JP2646503B2 - データフォーマット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアニメ画像などのパレッ
トを利用して画像表示をする画像処理装置において用い
られるデータフォーマットに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ画面は画素（ドット）という点の
集まりで構成され、それを発色させることによって様々
な画像を作成する。その際、ドットごとにパレットの色
を使用する。コンピュータの処理では、図１に示すよう
に、ドットに対応した色データにパレットコードを指定
することでこれを実現している。

【０００３】パレット内の色のうち、同時に使用できる
色の数を色モードという。たとえば、１６色を同時に利
用する場合は、１６色モードという。通常、コンピュー
タゲーム機で使用するビデオ画面は２５６×２４０ドッ
トである。すなわち、１画面分で６１，４４０ドットで
ある。

【０００４】１６色モードでは、色データのサイズは４
ビットが必要となるので、１画面分の色データのサイズ
は ６１４４０×４＝２４５７６０ビット＝３０７２０バイ
ト＝３０Ｋバイト になる。

【０００５】色モードの数が多くなればなるほど色デー
タのサイズは大きくなり、総データ量も大量になる。こ
れを短時間に転送するとなると時間がかかり、短時間の
画像処理を要求されるゲーム機では大きな障害となる。
そこで、図２に示すように、データ転送の際にはデータ
を圧縮（符号化）し、受け取る方ではそれを復元装置で
復号化して画像表示をする。

【０００６】一般の画像では隣合うドットの色データは
同じことが多いことから、画像データは ＜パレットコード＞＋＜個数＞ の形式で圧縮する。図３は圧縮データをドットとの関連
を示している。

【０００７】復号化するときは、パレットコード（ＰＬ
Ｔ）が個数繰り返すことによって、元の画像データに復
元できる。この個数をパレットレングス（ＣＲＬ）とい
う。このことから、このような圧縮法をランレングス法
という。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、色モードは１画
面１モードしか使えなかった。したがって、＜ＰＬＴ＞
＋＜ＣＲＬ＞は固定長でも問題はなかった。しかし、１
画面に複数の色モードが指定できる場合には、＜ＰＬＴ
＞＋＜ＣＲＬ＞が固定長ではいくつかの問題が生じる。

【０００９】図４では、１６色、３２色、６４色、１２
８色モードが扱えるシステムを想定している。この場
合、パレットコードは色モードに対応して、それぞれ
４、５、６、７ビットでなければならない。なぜなら、 パレットコードの長さ＝ｌｏｇ₂ｍ ここでｍは色モー
ド数 であるからである。

【００１０】たとえば、１２８色モードではｍ＝１２８
であるから、 ｌｏｇ₂１２８＝ｌｏｇ₂２⁷＝７ となり、７ビットの幅が必要となる。したがってランレ
ングスを４ビットに固定すると、図４のように圧縮デー
タのレコード長は可変長になる。

【００１１】一方、データを転送するバス幅はシステム
によって決まっている。可変長データそのものは問題な
いが、データ転送するときには回路のバス幅に合わせて
転送しなければならない。

【００１２】図４の可変長データを８ビットバス幅の回
路を使って転送するとなると、図５に示すように、８ビ
ット単位にデータを送り出さなければならない。１６色
モードの場合は、転送データ幅が８ビットであるから問
題はないが、３２色モードなどの８の倍数でないデータ
の場合は、分割して転送する必要がある。

【００１３】図６は３２色モードの画像データを転送す
る際の様子を示したものである。画像処理装置で作成さ
れる圧縮データは９ビットであるが、復号装置に転送す
る際は８ビットに刻んで送り出さなければならないか
ら、データは１ビットずつずれ、１レコードが次の転送
データにまたがることになる。

【００１４】このため、参照ビットが位置が変わり、復
号装置ではそのたびにデータの位置判定が必要となり、
それだけ処理時間がかかることになる。すなわち、それ
だけハードウェアの負担が大きくなる。本発明は復号装
置の負担を軽減することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は色データとラン長を転送データ長の整数倍
長の固定長データフォーマットとするものである。本発
明を図７の絵を例として説明する。

【００１６】この絵を１６色モードで表示すると、図に
示したような表示色であるとする。これをモノクロモー
ドの場合は、カッコ内に示した白と黒の絵になる。図の
直線ａ−ａの部分を左から見ると、１６色モードでは、
青（６５）、赤（２０）、白（１５）、赤（４０）、灰
色（２０）、緑（２０）、灰色（６０）、と色が変わ
る。

【００１７】これに対してモノクロモードでは、白（６
５）、黒（２０）、白（１５）、黒（１４０）、とな
る。括弧内の値はドット数で、同時に圧縮データにした
ときのランレングスになる。

【００１８】すなわち、表示色が多くなればなるほど、
ランレングスは小さくなる傾向がある。本発明ではこの
現象をもとに、圧縮データを作るときに以下のようにル
ール化する。

【００１９】圧縮データは固定長とし、その長さはデ
ータバス幅またはその整数倍とする。 表示色モードのパレットコードが長くなれば、その
分、ランレングスを短くする。 ランレングスの値が大きくなりすぎて固定長の中に収
まらないときには、固定長のランレングスを０とし、次
のレコードにランレングスを指定する（これを拡張モー
ドという）。

【００２０】以上のルールを図にしたのが図８である。
のルールがない場合、同じ色一色で埋められた画像が
あっても、ランレングスが短いために、いくつもの＜Ｐ
ＬＴ＞＋＜ＣＲＬ＞データを作成しなければならず、圧
縮の効率を悪くする場合がある。

【００２１】

【実施例】本発明の一実施例の画像処理装置について説
明する。図９にブロック図を示す。ＣＤーＲＯＭ等のゲ
ームソフト記録媒体、３２ビットＣＰＵ、画像・音声デ
ータ転送制御と各装置のインターフェースを主とするコ
ントロールユニット、画像データ伸張変換ユニット、画
像データ出力ユニット、音声データ出力ユニット、ビデ
オエンコーダユニット、ＶＤＰユニットなどで構成され
ている。各ユニット専用にＫ−ＲＡＭ、Ｍ−ＲＡＭ、Ｒ
−ＲＡＭ、Ｖ−ＲＡＭといったメモリを保有している。

【００２２】ＣＰＵはメモリサポートを通じて直接ＤＲ
ＡＭを制御できるメモリ制御機能と、Ｉ／Ｏポートを通
じて様々な周辺機器と通信できるＩ／Ｏ制御機能を持っ
ている。また、タイマとパラレル入出力ポートと割り込
み制御機構も備えている。

【００２３】ＣＰＵがＶＲＡＭに書き込んだ表示データ
はＶＤＰユニットが読みだし、データをビデオエンコー
ダユニットへ送ることで画面に表示される。ＶＤＰユニ
ットには、従来通りの８×８ブロックの外部ブロックシ
ーケンシャル形式のバックグラウンドとスプライトの組
合せによる画面が最大２面得られる。

【００２４】コントローラユニットのブロック図を図１
０に示す。コントローラユニットはＳＣＳＩコントロー
ラを内蔵し、ＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶装置からＳＣ
ＳＩインターフェースを介して画像や音声などのデータ
を取り込む。取り込まれたデータはいったんＫ−ＲＡＭ
にバッファリングされる。コントローラユニットにはＤ
ＲＡＭコントローラが内蔵され、この働きによりＫ−Ｒ
ＡＭに蓄えられたデータは決められたタイミングで読み
出される。

【００２５】自然画バックグラウンド画像データは、コ
ントローラユニット内で１ドットデータ単位でプライオ
リティ判定を行ってビデオエンコーダユニットに送り出
す。

【００２６】データ圧縮された動画像（フルカラー、パ
レット）データは画像データ伸長ユニットに送る。図１
１に画像データ伸長ユニットのブロック図を示す。画像
データ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエ
ンコーダユニットに送る。画像データ伸張ユニットで
は、自然画動画向けのＤＣＴ変換およびハフマン符号化
方式圧縮データ、アニメーション動画向けのランレング
ス符号化方式圧縮データを取り扱うことが出来る。逆Ｄ
ＣＴ変換手段、逆量子化手段、ハフマン符号化復号手
段、ランレングス符号化復号手段を備えている。

【００２７】ビデオエンコーダユニットではＶＤＰユニ
ット、コントローラユニット、画像データ伸長ユニット
から送られてきたＶＤＰ画像、自然画バックグラウンド
画像、動画像（フルカラー、パレット）データの重ね合
わせ処理、カラーパレット再生、特殊効果処理、および
Ｄ／Ａ変換などの処理を施して出力し、さらに外部回路
によって、最終的にＮＴＳＣ信号にエンコードされた画
像信号が出力される。

【００２８】ＣＤ−ＲＯＭなどから読み込まれたＡＤＰ
ＣＭ音声データは、画像データと同様にＫＲＡＭでバッ
ファリングされた後に、コントローラユニットにより音
声データ出力ユニットへ送られ、再生される。

【００２９】本実施例の装置では、パレットカラーは１
６色、３２色、６４色、１２８色モードが扱える。また
画像データの転送は１６ラスタ（ライン）単位に行い、
バスのデータ幅は８ビットである。そのデータは図１２
のように作成する。本システムでは画面に複数の色モー
ドを混在させることができるが、図１２で示した１６ラ
スタ単位では同一色モードである。

【００３０】なお、Ａは画像データの種類を表す。Ａに
ＦＦＨ、Ｆ８Ｈが指定してある場合は、ＩＤＣＴ用圧縮
データである。これは自然画像を扱った場合の画像デー
タである。ＡがＦ３Ｈ、Ｆ２Ｈ、Ｆ１Ｈ、Ｆ０Ｈはパレ
ット付き画像データの場合で、それぞれ１２８色、６４
色、３２色、１６色ランレングス用圧縮データを表し、
アニメ画像などに利用する（ｘｘＨは１６進数のｘ
ｘ）。Ｂは圧縮データ領域のデータ長上位バイト、Ｃは
下位バイトを表し、Ｄは圧縮データを２バイトバウンダ
リにするためのデータ領域を表す。

【００３１】圧縮データ領域にはパレットコードとラン
レングスを指定する。そのフォーマットを図１３に示
す。拡張モードにするかどうかはユーザープログラムで
の判定となる。

【００３２】たとえば６４色モードではランレングス
（ＣＲＬ）は２ビットであるから、最高４の値しか示せ
ない。したがってパレットコード１３のデータが１００
個続く場合は、拡張モードにし、 最初のデータ：＜１３＞＋＜０＞ ……… 長さ８ビッ
ト 次のデータ ：＜１００＞ ……… 長さ８ビッ
ト のように指定する。

【００３３】復号措置では、パレットコードの次の値が
０のときは、次のレコードのランレングスがあるものと
判断し、１００がランレングスとして扱われる。すなわ
ち復号装置からの出力は、パレットコード１３のデータ
が１００生成され、ビデオエンコーダに送られ、画像表
示される。

【００３４】拡張モードを具体例で見てみよう。６４色
モード、パレットコード１３、ランレングス１００とす
る。拡張モードを使わないとなると、 ＜１３＞＋＜４＞ のデータが２５個必要となる。＜１３＞＋＜４＞の長さ
が８ビットであるから、計２００ビットが必要となる。

【００３５】これに対して拡張モードを利用すると、 ＜１３＞＋＜０＞ ＜１００＞ の２データでよい。ともに８ビットであるから、計１６
ビットですむ。拡張モードの重要性はここにある。

【００３６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、圧縮データがバ
ス幅に等しいかその整数倍であるから、復号装置に送り
出すデータを簡単に準備できる。このため、プログラム
が簡単に記述できる。また復号装置でのデコードもロジ
ックが簡単になり、復号装置の負荷が軽減され、デコー
ド速度も速い等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】パレットの概念の説明図である。。

【図２】画像データの転送の説明図である。

【図３】圧縮データの形式と画面との関係の説明図であ
る。

【図４】ランレングスを４ビットで固定し、パレットコ
ードを可変長とした場合のレコード長の説明図である。

【図５】図４のデータ形式に対応した圧縮たデータの復
号の様子を示す図である。

【図６】図４のデータ形式に対応した圧縮たデータの復
号の様子を示す図である。

【図７】モノクロ（２色）モード時と１６色モード時の
表示色の比較をする画像の例である。

【図８】本発明におけるランレングスのデータフォーマ
ットである。

【図９】本発明の実施例の装置のブロック図である。

【図１０】本発明の実施例の装置のコントローラユニッ
トのブロック図である。

【図１１】本発明の実施例の装置の画像データ伸長ユニ
ットのブロック図である。

【図１２】圧縮画像データフォーマットである。

【図１３】色モード別圧縮画像データのフォーマットで
ある。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の色モードが混在する画像データを
   扱う画像処理装置において、色データとラン長のユニッ
   トを転送データ長の整数倍長の固定長としたことを特徴
   とするデータフォーマット。
2. 【請求項２】 複数の色モードが混在する画像データを
   扱う画像処理装置において、色データとラン長のユニッ
   トを転送データ長の整数倍長の固定長としたデータフォ
   ーマット、および前記固定長フォーマットのラン長を特
   定値としたとき次のレコードにラン長を指定する拡張フ
   ォーマットを含むことを特徴とするデータフォーマッ
   ト。