JPS5953964A - 並列画像プロセツサ - Google Patents

並列画像プロセツサ

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JPS5953964A
JPS5953964A JP16392482A JP16392482A JPS5953964A JP S5953964 A JPS5953964 A JP S5953964A JP 16392482 A JP16392482 A JP 16392482A JP 16392482 A JP16392482 A JP 16392482A JP S5953964 A JPS5953964 A JP S5953964A
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Yoshiki Kobayashi
芳樹 小林
Tadashi Fukushima
忠 福島
Yoshiyuki Okuyama
奥山 良幸
Takeshi Kato
猛 加藤
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/42Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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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】 本発明は、画像データを〜I(列に処理する並列画像プ
ロセッサに関する。
一般にディジタル画像処理において、画像の2次元的広
が9のため処理すべき画1象データが膨大となり非贋に
処理時間がかかるという問題がある。
このため1而1象データを多くのプロセッサモジュール
を設けて並列に処理させる並列面1象プロセッサが開発
されてきている。
並列画像プロセッサの1つの方式として、第1図に示す
ように、処理対象の画像データを構成する画面を洛子状
のm X nの部分画面に分割し、各部分画面(i、j
)に対応して、ローカルメモリ(以下LMと略す)3及
びローカルプロセッサ(以下LPと略す)4から構成さ
れるプロセッサモジュール(以下PMと略す)2を割当
て、並列処理させる方式がある。画像データは管理プロ
セッサ(以下CPと1略す)1から入出力BUS5を介
して与えられる。
このような構成において、LM3(i、j)に部分画面
(i、j)の画像データしか記を意されていない、嚇合
には、2次元コンボリューションのように周辺の画像デ
ータを必要とする局所近傍演算の結果が全ての部分画面
に対して正研に求められない問題があった。
例えば、第2図に示すように、Aを中心に上下左55つ
ずつの画像データBによりAの位置に対応する画像デー
タを処理する1 1XI 1の2次元コンボリューショ
ンの場合、 g(x、z)=  Σ f(x−に、Z−z)−1v(
k+z、Jkllp−S + −5 屯しf(x、z)  :処理対象画像ノ′−タg(X、
z):コンボリューション出力W(k、、C)  :コ
ンボリューション係数を解いて、コンボリューション出
力f得る為には、部分画面(i、j)以外のデータを用
いなければならない。しかし、各ローカルプロセッサは
、部分画面(i、j)以外のデータを待たない為、デー
タネ十分の計尊になり正確な解答を得られない。
そこで、従来このような問題点を解決する為の手段とし
て、PM2 (i、j)を隣接する8つのPM2(i 
 1.j−i)t(i、、1−1)。
(i+L j−1)+ (i−1,7)、(i十Lj)
、(i−1,j+1)、(i、j+i)。
(i+1.j+1 )と接続し、必要に応じて隣接PM
2とデータ交換を行う構成をとることが考えられている
。しかし、このような構成では、信号、!j!構成及び
データ交換手段が複雑になる欠点があった。
本発明の目的は、部分画面対応して設けられたプロセッ
サモジュールによる並列画像プロセッサにおいて、局所
近傍演算の実行に際して隣接プロセッサモジュールとの
交信を不要とした並列画像プロセッサを提供することに
ある。
本発明は、管理プロセッサから入出力BUSを介する画
像データ転送時に、各プロセッサモジュールのローカル
メモリに対象部分画面及びその周辺の近傍画像データを
格納したものである。
以ド、本発明の一実施例を第3〜11図によシ説明する
。本実施例では第3図に示すように、CPlから入出力
BUS5を介する画像データ転送時に、各PM2のLM
3に対象となる部分画面(C部)及び隣接する8つの部
分画面(斜線部D)の画像データが格納される。画像メ
モリの全体画面の構成は512X512画素とし、これ
を16×16分割し32 X 32画素の部分画面とし
ている。(0≦i≦16,0≦j≦16.0≦X≦32
.0≦2≦32) LM3の構成は、32X32=1にバイト(以下k13
と略す)を1ブロツクとし、以F(1)〜(5)に示す
ように16のブロックからなる。それぞれのブロックを
第4図に示し、夫々について説明する。
(1)画像メモIJ A・・・・・・対象部分画面及び
隣接部分画面の画像メモリブロックA (1,i) 、
 A (1,0)。
A (1,−1)、 A (0,1)、 A (0,0
) 、A(0,−1)。
A (−1,1)、 A (−1,0)、 A (−1
,−1) (以下略す。)の9ブロツクから成る。主に
処理対象画像データが格納される。
(2)  画像メモIJ B・・・・・・対象部分画面
の画像メモリブロックBの1ブロツクから成る。主に上
記画像データの処理結果が格納される。
(3)固有メモリ・川・・各PM2 (i、j )それ
ぞれに固有なパラメータが格納される固有メモリブロッ
クで、1ノロツクから成る。
(4)  共有メモ1ル旧・・各PM2(i、j)に共
通なパラメータが格納される共有メモリブロックで4ブ
ロツクから成る。
(5)  ワークメモ1ル・団・各PM2(i、j)で
の画像処理実行における途中結果が格納されるワークメ
モリブロックで、1ブロツクから成る。
入出力+3 U S 5の信号線構成は、第5図のタイ
ムチャートに示すように、 (1)  Co mmand (03〜0 :引数3〜
oは信号線のビット番号で0が最下位ビットを示す)・
・川・PM2に対する指令。
(2)  Address  (A B〜o) 、旧、
、主K L M 3 K 対するアドレス情報で、垂直
方向Y座標アドレス及び水平方向XM標アドレスが時分
割に転送される。
+31  PM Request Y (PM几。Y:
バーはネガテ′rプ信号を示す)・・・・・・PM2に
対するリクエスト信号で、立下り時の前後でA8〜0に
Y8〜0が出力されていることを示す。
(4)  P M Request X (、I’Mr
t、QX ) −P M 2 Vt対するリフニス)(
H号で、立下り時の前後でA8〜0にX8〜0が出力さ
れていることを示す。
(5) Data(D7〜0)叫・・cPlどP M 
2との入出力データ。
からなり、共通にP M 2に接続される共通BUs信
号線でるる。
Command及びAddress Y、 Xの意味は
、第6図に示すように、 (]、)  C3= 0 (r)とき、CPIとL M
 3とツメモリデータ転送が実行される。この場合の詳
細は第7図に示すように、(a)〜(d)の神用の転送
がある。
(a)  C= 0000 (最ド泣ビットはメモリ続
み出し又は4′き込みを示す。o目読み出し、l・・・
書き込み)・・・・・・XH,YIIでLMを指定し、
指定されたLM3の画像メモ’JA(0,0)フロック
に於けるXL、YLで指定される画1象データが読み出
される。(XH,YHは、夫夫X、Yの8〜5のビット
。又XL、YLは、夫々X、Yの4〜Oのビットである
。)(a)’  C=0001・・・・・aXH,YH
でLMを指定し、指定されたLM3の画像メモIJA(
0,0)  ブロックのXL、YLに、画像データが書
き込まれる。一方、指定されたLM3以外のLMであっ
て、指定されたLM3の画像メモリメモリブロックを対
象部分画面の画像メモリブロックとしているLMにも、
該画像データが瞥き込まれる。
このようにして、全画像データ転送時には第3図に示す
ように隣接部分画面の画像データが夫々のL−71の画
像メモリブロックに格納されることになろう (b)  C=0010/1・・・・・・XH,YHで
示されるLM3の画像メモリブロックのXL、YLの画
像データの読出し/書込みが行われる。
(C)  C=0100/1・・・・・・XH,YHで
示5れるLM3の固有メモリブロックのAI) R,H
/ Lのデータの読出し/臀込みがγテわれる。
(d)  C=0110/1−・・・・・全テノL r
vf 3 ノ共−f”i メモリブロックのB L K
 、 ADRI4/ Lのr−夕の書込みが行われる。
読出しは無効で、を)る。
+2)C3=1のとき、CPIからPM2の内部動作指
令データが、l)7〜0.X6〜0.Y6〜0に出力さ
れる。この詳細については後述するのでここでは省略す
る。
のように03によって区別される。
PM2の内部構成を第8図に示す。1〕M2は、16 
k 13のメモリ素子36を言むLM3及びLP4から
構成される。
L M2は、入出力BUS5とレノーバ10〜13、1
8、ドライバ17を介してインタフェイスしておυ、(
i、j)FA標比較回路31、メモリアクセス制御回路
32、ブロックアドレス制御11回路33、各々7ビツ
トのX−Yアドレスレジスタ34、メモリアクセス切換
回路35及びメモリ素子36からり”り成される。
(’IJ))!β標比較回路31は、PM2に与えられ
た部分画面に対応する座標(i、j)と、時分11トリ
にb[1s A8〜5に与えられるXH,YHを比軟し
その結果を出力するものである。まずセレクタ311を
介して」とbuS A8〜5、即ちY Hが比1咬回路
312により比較され、(1) Yl■=J−1ならば
 11 (fり  YH=j      〃o。
(111)Y ト■=  j +1    //   
  016V)  上記以外    〃10 の2ビツトが出力される。次にbus  PMRQY信
号がディレィ回路14を介してセレクタ311に与えら
れ、同様にiとXHの比較が行われ(f)XH=i−1
ならば 11 (li)  xl−]=i     〃o。
otl)x11=i+i   //   oiqv) 
 上記以外    1110 が出力される。
メモリアクセス制御回路32では、上記比較結果をX−
を比暢イ゛11己[−レジスタ:321、)′−」比較
結果レジスタ322に記憶し、i同値回路323てはこ
の比較結果及びbus  C信号とにより第1表に示す
論理に従い、アントゲ−)324,325を介してメモ
リシ呂し信号+J ILJi) 326、−ノ(込み信
号MνVT 327を出力する。上記信刊の出力タイミ
ングは、b u s  11M1.(+QX 信号がデ
ィレィ回路15により迎延されたタイミングで出力烙れ
る。
第1表  メモリアクセス制御 ブl’lツクアドレス制征1回路33は、bus  C
信号及びbus  PM几QY  信号により1.メモ
リ素子36に対するブロックアドレスAB334をセレ
クタ331〜333を介して時分割に出力する。
第2表に従って出力する。
このようにして、第5図(b)のタイミングでLM2の
メモリ素子36に対する読出し信号MRD326、付込
み信号MW’l”’327  、ブロックアドレスAB
334  が出力込れ第7図に示したアクセス制御が次
のように実行される。
筐ずC3=0のLM2へのアクセスの揚台には、AB3
34  は、T I立アトLノスA4〜oと組合されて
7ビツトとなシ、これがPMRQX、Y立上りのタイミ
ングでX−Yアドレスレジスタ34にセットされ、メモ
リアクセス!7J換回h1635のセレクタ353を介
してメモリ素子36へのアドレス入力となる。メモリ素
子には、PMRQX  タイミングによりセレクタ35
2を介してリクエストパルスが出され、このときへ4W
T327  がセレクタ351を介して与えられた場合
には書込み、そうでない場合には読出し動作を行う。メ
モリ読出し動作によりメモリ素子36から読出されたデ
ータ几D361は、MI’(D326  が論理ゲート
16を介して出力されている場合には、ドライバ17よ
シデータD7〜0として入出力B U 8’ 5に出力
され、−万一書込みデータWD362  は、入出力B
US5のデータD7〜0がレシーバ18、バッファ19
を介して取り込まれる。
次に03=1のLR4による内部動作の場合には、上記
のようにセットされたX−Yアドレスレジスタ34の情
報及びレシーバ18を介して取込咬れたi) 7−0が
FUN21〜042としてLP4に与えられる。また、
アンドゲート21を介してP M RQ X がI、P
4へのクロックPCLK41としてJjえられると同時
に、LP4かものアドレスIAD)147、メモリリク
エストIMR,Q46、メモリ書込み信号IMWT45
がメモリアクセス切換回路35を介してメモリ素子36
に与えられる。そしてメモリ素子36のI−LD361
は、メモリデータ入力MD、I43 としてLP4に与
えられるが、人出力BUS5のD7〜0には出力しない
ように論理ゲート16で制御される。またメモリ素子3
6へのWD362は、バッファ19が禁止されバッファ
20が許可され、りためL IJ 4からのメモリデー
タ出力MD O44が与えられることになる。
このように03=1の場合には、D 7−7 、 X/
YアドレスがJ4’ U N 21〜0としてLP4に
与えられると同時に、メモ’J 素、) 3 (3のア
クセスも全てLP4から実行される。
さてCO+n1n8ndのC3= 1のときには、CP
IかもP M 2への内部・Fb作指令となり、第9図
(a)。
(1〕)に示すフォーマットになる。せllf;lD7
〜0゜Y6〜0.X6〜0の計22ビットがF’UN2
1〜Oとなシ、FUN21〜18が演☆内容指定のOP
コード、FUNi7がα【養灰埋時のデータ長指定B/
Wコード、1”UNl、6〜14がメモリアクセス等の
モード指定MODコード、1.” U N 13〜0が
MOD=000のときには定賎L I ’I’コード、
M OD = Ox xのときにVよアドレスY/X:
1−ドとなる。
OPコードではF記の演輿内容を示す。
■ OP = 0−・−−−−Nooperation
  (ニモ= ツクN0OP  )。演躊内答はアキュ
ムレータACC(@10図)の内温、をACCに転送す
る。
■ OP = 1 ・=−=Move  (MOVE 
) 。メモリからの読出しデータ用しジスク〜11〕几
(第1O図)の内容をACCに転送する。
■ 0P−2・・・・・・Add(ADD)。ACCと
M D Rとを加算し、結果をACCにセットする。
■ OP = 3−・・−・−kd、d Absolu
te (ADABS )。
ACCとMDRとを加算した結果の絶対1泊をAcCに
セットする。
■ 0p=4.、、・、、5ubtract (SUB
 )o ACCからMDRを減算し結果1AcCにセッ
トする。
■ □ p = 5−・−・・−3ubtract A
bsolute (5UI3AI3S )。
ACCからMDRを減算した結果の絶対値をACCにセ
ットする。
■ OP = 6− Increment  (I N
 C)。
ACCを+1する。
■ Q p = 7−・−・−1)ecrement 
 (D E C)。
ACCを−1する。
■ 0F=8・・−Multiply (MULT) 
。MDRの上位バイ) M D Ruと下位バイトM 
D Rt、を乗算し繕果をACCにセットする。
@)  OP = 9−−−・・−Mult 1ply
&Accumulate(MACC)。MDRUとM 
D I(Lとの乗算結果をACCに加算する。
■ OP= 1 (L−1\4inimum(Is![
I N ) oへCCとMI)Rとの小さい方’tAc
Cにセットする。
■ OP= 11−−Maximum(MAX )o 
ACCとMDRどの大きい方をACCにセットする。
■OP = 12 ”= 8bift Left(5F
TL )。
ACCを1ビツト左にシフトする。
@  OP = 13 ・・・・・・5hift Ri
ght (SF”I’几)。
ACCを1ビツト右にシフトする。
■ 0P=14・・・・・・未定義 @0P=15・・・・・・未定義 B/Wコードでは下記の指定を行う。
■ 13/W=0・・・・・・上記OPコードによる演
算が1バイトのみの処理となる。
■ B/W=1・・・・・・上記OPコードによる演算
が2バイト(ワード)の処理となる。
MOJ)コードでは下記の指定を行う。
■ MOD二〇〇〇・・・・・・足数LITとの演算を
示すもので、FIJ’NII〜0がLl:’rll〜0
となシ、FUN13〜12のC0NT部により、(+)
  C0NT= 00・・・・・・演算対象がACCO
代シに1、 I Tとなる。
(ii)  C0NT = o t・・・・・・演算対
象がMDRの代りにLITとなる。
(Ill)  eONT= 10・・・・・・演を対象
がMDRUとMD几L とになる。
と指定される。
■ MOD=001・・・・・・FUN13−7がY。
F LJ N 6−0がXアドレスとなり、これが内部
のアドレスレジスタYR,XRにセットされる。
■  MOD=  0 1 0 ・・・・・・FUN1
3−12 がYフ。
ロックアドレス、’、F U N 6 、5がXブロッ
クアドレスとなり、これが内部アドレスレジスタのブロ
ック、泪当部にセットされる。
■ M−Q[)=011・・・・・・ACCの内容がY
R。
XRにセットされる。
■ 1〜(OD=IXX・・・・・・メモリのアクセス
を1旨定する。
(i)  xx=QQ・・・・・・メモリ読出しデータ
をへ1DILLにセットする。
(!t)  x x = 01・・・・・・メモリ読出
しデータをMDRUにセットする。
(ifD  x x = 10・・・・・・ACCLf
メモリに訃込む。
4V)XX =11・・・・・・ACCUをメモリに書
込む。
上述のような内部動作指令を実行する1、P4の内部構
成を第10図に示す。
基本クロックPCI、に4]の立上りでFUN42がF
UNレジスタ80にセットされる。これが制御回路91
で解釈され、 (i)  MDRU/1.81へのセット制御信号(1
1)  セレクタ5ELA、B、C,D 84,85゜
86.87への選択指令信号 01D  演洒1回路ALU89への演算指令信号(X
/)  アドレスコントロール部ACU92への制御指
令信号 を出力することにより前述の動作が実行される。
本発明によれば、管理プロセッサが画面画像データを送
出している間に各プロセッサモジュール内に隣接する部
分画面画像データを持つ為、画[尿処理の段階で隣接す
る部分画面画像データを持つプロセッサモジュールにデ
ータ問い合Xl′:)せをする心安がなく、夫々のプロ
セッサモジュールで全く独立にI!IJ像処理ができ、
処理速度がノ1(躍的に向上う′る。
【図面の簡単な説明】
第1図は並列画像プロセッサの基本構成を示すブロック
図、第2図は局所近傍画像処理を説明する図、第3図は
本発明の並列画像プロセッサにおける部分画面の記憶方
法を説明する図、第4図はローカルメモリの内部記憶構
成を説明する図、第5図は入出力BUS信号線構成とそ
のタイムチャート、第6図はコマンドを説明する図、第
7図はローカルメモリへのアクセスを説明する図、第8
1図はローカルメモリのブロック図、第9図はローカル
プロセッサへの内部動作指令を説明する図、第10図は
ローカルプロセッサのブロック図である。 1・・・処理プロセッサCP、2・・・プロセッサモジ
ュールPM、3・・・ローカルメモリLM、4・・・ロ
ーカルプロセッサLP、5・・・入出力BUSBUS。 代理人 弁理士 高橋明夫 h 図 内合戸ブ°D/−7 X f 図 −3F+6− 71 図 t4ノ D    Na1P       Act:     
      l(C/    M6V!      H
D/r          ’2   Aρρ    
  Atc? HIM +  。 J   /II)All!;   J/I(t f /
Wl)/?1→4’t    、6/11      
74((−Nρf −−H−〆!’   L53111
51Acc−Ml)Rf   eA      /A/
CAtど t I     −一一 豐7   01ζ
At(ニー1        ’’   Ml/l r
    MDRu”−MDI?t      ’’? 
    HAtt      、4Ct:すMMu”/
GfρRム9 ′/θ    M/A’       
Sin (A((、Ml)K)     ’″    
 MAX       71taχ(/itt、、st
yノー+  ′/2    JFrt    4tft
zeftt/7tc)−・/j     jFrl? 
     JtlftAllIt(A (()    
  ”’   l?ese)−vex 1 図 (b) 第 70 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、画面を格子状に分割した各部分画面の画像データを
    格納するローカルメモリと、各ローカルメモリに対応し
    て設けられ、該ローカルメモリに格納された部分画面画
    像データの処理をするローカルプロセッサトカラするプ
    ロセッサモジュールと、夫々のプロセッサモジュールを
    バス結合によシ制御管理する管理プロセッサとを設け、
    前記管理プロセッサが前記バスを介して送出する各部分
    画面画像データのうち各々のプロセッサモジュールに対
    応する部分画面画1象データを読み込み、夫々のローカ
    ルプロセッサが該読み込んた部分画面画像データの画像
    処理をすることにより、画面画像データの並列処理を行
    なう並列画像プロセッサにおいて、各々のプロセッサモ
    ジュールは、あらかじめ与えられた対象部分画面の位置
    と前記管理プロセッサが送出する部分画面の位置とを比
    較し、一致する画面又は該対象画面に隣接する部分画面
    ならば、その部分画面の位置に対応した信号を出力する
    位置比較回路と、該位置比較回路の出力が指示する領域
    に前記バス上の部分画面画像データを読み込むメモリ素
    子とを備えたことを特徴とする並列画像プロ辷ツザ。 2、前記特許請求の範囲第1項の記載において、前記位
    置比較回路の出力信号を入力し、前記バス内の制御信号
    線の信号を入力して、前記メモリ素子の読み出し、書き
    込み信号を出力するアクセス制御回路とを備えたことを
    特徴とする並列画像プロセッサ。 3、前記特許請求の範囲第1項の記載において、前記位
    置比較回路の出力信号を入力し、前記バス内の制御信号
    線の信号を入力して、前記メモリ素子のアドレス信号端
    に前記部分画面画像データを格納するアドレス信号を出
    力するアドレス制御回路を備えたことを特徴とする並列
    画像プロセッサ。
JP16392482A 1982-09-22 1982-09-22 並列画像プロセツサ Granted JPS5953964A (ja)

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JP (1) JPS5953964A (ja)

Cited By (10)

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