CN1044885A - 电脑影像处理电路 - Google Patents

Abstract

一种电脑影像处理电路，其控制影像的视频控制器内设有音响控制器，可移动影像控制电路，图形发生器、合成电路和碰撞检查电路等装置，各装置和地址及数据闩锁器及时序电路等都设置在一集成电路内，借助该电脑影像处理电路，可使输出显示的影像及音效富于变化，提高游乐器的使用效果，并可适用于NTSC或PAL电视系统。

Description

本发明涉及一种电脑影像处理电路，控制影像的视频控制器由一自行设计的集成电路所构成，该视频控制器包括有音响控制器，除了一般频率之音调外，还可由随机系数产生器产生非常规信号以模拟特殊的音效;一可移动影像控制电路，使画面更为生动;图形发生器，使在萤幕显示左右20个位元而可获得不同的画面效果;合成电路，由七位元来控制使色彩繁多更形艳丽;碰撞电路，以判断画面重叠的情形而由该地址读出数据;此种单一集成电路的构造，其地址、数据闩锁器（Latch）当然亦包括在内，从而具有零件简单，多功能，影像可移动和色彩、音效丰富的优点。此外，借助该合成电路的选择设定可匹配NTSC或PAL电视系统，达到实用的要求。

电子工业的发展和元件制造技术的不断创新，不但使人类的电器用品逐渐趋向薄、轻、短、小的款式，而且在使用功能上效果更佳，在改善生活品质的同时，更配合着其他元件间的组合而提供了休闲娱乐的需要，电视游乐器等便是一应用的实例，随着电子工业的发展，使该游乐器从传统的电子式趋向电脑科技化。

现在的各种游乐器当中，其屏幕视频控制器（CRT.controller）须分别于控制电路和输出电路中设置有RAM和ROM存贮器，以前者来储存在屏幕上所显示的字而以后者来存放字型（Pattern）;因此所需要的控制电路即为把RAM内的文字码以一对一方式对应在屏幕上，如果输出至电视上则又须再加装合成信号产生电路;如此一来    由于其外部零件的过于繁多增加了制造装配的困难性，且在设计上缺乏弹性，因此功能相对减少，再者在色彩、影像和音效上也未尽理想。

根据这种情况，本发明者积多年研究的体会，经过不断的试验、改进，方才得出本发明;本发明乃提供一种电脑影像处理电路，使影像更趋生动、艳丽且配合特殊音效使显像更具功效，并将该处理电路所制成的集成电路单元设于卡匣式电视游乐器内，作为影像及声音的过滤，从而提高了电视游乐器的品质。

下面分两个部分结合附图对本发明进行详细的描述。

一、电脑影像处理电路

图1是本发明的电路结构图。

图2是本发明的闩锁器电路图。

图3是本发明的时序电路的电路图。

图4是本发明的音调控制器电路图。

图5是本发明的图形发生器电路图。

图6、7是本发明的可移动影像控制器电路图。

图8是本发明的合成电路的电路图。

图9是本发明的碰撞检查电路的电路图。

图10是本发明的结构示意图。

图中标号为：

（Ⅰ）介面电路    （Ⅱ）控制电路

（Ⅲ）输出电路    （1）闩锁器

（11）地址解码电路    （12）控制电路

（13）地址记忆电路    （14）数据记忆电路

（2）时序电路    （21）频率产生电路

（22）水平计数器    （23）控制逻辑

（24）位置微调电路    （25）遮没控制电路

（3）音调控制器    （31）随机乱数产生器

（32）正反器电路A    （33）正反器电路B

（34）数位类比转换电路    （4）图形发生器

（411）～（418），（421）～（428），

（431）～（434）正反器

（5）    可调影像控制电路

（51）～（55）暂存器

（60）～（65）移位记数器

（66）～（69）正反记数器

（7）合成电路    （71）彩色暂存器

（72）NTSC电视系统    （73）PAL电视系统

（8）碰撞检查电路    （9）地址解码器

（9）地址闩锁器

首先请先参阅图10，这是本发明的基本结构图，其包括有介面电路（Ⅰ）、控制电路（Ⅱ）和输出电路（Ⅲ）;其由单一的集成电路所构成并由创作人所自行设计;其中介面电路（1）用来和微处理机相连接，该微处理机在软件控制下输入视颇与声音所需的数据，然后再输至控制电路（Ⅱ）处理，并且将处理结果（如显示物体的碰撞情形）记录在暂存器中以便使用;而前述控制电路包括了记忆、判断、视频信号合成，声音信号合成等功能。在声音处理方面可记忆由介面电路（1）输入的除数及音量控制码，被除数即由外界输入的固定频率，经过计数器所组合而成为除法器，便可输出所需要的声音频率而由输出电路的数位/类比转换电路输出;在影像处理方面，由控制电路（Ⅱ）将来自介面电路的影像图形及时序数据存储起来，再根据电路内部计数器的数值在与时序数据相同时解发移位器，以将影像图形由并行输入转换为串行输出而由输出电路予以合成输出。

由图1中得知本发明的电路结构，除了数据闩锁器（1）（Latch）和地址解码器（9）（Aaddress    Decoder）外，尚包括有音响控制器（3）、图形发生器（4）、三组单位元可移动影像控制电路（5）、两组8位元可移动影像控制电路（6）、合成电路（7）及碰撞检查电路（8）等，前述各单元皆系设计在一集成电路内以利于制造和装配使用。

配合图2～图9可进一步得知各单元的详细结构，如图2，闩锁器（1）内的上半部为地址解码电路（11），其作为微处理机的解码部份，解码后可供本电路内的控制及记忆使用，下方左边部份为一控制电路（12），其主要借助于逻辑门以控制晶片选择（S），读写（R/W）和微处理机输出的同步信号φ1，控制电路（12）的输出信号R/W，R/W，φ1，φ1和解码电路（11）作为触发内部正确地址，使产生声音和影像;而于下方中间及右侧部分乃分别由5只和8只正反器所构成的地址记忆电路（13）和数据记忆电路（14），用以记存来自微处理机的地址及数据（Address    and    Data）信号。

图3中为本发明的时序电路（2），其中包括了配合可移动影像控制电路（5）（6）而可使物体影像的移动位置可作细微调整的位置微调电路（24），它是由4级计数器所构成;而图3中左上部份为频率产生电路（21），由OSC输入之频率除后送至微处理机作为标准的时序φ。此外，由逻辑门产生的φ1、φ2为不相重叠的时序，以提供内部的正反器记忆使用，左下方由6级计数器构成为一水平计数器（22），在水平计数器（22）下方为一控制逻辑（23），前述水平计数器（22）经解码后用来作为彩色参考频率和水平同步信号和水平位置的时间控制;而控制逻辑（23）则起到与微处理机连络（handShake）作用，在位置φ1被写入后该控制逻辑（23）的输出RDY线即变为低电位LOW。直到水平计数器（22）计数完一周（cycIe）后控制逻辑（23）的输出RDY才恢复为高电位high，而微处理机才能恢复程序的运行。右方在位置微调电路（24）的下方设有一遮没控制电路，用来作为控制影像与遮没时间的控制。

图4为本发明音调控制器（3），其上半部为一随机乱数产生器（31）（Random    Number    Generator）中央部份则为一二组四位元的正反器电路A（32），下方则为二组五位元的正反器电路B（33），在正反器电路A（32）的右侧则为一数位/类比转换电路（34）;其中正反器电路A（32）分别用来记忆音色选择及其代码;而正反器电路B（33）的二组五位元正反器，其上组用来记忆除数;下组则是可程序化的除法器，由该除法器除出之频率经过;而由随机乱数产生器（31）产生的非常规声频信号及两正反器电路AB（32）（33）的声音频率再经由AUDIO输出至外电路。

图5为图形发生电路（4），其主要由两组8位元的正反器（411）～（418），（421）～（428）和一组4位元正反器（431）～（434）所构成，各正反器间彼此相互串接成20位移的移位器（shift    register），在屏幕上以一位元对应4点且在φ位址的控制下可产生对称或不对称图形，即产生正向位移（shift）或反向位移，在屏幕上显示的左右20个位元共80点，因此可获得不同的效果。

本发明的移动控制电路共有两个，分别示于图6及图7，其中图6为三组单位元的可移动影像（animation）控制电路，其中上半部共有两组，系借助一控制暂存器来使其达到放大与重复的功能，而下半部只具有放大作用，上半部份的左上有一移位计数器，经由右方的5位元控制暂存器（51）～（55）使其产生并解码出所需的重复信号为IDO～ID2，而ID4、ID5来控制其产生放大的效果。图7中控制电路（6）为两组8位元的可移动影像电路，此二组亦可放大、重复，除此之外又增加了反向的功能，即在屏幕上显示影像可左右反向，图左上方的6位元移位记录器（60）～（65）用来控制重复的效果，左下方的4位元正反计数器（66）～（69）（UP/DOWN    COUNTER）用来使右边的图形暂存器输出正反向图形。

图8为影像彩色信号的合成电路（7），其中上半部为4组7位元的彩色暂存器，每组中各为两部份，3个位元Lm0、Lm1、Lm2用来选择亮度，而另外4位输至下方的NTSC电视系统（72）或PAL电视系统;这两种电路系统（72）（73）又可分为颜色解码和相位延迟两部份，其中延迟部份可由外部电压延迟来控制相位延迟的时间。

图9所示的为碰撞检查电路（8），上部份为地址解码，下部份为图形碰撞检测电路（collision    detect），每个地址对应不同的碰撞检测，当微处理机欲判断是否有图形重叠时即可由这些地址读出数据。其中图9左方的转盘输入电路共有4组即LFT1、LET2、RGT1、RGT2，经外部的充电电路和内部的放电电路及史密特触发电路来决定转盘（PADDLE）的位置。

综上所述，可得知本发明除完全集成电路化之外，还具有减少外部零件的功能，在功效上更具有多种功能并在画面和声音的显现上更为丰富。

二、设于卡匣式电视机游乐器中的集成电路单元

图11是本发明的方块图。

图12是本发明的电路图（一）。

图13是本发明的电路图（二）。

图中标号为：

（1）中央处理单元    （2）输入接口与随机存取存贮器

（3）影像处理器    （4）（41）（42）系统振荡

（5）声音振荡器    （6）卡匣存贮器

（7）射频调变器    （8）输入装置

（81）（82）摇杆插座    （83）操作按钮

图11所示为本创作的流程图，系由中央处理单元（1），输入接口与随机存取存贮器（2）、卡匣存贮器（6）、影像处理器（3）系统振荡器（4）、声音振荡器（5）、射频调变器（7）及输入装置（8）所组成，其中，输入装置（8）乃由一般电视游乐器的操纵摇杆输入信号，经由输入接口（2）将输入的信息传递至内部，而卡匣存贮器（6）为一种只读存贮装置（ROM），内部存放游戏的程序，该卡匣存贮器（6）为一种可更换的方式，可借助于插入不同的卡匣体而达到改变游戏的方式与形态，上述卡匣存贮器（6）及输入接口（2）内的随机存取存贮器（2）与中央处理单元（1）则构成一基本微处理器，提供程序的处理及输入信号的检测分析，前述微处理器将输入信号经程序处理完成后通过地址及数据总线（ADDRESS，DATA    BUS）输至影像处理器（3），系统振荡器（4）是提供影像处理器（3）正常的脉冲信号，通过影像处理器（3）的分析处理而输出视频信号（video）及声音信号（Audio），该声音信号（Audio）经由一声音振荡器（5）而调变成声音中频信号（4.5MHZ），再与前述视频信号（video）输入射频调变器（7），调变后的输出信号可连接至一般电视机的天线输入端上，如此，即可由电视机屏幕上产生画面，而输入部分的操纵摇杆则可控制某一物体上、下、左、右的移动，即可达电视游乐之效果。

本发明的电路结构如图12及图13所示，图12表示一中央处理单元（1），输入接口（2）及输入装置（8），该输入装置（8）由左、右操纵摇杆插座（81）（82）及操作按钮（83）所组成，其中，该左、右摇插座（81）（82）可分别连接于摇杆上，提供双人游现的效果，而插座（81）（82）的信号分别连接至输入接口（2）的出入端点（PAφ～PA7）上，而输入接口（2）的另一出入端点（PBφ～PB7）则连接至操作按钮（83）内的五个开关上，而该各个开关的功能由上至下依序为重置键（RESET），单人或双人选择键（SELECT），黑白彩色选择（coIor/B-W）及左、右困难度（Diff/EASY），另外，输入接口（2）的数据线（Dφ～D7），地址线（Aφ～A6）及控制线分别连接至中央处理单元（1）上，而卡匣存贮器的部分（图未示出），则具有若干地址、数据线及读写控制线，分别对应连接于中央处理单元（1）所标示的信号线上，如此，上述的结构即构成本发明的输入信号控制及数据的储存及处理，使产生游戏的目的信号传输至后读电路。

图13所示为本发明的影像处理单元，系由影像处理器（3），两系统振荡器（41）（42）及声音振荡器（5）所组成，图中左侧的信号乃由图12的中央处理单元（1）及摇杆输入，经由该影像处理器（3）处理后，输出一调制信号（MOD）（图13右侧所示，经另一调变器调变成电视射频讯号，使连接于电视输入端，而该影像处理器（3）系为一40脚的集成电路，其内部具有影像与声音处理电路，而此处理器（3）的输入信号全部由处理器（3）左侧的地址线（Aφ～A5）、数据线（Dφ～D7）、时序线（φ、φ1φ2）及摇杆信号（J1～J4）输入，而处理器（3）右侧的AU2为声音输出端，并设为A端点而连接至声音振荡器（5）后    合于调制端（MOD），而一COLREF端点乃为彩色讯号输出（3.579545MHZ），并设为B端点，LMφ，LM1，LM2则分别为3个亮度信号，SYNC端为同步信号输出端，而COL端则为彩色移位信号，配合上述三个亮度信号及彩色位移信号即可达到色彩的多样变化，前述声音信号借助于由内部的九级乱数产生器产生的非常规的杂音，经由检测音色选择及其代码后由一数位类比转换电路使声音输出产生特非常音色选择及其代码后由一数位类比转换电路使声音输出产生特非常规    音，经由检测音色选择及其代码后由一数位类比转换电路使声音输出产生特殊音效，由上述即可知本发明兼具色彩及声音的高度解析及多重变化，令屏幕的显示信号更具逼真的效果。此外，图中另设有两系统振荡器（41）（42），其输出端点分别为G及F，配合另外的A、B、C、D、E五个跳线端组成七个选择端点，藉其跳线的不同变化达到适应不同的电视系统（PAL或NTSC），其跳线的方式可参看图13上方的表一，是以，经由跳线的不同型态，提供两种不同系统的选择，故具有相当的适应性。

另外，本发明中处理器（3）的接脚22、23、24部份亦设为跳线的型态，其接点为I、J、K、L、M、N，配合图13中间下方的表二所示，可配合该处理器（3）设为不同的编号时，对应于接脚22、23、24以跳线连接，如此，亦显示本发明可因不同型式的影像处理器（3）而弹性的变化，因此，使得本发明可以更换其他型式的影像处理器（3），减少了缺货或无法匹配的一般性缺点。

综上所述，本发明将一电脑影像处理单元应用于卡匣电视游乐器上，而使得游戏的声音，色彩达生动逼真的效果，且利用其具有选择两种电视系统及变换影像处理器的性能，确较习用者更达增进之功效。

Claims (7)

1、一种电脑影像处理电路，其特征在于，其控制影像的视频控制器内包括：数据闩锁器，时序电路，产生特殊模拟音效的音响控制器，可位移画面上的20个位元的图形发生器，控制影像移动的两个可移动影像控制电路，以7位元产生128种颜色变化效果的合成电路和碰撞检查电路，上述各电路都设置在一集成电路内。

2、如权利要求1所述的电脑影像处理电路，其特征在于，其中的杂音音响控制器包括：产生非常规杂音的九级随机自乱数产生器，存贮音色选择及其代码的两组4位元正反器，分别存贮除数和由外界输入的固定频率的两组5位元正反器，以及产生特殊音效的输出声音频率的数位/类比转换电路。

3、如权利要求1所述的电脑影像处理电路，其特征在于，其中的图形发生器是由两组8位元正反器和一组4位元正反器相互串接成20位元的、可控制画面上20个位元正、反向位移的移位器。

4、如权利要求1所述的电脑影像处理电路，其特征在于，其中的可移动影像控制电路包括有三组单位元和两组8位元的控制电路，上述三组中的二组借助于控制暂存器来放大和重复，后者除放大、重复外还以一4位元的正反记数器图形暂存器输出正反向图形。

5、如权利要求1所述的电脑影像处理电路，其特征在于，其中的合成电路具有4组7位元的彩色暂存器，各组暂存器包括选择亮度的3位元和分别选择NTSC或PAL电视系统的颜色的4位元。

6、如权利要求1所述的电脑影像处理电路，其特征在于，其中碰撞检查电路的地址解码中每一地址对应不同的碰撞检测，以在欲判断图形是否重叠时可由地址读出数据。

7、如权利要求1所述的电脑影像处理电路，其特征在于，该电路的地址、数据、控制线均连接于一微处理器及操纵摇杆上，而处理电路的声音信号输出端则经由一声音振荡器调变成声音中频信号后与处理电路的影像信号耦合后输出，该电路还具有三个亮度选择端及两组系统振荡器的输出端，可经跳线选择适应两种不同的电视系统。

Images