JP2950346B2

JP2950346B2 - 画像データのデコード方法及びそのデコーダ回路

Info

Publication number: JP2950346B2
Application number: JP8462691A
Authority: JP
Inventors: 智三安部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: TW200580B; JPH04296183A; KR920018724A; KR100242863B1; US5285275A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、データ圧縮された画
像データのデコード方法及びそのデコーダ回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】大容量の記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭが
あり、これは、マイクロコンピュータを使用したゲーム
機やパーソナルコンピュータなどにおいて、外部記憶媒
体として使用されている。

【０００３】図13は、そのようなＣＤ−ＲＯＭも使用で
きるマイクロコンピュータの一例を示す。

【０００４】すなわち、図13は、そのようなマイクロコ
ンピュータをゲーム機に適用した場合の一例を示し、１
はそのゲーム機本体、３は副処理部、４はＣＤ−ＲＯ
Ｍ、５はプログラムカートリッジである。

【０００５】そして、ゲーム機本体１は、マイクロコン
ピュータにより構成されているもので、１１はそのＣＰ
Ｕ、１３はワークエリアとなるメインＲＡＭ、１４はＰ
ＰＵ（ピクチャ・プロセシング・ユニット）、１５はビ
デオＲＡＭである。そして、回路１１〜１４はシステム
バス１９に接続されるとともに、ＰＰＵ１４にビデオＲ
ＡＭ１５及びＣＲＴディスプレイ６が接続される。

【０００６】さらに、本体１において、２０は音声デー
タの主処理部で、２１はそのＡＰＵ（オーディオ・プロ
セシング・ユニット）、２４はＤ／Ａコンバータ、２５
は音声出力端子で、ＡＰＵ２１が、バス１９に接続され
るとともに、Ｄ／Ａコンバータ２４に接続される。

【０００７】また、副処理部３は、ＣＤ−ＲＯＭ４の使
用を可能にするためのもので、ＣＤプレーヤ及びＣＤ−
ＲＯＭデコーダなどを有し、ＣＤ−ＲＯＭ４から読み出
された画像データ及びプログラムは、処理部３において
必要な処理が行われてからバス１９に供給される。

【０００８】さらに、プログラムカートリッジ５は、Ｒ
ＯＭ５１と、ＲＡＭ５２とを有し、そのＲＯＭ５１に
は、プログラムなどが書き込まれている。また、ＲＡＭ
５２は、例えばゲームを途中で一時中断するとき、その
ときの状態に関する各種のデータを次回のゲームの再開
まで保持するために使用されるものであり、電池５３に
よりバックアップされている。

【０００９】そして、このカートリッジ５を、ゲーム機
本体１のスロット２に差し込むと、コネクタ（図示せ
ず）を通じてＲＯＭ５１及びＲＡＭ５２はバス１９に接
続される。

【００１０】そして、プログラムカートリッジ５だけで
ゲームなどが実行できる場合には、そのカートリッジ５
をスロット２にセットし、ゲーム機本体１の電源をオン
にする（あるいはリセットをかける。以下同様）。

【００１１】すると、ＣＰＵ１１によりＲＯＭ５１のプ
ログラムを実行されて画像データが形成され、この画像
データがＰＰＵ１４によりビデオＲＡＭ１５に書き込ま
れるとともに、このビデオＲＡＭ１５の画像データが水
平及び垂直走査に同期して読み出され、この読み出され
た画像データがディスプレイ６に供給されて画像が表示
される。

【００１２】また、ＣＰＵ１１によりＡＰＵ２１に音声
データ及びそのデコード用のプログラムがロードされ、
その音声データがデジタル音声信号にデコードされ、こ
のデジタル音声信号がコンバータ２４によりアナログ音
声信号にＤ／Ａ変換されてから端子２５に出力される。

【００１３】一方、ＣＤ−ＲＯＭ４を使用してゲームな
どを実行する場合には、そのＣＤ−ＲＯＭ４を処理部３
のＣＤプレーヤにセットするとともに、プログラムカー
トリッジ５としてシステムカートリッジ５をスロット２
にセットする。

【００１４】この場合、システムカートリッジ５もＲＯ
Ｍ５１及びＲＡＭ５２を有し、ＲＯＭ５１にはＩＰＬが
用意され、ＲＡＭ５２は、上述のように、例えばゲーム
を一時中断するときに各種のデータを次回のゲームの再
開まで保持するために使用される。また、ＣＤ−ＲＯＭ
４には、このＣＤ−ＲＯＭ４を使用するためのＯＳ及び
ゲームのプログラムなどが用意される。

【００１５】そして、電源をオンにすると、ＣＰＵ１１
がＲＯＭ５１のＩＰＬを実行することによりＣＤ−ＲＯ
Ｍ４からＯＳ及びゲームのプログラムがＲＡＭ１３にロ
ードされ、続いてＣＰＵ１１がＲＡＭ１３にロードされ
たプログラムが実行する。したがって、ゲームができる
ようになる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、デ
ィスプレイ６に表示される画像の１フレーム（１画面）
が、256 画素（横）×192 画素（縦）で構成され、その
１画素の赤色、緑色、青色がそれぞれ５ビットで表され
るとすると、１フレームの画像データのデータ量は、 256画素× 192画素×３色×５ビット＝737280ビット＝90Ｋバイトとなる。

【００１７】ところが、ＣＤ−ＲＯＭ４の１セクタの容
量は、モード１のとき、２Ｋバイトであり、再生速度は
75セクタ／秒である。すなわち、ＣＤ−ＲＯＭ４のデー
タ伝送レイトは150 Ｋバイト／秒である。

【００１８】したがって、もし、上記の画像データを、
そのままＣＤ−ＲＯＭ４に記録したときには、再生時、
１秒当たりのフレーム数（駒数）は、 150Ｋ／90Ｋ＝1.7 フレーム弱となり、動画を表示しようとしても、フレーム数がまっ
たく不足してしまう。

【００１９】このため、動画を表示する場合には、その
動画の画像データをデータ圧縮してＣＤ−ＲＯＭ４に記
録し、１秒当たりのフレーム数を多くする必要がある。

【００２０】そして、このように画像データをデータ圧
縮して記録した場合には、その表示時、ＩＣＤ−ＲＯＭ４からその圧縮された画像データを再
生する。

【００２１】II 再生された画像データを、いったんバ
ッファメモリに書き込む。

【００２２】III バッファメモリの画像データを元の
画像データにデコードする。という処理を行うことにな
る。

【００２３】ところが、このような再生処理を行う場
合、III 項のデコード速度がＩ項の再生速度よりも遅い
と、II項のバッファメモリがあふれてしまう。

【００２４】この場合、バッファメモリの容量をＣＤ−
ＲＯＭ４の容量程度まで大きくすれば、バッファメモリ
のあふれは生じないが、バッファメモリをそのように大
容量とすることは、コスト的に不可能である。また、そ
のようにできたとしても、ディスプレイ６に表示される
画像（動画）の１秒当たりのフレーム数は、III 項のデ
コード速度により決まるので、デコーダ回路の性能によ
り動画の再生速度が異なってしまう。さらに、十分な性
能のデコーダ回路を使用したとしても、データ圧縮され
た画像データのデータ量が画像の内容により変化するよ
うな場合、すなわち、データ圧縮された画像データが可
変長の場合、その画像データのデコードに必要とされる
時間が画像の内容により変化することになるので、ゲー
ムのアプリケーションを作成するプログラマは、そのデ
コードに必要とされる時間を考慮してプログラムを組む
必要があり、負担になってしまう。

【００２５】この発明は、以上のような問題点を解決し
ようとするものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、各部の参照符号を後述の実施例に対応させる
と、データ圧縮された画像データRECDをバッファメモリ
BUFMに書き込み、このバッファメモリBUFMに書き込まれ
た画像データRECDから元の画像データをデコードするデ
コーダ回路において、バッファメモリBUFMを、圧縮され
た画像データRECDの１フレーム分よりも大きな容量のメ
モリにより構成し、データ圧縮された画像データRECDの
バッファメモリBUFMへの書き込みを行う前に、データ圧
縮された画像データRECDの１フレーム分の空きが、バッ
ファメモリBUFMにあるかどうかをチェックする回路１１
と、このチェックの結果、空きがあるときには、データ
圧縮された画像データRECDをバッファメモリBUFMに書き
込むが、チェックの結果、空きがないときには、データ
圧縮された画像データRECDを捨てる回路１１、１２とを
設ける。

【００２７】

【作用】バッファメモリBUFMに画像データRECDを書き込
むとき、１フレーム分の空きがあれば、その画像データ
RECDはバッファメモリBUFMに書き込まれるが、１フレー
ム分の空きがないときには、その画像データRECDは読み
捨てられる。

【００２８】

【実施例】《画像データのデータ圧縮方法》まず、画像
データのデータ圧縮方法の一例について、図３〜図12に
より説明する。

【００２９】図３及び図４は、その画像データの圧縮過
程を示すフローチャートである。また、図５Ａは、デー
タ圧縮のターゲットとなる画面の１フレーム（１画面）
を示すもので、この１フレームは、256 画素（横）×19
2 画素（縦）で構成されるとともに、その１画素の赤
色、緑色、青色がそれぞれ５ビットで表される。なお、
実際は、処理の都合でダミーの１ビットが最上位に追加
され、１画素は１ビット（ダミー）＋５ビット×３色、
すなわち、16ビットとされる。また、この原画像データ
は１フレーム単位でデータ圧縮される。

【００３０】すなわち、ステップ８１（図３）におい
て、図５Ａに示す１フレームの原画像データが、図５Ｂ
に示すように、それぞれが８画素（横）×８画素（縦）
の大きさのブロック（以下、このブロックを「キャラク
タ」と呼ぶ）に分割される。したがって、図５Ｂにも示
すように、１フレームの画像は、32×24＝768 個のキャ
ラクタに分割され、原画像データは画像データCHR(0)〜
CHR(767)に分割される。

【００３１】そして、この画像データCHR(i)（i ＝０〜
767 ）に対して、ステップ８２において、第１次のベク
トル量子化が行われる。このベクトル量子化は、各キャ
ラクタごとに、そのキャラクタ内の画素の色数が４色以
下となるように、データ圧縮するものである。

【００３２】このベクトル量子化の方法としては、すで
に提案されている方法を採用することができるが、この
例においては、赤、青、緑の色成分を、互いに直交する
３本の座標軸にとった３次元の色空間を考え、この色空
間において各画素間の距離を求め、この距離の短い画素
同志をまとめることにより、キャラクタ内の画素の色数
が４色以下の「代表色」に収まるように画素データを丸
める。

【００３３】さらに、この量子化時、各フレームにおい
て、各キャラクタの量子化誤差（色空間における代表色
と各画素との距離に相当）のうちの最大値をＥmax とし
たとき、各キャラクタ内で量子化誤差が最大値Ｅmax を
越える直前までベクトル量子化が行われ、フレームごと
に、その全キャラクタのＳ／Ｎが均一化される。

【００３４】また、このように量子化をすると、色の変
化の平坦なキャラクタにおいては、色数が減少するが、
これは色数が減少しても量子化誤差がそれほど増加しな
いためである。そして、この量子化により、一般に、色
数が、３色、２色あるいは１色になるキャラクタを生じ
る。

【００３５】こうして、画像データCHR(i)は各キャラク
タ内においては４色以下となるようにデータ圧縮され
る。

【００３６】そして、このデータ圧縮された画像データ
CHR(i)が、ステップ８３において、似た色を持つキャラ
クタ同志をまとめることにより、８個のグループに分類
される（以下、このグループを「パレット」と呼ぶ）。
すなわち、各キャラクタは８個のパレットのどれかに属
するように分類される。

【００３７】この場合、各キャラクタは分類されるだけ
であり、その順序が入れ換えられることはない。また、
このパレットは、連続したキャラクタの領域である必要
はなく、飛び飛びのキャラクタ同志が、１つのパレット
を構成してもよい。例えば、図５Ｃに示すように、色調
の似た領域Ａ〜Ｅを生じた場合、この領域Ａ〜Ｅのそれ
ぞれごとにパレットが構成される。

【００３８】こうして、画像データCHR(i)は、８個のパ
レットの画像データPLT(0)〜PLT(7)に分類される。

【００３９】そして、この８個のパレットのデータPLT
(j)（j ＝０〜７）に対して、ステップ８４において、
第２次のベクトル量子化が行われる。

【００４０】このベクトル量子化は、パレットごとに、
そのパレットに属するキャラクタの各画素の色を、16色
の代表色のいずれかに丸めるものである。すなわち、各
キャラクタの代表色が４色であっても、そのキャラクタ
の集まりであるパレットの色数が16色を越えることがあ
るので、１つのパレット内の色数が16色より多ければ、
第１次のベクトル量子化の場合と同様、第２次のベクト
ル量子化が行われてパレット内の色が16色になるように
丸められ、その結果の16色が新たな代表色とされる。

【００４１】こうして、各パレットの画像データPLT(j)
は、16色の代表色の色データに量子化される。

【００４２】続いて、ステップ８５において、それぞれ
16色に丸められたパレットの画像データPLT(j)からその
パレットごとに色番号変換用のテーブルCOL(0)〜COL(7)
が作成される。このテーブルCOL(j)は、図６に示すよう
に、パレットごとに、その16色の代表色の色データ（16
ビットのデータ）と、その色データを指定する色番号
（０〜15）とを有する変換テーブルである。

【００４３】そして、ステップ８６において、この色番
号テーブルCOL(j)は、記録データCOL として一時記憶さ
れる。

【００４４】さらに、ステップ９１、９２において、16
色の代表色に丸められた画像データが、キャラクタごと
にインデックス番号に変換される。

【００４５】すなわち、上述のように、キャラクタに
は、その色数が４色または３色のもの、２色のもの、１
色だけのものがある。そして、図７Ａに示すように、キ
ャラクタが４色または３色の場合には、例えば図７Ｂに
示すような、元の色番号と、インデックス番号（新しい
色番号）とのインデックステーブルIND2を用意すれば、
そのキャラクタ内の各画素の色は、図７Ｃに示すよう
に、キャラクタごとに、インデックス番号のデータDSP2
により表現することができる。そして、そのテーブルIN
D2及びインデックスデータDSP2におけるインデックス番
号は、それぞれ２ビットで表現することができる。

【００４６】また、図８Ａに示すように、キャラクタが
２色の場合には、例えば図８Ｂに示すような、元の色番
号と、インデックス番号とのテーブルIND1を用意すれ
ば、そのキャラクタ内の各画素の色は、図８Ｃに示すよ
うに、キャラクタごとに、インデックス番号のデータDS
P1により表現することができる。そして、そのテーブル
IND1及びデータDSP1におけるインデックス番号は、それ
ぞれ１ビットで表現することができる。

【００４７】さらに、図９に示すように、キャラクタが
１色の場合には、その色番号だけで、そのキャラクタ内
のすべて画素の色を表現することができる。

【００４８】なお、以下の説明においては、４色または
３色のキャラクタ（図７）を２ビットモードのキャラク
タMCH2、２色のキャラクタ（図８）を１ビットモードの
キャラクタMCH1、１色のみのキャラクタ（図９）を単色
モードのキャラクタMCH0と呼ぶ。

【００４９】そこで、ステップ９１において、色番号テ
ーブルCOL(j)を参照することにより、パレットごとに、
16色の代表色に丸められた画素データが、そのパレット
の色番号テーブルCOL(j)の対応する色番号に変換され
（図７Ａ、図８Ａ、図９）、次に、ステップ９２におい
て、その色番号のうち、２ビットモードのキャラクタMC
H2及び１ビットモードのキャラクタMCH1の色番号が、イ
ンデックステーブルIND2、IND1を参照することによりイ
ンデックス番号のデータDSP2、DSP1に変換される（図７
Ｃ、図８Ｃ）。なお、ここでは、説明の都合上、単色モ
ードのキャラクタMCH0については、その色番号をインデ
ックス番号データDSP0（＝０〜15のいずれか）とする。

【００５０】そして、ステップ９３において、インデッ
クステーブルIND2、IND1が記録データIND として一時記
憶される。

【００５１】さらに、デコード処理を考慮すると、２ビ
ットモードのキャラクタMCH2のインデックス番号データ
DSP2、１ビットモードのキャラクタMCH1のインデックス
番号データDSP1、単色モードのキャラクタMCH0のインデ
ックス番号データDSP0は、それぞれまとめておいたほう
が高速にデコード処理ができる。しかし、１フレームの
画像においては、例えば図10Ａに示すように、各モード
のキャラクタが、分散しているのが普通である。ただ
し、図10において、は２ビットモードのキャラクタMC
H2、は１ビットモードのキャラクタMCH1、◎は単色モ
ードのキャラクタMCH0を示す。

【００５２】そこで、ステップ９４において、ソートが
行われ、各パレットのインデックス番号データDSP2〜DS
P0が、図10Ｂに示すように、２ビットモードのキャラク
タMCH2のインデックス番号データDSP2、１ビットモード
のキャラクタMCH1のインデックス番号データDSP1、単色
モードのキャラクタMCH0のインデックス番号データDSP0
の順に並び変えられる。

【００５３】そして、ステップ９５において、ステップ
９４のソート結果のうち、２ビットモードのキャラクタ
MCH2のインデックス番号データDSP2と、１ビットモード
のキャラクタMCH1のインデックス番号データDSP1とが、
記録データDAT として一時記憶される。なお、単色モー
ドのキャラクタMCH0のインデックス番号データDSP0につ
いては、後述する。

【００５４】さらに、記録データDAT のインデックス番
号データDSP2、DSP1は、各キャラクタごとのデータであ
るが、この記録データDAT は、インデックス番号データ
DSP2〜DSP0をソートしたものである上、単色モードのキ
ャラクタMCH0の情報（インデックス番号データDSP0）を
含んでいないので、もはや１フレーム内の本来のキャラ
クタ位置に対応していない。

【００５５】このため、ステップ９６において、１フレ
ーム分のインデックス番号データDSP2〜DSP0を元の順序
に並べ換えるためのスクリーンテーブルSCR が形成され
る。このスクリーンテーブルSCR は、ソート後のキャラ
クタ（インデックス番号データDSP2〜DSP0）がソート前
のどのキャラクタ位置に配置されていたかを示すマップ
であり、キャラクタごとにキャラクタ番号Ｃ0 〜Ｃ767
と、パレット番号Ｐ0〜Ｐ7 とを有する。

【００５６】すなわち、図10Ｃに示すように、キャラク
タ番号Ｃn （n ＝０〜767 ）は、フレーム内におけるソ
ート前のキャラクタの位置を、画面の左上のキャラクタ
位置を起点として通し番号で表現した10ビットのデータ
であり、パレット番号Ｐj は、そのキャラクタが含まれ
るパレットが８個のパレットPLT(j)のうちのどれである
かを示す３ビットのデータである。

【００５７】このため、このスクリーンテーブルSCR に
おいては、図11に示すように、１つのキャラクタに２バ
イトが割り当てられ、その下位10ビットがキャラクタ番
号Ｃn とされ、その上位３ビットがパレット番号Ｐj と
される。

【００５８】さらに、ステップ９７により、スクリーン
テーブルSCR のキャラクタ番号Ｃnのうちの０〜15は、
単色モードのキャラクタMCH0に割り当てられる。すなわ
ち、テーブルSCR において、キャラクタ番号Ｃn が大き
い方に16だけにシフトされ、キャラクタ番号Ｃ0 〜Ｃ15
に単色モードのキャラクタMCH0の色番号（インデックス
番号データDSP0）が割り当てられ、キャラクタ番号Ｃ16
〜Ｃ783 に本来のキャラクタ番号が割り当てられる。

【００５９】そして、ステップ９８において、このスク
リーンテーブルSCRが、記録データSCR として一時記憶
される。

【００６０】以上のようにして、１フレームごとに、色
番号変換用のデータCOL と、２ビットモードのキャラク
タMCH2のインデックス番号データDSP2及びそのインデッ
クステーブルIND2と、１ビットモードのキャラクタMCH1
のインデックス番号データDSP1及びそのインデックステ
ーブルIND1と、スクリーンテーブルSCR とが作成され
る。

【００６１】なお、この場合、２ビットモードのキャラ
クタMCH2のインデックス番号データDSP2及びそのインデ
ックステーブルIND2の数Ｎと、１ビットモードのキャラ
クタMCH1のインデックス番号データDSP1及びそのインデ
ックステーブルIND1の数Ｍは、画像の内容により異な
り、０≦Ｎ≦768 、０≦Ｍ≦768 である。また、以後、
データDSP2、IND2、DSP1、IND1を、必要に応じてデータ
DAT と総称する。

【００６２】そして、これらデータCOL 、DAT 、SCR
が、例えば図12に示すようなフォーマットの記録データ
RECDに組み立てられて記録される。すなわち、この記録
データRECDは、その先頭に、２ビットモードのキャラク
タMCH2の数Ｎと、１ビットモードのキャラクタMCH1の数
Ｍとを示す情報を有し、次に、２ビットモードのキャラ
クタMCH2のインデックステーブルIND2及びインデックス
番号データDSP2が、１キャラクタ分ずつＮキャラクタ分
だけ続く。さらに、記録データRECDは、１ビットモード
のキャラクタMCH1のインデックステーブルIND1及びイン
デックス番号データDSP1が、１キャラクタ分ずつＭキャ
ラクタ分だけ続き、最後に、スクリーンテーブルSCR
と、色番号データCOL とを順に有する。

【００６３】そして、この記録データRECDが、記録媒
体、例えばＣＤ−ＲＯＭに記録される。この場合、その
記録データRECDは、エラー訂正コードの付加などモード
１で記録するためのエンコード処理が行われてからＣＤ
−ＲＯＭに記録される。また、そのＣＤ−ＲＯＭには、
これに記録された画像（記録データRECD）を表示あるい
は使用するプログラムなども必要に応じて用意される。

【００６４】ここで、データ圧縮後の１フレーム当たり
のデータ量を求めると、これは次のようになる。すなわ
ち、パレットは１フレームにつき８個あり、１パレット
が16色、１色は16ビット（１ビットはダミー）なので、
色番号データCOL （色番号テーブルCOL(j)）は、合計
で、８パレット×16色×16ビット＝256 バイトとなる。

【００６５】また、スクリーンテーブルSCR は、キャラ
クタが768個あり、１キャラクタにつき２バイトである
から、２バイト×768 個＝1536バイトとなる。

【００６６】さらに、２ビットモードのキャラクタMCH2
のインデックステーブルIND2は、色番号が０〜15であっ
て４ビットで表現され、色番号は４色分であるから、４ビット×４色分＝２バイトとなる。また、インデックス番号データDSP2は、インデ
ックス番号が２ビットで、これが１キャラクタ分である
から、２ビット×８画素×８画素＝16バイトとなる。したがって、２ビットモードのキャラクタMCH2
のデータ量は、１キャラクタ当たり18バイトとなる。

【００６７】また、１ビットモードのキャラクタMCH1の
インデックステーブルIND1は、色番号が０〜15であって
色番号は２色分であるから、４ビット×２色分＝１バイトとなる。また、インデックス番号データDSP1は、インデ
ックス番号が１ビットで、これが１キャラクタ分である
から、１ビット×８画素×８画素＝８バイトとなる。したがって、１ビットモードのキャラクタMCH1
のデータ量は、１キャラクタ当たり９バイトとなる。

【００６８】さらに、単色モードのキャラクタMCH0につ
いては、キャラクタの各画素データは伝送していない。

【００６９】したがって、１フレーム内の各モードのキ
ャラクタMCH2〜MCH0の割り合いを、例えば、２ビットモード：１ビットモード：単色モード＝２：１：１＝ 384個： 192個： 192個とすると、色番号データCOL ＝ 256バイトスクリーンテーブルSCR ＝1536バイト２ビットモードのキャラクタMCH2＝18バイト×384 個＝6912バイト１ビットモードのキャラクタMCH1＝９バイト×192 個＝1728バイト −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 合計＝ 10432バイトとなる。すなわち、約10Ｋバイトとなる。

【００７０】そして、ＣＤ−ＲＯＭの伝送レイトは150
Ｋバイト／秒なので、15フレーム／秒の割り合いで動画
を記録あるいは再生できることになる。

【００７１】こうして、図３〜図12に示したデータ圧縮
方法によれば、１フレーム単位で、画像を階層的に小領
域に分割し、各階層の画像データに対してベクトル量子
化を行うようにしたので、画像データの圧縮率を上げる
ことができる。

【００７２】また、デコード時、テーブルを参照するだ
けでデコード処理を行うことができるので、デコーダの
構成が簡単になる。さらに、大容量のバッファメモリを
必要としないので、内蔵ＲＡＭの容量が限定されている
汎用のＤＳＰをデコーダとして使用することができ、デ
コーダをローコスト化することができる。

【００７３】しかも、フレーム相関を利用しないで圧縮
処理を行っているので、デコード時にエラーを生じて
も、そのエラーは１フレーム内で完結し、以後のフレー
ムに影響することがない。

【００７４】さらに、デコーダ回路をローコストに提供
できるとともに、記録媒体としてＣＤ−ＲＯＭを使用で
きるので、コンピュータゲーム機のソフトに適用して効
果的である。

【００７５】《デコーダ回路》次に、上述のデータ圧縮
された画像データRECDから、元の画像データをデコード
して動画を表示できるようにしたマイクロコンピュータ
について、その基本的な構成及び動作を、図１により説
明する。なお、一部の回路は、図13のそれと同じであ
る。

【００７６】図１は、そのようなマイクロコンピュータ
をゲーム機に適用した場合の一例を示し、１はそのゲー
ム機本体、３は副処理部、４はＣＤ−ＲＯＭ、５はプロ
グラムカートリッジである。

【００７７】そして、ゲーム機本体１は、マイクロコン
ピュータにより構成されているもので、１１はそのＣＰ
Ｕ、１２はＤＭＡＣ（ＤＭＡコントローラ）、１３はワ
ークエリアとなるメインＲＡＭ、１４はＰＰＵ、１５は
ビデオＲＡＭである。

【００７８】この場合、ビデオＲＡＭ１５は２フレーム
分（２画面分）の画面エリアを有し、その一方の画面エ
リアの画像データが、ＰＰＵ１４によりＣＲＴディスプ
レイ６の垂直及び水平走査に同期して読み出され、ディ
スプレイ６により画像として表示されるとともに、この
表示が行われている間に、他方の画面エリアに次に表示
される画像の画像データが書き込まれる。なお、ビデオ
ＲＡＭ１５の一部のエリアは、ＰＰＵ１４のワークエリ
アでもあり、色番号テーブルCOL(j)のエリア（パレット
用のエリア）などとしても使用される。

【００７９】また、副処理部３は、ＣＤプレーヤを有し
てＣＤ−ＲＯＭ４の使用を可能にするためのもので、３
１はそのＣＤプレーヤ、３２はＤＳＰ、３３はＣＤ−Ｒ
ＯＭデコーダ、３４はそのワークエリア用のＲＡＭ、３
５はコントローラである。そして、ＣＤ−ＲＯＭ４に
は、上述のように、音声データ、画像データRECD、この
画像データRECDを元の画像データにエンコードするため
のプログラム、ゲームのプログラム及びＯＳが記録され
ている。

【００８０】さらに、ＤＳＰ３２は、プレーヤ３１の再
生信号に対するエラー訂正を行うとともに、再生信号か
ら画像データRECDなどのユーザ用データと、トラック番
号などの制御データとを分離するためのものであり、コ
ントローラ３５は、そのＤＳＰ３２からの制御データ
と、ＣＰＵ１１からの指示データとに基づいてプレーヤ
３１を制御し、目的とするデータを再生するためのもの
である。また、デコーダ３３は、プレーヤ３１の再生信
号がＣＤ−ＲＯＭ４のモード１の再生信号のとき、その
モード１のエラー訂正などの処理を行うためのものであ
る。

【００８１】さらに、処理部３において、４４はＤＳＰ
で、これは汎用のＤＳＰであるが、処理部３において
は、画像データの処理を行うものである。なお、この処
理部３は、この例においてはゲーム機本体１と一体化さ
れているが、ゲーム機本体１に対してアダプタ形式とさ
れていてもよい。

【００８２】そして、ＣＤ−ＲＯＭ４の画像データRECD
が動画として表示されるとき、その画像データRECDに対
するデコード処理の手順は、次のとおりである。

【００８３】Ａ. インデックステーブルIND2、IND1を参
照してインデックス番号データDSP2、DSP1を、色番号に
デコードする。

【００８４】Ｂ. 色番号テーブルCOL(j)（色番号データ
COL ）を参照してＡ項でデコードした色番号を、実際の
色の画素データにデコードする。

【００８５】Ｃ. スクリーンテーブルSCR を参照してＢ
項でデコードした画素データを、元のキャラクタ位置に
並べ変える。

【００８６】そして、このＡ項〜Ｃ項のうち、Ａ項をＤ
ＳＰ４４が行い、Ｂ項及びＣ項をＰＰＵ１４が行う。す
なわち、 (1) ＣＤプレーヤ３１によりＣＤ−ＲＯＭ４から画像
データRECDの１フレーム分が再生され、この画像データ
RECDが、プレーヤ３１からＤＳＰ３２及びデコーダ３３
に順に供給されてエラー訂正などの処理が行われ、その
エラー訂正の行われた画像データRECDが、ＤＭＡＣ１２
によりデコーダ３３からＲＡＭ１３の第１のバッファエ
リアにＤＭＡ転送される。

【００８７】(2) ２ビットモードのキャラクタMCH2を
デコードするためのプログラムが、ＤＳＰ４４にロード
される。

【００８８】(3) ＲＡＭ１３の第１のバッファエリア
にＤＭＡ転送された画像データRECDの２ビットモードの
キャラクタMCH2のデータIND2、DSP2のうち、その先頭か
ら８キャラクタ分のデータが、ＤＭＡＣ１２によりＤＳ
Ｐ４４にＤＭＡ転送される。

【００８９】(4) ＤＳＰ４４において、(2) のプログ
ラムによりＡ項が実行され、ＤＭＡ転送されてきたイン
デックス番号データDSP2は、インデックステーブルIND2
により色番号（図７Ａ）に変換される。この変換によ
り、８キャラクタ分のインデックス番号データDSP2（＝
16バイト×８個）は、４ビット×８画素×８画素×８個
（＝256 バイト）の色番号にデコードされる。

【００９０】(5) このデコードされた色番号が、ＤＭ
ＡＣ１２によりＲＡＭ１３の第２のバッファエリアにＤ
ＭＡ転送される。

【００９１】(6) 以後、(3) 〜(5) の処理が繰り返さ
れ、２ビットモードのキャラクタMCH2のインデックス番
号データDSP2のすべてが色番号にデコードされてＲＡＭ
１３の第２のバッファエリアにＤＭＡ転送される。

【００９２】(7) ＲＡＭ１３の第２のバッファエリア
にＤＭＡ転送された２ビットモードのすべての色番号
が、ＣＲＴディスプレイ６の垂直ブランキング期間に、
ＤＭＡＣ１２によりＰＰＵ１４を通じてビデオＲＡＭ１
５にＤＭＡ転送される。

【００９３】(8) (7) までの処理を終了すると、１ビ
ットモードのキャラクタMCH2をデコードするためのプロ
グラムが、ＤＳＰ４４にロードされる。

【００９４】(9) ＲＡＭ１３の第１のバッファエリア
にＤＭＡ転送された画像データRECDの１ビットモードの
キャラクタMCH1のデータIND1、DSP1のうち、その先頭か
ら８キャラクタ分のデータが、ＤＭＡＣ１２によりＤＳ
Ｐ４４にＤＭＡ転送される。

【００９５】(10) ＤＳＰ４４において、(8) のプログ
ラムによりＡ項が実行され、ＤＭＡ転送されてきたイン
デックス番号データDSP1は、インデックステーブルIND1
により色番号（図８Ａ）に変換される。この変換によ
り、８キャラクタ分のインデックス番号データDSP1（＝
８バイト×８個）は、４ビット×８画素×８画素×８個
（＝256 バイト）の色番号にデコードされる。

【００９６】(11) このデコードされた色番号が、ＤＭ
ＡＣ１２によりＲＡＭ１３の第２のバッファエリアにＤ
ＭＡ転送される。

【００９７】(12) 以後、(9) 〜(11)の処理が繰り返さ
れ、１ビットモードのキャラクタMCH1のインデックス番
号データDSP1のすべてが色番号のデータにデコードされ
てＲＡＭ１３の第２のバッファエリアにＤＭＡ転送され
る。

【００９８】(13) ＲＡＭ１３の第２のバッファエリア
にＤＭＡ転送された１ビットモードのすべての色番号
が、ＣＲＴディスプレイ６の垂直ブランキング期間に、
ＤＭＡＣ１２によりＰＰＵ１４を通じてビデオＲＡＭ１
５にＤＭＡ転送される。

【００９９】なお、(7) における２ビットモードの色番
号のＤＭＡ転送は、この(13)の直前（(13)と(12)との
間）に行うこともできる。

【０１００】(14) (13)までの処理を終了すると、ＣＲ
Ｔディスプレイ６の垂直ブランキング期間に、ＲＡＭ１
３の第１のバッファエリアにＤＭＡ転送された画像デー
タRECDのスクリーンテーブルSCR が、ＤＭＡＣ１２によ
りＰＰＵ１４を通じてビデオＲＡＭ１５にＤＭＡ転送さ
れる。

【０１０１】(15) ＣＲＴディスプレイ６の水平ブラン
キング期間に、ＲＡＭ１３の第１のバッファエリアにＤ
ＭＡ転送された色番号データCOL が、ＤＭＡＣ１２によ
りＰＰＵ１４を通じてビデオＲＡＭ１５にＤＭＡ転送さ
れる。

【０１０２】(16) 以上の処理が行われと、ＰＰＵ１４
は、リアルタイムでＢ項、Ｃ項を実行する。すなわち、
色番号テーブルCOL(j)（色番号データCOL ）を参照する
ことにより、(3) 〜(6) 、(9) 〜(12)により処理された
色番号が、実際の色の画素データにデコードされるとと
もに、スクリーンテーブルSCR を参照することにより、
ビデオＲＡＭ１５のうち、元のキャラクタ位置に対応し
たアドレスに書き込まれる。

【０１０３】(17) 以上により１フレーム分の画素デー
タがビデオＲＡＭ１５に書き込まれると、ビデオＲＡＭ
１５の表示エリアが切り換えられ、その画素データの書
き込まれたエリアがアクティブとされ、その画面がディ
スプレイ６に表示される。

【０１０４】(18) 処理は(1) に戻り、以後、１フレー
ム単位で(1) 〜(17)の処理が繰り返される。

【０１０５】こうして、ＣＤ−ＲＯＭ４から再生された
画像データは、上述のようにＲＡＭ１３と、ＤＳＰ４４
と、ＰＰＵ１４との間を、パイプライン処理的に処理さ
れながらビデオＲＡＭ１５まで次々と送られる。したが
って、ディスプレイ６には、ＣＤ−ＲＯＭ４の画像デー
タRECDによる画像が動画として表示される。

【０１０６】《バッファメモリのあふれの防止》ＲＡＭ
１３の第１バッファエリアを、ＣＤ−ＲＯＭ４から再生
された画像データRECDのバッファメモリとして使用して
いるが、そのあふれを防止するため、ＣＤ−ＲＯＭ４か
らの画像データRECDは、その第１のバッファエリアに次
のように書き込まれる。

【０１０７】すなわち、上述のように１フレーム分の画
像データRECDは10Ｋバイト程度であり、これはＣＤ−Ｒ
ＯＭ４の５セクタ分に対応する。

【０１０８】そこで、図２に示すように、ＲＡＭ１３の
第１のバッファエリアをメモリBUFMとするとき、このメ
モリBUFMは、ＣＤ−ＲＯＭ４の例えば15セクタ分の大き
さ、すなわち、30Ｋバイト（＝２Ｋバイト×15セクタ）
とされる。なお、図２において、#0〜#14 は、メモリBU
FMを２Ｋバイトごとのエリアに区切ったときのエリア番
号を示す。

【０１０９】さらに、メモリBUFMはリングバッファとさ
れ、このメモリBUFMに１フレーム分の画像データRECDが
書き込まれるとき、その画像データRECDは、アドレス順
（エリア順）に書き込まれるとともに、その最上位アド
レスの次には最下位のアドレスに書き込まれる。

【０１１０】例えば、ＣＤ−ＲＯＭ４からの第Ｑフレー
ムの画像データRECDが、メモリBUFMのエリア#13 から書
き込まれていくときには、図２に斜線で示すように、#1
3 →#14 →#0→#1→#2のように書き込まれていく。

【０１１１】そして、ＣＤ−ＲＯＭ４からの次の第(Q+
1) フレームの画像データRECDがメモリBUFMに書き込ま
れるときには、第Ｑフレームの画像データRECDの書き込
まれた最後のエリア#2から５セクタ後ろのエリア#7が空
いているかどうかがチェックされ、空いていれば、その
第(Q+1) フレームの画像データRECDは、エリア#2に続く
エリア#3から順に書き込まれていく。

【０１１２】しかし、エリア#7が空いているかどうかの
チェックの結果、空いていないときには、その第(Q+1)
フレームの画像データRECDはメモリBUFMに書き込まれず
に捨てられる（読みとばされる）。

【０１１３】すなわち、ＣＤ−ＲＯＭ４からの第Ｑフレ
ーム目の画像データRECDをメモリBUFMに書き込んだと
き、その画像データRECDの最後のデータ（データCOL の
最後のバイト）が、バッファメモリBUFMのエリア#0〜#1
4 のうちの第Ｒ番目のエリア#Rに書き込まれたとする
（Ｒは０〜14のいずれか）。すると、 1. 次の第(Q+1) フレーム目の画像データRECDを、バッ
ファメモリBUFMに書き込むとき、このバッファメモリBU
FMのエリア#Rから１フレーム分後ろのエリア、すなわ
ち、平均的には５セクタ分後ろのエリア#(R+5)に、未処
理の画像データRECDが残っているかどうかをチェックす
る（R+5 ≧14のときは、R+5 は、15を引いた値とする。
以下同様）。

【０１１４】2. 1.項のチェックの結果、エリア#(R+5)
に、未処理の画像データRECDが残っていないときには、
エリア#(R+1)から第(Q+1) フレームの画像データRECDを
順に書き込んでいく。

【０１１５】3. 1.項のチェックの結果、エリア#(R+5)
に、未処理の画像データRECDが残っているときには、第
(Q+1) フレームの画像データRECDは読みとばし、メモリ
BUFMには書き込まない。

【０１１６】4. 以後、同様の処理を繰り返す。とす
る。

【０１１７】なお、1.項の空きエリアのチェックはＣＰ
Ｕ１１が行い、2.項及び3.項の画像データRECDの書き込
みあるいは読みとばしは、ＣＰＵ１１の指示に基づいて
ＤＭＡＣ１２が行う。

【０１１８】また、1.項のチェックは、フラグを用意し
ておくことにより実現できる。すなわち、エリア#0〜#1
4 のそれぞれに対してフラグを用意しておき、あるエリ
アにおいて、新しい画像データRECD（１セクタ分）が書
き込まれたら対応するフラグをセットし、その画像デー
タRECDがＤＳＰ４４に送られたら対応するフラグをリセ
ットする。そして、フラグがセットされていれば、対応
するエリアは空いていないが、リセットされていれば、
対応するエリアが空いているとすればよい。

【０１１９】このようにすれば、ＤＳＰ４４以降におけ
るデコード速度がＣＤ−ＲＯＭ４からの画像データRECD
の再生速度よりも遅くても、バッファメモリBUFMがあふ
れることがなく、その画像データRECDを正しく元の画像
データにデコードすることができる。

【０１２０】しかも、その場合、上述から明らかなよう
に、バッファメモリBUFMの大きさは、データ圧縮された
画像データRECDの数フレーム分の大きさでよく、ローコ
ストである。

【０１２１】また、ディスプレイ６に表示される動画の
１秒当たりのフレーム数は、ＣＤ−ＲＯＭ４からの画像
データRECDの再生速度により決まるので、デコーダ回路
の性能によって動画の再生速度が異なるようなことがな
い。

【０１２２】さらに、バッファメモリBUFMに、新しい画
像データRECDを書き込む空きがあるかどうかをチェック
するとき、１フレーム分の空きがあるかどうかをチェッ
クしているので、処理が簡単になる。すなわち、バッフ
ァメモリBUFMに、新しい画像データRECDを書き込む空き
があるかどうかをチェックするとき、１エリアごとに空
きがあるかどうかをチェックし、空きがあれば、そのエ
リアに新しい画像データRECDの１セクタ分を書き込んで
いくようにすると、１フレームの途中で空きエリアがな
くなったとき、それまでに書き込んだ分を無効にするよ
うにＤＳＰ４４以降に指示し、また、ＤＳＰ４４以降も
その指示を実行する必要があり、これでは処理が複雑に
なってしまう。

【０１２３】しかし、この発明においては、バッファメ
モリBUFMに、新しい画像データRECDを書き込む空きがあ
るかどうかをチェックするとき、１フレーム分の空きが
あるかどうかをチェックしているので、その空きがない
ときの処理が非常に簡単である。

【０１２４】《他の例》なお、上述の例においては、説
明を簡単にするため、色番号をインデックス番号に変換
してから各モードのキャラクタMCH2〜MCH0にソートした
が、逆にソート後、色番号をインデックス番号に変換す
るることもできる。

【０１２５】さらに、上述においては、各キャラクタMC
H2〜MCH0について第１次のベクトル量子化をしたのち、
パレットに分割して第２次の量子化を行ったが、キャラ
クタに分割したのちパレットに分割し、各パレットにお
いて第１次のベクトル量子化を行ってパレット内の画素
の色を16色に丸め、その後、キャラクタ単位で第２次の
ベクトル量子化を行ってキャラクタ内の画素の色を４色
以下に圧縮することもできる。

【０１２６】

【発明の効果】この発明によれば、ＣＤ−ＲＯＭ４から
再生された画像データRECDをバッファメモリBUFMに書き
込むとき、そのバッファメモリBUFMに画像データRECDの
１フレーム分を書き込む空きエリアがあるかどうかをチ
ェックし、空きがあるときには、その書き込みを行う
が、空きがないときには、その画像データRECDを読みと
ばすようにしている。したがって、ＤＳＰ４４以降にお
けるデコード速度がＣＤ−ＲＯＭ４からの画像データRE
CDの再生速度よりも遅くても、バッファメモリBUFMがあ
ふれることがなく、その画像データRECDを正しく元の画
像データにデコードすることができる。

【０１２７】しかも、その場合、バッファメモリBUFMの
大きさは、データ圧縮された画像データRECDの数フレー
ム分の大きさでよく、ローコストである。

【０１２８】また、ディスプレイ６に表示される動画の
１秒当たりのフレーム数は、ＣＤ−ＲＯＭ４からの画像
データRECDの再生速度により決まるので、デコーダ回路
の性能によって動画の再生速度が異なるようなことがな
い。

【０１２９】さらに、バッファメモリBUFMに、新しい画
像データRECDを書き込む空きがあるかどうかをチェック
するとき、１フレーム分の空きがあるかどうかをチェッ
クしているので、その空きがないときの処理が非常に簡
単である。

【０１３０】また、データ圧縮された画像データRECDは
可変長であり、その画像データRECDのデコードに必要と
される時間が画像の内容により変化するが、プログラマ
は、そのデコードに必要とされる時間を考慮してプログ
ラムを組む必要がなく、負担を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一例の系統図である。

【図２】この発明におけるメモリの使用状態を説明する
ための図である。

【図３】画像データの圧縮過程の一例を示す流れ図であ
る。

【図４】画像データの圧縮過程の一例を示す流れ図であ
る。

【図５】画像データにおける用語を説明するための図で
ある。

【図６】色番号テーブルを説明するための図である。

【図７】２ビットモードのキャラクタについてのデータ
を説明するための図である。

【図８】１ビットモードのキャラクタについてのデータ
を説明するための図である。

【図９】単色モードのキャラクタについてのデータを説
明するための図である。

【図１０】スクリーンテーブルを説明するための図であ
る。

【図１１】スクリーンテーブルのデータの構造を説明す
るための図である。

【図１２】記録データのフォーマットの一例を示す図で
ある。

【図１３】従来例の系統図である。

【符号の説明】

１ゲーム機本体２スロット３副処理部４ＣＤ−ＲＯＭ５プログラムカートリッジ６ＣＲＴディスプレイ１１ＣＰＵ１２ＤＭＡコントローラ１３ＲＡＭ１４ＰＰＵ１５ビデオＲＡＭ１９システムバス２０主処理部２１ＡＰＵ２４Ｄ／Ａコンバータ３１ＣＤプレーヤ３２ＤＳＰ３３ＣＤ−ＲＯＭデコーダ３５コントローラ４４ＤＳＰ５１ＲＯＭ５２ＲＡＭ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】データ圧縮された画像データをバッファメ
モリに書き込み、このバッファメモリに書き込まれた画像データから上記
データ圧縮前の元の画像データをデコードする場合にお
いて、上記バッファメモリとして、上記データ圧縮された画像
データの１フレーム分よりも大きな容量のバッファメモ
リを設け、上記データ圧縮された画像データの上記バッファメモリ
への書き込みを行う前に、上記データ圧縮された画像デ
ータの１フレーム分の空きが、上記バッファメモリにあ
るかどうかをチェックし、このチェックの結果、上記空きがあるときには、上記デ
ータ圧縮された画像データを上記バッファメモリに書き
込み、上記チェックの結果、上記空きがないときには、上記デ
ータ圧縮された画像データを捨てるようにした画像デー
タのデコード方法。
【請求項２】ＣＤ−ＲＯＭからデータ圧縮された画像デ
ータを再生し、この再生された画像データから上記データ圧縮前の元の
画像データをデコードする場合において、上記データ圧縮された画像データの１フレーム分よりも
大きな容量のバッファメモリを設け、上記ＣＤ−ＲＯＭから再生された画像データを、上記バ
ッファメモリへ書き込む前に、上記再生された画像デー
タの１フレーム分の空きが、上記バッファメモリにある
かどうかをチェックし、このチェックの結果、上記空きがあるときには、上記再
生された画像データを上記バッファメモリに書き込み、上記チェックの結果、上記空きがないときには、上記再
生された画像データを捨てるようにした画像データのデ
コード方法。
【請求項３】データ圧縮された画像データをバッファメ
モリに書き込み、このバッファメモリに書き込まれた画像データから上記
データ圧縮前の元の画像データをデコードするデコーダ
回路において、上記バッファメモリを、上記データ圧縮された画像デー
タの１フレーム分よりも大きな容量のバッファメモリに
より構成し、上記データ圧縮された画像データの上記バッファメモリ
への書き込みを行う前に、上記データ圧縮された画像デ
ータの１フレーム分の空きが、上記バッファメモリにあ
るかどうかをチェックする回路と、このチェックの結果、上記空きがあるときには、上記デ
ータ圧縮された画像データを上記バッファメモリに書き
込むが、上記チェックの結果、上記空きがないときには、上記デ
ータ圧縮された画像データを捨てる回路とを有する画像
データのデコーダ回路。
【請求項４】ＣＤ−ＲＯＭからデータ圧縮された画像デ
ータを再生し、この再生された画像データから上記データ圧縮前の元の
画像データをデコードするデコーダ回路において、上記データ圧縮された画像データの１フレーム分よりも
大きな容量のバッファメモリを設け、上記ＣＤ−ＲＯＭから再生された画像データを、上記バ
ッファメモリへ書き込む前に、上記再生された画像デー
タの１フレーム分の空きが、上記バッファメモリにある
かどうかをチェックする回路と、このチェックの結果、上記空きがあるときには、上記再
生された画像データを上記バッファメモリに書き込む
が、上記チェックの結果、上記空きがないときには、上記再
生された画像データを捨てる回路とを有する画像データ
のデコーダ回路。