JPS61228582A - Picture processor - Google Patents

Picture processor

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JPS61228582A
JPS61228582A JP7067385A JP7067385A JPS61228582A JP S61228582 A JPS61228582 A JP S61228582A JP 7067385 A JP7067385 A JP 7067385A JP 7067385 A JP7067385 A JP 7067385A JP S61228582 A JPS61228582 A JP S61228582A
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JP
Japan
Prior art keywords
memory
bus
data
arithmetic
computer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7067385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasukuni Yamane
康邦 山根
Masaki Takakura
正樹 高倉
Yoji Noguchi
要治 野口
Hideo Takemura
英夫 竹村
Keisuke Iwasaki
圭介 岩崎
Nobutoshi Gako
宣捷 賀好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP7067385A priority Critical patent/JPS61228582A/en
Publication of JPS61228582A publication Critical patent/JPS61228582A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform the transfer and arithmetic of picture data at a high speed by applying the arithmetic to the data received as an access from a memory connected to a computer bus and leading this data to the memory in response to the mode information given from the memory. CONSTITUTION:A DMA controller for picture processing is connected to a bus B of a computer via a bus interface 1. Then the information on the transfer mode and the information on the arithmetic mode and the load coefficient are written on the register groups 8 and 9 respectively from the computer. While the data contents of a look-up table 12 are written on the table 12. A timing controller 6 gives the timing signal to an address generator 7, and the generator 7 produces the address signal to give access to a memory by the 2-dimensional scan in response to the contents of the group 8. The picture signal underwent arithmetic through an arithmetic unit 10 is led to the memory connected to the bus B by the signal produced from the generator 7. Thus the picture data can be transferred and calculated at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は大量の画像データの転送や演算を高速に実行す
ることができる画像処理装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to an image processing device that can transfer a large amount of image data and perform calculations at high speed.

(従来技術) 近年、LSI技術の進歩により高性能なマイクロプロセ
ッサや大容量のメモリが小型で安価に生産されるように
なり、高機能なコンピュータ・システムを安価に構築で
きるようになった。
(Prior Art) In recent years, advances in LSI technology have made it possible to produce high-performance microprocessors and large-capacity memories in small sizes and at low cost, making it possible to construct high-performance computer systems at low cost.

しかし、いくら高機能化されたと言っても安価なもので
はそれを画像処理に適用する場合に処理速度が不充分で
あった。すなわち、画像データは一般に2次元データを
用いるのでデータ量は膨大であり(例えば、1画素が8
ビット階調で1画面当り1024刈024画素構成の場
合1Mバイト)、コンピュータによる従来の逐次的な処
理では多大の処理時間を必要とした。従来ではこの対策
の為に画像処理専用の高速バスを設け、この高速バスに
画像処理専用のハードウェアを接続することで処理の高
速化が行なわれた。この構成によれば通常のコンピュー
タによる逐次処理に比べて、通常2〜3桁程度の高速化
が可能となる。しかし、このように構成された画像処理
専用ハードウェアは特定の専用システムにしか適用でき
ず、一般のマイクロコンピュータ・システムでは使用で
きないという欠点があった。
However, no matter how sophisticated the functions are, the processing speed of inexpensive devices is insufficient when applied to image processing. In other words, since image data generally uses two-dimensional data, the amount of data is enormous (for example, one pixel consists of 8
(1M byte in the case of a bit gradation of 1024 pixels/024 pixels per screen), and conventional sequential processing by a computer required a large amount of processing time. Conventionally, as a countermeasure against this problem, a high-speed bus dedicated to image processing was provided and hardware dedicated to image processing was connected to this high-speed bus to speed up the processing. With this configuration, compared to sequential processing by a normal computer, it is possible to speed up the processing by about two to three orders of magnitude. However, the dedicated image processing hardware configured in this manner has the disadvantage that it can only be applied to specific dedicated systems and cannot be used in general microcomputer systems.

さて一方、既に入出力装置−メモリ間またはメモリーメ
モリ間の高速なデータ転送を目的としたD M A (
Direct Memory Access )コント
ローラが各種マイクロプロセッサの周辺LSIとして開
発されている。これらのDMAコントローラはマイクロ
プロセッサのバスに容易に接続することが可能で、通常
のプログラム転送に比べて1〜2桁程度の高速なデータ
転送を行なわしめるものである。しかし、1次元的な走
査によるアクセス機能しかないので、例えば画像メモリ
中の任意の矩形エリア内だけのデータを転送することは
不可能であり、また演算機能を持っていないため転送デ
ータに対して演算を施すことも不可能であった。
On the other hand, there is already a DMA (
Direct Memory Access) controllers have been developed as peripheral LSIs for various microprocessors. These DMA controllers can be easily connected to a microprocessor bus and can perform data transfers that are one to two orders of magnitude faster than normal program transfers. However, since it only has an access function by one-dimensional scanning, it is impossible to transfer data only within an arbitrary rectangular area in the image memory, and it does not have arithmetic functions, so it is impossible to transfer data within an arbitrary rectangular area in the image memory. It was also impossible to perform calculations.

〈目的〉 本発明の目的は、前述の従来技術の欠点をなくシ、汎用
のコンピュータ・バスに接続可能で、しかもコンピュー
タの1次元アドレス空間に配置された画像メモリに対し
て2次元的走査による画像データ転送および演算を高速
に実行することのできる画像処理装置を提供することに
ある。
<Objects> An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, to be connectable to a general-purpose computer bus, and to perform two-dimensional scanning of an image memory located in a one-dimensional address space of a computer. An object of the present invention is to provide an image processing device that can transfer image data and perform calculations at high speed.

〈実施例〉 以下、本発明に係る一実施例を図面を用いて詳細に説明
する。第1図は本発明の画像処理装置の一実施例を示す
ブロック構成図である。
<Example> Hereinafter, one example according to the present invention will be described in detail using the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.

第1図に示す、画像処理装置である画像処理用DMAコ
ントローラババス・インタフェースlを介してコンピュ
ータのバスBに接続される。バス・インタフェースlは
対象とするコンピュータ・バスBの仕様を満足する様に
設計され、アドレスバス・バッファ2、データバス・バ
ッファ3、コントロールバス・バッファ4、コントロー
ルバス・ロジック5等の回路で構成される。上記アドレ
スバス・バッファ2、データバス0バツフ13およびコ
ントロールバス・バッファ4の大部分は双方向の入出力
およびトライステート出力が可能なヨウに、且つバス・
マスクまたはバス・スレーブとして機能するように設計
されている。
An image processing DMA controller, which is an image processing device, shown in FIG. 1 is connected to a bus B of a computer via a bus interface l. The bus interface l is designed to satisfy the specifications of the target computer bus B, and consists of circuits such as an address bus buffer 2, a data bus buffer 3, a control bus buffer 4, and a control bus logic 5. be done. Most of the address bus buffer 2, data bus 0 buffer 13, and control bus buffer 4 are capable of bidirectional input/output and tristate output, and are capable of bidirectional input/output and tristate output.
Designed to function as a mask or bus slave.

この画像処理用DMAコントローラは通常バスΦスレー
ブとなっており、ホストコンピュータから転送モード、
演算モード、荷重係数、ルックアップテーブルの内容等
の種々のデータ情報や命令情報を受は取る。なお、バス
インタフェースlを介して転送モードに関する情報はレ
ジスタ群8に、演算モードおよび荷重係数に関する情報
はレジスタ群9に、ルックアップテーブルのデータ内容
はルックアップテーブル12に書込まれる。
This DMA controller for image processing is usually a bus slave, and is connected to the transfer mode from the host computer.
It receives and receives various data information and command information such as operation mode, weight coefficient, lookup table contents, etc. Note that information regarding the transfer mode is written to the register group 8, information regarding the calculation mode and weighting coefficient is written to the register group 9, and data contents of the lookup table are written to the lookup table 12 via the bus interface l.

この画像処理用DMAコントローラはホストコンピュー
タからの転送開始命令を受けることによって動作を開始
し、バスの使用権の獲得を確認してからバス・マスタと
なる。そしてホストコンピュータによってあらかじめ指
定されたデータ転送および演算をバス・マスクとなって
実行し終ると、割込信号をバスインターフェースIを介
して発するかまたは終了フラグを立て、再びバス・スレ
ーブとなる。
This image processing DMA controller starts its operation upon receiving a transfer start command from the host computer, and becomes the bus master after confirming that it has acquired the right to use the bus. When the bus mask completes the data transfer and operation specified in advance by the host computer, it issues an interrupt signal via the bus interface I or sets an end flag, and becomes the bus slave again.

さて、第1図の回路においてタイミング・コントローラ
6は、アドレス発生器7がアドレスを生成するために必
要なぞイミング信号を与え、又、アドレス発生器7とバ
スインタフェース1との同期を取る。尚、アドレス発生
器7はレジスタ群8の内容に対応して、2次元的な走査
でメモリを順次アクセスするだめのアドレス情報を生成
する回路である。
In the circuit shown in FIG. 1, the timing controller 6 provides timing signals necessary for the address generator 7 to generate addresses, and also synchronizes the address generator 7 and the bus interface 1. The address generator 7 is a circuit that generates address information for sequentially accessing the memory by two-dimensional scanning in accordance with the contents of the register group 8.

上記レジスタ群8から上記アドレス発生器7に与える2
次元走査のためのパラメータとして次のものがある。
2 given to the address generator 7 from the register group 8
The parameters for dimensional scanning are as follows.

いま、第2図に示すように水平方向の幅Xの画面におい
て、対象とする矩形領域Aの左上ずみの開始アドレスを
PQ、水平方向の幅をΔX、垂直方向の幅をΔYとする
。一般に、コンピュータの1次元アドレス空間に画像メ
モリを割り当てる場合、左上ずみの画素のアドレスを最
小とし、マスク走査のように、水平方向に1画素右へ進
むにしたがってアドレスを増加させ、水平lラインの走
査が終われば次にすぐ下のラインの左端の画素から同様
にしてアドレスを割シ当てていくが、第2図においても
同様のアドレス設定を行なう。この場合第2図において
PQから水平方向にi番目。
Now, as shown in FIG. 2, on a screen having a horizontal width X, let PQ be the start address at the upper left of the target rectangular area A, ΔX be the width in the horizontal direction, and ΔY be the width in the vertical direction. Generally, when allocating image memory in the one-dimensional address space of a computer, the address of the pixel in the upper left corner is set as the minimum address, and the address is increased as it moves one pixel to the right in the horizontal direction, like mask scanning, and When scanning is completed, addresses are assigned in the same manner starting from the leftmost pixel of the next line immediately below, and the same address setting is performed in FIG. 2 as well. In this case, the i-th point in the horizontal direction from PQ in FIG.

垂直方向にj番目の点P(i、j)のアドレスはく・く PQ+、戸X+i  (ただし、0:1:ΔXI O!
、!バ)として与えられる。ここで、アドレス発生器7
には簡単な演算機能を持たせてあシ、あらかじめホスト
コンピュータからレジスタ群8に書込まれた上記F’Q
、 x+ΔXおよびΔY等の情報を用いて演算を行なう
ことで任意の矩形領域を走査するためのアドレス情報を
高速に生成する。
The address of the j-th point P (i, j) in the vertical direction is PQ+, X+i (0:1:ΔXI O!
,! It is given as (b). Here, address generator 7
is provided with a simple arithmetic function, and the above F'Q written in advance from the host computer to register group 8
, x+ΔX, ΔY, etc., address information for scanning an arbitrary rectangular area is generated at high speed.

次に第1図のレジスタ群9、演算器10、アキュムレー
タ11およびルックアップテーブル12であるが、これ
らの構成要素はすべてデータ転送に伴う演算のために使
用される。
Next, the register group 9, arithmetic unit 10, accumulator 11, and look-up table 12 shown in FIG. 1 are all used for calculations associated with data transfer.

前に述べたように、レジスタ群9には演算に関する種々
の情報(例えば、実行されるべき算術演算または論理演
算の演算モード情報、荷重係数、条件等)があらかじめ
ホストコンピュータから書込まれる。そして演算器lO
はレジスタ群9の出力情報にしたがって画像メモリから
読出されたデータに対し所定の演算を実行する。アキュ
ムレータ11はこの演算結果を累積する機能を持ち、複
数の画像間演算等に使用される。又上記ルックアップテ
ーブル12は、演算器10と同様に転送データに対して
演算を施す場合に用いられ、特に非線形処理を行なう場
合に有用である。ルックアップテーブル12は高速RA
Mメモリを用いることで容易に実現できる。ただし、ル
ックアップテーブルの内容はあらかじめホストコンピュ
ータから書込んでおく必要がある。ルックアップテーブ
ル処理が定型的な場合はRAMの代わりにROMを使用
することも可能である。
As described above, various information regarding operations (for example, operation mode information, load coefficients, conditions, etc. of arithmetic operations or logical operations to be executed) is written in the register group 9 in advance from the host computer. and arithmetic unit lO
performs a predetermined operation on the data read from the image memory according to the output information of the register group 9. The accumulator 11 has a function of accumulating the results of this calculation, and is used for calculations between multiple images. Further, the look-up table 12 is used, like the arithmetic unit 10, when performing arithmetic operations on transferred data, and is particularly useful when performing non-linear processing. Lookup table 12 is high speed RA
This can be easily achieved by using M memory. However, the contents of the lookup table must be written in advance from the host computer. If the lookup table processing is routine, it is also possible to use ROM instead of RAM.

ここで、以上述べてきた種々の機能を画像処理用DMA
コントローラの動作モードとしてまとめると次のように
なる。
Here, we will explain the various functions described above as an image processing DMA.
The operating modes of the controller can be summarized as follows.

+1+  画像クリアモード 与えられた矩形領域内のすべてのメモリに対して、定数
を書込む動作モードであり、DMAコントローラはメモ
リへの書込みだけを行ない、読出しは行なわない。なお
画像処理用DMAコントローラ内部に何らかの関数発生
手段を設けておけば、メモリに対して定数だけでなく関
数による書込みも可能となる。
+1+ Image clear mode This is an operation mode in which constants are written to all memories within a given rectangular area, and the DMA controller only writes to the memory and does not read. Note that if some function generation means is provided inside the image processing DMA controller, it becomes possible to write not only constants but also functions to the memory.

(2)走査モード 与えられた矩形領域内のすべてのメモリからの読出しを
行ない指定された演算の結果の累積をアキュムレータに
残す動作モードである。このモードでは画像処理用DM
Aコントローラはメモリからの読出しだけを行なう。
(2) Scanning mode This is an operation mode in which all memories within a given rectangular area are read and the accumulated results of specified operations are left in an accumulator. In this mode, the DM for image processing
The A controller only reads from memory.

(3)転送演算モード 2つの矩形領域が与えられ、一方の領域内のメモリから
読出された内容に演算が施こされ、結果名他方の領域内
の対応するメモリに書込むモードである。この場合、ル
ックアップテーブル処理を用いれば種々の非線形演算が
可能である。例えば、階調補正しきい値処理などがあげ
られる。なお2つの矩形領域は同一であってもよく、そ
の場合は入力画面と出力画面が一致することになる。
(3) Transfer calculation mode In this mode, two rectangular areas are given, a calculation is performed on the contents read from the memory in one area, and the result is written to the corresponding memory in the other area. In this case, various nonlinear operations can be performed using lookup table processing. For example, gradation correction threshold processing can be mentioned. Note that the two rectangular areas may be the same, in which case the input screen and the output screen will match.

(4)画面間演算モード 複数の入力用の矩形領域(J、S2+・・・、Sn)と
出力用の矩形領域りが与えられ、Sl、S2.・・)S
、のそれぞれの対応する領域から読出された内容に対し
て演算が施され、累積結果がDの対応する領域に書込ま
れる。このモードは2画像間の演算や色彩距離演算等に
有効である。Sl。
(4) Inter-screen calculation mode Given a plurality of input rectangular areas (J, S2+..., Sn) and output rectangular areas, Sl, S2...・・)S
An operation is performed on the contents read from the respective corresponding areas of , and the cumulative result is written to the corresponding area of D. This mode is effective for calculations between two images, color distance calculations, etc. Sl.

s2.・・+S1のいずれかの領域とDとが同一であっ
てもよく、いわゆるラスタ・オペレーションにも利用で
きる。
s2. ...+S1 and D may be the same, and can also be used for so-called raster operations.

次に、画像処理用DMAコントローラを用いた場合のシ
ステム全体での処理速度について説明する。上記画像処
理用DMAコントローラは第3図に示すように、コンピ
ュータのCPU(中央処理装置)、RAM(メモリ)が
夫々接続されるバスに接続して使用され、このバスを介
してデータ転送が行なわれる。また、上記画像処理用D
MAコントローラの内部では専用ハードウェアにより種
々の演算が高速に行なわれる。したがって、第3図にお
いて上記画像処理用DMAコントローラを用いた場合の
システム全体でのデータ転送および演算の速度は、主に
バス仕様によって決まるデータ転送速度あるいは使用さ
れるメモリのアクセス時間によシ決まる。しかし、上記
画像処理用DMAコントローラは専用の2次元アドレス
発生機能および演算機能をハードウェアとして備えるこ
とで従来のコンピュータによる逐次処理に比べて1〜2
桁程度の処理の高速化が可能となる。
Next, the processing speed of the entire system when using the image processing DMA controller will be explained. As shown in Figure 3, the image processing DMA controller is used by being connected to a bus to which a computer's CPU (central processing unit) and RAM (memory) are respectively connected, and data transfer is performed via this bus. It will be done. In addition, the above image processing D
Inside the MA controller, various calculations are performed at high speed by dedicated hardware. Therefore, in FIG. 3, the data transfer and calculation speeds of the entire system when using the image processing DMA controller described above are mainly determined by the data transfer speed determined by the bus specifications or the access time of the memory used. . However, the above-mentioned image processing DMA controller has a dedicated two-dimensional address generation function and arithmetic function as hardware, which makes it 1 to 2 times faster than the sequential processing by a conventional computer.
It becomes possible to speed up processing by orders of magnitude.

〈効果〉 以上の本発明によれば、従来の一般的なコンピュータ・
バスに接続するだけで、画像データ転送。
<Effects> According to the present invention described above, the conventional general computer
Transfer image data just by connecting to the bus.

画像変換1画像間演算等を非常に高速に行なうことがで
きる。゛
Image conversion, calculations between one image, etc. can be performed at very high speed.゛

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

第1図は本発明に係る画像処理装置の一実施例のブロッ
ク構成図、第2図はメモリの矩形領域内の画素のアドレ
スを説明するための説明図、第8図は全体のシステム構
成図を示す。 図中、 1・・・バス・インタフェース9,2・・・アドレスバ
ス・バッファ、8・・・データバス・バッフ1,4・・
コア・・・アドレス発生器、8・・・レジスタ群、9・
・・レジスタ群、10  演算器、11・・・アキュム
レータ。 12・・ルックアップテーブル 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第1図 第2図 第3図
FIG. 1 is a block configuration diagram of an embodiment of an image processing device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining addresses of pixels in a rectangular area of memory, and FIG. 8 is an overall system configuration diagram. shows. In the figure, 1... bus interface 9, 2... address bus buffer, 8... data bus buffer 1, 4...
Core: Address generator, 8: Register group, 9.
... Register group, 10 Arithmetic unit, 11... Accumulator. 12... Lookup table agent Patent attorney Aihiko Fukushi (and 2 others) Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、コンピュータの中央処理装置及びメモリが夫々接続
されるコンピュータ・バスに接続される処理装置であっ
て、 上記メモリのアドレス信号を発生するアドレス発生手段
と、バス信号発生手段と、上記メモリからアクセスされ
たデータに対して演算を施こす演算手段と、演算結果を
記憶する記憶手段と、演算結果を上記アドレス発生手段
及び上記バス信号発生手段を用いて上記メモリへ導入す
る導入手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置
[Scope of Claims] 1. A processing device connected to a computer bus to which a central processing unit and a memory of a computer are respectively connected, comprising address generation means for generating an address signal for the memory, and bus signal generation means. a calculation means for performing an operation on the data accessed from the memory; a storage means for storing the calculation result; and introducing the calculation result into the memory using the address generation means and the bus signal generation means. An image processing device characterized by comprising: introduction means.
JP7067385A 1985-04-02 1985-04-02 Picture processor Pending JPS61228582A (en)

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JP7067385A JPS61228582A (en) 1985-04-02 1985-04-02 Picture processor

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JP7067385A JPS61228582A (en) 1985-04-02 1985-04-02 Picture processor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56105538A (en) * 1980-01-25 1981-08-22 Toshiba Corp Data processing device
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