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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.
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Es
gibt viele Fälle,
dass Menüleisten
und Ähnliches
Bilddarstellungen überlagern,
die einen Hintergund 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.
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Ein
in einem Stand der Technik vorgeschlagener Prozesslauf ist in 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 Speichersteuer einheit 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.
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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.
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Die
Druckschrift A. Iwainsky, W. Wilhelmi: Lexikon der Computergrafik
und Bildverarbeitung, Vieweg, 1994, S. 35-40, 56-58, 77, 144, 145, 171-174,
236, 249 u. 250, ISBN 3-528-05342-9, offenbart eine Bildverarbeitungsvorrichtung
mit Mitteln zum Eingeben/Zeichnen eines Bilds als Zeicheneinrichtung
und Speichereinrichtungen zum Speichern des Bildes und einer Anzeigeverarbeitungseinrichtung
in Form eines Raster-Displays, welches die Bilddaten in Form von
Pixeln in der Regel in einem Raster geliefert bekommt. Des Weiteren
ist aus der Druckschrift bekannt, dass die Anzeigeverarbeitungseinrichtung
einen. Verarbeitungsvorgang ausführt,
der eine Koordinatenberechnung bezüglich der entlang der Rasterrichtung
aufgelesenen Bilddaten enthält.
Wenn ein anzuzeigendes Bild verändert
werden soll, so werden die in der Speichereinrichtung abgespeicherten
Bilddaten geeignet verändert
und die veränderten
Bilddaten wiederum in der Speichereinrichtung abgespeichert, um
daraufhin von der Anzeigeverarbeitungseinrichtung für eine Anzeige
auf einer Anzeigevorrichtung aufbereitet zu werden. Zur Anzeige
einer Abfolge mehrerer veränderter
Bilder muss jedoch jedes Mal nach dem Überschreiben der Speichereinrichtung
und einem Auslesen der veränderten
Bilddaten durch die Anzeigeverarbeitungseinrichtung die Speichereinrichtung
von der Zeicheneinrichtung erneut mit Bilddaten versorgt werden.
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Die
JP 2000-188752 (A) ,
welche der
US 6665001
B1 entspricht, offenbart eine Bildverarbeitungsvorrichtung
mit einer Zeicheneinrichtung zum Zeichnen eines Bilds, einer Speichereinrichtung
zum Speichern des von der Zeicheneinrichtung gezeichneten Bilds,
und einer Anzeigeverarbeitungseinrichtung zum Lesen der Bilddaten
von der Speichereinrichtung.
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In
der Druckschrift J. D. Foley: Grundlagen der Computergraphik, Addison-Wesley,
1994, S. 514-518, ISBN 3-89319-647-1,
wird darüber
hinaus der Scanline-Algorithmus näher dargelegt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine aus der oben angeführten Druckschrift
A. Iwainsky, W. Wilhelme: Lexikon der Computergrafik und Bildverarbeitung
bekannte Bildverarbeitungsvorrichtung derart weiterzubilden, dass
auch bei einer Veränderung
eines anzuzeigenden Bilds eine Anzeige mit hoher Geschwindigkeit
ermöglicht
wird.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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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
Koordinatenberechtungsvorgang 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.
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Die
Anzeigeverarbeitungseinrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass
in einem Übergangsmodus,
bei welchem dasselbe Bild in Folge nacheinander verzerrt wiedergegeben
wird, sowohl der Verarbeitungsvorgang, bei welchem ein Raumfilter
bzw. eine Koordinatenberechnung aktiv ist, als auch ein Bildaufbauverarbeitungsvorgang,
bei welchem eine α-Blending-Einheit
aktiv ist, ausgeführt
werden, um eine Inkongruenz zu beseitigen, die auf das Umschalten
von Bildern auf der Anzeige auftritt. Demgegenüber führt die Anzeigeverarbeitungseinrichtung
in einem Normalmodus lediglich den Bildaufbauverarbeitungsvorgang
mittels der α-Blending-Einheit
aus. Durch Differenzierung der Ausführung der Anzeigeverarbeitungseinrichtung
in Abhängigkeit
unterschiedlicher Modi wird eine Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit
erzielt.
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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.
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1A ist
ein schematisches Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und 1B ist
ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Stand
der Technik zeigt;
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2A bis 2C sind
erläuternde
Diagramme, die Anzeigebeispiele zeigen, 2D ist
ein Erzeugungsbeispiel eines komprimierten Bildes und 2E ist ein Erzeugungsbeispiel eines vergrößerten Bildes
unter Verwendung einer Koordinatenberechnungsfunktion, die von der
Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform verwirklicht wird;
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3 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das ein Erzeugungsbeispiel eines Antialiasing-Bildes zeigt, das
von der Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform ausgebildet wird;
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4A bis 4C sind
erläuternde
Diagramme, die Erzeugungsbeispiele eines Projektionsbildes zeigen,
das von der Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform
ausgebildet wird; und
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5 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das einen Roll-Vorgang
bzw. einen Scrollvorgang einer Vogelperspektive zeigt, ausgebildet
von der Bildverarbeitungsvorrichtung der Ausführungsform.
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Bezug
nehmend auf 1A ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung
dieser Ausführungsform
ausgestattet mit einer Zeicheneinheit 11, einem Speicher 13 und
einer Anzeigeverarbeitungseinheit 15 für eine Anzeigevorrichtung 17.
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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.
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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 156. Diese
Umwandlungseinheit 151 wandelt durch ein Farbpalettensystem
dargestellte Bilddaten in RGB-Daten um. Der Demultiplexer 152 verteilt
eine Eingabe an drei Arten von Verarbeitungseinheiten, d. h. die
Raumfiltereinheit 153, die α-Blending-Einheit 154 und
die Koordinatenberechnungseinheit 155. Der Multiplexer 156 wählt Ausgaben
von diesen Verarbeitungseinheiten 153, 154 und 155 aus.
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Alternativ
kann der Demultiplexer 152 die entschachtelten Bilddaten
an den Multiplexer 156 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 156 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.
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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.
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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.
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Im
Falle der in 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.
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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.
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Im
Gegensatz zu der in 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.
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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
synthetisiert (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.
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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
synthetisiert (bzw. verbunden) werden.
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Folglich
wird in dem Fall α =
1 nur die Ebene "b" angezeigt. In dem
Fall α =
0 wird nur die Ebene "a" angezeigt.
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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.
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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.
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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.
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[Bildverarbeitung durch die Koordinatenberechnungsfunktion]
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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
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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.
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2A zeigt
ein Originalbild. 2B zeigt ein Bild, das in dem
Fall t_buf = 2 und y_buf = 8 ausgebildet wird, und 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 (2A) allmählich deformiert wird, wenn kein
Bild durch Kombination, z. B. der Blendingfunktion, angezeigt wird.
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[Komprimierung eines Bildes]
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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 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 2D wird
das Originalbild auf 1/9 komprimiert.
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[Vergrößerung eines
Bildes]
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In
dem Fall, dass ein Originalbild vergrößert wird, kann das Originalbild
mit hoher Bildqualität durch
geeignetes Verändern
eines Koeffizienten eines Raumfilters vergrößert werden. 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.
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[Antialiasing]
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In
einem künstlichen
Bild, wie z. B. einem animierten Bild, besteht eine erhöhte Möglichkeit, dass
eine gezackte Kante (ein sogenanntes "jagt") bezüglich einer
schrägen
Linie erzeugt wird. Als ein Verfahren zum Korrigieren dieses "jagt" 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.
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Folglich
wird in dieser Ausführungsform
das Antialiasing-Verfahren ausgeführt, wie in 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 "jagt" 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.
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[Ausbilden eines projizierten Bildes]
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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 Ausdünungs verfahren adaptiv
von einer Tiefenrichtung hoch zu einer Richtung nach vorne verändert wird.
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[Quasi-Vogelperspektive]
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5 zeigt
den Fall, dass eine Quasi-Vogelperspektive von einer zweidimensionalen
Karten unter Verwendung eines Verfahrens zur Erstellung eines Projektionsbildes
ausgebildet wird. Während eine
zweidimensionale 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
dieser 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.
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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 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 5).
Danach werden folgende Modifikationsverarbeitungsvorgänge 1 bis
3 bezüglich
der gelesenen Bilddaten ausgeführt.
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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.
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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.
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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 5)
ausgeschnitten.
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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., wäh rend "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.
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Ferner
kann eine Quasi-Vogelperspektive ausgebildet werden ((d) in 5),
da dieses Schnittbild mit einem Objektbild eines Himmels verbunden (bzw.
synthetisiert) ist.
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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.
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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.
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[Andere]
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(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. Pipelining) ausgegeben werden können.
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(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 könnnen,
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.
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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 Modus in den Anzeigezustand während des Übergangsmodus geschaltet wird,
da sich die Bilder in dem Normalmodus und dem Übergangsmodus voneinander unterscheiden.
Um das Auftreten dieser Inkongruenz 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.
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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.
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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.
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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.