JPH0831966B2 - Real-time video processor - Google Patents
Real-time video processorInfo
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Landscapes
- Picture Signal Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はテレビジョン信号等の動画信号に対し、ディ
ジタルフィルタや高能率符号化等のディジタル信号処理
をソフトウェアで実現する実時間信号処理プロセッサに
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a real-time signal processor for implementing digital signal processing such as digital filtering and high-efficiency coding with software on moving image signals such as television signals. .
(従来の技術) 実時間ディジタル信号処理の利点はアナグロ技術では
実現できないような高精度もしくは高安定性の保証され
たフィルタや変復調装置が実現できること、さらに、ア
ナログ信号処理では考えられなかった時変調適応フィル
タ等が容易に実現できることなどが挙げられる。さらに
最近急速に発展して来たディジタルLSI技術の成果を取
り入れることにより、実時間ディジタル信号処理回路の
小型化及び低消費電力化が可能となり、アナログ回路の
置換及び高機能化への応用が徐々に進行して来つつあ
る。さらに詳しいディジタル信号処理の利点等について
は電子通信学会誌1982年12月号の1280頁より1284頁(文
献1)を参照されたい。(Prior art) The advantage of real-time digital signal processing is that it can realize filters and modulators / demodulators with high accuracy or high stability that cannot be realized by analog signal technology. It is possible to easily realize an adaptive filter and the like. Furthermore, by incorporating the results of digital LSI technology, which has been rapidly developing in recent years, it is possible to reduce the size and power consumption of real-time digital signal processing circuits, and gradually replace analog circuits and apply them to higher functionality. Is progressing to. For more detailed advantages of digital signal processing, see pages 1280 to 1284 (Reference 1) of the December 1982 issue of the Institute of Electronics and Communication Engineers.
このように多くの利点を持つディジタル信号処理も、
その反面莫大な演算量を必要とする欠点を持っている。
実時間信号処理を行なうには、標本化された入力信号1
標本当たり標本化周期以内に与えられたディジタル信号
処理を行なわなくてはならず、例えば電話音声(8KHz標
本化)に対し4次の巡回型ディジタルフィルタ処理を施
す場合、125マイクロ秒の間に乗算8回の演算を必要と
する。このため電話音声と比べ周波数帯域幅が1000倍以
上も広く、従って標本化周期も1/1000以下となる動画信
号に対し信号処理を施すには電話音声用信号処理回路と
比べ1000倍以上高速な回路が必要となる。Digital signal processing, which has many advantages like this,
On the other hand, it has the drawback of requiring a huge amount of calculation.
For real-time signal processing, sampled input signal 1
It is necessary to perform the given digital signal processing within the sampling period per sample. For example, when telephone speech (8KHz sampling) is subjected to the 4th-order cyclic digital filter processing, multiplication is performed within 125 microseconds. Eight calculations are required. Therefore, the frequency bandwidth is more than 1000 times wider than that of telephone voice, and therefore the signal processing circuit for telephone voice is at least 1000 times faster than the signal processing circuit for telephone voice in order to perform signal processing on video signals with a sampling period of 1/1000 or less. A circuit is needed.
音声領域の信号に対するディジタル信号処理に関して
は、高速なディジタル信号処理を行ないたいため、種々
のパラメータを変えたり、信号処理アルゴリズムの一部
を変えたりすることが多い。よってソフトウェアにより
アルゴリズムやパラメータの変更が可能な信号処理装置
の要求が強い。従来ソフトウェアによりデイジタル信号
処理を行なうハードウェアとしては、アイイ−イ−イ−
ジャーナル オブ ソリッドステート サーキッツ(IE
EE Jounral of Solid-State Circuits)第SC-16巻4号
(1981年8月)の372頁(文献2)に記載されたシグナ
ルプロセッサなどがあり、このシグナルプロセッサの代
表的な応用例としては1982年アイイ−イ−イ−発行のプ
ロシーディングス オブ インターナショナル カンフ
ァレンス オブ アコースティクス スピーチ アンド
シグナル プロセッシング(Proceedings of Interna
tional Conference on Acoustics、Speech、and Signal
Processing)の960頁より963頁(文献3)に掲載され
た32kbpsADPCMがあるが、やはり電話音声処理を対象と
している。Regarding digital signal processing for signals in the voice domain, it is often desired to change various parameters or part of the signal processing algorithm in order to perform high-speed digital signal processing. Therefore, there is a strong demand for a signal processing device that can change algorithms and parameters by software. As hardware for performing digital signal processing by conventional software, I-I-I-I
Journal of Solid State Circuits (IE
EE Jounral of Solid-State Circuits) SC-16 Vol. 4 (August, 1981), page 372 (reference 2), and the like are signal processors and the like. A typical application example of this signal processor is 1982. Proceedings of International Conference of Acoustics Speech and Signal Processing published by AY
tional Conference on Acoustics, Speech, and Signal
Processing), pages 960 to 963 (reference 3) have 32kbps ADPCM, but they are also targeted for telephone voice processing.
このような従来のプロセッサ形式ではいくら演算回路
を高速化しても1000倍以上の高速化は容易に望めないた
め、動画信号に対し音声信号で行なえたような高速ディ
ジタル信号処理を行なうことができるソフトウェア制御
による1チップのプロセッサは実現できない。With such a conventional processor format, it is not possible to easily expect a speedup of 1000 times or more no matter how much the speed of the arithmetic circuit can be increased, so software that can perform high-speed digital signal processing that can be performed with audio signals for moving image signals A one-chip processor with control cannot be realized.
そこで59年度電子通信学会通信部門全国大会講演論文
集(59年10月発行)の分冊2,2-5頁(文献4)に記載さ
れているように、1画面を複数の部分画面に分割し、そ
れぞれにシグナルプロセッサを割りあてて、割りあてら
れた部分画面に分割し、それぞれにシグナルプロセッサ
を割りあてて、割りあてられた部分画面を1画面の標本
化周期(33.3msec)で処理するマルチプロセッサ形式の
動画処理プロセッサがある。Therefore, one screen is divided into multiple partial screens, as described in Volume 2, pages 2-5 (Reference 4) of the Proceedings of the 59th Annual Conference of the IEICE Communications Division (published in October 1959). , A multiprocessor that assigns a signal processor to each, divides it into assigned partial screens, assigns a signal processor to each, and processes the assigned partial screens with a sampling cycle (33.3 msec) of one screen. There is a processor-type video processor.
(発明が解決しようとする問題点) 前記文献4の動画処理プロセッサは1/30秒間に1画面
の内のある部分領域について処理するものであり、実時
間処理とソフトウェア制御によるディジタル信号処理を
実現することができるものである。しかしなしがら、複
数個の単位シグナルプロセッサはそれぞれ処理を担当す
る部分画面に必要な全ての信号を取り込み蓄え、また、
担当する処理部分の出力も全て保持する必要があり、入
力用及び出力用のメモリが非常に大きくなるという欠点
があった。(Problems to be Solved by the Invention) The moving picture processor of Document 4 processes a partial area of one screen in 1/30 seconds, and realizes real-time processing and digital signal processing by software control. Is what you can do. However, in the meantime, multiple unit signal processors capture and store all the necessary signals in the partial screens that are in charge of processing.
It is necessary to hold all the outputs of the processing section in charge, and there is a disadvantage that the input and output memories become very large.
本発明の目的は、テレビジョン信号等の動画信号に対
し高度なディジタル信号処理を施すことができ、しかも
比較的少ない入力及び出力メモリ量で実現できるソフト
ウェア制御の回路を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a software-controlled circuit that can perform high-level digital signal processing on a moving image signal such as a television signal and can be realized with a relatively small amount of input and output memory.
(問題点を解決するための手段) 本発明は、テレビジョン信号等の動画信号の1画面の
始まりを知らせる垂直同期信号と1走査線の始まりを知
らせる水平同期信号より予め定められた入力部分位置信
号及び出力部分位置信号を発生させる制御部と、前記制
御部より入力部分位置信号を入力し、別途入力された動
画信号の前記入力部分位置信号の指定する部分画面信号
を取り込む取り込み部と、前記取り込み部に接続され、
前記取り込み部に取り込まれた動画信号に対し任意のア
クセス順序で次の部分画面の取り込みが始まるまでに信
号処理を施す処理部と、前記処理部の出力順に接続さ
れ、前記処理部の処理結果を蓄えるとともに、別途前記
制御部より入力された前記出力部分位置信号の指定する
部分位置に前記蓄えられた処理結果を出力する出力部と
から構成される複数個の単位プロセッサと、 前記複数個の単位プロセッサの各々に前記垂直同期信
号及び前記水平同期信号及び前記動画信号を供給する入
力バスと、 前記複数の単位プロセッサの各々から出力される前記
出力部分信号を伝える出力バスとを備え、 1走査線あるいは複数走査線時間内に前記1走査線ある
いは複数走査線時間の部分画面の内の小領域を任意のア
クセス順序で処理することを特徴とする。(Means for Solving Problems) According to the present invention, a predetermined input portion position is defined by a vertical synchronizing signal indicating the beginning of one screen of a moving image signal such as a television signal and a horizontal synchronizing signal indicating the beginning of one scanning line. A control unit for generating a signal and an output partial position signal; an input unit for inputting an input partial position signal from the control unit and for inputting a partial screen signal designated by the input partial position signal of a separately input moving image signal; Connected to the capture part,
A processing unit that performs signal processing on the moving image signal captured by the capturing unit in an arbitrary access order until the capturing of the next partial screen starts, and an output order of the processing unit are connected, and the processing result of the processing unit is connected. A plurality of unit processors each of which stores the output of the stored processing result at a partial position designated by the output partial position signal separately input from the control unit; An input bus for supplying the vertical synchronizing signal, the horizontal synchronizing signal, and the moving image signal to each of the processors, and an output bus for transmitting the output partial signal output from each of the plurality of unit processors, one scanning line Alternatively, small areas in the partial screen of the one scanning line or the plurality of scanning line times are processed in an arbitrary access order within a plurality of scanning line times. That.
(作用) 本発明は、1走査線もしくは複数走査線時間分の部分
画面をさらに複数個の小部分画面に分割し、各1部分画
面に1台ずつの単位シグナルプロセッサを割り当てるこ
とにより、複数個の単位シグナルプロセッサで動画の実
時間処理を実現するものである。通常、動画信号(例え
ばNTSC信号)は約4.3MHzの帯域幅を持ち、伝送に適した
1次元信号として扱うと、約10MHzで標本化する必要が
あり、この場合約100nsecの周期内に1標本あたりの処
理を施す必要がある。しかしこの動画信号を1走査線時
間(63.5マイクロ秒の整数倍)である小部分領域(1標
本あるいは数標本点)について処理するとすれば、前記
音声帯域の処理と同等の処理速度となる。そして、1走
査線あるいは複数走査線の全部の標本点を処理するにあ
たり、複数個の単位シグナルプロセッサを用意し、各単
位シグナルプロセッサ間で処理すべき小部分領域を予め
設定しておき、各単位シグナルプロセッサは割りあてら
れた処理部分に必要とする動画信号を選択的に取り込む
ようにする。この場合一般に取り込み部分は処理部分よ
り大きい。例えば座標(i,j)の2次元標本化信号をx
(i,j)とし、この2次元信号をインバルスボンス{h
(i,j)}のフィルタに適すことを考える。この場合、
処理部分が(1)式で示した部分画面O、インパルスレ
スボンスh(i,j)は(1)式の区間Pに属しているも
のとすると、出力y(i,j)は(2)式で与えられる。(Operation) The present invention divides a partial screen for one scanning line or a plurality of scanning lines into a plurality of small partial screens, and allocates one unit signal processor to each partial screen to provide a plurality of sub-screens. Real-time processing of moving images is realized by the unit signal processor of. Usually, a moving image signal (eg NTSC signal) has a bandwidth of about 4.3MHz, and if it is treated as a one-dimensional signal suitable for transmission, it is necessary to sample at about 10MHz. In this case, one sample is generated within a period of about 100nsec. It is necessary to perform the processing around. However, if this moving image signal is processed for a small partial area (one sample or several sample points) that is one scanning line time (an integral multiple of 63.5 microseconds), the processing speed becomes equivalent to the processing in the audio band. Then, in processing all the sampling points of one scanning line or a plurality of scanning lines, a plurality of unit signal processors are prepared, and a small partial region to be processed is preset between each unit signal processor, and each unit signal processor is set. The signal processor selectively takes in a moving image signal required for the assigned processing portion. In this case, the intake portion is generally larger than the processing portion. For example, the two-dimensional sampling signal of coordinates (i, j) is x
(I, j), this two-dimensional signal is the Inbalus bond {h
Consider that it is suitable for the filter of (i, j)}. in this case,
Assuming that the processing portion is the partial screen O shown by the equation (1) and the impulse response bonus h (i, j) belongs to the section P of the equation (1), the output y (i, j) is (2). Given by the formula.
O={(i,j):−NiN,−NjN} P={(i,j):−MiM,−MjM} (1) よって出力画面Oを得るために必要な入力信号は{x
(i,j)}の取り込み画面Qは(1)式及び(2)式よ
り、 Q={(i,j):−(M+N)i(M+N), −(M+N)j(M+N)} (3) となる。O = {(i, j):-NiN, -NjN} P = {(i, j):-MiM, -MjM} (1) Therefore, the input signal required to obtain the output screen O is {x
From the expressions (1) and (2), the capture screen Q of (i, j)} is Q = {(i, j) :-( M + N) i (M + N),-(M + N) j (M + N)} ( 3)
第2図はデータ取り込み画面Qと処理画面O(出力画
面と等しい)との関係を示したもので、1辺2(M+
N)の正方形取り込み画面Qと1辺2Nの正方形処理画面
Oが示されている。(2)式はコンボリューション演算
と呼ばれるが、この他相関演算もほぼ(2)式と同様に
表現でき、取り込み画面と処理画像の関係は第2図のよ
うに表現できる。FIG. 2 shows the relationship between the data capture screen Q and the processing screen O (equal to the output screen). One side 2 (M +
A square capture screen Q of N) and a square processing screen O of 2N on each side are shown. The expression (2) is called a convolution operation, but other correlation operations can be expressed almost in the same way as the expression (2), and the relationship between the captured screen and the processed image can be expressed as shown in FIG.
以上のようにディジタル信号処理の基本となる演算で
あるコンボリューションや相関演算では取り込み画像と
処理画像の領域は異なるものの、処理画像領域を固定す
れば全画面の情報は不要となる。また、部分画面の大き
さを表わすNは非常に小さくとることができる。よって
1走査線あるいは複数走査線の部分画面を複数の小部分
領域に分割し、各小部分画面を処理する複数の単位シグ
ナルプロセッサを割り当て、各単位シグナルプロセ位シ
グナルプロセッサについて独立に行なえる。つまり、各
単位シグナルプロセッサでは割りあてられた小部分画面
の処理を前述した処理時間(1走査線あるいは複数走査
線時間)の間に処理すればよくなり、数多くの単位シグ
ナルプロセッサを並列に動作させることで実時間動画処
理が可能となる。また、各単位シグナルプロセッサは1
走査線あるいは複数走査線時間分の部分画面の内の分割
された小部分領域の処理に必要な入力データを取り込み
蓄え、また処理結果である出力データも与えられた処理
領域分のみ保持するだけでよく、処理終了後、次の1走
査線あるいは複数走査線時間の処理部分である小画面の
入力や出力データは、先のデータと同じ所に蓄えること
ができるために、従来の1画面の内の与えられた部分画
面を蓄えるものと比較した場合、本発明の例が1走査線
時間分で処理する時、最もよい場合は1/525、複数走査
線時間分で処理する時、最もよい場合は1/525の走査線
数倍の入出力メモリ容量で済む。As described above, in the convolution or correlation calculation, which is the basic operation of digital signal processing, the captured image area and the processed image area are different, but if the processed image area is fixed, the information of the entire screen becomes unnecessary. Further, N representing the size of the partial screen can be made very small. Therefore, a partial screen of one scanning line or a plurality of scanning lines is divided into a plurality of small partial areas, a plurality of unit signal processors for processing each small partial screen are assigned, and each unit signal processor signal processor can be independently operated. In other words, each unit signal processor only needs to process the allocated small partial screen during the above-described processing time (one scanning line or plural scanning line time), and many unit signal processors are operated in parallel. This enables real-time video processing. Also, each unit signal processor is 1
Input data necessary for processing the divided small partial area in the partial screen for scanning lines or multiple scanning lines time is stored and output data as the processing result is stored only for the given processing area. Often, after the processing is completed, the input and output data of the small screen, which is the processing portion for the time of the next one scanning line or plural scanning lines, can be stored in the same place as the previous data. In comparison with the one that stores a given sub-screen of, when the example of the present invention processes in one scanning line time, the best case is 1/525, when processing in multiple scanning line time, the best case Requires only 1/525 scanning lines times the input / output memory capacity.
(実施例) 本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。第1
図は単位シグナルプロセッサを4台用いた場合の本発明
の1実施例で、垂直同期信号入力端子1、水平同期信号
入力端子2、動画信号入力端子3、単位シグナルプロセ
ッサ4,5,6,7垂直同期信号出力端子8、水平同期信号出
力端子9、動画信号出力端子10からなっており、単位シ
グナルプロセッサ4,5,6,7は各々取り込み部11、処理部1
2、出力部13、制御部14、からなっている。取り込み部1
1は書き込みアドレスが1ずつカウントアップし、ラン
ダムに読み出しが可能な記憶回路であり、出力部13は先
入れ先出し記憶回路である。処理部12及び制御部14の詳
述は後述する。(Example) An example of the present invention will be described with reference to the drawings. First
The figure shows an embodiment of the present invention in which four unit signal processors are used. The vertical synchronizing signal input terminal 1, the horizontal synchronizing signal input terminal 2, the moving image signal input terminal 3, the unit signal processors 4, 5, 6, 7 are shown. It is composed of a vertical sync signal output terminal 8, a horizontal sync signal output terminal 9, and a video signal output terminal 10. The unit signal processors 4, 5, 6 and 7 are a capturing section 11 and a processing section 1, respectively.
2. The output unit 13 and the control unit 14 are included. Capture unit 1
1 is a memory circuit in which the write address is incremented by 1 and can be read at random, and the output unit 13 is a first-in first-out memory circuit. Details of the processing unit 12 and the control unit 14 will be described later.
端子1より入力された垂直同期信号と端子2より入力
された水平同期信号は単位シグナルプロセッサ4,5,6,7
のそれぞれの制御部14に入力される。制御部14では入力
された垂直及び水平同期信号より予め定め割りあてられ
た取り込み部分領域に属する信号が端子3へ入力される
時点を識別し、取り込み信号として取り込み部11へ知ら
せる。取り込み部11では制御部14より伝えられた取り込
み信号により端子3へ入力された動画信号を取り込み記
憶する。The vertical synchronizing signal input from the terminal 1 and the horizontal synchronizing signal input from the terminal 2 are unit signal processors 4,5,6,7.
Are input to the respective control units 14. The control unit 14 identifies the time point at which a signal belonging to a pre-assigned pre-assigned partial area is input to the terminal 3 from the input vertical and horizontal synchronizing signals, and notifies the pre-loading unit 11 as a pre-loaded signal. The capturing unit 11 captures and stores the moving image signal input to the terminal 3 according to the capturing signal transmitted from the control unit 14.
制御部14はまた、端子1より入力された垂直同期信号
と端子2より入力された水平同期信号より予め定められ
た取り込み部分領域の信号が入力し終わると処理部12に
実行信号を伝え、処理部12は制御部14から入力された実
行信号より予め定められたディジタル信号処理、例えば
前述した(2)式のコンボリューション演算を取り込み
部11に蓄えられた取り込み動画信号に対して行ない、演
算結果を出力部13へ書き込む。The control unit 14 also transmits an execution signal to the processing unit 12 when a signal of a predetermined capturing partial area is input from the vertical synchronization signal input from the terminal 1 and the horizontal synchronization signal input from the terminal 2 and the processing is performed. The unit 12 performs predetermined digital signal processing from the execution signal input from the control unit 14, for example, the convolution calculation of the above-mentioned equation (2) with respect to the captured moving image signal stored in the capturing unit 11, and the calculation result Is written in the output unit 13.
制御部14は更に端子1より入力された垂直同期信号と
端子2より入力された水平同期信号より予め定められた
処理部分領域出力時点を検出し、処理部分領域出力時点
を検出し、処理部分領域になると出力部13へ出力指令信
号を伝え、出力部13では制御部14より出力指令信号より
前述した処理部12で処理され書き込まれた処理済データ
端子を10に向けて順次出力する。The control unit 14 further detects a predetermined processing partial area output time point from the vertical synchronizing signal input from the terminal 1 and the horizontal synchronizing signal input from the terminal 2, detects the processing partial area output time point, and detects the processing partial area. Then, the output command signal is transmitted to the output unit 13, and the output unit 13 sequentially outputs the processed data terminals processed and written by the processing unit 12 from the control unit 14 to the output unit 10.
第3図は第1図の構成の動画プロセッサにおける単位
シグナルプロセッサ4及び5で使用される取り込み信
号、実行信号、出力指令信号の1例を示したものであ
る。第3図で用いた動画信号は説明を簡単化するため、
1走査線時間を4台の単位シグナルプロセッサで処理す
る場合について示している。第1図の端子1に加えられ
た垂直同期信号は1画面の始まりを知らせるもので、複
数走査線毎に処理する場合の基準となる信号である。し
かし、今は1走査線毎の処理について述べているため、
処理の必要な領域(実際に映像信号がある時間)を示す
ためのみに必要であり、第3図の説明では省いてある。
第1図の端子2に加えられた水平同期信号(第3図の
(a)は1走査線の始まりを知らせるもので、最初の第
1の小領域を処理する単位シグナルプロセッサ4では制
御部14の発生する取り込み信号1(第3図(b))と同
時に立ち上がり、取り込み領域が終了するまで取り込み
指令を続ける。さらに取り込み終了後、制御部14は処理
部12に対し実行信号1(第3図(c))を伝える。この
結果処理部12は実行信号1の立ち上がりから、取り込み
信号1の次の立ち上がりまでの間で信号処理を行なえば
よい。制御部14はまた出力部13に対し出力指令信号1
(第3図(d))を伝える。この出力指令信号1は単位
シグナルプロセッサ4の小処理領域の位置信号とも考え
られる。第2図で説明したように取り込み部分画面は一
般に処理部分画面より大きいため、各々に対応する信号
第3図(b)と第3図(d)とでは取り込み信号1がオ
ンとなっている時間の方が出力指令信号1より長い。FIG. 3 shows an example of a capture signal, an execution signal, and an output command signal used by the unit signal processors 4 and 5 in the moving picture processor having the configuration of FIG. In order to simplify the explanation, the moving image signal used in FIG.
The case where one scan line time is processed by four unit signal processors is shown. The vertical synchronizing signal applied to the terminal 1 in FIG. 1 signals the start of one screen and is a reference signal when processing is performed for each of a plurality of scanning lines. However, since the processing for each scanning line is described now,
It is necessary only to indicate the area that needs to be processed (the time when the video signal is actually present), and is omitted in the description of FIG.
The horizontal synchronizing signal ((a) in FIG. 3) applied to the terminal 2 in FIG. 1 indicates the start of one scanning line. In the unit signal processor 4 which processes the first first small area, the control unit 14 Of the execution signal 1 (FIG. 3 (b)), and continues the acquisition command until the end of the acquisition area. (C)) As a result, the processing unit 12 may perform signal processing from the rising edge of the execution signal 1 to the next rising edge of the fetch signal 1. The control unit 14 also issues an output command to the output unit 13. Signal 1
Communicate (Fig. 3 (d)). This output command signal 1 is also considered as a position signal of a small processing area of the unit signal processor 4. As described with reference to FIG. 2, since the acquisition partial screen is generally larger than the processing partial screen, the time during which the acquisition signal 1 is turned on in the signals corresponding to each of FIGS. 3 (b) and 3 (d). Is longer than the output command signal 1.
第3図(e),(f),(g)に示した信号は各々第
2小領域は処理する単位シグナルプロセッサ5の取り込
み信号、実行信号、出力指令信号である。第3図(e)
と(g)の関係は第2図で示した取り込み部分画面と処
理部分画面との差異から来るものである。単位シグナル
プロセッサ5の処理部12に許される処理時間は第3図
(e)の信号の立ち上がりから出力指令信号の立ち上が
りまででこの長さは単位シグナルプロセッサ4の処理部
12に許される時間と同じである。以上第3図を参照して
単位シグナルプロセッサ4及び5のみの制御信号につい
て述べたが単位シグナルプロセッサ6及び7も同様に行
なわれる。各単位シグナルプロセッサが出力する時点は
各々の出力指令威信号がオンの時のみであるから、第1
図の動画出力端子10には第3図(e)で示す形式で処理
済動画信号が出力される。ただし、ここで第3図(h)
のA,B,C,Dと記した部分は各々単位シグナルプロセッサ
4,5,6,7からの出力を意味する。よって、端子10からは
処理済動画信号が切れ目なく出される。The signals shown in FIGS. 3 (e), (f), and (g) are the take-in signal, the execution signal, and the output command signal of the unit signal processor 5 which processes the second small area. Figure 3 (e)
The relationship between (g) and (g) comes from the difference between the capture partial screen and the processing partial screen shown in FIG. The processing time allowed for the processing unit 12 of the unit signal processor 5 is from the rising of the signal in FIG. 3 (e) to the rising of the output command signal, and this length is the processing unit of the unit signal processor 4.
The same as the time allowed for 12. Although the control signals of only the unit signal processors 4 and 5 have been described above with reference to FIG. 3, the unit signal processors 6 and 7 are similarly operated. Since the time when each unit signal processor outputs is only when each output command power signal is on,
The processed moving image signal is output to the moving image output terminal 10 in the figure in the format shown in FIG. However, here, FIG. 3 (h)
A, B, C, and D are the unit signal processors
It means the output from 4,5,6,7. Therefore, the processed moving image signal is continuously output from the terminal 10.
第4図は単位シグナルプロセッサ4,5,6,7で用いられ
る制御部14の1実施例を示す図であり、垂直同期信号入
力端子20、水平同期信号入力端子21、取り込み信号出力
端子22、実行信号出力端子23、出力指令出力端子24、列
カウンタ25、行カウンタ26、読み出し専用メモリ27,28
ゲート回路29,30,31,32,クロック信号入力端子33からな
っている。読み出し専用メモリ27は、3ビット出力で、
第1ビットは入力アドレスの値が取り込み画面の行番号
と一致するものには“1"を、他は“0"を出力する様にプ
ログラムされており、第2ビットは入力アドレスの値が
実行指令を出力したい時点の画面上の行番号となったも
のには“1"を他は“0"を出力する様プログラムされてお
り、第3ビットは入力アドレスの値が処理領域の行番号
と一致するものには“1"を他は“0"を出力する様プログ
ラムされている。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the control unit 14 used in the unit signal processors 4, 5, 6, and 7, and includes a vertical synchronization signal input terminal 20, a horizontal synchronization signal input terminal 21, a capture signal output terminal 22, Execution signal output terminal 23, output command output terminal 24, column counter 25, row counter 26, read-only memories 27, 28
It is composed of gate circuits 29, 30, 31, 32 and a clock signal input terminal 33. The read-only memory 27 is a 3-bit output,
The first bit is programmed to output "1" when the input address value matches the line number on the capture screen, and outputs "0" for the other, and the second bit executes the input address value. It is programmed to output "1" for the line number on the screen at the time when you want to output a command, and "0" for the others, and the third bit is the line number of the processing area as the input address value. It is programmed to output "1" for the matching and "0" for the other.
また、読み出し専用メモリ28は同様に3ビット出力
で、第1ビットは入力アドレスの値が取り込み画面の列
番号と一致するものには“1"を、他は“0"を出力する様
にプログラムされており第2ビットは入力アドレスの値
が実行指令を出力したい時点の画面上の列番号となった
ものには“1"を他は“0"を出力する様プログラムされて
おり、第3ビットは入力アドレスの値が処理領域の列番
号と一致するものには“1"を、他は“0"を出力する様プ
ログラムされている。Similarly, the read-only memory 28 outputs 3 bits, and the first bit is programmed to output "1" when the input address value matches the column number of the captured screen, and outputs "0" for the others. The 2nd bit is programmed to output "1" for the column number on the screen when the value of the input address is to output the execution command, and "0" for the others. Bits are programmed to output "1" when the value of the input address matches the column number of the processing area, and output "0" for the others.
垂直同期信号が端子20より入力されると、行カウンタ
26はリセットされ、水平同期信号が端子21より入力され
ると列カウンタ25がリセットされると同時に、行カウン
タ26が歩進される。いま第1図における第1の小領域を
処理する単位プロセッサ4の制御部を考えているものと
すると、列カウンタの値が0によ読み出し専用メモリ28
は取り込み画面を示す第1ビット目及び出力画面を示す
第3ビット目に“1"を出力し、第2ビット目は“0"であ
る。このためゲート29,30,31はそれぞれ取り込み信号端
子22に“1"、実行信号出力端子23に“0"、出力指令出力
端子24に“1"を出力する。標本化された動画信号が第1
図の端子2に加わる毎に第4図のクロック端子33に信号
が加わり列カウンタ25を歩進する。このため読み出し専
用メモリ28,27の第1ビット目は取り込み画面に属する
列及び行を各々の列カウンタ25,行カウンタ26が示して
いる限り、“1"を出力しゲート29はよって取り込み画面
に属する標本化位置に対して“1"を端子22へ出力する。When the vertical sync signal is input from terminal 20, the row counter
26 is reset, and when the horizontal synchronizing signal is input from the terminal 21, the column counter 25 is reset and the row counter 26 is incremented. Assuming that the control unit of the unit processor 4 for processing the first small area in FIG. 1 is considered, the value of the column counter is 0 and the read-only memory 28 is used.
Outputs "1" at the first bit indicating the capture screen and the third bit indicating the output screen, and the second bit is "0". Therefore, the gates 29, 30, and 31 output "1" to the fetch signal terminal 22, "0" to the execution signal output terminal 23, and "1" to the output command output terminal 24, respectively. The sampled video signal is the first
Every time it is applied to the terminal 2 in the figure, a signal is applied to the clock terminal 33 in FIG. For this reason, the first bit of the read-only memories 28, 27 outputs "1" as long as the column counter 25 and the row counter 26 indicate the columns and rows belonging to the capture screen, and the gate 29 thus displays the capture screen. "1" is output to the terminal 22 for the sampling position to which it belongs.
同様に列カウンタ25及び行カウンタ26が処理開始を指
示すべき列と行の値を示した時のみ読み出し専用メモリ
28,27は各々“1"を出力し、この結果ゲート30は端子23
に出力指令信号として“1"を出力する。同様に列カウン
タ25及び行カウンタ26が出力画面に相当する列と行の値
を示した時のみ読み出し専用メモリ28,27は各々“1"を
出力し、この結果ゲート31は端子24に出力指令信号とし
て“1"を出力する。Similarly, the read-only memory is provided only when the column counter 25 and the row counter 26 indicate the values of the column and the row to instruct the start of processing.
28 and 27 each output “1”, and as a result, the gate 30 is connected to the terminal 23.
"1" is output as an output command signal to. Similarly, the read-only memories 28 and 27 each output "1" only when the column counter 25 and the row counter 26 show the values of the column and row corresponding to the output screen, and as a result, the gate 31 outputs an output command to the terminal 24. "1" is output as a signal.
第5図は第1図の単位プロセッサ4,5,6,7における処
理部の構成例を示す図であり、信号処理プロセッサ40,
レジスタ41,ゲート42,取り込み部よりの入力端子43,取
り込み部へのアドレス出力端子44,出力部へ出力部45,出
力部へのアドレス出力部46,出力部への書き込み信号出
力端子47,実行信号入力端子48,取り込み部出力禁止信号
出力端子49から構成される。信号処理プロセッサ40は前
記文献2で述べられているNEC製のμPD7720を用いるも
のと仮定している。μPD7720は内部に乗算器や加算器を
持ち、独特のバス構成を持つ信号処理用のプロセッサで
あるが、詳細は前記文献2に譲る。μPD7720は割り込み
入力端子(INT)に信号が来ると割り込み処理が動作で
きる様になっており、更にプログラム可能な出力ビット
P1、P2を持っている。入出力は双方向のパラレルバス
(D)を介して行ない、書き込み端子(W)に信号が来
ている場合は入力方向バスとして、書き込み端子(W)
に信号が来ていない場合は出力方向バスとして用いられ
る。今、第1図の制御部14よりの実行信号が第5図の端
子48に加わると信号処理プロセッサ40は割り込み処理と
してディジタル信号処理を始める。このため、第1図の
取り込み部11よりの入力データを必要とし、まず、必要
となるアドレスをポートDに用意してビット出力ボート
P1から“1"を出力する。この時ゲート42は“0"を出力
し、ボートDのデータは信号処理プロセッサ40より外部
へ出力でき、レジスタ41にアドレスを格納する。次にP1
を“0"にするとレジスタ41の内容が端子44を介して取り
込み部11へ伝達され、対応するデータが端子43からポー
トDへ入力される。同様に信号処理プロセッサ40より処
理済となったデータを出力部13へ転送するには出力部13
にアドレスを指定するため、必要となるアドレスをポー
トDに用意してビットP1から“1"を出力し、レジスタ41
にアドレスを書き込む。このアドレスは出力端子46を介
して出力部13へ伝達される。次に処理済データをポート
Dに用意してビット出力ボートP2から“1"を出力する。
この時、ゲート42は“0"を出力し、ポートDは信号処理
プロセッサ40より外部へ出力する状態となって、かつ、
取り込み部には出力端子49を介して出力禁止を知ららせ
るため、ボートD上のデータは端子45を介して出力部へ
伝達される。ビット出力ボートP2の“1"は端子47を介し
て出力部へ伝達され、端子45から伝えられたデータを出
力部へ書き込むことを指令する。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of processing units in the unit processors 4, 5, 6, and 7 of FIG.
Register 41, gate 42, input terminal 43 from capture unit, address output terminal 44 to capture unit, output unit to output unit 45, address output unit to output unit 46, write signal output terminal 47 to output unit, execution It is composed of a signal input terminal 48 and a capture section output prohibition signal output terminal 49. It is assumed that the signal processor 40 uses the μPD7720 manufactured by NEC described in Reference 2. The μPD7720 is a signal processing processor that has a multiplier and an adder inside and has a unique bus configuration. Details are given in Reference 2. The μPD7720 is designed so that interrupt processing can be activated when a signal arrives at the interrupt input terminal (INT), and further programmable output bits.
I have P1 and P2. Input / output is performed via a bidirectional parallel bus (D), and when a signal is input to the write terminal (W), the write terminal (W) is used as an input direction bus.
Used as an outbound bus when no signal comes in. Now, when an execution signal from the control unit 14 in FIG. 1 is applied to the terminal 48 in FIG. 5, the signal processor 40 starts digital signal processing as interrupt processing. Therefore, the input data from the capture unit 11 in FIG. 1 is required. First, the required address is prepared in the port D and the bit output port is prepared.
Output "1" from P1. At this time, the gate 42 outputs "0", the data of the boat D can be output from the signal processor 40 to the outside, and the address is stored in the register 41. Then P1
Is set to "0", the contents of the register 41 are transmitted to the capturing unit 11 via the terminal 44, and the corresponding data is input from the terminal 43 to the port D. Similarly, to transfer the data processed by the signal processor 40 to the output unit 13, the output unit 13
In order to specify the address to, the required address is prepared in port D, bit "1" is output from bit P1, and register 41
Write the address to. This address is transmitted to the output unit 13 via the output terminal 46. Next, the processed data is prepared in the port D and "1" is output from the bit output port P2.
At this time, the gate 42 outputs “0”, the port D is in a state of being output from the signal processor 40 to the outside, and
The data on the boat D is transmitted to the output section through the terminal 45 in order to notify the capturing section of the output inhibition through the output terminal 49. The “1” of the bit output port P2 is transmitted to the output unit via the terminal 47, and commands the writing of the data transmitted from the terminal 45 to the output unit.
以上の様にして本発明が実施できる。 The present invention can be implemented as described above.
以上述べた実施例では制御部に読み出し専用メモリを
用いたが、ランダムアクセスメモリ等に換置することに
より予め定められた取り込み部分画像及び処理部分画像
の位置を動的に変化させることもできる。Although the read-only memory is used for the control unit in the above-described embodiments, the positions of the predetermined captured partial image and the processed partial image can be dynamically changed by replacing the read-only memory with a random access memory or the like.
また、制御部の発生する信号は取り込み信号終了時と
したが、プログラムにより取り込み信号の途中に立てて
もよいこともあり、このような変更も本発明の範囲に含
まれる。Although the signal generated by the control unit is set at the end of the fetch signal, it may be set in the middle of the fetch signal by a program, and such a change is also included in the scope of the present invention.
更に、本発明では取り込み部分画像及び処理部分画像
の位置を指定する制御部を個々の単位シグナルプロセッ
サに分散させたが、これらを集中させて各単位シグナル
プロセッサに制御信号のみを分配するように変形しても
本発明の本意を変えるものではない。Further, in the present invention, the control unit for designating the positions of the captured partial image and the processed partial image is dispersed in each unit signal processor, but it is modified so that these are centralized and only the control signal is distributed to each unit signal processor. However, this does not change the intention of the present invention.
更に、単位シグナルプロセッサ間では取り込み画面と
処理画面の領域のみが異なるため、多くの単位シグナル
プロセッサを並列に設け、故障を起こした単位シグナル
プロセッサの出力を禁止し、他の予備単位シグナルプロ
セッサの取り込み画面と処理画面の定義のみを変えるだ
けで故障を復帰できるため、高信頼度の信号処理プロセ
ッサとしても利用できる。Furthermore, since only the areas of the capture screen and the processing screen differ between unit signal processors, many unit signal processors are installed in parallel to prohibit the output of the unit signal processor that has failed, and to capture other spare unit signal processors. Since the failure can be recovered by changing only the definition of the screen and the processing screen, it can be used as a highly reliable signal processor.
(発明の効果) 以上見て来たように、本発明によれば各単位シグナル
プロセッサは高々数行分のメモリの一部を持つだけで、
ディジタル信号処理を実現できる。このため、多くの単
位シグナルプロセッサを用いることにより実時間ディジ
タル信号処理を動画信号に対して適応できるようにな
る。また、並列に置かれた単位シグナルプロセッサは取
り込み画面及び処理画面の指定のみが異なり、各単位シ
グナルプロセッサの処理部は同一ディジタル信号処理プ
ログラムで処理すべきものであるから、プログラムの開
発も単一位シグナルプロセッサについてのみ行なえばよ
く、他の単位シグナルプロセッサのプログラムは開発さ
れたプログラムのコピーで良いため、プログラム操作も
容易となる。(Effect of the Invention) As has been seen above, according to the present invention, each unit signal processor has only a part of the memory for several lines at most,
Digital signal processing can be realized. Therefore, real-time digital signal processing can be applied to a moving image signal by using many unit signal processors. In addition, the unit signal processors placed in parallel differ only in the designation of the capture screen and the processing screen, and the processing units of each unit signal processor should be processed by the same digital signal processing program, so program development is also a single unit. Only the signal processor needs to be performed, and the program of the other unit signal processor may be a copy of the developed program, so that the program operation becomes easy.
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は本発明の
処理領域を示す図、第3図(a)〜(h)は第1図の構
成における動作タイミングを示す図、第4図は制御部14
の構成例を示す図、第5図は処理部12の構成例を示す図
である。 図において 1……垂直同期信号入力端子、2……水平同期信号入力
端子、3……動画入力端子、4,5,6,7……内部出力バ
ス、8……垂直同期信号出力端子、9……水平同期信号
出力端子、10……動画出力端子、12……処理部、13……
出力部、14……制御部である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a processing region of the present invention, and FIGS. 3 (a) to 3 (h) are diagrams showing operation timing in the configuration of FIG. FIG. 4 shows the control unit 14
5 is a diagram showing an example of the configuration of FIG. 5, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the processing unit 12. In the figure, 1 ... Vertical sync signal input terminal, 2 ... Horizontal sync signal input terminal, 3 ... Video input terminal, 4, 5, 6, 7 ... Internal output bus, 8 ... Vertical sync signal output terminal, 9 ...... Horizontal sync signal output terminal, 10 …… Video output terminal, 12 …… Processing section, 13 ……
Output unit, 14 ... Control unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−181171(JP,A) 特開 昭56−117279(JP,A) 特開 昭59−53964(JP,A) 特開 昭59−764(JP,A) 特開 昭58−217072(JP,A) 特開 昭60−153566(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) Reference JP-A-58-181171 (JP, A) JP-A-56-117279 (JP, A) JP-A-59-53964 (JP, A) JP-A-59- 764 (JP, A) JP 58-217072 (JP, A) JP 60-153566 (JP, A)
Claims (1)
始まりを知らせる垂直同期信号と1走査線の始まりを知
らせる水平同期信号より予め定められた入力部分位置信
号及び出力部分位置信号を発生させる制御部と、前記制
御部より入力部分位置信号を入力し、別途入力された動
画信号の前記入力部分位置信号の指定する部分画面信号
を取り込む取り込み部と、前記取り込み部に接続され、
前記取り込み部に取り込まれた動画信号に対し任意のア
クセス順序で次の部分画面の取り込みが始まるまでに信
号処理を施す処理部と、前記処理部の出力順に接続さ
れ、前記処理部の処理結果を蓄えるとともに、別途前記
制御部より入力された前記出力部分位置信号の指定する
部分位置に前記蓄えられた処理結果を出力する出力部と
から構成される複数個の単位プロセッサと、 前記複数個の単位プロセッサの各々に前記垂直同期信号
及び前記水平同期信号及び前記動画信号を供給する入力
バスと、 前記複数の単位プロセッサの各々から出力される前記出
力部分信号を伝える出力バスとを備え、 1走査線あるいは複数走査線時間内に前記1走査線ある
いは複数走査線時間の部分画面の内の小領域を任意のア
クセス順序で処理することを特徴とする実時間動画プロ
セッサ。1. A predetermined input partial position signal and output partial position signal are generated from a vertical synchronizing signal indicating the beginning of one screen of a moving image signal such as a television signal and a horizontal synchronizing signal indicating the beginning of one scanning line. A control unit, a capture unit that receives an input partial position signal from the control unit, captures a partial screen signal designated by the input partial position signal of a separately input moving image signal, and is connected to the capture unit;
A processing unit that performs signal processing on the moving image signal captured by the capturing unit in an arbitrary access order until the capturing of the next partial screen starts, and an output order of the processing unit are connected, and the processing result of the processing unit is connected. A plurality of unit processors each of which stores the output of the stored processing result at a partial position designated by the output partial position signal separately input from the control unit; An input bus for supplying the vertical synchronizing signal, the horizontal synchronizing signal, and the moving image signal to each of the processors, and an output bus for transmitting the output partial signal output from each of the plurality of unit processors, one scanning line Alternatively, small areas in the partial screen of the one scanning line or the plurality of scanning line times are processed in an arbitrary access order within a plurality of scanning line times. Real-time video processor that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291112A JPH0831966B2 (en) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Real-time video processor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291112A JPH0831966B2 (en) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Real-time video processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62149272A JPS62149272A (en) | 1987-07-03 |
| JPH0831966B2 true JPH0831966B2 (en) | 1996-03-27 |
Family
ID=17764608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60291112A Expired - Lifetime JPH0831966B2 (en) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Real-time video processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831966B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58181171A (en) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | Hitachi Ltd | Parallel picture processing processor |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60291112A patent/JPH0831966B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62149272A (en) | 1987-07-03 |
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