(57)【要約】【課題】  画像処理計算機と別の計算機との間において、映像データと他のデータとを処理するタイミングの一致を図ることができ、画像処理計算機にて無駄な待機時間を発生させることが無く、必要なフレーム画像を抜けなく出力することができ、映像データから適切に反射光を抽出することができるフレームグラバを提供する。【解決手段】  フレームグラバ１は、撮影カメラ３が撮影した画像を画像処理計算機７に出力すると共に、当該画像処理計算機７とは別個の制御計算機９に前記画像との同期をとるための同期信号を出力するフレームグラバ１であって、パルス発生部１５と、パルスカウンタ３１と、バス制御部３３と、タイムコード変換部３５と、を備えた。【選択図】      図１
2005142772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラが撮影した画像を画像処理計算機に出力すると共に、当該画像処理計算機とは別個の制御計算機に前記画像との同期をとるための同期信号を出力するフレームグラバであって、
前記カメラに出力する映像同期パルスに従ってパルス信号を発生するパルス発生部と、
このパルス発生部が発生したパルス信号のパルス数をカウントするパルスカウンタと、
前記カメラが撮影した画像に、前記パルスカウンタがカウントしたカウント値を付随させ、このカウント値を付随させた画像を前記画像処理計算機に転送する画像転送手段と、
前記パルスカウンタがカウントしたカウント値を、前記同期信号として、前記制御計算機に送信する同期信号送信部と、
を備えることを特徴とするフレームグラバ。
【請求項２】
少なくとも１フレーム分の画像を蓄積可能な画像メモリと、
前記画像処理計算機からの指示に従い、１フレーム中の転送領域の下端のライン位置が設定され、前記画像メモリ内に前記ライン位置まで画像が蓄積されたら、前記転送領域の画像が転送可能であることを前記画像処理計算機に通知するライン比較器と、
を備えることを特徴する請求項１に記載のフレームグラバ。
【請求項３】
複数フレーム分の画像を蓄積可能なリングバッファである画像メモリを備え、
前記画像メモリの内の一部のフレーム分のメモリ領域を書き換え不可とするフラグを記憶可能にしたことを特徴とする請求項１に記載のフレームグラバ。
【請求項４】
前記パルス発生部は、前記パルス信号の発生タイミング、パルス幅、発生強度の少なくとも１つに関するパターンデータを複数保持するパターンデータ保持手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレームグラバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ撮影用のカメラが撮影した画像を取り込んで、画像処理計算機に出力するフレームグラバに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数のビデオ撮影用のカメラ（以下、単に「カメラ」という）で撮影された画像を取り込んで、この画像を画像処理計算機に出力するフレームグラバが知られている。
【０００３】
従来のフレームグラバは、次に述べるような特徴（１）〜（４）を備えていた。
（１）画像処理計算機が処理する画像と同期させて、当該画像以外の情報（例えば、センサ情報）を別の計算機が扱う場合には、別の計算機は、フレームグラバと画像処理計算機とを結ぶバスに連結されており、当該バスを介して、画像処理計算機が画像を取り込むタイミングを知らせる通知信号を当該画像処理計算機から得ていた。これによって、別の計算機は、通知信号を遅延無く得て、画像処理計算機が画像を処理するタイミングとセンサ情報を処理するタイミングとを時間的に一致させていた。
【０００４】
（２）カメラから出力された画像を構成する最小の画像単位であるフレーム画像（１フレーム分）の取り込みを完了する毎に、フレームグラバはフラグを立たせており、画像処理計算機からの割り込みが掛かるようになっていた。
（３）フレーム画像を画像処理計算機に出力する際には、フレームグラバは、データ容量の小さいバッファに蓄えながら順次ＤＭＡ転送したり、１フレーム画像分をフレームメモリ（画像メモリ）に蓄えてからまとめてＤＭＡ転送したりしていた。また、フレームグラバは２つのフレームメモリを備えて構成されており、２つのフレームメモリに交互にフレーム画像を蓄えて、蓄えたフレーム画像を交互にＤＭＡ転送していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
（４）カメラが被写体を撮影して画像を取得するタイミングに合わせて、フレームグラバは、照明を点灯させたり、消灯させる制御を行っており、画像処理計算機では、照明が点灯している際の画像と、照明が消灯している際の画像とを比較することで、照明による反射光を取り出す処理を行っていた。
【特許文献１】特許第３０８８５０８号公報（段落００２１〜００２５、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のフレームグラバには、それぞれの特徴に対して以下に述べる問題点がある。
（１）の特徴に対して、センサ情報を処理する別の計算機が、フレームグラバと画像処理計算機とを結ぶバスに連結されておらず、このバスとは別のバスによって画像処理計算機と連結しているような場合で、バス相互の通信速度が異なる場合には、画像を処理するタイミングとセンサ情報を処理するタイミングとの相互のタイミングを正確に取る手段がなく、相互のタイミングの一致を図ることが困難になるという問題がある。
【０００７】
（２）の特徴に対して、フレーム画像が全て読み込まれた後に、画像処理計算機から割り込みが掛けられるように構成されていたので、画像処理計算機にて画像処理すべき領域がフレーム画像の上部にあっても、当該フレーム画像が全て読み込まれるまで待機しなければならず、無駄な待機時間が発生しているという問題がある。
【０００８】
（３）の特徴に対して、画像処理計算機が何らかの原因でＤＭＡできない状態が継続してしまった場合に、フレーム画像が欠けてしまったり、また、異なる時刻の２つのフレーム画像を参照して、当該フレーム画像に映っている被写体の動きを検出する場合に、２つのフレーム画像のいずれかを取りこぼしてしまったり、必要なフレーム画像を抜けなく画像処理計算機に出力することが困難になるという問題がある。
【０００９】
（４）の特徴に対して、照明の点灯、消灯だけの制御では、例えば、照明の点灯時、照度が足りない（画像の輝度が低すぎる）場合や多すぎる（画像の輝度が高すぎる）場合があり、適切なコントラストが得られず、画像から適切に反射光を抽出することができないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、画像処理計算機と別の計算機との間において、画像と他の情報とを処理するタイミングの時間的一致を図ることができ、画像処理計算機にて無駄な待機時間を発生させることが無く、必要なフレーム画像を抜けなく出力することができ、画像から適切に反射光を抽出することができるフレームグラバ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】
【００１１】
前記課題を解決するため、請求項１記載のフレームグラバは、カメラが撮影した画像を画像処理計算機に出力すると共に、当該画像処理計算機とは別個の制御計算機に前記画像との同期をとるための同期信号を出力するフレームグラバであって、パルス発生部と、パルスカウンタと、画像転送手段と、同期信号送信部と、を備える構成とした。
【００１２】
かかる構成によれば、フレームグラバは、パルス発生部によって、カメラに出力する映像同期パルスに従ってパルス信号を発生する。映像同期パルスは、垂直同期信号（フィールド信号）であり、カメラで撮影している画像の最小単位となる１フレーム分に対応している。続いて、このフレームグラバは、パルスカウンタによって、パルス発生部が発生したパルス信号のパルス数をカウントし、このカウントしたカウント値を画像転送手段によって、カメラが撮影した画像に付随させて画像処理計算機に転送する。ここでいう「付随させる」とは、画像の一部、例えば、画面に表示した際の当該画面の左上の数画素の部分に埋め込んだり、画像の前または後にカウント値を連結させる等して、画像とカウント値とを一体化させることである。
【００１３】
そして、このフレームグラバは、同期信号送信部によって、パルスカウンタがカウントしたカウント値を同期信号として、制御計算機に送信する。つまり、この同期信号は、画像の１フレーム分に対応していることになる。
【００１４】
請求項２記載のフレームグラバは、請求項１に記載のフレームグラバにおいて、少なくとも１フレーム分の画像を蓄積可能な画像メモリと、前記画像処理計算機からの指示に従い、１フレーム中の転送領域の下端のライン位置が設定され、前記画像メモリ内に前記ライン位置まで画像が蓄積されたら、前記転送領域の画像が転送可能であることを前記画像処理計算機に通知するライン比較器と、を備えることを特徴する。
【００１５】
かかる構成によれば、フレームグラバは、ライン比較手段によって、画像メモリに記憶された画像のライン位置と、画像処理計算機からの指示に従った転送領域の下端のライン位置とを比較し、ライン位置が一致した場合に、転送領域の画像が転送可能であることを画像処理計算機に通知する。つまり、画像の１フレーム分が画像メモリに記憶完了されるまで、画像処理計算機は待機する必要が無くなる。
【００１６】
請求項３記載のフレームグラバは、請求項１に記載のフレームグラバであって、複数フレーム分の画像を蓄積可能なリングバッファである画像メモリを備え、前記画像メモリの内の一部のフレーム分のメモリ領域を書き換え不可とするフラグを記憶可能にしたことを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、フレームグラバは、画像メモリを複数フレーム分の画像を蓄積可能なリングバッファによって構成し、画像メモリ内の一部のフレーム分のメモリ領域を一時的に書き換え不可、つまり、上書き禁止とするフラグを記憶可能にしている。このフラグは、画像の蓄積と制御とを管理するメモリ制御部によって記憶してもいいし、画像メモリ内に記憶してもいい。通常、リングバッファは、一定のデータ容量を保持してなり、当該データ容量を超えて新たなデータが入力された際には、最も古いデータに上書きしていく性質を備えているが、このフラグが立っているときには、リングバッファに蓄積されている１フレーム分（数フレーム分）の画像を保持し、フラグが立っていないときには、新しい画像を上書きしていくこととなる。
【００１８】
請求項４記載のフレームグラバは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレームグラバにおいて、前記パルス発生部は、前記パルス信号の発生タイミング、パルス幅、発生強度の少なくとも１つに関するパターンデータを複数保持するパターンデータ保持手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、フレームグラバは、パルス発生部の発生させるパルス信号について、複数のパターンデータを備えている。このパターンデータはパルス信号の発生タイミング、パルス幅、発生強度の少なくとも一つに関するものであり、このパターンデータによって、カメラで画像が撮影される際の照明の仕方が様々に変更されることとなる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、画像を画像処理計算機が取り込むタイミングと、別の計算機である制御計算機が行う制御動作のタイミングとの時間的一致を、カウントしたカウント値に基づいて図ることができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、画像処理計算機からの指示に従って、要求された転送領域の画像が画像メモリのライン位置まで蓄積された時点で、転送可能であることを画像処理計算機に通知しているので、無駄な待機時間の発生を抑制することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、フラグの立った画像メモリのメモリ領域に蓄積されているフレーム分の画像が保持されるので、必要に応じて、フラグを立てておけば、画像の抜けを防止することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、パルス信号を発生させるパターンデータを複数用意しておくことによって、カメラの周囲が暗く、照明強度が必要な場合や、逆にカメラの周囲が明るく、照明強度を抑える必要のある場合など、最適な輝度の画像を取得することができ、この撮影された画像から反射光を適切に抽出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
（フレームグラバシステムの構成）
図１にフレームグラバと、画像処理計算機と、制御計算機とを含んだフレームグラバシステムのブロック図を示す。この図１に示すように、フレームグラバシステムＡは、フレームグラバ１と、ビデオ撮影用のカメラ３と、照明５と、画像処理計算機７と、制御計算機９（９Ａ、９Ｂ）とから構成されている。
【００２５】
このフレームグラバシステムＡは、歩行ロボット（図示せず）等に組み込まれているもので、照明５で照明強度を調整しつつ、当該歩行ロボットの前方に位置する被写体（例えば、障害物）を、カメラ３で撮影し、フレームグラバ１が、この撮影したビデオ映像の各フレームの画像を、当該歩行ロボットに内蔵されている画像処理計算機７に出力すると共に、当該画像に同期した同期信号（タイムコード、同期パルス）を頭部、脚部等を駆動させる駆動系（モータ等）を制御する制御計算機９に出力するものである。
【００２６】
まず、フレームグラバ１の説明に先立って、他の構成について説明する。
撮影カメラ３は、２セットのステレオカメラ（２台１組）、つまり、カメラ３ａおよびカメラ３ｂと、カメラ３ｃおよびカメラ３ｄとによって構成され、フレームグラバ１から出力される映像同期パルスと、シャッターパルスとに従って、それぞれのステレオカメラが交互に被写体を撮影し、この撮影した画像をフレームグラバ１に出力するものである。
【００２７】
映像同期パルスは、垂直同期信号であり、ステレオカメラ毎に同期を取るための矩形波状の信号であり、一つの映像同期パルスによって、カメラ３ａからカメラ３ｄが一斉にオンとなり、被写体が撮影される。また、この映像同期パルスは、画像の最小構成単位であるフレーム画像の区切りを示すものとなる。
【００２８】
シャッターパルスは、映像同期パルスに対応して、撮影カメラ３に内蔵されているＣＣＤ等の撮像素子に入射光を入射させたり、遮断したりする電子シャッターのシャッター時間（開口時間）、シャッター間隔（開口間隔）を制御する信号である。つまり、シャッターパルスは、映像同期パルスに合わせたタイミングによって、カメラ３ａからカメラ３ｄまでの電子シャッターを開閉させるものでなる。
【００２９】
照明５は、被写体に照射する光を発生するハロゲンランプ等の光源によって構成され、フレームグラバ１から出力された照明制御パルスに従って、照明の明るさ（照明強度）、間隔が制御され、点灯と消灯とを繰り返すものである。なお、この照明５から被写体に照射される発光パターンは、後記するパルス発生部に備えられているパターンデータ保持手段に蓄積されているパターンデータに依存するものである。
【００３０】
画像処理計算機７は、フレームグラバ１から出力された画像を処理するもので、画像処理部７ａと、画像メモリ７ｂとを備えている。
画像処理部７ａは、当該画像処理計算機７の制御を司ると共に、画像を構成する最小単位であるフレーム画像に対し、画像処理を施すものである。この画像処理部７ａの画像処理は、例えば、フレーム画像に映っている被写体の抽出や当該被写体までの距離計算や当該被写体の認識等である。また、この画像処理部７ａは、フレームグラバ１に対して、種々の制御信号を出力するものであり、例えば、必要に応じて、フレーム画像を水平ライン単位で要求する制御信号を出力する。
【００３１】
画像メモリ７ｂは、一般的なフレームメモリによって構成され、フレームグラバ１内に設けられているものと比べ、大容量のデータ容量を有しており、画像処理部７ａを介して入力されたフレーム画像を、入力された順序に蓄積するものである。
【００３２】
なお、この画像処理計算機７と、フレームグラバ１とは、画像や制御信号を高速にやり取りする高速通信路であるＰＣＩバスによって接続されている。また、画像処理計算機７と、制御計算機９（９Ａ）および制御計算機９（９Ｂ）とは、指令データや制御情報を低速にやり取りする低速通信路であるイーサネット（登録商標）によって接続されている。
【００３３】
制御計算機９（９Ａ）は、歩行ロボット（図示せず）の所定部分を駆動させるモータ１１（１１Ａ）を制御するもので、タイムコード解読部９ａと、制御計算部９ｂと、モータ駆動部９ｃとを備えている。
【００３４】
タイムコード解読部９ａは、フレームグラバ１から出力されたタイムコードを解読して、フレームグラバ１内のパルスカウンタ（詳細は後記）でカウントされた同期パルスの数（カウント値）を制御計算部９ｂに出力するものである。
【００３５】
制御計算部９ｂは、制御計算機９の制御を司ると共に、タイムコード解読部９ａから出力されたカウント値と、イーサネット（登録商標）を介して入力される指令データや制御情報とに基づいて、駆動データを計算し、この駆動データをモータ駆動部９ｃに出力するものである。
【００３６】
モータ駆動部９ｃは、制御計算部９ｂによって計算された駆動データに基づいて、モータを駆動させるものである。つまり、このモータが歩行ロボット（図示せず）の頭部を駆動させるものであった場合、モータ駆動部９ｃによって当該モータが駆動され、頭部が回転したり、縦や横に振られたりする動作が起こることになる。
【００３７】
制御計算機９（９Ｂ）は、歩行ロボット（図示せず）の所定部分を駆動させるモータ１１（１１Ｂ）を制御するもので、パルス計数部９ｄと、制御計算部９ｂと、モータ駆動部９ｃとを備えている。制御計算機９（９Ａ）と同様の構成のものは、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
パルス計数部９ｄは、フレームグラバ１内のパルス発生部（詳細は後記）から出力された同期パルスの数を計数（カウント）して、この計数したカウント値を制御計算部９ｂに出力するものである。
【００３９】
（フレームグラバの構成）
フレームグラバ１は、カメラ３で撮影された画像を読み込んで、一時的に蓄えて、画像処理計算機７に出力すると共に、カメラ３に出力した映像同期パルスおよびシャッターパルスに対応したパルス信号、または、このパルス信号をカウントしたカウント値を制御計算機９（９Ａ、９Ｂ）に出力するもので、映像同期信号発生部１３と、パルス発生部１５と、デコーダ部１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）と、信号選択部１９と、ＬＵＴ変換部２１と、ＬＵＴメモリ２３と、メモリ制御部２５と、画像メモリ２７と、ライン比較器２９と、パルスカウンタ３１と、バス制御部（画像転送手段）３３と、タイムコード変換部（同期信号送信部）３５とを備えている。
【００４０】
映像同期信号発生部１３は、一定の時間間隔で、映像同期パルスを発生させて、カメラ３のカメラ３ａからカメラ３ｄまでを同時（一斉）に撮影動作させるものである。この映像同期パルスは、垂直同期信号であり、カメラ３ａからカメラ３ｄの動作の同期を取るためのものである。なお、映像同期パルスの時間間隔は、通常、約１／６０ｓ（６０Ｈｚ）である。
ここでは、垂直同期信号を採用しているが、この映像同期信号発生部１３は、垂直同期信号の他に、カラーバースト無しの映像同期信号、水平同期信号も発生可能である。ここで、カラーバースト信号を採用しなかったのは、カラーバースト信号に同期できる撮影カメラ３が少ないこと、デコーダ部１７では、同期していなくても画像が取り込めること、Ｄ／Ａ回路を省略することができるからである。
【００４１】
パルス発生部１５は、映像同期信号発生部１３が発生した映像同期パルスに従って、パルス信号を発生し、このパルス信号をシャッターパルス、照明制御パルス、同期パルスとして出力させる。すなわち、当該シャッターパルスを撮影カメラ３に、当該照明制御パルスを照明５に、当該同期パルスを制御計算機９（９Ｂ）およびパルスカウンタ３１に出力するものである。
【００４２】
なお、このパルス発生部１５は、図示を省略したパターンデータ保持手段を備えており、このパターンデータ保持手段は、照明制御パルスの発生タイミング、パルス幅、発生強度の少なくとも１つに関するパターンデータを複数保持している。
【００４３】
このパターンデータの例を図２に示す。この図２に示すように、映像同期信号発生部１３で発生される映像同期パルス（垂直同期信号：（ａ）参照）に対応するタイミングで照明５が点灯するように、パルスの発生タイミングを取ったパターンデータ１（発生パルス１：（ｂ）参照）と、パターンデータ２（発生パルス２：（ｃ）参照）とがある。
【００４４】
パターンデータ１（発生パルス１）は、各パルスの発生強度を同一にして、各パルスのパルス幅を３種類に変えたものであり、パターンデータ２（発生パルス２）は。各パルスのパルス幅を同一にして、各パルスの発生強度を３段階に変えたものである。
【００４５】
これらのパターンデータによって、照明５から照射された光を受けて、カメラ３で撮影された画像の最小構成単位であるフレーム画像の輝度範囲を図３に示す。この図３（ａ）に示すように、輝度の異なる３種類のフレーム画像である、“画像１”、“画像２”、“画像３”が得られる。また、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、予め設定した適正輝度範囲の上限値に、これらフレーム画像の中で、最も輝度の低い“画像１”の最大輝度値が一致するように、また、適正輝度範囲の下限値に最も輝度の高い“画像３”の最小輝度値が一致するように、照明強度が調整される。
【００４６】
図１に戻って説明をフレームグラバ１の説明を続ける。
デコーダ部１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）は、カメラ３（カメラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）によって、撮影された画像を受信し、この画像に含まれている映像同期パルスを当該画像から分離し、この映像同期パルスに従って、画像をＡ／Ｄ変換し、信号選択部１９に出力するものである。
【００４７】
信号選択部１９は、デコーダ部１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）から出力された画像データを、順次選択して、ＬＵＴ変換部２１に出力するものである。この信号選択部１９では、撮影カメラ３の組み合わせに応じて、つまり、デコーダ部１７ｃおよびデコーダ部１７ｄによって、それぞれＡ／Ｄ変換された画像データの組み合わせと、デコーダ部１７ａおよびデコーダ部１７ｂによって、それぞれＡ／Ｄ変換された画像データの組み合わせとが交互に、選択されてＬＵＴ変換部２１に出力される。
【００４８】
ＬＵＴ変換部２１は、ＬＵＴメモリ２３に記憶されているＬＵＴ（ルックアップテーブル）を参照して、信号選択部１９から出力された画像の色や輝度の補正を行うものである。
【００４９】
ＬＵＴメモリ２３は、γ補正、色信号補正に係る変換テーブルであるＬＵＴを記憶しているものである。γ補正は、ガンマのかかった画像を直線化することである。
【００５０】
メモリ制御部２５は、ＬＵＴ変換部２１によって、色や輝度の補正された画像を、画像メモリ２７の所定のメモリアドレスに記憶させると共に、画像処理計算機７からＰＣＩバスを介して入力された制御信号に基づいて、画像メモリ２７に記憶している画像データをバス制御部３３から出力させるものである。
【００５１】
このメモリ制御部２５は、画像メモリ２７に記憶されるフレーム画像一枚一枚に対して、これらを保持するか否かを設定するフラグを立てて、当該フラグを記憶する機能を有している。なお、このフラグは、画像メモリ２７に記憶される画像データの各フレーム画像に埋め込んで（付随させて）記憶させてもよい。
【００５２】
画像メモリ２７は、ＤＲＡＭ等による、少なくとも１フレーム画像を記憶することができるフレームメモリから構成されており、メモリ制御部２５から出力された画像を記憶すると共に、メモリ制御部２５から呼び出された画像を送出するものである。
【００５３】
この実施の形態では、この画像メモリ２７は、リングバッファによって構成されており、最大９０枚のフレーム画像を記憶するメモリ容量を備え、９０枚のフレーム画像を超えて、フレーム画像が入力された際に、最も古いフレーム画像に最も新しいフレーム画像を上書きしていく。しかし、この画像メモリ２７は、画像処理計算機７から出力された制御信号に基づいて、メモリ制御部２５にてフラグの立てられたフレーム画像については、新しいフレーム画像を上書きすることなく保持する。つまり、このフラグの立てられたフレーム画像は、一時的に書き換え不可とされる。
【００５４】
この画像メモリ２７であるリングバッファの状態を図４の模式図に示す。この図４（ａ）に示すように、メモリ制御部２５は、画像メモリ２７の所定のメモリアドレスのページレジスタ（０ページ）にフレーム画像を書き込んで、書込が終了すると、次のページレジスタ（１ページ）にフレーム画像を順次書き込んでいく。データ容量が一杯になると、最初のページレジスタから再び上書きして、フレーム画像を蓄積していく。ここでフラグ（書き込み禁止フラグ）が“１”になっているページレジスタには、新たなフレーム画像の書き込みが行われない。なお、図４（ｂ）に図示したリングバッファの模式図は、従来のものであり、０回からｎ回までフレーム画像が順次上書きされていくことを示している。
【００５５】
図１に戻って、フレームグラバ１の説明を続ける。
ライン比較器２９は、画像メモリ２７に記憶されているフレーム画像のライン番号と、画像処理計算機７から出力された制御信号によって要求された転送領域の下端のライン番号とを比較して、一致したことを、バス制御部３３、ＰＣＩバスを介して、画像処理計算機７に通知するものである。
【００５６】
なお、このライン比較器２９は、画像処理計算機７にライン番号の一致を通知することなく、画像メモリ２７に記憶されている画像データをバス制御部３３から出力させることも可能である。
【００５７】
パルスカウンタ３１は、パルス発生部１５で発生されたパルス信号の数をカウントして、このパルス信号をカウントした値であるカウント値をバス制御部３３と、タイムコード変換部３５とに出力するものである。
【００５８】
バス制御部３３は、メモリ制御部２５から出力されたフレーム画像に、パルスカウンタ３１でカウントされたカウント値を付随させて、ＰＣＩバスを介して、画像処理計算機７に出力させるものである。なお、フレーム画像の一部（転送領域）を要求する制御信号が画像処理計算機７から入力された場合には、バス制御部３３は、当該転送領域にカウント値を付随させて、ＰＣＩバスを介して、画像処理計算機７に出力させる。
【００５９】
タイムコード変換部３５は、パルスカウンタ３１から出力されたカウント値を送信する通信回線のプロトコルに対応したタイムコードに変換して、制御計算機９（９Ａ）に出力するものである。
【００６０】
このフレームグラバ１によれば、パルス発生部１５によって、撮影カメラ３に出力する映像同期パルスに従ってパルス信号が発生される。パルスカウンタ３１によって、パルス発生部１５が発生したパルス信号のパルス数がカウントされ、このカウントされたカウント値がバス制御部３３によって、画像データに付随されて、画像処理計算機７に転送される。そして、タイムコード変換部３５によって、パルスカウンタ３１がカウントしたカウント値を、通信路のプロトコルに合うように加工したタイムコードが制御計算機９（９Ａ）に出力される。このため、画像処理計算機７と別の計算機である制御計算機９（９Ａ）との間において、画像データと、他のデータ（例えば、モータ１１（１１Ａ）を駆動させる際の制御信号）とを処理するタイミングの時間的一致を図ることができる。
【００６１】
また、このフレームグラバ１によれば、ライン比較器２９によって、画像メモリ２７に記憶された画像のライン位置（ライン番号）と、画像処理計算機７から出力された制御信号による転送領域の下端のライン位置（ライン番号）とが比較され、ライン位置（ライン番号）が一致した場合に、転送領域が転送可能であることが画像処理計算機７に通知されるので、画像処理計算機７では、フレーム画像が完全に画像メモリ２７に蓄積されるのを待つ必要が無く、無駄な待機時間の発生をなくすことができる。
【００６２】
さらに、このフレームグラバ１によれば、画像メモリ２７が複数のフレーム画像を蓄積可能なリングバッファであり、画像メモリ２７内の一部のフレーム画像のメモリ領域を一時的に書き換え不可とするフラグをメモリ制御部２５に記憶させているので、画像処理計算機７において、ある画像処理に多大な時間を要した場合であっても、一部の必要なフレーム画像が上書きされずに保持されていることで、当該フレーム画像を抜けなく出力することができる。
【００６３】
さらにまた、このフレームグラバ１によれば、パルス発生部１５の発生させる照射制御パルスについて、図示を省略したパターンデータ保持手段に複数のパターンデータを備えており、このパターンデータは照射制御パルスの発生タイミング、パルス幅、発生強度の少なくとも一つに関するものであり、このパターンデータによって、カメラ３で画像が撮影される際の照明の仕方が様々に変更されることとなり、様々な輝度を有した画像が撮影され、当該画像から適切に反射光を抽出することができる。
【００６４】
（フレームグラバの全体の動作）
次に、図５に示すフローチャートを参照して、フレームグラバ１の全体の動作について説明する（適宜、図１参照）。
まず、フレームグラバ１の映像同期信号発生部１３で映像同期パルス（垂直同期信号）が発生され、カメラ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）に出力される（Ｓ１）。
【００６５】
続いて、フレームグラバ１のパルス発生部１５で映像同期パルスに従って、同期パルス（シャッターパルス、照射制御パルス）が発生されて、シャッターパルスがカメラ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）に出力されると共に、照射制御パルスが照明５に出力される（Ｓ２）。すると、カメラ３では、被写体の撮影が行われ、撮影された被写体の画像がフレームグラバ１に入力される。
【００６６】
フレームグラバ１では、デコーダ部１７が撮影された画像を受信し、デコード（Ａ／Ｄ変換）して、信号選択部１９に出力する（Ｓ３）。そして、信号選択部１９が、デコードされた画像データを選択して、つまり、デコーダ部１７ｃおよびデコーダ部１７ｄによって、それぞれデコードされた画像データと、デコーダ部１７ａおよびデコーダ部１７ｂによって、それぞれデコードされた画像データとを選択して出力する（Ｓ４）。
【００６７】
そして、ＬＵＴ変換部２１で、信号選択部１９で選択された画像データに、輝度補正、ガンマ補正、色信号補正が行われ（Ｓ５）、メモリ制御部２５が逐次、フレーム画像を画像メモリ２７に記憶させ（保持させ）、画像処理計算機７からの要求に応じて、バス制御部３３にフレーム画像（転送領域）毎に出力する（Ｓ６）。
【００６８】
また、パルスカウンタ３１では、パルス発生部１５が発生した同期パルスのパルス数をカウントしており、このカウントしたカウント値をバス制御部３３に出力している（Ｓ７）。すると、バス制御部３３では、フレーム画像（転送領域）にカウント値を付随させて、バス線（ＰＣＩバス）を介して、フレーム画像（転送領域）毎に、画像処理計算機７に伝送させる（Ｓ８）。そして、パルスカウンタ３１は、カウント値をタイムコード変換部３５に出力し、このタイムコード変換部３５がカウント値をタイムコードに変換して、制御計算機９（９Ａ）に伝送する（Ｓ９）。なお、パルス発生部１５で発生された同期パルスが制御計算機９（９Ｂ）に伝送される。
【００６９】
（フレームグラバのフレーム画像を転送する際の動作）
次に、図６に示すフローチャートおよび図７、図８を参照して、フレームグラバ１からフレーム画像（転送領域）を画像処理計算機７に転送する際の動作について説明する。
フレームグラバ１のライン比較器２９は、当初、画像処理計算機７から出力される制御信号による割り込みラインを画面の下端に（転送領域として全画面を）設定している（Ｓ１１）。続いて、ライン比較器２９は、画像メモリ２７に蓄積されているフレーム画像の水平ラインが割り込みラインに達したか否か、つまり、水平ラインのライン番号と割り込みラインのライン番号とが一致したか否かを繰り返し（Ｓ１２、Ｎｏ）判定しており、水平ラインが割り込みラインに達したと判定した場合（Ｓ１２、Ｙｅｓ）には、転送領域のみ、バス制御部３３およびＰＣＩバスを介して、画像処理計算機７に転送する（Ｓ１３）。
【００７０】
すると、画像処理計算機７では、画像処理部７ａで画像処理を行って（Ｓ１４）、処理領域を決定する（Ｓ１５）。すると、画像処理計算機７は、図７（ａ）に示すように処理領域が転送領域よりも十分小さいか、図７（ｂ）に示すように処理領域が転送領域の周辺にかかっているか否かを判定し（Ｓ１６）、処理領域が転送領域の周辺にかかっていると判定した場合（Ｓ１６、Ｙｅｓ）には、Ｓ１１に戻り、処理領域が転送領域の周辺にかかっていると判定しなかった場合（Ｓ１６、Ｎｏ）、処理領域から一回り大きく、転送領域を設定し、割り込みラインを転送領域の下端に設定する（Ｓ１７）。
【００７１】
従来、図８（ａ）に示したように、フレーム画像の下端まで、画像メモリ２７が当該フレーム画像を読み込まないと、画像処理計算機７に転送できなかったが、このライン比較器２９によって、画像メモリ２７に蓄積されているフレーム画像のライン番号と、画像処理計算機７から要求された画像領域（転送領域）の下端のライン番号とを比較することによって、図８（ｂ）に示すように、転送領域のみを切り取って転送できるようにしている。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、パルス発生部１５が発生したパルス信号をパルスカウンタ２１によってカウントしたカウント値をタイムコードとして制御計算機９（９Ａ）に出力して、パルス信号（同期パルス）をそのまま制御計算機９（９Ｂ）に出力しているが、それぞれ制御計算機９（９Ａ、９Ｂ）にカウント値を直接出力してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態に係るフレームグラバシステムのブロック図である。
【図２】パターンデータの例を示した図である。
【図３】パターンデータによる照明の光が照射された被写体を撮影した際の画像の輝度について説明した図である。
【図４】フレームグラバの画像メモリ（リングバッファ）を説明した模式図である。
【図５】フレームグラバの全体的な動作を説明したフローチャートである。
【図６】ライン比較器を使用して、必要な画像領域を画像処理計算機に転送する場合の動作を説明したフローチャートである。
【図７】転送領域と処理領域との関係を説明した図である。
【図８】フレーム画像を画像処理計算機が読み込む際の割り込みについて説明した図である。
【符号の説明】
【００７４】
１                    フレームグラバ
３                    撮影カメラ
５                    照明
７                    画像処理計算機
９、９Ａ、９Ｂ        制御計算機
１１、１１Ａ、１１Ｂ  モータ
１３                  映像同期信号発生部
１５                  パルス発生部
１７                  デコーダ部
１９                  信号選択部
２１                  ＬＵＴ変換部
２３                  ＬＵＴメモリ
２５                  メモリ制御部
２７                  画像メモリ
２９                  ライン比較器
３１                  パルスカウンタ
３３                  バス制御部
３５                  タイムコード変換部
【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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