JP2898436B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2898436B2
JP2898436B2 JP3115934A JP11593491A JP2898436B2 JP 2898436 B2 JP2898436 B2 JP 2898436B2 JP 3115934 A JP3115934 A JP 3115934A JP 11593491 A JP11593491 A JP 11593491A JP 2898436 B2 JP2898436 B2 JP 2898436B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像処理分野におけ
る画像処理装置に関し、特にイメージメモリより画像を
逐次読み出し、何段かのデジタル処理を実行した後、再
度イメージメモリへ画像を書き込む画像処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の画像処理装置の概略構成
を示す説明図であり、図において、1は画像を撮像する
ためのテレビカメラ、2はテレビカメラ1により撮像さ
れたアナログ画像信号をデジタル化するためのA/Dコ
ンバータ、3はA/Dコンバータ2よりデジタル化され
た画像データを格納するためのイメージメモリA、4は
イメージメモリA3より読み出された画像データをデジ
タル画像処理し出力するデジタル画像処理手段、5はデ
ジタル画像処理手段4によりデジタル画像処理され出力
された画像データを格納するためのイメージメモリB、
6はイメージメモリB5の画像データをアナログ画像信
号に変換するD/Aコンバータ、7はD/Aコンバータ
6より出力された画像信号を表示するためのモニタ、1
3はイメージメモリA3、イメージメモリB5のリード
/ライトを制御するためのイメージメモリリード・ライ
トコントロール手段、10はテレビカメラ1、モニタ
7、イメージメモリリード・ライトコントロール手段1
3へ供給する同期信号を発生するための同期信号発生手
段、11は同期信号の1つである垂直同期信号、12は
同期信号の1つである水平同期信号である。
【0003】次に動作について説明する。テレビカメラ
1によって撮像されたアナログ映像信号はA/Dコンバ
ータ2によってデジタル化され、イメージメモリA3に
取り込まれる。この際、上記映像信号はインタレース
(interlace)走査方式によってテレビカメラ1により撮
像され、A/D変換処理後、イメージメモリA3に取り
込まれるものである。
【0004】ここで、インタレース走査方式とは、テレ
ビカメラ1の1回目の走査では奇数番目の走査線を走査
して第1の画像情報を作成し、2回目の走査では偶数番
目の走査線を走査して第2の画像情報を作成し、この第
1、第2の画像情報を両方合わせて1画面分の走査を完
了する方式である。
【0005】図2は、上記インタレース走査方式の概念
を示すタイミングチャートであり、水平同期信号が正論
理の間に画面の1ライン分の走査iが実行され、次の水
平同期信号が正論理の間に1ライン飛ばしたラインの走
査i+2が実行され、垂直同期信号が正論理の間に奇数
番目の走査若しくは偶数番目の走査が実行されることを
示し、垂直同期信号が正論理の間の前半部は奇数番目の
走査を、後半部は偶数番目の走査が行われることを示し
ている。
【0006】従って、イメージメモリA3へのテレビカ
メラ1からの画像の取り込みは、水平同期信号12及び
垂直同期信号11に同期して入力される画像データに応
じて取り込まねばならない。このように、テレビカメラ
1から出力された画像信号は、A/Dコンバータ2でデ
ジタル画像データに変換され、約33ms(1フレーム
時間)をかけてイメージメモリA3へと取り込まれる。
【0007】イメージメモリA3へデジタル画像データ
が取り込まれた後、次にノンインタレース走査方式に
て、今度は順次画像データをイメージメモリA3から読
み出し、デジタル画像処理手段4へ入力し、該デジタル
画像処理手段4にて所定のデジタル画像処理を実行した
後、イメージメモリB5へ再度ノンインタレース走査方
式にて書き込んでいく。
【0008】ノンインタレース走査方式は、図8で示す
ように単に走査線を順に走査する方式であり、通常これ
も垂直同期信号11と水平同期信号12に同期させて実
行される。従って、イメージメモリA3から出力された
画像データが画像処理されてイメージメモリB5へ格納
されるのに、画像の画面サイズにかかわらず、最低33
ms(1フレーム時間)要することになる。
【0009】上記の例の改良として、イメージメモリA
3へテレビカメラ1からの入力が終了すると、垂直同期
信号11や水平同期信号12とは無関係に図5に示すよ
うな画像データをイメージメモリA3より立て続けに読
み出し処理する方法が提案されている。
【0010】この方法にあっては、画像の処理サイズが
n画素×m画素とし、1画素を読み出すのにR秒かかる
とすると、画像処理時間は画像処理による遅れを無視す
れば、n×m×R秒となり、同期信号によるウエイト時
間が全く要らなくなるという効果がある。
【0011】しかし、上記の方法では、イメージメモリ
をリフレッシュ不要の高価なスタティックタイプで構成
する必要が生ずる。これは、リフレッシュの間はイメー
ジメモリのリード・ライトは不可能で、図4に示される
ように画像データを立て続けにリード・ライトすること
ができなくなるからである。
【0012】イメージメモリB5からは、必要があれば
インタレース走査方式で処理画像を読み出し、D/Aコ
ンバータ6によりD/A変換した後、その内容をモニタ
7に表示する。また、同期信号発生手段10は、垂直同
期信号1及び水平同期信号1を発生させ、テレビカ
メラ1、モニタ7へ供給すると同時に、イメージメモリ
3、5のリード・ライトをコントロールするためのイメ
ージメモリリード・ライトコントロール手段13へも供
給する。
【0013】その他、本発明に関連する参考技術文献と
して特開昭61−167983号公報に開示されている
ものがある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従来の画像処理装置は
以上のように構成されているので、水平同期信号と垂直
同期信号に同期させてイメージメモリより画像データを
リード・ライトさせなければならなく、画像処理だけで
も画像サイズにかかわらず最低33ms要し、画像処理
に時間がかかりすぎ、迅速な画像処理を阻害するという
問題点があった。
【0015】また、その改良として、画像のリード・ラ
イトを画像サイズ分だけ立て続けに行う方法が提案され
ているが、リフレッシュ不要なスタティックタイプのR
AMを使用しなければならないため、装置自体が高価に
なってしまうという問題点があった。
【0016】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、画像処理の高速化が実現できる
と共に安価な画像処理装置を得ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明に係る画像処理
装置は、入力画像を複数ビット量子化し、揮発性イメー
ジメモリに格納した後、該格納された入力画像を逐次読
み出し画像処理手段でデジタル処理し、再度前記揮発性
イメージメモリ或いは他のイメージメモリへ逐次書き込
む画像処理装置において、水平、垂直同期信号に基づき
読出/書込信号を発生して入力画像を読み出し、前記揮
発性イメージメモリに書き込みを行うためのカメラ入力
モニタ出力用イメージメモリコントロール手段と、水平
同期信号のみに基づき読出/書込信号を発生して前記揮
発性イメージメモリから入力画像を読み出して前記画像
処理手段に出力すると共に、該画像処理手段でデジタル
処理された入力画像を再度前記揮発性イメージメモリ或
いは他のイメージメモリへ逐次書き込むためのデジタル
画像処理用イメージメモリコントロール手段を備えたも
のである。
【0018】また、前記デジタル画像処理用イメージメ
モリコントロール手段は、水平同期信号が正論理のとき
に、前記揮発性イメージメモリに対する読出/書込信号
を任意の時刻にデジタル処理の対象となる水平方向画素
数分発生し、これを繰り返す制御手段を備えたものであ
る。
【0019】
【作用】この発明に係る画像処理装置は、画像データの
イメージメモリへの書込手段と画像データのイメージメ
モリからの読出手段は、垂直同期信号とは独立に水平同
期信号が正論理の間に1ライン分実行することを繰り返
す。
【0020】また、イメージメモリに対する読出/書込
信号を任意の時刻にデジタル処理の対象となる水平方向
画素分発生し、これを繰り返す制御手段は読み出す画像
データ或いは書き込む画像データをできるだけ早い時期
に読み出し及び書き込みを実行し、処理の高速化を図
る。
【0021】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、1は画像データを撮像するテレビ
カメラ、2はA/Dコンバータ、3は入力画像が記憶さ
れるイメージメモリA、4はイメージメモリA3より読
み出された画像データに対しデジタル画像処理を実行す
るデジタル画像処理手段、5はデジタル画像処理手段4
により処理された画像データを格納するためのイメージ
メモリB、6はD/Aコンバータ、7はアナログ画像デ
ータを表示するためのモニタ、8はテレビカメラ1から
画像データを入力しイメージメモリA3へ格納する場合
や、イメージメモリB5から画像データを出力しモニタ
7へ表示する場合にイメージメモリ3、5を制御するカ
メラ入力モニタ出力用イメージメモリコントロール手
段、9はデジタル画像処理手段4へイメージメモリA3
より画像データを読み出しデジタル画像処理後、イメー
ジメモリB5へ画像データを書き込む場合のデジタル画
像処理用イメージメモリコントロール手段、10は垂直
同期信号11及び水平同期信号12を発生する同期信号
発生手段である。
【0022】次に動作について説明する。テレビカメラ
1によって撮像されたアナログ映像信号はA/Dコンバ
ータ2によってデジタル化され、インタレース走査方式
によってイメージメモリA3へ約33ms(1フレーム
時間)かけて取り込まれる。この際、カメラ入力モニタ
出力用イメージメモリコントロール手段8が同期信号発
生手段10によって発生された垂直同期信号及び水平同
期信号を入力して、イメージメモリA3への取り込み制
御を実行する。
【0023】図2は、インタレース走査方式により、テ
レビカメラ1によって撮像された映像信号がイメージメ
モリA3へ取り込まれる場合の画像データを示す走査画
像有効期間と水平同期信号12及び垂直同期信号11と
の関係を示すタイミングチャートである。イメージメモ
リA3への取り込みが終了後、読出トリガ信号が外部マ
スタコントローラ(図示せず)、例えば、CPU等から
デジタ画像処理用イメージメモリコントロール手段9に
与えられると、次の水平同期信号が正論値のときより、
垂直同期信号とは無関係に図3(a)、(b)に示され
る如く、イメージメモリA3に対して読み出すための動
作が開始される。
【0024】但し、第1ラインから第j−1ラインまで
は、実際にはデータが読み出されず、読出画像データの
ある第jラインから第j+m−1ラインまでが画像デー
タを実際に読み出し、読出信号の一部である走査画像有
効期間を示す信号が正論理となることで示される。
【0025】従って、第1ラインから第j−1ラインま
では、ダミーの読出期間で、画像データを読み出す際の
ウエイト時間となる。このウエイト時間をなくし、更に
高速化を図ったのが、本発明による第2の発明(請求項
2)であり、読出信号を任意の時間に発生させ、読出ト
リガ信号が与えられた次の水平同期信号が正論理のとき
より、垂直同期信号とは無関係に読出画像データのみを
即座に読み出す方法である。
【0026】図4(a)、(b)は、この状態を示した
もので、イメージメモリA3内にある本来の読出画像デ
ータに対して.できる限り最初のうちに読み出しを完了
し、不要なウエイト時間(j−1ライン分)をなくして
いる。これらのイメージメモリA3からの読み出しは図
5に示すように連続して実行されるのではなく、水平同
期信号が正論理のときに1ラインづつインターバルを取
りながら読み出す。
【0027】従って、このインターバル(画像データを
読み出さない期間)でイメージメモリのリフレッシュ等
を実行することができる。読み出された画像データは、
デジタル画像処理手段4により追次パイプライン的にデ
ジタル画像処理が実行され、イメージメモリB5へ読み
出しと同時に書き込まれる。
【0028】図6(a)は従来の水平同期信号、垂直同
期信号に依存させたイメージメモリの読出/書込タイミ
ングチャート、(b)は従来の同期信号に依存させない
インターバルのない連続の読出/書込タイミングチャー
ト、(c)はこの発明による水平同期信号にのみ依存さ
せ、且つ、トリガの次の水平同期信号の正論理のときよ
り、読出/書込を開始させた場合のイメージメモリの読
出/書込タイミングチャートを各々示す。
【0029】図6(a)の場合、処理画像サイズにかか
わらず、T1 +V=33ms〜66msの時間が必要に
なる。トリガが垂直同期信号の立ち上がりの直前ならT
1 =0ms、トリガが垂直同期信号の立ち上がりの直後
ならT1 =33msとなる。
【0030】図6(b)の場合、T2 =500ns、n
=512、m=256、c=83nsとすると、T2
n×m×c=500ns+512×256×83ns≒
10.9msとなる。
【0031】図6(c)の場合、T3 =0μs〜63.
5μs、T4 =1μs、n=512、m=256、c=
83ns、H=63.5μsとすると、T3 +(m−
1)×H+n×c+T4 =(0〜63.5)μs+25
5×63.5μs+512×83ns+1μs=16.
2ms〜16.3msとなる。
【0032】上記の結果、図6(c)の場合、従来の図
6(a)の方法に比べて1/2〜1/4ですむことにな
るが、図6(b)の方法と比べると、約1.5倍の時間
がかかる。しかし、図6(b)の方法は高価なスタティ
ックRAMを必要とし、この発明がダイナミックRAM
でも可能なことによりスタティックRAMがダイナミッ
クRAMの3〜4倍の価格差をもつことを考慮すれば、
この発明は単価当たりの処理時間を最も小さくすること
ができるものである。
【0033】なお、図6(c)の場合、実際の画像デー
タのある位置までイメージメモリにダミーの読出期間
(ウエイト時間)を持たせると、イメージメモリ全体が
512×512とし、T3 =128×63.5μs+
(0〜63.5μs)=(128〜129)×63.5
μsとすると、T3 +(m−1)×H+n×c+T4
(128〜129)×63.5μs+255×63.5
μs+512×83ns+1μs≒24.4msとな
り、請求項2記載の第2の発明による任意の読出/書込
開始は、上記例においては約8ms高速化が図れること
になる。
【0034】イメージメモリB5に対し、上記の如く画
像処理された画像データを書き込んだ後、必要があれ
ば、カメラ入力モニタ出力用イメージメモリコントロー
ル手段8によりイメージメモリB5から表示画像データ
を読み出し、D/Aコンバータ6により、アナログ画像
信号に変換してモニタ7へ出力表示を行う。
【0035】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、デジ
タル画像処理をするための画像の読み出しやデジタル画
像処理後の画像の書き込みを垂直同期信号に依存せず
に、水平同期信号が正論理の間に1ライン分、インター
バルを取りながら行うことを繰り返すようにしたので、
画像処理を高速に、且つ、装置を安価に構成できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による画像処理装置の概略
構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の一実施例による画像処理装置のイン
タレース走査方式を示すタイミングチャートである。
【図3】この発明の一実施例による画像処理装置の垂直
同期信号に依存しないイメージメモリのリード・ライト
を示すタイミングチャートである。
【図4】この発明による読出信号を任意の時間に発生さ
せ、読出トリガ信号が与えられた次の水平同期信号が正
論理のときより、垂直同期信号とは無関係に読出画像デ
ータのみを即座に読み出すタイミングを示すタイミング
チャートである。
【図5】従来の画像処理装置の垂直同期信号や水平同期
信号に依存しないイメージメモリの間断ないリード・ラ
イトを示すタイミングチャートである。
【図6】この発明の一実施例と従来技術において読出ト
リガ、垂直同期信号、水平同期信号、走査画像有効期間
の各タイミングを比較したタイミングチャートである。
【図7】従来の画像処理装置の概略構成を示すブロック
図である。
【図8】従来の画像処理装置のノンインタレース走査方
式を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 テレビカメラ 2 A/Dコンバータ 3 イメージメモリA 4 デジタル画像処理手段 5 イメージメモリB 6 D/Aコンバータ 7 モニタ 8 カメラ入力モニタ出力用イメージメモリコントロー
ル手段 9 デジタル画像処理用イメージメモリコントロール手
段 10 同期信号発生手段 11 垂直同期信号 12 水平同期信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G09G 5/00 - 5/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力画像を複数ビット量子化し、揮発性
    イメージメモリに格納した後、該格納された入力画像を
    逐次読み出し画像処理手段でデジタル処理し、再度前記
    揮発性イメージメモリ或いは他のイメージメモリへ逐次
    書き込む画像処理装置において、水平、垂直同期信号に
    基づき読出/書込信号を発生して入力画像を読み出し、
    前記揮発性イメージメモリに書き込みを行うためのカメ
    ラ入力モニタ出力用イメージメモリコントロール手段
    と、水平同期信号のみに基づき読出/書込信号を発生
    て前記揮発性イメージメモリから入力画像を読み出して
    前記画像処理手段に出力すると共に、該画像処理手段で
    デジタル処理された入力画像を再度前記揮発性イメージ
    メモリ或いは他のイメージメモリへ逐次書き込むための
    デジタル画像処理用イメージメモリコントロール手段を
    備えたことを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記デジタル画像処理用イメージメモリ
    コントロール手段は、水平同期信号が正論理のときに、
    前記揮発性イメージメモリに対する読出/書込信号を任
    意の時刻にデジタル処理の対象となる水平方向画素数分
    発生し、これを繰り返す制御手段を備えたことを特徴と
    る請求項1記載の画像処理装置。
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