隣り合うピクセルの輝度における前記差を示す階調度値を生成する手段と、
前記階調度値を記憶するメモリと、
前記ウィンドウの１つの縁端部の２つの角に関するものであり、前記４つの座標のうちの３つの座標を識別するために、前記縁端部に対して生成される前記階調度値を示す第１固有コンフィギュレーションを検出する手段と、
前記ウィンドウの前記４つの座標のうち残り１つの座標を決定するために、識別された前記縁端部に垂直な方向において、前記第１固有コンフィギュレーションの反転した階調度値を示す第２固有コンフィギュレーションを調べる手段とを有する装置。
【請求項２】
階調度値を生成する前記手段は、前記差が所定のしきい値以上であれば高階調度値を生成し、前記差が所定のしきい値未満であれば低階調度値を生成し、
前記階調度値を示す前記第１及び第２固有コンフィギュレーションの少なくとも一方は、前記水平方向又は前記垂直方向のいずれか一方における高階調度値のラインと共に、該ラインの一方の端部において該ラインに垂直な方向にある高階調度値と、該ラインの他方の端部に斜めに隣り合う高階調度値とを有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記デジタルピクセルデータがＲＧＢ値から得られる請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記画像のＲ値、Ｇ値及びＢ値が、前記ピクセル毎に、重み付けられて、加算されて、前記デジタルピクセルデータが生成される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記デジタルピクセルデータが前記画像のＧ値のみから得られる請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
前記メモリが少なくとも１つのラインメモリを有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ラインメモリが前記モニタの１つの行の中のピクセルの数に対応する長さを持つ請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記メモリが逐次的に記憶されるべきデータを受ける単一のラインメモリを有する請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
前記デジタルデータを受ける手段にデジタルデータを供給するＡ／Ｄ変換手段を更に有する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電子表示装置、とりわけ、CRTモニタ及びマトリックス表示に基づくモニタを含むビデオ表示装置又はコンピュータ端末のためのモニタにおける通常「ウィンドウ」と呼ばれる指定画面領域の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年の表示装置においては、幾つかの異なるファイルを同時に表示することが頻繁に要求される。これらは、同じアプリケーションからのもの又は異なるアプリケーションからのものであるかもしれないし、同じタイプの媒体又は異なるタイプの媒体を含有するかもしれず、例えば、テキスト、グラフィックス、写真及びビデオが全て同時にモニタ画面上に表示されるかもしれない。これらの媒体は、ウィンドウと呼ばれる別個の囲み（box）の中に表示され、前記ウィンドウは、互いに隣接するよう若しくは隣り合うよう並べて表示されても良く、又はより多くの場合には部分的に重なる配置で相対的にランダムに表示される。テキストに比べて、写真及び動画の最良の再生を得るためには、異なる画面設定が必要とされる。例えば、ビデオ画像は、コントラスト（黒領域と白領域との間の輝度における差）が増大される場合に改善される。しかしながら、従来のモニタにおける画面設定は画面の全領域に適用され、一般に種々の領域を別個に差別化することは可能ではない。複合画面（composite screen）に対して、写真画像又はビデオ画像を強調する唯一の方法は、関連画面領域又はウィンドウを検出し、ソフトウェアを用いてこのウィンドウの中の表示設定を変える方法である。【０００３】  コンピュータソフトウェアを用いてウィンドウに対応する画像にマーカーを付加することは国際特許出願公開第WO99/21355号から既知であり、これらのマーカー信号は、次いで、関係している画面領域を突き止め、この画面領域内の画質を高めるべく制御信号を生成するために用いられる。この方法は、特に種々のコンピュータアプリケーション及び種々のオペレーティングシステムに適合されるソフトウェアをロードされたコンピュータによって成し遂げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明の目的は、好ましくは、直接的にモニタの中のハードウェアにおいて実施可能であり、オペレーティングシステム及びアプリケーションから相対的に独立している、相対的に単純で、費用対効果が大きいウィンドウ検出の手段を提供することにある。
【０００５】  本発明によれば、視覚的表示モニタ(visual display monitor)上のウィンドウの角(corner)を規定する４つの座標を識別する装置であり、前記モニタ上に表示されるべき画像のピクセルに対応するデジタルピクセルデータを受ける手段と、前記デジタルピクセルデータを受けるよう配設されるラインメモリと、水平に隣り合うピクセル及び垂直に隣り合うピクセルのデータの値を比較するよう配設される比較器と、水平方向及び垂直方向において隣り合うピクセルの輝度における差を示す階調度値を生成する手段と、前記階調度値を記憶するメモリと、前記ウィンドウの１つの縁端部(edge)の３つの座標を識別するために前記階調度値における固有コンフィギュレーション(unique configuration)を検出する手段と、前記ウィンドウの４番目の座標を決定するために識別された前記縁端部に垂直な方向にある前記階調度値の対応する固有コンフィギュレーションを調べる手段を有する装置が提供される。
【０００６】  ウィンドウの角を規定する４つの座標は、前記ウィンドウの頂部の縁端部の垂直位置を規定する座標、前記ウィンドウの底部の縁端部の垂直位置を規定する座標、前記ウィンドウの左の縁端部の水平位置を規定する座標、及び前記ウィンドウの右の縁端部の水平位置を規定する座標である。
【０００７】  ウィンドウの１つの縁端部の３つの座標は、例えば水平な縁端部に対しては、該縁端部の左隅の角のポイント(most left corner point)の２つの座標及び該縁端部の水平部分を規定する右隅の角のポイントの座標である。
【０００８】  階調度値における固有コンフィギュレーションは、水平方向又は垂直方向のいずれか一方における高階調度値のラインと共に、該ラインの一方の端部の該ラインに垂直な方向にある高階調度値、及び該ラインの他方の端部に斜めに隣り合う高階調度値を有する。前記ラインの前記他方の端部のコンフィギュレーションは、角のギャップの形状をしており、前記ギャップは低階調度値によって形成される。
【０００９】  メモリは、共通メモリブロックに組み込まれても良く、画像の隣り合う２つのラインの階調度値を記憶するのに単一のラインメモリが用いられても良い。
【００１０】  視覚的表示モニタ上のウィンドウを検出する方法も提供する。
【００１１】  好ましくは、表示されるべき画像のピクセルに対応するデジタルデータを得る手段が、Ａ／Ｄ変換器及びモニタに供給されるアナログ信号を受ける手段を有する。
【００１２】  一実施例によれば、変換器は多重Ａ／Ｄ変換器であり、別の実施例においては、３つのＡ／Ｄ変換器が設けられる。
【００１３】  RGB表示に適用されるとりわけ好ましい実施例によれば、装置は、緑のチャンネルのみに対応するデータを受け、取り扱うよう適合される。この緑のチャンネルは、カラー画像における輝度の60%を占めるからである。デジタル変換の前にR値、G値及びB値をアナログ加算をすることにより、個々のR値、G値及びB値のかわりに、専ら輝度値を用いることが出来る。
【００１４】  関連した画面領域においては、隣り合う少なくとも２つの行がサンプリングされ、４つの行がサンプリングされる場合にはウィンドウ検出レートが改善される。
【００１５】  好ましくは、単一のメモリが用いられ、画面の異なる部分の各走査におけるデータで書き換え(refill)られる。
【００１６】  本発明による装置は、当該装置がハードウェアを用いて直接的にモニタ自体に導入され得ること、及びオペレーティングシステム又はアプリケーションに依存しないことから、既知の装置を上回るかなりの利点を持つよう構成され得る。前記装置は、縁を備えるウィンドウ又は縁のないウィンドウのどちらも検出することができ、既知の装置より雑音が少なくなる傾向がある。
【００１７】  本発明のより良い理解のため、及び本発明が如何にして実施され得るのかを示すため、以下に添付図の参照がなされる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  図１においては、眼のピクチャを表示するウィンドウ２を備える視覚的表示モニタ１が示されている。モニタ全体にわたる画像は、行及び列を持つ格子を有する規則正しい配列の離散的ピクセル３によって構成される。全画面は、例えばCRTモニタにおいて1200 x 1600ピクセルを有し得る。ピクセル３は、モニタ１の要求に依存してデジタル形態又はアナログ形態で送り込まれるデータに基づいて照明される。現在、ほとんどのモニタはアナログRGB信号を供給されており、この場合にはＡ／Ｄ変換器が設けられる（１つの多重Ａ／Ｄ変換器又は３つのＡ／Ｄ変換器が必要とされ、好ましくは4ビット値を生成することが出来るであろう）。図１に示されているような異なる３つの位置における異なる時間モーメントの画面の２つの行Ｐ（前の行(previous row)）及びＣ（現在の行(current row)）の各々に対応するデータが、サンプリングされ、他の３つのラインモニタG(1.1、1.2及び1.3）に階調度を表すデータがファイルされ得るように、ラインメモリL及び比較器を用いて構成(Compose)される。例えば、モニタ１上のピクチャ２の頂部の位置1.1において、連続する水平な行Ｐ及びＣにおけるデータが比較される。行Ｐはピクチャ２の真上のデータラインであり、行Ｃはピクチャ２の頂部のラインを含む。これら２つのデータのラインは、各ラインの垂直方向において（即ち、互いに対して）比較され、且つ各ラインの水平方向において比較される。このようにして、他の３つのデータのライン、即ち、
HP = ラインＰにおける水平階調度
V = 垂直階調度
HC = ラインＣにおける水平解像度
が生成される。
【００１９】  各位置Ｌに対するこれらのデータのラインは、ピクチャの下に示されているような、各々ピクチャの頂部、中央部及び底部の２つの行のバンド1.1、1.2及び1.3の各々に対する階調度メモリＧに記憶される。所定のしきい値によって決定されているように、隣り合う２つのピクセルの値がかなり異なる場合には、論理「１」が階調度メモリＧに入力され、図において論理「１」は白によって表されている。連続するピクセルの値が相対的に著しく似ている場合には、論理「０」が階調度メモリＧに記録され、図において論理「０」は黒によって表されている。ラインＰに沿った水平方向に対して得られる階調度は1.1HPに入力され、ラインＣに沿った水平方向に対して得られる階調度は1.1HCに入力され、垂直方向に対して得られる階調度は1.1Vに入力される。これは、バンド1.2及び1.3の各々に対して繰り返され、対応する階調度メモリＧに書き込まれる。
【００２０】  実際には、単一のラインメモリを用いることができ、ラインデータとその後の階調度データとが逐次的に入力される。
【００２１】  頂部のバンド1.1に関して、頂部のラインＰに対する水平ライン階調度HPは論理「０」（黒）の行を呈示する。なぜなら、ピクチャの背景は、一般に全く同じであるか、同様な色をしているか、又は非常に緩やかに変化し、従って急激な変化は起こらないからである。ピクチャの頂部のラインＣに対する水平階調度HCは主に論理「０」を呈示する。なぜなら、各々座標x1及びx2に対応するラインＣにおけるピクチャの最初のピクセル及び最後のピクセルを除き、隣り合うピクセルのルミネセンスの間の差は著しくは変化しないからである。垂直方向の（ラインＰをラインＣと比較する）階調度Vは、ピクチャの長さにわたって論理１の行であり、即ち、論理１の行は座標x1からx2にわたっている。このようにして、階調度値の固有コンフィギュレーションが、1.1に示されているようにピクチャ２の頂部の縁端部に対して生成される。この固有コンフィギュレーションは、ラインの一方の端部における垂直な脚部(leg)及びラインの他方の端部における斜めの脚部、即ちドッグレッグ(dog-leg)を備える高階調度値のラインを有する。図１の中の1.1に見ることが出来るように、この固有コンフィギュレーションはかなり特徴的である。ピクチャウィンドウ２の角の座標はラインの端部の座標により与えられ、斯くして、x1、x2及びy1が知られるであろう。
【００２２】  本発明の装置は、ピクチャ２を含む画面１を走査し続け、ピクチャの頂部の縁端部により呈示される階調度パターンの繰返し、又は他の例においてはミラー画像を捜す、即ち対応する固有コンフィギュレーションを捜す。図１に見ることが出来るように、ピクチャの中央においてサンプリングされるバンド1.2は一致しないが、ピクチャの底部のバンド1.3は対応／一致し、斯くして、第２のｙ座標y2を見つけることができ、故に、ピクチャ２の４つの角の座標の全て、即ち(x1, y1)、(x1, y2)、(x2, y1)及び(x2, y2)が知られる。
【００２３】  雑音は、正確に階調度を検出することをより困難にし得る。図１の位置1.2においては、幾つかの水平階調度及び垂直階調度がピクチャの中央において検出される。これはまた、縁において不正確に起こり得る。この場合には、図３の実施例が役立つであろう。この実施例は、水平階調度が垂直方向の２つ以上のピクセルにおいて持続している場合に区別がなされ得るように深さ5ビットの階調度メモリを用いる。階調度は角において非常に典型的な構造を持つことに注意されたい。この構造は、角が存在するかどうかを検出するために従来よりソフトウェアにおいてマスクとして用いられている。
【００２４】  他の例においては、水平位置をウィンドウの垂直縁端部の予測として用いることができ、このことは、図４を参照して以下に記載されているようなスライダを用いてチェックされ得る。
【００２５】  階調度ラインメモリ及びデータは様々な位置において再使用される、即ち、次のラインのデータによりリフレッシュされることから、１つの階調度ラインメモリ及び１つのデータしか必要とされない。データメモリのコンテンツは、それが全画面にわたってスライドするかのように更新され、前記階調度メモリ及び前記データの組合せはスライダと呼ばれる。
【００２６】  他の例においては、２つの垂直スライダと１つの水平スライダとを同時に用いることが出来るが、ハードウェア実施においては１つの水平スライダで十分であろう。
【００２７】  ２つの垂直スライダを用いる場合でも単一のデータラインメモリで十分であろうが、その場合にはおそらく探索時間が２倍になるであろう。
【００２８】  スライダは、効果的にピクセル当り３つ以上の値（0=無階調度(no gradient)、1-階調度又はより多くの解像度で記憶される値）を共用することが出来る。
【００２９】  スライダは画像の１つの完全な行のデータを記憶する、即ち、垂直スライダの場合は、画像の１つの完全な列のデータを記憶する。
【００３０】  階調度メモリ中のライン上の十分な隣接したデータが１であり、該データの端部の他の方向において１の階調度を持つ場合には、ほぼ間違いなく縁が検出されており、４つの座標のうちの３つが知られる。スライダ中のラインに沿った１のデータにおけるギャップは、装置に他の方向を「見る」ように促し、このようにして４番目の座標が見つけられる。
【００３１】  探索は、画面の頂部、境界又は中央において始めることが出来る。原則的に、垂直方向は、単一の水平スライダで頂部から底部まで一度だけ探索される。要する時間は１フレーム時間（17ms）となるであろう。水平方向と垂直方向との両方を同時に探索することができ、このことは、画像中に雑音又は階調度がある場合に有利である。
【００３２】  Ａ／Ｄ変換の前にR信号とG信号とq信号とを加算することにより、RGBデータを用いる代わりに輝度データL（L=0.3R+0.6G+0.1B）を用いることが出来る。他の例においては、専ら緑(G)のチャンネルを用いることが出来る。この緑のチャンネルは輝度の60％に相当するからである。
【００３３】  図２は、縁４を備えるピクチャに適用される同じ原理を示している。バンド2.1は、縁４とピクチャの頂部との接合部にあり、バンド2.2は、縁４の底部と背景画面との接合部にある。縁から背景色への階調度が常に同じ値を持つ一方、縁からピクチャへの階調度は異なるであろう（そして、このことは縁の座標の内側の検出及び外側の検出のための付加的な基準として用いられ得る）。内側部分（ウィンドウコンテンツ）のみを強調するか、又は縁のバーも強調するかが決定され得る。
【００３４】  ウィンドウ２の４つの縁のバーのうち、底部のバーはより幅広になり得る。どのバーも端部において２つの垂直なバー又は脚部を持つ。階調度はこれらの脚部において非常に典型的な構造を持つことに注意されたい。縁のバーの角も４つの座標で表され得る。図２においても、深さ3ビットの「階調度」メモリが描かれている。バーは、見つけられたウィンドウの付加的な指示を与えるために見つけられた座標を減算することより検出され得る。
【００３５】  図３は、縁を備えるピクチャに対する図２と同じサンプリングを示しているが、４つの行がサンプリングされており、階調度は階調度メモリ3.1及び3.2に記憶されている。
【００３６】  時間が進むにつれて階調度メモリは更新される。即ち、最も古いデータは記憶場所HSPから表示され、新しいHSPは前のHPにおけるデータにリンクされ、新しいHPは前のHCにおけるデータにリンクされ、新しいHCは前のHNにおけるデータにリンクされ、新しいHNは記憶場所HSPに記憶されるべき新しいデータにリンクされる。決定は、より多くの記憶場所に集められたデータについて行われる。
【００３７】  図４は、画面表示の垂直走査バンド4.1及び4.2に適用される原理、即ち垂直スライダを用いる原理を示している。
【００３８】  １つのウィンドウがある場合には、縁の最短探索時間は垂直スライダに対して次のように求められ得る。即ち、毎度残りの探索間隔を分けることにより、垂直スライダを用いる場合には、210=1024であることに留意すると、斯くして10探索ステップ内にウィンドウの垂直縁を検出することが出来るであろう。このことは、約10フレーム時間後（斯くして60Hzにおいては0.17秒後）に縁を見つけるであろうことを意味する。水平スライダのみを用いると、座標は１フレーム時間後に知られる。この場合にも、ロバスト性のため、スライダメモリは3ビット幅又は5ビット幅であっても良く、その場合には2ピクセルの長さしかない垂直方向の「脚部」が検出され得る。
【００３９】  図５及び図６は部分的に重なるピクチャに適用される原理を示している。
【００４０】  基本的な考えは、ラインメモリで２つの方向を見ることにある。１スライダ位置、少なくとも４つの（そして３つの異なる）座標が、ウィンドウに対して頂部において得られ、同じ水平座標が、少し後に再び見つけられるであろう。それ故、四角形の縁全体が見えているウィンドウ２のみが強調の候補とみなされるであろう。図５の実施例においてはウィンドウが背景５に押し込められている。このウィンドウ５の最も重要な部分は失われている。背景ウィンドウは強調されないだろう。背景ウィンドウは、上に別のウィンドウの部分的な重なりを備え、可視形状が四角形ではないウィンドウを意味する。図６の実施例においては、依然として両方が強調され得る。
【００４１】  ウィンドウの座標を検出した後には、ウィンドウを強調するか、強調しないかが、自動的に決定されるであろう。（動いている又は動いていない）写真及びビデオのみが強調されるであろう。即ち、基準は、十分な色又は十分な異なる輝度値を持つこととなろう。普通のピクチャにおいては225個の異なるR、G及びB（又は輝度値）の全て又はほとんどが見込まれ、典型的なアーティフィシャルピクチャ(artificial picture)においては、そうではなく、少ない色しかない。強調係数は、最小強調係数及び最大強調係数までの平均輝度値又は表示負荷に基づくであろう。表示負荷は、ピクチャのウィンドウにおいてオン状態にされているセルの相対数である。PALテレビの場合、この表示負荷は典型的にはセルの10%しかない。相対平均輝度は普通のビデオの表示負荷とほぼ同じである。利得は表示負荷と反比例に選択され、PALテレビの場合、利得は平均して10であり得る。
【００４２】  図７は、本発明による装置の一実施例を図示するブロック回路図である。水平及び垂直同期信号「HV同期(HV synch)」は、ピクセルクロックパルスclkを生成する位相ロックループ検出器PLLに供給される。アナログRGBビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器A/Dにおいてデジタルデータに変換され、デジタル形態で、（例えばAltera 10k50シリーズであり得る）EPLD又は他の例においてはMPLDに供給される。EPLD/MPLDは通常プログラム可能なRAMを有し、このRAMは、比較されているデータの一時記憶及びピクチャの座標の決定のためのラインメモリを形成する。更に、FPLD/MPLDは、表示負荷を決定するために検出されているウィンドウ中の全輝度値にわたっての総和を示す手段を提供する。これは、ピクチャが（十分な色があるべきである）ビデオ又は写真のマテリアルであるかどうかを示し、強調が実施されるべきかどうか及び強調係数を決定するであろう。
【００４３】  EPLD/MPLDは、EPLDにおいて処理されたデータから所要のウィンドウを選択し、利得係数を決定するためにインテリジェンスが置かれているマイクロプロセッサと対話する。次いで、必要に応じて入力ビデオ信号RGBを強調するために所要の利得がビデオ増幅器に供給される。
【００４４】  他の例において、入ってくるビデオ信号RGBは、輝度信号に変換されても良く、次いで、EPLD及びマイクロプロセッサによって処理するデジタル輝度ストリームに変換されても良い。
【００４５】  勿論、図７に図示されているパーツの全ては、単一の低電圧チップに統合し、モニタ中に取り付け、押しボタン制御によりユーザの好き勝手に起動させたり、停止させたりすることが出来る。斯くして、PC自体を必要とせず、強調は、走らせているオペレーティングシステム及びアプリケーションから独立している。しかしながら、本発明の特定の実施例においてはPCが含まれ得る。
【００４６】  本発明は、マトリックス表示に基づくのモニタにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置のアプリケーションを図示する縁のないピクチャを含むモニタ表示を示す。
【図２】本発明による装置のアプリケーションを図示する縁を備えるピクチャを含むモニタ表示を示す。
【図３】本発明による装置の他の実施例のアプリケーションを図示する縁を備えるピクチャを含むモニタ表示を示す。
【図４】本発明による装置の別の実施例のアプリケーションを図示する縁のないピクチャを含むモニタを示す。
【図５】本発明による装置の更なる実施例のアプリケーションを図示する縁のない２つの部分的に重なるピクチャを含むモニタ表示を示す。
【図６】本発明による装置の別のアプリケーションを図示する縁のない２つの部分的に重なるピクチャを含むモニタ表示を示す。
【図７】本発明による装置のブロック回路図である。
【図１】
0005363694.tif 000002
【図２】
0005363694.tif 000003
【図３】
0005363694.tif 000004
【図４】
0005363694.tif 000005
【図５】
0005363694.tif 000006
【図６】
0005363694.tif 000007
【図７】
0005363694.tif 000008