JP2018107588A - 画像処理装置および半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
すなわち、画像処理装置は、複数の入力画面のハッシュ値を求めたり、複数の入力画面のヒストグラムデータを求めたりして、故障検出を行う。
[参考文献1]R. Rivest,“The MD5 Message-Digest Algorithm”, April 1992,Network Working Group Request for Comments: 1321, [平成28年9月5日検索]、インターネット(URL:https://tools.ietf.org/html/rfc1321)
[参考文献2]D. Eastlake, 3rd et.al., “US Secure Hash Algorithm 1 (SHA1)”, September 2001,Network Working Group Request for Comments: 3174 Category: Informational, [平成28年9月5日検索]、インターネット(URL:https://tools.ietf.org/html/rfc3174)
図6はCPU上のプログラムで行う故障判定のフローチャートである。故障検出回路であるCPU35は、符号化完了した前画面のハッシュ値と符号化中の現画面のハッシュ値を比較して、同一である場合に固着故障検出と判定して、故障検出時処理を行う。なお、故障検出時処理については、例えば当該画面を送信せず次画面の処理に復帰したりアラームで知らせたりする処理等が考えられる。以下、各ステップについて説明する。
前画面ハッシュ保存変数:PrevHashVar=0
現画面ハッシュ保存変数:CurrHashVar=0
ステップS2:CPU35は制御回路331に指示することにより、ビデオ符号化回路33にビデオ符号化を開始させる(StartVideoEncode(画面Gn))。
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施例における説明が適宜援用され得るものとする。変形例が上述の実施例の一部の構成の変形である場合は、上述の実施例の他の構成と変形例が組み合わせられることはいうまでもない。また、上述の実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
図11、図12、図13の実施例では、1画面の輝度Y、色差Cb、色差Crを全てシーケンシャルに処理する例を示した。ハッシュ演算の特徴として演算を直列で行う必要があり並列化はできないため、1画面の全データを直列に処理するためには実行時間がかかることになる。既存の符号化処理の実行時間に隠蔽できない場合、問題となる可能性がある。また1画素あたり8ビットのデータで説明をしていたが、例えば1画素あたり10ビットや12ビットの信号で使用されることも想定される。この場合、10ビットを16ビット(2バイト)に拡張して処理することが多く、よりハッシュ演算で直列処理するデータ量が多くなり、実行時間の問題がより顕著に現れることになる。
実施例および変形例1では、画像の厳密な一致を確認し1ビットでも異なる場合は故障と判定している。しかし、場合によっては厳格すぎて故障を見逃す危険性がある。すなわち、画面は故障によって停止しているにもかかわらず、何らかのノイズによって画素の下位数ビットが変化して「故障ではない」と判断されるような場面が想定される。これを対策するために、ハッシュ演算前に画素データの下位ビットを丸める処理を施す。
ここまでの実施例、変形例1、2では、連続した2画面の全データまたは部分データが一致した場合に故障としてきた。アプリケーションによっては2画面で直ちに故障と判定することが良くない場合も想定される。これにはハッシュ値を3つ以上の複数画面を保存して、3つ以上の複数画面で故障判定を行うことが考えられる。
ハッシュ保存変数:for(i=0; i<K; i++ ) HashVar[i]=0
ステップS2:CPU35は制御回路331に指示することにより、ビデオ符号化回路33にビデオ符号化を開始させる(StartVideoEncode(画面Gn))。
for(i=1; i<K; i++) HashVar[i] = HashVar[i-1]
ステップS5C:CPU35は符号化完了画面Gnのハッシュ値をビデオ符号化回路33から読み出す(HashVar[0]=Read(Hash Gn))。
実施例、変形例1〜3ではハッシュ導出回路33Fをビデオ符号化回路33に設けて、制御プログラムで故障判定を行う例を示した。故障判定をハッシュ導出回路内の回路で実現しても良い。
実施例、変形例1〜4では1画面単位での故障検出を行うが、1画面を分割して、その分割領域ごとにハッシュ値を計算することで領域単位に故障検出を行ってもよい。
なお、画面のデータ処理順(走査順)と分割形状の組み合わせにより入力画面用のデータバッファ339の容量、格納フォーマットが変わること、また追加のバッファが必要になる場合がある。
前述のように、最終結果を保存するハッシュ記憶回路とハッシュ記憶内の更新用の記憶回路とは共有するようにしてもよい。この場合、R0用ハッシュ演算器〜R(n−1)用ハッシュ演算器と領域専用にあるハッシュ演算器は1つで共有することができる。
実施例および変形例1〜6ではハッシュ値を用いて故障判定を行うが、ハッシュ値以外で故障判定を行ってもよい。
ヒストグラム保存変数:for(i=0; i<K; i++ ) HistVar[i]=0
ステップS2:CPU35は制御回路331に指示することにより、ビデオ符号化回路33にビデオ符号化を開始させる(StartVideoEncode(画面Gn))。
for(i=1; i<K; i++) HistVar[i] = HistVar[i-1]
ステップS5F:CPU35は符号化完了画面Gnのヒストグラムデータをビデオ符号化回路33から読み出す(HistVar[0]=Read(Hist Gn))。
TotalHistVar= 0
for(i=0; i<K; i++) TotalHistVar += HistVar[i]
ステップS6F:CPU35は画面番号がK以上かどうかを判断する(n>=K?)。NOの場合はステップS7Fに移り、YESの場合はステップS8に移る。
実施形態の一態様を下記する。
(1)画像処理装置は入力画面の画素値のヒストグラムデータを計算する演算器と前記ヒストグラムデータを記憶する記憶回路とを有するヒストグラム導出回路と、複数画面間で前記ヒストグラムデータを累積することによって、画面が変化しているか、停止しているかを判断して、停止している場合に故障として検出する故障検出回路と、を備える。
(2)上記(1)の画像処理装置において、
前記故障検出回路は、前記記憶回路のヒストグラムデータを読み出して複数画面間で累積することによって、画面が変化しているか、停止しているかを判断して、停止している場合に故障として検出するCPUを備える。
(3)上記(2)の画像処理装置において、さらに、
ビデオ圧縮処理を行うビデオ符号化回路を備え、
前記ヒストグラム導出回路は前記ビデオ符号化回路に含まれ、入力画面のヒストグラムデータをビデオ符号化の処理ブロック順に順次計算する。
(4)上記(3)の画像処理装置において、
前記ヒストグラム導出回路は複数の前記演算器と複数の前記記憶回路とを備え、
前記ヒストグラム導出回路は入力画面の画素をビット列もしくは輝度・色差で分割して、分割したそれぞれの要素ごとに別のヒストグラムデータを前記複数の演算器で並列に計算し、前記ヒストグラムデータのそれぞれを前記複数の記憶回路に保存し、
前記CPUは前記複数の記憶回路のヒストグラムデータを読み出してそれぞれの要素ごとに複数画面間で累積して、故障を検出する。
(5)上記(3)の画像処理装置において、
前記ヒストグラム導出回路は、さらに、領域選択器と、複数の演算器と、複数の前記記憶回路と、を備え、
領域選択信号に基づいて前記領域選択器は複数の領域に分割した入力画面を前記複数の演算器のいずれかに入力し、
前記複数の演算器のそれぞれは、分割したそれぞれの領域ごとに別のヒストグラムデータを計算し、
前記複数の記憶回路は前記ヒストグラムデータのそれぞれを保存し、
前記CPUは前記複数の記憶回路のヒストグラムデータを読み出してそれぞれの領域ごとに複数画面間で累積して、故障を検出する。
(6)上記(3)の画像処理装置において、
前記ヒストグラム導出回路は領域選択器と複数の前記記憶回路とを備え、
前記ヒストグラム導出回路は入力画面を複数の領域に分割して、分割したそれぞれの領域ごとに別のヒストグラムデータを計算し、領域選択信号に基づいて前記領域選択器は前記ヒストグラムデータのそれぞれを前記複数の記憶回路に保存し、
前記CPUは前記複数の記憶回路のヒストグラムデータを読み出してそれぞれの領域ごとに複数画面間で累積して、故障を検出する。
(7)上記(3)の画像処理装置において、さらに、
カメラ装置からの映像信号を処理する映像信号処理回路を備え、
前記入力画面は前記映像信号処理回路で処理された画像である。
(8)上記(3)の画像処理装置において、
前記ビデオ符号化回路は画面予測回路と画面符号化回路と局所画面復号回路とエントロピー復号化回路とを備え、
前記入力画面は前記画面予測回路から出力されて前記画面符号化回路に入力される画面である。
2・・・カメラ装置
3・・・画像処理装置
31・・・映像信号勝利装置
311・・・カメラ信号処理回路
312・・・画像認識回路
313・・・グラフィック処理回路
32・・・表示処理回路
33・・・ビデオ符号化回路
331・・・制御回路
332・・・メモリインタフェース回路
333・・・画像予測回路
334・・・画面符号化回路
335・・・エントロピー符号化回路
336・・・局所画面復号回路
33F・・・ハッシュ導出回路
33F1・・・画素データ取得回路
33F2・・・ハッシュ演算器
33F3・・・ハッシュ記憶回路
34・・・ネットワーク伝送回路
35・・・CPU
36・・・メモリ
37・・・CPUバス
38・・・メモリバス
4・・・第一表示装置
5・・・ネットワーク
6・・・映像・情報処理装置
7・・・第二表示装置
Claims (20)
- 入力されたビデオの画面のハッシュ値を計算する演算器と前記ハッシュ値を記憶する記憶回路とを有するハッシュ導出回路と、
前記入力されたビデオの複数画面間で前記ハッシュ値を比較することによって、画面が変化しているか、変化していないかを判断して、変化していない場合に故障として検出する故障検出回路と、
を備える
画像処理装置。 - 請求項1において、
前記故障検出回路は、前記記憶回路のハッシュ値を読み出して複数画面間で比較することによって、画面が変化しているか、変化していないかを判断して、変化していない場合に故障として検出するCPUを備える
画像処理装置。 - 請求項2において、さらに、
ビデオ圧縮処理を行うビデオ符号化回路を備え、
前記ハッシュ導出回路は前記ビデオ符号化回路に含まれ、入力画面のハッシュ値をビデオ符号化の処理ブロック順に順次計算する
画像処理装置。 - 請求項3において、
前記ハッシュ導出回路は、さらに、
複数の前記演算器と、
複数の前記記憶回路と、
を備え、
前記ハッシュ導出回路は入力画面の画素をビット列もしくは輝度・色差で分割して、分割したそれぞれの要素ごとに別のハッシュ値を前記複数の演算器で並列に計算し、前記ハッシュ値のそれぞれを前記複数の記憶回路に保存し、
前記CPUは前記複数の記憶回路のハッシュ値を読み出し、前記読み出したハッシュ値を用いて複数画面間で比較を行い、故障を検出する
画像処理装置。 - 請求項3において、
前記ハッシュ導出回路は、さらに、
領域選択器と、
複数の演算器と、
複数の前記記憶回路と、
領域選択信号に基づいて前記領域選択器は複数の領域に分割した入力画面を前記複数の演算器のいずれかに入力し、
前記複数の演算器のそれぞれは、分割したそれぞれの領域ごとに別のハッシュ値を計算し、
前記複数の記憶回路は前記ハッシュ値のそれぞれを保存し、
前記CPUは前記複数の記憶回路のハッシュ値を読み出し、前記読み出したハッシュ値を用いて複数画面間で比較を行い、故障を検出する
画像処理装置。 - 請求項3において、
前記ハッシュ導出回路は、さらに、
領域選択器と、
複数の前記記憶回路と、
前記ハッシュ導出回路は入力画面を複数の領域に分割して、分割したそれぞれの領域ごとに別のハッシュ値を前記演算器で計算し、領域選択信号に基づいて前記領域選択器は前記ハッシュ値のそれぞれを前記複数の記憶回路に保存し、
前記CPUは前記複数の記憶回路のハッシュ値を読み出し、前記読み出したハッシュ値を用いて複数画面間で比較を行い、故障を検出する
画像処理装置。 - 請求項1において、
前記入力画面の画素データが1バイトよりも長く2バイトよりも短い場合、2バイトよりも短い部分のデータを元のデータの下位側のデータを結合して前記画素データを2バイトに拡張する
画像処理装置。 - 請求項1において、
前記ハッシュ導出回路は前記演算器でハッシュ値を計算する前に入力画面の画素データの下位ビットをマスクする
画像処理装置。 - 請求項2において、
前記CPUは連続する画面のハッシュ値が複数連続で一致した場合に故障として検出する
画像処理装置。 - 請求項2において、
前記CPUは連続する画面のハッシュ値が複数連続で一致した回数が所定数以上ある場合に故障として検出する
画像処理装置。 - 請求項2において、
前記CPUは過去の所定数の画面のハッシュ値を保存し、現在の画面のハッシュ値が前記過去の所定数の画面のハッシュ値のいずれかと一致した場合に故障として検出する
画像処理装置。 - 請求項3において、さらに、
カメラ装置からの映像信号を処理する映像信号処理回路を備え、
前記入力画面は前記映像信号処理回路で処理された画像である
画像処理装置。 - 請求項3において、
前記ビデオ符号化回路は、さらに、
画面予測回路と、
画面符号化回路と、
局所画面復号回路と、
エントロピー復号化回路と、
を備え、
前記入力画面は前記画面予測回路から出力されて前記画面符号化回路に入力される画面である
画像処理装置。 - 請求項1において、
前記記憶回路は、
現画面のハッシュ値を記憶する第一記憶回路と、
前画面のハッシュ値を記憶する第二記憶回路と、
を備え、
前記ハッシュ導出回路は、さらに、
前記第一記憶回路に記憶されているハッシュ値と前記第二記憶回路に記憶されているハッシュ値とを比較する比較器を備え、
前記故障検出回路は前記比較器であり、前記比較器が一致を検出した場合に故障として検出する
画像処理装置。 - 入力画面と予測画面とに基づいてデータ量圧縮した係数列を導出する画面符号化回路と、前記入力画面のハッシュ値を計算するハッシュ導出回路と、を有するビデオ符号化回路と、
前記ビデオ符号化回路を制御するCPUと、
を備え、
前記ハッシュ導出回路は、
第一画素のハッシュ値を計算する第一演算器と、
第二画素のハッシュ値を計算する第二演算器と、
第三画素のハッシュ値を計算する第三演算器と、
前記第一演算器で計算されたハッシュ値を格納する第一記憶回路と、
前記第二演算器で計算されたハッシュ値を格納する第二記憶回路と、
前記第三演算器で計算されたハッシュ値を格納する第三記憶回路と、
を備え、
前記ハッシュ導出回路は入力画面の画素を第一輝度、第二輝度および色差で分割して、分割したそれぞれの要素ごとに前記第一演算器、第二演算器および第三演算器で並列に三つのハッシュ値を計算し、前記三つのハッシュ値のそれぞれを前記第一記憶回路、第二記憶回路および第三記憶回路に保存し、
前記CPUは前記第一記憶回路、第二記憶回路および第三記憶回路の三つのハッシュ値を読み出し、前記読み出したハッシュ値を用いて複数画面間で比較を行い、故障を検出する
半導体装置。 - 請求項15において、
前記ビデオ符号化回路は、さらに、
入力画面と参照画面から画面内予測または画面間予測を行う画面予測回路と、
前記画面符号化回路の逆変換を行い、画面の復号を行う局所画面復号回路と、
画面符号化回路から出力される係数列から符号化ビット列を生成するエントロピー復号化回路と、
を備える
半導体装置。 - 請求項15において、
前記入力画面が複数のマクロブロックに分割され、前記ビデオ符号化回路はマクロブロックごとに符号化およびハッシュの導出を行う
半導体装置。 - 請求項15において、
前記入力画面の画素データは、データが10ビット長の場合前記データの下位側6ビットのデータを上位側に結合し、データが12ビット長の場合前記データの下位側4ビットのデータを上位側に結合することで、16ビット長に拡張して構成される半導体装置。 - 請求項15において、さらに、
カメラ装置からの映像信号を処理する映像信号処理回路と、
ネットワーク伝送回路と、
前記CPUが前記ビデオ符号化回路を制御するプログラムを格納するメモリと、
を備え、
前記映像信号処理回路から出力されるデータは前記メモリを介して前記ビデオ符号化回路に入力され、
前記ビデオ符号化回路から出力されるデータは前記メモリを介して前記ネットワーク伝送回路に入力される
半導体装置。 - 演算回路と記憶回路とを有する装置であって、
前記演算回路は入力されたビデオの画面のハッシュ値を計算し、
前記ハッシュ値を前記記憶回路に記憶し、
前記入力されたビデオの複数画面間で前記ハッシュ値を比較することによって、画面が変化しているか、変化していないかを判断して、変化していない場合に故障として検出する
画像処理装置。
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