JP2528446B2

JP2528446B2 - 音声画像処理装置

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Publication number: JP2528446B2
Application number: JP4285155A
Authority: JP
Inventors: 史彦板垣
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: DE69325867T2; US5630105A; EP0590785A2; EP0590785B1; CA2105241A1; JPH06180753A; DE69325867D1; TW219397B; EP0590785A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データおよび音声
データを処理して出力を行う音声画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ゲーム装置として画像出力および音声出
力を行うコンピュータ装置の構成と画像出力方法および
音声出力方法を例にとって説明する。

【０００３】（１）画像出力方法従来のゲーム用コンピュータ装置においてはビデオ画面
に表示する方法として、速度やコストの点から通常のコ
ンピュータ装置とは異なるバックグラウンド（ＢＧ）と
スプライトと呼ばれる２種類の画面を重ね合わせる方式
をとっている。

【０００４】バックグラウンドは、ＣＲＴ画面の８ドッ
ト×８ドットを単位とするキャラクタ毎に、ＣＲＴ画面
上の座標で示される表示位置、色、パターンの情報で定
義される。

【０００５】バックグラウンド画面は、図１に示すよう
に、コンピュータ内のメモリにおいてバックグラウンド
アトリビュートテーブル（ＢＡＴ）とキャラクタジェネ
レータ（ＣＧ）というデータ形式で管理される。

【０００６】ＢＡＴは、仮想画面の各キャラクタ位置に
どのようなキャラクタをどのような色で表示するかを指
定するためにＲＡＭ中に設定したテーブルで、ＣＧカラ
ーとキャラクタコードで構成されている。キャラクタコ
ードには、ＲＡＭ内のＣＧで定義されているキャラクタ
の番号が設定されている。

【０００７】ＣＧは、ＢＡＴのキャラクタコードに対応
する実際のキャラクタのパターンが登録されている。Ｃ
Ｇは色モードに対応して何面かで構成される。たとえば
４色モードでは２面、１６色モードでは４面から構成さ
れる。面は手前からＣＨ０〜ＣＨ３のように名づける。

【０００８】色はＣＨ０〜ＣＨ３の対応するビットの合
計値として表せる。図２に例を示す。図は１６色モード
の場合で、ＣＨ０〜ＣＨ３の対応するビット値をｂ０、
ｂ１、ｂ２、ｂ３とすると、カラー番号ｃはｃ＝ｂ０×２⁰＋ｂ１×２¹＋ｂ２×２²＋ｂ３×２³ と求まる。

【０００９】これをそのままカラー番号として扱うこと
もできるが、色数を多くするため、カラーパレットとと
いう概念を導入している。実際のカラー番号はこのパレ
ットによって決め、ＣＧから求まったカラー番号を、カ
ラーパレットの位置をポイントするものして使ってい
る。

【００１０】カラーパレットを利用する場合は、ＢＡＴ
のキャラクタコードはＣＧのアドレスを示し、キャラク
タコードを変えるだでけでどのＣＧを使うかが決まる。
一方、ＣＧＣＯＬＯＲはＣＧのカラー番号とともに使
い、カラーパレットの色を決定する。すなわち、図３で
示してあるように、ＣＧＣＯＬＯＲによってカラーブ
ロックが決まり、さらにＣＧのカラー番号によってカラ
ーブロック内の色が決定される。

【００１１】ＣＧＣＯＬＯＲは４ビットであるから１
６ブロック（＝２⁴）がポイントでき、ＣＧカラー番号
がやはり４ビットの１６色がポイントできるから、両方
を合計すると２５６（＝１６×１６）色のうちから１６
色を選択して表示することになる。

【００１２】メモリには仮想画面が定義されている。仮
想画面は、ＣＲＴ画面（実画面）より大きく取ってあ
る。画像データのアドレスを仮想画面上で垂直あるいは
水平にずらして出力することによって、実画面上でスク
ロールが実現できる。

【００１３】ＣＲＴでは、水平同期信号及び垂直同期信
号によって映像出力制御を行っている。ＮＴＳＣ方式で
は５２５本の走査線があり、ＯＤＤ／ＥＶＥＮのフィー
ルドの走査を交互に行っているが、普通のゲーム装置で
は出力する走査線のフィールドを一方に限定し、画像表
示を行っている。

【００１４】１走査線毎の出力制御は水平同期信号、１
画面毎の出力制御は垂直同期信号に同期させている。水
平同期より垂直同期のほうが帰線期間が大きく、データ
の取り込み、処理をこの期間で行う。上述の方法で設定
されたＢＧ画面は、ＣＲＴ画面のラスタ走査位置を検出
して、各キャラクタの表示位置に対応するキャラクタの
情報を映像信号に変換して画面に出力する。

【００１５】画像表示の特殊技法として、画像の回転、
複数画面の合成が行われている。ＢＧ画像などを回転さ
せようとするときは、あらかじめ表示角度の異なる別の
ＢＧ画像を定義しておき、表示を切り替えて回転してい
るように見せるか、あるいはマトリックス座標計算を行
って回転後の画像を計算によって作って次々に表示して
いる。

【００１６】ＢＧ画面を複数枚もたせて合成する場合
は、各画面データを別々のバスでビデオエンコーダで受
け、ビデオ画面に表示している。表示するＢＧ画面に選
択するためには途中にフェーダー装置を設け、表示する
ＢＧ画面輝度を１００％とし、他のＢＧ画面輝度を０％
と設定し、出力切り換えを行っている。従来のコンピュ
ータゲーム装置ではＢＧ画面は１面のみの取り扱いが多
い。

【００１７】（２）音声出力方法コンピュータ装置に用いる音源は、音声信号がすべて数
値として得られ、加減乗除の演算で容易に波形の合成を
行うことが出来るデジタル方式である。ゲーム向けコン
ピュータ装置には、データ量の小さい、プログラマブル
サウンドジェネレータ（ＰＳＧ）が多用されている。Ｐ
ＳＧは、一定周期分の波形データから演算で振幅変更、
周波数変調等を行って作りだした音声波形を発生させて
いる。

【００１８】音源を得るには、ＰＳＧのようにプログラ
ミングにより波形を作り出して音声を発生させる方法の
ほか、目的とするアナログ音を、デジタル信号に変換し
て高音質の音源を得る方法もある。

【００１９】音声信号のデジタル化には、パルス符号変
調方式（ＰＣＭ）が利用されている。ＰＣＭはアナログ
信号を一定の時間間隔で標本化し、測定値を量子化して
得られた数値を二進数に変換することによりデジタルデ
ータを得る方法である。

【００２０】ゲーム向けコンピュータ装置には、適応差
分ＰＣＭ方式（ＡＤＰＣＭ）が利用されている。ＡＤＰ
ＣＭは、隣接するサンプルの値の差をとって量子化し、
データ量を減少させた差分ＰＣＮ（ＤＰＣＭ）をさらに
改良し、差分が大きいときは標本化のピッチを小さく
し、差分が小さいときはピッチを大きくすることによっ
て、さらにデータを圧縮し、少ないデータ量で音を再現
するものである。ＰＣＭデータは、スケール値及びスケ
ールレベルで構成される圧縮・伸張係数によって、デー
タ量の少ないＡＤＰＣＭデータと相互変換される。

【００２１】ＡＤＰＣＭは、圧縮率を示すサンプリング
周波数が大きい方が、音質が優れている。ゲーム向けコ
ンピュータ装置では、取り扱えるデータ量に基づき、サ
ンプリング周波数は１６ｋＨｚ前後が最高となってい
る。

【００２２】記憶装置からＡＤＰＣＭデータをＣＰＵに
よって読み出し、ＡＤＰＣＭデコーダがスケール値およ
びスケールレベルを参照して、ＰＣＭデータに伸張し、
音声再生をおこなう。サンプリング周波数に応じた再生
レートは、デコーダ内蔵の同期信号発生回路によって制
御されている。

【００２３】上記のような画像出力および音声出力を行
うコンピュータ装置における、ＣＰＵから内部メモリの
ＲＡＭにアクセス後のアドレスの更新は、ＣＰＵが何ら
かのプログラムによって行うか、値の自動加算、いわゆ
る増分指定によって行われている。

【００２４】たとえば３２ブロックごとのデータアクセ
スするには、まず呼び出しデータの最初のアドレスを指
定してからデータアクセスをし、次からはそのアドレス
に増分を加えながら順次同じアクセス処理をループさせ
ている。この方法では増分の値を変えることで連続また
は飛び飛びにメモリアクセスが行える。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ゲーム向けコンピュータ装置では、ＢＧ画像データは、
通常８×８ドットを１ブロックとする外部ブロックシー
ケンシャルと呼ばれるタイプのデータのみで、画像出力
はＲＧＢ方式によるのが普通である。

【００２６】しかし、これでは出力画像が比較的単純な
ものしか出せず、より多様な画像データを取り扱えるよ
うな機能が望まれている。各種の画像としては、連続色
調の自然画や平坦な色調の画像の動画あるいは静画など
が考えられる。

【００２７】従来の外部ブロックシーケンシャルタイプ
のデータ方式は、処理データ量が大きくなる場合、とく
に自然画には対応するのは容易ではない。ゲーム向けコ
ンピュータ装置で、自然画、動画の表示が出来るように
するには各種の画像データ処理を行う必要がある。

【００２８】また、外部ブロックシーケンシャル以外の
形式のデータを従来通りの比較的単純なＲＡＭ構造を持
つコンピュータ装置で取り扱うと処理速度の低下が問題
となる。

【００２９】自然画像などで画面を形成するためのデー
タ量はかなり大きく、典型的な５１２×５１２画素のカ
ラー画像でＲＧＢの各色の輝度を８ビットであらわす
と、カラー画面１面は、５１２×５１２×３バイトで、
約７６８Ｋバイトになる。取り扱うデータ量やデータ種
類が増えても処理速度を落とさないために、ＲＡＭの有
効利用を図る必要がある。

【００３０】ＲＡＭ中に各種モードの異なるデータが存
在する場合、すべてのモードを同一のデータアレンジに
統一しておけば取扱いは簡単になるが、効率的な利用は
出来ない。扱うデータのモードによってＲＡＭ内のデー
タアレンジを異なったものに設計する必要がある。

【００３１】ＲＡＭ内のデータアレンジを多様化させる
と、当然そのデータモードに合わせたデータアクセスが
必要となってくる。ところが、多種のデータアレンジ構
造にすると、アドレス計算の処理が複雑になるという別
の問題が生じる。そこでデータアレンジ構造が複雑なＲ
ＡＭに対応できるメモリアクセス装置が必要となる。

【００３２】コンピュータゲーム装置は１秒間に数十枚
の画面を表示しながら画面表示の間に必要なデータ処理
をしなければならないので、水平同期期間（ＨＳＹＮ
Ｃ）ないし垂直同期期間（ＶＳＹＮＣ）に対処しなけれ
ばならない。

【００３３】そのような理由で従来、コンピュータゲー
ム装置では回転、拡大、縮小といったグラフィック処理
は困難であった。ＢＧ画面の重ね合わせも従来はフェー
ダーを用いていたが、多種の画像データを取扱い、合成
したいＢＧ画面が増えるため、回路が複雑となり、ＣＰ
Ｕにたいする負担が大きくなるという難点がある。

【００３４】８×８ブロックの従来のＢＧ画像データを
１画面分取り扱うには、ＨＳＹＮＣあるいはＶＳＹＮＣ
の同期期間の間でブロックデータをアクセスして処理す
るだけで十分であった。しかしＢＧデータの種類、ＢＧ
画面数を増やそうとすると、ブロック単位のアクセスだ
けでは対応できず、ＨＳＹＮＣあるいはＶＳＹＮＣ同期
期間でのアクセスでは画像処理を行うことは困難であ
る。

【００３５】音声データ処理についても、従来のＡＤＰ
ＣＭはサンプリング周波数は１６ｋＨｚ程度が最高で、
聞き取りにくい等、音質に問題がある。ＡＤＰＣＭの音
質を改善するため、サンプリング周波数を大きくする
と、データ量が増え、各種の画像データをＰＳＧデー
タ、ＡＤＰＣＭデータとともに取り扱うと、上述したよ
うな処理速度の低下、データアクセスの複雑化といった
問題が増長される。

【００３６】本発明は、各種画像データを複数音声デー
タと併せて処理し、多画面の合成を行うことのできる、
高機能コンピュータ装置を得ることを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の装置では、（１）外部ブロックシーケン
シャル、（２）外部ドットシーケンシャル、（３）内部
ドットシーケンシャルの３種の画像データを取り扱うも
のとし、色データの指定には、色指定が特定の色数より
多い場合にＹＵＶの色データを使用し、特定の色数以下
の色を利用する場合は、カラーパレットを使用する。以
下にＹＵＶ方式を元に本発明の装置で処理できるＢＧ画
像データ形式について説明する。

【００３８】（１）外部ブロックシーケンシャルＢＡＴは、図４に示すようにパレットバンクとキャラク
タコードで構成される。パレットバンクは、ビデオエン
コーダ部内のバンクを示す。カラーパレットが２５６色
を持ち、パレットバンクによってその中の１６色のグル
ープを決定する例について説明する。

【００３９】この例では、パレットバンクが有効なのは
４色モードと１６色モードのみで、他のモードでは無視
される。キャラクタコードはＣＧをポイントするもの
で、このコードとＣＧアドレスレジスタとで実際のＣＧ
アドレスが求まる。

【００４０】ＣＧは８×８ドット構成でキャラクタパタ
ーンを決める。１ドットの表示色を決める長さは色モー
ドによって異なる。同時に使用する色の数をｍとする
と、１ドット表示に必要なビット数ｎは、ｎ＝Ｌｏｇ₂ｍで求まる。

【００４１】ｍを４、１６、２５６、６４Ｋ、１６Ｍ色
モードとすると、ｎは２、４、８、１６、２４ビットと
なる。ただしＲＡＭは１６ビット（＝１ワード）でアド
レスアレンジメントされているから、ｍ＝１６Ｍでは３
２ビットで２ドットを表現する。

【００４２】図５のｐ_i,jの（ｉ，ｊ）はキャラクタの
ドット位置（行，列）を表し、ｐはパレット番号を表
す。

【００４３】図６は４色、図７は１６色、図８は２５６
色モードに対するＲＡＭ上のビット構成を示す図であ
る。ｍ＝４〜２５６色モードにおいて、カラーパレット
の位置（色）を指定するものである。カラーパレットは
２５６色分の大きさであるから、２５６色モードではカ
ラーパレット全体を直接ポイントできる。

【００４４】したがって、２５６色モードではＢＡＴの
パレットバンクで使用する色の範囲を選択する必要がな
いから、パレットバンクは２５６色モードでは不要とな
る。

【００４５】図９は６４Ｋ色、図１０は１６Ｍ色モード
に対するＲＡＭ上のビット構成を示す図である。６４Ｋ
色、１６Ｍ色モードではカラーパレットは使わず、直接
色データを指定する。６４Ｋ色モードではＹＵＶ（Ｙ８
ビット、Ｕ４ビット、Ｖ４ビット）で１ドット分の色デ
ータを指定する。

【００４６】１６Ｍ色モードではＹＹＵＶ（Ｙ８ビッ
ト、Ｙ８ビット、Ｕ８ビット、Ｖ８ビット）で２ドット
分の色データを指定する。最初のＹは１ドット目の輝度
を表し、次のＹは２ドット目の輝度を表す。ＵとＶは１
ドット目、２ドット目共通の色差を表す。

【００４７】自然画像では隣合う色は極端に違わないの
で、輝度だけの対処で十分に対応できる。これによっ
て、キャラクタの定義サイズを縮めることができ、結果
として６４Ｋ色と同じサイズ（６４ワード）でキャラク
タパターンが定義できるようになっている。

【００４８】（２）外部ドットシーケンシャル外部ドットシーケンシャルも基本的には外部ブロックシ
ーケンシャルと同じである。ただ外部ドットシーケンシ
ャルの場合は、データは、ブロック（＝キャラクタ）単
位ではなく、ドット単位の扱いとなる。したがって、図
９、図１０のテーブルの１行だけが外部ドットシーケン
シャルのＣＧ定義となる。ただし１６Ｍ色モードでは２
行２ドット定義である。

【００４９】時間あるいは位置に関して色変化が連続的
に観察されるように画像表示する場合、外部ドットシー
ケンシャルは、メモリを有効に利用出来る。色変化を擬
連続的に表現するには、多色モードが使える外部ブロッ
クシーケンシャルでも、可能だが、ドット単位に色デー
タを持つために必要なＣＧサイズは、外部ブロックシー
ケンシャルでは６４×（ＣＧの数）ワードが必要である
のに対して、外部ドットシーケンシャルでは１６Ｍ色モ
ードで２×（ＣＧの数）ワード、６４Ｋ色モードでは１
×（ＣＧの数）ワードですむ。

【００５０】（３）内部ドットシーケンシャル内部ドットシーケンシャルは、（１）（２）とは異な
り、ビットマップ方式で、イメージスキャナなどで読み
込んだ自然画像をそのまま表示するデータ形式である。
ユーザーが画像データを定義する必要がないため、ＢＡ
Ｔはない。

【００５１】本データ形式には、４、１６、２５６、６
４Ｋ、１６Ｍ色のモードがある。外部ドットシーケンシ
ャルと同様に、ドット単位のカラー定義を行うデータ形
式である。１６Ｍ色モードでは、ＹＹＵＶの２ワードで
２ドットを定義することができる。１６Ｍ色という豊富
な色を小さなＣＧサイズで定義でき、しかも、再現性に
悪影響を与えることはない。もちろん前出の２種のデー
タ形式でも、１６Ｍ色モードは使える。しかし、内部ド
ットシーケンシャルは、自然画を扱い、ドット単位に色
データを持つ必要がある場合には、利用価値が高い。

【００５２】

【実施例】以下に本発明のコンピュータ装置について図
面と共に説明する。図１１は本発明の一例における情報
処理装置のブロック図である。

【００５３】図１１を基づいて本発明の装置の概略を説
明する。本発明の情報処理装置は、ＣＤーＲＯＭ等のゲ
ームソフト記録媒体、３２ビットＣＰＵ、画像・音声デ
ータ転送制御と各装置のインターフェースを主とするコ
ントロールユニット、画像データ伸張変換ユニット、画
像データ出力ユニット、音声データ出力ユニット、ビデ
オエンコーダユニット、ＶＤＰユニットなどで構成され
ている。各ユニット専用にＫ−ＲＡＭ、Ｍ−ＲＡＭ、Ｒ
−ＲＡＭ、Ｖ−ＲＡＭといったメモリを保有している。

【００５４】ＣＰＵはメモリサポートを通じて直接ＤＲ
ＡＭを制御できるメモリ制御機能と、Ｉ／Ｏポートを通
じて様々な周辺機器と通信できるＩ／Ｏ制御機能を持っ
ている。また、タイマとパラレル入出力ポートと割り込
み制御機構も備えている。

【００５５】ＣＰＵがＶＲＡＭに書き込んだ表示データ
はＶＤＰユニットが読みだし、データをビデオエンコー
ダユニットへ送ることで画面に表示される。ＶＤＰユニ
ットには、従来通りの８×８ブロックの外部ブロックシ
ーケンシャル形式のバックグラウンドとスプライトの組
合せによる画面が最大２面得られる。

【００５６】コントローラユニットはＳＣＳＩコントロ
ーラを内蔵し、ＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶装置からＳ
ＣＳＩインターフェースを介して画像や音声などのデー
タを取り込む。取り込まれたデータはいったんＫ−ＲＡ
Ｍにバッファリングされる。コントローラユニットには
ＤＲＡＭコントローラが内蔵され、この働きによりＫ−
ＲＡＭに蓄えられたデータは決められたタイミングで読
み出される。さらにバックグラウンド画面機能を有し、
前記各種データのバッファとバックグラウンド画面用Ｖ
ＲＡＭを共有している。

【００５７】自然画バックグラウンド画像データは、コ
ントローラユニット内で１ドットデータ単位でプライオ
リティ判定を行ってビデオエンコーダユニットに送り出
す。

【００５８】データ圧縮された動画像（フルカラー、パ
レット）データは画像データ伸長ユニットに送る。画像
データ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエ
ンコーダユニットに送る。画像データ伸張ユニットで
は、自然画動画向けのＤＣＴ変換およびハフマン符号化
方式圧縮データ、アニメーション動画向けのランレング
ス符号化方式圧縮データを取り扱うことが出来る。逆Ｄ
ＣＴ変換手段、逆量子化手段、ハフマン符号化復号手
段、ランレングス符号化復号手段を備えている。

【００５９】ビデオエンコーダユニットではＶＤＰユニ
ット、コントローラユニット、画像データ伸長ユニット
から送られてきたＶＤＰ画像、自然画バックグラウンド
画像、動画像（フルカラー、パレット）データの重ね合
わせ処理、カラーパレット再生、特殊効果処理、および
Ｄ／Ａ変換などの処理を施して出力し、さらに外部回路
によって、最終的にＮＴＳＣ信号にエンコードされた画
像信号が出力される。

【００６０】ＣＤ−ＲＯＭなどから読み込まれたＡＤＰ
ＣＭ音声データは、画像データと同様にＫＲＡＭでバッ
ファリングされた後に、コントローラユニットにより音
声データ出力ユニットへ送られ、再生される。

【００６１】以下に、本発明のコンピュータ装置を構成
する各ユニットについて詳細に説明する。図１２に示し
た本発明の情報処理装置を構成するＣＰＵの内部アーキ
テクチャに基づき、ＣＰＵについて説明する。ＩＰＵは
命令処理ユニット、ＩＦＵは命令フェッチユニット、Ｉ
ＥＵは命令実行ユニット、ＩＯＵはＩ／Ｏ制御ユニッ
ト、ＭＣＵはメモリ制御ユニットである。

【００６２】ＭＣＵはメインメモリ（ＤＲＡＭ）が直接
接続されているメモリポートを制御する。またメモリポ
ートに関するすべての制御信号を発生する。本アーキテ
クチャは８ビットバイトアドレッシングアーキテクチャ
を採用しているから、すべてのデータはバイトもしくは
その整数倍で扱う。本システムでは、１ワードは４バイ
ト（３２ビット）である。

【００６３】メモリはアレイから構成される。１つのア
レイのアドレス方向の深さ（アレイ中のワード数）は、
使用するチップのアドレス方向の深さで決まる。例え
ば、２５６Ｋ×ｎのＤＲＡＭでは１アレイあたり２５６
Ｋワードである。アレイを構成するチップ数は、ＤＲＡ
Ｍのデータポートの本数で決まる。図１３は２５６Ｋワ
ードサイズのＤＲＡＭの例である。

【００６４】本システムでは６４Ｋ×１６、１２８Ｋ×
８、２５６Ｋ×４、２５６Ｋ×４、１Ｍ×４、５１２Ｋ
×８などのメモリ構成のＤＲＡＭが使用できる。詳細を
図１４に示す。どのようなメモリ構成であるか、メモリ
設定レジスタによって指定できる。ＭＣＵにシステムを
実行前に知らせておけば、あとはＣＵがメモリ管理をし
てくれる。

【００６５】従来ならこのようなメモリ構成に対してデ
コード用ＩＣが必要であったが、本発明ではメモリコン
トローラ（ＭＣＵ）にレジスタを用意し、メモリ構成と
リフレッシュタイマの設定がプログラムで行えるように
している。レジスタは特殊レジスタ転送命令でアドレシ
ングできる。

【００６６】図１５に示すように、レジスタはＭＣＵの
特殊ハードウェアレジスタ空間＜バンク３、アドレス４
−７＞にマップされている。メモリ設定レジスタはバン
ク３のアドレス４に３２ビット（４バイト）の大きさで
確保されている。またリフレッシュタイムを指定するエ
リアは同バンクのアドレス５に用意されている。メモリ
設定レジスタの内容は以下の通りである。

【００６７】ＲＯＷ＿ＳＩＺＥ（ローサイズ）０００８ビット００１９ビット０１０１０ビット０１１１１ビット１００１２ビットＣＯＬ＿ＳＩＺＥ（カラムサイズ）００８ビット０１９ビット１０１０ビット１１１１ビットＡＲＲＡＹＳ（アレイサイズ）０１アレイ１２アレイＲＥＦＲＥＳＨ＿ＥＮ（リフレッシュ許可）０リフレッシュ禁止１リフレッシュ許可

【００６８】ＲＯＷ＿ＳＩＺＥとＣＯＬ＿ＳＩＺＥの組
み合せによって、図１４でＤＲＡＭの形式が決まる。た
とえば、

【００６９】ＲＯＷ＿ＳＩＺＥ＝２（＝（０１０）2、
すなわち１０ビット）ＣＯＬ＿ＳＩＺＥ＝１（＝（０１）2）、すなわち９ビ
ット）とすれば、図１４の表からＲＯＷ×ＣＯＬ＝１０×９す
なわち５１２Ｋ×８のＤＲＡＭ構成を指定したことにな
る。さらにＡＲＲＹＡＹＳ＝０とすれば、１アレイでチップ数は４となる。

【００７０】次にリフレッシュサイクルについて説明す
る。メモリがある一定期間アクセスされないとメモリ内
のデータが消えてしまう。そこである一定期間アクセス
されない場合、メモリに対してリフレッシュ（電流を流
すしてメモリの活性化）させる必要がある。

【００７１】リフレッシュサイクルはＤＲＡＭの構成に
よって異なるが、本発明ではＤＲＡＭの構成と同様に、
リフレッシュサイクル（タイム）もプログラム指定でき
るようにしてある。メモリリフレッシュは、図１６に示
すようにリフレッシュタイマレジスタのビット０〜６に
よって制御され、ポートが自動的に行う。メモリ設定レ
ジスタでリフレッシュ許可を与えると、タイマカウンタ
とリフレッシュタイマレジスタの内容からリフレッシュ
サイクルが決まり、一定時間ごとにリフレッシュが発生
する。

【００７２】リフレッシュタイマは、分周器、リフレッ
シュタイマレジスタ／タイマカウンタからなる。タイマ
クロックはシステムクロックの１／３２で、分周器によ
って発生される。タイマクロックはタイマカウンタの入
力となる。

【００７３】ＣＰＵがリフレッシュタイマ（バンク３、
アドレス５）に書き込みを行うと、データはタイマレジ
スタに書き込まれる。逆にＣＰＵがリフレッシュタイマ
からデータを読み取ると、タイマカウンタの値が読み出
される。タイマレジスタは、リセット後０にリセットさ
れる。

【００７４】タイマカウンタの計数が終了（０×７Ｆ）
するたびに、リフレッシュが要求される（０×７Ｆは１
６進数の７Ｆ）。タイマカウンタは計数が終了するま
で、各タイマクロックサイクルごとに加算が続けられ
る。計数が終了すると、タイマカウンタはリフレッシュ
タイマレジスタの内容で初期化され、計数が続けられ
る。

【００７５】メモリポート上のＤＲＡＭが規格化通りに
リフレッシュされるように保証すためには、リフレッシ
ュレジスタには、メモリリフレッシュサイクルの周期を
制御する数字がロードされなければならない。

【００７６】リフレッシュタイマレジスタには、ＤＲＡ
Ｍリフレッシュ周期、ＤＲＡＭリフレッシュサイクル
数、それとタイマクロックのクロック周期とから得られ
る数字をプログラムで設定する。すなわち、以下の計算
式に従って求める。

【００７７】リフレッシュタイマ＝０×７Ｆ−サイクル
数ここでサイクル数＝（リフレッシュ間隔）／（クロッ
ク周期）リフレッシュ間隔＝（リフレッシュ周期）／（リフレ
ッシュサイクル数）

【００７８】本ＭＣＵはＣＡＳビフォアＲＡＳリフレッ
シュを利用しているから、各リフレッシュサイクルでは
ＤＲＡＭにアドレスを出力する必要はない。

【００７９】図１７は本発明の情報処理装置を構成する
コントロールユニットの詳細図である。図１７に基づき
コントロールユニットについて説明する。コントローラ
ユニットは内蔵のＳＣＳＩコントローラでＣＤ−ＲＯＭ
などの外部記憶装置から各種データを読み取り、Ｋ−Ｒ
ＡＭに蓄える。Ｋ−ＲＡＭには画像データ等の各種デー
タが一時的に保存され、その中には８ビットで１レコー
ドをなすものや１６ビットで１レコードをなすようなさ
まざまな種類のデータが含まれている。内部ドットシー
ケンシャル、外部ドットシーケンシャル、ラスタ単位で
処理を行うアフィン変換処理手段、ＲＡＭアクセス用の
マイクロプログラム機能を備えている。

【００８０】コントローラユニットにあるアフィン変換
処理手段について説明する。アフィン変換（逆変換）は
（Ｘ０，Ｙ０）を中心に拡大、縮小、回転を行う処理で
ある。変換式は図１８のとおりである。ここで、Ａ＝αｃｏｓθ Ｂ＝−βｓｉｎθ Ｃ＝αｓｉｎθ Ｄ＝βｃｏｓθ α＝Ｘ方向の縮小率 β＝Ｙ方向の縮小率 θ＝回転角（Ｘ０，Ｙ０）：回転の中心座標（Ｘ１，Ｙ１）：逆変換後の座標（Ｘ２，Ｙ２）：逆変換前の座標

【００８１】Ｘ方向の縮小率αをｎとすると、Ｘ方向の
長さはｎ分の１となる。一方回転は、中心点をどの位置
に取るかによって、図形の移動位置が変わってくる。

【００８２】アフィン変換用の係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤはＢ
Ｇアフィン変換係数レジスタで設定し、回転の中心座標
はＢＧアフィン変換中心座標ＸおよびＹレジスタで設定
する。そのレジスタの形式は図１９のようになってい
る。係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄおよび中心座標はＸ０、Ｙ０は
図１８に示された式の変数に対応する。係数は、レジス
タの上位８ビットに小数点以上の値を設定し、下位８ビ
ットに小数点以下を指定する。中心座標は原画座標系で
指定する。

【００８３】いずれのレジスタの値も１度設定したあと
は、次に新たに設定されるまで保持される。またレジス
タが有効になるのは、次のＨＳＹＮＣからである。

【００８４】アフィン変換処理手段を用いて、原画を縮
小して画像表示する一例を示す。図２０は本発明のコン
ピュータ装置の動作を示す説明図である。図２０では画
面上に真っ直の道が描かれている。それをコントロール
ユニットで縮小し、ビデオ画面に表示する。ビデオ画面
表示時は、道の上部を４分の１の幅にし、一番下は原画
サイズそのままにする。

【００８５】これを実現するには、Ｘ方向の縮小率αを α＝３ｘ（Ｒ−ｒ）／Ｒ＋１のように各ラスタごとに計算する。

【００８６】ここでＲは（ラスタ数−１）、ｒはＲから
始まり、ラスタごとに１ずつ減じていき、最後のラスタ
を表示する前には０となる値である。すなわち、αは画
面最上部を表示するときには４、最下部を表示するとき
には１となる。回転は行わないから回転角θは０、回転
の中心座標Ｘ０、Ｙ０も０とする。

【００８７】したがってアフィン変換係数はＡ、Ｂ、
Ｃ、ＤはＡ＝ αｃｏｓ（θ）＝α Ｂ＝−βｓｉｎ（θ）＝０Ｃ＝ αｃｏｓ（θ）＝α Ｄ＝ βｓｉｎ（θ）＝０と求まる。表示される画像は、奥行き感を表現すること
が出来る。

【００８８】この処理のフローを図２１に示す。ループ
中のｒ、ＡおよびＣの計算は、ＨＳＹＮＣ期間中に行
う。実際には水平同期期間割り込みが起きるので、この
割り込みでの処理となる。

【００８９】以上の処理は縮小率を変えての表示である
が、一律に画面全体を縮小する場合には、図Ｕの初期処
理で縮小率αを求め、ＢＧアフィン変換レジスタにその
値を設定しておくだけでよい。これは回転の場合も同様
である。

【００９０】コントローラユニットは、Ｋ−ＲＡＭのア
クセスを行う演算処理をコントローラチップにマイクロ
プログラムとして組み込んでおき、ユーザーがアクセス
のタイミングをレジスタで設定できるようにしている。

【００９１】本発明ではＶＳＹＮＣとＨＳＹＮＣおよび
ＤＣＫ（ドットクロック）が制御信号として利用できる
ようになっている。図２２はＨＳＹＮＣとＤＣＫの関係
を示したもので、１ＨＳＹＮＣ期間に約３４１ＤＣＫの
サイクルが含まれる。

【００９２】ＤＣＫ（ドットクロック）サイクルはＨＳ
ＹＮＣサイクルの約３４１分の１で、アクセスタイミン
グもドットクロックサイクルごとの指定になる。

【００９３】マイクロプログラムのコントローラチップ
へのロードは、マイクロプログラムロードアドレスレジ
スタで行う。すなわち、このレジスタのアドレスにチッ
プ内の格納場所の初期アドレスを指定すると、マイクロ
プログラムがロードする。ただしこのとき、マイクロプ
ログラム制御レジスタのＭＰＳＷ＝０としておく必要が
ある。

【００９４】ロード後、ＭＰＳＷ＝１をすると、マイク
ロプログラムが動作する。ユーザーがどのサイクルでア
クセスするかは、マイクロプログラムデータレジスタで
決定する。各レジスタの形式は図２３に載せておく。

【００９５】図２４はマイクロプログラムデータレジス
タの記述内容について説明したものである。このレジス
タには（１）ＫＲＡＭアクセスアドレス生成の内容（２）生成タイミング（３）読み込みデータの行き先を指定する。

【００９６】外部ブロック形式および外部ドット形式の
データは最初のＢＡＴデータを読み、そのあとでＣＧデ
ータを読む。この間、２ドット分が必要となる。記述デ
ータは２つのブロック（Ａバス、Ｂバス）に分かれてお
り、以下の内容を記述する。

【００９７】（１）処理／非処理（ＮＯＰ／−ＮＯＰ）（２）ＢＧ面番号（０〜３）（３）回転／非回転（４）ＢＡＴ／ＣＧ（ＢＡＴ／−ＣＧ）（５）ＢＡＴ間接ＣＧ／直接ＣＧ（間／−直ＣＧ）（６）ＣＧオフセット

【００９８】コントローラチップは、ＢＧ面データをＨ
ＤＩＳＰ（水平表示期間）に同期して各ドットごとに出
力する。一方、マイクロプログラムはＢＧＤＩＳＰ（Ｂ
Ｇ表示期間）に同期して動作が開始され、ＢＧＤＩＳＰ
に同期して終了する。

【００９９】また、回転処理と非回転処理とでは遅延量
が異なるために、非回転面はＢＧＮＤＩＳＰに同期した
処理を、回転面はＢＧＲＤＩＳＰに同期した処理を行
う。したがって、図２５に示すようにマイクロプログラ
ムはＭＩＣＲＯ．Ｐ期間に動作する。

【０１００】グラフィックコントローラチップ（ビデオ
エンコーダユニット？）のデータアクセスタイミング
は、コントロールユニット内のマイクロプログラムのプ
ログラミングで制御している。グラフィックコントロー
ラチップは同時表示できる各ＢＧ画面に対してそれぞれ
４色、１６色、２５６色、６４Ｋ色、１６Ｍ色のうちか
らそれぞれ異なる画像データを同時に混在させて取り扱
うことができる。

【０１０１】マイクロプログラムは２本あるＫ−ＢＵＳ
にそれぞれ独立に８ドットクロックサイクル内の動作を
記述し、Ｋ−ＢＵＳサイクルにそれぞれのバスは独立に
１ステップずつ実行し、８ドットクロックサイクルを繰
り返す。

【０１０２】図２６は、マイクロプログラムによるアド
レス生成のタイミング例、図２７はマイクロプログラム
の記述例である。この例では、（１）ＢＧ０：外部ブロックシーケンシャル形式２５６
色モード（２）ＢＧ１：外部ブロックシーケンシャル形式１６色
モード（３）ＢＧ２：内部ドットシーケンシャル形式１６色モ
ードの３面表示の場合である。

【０１０３】たとえば、０サイクルはＢバスデータに対
して「ＢＧ０間ＣＧ（０）」と指定してあるから、０サ
イクルではＢＲＡＭに対して外部ブロックシーケンシャ
ル形式２５６色モードでＢＡＴ間接ＣＧ０をアクセスす
る。ＡＲＡＭに対してはＮＯＰすなわちノー処理であ
る。

【０１０４】コントローラユニットでは、各種画像デー
タを付属のＲＡＭに読み込んで、処理ないし転送制御を
行っているが、ＲＡＭの有効利用を図るため、データモ
ードによる多様なデータアレンジを設定している。各種
画像データの処理に対応するため、各データモードに合
わせてアドレスの増分を計算する。

【０１０５】コントローラユニットに各データモードに
合わせてアドレス計算指示をするレジスタを設けてい
る。これによって、プログラムではアクセスするメモリ
の初期値と増分、それに読み書きの区別をレジスタに指
定するだけで順次データアクセスが行えるようになる。

【０１０６】アドレス計算指示の作用について、ＢＧ画
面の１列目のデータを書き換える処理を例にあげて説明
する。ＢＧ画面は８×８ドットキャラクタからなってい
る。それが図２８に示すように縦横に３２個ずつ１画面
に列べられている。

【０１０７】メモリアクセス用のレジスタはＲｅｇ０Ｃ
（書き込み用）、Ｒｅｇ０Ｄ（読み込み用）、Ｒｅｇ０
Ｅ（ＲＡＭアクセス区分）があり、ＢＧ画面の１列目の
データを書き換えるにはＲｅｇ０Ｄを次のように設定す
る。

【０１０８】書き込みアドレス（ビット０〜１７）：
書き込みの最初のアドレスオフセット（ビット１８〜２３）：３２オフセットは−５１２〜＋５１２で設定でき、正のとき
は増分、負のときは減分を表す。上記の例では＋３２で
あるから３２個飛びにＢＧデータが書き換えられる。こ
の増分によるアドレス計算はビデオエンコーダユニット
が行う。

【０１０９】したがって、図２９に示すようなアクセス
（この場合は書き込み）命令を１回出すごとに、次のア
クセスアドレスはビデオエンコーダユニットによって自
動的に計算するために、プログラムではアクセス命令を
連続的に発行するだけで目的のデータ処理が行えるわけ
である。

【０１１０】以上の命令を連続して行うと、メモリ上は
図３０のようにアドレシングされる。ビデオエンコーダ
ユニットのメモリにはＫ−ＲＡＭ＃ＡとＫ−ＲＡＭ＃Ｂ
があるが、この設定は書き込みアドレスのビット１７の
オン／オフできまる。

【０１１１】コントローラユニットは、合成したい複数
ＢＧ画面の各々にプライオリティをつけて管理し、ＲＡ
Ｍから各画面データを取り出して処理する手段を備えて
いる。

【０１１２】ＲＡＭ内に、画像データは１画面分がその
ままではなく、必要な情報のみを断片的に蓄えられてい
る。ただし自然画像のようなイメージデータは読み取っ
たままの状態で保存されている。これを編集し各画面デ
ータとして仮想画面にアドレス指定して書き出すと、そ
れがビデオエンコーダで映像としてディスプレイに表示
される。画像データを仮想画面に書き出すときはあらか
じめ設定されたプライオリティに従って画像編集する。

【０１１３】コントローラユニットではＢＧ画面をＢＧ
０〜ＢＧ３の４面保有している。ＢＧ画像データとして
は主画面と副画面がそれぞれ指定できる。主画面と副画
面の関係は、副画面の上に主画面が重なっている状態で
表示される。また、主画面、副画面とも茶筒モード、非
茶筒モードが指定できる。

【０１１４】画像表示において、全画面データを格納し
ているメモリ上の画面を仮想画面といい、表示される一
の実画面より大きい。画像出力する際、仮想画面上のど
の範囲の画面データを表示するかによって実画面が定ま
り、表示する画面データの範囲を仮想画面上で水平ある
いは垂直移動させることによって実画面上のスクロール
が行われる。このとき表示範囲が仮想画面の一端を超え
る時、スクロールを停止するのではなく、仮想画面の他
端にある画面データから順次表示する技法を茶筒とい
う。

【０１１５】コントローラユニットでは、茶筒技法時
に、仮想画面に透明色の出力を得る画面データの領域を
設け、非茶筒モードとして利用する。本発明ではコント
ローラユニットが、ＢＧ０〜ＢＧ３の４画面でそれぞれ
主画面、副画面を有するため、茶筒モード／非茶筒モー
ドを主画面／副画面で使い分けることにより、特殊効果
のある映像を表示することができる。

【０１１６】茶筒、非茶筒モードの詳細について例をあ
げて説明する。この例ではバックグラウンドの仮想画面
は図３１に示すようになっており、この面の座標系を画
像面座標系とよぶ。画像面座標系はこの例では縦横−５
１２〜＋５１２ドットの値をもち、１０２４×１０２４
の範囲で確保されている。

【０１１７】この座標系は茶筒モードになっていて、第
１象限右側は第２象限に、第１象限の下側は第４象限に
つながっている。実画面表示エリアはこの例では２５６
×２４０であり、この表示エリアが１０２４×１０２４
の画像面座標系を上下左右に移動させることによってス
クロールが実現する。

【０１１８】ＢＧ画像データとしては主画面と副画面が
それぞれ指定できる。主画面と副画面の関係は、副画面
の上に主画面が重なっている状態で表示される。また、
主画面、副画面とも茶筒モード、非茶筒モードが指定で
きる。

【０１１９】図３２および図３３は非茶筒モード時のＢ
Ｇ仮想画面を示す。非茶筒モードでは主画面、あるいは
副画面の領域以外を透明色の面とする。このモードで
は、スクロール機能を用いて実画面表示エリアが透明色
の領域に移動すると実際の画面には透明の部分が表示さ
れ、乱れたイメージは出現しない。

【０１２０】副画面が茶筒モードとなると、図３４およ
び図３５に示すように副画面が茶筒的に連続表示される
ために画像エリア全体に副画面をタイリングしたように
なる。スクロールしたときには、副画面の内容が繰り返
し表示されることになる。

【０１２１】主画面と副画面の管理方法について解説す
る。ＢＧ画面はバックグラウンド・アトリビュート・テ
ーブル（ＢＡＴ）とキャラクタ・ジェネレータ（ＣＧ）
とによって管理されている。

【０１２２】ＢＡＴは、仮想画面上の各キャラクタ位置
にどのキャラクタをどの色で表示するかを設定するため
の、ＲＡＭ上に設けられたテーブルである。ＢＧの構成
単位が８×８ドットであり、５１２×５１２ドット、６
４×６４キャラクタの場合の仮想画面上のキャラクタに
対するＢＡＴのアドレスは図３６のようになっている。

【０１２３】一方、ＣＧはＢＡＴに対する実際のキャラ
クタパターンが定義されているＲＡＭ上の領域である。
すなわち、ＢＡＴのＣＧコードがポイントするＣＧ上の
内容を見れば、その画像内容がわかる。

【０１２４】ＢＧ０画面では、主画面と副画面に対して
それぞれＢＡＴとＣＧを定義できるようにし、主副の画
像を独立して管理することができるようにデザインして
いる。これにより、あたかも１ＢＧ画面で２面が独立し
て存在しているかのように見せることができる。

【０１２５】たとえば主画面以外の部分を副画面でタイ
リングし、副画面だけをスクロールさせれば、あたかも
主副独立した画面のように見え、あたかも２つのＢＧ画
面が存在しているかのように見える。

【０１２６】茶筒モード、非茶筒モードの機能はハード
化されており、プログラムでは茶筒モードを使うか、非
茶筒モードを使うかは、図３７の副画面茶筒表示設定レ
ジスタで設定する。

【０１２７】茶筒、非茶筒モードが有効なのは副画面で
あり、副画面茶筒表示設定レジスタに０を指定すると非
茶筒モードとなり、１を指定すると茶筒モードとなる。
モード指定を初期化処理で指定しておけば、ユーザープ
ログラムで直接スクロール管理を行わなくても、モード
に従ったスクロールを自動的に行ってくれる。

【０１２８】次にＢＧ０画面で主副画面と茶筒を利用し
た表示方法の例を挙げる。図３８に示すように副画面に
１キャラクタの画面サイズで波を定義し、主画面に４キ
ャラクタで島を定義する。さらに副画面に対しては茶筒
モードにして画面表示すると、波が仮想画面全体に展開
されるから、海に浮かぶ孤島が簡単に画面表示できる。
しかも、もとの定義領域は主副合わせて５キャラクタ分
のメモリサイズで十分にことが足りる。

【０１２９】ＢＧ画面管理のレジスタについて説明す
る。ＢＧ０画面の主画面と副画面は、独立でＢＡＴ、Ｃ
Ｇともアドレスレジスタは個々に持つ。すなわち、ＢＧ
０では４個のアドレスレジスタによって主画面、副画面
が独立に管理されている。その他のＢＧ１〜ＢＧ３は、
それぞれＢＡＴとＣＧに１つ、計２個のアドレスレジス
タを持ち、主副画面は１つのアドレスレジスタで対応さ
せている。

【０１３０】なおアドレスレジスタの７ビット目の−Ａ
／Ｂは、ＡＲＡＭかＢＲＡＭかの区別を表す。Ｋ−ＲＡ
ＭはＡＲＡＭとＢＲＡＭの２種類があり、Ａ／Ｂ＝０の
ときはＡＲＡＭを、Ａ／Ｂ＝１のときはＢＲＡＭを、そ
れぞれポイントする。

【０１３１】図３９はＢＡＴ／ＣＧアドレスレジスタと
Ｋ−ＲＡＭの関係を示したものである。ＢＡＴレジスタ
の下位７ビットに０を１０個つけた値がＢＡＴのアドレ
スである。一方、ＢＡＴがＣＧのアドレスは色モードに
よって次のように求める。

【０１３２】・４色モードの場合００＜キャラクタコード＞０００＋＜ＣＧアドレス＞０
０００００００００・１６色モードの場合０＜キャラクタコード＞００００＋＜ＣＧアドレス＞０
０００００００００・２５６色モード、６４Ｋ色モード、１６Ｍ色モードの
場合＜キャラクタコード＞０００００＋＜ＣＧアドレス＞０
０００００００００

【０１３３】ここで、＜キャラクタコード＞はＢＡＴの
内容、＜ＣＧアドレス＞はＣＧアドレスレジスタの下位
７ビットである。ただしキャラクタコードは、２５６色
モードでは最上位ビットを０、６４Ｋ色モードおよび１
６Ｍ色モードでは最上位から２ビット目も０とする。こ
れによって同じＢＡＴでも、ＣＧアドレスを変えるだけ
で、まったく違ったＣＧを参照することができる。

【０１３４】アドレスレジスタはラスタごとにサンプリ
ングされ、次のＨＳＹＮＣで有効になる（ＨＳＹＮＣ：
走査線が画面左から右に走り、再び画面左に戻る非表示
期間）。

【０１３５】ＢＧ０画面に主副画面独立のＢＡＴアドレ
スレジスタを設けたことにより、得られる機能について
図４０に示す例で説明する。この画像は上下が異なる絵
である。参考例として従来のＢＡＴの例を説明する。従
来のＢＡＴでは連続した領域しか取れないから、図４０
のような絵を作るには、ＣＧを上下用のものを作ってお
く。ＣＧは連続した領域でもよく、離れていてもよい。

【０１３６】しかし表示はＢＡＴの連続した処理によっ
てのみ、表示される。下の絵だけを変えるには、新しい
絵用のＣＧにＢＡＴの下半分のキャラクタコードを新し
いＣＧに書き換える必要がある。

【０１３７】この処理は、ＢＡＴアドレスレジスタのア
ドレスだけを変えるのと違って、時間がかかる。したが
って、一瞬にして上下の画面を分けて表示するとはいか
ない。

【０１３８】本発明のコンピュータ装置では上の絵をＢ
ＡＴ１が持ち、下も絵をＢＡＴ２に持たせる。その置き
場所はＫ−ＲＡＭ上のどの位置でもよい。ＣＧはＢＡＴ
１、ＢＡＴ２に対応した絵を用意しておく。

【０１３９】この画面を表示するには、ＢＡＴアドレス
レジスタをＢＡＴ１に設定しておき、画面中央を表示す
る前にＢＡＴ１のアドレスに切り換える。これだけの操
作で上の絵と下の絵が独立した形で表示できる。という
のは、ＢＡＴアドレスレジスタの内容は、次のＨＳＹＮ
Ｃ時には有効になるからである。さらに上の絵だけを変
える場合には、別のＢＡＴを用意しておき、そのＢＡＴ
アドレスを変えるだけで、同様に下の画面だけを変える
ことができる。

【０１４０】データスタートレジスタに設定するアドレ
スは仮想画面のアドレスである。仮想画面が上下に動け
ば上下スクロール、左右に動けば左右スクロール。この
操作を画像データ伸長ユニット用レジスタで対処するこ
とができる。

【０１４１】コントロールユニットが、圧縮画像データ
を画像伸長ユニットに送る。画像伸長ユニットが、圧縮
画像データを実際に画像表示できるデータに変換し、ビ
デオエンコーダに送る。ビデオエンコーダが受け取った
データをビデオ画面に表示する。コントロールユニット
から送出する圧縮データを、画像伸張ユニットのデータ
伸張単位、つまり特定のラスタ単位で、画面表示画像伸
長ユニットに転送することにより、実際にビデオ画面に
画像を表示する位置を制御している。

【０１４２】コントロールユニットは音声データ出力ユ
ニットに対して、水平同期信号に同期させてＡＤＰＣＭ
データ転送を行う。音声出力と画像出力が水平同期信号
に同期するため、出力が正確に一致する。

【０１４３】メモリに設けたデータエリアのエンドアド
レスのデータ転送後に自動的にスタートアドレスにポイ
ントを移して連続再生するリングモードにして、スター
トアドレスとエンドアドレスの間に設定されたチェック
ポイントの中間アドレスおよびエンドアドレスにポイン
トが達したら割り込みを発生させる。

【０１４４】中間アドレス割り込みを受けて前半部分
を、エンドアドレス割り込みを受けて後半部分のデータ
を更新することで連続再生が可能となる。このような機
能を有する本発明のコンピュータ装置によれば、ソフト
ウェアの方でデータがどこまで処理されたかをチェック
しなくてもよく、新しいデータの読み込み処理は割り込
みルーチンの中で簡単に行える。

【０１４５】コントロールユニットはこれらの各種デー
タを同一のＫＲＡＭ上にバッファしている。本来であれ
ばデータ転送用バッファとバックグラウンド表示用ＶＲ
ＡＭとは共存する必要はないと考えられるが、このコン
トローラユニットに両方の機能を持たせることにより、
限られたメモリ空間を有効に使用することが可能であ
る。例えば、バックグラウンド画面表示用エリアは、表
示したい画面によってデータの量が著しく違う。また、
データ転送用バッファについても、使用するシチュエー
ションによってバッファの必要量が変動する。このた
め、データ転送用バッファとバックグラウンド画面表示
用ＶＲＡＭを別々に用意するよりも、少ないメモリ容量
で必要に応じた効果的な使い方が可能となる。

【０１４６】ＲＧＢ方式は赤・緑・青の３原色で表示色
を決定するのに対し、ＹＵＶは輝度（Ｙ）と色差（Ｕ、
Ｖ）で表示色を決定する。Ｙは輝度データ、Ｕは青−黄
系色差データ、Ｖは赤−緑系色差データを表す。ＹＵＶ
方式を採用すると、２ビットで表せる数字は０と１の２
つ、すなわちｎビットで表せる数は２のｎ乗となる。つ
まり、多色の６４Ｋ色や１６Ｍ色を表示する際には、カ
ラーパレットより有利である。

【０１４７】一方、例えば４色モードでは、２ビットで
４色の色を区別するだけである。直接２ビットで色その
もののデータとしてしまうと、色は４色で固定されてし
まう。そこで、特定の色数を２５６色とし、２５６色以
下ではカラーパレットのカラー番号を選択できるように
して、カラーパレットの豊富な色の中から柔軟性のある
色表示を行う。

【０１４８】画像伸長ユニットの機能について説明す
る。図４１は画像データ伸長ユニットのブロック図であ
る。データバスバッファ（ＤＡＴＡＢＵＳＢＵＦＦ
ＥＲ）はコントロールユニット等の装置から送られてく
る画像データを受け取るメモリであり、所定のブロック
にデータを振り分けて転送する。

【０１４９】外部メモリＲＲＡＭ（Ｒ−ＲＡＭ）は復号
データを蓄えるエリアであり、メモリサイズは１６ラス
タ分の容量（６４Ｋビット）×２である。２つのエリア
を持っているのは、処理速度を速めるためで、交互に読
み書きを行う。

【０１５０】画像データ伸長ユニットではＩＤＣＴ画像
とランレン画像が扱える。ＩＤＣＴ画像はＩＤＣＴ復号
による自然画・動画像であり、ランレン画像はランレン
グスによるアニメ動画像である。

【０１５１】ともに圧縮対象画像は１フィールドあたり
２５６ドット×２４０ラスタである。ＩＤＣＴの表示色
は約１６７７万色、ランレン画像のランレングスモード
はパレット方式で、１６色／３２色／６４色／１２８色
の４種類ある。

【０１５２】端子ＫＲ０〜ＫＲ７はコントロールユニッ
トから画像伸長ユニットへデータを転送するためのデー
タバスである。一方、−ＲＥＧＲは画像伸長ユニットか
らコントロールユニットへ渡すデータリクエスト信号用
端子である。データリクエスト信号はコントロールユニ
ットに圧縮画像データを要求する。すなわち、 −ＲＥＱＲ＝０ …… データ要求 −ＲＥＱＲ＝１ …… データストップである。

【０１５３】画像伸長ユニットでは１６ラスタ分の圧縮
画像データを１６ラスタ期間以内に復元する。そこで本
発明の転送開始タイミングの取り方は、表示したい１６
ラスタ分の画像データを１６ラスタ前から画像伸長ユニ
ットに転送開始し、表示開始の１ラスタ前までに終了さ
せる。

【０１５４】画像伸長ユニットではラスタ情報を持って
いないために、タイミングを取るのはあくまでもコント
ロールユニットで行う。画像伸長ユニットでは、コント
ロールユニットのデータ転送開始後の１６番目のＨＳＹ
ＮＣに同期して画像伸長ユニット画像の画像表示を行
う。

【０１５５】図４２は画像データの流れとそのタイミン
グを概念的に示したものである。図では、ビデオ画面上
から３番目の１６ラスタ分を書き出しているうちに、コ
ントロールユニットではすでに４番目の１６ラスタ分の
データが画像伸長ユニットに送られている。この転送処
理はビデオ画面で３番目の１６ラスタ分が表示し終わる
前には終わらせる。このように順次ラスタを処理してい
けば、１画面分のデータがビデオ画面に表示できる。こ
の処理をノーマル再生という。

【０１５６】画像伸長ユニットでは、コントロールユニ
ットからの画像データ用ＦＩＦＯを持っていて、ＦＩＦ
Ｏがいっぱいになると、ディスエイブル（−ＲＥＱＲ＝
１）というリクエスト信号をコントロールユニットに渡
す。この信号をコントロールユニットが受けると、デー
タ転送は一時中止する。

【０１５７】コントロールユニット内には、画像伸長ユ
ニット転送制御レジスタ、画像伸長ユニットデータスタ
ートアドレスレジスタおよび転送ブロック数レジスタが
ある。画像伸長ユニット転送制御レジスタは、画像伸長
ユニットデータの転送を許可するもので、許可されてい
ないと転送は行われない。また転送中に非許可にする
と、その時点で転送は中止される。

【０１５８】スタートアドレスレジスタは、画像伸長ユ
ニット用データが格納されているＫＲＡＭの先頭アドレ
スを指定するもので、コントロールユニットはＫＲＡＭ
のアドレスから転送を開始する。ブロック転送中は自動
的にアドレスがインクリメントされる。

【０１５９】転送開始ラスタレジスタは、コントロール
ユニットが画像伸長ユニットに対してデータ転送を開始
するタイミングを指定するレジスタで、ラスタ番号を指
定する。転送ブロック数レジスタは、画像伸長ユニット
へ転送する１６ラスタ分のデータを１ブロックとした場
合の転送ブロック数を指定する。

【０１６０】各レジスタは内容を変更しなければ、次の
同じフレームも同じ画像が表示される。各レジスタは設
定後即有効となるが、画像伸長ユニットへブロック転送
中の場合には、その転送後に有効になる。各レジスタに
ついては図４３参照。

【０１６１】実際にデータが転送されるのは、Ｋバス
（Ｋ−ＢＵＳ）の調停が行われて、画像伸長ユニットデ
ータのアクセスが可能になり、かつ画像伸長ユニットか
らリクエスト信号（−ＲＥＱＲ＝０）が出力されている
場合に限る。

【０１６２】データ転送がディスエイブルになるのは、
以下のような場合である。（１）画像伸長ユニットの処理が開始されていない場
合。（２）画像伸長ユニットのＦＩＦＯがフルの場合。（３）１６ラインの最初のデータがきてからＨＳＹＮＣ
を１６回カウントする間においてデータ中に埋め込まれ
たバイト数のデータをすべて読み込み終了した場合。

【０１６３】コントロールユニットからの転送を停止す
る場合は、転送開始ビットをディスエイブルにする。次
に図４４に示すように、６４ラスタから３ブロック（＝
１６ｘ３ラスタ）を２０ドット右に水平スクロールを行
う例について説明する。

【０１６４】水平スクロールを行うには、画像伸長ユニ
ットの各機能を使う。すなわち、水平スクロールは画像
伸長ユニット内の水平スクロールレジスタでスクロール
値設定する。

【０１６５】この部分の処理をフローにしたのが図４５
である。このフローで示すように、転送開始ラスタには
スクロールを始める１６ラスタ前の値を設定する。あと
は空ループで待ちにしておけば、４８番目（＝６４−１
６）のラスタが検出された時点で画像伸長ユニットにデ
ータ転送が開始される。ただし、水平スクロールレジス
タへの設定は、６４−１＝６３番目のラスタで行わなけ
ればならない。水平スクロールは、次のラスタから有効
となる。

【０１６６】もう一例として、垂直スクロールの例を見
ておこう。垂直スクロール制御は、スクロール方向によ
って制御方法が異なる。０〜１５ラインの範囲で上方ス
クロールの場合は、データスタートラスタレジスタの設
定値を変えることで対応する。１６ライン以上の上方ス
クロールの場合は、データスタートアドレスレジスタに
設定する値をブロック単位で変更し、同時にスタートラ
スタレジスタの値も変化させることで対応する。

【０１６７】たとえば、２３ライン分だけ上方にスクロ
ールするには、データスタートアドレスレジスタに次の
１６ラインデータの先頭のアドレスを設定し、スタート
ラスタレジスタにはノーマル再生時の値に７をマイナス
した値を設定する。すなわち、１６ライン下のデータか
らさらに７ライン分遅れてデータ転送が行われるから、
結果、２３ライン下からのデータ表示となるわけである
（図４６参照）。

【０１６８】一方、下方にスクロールする場合は、デー
タスタートラスタレジスタだけで対応できる。たとえ
ば、２３ラインだけ下方にスクロールするには、スター
トラスタレジスタにノーマル再生時の値に２３をプラス
した値を設定する。これらの再生をノーマル再生に対し
て、スクロール再生という。

【０１６９】本発明の装置で使われているビデオエンコ
ーダユニットのブロック図を図４７に示す。ビデオエン
コーダユニットはＩＣチップ上に同期信号発生回路、カ
ラーパレットＲＡＭ、プライオリティ演算回路、セロフ
ァン演算回路、映像信号用Ｄ／Ａコンバーター、８／１
６ｂｉｔデータバス（Ｍ−バス）インターフェース、Ｖ
ＤＰインターフェース、コントローラユニットインター
フェース、画像データ伸長ユニットインターフェースな
どを集積して作られている。

【０１７０】８／１６ｂｉｔデータバス（Ｍ−バス）イ
ンターフェースはＣＰＵを含む処理システムのデータバ
スのデータ幅に合わせ、ビデオエンコーダユニット側の
動作を８ｂｉｔとするか、１６ｂｉｔとするかのＩ／Ｆ
切換回路である。

【０１７１】ＶＤＰインターフェースは２つのＶＤＰか
ら送られてくるデータのインターフェースで、通常は上
位のＶＤＰからデータを受け取り、上位のＶＤＰがクロ
マキーデータを出した場合のみ、下位のＶＤＰからデー
タを受けます。

【０１７２】カラーパレットＲＡＭは、ビデオデータ入
力信号をＹＵＶデジタルに変換する。

【０１７３】ビデオエンコーダユニットは内部にレジス
タ（１６ビット×２４本）を備えている。これらに対し
てＣＰＵからアクセスすることにより、動作モードの設
定、カラーパレットのリード／ライトなどの機能を果た
す。

【０１７４】カラーパレットＲＡＭについて説明する。
カラーパレットデータは、カラーパレットＲＡＭによっ
てＹＵＶデータに変換され、実際に表示できるデータに
なる。カラーパレットＲＡＭは、アドレス方向５１２ア
ドレス、データ方向１６ビットにより構成されるカラー
情報テーブルです。

【０１７５】図４８に示すように、カラーパレットＲＡ
Ｍは、アドレス方向５１２アドレス、データ方向１６ビ
ットのＲＡＭで構成されています。１アドレスが１色の
データをもち、計５１２色のデータを持つことができ
る。

【０１７６】１色（１アドレス）のデータは、下に示さ
れる用にＹ８ビット、Ｕ４ビット、Ｖ４ビットから構成
され、６５５３６色を表現できる。Ｙデータは明るさを
示し、００（黒）〜ＦＦｈ（白）の値を持ち、Ｕデータ
は青−黄系の色差情報で、０〜１５の値をもち、無色の
場合８になる。Ｖデータは赤−緑系の色差情報で、０〜
１５の値をもち、無色の場合８になる。

【０１７７】リセット後、カラーパレットアドレス０に
はＹＹ＝００ｈ、Ｕ＝０ｈ、Ｖ＝０ｈが設定されます。
従って、リセット後は再度カラーパレットアドレス０に
色データの設定をする必要がある。

【０１７８】カラーパレットＲＡＭへのＹＵＶデータの
設定の仕方について説明する。カラーパレットＲＡＭの
内容は、ＣＰＵによって書き込まれ、ＶＤＰ、コントロ
ーラユニット、画像データ伸長ユニットからのカラーパ
レット情報によって読み出されて、Ｙ、Ｕ、Ｖデータに
変換される。また、ＣＰＵは必要によりカラーパレット
ＲＡＭの内容をリードすることもできる。

【０１７９】カラーパレットＲＡＭへの書き込み（デー
タを連続して書き込む場合）は以下のように行われる。

【０１８０】１ｓｔｅｐ：アドレスレジスタ（ＡＲ）に
カラーパレットアドレスレジスタ（ＣＰＡ）のレジスタ
番号０１ｈをセットする２ｓｔｅｐ：カラーパレットアドレスレジスタ（ＣＰ
Ａ）に開始アドレスを書く３ｓｔｅｐ：アドレスレジスタ（ＡＲ）にカラーパレッ
トデータライトレジスタ（ＣＰＷ）のレジスタ番号０２
ｈをセットする。４ｓｔｅｐ：カラーパレットデータライトレジスタにデ
ータを書く。（ＣＰＡはインクリメントされる。）５ｓｔｅｐ：カラーパレットデータライトレジスタにデ
ータを書く。（ＣＰＡはインクリメントされる。）

【０１８１】８ｂｉｔバス選択時の、データライトレジ
スタへの書き込みは下位バイト、上位バイトの順に行
い、上位バイトの書き込みが行われた時点で内部レジス
タへの実際の書き込みが行われ、ＣＰＡがインクリメン
トする。

【０１８２】カラーパレットＲＡＭの内容読みだし（デ
ータを連続して読み出す場合）は以下のように行われ
る。

【０１８３】１ｓｔｅｐ：アドレスレジスタ（ＡＲ）に
カラーパレットアドレスレジスタ（ＣＰＡ）のレジスタ
番号０１ｈをセットする２ｓｔｅｐ：カラーパレットアドレスレジスタ（ＣＰ
Ａ）に開始アドレスを書く３ｓｔｅｐ：アドレスレジスタ（ＡＲ）にカラーパレッ
トデータリードレジスタ（ＣＰＲ）のレジスタ番号０３
ｈをセットする。４ｓｔｅｐ：カラーパレットデータリードレジスタのデ
ータを読む。（ＣＰＡはインクリメントされる。）５ｓｔｅｐ：カラーパレットデータリードレジスタのデ
ータを読む。（ＣＰＡはインクリメントされる。）

【０１８４】８ｂｉｔバス選択時の、データリードレジ
スタからの読みだしは下位バイト、上位バイトの順に行
い、上位バイトが読み出されたた時点でＣＰＡがインク
リメントする。

【０１８５】カラーパレットデータの表示について説明
する。ＶＤＰおよび、コントローラユニット、画像デー
タ伸長ユニットのカラーパレットデータ面は、カラーパ
レットＲＡＭによってカラーパレットデータをＹ、Ｕ、
Ｖデータに変換して実際の画像を表示する。

【０１８６】カラーパレットＲＡＭは１セットしかない
ため、カラーパレットデータを使用するすべての面は同
一のカラーパレットＲＡＭを使う。ただし、カラーパレ
ットアドレスオフセットレジスタを活用することによ
り、面ごとに使い始めるカラーパレットアドレスを設定
できる。

【０１８７】表示の処理は、まずプライオリティ処理ブ
ロックで、１ドット単位で、表示すべき面が決定されま
す。その面がカラーパレットデータ面であれば、その面
のカラーパレットアドレスオフセット値がレジスタから
読み出され、その値の２倍とカラーパレットデータが加
算されて、カラーパレットアドレスが算出される。

【０１８８】算出されたカラーパレットアドレスで指示
されたデータがそのドットの色になり、Ｙ、Ｕ、Ｖデー
タが次の機能ブロックに送られる。

【０１８９】カラーパレットアドレスは、カラーパレッ
トデータと、面ごとに設定されているカラーパレットオ
フセット値とを演算して決定される。従って、カラーパ
レットデータが同じでも、面が違えば別の色を出すこと
ができる。演算式を以下に示す。

【０１９０】カラーパレットアドレス（９ビット）＝カ
ラーパレットデータ（８ビット）＋（カラーパレットア
ドレスオフセット値×２）（８ビット）

【０１９１】ＶＤＰ用カラーパレットオフセットレジス
タは１セットしかない。ＶＤＰを複数接続する場合、各
ＶＤＰも同じレジスタを使う。カラーパレットアドレス
が５１１を越えた場合、１０ビット目は単純に切り捨て
られ、０アドレスに続く。図４９にこの様子を示す。Ｃ
ＰＵがカラーパレットＲＡＭにアクセスするときは、カ
ラーパレットアドレスオフセットは関係ない。

【０１９２】各ＬＳＩからは、図５０のような内訳のカ
ラーパレットデータが送られてくる。カラーパレットア
ドレスを計算するとき、パレットバンク番号は単にパレ
ット番号の上位ビットとして扱われ、パレットバンク番
号とパレット番号は区別されません。従って上に示した
それぞれのモードでの８ビットのデータを、すべてカラ
ーパレットデータとして扱う。

【０１９３】プライオリティ機能とは、ＶＤＰ、コント
ローラユニット、および画像データ伸長ユニットのおの
おのから同時に送られてくるその時点での画像ドット情
報を、プライオリティレジスタに指定された画面の優先
順位にしたがって処理し、表示する画像ドットを決定す
る機能である。

【０１９４】本発明の実施例の画像処理装置における画
面構成は、ＶＤＰがスプライト（ＳＰ）面とバックグラ
ウンド（ＢＧ）面の２面、コントローラユニットがＢＭ
Ｇ０面、ＢＭＧ１面、ＢＭＧ２面、ＢＭＧ３面の４面、
画像データ伸長ユニットがＩＤＣＴ／ＲＬ面の１面を持
っている。

【０１９５】実施例の装置におけるビデオエンコーダは
ＶＤＰを２個接続することができる。入力インターフェ
ースの部分で２つのＶＤＰの選択が行われ、通常は上位
のＶＤＰが選択されていて、上位のＶＤＰがクロマキー
データを出した場合にのみ、下位ＶＤＰが選択される。

【０１９６】本例におけるビデオエンコーダのプライオ
リティレジスタのみではＶＤＰのＳＰ／ＢＧ、およびコ
ントローラユニットのＢＭＧ０〜ＢＭＧ３の優先順位の
変更はできず、それぞれのユニットの設定も合わせて変
更する必要がある

【０１９７】ビデオエンコーダでのプライオリティ処理
はＶＤＰ、コントローラユニット、および画像データ伸
長ユニットの各デバイスから送られる面情報とプライオ
リティレジスタ値、およびデータがクロマキーか、など
によりドットごとに各ＬＳＩの優先順位を決める。

【０１９８】図５１は２５６ドットモードでのプライオ
リティ処理の説明図である。ここではドットクロックの
４倍のクロックで処理を行いクロマキー処理、セロファ
ン処理などの特殊処理と併せてプライオリティ処理を行
っている。

【０１９９】３２０ドットモードでは、コントローラユ
ニット、画像データ伸長ユニットは２５６ドット、ＶＤ
Ｐが３２０ドットなので２１Ｍｈｚの周期で表示すべき
面を決定し、その面（デバイス）を選択して、すぐ表示
する。

【０２００】次にクロマキー機能（透明処理）について
説明する。クロマキー機能（透明処理）とは、ある面の
一部分を透明として扱い、その透明部分にはプライオリ
ティの低い面が表示されるような機能である。

【０２０１】具体的には、透明と判定される色（キー
色）が決まっていて、その色を使った部分が透明にな
る。キー色は、面がカラーパレットデータか、ＩＤＣＴ
−ＹＵＶデータか、コントローラユニットのＹＵＶデー
タかで扱いが違う。

【０２０２】クロマキーを使わないときは、絵を作成す
るときにキー色を使わないことである。図５２にクロマ
キーの説明図を示す。

【０２０３】カラーパレットデータ面のキー色として、
キー色＝カラーパレットデータ０（ＶＤＰはパレット番
号０）が使用されると、コントローラユニット、および
画像データ伸長ユニットのランレン面では、何色モード
でもカラーパレットデータ０は透明になる。ＶＤＰは、
すべてのカラーパレットバンクにおいてパレット番号０
が透明になる。

【０２０４】なおコントローラユニットのカラーパレッ
トデータ面では、コントローラユニットがクロマキー判
定を行いインバリッド信号を送ってくる場合もある。

【０２０５】コントローラユニット−ＹＵＶデータ面の
キー色（１６Ｍ色、６４Ｋ色モード）のキー色として、
キー色＝Ｙデータが００ｈの色の場合は、ＹＵＶのデー
タの内、Ｙデータが００ｈだったら、ＵＶの値に関わら
ず、そのドットは透明になる。透明にしたくない部分で
はＹデータに０１ｈを加算するなどして、００ｈになら
ないようデータを作る必要がある。

【０２０６】ＩＤＣＴ−ＹＵＶデータ面のキー色とし
て、キー色＝クロマキー下限レジスタ値と、クロマキー
上限レジスタ値の間の色が選ばれた場合は、ＩＤＣＴ−
ＹＵＶ面では、表示しようとする色のＹＵＶ値が、クロ
マキーレジスタの上限・下限のＹＵＶ値の間にＹＵＶ共
入っている場合に、キー色と判定され透明になる。つま
り、

【０２０７】クロマキーＹレジスタの上限Ｙ値をＹｕ
下限Ｙ値をＹｌクロマキーＵレジスタの上限Ｕ値をＵｕ下限Ｕ値をＵ
ｌクロマキーＶレジスタの上限Ｖ値をＶｕ下限Ｖ値をＶ
ｌ表示しようとする色のＹ値をＹｓ、Ｕ値をＵｓ、Ｖ値を
Ｖｓ

【０２０８】とすると次の式が真になったとき、表示し
ようとする色はキー色であり、透明になる。

【０２０９】（Ｙｕ＞＝Ｙｓ＞＝Ｙｌ）ａｎｄ（Ｕｕ＞
＝Ｕｓ＞＝Ｕｌ）ａｎｄ（Ｖｕ＞＝Ｖｓ＞＝Ｖｌ）

【０２１０】コントローラユニットおよび画像データ伸
長ユニットからのインバリッド信号の処理について説明
する。コントローラユニット、および画像データ伸長ユ
ニットからインバリッド信号が入力された場合、本発明
のビデオエンコーダでは、そのドットについてそのＬＳ
Ｉからクロマキーのキー色が入力されたのと同様に透明
として扱う。

【０２１１】最もプライオリティの低い面のクロマキー
部分の処理は次のようになされる。最もプライオリティ
の低い面のクロマキー部分には、プライオリティ処理で
次にくる面に書かれている色が表示される。

【０２１２】従って、ＹＵＶデータの面も含めて、すべ
ての面が透明の部分は、プライオリティ処理で次にくる
面が表示されることになる。セロファン処理の場合も同
様にして、最もプライオリティの低い面のクロマキー部
分が、処理される。図５３は以上の処理をまとめたもの
である。

【０２１３】セロファン機能とは、本発明のビデオエン
コーダの中でプライオリティに従って画像を合成する際
に、上の画像と下の画像とを混ぜ合わせて表示する機能
である。

【０２１４】例えば、コントローラユニットの０面のセ
ロファンをＯＮにすると、それよりプライオリティの低
い面が、コントローラユニットの０面の画像と混ざるの
で、コントローラユニットの０面が半透明になったよう
に表示される。

【０２１５】画像を混ぜ合わせる比率を変化させること
ができるので、画像のフェードイン・アウトと、画像の
滑らかな切り替えなどが実現できる。

【０２１６】セロファン演算は重ねる面のデータをＹ
ａ、Ｕａ、Ｖａ、重ねられる面のデータをＹｂ、Ｕｂ、
Ｖｂ、セロファン係数をｍｙ、ｍｕ、ｍｖ、ｎｙ、ｎ
ｖ、ｎｕとすると、演算結果Ｙ、Ｕ、Ｖは次の式により
決まる。

【０２１７】Ｙ＝ｍｙ・Ｙａ＋ｎｙ・ＹｂＵ＝ｍｕ・（Ｕａ−８０ｈ）＋ｎｕ・（Ｕｂ−８０ｈ）
＋８０ｈＶ＝ｍｖ・（Ｖａ−８０ｈ）＋ｎｖ・（Ｖｂ−８０ｈ）
＋８０ｈ

【０２１８】Ｕ，Ｖは８０ｈを０とみなした符号付き数
として演算するので、係数が０になれば結果は８０ｈに
なる。それぞれオーバーフローした場合はＦＦｈ、アン
ダーフローした場合は００ｈになる。

【０２１９】また、セロファン係数は０／８〜８／８ま
での９段階あり、分子の値を設定することによってセロ
ファンの度合が変わる。係数の設定はソフトで行わなけ
ればならない。

【０２２０】セロファン係数レジスタは、その６個のパ
ラメータが１セットになって、それが３セットある。あ
る面にセロファンを設定する場合、セロファン係数レジ
スタ番号（１〜３）を、セロファン面設定レジスタの、
指定された場所に書き込みます。またここに０をセット
すると、その面のセロファンはＯＦＦになる。セロファ
ン係数レジスタの値９〜Ｆはサポートしていないので設
定しない。

【０２２１】重ねようとする面のクロマキー部分では、
セロファン演算は実行されず、通常のクロマキー処理と
なる。また、セロファン機能は以下のような機能を使う
ことができる。

【０２２２】多重セロファン機能としてセロファンをか
けた面に対して、さらにセロファンをかける。フロント
セロファン機能として画面全体の色調や明るさを、予め
設定した色でセロファンをかけることにより変えること
ができる。

【０２２３】バックセロファン機能としてプライオリテ
ィがもっとも低い面はセロファンをかける相手がないた
め、通常はセロファンは無効になるが、バックセロファ
ン機能を使うと、その面に対して、予め設定した色でセ
ロファンをかけることができる。

【０２２４】スプライト特殊処理として、スプライト面
では、表示しようとするスプライトが使用しているパレ
ットバンク番号によって、セロファンのＯＦ／ＯＦＦ設
定が可能である。パレットバンク番号ごとにセロファン
演算の、ＯＮ／ＯＦＦの設定を行う。

【０２２５】図５４にセロファン演算におけるデータフ
ローを示す。ここではＵ，Ｖは８０ｈを０とみなした符
号付き数値として演算される。図５５はセロファン機能
の処理フロー図である。

【０２２６】図５６はセロファン処理の概念図である。
処理は、１ドットごとに行われ、ＶＤＰ、コントローラ
ユニット、および画像データ伸長ユニットは１，２，３
のいずれかにそれぞれ対応する。この対応は、各々のＬ
ＳＩユニットが出力している面のプライオリティによ
り、１ドットごとに決定される。

【０２２７】たとえば、あるドットにおいて、プライオ
リティが、ＶＤＰ＞コントローラユニット＞画像データ
伸長ユニット、であったらはＶＤＰ、はコントロー
ラユニットは画像データ伸長ユニットとなる。

【０２２８】そして、の面（たとえばコントローラユ
ニットのＢＭＧ１面）がセロファンＯＮになっていたら
面と面との間でセロファン処理される。セロファン
処理の係数は、の面に設定されている係数レジスタの
値です。

【０２２９】また、の面（たとえばＢＧ面）にもセロ
ファンがＯＮになっていたら先ほどセロファン処理され
た結果との間でセロファン処理される。の面のセロ
ファン処理がＯＦＦだったら、の面はの面に隠れて
しまうため、の面との面の間だけのセロファン処理
になる。

【０２３０】ただし、の面のクロマキー部分はの面
が隠れずに見える。の面にセロファン処理が設定して
あっても、無効になります。セロファンのＯＦ／ＯＦＦ
も面によってドットごとに決定される。

【０２３１】セロファン機能では同じデバイス（ＶＤ
Ｐ、コントローラユニット、画像データ伸長ユニット）
からセロファンされる面の間でセロファン演算すること
はできない。たとえば、コントローラユニットのＢＭＧ
１面とＢＭＧ２面との間でセロファン演算することはで
きない。また、ＶＤＰのスプライト面とＶＤＰのＢＧ面
の間のセロファン演算もできない。

【０２３２】これは、１ドット単位で考えた場合に、Ｖ
ＤＰ，コントローラユニットは、それぞれの内部のプラ
イオリティで選択された１つの画面の１ドットのデータ
が出力されるだけなので、同じデバイスのほかの面とセ
ロファン演算はできないのである。

【０２３３】フロントセロファンとバックセロファン
は、全面単色の面（固定カラー面）を１面持っていてそ
の面との間でセロファン演算を行う機能である。固定カ
ラー面の色は、固定カラーレジスタに設定する。

【０２３４】フロントセロファン機能は、ＶＤＰ、コン
トローラユニット、および画像データ伸長ユニットから
の面のセロファン処理が終わった後、固定カラー面とセ
ロファン演算を行う機能である。セロファン演算の係数
は、係数レジスタ１の値が使用される。図５７はフロン
トセロファンの説明図である。

【０２３５】バックセロファン機能は、ＶＤＰ，コント
ローラユニット、および画像データ伸長ユニットの中で
最もプライオリティの低い面と、固定カラー面のセロフ
ァン処理をし、次のプライオリティの面の処理を行う機
能である。係数は、面で設定されている係数レジスタ
の値が使用される。図５８はバックセロファンの説明図
である。

【０２３６】フロントセロファンとバックセロファンを
同時にかけることはできない。フロントセロファン、バ
ックセロファンの設定は次の水平表示期間から有効にな
る。

【０２３７】ＶＤＰのスプライトは、すべてスプライト
面として認識されるので、スプライト面のセロファンを
ＯＮにすると、基本的にすべてのスプライトにセロファ
ン処理がかかる。しかし、次の方法によって特定のスプ
ライトだけセロファン処理をかけないようにすることが
可能である。

【０２３８】セロファン処理をかけたくないスプライト
が使用しているカラーパレットバンク番号を、ＳＰスプ
ライト個別設定レジスタでセロファン処理ＯＦＦにセッ
トする。すると、そのカラーパレットバンク番号を使用
しているスプライトのドットでは、スプライト面のセロ
ファンがＯＦＦになっているのと同じ動作をする。

【０２３９】ただし、この機能はスプライト面のセロフ
ァン演算時に機能するだけなので、スプライト面よりも
プライオリティが高い面にセロファン処理が設定されて
いれば、そのセロファン処理時には、どのスプライトも
セロファンの対象になる。

【０２４０】本発明のビデオエンコーダはノンインタレ
ースモードとインタレースモードを選択できる。ノンイ
ンタレースモードは走査線の本数が２６３本あるいは２
６２本固定モードである。図５９はノンインタレースモ
ードの表示の説明図である。

【０２４１】インタレースモードとは通常のテレビジョ
ンと同じ操作モードである。インタレースモードでの画
面表示のしかたを説明する。

【０２４２】最初の１／６０秒間はフィールド目（奇数
フィールド）の期間で、ステータスレジスタの０／Ｅビ
ットが１になり、ノンインターレースと同じように画像
が表示される。次の１／６０秒間は２フィールド目（偶
数フィールド）の期間で、Ｏ／Ｅが０になり、先ほど表
示した画像よりも１／２ライン分だけ上に、送られてき
た画像を表示する。すると、走査線の隙間が埋まるた
め、画面はなめらかになる。

【０２４３】以下、１フィールド目と２フィールド目の
操作が交互に行われるが、偶数フィールドと奇数フィー
ルドが同じ画像だった場合、画面が細かく上下に揺れて
見える。それぞれのフィールドの表示位置に合わせて予
め作った画像データを、フィールドごとに切り換えて表
示することにより、最適な画像が得られる。

【０２４４】インタレースモードでは、１／２ドットシ
フト機能によりさらに高精細な画像を表示することがで
きる。１／２ドットシフト機能とは、１走査線おきに画
素を水平方向に１／２ドットずらし、より自然な画像を
表示する手法である。このモードでは、画面のエッジが
ギザギザにならないようにマスクをかけるので、表示ド
ット数は２５５．５ドットになる。図６０はインタレー
スモードの画像、図６１はインタレースモード＋１／２
ドットシフトの画像の説明図である。

【０２４５】次に本発明のビデオエンコーダの同期信号
発生機能について説明する。本発明のビデオエンコーダ
は同期信号発生回路を内蔵しており、１２倍の色副搬送
波周波数を入力することにより、周辺のＩＣにたいしド
ットクロック、水平同期信号の−ＨＳＹＮＣＡ、ＨＳＹ
ＮＣＢ、ＨＳＹＮＣＣ、および垂直同期信号の−ＶＳＹ
ＮＣを出力する。外部同期機能を持っているため、外部
の映像との同期が可能である。

【０２４６】本発明のビデオエンコーダのＹＵＶ信号
は、おのおの内蔵されたＤ／Ａコンバータでアナログ信
号に変換される。Ｄ／ＡコンバータはＹＵＶとも８ビッ
トである。ただし、パレットデータなどＵＶが４ビット
のデータしかない場合、それぞれ下４ビットに００００
をつけて８ビットにする。

【０２４７】Ｙは、００ｈが黒、ＦＦｈが白として直線
的にアナログ信号に変換される。ＵおよびＶもデータが
そのまま直線的にアナログ信号に変換されるが、色差信
号なので極性があり、８０ｈを基準として、それより上
を正、下を負とする。

【０２４８】色の濃さは８０ｈからの差に比例するの
で、００ｈおよびＦＦｈが最も色が濃くなり、Ｕ・Ｖと
も８０ｈであれば無色になる。色相は、Ｕ，Ｖの８０ｈ
からの差の比と、それぞれの極性で決まる。

【０２４９】Ｄ／Ａ変換する際、Ｙ信号は同期信号付き
／無しを、ＵおよびＶ信号は色副搬送はによる変調の有
り／無しを選択できる。色副搬送波の変調を有りにした
場合、規定のタイミング、振幅で，Ｕ信号にカラーバー
ストが重畳される。Ｄ／Ａコンバータは電流加算型で、
外部回路の入力インピーダンスにより電圧に変換され
る。

【０２５０】同期無しＹ信号と、変調無しＵＶ信号を外
部回路でアナログ演算することにより、ＲＧＢ信号を作
ることができる。また、同期付きＹ信号と、変調有りＵ
Ｖ信号を外付け回路にて混合することによりＣＲＴ用コ
ンポジットビデオ信号を作ることができる。

【０２５１】図６２は本発明の情報処理装置を構成する
音声データ出力ユニットのブロック図である。音声デー
タ出力ユニットは、６チャンネルプログラマブルサウン
ドジェネレータ（ＰＳＧ）と左右２チャンネルのＡＤＰ
ＣＭデコーダ＃１、＃２、外部音響機器としてコンパク
トディスク音源からの音声データ出力部を内蔵してい
る。

【０２５２】ＰＳＧ波形データは、ＣＰＵ内部のＤＲＡ
Ｍを経てＣＰＵによって転送される。ＰＳＧでは、転送
された波形データを振幅変調、周波数変調あるいは特定
のチャンネルをＬＦＯ制御して効果音をつくり、音声出
力している。

【０２５３】ＡＤＰＣＭは、サンプリング周波数が水平
同期信号に一致する３２ｋＨｚと１６／８／４ｋＨｚの
データを再生できる。音声データ出力ユニットおよびコ
ントロールユニット内部のレジスタで周波数設定する。
データ再生の開始、中断、再開、連続再生等の指定も、
コントロールユニットが音声データ出力ユニット内のレ
ジスタに設定する。

【０２５４】ＰＳＧ、ＡＤＰＣＭのほかＰＣＭ外部音源
のボリュームコントロール機能があり、ＣＰＵが、音声
データ出力ユニット内のレジスタにボリューム設定す
る。

【０２５５】出力コントロールユニットがＡＤＰＣＭデ
コーダに転送する音声データは、図６３のような形式で
メモリ（図１１中のＫ−ＲＡＭ）内に格納されている。
図６３は本発明の音声画像処理装置においてメモリ内の
ＡＤＰＣＭデータの格納形式を示す説明図である。〜
の順にメモリに格納され、読み出し、転送が行われ
る。音声データは４ビット（うち符号１ビット）で、図
のように１６ビットバウンダリで閉じた形で格納されて
いる。

【０２５６】本発明の音声画像処理装置では、ＣＰＵの
処理効率が向上したため、３２ｋＨｚのＡＤＰＣＭデコ
ーダ基本サンプリング周波数を実現している。本発明で
は、３２ｋＨｚが、ＮＴＳＣ方式の水平同期信号周波数
３１．４７ｋＨｚと極めて近いため、ＡＤＰＣＭデータ
転送、再生レートを制御するクロックに水平同期信号を
利用している。

【０２５７】基本サンプリング周波数３１．４７ｋＨｚ
の他、１５．７３ｋＨｚ、７．８７ｋＨｚ、３．９３ｋ
Ｈｚのサンプリング周波数を選択することもできるた
め、従来のコンピュータゲーム装置との互換性を有し、
１６ｋＨｚ前後のＡＤＰＣＭデータを資源として用いる
ことも出来る。

【０２５８】３１．４７ｋＨｚ以外のサンプリング周波
数を選択した際に、必要となる直線補間について図面と
共に説明する。図６４はサンプリング周波数とデータ転
送および直線補間時の加算量の関係の説明図、図６５は
７．８７ｋＨｚのサンプリング周波数選択時に行う直線
補間の説明図である。（０）（１）（２）（３）（４）
はデータ転送の順序を示し、図中の囲みは４水平期間
（Ｈ）に１バイトずつ転送されていることを示す。

【０２５９】図６５にあるように、サンプリング周波数
が７．８７ｋＨｚ時、加算量は次回再生する今データと
前データの差の１／４である。（１）（２）のデータが
転送されて来た直後のＨＳＹＮＣの立ち下がりで前デー
タ（０）が再生される。（０）が再生されている間に、
１ステップ（１／２水平期間）毎に前データ（０）に加
算量（ｄ（ｎ）−ｄ（ｎ−１））／４を加えて得られた
データを（０）と（１）のデータ再生の間に再生してい
く。

【０２６０】本発明の音声画像処理装置のＡＤＰＣＭデ
コーダが行うＡＤＰＣＭデータ伸張について図面と共に
説明する。図６６はＰＣＭデータをＡＤＰＣＭデータに
圧縮するフローチャートである。図６７はＡＤＰＣＭ圧
縮データをＰＣＭデータに伸張するフローチャートであ
る。ＰＣＭデータを図６６の手順で圧縮して得られたＡ
ＤＰＣＭデータは、ゲーム装置起動中、図６７の手順で
伸張される。圧縮、伸張時には、ＡＤＰＣＭデータｖｓ
変化量ｖｓレベル増減値対応テーブル、スケールレベル
ｖｓスケール値換算テーブルを参照して値を変換する。

【０２６１】図６８には、ＡＤＰＣＭデータｖｓ変化量
ｖｓレベル増減値対応テーブルを示す。図６９にはスケ
ールレベルｖｓスケール値テーブルを示す。本装置で
は、スケール値の初期値は最小値の１６で、最大値は４
８、伸張データの最大は４０９５．８７５、最小は０と
なる。

【０２６２】本発明の音声画像処理装置では、ＡＤＰＣ
Ｍデコーダ動作のうちの、音声ボリュームとサンプリン
グ周波数、ソフトリセット、ＰＳＧ波形データは、ＣＰ
Ｕが音声データ出力ユニットのレジスタに書き込みを行
うことにより設定している。ＰＳＧデータおよび外部音
響機器から取り入れるＰＣＭ音源出力のボリュームコン
トロールも、音声データ出力ユニットのレジスタに、Ｃ
ＰＵが書き込みを行って設定している。

【０２６３】なお、これまで説明した実施例の音声画像
処理装置は本発明の一実施例であり、この装置に限定さ
れるものでない。

【０２６４】

【発明の効果】本発明の装置を用いることにより、速度
の低下を起こさずに自然画や動画などの多様な画像デー
タとともにＰＣＭ，ＡＤＰＣＭ、ＰＳＧなど多様な音声
データも扱うことができるようになった。そして、画像
や音声データを効率よく圧縮したデータを用いることが
できるので、外部記憶の容量が少なくて済むなどの効果
もある。さらに、圧縮されたデータを必要に応じて転送
すること、また、バックグラウンド画面表示用ＶＲＡＭ
とデータ転送用バッファの共用により、システム全体の
メモリの容量が少なくて済むなどの効果もある。

【０２６５】また、デバックが容易でプログラムを作成
しやすいことから、プログラム作成の生産性の向上が見
込まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のコンピュータ装置におけるＢＡＴとＣＧ
の構造の説明図である。

【図２】ＣＧにおけるカラー番号の計算の説明図であ
る。

【図３】カラーパレットとＢＡＴ／ＣＧの関係を示す説
明図である。

【図４】ＢＡＴの構成を示す説明図である。

【図５】キャラクタのドット位置とパレット番号の説明
図である。

【図６】４色モードのＲＡＭ上のビット構成図である。

【図７】１６色モードのＲＡＭ上のビット構成図であ
る。

【図８】２５６色モードのＲＡＭ上のビット構成図であ
る。

【図９】６４Ｋ色モードのＲＡＭ上のビット構成図であ
る。

【図１０】１６Ｍ色モードのＲＡＭ上のビット構成図で
ある。

【図１１】本発明の実施例の装置のブロック図である。

【図１２】本発明の実施例の装置のＣＰＵのブロック図
である。

【図１３】本発明の実施例の装置のＣＰＵのメモリポー
トマップである。

【図１４】ＤＲＡＭの形式によるメモリ構成を示す図で
ある。

【図１５】ＭＣＵ内のメモリ設定レジスタの位置を説明
図である。

【図１６】リフレッシュタイムのアーキテクチャの説明
図である。

【図１７】本発明の実施例の画像処理装置のコントロー
ルユニット部の詳細図である。

【図１８】アフィン変換式（逆変換）を示す図である。

【図１９】本発明の実施例の装置におけるアフィン変換
係数レジスタとアフィン変換中心座標レジスタの説明図
である。

【図２０】本発明の実施例の装置におけるラスタ毎に縮
小率を変えた処理の説明図である。

【図２１】本発明の実施例の装置におけるラスタごとに
縮小率を変えた処理の流れ図である。

【図２２】本発明の実施例の装置におけるＤＣＫとＨＳ
ＹＮＣの関係の説明図である。

【図２３】本発明の実施例の装置におけるマイクロプロ
グラム関連のレジスタの説明図である。

【図２４】本発明の実施例の装置におけるマイクロプロ
グラムデータレジスタの内容の説明図である。

【図２５】本発明の実施例の装置におけるマイクロプロ
グラムの動作期間と各表示期間との関係の説明図であ
る。

【図２６】本発明の実施例の装置におけるマイクロプロ
グラムによるアドレス生成のタイミングの説明図であ
る。

【図２７】本発明の実施例の装置におけるマイクロプロ
グラムの記述例である。

【図２８】ＢＧ画面の書き換えの説明図である。

【図２９】本発明の装置におけるデータアクセスのフロ
ーチャートである。

【図３０】本発明の装置におけるメモリアクセスの説明
図である。

【図３１】ＢＧの画像面座標系の説明図である。

【図３２】非茶筒モード時の主副画面と画像面座標系の
関係の説明図である。

【図３３】非茶筒モード時の主副画面と画像面座標系の
関係の説明図である。

【図３４】主画面が非茶筒モード、副画面が茶筒モード
時の主副画面と画像面座標系の関係の説明図である。

【図３５】主画面が非茶筒モード、副画面が茶筒モード
時の主副画面と画像面座標系の関係の説明図である。

【図３６】仮想画面上のキャラクタに対するＢＡＴのア
ドレスの説明図である。

【図３７】副画面茶筒表示設定レジスタの説明図であ
る。

【図３８】主副画面による画像表示の例の説明図であ
る。

【図３９】Ｋ−ＲＡＭのスタートアドレスレジスタのポ
イント位置の説明図である。

【図４０】上下２面に分けた絵の表示例である。

【図４１】本発明の実施例の装置における画像伸長ユニ
ットのブロック図である。

【図４２】本発明における画像表示とそのタイミングの
説明図である。

【図４３】本発明の実施例の装置における画像伸長ユニ
ット用のレジスタの説明図である。

【図４４】本発明の実施例における６４ラスタ（ライ
ン）から３ブロックを水平スクロールした場合の画面で
ある。

【図４５】本発明の実施例における水平スクロール部分
を処理するアルゴリズムを流れ図である。

【図４６】２３ラスタ上方スクロール時のスタートアド
レスと転送開始ラスタとの関係の説明図である。

【図４７】本発明の実施例の画像処理装置に用いられる
ビデオエンコーダユニットのブロック図である。

【図４８】カラーパレットＲＡＭの構成図である。

【図４９】カラーパレットアドレスの説明図である。

【図５０】各ユニットのカラーパレットデータの表であ
る。

【図５１】２５６ドットモードでのプライオリティ処理
の説明図である。

【図５２】クロマキー処理の説明図である。

【図５３】各ユニットからのデータクロマキー処理の表
である。

【図５４】セロファン演算におけるデータフロー図であ
る。

【図５５】セロファン機能の処理フロー図である。

【図５６】セロファン処理の概念図である。

【図５７】フロントセロファンの説明図である。

【図５８】バックセロファンの説明図である。

【図５９】ノンインタレースモードの表示の説明図であ
る。

【図６０】インタレースモードの画像の説明図である。

【図６１】インタレースモード＋１／２ドットシフトの
画像の説明図である。

【図６２】本発明の実施例の音声画像処理装置を構成す
る音声データ出力ユニットのブロック図である。

【図６３】本発明の実施例の音声画像処理装置において
メモリ内のＡＤＰＣＭデータの格納形式を示す説明図で
ある。

【図６４】サンプリング周波数とデータ転送および直線
補間時の加算量の関係の説明図である。

【図６５】７．８７ｋＨｚのサンプリング周波数選択時
に行う直線補間の説明図である。

【図６６】ＰＣＭデータをＡＤＰＣＭデータに圧縮する
フローチャートである。

【図６７】ＡＤＰＣＭ圧縮データをＰＣＭデータに伸張
するフローチャートである。

【図６８】ＡＤＰＣＭデータｖｓ変化量ｖｓレベル増減
値対応テーブルである。

【図６９】スケールレベルｖｓスケール値テーブルであ
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データおよび音声データの処理装置
において、（１）少なくとも、メモリサポートを通じて
直接ＤＲＡＭを制御できるメモリ制御機能と、Ｉ／Ｏポ
ートを通じて様々な周辺機器と通信できるＩ／Ｏ制御機
能を備えた中央処理装置、（２）少なくとも、外部記憶
装置からインターフェースを介して画像、音声、プログ
ラムなどのデータを取り込み、自然画バックグラウンド
画像データは１ドットデータ単位でプライオリティ判定
を行ってビデオエンコーダユニットに送出し、データ圧
縮された画像データは画像データ伸長ユニットに送り、
音声データは音声データ出力ユニットへ送出する手段を
備えたコントローラユニット、（３）少なくとも、逆Ｄ
ＣＴ変換手段、逆量子化手段、ハフマン符号化復号手
段、ランレングス符号化復号手段などの圧縮データ伸長
手段を備えた画像データ伸張ユニット、（４）少なくと
も前記中央処理装置がＶＲＡＭに書き込んだ表示データ
をビデオエンコーダユニットへ送る手段を備えたＶＤＰ
ユニット、（５）少なくとも、前記ＶＤＰユニット、前
記コントローラユニット、前記画像データ伸長ユニット
から送られてきたＶＤＰ画像、自然画画像、動画像の重
ね合わせ処理、カラーパレット再生、特殊効果処理、お
よびＤ／Ａ変換などの処理を施して出力する手段を備え
たビデオエンコーダユニット、（６）少なくとも、ＡＤ
ＰＣＭ伸長再生手段を備え、ＰＣＭ出力、ＰＳＧ出力、
外部音声データ出力をミキシングする手段を備えた音声
データ出力ユニット、により構成されることを特徴とす
る音声画像処理装置。