JPS62105289A - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JPS62105289A
JPS62105289A JP24413285A JP24413285A JPS62105289A JP S62105289 A JPS62105289 A JP S62105289A JP 24413285 A JP24413285 A JP 24413285A JP 24413285 A JP24413285 A JP 24413285A JP S62105289 A JPS62105289 A JP S62105289A
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JP
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memory
image signal
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JP24413285A
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Mitsuo Kurakake
鞍掛 三津雄
Shoichi Otsuka
大塚 昭一
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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〕 本発明は画像信号処理装置に関するものであり、より特
定的には、画像データの角¥鋭化、空間フィルタリング
等の画像信号処理を行う際画像データ記憶装置と画像信
号処理装置との間の画像データの転送に係る時間を短縮
する画像信号処理装置に関する。
本発明の画像13号処理装置は、産業用ロボ、1・にお
ける対象物を識別するビジ1アル+、ンザ等、種々の画
像認識装置の前処理とし、て用いられる。
〔従来の技術〕
画像認識装置にお番j−る画像15号処理装置は、種々
の分野において知られている。これらの画像信号処理装
置におldる共通の課題の1つに4A”号処理スピード
を向」ニさせるこきがある。すなわち画像信号処理にお
いては一4m1こ、ぼ・う犬な量の画像データについて
たたみ込み(聞分(:1ンボリユーシヨン・インテグラ
ル)等の空間的信号処理、夕施こずので、信号処理の4
1算自体に相当時間がか\るにに、信号処理装置と画像
データが記憶されているメモリとの間のデータ転送回数
が非常に多くデータ転送にも相当時間がか\る。このよ
うな時間は、特に画像信号処理装置が産業用1−7ボノ
トのビジェアルセンサ等のリアルタイムで作動させるよ
うな用途においては、応答性の−Lで問題となる。
前・芹、すなわら信号処理計算時間の問題1(”一つい
ては主と(〜で分解能等の考慮、の下にアルゴリズJ・
の単(重化、!曵いは信号処理ルb「♂の置市・ハ化、
といった試みがなされている。また彷考、ずなわらデー
・ソ転送時間の問題については、高速メモリの活用、2
バスの高速化等が試みられている。しかしムからいずれ
に゛ついても経済性の観点から制限が課せi’)れてい
る。
以トの観点の下ご、例えば産業用ロボットのj−゛ジブ
、アルセンサの画像信号処理装置とと7で採用されてい
る1例として第6図(、、:′示す画像信号処理装置が
知られている。当該画像、信号処理装置は1、ミ・・ス
テムデータバス100に1妾1簑りされ)、二演算’J
i+J御゛1ゐ置(CPII)1、処理ブI7ゲラ、7
4 等力3e (q サtlり、、TI−、メ干す2お
よび入″i8力<l10)=アント17−・う(3から
成るコンピュータを有している。また画像信号処理装置
は、画像テ゛−・タハス101に接続された画像信号処
理部、すなわち、画像データフ[/ −1、メモリ4、
マルチプレクサ5、べ・クトル7ン1ぐリューションイ
ンテグラルブロセソザ10、係数トジスク11、双方向
性ゲート11および画像処理制御則j飽15′を有して
いる。画像データフレー1、メ千1)・tおよび制御回
路15′はシステムデータバス100にも接続されてい
る。
画像データフレームメ千り4は、複数のメモリユニット
41〜4oを有している。各々のメモリユニットは、イ
列えば、メ干すコニソト41について述べると、ダイナ
ミックRAM41aとシリアル入出力回路旧すとから成
る。グーイナミソクRAM41aは、各メモリイールが
8ビットである。  256 X 256個のメモリセ
ルを有している。シリアル入出右回1賂旧すは、256
個のシフトレジスタを有し2.256個のデータ灯−5
)いてシリアルジットが可能であると共に、256個の
データをダイナミックRAM41aの1列、すなわち2
56個のメモリセルに同時にアクセス可能なようになっ
ている。データフレームメモリ4として夕゛イナミノク
RAM41aを用い”でいるのは、256 X 256
個もの大忙のデータを比較的低価格のメモリによって記
taさ1!′るためである。しかしながらダイづミック
RA門は高速性は期待できない。
従って、jm常のラング12アクセスによりデータを1
個ごとア・クセスを行・う七、グイナミノクRA門−1
のアクセス時間が相当か象る。そこご、シリアル入出力
回路41bを設けて1列中位でアクセス可能にしている
ゆ すなわち、画像データを入力時は、CCD力、、+;等
のイメージセンサ6を対象物を走査(−7、走−「デー
タをA/D変換器(図示せず)で3ビア・1・のディジ
タルデータに変喚しマルチプレグ4j−5夕、 介(。
てシリアル入出力回路411)に順次ス1−ア゛t−イ
)1.1ライン走査後、シリアル入出力回路4xb+、
、−256のテ゛−夕が順次ストアされろ.ど1、ユリ
、ら256個のデータが同時に所望のロウアト1.−ス
ラインt= tD続されたダイナミックRA)141a
のメモリセルに記1aされる。以下同様に画像データを
記憶し,でいく。
画像処理時は、所望のロウアトLースラインに接続され
たダイナミックRAM41aの256個のメモリ1−コ
ルの値が同時乙1ニジリアル入出力回路41b!1m装
荷され、装荷された)マー・−夕がデー l−16、画
像データバス101、双方向性バス9を介してヘクトル
=y :yポリエーションインテグラルブT7セ、’J
−10’iこに力されて、画像/.1ilf算処理が行
なわ1・1,る。演1γ処理結果はダイナミ、7りRA
M41aに記憶される。演算処理結果は、上記同様25
6個同時にシリアル人出ツノ回路41bに読み出され、
それぞれ順次D / A変換器7に送出されてアナログ
の画像信号に変換され、CRTディスプレイ8に印加さ
れ、表示される。
このように低価格で大容量のデータ記憶に適するダイナ
ミックRAMの低速性を改善し、し7かも高価格化を回
避せんとして上述のシリアル入出力回路を設けた画像デ
ータフレームメモリ4を採用している。
画像制御回路15′は−1−述のデータフレーl、メモ
リ4、マルチプレクサ5、ゲート9,16、ベクトルコ
ンボリューションインテグラルプロセッサlO′等を制
御する。コンピュータは画像信号処理部と他の処理部、
例えば産業用ロボット・の操作部等との調整の下に画像
信号処理部を総括制御する。
この例示においては画像信号処理装置として、ベクトル
コンポリューションインテグラルブロセソザ10′とベ
クトルコンボリューションインテグラルを行う際の重み
係数を記↑αし7ている係数レジスタ11を示j2.て
いる。へぐクトルコンボリ、 −::/ヨンインテグラ
ルは一方向におけるたたみ込、7j4?1勺を行・うち
のである。注目画像デ・−夕Dijの隣接するそれぞれ
1個の画像データについて重み係数ωm(m−=0.1
.2)とした場合、第7図に図示の画像データアレイに
ついての3次のベクトルコンポリヱーシ3ン・インテグ
ラル0は、それぞれ、ヒ欠の如くなる。
G70゛力向 Go−Σ    Σ   Dijωm    =lll
i=i−1=i+1  j−constm=o〜2 b、45°方向 G4.−  Σ    Dij ωm        
=121i=i 1〜i+1 j=j+1〜j4 m=o〜2 C190°方向 G、。−Σ     Σ   Dijωm   ・・・
(3)i=const   j=j4〜j+lm=0〜
2 d、  135°方向 G135 − Σ     Dijωm       
 ・141i=i+bi−1 J二j+l〜j−1 m=0〜2 他の方向、180” 、225°、270°、3i5’
方向については省略する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上のベクトルコンボリューションインテグラルを行う
に際し、O゛方向ついては、ダイナミックRAM41a
からの1列のデータ読出発により256個の画像データ
がシリアル入出力回路41bに読め出され、これについ
て順次、注目画像データを有力向にずらして計算してい
けば良く、1回シリアル入出力回路41bへのデータ読
出しにより、256個のベクトルコンボリューションイ
ンテグラルが得られる。
ことろがO°以外の方向、例えば90゛力向についてみ
れば、ン主目画(象データDljについて、J−1゜j
、j+1の3列番こ係るDj、j−1,Dij 、 D
i、j+1の画像データが必要であるから1.3回のデ
ータ読出しが必要となる。すなわち、シリアル入出力回
路41bを設けても、特定方向、この例示においては0
゛方向のヘクI−ルコンボリ工−シ・1ンインテグラル
の計算のデータ読出の高速性に寄与するにすぎず、他の
方向については、シリアル入出力回路を介すると、通常
のデータ1個ごとのラングi、、 −?クセスの場合よ
りアクセス特開がkくなるという問題がある。また通常
のランダムアクセスでは、依然とし7てデータ読出しの
高速性に欠しするのである。
従って、シ1!アル入出力回路付画像y!−タフレーム
メモリの特徴を活用し2つつ、経済曲目一つ−スクトル
コンボリ1、−ジョンインテグラルの方向性に依存され
ず1.高速演算処理可能な画像(17号処理装置が要望
されている。
(問題を解決するための手段、および、作用〕本発明に
おいては、71−リクス状に配設されて成る複数のメモ
リセル、およびマトリクスの1行の複数のメモリセルに
同時にデータ読出又は書込むように構成され且つ該読出
又は書込データを・シリアルに転送可能なシリアル人出
ツノ回路を有し、複数の画像データを記・lαオるデー
タ記す’X′4A置、該データ記憶装置のメモリセル内
の記↑a配置Qご基づく一定の関係にある複数の画像デ
ータについて画像信号/iii算を行う画像処理装置、
むよび、前記データ記憶装置と前記画像処理装置古の間
に、前記画像処理装置乙こおげろ画像信号演算を行う複
数の画像データの個数に応して設けられた複数のデータ
保持手段であ−って、各データ保持手段は前記データ記
憶装置の7トリクスの複数行分のデータを保持する容≠
を”f−jシ、前記データ記4L1装「より高速な読出
および書込動作を行なうように構成され、各データ保持
手段がそれぞれ独)プに・動作しj′Iるよ・うに構成
されたもの、を具備する画像信号処理装置が提供される
該画像信号処理装置ろ、松いてば、前記画像信号演算に
際し7、予め前記データ記憶装置から、画像信号処理に
応答して規定される関連画像データを前記シリアル入出
力回路を介して前記データ保持手段に順次転送し、該デ
ータ保持手段に記jQされた画像デ〜りを、画像信号処
理に応答して順次前記画像処理装置に出力し2、画像信
号処理を行う。
〔実施例] 本発明の一実施例としての画像信号処!71I装置の構
成図を第1図に示す。
第1図において、画像13号処理装置は、双方向性デー
[3,14を介して第1および第2のハス110.12
0に接続されたデータ記i、!!装置20、同様に双方
向性ゲート15 、16を介して第1および第2のバス
110,120に接続されたデータ記憶装置30、係数
レジスタ11、画像処理装置としてのヘクトルコンボリ
ューションインテグラルブロセ、910、データ保持手
段としてのマルチラインバッファ回路40、単方向性ゲ
ート17、および制御回路19を在している。データ記
憶装置20 、30および制御回路19はシステムバス
100にも接続されている。CPU1、主メモリ2およ
び入出力コントローラ3は従来と同様である。また第1
図には、簡略化のため、第6m6こお′cJるマルチプ
レクサ5、カメラ6、D / A =1ンハータ7、C
RT8は図示していない。
データ記jQ装R20、30はともにメモリセル部21
 、31とソリアル入出力回路22 、32から構成さ
れており、同一仕様の下で製造されている。すなわちメ
モリセル部21 、31はともにダイナセックRAMで
、第2図に図示の如く、(256行)X(256列)−
64にハ・イトのメモリセルを有し、各メ−(:IJセ
ルは8ビツトである。この実施例では、データ記憶装置
20は、画像信号処理用データ、6゛なわも1、第6図
を参照すると、カメラ6で走査されA、’D変換されて
マルチプレクサ5を介して保存された、8ピノ)、25
6ドト旨j1.1のグレースノr−ルのデータが1メモ
リセルに1画素の画像データとし7て記憶するのに用い
る。他方、テ゛−タ記↑a装置30はベクトルコンボリ
ューションインテグラルの結果を保存するのに用いる。
勿論データ記憶装置’ff120 、30の使用目的は
、上記とは逆であってもよい。
シリアル入出力回路22 、32はともに、256個の
シフトレジスタおよびポインタシフトレジスタを有して
おり、メモリセル21 、31の1行」−の256メモ
リセルに同時に256個のデータを書込み、又は読出し
することが可能であり、シフトレジスタ:よりイクリノ
クに256個のデータをノでトすることが可能である吉
共に、ポインタう・−7トL/ジスタで指定された列ア
ドレス画像データから順次、データを入力または出力す
ることができるよ・)乙こな、。
ている。
第3図に、プロセノザ10、係数レジスタ11およびマ
ルチラインバッファ回路40の回路図を示す。プロセノ
ザIOは乗算器10a 、 lOb 、 10c、加算
器10dルジスタ10e、インバッファ10gおよびゲ
ート回路1011が図示の如く接続されで成る。
係数レジスタ11はそれぞれ係数θノ。、ω1.ω2が
設定された3個のレジスタ1la−11cにより構成さ
れており、これらのレジスタtia〜11Cがプロセッ
サ10の乗算器10a〜IOCに接続されている。
マルチラインバッファ回路40は、パスライン120に
接続されたバスバッファ41〜43、マルチラインバッ
ファメモリ44〜46、マルチプレクサ47〜49およ
びレジスタ50〜52が図示の如く接続されている。各
レジスタ50〜52がブロモ・ノサ10の乗算器103
〜IOCに接続されており、演算に用いる画像データD
o、Di、DZを与える。従って、プロセッサ10は、
係数ω。、ω1.ω2、画像データDo。
D+、Dzについて、次式で定義されるペクトJレコン
ポリューションインテグラルGを行う。
G−ω000+ω、D、4ω202         
 ・・・(5)プロセッサ10内の1ラインバッファ1
0gおよびゲート回路10hは、上記ベクトルコンボリ
ューションインテグラルを空間的1ンボリユーシヨンイ
ンテグラルに拡張するためのものである。
マルチラインバッファ回路40の1系列、ノ〈スパノフ
ァ41、マルチラインバッファメモリ44、マルチプレ
クサ47、レジスタ50の動作をiホベる。データ記憶
装置20のシリアル入出力回路22内の256個のデー
タがバス120を介してシリアルにバスバッファ41に
入力される。バスバッファ41を介した256個のデー
タがマルチラインバッファメモリ44の所定のラインに
転送されて保存される。マルチラ・インバッファメモリ
44は、本実施例においては、第4図に概略構成を示し
、たように3行×256画素データ/行のメモリ容量を
有するスタテックRAMで構成されている。”マルチう
・インバッファメモリ44に記憶された画像データは必
要に応じて読出され、マルチプレクサ47、レジスタ5
0を介して乗算器10aに出力される。
他の2系列も同様に動作する。マルチプレクサ47へ・
49は、それぞれ対応するマルチラインバッファメモリ
44〜46からのデータをし・ブスタ50〜52ニ出力
する一方、必要に応じて、ハス120からのデータをレ
ジスタ50 、51 、52とシリアルに転送する。
当該画像信号処理装置の動作を第4図に図示のベクトル
コンポリニージョン演算動作を示す概念図を参照して述
べる。
第7図における315°方向のベクトルコンボリューシ
ョンインテグラルを行う場合について述べる。
先ず、データ肥土9装220のメモリセル21の第1列
目の256個の画像データD I+ 1 ”” D I
+ 256をンリアル入出力回路22に読出し、ゲート
14、ハス120、バスバッファ41〜43を介しそれ
ぞれ各マルチラ・インバッファメモリ44〜46の第0
行口に人力される。以下同様に、メモリセル21の第2
列目、第3列目の画像データD2.I 〜Dz、zsb
、D□、1〜03.256をマルチラインバッファメモ
リ44〜46の第1行目および第2行目に保存する。
次に注目画像データD1・DZ、2とし、その315゜
方向両隣の画像データD0・D+、+ 、Dz・D3.
3をそれぞれのマルチラインバッファメモリ44〜46
からレジスタ50〜52を介して取り出し乗算器102
1〜10Cに印加する。プlコセ、ザlOはト記画像デ
ータ、D、l 、DZ、2 、Dl、+1および係数ω
。、ω、。
ω2を用いて、第5式に基づく演算を行ない、その結果
を、レジスタ10eゲー)17、ハス110、双方向性
ゲート15を介し7て、データ記憶装置30のシリアル
入出力回路32に印加する。
以下同様に、注目画像データD1をDz、:l、Dz、
a、・・・D 2.255をずらせたF記ヘクトルコン
ボリューションインテグラル演算を順次行ない、シリア
ル入出力回路32に結果を出力し7ていく。
以上にて、第1行目について、DZ、Z 、DZ、+1
、・−I)、、25S% DZ、2S6 、Dz、zの
!1頃で注目内イ象データとするヘクトルコンポリュー
ション・インテグラルがシリアル出力回路32に入力さ
れたことになる。シリアル入出力回路において、出力結
果の配列がメモリセル21の注目画像データのストアア
ドレスに対応するようにリーイクリノクにシフトし、得
られた全結果をメモリセル32の第2行目に同時に書込
む。
上記シリアル入出力回路32におclるシフト動作およ
び書込動作と並行して、メモリセル21から4列目の画
像データD4.1〜D4.Z、bをマルチラインバッフ
ァメモリ44〜46の第0行目に転送する。これにより
、各マルチラインバッファメモリ44〜46には、第0
行目に画像データD6..〜Da、z5b第1行目にD
21.〜Dz、25A、第2行目にり1,1〜Ds、z
sbが保存されている。従って、また、第5図に図示の
如く、注目画像データをD!、2%その315°方向両
隣の画像データDよ、1、D4.ユを用いた演算を行う
。以下、前記と同様に315゛方向のベクトルコンポリ
1−ジョンを行ない、データ記憶装置30のメモリセル
31に記↑aしていく。
全てのデータについて315゛方向のへクトルコンボリ
エーションインテグラルを完了したら、メモリセル31
に記憶された結果をCRTディスプレー8に表示する。
他の45” 、 90°、135°、225°、270
°方向のベクトルコンボリューションインテグラルにつ
いても同様である。
0°、180°方向のベクトルコンボリューションイン
テグラルについては、演算に用いるデータをバス120
  、 I?EG1 、 REG2 、 REG3の順
で転送すればよく、マルチラインバッファメモリは使用
しない。
第3図において、5次のベクトルコンポリ1−シヨンイ
ンテグラルに適用する場合、乗算器103〜IOCを5
台、係数用レジスタ11 a−11cを5個、各マルチ
ラインバッファメモリを5行分のメモリ容ヱに拡張する
〔発明の効果〕
以j−に述べたように本発明によれば、大容量の画像デ
ータを記憶する比較的低速動作のデータ記if装置と画
像処理装置との間に、データ記↑α装置より高速動作で
ランダムアクセス可能な比較的小規模のデータ保持手段
を設けることにより5、経済的で高速な画像信号処理が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての画像信号処理装置の
構成図、 第2図は第1図のメモリセル内のデータストアアレイを
示す図、 第3図は第1図におけるプロセッサおよびマルチライン
バッファ回路の回路図、 第4図および第5図は第1図および第3図の装置のベク
トルコンボリューション演算’R)】作ヲ示を概念図、 第6図は従来の画像信号処理装置の構成図、第7図は画
像データの信号処理形態を示す図、である。 (符号の説明) 1・・・cpu。 2・・・tメモリ、 3・・・[10二1ントローラ、 10・・・ヘクトルコンボリ1−ションインテグラルブ
ロセノサ、 11・・・係数レジスタ、 13〜17・・・ゲート、 19・・・制御回路1. 20・・・データ記tつ装置、 21・・・メモリセル部、 22・・・シリアル入出力回路、 30・・・データ記ta装置、 31・・・メモリセル部、 32・・・シリアル入出力回路、 40・・・マルチラインバッファ回路、10a〜10c
・・・乗算器、 10d・・・加算器、 10e・・・レジスタ、 10g・・・lラインバッファ、 10h・・・ゲート回路、 112〜llb・・・係数レジスタ、 41〜43・・・ラインハソファ、 44〜46・・・マルチラインバッファメモリ、47〜
49・・・マルチブレク(〕、 50〜52・・・レジスタ。 −ゆ列 第1図のメモリセノし内のデータストアアレイを示す図 第2図 面像データの信号処理形態を示す図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、マトリクス状に配設されて成る複数のメモリセル、
    およびマトリクスの1行の複数のメモリセルに同時にデ
    ータ読出又は書込むように構成され且つ該読出又は書込
    データをシリアルに転送可能なシリアル入出力回路を有
    し、複数の画像データを記憶するデータ記憶装置、 該データ記憶装置のメモリセル内の記憶配置に基づく一
    定の関係にある複数の画像データについて画像信号演算
    を行う画像処理装置、および、前記データ記憶装置と前
    記画像処理装置との間に、前記画像処理装置における画
    像信号演算を行う複数の画像データの個数に応じて設け
    られた複数のデータ保持手段であって、各データ保持手
    段は前記データ記憶装置のマトリクスの複数行分のデー
    タを保持する容量を有し、前記データ記憶装置より高速
    な読出および書込動作を行なうように構成され、各デー
    タ保持手段がそれぞれ独立に動作し得るように構成され
    たもの、 を具備し、 前記画像信号演算に際し、予め前記データ記憶装置から
    、画像信号処理に応答して規定される関連画像データを
    前記シリアル入出力回路を介して前記データ保持手段に
    順次転送し、 該データ保持手段に記憶された画像データを、画像信号
    処理に応答して順次前記画像処理装置に出力するように
    した、 画像信号処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002371759A (ja) * 2001-06-18 2002-12-26 Dainippon Printing Co Ltd 框を有する建具用パネル

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002371759A (ja) * 2001-06-18 2002-12-26 Dainippon Printing Co Ltd 框を有する建具用パネル

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