ES2210461T3 - Metodos y aparatos para transmitir datos de imagenes, tratamiento de imagenes y medios de registro para ello. - Google Patents

Abstract

UN SISTEMA DE PROCESAMIENTO DE DATOS EN DONDE LOS DATOS DE UNA IMAGEN, EN LOS CUALES ESTA ASIGNADO UN VALOR REPRESENTATIVO DE LA TRANSPARENCIA COMO UN VALOR DE PIXEL, SE TRANSMITEN DESPUES DE HABER SIDO COMPRIMIDOS, EN TERMINOS DE DATOS DE LA IMAGEN CORRESPONDIENTE A UN TAMAÑO PREDETERMINADO Y PREESTABLECIDO DE UN AREA DE LA IMAGEN, COMO UNA UNIDAD. LOS DATOS AUXILIARES, QUE ESPECIFICAN SI CADA UNO DE LOS PIXELES DE LOS DATOS DE LA IMAGEN ORIGINAL DE LA UNIDAD DE DATOS DE LA IMAGEN ES TRANSPARENTE U OPACO, SE TRANSMITEN EN CORRELACION CON LOS DATOS COMPRIMIDOS DE LA IMAGEN, COMO LA UNIDAD. AL EXPANDIRSE LOS DATOS DE LA IMAGEN COMPRIMIDA, UN PIXEL QUE ESTABA CONFIGURADO COMO UN PIXEL TRANSPARENTE POR MEDIO DE LOS DATOS AUXILIARES, SE ESTABLECE FORZOSAMENTE COMO UN PIXEL TRANSPARENTE, SIN CONSIDERAR LOS DATOS EXPANDIDOS DE LA IMAGEN.

Description

Métodos y aparatos para transmitir datos de imágenes, tratamiento de imágenes y medios de registro para ello.

Este invento se refiere en general a métodos y aparatos para el tratamiento de datos de imagen y, más en particular pero no con carácter exclusivo, a sistemas para presentación en tiempo real de objetos tridimensionales.

En una máquina típica de juegos de TV para uso doméstico, en un ordenador personal o en un ordenador para gráficos, un dispositivo de tratamiento de imagen para generar datos de imagen entregados como salida a un receptor de TV o a un monitor que reciba datos para presentación visual, está constituido por una memoria de uso general, una unidad de tratamiento central (en adelante CPU) y otros equipos para integración a gran escala (en adelante LSI) para tratamiento, interconectados sobre un bus. Un dispositivo especializado para dibujo de imagen está instalado entre la CPU y una memoria intermedia de tramas mirando en la dirección del flujo de datos de imagen para dibujo, con el fin de facilitar el tratamiento a gran velocidad.

En el sistema anteriormente descrito, la CPU no accede directamente a una memoria intermedia de tramas como una memoria de presentación visual asociada con una pantalla de presentación visual. En su lugar, la CPU realiza un tratamiento de geometría, tal como una transformación de coordenadas, recortaduras o cálculos de fuente de luz, para definir un modelo tridimensional como una combinación de figuras unitarias básicas (polígonos) tales como triángulos o cuadriláteros, con el fin de producir una orden de dibujo de una imagen tridimensional. La CPU envía la orden de dibujo de imagen sobre un bus externo a un dispositivo adecuado de dibujo.

La orden de dibujo incluye información tal como la forma, posición, dirección, color o la pauta del polígono a dibujar. La forma, posición o la dirección del polígono vienen determinadas por las coordenadas de los puntos de vértice del polígono.

Para presentar visualmente un objeto tridimensional, en primer lugar se descompone el objeto en una pluralidad de polígonos. La CPU produce una orden de dibujo para cada uno de estos polígonos. Las órdenes de dibujo así generadas se transmiten entonces sobre un bus a un dispositivo de dibujo de imagen que ejecuta las órdenes de dibujo con el fin de escribir datos de presentación visual en la memoria intermedia de tramas para presentar visualmente el objeto tridimensional elegido como objetivo.

Para representar el objeto de un modo más realista, se usa una técnica conocida como un establecimiento de correspondencia de textura o establecimiento de correspondencia mip, en la que se lee una pauta de imagen prefijada y se modifica el interior del polígono usando la pauta de imagen.

Existe también una técnica bien conocida de variar el color de la presentación visual mediante la conversión de los datos de color de una imagen por medio de una tabla de consulta de color (en adelante CLUT) que tiene registrados en ella datos para consulta de color.

En la máquina de juego de TV para uso doméstico o en un LSI de tratamiento que constituye un ordenador personal, se han hecho intentos de perfeccionar las prestaciones mediante la aceleración de la frecuencia de funcionamiento o la reducción de la escala de circuito sin aumentar el coste. Sin embargo, la capacidad usual de una memoria de bajo coste de uso general no aumenta significativamente mediante el aumento de la velocidad de entrada. Por tanto, en una máquina de juegos de TV para uso doméstico, o en un ordenador personal, la capacidad de memoria demuestra ser un cuello de botella.

En particular, para el establecimiento de correspondencia de textura que use una imagen de gran calidad preparada con antelación en una estación de trabajo de alta calidad (pauta de pre-reproducción) como una pauta de textura, es necesario retener en una memoria todas las pautas que constituyen un segmento de una imagen móvil. Sin embargo, en este caso, cuanto más alta sea la resolución de la pauta de textura, más significativamente se reducirá la capacidad disponible de memoria.

Por consiguiente, se emplea un método para retener la pauta de textura en una memoria de una forma comprimida y leer los datos de la pauta comprimida de textura cada vez que se usan los datos, y de expandir (descongelar) los datos comprimidos usando un dispositivo especializado de expansión de imagen.

A título de ejemplo, una pauta típica de textura está constituida por datos de imagen de un área de imagen dimensionada con 64 píxeles verticales por 64 píxeles horizontales. Sin embargo, como la pauta de textura no es necesariamente de forma rectangular, los píxeles no dibujados, es decir, los píxeles transparentes, no necesitan configurarse en los datos de imagen del área rectangular de imagen para representar la pauta requerida de textura.

Así, en el dispositivo de dibujo, se requiere un método para discriminar estos píxeles no dibujados en los datos de la textura del área rectangular. Con ese fin, se proporciona por separado la información denominada un plano \alpha, de la misma área de pantalla para representar transparencia.

\newpage

No obstante, como el dispositivo de dibujo necesita realizar el tratamiento para dibujo usando el plano \alpha, la información sobre el plano \alpha necesita almacenarse conjuntamente con los datos de imagen de textura en la memoria, lo cual exige una mayor capacidad de memoria.

Con el fin de evitar dichos requisitos de aumento de capacidad de memoria, se ha propuesto también prefijar valores especiales que representen la transparencia para cada valor de píxel, tales como (R, V, A) = (0, 0, 0) en el caso en que los valores de píxel estén representados por tres colores fundamentales de rojo (R), verde (V) y azul (A). El dispositivo de dibujo no reescribe entonces el valor de la memoria intermedia de trama si el valor de píxel es el valor anterior para la imagen de presentación visual, siendo entonces transparente el píxel en la imagen de textura.

Sin embargo, en general es irreversible la compresión de alto rendimiento para datos de imagen, tales como datos de imagen de textura, de tal manera que ocasionalmente se pueden descodificar partes transparentes como si fuesen opacas, en cuyo caso las partes de píxel opacas se presentan como ruido en el borde periférico de la pauta de textura.

Por otra parte, en un sistema en el que se usa un valor especial como un valor de píxel para representar transparencia, y un píxel opaco se cambia repentinamente a un píxel transparente no dibujado, en ocasiones se produce un ruido distorsionado, o el ruido denominado "de distorsión", en un borde de una pauta de textura cundo se presenta visualmente una pauta de textura a una escala reducida o a una escala ampliada. Esto es similar al fenómeno que ocurre en el caso de una síntesis insatisfactoria de imagen que emplea un fondo azul de una tonalidad croma en emisiones de televisión.

De acuerdo con lo anterior, ha existido durante mucho tiempo una necesidad de métodos y aparatos perfeccionados para solucionar el problema anteriormente expuesto en el que una imagen de gran calidad, tal como una pauta de textura pre-reproducida, suministrada como una imagen, se deteriora cuando se dibuja para presentación visual. El presente invento satisface claramente esta necesidad.

El documento JP-A-07/240845 (en el que se basan las partes de pre-caracterización de las reivindicaciones 1 y 12 de la presente memoria) describe un compresor y expansor de imagen que se ha diseñado para evitar la aparición de ruido en un elemento transparente de imagen. El documento US-A- 5 327 509 describe un generador de imagen para reproducción de textura que permite generar píxeles reproducidos de forma translúcida.

En las reivindicaciones 1, 12 y 19 se exponen aspectos respectivos del presente invento.

A título de ejemplo, y no necesariamente con carácter limitativo, una característica de la realización preferida del presente invento descrita más adelante en la presente memoria proporciona un sistema de transmisión de datos de imagen para transmitir datos de imagen en el que se asigna un valor que representa transparencia de un píxel, comprimiéndose los datos de imagen en función de datos de imagen que corresponden a un tamaño prefijado y predeterminado de un área de imagen como una unidad, y para transmitir datos auxiliares especificando si cada píxel de los datos de imagen originales de la unidad de datos de imagen es transparente u opaco en correlación con los datos comprimidos de imagen.

De acuerdo con esta característica de la realización preferida del invento, un píxel configurado como un píxel transparente por los datos auxiliares en la expansión de los datos comprimidos de imagen se configura obligatoriamente como un píxel transparente sin tener en cuenta los datos expandidos de imagen.

Con dicho método de transmitir datos de imagen, si un píxel que debería ser transparente se convierte en opaco por error en la expansión y descodificación de datos de imagen de datos comprimidos, dicho píxel se convierte obligatoriamente en un píxel transparente. Los datos expandidos de imagen, corregidos de ese modo, se guardan en la memoria y se usan para dibujar mediante un dispositivo de dibujo. Por tanto, resulta innecesario guardar los datos auxiliares en una memoria, por lo que se puede eliminar la capacidad de memoria correspondiente a los datos auxiliares. Adicionalmente, puesto que la parte inherentemente transparente se dibuja siempre como una parte transparente, se reduce el ruido debido a compresión irreversible en la imagen regenerada.

La realización preferida del presente invento proporciona también un sistema de tratamiento de imágenes en el que se asigna un valor que representa transparencia como un valor de píxel y el dibujo realizado incluye transparencia, en el que un píxel opaco que esté próximo al píxel transparente se dibuja como un píxel semitransparente.

Con dicho sistema de tratamiento de imágenes, un píxel que sea vecino al píxel transparente se convierte obligatoriamente en un píxel semitransparente, con lo que se reduce el ruido de distorsión.

En consecuencia, las realizaciones del presente invento satisfacen una necesidad existente hace mucho tiempo en la técnica de un método y aparato para transmitir y tratar datos de imagen, y un medio de registro para los mismos, que obvian los problemas anteriormente mencionados de ruido de imagen y la manipulación de los datos de transparencia de píxel.

A continuación se describe el invento a título de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, a lo largo de los cuales a las partes análogas se les hace referencia por referencias análogas, y en los que:

La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una máquina de juego que lleva a la práctica un dispositivo de tratamiento de imágenes de acuerdo con el presente invento;

La Figura 2 muestra el aspecto físico externo de la máquina de juego mostrada en la Figura 1;

La Figura 3 ilustra un sistema para tratar datos comprimidos de imagen de acuerdo con una realización del presente invento;

La Figura 4 es un diagrama de bloques para un procesador de registro en un sistema de transmisión de datos de imagen de acuerdo con el presente invento;

La Figura 5 ilustra una imagen original y una unidad de tratamiento para la misma en una realización del presente invento;

La Figura 6 ilustra datos auxiliares usados para el tratamiento de la imagen de la Figura 5;

La Figura 7 ilustra datos cuando se registra la imagen original de la Figura 5;

La Figura 8 ilustra una unidad de tratamiento de datos comprimidos de imagen en una realización del presente invento;

La Figura 9 ilustra un ejemplo de la pauta de imagen original de una unidad de tratamiento de datos comprimidos de imagen en una realización del presente invento;

La Figura 10 ilustra datos auxiliares anexados a la pauta de imagen de la Figura 9;

La Figura 11 ilustra una tabla de conversión de color para el formulario de color de índice;

La Figura 12 ilustra un ejemplo de un formato de datos durante el registro de datos comprimidos de imagen en una realización del presente invento;

La Figura 13 es un diagrama de bloques para ilustrar la manipulación de datos durante el registro de los datos comprimidos de imagen, en una realización del presente invento;

La Figura 14 ilustra el ruido generado en los datos de imagen por compresión irreversible;

La Figura 15 ilustra una pauta de imagen después de eliminar el ruido generado por compresión irreversible, en una realización del presente invento;

La Figura 16 es un diagrama de flujo para conversión a unos datos de formulario de color de índice;

La Figura 17 es un diagrama de flujo para tratamiento de dibujo que incluye tratamiento semitransparente; y

La Figura 18 ilustra el tratamiento semitransparente.

Refiriéndose ahora a los dibujos, los números análogos de referencia designan partes análogas o correspondientes a lo largo de todas las figuras de los dibujos.

El presente invento se explica, a título de ejemplo, en el contexto de una máquina de juego de televisión.

En la Figura 1 se muestra una realización de una máquina de juego de televisión que tiene una función tridimensional de gráficos y una función de reproducción de imágenes móviles de acuerdo con el presente invento.

En la Figura 2, se muestra una máquina 1 de juego que incluye una parte principal de cuerpo de la máquina de juego y un terminal 2 de control que constituye una parte de entrada de usuario. El terminal 2 de control está conectado a la parte principal de cuerpo de la máquina 1 de juego mediante la interconexión de un enchufe conector 4 fijado en un parte delantera de un cable 3 conectada a su vez al terminal 2 de control y a una clavija conectora 5A de la parte principal de cuerpo de la máquina 1 de juego. En la presente realización, se han provisto dos clavijas conectoras 5A y 5B en la parte principal de cuerpo de la máquina 1 de juego, por lo que se conectarán dos terminales 2 de control a la parte principal de cuerpo de la máquina 1 de juego para proporcionar un juego para los rivales.

Con este tipo de máquina de juego, se puede disfrutar del juego cargando en la parte principal de cuerpo de la máquina 1 de juego un dispositivo auxiliar de almacenamiento, tal como un disco CD-ROM 6, en el que se habrán escrito un programa de juego o datos de imagen.

Con referencia de nuevo a la Figura 1, la máquina de juego de la presente realización tiene dos buses de sistema, a saber, un bus principal 10 y un bus auxiliar 2. El intercambio de datos entre el bus principal 10 y el bus auxiliar 20 se controla mediante un controlador 30 de bus.

Al bus principal 10 están conectados una CPU principal 11, un descodificador 13 de expansión de imagen, un pre-procesador 14, un procesador 15 de dibujo y un controlador principal de acceso directo de memoria (en adelante DMA) 16. Una memoria 17 de tratamiento está conectada al procesador 15 de dibujo incluyendo una memoria intermedia de tramas para datos de presentación visual (memoria de tramas) y un convertidor digital analógico (en adelante D/A). Una señal analógica de vídeo procedente del procesador 15 de dibujo se descarga como salida a un terminal 18 de salida de vídeo. Este terminal 18 de salida de vídeo está conectado a un dispositivo de presentación visual, tal como una pantalla de tubo de rayos catódicos, de una manera no mostrada.

Al bus auxiliar 10 están conectados una CPU auxiliar 21, una submemoria 22, un accesorio 23 de memoria de sólo lectura (en adelante ROM), un controlador auxiliar DMA 24, un procesador 25 para tratamiento de sonido, una unidad 26 de entrada, un dispositivo 27 de almacenamiento auxiliar y una unidad 28 de interfaz de comunicación para la expansión del sistema. En la presente realización, el dispositivo 27 de almacenamiento auxiliar incluye un descodificador 41 de CD-ROM y un activador 42 de CD-ROM. En el accesorio ROM 23 está almacenado un programa para iniciar el funcionamiento como la máquina de juego. Al procesador 25 de sonido está conectada una memoria 25M para tratamiento de sonido. El procesador 25 de sonido incluye un convertidor D/A que suministra una señal analógica de sonido que se descarga como salida a un terminal 29 de salida de sonido.

El dispositivo 27 de almacenamiento auxiliar descodifica un programa de aplicación, tal como un programa de juego, y datos, registrados en el disco CD-ROM 6, se cargan en el activador 42 de CD-ROM. En el disco 6 de CD_ROM, hay también registrados datos de imagen de una imagen móvil comprimida o de una imagen fija, y datos de imagen de la imagen de textura que modifica el polígono. El programa de aplicación del disco CD-ROM 6 incluye también una orden de dibujo de polígono.

La unidad 26 de entrada incluye también un terminal 2 de control como los medios de entrada de usuario anteriormente mencionados, un terminal de entrada para señales de vídeo y un terminal de entrada para señales de sonido.

La CPU principal 11 gestiona y controla diversas partes del lado del bus principal. La CPU principal realiza también parte del tratamiento en el caso de dibujar un objeto como un conjunto de una gran cantidad de polígonos. La CPU principal 11 formula en la memoria principal 12 una cadena de órdenes de dibujo para generar una imagen de dibujo para una pantalla, como se explicará subsiguientemente. El intercambio de datos entre la CPU principal 11 y el bus principal 10 se realiza basándose en el paquete de datos para permitir transferencia de
ráfagas.

La memoria principal 12 incluye, para datos de imagen de la imagen móvil y de la imagen fija, un área de memoria para datos comprimidos de imagen y un área de memoria para datos expandidos y descodificados de imagen. La memoria principal 12 incluye también un área de memoria para datos de gráficos, tales como una cadena de órdenes de dibujo (denominada una memoria intermedia de paquetes). Esta memoria intermedia de paquetes se usa para configurar una cadena de órdenes de dibujo mediante la CPU 11 y para transferir la cadena de órdenes de dibujo al procesador de dibujo. Esta memoria intermedia de paquetes se usa para configurar la cadena de órdenes de dibujo mediante la CPU principal 11 y para transferir la cadena de órdenes de dibujo al procesador 15 de dibujo.

El descodificador 13 de expansión de imágenes expande datos comprimidos de imagen móvil reproducidos del disco CD-ROM 6 y transferidos a la memoria principal, y datos comprimidos de pautas de textura contenidos en la memoria principal 12. Como en la presente realización se usa el sistema de compresión de imágenes del Grupo 2 de Expertos en Imágenes Móviles (en adelante MPEG2 ), el descodificador 13 de expansión de imágenes tiene también una pauta correspondiente de descodificador, como también se explicará subsiguientemente.

En una etapa de salida del descodificador 13 para expansión de imagen, se ha provisto una unidad 50 de compresión instantánea capaz de efectuar compresión/expansión instantánea (sustancialmente en tiempo real) que tiene una velocidad de compresión de, por ejemplo, 1/4 a 1/2. El descodificador 13 para expansión de imagen puede seleccionar, como un formulario de salida de sus datos de imagen de salida, un primer formulario de datos de salida de recuantificación de los valores de los píxeles de los datos de imagen y entregar como salida los valores recuantificados de píxeles o un segundo formulario de datos de salida de convertir los píxeles a datos de índice que especifiquen los colores próximos a los píxeles a partir de un número prefijado de colores limitados de reproducción, cualquier cosa que sea adecuada al tratamiento ejecutado por el procesador 15 de dibujo. Al primer formulario de datos de salida y al segundo formulario de datos de salida se les denominará en la presente memoria un formulario de color directo y un formulario de color de índice, respectivamente.

El procesador 15 de dibujo ejecuta la orden de dibujar transferida de la memoria principal 12 para almacenar los resultados en la memoria de tramas. Los datos de salida leídos de la memoria de tramas se descargan como salida a través de un convertidor D/A a un terminal 18 de salida de vídeo de manera que se presenten visualmente en la pantalla del dispositivo de monitor de imágenes.

Si el formulario de salida de los datos de imagen recibidos de la memoria principal 12 es de la forma de un formulario de color directo, el procesador 15 de dibujo almacena directamente los valores recuantificados de píxeles en la memoria de tramas. Si el formulario de salida de los datos de imágenes recibidos de la memoria principal 12 es de la forma de un formulario de color de índice, el procesador 15 de dibujo realiza el tratamiento de convertir los datos de imagen en datos correspondientes de color representativo. Para este fin, el procesador 15 de dibujo puede almacenar una tabla de consulta de color (en adelante CLUT) que es una tabla de conversión entre los datos de índice y los datos de color representativo.

El pre-procesador 14 está construido como un procesador que tiene la CPU y se ha diseñado para compartir una parte del tratamiento realizado por la CPU principal 11. Por ejemplo, el pre-procesador 14 puede realizar ocasionalmente el tratamiento que consiste en convertir los datos de polígonos en datos de coordenadas bidimensionales para presentación visual.

En la presente realización, se ha provisto una unidad 60 de descongelación instantánea entre el pre-procesador 14 y el bus principal 10 para descongelar la compresión realizada por la unidad 50 de compresión instantánea.

A continuación se describe el tratamiento básico realizado por la presente máquina de juego.

Si se ha conectado la fuente de alimentación para la máquina de juego mostrada en la realización de la Figura 1, y se ha cargado un disco CD-ROM en la parte principal de cuerpo de la máquina 1 de juego, la CPU auxiliar ejecuta un programa de inicialización para ejecutar el programa. Los datos de registro del disco CD-ROM 6 se toman entonces mediante las siguientes etapas del procedimiento.

Es decir, en el dispositivo 27 de almacenamiento auxiliar, los datos comprimidos de imagen, orden de dibujar y el programa a ejecutar por la CPU principal 11 se leen del disco CD-ROM 6 por medio de un activador 42 de CD-ROM y de un descodificador 41 de CD-ROM con el fin de ser cargados temporalmente por el controlador sub-DMA 24 en la sub-memoria 22.

Los datos tomados por la sub-memoria 12 son transferidos por el controlador sub-DMA, controlador 30 de bus y controlador principal DMA a la memoria principal 12. Entretanto, la CPU auxiliar se configura para acceder directamente la trama del procesador 15 de dibujo para que la sub-CPU 21 pueda también modificar el contenido de la imagen presentada visualmente, independientemente del control realizado por el procesador 15 de dibujo.

La Figura 3 es una vista en bloques que ilustra el flujo de los datos de imágenes en el diagrama de bloques de la Figura 1 con más detalle. En la Figura 3, la flecha dibujada con líneas de trazos especifica el flujo de datos de imágenes.

Refiriéndose ahora a la Figura 3, la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen de la presente realización incluye un controlador DMA 131, una memoria "primero en entrar-primero en salir" (en adelante memoria FIFO), un descodificador de MPEG (MDEC) 133, un empaquetador 134, una memoria FIFO 135 y una unidad 50 de compresión instantánea. La unidad 50 de compresión instantánea está constituida por una tabla de conversión 52 para efectuar la compresión instantánea, y por un controlador DMA 51.

Los controladores DMA 131 y 51 realizan el arbitraje para el bus principal 10 con el fin de transferir de las memorias de acceso directo ( DMA) los datos comprimidos de imagen y los datos de imagen expandidos y comprimidos instantáneamente entre la memoria principal 12 y el descodificador 13 de expansión de imagen mediante la explotación del tiempo vacante del bus principal 10. Las memorias FOFO 132 y 135 son memorias intermedias de un número mínimo de etapas para impedir que se pierdan datos en la colisión de peticiones plurales de bus.

El descodificador MDEC 133 expande los datos de imagen, comprimidos de acuerdo con el sistema MPEG2, por medio de la expansión de datos.

Antes de proceder a la descripción de la descodificación para expansión realizada por el descodificador 133, se explica la manera en que se registran los datos de imagen en una forma comprimida en el CD-ROM 6 refiriéndose al diagrama de bloques de la Figura 4, que muestra el caso de los datos de imagen de pauta de textura.

En el ejemplo presente, los datos de pauta de textura son los datos de imagen bidimensional de un área rectangular constituida por 64 píxeles por 64 píxeles, como se ha descrito anteriormente. Cada dato de píxel está formado por 8 bits cada uno de los colores rojo (R), verde (V) y azul (A). Nótese que a un píxel asignado a (R, V, A) = (0, 0, 0) se le asigna de manera que se construya como siendo de un color transparente. La Figura 5 muestra un ejemplo de una pauta original de textura de alta calidad obtenida en pre-reproducción.

Los datos originales de pauta de textura que entran en un terminal 101 de entrada en la Figura 4 se fraccionan en una unidad 102 de fraccionamiento de bloques en 16 áreas rectangulares, cada una de las cuales está constituida por 16 por 16 píxeles, como se muestra en la Figura 5. Este área rectangular se denomina un macrobloque. Aguas abajo de la unidad 102 de fraccionamiento de bloques, se tratan los datos de pauta de textura sobre la base de macrobloques.

En la realización presente, la unidad 102 de fraccionamiento de bloques elimina previamente aquéllos de entre los 16 macrobloques para los que los valores de píxel son de un color transparente, y empaqueta los macrobloques restantes para dar como salida los paquetes resultantes. Simultáneamente, en la unidad 102 de fraccionamiento de bloques se genera una tabla Ptb que especifica la información de posición de los macrobloques en la pauta de textura, y se suministra a una unidad 108 generadora de señal de registro con el fin de registrarla como una parte de la información de cabecera que es una información auxiliar de los datos de pauta de textura.

Si la pauta de textura es como la mostrada en la Figura 5, la tabla de posición Ptb del macrobloque es como la mostrada en la Figura 6. Es decir, la tabla de posición Ptb de los macrobloques es una tabla de 4X4X1 bits en la que "0" y "1" responden a una posición de un macrobloque constituido solamente por píxeles de colores transparentes y a una posición de un macrobloque donde existe al menos un píxel opaco. En el caso de la presente realización, los datos de imágenes de salida de pauta de textura, empaquetados tras la eliminación de los macrobloques de los valores de píxel de los que todos son de un color transparente, están formados por diez macrobloques, como se ha mostrado en la Figura 7.

Los datos empaquetados de pauta de textura se envían a una unidad de compresión 103, donde cada macrobloque se convierte a partir de una representación de señales de tres colores a una representación constituida por señales de luminancia y señales de croma. Esta representación se denomina de ahora en adelante conversión espacial de color (CEC). La Tabla 1 muestra ejemplos de los coeficientes CEC usados en este caso, para convertir una señal tricolor en una señal de luminancia y control.

TABLA 1

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Y \+ \+ \+ 0,299 \+ \+ \+ 0,587 \+ \+ \+ 0,114 \+ \+ \+ R\cr  Cb 
\+ = \+ \+ -0,16871 \+ \+ \+ -0,33130 \+ \+ \+ -0,5 \+ \+ X \+ G\cr 
Cr \+ \+ \+ 0,5 \+ \+ \+ -0,4187 \+ \+ \+ -0,0813 \+ \+ \+
B\cr}

En cuanto a los componentes de señal de luminancia, cada macrobloque se fracciona en cuatro, de tal manera que esté formado por 4 bloques de luminancia Y0, Y1, Y2 e Y3, cada uno de los cuales está constituido por 8X8 píxeles, como se muestra en la Figura 8. En cuanto a un macrobloque constituido por componentes de señal de croma, se agrupan juntos cuatro píxeles vecinos para formar dos bloques de señales de croma, cada uno de los cuales está constituido por 8X8 píxeles. De esta manera, cada macrobloque está fraccionado en seis bloques.

La unidad de compresión 103 aplica una transformada discreta coseno (DCT) a este macrobloque. La DCT es una clase de transformada similar denominada transformada ortogonal, y designa una transformada definida por un formulario

Y + P \cdot X \cdot Pi

donde X es una matriz de 8X8 píxeles que tienen valores de luminancia del bloque como componentes, P es una matriz DCT, y Pi designa su matriz inversa. En la Tabla 2 se muestran los coeficientes de la matriz DCT P.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 2

	4096	4096	4096	4096	4096	4096	4096	4096
	5681	4816	3218	1130	-1130	-3218	-4816	-5681
	5532	2217	-2217	-5352	-5352	-2217	2217	5352
	4816	-1120	-5681	-3218	3218	5681	1130	-4816
P =	4096	-4096	-4096	4096	4096	-4096	-4096	4096	X 1/64
	3218	-5681	1120	4816	-4816	-1130	5681	-3218
	2217	-5352	5352	-2217	-2217	5352	-5352	2217
	1130	-3218	4816	-5681	5681	-481653218	-1130

Los bloques DCT se cuantifican con una resolución diferente de uno a otro componente. Una tabla que designa un anchura de cuantificación de uno a otro componente se denomina tabla de cuantificación (tabla Q). En la Tabla 3 de cuantificación se muestra un ejemplo de esta clase de tabla.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 3

\dotable{\tabskip\tabcolsep\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 \+ 2 \+ \+ 16 \+ \+ 19 \+ \+ 22 \+ \+ 26 \+ \+ 27 \+ \+ 29 \+ \+
34\+\cr  \+ 16 \+ \+ 16 \+ \+ 22 \+ \+ 24 \+ \+ 27 \+ \+ 29 \+ \+ 34
\+ \+ 37\+\cr  \+ 19 \+ \+ 22 \+ \+ 26 \+ \+ 27 \+ \+ 29 \+ \+ 34 \+
\+ 34 \+ \+ 38\+\cr  \+ 22 \+ \+ 22 \+ \+ 26 \+ \+ 27 \+ \+ 29 \+ \+
34 \+ \+ 37 \+ \+ 40\+\cr  Tab. Q = \+ 22 \+ \+ 26 \+ \+ 27 \+ \+ 29
\+ \+ 32 \+ \+ 35 \+ \+ 40 \+ \+ 48 \+ X  1/16\cr  \+ 26 \+ \+ 27 \+
\+ 29 \+ \+ 32 \+ \+ 35 \+ \+ 40 \+ \+ 48 \+ \+ 58\+\cr  \+ 26 \+ \+
27 \+ \+ 29 \+ \+ 34 \+ \+ 38 \+ \+ 46 \+ \+ 56 \+ \+ 69\+\cr  \+ 27
\+ \+ 29 \+ \+ 35 \+ \+ 38 \+ \+ 46 \+ \+ 56 \+ \+ 69 \+ \+
83\+\cr}

En realidad, la cuantificación se lleva cabo dividiendo el valor de la tabla Q para cada componente por el producto de un valor QANT que determina la etapa de cuantificación total.

Si se aumenta el valor QANT de la etapa de cuantificación total, se deteriora la calidad de la imagen tal como se ha descodificado. Sin embargo, aumenta el número de componentes 0 contenidos en un bloque, mejorando de ese modo la velocidad de compresión.

El bloque cuantificado se numera unidimensionalmente mediante una secuencia denominada un orden en zigzag, de tal manera que entonces sea codificado con longitud variable por codificación Huffman. Los datos comprimidos de imagen procedentes de la unidad 103 de compresión se envían a una unidad 109 generadora de señal de registro.

Los datos empaquetados de imagen de pauta de textura de la unidad 102 de división de bloques se envían también a una unidad 104 generadora de pauta de máscara. Para cada pauta empaquetada de macrobloque, se proporciona una pauta-\alpha (pauta de máscara) de 16X16X1 bits, en la que un bit asociado con un color transparente se convierte en un 1, y se envía a través de una memoria intermedia 105 de pauta de máscara a la unidad 109 generadora de señal de registro.

Si un macrobloque de una pauta de textura tiene una pauta como la que se muestra en la Figura 9, la pauta de máscara Msk del macrobloque se muestra en la Figura 10. En el lado derecho de la Figura 9 se muestran valores de nivel cuando los valores de píxeles están representados por 8 bits. El valor de píxel = 0 corresponde a los valores de píxeles de los tres colores fundamentales (R, V, A) = (0, 0, 0) que significan transparencia, como se ha explicado anteriormente. Los datos de la pauta de máscara Msk son 16X16X1 bits donde "0" y "1" corresponden a un píxel transparente y a un píxel opaco, respectivamente.

En la realización presente, se genera una tabla de consulta de color (CLUT) para llevar a cabo el tratamiento de datos de color de índice, y los datos de la CLUT así generada se registran en el CD-ROM 6. Los datos de imagen basados en macrobloque procedentes de la unidad 102 de fraccionamiento de bloques se envían a un generador de CLUT 106, que entonces selecciona los colores representativos usados para el macrobloque por cuantificación vectorial de uno a otro macrobloque. Se genera la CLUT constituida por los colores representativos y el índice, como se muestra en la Figura 11.

Como técnica para cuantificación vectorial por la unidad 106 de generación de CLUT, se utiliza dicho método en el que tres componentes de señal de color fundamental rojo (R), verde (V) y azul (A) se toman en direcciones mutuamente ortogonales para suponer un espacio tridimensional, se calculan las distancias entre píxeles respectivos en el espacio de los colores, se agrupan juntos los píxeles con distancias más cortas, y se redondean los datos de píxel de tal manera que los colores de los píxeles contenidos en un macrobloque se compriman dentro de 16 colores representativos. Por supuesto, se pueden usar una variedad de técnicas conocidas de cuantificación vectorial además del método descrito anteriormente. Si, en la presente realización, los píxeles del color transparente se incluyen en un macrobloque, uno de los colores representativos necesita ser un color transparente, con independencia del método particular de cuantificación vectorial que se hay usado.

Si los datos de píxel se pueden redondear hasta 16 o menos colores representativos de esta manera, se formula la tabla de consulta de color (CLUT) constituida por los 10 o menos colores representativos y el índice de cada uno de los colores representativos. La CLUT así formulada, se envía a través de una memoria intermedia 107 de CLUT a la unidad 108 de generación de señal de registro.

La unidad 108 de generación de señal de registro agrupa los resultados anteriores con base en macrobloque para escribir en el CD-ROM 6 por medio de una unidad de escritura 109. En este caso, el formato de datos es tal que los datos comprimidos de imagen basados en macrobloque van seguidos por la pauta de máscara Msk para los datos de macrobloque y de CLUT, como se muestra en la Figura 12. Estos datos se denominan una corriente de bits. Una serie de conjuntos de los datos comprimidos de imagen basados en macrobloque y de los datos de pauta de máscara forman los datos de pauta de textura de 64X64 píxeles que se registran en un CD-ROM 6. La información de cabecera se añade como apéndice en el extremo delantero de cada uno de los datos de pauta de textura. En la información de cabecera, se registran como parte de la misma no sólo los datos de identificación que testifican que los datos son los datos de pauta de textura, sino también la tabla Ptb de posición de macrobloque que especifica la información contenida en la posición de macrobloque en la pauta de textura, como se ha descrito con referencia a la Figura 6.

La secuencia de la descodificación para expansión de los datos de imagen, registrada en la forma comprimida en el CD-ROM 6 como se ha descrito anteriormente, es la inversa de la secuencia anteriormente descrita de compresión de imagen. Como en este caso la compresión es irreversible, la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen usa la pauta de máscara Msk registrada después de la intercalación en los datos comprimidos de los valores de píxel para convertir obligatoriamente los píxeles descodificados del bit "0" de la pauta asociada de máscara Msk, en un color transparente con el fin de descodificar correctamente los píxeles de color transparente del macrobloque expandido, como se explicará subsiguientemente.

Un descodificador MDEC 133 de la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen se comporta de la manera siguiente:

(1) En el CD-ROM 6, está registrada la información de imagen comprimida y la información auxiliar (tal como la información de geometría) en el estado intercalado. Estos items de la información son leídos continuamente por el activador 42 del CD-ROM y por el descodificador 41 de CD-ROM para almacenamiento temporal en la memoria principal 12. Entonces, solamente la información de imágenes comprimidas es fraccionada y transferida a la unidad 13 de descodificación para expansión de imágenes. La pauta de máscara Msk se añade como apéndice a la información de imágenes comprimidas. Entretanto, la información auxiliar, tal como la información de geometría, se trata en la CPU 11 para calcular la información de posición de un objeto en el que se use como una textura la imagen descongelada.

(2) El descodificador MDEC 133 tiene un descodificador de longitud variable y descodifica un bloque codificado en Huffman. Aunque el árbol del Huffman es fijo, los valores de los códigos asociados se pueden cambiar.

(3) El MDEC 133 tiene también un descuantificador que descuantifica el bloque descodificado para cambiar la secuencia de bloque a la orden de zigzag anteriormente mencionada. La descuantificación se lleva a cabo en las etapas diferentes sobre la base de coeficiente.

(4) El MDEC tiene también una unidad de tratamiento de CEC que realiza la transformada inversa ortogonal de píxeles de 8X8.

(5) El MDEC 133 tiene también un procesador CEC que convierte la imagen de macrobloque representada por las señales de luminancia y las señales de croma en una representación de tres señales de colores fundamentales R, V y A.

Así, de los datos de entrada transferidos desde la unidad 27 de almacenamiento auxiliar a la memoria principal 12, los datos comprimidos de imagen se transfieren mediante el controlador DMA 131 desde la memoria principal 12 a la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen, en la que el descodificador MDEC 133 efectúa la descodificación asociada con el MPEG 2 para descongelar los datos comprimidos de imagen con el fin de descodificar los píxeles respectivos como datos de imagen de formulario de color directo constituidos por las tres señales de colores fundamentales R, V y A, como se ha descrito anteriormente.

Estos datos de imagen se suministran a un empaquetador 134 configurado para empaquetar los datos expandidos y descodificados de imagen en una forma adecuada para el procesador 15 de dibujo sobre la base de píxel. En la presente ejecución, el formulario de salida de los datos de imagen enviados al procesador 15 de dibujo se puede ajustar al sistema de color directo o al sistema de color de índice. Es el empaquetador 134 el que realiza la conversión del formulario de salida. Este empaquetador 134 convierte píxeles obligatoriamente opacos en píxeles transparentes usando la pauta de máscara Msk sobre los píxeles incluidos en el macrobloque, independientemente de cambiar el píxel transparente a un píxel opaco mediante la codificación/descodificación irreversibles.

El empaquetador 134 tiene la pauta que se muestra en la Figura 13. Específicamente, el empaquetador 134 tiene una unidad 71 de vibración para llevar a cabo la vibración basándose en una tabla 72 de matriz de vibración, un cuantificador vectorial 73 para agrupar los datos de píxel en colores representativos de la CLUT provista en una unidad 74 de almacenamiento de CLUT, con el fin de convertir datos de formulario de color directo a datos de formulario de color de índice siempre que se descarguen como salida datos de salida en el formulario de color de índice, un procesador 75 de paquete y una unidad 76 de almacenamiento de pauta de máscara para almacenar la pauta de máscara Msk.

La tabla CLUT basada en macrobloque, añadida como apéndice en un estado intercalado en los datos de imagen de pauta de textura, se transfiere desde la memoria principal 12 a la unidad 74 de almacenamiento de CLUT para almacenamiento en la misma. Similarmente, la pauta de máscara Msk basada en macrobloque, añadida como apéndice en un estado intercalado en los datos de imagen de pauta de textura, se transfiere desde la memoria principal 12 a la unidad 76 de almacenamiento de pauta de máscara para el almacenamiento en la misma. Entretanto, la CLUT y la pauta de máscara Msk se pueden transferir también directamente a las unidades de almacenamiento 74 ó 76 sin hacerlas pasar a través de la memoria principal.

El procesador 75 de empaquetado empaqueta los datos descodificados sobre la base de píxel para dar como salida los datos empaquetados. En este instante, se lleva a cabo la operación de convertir obligatoriamente los datos expandidos del píxel transparente contenido en la imagen de textura pre-compresión en los valores de colores transparentes, usando una pauta de máscara Msk almacenada en la unidad 76 de almacenamiento de pauta de máscara.

Ahora se supone que, por ejemplo, si la pauta original de macrobloque pre-compresión es tal como la que se muestra en la Figura 9 y la pauta de máscara Msk es como la mostrada en la Figura 10, la pauta de la pauta de macrobloque expandida y descodificada se ha expandido mediante codificación/descodificación irreversibles por el MPEG2 de tal manera que el píxel transparente se ha expandido como un píxel opaco, como se ha mostrado en la figura 14.

En este caso, los datos de macrobloque como se muestra en la Figura 14 se introducen en el procesador 75 de paquete, mientras que la pauta de máscara Msk mostrada en la Figura 10 se almacena en la unidad 76 de almacenamiento de pauta de máscara. Por tanto, el procesador 75 de paquete convierte el píxel que es "0" en la pauta de máscara Msk de la Figura 10 en (R; V; A) = (0, 0, 0) especificando el color transparente con independencia de los valores de píxel de los datos expandidos de entrada de imagen. De esta manera, el procesador 75 de paquete da como salida datos expandidos de imagen en los que los píxeles con un color inherentemente transparente se ajustan todos correctamente al color transparente.

Si los datos expandidos de imagen salen del empaquetador 134 en el formulario de color directo, y el número de bits del píxel de entrada es igual al de los píxeles de salida, la unidad 71 de vibración y el cuantificador vectorial 73 se puentean, y los datos descodificados se descargan como salida después de haberlos empaquetado mediante el procesador 75 de empaquetado sobre la base de píxel.

Si los datos expandidos de imagen se descargan como salida en el formulario de color directo, pero si el número n de bits de los píxeles de salida es menor que el de los píxeles de entrada, la unidad 71 de vibración lleva a cabo un redondeo adecuado. En la presente realización, se obtienen mediante el descodificador MDEC 133 datos descodificados de 16 bits con coma decimal fija. En la presente realización, se usa una de las tres operaciones de redondeo siguientes

a) Los píxeles de entrada se recortan de modo que estén comprendidos dentro de N bits, después de lo cual se descargan como salida los bits de n más bajo de una parte entera de los valores de píxeles de entrada;

b) Los bits superiores (N+1) del píxel de entrada se truncan mediante semiajuste, y los bits superiores N se descargan como salida; o

c) El píxel de entrada se multiplica con una vibración ordenada de una tabla 72 de matriz de vibración fija, los bits superiores (N+1) se truncan por semiajuste, y los bits superiores N se descargan como salida.

Entonces, en las salidas del sistema de color de índice, la cuantificación vectorial inversa empleando los colores representativos almacenados en la unidad 74 de almacenamiento de CLUT como se muestra en la figura 11 se realiza mediante el cuantificador vectorial 73, para dar como salida datos de índice del color representativo, en lugar de cada valor de píxel.

Como una técnica para cuantificación vectorial, los valores de los píxeles expandidos- descodificados (datos de color de, por ejemplo, 8 bits, para cada uno de los componentes de color de los tres colores fundamentales R, V y A), se comparan con los 16 colores representativos dados como CLUT (constituidos, por ejemplo, por cuatro bits para cada uno de los tres colores fundamentales R, V y A), y el índice de los datos de color de la unidad 74 de almacenamiento de CLUT que tenga una afinidad de color más próxima se entrega como salida en lugar del valor de píxel.

La Figura 16 es un diagrama de flujo que muestra la operación de tratamiento realizada por el cuantificador vectorial 3.

Primero, en la etapa 201, se extrae el primer píxel de datos del macrobloque expandido y descodificado. En la etapa siguiente 202, se leen los valores de píxel (R, V y A) del píxel Px,y. La siguiente etapa es la inicialización para cuantificación vectorial. Para esta inicialización, se ajusta a un valor inicial un indicador k (= número de índice en la Figura 11) de una columna de referencia de la CLUT, mientras que el valor mínimo Dmín de la distancia D entre los datos de color representativo de la CLUT y los valores de píxel de los píxeles Px,y, (que es la distancia entre R, V y A en el espacio de colores o el grado de similaridad de color) se ajusta a un valor prefijado.

Luego, el tratamiento pasa a la etapa 204 para referirse a los datos de color representativo de la CLUT especificados por el indicador k. Después, en la etapa 205, se calcula la distancia D entre el píxel Px,y y los datos de color representativos. de referencia.

En este caso, la distancia D entre dos colores (R1, G1, B1) y (R2, G2, B2) se puede calcular por la siguiente ecuación:

(Q1)D = (R1 - R2) * (R1 - R2) + (G1 - G2) * (G1 - G2) + (B1 - B2) * (B1 – B2)

en la que el asterisco * indica multiplicación.

En la etapa siguiente 206, se compara la distancia calculada D con la distancia mínima Dmín. Si la distancia calculada D es menor que la distancia mínima, se reemplaza la distancia calculada D por la mínima distancia Dmín, mientras que se reemplaza un valor de indicador k de una columna del color representativo por el valor de índice que se va a calcular en la etapa 207 (kmín). Recíprocamente, si la distancia D es mayor que la mínima distancia Dmín, el tratamiento pasa a la etapa 208 en la que se mantienen los valores vigentes de la mínima distancia Dmín y del valor de índice kmín que se va a calcular.

Después de las etapas 207 y 208, el tratamiento pasa a la etapa 209 para determinar si se ha hecho o no referencia a todos los colores representativos de la CLUT. Si todavía existe cualquier color representativo al que no se haya hecho referencia, el tratamiento pasa a la etapa 210 para incrementar el valor del indicador k. El tratamiento vuelve entonces a la etapa 204 para repetir la operación desde la etapa 204 hasta la etapa 209.

Si en la etapa 209 se determina que la referencia a todos los valores representativos de la CLUT ha llegado a su fin, el proceso pasa a la etapa 211 donde se descarga como salida el valor de índice kmín como dato para el píxel. Luego, el proceso pasa a la etapa 212, donde se comprueba si la conversión de los datos de índice que emplean la CLUT anterior para todos los píxeles contenidos en el macrobloque ha llegado a su fin. Si no hay ningún píxel siguiente para el que la conversión anterior no ha llegado a su fin, el proceso pasa a la etapa 213 para leer el píxel siguiente. Luego, el proceso vuelve a la etapa 202 con el fin de llevar a cabo el tratamiento anterior para el píxel. Si se considera que el tratamiento para todos los píxeles ha llegado a su fin, se inicia el tratamiento del macrobloque siguiente.

De esta manera, la unidad 13 de descodificación para expansión convierte el valor de píxel de 14 bits después de la expansión y descodificación en los datos de índice de 4 bits en el sistema de índice, y da como salida los datos comprimidos resultantes. Por supuesto, los datos de la pauta de máscara Msk o los datos de la CLUT no están incluidos en los datos expandidos de imagen de salida.

Los datos de píxel empaquetados de esta manera por el empaquetador 134 se envían por medio de la memoria FIFO 135 a la unidad de compresión instantánea 50, donde los datos de imagen se comprimen instantáneamente. A diferencia de la compresión de alto rendimiento de MPEG2, la compresión instantánea tiene un rendimiento de 1/4 a 1/2. Sin embargo, se usa esta compresión instantánea en la que la compresión/descodificación reversibles se pueden llevar a cabo mediante un circuito de compresión/descodificación que tiene una escala de hardware más pequeña a pesar de la baja relación de compresión de 1/4 a 1/2.

En la presente realización, la codificación de longitud de carrera y la codificación Huffman se usan simultáneamente para la compresión. En la unidad de compresión instantánea 50 se ha provisto una tabla de conversión 52, como un manual de código que funciona como un diccionario para compresión. La tabla de conversión 52, como manual de código, se genera y mantiene previamente.

Desde el punto de vista funcional, la unidad de compresión instantánea 50 dispone de un controlador DMA 51, como se muestra en la Figura, y transfiere los datos expandidos/descodificados de imagen de MPEG a la memoria principal 12 cuando efectúa simultáneamente la codificación de longitud de carrera y la codificación Huffman usando la tabla de conversión 52. Lo anteriormente expuesto es el funcionamiento de la unidad 13 de expansión/descodificación de imagen. En este caso, como los datos comprimidos son los datos de imagen a los que se les da un valor especificado como un color transparente, no es necesario almacenar el plano-\alpha que representa la transparencia en la memoria principal 12, por lo que se puede reducir en una magnitud correspondiente la capacidad de memoria. Adicionalmente, como los datos comprimidos se guardan en la presente realización en la memoria principal 12 mediante la unidad 50 de compresión instantánea, se puede reducir el volumen de los datos.

Entretanto, si se lleva a cabo la compensación de movimiento, no se realiza compresión instantánea reversible por parte de la unidad 50 de compresión instantánea. En este caso, la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen, cuando lee en la corriente de bits, simultáneamente lee en los datos de imagen de la trama anterior desarrollado en la memoria principal 12 para tratamiento.

Dibujando secuencialmente polígonos que constituyan caras de un objeto, empezando desde un polígono que esté situado en una posición distante a lo largo de la dirección de profundidad de acuerdo con los datos Z que representan la información tridimensional de profundidad, se puede presentar estereoscópicamente una imagen en una superficie bidimensional de presentación visual de imágenes.

La CPU principal 11 calcula un objeto o el movimiento de un punto de visión, basada en una entrada de usuario desde el terminal de control de la unidad 26 de entrada, y formula una cadena de órdenes de dibujo de polígonos en la memoria principal 12.

Esta cadena de órdenes de dibujo de imagen, si se completa, se transmite mediante el DMAC principal 16 desde la unidad de pre-tratamiento 14 de la memoria principal 12 hasta la unidad 15 de tratamiento de dibujo de imagen de una orden de dibujo a otra.

La unidad 15 de tratamiento de dibujo de imagen ejecuta secuencialmente los datos enviados a la misma para almacenar los resultados en un área de dibujo de imagen de la memoria de trama. Para dibujar el polígono, se envían los datos a una unidad de cálculo de gradiente de la unidad 15 de dibujo de imagen, a fin de calcular el gradiente. Los cálculos de gradiente son los necesarios para determinar el gradiente del plano de los datos de establecimiento de correspondencia en el transcurso de la inclusión de los datos de establecimiento de correspondencia en el interior del polígono por dibujo del polígono. Si se dibuja una textura, el polígono se rellena con los datos de imagen de textura, mientras que, en el caso de sombreado de brillo, el polígono se rellena con valores de luminancia.

También es posible el tratamiento de la textura de una imagen móvil. Es decir, en el caso de la textura de la imagen móvil, los datos comprimidos de la imagen móvil procedentes del CD-ROM 6 se almacenan transitoriamente en la memoria principal 12. Los datos comprimidos de imagen se envían a la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen. La unidad 13 de descodificación para expansión de imagen expande los datos de imagen.

Los datos expandidos de imagen móvil se envían a un área de textura situada en la memoria de trama del procesador 15 de dibujo. Como el área de textura se encuentra en la memoria intermedia de trama del procesador de dibujo, la propia pauta de textura se puede re-escribir sobre la base de trama. De ese modo, si se envía una imagen móvil a un área de textura, la textura se re-escribe dinámicamente de trama a trama. Mediante la imagen móvil del área de textura, se puede realizar la textura de la imagen móvil mediante el establecimiento de correspondencia de la textura al polígono.

En un punto en el tiempo en el que una cantidad prefijada de los datos expandidos de imagen basados en macrobloque esté almacenada en la memoria principal 12, la CPU principal 11 hace que los datos expandidos sean transmitidos sobre el bus principal 10 a la memoria intermedia de tramas del procesador 15 de dibujo por medio de la unidad 60 de descongelación instantánea y del pre-procesador 14. Si los datos expandidos de imagen se transmiten al área de memoria de imagen de la memoria intermedia de tramas, se presentan directamente como la imagen móvil de fondo en el dispositivo monitor de imagen. Si los datos de imagen se transmiten a un área de textura de la memoria intermedia de tramas, los datos de imagen del área de textura se usan como una imagen de textura para el establecimiento de correspondencia con un polígono.

La unidad 60 de descongelación instantánea está constituida por un controlador DMA 61, como un bloque funcional, y una tabla de conversión 62 para llevar a cabo la conversión inversa de la conversión realizada por la tabla de conversión 52 de la unidad 50 de compresión instantánea. Específicamente, la unidad 60 de descongelación instantánea descongela los datos de imagen comprimidos instantáneamente de la memoria principal 12, usando la tabla de conversión 62, para formar datos expandidos/descodificados MPEG, que se suministran por medio del pre-procesador 14 al procesador 15 de dibujo.

Si, en la presente realización, el formulario de salida es el formulario de color directo, los datos de imagen de píxeles cuyos datos estén constituidos por las tres señales de colores fundamentales de R, V y A de un número designado y prefijado de bits se envían desde el pre-procesador 14 al procesador 15 de dibujo para ejecutar el tratamiento para dibujo.

En el caso del formulario de color de índice, los datos de índice anteriormente mencionados se suministran al procesador 15 de dibujo. La CLUT, que es la misma que la almacenada en la unidad 74 de almacenamiento de CLUT, se transfiere al procesador 15 de dibujo y se almacena en él. El procesador 15 de dibujo convierte los datos de imagen del formulario de color de índice en datos correspondientes representativos de color, usando la CLUT, para recuperar los datos de imagen. Luego, el procesador 15 de dibujo ejecuta el tratamiento de dibujo usando los datos de imagen recuperados.

En la realización del establecimiento de correspondencia de textura usando la pauta de textura anteriormente descrita, el procesador 15 de dibujo lleva a cabo también el tratamiento de dibujo de tal manera que los píxeles opacos que sean vecinos a un píxel transparente se dibujen a un color semitransparente.

La Figura 17 muestra, en un diagrama de flujo, un ejemplo de tratamiento semitransparente ejecutado por el procesador 15 de dibujo.

Específicamente, en la etapa 301, se extrae el primer píxel de los datos de macrobloque. En la etapa siguiente 302, se leen los valores de píxel de los píxeles Px,y. En el caso de los datos de índice, este valor de píxel es el dato de color representativo obtenido de la CLUT. Luego, en la etapa 303, se comprueba si el píxel es o no es transparente. La decisión de si el píxel es o no es transparente se toma dependiendo de si el valor de píxel es de un color transparente prefijado (R, V, A) = (0, 0, 0).

Si el píxel Px,y es transparente, el procesador 15 de dibujo pasa a la etapa 307 donde el píxel Px,y se dibuja como un píxel transparente. Es decir, los datos de píxel en la posición del píxel Px,y en la memoria intermedia de trama no se re-escriben, sino que se mantienen como el color de fondo.

Si, en la etapa 303, se averigua que el píxel Px,y es opaco, el tratamiento pasa a la etapa 304 para comprobar si el píxel Px,y es el píxel extremo en la dirección horizontal de un macrobloque. Si el píxel es el píxel extremo, el tratamiento pasa a la etapa 309 para dibujar el píxel como si fuese un píxel semitransparente. Es decir, los datos de píxel en la posición Px,y de la memoria intermedia de trama son una mezcla 1:1 del color de fondo y del color del píxel Px,y.

Si, en la etapa 304, se averigua que el píxel Px,y no es un píxel extremo en la dirección horizontal de un macrobloque, el tratamiento pasa a la etapa 305 para juzgar si es o no transparente el píxel Px-1,y que es vecino hacia delante al píxel Px,y en la dirección horizontal. Si el píxel Px-1,y es transparente, el tratamiento pasa a la etapa 309 para dibujar el píxel Px,y como si fuese un píxel semitransparente. A partir de entonces, el tratamiento pasa a las etapas 310 y 311.

Si en la etapa 305 se averigua que el píxel Px-1,y no es transparente, el proceso pasa a la etapa 306. En la etapa 306, se comprueba si es o no es transparente el píxel Px+1,y que es vecino hacia atrás del píxel Px,y en la dirección horizontal. Si el píxel Px+1,y es transparente, el proceso pasa a la etapa 309 para dibujar el píxel Px,y como si fuese un píxel semi-transparente. A partir de ese momento, el proceso pasa a las etapas 310 y 311.

Si, en la etapa 306, se averigua que el píxel Px-1,y no es transparente, los dos píxeles vecinos horizontalmente al píxel Px,y son ambos opacos, por lo que el proceso continúa a la etapa 308 para dibujar el píxel Px,y como si fuese opaco. Es decir, el valor del píxel correspondiente se re-escribe al valor del píxel Px,y. Después de esto el proceso pasa a las etapas 310 y 311.

En la etapa 310, se determina si se han tratado o no todos los píxeles incluidos en el macrobloque. Si no se han tratado aún todos los píxeles, el proceso pasa a la etapa 311. En esta etapa, se toma el siguiente píxel incluido en el macrobloque, después de lo cual se vuelve a la etapa 302 y se repite la misma operación descrita anteriormente. Por el contrario, si se han tratado todos los píxeles, esta operación ha terminado.

Si la relación de mezcla del píxel Px,y es \alpha, \alpha = 0,0, \alpha = 0,5 y \alpha = 1,0 especifican dibujo transparente, semi-transparente y opaco, respectivamente. La Figura 18 muestra un ejemplo del resultado de la aplicación del tratamiento semi-transparente antes mencionado a una pauta de macrobloque mostrada en la Figura 9. Se puede ver que se ha reducido el ruido de dispersión en el establecimiento de correspondencia de textura.

En el tratamiento semi-transparente descrito anteriormente, un píxel opaco se dibuja semi-transparentemente si exclusivamente los píxeles vecinos horizontalmente son transparentes. Sin embargo, podría tenerse que hacer referencia sólo a píxeles vecinos verticalmente para determinar si el píxel opaco debería ser semi-transparente. Como alternativa, el píxel opaco puede dibujarse de forma opaca si uno de los dos píxeles, el vecino horizontalmente o el vecino verticalmente, son transparentes. Todavía como alternativa, se podría realizar el tratamiento semi-transparente teniendo referencia a píxeles vecinos oblicuamente.

En lugar de llevar a cabo un tratamiento semi-transparente dependiendo simplemente de si los píxeles vecinos son transparentes, también es posible dibujar un primer píxel opaco en la transición desde píxeles vecinos horizontal o verticalmente a píxeles opacos como un píxel semi-transparente, o bien dibujar un primer píxel opaco en la transición desde píxeles vecinos opacos a píxeles transparentes como un píxel semi-transparente.

En la realización descrita anteriormente, en la que los datos de imagen a los píxeles de color transparente de los que se da por adelantado un valor de píxel especificado se comprimen a un rendimiento alto mediante un sistema de compresión irreversible, y en la que una pauta de máscara Msk que tiene un bit por píxel se añade como apéndice como un dato auxiliar a los datos comprimidos de imagen para reconocer el píxel de color transparente y el píxel opaco, de tal manera que, a la expansión de los datos comprimidos de imagen, un píxel inherentemente transparente se cambia obligatoriamente a un dato de píxel transparente usando la pauta de máscara Msk, y se puede dibujar correctamente un píxel transparente siempre como píxel transparente.

Además, como el plano \alpha es innecesario, se puede reducir correspondientemente la capacidad de la memoria principal 12.

Además, por dibujar un píxel opaco que sea vecino al píxel transparente como un píxel semi-transparente, se pueden reducir el ruido de dispersión o las partes de contorno de la imagen dibujada.

En la presente realización, los datos expandidos de imagen se comprimen instantáneamente y se transfieren a la memoria principal sobre el bus principal 10. De ese modo, se puede mejorar el rendimiento de utilización de la memoria en una magnitud correspondiente a la compresión de datos. Además, si se usa el formulario de color de índice como un formulario de salida de los datos expandidos de imagen, se reduce el volumen de los datos, porque los datos de píxel están constituidos por datos de índice, de tal manera que se puede reducir el volumen de los datos y mejorarse el rendimiento de utilización de la memoria en una magnitud correspondiente a la compresión de los datos.

Los datos expandidos de imagen transmitidos sobre el bus principal 10 desde la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen a la memoria principal 12, y los datos expandidos de imagen transmitidos desde la memoria principal 12 sobre el bus principal 10 al procesador 15 de dibujo, son datos comprimidos instantáneamente, y el volumen de datos se reduce, mejorando de ese modo la velocidad de transmisión del bus.

Asimismo, en la presente realización, se pueden seleccionar el formulario de color directo o el formulario de color de índice como el formulario de salida de la unidad 13 de descodificación para expansión de imagen, aunque solamente exista un formulario de los datos comprimidos de entrada de imagen, de tal manera que no hay necesidad de proporcionar datos separados de entrada de imagen para conseguir formularios separados de salida, mejorando así adicionalmente el rendimiento de utilización de la memoria principal.

Adicionalmente, en el formulario de color directo, se pueden redondear los datos de píxel mediante la vibración hasta el número de bits adecuado al tratamiento por el procesador 15 de dibujo, y aún en el caso del formulario de color directo, se pueden obtener fácilmente datos de salida de un número deseado de bits.

Aunque en la descripción anteriormente expuesta se ha hecho referencia a la aplicación del dispositivo de tratamiento de imágenes del presente invento a una máquina de juego, hay que hacer notar que el dispositivo de tratamiento de imágenes del presente invento se puede usar para una variedad de aplicaciones.

Por tanto, de acuerdo con el presente invento, los píxeles transparentes se pueden dibujar siempre correctamente como un píxel transparente. Además, como los datos auxiliare tales como el plano á no se usan para dibujo transparente, no hay necesidad de guardar dichos datos auxiliares en una memoria.

Más aún, se pueden dibujar cada uno de los píxeles opacos que sean vecinos a los píxeles transparentes como un píxel semi-transparente con el fin de reducir ruido de dispersión.

Como se ha mencionado anteriormente, el disco CD-ROM se hace registrando la corriente de bits en un disco principal. Luego se hace una matriz a partir del disco principal. Después de esto, a partir de la matriz se fabrica un gran número de discos para venderlos.

Por tanto, el presente invento satisface una necesidad existente desde hace mucho tiempo en la técnica de un método y aparato para transmitir y tratar datos de imagen, y un medio de registro para los mismos, que obvia los problemas anteriormente mencionados de ruido de imagen y la manipulación de datos de transparencia de píxel.

A partir de lo anterior, resultará aparente que, si bien se han ilustrado y descrito formas particulares del invento, se pueden hacer diversas modificaciones sin apartarse del alcance del invento. De acuerdo con ello, no se pretende que el invento tenga carácter limitativo, excepto según las reivindicaciones adjuntas.

Claims (21)

1. Un método para el tratamiento de datos de imagen que representan una pluralidad de píxeles que tienen valores de imagen, cuyo método comprende las etapas de:

dividir (102) los datos de imagen en una pluralidad de áreas de imagen, siendo cada área de un tamaño predeterminado e incluyendo una pluralidad de píxeles;

codificar (103) los datos de imagen para cada área de imagen;

generar (104) datos adicionales que especifican si cada valor de píxel de los datos de imagen es transparente u opaco; y

transmitir (108) los datos codificados de imagen junto con datos adicionales;

caracterizado porque:

se genera una tabla de consulta de color (106) para cada área de imagen, cuya tabla de consulta de color tiene una pluralidad de colores representativos; y

dicha etapa de transmisión transmite información de la citada tabla de consulta de color.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de transmitir transmite solamente dichos datos adicionales si todos los valores de píxel del área de imagen representan transparencia.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de transmitir incluye generar una corriente de bits mediante la intercalación de dichos datos adicionales y de los citados datos de consulta de color en dichos datos codificados de imagen, y transmitir la corriente de bits resultante.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo método comprende las etapas de:

descodificar (133) los datos codificados de imagen para cada área de imagen;

corregir un valor de píxel (134) de cada píxel de los datos descodificados de imagen de acuerdo con los datos adicionales para cada área de imagen; y

dibujar (15) los datos descodificados de la imagen original.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4,en el que dicha etapa de corregir corrige obligatoriamente el valor de píxel del píxel como un píxel transparente, siempre que los datos adicionales correspondientes al píxel especifican que el píxel es un píxel transparente.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que:

se genera dicho dato adicional para cada área de imagen; y

dicha etapa de corregir genera un valor de píxel para todos los datos de píxel incluidos en el área de imagen como un píxel transparente, cuando solamente se reciben datos adicionales que especifican que un valor de píxel contenido en los datos de píxel es transparente.

7. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 4, en el que dichos datos de imagen son datos de textura.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende la etapa adicional de:

convertir los datos descodificados de imagen para cada área de imagen en un valor representativo usando la tabla de consulta de color;

en el que dicha etapa de dibujar dibuja los datos descodificados de imagen de acuerdo con el valor representativo para cada área de imagen.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que:

dicha tabla de consulta de color incluye una pluralidad de valores representativos e índices, correspondiendo cada valor representativo a cada índice;

\newpage

dicha etapa de convertir convierte valores de imagen de los datos descodificados de imagen para cada área de imagen en un valor representativo usando la tabla de consulta de color, y genera el índice que representa el valor representativo; y

dicha etapa de dibujar dibuja los datos descodificados de imagen de acuerdo con el valor representativo que corresponde al índice para cada área de imagen, usando dicha tabla de consulta de color.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha etapa de dibujar incluye detectar si un píxel que es vecino a un píxel que se está considerando es transparente u opaco, y dibuja el píxel que se está considerando como un píxel semi-transparente de acuerdo con el resultado detectado.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicha etapa de dibujo dibuja un píxel opaco que es vecino a un píxel transparente como un píxel semi-transparente.

12. Un aparato de tratamiento de datos para restablecer datos de imagen original a partir de datos recibidos de imagen, cuyos datos recibidos de imagen incluyen datos descodificados de imagen que codifican los datos originales de imagen para cada área de imagen y datos adicionales, cada una de cuyas áreas de imagen se proporciona mediante la división (102) de los datos originales de imagen, incluyendo cada área de imagen una pluralidad de píxeles, cada uno de los cuales tiene un valor de píxel, cuyos datos adicionales especifican si cada valor de píxel de los datos de imagen es transparente u opaco, cuyo aparato comprende:

medios (133) para descodificar los datos codificados de imagen para cada área de imagen;

medios (134) para corregir un valor de píxel de cada píxel de los datos descodificados de imagen de acuerdo con los datos adicionales para cada área de imagen; y

medios (15) para dibujar los datos descodificados de la imagen original;

caracterizado por:

medios (74) para recibir datos de una tabla de consulta de color, cuya tabla de consulta de color tiene una pluralidad de colores representativos, generándose dicha tabla de consulta de color para cada área de imagen; y

medios para convertir los datos descodificados de imagen para cada área de imagen en un valor representativo usando la tabla de consulta de color;

cuyos medios de dibujo funcionan para dibujar los datos descodificados de imagen de acuerdo con el valor representativo para cada área de imagen.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dichos medios de corrección (134) corrigen obligatoriamente el valor de píxel del píxel como un píxel transparente, siempre que los datos adicionales correspondientes al píxel especifican que el píxel es un píxel transparente.

14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que:

se generan dichos datos adicionales para cada área de imagen; y

dichos medios de corrección (134) generan un valor de píxel para todos los datos de píxel incluidos en el área de imagen como un píxel transparente, cuando solamente se reciben datos adicionales que especifican que un valor de píxel contenido en el área de píxeles es transparente.

15. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dichos datos de imagen son datos de textura.

16. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que:

dicha tabla de consulta de color incluye una pluralidad de valores representativos e índices, correspondiendo cada valor representativo a cada índice;

dichos medios de conversión convierten los valores de imagen de los datos descodificados de imagen para cada área de imagen en un valor representativo usando la tabla de consulta de color, y generan el índice que representa el valor representativo; y

dichos medios de dibujo dibujan los datos descodificados de imagen de acuerdo con el valor representativo correspondiente al índice para cada área de imagen, usando la tabla de consulta de color.

17. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dichos medios de dibujo incluyen medios para detectar si un píxel que es vecino de un píxel que se está considerando es transparente u opaco, y dibujar el píxel que se está considerando como un píxel semi-transparente de acuerdo con el resultado detectado.

18. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dichos medios de dibujo dibujan un píxel opaco que es vecino de un píxel transparente como un píxel semi-transparente.

19. Un medio de registro que almacena un programa para realizar las etapas de:

dividir (102) datos de imagen en una pluralidad de áreas de imagen, cada una de cuyas áreas tiene un tamaño predeterminado e incluye una pluralidad de píxeles;

codificar (103) los datos de imagen para cada área de imagen;

generar (104) datos adicionales que especifican si cada valor de píxel de los datos de imagen es transparente u opaco;

transmitir (108) los datos codificados de imagen junto con los datos adicionales; y

generar (106) una tabla de consulta de color para cada área de imagen, cuya tabla de consulta de color tiene una pluralidad de colores representativos;

transmitiendo dicha etapa de transmisión información de dicha tabla de consulta de color.

20. Un medio de registro de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dichos datos de imagen son datos de textura.

21. Un medio de registro de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dicha etapa de transmisión transmite solamente dichos datos adicionales, si todos los valores de píxel de dicha área de imagen representan transparencia.