JPS5851376A - Multiple integral calculation system - Google Patents

Multiple integral calculation system

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JPS5851376A
JPS5851376A JP56149845A JP14984581A JPS5851376A JP S5851376 A JPS5851376 A JP S5851376A JP 56149845 A JP56149845 A JP 56149845A JP 14984581 A JP14984581 A JP 14984581A JP S5851376 A JPS5851376 A JP S5851376A
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image
storage device
image storage
control
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JP56149845A
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Hideo Tsukune
築根 秀男
Shigeyuki Sakane
Toshio Matsushita
Masayoshi Kakikura
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations

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Abstract

PURPOSE:To execute the multiple integral of a two-dimensional pattern at a high speed, by providing a rewritable high-speed control storage and combining a picture storage device, where rows and columns of a picture can be substituted, and a high-speed product sum operator. CONSTITUTION:Three items a(1,j), a(2,j), and a(3,j) of the j-th row of a coefficient matrix are held in coefficient registers 33A, 33B, and 33C, respectively. Original picture elements are first stored in a picture element register 34C and are shifted to picture element registers 34B and 34A successively. Products between data of coefficient registers 33A, 33B, and 33C and data of picture element registers 34A, 34B, and 34C are operated in multipliers 35A, 35B, and 35C, and the sum of three products is calculated in an adder 36. Intermediate resultant picture elements are stored in an intermediate resultant register 37 successively. Contents of this register 37 and the output result of the adder 36 are added in an adder 38 to obtain new intermediate resultant picture elements.

Description

【発明の詳細な説明】 この発@l−1、重畳積分計算方式に関する。[Detailed description of the invention] This emission @l-1 is related to the convolution integral calculation method.

重畳積分計算は、画壕などの2次元のパターン情味に対
する最も基本的な演算の一つであシ、その高速化が不可
欠である。従来、この種の演算を高速で実行する専用処
堆装置がいろいろ開発されてきた。しかし、十rらは、
あま夛にも特殊化されていて融通性に乏しかったシ、汎
用性があってもプログラミングが容易でなかったシ、ま
た、−書処理用の他の機器との整合性に欠は九シ、さら
に、装置が複雑であったシといった間鵬がめった。
Convolution integral calculation is one of the most basic calculations for two-dimensional pattern features such as art trenches, and speeding up of the calculation is essential. In the past, various dedicated processing devices have been developed that can perform this type of calculation at high speed. However, Jur et al.
It was highly specialized and lacked flexibility, it was not easy to program even though it was versatile, and it lacked compatibility with other document processing devices. In addition, the equipment was complicated and had some problems.

本発明り、この点に罐て々さtたもので、画書入力の丸
めの記憶機能、画像表示のための記憶機能、画像演算の
九めの記憶機能の5機能を兼ね備え九m偉記憶装置と、
1次元の積和演算器を組合わせて成る重畳積分計算方式
を提供するものである。
The present invention has completely addressed this point, and has five functions: a rounding memory function for drawing input, a memory function for image display, and a ninth memory function for image calculation. a device;
This provides a convolution integral calculation method that combines one-dimensional product-sum calculation units.

以下、発明の詳細について述べる。まず、第一の構ag
!素としての記憶装&について述べる。
The details of the invention will be described below. First, the first structure
! I will talk about mnemonic & as an element.

Fxf個の画素から成る2つの画gIIをI、 、 I
Let two images gII consisting of Fxf pixels be I, , I
.

とする。I、;I、を2次元行列とみ九とき、それらの
列番号、行番号をそtぞれ、14 、mj :lj 。
shall be. When I, ;I, are two-dimensional matrices, their column numbers and row numbers are 14, mj :lj, respectively.

Mj (1≦i≦ff、1≦j≦q)七おき、次の2つ
の置換を作る。
Mj (1≦i≦ff, 1≦j≦q) every seven, create the following two permutations.

すると、前述の画像表示、ll1i儂入方、iIi像演
算演算KIjbI11となる配憶装置の読み出し書き込
み方法は(1)式で!l!現することができる。九2え
ば、2倍のズーミング表示の場合は次のようになる。
Then, the read/write method for the storage device for the above-mentioned image display, ll1i input method, ii image calculation operation KIjbI11 is given by equation (1)! l! can be expressed. 92 For example, in the case of a double zoom display, the following will occur.

■、を配憶装置に格納されたIli像、I、を表示デバ
イス上に表示された画像とする。必要な置換社、で!!
現できる。ただし、簡単の大め、p、ra偶数とし丸。
(2) Let I be the image of Ili stored in the storage device, and I be the image displayed on the display device. Necessary replacement company, at! !
can be expressed. However, it is easy to use large numbers, p, ra, and circles.

転置の場合には、(1)式の列番号、行番号を交換して
次の形で表現できる。
In the case of transposition, it can be expressed in the following form by exchanging the column numbers and row numbers in equation (1).

簡単のため、pxqとし丸。その他の操作も同様に置換
形式で表現できる。
For simplicity, use pxq and circle. Other operations can be similarly expressed in substitution form.

本発明では、この画像1憾装置として上述の置換操作を
実現するため、少くともアドレスに関して、望ましくは
書き込み読み出し制御、周辺1絡−JIlにも関して高
速の書き替え可能な制御11111+:憶部を導入する
こととし丸。一般に、画像を走査する丸めには5111
mの信号が必要である。
In the present invention, in order to realize the above-mentioned replacement operation as this image storage device, at least the address is preferably write/read control, and the peripheral 1 circuit - JIl is also controlled at high speed with rewritable control 11111+: storage section. We decided to introduce the circle. Generally, for rounding to scan an image, 5111
m signals are required.

すなわち、1画面の開始を示すパルス信号Fφ、1走査
纏の開始を示すパルス信号Lφ、画素の位置を示すパル
スMφである。本**配憶装置もこの5つのパルスで駆
動される。縞1図にその一例の概略構成を示し、!!置
全全体は符号λ0を付す。
That is, a pulse signal Fφ indicates the start of one screen, a pulse signal Lφ indicates the start of one scan series, and a pulse Mφ indicates the position of a pixel. The book storage device is also driven by these five pulses. Figure 1 shows a schematic configuration of an example of the stripe. ! The entire configuration is designated by the symbol λ0.

計数−/、Jはパルス信号を計数する。計数器/UMφ
を計数し、Lφでリセットされる。計数器コはしを計数
し、Fφでリセットされる。
Count-/, J counts pulse signals. Counter/UMφ
is counted and reset at Lφ. The counter counts and is reset by Fφ.

制御記憶J、4Aは計数alの計数値をアドレスとして
読み出され、制御ill配憶j 、 Ai!計数器コの
計数値をアドレスとして読み出される。第2図のように
画像のX座標、X座標を定義すれば、制御記憶Jからは
読み出しの丸めのX座標の制御情報が、制御記憶lから
は書き込みの丸めのX座標の制御情報が、制御記憶!か
ら線銃み田しの丸めのX座標の制御情報が、制御配憶4
からは書き込みのためのX座標の制御情味が、それぞれ
読み出される。
The control memory J, 4A is read out using the count value of the count al as an address, and the control memory J, Ai! The count value of the counter is read out as an address. If the X coordinate and X coordinate of the image are defined as shown in Fig. 2, the control information of the X coordinate of the rounding for reading is obtained from the control memory J, and the control information of the X coordinate of the rounding for writing is obtained from the control memory L. Control memory! The control information of the X coordinate of the rounding of the line gun is stored in the control memory 4.
The control information of the X coordinate for writing is read out from the .

制御1配憶j、jの読み出し情報は組み合わせて、記憶
s/lの読み出し制御に用いられる。レジスタ?、1.
゛りFi?:、れら制御情−を保持するもので、それぞ
j、続み…しアドレスレジス11読み出し時記憶部制御
レジスタ、田カバン77制御レジスIである。制御記憶
参、乙の絖み出し情報は、記憶@/Iの書き込み制御に
用いられ、とわらは書き込みアドレスレジスタ101書
き込み時配憶萄制御しジスタ//、入力パツファ制御し
ジスタ/コに保持される。
The read information of the control 1 storages j and j is combined and used for read control of the storage s/l. register? , 1.
゛riFi? . . . , which hold control information, are respectively j, the address register 11 read storage control register, and the bag 77 control register I. The start-up information in the control memory 101 is used to control the write in the memory @/I, and the data is stored in the write address register 101 to control the memory allocation when writing to the register //, and to control the input puffer and hold it in the register /. be done.

読み出し時記憶部制御レジスタlと書き込み時記憶部制
飢レジスタllの制御情報轄、組み合わせて記憶部制御
レジスタ13に保持される。こtらの情報線たとえば、
記憶sllに対する読み出し/書き込みの指示、記憶部
制御情報自身の有効/無効の指示をとである。
The control information of the storage section control register 1 at the time of reading and the storage section control register 11 at the time of writing is held in combination in the storage section control register 13. For example, these information lines:
This is an instruction to read/write to the memory sll, and an instruction to enable/disable the storage unit control information itself.

読み出しアドレスと1118込みアドレスに、記憶部制
御レジスタ/Jからの読み出し/書き込みの指示によシ
、いずれか一方がアドレス選択部iで選択されてアドレ
スレジスタ/jに保持され、記憶部llに対するアドレ
スとなる。
Depending on the read/write instruction from the storage unit control register /J, one of the read address and 1118 write address is selected by the address selection unit i and held in the address register /j, and the address for the storage unit ll is selected. becomes.

配憶@itはメモリ集積回路から成る。Storage@it consists of memory integrated circuits.

#J像記憶装置の読み出し11!込みの速さは、扱う1
iii儂の品質を医定するので、速い程良い。
#Reading of J image storage device 11! The speed of filling is treated as 1
iii.I will judge my quality, so the faster the better.

一方、大容量のメモリ集積回路の読み出し書き込みお速
さは必ずしも十分でない。そこで、記憶s/lの出力部
と入力部にそれぞれ、出力バッファt4.入カパッファ
/7を置く。出力バッファtill 1ルジスタタは出
力バッファt4の、入カバンファ制御しジスタlコは入
力バツファ170制御情報t−保持する。
On the other hand, the reading and writing speeds of large-capacity memory integrated circuits are not necessarily sufficient. Therefore, output buffers t4. Place Inka Puffer/7. The output buffer till_1 register controls the input buffer of the output buffer t4, and the register holds input buffer 170 control information t-.

第5図に最大512 X 512画票の画像に対する記
憶装置の制御記憶の語構成の例を示す。出力バッファ、
入力バッファのサイメFi8IIiii素分とする。各
ビットの意味は次の通シである。
FIG. 5 shows an example of the word structure of the control memory of the storage device for images of a maximum of 512 x 512 drawings. output buffer,
Let it be the CymeFi8IIIi element of the input buffer. The meaning of each bit is as follows.

臘、 R/W、 :記憶装置の読み出し/書き込みの指
定。
臘, R/W, : Storage device read/write specification.

RXO,、’WXO,、RYO,、WYOt : ’f
:レソrt %alljされた語の有効、無効を示す。
RXO,,'WXO,,RYO,,WYOt: 'f
:Resort Indicates whether the %allj word is valid or invalid.

RXO,、RYO,:記憶部からの出力画素を0で置き
換えるかどうかを示す。
RXO,, RYO,: Indicates whether to replace the output pixel from the storage unit with 0.

WXO,、WYOo: Ik2tliftBへO入力1
fii素t O’t’置き換えるかどうかを示す。
WXO,, WYOo: O input 1 to Ik2tliftB
Indicates whether to replace fii element t O't'.

RXA、、 、 RBF、〜。:読み出【7時のX座標
の指定つRBF、−4扛出カバソフアのアドレス、RX
A、。
RXA, , RBF, ~. : Readout [7 o'clock X coordinate designation RBF, -4 removal cover sofa address, RX
A.

は記憶部のアドレスの下位6ビツトである。are the lower 6 bits of the address of the storage unit.

RYA、〜。:説み出し時のY座標っ記憶部のアドレス
の上位9ピツトに対応する。
RYA, ~. : The Y coordinate at the time of starting corresponds to the top 9 pits of the address in the storage unit.

wxAll〜。、 MP、、 :書き込み時のX座標の
指定。
wxAll~. , MP, , : Specify the X coordinate when writing.

WBF、、 Fi人カパッファのアドレス、熟。WBF, Fi person Kapaffa's address, ripe.

は記憶部のアドレスの下位6ピントである。are the lower 6 pins of the address of the storage unit.

WYAs、、):書き込み時のYi標。記憶部のアドレ
スの上位9ビツトに対応する。
WYAs, , ): Yi mark at the time of writing. Corresponds to the upper 9 bits of the address of the storage section.

RXO0ニアドレスRYA、〜。、敵〜9で指定さnた
配憶針内の情報を田カパッファに書き込むことを化示す
るっ 荀の。ニアドレス給入〜。、 WXA@4で指定さnた
記憶部に入力バッファの内容を書き込むことを指示する
RXO0 near address RYA, ~. , to demonstrate that the information in the memory needle specified by enemy ~9 is written to the data pack. Near address payment. , instructs to write the contents of the input buffer to the storage section specified by WXA@4.

τを脚の周期とする。出カバソファ、入力バッファの制
御に関しては、読み田し時を例にとjば、記憶部の読み
出し時間を湯層して、あらがじめ1−LYA、、とハル
間で記憶部アドレスを指定しておき、8τ紅過後に、読
み出した8画素分の情報を出力バッファに書き込み、次
にRBF、〜。にしたがって、周期τで1画素ずつ出力
する。省き込み時も同様てめる。また、に、ルmKよっ
て記憶部の読み出し/書き込み動作が8を毎に変便でき
るので、見掛は上、読み出しと畳き込みを同時に行なう
ことも可能である。九だし、この場合、続み出し/書き
込み速度は半分になる。
Let τ be the period of the leg. Regarding the control of the output buffer and input buffer, for example, when reading data, set the memory read time and specify the memory address between 1-LYA, . . . Then, after 8τ irradiation, the read information for 8 pixels is written to the output buffer, and then RBF, . . . Accordingly, one pixel at a time is output at a period τ. Do the same thing when writing down. Further, since the reading/writing operation of the storage section can be changed every 8 times by means of le mK, it is possible to perform reading and convolution at the same time, although it looks good. 9, so in this case the continuation/writing speed will be halved.

置換(1)式の各行中の各項が1つの語に対応する。語
中のアドレス指定部分が、列番号あるいは行番号を表わ
している。
Each term in each line of permutation (1) corresponds to one word. The addressing part in the word represents the column number or row number.

置換(1)式の各行は制御語の列(−檀のマイクロプロ
グラム)へ凡戦的簡単に変換できる。本面1砿記憶装置
にミニコンピユータ、マイクロコンピュータを接続して
、語列の生成、制%記憶へのロードを行なうことKXF
)、置換(1)式の形で表現される動作はすべて実行で
きる。
Each row of the replacement equation (1) can be easily converted into a sequence of control words (-Dan's microprogram). Connect a minicomputer or microcomputer to the main memory device to generate word strings and load them into the control memory.KXF
), all operations expressed in the form of substitution (1) can be executed.

なお、第1図の各制御記憶J、lI、j、ぶの深さを十
分とっておけば、シフト操作は、語列のロードアドレス
を変えるととで可能になる。
Note that if each control memory J, lI, j, and block shown in FIG. 1 is sufficiently deep, a shift operation can be performed by changing the load address of a word string.

また、転置操作は、制御41紀憶3とダ、制御記憶!と
乙の内容をそれぞれ交換し、計数器lが−を計数してF
φでリセットされ、計数器コがM−を計数してLφでリ
セットされるようにすればよい。
In addition, the transposition operation is control 41 memory 3 and da, control memory! The contents of and B are exchanged, and counter l counts - and F
It is sufficient that the counter is reset at φ, the counter counts M-, and the counter is reset at Lφ.

本面儂記憶装fl11λθ自体の理解を[’に深める九
め、この装置を画像入力装置、画像表示装置、画像演′
JI#装置と組み合わせた応用例をそれぞれ、第4図、
累5図、第6図に示す。
This section deepens our understanding of the storage device fl11λθ itself.
Application examples in combination with the JI# device are shown in Figure 4 and
It is shown in Figure 5 and Figure 6.

第4図において、画像記憶装置コOの動作に必要な信号
獅、Lφ、F1$はテレビカメラ制御kI&6−/から
供給さする。テレビカメラコλの出力Wk像伯号はAD
変換器λJによってディジタル化さnて本画像配憶装置
11コOに入力される。テレビカメラ−2−2の撮儂が
飛越走置によるものとし、入力画像のサイズを512 
X 480画票とする。撮gI−像を11.1儂記憶装
置−〇に格納される画像を1.とすれば、(1)式に準
じて、 なる置換管材なうことによシ、飛越走査を順次走査に変
換して画像記憶装fIII−Oに入力画像を格納できる
。(4)式の両置換の第1行は入力画像の1累系列を表
わしている。第2行は、先に述べたようにして画像記憶
装置tコQの制御記憶によって実現できる。第1図の制
御41紀憶ダに列置換のw42行、制御記憶4に行置換
の第2行に相当する制御語列をロードしておけばよい。
In FIG. 4, the signals 1, Lφ and F1$ necessary for the operation of the image storage device KO are supplied from the television camera control KI&6-/. The output Wk of the TV camera λ is AD
It is digitized by a converter λJ and input to the image storage device 11O. It is assumed that the image taken by TV camera 2-2 is taken using interlaced scanning, and the size of the input image is set to 512.
x 480 drawing slips. Captured image - 11.1 Storage device - Image stored in 〇 1. Then, according to equation (1), the input image can be stored in the image storage device fIII-O by converting interlaced scanning into sequential scanning by using the replacement pipe material. The first row of both permutations in equation (4) represents one cumulative series of input images. The second line can be realized by the control storage of the image storage device Q as described above. It is sufficient to load the control word string corresponding to the column replacement line w42 into the control memory 41 in FIG.

第5図において、画像記憶装@20の動作に必要な信号
Ml&、Lφ、Fφ祉テレビモニタ制御Sコ参から供給
される。画像記憶装置コ0からの出力1lii素はDA
iHIL器2jKよってアナ口、グ化され、テレビモニ
タコロに表示される。画倫記憶装筺コO内に格納されて
いる画像をI1%懺示画像を11とすれば、画*1イズ
を512 X 512として、なる置換を考えれによい
。この喪めには、納1図の制御記憶3に列置換のM1行
、制御記憶jに行置換の181行に相当する制御iIl
紛列をロードする。
In FIG. 5, signals Ml&, Lφ, Fφ necessary for the operation of the image storage device @20 are supplied from the public television monitor control Sco reference. The output 1lii element from the image storage device 0 is DA
The iHIL device 2jK converts the information into video and displays it on the TV monitor. If the image stored in the image memory storage box O is I1% and the displayed image is 11, then the image*1 size is 512 x 512, and the following replacement can be considered. For this purpose, the control memory 3 in Figure 1 contains the M1 row of column permutation, and the control memory j contains the control iIl corresponding to the 181 row of row permutation.
Load the missing column.

累6図示の応用例では、第1図示の画儂配憶装gt−〇
を二つ(コOa、コoh )用いていて動作に必要な信
号Mφ、Lφ、Fφ蝶、画像演算制御sλ7から供給さ
れる。第一の画像記憶装fi11コOaからの出力画素
に画像演算制御lが演算を維し、結果は給二の1Iii
像記憶装置コ06に格納される。例として、第一の画像
記憶装*λOa内の画像I、に足数値1を加えた結果の
画*Ivを第二の画像配憶装置コObに格納するような
演算を考えれば、螢する置換は(5)式である。第一の
画像記憶装置、2O(、の制御記憶のうち、第1−のJ
、jc)部分に(5)式の両置換の絽1行に対応する制
御1語列をロードし、′tた、第二の画像記憶装置−〇
6の制御記憶のうち、第1図の44.4の部分K(5)
式の両置換の絽2行に対応する制御諸列をロードする。
In the application example shown in Figure 6, two picture storage devices gt-〇 (Oa, Koh) shown in Figure 1 are used, and the signals Mφ, Lφ, Fφ butterfly necessary for operation, and image calculation control sλ7 are used. Supplied. The image calculation control l maintains calculations on the output pixels from the first image storage device fi11 Oa, and the result is
The image is stored in the image storage device 06. As an example, if we consider an operation such as adding an increment value of 1 to the image I in the first image storage device *λOa and storing the resulting image *Iv in the second image storage device Ob, the result is The replacement is equation (5). Of the control memories of the first image storage device, 2O(,
, jc) is loaded with one control word string corresponding to the first row of both permutations in equation (5), and of the control memory of the second image storage device 〇6, the one shown in Fig. 1 is loaded. Part K(5) of 44.4
Load the control columns corresponding to the second row of both permutations of the expression.

なお、演算のtIi類によっては、画像記憶装置コOa
Note that depending on the tIi type of calculation, the image storage device Oa
.

コo6はそtぞれ、複数イーめって吃よい。また、一つ
の1iii儂記憶装&λOが、これ勢両画像装置コOα
9.20bの機能を兼ねてもよい。
Each of the six children stutters more than one. Also, one 1iii storage device &λO is used for both imaging devices.
9.20b may also function.

第4図、第5図、絽6例に示した入力、表示、演:jI
fjk能を統合した画儂処堆装置も構成可能で、菖7図
にそうした応用例管示す。ここでは、本画像記憶装置を
7台使用(夫々を20−1−コO−h・・・λO−!で
示す)している。
Input, display, and performance shown in Figures 4 and 5, and 6 examples: jI
It is also possible to construct an image storage device that integrates fjk functions, and an example of such an application is shown in Figure 7. Here, seven main image storage devices are used (each is indicated by 20-1-oh...λO-!).

画像入力5JOFi、84図におけるテレビカメラ−、
テレビカメラ制御部コへり変換器コJt−費素として構
成されるものである。この−儂入力1lIJQと各画曽
記憶装置−〇−1〜コθ一番は、島4図について説明し
九方法で結合しているから、画像入力@JOからとV等
画像記憶装置−〇、〜コ0−.へのIdiig11入力
ができる。
Image input 5JOFi, TV camera in Figure 84-,
The television camera control section is configured as a converter. This -I input 1lIJQ and each image storage device -〇-1~ko θ first explain the island 4 diagram and are combined in 9 ways, so the image input @JO and the image storage device such as V -〇 ,~ko0-. Idiig11 input is possible.

tii儂演算sJlは、#46図におけるIdi像演算
器、2tと画儂演算制@ !11.27をI!!票とし
て構成さnるものである。そして、第7図のl1ii像
記憶装置−〇−r〜、20−.の各々は、第61の出力
匈画−記憶装置コOαと入力側画儂記憶装置コ06に対
応している。第7図の画像演算制御31と各画像記憶装
置Fi第6図について説明した方法で結合しているから
、実行したい演′J!に応じて各画像記憶装置を出力l
l##像記憶装置1あるいは入力@IIJ1jl記憶装
置として用いることにより、演算が可能となる。
The tii my calculation sJl is the Idi image calculation unit, 2t, and the image calculation system @ ! in figure #46. 11.27 I! ! It is structured as a vote. Then, the l1ii image storage device -〇-r~, 20-. correspond to the 61st output image storage device Oα and the input side image storage device O06, respectively. Since the image calculation control 31 in FIG. 7 and each image storage device Fi are connected in the manner described in FIG. 6, the desired performance 'J! Output each image storage device according to
Calculation becomes possible by using it as the l## image storage device 1 or the input @IIJ1jl storage device.

画像表示B3コは、麺5図におけるDA変換器コj1テ
レビモニタ制帽1弘、テレビモニタコロを費票として構
成される鴨のである。k7図の画儂演真!117/、画
像表示1i1jコ、画曽記憶装置λ0−1〜コO−マの
動作に必要な信号Mφ、Lφ、)φに共通である。画僧
表示@Jコは1j17像演算部J10出力信号を各−像
記憶装置に入力するデータライン上に接続されているか
ら、1Iii像演算I83/による演算結果を表示する
。入力画素をそのまま出力画素とする操作も1つの演算
と見れば、各画像記憶装置の内容を表示することになる
The image display B3 is a duck that is configured with the DA converter 1, the TV monitor 1, and the TV monitor in Figure 5. K7 figure's picture enshin! 117/, the image display 1i1j, and the signals Mφ, Lφ, )φ necessary for the operation of the picture storage devices λ0-1 to 0-ma. Since the image display @J is connected to the data line that inputs the 1j17 image calculation section J10 output signal to each image storage device, it displays the calculation result of the 1Iiii image calculation I83/. If the operation of converting an input pixel directly into an output pixel is regarded as one operation, the contents of each image storage device will be displayed.

次に本発明にて必要なもう一つのmg子としての積和演
X器について述べる。
Next, the product-sum operator X, which is another mg element necessary in the present invention, will be described.

(2N+ 1 )X (2N+1 ’)の重畳積分演算
は、係数行列をα(s 、 /)、1lfI索データを
p (& r t>で表わすと、 とおく。本積和演算器は、(9)式を演算するものであ
る。その(9)式に至る計算過程の概略図を5×5の重
畳積分を例にとって、縞8図に示す。
For the convolution integral operation of (2N+1) 9).A schematic diagram of the calculation process leading to equation (9) is shown in Fig. 8, taking 5×5 convolution integral as an example.

係数レジスタ3J入、JJB、JJOFi係数行列の1
行目の5XJa(1、j) 、G (2,/) 、a 
(Lj)をそれぞれ保持する。画素レジスタj$A、J
4’B、74IOは全体が1つのシフトレジスタになっ
ている。演算器を動かすパルス信号をCφとし、その崗
期をtとする。原画票はまず、画素レジスタJ$Qにス
トアされ、τ毎に1票しジスタJIIB、J+Aとシフ
トして行く。係数レジスタJJA、JJB、370と面
木しジスI 144に、jぐB 、34IOのデータは
それぞれ乗算1131に、JOB、310で積をとられ
、5つの積の和を加算器J4で計算する。この結果Fi
第(7)式を計算し九ことになる。中間結果画素8?’
(4,j)轢周期tで次々に中間結果レジスタJ7にス
トアされる。このレジスタの内容と加71勧Jぶの出力
結果が加算器31で加算さn1新しい中間結果#ill
!とする。これt! M (9)式を計算したことにな
る。
Coefficient register 3J input, JJB, JJOFi coefficient matrix 1
Row 5XJa (1, j), G (2, /), a
(Lj) are held respectively. Pixel register j$A, J
The entirety of 4'B and 74IO is one shift register. Let Cφ be a pulse signal that moves the arithmetic unit, and let t be its period. The original picture ticket is first stored in the pixel register J$Q, and is shifted to registers JIIB and J+A with one vote every τ. The data in the coefficient registers JJA, JJB, 370 and the face I 144, JB, 34IO are multiplied by the multiplier 1131 and JOB, 310, respectively, and the sum of the five products is calculated by the adder J4. . This result Fi
Equation (7) is calculated and becomes 9. Intermediate result pixel 8? '
(4, j) The results are stored one after another in the intermediate result register J7 at the pass cycle t. The contents of this register and the output result of addition 71 are added in adder 31, and n1 new intermediate result #ill
! shall be. This is t! This means that formula M (9) has been calculated.

本重畳積分計算方式は、以上述べ九記憶装置コOと積和
演算器(全体を謝8図にてpoとした)を第9図のよう
に結合して、上述の計算を実行するものである。
The present convolution integral calculation method executes the above calculation by combining the above-mentioned storage device KO and the sum-of-products calculator (the whole is designated as ``po'' in Figure 8) as shown in Figure 9. be.

第9図は原理的実随例で、夫々第1図の画像記憶装置λ
Oと同等な一対の画像記憶装置−o1゜、2QBを用い
、と1等に必要なパルス傷号脚は、積和演1jL @’
lOK 6b要なパルス信号0φの2倍の周波数を持つ
ものであシ、5つの装置が同期して動く。第一の画像記
憶装920には原1Iii儂を積和演算器419へ供給
する。鯖二の画像記憶装置コOBは、中間結果画像側供
給するとともに、積和演算器4tOの出力であるl#中
間結JIN、−書を格納する。
FIG. 9 shows a practical example of the principle, and the image storage device λ shown in FIG.
Using a pair of image storage devices -o1゜ and 2QB equivalent to O, the pulse signal leg required for 1st class is the product-sum operation 1jL @'
lOK 6b It has twice the frequency of the required pulse signal 0φ, and the five devices operate synchronously. The first image storage device 920 supplies the original image to the sum-of-products calculator 419 . Sabani's image storage device OB supplies the intermediate result image side and also stores l#intermediate result JIN, - which is the output of the product-sum calculator 4tO.

ここで、毘−画儂配憶装gIL、2OAに格納されてい
る画像から、積和演算器の入力画像への列置換なξ、行
置換を号、(1≦j≦3)とすゐ。謝二画儂記憶装g1
コ0BVC格納されている中間結!I1.1Iili像
から、再びこの+l1ii儂配憶装置コOBに格納され
る新中関結果画像への列置換をτ、行置換をσとする。
Here, we denote column permutation ξ and row permutation from the image stored in the picture storage device gIL and 2OA to the input image of the product-sum calculator, and (1≦j≦3). . Xie Er's Memory Device G1
Intermediate knot stored in Ko0BVC! Let τ be the column permutation and σ be the row permutation from the I1.1Iili image to the new Nakaseki result image stored in this +l1ii storage device OB again.

丸だし、画像サイズは512X512とし、1行目がス
トアされているものとする。!良、記号*は%に値を指
定しnh仁とを意味する。
It is assumed that the image is rounded, the image size is 512×512, and the first row is stored. ! Good, the symbol * means % with a value specified.

5×5の重畳積分計算社次のようにして実行される。The 5×5 convolution integral calculation is executed as follows.

(1)  銀二の画像虻憶装置−oBo画像情報をすべ
て0にする。
(1) Ginji's image storage device - oBo Set all image information to 0.

ω) 係数行列の1行目を先に11i!明した係数レジ
スタJJKセットし、置換ζ+W1+τ、σをセットす
る。1フレームの開演算を行なう。
ω) 11i first in the first row of the coefficient matrix! The coefficient register JJK described above is set, and the permutations ζ+W1+τ and σ are set. Performs an open operation for one frame.

(1)  係数行列の2行目を係数レジスタにセットし
、置換ξ+’71eτ、4Fをセットする。
(1) Set the second row of the coefficient matrix in the coefficient register, and set permutation ξ+'71eτ, 4F.

1フレームの関演算を行なう。Performs a function operation for one frame.

(jV)  係数行列の5行目を係数レジスタにセット
し、[換ξ、ワ3.τ、gをセットする。
(jV) Set the 5th row of the coefficient matrix to the coefficient register, and perform [conversion ξ, w3. Set τ and g.

1フレームの開演JIEを行なう。A one-frame opening JIE is performed.

最終結果が、画像記憶装置−OBに得られる。The final result is obtained in the image storage device-OB.

中のtfd次のように分割される。The tfd inside is divided as follows.

さらに、積和演419の計算の遅延時間々どけ、画一記
憶装置の制御記憶への制御請判のロードアドレスを適#
MiK鉤整するととによって補償できる。
Furthermore, the delay time of the calculation of the product-sum operation 419 is changed, and the load address of the control request to the control memory of the uniform storage device is adjusted.
This can be compensated for by adjusting the MiK hook.

先に挙けた第7図の応用例も、本発明の重畳積分計算方
式KIA展させることがで自る。その関連部分の概略図
を第10図に示す。
The above-mentioned application example shown in FIG. 7 can also be applied to the KIA of the convolution integral calculation method of the present invention. A schematic diagram of the relevant parts is shown in FIG.

画像記憶装置−〇A、コDB、−〇Q、20DFi弗7
図の画一記憶装置コ0−. 、20−、 、コ’−1e
コo−、にそれぞれ対応している。正規化回路ダへ積和
演昇器亭0を、第7図のm儂演真部J/の一具体例と考
えれば良い。本実施例では、512X51211ii素
、1画素8ビツトの画像に対して、最大15X15の係
数行列について重畳積分を計算することを想定し友。
Image storage device -〇A, KoDB, -〇Q, 20DFi弗7
Uniform storage device 0-. ,20-, ,ko'-1e
Corresponds to ko o-, respectively. It is sufficient to consider the normalization circuit DA as a specific example of the m 1 operator J/ in FIG. 7. In this example, it is assumed that the convolution integral is calculated for a maximum of 15 x 15 coefficient matrix for an image of 512 x 512 pixels and 8 bits per pixel.

このため、最終結果画像としては24ビツト必費である
ので、第9図示の第二装置コoHに対応する中間結果格
納−用ttti*記憶#filとして、3台−OB、コ
0O1−〇D t i1列に結合して使用している。
Therefore, since 24 bits are required for the final result image, 3 units - OB, CO0O1-〇D It is used in conjunction with the t i1 column.

さらに、24ビツトの固定小数点データに対する正規化
操作を行なう正規北回@litを付加しである。正規化
計算はα塵式、(6)式の置換τ、#、あるいはτに、
σを用いて実行される。
Furthermore, a normal north time @lit is added which performs a normalization operation on 24-bit fixed-point data. The normalization calculation is performed using the alpha dust equation, the substitution τ, #, or τ in equation (6).
It is performed using σ.

以上詳細に説明したように、この発明は、制御ls分に
書き替え可能な高速制御記憶を具備し、画像の列置換、
行置換操作が可能なljigI記憶装置と、高速積和演
:J!器とを組合わせて、画像などの2次元パターンの
重畳積分を計算するものである。従って、画像の入力・
表示と共通の画像記憶装置を用いている丸め、入力装置
・表示装置との整合性がよく、入力画像を直ちに処理し
たシ、計算過程を表示したシすることができる:また、
−偉材列同士の置換操作を考えればよいので、融通性に
富み、ツログラミングも比較的容易である;用いる積和
演算器扛1次元の積和演算を行なうだけで済むので2次
元の積和演算器に比べて簡単である:さらに、演算器の
計算速匿、遅延時間、画像のサイズなどの差異は、すべ
て、置換とそtに対応した制m語列のロード方法で吸収
できる:など、不発l1I11Fi重畳積分を高速で実
行する有力な方式を提供するものである。
As explained in detail above, the present invention is equipped with a high-speed control memory that can be rewritten for control ls, and performs image column replacement,
ljigI storage device capable of row permutation operations and high-speed product-sum operations: J! It is used to calculate the convolution integral of a two-dimensional pattern such as an image. Therefore, image input/
Rounding uses a common image storage device with the display, has good compatibility with the input device and display device, and allows the input image to be immediately processed and the calculation process to be displayed.
- It is highly flexible and relatively easy to perform togramming because all you need to do is to consider the replacement operation between sequences of great materials. It is simpler than a sum operator: In addition, differences in calculation speed, delay time, image size, etc. of the operator can all be absorbed by the method of loading the m-word string corresponding to the substitution: The present invention provides an effective method for executing unfired l1I11Fi convolution integrals at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に用いるに適した画像記憶装置の一例
の概略構成図、第2図は、画一上の座標系を示した説明
図、第51は、制御配憶の語構成例を示した説明図、鮭
4図は、−儂入力装置の一例の概略構成図、菖5図は、
画像表示装置の一例の概略構成図、1N46図は、画倫
演算装置の一例の概略構成図、第7図は、画像処理装置
への応用例の概略構成図、#!8図は本発明に用いる積
和演算器の概略構成図、[9図は重畳積分計算装置の一
実施例の概略構成図、馬10図は第二の実施例の概略構
成図、である。 図中、J、参、j、4Fi制御記憶部、/Iは−健配憶
部、コoFi全体としての画像記憶装置、#0は積)口
演算器、である。 第2図 第3霞 第4Fq 第5図
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image storage device suitable for use in the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing a uniform coordinate system, and Fig. 51 is an example of word structure of control storage. Figure 4 is a schematic configuration diagram of an example of my input device, Figure 5 is
FIG. 1N46 is a schematic configuration diagram of an example of an image display device, and FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an example of an image processing device. FIG. 8 is a schematic diagram of a product-sum calculation unit used in the present invention, FIG. 9 is a schematic diagram of an embodiment of a convolution integral calculation device, and FIG. 10 is a schematic diagram of a second embodiment. In the figure, J, reference, j, 4Fi control storage section, /I are - health storage section, image storage device for KooFi as a whole, and #0 is product) operation unit. Figure 2 Figure 3 Kasumi No. 4 Fq Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数行複数列のIii索配億部から成る画像配憶−を持
ち、アドレス推定情報によシ指定され九アドレスに対応
する上記各1#素記憶部に対し、選択的に画素の書き込
み、読み出しを行う画像記憶装置であって、上記アドレ
ス指定情報を書き替え可能危制御配憶部に配憶させ、画
像の走査信号に同期して読み出すことによシ画像のりt
it換、行置換tII]能とし丸画像配憶装飯を少くと
も一対用い、第一の該画像記憶装置からの原画像及び側
二の該Ili像記憶装置からの中関結朱画偉を積和演g
*にて積和演算させ、そのWi朱を新中関結果画書とし
て上記亀二の画像記憶装置に格納することt−%黴とす
る重畳積分計算方式。
It has an image storage area consisting of a multi-row, multi-column III search array, and selectively writes and reads pixels to each of the above 1# element storage areas corresponding to 9 addresses specified by the address estimation information. This is an image storage device that stores the addressing information in a rewritable storage unit and reads it out in synchronization with an image scanning signal.
It conversion, line substitution tII] Using at least one pair of functional image storage devices, the original image from the first image storage device and the Nakazeki Keizhu Gawei from the second image storage device on the side. product sum performance g
A superposition integral calculation method in which the sum of products is calculated at *, and the Wi vermilion is stored in the Kameji's image storage device as a new Nakaseki result image.
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