近似線性的影像縮小方法及裝置的製作方法
2023-06-12 08:10:56
專利名稱：近似線性的影像縮小方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種處理影像縮小或放大的方法及裝置，特別是關於一種近似線性的影像縮小方法及裝置。
在目前的電視遊戲機中，影像數據一般可分為背景與動畫兩個部分，又因為背景部分的圖形數據多且圖形的相對動作少，而動畫部分的圖形數據少但圖形的相對動作多，所以在處理影像數據時，均是針對電視掃描線的特性，分別在掃描線掃描時，處理大型的背景數據；而在水平消隱時，則處理動畫數據。這種處理方式的好處是只須使用一條掃描線大小的寄存器即可。然而，電視遊戲機發展至今，對動畫的要求已趨向大型與立體化，為了要在平面式的屏幕上表現出立體影像的效果，在顯示時，常須將影像放大或縮小，然而，因為此種對影像數據作放大或縮小的運算相當複雜，故當所需處理的影像數據量較多時，則必定會佔用大量的中央處理單元的處理時間以及較大的存儲器空間。
為了改進上述問題，熟知技術中有一種動態畫像顯示裝置，其利用一可改變步進值的計數器作為存儲器地址產生器，如此當計數器的步進值變大時，藉以讀取存儲器內部儲存的影像數據的地址間隔也就變大，而會導致顯示出來的影像產生縮小的效果。同時，影像縮小的比率會和步進值的大小成反比。而此種熟知裝置最大的缺點也就是在於影像縮小的比率和步進值大小間具反比的關係，因為如此將造成使用上的不便，同時也因其具有非線性的關係，而具有在非線性區域無法使用的問題。
有鑑於此，為了改進熟知影像縮放技術的缺點，本發明的目的在於提供一種近似線性的影像縮小方法及使用此種方法的裝置。
本發明的近似線性的影像縮小裝置包括一畫像存儲器、一存儲器地址產生器、一圖形數據寄存器、一寄存器地址產生器、一亂數產生器、一比率寄存器及一比較器，而本發明的主要特徵也就在於利用比較器對亂數產生器產生的亂數及比率寄存器內的比率大小進行比較，再根據比較結果控制圖形數據寄存器的數據寫入動作。本發明應用此種方式而使得縮小的比率值和存儲器地址產生器產生的地址的間隔之間可具有近似於線性的關係。
為本發明的近似線性的影像縮小的方法包括下列步驟(I)分別將縮小比率寫入至一比率寄存器中，將畫像在一屏幕上的水平位置寫入至一寄存器地址產生器中，並將畫像在一畫像存儲器內的起始地址及畫像的水平長度寫入至一存儲器地址產生器中；(II)在畫像的水平長度被寫入至前述存儲器地址產生器後，前述存儲器地址產生器依據一時鐘信號，開始對前述起始地址累加計數，藉以產生一畫像地址，且前述畫像存儲器依據此畫像地址輸出圖形數據；(III)利用一亂數產生器亂數碼，並利用一比較器比較儲存於前述比率寄存器內的縮小比率的值和前述亂數碼，同時在畫像的水平長度被寫入至前述存儲器地址產生器之後，將比較結果送至前述存儲器地址產生器，藉以使得前述存儲器地址產生器決定是否隨著前述時鐘信號，對前述畫像在屏幕上的水平位置累加計數以產生一寫入寄存器地址；(IV)利用一圖形數據寄存器依據前述寫入寄存器地址載入由前述畫像存儲器輸出的圖形數據。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，特舉一較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下附圖的簡要說明
圖1是本發明的一較佳實施例的電路結構方框圖；圖2是本發明中存儲器地址產生器的電路圖；圖3是本發明中亂數產生器的電路圖；圖4是本發明電路操作流程中將圖形數據自畫像存儲器中移至圖形數據寄存器內的控制時鐘圖；圖5是本發明的電路操作流程中自圖形數據寄存器內輸出圖形數據的控制時鐘圖；圖6a是在一屏幕上顯示一畫像的圖式；圖6b是圖6a的畫像經本發明縮小處理後的畫像圖式。
首先，請參閱圖1，本發明的電路包括一畫像存儲器10，用以儲存原畫像圖形數據；一存儲器地址產生器20，用以對前述畫像存儲器10進行定址，以便讀取儲存於前述畫像存儲器10中的圖形數據；一圖形數據寄存器30，用以儲存由前述存儲器10中讀取的圖形數據；一寄存器地址產生器40，用以對前述寄存器30進行定址，以便輸出儲存於前述寄存器30中的圖形數據；一亂數產生器50，用以產生一亂數碼；一比率寄存器60，用以儲存一縮小比率的值；及一比較器70，用以比較前述亂數產生器50產生的亂數碼及前述比率寄存器60內儲存的縮小比率值的大小，並依據比較的結果控制前述寄存器地址產生器40的輸出動作，前述的圖形數據寄存器30是根據自前述寄存器地址產生器40輸入的地址數據而載入自畫像存儲器10中輸出的圖形數據。另外，儲存於圖形數據寄存器30中的圖形數據被輸出至一轉換裝置80，例如一調色盤(RAM DAC)，藉以轉換成RGB信號。
請參閱圖2，前述存儲器地址產生器20包括一累加計數器21，用以產生畫像的地址；及一遞減計數器22，用以計算畫像的長度。其中，寫入信號mps[1]是用以使前述累加計數器21經由總線Ubus寫入起始地址，然後累加計數器21便依據起始地址並隨著時鐘信號cl累加計數，藉以產生讀取存儲器10內的影像數據所需的地址信號RA而寫入信號mps
是用以使前述遞減計數器22經由總線Ubus寫入畫像長度，然後遞減計數器22便依據畫像長度並隨著時鐘信號clk遞減計數，當遞減至零時即產生一溢位信號over，此溢位信號over並經由一反相器23反饋至遞減計數器器22上的致能信號EH腳位，藉以使遞減計數器22的動作停止。
接下來請參閱圖3，前述亂數產生器50是由複數個寄存器51至54，及一異門(XOR)55組成。其可產生一亂數碼序列，舉例而言，[q4、q3、q2、q1}＝{8、12、14、15、7、11、5、10、13、6、3、9、4、2、1}。
請參閱圖4及圖5，接著利用各信號間的時鐘關係說明本發明的裝置的工作方式。請先參閱圖4，致能信號OE為低電位，故圖4的時鐘為將圖形數據從存儲器10移至寄存器30的控制時鐘。其中，X為縮小比率，H為畫像在屏幕上的水平位置，K為畫像在存儲器10中的起始地址，而M則為畫像的水平長度，且S大約等於(X*m)/(2n-1)，n為亂數產生器位元數。當寫入信號sps為高電位時，先經由總線Ubus將縮小比率X寫入寄存器60中，接著在寫入信號hps為高電位時，將畫像在屏幕上的水平位置H經由總線Ubus寫入至寄存器地址產生器40中，然後分別在寫入信號mps[1]及mps
為高電位時，經由總線Ubus將畫像在存儲器10內的起始地址K及畫像的水平長度M經由總線Ubus寫至前述存儲器地址產生器20中。在寫入信號mps
由高電位轉變為低電位時，溢位信號over亦由高電位轉變為低電位，此時只要比較器70輸出信號AGB為高電位，亦即亂數產生器50產生的亂數碼小於寄存器60內的縮小比率X的值時，寄存器地址產生器40的致能信號EN即為高電位，然後寄存器地址產生器40便依據畫像在屏幕上的水平位置H，隨著時鐘信號clk開始累加計數，只要致能信號EN為高電位，便在時鐘信號clk的上開邊沿(rising edge)將寄存器地址信號LA的值累加1，直到溢位信號over變成高電位為止。
接下來請參閱圖5，其中，溢位信號over固定為高電位，表示寄存器地址產生器40產生地址的動作不再受比較器70的比較結果控制，而改由致能信號OE控制。首先，在寫入信號hps為高電位時，寄存器地址產生器40先經由總線Ubus寫入「0」，而在寫入信號hps由高電位轉變成低電位時，致能信號OE由低電位變成高電位，結果使得寄存器地址產生器40的致能信號也變成高電位，因此地址產生器40從零開始以每一時鐘累加1的方式產生寄存器地址LA；同時，圖形數據寄存器30的讀/寫信號R/W亦變成高電位，圖形數據寄存器30會根據輸入的寄存器地址LA逐筆輸出其內部儲存的圖形數據至轉換裝置80，藉以將圖形數據轉換成RGB信號。
在前述的電路動作過程中，當電路從存儲器10載入畫像數據至圖形數據寄存器30時，寄存器地址產生器40隻有在比較器70輸出的AGB信號為高電位時才會累加計數以產生地址，而圖形數據寄存器30便依據此地址載入儲存由畫像10逐筆輸出的圖形數據。因此，圖形數據寄存器30內部所儲存的圖形數據就存儲器10內儲存的畫像而言，便已具有縮小的效果。而縮小的比率事先儲存於比率寄存器60內。至於縮小比率X，畫像水平長度M及經縮小後的畫像水平長度S，以及亂數產生器的位元數n之間的關係，請參閱圖6a及圖6b，圖6a是在一屏幕100上顯示一畫像101的示意圖，圖6b繪示圖6a顯示的畫像101經縮小後的畫像102。其中，H是畫像在屏幕100上的水平位置。且S大約等於(m*X)/(2n-1)。可知畫像縮小的程度大約和參數X/(2n-1)成正比，亦即和縮小比率X大約成正比，也就是說利用本發明的裝置及方法，畫像可具有近似線性縮小的效果。
最後，需加以說明的是在本發明的一較佳實施例中，圖1所示的電路除了畫像存儲器採用聯華電子股份有限公司製作的UM611024，及轉換裝置80採用聯華電子股份有限公司製作的UM70C171外，其它元件，如存儲器地址產生器、圖形數據寄存器、寄存器地址產生器、亂數產生器、比率寄存器及比較器等均是以邏輯門的方式製作於一集成電路之上。
雖然本發明已以一較佳實施例披露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技術者，在不脫離本發明的構思和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視本發明的權利要求範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種近似線性影像縮小的裝置，其特徵在於，其中包括一畫像存儲器，用以儲存原畫像的圖形數據；一存儲器地址產生器，用以對前述畫像存儲器進行定址，以便讀取儲存於前述畫像存儲器中的圖形數據；一圖形數據寄存器，用以儲存由前述畫像存儲器中讀取的圖形數據；一寄存器地址產生器，用以對前述圖形數據寄存器進行定址，以便輸出儲存於前述圖形數據寄存器中的圖形數據；一亂數產生器，用以產生一亂數碼；一比率寄存器，用以儲存一縮小比率的值；及一比較器，用以比較前述亂數產生器產生的亂數碼及前述比率寄存器內儲存的縮小比率的值的大小，並依據比較的結果控制前述寄存器地址產生器是否產生地址，藉以控制前述圖形數據寄存器是否從前述圖像存儲器中載入圖形數據。
2.如權利要求1的裝置，其特徵在於，其中，更包括一轉換裝置，用以將由圖形數據寄存器中輸出的圖形數據轉換成RGB信號的形式。
3.如權利要求1的裝置，其特徵在於，其中，前述存儲器地址產生器包括一累加計數器，用以受一第一寫入信號控制以寫入畫像在前述存儲器中的起始地址，然後受一時鐘信號控制從前述起始地址開始累加計數，藉以產生畫像在前述存儲器中的地址；及一遞減計數器，用以受一第二寫入信號控制以寫入畫像的水平長度，然後受前述時鐘信號控制對畫像水平長度遞減計數，計數至零即停止動作。
4.如權利要求3的裝置，其特徵在於，其中，更包括一反相器，用以在前述遞減計數器計數至零而產生一高電位的溢位信號時，前述反相器可將溢位信號反相併反饋至前述遞減計數器的致能信號腳位上，藉以使前述遞減計數器停止動作。
5.一種近似線性的影像縮小方法，其特徵在於，包括下列步驟(I)分別將縮小比率寫入至一比率寄存器中，將畫像在一屏幕上的水平位置寫入至一寄存器地址產生器中，並將畫像在一畫像存儲器內的起始地址及畫像的水平長度寫入至一存儲器地址產生器中；(II)在畫像的水平長度被寫入至前述存儲器地址產生器後，前述存儲器地址產生器依據一時鐘信號，開始對前述起始地址累加計數，藉以產生一畫像地址，且前述畫像存儲器依據此畫像地址輸出圖形數據；(III)利用一亂數產生器亂數碼，並利用一比較器比較儲存於前述比率寄存器內的縮小比率的值和前述亂數碼，同時在畫像的水平長度被寫入至前述存儲器地址產生器之後，將比較結果送至前述存儲器地址產生器，藉以使得前述存儲器地址產生器決定是否隨著前述時鐘信號，對前述畫像在屏幕上的水平位置累加計數以產生一寫入寄存器地址；(IV)利用一圖形數據寄存器依據前述寫入寄存器地址載入由前述畫像存儲器輸出的圖形數據。
6.如權利要求5的方法，其特徵在於，其中，更包括下列步驟(I)將前述寄存器地址產生器的累加計數歸零，再依據前述時鐘信號開始累加計數以產生一讀取寄存器地址；(II)前述圖形數據寄存器依據前述讀取寄存器地址而輸出內部儲存的圖形數據。
7.如權利要求6的方法，其特徵在於，其中，更包括下列步驟利用一轉換裝置將由圖形數據寄存器輸出的圖形數據轉換成RGB信號。
8.如權利要求5的方法，其特徵在於，其中，畫像在一畫像存儲器中的起始地址被寫入至一累加計數器，而畫像的水平長度則被寫入至一遞減計數器中，當畫像的水平長度被遞減計數至零時，即輸出一溢位信號，並停止計數的動作。
9.如權利要求5的方法，其特徵在於，其中，當前述寄存器內的縮小比率值大於亂數碼時，前述比較器便輸出一高電位信號，否則便輸出一低電位信號。
全文摘要
一種近似線性影像縮小的方法及裝置，該裝置包含一存儲器地址產生器，一畫像存儲器、一圖形數據寄存器及一寄存器地址產生器。該方法是用一亂數碼序列，用一寄存器儲存縮小比率，經由一比較器產生一比較結果，以決定寄存器地址產生器是否累加計數以產生下一地址。用存儲器地址產生器據一時鐘信號累加計數產生圖形數據地址，寄存器地址產生器據比較結果再據時鐘信號產生地址，使圖形數據寄存器據此地址再載入輸出的圖形數據。
文檔編號G06T1/00GK1125873SQ94113520
公開日1996年7月3日 申請日期1994年12月27日 優先權日1994年12月27日
發明者鄧永佳 申請人:聯華電子股份有限公司