(57)【要約】【課題】１つの表示プレーンで複数の矩形領域画像データを表示することが可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】メモリ１６には、複数の矩形状画像を表示するために外部から供給される複数組の表示指示データが記憶される。拡大／縮小回路１２はコントローラ１５から供給されるタイミング信号に基づきビデオメモリ３から画像データを読み出し、拡大／縮小を行う。ラインバッファ１３ａ、１３ｂは拡大／縮小回路１２から出力される画像データが書き込まれ、書き込まれたデータをコントローラ１５から供給されるタイミング信号に基づき出力する。ＣＲＴコントローラ１１０は、各表示プレーン１０５ａ、１０５ｂの複数組の表示指示データのそれぞれに対応したタイミング信号を生成し、該タイミング信号をコントローラ１５へ供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部表示装置に同期信号を供給すると共に、該同期信号に同期したタイミングで該外部表示装置に画像データを供給するためのタイミング信号を生成する表示コントローラと、それぞれが前記表示コントローラから出力されるタイミング信号に基づいて画像メモリ内の所定矩形領域の画像データの処理を行う複数の表示プレーンと、該複数の表示プレーンで処理済みのそれぞれの矩形状画像データを所定の規則で合成して前記外部表示装置に供給する合成部とを具備する画像処理装置において、
前記各表示プレーンは、
複数の矩形状画像を表示するために外部から供給される複数組の表示指示データであって、各組が前記画像メモリのアドレス、表示画面上の表示位置、拡大／縮小倍率を含む複数組の表示指示データが記憶される指示データメモリと、
前記表示コントローラから供給されタイミング信号に基づき前記画像メモリから画像データを読み出し、拡大／縮小を行う拡大／縮小回路と、
前記拡大／縮小回路から出力される画像データが書き込まれ、書き込まれたデータを前記表示コントローラから供給されるタイミング信号に基づき前記合成部へ供給する先入れ先出し式のバッファメモリとで構成され、
前記表示コントローラは、
前記各表示プレーンの前記複数組の表示指示データのそれぞれに対応したタイミング信号を生成し、該タイミング信号を前記拡大／縮小回路および前記バッファメモリに供給することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記表示コントローラは、表示すべき矩形状画像データが前記外部表示装置の次の表示ラインにかかっている場合に、該次の表示ラインで表示される画像データの生成を指示するタイミング信号を生成して前記拡大／縮小回路に供給するものであり、
前記拡大／縮小回路は、前記タイミング信号と前記表示指示データとに基づき、次の表示ラインで表示される画像データを生成し前記バッファメモリへ供給するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記表示コントローラは、表示すべき矩形状画像データが前記外部表示装置の次のドットにかかっている場合に、読み出しを指示するタイミング信号を生成し前記バッファメモリに供給するものであり、
前記バッファメモリは、前記タイミング信号に基づき、次のドットで表示すべき画像データを読み出して前記合成部に供給するものであることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記各表示プレーンは、
前記指示データメモリに与えられる、複数の矩形状画像の表示を指示するための複数組の表示指示データの表示位置に関するデータを比較し、同一の表示ラインに複数の矩形状画像がかからない場合に限って、複数の矩形状画像に対応した画像データを生成するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＴＳＣ形式、ＰＡＬ形式等の映像信号を実時間で取り込み、ＯＳＤ画像等と重ねあわせて表示装置等に供給する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラによって撮像された、または、放送によって伝送されたＮＴＳＣ形式、ＰＡＬ形式等の映像信号を画像データとして取り込み（ビデオキャプチャ）、実時間で拡大または縮小してディスプレイ画面に表示する装置が開発されている。このような装置では、キャプチャした画像データに文字、図形等で構成されるＯＳＤ画像を重畳して、表示装置に供給する。この種の装置は、複数のハードウエアによる画像データ処理回路（表示プレーン）を有し、各表示プレーンによってキャプチャ画像データ、ＣＰＵによって作成した画像データ、バック画像データ等を表示データに変換し、所定の優先順位に従って表示するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２５７８８６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４７２８５号公報
【特許文献３】特開２００５−２１５２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の画像表示装置は、１つの表示プレーンが１つの矩形領域の画像データを生成して表示するように設計されており、複数の矩形領域の画像データを生成し表示する場合には複数の表示プレーンを使用してそれぞれの矩形領域画像データを生成していた。
したがって、表示可能な矩形領域画像データを増やすには、それに応じて表示プレーンを増設しなければならなかった。
「表示プレーン」は１つの矩形領域を表示装置に表示するために必要なハードウエアそのものであり、表示プレーンを増設するということは、装置の大型化・複雑化・高価格化につながる。
【０００４】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、従来の表示プレーンにわずかな構成を加えるのみで、１つの表示プレーンで複数の矩形領域画像データを表示することが可能な画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、外部表示装置に同期信号を供給すると共に、該同期信号に同期したタイミングで該外部表示装置に画像データを供給するためのタイミング信号を生成する表示コントローラと、それぞれが前記表示コントローラから出力されるタイミング信号に基づいて画像メモリ内の所定矩形領域の画像データの処理を行う複数の表示プレーンと、該複数の表示プレーンで処理済みのそれぞれの矩形状画像データを所定の規則で合成して前記外部表示装置に供給する合成部とを具備する画像処理装置において、前記各表示プレーンは、複数の矩形状画像を表示するために外部から供給される複数組の表示指示データであって、各組が前記画像メモリのアドレス、表示画面上の表示位置、拡大／縮小倍率を含む複数組の表示指示データが記憶される指示データメモリと、前記表示コントローラから供給されタイミング信号に基づき前記画像メモリから画像データを読み出し、拡大／縮小を行う拡大／縮小回路と、前記拡大／縮小回路から出力される画像データが書き込まれ、書き込まれたデータを前記表示コントローラから供給されるタイミング信号に基づき前記合成部へ供給する先入れ先出し式のバッファメモリとで構成され、前記表示コントローラは、前記各表示プレーンの前記複数組の表示指示データのそれぞれに対応したタイミング信号を生成し、該タイミング信号を前記拡大／縮小回路および前記バッファメモリに供給することを特徴とする画像処理装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記表示コントローラは、表示すべき矩形状画像データが前記外部表示装置の次の表示ラインにかかっている場合に、該次の表示ラインで表示される画像データの生成を指示するタイミング信号を生成して前記拡大／縮小回路に供給するものであり、前記拡大／縮小回路は、前記タイミング信号と前記表示指示データとに基づき、次の表示ラインで表示される画像データを生成し前記バッファメモリへ供給するものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理装置において、前記表示コントローラは、表示すべき矩形状画像データが前記外部表示装置の次のドットにかかっている場合に、読み出しを指示するタイミング信号を生成し前記バッファメモリに供給するものであり、前記バッファメモリは、前記タイミング信号に基づき、次のドットで表示すべき画像データを読み出して前記合成部に供給するものであることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、前記各表示プレーンは、前記指示データメモリに与えられる、複数の矩形状画像の表示を指示するための複数組の表示指示データの表示位置に関するデータを比較し、同一の表示ラインに複数の矩形状画像がかからない場合に限って、複数の矩形状画像に対応した画像データを生成するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、各表示プレーンを制御する指示データメモリを複数組の表示指示データが記憶できるように構成すると共に、表示コントローラを、複数組の表示指示データのそれぞれに対応したタイミング信号を生成するように構成したので、１つの表示プレーンで複数の矩形領域画像データを表示することが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＶＤＰ（Video Display Processor；画像処理装置）の構成を示す構成図である。図１において、ＶＤＰ１は画像入力をキャプチャし、ビデオメモリ３に書き込んだ後に表示解像度に合わせてＣＲＴ表示装置（図示せず）に表示させるものである。また、ＶＤＰ１はＣＰＵ（Central Processing Unit）２から描画コマンドを入力し映像入力に対するＯＳＤ(On Screen Display)表示を行う機能を備える。
【００１０】
本実施形態では、描画コマンドとしてＬＩＮＥコマンド、ＦＩＬＬコマンド、ＣＯＰＹコマンドの３種類を使用する。ＬＩＮＥコマンドは始点と終点を指定して直線の描画を行うためのコマンドであり、ＦＩＬＬコマンドは矩形領域を指定して塗りつぶしを行うためのコマンドである。ＣＯＰＹコマンドは、転送元のアドレスと転送先のアドレスとを指定してビデオメモリ空間内でデータのコピーを行うためのコマンドである。さらに、ＣＯＰＹコマンドには、フォーマット変換を指定する情報と透明色制御およびαブレンディングの設定情報も含まれる。
【００１１】
ＶＤＰ１内のＣＰＵインターフェイスモジュール１０１は、ＣＰＵ２との間の通信を司るものであり、ＣＰＵ２から入力した描画コマンドをＤＰＵ１０６に出力する機能や、ＣＰＵ２からビデオメモリ３へのアクセスを制御する機能を備える。ＶＲＡＭインターフェイスモジュール１０２は、ＶＤＰ１内の各部からビデオメモリ３へのアクセスを制御するものである。
【００１２】
ＶＤＵ（Video Decoder Unit）１０３は、アナログ画像信号を入力し、ディジタル画像信号へと変換するものである。ＶＣＣ（Video Capture Controller）１０４は、ＶＤＵ１０３から出力されるディジタル画像信号または外部から直接入力されるディジタル画像信号のキャプチャを行い、画像データとしてビデオメモリ３に書き込むものである。なお、ＶＤＵ１０３のデコーダ回路およびＶＣＣ１０４のキャプチャ回路はそれぞれ２回路ずつ備えており、２チャネルのアナログ画像信号入力を同時にキャプチャすることができる。
【００１３】
ＣＰＣ（Capture Plane Controller）１０５は、ビデオメモリ３から画像データを読み込み、ＰＤＣ１０８へと出力するものである。ＤＰＵ（Drawing Processor Unit）１０６は、ＣＰＵインターフェイスモジュール１０１から入力した描画コマンドを解釈し、ビデオメモリ３内に直線や矩形を描画したり、描画したデータに対して所定の処理を行うものである。なお、ＣＰＵ２は、描画コマンドを使わずに直接ビデオメモリ３内に描画することもできる。
【００１４】
ＯＳＤプレーンコントローラ１０７は、ＯＳＤ画像として表示させるデータをビデオメモリ８から読み出し、ＰＤＣ１０８へ出力するものである。ＰＤＣ(Pixel Data Controller)１０８は、画像入力、すなわち、外部から入力されたディジタル画像信号に基づく画像と、ＶＤＵ１０３でデコード後のディジタル画像信号に基づく画像とをそれぞれ、バックドロップ面でそのまま表示させる。また、ＣＰＣ１０５から出力されるキャプチャ画像データと、ＯＳＤプレーンコントローラ１０７から出力されるＯＳＤ画像として表示させるデータを入力し、各プレーンのフォーマットを統一し、表示の優先順位およびαブレンディングの設定等に基づいて合成処理を行うものである。
【００１５】
ＶＤＰ１では、外部から入力される画像を表示するバックドロップ面と、キャプチャ画像データを表示する２つの表示プレーンと、ＯＳＤ画像を表示する２つの表示プレーンの４つの表示プレーンとバックドロップ面による階層表示が可能であり、ＰＤＣ１０８は４つの表示プレーンとバックドロップ面の合成処理を行う。
【００１６】
なお、「表示プレーン」の用語は、１つの矩形状画像データを外部表示装置の所定の場所に所定のサイズで表示するために必要な全ての構成を包括したものを示し、あるいは、外部表示装置に供給される表示データそのものを示す。
【００１７】
ＰＤＣ１０８は、合成後の表示データをディジタル画像信号としてそのまま外部に出力し、また、ＤＡＣ(Digital Analog Converter)１０９を介してアナログ画像信号として出力する。ＣＲＴコントローラ１１０は、ＣＲＴ表示装置で表示する際のタイミング信号を出力し、また、モニタ表示に関する情報をＶＤＰ１内の各部へ出力する。クロックジェネレータ１１１は、ＶＤＰ１内の各部で使用するクロックを生成するものである。
【００１８】
図２は、図１におけるＣＰＣ１０５の詳細を示すブロック図であり、このＣＰＣ１０５は、同一構成による２個の表示プレーン１０５ａおよび１０５ｂから構成されている。表示プレーン１０５ａにおいて、１２は拡大／縮小回路であり、ＣＲＴコントローラ１１０から、次のラインで表示すべき画像データの生成要求を示すタイミング信号が与えられた時に、ビデオメモリ３からＶＲＡＭインターフェイスモジュール１０２を介してＶＣＣ１０４でキャプチャされた画像データを読み出し、拡大または縮小し、ラインバッファ１３ａまたは１３ｂに書き込む。ラインバッファ１３ａおよび１３ｂは交互に書き込み、読み出しが行われる先入れ先出し式バッファメモリであり、拡大／縮小回路１２の出力がラインバッファ１３ａに書き込まれている時はラインバッファ１３ｂ内のデータが読み出され、また、拡大／縮小回路１２の出力がラインバッファ１３ｂに書き込まれている時はラインバッファ１３ａ内のデータが読み出され、この動作が交互に行われる。なお、ラインバッファ１３ａおよび１３ｂの書込は、拡大／縮小回路１２の出力に連動して行われるが、読み出しはＣＲＴコントローラ１１０から与えられるタイミング信号に基づき行われる。１５はコントローラであり、メモリ１６内のデータに基づいて回路各部を制御する。
【００１９】
次に、拡大／縮小回路１２について詳述する。この拡大／縮小回路１２は従来から公知の回路であり、バイリニアフィルタ回路、ニアレストネイバー回路等が使用される。バイリニアフィルタ回路について以下に説明する。
【００２０】
いま、図３において、符号４１をビデオメモリ３に書き込まれた画像データ、４２を表示装置４に拡大表示する画像データを指定するウインドウ、４３をＣＲＴ表示装置の表示画面、４４を拡大表示された画像が表示されるウインドウとする。この時、バイリニアフィルタ回路は、ウインドウ４４内のあるドットＸａのカラーデータを、ドットＸａに対応するウインドウ４２内の点Ｘ（この点Ｘはウインドウ４２のドットと一致する場合としない場合がある）の周囲の４個のドットのカラーデータから求める。すなわち、図４において、点Ｘの周囲の４個のドットをＤ１ないしＤ４とし、点Ｘと点Ｄ１との横方向の距離をａ、点Ｘと点Ｄ２との横方向の距離をｂ、点Ｘと点Ｄ１との縦方向の距離をｃ、点Ｘと点Ｄ３との縦方向の距離をｄとすると、点Ｘのカラーデータは次の式で求められる。
点Ｙ１のカラーデータ：（ｄＤ１／（ｃ＋ｄ））＋（ｃＤ３／（ｃ＋ｄ））
点Ｙ２のカラーデータ：（ｄＤ２／（ｃ＋ｄ））＋（ｃＤ４／（ｃ＋ｄ））
点Ｘのカラーデータ：（ｂＹ１／（ａ＋ｂ））＋（ａＹ２／（ａ＋ｂ））
【００２１】
また、ニアレストネイバー回路の場合は、上記４点Ｄ１ないしＤ４の内で最も近いドットのカラーデータをドットＸａのカラーデータとする。
【００２２】
次に、上述した表示プレーン１０５ａの動作を説明する。
いま、図３に示す画像データ４１に予め設定されたウインドウ４２内の各ドットのカラーデータを拡大して表示画面４３のウインドウ４４に表示し、また、ウインドウ４６内の各ドットのカラーデータを縮小して表示画面４３のウインドウ４７に表示するとする。
この場合、ＣＰＵ２から表示プレーン１０５ａのコントローラ１５に次のデータが与えられる。
ａ１＝拡大前のウインドウ４２の左上隅のドットの画像メモリ１１における記憶位置
ｂ１＝拡大後のウインドウ４４の左上隅のドットの表示画面４３上の表示位置
ｃ１＝拡大後のウインドウ４４の横方向ドット数
ｄ１＝拡大後のウインドウ４４の縦方向ドット数
ｅ１＝拡大／縮小倍率
ａ２＝拡大前のウインドウ４６の左上隅のドットの画像メモリ１１における記憶位置
ｂ２＝拡大後のウインドウ４７の左上隅のドットの表示画面４３上の表示位置
ｃ２＝拡大後のウインドウ４７の横方向ドット数
ｄ２＝拡大後のウインドウ４７の縦方向ドット数
ｅ２＝拡大／縮小倍率
なお、縦方向の拡大率と横方向の拡大率が異なる場合は、縦方向、横方向で別々拡大倍率がコントローラ１５に入力される。
【００２３】
コントローラ１５はこれらのデータを受け、メモリ１６に書き込む。また、ＣＲＴコントローラ１１０はメモリ１６から上述したデータｂ１、ｃ１、ｄ１およびｂ２、ｃ２、ｄ２を読み込み内部のメモリに一時記憶する。
【００２４】
以後、ＣＲＴコントローラ１１０は、データｂ１、ｃ１、ｄ１に基づいて表示プレーン１０５ａにおけるウインドウ４４のデータ処理開始タイミングを検知してウインドウ４４用トリガー信号をコントローラ１５へ出力し、また、データｂ２、ｃ２、ｄ２に基づいてウインドウ４７のデータ処理開始タイミングを検知してウインドウ４７用トリガー信号をコントローラ１５へ出力する。ここで、表示プレーン１０５ａのデータ処理開始タイミングとは、ＣＲＴ表示装置がウインドウ４４の第１行目の表示を開始する時刻ではなく、表示プレーン１０５ａが表示用データを用意する時間を考慮したタイミングである。
【００２５】
コントローラ１５はＣＲＴコントローラ１１０からウインドウ４４の第１行目のデータ処理開始のトリガー信号を受けると、拡大／縮小回路１２へデータ処理開始指令を出力する。拡大／縮小回路１２はこの指令を受け、データａ１に基づいてビデオメモリ３のウインドウ４２の第１、第２ラインの各データを読み出す。次に、読み出したデータに基づいてウインドウ４４の第１ラインの各ドットのカラーデータを求め、クロックパルスに従ってラインバッファ１３ａに書き込む。以後、拡大／縮小回路１２は、ＣＲＴコントローラ１１０からの各行のトリガー信号に連動してコントローラ１５が発生するデータ処理開始指令に基づき、ビデオメモリ３からウインドウ４２の第３ライン、第４ライン、・・・の各ドットのカラーデータを順次読み出し、これらのカラーデータに基づいてウインドウ４４の第２、第３、・・・ラインのカラーデータを順次算出し、ラインバッファ１３ａ、１３ｂに交互に書き込む。
【００２６】
また、コントローラ１５は、ウインドウ４４の第１ラインの表示タイミングにおいてラインバッファ１３ａにデータ出力用のクロックパルスを出力する。これにより、ラインバッファ１３ａ内のデータがクロックパルスにしたがって順次ＰＤＣ１０８を介して表示装置４に供給され、ウインドウ４４の第１ラインが表示される。次に、コントローラ１５はウインドウ４４の第２ラインの表示タイミングにおいてラインバッファ１３ｂへクロックパルスを出力し、これにより、ウインドウ４４の第２ラインが表示され、以後、同様の処理が繰り返される。
そして、コントローラ１５は、ウインドウ４４の最下行の表示が終了した時点でラインバッファ１３ａ、１３ｂへの出力指示を停止し、待機状態となる。
【００２７】
次に、ＣＲＴコントローラ１１０からウインドウ４７の第１行目のデータ処理開始のトリガー信号がコントローラ１５へ出力されると、上記と全く同様の処理が行われ、これにより、ウインドウ４７の表示が行われる。以後、ＣＲＴコントローラ１１０からウインドウ４４用トリガー信号、ウインドウ４７用トリガー信号が出力される毎に上記の処理が繰り返される。
【００２８】
以上説明したように、上述した実施形態においては、１つの表示プレーン１０５ａ、ｂおよびＣＲＴコントローラ１１０に僅かな構成を追加するだけで、２つの表示プレーンとしての機能を達成している。これは、表示プレーンにおける空き時間（ウインドウ４４の表示処理を終了した後の空き時間）を利用して別の表示（ウインドウ４７の表示）を行うもので非常に効率がよいと言える。
【００２９】
なお、１つの表示プレーンを使用して複数のウインドウを表示するに際して、図５に示すように、表示画面４３の２つのウインドウが重なる場合、あるいは走査線方向に並ぶ場合は従来の表示プレーンの大幅な設計変更が必要となる。上述した実施形態においては、１つの表示プレーン１０５ａ、ｂおよびＣＲＴコントローラ１１０のわずかな構成の追加、および表示プレーンにおける空き時間利用を行っているので、非常に低コストで表示プレーン増設効果が得られる。したがって、これに対応するため、２つのウインドウの表示位置に関するデータを比較し、同一の表示ラインに２つのウインドウがかからない場合に限って、画像データを生成するようにすることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明は、ビデオカメラによって撮像されたＮＴＳＣ形式、ＰＡＬ形式の画像データを実時間で表示する表示装置等に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態におけるＣＰＣ１０５の構成を示すブロック図である。
【図３】同ＣＰＣ１０５の動作を説明するための説明図である。
【図４】同ＣＰＣ１０５における拡大／縮小回路１２の動作を説明するための図である。
【図５】同実施形態において処理できないケースを説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…画像処理装置、２…ＣＰＵ、３…ビデオメモリ、１２…拡大／縮小回路、１３ａ、１３ｂ…ラインバッファ、１５…コントローラ（表示コントローラ）、１６…メモリ、１０２…ＶＲＡＭインターフェイス、１１０…ＣＲＴコントローラ（表示コントローラ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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