DE10240313A1

DE10240313A1 - Bildverarbeitungsvorrichtung mit einem Verarbeitungsvorgang Koordinatenberechung

Info

Publication number: DE10240313A1
Application number: DE10240313A
Authority: DE
Inventors: Osamu Katayama; Hiroshi Uesugi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: US6879329B2; DE10240313B4; US20030044082A1; DE10240313B8; JP2003066943A; JP3770121B2

Abstract

Eine Bildverarbeitungsvorrichtung (11, 13, 15) zeichnet ein Bild, speichert das gezeichnete Bild in einem Speicher, liest Bilddaten von dem Speicher entlang einer Rasterrichtung aus und führt einen für eine Anzeige bezüglich der gelesenen Bilddaten benötigten Verarbeitungsvorgang aus, um die verarbeiteten Bilddaten an eine Anzeigevorrichtung (17) auszugeben. Eine Anzeigeverarbeitungseinheit (15) führt einen Koordinatenberechnungsvorgang bezüglich der entlang der Rasterrichtung ausgelesenen Bilddaten aus. Demzufolge können die Bilddaten selbst im Übergangszustand von angezeigten Bildern mit hoher Geschwindigkeit ausgebildet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Ausführen eines Verarbeitungsvorgangs, der in der Lage ist ein Bild zu erzeugen und das Bild auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigen. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf eine Technik gerichtet, der es möglich ist, eine Bilddarstellung mit hoher Geschwindigkeit anzuzeigen.
Es gibt viele Fälle, dass Menüleisten und ähnliches Bilddarstellungen überlagern, die einen Hintergrund bilden, und auf diesem Hintergrund angezeigt werden. Um diese Objektbilder, wie z. B. diese Menüs, als qualitativ hochwertig zu empfinden, werden nicht nur einfache Schaltoperationen, das Anzeigen oder nicht Anzeigen dieser Objektbilder, ausgeführt, sondern es müssen auch, während diese Objektbilder von dem angezeigten Zustand in den nicht angezeigten Zustand wechseln, und umgekehrt, die Übergangsbedingungen bzw. dieser Wechsel gleichmäßig bewerkstelligt werden. In dem Fall, dass eine solche Übergangsbedingung mittels eines Zeichnungsvorgangs bewerkstelligt wird, wird viel Zeit benötigt, da Bilder in Bezug auf jeden der Rahmen (bzw. Frames) neu gezeichnet bzw. erzeugt werden müssen.
Eine in einem Stand der Technik vorgeschlagener Prozeßlauf ist in Fig. 1B gezeigt. Eine Bilddarstellung wird von einer Zeicheneinheit 11 erzeugt. Die erzeugten Bilddaten werden an einer vorbestimmten Speicherposition eines Speichers 13 gespeichert. Wenn ein Bild angezeigt werden soll, werden die Bilddaten von der vorbestimmten Speicherposition des Speichers von einer Speichersteuereinheit 16 ausgelesen. Diese Speichersteuereinheit 16 wirkt als eine Bildverarbeitungs- /Synthetisierungseinheit. Dann wird ein Verarbeitungsvorgang, wie ein RGB-Umwandlungsvorgang und ein einfacher Bildsynthetisierungsvorgang in Bezug auf die gelesenen Bilddaten von einer Anzeigeverarbeitungseinheit 15 ausgeführt. Danach werden die verarbeiteten Bilddaten bei erforderlicher Zeiteinteilung an eine Anzeigevorrichtung 17 ausgegeben. Der Speicher 13 besteht z. B. aus einem VRAM (bzw. Video-Direktzugriffsspeicher) und die Anzeigeverarbeitungseinheit 15 liest aufeinanderfolgend die Bilddaten entlang der Rasterrichtung aus, um den Anzeigeverarbeitungsvorgang in Bezug auf diesen Speicher 13 auszuführen.
Wenn ein anzuzeigendes Bild verändert wird, wird dieses Bild von der Zeicheneinheit 11 neu gezeichnet, und das neu gezeichnete Bild wird daraufhin in dem Speicher 13 gespeichert. Dann liest die Speichersteuereinheit 16 diese gespeicherten Bilddaten wenn benötigt aus, und führt einen Verarbeitungsvorgang, wie z. B. die affine Transformation bezüglich der gelesenen Bilddaten aus. Danach werden die bearbeiteten Bilddaten in dem Speicher 13 gespeichert. In dem Fall, dass eine Bildverarbeitungstechnik, die allgemein als die affine Transformation bekannt ist, ausgeführt wird, gibt es viele Möglichkeiten, dass die Adressen der gelesenen Pixel sich von den berechneten Adressen unterscheiden. Demzufolge wird der folgende Vorgang ausgeführt, während ein zusätzlicher Speicher bereitgestellt wird, der benutzt wird, um die Bilder zu speichern. D. h. ein von den gelesenen Pixelwerten erhaltenes Berechnungsergebnis wird in einer berechneten Adresse des zusätzlichen Speichers gespeichert.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die selbst bei einer solchen Übergangsbedingung der angezeigten Bildern fähig ist Bilder mit hoher Geschwindigkeit zu erstellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet eine Bildverarbeitungsvorrichtung ein Bild, speichert das gezeichnete Bild in einem Speicher, liest Bilddaten von dem Speicher entlang einer Rasterrichtung aus, und führt einen für eine Anzeige bezüglich der gelesenen Bilddaten notwendigen Verarbeitungsvorgang aus, um die verarbeiteten Bilddaten an eine Anzeigevorrichtung auszugeben. Eine Anzeigeverarbeitungseinheit führt einen Koordinatenberechnungsvorgang als den Verarbeitungsvorgang bezüglich der entlang der Rasterrichtung ausgelesenen Bilddaten aus. Demzufolge kann das Bild mit hoher Geschwindigkeit ausgebildet werden, selbst im Übergangszustand der angezeigten Bilder.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der illustrativ und nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung.
Fig. 1A ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 1B ist ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Stand der Technik zeigt;
Fig. 2A bis 2C sind erläuternde Diagramme, die Anzeigebeispiele zeigen, Fig. 2D ist ein Erzeugungsbeispiel eines komprimierten Bildes und Fig. 2E ist ein Erzeugungsbeispiel eines vergrößerten Bildes unter Verwendung einer Koordinatenberechnungsfunktion, die von der Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform verwirklicht wird;
Fig. 3 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Erzeugungsbeispiel eines Antialiasing-Bildes zeigt, das von der Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform ausgebildet wird;
Fig. 4A bis Fig. 4C sind erläuternde Diagramme, die Erzeugungsbeispiele eines Projektionsbildes zeigen, das von der Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform ausgebildet wird; und
Fig. 5 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Roll- Vorgang bzw. einen Scrollvorgang einer Vogelperspektive zeigt, ausgebildet von der Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform.
Bezugnehmend auf Fig. 1A ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung dieser Ausführungsform ausgestattet mit einer Zeicheneinheit 11, einem Speicher 13 und einer Anzeigeverarbeitungseinheit 15 für eine Anzeigevorrichtung 17.
Die Zeicheneinheit 11 zeichnet Bilddaten im Ansprechen auf einen Befehl, der von einer Steuervorrichtung (nicht dargestellt) eingegeben wird, und diese gezeichneten Bilddaten werden in den Speicher 13 geschrieben. Der Speicher 13 kann ein VRAM oder ähnliches sein. Die Anzeigeverarbeitungseinheit 15 liest die Bilddaten von diesem Speicher 13 entlang einer Rasterrichtung aus, und führt einen RGB-Umwandlungsvorgang durch, und führt wenn notwendig durch die Anzeigesteuereinrichtung einen Verarbeitungs-/Synthetisierungsverarbeitungsvorgang bezüglich der gelesenen Bilddaten aus. Die Ausgaben bezüglich der Anzeigevorrichtung 17 erfolgen bei geeigneter Zeiteinteilung. Es sollte beachtet werden, dass als Anzeigevorrichtung z. B. eine Flüssigkristallanzeige, eine Plasmaanzeige, ein CRT (bzw. eine Katodenstrahlröhre), Organic EL (bzw. organische Elektroluminiszenz) und ähnliches sicher verwendet werden kann.
In dieser Ausführungsform enthält die Anzeigeverarbeitungseinheit 15 eine Umwandlungseinheit 151, einen Demultiplexer 152, eine Raumfiltereinheit 153, eine α-Blending-Einheit 154, eine Koordinatenberechnungseinheit 155 und einen Multiplexer 153. Diese Umwandlungseinheit 151 wandelt durch ein Farbpalettensystem dargestellte Bilddaten in RGB-Daten um. Der Demultiplexer 152 verteilt einen Eingabe an drei Arten von Verarbeitungseinheiten, d. h. die Raumfiltereinheit 153, die α-Blending-Einheit 154 und die Koordinatenberechnungseinheit 155. Der Multiplexer 153 wählt Ausgaben von diesen Verarbeitungseinheiten 153, 154 und 155 aus.
Alternativ kann der Demultiplexer 152 die entschachtelten Bilddaten an den Multiplexer 153 ausgeben, ohne Umweg über die jeweiligen Verarbeitungseinheiten 153, 154 und 155. Auch wird die Anzeigeverarbeitungseinheit 15 auf solche Weise gestaltet, dass die von dem Multiplexer 153 ausgewählte Ausgabe der Anzeigevorrichtung zugeführt wird, und auch wieder in den Demultiplexer 152 eingegeben wird. Ferner kann der Demultiplexer 152 hinsichtlich der Frage, wie dieser Demultiplexer 152 die Eingabe zu welchen Verarbeitungseinheiten 153, 154 und 155 verteilt, beliebig gesteuert werden.
Demzufolge können z. B. solche Bilddaten, die von der Raumfiltereinheit (SF) 153 oder der Koordinatenberechnungseinheit 155 berechnet wurden, von dem Multiplexer 156 in den Demultiplex 152 eingegeben werden, und dann kann der Bildsynthetisierungsvorgang von der α-Blending- Einheit 154 ausgeführt werden. Alternativ können diese Bilddaten in einer, im Vergleich zu obiger Reihenfolge, umgekehrten Reihenfolge verarbeitet werden. Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich können Bilddaten von allen drei Verarbeitungseinheiten 153, 154 und 155 in beliebiger Reihenfolge verarbeitet werden. Ferner können die Bilddaten von der gleichen Verarbeitungseinheit mehrere Male verarbeitet werden.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass sowohl die Raumfiltereinheit 153 als auch die Koordinatenberechnungseinheit 155 dazu dienen das Bild zu verarbeiten, und die α-Blending-Einheit 154 dazu dient eine Bildschirmoberfläche aufzubauen bzw. zu synthetisieren.
Im Falle der in Fig. 1B gezeigten Anordnung wird eine Mehrzweckbildverarbeitungs-/Aufbautechnik (bzw. Synthetisiertechnik), wie z. B. affine Transformation ausgeführt. Insbesondere wenn der Bildverarbeitungsvorgang ausgeführt wird, gibt es viele Fälle, dass sich Leseadressen eines Speichers von Ausgabeadressen des Speichers unterscheiden. Demzufolge wird folgender Vorgang ausgeführt, während ein zusätzlicher Speicher getrennt bereitgestellt wird, der benutzt wird, um ein Bild zu speichern. D. h. das Berechnungsergebnis des gelesenen Pixelwertes wird an der berechneten Adresse dieses zusätzlichen Speichers gespeichert.
Diese Funktionen können eine Funktion enthalten, die in der Lage ist Bilddaten entlang der Rasterrichtung zu verarbeiten, und/oder können durch einen Verarbeitungsvorgang entlang der Rasterrichtung auf eine einfache Weise ersetzt werden. Für den Fall z. B., dass ein rechteckiges Bild in eine Trapezform umgewandelt wird, wenn das Bild durch Ausführen der affinen Transformation deformiert wird, müssen die Speicheradressen getrennt einzeln berechnet werden. Alternativ kann diese Bilddeformation durch einfaches durchführen eines Längs- und Querausdünnvorgangs (bzw Längs- und Quer-Thinning- Vorgang) ersetzt werden.
Im Gegensatz zu der in Fig. 1B gezeigten Bildverarbeitungsvorrichtung müssen die Bilddaten nicht abermals in den Speicher 13 geschrieben werden, da die Bilddaten, die von dem Speicher 13 entlang der Rasterrichtung gelesen wurden in der Anzeigeverarbeitungseinheit 15 verarbeitet/aufgebaut (bzw. synthetisiert) werden. Demzufolge können die Bilder mit hoher Geschwindigkeit erstellt werden. Z. B. während ein Pixelwert, der entlang der Rasterrichtung liegt, und aufgefordert ist ein Bild anzuzeigen, für den Verarbeitungsvorgang verwendet wird, werden nur solche Pixelwerte von dem Speicher 13 ausgelesen, die um diesen Pixelwert liegen, und dann werden diese gelesenen Pixelwerte in der Umwandlungseinheit 151 in RGB-Daten umgewandelt. Danach werden diese RGB-Daten in einem Zwischenspeicher gespeichert.
Die Raumfiltereinheit 153 führt den Bildverarbeitungsvorgang durch verwenden der umliegenden Pixelwerte bezüglich eines zu verarbeitenden Pixelwertes aus. Dann werden in der α-Blending-Einheit 154 die bildverarbeiteten Pixeldaten mit Daten, die nicht verarbeitet werden synthtisiert (bzw. verbunden) (z. B. mit einem Hintergrundbild), um ein Ausgabebild zu erzeugen. Wenn obiger Bildverarbeitungsvorgang ausgeführt wird, ist der Zeichenvorgang durch die Zeicheneinheit 11 nicht länger erforderlich, aber auch die verarbeiteten Bilddaten werden nicht nochmals in dem Speicher 13 gespeichert, so dass die Hochgeschwindigkeitsbilderzeugung verwirklicht werden kann.
Als nächstes wird der α-Blending-Verarbeitungsvorgang beschrieben. Dieser α-Blending-Verarbeitungsvorgang bedeutet, dass, wenn zwei Sätze von Bildern miteinander synthetisiert (bzw. verbunden) werden, eine Berechnung unter Verwendung eines den Transmissionsgrad anzeigenden α-Wertes ausgeführt wird. Eine Formel des α-Blending- Verarbeitungsvorgangs lautet wie folgt:

Pdisp = (1 - α) × Pa + α × Pb

wobei das Symbol "Pdisp" einen anzeigenden Pixelwert anzeigt;
das Symbol "Pa" einen Pixelwert einer Ebene "a" anzeigt;
das Symbol "Pb" einen Pixelwert einer anderen Ebene "b" bezeichnet; und
das Symbol "α" ein Verhältnis des Transmissionsgrades anzeigt, wenn zwei Sätze von Bildern miteinander synthitisiert (bzw. verbunden) werden.
Folglich wird in dem Fall α = 1 nur die Ebene "b" angezeigt. In dem Fall α = 0 wird nur die Ebene "a" angezeigt.
Auch werden in dem Fall, dass ein Farbpalettensystem verwendet wird Adressen von Bilddaten mittels des Farbpalettensystems in dem Speicher 13 gespeichert. Demzufolge haben diese Adressdaten keine entsprechende Beziehung bezüglich der Pixelwerte der Umgebung (Adressdaten), und im allgemeinen kann ein Bild nicht verarbeitet werden. Aber entsprechend der Gestaltung dieser Ausführungsform liest die Anzeigeverarbeitungseinheit 15 die Bilddaten von dem Speicher 13 aus, und führt den RGB-Umwandlungsverarbeitungsvorgang aus. Danach kann der Bildverarbeitungsvorgang auf die RGB-umgewandelten Bilddaten angewendet werden. D. h. die vorliegende Erfindung kann ebenso auf das Farbpalettenzeichensystem angewendet werden.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung im Falle dieser Ausführungsform besitzt nur drei Funktionen als die als Verarbeitungseinheiten 153, 154 und 155 dargestellten Funktionsblocks, und zwar Raumfiltern, Koordinatenberechnung und α-Blending. Die Bildverarbeitungsvorrichtung verwendet diese Funktionsblocks durch kombinieren dieser Funktionsblocks. Wenn die Hardwarestruktur der Anzeigeverarbeitungseinheit 15 berücksichtigt wird, verursacht eine Vergrößerung des Schaltungsbereichs keine ernsthaften Probleme.
Es versteht sich, dass diese Funktionen unabhängig verwendet werden können. Z. B. kann ein Objektbild bewegt, und ein Bild deformiert werden, lediglich durch ausführen der Koordinatenberechnung. Mehrere Beispiele von Bildverarbeitungs-/Synthetisiervorgängen (bzw. Verbindungsvorgängen), die von den jeweiligen Funktionen ausgeführt werden, werden im Folgenden beschrieben.

Bildverarbeitung durch die Koordinatenberechnungsfunktion

Z. B. kann ein Bild so deformiert werden, dass es einer Welle ähnelt, wenn angenommen wird, dass eine Datenposition (x, y), die verwendet wird, um Bilddaten von dem Speicher unter Verwendung der Koordinatenberechnungsfunktion auszulesen wie folgt definiert ist.

(x', y') = x + sin (y.2π.t_buf/ROW).y_buf
In obiger Gleichung zeigt das Symbol "ROW" eine Größe eines Bildes entlang einer Längsrichtung an, das Symbol "y_buf" zeigt einen Betrag der Deformation des Bildes entlang einer Querrichtung an, und das Symbol "t_buf" zeigt einen Betrag der Deformation des Bildes entlang einer Längsrichtung an.
Fig. 2A zeigt ein Originalbild. Fig. 2B zeigt ein Bild, das in dem Fall t_buf = 2 und y_buf = 8 ausgebildet wird, und Fig. 2C zeigt ein Bild, das für den Fall t_buf = 6, y_buf = 8 ausgebildet wird. Wie oben beschrieben kann dann eine Bildanzeige erreicht werden, die im Vergleich mit einem solchen Bildanzeigevorgang, nämlich dass das Bild einfach angezeigt oder nicht angezeigt wird, als hochwertiger empfunden wird, erreicht werden. Während das Originalbild (Fig. 2A) allmählich deformiert wird, wenn kein Bild durch Kombination, z. B. der Blendingfunktion, angezeigt wird.

Komprimierung eines Bildes

In dem Fall, dass ein Originalbild komprimiert wird, kann eine Ausleseposition einfach nur durch Verwendung der Koordinatenberechnungsfunktion bestimmt werden, um das Bild zu auszudünnen. Alternativ kann z. B., wie in Fig. 2D gezeigt, während ein Averaging-Filter als der Raumfilter (SF) benutzt werden kann, ein Bild ausgebildet werden, das basierend auf dem Durchschnittswert komprimiert ist. In dem Beispiel von Fig. 2D wird das Originalbild auf 1/9 komprimiert.

Vergrößerung eines Bildes

In dem Fall, dass ein Originalbild vergrößert wird, kann das Originalbild mit hoher Bildqualität durch geeignetes verändern eines Koeffizienten eines Raumfilters vergrößert werden. Fig. 2E z. B. zeigt einen Fall, dass ein Bild zwei Mal vergrößert wird. Ein markierter Kreis zeigt einen Originalpixelwert an, und ein weißer Kreis zeigt einen Wert an, der mittels eines Filterverarbeitungsvorgangs bestimmt wird. Während eine 2 × 2- Matrix als ein Filter verwendet wird, wenn Filterkoeffizienten, wie in dieser Zeichnung angezeigt, bezüglich der Werte des Originalbildes verwendet werden, die in einem rechteckigen Bereich liegen, der mittels einer gestrichelten Linie hervorgehoben ist, um die jeweiligen weißen Kreise zu bestimmen, können die Werte des Originalbildes auf eine lineare Weise interpoliert werden. Somit kann eine hohe Bildqualität erreicht werden.

Antialiasing

In einem künstlichen Bild, wie z. B. einem animierten Bild, besteht eine erhöhte Möglichkeit, dass eine gezackte Kante (ein sogenanntes "jagy") bezüglich einer schrägen Linie erzeugt wird. Als ein Verfahren zum Korrigieren dieses "jagy" wird ein Antialiasingverfahren verwendet. Normalerweise wird ein Bereich mit einer Größe zwei oder drei Mal größer als ein notwendiger Bereich während dem Zeichenvorgang gezeichnet, und ein Durchschnittswert wird ausgegeben, so dass das Antialiasingverfahren ausgeführt wird. Dies wird "super sampling system" (bzw. Überabtastsystem) genannt. Aber da in diesem super sampling system der Bereich größer als der im aktuellen Fall gezeichnet wird, wird die Verarbeitungszeit davon merklich erhöht.
Folglich wird in dieser Ausführungsform das Antialiasing-Verfahren ausgeführt, wie in Fig. 3 gezeigt. Zunächst wird eine Kante erfasst, wobei ein Differentialfilter als ein Raumfilter 1 (SF1) verwendet wird. Ebenso wird ein verschwommenes Bild erzeugt, wobei ein Averaging-Filter als ein Raumfilter 2 (SF2) verwendet wird. Da mit großer Wahrscheinlichkeit ein sogenanntes "jagy" an einem Umgebungsabschnitt einer Kante erzeugt wird, wird ein verschwommenes Bild verwendet, und das Originalbild wird an Abschnitten mit Ausnahme dieses Kantenabschnitts einfach beibehalten. Gemäß dieses Antialiasing-Verfahrens ist nur der Kantenabschnitt verschwommen, so dass die Wirkung des Antialiasing-Verfahrens erreicht werden kann.

Ausbilden eines projizierten Bildes

Figs. 4A bis 4C zeigen den Fall, dass nur Daten von benötigten Koordinatenwerten durch Ausführen der Koordinatenberechnung ermittelt werden, um ein Bild zu erstellen. D. h. der Effekt einer Bildprojektion kann lediglich durch Ausdünnung (bzw. Thinning) der Bilddaten erreicht werden. Ein perspektivisches Empfinden kann dadurch erhöht werden, dass der Ausdünnungsbetrag entlang der Tiefenrichtung weiter erhöht wird, wobei ein Ausdünungsverfahren adaptiv von einer Tiefenrichtung hoch zu einer Richtung nach vorne verändert wird.

Quasi-Vogelperspektive

Fig. 5 zeigt den Fall, dass eine Quasi-Vogelperspektive von einer zweidimensionalen Karten unter Verwendung eines Verfahrens zur Erstellung eines Projektionsbildes ausgebildet wird. Während eine zweidimensionales Karte lediglich durch verändern der Ausleseposition gerollt (bzw. gescrollt) werden kann, kann ein dem Rollen einer zweidimensionalen Karte ähnliches Verfahren nicht verwendet werden, um eine Vogelperspektive zu rollen. Demzufolge muß eine solche Vogelperspektive für jeden Rahmen (bzw. Frame) nochmals gezeichnet (bzw. erzeugt) werden. Im Gegensatz dazu, kann gemäß der Gestaltung diese Ausführungsform das Rollen der Vogelperspektive unter Verwendung eines dem Rollen einer zweidimensionalen Karte ähnlichen Verfahrens ausgeführt werden, so dass die Vogelperspektive auf die Hochgeschwindigkeitsrollweise angezeigt werden kann.
Insbesondere wird ein Bereich, der größer ist als ein Anzeigebereich, von der Zeicheneinheit 11 gezeichnet, ähnlich dem Fall, wenn das zweidimensionale Kartenbild gerollt wird ((a) in Fig. 5), und dann werden die Bilddaten des gezeichneten Bereiches in dem Speicher 13 gespeichert. Dann werden in dem Fall, dass eine Vogelansicht ausgebildet wird, die zum Anzeigen der Vogelansicht benötigten Bilddaten von dem Speicher 13 ausgelesen, und dann wird ein Deformationsverarbeitungsvorgang bezüglich dieser ausgelesenen Bilddaten ausgeführt, um eine Vogelansicht in der Anzeigeverarbeitungseinheit 15 zu erzeugen. Da ein Ausdünnungsverarbeitungsvorgang in dem Deformationsverarbeitungsvorgang verwendet wird, wird ein Bild nach der Deformierung klein. Folglich werden Bilddaten, die einem größeren Bereich entsprechen von dem Speicher 13 ausgelesen ((b) in Fig. 5). Danach werden folgende Modifikationsverarbeitungsvorgänge 1 bis 3 bezüglich der gelesenen Bilddaten ausgeführt.
In dem Deformationsverarbeitungsvorgang 1 wird das ausgelesene Bild entlang einer Längsrichtung durch Ausführen eines Ausdünnungsverarbeitungsvorgangs komprimiert. In diesem Fall kann man sich folgende Ausdünnungsverfahren vorstellen. Das heißt z. B. kann das ausgelesene Bild auf eine einheitliche Weise ausgedünnt werden. Alternativ kann ein Ausdünnungsverhältnis eines oberen Abschnitts des ausgelesenen Bildes erhöht werden, wohingegen ein Ausdünnungsverhältnis eines unteren Abschnitts des ausgelesenen Bildes verringert werden kann.
In dem Deformationsverarbeitungsvorgang 2 bezüglich eines Bildes, das entlang der Längsrichtung komprimiert wurde, kann ein Ausdünnungsverhältnis von einem unteren Abschnitt zu einem oberen Abschnitt dieses Bildes erhöht werden, so dass ein trapezförmiges Bild ausgebildet werden kann.
In dem Deformationsverarbeitungsvorgang 3 wird ein Bereich, der eine Form (rechteckige Form in diesem Fall) entsprechend einer Figur eines Anzeigeschirms aufweist, von dem trapezförmigen Bild ((c) in Fig. 5) ausgeschnitten.
In dieser Ausführungsform werden, wenn dieser Deformationsverarbeitungsvorgang ausgeführt wird, nur Bilddaten ausgedünnt, die bezüglich der Bilddaten, die entlang der Rasterrichtung gelesen wurden, umgewandelt/angezeigt werden müssen, und die ausgedünnten Bilddaten werden direkt entlang der Rasterrichtung in die Koordinatenberechnungseinheit 155 ausgegeben. D. h., während "Bilddaten entlang einer Längsrichtung ausgedünnt werden", "Bilddaten entlang einer Querrichtung ausgedünnt werden", und auch "der notwendige Bereich berechnet wird", können nur Bilddaten verwendet werden, die schließlich benötigt werden.
Ferner kann eine Quasi-Vogelperspektive ausgebildet werden ((d) in Fig. 5), da dieses Schnittbild mit einem Objektbild eines Himmels verbunden (bzw. synthetisiert) ist.
Folglich wird die in dem Speicher 13 gespeicherte zweidimensionale Karte aufeinanderfolgend durch Verändern der Auslesepositionen davon ausgelesen, und dann werden die ausgelesenen zweidimensionalen Karten verarbeitet, um das obige Quasi-Vogelperspektive-Bild auszubilden. Somit kann das Quasi-Vogelperspektive-Bild, das angezeigt werden soll, mit hoher Geschwindigkeit ausgebildet werden, und auf gleichmäßige Weise gerollt werden.
Ferner sollte zur Kenntnis genommen werden, dass in einem Vogelperspektive-Bild ein Verfahren wirksam werden kann, in dem eine Nebelszene erscheint solange ein Betrachter geht, um ein perspektivisches Empfinden darzustellen. Deshalb kann, während die α-Blending-Funktion verwendet wird, ein eingeteiltes Bild erzeugt werden, in dem eine Karte in einem unteren Abschnitt des Bildschirms klar betrachtet werden kann, und eine Karte in der Umgebung des Horizonts innerhalb der Vogelperspektive verschwommen erscheint.

Andere

(1) Wenn der Bildverarbeitungsvorgang ausgeführt wird, ist die Menge an Daten, die verarbeitet werden, relativ groß, so dass ein solcher Bildverarbeitungsvorgang durch ausführen eines parallelen Verarbeitungsvorgangs (bzw. Pipeline-Verarbeitungsvorgangs) ausgeführt werden kann. Demzufolge ist die Anzeigeverarbeitungseinheit 15 mit mehreren Sätzen Rasterzwischenspeicher ausgestattet, die den Takten entsprechen, die benötigt werden, um die Bildverarbeitungsvorgänge auszuführen. Ein Rasterzwischenspeicher wird verwendet, um Bilddaten zu verarbeiten. Dann kann das Verbindungs-Timing der Bilddaten, die nicht verarbeitet werden, vorzugsweise so gestaltet werden, dass es mit dem Verbindungs-Timing der Daten zusammenfällt, die verarbeitet wurden, während die Bildverarbeitungsvorrichtung auf eine solche Weise gestaltet wird, dass Bilddaten innerhalb eines vorbestimmten Taktes durch paralleles Verarbeiten der Bilddaten (bzw. Pipelineing) ausgegeben werden können.
(2) Wie zuvor beschrieben ist der Wiederbeschreibvorgang der Bilddaten in den Speicher 13 nicht länger erforderlich, der im Stand der Technik benötigt wird, da der Verarbeitungs-/Verbindungsverarbeitungsvorgang von der Anzeigeverarbeitungseinheit 15 bezüglich der Bilddaten ausgeführt wird, die von dem Speicher 13 entlang der Rasterrichtung ausgelesen werden. Demzufolge kann das Bild mit hoher Geschwindigkeit erzeugt werden. Wenn das Bild allerdings von der Zeicheneinheit 11 neu gezeichnet wird, kann das Bild einfach mit hoher Qualität erhalten werden. Folglich könne, während der Verarbeitungs-/Verbindungsverarbeitungsvorgang von der Anzeigeverarbeitungseinheit 15 nur unter einer solchen Bildübergangsbedingung ausgeführt werden kann, die Bilddaten vorzugsweise von der Zeicheneinheit 11 unter der normalen Bedingung neu gezeichnet werden, d. h. nicht unter einer solchen Bildübergangsbedingung.
Es sollte auch zur Kenntnis genommen werden, dass ein Gefühl der Inkongruenz in dem angezeigten Bild auftreten kann, wenn der Anzeigezustand in dem Übergangsmodus in den Anzeigezustand in dem Normalmodus geschaltet wird, oder wenn der Anzeigezustand während des normalen Moduses in den Anzeigezustand während des Übergangsmoduses geschaltet wird, da sich die Bilder in dem Normalmodus und dem Übergangsmodus voneinander unterscheiden. Um das Auftreten dieses Inkongruenzgefühls zu vermeiden, wird der α-Blending-Vorgang von einer α-Blending-Einheit 154 der Anzeigeverarbeitungseinrichtung ausgeführt. D. h. in dem Fall, dass der Anzeigemodus von dem Normalmodus (gezeichnetes Bild wird angezeigt) in den Übergangsmodus (das Bild das von der Anzeigeverarbeitungseinheit 15 verarbeitet wurde, wird angezeigt) geschaltet wird, andernfalls wird der Anzeigemodus umgekehrt von dem Normalmodus in den Übergangsmodus geschaltet, werden beide Bilder, die bevor/nachdem der Anzeigemodus beendet wird, erhalten werden, von dem α-Blending-Verarbeitungsvorgang verarbeitet.
Während eine Ein-Bildschirm-Datenmenge von Bilddaten in dem Speicher 13 verbleibt, werden, wenn der Anzeigemodus verändert wird, beide Bilder, die durch ausführen des Zeichnungsvorgangs ausgebildet wurden (durch den Zeichnungsverarbeitungsblock 11), oder durch den Verarbeitungsvorgang (durch die Anzeigeverarbeitungseinheit 15) nach der Modusveränderung, von dem α-Blending-Verarbeitungsvorgang verarbeitet, um die Übergänge der angezeigten Bilder gleichmäßig zu gestalten. Demzufolge ist es möglich das Auftreten eines solchen Inkongruenzgefühles während der Modiwechsel zu verhindern.
In diesem Fall kann der Modusschaltvorgang basierend auf ein von außen zugeführtes Signal erreicht werden. Z. B. ist es vorstellbar, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung der obigen Ausführungsform in einem Navigationssystem angewendet wird. Wenn das so ist, dann kann die Bildverarbeitungsvorrichtung im Ansprechen auf ein von einer Navigationssteuereinheit, das in der Lage ist das gesamte System zu steuern, zugeführtes Anweisungssignal bestimmen, ob der vorliegende Betriebsmodus dem normalen Modus, oder dem Übergangsmodus entspricht.
Zusammenfassend kann die vorliegende Erfindung wie folgt beschrieben werden. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung (11, 13, 15) zeichnet ein Bild, speichert das gezeichnete Bild in einem Speicher, liest Bilddaten von dem Speicher entlang einer Rasterrichtung aus und führt einen für eine Anzeige bezüglich der gelesenen Bilddaten benötigten Verarbeitungsvorgang aus, um die verarbeiteten Bilddaten an eine Anzeigevorrichtung (17) auszugeben. Eine Anzeigeverarbeitungseinheit (15) führt einen Koordinatenberechnungsvorgang bezüglich der entlang der Rasterrichtung ausgelesenen Bilddaten aus. Demzufolge können die Bilddaten selbst im Übergangszustand von angezeigten Bildern mit hoher Geschwindigkeit ausgebildet werden.

Claims

1. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit:
Zeicheneinrichtung (11) zum Zeichnen eines Bildes;
Speichereinrichtung (13) zum Speichern des von der Zeicheneinrichtung gezeichneten Bildes; und
Anzeigeverarbeitungseinrichtung (15) zum Lesen der Bilddaten von der Speichereinrichtung entlang einer Rasterrichtung, und zum Ausführen eines Verarbeitungsvorgangs, der für eine Bildanzeige bezüglich der gelesenen Bilddaten benötigt wird, um die bearbeiteten Bilddaten an die Anzeigevorrichtung (17) auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung (15) einen Verarbeitungsvorgang ausführt, der eine Koordinatenberechnung bezüglich der entlang der Rasterrichtung ausgelesenen Bilddaten enthält.

2. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch:
eine Modusschaltsteuereinrichtung zum Schalten eines Verarbeitungsmodus in der Zeicheneinrichtung, und auch eines Verarbeitungsmodus in der Anzeigeverarbeitungseinrichtung, darauf basierend, ob die Bildverarbeitung in einem Bildübergangszustand betrieben wird,
wobei die Modusschaltsteuereinrichtung einen Übergangsmodusverarbeitungsvorgang ausführt, der sowohl den Verarbeitungsvorgang, als auch einen Bildschirmaufbauverarbeitungsvorgang durchführt, wenn der Bildverarbeitungsvorgang in dem Bildübergangszustand bearbeitet wird, und
wobei die Modusschaltsteuereinrichtung einen Normalmodusverarbeitungsvorgang ausführt, in dem ein Verarbeitungsvorgang entsprechend dem Verarbeitungsvorgang, welcher von der Anzeigeverarbeitungseinrichtung in dem Übergangsmodusverarbeitungsvorgang ausgeführt wird, von der Zeicheneinrichtung ausgeführt wird, und die Anzeigeverarbeitungseinrichtung eine Normalmodusverarbeitung ausführt, die den Bildschirmaufbauverarbeitungsvorgang bezüglich der Bilddaten durchführt, wenn der Bildverarbeitungsvorgang in einem anderen Zustand als dem Bildübergangszustand betrieben wird.

3. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall, dass der Verarbeitungsvorgang im Übergangsmodus und der Verarbeitungsvorgang im Normalmodus geschalten werden, die Anzeigeverarbeitungseinrichtung den Bildschirmaufbauverarbeitungsvorgang bezüglich beider Bilder auf eine solche Weise durchführt, dass das von dem Verarbeitungsvorgang erhaltene Bild, bevor die Modi geschalten werden, zu dem Bild auf ruckfreie Weise verbessert wird, das von dem Verarbeitungsvorgang erhalten wird, nachdem die Modi geschalten werden.

4. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung verarbeitetet/synthetisierte Bilddaten an die Anzeigevorrichtung und auch an die Speichereinrichtung ausgibt, und die Speichereinrichtung darin die Bilddaten nachdem sie verarbeitet/synthetisiert wurden speichert.

5. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zeicheneinrichtung ein Bild zeichnet, das durch ein Farbpalettensystem dargestellt ist, und dass das von dem Farbpalettensystem dargestellte Bild in der Speichereinrichtung gespeichert ist; und
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Bilddaten, die von der Speichereinrichtung entlang der Rasterrichtung ausgelesen werden, von Farbpalettendaten in RGB- Daten umwandelt, und danach sowohl den Verarbeitungsvorgang als auch den Bildschirmaufbauverarbeitungsvorgang bezüglich der RGB-Daten ausführt.

6. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung eine Zwischenspeichereinrichtung enthält, die eine kleinere Speicherkapazität als eine Bildspeichergröße des von der Zeicheneinrichtung gezeichneten Bildes aufweist;
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Bilddaten von der Speichereinrichtung in einer Rasterfolge liest, die für die Anzeige benötigt wird, und auch die Daten um die für die Bildanzeige benötigten Bilddaten liest, um die gelesenen Daten in die Zwischenspeichereinrichtung zu speichern; und
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung den Verarbeitungsvorgang durch verwenden sowohl der Bilddaten als auch der Daten um die Bilddaten ausführt.

7. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeichereinrichtung in der Lage ist darin Bilddaten zu speichern, die benötigt werden, um mehrere Zeilen von Bildern anzuzeigen.

8. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung enthält:
eine Bildverarbeitungseinheit (151);
eine Bildsynthetisiereinheit (153 bis 155);
einen Demultiplexer (152), der in der Lage ist Eingaben von sowohl der Bildverarbeitungseinheit als auch der Bildsynthetisiereinheit zu verteilen; und
einen Multiplexer (156), der in der Lage ist Ausgaben von sowohl der Bildverarbeitungseinheit als auch der Bildsynthetisiereinheit auszuwählen,
wobei eine von dem Multiplexer abgeleitete Ausgabe wieder auf den Demultiplexer angewendet wird.

9. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bildsynthetisiereinheit der Anzeigeverarbeitungseinrichtung eine Blending-Funktion mehrerer Bilder basierend auf einer Gleichung
ein Ausgangspixelwert = ein erster Bilddatenwert.dem Blendingkoeffizienten + dem zweiten Bilddatenwert.(1 - dem Blendingkoeffizienten) aufweist.

10. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung mehrere Sätze Zwischenspeicher aufweist, die in der Lage sind Bilddaten zu verarbeiten, die benötigt werden, um den Verarbeitungsvorgang auszuführen;
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung einen parallelen Verarbeitungsvorgang ausführt, so dass Bilddaten mit einem vorbestimmten Takt ausgegeben werden können; und
das Synthetisier-Timing der Bilddaten, die nicht verarbeitet werden so eingerichtet wird, dass es mit dem Synthetisier-Timing der Bilddaten zusammenfällt, die verarbeitet wurden.

11. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung in der Lage ist eine Raumfilterfunktion, eine Koordinatenberechnungsfunktion und eine Blending-Funktion auszuführen, und einen Verarbeitungsvorgang durch kombinieren der drei Funktionen ausführt.

12. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ein Objektbild bewegt, und das Objektbild durch verwenden sowohl der Koordinatenberechnungsfunktion als auch der Blending-Funktion darstellt/löscht.

13. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass während die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Koordinatenberechnungsfunktion benutzt, die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ein Bild durch auswählen von Bilddaten komprimiert, die von der Speichereinrichtung ausgelesen werden.

14. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ferner eine Down-Sampling Funktion (bzw. Verkleinerungsfunktion) aufweist, und ein Bild komprimiert, so dass die Bilddaten, die sequenziell von der Speichereinrichtung ausgelesen werden, mit einem vorbestimmtem Verhältnis ausgedünnt werden.

15. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass während die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Raumfilterfunktion verwendet, die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ein Bild durch anwenden eines Integralfilters auf die von der Speichereinrichtung ausgelesenen Bilddaten komprimiert.

16. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ferner eine Up-Sampling Funktion (bzw. Vergrößerungsfunktion) aufweist, und ein Bild vergrößert, so dass ein nullter Halteverarbeitungsvorgang bezüglich der Bilddaten ausgeführt wird, die sequenziell von der Speichereinrichtung ausgelesen werden, während die gleichen Daten in die gelesenen Bilddaten in einem vorbestimmten Verhältnis in dem nullten Halteverarbeitungsvorgang eingefügt werden.

17. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ein Bild durch verändern eines Raumfilterkoeffizienten vergrößert, der auf die von der Speichereinrichtung ausgelesenen Bilddaten angewendet wird, wobei die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Raumfilterfunktion verwendet.

18. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bildverarbeitungseinrichtung einen Differentialfilter bezüglich der von der Speichereinrichtung ausgelesenen Bilddaten anwendet, um eine Kante davon zu extrahieren, wobei die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Raumfilterfunktion verwendet, und ferner darauf einen Integralfilter anwendet, um ein verschwommenes Bild zu erhalten; und
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung einen Verarbeitungsvorgang ausführt, der in der Lage ist einen Antialiasing-Effekt durch Synthtisieren des verschwommenen Bildes mit dem relevanten Bild zu bewirken, das nicht unter Verwendung der Informationen bezüglich der extrahierten Kante verarbeitet wird.

19. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ein Projektionsbild durch ausdünnen der Bilddaten ermöglicht, die von der Speichereinrichtung ausgelesen werden, wobei die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Koordinatenberechnungsfunktion verwendet.

20. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ein Ausdünnungsverhältnis basierend auf einem Projektionswinkel des Bildes bestimmt, und ferner einen Effekt des perspektivischen Empfindens erhöht, durch adaptives Verändern der Ausdünnungsverhältnisse auf der zum Betrachtungspunkt nahen Seite und der zum Betrachtungspunkt entfernten Seite.

21. Ein Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass während eine zweidimensionales Karte in der Speichereinrichtung gespeichert ist, die Anzeigeverarbeitungseinrichtung ein Bild ausbildet, das perspektivisches Empfinden durch Projektion der zweidimensionalen Karte vermittelt, die von der Speichereinrichtung ausgelesen wird, und dann eine Quasi-Vogelperspektive auf eine solche Weise erzeugt, dass ein Teil des Bildes, das das perspektivische Empfinden vermittelt, ausgeschnitten wird, und der ausgeschnittene Bildabschnitt mit einem Objektbild synthtisiert wird, das einen Himmel zeigt.

22. Die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zeicheneinrichtung die zweidimensionale Karten zeichnet, die einen Bereich aufweist, der breiter ist als ein Anzeigebereich, der auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden soll, und dann die gezeichnete zweidimensionale Karten in der Speichereinrichtung speichert; und
die Anzeigeverarbeitungseinrichtung sequenziell einen Abschnitt der in der Speichereinrichtung gespeicherten zweidimensionalen Karte ausliest durch verändern der Ausleseposition davon, ein Bild ausbildet, das ein perspektivisches Empfinden durch Projektion jeder der ausgelesenen Bilder vermittelt, und einen Roll-Anzeigeverarbeitungsvorgang einer Quasi-Vogelperspektive auf eine solche Weise ausführt, dass ein Abschnitt des Projektionsbildes ausgeschnitten wird, und der Projektionsbildabschnitt mit dem Objektbild des Himmels synthetisiert wird.

23. Ein Programm, das einen Computer veranlasst, eine Funktion der Bildverarbeitungsvorrichtung auszuführen, wie in einem der Ansprüche 1 bis 22 erwähnt.