JP2941809B2

JP2941809B2 - 画像処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP2941809B2
Application number: JP5965788A
Authority: JP
Inventors: 宏明佐藤; 正敏奥富; 裕之山本; 秀行田村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH01233574A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像メモリに格納された画像データをプロ
グラム中でアクセスする際の画像処理方法及びその装置
に関する。

〔従来の技術〕

画像処理システムは、従来より汎用ミニコンピユータ
などの計算機と（画像メモリ，画像処理プロセツサなど
を構成要素とする）画像専用のハードウエアから構成さ
れ、画像専用ハードウエアの機能による高速処理が実現
されていた。一方、近年、エンジニアリングワークステ
ーシヨン（EWS）には、外部バス上の領域を直接仮想記
憶領域に割り付ける機能が付加され、これに対応して、
EWSの外部バス上のアドレスにより画像メモリが直接ア
クセス可能な形式の画像処理ハードウエアも市販されて
きた。従って、画像処理システムには、高速性と共にソ
フトウエアによる柔軟性が望まれていたが、これにより
この種のシステムの問題点であった主記憶と画像メモリ
間のデータ転送が不必要もしくは非常に高速となり、高
速性と柔軟性を両立させたアプリケーシヨンの作成が可
能となった。このようなシステムの実例としては、たと
えば、EWSとしてSunマイクロ社のSun3/260C、画像処理
ハードウエアとしてnexus社製NEXUS6810およびVME拡張
ボードを組み合わせる事により実現できる。

第１図はこのようなシステムの構成を示したもので、
大きくはホストとなるEWS101と画像処理ハードウエア10
2から構成される。EWS101内には、CPU103があり、画像
処理ハードウエア102内には、画像メモリ104及び画像処
理プロセツサ105がある。前記した機器をこのようなシ
ステム構成とする事により、画像メモリ104上の画像デ
ータは画像処理プロセツサ105,CPU103のどちらでも処理
することが可能となる。

このような画像処理システムにおいて、画像処理プロ
セツサを用いた処理とEWS側のCPUによるソフトウエア処
理を混在させたプログラムを作成した場合、そのプログ
ラムは次のような構造となる。

画像処理の例として、与えられた原画像をｉ）エツジ
強調し、ｉ）ノイズ除去処理（平滑化）した後、iii）
デイザ処理を行うものを考える。ｉ）,ii）の処理は画
像処理プロセツサで、iii）の処理はCPUで行うものとす
る。このプログラムは、たとえば画像メモリの第１フレ
ームに原画像を入力し、第１フレームの画像に対しｉ）
の処理を行った結果を第２フレームに格納し、第２フレ
ームの画像に対しii）の処理を行った結果を第３フレー
ムに格納し、第３フレームと第４フレームを仮想記憶領
域に対応付けしてCPUから直接処理できるようにしてか
らこの領域の仮想記憶アドレスを利用してiii）の処理
を実行することで処理結果を第４フレームに格納する。
ここで、第1,2,3,4フレームといった物理的なデータ格
納領域の指定がプログラム中に必要な理由は、＊画像メモリのような外部メモリに対してはEWSのオペ
レーテイングシステム（OS）のメモリ管理機構が適用さ
れないためである。したがって、この種のプログラムで
は、画像メモリのどのフレームにどの画像データを格納
するか、どこに処理結果を格納するか、などはプログラ
マが管理しなければならなかった。一つのプログラム内
だけを考えれば、このような割り当てはプログラム作成
時の決定可能であり、この結果、前記のような利用する
フレームを固定化したプログラムが作成されている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、このようなプログラムにおいては、 A. 他のプログラム（プロセス）の処理結果など画像デ
ータ領域を入力として利用したり、これらを消去しない
ように領域を設定するなどのことが困難となる。

B. 画像メモリの追加など、ハードウエアの構成を変更
する度に、多くのプログラムの修正が必要となる。

といった欠点があった。

実際、前記のようなプログラムでは、以前に別の画像
が第１フレームに入力されており、これを失いたくな
い、などという状況ではプログラム自体を書き直さねば
ならない。また、処理が複雑になって来るとどのフレー
ムにどの画像データが格納されているか、などの対応付
けもプログラマにかなりの負担を生じるという問題点も
あった。

〔目的〕

以上の点に鑑み、本発明の目的は、画像データを記憶
する画像メモリと、前記画像メモリを管理する管理手段
と、前記画像メモリ内の画像データを処理する画像処理
手段と、前記画像処理手段とアドレス体系の異なる処理
手段とを有する画像処理装置の画像処理方法であって、
前記処理手段が画像メモリに関する情報を必要とした場
合、前記管理手段により管理されている画像メモリに関
する情報を前記処理手段が処理可能なアドレス体系を情
報に変換することを特徴とする画像処理方法を提供する
ことにある。

また、本発明の目的は、画像データを記憶する画像メ
モリと、前記画像メモリを管理する管理手段と、前記画
像メモリ内の画像データを処理する画像処理手段と、前
記画像処理手段とアドレス体系の異なる処理手段と、前
記処理手段が画像メモリに関する情報を必要とした場
合、前記管理手段により管理されている画像メモリに関
する情報を前記処理手段が処理可能なアドレス体系の情
報に変換する変換手段とを有することを特徴とする画像
処理装置を提供することにある。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例のブロツク図で、201は実
際の画像処理を行うプログラムを実行するプロセスであ
り、202は画像メモリの管理を行うプロセスである。ま
ず、全体の動作の概略を説明する。

実行プロセス201は画像メモリの領域が必要となった
時や不必要となった時などに領域の占有・解放などの要
求をプロセス間通信を用いて管理プロセス202に伝え
る。管理プロセス202は、受け取った要求の種類に従
い、占有ならば、内部の管理テーブル501（後出）を用
いて、画像メモリ中の適切な空領域を探索し、この領域
を指定する情報を実行プロセスに返す。また、解放の場
合には、この領域が再使用可能となるように内部の管理
テーブルを更新する。

ここで用いられる情報の形態としては、画像処理プロ
セツサに対し画像データを指定するために利用でき、か
つCPUからアクセスする際に仮想記憶アドレスに変換で
きる情報形態であればよく、この実施例では画像処理プ
ロセツサが処理を実行する時の画像メモリの領域の単位
となるフレームの番号（以下、フレーム番号）を用い
る。

実行プロセス201は、管理プロセス202から得られた領
域の情報（フレーム番号）に基づき、画像処理プロセツ
サもしくはCPUにより処理を実施する。

第３図は実際に画像処理が実行される過程での実行プ
ロセス201と管理プロセス202の間の通信と各々の動作の
概略を示したものである。ここで、管理プロセス202は
システム起動時に一度だけ起動され、システム終了時に
停止させられるため、図示されていない過去に起動され
たものとする。実行プロセス201は、たとえばOSのコマ
ンドインタープリンタにコマンドを入力する事により起
動される。

プログラムの進行に伴い、画像メモリ中の領域が必要
になると、実行プロセス201は、画像データ領域の占有
要求を発する（301）。管理プロセス202はこれを受け
て、管理テーブル501を参照し必要な画像処理を満足す
る画像メモリ中の空領域を探索する。続いて、発見した
空領域が再利用されないように管理テーブルを更新し、
そのフレーム番号を実行プロセス201に送り返す（30
2）。

実行プロセス201は、画像処理プロセツサを利用する
場合、画像処理プロセツサに処理コマンドと処理対象で
あるフレーム番号、処理のパラメータなどを受け渡して
実際の処理を起動し、PU側で受け取るべき処理結果があ
る場合にはこれを受け取る（303）。この受け渡し操作
は、実際には汎用バスを経由して画像処理プロセツサの
内部メモリ，レジスタをCPUが読み書きする事による。

CPUが画像データを直接アクセスして処理を行う場合
には、前以て設定された画像メモリ104の先頭アドレス
（実アドレス）であるベースアドレス、画像メモリのフ
レーム大きさ、とフレーム番号から使用する領域の先頭
アドレス（実アドレス）を計算し、使用するサイズ分の
仮想記憶領域を占有した後、画像メモリ上の使用する領
域の先頭アドレス（実アドレス）とそのサイズをもちい
てこの領域を仮想記憶領域へ割り付け、この仮想記憶領
域のアドレス（仮想記憶アドレス）を用いてCPUから参
照・書き込みなどを行う。

実行プロセス201は、画像データが不要となった時点
で、対応する仮想記憶領域を解放し、管理プロセス202
へこの画像データに対応するフレーム番号の領域の解放
を要求する（304）。管理プロセス202は管理テーブル50
1を更新し、このフレーム番号の領域を未使用状態とす
る（305）。

EWSを前出のSun3/260C、OSをSunOSとした場合、プロ
セス間通信の機能はsocketなどのシステムコールにより
実現され、仮想記憶領域への割り当てはvalloc（仮想記
憶領域の占有の機能）・mmap（実アドレスの仮想記憶領
域への割り当ての機能）・free（仮想記憶領域の解放）
などのシステムコールにより実現される。

第４図は管理プロセス202の内部動作の流れを示すフ
ローチヤートである。第５図は管理プロセス202が使用
する管理テーブルの構成を示したもので、各行が画像メ
モリ中の１つのフレームの情報に対応し、未使用ならば
０、使用中ならば各画像データに対する情報としてその
画像領域を作成したユーザの指定子（以下uidとする）
が格納されている。

以下、第４図及び第５図に従い、管理プロセスの動作
を説明する。

管理プロセス201は、まず、プロセス間通信により送
られてきた要求メツセージを読みだし（401）、つい
で、メツセージの先頭に記されている要求の種類により
要求処理部選択し、これに制御を移す。各要求処理部の
実行が終了すると要求メツセージの読みだし（401）に
戻り、この過程を終了要求が送られて来るまで繰り返
す。

各要求処理部の動作としては、要求の種類が＜占有＞
であれば、続くメツセージの残りのデータをそれぞれ使
用するフレームの枚数、メツセージを送ったユーザのui
dとして受け取る（402）。次いで、管理プロセス202は
管理テーブルの各行の値を先頭から順に読みだし格納さ
れている値が０である行の番号（つまり、未使用のフレ
ームの番号）を見つけだす。この行の値をユーザのuid
に更新し、このフレーム番号を戻り値用の配列に登録す
る。この動作を繰り返すことにより要求枚数分だけのフ
レームが得られた場合には、戻り値用配列の内容をuid
で示されたユーザへ送り、終了する。もし値が０の行が
なければ（つまり、空き領域がなければ）。エラーコー
ド（−１）を戻り値用配列に格納し、これを実行プロセ
ス101に送り返して終了する。ここで利用する戻り値用
の配列は画像メモリのフレーム数だけの大きさで、その
内容は、たとえば、｛1,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,.0,0｝のようなものであり、ここで、０は指定なし、負の値は
エラーを示す。

要求の種類が＜解放＞であれば、続くメツセージの残
りの部分を占有時に送られたのと同形式のフレーム番号
の配列及びユーザのuidとして受けとる。続いて、管理
テーブルのフレーム番号に該当する行の格納値がuidと
一致するか、uidが前以て設定された特権ユーザのユー
ザ番号であれば、この行の値を未使用状態を示す０と
し、正常終了のメツセージを実行プロセスに返す。も
し、管理テーブルの該当する行の格納値が０（画像が格
納されていない）か、上記以外のuid（異なるユーザの
所有する領域である）の場合には、値の更新は行わず異
常終了のメツセージを送り返す。

〔他の実施例〕上記実施例では、画像メモリ内の領域を指し示す情報
としてフレーム番号を用いたが、画像処理プロセツサの
アドレツシング方法が画像メモリ上の実アドレスの場合
には、領域指定の情報として実アドレスを用いることが
でき、フレーム番号から実アドレス計算の手間を省くこ
とができる。また、前記実施例では、１フレームに画像
１枚と言う格納形態を考えたが、画像フレームを分割し
て利用できるような画像処理ハードウエアを利用する場
合には、どのような部分領域が占有されているかを情報
として管理テーブルに格納する事により、画像メモリに
より多くの画像を格納することができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、画像メモリに
対してアドレス体系の異なる複数の処理手段からのアク
セスが可能になり、プログラム作成の負荷を大きく削減
でき、プログラムの再利用性・モジュラリティを大きく
改善できた。

また、アドレス体系の異なる複数の処理手段のアクセ
ス可能な画像メモリを統括して管理することで、プログ
ラマが意識せずとも自動的にメモリ領域を割り付け・ア
クセス制御を行うことが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像処理システムの構成図、第２図は本発明の一実施例である画像処理システムにお
けるプロセス構成の図、第３図は実行プロセスと管理プロセスの概略動作及びそ
の関係を示した図、第４図は管理プロセスの動作を示した流れ図、第５図は管理プロセスの使用する管理テーブルを示した
図である。 101はホストとなる計算機（エンジニアリング，ワーク
ステーション）、 102は画像処理ハードウエア、 104は画像処理ハードウエア内の画像メモリ、 201は実際に画像データの参照・書き込みを行う画像処
理実行プロセス、 202は画像メモリの使用状況を記憶し、領域管理を行う
プロセス、 203は画像メモリの使用状況を模式的に示した図、 501は画像メモリの使用状況を記憶する管理テーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田村秀行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭59−139765（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−17587（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−173860（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−72260（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−9767（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 1/60 G06F 12/02 530

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを記憶する画像メモリと、前記
画像メモリを管理する管理手段と、前記画像メモリ内の
画像データを処理する画像処理手段と、前記画像処理手
段とアドレス体系の異なる処理手段とを有する画像処理
装置の画像処理方法であって、前記処理手段が画像メモリに関する情報を必要とした場
合、前記管理手段により管理されている画像メモリに関
する情報を前記処理手段が処理可能なアドレス体系を情
報に変換することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】画像データを記憶する画像メモリと、前記画像メモリを管理する管理手段と、前記画像メモリ内の画像データを処理する画像処理手段
と、前記画像処理手段とアドレス体系の異なる処理手段と、前記処理手段が画像メモリに関する情報を必要とした場
合、前記管理手段により管理されている画像メモリに関
する情報を前記処理手段が処理可能なアドレス体系の情
報に変換する変換手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。