JP2001209789A - グラフィックアクセラレータおよび描画方法 - Google Patents

グラフィックアクセラレータおよび描画方法

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JP2001209789A
JP2001209789A JP2000151101A JP2000151101A JP2001209789A JP 2001209789 A JP2001209789 A JP 2001209789A JP 2000151101 A JP2000151101 A JP 2000151101A JP 2000151101 A JP2000151101 A JP 2000151101A JP 2001209789 A JP2001209789 A JP 2001209789A
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Shohei Moriwaki
昇平 森脇
Yoshiiku Azekawa
善郁 畔川
Osamu Chiba
修 千葉
Kazuhiro Shimakawa
和弘 島川
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Renesas Design Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Renesas Design Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 描画処理の処理速度を向上させることが可能
なグラフィックアクセラレータを提供すること。 【解決手段】 グラフィックアクセラレータは、描画命
令に含まれるRGB形式の色情報を輝度成分および色差
成分を含む形式に変換するRGB/YUV変換部10
と、RGB/YUV変換部10によって変換された色差
成分を圧縮し、描画命令に基づいて画素情報を生成する
描画命令実行部11と、描画命令実行部11によって生
成された画素情報を伸長する画面データ出力部13と、
画面データ出力部13によって伸長された画素情報をR
GB形式の画素情報に変換するYUV/RGB変換部1
4とを含む。したがって、色差成分のデータ量を削減で
き、処理速度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示処理を行
なうグラフィックアクセラレータに関し、特に、描画デ
ータを削減することにより処理速度を向上させたグラフ
ィックアクセラレータおよびその描画方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータや家庭用
ゲーム機では、臨場感のある緻密な画像出力を行なうた
めに、画像の描画処理を高速に実行する専用LSI(La
rge Scale Integrated circuit)であるグラフィック
アクセラレータが使用される。
【0003】図9は、従来のグラフィックアクセラレー
タを含んだ描画処理装置の概略構成を示すブロック図で
ある。この描画処理装置は、装置全体の制御を行なうC
PU(Central Processing Unit)101と、主メモリ
102と、グラフィックアクセラレータ103と、主メ
モリ102およびグラフィックアクセラレータ103に
対するタイミング信号の生成やデータの入出力の制御等
を行なう制御回路104と、描画データを展開する際に
使用される画像メモリ105と、画像が表示されるCR
T(Cathode Ray Tube)106とを含む。
【0004】また、グラフィックアクセラレータ103
は、入力された描画命令を展開し、画面を構成する画素
を基本単位とする描画データに変換する描画命令実行部
107と、描画命令実行部107によって得られた画素
を基本単位とする描画データを画像メモリ105へ書き
込み、画像メモリ105から描画データを読み出す画像
メモリ制御部108と、画像メモリ105から読み出さ
れた描画データをCRT106の表示形式に変換する画
面データ出力部109と、画面データ出力部109から
出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するDA
C(Digital/Analog Converter)110とを含む。な
お、描画命令実行部107および画面データ出力部10
9による処理内容は広く知られているので、詳細な説明
は行なわない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図8に示す描画処理装
置において、グラフィックアクセラレータ103内の画
像メモリ制御部108と画像メモリ105との間の画像
メモリ・インタフェース・バス111におけるデータ転
送速度が、描画処理性能を決定づけるボトルネックとな
りやすい。この理由は、グラフィックアクセラレータ1
03と画像メモリ105とが別々の半導体部品で構成さ
れるため、グラフィックアクセラレータ103の処理速
度に対して、グラフィックアクセラレータ103と画像
メモリ105との間のデータ転送速度が著しく低速であ
ることに起因する。
【0006】グラフィックアクセラレータ103と画像
メモリ105との間のデータ転送速度を向上させる方法
として、たとえば、画像メモリ・インタフェース・バス
111のバス幅を拡張する方法、および画像メモリ10
5のデータ転送周波数を向上させる方法を挙げることが
できる。しかし、画像メモリ・インタフェース・バス1
11のバス幅を拡張する方法においては、グラフィック
アクセラレータ103を実装する回路基板の面積の増
大、バス幅の拡張による回路規模の拡大、および画像メ
モリ105の実装面積の増大等の問題が発生する。ま
た、画像メモリ105のデータ転送周波数を向上させる
方法においては、大容量でアクセス時間が短い画像メモ
リを安価に入手することが困難である等の問題がある。
したがって、コストを上昇させずに処理速度を向上させ
たグラフィックアクセラレータを製造することが困難で
あるという問題点があった。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、第1の目的は、描画処理の処理速度
を向上させることが可能なグラフィックアクセラレータ
を提供することである。
【0008】第2の目的は、描画データを展開するのに
使用される画像メモリの容量を削減することが可能なグ
ラフィックアクセラレータを提供することである。
【0009】第3の目的は、演算回路等の回路構成を削
減することが可能なグラフィックアクセラレータを提供
することである。
【0010】第4の目的は、描画処理の処理速度を向上
させることが可能な描画方法を提供することである。
【0011】第5の目的は、描画データを展開するのに
使用される画像メモリの容量を削減することが可能な描
画方法を提供することである。
【0012】第6の目的は、演算回路等の回路構成を削
減することが可能な描画方法を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のグラフ
ィックアクセラレータは、RGB形式の画素情報を輝度
成分および色差成分を含む形式の画素情報に変換するた
めの第1の変換手段と、第1の変換手段によって変換さ
れた画素情報の色差成分を圧縮するためのデータ圧縮手
段と、第1の変換手段によって変換された輝度成分およ
びデータ圧縮手段によって圧縮された色差成分に基づい
て描画データを生成するための描画手段と、描画手段に
よって生成された描画データを伸長するためのデータ伸
長手段と、データ伸長手段によって伸長された描画デー
タをRGB形式の描画データに変換するための第2の変
換手段とを含む。
【0014】描画手段は、第1の変換手段によって変換
された輝度成分およびデータ圧縮手段によって圧縮され
た色差成分に基づいて描画データを生成するので、描画
データのデータ転送量を削減でき、処理速度を向上させ
ることができる。また、描画データのデータ量が削減さ
れるので、描画データを格納する画像メモリの容量を削
減することが可能となる。
【0015】請求項2に記載のグラフィックアクセラレ
ータは、請求項1記載のグラフィックアクセラレータで
あって、データ圧縮手段は、隣接する画素の画素情報に
基づいて色差成分の代表値を決定し、この代表値以外の
色差成分を削除することによってデータを圧縮する。
【0016】データ圧縮手段は、隣接する画素の画素情
報に基づいて色差成分の代表値を決定し、この代表値以
外の色差成分を削除することによってデータを圧縮する
ので、色差成分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を利用
し、視覚的な画像劣化を防止しながら、効率的に画素情
報を圧縮することが可能となる。
【0017】請求項3に記載のグラフィックアクセラレ
ータは、請求項1記載のグラフィックアクセラレータで
あって、データ圧縮手段は、色差成分の下位ビットを削
除することによってデータを圧縮する。
【0018】データ圧縮手段は、色差成分の下位ビット
を削除することによってデータを圧縮するので、色差成
分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を利用し、視覚的な
画像劣化を防止しながら、効率的に画素情報を圧縮する
ことが可能となる。
【0019】請求項4に記載のグラフィックアクセラレ
ータは、請求項1記載のグラフィックアクセラレータで
あって、データ圧縮手段は、隣接する画素の画素情報に
基づいて色差成分の代表値を決定し、この代表値以外の
色差成分を削除し、色差成分の代表値の下位ビットを削
除することによってデータを圧縮する。
【0020】データ圧縮手段は、隣接する画素の画素情
報に基づいて色差成分の代表値を決定し、この代表値以
外の色差成分を削除し、色差成分の代表値の下位ビット
を削除することによってデータを圧縮するので、色差成
分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を利用し、視覚的な
画像劣化を防止しながら、効率的に画素情報を圧縮する
ことが可能となる。
【0021】請求項5に記載のグラフィックアクセラレ
ータは、請求項1記載のグラフィックアクセラレータで
あって、データ圧縮手段は、複数のフレーム内の同一座
標の画素の色差成分を共有することによってデータを圧
縮する。
【0022】データ圧縮手段は、複数のフレーム内の同
一座標の画素の色差成分を共有することによってデータ
を圧縮するので、色差成分の変化に鈍感な人間の視覚の
特性を利用し、視覚的な画像劣化を防止しながら、効率
的に画素情報を圧縮することが可能となる。
【0023】請求項6に記載の描画方法は、RGB形式
の画素情報を輝度成分および色差成分を含む形式の画素
情報に変換するステップと、変換された画素情報の色差
成分を圧縮するステップと、変換された輝度成分および
圧縮された色差成分に基づいて描画データを生成するス
テップと、生成された描画データを伸長するステップ
と、伸長された描画データをRGB形式の描画データに
変換するステップとを含む。
【0024】変換された輝度成分および圧縮された色差
成分に基づいて描画データを生成するので、描画データ
のデータ転送量を削減でき、処理速度を向上させること
ができる。また、描画データのデータ量が削減されるの
で、描画データを格納する画像メモリの容量を削減する
ことが可能となる。
【0025】請求項7に記載の描画方法は、請求項6記
載の描画方法であって、変換された画素情報の色差成分
を圧縮するステップは、隣接する画素の画素情報に基づ
いて色差成分の代表値を決定し、この代表値以外の色差
成分を削除することによってデータを圧縮するステップ
を含む。
【0026】隣接する画素の画素情報に基づいて色差成
分の代表値を決定し、この代表値以外の色差成分を削除
することによってデータを圧縮するので、色差成分の変
化に鈍感な人間の視覚の特性を利用し、視覚的な画像劣
化を防止しながら、効率的に画素情報を圧縮することが
可能となる。
【0027】請求項8に記載の描画方法は、請求項6記
載の描画方法であって、変換された画素情報の色差成分
を圧縮するステップは、色差成分の下位ビットを削除す
ることによってデータを圧縮するステップを含む。
【0028】色差成分の下位ビットを削除することによ
ってデータを圧縮するので、色差成分の変化に鈍感な人
間の視覚の特性を利用し、視覚的な画像劣化を防止しな
がら、効率的に画素情報を圧縮することが可能となる。
【0029】請求項9に記載の描画方法は、請求項6記
載の描画方法であって、変換された画素情報の色差成分
を圧縮するステップは、隣接する画素の画素情報に基づ
いて色差成分の代表値を決定し、この代表値以外の色差
成分を削除し、色差成分の代表値の下位ビットを削除す
ることによってデータを圧縮するステップを含む。
【0030】隣接する画素の画素情報に基づいて色差成
分の代表値を決定し、この代表値以外の色差成分を削除
し、色差成分の代表値の下位ビットを削除することによ
ってデータを圧縮するので、色差成分の変化に鈍感な人
間の視覚の特性を利用し、視覚的な画像劣化を防止しな
がら、効率的に画素情報を圧縮することが可能となる。
【0031】請求項10に記載の描画方法は、請求項6
記載の描画方法であって、変換された画素情報の色差成
分を圧縮するステップは、複数のフレーム内の同一座標
の画素の色差成分を共有することによってデータを圧縮
するステップを含む。
【0032】複数のフレーム内の同一座標の画素の色差
成分を共有することによってデータを圧縮するので、色
差成分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を利用し、視覚
的な画像劣化を防止しながら、画素情報を効率的に圧縮
することが可能となる。
【0033】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は、本発明
の実施の形態1におけるグラフィックアクセラレータを
含んだ装置の概略構成を示すブロック図である。この装
置は、装置全体の制御を行なうCPU1と、装置の基本
プログラムを格納しているROM(Read Only Memor
y)2と、CPU1による処理データおよびプログラム
を格納するRAM(RandomAccess Memory)3と、プロ
グラムが格納されているCD−ROM(CompactDisc-Re
ad Only Memory)4と、CD−ROM4を読み出すC
D−ROM装置5と、ハードディスク装置6と、グラフ
ィックアクセラレータ7と、描画データを展開する際に
使用される画像メモリ8と、画像が表示されるCRT9
とを含む。
【0034】また、グラフィックアクセラレータ7は、
描画命令に含まれるRGB形式の色情報をYUV形式に
変換するRGB/YUV変換部10と、YUV形式の色
情報を含む描画命令を画素情報に展開すると共に、画素
情報を圧縮する描画命令実行部11と、描画命令実行部
11によって生成された画素情報を画像メモリ8に書き
込み、画像メモリ8から画素情報を読み出す画像メモリ
制御部12と、画像メモリ8から読み出した画素情報を
CRT9の表示データに変換する画面データ出力部13
と、YUV形式の表示データをRGB形式の表示データ
に変換するYUV/RGB変換部14と、YUV/RG
B変換部14から出力されたRGBデジタル形式の表示
データをアナログ信号に変換するDAC15とを含む。
【0035】RGB/YUV変換部10は、CPU1を
介して描画処理対象となる描画命令に含まれる色情報を
RGB形式で受信し、当該色情報をYUV形式に変換す
る。この変換処理は、式(1)〜(3)に示す式に基づ
いて行なわれる。
【0036】 Y=0.299R+0.587G+0.114B =(1/4+1/32+1/64)R+(1/2+1/16+1/32)G+(1/16+1/32+1/64)B …(1) V=Cb =-0.1687R-0.3313G+0.500B =-(1/8+1/32+1/64)R-(1/4+1/16+1/64)G+1/2B+128 …(2) U=Cr =0.500R-0.4187G-0.0813B =1/2R-(1/4+1/8+1/32+1/64)G+(1/16+1/64)B+128 …(3) なお、本実施の形態においては、RGB形式の色情報を
YUV形式の色情報に変換しているが、輝度成分信号と
色差成分信号とから構成される他の形式に変換しても同
様の効果が得られることは言うまでもない。
【0037】図2は、図1に示すグラフィックアクセラ
レータ7内の描画命令実行部11をさらに詳細に説明す
るためのブロック図である。描画命令実行部11は、R
GB/YUV変換部10経由でCPU1から受信した描
画命令を解釈する命令デコーダ21と、命令デコーダ2
1による解釈結果に基づいてYUV形式の画素情報に展
開する描画データ生成部22と、描画データ生成部22
によって生成されたYUV形式の画素情報から、色差成
分であるUV情報を削減してデータ圧縮を行なうデータ
圧縮部23とを含む。
【0038】ここで、描画命令実行部11によって実行
される描画命令として、2次元画像に対しては直線描画
命令、矩形描画命令、クリア命令、塗りつぶし命令およ
び文字描画命令などが、3次元画像に対してはポリゴン
の頂点座標データ、テクスチャ座標データ、テクスチャ
に対するブレンディング色情報、透明度情報および奥行
き情報値などがある。命令デコーダ21は、CPU1か
ら受信した描画命令をデコードすることにより、当該描
画命令がこれらの命令のいずれであるかを判定する。
【0039】図3は、描画データ生成部22による画素
情報の生成処理と、データ圧縮部23によるデータ圧縮
方法を説明するための図である。描画データ生成部22
は、命令デコーダ21による描画命令の解釈結果に基づ
いて、画面を構成する画素情報の制御データを生成す
る。ここでいう画素情報とは、従来技術においてRGB
の3色の組み合わせで決定される画素の色情報であり、
本発明ではこれをYUV形式で示したものとなってい
る。
【0040】描画データ生成部22における具体的な処
理として、図3(a)で示される画素の並びにおいて、
塗りつぶし命令が実行された場合の画素情報のイメージ
を図3(b)に示す。同図において、座標[0,0],
[1,0],[0,1],[1,1]で示される画素情
報の制御データが生成される。また、塗りつぶし命令に
より画素情報が決定された画素についても、同様に制御
データが生成される(図示せず)。
【0041】次に、データ圧縮部23のデータ圧縮処理
について説明する。一般に、人間の視覚は、輝度成分Y
の変化に対しては敏感であるが、色差成分UおよびVの
変化に対しては鈍感である。この視覚特性を利用して、
YUV形式の画素情報の圧縮を行なう。
【0042】具体的には、描画データ生成部22におい
て生成された画素情報の制御データにおいて、隣接する
4画素[0,0],[1,0],[0,1],[1,
1]の画素情報を圧縮するものとする。上述したよう
に、人間の視覚特性は色差成分UおよびVの変化に対し
ては鈍感であるので、4画素のうち画素[0,0]の色
差成分U[0,0]およびV[0,0]を色差成分の代表値として
使用し、それ以外の色差成分情報を削除する。したがっ
て、図3(c)に示すように、4画素分の画素情報は、
輝度成分Y[0,0],Y[1,0],Y[0,1]およびY[1,1]と、
色差成分U[0,0]およびV[0,0]とに削減される。
【0043】なお、上記説明文では画素[0,0]の色
差成分U[0,0]およびV[0,0]を色差成分の代表値として
使用するようにしたが、他の画素における色差成分値を
色差成分の代表値として使用する、または、複数の画素
における色差成分値を平均した値、たとえば、4画素分
の色差成分U[0,0]、U[1,0]、U[0,1]およびU[1,1]
平均値と、V[0,0]、V[1,0]、V[0,1]およびV[1,1]
平均値とを色差成分の代表値として使用するようにして
も良い。
【0044】また、データ圧縮方法として、ITU(In
ternational Telecommunication Union)勧告601に
規定されている4:2:2または4:2:0等の圧縮方
法を使用しても同等の効果を得ることができる。また、
上述した説明においては、隣接する4画素分の画素情報
を圧縮するようにしたが、それ以上の画素を同様の方法
によって圧縮するようにすれば、さらに圧縮効率が向上
する。
【0045】以上述べたように、描画命令実行部11に
おいて画素情報の制御データを圧縮した上で画像メモリ
8にデータ書き込みを行なうことから、画像メモリ8で
必要としていたメモリ容量を削減できると共に、グラフ
ィックアクセラレータ7と画像メモリ8間のバスにおけ
る単位時間あたりのデータ転送量を削減できる。よっ
て、同バスのデータ転送速度に起因するボトルネックの
解消を行なうことができる。
【0046】画像メモリ制御部12は、描画命令実行部
11により生成された画素情報の制御データに基づい
て、画素情報を順次画像メモリ8へ書き込む。また、画
像メモリ制御部12は、所定のタイミングで画像メモリ
8から画素情報を読み出して、画面データ出力部13へ
出力する。なお、画像メモリ8がD−RAM(Dynamic-
Random Access Memory)の場合には、画像メモリ制御
部12は所定タイミングで画像メモリ8のリフレッシュ
を行なう。
【0047】図4は、図1に示すグラフィックアクセラ
レータ7内の画面データ出力部13をさらに詳細に説明
するためのブロック図である。画面データ出力部13
は、画像メモリ制御部12を介して入力した画素情報を
伸長するデータ伸長部31を含む。
【0048】データ伸長部31は、圧縮されたYUV形
式の画素情報を伸長して、各表示画素に対応する描画デ
ータを生成する。たとえば、隣接する4画素が図3
(c)に示すように圧縮されている場合には、画素
[0,1]、[1,0]および[1,1]の色差成分情
報に、U[0,0]およびV[0,0]を割り当てることによって
伸長が行なわれる。
【0049】YUV/RGB変換部14は、画面データ
出力部13から出力されたYUV形式の描画データをR
GB形式の描画データに変換する。この変換は、次式に
基づいて行なわれる。
【0050】 R=Y+1.403Cr =Y+(1+1/4+1/8+1/32)(Cr-128) …(4) G=Y-0.714Cr-0.344Cb =Y-(1/4+1/16+1/32)(Cr-128)-(1/2+1/8+1/16+1/32)(Cb-128) …(5) B=Y+1.773Cb =Y+(1+1/2+1/4+1/64)(Cb-128) …(6) DAC15は、YUV/RGB変換部14によって変換
されたRBG形式の描画データであるデジタル信号をア
ナログ信号に変換してCRT9へ出力する。そして、C
RT9は、そのアナログ信号に基づいて表示を行なう。
【0051】以上説明したように、本実施の形態におけ
るグラフィックアクセラレータによれば、画像メモリ8
における画素データの記録形式をRGB形式からYUV
形式に変換すると共に、隣接する画素の色差成分Uおよ
びVを共有してデータを圧縮するようにしたので、画像
メモリ8の記憶容量を削減することが可能となった。ま
た、画素情報の削減に伴って、描画命令実行部11によ
る画像メモリ8へのアクセス回数を減らすことができる
ため、描画命令実行部11、ひいてはグラフィックアク
セラレータ7の処理速度を向上させることが可能となっ
た。さらには、従来のグラフィックアクセラレータと同
じデータ転送速度を実現するのであれば、本実施の形態
におけるグラフィックアクセラレータの画像メモリ・イ
ンタフェース・バス16のバス幅を削減することができ
るため、安価な描画処理装置を提供することが可能とな
った。
【0052】(実施の形態2)本発明の実施の形態2に
おけるグラフィックアクセラレータは、実施の形態1に
おけるグラフィックアクセラレータと比較して、図2に
示すデータ圧縮部23および図4に示すデータ伸長部3
1の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複す
る構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。なお、
データ圧縮部およびデータ伸長部の参照符号をそれぞ
れ、23aおよび31aとして説明する。
【0053】上述したように、人間の視覚は色差成分U
およびVの変化に対しては鈍感であるので、本実施の形
態においては色差成分UおよびVの精度を低下させこと
によってデータを圧縮する。
【0054】図5は、本実施の形態におけるグラフィッ
クアクセラレータ内のデータ圧縮部23aの処理を説明
するための図である。図5に示すように、輝度成分Y
[0,0]、Y[0,1]、Y[1,0]およびY[1,1]については、精
度を低下させることなく、YUV形式に変換された後の
輝度成分Yをそのまま使用する。一方、色差成分U[0
,0]、U[0,1]、U[1,0]およびU[1,1]については、YU
V形式に変換された後の色差成分Uの所定の上位ビット
のみを使用し、下位ビットを削除することによってデー
タ圧縮を行なう。また、色差成分V[0,0]、V[0,1]、V
[1,0]およびV[1, 1]についても、YUV形式に変換され
た後の色差成分Vの所定の上位ビットのみを使用し、下
位ビットを削除することによってデータ圧縮を行なう。
【0055】また、データ伸長部31aは、色差成分U
[0,0]、U[0,1]、U[1,0]およびU[ 1,1]の削除した下位
ビットに所定のデータを設定してデータを伸長する。た
とえば、下位ビットの全てのビットに“0”を設定して
データを伸長する。なお、データ圧縮において、色差成
分の下位ビットを削除することによりデータを圧縮して
いるが、外部から操作可能なレジスタによってこの削除
するビット数を適宜設定できるようにしても良い。描画
処理装置は、CRT9の解像度や色数に応じて削除する
ビット数を変更することにより、使用状況に応じた表示
を実現することが可能となる。
【0056】以上説明したように、本実施の形態におけ
るグラフィックアクセラレータによれば、色差成分の下
位ビットを削除するのみでデータ圧縮が行なえるので、
実施の形態1におけるグラフィックアクセラレータと比
較して、さらに簡単な構成で実現することが可能とな
る。
【0057】(実施の形態3)本発明の実施の形態3に
おけるグラフィックアクセラレータは、実施の形態1に
おけるグラフィックアクセラレータと比較して、図2に
示すデータ圧縮部23および図4に示すデータ伸長部3
1の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複す
る構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。なお、
データ圧縮部およびデータ伸長部の参照符号をそれぞ
れ、23bおよび31bとして説明する。
【0058】本実施の形態におけるデータ圧縮部23b
は、図3に示す実施の形態1におけるデータ圧縮方法
に、図5に示す実施の形態2におけるデータ圧縮方法を
追加したものである。すなわち、隣接する4画素の色差
成分UおよびVのうち、代表値である画素[0,0]の
色差成分U[0,0]およびU[0,0]のみを残し、他の画素の
色差成分情報を削除する。そして、さらに画素[0,
0]の色差成分U[0,0]およびU[0,0]の下位ビットを削
除することによりデータを圧縮する。
【0059】また、データ伸長部31bは、画素[0,
1]、[1,0]および[1,1]の色差成分情報に、
[0,0]およびV[0,0]を割り当てる。そして、それぞれ
の色差成分情報の下位ビットに所定のデータを設定する
ことによりデータを伸長する。
【0060】以上説明したように、本実施の形態におけ
るグラフィックアクセラレータによれば、隣接する画素
の色差成分を共有し、さらに色差成分情報の下位ビット
を削除してデータを圧縮するようにしたので、実施の形
態1および実施の形態2におけるグラフィックアクセラ
レータと比較して、さらにデータを圧縮してデータ量を
削減することが可能となった。
【0061】(実施の形態4)本発明の実施の形態4に
おけるグラフィックアクセラレータは、実施の形態1に
おけるグラフィックアクセラレータと比較して、図2に
示すデータ圧縮部23および図4に示すデータ伸長部3
1の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複す
る構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。なお、
データ圧縮部およびデータ伸長部の参照符号をそれぞ
れ、23cおよび31cとして説明する。
【0062】上述したように、人間の視覚は色差成分U
およびVの変化に対しては鈍感であるので、本実施の形
態においてはフレーム間で色差成分UおよびVを共有さ
せることによってデータを圧縮する。
【0063】図6は、本実施の形態におけるグラフィッ
クアクセラレータ内のデータ圧縮部23cの処理を説明
するための図である。図6に示すように、描画処理は画
像メモリ8に順次フレームのデータが書き込まれること
によって行なわれる。これらのフレームを数フレーム毎
に区切り、この区切られたフレームの集まりにおいて、
同一座標の画素情報の色差成分情報が共有される。
【0064】たとえば、図6に示すフレーム17の描画
において、データ圧縮部23cはYUV形式に変換され
た画素情報を圧縮せず、描画データ生成部22は圧縮さ
れない画素情報を使用して描画処理を行なう。また、フ
レームの集まり#1に含まれるフレームのうち、フレー
ム17−A、17−Bおよび17−Cの描画において、
データ圧縮部23cは色差成分情報を全て削除する。そ
して、描画データ生成部22は、輝度成分情報のみを演
算して描画データを作成する。画像メモリ制御部12
は、画像メモリ8の輝度成分情報が記録される領域に当
該輝度成分情報を書き込む。このように、フレームの集
まり#1のうち、最初のフレーム17においてのみ輝度
成分情報および色差成分情報が演算されて画像メモリ8
に書き込まれる。一方、フレームの集まり#1のうち、
2番目以降のフレーム17−A、17−Bおよび17−
Cにおいて、輝度成分情報のみが演算されて画像メモリ
8に書き込まれるため、描画命令実行部11の処理速度
を向上させることができ、画像メモリ8の容量を削減す
ることができる。
【0065】なお、本実施の形態においては、4フレー
ムを1つの集まりとしているが、色差成分情報を共有す
るフレーム数をさらに増やすことにより、描画命令実行
部11の処理速度をさらに向上させることができ、画像
メモリ8の容量をさらに削減することができる。しか
し、色差成分情報を共有するフレーム数を増やすにした
がって、画質が劣化することになる。また、外部から操
作可能なレジスタによってこの色差成分情報を共有する
フレーム数を適宜設定できるようにしても良い。
【0066】以上説明したように、本実施の形態におけ
るグラフィックアクセラレータによれば、複数のフレー
ムを1つの集まりとし、フレーム間で色差成分情報を共
有することによって、画像の画質に著しい劣化を与える
ことなく、描画命令実行部11の処理速度を向上させる
ことができ、画像メモリ8の容量を削減することが可能
となった。
【0067】(実施の形態5)本発明の実施の形態5に
おけるグラフィックアクセラレータは、実施の形態1に
おけるグラフィックアクセラレータと比較して、図1に
示す描画命令実行部11およびRGB/YUV変換部1
0の機能が異なる。したがって、重複する構成および機
能の詳細な説明は繰り返さない。なお、描画命令実行
部、RGB/YUV変換部、命令デコーダ、描画データ
生成部およびデータ圧縮部の参照符号をそれぞれ、11
e,10e,21e,22eおよび23eとして説明す
る。また、色空間変換部24は、図1に示すRGB/Y
UV変換部10と同じ構成および機能を有する。
【0068】本実施の形態におけるグラフィックアクセ
ラレータは、図7および図8に示すように、図1に示す
実施の形態1におけるグラフィックアクセラレータの構
成においてRGB/YUV変換部10eを、描画命令実
行部11e内の命令デコーダ21eと描画データ生成部
22eとの間に設けることにより、回路オーバーヘッド
を削減するものである。
【0069】すなわち、実施の形態1においてCPU1
から入力される描画命令を命令デコーダ21および描画
データ生成部22によってRGB形式の画素データに変
換した後に、RGB/YUV変換部10によりYUV形
式画素データに変換し、データ圧縮部23により色情報
の削減を行なっている。しかし、この方式では、一度R
GB形式の画素データに展開を行なっていることから回
路オーバーヘッドが大きいという問題がある。
【0070】本実施の形態においては、この問題を解決
するために、描画データ生成部22eにおいて画素単位
の描画データに展開される前に、視覚的に影響を与えな
い範囲で色情報の削減処理をRGB/YUV変換部10
eで行なうものである。なお、本実施の形態で行なうデ
ータ圧縮部23eにおいて行なう色情報の削減方法は、
先の実施の形態2に示す色差成分の下位ビットを削減す
ることにより実現する。
【0071】以上説明したように、本実施の形態におけ
るグラフィックアクセラレータによれば、描画命令を複
数の画素から構成される描画データに展開する前に色情
報の削減処理を行なうので、実施の形態1におけるグラ
フィックアクセラレータと比較して、さらに演算器等を
小規模の回路で実現することが可能となる。
【0072】今回開示された実施の形態は、すべての点
で例示であって制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請
求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味
および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図さ
れる。
【0073】
【発明の効果】請求項1に記載のグラフィックアクセラ
レータによれば、描画手段は、第1の変換手段によって
変換された輝度成分およびデータ圧縮手段によって圧縮
された色差成分に基づいて描画データを生成するので、
描画データのデータ転送量を削減でき、処理速度を向上
させることが可能となった。また、描画データのデータ
量が削減されるので、描画データを格納する画像メモリ
の容量を削減することが可能となった。
【0074】請求項2に記載のグラフィックアクセラレ
ータによれば、データ圧縮手段は、隣接する画素の画素
情報に基づいて色差成分の代表値を決定し、この代表値
以外の色差成分を削除することによってデータを圧縮す
るので、色差成分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を利
用し、視覚的な画像劣化を防止しながら、効率的に画素
情報を圧縮することが可能となった。
【0075】請求項3に記載のグラフィックアクセラレ
ータによれば、データ圧縮手段は、色差成分の下位ビッ
トを削除することによってデータを圧縮するので、色差
成分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を利用し、視覚的
な画像劣化を防止しながら、効率的に画素情報を圧縮す
ることが可能となった。
【0076】請求項4に記載のグラフィックアクセラレ
ータによれば、データ圧縮手段は、隣接する画素の画素
情報に基づいて色差成分の代表値を決定し、この代表値
以外の色差成分を削除し、色差成分の代表値の下位ビッ
トを削除することによってデータを圧縮するので、色差
成分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を利用し、視覚的
な画像劣化を防止しながら、効率的に画素情報を圧縮す
ることが可能となった。
【0077】請求項5に記載のグラフィックアクセラレ
ータによれば、データ圧縮手段は、複数のフレーム内の
同一座標の画素の色差成分を共有することによってデー
タを圧縮するので、色差成分の変化に鈍感な人間の視覚
の特性を利用し、視覚的な画像劣化を防止しながら、効
率的に画素情報を圧縮することが可能となった。
【0078】請求項6に記載の描画方法によれば、変換
された輝度成分および圧縮された色差成分に基づいて描
画データを生成するので、描画データのデータ転送量を
削減でき、処理速度を向上させることが可能となった。
また、描画データのデータ量が削減されるので、描画デ
ータを格納する画像メモリの容量を削減することが可能
となった。
【0079】請求項7に記載の描画方法によれば、隣接
する画素の画素情報に基づいて色差成分の代表値を決定
し、この代表値以外の色差成分を削除することによって
データを圧縮するので、色差成分の変化に鈍感な人間の
視覚の特性を利用し、視覚的な画像劣化を防止しなが
ら、効率的に画素情報を圧縮することが可能となった。
【0080】請求項8に記載の描画方法によれば、色差
成分の下位ビットを削除することによってデータを圧縮
するので、色差成分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を
利用し、視覚的な画像劣化を防止しながら、効率的に画
素情報を圧縮することが可能となった。
【0081】請求項9に記載の描画方法によれば、隣接
する画素の画素情報に基づいて色差成分の代表値を決定
し、この代表値以外の色差成分を削除し、色差成分の代
表値の下位ビットを削除することによってデータを圧縮
するので、色差成分の変化に鈍感な人間の視覚の特性を
利用し、視覚的な画像劣化を防止しながら、効率的に画
素情報を圧縮することが可能となった。
【0082】請求項10に記載の描画方法によれば、複
数のフレーム内の同一座標の画素の色差成分を共有する
ことによってデータを圧縮するので、色差成分の変化に
鈍感な人間の視覚の特性を利用し、視覚的な画像劣化を
防止しながら、画素情報を効率的に圧縮することが可能
となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1におけるグラフィック
アクセラレータを含んだ描画処理装置の概略構成を示す
ブロック図である。
【図2】 図1に示すグラフィックアクセラレータ7内
の描画命令実行部11をさらに詳細に説明するためのブ
ロック図である。
【図3】 描画データ生成部22による画素情報の生成
処理と、データ圧縮部23によるデータ圧縮方法を説明
するための図である。
【図4】 図1に示すグラフィックアクセラレータ内の
画面データ出力部13をさらに詳細に説明するためのブ
ロック図である。
【図5】 本発明の実施の形態2におけるグラフィック
アクセラレータ内のデータ圧縮部23aの処理を説明す
るための図である。
【図6】 本発明の実施の形態4におけるグラフィック
アクセラレータ内のデータ圧縮部23cの処理を説明す
るための図である。
【図7】 本発明の実施の形態5におけるグラフィック
アクセラレータを含んだ描画処理装置の概略構成を示す
ブロック図である。
【図8】 図7に示す描画命令実行部11eおよびRG
B/YUV変換部10eをさらに詳細に説明するための
図である。
【図9】 従来のグラフィックアクセラレータを含んだ
描画処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 CPU、2 ROM、3 RAM、4 CD−RO
M、5 CD−ROM装置、6 ハードディスク、7
グラフィックアクセラレータ、8 画像メモリ、9 C
RT、10 RGB/YUV変換部、11 描画命令実
行部、12 画像メモリ制御部、13 画面データ出力
部、14 YUV/RGB変換部、15DAC、21
命令デコーダ、22 描画データ生成部、23 データ
圧縮部、24 色空間変換部、31 データ伸長部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畔川 善郁 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 千葉 修 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 島川 和弘 兵庫県伊丹市中央3丁目1番17号 三菱電 機システムエル・エス・アイ・デザイン株 式会社内 Fターム(参考) 5B057 CA01 CA16 CB01 CB16 CE18 CG01 CH11

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RGB形式の画素情報を輝度成分および
    色差成分を含む形式の画素情報に変換するための第1の
    変換手段と、 前記第1の変換手段によって変換された画素情報の色差
    成分を圧縮するためのデータ圧縮手段と、 前記第1の変換手段によって変換された輝度成分および
    前記データ圧縮手段によって圧縮された色差成分に基づ
    いて描画データを生成するための描画手段と、前記描画
    手段によって生成された描画データを伸長するためのデ
    ータ伸長手段と、 前記データ伸長手段によって伸長された描画データをR
    GB形式の描画データに変換するための第2の変換手段
    とを含むグラフィックアクセラレータ。
  2. 【請求項2】 前記データ圧縮手段は、隣接する画素の
    画素情報に基づいて色差成分の代表値を決定し、該代表
    値以外の色差成分を削除することによってデータを圧縮
    する、請求項1記載のグラフィックアクセラレータ。
  3. 【請求項3】 前記データ圧縮手段は、色差成分の下位
    ビットを削除することによってデータを圧縮する、請求
    項1記載のグラフィックアクセラレータ。
  4. 【請求項4】 前記データ圧縮手段は、隣接する画素の
    画素情報に基づいて色差成分の代表値を決定し、該代表
    値以外の色差成分を削除し、前記色差成分の代表値の下
    位ビットを削除することによってデータを圧縮する、請
    求項1記載のグラフィックアクセラレータ。
  5. 【請求項5】 前記データ圧縮手段は、複数のフレーム
    内の同一座標の画素の色差成分を共有することによって
    データを圧縮する、請求項1記載のグラフィックアクセ
    ラレータ。
  6. 【請求項6】 RGB形式の画素情報を輝度成分および
    色差成分を含む形式の画素情報に変換するステップと、 前記変換された画素情報の色差成分を圧縮するステップ
    と、 前記変換された輝度成分および前記圧縮された色差成分
    に基づいて描画データを生成するステップと、 前記生成された描画データを伸長するステップと、 前記伸長された描画データをRGB形式の描画データに
    変換するステップとを含む描画方法。
  7. 【請求項7】 前記変換された画素情報の色差成分を圧
    縮するステップは、隣接する画素の画素情報に基づいて
    色差成分の代表値を決定し、該代表値以外の色差成分を
    削除することによってデータを圧縮するステップを含
    む、請求項6記載の描画方法。
  8. 【請求項8】 前記変換された画素情報の色差成分を圧
    縮するステップは、色差成分の下位ビットを削除するこ
    とによってデータを圧縮するステップを含む、請求項6
    記載の描画方法。
  9. 【請求項9】 前記変換された画素情報の色差成分を圧
    縮するステップは、隣接する画素の画素情報に基づいて
    色差成分の代表値を決定し、該代表値以外の色差成分を
    削除し、前記色差成分の代表値の下位ビットを削除する
    ことによってデータを圧縮するステップを含む、請求項
    6記載の描画方法。
  10. 【請求項10】 前記変換された画素情報の色差成分を
    圧縮するステップは、複数のフレーム内の同一座標の画
    素の色差成分を共有することによってデータを圧縮する
    ステップを含む、請求項6記載の描画方法。
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