JP6604782B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
前記撮像部により得られた動画データに所定の処理を施す複数の画像処理回路と、
メモリと、
を有する画像処理装置であって、
前記撮像部と、前記複数の画像処理回路とは、直列に接続されており、
前記画像処理回路は、
前記撮像部および前段の画像処理回路からデータを入力する入力手段と、
前記データに前記前段の画像処理回路が所定の処理を施した第1処理データが含まれる場合に、前記第1処理データをバッファに記憶する記憶手段と、
前記バッファに記憶された前記第1処理データを、前記メモリに書き込む書込手段と、
前記バッファに記憶された前記第1処理データのデータ量が閾値に達したことに応じて、前記前段の画像処理回路に制御信号を出力する検出手段と、
前記データのうち、第1部分データに所定の画像処理を施した第2処理データを前記メモリに記憶する処理手段と、
前記データに後段の画像処理回路の前記処理手段が前記所定の画像処理を施す第2部分データが含まれる場合に、前記第2部分データと、前記メモリから読み出した前記第2処理データとを、前記後段の画像処理回路に出力する出力手段と、
を備え、
前記出力手段は、前記後段の画像処理回路が前記制御信号を出力した場合に、前記第2処理データの出力を停止する
ことを特徴とする画像処理装置が提供される。
また他の側面によれば、撮像部と、
前記撮像部と接続する第1画像処理回路と、
前記第1画像処理回路と接続する第2画像処理回路と、
前記第1画像処理回路に接続する第1メモリと、
前記第2画像処理回路に接続する第2メモリと、
を有する画像処理装置であって、
前記第1画像処理回路は、
前記撮像部から出力された動画データのうち、前記第1画像処理回路が処理する第1部分データと、前記第2画像処理回路が処理する第2部分データとを分離する分離手段と、
前記第1部分データに所定の処理を施して第1処理データを生成し、前記第1メモリに前記第1処理データを記憶する第1処理手段と、
前記第2部分データと前記第1メモリから読み出した前記第1処理データとを前記第2画像処理回路に出力する出力手段と、
を備え、
前記第2画像処理回路は、
前記第1画像処理回路から受信したデータのうち、前記第1処理データをバッファに記憶する記憶手段と、
前記バッファから前記第1処理データを読み出して、前記第1処理データを前記第2メモリに書き込む書込手段と、
前記バッファに記憶された前記第1処理データのデータ量が閾値に達したことに応じて、前記第1画像処理回路に制御信号を出力する検出手段と、
前記第1画像処理回路から受信したデータのうち、前記第2部分データに前記所定の処理を施して、第2処理データを生成し、前記第2メモリに前記第2処理データを記憶する第2処理手段と、
を備え、
前記第1画像処理回路の前記出力手段は、前記第2画像処理回路の前記検出手段から前記制御信号が出力された場合に、前記第1処理データの出力を停止することを特徴とする画像処理装置が提供される。
図1は、第1の実施形態に係る撮像装置(あるいは撮像システム)の構成を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置は、画像データの経路に関して直列にカスケード接続された2つの画像処理回路100、120を備える。画像処理回路100、120は同一の回路構成を有しており、たとえば同一の半導体チップでそれぞれの回路を提供できる。ただし、処理の対象等は、たとえばパラメータ設定等により異なるものとすることができる。ある画像処理回路から見て、カスケード接続の上流側を前段、下流側を後段と呼ぶことにする。そして、図1の撮像装置では、撮像部101により得られた、1画面が横3840画素×縦2160画素(4K2K画像)で、60フレーム枚秒(fps)の動画をこれら二つの画像処理回路を用いて処理する。画像処理部100と120はそれぞれ、横3840画素×縦2160画素、30fpsの動画を処理する能力を持つ。すなわち、横3840画素×縦1080画素、60fpsの動画を処理する能力を持つ。
まず画像処理部100について説明する。撮像装置において、撮像部101は、被写体像を光電変換し、所定サイズのデジタル画像データを所定レートで出力する。入力IF部102は、撮像部101から出力された画像データを入力データとして受信する。多重データ分離部103は、撮像部101から出力されたデータと後述する処理済みデータとを分離する。すなわち、処理済みのデータとこれから処理を行うデータとに、処理の分担に応じた出力先にデータを振り分ける。センサーデータ分離部104は、撮像部101から出力された画像データを、画像処理部100で処理するデータと後段の画像処理部120で処理するデータとに分離し、画像処理部100で処理するデータを、メモリバス116およびメモリコントローラ113経由でSDRAM115に書き込む。すなわち、複数の画像処理回路100と120がそれぞれ処理を担当する部分の画像データに応じてセンサーデータを振り分ける。画像処理部109は、センサーデータ分離部104で分離され、SDRAM115に書き込まれたデータを読み出し、画素補間やフィルタ処理、縮小といったリサイズ処理や色変換処理、例えば圧縮画像データに保存するのに最適なフォーマットであるYCbCr形式のフォーマットに変換する処理などの現像処理を行う。そして、現像処理部109は、処理後の画像データをメモリバス116、メモリコントローラ113経由でSDRAM115に記憶する。SDRAM115は、圧縮されていない状態の複数フレームの動画データを記憶可能な大容量のメモリである。SDRAM115は、画像処理部100とは別の半導体集積回路として構成されている。
図14を用いて多重化部105でパケット化する際のヘッダとペイロード構成について説明する。ペイロード1402は、処理済みデータもしくはセンサーデータである。ペイロード1402は転送単位で区切られており、本実施形態では256バイトとする。ヘッダ1401は、当該ヘッダを含むパケットにおけるペイロードに含まれるデータの種類を示す情報を含む。本実施例では、ヘッダ1401を4バイト構成とし、
・FFFF0100h:処理済みデータ
・FFFF0200h:センサーデータ
と定義する。センサーデータとは、撮像部101から出力される未処理の画像データである。パケット毎に多重化した構成を1403に示す。多重化部105は、このようなヘッダを生成する。そして、多重化部105は、センサーデータ分離部104からのセンサーデータ、或いは、データ読み出し部111から出力される処理済みデータを含むペイロートにヘッダを付加してパケットを生成し、出力IF106から出力する。
次に画像処理回路120について説明する。伝送路141は出力IF部106と入力IF部122を接続する。本実施例では一例としてSLVS(Scalable Low Voltage Signaling:スケーラブル低電圧信号伝送)とする。入力IF部122は、前段の画像処理回路100の出力IF部106から出力された多重化データを受信する。多重データ分離部123は、センサーデータと処理済みデータとを図14で説明したヘッダの識別情報を参照して識別、分離する。センサーデータ分離部124は、センサーデータに対し、画像処理回路120で処理するデータを分離し、画像処理回路120で処理するデータをメモリバス136、メモリコントローラ133経由でSDRAM135に書き込む。画像処理部129は、センサーデータ分離部124で分離されたデータをSDRAM135から読み出し、画素補間やフィルタ処理、縮小といったリサイズ処理や色変換処理、例えば圧縮画像データに保存するのに最適なフォーマットであるYCbCr形式のフォーマットに変換する処理などの現像処理を行う。画像処理部129は、処理後の画像データをメモリバス136、メモリコントローラ133経由でSDRAM135に記憶する。SDRAM135は、圧縮されていない状態の複数フレームの動画データを記憶可能な大容量のメモリである。SDRAM135は、画像処理部120とは別の半導体集積回路として構成されている。また、本実施形態では、SDRAM115とSDRAM135を別の半導体集積回路として構成する。
次に、図2と図3を用いて、撮像部101で撮影した画像をモニタ137に表示するユースケースについて説明する。図2は撮像部101が出力したセンサーデータをモニタ137に表示するまでのタイミングチャートである。縦軸は処理の種類を示し、横軸は時間を示している。Vn〜Vn+1間が、撮像部101による1フレームの画像の撮像周期であり、本実施例では1/60秒とする。Vn+1以降の各期間も同様に1フレームの撮像周期である。入力IF部102は撮像部101から出力された4K2K60fpsのセンサーデータを入力する。データ201〜209がモニタ137に表示するまでのデータである。なお、本実施例の画像処理回路の画像処理部109、129の処理能力は4K2K30fpsであるため、これら2つの画像処理部で処理を分担し、4K2K、60fpsの動画の表示を実現する。
まず、図3(A)を参照して画像処理回路100の処理フローについて説明する。ステップS301において、入力IF部102は撮像部101が出力したセンサーデータを入力する。Vn〜Vn+1間で入力するデータは図2のRaw−U0 201、Raw−L0 204である。これらはそれぞれ4K2Kフレームの上半分と下半分とに相当し、データの区別は便宜であって、センサーデータ中では特に区別されていない。ステップS302において、多重データ分離部103は入力IF部で入力した処理済みデータとセンサーデータを分離する。なお画像処理回路100への入力画像データはセンサーデータであり、処理済みデータは含まれていない。
ステップS306において、多重化部105は、ステップ305で読みだした処理済みデータと、ステップS303でデータ205を分離した残りのセンサーデータ201をそれぞれ所定のサイズでパケット化し、識別情報を含むヘッダをペイロードに付加したのち多重化して、出力IF部106を経由して、後段の画像処理回路120の入力IF部122に送信する。図2のデータ207が分離後のUpper側のセンサーデータと処理済みデータの送信タイミングを示す。それ以前の期間(Vn〜Vn+2)のフレームの上半分のセンサーデータは、多重化する処理済みデータがないため、それのみが送信される(Raw−U0、Raw−U1)。
ステップS307において、システム制御部112はモードの変更や撮像装置の電源オフ等の終了処理の有無を判定し、処理を継続する場合はステップS301に戻る。
次に図3(B)を参照して画像処理回路120の処理について説明する。ステップS311において、入力IF部122は出力IF部106が出力した多重化データを入力する。Vn〜Vn+1で入力するデータは図2のデータ202(Raw−U0)であり、Vn+2〜Vn+3間で入力するデータは図2のデータ207(Raw−U2とYCC L0)である。
ステップS312において、多重データ分離部123は入力IF部122で入力した処理済みデータとセンサーデータを図14で説明したヘッダの識別情報を参照して識別、分離する。
ステップS313において、センサーデータ分離部123は画像処理部129で画像処理するセンサーデータと、後段の画像処理回路で画像処理するセンサーデータを分離し、自身の部で画像処理するセンサーデータをSDRAM135に書き込む。図2の203がSDRAM135に書き込まれるセンサーデータである。ただし図1の構成では画像処理回路120には後段の画像処理回路は接続されていないので、分離すべきセンサーデータはない。
ステップS315において、表示制御部134はステップS315で処理した処理済みのUpper側のYCCデータとステップS311で入力した処理済みのLower側のYCCデータとをモニタ137に転送し、モニタに表示させる。図2の209が表示制御部の処理タイミングである。なおステップS311で入力した処理済みのLower側のYCCデータもいったんRAM135に格納し、1フレームの画像データに再構したのちに表示制御部134に送信してもよい。
ステップS316において、システム制御部112はモードの変更や撮像装置の電源オフ等の終了処理が有無を判定し、処理を継続する場合はステップS311に戻る。
次に図4を用いて処理済みデータのフロー制御について説明する。本実施形態では、画像データの受信側の画像処理回路から送信側の画像処理回路にSTOP信号を出力し、送信側の画像処理回路からのデータ転送を一時停止させることでフロー制御を実現している。図4(A)に示すステップS401〜ステップS405が送信側(画像処理回路100)の処理であり、図4(B)に示すステップS411からステップS418が受信側(画像処理回路120)の処理である。なお、図4の処理は、図1の撮像装置が表示処理を行う間、繰り返し実行される。
まず、図4(A)を参照して送信側(画像処理回路100)の処理フローについて説明する。
ステップS401において、システム制御部112はデータ読出部111に対しSDRAM115から読みだすデータのアドレスとサイズを設定する。ステップS402において、データ読出部111は所定単位でSDRAM115から指定されたアドレスのデータを読み出し、多重化部105に転送する。本実施形態では所定単位は256バイトとする。
ステップS403において、多重化部105はセンサーデータ分離部104のセンサーデータとステップS402で送信されたSDRAM115からのデータをそれぞれ所定のサイズでパケット化し、識別情報を含むヘッダをペイロードに付加したのち多重化して、出力IF部106に送信する。
ステップS404において、データ読出部111はSTOP信号140を監視して、STOP信号140がアクティブであるかを判定する。本実施例では判定はレベル信号で行い、Hiの信号でアクティブ信号と判定する。なお信号をアクティブとすることを、信号を出力するともいう。データ読出部111は、アクティブなSTOP信号を検出している間はステップS404の処理を繰り返し、SDRAM115からの読出しを行わない。すなわち、STOP信号がアクティブである間、STOP信号の送信元である下流の画像処理回路に対するSDRAMに格納されたデータの送信は中断(あるいは抑制)される。センサーデータはSDRAMに格納されることがないので、STOP信号にかかわらず下流の画像処理回路120へと送信される。STOP信号140のアクティブ信号なしと判定した場合はステップS405に進む。
ステップS405では、データ読出し部111はステップS401で指定されたサイズ分データを送信したか判定し、未送信データがある場合はステップS402に戻り、前述した処理を繰り返す。指定サイズ送信完了した場合は処理を終える。
次に図4(B)を参照して受信側(画像処理回路120)の処理について説明する。ステップS411において、システム制御部132はデータ書込部130に対し、受信サイズを設定する。
ステップS412において、データ格納部128は多重データ分離部123で分離されたSDRAM135への書き込み用データを所定単位毎に受信する。本実施形態では所定単位は256バイトとする。本例では、データ格納部128が受信するデータは、前段の(および有るならそれ以前の)画像処理回路により受信した処理済み画像データである。データ格納部128は受信データを一時記憶できるバッファメモリを有しており、本実施例ではその容量は2Kバイトであるとする。ステップS413において、データ量検出部127はデータ格納部128に記憶するデータ量が閾値を超えたか判定する。本実施例では、閾値を1.5Kバイトとする。閾値を超えた場合はステップS414に進み、超えていない場合はステップS416に進む。なお閾値は所定値を固定してもよいし、設定可能であってもよい。
ステップS414において、データ量検出部127はストップ信号140をアクティブにし、送信側(画像処理回路100)のデータ読出部111の動作を一時停止させる。アクティブ信号の定義は前述したとおりである。
ステップS415において、データ書き込み部130はSDRAM135に受信したデータを書き込む。ここで、本実施形態のメモリコントローラ部133によるバス調停は固定優先度方式のため、表示系等リアルタイム性が必要な優先度が高いバスマスタがSDRAM135の帯域を占有した場合、データ書込部130はSDRAM135へのアクセスが待たされる。ステップS415以降はステップS413に戻り、前述した処理を繰り返す。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。実施形態1では、データ格納部128の使用中の容量が閾値を越えた場合に(すなわち空き容量が閾値以下となった場合に)STOP信号をアクティブにし、送信側を一時停止させるフロー制御する方法について述べた。本実施形態においては、画像処理回路100から画像処理回路120へと送信されるデータに優先度を付与し、優先度に応じてSTOP信号の出力タイミングを変える。こうすることで、高優先度データ(あるいは優先データ)については、低優先度データ(あるいは非優先データ)と比べて、よりデータ受信が抑制され難くなるよう制御する。データ書込部130とデータ読出部111のバスマスタのプライオリティを変更することなしにSDRAMに対して帯域制御方法について述べる。
メディアインターフェース(IF)508は、不図示のコネクタを介して記録媒体509と通信を行い、記録媒体509に対して各種のコマンドやデータを送信する。
第1の実施例では多重化部105がヘッダを生成する構成であったが、第2の実施例では、ヘッダ付加部501が一旦ヘッダを付加した後、多重化部は、処理済みデータについては既に付加されているヘッダに対してデータの種類を示す4バイトをORすることにより変更する、という2段階の処理になる。以下その詳細を説明する。
・FFFF0001h:優先データ
・FFFF0002h:非優先データ
多重化部105は実施形態1で説明したとおり、センサーデータと処理済みデータとを識別するための識別情報を含むヘッダを付加する。ただし、本実施形態では、ヘッダ付加部501からの処理済みデータに対しては、既に前述のように優先度に応じたヘッダが付加されている。そのため、多重化部105は、ヘッダ付加部501からの処理済みデータの各パケットのヘッダ情報と、データの種類を示す4バイトのデータとを論理和演算(OR)し、ヘッダ情報を下記の通り変更する。また、センサーデータ分離部104からのセンサーデータに対しては、センサーデータを示すヘッダを生成し、センサーデータを含むペイロードに付加する。
・FFFF0101h:処理済みデータ(優先データ)
・FFFF0102h:処理済みデータ(非優先データ)
・FFFF0200h:センサーデータ
ヘッダ解析部503は、ヘッダ付加部501で付加されたヘッダを解析し、データの種類に応じてデータ格納部A504またはデータ格納部B505にデータを送信する。データ格納部A504は優先データを格納する。データ格納部B505は非優先データを格納する。データ量検出部506は、データ格納部A504とデータ格納部B505とでそれぞれ独立した閾値を用いてデータ量が閾値を超えたこと検出し、STOP信号140をアクティブにする。
次に図7と図8を用いて、撮像部101で撮影した画像を符号化して記録媒体509に記録しながらモニタ137に表示するユースケースについて説明する。
本実施形態では
・モニタ137に表示する表示用のYCbCrデータ:優先データ
・記録媒体509に記録する符号化データ:非優先データ
とする。なお、たとえば、モニタ137に表示する表示用のYCbCrデータと、記録媒体509に記録する符号化データとは、SDRAM115内の異なる領域に記憶することで、読み出し時にもデータ種別を区別して読み出すことができる。そしてそのデータ種別に基づいて、ヘッダ付加部501では、優先データまたは非優先データを示すヘッダをデータに付加することができる。また、ヘッダ付加部501によりデータの優先度に応じたヘッダを付加し、多重化部105がデータの種類に応じてヘッダを変更する構成としたが、ヘッダ付加部501を省略してもよい。この場合、多重化部105が、データ読み出し部111からのデータの優先度に基づいて、前記のような、処理済みデータ(優先)、処理済みデータ(非優先)、センサーデータの三種類のヘッダを生成し、ペイロードに付加する構成とする。
まず、図8(A)を参照して画像処理回路100の処理フローについて説明する。ステップS801において、入力IF部102は撮像部101が出力したセンサーデータを入力する。Vn〜Vn+1間で入力するデータは図7のRaw−U0 701、Raw−L0 704である。ステップS802において、多重データ分離部103は入力IF部で入力した処理済みデータとセンサーデータを分離する。
次に図8(B)を参照して、画像処理回路120の処理について説明する。ステップS811において、入力IF部122は出力IF部106が出力した多重化データを入力する。Vn+1〜Vn+2間で入力するデータは図7のデータ702であり、Vn+2〜Vn+3で入力するデータは図7のデータ716(Raw−U2とYCC L0)である。
ステップS813において、センサーデータ分離部114は画像処理回路120で画像処理するセンサーデータを、より後段の画像処理回路で画像処理するセンサーデータから分離し、画像処理回路120自身で画像処理するセンサーデータをSDRAM135に書き込む。図7のデータ703がSDRAM135に書き込まれるセンサーデータである。なお図5の構成では画像処理回路120は最終段であるので、その下流で処理する画像データはない。
ステップS815において、符号化部507はステップS804で画像処理部129が処理した画像をSDRAM135から読み出し、符号化処理を実行した後、SDRAM135に保持する。図7の処理711がSDRAM135からの読出し、符号化処理、SDRAM135への書き込みタイミングを示す。
次に図9を用いて処理済みデータのフロー制御について説明する。本実施例では、受信側から送信側にSTOP信号を出力し、送信側の転送を一時停止させることでフロー制御を実現している。ステップS901〜ステップS906が送信側(画像処理回路100)の処理であり、ステップS911からステップS919が受信側(画像処理回路120)の処理である。
まず、図9(A)を参照して送信側(画像処理回路100)の処理フローについて説明する。ステップS901において、システム制御部112はデータ読出部111に対しSDRAM115から読みだすデータのアドレスとサイズとデータ種別とを設定する。データ種別は優先データと非優先データの2種類とする。ステップS902において、データ読出部111は所定単位でSDRAM115から指定されたアドレスのデータを読み出し、ヘッダ付加部501に出力する。本実施例では所定単位は256バイトとする。
次に図9(B)を参照して受信側(画像処理回路120)の処理について説明する。ステップS911において、システム制御部112はデータ書込部130に対し、受信サイズを設定する。
ステップS912において、ヘッダ解析部503は多重データ分離部123で分離された処理済みデータのヘッダを解析する。そして、ヘッダに基づいて、各処理済みデータの優先度を検出し、優先度に応じて格納先を決める。優先データはデータ格納部A504に、非優先データはデータ格納部B505に転送する。
ステップS913において、データ格納部A504は優先データを所定単位毎に受信し、データ格納部B505は非優先データを所定単位毎に受信する。本実施形態では所定単位は256バイトとする。データ格納部A504とデータ格納部B505は受信データを記憶でき、本実施形態ではそれぞれ2Kバイト記憶できるとする。
ステップS915において、データ量検出部506はストップ信号140をアクティブにし、送信側(画像処理回路100)のデータ読出部111の動作を一時停止させる。アクティブの定義は前述したとおりである。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。実施形態1、2では、2つの同一の画像処理回路をカスケード接続した2部構成のフロー制御方法について述べた。本実施形態においては、3部以上の構成になった場合のフロー制御について述べる。図10A、図10B(以下、これらをまとめて図10と呼ぶ。)を参照して第3の実施例による全体システムの構成について説明する。本実施例の撮像装置は3つの画像処理回路を使用する構成である。
・記憶部1:画像処理回路120と画像処理回路1000への同時送信用
・記憶部2:画像処理回路120への送信用
・記憶部3:画像処理回路1000への送信用
後述するデータ読出し部の設定によって使用する記憶部を決定する。
最も近い画像処理回路に送信(宛先は画像処理回路120)
・FFFF1100h:処理済みデータ
・FFFF1200h:センサーデータ
2番目に近い画像処理回路に送信(宛先は画像処理回路1000)
・FFFF2100h:処理済みデータ
・FFFF2200h:センサーデータ
4以上の画像処理回路が接続された場合でも、同様に識別情報を変えて対応できる。
システム制御部1012は、マイクロコンピュータを有し、図示しない不揮発性メモリに記録されたプログラムを実行することで、画像処理回路1000の動作を制御する。
なお画像処理回路1000と画像処理回路100とが、通信部1018と通信部119とにより接続されているが、画像処理回路100と1000とが画像処理回路120を介して通信するならこの接続はなくともよい。
次に、図11A、図11Bと図12を用いて、撮像部101で撮影した画像を画像処理回路1000に接続されたモニタ1017に表示するユースケースについて説明する。本実施形態では画像処理回路100で評価値を生成する。画像処理回路120でLower側のYCbCrデータを生成する。画像処理回路1000でUpper側のYCbCrデータを生成し、Upper、LowerのYCbCrデータから、各フレームの表示用データを生成して表示する。
本実施形態では、フレームごとに下記の通り3種類の評価値を生成する。
・評価値A:露出、ホワイトバランス:画像処理回路120、画像処理回路1000で使用
・評価値B:歪補正:画像処理回路1000で使用
・評価値C:歪補正:画像処理回路120で使用
なお、評価値(あるいは評価値データ)はフレームごとに生成されるので、項目を示すA,B,Cの記号の前にフレーム番号を付加して、フレームとの対応を示す。例えばフレーム0の評価値Aは評価値0Aと示す。
入力IF部102は撮像部101から出力された4K2K120fpsのセンサーデータを1/60s周期で入力する。1101〜1112はモニタ1017に表示するまでのデータである。
なお、本実施形態の画像処理回路の画像処理部109、129の処理能力は4K2K30fpsであるため、2つの画像処理部で分散処理して4K2K60fpsを実現する。
まず、図12(A)を参照して画像処理回路100の送信処理フローについて説明する。ステップS1201において、入力IF部102は撮像部101が出力したセンサーデータを入力する。Vn〜Vn+1間で入力するデータは図11のRaw−U0 1101、Raw−L0 1102である。ステップS1202において、多重データ分離部103は入力IF部102で入力した処理済みデータとセンサーデータを分離する。ステップS1203において、センサーデータ分離部104は自身の部で画像処理するセンサーデータと、後段の部で画像処理するセンサーデータとを分離する。本実施形態では各フレームに対して、評価値用の処理は画像処理回路100自身で実行し、表示用の処理は後段の画像処理回路120、1000で実行させる。
次に図12(B)を参照して画像処理回路120の送信処理について説明する。ステップS1211において、入力IF部112は出力IF部106が出力した多重化データを入力する。Vn〜Vn+2間で入力するデータは図11の1107(Raw−U0とRAW−L0と評価値0A〜0C)である。
ステップS1212において、多重データ分離部123は入力IF部で入力した処理済みデータとセンサーデータをヘッダの識別情報を参照して、識別、分離する。ここで、多重データ分離部123は、処理済みデータについては、画像処理回路120が宛先となっているデータを分離してデータ格納部128に送る。また、画像処理回路120が宛先となっていない処理済みデータ(ここでは評価値Aのうち宛先が画像処理回路1000を示すパケットと評価値B)は分離せずにそのままセンサーデータ分離部104に送る。データ書込部130は、データ格納部128に一時記憶された処理済みデータ(ここでは評価値Aと評価値C)を読み出し、メモリコントローラ133を介してSDRAM135に書き込む。ステップS1213において、センサーデータ分離部1214は、多重データ分離部103からのデータのうち、画像処理回路120で画像処理するセンサーデータを分離し、SDRAM135に書き込む。また、センサーデータ分離部104は、後段の画像処理回路1000で画像処理するセンサーデータと、宛先が画像処理回路1000となっている処理済みデータ(評価値データ)とを、多重化部105に送る。画像処理部109は4K2K30fpsの処理能力のため、4K1Kのセンサーデータを1/60sで画像処理を行う。図11のデータ1104がSDRAM135に書き込まれるセンサーデータである。
ステップS1215において、データ読出し部131はステップS1214で処理した処理済みデータをSDRAM135から読み出し、多重化部125に送信する。
ステップS1217において、システム制御部132はモードの変更や撮像装置の電源オフ等の終了処理の有無を判定し、処理を継続する場合はステップS1211に戻る。
次に図12(C)を参照して画像処理回路1000の受信処理について説明する。ステップS1221において、入力IF部1002は出力IF部126が出力した多重化データを入力する。Vn+2〜Vn+4間で入力するデータは図11の1110(Raw−U1とYCC L0と評価値1Aと評価値1B)である。
ステップS1222において、多重データ分離部1003は入力IF部1002で入力した処理済みデータとセンサーデータをヘッダの識別情報を参照して識別、分離する。多重データ分離部1003は、画像処理回路1000が宛先となっている処理済みデータを分離してデータ格納部1008に送る。データ書込部1010は、データ格納部1008に一時記憶された処理済みデータを読み出し、メモリコントローラ1013を介してSDRAM1015に書き込む。
ステップS1223において、センサーデータ分離部1004は画像処理回路1000自身で画像処理するセンサーデータと、後段の画像処理回路で画像処理するセンサーデータを分離し、画像処理回路1000自身で画像処理するセンサーデータをSDRAM1015に書き込む。図11のデータ1108がSDRAM1015に書き込まれるセンサーデータである。また後段の画像処理回路はないので、実質的には受信したセンサーデータは画像処理回路1000による処理の対象となる。
ステップS1226において、システム制御部1012はモードの変更や撮像装置の電源オフ等の終了処理が有無を判定し、処理を継続する場合はステップS1221に戻る。
次に図13を用いて処理済みデータのフロー制御について説明する。本実施形態では、受信側の画像処理回路1000から送信側の画像処理回路100、120にSTOP信号を出力し、送信側の転送を一時停止させることでフロー制御を実現している。ステップS1301〜ステップS1305が送信側1(画像処理回路100)の処理であり、ステップS1311〜ステップS1315が送信側2(画像処理回路120)の処理であり、ステップS1321〜ステップS1329が受信側(画像処理回路1000)の処理フローについて説明する。
まず図13(A)を参照して送信側1(画像処理回路100)の処理について説明する。ステップS1301において、システム制御部112はデータ読出部111に対しSDRAM115から読みだすデータのアドレスとサイズと送信先とを設定する。送信先に応じて下記の通り使用する記憶部(バッファ)を変更する。
・記憶部1:画像処理回路120、画像処理回路1000への同時送信用
・記憶部2:画像処理回路120への送信用
・記憶部3:画像処理回路1000への送信用
データ読出し部111は送信先(宛先)とデータの種類を識別するためのヘッダをパケットに付加して送信する。なお、本実施例では画像処理回路120と画像処理回路1000に同時送信するユースケースを説明する。
ステップS1303において、多重化部105はセンサーデータ分離部104のセンサーデータとステップS1302で送信されたSDRAM115からのデータをそれぞれ所定のサイズでパケット化し、識別情報を含むヘッダを付加したのち多重化して、出力IF部106に送信する。
次に図13(B)を参照して送信側2(画像処理回路120)の処理について説明する。
ステップS1311において、システム制御部132はデータ読出部131に対しSDRAM135から読みだすデータのアドレスとサイズを設定する。ステップS1312において、データ読出部131は所定単位でSDRAM135から指定されたアドレスのデータを読み出し、多重化部125に転送する。本実施形態では所定単位は256バイトとする。Vn+2〜Vn+3の期間では図11の1105のYCC L0が該当する。
ステップS1313において、多重化部125はセンサーデータ分離部124のセンサーデータとステップS1312で転送されたSDRAM135からのデータをそれぞれ所定のサイズでパケット化し、ヘッダに識別情報を付加したのち多重化して、出力IF部126に送信する。
ステップS1315では、データ読出し部131はステップS1311で指定されたサイズ分データを送信したか判定し、未送信データがある場合はステップS1312に戻り、前述した処理を繰り返す。指定サイズ送信完了した場合は処理を終える。
最後に図13(C)を参照して受信側(画像処理回路1000)の処理について説明する。本実施形態では、データ格納部1008の記憶サイズは2Kバイトとする。
ステップS1321において、システム制御部1012は上流の(あるいは画像処理回路1000自身も含めてもよい)画像処理回路の段数から下記の通り閾値を設定する。
2チップ(2段):1.5Kバイト(2Kバイト−256バイト×2)
3チップ(3段):1.0Kバイト(2Kバイト−256バイト×2×2チップ)
4チップ(4段):512バイト(2Kバイト−256バイト×2×3チップ)
上流の画像処理回路にアクティブなSTOP信号を出力する時に、すでに送信されたデータを受信できるようにするために閾値を接続された上流の画像処理回路の段数に応じて変更する。例えば、図10のように三つの画像処理回路100、120、1000から構成される場合、STOP信号をアクティブにした時に、すでに画像処理回路100から256バイトのデータが送信済みであり、かつ、画像処理回路120からも256バイトのデータが送信済みの場合、合計512バイトのデータを受信できる必要がある。512バイトを受信でき、かつ受信余裕をもつために閾値を1.0Kバイトにする。ステップS1322において、システム制御部1012はデータ書込部1010に対し、受信サイズを設定する。
ステップS1326において、データ書き込み部1010はSDRAM1015にデータを書き込む。ここで、本実施形態のメモリコントローラ部1013によるバス調停は固定優先度方式のため、表示系等リアルタイム性が必要な優先度が高いバスマスタがSDRAM1015の帯域を占有した場合、データ書込部1010はSDRAM1015へのアクセスが待たされる。ステップS1326以降はステップS1324に戻り、前述した処理を繰り返す。
ステップS1329において、データ書込部1010はステップS1322で指定されたサイズ分データを受信したか判定し、未受信データがある場合はステップS1323に戻り、前述した処理を繰り返す。指定サイズ受信完了した場合は処理を終える。
なお、画像部120の受信フロー制御は図13(C)のステップS1321〜ステップS1329と同様であるため説明を省略する。
Claims (13)
- 撮像部と、
前記撮像部により得られた動画データに所定の処理を施す複数の画像処理回路と、
メモリと、
を有する画像処理装置であって、
前記撮像部と、前記複数の画像処理回路とは、直列に接続されており、
前記画像処理回路は、
前記撮像部および前段の画像処理回路からデータを入力する入力手段と、
前記データに前記前段の画像処理回路が所定の処理を施した第1処理データが含まれる場合に、前記第1処理データをバッファに記憶する記憶手段と、
前記バッファに記憶された前記第1処理データを、前記メモリに書き込む書込手段と、
前記バッファに記憶された前記第1処理データのデータ量が閾値に達したことに応じて、前記前段の画像処理回路に制御信号を出力する検出手段と、
前記データのうち、第1部分データに所定の画像処理を施した第2処理データを前記メモリに記憶する処理手段と、
前記データに後段の画像処理回路の前記処理手段が前記所定の画像処理を施す第2部分データが含まれる場合に、前記第2部分データと、前記メモリから読み出した前記第2処理データとを、前記後段の画像処理回路に出力する出力手段と、
を備え、
前記出力手段は、前記後段の画像処理回路が前記制御信号を出力した場合に、前記第2処理データの出力を停止する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1処理データが、それぞれが複数の前記前段の画像処理回路で処理された複数の処理データを含む場合、前記検出手段は、各前段の画像処理回路に前記制御信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記閾値は、前記画像処理回路と前記撮像部との間に接続された前記前段の画像処理回路の数に対応する値であ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。
- 前記出力手段は、前記第2処理データを複数の前記後段の画像処理回路に宛てて出力し、
複数の前記後段の画像処理回路のうち、前記制御信号を出力した前記後段の画像処理回路に対して、前記第2処理データの出力を停止することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記複数の画像処理回路はそれぞれ、単一の半導体集積回路として構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 撮像部と、
前記撮像部と接続する第1画像処理回路と、
前記第1画像処理回路と接続する第2画像処理回路と、
前記第1画像処理回路に接続する第1メモリと、
前記第2画像処理回路に接続する第2メモリと、
を有する画像処理装置であって、
前記第1画像処理回路は、
前記撮像部から出力された動画データのうち、前記第1画像処理回路が処理する第1部分データと、前記第2画像処理回路が処理する第2部分データとを分離する分離手段と、
前記第1部分データに所定の処理を施して第1処理データを生成し、前記第1メモリに前記第1処理データを記憶する第1処理手段と、
前記第2部分データと前記第1メモリから読み出した前記第1処理データとを前記第2画像処理回路に出力する出力手段と、
を備え、
前記第2画像処理回路は、
前記第1画像処理回路から受信したデータのうち、前記第1処理データをバッファに記憶する記憶手段と、
前記バッファから前記第1処理データを読み出して、前記第1処理データを前記第2メモリに書き込む書込手段と、
前記バッファに記憶された前記第1処理データのデータ量が閾値に達したことに応じて、前記第1画像処理回路に制御信号を出力する検出手段と、
前記第1画像処理回路から受信したデータのうち、前記第2部分データに前記所定の処理を施して、第2処理データを生成し、前記第2メモリに前記第2処理データを記憶する第2処理手段と、
を備え、
前記第1画像処理回路の前記出力手段は、前記第2画像処理回路の前記検出手段から前記制御信号が出力された場合に、前記第1処理データの出力を停止することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1画像処理回路の前記出力手段は、前記第2画像処理回路の前記検出手段から前記制御信号が出力された場合に、前記第1処理データの出力を停止し、前記第2部分データを出力することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記第2画像処理回路は、前記第2メモリから、前記第1処理データと、前記第2処理データとを読み出して、表示装置に出力する表示制御部を有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記検出手段は、前記バッファに記憶された前記第1処理データのデータ量が、前記第1処理データの種類に応じた閾値に達した場合に、前記制御信号を出力することを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記分離手段は、前記撮像部から出力された前記動画データのフレームの下半分を前記第1部分データとし、前記撮像部から出力された動画データのフレームの上半分を前記第2部分データとすることを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記出力手段は、前記第1部分データを前記第2の画像処理回路に出力しないことを特徴とする請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第1の画像処理回路と、前記第2の画像処理回路はそれぞれ、単一の半導体集積回路として構成されることを特徴とする請求項6乃至請求項11のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記所定の処理は、前記動画データの現像処理と、前記現像処理された動画データを圧縮する圧縮処理とを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の画像処理装置。
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