JP3904243B2 - Image processing apparatus and method - Google Patents

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【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 external device 250, the image data 290, the priority information 300 on the upper surface or the lower surface with respect to the data of the external device 260, and its pixels Information 310 indicating whether or not is transparent is sent in units of pixels. Also, the external device 260 sends image data 320 and information 330 on whether the pixel is transparent or non-transparent.
[0005]
The priority order and the attribute information indicating whether it is transparent or non-transparent are input to the display image data determination circuit 280 to determine which image data is selected for each pixel. Based on the result, the image data is switched by the selector 270 and output as an image in real time.
[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 video game apparatus 20 incorporating an image processing apparatus as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing its internal configuration.
[0031]
As shown in FIG. 1, the video game apparatus 20 outputs a video signal to a color television 28 and a game machine main body 22 to which a CD-ROM 21 can be attached, game pads 24 and 26 connected to the main body 22. The video signal cable 30 and a speaker 34 for outputting sound are included. The main body 22 includes a cover 31 that can be opened and closed. The cover 31 is opened, and the CD-ROM 21 is attached to the CD-ROM drive 32. When the cover 31 is closed in this state, the turntable of the CD-ROM drive 32 rotates, and the game program, image, and sound information (hereinafter referred to as AV information) recorded on the CD-ROM 21 are stored in the microprocessor in the main body 22. And the game is started. The game progresses by operating the switch 24a of the normal game pads 24, 26, the cursor stick 24b, and the like.
[0032]
In the main body 22, various circuits for displaying a moving image using data recorded in the CD-ROM 21 are incorporated. This is shown in the block diagram of FIG. As shown in the figure, the video game apparatus 20 includes a CD-ROM drive 32 connected via a SCSI bus 36, and a microprocessor (hereinafter referred to as MPU) that performs overall image processing and all related processing. ) 40, a main memory (hereinafter referred to as M-RAM) 41 directly connected to the MPU 40, a ROM 42 that similarly stores a BIOS program, and various units connected to a bus (M-BUS) 43 of the MPU 40, That is, an image signal control unit 45, an image data decompression unit 47, a VDP unit 49 that outputs a specific image signal, a video encoder unit 50 that synthesizes and outputs a video signal, and an audio data output unit 52 that handles audio data are provided.
[0033]
In the video game apparatus 20, a memory (hereinafter referred to as K-RAM) 55 connected to a local bus (K-BUS) 54 of the image signal control unit 45 and a local bus of the image data decompression unit 47 are provided. Output signals from the connected memory (hereinafter referred to as R-RAM) 57, the video memory (hereinafter referred to as V-RAM) 59 connected to the local bus of the VDP unit 49, and the video encoder unit 50 are used as normal images. An NTSC converter 60 that converts the signal (NTSC) and outputs it to the color television 28 is provided.
[0034]
The MPU 40 is capable of high-speed operation, and includes an operation unit 40a capable of arithmetic logic operations including floating point operations and a controller 40b for dynamic memory. The MPU 40 controls each unit while performing input / output with the game pads 24 and 26, the CD-ROM 21 and the like using the BIOS pre-installed in the ROM 42 in accordance with the program developed in the main memory 41. Then, the video is displayed and the sound is output to advance the game.
[0035]
The image signal control unit 45, the image data decompression unit 47, the video encoder unit 50, and the audio data output unit 52 are each configured by a large-scale logic circuit. Explain the configuration and simple operation of each unit.
[0036]
Image signal control unit 45: This unit 45 is an MPUI / F 45a that exchanges data with the MPU 40 via the M-BUS 43, and a SCSI controller 45b that exchanges data with the CD-ROM drive 32 via the SCSI-BUS 36. AFFIN converter 45c that performs affine transformation on image data input from CD-ROM 21, etc., graphic controller 45d that controls output of image data received from CD-ROM 21, etc., and sound controller 45e that also controls output of audio data Etc. The image signal control unit 45 extracts image data and audio data from the data received from the CD-ROM 21 or the like, and temporarily stores these data in the K-RAM 55. The stored data is controlled by the MPU 40 and output to the image data decompression unit 47, the audio data output unit 52, and the like at a predetermined timing by the graphic controller 45d and the sound controller 45e. When a predetermined affine transformation is instructed to the image data from the MPU 40, the AFFIN converter 45c performs the necessary affine transformation and performs linear transformation (image deformation) of the image data.
[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 unit 47c that performs expansion and an expansion controller 47d that controls these units are provided. When these images are compressed with respect to the image data received from the image signal control unit 45 or the MPU 40, the unit 47 decodes the data using a suitable algorithm and decompresses the image data.
[0038]
VDP unit 49: This unit 49 is actually mounted with two identical chips. The functions are the same, and each has a function of generating a background image by a specific pattern and color and a block unit image called a sprite. Sprites are images specially designed to easily display moving characters in games and the like, and blocks that frequently generate and disappear, and based on signals from the MPU 40, video signals of a plurality of blocks are Output with background image. The V-RAM 59 connected to the VDP unit 49 stores sprite images, that is, necessary characters and the like. When the MPU 40 outputs a command, for example, a command to move the character from one point to another point, the VDP unit 49 analyzes the command, and uses the sprite stored in the V-RAM 59 as, for example, a movement path. It is possible to easily realize movement corresponding to the command by developing and erasing sequentially along the line.
[0039]
Video encoder unit 50: This unit 50 receives an image signal control unit 45, an image data decompression unit 47, an interface unit 50a for inputting image data from the VDP unit 49, a look-up table for determining the color of the image data, and the like. A circuit for setting priorities of a plurality of image data, and the like, an image composition unit 50b for composing a plurality of image data based on the set priorities, a DAC unit 50c for converting the composited image data into an analog signal, And a control unit 50d for controlling the image composition unit 50b. The details of each part will be described later. In this video encoder unit 50, the image signal from the image signal control unit 45, the image signal from the image data decompression unit 47, and two sets of image signals from the VDP unit 49 ( Background image and sprite), prioritize them, and synthesize these images. The degree of synthesis between the images can be set in a plurality of stages from transparent to opaque with respect to the image on the far side (high priority) image on the far side.
[0040]
Audio data output unit 52: This unit 52 is a unit for outputting audio, music, etc. from the speaker 34, and an ADPCM unit 52a for performing audio synthesis by adaptive differential pulse code modulation (ADPCM), a plurality of predetermined units. A sound source generator (PSG) 52b capable of generating the sound sources at the same time, and a mixer 50c for synthesizing these synthesized sounds and sounds from the sound sources. The unit 52 synthesizes sound in accordance with data from the image signal control unit 45 or the MPU 40 or plays music using a sound source and outputs it to the speaker 34. The main body 22 has one built-in speaker 34 and is monaural, but the output to the outside is stereo.
[0041]
Next, a detailed configuration of the video encoder unit 50 corresponding to the image processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, a thick solid line indicates a flow of YUV data, a thick two-dot chain line indicates a flow of palette data, a thin two-dot chain line indicates a flow of register information, and a broken line indicates a flow of a control signal. .
[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 signal control unit 45 and the image data decompression unit 47. YUV data is 8-bit data, and Y data indicates black when 00 and white when FF. U data and V data are all 8 bits in the natural color display mode (16.77 million colors display), while in the 65536 color display mode, the lower 4 bits are 0 and only the upper 4 bits are valid. is there. Since the U data and V data are signed data, both the natural color display mode and the 65536 color display mode are colorless with a value of 80.
[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 VDP unit 49, the image signal control unit 45, and the image data decompression unit 47. In the case of palette data, the color of the image changes if a different color palette is referenced. The color represented by the palette data is up to 65536 colors. In the embodiment, the size of the color palette is limited to about 512, so the number of colors that can be displayed is limited to about 512 from 65536 colors.
[0044]
The register information is information that determines the operation state of the image composition unit 50b and the like, and is data that is output from the control unit 50d to the image composition unit 50b and handled inside the image composition unit 50b. The control unit 50d includes a plurality of registers that can be read and written from the MPU 40, and the image composition unit 50b performs various processes according to the values written in the registers. The control signal is a signal for controlling operation timing of each unit.
[0045]
The interface unit 50a of the video encoder unit 50 will be described in order. The interface unit 50a has a VDP unit interface (hereinafter abbreviated as first I / F) 62 for inputting two sets of image data from the VDP unit 49, and an image signal control for inputting image data from the image signal control unit 45. A unit interface (hereinafter abbreviated as second I / F) 63 and an image data expansion unit interface (hereinafter abbreviated as third I / F) 64 for inputting image data from the image data expansion unit 47 are provided. The internal configuration of each interface 62, 63, 64 will be described later.
[0046]
The image composition unit 50b includes the following circuits. That is,
A first data selector 65 for selecting an image signal of a type referring to a color palette among signals from the respective I / Fs 62, 63, 64;
An adder 67 for adding an offset value necessary for output from the first data selector 65;
A color palette 68 that is referenced by the output of the adder 67 and outputs the corresponding YUV data;
A second data selector 72 for selecting YUV data from the color palette 68 or YUV data from the second and third I / Fs;
A third data selector 73 for selecting output data of the second data selector 72 or output data of an image special processing computing unit (described later);
[0047]
A time division data latch 74 that latches the output of the third data selector 73;
An image special processing arithmetic unit 75 for performing a special superimposing operation of an image, which will be described later, between the data held in the time division data latch 74 and the output data of the second data selector 72;
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 converters 81, 82, 83 for converting the output data of the pixel image data latch 76 into analog signals, respectively.
A MOD setting unit 84 for setting whether the output signals of the D / A converters 81 to 83 are NTSC signals or component signals;
A synchronization signal generation circuit 86 that receives a system clock SCK and an external synchronization signal and generates a dot clock DCK, horizontal and vertical synchronization signals, etc.
Is provided.
[0048]
The synchronization signal generation circuit 86 outputs a synchronization signal to the time division data latch 74, the pixel image data latch 76, and the like, although not directly shown, in addition to the MOD setter 84.
[0049]
The control unit 50d has a MPU interface 89 that controls data exchange with the MPU 40, a register that stores data written from the MPU 40, and outputs register information and control signals to control the entire video encoder unit 50. A control logic 90 and a priority chroma control circuit 96 for controlling image data priority and chroma information are provided.
[0050]
A control signal from the first I / F 62, the second I / F 63, and the third I / F 64 and register information from the system control logic 90 are input to the priority order chroma control circuit 96, and each I / F 62, 63, 64 is input. The operations of the first data selector 65, the third data selector 73, the time division data latch 74, and the like are controlled based on the priority order of image data input via the chrominance and the setting of chroma. The register information from the system control logic 90 is also input to the adder 67 and the image special processing calculator 75. The register information input to the adder 67 is the offset of the reference address of the color palette 68. Is a value that determines The register information input to the image special processing calculator 75 determines the degree of image superimposition processing in the calculator 75.
[0051]
The first I / F 62, the second I / F 63, and the third I / F 64 configuring the interface unit 50a have substantially the same configuration and function. The internal configuration is shown in the block diagram of FIG. These I / Fs 62 to 64 function to adjust differences in image signals input from the outside. That is, three kinds of image signals of 16.77 million color image data, 65536 color image data, and palette data referring to a color palette are input to the I / F. These signals are time-series signals every 8 bits, and the interface unit 50a adjusts the difference between these signals.
[0052]
As shown in the figure, the I / Fs 62 to 64 include a data buffer 101 for inputting image data from the outside, two signal adjusting units 102 and 103 for performing different processing on data temporarily stored in the data buffer 101, The first selector 104 that selects one of the signals from the signal adjustment units 102 and 103, the data buffer 105 that stores the output signal from the first selector 104, and different processing for the data stored in the data buffer 105 The two processing adjustment units 106 and 107, the second selector 108 for selecting one of the signals from the processing adjustment units 106 and 107, the data buffer 109 for storing the signal from the second selector 108, and the image data. A first control buffer 110 for inputting control data to be controlled A first selector control unit 111 that sets a selection operation of the selector 104 with reference to data stored in the buffer 110, a second control buffer 112 that stores control data in preparation for the next stage processing, and a second control A second selector control unit 113 that sets the selection operation of the selector 108 with reference to data stored in the buffer, and a third control buffer 114 that stores control data in preparation for processing from the image composition unit 50b are provided.
[0053]
The first data buffer 101 stores three types of image data, and has a function of sequentially storing data input according to a predetermined time series. Since the bus for inputting image data from the VDP unit 49 or the like is prepared for only 8 bits, an image of 65536 colors (for 16 bits) or 16.77 million colors (for 24 bits) like natural color image data. In the case of data, it cannot be taken into the video encoder unit 50 at a time. Therefore, since the image data is sent in several degrees, the data buffer inputs it and stores it for the next processing.
[0054]
The next-stage signal adjustment units 102 and 103 are means for adjusting the arrangement of such image data. FIG. 5 is a timing chart showing how various image data are input. As shown in the figure, the image data is attached with information of “surface number” indicating priority and “number of colors” indicating the color display as control data. When the number of colors specified is 16.77 million colors, as shown in the figure, the data input to the interface unit 50a is “Y1”, “Y2”, “U”, “V” by 8 bits. This signal indicates that the image data of the first dot is “Y1, U, V” and the data of the second dot is “Y2, U, V”. Therefore, the signal adjustment unit 102 stores the input data in the first data buffer 101 and adjusts the YUV data to 24 bits by 2 dots. Specifically, the signal adjustment unit 102 can be constituted by, for example, a data selector and an 8-bit × 3 × 2-stage register, and sequentially selects data input by the data selector and stores the data in each register. By doing so, the image data input in time series is arranged into complete 24-bit color digital data.
[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 signal adjustment unit 102 determines that the image data is 65536 colors based on the control data, the data input by 8 bits is converted into 8 bits for Y data and 4 bits for U and V data. The data is divided and arranged into a total of 24 bits with the lower 4 bits set to 0.
[0056]
On the other hand, the signal adjustment unit 103 is a means for arranging palette data. As shown in FIG. 5, the signal adjustment unit 103 determines whether the palette data input with the pause unit interposed therebetween is 256 color display or 16 color display. In the latter case, 8-bit palette data is prepared in consideration of the palette bank number BK.
[0057]
Next, the set of processing adjustment units 106 and 107 will be described. The processing adjustment units 106 and 107 are performing special processing for an image, for example, preparation processing for image data indicating transparency. For example, if the process adjustment unit 106 determines that transparency is designated, the Y data is set to 0 for 16.770 million colors and 65536 colors, and the palette data or palette number is set to 0 for palette data. And These processes are performed by the process adjustment units 106 and 107, respectively.
[0058]
The image data (digital color data or pallet data) thus arranged is output to the image composition unit 50b. In the case of pallet data, as shown in FIG. 3, a data selector 65 and an adder 67 are used. Input to the color palette 68. The color pallet offset value is added to the other input of the adder 67 as register information from the system control logic 90. This offset value is added to the palette data as a value obtained by doubling the offset value. That is, as shown in FIG. 6, addition is performed with the offset value shifted by 1 bit to the left, and a total 9-bit color palette address is generated. As shown in FIG. 7, the color palette 68 has a size of 9 bits (512 addresses) in the address direction and 16 bits in the data direction.
[0059]
As shown in the drawing, the color palette 68 is composed of 8 bits of Y data, 4 bits of U data, and 4 bits of V data, and can output any 512 colors from 65536 colors. When this data is output from the color palette 68, the U and V data are separated, and a bit of “0000” is added to the lower order of each data to form 8 bits × 3 sets of image data. Eventually, whether 16.77 million color image data is input from the outside, 65536 color image data is input, or even when palette data is input, it is input to the second data selector 72. In this case, the signals are aligned to 8 bits × 3 sets of signals. It should be noted that U and V data are treated as signed data with “80” being 0 in binary-coded decimal notation.
[0060]
The operation of the image special processing arithmetic unit 75 that performs the superimposing process on the image data thus arranged will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing in more detail a part that performs image superposition processing with the image special processing arithmetic unit 75 as the center. Compared to FIG. 3, in FIG. 8, among the registers in the system control logic 90, the coefficient register 130 that sets the degree of image superposition and the result of superimposing or superimposing specific colors on the surface with the lowest priority. A fixed color register 140 for designating the superimposition of one color with respect to is drawn as a block. The image data from the image signal control unit 45, the image data decompression unit 47, and the VDP unit 49 may be YUV data or pallet data. In the case of pallet data, 24-bit YUV is transmitted via the color palette 68. Although converted into data (hereinafter referred to as digital image data), in FIG. 8, this portion is simply described as a data selector 65 + 72. Further, the image data from each unit is accompanied by control data such as transparency information. In FIG. 8, the data flow when the control data is designated by the MPU 40 is omitted.
[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 data selector 65 + 72 is a 4-input 1-output 24-bit selector that selects one input image data and outputs 24-bit digital image data. The priority order chroma control circuit 96 outputs a selection signal every 50 nS in synchronization with the system clock SLK having a frequency four times the dot clock to the data selector 65 + 72 and the coefficient register 130 according to the priority order designated by the MPU 40. To do.
[0062]
The coefficient register 130 is a register for determining a coefficient of calculation in the image special processing calculator 75 to be described later. Four coefficient registers 130 are prepared according to the number of times of superimposing digital image data. Of these, the three registers with register numbers 1, 2, and 3 are registers in which coefficients are actually set, and the register with register number 0 is a special register that specifies transparency processing when that register is specified. is there. The priority order chroma control circuit 96 outputs a selection signal to the data selector 65 + 72 in synchronization with the system clock SLK, and at the same time instructs the selection of the coefficient register 130. Here, when the transparency information is set to the value 1, the priority order chroma control circuit 96 selects 0 of the coefficient register 130. When 0 of the coefficient register 130 is selected, the third data selector 73 to which the output of the data selector 65 + 72 is connected is switched, and instead of the output of the image special processing arithmetic unit 75, the output of the data selector 65 + 72 remains as it is in time division. The data is output to the data latch 74.
[0063]
The time division data latch 74 is a circuit that latches the output data of the third data selector 73 by the system clock SLK, and as shown in FIG. 3 is a circuit for latching the output of the third data selector 73. The output of the time division data latch 74 is connected to the other input of the image special processing arithmetic unit 75 together with the pixel image data latch 76. The pixel image data latch 76 is a circuit that latches the output of the time division data latch 74 by the dot clock DCK, and is output after the time division data latch 74 latches the data of the fourth period as shown in the figure. The input data is latched by a pixel data latch signal from the system control logic 90. Accordingly, the output of the pixel image data latch 76 is updated every period of one pixel.
[0064]
The image special processing arithmetic unit 75 is an arithmetic unit that performs a hardware operation for synthesizing the output of the data selector first data selector 65 + the second data selector 72 and the output of the time division data latch 74 according to a predetermined arithmetic expression. is there. Since all the input data is 24-bit digital image data, the image special processing calculator 75 mixes the color image data at the ratio (coefficient) given by the coefficient register 130. The calculation of the image special processing calculator 75 is basically a calculation for multiplying two inputs by a coefficient designated by the coefficient register 130 to obtain the sum. That is, assuming that the output data of the data selector 65 + 72 is a, the latch data of the time division data latch 74 is b, and the coefficients designated by the coefficient register 130 are m and n, the output of the image special processing calculator 75 is The following equation (1) is obtained.
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 coefficient register 130 by the value 8. Also, for U and V data, except that 80h is calculated in binary-coded decimal numbers, and 80h is added again, it is signed data that means a value of 0 when U and V data is 80h. This is to perform the attached operation. The calculation result by the image special processing calculator 75 is latched by the time division data latch 74 via the third data selector 73 each time.
[0066]
Next, the operation of the image composition unit 50b will be described with reference to FIGS. First, the MPU 40 sets priorities for image data from the units 45, 47, and 49 in the priority order chroma control circuit 96 via the system control logic 90. For example, the image data from the VDP unit 49, the image data from the image data decompression unit 47, and the image data from the image signal control unit 45 are set in descending order of priority. In this case, image data with a higher priority is displayed on the front side, and image data with the lowest priority is displayed on the back side. The set priority information is held until a new value is set next time.
[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 value 50 nS obtained by dividing 200 nS by 4 is set to the system clock SCK. With a period of The priority chroma control circuit 96 detects the timing of phase 1 based on the dot clock DCK and the system clock SCK, and selects the image data having the lowest priority (here, the image data from the image signal control unit 45) as the data selector 65 + 72. To select.
[0068]
This data immediately enters the image special processing arithmetic unit 75, but 0 is selected as the coefficient register 130 only in the case of the phase 1 timing. In this case, the third data selector 73 displays the image special processing arithmetic unit 75. Since the output of the data selector 65 + 72 is selected instead of the output, the time division data latch 74 latches the image data with the lowest priority as it is. Instead of switching the third data selector 73 by the output of the coefficient register 130, a configuration is adopted in which an operation suppression signal is output from the system control logic 90, and the image special processing arithmetic unit 75 performs no processing, and the data selector 65 + 72. The output signal can be latched by the time division data latch 74 via the image special processing calculator 75 as it is.
[0069]
In any case, in phase 1, digital image data with the lowest priority is latched in the time division data latch 74. At the same time, the timing advances to phase 2, and the data selector 65 + 72 selects the digital image data having the second lowest priority. The selected digital image data is input to the image special processing calculator 75. The output of the time division data latch 74, that is, the digital image data with the lowest priority is added to the other input of the image special processing calculator 75. The image special processing calculator 75 performs the calculations of the above-described equations (2) to (4). Specifically, after multiplying each of the Y, U, and V data by a coefficient (an integer from 0 to 8), two data are added for each color, and this is divided by 8 (3 bits (Shift to the right) is performed.
[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 coefficient register 130 for each image data by the MPU 40. The priority chroma control circuit 96 outputs an image data selection signal, selects a coefficient corresponding to the selected image data, sets the coefficient in the coefficient register 130, and outputs it to the image special processing calculator 75. The coefficient is 8 bits, the upper 4 bits are the coefficients for the digital image data a, and the lower 4 bits are the coefficients for the digital image data b. Values of 0 to 8 are set for the upper 4 bits and the lower 4 bits, respectively.
[0071]
Further, at the time of calculation, the transparent process is performed as follows. The image special processing arithmetic unit 75 checks the transparency information included in the control data. If the transparency information is in the transparent state, the digital image data output from the time division data latch 74 is time-division again via the third data selector 73 as it is. The data is output to the data latch 74. Then, since the digital image data output from the data selector 65 + 72 does not affect the output of the image special processing arithmetic unit 75 at that time, the data appears to be completely transparent, and the transparent processing is realized. In addition, the transparent processing can be realized by not outputting a latch pulse to the time division data latch 74. In this case, since it is not necessary to pass the digital image data through the image special processing calculator 75 and the third data selector 73, calculation processing of the image special processing calculator 75 and switching thereof can be facilitated.
[0072]
The output of the image special processing calculator 75 is latched by the time division data latch 74. Latching is performed every 50 nS at the rising edge of the system clock SCK. In phase 3 and phase 4, the corresponding priority digital image data is processed in the same manner, and at the end of phase 4, the time division data latch 74 latches the final result. The final result data is latched by the pixel image data latch 76 at the end of the next phase 1. The latch pulse used by the pixel image data latch 76 can be generated by delaying the dot clock DCK by one cycle of the system clock SCK by a delay circuit (not shown).
[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 color register 140 on the image for which the superimposition process has been completed may be performed. Is possible. If the color designated by the fixed color register 140 is set in the time division data latch 74 before selecting the image data with the lowest priority, one color is assigned to the image data with the lowest priority. It is also possible to superimpose.
[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 video game apparatus 20 of the present embodiment, it is possible to perform processing such as overlapping or mixing image data stored in the CD-ROM 21 or image data generated by the VDP unit 49. By mixing, only a specific place on the screen can be displayed brightly to produce an effect like a spotlight, or darkened to produce an effect like a shade. These are very effective for giving a stereoscopic effect to an image of a video game or the like. In addition, since the coefficient can be set freely, it is possible to switch images slowly by fade-out / in, which is often used in TV programs and the like, instead of switching images when switching images. As a result, an emotional effect can be produced at a scene change or the like, and a high-quality image can be created.
[0077]
Moreover, the image processing apparatus incorporated in the video game apparatus 20 of the present embodiment can further mix the mixed data, so that, for example, a mountain can be seen beyond the glass window of the train as viewed through the glass window. Multiple translucent processing can be easily realized. In addition, since the coefficient can be changed for each image data using the coefficient register 130, the transparency can be changed for each glass window.
[0078]
Such image superimposition processing is achieved by repeatedly using one image special processing arithmetic unit 75. Therefore, the image special processing arithmetic unit 75 can be used even if the number of image data increases. Main parts such as the divided data latch 74 and the pixel image data latch 76 need not be changed. In addition, the circuit is compact because only one image special processing arithmetic unit 75 is required, although the calculation is repeated many times for one dot.
[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 color palette 68 and then subjected to processing by the image special processing computing unit 75, there is no change in the process of image superposition.
[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 video game apparatus 20 incorporating an image processing apparatus as an embodiment of the present invention.
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 video encoder unit 50 which is an image processing apparatus as an embodiment.
4 is a block diagram showing an internal configuration of an interface unit 50a in the video encoder unit 50. FIG.
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 color palette 68;
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an image composition unit 50b.
FIG. 9 is a timing chart showing an operation in the image composition unit 50b.
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)

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.
請求項1記載の画像処理装置であって、
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.
前記画素処理手段は、前記画素の入力期間を、4つに分割する手段を備えた請求項1記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the pixel processing unit includes a unit that divides the input period of the pixel into four. 請求項1記載の画像処理装置であって、
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.
請求項1記載の画像処理装置であって、
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は、前記パラメータを画素を構成する色成分を特定して設定可能なパラメータ設定手段を備える請求項4もしくは5記載の画像処理装置。  6. The image processing apparatus according to claim 4, wherein the parameter generation means includes parameter setting means capable of specifying and setting the color component constituting the pixel. 前記パラメータ発生手段は、前記パラメータを画素の入力期間を分割した期間毎に設定可能な分割パラメータ設定手段を備える請求項4もしくは5記載の画像処理装置。  6. The image processing apparatus according to claim 4, wherein the parameter generation means includes division parameter setting means capable of setting the parameter for each period obtained by dividing a pixel input period. 請求項5記載の画像処理装置であって、
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である請求項2記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 2, wherein the selection means has a period for selecting image data equal to or less than a period obtained by dividing an input period of one pixel by the number of external apparatuses. 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
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.
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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