CN1607819A - 图像混合方法和混合图像数据生成装置 - Google Patents

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CN1607819A CNA2004100981598A CN200410098159A CN1607819A CN 1607819 A CN1607819 A CN 1607819A CN A2004100981598 A CNA2004100981598 A CN A2004100981598A CN 200410098159 A CN200410098159 A CN 200410098159A CN 1607819 A CN1607819 A CN 1607819A
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Abstract

为了根据由像素－单位混合－比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据，混合－比率信息作为在像素数据中大于一个比特的信息被嵌入到由第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内。从第一数字图像数据中提取混合－比率信息。根据由提取的混合－比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。从而，在不必使用任何诸如α存储器这样的特殊存储器的情况下，可以利用α结合技术将图像混合在一起。

Description

图像混合方法和混合图像数据生成装置
技术领域
本发明涉及混合多个或两个图像数据的方法，和一个混合图像数据生成装置，其中由一个图像数据组成的图像以半透明状态叠加在其他图像数据组成的图像上。
本申请要求2003年09月30日申请的日本专利申请NO.2003-339212的优先权，其全文在这里引用作为参考。
背景技术
由一个图像数据组成的图像以半透明状态叠加在其他图像数据组成的图像上的这种混合并显示图像的方法是公知的。这个图像混合的方法叫做“阿尔法(α)结合”技术，其中两个图像数据能够以规定的混合比率混合或结合并被显示，其中由一个图像数据组成的图像根据规定的混合比率所确定的透明度等级叠加在其他图像数据组成的图像上。
为了采用α结合技术逐像素地精确控制透明度等级，例如，能够使用阿尔法(α)数据缓冲存储器，其中阿尔法(α)数据缓冲存储器存储一个屏幕(一帧)内所有像素的以比率α(0≤α≤1.0)混合的数据。
在这样情况下，对于在显示屏幕上两个图像数据的像素位置的像素数据Da和Db，通过读取在阿尔法(α)数据缓冲存储器内的对应像素位置上数据的混合比率α，并计算Da×α+Db×(1-α)的值，可以生成混合图像数据。
然而，根据这个技术，因为阿尔法(α)数据缓冲存储器应当具有用于一个屏幕的容量，并且为了更精确地设置以像素为单位的混合比率α，需要对使用更多比特数量的比率α，因此需要一个大容量的α数据缓冲存储器。
已经提出过一个技术，其中以多个比率α混合的数据作为表信息存储在一个混合-比率表存储器中，该存储器被用来减少存储容量，即使在专利文件1(日本专利申请公开待审No.H07-282269)公开的以比率α混合更大量的比特数目的情况下也能使用。
图1表示专利文件1公开的技术。特别地，第一数据被存储在第一图像数据缓冲存储器1中，同时第二图像数据被存储在第二图像数据缓冲存储器2中。第一和第二图像数据是色彩图像数据，其像素数据是关于三基色红、蓝和绿的数据。每个基色数据具有8比特，像素数据具有24比特。
在本实施例中，提供的一个混合-比率表存储器3，具有以8比特比率α混合的256数据的最大容量。
在本实施例中，将用于来自混合-比率表存储器3(在下文将被称为“α入口数据”)中的每个屏幕每个像素的8比特混合比率α的信息，写入阿尔法(α)入口数据缓冲存储器4中。α入口数据等于混合-比率表存储器3内的地址信息，并且通过将α入口数据设置为地址信息，从混合-比率表存储器3中读出每个像素设置的混合比率，其中该地址信息具有以被写在混合-比率表存储器3中的期望比率α混合的数据。α入口数据缓冲存储器4是一个帧存储器，其中保持有关于一帧所有像素的α入口数据。
在显示屏相同像素位置上的像素数据从第一和第二图像数据缓冲存储器1、2中被互相同步地读出，并且在对应位置上的α入口数据从α入口数据缓冲存储器4中互相同步地读出。
来自第一和第二图像数据缓冲存储器1、2的像素数据被提供给在视频混合器5中的乘法电路6和7。同样，从α入口数据缓冲存储器4中将对应像素位置的α入口数据提供给混合-比率表存储器3，并且从混合-比率表存储器3中读出在该像素位置设置的以比率α混合的数据。
将从混合-比率表存储器3读出的以比率α混合的数据提供给乘法电路6和(1-α)计算电路8，其中电路8将提供(1-α)数据。将这个数据提供给乘法电路7。然后，来自乘法电路6和7的输出数据在混合电路9中被混合，混合电路9提供混合输出数据。例如，这个混合输出数据被转换为显示图像数据，并被提供到监视显示器。
因此，在监视显示器的显示屏上，例如，由第二图像数据组成的图像以对应每个像素的混合比率α的半透明状态，在由第一图像数据组成的图像上被混合显示。
然而，在专利文件1中公开的图像混合方法有一个问题，就是除了图像数据缓冲存储器外，它还需要一个α入口数据缓冲存储器(用于一个帧)。
发明内容
本发明的目的是为了克服相关技术的上述缺点，即通过即使没有任何专用存储器，例如α数据缓冲存储器和α入口数据缓冲存储器的情况下，也允许利用α结合技术进行图像混合。
通过提供一种图像混合的方法能够达到上述目的，该方法是以一个比率混合第一数字图像数据和第二数字图像数据，该比率是由混合-比率信息以像素为单位定义的，该方法包括步骤：
在由第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内，嵌入混合-比率信息作为在像素数据中大于一个比特的信息；
从第一数字图像数据中分离出混合-比率信息；和
根据分离的混合-比率信息定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
在上面的发明中，为了传输，混合-比率信息作为第一数字图像数据内的一部分比特被嵌入。为了混合第一和第二数字图像数据，从第一数字图像数据中分离混合-比率信息，并且根据由分离的混合-比率信息定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
通过提供一种以一个比率混合第一和第二数字图像数据的方法也能够达到上述目的，该比率是通过从混合-比率表存储器中读出的混合-比率信息以像素为单位定义的，其中该混合-比率表存储器内具有存储在其中的多个混合-比率信息，该方法包括步骤：
在由第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内，嵌入混合-比率选择数据作为在像素数据中大于一个比特的信息，该混合-比率选择数据用于选择性地从混合-比率表存储器中读出混合-比率信息；
从第一数字图像数据中分离混合-比率选择数据；
在分离的混合比率信息并以像素为单位的基础上，从混合-比率表存储器中读出混合-比率信息；和
以所读出的混合比率信息定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
在上面的发明中，为了传输，用于选择性地从混合-比率表存储器中读出混合比率信息的混合-比率选择数据被嵌入，作为第一数字图像数据内的一部分比特。为了混合第一和第二数字图像数据，从第一数字图像数据分离出混合-比率选择数据，并且在分离的混合-比率选择数据的基础上，根据从混合-比率表存储器中读出的混合-比率信息定义的比率，混合第一和第二数字图像数据。
根据本发明，在不必使用任何专用存储器，例如α数据缓冲存储器或α入口数据缓冲存储器的情况下，可以采用α结合技术混合图像。
通过结合附图进行的对下列本发明优选实施例的详细描述，本发明的这些目的和其他目的、特点和优点将更加清楚。
附图说明
图1表示传统混合图像的传统方法；
图2是本发明一个实施例主体部分的方框原理图；
图3示意性地说明一个包括本发明的多媒体记录器/播放器的主体部分的结构示例；
图4是表示本发明实施例的结构示例的方框原理图；
图5显示在本发明实施例中的显示屏的例子；
图6说明本发明实施例的操作；
图7是说明本发明实施例主体部分的另外一个结构示例的功能方框图；和
图8表示本发明实施例的操作。
具体实施方式
本发明将被详细地描述，其中涉及参考附图并根据本发明所述的混合图像的方法和显示图像数据生成器的实施例。
将在下面说明和描述的实施例中，本发明将被应用到多媒体记录器/播放器中，该多媒体记录器/播放器具有电视游戏机的功能、TV广播的接收和记录功能，并且能够记录数据到DVD(digital versatile disk，数字通用光盘)和/或从DVD再现数据。
注意在下面的描述中，“内容(content)”表示人能够在视觉和听觉上识别的信息，例如像音乐那样的音频数据，像运动和静止图片那样的图像，像电子小说那样的文本数据，游戏程序等等。
同样，“媒体(medium)”表示信息存储媒体，例如硬盘、光盘、存储卡，磁带等等，和信息传输媒体，例如电波、电缆等等。然而，例如游戏程序媒体或传输媒体的存储媒体区别于“媒体”，其中它的数据格式和压缩格式不同于“媒体”。
<多媒体记录器/播放器系统的结构>
现在参考图3，这里示意性地说明了多媒体记录器/播放器系统的基本结构。如图所示，用标记10表示的多媒体记录器/播放器系统，包括一个应用本发明的多媒体记录器/播放器20。
在本实施例中，多媒体记录器/播放器20不包括任何在其上显示图像和图形用户界面屏幕的显示器，而是作为代替的包括一个视频输出端口(未示出)。例如，通过多媒体记录器/播放器20的视频输出端口连接电缆31，将视频输出端口连接到监视显示器30上，该监视显示器30是CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)，并且监视显示器30具有屏幕32，该屏幕32显示图像和用户界面屏幕。
注意在图3所示实施例中，监视显示器30具有在其左右末端处的扬声器33L和33R，通过电缆(未示出)从多媒体记录器/播放器20的音频输出端口(未示出)向扬声器提供音频信号，并再现听觉上的音频信号。
通过各种形式的媒体，例如广播、因特网，像DVD、CD(压缩光盘)等的光盘、存储卡等，提供内容信息给多媒体记录器/播放器20。
在下面将描述广播媒体。在本实施例中，将一个TV广播接收天线41连接到多媒体记录器/播放器20上，如此将通过接收天线41接收的TV广播信号提供给多媒体记录器/播放器20。然后，在多媒体记录器/播放器20中，从TV广播信号中提取、解码用户选择的广播节目内容，如此组成的广播节目图像被显示在监视显示器30的屏幕上，同时广播节目的声音由监视显示器30的扬声器33L和33R声学地再现。同样，多媒体记录器/播放器20也有记录广播节目内容的功能。
接下来，将描述因特网媒体。多媒体记录器/播放器20连接到通信线42，该通信线42将多媒体记录器/播放器20连接到因特网上，并将通过因特网下载的网络内容数据提供给多媒体记录器/播放器20。网络内容数据能被存储在多媒体记录器/播放器20中，也可以通过采用各种功能被使用，例如在多媒体记录器/播放器20中提供的游戏程序功能。
进一步地，将描述光盘媒体。多媒体记录器/播放器20具有在例如DVD、CD等光盘43上存储的内容里读取数据的功能，解码如此读取的数据，并提供数据给监视显示器30，在其上数据作为图像被显示，以及作为声音被提供。同样，多媒体记录器/播放器20也具有存储的功能，其中该活动图像数据和音频数据被存储在从DVD中读取的视频内容和从CD读取的音乐内容数据中。
光盘能存储的内容包括，例如，在电影里的图像、音乐和声音，诸如古典音乐、流行音乐等等的音乐声音，电子小说等等。在电子小说里作为内容的数据包括文本数据、用于朗诵的音频数据、诸如书籍插页的图像数据等等。
下面将描述存储卡。多媒体记录器/播放器20具有读、写存储卡44内存储的数据的功能。存储卡44能存储内容数据，该内容数据包括诸如由数字照相机捕获的活动图像和静止图片的捕获图像，捕获图像附带的声音信息等等。这些数据被存储在多媒体记录器/播放器20提供的数据存储单元中。
在本实施例中，多媒体记录器/播放器20具有电视游戏功能。通过互连电缆51将多媒体记录器/播放器20连接到作为电视游戏控制器的指令输入单元(在下文称为“遥控器”)50。根据本实施例所述，因为遥控器50主要打算作为电视游戏控制器使用，所以它有相对少数目的控制按钮。在如图3所示的实施例中，遥控器50有提供在想象中的菱形的各个顶点上的四个控制按钮52、53、54和55，有方向箭头的十字形按钮56，开始按钮57，选择按钮58，以及在遥控器50的侧面提供的L-按钮59L和R-按钮59R。
<多媒体记录器/播放器的结构>
作为根据本实施例所述多系统网络的一个例子，图4表示多媒体记录器/播放器20的主体部分的硬件结构。应当注意，如图4所示的例子中，为了说明和解释的简单省略了音频信号系统。
如图所示，根据本实施例所述多媒体记录器/播放器20包括一个作为信息处理器例子的电视游戏机60，一个作为信息记录器例子的TV广播记录器70，一个作为数据存储单元例子的硬盘驱动器80，和一个用于互连电视游戏机60、TV广播记录器70和硬盘驱动器80的连接单元90。
[游戏机60]
在根据本实施例所述的多媒体记录器/播放器20里，电视游戏机60被设计成一般与传统电视游戏机类似的硬件结构，其具有现有电视游戏机可重复使用的优越性。同样，电视游戏机60中提供了在DVD驱动器和存储卡44、遥控器50和远程控制信号接收机之间的输入/输出接口。应当注意，在图4中未示出远程控制信号接收机。
在电视游戏机60中，提供了一个总线600，以及与其连接的作为微型计算机的处理器601(下文将被称作“IOP”)、引导ROM(只读存储器)605和DVD控制器607。
如图所示，DVD控制器607具有连接到其上的DVD读/写磁头606。对根据本实施例所述多媒体记录器/播放器20来说，提供了一个其中记录有游戏程序的DVD作为游戏程序。在引导ROM 605中写有用来启动游戏程序的程序。同样根据本实施例，其中记录有诸如电影内容的DVD也能被再现，并且TV广播程序也能被记录在可记录的DVD上。
绘图引擎602连接到IOP 601上，同样在遥控器50和存储卡44之间的接口也被连接到IOP 601。
绘图引擎602被用来生成例如基于游戏程序上的绘图指令的绘图数据(drawing image data)，用于生成对应用户通过操作遥控器50输入的指令的图形用户界面屏幕数据的绘图数据等等。绘图引擎602也具有解码记录在DVD中并通过MPEG(活动图像专家组)编码而压缩的图像数据，以及解码记录在硬盘驱动器80中并通过MPEG编码而压缩的图像数据的功能。绘图引擎602也可以是CPU运行一个应用程序。
将基于游戏程序通过绘图引擎602生成的绘图数据提供给显示图像生成/输出单元603。该显示图像生成/输出单元603基于绘图数据等生成用于显示在监视显示器30上的显示图像数据(display image data)。通过视频混合器604和显示信号转换输出单元609，将来自生成/输出单元603的显示图像数据发送到监视显示器30。
同样，在没有在DVD中记录游戏程序而是在其中记录有电影内容的情形下，绘图引擎602解码已经通过在IOP 601控制下编码而压缩的电影内容数据，通过显示图像生成/输出单元603将解码的数据变成(form)将要重放(to-be-replay)的关于运动内容的图像数据，通过视频混合器604和显示信号转换输出单元609把将要重放的数据提供给监视显示器30。
同样，通过显示图像生成/输出单元603将绘图数据发送到视频混合器604，该绘图数据是打算供绘图引擎602使用以便响应来自IOP 601的控制指令生成图形用户界面屏幕。视频混合器604通过α结合技术将绘图数据混合到例如来自TV广播接收机70的TV广播节目等等的图像数据上，并因此在监视显示器30的显示屏幕上以半透明状态显示这样图形的用户界面屏幕，这将在后面详细描述。
IOP 601也具有判断通过图形用户界面由用户控制遥控器50输入的指令的功能，并当进行对应涉及TV广播记录器70的用户指令的操作时，通过连接电路90将该指令传输到TV广播记录器70。
IOP 601具有一个附加功能，即将TV广播节目内容记录到DVD，这将在后面详细描述。
提供了一个总线连接单元608，它与将在后面进一步描述的连接电路90的总线901和电视游戏机60的总线600彼此连接。总线连接单元608提供了一个所谓的防火墙，以防止从连接电路90到电视游戏机60的非法访问。
[TV广播记录器70]
如图所示，TV广播记录器70在其中提供了总线700，组成微型计算机的处理器701(下文将被称作“DVRP”)和工作RAM 702连接到该总线700。
该TV广播记录器70在其中提供了TV广播接收机703，该TV广播接收机703从在接收天线41接收的TV信号中选择对应通过红外遥控器(未示出)输入的用户频道选择的广播节目，并通过选择电路704将其发送到AV(视听)处理器705。应当注意，红外遥控信号由电视游戏机60接收，通过连接电路90(共享寄存器908)传输给总线700，并由DVRP 701处理，以用于频道选择和AV信号控制。
通过选择电路704将来自外部输入端口706的视频和音频信号提供给AV处理器705。对应于通过遥控器50做出的选择，在电视游戏机60上，通过在监视显示器30的显示屏幕上显示的图形用户界面来转换选择电路704。通过在连接电路90里的共享寄存器908，将通过遥控器50提供和由IOP 601检测的关于选择的信息传输给总线700，并被DVRP 701接收，并将在那里被处理。
AV处理器705再现TV广播节目内容的视频和音频信号。将再现的视频和音频信号提供给选择电路707。当由DVRP 701控制选择电路707以选择用于记录的TV广播节目内容时，视频和音频信号被提供给MPEG(活动图像专家组)编码器708。
MPEG编码器708通过编码来压缩视频和音频信号，通过连接电路90提供编码-压缩的数据，并在DVRP 701控制下将数据记录到硬盘驱动器80以及在IOP 601控制下记录到DVD。
同样，当观看或听通过外部输入端口提供的TV广播节目内容或视音频数据内容而不进行记录时，通过视频混合器604将来自选择电路707的视频数据提供给监视显示器30。
[连接电路90]
接下来，将详细说明和解释连接电路90。提供连接电路90以允许电视游戏机60的IOP 601和TV广播记录器70的DVRP 701能访问硬盘驱动器80，又可以将由用户输入并由电视游戏机60接收的指令从后者传输到TV广播记录器70。
注意，根据本实施例所述，如上面已经描述过的，TV广播记录器70能优先访问硬盘驱动器80。也就是说，对TV广播节目内容的记录和再现给予优先权。
同样，硬盘驱动器80的数据存储区域被分成一些细分区域，例如数据记录区域DV，其用于来自TV广播记录器70的TV广播节目内容等等的视频和音频数据，和数据记录区域IO，其用于电视游戏机60。
根据本实施例所述，IOP 601对硬盘驱动器80的访问基本上是为了从数据记录区域IO读数据或写数据到数据记录区域IO。同样，为了记录或再现TV广播节目等的视频和音频数据，DVRP 701要访问硬盘驱动器80的数据记录区域DV。
连接电路90包括通过总线连接单元608连接到电视游戏机60的总线600的总线901，和连接到TV广播记录器70的总线700的总线902，并且连接电路90还提供有硬盘控制器903、共享寄存器904，共享DMA缓冲器905和MPEG桥906。IOP 601从总线901和DVRP 701从总线902可访问硬盘控制器903、共享寄存器904和共享DMA缓冲器905。
MPEG桥906在来自DVRP 701的选择控制信号的控制下，将在TV广播节目内容中的压缩数据从MPEG编码器708传输到总线901或902。
进一步地，总线901有通过例如通信接口907连接到其上的调制解调器908。调制解调器908被连接到电话(通信)线42上。
为了访问硬盘驱动器80，DVRP 701通过硬盘控制器903能直接访问硬盘驱动器80。然而，IOP 601不能直接访问硬盘驱动器80，但能通过写一个指令到IOP 601或同样地写一个指令到提供在硬盘控制器903的寄存器中、并使得DVRP 701传输寄存器的内容到硬盘驱动器80的方式来访问硬盘驱动器80。
IOP 601和DVRP 701共同使用共享寄存器908和共享DMA缓冲器909。例如，IOP 601使用共享寄存器908发送一个指令到DVRP 701，其中该指令对应通过图形用户界面的用户输入或者从遥控器(未示出)提供的远程控制信号。
[操作原理]
如上面所描述的构建的多媒体记录器/播放器20的主要操作将被描述。
[用于观看、收听的广播节目内容或外部提供内容的数据再现]
例如，当操作遥控器50的用户通过显示在监视显示器30的显示屏幕上的图形用户界面屏幕输入一个用于观看、收听TV广播节目内容的选择的指令时，IOP 601将检测该指令，并通过共享寄存器904将一个频道-选择指令转发到DVRP 701。
DVRP 701将控制广播接收机702以选择对应频道-选择指令的TV广播节目内容，和控制选择电路704来选择TV广播节目内容。然后，DVRP 701将控制选择电路707来选择视频混合器604，以便通过视频混合器604向监视显示器30提供在TV广播节目内容里的视频数据。这样，用户就能够观看和收听在监视显示器30上TV广播节目。
同样，当在监视显示器30的显示屏幕上的图形用户界面上、操作遥控器50的用户输入一个指令用于选择通过外部输入端口706提供的外部内容时，具有通过共享寄存器904从IOP 601处接收的指令的DVRP 701将转换选择电路704到外部输入端口706。如此，通过外部输入端口706，向视频混合器604提供在通过选择电路707提供的外部内容里的视频数据，并且在监视显示器30能够观看或收听外部内容。
[广播节目内容的记录和再现]
例如，当通过显示在监视显示器30的显示屏幕上的图形用户界面、由操作遥控器50的用户输入用于记录数据到硬盘驱动器80的指令或由操作遥控器50的用户输入用于从硬盘驱动器80读出数据的指令时，IOP 601将检测该指令，并通过共享寄存器904将写或读指令转发到DVRP 701。
为了响应记录指令来记录TV广播节目内容，DVRP 701将控制硬盘控制器903，以便将MPEG编码器708提供的广播节目内容里的编码-压缩的数据从MPEG桥906写入硬盘驱动器80。
同样，为了响应再现指令来再现被写入硬盘驱动器80内的内容，DVRP701将控制硬盘控制器803，以便从硬盘驱动器80中读出编码-压缩数据。通过共享DMA缓冲器905，将从硬盘驱动器80读出的编码-压缩的数据传输到电视游戏机60。
在电视游戏机60上，IOP 601解码内容数据，并通过绘图引擎602、显示图像数据生成/输出单元603、视频混合器604和显示信号转换输出单元609，将其输出到监视显示器30上再现该内容数据。
注意，当从IOP 601输入的记录指令是为了记录数据到DVD时，通过共享寄存器904将记录指令发送到DVRP 701，并且MPEG桥906通过共享DMA缓冲器909将在广播节目内容内的编码-压缩的数据传输给电视游戏机60。为了记录到DVD，IOP 601通过DVD控制器607将在广播节目内容内的编码-压缩的数据发送给DVD读/写磁头606。
<电视游戏机的操作>
当通过显示在监视显示器30的显示屏幕上的图形用户界面，由操作遥控器50的用户输入一个用于外部内容选择的指令时，其中该外部内容由外部输入端口706提供，IOP 601将启动引导ROM 605并通过DVD控制器607装入(take in)游戏软件。然后，IOP 601将控制绘图引擎602生成基于游戏软件的绘图数据。
将来自绘图引擎602的基于游戏软件的绘图数据提供给显示图像数据生成/输出单元603。显示图像数据生成/输出单元603将绘图数据转换为用于在监视显示器603上显示的显示图像数据。通过视频混合器604将来自显示图像数据生成/输出单元603的显示图像数据发送给监视显示器30。
同样，当由用户输入的指令是用于记录在DVD内的电影内容的再现时，IOP 601控制绘图引擎602以便提供通过对编码-压缩的电影内容数据进行解码而产生的数据。在显示图像数据生成/输出单元603，把解码的数据作为电影内容的重放图像数据，并且通过视频混合器604和显示信号转换输出单元609提供给监视显示器30。
<图形用户界面屏幕>
根据本实施例所述，上述TV广播节目内容图像、从DVD再现的图像或从硬盘驱动器80读出的图像将被显示，而没有在视频混合器604中与其他任何图像混合。当例如在遥控器50上操作选择按钮57时，图形用户界面屏幕图像以半透明状态叠加在显示的图像上。
也就是说，当在显示屏幕上正在显示TV广播节目内容、从DVD的再现图像或来自硬盘驱动器80的读出图像时，按下在遥控器50上的选择按钮57，则IOP 601将发送用于生成图形用户界面屏幕图像的指令给绘图引擎602。
响应从IOP 601发送的指令，绘图引擎602将生成用于绘制图形用户界面屏幕的数据。由绘图引擎602生成的图形用户界面屏幕绘图数据将提供给显示图像数据生成/输出单元603，它将生成图形用户界面屏幕图像数据。由显示图像数据生成/输出单元603生成的图形用户界面屏幕图像数据被发送给视频混合器604。利用α结合技术，它与例如来自TV广播接收机70的TV广播节目等等图像数据混合，并且图形用户界面屏幕在监视显示器30的显示屏幕上被显示为以半透明状态叠加在TV广播节目图像上。这些将在后面详细描述。
图5显示作为图形用户界面屏幕的初始菜单(initial menu)屏幕的一个例子，其中该初始菜单由绘图引擎602在IOP 601控制下生成，并在多媒体播放器20里、在监视显示器30的显示屏幕32上显示。例如在像前面描述过的那样遥控器50上，每次按下开始按钮57，本实施例的初始菜单的这个例子就在显示屏幕32上交替地显示和消去(delete)。
初始菜单的这个例子显示了两维阵列，其包括媒体图标阵列200，其中多个媒体图标被水平地放置在一条线上，以及在显示屏幕中心附近与媒体图标阵列200交叉的内容图标阵列300，其中多个内容图标被垂直地放置在一条线上。
包括在媒体图标阵列200中的媒体图标是缩略图像，其用于能被根据本实施例所述多媒体播放器20重放的媒体类型的识别。因此，他们是预先确定的图标。在如图5所示的例子中，包括在阵列200中的媒体图标包括照相图标201、音乐图标202、活动图像图标203、广播图标204、光盘图标205和电视游戏图标206。
包括在内容图标阵列300中的内容图标是缩略图像，其用于在内容图标阵列300与媒体图标阵列200彼此交叉位置上定位的媒体(在下文中该媒体将被称为“所关心的媒体”)中的多个内容的识别。每个内容图标由前面已经描述过的图像、文字、图形等的缩略图组成的。例如，缩略图由IOP 601预先产生(pre-generated)，并且被存储在硬盘驱动器80里，当使用该缩略图时，其由IOP 601从硬盘驱动器80里读出。
在如图5所示的例子中，所关心的媒体是用活动图像图标203表示的媒体。活动图像图标对应硬盘驱动器80作为媒体。因此，包括在内容图标阵列300中的内容图标是如图5所示例子中记录在硬盘驱动器80中的那些。在这个例子中，内容图标阵列300包括在屏幕上显示的六个内容图标301-306。
图形用户界面屏幕以半透明状态被叠加在显示屏幕32上显示的视频内容图像上，这些将在后面进一步描述。
在这个例子中，媒体图标阵列200不能被垂直移动，而是固定显示在例如如图5所示垂直中心稍稍往上的位置。然而，在媒体图标阵列200中的多个媒体图标响应于指令整体水平移动，该指令是通过用户在遥控器50上按下十字形方向按钮56输入的用于水平指向的指令。
类似地，内容图标阵列300也不能被水平地移动，而是固定显示在例如如图5所示水平中心稍微往左的位置。然而，包括在内容图标阵列300中的多个内容图标响应指令整体垂直移动，该指令是通过用户在遥控器50上按下十字形方向按钮56输入的用于垂直指向的指令。
如上所述，在其中多个媒体图标201-206被水平放置在一条线上的媒体图标阵列200相对垂直运动被显示，而在其中多个内容图标301-306被垂直放置在一条线上的内容图标阵列300相对水平运动被显示。因此，媒体图标阵列200与内容图标阵列300彼此交叉的区域200C被固定在显示屏32中心的斜左上方的位置上。
根据本实施例所述，IOP 601识别在交叉区域200C内显示的媒体图标，其中该媒体图标作为一个被选择的、被包括在媒体图标阵列200中的多个媒体图标中的一个(所关心的媒体图标)。
在本实施例中，为了与其他媒体图标区别，在交叉区域200C中的所关心的媒体图标以与其他媒体图标不同的颜色、比其他媒体图标大的尺寸、比其他媒体图标低的透明度的形式加重显示。如图5所示的例子中，活动图像图标203在交叉区域200C内以如图所示的与其他媒体图标不同的颜色、比其他媒体图标大的尺寸、比其他媒体图标低的透明度的形式显示，这将帮助用户容易地知道活动图像图标203正在被选择。
同样根据本实施例所述，内容控制器82识别显示在交叉区域200C下的区域300C(在下文中将称作所关心的区域)中的内容图标，作为被选择的内容图标(所关心的内容图标)。在这个例子中，为了与其他内容图标区别，在所关心的区域300C中显示的所关心的内容图标也以比其他内容图标大的尺寸、比其他内容图标低的透明度的形式显示。
如上所述，把在固定交叉区域200C中显示的图标作为所关心的媒体图标，而把在交叉区域200C下面所关心的区域300C中显示的内容图标作为所关心的内容图标。用户水平地滚动媒体图标阵列200，以便在交叉区域200C中显示对应所需媒体的媒体图标，并垂直地滚动内容图标阵列300，以便在所关心的区域300C中显示对应所需内容的内容图标，从而选择在所需媒体中的所需内容。
当在交叉区域200C中设置任何媒体图标的时候，该媒体图标以与其他媒体图标不同的颜色和大小、以及与其他媒体图标不同的透明度来显示，以便加重被选择的媒体图标与其他媒体图标的区别。由于在交叉区域200C中的媒体图标以与其他媒体图标不同的这样显示方式显示，所以用户将很容易地选择所需的媒体。
然后，当在交叉区域200C中设置任何媒体图标的时候，内容图标阵列300被显示而从交叉区域200C垂直地扩展。
接下来，响应由操作遥控器50上的十字形方向按钮56的用户输入的垂直指向指令，用户垂直地移动整个内容图标阵列300。然后，定位在交叉区域200C下面的所关心的区域300C中的内容图标被以不同的颜色、大小和不同的透明度显示。应当注意，电影名称和记录日期被作为对应所关心的内容图标的内容的属性显示在所关心的内容附近的位置，也就是说，例如如图5所示例子中的所关心的内容图标的右侧。
<在视频混合器604中的图像混合>
[图像混合方法的第一实施例]
图2说明了根据本发明所述的图像混合方法的第一实施例。也就是说，图2是一个以方框说明功能单元的功能方框图，其中功能单元组合电视游戏机60里的显示图像数据生成/输出单元603和视频混合器604中的图形用户界面上的图像数据和来自TV广播记录器70的图像数据。
根据第一实施例所述，为了生成图形用户界面的图像数据，显示图像数据生成/输出单元603包括图：像数据生成器6031，其基于来自绘图引擎602的绘图数据生成图像数据；像素-单位α数据寄存器6032，其生成以像素-单位比率α(0≤α≤1.0)(在下文将称作“α数据”)混合的数据；以及比特合成器6033。
在生成没有与来自TV广播接收机70的图像数据混合的关于电视游戏内容的图像数据的情况下，或者在生成从DVD读出的图像数据的情况下，那么只有包括在显示图像数据生成/输出单元603中的图像数据生成器6031工作。
为了处理不同于用于在图形用户界面上半透明显示而处理的图像数据的图像数据，在这个例子中，图像数据生成器6031将生成总共24比特的像素数据，其包括8比特例如红(R)、绿(G)和蓝(B)的基色数据。为了转换成显示信号，通过在视频混合器604中的图像数据缓冲存储器6041，将由每一个像素具有24比特的像素数据组成的图像数据提供给包括D-A转换的显示信号转换输出单元609。将来自显示信号转换输出单元609的显示信号提供给监视显示器30。
另外一方面，对于用于半透明显示而处理的图像数据，诸如图形用户界面屏幕图像数据，在这个例子中，图像数据生成器6031输出每个像素数据总共18比特的像素数据，其包括每个6比特的例如红、绿和蓝的三基色数据。
显示图像数据生成/输出单元603接收以像素-单位比率α、也就是从绘图引擎602发送的α数据混合的数据，并将其提供给像素-单位α数据寄存器6032。在这个例子中，α数据具有6比特。
然后，将来自图像数据生成器6031的图像数据和来自像素-单位α数据寄存器6032的α数据被提供给比特合成器6033。比特合成器6033组合来自图像数据生成器6031的图像数据和像素-单位α数据，以生成每个像素24比特的合成图像数据Vd。
在这样的情况下，如图6所示，比特合成器6033将6比特的α数据分成每个具有2比特的三部分，将2比特细分α数据加入到每个具有6比特的每一个基色数据中，以生成合成图像数据Vd，该合成图像数据Vd看来好像它是由包括每个具有8比特的三基色数据R、G和B的像素数据组成的。
注意，图像数据生成器6031将不输出由包括每个具有6比特的三基色数据的每个具有18比特的像素数据组成的图像数据，而是将每个具有2比特的空数据加入到每个具有6比特的每一个三基色数据中，以输出由包括每个具有8比特的三基色数据的像素数据组成的总共24比特的图像数据。在这样的情况下，比特合成器6032用具有2比特的细分α数据替换2比特空数据。
如上所述，将来自显示图像数据生成/输出单元603的图像数据Vd写入视频混合器604中的图像数据缓冲存储器6041。
另外一个方面，将来自TV广播接收机70中的选择电路706的图像数据Vs写入图像数据缓冲存储器6042。在这个例子中，来自选择电路706的图像数据Vs包括由如图5所示每个具有8比特的三基色数据组成的24比特的像素数据。
在视频混合器604中，图像数据缓冲存储器6041和6042里适当位置上的彼此对应的像素数据彼此同步读出，并且在输出之前采用阿尔法(α)结合技术混合两个像素数据，这些将在下面描述。
换句话说，从图像数据缓冲存储器6041中读出的像素数据被提供给α数据分离器6043。同样，从图像数据缓冲存储器6042读出的像素数据被提供给(1-α)乘法单元6046。
α数据分离器6043将每个具有8比特的基色数据分离成6比特的像素数据部分和2比特的细分α数据部分。
α数据分离器6043把在分离像素数据部分里的三基色数据(18比特)提供给乘法单元6044。α数据分离器6043将由所有分离的2比特细分α数据(6比特)组成的α数据通过(1-α)乘法单元6046提供给乘法单元6044，并且也同样提供给(1-α)乘法单元6046。
将来自乘法单元6044和6046的乘法输出数据提供给混合器6047。因此，混合器6047将做一个Vd×(α-1)+Vs×α的运算。如图6所示混合器6047提供包括24比特的像素数据的输出数据Vm，其中该24比特的像素数据由每个具有8比特的三基色组成。
通过显示信号转换输出单元609，将来自混合器6047的混合图像数据提供给监视显示器30。如此，在监视显示器30的显示屏幕上显示图形用户界面屏幕图像，其中该图形用户界面屏幕图像是通过在由图像数据Vs组成的图像上以半透明状态叠加图像数据Vm组成。
这时，因为图形用户界面图像具有其逐像素控制的透明度，因此如前面参考图4已经描述过的那样，它能很容易地叠加在图像上。应当注意，当α＝1时，图形用户界面屏幕图像不是透明的，而当α＝0时，它是完全透明的。
因为根据本实施例所述，α数据作为像素数据的一部分被传输，因此不需要专用于α数据的传统存储器。
[图像混合方法的第二实施例]
在上述第一实施例中，被混合在一起的数据中的每个像素数据具有嵌入到其中的以比率α混合的数据。根据第二实施例所述，如前面参考图1已经描述过的传统方法中那样，使用用于存储以比率α混合的数据的混合-比率表存储器。在这个第二实施例中，用于从混合-比率表存储器中读出以比率α混合的数据的α入口数据(entry data)被嵌入到被混合在一起的图像之一里的每个像素数据中。
图7是一个以方框说明功能单元的功能方框图，其中该功能单元组合在电视游戏机60里的显示图像数据生成/输出单元603和视频混合器604中的图形用户界面上的图像数据和来自TV广播记录器70的图像数据。也就是说，第二实施例对应图2所示的第一实施例。应当注意，在图7中，与如图2所示的那些部分相同的部分将用图2中使用的相同的标记表示。
根据第二实施例所述，如图7所示那样在视频混合器604中提供混合-比率表存储器6048。混合-比率表存储器6048已经在其中存储了以比率α混合的26＝64数据。在这个例子中，例如每个以比率α混合的数据是8比特。
根据第二实施例所述，为在图形用户界面上生成图像数据，像第一实施例中那样在显示图像数据生成/输出单元603中提供图像数据生成器6031和比特合成器6033。在第二实施例中，像素-单位α入口数据寄存器6034被用来代替在第一实施例中的像素-单位α数据寄存器6032。
同样，视频混合器604除了具有上述混合-比率表存储器6048外，还有α入口数据分离器6049来代替第一实施例中的α数据分离器6043。像在第一实施例中那样构造视频混合器604和其他部件。
根据第二实施例所述，对于诸如用于半透明显示而处理的图形用户界面屏幕图像的图像数据，在这个例子中，图像数据生成器6031输出每个总共18比特的像素数据，该18比特的像素数据包括每个6比特的例如红、绿和蓝的三基色数据。
显示图像数据生成/输出单元603接收6比特α入口数据，在这个例子中，作为来自绘图引擎602的数据，并将其存储到像素-单位α入口数据寄存器6034中。如上所述，α入口数据被用来从存储在混合-比率表存储器6048里的α数据中读出对应的α数据。
然后，将来自图像数据生成器6031的图像数据和来自像素-单位α入口数据寄存器6034的α入口数据提供给比特合成器6033。比特合成器6033组合来自图像数据生成器6031的图像数据和像素-单位α入口数据，以便生成每像素24比特的合成图像数据Vd。
在这样的情况下，比特合成器6033将6比特的α入口数据分成每个具有2比特的三部分，将2比特细分的α入口数据加入到每个具有6比特的每一个基色数据中，以生成合成图像数据Vd，该合成图像数据Vd看来好像它是由包括每个具有8比特的三基色数据R、G和B的像素数据组成的。
注意，即使在第二个实施例中，图像数据生成器6031不输出包括每个具有18比特的像素数据的图像数据，其中该18比特的像素数据由每个具有6比特的三基色数据组成，但是该图像数据生成器6031可以输出由每个具有24比特的像素数据组成的图像数据，其中该24比特的像素数据包括每个具有8比特的三基色数据和加入到三基色数据中的每一个的具有2比特的空数据。在这样的情况下，比特合成器6033用具有2比特的细分α入口数据替换2比特空数据。
如上所述，将来自显示图像数据生成/输出单元603的图像数据Vd写入到在视频混合器604里的图像数据缓冲存储器6041中。
另外一个方面，将来自在TV广播接收机70里选择电路706的图像数据Vs写入到图像数据缓冲存储器6042中。在这个例子中，来自选择电路706的图像数据Vs具有包括由如图8所示每个具有8比特的三基色数据组成的像素数据的24比特。
在视频混合器604中，图像数据缓冲存储器6041和6042里适当位置上的彼此对应的像素数据被彼此同步地读出，并且采用阿尔法(α)结合技术处理两个像素数据，然后输出。
也就是，将从图像数据缓冲存储器6041中读出的像素数据提供给α入口数据分离器6049，并将从图像数据缓冲存储器6042读出的像素数据提供给乘法单元6046。
α入口数据分离器6049将每个具有8比特的基色数据分离成具有6比特的像素数据部分和具有2比特的细分α入口数据部分。
然后，α入口数据分离器6141把在分离的像素数据部分里的分离的三基色数据(18比特)提供给乘法单元6044。α数据分离器6043将由所有的具有2比特的分离的细分α入口数据组成的α入口数据(6比特)作为读出地址数据提供给混合-比率表存储器6048。如此，从混合-比率表存储器6048中读出对应α入口数据的α数据。
通过(1-α)乘法单元6046，将来自混合-比率表存储器6048的α数据提供给乘法单元6044，并且同样提供给乘法单元6046。
将来自乘法单元6044和6046的乘法输出数据提供给混合器6047。因此，混合器6047将做一个Vd×(α-1)+Vs×α的运算。混合器6047提供如图8所示的包括24比特的像素数据的输出数据Vm，其中该24比特的像素数据由每个具有8比特的三基色组成。
通过显示信号转换输出单元609，将来自混合器6047的混合图像数据提供给监视显示器30。如此，在监视显示器30的显示屏幕上，显示图形用户界面屏幕图像，它是通过在由图像数据Vs组成的图像上以半透明状态叠加图像数据Vm而组成的。
这时，因为图形用户界面图像能够具有为逐像素控制的透明度，因此如前面参考图4已经描述过的那样它能容易地叠加在图像上。
注意，虽然在根据本发明第一和第二实施例所述的图像混合方法中，采用α结合技术混合的图像之一的在其嵌入α数据或α入口数据的显示色彩的比特数目减少了，但是因为以半透明状态被叠加的图像是图形用户界面图像或缩略图，所以在上面的实施例中，减少的显示色彩数目不会造成太大的影响。
注意，虽然α数据或α入口数据具有6比特，并且2比特数据被嵌入到在上述第一和第二实施例中每一个三基色数据中，但是α数据或α入口数据的比特数目和嵌入的方法并不局限于上面所述那些。
例如，α数据或α入口数据可以具有3比特，并且一个比特的数据被嵌入到三基色数据中每一个中。同样，α数据或α入口数据当然也可以大于6比特。
同样，在上述实施例中，图像数据由三基色数据组成，但是他们可以是亮度信号Y、和色差信号R-Y、B-Y的结合，或是亮度信号Y和色度信号C的结合的图像数据格式。如果图像数据把亮度信号Y和色度信号C的结合作为图像数据格式，那么α数据或α入口数据被分成两部分，这些部分被分别嵌入到亮度信号Y和色度信号C中。
如果图像数据把亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y的结合，或亮度信号Y和色度信号C的结合作为图像数据格式，那么α数据或α入口数据被不相等地分离，而是以不同的比特数目被分别嵌入到亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y或色度信号C中。
在上述描述中，本发明参考附图已经详细描述了作为一个例子的某一优选实施例。然而，本领域的普通技术人员应当明白本发明并不局限于实施例，在不脱离附属的权利要求提出和定义的范围和精神的情况下，能用各种方法更改、两者择一地构造或以其他形式具体化。
例如，虽然本发明的实施例已经描述了关于两个图像叠加显示，但是本发明可以应用到多于三个图像的叠加显示。
同样，本发明的实施例已经描述了关于本发明的多媒体记录器/播放器的应用，其中多媒体记录器/播放器具有电视游戏机功能、接收和记录TV广播功能、写读DVD功能和类似的功能。然而，本发明不局限于这样的多媒体记录器/播放器的应用，而是能应用到具有一个图像以半透明状态叠加在另外一个或其他图像上的所有类型的多图像叠加显示。

Claims (10)

1、一种根据由混合-比率信息以像素为单位而定义的比率来混合第一数字图像数据和第二数字图像数据的图像混合方法，该方法包括步骤：
在由第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内，嵌入作为在像素数据中大于一个比特的信息的混合-比率信息；
从第一数字图像数据中分离混合-比率信息；和
根据由分离的混合-比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
2、如权利要求1所述的方法，其中：
第一数字图像数据是三基色数据；和
在嵌入混合-比率信息的步骤中，该混合-比率信息被相等地分配给每个三基色数据。
3、一种根据由混合-比率信息以像素为单位而定义的比率来混合第一数字图像数据和第二数字图像数据的方法，其中该混合-比率信息是从存储有多个混合-比率信息的混合-比率表存储器中读出的，该方法包括步骤：
在由第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内，嵌入作为在像素数据中大于一个比特的信息的混合-比率选择数据，其中该混合-比率选择数据用于从混合-比率表存储器中选择性地读出混合-比率信息；
从第一数字图像数据中分离混合-比率选择数据；
基于分离的混合-比率信息并以像素为单位，从混合-比率表存储器中读出混合-比率信息；和
根据由读出的混合-比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
4、如权利要求3所述的方法，其中：
第一数字图像数据是三基色数据；和
在嵌入混合-比率信息的步骤中，该混合-比率信息被相等地分配给每个三基色数据。
5、一种混合图像数据生成装置，用于根据由混合-比率信息以像素为单位而定义的比率来混合第一数字图像数据和第二数字图像数据，以生成显示图像数据，该装置包括：
分离装置，用于分离混合-比率信息，其中该混合-比率信息作为在像素数据中大于一个比特的信息被嵌入在由第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内；和
混合装置，用于根据由分离装置分离出的混合-比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
6、如权利要求5所述的装置，其中：
第一数字图像数据是三基色数据；和
在嵌入混合-比率信息的步骤中，该混合-比率信息被相等地分配给每个三基色数据。
7、一种混合图像数据生成装置，其用于根据由混合-比率信息以像素为单位而定义的比率来混合第一数字图像数据和第二数字图像数据，以生成显示图像数据，该装置包括：
混合-比率表存储器，其中存储有多个混合-比率信息；
分离装置，用于分离混合-比率选择数据，其中该混合-比率选择数据作为在像素数据中大于一个比特的信息被嵌入在由第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内，并用于从混合-比率表存储器中选择性地读出混合-比率信息；
读出装置，用于根据由分离装置所分离的混合-比率信息并以像素为单位，从混合-比率表存储器中读出混合-比率信息；
混合装置，用于根据由读出的混合-比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
8、如权利要求7所述装置，其中：
第一数字图像数据是三基色数据；和
在嵌入混合-比率信息的步骤中，该混合-比率信息被相等地分配给每个三基色数据。
9、一种混合图像数据生成装置，其用于根据由混合-比率信息以像素为单位而定义的比率来混合第一数字图像数据和第二数字图像数据，以生成显示图像数据，该装置包括：
分离器，用于分离混合-比率信息，其中该混合-比率信息作为在像素数据中大于一个比特的信息被嵌入在第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内；和
混合器，用于根据由分离装置分离出的混合-比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
10、一种混合图像数据生成装置，用于根据由混合-比率信息以像素为单位而定义的比率来混合第一数字图像数据和第二数字图像数据，以生成显示图像数据，该装置包括：
混合-比率表存储器，其中存储有多个混合-比率信息；
分离器，用于分离混合-比率选择数据，其中该混合-比率选择数据作为在像素数据中大于一个比特的信息被嵌入在第一数字图像数据中的多个比特组成的每个像素数据内，并用于从混合-比率表存储器中选择性地读出混合-比率信息；
读出单元，用于根据由分离装置所分离的混合-比率信息并以像素为单位，从混合-比率表存储器中读出混合-比率信息；
混合器，用于根据由读出的混合-比率信息所定义的比率来混合第一和第二数字图像数据。
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