JP2004514337A - 高品質のビデオおよびグラフィックスパイプライン - Google Patents

Abstract

この発明は、高品質のビデオおよびグラフィックス処理に適した最適な処理パイプラインを提供する。この発明によれば、ビデオ／グラフィックスデータの実際の処理および変換の前にカラーキー抽出が行なわれる。これは、合成された画像内の人為的加工の量を実質的に最小限にする。この発明にしたがって、ビデオ／グラフィックスデータ処理パイプラインが提供される。このパイプラインは、デジタルビデオ／グラフィックスデータの列を前もって予備的に処理して前処理データを出力するように構成された前処理回路と；前記前処理回路に動作可能に接続されて前処理データからカラーキーを抽出してその結果のデータを出力するように構成されたカラーキー処理回路と；前記カラーキー処理回路に動作可能に接続されて前記結果の信号を処理して変換するように構成された処理／変換回路と：を備えている。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は一般に、ビデオおよびグラフィックスパイプラインに係り、より詳しくは高品質ビデオおよびグラフィックスパイプラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオ／グラフィックス用結合型処理パイプラインは、ビデオ／グラフィックス操作および合成用の処理および／または表示パイプラインに用いられている。典型的な結合型ビデオ／グラフィックスパイプラインは、ピクセル（画素）フォーマッティング用構成要素、カラールックアップテーブル、カラー空間変換部、４：２：２から４：４：４への変換および４：４：４から４：２：２への変換用の変換フィルタリング部、ピクセル混合およびアルファ混合の構成要素を含んでいる。
【０００３】
通常、このようなパイプラインにおいては、ビデオ／グラフィックスデータ変換が、１つのカラー空間から他のカラー空間へと多数の場所での多数のチップ内で実行されている。これらの変換は、深刻な画像への損傷の原因となっている。この処理の結果としての品質は、高解像度での表示や高品質ビデオ／グラフィックスができないことが重要でない古くからの消費者の製品にのための表示装置上では注目されるべきものである。最近のＨＤＴＶ（高品位テレビ）市場およびテレビとパソコンのアプリケーションとを集中させる傾向はいまや、消費者の製品における高品質のビデオ／グラフィックス処理を強く要求している。不適切な（誤った）処理に起因する著しい人為的加工（ａｒｔｉｆａｃｔｓ） を伴う画像は、最早受け入れがたいものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、高品質のビデオ／グラフィックス処理に適した最適なパイプラインに対する必要性が求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、高品質のビデオおよびグラフィックス処理に適した最適な処理パイプラインを提供する。この発明によれば、カラーキー抽出は、ビデオ／グラフィックスデータの実際の処理および変換の前に実行されている。これは、合成される画像における人為的加工の量を最少化させている。
【０００６】
この発明にしたがって、ビデオ／グラフィックスデータ処理パイプラインが提供されている。このパイプラインは、デジタルビデオ／グラフィックスデータの列を前処理して前処理されたデータを出力するように構成された前処理回路と；この前処理回路に動作可能に接続されて前記前処理されたデータからカラーキーを抽出してその結果データを出力するように構成されたカラーキー処理回路と；さらに、前記カラーキー処理回路に動作可能に接続されて前記結果データを処理および変換するように構成された処理／変換回路と、を備えている。
【０００７】
この発明の１つの態様（特徴的構成／アスペクト）によれば、カラーキー回路は、前記カラーキーを予め選択されたカラー（色）に置換えるカラー置換回路を含んでいる。
【０００８】
この発明の他の態様によれば、前記処理／変換回路は、前記カラーキー処理回路に動作可能に接続されて前記結果データについてのアップフィルタリングを実行してアップフィルタされたデータを出力するように構成されたアップフィルタ回路と；このアップフィルタ回路に動作可能に接続されて前記アップフィルタされたデータについてのカラー空間変換を実行して変換されたデータを出力するように構成された変換回路と、を含んでいる。また、前記処理／変換回路は、前記変換回路に動作可能に接続されて前記変換されたデータについてのダウンフィルタリングを実行するように構成されたダウンフィルタ回路をさらに含んでいる。前記アップフィルタリング回路およびダウンフィルタリング回路によりそれぞれ実行されるアップフィルタリングおよびダウンフィルタリングは、相互に排他的なものである。
【０００９】
この発明のさらに他の態様によれば、前記前処理回路は、前記ビデオ／グラフィックスデータについての画素フォーマッティング、カラー拡張およびアルファ抽出を実行してフォーマットされたデータを出力するように構成されたデータフォーマッティング回路と；さらに、このデータフォーマッティング回路に動作可能に接続されて前記フォーマットされたデータについてのインデックス付けを実行するように構成されたカラールックアップテーブル（ＣＬＵＴ）と、を備えている。
【００１０】
この発明についての充分な理解と共に他の目的および達成は、添付された図面と併せて与えられる以下の説明と前記特許請求の範囲を参照することにより、明かとなるであろうし正しく理解されるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら実施例を用いてこの発明を詳細に説明する。図面の全体を通して、同一の参照符号は、同一または相当する特徴または機能を示している。
【００１２】
図１は、この発明を実施するために適した例示的なシステムの機能ブロック図を示している。図１に示されているように、デジタルビデオ／グラフィックスソース１０は、デジタルビデオ／グラフィックス信号をメモりバッファ１６に供給している。このデジタルデータは、標準的な形式（フォーマット）でメモりバッファ１６内に格納される。コマンドにより、ビデオ／グラフィックスデータプロセッサ２０は、処理を行なうためにメモリバッファ１６からのデジタルデータを受信する。プロセッサ２０は、処理されたデータを所定のフォーマットでビデオ／グラフィックスエンコーダ２６へと送信する。エンコーダ２６は、その後データを符号化してそれらを表示のための表示装置３０へと送信している。
【００１３】
図２は、この発明の一実施形態に係るプロセッサ２０内のビデオおよびグラフィックスパイプラインの機能ブロック図を示している。この技術分野における熟練した技術者によって理解されるであろうように、このパイプラインはまた、ディスプレイプロセッサ内でも用いることができるであろう。図２において、メモリバッファ１６からのビデオ／グラフィックスデータはブロック３４へと送られて、このブロック３４は、例えば、画素フォーマッティング、カラー拡張、アルファ抽出等の標準的な機能を実行している。（色の重ね合わせに用いられる）アルファデータは、ブロック３４により抽出されて、アルファチャネルを経由してインデックス付けするためにＣＬＵＴ（カラールックアップテーブル）ブロック３６へと送られている。残余のビデオ／グラフィックスデータ（ＹＵＶまたはＲＧＢ）はブロック３８へと送られている。ブロック３８は、もしも入来するデータがこのようなフォーマットでないのならば、カラー構成要素当たり例えば８ビットの実際のカラーフォーマットを原因として前記入来するデータを変換するためのインデックス付けのためにＹＵＶまたはＲＧＢデータがＣＬＵＴへと転送されることを許容している。ブロック３８はまた、入来するデータがこのブロックをバイパスすることも許容している。ＣＬＵＴはまた、独立したアドレス線を介してＣＬＵＴに対して、表示の特徴における非線形性のために補償する入来データへのガンマ補正を提供している。ソフトウェアを介して提供された静的な決定に基づいて、マルチプレクサ４０は真正のカラーフォーマット内のデータをブロック４４に供給しており、このブロック４４は標準的なカラーキー抽出を実行している。全てのマルチプレクサ４０，４８，５２，５８および６２は、ソフトウェアを介しての静的な決定に基づいて制御されている。
【００１４】
カラーキー抽出の後に、このデータはブロック４６に供給されて、このブロックは標準的なカラーの置換を実行すると共にこのデータがバイパスすることを許容している。マルチプレクサ４８の出力は、アップフィルタブロック５０に供給されている。ブロック５０は、データについてのアップフィルタリング（例えば４：２：２のデータフォーマットを４：４：４のデータフォーマットへと変換する）を実行すると共に、データがこのブロック自身をバイパスすることを許容している。ブロック５０の出力は、サブサンプルされたフォーマット（４：２：２フォーマット）のデータがアップフィルタリングにより変換されたか否かの決定に基づいて、マルチプレクサ５２により多重化される。マルチプレクサ５２の出力は、用いることができるように、（例えば、ＲＧＢおよびＹＵＶの間またはその逆でも同じである）一般的なカラー空間変換用のブロック５４へと送られる。ブロック５４の出力は、個々の適用に基づいて、マルチプレクサ５８により多重化される。マルチプレクサ５８の出力は、ダウンフィルタブロック６０へと送られる。ブロック６０は、データについてのダウンフィルタリング（例えば、４：４：４のデータフォーマットを４：２：２のデータフォーマットへと変換する）を実行すると共に、データがこのブロック自身をバイパスすることを許容する。ブロック６０の出力は、背景色と混合するための（図示されない）ミキサへと送られている。アップフィルタブロック５０およびダウンフィルタブロック６０により実行されるフィルタリング機能は、データの与えられたセットについて相互に排他的であることは注目されるべきである。両方のフィルタは、バイパスされるようにしても良い。さらに、種々のブロックが、データフェッチングその他用の（図示されない）レイヤ制御回路、および、データプログラミングその他用の（図示されない）レイヤレジスタを通じて制御されている。
【００１５】
図２に示されているようにこの発明によれば、ブロック４４によるカラーキー抽出は、高品質のビデオ／グラフィックスアプリケーションのための画素（ピクセル）の実際の処理の前に実行されている。もしも、何れかの種類のフィルタリングまたはカラー空間変換がカラーキー抽出の前に実行されているのならば、カラーキー動作は、カラースミアリング（ｃｏｌｏｒ ｓｍｅａｒｉｎｇ―色汚れ―）が原因である１つの色についてというよりむしろ複数の色の範囲にわたって実行されるべきであろう。このことは、より多くのハードウェアを必要とするであろうし、また不正確なものとなるであろう。この結果は、高品質のビデオ／グラフィックスアプリケーションにとっては受け入れることができないような、カラーキー動作への人為的加工を伴う画像となるであろう。
【００１６】
さらに、図２に示されているように、ブロック５０によるアップフィルタリングは、ブロック５４によるカラー空間変換の前に実行されている。このことは、４：２：２のデータフォーマットから４：４：４のデータフォーマットへのＹＵＶにおけるアップフィルタリングが、（常に４：４：４のフォーマットである）ＲＧＢについて実行する代わりに、ＵＶ部分について実行されていることを理由として、論理を節約して、より良いカラー空間変換結果を与えている。
【００１７】
この発明は特定の実施形態に関連して説明されていたが、多くの代替例、変更例および変形例が上述した観点よりこの技術分野の通常の知識を有する熟練者たちにとって明かであろうことは証拠により明白とされる。例えば、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂのようなビデオ／グラフィックデータの他のタイプがまた、この発明を用いることにより処理されるようにしても良い。したがって、この発明は、添付された特許請求の範囲の精神と範囲内に含まれるこれらの代替例、変更例および変形例の全てを包含することを目的としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この発明の実施形態に適した例示的システムを示す機能ブロック図である。
【図２】
この発明の実施形態に係るビデオおよびグラフィックスパイプラインを示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
３４　前処理回路（画素形式／色拡張／アルファ抽出ブロック）
３６　前処理回路（ＣＬＵＴブロック）
３８　前処理回路（ＣＬＵＴ／バイパスブロック）
４０　前処理回路（マルチプレクサブロック）
４４　カラーキー処理回路（キー抽出ブロック）
４６　処理／変換回路（カラー置換／バイパスブロック）
４８　処理／変換回路（マルチプレクサブロック）
５０　処理／変換回路（アップフィルタリング／バイパスブロック）
５２　処理／変換回路（マルチプレクサブロック）
５４　処理／変換回路（一般カラー空間変換／バイパスブロック）
５８　処理／変換回路（マルチプレクサブロック）
６０　処理／変換回路（ダウンフィルタリング／バイパスブロック）
６２　処理／変換回路（マルチプレクサブロック）

Claims (11)

1. デジタルビデオ／グラフィックスデータの列を予備的に処理して前処理されたデータを出力するように構成された前処理回路と；
   前記前処理回路に動作可能に接続されて前処理データからカラーキーを抽出してその結果データを出力するように構成されたカラーキー処理回路と；
   前記カラーキー処理回路に動作可能に接続されて、前記結果データを処理して変換するように構成された処理／変換回路と：
   を備えるビデオ／グラフィックスデータ処理パイプライン。
2. 前記カラーキー処理回路は、前記カラーキーを予め選択されたカラーに置換えるように構成されたカラー置換回路を含む請求項１に記載のパイプライン。
3. 前記処理／変換回路は、
   前記カラーキー処理回路に動作可能に接続されて、前記結果データについてのアップフィルタリングを実行してアップフィルタされたデータを出力するように構成されたアップフィルタリング回路と；
   前記アップフィルタリング回路に動作可能に接続されて、前記アップフィルタされたデータについてのカラー空間変換を実行して変換されたデータを出力するように構成された変換回路と、
   を備える請求項１に記載のパイプライン。
4. 前記処理／変換回路は、前記変換回路に動作可能に接続されて、前記変換されたデータについてのダウンフィルタリングを実行するダウンフィルタリング回路をさらに含む請求項３に記載のパイプライン。
5. 前記アップフィルタリング回路および前記ダウンフィルタリング回路によりそれぞれ実行される前記アップフィルタリングおよびダウンフィルタリングは、排他的である請求項４に記載のパイプライン。
6. 前記前処理回路は、
   ビデオおよびグラフィックスデータについてのピクセルフォーマッティング、カラー拡張およびアルファ抽出を実行してフォーマットされたデータを出力するように構成されたデータフォーマッティング回路と、
   前記フォーマッティング回路に動作可能に接続されて、前記フォーマットされたデータについての索引（インデックス）付けを実行するように構成されたカラールックアップテーブル（ＣＬＵＴ）と、
   を含む請求項３に記載のパイプライン。
7. （ａ）前処理データを出力するためにデジタルビデオ／グラフィックスデータの列を予備的に処理し；
   （ｂ）前記前処理データからカラーキーを処理してその結果データを出力し；
   （ｃ）ステップ（ｂ）の後で、前記結果データを処理して変換する
   ステップを備えるビデオ／グラフィックスデータ処理方法。
8. ステップ（ｂ）は、前記カラーキーを予め選択されたカラーに置換えるステップを含む請求項７に記載の方法。
9. ステップ（ｃ）は、
   （ｉ）前記結果データについてのアップフィルタリングを実行してアップフィルタされたデータを出力し；
   （ｉｉ）前記アップフィルタされたデータについてのカラー空間変換を実行して変換されたデータを出力する
   ステップを含む請求項７に記載の方法。
10. ステップ（ｃ）は、さらに
    （ｄ）前記変換されたデータについてのダウンフィルタリングを実行する、
    を含む請求項９に記載の方法。
11. ステップ（ｉ）および（ｄ）は相互に排他的である請求項１０に記載の方法。

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