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JP2009260856A - Image processor - Google Patents

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JP2009260856A
JP2009260856A JP2008109730A JP2008109730A JP2009260856A JP 2009260856 A JP2009260856 A JP 2009260856A JP 2008109730 A JP2008109730 A JP 2008109730A JP 2008109730 A JP2008109730 A JP 2008109730A JP 2009260856 A JP2009260856 A JP 2009260856A
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pixel data
line
pixel
circuit
bits
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Withdrawn
Application number
JP2008109730A
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Japanese (ja)
Inventor
Sachinori Watanabe
祥則 渡辺
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Kawasaki Microelectronics Inc
Original Assignee
Kawasaki Microelectronics Inc
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Publication date
Application filed by Kawasaki Microelectronics Inc filed Critical Kawasaki Microelectronics Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an error-diffused image from being considerably varied when error-diffusing low-order bits by inputting a uniform image or a smoothly varying image. <P>SOLUTION: An image processor comprises: a round-down circuit 113 that outputs a value of high-order bits resulting from rounding down the predetermined number of low-order bits of input pixel data; an integration circuit 111 that outputs a carry bit when a carry occurs by integrating the values of the predetermined number of low-order bits that are rounded down; and an addition circuit 112 that adds the carry bit to the value of the high-order bits to produce output pixel data. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力された画像データの階調数をより少ない階調数に変換する画像処理装置に関するものである。   The present invention relates to an image processing apparatus that converts the number of gradations of input image data into a smaller number of gradations.

デジタル化されたRGBの色信号を入力とし、それを伝送、表示させる技術は、入出力機器の物理的性質と画像通信、補正のアルゴリズムを分離することができるために、放送、通信の分野では無線、有線を問わず広く用いられている。近年では表示画面の大型化と撮影機器の高度化に伴い、RGB信号の階調精度を従来の8ビットから10ビットに増した規格が放送、データ通信において用いられることが検討されている。   The technology that takes digitized RGB color signals as input, and transmits and displays them can separate the physical properties of the input / output devices from the image communication and correction algorithms. Widely used regardless of wireless or wired. In recent years, with the increase in the size of the display screen and the sophistication of photographing devices, it has been considered that a standard in which the gradation accuracy of RGB signals is increased from 8 bits to 10 bits is used in broadcasting and data communication.

しかしながら、液晶ディスプレー(LCD)やプラズマディスプレー(PDP)などのディスプレーには、各々の物理的性質に応じて、デジタル化された色信号を有効なものとして表示できる限界が存在し、多くの場合10ビットの階調をそのまま表現することはできない。   However, a display such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display (PDP) has a limit that can display a digitized color signal as an effective one depending on each physical property. Bit gradation cannot be expressed as it is.

LCDで表現できる階調の精度は、液晶分子の連続的な配向を制御するADコンバータの制御に依存する。PDPではディスプレー表面の蛍光体の発光、非発光によって階調を表現するため、LCDに比べて、さらに、表示できる階調数が少ない。そこで、誤差拡散法と呼ばれる手法や、ディザ法と呼ばれる手法を用いて、擬似的に表現できる階調を増やす技術が開発されてきた。   The accuracy of gradation that can be expressed by an LCD depends on the control of an AD converter that controls the continuous orientation of liquid crystal molecules. In PDP, gradation is expressed by light emission and non-light emission of the phosphor on the display surface, so that the number of gradations that can be displayed is smaller than that of LCD. Therefore, techniques have been developed to increase the gray scales that can be expressed in a pseudo manner using a technique called an error diffusion method and a technique called a dither method.

誤差拡散法とは、あるビット数で表現される画素の色をより少ないビット数で表現する際に、ある画素から切り捨てられた下位ビットの値(誤差)を隣壊する画素に加算(拡散)することにより、画面全体としての画質の劣化を防止する技術である。通常、2次元画像を構成する画素は、上側から下側に、左側から右側に入力され、誤差拡散処理の後に出力されるので、切り捨て誤差の拡散は確定していない下側、右側の隣接画素に対してなされることになる。例として、1つ隣の画素に誤差を拡散させるFloyd-Steinberg法(特許文献1)、2つ隣の画素まで誤差を拡散させるJarvis法、Stucki法などが知られている。   The error diffusion method is to add the lower bit value (error) rounded down from a certain pixel to the adjacent pixel (diffusion) when expressing the color of the pixel expressed by a certain number of bits with a smaller number of bits. By doing so, it is a technique for preventing deterioration of the image quality of the entire screen. Usually, the pixels constituting the two-dimensional image are input from the upper side to the lower side, from the left side to the right side, and output after the error diffusion process, so that the diffusion of the truncation error has not been determined. Will be made against. As an example, Floyd-Steinberg method for diffusing an error to one adjacent pixel (Patent Document 1), Jarvis method, Stucki method for diffusing an error to two adjacent pixels, and the like are known.

Floyd-Steinberg法では、例えば、1つ前(上側)のラインの隣接する画素A,B,C、および同一のラインの1つ前(左側)の画素Dから切り捨てられる下位ビットの値(誤差)を後の画素Xに一定の割合で加算する(図7)。加算された画素Xではその値の上位ビットを出力し、当該画素Xの切り捨てた下位ビットをさらに後の画素へ加算する(図8)。   In the Floyd-Steinberg method, for example, the values (errors) of lower bits that are rounded down from the adjacent pixels A, B, and C of the previous line (upper line) and the previous pixel D (left side) of the same line. Is added to the subsequent pixel X at a constant rate (FIG. 7). In the added pixel X, the higher-order bit of the value is output, and the lower-order bit rounded down of the pixel X is added to the subsequent pixel (FIG. 8).

ディザ法は、各画素の画像全体での位置に応じてその画素の階調値の切りあげ、切り捨てを選択する方法である。画像全体を所定のディザテーブルの大きさに分割し、各画素の下位ビットの値がテーブルの対応する部分の値より大きい場合は切り上げ、小さい場合には切り捨てを行う方法が一般的である。さらに、テレビなどの動映像に対しては、フレームごとに適用させるディザテーブルを回転させることによって、時間的にも切り上げ、切り捨ての誤差を分散させる。   The dither method is a method of selecting the round-up or truncation of the gradation value of each pixel according to the position of each pixel in the entire image. A general method is to divide the entire image into a predetermined dither table size, and round up when the value of the lower bit of each pixel is larger than the value of the corresponding part of the table, and round down when the value is smaller. Furthermore, for a moving image such as a television, the dither table to be applied for each frame is rotated, thereby rounding up time and distributing rounding errors.

また、このような擬似的に階調を増やす手法の実施による消費電力の増大を低減するために、入力映像信号の輝度が緩やかに変化することが検出されたときのみに、階調を増やす処理を実施することも提案されている(特許文献2)。   In addition, in order to reduce the increase in power consumption due to the implementation of such a method of increasing the gradation in a pseudo manner, the process of increasing the gradation only when it is detected that the luminance of the input video signal changes gently. Has also been proposed (Patent Document 2).

図9は上記の図7で説明した誤差拡散法を回路で実現するための誤差拡散回路400の構成を示す図である。401〜403は、ラインメモリ200から読み出した画素A,B,Cの下位ビットの値を保持するレジスタ、404は現在のラインの直前の画素Dの全ビットを保持するレジスタ、405は現在の画素Xの全ビットを保持するレジスタである。411〜414は画素A,B,C,Dの下位ビットを1倍、5倍、3倍、7倍し、1/16にする(4ビットだけ下位ビット側にずらす)乗算器、421〜424は加算器、431は下位ビットを切り捨てて上位ビットのみを出力する下位ビット切捨回路である。   FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an error diffusion circuit 400 for realizing the error diffusion method described in FIG. 7 with a circuit. 401 to 403 are registers that hold the values of the lower bits of the pixels A, B, and C read from the line memory 200, 404 is a register that holds all the bits of the pixel D immediately before the current line, and 405 is the current pixel. This register holds all the bits of X. Reference numerals 411 to 414 denote multipliers 421 to 424 that multiply the lower bits of the pixels A, B, C, and D by 1 times, 5 times, 3 times, and 7 times to 1/16 (shift them by 4 bits toward the lower bits). Is an adder, and 431 is a lower bit truncation circuit that truncates the lower bits and outputs only the upper bits.

このように、1つ前のラインの画素の値を保持するため、最低でも1ライン分のラインメモリ200が必要になる。これはHDTV規格の画像では、1920画素×10ビット×3色=約9kBの記憶容量に相当し、非常に大きな規模となる。そこで、図10に示すように、ラインメモリ200を、ノイズ除去処理回路等の他の画像処理回路300と共有して、回路規模の節約を図る手法が用いられることがある。
特開平10−210291号公報 特開平11−327497号公報
Thus, in order to hold the pixel value of the previous line, the line memory 200 for at least one line is required. This corresponds to a storage capacity of 1920 pixels × 10 bits × 3 colors = about 9 kB in the HDTV standard image, which is a very large scale. Therefore, as shown in FIG. 10, there is a case in which a technique for saving the circuit scale is used by sharing the line memory 200 with another image processing circuit 300 such as a noise removal processing circuit.
JP-A-10-210291 Japanese Patent Laid-Open No. 11-327497

しかしながら、図10に示すようなラインメモリ200の共有を図る方法を使うと、正確な誤差拡散法を実現することができない問題がある。図7の画素Xに対応するRGB各色の出力値は、その値に左側と上側の画素A,B,C,Dの下位ビットを加え、その値からその下位ビット分を切り捨てた値となる。この切り捨てられた下位ビットの値は、一部は同一のラインの次(右側)の画素に拡散されるが、他の一部は、次のラインの画素に拡散される。図9の回路では、この、次のラインに拡散する下位ビットの値が、ラインメモリ200に書き込まれる。すなわち、ラインメモリ200には、入力された画素Xの値がそのまま書き込まれるのではなく、次のラインの画素に拡散されるべき誤差が加算された値が書き込まれる。   However, when the method of sharing the line memory 200 as shown in FIG. 10 is used, there is a problem that an accurate error diffusion method cannot be realized. The output value of each RGB color corresponding to the pixel X in FIG. 7 is a value obtained by adding the lower bits of the left and upper pixels A, B, C, and D to the value and truncating the lower bits from that value. A part of the value of the truncated lower bits is diffused to the next (right side) pixel of the same line, while the other part is diffused to the pixel of the next line. In the circuit of FIG. 9, the value of the lower bit diffused to the next line is written into the line memory 200. That is, the value of the input pixel X is not written as it is in the line memory 200, but a value obtained by adding an error to be diffused to the pixels of the next line is written.

ところが、図10のようにラインメモリ200を他の画像処理回路300と共用する場合には、その記憶内容を変更させてはいけない。このため、誤差を含めた画素Xの値を記憶領域に書き込むことはできない。その結果、一様な画像や緩やかに変化する画像に対して深刻な影響を与える。   However, when the line memory 200 is shared with other image processing circuits 300 as shown in FIG. 10, the stored contents must not be changed. For this reason, the value of the pixel X including an error cannot be written in the storage area. As a result, it has a serious effect on a uniform image or a slowly changing image.

例として、図11のように緩やかな変化をする8ビット映像信号を5ビットで再現しようとする場合を考える。簡単のため1次元(誤差分を右側の画素に拡散させる)の場合を考えるが、2次元の画像の場合も同様である。左半分の画素a〜iの値は切り捨てられる下位3ビットの値が「3」、右半分の画素j〜qの値は切り捨てられる下位3ビットの値が「4」である。   As an example, let us consider a case where an 8-bit video signal that changes gradually as shown in FIG. 11 is to be reproduced with 5 bits. For the sake of simplicity, the case of one dimension (difference of error to the right pixel) is considered, but the same applies to the case of a two-dimensional image. The value of the lower half bits a to i in the left half is “3”, and the value of the lower 3 bits in the right half of the pixels j to q is “4”.

この場合、画素bでは画素aの下位3ビットの誤差「3」が加算されるので加算誤差は「6」になるが、「8」には達せず、上位5ビットについて繰り上げは発生しない。このとき、この下位3ビットは下位ビット切捨回路431で切り捨てられる。また、この様子は、画素a〜画素iで同じである。画素jでは、左隣の画素iの誤差「3」に自身の誤差「4」が加算され「7」になるが、同様に「8」には達せず、上位5ビットについて繰り上げは発生しない。   In this case, since the error “3” of the lower 3 bits of the pixel a is added to the pixel b, the addition error becomes “6”, but does not reach “8”, and no carry occurs for the upper 5 bits. At this time, the lower 3 bits are truncated by the lower bit truncation circuit 431. This situation is the same for pixels a to i. In the pixel j, its own error “4” is added to the error “3” of the pixel i on the left side to become “7”, but similarly, it does not reach “8”, and no carry is generated for the upper 5 bits.

しかし、画素k〜qでは、左隣の画素の誤差「4」に自身の誤差「4」が加算されるので、誤差は「8」になり、各画素k〜qで上位ビットが「1」ずつ繰り上がる。したがって、下位ビット切捨回路431から出力する画素の上位5ビットは、誤差が「3」である画素と誤差が「4」である画素の境目近くで、上位5ビットが「1」だけ繰り上った後は、画素毎に順次「1」ずつ繰り上げが発生して変化が激しくなり、目につきやすくなる。   However, in the pixels k to q, the error “4” is added to the error “4” of the pixel on the left side, so that the error is “8”, and the upper bit is “1” in each pixel k to q. It moves up one by one. Therefore, the upper 5 bits of the pixel output from the lower bit truncation circuit 431 are advanced by “1” near the boundary between the pixel with the error “3” and the pixel with the error “4”. After that, “1” is sequentially incremented for each pixel, and the change becomes severe, and it becomes easy to notice.

本発明の目的は、上記のような一様な画像や緩やかに変化する画像であっても、誤差拡散された画像に大きな変化が生ぜず、自然な画像が出力されるようにした画像処理装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image processing apparatus that outputs a natural image without causing a large change in an error-diffused image even in the case of a uniform image or a slowly changing image as described above. Is to provide.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明の画像処理装置は、複数のラインから構成される入力画像の、それぞれのライン内に配置された画素の画素値を表す、所定のビット数を有する入力画素データを、該所定のビット数よりも少ないビット数を有する出力画素データに変換して出力する画像処理装置であって、1つのライン内に配置された複数の画素の画素値を表す入力画素データの入力を、該ライン内での配置の順番に受け、所定数の下位ビットを切り捨てた上位ビットの値を出力する切捨回路と、前記切り捨てた所定数の下位ビットの値を積算し、桁上がりが発生したときに桁上がりビットを出力する積算回路と、前記上位ビットの値に該桁上がりビットを加算して前記出力画素データを生成する加算回路とからなる第1の誤差拡散回路を含むことを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の画像処理装置において、前記積算回路が、前記1つのライン内に配置された複数の画素の画素値を表す入力画素データの下位ビットの値の積算に続いて、1以上の所定の値を加算してから、次のライン内に配置された複数の画素の画素値を表す入力画素データの下位ビットの値の積算を行うことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2に記載の画像処理装置において、前記入力画像の画素値が緩やかに変化することを検知したときに検知信号を出力する一様判定回路と、前記第1の誤差拡散回路とは異なる処理を行って前記出力画素データを生成する第2の誤差拡散回路とをさらに含み、前記一様判定回路が検知信号を出力したときに前記第1の誤差拡散回路が生成した出力画素データを出力し、それ以外のときに、前記第2の誤差拡散回路が生成した出力画素データを出力することを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項3に記載の画像処理装置において、1ライン分の入力画素データを記憶可能なラインメモリと、第1のラインに配置された画素の画素値を表す入力画素データの入力を受け、該入力画素データに対する処理を行って処理済みの入力画素データを生成し、前記ラインメモリに書き込む他の画像処理回路とをさらに含み、前記第2の誤差拡散回路が、前記第1のラインに配置された画素の画素値を表す入力画素データの入力を受けるとともに、前記ラインメモリに既に書き込まれた、前記第1のラインの直前のラインに配置された画素の画素値を表す処理済みの入力画素データを読み出し、該第1のラインに配置された画素の画素値を表す出力画素データを生成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a first aspect of the present invention provides a predetermined number of bits representing pixel values of pixels arranged in each line of an input image composed of a plurality of lines. Is converted to output pixel data having a number of bits smaller than the predetermined number of bits, and the pixel values of a plurality of pixels arranged in one line are output. A cut-out circuit for receiving input pixel data representing the order of arrangement in the line, and outputting a value of upper bits obtained by truncating a predetermined number of lower bits; A first error is made up of an integration circuit that integrates and outputs a carry bit when a carry occurs, and an adder circuit that adds the carry bit to the value of the upper bit to generate the output pixel data. Characterized in that it comprises a spreading circuit.
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the integration circuit is configured to calculate a value of a lower bit of input pixel data representing pixel values of a plurality of pixels arranged in the one line. Following the integration, one or more predetermined values are added, and then the lower-order bit values of the input pixel data representing the pixel values of a plurality of pixels arranged in the next line are integrated. .
According to a third aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first or second aspect, the uniform determination circuit that outputs a detection signal when detecting that the pixel value of the input image changes gently, and A second error diffusion circuit for generating the output pixel data by performing processing different from that of the first error diffusion circuit, and the first error diffusion when the uniform determination circuit outputs a detection signal. The output pixel data generated by the circuit is output, and at other times, the output pixel data generated by the second error diffusion circuit is output.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the third aspect, a line memory capable of storing input pixel data for one line, and an input pixel representing a pixel value of a pixel arranged in the first line Another image processing circuit that receives input of data, performs processing on the input pixel data to generate processed input pixel data, and writes the input pixel data to the line memory, and the second error diffusion circuit includes the second error diffusion circuit, The input pixel data representing the pixel value of the pixel arranged in the first line is received, and the pixel value of the pixel arranged in the line immediately before the first line already written in the line memory is inputted. The processed input pixel data to be represented is read out, and output pixel data representing the pixel values of the pixels arranged in the first line is generated.

本発明によれば、1ラインメモリを共有することによる回路規模の節約の利点は維持したまま、一様な画像や緩やかに変化する画像に対する自然な再現性を小規模な回路で実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize natural reproducibility for a uniform image or a slowly changing image with a small-scale circuit while maintaining the advantage of saving the circuit scale by sharing one line memory. it can.

本発明では、入力画像が部分的に一様な画像あるいは緩やかに変化する画像であるか否かを判定し、それによって誤差拡散手法を誤差を累積しない手法と規則的な誤差拡散法とで切り替える。   In the present invention, it is determined whether or not the input image is a partially uniform image or a slowly changing image, and the error diffusion method is switched between the error accumulation method and the regular error diffusion method. .

一様でないと判定された場合の誤差拡散手法には、従来のFloyd−Steinberg法等の手法を用いる。ただし、画像縦方向への切捨て誤差拡散に必要なラインメモリは他の機能部分と共有するものとし、そこへの計算された累積誤差の記録は行わない。つまり、読み出しのみを行う。一方、一様であると判定された場合の誤差拡散手法には、一様誤差拡散法を用いる。これはその誤差部分としての下位ビットの値を累積するカウンタを設け、その値が切り捨て範囲を越えるごとに画素値を切り上げることで規則的に切り捨て、切り上げ画素を配置するようにする。   A conventional Floyd-Steinberg method or the like is used as an error diffusion method in the case where it is determined that it is not uniform. However, the line memory necessary for diffusion of the cut-off error in the vertical direction of the image is shared with other functional parts, and the calculated cumulative error is not recorded there. That is, only reading is performed. On the other hand, the uniform error diffusion method is used as the error diffusion method when it is determined that the pattern is uniform. This is provided with a counter for accumulating the value of the lower bit as the error part, and every time the value exceeds the round-down range, the pixel value is rounded up and rounded down regularly, and rounded-up pixels are arranged.

従来の誤差拡散法で生じた段差はすべて解消されたわけではなく、分散されるようになっただけであるため、画像の一様、滑らかな見た目を保持するために、誤差拡散処理部の後段にディザ処理部分を設けてもよい。その場合には規則的な誤差拡散処理部分と周期が合致しないようにディザテーブルの回転角度を場所ごとに変えるものとする。   All the steps caused by the conventional error diffusion method have not been eliminated, but are only dispersed. Therefore, in order to maintain the uniform and smooth appearance of the image, it is placed after the error diffusion processing unit. A dither processing portion may be provided. In that case, the rotation angle of the dither table is changed for each place so that the period does not match the regular error diffusion processing part.

<実施例>
図1は本発明の実施例の画像処理装置の構成を示すブロック図である。画後処理装置100には、それぞれのライン内に配置された画素の画素値(各色の階調値、色差値、等)を表す所定のビット数を有する入力画素データが入力され、入力画素データよりも少ないビット数を有する出力画素データが出力される。具体的に、例えば、RGB各色10ビットの輝度値を有する入力画素データが入力され、RGB各色6ビットの輝度値を有する出力画素データが出力される。
<Example>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The image post-processing device 100 receives input pixel data having a predetermined number of bits representing pixel values (tone values of each color, color difference values, etc.) of pixels arranged in each line. Output pixel data having a smaller number of bits is output. Specifically, for example, input pixel data having a luminance value of 10 bits for each color of RGB is input, and output pixel data having a luminance value of 6 bits for each color of RGB is output.

図1に示す画像処理装置100は、各10ビットのRGB画像データを入力して一様誤差拡散を行い各7ビットのRGB画像データを出力する第1の誤差拡散回路110、各10ビットのRGB画像データを入力してFloyd−Steinberg法による誤差拡散を行い各7ビットのRGB画像データを出力する第2の誤差拡散回路120、入力する画像データが一様な画像あるいは緩やかに変化する画像であるか否かを判定する一様判定回路130、その一様判定回路130の判定結果に応じて第1の誤差拡散回路110の出力データと第2の誤差拡散回路120の出力画像データの一方を選択するセレクタ140、およびセレクタ140の各7ビットのRGB出力画像データに対してディザ処理を行い各6ビットのRGB画像データを出力するディザ処理回路15を備える。200はラインメモリであり、入力画像の1ライン分の画素値を第2誤差拡散回路120に供給すると共に、他の画像処理回路300での処理用に使用される。   An image processing apparatus 100 shown in FIG. 1 receives first 10-bit RGB image data, performs uniform error diffusion, and outputs 7-bit RGB image data. The first error diffusion circuit 110 outputs 10-bit RGB data. A second error diffusion circuit 120 that inputs image data and performs error diffusion by the Floyd-Steinberg method and outputs 7-bit RGB image data. The input image data is a uniform image or an image that changes gradually. Uniformity determination circuit 130 for determining whether or not the output data of first error diffusion circuit 110 and output image data of second error diffusion circuit 120 are selected according to the determination result of uniformity determination circuit 130 The selector 140 and the 7-bit RGB output image data of the selector 140 are subjected to dither processing and each 6-bit RGB image data Comprising a dither processing circuit 15 to be output. Reference numeral 200 denotes a line memory, which supplies pixel values for one line of an input image to the second error diffusion circuit 120 and is used for processing in another image processing circuit 300.

図1に示した例では、入力された画素のデータがそのままラインメモリ200に書き込まれる。そして、他の画像処理回路300がラインメモリ200から入力画素データを読み出し、さまざまな処理を行い、処理済みの入力画素データを、ラインメモリ200に書き込む。第2の誤差拡散回路120は、1つ前のラインの画素からの誤差拡散を行うために、この、処理済みの入力画素データを読み出す。他の画像処理回路300としては、例えば、ノイズ低減処理回路を設けることができる。   In the example shown in FIG. 1, input pixel data is written in the line memory 200 as it is. Then, another image processing circuit 300 reads the input pixel data from the line memory 200, performs various processes, and writes the processed input pixel data to the line memory 200. The second error diffusion circuit 120 reads out the processed input pixel data in order to perform error diffusion from the pixels of the previous line. As another image processing circuit 300, for example, a noise reduction processing circuit can be provided.

第1の誤差拡散回路110の構成例を図2に示す。RGB用の回路はそれぞれは同じであるので、1色の画像データ用の場合を代表して説明する。この第1の誤差拡散回路110は、カウンタ111と、加算器112と、入力10ビットから上位7ビットを出力し下位3ビットを切り捨てる切捨回路113とから構成される。カウンタ111はレジスタ111Aと加算器111Bから構成され、入力画像データの切り捨てられた下位3ビットの値を積算し、そのカウント値が「8」に達すると、オーバフローして桁上がりビットを発生し、加算器112において上位7ビットの値に「1」を加算する。上位7ビットはこれでその値が「1」だけ繰り上がる。   A configuration example of the first error diffusion circuit 110 is shown in FIG. Since the circuits for RGB are the same, the case of one color image data will be described as a representative. The first error diffusion circuit 110 includes a counter 111, an adder 112, and a truncation circuit 113 that outputs the upper 7 bits from the input 10 bits and truncates the lower 3 bits. The counter 111 includes a register 111A and an adder 111B. The counter 111 accumulates the lower 3 bits of the input image data, and when the count value reaches “8”, it overflows and generates a carry bit. The adder 112 adds “1” to the value of the upper 7 bits. The upper 7 bits are incremented by “1”.

図3は緩やかに変化するライン画像a〜qを第1の誤差拡散回路110に入力して処理する場合の1次元での説明図である。画素a〜iはその下位3ビットの値が「3」、画素j〜qは下位3ビットの値が「4」であるとする。   FIG. 3 is an explanatory diagram in one dimension when the slowly changing line images a to q are input to the first error diffusion circuit 110 and processed. It is assumed that the lower 3 bits of the pixels a to i are “3”, and the lower 3 bits of the pixels j to q are “4”.

画素a〜cの下位3ビットを加算すると、画素cの時点で「9」(=3+3+3)となるので、オーバフローにより画素cの上位7ビットの値が「1」だけ繰り上がる。カウンタ111の値は「1」になる。   If the lower 3 bits of the pixels a to c are added, it becomes “9” (= 3 + 3 + 3) at the time of the pixel c, and therefore the value of the upper 7 bits of the pixel c is incremented by “1” due to overflow. The value of the counter 111 is “1”.

さらに画素d〜fの下位3ビットを加算すると、画素fの時点で「10」(=1+3+3+3)となるので、このときも、オーバフローにより画素fの上位7ビットの値が「1」だけ繰り上がる。カウンタ111の値は「2」になる。   Further, if the lower 3 bits of the pixels d to f are added, it becomes “10” (= 1 + 3 + 3 + 3) at the time of the pixel f. At this time, the value of the upper 7 bits of the pixel f is incremented by “1” due to the overflow. . The value of the counter 111 is “2”.

さらに画素g〜hの下位3ビットを加算すると、画素fの時点で「8」(=2+3+3)となるので、このときも、オーバフローにより画素hの上位7ビットの値が「1」だけ繰り上がる。カウンタ111の値は「0」になる。   Further, if the lower 3 bits of the pixels g to h are added, it becomes “8” (= 2 + 3 + 3) at the time of the pixel f. At this time, the value of the upper 7 bits of the pixel h is incremented by “1” due to overflow. . The value of the counter 111 is “0”.

さらに画素i〜kの下位3ビットを加算すると、画素kの時点で「11」(=0+3+4+4)となるので、このときも、オーバフローにより画素kの上位7ビットの値が「1」だけ繰り上がる。カウンタ111の値は「3」になる。   Further, when the lower 3 bits of the pixels i to k are added, it becomes “11” (= 0 + 3 + 4 + 4) at the time of the pixel k. At this time, the value of the upper 7 bits of the pixel k is incremented by “1” due to overflow. . The value of the counter 111 is “3”.

以下同様にして、下位3ビットの値が「3」で連続し、途中で「4」に変化し、さらに「4」で連続するような一様画像のときは、2〜4画素に1画素ずつ上位7ビットに「1」が加算される画像変化となる。これによって、画像が完全に一様な場合には、規則的に値の切り上げ画素が配置されるので、画像全体で階調を一定に保ち、かつ遠くから見た場合には一様な見た目を保つことができる。   Similarly, in the case of a uniform image in which the value of the lower 3 bits is continuous at “3”, changes to “4” in the middle, and continues at “4”, 1 pixel every 2 to 4 pixels This is an image change in which “1” is added to the upper 7 bits. As a result, when the image is completely uniform, rounded-up pixels are regularly arranged, so that the gradation is kept constant throughout the image, and the uniform appearance is seen from a distance. Can keep.

図4は2次元の一様画像の場合の説明図である。白い四角部分は下位3ビットの誤差の値が「3」、網点の四角部分は同誤差の値が「4」である。数値は当該画素でのカウンタ111の値である。なお、図4の例では、1つのラインの最後の画素(図4の右端の画素)までの誤差の積算が終わった時点でのカウンタ111の値を、そのまま保って、次のラインの最初の画索(図の左端の画素)、および、それに続く画索の誤差の積算を行っている。誤差が「3」の画素領域では、カウンタ111の値が「0」、「1」、「2」、「3」の画素で上位7ビットが「1」だけ繰り上がる。誤差が「4」の画素領域では、カウンタ111の値が「0」、「1」、「2」の画素で上位7ビットが「1」だけ繰り上がる。   FIG. 4 is an explanatory diagram in the case of a two-dimensional uniform image. The white square part has a lower 3 bit error value of “3”, and the halftone dot square part has the same error value of “4”. The numerical value is the value of the counter 111 at the pixel. In the example of FIG. 4, the value of the counter 111 at the time when the error accumulation up to the last pixel of one line (the rightmost pixel in FIG. 4) is completed is kept as it is, and the first of the next line is maintained. The error of the image (the leftmost pixel in the figure) and the subsequent image error are integrated. In the pixel region where the error is “3”, the upper 7 bits are incremented by “1” for the pixels of the counter 111 whose values are “0”, “1”, “2”, and “3”. In the pixel area where the error is “4”, the upper 7 bits are incremented by “1” in the pixels where the value of the counter 111 is “0”, “1”, and “2”.

ところで、図5に示すように、1ラインの画素数が8の倍数(図5は1倍)のときは、カウンタ111の値が上下で同じ値で並び、上位7ビットが「1」だけ繰り上がる画素が縦に並ぶことになる。下位3ビットが「3」の白い四角部分では、カウント値が「0」、「1」、「2」、「3」が縦に並ぶところ、下位4ビットが「3」の網点の四角部分では、カウント値が「0」が縦に並ところで繰り上げが行われ、そこに縦縞が現れ、画像劣化を引き起こす。   By the way, as shown in FIG. 5, when the number of pixels in one line is a multiple of 8 (1 in FIG. 5), the values of the counters 111 are arranged in the same vertical value, and the upper 7 bits are repeated by “1”. The rising pixels are arranged vertically. In the white square part whose lower 3 bits are “3”, the square part of the halftone dot whose count values are “0”, “1”, “2”, “3” are vertically arranged, and whose lower 4 bits are “3”. In this case, the count value “0” is moved up vertically, and vertical stripes appear there, causing image degradation.

そこで、このように1ラインの画素数が8の倍数のときは、図6に示すように、1ラインの最後の画素に所定の値(図5の例では、「3」又は「4」、すなわちラインの最後の画素の下位3ビットの値(誤差))を加算するようにした。この場合は、図2で説明したカウンタ111に、ラインの最後の画素のタイミング毎に、上記所定の値を加算すればよい。これによって、上位7ビットが「1」だけ繰り上がる画素が縦に並ぶことを回避することができる。   Therefore, when the number of pixels in one line is a multiple of 8, as shown in FIG. 6, a predetermined value (“3” or “4” in the example of FIG. That is, the lower 3 bits (error) of the last pixel of the line are added. In this case, the predetermined value may be added to the counter 111 described in FIG. 2 for each timing of the last pixel in the line. As a result, it is possible to avoid pixels in which the upper 7 bits are moved up by “1” vertically.

以上の例では、1つのライン内での誤差拡散のみを行う場合について説明した。しかし、図7に示したように、1つ前のラインの画素からの誤差拡散を合わせて行うことも可能である。具体的には、例えば、図10に示されたように、1つ前のラインの画素A,B,Cの下位ビットの値をレジスタ401,402,403に読み出し、適切な係数を乗算して、加算した値を、1つ前のラインの画素から拡散される誤差として、図2の第1の誤差拡散回路110に供給することも可能である。そして、図2の第1の誤差拡散回路110において、レジスタ111Aから出力される値にも適切な係数を乗算し、上記1つ前のラインの画素から拡散される誤差と加算してから、加算器111Bに供給することが可能である。   In the above example, the case where only error diffusion in one line is performed has been described. However, as shown in FIG. 7, it is also possible to perform error diffusion from the pixels on the previous line together. Specifically, for example, as shown in FIG. 10, the values of the lower bits of the pixels A, B, and C in the previous line are read into the registers 401, 402, and 403, and multiplied by an appropriate coefficient. The added value can be supplied to the first error diffusion circuit 110 in FIG. 2 as an error diffused from the pixel on the previous line. Then, in the first error diffusion circuit 110 of FIG. 2, the value output from the register 111A is multiplied by an appropriate coefficient, and added to the error diffused from the pixel on the previous line, and then added. It is possible to supply to the vessel 111B.

第2の誤差拡散回路120は、Floyd−Steinberg法による図10で説明した誤差拡散回路400と同じ構成であり、各画素での切り捨て誤差をその画素の右方、下方の画素へと一定の比率で分散させる。ただし、他の画像処理回路300と共有するラインメモリ200に、他の画素からの誤差を加算した新しい画素値を書き戻すことはしない。   The second error diffusion circuit 120 has the same configuration as the error diffusion circuit 400 described with reference to the Floyd-Steinberg method in FIG. 10, and a truncation error at each pixel is set to a constant ratio to the right and lower pixels of the pixel. Disperse with. However, a new pixel value obtained by adding an error from another pixel is not written back to the line memory 200 shared with the other image processing circuit 300.

一様判定回路130は、入力されたRGB画像データを用いて画像が一様な画像あるいは緩やかに変化する画像であるか否かを判定する。この一様判定回路130としては、当該画素の前方の例えば2個の画素の平均値と後方の2個の画素の平均値の差分をとり、その平均値の差分が所定の閾値の範囲内にあれば一様性有りと判定し、そうでないとき一様性無しと判定するよう動作する回路を使用できる。この例として、例えば、特許文献2に記載の水平方向のみ検出するもの(図3)があるが、その他に、水平・垂直方向に検出するもの(図5)、フィールド差分を考慮した時間的な移動によるもの(図12)等も利用可能である。   The uniformity determination circuit 130 determines whether the image is a uniform image or an image that changes gradually using the input RGB image data. As the uniform determination circuit 130, for example, a difference between an average value of, for example, two pixels in front of the pixel and an average value of two pixels in the rear is taken, and the difference between the average values falls within a predetermined threshold range. If there is, it can be determined that there is uniformity, and if not, a circuit that operates to determine that there is no uniformity can be used. As an example of this, for example, there is one that detects only in the horizontal direction described in Patent Document 2 (FIG. 3), but in addition, one that detects in the horizontal and vertical directions (FIG. 5). A thing by movement (FIG. 12) etc. can also be used.

本発明の実施例の画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus of the Example of this invention. 図1の画像処理装置を構成する第1の誤差拡散回路の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a first error diffusion circuit constituting the image processing apparatus of FIG. 1. 図2の第1の誤差拡散回路の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the first error diffusion circuit of FIG. 2. 図2の第1の誤差拡散回路を使用したときの2次元画像の各画素でのカウンタのカウント値のマップ図である。FIG. 3 is a map diagram of count values of a counter at each pixel of a two-dimensional image when the first error diffusion circuit of FIG. 2 is used. 図2の第1の誤差拡散回路を使用したときの2次元画像の1ラインの画素が8の整数倍のときの各画素でのカウンタのカウント値のマップ図である。FIG. 3 is a map diagram of the count value of the counter at each pixel when one line of pixels of the two-dimensional image when the first error diffusion circuit of FIG. 2 is used is an integer multiple of 8; 図5の欠点の改良を行ったマップ図である。It is the map figure which improved the fault of FIG. 誤差拡散法の説明図である。It is explanatory drawing of an error diffusion method. 誤差拡散法の説明図である。It is explanatory drawing of an error diffusion method. 従来の誤差拡散回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional error diffusion circuit. 従来の別の誤差拡散回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of another conventional error diffusion circuit. 一様性画像を入力したときの誤差拡散の説明図である。It is explanatory drawing of error diffusion when a uniformity image is input.

符号の説明Explanation of symbols

100:画像処理装置
110:第1の誤差拡散回路、111:カウンタ、111A:レジスタ、111B,112:加算器、113:切捨回路
120:第2の誤差拡散回路
130:一様判定回路
140:セレクタ
150:ディザ処理回路
200:ラインメモリ
300:他の画像処理回路
400:誤差拡散回路、401〜405:レジスタ、411〜414:乗算器、421〜424:加算器、431:下位ビット切捨回路
100: Image processing device 110: First error diffusion circuit, 111: Counter, 111A: Register, 111B, 112: Adder, 113: Truncation circuit 120: Second error diffusion circuit 130: Uniformity determination circuit 140: Selector 150: Dither processing circuit 200: Line memory 300: Other image processing circuit 400: Error diffusion circuit, 401-405: Register, 411-414: Multiplier, 421-424: Adder, 431: Lower bit truncation circuit

Claims (4)

複数のラインから構成される入力画像の、それぞれのライン内に配置された画素の画素値を表す、所定のビット数を有する入力画素データを、該所定のビット数よりも少ないビット数を有する出力画素データに変換して出力する画像処理装置であって、
1つのライン内に配置された複数の画素の画素値を表す入力画素データの入力を、該ライン内での配置の順番に受け、所定数の下位ビットを切り捨てた上位ビットの値を出力する切捨回路と、
前記切り捨てた所定数の下位ビットの値を積算し、桁上がりが発生したときに桁上がりビットを出力する積算回路と、
前記上位ビットの値に該桁上がりビットを加算して前記出力画素データを生成する加算回路とからなる第1の誤差拡散回路を含むことを特徴とする画像処理装置。
Input pixel data having a predetermined number of bits representing pixel values of pixels arranged in each line of an input image composed of a plurality of lines, an output having a number of bits smaller than the predetermined number of bits An image processing apparatus that converts to pixel data and outputs the data,
The input pixel data representing the pixel values of a plurality of pixels arranged in one line is received in the order of arrangement in the line, and a high-order bit value obtained by discarding a predetermined number of low-order bits is output. Discard circuit,
An integration circuit that integrates the values of the predetermined number of lower bits rounded down and outputs a carry bit when a carry occurs;
An image processing apparatus comprising: a first error diffusion circuit including an addition circuit that adds the carry bit to the value of the upper bit to generate the output pixel data.
前記積算回路が、前記1つのライン内に配置された複数の画素の画素値を表す入力画素データの下位ビットの値の積算に続いて、1以上の所定の値を加算してから、次のライン内に配置された複数の画素の画素値を表す入力画素データの下位ビットの値の積算を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The integration circuit adds one or more predetermined values following the integration of lower bit values of input pixel data representing pixel values of a plurality of pixels arranged in the one line, and then The image processing apparatus according to claim 1, wherein values of lower bits of input pixel data representing pixel values of a plurality of pixels arranged in a line are integrated. 前記入力画像の画素値が緩やかに変化することを検知したときに検知信号を出力する一様判定回路と、
前記第1の誤差拡散回路とは異なる処理を行って前記出力画素データを生成する第2の誤差拡散回路とをさらに含み、
前記一様判定回路が検知信号を出力したときに前記第1の誤差拡散回路が生成した出力画素データを出力し、それ以外のときに、前記第2の誤差拡散回路が生成した出力画素データを出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
A uniform determination circuit that outputs a detection signal when it is detected that the pixel value of the input image changes gently;
A second error diffusion circuit that performs processing different from that of the first error diffusion circuit to generate the output pixel data;
Output pixel data generated by the first error diffusion circuit when the uniform determination circuit outputs a detection signal, and output pixel data generated by the second error diffusion circuit at other times. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus outputs the image.
1ライン分の入力画素データを記憶可能なラインメモリと、
第1のラインに配置された画素の画素値を表す入力画素データの入力を受け、該入力画素データに対する処理を行って処理済みの入力画素データを生成し、前記ラインメモリに書き込む他の画像処理回路とをさらに含み、
前記第2の誤差拡散回路が、前記第1のラインに配置された画素の画素値を表す入力画素データの入力を受けるとともに、前記ラインメモリに既に書き込まれた、前記第1のラインの直前のラインに配置された画素の画素値を表す処理済みの入力画素データを読み出し、該第1のラインに配置された画素の画素値を表す出力画素データを生成することを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。
A line memory capable of storing input pixel data for one line;
Other image processing that receives input pixel data representing pixel values of pixels arranged on the first line, performs processing on the input pixel data to generate processed input pixel data, and writes the input pixel data to the line memory And further including a circuit,
The second error diffusion circuit receives input pixel data representing pixel values of pixels arranged in the first line and immediately before the first line already written in the line memory. 4. The processed input pixel data representing a pixel value of a pixel arranged in a line is read, and output pixel data representing a pixel value of a pixel arranged in the first line is generated. Image processing apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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