DE4103880C2

DE4103880C2 - Bildverarbeitungsgerät und -verfahren

Info

Publication number: DE4103880C2
Application number: DE4103880A
Authority: DE
Inventors: Kouzou Nemoto; Minoru Makita; Mitsunobu Isobe; Kenzo Takeichi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1996-04-11
Anticipated expiration: 2011-02-09
Also published as: JPH03232070A; DE4103880A1; US5125044A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsgerät zum Verarbeiten von Videobildsi gnalen von einer Bildsignalquelle, wie einer Videokamera, und betrifft insbesondere ein Bildverarbeitungsgerät und -verfahren, die es möglich gemacht haben, gleichzeitig auf einen Bildspeicher für Eingangsdaten und einen Verarbeitungs speicher zur Datenverarbeitung von einer Vielzahl von Zugriffsschaltungen aus zuzugreifen.

Ein bekanntes herkömmliches Bildverarbeitungsgerät zum Verarbeiten von Videosignalen ist ein Gerät, welches einen Bildspeicher zum Speichern digitalisier ter Eingangsbildsignale und einen Verarbeitungsspeicher zum Speichern verarbeiteter Videosignale hat und ausgelegt ist, auf jene Speicher mit einer Vielzahl von Zugriffsschaltungen zuzugreifen, um die Videosignale zu verarbeiten oder auszugeben.

Bei der zuvor erwähnten Art eines Bildverarbeitungsgerätes sind zwischen den Zugriffsschaltungen Zugriffssteuerschaltungen zum Überwachen des Betriebszustandes und zum Steuern des Betriebs der Zugriffsschaltungen vorgesehen.

Die Zugriffssteuerschaltungen steuern die Zugriffsschaltungen derart, daß die Zugriffsschaltungen wechselseitig unabhängig arbeiten und daß auf denselben Speicher nicht von einer Vielzahl von Zugriffsschaltungen zugegriffen wird. Das heißt, wenn eine erste Zugriffsschaltung bei der Verarbeitung des Zugreifens auf den Speicher ist, wenn eine zweite Zugriffsschaltung dann auf den Speicher zugreifen möchte, sendet die zweite Zugriffsschaltung ein Zugriffsanforderungssignal an die erste Zugriffsschaltung und wartet. Die zweite Zugriffsschaltung wird nicht zugreifbar, bis ein Zugriffserlaubnissignal von der ersten Zugriffsschaltung gesendet wird.

Ein derartiges Bildverarbeitungsgerät hat ein Problem dahingehend, daß die Verarbeitungszeit lang ist, da eine folgende Zugriffsschaltung ihren Zugriffsbetrieb erst startet, wenn einige andere Zugriffsschaltungen einen Zugriffsbetrieb beendet haben.

Wenn dieses Problem durch das Anwenden von einer Parallelverarbeitung gelöst wird, tritt ein weiteres Problem auf, daß es notwendig ist, viele Zugriffsbusse und -schaltungen zum Umschalten der Zugriffe vorzusehen und die Schaltungskon figuration wird kompliziert.

Wenn Videosignale zu verarbeiten sind, die von einer Vielzahl von Videokameras gesendet sind, ist es ein mögliches Verfahren, jede Videokamera mit einem entsprechenden Speicher zu versehen und eine Parallelverarbeitung von Videosigna len aus unterschiedlichen Videokameras durchzuführen. In diesem Fall verläuft die Verarbeitung bzw. der Prozeß relativ schnell, ein Problem bei diesem Verfahren ist jedoch, daß das Bildverarbeitungsgerät kompliziert wird, groß bezüglich der Abmessungen und teuer.

Andererseits ist es ein weiteres mögliches Verfahren, einen gemeinsamen Speicher für unterschiedliche Videokameras zu verwenden und dadurch zu vermeiden, daß das Bildverarbeitungsgerät kompliziert, groß bezüglich der Abmessungen und teuer wird. Ein Problem bei diesem Verfahren besteht jedoch darin, daß Videosignale von unterschiedlichen Videokameras nicht gleichzeitig verarbeitet werden können und für die Verarbeitung eine lange Zeit benötigt wird.

Aus der Offenlegungsschrift DE 36 18 925 A1 ist eine Anordnung von Bild daten bekanntgeworden, bei der die Bilddaten in einem für die Bilddar stellung zyklisch ausgelesenen Bildspeicher enthalten sind. Zum Verarbei ten ist zwischen dem Bildspeicher und einen die Bilddaten verarbeitenden Rechner ein Zwischenspeicher angeordnet. Zwischen den Zwischenspei cher und den Rechner sind Datenumformer geschaltet, welche die jeweils übertragenen Daten in eine für die Verarbeitung im Rechner bzw. für die Abspeicherung im Zwischenspeicher und damit im Bildspeicher geeignete Form bringen.

Die US-PS 4,876,651 offenbart ein digitales Kartenanzeigesystem zum Gebrauch in einem Flugzeugcockpit. Dabei werden Kartendaten aus einem Massenspeicher periodisch in einen Arbeitsspeicher geladen. Ein Steuerprozessor greift direkt mit seinen physischen Adressen auf den Arbeitsspeicher zu. Der Zugriff durch den Steuerprozessor erfolgt auf einzelne Segmente des Arbeitsspeichers, um diese anzuzeigen, während gleichzeitig andere Segmente des Arbeitsspeichers mit neuen Karten daten geladen werden.

Die US-PS 4,713,789 offenbart ein Bildverarbeitungsgerät und -verfahren, bei dem eine Vielzahl von Arbeitsspeichern mit nur einer Verarbeitungs einheit verbunden sind. Die Verarbeitungseinheit, welche als eine Zu griffseinheit aufgefaßt werden kann, greift auf die Arbeitsspeicher zu, um die davon ausgegebenen Daten nacheinander zu verarbeiten. Dazu ist der Dateneingang der Verarbeitungseinheit selektiv mit einem Datenausgang eines der Arbeitsspeicher verbunden

Ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik und vom oben erwähnten, druckschriftlich belegten Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Bildverarbeitungsgerät und -verfahren zur Verarbeitung eines oder mehrerer Videosignale anzugeben, bei der eine unnötig komplexe Schaltung vermieden wird und dennoch eine hohe Verarbei tungsgeschwindigkeit erreicht wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einem Bildverarbeitungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Geräts ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3. Die Aufgabe der Erfindung wird ferner mit einem Bildverarbeitungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.

Besondere Merkmale des Erfindungsgegenstands sind:

(a) eine einer Vielzahl von Zugriffsschaltungen ist mit einer zusätzlichen Funktion ausgestattet, den Zugriffsbetrieb des gesamten Systems zu überwachen und zu steuern,
(b) zwischen dem Zugriffsbus und den Speichern sind Zugriffsumschalt schaltungen mit Mehrfacheingang und einem Ausgang vorgesehen,
(c) es ist ein Befehls/Statusregister vorgesehen, um die Zugriffsumschal tungen und den Betrieb zu steuern und den Betriebszustand bzw. die Betriebszustände der Zugriffsschaltungen zu überwachen.

Die mit einer Überwachungs- und Steuerfunktion versehene Zugriffsschaltung wird verwendet, Befehle zu schreiben und Statusdaten zu überwachen.

Die mit einem Überwachungs- bzw. Monitor- und Steuerfunktion versehene Zugriffsschaltung hält bzw. erfaßt bzw. begreift den Zustand der anderen Zugriffsschaltungen und läßt eine Vielzahl von Zugriffsschaltungen, die einander nicht beeinflussen, zur gleichen Zeit arbeiten. Durch die Verwendung der Zugriffsschaltungen, wie beschrieben, ist es möglich, gleichzeitig digitale Eingangs daten einzugeben und digitale Daten zu verarbeiten, die bereits eingegeben worden sind, ohne irgendwelche Fehler zu machen. Weiterhin kann eine große Bilddaten menge schnell verarbeitet werden.

Selbst wenn eine Vielzahl von digitalen Daten eingegeben werden, ist es möglich, ohne jeden Fehler das Lesen eines Stücks bzw. eines Anteils von Daten zu lesen und digitale Daten zu verarbeiten, die bereits gelesen worden sind, mit dem Ergebnis, daß die Verarbeitungszeit reduziert werden kann. Unter den durch zuführenden Verarbeitungen gibt es das Hervorheben von bestimmten Bilddaten und die binäre Digitalisierung von schwarzer und weißer Farbe.

Wie es bereits beschrieben worden ist, ist es erfindungsgemaß möglich, gleichzeitig mit einem Vielzahl von Zugriffsschaltungen auf den Speicher zuzugreifen, indem man eine einer Vielzahl von Zugriffsschaltungen die anderen Zugriffsschaltungen steuern läßt. Durch optimales Verteilen bzw. Aufteilen der Zugriffszeiten bzw. Zugriffszeitzeitgaben auf die Zugriffsschaltungen können Daten schnell verarbeitet werden und der Aufbau bzw. die Zusammensetzung der Speicher usw. können vereinfacht werden.

Wenn eine Vielzahl von Bildern eingegeben wird, können das Eingeben der Bilder und das Verarbeiten von Bilddaten gleichzeitig durchgeführt werden. Dies reduziert die Verarbeitungszeit wesentlich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Bildverarbeitungs gerätes gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das den Betrieb der obigen Ausführungsform zeigt;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Bildverarbeitungsgerätes zeigt; und

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der obigen anderen Ausführungs form zeigt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Bildverarbeitungsgerätes mit folgenden Komponenten zeigt: Zugriffsschaltungen 1 bis 4, ein Befehls-/Statusregister 5, ein Bildspeicher 6, Verarbeitungsspeicher 7 bis 10, Zugriffsumschaltschaltungen 11 und 12, eine Videokamera 13, eine A/D- (Analog/Digital) Wandlerschaltung 14, eine D/A-(Digital/Analog) Wandlerschaltung 15, ein Monitor 16, ein ROM (read only memory) 17 und RAMs (random access memories) 18 und 19. Der Bildspeicher 6 ist so ausgelegt, daß er ein Pixel durch viele Bits darstellt und auch die Gradation der Dichte speichern kann. Die Verarbeitungsspeicher 7 bis 10 speichern verarbeitete Daten und die effektive Bitzahl zur Darstellung eines Pixels kann daher geringer sein als jene des Bildspeichers 6. Der Bildspeicher und die Verarbeitungsspeicher können von demselben Hardware-Aufbau sein.

In Fig. 1 wird ein von der Videokamera 13 ausgegebenes Videosignal von der A/D-Wandlerschaltung 14 in digitale Form gewandelt und zu der Zugriffsschaltung 3 gesendet. Diese Zugriffsschaltung 3 wird verwendet, auf den Bildspeicher 6 unter Schreiben von digitalen Daten aus der Wandlerschaltung 14 zuzugreifen. Von der Zugriffsschaltung 3 ausgegebene digitale Daten werden über die Zugriffsumschalt schaltung 11 an den Bildspeicher 6 geliefert. Die Zugriffsschaltungen 1, 2 werden zum Verarbeiten von in dem Bildspeicher 6 gespeicherten digitalen Daten verwendet. Durch Zugreifen auf den Bildspeicher 6 lesen die Zugriffsschaltungen 1, 2 digitale Daten über die Zugriffsumschaltschaltung 11 und verarbeiten die Daten. Hiernach greifen die Zugriffsschaltungen 1, 2 auf irgendeinen der Verarbeitungsspeicher 7 bis 10 zu und schicken die Daten über die Zugriffs umschaltschaltung 12 in den Verarbeitungsspeicher. Die Zugriffsschaltung 4 wird verwendet, verarbeitete digitale Daten zu lesen, die in den Verarbeitungsspeichern 7 bis 10 gespeichert sind. Die Zugriffsschaltung 4 greift auf irgendeinen der Verarbeitungsspeicher 7 bis 10 zu und liest digitale Daten über die Zugriffs umschaltschaltung 12. Die ausgelesenen digitalen Daten werden von der D/A- Wandlerschaltung 15 in analoge Form gewandelt und als ein Videosignal an den Monitor 16 gesendet.

Die Zugriffsschaltung 1 ist ein zentrales Verarbeitungsgerät und mit einem ROM 17 und einem RAM 18 versehen, wobei in dem ROM 17 ein Programm gespeichert ist. Durch die Zugriffsschaltung 1 aus dem Bildspeicher 6 gelesene digitale Daten werden in dem RAM 18 gespeichert und dann gemäß einem in dem ROM 17 gespeicherten Programm verarbeitet.

Die Zugriffsschaltung 1 steuert die anderen Zugriffsschaltungen 2 bis 4. Zu diesem Zweck ist die Zugriffsschaltung 1 mit einem Befehls-/Statusregister 5 versehen. Dieses Befehls-/Statusregister 5 speichert einen Steuerbefehl und Daten, die den Status der Zugriffsschaltungen 2 bis 4 darstellen. Aus diesen Daten wird der Status der Zugriffsschaltungen 2 bis 4 gegriffen. Im einzelnen schreibt die Zugriffs schaltung 1 gemäß dem Status der Zugriffsschaltungen 2 bis 4 Befehlsdaten in das Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5 und gibt Befehle an die Zugriffs schaltungen 2 bis 4 aus. Beim Empfangen von Befehlen führen die Zugriffs schaltungen 2 bis 4 die Befehle aus, schreiben Statusdaten, die den aktuellen Status darstellen, in das Statusregister des Befehls-/Statusregisters 5 und berichten den Status an die Zugriffsschaltung 1.

Die Zugriffsschaltung 2 ist mit einem RAM 19 zum Speichern eines Betriebs programms von jedem Befehl bzw. für jeden Befehl versehen, der von der Zugriffsschaltung 1 ausgegeben wird, und führt ein entsprechendes Betriebs programm jedesmal aus, wenn ein Befehl von der Zugriffsschaltung 1 ausgegeben bzw. abgegeben wird.

Die Zugriffsumschaltschaltungen 11 und 12 werden gemäß einem Befehl von der Zugriffsschaltung 1 von einer Schaltung auf die andere umgeschaltet.

Ein Beispiel des Betriebs dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Fig. 2 zeigt vier Fälle von Schritt 1 bis Schritt 4, in dem bzw. in denen eine Vielzahl von Zugriffsschaltungen gleichzeitig arbeiten. Jene Blöcke von Fig. 2, die identisch mit jenen der Fig. 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die runden bzw. kreisförmigen Markierungen auf den Leitungen zeigen die Zugriffsbetriebsblöcke, die gleichzeitig arbeiten.

In Fig. 2 ist Schritt 1 ein Fall, bei dem digitale Daten von der A/D-Wandler schaltung 14 und das Anzeigen auf dem Monitor 16 zur gleichen Zeit ausgeführt werden.

Die Zugriffsschaltung 1 schreibt gleichzeitig drei Befehle in das Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5, d. h., einen Befehl an die Zugriffsschaltung 3, der sie anweist, digitale Daten zu empfangen, einen Befehl an die Zugriffsumschalt schaltung 11, auf den Bildspeicher 6 zum Schreiben von Daten zuzugreifen, und einen Befehl an die Zugriffsumschaltschaltung 12, um die Zugriffsschaltung 1 in die Lage zu versetzen, auf den Verarbeitungsspeicher 10 zuzugreifen, um Daten zu schreiben. Die Zugriffsschaltung 3 erhält digitale Daten von der A/D-Wandler schaltung 14 und schreibt die digitalen Daten in den Bildspeicher 6, und zwar über die Zugriffsumschaltschaltung 11 (WRITE 31). Parallel hierzu greift die Zugriffsschaltung 1 auf den Verarbeitungsspeicher 10 über die Zugriffsumschalt schaltung 12 zu und schreibt digitale Daten, die unter Verwendung des RAMs 18 verarbeitet worden sind und die anzuzeigen sind, in den Verarbeitungsspeicher 10 (WRITE 32). Wenn dieses Schreiben in den Verarbeitungsspeicher 10 abgeschlossen ist, schreibt die Zugriffsschaltung 1 die Befehle, ausgeführt wie beschrieben, erneut an bzw. in das Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5, und zwar mit einem Befehl an die Zugriffsumschaltschaltung 12, um die Zugriffsschaltung 4 in die Lage zu versetzen, auf den Verarbeitungsspeicher 10 zuzugreifen, um Daten zu schreiben, und einem Befehl an die Zugriffsschaltung 4 zur Bildanzeige auf dem Monitor 16. Die Zugriffsschaltung 4 liest verarbeitete digitale Daten aus dem Verarbeitungsspeicher 10 über die Zugriffsumschaltschaltung 12 (READ 33) und schickt die digitalen Daten an die D/A-Wandlerschaltung 15, um eine Bildanzeige auf dem Monitor 16 zu bewirken.

Andererseits überwacht die Zugriffsschaltung 1 den Status der Zugriffsschaltung 3 über Statusdaten, die in dem Statusregister des Befehls-/Statusregisters 5 gespeichert sind. Wenn ein Schreiben von der Zugriffsschaltung 3 in den Bild speicher 6 (WRITE 31) abgeschlossen ist, erfaßt die Zugriffsschaltung 1 die Beendigung des Schreibens und beschließt den Schritt 1. Somit werden ein Schreiben eines Bildes in den Speicher (WRITE 31), ein Schreiben von zur Anzeige zu verwendenden Daten (WRITE 32) und eine Anzeige (READ 33) gleichzeitig ausgeführt.

Schritt 2 zeigt einen Fall, bei dem eine Verarbeitung von digitalen Daten, die in den Bildspeicher 6 geschrieben sind, und eine Bildanzeigeverarbeitung auf dem Monitor 16 gleichzeitig durchgeführt werden.

Im Schritt 2 wird, wie im Schritt 1, eine Bildanzeigeverarbeitung durchgeführt, bei der die Zugriffsschaltung 1 für die Anzeige zu verwendende verarbeitete digitale Daten in den Verarbeitungsspeicher 10 schreibt und, nachdem dieses Schreiben abgeschlossen ist, einen Bildanzeigebefehl in das Befehlsregister des Befehls-/Status registers 5 schreibt (WRITE 34), und bei der die Zugriffsschaltung 4 auf den Verarbeitungsspeicher 10 zugreift, um Daten zu lesen (READ 35).

Geschrieben in das Befehlsregister zusammen mit den Befehlen, ausgeführt wie zuvor erwähnt, sind ein Befehl an die Zugriffsumschaltschaltung 11, die Zugriffs schaltung 2 in die Lage zu versetzen, auf den Bildspeicher 6 zuzugreifen, um Daten zu lesen, und ein Verarbeitungsbefehl an die Zugriffsschaltung 2. Daher liest die Zugriffsschaltung 2, parallel zu der zuvor erwähnten Anzeigeverarbeitung, digitale Daten aus dem Bildspeicher 6 über die Zugriffsumschaltschaltung 11 (READ 36) und verarbeitet auch digitale Daten, erhalten durch Ausführung eines Betriebsprogramms in dem RAM 19, was dem zuvor erwähnten Verarbeitungsbefehl entspricht. Zusätzlich schreibt die Zugriffsschaltung 1 einen Befehl in das Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5, und zwar einen Befehl an die Zugriffsumschaltschaltung 12, um die Zugriffsschaltung 2 in die Lage zu versetzen, auf den Verarbeitungsspeicher 7 zuzugreifen, um Daten zu schreiben, und öffnet den zu dem Verarbeitungsspeicher 7 führenden Bus.

Digitale Daten, die aus dem Bildspeicher 6 gelesen sind und in der Zugriffs schaltung 2 verarbeitet sind, werden sequentiell über die Zugriffsumschaltschaltung 12 gesendet und in den Verarbeitungsspeicher 7 geschrieben (WRITE 37). Nachdem die Zugriffsschaltung 2 die Ausführung des spezifizierten Betriebs programms beendet hat, liest die Zugriffsschaltung 1 Daten über den Status der Zugriffsschaltung 2, gespeichert in dem Statusregister des Befehls-/Statusregisters 5, und beim Erfassen der Beendigung des Datenverarbeitungsbetriebs von der Zugriffsschaltung 2, durchgeführt gemäß einem Betriebsprogramm, beendet die Zugriffsschaltung 1 den Schritt 2.

Im Schritt 2 werden ein Lesen und Verarbeiten von Bilddaten (READ 36, WRITE 37), ein Schreiben zur Anzeige (WRITE 34) und ein Lesen des Verarbeitungs speichers (READ 35) gleichzeitig durchgeführt.

Schritt 3 zeigt einen Fall der gleichzeitigen Ausführung des Lesens und Ver arbeitens von Bilddaten, des erneuten Verarbeitens von verarbeiteten Daten und der Anzeige.

Die Zugriffsschaltung 1 schreibt spezifizierte Befehle in das Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5. Darauf bzw. daher greift die Zugriffsschaltung 2 über die Zugriffsumschaltschaltung 12 auf den Verarbeitungsspeicher 7 zu, um Daten aus dem Speicher 7 zu lesen (READ 38), verarbeitet aus dem Verarbeitungsspeicher 7 gelesene Daten gemäß einem Betriebsprogramm in dem RAM 19 und schreibt die verarbeiteten digitalen Daten über die Zugriffsumschaltschaltung 12 in den Verarbeitungsspeicher 8 (WRITE 39).

Andererseits greift die Zugriffsschaltung 1 nach dem Schreiben der Befehle für die obigen Betriebsschritte in das Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5 über die Zugriffsschaltschaltung 11 auf den Bildspeicher 6 zu; um digitale Daten aus dem Speicher zu lesen (READ 40), verarbeitet die zurückgewonnenen digitalen Daten durch Verwenden des RAMs 18 und gemäß einem in dem ROM 17 gespeicherten Programm und schreibt die verarbeiteten digitalen Daten über die Zugriffsumschalt schaltung 12 in den Verarbeitungsspeicher 9 (WRITE 41).

Zu dieser Zeit, durch einen in dem Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5 gespeicherten Befehl, liest die Zugriffsschaltung 4 verarbeitete digitale Daten aus dem Verarbeitungsspeicher 10 (READ 42) und sendet die Daten an die D/A- Wandlerschaltung 15 (READ 42).

Nachdem das Verarbeiten der digitalen Daten beendet ist, liest die Zugriffs schaltung 1 den Status der Zugriffsschaltung 2 wiedergebende Statusdaten, gespeichert in dem Statusregister des Befehls-/Statusregisters 5, und beim Erfassen der Beendigung des Bearbeitungsbetriebs von der Zugriffsschaltung 2, durchgeführt gemäß einem Betriebsprogramm, beendet die Zugriffsschaltung 1 den Schritt 3.

Daher werden ein Lesen und Verarbeiten von Bilddaten (READ 40, WRITE 41), ein erneutes Verarbeiten von verarbeiteten Daten (READ 38, WRITE 39) und ein Lesen zur Anzeige (READ 42) gleichzeitig durchgeführt.

Schritt 4 zeigt einen Fall der gleichzeitigen Ausführung der Eingabe von digitalen Daten, der erneuten Verarbeitung von verarbeiteten Daten und der Bildanzeige.

Die Zugriffsschaltung 1 schreibt spezifizierte Befehle in das Befehlsregister des Befehls-/Statusregisters 5.

Im Ergebnis liest die Zugriffsschaltung 2 digitale Daten aus dem Verarbeitungs speicher 7 (READ 43), verarbeitet die Daten und schreibt die verarbeiteten Daten in den Verarbeitungsspeicher 8 (WRITE 44). Zur gleichen Zeit liest die Zugriffsschaltung 3 digitale Daten aus der A/D-Wandlerschaltung 14 und schreibt die Daten in den Bildspeicher 6 (WRITE 45). Andererseits, nach Beendigung des Schreibens der Befehle für die obigen Betriebsschritte in das Befehls-/Statusregister 5, schreibt die Zugriffsschaltung 1 zur Anzeige zu verwendende digitale Daten in den Verarbeitungsspeicher 10 (WRITE 46) und veranlaßt hiernach die Zugriffs schaltung 4, auf den Verarbeitungsspeicher 10 zuzugreifen, um Daten zu lesen, so daß ein Bild durch die digitalen Daten angezeigt wird (READ 47).

Hiernach, beim Erfassen von Statusdaten in dem Statusregister des Befehls-/Status registers 5, daß die Betriebsschritte durch die Zugriffsschaltungen 2, 3 beendet worden sind, beschließt die Zugriffsschaltung 1 den Schritt 4.

Im Schritt 4 finden ein Lesen von Bilddaten (WRITE 45), ein erneutes Verarbeiten von verarbeiteten Daten (READ 43, WRITE 44) und ein Lesen und Schreiben zur Anzeige (WRITE 46, READ 47) gleichzeitig statt.

Wenn Bilddaten eingegeben und verarbeitet sind und die verarbeiteten Daten zur Anzeige verwendet sind, wird ein aus den Schritten 1 bis 4 notwendiger Schritt ausgeführt, um eine für die Bilddaten erforderliche Verarbeitung durchzuführen.

Wie zuvor erörtert, können bei dieser Ausführungsform irgendwelche jener Zugriffsschaltungen in jeder Kombination im gleichzeitigen Betrieb betrieben werden. Da eine Zugriffsschaltung die anderen Zugriffsschaltungen überwacht und steuert, kann eine gleichzeitige Ausführung einer Vielzahl von Verarbeitungen bei einer optimalen Verteilung der Betriebszeitgabe bzw. der Betriebszeit auf die Zugriffsschaltungen durchgeführt werden, so daß die Bildverarbeitungszeit wesentlich reduziert werden kann.

Der Bildspeicher 6 und die Verarbeitungsspeicher 7 bis 10 haben nur einen einzelnen Bus. Daher können diese Speicher mit einer einfachen Schaltungskon figuration organisiert werden, die Zugriffsumschaltschaltungen können bei einer einfachen Schaltungskonfiguration angeschlossen bzw. verbunden werden, so daß ein kostengünstiges Bildverarbeitungsgerät mit kleinen Abmessungen hergestellt werden kann.

Bei der obigen Ausführungsform werden vier Verarbeitungsspeicher verwendet, diese Zahl ist jedoch lediglich ein Beispiel und es kann irgendeine andere Anzahl von Verarbeitungsspeichern verwendet werden. Die Zugriffsschaltungen 1, 2 sind nicht notwendigerweise darauf beschränkt, nur auf die Verarbeitungsspeicher zuzugreifen, wie es in den Schritten der Fig. 2 gezeigt ist. Die Zugriffsschaltung kann natürlich auch digitale Daten von sowohl dem Bildspeicher 6 als auch den Verarbeitungs speichern 7 bis 10 lesen.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbei spiel des Bildverarbeitungsgerätes zeigt. Hier sind zu sehen: Videokameras 13A bis 13D, ein Kameraauswählgerät 20 und ein externes Eingabe-/Ausgabegerät 21. Jene Teile, die denen in Fig. 1 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In dieser Ausführungsform ist es ermöglicht, daß Videosignale sequentiell mit hoher Geschwindigkeit aus vier Videokameras gelesen und verarbeitet werden.

In Fig. 3, wie in der Ausführungsform nach Fig. 1, werden die Zugriffsschaltungen 2 bis 4 und die Zugriffsumschaltschaltungen 11, 12 gemäß Befehlen gesteuert, die von der Zugriffsschaltung 1 in das Befehlsregister des Befehl-/Statusregisters 5 geschrieben sind. Eine der vier Videokameras 13A bis 13D wird von dem Kameraauswählgerät 20 gemäß einem in dem Befehls-/Statusregister 5 gespeicherten Befehl ausgewählt.

Ein Ausgangssignal von einer durch das Kameraauswahlgerät 20 ausgewählten Videokamera wird durch die A/D-Wandlerschaltung 14 digitalisiert und dann durch die Zugriffsschaltung 3 in den Bildspeicher 6 geschrieben. Die Zugriffsschaltung 1 überwacht den Status der Zugriffsschaltungen 2 bis 4, der Zugriffsumschaltungen 11, 12 und des Kameraauswahlgerätes 20 durch Statusdaten, die in dem Befehls-/Status register 5 gespeichert sind. Wenn die Zugriffsschaltung 3 das Schreiben von Bilddaten in den Bildspeicher 6 beendet hat, liest die Zugriffsschaltung 1 oder die Zugriffsschaltung 2 digitale Daten aus dem Bildspeicher 6 und verarbeitet die Daten, um notwendige Daten zu erhalten, und schreibt sie in irgendeinen der Verarbeitungsspeicher 7 bis 10.

Die Zugriffsschaltung 4 liest digitale Daten aus irgendeinem von Bildspeicher 6 und Verarbeitungsspeichern 7 bis 10 und sendet die Daten an die D/A-Wandler schaltung 15. Von der D/A-Wandlerschaltung 15 wird ein analoges Videosignal ausgegeben und an den Monitor 16 geschickt, um Bilder auf dem Monitor 16 darzustellen.

Wenn ein Bild durch Kombinieren von Bildern aus einer Vielzahl von Videokame ras synthetisiert wird, werden digitale Daten aus einer Vielzahl von Verarbeitungs speichern gelesen und an die D/A-Wandlerschaltung 15 geschickt.

Das externe Eingabe-/Ausgabegerät 21 gibt digitale Daten von externen Geräten (nicht gezeigt) in das System ein oder gibt von den Zugriffsschaltungen 1, 2 verarbeitete digitale Daten an externe Geräte aus.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird nun der Verarbeitungsbetrieb von Videosignalen bei dieser Ausführungsform beschrieben, die von den Videokameras 13A bis 13D ausgegeben sind. Das Kameraauswahlgerät 20 wählt die Videokameras 13A bis 13D sequentiell aus. Die Auswahlfolge kann willkürlich sein. In diesem Fall wird jedoch angenommen, daß die Videokameras in der Reihenfolge 13A, dann 13B, dann 13C und dann 13D ausgewählt werden.

Wenn das Kameraauswahlgerät 20 die Videokamera 13A auswählt, werden digitale Daten von dieser Kamera durch die Zugriffsschaltung 3 in den Bildspeicher 6 geschrieben (Schritt 101). Wenn dieser Schreibschritt beendet ist (Schritt 102), dann bestätigt die Zugriffsschaltung 1 dies durch Statusdaten in dem Befehls-/Statusregi sters und liest notwendige Daten aus dem Bildspeicher 6 und schreibt sie in den Verarbeitungsspeicher 7 (Schritt 103).

Wenn dieses Schreiben beendet ist, schreibt die Zugriffsschaltung 1 Befehle in das Befehls-/Statusregister 5, veranlaßt das Kameraauswahlsgerät 20, die nächste Videokamera 13B auszuwählen und veranlaßt ebenso die Zugriffsschaltung 3, von der Videokamera 13B ausgegebene digitale Daten in den Bildspeicher 6 zu schreiben. Während dieser Schreibbetrieb stattfindet, liest die Zugriffsschaltung 1 oder 2 digitale Daten aus dem Verarbeitungsspeicher 7, verarbeitet die Daten und schreibt sie in den Verarbeitungsspeicher (Schritt 104).

Wenn das Schreiben von seitens der Videokamera 13B ausgegebenen digitalen Daten in den Bildspeicher 6 beendet ist (Schritt 105), werden die digitalen Daten von dem Bildspeicher 6 in den Verarbeitungsspeicher 8 übertragen (Schritt 106).

Auf dieselbe Weise wie zuvor erwähnt, werden von der Videokamera 13C ausgegebene digitale Daten in den Bildspeicher 6 geschrieben und die Zugriffs schaltung 1 oder 2 liest digitale Daten von dem Verarbeitungsspeicher 8, verarbeitet die Daten und schreibt sie zurück in den Verarbeitungsspeicher 8 (Schritt 107). Wenn die Datenverarbeitung und das Schreiben in den Bildspeicher beendet sind (Schritt 108), werden die digitalen Daten von dem Bildspeicher 6 in den Verarbeitungsspeicher 9 übertragen (Schritt 109).

Dann werden die von der Videokamera 13D ausgegebenen digitalen Daten in den Bildspeicher 6 geschrieben. Weiterhin werden die digitalen Daten in den Verarbeitungsspeicher 9 gelesen und von der Zugriffsschaltung 1 oder 2 verarbeitet und zurück in den Verarbeitungsspeicher 9 geschrieben (Schritt 110). Wenn das Schreiben in den Bildspeicher 6 beendet ist (Schritt 111), dann werden die digitalen Daten von dem Bildspeicher 6 in den Verarbeitungsspeicher 10 übertragen (Schritt 112). Die digitalen Daten werden von der Verarbeitungsschaltung 1 oder 2 verarbeitet und in den Verarbeitungsspeicher 10 geschrieben (Schritt 113).

Auf die zuvor beschriebene Weise werden digitale Daten von den Videokameras 13A bis 13D nacheinander verarbeitet und in den separaten Verarbeitungsspeichern 7 bis 10 gespeichert. Durch das Bildverarbeitungsverfahren, wie beschrieben, werden aus den in dem Bildspeicher 6 gespeicherten Daten erforderliche Daten mit hoher Geschwindigkeit in den Verarbeitungsspeicher übertragen. Daher wird eine erforderliche Wartezeit, bis ein Bild von der nächsten Videokamera eingegeben wird, äußerst kurz. Zusätzlich finden eine Eingabe eines neuen Bildes und eine Verarbeitung von Bilddaten zur selben Zeit statt, mit dem Ergebnis, daß die Bildverarbeitung durch das gesamte System mit hoher Geschwindigkeit vollzogen werden kann.

Wenn irgendeines der Bilder aus einer Vielzahl von Videokameras angezeigt wird, werden, durch Befehle, die von der Zugriffsschaltung 1 in das Befehls-/Statusregi ster 5 geschrieben sind, verarbeitete digitale Daten von der Zugriffsschaltung 4 gelesen, an die D/A-Wandlerschaltung 15 geschickt, in ein analoges Videosignal gewandelt und an den Monitor geliefert, um das Bild anzuzeigen. Wenn es notwendig ist, kann dieses Gerät derart ausgelegt werden, daß digitale Daten in den Verarbeitungsspeichern 7 bis 10 ausgelesen werden und durch das externe Eingabe-/Ausgabegerät 21 an externe Geräte geschickt werden (Schritt 110). Wenn Bilder von einer Vielzahl von Videokameras sämtlich sequentiell gezeigt werden, kann die Zugriffsschaltung 4 ausgelegt sein, digitale Daten sofort zu lesen, nachdem die Daten in dem Verarbeitungsspeicher 7 verarbeitet worden sind, und gleichzeitig digitale Daten aus den Verarbeitungsspeichern 8, 9 und 10 sequentiell zu lesen, nachdem die Daten verarbeitet worden sind.

Wenn ein synthetisiertes Bild, erzeugt durch Bilder aus einer Vielzahl von Videokameras, angezeigt wird, wird die Zugriffsschaltung 4 verwendet, sequentiell auf eine Vielzahl von Verarbeitungsspeichern zuzugreifen und die Daten, die gelesen werden, werden kombiniert und an die D/A-Wandlerschaltung 15 geliefert.

Das Vorstehende ist auch auf einen Fall anwendbar, bei dem digitale Daten von externen Geräten über die externe Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 21 eingegeben werden. Um spezieller zu werden, werden digitale Daten temporär in dem RAM 18 gespeichert und, nachdem sie durch die Zugriffsschaltung 1 verarbeitet sind, werden die digitalen Daten in irgendeinen der Verarbeitungsspeicher 7 bis 10 geschrieben.

Die Anzahl der verwendeten Videokameras kann größer als vier sein. Gemäß der Anzahl an Videokameras wird die Anzahl von verwendeten Verarbeitungsspeichern eingestellt. Es muß nicht gesagt werden, daß durch zusätzliches Vorsehen von notwendigen Verarbeitungsspeichern jegliche digitalen Daten mit den Verarbeitungen der in Fig. 2 gezeigten Schritte verarbeitet werden können.

Wie es zuvor beschrieben worden ist, können auch bei dieser Ausführungsform irgendwelche von den Zugriffsschaltungen in irgendeiner Kombination auf unterschiedliche Speicher gleichzeitig zugreifen. Daher können die Eingabe von der Videokamera und das Verarbeiten von digitalen Daten im Speicher gleichzeitig durchgeführt werden und Daten von einer Vielzahl von Videokameras können schnell verarbeitet werden. Da für jede Videokamera ein Verarbeitungsspeicher vorgesehen ist, können die Ausgangssignale der unterschiedlichen Videokameras wechselseitig unabhängig verarbeitet werden und ein weiter Bereich von Bild informationen kann mit hoher Auflösung verarbeitet werden.

Claims

1. Bildverarbeitungsgerät, das aufweist:

(a) einen Bildspeicher (6) zum Speichern eines Videosignals in digitaler Form, erhalten durch A/D-Wandlung eines analogen Videosignals;
(b) eine erste Zugriffseinrichtung (3), welche das Videosignal in den Bildspeicher schreiben kann;
(c) eine Vielzahl von Verarbeitungsspeichern (7-10) zum Speichern von notwendigen Daten, genommen aus dem in dem Bildspei cher gespeicherten Videosignal;
(d) eine Vielzahl von zweiten Zugriffseinrichtungen (2, 4), welche auf den Bildspeicher und auf die Verarbeitungsspeicher zugrei fen können und eine spezifizierte Datenverarbeitung unter Er halt der notwendigen Daten aus dem Bildspeicher durchführen können;
(e) eine dritte Zugriffseinrichtung (1) zum Steuern des Betriebs der ersten Zugriffseinrichtung (3) und der zweiten Zugriffseinrichtun gen (2, 4);
(f) eine Vielzahl von Zugriffsumschalteinrichtungen (11, 12), die jeweils für einen der Bildspeicher (6) und Verarbeitungsspeicher (7-10) vorgesehen sind und den Zugriff der ersten (3), den zweiten (2, 4) und der dritten (1) Zugriffseinrichtungen um schalten können; und
(g) eine Anzeigeeinrichtung (15, 16) zum Wandeln eines Signals von einer der zweiten Zugriffseinrichtungen in ein analoges Signal durch D/A-Wandlung und zum Anzeigen eines Bildes;
(h) wobei ein Schreibbetrieb des Videosignals durch die erste Zu griffseinrichtung (3), das Verarbeiten eines bereits eingegebenen Videosignals durch die zweiten (2, 4) oder die dritte (1) Zu griffseinrichtung und ein Anzeigebetrieb durch die Anzeigeein richtung (15, 16) in irgendeiner Kombination gleichzeitig durch geführt werden können.

2. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Zugriffseinrichtung eine Schalteinrichtung (5) zum Spei chern von Befehls/Überwachungsdaten aufweist, und zwar bei der Steuerung des Betriebs der ersten Zugriffseinrichtung (3) und der zweiten Zugriffseinrichtungen (2, 4), bei der Überwachung des Be triebsstatus der ersten Zugriffseinrichtung (3) und der zweiten Zu griffseinrichtungen (2, 4) und bei der Umschaltsteuerung der Zu griffsumschalteinrichtungen (11, 12).

3. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung (20) zum Auswählen eines Bildsignals aus einer Vielzahl von Videosignalen vorgesehen ist, und wobei die Schalteinrichtung (5) die Befehls/Überwachungsdaten (104) speichert, um eine gleichzeitige Ausführung des Schreibbetriebs in den Bild speicher durch die erste Zugriffseinrichtung und die Verarbeitung eines bereits eingegebenen Videosignals durch die zweiten Zugriffs einrichtungen (2, 4) oder die dritte Zugriffseinrichtung (1) zu gestat ten.

4. Bildverarbeitungsverfahren mit den Schritten:

(a) Auswählen eines Videosignals aus einer Vielzahl von Videosi gnalen;
(b) Schreiben des ausgewählten Videosignals, erhalten durch A/D- Wandlung, in einen Bildspeicher (101);
(c) nachdem das Schreiben in den Bildspeicher beendet ist (102), Herausnehmen von notwendigen Daten aus den geschriebenen Videosignalen und Übertragen der Daten in einen ersten Ver arbeitungsspeicher (103);
(d) Auswählen eines anderen Videosignals aus der Vielzahl von Videosignalen, Umwandeln des Videosignals in digitale Form durch A/D-Wandlung, Schreiben des Videosignals in den Bild speicher und, zur gleichen Zeit, Verarbeiten von Daten in dem ersten Verarbeitungsspeicher (104);
(e) Schreiben der verarbeiteten Daten in den ersten Verarbeitungs speicher (104);
(f) sequentielles Wechseln des Verarbeitungsspeichers auf einen zweiten Verarbeitungsspeicher, einen dritten Verarbeitungsspei cher, . . . , einen n-ten Verarbeitungsspeicher; wobei die Verarbei tungsspeicher vorgesehen sind unter Entsprechung zu den ausge wählten Videosignalen, und Ausführen der Schritte (a) bis (e) mit jedem Verarbeitungsspeicher (105 bis 113); und
(g) Lesen von Daten aus dem Verarbeitungsspeicher, die zur Anzei ge notwendig sind, aus der Vielzahl von Verarbeitungsspeichern und Anzeigen eines Bildes.