JP2002328881A - 画像処理装置および画像処理方法並びに携帯用映像機器 - Google Patents
画像処理装置および画像処理方法並びに携帯用映像機器Info
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Abstract
ロック単位で転送し、画像処理モジュール内のバッファ
をブロック単位程度の小規模容量に抑える。 【解決手段】 メモリ5と、DMAコントローラ1と、
ブロック単位でデータを入出力して処理を行う画像処理
モジュールがデータバスを共有している。DMAコント
ローラはブロックの水平サイズ値、垂直サイズ値、画面
上水平方向のブロック数値、画面上垂直方向1ラインの
メモリ空間でのアドレス増加値、データ転送開始アドレ
ス値および転送終了アドレス値を格納するレジスタと、
入出力データのブロック内での水平座標、垂直座標、水
平方向のブロック番号および垂直方向のブロック番号を
識別するカウンタと、レジスタ格納値とカウント値とに
基づいてアドレスを計算するアドレス計算手段を備えて
いる。
Description
び画像処理方法並びにそれを用いたデジタルスチルカメ
ラ等の携帯用映像機器に関する。さらに詳しくは、局所
的な画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理
モジュールと、画像全体のデータを格納し得る大規模な
メモリとの間を、CPUを介さずにダイレクトメモリア
クセス(以下、DMAと称する)によりデータを転送
し、その繰り返しにより画像全体を処理する画像処理装
置および画像処理方法並びに携帯用映像機器に関する。
は、固体撮像素子(CCD等)から取り込まれるカラー
フィルターを介した画像データに対して、RGBのベイ
ヤー配列からYcbCrの輝度データと色差データとに
分離変換した後、JPEG圧縮処理を施してメモリカー
ドに画像データを記憶させたり、逆に、データ伸張処理
を施したり、あるいはビデオ信号に変換して、ディスプ
レイに表示して撮影前のモニタリングを行ったり、メモ
リカードに記憶したデータを読み出して画像表示を行っ
たりしている。
像処理装置は、図10に示すように、CPU101、D
MAコントローラ102、1つもしくは複数の画像処理
モジュール103、メモリコントローラ104および外
部メモリ105等から構成され、データのやり取りはデ
ータバスを介して行われる。そして、例えばCCDから
のデジタルデータ取り込み処理や輝度データと色差デー
タの分離変換処理、JPEG圧縮処理およびビデオ信号
への変換処理等が、各々の画像処理モジュール103
(1〜n)において実行される。
データ量を処理する必要があるが、実際の画像データで
は、該当画素データとその周辺の画素データは関連性が
高い。そして、関連性の高い局所的にまとまった領域の
画素データに対しては、同一処理による繰り返し処理と
なることが多い。このため、このような局所的にまとま
った領域の画素データを処理する各画像処理モジュール
に対しては、DMAコントローラによって規則的に生成
されるアドレスに従って、外部メモリからデータを読み
出して画像処理モジュールに転送し、または画像処理モ
ジュールでの処理結果データを同様に転送して外部メモ
リに格納するように、各画像処理モジュール間のデータ
のやり取りは外部メモリを一旦介して行う。そして、D
MAコントローラが、各々の画像処理モジュールからの
転送要求に対して、優先順位等に従って適切に調整を行
い、DMAコントローラからアクノリッジ信号を受けた
画像処理モジュールがデータバスや外部メモリを使用す
る。これにより、外部メモリやデータバスを複数の画像
処理モジュールで共有化して、全体の構成を簡単なもの
にしている。
に示すように、メモリに格納されている全画像データの
一部分(斜線部)のみを処理したい場合や、図12に示
すように、画面上で各行に対応する画像データが格納さ
れているメモリのアドレス上では連続していない場合
(斜線部)がある。図11は、画面上の画素位置と、そ
の画素に対応するデータを格納しているメモリのアドレ
ス空間を模式的に表しており、メモリのアドレス空間で
の横(水平)方向で言えば、アドレス空間上の改行幅に
対して一部のアドレス空間上の領域幅(PIXEL+
1)を処理する例を示している。また、図12は、画面
上の各行に対応する画素データがメモリのアドレス空間
上の各行の領域(INCPXずつアドレス増加)の内の
一部の領域幅(PIXEL+1)に格納されていること
を表している。
ス空間での2次元的配列から画素データを切り出して転
送することになり、このための処理方法が例えば特開昭
63−98056号公報に開示されている。
ると、メモリのアドレス空間上の次の行までのアドレス
増加分(INCPX)、今回転送して処理したい領域の
横幅(PIXEL+1)、転送を開始するスタートアド
レス(BASE)および転送を終了させるエンドアドレ
ス(END)を設定し、1度のDMA起動で画像処理に
必要な矩形領域を切り出して(読み出して)画像データ
を転送させ、画像処理モジュールに入力させるものであ
る。さらに、これとは別に、スタートアドレスと処理し
たい領域の横幅と縦幅(垂直方向の幅)を設定する方法
もある。
アドレスBASE+0から読み出しを開始させ、アドレ
スを順次水平方向右に移動(+1)しながらメモリから
画像データを読み出して画像処理モジュールに転送させ
る。そして、アドレスがBASE+PIXEL(横幅P
IXEL+1)になると、左端に戻って垂直方向の下の
行のアドレスBASE+INCPXに移り、同じく水平
方向右にアドレスを移動(+1)しながらメモリから画
像データを読み出して画像処理モジュールに転送させて
いく。このようにアドレス移動およびデータ読み出しを
続けて、最後にアドレスがENDになると転送を終了さ
せる。このようにして、1回のDMA起動による転送が
終了する。
や1次補間による画面拡大もしくは縮小処理等のために
行われるフィルタ処理や、圧縮伸張処理等の場合には、
処理すべき画素の周辺の画素のデータも取り込み、ある
係数を掛けて加減算等が行われる。このため、画面をブ
ロックで分割してブロック単位でデータをメモリから読
み出して画像処理モジュールに転送させ、画像処理モジ
ュールではブロック単位で処理を行い、処理結果データ
をブロック単位で転送してメモリに格納させている。
ク内の複数の画像データに同時にアクセスしなければな
らない場合があり、画像処理モジュールはこれに対応す
るため、内部にこれらの画像データを一時格納しておく
バッファ(バッファメモリ)を有している必要がある。
このようなバッファの容量は、LSIチップのサイズに
影響を与えるため、可能な限り容量を小さく抑えるのが
好ましい。
た特開昭63−98056号公報に記載されている従来
技術を用いて1回のDMA転送により行おうとした場
合、まず、画像処理の対象となるアドレス空間領域を、
左端(例えばBASE+0に相当)から右端(例えばB
ASE+PIXELに相当)まで、全体を水平方向に走
査してデータを読み出して転送させる必要がある。
も、図13に示すように転送されるアドレス空間(処理
部分)に対して、ブロック単位の垂直サイズ×転送の横
幅(白抜きの部分)の容量に対応するバッファを、内部
に持っていることが要求される。そして、このバッファ
にデータを取り込んだ後、ブロック単位で処理を行うこ
とになる。
ってしまい、一方、バッファ容量を制限すれば、処理可
能な画像処理対象の横幅の最大値が制限されてしまうこ
とになる。さらに、実際のバッファ容量は、データの待
ち合わせを考慮して、例えば2倍のサイズ等に設計され
るが、ここでは説明を簡単にするために触れないことに
する。
タをブロック単位の垂直サイズ×ブロック単位の横幅と
すれば、バッファ容量は小さくて済むが、その場合には
ブロック転送毎にDMA起動が必要となり、全体の画像
処理に要する処理時間が長くなるという不具合が生じて
しまう。
決するためになされたものであり、1回のDMA起動に
より画像処理に必要な部分全体に対してブロック単位の
転送を可能とし、しかも、画像処理モジュール内のバッ
ファ容量をブロック単位程度の小規模容量に抑えること
が可能な画像処理装置および画像処理方法並びに携帯用
映像機器を提供することを目的とする。
は、少なくともメモリと、該メモリにアクセスするため
のアドレスを生成するダイレクトメモリアクセスコント
ローラと、該ダイレクトメモリアクセスコントローラに
より生成されたアドレスに従って該メモリとの間でデー
タ転送を行う1つもしくは複数の画像処理モジュールが
データバスに接続され、該画像処理モジュールは、画面
を分割して生成した関連性の高い水平Mライン×垂直N
ラインの画素に対応するデータで構成されたブロック単
位でデータが入力され、該ブロック単位で画像処理を行
い、1つのブロックでの処理が終了すると水平ラインを
移動させて新たなブロックで処理を続け、1水平ライン
での処理が終了すると垂直ラインを移動させて新たな水
平ラインでの処理を続け、処理終了後はブロック単位で
データを出力し、さらに、該画像処理モジュールは、少
なくとも入力バッファと、出力バッファと、入力バッフ
ァ内に格納されたブロック単位のデータが残り少なくな
るとデータの入力を要求するダイレクトメモリアクセス
要求を該ダイレクトメモリアクセスコントローラに出力
し、出力バッファ内にブロック単位のデータが一定量格
納されるとデータの出力を要求するダイレクトメモリア
クセス要求を該ダイレクトメモリアクセスコントローラ
に出力するダイレクトメモリアクセス要求出力手段とを
有する画像処理装置において、該ダイレクトメモリアク
セスコントローラは、少なくとも該ブロックの水平サイ
ズ値、該ブロックの垂直サイズ値、画面上の水平方向の
ブロック数値、画面上の垂直方向1ラインに相当するメ
モリ空間でのアドレス増加値、データ転送開始アドレス
値およびデータ転送終了アドレス値を各々格納するレジ
スタと、該メモリからの入出力データの該ブロック内で
の水平座標、該ブロック内での垂直座標、水平方向のブ
ロック番号、および垂直方向のブロック番号を各々識別
するためのカウンタと、該レジスタに格納された値と該
カウンタでカウントされた値とに基づいてアドレスを計
算するアドレス計算手段とを備え、そのことにより上記
目的が達成される。
リと、該メモリにアクセスするためのアドレスを生成す
るダイレクトメモリアクセスコントローラと、該ダイレ
クトメモリアクセスコントローラにより生成されたアド
レスに従って該メモリとの間でデータ転送を行う1つも
しくは複数の画像処理モジュールがデータバスに接続さ
れ、該画像処理モジュールは、画面を分割して生成した
関連性の高い水平Mライン×垂直Nラインの画素に対応
するデータで構成されたブロック単位でデータが入力さ
れ、該ブロック単位で画像処理を行い、1つのブロック
での処理が終了すると水平ラインを移動させて新たなブ
ロックで処理を続け、1水平ラインでの処理が終了する
と垂直ラインを移動させて新たな水平ラインでの処理を
続け、処理終了後はブロック単位でデータを出力し、さ
らに、該画像処理モジュールは、少なくとも入力バッフ
ァと、出力バッファと、入力バッファ内に格納されたブ
ロック単位のデータが残り少なくなるとデータの入力を
要求するダイレクトメモリアクセス要求を該ダイレクト
メモリアクセスコントローラに出力し、出力バッファ内
にブロック単位のデータが一定量格納されるとデータの
出力を要求するダイレクトメモリアクセス要求を該ダイ
レクトメモリアクセスコントローラに出力するダイレク
トメモリアクセス要求出力手段とを有する画像処理装置
において、該ダイレクトメモリアクセスコントローラ
は、少なくとも該ブロックの水平サイズ値、該ブロック
の垂直サイズ値、画面上の水平方向のブロック数値、画
面上の垂直方向1ラインに相当するメモリ空間でのアド
レス増加値、データ転送開始アドレス値、データ転送終
了アドレス値および1ブロック行の処理終了後に移動さ
せる垂直ライン数値を各々格納するレジスタと、該メモ
リからの入出力データの該ブロック内での水平座標、該
ブロック内での垂直座標、水平方向のブロック番号、お
よび処理中のブロックの第1行の垂直座標を各々識別す
るためのカウンタと、該レジスタに格納された値と該カ
ウンタでカウントされた値とに基づいてアドレスを計算
するアドレス計算手段とを備え、そのことにより上記目
的が達成される。
ロックの水平サイズ値および該ブロックの垂直サイズ値
を、該画像処理モジュールから前記レジスタに設定する
のが好ましい。本発明の画像処理方法は、本発明の画像
処理装置を用いて、1回のダイレクトメモリアクセス要
求によりブロック単位でブロック内のデータを転送し、
該ブロック内のデータ転送を終了すると次にブロック内
のデータを転送することを繰り返して、所望の画像領域
のデータ転送を行い、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
を用いた撮像部と本発明の画像処理装置とを備え、該固
体撮像素子で取り込んだ画像データに対して該画像処理
装置により画像処理を行い、そのことにより上記目的が
達成される。
メモリアクセスコントローラ(DMAコントローラ)
と、ブロック単位でデータ処理を行うと共に、DMAコ
ントローラで生成されるアドレスに従ってメモリとの間
でM(水平ライン)×N(垂直ライン)のブロック単位
でデータ転送を行う1つもしくは複数の画像処理モジュ
ールがデータバスに接続された画像処理装置において、
DMAコントローラがブロックの水平サイズ値、垂直サ
イズ値、画面上の水平方向のブロック数値、画面上の垂
直方向1ラインに相当するメモリ空間でのアドレス増加
値、データ転送開始アドレス値(スタートアドレス)お
よびデータ転送終了アドレス値(エンドアドレス)を各
々格納するレジスタと、メモリからの入出力データのブ
ロック内での水平座標、垂直座標、水平方向のブロック
番号および垂直方向のブロック番号を各々カウントする
カウンタと、レジスタに格納された値とカウンタでカウ
ントされた値とに基づいてアドレスを計算するアドレス
計算手段を備えている。
実施形態1において図4に示すように、まず、レジスタ
に設定されたスタートアドレスから、ブロック内を左か
ら右へデータを転送し、レジスタに設定されたブロック
の水平サイズ値とカウントでカウントされた水平座標と
を比較して、設定された水平サイズのデータが転送され
たか否かを判断し、設定された水平サイズのデータが転
送されると次の行(図では下の行)のデータを転送す
る。
直サイズ値とカウントでカウントされた垂直座標とを比
較して、設定されたブロックサイズのデータが転送され
たか否かを判断し、設定されたブロックサイズのデータ
が転送されると次のブロック(図では右隣)のデータを
転送する。
ブロック数値とカウンタでカウントされた水平方向のブ
ロック番号とを比較して、設定された最も右端のブロッ
クのデータが転送されたか否かを判断し、設定された最
も右端のブロックのデータが転送されると、レジスタに
設定された1ブロックの垂直サイズ分だけ進んだ行の左
端ブロックから右端ブロックへ、同様にブロック単位で
のデータ転送を続ける。
からの入出力データのブロック内での水平座標、垂直座
標、水平方向のブロック番号および垂直方向のブロック
番号と、レジスタに設定された画面上の垂直方向1ライ
ンに相当するメモリ空間でのアドレス増加値およびスタ
ートアドレスから、アドレス計算部によりアドレス計算
を行い、得られたアドレスがレジスタに設定されたエン
ドアドレスと一致すると、DMA転送を終了する。
MAコントローラに備えることにより、1回のDMA起
動により、メモリと画像処理モジュールとの間で画像の
必要な部分全体をブロック単位でデータ転送して、画像
処理を行うことが可能となる。
形態2に示すように、複数のモジュールでデータバスを
共有することも可能である。
る部分の同じデータを重複して転送する必要がある場合
等には、後述する実施形態3に示すように、上記カウン
タにより垂直方向のブロック番号に変えて、処理中のブ
ロックの行ライン(画面上の垂直座標)を識別する構成
とすることが可能である。
れる場合等には、後述する実施形態4に示すように、画
像処理モジュールに入出力されるブロックの水平サイズ
値および垂直サイズ値を、画像処理モジュールからレジ
スタに設定する構成とすることが可能である。
置は、バッファ容量を小規模容量に抑えて装置の小型化
を図ることができるので、例えば固体撮像素子を用いた
携帯用映像機器等において、デジタルデータ取り込み処
理、輝度データと色差データの分離変換処理、JPEG
圧縮処理、ビデオ信号への変換処理、フィルタ処理等を
行うのに好適に使用することが可能である。
いて、図面に基づいて説明する。
態である画像処理装置の構成を説明するための図であ
る。この画像処理装置は、DMAコントローラ1、メモ
リコントローラ2、画像処理モジュール3および外部メ
モリ5を備え、これらがデータバス4を介してデータの
やり取りを行うように構成されている。なお、ここでは
DMAコントローラによる制御の説明を簡単にするた
め、CPUは省略しており、画像処理モジュールも1つ
のみとして説明を行う。また、固体撮像素子(CCD)
からの画像信号をアナログデジタル変換して画像処理モ
ジュールに入力する点、およびビデオ信号に変換した
後、ディスプレイにデータを出力する点についても、図
1では省略している。
でデータを入出力してブロック単位で処理を行う画像処
理モジュール3は、入力バッファおよび出力バッファを
備えており、内部処理の進捗具合やバッファ内のデータ
保持量に応じて、データ入力またはデータ出力のための
DMA要求信号DREQをDMAコントローラ1に出力
する。
に保持されている設定値とカウンタでカウントされたカ
ウント値により外部メモリ5上の実アドレス信号ADR
を生成し、メモリコントローラ2に出力する。このレジ
スタおよびカウンタについては以下に詳述する。
データを入力する場合には、DMAコントローラ1から
のストローブ信号DMSTRBを受けて、メモリコント
ローラ2はアドレス信号ADRに従って外部メモリ5か
らブロック単位のデータを読み出し、データバス4に出
力する。また、メモリコントローラ2はWAIT信号を
DMAコントローラ1に出力することにより、データバ
ス4上のデータの有効期間を指示する。
からDMAアクノリッジ信号DACKを受けた画像処理
モジュール3は、適切なタイミングでデータバス4上の
ブロック単位のデータを内部の入力バッファに取り込
む。それと同時に、DMAコントローラ1は、データバ
ス4上のデータが有効であるときに、内部のカウンタを
カウントアップして外部メモリ5を順次アクセスしてい
く。
ク単位での画像処理を行った処理結果データを出力する
場合には、まず、DMA要求信号DREQをDMAコン
トローラ1に対して出力する。
セスが無い状態か、またはアクセス中の処理が終了した
段階で、WAIT信号によりデータバス4上にデータを
出力しても良いことを、DMAコントローラ1に知らせ
る。これにより、DMAコントローラ1は、画像処理モ
ジュール3にDMAアクノリッジ信号DACKを発行す
る。画像処理モジュール3は、このDMAアクノリッジ
信号DACKを受けて、内部の出力バッファからブロッ
ク単位のデータをデータバス4上に出力する。
コントローラ1からのメモリ5上の実アドレス信号AD
Rとストローブ信号DMSTRBを受けて、実アドレス
信号ADRに従ってデータバス4上のデータをメモリ5
に格納する。
RITEがLowのときに外部メモリに対して読み出し
動作を行い、読み出しデータ値をデータバス4に送る。
そして、データ有効になると信号WAITを解除する。
さらに、メモリコントローラ2は、信号BWRITEが
Highのときにデータバス上のデータを外部メモリに
対して書き込む。
コントローラの回路構成を説明するためのブロック図で
ある。このDMAコントローラは、バスインターフェイ
ス部・DMAアクノリッジ生成部21、レジスタバンク
部22、カウンタ部23、アドレス計算部24およびエ
ンドアドレス検出部25から構成されている。
ッジ生成部21は、画像処理モジュールからのDMA要
求信号DREQを基に、メモリコントローラがアドレス
信号ADRを取り込むためのストローブ信号DMSTR
Bをメモリに発行する。
アクノリッジ生成部21は、メモリコントローラからの
WAIT信号によりデータバス上のデータが有効である
と指示された期間(サイクル)に、カウントアップ信号
DNTUPによりカウンタ部23にカウントアップを指
示すると共に、画像処理モジュールに対してDMAアク
ノリッジ信号DACKを発行する。
MSTRBを受け取ると、DMAコントローラからのア
ドレス信号ADRを取り込み、メモリにアクセスする。
アクノリッジ生成部21は、メモリコントローラからの
WAIT信号により、メモリへアクセス中(WAIT信
号がアクティブ状態)でメモリからデータを読み出し中
であれば、データバス上のデータが有効であるか無効で
あるかを識別する。また、メモリへデータを格納中であ
ればデータバス上の空き状態を識別する。さらに、WA
IT信号がアクティブ状態でない場合には、メモリへの
アクセスは終了状態であると識別する。
処理するブロック単位の水平サイズ(横幅)値を格納す
るレジスタ(PXIR)と、ブロック単位の垂直サイズ
(縦幅)値を格納するレジスタ(LNIR)とを含んで
構成されている。また、レジスタバンク部22は、画面
上の処理したい水平方向の範囲(横幅)で転送されるブ
ロック数値を格納するレジスタ(NORX)と、転送開
始アドレス(スタートアドレス)値を格納するレジスタ
(BASE)と、転送終了アドレス(エンドアドレス)
値を格納するレジスタ(END)と、垂直方向の1行に
相当するメモリのアドレス空間でのアドレス増加値を格
納するレジスタ(INCPX)を含んで構成されてい
る。なお、ブロック単位の水平サイズは0〜PXIRま
でのPXIR+1個であるが、0からカウントするた
め、レジスタ格納値はPXIRとなる。また、ブロック
単位の垂直サイズは0〜LNIRまでのLNIR+1個
であるが、0からカウントするため、レジスタ格納値は
LNIRとなる。さらに、画面上の処理したい水平方向
の範囲横幅で転送されるブロック数は0〜NORXのN
ORX+1個であるが、0からカウントするため、レジ
スタ格納値はNORXとなる。これらのレジスタ内の設
定値は、画像処理システムを制御するホストコンピュー
ター(図示せず)から設定される。
C1、C2、C3およびC4から構成されている。カウ
ンタC1はブロック内の水平方向の位置(水平座標)を
識別するためのカウンタであり、カウンタC2はブロッ
ク内の垂直方向の位置(垂直座標)を識別するためのカ
ウンタであり、カウンタC3は画面上の水平方向に何番
目のブロックの画素に対応するデータを転送中であるか
を識別するためのカウンタであり、カウンタC4は画面
上の垂直方向に何番目のブロックの画素に対応するデー
タを転送中であるかを識別するためのカウンタである。
構成を説明するための図であり、以下ではメモリのアド
レス空間を示す図4と合わせて動作を説明する。カウン
タ部は、加算器31と、第1のセレクタ32aおよび第
2のセレクタ32bと、ラッチ回路33と、コンパレー
タCOMP34a〜34cと、ANDゲート35a〜d
5cとの組み合わせで4つのカウンタC1〜C4が構成
されている。なお、図3では信号を単線で記載している
が、実際には複数のビットで構成されており、例えばラ
ッチ回路等もビットに対応して複数個設けられている。
また、この図ではラッチ回路に入力されるクロック信号
は図示していない。
加算するものであり、セレクタ32a、32bはセレク
ト端子がHighレベルのときにB入力端子を選択し、
逆にセレクト端子がLowレベルのときにA入力端子を
選択して出力するものである。また、コンパレータ34
a〜34cは一方の端子(ここではラッチ回路33に接
続された端子)から入力される値が他方の端子(ここで
はレジスタに接続された端子)から入力される値以上に
なったとき(ここでは一致したとき)にHighレベル
を出力し、値が小さいときにはLowレベルを出力する
ものである。さらに、ラッチ回路33は例えばDタイプ
フリップフロップ(DF/F)等で構成されている。
上のデータが有効であることを示すWAIT信号がDM
Aコントローラに入力されると、これを基にカウントア
ップp信号CNTUPがカウンタ部23に入力される。
このカウントアップ信号はCNTUPは、データバス上
の1画素データを転送するための水平転送クロック信号
と同じ周波数の信号である。
2、C3、C4は0を出力しており、また、全てのコン
パレータ34a〜34cの出力はLowレベルであり、
従ってANDゲート35a〜35cの出力はLowレベ
ルとなっている。よって、第1のセレクタ32aはA入
力端子を選択し、出力C1(最初は0)の値に加算器3
1により+1を加算した値を出力する。
Highレベルのとき、第2のセレクタ32bはB入力
端子を選択することから、第1のセレクタ32aの出力
(+1を加算した値)がラッチ回路33に入力される。
そして、カウントアップ信号CNTUPが次にLowレ
ベルになると、第2のセレクタ32bはA入力端子を選
択することから、出力C1の値(+1を加算した値)が
そのまま第2のセレクタ32bから出力されるため、ラ
ッチ回路33の信頼性が向上する。なお、ラッチ回路3
3への入力は、第2のセレクタ32bの出力が安定して
いるタイミングで、クロック(図示せず)により第2の
セレクタ32bの出力(+1加算した値)を取り込み、
かつ、ラッチをかければよい。
加算器31により+1が加算され、その結果、+2が加
算された値が第1のセレクタ32aから出力されてい
る。
タに移動するのに対応して、カウントアップ信号CNT
UPが再度Highレベルになると、第2のセレクタ3
2bはB入力端子を選択することから、第1のセレクタ
32aの出力(+2加算された値)がラッチ回路33に
入力される。そして、カウントアップ信号CNTUPが
次にLowレベルになると、第2のセレクタ32bはA
入力端子を選択することから、出力C1の値(+2を加
算した値)がそのまま第2のセレクタ32bから出力さ
れるため、ラッチ回路33の信頼性が向上する。
加算器31により+1が加算され、その結果、+3が加
算された値が第1のセレクタ32aから出力されてい
る。
タC1からの出力C1はカウントアップされていく。そ
して、図4のブロック単位内で水平方向に移動してブロ
ック単位内の右端の画素に対応するデータが転送され
て、出力C1がレジスタ(PXIR)に格納されている
値(ブロック単位の水平サイズ値)と一致すると、コン
パレータCMP34aの出力からHighレベルが出力
される。
PがHighレベルになったときにANDゲート35a
の出力はHighレベルとなり、第1のセレクタ32a
はB入力端子が選択されて0が出力され、第2のセレク
タ32bもB入力端子が選択されているためラッチ回路
33には0が入力される。従って、カウンタC1からの
出力C1は0となり、また、ANDゲート35aの出力
はLowレベルに戻る。
力が一旦Highレベルとなったときに上述したカウン
タC1と同様の動作を行い、+1を加算した値を出力C
2から出力する。一方、カウンタC1の出力C1は、カ
ウントアップ信号CNTUPの入力に基づいて、再度0
からカウントアップを始める。
方向に1つ下がり、左端から右へ移動しながら画素に対
応するデータを転送していることになる。
の画素に対応するデータを転送する毎に、カウンタC2
の出力C2はカウントアップされていく。そして、図4
のブロック単位内で垂直方向に移動してブロック単位内
の最下行の右端の画素に対応するデータが転送されて、
出力C2がレジスタ(LNIR)に格納されている値
(ブロック単位の垂直サイズ値)と一致すると、上記と
同様に、カウンタC3の出力C3から+1加算した値を
出力し、カウンタ1およびカウンタ2の出力C1および
出力C2は0となる。
位で転送していたブロック0の右隣りのブロック1に移
り、ブロック1の最上行の左端から水平方向に右に移動
しながら画素に対応するデータを転送する。
方向で右端のブロックNORXの画素に対応するデータ
の転送を終了し、出力C3がレジスタ(NORX)に格
納されている値と一致すると、上記と同様に、カウンタ
C4の出力C4から+1加算した値を出力し、カウンタ
1〜カウンタ3の出力C1〜出力C3は0となる。
ロック0の下行のブロックに移動し、上述した動作を繰
り返す。
〜C4の値と、画面上の垂直方向の1行に相当するメモ
リのアドレス空間でのアドレス増加値を格納するレジス
タ(INCPX)からの値と、転送開始アドレス値を格
納するレジスタ(BASE)からの値からアドレス計算
を行う。このアドレス計算部24では、 ADR=BASE+(C3×(PXIR+1)+C1)
+(C4×(LNIR+1)+C2)×INCPX により、メモリ上の実アドレスADRを計算し、メモリ
コントローラに指示する。また、エンドアドレス検出部
25により、計算されたADRが転送終了アドレス値を
格納するレジスタ(END)の値と一致したことが検出
されると、DMA転送を終了する。なお、図3のラッチ
回路は、ADRが上記転送終了アドレス値と一致する
と、リセット(図示せず)される。
Aコントローラに転送して処理するブロック単位の水平
サイズ値と、ブロック単位の垂直サイズ値と、画面上の
処理したい水平方向の範囲で転送されるブロック数値
と、転送開始アドレス値と、転送終了アドレス値と、垂
直方向の1行に相当するメモリのアドレス空間でのアド
レス増加値とを一旦設定することにより、すなわち、1
回のDMA起動により、開始アドレスから終了アドレス
までのデータをブロック単位で転送することが可能であ
る。さらに、ブロック単位でデータ転送を行うため、画
像処理モジュールの入力側および出力側のバッファ容量
もブロック単位に合わせた小容量で充分である。
理装置の構成を説明するための図である。本実施形態で
は、複数(ここでは2つ)の画像処理モジュールがデー
タバスを共有している例について説明する。
A、3Bへのデータの入出力を制御するため、独立した
DMAチャンネルを割り当てる。図5では、チャンネル
名は各モジュールの名前A、Bと入出力IN、OUTか
ら各々AI、AO、BI、BOとして、関係する信号の
末尾にチャンネル名を付けて区別している。
の構成を説明するための図である。ここでは、図2に示
したDMAアクノリッジ生成部・バスインターフェイス
部に、さらに画像処理モジュール3Aまたは3Bのいず
れからのデータをデータバスを介して入出力するかの優
先順位を決定する優先順位判定部が新たに追加されてい
る。
判定部・バスインターフェイス部26では、各画像処理
モジュール3A、3BからのDMA要求(DREQ−A
I、AO、BI、BO)に対して、いずれの画像処理モ
ジュールにDMAアクノリッジ信号DACKを発行する
かによって優先順位を付ける。そして、その優先順位に
従って、転送中のチャンネルを示すSEL信号を出力す
る。
分のカウンタを備え、レジスタバンク部24にはチャン
ネル数分の設定用レジスタを備えている。また、選択中
のチャンネルのレジスタおよびカウンタを選択するセレ
クタ部27を備えている。
設定されているレジスタバンク部22およびカウンタ部
23からの信号は、セレクタ部27で上記優先順位に基
づく選択信号SELにより、いずれかが選択されてアド
レス計算部24に出力される。そして、全てのチャンネ
ルで共有のアドレス計算部24にてメモリの実効アドレ
スADRを計算し、メモリコントローラに指示する。
ルが1つであったため、WAIT信号のみでメモリから
のデータ読み出しおよびメモリへのデータ格納(書き込
み)を識別していたが、ここでは2つの画像処理モジュ
ール3A、3Bがあるため、SEL信号を基にリードラ
イト信号BWRITEを生成し、WAIT信号とBWR
ITE信号により、どの画像処理モジュールがデータ読
み出しまたはデータ書き込みを行うのかをメモリコント
ローラに指示する。従って、複数の画像処理モジュール
がデータバスを共有しても、実施形態1と同様に処理を
行うことができる。
タを重複して転送する必要がある場合の例を説明する。
局所的な画像信号処理が、平滑化処理等、1つの出力画
素データを計算するために複数の近隣画素を参照するよ
うな処理等であった場合、ブロック転送を行ったときに
ブロックの周辺部でのりしろとなる部分の同じデータを
重複して転送する必要がある。
に対応するために、実施形態1および実施形態2の構成
に加えて、DMAコントローラのレジスタバンク部に、
1ブロック行の処理(画面の横方向に右端から左端まで
1ブロックずつ転送処理を行うこと)終了後に処理中の
ブロックの第1行C4を移動させる垂直ライン数を格納
するYINCレジスタを設ける。
成し、カウンタC1の出力C1がレジスタPXIRに設
定された値、カウンタC2の出力C2がレジスタLNI
Rに設定された値およびカウンタC3の出力C3がレジ
スタNORXに設定された値に一致した次のサイクルに
おいて、カウンタC4の出力値C4にレジスタYINC
に設定された値を加算するように変更する。これによ
り、カウンタC4は、垂直方向のブロック数ではなく、
画面上の垂直座標をカウントする。
ば、実施形態1および実施形態2と同様の転送処理が行
われる。また、YINC<LNIR+1であれば、図8
に示すように、(LNIR−YINC+1)行が重複し
て転送される。なお、1ブロック行の処理終了後に次の
段のブロックの第1行目に戻る位置を図8中の矢印で示
している。
よい場合には、YINCレジスタを設けずに、内部でL
NIRレジスタからYINC=LINR+(のりしろ)
として計算を行ってもよい。
+(C2+C4)×INCPX により、メモリ上の実効アドレスADRを計算する。
理モジュール内のバッファに、既に前回のブロック処理
のための左隣りのブロックのデータが保持されているた
め、これを利用することにより転送データ数の増加を抑
えることができる。
ントローラに設定するブロックサイズの変更が必要であ
る場合の例を説明する。
局所的な画像信号処理が、倍率を自由に設定可能な拡大
縮小処理等であった場合、画像処理モジュールでの倍率
を変更するとデータの増減が生じるので、DMAコント
ローラに設定するブロックサイズを変更する必要があ
る。
に対応するために、実施形態1〜実施形態3においてレ
ジスタバンク部に保持していたPXIR、LNIR、Y
INC等を、図9に示すように画像処理モジュールによ
り設定する。例えば、ある画像処理モジュールに入力さ
れるデータのブロックサイズPXIR−I、LNIR−
IまたはYINC−I等の値を画像処理モジュールから
発行し、拡大または縮小を行った後の処理結果データの
ブロックサイズPXIR−O、LNIR−OまたはYI
NC−O等の値を画像処理モジュールから発行する。こ
れにより、対応する画像処理モジュール単位でDMAコ
ントローラ内のレジスタ値を設定することができるの
で、きめ細かい制御が可能であり、画像処理装置外部の
ホストコンピューターからの制御と比較して、制御やレ
ジスタ値の設定が容易になる。
ノイズ除去や補間を行って拡大または縮小処理のための
フィルタ処理等のように、関連する周辺画素に対応する
データも取り込んで局所的な画像処理を行うため、ブロ
ック単位(M×N)でメモリからデータを読み出し、ま
たはメモリにかく込みを行う画像処理装置において、簡
単な制御回路および簡単な設定により、1回のDMA起
動により処理したい画像領域に対応するデータを転送す
ることができ、高速処理を実現することができる。
よび出力側に設けるバッファ容量も、ブロック単位の小
容量で充分であり、チップサイズを小さくして製造コス
トの低廉価化を図ることができる。
部では、ブロック単位で信号処理を行うため、ブロック
単位のデータが入力側のバッファに格納されればこれら
のデータにより信号処理を行うことができるからであ
る。なお、現実的にはデータの待ち合わせなども考慮し
て、入力側および出力画wあのバッファは、各々2×ブ
ロック単位のデータ容量程度であればよい。
処理装置が構成され、各々の画像処理モジュールの入力
や出力が様々なブロックサイズであっても、任意のサイ
ズでブロック転送を行うことができるので、制御が容易
である。
うな処理であって、出力よりも広い範囲の入力データを
必要とし、入力データとしては出力されるブロックの周
辺部分を重複して転送する必要がある場合に、垂直方向
に自動的に重複させてブロック転送を行うこともでき
る。この場合、水平方向の重複は画像処理モジュール内
のバッファを利用することができるので、簡単な制御に
より、高速に処理を行うことができる。
または縮小のような処理であって、入力または出力のブ
ロックサイズが変更されるような場合に、画像信号処理
モジュールに倍率を設定して、画像処理モジュールから
自動的にDMAコントローラが転送するときのブロック
サイズを設定することができるので、制御が容易であ
る。例えば、拡大処理であれば出力側、縮小処理であれ
ば入力側が画像処理モジュールが備える各々のバッファ
のサイズに一致するようにレジスタの値を設定すること
により、バッファを有効に使用して転送効率を向上させ
ることができる。
る固体撮像素子を用いた携帯型デジタルスチルカメラや
デジタルビデオカメラのような携帯用映像機器に適用し
た場合に、特に大きな効果が得られる。
めの図である。
トローラの構成を説明するための図である。
トローラのカウンタ部の構成を説明するための図であ
る。
順序を説明するための図である。
めの図である。
トローラの構成を説明するための図である。
トローラのカウンタ部の構成を説明するための図であ
る。
順序を説明するための図である。
めの図である。
の図である。
画素位置とその画素に対応するデータを格納しているメ
モリのアドレス空間を説明するための図である。
図である。
う画像処理モジュールにデータを転送する場合に必要と
されるバッファのサイズを説明するための図である。
Aアクノリッジ部 27 セレクタ部 31 加算器 32a 第1のセレクタ 32b 第2のセレクタ 33 ラッチ回路 34a〜34c コンパレータ 35a〜35c ANDゲート 101 CPU 102 DMAコントローラ 103 画像処理モジュール 104 メモリコントローラ 105 外部メモリ
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくともメモリと、該メモリにアクセ
スするためのアドレスを生成するダイレクトメモリアク
セスコントローラと、該ダイレクトメモリアクセスコン
トローラにより生成されたアドレスに従って該メモリと
の間でデータ転送を行う1つもしくは複数の画像処理モ
ジュールがデータバスに接続され、 該画像処理モジュールは、画面を分割して生成した関連
性の高い水平Mライン×垂直Nラインの画素に対応する
データで構成されたブロック単位でデータが入力され、
該ブロック単位で画像処理を行い、1つのブロックでの
処理が終了すると水平ラインを移動させて新たなブロッ
クで処理を続け、1水平ラインでの処理が終了すると垂
直ラインを移動させて新たな水平ラインでの処理を続
け、処理終了後はブロック単位でデータを出力し、 さらに、該画像処理モジュールは、少なくとも入力バッ
ファと、出力バッファと、入力バッファ内に格納された
ブロック単位のデータが残り少なくなるとデータの入力
を要求するダイレクトメモリアクセス要求を該ダイレク
トメモリアクセスコントローラに出力し、出力バッファ
内にブロック単位のデータが一定量格納されるとデータ
の出力を要求するダイレクトメモリアクセス要求を該ダ
イレクトメモリアクセスコントローラに出力するダイレ
クトメモリアクセス要求出力手段とを有する画像処理装
置において、 該ダイレクトメモリアクセスコントローラは、少なくと
も該ブロックの水平サイズ値、該ブロックの垂直サイズ
値、画面上の水平方向のブロック数値、画面上の垂直方
向1ラインに相当するメモリ空間でのアドレス増加値、
データ転送開始アドレス値およびデータ転送終了アドレ
ス値を各々格納するレジスタと、該メモリからの入出力
データの該ブロック内での水平座標、該ブロック内での
垂直座標、水平方向のブロック番号、および垂直方向の
ブロック番号を各々識別するためのカウンタと、 該レジスタに格納された値と該カウンタでカウントされ
た値とに基づいてアドレスを計算するアドレス計算手段
とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項2】 少なくともメモリと、該メモリにアクセ
スするためのアドレスを生成するダイレクトメモリアク
セスコントローラと、該ダイレクトメモリアクセスコン
トローラにより生成されたアドレスに従って該メモリと
の間でデータ転送を行う1つもしくは複数の画像処理モ
ジュールがデータバスに接続され、 該画像処理モジュールは、画面を分割して生成した関連
性の高い水平Mライン×垂直Nラインの画素に対応する
データで構成されたブロック単位でデータが入力され、
該ブロック単位で画像処理を行い、1つのブロックでの
処理が終了すると水平ラインを移動させて新たなブロッ
クで処理を続け、1水平ラインでの処理が終了すると垂
直ラインを移動させて新たな水平ラインでの処理を続
け、処理終了後はブロック単位でデータを出力し、 さらに、該画像処理モジュールは、少なくとも入力バッ
ファと、出力バッファと、入力バッファ内に格納された
ブロック単位のデータが残り少なくなるとデータの入力
を要求するダイレクトメモリアクセス要求を該ダイレク
トメモリアクセスコントローラに出力し、出力バッファ
内にブロック単位のデータが一定量格納されるとデータ
の出力を要求するダイレクトメモリアクセス要求を該ダ
イレクトメモリアクセスコントローラに出力するダイレ
クトメモリアクセス要求出力手段とを有する画像処理装
置において、 該ダイレクトメモリアクセスコントローラは、少なくと
も該ブロックの水平サイズ値、該ブロックの垂直サイズ
値、画面上の水平方向のブロック数値、画面上の垂直方
向1ラインに相当するメモリ空間でのアドレス増加値、
データ転送開始アドレス値、データ転送終了アドレス値
および1ブロック行の処理終了後に移動させる垂直ライ
ン数値を各々格納するレジスタと、 該メモリからの入出力データの該ブロック内での水平座
標、該ブロック内での垂直座標、水平方向のブロック番
号、および処理中のブロックの第1行の垂直座標を各々
識別するためのカウンタと、 該レジスタに格納された値と該カウンタでカウントされ
た値とに基づいてアドレスを計算するアドレス計算手段
とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項3】 前記画像処理モジュールに入出力される
ブロックの水平サイズ値および該ブロックの垂直サイズ
値を、該画像処理モジュールから前記レジスタに設定す
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画
像処理装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の画像処理装置を用いて、 1回のダイレクトメモリアクセス要求によりブロック単
位でブロック内のデータを転送し、該ブロック内のデー
タ転送を終了すると次にブロック内のデータを転送する
ことを繰り返して、所望の画像領域のデータ転送を行う
ことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項5】 固体撮像素子を用いた撮像部と請求項1
乃至請求項3のいずれかに記載の画像処理装置とを備
え、該固体撮像素子で取り込んだ画像データに対して該
画像処理装置により画像処理を行うことを特徴とする携
帯用映像機器。
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