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公開番号2025009912
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024096088
出願日2024-06-13
発明の名称状態管理非同期ランタイム
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G06F 9/50 20060101AFI20250109BHJP(計算;計数)
要約【課題】電子デバイス(バーコードスキャナ)の最適な設計、実行および性能を可能にする方法、システム及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、トリガの時間的シーケンスに関連付けられた複数の画像処理サイクルを識別する。各画像処理サイクルは、1以上のそれぞれのトリガイベントに応答して作成され、複数の画像処理サイクルは、複数の並列パイプラインに対応する。方法はまた、各並列パイプラインについて、サイクルデータプールからそれぞれのサイクルデータコンテナを引き出す。第1の画像処理サイクルは、それぞれの残りの並列パイプラインにおける残りの画像処理サイクルの処理とは無関係に、第1の並列パイプラインで処理され、第1のレポートデータを生成する。方法はさらに、第1のレポートデータを、さらなる処理(例えば、保存、分類、分析及び/又は視覚化)のために、電子デバイスに結合されたクライアントデバイスに報告する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
メモリおよび１以上のプロセッサを有する電子デバイスで実施される画像処理方法であって、
トリガの時間的シーケンスに関連付けられた複数の画像処理サイクルであって、各画像処理サイクルが１以上のそれぞれのトリガイベントに応答して作成される、複数の画像処理サイクルを識別することと、
複数の画像処理サイクルを複数の並列パイプラインに割り当てることと、
各並列パイプラインについて、サイクルデータプールからそれぞれのサイクルデータコンテナを引き出すことと、
それぞれの残りの並列パイプラインにおける残りの画像処理サイクルの処理とは無関係に、第１の並列パイプラインの第１の画像処理サイクルを処理して第１のレポートデータを生成することと、
第１のレポートデータをクライアントデバイスに提供することと
を備える、画像処理方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
第１の画像処理サイクルを処理することは、
１以上のそれぞれのトリガイベントに関連する画像データを第１のサイクルデータコンテナに入力し、第１のサイクルデータコンテナが第１の画像処理サイクルのために引き出されることと、
第１のレポートデータを含む第１のサイクルデータを生成することと、
第１のサイクルデータを第１のサイクルデータコンテナに記憶することと
をさらに備える、請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
第１の画像処理サイクルは、第１のスレッドと第２のスレッドとを含み、第１の並列パイプラインで第１の画像処理サイクルを処理することは、順次、
第１のスレッドによって第１のサイクルデータの第１のサブセットを生成することと、
第１のサイクルデータの第１のサブセットを生成する前に第２のスレッドを開始することと、
第１のサイクルデータの第１のサブセットが第１のスレッドによって生成されるまで、第２のスレッドを一時停止して待機することと
をさらに備える、請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
第１の画像処理サイクルは、第１のトリガイベントに応答して作成され、
第１のトリガイベントは、バーコードを含む画像の取得を含み、
第１のサイクルデータは、バーコードに対応するシリアルナンバーを含み、
第１のレポートデータは、製品名および製品の価格を含む、請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項５】
第１のサイクルデータは、第１の画像処理サイクルの複数のステージによって生成され、第１の画像処理サイクルの複数のステージ間で受け渡され、第１のレポートデータを生成するために使用される中間データを含み、中間データの複数のデータ項目は、キューを形成し、第１のサイクルデータコンテナに順次記憶される、請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項６】
第１の画像処理サイクルは、複数のトリガイベントに応答して作成され、複数のトリガイベントの各々は、それぞれの画像の取得を含む、請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項７】
第１の画像処理サイクルは、第１のステージと第２のステージとを含み、第１の並列パイプラインで第１の画像処理サイクルを処理することは、
第１のステージの一部と第２のステージの一部とを並列に実施することをさらに備える、請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項８】
第１の画像処理サイクルは、一連のステージを含み、第１の並列パイプラインで第１の画像処理サイクルを処理することは、
第１の並列パイプラインに分配された第１のハードウェアリソースを使用して、一連のステージの各々を順次実施することをさらに備える、請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項９】
第１の画像処理サイクルに続いて、第２の並列パイプラインで複数の画像処理サイクルとは異なる第２の画像処理サイクルを処理することと、
第１のレポートデータをクライアントデバイスに提供した後に、第２のレポートデータをクライアントデバイスに提供することと
をさらに備える、請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
第１の並列パイプラインで第１の画像処理サイクルを処理することは、
ワークフローテンプレートを第１の並列パイプラインにロードすることと、
ワークフローテンプレートに従って、残りの画像処理サイクルによって中断されることなく、第１の画像処理サイクルの複数のステージを実施することと
をさらに備える、請求項１に記載の画像処理方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示される実施形態は、一般に電子回路に関し、より具体的には、複数の並列パイプライン（parallel pipelines）で複数の画像処理サイクルを処理するようにハードウェアリソースを構成するためのシステム、装置および方法に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
コンピュータプロセッサは、並列処理、パイプライン処理、ソフトウェアタスクのオーバーラップ、専用のハードウェアアクセラレーションを実装し、処理能力を高めている。このような処理強化技術は、しばしば、サイクルからサイクルまでの変化が殆どまたは全くない機能的に同一または類似のジョブを実行する再現性の高いサイクルに限定されることが多い。コンピュータプロセッサは、レジスタモデル（register model）を使用して構成され、一貫して単一の構成を適用してランタイム実行を駆動する。例えば、プロセッサパイプラインは、しばしば、固定数のステージを有する。複数のステージは、交互に実行にされ（staggered）、現在のサイクルのステージは、しばしば、前のサイクルの区別できるステージ（distinct stage）と同時に実行される。既存のコンピュータ資源を十分に活用しながら、柔軟性が高く高効率な並列処理メカニズムを開発することは有益である。
【発明の概要】
【０００３】
本出願の様々な実施形態は、ヘビーデューティな産業用マシンビジョンアプリケーション（heavy-duty industrial machine vision applications）のために、並列パイプラインで画像データを処理するように構成されたコア高性能ランタイムエンジンに向けられている。マシンビジョンアプリケーションは、電子機器(例えば、１以上のカメラを含むイメージングデバイス)に適用され、画像処理、コード読み取り、製品情報抽出および刷品質検証を含むがこれらに限定されない機能を実行する。具体的には、状態管理された非同期のパイプラインアーキテクチャ（state-managed asynchronous pipelined architecture）が、これらのマシンビジョンアプリケーションの画像処理用電子機器に適用される。複数の画像処理サイクルが複数のパイプラインで並列に実行され、ボトルネックなしにハードウェアの能力を活用する。各画像処理サイクルは、複数のスレッドで任意にトリガされ、交互に実行される複数のタイムクリティカルなステージおよびオペレーションを含む。いくつかの実施形態では、トリガイベントは、前の画像処理サイクルがまだ進行中である間に受信され、前の画像処理サイクルとは独立して実施される異なるパイプラインに割り当てられた全く異なる画像処理サイクルに対応する。いくつかの先行技術の実装では、画像処理ジョブのステージは、利用可能なハードウェア能力を使用し、他の画像処理ジョブまたは同じ画像処理ジョブの他のステージをキュー（queue）で待たせる可能性がある。逆に、このアプリケーションでは、状態管理された非同期のパイプラインアーキテクチャは、利用可能なハードウェア能力を活用し、複数の画像処理サイクルを互いに独立した並列パイプラインで実行することで性能の向上をもたらし、この性能の向上が、画像装置のプロセッサコアの数に応じて直線的に上昇する。
【０００４】
一態様において、画像処理方法は、メモリと１以上のプロセッサとを有する電子デバイス(例えば、イメージングデバイス)において実施される。本方法は、トリガのテンポラル（時間的）シーケンス（temporal sequence）に関連する複数の画像処理サイクルを識別することを含む。各画像処理サイクルは、１以上のそれぞれのトリガイベントに応答して作成される。本方法はさらに、複数の画像処理サイクルを複数の並列パイプラインに割り当てること(例えば、各画像処理サイクルがそれぞれの並列パイプラインに割り当てられる)と、各並列パイプラインについて、サイクルデータプール（cycle data pool）からそれぞれのサイクルデータコンテナ（cycle data container）を引き出すこととを含む。本方法はさらに、それぞれの残りの並列パイプラインにおける残りの画像処理サイクルの処理とは独立して、第１の並列パイプラインにおいて第１の画像処理サイクルを処理して第１のレポートデータを生成することを含む。本方法はさらに、例えば、さらなる処理(保存、分類、分析および/または視覚化など)のために、第１のレポートデータをクライアントデバイスに提供することをさらに含む。
【０００５】
いくつかの実施形態では、サイクルデータプールは、複数の画像処理サイクルを識別する前に、既定の予め定められた数のサイクルデータコンテナを含む。それぞれの画像処理サイクルに割り当てられると、各並列パイプラインは、新しいサイクルデータコンテナの作成を待つことなく、予め定められた数のサイクルデータコンテナのうちの１つを直接使用する。状況によっては、予め定められた数のサイクルデータコンテナは、異なるパイプラインで完全に使用され、新しいパイプラインのためにサイクルデータコンテナを引っ張ることはできない。いくつかの実施形態では、第１の画像処理サイクルを処理することは、１以上のそれぞれのトリガイベントに関連する画像データを第１のサイクルデータコンテナに入力することと、第１のレポートデータを含む第１のサイクルデータを生成することと、第１のサイクルデータを第１のサイクルデータコンテナに記憶することとをさらに含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、イメージングデバイスは、有線または無線の通信リンクを介してクライアントデバイス(例えば、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータまたは携帯電話)に通信可能に結合される。マシンビジョンアプリケーションのユーザインターフェースは、クライアントデバイスで、イメージングデバイスから収集されたレポートデータをユーザフレンドリな方法で提示することを可能にする。いくつかの実施形態では、クライアントデバイスは、イメージングデバイスから離れて位置し、サーバを介してイメージングデバイスに結合される。ウェブベースのユーザインターフェースは、クライアントデバイスで、サーバを介してイメージングデバイスにより報告されるレポートデータを遠隔でレビューすることを可能にする。
【０００７】
いくつかの実施形態に従って、電子デバイスは、１以上のプロセッサと、メモリと、メモリに記憶された１以上のプログラムとを含む。プログラムは、１以上のプロセッサにより実行されるように構成される。１以上のプログラムは、本明細書に記載された方法のいずれかを実行するための命令を含む。
【０００８】
いくつかの実施形態に従って、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、１以上のプロセッサおよびメモリを有する電子デバイスによって実行されるように構成された１以上のプログラムを記憶する。１以上のプログラムは、本明細書に記載された方法のいずれかを実行するための命令を含む。
【０００９】
このように、バーコードスキャナの最適な設計、実行および性能を可能にする方法、システム、装置が開示されている。
【００１０】
上述した様々な実施形態は、本明細書に記載した他の実施形態と組み合わせることができる。本明細書に記載された特徴および利点は、全てを包含するものではなく、特に、図面、明細書および特許請求の範囲を考慮すれば、多くの追加的特徴および利点が当業者には明らかであろう。さらに、本明細書で使用されている文言は、主として読み易さおよび説明のために選択されたものであり、発明的主題全体を画定または包囲するために選択されたものではない可能性があることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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