JPH0353389A - 実時間多重分解データ処理能力を持つパイプラインシステム - 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】 （技術分野） 本発明はデータ処理パイプラインシステムに関連し、該
システムは 処理に関連しかつシステム入力に与えられるデータユニ
ットの連続群を処理する縦続データ処理モジュール（ａ
　ｃａｓｃａｄｅ　ｏｆ　ｄａｔａ　ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇｍｏｄｕｌｅｓ　）であって、上記の群かタイムス
ロットによってお互いに分離されているモジュール、モ
ジュールによる処理を制御する少なくとも１つの制御信
号を持つモジュールを供給する制御手段てあって、該制
御信号かシステム入力上の各群の存在と同期して生起す
る手段、 を具えている。

本発明はまたパイプライン構造の処理操作に先行してデ
ータユニットの群と同期して現れる少なくとも１つの制
御信号の制御の下で、タイムスロットにより分離された
パイプライン構造のデータユニットの連続群を処理する
方法に関連している。

（背景技術） この種のパイプラインシステムは欧州特許出願第ＥＰ−
Ａ　０２８５１９２号（特願昭第６３−４８，　７７９
号パイプラインシステム）から既知である。既知のパイ
プラインシステムは影像処理システムであって、ここで
影像はフレーム走査法（ｆｒａｍｅ　ｓｃａｎ　ｍｅｔ
ｈｏｄ）により発生されている。そこでは影像は連続ラ
インから構成され、その各々は連続画素を具えている。

例えば影像捕捉（ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
）の間に生起するラインフライバックとフレームフライ
バックによりタイムスロットか生成される（前記欧州特
許出願第ＥＰ−Ａ　０２８５１９２号の第２図と第３図
を見よ）。既知のシステムにおいて、制御信号はモジュ
ールに並列に印加され、かつ先行モジュールの処理によ
り既に処理されたデータによって受けた累積遅延に従っ
て関連遅延発生器により各モジュールで遅延される。制
御信号の遅延は一方ではデータと他方では制御信号との
間の同期を維持する。

たとえ既知のシステムか容易に変更できかつ簡単な構造
を有していても、同期問題を解決するよう選ばれた解決
法は、各モジュールか例えばデータ処理の妨害から生起
するタイムスロットを防ぐために制御信号の遅延オペレ
ータを備えなければならないことを意味している。

データと制御信号の相互同期の別の解決法はモジュール
毎のデータを遅延することからなり、従ってそれらは制
御信号と同期を保っている。前の解決法と同様に、付加
オペレータかデータの遅延に必要とされている。付加的
な欠点はパイプライン処理時間の全体か増大することで
ある。

例えば制御信号かサンプリング信号であるような別の解
決法はデータの再サンプリングであろう。

これは再サンプリングか補間（　ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔ
ｉｏｎ）用の付加演算ユニットを必要とし、システムに
付加的処理遅延を導入するという欠点を有している。

（発明の開示） 従って、本発明の目的は特に遅延オペレータあるいは変
更オペレータ（ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｏｐ
ｅｒａｔｏｒ）のような付加要素を必要としない実時間
データ処理を可能にする種類のパイプラインシステムを
与えることてある。このことを達成するために、本発明
によるパイプラインシステムは、 一制御信号か存在しないとシステム入力のタイムスロッ
ト中のモジュールにより処理を停止する監視手段、 を具えている。

タイムスロットの期間だけ非活性化することにより、例
えばサンプリング信号のような制御信号をモジュールか
受信しない間隔ではモジュール間にどんなデータ転送も
起こらない。データユニットの連続群の間のタイムスロ
ットそれ自身の存在はその場合にタイムスロットかいわ
ゆる縦続（　ｃａｓｃａｄｅ）に入らないという理由で
情報の損失を導かない。

制御信号に関して課せられた唯一っの要件はデータユニ
ットか縦続に入る前にこれらの信号かデータユニットの
存在と同期して現れなけれはならないということにある
点に注意すへきてある。この要件を満足する１つの方法
は例えば各モジ二一ルの特性フィルタ（ｃｈａｒａｃｔ
ｅｒｉｓｔｉｃ　ｆｉｌｔｅｒ）を介して信号制御信号
源をモジュールに連結することにある。このフィルタは
ソース信号をそれらか同しソース信号から導かれたとい
う理由で各モジュールに適切てありかつ相互に同期され
た制御信号に変換する。この方法はパイプラインシステ
ムか制御信号に１つのソースのみを要求し、制御信号の
相互同期か自動的に達成されるという利点を提供する。

例えばサンプリング信号のような制御信号かデータ有効
信号（ｄａｔａ　ｖａｌｉｄ　ｓｉｇｎａｌ）により示
される処理サイクル内で周期的である場合に、もしコヒ
ーレントデータユニットのブロックの処理か２つの連続
サイクルの間の境界を越えるなら情報の損失はありそう
である。このあり得る損失はサイクルの終わりにおける
制御信号と次のサイクルの始めにおける制御信号との間
の位相ジャンプにより生起する。そのような位相ジャン
プか生起するなら、関連制御信号の制御の下での１サイ
クル内で、データユニットのブロックの処理操作の結果
は、処理操作か連続サイクル間の境界を越える場合にデ
ータユニットの別の同一ブロックへの同し操作結果とは
異なるであろう。

従って、本発明の別の目的は上記の位相ジャンプの生起
による情報の別の損失の生起か回避されるパイプライン
システムを与えることである。二のことを達成するため
に、本発明によるパイプラインシステムは、 第１制御信号か処理操作に関連するデータユニットの窓
を示すデータ有効信号であり、該窓か連続データユニッ
トの最初の数に等しい大きさを有し、かつ 少なくとも１つの別の制御信号か連続データユニットの
別の数に等しい周期で周期的であり、ここで最初の数が
別の数の整数倍であること、を特徴としている。

このことは各処理サイクルの終わりにおける別の制御信
号の位相が引き続くサイクルの始めにおける位相に等し
いことを意味している。制御手段か相互に異なる長さの
周期を有する制御信号により異なるモジュールを供給す
る場合に、データ有効信号により示された処理サイクル
の長さは位相ジャンプの生起による情報の損失を回避す
るために関連周期の長さの公倍数に等しくなければなら
ない。処理操作に関連するデータを示す窓の大きさは調
整可能であることか好ましい。制御信号の所望の周期に
依存して、１つあるいはそれ以上の窓の大きさは公倍数
に調整できる。

最高のサンプリング周波数はデータユニットか供給され
る周波数である。この最高サンプリング周波数は便宜上
ｌに等しいと仮定されている。既知のシステムは例えば
１／２．　１／４．　１／８のような通常のサンプリン
グ周波数を使用している。というのは、そこで１サイク
ルか２の幕乗に等しい多数のデータユニットになる長さ
を有しているからである。その場合に、毎回２あるいは
４あるいは８データユニットの１つか処理のために選ば
れる。

位相連続性（ｐｈａｓｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ）か説
明された態様で保証される本発明によるパイプラインシ
ステムにおいて、例えば２／５および３／７のようなサ
ンプリング周波数もまた可能である。その場合、２個お
よび３個のデータユニットが処理のためにそれそれ５個
および７個のデータユニットから選ばれる。ｌ／２の幕
乗あるいはその倍数でないサンプリング周波数への拡張
はパイプラインシステムの適用範囲を増大する。異なる
サンプリング周波数（分解能）で実行された連続サンプ
リング操作は本発明によるパイプラインシステムで実時
間基準で実現できる。

連続処理サイクルの長さか必ずしも同一である必要かな
いことに注意すべきである。

本発明を図面を参照して今後これを詳細に説明する。

（実施例） 第ｌ図は影像処理システム１０の形態の本発明によるパ
イプラインシステムの１実施例を示している。システム
の入力ユニットはカメラユニット１２により形成され、
これは連続画素を持つ連続影像ラインの影像情報を縦続
影像処理モジュールに出力し、ここで３つのモジュール
１．４，　１６．　１８か示されている。これらのモジ
ュールはデータ転送用バス２０を介して接続されている
。モジュールｌ４によって処理された影像情報はバス２
０を介してモジュール１６に転送される。同様に、モジ
ュールｌ６によって処理された影像情報はバス２０を介
してモジュール１８に転送される。各モジュールは影像
データに所定の操作を実行し、この操作は影像毎あるい
はライン毎に繰り返される。サンプリング信号を使用し
て、関連操作に適したデータは画素のストリームから選
択される。この目的で、制御ライン２２か備えられ、そ
こではクロックパルスかカメラユニットｌ２による画素
の伝達と同期して現れる。

これらのクロックパルスの周波数はシステムで生起する
最高周波数である。もし関連モジュールに印加されたサ
ンプリング信号の周波数がこれらのクロツクパルスの周
波数に等しいなら、関連する操作は最高の分解能を有し
ている。制御ライン２２のクロツクパルスから低い周波
数のサンプリング信号を導くことにより低い分解能を持
つ操作の実行か可能となる。この目的で、サンプリング
回路２４，　２６．　２８が備えられ、それらは一方で
は制御ライン２２と他方ではモジュール１４．　１６．
　１８との間に配設され、そしてそれは並列にクロック
パルスを受信する。サンプリング回路２４．　２６．　
２８は例えは所定の計数範囲を有する分周器あるいはク
ロックパルスモジ．ｏカウンタ（ｃｌｏｃｋ　ｐｕｌｓ
ｅ　ｍｏｄｕｌｏｃｏｕｎｔｅｒ）を具えている。クロ
ツクパルスモジュロカウンタはそれか所定のカウントに
達する場合に関連モジュールにサンプリングパルスを供
給する。

モジュールは画素の形をしたデータを受信し、処理し、
かつそれを出力する。処理はいくらかの時間、すなわち
処理時間を必要とする。一般に低分解能処理操作は高分
解能処理操作より余計の時間を必要とする。

処理時間のために、関連モジュールによる影像出力は関
連モジュールにより受信された影像に対して遅延を受け
る。これは第２図の実例に基づいて例示されている。モ
ジュール４２により受信された影像４０は処理され、か
つ影像４４として出力される。この操作の間にそれは影
像４０に対して遅延を受ける。第２図において、この遅
延はｌ影像ライン４６プラス２画素４８．　４９に等し
い。

明確化のために、影像４０か第１図のモジュール１４の
入力影像であり、影像４４は処理された入力影像である
と仮定されている。影像４０の連続影像ラインはライン
フライバック時間により分離され、連続影像はカメラユ
ニット１２のフレームフライバック時間により分離され
ている。これらのフライバック時間は処理された影像と
共にシステムを通って伝搬するタイムスロットを構成す
る。制御ライン２２上のクロツクパルスはモジュール１
４０入力の画素ストリームと同期される。これらのクロ
ツクパルスはまたタイムスロットによって群として分離
される。陰影区域により示されたような出力影像４４の
処理操作に関連する情報がタイムスロットの生起の間に
次のモジュールｌ６に印加される場合、上記の情報の少
なくとも１部分はクロックパルスから導かれたサンプリ
ング信号を伴わないであろう。と言うのは、サンプリン
グ信号がクロックパルスパターンと同期してモジュール
に並列に印加されるからてある。情報の損失を回避する
ために、処理はタイムスロットの生起の間は停止される
。この目的で、システムＩＯはタイムスロットの生起の
間にすべてのモジュール１４．　１６．　１８による処
理を停止する監視手段３０を具えている。モジュールは
この目的で監視導線３２を介して監視信号を受信する。

モジュールかタイムスロットの生起の間に非活性化され
るから、タイムスロットは処理によって通知されない。

モジュール１４，　１６．　１８はサンプリング信号を
受信し、それはモジュールｌ４の入力上の画素ストリー
ムに関連してラインサイクルとフレームサイクルで繰り
返される。この実施例では、画素の数、従って制御ライ
ン２２上のクロツクパルスの数は各ラインに対して同じ
てある。サンプリング回路２４，　２６．　２８による
クロツクパルスから導かれたサンプリング信号のパター
ンはまた同じ長さのサイクルで繰り返されることかそれ
から出てくる。

も・し画素の処理が２つの連続サイクルから発生するサ
ンプリング信号により制御されるなら、第３図は情報損
失の起こる一例を示す。この図は制御導線２２に起こる
クロツクパルスＣＫの連続サイクル５０および５２と、
クロツクパルスから導かれたサンプリング信号ＳＡを示
している。サンプリング信号ＳＡは５クロツクパルス（
画素）の期間を有し、かつ各期間で２つのサンプリング
パルスを具えている。明確化のために、ザンプリング信
号ＳＡの連続期間は参照文字Ｐと、スタガーされた連続
バーによって示されている。サイクル５０と５２はタイ
ムスロットＳＬによって分離され、ここでモジュールに
よる処理は停止される。処理か再開される場合に、サイ
クル（５２）の始めは前のサイクル（５０）の終わりに
より識別される。

第３図はまた１０画素の長さを有する対象（ｏｂｊｅｃ
ｔ；６０を示している。この対象かサンプリング信号Ｓ
Ａによりサンプルされる場合、クロスにより示された画
素（４画素）が選択されかつ処理される。処゛理かｌサ
イクル内で起こる限り、４つの画素は対象６０の始めに
おける信号ＳＡの位相にかかわらずサンプリング信号Ｓ
Ａによって選択される。同じ長さを有する対象６０か示
され、かつその処理はタイムスロットＳＬにより中断さ
れる。信号ＳＡによるサンプリングに基うき、４つの画
素の代わりに５つの画素か選択される。あたかも対象か
１０クロックパルスより長いようにそれは現れる。対象
の実効拡張（ｖｉｒｔｕａｌ　ｗｉｄｅｎｉｎｇ）は次
のサイクルへの遷移におけるサンプリング信号ＳＡの位
相ジャンプにより起る。一種の喪失（　ｓｙｎｃｏｐｅ
）かサンプリング信号ＳＡの規則性（　ｒｅｇｕｌａｒ
ｉｔｙ）中に起こる。　第４図において、ここでは第３
図に対応する寄与か対応する参照記号によって示されて
いるのだが、処理サイクルがサンプリング信号ＳＡの整
数倍の期間を具え、従ってサイクル（５０）の終わりに
おける信号ＳＡの位相は次のサイクル（５２）の始めに
おける位相と同じであることか保証される。これは連続
サイクルの間の遷移による対象の実効的拡大あるいは短
縮を回避する。相互に異なる周期的サンプリング信号か
モジュール１４，　１６．　１８に印加される場合、説
明された情報損失は起こらず、サイクル長がこれらの３
サンプリング信号の期間の長さの整数倍および公倍数と
なると言う条件に従う。

上記の方法かプログラムされた計算機手段により容易に
実現てきることに注目すへきてある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパイプラインシステムの１実施例
を示し、 第２図は処理遅延を例示し、 第３図は連続サイクル間の遷移における制御信号の位相
ジャンプにより情報の損失か起こる１実施例を示し、 第４図は連続サイクル間の遷移において情報の損失か回
避される１実施例を示している。 １０・・・影像処理システム １２・・・カメラユニット １４，　１６．　１８・・・影像処理モジュール２０・
・・バス ２２・・・制御ライン ２４．　２６．　２８・・・サンプリング回路３０・・
・監視手段 ３２・・・監視導線 ４０・・・影像 ４２・・・モジュール ４４・・・影像 ４６・・・影像ライン ４８．　４９・・・画素 ５０．　５２・・・連続サイクル ６０．　６２・・・対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データ処理パイプラインシステムであって、−処理
   に関連しかつシステム入力に与えられるデータユニット
   の連続群を処理する縦続 データ処理モジュールであって、上記の群 がタイムスロットによってお互いに分離さ れているモジュール、 −モジュールによる処理を制御する少なくとも１つの制
   御信号を持つモジュールを供給 する制御手段であって、該制御信号がシス テム入力上の各群の存在と同期して生起す る手段、 において、このパイプラインシステムが −制御信号が存在しないとシステム入力のタイムスロッ
   ト中のモジュールにより処理を 停止する監視手段、 を具えることを特徴とするデータ処理パイプラインシス
   テム。 ２、第１制御信号が処理操作に関連するデータユニット
   の窓を示すデータ有効信号であり、該窓が連続データユ
   ニットの最初の数に等しい大きさを有し、かつ 少なくとも１つの別の制御信号が連続デー タユニットの別の数に等しい周期、で周期的であり、こ
   こで最初の数が別の数の整数倍であること、 を特徴とする請求項１に記載のデータ処理パイプライン
   システム。 ３、最初の数が別の数の奇数倍であることを特徴とする
   請求項２に記載のデータ処理パイプラインシステム。 ４、窓の少なくとも１つの大きさが調整可能であること
   を特徴とする請求項２あるいは３に記載のデータ処理パ
   イプラインシステム。 ５、制御手段が制御信号源とモジュールの間を連結して
   ソース信号を供給する制御信号源と、ソース信号から制
   御信号を導くために少なくとも１つの連結したフィルタ
   を具えることを特徴とする請求項２に記載のデータ処理
   パイプラインシステム。 ６、影像のサンプリングにより得られたデータユニット
   の連続群を処理するのに適している影像処理システムと
   して構成された請求項１から５のいずれか１つに記載の
   データ処理パイプラインシステム。 ７、パイプライン構造の処理操作に先行してデータユニ
   ットの群と同期して生起する少なくとも１つの制御信号
   の制御の下で、タイムスロットにより分離されたパイプ
   ライン構造のデータユニットの連続群を処理する方法に
   おいて、 制御信号が存在しない場合に、処理に先立 つタイムスロットの生起の間に処理が停止することを特
   徴とする方法。 ８、第１制御信号が処理に関連するデータユニットの窓
   を示すデータ有効信号であって、該窓はデータユニット
   の最初の数に等しい大きさを有し、かつ 少なくとも１つの別の制御信号がデータユ ニットの関連する別の数に等しい周期で周期的であり、
   こここで最初の数が関連する別の数の奇数倍であること
   、 を特徴とする請求項７に記載の方法。