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技術 画像処理装置

出願人 株式会社リコー
発明者 高橋祐二波塚義幸宮崎秀人宮崎慎也樗木杉高刀根剛治川本啓之佐藤多加子石井理恵福田拓章吉澤史男野水泰之
出願日 1999年9月30日 (20年9ヶ月経過) 出願番号 1999-280332
公開日 2001年4月13日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2001-101394
状態 拒絶査定
技術分野 マルチプロセッサ 画像処理 FAX画像信号回路 並列プロセッサ
主要キーワード ディジタルデータ処理装置 IIRフィルター ブロック線 一次圧縮 位相制御処理 並列演算処理 データ制御ユニット データ演算処理
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重要な関連分野

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図面 (13)

課題

SIMD型演算処理手段とは別に設けられる補助演算処理手段における処理内容を変更でき、画像処理機能の柔軟性に優れた画像処理装置を提供すること。

解決手段

SIMD型演算処理手段301と、SIMD型演算処理手段301とは別の補助演算処理手段311を有し、補助演算処理手段311をプログラマブルな演算処理手段で構成する。

概要

背景

従来、アナログ複写機からディジタル化された画像データの処理をおこなうディジタル複写機が登場し、さらに、ディジタル複写機が複写機としての機能だけでなく、複写機の機能に加えて、ファクシミリの機能、プリンターの機能、スキャナーの機能等の各機能を複合したディジタル複合機が存在する。

上述のようなディジタル複合機で使用される画像処理装置として、複数画素に対して同時に演算をおこなうSIMD型演算処理手段と、誤差拡散処理等、SIMD型演算処理手段による演算処理に不向きな逐次処理等、特定の演算処理をおこなう別の演算処理手段とを具備したディジタルデータ処理装置を用いることは、たとえば、特開平9−282305号公報に示されている。

概要

SIMD型演算処理手段とは別に設けられる補助演算処理手段における処理内容を変更でき、画像処理機能の柔軟性に優れた画像処理装置を提供すること。

SIMD型演算処理手段301と、SIMD型演算処理手段301とは別の補助演算処理手段311を有し、補助演算処理手段311をプログラマブルな演算処理手段で構成する。

目的

この発明は、上述した従来技術の問題点を解消するためになされたもので、SIMD型演算処理手段とは別に設けられる補助演算処理手段における処理内容を変更でき、画像処理機能の柔軟性に優れ、複数の画像データに対する画像処理を同時にかつ高速におこない、複数の機能動作画像処理動作を柔軟に実現することのでき、また複数のデータの様々なデータの形態に柔軟に対応可能で、複数の機能動作でメモリーを有効活用でき、また複数の様々な入出力データの形態に柔軟に対応可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

SIMD型演算処理手段と、複数個メモリーと、複数個のデータ入出力用バスと、前記SIMD型演算処理手段とは別の複数個の補助演算処理手段と、前記複数個のメモリーの制御をおこなうメモリー・コントローラーと、前記複数個のメモリーの接続制御をおこなうメモリー・スイッチと、前記複数個のデータ入出力用バスの接続制御をおこなうバス・スイッチとを具備し、入力された複数のディジタル画像データに対して画像処理をおこない、複数の機能動作を実現する画像処理装置であって、前記補助演算処理手段のうちの少なくとも一つがプログラマブルな演算処理手段であることを特徴とする画像処理装置。

請求項2

前記メモリー・コントローラーと前記メモリー・スイッチにより前記複数個のメモリーを選択的に接続することができ、メモリー容量可変であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。

請求項3

前記バス・スイッチと前記メモリー・コントローラーと前記メモリー・スイッチにより前記複数のデータ入出力用バスと前記複数のメモリーの制御をおこなうことができ、前記メモリーへのデータ転送幅が可変であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。

請求項4

前記補助演算処理手段のうちの少なくとも一つが1画素単位演算をおこなう逐次型演算処理手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像処理装置。

請求項5

前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段とが並行動作することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の画像処理装置。

請求項6

前記SIMD型演算処理手段による画像処理の際に、当該SIMD型演算処理手段と前記逐次型演算処理手段との間で処理結果の授受をおこない、補助演算処理手段での処理結果を使用可能であることを特徴とする請求項4または5に記載の画像処理装置。

請求項7

前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間にメモリーを有していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の画像処理装置。

請求項8

前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間に設けられた前記メモリーと前記SIMD型演算処理手段のレジスターとの間のデータ転送が双方向に可能であることを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。

請求項9

前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間に設けられた前記メモリーのためのメモリー・スイッチとメモリー・コントローラーとを有し、前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間に設けられた前記メモリーは、メモリー・スイッチ、メモリー・コントローラーによって前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段にプログラマブルに接続可能であることを特徴とする請求項7または8に記載の画像処理装置。

技術分野

0001

この発明は、画像処理装置にかかり、ディジタル画像信号転写紙に画像を再生する装置、特にスキャナーから画像を読み込んで転写紙に画像を画像を再生する装置に適用されるディジタル画像信号に対して画像処理をおこなう画像処理装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、アナログ複写機からディジタル化された画像データの処理をおこなうディジタル複写機が登場し、さらに、ディジタル複写機が複写機としての機能だけでなく、複写機の機能に加えて、ファクシミリの機能、プリンターの機能、スキャナーの機能等の各機能を複合したディジタル複合機が存在する。

0003

上述のようなディジタル複合機で使用される画像処理装置として、複数画素に対して同時に演算をおこなうSIMD型演算処理手段と、誤差拡散処理等、SIMD型演算処理手段による演算処理に不向きな逐次処理等、特定の演算処理をおこなう別の演算処理手段とを具備したディジタルデータ処理装置を用いることは、たとえば、特開平9−282305号公報に示されている。

発明が解決しようとする課題

0004

上述のようなディジタルデータ処理装置による画像処理装置では、SIMD型演算処理手段での処理に適した並列演算処理はSIMD型演算処理手段でおこない、SIMD型演算処理手段による演算処理に不向きな特定の演算処理は別の演算処理手段によりおこなうことができるから、全体として効率のよい画像処理をおこなうことができる。しかし、別の演算処理手段は、ハードウエアで構成されており、あらかじめ決められた特定の演算処理しかできず、画像処理機能の柔軟な実現については十分でない。

0005

たとえば、図9に示されているようなIIRフィルター無限インパルス応答フィルター)の画像処理アルゴリズムによる画像処理は、主走査方向に処理をおこなっていき、1画素前の処理結果をつぎの画素の処理結果に使用するため、1主走査分を同時に処理するSIMD型演算処理手段では簡単に処理ができなかった。このため、図10に示されているように、加算器乗算器などのハードウエア構成による別の演算処理手段をSIMD型演算処理手段とは別に組み込むことがおこなわれる。

0006

この場合には、最適なハードウエア構成にて処理が実現できるメリットはあるが、反面、処理内容を変更することができず、たとえば、画像処理するデータによってはIIRフィルターの特性を最適化するために、図11に示されているように、IIRフィルターを2段構成にする必要が生じる場合がある。このような場合、演算処理装置のハードウエア構成を図12に示されているような回路構成に変更することになり、多大な時間と労力を要することとなる。

0007

この発明は、上述した従来技術の問題点を解消するためになされたもので、SIMD型演算処理手段とは別に設けられる補助演算処理手段における処理内容を変更でき、画像処理機能の柔軟性に優れ、複数の画像データに対する画像処理を同時にかつ高速におこない、複数の機能動作画像処理動作を柔軟に実現することのでき、また複数のデータの様々なデータの形態に柔軟に対応可能で、複数の機能動作でメモリーを有効活用でき、また複数の様々な入出力データの形態に柔軟に対応可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1の発明による画像処理装置は、SIMD型演算処理手段と、複数個のメモリーと、複数個のデータ入出力用バスと、前記SIMD型演算処理手段とは別の複数個の補助演算処理手段と、前記複数個のメモリーの制御をおこなうメモリー・コントローラーと、前記複数個のメモリーの接続制御をおこなうメモリー・スイッチと、前記複数個のデータ入出力用バスの接続制御をおこなうバス・スイッチとを具備し、入力された複数のディジタル画像データに対して画像処理をおこない、複数の機能動作を実現する画像処理装置であって、前記補助演算処理手段のうちの少なくとも一つがプログラマブルな演算処理手段であることを特徴とする。

0009

請求項1の発明によれば、SIMD型演算処理手段とは別に設けられた補助演算処理手段のうちの少なくとも一つがプログラマブルな演算処理手段で構成され、この補助演算処理手段における処理内容を変更でき、画入力された複数のディジタル画像データに対して固定された画像処理アルゴリズムによらず、プログラマブルな複数の機能動作を実現できる。

0010

請求項2の発明による画像処理装置は、請求項1に記載の発明において、前記メモリー・コントローラーと前記メモリー・スイッチにより前記複数個のメモリーを選択的に接続することができ、メモリー容量可変であることを特徴とする。

0011

請求項2の発明によれば、メモリー・コントローラーとメモリー・スイッチによって複数個のメモリーを選択的に接続することにより、メモリー容量を可変設定でき、複数の入力画像データの蓄積に柔軟に対応できる。

0012

請求項3の発明による画像処理装置は、請求項1または2に記載の発明において、前記バス・スイッチと前記メモリー・コントローラーと前記メモリー・スイッチにより前記複数のデータ入出力用バスと前記複数のメモリーの制御をおこなうことができ、前記メモリーへのデータ転送幅が可変であることを特徴とする。

0013

請求項3の発明によれば、バス・スイッチとメモリー・コントローラーとメモリー・スイッチにより複数のデータ入出力用バスと複数のメモリーを制御することにより、メモリーへのデータ転送幅を可変設定でき、複数の機能動作に対する複数の処理データを柔軟に入出力できる。

0014

請求項4の発明による画像処理装置は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の発明において、前記補助演算処理手段のうちの少なくとも一つが1画素単位で演算をおこなう逐次型演算処理手段であることを特徴とする。

0015

請求項4の発明によれば、補助演算処理手段のうちの少なくとも一つが1画素単位で演算をおこなう逐次型演算処理手段により構成され、逐次型演算処理手段によってIIRフィルターなど、SIMD演算で処理しにくい画像処理も容易に実現できる。

0016

請求項5の発明による画像処理装置は、請求項1〜4のいずれか一つに記載の発明において、前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段とが並行動作することを特徴とする。

0017

請求項5の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段とが並行動作し、高速な画像処理が可能となる。

0018

請求項6の発明による画像処理装置は、請求項4または5に記載の発明において、前記SIMD型演算処理手段による画像処理の際に、当該SIMD型演算処理手段と前記逐次型演算処理手段との間で処理結果の授受をおこない、補助演算処理手段での処理結果を使用可能であることを特徴とする。

0019

請求項6の発明によれば、SIMD型演算処理手段による画像処理の際に、SIMD型演算処理手段と逐次型演算処理手段との間で処理結果の授受がおこなわれ、補助演算処理手段での処理結果を使用することができ、複雑な画像処理をそれぞれのアーキテクチャーに適した処理によって高速で容易におこなうことができる。

0020

請求項7の発明による画像処理装置は、請求項1〜6のいずれか一つに記載の発明において、前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間にメモリーを有していることを特徴とする。

0021

請求項7の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段との間にメモリーがあり、このメモリーによってSIMD型演算手段のレジスターを有効に使うことができ、一定時間に処理できる処理が増える。

0022

請求項8の発明による画像処理装置は、請求項7に記載の発明において、前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間に設けられた前記メモリーと前記SIMD型演算処理手段のレジスターとの間のデータ転送が双方向に可能であることを特徴とする。

0023

請求項8の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段との間に設けられたメモリーとSIMD型演算処理手段のレジスターとの間のデータ転送が双方向に可能であり、補助演算手段を使用しないときには、SIMD型演算手段がそのメモリーを使用できる。

0024

請求項9の発明による画像処理装置は、請求項7または8に記載の発明において、前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間に設けられた前記メモリーのためのメモリー・スイッチとメモリー・コントローラーとを有し、前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段との間に設けられた前記メモリーは、メモリー・スイッチ、メモリー・コントローラーによって前記SIMD型演算処理手段と前記補助演算処理手段にプログラマブルに接続可能であることを特徴とする。

0025

請求項9の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段との間に設けられたメモリーは、メモリー・スイッチ、メモリー・コントローラーによってSIMD型演算処理手段と補助演算処理手段にプログラマブルに接続可能であり、SIMD型演算手段のレジスターから任意のメモリーをアクセスでき、空いたメモリーを選択することが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像処理装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

0027

まず、本実施の形態にかかる画像処理装置の原理について説明する。図1はこの発明の本実施の形態にかかる画像処理装置の構成を機能的に示すブロック図である。図1において、画像処理装置は、以下に示す5つのユニットを含む構成である。

0028

上記5つのユニットとは、画像データ制御ユニット100と、画像データを読み取る画像読取ユニット101と、画像を蓄積する画像メモリーを制御して画像データの書込み/読出しをおこなう画像メモリー制御ユニット102と、画像データに対し加工編集等の画像処理を施す画像処理ユニット103と、画像データを転写紙等に書き込む画像書込ユニット104と、である。

0029

上記各ユニットは、画像データ制御ユニット100を中心に、画像読取ユニット101と、画像メモリー制御ユニット102と、画像処理ユニット103と、画像書込ユニット104とがそれぞれ画像データ制御ユニット100に接続されている。

0030

(画像データ制御ユニット100)画像データ制御ユニット100によりおこなわれる処理としては以下のようなものがある。たとえば、

0031

(1)データのバス転送効率を向上させるためのデータ圧縮処理一次圧縮
(2)一次圧縮データの画像データへの転送処理
(3)画像合成処理複数ユニットからの画像データを合成すること可能である。また、データバス上での合成も含む。)
(4)画像シフト処理(主走査および副走査方向の画像のシフト
(5)画像領域拡張処理(画像領域を周辺任意量だけ拡大することが可能)
(6)画像変倍処理(たとえば、50%または200%の固定変倍)
(7)パラレルバスインターフェース処理
(8)シリアルバス・インターフェース処理(後述するプロセス・コントローラー211とのインターフェース
(9)パラレルデータとシリアルデータのフォーマット変換処理
(10)画像読取ユニット101とのインターフェース処理
(11)画像処理ユニット103とのインターフェース処理
等である。

0032

(画像読取ユニット101)画像読取ユニット101によりおこなわれる処理としては以下のようなものがある。たとえば、

0033

(1)光学系による原稿反射光読み取り処理、(2)CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)での電気信号への変換処理、(3)A/D変換器でのディジタル化処理、(4)シェーディング補正処理光源照度分布ムラ補正する処理)、(5)スキャナーγ補正処理(読み取りにおける濃度特性を補正する処理)、等である。

0034

(画像メモリー制御ユニット102)画像メモリー制御ユニット102によりおこなわれる処理としては以下のようなものがある。たとえば、

0035

(1)システム・コントローラーとのインターフェース制御処理、(2)パラレルバス制御処理(パラレルバスとのインターフェース制御処理)、(3)ネットワーク制御処理、(4)シリアルバス制御処理(複数の外部シリアルポートの制御処理)、(5)内部バス・インターフェース制御処理(操作部とのコマンド制御処理)、(6)ローカルバス制御処理(システム・コントローラーを起動させるためのROM、RAM、フォント・データのアクセス制御処理)、(7)メモリー・モジュール動作制御処理(メモリー・モジュールの書き込み/読み出し制御処理等)、(8)メモリー・モジュールへのアクセス制御処理(複数のユニットからのメモリー・アクセス要求調停をおこなう処理)、(9)データの圧縮伸張処理(メモリー有効活用のためのデータ量の削減するための処理)、(10)画像編集処理メモリー領域のデータ・クリア、画像データの回転処理、メモリー上での画像合成処理等)、等である。

0036

(画像処理ユニット103)画像処理ユニット103によりおこなわれる処理としては以下のようなものがある。たとえば、

0037

(1)シェーディング補正処理(光源の照度分布ムラを補正する処理)、(2)スキャナーγ補正処理(読み取りにおける濃度特性を補正する処理)、(3)MTF補正処理、(4)平滑処理、(5)主走査方向の任意変倍処理、(6)濃度変換(γ変換処理:濃度ノッチに対応)、(7)単純多値化処理、(8)単純二値化処理、(9)誤差拡散処理、(10)ディザ処理、(11)ドット配置位相制御処理(右寄りドット、左寄りドット)、(12)孤立点除去処理、(13)像域分離処理色判定属性判定適応処理)、(14)密度変換処理、等である。

0038

(画像書込ユニット104)画像書込ユニット104によりおこなわれる処理としては以下のようなものがある。たとえば、

0039

(1)エッジ平滑処理(ジャギー補正処理)、(2)ドット再配置のための補正処理、(3)画像信号パルス制御処理、(4)パラレルデータとシリアルデータのフォーマット変換処理、等である。

0040

(ディジタル複合機のハードウエア構成)つぎに、本実施の形態にかかる画像処理装置がディジタル複合機を構成する場合のハードウエア構成について説明する。図2は本実施の形態にかかる画像処理装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

0041

図2のブロック図において、本実施の形態にかかる画像処理装置は、読取ユニット201と、センサー・ボード・ユニット202と、画像データ制御部203と、画像処理プロセッサー(画像処理手段)204と、ビデオ・データ制御部205と、作像ユニットエンジン)206とを備える。また、本実施の形態にかかる画像処理装置は、シリアルバス210を介して、プロセス・コントローラー211と、RAM212と、ROM213とを備える。

0042

また、本実施の形態にかかる画像処理装置は、パラレルバス220を介して、画像メモリー・アクセス制御部221と、メモリー・モジュール222と、ファクシミリ制御ユニット224と、さらに、画像メモリー・アクセス制御部221に接続されるシステム・コントローラー231と、RAM232と、ROM233と、操作パネル234とを備える。

0043

ここで、上記各構成部と、図1に示した各ユニット100〜104との関係について説明する。すなわち、読取ユニット201およびセンサー・ボード・ユニット202により、図1に示した画像読取ユニット101の機能を実現する。また同様に、画像データ制御部203により、画像データ制御ユニット100の機能を実現する。また同様に、画像処理プロセッサー204により画像処理ユニット103の機能を実現する。

0044

また同様に、ビデオ・データ制御部205および作像ユニット(エンジン)206により画像書込ユニット104を実現する。また同様に、画像メモリー・アクセス制御部221およびメモリー・モジュール222により画像メモリー制御ユニット102を実現する。

0045

つぎに、各構成部の内容について説明する。原稿を光学的に読み取る読取ユニット201は、ランプミラーレンズから構成され、原稿に対するランプ照射反射光をミラーおよびレンズにより受光素子集光する。

0046

受光素子、たとえばCCDは、センサー・ボード・ユニット202に搭載され、CCDにおいて電気信号に変換された画像データはディジタル信号に変換された後、センサー・ボード・ユニット202から出力(送信)される。

0047

センサー・ボード・ユニット202から出力(送信)された画像データは画像データ制御部203に入力(受信)される。機能デバイス処理ユニット)およびデータバス間における画像データの伝送は画像データ制御部203がすべて制御する。

0048

画像データ制御部(画像データ・インターフェース制御部)203は、画像データに関し、センサー・ボード・ユニット202、パラレルバス220、画像処理プロセッサー204間のデータ転送、プロセス・コントローラー211と画像処理装置の全体制御を司るシステム・コントローラー231との間の通信をおこなう。また、RAM212はプロセス・コントローラー211のワーク・エリアとして使用され、ROM213はプロセス・コントローラー211のブートプログラム等を記憶している。

0049

画像処理プロセッサー204は画像処理をおこなうプログラマブルな演算処理手段である。センサー・ボード・ユニット202から出力(送信)された画像データは、画像データ制御部203を経由して画像処理プロセッサー204に転送(送信)され、画像処理プロセッサー204にて光学系およびディジタル信号への量子化に伴う信号劣化(スキャナー系の信号劣化とする)を補正され、再度、画像データ制御部203へ出力(送信)される。

0050

画像メモリー・アクセス制御部221は、メモリー・モジュール222に対する画像データの書き込み/読み出しを制御する。システム・コントローラー231は、パラレルバス220に接続される各構成部の動作を制御する。また、RAM232はシステム・コントローラー231のワーク・エリアとして使用され、ROM233はシステム・コントローラー231のブート・プログラム等を記憶している。

0051

操作パネル234は、画像処理装置がおこなうべき処理を入力する。たとえば、処理の種類(複写ファクシミリ送信、画像読込、プリント等)および処理の枚数等を入力する。これにより、画像データ制御情報の入力をおこなうことができる。なお、ファクシミリ制御ユニット224の内容については後述する。

0052

読取ユニット201より読み取った画像データの処理には、読み取り画像データをメモリー・モジュール222に蓄積して再利用するジョブと、メモリー・モジュール222に蓄積しないジョブとがあり、それぞれの場合について説明する。

0053

読み取り画像データをメモリー・モジュール222に蓄積する例としては、1枚の原稿について複数枚を複写する場合があり、この場合には、読取ユニット201を1回だけ動作させ、読取ユニット201により読み取った画像データをメモリー・モジュール222に蓄積し、メモリー・モジュール222に蓄積された画像データを複数回読み出す。

0054

メモリー・モジュール222を使わない例としては、1枚の原稿を1枚だけ複写する場合があり、この場合には、読み取り画像データをそのまま再生すればよいので、画像メモリー・アクセス制御部221によるメモリー・モジュール222へのアクセスをおこなう必要はない。

0055

メモリー・モジュール222を使わない場合には、画像処理プロセッサー204から画像データ制御部203へ転送されたデータは、再度、画像データ制御部203から画像処理プロセッサー204へ戻される。画像処理プロセッサー204においては、センサー・ボード・ユニット202におけるCCDによる輝度データを面積階調に変換するための画質処理をおこなう。

0056

画質処理後の画像データは画像処理プロセッサー204からビデオ・データ制御部205に転送される。ビデオ・データ制御部205は、面積階調に変化された信号に対し、ドット配置に関する後処理およびドットを再現するためのパルス制御をおこなう。その後、画像データは作像ユニット206へ送られ、作像ユニット206が転写紙上に再生画像を形成する。

0057

つぎに、メモリー・モジュール222に蓄積し、画像読み出し時に付加的な処理、たとえば画像方向の回転、画像の合成等をおこなう場合の画像データの流れについて説明する。画像処理プロセッサー204から画像データ制御部203へ転送された画像データは、画像データ制御部203からパラレルバス220を経由して画像メモリー・アクセス制御部221に送られる。

0058

ここでは、システム・コントローラー231の制御に基づいて、画像データとメモリー・モジュール222のアクセス制御、外部PC(パーソナルコンピュータ)223のプリント用データ展開、メモリー・モジュール222の有効活用のための画像データの圧縮/伸張をおこなう。

0059

画像メモリー・アクセス制御部221へ送られた画像データは、データ圧縮後、メモリー・モジュール222に蓄積され、蓄積された画像データは必要に応じて読み出される。読み出された画像データは、伸張され、本来の画像データに戻し画像メモリー・アクセス制御部221からパラレルバス220を経由して画像データ制御部203へ戻される。

0060

画像データ制御部203から画像処理プロセッサー204への転送後は画質処理、およびビデオ・データ制御部205でのパルス制御をおこない、作像ユニット206において転写紙上に再生画像を形成する。

0061

画像データの流れにおいて、パラレルバス220および画像データ制御部203でのバス制御により、ディジタル複合機の機能を実現する。

0062

ファクシミリ送信は、読み取られた画像データを画像処理プロセッサー204にて画像処理を実施し、画像データ制御部203およびパラレルバス220を経由してファクシミリ制御ユニット224へ転送することによりおこなわれる。ファクシミリ制御ユニット224は、通信網へのデータ変換をおこない、それを公衆回線(PN)225へファクシミリ・データとして送信する。

0063

ファクシミリ受信は、公衆回線(PN)225からの回線データをファクシミリ制御ユニット224にて画像データへ変換し、パラレルバス220および画像データ制御部203を経由して画像処理プロセッサー204へ転送することによりおこなわれる。この場合、特別な画質処理はおこなわず、ビデオ・データ制御部205においてドット再配置およびパルス制御をおこない、作像ユニット206において転写紙上に再生画像を形成する。

0064

複数ジョブ、たとえば、コピー機能ファクシミリ送受信機能、プリンター出力機能並行に動作する状況において、読取ユニット201、作像ユニット206およびパラレルバス220の使用権のジョブへの割り振りは、システム・コントローラー231およびプロセス・コントローラー211において制御する。

0065

プロセス・コントローラー211は画像データの流れを制御し、システム・コントローラー231はシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。また、ディジタル複合機の機能選択は、操作パネル(操作部)234においておこなわれ、操作パネル(操作部)234の選択入力によって、コピー機能、ファクシミリ機能等の処理内容を設定する。

0066

システム・コントローラー231とプロセス・コントローラー211は、パラレルバス220、画像データ制御部203およびシリアルバス210を介して相互に通信をおこなう。具体的には、画像データ制御部203内においてパラレルバス220とシリアルバス210とのデータ・インターフェースのためのデータ・フォーマット変換をおこなうことにより、システム・コントローラー231とプロセス・コントローラー211間の通信をおこなう。

0067

(画像処理プロセッサー204)つぎに、画像処理プロセッサー204を構成する演算処理手段について説明する。図3に示されているように、画像処理プロセッサー204は、SIMD型演算処理手段(SIMD型プロセッサー)301と、プログラマブルな補助演算処理手段311とを有している。

0068

SIMD型演算処理手段301は、n個のレジスターを1セットとしてm組で構成されたレジスター・ファイル302と、レジスター・ファイル302に対して並列にn個接続された演算器であるALU算術論理演算ユニット)303とを有している。ALU303は、2画素データを入力し、加算、減算、乗算除算論理演算等をおこなうユニットであり、1命令で、同時にn個のALU303が同じ演算をおこなう。演算結果はレジスター・ファイル302に書き戻される。

0069

プログラマブルな補助演算処理手段311は、1画素単位で演算をおこなうプログラマブルな逐次演算処理手段により構成されており、p個のレジスターによるレジスター・ファイル312とALU(算術論理演算ユニット)313の対を複数対(L個)、入力データ・セレクター314と出力データ・セレクター315との間に、別々に動作可能な状態で、互いに並列に有しており、パイプライン処理を可能としている。

0070

補助演算処理手段311は、図示しないコントロール・プログラムにしたがい、SIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイルR2から画像データを受け取り、入力データ・セレクター314によって所定の演算器のレジスター・ファイル312に画像データを渡す。

0071

この画像データは、補助演算処理手段311が実行するコントロール・プログラムにより決められた手順で演算処理され、出力データ・セレクター315よりSIMD型演算処理手段のレジスター・ファイルR1へ送られる。レジスター・ファイルR2からのつぎの1画素はつぎの演算器のレジスター・ファイル312に、さらにつぎの画素はつぎの演算器のレジスター・ファイル312に、というように、L段分の演算器を逐次に使用し、パイプライン処理をおこなう。

0072

上述のように、補助演算処理手段311が1画素単位で演算をおこなう逐次型演算処理手段により構成されているから、IIRフィルターなど、SIMD演算では処理しにくい画像処理も、補助演算処理手段311で容易におこなうことができる。

0073

SIMD型演算処理手段301はレジスター・ファイルR1に所定のデータが格納され次第、プログラムにしたがい、あらかじめ決められた演算をおこなう。以上のような処理を繰り返して画像処理演算をおこなう。SIMD型演算処理手段301と補助演算処理手段311とは並行動作することができ、SIMD型演算処理手段301と補助演算処理手段311との並行動作により、高速な画像処理が可能となる。

0074

また、SIMD型演算処理手段301による画像処理の際に、SIMD型演算処理手段301と逐次型演算処理手段311との間で処理結果の授受をおこない、補助演算処理手段311での処理結果を使用することができるから、複雑な画像処理をそれぞれのアーキテクチャーに適した処理によって高速で容易におこなうことができる。

0075

上述のような画像処理演算の処理タイミング概要図4(a)に示されている。クロックCLKは入力画像を転送するクロックとする。なお、画像処理演算手段が動作するためのクロックはこれより十分速いとする。

0076

ラインの処理時間が21クロック、SIMD型演算処理手段301でおこなう画像処理1が6クロック、同じく画像処理2が4クロック、同じく画像処理3が9クロックとし、補助演算処理手段311での逐次型演算処理が20クロックかかるとすると、SIMD型演算処理手段301は、図示しない入力時間後(画像データを入力して画像データをレジスター・ファイル302にストアする時間)、画像処理1、2、3をシーケンシャルに処理する。

0077

補助演算処理手段311はSIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイルR2から画像データを読み出し、逐次処理後、画像データをSIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイルR1へ書き込んでいく。つぎのライン処理時に、画像処理1はレジスター・ファイルR1を使って処理をおこなう。この動作をラインごとに繰り返していく。

0078

図4(b)は補助演算処理手段311での逐次型演算処理が10クロックで終了する場合の例を示している。この例では、SIMD型演算処理手段301でおこなう画像処理1は6クロック、画像処理2は4クロック、画像処理3は4クロック、画像処理4は6クロックとする。

0079

この場合、逐次処理演算後、つぎのライン処理まで11クロックの待ちが発生する。この間、レジスター・ファイルR1は画像データを保持するためだけに使用されており、演算器と直結されたデータ・メモリーをこのように使うのは効率がよいとはいえない。

0080

つぎに、上述のようなことも解決した画像処理プロセッサーを図5を参照して説明する。この画像処理プロセッサーは、複数のデータ入出力用バス501の接続制御をおこなうバス・スイッチ502と、SIMD型データ演算処理手段301のための複数個のメモリー(RAM1,RAM2,RAM3,RAM4)503と、バス・スイッチ502とSIMD型データ演算処理手段301とメモリー503との間にあって、メモリー503の制御をおこなう複数個(この実施の形態では3個)のメモリー・コントローラー504、505、506と、複数個のメモリー503の接続制御をおこなうメモリー・スイッチ507とを有している。

0081

この画像処理プロセッサーは、複数個の補助演算処理手段、たとえば、補助演算処理手段1、補助演算処理手段2として、各々個別に動作可能な2個の補助演算処理手段311A、311Bを具備している。

0082

補助演算処理手段311AとSIMD型データ演算処理手段301との間には、メモリー508、509および各メモリー508、509のメモリー・コントローラー510、511が設けられており、また、補助演算処理手段311BとSIMD型データ演算処理手段301との間には、メモリー512、513および各メモリー512、513のメモリー・コントローラー514、515が設けられている。

0083

図5において、符合DI1、DI2は、データ入出力用バス501を介して入力される画像データを示しており、画像データDI1、DI2は、図示しない制御プログラムにしたがい、バス・スイッチ502、メモリー・コントローラー504〜506を介して必要に応じてメモリー503に取り込まれる。その際、メモリー・スイッチ507によって所定のメモリー503(RAM1〜RAM4)に蓄積される。

0084

メモリー・コントローラー504〜506は、プログラムによって決められたタイミングで、SIMD型演算処理手段301の指定されたレジスター・ファイル302へ画像データを転送する。そして、レジスター・ファイル302に一定のデータが蓄積された時点で、SIMD型演算処理手段301は演算を開始する。

0085

SIMD型演算処理手段301は、必要に応じて補助演算処理手段311A、311Bへレジスター・ファイル302を介して画像データを送り、補助演算処理手段311A、311Bでの処理後の画像データをレジスター・ファイル302を受け取る。演算終了後、メモリー・コントローラー504〜506はレジスター・ファイル302から画像データを受け取り、必要に応じてメモリー503を経由してバス・スイッチ502を介して外部へ画像データを出力する。

0086

たとえば、メモリー・コントローラー504は、画像データDI1を入力するため、バス・スイッチ502とメモリー・スイッチ507を使って画像データDI1のデータ入出力用バス501とRAM1とを接続し、画像データDI1をRAM1にセーブする。

0087

つぎに、メモリー・コントローラー504は、RAM1よりSIMD型演算処理手段301へ画像データDI1を渡すため、メモリー・スイッチ507を使ってRAM1とSIMD型演算処理手段301とを接続し、画像データDI1をRAM1よりSIMD型演算処理手段301へ流す。

0088

また、メモリー・コントローラー504はSIMD型演算処理手段301からの画像データを出力するため、メモリー・スイッチ507を使ってSIMD型演算処理手段301とRAM1とを接続し、SIMD型演算処理手段301からの画像データDI1をRAM1にセーブする。

0089

つぎに、メモリー・コントローラー504は、RAM1よりデータ入出力用バス501へ画像データを渡すため、メモリー・スイッチ507とバス・スイッチ502を使ってRAM1とデータ入出力用バス501とを接続し、画像データをRAM1よりデータ入出力用バス501へ流す。

0090

この実施の形態では、メモリー・コントローラーは3個(メモリー・コントローラー504〜506)あるから、画像データDI1のデータ入出力用バス501→RAM1→SIMD型演算処理手段301、画像データDI2のデータ入出力用バス501→RAM2→SIMD型演算処理手段301、SIMD型演算処理手段301→RAM3→DI1のデータ入出力用バス501、SIMD型演算処理手段301→RAM4→DI2のデータ入出力用バス501の4つのデータ入出力動作を並行におこなうことができる。

0091

また、メモリー・コントローラー504〜506とメモリー・スイッチ507により、複数個のメモリー(RAM1〜RAM4)503を選択的に接続することにより、メモリー容量を可変設定でき、複数の入力画像データの蓄積に柔軟に対応できる。

0092

また、バス・スイッチ502とメモリー・コントローラー504〜506とメモリー・スイッチ507により複数のデータ入出力用バス501と複数のメモリー(RAM1〜RAM4)503を制御することにより、メモリー503へのデータ転送幅を可変設定でき、複数の機能動作に対する複数の処理データを柔軟に入出力できる。

0093

つぎに、SIMD型演算処理手段301と補助演算処理手段311A、311Bとの間の画像データの授受について説明する。SIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイルR2から出力された画像データは、メモリー・コントローラー510を介してメモリー508に蓄積される。

0094

蓄積動作後、またはその最中に、補助演算処理手段311Aは、画像データをメモリー・コントローラー510を介してメモリー508から受け取り、演算結果をメモリー・コントローラー511によってメモリー509にストアする。その後、SIMD型演算処理手段301はメモリー・コントローラー511からメモリー509の画像データをレジスター・ファイルR1に受け取る。

0095

また、SIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイルR4から出力された画像データは、メモリー・コントローラー514を介してメモリー512に蓄積される。蓄積動作後、またはその最中に、補助演算処理手段311Bは、画像データをメモリー・コントローラー514を介してメモリー512から受け取り、演算結果をメモリー・コントローラー515によってメモリー513にストアする。その後、SIMD型演算処理手段301は、メモリー・コントローラー515からメモリー513の画像データをレジスター・ファイルR3に受け取る。

0096

なお、レジスター・ファイルR2、R4からの画像データは補助演算処理手段311A、311Bへ直接送ることも可能であり、また、補助演算処理手段311A、311Bかの画像データをレジスター・ファイルR1、R3へ直接送ることも可能であり、いずれも、図示しない制御プログラムによって動作が決定される。

0097

この場合の動作タイミング図6に示されている。たとえば、補助演算処理手段311Aが10クロックで逐次演算処理とRAM1へのデータ出力を終える。したがって、SIMD型演算処理手段301は、たとえば、画像処理3で、レジスター・ファイルR1を他の演算処理に使うことが可能になり、その後、つぎのラインの画像処理1ためにレジスター・ファイルR1へ画像データを転送しておくことが可能になる。以上の説明では、クロック数を具体的に示しているが、これは理解を助けるための一例であり、実際は処理の実現可能なクロックとすればよい。

0098

上述のしたように、SIMD型演算手段301のレジスター・ファイル302を有効に使うことができ、一定時間に処理できる処理が増え、画像処理性能、画像処理速度の向上を図ることができる。

0099

図7は、図5に示されている実施の形態の応用例を示している。この実施の形態では、メモリー508、509、512、513とSIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイル302との間がメモリー・コントローラー510、511、514、515を介して双方向にデータ転送可能に接続されている。そして、メモリー508、509、512、513とSIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイル302との間で、データ転送が双方向に可能になっている。

0100

メモリー・コントローラー510、511、514、515はそれぞれ独立して制御可能であり、補助演算処理手段311A、311Bを使わない場合でも、SIMD型演算処理手段301からメモリー508、509、512、513にアクセスすることができる。

0101

たとえば、SIMD型演算処理手段301がメモリー508に対してメモリー・コントローラー510を介して読み書き可能な構成になっている。また、メモリー・コントローラー510、511、514、515の制御により、補助演算処理手段311A、311Bからの画像データも選択可能である。これにより、たとえば、画像データのライン遅延処理が可能となり、画像の主、副走査方向の演算処理などが実現可能となる。

0102

図8に示されている実施の形態では、さらに、メモリー508、509、512、513のためのメモリー・スイッチ801が設けられており、メモリー508、509、512、513は、メモリー・スイッチ801、メモリー・コントローラー510、511、514、515によってSIMD型演算処理手段301および補助演算処理手段311A、311Bにプログラマブルに接続可能になっている。

0103

これにより、補助演算処理手段311A、311BおよびSIMD型演算処理手段301が、すべてのメモリー508、509、512、513を、プログラマブルに、自由に選択可能に使用でき、SIMD型演算処理手段301のレジスター・ファイル302から任意のメモリー508、509、512、513にアクセスでき、空いたメモリー508、509、512、513を選択することができる。

0104

上述のような構成により、SIMD演算処理手段301のレジスター・ファイル302のデータを空いているメモリー508、509、512、513に書き込み、読み出しが可能となり、メモリー・リソースを有効活用でき、メモリーの空きを待たずに高速な画像処理が可能となる。

発明の効果

0105

以上説明したように、請求項1に記載した発明によれば、SIMD型演算処理手段とは別に設けられた補助演算処理手段のうちの少なくとも一つがプログラマブルな演算処理手段で構成され、この補助演算処理手段における処理内容を変更できるから、入力された複数のディジタル画像データに対して固定された画像処理アルゴリズムによらず、プログラマブルな複数の機能動作を実現でき、複数の画像データに対する画像処理を高速におこない、複数の機能動作と画像処理動作を柔軟に実現することのできる画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0106

請求項2の発明によれば、メモリー・コントローラーとメモリー・スイッチによって複数個のメモリーを選択的に接続することにより、メモリー容量を可変設定できるから、複数の画像データの様々なデータの形態に柔軟に対応でき、複数の機能動作で、メモリーを有効活用できる画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0107

請求項3の発明によれば、バス・スイッチとメモリー・コントローラーとメモリー・スイッチにより複数のデータ入出力用バスと複数のメモリーを制御することにより、メモリーへのデータ転送幅を可変設定できるから、様々な入出力データの形態に柔軟に対応でき、複数の機能動作に対する複数の処理データを柔軟に入出力できる画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0108

請求項4の発明によれば、補助演算処理手段のうちの少なくとも一つが1画素単位で演算をおこなう逐次型演算処理手段により構成されているから、逐次型演算処理手段によってIIRフィルターなど、SIMD演算で処理しにくい画像処理も容易に実現できる画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0109

請求項5の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段とが並行動作するから、高速な画像処理が可能となる画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0110

請求項6の発明によれば、SIMD型演算処理手段による画像処理の際に、SIMD型演算処理手段と逐次型演算処理手段との間で処理結果の授受がおこなわれ、補助演算処理手段での処理結果を使用することができるから、複雑な画像処理をそれぞれのアーキテクチャーに適した処理によって高速で容易におこなうことができる画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0111

請求項7の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段との間にメモリーがあり、このメモリーによってSIMD型演算手段のレジスターを有効に使うことができるから、一定時間に処理できる処理が増え、画像処理性能に優れ、画像処理速度が速い画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0112

請求項8の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段との間に設けられたメモリーとSIMD型演算処理手段のレジスターとの間のデータ転送が双方向に可能であり、補助演算手段を使用しないときには、SIMD型演算手段がそのメモリーを使用できるから、可能な画像処理の幅が広い画像処理装置が得られるという効果を奏する。

0113

請求項9の発明によれば、SIMD型演算処理手段と補助演算処理手段との間に設けられたメモリーは、メモリー・スイッチ、メモリー・コントローラーによってSIMD型演算処理手段と補助演算処理手段にプログラマブルに接続可能であり、SIMD型演算手段のレジスターから任意のメモリーをアクセスできるから、空いたメモリーを選択することが可能となり、複雑な画像処理を効率よくおこなう画像処理装置が得られるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0114

図1この発明の本実施の形態にかかる画像処理装置の構成を機能的に示すブロック図である。
図2本実施の形態にかかる画像処理装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
図3本実施の形態にかかる画像処理装置の一例を示すブロック図である。
図4(a)、(b)は各々本実施の形態にかかる画像処理装置処理タイミングを示すタイムチャートである。
図5本実施の形態にかかる画像処理装置の他の一例を示すブロック図である。
図6本実施の形態にかかる画像処理装置処理タイミングを示すタイム・チャートである。
図7本実施の形態にかかる画像処理装置の他の一例を示すブロック図である。
図8本実施の形態にかかる画像処理装置の他の一例を示すブロック図である。
図9IIRフィルター構成を示す図である。
図10IIRフィルターのハードウエア構成を示すブロック線図である。
図112段式のIIRフィルター構成を示す図である。
図122段式のハードウエア構成を示すブロック線図である。

--

0115

100 画像データ制御ユニット
101画像読取ユニット
102画像メモリー制御ユニット
103画像処理ユニット
104画像書込ユニット
201 読取ユニット
202センサー・ボード・ユニット
203 画像データ制御部
204画像処理プロセッサー
205ビデオ・データ制御部
206作像ユニット(エンジン)
210シリアルバス
211 プロセス・コントローラー
212,232 RAM
213,233 ROM
220パラレルバス
221 画像メモリー・アクセス制御部
222メモリー・モジュール
223パーソナル・コンピュータ(PC)
224ファクシミリ制御ユニット
225公衆回線
231 システム・コントローラー
234操作パネル
301SIMD型演算処理手段
311,311A,311B補助演算処理手段
501データ入出力用バス
502 バス・スイッチ
503 メモリー(RAM1,RAM2,RAM3,RAM4)
504,505,506 メモリー・コントローラー
507 メモリー・スイッチ
508,509,512、513 メモリー
510,511、513、514 メモリー・コントローラー
801 メモリー・スイッチ

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