JP2009282527A

JP2009282527A - Method and device for scaling vertically pixel data

Info

Publication number: JP2009282527A
Application number: JP2009137589A
Authority: JP
Inventors: Wayne D Young; ウェイン，ディー．ヤン，
Original assignee: Nvidia Corp
Current assignee: Nvidia Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2025-04-25
Also published as: TWI413900B; JP5106483B2; TW200538933A; JP2007535869A; CN100521728C; EP1741282A1; WO2005112425A1; CN1965568A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a volume of a pixel data required to be stored into a line store memory, as to vertical scaling of pixel data. <P>SOLUTION: An image processor 112 is provided with a converter module 144 from an RGB color space to a YCbCr color space for converting a line of pixels from the RGB color space to the YCbCr color space, a chrominance decimator module 145 coupled to the converter module, the line store memory 170 constituted to store an intermediate expression and coupled to the chrominance decimator module 145, and a vertical scaler module 146 constituted to generate a scaling-finished version of the intermediate expression and coupled to the line store memory 170. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

関連出願の相互参照Cross-reference of related applications

[0001]本出願は、参照により本明細書に組み込まれた、２００４年４月１５日出願のＷ．Ｙｏｕｎｇによる「ＭＩＮＩＭＡＬＩＳＴＣＯＬＯＲＳＰＡＣＥＣＯＮＶＥＲＴＥＲＳＦＯＲＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧＩＭＡＧＥＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＯＰＥＲＡＴＩＯＮＳ」という名称の同時係属の米国特許出願第１０／８２５２５９号、整理番号第ＮＶＤＡ／Ｐ０００７１５号の一部継続出願である。 [0001] This application is incorporated herein by reference in its entirety by W.C. This is a continuation-in-part of US Patent Application No. 10/825259 and Docket No. NVDA / P000715, co-pending “MINIMIST COLOR SPACE CONVERTERS FOR OPTIMIZING IMAGE PROCESSING OPERATIONS” by Young.

[0002]本発明の諸実施形態は、一般に、ピクセルデータを垂直にスケーリングするための方法および装置に関する。 [0002] Embodiments of the present invention generally relate to methods and apparatus for vertically scaling pixel data.

[0003]垂直スケーラは、一般に、入力ラインの数を出力ビデオ信号内の様々な数の出力ラインに変更するように設計される。垂直スケーラは拡大または縮小のいずれも可能である。ラインは、一般に、ビデオ水平スキャンラインと呼ばれる。特に着信ピクセルデータがライン形式の場合、垂直スケーリングのプロセスは複雑な可能性がある。垂直スケーリングには、通常、ピクセルデータの多くの隣接するライン間での比較および計算が必要である。ラスタライズ化形式での着信ピクセルデータの性質により、次のラインが使用可能になるまで前および現在のラインを格納しておかなければならない。これらのラインは通常、１つまたは複数のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）からなるラインストアメモリ内に格納される。各ＲＡＭのサイズは、格納されるライン数および各ラインの長さによって決定される。イメージの全幅に対応するあらゆるラインは、垂直スケーリングに備えてラインストアメモリ内に格納する必要がある可能性があるため、ラインストアメモリのサイズが非常に大きくなり、それによって垂直スケーリング操作は費用のかかるプロセスになる可能性がある。 [0003] Vertical scalers are generally designed to change the number of input lines to various numbers of output lines in the output video signal. The vertical scaler can be scaled up or down. The line is commonly referred to as a video horizontal scan line. The process of vertical scaling can be complex, especially when the incoming pixel data is in line format. Vertical scaling usually requires comparison and calculation between many adjacent lines of pixel data. Due to the nature of incoming pixel data in rasterized form, the previous and current lines must be stored until the next line becomes available. These lines are typically stored in a line store memory consisting of one or more random access memories (RAM). The size of each RAM is determined by the number of lines stored and the length of each line. Any line that corresponds to the full width of the image may need to be stored in line store memory for vertical scaling, which greatly increases the size of the line store memory, which makes the vertical scaling operation costly. There is a possibility that such a process will result.

[0004]したがって当分野では、ピクセルデータを垂直にスケーリングするための、より費用効果の高い方法および装置が求められている。 [0004] Accordingly, there is a need in the art for more cost effective methods and apparatus for scaling pixel data vertically.

[0005]本発明の様々な諸実施形態の目的は、ピクセルデータの垂直なスケーリングに関連して、ラインストアメモリ内に格納する必要のあるピクセルデータの量を減らすことである。 [0005] The purpose of various embodiments of the present invention is to reduce the amount of pixel data that needs to be stored in a line store memory in connection with the vertical scaling of the pixel data.

[0006]本発明の様々な諸実施形態は、一般に、ピクセルのラインを、赤、緑、および青（ＲＧＢ）色空間から、輝度色、青色差、および赤色差（ＹＣｂＣｒ）色空間に変換するための、ＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールを含む、イメージ処理装置を対象とする。ピクセルのラインは第１のサンプリングレートを有する。イメージ処理装置は、ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールに結合された、クロミナンスデシメータモジュールをさらに備える。クロミナンスデシメータモジュールは、第１のサンプリングレートよりも小さい第２のサンプリングレートを有する、ピクセルのラインの中間表現を生成するように構成される。中間表現を表すデータの量は、ピクセルのラインを表すデータの量よりも少ない。イメージ処理装置は、クロミナンスデシメータモジュールに結合されたラインストアメモリをさらに備える。ラインストアメモリは、中間表現を格納するように構成される。イメージ処理装置は、ラインストアメモリに結合された垂直スケーラモジュールをさらに備える。垂直スケーラモジュールは、中間表現のスケーリング済みバージョンを生成するように構成される。 [0006] Various embodiments of the present invention generally convert a line of pixels from a red, green, and blue (RGB) color space to a luminance color, blue color difference, and red color difference (YCbCr) color space. Therefore, an image processing apparatus including a converter module from an RGB color space to a YCbCr color space is intended. The line of pixels has a first sampling rate. The image processing apparatus further comprises a chrominance decimator module coupled to the RGB to YCbCr color space converter module. The chrominance decimator module is configured to generate an intermediate representation of the line of pixels having a second sampling rate that is less than the first sampling rate. The amount of data representing the intermediate representation is less than the amount of data representing the line of pixels. The image processing apparatus further comprises a line store memory coupled to the chrominance decimator module. The line store memory is configured to store the intermediate representation. The image processing apparatus further comprises a vertical scaler module coupled to the line store memory. The vertical scaler module is configured to generate a scaled version of the intermediate representation.

[0007]一実施形態では、イメージ処理装置は、垂直スケーラモジュールに結合されたクロミナンスデジメータモジュールをさらに備える。クロミナンスデジメータモジュールは、第２のサンプリングレートを有する中間表現のスケーリング済みバージョンを、第１のサンプリングレートを有するピクセルのラインのスケーリング済みバージョンに変換するように構成される。 [0007] In one embodiment, the image processing device further comprises a chrominance digimeter module coupled to the vertical scaler module. The chrominance digimeter module is configured to convert the scaled version of the intermediate representation having the second sampling rate into a scaled version of the line of pixels having the first sampling rate.

[0008]他の実施形態では、イメージ処理装置は、クロミナンスデジメータモジュールに結合された、ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールをさらに備える。ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールは、ピクセルのラインのスケーリング済みバージョンをＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間に変換するように構成される。 [0008] In another embodiment, the image processing apparatus further comprises a YCbCr to RGB color space converter module coupled to the chrominance digitometer module. The YCbCr to RGB color space converter module is configured to convert a scaled version of the line of pixels from the YCbCr color space to the RGB color space.

[0009]他の実施形態では、ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールは、ピクセルデータの赤色（Ｒ）構成要素の１／４を、ピクセルデータの緑色（Ｇ）構成要素の１／２およびピクセルデータの青色（Ｂ）構成要素の１／４に加えることによって、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）を決定する。さらにＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールは、青色（Ｂ）構成要素からピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）を減じ、その結果を２で割ることによって、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）を決定する。さらにＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールは、ピクセルデータの赤色（Ｒ）構成要素からピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）を減じ、その結果を２で割ることによって、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）を決定する。 [0009] In another embodiment, the RGB to YCbCr color space converter module may use 1/4 of the red (R) component of the pixel data, 1/2 of the green (G) component of the pixel data, and the pixel. The luminance color component (Y) of the pixel data is determined by adding to 1/4 of the blue (B) component of the data. Further, the RGB to YCbCr color space converter module subtracts the luminance color component (Y) of the pixel data from the blue (B) component and divides the result by two to obtain the blue difference component (Cb) of the pixel data. ). In addition, the RGB to YCbCr color space converter module subtracts the luminance color component (Y) of the pixel data from the red (R) component of the pixel data and divides the result by two to produce the red difference component of the pixel data. The element (Cr) is determined.

[0010]他の実施形態では、ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールは、輝度色構成要素（Ｙ）を、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）の２倍に加えることによって、ピクセルデータの赤色（Ｒ）構成要素を決定する。さらにＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールは、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）から、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）および青色差構成要素（Ｃｂ）を減じることによって、ピクセルデータの緑色（Ｇ）構成要素を決定する。さらにＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールは、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）を、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）の２倍に加えることによって、ピクセルデータの青色（Ｂ）構成要素を決定する。 [0010] In another embodiment, the YCbCr to RGB color space converter module adds the luminance color component (Y) to twice the red color difference component (Cr) of the pixel data. Determine the red (R) component. Further, the YCbCr to RGB color space converter module subtracts the pixel data luminance color component (Y) from the pixel data red color component (Cr) and blue color difference component (Cb). Determine the green (G) component. Furthermore, the YCbCr to RGB color space converter module adds the luminance color component (Y) of the pixel data to twice the blue color difference component (Cb) of the pixel data, thereby providing a blue (B) component of the pixel data. Determine the elements.

[0011]本発明の前述の特徴が詳細に理解できるように、上記で簡潔にまとめられた本発明について、その一部が添付の図面に示された諸実施形態を参照しながらより具体的に説明する。しかしながら、添付の図面はこの発明の典型的な諸実施形態のみを示したものであるため、本発明が他の等しく効果的な諸実施形態を認めることができる場合、その範囲を限定するものとみなされないことに留意されたい。 [0011] So that the foregoing features of the invention may be understood in detail, the invention briefly summarized above is more particularly described with reference to the embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. explain. The accompanying drawings, however, illustrate only typical embodiments of the invention and are intended to limit the scope of the invention when it can recognize other equally effective embodiments. Note that it is not considered.

本発明の実施形態に従ったコンピュータシステムを示す簡略化されたブロック図である。FIG. 3 is a simplified block diagram illustrating a computer system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータをＲＧＢ空間からＹＣｂＣｒ空間へ変換するための方法を示す流れ図である。3 is a flow diagram illustrating a method for converting pixel data from RGB space to YCbCr space, in accordance with one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）を決定するための論理図である。FIG. 4 is a logic diagram for determining a luminance color component (Y) of pixel data according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）を決定するための論理図である。FIG. 4 is a logic diagram for determining a blue color difference component (Cb) of pixel data according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）を決定するための論理図である。FIG. 3 is a logic diagram for determining a red color difference component (Cr) of pixel data, in accordance with one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータを垂直にスケーリングするための方法を示す流れ図である。4 is a flow diagram illustrating a method for vertically scaling pixel data according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータをＹＣｂＣｒ空間からＲＧＢ空間へ変換するための方法を示す流れ図である。4 is a flow diagram illustrating a method for converting pixel data from YCbCr space to RGB space, in accordance with one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータの赤色構成要素（Ｒ）を決定するための論理図である。FIG. 6 is a logic diagram for determining the red component (R) of pixel data, in accordance with one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータの緑色構成要素（Ｇ）を決定するための論理図である。FIG. 3 is a logic diagram for determining the green component (G) of pixel data, in accordance with one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータの青色構成要素（Ｂ）を決定するための論理図である。FIG. 3 is a logic diagram for determining a blue component (B) of pixel data, in accordance with one embodiment of the present invention.

[0022]図１は、本発明の実施形態に従ったコンピュータシステム１００を示す簡略化されたブロック図である。コンピュータシステム１００は、システムバス１０６を介して通信する、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１０２およびシステム（主）メモリ１０４を含む。ユーザ入力は、システムバス１０６に結合された１つまたは複数のユーザ入力デバイス１０８（たとえばキーボード、マウス）から受け取られる。バス１０６に結合されたグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）１１２の制御下で動作する、ピクセルベース表示デバイス１１０（たとえば、従来のＣＲＴ、ＴＶ、またはＬＣＤベースのモニタ、プロジェクタなど）に、視覚的出力が提供される。１つまたは複数のストレージデバイス１２８（たとえば、固定または取り外し可能な磁気ディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブ、および／またはＤＶＤドライブ）などの他の構成要素を、システムバス１０６に結合することもできる。一実施形態では、コンピュータシステム１００は赤、緑、および青（ＲＧＢ）色空間で動作する。本明細書では、ＲＧＢ色空間で動作するコンピュータシステム１００を参照しながら本発明の様々な実施形態について説明するが、本発明は、ＹＣｂＣｒなどの他の色空間で動作するコンピュータシステム１００を企図する。 [0022] FIG. 1 is a simplified block diagram illustrating a computer system 100 according to an embodiment of the present invention. The computer system 100 includes a central processing unit (CPU) 102 and system (main) memory 104 that communicate via a system bus 106. User input is received from one or more user input devices 108 (eg, keyboard, mouse) coupled to the system bus 106. A pixel-based display device 110 (eg, a conventional CRT, TV, or LCD-based monitor, projector, etc.) operating under the control of a graphics processing unit (GPU) 112 coupled to the bus 106 provides visual output. Provided. Other components such as one or more storage devices 128 (eg, fixed or removable magnetic disk drives, compact disk (CD) drives, and / or DVD drives) may also be coupled to the system bus 106. . In one embodiment, computer system 100 operates in red, green, and blue (RGB) color spaces. Although various embodiments of the present invention are described herein with reference to a computer system 100 that operates in the RGB color space, the present invention contemplates a computer system 100 that operates in other color spaces, such as YCbCr. .

[0023]システムメモリ１０４は、ＧＰＵ１１２によって処理されることになるピクセルデータを生成するためのオペレーティングシステムプログラムなどの、様々なプログラムまたはアプリケーションを格納する。オペレーティングシステムプログラム１３０の例には、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓオペレーティングシステムのグラフィカルデバイスインターフェース（ＧＤＩ）構成要素が含まれる。さらにシステムメモリ１０４は、ＧＰＵ１１２との通信を可能にするためのグラフィックスドライバプログラムを格納することができる。グラフィックスドライバプログラムは、ＧＰＵ１１２と通信するために、ＯｐｅｎＧＬおよびＭｉｃｒｏｓｏｆｔＤｉｒｅｃｔＸなどの１つまたは複数の標準的なアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）を実施することができる。適切なＡＰＩ機能コールを呼び出すことにより、オペレーティングシステムプログラムは、グラフィックスドライバプログラムに対して、システムバス１０６を介してピクセルデータをＧＰＵ１１２に転送し、ＧＰＵ１１２の様々なレンダリング機能を呼び出すように指示することができる。こうしたピクセルデータは、通常、２進数形式で格納および表現される。データ転送操作は、従来のＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）または他の操作を使用して実行することができる。一実施形態では、システムメモリ１０４がピクセルデータをＲＧＢ色空間に格納することができる。 [0023] The system memory 104 stores various programs or applications, such as an operating system program for generating pixel data to be processed by the GPU 112. Examples of operating system programs 130 include the Microsoft Windows operating system graphical device interface (GDI) components. Further, the system memory 104 can store a graphics driver program for enabling communication with the GPU 112. The graphics driver program can implement one or more standard application program interfaces (APIs) such as Open GL and Microsoft DirectX to communicate with GPU 112. By invoking the appropriate API function call, the operating system program instructs the graphics driver program to transfer the pixel data to the GPU 112 via the system bus 106 and invoke the various rendering functions of the GPU 112. can do. Such pixel data is typically stored and represented in binary format. Data transfer operations can be performed using conventional DMA (direct memory access) or other operations. In one embodiment, the system memory 104 can store pixel data in the RGB color space.

[0024]コンピュータシステム１００は、ＧＰＵ１１２と通信するローカルメモリまたはフレームバッファ１１４をさらに含む。フレームバッファ１１４は、スキャンアウト制御論理によって読み取られ、イメージとして表示するために表示デバイス１１０に送られることになる、ピクセルデータを格納する。一実施形態では、フレームバッファ１１４はピクセルデータをＲＧＢ色空間に格納する。フレームバッファ１１４は、システムメモリ１０４とは別個に離れて示されているが、統合メモリアーキテクチャなどのいくつかの実施では、フレームバッファ１１４およびシステムメモリ１０４は同じ物理メモリデバイスを共用することになる。 [0024] Computer system 100 further includes a local memory or frame buffer 114 in communication with GPU 112. The frame buffer 114 stores pixel data that will be read by the scan-out control logic and sent to the display device 110 for display as an image. In one embodiment, the frame buffer 114 stores pixel data in the RGB color space. Although frame buffer 114 is shown separately from system memory 104, in some implementations, such as an integrated memory architecture, frame buffer 114 and system memory 104 will share the same physical memory device.

[0025]ＧＰＵ１１２は、バス１０６を介して受信されるグラフィックスシステムコマンドを受信および処理するための様々な構成要素を含む。ＧＰＵ１１２は、メモリ管理ユニット１２０および表示パイプライン１３０を含む。メモリ管理ユニット１２０は、フレームバッファ１１４またはメモリ１０４からピクセルデータを読み取り、このピクセルデータを順番に配置し、このピクセルデータを処理するために表示パイプライン１３０に伝送する。 [0025] The GPU 112 includes various components for receiving and processing graphics system commands received via the bus 106. The GPU 112 includes a memory management unit 120 and a display pipeline 130. The memory management unit 120 reads pixel data from the frame buffer 114 or the memory 104, arranges the pixel data in order, and transmits the pixel data to the display pipeline 130 for processing.

[0026]表示パイプライン１３０は、一般にイメージを処理するために使用される。表示パイプライン１３０は、ピクセルデータを表示デバイス上に表示するのに好適なピクセルデータに変換するように構成された、様々な処理モジュールを含むことができる。コンピュータシステム１００がＲＧＢ色空間で動作する実施形態では、表示パイプライン１３０は、ピクセルデータを赤緑青（ＲＧＢ）色空間で処理するモジュール１４２を含むことができる。ＲＧＢ色空間内で動作する処理モジュールの例には、輝度制御、コントラスト制御、およびガンマ補正が含まれる。 [0026] Display pipeline 130 is typically used to process images. Display pipeline 130 can include various processing modules configured to convert pixel data into pixel data suitable for display on a display device. In embodiments where the computer system 100 operates in the RGB color space, the display pipeline 130 may include a module 142 that processes the pixel data in a red green blue (RGB) color space. Examples of processing modules that operate in the RGB color space include brightness control, contrast control, and gamma correction.

[0027]一実施形態では、表示パイプライン１３０は、ピクセルデータをＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ空間へ変換するように構成された、ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール１４４をさらに含む。ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール１４４の動作については、図２〜３を参照しながら以下の段落で詳細に説明する。 [0027] In one embodiment, the display pipeline 130 further includes an RGB to YCbCr color space converter module 144 configured to convert pixel data from an RGB color space to a YCbCr space. The operation of the converter module 144 from RGB to YCbCr color space will be described in detail in the following paragraphs with reference to FIGS.

[0028]ピクセルデータがＹＣｂＣｒ色空間に変換されると、ピクセルデータをＹＣｂＣｒ色空間で処理することができる。したがって表示パイプライン１３０は、クロミナンスデシメータ１４５、垂直スケーラ１４６、およびクロミナンスインタポレータ１４７をさらに含むことができる。クロミナンスデシメータ１４５は、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）および赤色差構成要素（Ｃｒ）のサンプリングレートを減らすように構成される。クロミナンスデシメータ１４５は、クロミナンスダウンサンプラと呼ばれることもある。クロミナンスデシメータ１４５は、当業者によって一般的に知られる構成要素を含むこともできる。たとえばクロミナンスデシメータ１４５は、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）および赤色差構成要素（Ｃｒ）の帯域幅を減らすように構成された低域フィルタを含むことができる。垂直スケーラ１４６は、ラインストアメモリ１７０に格納されたピクセルデータを垂直にスケーリングするように構成される。垂直スケーラ１４６は、当業者によって一般的に知られる任意の垂直スケーラとすることができる。クロミナンスインタポレータ１４７は、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）および赤色差構成要素（Ｃｒ）のサンプリングレートを増加させるように構成される。クロミナンスインタポレータ１４７は、クロミナンスアップサンプラと呼ばれることもある。クロミナンスインタポレータ１４７は、当業者によって一般的に知られる構成要素を含むこともできる。たとえばクロミナンスインタポレータ１４７は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを含むことができる。クロミナンスデシメータ１４５、垂直スケーラ１４６、およびクロミナンスインタポレータ１４７について、図４を参照しながら以下の段落でより詳細に説明する。 [0028] Once the pixel data is converted to the YCbCr color space, the pixel data can be processed in the YCbCr color space. Accordingly, the display pipeline 130 may further include a chrominance decimator 145, a vertical scaler 146, and a chrominance interpolator 147. The chrominance decimator 145 is configured to reduce the sampling rate of the blue color difference component (Cb) and the red color difference component (Cr) of the pixel data. The chrominance decimator 145 is sometimes referred to as a chrominance downsampler. The chrominance decimator 145 can also include components commonly known by those skilled in the art. For example, the chrominance decimator 145 can include a low pass filter configured to reduce the bandwidth of the blue color difference component (Cb) and the red color difference component (Cr) of the pixel data. The vertical scaler 146 is configured to vertically scale pixel data stored in the line store memory 170. The vertical scaler 146 can be any vertical scaler commonly known by those skilled in the art. The chrominance interpolator 147 is configured to increase the sampling rate of the blue color difference component (Cb) and the red color difference component (Cr) of the pixel data. The chrominance interpolator 147 is sometimes called a chrominance up sampler. The chrominance interpolator 147 may also include components commonly known by those skilled in the art. For example, the chrominance interpolator 147 can include a finite impulse response (FIR) filter. The chrominance decimator 145, vertical scaler 146, and chrominance interpolator 147 are described in more detail in the following paragraphs with reference to FIG.

[0029]表示パイプライン１３０は、垂直スケーラ１４６と通信するラインストアメモリ１７０をさらに含むことができる。ラインストアメモリ１７０は、垂直スケーラ１４６によって垂直にスケーリングされるように構成されたピクセルデータを格納する。ラインストアメモリ１７０は、１つまたは複数のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。ラインストアメモリ１７０は、システムメモリ１０４およびフレームバッファ１１４とは別個に離れて示されているが、いくつかの実施では、ラインストアメモリ１７０、システムメモリ１０４、およびフレームバッファ１１４は、同じ物理メモリデバイスを共用することができる。 [0029] The display pipeline 130 may further include a line store memory 170 in communication with the vertical scaler 146. Line store memory 170 stores pixel data configured to be vertically scaled by vertical scaler 146. Line store memory 170 may include one or more random access memories (RAM). Although line store memory 170 is shown separate from system memory 104 and frame buffer 114, in some implementations line store memory 170, system memory 104, and frame buffer 114 are the same physical memory device. Can be shared.

[0030]本発明の一実施形態によれば、表示パイプライン１３０は、ピクセルデータをＹＣｂＣｒ空間からＲＧＢ空間に変換するように構成された、ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュール１４８をさらに含む。この様式では、ＹＣｂＣｒ空間内のピクセルデータの処理が完了すると、ピクセルデータをＲＧＢ空間に逆変換することができる。一実施形態では、ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュール１４８は、ピクセルデータが垂直にスケーリングされると、ピクセルデータをＲＧＢ空間に変換する。ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュール１４８の操作については、図５〜６を参照しながら以下の段落で詳細に説明する。 [0030] According to one embodiment of the present invention, the display pipeline 130 further includes a YCbCr to RGB color space converter module 148 configured to convert pixel data from YCbCr space to RGB space. In this manner, the pixel data can be converted back to the RGB space once the processing of the pixel data in the YCbCr space is complete. In one embodiment, the YCbCr to RGB color space converter module 148 converts the pixel data to RGB space when the pixel data is scaled vertically. The operation of the converter module 148 from YCbCr to RGB color space will be described in detail in the following paragraphs with reference to FIGS.

[0031]表示パイプライン１３０について、１つのＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール１４４およびそれに続く１つのＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュール１４８を含むことを基準として説明してきたが、本発明の様々な実施形態は、ＹＣｂＣｒ色空間内で動作するコンピュータシステム内に、１つのＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュール１４８およびそれに続く１つのＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール１４４を有する、表示パイプライン１３０を企図することができる。本発明の様々な実施形態は、任意数のＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール１４４および任意数のＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュール１４８を有する、表示パイプライン１３０を企図することもできる。 [0031] While the display pipeline 130 has been described with reference to including one RGB to YCbCr color space converter module 144 followed by one YCbCr to RGB color space converter module 148, Various embodiments provide a display pipe having one YCbCr to RGB color space converter module 148 followed by one RGB to YCbCr color space converter module 144 in a computer system operating in the YCbCr color space. Line 130 can be contemplated. Various embodiments of the present invention may also contemplate a display pipeline 130 having any number of RGB to YCbCr color space converter modules 144 and any number of YCbCr to RGB color spaces converter modules 148.

[0032]ピクセルデータがテレビ画面上に表示される実施形態では、表示パイプライン１３０は、ピクセルデータをＹＣｂＣｒ空間に変換するための、業界標準のＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール１５０をさらに含む。業界標準のＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール１５０は、ピクセルデータをテレビ画面上に表示するためにデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１６２に関連して動作する。 [0032] In embodiments where pixel data is displayed on a television screen, the display pipeline 130 further includes an industry standard RGB to YCbCr color space converter module 150 for converting the pixel data to a YCbCr space. . The industry standard RGB to YCbCr color space converter module 150 operates in conjunction with a digital to analog converter (DAC) 162 to display pixel data on a television screen.

[0033]ピクセルデータがＣＲＴ上に表示される実施形態では、表示パイプライン１３０は、ＣＲＴ上に表示される前にピクセルデータをデジタルからアナログへ変換するための、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１６１をさらに含む。 [0033] In embodiments where pixel data is displayed on the CRT, the display pipeline 130 includes a digital-to-analog converter (DAC) 161 to convert the pixel data from digital to analog before being displayed on the CRT. In addition.

[0034]コンピュータシステム１００は例示的なものであり、変形および修正が可能であることを理解されよう。コンピュータシステム１００は、デスクトップコンピュータ、サーバ、ラップトップコンピュータ、パームサイズコンピュータ、タブレットコンピュータ、ゲームコンソール、セットトップボックス、携帯情報端末、テザードインターネット機器、ポータブルゲームシステム、セルラ式／携帯電話、コンピュータベースシミュレータ、などとすることができる。表示デバイス１１０は、たとえばＣＲＴまたはＬＣＤモニタ、プロジェクタ、プリンタなどの、任意のピクセルベースディスプレイとすることができる。場合によっては、各デバイスがイメージデータの一部を表示する、複数の表示デバイス（たとえばプロジェクタまたはＣＲＴモニタの配列）をサポートすることができる。表示パイプライン１３０およびＧＰＵ１１２は、別のチップ上にあるものとすることができる。ＧＰＵ１１２またはいずれかのその構成要素は、適切なソフトウェア、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、他の集積回路技術、またはそれらの任意の組み合わせによってプログラムされた、１つまたは複数のプログラム可能プロセッサを使用して実施することができる。本開示に鑑みて、当業者は、本発明が多種多様なシステム構成で具体化できることを理解されよう。 [0034] It will be appreciated that the computer system 100 is exemplary and that variations and modifications are possible. The computer system 100 includes a desktop computer, a server, a laptop computer, a palm-sized computer, a tablet computer, a game console, a set-top box, a personal digital assistant, a tethered internet device, a portable game system, a cellular / cell phone, a computer-based simulator. , Etc. Display device 110 may be any pixel-based display, such as a CRT or LCD monitor, projector, printer, and the like. In some cases, multiple display devices (eg, an array of projectors or CRT monitors) may be supported, each device displaying a portion of the image data. Display pipeline 130 and GPU 112 may be on separate chips. GPU 112 or any of its components includes one or more programmable processors programmed by suitable software, application specific integrated circuits (ASICs), other integrated circuit technologies, or any combination thereof. Can be implemented using. In view of this disclosure, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in a wide variety of system configurations.

[0035]図２は、本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータをＲＧＢ空間からＹＣｂＣｒ空間へ変換するための方法２００を示す流れ図である。ステップ２１０で、以下の式
Ｙ＝Ｒ／４＋Ｇ／２＋Ｂ／４（１）
を使用して、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）が決定され、上式で、Ｒはピクセルデータの赤色構成要素、Ｇはピクセルデータの緑色構成要素、およびＢはピクセルデータの青色構成要素である。赤色構成要素の色空間係数は１／４すなわち０．２５であり、これは、業界標準の色空間コンバータに従った赤色構成要素の色空間係数０．２９９の近似である。緑色構成要素の色空間係数は１／２すなわち０．５であり、これも、業界標準の色空間コンバータに従った緑色構成要素の色空間係数０．５８７の近似である。青色構成要素の色空間係数は１／４すなわち０．２５であり、これも、業界標準の色空間コンバータに従った青色構成要素の色空間係数０．１１４の近似である。したがって、式（１）に従って輝度色構成要素（Ｙ）の計算に使用するために選択される色空間係数は、２進数形式である。色空間係数が２進数形式であるため、輝度色構成要素（Ｙ）は２進演算を使用して計算され、乗算の使用を避けることができる。この様式では、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）を相対的により安価な様式で決定することができる。 [0035] FIG. 2 is a flow diagram illustrating a method 200 for converting pixel data from RGB space to YCbCr space, according to one embodiment of the invention. In step 210, the following equation Y = R / 4 + G / 2 + B / 4 (1)
Is used to determine the luminance color component (Y) of the pixel data, where R is the red component of the pixel data, G is the green component of the pixel data, and B is the blue component of the pixel data It is. The color space coefficient of the red component is ¼ or 0.25, which is an approximation of the color space coefficient of 0.299 of the red component according to an industry standard color space converter. The color space coefficient of the green component is 1/2 or 0.5, which is also an approximation of the color component coefficient of 0.587 of the green component according to an industry standard color space converter. The color space coefficient of the blue component is 1/4 or 0.25, which is also an approximation of the color space coefficient of 0.114 of the blue component according to an industry standard color space converter. Thus, the color space coefficients selected for use in calculating the luminance color component (Y) according to equation (1) are in binary format. Since the color space coefficients are in binary format, the luminance color component (Y) is calculated using binary arithmetic, avoiding the use of multiplication. In this manner, the luminance color component (Y) of the pixel data can be determined in a relatively cheaper manner.

[0036]本発明の一実施形態によれば、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）は、図３Ａに示された論理図３１０に従って決定することができる。したがって、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）は、緑色構成要素を１ビットだけ左にシフトすること（２を掛けることに等しい）、その結果を赤色構成要素および青色構成要素に加えること、ならびに合計全体を２ビットだけ右にシフトすること（４で割ることに等しい）によって、決定される。一実施形態では、論理図３１０は、合計全体を２ビットだけ右にシフトすることに先立って、数値丸め演算を実行することによって精密化することができる。こうした数値丸めは、２のシフトされたビット数引く１での累乗（すなわち２^{（ｓ−１）}、この式でｓはシフト数）に等しい値を、合計全体を右にシフトすることに先立って合計全体に追加することなどの、従来の技法を使用して実行することができる。左シフトおよび右シフト演算は、コストおよび計算リソースの面から負担なしで実施される。したがって、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）は、論理図３１０に示された左および右のシフト演算を使用する相対的に安価な様式で決定することができる。 [0036] According to one embodiment of the present invention, the luminance color component (Y) of the pixel data can be determined according to the logic diagram 310 shown in FIG. 3A. Thus, the luminance color component (Y) of the pixel data shifts the green component to the left by one bit (equal to multiplying by 2), adds the result to the red and blue components, and Determined by shifting the entire sum to the right by 2 bits (equivalent to dividing by 4). In one embodiment, logic diagram 310 can be refined by performing a numeric rounding operation prior to shifting the entire sum to the right by 2 bits. Such rounding is prior to shifting the whole sum to the right by a value equal to 2 shifted bits minus one to the power of 1 (ie 2 ^(s-1) , where s is the number of shifts). It can be performed using conventional techniques such as adding to the total. The left shift and right shift operations are performed without burden in terms of cost and computational resources. Accordingly, the luminance color component (Y) of the pixel data can be determined in a relatively inexpensive manner using the left and right shift operations shown in logic diagram 310.

[0037]ステップ２２０では、以下の式
Ｃｂ＝（Ｂ−Ｙ）／２（２）
を使用して、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）が決定され、上式で、Ｂはピクセルデータの青色構成要素であり、Ｙはステップ２１０で決定されたピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）である。式（１）で使用された色係数と同様に、式（２）で青色差構成要素（Ｃｂ）の決定に使用される色空間係数は、業界標準の色空間コンバータに従って青色差構成要素（Ｃｂ）の決定に使用される色空間係数の近似である。この様式では、式（２）に従って青色差構成要素（Ｃｂ）の決定に使用される色空間係数は、２進数形式で入力することができる。色空間係数が２進数形式であるため、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）は２進演算を使用して計算され、乗算の使用を避けることができる。この様式では、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）を相対的により安価な様式で決定することができる。 [0037] In step 220, the following equation Cb = (BY) / 2 (2)
Is used to determine the blue color difference component (Cb) of the pixel data, where B is the blue color component of the pixel data and Y is the luminance color component of the pixel data determined in step 210 ( Y). Similar to the color coefficient used in equation (1), the color space coefficient used in determining the blue difference component (Cb) in equation (2) is the blue difference component (Cb) according to the industry standard color space converter. ) Is an approximation of the color space coefficient used to determine. In this manner, the color space coefficients used to determine the blue color difference component (Cb) according to equation (2) can be entered in binary format. Since the color space coefficients are in binary format, the blue color difference component (Cb) of the pixel data is calculated using binary operations, avoiding the use of multiplication. In this manner, the blue color difference component (Cb) of the pixel data can be determined in a relatively cheaper manner.

[0038]本発明の一実施形態によれば、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）は、図３Ｂに示された論理図３２０に従って決定することができる。したがって、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）は、ステップ２１０で決定されたピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）をピクセルデータの青色構成要素から減じること、および合計を１ビットだけ右にシフトすること（２で割ることに等しい）によって決定される。一実施形態では、合計を１ビットだけ右にシフトするのに先立って、数値丸め演算を実行することができる。前述のように、右シフト演算は負担なしで実施されるため、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）は、論理図３２０に示された右シフト演算を使用して相対的に安価な様式で決定することができる。 [0038] According to one embodiment of the present invention, the blue color difference component (Cb) of the pixel data can be determined according to the logic diagram 320 shown in FIG. 3B. Thus, the blue difference component (Cb) of the pixel data subtracts the luminance color component (Y) of the pixel data determined in step 210 from the blue component of the pixel data and shifts the sum to the right by one bit. (Equal to dividing by 2). In one embodiment, a numeric rounding operation can be performed prior to shifting the sum to the right by one bit. As described above, since the right shift operation is performed without burden, the blue color difference component (Cb) of the pixel data is used in a relatively inexpensive manner using the right shift operation shown in logic diagram 320. Can be determined.

[0039]ステップ２３０では、以下の式
Ｃｒ＝（Ｒ−Ｙ）／２（３）
を使用して、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）が決定され、上式で、Ｒはピクセルデータの赤色構成要素であり、Ｙはステップ２１０で決定されたピクセルデータの輝度色構成要素である。ステップ２１０および２２０と同様に、式（３）に従って赤色差構成要素（Ｃｒ）の決定に使用される色空間係数も、業界標準の色係数の近似であるため、２進数形式で入力することができる。色係数が２進数形式であるため、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）は２進演算を使用して計算され、乗算の使用を避けることができる。この様式では、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）を相対的により安価な様式で決定することができる。 [0039] In step 230, the following equation: Cr = (R−Y) / 2 (3)
Is used to determine the red color difference component (Cr) of the pixel data, where R is the red color component of the pixel data and Y is the luminance color component of the pixel data determined in step 210. is there. Similar to steps 210 and 220, the color space coefficients used to determine the red color difference component (Cr) according to equation (3) are also approximations of industry standard color coefficients and may be entered in binary format. it can. Since the color coefficient is in binary format, the red color difference component (Cr) of the pixel data is calculated using binary operations, avoiding the use of multiplication. In this manner, the red color difference component (Cr) of the pixel data can be determined in a relatively cheaper manner.

[0040]本発明の一実施形態によれば、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）は、図３Ｃに示された論理図３３０に従って決定することができる。図３Ｃを参照すると、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）は、ピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）をピクセルデータの赤色構成要素から減じること、およびその結果を１ビットだけ右にシフトすること（２で割ることに等しい）によって決定される。一実施形態では、この結果を１ビットだけ右にシフトするのに先立って、数値丸め演算を実行することができる。前述のように、右シフト演算は負担なしで実施されるため、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）は、論理図３３０に示された右シフト演算を使用して相対的に安価な様式で決定することができる。 [0040] According to one embodiment of the present invention, the red color difference component (Cr) of the pixel data can be determined according to the logic diagram 330 shown in FIG. 3C. Referring to FIG. 3C, the red difference component (Cr) of the pixel data subtracts the luminance color component (Y) of the pixel data from the red component of the pixel data and shifts the result to the right by one bit. (Equivalent to dividing by 2). In one embodiment, a rounding operation can be performed prior to shifting the result to the right by one bit. As mentioned above, since the right shift operation is performed without burden, the red difference component (Cr) of the pixel data is used in a relatively inexpensive manner using the right shift operation shown in logic diagram 330. Can be determined.

[0041]図４は、本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータを垂直にスケーリングするための方法４００を示す流れ図である。ステップ４１０で、クロミナンスデシメータ１４５は、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）および赤色差構成要素（Ｃｒ）のサンプリングレートを２分の１だけ減少させる。一実施形態では、クロミナンスデシメータ１４５は、サンプリングレートを４：４：４サンプリングレートから４：２：２サンプリングレートまで減少させる。この様式では、ピクセルデータを格納するためのメモリ要件が３分の１だけ削減されるため、ラインストアメモリ１７０のサイズ要件が減少する。ここではサンプリングレートを２分の１だけ減少させたが、本発明の様々な実施形態では、サンプリングレートを任意の因数だけ減少させることができるように企図する。 [0041] FIG. 4 is a flow diagram illustrating a method 400 for vertically scaling pixel data according to one embodiment of the invention. At step 410, the chrominance decimator 145 decreases the sampling rate of the blue color difference component (Cb) and red color difference component (Cr) of the pixel data by a factor of two. In one embodiment, the chrominance decimator 145 decreases the sampling rate from a 4: 4: 4 sampling rate to a 4: 2: 2 sampling rate. In this manner, the size requirement of the line store memory 170 is reduced because the memory requirement for storing pixel data is reduced by a third. Although the sampling rate has been reduced by a factor of two here, various embodiments of the invention contemplate that the sampling rate can be reduced by any factor.

[0042]ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）および赤色差構成要素（Ｃｒ）のサンプリングレートが２分の１だけ減少すると、ピクセルデータはラインストアメモリ１７０に格納される（ステップ４２０）。ステップ４３０で、垂直スケーラ１４６は、ラインストアメモリ１７０に格納されたピクセルデータを垂直にスケーリングする。ピクセルデータは、当業者によって知られる任意の垂直スケーリング技法によって垂直にスケーリングすることができる。たとえば、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジメータを使用する格納された前のライン間での補間によって、新しい出力ラインを生成することができる。入力ラインに対する補間位置を変更することにより、新しいイメージは入力イメージとは異なるライン数を有するように形成することができる。 [0042] When the sampling rate of the blue color difference component (Cb) and red color difference component (Cr) of the pixel data is reduced by one-half, the pixel data is stored in the line store memory 170 (step 420). In step 430, the vertical scaler 146 vertically scales the pixel data stored in the line store memory 170. Pixel data can be scaled vertically by any vertical scaling technique known by those skilled in the art. For example, a new output line can be generated by interpolation between stored previous lines using a finite impulse response (FIR) digimeter. By changing the interpolation position relative to the input line, a new image can be formed having a different number of lines than the input image.

[0043]ピクセルデータが垂直にスケーリングされると、クロミナンスインタポレータ１４７は、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）および赤色差構成要素（Ｃｒ）のサンプリングレートを２倍だけ増加させる。一実施形態では、クロミナンスインタポレータ１４７は、サンプリングレートを４：２：２サンプリングレートから４：４：４サンプリングレートへと増加させる。この様式では、クロミナンスインタポレータ１４７は、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）および赤色差構成要素（Ｃｒ）のオリジナルサンプリングレートを復元する。一実施形態では、ラインストアメモリ１７０のサイズを垂直スケーラ１４６内のライン数で割ったものがライン長さより小さい場合にのみ、方法４００を呼び出すことができるように、方法４００をプログラミングすることができる。 [0043] When the pixel data is scaled vertically, the chrominance interpolator 147 increases the sampling rate of the blue difference component (Cb) and the red difference component (Cr) of the pixel data by a factor of two. In one embodiment, the chrominance interpolator 147 increases the sampling rate from a 4: 2: 2 sampling rate to a 4: 4: 4 sampling rate. In this manner, the chrominance interpolator 147 restores the original sampling rate of the blue color difference component (Cb) and the red color difference component (Cr) of the pixel data. In one embodiment, the method 400 can be programmed such that the method 400 can be invoked only if the size of the line store memory 170 divided by the number of lines in the vertical scaler 146 is less than the line length. .

[0044]方法４００に従ってピクセルデータが垂直にスケーリングされると、ピクセルデータをＹＣｂＣｒ空間からＲＧＢ空間へと変換することができる。この点で図５は、本発明の一実施形態に従った、ピクセルデータをＹＣｂＣｒ空間からＲＧＢ空間へ変換するための方法５００を示す流れ図である。ステップ５１０で、式
Ｒ＝Ｙ＋２Ｃｒ（４）
を使用してピクセルデータの赤色構成要素（Ｒ）が決定され、上式で、Ｙはピクセルデータの輝度色構成要素であり、Ｃｒはピクセルデータの赤色差構成要素である。図２を参照しながら説明した諸ステップと同様に、式（４）に従って赤色構成要素（Ｒ）の決定に使用される色空間係数も、業界標準の色係数の近似であるため、２進数形式で入力することができる。色係数が２進数形式であるため、ピクセルデータの赤色構成要素（Ｒ）は２進演算を使用して計算され、乗算の使用を避けることができる。この様式では、ピクセルデータの赤色構成要素（Ｒ）を相対的により安価な様式で決定することができる。 [0044] Once the pixel data has been vertically scaled according to method 400, the pixel data can be converted from YCbCr space to RGB space. In this regard, FIG. 5 is a flow diagram illustrating a method 500 for converting pixel data from YCbCr space to RGB space, according to one embodiment of the present invention. In step 510, the formula R = Y + 2Cr (4)
Is used to determine the red component (R) of the pixel data, where Y is the luminance color component of the pixel data and Cr is the red color difference component of the pixel data. Similar to the steps described with reference to FIG. 2, the color space coefficient used to determine the red component (R) according to equation (4) is also an approximation of the industry standard color coefficient, so it is in binary format. Can be entered. Since the color coefficients are in binary format, the red component (R) of the pixel data is calculated using binary operations, avoiding the use of multiplication. In this manner, the red component (R) of the pixel data can be determined in a relatively cheaper manner.

[0045]本発明の一実施形態によれば、ピクセルデータの赤色構成要素（Ｒ）は、図６Ａに示された論理図６１０に従って決定することができる。図６Ａを参照すると、ピクセルデータの赤色構成要素（Ｒ）は、ピクセルデータの赤色差構成要素（Ｃｒ）を１ビットだけ左にシフトすること（２を掛けることに等しい）、およびその結果をピクセルデータの輝度色構成要素（Ｙ）に加えることによって決定される。前述のように、左シフト演算は負担なしで実施されるため、ピクセルデータの赤色構成要素（Ｒ）は、論理図６１０に示された左シフト演算を使用して相対的に安価な様式で決定することができる。 [0045] According to one embodiment of the present invention, the red component (R) of the pixel data can be determined according to the logic diagram 610 shown in FIG. 6A. Referring to FIG. 6A, the red component (R) of the pixel data shifts the red difference component (Cr) of the pixel data left by 1 bit (equivalent to multiplying by 2) and the result is the pixel. Determined by adding to the luminance color component (Y) of the data. As mentioned above, since the left shift operation is performed without burden, the red component (R) of the pixel data is determined in a relatively inexpensive manner using the left shift operation shown in logic diagram 610. can do.

[0046]ステップ５２０では、式
Ｇ＝Ｙ−Ｃｂ−Ｃｒ（５）
を使用してピクセルデータの緑色構成要素（Ｇ）が決定され、上式で、Ｙはピクセルデータの輝度色構成要素であり、Ｃｂはピクセルデータの青色差構成要素であり、Ｃｒはピクセルデータの赤色差構成要素である。ステップ５１０と同様に、式（５）に従って緑色構成要素（Ｇ）の決定に使用される色空間係数も、業界標準の色係数の近似であるため、２進数形式で入力することができる。色係数が２進数形式であるため、ピクセルデータの緑色構成要素（Ｇ）は２進演算を使用して計算され、乗算の使用を避けることができる。この様式では、ピクセルデータの緑色構成要素（Ｇ）を相対的に安価な様式で決定することができる。 [0046] In step 520, the formula G = Y-Cb-Cr (5)
Is used to determine the green color component (G) of the pixel data, where Y is the luminance color component of the pixel data, Cb is the blue color difference component of the pixel data, and Cr is the pixel data Red color difference component. Similar to step 510, the color space coefficients used to determine the green component (G) according to equation (5) can also be entered in binary form because they are approximations of industry standard color coefficients. Because the color coefficients are in binary format, the green component (G) of the pixel data is calculated using binary operations, avoiding the use of multiplication. In this manner, the green color component (G) of the pixel data can be determined in a relatively inexpensive manner.

[0047]本発明の一実施形態によれば、ピクセルデータの緑色構成要素（Ｇ）は、図６Ｂに示された論理図６２０に従って決定することができる。図６Ｂを参照すると、ピクセルデータの緑色構成要素（Ｇ）は、ピクセルデータの青色差構成要素（Ｃｂ）をピクセルデータの輝度色構成要素Ｙから減じること、およびその結果からさらに赤色差構成要素Ｃｒを減じることによって決定される。 [0047] According to one embodiment of the present invention, the green component (G) of the pixel data can be determined according to the logic diagram 620 shown in FIG. 6B. Referring to FIG. 6B, the green component (G) of the pixel data subtracts the blue color difference component (Cb) of the pixel data from the luminance color component Y of the pixel data, and the result further red color difference component Cr. Is determined by subtracting

[0048]ステップ５３０では、式
Ｂ＝Ｙ＋２Ｃｂ（６）
を使用してピクセルデータの青色構成要素（Ｂ）が決定され、上式で、Ｙはピクセルデータの輝度色構成要素であり、Ｃｂはピクセルデータの青色差構成要素である。ステップ５１０および５２０と同様に、式（６）に従って青色構成要素（Ｂ）の決定に使用される色空間係数も２進数形式である。したがって、ピクセルデータの青色構成要素（Ｂ）は２進演算を使用して計算され、乗算の使用を避けることが可能であるため、ピクセルデータの青色構成要素（Ｂ）は相対的に安価な様式で決定することができる。 [0048] In step 530, the formula B = Y + 2Cb (6)
Is used to determine the blue component (B) of the pixel data, where Y is the luminance color component of the pixel data and Cb is the blue difference component of the pixel data. Similar to steps 510 and 520, the color space coefficients used to determine the blue component (B) according to equation (6) are also in binary form. Therefore, the blue component (B) of the pixel data is calculated using a binary operation, and the use of multiplication can be avoided, so the blue component (B) of the pixel data is a relatively inexpensive manner. Can be determined.

[0049]本発明の一実施形態によれば、ピクセルデータの青色構成要素（Ｂ）は、図６Ｃに示された論理図６３０に従って決定することができる。図６Ｃを参照すると、ピクセルデータの青色構成要素（Ｂ）は、ピクセルデータの青色差構成要素Ｃｒを１ビットだけ左にシフトすること（２を掛けることに等しい）、およびその結果をピクセルデータの輝度色構成要素Ｙに加えることによって決定される。前述のように、左シフト演算は負担なしで実施されるため、ピクセルデータの青色構成要素（Ｂ）は、論理図６３０に示された左シフト演算を使用して相対的に安価な様式で決定することができる。 [0049] According to one embodiment of the present invention, the blue component (B) of the pixel data can be determined according to the logic diagram 630 shown in FIG. 6C. Referring to FIG. 6C, the blue component (B) of the pixel data shifts the blue difference component Cr of the pixel data to the left by 1 bit (equal to multiplying by 2), and the result is the pixel data It is determined by adding to the luminance color component Y. As mentioned above, since the left shift operation is performed without burden, the blue component (B) of the pixel data is determined in a relatively inexpensive manner using the left shift operation shown in logic diagram 630. can do.

[0050]前述の内容は本発明の諸実施形態を対象とするが、本発明の他の諸実施形態はその基本範囲を逸脱することなく考案可能であり、その範囲は添付の特許請求の範囲によって画定される。 [0050] While the foregoing is directed to embodiments of the invention, other embodiments of the invention may be devised without departing from the basic scope thereof, which scope is determined by the appended claims. Defined by

１００…コンピュータシステム、１０２…中央処理ユニット（ＣＰＵ）、１０４…メモリ、１０６…システムバス、１０８…ユーザ入力デバイス、１１０…ピクセルベース表示デバイス、１１２…グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、１１４…フレームバッファ、１２０…メモリ管理ユニット、１２８…ストレージデバイス、１３０…表示パイプライン、１４２…ピクセルデータを赤緑青（ＲＧＢ）色空間で処理するモジュール、１４４…ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール、１４５…クロミナンスデシメータ、１４６…垂直スケーラ、１４７…クロミナンスインタポレータ、１４８…ＲＧＢ色空間へのコンバータモジュール、１５０…ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュール、１６１，１６２…デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、１７０…ラインストアメモリ、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Computer system, 102 ... Central processing unit (CPU), 104 ... Memory, 106 ... System bus, 108 ... User input device, 110 ... Pixel-based display device, 112 ... Graphics processing unit (GPU), 114 ... Frame buffer , 120 ... Memory management unit, 128 ... Storage device, 130 ... Display pipeline, 142 ... Module for processing pixel data in a red, green and blue (RGB) color space, 144 ... Converter module from RGB to YCbCr color space, 145 ... Chrominance Decimator, 146 ... vertical scaler, 147 ... chrominance interpolator, 148 ... converter module to RGB color space, 150 ... converter module from RGB to YCbCr color space, 161, 162 ... digital Le analog converter (DAC), 170 ... line store memory,

Claims

ピクセルのラインを、赤、緑、および青（ＲＧＢ）色空間から、輝度色、青色差、および赤色差（ＹＣｂＣｒ）色空間に変換するための、ＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールであって、前記ピクセルのラインは第１のサンプリングレートを有する、前記コンバータモジュールと、
前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールに結合された、クロミナンスデシメータモジュールであって、前記クロミナンスデシメータモジュールが、前記第１のサンプリングレートよりも小さい第２のサンプリングレートを有する前記ピクセルのラインの中間表現を生成するように構成され、前記中間表現を表すデータの量が前記ピクセルのラインを表すデータの量よりも少ない、前記クロミナンスデシメータモジュールと、
前記中間表現を格納するように構成された、前記クロミナンスデシメータモジュールに結合されたラインストアメモリと、
垂直方向への前記中間表現のスケーリング済みバージョンを生成するように構成された、前記ラインストアメモリに結合された垂直スケーラモジュールと、
を備え、
前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して前記ピクセルのラインを変換する
イメージ処理装置。 An RGB color space to YCbCr color space converter module for converting pixel lines from red, green, and blue (RGB) color spaces to luminance, blue, and red difference (YCbCr) color spaces The converter module, wherein the line of pixels has a first sampling rate;
A chrominance decimator module coupled to the RGB to YCbCr color space converter module, the line of pixels having a second sampling rate that is less than the first sampling rate. The chrominance decimator module, wherein the chrominance decimator module is configured to generate an intermediate representation of:
A line store memory coupled to the chrominance decimator module configured to store the intermediate representation;
A vertical scaler module coupled to the line store memory configured to generate a scaled version of the intermediate representation in the vertical direction;
With
An image processing apparatus, wherein the RGB to YCbCr color space converter module converts the line of pixels using a binary operation that does not use multiplication.

前記垂直スケーラモジュールに結合されたクロミナンスインタポレータモジュールをさらに備え、前記クロミナンスインタポレータモジュールが、前記第２のサンプリングレートを有する前記中間表現のスケーリング済みバージョンを、前記第１のサンプリングレートを有する前記ピクセルのラインのスケーリング済みバージョンに変換するように構成される、請求項１に記載のイメージ処理装置。 And a chrominance interpolator module coupled to the vertical scaler module, the chrominance interpolator module having a scaled version of the intermediate representation having the second sampling rate and the first sampling rate. The image processing apparatus of claim 1, configured to convert to a scaled version of the line of pixels.

前記クロミナンスインタポレータモジュールに結合された、ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールをさらに備え、前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、前記ピクセルのラインのスケーリング済みバージョンを前記ＹＣｂＣｒ色空間から前記ＲＧＢ色空間に変換するように構成される、請求項２に記載のイメージ処理装置。 A YCbCr to RGB color space converter module coupled to the chrominance interpolator module, wherein the YCbCr to RGB color space converter module transfers a scaled version of the line of pixels from the YCbCr color space. The image processing device according to claim 2, configured to convert to the RGB color space.

ピクセルのラインを、赤、緑、および青（ＲＧＢ）色空間から、輝度色、青色差、および赤色差（ＹＣｂＣｒ）色空間に変換するための、ＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールであって、前記ピクセルのラインは第１のサンプリングレートを有する、前記コンバータモジュールと、
前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールに結合された、クロミナンスデシメータモジュールであって、前記クロミナンスデシメータモジュールが、前記第１のサンプリングレートよりも小さい第２のサンプリングレートを有する前記ピクセルのラインの中間表現を生成するように構成され、前記中間表現を表すデータの量が前記ピクセルのラインを表すデータの量よりも少ない、前記クロミナンスデシメータモジュールと、
前記中間表現を格納するように構成された、前記クロミナンスデシメータモジュールに結合されたラインストアメモリと、
垂直方向への前記中間表現のスケーリング済みバージョンを生成するように構成されており、前記ラインストアメモリに結合された垂直スケーラモジュールと、
前記垂直スケーラモジュールに結合されたクロミナンスインタポレータモジュールであって、前記第２のサンプリングレートを有する前記中間表現のスケーリング済みバージョンを、前記第１のサンプリングレートを有する前記ピクセルのラインのスケーリング済みバージョンに変換するように構成された該クロミナンスインタポレータモジュールと、
前記クロミナンスインタポレータモジュールに結合された、ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールであって、前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、前記ピクセルのラインのスケーリング済みバージョンを前記ＹＣｂＣｒ色空間から前記ＲＧＢ色空間に変換するように構成された該ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールと、
を備え、
前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの赤色（Ｒ）構成要素の１／４を、前記ピクセルのラインの緑色（Ｇ）構成要素の１／２および前記ピクセルのラインの青色（Ｂ）構成要素の１／４に加えることによって、前記ピクセルのラインの輝度色構成要素（Ｙ）を決定し、
前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記青色（Ｂ）構成要素から前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）を減じること、およびその結果を２で割ることによって、前記ピクセルのラインの青色差構成要素（Ｃｂ）を決定し、
前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの前記赤色（Ｒ）構成要素から前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）を減じること、およびその結果を２で割ることによって、前記ピクセルのラインの赤色差構成要素（Ｃｒ）を決定し、
前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記輝度色構成要素（Ｙ）を、前記ピクセルのラインの前記赤色差構成要素（Ｃｒ）の２倍に加えることによって、前記ピクセルのラインの前記赤色（Ｒ）構成要素を決定し、
前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）から、前記ピクセルのラインの前記赤色差構成要素（Ｃｒ）および前記青色差構成要素（Ｃｂ）を減じることによって、前記ピクセルのラインの前記緑色（Ｇ）構成要素を決定し、
前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）を、前記ピクセルのラインの前記青色差構成要素（Ｃｂ）の２倍に加えることによって、前記ピクセルのラインの前記青色（Ｂ）構成要素を決定する、
イメージ処理装置。 An RGB color space to YCbCr color space converter module for converting pixel lines from red, green, and blue (RGB) color spaces to luminance, blue, and red difference (YCbCr) color spaces The converter module, wherein the line of pixels has a first sampling rate;
A chrominance decimator module coupled to the RGB to YCbCr color space converter module, the line of pixels having a second sampling rate that is less than the first sampling rate. The chrominance decimator module, wherein the chrominance decimator module is configured to generate an intermediate representation of:
A line store memory coupled to the chrominance decimator module configured to store the intermediate representation;
A vertical scaler module configured to generate a scaled version of the intermediate representation in the vertical direction and coupled to the line store memory;
A chrominance interpolator module coupled to the vertical scaler module, wherein a scaled version of the intermediate representation having the second sampling rate is converted to a scaled version of the line of pixels having the first sampling rate. The chrominance interpolator module configured to convert to:
A YCbCr to RGB color space converter module coupled to the chrominance interpolator module, wherein the YCbCr to RGB color space converter module transfers a scaled version of the line of pixels from the YCbCr color space. A converter module from the YCbCr to RGB color space configured to convert to the RGB color space;
With
The RGB to YCbCr color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert 1/4 of the red (R) component of the pixel line to green (G) of the pixel line. Determining the luminance color component (Y) of the pixel line by adding to 1/2 of the component and 1/4 of the blue (B) component of the pixel line;
The RGB to YCbCr color space converter module subtracts the luminance color component (Y) of the line of pixels from the blue (B) component using a binary operation without multiplication; and Determine the blue color difference component (Cb) of the line of pixels by dividing the result by 2;
The RGB to YCbCr color space converter module uses a binary operation that does not use multiplication to convert the luminance color component (Y) of the pixel line from the red (R) component of the pixel line. Determine the red color difference component (Cr) of the line of pixels by subtracting and dividing the result by 2;
The YCbCr to RGB color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert the luminance color component (Y) to twice the red color difference component (Cr) of the line of pixels. To determine the red (R) component of the line of pixels,
The YCbCr to RGB color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert the luminance color component (Y) of the pixel line to the red color difference component (Y of the pixel line). Determining the green (G) component of the line of pixels by subtracting Cr) and the blue difference component (Cb);
The YCbCr to RGB color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert the luminance color component (Y) of the pixel line to the blue color difference component ( Determining the blue (B) component of the line of pixels by adding to twice Cb);
Image processing device.

前記第２のサンプリングレートが前記第１のサンプリングレートの２分の１である、請求項１又は４に記載のイメージ処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the second sampling rate is a half of the first sampling rate.

前記第１のサンプリングレートが４：４：４サンプリングレートであり、前記第２のサンプリングレートが４：２：２サンプリングレートである、請求項１又は４に記載のイメージ処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the first sampling rate is a 4: 4: 4 sampling rate, and the second sampling rate is a 4: 2: 2 sampling rate.

前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの赤色（Ｒ）構成要素の１／４を、前記ピクセルのラインの緑色（Ｇ）構成要素の１／２および前記ピクセルのラインの青色（Ｂ）構成要素の１／４に加えることによって、前記ピクセルのラインの輝度色構成要素（Ｙ）を決定する、請求項１に記載のイメージ処理装置。 The RGB to YCbCr color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert 1/4 of the red (R) component of the pixel line to green (G) of the pixel line. The image of claim 1, wherein the luminance color component (Y) of the pixel line is determined by adding to half of the component and 1/4 of the blue (B) component of the pixel line. Processing equipment.

前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記青色（Ｂ）構成要素から前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）を減じること、およびその結果を２で割ることによって、前記ピクセルのラインの青色差構成要素（Ｃｂ）を決定する、請求項１に記載のイメージ処理装置。 The RGB to YCbCr color space converter module subtracts the luminance color component (Y) of the line of pixels from the blue (B) component using a binary operation without multiplication; and The image processing device according to claim 1, wherein the blue difference component (Cb) of the line of pixels is determined by dividing the result by two.

前記ＲＧＢからＹＣｂＣｒ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの前記赤色（Ｒ）構成要素から前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）を減じること、およびその結果を２で割ることによって、前記ピクセルのラインの赤色差構成要素（Ｃｒ）を決定する、請求項１に記載のイメージ処理装置。 The RGB to YCbCr color space converter module uses a binary operation that does not use multiplication to convert the luminance color component (Y) of the pixel line from the red (R) component of the pixel line. The image processing device according to claim 1, wherein the red color difference component (Cr) of the line of pixels is determined by subtracting and dividing the result by two.

前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記輝度色構成要素（Ｙ）を、前記ピクセルのラインの前記赤色差構成要素（Ｃｒ）の２倍に加えることによって、前記ピクセルのラインの前記赤色（Ｒ）構成要素を決定する、請求項３に記載のイメージ処理装置。 The YCbCr to RGB color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert the luminance color component (Y) to twice the red color difference component (Cr) of the line of pixels. 4. The image processing apparatus of claim 3, wherein the red (R) component of the line of pixels is determined by adding to.

前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）から、前記ピクセルのラインの前記赤色差構成要素（Ｃｒ）および前記青色差構成要素（Ｃｂ）を減じることによって、前記ピクセルのラインの前記緑色（Ｇ）構成要素を決定する、請求項３に記載のイメージ処理装置。 The YCbCr to RGB color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert the luminance color component (Y) of the pixel line to the red color difference component (Y of the pixel line). 4. The image processing apparatus of claim 3, wherein the green (G) component of the line of pixels is determined by subtracting Cr) and the blue color difference component (Cb).

前記ＹＣｂＣｒからＲＧＢ色空間へのコンバータモジュールが、乗算を使用しない２進演算を使用して、前記ピクセルのラインの前記輝度色構成要素（Ｙ）を、前記ピクセルのラインの前記青色差構成要素（Ｃｂ）の２倍に加えることによって、前記ピクセルのラインの前記青色（Ｂ）構成要素を決定する、請求項３に記載のイメージ処理装置。 The YCbCr to RGB color space converter module uses a binary operation without multiplication to convert the luminance color component (Y) of the pixel line to the blue color difference component ( 4. The image processing apparatus of claim 3, wherein the blue (B) component of the line of pixels is determined by adding to twice Cb).