圖象處理設備和圖象拾取裝置的制作方法

專利名稱：圖象處理設備和圖象拾取裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種圖象處理設備，并且更具體地說，涉及一種適于對存儲在工作存儲器中的圖象數據進行運算操作處理的圖象處理設備。
背景技術：
用于對圖象拾取裝置所獲得圖象數據進行處理的圖象處理技術已開始應用于檢測可疑人物侵入或異常現象的監控系統中以及保障汽車安全旅行的車載系統中。為了將圖象處理技術應用于這些系統中，需要圖象處理系統具有較小的空間和較低的成本。為了實現小空間和低成本，需要一種具有有限運算操作能力的CPU(中央處理單元)和有限硬件物理性能的以高速進行圖象處理的裝置。至于圖象處理設備小型化的方法，例如有一種采用單芯片的方法。該單芯片使CPU進行運算操作處理，使ROM(只讀存儲器)在其中存儲程序，使RAM(隨機存取存儲器)用作工作存儲器，并且構造系統例如網絡和一系列端口所需的功能被相互集成在一個芯片封裝中。通過采用該單芯片，可以在一個芯片中實現先前采用多個裝置而構造的系統，這有助于圖象處理設備的小空間和低成本。
另一方面，為了采用單芯片進行高速的圖象處理，需要通過在單芯片中采用適當存儲器來進行圖象處理。其原因在于從CPU對設在單芯片外部的外部存儲器的存取一般慢于對設在單芯片內部的本地存儲器(工作存儲器)的存取。為此原因，當采用外部存儲器進行圖象處理時，難以提供實際的處理量。例如，對于車載系統中采用的白線(交通線或車道)識別功能，需要以視頻速度的識別從而需要高速的處理。但是，在采用外部存儲器進行處理的情況下，難以實現所需的性能。另外，在環境抵抗型單芯片用于汽車控制等的情況下，由于單芯片中存儲器的容量較小，所以能夠高速處理的數據量是有限的。
因而，如JP-A-2001-101396中所述，提出了一種方法，其中存儲在外部存儲器中的圖象數據通過DMA(直接存儲器存取)傳送被發送至與處理器集成在一個芯片中的本地存儲器以便對圖象數據進行高速處理。另外，如JP-A-6-4651中所述，還提出了一種方法，其中只有處理過程中所用區域的數據被傳送以便對圖象數據進行高速處理。各該現有技術采用其中圖象數據被存儲在外部存儲器中的結構，并且在需要時將需要的圖象數據傳送至本地存儲器以供處理。

發明內容
在上述前一項現有技術中，存儲在外部存儲器中的圖象數據只有圖象處理所需的圖象數據被傳送至本地存儲器以實現高速處理。
更具體地說，由圖象拾取裝置產生的圖象數據通過接線輸入至用于圖象處理的LSI中，在圖象處理LSI中處理的圖象數據由數據傳送單元通過總線傳送至外部存儲器，存儲在外部存儲器中的圖象數據被傳送至單芯片中的本地存儲器中。在此情況下，一屏幕的圖象數據被傳送至外部存儲器，并且存儲在外部存儲器中的圖象數據中只有所需圖象數據被傳送至單芯片中的本地存儲器中以便高速進行圖象處理。因此，采用了一種其中在將圖象數據傳送至外部存儲器時將一屏幕圖象數據整體傳送的方法。然而，如果在車載圖象處理設備中考慮道路上白線(交通線或車道)的識別，則由于白線不會出現在全屏幕上，所以也可以想到將其中出現白線的區域中的圖象數據傳送至外部存儲器。但是，在現有技術中，考慮到待搜索白線區域由于圖象處理運算或汽車位置的變化而可能會改變，采用了將整個一屏幕圖象數據存儲在外部存儲器中的結構。
然而，盡管在這種結構中當外部存儲器具有足夠容量時不會出現問題，但是在把低成本看得很重要的設備中，必須考慮外部存儲器容量或者不夠或者沒有的情況。此時，由于當單芯片中本地存儲器容量不夠時沒有用于將圖象數據存儲于其中的存儲單元，所以不可能構成圖象處理系統。實際上，由于在當前可用單芯片的情況下本地存儲器的容量較小，所以能夠適用于在其中只裝有一個本地存儲器作為存儲裝置的圖象處理設備中實際使用的應用是有限的。
另一方面，盡管在上述后一項現有技術中只傳送圖象處理所用的數據以進行高速處理，但是當沒有足夠的存儲器容量用于存儲原始圖象數據時，不可能將圖象數據存儲在存儲器中，因而不可能構成圖象處理系統。
考慮到上述，為解決現有技術的問題而作出本發明，因此本發明的目的在于提供一種提供圖象處理設備，能夠使作為本地存儲器的圖象數據存儲單元小型化而不采用任何外部存儲器，并且提供了一種采用該圖象處理設備的圖象拾取裝置。
為了達到上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種圖象處理設備，包括一種圖象處理設備，包括圖象數據存儲單元，用于將向之傳送的圖象數據存儲于其中；運算操作處理單元，用于對所述圖象數據存儲單元中存儲的圖象數據進行運算處理；和數據傳送單元，用于接收作為其輸入的圖象數據，并且將所輸入圖象數據中其量小于所輸入圖象數據量的多個圖象數據傳送至所述圖象數據存儲單元。
在構造上述圖象處理設備時，也可以采用如下結構，其中設有圖象拾取裝置，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據，并且由圖象拾取裝置產生的圖象數據被輸入至數據傳送單元。在此情況下，優選所述圖象數據存儲單元的物理存儲容量被設定成小于從所述圖象拾取裝置輸出的圖象數據量。
另外，根據本發明的另一方面，提供了一種圖象處理設備，包括圖象數據存儲單元，用于將圖象數據存儲于其中；運算操作處理單元，用于對所述圖象數據存儲單元中存儲的圖象數據進行運算操作和處理；圖象數據產生單元，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；和數據傳送單元，用于將所述圖象數據產生單元所產生的圖象數據中其量小于所產生圖象數據量的多個圖象數據傳送至所述圖象數據存儲單元。
在構造上述各圖象處理設備時，可以添加如下特征。
(1)所述數據傳送單元將作為所述運算操作處理單元中運算操作處理對象的一個屏幕上多個區域中的圖象數據作為多個圖象數據加以傳送。
(2)所述數據傳送單元將作為所述運算操作處理單元中運算操作處理對象的一個屏幕上多個區域中的圖象數據使每個圖象數據在一個單個區域中分多次單獨地加以傳送。
(3)所述數據傳送單元將不同種類的圖象數據作為多個圖象數據按種類單獨地加以傳送。
(4)所述數據傳送單元將其中圖象中濃度變化等于或高于一既定水平的多個邊緣部分的圖象數據加以傳送，并且還傳送該多個邊緣部分的坐標信息。
(5)所述數據傳送單元將作為所述運算操作處理單元中運算操作處理對象的一個屏幕上多個區域的圖象數據中其中圖象中濃度變化等于或高于一既定水平的多個邊緣部分的圖象數據加以傳送，并且還傳送該多個邊緣部分的坐標信息。
另外，根據本發明的再一個方面，提供了一種圖象拾取裝置，包括圖象數據產生單元，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；和區域選擇單元，用于在所述圖象數據產生單元所產生的一屏幕圖象數據中選擇出屬于多個區域的圖象數據。
在構造上述圖象拾取裝置時，可以添加如下特征。
(1)該圖象拾取裝置還包括數據輸出單元，用于將所述區域選擇單元選擇出的屬于所述多個區域的圖象數據與用于限定該多個區域的區域信息一起加以輸出。
(2)該圖象拾取裝置還包括數據傳送單元，用于通過DMA傳送方法或者基于SRAM存取的傳送方法將所述數據輸出單元輸出的圖象數據傳送至圖象數據存儲單元，用于將圖象數據存儲于其中。
(3)該圖象拾取裝置還包括曝光時間檢測單元，用于檢測產生一屏幕圖象數據所需的的曝光時間已經完成；和數據傳送單元，用于在所述曝光時間檢測單元檢測到曝光時間完成的情況下，將所述數據輸出單元輸出的圖象數據傳送至所述用于存儲圖象數據于其中的圖象數據存儲單元。
(4)該圖象拾取裝置還包括傳送請求輸出單元，用于在所述曝光時間檢測單元檢測到曝光時間完成時輸出一個將圖象數據傳送至傳送目標的傳送請求。
(5)該圖象拾取裝置還包括圖象數據存儲單元，用于將所述圖象數據產生單元所產生的圖象數據對應于一屏幕象素地存儲于其中，其中存儲于所述圖象數據存儲單元中的圖象數據的地址映射成與所述用于對圖象數據進行運算操作的運算操作處理單元中的存儲器空間部分相關聯。
(6)一種圖象拾取裝置，包括圖象數據產生單元，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；和區域選擇單元，用于在所述圖象數據產生單元所產生的一屏幕圖象數據中相繼選擇出屬于多個區域的每一單個區域圖象數據。
(7)一種圖象拾取裝置，包括圖象數據產生單元，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；區域選擇單元，用于在所述圖象數據產生單元所產生的一屏幕圖象數據中相繼選擇出屬于多個區域的每一單個區域圖象數據；和數據傳送單元，用于保持由所述區域選擇單元選擇出的圖象數據并將每一區域如此保持的圖象數據相繼加以傳送。
根據上述裝置，在圖象數據被存儲在圖象數據存儲單元中之前，選擇出運算操作處理所用圖象數據中其量小于所輸入圖象數據的多個圖象數據，并且僅將所選出的圖象數據存儲在圖象數據存儲單元中。因此，可以減少作為本地存儲器(工作存儲器)的圖象數據存儲單元的存儲容量而不采用任何外部存儲器，這有助于小空間和低成本。另外，由于存儲在圖象數據存儲單元中的圖象數據量被減少，所以施加在圖象數據所經由傳送的總線上的負載得以減少，所以運算操作單元(CPU)更加可以高速處理。此外，可以將向圖象數據存儲單元寫入圖象數據的處理降低至最低程度。
另外，在傳送圖象數據時，屏幕上多個區域中的圖象數據或者其中圖象中濃度變化等于或高于一既定水平的多個邊緣部分的圖象數據被傳送，從而可以減少數據量。另外，屏幕上區域中的圖象數據中其中圖象中濃度變化等于或高于一既定水平的多個邊緣部分的圖象數據于其坐標信息一起被傳送，從而可以減少數據量。
另外，根據本發明的圖象拾取裝置，由于一個屏幕上圖象數據中屬于多個區域的圖象數據被選擇輸出，所以可以提高傳送圖象拾取裝置所產生圖象數據時的傳送速度。另外，圖象拾取裝置中添加了選擇/傳送圖象數據的功能以提供單片組件，這有助于小空間和低成本。
從下面結合附圖對本發明實施例的描述中可以清楚本發明的其它目的、特色和優點。


圖1表示根據本發明第一實施例的圖象處理設備結構的方框圖；圖2是示意圖，用于說明白線識別過程中使用的圖象數據；圖3是用于說明圖1所示圖象處理設備操作的流程圖；圖4是表示數據傳送單元結構的方框圖；圖5是用于說明DMA傳送過程的流程圖；圖6表示作為DMA傳送中傳送目標的存儲器空間部分的結構；圖7A表示根據本發明另一實施例將芯片圖象加以顯示的例子；圖7B表示根據本發明另一實施例的存儲器空間部分的結構；圖8A和8B分別用于說明采用邊緣部分減少存儲容量的方法；圖9表示數據傳送單元另一實施例結構的方框圖；圖10表示根據本發明第二實施例的圖象處理設備結構的方框圖；圖11A用于說明區域選擇；圖11B表示區域選擇單元的結構；
圖12是用于說明從圖象拾取裝置輸出的輸出數據結構的時序圖；圖13表示根據本發明第三實施例的圖象處理設備結構的方框圖；以及圖14是用于說明圖13所示圖象處理設備操作的時序圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發明的實施例。
圖1是表示根據本發明一個實施例用于識別道路上白線(交通線或車道)以確定駕駛員汽車位置的圖象處理設備結構的方框圖。對于作為車載系統的圖象處理設備，小空間和低成本是實際應用的強制要求，并且考慮到將本發明用于要求高度安全的汽車上，在本實施例中采用環境抵抗型單芯片。另外，提供了其中采用單芯片并且在該單芯片中使用有限的本地存儲器的圖象處理設備，從而用較低的硬件物理性能來實現高速的圖象處理。下面參照圖1說明其具體內容。
在圖1中，圖象處理識別包括一個單芯片1，一個圖象處理LSI2，和一個圖象拾取裝置3。然后，將單芯片1通過總線4連接至圖象處理LSI2，將圖象處理LSI2連接至圖象拾取裝置3。
圖象拾取裝置3作為圖象數據產生單元，其功能在于將來自該領域的光束也即來自物體的光束的信息轉換成電子變化信息，以例如1/60秒的間隔相繼產生數字圖象數據，并且通常由一個包括CCD(電荷耦合裝置)和CMOS(互補金屬氧化物半導體)的傳感器構成。已經由圖象拾取裝置3產生的圖象數據作為圖象拾取裝置數據輸出(由箭頭5表示)至圖象處理LSI2。圖象處理LSI2將輸入其中的圖象數據進行圖象處理，然后通過一個用于減少處理數據量的單元30在圖象處理之后獲得的圖象數據中選擇出一定數量的圖象數據。待傳送的圖象數據由用于減少處理數據量的單元30加以選擇，從而進行減少傳送數據量的操作。
已經由用于減少處理數據量的單元30選擇的圖象數據由數據傳送單元20通過總線4傳送至單芯片1(由箭頭6表示)。在此情況下，如圖2中所示，圖象拾取裝置3相繼產生相對于屏幕100的一屏幕圖象數據，并且在圖象數據已經輸入至圖象處理LSI2時，屬于區域A120和區域B130的圖象數據被通過總線4傳送至單芯片1，其中區域A120和區域B130都小于屏幕區域100。區域A120和區域B130的設置(由箭頭7表示)由單芯片1中ROM13中存儲的程序確定。也就是說，服從于此確定的控制信號從單芯片1通過總線4輸入至圖象處理LSI2以設置區域A120和區域B130。
單芯片1包括一個CPU11，作為運算操作處理單元，用于對圖象數據進行運算操作和處理；一個RAM12，為工作存儲器或本地存儲器，作為圖象數據存儲單元，用于將向其傳送的圖象數據存儲于其中；和一個ROM13，用于將程序等存儲于其中。然后，CPU11用以對RAM12中存儲的圖象數據進行處理以識別道路上的白線。用于識別白線的程序存儲在ROM13中。存儲在ROM13中的任何程序，類似于存儲在RAM12中的圖象數據，可以由CPU11以高速存取。
在上述結構的圖象處理設備中，如圖3中所示，首先，圖象拾取裝置3根據來自物體的光束獲取圖象以產生圖象數據(步驟S10)，并且相繼將所產生的一屏幕圖象數據傳送至圖象處理LSI2。然后，圖象處理LSI2在存儲圖象數據之前，進行處理以減少處理數據的量(步驟S11)。減少處理數據量的操作指的是將準備記錄在單芯片1的RAM12中的圖象數據限制在需要進行處理的數據，并且在本實施例中，指的是只選擇屬于圖2中所示區域A120和區域B130的圖象數據的操作。白線(也即交通線或車道)101的圖象數據分別包含在區域A120和區域B130中，在將其傳送至單芯片1完成之后，將其存儲在單芯片1的RAM12中(步驟S12)。此后，CPU11開始對存儲在RAM12中的圖象數據進行運算操作和處理，以進行識別白線101的操作(步驟S13)。
如上所述，在本實施例中，在將圖象數據存儲在RAM12中之前，選擇的圖象數據量小于從圖象拾取裝置3輸入的圖象數據量以減少圖象數據量。其結果是，不必如現有技術中那樣提供外部存儲器，用于將所有圖象數據存儲于其中，從而系統可以用較低的硬件物理性能構成，并且可以降低硬件的物理優勢以及施加于總線4上的負載。
附帶指出，盡管在本實施例中，減少處理數據量的操作以及存儲數據的操作是單獨進行的，但是實際上，選擇是在其中不管輸入數據是需要一個圖象數據接著一個圖象數據地進行處理的數據還是不需要以此方式進行處理的數據的情況下進行的，并且在完成選擇之后，只有所選擇的數據被寫入在RAM12上。因此，感興趣的操作是流水線操作。
下面參照圖4說明數據傳送單元20的具體結構。在圖4中，數據傳送單元20具有將屬于圖2中所示區域A120和區域B130的圖象數據傳送至單芯片1的RAM12中的功能，并且包括一個用于選擇屬于區域A120的圖象數據的區域選擇單元A21，和一個用于選擇屬于區域B130的圖象數據的區域選擇單元B22。從圖象拾取裝置3輸出的圖象數據通過接線51被輸入至區域選擇單元A21和區域選擇單元B22的每一個中。然后，由于區域選擇單元A21和區域選擇單元B22具有相同的功能，在此情況下，下面僅說明區域選擇單元A21。根據寫入控制單元24控制的寫入信號將已經通過接線51輸入的圖象數據寫入至數據緩存器25中。現在，寫入控制單元24驅動用于識別通過接線51輸入的圖象數據的坐標位置的電路，并且具有辨別所輸入圖象數據是否為區域A120中圖象數據的功能。然后，如果判定所輸入圖象數據是區域A120中的圖象數據，則寫入控制單元24允許關注圖象數據寫入至數據緩存器25以進行寫入操作。其結果是，只有區域A120中的圖象數據被記錄在數據緩存器25中。當數據緩沖器25中存儲有等于或大于一定常量的圖象數據時，由數據緩存器25發出一個將圖象數據傳送至單芯片1中RAM12的請求以開始圖象數據至RAM12的傳送。此時，讀出控制單元23實施從單芯片1進行DMA傳送所需的讀出控制，以控制對數據緩存器25中存儲的圖象數據的讀出操作。接著，如此讀出的圖象數據通過DMA傳送被傳送至RAM12。
在從數據緩存器25輸出傳送請求至單芯片1之后，該傳送請求被作為對單芯片中CPU11的中斷加以處理。下面參照圖5說明此時的處理流程。
首先，在從數據緩存器25輸出傳送請求至單芯片1中CPU11之后，響應于該傳送請求，CPU11產生一個中斷(步驟S20)。接著，單芯片1中的CPU11對中斷因素或條件進行分析(步驟S21)。也就是說，CPU11分析傳送請求從數據緩存器25輸入是否是因為存儲在數據緩存器25中的圖象數據量已經等于或大于所述常量。如果分析判定傳送請求從數據緩存器25輸入是因為存儲在數據緩存器25中的圖象數據量已經等于或大于所述常量，則數據緩存器25的輸出地址被設定為傳送源的地址(步驟S22)。接下來，設置數據的傳送目標地址(步驟S23)。在此情況下，如圖6中所示，假定RAM12的存儲器空間部分140中的存儲器空間A121為存儲區域A120中數據的區域，并且將存儲器空間A121的頭部地址設定為傳送目標地址。在完成傳送源地址的設定以及傳送目標地址的設定之后，根據存儲在數據緩存器25中的數據總數確定DMA傳送的傳送次數以設定傳送次數(步驟S24)。最后，啟動DMA傳送(步驟S25)以將數據緩存器25中的圖象數據DMA傳送至單芯片1中RAM12中的存儲器空間A121。重復進行這些操作，直到完成一屏幕圖象數據的圖象處理。
附帶指出，在區域選擇單元B22的數據緩存器發出傳送請求的情況下，根據上述相同的處理流程進行DMA傳送。重復進行該操作，直到完成一屏幕圖象數據的圖象處理。
根據本發明，由于只有處理所需圖象數據被傳送至單芯片1中的RAM(本地存儲器)12，所以可以減少數據的存儲容量。另外，由于傳送數據的量也較小，所以可以減少施加在總線上的負載，并且可以防止CPU11處理量的降低。另外，由于圖象處理設備包括多個數據傳送單元，所以為便于運算操作，可以將多個區域的數據傳送至存儲器空間部分。這使得在數據傳送完成之后在識別白線的過程中不必進行重排數據等操作，并且有助于降低運算操作量。
盡管在本實施例中是針對屬于兩個區域的圖象數據作為待傳送至單芯片1中RAM12的圖象數據進行說明的，但是也可以采用傳送屬于等于或大于三個區域的圖象數據的結構。下面參照圖7A和7B說明傳送屬于等于或大于三個區域的圖象數據時的實施例。在圖7A和7B所示的實施例中，假設對一個半導體部件的引線310進行檢測，對引線310的檢測是一個盡管采用較寬廣的領域但是也需要高測量精度的應用場合。為了提高測量精度，采用用于檢測引線310的圖象處理設備來獲取高清晰度圖象形式的圖象300。該圖象300包括一個形成在芯片301上用以對準芯片301的標記311，和從芯片301端部引出的引線310，作為檢測物體。在該檢測的情況下，不采用整屏幕的圖象數據，而只采用屬于可能存在標記311和引線310的區域320、321、322和323的圖象數據。這些區域因為其隨時間、地點和部件分散而并不固定，因此需要通過一個程序加以設置。
在本實施例中，在RAM12中存儲器空間部分340上確保對應于圖象處理所用區域320、321、322和323的存儲器空間341、342、343和344。然后，屬于相應區域的圖象數據作為圖象處理所需圖象數據由這些區域所對應的數據傳送單元傳送至單芯片1上的RAM12中。在此情況下，CPU11對各引線310的長度進行識別以檢測引線310的質量。
根據本實施例，由于盡管采用高清晰度圖象數據但只有處理所需的圖象數據被傳送，所以可以將處理所需圖象數據記錄在具有較小存儲容量的RAM中。另外，通過由程序控制傳送所用區域的范圍，可以傳送屬于任意區域的圖象數據。此外，由于在這些區域中設有多個數據傳送單元，所以這些傳送單元可以用交疊方式使用，因此本實施例可以應用于機動靈活的應用場合。
如上所述，根據本實施例，僅具有必要最小存儲容量的圖象處理設備也可以應用于使用高清晰度圖象的應用場合，而這在通常情況下是需要較大的存儲容量的。
雖然在上述各實施例中說明了通過限制待處理區域來實現減少RAM12中存儲數據量的方法，但是在下面的實施例中，下面說明利用白線邊緣部分的信息來減少數據量的方法，如圖8A和8B中所示。
如圖8A中所示，當根據由圖象拾取裝置3輸出的一屏幕圖象數據中屬于區域110的圖象數據對白線進行識別時，如果使用于識別白線102的圖象數據經過輪廓增強的濾波處理，則可以以邊緣部分的形式提取出白線102的兩側。也就是說，可以提取出其中圖象濃度變化(亮度變化)等于或大于一既定水平的邊緣部分的圖象數據。由于對白線102進行識別的處理是利用白線102所具有的邊緣信息進行的，所以在多數情況下該處理中僅使用了邊緣部分的信息(圖象數據)。如果在識別處理中僅使用了該邊緣部分信息，則待存儲數據量可以小于存儲屬于區域110的所有圖象數據的量。另外，對于待記錄信息，也可以使用確定為邊緣部分的位置的坐標信息。在圖8B中，用于限定區域A120和區域B130的坐標信息的數據傳送與邊緣部分的圖象數據的數據傳送結合進行，也即，不同種類的信息被根據種類單獨傳送，從而可以進一步減少處理所需數據的存儲容量。圖9中畫出了此時數據傳送單元20的具體結構。
數據傳送單元20除包括區域選擇單元A21和區域選擇單元B22之外還包括一個預處理單元400。數據傳送單元20用以將已通過接線53輸入用于識別白線的圖象數據提供至預處理單元400中進行輪廓增強濾波處理以提取出邊緣部分，以便利用區域選擇單元A21和區域選擇單元B22只將該邊緣部分信息(圖象數據)傳送至單芯片1中的RAM(本地存儲器)12中。此時，對于區域選擇單元A21，可以采用與圖4中所示區域選擇單元A21相同的單元。但是，在寫入控制單元24中還要添加判斷關注圖象數據是否為輸入圖象數據坐標的圖象數據以及判斷關注圖象數據是否為其邊緣部分圖象數據的功能。
根據本實施例，在假定處理中只使用邊緣部分圖象數據的基礎上傳送圖象數據，從而可以減少圖象處理設備中所需的存儲容量。另外，作為處理對象的區域限制在屏幕上，從而可以獲得由于區域限制而減少數據量以及由于將信息限制在邊緣部分信息的方法而減少數據量的綜合效果。換句話說，可以進一步減少處理所需的圖象數據存儲容量。
雖然在上述各實施例中，圖象拾取裝置3已用作用于簡單輸出圖象數據的裝置，但是也可以采用將圖1中所示減少處理數據量的單元30附加在圖象拾取裝置3上的結構。下面參照圖10說明此時的實施例。
下面參照圖10，在根據本實施例的圖象處理設備中，在圖象拾取裝置3中設有區域選擇單元510，并且在圖象處理LSI2中設有數據傳送單元500。也就是說，圖象拾取裝置3具有作為數據產生單元的功能，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；具有作為區域選擇單元的功能，用于在如此產生的圖象數據中選擇出屬于多個區域的圖象數據；并且具有作為數據輸出單元的功能，用于將如此選擇出的屬于多個區域的圖象數據與用于限定這些區域的區域信息一起通過總線520加以輸出。
區域選擇單元510，如圖11A和11B中所示，進行設定區域A650和區域B651的操作，并且在設定屬于屏幕100的區域A650時，設定區域A650的起始點坐標600、寬度601和高度602的數據，而在設定區域B651時，設定區域B651的起始點坐標610、寬度611和高度612的數據。在已經設定區域A650和區域B651每個的起始點坐標、寬度和高度的數據之后，將區域A650和區域B651的信息分別記錄在圖11B中所示的區域存儲單元620和621中。記錄在區域存儲單元620和621中的數據由傳感器數據讀出單元630讀出，以與用于限定這些區域的區域信息一起通過接線632加以輸出。在此情況下，在圖象拾取裝置3中，具有輸出區域存儲單元620中所存儲圖象數據功能的傳感器數據讀出單元630對輸出數據進行控制。
具體地說，將一個CMOS傳感器的光電接收裝置陣列與SRAM相比，并且在此條件下，可以向傳感器數據讀出單元630加上一個用于SRAM存取的電路。此時，用坐標值作為地址進行數據讀出操作。另外，也可以用如下方式進行控制，在傳感器數據讀出單元630中將來自CMOS傳感器的輸出信號分成需要輸出至圖象拾取裝置3外部的信號和不需要輸出至其外的信號，以便只輸出必要數據。另外，也可以既輸出有效數據也輸出無效數據以輸出用于識別的信號，而不管所輸出數據有效還是無效。
例如，在從圖象拾取裝置3輸出多個區域數據的情況下，如圖12的時序圖中所示，無論何時輸出有效數據信號521，都將作為屬于區域A的圖象數據的輸出數據522與用于限定區域A的區域數據503一起加以輸出，并且也將屬于區域B的圖象數據(輸出數據)522與用于限定區域B的區域數據523一起加以輸出。現在，用于限定區域A和區域B的區域數據523可以是用于確定DATA a和DATA b作為輸出數據522各屬于何者的信息，從而可以采用例如區域的坐標信息或ID等信息作為區域數據523。
如上所述，在本實施例中，當圖象拾取裝置3所產生的圖象數據中只有屬于限定區域的圖象數據通過接線520被輸出至圖象處理LSI2，以便由圖象處理LSI2中的數據傳送單元500通過總線4傳送至單芯片1時，在圖象拾取裝置3中選擇需要記錄于單芯片1中RAM12中的數據。其結果是，圖象處理LSI2只必須具有傳送該數據的功能。
因此，根據本實施例，選擇數據的功能附加地設在圖象拾取裝置3中，從而可以高速地僅讀出處理所用數據。
下面參照圖13說明設在圖象處理LSI2中的數據傳送單元500被附加地設在圖象拾取裝置3中的實施例。
本實施例中的圖象拾取裝置3具有數據傳送單元500和區域選擇單元510的功能。根據本實施例的圖象處理設備由單芯片1和圖象拾取裝置3構成，因而與根據上述實施例的圖象處理設備相比可以小型化。然后，圖象拾取裝置3和單芯片1通過總線4彼此連接，并且將圖象拾取裝置3的寄存器等映射在單芯片1的存儲器空間部分上。此時，圖象拾取裝置3的寄存器對應于圖11B中所示的區域存儲單元620。另外，圖象拾取裝置3中含有的各光電接收裝置被映射在單芯片1的存儲器空間部分上，使得圖象拾取裝置3也可以用作外部存儲器。也就是說，存儲在RAM12中的圖象數據的地址可以以此方式映射以與CPU11的存儲器空間部分相關聯。通過添加用于進行DMA傳送的電路或者參照圖11B所述的電路可以做到這一點。
從本實施例中圖象拾取裝置3至單芯片1的RAM12的圖象數據傳送，如圖14中所示，是在已經檢測到曝光時間700完成的條件下進行的。也就是說，當以1/60至1.0秒的間隔攝取圖象以相繼產生一屏幕圖象數據時，圖象拾取裝置3只要經過曝光時間700就產生圖象數據。從而，在圖象拾取裝置3中設置曝光時間檢測單元用于檢測曝光時間700。當曝光時間檢測單元已經檢測到曝光時間700完成時，圖象拾取裝置3向單芯片1產生一個中斷701。響應于來自圖象拾取裝置3的中斷701，單芯片1中的CPU 11命令圖象拾取裝置3啟動DMA傳送702，然后根據數據傳送單元500的操作開始從圖象拾取裝置3至單芯片1中RAM 12的DMA傳送。在此情況下，若每行產生一個中斷，則每行產生一次DMA傳送。另外，如果每場產生一個中斷，則每場啟動一次DMA傳送。附帶指出，圖14中的時序圖可以針對圖象的每一行確定，也可以針對每一場確定。特別地，在CMOS傳感器的情況下，在當前CMOS傳感器的操作中通常將圖14看作每行的時序圖。
根據本實施例的圖象拾取裝置3，由于圖象拾取裝置3設有傳送屏幕中限定區域圖象數據的功能以構成單片組件，所以這有助于小空間和低成本。
雖然在上述各實施例中所說明的程序中在傳送圖象數據時一次傳送多個區域的圖象數據，但是也可以采用如下程序，從所產生的一屏幕圖象數據中選擇出多個區域的圖象數據，將所選出的圖象數據分成多個單個區域，并且將各單個區域中的圖象數據分多次單獨地加以傳送。
另外，可以采用如下程序，從所產生的一屏幕圖象數據中選擇出多個單個區域圖象數據，并將所選出的圖象數據分多次單獨地依次加以傳送。在此情況下，該程序可以通過存儲用于多次單獨傳送單個區域圖象數據的處理程序來實現。例如，該程序可以如下實現，通過執行處理程序以便在經由一次曝光所獲得的一屏幕圖象數據中設定具有待多次單獨傳送至存儲器中的圖象數據的區域，以便將圖象數據依次從圖象拾取裝置傳送至單芯片中的存儲器。
另外，當對于每一單個區域多次單獨傳送圖象數據時，對于數據傳送單元和區域選擇單元，可以采用單個區域選擇單元用于多次選擇單個區域。
此外，多次單獨傳送一屏幕圖象數據中的多個區域圖象數據意味著圖象拾取裝置也用作存儲器，從而圖象拾取裝置保留圖象數據直到由圖象拾取裝置所產生的所有圖象數據的傳送完成之后。
如上所述，根據本發明，在將圖象數據存儲于圖象數據存儲單元之前，在運算操作處理所用的圖象數據中選擇出其量小于輸入數據量的多個圖象數據，并且僅將所選擇出的圖象數據存儲于圖象數據存儲單元中。因此，可以減少作為本地存儲器的圖象數據存儲單元的存儲容量而不采用任何外部存儲器，這有助于小空間和低成本。
本領域技術人員還應理解，上述說明是針對本發明的實施例作出的，可以對本發明進行各種變化和改型而不偏離本發明的精神和所附權利要求的范圍。
權利要求
1.一種圖象處理設備，包括圖象數據存儲裝置，用于將向之傳送的圖象數據存儲于其中；運算操作處理裝置，用于對所述圖象數據存儲單元中存儲的圖象數據進行運算處理；和數據傳送裝置，用于接收作為其輸入的圖象數據，以將所輸入圖象數據中其量小于所輸入圖象數據量的多個圖象數據傳送至所述圖象數據存儲單元。
2.一種圖象處理設備，包括圖象數據存儲裝置，用于將向之傳送的圖象數據存儲于其中；運算操作處理單元，用于對所述圖象數據存儲裝置中存儲的圖象數據進行運算操作；和圖象拾取裝置，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；和數據傳送裝置，用于接收作為其輸入的來自所述圖象拾取裝置的圖象數據，并且將向之如此輸入的圖象數據中其量小于輸入圖象數據量的多個圖象數據加以傳送。
3.如權利要求2所述的圖象處理設備，其中所述圖象數據存儲裝置的物理存儲容量被設定成小于從所述圖象拾取裝置輸出的圖象數據量。
4.一種圖象處理設備，包括圖象數據存儲裝置，用于將圖象數據存儲于其中；運算操作處理裝置，用于對所述圖象數據存儲裝置中存儲的圖象數據進行運算處理；圖象數據產生裝置，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；和數據傳送裝置，用于將所述圖象數據產生裝置所產生的圖象數據中其量小于所產生圖象數據量的多個圖象數據傳送至所述圖象數據存儲裝置。
5.如權利要求1所述的圖象處理設備，其中所述數據傳送裝置將所述運算操作處理裝置中運算操作處理對象的一個屏幕上多個區域中的圖象數據作為多個圖象數據加以傳送。
6.如權利要求1所述的圖象處理設備，其中所述數據傳送裝置將作為所述運算操作處理裝置中運算操作處理對象的一個屏幕上多個區域中的圖象數據以每個圖象數據在一個單個區域中分多次單獨地加以傳送。
7.如權利要求1所述的圖象處理設備，其中所述數據傳送裝置將不同種類的圖象數據作為多個圖象數據按種類單獨地加以傳送。
8.如權利要求1所述的圖象處理設備，其中所述數據傳送裝置將其中圖象中濃度變化等于或高于一既定水平的多個邊緣部分的圖象數據加以傳送，并且還傳送該多個邊緣部分的坐標信息。
9.如權利要求1所述的圖象處理設備，其中所述數據傳送裝置將作為所述運算操作處理裝置中運算操作處理對象的一個屏幕上多個區域的圖象數據中其中圖象中濃度變化等于或高于一既定水平的多個邊緣部分的圖象數據加以傳送，并且還傳送該多個邊緣部分的坐標信息。
10.一種圖象拾取裝置，包括圖象數據產生裝置，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；和區域選擇裝置，用于在所述圖象數據產生裝置所產生的一屏幕圖象數據中選擇出屬于多個區域的圖象數據。
11.如權利要求10所述的圖象拾取裝置，還包括數據輸出裝置，用于將所述區域選擇裝置選擇出的屬于所述多個區域的圖象數據與用于限定該多個區域的區域信息一起加以輸出。
12.如權利要求11所述的圖象拾取裝置，還包括數據傳送裝置，用于通過DMA傳送方法或者基于SRAM存取的傳送方法將所述數據輸出裝置輸出的圖象數據傳送至圖象數據存儲裝置用于將圖象數據存儲于其中。
13.如權利要求11所述的圖象拾取裝置，還包括曝光時間檢測裝置，用于檢測產生一屏幕圖象數據所需的的曝光時間已經完成；和數據傳送裝置，用于在所述曝光時間檢測裝置檢測到曝光時間完成的情況下將所述數據輸出裝置輸出的圖象數據傳送至所述用于存儲圖象數據于其中的圖象數據存儲裝置。
14.如權利要求13所述的圖象拾取裝置，還包括傳送請求輸出裝置，用于在所述曝光時間檢測裝置檢測到曝光時間完成時輸出一個將圖象數據傳送至傳送目標的傳送請求。
15.如權利要求10所述的圖象拾取裝置，還包括圖象數據存儲裝置，用于將所述圖象數據產生裝置所產生的圖象數據對應于一屏幕象素地存儲于其中，其中存儲于所述圖象數據存儲裝置中的圖象數據的地址映射成與所述用于對圖象數據進行運算操作的運算操作處理裝置中的存儲器空間部分相關聯。
16.一種圖象拾取裝置，包括圖象數據產生裝置，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；和區域選擇裝置，用于在所述圖象數據產生裝置所產生的一屏幕圖象數據中相繼選擇出屬于多個區域的每一單個區域圖象數據。
17.一種圖象拾取裝置，包括圖象數據產生裝置，用于將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以相繼產生一屏幕圖象數據；區域選擇裝置，用于在所述圖象數據產生裝置所產生的一屏幕圖象數據中相繼選擇出屬于多個區域的每一單個區域圖象數據；和數據傳送裝置，用于保持由所述區域選擇裝置選擇出的圖象數據并將每一區域如此保持的圖象數據相繼加以傳送。
全文摘要
本發明涉及一種圖象處理設備和圖象拾取裝置，在圖象拾取裝置中將來自物體的光束信息轉換成電荷信息以產生一屏幕圖象數據，圖象數據被輸出至圖象處理LSI，處理量減少單元僅選擇屬于多個區域的圖象數據，所選出的圖象數據由數據傳送單元傳送至單芯片中的RAM，并且由CPU根據RAM中存儲的圖象數據進行識別白線的操作。
文檔編號H04N7/18GK1410892SQ0210579
公開日2003年4月16日 申請日期2002年4月18日 優先權日2001年10月2日
發明者村松彰二, 大冢裕史, 小林芳樹, 武長寬, 竹崎次郎, 門司竜彥, 古澤勲 申請人:株式會社日立制作所