(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ上に複数の画像を重ね合わせて表示する際、優先度の低い下層の画像上に優先度の高い上層の画像を重ね合わせるようにした多画面表示装置において、
前記複数の画像を格納するために設けたフレームバッファと、
前記複数の画像を重ね合わせるために設けたメモリと、
前記フレームバッファ上の所定の領域の各画像を前記メモリに転送するため、前記フレームバッファ上の各画像の転送スタートアドレスと転送バイト数を演算する演算手段と、
前記転送スタートアドレスと転送バイト数に従い、前記フレームバッファ上の画像データを前記メモリに書き込む際、前記下層の画像と上層の画像とが重ならない部分においては、下層の画像への書き込みがされないようにマスク処理するためのマスク制御信号を生成するマスク制御処理手段と、
前記マスク制御信号に従い前記画像データを前記メモリに書き込み、この書き込み動作は、前記優先度の低い下層の画像から優先度の高い上層の画像の順に書き込むデータ書き込み手段と、
前記メモリ内に書き込まれた合成後のデータを読み出し、表示を行う表示手段と、で構成し、
前記メモリには複数の画像を重ね合わせた後の表示イメージが転送されることを特徴とする多画面表示装置。
【請求項２】
前記フレームバッファ上に格納された複数の画像は、画像フォーマットが異なる画像を含み、これらの画像フォーマットを統一するための画像フォーマット変換手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載の多画面表示装置。
【請求項３】
前記複数の画像は、画像フォーマットが異なる画像を含み、異なる画像フォーマットを画像フォーマット変換手段で所定の画像フォーマットに変換した後、前記メモリに格納するように構成したことを特徴とする請求項１記載の多画面表示装置。
【請求項４】
前記メモリは、唯一のメモリからなり、前記メモリ内には表示イメージが構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の多画面表示装置。
【請求項５】
前記メモリは、ＦＩＦＯであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の多画面表示装置。
【請求項６】
ディスプレイ上に複数の画像を重ね合わせて表示する際、優先度の低い下層の画像上に優先度の高い上層の画像を重ね合わせるために、優先度の低い下層の画像から優先度の高い上層の画像の順に同一のメモリ内に画像データを書き込み、前記メモリ内に書き込まれた合成後のデータを読み出し、表示を行う多画面表示装置の表示方法であって、
前記複数の画像を、それぞれのフレームバッファに格納する第１の工程と、
前記フレームバッファ上に格納された所定の領域の各画像を前記メモリに転送するため、前記フレームバッファ上の各画像の転送スタートアドレスと転送バイト数を演算する第２の工程と、
前記フレームバッファ上の所定の領域の画像データを、前記転送スタートアドレスと転送バイト数に基づき読み出す第３の工程と、
前記第３の工程で読み出した画像データを前記メモリに書き込む際、前記転送スタートアドレスと転送バイト数に従い、前記下層の画像と上層の画像とが重ならない部分において、下層の画像への書き込みがされないようにマスク処理するためのマスク制御信号を生成する第４の工程と、
前記マスク制御信号に従い、前記画像データを前記メモリに書き込む第５の工程と、
前記第３乃至第５の工程を、優先度の低い画像データから優先度の高い画像データの順に繰り返し行う第６の工程と、
前記メモリ内に書き込まれた合成後のデータを読み出し、表示を行う第７の工程と、を含み、
前記メモリには複数の画像を重ね合わせた後の表示イメージが転送されることを特徴とする多画面表示装置の表示方法。
【請求項７】
前記フレームバッファ上に格納された複数の画像は、画像フォーマットが異なる画像を含み、これらの画像フォーマットを統一するための工程を更に含むことを特徴とする請求項６記載の多画面表示装置の表示方法。
【請求項８】
前記メモリは、ＦＩＦＯであることを特徴とする請求項６又は７記載の多画面表示装置の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多画面表示装置とその表示方法に係わり、例えば、ナビゲーション装置の表示に好適な多画面表示装置とその表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、多画面を表示させるために各映像に対して画面数分のＦＩＦＯを設けたもの、又は、画像フォーマット毎にＦＩＦＯを設けたものが提供されている。しかし、このような従来の装置では、画面数が増加したり、画像フォーマットが増加すると、複数のＦＩＦＯが必要になってしまい、回路規模が増大してしまうという問題があった。
【０００３】
また、図７に示したように、画像処理（αブレンド、透過処理）を行うには、それぞれのＦＩＦＯ４１〜４３へ画像データを書き込みした後、この画像データを読み出し、画像処理（αブレンド、透過処理）を行わなければならないため処理時間がかかり、更に、３画面、４画面等の複数画面の画像処理（αブレンド、透過処理）を行う場合、複数の画像処理回路５１、５２が必要になり、その結果、回路規模が増大してしまうという問題があった。
【０００４】
また、図８に示すように、フレームバッファ６１上で複数の画像を合成する従来の方法では、画像数の増加・画像フォーマットの増加に伴って回路規模が増大するという問題はないものの、複数画像に対する画像処理（αブレンド、透過処理）に対応するには、フレームバッファ６１へのアクセスが増加するため処理時間がかかるという欠点がある。即ち、すでにフレームバッファ６１に書き込んであるデータと、新たに処理するデータとで画像処理（αブレンド、透過処理）を行うので、フレームバッファ６１に既に書き込んであるデータを読み出すという処理が必要になり、そのための処理時間がかかるという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を改良し、特に、回路規模を大きくすることなしに、フレームバッファへのアクセスを少なくして、短時間に、重ね合わせ処理、透過処理、拡大・縮小等の画像処理を可能にした新規な多画面表示装置とその表示方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、基本的には、以下に記載されたような技術構成を採用するものである。
【０００７】
即ち、本発明に係わる多画面表示装置の第１態様は、
ディスプレイ上に複数の画像を重ね合わせて表示する際、優先度の低い下層の画像上に優先度の高い上層の画像を重ね合わせるようにした多画面表示装置において、
前記複数の画像を格納するために設けたフレームバッファと、
前記複数の画像を重ね合わせるために設けたメモリと、
前記フレームバッファ上の所定の領域の各画像を前記メモリに転送するため、前記フレームバッファ上の各画像の転送スタートアドレスと転送バイト数を演算する演算手段と、
前記転送スタートアドレスと転送バイト数に従い、前記フレームバッファ上の画像データを前記メモリに書き込む際、前記下層の画像と上層の画像とが重ならない部分においては、下層の画像への書き込みがされないようにマスク処理するためのマスク制御信号を生成するマスク制御処理手段と、
前記マスク制御信号に従い前記画像データを前記メモリに書き込み、この書き込み動作は、前記優先度の低い下層の画像から優先度の高い上層の画像の順に書き込むデータ書き込み手段と、
前記メモリ内に書き込まれた合成後のデータを読み出し、表示を行う表示手段と、
で構成したことを特徴とするものであり、
叉、第２態様は、
前記フレームバッファ上に格納された複数の画像は、画像フォーマットが異なる画像を含み、これらの画像フォーマットを統一するための画像フォーマット変換手段が設けられたことを特徴とするものであり、
叉、第３態様は、
前記複数の画像は、画像フォーマットが異なる画像を含み、異なる画像フォーマットを画像フォーマット変換手段で所定の画像フォーマットに変換した後、前記メモリに格納するように構成したことを特徴とするものであり、
叉、第４態様は、
前記メモリは、唯一のメモリからなり、表示イメージを前記メモリ内に構成したことを特徴とするものであり、
叉、第５態様は、
前記メモリは、ＦＩＦＯであることを特徴とするものである。
【０００８】
即ち、本発明に係わる多画面表示装置の表示方法の第１態様は、
ディスプレイ上に複数の画像を重ね合わせて表示する際、優先度の低い下層の画像上に優先度の高い上層の画像を重ね合わせるために、優先度の低い下層の画像から優先度の高い上層の画像の順に同一のメモリ内に画像データを書き込み、前記メモリ内に書き込まれた合成後のデータを読み出し、表示を行う多画面表示装置の表示方法であって、
前記複数の画像を、それぞれのフレームバッファに格納する第１の工程と、
前記フレームバッファ上に格納された所定の領域の各画像を前記メモリに転送するため、前記フレームバッファ上の各画像の転送スタートアドレスと転送バイト数を演算する第２の工程と、
前記フレームバッファ上の所定の領域の画像データを、前記転送スタートアドレスと転送バイト数に基づき読み出す第３の工程と、
前記第３の工程で読み出した画像データを前記メモリに書き込む際、前記転送スタートアドレスと転送バイト数に従い、前記下層の画像と上層の画像とが重ならない部分において、下層の画像への書き込みがされないようにマスク処理するためのマスク制御信号を生成する第４の工程と、
前記マスク制御信号に従い、前記画像データを前記メモリに書き込む第５の工程と、
前記第３乃至第５の工程を、優先度の低い画像データから優先度の高い画像データの順に繰り返し行う第６の工程と、
前記メモリ内に書き込まれた合成後のデータを読み出し、表示を行う第７の工程と、
を含むことを特徴とするものであり、
叉、第２態様は、
前記フレームバッファ上に格納された複数の画像は、画像フォーマットが異なる画像を含み、これらの画像フォーマットを統一するための工程を更に含むことを特徴とするものであり、
叉、第３態様は、
前記メモリは、ＦＩＦＯであることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、
ディスプレイ上に複数の画像を重ね合わせて表示する際、優先度の低い下層の画像上に優先度の高い上層の画像を重ね合わせるようにした多画面表示装置において、
前記複数の画像を格納するために設けたフレームバッファと、
前記複数の画像を重ね合わせるために設けたメモリと、
前記フレームバッファ上の所定の領域の画像を前記メモリに転送するため、前記フレームバッファ上の転送スタートアドレスと転送バイト数を演算する演算手段と、
前記転送スタートアドレスと転送バイト数に従い、前記フレームバッファ上の画像データを前記メモリに書き込む際、前記下層の画像と上層の画像とが重ならない部分においては、下層の画像への書き込みがされないようにマスク処理するためのマスク制御信号を生成するマスク制御処理手段と、
前記マスク制御信号に従い前記画像データを前記メモリに書き込み、この書き込み動作は、前記優先度の低い下層の画像から優先度の高い上層の画像の順に書き込むデータ書き込み手段と、
前記メモリ内に書き込まれた合成後のデータを読み出し、表示を行う表示手段と、
で構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
【実施例】
以下に、本発明に係わる多画面表示装置とその表示方法の具体例を図１乃至図６を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１において、１は、本発明の多画面表示装置の制御部、２は、制御部１をコントロールするＣＰＵとインターフェースとからなるＣＰＵ部、３は、複数の画像を格納するために、複数の画像にそれぞれ対応して設けられるフレームバッファである。
【００１２】
制御部１は、重ね合わせ表示する最下層の画像を優先度が最も低い画像とし、最上層の画像を最も優先度の高い画像とするように、上層の画像ほど優先度を高くした画像の優先順位付けを行うレジスタ制御部１１と、複数の画像を重ね合わせるために設けたＦＩＦＯ（先入れ先出しメモリ）１２と、フレームバッファ３上の所定の領域の画像をＦＩＦＯ１２に転送するため、フレームバッファ３上の転送スタートアドレスと転送バイト数を演算する演算手段１３と、転送スタートアドレスと転送バイト数とに従い、フレームバッファ３上の画像データを前記ＦＩＦＯ１２に書き込む際、前記下層の画像と上層の画像とが重ならない部分においては、下層の画像への書き込みがされないようにマスク処理するためのマスク制御信号を生成するマスク制御処理手段（ステップＳ７）と、マスク制御信号の制御に従い画像データを前記ＦＩＦＯ１２に書き込み、この書き込み動作は、前記優先度の低い下層の画像から優先度の高い上層の画像の順に書き込むデータ書き込み手段（ステップＳ８）と、フレームバッファ３上に格納された画像フォーマットが異なる画像を、所定の画像フォーマットに変換するための画像フォーマット変換手段１７とで構成されている。
【００１３】
なお、上記したマスク制御処理手段は、画像制御処理部１４内に設けられている。又、１８は、ＦＩＦＯ１２内に書き込まれたデータを書き込まれた順に読み出し、表示を行う表示手段である。
【００１４】
なお、ＦＩＦＯ１２は、必ずしもＦＩＦＯである必要がなく、先入れ先出しするように制御すれば、画像データを格納可能なメモリ装置で代替することもできる。
【００１５】
図２は、バックグラウンド上に順に、Ｗｉｎｄｏｗ１、Ｗｉｎｄｏｗ３、Ｗｉｎｄｏｗ２を重ねて表示する場合を示す図であり、唯一のＦＩＦＯ１２を用いて１画面を表示するように構成している。
【００１６】
図３は、フレームバッファ３に格納された画像データ３１、３２、３３のそれぞれの領域Ａ、Ｂ、Ｃを切り出し、バックグラウンド上に重ね書きする際のフレームバッファ３上の画像データの配置状態を示す図であり、切り出された各領域Ａ、Ｂ、Ｃが、ＦＩＦＯ１２に転送されると、図２のイメージになることを示している。
【００１７】
なお、領域Ａ、領域Ｂ、領域ＣをＦＩＦＯ１２に格納する場合、各画像の画像フォーマットが異なれば、同一のＦＩＦＯに格納することはできない。そこで、本発明では、画像フォーマットが異なる複数の画像データを、同一の画像フォーマットに変換するための画像フォーマット変換回路１７を設けている。
【００１８】
画像フォーマットが異なる場合、ビット数が異なる場合（例えば、８ｂｐｐと１６ｂｐｐ）と、ビット数が同じであってもデータの表す色が異なる場合（例えば、１６ｂｐｐとＹＵＶ）とがある。本発明の画像フォーマット変換回路１７では、一般的に画像処理で用いられているような演算式を用いることで、ビット数を統一させ、同じデータであれば同じ色を表すように変換した。
【００１９】
表示データを同一のＦＩＦＯに格納する際、優先順位の低いＷｉｎｄｏｗの画像データから、順にＦＩＦＯへ格納する。その為に、レジスタ制御部１１で優先順位付けの処理を行う。例えば、図２の場合、優先順位の高い方から、Ｗｉｎｄｏｗ２、Ｗｉｎｄｏｗ３、Ｗｉｎｄｏｗ１となる。
【００２０】
表示データをＦＩＦＯ１２に格納する場合、まずＦＩＦＯ１２に、バックグランドカラーを格納し、このＦＩＦＯ１２に優先順位の最も低いＷｉｎｄｏｗの表示データを格納し、更に、順に優先順位のより高いＷｉｎｄｏｗの画像データを書き込むという処理を繰り返す。この場合、上書きしない部分については、すでにＦＩＦＯ１２に書き込まれているデータを上書きすることなしにＦＩＦＯ１２を構成できるようにするため、上書きを許可しない部分を示すマスク制御信号を各ピクセルごとに設けるように構成している。
【００２１】
次に、図２のように領域Ａ、Ｂ、Ｃを重ね書き表示を行う場合で、図２の点線領域の重ね書きを行うためのデータとマスク処理のためのマスク制御信号について、更に詳細に説明する。
【００２２】
予め、ｗｉｎｄｏｗ１のＦＩＦＯ１２に転送する領域のスタートアドレスと転送バイト数（Ａバイトとする）を演算部１３で求めておく。なお、ＦＩＦＯ１２に転送バイト数Ｙのデータが転送されることになっているが、Ｘで示される部分、即ち、Ｘａ（＝Ｙ−Ａ）バイト分はバックグラウンドが表示されるようにするために、ＦＩＦＯ１２に画像データを転送する際、画像データが転送されない部分Ｘには、マスク処理を示すマスク制御信号を転送バッファに格納し、転送するする。なお、マスク制御信号は、マスク処理されれば、どのような形式の信号でも良い。
【００２３】
次に、ｗｉｎｄｏｗ３の転送スタートアドレスは、領域Ｃの左端が、転送スタートアドレスとなる。この場合、転送スタートアドレスの左側は、マスク処理するために、データをＦＩＦＯ１２に転送する際、初めにマスク制御信号が送られ、その後、画像データが転送される。
【００２４】
最上層のｗｉｎｄｏｗ２の転送スタートアドレスは、領域Ｂの左端が、転送スタートアドレスとなる。この場合も、領域Ｂの右部分は、ｗｉｎｄｏｗ３が表示されるので、マスク処理をしなければならない。このため、領域Ｂの画像データが転送された後、マスク制御信号が書き込まれる。
【００２５】
次に、本発明の動作を、図４のフローチャートを用いて説明をする。
（１）まず、レジスタ制御部１１で各Ｗｉｎｄｏｗの優先順位付けをする（ステップＳ１）。
（２）次に、演算部１３で各Ｗｉｎｄｏｗ毎に、ＦＩＦＯ１２に格納するための各画像データの、フレームバッファ３上におけるスタートアドレスと転送バイト数の演算を行う（ステップＳ２）。
（３）優先順位の低いＷｉｎｏｄｗ順に、画像を表示するかしないかの選択を行う。Ｗｉｎｄｏｗを表示しない画像についてはこれ以降の処理は行わない。表示するＷｉｎｄｏｗについてのみ、以降の処理を行う。
【００２６】
Ｗｉｎｄｏｗ（ｉ）の画像データを表示する場合を例に挙げて、表示データをＦＩＦＯ１２に格納する処理を説明する。
（４）演算部で算出したＷｉｎｄｏｗ（ｉ）のスタートアドレスと転送バイト数を参照し、該当する画像データをフレームバッファから読み込む（ステップＳ４、Ｓ５）。
（５）フレームバッファから読み込んだ画像データを、ＦＩＦＯ１２に格納できるように所定の画像フォーマットに変換する（ステップＳ６）。
（６）上書きを許可しない部分を表すマスク制御信号を各ピクセルに設けて、マスク処理を行う（ステップＳ７）。
（７）表示データをＦＩＦＯ１２に格納する（ステップＳ８）。
【００２７】
例えば、図３に示したように、Ｗｉｎｄｏｗ１の画像処理を行う場合、初め領域Ａの所定の１ライン分の画像データをフレームバッファから読み出すと共に、読み出したデータをフォーマット変換後、所定の画像処理をして、ＦＩＦＯに書き込むことで、領域Ａの転送動作を終了することになる。
（８）そして、Ｗｉｎｄｏｗ（ｉ＋１）についても同様に（４）から（７）までの処理を行う
（９）優先順位の一番低いＷｉｎｄｏｗから始めて、優先順位の一番高いＷｉｎｄｏｗまでのすべてのＷｉｎｄｏｗに対して、（１）から（８）までの処理が終了したら、ＦＩＦＯ１２内の表示データ、即ち、ＲＧＢ３系統分のデータをそのままＲＧＢ出力し、表示する。
【００２８】
次に、上記のように構成した本発明の装置と従来の装置との比較を行う。
【００２９】
ここで、重ね合わせる画像は、（１）１６ｂｉｔで１ｐｉｘｅｌを表すそれぞれ異なった画像フォーマットのデータ（１６ｂｐｐ、ＹＵＶ）を２種類、（２）８ｂｉｔで１ｐｉｘｅｌを表す画像フォーマットのデータ（８ｂｐｐ）を１種類、合計３種類の画像フォーマットが混在すると仮定する。
【００３０】
図７に示すように、従来の方法を利用した場合、画像フォーマット別のそれぞれのＦＩＦＯが必要なので、ＦＩＦＯが３つ必要になる。しかし、本発明では、画像フォーマットの種類数に関わらずＦＩＦＯが１つあればよいので、従来方法と本発明とを比較するとＦＩＦＯ２つ分の回路が縮小できる。
【００３１】
上記条件の場合、１６ｂｉｔで１ｐｉｘｅｌを表す画像データを格納するＦＩＦＯ部分の回路規模は約６６，６６６ゲートで、８ｂｉｔで１ｐｉｘｅｌを表す画像データを格納するＦＩＦＯ部分の回路規模は約３３，３３３ゲートであるから、約１００，０００ゲートの回路縮小が可能になる。
【００３２】
次に、図８に示したように、３画面のαブレンド処理を行う場合、フレームバッファへのアクセスが半減でき、これにより、多画面の重ね合わせ処理や、サイズの大きな画像の重ね合わせ処理が可能になる。
【００３３】
図８に示した従来の方法では、先ず、画像１の画像データと画像２の画像データ、つまり２画面分の画像データを、フレームバッファ６１から読み出す。ここで、フレームバッファ６１へのアクセスは２画面分の読み出しが必要である。
【００３４】
次に、αブレンド処理部７１でαブレンド処理を行って、αブレンド処理後の画像データをフレームバッファ６１に書き込む。ここでフレームバッファ６１へのアクセスは、１画面分の書き込みが必要である。
【００３５】
同様に、画像１と画像２とのαブレンド後の画像データと、画像３の画像データをフレームバッファ６１から読み出し、αブレンド処理部７１でαブレンド処理を行って、αブレンド処理後の画像データをフレームバッファ６１に書き込む。つまりフレームバッファ６１へのアクセスは、２画面分の読み出し、１画面分の書き込みが必要である。
【００３６】
そして、最後にＲＧＢ出力させるために、フレームバッファ６１から画像データを読み出す。ここでフレームバッファ６１へのアクセスは１画面分の読み出しが必要である。
【００３７】
つまり、従来の方法では、３画面のαブレンド処理を行ったときの、フレームバッファ６１へのアクセスは、５画面分の読み出し、２画面分の書き込みが必要である。
【００３８】
これに対して、図５に示す本発明では、先ず、画像１の画像データ、つまり１画面分の画像データをフレームバッファ３から読み出しＦＩＦＯ１２に格納する。次に、画像２の画像データを１画面分フレームバッファ３から読み出し、すでにＦＩＦＯに格納されている画像１の表示データと画像２の表示データとのαブレンド処理（マスク処理や透過処理）を施し、αブレンド処理後の表示データをＦＩＦＯ１２に格納する。画像３についても画像２と同様な処理を施す。従って本発明では、３画面分の読み出しのみで処理が終了することになる。
【００３９】
このように、本発明では、フレームバッファへのアクセスは、読み出し処理では、５画面から３画面にすることができ、書き込み処理では、２画面分の処理をなくすことが可能になった。つまりフレームバッファへのアクセスが半減でき、これにより多画面の重ね合わせ処理や、サイズの大きな画像の重ね合わせ処理が可能となる。
【００４０】
なお、画像処理制御部では、拡大・縮小処理も行うことが出来る。
【００４１】
上記の他、図６に示したように、８ｂｐｐが他の画像フォーマットと混在するとき、８ｂｐｐの画像データの色アドレスをＦＩＦＯ１２に格納し、読み出した色アドレスに基づきカラーパレット２１から色データを読み出し、変換処理部２２で変換された色データをＲＧＢ出力するように構成してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係わる多画面表示装置とその表示方法は、上述のように構成したので、回路規模を大きくすることなしに、フレームバッファへのアクセスを少なくして、短時間に、重ね合わせ処理、透過処理、拡大・縮小等の画像処理を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる多画面表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の画像の重ね合わせを説明するための図である。
【図３】フレームバッファ上のデータとマスク処理を説明するための図である。
【図４】本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図５】３画面の画像の重ね合わせを説明するための図である。
【図６】本発明の他の構成を示すブロック図である。
【図７】従来技術の構成を示すブロック図である。
【図８】他の従来技術の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  制御部
２  ＣＰＵ部
３  フレームバッファ
１１  レジスタ制御部
１２  ＦＩＦＯ
１３  演算部
１４  画像処理制御部
１７  画像フォーマット変換部
１８  表示部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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