JP4070480B2 - MEMORY CONTROL METHOD AND DEVICE, AND DISPLAY DEVICE USING THEM - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、背景画像データと、前景画像データを合成する画像合成装置や、このような画像合成装置を備えた映像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタル技術の進展は放送の世界でも顕著であり、広く一般の人々の生活に影響する製品として、例えばデジタルテレビジョン受像機(以下、単にデジタルテレビともいう)が普及しつつある。デジタルテレビは、CPU(中央処理装置)を内蔵し、画像処理をはじめとする種々のデータ処理をなしている。
【0003】
そうした処理の例として画像どうしの重ね合わせがあり、例えば通常の映像が背景に表示され、データ放送された情報がその上に表示される。このためにCPUは文字に対応するテキストデータを一旦画像データへ変換し、OSD(オンスクリーンディスプレイ)処理部などにおいて画像データどうしがαブレンディングその他の手法で重ね合わされ、これが描画される。CPUによる処理のために、非常に多彩な映像表現が実現する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
画像データを加工する際、データは一時的にフレームバッファ等のメモリ(以下単にメモリとよぶ)に格納されることが多い。メモリのエントリビット幅(これを単にメモリのバス幅ともいう)は、描画の高速化のためにある程度広くとられ、例えば描画のためにデータの書込が1バイト単位で行われる場合でも、メモリのバス幅は4バイトなどとなる。このバス幅は、1個から数個のメモリ素子を並置して実現される。
【0005】
しかし、バス幅が広いために、その一部のバイトの書換が必要な場合、たとえば既知のメモリの「リードモディファイライト」モードを利用するとすれば、書換が不要なバイトのデータも一旦読み出し、それをそのまま書き戻す処理が必要になる。したがって、せっかくバス幅を広げて高速化に対応しようとしても、リードサイクルとライトサイクルのふたつのサイクルが必要になり、当初の目的に反しかねない。
【0006】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、背景画像データと、前景画像データを高速に合成することができる画像合成装置や、このような画像合成装置を備えた映像表示装置に関する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、背景画像データに対し、前景画像データを上書きして、これらの画像を合成する画像合成装置であって、書き込みの単位データ幅のn倍(nは2以上の整数)のデータバス幅を有し、入力された画像データを記憶するメモリと、背景画像データが記憶されている前記メモリに対し、前景画像データの上書きの許否を指示するデータ値を保持する指示レジスタと、前景画像の各画素のデータと、指示レジスタで保持されるデータを入力し、これらの比較結果に基づいて出力を行うn個の比較器と、を備え、前景及び背景画像データの各画素のデータ幅は前記書き込みの単位データ幅と等しく、前記データバス幅は、前記前景及び背景画像データの各画素のデータ幅のn倍であって、これらn個の比較器の出力がそれぞれ前記メモリの単位データ幅ごとのデータ上書き許否の論理を形成することを特徴とする。
【0008】
本発明の別の態様は、前景画像データと、背景画像データとを合成した合成画像を表示する映像表示装置であって、書き込みの単位データ幅のn倍(nは2以上の整数)のデータバス幅を有し、入力された画像データを記憶するメモリと、背景画像データが記憶されている前記メモリに対し、前景画像データの上書きの許否を指示するデータ値を保持する指示レジスタと、前景画像の各画素のデータと、指示レジスタで保持されるデータを入力し、これらの比較結果に基づいて出力を行うn個の比較器と、前記メモリからの出力を表示する表示部を備え、前景及び背景画像データの各画素のデータ幅は前記書き込みの単位データ幅と等しく、前記データバス幅は、前記前景及び背景画像データの各画素のデータ幅のn倍であって、これらn個の比較器の出力がそれぞれ前記メモリの単位データ幅ごとのデータ上書き許否の論理を形成することを特徴とする。
【0010】
「データ書込の許否を指示するデータ値」の例は、データ書込を許可すべきデータ値である。別の例は、データ書込を禁止すべきデータ値である。「データ書込許否の論理を形成する」の例として、「データ書込を許可または禁止する信号そのものとなるか、またはその信号を生成する回路の入力となる」がある。したがってこの装置は、データ値に応じてメモリへの書込を許可または禁止するか、許可または禁止のための要因を生成するものである。この装置でも、リードモディファイライトのような2回のサイクルは不要である。
【0011】
このメモリ制御装置はさらに、前記n個の比較器の出力をそのままの論理で出力するモードと反転して出力するモードを有する論理切替回路を含み、その回路の出力が書込マスク信号として前記メモリへ入力されてもよい。
【0013】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1、図2は、背景画像200と前景画像202を重ね合わせて合成画像204を生成する、ふたとおりの論理を示している。前景画像202は、もともとはテキストデータであっても、ここではすでに画像データに変換されている。また、前景画像202は、処理によっては必ずしも前景にこないが、便宜上そう呼ぶ。
【0015】
図1は、背景画像200に対して前景画像202の文字を重ねるもので、合成画像204では、前景画像202の文字のある部分だけが前景画像202の画像であり、それ以外の部分は背景画像200の画像である。これは背景動画にデータ放送された情報をテロップその他の形態で表示する際に利用される方法で、以下これを「ON書き」とよぶ。
【0016】
図2は逆に、合成画像204において、前景画像202のマークのある部分だけが背景画像200の画像であり、それ以外の部分は前景画像202の画像である。これはマークの部分だけ背景動画を透かし見せる用途に利用でき、以下「OFF書き」とよぶ。
【0017】
本実施の形態は、こうした文字やマークが、多くの場合、単色であるか、背景動画に比べれば一般に非常に少ない色数で表現されるという知見に基づく。たとえば、図1のON書きにおいて、文字「A」の部分が黒の単色であるとする。すると、合成画像204を生成するためには、背景画像200の画素のうち、前景画像202において「黒」である画素のみをその色に書き換えればよい。したがって、概略は以下のメモリ制御となる。
【0018】
1)メモリに背景画像200を格納する。
2)前景画像202をスキャンしながら、順次その画素値を背景画像200へ上書きしていく。ただしこの際、前景画像202の画素のうち「黒」でないことがわかった画素の書込のタイミングで「書込マスク信号」をアサート、すなわちアクティブで出力し、メモリの内容にライトプロテクトをかける。
【0019】
この処理により、前景画像202において黒だった画素だけが背景画像200に上書きされ、合成画像204が得られる。なお、OFF書きの場合は「書込マスク信号」の論理を反転すればよい。
【0020】
図3は以上の制御を実現するメモリ制御装置100の回路図である。同図において、書込データはD0−31の32ビットであるが、これを説明の簡潔および便宜のため下位バイトから順にB1、B2、B3、B4と表記している。メモリ10はデータのバス幅が4バイトで、書込の単位データ幅は1バイトである。制御信号とアドレス信号は省略している。メモリ10は書込マスク入力MSK1〜4を有し、されらがそれぞれバイトB1〜4の書込をプロテクトする。この図では、すべての信号はハイでアクティブと決めるが、もちろんそれに限る趣旨ではない。
【0021】
メモリ制御装置100は、データ書込許否の指示に関連する指示レジスタ12を有する。指示レジスタ12にはCPUから所望の値が設定される。指示レジスタ12の出力、すなわち設定値Sは第1比較器22、第2比較器24、第3比較器26、第4比較器28の第2のポートへ共通して入力される。これらの比較器は第1のポートの入力データ値と第2のポートの入力データ値を比較し、両者が一致したとき、それぞれCPOUT1〜4をアサートする。第1比較器22、第2比較器24、第3比較器26、第4比較器28の第1ポートには、それぞれ書込データのバイトB1〜4が入力されている。
【0022】
比較器の出力CPOUT1〜4は、それぞれ第1EXOR32、第2EXOR34、第3EXOR36、第4EXOR38(EXORは排他的論理和ゲートを示す)の一方の入力へ接続される。これらのEXORの他方の入力には、ON信号16が接続される。モードレジスタ14はON信号16をハイまたはローに設定する。モードレジスタ14に対してCPUから「ON書き」が指定されるとON信号16はハイになり、「OFF書き」が指定されるとローになる。第1EXOR32、第2EXOR34、第3EXOR36、第4EXOR38の出力は、それぞれメモリ10の書込マスク信号MSK1〜4となる。第1EXOR32、第2EXOR34、第3EXOR36、第4EXOR38およびモードレジスタ14が書込マスク信号の論理切替回路として作用する。
【0023】
以上の構成による動作を述べる。背景画像200の画像データはすでにメモリ10に格納されている。書込データD0−31として前景画像202のデータが順に送られてくる。このデータはメモリ10を順に上書きしていくが、書込データがバイトを単位として「黒」以外のデータであれば、そのバイトについて書込マスク信号がアクティブになり、書込が阻止される。「黒」を示す画素値を仮に「00h」とすると、データの転送に先立ち、CPUから指示レジスタ12に対して「00h」が書き込まれる。また、モードレジスタ14には、同様にCPUから「ON書き」が指定されている。
【0024】
いま仮に、バイトB1のデータが「00h」ではなく、黒ではないとする。このとき、第1比較器22の出力CPOUT1はローになる。ON信号16はハイなので、第1EXOR32の出力MSK1はハイになり、このバイトの書込が阻止され、背景画像200のデータがそのまま残る。逆に、バイトB1のデータが「00h」、すなわち黒であれば、第1比較器22の出力CPOUT1はハイになり、第1EXOR32の出力である書込マスク信号MSK1はローになり、このバイトの書込が許可され、前景画像202のデータがメモリに書き込まれる。他のバイトも同様である。この動作の繰り返しにより、前景画像202のデータのうち黒い画素だけがメモリに書き込まれ、ON書きが実現する。
【0025】
図4は書込マスク信号MSK1〜4とバイトB1〜4の書換の関係を示す。同図ではMSK1=MSK4=1、MSK2=MSK3=0であり、バイトB2とB3が更新され、バイトB1とB4は前値が保持される。データの比較をバイト単位で行うため、この図のごとく、バイト単位で書換の許否を制御できる。
【0026】
図5はメモリ制御装置100の別の形態を示す。ここでは、指示レジスタ12と第1比較器22だけを描いているが、第2比較器24、第3比較器26、第4比較器28も第2ポートは第1比較器22と同じ入力である。第1ポートには当然ながら対応するバイトのデータが入力される。
【0027】
この形態では、指示レジスタ12の内部にふたつのサブレジスタA12a、サブレジスタB12bが設けられ、CPUからふたつの値が設定可能である。便宜上、サブレジスタA12a、サブレジスタB12bに設定された値をそれぞれDA、DB(DA≦DB)と表記する。また、バイトB1の示す値をXと表記する。第1比較器22の仕様はいくつか考えられ、例えば以下の例がある。
【0028】
1.X=DAまたはX=DBのときに限り、CPOUT1=1
2.DA≦X≦DBのときに限り、CPOUT1=1
すなわち、データ書込の許否は、データ値を直接複数指定してもよいし、範囲指定であってもよい。当然ながら、サブレジスタは3個以上の任意の数であってよい。
【0029】
図6は以上のメモリ制御装置100を利用した表示装置300、より具体的にはテレビジョン受像機の構成を示す。放送波はアンテナ302を介してチューナ304へ与えられる。ここで復調されたストリームは音声・画像デコーダ306へ送られる。音声・画像デコーダ306は所望のチャネルに対応するパケットを例えばMPEGの仕様に準じて復号し、音声データを音声処理部308へ、画像データを画像処理部310へそれぞれ出力する。音声処理部308は音声データに所定の処理を施し、最終的に音声がスピーカ330へ出力される。画像処理部310は入力された画像データに所定の処理を施し、処理後のデータをメモリ10へ格納する。メモリ10にはメモリ制御装置100が併設されている。
【0030】
CPU320は、以上の各部を統括的に制御する。メモリ10では、スピーカ330とメモリ制御装置100の協働によって必要なON書きまたはOFF書きの処理がなされ、メモリ10の出力がNTSCその他に準拠するエンコーダ312を経て所望の表示ユニット332へ出力される。
【0031】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そうした例を挙げる。
【0032】
メモリ制御装置100は、全体または任意の一部をひとつのLSIに内蔵してもよい。このLSIは、いわゆるグラフィックコントローラであってもよい。
【0033】
実施の形態では、データの書込を禁止するためにメモリ10の書込マスク入力を利用した。この信号がない場合は、たとえば、メモリ10のバイト毎に設けられたCAS(Column Address Strobe)その他ライト動作を確定する信号をネゲート、すなわちインアクティブで出力する方法がある。CAS信号は一般にローアクティブであるから、第1EXOR32等の出力信号とCAS信号のオア信号を新たなCAS信号としてメモリ10に与えればよい。
【0034】
実施の形態では、メモリ制御装置100のアプリケーションとして表示装置300を例示したが、当然他の用途がある。例えば、PC(パーソナルコンピュータ)その他任意のコンピュータに適用できるし、任意のデジタル映像機器に適用できる。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、必要な部分のみを高速に書き換えるためのメモリ制御とその応用機器が実現する。また、比較的少ない回路構成で、必要なデータの書換が柔軟に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態に係る「ON書き」の画像処理を示す図である。
【図2】 実施の形態に係る「OFF書き」の画像処理を示す図である。
【図3】 実施の形態に係るメモリ制御装置の構成図である。
【図4】 図3のメモリ制御装置による書込マスク信号とデータの更新の関係を示す図である。
【図5】 図3のメモリ制御装置の別の構成図である。
【図6】 図3のメモリ制御装置を利用する表示装置の構成図である。
【符号の説明】
10 メモリ、 12 指示レジスタ、 14 モードレジスタ、 22 第1比較器、 24 第2比較器、 26 第3比較器、 28 第4比較器、 32 第1EXOR、 34 第2EXOR、 36 第3EXOR、 38 第4EXOR、 100 メモリ制御装置、 200 背景画像、 202 前景画像、 204 合成画像、 300 表示装置、 320 CPU。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image synthesizer that synthesizes background image data and foreground image data, and a video display device including such an image synthesizer .
[0002]
[Prior art]
The progress of digital technology is also remarkable in the broadcasting world. For example, digital television receivers (hereinafter also simply referred to as digital television) are becoming widespread as products that affect the lives of ordinary people. The digital television has a built-in CPU (Central Processing Unit) and performs various data processing including image processing.
[0003]
As an example of such processing, there is a superposition of images, for example, a normal video is displayed on the background, and data broadcast information is displayed thereon. For this purpose, the CPU temporarily converts the text data corresponding to the characters into image data, and the image data is overlapped by α blending or other techniques in an OSD (on-screen display) processing unit or the like and rendered. Due to the processing by the CPU, a very diverse video expression is realized.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When processing image data, the data is often temporarily stored in a memory such as a frame buffer (hereinafter simply referred to as a memory). The memory entry bit width (which is also simply referred to as the memory bus width) is increased to some extent for speeding up the drawing. For example, even when data is written in units of one byte for drawing, the memory The bus width is 4 bytes. This bus width is realized by juxtaposing one to several memory elements.
[0005]
However, due to the wide bus width, if some of the bytes need to be rewritten, for example, if the “Read Modify Write” mode of a known memory is used, the byte data that does not need to be rewritten is also read once. Need to be written back as it is. Therefore, even if it is intended to increase the bus width and cope with high speed, two cycles of a read cycle and a write cycle are required, which may be contrary to the original purpose.
[0006]
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an image synthesizer that can synthesize background image data and foreground image data at high speed, and a video display including such an image synthesizer. Relates to the device .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An aspect of the present invention is an image composition device that overwrites background image data with foreground image data and synthesizes these images, and n times the unit data width of writing (n is an integer of 2 or more). A memory for storing input image data, and an instruction register for holding a data value for instructing whether or not overwriting of foreground image data is permitted with respect to the memory storing background image data. , the data of each pixel of the foreground picture, and inputs the data held by the instruction register, and n pieces of comparators for performing an output based on these comparison results, with a, for each pixel of the foreground and background image data data width equal to the unit data width of the write, the data bus width, a n times the data width of each pixel of the foreground and background image data, before the output of the n comparators each And forming a logical data overwrite permission for each unit data width of the memory.
[0008]
Another aspect of the present invention is a video display device that displays a composite image obtained by combining foreground image data and background image data, and data that is n times the write unit data width (n is an integer of 2 or more). A memory having a bus width and storing input image data; an instruction register holding a data value for instructing whether or not to overwrite the foreground image data to the memory storing the background image data; Data for each pixel of the image and data held in the instruction register are input, and n comparators for outputting based on the comparison result and a display unit for displaying the output from the memory are provided. and the data width of each pixel of the background image data is equal to the unit data width of the write, the data bus width, a n times the data width of each pixel of the foreground and background image data, these n pieces The output of the comparator and forming the logic of data overwrite permission for each unit data width of said memory, respectively.
[0010]
An example of “a data value indicating whether or not data writing is permitted” is a data value that should be permitted to be written. Another example is a data value that should be prohibited from data writing. As an example of “forming data writing permission / inhibition logic”, there is “a signal itself that permits or prohibits data writing, or an input to a circuit that generates the signal”. Therefore, this apparatus permits or prohibits writing to the memory according to the data value, or generates a factor for permitting or prohibiting. Even in this apparatus, two cycles such as read-modify-write are unnecessary.
[0011]
The memory control device further includes a logic switching circuit having a mode in which the output of the n comparators is output in the logic as it is and a mode in which the output is inverted and output, and the output of the circuit is the write mask signal as the memory. May be entered.
[0013]
It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 and 2 show the same logic for generating a
[0015]
In FIG. 1, characters of the
[0016]
In contrast, in FIG. 2, in the
[0017]
The present embodiment is based on the knowledge that in many cases, such characters and marks are monochromatic or generally expressed with a very small number of colors compared to a background moving image. For example, in the ON writing shown in FIG. Then, in order to generate the
[0018]
1) The
2) While scanning the
[0019]
By this process, only the pixels that were black in the
[0020]
FIG. 3 is a circuit diagram of the
[0021]
The
[0022]
The outputs CPOUT1 to CPOUT4 of the comparators are connected to one input of a
[0023]
The operation of the above configuration will be described. The image data of the
[0024]
Suppose now that the data of byte B1 is not “00h” and is not black. At this time, the output CPOUT1 of the
[0025]
FIG. 4 shows the rewriting relationship between the write mask signals MSK1 to MSK4 and the bytes B1 to B4. In the figure, MSK1 = MSK4 = 1, MSK2 = MSK3 = 0, bytes B2 and B3 are updated, and bytes B1 and B4 hold the previous value. Since data comparison is performed in units of bytes, whether or not rewriting is permitted in units of bytes can be controlled as shown in this figure.
[0026]
FIG. 5 shows another form of the
[0027]
In this form, two sub-registers A12a and B12b are provided in the
[0028]
1. CPOUT1 = 1 only when X = DA or X = DB
2. CPOUT1 = 1 only when DA ≦ X ≦ DB
That is, whether or not data writing is permitted may be specified by directly specifying a plurality of data values or by specifying a range. Of course, the number of sub-registers may be any number of three or more.
[0029]
FIG. 6 shows a configuration of a
[0030]
The
[0031]
The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there. Here are some examples.
[0032]
The
[0033]
In the embodiment, the write mask input of the
[0034]
In the embodiment, the
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, memory control for rewriting only a necessary portion at high speed and its application device are realized. In addition, necessary data can be rewritten flexibly with a relatively small circuit configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing “ON writing” image processing according to an embodiment;
FIG. 2 is a diagram illustrating “OFF writing” image processing according to the embodiment;
FIG. 3 is a configuration diagram of a memory control device according to the embodiment;
4 is a diagram showing a relationship between a write mask signal and data update by the memory control device of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is another configuration diagram of the memory control device of FIG. 3;
6 is a configuration diagram of a display device using the memory control device of FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
10 memory, 12 instruction register, 14 mode register, 22 first comparator, 24 second comparator, 26 third comparator, 28 fourth comparator, 32 first EXOR, 34 second EXOR, 36 third EXOR, 38 fourth EXOR , 100 memory control device, 200 background image, 202 foreground image, 204 composite image, 300 display device, 320 CPU.
Claims (2)
書き込みの単位データ幅のn倍(nは2以上の整数)のデータバス幅を有し、入力された画像データを記憶するメモリと、
背景画像データが記憶されている前記メモリに対し、前景画像データの上書きの許否を指示するデータ値を保持する指示レジスタと、
前景画像の各画素のデータと、指示レジスタで保持されるデータを入力し、これらの比較結果に基づいて出力を行うn個の比較器と、を備え、
前景及び背景画像データの各画素のデータ幅は前記書き込みの単位データ幅と等しく、前記データバス幅は、前記前景及び背景画像データの各画素のデータ幅のn倍であって、
これらn個の比較器の出力がそれぞれ前記メモリの単位データ幅ごとのデータ上書き許否の論理を形成することを特徴とする画像合成装置。An image composition device that overwrites background image data with foreground image data and synthesizes these images,
A memory having a data bus width n times the unit data width of writing (n is an integer of 2 or more) and storing input image data;
An instruction register for holding a data value for instructing whether or not to overwrite the foreground image data with respect to the memory in which the background image data is stored;
And n comparators that input data of each pixel of the foreground image and data held in the instruction register and output based on the comparison result,
The data width of each pixel of the foreground and background image data is equal to the unit data width of the writing, and the data bus width is n times the data width of each pixel of the foreground and background image data,
An image synthesizing apparatus characterized in that the outputs of these n comparators respectively form data overwriting permission / inhibition logic for each unit data width of the memory.
書き込みの単位データ幅のn倍(nは2以上の整数)のデータバス幅を有し、入力された画像データを記憶するメモリと、
背景画像データが記憶されている前記メモリに対し、前景画像データの上書きの許否を指示するデータ値を保持する指示レジスタと、
前景画像の各画素のデータと、指示レジスタで保持されるデータを入力し、これらの比較結果に基づいて出力を行うn個の比較器と、
前記メモリからの出力を表示する表示部を備え、
前景及び背景画像データの各画素のデータ幅は前記書き込みの単位データ幅と等しく、前記データバス幅は、前記前景及び背景画像データの各画素のデータ幅のn倍であって、
これらn個の比較器の出力がそれぞれ前記メモリの単位データ幅ごとのデータ上書き許否の論理を形成することを特徴とする映像表示装置。A video display device that displays a composite image obtained by combining foreground image data and background image data,
A memory having a data bus width n times the unit data width of writing (n is an integer of 2 or more) and storing input image data;
An instruction register for holding a data value for instructing whether or not to overwrite the foreground image data with respect to the memory in which the background image data is stored;
N comparators for inputting the data of each pixel of the foreground image and data held in the instruction register and outputting based on the comparison results;
A display unit for displaying the output from the memory;
The data width of each pixel of the foreground and background image data is equal to the unit data width of the writing, and the data bus width is n times the data width of each pixel of the foreground and background image data,
An image display device characterized in that the outputs of these n comparators respectively form data overwriting permission / inhibition logic for each unit data width of the memory.
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