JPH04317099A

JPH04317099A - 動画対応フレームバッファ

Info

Publication number: JPH04317099A
Application number: JP3084218A
Authority: JP
Inventors: Masaru Uya; 宇屋　優
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1992-11-09

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジニアリング・ワ
ークステーション（科学技術用対話型小型コンピュータ
）などに用いられるフレームバッファに関し、特に画像
表示装置の背景画面上の任意の形状の動画ウィンドウの
中にビデオ映像のような変化の速い動画をリアルタイム
に映し出させるための動画対応フレームバッファに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジニアリング・ワークステーション
などのワークステーションは、その高い対話性を実現す
るために、通常高／中解像度のグラフィック・ディスプ
レイを持っている。従来のワークステーションにおける
フレームバッファの構成を、これに接続されたカラーデ
ィスプレイとともに図５に示す。カラーディスプレイ８
は、例えば解像度が横１２８０×縦１０２４画素であっ
て、色数がＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）各８ビットである
。色数を示すビット数の合計が２４ビットであるから、
２の２４乗通り、すなわち約１６７０万色の色表示が可
能である。

【０００３】このカラーディスプレイ８に接続されたフ
レームバッファ１００には、ワークステーションの不図
示のＣＰＵ（中央処理装置）から１画面分の画素毎に画
素データが書き込まれてこれを記憶するフレームメモリ
４と、該フレームメモリ４から読み出されたディジタル
の画素データをＲＧＢのアナログ映像信号に変換してカ
ラーディスプレイ８へ供給するためのＤ／Ａ（ディジタ
ル／アナログ）変換器７とを備える。フレームメモリ４
は、上記カラーディスプレイ８の解像度に対応して１２
８０×１０２４の画素アドレスでアクセスされ、各アド
レスの画素データは２４ビット構成になっている。Ｄ／
Ａ変換器７は、カラーディスプレイ８に適合した速度の
画像読み出しクロックとこれに同期した画像読み出しア
ドレスとに同期してフレームメモリ４の画素データを読
み出す。

【０００４】カラーディスプレイ８の画面には、ユーザ
ー・インターフェイスの向上のため、例えばＸウィンド
ウのような幾つかの窓（ウィンドウ）の中に各々異なる
画像が映し出される。１０１及び１０２は、各々例えば
ＣＡＤの計算結果を表示するグラフィック静止画像や文
字入力のためのキャラクタベースのエディタ画像を映し
出す長方形の非動画ウィンドウである。１０３は、コン
ピュータ・グラフィックス・アニメーションのための専
用プロセッサからフレームバッファ１００に直接送られ
たデータに基づいて動画像を映し出す動画ウィンドウで
あって、同じく長方形である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、長方形だけでな
く様々な形のウィンドウが実現できればワークステーシ
ョンの応用範囲を飛躍的に拡大させることができる。上
記グラフィック静止画像やエディタ画像などの非動画を
ソフトウェア（プログラム）で任意形状のウィンドウの
中に表示することは大して困難ではない。これをハード
ウェアで実現する場合に比べてソフトウェアの場合には
表示速度が遅くなるが、非動画では表示速度が遅くなっ
ても大きな実用上の問題は生じないのである。しかしな
がら、このソフトウェア方式を採用する場合には、例え
ばビデオ映像のような１０〜３０フレーム／秒程度の変
化の速い動画を任意形状のウィンドウ中に滑らかにリア
ルタイムに映し出すことは到底実現不可能であった。

【０００６】本発明の目的は、従来は実現不可能であっ
た変化の速い動画の任意形状ウィンドウへのリアルタイ
ム表示をハードウェアで実現するフレームバッファを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、フレームメモリの前段に背景画面メモ
リ、動画メモリ及びウィンドウ定義手段の３つの記憶手
段を設け、ウィンドウ定義手段で定義された任意形状の
動画用ウィンドウ・エリアの中の画素に限って動画メモ
リを読み出す構成を採用したものである。

【０００８】具体的に説明すると、請求項１の発明は、
１画面分の画素毎に画素データを記憶するためのフレー
ムメモリと、該フレームメモリから読み出されたディジ
タルの画素データをアナログ映像信号に変換して画像表
示装置へ供給するためのＤ／Ａ変換器とを備え、画像表
示装置の背景画面上に設定された動画ウィンドウの中に
ビデオ映像のような変化の速い動画をリアルタイムに映
し出させるための動画対応フレームバッファであること
を前提とし、次のような背景画面メモリ、動画メモリ、
ウィンドウ定義手段及びデータセレクタを備えた構成を
採用したものである。すなわち、背景画面メモリは背景
画面を構成するための画素データが書き込まれ、該背景
画面の画素データが画素毎に順次読み出されるものであ
り、動画メモリは動画を構成するための画素データが順
次書き込まれ、書き込まれた画素データが該書き込みと
は独立かつ非同期に画素毎に順次読み出されるものであ
る。ウィンドウ定義手段は、動画ウィンドウの位置、形
状及び大きさを定義するように画素毎に該動画ウィンド
ウの内側の動画用ウィンドウ・エリアであるか否かを示
す動画ウィンドウ・パターン・データを記憶し、該動画
ウィンドウ・パターン・データが画素毎に順次読み出さ
れるものである。そしてデータセレクタは、画素毎に、
ウィンドウ定義手段から読み出された動画ウィンドウ・
パターン・データが動画用ウィンドウ・エリアであるこ
とを示す画素については動画メモリから読み出された動
画の画素データを、他の画素については背景画面メモリ
から読み出された背景画面の画素データを、各々フレー
ムメモリへの書き込みのために選択出力するものである
。

【０００９】請求項２の発明は、フレームメモリ、背景
画面メモリ及び動画メモリが各々同じ数の画素データの
記憶容量を有する合成画面用デュアルポートメモリ、背
景画面用デュアルポートメモリ及び動画用デュアルポー
トメモリを備え、合成画面用デュアルポートメモリ及び
背景画面用デュアルポートメモリには各々の記憶容量を
満たす数の画素データが書き込まれ、動画用デュアルポ
ートメモリにはその記憶容量を一部残す数の画素データ
が書き込まれることを前提としたものである。そして、
次のようなウィンドウ定義用デュアルポートメモリ、動
画ウィンドウ位置レジスタ及びアドレス変換器を備えた
ウィンドウ定義手段の構成を採用したものである。すな
わち、ウィンドウ定義用デュアルポートメモリは、動画
用デュアルポートメモリへの画素データの書き込み数に
等しい数の動画ウィンドウ・パターン・データの記憶容
量を有するものである。動画ウィンドウ位置レジスタは
、動画用デュアルポートメモリに対するウィンドウ定義
用デュアルポートメモリの仮想的な重ね合わせ位置を示
す動画ウィンドウ位置データを記憶するためのものであ
る。画像転送アドレスが画素の指定のために画素毎に背
景画面用デュアルポートメモリ及び動画用デュアルポー
トメモリに各々読み出しアドレスとして与えられ、かつ
、同じ画像転送アドレスが合成画面用デュアルポートメ
モリに書き込みアドレスとして与えられるのであるが、
アドレス変換器は、この画像転送アドレスを動画ウィン
ドウ位置データに基づいてウィンドウ定義用デュアルポ
ートメモリの読み出しアドレスに変換するものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明によれば、背景画面メモリには
動画ウィンドウに対する背景画面の画素データが書き込
まれる。前記のグラフィック表示画面やエディタ画面な
どの静止画面に限らず、動画を背景画面とすることもで
きる。一方、動画メモリにはウィンドウ表示しようとす
る動画の画素データが途切れることなく高速に順次書き
込まれる。ウィンドウ定義手段は、動画ウィンドウ・パ
ターン・データを記憶している。この動画ウィンドウ・
パターン・データは、動画ウィンドウの内側の動画用ウ
ィンドウ・エリアであるか否かを示すものであって、動
画ウィンドウの内側に対応する画素アドレスには例えば
データ“１”が書き込まれ、動画ウィンドウの外側に対
応する画素アドレスにはデータ“０”が書き込まれる。これにより、動画ウィンドウの位置、形状及び大きさを
任意に定義できる。

【００１１】フレームメモリへの画素データの書き込み
に際しては、背景画面メモリから背景画面の画素データ
が画素毎に順次読み出される一方、動画メモリからは動
画の画素データが該動画メモリへの書き込みとは独立か
つ非同期に画素毎に順次読み出される。これと並行して
ウィンドウ定義手段からは、動画ウィンドウ・パターン
・データが画素毎に順次読み出される。データセレクタ
は、画素毎に、ウィンドウ定義手段から読み出した動画
ウィンドウ・パターン・データに応じてフレームメモリ
に動画の画素データを与えたり、背景画面の画素データ
を与えたりする。上記の例のように動画ウィンドウの内
側すなわち動画用ウィンドウ・エリアであることをデー
タ“１”で表わし、動画ウィンドウの外側すなわち動画
用ウィンドウ・エリアでないことをデータ“０”で表わ
す場合には、データセレクタは、ウィンドウ定義手段か
らデータ“１”が読み出された画素については動画の画
素データをフレームメモリに対して選択出力し、ウィン
ドウ定義手段からデータ“０”が読み出された画素につ
いては背景画面の画素データをフレームメモリに対して
選択出力するのである。この結果、フレームメモリには
、動画ウィンドウ・パターン・データによって位置、形
状及び大きさが定義される動画ウィンドウの中に動画の
画素データが格納され、この動画ウィンドウの外に背景
画面の画素データが格納される。つまり、背景画面メモ
リの画素データと動画メモリの画素データとを合成して
なる１画面分の画素データがフレームメモリに書き込ま
れるのである。以上のように、動画ウィンドウ・パター
ン・データによって背景画面の画素データにマスクがか
けられ、マスク部分の中の動画用ウィンドウ・エリアに
動画の画素データが嵌め込まれるのである。

【００１２】Ｄ／Ａ変換器は、このフレームメモリから
ディジタルの画素データを読み出し、これをアナログ映
像信号に変換して画像表示装置へ供給する。これにより
、画像表示装置の背景画面上の任意の位置において任意
の形状、任意の大きさに設定された動画ウィンドウの中
にビデオ映像のような変化の速い動画が滑らかに、リア
ルタイムに映し出される。

【００１３】また、請求項２の発明によれば、同じ記憶
容量を持つ合成画面用デュアルポートメモリ、背景画面
用デュアルポートメモリ及び動画用デュアルポートメモ
リは、共通の画像転送アドレスにより各画素がアクセス
される。ただし、合成画面用デュアルポートメモリ及び
背景画面用デュアルポートメモリには各々の記憶容量を
満たす数の画素データが書き込まれるのに対して、動画
用デュアルポートメモリにはその記憶容量を一部残すよ
うに背景画面より小さい動画の画素データが書き込まれ
る。ＮＴＳＣ規格のビデオ映像などの動画データサイズ
を考慮したものである。したがって、動画用デュアルポ
ートメモリに１つの動画を構成する画素データを書き込
んだ後に、書き込みアドレスを同じ動画用デュアルポー
トメモリ中の別の位置に変更することができる。この場
合には、変更前の書き込みアドレスには静止画として「
フリーズ」された画素データが残ると同時に、変更後の
書き込みアドレスには動画の画素データが引き続き順次
書き込まれる。

【００１４】さて、動画用デュアルポートメモリに書き
込まれた動画と同じサイズのマスクの機能を持つウィン
ドウ定義用デュアルポートメモリがさらに設けられてお
り、定義された動画ウィンドウを通して動画用デュアル
ポートメモリの任意の部分を見ることができるように、
ウィンドウ定義用デュアルポートメモリが動画用デュア
ルポートメモリに対して仮想的に重ね合わせられる。と
ころが、ウィンドウ定義用デュアルポートメモリの記憶
容量は上記３つのデュアルポートメモリの記憶容量に比
べて小さく設定されているので、上記と同一の画像転送
アドレスでウィンドウ定義用デュアルポートメモリをア
クセスすることはできない。そこで、動画用デュアルポ
ートメモリに対するウィンドウ定義用デュアルポートメ
モリの仮想的な重ね合わせ位置を示す動画ウィンドウ位
置データを動画ウィンドウ位置レジスタに記憶させてお
き、各デュアルポートメモリに共通の画像転送アドレス
を動画ウィンドウ位置データに基づく演算によりウィン
ドウ定義用デュアルポートメモリの読み出しアドレスに
変換するのである。上記のように動画用デュアルポート
メモリ中にフリーズ静止画と動画とが共存する場合には
、動画ウィンドウ位置レジスタに記憶させる動画ウィン
ドウ位置データを変更するだけで、動画ウィンドウの中
にフリーズ静止画を表示させたり、動画ウィンドウの中
に動画を表示させたりと、動画用デュアルポートメモリ
の内容を様々な形で動画ウィンドウの中に映し出すこと
ができる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の動画対応フレームバッファ
の一実施例をこれに接続されたカラーディスプレイとと
もに示すブロック図であって、ワークステーションの一
部を構成する。従来例を示す前記の図５と同じ符号は、
同じ構成物を示す。カラーディスプレイ８は、解像度が
横１２８０×縦１０２４画素であり、色数がＲＧＢ各８
ビットであるものとする。

【００１６】フレームバッファ１００中において、１は
動画ウィンドウに対する背景画面を構成するための画素
データのバッファ記憶を目的とした背景画面用デュアル
ポートメモリであって、カラーディスプレイ８の１画面
分（横１２８０×縦１０２４の画素、１画素＝８ビット
）の非動画の画素データをバッファ記憶するものである
。この背景画面用デュアルポートメモリ１は、ワークス
テーションのＣＰＵ（図示せず）から左側の書き込みポ
ートを通して第１の書き込みアドレス（２１ビット）に
第１の書き込みデータ（８ビット）が第１の書き込みク
ロックに同期して書き込まれるとともに、書き込まれた
データが右側の読み出しポートを通して書き込みとは独
立かつ非同期に読み出される。この読み出しのためには
、画像転送クロックが与えられるとともに、この画像転
送クロックに同期した上位１０ビットのＹ（縦）座標Ｙ
ｔ（０〜１０２３）と下位１１ビットのＸ（横）座標Ｘ
ｔ（０〜１２７９）とで構成される画像転送アドレス（
２１ビット）が読み出しアドレスとして与えられる。

【００１７】２は、背景画面用デュアルポートメモリ１
と同じ画素サイズ（横１２８０×縦１０２４の画素、た
だし１画素＝２４ビット）の記憶容量を有する動画用デ
ュアルポートメモリであって、動画１画面分（横６４０
×縦４８０の画素、１画素＝２４ビット）の画素データ
を任意の位置にバッファ記憶できるものである。この動
画用デュアルポートメモリ２には、例えばＮＴＳＣ規格
のテレビ映像や磁気ディスクや光ディスクなどの動画再
生装置（図示せず）から送られてくるビデオ映像などの
動画の画素データが、公知のインターフェイス装置で実
現可能な動画書き込み装置（図示せず）によって、ワー
クステーションのＣＰＵや主記憶（図示せず）を介さず
に直接かつリアルタイムに書き込まれる。この際、左側
の書き込みポートを通して第２の書き込みアドレス（２
１ビット）に第２の書き込みデータ（２４ビットの動画
データ）が第２の書き込みクロックに同期して書き込ま
れるのであるが、書き込まれたデータは右側の読み出し
ポートを通して書き込みとは独立かつ非同期に読み出さ
れる。この動画用デュアルポートメモリ２の読み出しの
ためには、背景画面用デュアルポートメモリ１と共通の
画像転送クロック及び画像転送アドレス［上位Ｙｔ（０
〜１０２３），下位Ｘｔ（０〜１２７９）］が与えられ
る。

【００１８】３は、最大１画面分（横６４０×縦４８０
の画素）の動画ウィンドウの位置、形状及び大きさを定
義する動画ウィンドウ・パターン・データ（各画素毎に
１ビット）を記憶するためのウィンドウ定義用デュアル
ポートメモリである。１ビットの動画ウィンドウ・パタ
ーン・データは、該動画ウィンドウの内側の動画用ウィ
ンドウ・エリアであるか否かを示すものであって、動画
ウィンドウの内側に対応する画素アドレスには例えばデ
ータ“１”が書き込まれ、動画ウィンドウの外側に対応
する画素アドレスにはデータ“０”が書き込まれるもの
である。これにより、動画ウィンドウの位置、形状及び
大きさを任意に定義できる。この動画ウィンドウ・パタ
ーン・データを構成する第３の書き込みデータ（１ビッ
ト）は、前記ワークステーションのＣＰＵから左側の書
き込みポートを通して第３の書き込みアドレス（１９ビ
ット）に第３の書き込みクロックに同期して書き込まれ
るとともに、書き込まれたデータが右側の読み出しポー
トを通して書き込みとは独立かつ非同期に読み出される
。このウィンドウ定義用デュアルポートメモリ３の読み
出しのためには、背景画面用デュアルポートメモリ１及
び動画用デュアルポートメモリ２と共通の画像転送クロ
ックが与えられる。

【００１９】なお、以上の背景画面用、動画用及びウィ
ンドウ定義用の３つのデュアルポートメモリ１〜３は、
１画素に対応するデータの深さがそれぞれ異なる（背景
画面用＝８ビット、動画用＝２４ビット、ウィンドウ定
義用＝１ビット）けれどもアクセスの形態は同じであっ
て、いずれも独立かつ非同期の読み書きが可能であるが
、アクセスの形態は各々異なってもよい。左側の書き込
みポートは読み出し兼用であってもよい。

【００２０】６は、背景画面用デュアルポートメモリ１
から読み出された８ビットの画素データを入力とし、こ
れに対応した２５６個の２４ビットの画素データ（ＲＧ
Ｂ各８ビット）を出力するカラー・ルックアップ・テー
ブル（カラーパレットとも呼ばれる）である。

【００２１】５は、カラー・ルックアップ・テーブル６
から出力された２４ビットの画素データを入力Ａとし、
動画用デュアルポートメモリ２から読み出された２４ビ
ットの画素データを入力Ｂとし、ウィンドウ定義用デュ
アルポートメモリ３から読み出された１ビットの動画ウ
ィンドウ・パターン・データを選択入力Ｓとするデータ
セレクタであって、選択入力Ｓがデータ“０”のときカ
ラー・ルックアップ・テーブル６の出力データ（入力Ａ
）を、同選択入力Ｓがデータ“１”のとき動画用デュア
ルポートメモリ２の出力データ（入力Ｂ）を各々選択し
て、これを出力Ｙとするものである。

【００２２】４は、背景画面用、動画用及びウィンドウ
定義用の３つのデュアルポートメモリ１〜３と同様に独
立かつ非同期の読み書きができる合成画面用デュアルポ
ートメモリからなるフレームメモリであって、背景画面
用デュアルポートメモリ１及び動画用デュアルポートメ
モリ２と同じカラーディスプレイ８の１画面分（横１２
８０×縦１０２４の画素、１画素＝２４ビット）の画素
データの記憶容量を有するものである。フレームメモリ
４には、データセレクタ５の出力Ｙが書き込みデータと
して与えられる。このフレームメモリ４の書き込みのた
めには、さらに背景画面用、動画用及びウィンドウ定義
用の３つのデュアルポートメモリ１〜３と共通の画像転
送クロックが与えられるとともに、背景画面用デュアル
ポートメモリ１及び動画用デュアルポートメモリ２と共
通の画像転送アドレス［上位Ｙｔ（０〜１０２３），下
位Ｘｔ（０〜１２７９）］が与えられる。

【００２３】７は、フレームメモリ４から読み出された
２４ビットの画素データを入力とし、これをＲＧＢの８
ビットずつディジタル／アナログ変換してＲＧＢのアナ
ログ映像信号を各々カラーディスプレイ８に供給するＤ
／Ａ変換器である。

【００２４】１０は、ウィンドウ定義用デュアルポート
メモリ３を動画用デュアルポートメモリ２に仮想的に重
ね合わせたときの、動画用デュアルポートメモリ２の座
標でのウィンドウ定義用デュアルポートメモリ３の左上
隅の原点の位置を示す２０ビットの動画ウィンドウ位置
データを記憶する動画ウィンドウ位置レジスタである。動画ウィンドウ位置データは、上位１０ビットのＹ座標
Ｙｓ（０〜５４４）と下位１０ビットのＸ座標Ｘｓ（０
〜６３９）とで構成され、ワークステーションのＣＰＵ
により動画ウィンドウ位置レジスタ１０に書き込まれる
。

【００２５】９は、動画ウィンドウ位置データ［上位Ｙ
ｓ（０〜５４４），下位Ｘｓ（０〜６３９）］に基づい
て前記画像転送アドレス［上位Ｙｔ（０〜１０２３），
下位Ｘｔ（０〜１２７９）］をウィンドウ定義用デュア
ルポートメモリ３の読み出しアドレス［上位Ｙｃ（０〜
４７９），下位Ｘｃ（０〜６３９）］に変換するための
アドレス変換器であって、２１ビットの画像転送アドレ
ス（入力Ａ）から動画ウィンドウ位置レジスタ１０が記
憶する２０ビットの動画ウィンドウ位置データ（入力Ｂ
）を減算して得た１９ビットの出力データ（出力Ｙ、Ｙ
＝Ａ−Ｂ）をウィンドウ定義用デュアルポートメモリ３
に対して出力するものである。つまり、Ｙｃ＝Ｙｔ−Ｙ
ｓかつＸｃ＝Ｘｔ−Ｘｓとなる。

【００２６】以上のウィンドウ定義用デュアルポートメ
モリ３、動画ウィンドウ位置レジスタ１０及びアドレス
変換器９は、動画ウィンドウの位置、形状及び大きさを
定義するように画素毎に該動画ウィンドウの内側の動画
用ウィンドウ・エリアであるか否かを示す動画ウィンド
ウ・パターン・データを記憶しかつ該動画ウィンドウ・
パターン・データが画素毎に順次読み出されるウィンド
ウ定義手段１１を構成する。

【００２７】次に、以上に説明したフレームバッファ１
００の動作を説明する。図１では、背景画面用、動画用
及びウィンドウ定義用の３つのデュアルポートメモリ１
〜３とフレームメモリ４とについて、横１２８０×縦１
０２４の画素からなる非動画及び横６４０×縦４８０の
画素からなる動画に対応して各メモリの記憶データの内
容を、各メモリの記憶容量を表わす「平板」の上にイメ
ージ的に図示することにより、各々のデータの意味が容
易に分るようにしてある。カラーディスプレイ８の画面
には、例えばＸウィンドウのような幾つかのウィンドウ
の中に各々異なる画像が映し出されている。１０１及び
１０２は、各々例えばＤＴＰ（デスクトップ・パブリッ
シング）の静止画像やキャラクタベースのエディタ画像
を映し出す従来と同じ長方形の非動画ウィンドウである
。１０３ａは、あたかもテレビジョンのように動画像を
映し出す例えば「ハート」型の動画ウィンドウである。これらの画像をカラーディスプレイ８に映し出すための
フレームバッファ１００の各部の動作を順を追って詳細
に説明する。

【００２８】はじめに、動画ウィンドウ１０３ａの位置
、形状及び大きさに関する情報がワークステーションの
ユーザーから与えられると、ワークステーションのＣＰ
Ｕ（図示せず）は、該情報に基づいて動画ウィンドウ位
置レジスタ１０に動画ウィンドウ位置データを書き込む
ことにより動画ウィンドウ１０３ａの大まかな位置を指
定するとともに、ウィンドウ定義用デュアルポートメモ
リ３に左側の書き込みポートを通して動画ウィンドウ・
パターン・データを書き込むことにより該動画ウィンド
ウ１０３ａの詳細な位置並びにその形状及び大きさを指
定する。

【００２９】図２は、動画用デュアルポートメモリ２の
座標（Ｘｔ，Ｙｔ）とウィンドウ定義用デュアルポート
メモリ３の座標（Ｘｃ，Ｙｃ）との対応関係を示す説明
図である。同図中の長方形エリア２１は、動画用デュア
ルポートメモリ２に仮想的に重ね合わせられたウィンド
ウ定義用デュアルポートメモリ３（記憶容量：横６４０
×縦４８０）を示すものである。動画ウィンドウ位置レ
ジスタ１０に書き込む動画ウィンドウ位置データとして
は、例えば、動画用デュアルポートメモリ２の座標での
長方形エリア２１の左上隅の座標すなわちウィンドウ定
義用デュアルポートメモリ３の原点の位置を示す座標（
Ｘｓ，Ｙｓ）を採用する。具体的には、動画ウィンドウ
位置データを上位１０ビットのＹ座標Ｙｓ（０〜５４４
）と下位１０ビットのＸ座標Ｘｓ（０〜６３９）とで構
成する。これにより、動画ウィンドウ１０３ａの大まか
な位置が指定できる。

【００３０】ウィンドウ定義用デュアルポートメモリ３
に書き込まれる動画ウィンドウ・パターン・データは、
図１に示すように、前記「ハート」型の動画ウィンドウ
１０３ａの内側に対応する画素アドレスをデータ“１”
とし、該動画ウィンドウ１０３ａの外側に対応する画素
アドレスをデータ“０”とするものである。これにより
、動画ウィンドウ１０３ａの詳細な位置並びにその形状
及び大きさが指定できる。ただし、ウィンドウ定義用デ
ュアルポートメモリ３の上縁ラインと左縁ラインとに書
き込まれる動画ウィンドウ・パターン・データは、全て
データ“０”とする。

【００３１】次に、ワークステーションのＣＰＵ（図示
せず）は、磁気ディスクや光ディスクなどの動画再生装
置（図示せず）と動画書き込み装置（図示せず）とを起
動することによって、動画を構成する画素データ（横６
４０×縦４８０の画素）の動画用デュアルポートメモリ
２への転送を実行させる。この動画の画素データは、ワ
ークステーションのＣＰＵや主記憶（図示せず）を介さ
ずに高速に、直接かつリアルタイムに、例えばウィンド
ウ定義用デュアルポートメモリ３の重ね合わせ位置に書
き込まれる。この際、動画の画素データとウィンドウ定
義用デュアルポートメモリ３とが同じサイズ（横６４０
×縦４８０）であるので、両者をぴったりと重ね合わせ
ることができる。動画の画素データの書き込みエリアの
外側すなわち図１において動画用デュアルポートメモリ
２の中に白く表現されている部分には、どんな画素デー
タが書き込まれてもよい。ただし、この動画用デュアル
ポートメモリ２への動画１画面分の画素データの書き込
み周期は、例えば１０〜３０フレーム／秒の範囲で動画
自体のフレーム周期以下に設定される。

【００３２】背景画面用デュアルポートメモリ１には、
動画ウィンドウ１０３ａに対する背景画面を構成するた
めの画素データ、すなわち、前記のＤＴＰ静止画像やキ
ャラクタベースのエディタ画像を映し出す長方形の非動
画ウィンドウ１０１、１０２を含む非動画の画素データ
（横１２８０×縦１０２４の画素）がワークステーショ
ンのＣＰＵ（図示せず）によって左側の書き込みポート
を通して書き込まれる。この背景画面用デュアルポート
メモリ１への画素データの書き込み方法は、前記従来の
フレームメモリ４（図５）への書き込みと同様である。

【００３３】以上の動作の結果、背景画面用、動画用及
びウィンドウ定義用の３つのデュアルポートメモリ１〜
３に、各々図１中に「イメージ的」に表現されているよ
うなデータがバッファ記憶される。

【００３４】次に、所定の周期の画像転送クロックが、
背景画面用、動画用及びウィンドウ定義用の３つのデュ
アルポートメモリ１〜３の右側の読み出しポートに共通
の読み出しクロックとして、かつまたフレームメモリ４
の左側の書き込みポートに書き込みクロックとして与え
られる。また、この画像転送クロックに同期した２１ビ
ットの画像転送アドレス［上位Ｙｔ（０〜１０２３），
下位Ｘｔ（０〜１２７９）］が、背景画面用デュアルポ
ートメモリ１及び動画用デュアルポートメモリ２に読み
出しアドレスとして、フレームメモリ４に書き込みアド
レスとして与えられるとともに、アドレス変換器９にも
入力Ａとして与えられる。この画像転送アドレスは、画
像転送クロック毎にインクリメントされるものであって
、Ｙｔ＝０，Ｘｔ＝０から始まってＹｔ＝０，Ｘｔ＝１
２７９となるまでまずＸｔがインクリメントされる。次にＹｔが１だけインクリメントされてＹｔ＝１，Ｘｔ
＝０からＹｔ＝１，Ｘｔ＝１２７９まで進む。以下、Ｙ
ｔ＝１０２３，Ｘｔ＝１２７９となるまで、Ｙｔ及びＸ
ｔのインクリメントを繰り返す。

【００３５】この画像転送アドレスの変化にしたがって
、背景画面用デュアルポートメモリ１は、左上隅から始
まってまず最上ラインのアドレスの画素データが順次読
み出され、所定の帰線期間を経て１ライン下のアドレス
の画素データが左から順に読み出される。以下、右下隅
の画素データが読み出されるまでノン・インターレース
・スキャン方式で１フレームが読み出される。ただし、
この１フレーム読み出しの周期は、動画用デュアルポー
トメモリ２への動画１画面分の画素データの書き込み周
期以下に設定されている。このようにして背景画面用デ
ュアルポートメモリ１から順次読み出された背景画面の
８ビットの画素データは、カラー・ルックアップ・テー
ブル６に入力され、該カラー・ルックアップ・テーブル
６からこれに対応した２４ビットの画素データが直ちに
出力される。この２４ビット画素データは、データセレ
クタ５に入力Ａとして与えられる。

【００３６】動画用デュアルポートメモリ２についても
背景画面用デュアルポートメモリ１の場合と同様に、左
上隅から始まってまず最上ラインのアドレスの画素デー
タが順次読み出され、所定の帰線期間を経て１ライン下
のアドレスの画素データが左から順に読み出される。以
下、右下隅の画素データが読み出されるまでノン・イン
ターレース・スキャン方式で、しかも背景画面用デュア
ルポートメモリ１の場合と同じ速度で１フレームが読み
出される。このようにして動画用デュアルポートメモリ
２から順次読み出された動画の２４ビットの画素データ
は、データセレクタ５に入力Ｂとして与えられる。

【００３７】一方、アドレス変換器９は、図３（ａ）〜
（ｃ）に示すように、２１ビットの画像転送アドレス［
上位Ｙｔ（０〜１０２３），下位Ｘｔ（０〜１２７９）
］から２０ビットの動画ウィンドウ位置データ［上位Ｙ
ｓ（０〜５４４），下位Ｘｓ（０〜６３９）］を減算し
、結果として１９ビットの出力データ［上位Ｙｃ（０〜
４７９），下位Ｘｃ（０〜６３９）］を画像転送クロッ
クのタイミングでウィンドウ定義用デュアルポートメモ
リ３の読み出しポートに読み出しアドレスとして出力す
る（Ｙｃ＝Ｙｔ−Ｙｓ、Ｘｃ＝Ｘｔ−Ｘｓ）。したがっ
て、図２の長方形エリア２１の内側の画素データを指定
する画像転送アドレス［上位Ｙｔ，下位Ｘｔ］は、ウィ
ンドウ定義用デュアルポートメモリ３の内部の読み出し
アドレス［上位Ｙｃ，下位Ｘｃ］に変換され、動画用ウ
ィンドウ・エリアの内側であるか外側であるかに応じて
ウィンドウ定義用デュアルポートメモリ３からデータ“
１”又はデータ“０”が読み出される。ただし、アドレ
ス変換器９は、減算の結果Ｙｃが０〜４７９の範囲を越
えたときはＹｃ＝０とし、Ｘｃが０〜６３９の範囲を越
えたときはＸｃ＝０とする。したがって、図２の長方形
エリア２１の外側の画素データを指定する画像転送アド
レス［上位Ｙｔ，下位Ｘｔ］は、ウィンドウ定義用デュ
アルポートメモリ３の上縁ライン又は左縁ラインを指定
する読み出しアドレス［上位Ｙｃ，下位Ｘｃ］に変換さ
れる。ウィンドウ定義用デュアルポートメモリ３の上縁
ライン及び左縁ラインに書き込まれた動画ウィンドウ・
パターン・データは前記のとおり全てデータ“０”であ
るから、この場合には、ウィンドウ定義用デュアルポー
トメモリ３の動画用ウィンドウ・エリアの外側のエリア
の読み出しの場合と同様に、読み出しデータが“０”と
なる。このようにしてウィンドウ定義用デュアルポート
メモリ３から順次読み出された１ビットの動画ウィンド
ウ・パターン・データは、データセレクタ５に選択入力
Ｓとして与えられる。

【００３８】データセレクタ５は、選択入力Ｓがデータ
“０”のときはカラー・ルックアップ・テーブル６の出
力データ（入力Ａ）を、同選択入力Ｓがデータ“１”の
ときは動画用デュアルポートメモリ２の出力データ（入
力Ｂ）を各々選択し、これを画像転送クロックに同期し
てフレームメモリ４の書き込みポートに書き込みデータ
として与える。

【００３９】このフレームメモリ４には、前記のとおり
画像転送クロックとこれに同期した画像転送アドレス［
上位Ｙｔ（０〜１０２３），下位Ｘｔ（０〜１２７９）
］とが与えられている。したがって、フレームメモリ４
は、左上隅から始まってまず最上ラインのアドレスに画
素データが順次書き込まれ、所定の帰線期間を経て１ラ
イン下のアドレスに画素データが左から順に書き込まれ
る。以下、右下隅のアドレスに画素データが書き込まれ
るまでノン・インターレース・スキャン方式で、しかも
背景画面用デュアルポートメモリ１及び動画用デュアル
ポートメモリ２の読み出し速度と同じ速度で１フレーム
の画素データが書き込まれる。ただし、前記のとおりデ
ータセレクタ５によって書き込みデータが切り替えられ
る結果、フレームメモリ４は、動画ウィンドウ位置レジ
スタ１０の中の動画ウィンドウ位置データ［上位Ｙｓ，
下位Ｘｓ］及び動画用デュアルポートメモリ２の中のデ
ータ“１”で定義される動画用ウィンドウ・エリアに対
応するアドレスに動画の画素データが格納され、他のア
ドレスには背景画面の画素データが格納される。つまり
、フレームメモリ４には、図１に「イメージ的」に表現
されているようなカラーディスプレイ８の画面と１対１
に対応する合成画素データが書き込まれるのである。

【００４０】Ｄ／Ａ変換器７は、このフレームメモリ４
から画素データを非同期に読み出し、これをＲＧＢのア
ナログ映像信号に変換してカラーディスプレイ８へ供給
する。これにより、カラーディスプレイ８の画面には、
非動画ウィンドウ１０１、１０２などを背景画面とする
「ハート」型の動画ウィンドウ１０３ａの中に変化の速
い動画が滑らかに、リアルタイムに映し出される。

【００４１】さて、前記のようなＮＴＳＣ規格のビデオ
映像などの通常の動画のデータサイズ（横６４０×縦４
８０の画素）にとって、動画用デュアルポートメモリ２
の記憶容量（横１２８０×縦１０２４の画素）はその約
４倍に当たる。したがって、動画用デュアルポートメモ
リ２に１つの動画を構成する画素データを書き込んだ後
に、書き込みアドレスを該動画用デュアルポートメモリ
２の中の別の位置に変更することができる。この場合に
は、変更前の書き込みアドレスには静止画として「フリ
ーズ」された画素データが残ると同時に、変更後の書き
込みアドレスには動画の画素データが引き続き順次書き
込まれる。

【００４２】図４（ａ）は、Ｂ点を左上隅の原点とする
動画フレームを順次書き込み、動画フレームの切り替わ
り時点に原点を素早くＡ点に切り替えた結果、動画用デ
ュアルポートメモリ２の中にフリーズ静止画３１とリア
ルタイムに動く動画３２とが共存する状況を示す。同図
中に「ハート」型の動画ウィンドウ枠４１で示すように
動画３２の左上隅の原点すなわちＡ点に対応する動画ウ
ィンドウ位置データを動画ウィンドウ位置レジスタ１０
にセットすると、カラーディスプレイ８では同図（ｂ）
に示すように動画ウィンドウ１０３ａの中にリアルタイ
ムに動く動画３２が映し出される。同図（ｃ）は、同様
に動画用デュアルポートメモリ２の中にフリーズ静止画
３１とリアルタイムに動く動画３２とが共存する状況の
下で、フリーズ静止画３１の左上隅の原点すなわちＢ点
に対応する動画ウィンドウ位置データを動画ウィンドウ
位置レジスタ１０にセットした場合を示す。この場合に
は、同図（ｄ）に示すように、カラーディスプレイ８に
おいて動画ウィンドウ１０３ｂの中にフリーズ静止画３
１が映し出される。すなわち、上記のように動画用デュ
アルポートメモリ２の中にフリーズ静止画３１と動画３
２とが共存する場合には、動画ウィンドウ位置レジスタ
１０に記憶させる動画ウィンドウ位置データを変更する
ことによって動画ウィンドウ枠４１の位置を移動させる
だけで、動画用デュアルポートメモリ２の内容を様々な
形で動画ウィンドウ１０３ａ、１０３ｂの中に映し出す
ことができる。

【００４３】なお、以上の実施例では背景画面用デュア
ルポートメモリ１、動画用デュアルポートメモリ２及び
フレームメモリ４の記憶容量すなわちカラーディスプレ
イ８の画像の解像度を横１２８０×縦１０２４として説
明したが、これに限定するものではなく、どんな解像度
でも実施可能である。動画のデータサイズも上記の横６
４０×縦４８０に限らない。背景画面用デュアルポート
メモリ１とデータセレクタ５との間にカラー・ルックア
ップ・テーブル６を配置しているが、このカラー・ルッ
クアップ・テーブル６を省略した構成も可能である。フ
レームバッファ１００に接続される画像表示装置も前記
のカラーディスプレイ８に限らず、これに対応してＤ／
Ａ変換器７の構成が変更される。また、以上の説明では
動画ウィンドウ１０３ａに対する背景画面を構成するた
めの画素データとしてＤＴＰの静止画像やキャラクタベ
ースのエディタ画像などの非動画の画素データ（非動画
ウィンドウ１０１、１０２）を背景画面用デュアルポー
トメモリ１に書き込んでいたが、コンピュータ・グラフ
ィックス・アニメーションなどの動画の画素データを背
景画面として背景画面用デュアルポートメモリ１に書き
込んでもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、フレームメモリの前段に背景画面メモリ、
動画メモリ及びウィンドウ定義手段の３つの記憶手段を
設け、ウィンドウ定義手段で定義された任意形状の動画
用ウィンドウ・エリアの中の画素に限って動画メモリを
読み出すフレームバッファの構成を採用したので、例え
ば磁気ディスクや光ディスクなどの動画再生装置から読
み出したビデオ映像のような変化の速い動画の任意形状
ウィンドウへのリアルタイム表示をハードウェアで実現
することができる。したがって、動画を用いるワ−クス
テーションのアプリケーションを構築する場合などに適
用できる極めて価値の高い動画対応フレームバッファを
提供することができる。

【００４５】また、請求項２の発明によれば、実際に書
き込まれる動画の大きさに比べて動画用デュアルポート
メモリの記憶容量を大きくしておき、動画の大きさと同
じ大きさのウィンドウ定義用デュアルポートメモリの動
画用デュアルポートメモリに対する仮想的な重ね合わせ
を動画ウィンドウ位置レジスタとアドレス変換器とで決
定する構成を採用したので、動画用デュアルポートメモ
リ中に例えばフリーズ静止画と動画とが共存する場合に
、動画ウィンドウ位置レジスタに記憶させる動画ウィン
ドウ位置データを変更するだけで動画用デュアルポート
メモリの内容を様々な形で動画ウィンドウの中に映し出
すことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の動画対応フレームバッファの一実
施例をこれに接続されたカラーディスプレイとともに示
すブロック図である。

【図２】　　図１の動画対応フレームバッファにおける
動画用デュアルポートメモリの座標とウィンドウ定義用
デュアルポートメモリの座標との位置関係を示す説明図
である。

【図３】　　図１の動画対応フレームバッファにおける
ウィンドウ定義用デュアルポートメモリのためのアドレ
ス変換の方法の一例を説明するためのデータ構造図であ
って、（ａ）は画像転送アドレス、（ｂ）は動画ウィン
ドウ位置データ、（ｃ）はアドレス変換器の出力データ
を各々示す。

【図４】　　図１の動画対応フレームバッファにおいて
動画ウィンドウ位置データを変更することにより動画用
デュアルポートメモリの内容を様々な形で動画ウィンド
ウの中に映し出すことができることを説明するための図
であって、（ａ）はリアルタイムに動く動画の左上隅を
動画ウィンドウ位置データが指示する場合の動画用デュ
アルポートメモリの画素データをイメージ的に描いた説
明図、（ｂ）は（ａ）の場合に対応してリアルタイムに
動く動画が動画ウィンドウ中に映し出されたカラーディ
スプレイの正面図、（ｃ）は動画ウィンドウ位置データ
がフリーズ静止画の左上隅を指示する場合の動画用デュ
アルポートメモリの画素データをイメージ的に描いた説
明図、（ｄ）は（ｃ）の場合に対応してフリーズ静止画
が動画ウィンドウ中に映し出されたカラーディスプレイ
の正面図である。

【図５】　　フレームバッファの従来例をこれに接続さ
れたカラーディスプレイとともに示すブロック図である
。

【符号の説明】

１…背景画面用デュアルポートメモリ（背景画面メモリ
）２…動画用デュアルポートメモリ（動画メモリ）３…ウ
ィンドウ定義用デュアルポートメモリ４…フレームメモ
リ（合成画面用デュアルポートメモリ）５…データセレクタ６…カラー・ルックアップ・テーブル７…Ｄ／Ａ変換器８…カラーディスプレイ（画像表示装置）９…アドレス
変換器１０…動画ウィンドウ位置レジスタ１１…ウィンドウ定義手段３１…フリーズ静止画３２…動画１００…フレームバッファ１０１、１０２…非動画ウィンドウ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　１画面分の画素毎に画素データを記憶
するためのフレームメモリと、該フレームメモリから読
み出されたディジタルの画素データをアナログ映像信号
に変換して画像表示装置へ供給するためのＤ／Ａ変換器
とを備え、前記画像表示装置の背景画面上に設定された
動画ウィンドウの中にビデオ映像のような変化の速い動
画をリアルタイムに映し出させるための動画対応フレー
ムバッファであって、前記背景画面を構成するための画
素データが書き込まれ、該背景画面の画素データが画素
毎に順次読み出される背景画面メモリと、前記動画を構
成するための画素データが順次書き込まれ、書き込まれ
た画素データが該書き込みとは独立かつ非同期に画素毎
に順次読み出される動画メモリと、前記動画ウィンドウ
の位置、形状及び大きさを定義するように画素毎に該動
画ウィンドウの内側の動画用ウィンドウ・エリアである
か否かを示す動画ウィンドウ・パターン・データを記憶
し、該動画ウィンドウ・パターン・データが画素毎に順
次読み出されるウィンドウ定義手段と、画素毎に、前記
ウィンドウ定義手段から読み出された動画ウィンドウ・
パターン・データが前記動画用ウィンドウ・エリアであ
ることを示す画素については前記動画メモリから読み出
された動画の画素データを、他の画素については前記背
景画面メモリから読み出された背景画面の画素データを
、各々前記フレームメモリへの書き込みのために選択出
力するデータセレクタとを備えたことを特徴とする動画
対応フレームバッファ。
【請求項２】　　前記フレームメモリ、前記背景画面メ
モリ及び前記動画メモリは各々同じ数の画素データの記
憶容量を有する合成画面用デュアルポートメモリ、背景
画面用デュアルポートメモリ及び動画用デュアルポート
メモリを備え、前記合成画面用デュアルポートメモリ及
び前記背景画面用デュアルポートメモリには各々の記憶
容量を満たす数の画素データが書き込まれ、前記動画用
デュアルポートメモリには記憶容量を一部残す数の画素
データが書き込まれる請求項１記載の動画対応フレーム
バッファにおいて、前記ウィンドウ定義手段は、前記動
画用デュアルポートメモリへの画素データの書き込み数
に等しい数の動画ウィンドウ・パターン・データの記憶
容量を有するウィンドウ定義用デュアルポートメモリと
、前記動画用デュアルポートメモリに対する前記ウィン
ドウ定義用デュアルポートメモリの仮想的な重ね合わせ
位置を示す動画ウィンドウ位置データを記憶するための
動画ウィンドウ位置レジスタと、画素の指定のために画
素毎に前記背景画面用デュアルポートメモリ及び前記動
画用デュアルポートメモリに各々読み出しアドレスとし
て与えられかつ前記合成画面用デュアルポートメモリに
書き込みアドレスとして与えられる画像転送アドレスを
、前記動画ウィンドウ位置データに基づいて前記ウィン
ドウ定義用デュアルポートメモリの読み出しアドレスに
変換するためのアドレス変換器とを備えたことを特徴と
する動画対応フレームバッファ。