(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像更新コマンドを受信する入力部と、
画像情報を格納する画像メモリと、
この画像メモリに格納されるとともに前記画像更新コマンドによって影響を及ぼされる画像情報の一部の変更を行うとともに表示ユニットに依存した補正に応じた変更を生成する、前記入力部及び画像メモリに結合した処理回路と、
前記画像情報に従って画像を表示する、前記画像メモリに結合した表示ユニットとを具える画像表示装置において、
前記処理回路を、全画像中の前記更新コマンドにより視覚的に悪影響が及ぼされる前記画像の一部の画素値のみを置換することによって、表示ユニットに依存した補正に応じた変更を生成するように配置したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記処理回路を、前記表示ユニットに依存した補正及び別の表示ユニットに依存した補正に応じた変更を生成し、両表示ユニットに依存した補正に応じた変更を生成するのに十分な時間を有するか否かの検出を行い、十分な時間を有しない場合、前記別の表示ユニットを考慮することなく前記画像メモリの画像情報の変更を行うように配置したことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記別の表示ユニットに依存した補正に応じた変更を生成するか否かについての情報を格納するテーブルメモリを具え、前記処理回路を、前記処理回路が別の補正を行うのに十分な時間を有するときに前記別の表示ユニットに依存した補正に応じて発生した画像更新信号に応答して、前記画像メモリの画像情報の別の変更を行うように配置したことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記表示ユニットが表示することができる色のサブセットからの入力色値の各々に対応する補正された色値のセットを格納するルックアップメモリを具え、前記プロセッサ回路を、補正された色値が格納される入力値を有する場合には色ルックアップメモリを参照することによって変更を行い、そうでない場合には演算によって変更を行うように配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項５】
最も頻繁に入力される色値のセットを限定するために画像情報を分析する手段を具え、その手段が前記色ルックアップメモリを更新し、その結果、前記色ルックアップメモリが、前記最も頻繁に入力される色値に対して補正された色値を有するようにしたことを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
別の画像情報を格納する別の画像メモリと、前記画像メモリに格納されるとともに前記画像更新信号によって影響を及ぼされる別の画像情報の一部の別の変更を行う手段とを具え、前記別の変更を、前記表示ユニットに依存した補正を考慮することなく行い、前記処理回路が、前記更新信号、別の画像情報及び前記表示ユニットに依存した補正に応じた変更を生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記表示ユニットが、前記画像を表示する陰極線管を具えることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記表示ユニットに依存した補正が、前記表示ユニットの物理的な特性に依存し、前記表示ユニットに依存した補正を、ビームの反発作用の影響の補正、収束エラーの補正、カソード駆動変調の補正及びモアレの影響の補正のうちの一つとしたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の冒頭部による画像表示装置に関するものである。このような画像表示装置は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）とともに用いられる。
ＰＣは、表示ユニットに結合したＣＰＵ及びグラフィックカード、例えばいわゆるＶＧＡカードを有する。動作中、ＣＰＵは、画像更新信号、例えば、画素の色値を更新する信号、所定の色のラインを引く信号又は矩形窓の色値を更新する信号をグラフィックカードに送信する。グラフィックカードは、画像を表示する情報を格納する画像メモリを有し、通常、個々のメモリロケーションは、個々の画素に対する画素値を有する。グラフィックカードが更新信号を受信する度に、それは、この更新信号を処理し、例えば単一画素値を置換し又はライン若しくは矩形窓に沿って画素値を置換することによって更新信号に従って画像メモリの情報を変更する。グラフィックカードは、画像メモリからの画像情報から取り出した画像信号を表示ユニットに出力する。
表示ユニットは、画像信号を周期的に受信し、画像信号を、個々の画素の光出力を制御する制御信号に変換する。表示ユニットの物理的な特性、表示ユニットの制御機関の設定の変更等に依存する補正が行われている。このような補正は、任意の設定を有する任意のタイプの表示ユニットに対して有効である更新を行うＣＰＵに即応する。補正は、例えば、明るさ、コントラスト及び表示ユニットの飽和設定を考慮する簡単な補正から、例えば、ビームの反発作用の影響、収束エラーと陰極線管のカソード駆動変調を補正し又は表示ラスタによって生じるモアレの影響を抑制する更に複雑な補正まで範囲が及ぶ。
画像信号をこれら補正の多くをデジタル的に行う制御信号に変換することができるのが好ましい。しかしながら、非常に多くの補正をデジタル的に行うことは、特に高解像度の表示ユニットに対して多量の処理電力を必要とする。
本発明の目的は、表示ユニットに依存する補正を画像情報に適用するのに必要な処理電力を減少させる画像表示装置を提供することである。
本発明によれば、画像表示装置は、請求項１の特徴形態によって特徴づけられる。有効には、これは、グラフィックカードを、表示ユニットとともに単一モニタに論理的に配置し、これによって、モニタは、表示ユニットに依存した補正を、画像情報が画像メモリから表示ユニットに出力される際にメモリの画像情報を変更する後ではなく変更する前に、ＣＰＵから受信した更新信号に適用することができる。当然、処理時間をほとんど要求しない一部の補正を、画像メモリから表示ユニットに出力される画像信号に適用することができる。
更新信号は画像の一部のみに影響を及ぼし、単位時間ごとの更新信号の情報量は通常単位時間ごとの画像メモリからの出力される画像信号の情報量よりも著しく少ない。これは、比較的低速の処理回路（好適にはデジタル信号プロセッサ）が通常表示ユニットに依存した補正を適用するのに十分であることを意味する。
本発明による画像表示装置の一例を請求項２に記載する。本例では、処理回路は、画像情報を変更する際に少なくとも二つの補正、例えば明るさ設定を考慮する補正及びモアレの影響を抑制する補正を行うことができる。処理回路が十分な時間を有する場合、画像情報の変更を行う前に両補正が行われる。しかしながら、例えば多数の更新信号を処理する必要があるために十分な時間がない場合、一方の補正、好適には一般的に少なくとも可視のすなわち少なくとも動画で可視の影響の補正を一方の補正を行わない。
本発明による画像表示装置の他の例を請求項３に記載する。このようにして、十分な時間がある場合には、補正を考慮することなく画像メモリで行われる変更を補正する。
本発明による画像表示装置の一例を請求項４に記載する。このようにして、補正された変更の再開された演算が回避され、要求される処理量を減少させる。
本発明による画像表示装置の他の例を請求項５に記載する。したがって、装置は、画像の統計量に適切に依存する速度を最適化することができる。通常、選択された最も頻繁に入力される色は、ＣＰＵ上で実行する動作システムによって選択される色形態の種々のインタフェースアイテムに対して用いられる個々の色に対応する。ユーザが他の色形態に切り替えると、画像表示装置はそれ自体を他の色形態に適合させる。
本発明による画像表示装置の一例を請求項６に記載する。したがって、２個の画像メモリが、未補正画像情報に対して１個用いられるとともに補正画像情報に対して１個用いられる。未補正画像情報に対する画像メモリは、隣接する画素についての情報を必要とする画素に対する動作、例えば補間に対するｎタップフィルタ処理動作のような未補正画素値が要求される補正、収束エラーの補正、モアレ抑制、ビットブロック転送機能等に対して用いられる。
本発明は、表示ユニットがＣＲＴ（陰極線管）を用いる場合に特に有利である。その理由は、ＣＲＴは、高品質の画像表示に対して相当数の補正を必要とするからである。
本発明による画像表示装置のこれら及び他の有利な態様を、添付図面を用いて更に説明する。
図１は、本発明による画像表示装置を示す。この装置は、グラフィックコントローラ１１に結合した入力部１０を有する。グラフィックコントローラ１１は、未補正画像メモリ１２及び処理回路３に結合した出力部を有する。処理回路１３を、未補正画像メモリ１２及びルックアップテーブルメモリ１４に結合する。処理回路１３は、表示メモリ１６に接続した出力部を有する。表示メモリ１６は、例えばデジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）１７、ビデオ増幅器１８及びＣＲＴのような表示装置１９のカスケードに結合した出力部を有する。
作動中、表示メモリ１６は、画像の表示、例えば、原色強度を表す画像の各画素に対する３個の値を記憶する。画像は、例えば、７０フレーム／秒のフレーム速度の連続的なフレーム周期で表示装置１９に表示される。このために、その表示は、例えば表示メモリ１６から予め設定されたロケーションのシーケンスを読み出すとともに、このシーケンスの連続的なロケーションから読み出された画素値をＣＲＴのグリッドに対するカソード又はグリッド電圧に依存する時間及び画像成分に変換することによって、フレーム周期の各々に対して表示メモリ１６から読み出されるとともに、表示装置１９に対する制御信号に変換される。
表示プロセスとは別に、グラフィックコントローラ１１は更新コマンドを受信する。更新コマンドは、表示された画像の１個の画素を変更するとともにその残りをそのままにし、表示された画像の１ラインに沿った画素を変更するとともにその残りをそのままにし、又は表示すべき画像の所定の領域（窓）の画素を変更するとともにその残りをそのままにするように指示する。コマンドは、例えば画像をクリアすべきときに全画像に悪影響を及ぼすおそれもある。
グラフィックコントローラ１１は、更新コマンドを処理回路１３に伝送し、好適には、表示された画像の個別の画素に対する更新に分離する。処理回路１３は、表示メモリ１６の内容を変更させる方法を演算し、その結果、ＤＡＣ１７及びビデオ増幅器１８のカスケードは、更新コマンドによってコマンドされた画像を表示装置１９に表示させるような制御信号を発生させる。この演算に当たり、処理回路１３は、画像の画素間のインタラクションのような画像表示装置１９の少なくとも一部の特性を考慮する。したがって、「所定の長さのライン引き」のような等価更新コマンドの結果、表示メモリ１６の内容が必ずしも同一の変化をするわけでなく、結果的に得られる制御信号によって更新コマンドによって等しく変化した画像の表示となるような値を、表示メモリ１６の内容に所定の時間ごとに与える。処理回路が補償する影響に依存した画像が与えられると、等価更新コマンドに応答して表示メモリ１６に書き込まれた実際の画素値は、例えば、
更新コマンドによって影響を及ぼされる画素の表示スクリーンの位置、及び／又は
これら画素が生じる画像内容及び／又は− 表示装置の所定の設定に依存して相違する。
例えば、表示装置としてＣＲＴを用いる場合、ラスタ歪み、電子ビーム間の反発作用、収束エラー、カソード駆動変調、モアレのような悪影響が及ぼされるおそれがある。理想的には、ＣＲＴを、単にｘ信号、ｙ信号及びＩ信号によってＣＲＴを駆動することによって直交座標系の平面上の座標ｘ，ｙの位置に強度Ｉの発光を生じさせることができる装置とする。それ自体既知であるとともにモデル、シミュレーション又は測定を用いて予測することができる上記影響は、この理想からの偏位を構成する。クッション形状歪みのようなラスタ歪みのために、位置に依存する湾曲を有する表示スクリーン上に直線が出現する。電子ビーム（例えば、赤色ビーム、緑色ビーム及び青色ビーム）間の反発作用のために、あるビームが高電流を有する場合、他のビームからの電子があるビームによって反発されるおそれがあり、その結果、そのビームは表示スクリーン上の誤った位置に到達する。この悪影響は、画像内容及び表示スクリーンの明るさ等の設定に依存する。収束エラーのために、ビームが、画像の位置に依存する誤った色の蛍光体に到達するおそれがある。カソード駆動変調のために、ビームの強度が下がるとビームが減速し、その結果、表示スクリーンまでの経路が偏向されて、ビームが誤った位置に到達する。この影響も画像の内容及び表示スクリーンの設定に依存する。モアレの影響は、個別のシャドーマスクグリッドによる画像信号の空間的なアリアジングによって生じる。この影響は画像の内容に依存する。
ラスタ歪みや収束エラーのような悪影響は通常補正コイルによって補償されるが、これは、大まかな補正を行うだけであり、高品質モニタに対して不十分であり、追加のコイルのコストを要する。本発明によれば、悪影響に依存する少なくとも複数のこれら又は他の表示装置を処理回路１３によって補償する。表示装置１９に表示するために読み出すべき表示メモリ１６の情報が補正され、その結果、表示メモリ１６内容を用いて表示装置を駆動する際、これによって、更新コマンドによって意図した画像となる。他の影響を、補正コイルのような通常の手段又はビデオ増幅器２０の適切な設計によって補償することができる。
例えば、ラスタ歪み、ビームの反発作用、収束エラー及びカソード駆動変調を補償するために、処理回路１３は、更新コマンドが表示メモリ１６に悪影響を及ぼすロケーションを選択する。選択したロケーションは単に更新コマンドに従わず、コマンドそれ自体に従うロケーションに対してシフトしたロケーションを選択し、例えば第１近似でこれら悪影響のために予測されるシフトと逆にシフトするように表示上のこれら悪影響が補償されるようにシフトを選択する。これら悪影響を補償するために、コマンドに従って１画素のみに悪影響を及ぼすメモリ内容の変化が１メモリロケーション以上に亘って広がるおそれがある。このために、好適には、表示装置１９より高い解像度（すなわち、更新コマンドが表現される解像度）を有する表示メモリ１６を用い、その結果、表示装置１９上の全画素より少ない適切なシフトを表現し及び表示装置１９の駆動入力部に供給することができる。
シフトを、例えば、経験的に最適化したシフト及び／又は展開プロファイルを画素ロケーション及びそのロケーション又はその周りの画素強度の任意の組合せに割り当てるテーブル又は表現を処理回路に提供することによって決定することができる。更新された画素のロケーション及び強度並びに要求されるシフト及び／又は展開を与えると、処理回路がルックアップし又は要求されるシフトを演算することができる。
同様に、更新コマンドを実行することができ、その結果、表示メモリ１６は、更新コマンドによってコマンドされた画像の空間的にローパスフィルタ処理した形態を受信して、モアレの悪影響を防止する。
上記悪影響の一部の補償は、更新コマンドに従って変更する必要がある画素に隣接する画素値についての情報を必要とする。例えばコントラスト設定の変更又はモアレフィルタ処理を行うある動作に対して、この情報を、好適には、悪影響に依存する表示装置１９に対する予めの補償を行うことなく処理回路１３で利用できるようにする。このために、装置は、表示メモリ１６に加えて、グラフィックコントローラ１１が表示装置に依存した補正なしで更新コマンドに従う更新を書き込む未補正画像メモリ１２を有する。処理回路１３は、未補正画像メモリ１２を調査して補正を演算する。
コンピュータで発生した画像において、小セットの色及び色の組合せが非常に頻繁に発生する。例えば、コンピュータの動作システムは、背景、情報を有するウィンドウのトップのバーのような画像の所定のアイテムに対する標準色を指定する色形態を用いることができる。このようなアイテムを標準色で表す（ここで、用語「色」を、例えば３個のＲＧＢ信号を言及するのに使用し、すなわち、それは明るさを含む。）。その結果、入力部１０を経て受信した更新コマンドは、この小セットからの色を非常によく用いる。
補償を迅速に行うために、処理回路１３は好適には、小セットからの色の各々に対する補償された色値を有するテーブルを格納する。更新を受信するとともに所定の悪影響に対する補正を実行すると、処理回路１３は、更新が小セットからの色を有するか否か決定し、それを有する場合、再開した演算の遅延を被ることなく補償された色値をテーブルから読み出す。小セットからの色を有する画素に対する例えば明るさ、コントラスト又はγの悪影響の補正は滅多に行われない。
一部の動作システムは、予め設定された色形態を有さず、すなわちその色形態を変更することができない。処理回路１３がこれに依存しなくなるようにするために、処理回路１３は、色が更新コマンドすなわち画像に用いられる頻度を繰り返し計数するとともに、最も頻繁に用いられた色に対する補償された色値を保持する。したがって、テーブルの内容は、動作システムによって用いられる色形態に適合される。
種々の悪影響を補正するために更新コマンドが表示メモリ１６の内容に悪影響を及ぼすことの演算を非常に集中的に行うことができる。その理由は、表示メモリの内容の変更は、通常、更新コマンドによって視覚的に悪影響を及ぼす表示装置１９の表示スクリーン上の画素だけでなく、隣接する画素も含むからである。
しかしながら、演算は、更新に対してのみ行われ、新たなフレームが表示される度に全画像に対して行われない。したがって、比較的低電力の処理回路１３を用いることができる。処理回路１３が先行するコマンドを処理する間、更新コマンドをキューすることができる。通常、キューは非常に小さい。その理由は、更新コマンドが到達する平均速度は、表示のために表示メモリ１６からデータを読み出す速度に比べて低いからである。
ある状況の下で、演算によって生じる遅延によって、実行する必要がある更新コマンドのバーストが存在する場合に特に、不所望な視覚的な悪影響が生じるおそれがある。これを、到来する更新コマンドの数が減少するまで悪影響の一部の補正を延期することによって防止することかできる。好適には、急速に変化する画像において少なくとも可視のこれら悪影響、例えばラインの直進性に及ぼされる悪影響の補正が延期される。好適には、明るさ補正、コントラスト補正及びγ補正が高プライオリティで実行され、モアレ、ビームの反発作用及び収束補正が低プライオリティで実行される。
図２は、補正を延長することができる処理回路１３の実施の形態を示す。本実施の形態において、処理回路は、プロセッサ２２と、グラフィックコントローラ（図示せず）とプロセッサ２２との間に配置された更新バッファ２０とを具える。プロセッサを、表示メモリ１６及び更新メモリ２４に結合する。バッファメモリは、プロセッサ２２及び更新メモリ２４に結合した「（緊急）バッファ充填」出力部を有する。
動作中、更新コマンドは、それらをプロセッサ２２に伝送する前に更新バッファ２０でキューされる。プロセッサ２２は、更新バッファ２０から更新コマンドを受信し、更新コマンドを実行するとともに悪影響に依存する種々の表示を補償するために表示メモリ１６の内容に必要な変更を演算する。更新コマンドが、プロセッサ２２によって処理されるより速い速度で到達すると、更新バッファ２０でキューされた更新コマンドの数は増大する。この数がしきい値（例えば、バッファ容量の５０％）を超えると、更新バッファ２０は、「バッファ充填」信号をプロセッサ２２及び更新メモリ２４に供給する。これに応答して、プロセッサ２２は、悪影響に依存する表示の一部に対する補正を行うことなく表示メモリ１６のロケーションに情報を格納する。同時に、このような未補正情報がそのロケーションに格納されていることを表す情報を更新メモリに格納する。その後、更新バッファがもはや（緊急）バッファ充填信号を送信しなくなると、プロセッサ２２は、更新メモリ２４をコンサルトし、その後、それが省略される補正を実行し、補正された情報を表示メモリに格納し、これを更新メモリ２４に記憶させる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による画像表示装置を示す。
図２は、処理回路の一例を示す。
【図１】
0004270583.tif 000002
【図２】
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