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発明の名称 画像処理システム及びカーナビゲーションシステム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−6665(P2003−6665A)
公開日 平成15年1月10日(2003.1.10)
出願番号 特願2001−189278(P2001−189278)
出願日 平成13年6月22日(2001.6.22)
代理人 【識別番号】100089071
【弁理士】
【氏名又は名称】玉村 静世
【テーマコード(参考)】
2F029
5B050
5B057
5C082
5H180
【Fターム(参考)】
2F029 AA02 AB07 AB12 AC02 AC16 
5B050 AA10 BA17 CA07 EA19 FA02 FA05
5B057 AA16 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE08 CH01 CH11
5C082 AA00 BA02 BA12 BA27 BA35 BB15 BB32 CA11 CA22 CA59 DA22 MM10
5H180 AA01 BB13 CC12 FF05 FF22 FF32 FF38
発明者 中村 淳 / 佐伯 光弘
要約 課題
CPUに殆ど負担をかけることなく背景画面上にパターンを見やすく描画することができる画像処理システムを提供する。

解決手段
CPU(1)、描画制御部(8)及びフレームバッファ(FBM)を有し、描画制御部は、CPUからの描画コマンドに応答して、パターンを複数階調で画素単位に規定する比率データと、パターンの背景を規定する第1データと、パターンの単位色を規定する第2データとに基づき、比率データが画素単位に規定する階調で第1データに第2データをブレンドし、得られたデータを前記フレームバッファに書き戻す。比率データに従ったブレンド処理によりパターンと背景との境界部分におけるギザギザが目立たなくなる。ブレンド処理を実現するのにCPUはコマンドと比率データを与えればよく、負担が少ない。
特許請求の範囲
【請求項1】 CPU、描画制御部及びフレームバッファを有し、前記描画制御部は、前記CPUから発行される特定の描画コマンドに応答して、パターンを複数階調で画素単位に規定する比率データと、前記パターンの背景を規定する第1データと、前記パターンの単位色又は単位模様を規定する第2データとに基づき、前記比率データが画素単位に規定する階調で前記第1データに前記第2データを混合し、混合して得られたデータを前記フレームバッファに描画可能であることを特徴とする画像処理システム。
【請求項2】 前記比率データは、パターンの縁辺部と中央部とを複数階調で画素単位に規定するデータであることを特徴とする請求項1記載の画像処理システム。
【請求項3】 前記比率データは、フォントコードに一対一対応されたフォントパターンに応ずる複数画素分のデータであることを特徴とする請求項1又は2記載の画像処理システム。
【請求項4】 前記特定の描画コマンドは、特定のコマンドコード、前記比率データの格納アドレス、前記比率データが規定するパターンのエリアサイズ、前記第1データの先頭アドレス、及び前記第2データを有するものであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の画像処理システム。
【請求項5】 前記第1データの先頭アドレスは前記フレームバッファ上のメモリアドレスであることを特徴とする請求項4記載の画像処理システム。
【請求項6】 前記比率データの格納アドレスはワークエリア上のメモリアドレスであることを特徴とする請求項5記載の画像処理システム。
【請求項7】 前記フレームバッファ及びワークエリアは、前記CPUと描画制御部が共有する共通バスとは異なるローカルバスを介して前記描画制御部に接続されたメモリに割当てられて成るものであることを特徴とする請求項6記載の画像処理システム。
【請求項8】 前記フレームバッファ及びワークエリアは、前記CPUと描画制御部が共有する共通バスに接続されたメモリに割当てられて成るものであることを特徴とする請求項6記載の画像処理システム。
【請求項9】 前記フレームバッファは、前記CPUと描画制御部が共有する共通バスとは異なるローカルバスを介して前記描画制御部に接続されたメモリに割り当てられ、上記ワークエリアは、前記CPUと描画制御部が共有する共通バスに接続されたメモリに割り当てられて成るものであることを特徴とする請求項6記載の画像処理システム。
【請求項10】 前記描画制御部が前記フレームバッファに格納したデータをディスプレイに表示する制御を行う表示制御部を有して成るものであることを特徴とする請求項3記載の画像処理システム。
【請求項11】 前記比率データを記録した記録媒体から前記比率データを読取って再生する記録情報再生部を有し、前記描画制御部は前記記録情報再生部で再生された比率データを利用可能であることを特徴とする請求項10記載の画像処理システム。
【請求項12】 前記CPUは、前記記録情報再生部で再生された比率データに対してパターン修飾処理を可能にされて成るものであることを特徴とする請求項11記載の画像処理システム。
【請求項13】 位置検出部と、前記位置検出部で検出した位置に応ずる地図情報を表示部に表示させると共に表示した地図情報に文字情報を重ねて表示させることが可能な制御部と、を有するカーナビゲーションシステムであって、前記制御部は、CPU、描画制御部及びメモリを有し、前記描画制御部は、前記CPUから発行される特定の描画コマンドに応答して、パターンを複数階調で画素単位に規定する比率データと、前記パターンの背景を規定する第1データと、前記パターンの単位色又は単位模様を規定する第2データとに基づき、前記比率データが画素単位に規定する階調で前記第1データに前記第2データを混合し、混合して得られたデータを前記メモリに描画可能であることを特徴とするカーナビゲーションシステム。
【請求項14】 前記比率データは、パターンの縁辺部と中央部とを複数階調で画素単位に規定するデータであることを特徴とする請求項13記載のカーナビゲーションシステム。
【請求項15】 前記比率データは、フォントコードに一対一対応されたフォントパターンに応ずる複数画素分のデータであることを特徴とする請求項13又は14記載のカーナビゲーションシステム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、背景画面上にビットマップフォントもしくはドットマトリクスフォント等による文字情報などを重ねて表示するための画像処理に関し、例えばカーナビゲーションシステムに適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】低解像度のディスプレイにおけるビットマップフォントもしくはドットマトリクスフォントによる表示では、背景と文字の境界に表示画素の大きさに依存してギザギザ(エイリアス)が発生し、文字が見えずらくなる場合がある。これを解消しようとする技術として、特開平5−40463号に、文字コードに応ずる文字形状データに対し、ドット毎に、背景色と文字色との境界部分を自動的に多階調化するようにブレンド処理を行って、多階調文字を高速に生成する技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術では多階調文字情報を得るのにフォントデータを読み込んでドット毎に背景色と文字色との境界部分を多階調化するための演算を行なわなければならず、CPUの負担が大きい。CPUがグラフィックプロセッサによる描画コマンドを発行する前にそのような多階調化のためのブレンド処理を行わなければならない。要するに、CPUは、フォントの形状データをメモリから読み込み、これに対して多階調化の演算を行い、演算結果はメモリのワークエリアに格納される。その後、CPUはグラフィックプロセッサにその多階調データを用いる描画コマンドを発行し、これに応答するグラフィックプロセッサは、多階調化処理済のフォントデータを前記ワークエリアから読み込み、コマンドの指示に従ってフレームバッファに描画する。このように、背景に文字を表示するのに何回もメモリアクセスを行わなければならないことが明らかにされた。
【0004】本発明の目的は、CPUに殆ど負担をかけることなく背景画面上にパターンを見やすく描画することができる画像処理システムを提供することにある。
【0005】本発明の別の目的は、背景画面が刻々と変化するような場合にもそこに重ねて表示する文字等との境界がギザギザになることを比較的容易に軽減することができるカーナビゲーションシステムを提供することにある。
【0006】本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】〔1〕本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【0008】すなわち、背景と文字等のパターンとのブレンド率をデータとして使用し、背景と文字等のパターンの色をブレンドして描画する特定の描画コマンド(アンチ・エーリアス・フォント・コマンド)をCPUが発行し、描画プロセッサなどの描画制御部がこれに応答する。描画制御部は、前記アンチ・エーリアス・フォント・コマンドが起動されると、混色の度合い(混合比率)を示す混合比率情報(a_value)のデータ(比率データ)を、指定された場所からリードし、かつ指定された描画データ格納場所から描画データ(背景データ)をリードして、指定されたパターンの色たとえば文字色とリードしてきた描画データとを画素単位で対応する混合比率情報を使用して混色し、混色したデータをフレームバッファのような描画データ格納場所へ書き戻す。描画プロセッサが行う前記描画データ(背景データ)に対する処理はリードモディファイ・ライトの処理になっている。
【0009】CPUが発行する前記特定の描画コマンドは、例えば、文字の大きさ(例えば文字パターの高さ及び幅、又はパターン矩形の2頂点或は4頂点など)、描画データ格納場所(始点、2頂点、又は4頂点のメモリアドレスなどにより指示)、前記比率データの格納場所(メモリアドレスや座標などにより指示)、文字色、及び特定のコマンドコード等を含みむ。CPUがこの特定の描画コマンド(アンチ・エーリアス・フォント・コマンド)を発行することにより、描画制御部が、滑らかな文字等のパターンを指定された描画データ格納場所に描画することができる。
【0010】〔2〕本発明を更に詳しく説明する。画像処理システムは、CPU(1)、描画制御部(8)及びフレームバッファ(FBM)を有し、前記描画制御部は、前記CPUから発行される特定の描画コマンドに応答して、パターンを複数階調で画素単位に規定する比率データ(10)と、前記パターンの背景を規定する第1データ(11)と、前記パターンの単位色又は単位模様を規定する第2データ(12)とに基づき、前記比率データが画素単位に規定する階調で前記第1データに前記第2データを混合し、混合して得られたデータを前記フレームバッファに描画可能である。前記比率データは、例えば、パターンの縁辺部と中央部とを複数階調で画素単位に規定するようなデータである。
【0011】上記によれば、比率データにしたがって、パターンと背景との境界部分の状態が決まる。当該境界部分でパターンの単位色と背景の色がブレンドされることにより、前記境界部分にいおけるギザギザが目立たなくなり、換言すれば境界線が滑らかになり、文字などのパターンが見易くなる。そのようなブレンド処理を実現するのにCPUは、そのまま描画プロセッサが描画可能なところまで背景データとパターンデータを用いたブレンド演算を負担しなくても済む。一方、描画部も其の演算全てを負担し得なくてもよく、背景データのリードモディファイライト動作において、比率データを用いて前記第1データ(背景データ)に前記第2データを混合し、混合して得られたデータをフレームバッファに書き戻せばよい。
【0012】望ましい形態として、前記比率データはフォントコードに一対一対応されたフォントパターンに応ずる複数画素分のデータであるのがよい。CPUは一切比率データを生成する必要はが無く、CPUの処理負担は激減する。
【0013】前記特定の描画コマンドは、例えば、特定のコマンドコード、前記比率データの格納アドレス、前記比率データが規定するパターンのエリアサイズ、前記第1データの先頭アドレス、及び前記第2データを有する。CPUは処理順にそのような特定の描画コマンドをコマンドリストとして、コマンドバッファ或はコマンドFIFOに蓄積するだけで、描画部に必要な描画動作を指示することができる。
【0014】例えば、前記第1データの先頭アドレスは前記フレームバッファ上のメモリアドレスである。また、前記比率データの格納アドレスはワークエリア(TXM)上のメモリアドレスである。このとき、前記フレームバッファ及びワークエリアは、前記CPUと描画制御部が共有する共通バス(5)とは異なるローカルバス(6)を介して前記描画制御部に接続されたメモリ(4)に割当てられてよい。描画制御部によるメモリアクセスとCPUによるメモリアクセスが競合する頻度を低減することができ、データ処理の高速化に寄与する。前記フレームバッファ及びワークエリアを、前記CPUと描画制御部が共有する共通バスに接続されたメモリ(2)に割当ててもよい。この場合に前記競合によるロスを実質的に無視し得るほ並列ビット数の多い共通バスを採用することが必要になる。この条件を満足できれば、CPUが例えばCD−ROMドライブから比率データをCPUのワークメモリに読み込み、ここからローカルメモリに比率データを転送するようなメモリ間のデータ転送回数を減らすことができる。また、前記ローカルバスに接続されたメモリ(4)にフレームバッファを割当て、共通バスに接続されたメモリ(2)にワークエリアを割当ててよい。
【0015】データ処理システムは前記描画制御部が前記フレームバッファに格納したデータをディスプレイに表示する制御を行う表示制御部(42)を有してよい。また、データ処理システムは、CD−ROMなどの記録媒体から前記比率データを読取って再生する記録情報再生部(25)を有してよい。このとき、前記描画制御部は前記記録情報再生部で再生された比率データを利用可能である。前記CPUは、前記記録情報再生部で再生された比率データに対して欧文文字フォントに対するプロポーショナル処理のようなパターン修飾処理を行ってもよい。描画制御部はパターン修飾処理された比率データをCPUから受け取って処理すればよい。
【0016】〔3〕データ処理システムとして、比較的低解像度のディスプレイを用いるカーナビゲーションシステムに着目する。カーナビゲーションシステムは、位置検出部(26)と、前記位置検出部で検出した位置に応ずる地図情報を表示部に表示させると共に表示した地図情報に文字情報を重ねて表示させることが可能な制御部と、を有する。前記制御部は、CPU(1)、描画制御部(8)及びメモリ(2,4)を有する。前記描画制御部は、前記CPUから発行される特定の描画コマンドに応答して、パターンを複数階調で画素単位に規定する比率データと、前記パターンの背景を規定する第1データと、前記パターンの単位色又は単位模様を規定する第2データとに基づき、前記比率データが画素単位に規定する階調で前記第1データに前記第2データを混合し、混合して得られたパターンデータを前記メモリに描画可能である。前記比率データは、パターンの縁辺部と中央部とを複数階調で画素単位に規定するデータであってよい。前記比率データは、フォントコードに一対一対応されたフォントパターンに応ずる複数画素分のデータであっていよい。カーナビゲーションシステムのように比較的低解像度のディスプレイを採用しても、地図上に、通り名や番地を見やすく表示させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1には本発明に係る画像処理システムの第1の例が描画処理系を中心に示される。画像処理システムは、特に制限されないが、代表的に示されたデータ処理ユニットとしてのCPU(central processing unit)1、メインメモリ2、グラフィックプロセッサ3、及びローカルメモリ4を有する。前記CPU1、メインメモリ2及びグラフィックプロセッサ3はシステムバス5を共有し、ローカルメモリ4はローカルバス6を介してグラフィックプロセッサ3に接続される。CPU1は実行すべき命令をフェッチして解読する命令制御部と命令の解読結果等に従ってデータ演算及びアドレス演算などを行う演算部を有する。メインメモリ2は例えばSRAM(スタティック・ランダム・アクセス・メモリ)から成り、CPU1のデータ一時記憶領域及びアプリケーションプログラムなどの格納領域とされる。CPU1のOS(オペレーティング・システム)は図示を省略するリード・オンリ・メモリ(ROM)が保有している。前記アプリケーションプログラムは図示を省略するディスクドライブ装置等からメインメモリ2にダウンロードされる。
【0018】前記ローカルメモリ4は例えばSDRAM(シンクロナス・ダイナミックRAM)から成り、フレームバッファ領域FBM、後述する比率データ等の画像処理の基礎データが格納されるテキスチャー領域TXM、コマンド列が格納されるディスプレイリストのようなコマンドリスト領域CDMなどに用いられる。テキスチャー領域TXM及びコマンドリスト領域CDMはワークエリアの一例とされる。
【0019】グラフィックプロセッサ3は描画制御部8を有する。描画制御部8は、特に制限されないが、コマンドリスト領域CDMに書込まれたコマンドを順次実行してフレームバッファ領域FBMに対して画像データの描画を行う。コマンドリスト領域CDMに対するコマンドリストの書込みは予めCPU1が行う。
【0020】前記描画制御部8は画素混色(ブレンド)演算機能を有する。この機能は、描画制御部8が特定の描画コマンド、例えばアンチ・エーリアス・フォント・コマンドを実行することにより実現される。
【0021】図2には画素混色演算処理内容が例示される。概略的には、文字パターン(ここではアルファベットA)を複数階調で画素単位に規定する比率データ10と、前記パターンの背景を規定する背景データ(第1データ)11と、前記パターンの単位色を規定するカラーデータ(第2データ)12とに基づき、前記比率データ10が画素単位に規定する階調で前記背景データ11に前記カラーデータ12を混合してデータを形成する画素混色演算を行なう。この画素混色演算で得られた画像情報13は、前記フレームバッファ領域FBM上から背景データ11を読取ったエリアに書き戻し描画されることになる。
【0022】前記比率データ10は、例えば、文字パターンの縁辺部と中央部とを複数階調で画素単位に規定するようなデータである。これは、文字コード毎のフォントパターンに代えて利用されるデータとして把握することが可能である。例えば、フォントAに応ずる比率データ10はアルファベットAの文字コードに対応されるデータとして定義してもよい。図2の例では比率データは4ビット/画素のデータ(値0〜値15)とされ、16進表記で、H’0は背景データ100%、H’Fはカラーデータ100%、H’8は背景データ50%とカラーデータ50%の混合を意味する。CPUは、フォント毎に2値のフォントデータに基づいてその都度演算を行なって比率データを取得する必要はない。文字フォントデータの代わりにリムーバブルディスク或はROMで比率データを提供し、予めローカルメモリ4の基礎データ領域TXMにダウンロードしておけばよい。CPU1は一切比率データを生成する必要は無く、CPU1の処理負担は軽減される。
【0023】前記背景データ11及びカラーデータ(文字色)12は、レッド、グリーン、ブルーの三原色に関する16ビット/画素のトゥルーデータとされる。それらデータビット数は24ビット/画素であってもよい。同様に、比率データ10のビット数も適宜増やしてもよいし、浮動小数点数を用いてもよい。
【0024】前記背景データ11は、例えばフレームバッファ領域FBM上の文字を表示すべきエリアの背景のデータである。ローカルメモリ4のフレームバッファ領域FBMから所要エリアのデータをリードして用いてよい。
【0025】混色演算手法の具体例を説明する。フォント毎の比率データ10を4ビット/画素の整数値(a_value)、16ビット/画素のカラーデータの値をTCOLOR、背景データの画素単位のデータを描画先データDsとすると、背景データの対応画素に対して再描画する画素データDdは、赤(red)、緑(green)、青(blue)の各成分に対し、例えば、以下の近似式Dd(red)≒(TCOLOR(red)*a_value)/15+Ds(red)*(15−a_value))/15Dd(green)≒(TCOLOR(green)*a_value)/15+Ds(green)*(15−a_value))/15Dd(blue)≒(TCOLOR(blue)*a_value)/15+Ds(blue)*(15−a_value))/15としてよい。記号*は乗算を意味する。
【0026】上記画素演算では15で除算を行なわなければならない。これを16で除算即ち4ビットシフト演算で済むようにするには、(1)a_value=15のときDd(red)=TCOLOR(red)、Dd(green)=TCOLOR(green)、Dd(blue)=TCOLOR(blue)(2)0≦ a_value<15のとき、Dd(red)≒(TCOLOR(red)*a_value)/16+Ds(red)*(16−a_value))/16Dd(green)≒(TCOLOR(green)*a_value)/16+Ds(green)*(16−a_value))/16Dd(blue)≒(TCOLOR(blue)*a_value)/16+Ds(blue)*(16−a_value))/16の、近似式を採用してもよい。
【0027】図3には前記アンチ・エーリアス・フォント・コマンドが例示される。このコマンドは、コマンドコード(anti-alias font command)、比率データ(例えばa_valueデータ)格納アドレス(AADR)、文字幅(TDW)、文字高さ(TDH)、ディスティネーションX座標(DX)、ディスティネーションY座標(DY)、及び文字色を指定するカラーデータ(TCOLOR)を含む。前記文字幅(TDW)及び文字高さ(TDH)は比率データ10によって特定されるパターンが現す文字の大きさであり、高さ及び幅の代わりにパターン矩形の2頂点或は4頂点の相対座標で特定してもよい。前記ディスティネーションX座標(DX)及びディスティネーションY座標(DY)は背景データの格納場所、即ち、描画データの格納場所であり、エリアの2頂点又は4頂点のメモリアドレスなどにより指定してもよい。
【0028】図4には比較例として文字描画コマンド(polygon4B)が例示される。前記アンチ・エーリアス・フォント・コマンドとの相異は、比率データ(例えばa_valueデータ)の代わりに2値の文字データ(文字フォントデータ)を利用する点である。
【0029】図5には文字描画コマンド(polygon4B)を実行して得られる文字パターンが例示される。背景と文字との境界部分にはギザギザが目立っている。
【0030】図6には図3の前記アンチ・エーリアス・フォント・コマンドを実行してフレームバッファ領域FBMに得られるパターンが例示される。このアンチ・エーリアス・フォント・コマンドでは、a_valueデータ(比率データ)にしたがって、パターンと背景との境界部分の状態が決まる。当該境界部分でパターンの単位色(TCOLOR)と背景の色がブレンドされることにより、前記境界部分にいおけるギザギザが目立たなくなり、換言すれば境界線が滑らかになり、文字などのパターンが見易くなる。
【0031】そのようなブレンド処理を実現するのにCPU1は、そのまま描画プロセッサ3が描画可能なところまで背景データとパターンデータを用いたブレンド演算を負担しなくても済む。一方、描画制御部8もその演算全てを負担しなくてもよく、背景データのリードモディファイライト動作において、既に生成されている比率データ10を用いて前記背景データ11に前記カラーデータ12を混合して画像データを形成して、フレームバッファ領域FBMに書き戻せばよい。
【0032】ここで、図1の画像処理システムにおける前記アンチ・エーリアス・フォント・コマンドを実行するための動作を全体的に説明する。CPU1はアンチ・エーリアス・フォント・コマンドのコマンド列をローカルメモリ4のコマンドリスト領域CDMに書込む。メインメモリ2に書込んでおくことも可能である。その後、CPU1はそのコマンド列を格納したアドレスを描画制御部8に与えてコマンド実行を指示する。描画制御部8は、指示されたアドレスからコマンド列をロードする。コマンド列で指定されたコマンドコードがanti-alias font commandの場合、コマンド列で指定されたa_valueデータが格納されているローカルメモリ4の基礎データ領域TXMからa_valueデータをリードし、また、コマンド列で指定されたローカルメモリ4上のフレームバッファ領域FBMから描画データ(背景色)をリードする。そして、リードしてきた描画データ(背景データ)とコマンド列で指定された文字色(TCOLOR)を対応するa_valueデータを使用して画素混色演算を行なう。混色演算されたデータは、先ほど描画データ(背景データ)をリードしてきた描画データ格納場所へ書き戻される。
【0033】図1のようにフレームバッファや基礎データ領域に割当てられるメモリを4をメインメモリ2とは別に持ち、システムバス5とは異なるローカルバス6を介してグラフィックプロセッサ3に接続する構成を採用しているから、描画制御部8によるメモリアクセスとCPU1によるメモリアクセスが競合する頻度を低減することができ、データ処理の高速化に寄与する。尚、ローカルメモリ4を備えたシステムであっても、コマンド列や比率データをメインメモリ2に保持したまま利用するようにしてもよい。要するに、フレームバッファをローカルメモリ4に割当て、ワークエリアをメインメモリ2に割当ててもよい。この場合にはコマンド列や比率データをローカルメモリ4に転送する処理を省くことができる。
【0034】図7には本発明に係る画像処理システムの第2の例が示される。図1との相違点はFIFOバッファ20を有するグラフィックプロセッサ3を採用したことである。図7の構成において、FIFOバッファ20はコマンド列やa_valueデータのような比率データの一時的な格納に利用される。図7において、CPU1はアンチ・エーリアス・フォント・コマンドのコマンド列をFIFOバッファ20へ転送し、a_valueデータの格納場所をFIFOバッファ20に指定した場合は、FIFOバッファ20にa_valueデータを転送する。描画制御部8は、FIFOバッファ20からコマンド列をリードする。コマンド列で指定されたコマンドコードがアンチ・エーリアス・フォント・コマンドのコマンドコード(anti-alias font command)の場合、コマンド列で指定されたa_valueデータが格納されている領域(FIFIバッファ20)からa_valueデータをリードし、また、コマンド列で指定された描画データ格納場所(ローカルメモリ4のフレームバッファ領域FBM)から描画データ(背景データ)をリードする。そして、描画データ(背景データ)とコマンド列で指定された文字色(TCOLOR)を対応するa_valueデータを使用して画素混色演算する。演算結果は、先ほど描画データ(背景データ)をリードしてきた描画データ格納場所であるフレームバッファ領域FBMへ書き戻される。
【0035】尚、FIFOバッファ20をコマンド列に対する専用のバッファとしてもよい。このとき、a_valueデータに代表される比率データはローカルメモリ4のテキスチャ領域TXM、又はシステムメモリ2に格納してよい。
【0036】図8には本発明に係る画像処理システムの第3の例が示される。図1との相違点はローカルメモリ4を利用し得ないようにしたことである。前記フレームバッファ領域FBM、テキスチャー領域TXM、コマンドリスト領域CDMはメインメモリ2に割当てられる。この場合には、メインメモリ2に対するCPU1のアクセスとグラフィックプロセッサ3のアクセスとの競合によるロスを実質的に無視し得るほど並列ビット数の多いシステムバス5を採用することが必要になる。ローカルメモリ4を用いなければ、CPU1が例えばCD−ROMドライブから比率データをCPU1のメインメモリ2に読み込み、ここからローカルメモリ4に比率データを転送するような、メモリ間のデータ転送回数を減らすことが可能になる。
【0037】図9には本発明に係る画像処理システムの第4の例が示される。図7で説明したFIFOバッファ20を有する画像処理システムにおいてもローカルメモリ4を廃止することが可能である。この場合、前記フレームバッファ領域FBMはメインメモリ2に割当てられ、コマンド列や比率データはFIFOバッファ20に保持される。
【0038】図10には本発明に係る画像処理システムの更に詳しい第5の例が示される。同図に示される構成は図1の更に詳細な構成と位置付けることができる。アドレス、データ及び制御信号の各信号線を含むシステムバス5には、代表的に示されたCPU(中央処理装置であるがマイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータであってもよい)1、メモリ2、及びグラフィックプロセッサ3が結合されている。前記メモリ2はCPU1の作業領域若しくはデータ一時記憶領域として利用される所謂メインメモリ(システムメモリとも称する)を構成する。前記CPU1とグラフィックプロセッサ3の夫々は、単結晶シリコンのような1個の半導体基板に形成されて、別々に半導体集積回路化されている。
【0039】図示されたデータ処理システムが例えばナビゲーションシステムに適用される場合、前記システムバス5には、特に制限されないが、ATAPI(ATA Attachment Packet Interface)インタフェース回路23及びシリアルインタフェース回路24などが結合される。ATAPIインタフェース回路23には地図データ等をアクセスするためのディスクドライブユニット25が接続される。シリアルインタフェース回路24にはGPS(Global Positioning System)受信部のような位置検出回路26が接続される。位置検出回路26には図示を省略するGPSアンテナ等が接続される。図1の説明より明らかな如く、カーナビゲーションシステムのように比較的低解像度のディスプレイを採用しても、地図上に、通り名や番地を見やすく表示させることができる。
【0040】また、図示されたデータ処理システムがインタネットテレビに適用される場合、前記システムバス5には図示を省略するモデム若しくはターミナルアダプタなどが接続される。
【0041】前記ディスクドライブユニット25に前記比率データを格納したCD−ROMを装着すれば、CPU1の制御で其の比率データをメインメモリ2に読み込むことが可能である。読み込んだ比率データはユニファイドメモリとしての前記ローカルメモリ4のテキスチャー領域TXMに転送しておけばよい。このとき、前記CPU1は、ディスクドライブユニット25で再生されて読み込んだ比率データに対して、欧文文字フォントに対するプロポーショナル処理のようなパターン修飾処理を行ってもよい。前記ローカルメモリ4のテキスチャー領域TXMには、パターン修飾処理された比率データを格納するようにしてもよい。
【0042】CPU1はローカルメモリ4のコマンドリスト領域CDMにコマンド列としてのディスプレイリストを書き込む。前記グラフィックプロセッサ3は、ローカルメモリ4のディスプレイリストから順番にコマンドをリードして解読し、コマンド解読結果に従って画像データやフォントデータをローカルメモリ4のフレームバッファ領域FBMに描画するための制御を行い、また、ローカルメモリ4のフレームバッファ領域FBMに描画された画素データを表示走査のタイミングに同期して走査方向に読み出す表示制御などを行なう。
【0043】表示タイミングに同期してグラフィックプロセッサ3から出力される画像データは、特に制限されないが、1画素18ビットのディジタルRGBデータ30とされる。ディジタルRGBデータ30はD/Aコンバータ31でアナログRGB信号32に変換される。また、ディジタルRGBデータ30はミキサ(MIX)34で外部ビデオ信号33と合成可能にされ、ミキサ34の出力信号はディジタルビデオエンコーダ35でNTSC規格に準拠したテレビジョン信号としてのアナログNTSC信号36にアナログ変換される。図10に示されるディスプレイ37がVGA(Video Graphics Array)又はSVGA(Supper VGA)等のアナログモニタである場合、前記アナログRGB信号32が当該モニタに供給される。ディスプレイ37がテレビジョンセットのモニタである場合にはアナログNTSC信号36が当該モニタに供給される。また、ディスプレイ37がナビゲーションシステムのディジタルモニタである場合には当該モニタにはディジタルRGB信号が直接供給される。尚、前記D/Aコンバータ31をグラフィックプロセッサ3に内蔵させれば、半導体集積回路化されたグラフィックプロセッサ3の外部端子(ピン)数削減に効果的である。
【0044】図11には前記グラフィックプロセッサ3の一例が示される。グラフィックプロセッサ3は、描画制御部を構成するレンダリングユニット40及びレンダリングバッファ41と、表示制御部を構成するディスプレイユニット42及びディスプレイバッファユニット43とを有する。前記ディジタルRGBデータ30はディスプレイユニット42からI/Oバッファ44を介して外部に出力される。CPU1とのインタフェース制御はCPUインタフェースユニット45が行い、前記ローカルメモリ4に対する外部インタフェース制御はメモリインタフェースユニット46が行なう。前記CPU1は前記システムバス5を介してI/Oバッファ47に接続され、前記ローカルメモリ4はI/Oバッファ48に接続される。CLK0はグラフィックプロセッサ3の動作基準クロック信号であり、CLK1は垂直同期信号、水平同期信号及びドットクロック信号などを総称する表示タイミング信号である。クロックパルスジェネレータ(CPG0)55はクロック信号を分周したりして各種内部同期信号を形成する。クロックパルスジェネレータ(CPG1)56は前記表示タイミング信号に基づいてディスプレイユニット42などの表示制御系をディスプレイに同期させる内部タイミング信号を形成する。
【0045】前記レンダリングバッファユニット41は外部のローカルメモリ4とレンダリングユニット40との間のバッファとされ、ローカルメモリ4のフレームバッファに対するリード・ライトデータ、ローカルメモリ4から読み出されたコマンド、そしてローカルメモリ4から読み出された比率データなどを一時的に格納する。前記ディスプレイバッファユニット43はローカルメモリ4とディスプレイユニット42との間のバッファとされ、ローカルメモリ4のフレームバッファ領域から読み出された画像情報を一時的に格納してディスプレイユニット42に渡す。更にディスプレイバッファユニット43はカラーパレット43Aを有し、1画素8ビットの画像データを1画素16ビットの画像データに変換する。前記CPUインタフェースユニット45はDMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)制御回路45A及びデータフォーマット変換回路45Bなどを有する。データフォーマット変換回路45BはディジタルビデオフォーマットYUV(Yは輝度、U/Vは色差成分)又はナビゲーションシステム用のディジタルビデオフォーマットΔYUVをRGB(レッド、グリーン、ブルー)フォーマットのデータに変換する回路である。
【0046】前記CPUインタフェースユニット45、レンダリングユニット40、ディスプレイバッファニット43及びI/Oバッファ47はCPUデータバス50を共有し、CPU1からI/Oバッファ47に供給されたアドレス信号はCPUアドレスバス51を介してCPUインタフェースユニット45、レンダリングユニット40及びディスプレイバッファニット43に供給される。これによってCPU1はCPUインタフェースユニット45のDMA制御回路45A、レンダリングユニット40及びディスプレイバッファユニット43のカラーパレット43Aなどに対する制御情報の初期設定等を行なうことができる。
【0047】前記CPUインタフェースユニット45、レンダリングバッファユニット41、ディスプレイバッファニット43及びI/Oバッファ48は、メモリデータバス52を共有し、CPUインタフェースユニット45又はレンダリングバッファユニット41から出力されるアドレス信号はメモリアドレスバス53を介してメモリインタフェースユニット46に供給され、これに基づいてメモリインタフェースユニット46はローカルメモリ4に対するインタフェース制御を行なう。
【0048】レンダリングユニット40は、レンダリングバッファユニット41、メモリデータバス52、メモリアドレスバス53及びメモリインタフェースユニット46を介してローカルメモリ4に対するリード・ライトを行なう。ローカルメモリ4のフレームバッファ領域からディスプレイバッファユニット43への画像データの転送は、特に制限されないが、DMA制御回路45Aが行なう。
【0049】この例では、ローカルメモリ4に対するコマンドリストや比率データの書き込みはDMA制御回路45AがCPU1による初期設定に従ってメモリアドレスバス53及びメモリデータバス52を介して行なうことができる。
【0050】図12にはレンダリングユニット40が実行する描画コマンドの一覧が示される。前記ブレンド演算処理を行なうアンチ・エイリアス・フォント・コマンドはAAFCとされ、4頂点面描画の一種とされる。描画コマンドは図13に例示されるようにコマンドコードと描画属性情報を有する。描画属性情報は図3で説明した文字幅(TWD)などの情報である。
【0051】以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【0052】例えば、上記画像処理システムではユニファイドメモリ4を用いたが、フレームバッファとテクスチャー領域として別々のメモリを割当てるようにしてもよい。また、比率データによる混合率は図2の場合の3種類に限定されず、適宜変更可能である。また、比率データを用いたブレンド演算手法は図2に基づいて説明した方法に限定されず、近時誤差に応じて種々の演算手法の中から適当な方法を採用すればよい。また、比率データは文字パターンに限らず、記号、図形、模様などのパターンであってもよい。
【0053】以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるインタネットテレビやナビゲーションシステムに適用した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、ゲーム機や携帯電話機など、画像処理を要する機器、特に低解像度ディスプレイを備えた電子機器に広く適用することができる。
【0054】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【0055】すなわち、背景と文字等のパターンとのブレンド率をデータとして使用する。背景と文字等のパターンの色をブレンドして描画する特定の描画コマンドをCPUが発行する。このコマンドに応答する描画制御部は、混色の度合い(混合比率)を示す比率データを指定された場所からリードし、かつ指定された描画データ格納場所から背景データをリードして、指定されたパターンの色とリードしてきた描画データとを画素単位で対応する混合比率の情報を使用して混色し、混色したデータをフレームバッファのような描画データ格納場所へ書き戻す、という演算処理を行なう。比率データにしたがって、パターンと背景との境界部分の状態が決まるから、当該境界部分でパターンの単位色と背景の色がブレンドされることにより、前記境界部分にいおけるギザギザが目立たなくなり、境界線が滑らかになり、文字などのパターンが見易くなる。そのようなブレンド処理を実現するのにCPUは、そのまま描画プロセッサが描画可能なところまで背景データとパターンデータを用いたブレンド演算を負担しなくても済む。要するに、ブレンド処理を実現するのにCPUはコマンドと比率データを与えればよく、負担が少ない。一方、描画部も其の演算全てを負担し得なくてもよく、背景データのリードモディファイライト動作において、比率データを用いて前記第1データ(背景データ)に前記第2データを混合してパターンデータを形成して、フレームバッファに書き戻せばよい。したがって、CPUに殆ど負担をかけることなく背景画面上にパターンを見やすく描画することができる。
【0056】上記より、カーナビゲーションシステムのように比較的低解像度のディスプレイを採用しても、地図上に、通り名や番地を見やすく表示させることができる。




 

 


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