专利名称：图像合成装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种图像合成装置及方法。
目前，一般电视游戏机内的图像产生器都是将图形数据存放在存储器内，再由图像产生器读出图形数据，并且输出显示在电视屏幕上，因此若欲得到较好且较生动的图像效果，则需要使用容量较大的存储器。但是对于一些简单的图像，例如为了改变屏幕显示区大小的遮没图形或是爆炸产生的图形光圈等，这些图像均相当单纯，没有复杂的图形颜色，所以若将这些图像以一般图形影像的方式储存在存储器中，则会占据太多的存储器空间，使得成本相对地提高。为了改进这种缺点，可利用图像的外框数据来显示图像，如此便可不必储存整个图像的图形数据，而仅存图像的外框数据，藉以节省所需的存储器容量。然而这种方法在图形不变的情况下，若要移动图形的位置，仍须改写存储器内所有的外框数据，而影响到即时显示的效果。
有鉴于此，为改进其缺点，本发明的一个目的是提供一种图像合成装置及方法，其可利用图像的外框数据来显示图像，藉以减少所需的存储器容量，降低图像合成装置的制造成本。
本发明的另一个目的是提供一种图像合成装置及方法，其可使所显示的图像可自由移动，藉以增加显示画面的变化。
本发明的图像合成装置包括一起始位置暂存器，用以储存图像外框的起始位置数据；一终止位置暂存器，用以储存图像外框的终止位置数据；一水平位置产生装置，用以对应于屏幕扫描线所在的水平位置而产生一水平位置信号；一位置比较器，用以比较前述图像外框的位置数据和前述水平位置信号；一水平位移暂存装置，用以储存水平位移数据，此水平位移数据可在位置比较器进行比较之前，先分别和前述起始位置数据及终止位置数据相加或是先和前述水平位置信号相加；一垂直位移暂存装置储存垂直位移数据；一图像显示控制装置，用以依据前述位置比较器的比较结果，控制输出的图像数据；一存储器读取装置，其利用一屏幕垂直位置及垂直位移数据作为索引以读取存储器内的外框数据；及一存储器，用以储存外框数据。其中，前述起始位置暂存器及终止位置暂存器内的外框数据可由中央处理器直接写入或从存储器中读入。如此，软件设计人员可选择使用较大的存储器或是利用较多的程序执行时间去执行较复杂的程序，以获得同样的效果，当然在实施上这种选择是可省略的。
利用本发明的图像合成装置合成图像的方法是有下列几种操作模式，其因外框数据的产生及储存方式的不同而各有差异。第一种方式包括步骤如下(1)存储器读取装置根据基底暂存器，屏幕垂直位置产生器及垂直位移暂存器产生一存储器位址；(2)存储器依前述的存储器位址将外框数据送至位置暂存器中；(3)将水平位移暂存器的内容加上位置暂存器的内容或一水平扫描线的水平位置；(4)接着再利用一位置比较器比较位置暂存器的内容及水平扫描线的水平位置，藉以产生一位置指示信号，并据以产生图形输出。在上述方法中，只要更改水平位移暂存器及垂直位移暂存器，便可移动图形。
第二种合成图像的方法和前述第一种方法类似，只是因为在此方法中存储器读取装置仅根据基底暂存器产生存储器位址，故欲移动图形，需在更换扫描线间重新改写存储器。
第三种合成图像的方法包括下列步骤(1)由一中央处理器直接将外框数据写入位置暂存器中；(2)将水平位移暂存器的内容加上位置暂存器的内容或一水平扫描线的水平位置；(3)接着再利用一位置比较器比较位置暂存器的内容及水平扫描线的水平位置，藉以产生一位置指示信号，并据以产生图形输出。在上述方法中，移动图形需要在换扫描线之间重新改写位置暂存器的内容。
为了更清楚地说明本发明的方法、装置及特征，兹配合附图详细说明较佳实施例如后附图的简单说明
图1是说明本发明的图像合成装置的一较佳实施例的方框图；图2是说明本发明的图像合成装置的另一较佳实施例的方框图；图3是说明本发明中的图像显示控制装置的方框图；图4是说明本发明中存储器位址合成装置的方框图；图5a是显示实施本发明时的一时序信号图；图5b是显示实施本发明时的另一时序信号图。
本发明为一图像合成装置，其经由图像数据所包含的外框数据来产生图像，外框数据是包括图像数据在屏幕的各水平扫描线上的起始位置及终止位置。请参阅图1，本发明的图像合成装置包括一起始位置暂存器10，用以储存前述外框在一水平扫描线上的起始位置数据；一终止位置暂存器20，用以储存前述外框在前述水平扫描线上的终止位置数据；一水平位移暂存装置30，用以储存一水平位移数据；一第一加法器41，用以接收前述起始位置数据及前述水平位移数据，并在相加后输出为一第一位置数据；一第二加法器42，用以接收前述终止位置数据及前述水平位移数据，并在相加后输出为一第二位置数据；一水平位置显示装置50，用以对应于前述扫描线的水平位置而产生一水平位置信号；一位置比较器60，用以比较前述水平位置信号是否介于前述第一位置数据及前述第二位置数据之间，并且依据比较结果输出一位置指示信号VLD；一图像显示控制装置70，用以接收前述位置比较器60输入的位置指示信号VLD，藉以控制输出的图像数据。
请再参阅图2，本发明的图像合成装置的另一较佳实施例包括一起始位置暂存器10，用以储存前述外框在一水平扫描线上的起始位置数据；一终止位置暂存器20，用以储存前述外框在前述水平扫描线上的终止位置数据；一水平位移暂存装置30，用以储存一水平位移数据；一水平位置显示装置50，用以对应于前述扫描线的水平位置而产生一水平位置信号；一加法器43，用以接收前述水平位移暂存装置30输入的水平位移数据及前述水平位置显示装置50输入的水平位置信号，并在相加后输出为一第三位置数据；一位置比较器60，用以比较前述第三位置数据是否介于前述起始位置数据及前述终止位置数据之间，并且依据比较结果输出一位置指示信号VLD；一图像显示控制装置70，用以接收前述位置比较器60输入的位置指示信号，藉以控制输出的图像数据。
在前述的较佳实施例中，前述位置比较器60包括一起始位置比较器61；一终止位置比较器62；一逻辑运算装置65，可为一及闸或其它等效的逻辑电路，用以将前述起始位置比较器61及终止位置比较器62的输出转变成一位置指示信号VLD。且在图1的实施例中，起始位置比较器61是用以比较前述第一位置数据及水平位置信号，终止位置比较器62是用以比较前述第二位置数据及水平位置信号。而在图2的实施例中，起始位置比较器61用以比较前述第三位置数据及起始位置数据，终止位置比较器62则用以比较前述第三位置数据及终止位置数据。
请参阅图3，前述图像显示控制装置70包括复数个暂存器71至73，用以分别存放一颜色代码信号、一透明颜色代码信号及一反白控制信号REV；一信号合成装置74，用以接收前述反白控制信号REV及由前述位置比较器输出的位置指示信号VLD，并且在将其合成为一选择控制信号CC后输出；一颜色代码选择器76，可为一及闸或其它逻辑电路所所组成的线路，用以接收前述颜色代码信号及透明颜色代码信号，并受前述选择控制信号CC控制以输出一颜色代码或透明颜色代码；一透明判断装置78，可为一与非门(NAND)，用以判断颜色是否为透明，同时并可输出一透明指示信号。前述颜色代码及透明指示信号均输出至下一级的权位/混色电路(未显示于图中)。其中，前述复数个暂存器71至73的内容均由一中央处理器直接写入。
请参阅图1及图2，其中，起始位置暂存器10及终止位置暂存器20的内容可由中央处理器直接写入或由存储器90中读取，故前述起始位置暂存器10可包含一第一暂存器12及一第三暂存器11，前述终止位置暂存器20可包含一第二暂存器21及一第四暂存器22。且前述第一暂存器12及第二暂存器21的内容乃是从存储器90中读出的，而前述第三暂存器11及第四暂存器22的内容则是由中央处理器直接写入的。因为起始位置暂存器10及终止位置暂存器20均各包含复数个暂存器，故必须使用一起始位置选择器15及一终止位置选择器25从复数个暂存器中选择输出一起始位置及一终止位置。
当起始位置暂存器10及终止位置暂存器20的内容为从存储器90中读出时，请参阅图1及图2，其更包括一存储器读取装置80及一存储器90。存储器读取装置80是经由一位址总线81及一数据总线91和存储器90连接，并且在水平扫描线开始扫描之前先读取存储器90内储存的外框数据。其读取的方式则是利用存储器读取装置80内的一位址合成装置产生一存储器位址，并且经由位址总线81将此位址送至存储器90中，然后存储器90便依据接收到的位址将其对应的外框数据经由数据总线91送出。请参阅图4，图4显示前述位址合成装置的结构，其包括一基底暂存器82，用以储存外框数据在存储器上的基底位置；一屏幕垂直位置产生装置84，可为一计数器，用以相对于扫描线目前的位置而产生一垂直位置数据；一垂直位移暂存器86，用以储存使图像垂直移动的一垂直位移量；一运算装置85，用以对前述垂直位置数据以及前述垂直位移量执行相加或相减的运算；一位址产生装置88，用以将前述基底暂存器82以及前述运算装置85的输出合并以产生一存储器位址。其中，前述运算装置85可执行加和减运算，藉以产生镜面(Mirror)的显示效果。而前述位址产生装置88对基底暂存器82及运算装置85的输出的合并方式可为相加、串接(cascade)或选择其中一个输出。
本发明中相关的时序信号显示于图5a及图5b，其中，图5a表示反白控制信号REV为低电位的情形，而图5b表示反白控制信号为高电位的情形。请参阅图5a，起始位置信号START是表示起始位置比较器10输出的比较结果，终止位置信号END是表示终止位置比较器20的输出的比较结果，VLD则为START信号和END信号在经过逻辑运算装置65运算后输出的位置指示信号，用以指出图像外框在水平扫描线上的起始点及终止点，COLOR表示由颜色代码选择器76输出的颜色代码，TRANSPARENCY表示由透明判断装置78输出的透明指示信号，其中，当TRANSPARENCY为高电位时表示其为透明。图5b类似于图5a，只是因反白控制信号不同而造成透明指示信号反相，并导致输出颜色代码数据改变。
虽然本发明以较佳实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种图像合成装置，可依据一图像的外框数据合成该图像，并且经由一水平扫描方式将图像显示于屏幕上，其特征在于，其中包括一起始位置暂存器，用以储存前述外框在一水平扫描线上的起始位置数据；一终止位置暂存器，用以储存前述外框在前述水平扫描线上的终止位置数据；一水平位移暂存装置，用以储存使图像水平移动的水平位移数据；一第一加法器，用以接收前述起始位置数据及前述水平位移数据，并在相加后输出为一第一位置数据；一第二加法器，用以接收前述终止位置数据及前述水平位移数据，并在相加后输出为一第二位置数据；一水平位置产生装置，用以对应于前述扫描线的水平位置而产生一水平位置信号；一位置比较器，用以比较前述水平位置信号是否介于前述第一位置数据及前述第二位置数据之间，并且依据比较结果输出一位置指示信号；一图像显示控制装置，用以接收前述位置比较器输入的位置指示信号，藉以控制输出的图像数据。
2.一种图像合成装置，可依据一图像的外框数据合成该图像，并且经由一水平扫描方式将图像显示于屏幕上，其特征在于，其中包括一起始位置暂存器，用以储存前述外框在一水平扫描线上的起始位置数据；一终止位置暂存器，用以储存前述外框在前述水平扫描线上的终止位置数据；一水平位移暂存装置，用以储存一使图像水平移动的水平位移数据；一水平位置产生装置，用以对应于前述扫描线的水平位置而产生一水平位置信号；一加法器，用以接收前述水平位移暂存装置输入的水平位移数据及前述水平位置产生装置输入的水平位置信号，并在相加后输出为一第三位置数据；一位置比较器，用以比较前述第三位置数据是否介于前述起始位置数据及前述终止位置数据之间，并且依据比较结果输出一位置指示信号；一图像显示控制装置，用以接收前述位置比较器输入的位置指示信号，借以控制输出的图像数据。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，前述位置比较器是用以比较一水平位置是否介于外框的起始位置及终止位置之间，其中包括一起始位置比较器，用以比较前述第一位置数据及前述水平位置信号；一终止位置比较器，用以比较前述第二位置数据及前述水平位置信号；一逻辑运算装置，用以将前述起始位置比较器及终止位置比较器的输出转变成一位置指示信号。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，前述位置比较器是用以比较一水平位置是否介于外框的起始位置及终止位置之间，其包括一起始位置比较器，用以比较前述起始位置数据及前述第三位置数据；一终止位置比较器，用以比较前述终止位置数据及前述第三位置数据；一逻辑运算装置，用以将前述起始位置比较器及终止位置比较器的输出转变成一位置指示信号。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，其中，前述图像显示控制装置包括复数个暂存器，用以分别存放一颜色代码信号、一透明颜色代码信号及一反白控制信号；一信号合成装置，用以接收前述反白控制信号及由前述位置比较器输出的位置指示信号，并且在将其合成为一选择控制信号后输出，一颜色代码选择器，用以接收前述颜色代码信号及前述透明颜色代码信号，并受前述选择控制信号控制以输出一颜色代码或是一透明颜色代码。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，更包括一透明判断装置，用以在接收到前述透明颜色代码时，输出一透明指示信号。
7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，其中，前述起始位置暂存器包括一第一暂存器，用以储存从一存储器中读取的起始位置数据而前述终止位置暂存器包括一第二暂存器，用以储存从前述存储器中读取的终止位置数据。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，更包括一存储器，用以储存图像的外框数据；一位址合成装置，用以产生欲读取的外框数据的存储器位址；一位址总线，用以将前述位址合成装置产生的存储器位址传送至前述存储器中；一数据总线，用以将对应于由前述位址总线传送至前述存储器中的存储器位址而产生的外框数据传送至前述第一暂存器。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，其中，前述位址合成装置包括一基底暂存器，用以储存外框数据的基底位置；一屏幕垂直位置产生装置，用以相对于扫描线目前的位置而产生一垂直位置数据；一垂直位移暂存器，用以储存使图像垂直移动的一垂直位移量；一运算装置，用以对前述垂直位置数据及前述垂直位移量执行相加或相减的运算；一位址产生装置，用以将前述基底暂存器及前述运算装置的输出合并以产生一存储器位址。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，其中，前述起始位置暂存器更包括一第三暂存器，用以储存由一中央处理器直接写入的起始位置数据；而前述终止暂存器则更包括一第四暂存器，用以储存由中央处理器直接写入的终止位置数据。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，更包括一起始位置选择器，用以选择前述第一暂存器的起始位置数据或是前述第三暂存器的起始位置数据并由一起始位置选择信号控制以输出前述第一暂存器的起始位置数据或是前述第三暂存器的起始位数据；及一终止位置选择器，用以选择前述第二暂存器及前述第四暂存器的内容，并且由一终止位置选择信号控制以输出前述第二暂存器的终止位置数据或是前述第四暂存器的终止位置数据。
12.一种图像合成方法，可依据一图像的外框数据合成该图像，并且经由一水平扫描方式将图像显示于屏幕上，其适用于一图像合成装置，该装置包括至少一组起始位置暂存器，用以储存前述外框资料的起始位置；至少一组终止位置暂存器，用以储存前述外框数据的终止位置；一水平位移暂存器，用以储存前述图像的水平位移量；一垂直位移暂存器，用以储存前述图像的垂直位移量；第一加法器，用以同时接收一前述起始位置暂存器及前述水平位移暂存器的输出，并在相加后输出为一第一数据资料；第二加法器，用以同时接收一前述终止位置暂存器及前述水平位移暂存器的输出，并在相加后输出为一第二位置数据；一水平位置产生装置，用以相对于屏幕上一扫描线的水平位置而产生一水平位置信号；一位置比较器，用以比较前述水平位置信号是否介于前述第一位置数据及前述第二位置数据之间；一图像显示控制装置，用以接收前述位置比较器的比较结果，控制输出的图像数据；一存储器，用以储存前述外框数据；一存储器读取装置，其利用一屏幕垂直位置及垂直位移量作为索引以读取前述存储器内的外框数据，并将外框数据的起始位置及终止位置分别储存于前述起始位置暂存器及前述终止位置暂存器中；其特征在于，此种方法可分别采用下列三种操作(I)当外框数据自前述存储器中读出，对应于每一条扫描线，前述存储器读取装置根据外框数据的一基底位置、前述屏幕垂直位置及垂直位移量产生一存储器位址，以自动读入这一扫描线上的水平起始位置及水平终止位置，再经位置比较器比较后输出一位置指示信号，并据以产生图形输出，在这种模式下，只要更改水平位移暂存器及垂直位移暂存器的内容，便可使图形移动；(II)当外框数据自前述存储器中读出，且对应于每一条扫描线，前述存储器读取装置根据外框数据的一基底位置产生一存储器位址，以自动读入这一扫描线上的水平起始位置及水平终止位置，再经位置比较器比较后输出一位置指示信号，并据以产生图形输出，在这种模式下，移动图形需在扫描线更换间重新改写存储器内的外框数据；(III)当外框数据自一中央处理器直接写入暂存器时，经位置比较器比较后输出位置指示信号，并据以产生图形输出，在这种模式下，移动图形需在扫描线更换间重新改写前述起始位置暂存器及终止位置暂存器的内容。
13.一种图像合成方法，可依据一图像的外框数据合成该图像，并且经由一水平扫描方式将图像显示于屏幕上，其适用于一图像合成装置，该装置包括至少一组起始位置暂存器，用以储存前述外框数据的起始位置；至少一组终止位置暂存器，用以储存前述外框数据的终止位置；一水平位移暂存器，用以储存前述图像的水平位移量；一垂直位移暂存器，用以储存前述图像的垂直位移量；一水平位置产生装置，用以相对于屏幕上一扫描线的水平位置而产生一水平位置信号；一加法器，用以同时接收前述水平位移暂存器输出的水平位移量及前述水平位置显示装置输出的水平位置信号，并在相加后输出为一第三位置数据；一位置比较器，用以比较前述第三位置数据是否介于前述起始位置数据及前述终止位置数据之间；一图像显示控制装置，用以接收前述位置比较器的比较结果，控制输出的图像数据；一存储器，用以储存前述外框数据；一存储器读取装置，其利用一屏幕垂直位置及垂直位移量作为索引以读取前述存储器内的外框数据，并将外框数据的起始位置及终止位置分别储存于前述起始位置暂存器及前述终止位置暂存器中；其特征在于，这种方法可分别采用下列三种操作(I)当外框数据自前述存储器中读出，对应于每一条扫描线，前述存储器读取装置根据外框数据的一基底位置、前述屏幕垂直位置及垂直位移量产生一存储器位址，以自动读入这一扫描线上的水平起始位置及水平终止位置，再经位置比较器比较后输出一位置指示信号，并据以产生图形输出，在这种模式下，只要更改水平位移暂存器及垂直位移暂存器的内容，便可使图形移动；(II)当外框数据自前述存储器中读出，且对应于每一条扫描线，前述存储器读取装置根据外框数据的一基底位置产生一存储器位址，以自动读入这一扫描线上的水平起始位置及水平终止位置，再经位置比较器比较后输出一位置指示信号，并据以产生图形输出，在这种模式下，移动图形需在扫描线更换间重新改写存储器内的外框资料；(III)当外框数据自一中央处理器直接写入暂存器时，经位置比较器比较后输出位置指示信号，并据以产生图形输出，在这种模式下，移动图形需在扫描线更换间重新改写前述起始位置暂存器及终止位置暂存器的内容。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，可再加入一起始位置选择器，用以从前述至少一组起始位置暂存器中选择一组输出；及一终止位置选择器，用以从前述至少一组终止位置暂存器中选择一组输出。
全文摘要
图像合成装置，包括一起始与一终止位置暂存器；一水平与一垂直位移暂存器；第一及第二加法器；一水平位置显示装置；一位置比较器；一图像显示控制装置；一存储器；一存储器读取装置；其方法为当外框数据自前述存储器中读出后，对应于每条扫描线，前述存储器读取装置据外框数据的一基底位置、前述屏幕垂直位置及垂直位移量产生一存储器位址，以自动读入这一扫描线的水平起始及水平终止位置，经位置比较器后输出一位置指示信号，以产生图形输出。
文档编号G06T1/00GK1120207SQ9411528
公开日1996年4月10日 申请日期1994年9月16日 优先权日1994年9月16日
发明者徐世斌 申请人:联华电子股份有限公司