JP3904243B2 - Image processing apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、詳しくは複数の画像データを入力して処理を行なう画像処理技術に関する。この発明は、ビデオゲームなど、複数の画像データを扱うものに適用可能である。
【0002】
【従来の技術】
ビデオゲーム機等で二つ以上の画像データを重ね合わせ一つの画像として表示装置に表示するといった処理が行なわれている。こうした処理は、従来、画像データに予め優先順位を与えておくことと、画像データについて所定の領域を透明であると指定しておくことにより実現されている。画像データの優先順位とは、表示装置により表示した場合手前側になるか奥側になるかを表している。例えば電車に乗り窓から外を眺めているような画像を複数の画像データで構成する場合を考えると、図10に示すように、窓枠等電車の内部に見えるものを一つの画像データFとし、窓の外の景色を一つの画像データBとすることができる。
【0003】
この場合、電車内部の画像データFが手前側になり、景色の画像データBが奥側になる。また、電車の窓に相当する部分を透明と指定しておく。このように画像データを構成した場合、二つの画像データの重ね合わせは、透明指定がなされた窓の部分を除いては、優先順位の高い電車内部の画像データが選択され、透明指定された窓のの部分については、背景のデータが選択される。この結果、窓の部分については、そこから景色が見えている状態が作られることになる。
【0004】
以上のような機能を実現する画像処理装置として図11に示すような構成が知られている。この構成では画像データを発生する外部装置は2つで、外部装置250からは、画像データ290と、外部装置260のデータに対し上の面か下の面かの優先順位情報300と、その画素が透明か非透明かの情報310が画素単位で送られてくる。また、外部装置260からは、画像データ320と、その画素が透明か非透明かの情報330が送られてくる。
【0005】
これら優先順位及び透明か非透明かの属性情報は表示画像データ決定回路280に入力され、1画素毎にどちらの画像データを選択するか決定する。結果に基づいて、セレクタ270により画像データが切り換えられて、リアルタイムに画像として出力されていく。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした画像処理装置は、二つの画像データの単純な重ね合わせ処理ができるのみで、3以上の画像データの重ね合わせの処理などを行なうことはできなかった。もとより、同様の構成を複数用意すれば多数の画像データの処理が可能になるが、高速処理が要求され複雑な回路である処理部を複数持たねばならず、処理しようとする画像データの数が増えるに従って、現実には実現不可能なものとなってしまう。また、画像データ間の優先順位を変更しようとすると、複数の処理部への配線を総て切り換えねばならず、この点でも実現は容易ではなかった。
【0007】
更に、水槽の向こう側が見えるといった半透明の重ね合わせなどを行なうことも通常できなかった。このため、ビデオゲームに要求される多数の入力画像データを演算処理して多重ミキシング処理などをする高度な画像処理はできなかった。
【0008】
また、従来の画像処理装置(例えば特開昭62−264096号)では、取り扱う画像データは一種類に限られ、異なるタイプの画像データを取り扱うことは考慮されていない。特に、異なるタイプの画像データ間で、重ね合わせの処理などを行なうことはできなかった。
【0009】
そこで本発明の画像処理装置および画像処理方法は、これらの問題を解決し、複数の画像データを入力して高度な画像処理、特に画像データの自由な重ね合わせの処理を容易に行なうことを目的としてなされた。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を実現するために本発明の第1の画像処理装置は、
複数の画像データを入力し、各画像データの処理を行なう画像処理装置であって、
前記画像データを画素単位で入力する入力手段と、
該画素の入力期間を分割し、分割された一つの入力期間中に入力された画素の画像データに所定の処理を行なう画素処理手段と、
該処理された画像データを保持し、前記画素処理手段における前記分割された他の期間での前記所定の処理に供する分割処理データ保持手段と、
前記入力期間の終了時に、前記分割処理データ保持手段の保持結果を、その画素についての処理済み画像データとして出力する出力手段と
を備え、
前記画素処理手段は、前記所定の処理して、前記入力手段から入力する画像データと分割処理データ保持手段の保持データとの間での画像の重なりの処理を行なう手段である
ことを要旨とする。
こうすれば、複数の画像データについて、重なり合いの処理を容易に行なうことができる。重なりあいとしては、単に前後関係だけでなく透過、半透過など、様々な重なりの処理を想定することができる。
【0011】
ここで、画素処理手段における入力期間の分割に応じて、複数の外部装置から入力される画像データを択一的に選択する選択手段を備えることができる。この選択手段は、画像データの優先順位に応じた順序で画像データを選択するものとし、更に優先順位の設定を可変とすれば、画像データの前後を容易に変更することができる。
【0012】
更に、画素処理手段に、入力手段から入力する画像データの入力期間を4つに分割する手段を設けることもできる。
【0013】
また、画像処理に関するパラメータを与えるパラメータ発生手段を備えると共に、画素処理手段を、このパラメータに基づいて、処理を定める手段とすれば、パラメータを変更するだけで、画像に対する種々の処理を実現することができる。
【0014】
この場合、画像に対する処理が2以上の画像の重なりに関するものである場合、この重なりに関するパラメータを与える重なりパラメータ発生手段を備え、画素処理手段に、このパラメータに基づいて、入力手段から入力する画像データと、分割処理データ保持手段の保持データとの混合の割合を定める手段を備えるものとすれば、画像同士の重なりの状態を表示でき、更にその状態を容易に変更することが可能となる。
【0015】
ここで、これらのパラメータ発生手段を、パラメータを画素毎に設定可能なパラメータ設定手段を備えるものとしたり、画素の入力期間を分割した期間毎に設定可能なものとすれば、パラメータによる処理を画素毎、画素を構成する画像データ毎に変更することが可能となる。
【0016】
なお、パラメータ発生手段が発生するパラメータが、透明を指定するパラメータか否かを判断する透明パラメータ判断手段と、このパラメータが透明を指定するパラメータであると判断した場合には、画素処理手段に、前記分割処理データ保持手段の出力をそのまま出力させる透明時処理手段とを備えるものとすれば、透明な画像が手前側にくる場合に、それよりも下の画像または合成画像をそのまま表示でき、透明な場合の表示かを極めて簡易に行なうことができる。
【0017】
画像データを選択的に入力させる選択手段は、画像データを選択をする周期が、一つの画素の入力期間を外部装置の数で割った期間以下としておけば、画素についての画像データの処理を余裕をもって完了することができる。
【0018】
一方、本発明の画像処理方法は、
複数の画像データを入力し、各画像データの処理を行なう画像処理方法であって、
前記画像データを画素単位で入力し、
該画素の入力期間を分割し、
分割された一つの入力期間中に入力された画素の画像データに画像の重なりの処理を行ない、
該処理された画像データを保持すると共に、該処理された画像データを前記分割された他の期間での前記画像の重なりの処理に供し、
前記入力期間の終了時に、前記保持された画像データを、その画素についての処理済み画像データとして出力する
ことを要旨とする。
【0022】
本発明にかかる第2の画像処理装置は、カラーの画像を表示する複数の信号を入力し、該複数の信号が表示する画像間で所定の処理を行なう画像処理装置であって、
前記複数の信号を画素を単位としてそれぞれ入力する信号入力手段と、
該入力した信号が、直接画像を表わす画像信号か、所定の変換処理を介して画像を表わす画像信号かを判別し、判別信号を出力する画像判別信号出力手段と、
該判別信号に基づいて、前記入力した信号に該所定の変換処理を施し、前記複数の信号を前記所定の処理が可能な同じ形態に揃える画像信号揃え手段と、
該同じ形態に揃えられた前記複数の信号の単位である画素の入力期間を分割し、分割された一つの入力期間中に入力された一つの信号における画素の画像データに所定の処理を行なう画素処理手段と、
該処理された画像データを保持し、前記画素処理手段における前記分割された他の期間での前記所定の処理に供する分割処理データ保持手段と、
前記入力期間の終了時に、前記分割処理データ保持手段の保持結果を、その画素についての処理済み画像データとして出力する出力手段と
を備えたことを要旨とする。
【0023】
【作用】
かかる構成を備えた本発明の第1の画像処理装置では、画像データは、画素単位で入力される。その画素についての入力期間を分割し、分割された一つの入力期間中に入力された画像データに、画素処理手段により所定の処理を行なう。この処理は、後述する分割処理データ保持手段の保持データとの重ね合わせなどの処理でもよいが、予め定めた処理(例えばフィルタ処理等)でもよい。
【0024】
この画素処理手段により処理された画像データは、分割処理データ保持手段により保持され、分割された他の入力期間での所定の処理に供される。即ち、一つの画素についての入力期間をn個に分割し、第K番目の期間(Kは1以上n未満の整数)で処理された画像データを第L番目の期間(LはKを越えn未満の整数)での処理に供するのである。なお、レジスタなどを用意すれば、K番目の期間の画像データをK+1番目の期間の処理に供するだけでなく、K+2番目以降の任意の期間の処理に供することも可能である。
【0025】
こうして分割期間に処理が行なわれ、画素についての入力期間が終了すると、出力手段は、処理終了時の分割処理データ保持手段の保持結果を、その画素についての処理済みの画像データとして出力する。この結果、少なくとも2以上の画像データについて、相互に関係のある処理を行なった処理済み画像データを得ることができる。これらの処理は、その画素についての入力期間中に完了するので、動画をそのまま扱うことができることは、自明である。もとより、静止画の処理に適用することも差し支えない。
【0026】
一方、上記構成を有する本発明の画像処理方法によれば、複数の画像データを、画素についての入力期間を分割した各期間において入力し、所定の処理を行なった後の画像データを保持して他の期間での処理に供し、画素についての入力期間の終了時に、保持された画像データをその画素についての処理済み画像データとして出力する。
【0029】
なお、本発明の第2の画像処理装置は、同じ形態に揃えられた信号に対して、第1の画像処理装置と同様の時分割処理を行なう。
以上説明した第1または第2の画像処理装置は、これを組み込んだ電子機器であるゲーム機として実現し、上述した種々の画像処理を利用することができる。
【0030】
【実施例】
以上説明した本発明の作用効果を一層明らかにするために、次に本発明の好適に実施例について説明する。図1は、本発明の一実施例としての画像処理装置を組み込んだビデオゲーム装置20の外観図、図2は、その内部構成を示すブロック図である。
【0031】
このビデオゲーム装置20は、図1に示すように、CD−ROM21が装着可能なゲーム機本体22と、この本体22に接続されたゲームパッド24,26と、ビデオ信号をカラーテレビ28に出力するビデオ信号ケーブル30と、音声を出力するスピーカ34等から構成されている。本体22は、開閉可能なカバー31を備え、このカバー31を開いてCD−ROM21を、CD−ROMドライブ32に装着する。この状態でカバー31を閉めると、CD−ROMドライブ32のターンテーブルが回転し、CD−ROM21に記録されたゲームプログラムや画像および音声情報(以下、AV情報と呼ぶ)が本体22内のマイクロプロセッサにより読み出され、ゲームが開始される。ゲームは、通常ゲームパッド24,26のスイッチ24aやカーソルスティック24b等を操作することにより進行する。
【0032】
本体22内には、CD−ROM21に記録されたデータを用いて動画を表示する種々の回路が内蔵されている。これを図2のブロック図に示す。図示するように、このビデオゲーム装置20は、SCSIバス36を介して接続されたCD−ROMドライブ32の他、画像処理とこれに関する総ての処理を統括的に司るマイクロプロセッサ(以下、MPUという)40と、このMPU40に直接接続されたメインメモリ(以下、M−RAMと呼ぶ)41と、同じくBIOSプログラムを記憶したROM42と、MPU40のバス(M−BUS)43に接続された各種ユニット、即ち画像信号コントロールユニット45、画像データ伸長ユニット47、特定の画像信号を出力するVDPユニット49、ビデオ信号の合成と出力を行なうビデオエンコーダユニット50、音声データを扱う音声データ出力ユニット52とを備える。
【0033】
また、このビデオゲーム装置20内には、画像信号コントロールユニット45のローカルバス(K−BUS)54に接続されたメモリ(以下、K−RAMと呼ぶ)55、画像データ伸長ユニット47のローカルバスに接続されたメモリ(以下、R−RAMと呼ぶ)57、VDPユニット49のローカルバスに接続されたビデオメモリ(以下、V−RAMと呼ぶ)59、ビデオエンコーダユニット50からの出力信号を通常の映像信号(NTSC)に変換し、カラーテレビ28に出力するNTSCコンバータ60が備えられている。
【0034】
MPU40は、高速演算可能なものであり、浮動小数点演算を含む算術論理演算可能な演算部40aと、ダイナミックメモリ用のコントローラ40bを備える。このMPU40は、メインメモリ41に展開されたプログラムに従い、予めROM42に組み込まれたBIOSを利用して、ゲームパッド24,26やCD−ROM21等との入出力を行ないつつ、各ユニットを制御して、動画の表示や音声の出力を行なって、ゲームを進行する。
【0035】
画像信号コントロールユニット45,画像データ伸長ユニット47,ビデオエンコーダユニット50および音声データ出力ユニット52は、それぞれ大規模な論理回路により構成されている。各ユニットの構成と簡単な働きを説明する。
【0036】
画像信号コントロールユニット45:このユニット45は、M−BUS43を介してMPU40とのデータのやり取りを行なうMPUI/F45a、SCSI−BUS36を介してCD−ROMドライブ32などとデータのやり取りを行なうSCSIコントローラ45b、CD−ROM21などから入力した画像データに対してアフィン変換を行なうAFFINコンバータ45c、CD−ROM21等から受け取った画像データの出力を制御するグラフィックコントローラ45d、同じく音声データの出力を制御するサウンドコントローラ45e等から構成されている。この画像信号コントロールユニット45は、CD−ROM21等から受け取ったデータから画像データと音声データとを取り出し、K−RAM55にこれらのデータを一時的に蓄える。蓄えられたデータは、MPU40の制御を受け、グラフィックコントローラ45dやサウンドコントローラ45eにより、所定のタイミングで、画像データ伸長ユニット47や音声データ出力ユニット52などに出力される。なお、画像データに対して、MPU40から所定のアフィン変換を指示された場合には、AFFINコンバータ45cにより、必要なアフィン変換を施し、画像データの線形変換(画像の変形)を行なう。
【0037】
画像データ伸長ユニット47:このユニット47は、受け取った画像データに対してハフマン復号化を行なうユニット47a、ハフマン復号化がなされたデータに対してDCT逆変換(IDCT)を行なうユニット47b、ランレングスによる伸長を行なうユニット47c、およびこれらの制御を司る伸長コントローラ47dを備える。このユニット47は、画像信号コントロールユニット45もしくはMPU40から受け取った画像データに対して、これらの画像が圧縮されたものである場合、適合したアルゴリズムを用いてデータを復号し、画像データを伸長する。
【0038】
VDPユニット49:このユニット49は、実際には同じチップが2個搭載されている。機能としては同一であり、それぞれ特定のパターン,色彩による背景画像とスプライトと呼ばれるブロック単位の画像とを生成する機能を有する。スプライトは、ゲームなどにおける動き回るキャラクタや生成・消滅を頻繁に行なうブロックなどを容易に表示できるにように特化した画像であり、MPU40からの信号に基づいて、複数個のブロックの映像信号を、背景画像と共に出力する。VDPユニット49に接続されたV−RAM59には、スプライトの画像、即ち必要なキャラクタ等が記憶される。MPU40がコマンド、例えばある地点から他の地点までキャラクタを移動せよと言ったコマンドを出力すると、VDPユニット49は、このコマンドを解析し、V−RAM59に記憶されたスプライトを、例えば移動の経路に沿って順次展開・消去して行くことで、そのコマンドに対応した動きを容易に実現する。
【0039】
ビデオエンコーダユニット50:このユニット50は、画像信号コントロールユニット45,画像データ伸長ユニット47,VDPユニット49からの画像データを入力するインタフェース部50a、画像データの色彩を決定するルックアップテーブルや入力される複数の画像データの優先順位を設定する回路などを内蔵し設定された優先順位に基づいて複数の画像データを合成する画像合成部50b、合成された画像データをアナログ信号に変換するDAC部50c、および画像合成部50bを制御するコントロール部50dを備える。各部の詳細については、後述するが、このビデオエンコーダユニット50では、画像信号コントロールユニット45からの画像信号と、画像データ伸長ユニット47からの画像信号と、VDPユニット49からの2セットの画像信号(背景画像とスプライト)とを入力し、優先順位を付けて、これらの画像を合成する。各画像間の合成の度合いは、手前側の(優先順位の高い)画像が向こう側の画像に対して、透明から不透明まで、複数の段階に亘って設定可能である。
【0040】
音声データ出力ユニット52:このユニット52は、スピーカ34から音声,音楽などを出力するためのユニットであり、適応差動パルス符号変調(ADPCM)により音声合成を行なうADPCM部52a、予め定められた複数の音源を同時に生成可能な音源ジェネレータ(PSG)52b、これらの合成音や音源からの音を合成するミキサー50cを備える。このユニット52は、画像信号コントロールユニット45またはMPU40からのデータに従って音声を合成したり、音源を利用して音楽を演奏するなどし、これをスピーカ34に出力する。なお、本体22に内蔵のスピーカ34は一つであり、モノラルとなるが、外部への出力はステレオとなっている。
【0041】
次に、本願発明の画像処理装置に相当するビデオエンコーダユニット50の詳細な構成について、図3ないし図5を用いて説明する。なお、図3において、太い実線はYUVデータの流れを示し、太い二点鎖線はパレットデータの流れを示し、細い二点鎖線はレジスタ情報の流れを示し、破線は制御信号の流れを示している。
【0042】
YUVデータとは、Yデータ,Uデータ,Vデータの3つを一組とする8ビット×3=24ビットの信号であり、Yデータは明るさを示し、Uデータは青−黄系の色差情報を示し、Vデータは赤−緑系の色差情報を示す。本実施例では、YUVデータは、画像信号コントロールユニット45,画像データ伸長ユニット47から入力される。YUVデータは、各々8ビットのデータであり、Yデータについては00のとき黒を、FFのとき白を示す。Uデータ,Vデータは、自然色表示(1677万色表示)のモードでは8ビットすべてが、一方、65536色表示のモードでは下位4ビットは値0となって上位4ビットのみが、各々有効である。Uデータ,Vデータは、それぞれ符号付きのデータなので、自然色表示のモードおよび65536色表示のモード共に値80で無色となる。
【0043】
パレットデータとは、後述するカラーパレットを参照するデータであり、カラーパレットを参照した後にYUVデータとなる画像データである。本実施例では、パレットデータは、VDPユニット49,画像信号コントロールユニット45,画像データ伸長ユニット47から入力される。パレットデータの場合には、異なるカラーパレットを参照すれば画像の色彩は変化する。パレットデータにより表現される色彩は65536色までであり、実施例ではカラーパレットの大きさは512程度に限られるから、表示できる色数は、65536色からの512個程度に限られる。
【0044】
レジスタ情報とは、画像合成部50b等の動作状態を定める情報であり、コントロール部50dから画像合成部50bに出力され、画像合成部50bの内部で扱われるデータである。コントロール部50dには、MPU40から読み書き可能な複数のレジスタが備えられており、このレジスタに書き込まれた値に従って、画像合成部50bは様々な処理を行なう。制御信号とは、各部の動作タイミングなどを制御する信号である。
【0045】
ビデオエンコーダユニット50のインタフェース部50aから順に説明する。インタフェース部50aには、VDPユニット49からの2組の画像データを入力するVDPユニットインタフェース(以下、第1I/Fと略す)62と、画像信号コントロールユニット45からの画像データを入力する画像信号コントロールユニットインタフェース(以下、第2I/Fと略す)63と、画像データ伸長ユニット47からの画像データを入力する画像データ伸長ユニットインタフェース(以下、第3I/Fと略す)64とが設けられている。各インタフェース62,63,64の内部構成については後述する。
【0046】
また、画像合成部50bは、次の各回路を備える。即ち、
・各I/F62,63,64からの信号のうちカラーパレットを参照するタイプの画像信号を選択する第1のデータセレクタ65、
・この第1のデータセレクタ65から出力に必要なオフセット値を加算する加算器67、
・加算器67の出力により参照され対応するYUVデータを出力するカラーパレット68、
・カラーパレット68からのYUVデータもしくは第2,第3I/FからのYUVデータを選択する第2のデータセレクタ72、
・第2のデータセレクタ72の出力データもしくは画像特殊処理演算器(後述)の出力データを選択する第3のデータセレクタ73、
【0047】
・第3のデータセレクタ73の出力をラッチする時分割データラッチ74、
・時分割データラッチ74の保持データと第2のデータセレクタ72の出力データとの間で、後述する画像の特殊な重ね合わせの演算を行なう画像特殊処理演算器75、
・1画素分の重ね合わせの処理が完了した後で、時分割データラッチ74の出力をYUVの各信号に分けて保持する画素画像データラッチ76、
・画素画像データラッチ76の出力データをそれぞれアナログ信号に変換するD/A変換器81,82,83、
・D/A変換器81ないし83の出力信号をNTSC用信号とするかコンポーネント信号とするかの設定を行なうMOD設定器84、
・システムクロックSCKや外部同期信号を受けてドットクロックDCKや水平,垂直同期信号等を生成する同期信号生成回路86
を備える。
【0048】
同期信号生成回路86からは、MOD設定器84の他、直接は図示しないが、時分割データラッチ74や画素画像データラッチ76などに、同期信号が出力されている。
【0049】
コントロール部50dは、MPU40とのデータのやり取りを制御するMPUインタフェース89と、MPU40から書き込まれたデータを蓄えるレジスタを有しレジスタ情報や制御信号を出力してビデオエンコーダユニット50全体の制御を司るシステムコントロールロジック90と、画像データの優先順位とクロマキ情報の制御をおこなう優先順位クロマキ制御回路96とを備える。
【0050】
優先順位クロマキ制御回路96には、第1I/F62、第2I/F63、第3I/F64からの制御信号およびシステムコントロールロジック90からのレジスタ情報が入力されており、各I/F62,63,64を介して入力される画像データの優先順位やクロマキの設定に基づき、第1のデータセレクタ65、第3のデータセレクタ73、時分割データラッチ74等の動作を制御している。また、システムコントロールロジック90からのレジスタ情報は、加算器67と画像特殊処理演算器75にも入力されており、加算器67に入力されているレジスタ情報は、カラーパレット68の参照のアドレスのオフセットを定める値である。また、画像特殊処理演算器75に入力されているレジスタ情報は、この演算器75における画像の重ね合わせ処理の程度を決定するものである。
【0051】
インタフェース部50aを構成する第1I/F62,第2I/F63,第3I/F64は、ほぼ同一の構成・機能を備える。この内部の構成を図4のブロック図に示した。これらのI/F62ないし64は、外部から入力する画像信号の相違を調整する働きをしている。即ち、I/Fには、1677万色の画像データ、65536色の画像データおよびカラーパレットを参照するパレットデータの三種類の画像信号か入力する。これらの信号は、8ビット毎の時系列信号となっており、インタフェース部50aでは、これらの信号の相違を調整している。
【0052】
図示するように、このI/F62ないし64は、外部からの画像データを入力するデータバッファ101、データバッファ101に一旦蓄えられたデータに対して異なる処理を行なう2つの信号調整部102,103、信号調整部102,103からの信号のうち一方を選択する第1のセレクタ104、第1のセレクタ104からの出力信号を記憶するデータバッファ105、データバッファ105に蓄えられたデータに対して異なる処理を行なう2つの処理調整部106,107、処理調整部106,107からの信号のうち一方を選択する第2のセレクタ108、第2のセレクタ108からの信号を蓄えるデータバッファ109、画像データと共に入力するコントロールデータを入力する第1のコントロールバッファ110、コントロールバッファ110に記憶されたデータを参照してセレクタ104の選択動作を設定する第1のセレクタ制御部111、次段の処理に備えてコントロールデータを記憶する第2のコントロールバッファ112、第2のコントロールバッファに記憶されたデータを参照してセレクタ108の選択動作を設定する第2のセレクタ制御部113、画像合成部50b出の処理に備えてコントロールデータを記憶する第3のコントロールバッファ114を備える。
【0053】
第1のデータバッファ101は、3種類の画像データを記憶するものであり、所定の時系列に従って入力するデータを順次記憶する機能を有する。VDPユニット49などからの画像データを入力するバスは、8ビット分しか用意されていないので、自然色の画像データのように65536色(16ビット分)もしくは1677万色(24ビット分)の画像データの場合、一度にビデオエンコーダユニット50に取り込むことはできない。そこで、画像データは数度に分けて送られてくるので、データバッファは、これを入力し、次段の処理に備えてこれを記憶するのである。
【0054】
次段の信号調整部102,103は、このような画像データの配列を整える手段である。図5に、各種画像データの入力の様子をタイミングチャートとして示した。図示するように、画像データには、コントロールデータとして優先順位を示す「面番号」と何色表示であるかを示す「色数」との情報が付属している。色数の指定が1677万色の場合には、図示するように、インタフェース部50aに入力するデータは、8ビットずつ「Y1」「Y2」「U」「V」となっている。この信号は、第1ドットの画像データが「Y1,U,V」であり、第2ドットのデータが「Y2,U,V」であることを示している。従って、信号調整部102では、入力されたデータを第1のデータバッファ101に蓄えると共に、2ドットずつ24ビットのYUVデータに整える。この信号調整部102は、具体的には、例えばデータセレクタと8ビット×3個×2段のレジスタにより構成することができ、データセレクタが入力するデータを順次選択し、各レジスタにデータを保存することにより、時系列的に入力される画像データを完全な24ビットのカラーディジタルデータに整える。
【0055】
一方、65536色の画像データの構成は、図5に示すように、1ビット単位に構成されており、8ビットのYデータに引き続き、上位4ビットがU,下位4ビットがVの画像データが入力される。従って、信号調整部102は、コントロールデータによって65536色の画像データと判断した場合には、8ビットずつ入力されるデータを、Yデータについては8ビットそのまま、U,Vデータについては4ビットずつに分割し、下位4ビットを0とした計24ビットのデータに整える。
【0056】
他方、信号調整部103は、パレットデータを整える手段であり、図5に示すように、休止部を挟んで入力するパレットデータについて、256色表示か16色表示かを判断し、前者ではそのまま8ビットのパレットデータを、後者にあってはパレットバンク番号BKを考慮した8ビットのパレットデータを整える。
【0057】
次に、いま一組の処理調整部106,107について説明する。この処理調整部106,107は、画像に対する特殊処理、例えば透明を示す画像データの場合にその準備の処理等を行なっているところである。例えば、処理調整部106では、透明を指定されていると判断した場合には、1677万色,65536色ではYデータを値0とし、パレットデータの場合には、パレットデータないしパレット番号を値0とする。これらの処理を、各処理調整部106,107により、それぞれ行なう。
【0058】
こうして整えられた画像データ(ディジタルカラーデータもしくはパレットデータ)は、画像合成部50bに出力されるが、パレットデータの場合には、図3に示すように、データセレクタ65,加算器67を介してカラーパレット68に入力される。加算器67の他方の入力には、システムコントロールロジック90からのレジスタ情報として、カラーパレットのオフセット値が加えられる。このオフセット値は、これを2倍した値としてパレットデータに加えられる。即ち、図6に示すように、オフセット値を左に1ビットシフトした形で加算が行なわれ、計9ビットのカラーパレットアドレスが生成される。カラーパレット68は、図7に示すように、アドレス方向に9ビット(512アドレス)、データ方向に16ビットの大きさを持つ。
【0059】
カラーパレット68は、図示するように、Yデータ8ビット、Uデータ4ビット、Vデータ4ビットから構成されており、65536色から任意の512色を出力可能である。このデータは、カラーパレット68から出力されるとき、U,Vデータは分離され、各々の下位に「0000」のビットが付加され、8ビット×3組の画像データとされる。結局、外部から1677万色の画像データが入力される場合でも、65536色の画像データが入力される場合でも、更にパレットデータが入力される場合でも、第2のデータセレクタ72に入力される段階では、8ビット×3組の信号に揃えられていることになる。なお、繰り返しになるが、U,Vデータは、2進化10進表記で「80」を0とする符号付きデータとして扱われる。
【0060】
こうして整えられた画像データに対して重ね合わせの処理を行なう画像特殊処理演算器75の働きについて、図8を用いて説明する。図8は、画像特殊処理演算器75を中心とする画像重ね合わせの処理を行なう部分をより詳細に示すブロック図である。図3と較べて、図8では、システムコントロールロジック90内のレジスタの内、画像の重ね合わせの度合いを設定する係数レジスタ130と最も優先順位が低い面に対する特定色の重ね合わせや重ね合わされた結果に対する今一色の重ね合わせを指定する固定カラーレジスタ140がブロックとして描かれている。また、画像信号コントロールユニット45,画像データ伸長ユニット47,VDPユニット49からの画像データは、YUVデータの場合とパレットデータの場合があり、パレットデータの場合はカラーパレット68を介して24ビットのYUVデータ(以下デジタル画像データと呼ぶ)に変換されるが、図8では、この部分を単純にデータセレクタ65+72として記載してある。更に、各ユニットからの画像データは、透明情報等のコントロールデータを伴っているが、図8では、このコントロールデータがMPU40によって指定される場合のデータの流れは省略してある。
【0061】
各ユニットからの画像データの転送レートは、実施例では、200nSサイクルであり、転送タイミングは4入力信号とも同時で、それぞれドットクロック(図5参照)と同期している。デジタル画像データには、コントロールデータとして、1ビットの透明情報ビットが付加されている。データセレクタ65+72は4入力1出力の24ビットセレクタで、入力画像データを一つ選択し、24ビットのデジタル画像データを出力する。優先順位クロマキ制御回路96は、MPU40から指定された優先順位に従って、データセレクタ65+72と係数レジスタ130に対し、ドットクロックの4倍の周波数を有するシステムクロックSLKに同期して50nSごとに選択信号を出力する。
【0062】
係数レジスタ130は、後述する画像特殊処理演算器75における演算の係数を定めるレジスタであり、デジタル画像データの重ね合わせの回数に応じて、本実施例では4つ用意されている。このうちレジスタ番号1,2,3の3つのレジスタは、実際に係数がセットされるレジスタであり、レジスタ番号0のレジスタは、そのレジスタが指定されたときには、透明処理を指定する特殊なレジスタである。優先順位クロマキ制御回路96は、システムクロックSLKに同期してデータセレクタ65+72への選択信号を出力すると同時に、係数レジスタ130の選択指示を行なう。ここで、優先順位クロマキ制御回路96は、透明情報が値1に設定されている場合には、係数レジスタ130の0を選択する。係数レジスタ130の0を選択すると、データセレクタ65+72の出力が接続された第3のデータセレクタ73が切り換えられ、画像特殊処理演算器75の出力に代えて、データセレクタ65+72の出力がそのまま、時分割データラッチ74に出力される。
【0063】
時分割データラッチ74は、システムクロックSLKにより第3のデータセレクタ73の出力データをラッチする回路であり、図9に示すように、1画素分の期間を4等分し、各期間毎に第3のデータセレクタ73の出力をラッチする回路である。時分割データラッチ74の出力は、画素画像データラッチ76と共に、画像特殊処理演算器75の他方の入力に接続されている。画素画像データラッチ76は、ドットクロックDCKにより、時分割データラッチ74の出力をラッチする回路であり、図示するように、時分割データラッチ74が第4番目の期間のデータをラッチした後に出力されるシステムコントロールロジック90からの画素データラッチ信号により、入力データをラッチする。従って、画素画像データラッチ76の出力は、1画素分の期間毎に更新される。
【0064】
画像特殊処理演算器75は、データセレクタ第1のデータセレクタ65+第2のデータセレクタ72の出力と時分割データラッチ74の出力とを所定の演算式に従って合成する演算をハード的に行なう演算器である。入力するデータはいずれも24ビットのデジタル画像データであるから、画像特殊処理演算器75は、カラーの画像データを、係数レジスタ130により与えられた比率(係数)で混ぜ合わせるものである。画像特殊処理演算器75の演算は、基本的には、2つの入力に対して係数レジスタ130により指定された係数を乗算して、その和を求める計算である。即ち、データセレクタ65+72の出力データをa、時分割データラッチ74のラッチデータをb、係数レジスタ130によって指定された各々の係数がm,nであるとすると、画像特殊処理演算器75の出力は、次式(1)となる。
c=m・a+n・b …(1)
【0065】
実際の演算は、YUVデータに対して行なわれ、各々について次式(2)ないし(4)の演算が行なわれる。添え字a,b,cは、式(1)との対応を示す。また、添え字y,u,vは、YUVデータについての係数であることを示す。
Yc=my・Ya+ny・Yb …(2)
Uc=mu・(Ua−80h )+nu・(Ub−80h )+80h …(3)
Vc=mv・(Va−80h )+nv・(Vb−80h )+80h …(4)
ここで、係数my,mu,mv,ny,nu,nvは、係数レジスタ130の1ないし3に設定される値(0ないし8)を値8で割った9段階の値である。また、U,Vデータについて、2進化10進数で80hを除いて演算してから改めて80hを加えているのは、U,Vデータが80hのとき値0を意味する符号付きデータであり、符号付きの演算を行なうためである。画像特殊処理演算器75により演算結果は、その都度、第3のデータセレクタ73を介して時分割データラッチ74にラッチされる。
【0066】
次に、図8,図9を援用しながら画像合成部50bの動作について説明する。まずMPU40が、システムコントロールロジック90を介して優先順位クロマキ制御回路96に各ユニット45,47,49からの画像データに対する優先順位をセットする。例えば、優先順位の高い順に、VDPユニット49からの画像データ、画像データ伸長ユニット47からの画像データ,画像信号コントロールユニット45からの画像データとなるようセットする。この場合、より優先順位の高い画像データが手前側に表示され、優先順位の一番低い画像データが奥側に表示される。セットされた優先順位情報は、次に新しい値をセットするまで保持される。
【0067】
本実施例のの画像処理装置は、1画素に対応した期間を画像データの数以上のフェーズ、ここでは4つに分割し、時分割処理により次のように画像データを処理する。従って、システムクロックSCKの周期は、入力されるデジタル画像データの転送レート(ドットクロックDCK)を、入力する画像データの数で割った値かもしくは、画像データの数以上で割った値に設定する。本実施例では、データの転送レートが200nSで入力する画像データの数が4なので(VDPユニット49から2セットの画像データが転送されている)、200nSを4で割った値50nSをシステムクロックSCKの周期としている。優先順位クロマキ制御回路96は、ドットクロックDCKとシステムクロックSCKにより、フェイズ1のタイミングを検出し、もっとも優先順位の低い画像データ(ここでは画像信号コントロールユニット45からの画像データ)を、データセレクタ65+72に選択させる。
【0068】
このデータはすぐに画像特殊処理演算器75に入るが、フェイズ1のタイミングの場合だけ、係数レジスタ130として0が選択されており、この場合第3のデータセレクタ73が画像特殊処理演算器75の出力に代えてデータセレクタ65+72の出力を選択するから、時分割データラッチ74は、一番優先順位の低い画像データをそのままラッチする。なお、係数レジスタ130の出力により第3のデータセレクタ73を切り換える代わりに、システムコントロールロジック90から演算抑止信号が出る構成を採り、画像特殊処理演算器75が何も処理をしないで、データセレクタ65+72の出力信号を画像特殊処理演算器75を介してそのまま時分割データラッチ74にラッチさせる構成とすることも可能である。
【0069】
いずれにせよ、フェイズ1では、時分割データラッチ74には最も優先順位の低いデジタル画像データがラッチされる。同時にタイミングはフェイズ2に進み、データセレクタ65+72は、2番目に優先順位の低いデジタル画像データを選択する。選択されたデジタル画像データは画像特殊処理演算器75に入力される。画像特殊処理演算器75もう片方の入力には、時分割データラッチ74の出力、すなわち最も優先順位の低いデジタル画像データが加えられる。画像特殊処理演算器75では、上述した式(2)ないし(4)の演算を行なう。即ち、本質的には、Y,U,Vデータのそれぞれに対して係数(0〜8までの整数)を乗算したあと、色ごとに2つのデータを加算し、これを8で割る(3ビット右にシフトする)処理が行なわれる。
【0070】
この演算の結果、2つのデジタル画像データは、混合の割合0/8:1/8、1/8:7/8、2/8:6/8……7/8:1/8、8/8:0/8で重ね合わされることになる。係数レジスタ130にはMPU40によって、画像データごとに独立した係数が与える。優先順位クロマキ制御回路96は、画像データの選択信号を出力すると共に、選択された画像データに対応した係数を選び、係数レジスタ130に設定することにより画像特殊処理演算器75に出力する。なお、係数は8ビットで、上位4ビットがデジタル画像データaに対する係数、下位4ビットがデジタル画像データbに対する係数である。上位4ビット、下位4ビット、それぞれに0〜8までの値がセットされている。
【0071】
また、演算の際に次のようにして透明処理が行なわれる。画像特殊処理演算器75は、コントロールデータに含まれる透明情報をチェックし、透明状態の場合は、時分割データラッチ74の出力するデジタル画像データをそのまま第3のデータセレクタ73を介して再び時分割データラッチ74に出力する。すると、その時、データセレクタ65+72から出力されているデジタル画像データは、画像特殊処理演算器75の出力に影響しないので、そのデータは完全に透明であるように見え、透明処理が実現される。透明処理は、この他、時分割データラッチ74にラッチパルスを出力しないことによっても実現できる。この場合には、デジタル画像データを、画像特殊処理演算器75,第3のデータセレクタ73を通す必要がないので、画像特殊処理演算器75の演算処理やその切替を容易とすることができる。
【0072】
画像特殊処理演算器75の出力は時分割データラッチ74でラッチされる。ラッチはシステムクロックSCKの立ち上がりエッジで50nSごとに行われる。フェイズ3、フェイズ4でも、対応する優先順位のデジタル画像データの処理が同様に行なわれ、フェイズ4の最後に、時分割データラッチ74が最終結果をラッチする。その最終結果データは、次のフェイズ1の終わりに、画素画像データラッチ76がラッチする。画素画像データラッチ76が使うラッチパルスは、ドットクロックDCKを、図示しないディレイ回路によってシステムクロックSCKの1サイクル分遅らせて作ることができる。
【0073】
なお、1画素の期間の画像データの数より大きな数で分割すれば、例えば重ね合わせの処理が完了した画像に対して更に固定カラーレジスタ140に記憶された色を重ね合わせるといった処理を行なうことも可能である。また、最も優先順位の低い画像データを選択する前に、この固定カラーレジスタ140で指定された色を時分割データラッチ74にセットしておけば、最も優先順位の低い画像データに対して一色を重ね合わせることも可能である。
【0074】
以上で1ドット分の処理が終わり、デジタル画像データは、ミキシング処理、透明処理が行なわれて画素画像データラッチ76から出力され、次の処理(D/Aコンバートなど)に供される。これら1連の処理は連続して行なわれ、間断無くデータが処理されてゆく。従って、静止画であれ、動画であれ、リアルタイムで処理を行なうことができる。
【0075】
以上、本実施例ではYUV形式の8ビットのデジタル画像データの場合について説明したが、RGBなど三原色表示のデジタル画像データの場合でも同様の構成で実現ができる。
【0076】
本実施例のビデオゲーム装置20によれば、CD−ROM21に記憶された画像データや、VDPユニット49で生成される画像データなどを自由に重ねたり、ミキシングするといった処理を行なうことができる。ミキシングによって、画面の特定の場所だけを明るく表示してスポットライトのような効果を出したり、暗くして陰のような効果を出すことができる。これらは、ビデオゲーム等の画像に立体感をつけるのに非常に効果的である。また、係数を自由に設定できるため、画像を切り換える際にパッと切り換えるのでなく、TV番組等でよく使われる、フェードアウト/インによるゆっくりとした画像切り換えができる。これにより、シーンの変わり目などで、情緒的な効果を出したり、高級なイメージの画像を作ることができる。
【0077】
しかも、本実施例のビデオゲーム装置20に組み込んだ画像処理装置では、ミキシング済みデータに対してさらにミキシングできるので、例えば、ガラス窓を通して見た、電車のガラス窓の、さらに向こうに山が見えるという多重半透明処理が簡単に実現できる。また、係数レジスタ130を用いて画像データごとに係数を変えることができるので、ガラス窓ごとに透明度を変えることもできる。
【0078】
こうした画像の重ね合わせの処理は、一つの画像特殊処理演算器75を繰り返し使用することで達成されているので、汎用性が高く、画像データの数が増えても画像特殊処理演算器75,時分割データラッチ74,画素画像データラッチ76などの主要部は変更する必要がない。さらに、1ドットについて何度も演算を行うにもかかわらず、画像特殊処理演算器75が1つですむので回路がコンパクトである。
【0079】
また、本実施例の画像処理装置によれば、1677万色の画像データであれ65536色の画像データであれ、更には256色,16色,4色といったパレットデータであれ、全く同じように重ね合わせの処理を行なうことができる。パレットデータの場合、カラーパレット68により24ビットのデータに変換してから画像特殊処理演算器75により処理に供するので、画像の重ね合わせの処理としては変わるところがない。
【0080】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第1の画像処理装置によれば、画素単位で入力された画像データは、その画素について分割された一つの入力期間中に画像の重なりの処理を受ける。重なりの処理がなされた画像データは保持されて、分割された他の入力期間での重なりの処理に供される。こうして分割期間に処理が行なわれ、画素についての入力期間が終了すると、処理終了時の結果が、その画素についての処理済みの画像データとして出力される。この結果、本発明の画像処理装置によれば、1つの画素の入力期間で、少なくとも2以上の画像データについて、相互に関係のある処理を行なった処理済み画像データを得ることができる。これらの処理は、その画素についての入力期間中に完了するので、動画をそのまま扱うことができることは、自明である。もとより、静止画の処理に適用することもできる。
【0081】
一方、上記構成を有する本発明の画像処理方法によれば、極めて容易に複数の画像データを重ね合わせる等の処理を行なうことができる。
【0083】
なお、本発明の第2の画像処理装置は、同じ形態に揃えられた信号に対して、第1の画像処理装置と同様の時分割処理を行ない、複数の画像間の所定の処理を容易に実施できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例としての画像処理装置を組み込んだビデオゲーム装置20の外観図である。
【図2】同じくその内部構成を示すブロック図である。
【図3】実施例としての画像処理装置であるビデオエンコーダユニット50の内部構成を示すブロック図である。
【図4】ビデオエンコーダユニット50におけるインタフェース部50aの内部構成を示すブロック図である。
【図5】画像データの入力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】パレットアドレスの合成の様子を示す説明図である。
【図7】カラーパレット68のデータの構成例を示す説明図である。
【図8】画像合成部50bの構成を示すブロック図である。
【図9】画像合成部50bにおける動作を示すタイミングチャートである。
【図10】従来の画像の重ね合わせの様子を例示する説明図である。
【図11】従来の画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
20…ビデオゲーム装置
21…CD−ROM
22…ゲーム機本体
24,26…ゲームパッド
24a…スイッチ
24b…カーソルスティック
28…カラーテレビ
30…ビデオ信号ケーブル
31…カバー
32…CD−ROMドライブ
34…スピーカ
36…SCSIバス
40…MPU
40a…演算部
40b…コントローラ
41…メインメモリ
42…ROM
43…BUS
45…画像信号コントロールユニット
45a…MPUI/F
45b…SCSIコントローラ
45c…AFFINコンバータ
45d…グラフィックコントローラ
45e…サウンドコントローラ
47…画像データ伸長ユニット
49…VDPユニット
50…ビデオエンコーダユニット
50a…インタフェース部
50b…画像データ合成部
50b…画像合成部
50c…DAC部
50d…コントロール部
52…音声データ出力ユニット
52a…ADPCM部
52c…ミキサー
55…K−RAM
59…V−RAM
60…NTSCコンバータ
62…第1I/F
63…第2I/F
64…第3I/F
65…第1のデータセレクタ
67…加算器
68…カラーパレット
72…第2のデータセレクタ
73…第3のデータセレクタ
74…時分割データラッチ
75…画像特殊処理演算器
76…画素画像データラッチ
81,82,83…D/A変換器
84…MOD設定器
86…同期信号生成回路
89…MPUインタフェース
90…システムコントロールロジック
96…優先順位クロマキ制御回路
101…第1のデータバッファ
102,103…信号調整部
104…第1のセレクタ
105…データバッファ
106,107…処理調整部
108…第2のセレクタ
109…データバッファ
110…第1のコントロールバッファ
111…第1のセレクタ制御部
112…第2のコントロールバッファ
113…第2のセレクタ制御部
114…第3のコントロールバッファ
130…係数レジスタ
140…固定カラーレジスタ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method, and more particularly to an image processing technique for performing processing by inputting a plurality of image data. The present invention is applicable to a video game or the like that handles a plurality of image data.
[0002]
[Prior art]
Processing such as superimposing two or more image data on a display device as a single image is performed by a video game machine or the like. Conventionally, such processing is realized by assigning priorities to image data in advance and designating a predetermined area as transparent for the image data. The priority order of image data represents whether the image data is displayed on the front side or the back side when displayed on the display device. For example, in the case where an image of looking out from a train window is composed of a plurality of image data, as shown in FIG. The scenery outside the window can be set as one image data B.
[0003]
In this case, the image data F inside the train is on the front side, and the landscape image data B is on the back side. The part corresponding to the train window is designated as transparent. When the image data is configured in this way, the image data in the train with a high priority is selected for the superimposition of the two image data except for the portion of the window designated for transparency. For the portion of, background data is selected. As a result, a state where the scenery can be seen from the window portion is created.
[0004]
A configuration as shown in FIG. 11 is known as an image processing apparatus that realizes the above functions. In this configuration, there are two external devices that generate image data. From the
[0005]
The priority order and the attribute information indicating whether it is transparent or non-transparent are input to the display image
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, such an image processing apparatus can only perform a simple overlay process of two image data, and cannot perform a process of overlaying three or more image data. Of course, if a plurality of similar configurations are prepared, a large number of image data can be processed. However, high-speed processing is required and a plurality of processing units that are complex circuits must be provided, and the number of image data to be processed is small. As it increases, it becomes impossible in reality. Further, if the priority order between the image data is to be changed, all the wirings to the plurality of processing units must be switched, and this is not easy in this respect.
[0007]
In addition, it is usually impossible to perform semi-transparent superposition such that the other side of the water tank can be seen. For this reason, it has not been possible to perform advanced image processing such as multiple mixing processing by processing a large number of input image data required for a video game.
[0008]
Further, in a conventional image processing apparatus (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-264096), only one type of image data is handled, and it is not considered to handle different types of image data. In particular, it was not possible to perform overlay processing between different types of image data.
[0009]
Accordingly, an image processing apparatus and an image processing method of the present invention are intended to solve these problems and to easily perform advanced image processing, particularly free superimposition processing of image data, by inputting a plurality of image data. As made.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the first image processing apparatus of the present invention provides:
An image processing apparatus for inputting a plurality of image data and processing each image data,
Input means for inputting the image data in units of pixels;
Pixel processing means for dividing the input period of the pixels and performing predetermined processing on the image data of the pixels input during one divided input period;
Division processing data holding means for holding the processed image data and subjecting it to the predetermined processing in the other divided period in the pixel processing means;
Output means for outputting the result of holding the divided process data holding means as processed image data for the pixel at the end of the input period;
With,
The pixel processing unit is a unit that performs the predetermined process and performs an image overlapping process between the image data input from the input unit and the data held by the divided processing data holding unit.
This is the gist.
In this way, it is possible to easily perform overlapping processing for a plurality of image data. As the overlap, not only the context but also various overlap processes such as transmission and semi-transmission can be assumed.
[0011]
Here, it is possible to provide a selection unit that alternatively selects image data input from a plurality of external devices in accordance with the division of the input period in the pixel processing unit. This selection means selects the image data in the order corresponding to the priority order of the image data, and if the priority order is variable, the front and back of the image data can be easily changed.
[0012]
Furthermore, pixel processing meansIn addition, means for dividing the input period of the image data input from the input means into four can be provided.
[0013]
In addition to providing parameter generation means for giving parameters relating to image processing, and using pixel processing means as means for determining processing based on these parameters, various processing on the image can be realized simply by changing the parameters. Can do.
[0014]
In this case, when the processing for the image relates to the overlap of two or more images, the image processing apparatus includes an overlap parameter generating unit that gives a parameter regarding the overlap, and the pixel processing unit inputs image data input from the input unit based on the parameter. And a means for determining the ratio of mixing with the data held by the divided processing data holding means, it is possible to display the overlapping state of the images and to easily change the state.
[0015]
Here, if these parameter generating means are provided with parameter setting means capable of setting parameters for each pixel, or can be set for each period obtained by dividing the pixel input period, the processing by the parameters is performed on the pixel. It becomes possible to change for every image data which comprises a pixel.
[0016]
If the parameter generating means generates a transparent parameter determining means for determining whether or not the parameter for specifying transparency, and if this parameter is a parameter for specifying transparent, the pixel processing means If a transparent processing unit that outputs the output of the divided processing data holding unit as it is is provided, when a transparent image comes to the near side, an image lower than that or a composite image can be displayed as it is. In such a case, the display can be performed very easily.
[0017]
The selection means for selectively inputting image data allows the image data selection period to be less than the period obtained by dividing the input period of one pixel by the number of external devices. Can be completed with.
[0018]
On the other hand, the image processing method of the present invention includes:
An image processing method for inputting a plurality of image data and processing each image data,
The image data is input in pixel units,
Dividing the input period of the pixel;
The image data of pixels input during one divided input periodImage overlapProcess,
The processed image data is held, and the processed image data is stored in the divided other period.Image overlapFor the processing of
At the end of the input period, the stored image data is output as processed image data for that pixel.
This is the gist.
[0022]
According to the present inventionSecondThe image processing apparatus is an image processing apparatus that inputs a plurality of signals for displaying a color image and performs predetermined processing between images displayed by the plurality of signals.
Signal input means for inputting the plurality of signals in units of pixels;
An image determination signal output means for determining whether the input signal is an image signal directly representing an image or an image signal representing an image through a predetermined conversion process, and outputting a determination signal;
Image signal aligning means for performing the predetermined conversion process on the input signal based on the determination signal and aligning the plurality of signals in the same form capable of the predetermined process;
Pixels for performing predetermined processing on image data of pixels in one signal input during one divided input period, by dividing an input period of pixels as a unit of the plurality of signals arranged in the same form Processing means;
Division processing data holding means for holding the processed image data and subjecting it to the predetermined processing in the other divided period in the pixel processing means;
Output means for outputting the result of holding the divided process data holding means as processed image data for the pixel at the end of the input period;
The main point is that
[0023]
[Action]
In the first image processing apparatus of the present invention having such a configuration, image data is input in units of pixels. The input period for the pixel is divided, and predetermined processing is performed on the image data input during the divided input period by the pixel processing means. This process may be a process such as superposition with data held by a divided process data holding unit, which will be described later, or may be a predetermined process (for example, a filter process).
[0024]
The image data processed by the pixel processing unit is held by the divided processing data holding unit and is subjected to predetermined processing in another divided input period. That is, the input period for one pixel is divided into n, and the image data processed in the Kth period (K is an integer greater than or equal to 1 and less than n) is converted into the Lth period (L exceeds K and n). Less than an integer). If a register or the like is prepared, the image data for the Kth period can be used not only for the process of the (K + 1) th period but also for the process of any period after the (K + 2) th period.
[0025]
When the processing is performed in the divided period and the input period for the pixel ends, the output unit outputs the holding result of the divided processing data holding unit at the end of the processing as processed image data for the pixel. As a result, it is possible to obtain processed image data obtained by performing processing related to each other for at least two or more image data. Since these processes are completed during the input period for the pixel, it is obvious that the moving image can be handled as it is. Of course, it can be applied to still image processing.
[0026]
On the other hand, according to the image processing method of the present invention having the above-described configuration, a plurality of image data are input in each period obtained by dividing the input period for the pixels, and the image data after performing a predetermined process is held. For the processing in another period, the held image data is output as processed image data for the pixel at the end of the input period for the pixel.
[0029]
In the present invention,SecondImage processing equipment,sameThe same time division processing as that of the first image processing apparatus is performed on the signals arranged in the same pattern.
The first explained aboveOr secondThe image processing apparatus can be realized as a game machine which is an electronic device incorporating the image processing apparatus, and can use the various image processing described above.
[0030]
【Example】
In order to further clarify the effects of the present invention described above, preferred embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an external view of a
[0031]
As shown in FIG. 1, the
[0032]
In the
[0033]
In the
[0034]
The
[0035]
The image
[0036]
Image signal control unit 45: This
[0037]
Image data decompression unit 47: This unit 47 is a unit 47a for performing Huffman decoding on received image data, a unit 47b for performing DCT inverse transform (IDCT) on data subjected to Huffman decoding, and a run length. A
[0038]
VDP unit 49: This
[0039]
Video encoder unit 50: This
[0040]
Audio data output unit 52: This
[0041]
Next, a detailed configuration of the
[0042]
YUV data is an 8-bit × 3 = 24-bit signal consisting of three sets of Y data, U data, and V data. Y data indicates brightness, and U data is a blue-yellow color difference. V data indicates red-green color difference information. In this embodiment, YUV data is input from the image
[0043]
Palette data is data that refers to a color palette described later, and is image data that becomes YUV data after referring to the color palette. In this embodiment, the palette data is input from the
[0044]
The register information is information that determines the operation state of the
[0045]
The
[0046]
The
A
An
A
A
A
[0047]
A time division data latch 74 that latches the output of the
An image special processing
A pixel image data latch 76 that holds the output of the time division data latch 74 divided into YUV signals after the superimposition processing for one pixel is completed;
D /
A
A synchronization
Is provided.
[0048]
The synchronization
[0049]
The
[0050]
A control signal from the first I /
[0051]
The first I /
[0052]
As shown in the figure, the I /
[0053]
The
[0054]
The next-stage
[0055]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the configuration of the image data of 65536 colors is configured in units of 1 bit, and the image data of the upper 4 bits of U and the lower 4 bits of V follows the 8-bit Y data. Entered. Therefore, when the
[0056]
On the other hand, the
[0057]
Next, the set of
[0058]
The image data (digital color data or pallet data) thus arranged is output to the
[0059]
As shown in the drawing, the
[0060]
The operation of the image special processing
[0061]
In the embodiment, the transfer rate of image data from each unit is 200 nS cycles, and the transfer timing is synchronized with the dot clock (see FIG. 5) for each of the four input signals. One bit of transparent information bit is added to the digital image data as control data. The
[0062]
The
[0063]
The time division data latch 74 is a circuit that latches the output data of the
[0064]
The image special processing
c = m · a + n · b (1)
[0065]
The actual calculation is performed on the YUV data, and the following expressions (2) to (4) are performed for each. Subscripts a, b, and c indicate correspondence with equation (1). The subscripts y, u, and v indicate coefficients for the YUV data.
Yc = my · Ya + ny · Yb (2)
Uc = mu. (Ua-80h) + nu. (Ub-80h) + 80h (3)
Vc = mv. (Va-80h) + nv. (Vb-80h) + 80h (4)
Here, the coefficients my, mu, mv, ny, nu, and nv are 9-stage values obtained by dividing the values (0 to 8) set to 1 to 3 in the
[0066]
Next, the operation of the
[0067]
The image processing apparatus according to the present embodiment divides a period corresponding to one pixel into phases equal to or more than the number of image data, here, four, and processes the image data as follows by time division processing. Accordingly, the cycle of the system clock SCK is set to a value obtained by dividing the transfer rate (dot clock DCK) of the input digital image data by the number of input image data or by the number of image data or more. . In this embodiment, since the data transfer rate is 200 nS and the number of input image data is four (two sets of image data are transferred from the VDP unit 49), a
[0068]
This data immediately enters the image special processing
[0069]
In any case, in
[0070]
As a result of this calculation, the two digital image data have a mixing ratio of 0/8: 1/8, 1/8: 7/8, 2/8: 6/8, ... 7/8: 1/8, 8 / It will be superimposed at 8: 0/8. An independent coefficient is given to the
[0071]
Further, at the time of calculation, the transparent process is performed as follows. The image special processing
[0072]
The output of the image
[0073]
If the image data is divided by a number larger than the number of image data in one pixel period, for example, a process of superimposing the color stored in the fixed
[0074]
The processing for one dot is completed as described above, and the digital image data is subjected to mixing processing and transparency processing, and is output from the pixel image data latch 76 for use in the next processing (D / A conversion, etc.). These series of processes are continuously performed, and data is processed without interruption. Therefore, processing can be performed in real time, whether it is a still image or a moving image.
[0075]
As described above, in this embodiment, the case of 8-bit digital image data in the YUV format has been described. However, even in the case of digital image data of three primary colors such as RGB, the same configuration can be realized.
[0076]
According to the
[0077]
Moreover, the image processing apparatus incorporated in the
[0078]
Such image superimposition processing is achieved by repeatedly using one image special processing
[0079]
Further, according to the image processing apparatus of the present embodiment, whether it is 16.77 million color image data or 65536 color image data, or palette data such as 256 colors, 16 colors, or 4 colors, is overlapped in exactly the same way. The matching process can be performed. In the case of palette data, since it is converted into 24-bit data by the
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the first image processing apparatus of the present invention, the image data input in units of pixels is transmitted during one input period divided for the pixels.Image overlapReceive processing.OverlappingprocessingGanaThe image data that has been saved is retained, and is divided in other divided input periods.OverlapTo be processed. Thus, the process is performed during the divided period, and when the input period for the pixel ends, the result at the end of the process is output as processed image data for the pixel. As a result, according to the image processing device of the present invention, it is possible to obtain processed image data obtained by performing processing related to each other on at least two or more image data in an input period of one pixel. Since these processes are completed during the input period for the pixel, it is obvious that the moving image can be handled as it is. Of course, it can also be applied to still image processing.
[0081]
On the other hand, according to the image processing method of the present invention having the above configuration, it is possible to perform processing such as superimposing a plurality of image data extremely easily.
[0083]
In the present invention,SecondImage processing equipment,sameThere is an advantage that the same time-division processing as that of the first image processing apparatus is performed on the signals arranged in the same form, and predetermined processing between a plurality of images can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration in the same manner.
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a
4 is a block diagram showing an internal configuration of an
FIG. 5 is a timing chart showing input timing of image data.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing how palette addresses are combined.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a data configuration example of a
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an
FIG. 9 is a timing chart showing an operation in the
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state of conventional image superposition.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional image processing apparatus.
[Explanation of symbols]
20. Video game device
21 ... CD-ROM
22 ... Game console
24, 26 ... Gamepad
24a ... switch
24b ... Cursor stick
28 ... Color TV
30 ... Video signal cable
31 ... Cover
32 ... CD-ROM drive
34 ... Speaker
36 ... SCSI bus
40 ... MPU
40a ... Calculation unit
40b ... Controller
41 ... Main memory
42 ... ROM
43 ... BUS
45. Image signal control unit
45a ... MPUI / F
45b SCSI controller
45c ... AFFIN converter
45d: Graphic controller
45e ... Sound controller
47. Image data decompression unit
49 ... VDP unit
50 ... Video encoder unit
50a ... Interface section
50b ... Image data composition unit
50b ... Image composition unit
50c ... DAC section
50d ... Control section
52. Audio data output unit
52a ... ADPCM part
52c ... Mixer
55 ... K-RAM
59 ... V-RAM
60 ... NTSC converter
62 ... 1st I / F
63 ... 2nd I / F
64 ... 3rd I / F
65: First data selector
67 ... Adder
68 ... Color palette
72. Second data selector
73: Third data selector
74 Time-division data latch
75. Image special processing arithmetic unit
76: Pixel image data latch
81, 82, 83 ... D / A converter
84 ... MOD setting device
86. Synchronization signal generation circuit
89 ... MPU interface
90 ... System control logic
96... Priority chromach control circuit
101: First data buffer
102, 103 ... Signal adjustment unit
104... First selector
105: Data buffer
106, 107 ... processing adjustment unit
108 ... second selector
109: Data buffer
110: First control buffer
111... First selector control unit
112 ... Second control buffer
113 ... Second selector control unit
114: Third control buffer
130: Coefficient register
140: Fixed color register
Claims (11)
前記画像データを画素単位で入力する入力手段と、
該画素の入力期間を分割し、分割された一つの入力期間中に入力された画素の画像データに所定の処理を行なう画素処理手段と、
該処理された画像データを保持し、前記画素処理手段における前記分割された他の期間での前記所定の処理に供する分割処理データ保持手段と、
前記入力期間の終了時に、前記分割処理データ保持手段の保持結果を、その画素についての処理済み画像データとして出力する出力手段と
を備え、
前記画素処理手段は、前記所定の処理として、前記入力手段から入力する画像データと分割処理データ保持手段の保持データとの間の画像の重なりの処理を行なう手段である
画像処理装置。An image processing apparatus for inputting a plurality of image data and processing each image data,
Input means for inputting the image data in units of pixels;
Pixel processing means for dividing the input period of the pixels and performing predetermined processing on the image data of the pixels input during one divided input period;
Division processing data holding means for holding the processed image data and subjecting it to the predetermined processing in the other divided period in the pixel processing means;
An output means for outputting the retention result of the divided processing data retaining means as processed image data for the pixel at the end of the input period;
The pixel processing unit is an image processing apparatus that performs a process of overlapping an image between image data input from the input unit and data held by a divided processing data holding unit as the predetermined processing.
前記画素処理手段における入力期間の分割に応じて、複数の外部装置から入力される画像データを択一的に選択して前記画像処理手段への入力に供する選択手段を備えた画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1,
An image processing apparatus comprising a selection unit that selectively selects image data input from a plurality of external devices according to division of an input period in the pixel processing unit and supplies the selected image data to the image processing unit.
画像処理に関するパラメータを与えるパラメータ発生手段を備えると共に、
前記画素処理手段は、該パラメータに基づいて、前記処理を定める手段である画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1,
In addition to providing parameter generation means for giving parameters relating to image processing,
The pixel processing means is an image processing apparatus which is means for determining the processing based on the parameter.
2以上の画像の重なりに関するパラメータを与えるパラメータ発生手段を備えると共に、
前記画素処理手段は、該パラメータに基づいて、前記入力手段から入力する画像データと、分割処理データ保持手段の保持データとの混合の割合を定める手段を有する画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1,
Parameter generating means for providing a parameter relating to the overlap of two or more images;
The image processing apparatus, wherein the pixel processing means includes means for determining a mixing ratio between the image data input from the input means and the retained data of the divided processing data retaining means based on the parameter.
前記パラメータ発生手段が発生するパラメータが、透明を指定するパラメータか否かを判断する透明パラメータ判断手段と、
該パラメータが透明を指定するパラメータであると判断した場合には、前記分割処理データ保持手段に保持内容をそのまま出力させる透明時処理手段と
を備えた画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 5, wherein
Transparency parameter determination means for determining whether the parameter generated by the parameter generation means is a parameter for designating transparency;
An image processing apparatus comprising: a transparent processing unit that outputs the stored content as it is to the divided processing data storage unit when it is determined that the parameter is a parameter that specifies transparency.
前記画像データを画素単位で入力し、
該画素の入力期間を分割し、
分割された一つの入力期間中に入力された画素の画像データに画像の重なりの処理を行ない、
該処理された画像データを保持すると共に、該処理された画像データを前記分割された他の期間での前記画像の重なりの処理に供し、
前記入力期間の終了時に、前記保持された画像データを、その画素についての処理済み画像データとして出力する
画像処理方法。An image processing method for inputting a plurality of image data and processing each image data,
The image data is input in pixel units,
Dividing the input period of the pixel;
Image overlap processing is performed on image data of pixels input during one divided input period,
Holding the processed image data, and subjecting the processed image data to the process of overlapping the images in the other divided period;
An image processing method for outputting the held image data as processed image data for the pixel at the end of the input period.
前記複数の信号を画素を単位としてそれぞれ入力する信号入力手段と、
該入力した信号が、直接画像を表わす画像信号か、所定の変換処理を介して画像を表わす画像信号かを判別し、判別信号を出力する画像判別信号出力手段と、
該判別信号に基づいて、前記入力した信号に該所定の変換処理を施し、前記複数の信号を前記所定の処理が可能な同じ形態に揃える画像信号揃え手段と、
該同じ形態に揃えられた前記複数の信号の単位である画素の入力期間を分割し、分割された一つの入力期間中に入力された一つの信号における画素の画像データに所定の処理を行なう画素処理手段と、
該処理された画像データを保持し、前記画素処理手段における前記分割された他の期間での前記所定の処理に供する分割処理データ保持手段と、
前記入力期間の終了時に、前記分割処理データ保持手段の保持結果を、その画素についての処理済み画像データとして出力する出力手段と
を備えた画像処理装置。Enter a plurality of signals for displaying an image of color, an image processing apparatus for performing predetermined processing between image signals of the plurality of displays,
Signal input means for inputting the plurality of signals in units of pixels;
An image determination signal output means for determining whether the input signal is an image signal directly representing an image or an image signal representing an image through a predetermined conversion process, and outputting a determination signal;
Image signal aligning means for performing the predetermined conversion process on the input signal based on the determination signal and aligning the plurality of signals in the same form capable of the predetermined process;
Pixels for performing predetermined processing on image data of pixels in one signal input during one divided input period, by dividing an input period of pixels as a unit of the plurality of signals arranged in the same form Processing means;
Division processing data holding means for holding the processed image data and subjecting it to the predetermined processing in the other divided period in the pixel processing means;
An image processing apparatus comprising: an output unit that outputs a holding result of the divided processing data holding unit as processed image data for the pixel at the end of the input period.
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