(57)【要約】【課題】画像を分割し分散して画像処理を行う際の分割の境界部分での画像情報の欠落を防止し、連続性を確保する。【解決手段】画像分割部１３により、隣接する各画像領域５ａ〜５ｃのそれぞれが分割の境界部分を保持するように画像を複数の画像領域５ａ〜５ｃに分割し、分散処理部１４により、画像領域５ａ〜５ｃを１つずつ複数のサーバ３ａ〜３ｃに分散させる。各サーバ３の演算処理装置４により、画像領域を１つずつ画像処理し、画像併合部１５により、画像処理された画像領域５ａ〜５ｃをそれぞれ収集し、これらの画像領域５ａ〜５ｃを境界部分の重複を排除した上で画像に併合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を蓄積しておく蓄積手段と、
前記蓄積手段から画像を読み出し、当該画像を複数の画像領域に分割するときの境界部分を隣接する各画像領域のそれぞれが保持するように画像を分割してメモリに格納する画像分割手段と、
メモリから各画像領域を読み出し、当該各画像領域を複数の演算処理装置にそれぞれ分散させる画像分散手段と、
各演算処理装置で画像処理された各画像領域をそれぞれ収集し、当該各画像領域を境界部分の重複を排除した上で画像に併合して蓄積手段に蓄積させる画像併合手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像分割手段は、画像の分割に際し、画像領域の境界部分をこれに隣接する画像領域の外側に複写することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記画像領域を赤、青、緑の各原色データに更に分割してメモリに格納させるカラー分割手段と、
メモリから各原色データをそれぞれ読み出し、当該各原色データを複数の演算処理装置に分散させるカラー分散手段と、を有し、
前記画像併合手段は、前記各画像領域の収集に際し、各演算処理装置で画像処理された各原色データについて、対応する赤、青、緑の各原色データを収集し併合することにより１つの画像領域とすることを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
蓄積手段により画像を蓄積しておくステップと、
画像分割手段により、前記蓄積手段から画像を読み出し、当該画像を複数の画像領域に分割するときの境界部分を隣接する画像領域のそれぞれが保持するように画像を分割してメモリに格納するステップと、
分散処理手段により、メモリから各画像領域を読み出し、当該各画像領域を複数の演算処理装置にそれぞれ分散するステップと、
画像併合手段により、各演算処理装置で画像処理された各画像領域をそれぞれ収集し、当該各画像領域を境界部分の重複を排除した上で画像に併合して蓄積手段に蓄積するステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
蓄積手段から画像を読み出し、当該画像を複数の画像領域に分割するときの境界部分を隣接する画像領域のそれぞれが保持するように画像を分割してメモリに格納する処理と、
メモリから各画像領域を読み出し、当該各画像領域を複数の演算処理装置にそれぞれ分散する処理と、
各演算処理装置で画像処理された各画像領域をそれぞれ収集し、当該各画像領域を境界部分の重複を排除した上で画像に併合して蓄積手段に蓄積する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の画像処理を高速に実行するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル画像の流通が盛んになっており、画像の解像度及び伝送帯域が拡大してきている。このため、画質変換のような簡単な処理でも処理時間が増大する傾向にある。そこで、次の２つの手法のように画像処理を高速化する技術の開発が進められている。
【０００３】
第１の手法としては、カラー画像を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のファイルに分割し、３台のコンピュータに各ファイルを１つずつ分散し、各コンピュータで画像処理することにより高速化を図るものがある。また、画像処理のアルゴリズムによっては、分割したファイルを並列計算機で処理することにより、大規模な高速化を図るものもある。
【０００４】
第２の手法としては、１つの画像を複数の画像領域に分割し、各画像領域を複数のコンピュータに分散し、各コンピュータで画像処理することで高速化を図るものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の手法では、分散して画像処理ができるコンピュータが３台に限定されてしまい、４台以上のコンピュータを利用した高速化を図ることができないという問題がある。
【０００６】
また、第２の手法では、動画において移動する対象物が分割の境界部分に存在した場合には、画像処理後の画像領域を１つの画像に併合する際にその境界部分での画像情報の欠落が生じ易く、連続性を確保することが困難になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、分割した画像を分散して画像処理を行う際の分割の境界部分での画像情報の欠落を防止し、連続性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明に係る画像分散処理装置は、画像を蓄積しておく蓄積手段と、前記蓄積手段から画像を読み出し、当該画像を複数の画像領域に分割するときの境界部分を隣接する各画像領域のそれぞれが保持するように画像を分割してメモリに格納する画像分割手段と、メモリから各画像領域を読み出し、当該各画像領域を複数の演算処理装置にそれぞれ分散させる分散処理手段と、各演算処理装置で画像処理された各画像領域をそれぞれ収集し、当該各画像領域を境界部分の重複を排除した上で画像に併合して蓄積手段に蓄積させる画像併合手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、画像を分割するときの境界部分を隣接する各画像領域のそれぞれが保持するように画像を分割することで、各画像領域の画像処理が隣接する画像領域の情報を含んだ状態で行われるようにして、画像領域を併合する際の境界部分での画像情報の欠落の防止を図る。
【００１０】
上記画像処理装置において、前記画像分割手段は、画像の分割に際し、画像領域の境界部分をこれに隣接する画像領域の外側に複写することを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、分割された画像領域の境界部分をこれに隣接する画像領域の外側に複写することで、境界部分を隣接する各画像領域で容易に保持できるようにしている。
【００１２】
上記画像処理装置は、前記画像領域を赤、青、緑の各原色データに更に分割してメモリに格納させるカラー分割手段と、メモリから各原色データをそれぞれ読み出し、当該各原色データを複数の演算処理装置に分散させるカラー分散手段と、を有し、前記画像併合手段は、前記各画像領域の収集に際し、各演算処理装置で画像処理された各原色データについて、対応する赤、青、緑の各原色データを収集し併合することにより１つの画像領域とすることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、画像を分割したときの各画像領域を３つの原色データに更に分割し、複数の演算処理装置で分散して画像処理を行うことで、画像処理の更なる高速化を図る。
【００１４】
第２の本発明に係る画像処理方法は、蓄積手段により画像を蓄積しておくステップと、画像分割手段により、前記蓄積手段から画像を読み出し、当該画像を複数の画像領域に分割するときの境界部分を隣接する画像領域のそれぞれが保持するように画像を分割してメモリに格納するステップと、分散処理手段により、メモリから各画像領域を読み出し、当該各画像領域を複数の演算処理装置にそれぞれ分散するステップと、画像併合手段により、各演算処理装置で画像処理された各画像領域をそれぞれ収集し、当該各画像領域を境界部分の重複を排除した上で画像に併合して蓄積手段に蓄積するステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
第３の本発明に係る画像処理プログラムは、蓄積手段から画像を読み出し、当該画像を複数の画像領域に分割するときの境界部分を隣接する画像領域のそれぞれが保持するように画像を分割してメモリに格納する処理と、メモリから各画像領域を読み出し、当該各画像領域を複数の演算処理装置にそれぞれ分散する処理と、各演算処理装置で画像処理された各画像領域をそれぞれ収集し、当該各画像領域を境界部分の重複を排除した上で画像に併合して蓄積手段に蓄積する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、分散して画像処理された画像領域を併合するときの画像領域の境界部分での画像情報の欠落を防止でき、境界部分の連続性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、一実施の形態における画像処理装置を適用したシステム全体の構成を示すブロック図である。同図の画像処理装置１は、画像入力部１１、画像蓄積部１２、画像分割部１３、分散処理部１４、画像併合部１５を有する構成であり、ネットワーク２を介してサーバ３ａ〜３ｉ（以下、複数のサーバを総称して「サーバ３」という）に接続される。各サーバ３ａ〜３ｉは、演算処理装置４ａ〜４ｉをそれぞれ１個ずつ備える。
【００１８】
画像処理装置１は、演算処理装置、記憶装置、メモリ等を備えたコンピュータによって構成され、各部の処理はプログラムによって実行される。このプログラムは記憶装置に記憶されており、演算処理装置が記憶装置から読み出して実行する。
【００１９】
次に、画像処理装置１の各部における処理の概要について図１のブロック図および図２の模式図を参照しながら説明する。
【００２０】
画像入力部１１は、処理対象となる画像の本装置１への入力を行う。この画像は、使用者が、自ら作成したものでもよいし、ネットワーク２を介して収集したものでもよい。
【００２１】
画像蓄積部１２は、磁気記憶装置や光記憶装置等で構成され、画像入力部１１により入力された画像を蓄積する。
【００２２】
画像分割部１３は、画像蓄積部１２から画像を読み出して複数の画像領域５ａ〜５ｃに分割する。ここでは一例として３分割するものとする。このとき、分割の境界部分を隣接する各画像領域５ａ〜５ｃのそれぞれが保持するように画像を分割する。そして、このように得られた画像領域５ａ〜５ｃを内蔵のメモリに一時的に格納する。
【００２３】
分散処理部１４は、画像分割部１３のメモリから画像領域５ａ〜５ｃを読み出し、画像領域５ａ〜５ｃを複数のサーバ３ａ〜３ｃに１つずつネットワーク２を介して分散させる。
【００２４】
各サーバ３は、サーバ１台につき画像領域を１つ処理する。このときの画像処理には種々のものが考えられる。簡単な処理の例としては画質変換がある。別の例では、１つの画像から空間的・時間的に異なる別の画像を生成する処理がある。この生成処理では、例えば速度場ベクトルを利用した移流項を有する偏微分方程式を用いて画像を生成する。速度場ベクトルについては、画像と同サイズの２次元画像として表すことができるので、画像分割部１３が画像と共に分割し、分散処理部１４が画像領域と共に各サーバ３へ分散させてもよい。
【００２５】
画像併合部１５は、各演算処理装置４で画像処理された画像領域５ａ〜５ｃをそれぞれ収集し、これらの画像領域５ａ〜５ｃを境界部分の重複を排除した上で１つの画像に併合して画像蓄積部１２に蓄積させる。画像併合部１５は、画像領域５ａ〜５ｃの収集に際し、各サーバ３ａ〜３ｃに対してポーリングを実行し、画像処理の終了を確認したところで画像領域を収集する。
【００２６】
次に、画像の分割処理について図３の模式図を用いて詳細に説明する。画像分割部１３は、画像の分割に際し、画像領域の境界部分をこれに隣接する画像領域の外側に複写する。つまり、同図に示すように、画像領域５ａの画像領域５ｂとの境界部分を画像領域５ｂの外側に複写し、画像領域５ｂの画像領域５ａとの境界部分を画像領域５ａの外側に複写する。また、画像領域５ｂの画像領域５ｃとの境界部分を画像領域５ｃの外側に複写し、画像領域５ｃの画像領域５ｂとの境界部分を画像領域５ｂの外側に複写する。元の画像の高さを画像Height、それぞれの境界部分の幅を１ピクセルとすると、画像領域５ａの高さは画像Height／３＋１、画像領域５ｂの高さは画像Height／３＋２、画像領域５ｃの高さは画像Height／３＋１となる。
【００２７】
このように、各画像領域が境界部分について２ピクセル分の幅を重複して保持することにより、複数の画像領域を１つの画像に併合したときの連続性の保持が可能となる。
【００２８】
次に、各画像領域５ａ〜５ｃをそれぞれ赤、青、緑の３原色の各原色データに更に分割する場合の分散処理について図４の模式図を用いて説明する。
【００２９】
画像分割部１３は、画像を分割して得られた各画像領域５ａ〜５ｃをそれぞれ赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３原色の各原色データに更に分割して内蔵のメモリに格納させる。上記のように画像を３つの画像領域に分割していた場合には、原色データの分割により全部で９種類のデータに分割される。図４に示すように、各原色データでは、隣接する原色データの境界部分の１ピクセル分がその外側に複写された状態となる。
【００３０】
分散処理部１４は、画像分割部１３のメモリから各原色データをそれぞれ読み出し、これら各原色データを複数のサーバ３ａ〜３ｉに１つずつ分散させる。原色データ別の通信はポート番号で切り分ける。ここでは、画像分割部１３、分散処理部１４がそれぞれカラー分割手段、カラー分散手段に相当する。
【００３１】
各サーバ３では、それぞれの演算処理装置により、与えられた画像領域の原色データについて画像処理を行う。
【００３２】
画像併合部１５は、各画像領域の収集に際し、対応するＲ，Ｂ，Ｇの各原色データを収集し併合することにより１つの画像領域とする。そして、各画像領域５ａ〜５ｃを分割の境界部分が重複しないように併合することで１つの画像とする。
【００３３】
このように、分割された画像領域を更に原色データに分割し、原色データ毎に分散させることで、画像処理の更なる高速化が可能となる。
【００３４】
図５は、画像処理速度の評価結果を示すグラフである。同図の符号６ａで示される曲線は実施例のものであり、符号６ｂで示される曲線は比較例のものである。実施例では１つの画像を３分割して３つのサーバで画像処理をし、比較例では１つの画像を分割せずに１つのサーバで画像処理をした。同グラフに示すように、比較例では、画像のサイズが大きくなるに従って処理速度が急速に低下するのに対し、実施例では、処理速度の低下はかなり抑制されることが確認された。
【００３５】
したがって、本実施の形態によれば、画像分割部１３により、隣接する各画像領域のそれぞれが境界部分を保持するように画像を複数の画像領域に分割することで、各画像領域の画像処理が隣接する画像領域の情報を含んだ状態で行われるので、動画において移動する対象物が境界部分に存在していたとしても、画像領域を併合する際の境界部分での画像情報の欠落を防止でき、もって画像処理後に各画像領域を併合したときの境界部分での連続性を確保することができる。
【００３６】
本実施の形態によれば、分割された画像領域の境界部分をこれに隣接する画像領域の外側に複写することで、境界部分を隣接する各画像領域で容易に保持することができる。
【００３７】
本実施の形態によれば、画像を分割したときの各画像領域を３つの原色データに更に分割し、複数の演算処理装置４ａ〜４ｉで分散して画像処理を行うことで、画像処理の更なる高速化を図ることができる。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、画像を横方向に分割することとしたがこれに限られるものではない。画像の分割方向は、縦方向、縦横の双方向、あるいは斜め方向としてもよい。また、３分割に限るものではなく、２分割としても良いし、３分割よりも細かく分割してもよい。
【００３９】
また、本実施の形態においては、各画像領域が２ピクセル分の幅の境界部分を保持することとしたが、これに限られるものではない。例えば３ピクセル分、４ピクセル分としてもよいし、それ以上としてもよい。境界部分の幅は、動画における移動対象物の移動速度等に応じて適宜定めることが望ましい。
【００４０】
さらに、本実施の形態においては、画像処理装置１が、複数の画像領域５を、演算処理装置４を１つずつ備えた複数のサーバ３に分散させることとしたが、これに限られるものではない。例えば、画像処理装置１をサーバとし、各サーバ３をクライアント端末とするシステムであってもよいし、サーバ、クライアント端末といった取り決めのないシステムであってもよい。
【００４１】
また、本実施の形態においては、１台のコンピュータにより、各画像領域を３つの原色データに分割することとしたが、これに限られるものではない。例えば、各演算処理装置４に、分散されてきた画像領域を格納するメモリと、このメモリから画像領域を読み出し、画像領域を赤、青、緑の各原色データに更に分割してメモリに格納させるカラー分割部と、このメモリから２つの原色データを読み出して他の演算処理装置へ分散させるカラー分散部と、メモリから残りの原色データを読み出し画像処理をしてメモリに格納する画像処理部とを備えることとし、別のコンピュータにおける画像併合部１５により、各画像領域の収集に際し、それぞれの演算処理装置から対応するＲ，Ｂ，Ｇの各原色データを収集し併合することで１つの画像領域とする。そして、各画像領域を分割の境界部分が重複しないように併合することで１つの画像とするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施の形態における画像処理装置を適用したシステム全体の構成を示すブロック図である。
【図２】システム全体における処理の流れを示す模式図である。
【図３】画像分割処理の様子を示す模式図である。
【図４】画像領域を３つの原色データに分割して処理する様子を示す模式図である。
【図５】実施例と比較例について画像処理速度の評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１…画像処理装置
２…ネットワーク
３ａ〜３ｉ…サーバ
４ａ〜４ｉ…演算処理装置
５ａ〜５ｃ…画像領域
１１…画像入力部
１２…画像蓄積部
１３…画像分割部
１４…分散処理部
１５…画像併合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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