JP6836722B2

JP6836722B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP6836722B2
Application number: JP2017248467A
Authority: JP
Inventors: 行雄柴田
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2037-12-25
Also published as: CN109963127B; JP2019114988A; US10601572B2; CN109963127A; US20190199506A1

Description

本発明は、画像処理装置に関するものである。

ある画像処理装置では、高速シリアル通信で画像データを受信する場合、受信側において、例えば、１ラインの画素データを、外部クロックで１画素のデータずつラインメモリーに書き込んでいき、受信側の内部で同期信号を生成し、その同期信号に合わせて、２つのラインメモリーのうち、画像データを書き込むラインメモリーを切り替えている（例えば特許文献１参照）。

上述の画像処理装置では、ノイズに起因して誤った同期タイミングが検出されると、後続の画像データ全体の同期が乱れ、ひいては後続の画像全体が乱れてしまうことがある。そのため、別の画像処理装置では、外部同期信号のパルス周期と内部同期信号のパルス周期とが同一ではないことが検出された場合、そのパルス周期においてラインメモリーに書き込まれた画像データを破棄することで、後続の画像データへの影響を抑制している（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−５６１６１号公報特開２０１５−１２４００号公報

このような電子機器では、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）対策で周波数拡散クロック生成器（ＳＳＣＧ）が使用される場合がある。

しかしながら、周波数拡散クロック生成器（ＳＳＣＧ）によって生成されたクロックに同期して画像データの転送が行われる場合、外部同期信号のパルス周期が変動するため、上述のような外部同期信号のパルス周期と内部同期信号のパルス周期とを比較する方法を採用することは困難である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、周波数拡散クロック生成器（ＳＳＣＧ）によって生成された同期信号を画像データの転送に使用した場合においても、ノイズなどに起因する同期信号のエラーによる後続の画像データへの影響を抑制する画像処理装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像処理装置は、画像データと所定変動範囲内でパルス周期が変動する同期信号とを含む伝送信号をシリアル通信で受信する受信回路と、受信された前記伝送信号から前記画像データおよび前記同期信号を抽出し、前記同期信号に基づき１ラインごとに、前記画像データを書き込むラインメモリーを順番に切り替えていき、前記画像データを前記ラインメモリーに書き込むデータ受信処理部と、前記同期信号に基づき１ラインごとに、前記画像データを読み出すラインメモリーを順番に切り替えていき、前記画像データを前記ラインメモリーから読み出すラインデータ読出部と、前記同期信号のパルス周期が前記所定変動範囲内であるか否かを判定し、前記同期信号のパルス周期が前記所定変動範囲内ではない場合、当該パルス周期において前記ラインメモリーに書き込まれた前記画像データを破棄させるエラー検出部と、前記伝送信号からクロックを生成するクロック生成部と、前記クロックでカウントアップしていくカウンターとを備える。そして、前記エラー検出部は、（ａ）前記同期信号において同期パルスが検出されたときの前記カウンターのカウント値を特定し、（ｂ）前記カウント値が、前記所定変動範囲に対応する範囲内のいずれかの値であれば、前記カウンターをリセットし、（ｃ）前記カウント値が、前記所定変動範囲に対応する範囲より小さい値であれば、前記カウンターをリセットせずに、当該パルス周期において前記ラインメモリーに書き込まれた前記画像データを破棄させ、（ｄ）前記カウント値が前記所定変動範囲に対応する範囲の上限値となるまでに前記同期信号において同期パルスが検出されなかったとき、前記カウンターをリセットし、当該パルス周期において前記ラインメモリーに書き込まれた前記画像データを破棄させる。

本発明によれば、周波数拡散クロック生成器（ＳＳＣＧ）によって生成された同期信号を画像データの転送に使用した場合においても、ノイズなどに起因する同期信号のエラーによる後続の画像データへの影響を抑制する画像処理装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図２は、同期信号にエラーがない場合の図１に示す画像処理装置の動作について説明するタイミングチャートである。図３は、誤った同期パルスが同期信号に発生した場合の図１に示す画像処理装置の動作について説明するタイミングチャートである。図４は、同期信号における同期パルスが消失した場合の図１に示す画像処理装置の動作について説明するタイミングチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像処理装置は、例えば、１ラインずつ、原稿画像を光学的に読み取り、その原稿画像の画像データを生成し出力する画像読取装置である。

図１に示す画像処理装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）２、送信回路３、シリアル伝送路４、およびデータ処理装置５を備える。

ＣＣＤ１は、例えば原稿画像などを光学的に読み取り、その画像に対応するアナログ信号を出力する撮像素子である。なお、ＣＣＤ１の代わりに、別の撮像素子を使用してもよい。ＡＦＥ２は、ＣＣＤ１から出力されるアナログ信号に対してサンプリング、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換などを行い、そのアナログ電気信号に対応するデジタル信号を出力する回路である。

送信回路３は、デジタル信号から得られる伝送信号を、所定のシリアル通信方式で、ツイストペアケーブルなどのシリアル伝送路４へ送出する回路である。送信回路３は、シリアライザーを含む。

送信回路３は、画像データおよび同期信号を含む伝送信号をシリアル通信で送信する。この同期信号は、同期パルスで、画像データを１ラインごとに区切るための信号である。例えば周波数拡散クロック生成器（ＳＳＣＧ）によって上述の同期パルスが生成され、これにより、同期信号のパルス周期は、所定変動範囲内で変動する。

具体的には、上述の所定変動範囲の下限値をＴ＿ＭＩＮとし、上述の所定変動範囲の幅をＴ＿ＷＤとすると、第ｉラインの同期信号のパルス周期Ｔｉは、次式のように制限されつつ変動する。

Ｔ＿ＭＩＮ≦Ｔｉ＜ＴＭＩＮ＋Ｔ＿ＷＤ

なお、同期パルスと、同期パルスに続く画像データ（１ライン分の画像データ）の先頭との間の時間間隔は、パルス周期が変動しても一定である。

データ処理装置５は、シリアル伝送路４で送信回路３に接続されており、送信回路３から送信されてくる伝送信号を受信し、伝送信号から得られる画像データを１ラインずつ出力する。

データ処理装置５は、受信回路１１、データ受信処理部１２、ラインデータ読出部１３、クロック生成部１４、エラー検出部１５、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２、およびカウンターＣ１を有する。

受信回路１１は、画像データおよび同期信号を含む伝送信号をシリアル通信で受信する。この実施の形態では、受信回路１１は、デシリアライザーを含む。

なお、送信回路３により、伝送信号に含まれる同期信号には、上述の変動範囲内のパルス周期で同期パルスが存在するが、シリアル伝送路４において、同期パルスとは別のタイミングでノイズパルスが（誤った同期パルスとして）同期信号に重畳したり、ノイズパルスによって同期パルスが同期信号から消失したりすることがある。

データ受信処理部１２は、受信された伝送信号から画像データおよび同期信号（つまり、外部同期信号）を抽出し、その同期信号（つまり、同期パルス）に基づき１ラインごとに、画像データを書き込むラインメモリーを順番に切り替えていき（ここでは、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２を交互に切り替えて）、画像データをラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に書き込む。

ラインデータ読出部１３は、上述の同期信号（つまり、同期パルス）に基づき１ラインごとに、画像データを読み出すラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２を順番に切り替えていき、画像データをラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２から読み出す。つまり、ラインデータ読出部１３は、同期信号に基づき１ラインずつ、データ受信処理部１２による書き込みが行われていないラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２から画像データを読み出し、図示せぬ後段の画像処理部へ出力する。

クロック生成部１４は、受信された伝送信号から固定周波数のクロックを生成する。

エラー検出部１５は、上述の同期信号のパルス周期が所定変動範囲内であるか否かを判定し、同期信号のパルス周期が所定変動範囲内ではない場合、当該パルス周期においてラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に書き込まれた画像データを破棄させる。

また、エラー検出部１５は、（ａ）上述の同期信号の所定変動範囲内の同期パルスに同期するパルスを有する補正同期信号を生成し、（ｂ）上述の同期信号の所定変動範囲より短いパルス周期の同期パルスに同期するパルスを、補正同期信号に形成せず、（ｃ）上述の同期信号の所定変動範囲の上限値まで同期パルスが現れないときには、その上限値に対応するパルスを、補正同期信号に形成する。

そして、データ受信処理部１２は、その補正同期信号に従って（つまり、補正同期信号内のパルスに同期して）、１ラインごとに、画像データを書き込むラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２を順番に切り替えていき、画像データをラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に書き込む。ラインデータ読出部１３は、補正同期信号に従って（つまり、補正同期信号内のパルスに同期して）、１ラインごとに、画像データを読み出すラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２を順番に切り替えていき、画像データをラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２から読み出す。

このようにすることで、同期信号において同期パルスが消失したり誤った同期パルスが付加されたりしても、補正同期信号に基づいて、正しいタイミングで、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に対する画像データのリードライトが実行される。

また、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２は、少なくとも１ライン分の画像データを記憶するための記憶領域を有するメモリーである。

カウンターＣ１は、クロック生成部１４によるクロックでカウントアップしていく回路である。

エラー検出部１５は、カウンターＣ１のカウント値に基づいて、パルス周期の長さなどを特定し、パルス周期などに基づいて、ノイズなどに起因して同期信号に生じたエラーを検出する。

つまり、クロックの周期をＴｃとすると、正常なパルス周期に対応する第ｉラインのカウント値Ｎｉは、略Ｔｉ／Ｔｃとなり、同期信号にエラーが発生していない場合には、次式のように制限される。

ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮ≦Ｎｉ＜ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮ＋ＨＣＹＣＬ＿ＷＤ

ここで、ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮは、上述のＴ＿ＭＩＮ（つまり、所定変動範囲の下限値）に対応するカウント値であり、ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮ＋ＨＣＹＣＬ＿ＷＤは、上述のＴ＿ＭＩＮ＋Ｔ＿ＷＤ（つまり、所定変動範囲の上限値）に対応するカウント値である。

具体的には、エラー検出部１５は、（ａ）上述の同期信号において同期パルスが検出されたときのカウンターＣ１のカウント値を特定し、（ｂ）そのカウント値が、上述の所定変動範囲に対応する範囲（つまり、ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮからＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮ＋ＨＣＹＣＬ＿ＷＤまで）内のいずれかの値であれば、カウンターＣ１をリセットし、（ｃ）そのカウント値が、上述の所定変動範囲に対応する範囲（つまり、その下限値ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮ）より小さい値であれば、カウンターＣ１をリセットせずに、当該パルス周期においてラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に書き込まれた画像データを破棄させ、（ｄ）そのカウント値が上述の所定変動範囲に対応する範囲の上限値となるまでに同期信号において同期パルスが検出されなかったとき、カウンターＣ１をリセットし、当該パルス周期においてラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に書き込まれた画像データを破棄させる。

この実施の形態では、エラー検出部１５は、リセット信号をカウンターに供給し、リセット信号におけるリセットパルスのタイミングでカウンターをリセットする。具体的には、（ａ）同期パルスが検出されたときのカウント値が、所定変動範囲に対応する範囲内のいずれかの値であれば、リセットパルスは、当該同期パルスに同期してリセット信号において形成され、（ｂ）同期パルスが検出されたときのカウント値が、所定変動範囲に対応する範囲（つまり、下限値ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮ）より小さい値であれば、リセットパルスは、当該同期パルスに同期してリセット信号において形成されず、（ｃ）カウンターＣ１のカウント値が所定変動範囲に対応する範囲の上限値（つまり、ＨＣＹＣＬ＿ＭＩＮ＋ＨＣＹＣＬ＿ＷＤ）となるまでに同期信号において同期パルスが検出されなかったとき、リセットパルスは、その上限値に対応してリセット信号において形成される。

なお、この実施の形態では、補正同期信号がリセット信号として使用される。

この実施の形態では、データ処理装置５は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で実現される。

次に、上記画像処理装置の動作について説明する。

図２は、同期信号にエラーがない場合の図１に示す画像処理装置の動作について説明するタイミングチャートである。

この画像処理装置では、図２に示すように、受信回路１１が、伝送信号を受信し、データ受信処理部１２が、伝送信号から得られる画像データをラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に交互に書き込み、ラインデータ読出部１３が、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２から１ラインずつ交互に画像データを読み出し出力する。

他方、クロック生成部１４がクロックを生成し、カウンターＣ１は、同期パルスからの経過時間を計測するために、そのクロックに同期してカウントアップしていき、補正同期信号（リセット信号）の１周期ごとにリセットされる。

同期信号にエラーがない場合、図２に示すように、同期信号の同期パルスに同期したパルスが補正同期信号に形成されるとともに、エラー検出信号はアサートされず、データ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３が、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２から１ラインずつ交互に画像データのリードライトを行う。

一方、同期信号にエラーがある場合、エラー検出部１５が、同期信号のパルス周期に基づいて、そのエラーを以下のようにして検出し、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２の切り替えを禁止して、エラーの発生したラインの画像データを破棄させる。

図３は、誤った同期パルスが同期信号に発生した場合の図１に示す画像処理装置の動作について説明するタイミングチャートである。図４は、同期信号における同期パルスが消失した場合の図１に示す画像処理装置の動作について説明するタイミングチャートである。なお、図２〜図４において、「受信データ」は、データ受信処理部１２により得られる各ラインの画像データである。

なお、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２からの画像データの読み出しは、上述の補正同期信号に従って実行されるため、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２から読み出される画像データにおいては、同期信号におけるエラーに起因したラインの増減は発生しない。

エラー検出部１５は、クロック生成部１４によるクロックごとに、現時点のカウンターＣ１のカウント値を取得するとともに、同期信号において同期パルスが検出されたか否かを判定する。

同期パルスが検出されず、かつ、カウント値が上述の上限値になっていない場合には、エラー検出部１５は、特に何もしない。つまり、補正同期信号およびエラー検出信号の状態は、現時点のまま維持される。

一方、同期パルスが検出された場合、エラー検出部１５は、カウント値が上述の所定範囲内のいずれかの値であるか否かを判定する。

そして、カウント値が上述の所定範囲内のいずれかの値であると判定した場合（つまり、正常な同期パルスの場合）、図２に示すように、エラー検出部１５は、次のクロックで補正同期信号のパルスを形成し、データ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３は、その補正同期信号のパルスに従って動作する。

補正同期信号のパルスのタイミングで、図２に示すように、エラー検出信号がアサートされていなければ、データ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３は、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２の切り替えを行い、ラインデータのリードライトを行う。

一方、補正同期信号のパルスのタイミングで、図３の第３ラインおよび図４の第４ラインのように、エラー検出信号がアサートされていれば、データ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３は、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２の切り替えをせずに、ラインデータのリードライトを行う。そして、補正同期信号のパルスに同期して、エラー検出信号はネゲートされる。

他方、カウンターＣ１のカウント値が上述の所定範囲内のいずれかの値ではない場合（すなわち、カウント値が上述の所定範囲より小さいと判定した場合、つまり、異常な同期パルスの付加の場合）、図３に示すように、エラー検出部１５は、この同期パルスに対応して補正同期信号のパルスを形成せず、エラー検出信号をアサートする。この時点では、補正同期信号のパルスがデータ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３に供給されないので、この誤った同期パルスに起因してデータ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３が誤動作することはない。この場合、補正同期信号の次のパルスまで、エラー検出信号がアサートされている状態となるので、上述のように、補正同期信号の次のパルスに従って、データ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３は、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２の切り替えをせずに、ラインデータのリードライトを行う。

また、同期パルスが検出されず、かつ、カウント値が上述の上限値になった場合には、エラー検出部１５は、図４に示すように、補正同期信号にパルスを形成し、さらに、エラー検出信号をアサートする。この場合、補正同期信号の次のパルスの時点でエラー検出信号がアサートされている状態となり、上述のように、補正同期信号の次のパルスに従って、データ受信処理部１２およびラインデータ読出部１３は、ラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２の切り替えをせずに、ラインデータのリードライトを行う。つまり、同期パルスが消失しているので、その同期パルスのラインにおける画像データ（図４における第３ライン）の正当性は保証されないため、次のライン（図４における第４ライン）の画像データでそのラインの画像データ（図４における第３ライン）が上書きされる。

以上のように、上記実施の形態によれば、受信回路１１は、画像データと所定変動範囲内でパルス周期が変動する同期信号とを含む伝送信号をシリアル通信で受信し、データ受信処理部１２は、受信された伝送信号から画像データおよび同期信号を抽出し、同期信号に基づき１ラインごとに、画像データを書き込むラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２を順番に切り替えていき、画像データをラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に書き込む。ラインデータ読出部１３は、同期信号に基づき１ラインごとに、画像データを読み出すラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２を順番に切り替えていき、画像データをラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２から読み出す。エラー検出部１５は、同期信号のパルス周期が所定変動範囲内であるか否かを判定し、同期信号のパルス周期が所定変動範囲内ではない場合、当該パルス周期においてラインメモリーＬＭ１，ＬＭ２に書き込まれた画像データを破棄させる。

これにより、周波数拡散クロック生成器（ＳＳＣＧ）によって生成された同期信号を画像データの転送に使用した場合においても、ノイズなどに起因する同期信号のエラーによる後続の画像データへの影響が抑制される。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

本発明は、例えば、画像読取装置に適用可能である。

１１受信回路
１２データ受信処理部
１３ラインデータ読出部
１４クロック生成部
１５エラー検出部

Claims

画像データと所定変動範囲内でパルス周期が変動する同期信号とを含む伝送信号をシリアル通信で受信する受信回路と、
受信された前記伝送信号から前記画像データおよび前記同期信号を抽出し、前記同期信号に基づき１ラインごとに、前記画像データを書き込むラインメモリーを順番に切り替えていき、前記画像データを前記ラインメモリーに書き込むデータ受信処理部と、
前記同期信号に基づき１ラインごとに、前記画像データを読み出すラインメモリーを順番に切り替えていき、前記画像データを前記ラインメモリーから読み出すラインデータ読出部と、
前記同期信号のパルス周期が前記所定変動範囲内であるか否かを判定し、前記同期信号のパルス周期が前記所定変動範囲内ではない場合、当該パルス周期において前記ラインメモリーに書き込まれた前記画像データを破棄させるエラー検出部と、
前記伝送信号からクロックを生成するクロック生成部と、
前記クロックでカウントアップしていくカウンターとを備え、
前記エラー検出部は、（ａ）前記同期信号において同期パルスが検出されたときの前記カウンターのカウント値を特定し、（ｂ）前記カウント値が、前記所定変動範囲に対応する範囲内のいずれかの値であれば、前記カウンターをリセットし、（ｃ）前記カウント値が、前記所定変動範囲に対応する範囲より小さい値であれば、前記カウンターをリセットせずに、当該パルス周期において前記ラインメモリーに書き込まれた前記画像データを破棄させ、（ｄ）前記カウント値が前記所定変動範囲に対応する範囲の上限値となるまでに前記同期信号において同期パルスが検出されなかったとき、前記カウンターをリセットし、当該パルス周期において前記ラインメモリーに書き込まれた前記画像データを破棄させること、
を特徴とする画像処理装置。
前記エラー検出部は、リセット信号を前記カウンターに供給し、前記リセット信号におけるリセットパルスのタイミングで前記カウンターをリセットし、
（ａ）前記同期パルスが検出されたときの前記カウント値が、前記所定変動範囲に対応する範囲内のいずれかの値であれば、前記リセットパルスは、当該同期パルスに同期して前記リセット信号において形成され、
（ｂ）前記同期パルスが検出されたときの前記カウント値が、前記所定変動範囲に対応する範囲より小さい値であれば、前記リセットパルスは、当該同期パルスに同期して前記リセット信号において形成されず、
（ｃ）前記カウント値が前記所定変動範囲に対応する範囲の上限値となるまでに前記同期信号において同期パルスが検出されなかったとき、前記リセットパルスは、前記上限値に対応して前記リセット信号において形成されること、
を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記エラー検出部は、（ａ）前記同期信号の前記所定変動範囲内の同期パルスに同期するパルスを有する補正同期信号を生成し、（ｂ）前記同期信号の前記所定変動範囲より短い前記パルス周期の同期パルスに同期するパルスを、前記補正同期信号に形成せず、（ｃ）前記同期信号の前記所定変動範囲の上限値まで前記同期パルスが現れないときには、前記上限値に対応するパルスを、前記補正同期信号に形成し、
前記データ受信処理部は、前記補正同期信号に従って、１ラインごとに、前記画像データを書き込むラインメモリーを順番に切り替えていき、前記画像データを前記ラインメモリーに書き込み、
前記ラインデータ読出部は、前記補正同期信号に従って、１ラインごとに、前記画像データを読み出すラインメモリーを順番に切り替えていき、前記画像データを前記ラインメモリーから読み出すこと、
を特徴とする請求項１または請求項２記載の画像処理装置。