(57)【要約】【課題】必要最小限の演算部を搭載し、各演算部の稼働率を向上させることによって、ユーザーの要求を満たすパフォーマンスを実現することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】複数個のプログラマブルな画像処理プロセッサは、保有している画像処理プログラムを交換し合い、画像処理の機能を共有することにより、回路規模の増大を抑えつつ、画像処理プロセッサの稼動率を向上させる事ができる画像処理装置。【選択図】　　　　図２
2004110202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラスター走査によって画像情報を読み取る画像読取手段と、読み取った画像情報をデジタル画像データに変換する変換手段と、前記変換されたデジタル画像データに対し画像処理を行う複数個のプログラマブルな画像処理プロセッサと、デジタル信号とバスとのインターフェースを一括管理するインターフェース管理手段と、デジタル信号のメモリへのアクセスを一括管理するメモリ管理手段と、デジタル変換された画像データを顕像として出力可能な画像信号となるように処理する画像処理手段と、を備えた画像処理装置において、
前記複数個のプログラマブルな画像処理プロセッサが、保有している画像処理プログラムを交換し合い、画像処理の機能を共有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像処理プロセッサが具備する特定の外部端子を鎖状に結線することで、各プロセッサに識別番号を与え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】
前記画像処理プロセッサは、複数ある中の１つだけが、全てのプロセッサについて画像処理プログラムの保有状況を監視し、他のプロセッサは、その情報を共有する事を特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画像処理プロセッサが保有する画像処理プログラムには、画像処理プロセッサで画像処理を実行させるための命令文に加え、画像処理プログラムを識別するための情報を含む事を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像処理プロセッサは、画像処理プログラムを交換するとき、複数に分割して転送する事を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、ＦＡＸ、プリンタ等のデジタル画像信号の処理を高速に行う画像処理装置に関する。特に、複写機、ＦＡＸ、プリンタ等、それぞれの用途に応じた種々の画像処理アルゴリズムを要求に応じて実行可能な演算処理手段を具備した画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の演算能力が飛躍的に向上したことにより、デジタル複写機、ＦＡＸ機、プリンタやこれらの複合機等の分野において、今までＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いて行っていた画像信号等の処理を、ＤＳＰ、特にＳＩＭＤ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉ　ｄａｔａ　ｓｔｒｅａｍ）型のＤＳＰを用いて実現する演算処理手段が考案されている。また、量子化処理、γ処理、フィルタ処理といった現処理画素およびその周辺画素の濃度情報から演算可能な処理はＳＩＭＤ型のＤＳＰが実行し、誤差拡散処理のように、事前の処理結果が現処理結果に反映する処理は逐次型のプロセッサまたは専用のハード構成が実行するタイプのものもある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−１２２８６６号公報
【特許文献２】
特開平９−２８２３０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの演算処理手段を、高速型のデジタル複写機、ＦＡＸ機、プリンタ、また広幅原稿用のデジタル複写機、広幅紙印刷用のプリンタ等へ応用する場合、大量の画像信号を高速に処理するための工夫が必要で、１つの案として複数のＳＩＭＤ型演算部と複数の逐次型演算部を搭載した並列処理システムを挙げることができる。理想的には、搭載する演算部の数を限りなく増やし、演算部同士、または演算部−演算部以外のユニット間を高速な転送バスによって接続することで、高い処理能力をもつ並列処理システムが実現できるが、実際は開発期間と開発コストに制約がある。
そこで、本発明は、上記の実情を考慮して見出したものであって、必要最小限の演算部を搭載し、各演算部の稼働率を向上させることによって、ユーザーの要求を満たすパフォーマンスを実現することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の画像処理装置は、ラスター走査によって画像情報を読み取る画像読取手段と、読み取った画像情報をデジタル画像データに変換する変換手段と、前記変換されたデジタル画像データに対し画像処理を行う複数個のプログラマブルな画像処理プロセッサと、デジタル信号とバスとのインターフェースを一括管理するインターフェース管理手段と、デジタル信号のメモリへのアクセスを一括管理するメモリ管理手段と、デジタル変換された画像データを顕像として出力可能な画像信号となるように処理する画像処理手段と、を備えた画像処理装置において、前記複数個のプログラマブルな画像処理プロセッサが、保有している画像処理プログラムを交換し合い、画像処理の機能を共有することを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２記載の画像処理装置は、画像処理プロセッサが具備する特定の外部端子を鎖状に結線することで、各プロセッサに識別番号を与えることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項３の画像処理装置は、画像処理プロセッサの、複数ある中の１つ（以降、マスターと称する。）だけが、全てのプロセッサについて画像処理プログラムの保有状況を監視し、他のプロセッサ（以降、スレーブと称する。）は、その情報を共有する事を特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４の画像処理装置は、画像処理プロセッサが保有する画像処理プログラムには、画像処理プロセッサで画像処理を実行させるための命令文に加え、画像処理プログラムを識別するための情報（以降、タグ情報と称する。）を含む事を特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項５記載の画像処理装置は、画像処理プロセッサが、画像処理プログラムを交換するとき、複数に分割して転送する事を特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成および動作について図面を参照しながら説明する。
図１は既知の画像処理装置のブロック構成で、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ）の構成に関するものであるが、その機能について図１を参照しながら説明する。
【００１１】
原稿を光学的に読み取る読み取りユニット１は、原稿に対するランプ照射の反射光をミラーおよびレンズにより受光素子に集光する。受光素子（本実施例では例としてＣＣＤを用いる。）は、ＳＢＵ（センサーボードユニット）２に搭載され、ＣＣＤにおいて電気信号に変換された画像信号はデジタル信号に変換された後、ＳＢＵ２から出力され、ＳＢＵ２から出力された画像信号はＣＤＩＣ（圧縮／伸張およびデータインターフェース制御部）３に入力される。
機能デバイスおよびデータバス間における画像データの伝送はＣＤＩＣ３が全て制御する。ＣＤＩＣ３は、画像データに関し、ＳＢＵ２、パラレルバス、ＩＰＰ（画像処理プロセッサ）４間のデータ転送、本実施例の全体制御を司るシステムコントローラ５と画像データに対するプロセスコントローラ６間の通信を行うものである。ＳＢＵ２からの画像信号はＣＤＩＣ３を経由してＩＰＰ４に転送され、光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化とする。）を補正し、再度ＣＤＩＣ３へ出力される。
【００１２】
読み取り画像をメモリに蓄積して再利用するジョブと、メモリ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。メモリに蓄積する例としては、１枚の原稿を複数枚複写する場合、読み取りユニット１を１回だけ動作させ、メモリに蓄積し、蓄積データを複数回読み出す使い方がある。メモリ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、読み取り画像をそのまま再生すれば良いので、メモリアクセスを行う必要はない。
【００１３】
まず、メモリを使わない場合、ＩＰＰ４からＣＤＩＣ３へ転送されたデータは、再度ＣＤＩＣ３からＩＰＰ４へ戻される。ＩＰＰ４において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行う。
画質処理後の画像データはＩＰＰ４からＶＤＣ（ビデオデータ制御）７に転送する。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行い、作像ユニットにおいて転写紙上に再生画像を形成する。
【００１４】
メモリに蓄積し画像読み出し時に付加的な処理、例えば、画像方向の回転、画像の合成等を行う場合の画像データの流れを示す。
ＩＰＰ４からＣＤＩＣ３へ転送されたデータは、ＣＤＩＣ３からパラレルバスを経由してＩＭＡＣ（画像メモリアクセス制御）８に送られる。ここではシステムコントローラ５の制御に基づき画像データとＭＥＭ（メモリモジュール）９のアクセス制御、外部ＰＣ（パソコン）１０のプリント用データの展開、メモリ有効活用のための画像データの圧縮／伸張を行う。
ＩＭＡＣ８へ送られたデータはデータ圧縮後ＭＥＭ９へ蓄積し、蓄積データを必要に応じて読み出す。読み出しデータは伸張し、本来の画像データに戻しＩＭＡＣ８からパラレルバス経由でＣＤＩＣ３へ戻される。
ＣＤＩＣ３からＩＰＰ４への転送後は画質処理およびＶＤＣ７でのパルス制御を行い、作像ユニットにおいて転写紙上に再生画像を形成する。
【００１５】
画像データの流れにおいて、パラレルバスおよびＣＤＩＣ３でのバス制御により、ＭＦＰの機能を実現する。ＦＡＸ送信機能は読み取り画像データをＩＰＰ４にて画像処理を実施し、ＣＤＩＣ３およびパラレルバスを経由してＦＣＵ（ＦＡＸ制御ユニット）１１へ転送する。ＦＣＵ１１にて通信網へのデータ変換を行い、ＰＮ（公衆回線）１２へＦＡＸデータとして送信する。
ＦＡＸ受信は、ＰＮ１２からの回線データをＦＣＵ１１にて画像データへ変換し、パラレルバスおよびＣＤＩＣ３を経由してＩＰＰ４へ転送される。この場合特別な画質処理は行わず、ＶＤＣ７においてドット再配置およびパルス制御を行い、作像ユニット１３において転写紙上に再生画像を形成する。
【００１６】
複数ジョブ、例えばコピー機能、ＦＡＸ送受信機能、プリンタ出力機能が並行に動作する状況において、読み取りユニット１、作像ユニット１３およびパラレルバス使用権のジョブへの割り振りをシステムコントローラ５およびプロセスコントローラ６にて制御する。
【００１７】
プロセスコントローラ６は画像データの流れを制御し、システムコントローラ５はシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。
ＭＦＰの機能選択はＯｐｅ．Ｐａｎｅ（操作部）１４にて選択入力し、コピー機能、ＦＡＸ機能等の処理内容を設定する。
システムコントローラ５とプロセスコントローラ６はパラレルバス、ＣＤＩＣ３およびシリアルバスを介して相互に通信を行う。ＣＤＩＣ３内においてパラレルバスとシリアルバス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行う。
【００１８】
次にＩＰＰ４の構成例を図２、図３および図４に示す。視認性を高めるために、図２は画像データパスと制御データパスに着目し、図３はＩＤ識別信号線、図４はプログラム転送バスおよびタグ情報バスに着目して図示するが、実際はこれら３つの機能が１つのＩＰＰ内部に実装されている。
【００１９】
まず、ＣＤＩＣ３より転送される画像データは入力部で受信し、必要に応じて画像処理プロセッサＡへ送信する。画像処理プロセッサＡで所定の画像処理を行った後、画像データは画像処理プロセッサＢへ送られる。画像処理プロセッサＢで所定の画像処理を行った後、画像データは画像処理プロセッサＣへ送られる。画像処理プロセッサＣで所定の画像処理を行った後は、画像処理プロセッサＤとＥへ送られる。画像処理プロセッサＤとＥで所定の画像処理を行った後は、画像処理プロセッサＦへ送られる。画像処理プロセッサＦで所定の画像処理を行った後は出力部へ送られ、必要に応じてＣＤＩＣ３へ転送する。
【００２０】
また、本発明のＩＰＰ内部は、各画像処理プロセッサを制御するための制御部をもつ。ユーザーが操作部からＭＦＰの機能選択をして、ＩＰＰで実行する画像処理の内容を確定させると、システムコントローラは、それらの情報を、ＩＰＰ制御信号バスを使って、ＩＰＰが搭載する制御部へ伝達する。次に制御部は、画像処理プロセッサ制御信号バスを使って、各画像処理プロセッサに実行すべき画像処理の内容を指示する。
【００２１】
複数の画像処理プロセッサ間で画像処理プログラムを交換するためには、個々の画像処理プロセッサを特定するための手段が必要になる。本発明の画像処理プロセッサは、図３に示す様に、ＩＤ識別端子１とＩＤ識別端子２と呼ばれる２種類の外部端子を備えており、それらを鎖状に結線することで、個々の画像処理プロセッサを特定するための識別番号を与える。ＩＤ識別端子が開放状態にある場合、画像処理プロセッサは識別番号０番と認識し、マスターとなる。またＩＤ識別端子２からＩＤ識別信号線を使って識別番号を発信する。ＩＤ識別端子１が開放状態にない場合は、接続先の画像処理プロセッサから識別番号を受信し、それよりも１だけ大きな値を識別番号と認識し、スレーブとなる。
【００２２】
本例では、画像処理プロセッサＡとＢとＥの間で画像処理機能を共有し、また画像処理プロセッサＣとＤの間で画像処理機能を共有する。画像処理プロセッサＡはマスターで識別番号０を、画像処理プロセッサＢはスレーブで識別番号は１を、画像処理プロセッサＥもスレーブで識別番号２を認識する。また画像処理プロセッサＣはマスターで識別番号０を、また画像処理プロセッサＤはスレーブで識別番号１を認識する。
【００２３】
次に、本発明の手法を用いて、複数の画像処理プロセッサが画像処理機能を共有するまでのプロセスを説明する。一つの動作例として画像処理プロセッサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆで実行する画像処理の内容が、図５から図６へ切り替わる場合を説明する。ここで、図５は、画像処理機能の切り替え前の画像処理ブロックを示した図であり、図６は、画像処理機能の切り替え後の画像処理ブロックを示した図である。
【００２４】
図５と図６に示されている画像処理機能１、２、３、４、５、６、７、８、９とは、ＩＰＰ内部で画像処理の順番を前後させたり、追加や削除したりする事が可能な最小単位の事で、それぞれ画像処理プログラム１、２、３、４、５、６、７、８、９を実行させる事によって実現する機能である。これらの画像処理プログラムには、先頭にタグ情報、例えばプログラム識別親番号と子番号およびプログラム容量などが記述されている（図７に３２ｂｉｔで表現した場合を例に挙げる）。ここでプログラム識別親番号とは、画像処理プログラムを識別することを目的として使用され、プログラム識別子番号とは、後述する様に、１つの画像処理プログラムを複数に分割、結合する時の識別番号として使用される。
【００２５】
ユーザーが操作部からＭＦＰの機能選択を行うと、ＩＰＰで実行する画像処理の内容が確定するので、それらの情報をシステムコントローラが制御部へ伝達する。次に、制御部はＲｅａｄｙ／Ｂｕｓｙ信号線を使ってＣＤＩＣ３へ画像を転送しないように要求する。また各画像処理プロセッサへ画像処理の内容を指示する。
【００２６】
制御部から各画像処理プロセッサへ画像処理の内容が指示されると、まずスレーブの画像処理プロセッサが、タグ情報バスを使って、保持している画像処理プログラムのタグ情報をマスターの画像処理プロセッサへ転送する。マスターの画像処理プロセッサはスレーブの画像処理プロセッサから受信したタグ情報と、自らが保有している画像処理プログラムのタグ情報を参照して、画像処理プログラムの保有情報を作成し、スレーブの画像処理プロセッサに送信する。
【００２７】
次に、各画像処理プロセッサは、今まで実行していた画像処理の内容と、次に実行すべき画像処理の内容を比較して、その差分を抽出する。画像処理プロセッサＡやＤのように差分が発生しない時は、現存する画像処理プログラムを保持し続ける。それに対して、画像処理プロセッサＢやＣやＥのように差分が発生した時は、画像処理プログラムの保有情報を使って、不足している画像処理プログラムの取得先を決定する。差分抽出および取得先の選定が終了した画像処理プロセッサは随時、画像処理プログラムバスを使って、画像処理プログラムを取得または提供する。
【００２８】
画像処理プログラムバスを使って画像処理プログラムの転送を行う際は、１つの画像処理プログラムを転送するために画像処理プログラムバスが長時間占有されないように、転送する画像処理プログラムの容量が一定量を超える場合は、画像処理プログラムを分割して転送する。
【００２９】
画像処理プログラムを４分割した場合を例として、図８に転送フォーマットを示す。図８の例では、プログラム識別子番号の下位１６ｂｉｔで総分割数を表す。また上位１６ｂｉｔで分割したプログラムの何番目かを表している。
画像処理プログラムの転送が終了すると、各画像処理プロセッサは、画像処理プロセッサ制御信号を使って、制御部へ通知する。次に、制御部はＲｅａｄｙ／Ｂｕｓｙ信号を使って、ＣＤＩＣ３へ画像の転送を要求する。ＣＤＩＣ３は、画像の転送要求を受信すると、ＩＰＰ４へ画像データの転送を開始し、ＩＰＰ４で画像処理が実行される。
【００３０】
【発明の効果】
ラスター走査によって画像情報を読み取り、読み取った画像情報をデジタル画像データに変換する手段と、前記デジタル変換された画像データに対し画像処理を行う複数個のプログラマブルな画像処理プロセッサと，デジタル信号とバスとのインターフェースを一括管理する手段と、デジタル信号のメモリへのアクセスを一括管理する手段と、デジタル変換された画像データを顕像として出力可能な画像信号となるように処理する手段を備えた画像処理装置において、前記、複数個のプログラマブルな画像処理プロセッサは、保有している画像処理プログラムを交換し合い、画像処理の機能を共有すれば、回路規模の増大を抑えつつ、画像処理プロセッサの稼動率を向上させる事ができる。
【００３１】
また、画像処理プロセッサが具備する、特定の外部端子を鎖状に結線することで、各プロセッサに識別番号を与える事が可能ならば、画像処理装置に搭載する画像処理プロセッサの個数が変動した場合でも回路の変更量を抑える事ができる。
【００３２】
また、マスターとなるプロセッサだけが、全ての画像処理プロセッサについて画像処理プログラムの保有状況を監視し、スレーブであるプロセッサが、その保有状況の情報を共有すれば、画像処理プロセッサ全体の作業量を抑える事ができる。
【００３３】
また、画像処理プロセッサが保有する画像処理プログラムが、画像処理プロセッサで画像処理を実行させるための命令文に加え、画像処理プログラムを識別するための情報を含めば、画像処理プログラムの所在を容易に特定する事ができる。
【００３４】
さらに、画像処理プロセッサが、画像処理プログラムを交換するとき、複数に分割して転送すれば、画像処理プログラムの転送容量が大きい場合でも、その転送効率を向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像処理装置の構成の一例を示した図である。
【図２】ＩＰＰ内部の構成について、画像データパスと制御データパスに着目した図である。
【図３】ＩＰＰ内部の構成について、ＩＤ識別信号線に着目した図である。
【図４】ＩＰＰ内部の構成について、プログラム転送バスおよびタグ情報バスに着目した図である。
【図５】画像処理機能の切り替え前の画像処理ブロックを示した図である。
【図６】画像処理機能の切り替え後の画像処理ブロックを示した図である。
【図７】画像処理プログラムの転送フォーマットを示した図である。
【図８】画像処理プログラムを４分割して転送する際の転送フォーマットを示した図である。
【符号の説明】
１　読み取りユニット
２　センターボードユニット
３　圧縮／伸張およびデータインターフェース制御部
４　画像処理プロセッサ
５　システムコントローラ
６　プロセスコントローラ
７　ビデオデータ制御部
８　画像メモリアクセス制御部
９　メモリモジュール
１０　パソコン
１１　ＦＡＸ制御ユニット
１２　公衆回線
１３　作像ユニット
１４　操作部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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