＜これからのパソコン高速画像処理＞

 

　　　　１９９５年夏、小生は大容量画像（１０２４ｘ１０２４画素）をリアルタイ
　　　　ム（１／３０秒）に連続１０枚取り込み、取り込んだ１０Ｍバイトの画像を
　　　　高速処理するという問題に直面していた。専用画像処理装置ではこのスペッ
　　　　を満たすのは、全く不可能であった。これを可能にしたのが、Pentiumを搭
　　　　載した上記写真のパソコン画像処理システムであった。

　　　１．Ｐｅｎｔｉｕｍの登場（ＣＰＵの処理速度）

 
　　　　小生が使ったＣＰＵは100MHzのPentiumであった。小生が初期に用いた専用画
　　　　像処理装置（６８０００）とベンチマークテスト（５１２ｘ５１２画像での
　　　　２値化処理時間）を行ったが、５０倍以上速かった。８６系ＣＰＵは遅いと
　　　　いう定説は、Ｐｅｎｔｉｕｍ以降は解消された様である。
　　　　→２００MHzのPentiumマシン以降なら、１０２４ｘ１０２４画素の大容量画像
　　　　であっても、２値化処理程度なら十分リアルタイム処理（０．０３３秒）が
　　　　可能となっている。

　　　　［Ｐｅｎｔｉｕｍの処理能力］測定'95.10.16/'96.12.5(M.NUMADA)
　　　　　　・68000-10MHz（アセンブラ）　３．９ｓ　　；６８系
　　　　　　・68030-20MHz（アセンブラ）　０．９９秒　；６８系
　　　　　　・68040-25MHz（アセンブラ）　０．４２秒　；６８系
　　　　　　・486DX2-66MHz（Ｃ16）　　　 ０．７６秒　；８６系
　　　　　　・486DX4-100MHz（Ｃ16）　　　０．４４秒　；８６系
　　　　　　・Pentium-60MHz（Ｃ32）　　　０．１８秒
　　　　　　・Pentium-100MHz（C32）　　　０．０７０秒
　　　　　　・Pentium-200MHz（C32）　　　０．０３３秒
　　　　　（１Ｍ画像を２値化する時間で算出した。６８系マシンは専用画像処理装置。
　　　　　　８６系マシンはパソコンを使用。）


　　　２．ＰＣＩバスの登場（バスの転送速度）

 ＰＣＩバス対応画像入力基板
　　　　１０２４ｘ１０２４画素の１Ｍ画像を１／３０秒でパソコンに取り込もうとす
　　　　れば、バスの転送速度は３０Ｍバイト／秒以上必要である。これはＶＭＥバス
　　　　では達成できなかった。
　　　　また当時すでにＰＣＩバスが出ていたが、実力的には３０Ｍバイト／秒は無理
　　　　であった。１９９５年夏には当時最新のPCIチップセットTritonが登場したが、
　　　　これを用いる事により難なく、上記問題はクリアされた。小生の実測では７０
　　　　Ｍバイト／秒に迫る性能を誇った。

　　　　［ＰＣＩチップセットのバス転送能力］測定1995.10.16(M.NUMADA)
　　　　　　・ＮＥＰＴＵＮＥ　　３１．５ＭＢ／Ｓ
　　　　　　・ＴＲＩＴＯＮ　　　６７．９ＭＢ／Ｓ
　　　　　（１Ｍ画像を１００枚連続転送できる時間から算出した。マシンはPentium−
　　　　　　75MHzとPentium−100MHz）

　　　３．３２bitＣコンパイラの登場（Ｃコンパイラの能力）
　　　　
　　　　いよいよ残るはＣコンパイラである。実は’９５年夏の時点でさえ小生は、ま
　　　　だマシン語はＣコンパイラより３倍は速いという神話を信じていたのである。
　　　　もちろんそれは、１６bitＣコンパイラ（ＭＳ−Ｃなど）にはあてはまっている
　　　　のだが、３２bitＣコンパイラ（Ｗａｔｃｏｍ−Ｃなど）にはあてはまらなかっ
　　　　た。１０２４ｘ１０２４画像の２値化をＰｅｎｔｉｕｍのマシン語コードで記
　　　　述したが、Ｗａｔｃｏｍ−Ｃ（Ｄｏｓ−Ｅｘｔｅｎｄｅｒ）で記述したプログ
　　　　ラムより若干遅かった。
　　　　そんなバカな事があるかと、Ｗａｔｃｏｍ−Ｃより速いマシン語プログラムを
　　　　作るために３日間を費やしたが、それでも４０％しか速くならなかった。

　　　　［Ｃ16とＣ32コンパイラの能力比較］測定1995.10.16(M.NUMADA)
　　　　　　・Ｃ16（ＭＳ−Ｃ）　　　　　０．４４Ｓ
　　　　　　・Ｃ32（Ｗａｔｃｏｍ−Ｃ）　０．２０Ｓ
　　　　　（１Ｍ画像を２値化する時間。マシンは４８６ＤＸ４−100MHz）

　　　　［アセンブラとＣ32コンパイラの能力比較］測定1995.10.16(M.NUMADA)
　　　　　　・アセンブラ（Ｗａｓｍ）　　０．０５０Ｓ
　　　　　　・Ｃ32（Ｗａｔｃｏｍ−Ｃ）　０．０７０Ｓ
　　　　　（１Ｍ画像を２値化する時間。マシンはＰｅｎｔｉｕｍ−100MHz）

　　　　→この頃はＷｉｎｄｏｗｓ用のＶｉｓｕａｌ　Ｃはまだ１６ｂｉｔ対応であっ
　　　　たが、現在では３２ｂｉｔ対応となっており上述のＷａｔｃｏｍ−Ｃ以上の性
　　　　能を出すことができる。　　　　

　　　　現在のパソコン画像処理システムはかつての専用画像処理装置よりはるかに高
　　　　速であり、かつシステム構築が安価であることから、次代を担う画像処理装置
　　　　であると見られる。

　　　　以上のように高速性に優れたパソコン画像処理であるが、ＦＡ分野で主流とな
　　　　るには、まだいくつかの問題点があるので揚げておこう。
　　　　１）装置サイズが大きい。
　　　　　　→ＦＡ現場で使うにはＣＲＴが大きすぎ、設置スペースのネックとなる。
　　　　２）耐環境性に問題あり。
　　　　　　→ハードディスクからプログラムを起動するため、振動や停電によるハー
　　　　　　　ドディスクのクラッシュがあると致命的問題となる。
　　　　３）連続運転に懸念あり。
　　　　　　→Ｗｉｎｄｏｗｓ９５上で連続動作させておくと、数日経つとＯＳがハン
　　　　　　　グアップする事があるといわれている。これについては、大容量のメモ
　　　　　　　リ（６４ＭＢ以上）を積んで、ＷｉｎｄｏｗｓのＳＷＡＰを最小限に押
　　　　　　　さえるか、ＮＴを用いる事により解消される。