JP2008522313A - プログラマブルプロセッサ - Google Patents

Abstract

デジタルシグナルプロセッサ１は、フォワードテクスチャマッピングのようなデジタル画像処理演算を実行するために提供される。第一のロジックユニット２１は、入力サンプル座標ｘｒ及びｘｌを受け、第一の色の重み値ｗ及び第二の色の重み値ｗＮを決定する。第二のロジックユニット２３は、色の重み値ｗＮで入力サンプルの色を重み付けし、結果的に得られる重み付けされたサンプルの色は、１以上の前の繰り返しからの蓄積された重み付けされたサンプルの色に加えられ、これにより、新たに蓄積された重み付けされたサンプルの色、すなわちｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ信号１３が生成される。第三のロジックユニット２５は、入力サンプルの色を第一の色の重み値ｗで重み付けするために構成され、結果的に得られる重み付けされたサンプルの色は、蓄積された重み付けされたサンプルの色ｒｇｂａＰａｒｔＩｎに加えられ、出力のカラー信号ｒｇｂａＯｕｔ１１が生成される。ロジックユニット２１は、出力サンプルｒｇｂａＯｕｔ１１の色の値が意味される整数の座標に関する出力サンプル座標ｘＯｕｔを生成し、また、出力サンプルが有効であることを示すｇｅｎＰｉｘ信号を発生する。先に記載された動作は、単一の出力サンプルに寄与する入力のサンプルの色の全ての繰り返しについて連続する。

Description

本発明は、プログラマブルプロセッサに関し、より詳細には、プログラマブルプロセッサでのサンプルレート変換のためのデジタルシグナルプロセッサに関する。
また、本発明は、デジタル信号をリサンプリングする方法に関する。

プログラマブルプロセッサは、命令のセットとして知られる動作のセットから取られる動作のシーケンスに従って動作する。プログラムは、Ｃのような高水準のソースコードで通常書かれており、プログラマブルプロセッサにより実行されることとなる動作のシーケンスを定義するために使用される。言い換えれば、命令のセットからの動作を直接使用して動作のシーケンスを書込みするよりは、高水準の言語は、よりユーザフレンドリなプログラミング方法を提供し、これは、次いで、命令のセットから取られる実行可能な動作のセットにコンパイルされる。

高水準ソースコードと命令のセットの間のマッピングは、１対１である必要はない。たとえば、ソースコードにおける動作は、幾つかの実行可能な動作にマッピングされる。また、ソースコードにおける幾つかの動作は、単一の実行可能な動作にマッピングされる。

プログラマブルプロセッサは、画像処理及び３次元グラフィックを含めて、デジタル信号処理で広く使用される。画像処理の間に実行される１つの動作は、テクスチャマッピングであり、リサンプリングとして知られるプロセスを含む。リサンプリングは、縮小（間引き）及び拡大（補間）のプロセスであり、たとえば、デジタル画像は異なる解像度にリサンプリングされる。

大部分のテクスチャマッピングハードウェアは、逆のテクスチャマッピングの原理に基づいており、（スクリーンスペースにおける）画素のプリフィルタは、入力サンプル（テクセル）にマッピングされる。逆テクスチャマッピングがハードウェアで実現するためにシンプルである利点を有する一方で、（エリアシング又はぼやけのアーチファクトのような）乏しい品質を有すること、又はフィルタが非常に複雑になることのいずれかの問題に苦しむ。

逆のテクスチャマッピングに対する代替は、フォワードテクスチャマッピングであり、テクセルはスクリーンスペースにマッピングされる。フォワードテクスチャマッピングを実行する公知の回路は、“Ｒｅｓａｍｐｌｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｏｒ ３Ｄ ｇｒａｐｈｉｃｓ”， Ｍｅｉｎｄｓ ＆ Ｂａｒｅｎｂｕｒｇ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｈａｒｄｗａｒｅ ２００２， ｐａｇｅ １７−２６， ２００２に記載されている。しかし、このようなフォワードテクスチャマッピングの公知の方法は、効率的な画像処理を提供せず、又は完全に専用のハードウェアを使用する。

本発明の目的は、プログラマブルプロセッサ、及び、従来のプログラマブルプロセッサで実行されるように個別に実行する（精密な粒状度）よりはむしろ、専用の動作を実行することで、プログラマブルプロセッサで更に効果的にデジタルリサンプリングを実行する新たなデジタル信号処理の動作を提供する。
より詳細には、本発明は、フォワードテクスチャマッピングとの使用向けのデジタルイメージプロセッサに関する。

本発明の第一の態様によれば、出力信号を得るためにデジタル信号の１以上の入力サンプル値のデジタル信号を処理するプログラマブルプロセッサは提供される。プロセッサは、以下を有する。第一及び第二の重み値（ｗ，ｗＮ）を生成するために適合される第一のロジックユニット。入力サンプル値（ｒｇｂａＩｎ）及び第二の重み値（ｗＮ）を受け、入力サンプル値（ｒｇｂａＩｎ）を第二の重み値（ｗＮ）で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成するために適合され、重み付けされたサンプル値を１以上の前に生成された重み付けされたサンプル値に加え、蓄積された重み付けされたサンプル値（ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ）を生成するために適合される第二のロジックユニット。入力サンプル値（ｒｇｂａＩｎ）及び第一の重み値（ｗ）を受けるために適合され、入力サンプル値（ｒｇｂａＩｎ）、第一の重み値（ｗ）及び第二のロジックユニットから出力された蓄積された重み付けされたサンプル値（ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ）に基づいて、出力サンプル（ｒｇｂａＯｕｔ）を生成するために適合される第三のロジック回路。

本発明の別の態様によれば、デジタル信号処理の演算を実行する方法が提供され、デジタル信号の１以上の入力サンプル値は、出力信号を生成するために処理される。本方法は、以下のステップを含む。第一及び第二の重み値（ｗ，ｗＮ）を生成するステップ。入力サンプル値（ｒｇｂａＩｎ）を第二の重み値（ｗＮ）で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成し、重み付けされたサンプル値を１以上の前に生成された重み付けされたサンプル値に加え、蓄積された重み付けされたサンプル値（ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ）を生成するステップ。入力サンプル値（ｒｇｂａＩｎ）、第一の重み値（ｗ）及び蓄積された重み付けされたサンプル値（ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ）に基づいて、出力サンプル（ｒｇｂａＯｕｔ）を生成するステップ。

本発明の良好な理解のため、本発明がどのように実施されるかを更に明らかに示すため、例示を通して添付図面が参照される。

好適な実施の形態は、３次元のグラフィックパイプラインにおけるテクスチャマッピングと呼ばれるデジタル画像のりサンプリング機能を実行することに関して記載される。しかし、本発明は、カメラからモバイルフォンのディスプレイへのダウンスケーリングのような、ビデオ信号のダウンスケーリングを含む、他のデジタル画像又はデジタル信号処理の動作のために使用されることが理解される。また、本発明は、デジタル画像のワーピング又は非一様なリサンプリングの他の形式での使用に非常に適している。

より詳細に本発明のデジタルシグナルプロセッサ及びリサンプル動作を説明する前に、簡単な説明がリサンプリングプロセスに関して始めに与えられる。テクスチャマップの透視の変換は、２次元のリサンプリングプロセスであり、すなわち、変換は、サンプリングされた入力画像（テクスチャマップ）をサンプリングされた出力画像（スクリーン）にマッピングする。理想的なリサンプリングプロセスは、４つのステップからなる。

１．再構成フィルタを使用して、離散的な入力から連続的な信号を構築する。
２．再構成された入力信号を変換する。
３．変換された信号をプリフィルタリングして、信号を出力サンプルレートの半分に帯域制限する。
４．フィルタリングされた信号をサンプリングして、離散的な出力を生成する。

典型的な３次元シーンにおけるテクスチャマッピングの大部分は、縮小となる（すなわち、出力サンプルの数は入力サンプルの数よりも小さい）。かかるケースでは、縮小により引き起こされた高周波数を減衰するプリフィルタは、再構成フィルタよりも結果的に得られる画像の品質に対する影響が大きい。したがって、縮小について、高品質のプリフィルタが望まれ、構築フィルタが重要ではない。

拡大のケースでは、再構成フィルタは、プリフィルタを支配する。縮小は、よりクリティカルなケースである。それは、望まれないエリアシングアーチファクトを生じる可能性がある高周波を生成するためである。

本発明によれば、デジタルシグナルプロセッサ及び新たなデジタルシグナルリサンプリング演算は、画像及び３次元グラフィックを処理するために提供される。デジタルイメージプロセッサは、（画像にわたり）ステップレスの可変のスケールファクタでデジタル画像をダウンサンプリング（すなわち縮小、デシメーション又はダウンスケーリング）するために使用される。言い換えれば、スケールファクタは、１以下の全て有理値であるが、現実の精度は、この出願で後に記載されるように、テクセル（入力サンプル）座標の端数の精度により決定される。

図１は、本発明のデジタル画像処理動作を実行するために必要とされる入力及び出力コネクションと共に、本発明に係るリサンプル演算１の高水準のビューを示す図である。リサンプル演算１は、４つの色チャネルｒ，ｇ，ｂを使用して記載される。しかし、より多くの色チャネル又はより少ない色チャネルをもつ変形例に適用できることが理解される。また、好適な実施の形態は、色チャネル当たり８ビットを使用する。さらに、特許請求の範囲に定義されるように、本発明の範囲から逸脱することなしに、色チャネル当たり他のビット数が使用されることを理解されたい。

リサンプル演算１は、“ｘｌｒ”信号３、“ｒｇｂａＩｎ”信号５及び“ｒｇｂａＰａｒｔＩｎ”信号７を含む入力信号を受けるために接続される。記載される実施の形態では、ｘｌｒ信号３は、それぞれｘｒ及びｘｌと呼ばれる１６ビットの２つのセットを含む。ｘｒ及びｘｌ信号は、それぞれ現在及び前の入力サンプルの座標である入力である。ｒｇｂａＩｎ信号５は、入力サンプルの色に関連し、８ビットをそれぞれ有する４つのカラーチャネル（すなわちｒ，ｇ，ｂ，ａ）を有しており、したがって全体として３２ビットを有する。ｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７は、１６ビットをそれぞれ有する４信号を有しており、したがって全体として６４ビットを有する。

好適な実施の形態によれば、リサンプリング演算１は、纏められた“ｘＯｕｔ／ｇｅｎＰｉｘ”信号９、“ｒｇｂａＯｕｔ”信号１１及び“ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ”信号１３を有する出力信号を生成する。ｒｇｂａＯｕｔ信号１１は、８ビットをそれぞれ有する４つのカラーチャネルを含み、したがって３２ビット出力信号を供給する。ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ信号１３は、１６ビットをそれぞれ有する４つの信号を含み、したがって６４ビット出力信号を供給する。ｘＯｕｔ／ｇｅｎＰｉｘ信号９は、たとえばビット［１５．．０］に割り当てられるｘＯｕｔ信号と、ビット１６に割り当てられるｇｅｎＰｉｘ信号とを有する。例では、信号９のビット［３１．．１７］が不使用である。これらの信号のそれぞれの機能は、他の図面に関して更に詳細に記載される。

なお、これらのポートを３２ビット又は６４ビットに適合するように束にする代わりに、個別に接続されるか、又は異なって束にされる。ｘＯｕｔ信号は、出力信号ｒｇｂａＯｕｔ１１の色値が意味する整数座標に関連する。ｘＯｕｔ信号及び出力信号ｒｇｂａＯｕｔは、ｇｅｎＰｉｘ信号９が、この出力画素に寄与する最後の入力サンプルが処理されたことを示す真であるときに意味がある。言い換えれば、ｇｅｎＰｉｘ信号９は、ｒｇｂａＯｕｔ１１が有効であるか否か（すなわち、ｒｇｂａＯｕｔ値１１が更に処理されるべきか、又は無視されるべきかを示す）をハイレベルのソフトウェアに通知するために出力される。

なお、ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ信号１３及びｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７は同じ（６４ビット）レジスタに関連する。単一の出力サンプルに寄与する入力サンプルの色は重み付けされ、次いで、このレジスタに蓄積され、したがってレジスタをアキュムレーションレジスタにする。多数の、すなわち百の入力サンプルが出力サンプルに対して小さな寄与をなす場合に大きな縮小ファクタを許容するために、精度は高くなければならない。それぞれの小さな寄与は、精度が１６ビットの代わりに８ビットであるケースでゼロに丸められる。

図２は、更に詳細に図１のリサンプル演算１の動作を説明するブロック図である。リサンプル動作は、ｘｒ及びｘｌ信号の形式で入力サンプルの座標値、すなわち現在及び前のサンプルのそれぞれの座標値を受けるための第一のロジックユニット２１を有する。ロジックユニット２１は、入力サンプルの色の重みを決定し、第一の色の重みの値“ｗ”と第二の色の重みの値“ｗＮ”を出力するために構成される。第一の色の重みの値ｗは、フェーズｒから導出された重みであり、第二の色の重みの値ｗＮは、フェーズｌから導出された重みである。また、ロジックユニット２１は、出力サンプル座標値、すなわち出力信号ｒｇｂａＯｕｔ１１の色値が意味される整数の座標に関するｘＯｕｔ信号９を生成する。また、ロジックユニット２１は、出力サンプルが有効であるか否かを示すｇｅｎＰｉｘ信号９を生成するために構成される。

第二のロジックユニット２３は、フェーズｌに関連する第二の色の重みの値ｗＮ及び入力サンプルの色、すなわちｒｇｂａＩｎ信号５を受け、入力サンプルの色を色の重み値ｗＮで重み付けするために構成される。結果的に得られる重み付けされたサンプルの色は、（１以上の前の繰り返し又はパスからの蓄積された重み付けされたサンプルの色に対応する）ｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７に加えられる。第二のロジックユニット２３は、新たに蓄積された重み付けされたサンプルの色、すなわち、レジスタ２７に記憶されているｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ信号１３を生成する。好適な実施の形態では、それぞれの色が１６ビットで表されるので、レジスタ２７は６４ビットを含む。好ましくは、６４ビットレジスタ２７は、破線により示されるように、メインプロセッサのレジスタファイルの一部である。しかし、６４ビットレジスタ２７がリサンプル演算１のハードウェアに組み込まれることが理解される。先に述べたように、６４ビットレジスタ２７は、ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ信号１３とｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７の間で共有される。言い換えれば、１つの繰り返し又はパスの蓄積された重み付けされたサンプルの色の信号、すなわちｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ信号１３は、その後の繰り返し又はパスのｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７を形成する。

第三のロジックユニット２５は、第一の色の重み値ｗ及び入力サンプルの色、すなわちｒｇｂａＩｎ信号５を受け、入力サンプルのカラーを第一の色の重み値ｗで重み付けするために構成される。結果的に得られた重み付けされたサンプルの色は、ｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７に加えられ、すなわち、出力カラー信号ｒｇｂａＯｕｔ信号１１を生成するため、６４ビットレジスタ２７から受けた蓄積された重み付けされたサンプルカラーに対応する。この例では、出力カラー信号は、ＲＧＢＡ８８８８のような低い精度のフォーマットに丸められ、これにより図１に示される３２ビットが与えられる。

先に記載された動作は、単一の出力サンプルに寄与する入力サンプルカラーの全ての繰り返しについて継続する。処理が特定の画素について完了したことを第一のロジックユニット２１が判定したとき、ｇｅｎＰｉｘ信号９は、ｒｇｂａＯｕｔ１１の値が有効であることを示すためにアサートされる。
先に記載されたリサンプル演算１は、既知の命令セットを使用した同じタスクを実行するよりも効率的に実行することができる専用の信号処理演算である。

図３は、図１及び図２に示されるリサンプル演算１を実現する例示的な回路を更に詳細に示している。点線は、それぞれの回路セクションが図２に示されるブロック図にどのように対応するかを明らかにするために追加される。図３の回路は、１サイクルのスループット及び、２又は３サイクルの遅延で実現される。なお、２サイクルの遅延のケースでは、ｒｇｂａＩｎ及びｒｇｂａＰａｒｔＩｎは、１サイクルスループットが達成されるように座標ｘｌｒよりも１サイクル後に供給される。

マルチプレクサ３０及び３１は、関連されるコネクションと共に、座標の減少及び拡大を妨げるために供給される。特に、マルチプレクサ３０及び関連されるコネクションは、後に記載されるように、ＭｌがＭｒよりも大きくなるのを防止する。マルチプレクサ３１及び関連されるコネクションは、後に記載されるように、ＭｌがＭｒよりも１を超えて小さくなるのを防止する。ＸＯＲ演算３２は、Ｍｌ又はＭｒのビット５で実行され、ｘＯｕｔ及びｒｇｂａＯｕｔ信号がレディ状態にあることを示すｇｅｎＰｉｘ信号を生成する。ポイント３３での信号は、Ｍｒの分数部分であり、ポイント３４での信号は、Ｍｌの分数部分である。ポイント３５での重み付けされた信号ｗＮは、フェーズ１から導出された重みであり、入力サンプルカラー（ｒｇｂａＩｎ）を重み付けし、重み付けされた信号をｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号に加えるために使用される。次いで、結果は、ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔで出力される。ポイント３６での重み付けされた信号ｗは、フェーズｒから導出された重みであり、入力サンプルカラーを重み付けするために使用され、ｒｇｂａＰａｒｔＩｎに追加され、（精度を減少した後）ｒｇｂａＯｕｔ信号として出力される。

先に記載された回路は、フォワードテクスチャマッピングのようなデジタル信号タスクを処理するため、専用のデジタルリサンプル演算として機能する。
リサンプル演算を更に説明するため、リサンプル演算のセマンティックは、以下の定義を使用して、以下の表１のコードで示されるＣファンクションで記載される。

［外１］

なお、Ｃ及びＦＰＰ定義は、異なって選択される場合がある。

なお、上記コードのライン１３及び１４は、リサンプル演算により実行される２つのテスト条件に関する。これらのテストは、「違法な」状況を回避するために挿入されることが好ましい。本発明のデジタル画像処理を使用したプログラムコードは、座標の減少（Ｍｒ＜Ｍｌ）で、又は拡大モード（Ｍｒ−Ｍｌ＞１）でプロセッサを駆動するべきではない。しかし、不等辺の多角形に近くで投影される透視のような、コーナーのケースについて減少する座標を回避することが困難なことがある。したがって、コーナーのケースを回避するために困難なコードを提供する必要があるよりはむしろ、それぞれのサンプルについてこのケースについてテストを行うことは非常にシンプルである。拡大と同様に、トライアングルのスパン内で、ミップマップレベルを変えることで、縮小（Ｍｒ−Ｍｌ＜１）を保証することは、むしろ容易である。しかし、たとえば、第二のパスの垂直リサンプリングでは、コーナーのケースでは、中間の垂直スパンのサンプルは、多数の第一のパスの水平リサンプリングパスにより生成された（多角形の）ほぼ垂直なエッジに近い場合に、幾つかのギャップを含む。なお、コードのこれら２つのラインにより供給されたテストは、図３におけるマルチプレクサ３０及び３１により供給される機能に対応する。

図４は、先の表１に示されるコードの動作を説明するフローチャートである。ステップ４０１では、現在及び前のサンプルに対応する入力サンプル座標ｘｒ及びｘｌが受信され、０．５だけ増加されて、信号Ｍｒ及びＭｌが生成される。信号Ｍｒ及びＭｌは、現在の入力サンプルに属する再構成のフットプリントの右及び左の境界を示す。この機能は、表１に示されるコードにおけるライン１０及び１１により実行される。

ステップ４０２では、Ｍｒ及びＭｌ信号は、減少する座標及び拡大を防止するために調整される。この機能は、表１に示されるコードにおけるライン１３及び１４により実行され、図３のマルチプレクサ３０及び３１により実行される動作に等価である。

ステップ４０３では、Ｍｌの整数部分が決定され、出力サンプル座標を示すｘＯｕｔ信号を形成する。この機能は、表１に示されるコードにおけるライン１７の右の部分により実行される。ステップ４０４では、画素の色が終了したか、これに応じて対応するｇｅｎＰｉｘ信号が発生されたかが決定される。言い換えれば、ｇｅｎＰｉｘ信号は、特定の出力サンプルに寄与する全ての入力サンプルの色が処理されたことを示し、これによりｒｇｂａＯｕｔ信号が有効であることが確認される。この機能は、表１に示されるコードにおけるライン１６により実行される。好ましくは、ｘＯｕｔ信号及びｇｅｎＰｉｘ信号は、ステップ４０５でマージされ、束にされた出力信号ｇｅｎＰｉｘ／ｘＯｕｔ９が生成される。しかし、上述されたように、これらの信号は、他のやり方で束にされるか、プロセッサに個別に供給される。

ステップ４０６では、第一の色の重み値ｗ及び第二の色の重み値ｗＮが決定される。これらの機能は、表１に示されるコードにおけるライン２０，２１，２４及び２７により実行される。

ステップ４０７では、第二の色の重み値ｗＮは、ｒｇｂａＩｎ信号５から受信された入力サンプルの色で重み付けされる。結果的に得られる重み付けされたサンプルの色は、ステップ４０８で蓄積された重み付けされたサンプルの色（すなわちｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７）に加えられ、ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ信号１３が生成される。これらの機能は、表１に示されるコードにおけるライン２５により実行される。

ステップ４０９では、第一の色の重み値ｗは、ｒｇｂａＩｎ信号５から受信された入力サンプルの色で重み付けされる。結果的に得られるサンプルの色は、ステップ４１０で蓄積された重み付けされたサンプルの色（すなわちｒｇｂａＰａｒｔＩｎ信号７）に加えられ、ＲＧＢＡ８８８８のような、より低い精度のフォーマットに丸められ、出力カラー信号１１が生成される。これらの機能は、表１に示されるコードにおけるライン２８により実行される。

上述の内容から、デジタルイメージプロセッサは、画素の処理が完了したことをｇｅｎＰｉｘ信号が示すまで、入力サンプルのカラー信号について動作する。時間的なそのポイントで、カラー信号ｒｇｂａＯｕｔ１１は、ｘＯｕｔ信号９により示される出力サンプル座標について有効である。ひとたび完了すると、デジタル画像信号の次の画素について同じ手順が繰り返される。

先に記載された本発明によれば、３Ｄグラフィックスパイプラインにおけるテクスチャマッピングを実行するような用途での使用向けに、デジタル画像処理演算が提供される。

他のｃコードの効果、実現及び小分割もまた可能である。幾分精密な粒状度は、図４のフローチャートにおける破線に従って３つの部分にハードウェアを区分することである。上部は、座標を処理し、色の重み値ｗ及びｗＮを生成する。他の部分は、ベクトル化された乗算／加算演算を使用して実現される場合がある。そのケースでは、図４の左下部分は、（たとえば、個別の“左下”の演算のガードとしてｘＯｕｔを使用して）ｘＯｕｔ値に依存して条件付きで実行される）。６４ビットレジスタフィールドによる６４ビットデータパスを含まないプロセッサの別の代替は、上述された図２に示されるように、ｒｇｂａＰａｒｔＯｕｔ及びｒｇｂａＰａｒｔＩｎコネクションに関連される（単一の）レジスタを吸収することである。

フィルタの用語において、上述されたデジタル信号処理演算は、ボックス再構成フィルタ及びボックスプリフィルタ（アンチエイリアスフィルタとして知られる）を有するトランスポーズされたダイレクトモードＦＩＲフィルタ構造を使用した１次元のリサンプラを実現する。ボックス再構成フィルタは、ＤＣリップルを回避するために設けられる。デジタル信号処理演算は、３次元グラフィックスパイプラインにおけるテクスチャマッピングリサンプリング機能を実行するために考案されるが、上述されたように、カメラからモバイルフォンにおけるディスプレイへのダウンスケーリングのようなビデオのダウンスケーリングのために使用される。また、本方法は、非画像信号のリサンプリングに関して適用される。

本発明は、リサンプリングプロセスが加速される点で従来技術に対して利点を有する。また、本発明の動作は、プリフィルタプロファイル（の整数）が記憶される、ルックアップテーブルの必要が回避される、ボックスプリフィルタ（プリフィルタの幅が１である）を実現するのみである。さらに、２つのテスト条件が追加され、リサンプル演算の構造内で実行される。このように、この演算の周りの制御コードが回避される。これら２つのテスト条件は、表１におけるコードのライン１３及び１４に関して記載されるように、座標の減少及び拡大を妨げることに関連する。

本発明の別の態様によれば、以下の表２に示される擬似コードは、デジタル信号処理演算がデジタル画像（又は他のデジタルデータ）の２次元のダウンサンプリングを実現するためにどのように使用されるかを詳細に示している。色ｒｇｂａＩｎをもつ入力サンプルは、出力の画素の位置（ｘｒ，ｙｒ）に近い出力サンプルのグループにリサンプリング（又はスプラッタ）される。縮小されるべき入力画像のサンプルはトラバースされ、ｓｐｌａｔｂｏｘ２Ｄ機能は、それぞれの入力サンプルについて呼ばれる。画像が幾つかの任意のファクタにより拡大される必要があるとき、ｓｐｌａｔｂｏｘ２Ｄのみが縮小のケースを処理する必要があるようにオンザフライでサンプルの複製を使用することが可能である。

先の表２に示されるコードでは、第二のパス（たとえば垂直）は、第一のパス（たとえば水平）でインタリーブされる。これをイネーブルにするため、第二の（インタリーブされた）パスのｒｇｂａＰａｒｔＩｎ／Ｏｕｔはアレイに記憶される。

先に記載された本発明は、デジタル信号の効率的な処理を提供するものであり、すなわち画像処理を実現するために小さな（精密な粒状度）の演算を使用する実行可能なプログラムに比較して画像処理演算を使用した実行可能なプログラムを処理するために少ないサイクル（たとえばサイクル／ピクセル）が必要である。

好適な実施の形態は３つの個別のロジックユニットを有するとして記載されたが、これは例示的な目的で行われたものであり、３つの個別のロジックユニットが単一のロジックユニットとして見られるか、又は異なるやり方で小分割されることを理解されたい。

また、好適な実施の形態は、デジタル画像信号を処理することに関して記載されたが、本発明は任意のデジタル信号を処理するために使用されることを理解されたい。同様に、好適な実施の形態は、色の重みの値を使用することに関して記載されるが、これらは任意のパラメータに関する重みの値、すなわち色以外の重みの値である。

なお、上述された実施の形態は本発明を制限するよりはむしろ例示するものであり、当業者は、特許請求の範囲から逸脱することなしに、多くの代替的な実施の形態を設計することができる。単語「有する“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”」は、請求項に列挙された以外のエレメント又はステップの存在を排除するものではなく、単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項で引用された幾つかのユニットの機能を実行する場合がある。

本発明のデジタル信号のリサンプル動作の高水準のビューを示す図である。 更に詳細な図１のリサンプル動作を説明するブロック図である。 図１及び図２のデジタル信号のリサンプル動作がハードウェアで実現されるかを説明する回路図である。 図１〜図３の動作を説明するフローチャートである。

Claims (31)

1. デジタル信号の１以上の入力サンプルを処理して出力信号を生成するプログラマブルプロセッサであって、
   当該プロセッサは、
   第一及び第二の重み値を生成するために構成されるロジックユニットと、
   入力サンプルの値及び第二の重みの値を受け、入力サンプルの値を第二の重みの値で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成するために構成され、重み付けされたサンプルの値を１以上の前に生成された重み付けされたサンプルの値に加えて、蓄積された重み付けされたサンプルの値を生成するために構成される第二のロジックユニットと、
   入力サンプル値と第一の重み値を受け、入力サンプル値、第一の重み値、及び第二のロジックユニットから出力された蓄積された重み付けされたサンプル値に基づいて、出力サンプルを生成するために構成される第三のロジックユニットと、
   を有するプログラマブルプロセッサ。
2. 前記第一のロジックユニットは、
   現在及び前のサンプルにそれぞれ関連する第一の座標信号及び第二の座標信号を受ける手段と、
   前記第一及び第二の座標信号に基づいて第一及び第二の重み値を生成する手段と、
   を有する請求項１記載のプロセッサ。
3. 前記第一のロジックユニットは、前記第一及び第二の重み値を生成する前に予め決定された値だけ第一の座標信号及び第二の座標信号の値を増加させる手段を更に有する、
   請求項２記載のプロセッサ。
4. 前記第一のロジックユニットは、前記出力サンプルの出力座標信号を生成する手段を更に有する、
   請求項２又は３記載のプロセッサ。
5. 出力座標信号を生成する手段は、第二の座標信号の整数部分から出力座標信号を導出するために構成される、
   請求項４記載のプロセッサ。
6. 前記第一のロジックユニットは、前記出力サンプル及び出力座標信号が有効であるときに示すステータス信号を生成する手段を更に有する、
   請求項１記載のプロセッサ。
7. 前記第一のロジックユニットは、座標の減少を妨げる手段を有する、
   請求項１記載のプロセッサ。
8. 前記第一のロジックユニットは、拡大を妨げる手段を更に有する、
   請求項１記載のプロセッサ。
9. 前記第二のロジックユニットは、
   出力サンプルに寄与する第一の入力サンプル値を受ける手段と、
   入力サンプル値を第二の重み値で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成する手段と、
   重み付けされたサンプル値を、前の繰り返しからの蓄積された重み付けされたサンプル値に加えて、結果的に蓄積された重み付けされたサンプル値を形成する手段と、
   を有する請求項１記載のプロセッサ。
10. 前記第三のロジックユニットは、
    出力サンプルに寄与する第一の入力サンプル値を受ける手段と、
    入力サンプル値を第一の重み値で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成する手段と、
    重み付けされたサンプル値を、前の繰り返しからの蓄積された重み付けされたサンプル値に加え、結果的に出力サンプルを形成する手段と、
    を有する請求項１記載のプロセッサ。
11. 前記蓄積された重み付けされたサンプル値は、対応するプロセッサのレジスタファイルに記憶される、
    請求項１記載のプロセッサ。
12. 入力サンプル値は、画像信号の入力サンプルの色に関連し、重み値は、色の重み値に関連する、
    請求項１乃至１１のいずれか記載のプロセッサ。
13. 当該プロセッサは、二次元の画像信号のリサンプリング演算を実行するために構成される、
    請求項１２記載のプロセッサ。
14. １以上のロジックユニットは、単一のオペレーショナルユニットに結合される、
    請求項１乃至１３のいずれか記載のプロセッサ。
15. 前記蓄積された重み付けされたサンプル値を記憶するレジスタは、１つのオペレーショナルユニットの一部を形成する、
    請求項１４記載のプロセッサ。
16. １以上のロジックユニットは、複数のオペレーショナルユニットを形成する、
    請求項１乃至１３のいずれか記載のプロセッサ。
17. デジタル信号の１以上の入力サンプル値が処理されて出力信号が生成される、デジタル信号処理演算を実行する方法であって、
    当該方法は、
    第一及び第二の重み値を生成するステップと、
    入力サンプルの値を第二の重みの値で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成し、重み付けされたサンプルの値を１以上の前に生成された重み付けされたサンプルの値に加えて、蓄積された重み付けされたサンプルの値を生成するステップと、
    入力サンプル値、第一の重み値、及び蓄積された重み付けされたサンプル値に基づいて、出力サンプルを生成するステップと、
    を含む方法。
18. 第一及び第二の重み値を生成するステップは、
    現在及び前のサンプルのそれぞれに関連する第一の座標信号及び第二の座標信号を受けるステップと、
    前記第一及び第二の座標信号に基づいて、第一及び第二の重み値を生成するステップと、
    を含む請求項１７記載の方法。
19. 前記第一及び第二の重み値を生成するステップは、前記第一及び第二の重み値を生成する前に、予め決定された値だけ、前記第一の座標信号及び第二の座標信号の値を増加するステップを更に含む、
    請求項１８記載の方法。
20. 出力サンプルについて出力座標信号を生成するステップを更に含む、
    請求項１８又は１９記載の方法。
21. 前記出力座標信号を生成するステップは、前記第二の座標信号の整数部分から出力座標信号を導出するステップを含む、
    請求項２０記載の方法。
22. 前記出力サンプル及び出力座標信号が有効であるときを示すステータス信号を生成するステップを更に含む、
    請求項１７記載の方法。
23. 座標の減少を妨げるステップを更に含む、
    請求項１７記載の方法。
24. 拡大を妨げるステップを更に含む、
    請求項１７記載の方法。
25. 前記蓄積された重み付けされたサンプル値を生成するステップは、
    前記出力値に寄与する第一の入力のサンプル値を受けるステップと、
    入力のサンプル値を第二の重み値で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成するステップと、
    重み付けされたサンプル値を、前の繰り返しからの蓄積された重み付けされたサンプル値に加え、結果的に蓄積された重み付けされたサンプル値を形成するステップと、
    を含む請求項１７記載の方法。
26. 前記出力サンプルを生成するステップは、
    前記出力サンプルに寄与する第一の入力サンプル値を受けるステップと、
    入力サンプル値を第一の重み値で重み付けして、重み付けされたサンプル値を生成するステップと、
    重み付けされたサンプル値を、前の繰り返しから蓄積された重み付けされたサンプル値に加えて、結果的に出力サンプルを形成するステップと、
    を含む請求項１７記載の方法。
27. 対応するプロセッサのレジスタファイルに前記蓄積された重み付けされたサンプル値を記憶するステップを更に含む、
    請求項１７記載の方法。
28. 入力サンプルの値は画像信号の入力サンプルの色に関連し、重み値は色の重み値に関する、
    請求項１７乃至２７のいずれか記載の方法。
29. 当該方法のステップは、二次元の画像信号のリサンプリング演算を形成する、
    請求項２８記載の方法。
30. １以上の前記ステップは１つの動作に結合される、
    請求項１７乃至２９のいずれか記載の方法。
31. １以上の前記ステップは複数の動作に結合される、
    請求項１７乃至２９のいずれか記載の方法。

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