JP2017038198A - 情報処理装置およびデータ転送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 情報処理装置およびデータ転送方法を提供すること。
【解決手段】 本発明の情報処理装置100は、複数画素並列転送データを受領するバスI/F103と、複数ライン並列転送データを受領するバスI/F104と、複数画素並列転送データおよび複数ライン並列転送データの入力を選択するセレクタ107と、複数ライン並列転送データを、複数画素並列転送データに変換する転送切替部108とを備えている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、情報処理装置およびデータ転送方法に関する。
画像形成装置を含む情報処理装置においては、CMOSセンサなどの撮像素子から演算処理装置(以下、DSP(Digital Signal Processor)として参照する。)に対して、ライン同期でデータを転送する方式が多く用いられている。画像処理装置は、画像データのエンコードなどの画像処理を、CPUにおけるソフトウェアにて行うことが多いが、近年では、DSPへの転送以前にハードウェアにてエンコード処理を行う技術が提案され、すでに利用されている。
従来のライン単位で送られる画像データをハードウェアにて画像処理を行うシステムは、ライン周期単位で出力されたデータは、ライン周期単位で演算処理装置に出力される。そして、DSPにおいては、ライン周期単位で画像処理を行うという方式が使用されている。しかし、画像データの出力態様によっては、2ラインを同時に転送するハードウェアも存在する。この場合、複数ラインを同時に画像処理することでより複雑な画像処理を行うことも可能となる。しかしながら、既存のDSPは、ライン周期単位で処理することを前提として実装されているため、複数ライン並列出力される画像データの処理のため、そのまま適用できないという問題があった。
特開2008−236573号公報(特許文献1)には、DSPのパフォーマンス低下を起こさずに画像処理を行う目的で、撮像素子からハードウェアにて画像処理を行うデバイスにデータを入力し、DSPに画像データを転送するシステムについての構成が開示されている。
しかしながら特許文献1に記載されたシステムも複数ラインが同時入力される画像データを、ライン周期単位でDSPに転送しなければならないという問題は解消できていなかった。
本発明は、情報処理装置におけるデータ転送効率を改善することを目的とする。
本発明によれば、
複数画素並列転送データを受領する第1画像入力手段と、
複数ライン並列転送データを受領する第2画像入力手段と、
複数画素並列転送データおよび複数ライン並列転送データの入力を選択する選択手段と、
複数ライン並列転送データを、複数画素並列転送データに変換する切替手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置が提供できる。
本発明によれば、データ転送シーケンスの異なるデータであっても適正な情報処理を可能とする、情報処理装置およびデータ転送方法が提供できる。
本実施形態の情報処理装置100のハードウェアブロック図。 本実施形態で撮像素子101、102が生成する画像データ200のデータ構造を示す図。 撮像素子101、102から転送される画像データのデータ配列を図式的に示す図。 本実施形態の転送切替部108のハードウェアブロック図。 本実施形態において、撮像素子102から2ライン並列出力される画像データを転送する際のタイミングチャートを示す図。 図5で説明したタイミングで動作する画素位置変換部401およびラインバッファ制御部402およびラインバッファ404によるデータ転送形式変換の実施形態を、データ構造を以て説明した図。 転送形式を変更することなく、第1転送形式のまま出力する実施形態を説明する図。 第2の実施形態の情報処理装置600のハードウェアブロック図。
以下、本発明を例示的な実施形態を以て説明するが、本発明は実施形態に限定されるものではない。図1は、本実施形態の情報処理装置100のハードウェアブロック図である。図1に示す情報処理装置100は、処理エンジン111と、DSP110とを含んでおり、撮像素子101、102からの画像データを受領して処理し、DSP110から適切な画像フォーマットで出力を行う。
図1の撮像素子は、情報処理装置100に内蔵されていても良いし、USB(universal Serial Bus)などの適切なバスを介して、外付けされた形態でも良い。撮像素子101、102は、DSP110から送付されるフレーム同期信号およびライン同期信号117により、単ラインまたは複数ライン単位で画像データを転送する。画像データの転送においては、LVDS(Low voltage differential signaling)といった差動シリアルバスインターフェースを介して画像データを処理エンジン111に転送することが好ましい。
本実施形態で、バスI/F103、104として作動シリアルバス方式を使用することで、画像素子から画像形成装置へのデータ転送においてノイズ耐性を高めることが可能となる。さらに、画像処理部において画像領域を検知することが可能となり、効率よく画像処理を行うことが可能となる。本実施形態において画像素子を2つ使用する実施形態では、例えば、2つの撮像素子101、102のうち、撮像素子101を撮影画像用として用い、撮像素子102をAE(Automatic Exposure=自動露出)用として用いることができる。
さらに他の実施形態では、単一の撮像素子からの画像データが、ライン単位で転送されるか、複数ライン単位で転送されるかに関し、撮像素子から得た制御情報を使用して、後述する転送切替部を制御し、画像データ転送方法によらずに、共通する情報処理装置100で画像処理を行うこともできる。
本実施形態を説明するための例示として、撮像素子101は、単ライン単位、すなわち単一のライン内の画素を対象に並列の画像転送を行う転送方法を採用するものとする。以下、当該第1転送形態を、画素並列転送として参照する。また、撮像素子102は、複数ライン並列、具体的には2ライン並列の画像転送を行うものとして説明する。以下、当該第2転送形態を、ライン並列転送として参照する。
処理エンジン111は、撮像素子101、102から転送される画像データの画像処理を行った後、DSP110にライン単位、または複数ライン並列の形式で画像データを転送する。DSP110に送られる画像データの転送形式は、ライン単位の形式または複数ライン並列の形式、いずれでもDSP110の性能に適合する限り制限はない。DSP110は、撮像素子101、102が取得した画像データから、適切なフォーマットの画像情報を生成し、出力データとして外部出力を行う。
以下、さらに処理エンジン111の構成を詳細に説明する、処理エンジン111は、バスI/F103、104と、画像処理プロセッサ105、106(以下、単にGPとして参照する。)と、セレクタ107とを含んでいる。第2転送形態で並列転送の対象とされるライン数は、1より大きければ特に限定はなく、並列に転送されるべきラインの数は、2を超えても良い。
撮像素子101、102は、それぞれ差動シリアルバス信号として画像データ112、113をバスI/F103、104に送付する。画像データ112、113は、本実施形態では、少なくとも2つ以上の複数のレーン数を使用する。なお、レーン数とは、1ラインに並んだ画素を分離処理するべき単位を意味し、2以上の自然数で与えられる。
バスI/F103、104は、本実施形態の第1画像入力手段および第2画像入力手段として機能する。撮像素子は、差動シリアルバスインターフェース制御部を含んで構成される。バスI/F103、104は、差動シリアルバスを介して転送される画像情報から、ライン同期信号、フレーム有効信号、およびライン有効信号を含む制御情報116を生成する。さらに、バスI/F103、104は、1画素をシリアルに転送する少なくとも2レーン分の画像データ114、115も生成する。バズI/F103、104がライン情報などの画像領域情報を生成するため、後段の処理部において効率的に画層処理を行うことができる。
生成された画像データ114、115および制御情報116は、GP105、106に送付される。GP105、106は、受領した画像データに対してγ補正、スキュー補正、エッジ強調処理などの画像処理を行う。
画像データ114、115は、2レーン分の画像データを1画素ずつシリアルに転送するデータ・バスを使用して転送される。図1では、一例として2レーン分として説明するが、レーンの数は、2に限定されず、1または3以上であってもよい。
セレクタ107は、本実施形態における選択手段として機能する。セレクタ107は、撮像素子101、102からの入力を選択する選択手段である。セレクタ107で選択された画像データは、転送切替部108に送付される。転送切替部108は、本実施形態の切替手段として機能する。転送切替部108は、セレクタ107から送付される画像データが、第1転送形態であるか、第2転送形態であるかに応じて、要DSP110の処理形式に適合する画像データを出力する。転送切替部108は、上述した機能を提供するため、バスI/F103、104から送付される同期制御信号を使用して、画像データ書込み・読出しシーケンス制御を行う。
バスI/F109は、転送切替部108から出力される画像データを、LVDSといった方式でDSP110に転送する差動シリアルバスインターフェース制御部を含んでいる。転送切替部108は、ライン同期信号、転送切替部108が生成した擬似ライン同期信号、フレーム有効信号、ライン有効信号をバスI/F109に送出する。各同期信号、フレーム有効信号、ライン有効信号は、画像領域情報を提供し、DSP110における処理を効率化させることができる。バスI/F109として差動シリアルバスを使用することで、DSP110へのデータ転送においてノイズ耐性を高めることが可能となる。
なお、これらの各機能部は、コントローラ120により制御され、各処理を実行すると共に、転送切替のための処理を実行する。
図2は、本実施形態で撮像素子101、102が生成する画像データ200のデータ構造を示す。撮像素子101、102は、X−Yのマトリクス状に画素回路が配置され、フレーム同期信号により、1ライン目の転送位置にカウンタがリセットされる。そして、撮像素子101、102は、ライン同期信号が入力される度に、単一ラインの1画素目、または複数ラインの1画素目からシリアルに画素データを転送する。
さらに、図2には、本実施形態においてラインおよびレーンとして参照する画素配列の定義も示す。ラインは、図2中、Y軸に沿った撮像素子の画素配列方向として定義される。また、レーンは、図2中、X軸に沿った画素配列方向として定義される。本実施形態では、レーン数は、2以上、複数あるものとして説明する。
図2を使用して本実施形態の第1転送形態を説明すると、第1転送形態は、レーン数分で、同一ライン上の画素を並列に転送する態様である。また、本実施形態において、第2転送形態は、レーン数に等しい複数ラインの画像データを並列に転送する態様である。また、第1転送形態は、複数画素並列転送形態であり、第2転送形態は、複数ライン並列転送としても参照することができる。
図3には、撮像素子101、102から転送される画像データの時系列的なデータ配列を図式的に示す。図3(a)は、撮像素子101が採用する第1転送形式である複数画素並列転送によるデータ配列を示す。DSP110から、フレーム同期信号、ライン同期信号117が入力されると、ライン同期信号に同期して、同一ライン上のレーン1、レーン2から、対応するレーン上の画素位置のデータが並列にシリアル転送される。この結果、転送データは、データ配列310とされる。なお、図3(a)では、レーンは、画素の偶奇として定められているものとしている。
図3(b)は、撮像素子102の画像データ転送は、第2転送形式である複数ライン並列転送である。具体的には、DSP110からのフレーム同期信号およびライン同期信号117が入力されると、ライン同期信号に同期して、連続した複数ラインのレーンから1画素ずつデータを並列にシリアル転送する。この結果、転送データは、データ配列320とされる。
図4は、本実施形態の転送切替部108のハードウェアブロック図である。図4に示した転送切替部108は、画素位置変換部401と、レジスタ制御部405と、ライン同期信号制御部403と、ラインバッファ404とを含んでいる。画素位置変換部401は、レジスタ制御部405からの制御信号により、セレクタ107から転送されてくる画像データを、ライン同期信号、フレーム有効信号に従い、ラインバッファ404に格納する。ラインバッファ404は、画素位置変換部401からの書込み要求、ラインバッファ制御部402から読出し要求に並列に対応することができことが好ましい。
ライン同期信号制御部403は、セレクタ107を介して転送されるライン同期信号をフレーム有効信号とレジスタ制御部405からの制御信号により、それぞれ同期した疑似ライン同期信号411および疑似フレーム有効信号412を生成する。当該疑似ライン同期信号411は、複数ライン並列転送を行う第2転送形態において、ラインバッファ404からのデータ読出し制御を行うために使用される。
転送切替部108は、さらにラインバッファ制御部402を含んでいる。ラインバッファ制御部402は、ライン同期信号または疑似ライン同期信号、疑似フレーム有効信号に従い、ラインバッファ404からの画像データの読出し制御を行う。
ラインバッファ404は、同一ラインの画素が連続したデータ構造としてラインバッファにデータを格納する。本実施形態において、複数が素並列転送である第1転送形態と、複数ライン並列転送の第2転送形態は、ラインバッファに書込んだ2ライン分の画像データをセットとして、各2セットでトグル的に読出しシーケンスを切替えることにより達成される。
なお、レジスタ制御部405は、画素位置変換部401、ラインバッファ制御部402、ライン同期信号制御部403に対し、セレクタ107の入力を選択するための制御信号対応する転送切替信号と、1ラインあたりの画素転送数をレジスタに反映させた後、各機能部に読出し制御のための通知を発行する。
なお、図4中、符号406は、ライン同期信号、符号407は、フレーム有効信号、符号408は、ライン有効信号である。また符号409、410は、セレクタ107から並列転送される画素データを転送するバスラインである。これらのバスライン409、410は、1画素のビット数分のバス幅を有し、1画素のデータを転送可能なように構成される。符号411は、レジスタ制御部405から通知された転送方法により生成される擬似ライン同期信号である。擬似ライン同期信号を生成することで複数ライン同時転送方式の入力においても複数画素転送方式の出力手段への切替えが可能となる。この結果、DSP110に対していずれの形態でも、DSP110が処理可能なデータ形式での転送ができる。
また、符号412は、疑似ライン同期信号411に同期したフレーム有効信号である。符号413は、疑似ライン同期信号411に同期して出力される、画素データが有効であることを示すライン有効信号である。符号414、415は、疑似ライン同期信号411に同期して複数画素を同時に出力するバスラインであり、1画素のビット数分のバス幅での転送を行う。
図5は、本実施形態において、撮像素子102から2ライン並列出力される画像データを転送する際のタイミングチャートを示す。ライン並列出力を指令する指令が、コントローラ120から送付されると、当該変更情報が、転送方式設定レジスタに設定される。当該設定がなされると、画素位置変換部401、ラインバッファ制御部402、およびライン同期信号制御部403に設定変更が通知される。
以下、図5のタイミングチャートに従いより詳細に説明を行う。図5(あ)に示すように、この段階でセレクタ107から送付される第2転送形式の画像データが、バスライン409、410を介し2ライン周期で、転送切替部108に入力される。この他、制御信号として、ライン同期信号406、フレーム有効信号407、ライン有効信号408も入力される。
画像領域の開始は、ライン同期信号406およびフレーム有効信号407がアサートされることにより指定される。ライン同期信号制御部403は、画像領域が開始すると、図5(a)に示されるライン有効信号408のカウントを開始する。
一方、画素位置変換部401は、レジスタ制御部405からの指令を受領すると、画像データを受領し、当該画像データを、ラインバッファ404のラインメモリにレーン単位で振り分けて格納させ、画像位置を変換する。
一方、ラインバッファ制御部402は、ライン同期信号制御部403からの疑似ライン同期信号411、疑似フレーム有効信号412、およびライン有効信号408に同期したライン有効信号413を受領する。ラインバッファ制御部402は、疑似フレーム有効信号412がアサートされると、ラインバッファ404から画像データの読出しを開始する。
なお、疑似フレーム有効信号412は、レジスタ制御部405からの第2転送形式の指令を受領した後、ライン同期信号406が次にアサートされるタイミングに同期してアサートされる。この期間を、図5(b)で、Vブランク期間として示す。疑似フレーム有効信号412がアサートされた後、Vブランク期間は、画像領域ではない領域である非画像領域の期間であり、本実施形態では、ラインバッファ404に2ライン分の画像データを格納するための期間も提供する。
一方、レジスタ制御部405は、疑似フレーム有効信号412がアサートされると、擬似ライン周期発行カウンタをアサートし、ライン同期信号制御部403に対し、疑似ライン同期信号411を、1/2に分周、すなわち従前の2ライン周期を、1ライン周期に変更させる。これが図5(b)に示されている。このため、図5(b)で示すように、出力される第1出力形態の画像データは、Vブランク期間分、入力される第2出力形態の画像形態よりも遅れて出力される。なお、このタイムラグは、後段のバスI/F109により調整することができる。なお、レーン数を分母とする分周周期を使用することで、効率的に処理を行うことができる。
ラインバッファ制御部402は、疑似ライン同期信号411、疑似フレーム有効信号412、ライン有効信号413を使用して、1ライン周期で、合計4つのラインメモリから画像データを2画素単位で読取り、2ライン分の複数画像並列転送を行う第1転送形態のデータを生成し、画像データ414,415を差動シリアルバスラインへと出力する。
本実施形態において、転送方法を変更する場合、画素データを読取り・読み出しする際に、ラインタイミングを制御するための擬似ライン同期情報を生成する。この疑似ライン同期情報は、複数ライン同時に画像処理を行いながら、撮像素子102より送られてくるライン同期情報から、ライン周期単位の画像データを転送するため使用される。この疑似ライン同期情報は、撮像素子102より送られてくるライン同期情報から生成されるので、同期タイミングの調整のために余分なハードウェア資源を必要とすることなく、複数ライン並列処理と、複数画素並列処理とを効率的に切り替えることが可能となる。
第2転送形態で転送される画像データの画像領域の終了時においては、図5(c)で示すように、疑似フレーム有効信号412がライン有効信号413に同期してネゲートされる。レジスタ制御部405は、擬似ライン周期発行カウンタがネゲートされるとライン同期信号制御部403に対し、疑似ライン同期信号411の1/2への分周を停止させる。これで、疑似ライン同期信号411は、従前の2ライン周期に戻される。このため、不要な高周波数の疑似ライン同期信号の発生が抑制でき、後段処理に与える負担を軽減することができる、
図6は、図5で説明したタイミングで動作する画素位置変換部401およびラインバッファ制御部402およびラインバッファ404によるデータ転送形式変換の実施形態を、データ構造を以て説明した図である。バスライン409、410からは、画像データが、2ライン分ずつ、画素位置変換部401に入力される。
このとき、画素位置変換部401は、1ライン周期の間、2ライン分の画素データを1ライン毎にラインメモリに振り分けて、4画素ずつ格納する。なお、図6中、ラインメモリ内のアラビア数字は、1ライン上の画素位置を示す。Vブランク期間の後、ラインバッファ制御部402は、読出すべきラインメモリをトグル的に切替えながら、1ライン周期分、ラインバッファ404内の画素データを2画素ずつ読出し動作を行う。ラインバッファ制御部402は、読出した画像データ414、415を、差動シリアルバスラインへと出力し、後段のバスI/F109を介してDSP110へと送付している。
図7を使用して転送形式を変更することなく、第1転送形式のまま出力する実施形態を説明する。ライン同期信号制御部403は、擬似ライン周期発行カウンタを設定しない。そして、2ライン周期のままの擬似ライン同期信号により画素位置変換部401およびラインバッファ制御部402を制御する。このとき、画像データは、2ライン周期よりも短い1ライン周期で送付されるため、図5に示すように、同期タイミングを2ライン周期とするだけで、無駄なく処理を行うことができる。
画素位置変換部401は、2画素同時転送方式にてレーン毎に2画素ずつラインバッファ404に書込みを行う。この際、ラインバッファ404の4ライン分のラインバッファは、2ライン分のセットのラインメモリとして機能し、1ラインずつのトグル動作を行うように書込みを行う。
また、ラインバッファ制御部402は、擬似ライン周期発行カウンタが設定されていない場合においてもライン単位で2画素ずつの読込み動作を実行する。読込み動作においても、4ライン分のラインメモリが2ライン分のセットのラインメモリとして機能する。このため転送形式を変えない場合でも、ラインバッファ404への書込み動作を変えるだけで、同一のトグル動作で読込みを行うことで、ハードウェア構成を変えることなく、第1転送形式および第2転送形式に対応することができる。
図8は、第2の実施形態の情報処理装置600のハードウェアブロック図を示す。第2の実施形態では、処理エンジン601は、撮像素子102からの第2出力形式の画像データを転送切替部108において処理し、その出力をセレクタ107に送出する。セレクタ107は、コントローラ120の指令により、出力するべき信号系を選択し、バスI/F109を介してDSP110に出力する。当該実施形態においても、2ライン並列出力方式と、2画素並列出力方式とを切替えて処理することが可能な情報処理装置を提供することができる。
なお、本実施形態では、いわゆるMFPとして参照される多機能複写機、パーソナル・コンピュータ、タブレット型PC、スマートホンその他であって、画像を処理する機能を備えた情報処理可能な装置であれば、特に限定されることなく適用することができる。
これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は、図面に示した実施形態に限定されず、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
1 :レーン
2 :レーン
100 :情報処理装置
101 :撮像素子
102 :撮像素子
103 :バスI/F
104 :バスI/F
105 :画像処理プロセッサ
106 :画像処理プロセッサ
107 :セレクタ
108 :転送切替部
109 :バスI/F
111 :処理エンジン
112 :画像データ
113 :画像データ
114 :画像データ
115 :画像データ
116 :制御情報
117 :ライン同期信号
120 :コントローラ
200 :画像データ
310 :データ配列
320 :データ配列
特開2008−236573号公報

Claims (8)

  1. 複数画素並列転送データを受領する第1画像入力手段と、
    複数ライン並列転送データを受領する第2画像入力手段と、
    複数画素並列転送データおよび複数ライン並列転送データの入力を選択する選択手段と、
    複数ライン並列転送データを、複数画素並列転送データに変換する切替手段と
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
  2. 前記第1画像入力手段および前記第2画像入力手段は、差動シリアルバスを備えたことを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。
  3. 前記第1画像入力手段および前記第2画像入力手段は、画像領域情報からライン同期信号、フレーム有効信号、ライン有効信号を生成する制御手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。
  4. 前記切替手段の出力を受領する差動シリアルバスを備えたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  5. 前記切替手段は、前記第1画像入力手段が使用するライン同期信号から擬似ライン同期信号、疑似フレーム有効信号を生成する制御手段を備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  6. 前記制御手段は、疑似フレーム有効信号に応答して前記疑似ライン同期信号を、分周した疑似ライン周期へと制御する、請求項5に記載の情報処理装置。
  7. 前記制御手段は、前記疑似フレーム有効信号がネゲートされた場合、疑似ライン周期での疑似ライン同期信号の生成を停止することを特徴とする、請求項6に記載の情報処理装置。
  8. 複数画素並列転送データを受領する工程と、
    複数ライン並列転送データを受領する工程と、
    前記複数画素並列転送データおよび前記数ライン並列転送データの入力を選択する工程と、
    複数ライン並列転送データを、複数画素並列転送データに切替えて出力する工程と
    を備えることを特徴とするデータ転送方法。
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