專利名稱：圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有用于顯示的幀存儲器的一種圖象處理裝置，尤其適于應(yīng)用于這樣的場合，即根據(jù)已被壓縮或已被轉(zhuǎn)換的圖象數(shù)據(jù)或計算機圖形的圖象數(shù)據(jù)形成圖象的那些要求有高“顯示性”性能的視頻游戲機或圖形計算機的場合。
通常，在例如所謂3D(三維)圖形的計算機圖形中，當有“目標”被實際顯示時，首先要把該目標的表面分解成多個多邊形，每個多邊形表示的是由一圖象裝置所處理的圖形的最小單元(例如一個三角形或一個矩形)；每個多邊形被順序地成象在與監(jiān)視器顯示圖象場相對應(yīng)的幀存儲器中；這些圖象化的影象數(shù)據(jù)被存儲在該幀存儲器中；而且，這些數(shù)據(jù)被讀出并被顯示在監(jiān)視器上以便重建可被立體圖形顯示的圖象。
在某些情況中，一個數(shù)字運動圖象重放系統(tǒng)，例如其中組合使用了數(shù)據(jù)壓縮和圖象擴張裝置中所記錄圖象數(shù)據(jù)CD-ROM之類的副存儲器裝置的圖象重放系統(tǒng)與一個3D圖象系統(tǒng)并列安裝使用。這種數(shù)字運動圖象重放系統(tǒng)在變換特性上劣于3D圖形系統(tǒng)，但在可以再生3D圖形系統(tǒng)表現(xiàn)困難的圖象方面有優(yōu)勢。因此，數(shù)據(jù)運動圖象重放系統(tǒng)被用作一個子系統(tǒng)，當3D圖形系統(tǒng)用作一個背景圖象場時用以協(xié)助3D圖形系統(tǒng)的工作。
以此方式，傳統(tǒng)的圖象處理裝置配有用于顯示的幀存儲器(緩沖存儲器)，寫在該幀存儲器中的圖象數(shù)據(jù)的比特數(shù)通常被保持恒定。例如，在游戲機之類的裝置中，由于畫面圖象經(jīng)過該3D圖象處理并不要求很高的質(zhì)量，所以構(gòu)成三基色數(shù)據(jù)R(紅)、G(綠)和B(蘭)的每一個象素的比特數(shù)被保持在15比特/象素，對于R、G和B的每一個是5個比特，并將分解度固定約32000種彩色。
下面所列舉的與本發(fā)明相關(guān)的專利申請的每一個均為本申請人所擁有，結(jié)合在此作參考。
日本專利申請，平成05-190764(申請日為93年7月2日)日本專利申請，平成05-258625(申請日為93年10月15日)以及日本專利申請，平成06-027405(申請日為94年1月31日)與這些日本申請相對應(yīng)的美國專利申請目前處于待審查狀態(tài)。
如上所述，在傳統(tǒng)上，幀存儲器用于一個象素的比特數(shù)目是固定的。因此，當在一個屬于是由3D圖形系統(tǒng)和數(shù)字運動圖象重放系統(tǒng)的組合系統(tǒng)中對該運動圖象作再生和重放時，既便是在幀存儲器容量上有額外的空間，該比特數(shù)也被定為15比特/象素，其結(jié)果是只能獲得32,000種色彩的分解力。
考慮到運動圖象的顯示，有可能把幀存儲器每一象素的比特數(shù)固定成以8比特用于R、G、B且以24比特用于每象素(24比特/象素)，以使得顯示16,700,000種顏色。然而在此情形中，會使用于顯示的幀存儲器的存儲區(qū)劇增，而且這種比特數(shù)對于3D圖形的圖象是不必要的。這種方案則屬于無效益的。
本發(fā)明的目的是提供一種圖象處理裝置，它可以按照所要顯示圖象的質(zhì)量來優(yōu)化一個幀存儲器的每一象素的比特數(shù)。
為了解決上述的問題，在依照本發(fā)明的圖象處理裝置中帶有用于順序地讀取寫在幀存儲器中的圖象數(shù)據(jù)以實現(xiàn)圖象顯示數(shù)據(jù)的顯示裝置，該圖象處理系統(tǒng)特征在于它包括識別裝置，用于識別寫在幀存儲器中的圖象數(shù)據(jù)是否為每一象素以第一比特數(shù)寫入的圖象數(shù)據(jù)還是為每一象素以不同于第一比特數(shù)的第二比特數(shù)寫入的圖象數(shù)據(jù)；第一圖象數(shù)據(jù)讀取裝置，用于從幀存儲器中讀取關(guān)于以第一比特數(shù)所表示的第一象素的圖象數(shù)據(jù)；第二圖象數(shù)據(jù)讀取裝置，用于從幀存儲器中讀取關(guān)于以第二比特數(shù)所表示的每一象素的圖象數(shù)據(jù)；和轉(zhuǎn)換裝置，用于根據(jù)來自識別裝置的識別信息來交換第一圖象數(shù)據(jù)讀取裝置和第二圖象數(shù)據(jù)讀取裝置。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，該識別裝置識別在幀存儲器上的圖象數(shù)據(jù)是以第一比特數(shù)寫入的圖象數(shù)據(jù)還是以第二比特數(shù)寫入的圖象數(shù)據(jù)。
當依據(jù)識別裝置的識別信息要從幀存儲器讀出的圖象數(shù)據(jù)是第一比特數(shù)/象素數(shù)據(jù)時，該轉(zhuǎn)換裝置被轉(zhuǎn)換選擇第一圖象數(shù)據(jù)讀取裝置，以便從該幀存儲器輸出圖象數(shù)據(jù)。而且，當從幀存儲器讀出的圖象數(shù)據(jù)是第二比特數(shù)/象素數(shù)據(jù)時，該轉(zhuǎn)換裝置被轉(zhuǎn)換選擇第二圖象讀取裝置，以便從該幀存儲器63輸出圖象數(shù)據(jù)。
有可能在滿足圖象質(zhì)量的條件下優(yōu)化從幀存儲器讀出以及寫入到該存儲器中的圖象數(shù)據(jù)。
如上所述，按照本發(fā)明，有可能響應(yīng)所要顯示的圖象的質(zhì)量而優(yōu)化幀存儲器的每個象素的比特數(shù)，并有效益地利用幀存儲器。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于從幀存儲器讀出圖象數(shù)據(jù)的電路是響應(yīng)對應(yīng)于圖象質(zhì)量的比特數(shù)/象素而被轉(zhuǎn)換的，所以該幀存儲器本身對于比特數(shù)的改變并無不利影響。因此，無需使用殊存儲器作為幀存儲器。
而且，如果將本發(fā)明應(yīng)用于游戲機，由于除去根據(jù)圖象成象命令的圖象之外，該運動圖象或靜止圖象具有高質(zhì)量而被恰當?shù)仫@示，因而有可能以更逼真的方式享用游戲圖象。


圖1是依照本發(fā)明的圖象處理裝置的一個實施例的方框圖。
圖2是該實施例中說明存儲區(qū)域的示意圖。
圖3是該實施例中說明多邊形成象一個實施例的示意圖。
圖4是該實施例中說明多邊形成象率列的示意圖。
圖5是說明結(jié)構(gòu)變換的示意圖。
圖6是說明該實施例中在對圖象數(shù)據(jù)變換中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個實例的示意圖。
圖7是表示一幀圖象實例的示意圖。
圖8是說明該實施例中圖象數(shù)據(jù)一個變換單元的一個示意圖。
圖9是說明在本實施例中在對圖象數(shù)據(jù)變換中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個實例的示意圖。
圖10是說明在本實施例中每個象素的比特數(shù)的多個實例的示意圖。
現(xiàn)參照附圖來描述本發(fā)明的一個實施例。圖1示出了依照本發(fā)明的圖象處理裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實例是具有3D圖形功能和數(shù)字運動圖象重放功能游戲機的一個實例。
圖1中，參考號41表示系統(tǒng)總線(主機總線)，CPU42、主存儲器43和選擇(sorting)控制器45連到該總線41。
而且，經(jīng)過輸入FIFO緩沖存儲器(下面簡稱為FIFO緩存器)54和輸出FIFO緩沖存儲器55，圖象延伸裝置部分51也與系統(tǒng)總線41相連。而且，CD-ROM解碼器52經(jīng)過FIFO緩存器56和系統(tǒng)總線41相連，而且一個成象裝置部分61經(jīng)一個緩存器62也與該系統(tǒng)總線41相連。
幀存儲器63接到成象裝置部分61。如后面所述，根據(jù)一成象指令形成的圖象數(shù)據(jù)以及由成象延伸裝置部分51所解碼的圖象數(shù)據(jù)被寫入幀存儲器63中，以使其再生的圖象被顯示在圖象監(jiān)視器裝置67上。
控制鍵盤71作為一個操作輸入裝置經(jīng)接口72與系統(tǒng)總線41相連。而且，引導(dǎo)ROM73是用于啟始游戲機的程序的存儲器，也與系統(tǒng)總線41相連。
CPU42對整個裝置執(zhí)行控制。在本實施例的裝置中有兩種模式可供選擇，即第一模式(后稱正常模式)，其中來自幀存儲器63的圖象顯示數(shù)據(jù)用作15比特/象素的圖象數(shù)據(jù)，對于R、G和B的每一個是5比特(下稱作第一比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù))；以及第二模式(下稱高清晰度模式)，其中來自幀存儲器63的圖象顯示數(shù)據(jù)用作24比特/象素的圖象數(shù)據(jù)，對于R、G和B的每一個是8比特(下稱第二比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù))。CPU42據(jù)此執(zhí)行模式轉(zhuǎn)換操作。
而且，在目標被成象作為大量多邊形的情況下，CPU42被用作執(zhí)行這些操作的一部分。即如后面描述的那樣，CPU42形成一個成象指令的一個例子，以便對應(yīng)于在主存儲器43上的一個圖象場形成繪畫圖象。
而且，CPU42有高速緩存器46，在不對系統(tǒng)總線41進行提取信息的條件下即可執(zhí)行CPU指令的一部分。在形成成象指令時相對于這些多邊形而執(zhí)行坐標變換計算的坐標計算裝置部分44被提供來作為CPU44的內(nèi)部協(xié)處理器。該坐標計算裝置44執(zhí)行在顯示圖象場上的三維坐標變換以及從三維到二維坐標的變換。
因此，由于CPU42包括內(nèi)在的指令高速緩存器46和坐標計算裝置部分44，則該CPU在不使用系統(tǒng)總線41的條件下即可在一定程度上執(zhí)行其處理。因此，系統(tǒng)總線41似乎是被閑置。
CD-ROM解碼器52與CD-ROM驅(qū)動器53連接，以便解碼安裝在CD-ROM驅(qū)動器53上的CD-ROM盤中所記錄的數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序(例如一個游戲程序)、經(jīng)過圖象壓縮(例如離散余弦變換(DCT)處理)的運動及靜止圖象的圖象數(shù)據(jù)以及用于裝飾這些多邊形的構(gòu)造圖象的圖象數(shù)據(jù)被記錄在該CD-ROM中。該CD-ROM盤的應(yīng)用程序包括有多邊成象指令。FIFO緩沖器56具有對應(yīng)于CD-ROM盤記錄數(shù)據(jù)的一個扇區(qū)的容量。
圖象擴張裝置51執(zhí)行對于從CD-ROM再生的壓縮圖象數(shù)據(jù)的擴張?zhí)幚?，它帶有一個對于霍夫曼(Huffman)碼解碼的解碼器硬件、一個反向量化電路、反向離散余弦和變換電路。霍夫曼碼的解碼器部分的處理可以在CPU中作為軟件而被處理。
在本例中，圖象擴張部分51可對于兩種模式執(zhí)行解碼處理，即，一個用于將壓縮圖象數(shù)據(jù)擴張成15比特/象素的第一比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)的解碼處理模式，以及另一個用于將壓縮圖象數(shù)據(jù)擴張成24比特/象素的第二比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)的解碼處理模式。
CPU42實施將模式轉(zhuǎn)換命令送達到圖象擴張裝置51。根據(jù)這一模式轉(zhuǎn)換命令，圖象擴張裝置部分51把壓縮圖象數(shù)據(jù)解碼成正常模式中的第一比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)以及解碼成高清晰度模式中的第二比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)。
在本例的情況中，如將在對圖7所示討論的那樣，該圖象延伸裝置部分51把一個單一(一幀)圖象分成若干小的區(qū)域，例如大致為16×16象素(每一區(qū)在后面稱為宏數(shù)據(jù)塊)，并以宏數(shù)據(jù)塊為單元執(zhí)行圖象延伸解碼。因此，F(xiàn)IFO緩存器54和55都具有對應(yīng)于這種宏數(shù)據(jù)塊的容量。
幀存儲器63經(jīng)局部總線11接到成象部分61。該成象裝置61執(zhí)行經(jīng)緩存器FIFO62從主存儲器43傳來的成象指令，并將結(jié)果寫入幀存儲器63中。根據(jù)成象命令所執(zhí)行的成象只以正常模式執(zhí)行。然而，該圖形圖象數(shù)據(jù)是具有15比特/象素的第一比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)。而且，F(xiàn)IFO緩存器62具有對應(yīng)于一個成象指令的存儲的容量。
幀存儲器63帶有用于存儲為顯示所用的成象圖象和運動圖象的圖象存儲區(qū)、用于存儲結(jié)構(gòu)圖象的結(jié)構(gòu)區(qū)、用于存儲色彩查詢表(色變換表CLUT)的表存儲器區(qū)。彩色查詢表可用于兩類模式，即正常的模式的高清晰度模式。在某些情況中，高清晰度模式的一部分可用于正常模式。
圖2示出了幀存儲器63的一個存儲器空間。幀存儲器63以兩維地址，即行地址和列地址而被編址。在該兩維地址空間中，區(qū)域AT被用作結(jié)構(gòu)區(qū)域。在結(jié)構(gòu)區(qū)AT中可排列多種類結(jié)構(gòu)圖形。AC表示的是色彩變換表CLUT的表存儲器區(qū)。
如后面所要討論，彩色變換表CLUT的數(shù)據(jù)是由存儲控制器45經(jīng)CD-ROM解碼器52從CD-ROM盤傳送到幀存儲器63。CD-ROM盤的結(jié)構(gòu)圖象數(shù)據(jù)由圖象延伸裝置部分51所延伸，并經(jīng)主存儲器43傳送到存儲器63的。
而且，圖2中的AD表示一個圖象存儲器區(qū)，它具有對應(yīng)于用于成象的一個區(qū)域和用于顯示的另一區(qū)域的兩個表面的幀緩沖存儲器。在本例中，現(xiàn)被用于顯示的幀緩存區(qū)被稱為顯示緩存器，而被用于成象的幀緩存區(qū)被稱為成象緩存器。在本例中，當之一被作成象緩存器以進行成象時，另一個則用作顯示緩存器。如果成象完成，兩個緩存器都被轉(zhuǎn)換。成象緩存器和顯示緩存器之間的切換是在當成象操作完成之際與垂直同步脈沖同步地而被實行的。
在此例中，提供有兩個讀出電路(分割電路(unpack circuits))用以從幀存儲器63的顯示緩存器讀出數(shù)據(jù)的。即，分割電路64是用于正常模式的讀出電路，它從幀存儲器63的顯示緩存器讀出圖象數(shù)據(jù)，每15比特作為15比特/象素(可能被視為2字節(jié)/一象素)。而且，分割電路65是用于高清晰度模式的讀出電路，它從幀存儲器63的顯示緩器讀出圖象數(shù)據(jù)，每24比特作為24比特/象素(3字節(jié)/一個象素)。
分割電路64和65由轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1和SW2作切換。SW1和SW2是以說明方式給出，該分割電路64和65的通斷實際上是以一個轉(zhuǎn)換控制信號實現(xiàn)的分割電路64和65的切換由來自成象裝置部分61的切換控制信號來實現(xiàn)。由于模式切換指令是從CPU42給到成象裝置部分，所以該成象裝置61是根據(jù)這一命令形成用于SW1和SW2的切換控制信號。來自CPU42的模式切換命令是按照幀存儲器63的圖象存儲器區(qū)AD的顯示緩存區(qū)和成象緩存區(qū)之間的轉(zhuǎn)換而給出的。根據(jù)圖象數(shù)據(jù)寫入幀存儲器63的操作，CPU42識別當前正被處理的數(shù)據(jù)是第一比特數(shù)圖象數(shù)據(jù)還是第二比特數(shù)圖象數(shù)據(jù)，因此，該成象裝置部分61完全可以把已經(jīng)被變換的圖象數(shù)據(jù)順序地寫入存儲器63的成象緩存器。
如上所述，已經(jīng)由分割電路64或65讀出的圖象數(shù)據(jù)經(jīng)D/A變換器66變換成模擬圖象信號，且被送到圖象監(jiān)視器裝置67并顯示于其圖象場上。而且，D/A變換器66、輸入圖象數(shù)據(jù)R、G和B的比特數(shù)對應(yīng)于模式的切換而改變，這種切換操作相應(yīng)而被實現(xiàn)。
選擇控制器45具有與所謂DMA控制器相類似的功能，形成一個轉(zhuǎn)換器裝置部分，用于執(zhí)行在主存儲器43和成象擴張裝置部分51之間的圖象數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及從主存儲器43到成象裝置部分61的成象指令行的轉(zhuǎn)換。選擇控制器45在沒有CPU42介入的條件下執(zhí)行轉(zhuǎn)換處理，找出其它裝置，例如CPU42或控制板71使系統(tǒng)總線41空閑之時的時間間隙。在此種情況下，CPU42有可能監(jiān)視系統(tǒng)總線41到選擇控制器45的自由狀態(tài)，即對于該選擇控制器45來說有可能強制請求該總線抵制CPU42的自由狀態(tài)。
主存儲器具有用于壓縮圖象數(shù)據(jù)的存儲區(qū)和用于擴張圖象數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，這種經(jīng)擴張的圖象數(shù)據(jù)已經(jīng)過擴張解碼處理而作為運動或靜止圖象的圖象數(shù)據(jù)。而且，主存儲器43具有用于諸如成象指令行的圖形數(shù)據(jù)的存儲區(qū)(下稱作數(shù)據(jù)包緩沖存儲區(qū))。
數(shù)據(jù)包緩沖存儲器被用于設(shè)置成象指令行并借助于CPU42把成象指令到轉(zhuǎn)換到成象裝置部分61，使之為CPU42和成象裝置部分61所共享。
在本例中，為了使由CPU42和成象裝置部分61平行操作這種處理，提供了兩個數(shù)據(jù)包緩沖存儲器，即用于設(shè)置成象指令行的數(shù)據(jù)包緩沖存儲器(后稱作設(shè)置數(shù)據(jù)包緩沖存儲器)和用于變換的數(shù)據(jù)包緩沖存儲器(后稱執(zhí)行數(shù)據(jù)包緩沖存儲器)。當之一用于設(shè)置緩存器時，另一個則用作執(zhí)行數(shù)據(jù)包緩存器。當以執(zhí)行數(shù)據(jù)包緩存器完成該執(zhí)行時，這兩個數(shù)據(jù)包緩存器的功能作變換，現(xiàn)在來描述該裝置的工作過程。當接通圖1所示裝置(游戲機)的電源且裝入CD-ROM盤時，即由CPU42執(zhí)行用于啟動初始步驟的程序，即啟動toot ROM73的門電路。CD-ROM盤的記錄數(shù)據(jù)即被裝入。此時，根據(jù)CD-ROM盤每一扇區(qū)用戶數(shù)據(jù)中的識別信息ID執(zhí)行對于每一用戶數(shù)據(jù)的解碼過程，并檢測數(shù)據(jù)。根據(jù)檢測的結(jié)果，CPU42以每一ID所指示的內(nèi)容而響應(yīng)重放數(shù)據(jù)來執(zhí)行該過程。
就是說，壓縮圖象數(shù)據(jù)、成象命令和將要由CPU24所執(zhí)行的程序是經(jīng)過CD-ROM驅(qū)動器53和CD-ROM解碼器52從該CD-ROM盤中讀出并由選擇控制器45輸入到主存儲器43中。除此數(shù)據(jù)以外，彩色變換表的信息也被送到幀存儲器63的區(qū)域CLUT中。構(gòu)成目標表面的多個多邊形的圖象可以通過以在三維信息數(shù)據(jù)的Z數(shù)據(jù)的深度方面的一個深處位置定位的一個多邊形為起始而依次對這些多邊形進行成象而將這些多邊形立體成象在二維圖象顯示表面。因此，CPU42構(gòu)成在主存43上的成象指令行，以便在成象裝置部分61中按照在深度方向上從定位的一個多邊形依次執(zhí)行成象操作。
而且，在該計算機圖形中采用一種所謂的Z緩沖存儲的方法，其中將針對每一象素的Z數(shù)據(jù)存儲在存儲器中，并針對每一多邊形確定其顯示優(yōu)先級(Z緩沖方法在日本專利申請平成-05-190763中有描述，它由本申請人于93年7月2日提交，該日本專利申請具有美國申請，正在審查中)。然而，由于在該Z緩沖方法中要存儲Z數(shù)據(jù)，因而必須使用長容量的存儲器。因而在本例中用于確定多邊形顯示優(yōu)先級次序的過程是由CPU42以下面的方式執(zhí)行的。
由于這一原因，本實例中的多邊形成象指令I(lǐng)P具有如圖3A所示的結(jié)構(gòu)。即，該多邊形成象指令I(lǐng)D帶有在多邊形成象數(shù)據(jù)PD前沿的一個標題。該標題部分帶有一個標記TG和一個命令識別碼CODE。
其中存儲有下一個成象命令的關(guān)于主存儲器43的地址被寫入標記TG中。該指令識別碼CODE包括指示成象命令之內(nèi)容的識別數(shù)據(jù)以及用于成象的必要數(shù)據(jù)。多邊成象數(shù)據(jù)PD包括有例如多邊形的坐標的數(shù)據(jù)。例如，在成象命令I(lǐng)P是一個矩形多邊形且該多邊形內(nèi)部以一種顏色變換時，該識別數(shù)據(jù)IPD將指示這一事實。用于變換的彩色數(shù)據(jù)被描述為其它必要信息。
圖3B示出了一種矩形多邊形的成象命令的情況。在多邊形成象數(shù)據(jù)PD中描述了四個坐標(X0，Y0)、(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3、Y3)。用于變換具有單一彩色的多邊形內(nèi)部的彩色數(shù)據(jù)(RGB)也被包括。
CPU42根據(jù)用戶從控制鍵盤11輸入的操作計算目標的和眼點的運動，并在主存儲器43上形成多邊形成象指令行。隨后，沿著由Z數(shù)據(jù)顯示的次序重寫該多邊成象指令行的標記。此時，在主存儲器43上的每一個成象命令的地址不被重寫而僅重寫該標記。
當完成成象指令行時，選擇控制器45按序跟循每一個成象命令的標記TG，并針對每一個成象命令把這些數(shù)據(jù)從主存儲器43轉(zhuǎn)換到成象裝置部分61。由此原因，F(xiàn)IFO緩存器62具有對應(yīng)于一個成象命令的容量就足夠了。
在成象裝置部分61中，由于已被饋送的數(shù)據(jù)已經(jīng)被存儲，如圖4所示，所以該多邊形成象指令I(lǐng)P1、IP2、IP3……IPn被以標記TG1、TG2、TG3……TGn的次序而被執(zhí)行，且其結(jié)果被存儲在幀存儲器的圖象存儲器區(qū)AD之中。
按照成象多邊形，數(shù)據(jù)被送到成象裝置61的梯度計算單元，以執(zhí)行梯度計算。當多邊形內(nèi)部填充以在多邊成象中的變換數(shù)據(jù)時，這種梯度計算是一個為了尋找該變換數(shù)據(jù)之平面的一種計算。在這種結(jié)構(gòu)的情形中，該多邊形填充以結(jié)構(gòu)圖象數(shù)據(jù)，而在灰度的情況中，該多邊形被填充以明亮度值的數(shù)據(jù)。
在結(jié)構(gòu)與形成物體的表面的多邊形相連系的情形中，結(jié)構(gòu)區(qū)AT的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)要經(jīng)歷二維變換轉(zhuǎn)換。
例如，圖5A所示的結(jié)構(gòu)圖形T1、T2、T3被轉(zhuǎn)換成二維屏幕上的坐標，以使得它們與圖5B所示目標表面的多邊形相連。已經(jīng)被如此變換和轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)圖形T1、T2和T3與圖5C所示表面OB1相連系。這是在圖象存儲器區(qū)A01中所排列的，并隨之被顯示在圖象顯示監(jiān)視器65的顯示圖象場上。
在靜圖象結(jié)構(gòu)的情形中，經(jīng)過成象裝置部分61，主存儲器43上的結(jié)構(gòu)圖形被轉(zhuǎn)換到幀存儲器63上的結(jié)構(gòu)區(qū)AT。在成象裝置部分61中，將其接附到多邊形。因此，靜圖象的結(jié)構(gòu)被實現(xiàn)在目標之上。靜圖象的結(jié)構(gòu)圖形的這種數(shù)據(jù)可被存儲在CD-ROM盤中。
而且，有可能提供運動圖象的結(jié)構(gòu)。在運動圖象結(jié)構(gòu)的情況中，如下面所述的那樣，在圖象擴張裝置部分51中已經(jīng)被解碼以實現(xiàn)擴張的運動圖象數(shù)據(jù)被送往在幀存儲器63上的結(jié)構(gòu)區(qū)AT。由于結(jié)構(gòu)區(qū)AT是提供在幀存儲器63中，所該結(jié)構(gòu)圖形本身可針對每一幀而被重寫。因此，當運動圖象被送往結(jié)構(gòu)區(qū)AT時，該結(jié)構(gòu)被自動地重寫并針對每一幀而被改變。如果到多邊形的結(jié)構(gòu)變換是由該結(jié)構(gòu)區(qū)AT的運動圖形所執(zhí)行，則可實現(xiàn)該運動結(jié)構(gòu)。除去主存儲器43的輸入數(shù)據(jù)之外，在CPU42已經(jīng)執(zhí)行了霍夫曼碼的解碼過程之后，壓縮數(shù)據(jù)被(CPU42)再次寫入主存儲器43中。隨后，選擇控制器把已經(jīng)通過霍夫曼處理的圖象數(shù)據(jù)從主存儲器43經(jīng)過FIFO緩存器54送到圖象擴張裝置部分51。在此之前，CPU42將是否以正常模式還是以高清晰度模式執(zhí)行解碼的指令送到圖象擴張裝置51。在該圖象擴張裝置51中執(zhí)行反向量化過程和反向DCT過程，并根據(jù)來自CPU42的指令的模式執(zhí)行對于圖象數(shù)據(jù)的擴張解碼處理。
選擇控制器45把擴展的圖象數(shù)據(jù)經(jīng)過FIFO緩存器55送到存儲器43。在此情形中，如上所述，圖象擴張裝置部分51以宏數(shù)據(jù)塊的單位執(zhí)行擴張?zhí)幚?。為此原因，選擇控制器45把以宏數(shù)據(jù)塊為單元的壓縮數(shù)據(jù)從主存儲器43轉(zhuǎn)換到輸入FIFO緩存器54中。隨之，當這一擴張解碼過程被完成之后，該圖象擴張裝置51將作為結(jié)果的已擴張的圖象數(shù)據(jù)輸入到輸出FIFO緩存器55，并同時從輸入FIFO緩存器54獲得下一個宏數(shù)據(jù)塊的壓縮數(shù)據(jù)，以便從而執(zhí)行擴張解碼處理。
如果系統(tǒng)總線41處于自由態(tài)而且圖象擴張裝置部分51的FIFO緩存器55不是處于空置，則該選擇控制器45將把一個宏數(shù)據(jù)塊的擴展的圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到主存儲器43，并把下一個宏數(shù)據(jù)塊的壓縮圖象數(shù)據(jù)傳送到圖象擴張裝置部分51的輸入FIFO緩存器54。
當擴展圖象數(shù)據(jù)的宏數(shù)據(jù)塊的預(yù)定裝置加在主存儲器43中時，經(jīng)過成象裝置部分61，CPU42把擴張數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到幀存儲器63中。此時，如果被擴張的圖象數(shù)據(jù)被傳送到幀存儲器63的圖象存儲器區(qū)AD，則該數(shù)據(jù)將不作任何修飾而被顯示在圖象監(jiān)視裝置65上作為背景運動圖象。而且，有時將這些數(shù)據(jù)送到幀存儲器63的結(jié)構(gòu)區(qū)AT。該結(jié)構(gòu)區(qū)AT的圖象數(shù)據(jù)被用于作為結(jié)構(gòu)圖象的多邊形的修正。
此情形中，圖形圖象與背景運動圖象合成，背景運動圖象的圖象數(shù)據(jù)被以正常模式擴張解碼或第一比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換到幀存儲器63。而且，擴展的圖象數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換到結(jié)構(gòu)區(qū)AT，以同樣方式，該數(shù)據(jù)被擴張解碼為正常模式的第一比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)。如此處理的原因在于該圖形圖象數(shù)據(jù)是以第一比特數(shù)構(gòu)成的。然而，在背景圖象不與圖形圖象相合成的情況中，該數(shù)據(jù)被擴張解碼成具有高清晰度的第二比特數(shù)的圖象數(shù)據(jù)。
順便說，在圖象擴張裝置部分51中被擴展和解碼的圖象數(shù)據(jù)被從主存儲器43轉(zhuǎn)換到幀存儲器63。在本例中，其轉(zhuǎn)換指令以下述方式使用。擴張的圖象數(shù)據(jù)交換成轉(zhuǎn)換指令類型的這樣一種交換是在CPU42中實現(xiàn)的。
即，圖6是這種轉(zhuǎn)換指令的一個結(jié)構(gòu)的示意圖。轉(zhuǎn)換指令具有和成象指令幾乎相同的類型，在其前沿帶有一標記TG，隨后是識別數(shù)據(jù)IDP。與成象指令方式相同，標記TG包括主存儲器43的地址值，其中存儲有下一個成象指令或轉(zhuǎn)換命令，指示用于擴張圖象數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換指令這種事實的數(shù)據(jù)表征被描述在識別數(shù)據(jù)IDP中。
在圖6中，下一數(shù)據(jù)“H”和“W”表示將被轉(zhuǎn)換的擴張數(shù)據(jù)區(qū)的高度與寬度。該高度與寬度對應(yīng)于一幀的圖象場的區(qū)域。而且，數(shù)據(jù)“X”和“Y”指示該數(shù)據(jù)能要轉(zhuǎn)換到的位置的坐標。因為其轉(zhuǎn)換區(qū)是矩形，所以每一個坐標都指示該矩形的上右區(qū)的坐標。如果轉(zhuǎn)換位置是在幀存儲器的圖象存儲器區(qū)AD內(nèi)，則每一個坐標都是在區(qū)域AD內(nèi)的坐標，若轉(zhuǎn)換位置是在區(qū)域AT內(nèi)，則每一坐標都是在區(qū)域AT內(nèi)的坐標。
在擴張圖象數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換指令的情形中，從標記TG區(qū)域到坐標X、Y的轉(zhuǎn)換以及標題的尺寸是由識別數(shù)據(jù)IDP所指示。從識別數(shù)據(jù)IDP到坐標X、Y的轉(zhuǎn)換對應(yīng)于圖3所示成象指令的指令識別碼CODE。
轉(zhuǎn)換指令包括接在標題之后的已擴張圖象數(shù)據(jù)的象素PIX0、PIX1、PIX2……，PIYn。如上所述，在正常模式中的每一象素具有15比特，而高清晰度模式中為24比特。經(jīng)過成象裝置部分61，擴張圖象數(shù)據(jù)從主存儲器43以由選擇控制器45的轉(zhuǎn)換指令為單元轉(zhuǎn)換到幀存儲器63。
另外，如上所述，圖象擴張裝置部分51把一幀圖象分成包括長度×寬度＝16×16的宏數(shù)據(jù)塊，以便按著數(shù)據(jù)塊的單元執(zhí)行擴張解碼。舉例而言，假設(shè)該圖象包括長度×寬度＝320×320的一幀，則一幀被分成了如圖7所示的300個宏數(shù)據(jù)塊。
當把300個宏數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)換到成象裝置部分61時，在這些轉(zhuǎn)換指令被形成宏數(shù)據(jù)塊的情形中，標題部分的前端是太大了。因而在本例中，如圖1所示，有多個(圖18中是15個)在縱向的宏數(shù)據(jù)塊被耦合，并以此作為由轉(zhuǎn)換指令所要饋送的一個單元。
用于一幀的第一轉(zhuǎn)換指令的一個例子示于圖9中。在圖9中，坐標X，Y是0、0。在下一個轉(zhuǎn)換指令中，坐標X，Y是16，0。
因此，由于以在成象指令中的相同方式將擴張圖象數(shù)據(jù)變換成轉(zhuǎn)換指令型，所以，由選擇控制器45所執(zhí)行的將多邊形成象指令與轉(zhuǎn)移命令進行混合、成象及圖象的形成可在幀存儲器63中由成象裝置部分利用標記TG來執(zhí)行。首先，CPU42將指令送到成象裝置部分61，以便把幀存儲器的圖象存儲區(qū)AD的一個幀緩存區(qū)A(變成顯示緩存器)的圖象數(shù)據(jù)送到圖象監(jiān)示裝置67。此時，CPU42也將指令正常模式還是高清晰度模式的模式轉(zhuǎn)換控制信號送到成象裝置部分61。
當指定為正常模式時，成象裝置部分61把開關(guān)SW1和SW2轉(zhuǎn)換到接端N側(cè)，并選擇擴張電路64。此時，對每15個比特的象素數(shù)據(jù)PIX的每一個(二字節(jié))被以如圖10A橢園線所圈出的方式寫入在幀存儲器63的圖象存儲區(qū)AD的顯示緩沖存儲器中。
如上所述，擴張電路64從幀存儲器的圖象存儲區(qū)AD的顯示中緩沖存儲器中讀出每一個15比特的圖象數(shù)據(jù)，并順序地把讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到A/D變換器66以變換模擬信號。因此，在圖象監(jiān)視裝置67的圖象場上形成重放圖象。在此情況中，以正常模式重放的是i)僅僅是圖形圖象；ii)將所獲結(jié)構(gòu)圖象附加在成象的多邊形的合成圖象；iii)由擴張解碼器獲得的、被成象為包括15比特/象素的運動或靜止圖象的背景圖象中的多個多邊形的合成圖象；iv)僅由擴張解碼器獲得的15比特/象素的運動圖象或靜止圖象、等等。
當指定為高清晰度模式時，成象裝置部分61把開關(guān)SW1和SWZ轉(zhuǎn)換到接端H側(cè)，并選擇分割電路65。此時，對于每24個比特的象素的數(shù)據(jù)PIX的每一個(三字節(jié))被以如圖10B的橢圓線所圈出的方式寫入在幀存儲器63的圖象存儲區(qū)AD的顯示緩沖存儲器中。
分割電路65從幀存儲器的圖象存儲區(qū)AD的顯示緩沖存儲器中讀出每一個24比特的圖象數(shù)據(jù)，并順序地把讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到A/D轉(zhuǎn)換器66以變換模擬信號。因此，在圖象監(jiān)視裝置的圖象場上形成重放圖象。在此情況中，以高清晰度模式所顯示的是由擴張解碼所獲得的24比特/象素的運動圖象或靜止圖象。
在幀緩存器A的圖象數(shù)據(jù)被讀出的同時，CPU42在主存儲器43中產(chǎn)生出將被隨后送到成象裝置61的數(shù)據(jù)。在成象指令行的產(chǎn)生過程中，控制板71的操作輸入被讀出，響應(yīng)這一操作輸入，主存儲器43的數(shù)據(jù)包緩存器(變成設(shè)置數(shù)據(jù)包緩存器)的成象指令行的坐標值被刷新，當此同時，成象指令行的每一個成象命令的標記被重寫。在被擴張的圖象數(shù)據(jù)的情形中，數(shù)據(jù)按如上述的方式變換成轉(zhuǎn)換指令型。CPU42識別該數(shù)據(jù)是15比特/象素的被擴張的圖象數(shù)據(jù)或24比特/象素的數(shù)據(jù)。
在CPU42處理成象命令的形成或把擴張的圖象數(shù)據(jù)變成轉(zhuǎn)換指令的同時，選擇控制器45把成象指令行或擴張圖象數(shù)據(jù)從主存儲器43轉(zhuǎn)換到另一個幀緩存器區(qū)B(變成成象緩存器)。與此同時，CPU42識別該轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是成象指令行，或是15比特/象素的擴張的圖象數(shù)據(jù)或是24比特/象素的擴張圖象的數(shù)據(jù)。
隨后，當全部成象指令行或轉(zhuǎn)換指令行從主存儲器43中被轉(zhuǎn)換出時，CPU42則利用該幀存儲器63的其它幀緩存區(qū)B作為顯示緩存器，并指令成象裝置部分61讀出圖象圖象數(shù)據(jù)或擴張的圖象數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)輸出到成象監(jiān)視器65。此時，以與先前描述的相同方式，CPU42還將模式轉(zhuǎn)換信號送到成象裝置部分61。如前所述，成象裝置部分61執(zhí)行開關(guān)SW1和SW2的切換并響應(yīng)一般模式及高清晰度模式執(zhí)行讀出處理。此外，在此情況中，幀存儲器的幀緩器A被同時切換到成象緩存器。
在利用其它顯示緩存器B作為顯示緩存區(qū)而讀出圖象數(shù)據(jù)的同時，如上所述，CPU42在主存儲器43中產(chǎn)生出將被順序轉(zhuǎn)換到成象裝置部分61的數(shù)據(jù)。在CPU42對成象指令形成進行處理或把擴張的圖象數(shù)據(jù)變化成轉(zhuǎn)換命令型時，由選擇控制器45將成象命令行或擴張的圖象數(shù)據(jù)從主存儲器43轉(zhuǎn)換到一個幀緩存區(qū)A(變成圖象緩存器)中。
可以通過重復(fù)先前的操作來顯示運動圖象。此外，擴張電路64和65響應(yīng)一般模式和高清晰度模式而被切換，而且，寫在幀存儲器63中的圖象數(shù)據(jù)可響應(yīng)于圖象質(zhì)量而讀出，以便處理。
順便說，在前述的描述中，已經(jīng)給出了每一個象素的兩種比特數(shù)的實例。然而，本發(fā)明可同樣應(yīng)用于每一個象素有三種或者更多種比特數(shù)的情況。
而且，在前例中，圖象數(shù)據(jù)或應(yīng)用程序是記錄在CD-ROM盤上。但是，任何其它種類的記錄介質(zhì)，例如半導(dǎo)體存儲器類、磁盤、存儲卡都可用作記錄介質(zhì)。
而且，DCT被用作圖象的數(shù)據(jù)壓縮方法，但其它任何種類的圖象數(shù)據(jù)壓縮方法都可采用。
在不偏離本發(fā)明精神及范圍的條件下可有對本發(fā)明的各種詳細改變。而且，前面對于依照本發(fā)明實施例的描述只是用于說明的目的，并不是用于對所附權(quán)利要求及等同物所定義的發(fā)明作局限的目的。
權(quán)利要求
1.在具有一幀存儲器的裝置中，用于順序讀出寫在用于圖象顯示數(shù)據(jù)的該幀存儲器內(nèi)的圖象數(shù)據(jù)，一個圖象處理裝置的特征在于它包括識別裝置，用于識別寫在幀存儲器中的圖象數(shù)據(jù)是否為每一象素以第一比特數(shù)寫入的圖象數(shù)據(jù)還是以每一象素以不同于第一比特數(shù)的第二比特數(shù)寫入的圖象數(shù)據(jù)；第一圖象數(shù)據(jù)讀取裝置，用于從幀存儲器中讀取關(guān)于以第一比特數(shù)所表示每一象素的圖象數(shù)據(jù)；第二圖象數(shù)據(jù)讀取裝置，用于從幀存儲器中讀取關(guān)于以第二比特數(shù)所表示的每一象素的圖象數(shù)據(jù)；和切換裝置，用于根據(jù)來自識別裝置的識別信息來切換第一圖象數(shù)據(jù)讀取裝置和第二圖象數(shù)據(jù)讀取裝置。
2.一種圖象處理裝置，其特征在于它包括一個幀存儲器；成象裝置，根據(jù)在所說幀存儲器上的成象指令執(zhí)行成象操作，以形成圖形圖象數(shù)據(jù)，其中在所說幀存儲器上的每一象素包括第一比特數(shù)；圖象數(shù)據(jù)寫入裝置，用于在所說的幀存儲器上順序?qū)懭胍呀?jīng)轉(zhuǎn)換到該幀存儲器的圖象數(shù)據(jù)；識別裝置，用于識別已被轉(zhuǎn)換的圖象數(shù)據(jù)的每一個象素是否由第一比特數(shù)構(gòu)成或由大于該第一比特數(shù)的第二比特數(shù)構(gòu)成；第一圖象數(shù)據(jù)讀取裝置，用于從幀存儲器中讀取關(guān)于以第一比特數(shù)所表示的每一象素的圖象數(shù)據(jù)；第二圖象數(shù)據(jù)讀取裝置，用于從幀存儲器中讀取關(guān)于以第二比特所表示的每一象素的圖象數(shù)據(jù)；和切換裝置，用于根據(jù)來自識別裝置的識別信息來切換第一圖象數(shù)據(jù)讀取裝置和第二圖象數(shù)據(jù)讀取裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的圖象處理裝置，其特征在于轉(zhuǎn)換到所說幀存儲器的圖象數(shù)據(jù)是例如運動圖象和靜止圖象的圖象數(shù)據(jù)，所說圖象處理裝置還進一步包括當這些數(shù)據(jù)由第一比特圖象數(shù)據(jù)構(gòu)成時用于形成這些圖形數(shù)據(jù)和圖形圖象數(shù)據(jù)的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的圖象處理裝置，其特征在于成象命令對應(yīng)于來自操作輸入單元的操作輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的圖象處理裝置，其特征在于進一步包括一個盤重放部分，其中的圖象數(shù)據(jù)由裝置在所說盤重放裝置部分上的盤所產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的圖象處理裝置，其特征在于進一步包括一個D/A變換電路，用于將數(shù)字信號變換成模擬信號，其中的數(shù)字信號被輸入到該D/A變換電路并被變換成將由所說切換裝置從該D/A變換電路輸出的模擬信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的圖象處理裝置，其特征在于還包括一個共用系統(tǒng)總線，用于連接從所說輸入裝置、所說成象裝置和所說盤重放部分的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的圖象處理裝置，其特征在于進一步包括在所說共用系統(tǒng)總線、所說成象裝置和所說盤的重放部分之間的多個緩沖存儲器。
全文摘要
圖像處理裝置，具有幀存儲器，順序讀出寫在幀存儲器用于圖像顯示的數(shù)據(jù)，裝置包括識別裝置，識別寫在幀存儲器的圖像數(shù)據(jù)是各象素以第一比特數(shù)寫入的圖像數(shù)據(jù)還是各以不同于第一比特數(shù)的第二比特數(shù)寫入的圖像數(shù)據(jù)；第一圖像數(shù)據(jù)讀取裝置從幀存儲器讀取第一比特數(shù)表示的各象素的圖像數(shù)據(jù)；第二圖像數(shù)據(jù)讀取裝置從幀存儲器讀取第二比特數(shù)代表的各象素的數(shù)據(jù)；和切換裝置，根據(jù)來自識別裝置的識別信息切換第一和第二圖像數(shù)據(jù)讀取裝置。
文檔編號G06T15/10GK1118470SQ9510576
公開日1996年3月13日 申請日期1995年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月7日
發(fā)明者豐禎治, 鈴置雅一, 古橋真, 田中正善 申請人:索尼公司