(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノンインターレース走査用のグラフィクスデータをインターレース走査の表示装置に表示する画像表示制御装置において、
前記グラフィクスデータが格納されるビデオメモリから、表示対象ラインとそれに後続する次ラインの２ライン分のグラフィクスデータを所定データ単位で時分割的に交互に読み出すグラフィクスデータ読み出し手段と、
このグラフィクスデータ読み出し手段によって時分割的に交互に読み出される前記２ライン分のデータに対して、ライン毎にそれぞれ水平フィルタリング処理およびピクセルアスペクト比変換のための水平スケーリング処理を行う水平フィルタおよびスケーリング手段と、
前記表示対象ラインの１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータを保持するためのラインバッファと、
前記水平フィルタおよびスケーリング手段によって前記表示対象ラインおよび次ラインそれぞれの対応するピクセル位置のデータが水平フィルタリングおよびスケーリングされる度、前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた前記表示対象ラインおよび次ラインの２ライン分のグラフィクスデータと前記ラインバッファに格納されている１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとの３ライン間で垂直フィルタリング処理を順次実行して、前記３ライン分のグラフィクスデータを１表示ライン分のグラフィクスデータに変換する垂直フィルタ手段とを具備し、
前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた次ラインのグラフィクスデータは、次の表示対象ラインに対応する垂直フィルタリング処理において前記１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとして使用されるように、前記ラインバッファに格納されることを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項２】
前記グラフィクスデータは前記ビデオメモリにインデックスカラーモードのデータとして格納されており、
前記ビデオメモリから時分割的に交互に読み出される前記２ライン分のインデックスカラーモードのデータを順次色変換して出力する色変換テーブルをさらに具備し、
前記水平フィルタおよびスケーリング手段は、前記色変換テーブルから出力されるカラーデータに対して前記水平フィルタリングおよびスケーリング処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像表示制御装置。
【請求項３】
ノンインターレース走査用のグラフィクスデータとインターレース走査用の動画データとを合成してインターレース走査の表示装置に表示する画像表示制御装置において、
前記グラフィクスデータが格納されるビデオメモリから、表示対象ラインとそれに後続する次ラインの２ライン分のグラフィクスデータを所定データ単位で時分割的に交互に読み出すグラフィクスデータ読み出し手段と、
このグラフィクスデータ読み出し手段によって時分割的に交互に読み出される前記２ライン分のデータに対して、ライン毎に水平フィルタリングおよびピクセルアスペクト比変換のための水平スケーリング処理を行う水平フィルタおよびスケーリング手段と、
前記表示対象ラインの１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータを保持するためのラインバッファと、
前記水平フィルタおよびスケーリング手段によって前記表示対象ラインおよび次ラインそれぞれの対応するピクセル位置のデータが水平フィルタリングおよびスケーリングされる度、前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた前記表示対象ラインおよび次ラインの２ライン分のグラフィクスデータと前記ラインバッファに格納されている１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとの３ライン間で垂直フィルタリング処理を順次実行して、前記３ライン分のグラフィクスデータを１表示ライン分のグラフィクスデータに変換する垂直フィルタ手段と、
この垂直フィルタ手段による垂直フィルタリング処理により得られたグラフィクスデータと前記インターレース走査用の動画データとをピクセル単位で合成するグラフィクス・動画合成手段とを具備し、
前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた次ラインのグラフィクスデータは、次の表示対象ラインに対応する垂直フィルタリング処理において前記１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとして使用されるように、前記ラインバッファに格納されることを特徴とする画像表示制御装置。
【請求項４】
前記グラフィクスデータは前記ビデオメモリにインデックスカラーモードのデータとして格納されており、
前記ビデオメモリから時分割的に交互に読み出される前記２ライン分のインデックスカラーモードのデータを順次色変換して前記動画データと同じデータ形式のカラーデータを出力する色変換テーブルをさらに具備し、
前記水平フィルタおよびスケーリング手段は、前記色変換テーブルから出力されるカラーデータに対して前記水平フィルタリングおよび水平スケーリング処理を行うことを特徴とする請求項３記載の画像表示制御装置。
【請求項５】
前記色変換テーブルには、前記インデックスカラーモードのデータ値によって指定される複数のカラーデータ記憶領域が設けられ、各カラーデータ記憶領域には、カラーデータ、および前記グラフィクスデータと前記動画データとのピクセル毎の合成比率を指定するパラメタ値が設定されていることを特徴とする請求項４記載の画像表示制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はグラフィクスデータと動画データとを合成してＴＶにインターレース表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ技術の発達に伴い、家庭用のＴＶと接続して使用可能なマルチメディア対応のデジタルビデオプレーヤやセットトップボックス等が種々開発されている。
【０００３】
この種のデジタルビデオプレーヤやセットトップボックスは、コンピュータグラフィックスの表示のみならず、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）にデジタル圧縮符号化されて蓄積された動画データを復号再生することができる。
【０００４】
ＤＶＤはＭＰＥＧ２という動画像符号化を使って、ＣＤと同じ大きさの光ディスクに、映画などの映像情報を高画質で記録できる新しいビデオディスク規格である。ＤＶＤの記録再生方法は、画質と、容量に対する記録時間の双方を確保する観点から、可変レート符号化の考えに基づいている。可変レート符号化データのデータ量は、元の画像の画質に依存し、動きの激しいシーンほどそのデータ量は増加する。このＤＶＤに蓄積された動画データは家庭用ＴＶと同じＮＴＳＣ方式の映像信号を基に作られており、ＭＰＥＧ２デコーダによって復号再生された画像はインターレース走査の映像信号となる。
【０００５】
また、最近では、ＣＰＵの高速化やグラフィクスコントローラの改良により、３次元グラフィクスなどの高度なグラフィクス処理を、家庭用のデジタルビデオプレーヤやセットトップボックスにおいても実現できるようになっている。グラフィクスデータは画面を自在にスクロールできるなどユーザ操作に応じてインタラクティブに表示画像を変化させることができる。このため、グラフィクスとＭＰＥＧ２の自然動画像とを融合させ、それらを合成表示することによってエンターテイメント性の高い新たな映像を実現することが望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、グラフィクスと動画を単に合成してＴＶに表示しただけでは、満足のいく映像を得ることはできない。グラフィクスを品質良くＴＶに表示するためには、次の２つを考慮する必要がある。
【０００７】
（１）ピクセルアスペクト比の違い
コンピュータのディスプレイモニタのピクセルアスペクト比は通常１対１であるが、ＴＶのピクセルアスペクト比は１対１ではなく、横方向と縦方向の比率が異なっている。このため、コンピュータのディスプレイモニタでは円に見えていたものをそのまま、横方向に比べ縦方向の比率が大きいＴＶ画面に表示すると、縦長の楕円に見えてしまうという問題が生じる。
【０００８】
（２）信号帯域の違い
ＴＶはインターレース表示であるのに対し、コンピュータのディスプレイモニタはノンインターレース表示である。ノンインターレース表示用のグラフィクスデータの輝度帯域および色帯域は、ＴＶで定義されている映像信号のそれら輝度および色帯域よりも広い。このため、グラフィクスデータをＴＶにインターレース表示すると、フリッカと呼ばれるチラツキ現象が発生する。
【０００９】
（１）のピクセルアスペクト比の違いによる問題については、スケーラによってグラフィクスデータのアスペクト比を調整することによって解決可能である。また、（２）の信号帯域の違いによりフリッカの発生は、フィルタ回路によってグラフィクス画面における垂直方向に連続する幾つかの表示ラインに垂直フィルタリング処理を施し、ライン間の平均を実際の表示ラインとして使用することなどによって防止することができる。
【００１０】
ビデオメモリから読み出されるグラフィクスデータに対してこれらスケーリングおよび垂直フィルタリング処理を施す場合には、スケーリングされた複数ライン分のグラフィクスデータを垂直フィルタ用にバッファリングして保持しておく必要がある。このため、スケーラによってスケーリングされたグラフィクスデータをビデオメモリのオフスクリーンエリアに一旦セーブしておき、その後、そのスケーリング後のデータをビデオメモリから垂直フィルタ回路に再度読み出すといった処理が必要とされる。
【００１１】
しかし、このようにすると、これら回路によってビデオメモリが占有され、これによってＣＰＵによるグラフィクスデータの書き換え速度が犠牲になるという問題が発生する。また、これを防止するために大きなバンド幅を持つ高価なビデオメモリを使用することは、低コストが要求される家庭用の機器用途としては不適当である。
【００１２】
この発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ビデオメモリから読み出されるグラフィクスデータに対してビデオメモリのオフスクリーンエリアを用いることなくスケーリング処理および垂直フィルタリング処理を効率よく施せるようにし、低コストでかつグラフィクスデータをＴＶに高品質表示することができる画像表示制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ノンインターレース走査用のグラフィクスデータをインターレース走査の表示装置に表示する画像表示制御装置において、前記グラフィクスデータが格納されるビデオメモリから、表示対象ラインとそれに後続する次ラインの２ライン分のグラフィクスデータを所定データ単位で時分割的に交互に読み出すグラフィクスデータ読み出し手段と、このグラフィクスデータ読み出し手段によって時分割的に交互に読み出される前記２ライン分のデータに対して、ライン毎にそれぞれ水平フィルタリング処理およびピクセルアスペクト比変換のための水平スケーリング処理を行う水平フィルタおよびスケーリング手段と、前記表示対象ラインの１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータを保持するためのラインバッファと、前記水平フィルタおよびスケーリング手段によって前記表示対象ラインおよび次ラインそれぞれの対応するピクセル位置のデータが水平フィルタリングおよびスケーリングされる度、前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた前記表示対象ラインおよび次ラインの２ライン分のグラフィクスデータと前記ラインバッファに格納されている１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとの３ライン間で垂直フィルタリング処理を順次実行して、前記３ライン分のグラフィクスデータを１表示ライン分のグラフィクスデータに変換する垂直フィルタ手段とを具備し、前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた次ラインのグラフィクスデータは、次の表示対象ラインに対応する垂直フィルタリング処理において前記１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとして使用されるように、前記ラインバッファに格納されることを特徴とする。
【００１４】
この画像表示制御装置においては、例えば、奇数フィールドの表示期間においては、グラフィクス画面上の奇数番目の表示対象ラインとそれに後続する次ラインである偶数表示ラインのグラフィクスデータがあるデータ単位で時分割的に交互に読み出されて、水平フィルタおよびスケーリング手段に送られる。水平フィルタおよびスケーリング手段では、それら時分割的に読み出される２ラインそれぞれのデータに対して水平方向のみのフィルタリングおよびスケーリングが順次行われ、輝度および色などについての信号帯域の低減と、横方向についてのピクセルアスペクト比の拡大または縮小がなされる。
【００１５】
そして、水平フィルタおよびスケーリングされた同一ピクセル位置のデータが２ライン分揃うと、水平フィルタリングおよびスケーリングされた前記表示対象ラインおよび次ラインの２ライン分のグラフィクスデータと前記ラインバッファに格納されている１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとの３ライン間で垂直フィルタリング処理が行われる。垂直フィルタリング処理では、対応するピクセル間の輝度および色などについての平均値が求められ、信号の帯域が低減される。このようにして、水平フィルタリングおよびスケーリング処理と垂直フィルタリング処理とがパイプライン的に実行されることにより、ビデオメモリから読み出されるグラフィクスデータに対してビデオメモリのオフスクリーンエリアを用いることなくスケーリング処理およびフィルタリング処理を効率よく施せるようになる。よって、グラフィクスデータをＴＶに高品質表示することが可能となる。また、前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた次ラインのグラフィクスデータは、次の表示対象ラインに対応する垂直フィルタリング処理において前記１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとして使用されるように、前記ラインバッファに格納される。これにより、２ライン分のデータを時分割的に交互に読み出すだけで３ライン間での垂直フィルタリング処理を行うことが可能となる。
【００１６】
また、ビデオメモリに格納されるグラフィクスデータとしては、そのグラフィクスデータのデータ量を削減するためにインデックスカラーモードを用いることが好ましい。この場合、インデックスカラーモードのデータは色変換テーブルによってカラーデータに変換された後、水平フィルタおよびスケーリング手段に送られる。色変換テーブルによる変換処理では、輝度調整が容易で、且つＮＴＳＣ方式のＴＶ用映像信号に変換しやすい、ＹＣｒＣｂフォーマットを用いることが好ましい。
【００１８】
また、この発明は、ノンインターレース走査用のグラフィクスデータとインターレース走査用の動画データとを合成してインターレース走査の表示装置に表示する画像表示制御装置において、前記グラフィクスデータが格納されるビデオメモリから、表示対象ラインとそれに後続する次ラインの２ライン分のグラフィクスデータを所定データ単位で時分割的に交互に読み出すグラフィクスデータ読み出し手段と、このグラフィクスデータ読み出し手段によって時分割的に交互に読み出される前記２ライン分のデータに対して、ライン毎に水平フィルタリングおよびピクセルアスペクト比変換のための水平スケーリング処理を行う水平フィルタおよびスケーリング手段と、前記表示対象ラインの１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータを保持するためのラインバッファと、前記水平フィルタおよびスケーリング手段によって前記表示対象ラインおよび次ラインそれぞれの対応するピクセル位置のデータが水平フィルタリングおよびスケーリングされる度、前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた前記表示対象ラインおよび次ラインの２ライン分のグラフィクスデータと前記ラインバッファに格納されている１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとの３ライン間で垂直フィルタリング処理を順次実行して、前記３ライン分のグラフィクスデータを１表示ライン分のグラフィクスデータに変換する垂直フィルタ手段と、この垂直フィルタ手段による垂直フィルタリング処理により得られたグラフィクスデータと前記インターレース走査用の動画データとをピクセル単位で合成するグラフィクス・動画合成手段とを具備し、前記水平フィルタリングおよびスケーリングされた次ラインのグラフィクスデータは、次の表示対象ラインに対応する垂直フィルタリング処理において前記１ライン前の水平フィルタリングおよびスケーリング処理されたグラフィクスデータとして使用されるように、前記ラインバッファに格納されることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、αブレンディングなどによるグラフィクスデータと動画データとのピクセル単位の合成処理に先立って、水平フィルタリング処理およびピクセルアスペクト比変換のための水平スケーリング処理と、フリッカ防止のための垂直フィルタリング処理とがパイプライン動作で実行される。したがって、ＴＶ表示に適した状態のグラフィクスデータを動画データに合成することができ、高品質の合成映像をＴＶに表示することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
まず、図１を参照して、この発明の一実施形態に係る画像表示制御装置の基本構成を説明する。この画像表示制御装置はデジタルビデオプレーヤやセットトップボックスとして使用されるものであり、コンピュータグラフィクス、動画像、およびそれらグラフィクスと動画像との合成画像などを家庭用ＴＶに表示する機能を提供する。この画像表示制御装置には、図示のように、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０１、ＭＰＥＧ２デコーダ１０２、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３、カラーパレット１０４ａ、スケーラ１０４ｂ、フィルタ１０４ｃ、αブレンディング回路１０５、ＮＴＳＣエンコーダ１０６などが設けられている。
【００２５】
ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０１は、光ディスクからなるＤＶＤメディア１００に蓄積された動画データおよびグラフィクス表示用のアプリケーションプログラムファイルなどを読み出す。アプリケーションプログラムによって生成されるグラフィクスデータは動画データの背景映像などとして使用されるものであり、このグラフィクスデータはホームコンピュータのＣＰＵによってビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３に書き込まれる。
【００２６】
動画データには、主映像（ビデオ）、１６チャネルまでの副映像（サブピクチャ）、および８チャネルまでの音声（オーディオ）を含ませることができる。この場合、これらビデオ、サブピクチャ、およびオーディオはそれぞれＭＰＥＧ２規格でデジタル圧縮符号化されて記録されている。ＭＰＥＧ２規格では、ＭＰＥＧ２で符号化されたデータに、他の符号化データを含ませることがことができ、それら符号化データは１本のＭＰＥＧ２プログラムストリームとして扱われる。ビデオの符号化にはＭＰＥＧ２を使用し、サブピクチャおよびオーディオの符号化にはそれぞれランレングス符号化およびＤＯＬＢＹ  ＡＣ３が使用される。この場合でも、それら符号化されたビデオ、サブピクチャ、およびオーディオは、１本のＭＰＥＧ２プログラムストリームとして扱われる。ＭＰＥＧ２規格の符号化処理は可変レート符号化であり、単位時間当たりに記録／再生する情報量を異ならせることができる。よって、動きの激しいシーンほど、それに対応するフレーム群を構成するＭＰＥＧストリームの転送レートを高くすることによって、高品質の動画再生が可能となる。
【００２７】
ＤＶＤメディア１００から読み出されたＭＰＥＧ２プログラムストリームは、ＭＰＥＧ２デコーダ１０２に送られる。ＭＰＥＧ２デコーダ１０２は、ＭＰＥＧ２プログラムストリームをビデオデータ、サブピクチャデータ、およびオーディオデータに分離した後、それらをそれぞれデコード処理し同期化して出力する。デコードされたビデオデータとサブピクチャデータは合成された後、ＹＣｒＣｂフォーマットの動画データとしてαブレンディング回路１０５に送られる。
【００２８】
αブレンディング回路１０５は、動画データとグラフィクスデータとをピクセル単位で合成する。ピクセル毎の動画データとグラフィクスデータとの合成の比率は、α値によって決定される。このα値はグラフィクスデータの各ピクセルについてその透過の度合いを示すパラメタであり、動画データの各ピクセルの透過率は１−αとなる。したがって、例えば、α＝１のピクセルについてはグラフィクスデータが表示され、動画データは表示されない。反対に、α＝０のピクセルについてはグラフィクスデータは表示されず、動画データが表示される。
【００２９】
ＮＴＳＣエンコーダ１０６は、αブレンディング回路１０５によって合成された画像データをＮＴＳＣ方式の映像信号に変換して、ＴＶ２００にインターレース表示する。
【００３０】
カラーパレット１０４ａ、スケーラ１０４ｂ、およびフィルタ１０４ｃは、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３に描画されたノンインターレース表示用のグラフィクスデータをインターレース走査のＴＶ２００に高品質表示するために設けられたものであり、αブレンディング回路１０５による合成処理に先だって、グラフィクスデータに対してそのピクセルアスペクト比変換のためのスケーリング処理、および輝度および色信号帯域をＴＶ２００用の映像信号に合わせて低減するための垂直フィルタリング処理を行う。これらカラーパレット１０４ａ、スケーラ１０４ｂ、およびフィルタ１０４ｃによるグラフィクスデータ加工処理は次のように行われる。
【００３１】
例えば、奇数フィールドの表示期間においては、表示対象のある奇数番目のラインのグラフィクスデータとそれを挟む２本の偶数表示ラインのグラフィクスデータとを含む３ライン分のグラフィクスデータがあるデータ単位でビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３から時分割的に交互に読み出されて、カラーパレット１０４ａに送られる。ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３にはグラフィクスデータはインデックスカラーモードのデータとして格納されており、カラーパレット１０４ａでは、インデックスカラーモードのグラフィクスデータが読み出し順にピクセル単位で動画データと同じＹＣｒＣｂフォーマットのカラーデータに順次変換される。スケーラ１０４ｂでは、ＹＣｒＣｂフォーマットに変換された３ラインそれぞれのデータに対して、ライン別に所定のピクセル数単位で水平方向のスケーリング処理が行われる。これにより、各ラインのデータ毎にピクセルアスペクト比が横方向に拡大または縮小され、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３にグラフィクスデータとして描画された円は、楕円ではなく、円としてＴＶ２００に表示できるようになる。
【００３２】
そして、水平スケーリングされた同一ピクセル位置のデータが３ライン分揃う度に、それらデータ単位で垂直フィルタリング処理がフィルタ１０４ｃによって行われる。垂直フィルタリング処理では、３ラインそれぞれの対応するピクセル間の輝度および色についての平均値がピクセル毎に求められ、これによりＴＶ表示用の１ライン分のグラフィクスデータが生成される。これにより、グラフィクスデータの周波数帯域がＴＶ用映像信号と同程度にまで低減される。また、この垂直フィルタリング処理により、前段のスケーラ１０４ｂによってライン毎に個々に行われる水平スケーリング処理によって生じたライン間の不連続部分を滑らかにすることができる。
【００３３】
このように、表示対象ラインを含む複数ライン分のグラフィクスデータを時分割的に交互に読み出してそれらに対し順次水平スケーリング処理を施し、そして水平スケーリングされた同一ピクセル位置のデータが複数ライン分揃う度にそれらデータ単位で垂直フィルタリングを行うことにより、水平スケーリング処理と垂直フィルタリング処理とがパイプライン的に実行されることになる。これにより、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３から読み出されるグラフィクスデータに対してビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３のオフスクリーンエリアを用いることなくスケーリング処理および垂直フィルタリング処理を効率よく施せるようになる。よって、特別大きなメモリバンド幅のビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３を用意しなくとも、グラフィクスデータをＴＶに高品質表示することが可能となる。
【００３４】
図２には、図１の画像表示制御装置の具体的な構成例が示されている。
この画像表示制御装置は、前述のＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０１を利用した動画再生や、ゲームソフトやビューアなどを初めとする各種アプリケーションプログラムを実行することができる。この画像表示制御装置には、ＣＰＵ１１、ホスト／ＰＣＩブリッジ１２、主メモリ１３、ＯＳ格納用のマスクＲＯＭ１４、Ｉ／Ｏコントロールゲートアレイ１５、ＵＳＢコネクタ１６、コントロールパネルにステータス表示を行うためのＬＥＤ１７、コントロールパネルを構成するための各種ユーザ操作スイッチ１８、赤外線通信ポート１９、ＲＳ２３２Ｃコネクタ２０、システムＢＩＯＳを格納するフラッシュＲＯＭ２１、フラッシュメモリカード（ＳＳＦＤＣ）用ソケット２２、Ｄ／Ａコンバータ２３、ＡＣ３デコーダ２４、およびオーディオミキサ２５に加え、前述のＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０１、ＭＰＥＧ２デコーダ１０２、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３、およびＮＴＳＣエンコーダ１０６が設けられている。
【００３５】
ＣＰＵ１１は、このシステム全体の動作を制御するものであり、主メモリ１３にロードされたオペレーティングシステムおよび実行対象のアプリケーションプログラムおよび各種ドライバプログラムを実行する。
【００３６】
ホスト／ＰＣＩブリッジ１２は、プロセッサバス１とＰＣＩバス２との間でトランザクションを双方向で変換するためのＬＳＩであり、プロセッサバスインタフェース１２１とＰＣＩバスインタフェース１２３を備えている。また、ホスト／ＰＣＩブリッジ１２には、ＣＰＵ１１およびそれ以外の他のＰＣＩバスマスタから発行されるメモリリード／ライトトランザクションに従って主メモリ１３およびマスクＲＯＭ１４をアクセス制御するメモリコントローラ１２２が設けられている。
【００３７】
Ｉ／Ｏコントロールゲートアレイ１５は各種Ｉ／Ｏデバイスを制御するための１個のＬＳＩであり、ここには、図示のように、ＰＣＩバス２と内部ＰＣＩバス２ａ間をつなぐＰＣＩバスインタフェース１５１、内部ＰＣＩバス２ａと内部ＩＳＡバス２ｂ間をつなぐＰＣＩ／ＩＳＡブリッジ１５２が設けられている。内部ＰＣＩバス２ａには、ＵＳＢコネクタ１６に接続される外部キーボードなどの周辺装置を制御するＵＳＢインタフェース１５３と、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０１を制御するバスマスタＩＤＥコントローラ１５４と、前述したグラフィクスデータに対するスケーリングおよびフィルタリング処理、およびグラフィクスと動画データとのαブレンディングなどを行うディスプレイコントローラ１５５と、内部ＰＣＩバス２ａとＭＰＥＧ２デコーダ１０２との間のインターフェース制御を行うＭＰＥＧインタフェース１５６が接続されている。
【００３８】
ディスプレイコントローラ１５５には、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３をアクセス制御するメモリコントローラ２０１、ＣＰＵ１１からの指示に従って転送元と転送先のビットマップ間でさまざまな論理演算や、ビットマップの拡大／縮小などを行うビットブリット（Ｂｉｔ  Ｂｌｏｃｋ  Ｔｒａｎｓｅｆｅｒ）回路２０２、グラフィクス／ビデオミキサ２０３、ＰＣＭオーディオコントローラ２０４が設けられている。グラフィクス／ビデオミキサ２０３は、図１のカラーパレット１０４ａ、スケーラ１０４ｂ、フィルタ１０４ｃ、およびαブレンディング回路１０５などを含んでいる。ＰＣＭオーディオコントローラ２０４は、グラフィクスデータに付随する効果音などの音声データをＰＣＭオーディオデータに変換するＰＣＭ音源である。
【００３９】
この図２のシステムにおける動画データおよびグラフィクスデータの流れは次の通りである。
すなわち、グラフィクス表示用のアプリケーションプログラムファイルは、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０１から読み出されて、主メモリ１３にロードされる。そして、そのプログラムの制御の下、ＣＰＵ１１は、動画データの背景映像などとして使用するグラフィクスデータをビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３に描画すると共に、音声データをＰＣＭオーディオコントローラ２０４に転送する。グラフィクス／ビデオミキサ２０３は、メモリコントローラ２０１を通してビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３から表示対象ラインを含む複数ラインのグラフィクスデータを時分割的に交互に読み出し、前述した水平スケーリング処理および垂直フィルタリング処理をパイプライン動作で実行する。ＰＣＭオーディオコントローラ２０４は、音声データをＰＣＭオーディオデータに変換し、それをＤ／Ａコンバータ２３に渡す。
【００４０】
一方、動画データは、主メモリ１３を介さずに、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０１からＭＰＥＧ２デコーダ１０２に直接的に転送される。ＭＰＥＧ２デコーダ１０２では、ＭＰＥＧ２プログラムストリームに含まれるビデオおよびサブピクチャがそれぞれデコードされて、ＹＣｒＣｂ４２２形式のデジタルビデオデータが生成される。また、ＭＰＥＧ２プログラムストリームに含まれるオーディオデータについてはそのままＭＰＥＧ２デコーダ１０２からＡＣ３デコーダ２４に送られ、そこでデコードされる。デコードされたＹＣｒＣｂ４２２形式のデジタルビデオデータは、グラフィクス／ビデオミキサ２０３に送られ、グラフィクスデータとα２ブレンディングされる。そして、ＮＴＳＣエンコーダ１０６によってＴＶ用の映像信号に変換された後、ＴＶにインターレース表示される。また、ＡＣ３デコーダ２４によってデコードされたオーディオデータは、オーディオミキサ２５によってＰＣＭオーディオコントローラ２０４からのオーディオデータと合成されて、ＴＶの音声入力ラインなどに送られる。
【００４１】
図３には、グラフィクス／ビデオミキサ２０３とその周辺の具体的な回路構成が示されている。
グラフィクス／ビデオミキサ２０３には、図示のように、カレントバッファ３０１、ネクストバッファ３０２、マルチプレクサ３０３、カラーパレット３０４、カレントスケーリング・Ｈフィルタ３０５、ネクストスケーリング・Ｈフィルタ３０６、ディレイ回路３０７、ＹＣｒＣｂ４４４／４２２変換回路３０８，３０９、ビフォアラインバッファ３１０、Ｖフィルタ３１１、ＦＩＦＯバッファ３１２、およびαブレンディング回路が設けられている。
【００４２】
カレントバッファ３０１およびネクストバッファ３０２は、メモリコントローラ２０１によってビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３から所定データサイズ単位で時分割で交互に読み出される表示対象ラインのグラフィクスデータおよび次ラインのグラフィクスデータをそれぞれ一時的は保持するためのバッファである。例えば、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３に格納されるインデックスカラーモードのグラフィクスデータが８ビット／ピクセルで、且つビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３のデータバスが３２ビットであれば、表示対象ラインのグラフィクスデータと次ラインのグラフィクスデータとがそれぞれ８ピクセル単位で交互に読み出されることになる。
【００４３】
マルチプレクサ３０３は、カレントバッファ３０１およびネクストバッファ３０２を交互に選択し、選択したバッファに格納されているインデックスカラーモードのグラフィクスデータをピクセル単位でシリアルに出力する。このピクセルデータはカラーパレット３０４に送られる。
【００４４】
カラーパレット３０４は、図４に示されているように、２５６個のエントリと、インデックス値として入力される８ビットのピクセルデータをデコードして２５６個のエントリの中の１つを選択するアドレスデコーダから構成されている。各エントリには、４４４フォーマットに対応する２４ビットのＹＣｒＣｂデータと、８ビットのα値との組があらかじめ設定されている。カラーパレット３０４から出力される４４４フォーマットのＹＣｒＣｂデータは、カレントスケーリング・Ｈフィルタ３０５またはネクストスケーリング・Ｈフィルタ３０６に送られる。また、α値については、ディレイ回路３０７に送られ、そこで、水平スケーリングおよび垂直フィルタリング処理の時間だけ遅延された後、ＦＩＦＩバッファ３１２ｂを介してαブレンディング回路３１２に送られる。
【００４５】
カレントスケーリング・Ｈフィルタ３０５およびネクストスケーリング・Ｈフィルタ３０６は、それぞれ表示対象ラインおよび次ラインのグラフィクスデータに対する水平フィルタリング・スケーリング処理を実行するためのものであり、カラーパレット３０４で４４４フォーマットのＹＣｒＣｂデータに変換された表示対象ラインのグラフィクスデータはカレントスケーリング・Ｈフィルタ３０５に入力され、またカラーパレット３０４で４４４フォーマットのＹＣｒＣｂデータに変換された表示対象ラインのグラフィクスデータはカレントスケーリング・Ｈフィルタ３０６に入力される。
【００４６】
カレントスケーリング・Ｈフィルタ３０５は、連続して入力される表示対象ラインに属する４４４フォーマットのＹＣｒＣｂデータに対して、まず、輝度および色信号帯域低減のための水平フィルタリング処理を行い、その後、水平スケーリングのための演算を順次実行する。この水平フィルタ処理はＦＩＲフィルタを用いた積和型演算によって実行されるものであり、図５の回路によって実現される。図５の水平フィルタ回路は３タップ構成であり、連続する３ピクセル間の積和型演算を行うために、それぞれ１ピクセル分だけデータを遅延する２つのディレイ回路５１１，５１２と、３つの乗算器５１３，５１４，５１５と、加算器５１６とから構成されている。乗算器５１３，５１４，５１５それぞれの乗数値は、フィルタ特性制御レジスタ３１４に設定される制御パラメータの値によって決定される。
【００４７】
水平フィルタリングおよびスケーリングが済んだ表示対象ラインのピクセルはＹＣｒＣｂ４４４／４２２変換回路３０８に送られ、そこで４２２フォーマットのＹＣｒＣｂデータに変換された後、Ｖフィルタ３１１に入力される。
【００４８】
ネクストスケーリング・Ｈフィルタ３０６は、連続して入力される次ラインに属する４４４フォーマットのＹＣｒＣｂデータに対して、まず、輝度および色信号帯域低減のための水平フィルタリング処理を行い、その後、水平スケーリングのための演算を順次実行する。この水平フィルタ処理はＦＩＲフィルタを用いた積和型演算によって実行されるものであり、図５の回路によって実現される。水平フィルタリングおよびスケーリングが済んだ表示対象ラインのピクセルはＹＣｒＣｂ４４４／４２２変換回路３０９に送られ、そこで４２２フォーマットのＹＣｒＣｂデータに変換される。変換後のＹＣｒＣｂデータはＶフィルタ３１１に送られ、またそのＹＣｒＣｂデータの中のＹデータについては次のスキャン時における１ライン前のデータとして使用するためにビフォアラインバッファ３１０に蓄積される。
【００４９】
Ｖフィルタ３１１は、表示対象ラインと次ラインについてそれらの対応するピクセル位置のデータが揃う度に、ビフォアラインバッファ３１０に保持されている前ラインの対応するピクセル位置のデータを使った３ライン間での垂直フィルタリング処理を実行する。この垂直フィルタ処理もＦＩＲフィルタを用いた積和型演算によって実行されるものであり、図６の回路によって実現される。図６の垂直フィルタ回路は、連続する３ライン間の積和型演算を行うために、３つの乗算器６１１，６１２，６１３と、加算器６１６とから構成されている。乗算器６１１，６１２，６１３それぞれの乗数値は、フィルタ特性制御レジスタ３１４に設定される制御パラメータの値によって決定される。
【００５０】
この垂直フィルタリング処理の様子を図７に示す。図７は、ラインＬ３が表示対象ラインである場合の垂直フィルタリング処理の例であり、ラインＬ２、ラインＬ３、およびラインＬ４それぞれの先頭ピクセルから順に、対応するピクセル位置の３ピクセル間での垂直フィルタリング処理が順次実行される。これにより、ＴＶの奇数フィールドに表示すべき１ライン分のグラフィクスデータが生成される。次のスキャン時においては、今度は、ラインＬ３の次の奇数ライン、つまりラインＬ５が表示対象ラインとなり、ラインＬ４、ラインＬ５、およびラインＬ６の３ラインで垂直フィルタリングが行われる。
【００５１】
垂直フィルタリングで得られたピクセルデータは、ＦＩＦＯバッファ３１２ａを介してαブレンディング回路３１３に送られ、表示対象ラインの対応するピクセル位置のα値にしたがってＹＣｒＣｂ４２２形式の動画データと合成される。
【００５２】
フィルタ特性制御レジスタ３１４は、ＣＰＵ１１によってリード・ライト可能なレジスタであり、ここには前述したように水平および垂直のフィルタ特性を変更するための制御パラメタが設定される。フィルタ特性制御レジスタ３１４に設定された制御パラメタ値は、水平フィルタ特性を変化させるための信号Ｈ−ＣＯＮＴ、および垂直フィルタ特性を変化させるための信号Ｖ−ＣＯＮＴとして、スケーリング・Ｈフィルタ３０５，３０６、およびＶフィルタ３１１にそれぞれ供給される。これら信号Ｈ−ＣＯＮＴ，Ｖ−ＣＯＮＴにより、前述のＦＩＲフィルタの乗数値などが変化される。
【００５３】
また、カレントバッファ３０１とＦＩＦＯバッファ３１２ａとの間にはダイレクトパスが設けられており、このダイレクトパスを利用することにより、パレット３０４、スケーリング・Ｈフィルタ３０５，３０６、およびＶフィルタ３１１などを経由せずに、ＦＩＦＯバッファ３１２ａおよびαブレンディング回路３１３経由で直接的にＮＴＳＣエンコーダ１０６に送ることができる。このダイレクトパスは、例えば、ビデオメモリ１０３に１６ビット／ピクセルなどの色数の多い静止画像などがＣＰＵ１１によって描画された場合に利用される。このように、インデックスカラーモードを使用する場合とそれよりも色数の多いデータを利用する場合とでデータ処理の経路を変えることにより、常に最適な表示品質を得ることができる。経路の選択は、例えば、ＰＣＩインターフェース１５５ａのレジスタに対する設定値によりＦＩＦＯバッファ３１２ａの入力を切り替えることなどによって行うことができる。
【００５４】
以上のように、図３の構成においては、表示対象ラインの１ライン前のスケーリング後のグラフィクスデータを保持するラインバッファ３１０を利用することにより、２ライン分のラインを時分割で交互に読み出すだけで３ライン間での垂直フィルタリングを行うことが可能となる。なお、ここでは、３ライン間で垂直フィルタリングを行う場合を例示したが、５ライン間で垂直フィルタリングを行うことも可能である。
【００５５】
図８には、フィルタ特性制御レジスタ３１４を用いてフィルタ特性を動的に変更するためのソフトウェア構造が示されている。
オペレーティングシステムには、アプリケーションプログラムからのフィルタ特性変更指示を受けるためのフィルタ設定ファンクションがアプリケーションインターフェースとして用意されており、アプリケーションプログラムからフィルタ特性変更指示が発行されると、それはオペレーティングシステムからディスプレイドライバに渡される。ディスプレイドライバは図３のディスプレイコントローラを制御するプログラムであり、フィルタ特性変更指示に応じて、所定の制御パラメータをフィルタ特性制御レジスタ３１４に設定する。これにより、アプリケーションプログラムが表示内容、つまりビデオメモリ１０３に描画する内容に応じてフィルタ特性変更指示を発行することにより、文字表示の部分とイメージ表示の部分とでフィルタ特性を動的に変更することなどができるようになり、コンテンツに適応した最適なフィルタ特性を自動的に得ることが可能となる。
【００５６】
図９には、グラフィクス／ビデオミキサ２０３の第２の構成例が示されている。
このグラフィクス／ビデオミキサ２０３は、１ライン前のグラフィクスデータを保持するためのラインバッファを使用することなく、３ライン間での垂直フィルタリングを行う構成であり、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１０３から時分割で交互に読み出される３ライン（表示対象ライン、次ライン、前ライン）にそれぞれ対応する３つのバッファ、すなわちカレントバッファ４０１、ネクストバッファ４０２、およびビフォアバッファ４０３が設けられている。また、スケーリング・Ｈ２フィルタについても、３ラインそれぞれに対応する３つの回路、カレントスケーリング・Ｈフィルタ４０６、ネクストスケーリング・Ｈフィルタ４０７、ビフォアスケーリング・Ｈフィルタ４０８が設けられており、３ラインそれぞれの水平スケーリングが並行して行われる。
【００５７】
また、Ｖフィルタ４１３は、Ｙデータだけでなく、Ｃｒ，Ｃｂデータについてもフィルタ処理を行うように構成されている。Ｙデータだけの垂直フィルタに比べて、色にじみの少ない高品質表示が可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ビデオメモリから読み出されるグラフィクスデータに対してビデオメモリのオフスクリーンエリアを用いることなくスケーリング処理および垂直フィルタリング処理を効率よく施せるようになり、グラフィクスデータをＴＶに高品質表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像表示制御装置の動作原理を説明するための図。
【図２】同実施形態の画像表示制御装置全体のシステム構成を示す図。
【図３】同実施形態の画像表示制御装置に設けられたグラフィクス／ビデオミキサの具体的な構成の一例を示すブロック図。
【図４】図３のグラフィクス／ビデオミキサに設けられたカラーパレットの構成を示す図。
【図５】図３のグラフィクス／ビデオミキサに設けられた水平フィルタ回路の具体的な構成を示す図。
【図６】図３のグラフィクス／ビデオミキサに設けられた垂直フィルタ回路の具体的な構成を示す図。
【図７】図３のグラフィクス／ビデオミキサに設けられたＶフィルタの垂直フィルタリング処理の原理を説明するための図。
【図８】図３のグラフィクス／ビデオミキサに設けられた水平・垂直フィルタ回路のフィルタ特性を動的に変更するための仕組みを説明するための図。
【図９】同実施形態の画像表示制御装置に設けられたグラフィクス／ビデオミキサの他の構成の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
１０１…ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、１０２…ＭＰＥＧ２デコーダ、１０３…ビデオメモリ、１０４ａ…カラーパレット、１０４ｂ…水平スケーラ、１０４ｃ…垂直フィルタ、１０５…αブレンディング回路、３０１…カレントバッファ、３０２…ネクストバッファ、３０３…マルチプレクサ、３０４…カラーパレット、３０５…カレントスケーリング・Ｈフィルタ、３０６…ネクストスケーリング・Ｈフィルタ、３０７…ディレイ回路、３０８，３０９…ＹＣｒＣｂ４４４／４２２変換回路、３１０…ビフォアラインバッファ、３１１…Ｖフィルタ。
【図１】
0003742167.tif 000002
【図２】
0003742167.tif 000003
【図３】
0003742167.tif 000004
【図４】
0003742167.tif 000005
【図５】
0003742167.tif 000006
【図６】
0003742167.tif 000007
【図７】
0003742167.tif 000008
【図８】
0003742167.tif 000009
【図９】
0003742167.tif 000010