JPH01233574A - 画像処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像処理システムにおいて、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
画像記憶領域の管理方式に間する。

〔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、画像処理プロセッサなどを
構成要素とする）画像専用のハードウェアから構成され
、画像専用ハードウェアの機能による高速処理が実現さ
れていた。−方、近年、エンジニアリングワークステー
ション（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ェアも市販され
てきた。従って、画像処理システムには、高速性と共に
ソフトウェ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ョンの作成が
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５ｕｎ３／ｚ
ａｏｃ、画像処理ハードウェアとしてｎｅＸｕｓ社製Ｎ
ＥＸＵＳ６８１０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ＥＷＳ　１０１と画像処理ハードウ
ェア１０２から構成される。ＥＷＳ１０１内には、ＣＰ
Ｕ１０３があり、画像処理ハードウェア１０２内には、
画像メモリ１０４及び画像処理プロセッサ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
ッサ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
ッサを用いた処理とＥＷＳ側のＣＰＵによるソフトウェ
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、１ｆｆ）
デイザ処理を行うものを考える。ｉ）。

ｉｆ）の処理は画像処理プロセッサで、１ｉｉ）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ｉｆ）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ｆｉｔ）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のオペレーティングシステム（
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に決定可能であり、
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、ハードウェアの構成を変
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、本発明の目的は上記欠点を除去するこ
とにある。

本発明の目的は、実行時に空いているフレームを割り当
てるべく利用されている領域を記憶し、割り当てを管理
する画像記憶領域の管理方式を提供することにある。

本発明の目的は、ハードウェアの構成変更に対応するべ
く、ハードウェア依存の部分をプログラム（プロセス）
の外部で処理するようにした画像記憶領域の管理方式を
提供することにある。

本発明の目的は、画像メモリの領域を統括して管理する
独立したプロセスを設ける事により、プログラマが意識
せずども自動的にメモリ領域の割り付け・アクセス制御
などを行う画像記憶領域の管理方式を提供することにあ
る。

本発明の目的は、プログラム作成の負荷を大きく削減し
、プログラムの再利用性・そシュラリティを大きく改善
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ック図で、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、受は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
ッ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
ロセッ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
セッサもしくは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２
０２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
Ｏ８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領域を
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（３０２）。

実行プロセス２Ｑ１は、画像処理プロセッサを利用する
場合、画像処理プロセッ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は渡して
実′際の処理を起動し、ＰＩ３側で受は取るべき処理結
果がある場合にはこれを受は取る（３０３）、この受は
渡し一操作は、実際には汎用パスを経由して画像処理プ
ロセッサの内部メモリ、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、前置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
フレームの大きさ、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２０
２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５０１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Ｓ　ｕ　ｎ　３　／　２６０　Ｃ％ＯＳ
を５ｕｎＯ３とした場合、プロセス間通信の機能は５ｏ
ｃｋｅｔなと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
ローチャートである。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く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、これに制御を穆す、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く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として受は取る（４０２）。次いで、管理プロセス２
０２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，Ｏ，Ｏ，Ｏ
，Ｏ，Ｏ，Ｏ，Ｏ，Ｏ。

ｏ、ｏ、ｏ、ｏ、、ｏ、ｏ） 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が前置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Ｏ
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、画像処理プロセッサのア
ドレッ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ｇ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ェアを利用する場合
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。

〔効　果〕

以上説明したように、実際に画像処理を実行するプロセ
スとは別に管理を行うプロセスを設ける事により、画像
メモリ上の使用状況に応じて適切な領域を使用する領域
として動的に割り当てることが可能となり、他のプログ
ラムの処理結果を破壊することなくプログラムを利用で
きるようになった。また、画像メモリのフレームを追加
し、全体としてのフレーム数を増やした場合にも、管理
プロセスのみの変更で、全てのフレームを用いて適切な
割り当てが行われるため、本発明を利用したシステム上
でのすべての画像処理プログラムが、変更なしに新しく
増えた分の画像メモリを有効活用することができる。

【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ェア、 １０４は画像処理ハードウェア内の画像メモリ、 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録する管理テーブル
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像メモリ上にある画像データへのアクセスを管理する
   画像記憶領域の管理方式において、画像データの処理を
   行うプロセスとは別に、画像データの使用状況を記憶し
   、記憶領域の割り当てなどを管理するプロセスを設ける
   事を特徴とする画像記憶領域の管理方式。