[发明专利]等级转换设备、等级转换方法和计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及等级(gradation)转换设备、等级转换方法和计算机程序， 并且更具体地，涉及可以实现例如设备尺寸的减小和成本的降低的等级转换 设备、等级转换方法和计算机程序。

背景技术

例如，为了在显示小于N位像素值的M位像素值的图像的显示设备中显 示N位像素值的图像(下文中也称作N位图像)，需要将N位图像转换成M 位图像，即进行转换图像的等级的等级转换。

作为将N位图像等级转换成M位图像的方法(等级转换方法)，例如， 存在一种删除N位像素值的低N-M位以将N位像素值转换成M位像素值的 方法。

下面参考图1A和1B以及图2A和2B来说明用于删除N位像素值的低 N-M位并将N位像素值转换成M位像素值的等级转换方法。

图1A和1B是8位的灰度(gray scale)图像和在图像的某一水平线上的 像素值的图。

图1A是8位灰度图像的图。

在图1A所示的图像中，像素值在水平方向上从左到右逐渐从100改变到 200.在垂直方向上排列相同的像素值。

图1B是在图1A所示的图像的某一水平线上的像素值的图。

在图1A中在左端的像素值是100，并且右侧的像素值进一步变大。右端 的像素值是200。

图2A和2B是通过删除图1A所示的8位图像的低4位而形成的4位图 像的图和在该图像的某一水平线上的像素值的图。

图2A是通过删除将图1A所示的8位图像的低4位图将该8位图像量化 为4位图像而形成的图像的图。图2B是在该图像的某一水平线上的像素值的 图。

可以由8位表示256(＝2⁸)个等级。然而，由4位仅可以表示16(＝2⁴) 个等级。因此，在删除8位图像的低4位的等级转换中，发生等级中的变化 看起来好像带子一样的条纹(banding)。

存在随机抖动方法、有序抖动方法以及误差传播方法作为防止这种条纹 产生并在等级转换后的图像中模拟再现等级转换前的图像的等级的等级转换 方法，即，例如，当人们观看图像时，在通过如上所述等级转换256等级图 像而获得的16等级图像中可视地再现16等级图像中的256个等级的方法。

图3A和3B是用于说明随机抖动方法的图。

图3A是过去通过随机抖动方法进行等级转换的等级转换设备的配置例 子的图。图3B是通过图3A所示的等级转换设备的等级转换而获得的灰度图 像的图。

在图3A中，等级转换设备包括运算单元11、随机噪声输出单元12以及 量化单元13。

例如，以光栅扫描的顺序将8位图像的每个像素(x，y)的像素值IN(x， y)供应至运算单元11，作为要经历等级转换的图像(等级转换前的图像)。 像素(x，y)表示从左侧第x个并且从顶部第y个的像素。

从生成并输出随机噪声的随机噪声输出单元12输出的随机噪声也被供 应至运算单元11。

运算单元11累加像素值IN(x，y)和从随机噪声输出单元12输出的随 机噪声，并且将作为相加的结果而获得的累加值供应至量化单元13。

量化单元13将从运算单元11供应的累加值量化为例如4位，并输出作 为量化的结果而获得的4位量化值，作为等级转换后的图像的像素(x，y)的 像素值OUT(x，y)。

在随机抖动方法中，简化了等级转换设备的配置。然而，由于随机噪声 被添加到像素值IN(x，y)，因此等级转换后的图像中噪声很显著，如图3B 所示。因此，难以获得高质量的图像。

图4A和4B是用于说明有序抖动方法的图。

图4A是在过去通过有序抖动方法进行等级转换的等级转换设备的配置 例子的图。图4B是通过图4A所示的等级转换设备的等级转换而获得的灰度 图像的图。

在图4A中，等级转换设备包括运算单元21和量化单元22。

例如，以光栅扫描的顺序将8位图像的每个像素(x，y)的像素值IN(x， y)供应至运算单元21，作为要经历等级转换的图像。

抖动矩阵也被供应至运算单元21。

运算单元21累加像素值IN(x，y)和与具有像素值IN(x，y)的像素(x， y)的位置(x，y)对应的随机矩阵的值，并将作为相加的结果而获得的累加 值供应至量化单元22。