JP6729080B2 - Signal processor - Google Patents
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Description
本発明は、前段処理回路および後段処理回路を通して信号処理を行う信号処理装置に関する。 The present invention relates to a signal processing device that performs signal processing through a pre-stage processing circuit and a post-stage processing circuit.
撮像素子からの画像データに対して前段処理部で前処理を施し、その後、後段処理部に転送して後処理を行うデジタルカメラが知られている。また、後段処理部であるバックエンジンだけでも画像処理を行える最小限のカメラシステムを構成し、バックエンジンでは受信できないような高ピクセルレートの画像データを扱う場合に、前段処理部であるフロントエンジンを追加的に利用可能とすることでスケーラブルとする構成も知られている（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art There is known a digital camera that performs preprocessing on image data from an image sensor by a preprocessing unit and then transfers the preprocessed data to a postprocessing unit. In addition, when configuring a minimum camera system that can perform image processing only with the back engine, which is the post-processing unit, and handling high pixel rate image data that cannot be received by the back engine, the front engine, which is the pre-processing unit, is used. A configuration is also known in which it is made scalable by making it additionally available (see Patent Document 1).
しかし、前段処理部が複数のセンサからの入力を処理する場合、後段処理部へのデータ転送のために複数の出力用の高速センサインターフェースが用いられ、前段処理部の回路構成が複雑化かつ大型化する。 However, when the front-end processing unit processes inputs from multiple sensors, a high-speed sensor interface for multiple outputs is used to transfer data to the post-processing unit, and the circuit configuration of the front-end processing unit becomes complicated and large. Turn into.
本発明は、複数のセンサからの信号を受信し、各センサからのデータを簡略な構成で効率的に後段処理部へと転送可能な信号処理装置を提供することを目的としている。 It is an object of the present invention to provide a signal processing device capable of receiving signals from a plurality of sensors and efficiently transferring data from each sensor to a subsequent processing unit with a simple configuration.
本発明の信号処理装置は、データを入力する複数の入力部と、データを相対的に高速で出力可能な第１インターフェースと、第１インターフェースよりも相対的に低速な第２インターフェースと、複数の入力部からのデータの出力に第１インターフェースを切り替えて使用するための出力切替手段とを備え、複数の入力部からのデータを第１インターフェースおよび第２インターフェースを通して同時並行に出力可能であることを特徴としている。 A signal processing device of the present invention includes a plurality of input units for inputting data, a first interface capable of outputting data at a relatively high speed, a second interface relatively slower than the first interface, and a plurality of An output switching means for switching and using the first interface to output data from the input section, and capable of simultaneously outputting data from a plurality of input sections through the first interface and the second interface in parallel. It has a feature.
複数の入力部の中の異なる入力部から入力されたデータを、それぞれ第１インターフェースおよび第２インターフェースを通して同時並行に出力すること可能であり、第２インターフェースから出力されるデータは圧縮されたデータである。複数の入力部からのデータの出力タイミングが重なるとき、一方のデータを圧縮し、第１インターフェースからの出力と並行して第２インターフェースから出力する。入力データのうち、データ量が多い方を第１インターフェースから出力する。信号処理装置は、制御装置からの制御信号に基づき制御され、第２インターフェースは、この制御信号の通信に使用されるインターフェースである。 It is possible to simultaneously output data input from different input units of the plurality of input units in parallel through the first interface and the second interface, and the data output from the second interface is compressed data. is there. When the output timings of the data from the plurality of input units overlap, one data is compressed and output from the second interface in parallel with the output from the first interface. Of the input data, the one with the larger data amount is output from the first interface. The signal processing device is controlled based on a control signal from the control device, and the second interface is an interface used for communication of this control signal.
第１インターフェースからの出力に並行して、少なくとも１つのセンサのデータに対して圧縮処理を行いその結果を蓄積する。複数の入力部に入力されるデータに画像データが含まれ、第１インターフェースは画像データの出力に優先して使用される。信号処理装置では、画像データに対してノイズリダクション処理が行われる。 In parallel with the output from the first interface, compression processing is performed on the data of at least one sensor and the result is stored. Image data is included in the data input to the plurality of input units, and the first interface is used with priority over the output of the image data. In the signal processing device, noise reduction processing is performed on the image data.
また本発明の撮像装置は、上記信号処理装置を搭載することを特徴としている。 Further, an image pickup apparatus of the present invention is equipped with the above signal processing apparatus.
本発明によれば、複数のセンサからの信号を受信し、各センサからのデータを簡略な構成で効率的に後段処理部へと転送可能な信号処理装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a signal processing device capable of receiving signals from a plurality of sensors and efficiently transferring data from each sensor to a subsequent processing unit with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である信号処理装置が搭載されたカメラの構成を示すブロックである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a camera equipped with a signal processing device according to an embodiment of the present invention.
カメラ１０は、例えばＣＭＯＳ撮像素子（ＣＩＳ）１２を搭載する一眼レフのデジタルカメラであり、レンズ１４と撮像素子１２の間にはアップ／ダウンが可能なミラー１６が配置される（なお図１にはミラーダウン状態が示される）。被写体像の撮影は、ミラーアップ状態で行われ、レンズ１４を通して形成された被写体像は、撮像素子１２に結像され画像信号として取得される。撮像素子１２で検出された画像信号は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等を用いたフロントエンドプロセッサ（信号処理装置）１８に送られ、ノイズリダクション（ＮＲ）などの所定の信号処理が行われた後、ＤＳＰ等を用いたバックエンドプロセッサ２０へと送られる。
The
一方、ミラーダウン状態でレンズ１４に入射した光は、ミラー１６の主ミラー１６Ｍに反射されスクリーン２２に結像される。スクリーン２２に形成された被写体像は、ペンタプリズム２４等を介して接眼レンズ２６へと導かれ、ユーザは接眼レンズ２６を通してこの被写体像を観察可能である。また、ペンタプリズム２４を通した光はＡＥセンサ２８にも導かれ、自動露出制御に用いられる。更に、ミラー１６は副ミラー１６Ｓを備え、ミラーダウン状態において、主ミラー１６Ｍを透過した一部の光は副ミラー１６Ｓで反射されてＡＦセンサ３０で検知され、オートフォーカス制御に用いられる。なお、ＡＥセンサ２８、ＡＦセンサ３０で検出されるセンサデータは、例えばフロントエンドプロセッサ１８に送られた後、バックエンドプロセッサ２０へと送られるが、バックエンドプロセッサ２０へ直接送られるものが存在してもよい。
On the other hand, the light that has entered the
図２は、本実施形態のフロントエンドプロセッサ１８を中心とする電気的な構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration centering on the front-
図２に示されるように、フロントエンドプロセッサ１８は、ノイズリダクション（ＮＲ）回路３２を備え、撮像素子１２からの画像データは、入力用のセンサＩ／Ｆ（センサインターフェース）３４を通して入力されＮＲ回路３２へと入力される。ＮＲ回路３２からの信号は、セレクタ３６を介して出力用の高速センサＩ／Ｆ３８からバックエンドプロセッサ２０へと送信可能である。一方、ＡＥセンサ２８やＡＦセンサ３０からのセンサデータは、入力用センサＩ／Ｆ４０を介してフロントエンドプロセッサ１８へと入力される（図２ではＡＥセンサ２８からの入力を例示）。入力されたセンサデータは、セレクタ３６と検波回路４２へ並列に出力され、例えば検波による圧縮データは結果レジスタ４４に記憶される（なお、圧縮方法は、データを間引くことによる圧縮、データの平均、加算による圧縮、その他の圧縮方法も含み、データサイズを縮小することを目的とするものであれば検波に限定されない）。結果レジスタ４４は、割り込み（ＩＮＴ）ポート４５を通してバックエンドプロセッサ２０へのトリガ信号を発することが可能であり、バックエンドプロセッサ２０はトリガ信号に応じて、結果レジスタ４４に記憶される検波結果を、通信ポート４６を通して取得可能である。
As shown in FIG. 2, the front-
通信ポート４６は、例えばＳＰＩやＩ２Ｃなどであり、通常はフロントエンドプロセッサ１８がバックエンドプロセッサ２０からの制御信号を受けるポートであり、出力用の高速センサＩ／Ｆ３８の通信速度に比べて低速である。通信ポート４６を介してバックエンドプロセッサ２０から受け取った制御信号は、レジスタ４８に蓄えられ、フロントエンドプロセッサ１８では、レジスタ４８の制御信号に基づき順次各種設定を行う。また、バックエンドプロセッサ２０との間には、通信制御のためのハンドシェイクポート５０や、リセットのためのリセット（ＲＳＴ）ポート５２、クロック信号を生成するためのＰＬＬポート５４を備えてもよく、更に撮像素子１２等のセンサとの同期をとるためのタイミング信号を出力するＴＧポート５６を備えてもよいが、これらの構成は省略されてもよい。
The
セレクタ３６の切り替えは、バックエンドプロセッサ２０からの制御信号に基づきフロントエンドプロセッサ１８で行われる。セレクタ３６は、例えば撮像素子１２からの画像データ、あるいはＡＥセンサ２８やＡＦセンサ３０からのセンサデータを同時にバックエンドプロセッサ２０に転送する必要がない場合、セレクタ３６を随時切り替えて、画像データあるいはセンサデータの一方を出力用高速センサＩ／Ｆ３８からバックエンドプロセッサ２０へと出力する。一方、画像データとセンサデータを同時並行してバックエンドプロセッサ２０へと転送する必要がある場合などには、高速な出力用高速センサＩ／Ｆ３８からは撮像素子１２の画像データを出力し、センサデータは圧縮処理（検波処理）を施した後、低速な通信Ｉ／Ｆを通してバックエンドプロセッサ２０へと出力する。
Switching of the
図３は、バックエンドプロセッサ２０の制御の下、フロントエンドプロセッサ１８において実行されるＡＥデータ取り込み処理のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of the AE data fetching process executed by the front-
フロントエンドプロセッサ１８は、入力用センサＩ／Ｆ４０においてＡＥセンサ２８やＡＦセンサ３０からセンサデータを受信すると、ステップＳ１００において出力用高速センサＩ／Ｆ３８が画像（ＣＩＳ）データの出力に使用されているか否かが判定される。出力用高速センサＩ／Ｆ３８が使用されていないと判定されると、ステップＳ１１０において、セレクタ３６をＡＥデータ（ＡＦデータ）に切り替え、ステップＳ１１２においてＡＥデータを出力用高速センサＩ／Ｆ３８から出力して、本処理を終了する。
When the input sensor I/F 40 receives the sensor data from the
一方、ステップＳ１００において、出力用高速センサＩ／Ｆ３８が画像（ＣＩＳ）データの出力に使用されていると判定されると、ステップＳ１０２において、検波回路４２によるＡＥデータの検波処理を行い、処理結果の結果レジスタ４４への転送を開始する。ステップＳ１０４では、結果レジスタ４４への検波処理結果の転送が完了したか否かが判定され、転送が完了するまでステップＳ１０４の処理が繰り返される。
On the other hand, if it is determined in step S100 that the output high-speed sensor I/F 38 is being used to output image (CIS) data, then in step S102 the AE data detection processing is performed by the
ステップＳ１０４において結果レジスタ４４へのデータ転送が完了したと判定されると、ステップＳ１０６において、ＩＮＴポート（ＩＮＴ端子）から割り込み信号がバックエンドプロセッサ２０へと出力される。そして、ステップＳ１０８において通信ポート（Ｉ／Ｆ）４６からＡＥデータの検波データ（圧縮データ）がバックエンドプロセッサ２０へと出力され、本処理は終了する。
When it is determined that the data transfer to the
図４は、バックエンドプロセッサ２０の制御の下、フロントエンドプロセッサ１８において実行される撮像素子（ＣＩＳ）のデータ取り込み処理のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of the image capturing device (CIS) data acquisition processing executed in the front-
フロントエンドプロセッサ１８は、入力用センサＩ／Ｆ３４において撮像素子（ＣＩＳ）１２から画像データを受信すると、ステップＳ２００において出力用高速センサＩ／Ｆ３８が、例えばＡＥセンサ２８からのセンサデータの出力に使用されているか否かが判定される。出力用高速センサＩ／Ｆ３８がＡＥセンサ２８のデータ転送に使用されていないと判断されると、ステップＳ２０６において、セレクタ３６の選択を撮像素子（ＣＩＳ）１２、すなわちノイズリダクション回路３２に切り替え、ステップＳ２０８において画像データ（ＣＩＳデータ）を出力用高速センサＩ／Ｆ３８からバックエンドプロセッサ２０へと出力し、本処理を終了する。
When the input sensor I/
一方、ステップＳ２００において、出力用高速センサＩ／Ｆ３８がＡＥセンサ２８のデータ転送に使用されていると判断されると、ステップＳ２０２において、画像データ（ＣＩＳデータ）の出力開始タイミングがＡＥデータの出力完了タイミングよりも後か否かが判定される。画像データ（ＣＩＳデータ）の出力開始タイミングがＡＥデータの出力完了タイミングよりも後であれば、ステップＳ２０４において、出力用高速センサＩ／Ｆ３８を用いたＡＥデータの転送が完了したか否かが判定され、転送が完了するまでステップＳ２０４の処理が繰り返される。
On the other hand, if it is determined in step S200 that the output high-speed sensor I/F 38 is used for data transfer of the
出力用高速センサＩ／Ｆ３８を用いたＡＥデータの転送が完了すると、ステップＳ２０６において、セレクタ３６の選択を撮像素子（ＣＩＳ）１２、すなわちノイズリダクション回路３２に切り替え、ステップＳ２０８において画像データ（ＣＩＳデータ）を出力用高速センサＩ／Ｆ３８からバックエンドプロセッサ２０へと出力し、本処理を終了する。
When the transfer of the AE data using the high-speed sensor I/F 38 for output is completed, the selection of the
ステップＳ２０２において、画像データ（ＣＩＳデータ）の出力開始タイミングが出力用高速センサＩ／Ｆ３８を用いたＡＥデータの出力完了タイミングよりも後でないと判定されると、処理はステップＳ２１０に進み、セレクタ３６の選択が撮像素子（ＣＩＳ）１２、すなわちノイズリダクション回路３２に切り替えられ、ステップＳ２１２において画像データ（ＣＩＳデータ）の出力用高速センサＩ／Ｆ３８からの出力が開始される。
If it is determined in step S202 that the output start timing of the image data (CIS data) is not later than the output completion timing of the AE data using the output high-speed sensor I/F 38, the process proceeds to step S210, and the
ステップＳ２１４では、検波回路４２におけるＡＥ検波データの結果レジスタ４４への転送が完了したか否かが判定され、ＡＥ検波データの結果レジスタ４４への転送が完了するまで同処理が繰り返される。ＡＥ検波データの結果レジスタ４４への転送が完了すると、ステップＳ２１６において、割り込みポート（ＩＮＴ端子）４５からバックエンドプロセッサ２０へ割り込み信号（トリガ信号）が出力される。ステップＳ２１８においてバックエンドプロセッサ２０は同トリガ信号を受けて、通信ポート（Ｉ／Ｆ）４６を用いたデータ通信を開始する。すなわちフロントエンドプロセッサ１８は、出力用高速センサＩ／Ｆ３８を介した画像データ（ＣＩＳデータ）の転送に並行して、結果レジスタ４４に蓄積されたＡＥ検波データを通信ポート（Ｉ／Ｆ）４６を介してバックエンドプロセッサ２０へと転送し、本処理は終了する。
In step S214, it is determined whether or not the transfer of the AE detection data to the result register 44 in the
以上のように、本実施形態によれば、撮像素子の画像データの転送に用いられる出力用高速センサＩ／Ｆが、撮像素子の画像データの転送に使用されていないときには、他のセンサ（ＡＥ、ＡＦセンサ等）からのデータの転送に使用可能とするとともに、センサデータを常に並行して検波しその結果をレジスタに蓄積することで、出力用高速センサＩ／Ｆを使用したセンサデータ転送中に画像データの転送が必要となったときには、出力用高速センサＩ／Ｆを撮像素子の画像データの転送に切り替え、他のセンサデータは、バックエンドプロセッサからの制御信号の通信に用いられる低速な通信ポートを通して検波データとして転送することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the output high-speed sensor I/F used to transfer the image data of the image sensor is not used to transfer the image data of the image sensor, another sensor (AE) is used. , AF sensor, etc.), the sensor data is always detected in parallel and the result is stored in a register to transfer the sensor data using the output high-speed sensor I/F. When it becomes necessary to transfer the image data to the image sensor, the output high-speed sensor I/F is switched to transfer the image data of the image sensor, and the other sensor data are transferred at the low speed used for communication of the control signal from the back-end processor. It can be transferred as detection data through the communication port.
これにより、フロントエンドプロセッサに複数センサからの入力がある場合においても、出力用の高速センサＩ／Ｆを複数設けることなく、画像データおよびその他のセンサデータを効率的にバックエンドプロセッサへと転送することができる。 As a result, even when the front-end processor has inputs from a plurality of sensors, the image data and other sensor data are efficiently transferred to the back-end processor without providing a plurality of high-speed sensor I/Fs for output. be able to.
なお、本実施形態ではＣＭＯＳの撮像素子を例に説明を行なったが、撮像素子はＣＣＤなど他の形式の撮像素子でもよい。また、入力データは画像データ以外のものでも良い。また本実施形態では、一眼レフのデジタルカメラを例に説明を行なったが、本実施形態はミラーレスのデジタルカメラやコンパクトカメラ、あるいはカメラ機能を備えたその他の電子機器に適用することもできる。また、本実施形態では、フロントエンドプロセッサでは画像データに対してノイズリダクション処理を行ったが、その他の処理であってもよく、またセンサデータに関する処理に関しても、データを圧縮できる処理であれば検波処理に限定されるものではない。さらに、フロントエンドプロセッサに一時記憶領域を用意して優先度の高いデータを高速Ｉ／Ｆからバックエンドプロセッサに転送して、優先度の低いデータを一時記憶領域へ圧縮し溜めるとともに、先の優先度の高いデータの転送と並行して低速Ｉ／Ｆから転送する実施形態も考えられる。 In the present embodiment, the description has been given with the CMOS image sensor as an example, but the image sensor may be another type of image sensor such as CCD. The input data may be something other than image data. Further, although the present embodiment has been described by taking a single-lens reflex digital camera as an example, the present embodiment can be applied to a mirrorless digital camera, a compact camera, or other electronic devices having a camera function. Further, in the present embodiment, the noise reduction processing is performed on the image data in the front-end processor, but other processing may be performed, and regarding processing related to sensor data, if the processing can compress the data, detection is performed. It is not limited to processing. In addition, a temporary storage area is prepared in the front-end processor to transfer high-priority data from the high-speed I/F to the back-end processor to compress and store the low-priority data in the temporary storage area. An embodiment in which data is transferred from the low-speed I/F in parallel with the transfer of highly frequent data is also conceivable.
また、本実施形態では入力Ｉ／Ｆの数が２で出力Ｉ／Ｆの数が１の例を示したが、Ｉ／Ｆの数はこれに限定されない。また、低速Ｉ／Ｆとして通信ポートを使用する実施形態を示したが、別途専用の低速Ｉ／Ｆを有していてもよい（高速Ｉ／Ｆ回路規模に比較して低速Ｉ／Ｆは回路規模を縮小できる）。例えば、通信ポートを頻繁に使用するような装置では通信ポートを使用することができない可能性もあるため、そのような場合には、別途専用の低速ＩＦを設けることが好ましい。 Further, in the present embodiment, an example in which the number of input I/Fs is 2 and the number of output I/Fs is 1 is shown, but the number of I/Fs is not limited to this. Further, although the embodiment in which the communication port is used as the low-speed I/F is shown, a dedicated low-speed I/F may be separately provided (compared to the high-speed I/F circuit scale, the low-speed I/F circuit The scale can be reduced). For example, there is a possibility that the communication port cannot be used in a device that frequently uses the communication port. In such a case, it is preferable to provide a dedicated low-speed IF separately.
本実施形態では、撮像素子からの画像データと、他のセンサからのデータの出力との間で高速センサＩ／Ｆの使用を切り替えたが、画像データ以外の大容量データとの間で、出力を切り替える構成とすることもできる。 In the present embodiment, the use of the high-speed sensor I/F is switched between the image data from the image sensor and the output of the data from the other sensor, but the output is performed between the large amount of data other than the image data. It is also possible to have a configuration for switching.
１０ カメラ
１２ 撮像素子
１４ レンズ
１６ ミラー
１８ フロントエンドプロセッサ（信号処理装置）
２０ バックエンドプロセッサ
３８ 出力用高速センサＩ／Ｆ
４２ 検波回路
４４ 結果レジスタ
４６ 通信ポート（Ｉ／Ｆ）
10
20 Back-end processor 38 High-speed sensor I/F for output
42
Claims (9)
データを相対的に高速で出力可能な第１インターフェースと、
前記第１インターフェースよりも相対的に低速な第２インターフェースと、
前記複数の入力部からのデータの出力に前記第１インターフェースを切り替えて使用するための出力切替手段とを備え、
複数の入力部からのデータを前記第１インターフェースおよび前記第２インターフェースを通して同時並行に出力可能である
ことを特徴とする信号処理装置。 Multiple input parts for inputting data,
A first interface capable of outputting data at a relatively high speed,
A second interface that is relatively slower than the first interface;
Output switching means for switching and using the first interface to output data from the plurality of input units,
A signal processing device capable of simultaneously outputting data from a plurality of input sections through the first interface and the second interface in parallel.
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