JPS62203283A - 画像処理プロセツサ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パイプライン処理用ＬＳＩ化画像処理プロセ
ッサに係り、特にその構成に画像処理領域選択機能およ
び演算処理結果の次段への遅延機能が付加された画像処
理プロセッサに関するものである。

【従来の技術〕

画像認識においては認識アルゴリズムに従って画像処理
が高速画像処理プロセッサで実行される必要があるが、
これまでにあっては画像処理をより高速に行ない得ない
ものとなっている。

例えば特開昭５９−１４６３６６号公報による場合、画
像データはたれ流し的に処理され、処理結果は格納メモ
リに一旦格納されるといった具合に処理されるものとな
っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記公報による場合には、格納メモリに
格納された処理結果は再び他の処理に供されるべく格納
メモリより読み出されるようにして処理されていたこと
から、より高速に画像処理を行ない得なかったものであ
る。

ところで、より高速に画像処理を行なう方法としては、
パイプライン処理方式が考えられる。内部処理もパイプ
ライン処理可とされた画像処理プロセッサ複数をカスケ
ード接続し１画像処理プロセッサ各々に所定の処理機能
を分担割当てした状態でパイプライン処理を行なわしめ
る場合は、より高速に画像処理を行ない得るというわけ
である。

しかしながら、カスケード接続された画像処理プロセッ
サによって処理を行なう場合の問題点としては、処理結
果の次段画像処理プロセッサへの出力タイミングを適当
に調整する必要があることである。また、前段からの画
像データあるいは処理結果を処理するにしても、それら
は選択的に処理されなければならない場合もあり、処理
されるべき処理部分を前段より処理領域として指示して
やる必要があるというものである。一般に画像処理プロ
セッサ各々での処理に要される時間は異なることから、
これよりして画像処理プロセッサ聞咎々にはタイミング
調整などのための回路が新たに要されることになるとい
うわけである。しかし、このような回路を、個々にＬＳ
Ｉ化された画像処理プロセッサ周辺に配する場合はハー
ドウェア規模が徒らに増大し、また、実装面よりしても
好ましくないことは明らかである。画像処理プロセッサ
各々での処理は場合によっては外部からの制御により変
更可能として設定されるが、処理の変更をも考慮した場
合にはそれに応じてタイミングもまた変更される虞りが
ありタイミング調整は更に複雑化することになる。

本発明の目的は、カスケード接続されたうえ設定処理変
更可としてパイプライン処理に供される場合に、ハード
ウェア規模を徒らに増大させることなく、しかも実装面
よりしても好ましい状態でパイプライン処理が実行可と
されるＬＳＩ化構成の画像処理プロセッサを供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、結局画像処理プロセッサ各々においては、
そこでの処理に要される時間分だけ前段からの処理開始
許容および処理領域に関しての情報をその内部で遅延せ
しめてから次段に出力することによって達成される。

即ち、本発明によるＬＳＩ化構成の画像処理プロセッサ
は、その内部に前段画像処理プロセッサからの処理開始
許容および処理領域に関しての情報を受信する処理領域
規定信号入力部と、その情報をそこでの処理に要される
時間分だけ遅延させたうえ次段画像処理プロセッサに処
理領域規定信号、出力部とを具備することによって達成
されるものである。次段画像処理プロセッサに処理領域
規定信号が如何程遅延されて出力されるかは、外部より
変更可として設定される処理モードによるようになって
いる。

〔作用〕

カスケード接続される画像処理プロセッサ各々は全体と
しての画像処理の種類が定まればその処理分担、したが
って、その処理に要される時間も定まることになる。よ
って、画像処理プロセッサ各々では処理領域規定信号入
力部は前段からの情報が有効となった場合に前段からの
演算処理結果などを取込するための信号を発生する一方
、処理領域規定信号出力部ではその入力部をそのまま介
された処理領域規定信号を、外部から設定された処理分
担に応じで遅延したうえ次段に出力するようにすれば、
画像処理の種類が変更された場合でも全体としての画像
処理が、タイミング調整不要にして高速に行なわれ得る
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図から第７図により説明する。

先ず本発明による画像処理プロセッサの概要について説
明すれば、第１図はその一例での内部全体構成を示した
ものである。

図示のようにその画像処理プロセッサは前段の画像処理
プロセッサなどからの処理領域規定信号が入力される処
理領域規定信号入力部２、次段の画像プロセッサなどへ
所定に遅延された処理領域規定信号を出力する処理領域
規定信号出力部３、空間積和演算やパターンマツチング
など各種画像処理を行なう画像処理プロセッサ本体とし
ての画像処理部１の他、画像処理部１への入力画像デー
タの処理領域内のアドレスを示すＸカウンタ４やＹカウ
ンタ５から構成されたものとなっている。

先ず処理領域規定信号入力部２について詳細に説明すれ
ば、これは前段より与えられる処理領域規定信号６（■
ＥＣ）　、　７　（ＬＮ画）　、　８　（ＤＥＮ）を受
信して前段からの画像データ１７　（ＤＡＴＡ）を画像
処理部１に取り込むか否かを判断するようになついてる
。もしも、取込するのであれば、取込許可信号１９によ
って前段画像処理プロセッサ等から供給される画像デー
タ１７　（ＤＡＴＡ）を画像処理部１に取り込むと同時
に、Ｘカウンタ４、Ｙカウンタ５がそれぞれ歩進信号２
０．２１により歩進されるようになっている。当然のこ
とながら、取込が行なわれない場合は取込許可信号１９
および歩進信号２０，２１は処理領域規定信号入力部２
より得られないものである。

さて、そこで処理領域規定信号６　（ＥＸＥＣ）　。

７　（ＬＮＩＥＮ）　、　８　（ＤＥＮ）と画像データ
１７における処理領域との関係は第２図に示すようにな
っている。第２図は２５６Ｘ２５６サイズや５１２×５
１２サイズなどの画面サイズに対し、斜線で示す一部を
処理領域としてその領域内の画像データを画像処理部１
が処理する場合に、前段から処理領域規定信号がどのよ
うに与えられるかを示したものである。これによると信
号■匠は画像垂直方向（Ｙ方向）での有効部分（０”部
分）を、また、信号ｍ節は水平方向（Ｘ方向）での有効
部分（１７０１１部分）を、さらに信号ＤＥＮの有効部
分（ｌｅ　Ｏ９１部分）は信号α拍の中での最終的有効
画像データの位置を示すものとなっている。即ち、信号
ＥＸＥＣ，ＬＮＥＮによって大まかに処理領域が決定さ
れるものであり、その領域内での水平方向におけるデー
タが有効であるか否かは信号ＤＥＮの状態によっている
ものである。信号ＤＥＮによっては画像処理プロセッサ
の処理速度を基本クロックＣＬＫのレートを変化させる
ことなく変更し得るものである。

第３図（ａ）に示すように前段より画像データＤＡＴＡ
および信号ＤＥＮが与えられる場合は、連続的に入力さ
れる処理領域内での水平方向データ全てを基本クロック
ＣＬＫに従って処理し得るものである。また、データ転
送速度を大きくとれず前段からの画像データＤＡＴＡの
転送速度が第３図（ａ）の場合での１７２であって、し
かも処理領域内での水平方向データ全てを処理する場合
には、第３図（ｂ）に示すように信号ＤＥＮを発生せし
めればよいものである。後述のように基本クロックＣＬ
Ｋと信号ＤＥＮとが論理積されることによって、取込許
可信号１９が得られるようにすればよいものである。更
に第３図（ｃ）は処理領域内での水平方向データを１つ
おきに処理する場合を示しており、２つの画像処理プロ
セッサによって処理領域が時分割処理される例を示して
いる。

第４図はより具体的に処理領域規定信号入力部の回路構
成を示したものである。これによると信号■ＥＣ，ＬＮ
ＥＮ、　Ｄ　Ｅ　Ｎおよび基本クロック１６（ＣＬＫ）
はノアゲート２２にて論理積され、ノアゲート２２から
は取込許可信号１９および歩進信号２０が得られるもの
となっている。また、信号］酉の立上りを立上り検出回
路２３で検出することによっては、Ｙカウンタ６への歩
進信号２１が得られるようになっている。信号ＥＸＥＣ
，ＬＩＩＩＨＮ。

ＤＥＮはまたそのまま処理領域規定信号出力部３に与え
られるものとなっている。なお、Ｘカウンタ４、Ｙカウ
ンタ５はそれぞれ信号ｍ節９面が有効部分にない間それ
ら信号によりリセットされるようになっている。なお、
立上り検出回路２３の代わりにＸカウンタ４が処理領域
の最後になったことを検出しても歩進信号２１を発生し
得る。

しかし、終了Ｘ座標値の設定用レジスタと、Ｘカウンタ
４とそのレジスタ内容を比較する比較器が必要になるこ
とや、システムプロセット（後述）がレジスタに終了Ｘ
座標値を設定する必要があり、ハードウェアが増加する
ばかりか、ユーザソフトに負担がかかり好ましくないと
云える。また、処理領域規定信号としては、上記以外に
テレビカメラなどの同期信号であるＨ３ＹＮＣ，ＶＳＹ
ＮＣ信号を用いてもよいし、また、ｘ、Ｙ座標値を用い
ても可能である。しかし、最近の画像処理では大画面処
理の傾向にあるため、ｘ、ｙ座標値を用いると（パラレ
ル）信号線の数が増加し好ましくない。

次に処理領域規定信号出力部について詳細に説明すれば
、一般に画像処理部１では高速処理を実現すべく通常そ
の内部の演算部はいくつかのステージに分割され、いわ
ゆるパイプライン処理が行なわれるようになっている。

このような場合には、入力と出力との間には遅延が必然
的に生じるわけである。更に例えば基本画像処理の１種
である３×３のマスクによる空間積和演算では上記の遅
延の他に、垂直方向（Ｙ方向）の遅れが生じてしまうが
、これらのタイミング補正を行なうのが処理領域規定情
報出力部３である。第５図はその一例での具体的回路構
成を示したものである。これによると取込許可信号１９
を共通なシフトクロックとして信号ＥＸＥＣ，ＬＮＩＥ
Ｎ、　Ｄ　Ｅ　Ｎをそれぞれ遅延されるシフトレジスタ
２４〜２６、更にはシステムプロセッサから与えられる
画像処理機能を指定するコマンドＭＯＤＥをデコードす
るデコーダ２７よりなるものとなっている。コマンドＮ
０ＤＨにより画像処理部１での処理機能は変更可として
設定されるが、処理機能に対応した処理遅延時間分だけ
デコーダ２７の出力をして信号■π、　ＬＮＥＮ、　Ｄ
　Ｅ　Ｎをシフトレジスタ２４〜２６上で遅延せしめた
うえ次段への処理領域規定信号１２　（ＥＸＥＣ−ＥＸ
）　。

１３　（ＬＮＥＮ−ＥＸ）、１４　（ＤＥＮ−ＥＸ）と
して出力しようというものである。シフトレジスタ２４
〜２６各々にはセレクタ（図示せず）が付設されている
が、デコーダ２７の出力によってセレクタより所定のビ
ット出力を選択的に得ているものである。第６図は水平
方向に２画素分、あるいは２アドレス分遅延させた場合
でのそれら信号の関係を示すが、これについては特に説
明を要しなり）。

本発明による画像処理プロセッサは以上のようなもので
あるが、最後にそのように構成された画像処理プロセッ
サを複数用いたパイプライン処理システムについて説明
すれば、第７図はその一例でのシステム構成を示したも
のである。

図示の如く本例でのものは本発明に係る画像処理プロセ
ッサ３０〜３３、画像メモリ２９、アドレスプロセッサ
２８の他、これらを全体的に制御するシステムプロセッ
サ（図示）から構成されたものとなっている。このうち
アドレスプロセッサ２８は画像メモリ２９から読み出さ
れる画像データのアドレスを発生する一方、既述の処理
領域規定信号Ｆ！ＸＥＣ，ＬＮＥＮ、　Ｄ　Ｅ　Ｎを発
生するようになっている。

さて、本例での処理としては画像メモリ２９から濃淡画
像を読み出して画像処理プロセッサ３０で平滑処理を行
ない、その後画像処理プロセッサ３１で２値化処理が行
なわれることによって２値画像が得られるようになって
いる。得られた２値画像からは画像処理プロセッサ３２
でｎＸｎのパターンが切り出されたうえ辞書メモリとの
間でパターンマツチングが行なわれ、プロセッサ３３に
よっては一致点が検出されるようになっている。

因みに、このアルゴリズムはＬＳＩのボンディングのた
めの位置合せ、あるいは文字認識等でしばしば用いられ
る手法となっている。

上記のアルゴリズムに従ってより詳細に処理動作を説明
すれば、処理開始に先立ってシステムプロセッサからは
画像処理プロセッサ３０〜３３各各に対し分担処理機能
が予め設定されるものとなっている。この後アドレスプ
ロセッサ２８からのアドレスに従って画像メモリ２９か
らは濃淡画像が読み出されるが、これが画像データ１７
−１として画像処理プロセッサ３０に与えられるもので
ある。これと同時にアドレスプロセッサ２８からは処理
領域規定信号６−１．７−１．８−１が画像処理プロセ
ッサ３９に与えられることによって、画像処理プロセッ
サ３０ではそれら処理領域規定信号６−１．７−１．８
−１に従って画像データ１７−１を取り込んで平滑化処
理を行ない、処理結果は次段への画像データ１７−２と
して画像処理プロセッサ３１に与えられるようになって
いる。

また、その平滑化処理に要される時間（１ラインと数画
素分）分処理領域規定信号６−１．７−１゜８−１は遅
延され、処理領域規定信号６−２．７−２．８−２とし
て画像処理プロセッサ３１に与えることによって、画像
処理プロセッサ３１では規定された処理領域の画像デー
タに対し２値化処理を行なうところとなるものである。

以下同様に画像処理プロセッサ３２．３３ではそれぞれ
前段画像処理プロセッサ３１．３２からの処理結果と処
理領域規定信号にもとづき２値画像切出し・パターンマ
ツチング処理、−数点検出処理が行なわれるものである
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、その内部において前段か
らの処理領域規定信号を、そこでの処理を変更可として
その処理に要される時間分だけ遅延して次段に出力すべ
くなしたものであるから、カスケード接続されたうえ設
定処理変更可としてパイプライン処理に供される場合に
、ハードウェア規模を徒らに増大させることなく、しか
も実装面よりしても好ましい状態でパイプライン処理を
高速を行ない得ることになる。画像処理プロセッサ間で
の遅延制御は画像処理プロセッサ内部で行なわれること
から、その周辺に遅延制御のための回路を要することな
く容易に画像処理プロセッサ間をカスケード接続し得、
また、処理変更に対しても容易に対処し得ることになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像処理プロセッサの一例での
内部全体構成を示す図、第２図は、入力信号である処理
領域規定信号と画像データにおける処理領域との関係を
示す図、第３図（ａ）〜（ｃ）は、処理領域規定信号に
よって基本クロックを変更することなく処理速度を変更
し得ることを説明するための図、第４図は、本発明の要
部としての処理領域規定信号入力部の一例での具体的構
成を示す図、第５図は、同じく本発明の要部としての処
理領域規定信号出力部の一例での具体的構成を示す図、
第６図は、処理領域規定信号の一例での出力例を示す図
、第７図は、本発明による画像処理プロセッサを複数用
いたパイプライン処理システムの一例でのシステム構成
を示す図である。 １・・・画像処理部、２・・・処理領域規定信号入力部
、３・・・処理領域規定信号出力部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部でのパイプライン処理の種類が外部より変更可
   として設定されるＬＳＩ化構成の画像処理プロセッサで
   あつて、入力画像データにおける処理領域を規定する外
   部からの処理領域規定信号にもとづき、処理領域内に含
   まれる入力画像データを取込する信号を発生する処理領
   域規定信号入力部と、上記処理領域規定信号を、外部よ
   り設定されたパイプライン処理の種類に応じて遅延せし
   めたうえ外部に出力する処理領域規定信号出力部と、上
   記処理領域規定信号入力部からの信号によつて取込され
   た入力画像データを、外部より設定されたパイプライン
   処理の種類に応じて処理したうえ処理結果を外部に出力
   する画像処理部とを備えてなる構成を特徴とする画像処
   理プロセッサ。 ２、処理領域規定信号によつては、処理領域内に含まれ
   る入力画像データが選択的に取込制御される特許請求の
   範囲第１項記載の画像処理プロセッサ。