JP2990642B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像の移動変換処理及
び回転変換処理の演算を行う画像処理方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ゲーム機に使用される画像処
理装置では、背景を表示する複数の背景画（静止画）
に、ゲームに登場するキャラクタを表示する前景画（動
画）を重ね合わせて、ラスタスキャン形モニタの画面上
に表示するようになっている。このような画像処理装置
においては、背景画を左右上下方向に移動させたり回転
させたりするスクロール機能が設けられている。このス
クロール機能によって表示されるスクロール画面は、キ
ャラクタを表示した前景画をスクリーン画面のほぼ中央
に固定し、これに対して背景画を動かすものであるが、
背景画を動かすと言っても、画像処理装置における実際
上の演算では、背景画側は画像処理装置の画像メモリに
格納された仮想的な静止画であり、この画像についての
情報を変換するような演算、すなわち、背景画を動かす
ような処理が行われているわけではない。実際に行われ
る演算のグラフィカルなイメージは、スクリーン画面の
枠及びプレーヤの視点が、画像メモリに格納された背景
画全体の上を自由に動いていくようなものである。な
お、スクリーン画面とは、厳密には移動変換や回転変換
を行う回路毎に設定される仮想画面のことであるが、画
像が表示される画面であるという観点から見れば、ディ
スプレイ装置のモニタ画面と考えてよい。

【０００３】また、背景画であるスクロール画面を移
動、及び回転させる演算処理としては、次のような処理
方法がとられている。

【０００４】背景画の各ライン毎に始点（左端）の
Ｘ，Ｙ座標と水平方向増分△Ｘ，△Ｙとを移動回転の公
式から算出する。

【０００５】各ライン毎に始点のＸ，Ｙ座標に水平方
向増分△Ｘ，△Ｙをドット周期で加算する。

【０００６】各画素の位置座標を算出する。

【０００７】この位置座標に対応するアドレスを画像
メモリをアクセスして背景画の画像データを生成する。

【０００８】具体的には、画面座標算出として、ソフト
ウエアにより各ライン毎にスクロール画面のスタート座
標値と、水平方向座標増分とを求め、それらに基づいて
演算を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに背景画をスクロール画面として移動、回転させる場
合、移動や回転にしたがって、各ライン毎に始点のＸ，
Ｙ座標と水平方向増分△Ｘ，△Ｙをソフトウエアで算出
する必要がある。そのため、ＣＰＵは、移動回転のため
の演算に多大のオーバーヘッドを必要とする。その結
果、ＣＰＵに対する負荷が増大し、ＣＰＵが実行する他
の処理が制限されるという問題がある。

【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みて提案されたものであり、その主たる目的は、ＣＰ
Ｕに対する負荷を増大させることなく、多様な画像表示
を行うことのできる画像処理方法及び装置を提供するこ
とにある。

【００１１】更に詳しく本発明の目的を説明する。以下
の説明において、各目的の項番はほぼ請求項の項番に対
応しているが、各請求項の発明はそれぞれに限られた物
ではなく、以下に記載する１乃至複数の目的を達成する
ためになされたものである。

【００１２】本発明の第１の目的は、ソフトウエアの負
荷を軽減しつつ多様な画像表示を行うことができる画像
処理方法を提供することにある。

【００１３】本発明の第２の目的は、ソフトウエアの負
荷を軽減しつつ、各ライン毎にパラメータを変更するこ
とのできる画像処理方法を提供することにある。

【００１４】本発明の第３の目的は、パラメータを更に
多様に変化させることのできる画像処理方法を提供する
ことにある。

【００１５】本発明の第４の目的は、上記第１の目的を
簡単な構成で実現することのできる画像処理装置を提供
することにある。

【００１６】本発明の第５の目的は、上記第２の目的を
簡単な構成で実現することのできる画像処理装置を提供
することにある。

【００１７】本発明の第６の目的は、上記第３の目的を
簡単な構成で実現することのできる画像処理装置を提供
することにある。

【００１８】本発明の第７の目的は、上記第４〜６の目
的をハードウエア的に実現することのできる画像処理装
置を提供することにある。

【００１９】本発明の第８の目的は、ハードウエア的に
座標変換処理の演算を行う事により、ＣＰＵの負荷を軽
減すると共に、画像を水平方向もしくは垂直方向に拡大
縮小させたり歪ませたりすることのできる画像処理装置
を提供することにある。

【００２０】本発明の第９の目的は、係数を種々のパラ
メータに用いることにより、簡単な構成で多様な画像表
示を行うことのできる画像処理装置を提供することにあ
る。

【００２１】本発明の第１０の目的は、ＣＰＵの負荷を
軽減しつつ、スクリーン画面の画面軸回転を行うことの
できる画像処理装置を提供することにある。

【００２２】本発明の第１１の目的は、画面軸回転を行
う際に、各ライン毎にパラメータを変更することによ
り、多様な画像を表示することのできる画像処理装置を
提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、画像メモリから読み出した画像データに
基づいて映像信号を生成する画像処理方法において、座
標変換処理の演算に用いられる複数のパラメータを予め
計算してパラメータメモリに格納すると共に、１モニタ
画面分の係数を画素ごとに係数メモリに格納しておき、
座標変換後の前記画像データのアドレスを生成する時
に、前記パラメータメモリから１モニタ画面ごとに前記
複数のパラメータを読み出してこれらパラメータに基づ
く座標変換を行って座標変換後のスクリーン画面上の座
標を求め、前記係数メモリから係数を読み出して当該係
数と座標変換後のスクリーン画面上の座標とに基づいて
前記画像データを画面に表示させるための前記画像メモ
リにおける読み出しアドレスを生成することを特徴とす
る画像処理方法である。

【００２４】また、本発明は、前記パラメータメモリに
格納されたパラメータを１モニタ画面の各ラインごとに
書き換え、前記パラメータメモリから、前記ラインごと
に前記複数のパラメータを読み出すことを特徴としてい
る。

【００２５】さらに、本発明は、前記係数メモリに画素
ごとに格納された係数を、前記パラメータメモリから読
み出す複数のパラメータのうち平行移動量を定めるパラ
メータに置き換え、前記演算を行うことを特徴としてい
る。

【００２６】さらにまた、本発明は、前記係数メモリに
画素ごとに格納された係数をＸ座標またはＹ座標のいず
れか一方のみに適用し、前記演算を行うことを特徴とし
ている。

【００２７】また、本発明は、画像メモリから読み出し
た画像データに基づいて映像信号を生成する画像処理装
置において、座標変換処理の演算に用いられる複数のパ
ラメータを予め計算してパラメータメモリに格納すると
共に、１モニタ画面分の係数を画素ごとに係数メモリに
格納しておき、座標変換後の前記画像データのアドレス
を生成する時に、前記パラメータメモリから１モニタ画
面ごとに前記複数のパラメータを読み出してこれらパラ
メータに基づく座標変換を行って座標変換後のスクリー
ン画面上の座標を求め、前記係数メモリから係数を読み
出して当該係数と座標変換後のスクリーン画面上の座標
とに基づいて前記画像データを画面に表示させるための
前記画像メモリにおける読み出しアドレスを生成するア
ドレス生成手段と、備えたことを特徴とする画像処理装
置である。

【００２８】ここで、前記ＣＰＵは、前記パラメータメ
モリに格納されたパラメータを前記モニタの各ラインご
とに書き換え、前記アドレス生成手段は、前記パラメー
タを前記ライン単位で読み出し、このパラメータに基づ
いて演算を行うことを特徴としている。

【００２９】また、前記アドレス生成手段は、前記係数
メモリに格納された係数を、前記パラメータメモリから
読み出す複数のパラメータのうち平行移動量を定めるパ
ラメータに置き換え、前記演算を行うことを特徴として
いる。

【００３０】また、前記アドレス生成手段は、前記係数
メモリに格納された係数をＸ座標またはＹ座標のいずれ
か一方のみに適用し、前記演算を行うことを特徴として
いる。

【００３１】さらに、前記アドレス生成手段は、前記パ
ラメータに基づいてマトリクス演算を行うマトリクス演
算回路と、前記マトリクス演算の結果と前記係数とに基
づいて座標値を算出する積和演算回路と、を有すること
を特徴としている。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【作用】本発明によれば、座標変換処理用の演算に用い
られる複数のパラメーターをパラメータメモリに格納
し、１モニタ画面分の係数を画素毎に係数メモリに格納
しておき１モニタ画面につき１回パラメータを読み出
し、このパラメータと係数メモリから読み出す係数とに
基づいて座標変換処理の演算を行うため、演算の際にパ
ラメータ及び係数を計算する必要がない。

【００３５】また、本発明によれば、１モニタ画面の各
ライン毎にパラメータを読み出すため、各ラインの画像
データに対してそれぞれ異なる座標変換処理の演算を行
って読み出しアドレスを生成することができる。そのた
め、例えば、ライン単位で歪んだ画像及び揺れる画像等
を表示することが可能となる。

【００３６】さらに、本発明によれば、パラメータメモ
リに格納された複数のパラメータのうちの少なくとも１
個のパラメータを、画素毎に設定された係数に置き換え
ることができるため、上記パラメータを画素毎に変更す
ることも可能となり、多様な画像表示を実現することが
できる。

【００３７】さらにまた、本発明によれば、ＣＰＵによ
って指定される複数のパラメータ及び係数は、予めパラ
メータメモリ及び係数メモリに格納され、アドレス生成
手段によって画面単位でパラメータが読み出されると共
に、係数が読み出され、それらに基づいて座標変換処理
の演算が行われる。このため、座標変換処理の演算の際
にＣＰＵがパラメータ及び係数を指定する必要がなく、
ＣＰＵの負荷が軽減される。

【００３８】また、本発明によれば、アドレス生成手段
は、１モニタ画面のライン毎にパラメータを読み出すた
め、ライン単位で異なるパラメータに基づく演算を行う
ことができ、歪んだ画像および揺れる画像等を表示する
ことが可能となる。

【００３９】また、本発明によれば、アドレス生成手段
は、パラメータメモリから読み出す複数のパラメータの
うちの少なくとも１個のパラメータを、画素毎に設定さ
れた係数に置き換えることができるため、上記パラメー
タを画素毎に変更することが可能となる。

【００４０】また、本発明によれば、マトリクス演算回
路及び積和演算回路によりハードウエア的に演算処理を
行うため、ＣＰＵの負荷が軽減される。

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【実施例】以下、本発明による画像処理装置の一実施例
について、図面を参照して説明する。

【００４６】Ａ．実施例の構成 図１は、本発明による画像処理装置の一実施例を示すブ
ロック図である。同図中、バス１４には、システム全体
をコントロールするＣＰＵ１５、プログラムを格納する
ＲＯＭ１６、前景画の画像処理を行うスプライトエンジ
ン１７、及び複数の背景画の画像処理を行うスクロール
エンジン１８が接続されている。また、スプライトエン
ジン１７には、ＣＰＵ１５からのコマンドデータ及び前
景画の画像データを格納するコマンドＲＡＭ１９、及び
前景画の画像データを展開するフレームバッファ２０が
接続されている。スクロールエンジン１８には、背景画
のドット毎の画像データを格納するビデオＲＡＭ（以
下、ＶＲＡＭ）２１、及びカラーＲＡＭ２２が接続され
ている。

【００４７】＜スプライトエンジン１７＞スプライトエ
ンジン１７は、コマンドＲＡＭ１９からキャラクタ等の
前景画の画像データを選択して読み出し、回転、拡大、
縮小、及び色演算等の処理を行った後、フレームバッフ
ァ２０の所定のアドレスに書き込む。また、このスプラ
イトエンジン１７は、フレームバッファ２０に書き込ん
だ１フレーム分の画像データを順次読み出し、バス１４
を介さずに直接スクロールエンジン１８に供給する。Ｃ
ＰＵ１５は、ＲＯＭ１６内のプログラムを実行すること
により、スプライトエンジン１７にコマンドデータを供
給する。このコマンドデータは、前景画の描画命令を示
すデータ（描画コマンド）であり、スプライトエンジン
１７により、コマンドテーブルとしてコマンドＲＡＭ１
９に書き込まれる。そして、スプライトエンジン１７に
よって読み出され、内部のシステムレジスタに設定され
ることにより実行される。

【００４８】＜スクロールエンジン１８とＤ／Ａコンバ
ータ２３＞ （１）スクロールエンジン１８の概要 スクロールエンジン１８は、背景画生成部４１と表示制
御部４２とを有している。背景画生成部４１は、ＶＲＡ
Ｍ２１から各背景画の画像データを読み出し、１画素単
位に画像データを出力する。また、表示制御部４２は、
スプライトエンジン１７から供給される前景画の画像デ
ータと、上記背景画の画像データのプライオリティを比
較して、それらのプライオリティに基づいて画像データ
を合成してＲＧＢデータを生成し、水平同期信号に同期
して出力する。そして、このＲＧＢデータはＤ／Ａコン
バータ２３に供給される。これにより、Ｄ／Ａコンバー
タ２３は、上記ＲＧＢデータをアナログ信号に変換して
映像信号として出力する。この映像信号は図示しないモ
ニタに供給され、ＴＶ画面に表示される。

【００４９】（２）ＶＲＡＭ２１の構成 ＶＲＡＭ２１について説明する。ＶＲＡＭ２１には、縦
横８×８画素のセルの画像データからなるパターンデー
タが格納されている。更に、上記セルを縦横２８×４０
セル分敷き詰めて１フレーム分の背景画を構成する場
合、その並べ方に対応してパターンネームデータが格納
されている。このパターンネームデータは、上記パター
ンデータのＶＲＡＭ２１上のアドレスを示す。

【００５０】（３）スクロール画面の種類 本実施例には、スクロール画面として背景画ＢＧ０及び
ＢＧ１があり、これらの背景画は回転スクロール画面と
なることができる。ここでの回転スクロール画面とは、
座標軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）を回転軸とした回転と、モニタ
画面に垂直な画面軸を回転軸とした回転とを行うスクロ
ール画面のことである。

【００５１】（４）回転スクロール画面表示時のスクロ
ール画面、スクリーン画面及び視点の関係 回転スクロール画面を表示する際の、スクロール画面、
スクリーン画面及び視点の関係について、図面を参照し
て説明する。図２に示した状態を初期状態とすると、図
３がスクロール画面に対しスクリーン画面をＸ軸を中心
にして回転させた「Ｘ軸回転」の場合、図４がスクロー
ル画面に対しスクリーン画面をＹ軸を中心にして回転さ
せた「Ｙ軸回転」の場合、図５がスクロール画面に対し
スクリーン画面をＺ軸を中心にして回転させた「Ｚ軸回
転」の場合である。

【００５２】（５）移動回転変換式 上述した図２に示す状態から、図３〜図５に示すように
スクリーン画面が動く場合、スクリーン画面上の画像は
図６〜図９に示すような表示となる。図６が図２に、図
７が図３に、図８が図４に、図９が図５に対応する。な
お、図６〜図９の下部に示したものは各図の状態におけ
る回転マトリクスパラメータである。

【００５３】続いて、本実施例に用いられる移動回転変
換式について、図１０を参照して説明する。この図によ
り、移動回転変換を行ったスクリーン画面（すなわち、
回転スクロール画面の表示画面）は、中心点を基準に視
点及びスクリーン画面を回転変換させ、変換後の視点か
ら変換後のスクリーン画面を通った視線が、固定された
スクロールマップと交差する点を集めたものであること
が分かる。

【００５４】図１０において、座標変換前の視点（Ｐ
ｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）を、中心点（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）を中
心として回転し、更に平行移動して変換後の視点を（Ｘ
ｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）とする移動回転とする移動回転変換式
は、次式で与えられる。

【００５５】

【数９】 但し、Ｍｘ，Ｍｙ，ＭｚはＸ，Ｙ，Ｚ軸それぞれに対す
る平行移動量、Ａ〜Ｉは回転マトリクスパラメータであ
る。

【００５６】また、座標変換前のスクリーン画面上の点
（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）を、前記と同様に移動回転させ
て、座標変換後のスクリーン画面上の点を（Ｘｓ，Ｙ
ｓ，Ｚｓ）とする移動回転変換式は次式で与えられる。

【００５７】

【数１０】 さらに、変換後の視点から変換後のスクリーン画面上の
点を通り、表示させるスクロール画面上の点（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）に至る視点は次式で表される。

【００５８】

【数１１】 ここで，表示させるスクロール画面、すなわちＶＲＡＭ
２１内に格納された背景画はＺ＝０の平面であることか
ら、表示させるスクロール画面のＸ，Ｙ座標は次式で表
される。

【００５９】 Ｘ＝ｋ（Ｘｓ−Ｘｐ）＋Ｘｐ Ｙ＝ｋ（Ｙｓ−Ｙｐ）＋Ｙｐ …（４） 但し、ｋ＝−Ｚｐ／（Ｚｓ−Ｚｐ） 上記のｋは透視変換係数と呼ばれ、（１）式、（２）式
から次のように表される。

【００６０】

【数１２】 （５）式において、変換前の視点（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐ
ｚ）、変換前の中心点（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）、平行移動
量（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）及び回転マトリクスパラメータ
Ｇ〜Ｉは、１フレーム内では固定値であるので、ｋは変
換前のスクリーン画面上の点（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）の値
に従って変化する。

【００６１】また、通常、変換前のスクリーン画面はモ
ニタ画面と同一なので、Ｓｘはモニタ画面の水平方向座
標値であるＨカウント値であり、Ｓｙはモニタ画面の垂
直方向座標値であるＶカウント値であり、Ｓｚは０であ
る。このスクリーン画面をスクリーン画面の垂線（画面
軸）で回転させたときのスクリーン画面座標値は、以下
の式で表される。

【００６２】

【数１３】 ａ，ｂ，ｃ，ｄ：スクリーン画面の回転マトリクスパラ
メータ Ｈｃｎｔ，Ｖｃｎｔ：ＨＶカウンタ値 Ｃｓｘ，Ｃｓｙ：スクリーン画面の回転中心座標 Ｍｓｘ，Ｍｓｙ，Ｍｓｚ：スクリーン画面の平行移動量 上記（６）式は、以下のように表される。

【００６３】 Ｓｘ＝Ｘｓｔ＋△Ｘ・Ｈｃｎｔ＋△Ｘｓｔ・Ｖｃｎｔ Ｓｙ＝Ｙｓｔ＋△Ｙ・Ｈｃｎｔ＋△Ｙｓｔ・Ｖｃｎｔ Ｓｚ＝Ｚｓｔ …（７） ただし、 Ｘｓｔ＝−ａ・Ｃｓｘ−ｂ・Ｃｓｙ＋Ｃｓｘ＋Ｍｓｘ Ｙｓｔ＝−ｃ・Ｃｓｘ−ｄ・Ｃｓｙ＋Ｃｓｙ＋Ｍｓｙ Ｚｓｔ＝Ｍｓｚ △Ｘｓｔ＝ｂ △Ｙｓｔ＝ｄ △Ｘ＝ａ △Ｙ＝ｃ Ｘｓｔ，Ｙｓｔ，Ｚｓｔ：スクリーン画面スタート座標 △Ｘｓｔ，△Ｙｓｔ：スクリーン画面垂直方向座標増分 △Ｘ，△Ｙ：スクリーン画面水平方向座標増分 以上のことから、ドット毎の表示座標（Ｘ，Ｙ）は、以下の式から求められる 。Ｘ＝ｋｘ（Ｘｓｐ＋ｄＸ・Ｈｃｎｔ）＋Ｘｐ Ｙ＝ｋｘ（Ｙｓｐ＋ｄＹ・Ｈｃｎｔ）＋Ｙｐ …（８） ただし、 Ｘｓｐ＝ Ａ｛（Ｘｓｔ＋△Ｘｓｔ・Ｖｃｎｔ）−Ｐ
ｘ｝＋Ｂ｛（Ｙｓｔ＋△Ｙｓｔ・Ｖｃｎｔ）−Ｐｙ｝＋
Ｃ（Ｚｓｔ−Ｐｚ） Ｙｓｐ＝ Ｄ｛（Ｘｓｔ＋△Ｘｓｔ・Ｖｃｎｔ）−Ｐ
ｘ｝＋Ｅ｛（Ｙｓｔ＋△Ｙｓｔ・Ｖｃｎｔ）−Ｐｙ｝＋
Ｆ（Ｚｓｔ−Ｐｚ） Ｘｐ＝Ａ（Ｐｘ−Ｃｘ）＋Ｂ（Ｐｙ−Ｃｙ）＋Ｃ（Ｐｚ
−Ｃｚ）＋Ｃｘ＋Ｍｘ Ｙｐ＝Ｄ（Ｐｘ−Ｃｘ）＋Ｅ（Ｐｙ−Ｃｙ）＋Ｆ（Ｐｚ
−Ｃｚ）＋Ｃｙ＋Ｍｙ ｄＸ＝Ａ・△Ｘ＋Ｂ・△Ｙ ｄＹ＝Ｄ・△Ｘ＋Ｅ・△Ｙ （６）背景画生成部４１の構成 図１１は、背景画生成部４１の構成を示すブロック図で
ある。背景画生成部４１は、背景画ＢＧ０，ＢＧ１を生
成するものであり、ＶＲＡＭ２１から２フレームそれぞ
れのパターンネームデータを読み出し、この２フレーム
分のパターンネームデータそれぞれでＶＲＡＭ２１から
パターンデータを読み出し、且つ上記パターンデータの
画素を出力することにより２フレーム分の背景画ＢＧ
０，ＢＧ１の画像データを得ている。

【００６４】（６−１）パラメータＲＡＭ６０ パラメータＲＡＭ６０には、座標変換処理を行う演算に
用いる回転パラメータがテーブルとして格納される。パ
ラメータＲＡＭ６０には、端子４６を介してＣＰＵ１５
より、以下の回転パラメータが書き込まれる。

【００６５】スクリーン画面スタート座標Ｘｓｔ，Ｙｓ
ｔ，Ｚｓｔ スクリーン画面垂直方向座標増分△Ｘｓｔ，△Ｙｓｔ スクリーン画面水平方向座標増分△Ｘ，△Ｙ 回転マトリクスパラメータＡ〜Ｆ 視点座標Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ 中心座標Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ 平行移動量Ｍｘ，Ｍｙ （６−２）マトリクス演算回路６６ マトリクス演算回路６６は、上記パラメータＲＡＭ６０
からパラメータを読み出し、それらに基づいてマトリク
ス演算を行う。マトリクス演算回路６６は、回転マトリ
クスパラメータＡ〜Ｆ、変換前の視点（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐ
ｚ）、中心点（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）、及び平行移動量
（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を、上記（１）式に代入し、変換
後の視点のうちＸｐ，Ｙｐを算出する。これと共に、回
転マトリクスパラメータＡ〜Ｆ、中心点（Ｃｘ，Ｃｙ，
Ｃｚ）、平行移動量（Ｍｘ，Ｍｙ）、及びＳｘとしての
Ｈカウント値、ＳｙとしてのＶカウント値、Ｓｚとして
の固定値０を、（２）式に代入し、変換後のスクリーン
画面のうちＸｓ，Ｙｓを算出する。

【００６６】（６−３）係数ＲＡＭ６１及び係数ＲＡＭ
アクセス回路６２ また、係数ＲＡＭ６１は、上記パラメータＲＡＭとは別
に、座標変換演算に用いられる回転パラメータが格納さ
れるＲＡＭである。例えば、上記（４）式に示すｋ、す
なわち透視変換係数が格納される。この係数ＲＡＭ６１
には、端子４６を介してＣＰＵ１５より１画面分の係数
が書き込まれる。この係数は、ＣＰＵ１５によって計算
され、垂直及び水平ブランキング期間などに書き込まれ
る。

【００６７】ここで、ＣＰＵ１５から係数ＲＡＭ６１に
書き込まれる１画面分の係数は、上述したように移動回
転変換の種類、すなわちＸ軸回転、Ｙ軸回転、もしくは
Ｚ軸回転のいずれであるかによって、必要なデータ量が
異なる。係数は、ＣＰＵ１５により必要最小限のデータ
量だけ計算され、端子４６を介して係数ＲＡＭ６１に書
き込まれる。そして、ＣＰＵ１５は、アクセス開始時の
スタートアドレスとＨカウント値、Ｖカウント値それぞ
れに基づく２つのアドレス増分を、係数ＲＡＭアクセス
回路６２に指定する。それにより、係数ＲＡＭアクセス
回路６２は、係数ＲＡＭ６１にアクセスして各画素の係
数を順次読み出し、後述する積和演算回路６５に供給す
る。この係数ＲＡＭ６１へのアクセスは、ライン毎、も
しくはドット毎に行うことができる。

【００６８】なお、この係数は、上述した透視変換係数
以外のパラメータとしても使用される。その切り換えの
処理については、後述する。

【００６９】（６−４）積和演算回路６５ 積和演算回路６５は、マトリクス演算回路６６から供給
されるＸｐ，Ｙｐ，Ｘｓ，Ｙｓと、係数ＲＡＭ６１から
読み出される係数とにより、水平カウント値に同期して
（４）式の演算を行い、スクロール画面の座標Ｘ，Ｙを
算出する。積和演算回路６５で得られた座標Ｘ，Ｙは、
ＶＲＡＭアクセス回路６７に供給される。

【００７０】また、スクリーン画面を画面軸回転させる
場合は、積和演算回路６５は、スクリーン画面のスター
ト座標（Ｘｓｔ，Ｙｓｔ，Ｚｓｔ）、垂直方向座標増分
（△Ｘｓｔ，△Ｙｓｔ）、及び水平方向座標増分（△
Ｘ，△Ｙ）を、上記（７）式に代入し、スクリーン画面
座標値を算出する。

【００７１】（６−５）ＶＲＡＭアクセス回路６７ ＶＲＡＭアクセス回路６７は、上記スクロール画面の座
標Ｘ，Ｙを背景画の画素アドレスとしてＶＲＡＭ２１を
アクセスする。座標Ｘ，Ｙそれぞれの下位３ビット（セ
ルの大きさが縦横８ドット×８ドットの場合）がセル内
の画素位置アドレスとなり、その６ビットを除いてアド
レスとしたものがパターンネームアドレスとなる。ＶＲ
ＡＭアクセス回路６７は、ＶＲＡＭ２１からパターンネ
ームデータを読み出し、このパターンネームデータ内の
パターンデータアドレスと画素位置アドレスとでＶＲＡ
Ｍ２１からカラーコードであるパターンデータを読み出
し、このカラーコードと、パターンネームデータ内のプ
ライオリティコードとから画素データを形成して、端子
６８から出力する。

【００７２】（６−６）水平カウンタ６３、垂直カウン
タ６４ 水平カウンタ６３は、内蔵する発振器で発生したドット
パルスをカウントしてＨカウント値及び水平同期パルス
を得る。垂直カウンタ６４は、上記水平同期パルスをカ
ウントしてＶカウント値及び垂直同期パルスを得る。上
記Ｈカウント値及びＶカウント値は、マトリクス演算回
路６６及び係数ＲＡＭアクセス回路６２に供給され、Ｈ
カウント値は積和演算回路６５に供給される。また、水
平及び垂直同期パルスは、端子６９からスプライトエン
ジン１７に供給される。なお、背景画生成部４１におい
て、水平カウンタ６３、垂直カウンタ６４、及びＶＲＡ
Ｍアクセス回路６７を除いた構成要素は、一体的に形成
された１つの回路ブロック４１ａとなって構成されてい
る。

【００７３】Ｂ．実施例の動作 次に、上述した構成による本実施例の画像処理装置の動
作について説明する。

【００７４】（１）回転パラメータのライン読み出しモ
ード 上述したように、スクリーン画面の画面軸回転を行う場
合、スクリーン画面の座標値は上記（７）式によって求
められる。この座標演算に用いられる６個の回転パラメ
ータ（Ｘｓｔ，Ｙｓｔ，△Ｘｓｔ，△Ｙｓｔ，△Ｘ，△
Ｙ）は、上述したように、図１１に示すパラメータＲＡ
Ｍ６０にテーブルとして格納されている。通常、これら
のパラメータは１画面に１回読み出されて、積和演算回
路６５により上記演算が行われる。また、この６個の回
転パラメータを変化させることにより、画像を拡大縮小
回転させることができる。

【００７５】図１２に、上記パラメータを１画面に１回
読み出して演算を行った場合の具体的な例を示す。同図
において、左側はスクロール画面、右側はＴＶ画面に表
示された画像を示す。スクロール画面上の矢印は、スク
リーン画面の座標イメージを示す。同図（ａ）は、スク
ロール画面上のキャラクタを表示する通常の場合を示
す。（ｂ）は、スクリーン画面を３０°Ｚ軸回転させる
ことにより、キャラクタが左に３０゜回転するように表
示する場合を示す。（ｃ）は、スクリーン画面を６０゜
Ｚ軸回転させることにより、キャラクタが左に６０°回
転するように表示する場合を示す。（ｄ）は、スクリー
ン画面を９０゜Ｚ軸回転させることにより、キャラクタ
が左に９０゜回転するように表示する場合を示す。

【００７６】また、図１１において、マトリクス演算回
路６６は、上記６個の回転パラメータのうちのスタート
座標（Ｘｓｔ，Ｙｓｔ）と水平方向座標増分（△Ｘ，△
Ｙ）との計４個のみをライン毎に読み出す場合がある。
この場合、ＣＰＵ１５は、上記回転パラメータをライン
毎に書き換えると共に、マトリクス演算回路６６に対し
上記回転パラメータをライン毎に読み出すよう指定す
る。これによって、マトリクス演算回路により、パラメ
ータＲＡＭ６６からライン毎にこれらの回転パラメータ
が読み出され、積和演算回路６５により、この回転パラ
メータに基づいてライン毎に上記演算が行われる。この
場合の具体的な例を、図１３に示す。同図（ａ）〜
（ｄ）において、各ラインのスクリーン画面スタート座
標（Ｘｓｔ，Ｙｓｔ），…は各々異なっており、水平方
向座標増分（△Ｘ，△Ｙ）は全ラインで同一の値となっ
ている。従って、画面毎に、各ラインのスクリーン画面
スタート座標（Ｘｓｔ，Ｙｓｔ）を変化させることによ
り、横方向に揺れるように見える画像が表示される。

【００７７】また、図１３（ｂ）に示すように、図１２
（ｂ）の場合と同様にスクリーン画面を３０°Ｚ軸回転
させることにより、キャラクタが揺れながら左に３０°
回転するように表示される。また、（ｃ）に示すよう
に、図１２（ｃ）の場合と同様にスクリーン画面を６０
°Ｚ軸回転させることにより、キャラクタが揺れながら
左に６０°回転するように表示される。更に、（ｄ）に
示すように、図１２（ｄ）の場合と同様にスクリーン画
面を９０°Ｚ軸回転させることにより、キャラクタが揺
れながら左に９０°回転するように表示される。

【００７８】（２）係数データモード 本実施例では、上述したように、係数ＲＡＭ６１の係数
テーブルに格納された係数を透視変換係数以外の回転パ
ラメータに用いることがある。この係数を何のパラメー
タとして使用するかを示す係数データモードとして、以
下の４つのモードが設定されている。

【００７９】モード０：Ｘ座標側のｋ、及びＹ座標側の
ｋとして使用する。

【００８０】モード１：Ｘ座標側のｋとして使用する。

【００８１】モード２：Ｙ座標側のｋとして使用する。

【００８２】モード３：回転変換後の視点座標Ｘｐとし
て使用する。

【００８３】これら各モードの切り換えについて、図１
４を参照して具体的に説明する。この切り換えは、ＣＰ
Ｕ１５の制御により、ライン毎、及びドット毎のいずれ
によっても行うことができる。図１４は、積和演算回路
６５の構成を示す図である。同図において、演算回路７
０には、マトリクス演算回路６６からＸｐ，Ｙｐ，Ｘ
ｓ，Ｙｓが供給される。演算回路７０は、これらを用い
て（Ｘｓ−Ｘｐ）及び（Ｙｓ−Ｙｐ）を求め、（Ｘｓ−
Ｘｐ）の値をパラメータ設定部７５に供給し、Ｘｐをス
イッチ７１に供給する。また、演算回路７０は、（Ｙｓ
−Ｙｐ）の値をパラメータ設定部７８に供給し、Ｙｐを
スイッチ７３に供給する。

【００８４】また、係数ＲＡＭアクセス回路６２は、係
数ＲＡＭ６１から読み出した係数データを、スイッチ７
１、７２、７３、及び７４に供給する。更に、スイッチ
７２及び７４には、それぞれＣＰＵ１５によってレジス
タ８１及び８２に設定されたｋの値が供給される。

【００８５】上記係数データモードが「モード０」の場
合は、スイッチ７１からパラメータ設定部７６へは演算
回路７０からのＸｐが出力され、スイッチ７３からパラ
メータ設定部７９へは演算回路７０からのＹｐが出力さ
れる。一方、スイッチ７２及びスイッチ７４からパラメ
ータ設定部７７及び８０へは、係数ＲＡＭ６１からの係
数が出力される。そして、各パラメータ設定部７５〜７
７、及び７８〜８０からの出力が、演算回路８３及び８
４に供給される。演算回路８３においては、（Ｘｓ−Ｘ
ｐ），Ｘｐ，ｋに基づき、（４）式のＸ座標側の演算が
行われる。また、演算回路８４においては、（Ｙｓ−Ｙ
ｐ），Ｙｐ，ｋに基づき、（４）式のＹ座標側の演算が
行われる。

【００８６】また、上記係数データモードが「モード
１」の場合は、スイッチ７１及び７３からは「モード
０」の場合と同様、演算回路７０からのＸｐ及びＹｐが
出力される。そして、この「モード１」の時は、スイッ
チ７２からは係数ＲＡＭ６１からの係数が出力される
が、スイッチ７４からは、レジスタ８２に設定されたｋ
の値が出力される。従って、係数ＲＡＭ６１に格納され
た係数は、Ｘ座標側のｋにのみ設定される。この場合の
具体的な画像の例を図１５（ａ）に示す。同図に示すよ
うに、例えば、スクロール画面上の元絵ＯＧを、Ｘ軸方
向の拡大縮小率を変化させて回転させることができる。

【００８７】一方、「モード２」の場合は、スイッチ７
２からはレジスタ８１に設定されたｋの値が出力され、
スイッチ７３から、係数ＲＡＭ６１からの係数が出力さ
れる。従って、係数ＲＡＭ６１に格納された係数は、Ｙ
座標側のｋにのみ設定される。この場合の具体的な画像
の例を図１５（ｂ）に示す。同図に示すように、例え
ば、元絵ＯＧをＹ軸方向の拡大縮小率を変化させて回転
させることができる。

【００８８】更に、上記係数データモードが「モード
３」の場合は、スイッチ７１から係数ＲＡＭ６１に格納
された係数が出力される。すなわち、係数ＲＡＭ６１に
格納された係数は、Ｘｐにのみ設定される。この場合の
具体的な例を図１５（ｃ）に示す。同図に示すように、
ＸｐはＸ軸方向の平行移動量を含んでいるため、元絵Ｏ
ＧのＸ軸方向の平行移動量のみ変化させて回転させるこ
とができる。

【００８９】Ｃ．実施例の効果 以上のように、本実施例によれば、ＣＰＵ１５が回転パ
ラメータ及び係数を計算し、パラメータＲＡＭ６６及び
係数ＲＡＭ６１に格納しておき、マトリクス演算回路６
６及び積和演算回路６５が所定のタイミングでそれらを
読み出して演算を行うため、従来のようにＣＰＵが複雑
な演算を全て行う必要がなく、ＣＰＵ１５の負荷が軽減
される。また、上記回転パラメータの読み出しを、画面
のみでなくライン毎にも行うことができるため、この読
み出し方を変えるだけで、ライン単位で回転パラメータ
を変化させることができる。更に、係数ＲＡＭ６１の係
数テーブルに格納した係数を、透視変換係数を始め複数
のパラメータに設定することができるため、簡単な構成
で様々な画像を表示することができる。

【００９０】Ｄ．その他の実施例 なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
テレビゲーム機以外、すなわち、パーソナルコンピュー
タその他のコンピュータの画像表示装置においても広く
使用可能である。

【００９１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｃ
ＰＵに対する負荷を増大させることなく、歪んだ画像、
及び揺れる画像等、多様な画像を表示することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像処理装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図２】スクロール画面、スクリーン画面、及び視線を
示す斜視図である。

【図３】図２のスクリーン画面をスクロール画面に対し
Ｘ軸回転させた斜視図である。

【図４】図２のスクリーン画面をスクロール画面に対し
Ｙ軸回転させた斜視図である。

【図５】図２のスクリーン画面をスクロール画面に対し
Ｚ軸回転させた斜視図である。

【図６】図２に対応したスクリーン画面を示す正面図で
ある。

【図７】図３に対応したスクリーン画面を示す正面図で
ある。

【図８】図４に対応したスクリーン画面を示す正面図で
ある。

【図９】図５に対応したスクリーン画面を示す正面図で
ある。

【図１０】移動回転変換式の「パラメータ」及び「係
数」について説明するグラフである。

【図１１】背景画生成部４１の構成を示すブロック図で
ある。

【図１２】回転パラメータを１画面に１回だけ読み出し
た場合のスクロール画面とＴＶ画面とを示す図である。

【図１３】回転パラメータをライン毎に読み出した場合
のスクロール画面とＴＶ画面とを示す図である。

【図１４】積和演算回路６５における係数データモード
の切り換えを説明する図である。

【図１５】係数データモードの各モードにおける具体的
な画像例を示す図である。

【符号の説明】

１５…ＣＰＵ １８…スクロールエンジン ２１…ＶＲＡＭ ４１…背景画生成部 ６０…パラメータＲＡＭ（パラメータメモリ） ６１…係数ＲＡＭ ６２…係数ＲＡＭアクセス回路 ６５…積和演算回路（アドレス生成手段） ６６…マトリクス演算回路（アドレス生成手段） ６７…ＶＲＡＭアクセス回路 ８１，８２…レジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 3/00 - 3/60 G06T 13/00 - 15/70

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像メモリから読み出した画像データに基
   づいて映像信号を生成する画像処理方法において、 座標変換処理の演算に用いられる複数のパラメータを予
   め計算してパラメータメモリに格納すると共に、１モニ
   タ画面分の係数を画素ごとに係数メモリに格納してお
   き、 座標変換後の前記画像データのアドレスを生成する時
   に、前記パラメータメモリから１モニタ画面ごとに前記
   複数のパラメータを読み出してこれらパラメータに基づ
   く座標変換を行って座標変換後のスクリーン画面上の座
   標を求め、前記係数メモリから係数を読み出して当該係
   数と座標変換後のスクリーン画面上の座標とに基づいて
   前記画像データを画面に表示させるための前記画像メモ
   リにおける読み出しアドレスを生成することを特徴とす
   る画像処理方法。
2. 【請求項２】前記パラメータメモリに格納されたパラメ
   ータを１モニタ画面の各ラインごとに書き換え、前記パ
   ラメータメモリから、前記ラインごとに前記複数のパラ
   メータを読み出すことを特徴とする請求項１記載の画像
   処理方法
3. 【請求項３】前記係数メモリに画素ごとに格納された係
   数を、前記パラメータメモリから読み出す複数のパラメ
   ータのうち平行移動量を定めるパラメータに置き換え、
   前記演算を行うことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の画像処理方法。
4. 【請求項４】前記係数メモリに画素ごとに格納された係
   数をＸ座標またはＹ座標のいずれか一方のみに適用し、
   前記演算を行うことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の画像処理方法。
5. 【請求項５】画像メモリから読み出した画像データに基
   づいて映像信号を生成する画像処理装置において、 座標変換処理の演算に用いられる複数のパラメータを予
   め計算してパラメータメモリに格納すると共に、１モニ
   タ画面分の係数を画素ごとに係数メモリに格納してお
   き、 座標変換後の前記画像データのアドレスを生成する時
   に、前記パラメータメモリから１モニタ画面ごとに前記
   複数のパラメータを読み出してこれらパラメータに基づ
   く座標変換を行って座標変換後のスクリーン画面上の座
   標を求め、前記係数メモリから係数を読み出して当該係
   数と座標変換後のスクリーン画面上の座標とに基づいて
   前記画像データを画面に表示させるための前記画像メモ
   リにおける読み出しアドレスを生成するアドレス生成手
   段と、備えたことを特徴とする画像処理装置
6. 【請求項６】前記ＣＰＵは、 前記パラメータメモリに格納されたパラメータを前記モ
   ニタの各ラインごとに書き換え、前記アドレス生成手段
   は、前記パラメータを前記ライン単位で読み出し、この
   パラメータに基づいて演算を行うことを特徴とする請求
   項５記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】前記アドレス生成手段は、前記係数メモリ
   に格納された係数を、前記パラメータメモリから読み出
   す複数のパラメータのうち平行移動量を定めるパラメー
   タに置き換え、前記演算を行うことを特徴とする請求項
   ５または６記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】前記アドレス生成手段は、前記係数メモリ
   に格納された係数をＸ座標またはＹ座標のいずれか一方
   のみに適用し、前記演算を行うことを特徴とする請求項
   ５または６記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】前記アドレス生成手段は、 前記パラメータに基づいてマトリクス演算を行うマトリ
   クス演算回路と、 前記マトリクス演算の結果と前記係数とに基づいて座標
   値を算出する積和演算回路と、を有することを特徴とす
   る請求項５乃至８記載の画像処理装置。