JP2600904B2 - 画像合成方法およびその装置 - Google Patents

画像合成方法およびその装置

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JP2600904B2 JP1131010A JP13101089A JP2600904B2 JP 2600904 B2 JP2600904 B2 JP 2600904B2 JP 1131010 A JP1131010 A JP 1131010A JP 13101089 A JP13101089 A JP 13101089A JP 2600904 B2 JP2600904 B2 JP 2600904B2
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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は画像合成方法およびその装置に関し、さら
に詳細にいえば、静止画像または動きが少ない画像と高
速に動く画像とで構成される画像を表示する場合に好適
な画像合成方法およびその装置に関する。
〈従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 従来からグラフィックス表示装置が種々の分野で使用
されており、しかも高解像度化、表示の高速化等が進め
られている。
しかし、従来のグラフィックス表示装置においては、
ニュー・フレーム毎に1画面分の画素データを計算し、
計算結果に基づいてニュー・フレームを可視的に表示す
るようにしているので、表示速度を高めようとすれば計
算能力を高めなければならず、必然的にグラフィックス
表示装置が全体として高価になってしまう。また、計算
能力を高めることができても、表示すべき画像が複雑で
あれば、全体として計算量が増加するので、表示速度を
余り高めることができないという問題がある。例えば、
競争自動車用のシミュレータとして使用する場合には、
背景が著しく複雑であるからニュー・フレーム毎の計算
量が膨大になり、計算能力が高いグラフィックス表示装
置を採用しても表示速度を余り高めることができない。
したがって、最も必要とされる競争自動車の移動速度が
早い関係上、この速度に対応する高速の表示が必要にな
るにも拘らず、ニュー・フレーム単位の表示速度に合せ
て競争自動車を表示せざるを得なくなる。この結果、表
示画面上において競争自動車をなめらかに移動させるこ
とができず、高速に移動している競争自動車が不連続に
表示されてしまう。
尚、競争自動車用のシミュレータ以外であっても、全
体として複雑な画像であり、しかもこの画像中において
かなり高速に移動する物体が存在する場合には同様な問
題がある。
〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであ
り、全体として複雑な画像の中で物体が高速に移動する
状態を物体の移動速度に拘らずスムーズに表示すること
ができる画像合成方法およびその装置を提供することを
目的としている。
〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の画像合成方
法は、複数の画像データを各画像の動きに対応する周期
で生成するとともに、奥行きデータをも生成し、奥行き
データの大小関係に基づいて何れかの画像データが優先
するように全ての画像データを合成して表示する方法で
ある。
上記の目的を達成するための、他の発明の画像合成方
法は、画像データを動きの多少に基づいて分割して動き
に対応する周期でそれぞれ生成するとともに、奥行きデ
ータをも生成し、奥行きデータの大小関係に基づいて何
れかの画像データが優先するように全ての画像データを
合成して表示する方法である。
上記の目的を達成するための、他の発明の画像合成装
置は、画像を動きの多少に基づいて分割する分割手段
と、分割された各画像に対応して画像データおよび奥行
きデータを動きに対応する周期で定期的に生成する複数
の画像生成手段と、各画像生成手段により生成された画
像データおよび奥行きデータをそれぞれ保持する画像保
持手段および奥行きデータ保持手段と、全ての画像に対
応する奥行きデータに大小関係に基づいて何れかの画像
データを選択する選択手段とを具備している。
但し、動きが多い画像に割当てられた画像保持手段お
よび奥行きデータ保持手段がデュアル・プレーン構成で
あり、他の画像保持手段および奥行きデータ保持手段が
シングル・プレーン構成であることが好ましい。
〈作用〉 第1の発明の画像合成方法であれば、複数の画像デー
タを各画像の動きに対応する周期で生成するとともに、
奥行きデータをも生成し、奥行きデータの大小関係に基
づいて何れかの画像データが優先するように全ての画像
データを合成して表示するので、ニュー・フレーム毎に
生成する必要がある画像データが一部分のみでよく、表
示を高速化することができるとともに、各画像データは
動きに対応して新たに生成されるので、連続的な動きを
スムーズに表現できる。
第2の発明であれば、画像データを動きの多少に基づ
いて分割して動きに対応する周期でそれぞれ生成し、そ
れぞれの奥行きデータの大小関係に基づいて何れかの画
像データが優先するように全ての画像データを合成して
表示するので、ニュー・フレーム毎に生成する必要があ
る画像データが一部分のみでよく、表示を高速化するこ
とができる。そして、各画像データは動きに対応して新
たに生成されるので、連続的な動きをスムーズに表現で
きる。
第3の発明であれば、分割手段により画像を動きの多
少に基づいて分割し、複数の画像生成手段により、分割
された各画像に対応して画像データおよび奥行きデータ
を動きに対応する周期で定期的に生成する。そして、各
画像生成手段により生成された画像データおよび奥行き
データをそれぞれ画像保持手段により保持しておいて、
選択手段により、全ての画像に対応する奥行きデータに
大小関係に基づいて何れかの画像データを選択するの
で、選択された画像データに基づいて表示手段により表
示を行なうことにより、全体として計算量を低減させて
著しく高速の表示を達成できるとともに、連続的な動き
をスムーズに表現できる。
第4の発明であれば、頻繁に画像データを生成する必
要がある、動きが多い画像に対してデュアル・プレーン
構成の画像保持手段および奥行きデータ保持手段が割当
てられているので、動画像データを得るための計算時間
が表示速度を低下させるために働くことを大巾に抑制で
き、しかも、画像データ生成頻度が低い、動きが少ない
画像に対してシングル・プレーン構成の画像保持手段お
よび奥行きデータ保持手段が割当てられているので、構
成を簡素化できる。
〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明す
る。
第1図はこの発明の画像合成方法の一実施例を示すフ
ローチャートであり、ステップにおいて表示すべき画
像を動きの多少に基づいて複数の画像に分割し、ステッ
プにおいて動きがない画像の有無を判別して、動きが
ない画像が有ると判別されれば、ステップにおいて静
止画像データおよび奥行きデータを生成し、ステップ
においてメモリに格納する。
そして、ステップにおいて動きがない画像がないと
判別された場合、またはステップの処理が行なわれた
後は、ステップにおいて分割された何れかの画像を更
新するタイミングになるまで待った後、ステップにお
いて何れの画像を更新すべきかを判別し、ステップに
おいて更新すべき画像についてのみ新たな画像データお
よび奥行きデータを生成し、ステップにおいて新たに
生成された画像データおよび奥行きデータをメモリに格
納する。そして、ステップにおいて全ての画像を奥行
きデータの大小に基づいて合成し、ステップにおいて
合成された画像を表示し、再びステップの判別を行な
う。
したがって、競争自動車用のシミュレーションにおい
てコース内を歩行する監視員が存在する場合には、画像
を背景、監視員および競争自動車に分割しておけばよ
い。このように分割を行なっておけば、背景については
上記実施例と同様に全く動かないのであるから、一旦画
像データを生成した後は、単にメモリから画像データを
読出して表示するだけでよい。また、競争自動車につい
ては非常に高速に動くのであるから、動きをリアルに表
示するためには最も頻繁に画像データを更新しなければ
ならない。さらに、監視員については競争自動車と比べ
るとかなり低速でしか動かないのであるから、画像デー
タの更新頻度は余り高くする必要がない。
即ち、上記実施例によれば、背景は一旦生成された後
はそのままにし、競争自動車についてはニュー・フレー
ム毎に更新し、監視員についてニュー・フレーム複数回
毎に更新すればよく、コントロール・タワーから見える
光景を著しくリアルに表示することができる。また、奥
行きデータに基づいて合成するので、遠方の競争自動車
等は近景に隠れた状態になり、表示のリアルさを著しく
高めることができる。
尚、以上には背景、監視員および競争自動車に分割し
た場合についてのみ説明したが、背景を全く動かない部
分とゆっくり動く雲等とに分割することにより一層リア
ルさを高めることが可能である。
さらに、他のシミュレーションに適用することも可能
である。
〈実施例2〉 第2図は画像合成装置のさらに他の実施例を示すブロ
ック図であり、分割された各画像データを生成するため
のDDA(21)(22)…(2n)と、各DDAから出力される画
像データおよび奥行きデータをそれぞれ格納する表示メ
モリ(31)(32)…(3n)およびデプス・バッファ(4
1)(42)…(4n)と、各表示メモリ(31)(32)…(3
n)から出力される画像データを入力として対応するカ
ラー・データを出力するLUT(51)(52)…(5n)と、
全てのデプス・バッファ(41)(42)…(4n)から出力
される奥行きデータを入力として選択信号を出力する奥
行きデータ比較器(61)と、上記選択信号を切替制御信
号として何れかのLUTからのカラー・データを選択する
選択部(62)と、選択部(62)から出力されるディジタ
ル・データをRGBデータに変換して図示しない表示部に
供給するD/Aコンバータ(63)とを有している。尚、上
記表示メモリ(31)(32)…(3n)およびデプス・バッ
ファ(41)(42)…(4n)はCPUバス(64)を介してプ
ロセッサ(60)と接続されており、必要に応じて、例え
ば、動きがない画像である場合に、プロセッサにより生
成された画像データおよび奥行きデータを書込むことが
できる。尚、上記プロセッサ(60)は画像を分割して対
応するDDAに必要なデータを供給する。
上記の構成の画像合成装置の動作は次のとおりであ
る。
静止画像についてはプロセッサにより画像データおよ
び奥行きデータを生成して該当する表示メモリおよびデ
プス・バッファにそれぞれ格納する。そして、動画像に
ついては、対応するDDAにより移動速度に基づいて定ま
る周期で画像データおよび奥行きデータを生成して該当
する表示メモリおよびデプス・バッファにそれぞれ格納
する。
そして、全てのデプス・バッファ(41)(42)…(4
n)から読出された奥行きデータを奥行きデータ比較器
(61)に供給することにより、表示されるべき画像デー
タを示す選択信号が生成されるので、この選択信号に基
づいて選択部(62)において該当するLUTから読出され
たカラー・データが選択され、D/Aコンバータ(63)に
供給される。
したがって、分割された複数の画像同士の重なり合い
を考慮した状態で画像が合成されたことになり、著しく
リアルな表示を達成することができる。即ち、第3図A
に示す静止画像と同図Bに示す動画像を合成した場合に
は、動画像が無条件に表示されるのではなく、同図Cに
示すように、静止画像より手前にある場合にのみ表示さ
れ(同図C参照)、著しくリアルな表示になるのであ
る。
また、プロセッサにより各LUTの内容を変化させるよ
うにすれば、環境変化に起因する色合いの変化を簡単
に、かつ高速に表示に反映させることができる。
以上の説明から明らかなように、この実施例において
は表示メモリとデプス・バッファとが同じハードウェア
構成になるので、デプス・バッファのイレースを表示メ
モリと同様に高速化できる。
〈実施例3〉 第4図は画像合成装置のさらに他の実施例を示すブロ
ック図であり、第2の実施例と異なる点は、デプス・バ
ッファ(41)(42)…(4n)から読出された奥行きデー
タを比較する奥行きデータ比較器(61)に代えて表示メ
モリ(31)(32)…(3n)に対する画像データ書込み時
(正確には、リード・モディファイ・ライト時)にデプ
ス・バッファ(41)(42)…(4n)から出力される奥行
きデータを比較する奥行きデータ比較器(65)を設け、
奥行きデータ比較器(65)から出力される比較結果デー
タを保持するとともに、保持データを切替制御信号とし
て選択部(62)に供給するスイッチ・プレーン(66)を
設けた点のみである。
したがって、この実施例の場合には、各表示メモリに
対する画像データ書込み時にスイッチ・プレーン(66)
に比較結果データが書込まれ、スイッチ・プレーン(6
6)から読出された比較結果データを切替制御信号とし
て選択部(62)に供給することにより、第2の実施例と
同様に画像を合成して表示することができる。
尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば、画像の種類によっては帯域圧縮を施すこと
が可能であるほか、画像分割を自動化することが可能で
あり、その他、この発明の要旨を変更しない範囲内にお
いて種々の設計変更を施すことが可能である。
〈発明の効果〉 以上のように第1の発明は、ニュー・フレーム毎に生
成する必要がある画像データが一部分のみでよく、表示
を高速化することができるとともに、各画像データは動
きに対応して新たに生成されるので、連続的な動きをス
ムーズに表現できるという特有の効果を奏する。
第2の発明は、ニュー・フレーム毎に生成する必要が
ある画像データが一部分のみでよく、表示を高速化する
ことができるとともに、各画像データは動きに対応して
新たに生成されるので、連続的な動きをスムーズに表現
できるという特有の効果を奏する。
第3の発明も、ニュー・フレーム毎に生成する必要が
ある画像データが一部分のみでよく、表示を高速化する
ことができるとともに、各画像データは動きに対応して
新たに生成されるので、連続的な動きをスムーズに表現
できるという特有の効果を奏する。
第4の発明は、動画像データを計算するために必要な
時間の影響を大巾に排除し、表示を一層高速化すること
ができるとともに、構成の複雑化を抑制することができ
るという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の画像合成方法の一実施例を示すフロ
ーチャート、 第2図は画像合成装置の一実施例を示すブロック図、 第3図は画像合成動作を概略的に説明する図、 第4図は画像合成装置の他の実施例を示すブロック図。 (21)(22)…(2n)…DDA、(62)…選択部、(31)
(32)…(3n)…表示メモリ、(41)(42)…(4n)…
デプス・バッファ、(60)…プロセッサ、(61)(65)
…奥行きデータ比較器、(66)…スイッチ・プレーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−100788(JP,A) 特開 昭63−45682(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の画像データを各画像の動きに対応す
    る周期で生成するとともに、奥行きデータをも生成し、
    奥行きデータの大小関係に基づいて何れかの画像データ
    が優先するように全ての画像データを合成して表示する
    ことを特徴とする画像合成方法。
  2. 【請求項2】画像データを動きの多少に基づいて分割し
    て動きに対応する周期でそれぞれ生成するとともに、奥
    行きデータをも生成し、奥行きデータの大小関係に基づ
    いて何れかの画像データが優先するように全ての画像デ
    ータを合成して表示することを特徴とする画像合成方
    法。
  3. 【請求項3】画像を動きの多少に基づいて分割する分割
    手段(60)と、分割された各画像に対応して画像データ
    および奥行きデータを動きに対応する周期で定期的に生
    成する複数の画像生成手段(21)(22)・・・(2n)
    と、各画像生成手段(21)(22)・・・(2n)により生
    成された画像データおよび奥行きデータをそれぞれ保持
    する画像保持手段(31)(32)・・・(3n)および奥行
    きデータ保持手段(41)(42)・・・(4n)と、全ての
    画像に対応する奥行きデータの大小関係に基づいて何れ
    かの画像データを選択する選択手段(61)(62)(65)
    (66)とを具備することを特徴とする画像合成装置。
  4. 【請求項4】動きが多い画像に割当てられた画像保持手
    段および奥行きデータ保持手段がデュアル・プレーン構
    成であり、他の画像保持手段および奥行きデータ保持手
    段がシングル・プレーン構成である上記特許請求の範囲
    第3項記載の画像合成装置。
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