JPH03129475A - 画像処理装置の設計方法及びその装置 - 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、所定の画像処理を行う専用の画像処理装置の
設計に用いる画像処理装置の設計方法及びその装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、処理の高速化を図るため例えばパターン認識によ
る検査を行う専用の画像処理装置を設計する場合、汎用
画像処理装置で、設計すべき画像処理装置の画像処理ア
ルゴリズムを実現するソフトウェアをソフトウェア技術
者が作威し、そのソフトウェアの内容を熟練したハード
ウェア技術者が解析し、そのソフトウェアに含まれる論
理を解析し、その論理をもとに具体的な回路構成及び回
路基板上への配置等の設計が行われていた。より詳しく
は、専用の画像処理装置を設計する場合、処理対象に対
してソフトウェア技術者は汎用の画像処理装置を用い、
それに含まれるサブルーチンを組合わせて、汎用画像処
理装置の上で試行錯誤を繰返しながら、その対象に対し
て最適な画像処理手順を有するソフトウェアを構築する
。

そのようにして得られたソフトウェアに対して、それを
ハードウェア化する場合、ハードウェア技術者は、まず
ソフトウェアを解析し、それを構成している画像処理の
サブルーチンの処理の如何、処理のつながりの如何を理
解する。次にそれらのサブルーチンの処理群をハードウ
ェア化するにはどのハードウェアモジュールを組合わす
べきかを検討して、回路設計し、最後にハードウェアシ
ミュレータにかけ、設計した回路に誤りがなかったか否
かをチエツクする。

画像処理のサブルーチンとしては、「画素間演算」、「
空間フィルタリング」、「門ＡＸ、門ＩＮ、門１０フィ
ルタ」、「線形結合演算」、「論理フィルタリング」、
「データ変換」、「ラベリング」、「特徴点座標計測」
、「濃度ヒストグラム計測」、「ラン座標計測」、「周
辺分布計測」等があり、それらのサブルーチンを処理す
るハードウェアモジュールとしては例えば「空間フィル
タリング」、「論理フィルタリングＪ等のサブルーチン
には「積和演算回路」が、また「ラベリング」、「デー
タ変換ｊ等のサブルーチンにはｒＬｔｌＴ　Ｊ等が適用
される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら画像処理のソフトウェアをハードウェア化
する場合、ハードウェア技術者がソフトウェアの手順を
解析し、データの流れと最適なハードウェアモジュール
の組合せとを見つける必要があり、画像処理のソフトウ
ェアの知識とハードウェアの設計知識とに精通している
高度な熟練度をハードウェア技術者に要求する。

また、サブルーチンの組合わせ及び処理のつながりによ
っては処理速度の点から同じサブルーチンであっても同
一のハードウェアモジュールを使用することができない
場合があり、その結果ハードウェアモジュールの組合わ
せが複雑化し、冗長性が生まれていた。この結果ハード
ウェアの設計をより複雑にし、このことからもハードウ
ェア設計が熟練した技術者にしかできなかった。

しかしながらこのように熟練したハードウェア技術者は
その養成に長期間を要し、簡単に人材を確保するのが困
難となっている。

さらにソフトウェア設計からハードウェア設計までの流
れが連続的になっておらず、各段階でのデータの途切れ
が生じ、入力の手間及び無駄が生じ、ハードウェア作成
までの効率が悪くなるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、２つの
知識ファイルを設け、それらに基づきソフトウェアのサ
ブルーチンからそれに対応するハードウェアモジュール
を生成し、さらに生成したハードウェアモジュールを組
合わせてソフトウェアをハードウェア化することにより
、ソフトウェアの作成からそのハードウェア化までを一
連の流れで効率よく処理できると共に、装置の設計を熟
練者を必要とせず行える画像処理装置の設計方法及び装
置を提供することを目的にする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る画像処理装置の設訂方法は、複数のサブル
ーチンを用いて作成された画像処理のソフトウェアをハ
ードウェア化する画像処理装置の設計方法であって、前
記サブルーチンとそれを実行する単位装置とに関する第
１の知識ファイルと、前記単位装置の属性に関する第２
の知識ファイルとを設け、前記ソフトウェアを解析し、
前記第１の知識ファイルに基づき前記サブルーチンに応
した単位装置を検索し、前記第２の知識ファイルを参照
し、その属性に基づき前記単位装置の組合わせを定め、
前記ソフトウェアをハードウェア化することを特徴とす
る。

別の発明に係る画像処理装置の設計装置は、複数のサブ
ルーチンを用いて作成された画像処理のソフトウェアを
ハードウェア化する画像処理装置の設計装置であって、
前記サブルーチンとそれを実行する単位装置とに関する
第１の知識ファイルと、前記ソフトウェアを解析し、前
記第１の知識ファイルに基づき前記サブルーチンに応じ
た単位装置を出力する単位装置出力手段と、前記単位装
置の属性に関する第２の知識ファイルと、前記第２の知
識ファイルを参照し、その属性に基づき前記重付装置の
組合わせを定めて前記ソフトウェアをハードウェア化す
る手段とを備えることを特徴とする。

〔作用） 本発明においては複数のサブルーチンを用いて作成され
たソフトウェアを第１の知識ファイルに基づき解析し、
用いられたサブルーチンに応じた単位装置を検索し、検
索された単位装置と第２の知識ファイルとに基づき、単
位装置を組合せてハードウェア化する。

〔実施例） 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明す
る。第１図は本発明に係る画像処理装置の設計方法を用
いた設計装置の構成を示す模式的ブロック図である。図
においてｌは汎用画像処理装置であり、これにより設計
すべき画像処理装置のソフトウェアを生成する。汎用画
像処理装置１は従来と同様の構成であり、ＣＰＵ　Ｉｆ
と、ＣＰＩＪ　Ｉｆにより制御される表示手段であるＣ
ＲＴ　１２と、ｃｐｔ＋　ｉｔによりサブルーチンを組
合せて作成されたソフトウェアを格納するメモリ１５と
、画像処理に用いる２値化、平滑化、特徴抽出等の処理
手順毎のサブルーチンが登録され、ＣＰＵ　１１からの
指令によりそのサブルーチンを出力する画像処理ライブ
ラリ１４と、該画像処理ライブラリ１４からサブルーチ
ンを出力するときに用いる画像処理手順と処理手順毎の
サブルーチンとの関連を知識化した画像処理手順／サブ
ルーチン知識ファイル（以下サブルーチン知識ファイル
という）１３とから構成される。

画像処理ライブラリ１４に格納されている処理手順毎の
サブルーチンは第１の知識ファイルであるサブルーチン
／ハードウェアモジュール関連知識ファイル（以下ハー
ドウェア知識ファイルという）２によってハードウェア
モジュールと関連づけられている。ここでハードウェア
モジュールとはサブルーチンで示された画像処理のひと
つの処理手順に対応する単位装置のことであり、後述す
る第２図に示す如く、例えば平滑化処理に対して空間フ
ィルタサブルーチンが対応し、それがハードウェアモジ
ュールである積和演算回路により実現される。

メモリ１５に格納されたソフトウェアはソフトウェア解
析手段３に出力され、そこでソフトウェアが解析されて
、ハードウェア知識ファイル２に基づきサブルーチンに
対応するハードウェアモジュールが検索され出力される
。出力されたハードウェアモジュールは自動設計手段４
に与えられ、第２の知識ファイルであるハードウェア／
モジュール属性知識ファイル（以下モジュール属性知識
ファイルという）５に基づき各ハードウェアモジュール
を組合せてハードウェアの設計が行われる。

モジュール属性知識ファイル５はハードウェアモジュー
ルとハードウェアモジュールの２値化、平滑化等の論理
、回路図及び幾何サイズ等のモジュール属性との関連を
示している。設計されたハードウェアはシミュレート手
段６に与えられると共に、修正手段７に与えられる。シ
ミュレート手段６では設計されたハードウェアがソフト
ウェアの手順通りに動作するか否かをシミュレートし、
もしハードウェアに修正の必要が生じた場合は修正手段
７にて会話形式で手作業でハードウェアの設計を修正す
る。なおこの修正手段７にはＣＲＴ　１２にガイダンス
を表示し、それに従い作業するガイダンス機能があり、
熟練者でなくてもハードウェアの設計の修正が行える。

そして最終的に設計が確定したハードウェアの回路図、
配置図、実体配線図等の製作図が出力手段８からプリン
トアウトされ、それに基づき所望のハードウェアが製作
される。

第２図は画像処理により製品の検査を行うソフトウェア
の一例として、画像の交点を抽出してその交点のアドレ
スを判定し、製品の数量を計数する場合の画像の平滑化
から始まり、アドレスを判定するまでの画像処理の手順
と、それに対応するサブルーチン、ハードウェアモジュ
ール及びハードウェア回路との関係を示す図であり、画
像処理に用いるサブルーチンが画像処理９４１５１月４
に登録されており、平滑化、空間微分、２値化・・・等
の各画像処理とサブルーチンとの関係がサブルーチン知
識ファイル１３に格納されている。またサブルーチンと
ハードウェアモジュールとの関係がハードウェア知識フ
ァイル２に、ハードウェアモジュールとその属性との関
係がモジュール属性知識ファイル５に格納されている。

例えば平滑化という画像処理はサブルーチン知識ファイ
ル１３内に空間フィルタサブルーチンとして関連づけら
れ、空間フィルタサブルーチンはハードウェア知識ファ
イル２に積和演算回路というハードウェアモジュールと
して関連づけられ、積和演算回路を構成する回路として
ラインバッファ、シフタ、積算器、加算器、シック、フ
ィルタ係数用バッファ等の回路があり、これらの回路素
子名、その大きさ、ビン数、ビンの配置及びその論理等
の属性がモジュール属性知識ファイル５に格納されてい
る。同様に２値化処理の場合は２値化処理と階調変換サ
ブルーチンとの関係がサブルーチン知識ファイル１３に
、階調変換サブルーチンとハードウェアモジュールであ
るＬＩＩＴ　（ルックアップテーブル）との関係がハー
ドウェア知識ファイル２に、ＬＩＪＴとＬＯＴを構成す
るテーブルメモリ及びアドレスカウンタの回路、回路素
子名、その大きさ、ビン数、ビン配置及び論理等の属性
との関係がモジュール属性知識ファイル５に夫々格納さ
れている。

次に本発明方法の処理手順について第３図に示す処理手
順のフローチャートに基づき説明する。

最初に例えば第２図の処理手順に示す如くのハードウェ
アで実現する所望の画像処理の手順を組立て（ステップ
Ｓ１）、それを汎用画像処理装置１に入力してサブルー
チン知識ファイル１３に基づき画像処理ライブラリＩ４
を用いてＣｒｔｌ　１１によりソフトウェアを自動生成
する（ステップＳ２）。次にソフトウェアによりその画
像処理を実行しくステップＳ３）、作成されたソフトウ
ェアが所望の画像処理を実行できるか否かを評価しくス
テップＳ４）、所望の画像処理を実行できたと評価でき
なかった場合はステップＳ１から処理を繰返し、評価で
きた場合は、それを−旦メモリ１５に格納する。次に格
納されたソフトウェアをハードウェア知識ファイル２に
基づきソフトウェア解析手段３で各処理サブルーチンを
ハードウェアモジュールに展開する。

例えば空間フィルタサブルーチン（平滑化）については
積和演算回路に、また階調変換サブルーチン（２値化）
についてはＬＩＴに夫々展開する。そして自動設計手段
４でモジュール属性知識ファイル５により展開されたハ
ードウェアモジュールの論理シミユレートを行い（ステ
ップＳ６）、シミュレート結果に基づき最適のハードウ
ェアモジュールを構成する回路の自動設計（ステップＳ
７）が行われる。

次に回路に修正又は追加が必要な場合は手修正を加え（
ステップＳ８）、配置、配線の自動設計を行う　（ステ
ップ３９）。そして配置、配線に修正又は追加が必要な
場合は手修正を加え（ステップ５ＩＯ）、設計されたハ
ードウェアのシミュレーションを行う　（ステップ５１
１）。そしてそれに関する評価を行い、所望の性能を満
足する場合は出力手段８から製作図を出力しくステップ
５１３）、処理を終了する。

また満足しない場合はステップｓ５からの処理を繰返す
。

〔効果〕

以上説明したとおり、本発明においては、サブルーチン
と単位装置との関係を格納した第１の知識ファイルによ
り単位装置を定め、単位装置とその属性との関係を格納
した第２の知識ファイルにより単位装置を組合せてハー
ドウェア化しているのでソフトウェアの開発からハード
ウェアの開発までの工程を一連の流れで効率よく処理で
き、ハ−ドウェアの開発を熟練者を必要とせず行える等
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像処理装置の設計方法を用いた
設計装置の構成を示す模式的ブロック図、第２図は画像
処理の手順とそれに対応するサブルーチン、ハードウェ
アモジュール及びハードウェア回路との関係を示す図、
第３図は本発明方法の処理手１１１ａを示すフローチャ
ートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のサブルーチンを用いて作成された画像処理の
   ソフトウェアをハードウェア化する画像処理装置の設計
   方法であって、 前記サブルーチンとそれを実行する単位装置とに関する
   第１の知識ファイルと、前記単位装置の属性に関する第
   ２の知識ファイルとを設け、前記ソフトウェアを解析し
   、前記第１の知識ファイルに基づき前記サブルーチンに
   応じた単位装置を検索し、前記第２の知識ファイルを参
   照し、その属性に基づき前記単位装置の組合わせを定め
   、前記ソフトウェアをハードウェア化することを特徴と
   する画像処理装置の設計方法。 ２、複数のサブルーチンを用いて作成された画像処理の
   ソフトウェアをハードウェア化する画像処理装置の設計
   装置であって、 前記サブルーチンとそれを実行する単位装置とに関する
   第１の知識ファイルと、 前記ソフトウェアを解析し、前記第１の知識ファイルに
   基づき前記サブルーチンに応じた単位装置を出力する単
   位装置出力手段と、前記単位装置の属性に関する第２の
   知識フ ァイルと、 前記第２の知識ファイルを参照し、その属性に基づき前
   記単位装置の組合わせを定めて前記ソフトウェアをハー
   ドウェア化する手段と を備えることを特徴とする画像処理装置の設計装置。