CN1122485A - 以像素为处理单位的图像合成法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种以像素为处理单位的图像合成法及其装置，用于电脑系统中，通过地址总线和数据总线与电脑系统的内存相连，由二维转换装置，读取索引装置，图形读取装置，时序发生器和溢位产生装置组成。经过二维转换，使屏幕各点的坐标转换为图形坐标，再由图形坐标读取内存的索引数据，并由该图形坐标与(或)索引数据，读取内存的图形数据，并经色码选取及合成步骤，送出色码数据以便于后续处理，从而使图像能够任意缩放、旋转等。

Description

以像素为处理单位的 图像合成法及其装置

本发明涉及一种以像素(PIXEL)为处理单位的图像合成法及其装置，用于电脑系统中，能对图像进行任意放大、缩小、旋转等，为一具有应用价值的图像合成方法及装置。

现今一般图像处理器(GRAPHIC PROCESSOR)，用于图像的处理及产生，以分担中央处理单元的负荷，并可使图像具有快速显示的效果，而现今如日本任天堂游戏机(FAMICOM)、日本的SEGA游戏机、日本NEC游戏机(PC-ENGINE)、申请人公司的掌上型游戏机(GAMATE)内部均有该种专供图像产生的图像处理器，但上述各式游戏机使用的图像处理器，由于无需对图像进行放大缩小或其他处理，故其图形处理方式均以『字形』(FONT)为处理单元(以多个像素(PIXEL)组合而成便是所称的字形)，亦即为一次读取多个像素所代表的字形(FONT)数据，基于其图像处理单位的限制，无法达到图像的缩放或旋转的功能，倘若欲达到上述功效时，便必须以像素(PIXEL)为处理单位，使相对于屏幕的各个点均需转换为图形座标(通过二维转换装置达到)，才能符合前述各项功能，故本发明便是为达到图像的较佳变化性及实际使用的弹性变化效果，而提供一种可对图像进行放大、缩小、旋转等作业的以像素为处理单位的图像合成方法及装置。

本发明的主要目的在于：提供一种以像素为处理单位的图像合成方法，本发明的次一目的在于提供一种以像素为处理单位的图像合成装置，本发明的又一目的在于提供一种以像素为处理单位的图像合成法及其装置，其中还包括可支持多种图形大小、多种颜色模式，及提供绘图模式及文字模式，在绘图模式下，无需进行索引数据读取步骤，仅由二维转换后的图形座标、颜色模式及图形大小，便可以决定图点数据存放的地址从而可读取图点数据，而文字模式也采用前述的方法及装置达到。本发明的再一目的在于提供一种以像素为处理单位的图像合成法及其装置，其字形大小有8×8及16×16两种，而颜色区分为2、4、16及256色等颜色模式。

本发明的技术方案在于：提供一种以像素为处理单位的图像合成法，此方法在与电脑系统相连的以像素为处理单位的图像合成装置中进行，该图像合成装置包括：一二维转换装置，一读取索引装置，一图形读取装置，一时序发生器，一溢位产生装置，该图像合成方法的步骤包括：

在电脑系统的内存中存入图形数据、索引数据或其他控制数据；

由二维转换装置将屏幕座标转换为图形座标，以相对屏幕每一图点送出一图形图点座标；

由读取索引装置依据二维转换装置产生的水平、垂直图形座标，读取电脑系统的内存中的索引数据；

由图形读取装置依据二维转换装置产生的水平、垂直图形座标与(或)由电脑系统的内存读出的索引数据合成为地址信号，读取电脑系统的内存中的图形数据，及由所述图形读取装置中的色码选取装置和色码合成装置依据颜色模式及图形座标，选取电脑系统的内存中的图形数据并与调色盘数据合成为色码并输出。

前述的以像素为处理单位的图像合成法，若设定为绘图模式时，所述图形读取装置在进行数据读取时是直接依据图形座标读取电脑系统的内存中的图形数据。

前述的以像素为处理单位的图像合成法，所述二维转换装置在进行二维转换时，是在不需有屏幕座标输入的状态下，相应于各屏幕座标以一相应的图形座标输出。

前述的以像素为处理单位的图像合成法，还可由所述时序产生装置，产生所需的控制时序信号。

前述的以像素为处理单位的图像合成法，还可由所述溢位产生装置，接收二维转换装置的图形座标，以在图形座标超出图形大小时，产生一溢位信号，控制影像的输出。

前述的以像素为处理单位的图像合成法，电脑系统的内存也可以用时分方式供多数读取通道进行数据读取。

前述的以像素为处理单位的图像合成法，所述二维转换装置在进行二维转换时还进行图形水平、垂直座标合成步骤，以分别产生图形水平、垂直座标。

本发明的技术方案还在于提供一种以像素为处理单位的图像合成装置，通过地址总线和数据总线与电脑系统的存有图形数据、索引数据和其它控制数据的内存相连，包括：

一二维转换装置，将屏幕座标转换为图形座标，以相对于屏幕每一图点送出一图形图点座标；

一读取索引装置，依据所述二维转换装置产生的水平、垂直图形座标，读取电脑系统的内存中的索引数据；

一图形读取装置，依据所述二维转换装置产生的水平、垂直图形座标与(或)由所述读取索引装置读出的索引数据合成为地址信号，以便读取电脑系统的内存内的图形数据，并由其色码选取及合成装置，选取图形数据并合成为色码数据。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，二维转换装置是在不需有屏幕座标输入的状态下，相应于各屏幕座标以一相应的图形座标输出。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，包括有一时序发生器，以产生所需的控制时序信号。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，包括有一溢位产生器，可接收二维转换装置的图形座标，以在图形座标超出图形大小时，产生一溢位信号，控制影像的输出。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置，其电脑系统的内存也可以用时分方式供多数读取通道进行数据读取。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，所述二维转换装置包括有图形水平、垂直座标合成装置，以分别产生图形水平、垂直座标。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，所述索引读取装置包括有：

一索引地址产生装置，依据二维转换装置送入的图形座标、外部输入图形大小、字形大小等数据，合成为一索引地址数据，以读取电脑系统内存中相应地址的索引数据，及

一寄存装置，用以寄存由电脑系统的内存送出的索引数据。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，所述由电脑系统的内存读出的索引数据包括：

一索引，用以表示字形在图形表PGT中的位置值；

一调色盘，表示字形的调色盘的地址；

一水平镜射，用以控制图形读取，使整个字形具有水平镜射效果；

一垂直镜射，用以控制图形读取，使整个字形具有垂直镜射效果。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，所述图形读取装置，包括：

一图形地址产生装置，依据索引、水平镜射、垂直镜射、二维转换装置产生的图形座标、图形大小、字形大小等数据，合成为一图形地址信号，以读取电脑系统的内存相应地址的图形数据，

一寄存装置，用以寄存由电脑系统的内存读出的图形数据。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，所述图形地址产生装置，经设置在绘图模式时，仅依据二维转换装置的图形座标及图形大小数据，直接合成为一读取地址信号，以读取电脑系统的内存的图形数据。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，所述色码选取及合成装置，为依据颜色模式及图形座标，由图形数据中选取图形数据并与调色盘数据合成为色码输出数据。

前述的以像素为处理单位的图像合成装置中，所述色码选取及合成装置还包括一透明色判断装置，依不同颜色模式决定透明色的指示信号。

故本发明提供一种可供后续进行图像缩放、旋转作用的以像素为单位进行处理的图像合成方法及装置，为一种新颖且具实际应用价值的发明。

以下结合附图进一步说明本发明的具体结构特征及目的。

附图简要说明：

图1是本发明的以像素为处理单位的图像合成装置的结构图。

图2是本发明的索引数据格式。

图3是本发明的图形名称表PNT与图形表PGT的对应关系图。

图4是本发明的文字模式的图形名称表地址的格式。

图5是本发明的文字模式的图形表地址的格式。

图6是本发明的绘图模式的图形表地址的格式。

如图1所示，本发明的以像素为处理单位的图像合成装置，通过地址总线44和数据总线46，再经一双向缓冲器12，由地址总线40和数据总线42与电脑系统的内存装置10相连，包括：一如虚线外框所示的索引读取装置14、图形读取装置20、时序发生器8、二维转换装置28及溢位产生装置6组成，其中：

所述电脑系统的内存装置10中存放有图形(PATTERN)数据、索引(INDEX)或其他控制图形数据，若需获得快速访问效果，可设为静态内存(STATIC RAM)，此内存装置10可经地址总线40和数据总线42再经一双向缓冲器12与前述图像合成装置的地址总线44及数据总线46连接，而此存储装置10也可与多数兼具读取电路的结构连接，以时分方式共享电脑系统的内存的数据。

所述二维转换装置28，其内部可包括有图形水平、垂直座标合成装置，以将每一屏幕图点座标转换为相应的水平、垂直图形座标(X、Y)经输出线48送至索引读取装置14及图形读取装置20内，以供各个读取装置14、20所需的图形座标信号。

所述索引读取装置14是由一索引地址产生装置16及一可寄存由电脑系统的内存10读出的索引数据的寄存装置18所组成，可由索引地址产生装置16依据二维转换装置28送入的图形座标(X、Y)及外部送入的供设定图框大小(PAGE SIZE)PS及字形大小(FONT SIZE)FS的信号后，送出可供取出电脑系统的内存装置10中索引数据的索引地址信号，以使内存装置10送出的索引数据可寄存在寄存装置18内，内存装置10送出的索引数据格式为如图2所示，包括四位的调色盘PAL(PALLETE)数据、一位的水平镜射H信号、一位的垂直镜射V数据及十位的索引INDEX数据，其中该调色盘PAL数据用以指示字形FONT的调色盘，而该索引值为表示字形FONT名称在图形表(PATTERNGENERATION TABLE)PGT的所在位置(字形名称储存在图形名称表(PATTERN NAME TABLE)PNT中，而实际的图形储存在图形表(PATTERN GENERATION TABLE)PGT中，相应关系如第三图)，而该水平及垂直镜射H、V两信号表示整个字形是否水平及垂直镜射，而此索引格式的表示字形色调的调色盘PAL数据及表示字形在图形表位置的索引数据则分别送至图1下方的图形读取装置20内，以分别供合成色码(COLOR CODE)及供读取电脑系统的内存装置10的图形数据。

所述图形读取装置20包括有一图形地址产生装置22、一可供寄存电脑系统的内存装置10送入的图形数据的图形寄存器24与色码选取/合成装置26、30，此图形地址产生装置22依据送入的水平、垂直图形座标(X、Y)信号、外部设定的图框大小PS、字形大小FS及先前由电脑系统的内存装置10读出的图形索引数据(经线路56送入)，使其产生图形地址信号，以供读取电脑系统的内存装置10的图形数据，而寄存在图形寄存器24内，两依序串接在该图形寄存器24后方的色码选取/合成装置26、30，则在前述诸多信号送入后予以进行色码选取并合成出色码，而由色码选取装置26的输出端送出色码数据，以供合成出色码，而由色码合成装置30的输出端送出合成色码数据，以供后续处理，且在此电路中也可包括有透明色判断结构，可依不同颜色模式决定透明色。

所述溢位产生装置6，连接在二维转换装置28的图形座标(X、Y)输出端，可在图形座标已超过图形大小时，产生一溢位输出信号，以控制影像的输出。

所述时序发生器8，产生所需的控制时序。

故以前述构成整个图像合成装置的结构来看，基本上是以二维转换装置28送出代表屏幕座标的图形座标而经一索引读取装置14产生一索引地址信号，以读取电脑系统的内存的索引数据、调色盘、水平/垂直镜射数据，再经过将数据送至图形读取装置20，以合成为图形地址信号，来读取图形数据，并将读出的各项数据经色码选取/合成装置26、30合成为色码输出信号，提供一种以像素为单位的图像合成装置，成为一可送出符合缩放、旋转等作用的信号型式。

而鉴于绘图模式(GRAPHIC MODE)或文字模式(TEXT MODE)下，由于两种模式的基本差别，在绘图模式下，图形数据是以位对映(BIT MAP)方式存放在电脑系统的内存中，故仅需经过前述二维转换单元送出的图形座标，配合颜色模式、图形大小，便可决定图点数据的存放位置，故实际上无需利用索引数据再行对映产生，故在绘图模式下，该图形读取装置20无需使用索引数据，便可直接合成为图形读取地址信号，以使电脑系统的内存的图形直接读出，而该文字模式则由于文字及图形采用『间接对映』型态(即图3的PNT与PGT的对映关系)，故需两次读取作业以读取正确的文字图形。

该相对于文字模式下，在不同字形(FONT)大小、图框(PAGESIZE)大小下的图形名称表PNT的地址表示方式为如图4所示，而图5则显示在文字模式下，在不同字形16×16、8×8及十六色状态下，图形表PGT地址为通过索引值INDEX表示的型态，而图6是显示在绘图模式下，不同颜色模式256、16、4、2色供读取电脑系统的内存的图形表PGT的地址信号型态，而由此图中显示的只有图形表地址信号及图形座标(X、Y)信号。

Claims (19)

1、一种以像素为处理单位的图像合成法，其特征在于：此方法在与电脑系统相连的以像素为处理单位的图像合成装置中进行，该图像合成装置包括：一二维转换装置，一读取索引装置，一图形读取装置，一时序发生器，一溢位产生装置，该图像合成方法的步骤如下：

在电脑系统的内存中存入图形数据、索引数据或其他控制数据；

由所述二维转换装置将屏幕座标转换为图形座标，以相对屏幕每一图点送出一图形图点座标；

由所述读取索引装置依据二维转换装置产生的水平、垂直图形座标，读取电脑系统的内存索引数据；

由所述图形读取装置依据二维转换装置产生的水平、垂直图形座标与(或)由电脑系统的内存读出的索引数据合成为地址信号，读取电脑系统的内存内图形数据；

由所述图形读取装置中的色码选取装置和色码合成装置，依据颜色模式及图形座标，选取电脑系统的内存中的图形数据并与调色盘数据合成为色码并输出；

2、根据权利要求1所述的以像素为处理单位的图像合成法，其特征在于：若设定为绘图模式时，所述图形读取装置在进行图形读取时是直接依据图形座标读取电脑系统的内存中的图形数据。

3、根据权利要求1所述的以像素为处理单位的图像合成法，其特征在于：由所述二维转换装置进行的二维转换是在不需有屏幕座标输入的状态下，相应于各屏幕座标以一相应的图形座标输出。

4、根据权利要求1所述的以像素为处理单位的图像合成法，其特征在于：可由所述时序发生器，产生所需的控制时序信号。

5、根据权利要求1所述的以像素为处理单位的图像合成法，其特征在于：可由所述溢位产生装置，接收二维转换装置的图形座标，在图形座标超出图形大小时，产生一溢位信号，控制影像的输出。

6、根据权利要求1所述的以像素为处理单位的图像合成法，其特征在于：电脑系统的内存也可以用时分方式供多数读取通道进行数据读取。

7、根据权利要求1所述的以像素为处理单位的图像合成法，其特征在于：所述二维转换装置进行二维转换时还进行图形水平、垂直座标合成以分别产生图形水平、垂直座标。

8、一种以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于该合成装置通过地址总线和数据总线与电脑系统的内存相连，它包括：

一二维转换装置，将屏幕座标转换为图形座标，相对于屏幕每一图点送出一图形图点座标；

一读取索引装置，依据所述二维转换装置产生的水平、垂直图形座标，读取存有图形数据、索引数据和其它控制数据的电脑系统的内存中的索引数据；

一图形读取装置，依据所述二维转换装置产生的水平、垂直图形座标与(或)由所述读取索引装置读出的索引数据合成为地址信号，以便读取存有图形数据，索引数据和其它控制数据的电脑系统的内存内的图形数据，并由其色码选取及合成装置，选取图形数据并合成为色码数据。

9、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：所述二维转换装置是在不需有屏幕座标输入的状态下，相应于各屏幕座标以一相应的图形座标输出。

10、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：还包括有一时序产生器，产生所需的控制时序信号。

11、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：还包括有一溢位产生器，可接收所述二维转换装置的图形座标，以在图形座标超出图形大小时，产生一溢位信号，控制影像的输出。

12、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：电脑系统的内存用时分方式供多数读取通道进行数据读取。

13、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：所述二维转换装置还包括有图形水平、垂直座标合成装置，以分别产生图形水平、垂直座标。

14、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于所述索引读取装置包括有：

一索引地址产生装置，依据所述二维转换装置送入的图形座标、外部输入图形大小、字形大小等数据，合成为一索引地址数据，以读取电脑系统的内存中相应地址的索引数据，及

一寄存装置，用以寄存由电脑系统的内存送出的索引数据。

15、根据权利要求14所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：从电脑系统的内存读出的索引数据包括：

一索引，用以表示字形在图形表PGT中的位置值；

一调色盘，表示字形的调色盘的地址；

一水平镜射，用以控制图形读取，使整个字形具有水平镜射效果；

一垂直镜射，用以控制图形读取，使整个字形具有垂直镜射效果。

16、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于所述图形读取装置包括：

一图形地址产生装置，依据索引、水平镜射、垂直镜射、二维转换装置产生的图形座标、图形大小、字形大小等数据，合成为一图形地址信号，以读取电脑系统的内存相应地址的图形数据，及

一寄存装置，用以寄存由电脑系统的内存读出的图形数据。

17、根据权利要求16所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：所述图形地址产生装置，设置在绘图模式时，仅依据所述二维转换装置的图形座标及图形大小数据，直接合成为一读取地址信号，以读取电脑系统的内存的图形数据。

18、根据权利要求8所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：所述色码选取及合成装置，为依据颜色模式及图形座标，由图形数据中选取图形数据并与调色盘数据合成为色码输出数据。

19、根据权利要求18所述的以像素为处理单位的图像合成装置，其特征在于：所述色码选取及合成装置还包括一透明色判断装置，依不同颜色模式决定透明色的指示信号。

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