JPH07177435A - 高速視覚センサ装置 - Google Patents

高速視覚センサ装置

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Publication number
JPH07177435A
JPH07177435A JP5344255A JP34425593A JPH07177435A JP H07177435 A JPH07177435 A JP H07177435A JP 5344255 A JP5344255 A JP 5344255A JP 34425593 A JP34425593 A JP 34425593A JP H07177435 A JPH07177435 A JP H07177435A
Authority
JP
Japan
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processor
processors
data
speed
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5344255A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekazu Ishii
英一 石井
Yoshihiro Yamada
義浩 山田
Masatoshi Ishikawa
正俊 石川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH07177435A publication Critical patent/JPH07177435A/ja
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各プロセッサに割り当て可能なLSI面積を
増やすことができるようにするとともに、高度な画像処
理を行うことができるようにする。 【構成】 複数のセンサ1を一次元状に並べてセンサア
レイ4を構成し、上記複数のセンサ1のそれぞれに対し
てプロセッサ3を1対1に接続するとともに、上記各プ
ロセッサ3間においてデータの授受を行う通信部5と、
上記各々のプロセッサ3に所定の命令を送ってこれらの
プロセッサ3を制御する命令送出部6とを設け、上記命
令送出部6から順次送り込まれるプログラムや命令に従
って上記各プロセッサ3の動作を制御することにより、
上記各プロセッサ3の間でデータのやり取りを行いなが
ら上記センサアレイ2から受け取ったデータを並列に、
かつ高速に処理できるようにし、上記各プロセッサ3に
割り当て可能なLSI面積の制約を緩和できるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高速視覚センサ装置に関
し、特に、生産システムにおける対象物の検査、位置決
め、ロボットの視覚機能の実現、外界状況の認識・判断
などを行う高速視覚センサ装置に用いて好適なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の視覚センサ装置は、一般的にビデ
オカメラと画像処理装置とを組み合わせて構成されてい
た。このため、ビデオカメラの30フレーム/秒(ビデ
オレート)という速度以下でしか動作しなかった。しか
し、視覚データを使った検査装置、ロボット、生産シス
テムなどでは、これよりはるかに高速な視覚センサ装置
が必要とされている。
【0003】高速視覚センサ装置の従来例として、例え
ば、石川:“大規模並列処理機構による視覚機能の工学
的実現”,理研シンポジウム第12回非接触計測と画像
処理,1991年10月,がある。ここでは、アーキテ
クチャを工夫することにより回路のコンパクト化を図
り、1チップ上に多数のプロセッサを集積できるような
並列処理機構を考案し、処理機能の汎用性、集積化、高
速性を同時に実現する高速視覚センサ装置をめざしてい
る。
【0004】図2に、従来例の高速視覚センサ装置の一
例の概略構成図を示す。この図2に示す従来例は、セン
サ11とコンパクトな汎用プロセッサ12とが一対一に
結合したセル10を、N個×M個の二次元格子状に配列
させたものであり、汎用処理機構が付いた高速視覚セン
サ装置の一つである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、セル10を二次元格子状に配列させているた
め、ある特定の解像度(または画素数)のセンサ11を
一つのLSI上に実現する場合、LSI全体の面積とセ
ル10の数との関係から、一つのセル10に割り当て可
能な面積が一義的に決まってしまう。これにより一つの
プロセッサ12に対して使用できる回路規模が制約され
ていた。
【0006】この回路規模の制約により、上記従来例に
おいては、結果的にプロセッサ12の機能や性能が制約
されてしまっていた。また、プロセッサ12内に設けら
れているレジスタは24ビット分しかなく、それ以上の
個数のレジスタを必要とする計算処理を実行することが
できない問題があった。
【0007】このような面積の制約を少なくするため
に、センサを配列する個数を少なくすることが考えられ
る。すなわち、例えば、センサを一次元状に並べてセン
サアレイを構成するようにすれば、プロセサッサに割り
当て可能なLSI面積を大幅にふやすことができる。
【0008】しかしながら、このようにした場合にはセ
ンサにより検出可能な情報が一次元状となるので、2次
元画像を捉えて高度な画像処理を行うことができなくな
ってしまう問題があった。本発明は上述の問題点にかん
がみ、各プロセッサに割り当て可能なLSI面積を増や
すことができるようにするとともに、高度な画像処理を
行うことができるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の高速視覚センサ装置は、複数のセンサを一
次元状に並べて構成されたセンサアレイと、上記各々の
センサの出力と一対一に結合させるようにして一次元状
に配列された複数のプロセッサおよび上記各々のプロセ
ッサの間でデータのやり取りを行うための通信部を有す
るプロセッサアレイと、上記各々のプロセッサに所定の
命令を送って各プロセッサの制御を行う命令送出部とを
備えている。
【0010】また、本発明の高速視覚センサ装置の他の
特徴とするところは、複数のセンサを一次元状に並べて
構成されたセンサアレイと、上記各々のセンサの出力と
一対一に結合させるようにして一次元状に配列されてい
て、上記各々のセンサからそれぞれ出力されるデータを
記憶するためのメモリを有するプロセッサおよび上記プ
ロセッサの間でデータのやり取りを行うための通信部を
有するプロセッサアレイと、上記各々のプロセッサに命
令を送って各プロセッサの制御を行う命令送出部とを備
えている。
【0011】
【作用】本発明は上記技術手段よりなるので、プロセッ
サをセンサの配列方向と垂直な方向に形成することによ
り、センサの配列によってプロセッサの回路規模が制約
されることが少なくなる。また、プロセッサアレイは、
本発明の高速視覚センサ装置の外部から送り込まれるプ
ログラムや命令に従って、各プロセッサ間でデータのや
り取りを行いながらセンサアレイから受け取ったデータ
を並列に処理することが可能となり、センサデータを高
速に処理することができるようになる。
【0012】また、本発明の他の特徴によれば、各セン
サから出力されるデータを記憶するためのメモリを各プ
ロセッサに設けたので、センサアレイによる一次元状デ
ータの取り込みと、上記取り込んだデータをプロセッサ
アレイへ送信することを、命令送出部からの命令に従っ
て繰り返し連続的に行うことが可能となり、センサアレ
イの対象物が高速に移動している場合においてもセンサ
データを高速に処理できるようになる。また、センサか
ら受け取ったデータを各プロセッサ内のメモリに記憶し
ておき、必要な時に適宜アクセスすることにより、二次
元画像としての処理も高速に行うことができるようにな
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の高速視覚センサ装置の一実施
例について、図面を参照しながら説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例による高速視覚
センサ装置の構成を示す図である。図1において、1は
センサであり、このセンサ1を一直線状にN個並べてセ
ンサアレイ2が構成されている。
【0015】各センサ1の出力は、それぞれに対応する
プロセッサ3の入力へと結合されている。なお、図1に
示す四角い破線は、一つの物体を表すのではなく、物の
集まりを表す概念を指し示すために使用している。
【0016】センサアレイ2は、センシングしたい対象
物について一次元的な像(以下、センサデータと呼ぶ)
を取り込み、各プロセッサアレイ4へ送る。各々のプロ
セッサアレイ4は、N個のプロセッサ3が一直線上に並
んだものを中心に構成されており、命令送出部6により
順次送り込まれるプログラムまたは命令に従って、プロ
セッサ3間の通信部5を通してプロセッサ3間で通信し
ながら、センサ1から送られてくるデータをSIMD型
の並列処理を行う。
【0017】命令送出部6は、上記のように、プログラ
ムを各プロセッサ3へ送るなどのプロセッサアレイ4全
体を制御して、SIMD型の並列処理を実現するために
設けられているものである。
【0018】プロセッサ3間で通信を行うための通信部
5は、さまざまな方法で実現することが可能だが、例え
ば、隣接するプロセッサ3の間のみに直接通信する手段
を設けて実現することができる。この場合、局所的なデ
ータを利用した処理を高速に行うことができるようにな
る。隣接していないプロセッサ3が持つデータを使用す
る場合には、プロセッサ3の間の通信部5を複数回使用
してデータを移動させることにより、隣接していないプ
ロセッサ3間においてデータの授受を行うようにして隣
接していないプロセッサ3が持つデータを使用できるよ
うにしている。
【0019】また、例えば、プロセッサ3の間の通信部
5としてデータバスを用いることもできるようにした場
合には、大域的なデータ処理を高速に行うことができる
ようになる。
【0020】なお、高速視覚センサ装置の従来例のプロ
セッサの構造が、石川:“大規模並列処理機構による視
覚機能の工学的実現”,理研シンポジウム第12回非接
触計測と画像処理,1991年10月,の中の図5、図
6に示されている。これらは、1ビットデータを処理す
るプロセッサであるが、本実施例による高速視覚センサ
装置では、必要に応じて4ビットデータ、8ビットデー
タなどを処理するプロセッサ3を構成することもできる
し、レジスタの個数を従来例の24ビットから大幅に増
加させることもできる。本実施例の高速視覚センサ装置
では、これら全てが一つのLSI上に実現されている。
【0021】また、対象物が、もともと一方向に一定速
度で高速に移動している場合には、対象物の移動方向に
対して垂直な方向にセンサアレイ2が並ぶように本実施
例の高速視覚センサ装置を設置することにより、二次元
状の高速視覚センサ装置の場合と同様に、二次元画像を
捉えて高度な画像処理をすることができる。ここでは、
画素がN×Mの配列に並んだ画像を処理するものとす
る。
【0022】センサアレイ2は、対象物のセンサデータ
をM回連続的に取り込み、次々とプロセッサアレイ4へ
送る。プロセッサアレイ4は、各プロセッサ3がその内
部にメモリ7を具備しており、目的とする画像処理に必
要なM回分のデータを記憶する。
【0023】このように、一次元的なセンサデータの場
合と同様に、センサデータを高速に取り込み、プロセッ
サアレイ4が高速に並列処理するため、対象物が高速に
移動する場合でも、二次元状のセンサデータを途切れる
ことなく高速に処理することができる。なお、プロセッ
サアレイ4の処理内容は、例えば、各種フィルタ処理、
特徴抽出、その他の画像処理などであり、応用により異
なる。
【0024】以上説明したように本実施例によれば、複
数のセンサを一次元状に並べるとともに、これらの一次
元状に並んだ各センサに対して一対一に結合したプロセ
ッサを一次元状に並べることにより、従来例で課題とな
っていたような各プロセッサの使用するLSI面積に対
する制約が少なくなる。このため、各プロセッサの回路
規模を大きくすることができるようになり、新たな機能
を持つ回路を付加することができる。したがって、プロ
セッサの機能向上および高速化、メモリやレジスタの大
容量化などが可能となる。これにより、複雑な処理プロ
グラムの実行や、多くのセンサデータを使用した処理も
可能になり、より高速で高機能な視覚センサ装置を構成
することができる。
【0025】また、本実施例による高速視覚センサ装置
を通常のラインセンサと比べた場合、本実施例による高
速視覚センサ装置にはプロセッサアレイが付いているた
め、新たに外部に処理装置を設置する必要がない。した
がって、本実施例による高速視覚センサ装置の場合は外
部に設置されたセンサデータ処理装置までのデータ転送
が不要になり、高速処理が可能である。また、システム
全体のサイズを小さくでき、低コストに製造できる。
【0026】また、本実施例による高速視覚センサ装置
は並列処理を行っているため、センサデータを高速に処
理することができ、LSI内に一体化することにより、
一層高速、低価格、軽量、低消費電力、低コストな装置
を構成することができる。
【0027】また、本実施例の高速視覚センサ装置によ
れば、センサからのデータを記憶するためのメモリをプ
ロセッサ内に設けたので、移動している対象物や2次元
画像においても、各センサからのデータを上記メモリに
取り込んでおき、これを必要に応じて読み出すことによ
り高度なデータ処理を高速に行うことができる。
【0028】
【発明の効果】本発明は上述したように、複数のセンサ
を一次元状に並べてセンサアレイを構成し、上記複数の
センサのそれぞれに対してプロセッサを1対1に接続す
るとともに、上記各プロセッサ間においてデータの授受
を行う通信部と、上記各々のプロセッサに所定の命令を
送ってこれらのプロセッサを制御する命令送出部とを設
けたので、上記命令送出部から順次送り込まれるプログ
ラムや命令に従って上記各プロセッサの動作を制御し
て、上記各プロセッサの間でデータのやり取りを行いな
がら上記センサアレイから受け取ったデータを並列に、
かつ高速に処理することが可能となる。したがって、複
雑な処理プログラムの実行や、多くのセンサデータを使
用した処理を行うことが可能な高速視覚センサ装置にお
ける各プロセッサに割り当てる面積の制約を大幅に緩和
することができる。これにより、それぞれのプロセッサ
の回路規模を大きくして各プロセッサの機能および性能
を高くすることができ、高機能かつ高速なセンサデータ
処理を行うことが可能な高速視覚センサ装置を構成する
ことができる。
【0029】また、請求項2の発明によれば、各センサ
から取り込んだセンサデータを各プロセッサにおいてメ
モリ内に格納しておき、これを必要に応じて取り出して
高速並列処理することができるので、2次元状の高速視
覚センサ装置の場合と同様に、2次元画像を捉えて画像
処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による高速視覚センサ装置の
構成を示す構成図である。
【図2】従来の高速視覚センサ装置の構成を示す構成図
である。
【符号の説明】
1 センサ 2 センササレイ 3 プロセッサ 4 プロセッサアレイ 5 プロセッサ間の通信部 6 命令送出部 7 メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のセンサを一次元状に並べて構成さ
    れたセンサアレイと、 上記各々のセンサの出力と一対一に結合させるようにし
    て一次元状に配列された複数のプロセッサ、および上記
    各々のプロセッサの間でデータのやり取りを行うための
    通信部を有するプロセッサアレイと、 上記各々のプロセッサに所定の命令を送って各プロセッ
    サの制御を行う命令送出部とを備えることを特徴とする
    高速視覚センサ装置。
  2. 【請求項2】 複数のセンサを一次元状に並べて構成さ
    れたセンサアレイと、 上記各々のセンサの出力と一対一に結合させるようにし
    て一次元状に配列されていて、上記各々のセンサからそ
    れぞれ出力されるデータを記憶するためのメモリを有す
    るプロセッサおよび上記プロセッサの間でデータのやり
    取りを行うための通信部を有するプロセッサアレイと、 上記各々のプロセッサに命令を送って各プロセッサの制
    御を行う命令送出部とを備えることを特徴とする高速視
    覚センサ装置。
JP5344255A 1993-12-17 1993-12-17 高速視覚センサ装置 Withdrawn JPH07177435A (ja)

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JP5344255A JPH07177435A (ja) 1993-12-17 1993-12-17 高速視覚センサ装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1223549A1 (en) * 1999-10-04 2002-07-17 Hamamatsu Photonics K.K. Camera system for high-speed image processing
JP2008259244A (ja) * 2001-03-13 2008-10-23 Ecchandesu:Kk イメージセンサ

Cited By (3)

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Effective date: 20010306