JPS59172064A - ビデオ・システムにおける並列処理方式 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、グラフィック・ディスプレイ装置や画像処理
装置に係り、マイクロプロセッサ・ユニノＦを表示画素
に対応する２次元プレイ状に配置し、夫々により各種の
グラフィックス機能や画像処理演算ｆｔ並列に実行し、
高速にデータ金処理し実行するようになったビデオ・シ
ステムにおける並列処理方式に関するものである。

〔従来技術と問題点〕

コンピュータ・グラフインク技術の向上と共に、その応
用がアニメーションや三次元画像光示などの分野にも広
（要求されるようになった。しかし、コンピュータをそ
のような要求に沿って産業上に応用するためには、画像
作成、即ち陰影上つけたり、シェーデングしたり、色付
けしたり、陰面消去したりするための時間が長くかかり
、実用化會阻んでいる。

従来、高速にデータを処理する構成として多数のマイク
ロプロセッサを２次元アレイ状に配置する方式があるが
、多数のマイクロプロセッサで処理した結果全ディスプ
レ・［画面に表示するために、一度ホスト・コンピュー
タを経由するか、またはビデオ・コントローラを経由し
てフレーム・バッファに書き込む必要があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の考察に基づ（ものでアラて、コンピュ
ータ・グラフィックスや画像処理全並列にかつ高速に実
行できるビデオ・システムにおける並列処理方式を提供
すること全目的とするものでおる。

〔発明の構成〕

そのために本発明のビデオ・システムにおける並列処理
方式は、ホスト・コンピュータ、コモン・バス、該コモ
ン・バスｋ　通Ｌ　テ上記ホスト・コンピュータよりコ
マンドに従ってデータの授受を行い各種のグラフィラス
機能や画像処理演算を並列に実行するように制御される
複数のマイクロプロセッサ・ユニット、ビデオ・コント
ロール・バス、ビデオ・バス、ビデオ装置、及び上記ビ
デオ・コン）　０−Ａ／・バス全通Ｌ　テ上記ホスト・
コンピータより制御され上記ビデオ装置の画像の走査に
従って上記ビデオ・バス全通して画像データの格納され
るメモリ全アクセスラーるビデオ・コントローラ金偏え
たビデオ・システムにおける並列処理方式であって、上
記複数のマイクロプロセッサ・ユニットは、夫々が処理
したデータ全格納するメモリを有し、２次元アレイ状に
配置されて隣接するマイクロプロセッサ・ユニットの相
互間においてステータスとデータを読むことができるよ
うに結合されると共に、夫々が画像全構成する画素に対
応したデータの処理を行うように構成され、上記ビデオ
・コントローラは、上記ビデオ装置の画像の走査に従っ
て上記ビデオ・バス全通して走査する画像の画素に対応
するマイクロプロセッサ・ユニットの上記メモリをアク
セスするように構成されたことを特徴とするものである
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例全図面全参照しつつ説明する。

第１図は本発明の１実施例構成を示す図、第２図は本発
明の構成により直線を描画する例について処理の流れを
示す図、第３図は本発明の構成により閉領域の塗りつぶ
しを行う例についての処理の流れ金示す図である。第１
図において、１はホスト・コンピュータ、２σインター
ンエイス、３はビデオ・コントローラ、４はカメラ、５
はディスプレイ、６−１１ないし５−　ｎｍはマイクロ
プロセッサ・ユニッ）、Ｃ−ＢＵＳＨコモン・バス、Ｖ
−Ｂ　Ｕ　Ｓ　ｌｄ　ヒｆ、ｔ　・ハｘ、ＶＣ−ＢＵＳ
Ｉｄビｆオ・コントロール−バスに示Ｔ。

画像は、画素で構成されており、例えば画像が５１２Ｘ
５１２画素の大きさである場合には、コンピュータ・グ
ラフィックスや画像処理において５１２×５１２画素の
値を計算する必要がある。本発明は、コノような各画素
対応にマイクロプロセッサ・ユニットを割り当て、夫々
の画素について並列演算全行えるようにするものであり
、その構成例全示したのが第１図である。第１図におい
て、ＭＰＵ６−１１ないし６−　ｎｍは、メモリとＩ１
０装置全備え、画像を構成する画素対応に２次元アレイ
状に配列されると共に、隣接するＭＰＵのステータスと
データ音読むことができるように結合されている。各Ｍ
ＰＵ６−１１なイＬ　６−　ｎｍ　Ｉｄ、自己ノ個有番
地全もち、夫々が非同期で動作するようになっている。

各ＭＰＵ６−１１ないし５−　ｎｎｔは、共通ノコモン
・バスＣ−ＢＵＳｋ通してインターフェイス２と接続さ
れたホスト・コンピュータ１よりコマンドに従ってデー
タの授受全行い、グラフィックス機能や画像処理演算を
並列に実行する。そして、その結果得られたビデオ・デ
ータはメモリに格納される。ビデオ・コントローラ３は
、ビデオ・コツトｏ−／ｌ／・バスＶＣ−ＢＵＳ’ｋＡ
してホスト・フンピユータ１より制御され、例えばディ
スプレイ５の画面の走査に従ってビデオ・バスＶ−ＢＵ
Ｓを通して走査される画素に対応するＭＰＵ６−１１な
いし５−　ｎｍのメモリ全アクセスし、ビデオ・デ〜り
Ｔｉ［示したり、或いはカメラ４の画像の走査に従って
ビデオ・バスＶ−ＢＵＳ’に通して走査される画素に対
応するＭＰＵ６−１１ないし６一ルｍのメモリをアクセ
スし、ビデオ・データの書き替え全行ったりする。また
、ＭＰＵ６−１１ないし６−　ｎｍでは、ビデオ・コン
トローラ３よりビデオ・ハ、ｃ、　Ｖ−Ｂ　Ｕ　Ｓ　ｋ
通して送られてきたデータと既存のデータとの比較全行
ったり、その他の画像処理全行ったりする。このように
、ＭＰ０６〜１１ないし５−７１７７１は、ホスト・コ
ンピュータ１よす送られてくるコマンド全実行し、他方
、ビデオ・コントローラ３により画像の走査に従ってメ
モリが順次アクセスされる。

次にＭＰＵ６−１１ないし５−　ｎｍの夫々に１画素を
対応させ、ホスト・コンピュータ１からインターフェイ
ス２會通してコモン・バスＣ−ＢＵＳを使いデータをＭ
ＰＵ６−１１ないし６−ｎｍの夫々に伝送し、直線を描
画する場合の例（グラフィックス）について、その処理
全第２図を参照しつつ説明する。このときホスト・コン
ピュータ１からは各ＭＰＵ６−１１ないし５−　ｎｍに
次のデータが伝送される。

始点のＸ座標値・・・・・・ＸＳ 始点のＸ座標値・・・・・・ＹＳ 終点のＸ座標値・・・・・・ＸＥ 終点のＸ座標値・・・・・・ＹＥ 直線の余弦　　・・・・・・△Ｘ 直線の正弦　　・・・・・・Δｙ ここで、ｄｘ　＝　ＸＥ−ＸＳ　、　ｄｙ　＝　ＹＥ−
ＹＳとすると１ ｄｙ △ｙ　＝ Ｊ　ｄｘ２＋ｔｉｙ２ となる。上記のようなデータ全ホスト・コンピュータか
ら伝送されると、以下の処理全行う。

■　ホスト・コンピータからの上記データを受は取る。

次に■の処理を行う。

■　ＭＰＵ自身のアドレスｋ（Ｘ、Ｙ）とすると、Ｘｓ
　＜Ｘ＜ＸＥ　、　ＹＳ　＜Ｙ＜ＹＥの条件全満足する
か否かを調べる。（但し、説明全簡単にするために、ｘ
ｓ＜ｘｈ＋で且つＹＳ　＜　ＹＥであること全前提とす
る） Ｙｅｓの場合には■の処理を行い、ＮＯの場合には処理
終了とする。

■　Ｓ＝△、ｚ：（Ｙ−ｙｓ）　−△３／（Ｘ　　ＸＳ
）ｋ求める。

このＳはＭＰＵ自身と直線との最短距離を示す。

次に■の処理を行う。

■　＋８１＜０．５の条件全満足するか否かを調べろ。

ＹｅＳの場合には■の処理全行い、ＮＯの場合には処理
終了とする。

■　ビデオ・バスに接続されるメモリに表示すべき色の
値を出力する。そして処理終了とする。

なお、処理終了とするときは、ホスト・コンピュータに
終了を示すフラグを立てる。

以上の処理は、夫々のＭＰＵが隣接するＭ　ｌ）　Ｕの
データとは全く関係なく、独立して演＞＋Ｗ行い、夫々
の画素の値全決定するものである。これに対し、隣接す
るＭＰＵのデータを読んで夫々の画素の値を決定する例
について、その処理全第２図全参服しつつ説明する。第
３図の処理全行５例（グラフィックス）は、ホスト・コ
ンピュータから直線金描く機能等を使って既に閉領域が
作成されており、直線上にのるＭＰＵは、自分自身が境
界のＭＰＵであること全知っていることとし、閉領域内
を指定する色で塗りつぶす命令の下で、閉領域内の１点
（ＸＣ、ＹＣと色の値がホスト・コンビー−タよりすべ
てのＭ　Ｐ　Ｕへ伝送されたとする。なお、ＭＰＵ自身
のアドレスは、（Ｘ、Ｙ）であるとする。

■　ＸＣ＝Ｘで且つＹｃ　＝　Ｙ　’ｔｌ’あるか否か
を調べる。

Ｙｅｓの場合にば０の処理を行い、ＮＯの場合には■の
処理全行う。

■　自分が境界か否かを調べる。

Ｙｅｓの場合には０の処理を行い、ＮＯの場合には■の
処理を行う。

■　他のＭＰＵがすべて処理を終了しているか否かを調
べる。

ＹｅＳの場合には処理終了とし、ＮＯの場合には■の処
理を行う。

■　４方向の隣接するＭＰＵ’にみる。次に［相］の処
理を行う。

■　４方向の隣接するＭＰＵのうち色を変えたＭＰＵが
あるか否かｆｃ調べる。

ＹｅＳの場合には０の処理全行い％　Ｎｏの場合には■
の処理に戻る。

ｑ９　　ホスト・コンピュータに接続するフラグをオン
にする。そして、指定された包金ビデオ・ノくスに接続
されるメモリに伝送し、自分自身が色全変えたことを記
憶し、４方向の隣接するＭＰＵをみる。次に＠の処理を
行う。

［相］　４方向に隣接するすべてのＭ’ＰＵｋみて、す
べてのＭＰＵが色を変えたか、または境界のＭＰＵであ
るかを調べる。

すべてのＭＰＵが、色を変えたまたは境界のＭＰＵとな
った場合には［相］の処理を行う。

０　ホスト・コンピュータに接続するフラグ全オフにす
る。次に０の処理を行う。

■　他のＭＰＵが全て処理を終了しているか否かを調べ
る。

Ｙｅｓの場合には終了とする。

以上に説明した２つの処理は、直線を描画する場合、閉
領域内全指定色で塗りつぶす場合の簡単なグラフィック
ス機能の例である。また、実際に３次元の立体図形の処
理を行う場合には、夫々のＭＰＵは、自分自身のアドレ
ス’ｔ（Ｘ、Ｙ）とすると、Ｚ方向（画面に対する遠近
方向）に関するデータの値を、複数の立体図形について
比較し、遠い方（陰になる方）のデータ全表示しないよ
うに図形の重ね合わせ処理全行うこともできる。その他
、カメラ４から得られた画像データがビデオ・コントロ
ーラよりビデオ・ノ（ス全通して各ｈｆｆ’Ｕに送られ
てきたとき、隣接するＭＰＵ間の画像データの比較を行
い、データの微分処理（画像の境界全強調した表示デー
タ全作成）會したり、積分処理をするなどの画像処理を
行うこともできる。

なお、以上の説明においては、画像を構成する画素毎に
夫々ｌＭＰＵ’に対応させた例全示したが、画像全数ブ
ロックに分け、各ブロックの１画素ずつ全取り出してｌ
ＭＰＵに対応させるように、数画素＝ｔ１ＭＰＵに対応
させ、ｌＭＰＵにより数画素の値を処理させるように構
成してもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれハ、ホス
ト・コンピュータからコマｙ）”Ｔｈ発行ｊることによ
り、多数のＭＰＵにおいて画像を構成する画素毎に演算
全行い、その結果全ビデオ・ノくス全通して画面の走査
時に順次読み出して懺示するように−たので、各種のグ
ラフィックス機能や画像処理を高速に実行し表示するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例構成金示す図、第２図は本発
明の構成により直線全描画する例について処理の流れ全
示す図、第３図は本発明の構成により閉領域の塗りつぶ
し金行う例についての処理の流れを示す図である。 ■・・・ホスト・コンピュータ、２・・・インターフェ
イス、３・・・ビデオ・コントローラ、４・・・カメラ
、５・・・ディスプレイ、６−１１ないし６−ｎｍ・・
・マイクロプロセッサ・ユニット、Ｃ−ＢＵＳ・・・コ
モン’　ハス％　Ｖ−Ｂ　Ｕ　Ｓ　−”　ビデオ’　ハ
ス、Ｖ　Ｃ−ＢＬＪＳ・・・ビデオ・コントロール・バ
ス。 特許出願人　富士通株式会社 代理人弁理士　京　谷　四　部 材　２　（２） ｔ ′＃３ 材　３　隠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ホスト・コンピュータ、コモン−バス、該コモン・バス
   全通して上記ホスト・コンピュータよりコマンドに従っ
   てデータの授受全行い各種のグラフィックス機能や画像
   処理演算を並列に実行するように制御される複数のマイ
   クロプロセッサ・ユニット、ビデオ・コントロール・バ
   ス、ビデオ・バス、ビデオ装置、及び上記ビデオ・コン
   トロール・バス全通して上記ホスト・コンピュータより
   制御され上記ビデオ装置の画像の走査に従って上記ビデ
   オ・バス全通して画像データの格納されるメモリをアク
   セスするビデオ・コントローラ金偏えたビデオ・システ
   ムにおける並列処理方式でろって、上記複数のマイクロ
   プロセッサ・ユニットは、夫々が処理したデータ全格納
   するメモ’Ｊｋ有し、２次元アレイ状に配置されて隣接
   するマイクロプロセッサ・ユニットの相互間においてス
   テータスとデータを読むことができるように結合される
   と共に、夫々が画像′ｆ：構成する画素に対応したデー
   タの処理全行うように構成され、上記ビデオ・コントロ
   ーラは、上記ビデオ装置の画像の走査に従って上記ビデ
   オ・バスを通して走査する画像の画素に対応するマイク
   ロプロセッサ・ユニットの上記メモリケアクセスするよ
   うに構成されたこと全特徴とするビデオ・システムにお
   ける並列処理方式。