JPH0318982A - データ処理システム - 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、データ処理システムに係り、特にリアルタイ
ムでデジタルデータを処理するデータ処理システムに関
する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、入力画像から抽出された特徴によりその
画像を認識する画像処理システム等において、処理結果
の精巧さ、再現性、定量性および処理の多様さの理由に
より、デジタル処理系がしばしば用いられる。このデジ
タル処理系では、映像を画素の集合として取り扱う必要
があり、画素に関する演算は膨大なものとなる。例えば
５１２×５１２画素、ＲＧＢ各８ビットの画素について
粒度分布の測定を行うためには、処理速度２０ＭＩＰＳ
程度の超大型コンビエータを用いて計算したとしても数
秒の処理時間が必要であり、リアルタイム処理には十分
な速さではない。そこで、画像処理のための専用ＩＣに
より映像処理の高速化が図られたものもあるが、この専
用ＩＣの用途は極めて狭く、広範囲の映像処理には適用
できない。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上述したような従来のデータ処理システムの
問題点に鑑み、コンパクトな構成で、高速にデータ処理
を行うことができ、しかも汎用性に冨み、かつ広くデジ
タル信号処理に用いることができるデータ処理装置を得
ることを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る映像処理システムは、デジタルデータが入
力される入力部と、この入力部の出力データに基づいて
後処理に必要なパラメータを算出する演算部と、この演
算部の出力データを高速メモリに入力し、この高速メモ
リの出力データに対して軽演算部において演算処理を施
すとともに高速メモリに戻すことのできる変換部とを備
えたことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図において、データ処理システムはデジタルデータ
が入力される入力部工０を有し、デジタルデータはこの
入力部ｌＯから、順次データ保持部１４、演算部２０、
変換部３０において処理される。演算部２０においては
、数値演算あるいは状態演算等の前処理が行われ、変換
部３０においては、最終的な処理映像や特徴量を求める
後処理が行われる。

ここで、このデータ処理システムが画像処理を行うもの
であり、かつ入力部１０に入力されるデジタルデータが
画素データであるとする。このようなデータ処理システ
ムの場合、画素データＰｉｊは一般に、第２図に示すよ
うに、１スキヤンラインごとに順次配列されて入力部１
０に入力される。

データ保持部１４においては、第３図に示すような一定
近傍、例えば３×３の画素データＰ　（ｉ−１１＋ｌｊ
＋１、Ｐ＋ｉ−ｎ、＝、Ｐ　（ｉ−１１＋　（ｊ”ｌｌ
、Ｐｉ＋Ｔｊ−１１、Ｐ　ｉｎ　ｊｓ　Ｐ　ｉｎ　（ｊ
、、）、Ｐ　＜１ｏｌ）＋　＋ｊ−１１、ＰＨ＊＋＞、
＝、Ｐ　（ｉ＊１＋＋　ｌｊ＊＋１を１つのマトリック
スとして保持する。すなわちデータ保持部１４は近傍処
理部として作用する。なお、この処理領域の大きさを２
×２に設定し、あるいはより大きな領域に設定し、さら
には正方形以外の形状の領域としてもよい。

このような近傍処理を行うためには、例えば第４図の回
路が有効である。すなわち、２段のラインメモリ１５．
１６を直列に接続し、第１段のラインメモリ１５に画素
データＰｊ＋ｊを入力する。

第１段のラインメモリ１５の入力および出力と第２段の
ラインメモリ１６の出力は、それぞれ遅延部１７．１８
．１９に接続されている。遅延部１７は入力がそのまま
通過するライン１７Ａ、入力を１クロック分遅延させる
第１段Ｄフリップフロップ１７Ｂ、およびこのフリップ
フロップ１７Ｂの出力をさらに１クロツタ分遅延させる
第２段Ｄフリップフロップ１７Ｃとを備え、連続する３
つの画素データが同時に出力されるようになっている。

遅延部１８．１９も同様に構成され、ライン１８Ａ、１
９Ａ、Ｄフリップフロップ１８Ｂ、１８Ｃ，１９Ｂ、１
９ｃにより、それぞれ画素データの遅延同時出力を行い
得るようになっている。

第１段のラインメモリ１５に画素データが順次入力され
たとき、最初の画素データＰ（ｉ−１１＋　（ｊ−１）
、Ｐｉ＋Ｔｊ−１）、Ｐ（ｉ、Ｉ）＋　（ｊ−１１はま
ず第１段のラインメモリ１５に人力され、次のスキャン
ラインの画素データＰ＋１−Ｈｌｊ、Ｐｌ、５、Ｐ（ｉ
ｏＩ）市がラインメモリ１５に入力されたときに、画素
データＰ（ｉ−Ｉｌ、＋ｊ−１＞、Ｐ直＋　（ｊ−１）
、Ｐ　（ｉｏ１１＋　（ｊ−１１は次のラインメモリ１
６に転送される。次のスキャンラインの対応画素データ
Ｐ（ｉ−１１＋１４．ｌ、、Ｐ　ｉｎ　＋７１１、Ｐ　
（！＊１１＋　（ｊ＊ｌ＋はラインメモリ１５に入力さ
れることなく、遅延部１７に与えられる。

遅延部１７ではＰ　（ｉ−１）＋　（ｊ。、、はＤフリ
ップフロップ１７ｃに送られてから出力され、このとき
Ｄフリップフロップ１７Ａに到達していたＰ、。

＋ｊ　＋　１）がＤフリップフロップ１７Ｂから出力さ
れる。一方、ラインメモリ１５に送られたＰ（ｉ−０゜
５、Ｐ　ｉｎ　Ｊｓ　Ｐ　１ｉｏｌＬ＋　ｊは、同様に
遅延部１８において、Ｄフリップフロップ１８Ｃ，１８
Ｂ、ライン１８Ａから同時に出力され、ラインメモリ１
６に送られたＰ　（！−Ｉｌｌ。−１，、Ｐ　ｉｎ　（
ｊ−１）、Ｐ　（ｉｎ＋１＋ｌｊ−１１は・フリップフ
ロップ１９Ｃ，１９Ｂ、ライン１９Ａから同時に出力さ
れる。

このように、近傍処理部では、画面中の任意の３×３の
領域を保持することができる。なお領域の大きさを２×
２に設定し、あるいはより大きな領域に設定し、さらに
は正方形以外の形状の領域としてもよい、また、データ
保持部１４において簡単な演算、例えば濃度平均などの
算出を行ってもよい。

データ保持部１４から出力されたデータは、演軍部２０
（第１図）に入力され、ここで映像処理に必要なパラメ
ータが算出される。前述の平均濃度もこのようなパラメ
ータの１つであり、この演算部２０において求めること
ができる。演算部２０は第５図に示すように、状態演算
部２１および数値演算部２２のうちの少なくとも一方を
備え、状態演算部２１では連結数や、その画素が処理の
対象であるか否かの指標、オイラー数を求めるためのパ
ラメータＴ、Ｆ、Ｄ、Ｅ、処理画像とその近傍の状態を
表すコンパレート信号、その他が算出され、一方、数値
演算部２２では濃度平均や、１次微分、２次微分、フィ
ルタ処理、その他が行われる。これら演算部２１．２２
の処理は、ハードウェア的なパイプライン処理により高
速化される。

このような演算部２０における演算結果は、変換部３０
（第１図）に入力され、最終的な映像処理あるいは特徴
量が求められる。

変換部３０は、概念的には第６図のように構成され、高
速メモリ３１の出力の分岐に軽油軍部３２を接続し、こ
の軽油軍部３２の出力を高速メモリ３１の入力端に戻し
ている。高速メモリ３１の入力にはセレクタ３３が接続
され、軽油軍部３２の出力はこのセレクタ３３に入力さ
れる。高速メモリ３１のアドレス入力にはデータＤ１が
入力され、高速メモリ３１のデータ入力にはセレクタ３
３の出力端子が接続される。セレクタ３３には、軽油軍
部３２の出力と並列にデータＤ２が入力され、セレクタ
３３は、軽油軍部３２の出力またはデータＤ２を択一的
に高速メモリ３１に導く。高速メモリ３１としては、高
速のスタティックＲＡＭなどが使用可能である。

軽油軍部３２を経たデータを高速メモリ３１の入力側に
戻すことにより、一つのデータに同一の演算処理を繰り
返し施したり、一連のデータ群に同一処理を施してから
高速メモリ３１内に順次格納したりすることも可能とな
り、またデータの積算、データの漸減、データの逐次比
較など極めて多様な処理が可能となる。また、高速メモ
リ３１にデータＤ１によりアドレスを与えて、そのアド
レスに格納されたデータを読み出す、テーブルとしての
使用も可能である。

軽油軍部３２としては、例えば加算器を採用することが
できる。この場合、軽油軍部３２すなわち加算器には高
速メモリ３１の出力の他にデータＤ３が入力され、さら
に高速メモリ３１には、Ｃ８（チップセレクト）あるい
はＷＥ（ライトイネーブル）の信号Ｓが入力される。

例えば２値画像やラベル付けされた画像において面積を
計算するとき、画素値をアドレスＤ１として指定し、高
速メモリ３１からそのアドレス内の格納データを出力し
、加算器３２でこのデータにＤ３（ここでは「ｌ」に設
定しておく。）を加えた値をセレクタ３３に戻して高速
メモリ３ＩのアドレスＤ１に再び格納する。これにより
、画像中の各画素値の画素数がカウントされ、各ラベル
領域の面積が求められる。

第７図は、映像処理システムの第２実施例を示すもので
ある。この実施例では、人力部として、複数の入力部１
０と画像メモリ４０とをセレクタ６１により選択可能と
し、さらに、出力部として、複数の出力部６２と画像メ
モリ４０とを分配器６３により選択可能としている。入
力部ｌＯとしては、例えばＶＴＲカメラ、スキャナ、ビ
デオデツキ、レーザディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、光デ
ィスク、ハードディスク、通信１７Ｆ、および画像メモ
リなどがある。一方出力部としては、入力部として挙げ
たもののうちデータ受入れの可能なもの、および画像メ
モリなどがある。

さらにこの実施例では、演算部２０、変換部３０、セレ
クタ６１、分配器６３、および画像メモ１Ｊ４０にコン
トローラ６４を接続シ、コントローラ６４によりその設
定、制御を行っている。全体の制御、およびコントロー
ラ６４の設定、制御はＭＰＵ６５により行われる。また
、映像処理のうちの複雑な演算はＭＰＵ６５により行わ
れる。これは、演算部２０や変換部３０の負荷をあまり
に高め過ぎると演算速度が著しく低下し、処理分担は、
処理内容に応じて最適化すべきだからである５なお、変
換部３０の軽演算の内容としては、加減算、最大および
最小値抽出の他、絶対値などの数値演算や、比較、ＡＮ
Ｄ、ＯＲ，ＮＡＮＤ、ＮＯＲ，ＥＸ７ＯＲ，ＥＸ−ＮＯ
Ｒなどの論理演算を自由に選択、採用し得る。

そして、変換部３０は高速メモリ３１を備えているので
、いわゆるカラーコードからＲＧＢ値を参照するような
データ参照のためのルッ久アップテーブルとして、ある
いは、画像のラベリングなどに際しては、ラベリング情
報を高速格納するキャッシュメモリとして適用し得るこ
とはいうまでもない。

また前記セレクタには任意の切替手段例えばワイヤード
オアなどを含む。

上記実施例においてデータ処理システムは画素データを
処理するとして説明したが、入力データは画素データに
限定されるものではない。データ処理システムが画像処
理システムである場合、入力データは、ランレングス、
輪郭（ベクトル化データ、チェーンコード）、細線化デ
ータあるいは骨格化データ等の圧縮画像データであって
もよい。

また入力データは、例えばファクシミリ通信信号（例え
ばデイザ化ランレングスデータ）のような変換データで
あってもよい。さらに入力データとしては、例えば印刷
の分野における色彩計測データ、および製鉄あるいはフ
ァクトリ−オートメーション（ＦＡ）における放射温度
計測データから得られるスペクトルデータでもよい。

また、データ処理システムが通信の分野に適用される場
合、入力データは、音声データの多重化データであって
もよい。このように入力データが音声データの場合、デ
ータ保持部１４（第１図、第７図）としては、データを
所定バイト単位で保持して並列に演算部２０へ出力する
シリアル／パラレル変換部が用いられる。

また入力データは統計データであってもよく、この場合
、データ保持部１４は不要である。なお統計データとし
ては、リモートセンシングの場合、種々の波長帯域の観
測結果に関する種々の特徴量、海洋の波浪に関する種々
の統計量、あるいは温度分布に関する種々の統計量等が
考えられる。また統計データとして、交通量調査等にお
ける車種分布あるいは走行車両数等の種々の統計量でも
よ（、セキュリティシステムにおいては、例えば赤外線
量の経時変化量に関する計測データが入力データとなる
。さらに株価予想において用いられる株価に関する種々
の統計データも入力データとなる。

しかして本発明は、全てのデジタルデータに適用するこ
とができる。

［発明の効果〕 以上のように本発明によれば、多くの処理に適用可能な
演算を行うとともに、この演算の結果に基づいて最終的
な処理映像や特徴量を得る変換を行うことができるので
、極めて単純な構成で多様な処理を高速で実現し得ると
いう優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るデータ処理システムの第１実施
例を示すブロック図、 第２図は画素データの配列を示す概念図、第３図は３×
３の画素データの配列を示す概念図、 第４図はデータ保持部の一例を示すブロック図、第５図
は演算部の概念を示すブロック図、第６図は変換部の概
念を示すブロック図、第７図はデータ処理システムの第
２実施例を示すブロック図である。 １０・・・入力部 ２０・・・演算部 ３０・・・変換部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）デジタルデータが入力される入力部と、この入力
   部の出力データに基づいて後処理に必要なパラメータを
   算出する演算部と、この演算部の出力データを高速メモ
   リに入力し、この高速メモリの出力データに対して軽演
   算部において演算処理を施すとともに高速メモリに戻す
   ことのできる変換部とを備えた映像処理システム。