JP3555940B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に画像を拡大または縮小する際に画像を高画質で表示することが可能な画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、CG(コンピュータ・グラフィックス)の技術を応用したアニメーションは目覚しく進歩しており、キャラクタは画面平面上を水平方向および垂直方向に動き回るだけでなく、奥行き方向にも動くことが一般的である。この場合、キャラクタの原画像を拡大または縮小する画像処理を行うが、拡大画像または縮小画像を高画質で表示するために、MIPMAP(Multum in parvo mapping)という手法が使われている。
【0003】
この方法は予め原画像を縮小率1/2,1/4,1/8・・・などで縮小した縮小画像を用意しておき、表示する際に縮小率に応じた縮小画像を選択して使用するものである。これにより、高速に縮小画像を表示することが出来るだけでなく、画質劣化を起こさないで画像を表示することができる。
【0004】
次に図7〜図10を参照して、従来の画像処理装置及び画像処理方法について説明すると、図7は従来の画像処理装置を示す回路ブロック図であり、画像制御用CPU1は、各種レジスタ手段2とカラーパレット処理手段6及び表示メモリ7を制御するためのCPU制御信号S1を出力する。
【0005】
倍率判定手段4は、読み出し手段3より所定のタイミングで図形倍率信号S4を入力し、CGメモリ切り替え信号S10を読み出し手段3に出力する。読み出し手段3は、レジスタ制御信号S2とCGメモリ切り替え信号S10とを入力し、CGアドレス信号S3と書き込み制御信号S5とを出力する。
【0006】
CGメモリ5は、CGアドレス信号S3を入力し、カラーパレットアドレス信号S7を出力する。カラーパレット処理手段6は、カラーパレットアドレス信号S7と書き込み制御信号S5とCPU制御信号S1とを入力し、画像書き込み信号S8を出力する。
【0007】
表示メモリ7は、画像書き込み信号S8により内蔵するバッファメモリに画像を蓄積する。また表示メモリ7は、CPU制御信号S1に応答して蓄積した画像を画像表示信号S9に変換して、カラー画像表示装置B8に出力する。
【0008】
またCGメモリ5は、図9(a),(b)に示すように表示すべきキャラクタなどの原画像またはMIPMAP縮小画像をブロック単位で格納しており、具体的には図9(a)、(b)に示すようにブロックを構成する各画素毎にカラーパレットのアドレスを指定するカラーパレットアドレス信号が設定されている。図9(a)の場合、ブロックは8画素×8画素で構成されており、左下隅の画素のカラーパレットアドレス信号は図9(c)からわかるように“0”であり、このカラーパレットアドレス信号に対応する色は図9(a)からわかるように白である。
【0009】
図9(a)に示す原画像を1/2に縮小する際は、CGメモリ5を構成する画素データを図9(c)に示すように、2画素×2画素単位のタイル12a,12b,12c・・・のようにグループ化し、タイル12a,12b,12c・・を代表するカラーパレットアドレス信号を図9(d)に示すように、“0”,“7”,“F”・・・のように設定する。このようにして、図9(a)に示す原画像から図9(d)に示す縮小画像に対応したデータがCGメモリ内に生成され、このデータを参照して図9(b)に示すMIPMAP1/2画像が生成される。
【0010】
またカラーパレット処理手段6には図10に示すカラーパレットが内蔵されており、このカラーパレットにカラーパレットアドレス信号に対応する色の情報とこの色情報に対応する番号であるパレット値が表示画面に表示する色の数だけ格納され、カラーパレット処理手段6は、CGメモリ5から出力されるカラーパレットアドレス信号S7を入力し、カラーパレットを参照してCGメモリ5に格納されている図形データをカラー画像表示装置8に表示する画素毎の色情報に順次変換する。
【0011】
次に図7〜図9を参照して、従来の画像処理方法について説明すると、図8は従来の画像処理方法を示すフローチャートであり、ステップST1において、画像制御用CPU1は、画像処理する図形の座標位置や使用するテクスチャのパターン、MIPMAPに関する変数、例えばテクスチャの倍率等の詳細データを各種レジスタ手段2に、カラーパレット処理手段6に表示色を指定するためのパレット値をそれぞれ設定する。
【0012】
次にステップST2において、読み出し手段3は各種レジスタ手段2に対しデータ所得要求信号S11を出力し、各種レジスタ手段2に設定されたテクスチャの倍率情報を含む図形の詳細データを取り出す。
【0013】
また読み出し手段3は、カラーパレットアドレス信号S7とのタイミングを調整した図形倍率信号S4を倍率判定手段4に出力し、倍率判定手段4は、図形倍率信号S4によりどの大きさのテクスチャを使用するかを判定し、判定結果であるCGメモリ切り替え信号S10を読み出し手段3に出力する。
【0014】
続いてステップST3において、読み出し手段3はレジスタ制御信号S2を参照して、CGメモリ5に格納されている図形のアドレス信号であるCGアドレス信号S3を算出し、CGメモリ5に出力する。またカラーパレット処理手段6に、カラーパレット処理手段6の制御を行うための書き込み制御信号S5を同時に出力する。
【0015】
次にステップST4において、CGメモリ5はCGアドレス信号S3を参照してカラーパレットアドレス信号S7を生成し、このカラーパレットアドレス信号S7をカラーパレット処理手段6に出力する。
【0016】
そしてステップST6で、カラーパレット処理手段6はカラーパレットアドレス信号S7と、書き込み制御信号S5とを参照し、カラーパレットアドレス信号から色情報に変換した画像書き込み信号S8を表示メモリ7に各画素データ毎に出力する。
【0017】
一例を説明すると、図9(c)の左上隅の画素のカラーパレットアドレス信号は“0”であり、図10からカラーパレットアドレス信号が“0”のパレット値はF、すなわち白のデータとなる。これは、図9(a)の左上隅の画素の白に対応する。
【0018】
そして画像書き込み信号S8を表示メモリ7に出力して、図形を構成する全ての画素データを変換した色情報を、画素毎に順次表示メモリ7に格納する。
【0019】
続いてステップST7において、ステップST2〜ステップST6の処理を完了した図形が画面を構成する最後の図形であるか否か、すなわちステップST2〜ステップST6の処理がなされていない未処理の図形が存在するか否かについて判定する。
【0020】
ステップST7で未処理の図形が存在すると判定された場合、ステップST8で処理すべき次の図形を選択し、この図形に対してステップST2〜ステップST6の処理を行う。
【0021】
次にステップST7で、ステップST2〜ステップST6の処理がなされなかった図形が存在しない、すなわちステップST6で処理した図形が最終図形であると判定された場合、ステップS9で、表示メモリ7に格納され図形データから画像表示信号S9を生成し、この画像表示信号S9をカラー画像表示装置8に出力することで表示画面を生成する。その後ステップST1の処理に戻って、同様な処理を繰り返し行うことで、1画面毎に画像を次々とカラー画像表示装置8に表示する。
【0022】
上記に説明した動作において、MIPMAPの処理を行う場合、倍率判定手段4から出力するCGメモリ切り替え信号S10により、CGメモリ5に格納されてる複数の大きさのテクスチャから、使用する大きさのテクスチャを選択している。すなわち読み出し手段3は、CGメモリ切り替え信号S10を参照してCGアドレス信号S3を生成しCGメモリ5に出力する。そしてCGメモリ5は、CGメモリ切り替え信号S10に対応したテクスチャのカラーパレットアドレス信号S7を生成する。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明した従来の画像処理装置及び画像処理方法において、テクスチャは、CGメモリを構成するROMに格納されることになるが、多数の縮小率を有するテクスチャ縮小画像をROMに格納しておき、このテクスチャ縮小画像を用いてMIPMAPの手法によりテクスチャマッピングを行った画像は高画質となるが、一方ROMの記憶容量は増大してしまうという問題がある。またROMの容量を制限すると、ROMに格納するテクスチャの大きさ毎の種類が制限され、画像の画質劣化を生じるという問題が発生する。
【0024】
またカラーパレットの構成が図10に示すように、1つのカラーパレットアドレス信号に対して1画素分の色情報が設定されているため、CGメモリから出力されるカラーパレットアドレス信号によりカラーパレットから色情報を取り出すときの速度で描画処理速度が決まってしまうという問題がある。
【0025】
すなわち従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1画素毎に色情報を逐次カラーパレットから取り出さなければならないので、特に表示すべき画素数が増加した場合は、図7を構成する各回路の処理速度を上げても、図10に示すカラーパレットの構成がネックとなって描画処理速度が上がらないという問題が発生する。
【0026】
このため本発明の目的は、従来のカラーパレットを拡張した色配列情報付きカラーパレットを用いて、この色配列情報付きカラーパレットを構成する各色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応して複数の画素データの情報を格納しておくことにより、1つの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を読み出す際に、1画素の色情報だけでなくテクスチャの大きさに関する情報も同時に読み出し可能となることから、高速にMIPMAP処理を施しかつ鮮明な画像を得ることが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明による画像処理装置は、複数の図形データが格納されたCGメモリから読み出した前記図形データに所定の画像処理を行って表示する画像処理装置であって、
表示する前記図形データの図形倍率に対応するパレット切り替え信号を出力する倍率判定手段と、
前記パレット切り替え信号と前記CGメモリから出力される色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して、前記図形データを構成する画素データに対応した色情報を含む画像書き込み信号を出力するカラーパレット処理手段とを備え、
前記カラーパレット処理手段は、前記図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの色情報と前記タイルを構成する画素データの色の配列情報とを含む色配列情報付きカラーパレットを有し、前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して前記色配列情報付きカラーパレットを参照し、前記複数の画素データに対する前記画像書き込み信号を出力することを特徴としている。
【0028】
また本発明による画像処理方法は、複数の図形データが格納されたCGメモリから読み出した前記図形データに所定の画像処理を行って表示する画像処理方法であって、
表示する前記図形データの図形倍率に対応するパレット切り替え信号を出力するステップと、
前記図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの色情報と、前記タイルを構成する画素データの色の配列情報とを含む色配列情報付きカラーパレットのアドレス信号である色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を前記CGメモリから出力するステップと、
前記パレット切り替え信号と前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して、前記色配列情報付きカラーパレットを参照し、前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応した前記図形データを構成する複数画素データの色情報を含む画像書き込み信号を表示手段に出力するステップと、を備えている。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第1の実施の形態による画像処理装置ついて図面を参照して説明する。
【0030】
図1は本発明の第1の実施の形態による画像処理装置を示すブロック図であり、図7と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付してある。
【0031】
図1において、画像制御用CPU1は、各種レジスタ手段2とカラーパレット処理手段61及び表示メモリ7を制御するためのCPU制御信号S1を出力する。
【0032】
また各種レジスタ手段2は、データ所得要求信号S11を受けて、各種レジスタ手段2を構成するレジスタ(図示せず)に格納された図形情報を含むレジスタ制御信号S2を、読み出し手段3に出力する。
【0033】
さらに読み出し手段3は、レジスタ制御信号S2を入力し、図形のアドレス信号に対応するCGアドレス信号S31をCGメモリ51に、書き込み制御信号S51をカラーパレット処理手段61に、図形倍率信号S4を倍率判定手段4にそれぞれ出力する。そして倍率判定手段4は、読み出し手段3でタイミング調整された図形倍率信号S4を参照してパレット切り替え信号S6を生成し、このパレット切り替え信号S6をカラーパレット処理手段6に出力する。
【0034】
CGメモリ51は、読み出し手段3から出力されるCGアドレス信号S31に応答して、カラーパレット処理手段61に色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71を出力する。
【0035】
カラーパレット処理手段61は、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71と書き込み制御信号S51とパレット切り替え信号S6とCPU制御信号S1とを参照して画像書き込み信号S81を生成し、この画像書き込み信号S81を表示メモリ7に出力する。
【0036】
表示メモリ7は、画像書き込み信号S81により表示メモリを構成するバッファメモリ(図示せず)に1画面分の画像を蓄積し、CPU制御信号S1に応答して1画面分の画像表示信号S9を順次カラー画像を表示するためのカラー画像表示装置8に出力する。
【0037】
またCGメモリ51は、図3(a)に示すように表示すべきテクスチャなどの画像をブロック単位で格納しており、具体的には図3(b)に示すようにブロックを構成する各タイル31,32,33・・・に対応して、色配列情報付きカラーパレットのアドレスを指定する色配列情報付きカラーパレットアドレス信号0,7,7・・と、タイルがどのように構成されているかの情報、すなわちタイルの中の色配列情報である色配列パラメータ(0),(3),(4)・・・とがCGメモリに格納されている。
【0038】
またカラーパレット処理手段6は、CGメモリ51から出力される色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71を入力し、カラーパレット処理手段6を構成する図3(e)の色配列情報付きカラーパレットを参照して、CGメモリ51に格納されている図形データやテクスチャをカラー画像表示装置8に表示するための色情報に変換する。
【0039】
また図3(e)に示す本発明の第1の実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、図10に示す従来のカラーパレットと異なり、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応して各画素の色情報だけでなく、複数の画素をグループ化したタイルの中の色配列情報すなわち色配列パラメータ(0),(1),(2)・・を含んでいる。
【0040】
始めに本発明による画像処理装置の第1の実施の形態の基本的構成と基本的動作について説明する。
【0041】
本実施の形態による画像処理装置は、図1に示すように倍率判定手段4からパレット切り替え信号S6が出力され、パレット切り替え信号S6により図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットアドレス信号が生成され、この色配列情報付きカラーパレットアドレス信号により色情報と複数の画素をグループ化したタイルの中の色配列情報すなわち色配列パラメータとが読み出され、これらの情報から画像書き込み信号S81が生成される。
【0042】
なおカラーパレット処理手段61に色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71が入力するまでにパレット切り替え信号S6がカラーパレット処理手段61に入力するように、倍率判定手段4に入力する図形倍率信号S4は、読み出し手段3でタイミング調整されている。
【0043】
また原画像対応CGメモリは、図3(b)に示すように図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの中の色情報と色配列情報すなわち色配列パラメータとの両方から構成されている。
【0044】
より具体的に説明すると、原画像は図3(a)に示すように8画素×8画素で構成され、かつ2画素×2画素を単位とするタイル31,32,33・・・によって、16のタイルにグループ化される。ここでタイルの中の色情報は、本発明の場合ほぼ同一と考えて良い。
【0045】
タイル31の色を白とすると、白に対応するカラーパレットアドレス信号は“0”であり、またタイル31の中の色配列は全て塗りつぶしであるから、図3(c)に示すカラーパレット処理手段61に格納されている色配列テーブルを参照して、色配列パラメータは(0)となる。こうして、タイル31に対応する原画像対応CGメモリのメモリユニット31aに0(0)が設定される。
【0046】
同様にタイル32の色を黒とすると、黒に対応するカラーパレットアドレス信号は“7”であり、またタイル32の中の色配列はL字型の塗りつぶしであるから、色配列テーブルを参照して、色配列パラメータは(3)となる。こうして、タイル32に対応する原画像対応CGメモリのメモリユニット32aに7(3)が設定される。このようにして、図3(b)の各メモリユニットに設定される色情報と色配列パラメータとが、図3(a)の原画像と図3(c)の色配列テーブルとを参照して決定される。
【0047】
図3(b)に示す原画像対応CGメモリの情報から、図3(e)に示す本発明の第1の実施の形態による色配列情報付きカラーテーブルが作成される。すなわち、図3(b)の1行目にある0(0)をカラーパレットアドレス信号の1番にし、7(1)をカラーパレットアドレス信号の2番に、7(2)をカラーパレットアドレス信号の3番に設定する。同様に図3(b)の2行目から、F(1)をカラーパレットアドレス信号の6番に、F(0)をカラーパレットアドレス信号の7番に設定する。このようにして、原画像対応CGメモリの全てのメモリユニットの情報を参照して、図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットが生成される。
【0048】
図3(b)に示す原画像対応CGメモリと、図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットを参照して、図3(f)に示す本発明の第1の実施の形態による描画用CGメモリが生成される。すなわち、図3(b)のメモリユニット31aの0(0)は、図3(e)の色配列情報付きカラーパレットを参照して図3(f)のメモリユニット31a’に格納される1に変換され、メモリユニット32aの7(3)は、図3(f)のメモリユニット32a’に格納される4に変換され、メモリユニット33aの7(4)は、図3(f)のメモリユニット33a’に格納される5に変換される。
【0049】
このようにして図3(f)に示す描画用CGメモリが生成されるが、図1に示すCGアドレス信号S31は、図3(f)の描画用CGメモリのアドレスを指定し、CGメモリ51からカラーパレットアドレス信号S71が出力される。
【0050】
また図3(a)の原画像を構成するタイルの色配列を無視してタイルの色情報だけを画素単位に配列すると、図3(d)に示すように4画素×4画素から構成される1/2縮小画像が得られる。例えば、図3(b)の最下行の色情報0,7,7,0が、図3(d)の最下行を構成する4画素データに対応する。
【0051】
なお色配列テーブルを構成する4画素データのうち、ドットで示した画素データは、カラーパレットで指定される色情報を有する画素データに対応している。
【0052】
また上記の説明において、色配列テーブルは既に生成されているものとして説明したが、色配列テーブルの作成はアニメーションなどの画像を表示するのに先立って生成しておく。
【0053】
色配列テーブルの作成方法を、図3(a)に示す例で説明すると、原画像を2画素×2画素を単位とするタイル31,32,33・・・によって、16のタイルにグループ化する。そしてタイルの中の色配列によりタイルを分類し、色配列により分類したタイルに色配列の種類を表す色配列パラメータを設定する。このとき、色情報は無視して色の配列だけに着目する。
【0054】
具体的には図3(a)でタイル35は全画素塗りつぶしパタンであり、色配列パラメータを0に設定する。また、タイル36には色配列パラメータを1に設定し、タイル37には色配列パラメータを2に設定する。またタイル38の色配列は、タイル35の色配列と同様であるので新しい色配列パラメータは付与しない。同様に、タイル39の色配列は、タイル36の色配列と同様であるので新しい色配列パラメータは付与しない。
【0055】
このようにして全ての図形を、隣接した画素どうしをまとめてグループ化したタイルに分割し、このタイルの色配列を分類して色配列パラメータを設定し、色配列テーブルを生成する。
【0056】
上記に説明したように、本発明による画像処理装置は、画像処理装置を構成するカラーパレットのカラーパレットアドレス信号に対応して、タイルの色の情報とタイルの色配列の情報とを備えているので、カラーパレットのメモリ容量とCGメモリのメモリ容量とを低減してMIPMAPによる画像処理を実行することができる。
【0057】
すなわち、アニメーション画像などを表示する場合は、画面上で同一画素データが連続する場合が多く、画面上の全ての画素の画素データについて画像処理を行わなくても、本発明による画像処理装置は、上記のメモリ容量を削減しながら、かつ通常のMIPMAPによる手法と同様に高画質で図形を表示することができる。
【0058】
さらに、従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1画素毎に色情報を逐次カラーパレットから取り出さなければならないので、特に表示すべき画素数が増加した場合、各回路の処理速度を上げてもカラーパレットの構成がネックとなって描画処理速度が上がらないという問題が発生していたが、本発明による画像処理装置及び画像処理方法では、1つの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対して複数画素分の画素情報を1度に読み出すことが可能なので、高速にMIPMAP処理を実行することができる。
【0059】
次に本発明による画像処理装置を用いた画像処理方法について、図1,図2を参照して説明する。なお図8と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付してある。
【0060】
図2は、本発明の画像処理方法を示すフローチャートであり、ステップST1において、画像制御用CPU1は、画像処理する図形の座標位置や使用するテクスチャのパターン、MIPMAPに関する変数、例えばテクスチャの倍率等の詳細データを各種レジスタ手段2に、カラーパレット処理手段61に表示色を指定するためのパレット値をそれぞれ設定する。
【0061】
次にステップST2において、読み出し手段3は各種レジスタ手段2に対しデータ取得要求信号S11を出力し、各種レジスタ手段2に設定されたテクスチャの倍率情報を含む図形の詳細データを読み出す。
【0062】
続いてステップST3において、読み出し手段3はレジスタ制御信号S2を参照して、CGメモリ51に格納されている図形のアドレス信号であるCGアドレス信号S31を算出する。またカラーパレット処理手段61に、カラーパレット処理手段61の制御を行うための書き込み制御信号S51を同時に出力する。
【0063】
次にステップST4において、CGメモリ51はCGアドレス信号S31を参照して色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71を生成し、この色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71をカラーパレット処理手段61に出力する。
【0064】
そしてステップST5で、読み出し手段3は、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71とのタイミングを調整した図形倍率信号S4を倍率判定手段4に出力し、倍率判定手段4は、図形倍率信号S4によりどの大きさのテクスチャを使用するかを判定し、判定結果を参照して生成したパレット切り替え信号S6を色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71と同一タイミングまたは色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71よりも早いタイミングでカラーパレット処理手段61に出力する。
【0065】
そしてカラーパレット処理手段61は、パレット切り替え信号S6と、カラーパレットアドレス信号S71と、書き込み制御信号S51と、CPU制御信号S1とを参照し、各画素に対応するタイルの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号から画像書き込み信号S81を出力する。
【0066】
一例を説明すると、図3(f)の左上隅の色情報“1”は、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号の1番地に対応し、図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットを参照し、カラーパレットアドレス信号が0であり、色配列パラメータが0であることがわかる。そしてカラーパレットアドレス信号を参照して0のアドレスに対応する色が白であることと、色配列テーブルを参照して色配列パラメータが0の配列情報とから、表示メモリ7に書き込む画像書き込み信号S81を生成する。
【0067】
次にステップST6において、画像書き込み信号S81を表示メモリ7に出力して、図形を構成する全ての画素データを変換した色情報を、画素毎に順次表示メモリ7に格納する。
【0068】
続いてステップST7において、ステップST2〜ステップST6の処理を完了した図形が画面を構成する最後の図形であるか否か、すなわちステップST2〜ステップST6の処理がなされていない未処理の図形が存在するか否かについて判定する。
【0069】
ステップST7で未処理の図形が存在すると判定された場合、ステップST8で処理すべき次の図形を選択し、この図形に対してステップST2〜ステップST6の処理を行う。
【0070】
次にステップST7で、ステップST2〜ステップST6の処理がなされなかった図形が存在しない、すなわちステップST6で処理した図形が最終図形であると判定された場合、ステップS9で、表示メモリ7に格納され図形データから画像表示信号S9を生成し、この画像表示信号S9をカラー画像表示装置8に出力することで表示画面を生成する。その後ステップST1の処理に戻って、同様な処理を繰り返し行うことで、1画面毎に画像を次々とカラー画像表示装置8に表示する。
【0071】
次に本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第2の実施の形態について図4を参照して説明する。
【0072】
図4(b)に示す本実施の形態による原画像対応CGメモリは、図3(b)に示す原画像対応CGメモリと同様に、図3(a)に示す原画像データから生成するが、本実施の形態では色配列テーブルを用いないで、直接原画像データから原画像対応CGメモリを生成する。
【0073】
すなわち図4(a)のタイル41で、左上隅の画素を起点にすると、各画素のカラーパレットアドレス信号が反時計回りに0→0→0→0となり、同様にタイル42では、各画素のカラーパレットアドレス信号が反時計回りに0→7→7→7となり、タイル43では、各画素のカラーパレットアドレス信号が反時計回りに7→7→7→0のようになる。これらの結果を参照して、図4(b)に示す原画像対応CGメモリが構成される。
【0074】
ここで()の中の数値は、画素指定パラメータであり、縮小画像を生成する際にタイトルを構成する画素データのうちどの位置にある画素データを使用するかを指定する。例えば、タイルを構成する4画素データから1画素データを抽出する場合、原画像対応CGメモリの1行目(最上位の行)で左から順に0(左上隅の画素データ)→7(左下隅の画素データ)→7(左上隅の画素データ)→0(左上隅の画素データ)のカラーパレットアドレス信号が抽出され、原画像対応CGメモリの2行目で左から順にF→F→F→Fのカラーパレットアドレス信号が抽出され、図4(c)のような1/2縮小画像が生成される。
【0075】
次に図4(b)に示す原画像対応CGメモリを参照して、図4(d)に示す色配列情報付きカラーテーブルを生成する。すなわち、メモリユニット41aに対応して、色配列情報付きカラーテーブルアドレスの1番目に0000(0)が書き込まれ、メモリユニット42aに対応して上記アドレスの2番目に0777(1)が書き込まれ、メモリユニット43aに対応して上記アドレスの3番目に7770(0)が書き込まれる。このようにして、原画像対応CGメモリを参照して、図4(d)に示す色配列情報付きカラーテーブルが生成される。
【0076】
図4(e)に示す描画用CGメモリは、第1の実施の形態による描画用CGメモリと同様に、図4(b)に示す原画像対応CGメモリと図4(d)に示す色配列情報付きカラーパレットとを参照して生成される。例えば、原画像対応CGメモリの3行目の左端のデータは、F→0→F→F(0)であり、色配列情報付きカラーパレットのアドレス9に対応する。同様に、左端から2番目および3番目のデータは、F→F→F→F(0)であり、色配列情報付きカラーパレットのアドレス7に対応する。また、左端から4番目のデータは、F→F→0→F(0)であり、色配列情報付きカラーパレットのアドレスAに対応する。このようにして、本発明の第2の実施の形態によるCGメモリが生成される。
【0077】
図形を表示する際は、上記に述べた逆の動作を行って、各タイル毎の色情報が算出される。すなわち、CGメモリの各色配列情報付きカラーパレットアドレス信号と、色配列情報付きカラーパレットから図4(b)に示す原画像対応CGメモリを生成することができ、これらを参照して図1の画像書き込み信号S81を生成することができる。
【0078】
なお上記の説明においては、タイルを構成する4画素データのうちから1画素データ分を抽出して1/2縮小画像を生成する場合について説明したが、図1のパレット切り替え信号によりタイルを構成するN(Nは2以上の整数)画素データからM(M=1〜N−1)画素データを抽出するように制御しても良い。
【0079】
本実施の形態による画像処理装置は、第1の実施の形態による画像処理装置と同様に、CGメモリなどのメモリ容量を増やすことなくMIPMAPの手法を基本的に踏襲しているので、高速にMIPMAPの処理を行って高画質な画像を表示することができる。
【0080】
次に本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第3の実施の形態について図5を参照して説明する。
【0081】
本実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、図5(a)に示すように色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応して、輝度情報Y1(i)〜Y4(i)と、色差情報U(i),V(i)と、画素指定パラメータS(i)とが格納されている。
【0082】
ここで輝度情報Y1(i)〜Y4(i)は、i(iは自然数)番目のカラーパレットアドレス信号に対応して、図5(b)に示すようにタイルを構成する1番目の画素データ〜4願目の画素データの輝度情報を表し、色差情報U(i),V(i)は、i番目のカラーパレットアドレス信号に対応して、図5(c),(d)に示すようにタイルの色差情報R−Y,B−Yなどにより計算される色差情報を表す。ここでタイルは4画素データから構成されるとしたが、一般的にはN(Nは2以上の整数)画素データであってもよい。タイルを構成する画素データ間では、色情報は殆ど変化しないので、R−Y,B−Yの式で用いるR,B,Yの各値は、一例としてタイルを構成するR,B,Yの平均を用いるが、加重平均など他の計算方法であってもよい。
【0083】
また輝度情報Yと、色差情報U,Vの代わりに、タイルを構成する画素データ毎あるいはタイルを代表する原色信号R,G,Bを用いて構成しても良いし、タイルを構成する画素データ毎あるいはタイルを代表する色相(H)、輝度(L)、彩度(S)で構成しても良い。
【0084】
また画素指定パラメータS(i)は、縮小画像を生成する際にタイトルを構成する画素データのうちどの位置にある画素データを使用するかを指定する。例えばS(i)=3であれば、タイルを構成する3番目の画素データを用いて縮小画像を生成する。
【0085】
図1において、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S73(S71をS73と読み替える。以下同様)と、書き込み制御信号S53(S51をS53と読み替える)と、パレット切り替え信号S6とを参照して、カラーパレット処理手段63(61を63と読み替える。以下同様)は該当のタイルを構成する各画素データの値を計算し、表示メモリ7に画像書き込み信号S83(S81をS83と読み替える。以下同様)を出力する。
【0086】
これらの動作を色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S73に対して順次繰り返すことで1画面分の画像処理を行う。
【0087】
本実施の形態による画像処理装置および画像処理方法では、タイルを構成する画素データの全ての情報を用いて色配列情報付きカラーパレットを構成するのではなく、タイルの中では色相などが殆ど変化しないことを利用して、より少ない画素データを用いて色配列情報付きカラーパレットを構成している点が特徴である。このように色配列情報付きカラーパレットを構成することにより、色配列情報付きカラーパレットのメモリ容量を更に小さくすることが可能である。
【0088】
次に本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第4の実施の形態について図6を参照して説明する。
【0089】
本実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、図6(a),(b)に示すように画素データの位置に応じて、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を分けている。すなわち、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号が0(h)〜n−1(h)、n(h)〜2n−1(h)、2n(h)〜3n−1(h)、3n(h)〜4n−1(h)の場合は、それぞれ画素1〜画素4の画素データに対応する。
【0090】
図1において、カラーパレット処理手段64(61を64と読み替える)は縮小画像を生成するときに、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号により、タイルを構成する画素データのどの位置の画素データ参照するかを決定して画像書き込み信号S84(S81をS84と読み替える)を生成する。
【0091】
この構成により本実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、第1の実施の形態で用いた色配列テーブルを用いず、かつ第2の実施の形態及び第3の実施の形態のように、画素位置の情報を格納していない。すなわち、タイルを構成する画素位置に応じて色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を分けることでタイル内の画素データ位置を決めているので、色配列情報付きカラーパレットのメモリ容量を小さくして縮小画像を生成することができる。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による画像処理装置及び画像処理方法は、CGメモリのメモリ容量を大幅に小さくすることができる。一例を挙げて説明すると、原画像と1/2縮小画像と1/4縮小画像とを用いてMIPMAPの処理を行う場合、従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1+1/2+1/4=7/4のメモリ容量が必要である(ここで、メモリ容量は画素データ数に比例し、メモリ容量の単位は原画像を格納しているCGメモリのメモリ容量を1とする)。
【0093】
一方本発明による画像処理装置及び画像処理方法では、CGメモリのメモリ容量はほぼ1でよいので、差引7/4−1=3/4(23%)だけメモリ容量を削減することができる。
【0094】
また、従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1画素毎に色情報を逐次カラーパレットから取り出さなければならないので、特に表示すべき画素数が増加した場合、各回路の処理速度を上げてもカラーパレットの構成がネックとなって描画処理速度が上がらないという問題が発生していたが、本発明による画像処理装置及び画像処理方法では、1つの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対して複数画素分の画素情報を1度に読み出すことが可能なので、高速にMIPMAP処理を実行することができる。すなわち、タイルを構成する画素データ数分だけ1度の処理で画像処理が可能となるので、タイルを構成する画素データ数分だけ描画能力が向上する。例えばタイルが4画素データで構成されている場合、従来の画像処理装置及び画像処理方法に比して本発明による画像処理装置及び画像処理方法は、約4倍描画能力が向上する。
【0095】
さらに、本発明による画像処理装置及び画像処理方法はメモリ削減や描画速度が向上することができるだけでなく、従来のMIPMAP処理と同等レベルの高画質の画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像処理装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図2】本発明による画像処理方法の第1の実施の形態を示すフローチャートである。
【図3】本発明の第1の実施の形態による原画像対応CGメモリおよび描画用CGメモリ、色配列情報付きカラーパレットテーブル、色配列テーブルを含む説明図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態による原画像対応CGメモリおよび描画用CGメモリ、色配列情報付きカラーパレットを含む説明図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態による色配列情報付きカラーパレットと、タイルを構成する画素データの一例を示す図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態による色配列情報付きカラーパレットと、タイルを構成する画素データの配置位置を示す図である。
【図7】従来の画像処理装置を示す回路ブロック図である。
【図8】従来の画像処理方法を示すフローチャートである。
【図9】従来の画像処理装置を構成するCGメモリと、このCGメモリに格納される原画像及び縮小画像の一例を示す図である。
【図10】従来のカラーパレットを説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 画像制御用CPU
2 各種レジスタ手段
3 読み出し手段
4 倍率判定手段
5,51 CGメモリ
6,61 カラーパレット処理手段
7 表示メモリ
8 カラー画像表示装置
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に画像を拡大または縮小する際に画像を高画質で表示することが可能な画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、CG(コンピュータ・グラフィックス)の技術を応用したアニメーションは目覚しく進歩しており、キャラクタは画面平面上を水平方向および垂直方向に動き回るだけでなく、奥行き方向にも動くことが一般的である。この場合、キャラクタの原画像を拡大または縮小する画像処理を行うが、拡大画像または縮小画像を高画質で表示するために、MIPMAP(Multum in parvo mapping)という手法が使われている。
【0003】
この方法は予め原画像を縮小率1/2,1/4,1/8・・・などで縮小した縮小画像を用意しておき、表示する際に縮小率に応じた縮小画像を選択して使用するものである。これにより、高速に縮小画像を表示することが出来るだけでなく、画質劣化を起こさないで画像を表示することができる。
【0004】
次に図7〜図10を参照して、従来の画像処理装置及び画像処理方法について説明すると、図7は従来の画像処理装置を示す回路ブロック図であり、画像制御用CPU1は、各種レジスタ手段2とカラーパレット処理手段6及び表示メモリ7を制御するためのCPU制御信号S1を出力する。
【0005】
倍率判定手段4は、読み出し手段3より所定のタイミングで図形倍率信号S4を入力し、CGメモリ切り替え信号S10を読み出し手段3に出力する。読み出し手段3は、レジスタ制御信号S2とCGメモリ切り替え信号S10とを入力し、CGアドレス信号S3と書き込み制御信号S5とを出力する。
【0006】
CGメモリ5は、CGアドレス信号S3を入力し、カラーパレットアドレス信号S7を出力する。カラーパレット処理手段6は、カラーパレットアドレス信号S7と書き込み制御信号S5とCPU制御信号S1とを入力し、画像書き込み信号S8を出力する。
【0007】
表示メモリ7は、画像書き込み信号S8により内蔵するバッファメモリに画像を蓄積する。また表示メモリ7は、CPU制御信号S1に応答して蓄積した画像を画像表示信号S9に変換して、カラー画像表示装置B8に出力する。
【0008】
またCGメモリ5は、図9(a),(b)に示すように表示すべきキャラクタなどの原画像またはMIPMAP縮小画像をブロック単位で格納しており、具体的には図9(a)、(b)に示すようにブロックを構成する各画素毎にカラーパレットのアドレスを指定するカラーパレットアドレス信号が設定されている。図9(a)の場合、ブロックは8画素×8画素で構成されており、左下隅の画素のカラーパレットアドレス信号は図9(c)からわかるように“0”であり、このカラーパレットアドレス信号に対応する色は図9(a)からわかるように白である。
【0009】
図9(a)に示す原画像を1/2に縮小する際は、CGメモリ5を構成する画素データを図9(c)に示すように、2画素×2画素単位のタイル12a,12b,12c・・・のようにグループ化し、タイル12a,12b,12c・・を代表するカラーパレットアドレス信号を図9(d)に示すように、“0”,“7”,“F”・・・のように設定する。このようにして、図9(a)に示す原画像から図9(d)に示す縮小画像に対応したデータがCGメモリ内に生成され、このデータを参照して図9(b)に示すMIPMAP1/2画像が生成される。
【0010】
またカラーパレット処理手段6には図10に示すカラーパレットが内蔵されており、このカラーパレットにカラーパレットアドレス信号に対応する色の情報とこの色情報に対応する番号であるパレット値が表示画面に表示する色の数だけ格納され、カラーパレット処理手段6は、CGメモリ5から出力されるカラーパレットアドレス信号S7を入力し、カラーパレットを参照してCGメモリ5に格納されている図形データをカラー画像表示装置8に表示する画素毎の色情報に順次変換する。
【0011】
次に図7〜図9を参照して、従来の画像処理方法について説明すると、図8は従来の画像処理方法を示すフローチャートであり、ステップST1において、画像制御用CPU1は、画像処理する図形の座標位置や使用するテクスチャのパターン、MIPMAPに関する変数、例えばテクスチャの倍率等の詳細データを各種レジスタ手段2に、カラーパレット処理手段6に表示色を指定するためのパレット値をそれぞれ設定する。
【0012】
次にステップST2において、読み出し手段3は各種レジスタ手段2に対しデータ所得要求信号S11を出力し、各種レジスタ手段2に設定されたテクスチャの倍率情報を含む図形の詳細データを取り出す。
【0013】
また読み出し手段3は、カラーパレットアドレス信号S7とのタイミングを調整した図形倍率信号S4を倍率判定手段4に出力し、倍率判定手段4は、図形倍率信号S4によりどの大きさのテクスチャを使用するかを判定し、判定結果であるCGメモリ切り替え信号S10を読み出し手段3に出力する。
【0014】
続いてステップST3において、読み出し手段3はレジスタ制御信号S2を参照して、CGメモリ5に格納されている図形のアドレス信号であるCGアドレス信号S3を算出し、CGメモリ5に出力する。またカラーパレット処理手段6に、カラーパレット処理手段6の制御を行うための書き込み制御信号S5を同時に出力する。
【0015】
次にステップST4において、CGメモリ5はCGアドレス信号S3を参照してカラーパレットアドレス信号S7を生成し、このカラーパレットアドレス信号S7をカラーパレット処理手段6に出力する。
【0016】
そしてステップST6で、カラーパレット処理手段6はカラーパレットアドレス信号S7と、書き込み制御信号S5とを参照し、カラーパレットアドレス信号から色情報に変換した画像書き込み信号S8を表示メモリ7に各画素データ毎に出力する。
【0017】
一例を説明すると、図9(c)の左上隅の画素のカラーパレットアドレス信号は“0”であり、図10からカラーパレットアドレス信号が“0”のパレット値はF、すなわち白のデータとなる。これは、図9(a)の左上隅の画素の白に対応する。
【0018】
そして画像書き込み信号S8を表示メモリ7に出力して、図形を構成する全ての画素データを変換した色情報を、画素毎に順次表示メモリ7に格納する。
【0019】
続いてステップST7において、ステップST2〜ステップST6の処理を完了した図形が画面を構成する最後の図形であるか否か、すなわちステップST2〜ステップST6の処理がなされていない未処理の図形が存在するか否かについて判定する。
【0020】
ステップST7で未処理の図形が存在すると判定された場合、ステップST8で処理すべき次の図形を選択し、この図形に対してステップST2〜ステップST6の処理を行う。
【0021】
次にステップST7で、ステップST2〜ステップST6の処理がなされなかった図形が存在しない、すなわちステップST6で処理した図形が最終図形であると判定された場合、ステップS9で、表示メモリ7に格納され図形データから画像表示信号S9を生成し、この画像表示信号S9をカラー画像表示装置8に出力することで表示画面を生成する。その後ステップST1の処理に戻って、同様な処理を繰り返し行うことで、1画面毎に画像を次々とカラー画像表示装置8に表示する。
【0022】
上記に説明した動作において、MIPMAPの処理を行う場合、倍率判定手段4から出力するCGメモリ切り替え信号S10により、CGメモリ5に格納されてる複数の大きさのテクスチャから、使用する大きさのテクスチャを選択している。すなわち読み出し手段3は、CGメモリ切り替え信号S10を参照してCGアドレス信号S3を生成しCGメモリ5に出力する。そしてCGメモリ5は、CGメモリ切り替え信号S10に対応したテクスチャのカラーパレットアドレス信号S7を生成する。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明した従来の画像処理装置及び画像処理方法において、テクスチャは、CGメモリを構成するROMに格納されることになるが、多数の縮小率を有するテクスチャ縮小画像をROMに格納しておき、このテクスチャ縮小画像を用いてMIPMAPの手法によりテクスチャマッピングを行った画像は高画質となるが、一方ROMの記憶容量は増大してしまうという問題がある。またROMの容量を制限すると、ROMに格納するテクスチャの大きさ毎の種類が制限され、画像の画質劣化を生じるという問題が発生する。
【0024】
またカラーパレットの構成が図10に示すように、1つのカラーパレットアドレス信号に対して1画素分の色情報が設定されているため、CGメモリから出力されるカラーパレットアドレス信号によりカラーパレットから色情報を取り出すときの速度で描画処理速度が決まってしまうという問題がある。
【0025】
すなわち従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1画素毎に色情報を逐次カラーパレットから取り出さなければならないので、特に表示すべき画素数が増加した場合は、図7を構成する各回路の処理速度を上げても、図10に示すカラーパレットの構成がネックとなって描画処理速度が上がらないという問題が発生する。
【0026】
このため本発明の目的は、従来のカラーパレットを拡張した色配列情報付きカラーパレットを用いて、この色配列情報付きカラーパレットを構成する各色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応して複数の画素データの情報を格納しておくことにより、1つの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を読み出す際に、1画素の色情報だけでなくテクスチャの大きさに関する情報も同時に読み出し可能となることから、高速にMIPMAP処理を施しかつ鮮明な画像を得ることが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明による画像処理装置は、複数の図形データが格納されたCGメモリから読み出した前記図形データに所定の画像処理を行って表示する画像処理装置であって、
表示する前記図形データの図形倍率に対応するパレット切り替え信号を出力する倍率判定手段と、
前記パレット切り替え信号と前記CGメモリから出力される色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して、前記図形データを構成する画素データに対応した色情報を含む画像書き込み信号を出力するカラーパレット処理手段とを備え、
前記カラーパレット処理手段は、前記図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの色情報と前記タイルを構成する画素データの色の配列情報とを含む色配列情報付きカラーパレットを有し、前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して前記色配列情報付きカラーパレットを参照し、前記複数の画素データに対する前記画像書き込み信号を出力することを特徴としている。
【0028】
また本発明による画像処理方法は、複数の図形データが格納されたCGメモリから読み出した前記図形データに所定の画像処理を行って表示する画像処理方法であって、
表示する前記図形データの図形倍率に対応するパレット切り替え信号を出力するステップと、
前記図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの色情報と、前記タイルを構成する画素データの色の配列情報とを含む色配列情報付きカラーパレットのアドレス信号である色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を前記CGメモリから出力するステップと、
前記パレット切り替え信号と前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して、前記色配列情報付きカラーパレットを参照し、前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応した前記図形データを構成する複数画素データの色情報を含む画像書き込み信号を表示手段に出力するステップと、を備えている。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第1の実施の形態による画像処理装置ついて図面を参照して説明する。
【0030】
図1は本発明の第1の実施の形態による画像処理装置を示すブロック図であり、図7と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付してある。
【0031】
図1において、画像制御用CPU1は、各種レジスタ手段2とカラーパレット処理手段61及び表示メモリ7を制御するためのCPU制御信号S1を出力する。
【0032】
また各種レジスタ手段2は、データ所得要求信号S11を受けて、各種レジスタ手段2を構成するレジスタ(図示せず)に格納された図形情報を含むレジスタ制御信号S2を、読み出し手段3に出力する。
【0033】
さらに読み出し手段3は、レジスタ制御信号S2を入力し、図形のアドレス信号に対応するCGアドレス信号S31をCGメモリ51に、書き込み制御信号S51をカラーパレット処理手段61に、図形倍率信号S4を倍率判定手段4にそれぞれ出力する。そして倍率判定手段4は、読み出し手段3でタイミング調整された図形倍率信号S4を参照してパレット切り替え信号S6を生成し、このパレット切り替え信号S6をカラーパレット処理手段6に出力する。
【0034】
CGメモリ51は、読み出し手段3から出力されるCGアドレス信号S31に応答して、カラーパレット処理手段61に色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71を出力する。
【0035】
カラーパレット処理手段61は、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71と書き込み制御信号S51とパレット切り替え信号S6とCPU制御信号S1とを参照して画像書き込み信号S81を生成し、この画像書き込み信号S81を表示メモリ7に出力する。
【0036】
表示メモリ7は、画像書き込み信号S81により表示メモリを構成するバッファメモリ(図示せず)に1画面分の画像を蓄積し、CPU制御信号S1に応答して1画面分の画像表示信号S9を順次カラー画像を表示するためのカラー画像表示装置8に出力する。
【0037】
またCGメモリ51は、図3(a)に示すように表示すべきテクスチャなどの画像をブロック単位で格納しており、具体的には図3(b)に示すようにブロックを構成する各タイル31,32,33・・・に対応して、色配列情報付きカラーパレットのアドレスを指定する色配列情報付きカラーパレットアドレス信号0,7,7・・と、タイルがどのように構成されているかの情報、すなわちタイルの中の色配列情報である色配列パラメータ(0),(3),(4)・・・とがCGメモリに格納されている。
【0038】
またカラーパレット処理手段6は、CGメモリ51から出力される色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71を入力し、カラーパレット処理手段6を構成する図3(e)の色配列情報付きカラーパレットを参照して、CGメモリ51に格納されている図形データやテクスチャをカラー画像表示装置8に表示するための色情報に変換する。
【0039】
また図3(e)に示す本発明の第1の実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、図10に示す従来のカラーパレットと異なり、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応して各画素の色情報だけでなく、複数の画素をグループ化したタイルの中の色配列情報すなわち色配列パラメータ(0),(1),(2)・・を含んでいる。
【0040】
始めに本発明による画像処理装置の第1の実施の形態の基本的構成と基本的動作について説明する。
【0041】
本実施の形態による画像処理装置は、図1に示すように倍率判定手段4からパレット切り替え信号S6が出力され、パレット切り替え信号S6により図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットアドレス信号が生成され、この色配列情報付きカラーパレットアドレス信号により色情報と複数の画素をグループ化したタイルの中の色配列情報すなわち色配列パラメータとが読み出され、これらの情報から画像書き込み信号S81が生成される。
【0042】
なおカラーパレット処理手段61に色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71が入力するまでにパレット切り替え信号S6がカラーパレット処理手段61に入力するように、倍率判定手段4に入力する図形倍率信号S4は、読み出し手段3でタイミング調整されている。
【0043】
また原画像対応CGメモリは、図3(b)に示すように図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの中の色情報と色配列情報すなわち色配列パラメータとの両方から構成されている。
【0044】
より具体的に説明すると、原画像は図3(a)に示すように8画素×8画素で構成され、かつ2画素×2画素を単位とするタイル31,32,33・・・によって、16のタイルにグループ化される。ここでタイルの中の色情報は、本発明の場合ほぼ同一と考えて良い。
【0045】
タイル31の色を白とすると、白に対応するカラーパレットアドレス信号は“0”であり、またタイル31の中の色配列は全て塗りつぶしであるから、図3(c)に示すカラーパレット処理手段61に格納されている色配列テーブルを参照して、色配列パラメータは(0)となる。こうして、タイル31に対応する原画像対応CGメモリのメモリユニット31aに0(0)が設定される。
【0046】
同様にタイル32の色を黒とすると、黒に対応するカラーパレットアドレス信号は“7”であり、またタイル32の中の色配列はL字型の塗りつぶしであるから、色配列テーブルを参照して、色配列パラメータは(3)となる。こうして、タイル32に対応する原画像対応CGメモリのメモリユニット32aに7(3)が設定される。このようにして、図3(b)の各メモリユニットに設定される色情報と色配列パラメータとが、図3(a)の原画像と図3(c)の色配列テーブルとを参照して決定される。
【0047】
図3(b)に示す原画像対応CGメモリの情報から、図3(e)に示す本発明の第1の実施の形態による色配列情報付きカラーテーブルが作成される。すなわち、図3(b)の1行目にある0(0)をカラーパレットアドレス信号の1番にし、7(1)をカラーパレットアドレス信号の2番に、7(2)をカラーパレットアドレス信号の3番に設定する。同様に図3(b)の2行目から、F(1)をカラーパレットアドレス信号の6番に、F(0)をカラーパレットアドレス信号の7番に設定する。このようにして、原画像対応CGメモリの全てのメモリユニットの情報を参照して、図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットが生成される。
【0048】
図3(b)に示す原画像対応CGメモリと、図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットを参照して、図3(f)に示す本発明の第1の実施の形態による描画用CGメモリが生成される。すなわち、図3(b)のメモリユニット31aの0(0)は、図3(e)の色配列情報付きカラーパレットを参照して図3(f)のメモリユニット31a’に格納される1に変換され、メモリユニット32aの7(3)は、図3(f)のメモリユニット32a’に格納される4に変換され、メモリユニット33aの7(4)は、図3(f)のメモリユニット33a’に格納される5に変換される。
【0049】
このようにして図3(f)に示す描画用CGメモリが生成されるが、図1に示すCGアドレス信号S31は、図3(f)の描画用CGメモリのアドレスを指定し、CGメモリ51からカラーパレットアドレス信号S71が出力される。
【0050】
また図3(a)の原画像を構成するタイルの色配列を無視してタイルの色情報だけを画素単位に配列すると、図3(d)に示すように4画素×4画素から構成される1/2縮小画像が得られる。例えば、図3(b)の最下行の色情報0,7,7,0が、図3(d)の最下行を構成する4画素データに対応する。
【0051】
なお色配列テーブルを構成する4画素データのうち、ドットで示した画素データは、カラーパレットで指定される色情報を有する画素データに対応している。
【0052】
また上記の説明において、色配列テーブルは既に生成されているものとして説明したが、色配列テーブルの作成はアニメーションなどの画像を表示するのに先立って生成しておく。
【0053】
色配列テーブルの作成方法を、図3(a)に示す例で説明すると、原画像を2画素×2画素を単位とするタイル31,32,33・・・によって、16のタイルにグループ化する。そしてタイルの中の色配列によりタイルを分類し、色配列により分類したタイルに色配列の種類を表す色配列パラメータを設定する。このとき、色情報は無視して色の配列だけに着目する。
【0054】
具体的には図3(a)でタイル35は全画素塗りつぶしパタンであり、色配列パラメータを0に設定する。また、タイル36には色配列パラメータを1に設定し、タイル37には色配列パラメータを2に設定する。またタイル38の色配列は、タイル35の色配列と同様であるので新しい色配列パラメータは付与しない。同様に、タイル39の色配列は、タイル36の色配列と同様であるので新しい色配列パラメータは付与しない。
【0055】
このようにして全ての図形を、隣接した画素どうしをまとめてグループ化したタイルに分割し、このタイルの色配列を分類して色配列パラメータを設定し、色配列テーブルを生成する。
【0056】
上記に説明したように、本発明による画像処理装置は、画像処理装置を構成するカラーパレットのカラーパレットアドレス信号に対応して、タイルの色の情報とタイルの色配列の情報とを備えているので、カラーパレットのメモリ容量とCGメモリのメモリ容量とを低減してMIPMAPによる画像処理を実行することができる。
【0057】
すなわち、アニメーション画像などを表示する場合は、画面上で同一画素データが連続する場合が多く、画面上の全ての画素の画素データについて画像処理を行わなくても、本発明による画像処理装置は、上記のメモリ容量を削減しながら、かつ通常のMIPMAPによる手法と同様に高画質で図形を表示することができる。
【0058】
さらに、従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1画素毎に色情報を逐次カラーパレットから取り出さなければならないので、特に表示すべき画素数が増加した場合、各回路の処理速度を上げてもカラーパレットの構成がネックとなって描画処理速度が上がらないという問題が発生していたが、本発明による画像処理装置及び画像処理方法では、1つの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対して複数画素分の画素情報を1度に読み出すことが可能なので、高速にMIPMAP処理を実行することができる。
【0059】
次に本発明による画像処理装置を用いた画像処理方法について、図1,図2を参照して説明する。なお図8と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付してある。
【0060】
図2は、本発明の画像処理方法を示すフローチャートであり、ステップST1において、画像制御用CPU1は、画像処理する図形の座標位置や使用するテクスチャのパターン、MIPMAPに関する変数、例えばテクスチャの倍率等の詳細データを各種レジスタ手段2に、カラーパレット処理手段61に表示色を指定するためのパレット値をそれぞれ設定する。
【0061】
次にステップST2において、読み出し手段3は各種レジスタ手段2に対しデータ取得要求信号S11を出力し、各種レジスタ手段2に設定されたテクスチャの倍率情報を含む図形の詳細データを読み出す。
【0062】
続いてステップST3において、読み出し手段3はレジスタ制御信号S2を参照して、CGメモリ51に格納されている図形のアドレス信号であるCGアドレス信号S31を算出する。またカラーパレット処理手段61に、カラーパレット処理手段61の制御を行うための書き込み制御信号S51を同時に出力する。
【0063】
次にステップST4において、CGメモリ51はCGアドレス信号S31を参照して色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71を生成し、この色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71をカラーパレット処理手段61に出力する。
【0064】
そしてステップST5で、読み出し手段3は、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71とのタイミングを調整した図形倍率信号S4を倍率判定手段4に出力し、倍率判定手段4は、図形倍率信号S4によりどの大きさのテクスチャを使用するかを判定し、判定結果を参照して生成したパレット切り替え信号S6を色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71と同一タイミングまたは色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S71よりも早いタイミングでカラーパレット処理手段61に出力する。
【0065】
そしてカラーパレット処理手段61は、パレット切り替え信号S6と、カラーパレットアドレス信号S71と、書き込み制御信号S51と、CPU制御信号S1とを参照し、各画素に対応するタイルの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号から画像書き込み信号S81を出力する。
【0066】
一例を説明すると、図3(f)の左上隅の色情報“1”は、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号の1番地に対応し、図3(e)に示す色配列情報付きカラーパレットを参照し、カラーパレットアドレス信号が0であり、色配列パラメータが0であることがわかる。そしてカラーパレットアドレス信号を参照して0のアドレスに対応する色が白であることと、色配列テーブルを参照して色配列パラメータが0の配列情報とから、表示メモリ7に書き込む画像書き込み信号S81を生成する。
【0067】
次にステップST6において、画像書き込み信号S81を表示メモリ7に出力して、図形を構成する全ての画素データを変換した色情報を、画素毎に順次表示メモリ7に格納する。
【0068】
続いてステップST7において、ステップST2〜ステップST6の処理を完了した図形が画面を構成する最後の図形であるか否か、すなわちステップST2〜ステップST6の処理がなされていない未処理の図形が存在するか否かについて判定する。
【0069】
ステップST7で未処理の図形が存在すると判定された場合、ステップST8で処理すべき次の図形を選択し、この図形に対してステップST2〜ステップST6の処理を行う。
【0070】
次にステップST7で、ステップST2〜ステップST6の処理がなされなかった図形が存在しない、すなわちステップST6で処理した図形が最終図形であると判定された場合、ステップS9で、表示メモリ7に格納され図形データから画像表示信号S9を生成し、この画像表示信号S9をカラー画像表示装置8に出力することで表示画面を生成する。その後ステップST1の処理に戻って、同様な処理を繰り返し行うことで、1画面毎に画像を次々とカラー画像表示装置8に表示する。
【0071】
次に本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第2の実施の形態について図4を参照して説明する。
【0072】
図4(b)に示す本実施の形態による原画像対応CGメモリは、図3(b)に示す原画像対応CGメモリと同様に、図3(a)に示す原画像データから生成するが、本実施の形態では色配列テーブルを用いないで、直接原画像データから原画像対応CGメモリを生成する。
【0073】
すなわち図4(a)のタイル41で、左上隅の画素を起点にすると、各画素のカラーパレットアドレス信号が反時計回りに0→0→0→0となり、同様にタイル42では、各画素のカラーパレットアドレス信号が反時計回りに0→7→7→7となり、タイル43では、各画素のカラーパレットアドレス信号が反時計回りに7→7→7→0のようになる。これらの結果を参照して、図4(b)に示す原画像対応CGメモリが構成される。
【0074】
ここで()の中の数値は、画素指定パラメータであり、縮小画像を生成する際にタイトルを構成する画素データのうちどの位置にある画素データを使用するかを指定する。例えば、タイルを構成する4画素データから1画素データを抽出する場合、原画像対応CGメモリの1行目(最上位の行)で左から順に0(左上隅の画素データ)→7(左下隅の画素データ)→7(左上隅の画素データ)→0(左上隅の画素データ)のカラーパレットアドレス信号が抽出され、原画像対応CGメモリの2行目で左から順にF→F→F→Fのカラーパレットアドレス信号が抽出され、図4(c)のような1/2縮小画像が生成される。
【0075】
次に図4(b)に示す原画像対応CGメモリを参照して、図4(d)に示す色配列情報付きカラーテーブルを生成する。すなわち、メモリユニット41aに対応して、色配列情報付きカラーテーブルアドレスの1番目に0000(0)が書き込まれ、メモリユニット42aに対応して上記アドレスの2番目に0777(1)が書き込まれ、メモリユニット43aに対応して上記アドレスの3番目に7770(0)が書き込まれる。このようにして、原画像対応CGメモリを参照して、図4(d)に示す色配列情報付きカラーテーブルが生成される。
【0076】
図4(e)に示す描画用CGメモリは、第1の実施の形態による描画用CGメモリと同様に、図4(b)に示す原画像対応CGメモリと図4(d)に示す色配列情報付きカラーパレットとを参照して生成される。例えば、原画像対応CGメモリの3行目の左端のデータは、F→0→F→F(0)であり、色配列情報付きカラーパレットのアドレス9に対応する。同様に、左端から2番目および3番目のデータは、F→F→F→F(0)であり、色配列情報付きカラーパレットのアドレス7に対応する。また、左端から4番目のデータは、F→F→0→F(0)であり、色配列情報付きカラーパレットのアドレスAに対応する。このようにして、本発明の第2の実施の形態によるCGメモリが生成される。
【0077】
図形を表示する際は、上記に述べた逆の動作を行って、各タイル毎の色情報が算出される。すなわち、CGメモリの各色配列情報付きカラーパレットアドレス信号と、色配列情報付きカラーパレットから図4(b)に示す原画像対応CGメモリを生成することができ、これらを参照して図1の画像書き込み信号S81を生成することができる。
【0078】
なお上記の説明においては、タイルを構成する4画素データのうちから1画素データ分を抽出して1/2縮小画像を生成する場合について説明したが、図1のパレット切り替え信号によりタイルを構成するN(Nは2以上の整数)画素データからM(M=1〜N−1)画素データを抽出するように制御しても良い。
【0079】
本実施の形態による画像処理装置は、第1の実施の形態による画像処理装置と同様に、CGメモリなどのメモリ容量を増やすことなくMIPMAPの手法を基本的に踏襲しているので、高速にMIPMAPの処理を行って高画質な画像を表示することができる。
【0080】
次に本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第3の実施の形態について図5を参照して説明する。
【0081】
本実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、図5(a)に示すように色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応して、輝度情報Y1(i)〜Y4(i)と、色差情報U(i),V(i)と、画素指定パラメータS(i)とが格納されている。
【0082】
ここで輝度情報Y1(i)〜Y4(i)は、i(iは自然数)番目のカラーパレットアドレス信号に対応して、図5(b)に示すようにタイルを構成する1番目の画素データ〜4願目の画素データの輝度情報を表し、色差情報U(i),V(i)は、i番目のカラーパレットアドレス信号に対応して、図5(c),(d)に示すようにタイルの色差情報R−Y,B−Yなどにより計算される色差情報を表す。ここでタイルは4画素データから構成されるとしたが、一般的にはN(Nは2以上の整数)画素データであってもよい。タイルを構成する画素データ間では、色情報は殆ど変化しないので、R−Y,B−Yの式で用いるR,B,Yの各値は、一例としてタイルを構成するR,B,Yの平均を用いるが、加重平均など他の計算方法であってもよい。
【0083】
また輝度情報Yと、色差情報U,Vの代わりに、タイルを構成する画素データ毎あるいはタイルを代表する原色信号R,G,Bを用いて構成しても良いし、タイルを構成する画素データ毎あるいはタイルを代表する色相(H)、輝度(L)、彩度(S)で構成しても良い。
【0084】
また画素指定パラメータS(i)は、縮小画像を生成する際にタイトルを構成する画素データのうちどの位置にある画素データを使用するかを指定する。例えばS(i)=3であれば、タイルを構成する3番目の画素データを用いて縮小画像を生成する。
【0085】
図1において、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S73(S71をS73と読み替える。以下同様)と、書き込み制御信号S53(S51をS53と読み替える)と、パレット切り替え信号S6とを参照して、カラーパレット処理手段63(61を63と読み替える。以下同様)は該当のタイルを構成する各画素データの値を計算し、表示メモリ7に画像書き込み信号S83(S81をS83と読み替える。以下同様)を出力する。
【0086】
これらの動作を色配列情報付きカラーパレットアドレス信号S73に対して順次繰り返すことで1画面分の画像処理を行う。
【0087】
本実施の形態による画像処理装置および画像処理方法では、タイルを構成する画素データの全ての情報を用いて色配列情報付きカラーパレットを構成するのではなく、タイルの中では色相などが殆ど変化しないことを利用して、より少ない画素データを用いて色配列情報付きカラーパレットを構成している点が特徴である。このように色配列情報付きカラーパレットを構成することにより、色配列情報付きカラーパレットのメモリ容量を更に小さくすることが可能である。
【0088】
次に本発明の画像処理装置及び画像処理方法の第4の実施の形態について図6を参照して説明する。
【0089】
本実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、図6(a),(b)に示すように画素データの位置に応じて、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を分けている。すなわち、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号が0(h)〜n−1(h)、n(h)〜2n−1(h)、2n(h)〜3n−1(h)、3n(h)〜4n−1(h)の場合は、それぞれ画素1〜画素4の画素データに対応する。
【0090】
図1において、カラーパレット処理手段64(61を64と読み替える)は縮小画像を生成するときに、色配列情報付きカラーパレットアドレス信号により、タイルを構成する画素データのどの位置の画素データ参照するかを決定して画像書き込み信号S84(S81をS84と読み替える)を生成する。
【0091】
この構成により本実施の形態による色配列情報付きカラーパレットは、第1の実施の形態で用いた色配列テーブルを用いず、かつ第2の実施の形態及び第3の実施の形態のように、画素位置の情報を格納していない。すなわち、タイルを構成する画素位置に応じて色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を分けることでタイル内の画素データ位置を決めているので、色配列情報付きカラーパレットのメモリ容量を小さくして縮小画像を生成することができる。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による画像処理装置及び画像処理方法は、CGメモリのメモリ容量を大幅に小さくすることができる。一例を挙げて説明すると、原画像と1/2縮小画像と1/4縮小画像とを用いてMIPMAPの処理を行う場合、従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1+1/2+1/4=7/4のメモリ容量が必要である(ここで、メモリ容量は画素データ数に比例し、メモリ容量の単位は原画像を格納しているCGメモリのメモリ容量を1とする)。
【0093】
一方本発明による画像処理装置及び画像処理方法では、CGメモリのメモリ容量はほぼ1でよいので、差引7/4−1=3/4(23%)だけメモリ容量を削減することができる。
【0094】
また、従来の画像処理装置及び画像処理方法では、1画素毎に色情報を逐次カラーパレットから取り出さなければならないので、特に表示すべき画素数が増加した場合、各回路の処理速度を上げてもカラーパレットの構成がネックとなって描画処理速度が上がらないという問題が発生していたが、本発明による画像処理装置及び画像処理方法では、1つの色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対して複数画素分の画素情報を1度に読み出すことが可能なので、高速にMIPMAP処理を実行することができる。すなわち、タイルを構成する画素データ数分だけ1度の処理で画像処理が可能となるので、タイルを構成する画素データ数分だけ描画能力が向上する。例えばタイルが4画素データで構成されている場合、従来の画像処理装置及び画像処理方法に比して本発明による画像処理装置及び画像処理方法は、約4倍描画能力が向上する。
【0095】
さらに、本発明による画像処理装置及び画像処理方法はメモリ削減や描画速度が向上することができるだけでなく、従来のMIPMAP処理と同等レベルの高画質の画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像処理装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図2】本発明による画像処理方法の第1の実施の形態を示すフローチャートである。
【図3】本発明の第1の実施の形態による原画像対応CGメモリおよび描画用CGメモリ、色配列情報付きカラーパレットテーブル、色配列テーブルを含む説明図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態による原画像対応CGメモリおよび描画用CGメモリ、色配列情報付きカラーパレットを含む説明図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態による色配列情報付きカラーパレットと、タイルを構成する画素データの一例を示す図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態による色配列情報付きカラーパレットと、タイルを構成する画素データの配置位置を示す図である。
【図7】従来の画像処理装置を示す回路ブロック図である。
【図8】従来の画像処理方法を示すフローチャートである。
【図9】従来の画像処理装置を構成するCGメモリと、このCGメモリに格納される原画像及び縮小画像の一例を示す図である。
【図10】従来のカラーパレットを説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 画像制御用CPU
2 各種レジスタ手段
3 読み出し手段
4 倍率判定手段
5,51 CGメモリ
6,61 カラーパレット処理手段
7 表示メモリ
8 カラー画像表示装置
Claims (11)
- 複数の図形データが格納されたCGメモリから読み出した前記図形データに所定の画像処理を行って表示する画像処理装置であって、
表示する前記図形データの図形倍率に対応するパレット切り替え信号を出力する倍率判定手段と、
前記パレット切り替え信号と前記CGメモリから出力される色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して、前記図形データを構成する画素データに対応した色情報を含む画像書き込み信号を出力するカラーパレット処理手段とを備え、
前記カラーパレット処理手段は、前記図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの色情報と前記タイルを構成する画素データの色の配列情報とを含む色配列情報付きカラーパレットを有し、前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して前記色配列情報付きカラーパレットを参照し、前記複数の画素データに対する前記画像書き込み信号を出力することを特徴とする画像処理装置。 - 前記色配列情報付きカラーパレットは、前記色の配列情報である色配列パラメータが格納されている色配列テーブルを備えていることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記カラーパレット処理手段は、前記タイル毎に前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を格納した描画用CGメモリを有することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記カラーパレット処理手段において、前記タイルの色情報を画素毎に対応させて前記図形を縮小した縮小画像を生成することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記カラーパレット処理手段は、前記タイルを構成する各画素データの色情報と、縮小画像を生成する際に前記タイルのどの画素データを用いるかを示す画素指定パラメータとを前記タイル毎に格納した描画用CGメモリを備えていることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記色配列情報付きカラーパレットは、前記描画用CGメモリに格納された前記色情報と前記画素指定パラメータとを前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号毎に格納したことを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。
- 前記色配列情報付きカラーパレットは、前記タイルを構成する画素データ毎の輝度情報と前記タイルを代表する色差情報とを格納したことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記色配列情報付きカラーパレットは、前記タイルを代表するR、G、B色情報を格納したことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記色配列情報付きカラーパレットは、前記タイルを代表する色相信号、輝度信号、彩度信号を格納したことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号は、前記タイルを構成する各画素データの位置に応じてグループ化されていることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 複数の図形データが格納されたCGメモリから読み出した前記図形データに所定の画像処理を行って表示する画像処理方法であって、
表示する前記図形データの図形倍率に対応するパレット切り替え信号を出力するステップと、
前記図形データを複数の画素データにグループ化したタイルの色情報と、前記タイルを構成する画素データの色の配列情報とを含む色配列情報付きカラーパレットのアドレス信号である色配列情報付きカラーパレットアドレス信号を前記CGメモリから出力するステップと、
前記パレット切り替え信号と前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に応答して、前記色配列情報付きカラーパレットを参照し、前記色配列情報付きカラーパレットアドレス信号に対応した前記図形データを構成する複数画素データの色情報を含む画像書き込み信号を表示手段に出力するステップと、を備えることを特徴とする画像処理方法。
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