KR0153992B1 - 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치 - Google Patents

컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치

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KR0153992B1
KR0153992B1 KR1019950005835A KR19950005835A KR0153992B1 KR 0153992 B1 KR0153992 B1 KR 0153992B1 KR 1019950005835 A KR1019950005835 A KR 1019950005835A KR 19950005835 A KR19950005835 A KR 19950005835A KR 0153992 B1 KR0153992 B1 KR 0153992B1
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Abstract

본 발명은 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치에 관한 것으로, 여러 형태의 칼라이미지로 입력되는 영사데이타가 프레임단위로 전처리부에서 좌표(x, y) 및 RGB 색신호로 전환되고, 4×4부블럭으로 분할된 다음 병렬로 연결된 16개의 AT연산부로 순차적으로 각각 입력되어 16개의 AT연산부에서 동시다발적으로 AT연산되며, 16개의 AT연산부에서 연산된 현재 영상데이타와 16개의 지연기에서 지연되어있는 이전 영상데이타의 차이가 가산기에서 모두 가산되어 판단기 내의 기설정된 소정치 이내이면, 판단기로부터 종료신호가 발생되어 16개의 버퍼에 각각 저장되어 있는 부블럭의 영상데이타가 최종적으로 출력되므로써, 애니메이션 풍경용 킬러 그래픽처리를 고속으로 처리할 수 있도록 한 것이다.

Description

컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치의 개략적인 블록구성도.
제2도는 제1도의 각 AT연산부의 상세도.
제3도는 본 발명의 일예로서 프레임별 영상신호를 4×4의 부블럭으로 분할한 것을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200 : 전처리부 300, 310, 320 : 선택부
400, 700, 800 : AT연산부 410, 415, 420, 425, 430 : 승산부
434, 440, 445, 450, 455, 570 : 가산기
500 : 비교판단부 510, 520, 530 : 지연기
540, 550, 560 : 감산기 580 : 판단기
600, 610, 620 : 버퍼
본 발명은 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환(AFFINE TRANSFORM ATION ; 이하 AT라 약칭함)장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상신호의 컬러 그래픽을 고속으로 처리할 수 있도록 한 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 AT 장치에 관한 것이다.
최근의 정보화 시대에 발맞추어 방대한 양의 영상데이타를 제한된 대역폭을 갖는 통신채널을 통해 전송하기 위한 디지털 영상 압축기법이 이와 관련된 여러분야에서 계속적으로 연구되고 있다.
영상 압축기법에서의 영상신호는 크게 정지영상과 동영상으로 구분할 수가 있으며, 정지영상에서의 영상데이타 압축기법은 화소간의 공간적인 중복을 제거함으로써 영상데이타를 압축하는 것으로, 이러한 압축기법으로 주파수 영역에서 수행되는 변환 부호화(TRANSFORM CODING)기법과, 벡터 양자화(VECTOR QUANTIZ ATION) 기법이 널리 알려져 있다.
그리고, 화장전화기나 디지털 텔레비전 등에서 사용되는 동영상에서의 영상데이타 압축기법은 정지영상의 기법에 연속되는 화면사이의 시간적(TEMPORAL) 중복성을 제거하기 위한 화면간, 프레임간 부호화 기법이 주로 사용된다.
한편, 자연계에 존재하는 대부분의 물체는 강한 자기 닮음성, 즉 그들 자신 각각의 변환된 복사본에 의해 구성된다는 특성을 갖고 있으므로, 이런 물체의 영상데이타를 압축하는 경우, 영상의 중복성을 이용하여 효율적으로 영상데이타를 압축할 수 있다고 가정하는 이른바 프랙탈(FRACTAL)기법을 이용한 영상압축에 관한 연구가 최근들어 진행되고 있다.
이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 프랙탈 기법은 1970년대 중반 BENOIT MANDELBROTDP 의해 그 이름이 명명된 것으로, 자연계의 대부분의 물체가 자기유사성(SELF-SIMILARITY)과, 부분적인 차원(FRACTIONAL DIMENSION)을 갖고 있으므로, 해안선, 눈송이, 구름, 낙엽, 산봉우리 등을 프랙탈 기법에 의해 자연스럽게 표현할 수 있는 것이다.
다른 한편, 애니메이션 제작에 있어서 숲이나 나무, 도시 등의 풍경을 자연스럽게 컬러 그래픽으로 처리하고자 하는 연구가 진행되고 있으며, 상술한 바와 같은 프랙탈 기법에 관한 알로리즘 및 방법은 이미 널리 알려진 바이지만, 프랙탈 기법을 수행하기 위한 장치, 특히 AT장치는 구체적으로 제시된 바 없다.
따라서, 본 발명은 자연스러운 풍경의 이미지생성을 위한 컬러 그래픽 처리를 고속으로 처리할 수 있는 컬러 글픽 병렬처리를 위한 AT 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수개의 컬러이미지를 갖는 영상신호를 컬러 그래픽 처리하는 아핀변환 장치에 있어서, 상기 복수개의 컬러 이미지를 갖는 영상신호를 프레임 단위의 RGB 색신호로 전환하고, 상기 RGB 색신호로 전환된 영상신호의 프레임을 설정된 복수개의 부블럭으로 분할한 다음 순차적으로 복수개의 아핀변환수단에 각각 제공하기 위한 전처리수단과, 상기 전처리수단으로부터 각각 제공되는 부블럭의 영상데이타를 순차적으로 각각 입력하고 상기 복수개의 아핀변환수단에서 아핀변환된 각 영상데이타와 상기 전처리수단으로부터 제공되는 각 부블럭의 영상데이타를 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호에 의거하여 선택적으로 출력하기 위한 복수개의 선택수단과, 상기 복수개의 선택수단에 각각 대응하며 상기 복수개의 선택수단으로부터 출력되는 각 영상데이타를 아핀변환하기 위한 상기 복수개의 아핀변환수단과, 상기 복수개의 아핀변환수단에 각각 대응하여 상기 각 아핀변환수단에서 아핀변환된 부블럭의 영상데이타들을 각각 저장한 다음 판단수단으로부터의 종료신호에 의거하여 상기 저장된 부블럭의 영상데이타를 각각 출력하는 복수개의 메모리수단과, 상기 복수개의 아핀변환수단에 각각 대응하며 상기 복수개의 아핀변환수단으로부터 출력되는 상기 부블럭에 대한 각 영상데이타와 소정의 지연시간을 갖는 바로 이전의 부블럭에 대한 각 영상데이타를 각각 비교하여 그 차신호를 각가 발생하는 복수개의 비교수단과, 상기 복수개의 비교수단으로부터의 차신호가 기설정된 소정치 이내이면 상기 종료신호를 상기 복수개의 메모리수단에 각각 제공하는 상기 판단수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치를 제공한다.
본 발명의 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙려된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술디는 본 발명의 바람직한 실시에로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 AT 장치의 개략적인 블록구성도이다. 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명의 AT 장치는 전처리부(200), 16개의 선택부(300, 310, 320), 16개의 AT연산부(400, 700, 800), 비교파단부(500) 및 16개의 버퍼(600, 610, 620)로 구성된다.
동도면에 있어서, 전처리부(200)는 복수개의 형태, 예를 들면 GIF(GRAGPIC INTERCHANGE FORM AT), BMP(BIT MAP), TIFF(TAGGED IMAGE FILE FORM AT)등, 의 컬러 이미지를 좌표(x, y) 및 RGB 색신호로 전환하여 설정된 소정수, 예를 들면 4×4, 즉 16개의 부블럭으로 분할한 다음 순차적으로 16개의 선택부(300, 310, 320)로 각각 제공하고, 16개의 선택부(300, 310, 320)는 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호(S)에 의거하여 전처리부(200)로부터 순차적으로 제공되는 좌표(x, y) 및 RGB 색신호로 전환된 부블럭의 영상데이타와 16개의 AT연산부(400, 700, 800)에서 출력되는 부블럭의 영상데이타(W0, W1, W2, W3, W4)를 선택적으로 출력한다.
그리고, 16개의 AT연산부(400, 700, 800)는 각각 제2도에 도시된 바와 같이, 제1승산부(410), 제2승산부(415), 제3승산부(420), 제4승산부(425), 제5승산부(430) 및 제1가산기(435), 제가산기(440), 제3가산기(445), 제4가산기(450), 제5가산기(455)로 구성되며, 각 승산부(410, 415, 420, 425, 430)는 5×5의 제1변환계수(A)를 입력받아 16개의 선택부(300, 310, 320)로부터 각각 출력되는 부블럭의 영상데이타와 제1변환계수(A)를 승산하고, 각 가산기(435, 440, 445, 450, 455)는 5×1의 제2변환계수(B)를 입력받아 각 승산부(410, 415, 420, 425, 430)에서 승산된 부블럭의 영상데이타와 제2변환계수(B)를 가산한다.
또한, 비교판단부(500)는 16개의 지연기(510, 520, 530), 16개의 감산기(540, 550, 560), 가산기(570) 및 판단기(580)로 구성되며, 16개의 지연기(510, 520, 530)는 16개의 AT연산부(400, 700, 800)에서 AT연산된 영상데이타를 다음 AT연산된 영상데이타가 입력될 때까지 각각 지연시키고, 16개의 감산기(540, 550, 560)는 현재 AT연산된 16개의 영상데이타와 16개의 지연기(510, 520, 530)에서 지연된 16개의 이전 영상데이타를 감산하여 그 차이를 각각 출력한다.
그리고, 가산기(570)는 16개의 감산기(50, 520, 530)로부터 각각 출력되는 영상데이타의 차이를 가산하고, 판단기(580)는 가산기(570)에서 가산된 영상데이타의 차이가 기설된 소정치, 예를들면 0.01, 이내이면 종료신호(E)를 발생하며, 16개의 버퍼(600, 610, 620)는 16개의 AT연산부(400, 700, 800)로부터 각각 출력되는 부블럭의 영상데이타를 각각 저장하고 있다가 단기(580)로부터의 종료신호(E)에 의거하여 저장되어 있는 부블럭의 영상데이타를 출력한다.
상기한 바와 같은 구성부재로 이루어진 본 발명의 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 AT 장치의 동작과정에 대하여 제1도와 제2도를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에서는 전처리부(200)로 입력되는 프레임 단위의 영상신호를 N×N 블록단위로 분할하여 병렬처리할 수 있으나, 일예로서 4×4 블록단위로 분할하고, 이에 따라 AT연산부(400, 700, 800)도 16개로 하여 설명하기로 한다.
일반적으로 AT연산은 하기 식(1)에 의해 수행된다.
여기서에서, W는 상기식(1)에 의해 AT연산되어 출력되는 부블럭의 영상데이타, A는 부블럭의 영상 데이터의 선형 확대 및 축소, 형태 변환(DEFORM ATION)등을 구현하기 이한 제1변환계수, D는 입력되는 부블럭의 영상데이타, 그리고 B는 부블럭의 영상데이타(D)의 선형 이동 등을 구현하기 위한 제2변환계수를 나타낸다.
통상적으로 W와 A는 N×N개의 매트릭스 형태이고, D와 B는 N×1의 매트릭스 형태이나, 본 발명에서는 일례로서 W와 A는 5×5매트릭스 형태, 그리고 D와 B는 5×1 형태의 매트릭스 형태로 하여 설명한다.
따라서, 상기 식(1)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
이때, x와 y는 입력되는 부블럭의 영상데이타 위치를 나타내는 좌표값이며, RGV는 좌표(x, y)의 RGB 색신호이다.
한편, 여러 형태의 컬러 이미지를 갖는 영상데이타가 전처리부(200)에서 프레임 단위로 좌표(x, y) 및 RGB 색신호로 전환되고, 4×4 블록으로 분할된 다음 순차적으로 16개의 선택부(300, 310, 320)로 입력되면, 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호(S)에 의해 4×4블럭으로 분할된 부블럭의 영상데이타가 선택되어 16개의 AT연산부(400, 700, 800)로 순차적으로 제공된다.
보다 상세히 설명하면, 제3E에 도시된 바와 같이 프레임(C) 단위의 영상신호가 4×4, 즉 16개의 부블럭으로 분할된 다음, #1은 제1선택부(300)로 입력되어 제1 AT연산부(400)로 제공되고, #2는 제2선택부(310)로 입력되어 제2 AT연산부(700)로 제공되며, #16은 제16선택부(320)로 입력되어 제16 AT연산부(800)로 제공된다.
이때, 16개의 AT연산부(400, 700, 800)는 동일한 기능을 수행하므로, 제1 AT연산부(400)의 동작과정에 대하여 설명하고 중복기재를 피하기 위해 나머지 15개의 AT연산부(제2 AT연산부(700)부터 제16 AT연산부(800)의 동작과정은 생략하기로 한다.
따라서, 제1선택부(300)로부터 출력되는 부블럭의 영상데이타(#1)가 제1 AT연산부(400)의 제1, 제2, 제3, 제4, 제5승산부(410, 415, 420, 425, 430)에서 제1변환계수(A)와 승산되고, 승산결과로 얻어진 부블럭의 영상데이타가 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 가산기(435, 440, 445, 450, 455)에서 제2변환계수(B)와 가산된다.
보다 상세히 설명하면, 제1승산부(410)에서 제1변환계수(A)의 제1행(a0,a1,a2,a3,a4)이 제1선택부(300)로부터 출력되는 부블럭 영상데이타(#1)의 x와, 제2승산부(415)에서 제1변환계수(A)의 제2행(a5,a6,a7,a8,a9)이 제1선택부(300)로부터 출력되는 부블럭 영상데이타(#1)의 y와, 제3승산부(420)에서 제1변환계수(A)의 제3행(a10,a11,a12,a13,a14)이 제1선택부(300)로부터 출력되는 부블럭 영상데이타(#1)의 색신호 R과, 제4승산부(425)에서 제1변환계수(A)의 제4행(a15,a16,a17,a18,a19)이 제1선택부(300)로부터 출력되는 부블럭 영상데이타(#1)의 색신호 G와, 제5승산부(430)에서 제1변환계수(A)의 제5행(a20,a21,a22,a23,a24)이 제1선택부(300)로부터 출력되는 부블럭 영상데이타(#1)의 색신호 B와 승산된다.
그 다음, 제, 제2, 제3, 제4, 제5승산부(410, 415, 420, 425, 430)에서 승산 결과로 얻어진 부블럭의 영상데이타가 제1, 제2, 제3, 제4, 제5가산기(435, 440, 445, 450, 455)로 각각 출력되면, 승산결과로 얻어진 부블럭의 영상데이타와 제2변환계수(b0, b1, b2, b3, b4)가 가산되어 버퍼(600)에 저장된다.
한편, 나머지 15개의 선택부(310, 320)로부터 출력되는 부블럭의 영상데이타(#2부터 #16)가 나머지 15개의 AT연산부(700, 800)에서도 상술한 바와 같은 AT연산이 동시다발적으로 수행되고, 나머지 15개의 버퍼(610, 620)에 저장된다.
이때, AT연산이 한번 수행된 상태이고, 현재 AT연산된 영상데이타와 이전에 AT연산된 영상데이타의 차이에 따라 16개의 AT연산부(400, 700, 800)에서 각각 AT연산된 부블럭의 영상데이타가 16개의 선택부(300, 310, 320)로 궤환(FEED BACK)되거나, 또는 16개의 버퍼(600, 610, 620)에 저장되어 있는 부블럭의 영상데이타가 각각 출력되기도 하는데, 이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
비교판단부(500)내의 16개의 지연기(510, 520, 530)에는 이전에 AT연산된 영상데이타가 지연되어 있고, 16개의 AT연산부(400)에서 각각 AT연산된 현재 영상데이타가 비교판단부(500)로 입력디면, 비교판단부(500) 내의 16개의 감산기(540, 550, 560)를 통해 각 지연기(510, 520, 530)에서 지연된 각각의 이전 영상데이타와 각각의 현재 영상데이타가 각각 감산되어 감산기(570)로 출력되고, 가산기(570)에서 16개의 각 영상데이타의 차이가 가산되어 판단기(580)로 출력된다.
이때, 판단기(580)의 판단결과, 가산기(570)에 가산된 16개의 각 영상데이타의 차이의 합이 기설된 소정치(예를 들면, 0.01)이내가 아니면, 16개의 AT연산부(400, 700, 800)로부터 출력되는 영상데이타가 16개의 선택부(300, 310, 320)로 각각 궤환되어 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호(S)에 의해 16개의 AT연산부(400, 70, 800)로 다시 입력되어 상술한 바와 같은 AT연산이 반복수행된다.
한편, 판단기(580)에서의 판단결과, 가산기(570)에서 가산된 16개의 영상데이타의 차이의 합이 기설정된 소정치(예를 들면, 0.01 이내이면, 판단기(580)는 AT연산을 종료하기 위한 종료신호(E)를 발생하고, 판단기(580)로부터의 종료신호(E)에 의거하여 AT연산부(400)에서 AT연산되어 버퍼(600)에 저장되어 있는 영상데이타가 출력된다.
상술한 바와 같이, 여러 형태의 칼라이미지로 입력되는 영상데이타가 프레임 단위로 전처리부(200)에서 좌표(x, y) 및 RGB색신호로 전환되고, 4×4 부블럭으로 분할된 다음 병렬로 연결된 16개의 AT연산부(400, 700, 800)로 순차적으로 각각 입력되어 16개의 AT연산부(400, 700, 800)에서 동시다발적으로 AT연산되며, 16개의 AT연산부(400, 700, 800)에서 연산된 현재 영상데이타와 16개의 지연기(510, 520, 530)에서 지연되어 있는 이전 영상데이타의 차이가 가산기(570)에서 모두 가산되어 판단기(580) 내의 기설정된 소정치 이내이면, 판단기(500)로부터 종료신호(E)가 발생되어 16개의 버퍼(600, 610, 620)에 각각 저장되어 있는 부블럭의 영상데이타가 출력된다.
한편, 본 발명에서는 전처리부(200)로 입력되는 프레임 단위의 영상신호를 4×4 블록단위로 분할하여 병렬처리하는 것을 일예로서 설명하였으나, 이 기술분야의 숙련자는 N×N(4×4 블록단위 이상) 블록단위로 분할하여 병렬처리하면 보다 고속으로 컬러 그래픽을 처리할 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명을 이용하면, 애니메이션 풍경용 컬러 프래픽처리를 고속으로 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 복수개의 컬러 이미지를 갖는 영상신호를 컬러 그래픽 처리하는 아핀변환 장치에 있어서, 상기 복수개의 컬러 이미지를 갖는 영상신호를 프레임단위의 RGB 색신호로 전환하고, 상기 RGB 색신호로 전환된 영상신호의 프레임을 설정된 복수개의 부블럭으로 분할한 다음 순차적으로 복수개의 아핀변환수단에 각각 제공하기 위한 전처리수단; 상기 전처리수단으로부터 각각 제공되는 부블럭의 영상데이타를 순차적으로 각각 입력하고 상기 복수개의 아핀변환수단에서 아핀변환된 각 영상데이타와 상기 전처리수단으로부터 제공되는 각 구블럭의 영상데이타를 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호에 의거하여 선택적으로 출력하기 위한 복수개의 선택수단; 상기 복수개의 선택수단에 각각 대응하여 상기 복수개의 선택수단으로부터 출력되는 각 영상데이타를 아핀변환하기 위한 상기 복수개의 아핀변환수단; 상기 복수개의 아핀변환수단에 각각 대응하며 상기 각 아핀변환수단에서 아핀변환된 부블럭의 영상데이타들을 각각 저장한 다음 판단수단으로부터의 종료신호에 의거하여 상기 저장된 부블럭의 영상데이타를 각각 출력하는 복수개의 메모리수단; 상기 복수개의 아핀변환수단에 각각 대응하며 상기 복수개의 아핀변환수단으로 출력하는 상기 부블럭에 대한 각 영상데이타와 소정의 지연시간을 갖는 바로 이전의 부블럭에 대한 각 영상데이타를 각각 비교하여 그 차신호를 각각 발생하는 복수개의 비교수단; 상기 복수개의 비교수단으로부터의 차신호가 기설정된 소정치 이내이면 상기 종료신호를 상기 복수개의 메모리수단에 각각 제공하는 상기 판단수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전처리수단에서 설정된 소정수의 부블럭은, 4×4의 블록으로 분할되는 것을 특징으로 하는 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아핀변환수단은, 상기 선택수단으로부터 출력되는 각 영상데이타와 제1변환계수를 승산하기 위한 복수개의 승산기; 상기 각 승산기에 대응하여 연결되며 상기 복수개의 승산기에서 승산된 각 영상데이타와 제2변환계수를 가산하기 위한 복수개의 가산기로 구성된 것을 특징으로 하는 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비교수단은, 상기 복수개의 아핀변환수단에 각각 대응하며, 상기 아핀변환수단에서 아핀변환된 각 부블럭의 영상데이타를 다음 아핀변환된 각 부블럭의 영상데이타가 입력되기까지 각각 지연시키기 위한 복수개의 지연수단; 상기 복수개의 지연수단에 대응하며, 상기 복수개의 아핀변환수단으로부터의 아핀변환된 각 부블럭의 영상데이타와 상기 지연수단에서 지연된 바로 이전 각 부블럭의 영상데이타를 각각 감산하기 위한 복수개의 감산기; 상기 복수개의 감산기로부터 각각 출력되는 복수개의 감산결과를 가산하여 상기 차신호를 발생하는 가산기로 이루어진 것을 특징으로 하는 컬러 그래픽 병렬처리를 위한 아핀변환 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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