JPS62119682A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

Info

Publication number
JPS62119682A
JPS62119682A JP60259950A JP25995085A JPS62119682A JP S62119682 A JPS62119682 A JP S62119682A JP 60259950 A JP60259950 A JP 60259950A JP 25995085 A JP25995085 A JP 25995085A JP S62119682 A JPS62119682 A JP S62119682A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame memory
pixel data
product sum
kernel
arithmetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60259950A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Watanabe
淳 渡辺
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP60259950A priority Critical patent/JPS62119682A/ja
Publication of JPS62119682A publication Critical patent/JPS62119682A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

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、フレームメモリなどに記憶されている画素デ
ータに空間積和演算を行なうための画像処理装置に関す
る。
(従来の技術) 撮像装置によって工作機械などのオブジェクトを認識す
るために、フレームメモリに記憶されているディジタル
画像に種々の処理が施されるが、しばしば空間積和演算
(7トリツクスコンポリユーシヨン)を行なう必要があ
る。
第3図は、3次の空間積和演算を説明するための図であ
り、処JIP対象画素データFi、j と、加重係数W
i、jが同図の様に配列されている場合に、その中央の
画素に対する空間積和の演算結果Gi。
jは、 G2,2−ΣΣWi、j XFi、j  ・・・(1)
となる。ここで、以下の説明の都合−ヒ、これを3つに
分解し、 Wl、l X F 1.I+W2.I X F2,1+
W3.I X F3,1なる演算をt51演算、 Wl、2 X F I、2+W2,2 X F2,2+
W3,2 X F3,2なる演算を第2演算、 Wl、3 X F 1,3+W2,3 X F2,3+
W3,3 X F3,3なる演算を第3演算と称する。
(発明が解決しようとする問題点) 従来、例えば3行×3列の空間積和演算を行なうには、
9個の乗算器と1個の加算器を使用して始めて1画素デ
ータについての並列処理が可能になる。画素データ数が
多いときには、処理時間を短縮するために、並列処理が
不可欠になるが、積和の行列を増やして、鮮明度を高め
ようとする場合には、処理回路のコストが大きくなり、
装置自体の大型化を招く。従って、積和の次数Nに対し
て、より少ない演算回路で、かつ並列処理を実現するこ
とが望まれていた。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、高次の空
間積和演算を少ない演算回路で高速に実行するようにし
た画像処理装置を提供することを目的にしている。
(問題点を解決するための手段) 本発明では、フレームメモリに記憶された複数個の画素
データからなる画像とN行N列の係数データとの間でマ
トリックスコンボリューションを実行する画像処理装置
において、前記フレームメモリから順次に読み111さ
れる画素データを少なくともN個連続してラッチする手
段と、ラッチされた画素データにN側のN×Nカーネル
を設定しそれらと前記係数データとの間でのN回の部分
積和演算を平均的に分担して実行するM個(M≦N)の
演算処理ユニットと、前記部分積和演算の結果を記憶す
るとともに設定されたカーネルの全行についての部分積
和演算を終了して得た演算結果を逐次前記フレームメモ
リの対応する記憶領域へ転送する手段とを備えている。
(作用) 従って、M個の演算処理ユニットで空間積和演算を行な
うとき、画素データを前記フレームメモリから行単位で
順番に読みj11シて部分積和演算を行ない、各演算処
理ユニットに設定したカーネルの係数行列の要素分だけ
繰り返し累加算して得られた結果をコンボリューション
計算結果として前記フレームメモリの所定画素位置に出
力することができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。
第2図は本発明に係る画像処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。
図において、7個のラッチ回路11〜17は、図示しな
い256X256の画素マトリックス構成のフレームメ
モリからの8ビツト構成の画素データを順次に保持しつ
つ、転送可能とすべくシリアルに接続され、各ラッチ回
路11−17の出力端はいずれもマルチプレクサ18に
接続されている。このマルチプレクサ18は、各ラッチ
回路11〜17のシフトタイミングで転送される8ビツ
トからなる7個の画素データを1画素ずつ3つのプロセ
シングユニッ)PE、、PE2 、PE3に同時にパス
ライン19を介して供給するためのものである。
各フロセシングユニッ)PE、、PE2 、PE3は、
いずれも同一の構成をなし、たとえば演算部、Aレジス
タ、Bレジスタ、Dレジスタなどを有する1個の積和プ
ロセッサ(MAP)21と、このMAP21によってデ
ータの書き込み読み出しが制御されるRAM22と、パ
スライン19からの画素データを−に記DSP21に転
送制御するバスコントローラ23とから構成されている
24はシフトレジスタであり、各プロセシングエレメン
トPE、、PE2 、PE3での演算結果を所定の桁ま
で落して、元のフレームメモリの対応アドレスに書き込
むためのものである。
次に、このように構成される画像処理装置において、N
行N列1例えば7行×7列の荷重係数行列など、空間積
和演算に必要な係数データC1j(i、j =l〜7)
を前記各PE、、PE2 、PE、のRAM22に格納
して、フレームメモリの256×256すべての画素デ
ータについてのマトリックスコンボリューションを実行
する手順について説明する。
第1図は、行単位でフレームメモリから読み出される画
素データに設定される7個の7×7カーネルと、各プロ
セシングエレメントPEl 、PE2、PE5で並列処
理されるマトリックスコンボリューションの対応関係を
示している。この第1図では、第j行の画素行に対して
3つのプロセシングユニットPE、、PE2 、PE3
が分担する7つのカーネルk(k=1〜7)を、それぞ
れ矩形の大枠により示している。
例えば、フレームメモリの第j行から8ビツトの画素デ
ータが所定のサイクルで出力されると、7個のラッチ回
路にP 1. jからP 7.jが順次に転送され、保
持される。これら7つの画素データは、マルチプレクサ
により順に3個のプロセシングニレメン)PEに転送さ
れるが、各PEでは先ずバスコントローラにより画素デ
ータを積和プロセッサのAレジスタに記憶する。それと
同時にRAMから所定の荷重係数がBレジスタに転送さ
れ、演算部でこれらAレジスタとBレジスタの内容を掛
は合わせ、結果をDレジスタに転送し、このDレジスタ
において累加算される。
次に、マルチプレクサを切り科えて、次の画素データに
ついて同様の演tす処理を行ない、これをマトリックス
の次数回つまり7回繰り返す。これにより、仮想された
カーネル】、2.3を分担する第1のプロセシングニレ
メンl−P E 、には、まずP 1.j X C1,
1カらP7.j XC?、1 iテノ積和結果、つまり
カーネルlの中心画素データP4.j+3についての第
1演算の結果がDレジスタに記憶されることになる。そ
こで、このDレジスタの内容をRAMに格納して、同様
にカーネル2の中心画素データP4.j+2についての
第2演算結果を計算し、RAMに格納する。更に同様に
、カーネル3の中心画素データP4.j+1についての
第3演算結果を計算し、RAMに格納する。次に、ラッ
チ回路の画素データを1つシフトして同様の演算処理を
行なうと、P2.j XCI、1からP8.j XC7
゜1までの積和結果、つまり画素データP5.j+3に
ついての第1演算の結果がDレジスタに記憶される。こ
れを再びRAMに格納し、次々に繰り返すと、カーネル
1.2.3の各中心画素Pi、j+3、Pi、j+2 
、  Pi、j+1  (i=4〜253)についての
それぞれ第1演算、第2演算、第3演算の結果がPE、
のRAMに記憶される。
第4図は、3次の荷重係数行列をカーネル係数とするコ
ンボリューション計算の説明図である。
この場合を例にしてカーネルと部分積和演算の関係につ
いて説明すると、一般に3×3カーネルのコンポルージ
ョン計算結果は、 Pij=ΣCnmP inn、 jam(ただし、−1
≦n、m≦1) と表わされ、PiJは第5図に示す9通りの仮想カーネ
ルでの積和値の要素とみられる。
第5図は、フレームメモリ1からの同一の画素(斜線部
分)について設定される9通りのカーネル仮想位置の説
明図である。これらの仮想カーネルは、第4図の3次の
荷重係数行列と対応して示されている。このように、フ
レームメモリ画素一定とし仮想カーネルを設定する方式
でマトリクスコンボリューション処理を実行すると、フ
レームメモリから画素データを引き山すスルーブツトを
向上させることができる。
再び第1図に戻って、 I’E、でカーネル1の中心画
素Pi、j+3  (1= 4〜253)についての第
1演算を行なっている時には、第2のプロセシングニレ
メンI・PE2では転送された同じ第j行の7つの画素
データについて仮想yれたカーネル6での第6演算の積
和値が計算される。すなわち、Pi、j XCI、6か
らP7.j XC7,8まテノ積和結果、つまり画素デ
ータP4.j−2についてのi6演算の結果が、それ以
前に計算されたP4.j−2についての第5演算までの
加算値にDレジスタで加算され、これが対応するRAM
に一旦格納される。
同様に、PE、でカーネル2の中心画素Pi、j+2(
X=4〜253)についての第2n;1算を行なってい
る時には、仮想されたカーネル7での第7演算の積和値
が計算され、その後ラッチ回路の画素データがシフトさ
れて第j−2行の全画素Pi、j−2(i=4〜253
)についてのi6演算までの結果と、第j−3行の全画
素Pi、j−3(i = 4〜253)についての第7
演算までの結果がPE2のRAMに記憶される。
この時、カーネル4.5を分担する第3のプロセシング
エレメントPE5では転送された同じ第1行のそれぞれ
7つの画素データについて、まず仮想されたカーネル4
での第4演算の積和値が計算され、次にカーネル5での
第5演算の積和値が計算されて、全画素P i、j  
(i = 4〜253)について仮想されるカーネル4
の第4演算までの結果と、全画素P i、j−1(i 
= 4〜253)について仮想されるカーネル4の第4
演算までの結果とがPE、のRAMに記憶される。
つまり、フレームメモリからの7つの画素データに対し
て7個の7×7カーネルを設定し、3つのプロセシング
エレメントPEl、PE2 、PE3が係数データとの
間でそれぞれ3.2.2回の部分積和演算を繰り返し実
行することによって、行ベクトル単位で出力される画像
について設定されたカーネルの全行分の部分積和演算を
終了した時点で逐次にコンボリューション結果を得るこ
とができる。それが各プロセシングエレメントのバスコ
ントローラで16ビツトのシフトレジスタに転送され、
ここで指定されただけシフトされたデータは、その」二
位8ビットだけフレームメモリの対応する記憶領域に転
送される。
このようにして、フレームメモリがあたかも仮想された
カーネルで埋められたようにフレームメモリからの画素
データが入力されてコンボリューション計算を実行して
いって、フレームメモリ全体についての空間積和演算が
完成する。
このような仮想カーネル方式によりマトリックスコンボ
リューションを計算するとき、その次数N=7、プロセ
シングニレメンI・のfiM=3として演算に必要な時
間は、プロセシングエレメントでの単位積和演算の時間
を1.olj、secと仮定したとき、2513 X2
5fi X3.O= 196m5ec、 M= 4とす
れば258 X25fl X2.O= 131 m5e
cと、従来の空間積和演算を7次まで行なうための画像
処理装置での演算時間に比べて、著しく短縮される。
なお上記実施例では、7次のマトリックスコンポリュー
ションについて説明したが、ラッチ回路の段数を変えれ
ば異なる次数の処理が可能であり、その場合でも演算効
率を十分高くできる。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、高次の空間積和演
算を少ない演算回路で高速に実行するようにした画像処
理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明装置における折返し演算の手順を説明
するための図、第2図は、本発明の一実施例を示すブロ
ック図、第3図は、3次の空間積和演算を説明するため
の図、第4図〜第5図は、本発明における仮想カーネル
方式のマトリックスコンボリューションを説明するため
の図である。 11〜17・・・ラッチ回路、18・・・マルチプレク
サ、19・・・パスライン、PEI 、PE2 、PE
5・・・プロセシングエレメント。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  フレームメモリに記憶された複数個の画素データから
    なる画像とN行N列の係数データとの間でマトリックス
    コンボリューションを実行する画像処理装置において、
    前記フレームメモリから順次に読み出される画素データ
    を少なくともN個連続してラッチする手段と、ラッチさ
    れた画素データにN側のN×Nカーネルを設定しそれら
    と前記係数データとの間でのN回の部分積和演算を平均
    的に分担して実行するM個(M≦N)の演算処理ユニッ
    トと、前記部分積和演算の結果を記憶するとともに設定
    されたカーネルの全行についての部分積和演算を終了し
    て得た演算結果を逐次前記フレームメモリの対応する記
    憶領域へ転送する手段とを有することを特徴とする画像
    処理装置。
JP60259950A 1985-11-20 1985-11-20 画像処理装置 Pending JPS62119682A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60259950A JPS62119682A (ja) 1985-11-20 1985-11-20 画像処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60259950A JPS62119682A (ja) 1985-11-20 1985-11-20 画像処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62119682A true JPS62119682A (ja) 1987-05-30

Family

ID=17341170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60259950A Pending JPS62119682A (ja) 1985-11-20 1985-11-20 画像処理装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62119682A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232481A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Honda Motor Co Ltd ピークデータ抽出装置
EP3262651A4 (en) * 2015-08-07 2018-03-21 Hewlett-Packard Enterprise Development LP Crossbar arrays for calculating matrix multiplication

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232481A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Honda Motor Co Ltd ピークデータ抽出装置
EP3262651A4 (en) * 2015-08-07 2018-03-21 Hewlett-Packard Enterprise Development LP Crossbar arrays for calculating matrix multiplication
US10497440B2 (en) 2015-08-07 2019-12-03 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Crossbar arrays for calculating matrix multiplication

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3251421B2 (ja) 半導体集積回路
JPS6053349B2 (ja) 画像処理プロセツサ
WO2005106787B1 (en) Method and apparatus for downscaling a digital colour matrix image
EP0518462B1 (en) Filtering system and operation method for very high-speed image processing
JPS6055477A (ja) 一様重み線形フィルタ回路
US11164032B2 (en) Method of performing data processing operation
JP6532334B2 (ja) 並列演算装置、画像処理装置及び並列演算方法
US5949920A (en) Reconfigurable convolver circuit
JPS62119682A (ja) 画像処理装置
JP7251354B2 (ja) 情報処理装置、情報処理プログラム、及び情報処理方法
JPS6267684A (ja) 画像処理装置
JP3860545B2 (ja) 画像処理装置及び画像処理方法
JP2862388B2 (ja) 超高速画像処理システムのフィルタリング処理方式
JPS62105287A (ja) 信号処理装置
JPH0435792B2 (ja)
JPS6379180A (ja) 並列画像処理用lsi
JPH07192130A (ja) 仮ラベル付け方法
JPS61251974A (ja) 画像処理装置
JPS6319911B2 (ja)
JP2889244B2 (ja) 画像処理装置
JP2000020705A (ja) 並列画像処理プロセッサ
JPS63170788A (ja) 画像処理装置
JP4724031B2 (ja) シンクロナイズドスタックメモリを用いた計算機及び計算機システム
JPH0523465B2 (ja)
JPS62164180A (ja) コンボリユ−シヨンを用いる画像信号処理装置