JPH03118669A - 画像処理プロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例（第１図、第２図） 発明の効果 〔概要〕 本発明は、画像処理プロセッサに関し、クリッピングモ
ードや色比較モードを備えた画像処理プロセッサにおい
て、高速画像処理が可能な画像処理プロセッサを提供す
ることを目的とし、１ピクセル単位の画像処理を行うべ
きコマンドあるいはモードであるか、あるいは複数ピク
セル単位の画像処理が可能なコマンドあるいはモードで
あるかを検出する画像処理条件検出手段と、前記の１ピ
クセル単位の画像処理を行うべきコマンドあるいはモー
ドである場合は１ピクセル単位の画像処理を行い、前記
の複数ピクセル単位の画像処理が可能なコマンドあるい
はモードである場合には複数ピクセル単位の画像処理を
行うようにプログラムされた画像処理制御手段を備えて
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像処理プロセッサに関する。

近年、画像処理速度の向上および画像処理装置の高集積
度化への要求に伴い、画像処理用の各構成部分を１つの
画像処理プロセッサに統合して画像処理を行わせる傾向
にある。

画像処理の方式には、大別して、プレーン方式とパック
ドピクセル方式の２種の方式がある。両者は、画像デー
タを構成する１つのピクセルと１つのメモリデータとの
対応のさせ方において異なっている。ここに、ピクセル
とは、画面を構成する最小単位のことであり、画素とも
いう。

プレーン方式は従来から用いられてきた方式であり、第
６図（ａ）に示すように、メモリデータが３２ビツト１
ワードの場合、個々のビットが画面上の１ピクセルに対
応している。すなわち、“１”は１つの点を打つことを
意味し、０″は無表示を意味している。したがって、第
６図（ａ）の１ワードは、３２ピクセル分の情報を有し
ていることになり′、画像処理速度も速い。しかし、色
情報に関しては１色分の表現しかできない。そこで、こ
のプレーン方式で多色の画像処理を行う場合には、色の
数に対応した数のメモリバンクが必要となる。

一方、パックドピクセル方式は、第６図（ｂ）に示すよ
うに、１ワード中の複数のビットを１つのパックとし、
この１つのパックが色情報を有する１つのピクセルを表
現できるようにしたものである。すなわち、第６図（ｂ
）の場合は、４ビツトで１ピクセル分の情報を構成して
おり、４ビツト／ピクセルという（以下、ビット／ピク
セルをＢＰＰという。）。したがって、第６図（ｂ）に
示す３２ビツト１ワードのメモリデータは、色情報を有
する８つのピクセルを表現していることになる。

〔従来の技術〕

従来の画像処理プロセッサは、中央演算処理装置から与
えられるコマンドやモードに応じて、所要のデータ演算
等を行い、画像表示装置に出力することにより画面を構
成するものである。

代表的なコマンドとしては、画面上のある点（ｘ、ｙ）
を始点とし、ある点（ｘ　　、ｙ２）１１　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　２を終点とする直線を
描かせるコマンドである“ＬＩＮＥ”　画面上を水平に
走査しながら画面の塗りつぶしを行わせるコマンドであ
る“ＦＩＬＬ″などがある。また、モードとしては、画
面上に一定の領域を設定し、描画がその領域からはみ出
したか否かを検出する“クリッピングモード”、あらか
じめ設定された色データと画像メモリから読み出したメ
モリデータとを１ピクセル単位ごとに比較し、その結果
により処理を決定する“色比較モード”などがある。

中央演算処理装置ＣＰＵから画像処理プロセッサに与え
られるコマンドのうち、’ＦＩＬＬ”（画面の塗りつぶ
し）を考えた場合、このＦＩＬＬコマンドは、水平方向
の走査処理のみですむため、個々のピクセルごとに処理
するのではなく、複数のピクセルを一括したワード単位
で処理することが可能である。これは、塗りつぶしを行
う領域は、その始点と終点が与えられれば予め予想でき
るからである。一方、ＬＩＮＥコマンドの場合は、各ピ
クセルの処理は直線の傾きを計算してみないとわからな
いので、１ピクセル単位の処理を行わなければならない
。

ＦＩＬＬコマンドの場合も、クリッピングモードや色比
較モードが付加されると、ワード単位の処理はできなく
なる。すなわち、クリッピングモーＦ１１７）場合には
、予め設定されたクリッピング領域と描画しているピク
セルの座標（ｘ、ｙ）とを常に比較して、現在のピクセ
ルがクリッピング領域からはみ出しているか否かを検出
しなけばならないからである。また、色比較モードの場
合も同様に１ピクセル単位で予め設定された色情報と比
較を行わなければならないからである。したがって、従
来は、これらのクリッピングモードや色比較モードを備
えた画像処理プロセッサでは、複数ピクセル単位の処理
を行うことができなかった。

第７図に、１ピクセル単位で画像処理を行った場合と、
複数ピクセル単位で画像処理を行った場合との動作を比
較して示す。この場合は、ＩＢＰＰすなわちプレーン方
式の例を示している。

したがって、１ワードは３２ピクセルを表現している。

１ピクセル単位で画像処理を行う第７図（ａ）の場合は
、１回（１ピクセル）の画像処理に１クロツクを必要と
するので、１ワードの処理を行うには３２クロツクを必
要とする。メモリアクセスに要する時間は、１クロツク
が５０ｎｓとすると、通常４〜５クロツクですむため、
画像処理プロセッサの内部処理の方が２７〜２８クロツ
クも遅いことになり、この分はロスタイムとなる。一方
、複数ピクセル単位で画像処理を行う第７図（ｂ）の場
合は、同じ（１クロツクで１回の画像処理が行えるが、
この場合は１ワードすなわち３２ピクセル分を一括して
処理することができる。したがって、メモリアクセスよ
りも画像処理プロセッサの内部処理の方が速いためロス
タイムは生じない。

パックドピクセル方式の場合も同様であり、例えば４８
ＰＰの場合、１ワードは８ピクセルで構成されるため、
１ピクセル単位の画像処理方式では８クロツクを必要と
し、メモリアクセスよりも画像処理プロセッサの内部処
理の方が３〜４クロック遅いこととなり、これがロスタ
イムとなる。

次に、これらクリッピングモード、色比較モードを備え
た従来の画像処理プロセッサの主たる制御を行うマイク
ロプログラムのフローチャート構成を第８図に示す。

前述したように、従来の画像処理プロセッサでは、クリ
ッピングモードや色比較モードとなる可能性が常にある
ため、画像処理は無条件に１ピクセル単位で行うことに
なっている。

第８図において、「１ピクセルアドレス計算」ステップ
１００は、現在のピクセルアドレスに′１”だけ加えて
次のピクセルアドレスを算出するステップである。

「マスクデータ生成」ステップ１０１は、現在のピクセ
ルアドレスをもとにして、現在の論理演算処理に必要な
データ、あるいは描画を行う必要のあるビット数（マス
クビット）等のマスクデータを算出するためのステップ
である。通常、ここで求められるマスクビットは、ＩＢ
ＰＰであれば１ビツトとなり、１ビツトのみイネーブル
になるように算出される。同様に４８ＰＰなら４ビツト
のみイネーブルになるように、というようにＢＰＰに示
されたビット数の分だけイネーブルになるように算出さ
れる。

「１ピクセル論理演算」ステップ１０２は、「マスクデ
ータ生成」ステップ１０１で生成されたマスクデータを
もとに、１ピクセルのみの論理演算を実行するステップ
である。

「結果タンク」ステップ１０３は、「マスクデータ生成
」ステップ１０１で求められたマスクデータ、及び「１
ピクセル論理演算」ステップ１０２で求められた論理演
算結果を、１ワード分蓄えてお（ステップである。

したがって、水平方向のラインのＦＩＬＬの場合であれ
ば、以上説明したステップ１００．１０１．１０２．１
０３．１０４．１０５を、水平方向のラインの終了まで
繰り返し実行することにより、任意ラインの塗りつぶし
が行える。このフローチャートでは、水平方向の処理し
か書かれていないが、任意矩形領域のＦＩＬＬの場合は
、垂直方向に更新するたびに上記ステップを実行すれば
よい。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、上記従来の画像処理プロセッサでは、ＦＩ
ＬＬコマンドの場合、クリッピングモードや色比較モー
ドとなる可能性が常にあるので、プロセッサ内部の画像
処理は、１ピクセル単位テ行う方式に固定されている。

したがって、クリッピングモードでも色比較モードでも
ない場合でも１ピクセル単位の画像処理がなされること
となっている。この場合には、複数ピクセル単位の処理
と比べ、画像処理プロセッサの内部処理の方がメモリア
クセスよりもかなり遅れることとなり、この遅れの分が
ロスタイムとなって全体の描画時間が長くなるという問
題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、クリッピングモードや色比較モードを備えた
画像処理プロセッサにおいて、高速画像処理が可能な画
像処理プロセッサを提供することを目的とする。

〔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、１ピクセル単位
の画像処理を行うべきコマンドあるいはモードであるか
、あるいは複数ピクセル単位の画像処理が可能なコマン
ドあるいはモードであるかを検出する画像処理条件検出
手段（１）と、前記の１ピクセル単位の画像処理を行う
べきコマンドあるいはモードである場合は１ピクセル単
位の画像処理を行い、前記の複数ピクセル単位の画像処
理が可能なコマンドあるいはモードである場合には複数
ピクセル単位の画像処理を行うようにプログラムされた
画像処理制御手段（２）を備えて構成する。

〔作用〕

上記構成を有する本発明によれば、ＬＩＮＥコマンド、
クリッピングモードあるいは色比較モードである場合に
は、画像処理条件検出手段たるＯＲ回路（１）により画
像を処理すべき条件が検出され、その結果、画像処理制
御手段たる制御シーケンサ（２）内において、１ピクセ
ル単位の画像処理を実行するマイクロプログラムが選択
される。一方、ＬＩＮＥコマンドでもクリッピングモー
ドでも色比較モードでもない場合には、そのことがＯＲ
回路（１）により検出され、その結果、制御シーケンサ
（２）内において、複数ピクセル単位の画像処理を実行
するマイクロプログラムが選択されることになる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に、本発明にかかる画像処理プロセッサの一実施
例、及びその周辺回路の例を示す。ここでは、画像処理
プロセッサＰに、アドレスバス町とデータバスＢ、を介
して、中央演算処理装置ＣＰＵと画像処理メモリＭが接
続されており、さらに画像処理メモリＭと画像表示装置
ＣＲＴが接続されている。

第１図において、中央演算処理装置ＣＰＵは、画像処理
プロセッサＰにコマンド及びモードを与える働きをする
。画像処理プロセッサＰは、中央演算処理装置ＣＰＵに
より指示されたコマンド及びモードに基づき、中央演算
処理袋ｆｆ１ｃＰＵにより指示された各種のパラメータ
に従い画像処理を行う。ここに、各種のパラメータとは
、描画の始点や終点に関する情報などである。

画像処理メモリＭは、画像処理プロセッサＰの処理結果
である画像データを書き込むためのメモリであり、この
画像処理メモリＭに書き込まれているメモリデータに対
応して、画像表示装置ＣＲＴ上に画像が表示される。

第２図に、本発明の実施例たる画像処理プロセッサＰの
概略ブロック構成を示す。この画像処理プロセッサＰは
、ホストバス・インタフェースＩＨと、描画処理マイク
ロＧと、ラスク処理ブロックＲと、グラフィック・イン
タフェース１Ｇとを直列に接続して構成されている。

第２図において、ホストバス・インタフェースＩｌ（は
、中央演算処理装置ＣＰｔＪとの情報授受、及び中央演
算処理装置ＣＰＵから与えられるコマンドの解析を行う
ブロックであり、コマンド及びその解析結果と、中央演
算処理装置ＣＰＵにより指示された各種のパラメータを
描画処理マイクロＧに伝達する。

描画処理マイクロＧは、ホストバス・インタフエースＩ
Ｈから伝達されるコマンド、その解析結果、及び各種の
パラメータを受けて、ラスク処理ブロックＲが動作可能
なように環境を整える働きをする。例えば、中央演算処
理装置ＣＰＵにより指示される各種のパラメータである
描画の始点や終点に関する情報は（ｘ、ｙ）、（ｘ２゜
１ ７２）などの座標情報として送られてくるが、これらの
座標情報をピクセルの位置を示すアドレス情報に変換し
てラスク処理ブロックＲに送るなどの動作である。

ラスク処理ブロックＲは、描画処理マイクロＧから送ら
れてくるコマンドと各種の情報に基づいて実際の描画処
理を行うブロックである。

グラフィック赤インタフェース■Ｇは、リフレッシュア
ドレスの発生、及びラスク処理ブロックＲから送られて
くるアドレス情報、描画データ、及び表示アドレスを調
停して、画像処理プロセッサ外部の画像処理メモリＭに
送る。

次に第３図に、前記のラスク処理ブロックＲの概略ブロ
ック構成を示す。このラスク処理プロッックＲは、ディ
ジタル微分解析器ＤＤＡと、アドレス計算ブロックＡと
、論理演算ブロックＬと、アクセス制御ブロックＣとか
ら構成され、論理演算ブロックＬには画像データバスＢ
ＧＤが接続し、アクセス制御ブロックＣには画像アドレ
スバスＢＧＡが接続している。

ディジタル微分解析器ＤＤＡは、主として、直線の傾き
が正か負か、直線処理が終了したか否か、水平方向の１
ラインの処理が終了したのでポインタを垂直方向に移動
しなければならないか等の事項を検知する働きをするが
、ここではさらに、描画処理マイクロＧから送られてく
るコマンド及び始点、終点等の各種情報をもとに、−度
に処理可能なピクセル数を計算している。

アドレス計算ブロックＡは、ディジタル微分解析器ＤＤ
Ａからの情報をもとに、次にアクセスすべきアドレスを
計算したり、ディジタル微分解析器ＤＤＡやアドレス計
算用ＡＬＵ　（算術論理演算ユニット：図示せず）など
、ラスク処理ブロックＲ内の各パーツの主制御を司る役
割を果たしている。

アクセス制御ブロックＣは、このアドレス計算ブロック
Ａで計算されたアドレスをグラフィック・インタフェー
ス■Ｇへ送り、画像処理プロセッサ外部に出力させる信
号をグラフィック・インタフェースＩａに伝達する働き
をする。

論理演算ブロックしは、グラフィック・インタフェース
ＩＧを介して画像処理プロセッサ外部から取り込まれた
画像データと、画像処理プロセッサ内部に蓄えられてい
る情報とを論理演算したり、色比較（大小比較）したり
するブロックである。

そして、処理結果は、必要に応じ画像データバスＢＧＤ
を介してグラフィック・インタフェースＩＧを経て画像
処理プロセッサ外部に出力される。また、画像処理に必
要なマスク情報は、この論理演算ブロックして生成され
る。

そして、第４図は、前記のアドレス計算ブロックの一部
を示したものであり、画像処理条件検出手段たるＯＲ回
路１と、画像処理制御手段たる制御シーケンサ２を備え
ている。

ＯＲ回路１は、ＬＩＮＥコマンドであることを示す信号
“ＬＩＮＥ”と、クリッピング処理を行うか否かを示す
信号“ＣＬＩＰ”と、色比較（大小比較）を行うか否か
を示す信号“ＭＡＧ”との論理和をとる。すなわち、現
在の画像処理条件が“ＬＩＮＥ”　　　”ＣＬＩＰ”　
　　“ＭＡＧ”のいずれかであるか、あるいはそれらの
いずれでもないかを検知して画像処理条件検知信号を発
生し、その結果を制御シーケンサ２に伝えるのである。

ここで、“ＬＩＮＥ”信号は、中央演算処理装置ＣＰＵ
から送られてくるコマンドにより決定される。“ＣＬＩ
Ｐ”信号は、画像処理プロセッサ内部のコマンドフィー
ルドより入力される。これは、モードレジスタからでも
実施可能である。また、“ＭＡＧ”信号は、画像処理プ
ロセッサ内部のモードレジスタより入力される。

次に、第５図に、制御シーケンサ２の内部に格納されて
いるマイクロプログラムのフローチャートを示す。

この第５図において、第８図の従来例と同一もしくは重
複する部分には同一の符号を附して援用し、その詳細な
説明は省略する。

第５図においては、処理の第１ステツプ２００で、前記
のＯＲ回路１から伝達される画像処理条件検知信号によ
り、１ピクセル単位の処理を行うべきか否かを判断する
。

すなわち、ＬＩＮＥコマンドか、クリッピングモードか
、色比較モードの場合には、１ピクセル単位の処理の手
順が必要であると判断され、１ピクセル単位処理フロー
チャート１０００が選択される。また、クリッピングモ
ードや色比較モードの付加されないＦＩＬＬコマンドの
場合には、複数ピクセル単位の処理の手順が必要である
と判断され、複数ピクセル単位処理フローチャート２０
００が選択される。

１ピクセル単位処理フローチャート１０００は、従来例
の第８図に示すフローチャートと同一である。

次に、複数ピクセル単位処理フローチャート２０００の
流れについて説明する。

「処理ピクセル数計算」ステップ２０１は、現在の描画
先たるデスティネーションアドレス及びＢＰＰ値をもと
に、−度に画像処理可能なピクセル数を求めるステップ
である。この、−度に画像処理可能なピクセル数は、通
常は、３２をＢＰＰ値で除した数となる。例えば、ＩＢ
ＰＰであれば３２．４８ＰＰであれば８となる。ただし
、水平方向の最初のワードや最後のワードに関しては、
必ずしもワードバウンダリ（ワードの両端のビット）で
画像処理が開始されたり終了したりするとは限らず、ワ
ードの途中から画像処理が開始されたり終了したりする
こともあり得る。画像処理の開始や終了は、始点もしく
は終点のＸ座標に依存するからである。したがって、こ
の場合には、３２をＢＰＰ値で除した数から不要な数を
差し弓いて求める。

「次アドレス計算」ステップ２０２は、「処理ピクセル
数計算」ステップ２０１で求められた一度に画像処理可
能なピクセル数に現在のピクセルアドレスを加算して次
の処理アドレスを求めるためのステップである。

「マスクデータ生成」ステップ２０３は、現在の描画先
たるデスティネーションアドレス及びＢＰＰ値をもとに
、マスクデータを生成するためのステップである。通常
のワードはＮＯＮ−ＭＡＳＫ（マスクされない）状態に
なっている。

ただし、水平方向の最初のワードあるいは最後のワード
に関しては、前述したように、必ずしもワードバウンダ
リ（ワードの両端のビット）で画像処理が開始されたり
終了したりするとは限らず、ワードの途中から画像処理
が開始されたり終了したりすることもあり得るので、 不要なピクセル数ｘＢＰＰ値 に相当する分のビットがマスクされる。

「複数ピクセル論理演算」ステップ２０４は、「マスク
データ生成」ステップ２０３で生成されたマスクデータ
をもとに、−度に１ワ一ド分の論理演算を行うためのス
テップである。

以上が、複数ピクセル単位処理の基本ステップであり、
以後は、前記のステップ２０１．２０２．２０３．２０
４．２０５を、水平方向のラインの終了まで繰り返し実
行することにより、任意ラインの塗りつぶしが行える。

このフローチャートでは、水平方向の処理しか書かれて
いないが、任意矩形領域のＦＩＬＬの場合は、垂直方向
に更新するたびに上記ステップを実行すればよい。

なお、本発明の実施例においては、１ピクセル単位処理
や複数ピクセル単位処理の手順を、制御シーケンサ２の
内部にマイクロプログラムとして格納する例を示したが
、これは処理手順を組み込んだシーケンサとして構成し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、クリッピング機
能、色比較（大小比較）機能を備えた汎用画像処理プロ
セッサにおいても、クリッピングモード、色比較（大小
比較）モードではない場合には、複数ピクセル単位で画
像処理を行うことが可能となるため、不要なロスタイム
が解消され、全体として、従来よりも高速な画像処理を
行うことができるようになるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たる画像処理プロセッサの周
辺構成を示す図、 第２図は本発明の一実施例たる画像処理プロセッサの概
略ブロック構成を示す図、 第３図は本発明の一実施例たる画像処理プロセッサにお
けるラスク処理ブロックの概略ブロック構成を示す図、 第４図は本発明の一実施例たる画像処理プロセッサにお
けるアドレス計算ブロックの一部を示す概略ブロック図
、 第５図は第１図における制御シーケンサに格納されてい
るマイクロプログラムのフローチャートを示す図、 第６図は従来例の画像処理プロセッサにおける画像処理
の方式を説明する図、 第７図は従来例の画像処理プロセッサにおける画像処理
の動作を説明する図、 第８図は従来例の画像処理プロセッサにおけるアドレス
計算ブロックに格納されているマイクロプログラムのフ
ローチャートを示す図である。 １・・・ＯＲ回路 ２・・・制御シーケンサ １００〜１０６・・・ステップ ２００〜１０６・・・ステップ １０００・・・１ピクセル単位処理フローチャート２０
００・・・複数ピクセル単位処理フローチャート Ａ・・・アドレス計算ブロック ＢＡ・・・アドレスバス ＢＤ・・・データバス ＢＧＡ・・・画像アドレスバス ＢＧＤ・・・画像データバス Ｃ・・・アクセス制御ブロック ＣＰＵ・・・中央演算処理装置 ＣＲＴ・・・画像表示装置 ＤＤＡ・・・ディジタル微分解析器 Ｇ・・・描画マイクロ Ｉａ・・・グラフィック健インタフェース■Ｈ・・・ホ
ストバス・インタフェースＬ・・・論理演算ブロック Ｍ・・・画像処理メモリ Ｐ・・・画像処理プロセッサ Ｒ・・・ラスク処理ブロック 本発明の一実施例たる画像処理プロセッサの周辺構成を
示す２第　　１　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１ピクセル単位の画像処理を行うべきコマンドあるい
   はモードであるか、あるいは複数ピクセル単位の画像処
   理が可能なコマンドあるいはモードであるかを検出する
   画像処理条件検出手段（１）と、前記の１ピクセル単位
   の画像処理を行うべきコマンドあるいはモードである場
   合は１ピクセル単位の画像処理を行い、前記の複数ピク
   セル単位の画像処理が可能なコマンドあるいはモードで
   ある場合には複数ピクセル単位の画像処理を行うように
   プログラムされた画像処理制御手段（２）を備えたこと
   を特徴とする画像処理プロセッサ。