KR100207664B1 - 격자점 데이터들의 병렬적인 액세스를 가능하게 하는 삼차원 데이터 저장 방법 - Google Patents

Abstract

임의의 격자에 속한 8개 격자점의 데이터를 한 번의 사이클로 획득할 수 있게 하는 삼차원 데이터 저장 방법이 개시된다.

본 발명의 3차원 데이터 저장 방법은 임의의 격자에 속한 격자점들의 데이터를 병렬로 액세스할 수 있게 하는 삼차원 데이터 저장 방법에 있어서, 상기 삼차원 데이터의 각 격자점에 인덱스 번호를 부여하되, 이웃하는 두 개의 격자가 공유하는 면에 소속된 격자점들이 공통된 인덱스 번호를 가지도록 하는 인덱스 번호 부여 과정; 상기 삼차원 데이터를 인덱스 번호에 따라 분류하는 분류 과정; 및 분류된 삼차원 데이터를 각각의 메모리 공간에 저장하는 저장 과정을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 삼차원 데이터의 저장 방법은 한 사이클의 메모리 액세스 동작에 의해 임의의 격자에 속한 격자점들의 데이터를 획득할 수 있으므로 3차원 데이터를 처리하는 시스템의 연산 속도를 증진시키게 되는 효과를 가진다.

Description

격자점 데이터들의 병렬적인 액세스를 가능하게 하는 삼차원 데이터 저장방법

제1도는 삼차원 데이터의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

제2도는 본 발명에 따른 삼차원 데이터 저장 방법에 있어서 인덱스 번호 부여 과정의 결과를 보이는 도면이다.

본 발명은 삼차원 데이터의 저장 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 임의의 격자에 속한 8개 격자점의 데이터를 한 번의 사이클로 획득할 수 있게 하는 저장 방법에 관한 것이다.

삼차원 데이터는 격자 구조로 배열된 데이터들의 집합을 말하는 것으로서 칼라 텔레비전의 색보정 등에서 많이 사용된다. 삼원색(Red, Green, Blue)으로 표현되는 색공간에서 기지의 점 주위에 존재하는 어떤 점의 칼라값을 보간(interpolation)하기 위해서는 기지점의 칼라값 및 그 주위에 존재하는 8개 격자점의 칼라값을 알아야 한다.

종래의 방법에 있어서는 삼차원 데이터를 단일의 기억 공간에 순차적으로 저장하였으므로 8개 격자점의 칼라값을 독출하기 위해서는 8번의 메모리 액세스 동작이 소요되었다.

즉, 종래의 방법에 저장된 삼차원 데이터에서 임의의 격자에 속한 격자점들의 데이터를 얻기 위해서는 8번의 액세스 동작이 수행되어야 한다. 이러한 결점을 가지는 종래의 방법은 삼차원 데이터를 처리하는 시스템의 연산 속도를 제한하여 실시간 처리를 어렵게 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 빠른 데이터 액세스를 가능하게 하는 새로운 3차원 데이터 저장 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명의 3차원 데이터 저장 방법은 임의의 격자에 속한 격자점들의 데이터를 병렬로 액세스할 수 있게 하는 삼차원 데이터 저장 방법에 있어서, 상기 삼차원 데이터의 각 격자점에 인덱스 번호를 부여하되, 이웃하는 두 개의 격자가 공유하는 면에 소속된 격자점들이 공통된 인덱스 번호를 가지도록 하는 인덱스 번호 부여 과정; 상기 삼차원 데이터를 인덱스 번호에 따라 분류하는 분류 과정; 및 분류된 삼차원 데이터를 각각의 메모리 공간에 저장하는 저장 과정을 포함함을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 특징 및 효과를 상세히 설명한다.

제1도는 삼차원 데이터의 구성을 설명하기 위한 도면으로서 4×4×4크기의 삼차원 데이터의 일부를 보이는 것이다. 제1도에 있어서 x축, y축, z축은 삼차원 좌표계의 각 축이고, 격자점의 좌표는(xyz)로 나타내어진다. 여기서, 좌표계의 원점에 위치하는 격자점의 좌표값은 (000)이 되고, 원점에서 각 축 방향으로 1만큼 이동된 위치의 격자점들의 좌표값은 각각 (100), (010), (001)이 된다.

종래의 3차원 데이터 저장 방법을 표 1을 참조하여 설명한다.

표 1의 좌측 열은 메모리의 어드레스를 나타내고, 우측 열은 해당 어드레스 공간에 저장되는 격자점의 좌표를 나타내며, 저장되는 순서는 다음과 같다.

먼저 z값이 0인 (xy)평면에 존재하는 격자점들이 저장되고, 다음에 z값이 1, 2,,,인 (xy)평면에 존재하는 격자점들이 저장된다.

각 (xy)평면에 있어서는 먼저 y값이 0인 (x)라인에 존재하는 격자점들이 저장되고, 다음에 y값이 1, 2,,,인 (x)라인에 존재하는 격자점들이 저장된다.

여기서, 각 격자점들의 인덱스가 0, 1, 2,,,,7이고, 그의 어드레스가 ADD0, ADD1, ADD2,,,,ADD7이라 하면, 표 1에 있어서 좌하측의 좌표가(xyz)인 격자에 속한 격자점들의 데이터가 저장된 어드레스는 다음과 같이 결정된다.

여기서, 임의의 좌표 (xyz)인 격자에 속한 격자점들의 데이터들을 얻기 위해서는 ADD0부터 ADD7까지 8번의 액세스 동작이 순차적으로 수행되어져야 함을 알 수 있다.

이와 같은 순차적 액세스 동작은 3차원 데이터를 사용하는 시스템의 연산 속도를 제한하게 된다.

이를 회피하고, 데이터 액세스 시간을 저감시키기 위하여 제1도에 도시된 데이터 구조에 있어서 동일한 인덱스 번호를 가지는 격자점들을 모아서 8개의 메모리에 각각 저장하고, 8개의 메모리를 동시에 액세스하는 방법이 강구될 수 있다.

그러나, 이러한 방법은 제1도에 도시된 것과 같이 인접된 격자에 공통적으로 소속된 격자점들이 두 개의 인덱스를 가지게 되므로 메모리 공간이 낭비되게 된다.

예를 들면, 좌표(100)를 가지는 격자점은 첫 번째 격자에서는 1의 인덱스 번호를 가지고, 두 번째 격자에서는 0의 인덱스 번호를 가지므로 전체적으로 메모리 공간이 방대해진다는 문제점이 있다.

본 발명의 삼차원 데이터 저장 방법은 각 격자점의 데이터를 중복되지 않게 분산시켜 8개의 메모리에 저장함으로써 병렬적인 액세스가 가능하게 한다.

이를 위한 본 발명의 삼차원 데이터 저장 방법은 인덱스 번호 부여 과정, 분류 과정, 그리고 저장 과정을 포함한다.

인덱스 번호 분류 과정은 병렬적 액세스가 가능하도록 삼차원 데이터를 분산시켜 저장함에 있어서 중복되어 저장되는 데이터가 없도록 하기 위한 전처리 과정에 해당한다.

여기서는 이웃하는 두 개의 격자가 공유하는 면에 소속된 격자점들이 공통된 인덱스 번호를 가지도록 하는 인덱스 번호를 부여한다.

제2도는 인덱스 부여 과정의 결과를 보이는 도면으로서 4×4×4크기의 3차원 데이터에 적용한 예를 보이는 것이다.

제2도에 도시된 데이터 구조와 제1도에 도시된 그것의 차이점은 인접하는 격자들의 공통 면에 속한 격자점들의 인덱스 번호가 단일화되어져 있다는 것이다. 이러한 차이점은 하나의 격자점이 메모리에서 두 개의 어드레스를 가지는 것을 배제시켜 메모리의 효율적인 사용을 가능하게 한다.

분류 과정은 각 격자점에 주어진 인덱스 번호에 따라 격자점들을 분류한다. 표 2는 각 인덱스 번호에 따라 분류된 격자점의 개수를 보이는 것이다.

표 2에 있어서 인덱스 번호에 소속된 격자점의 개수들이 다른 이유는 인덱스 부여 과정에서 중복되는 격자에 동일한 인덱스 번호를 부여하였기 때문이다.

제2도에 있어서 인덱스0에 속한 격자점의 개수는 x방향에 3개, y방향에 3개, z방향에 3개이므로 총 27개가 된다. 또한 인덱스1에 속한 격자점의 개수는 x방향에 2개, y방향에 3개, z방향에 3개이므로 총 18개가 된다. 마찬가지로 인덱스2 내지 인덱스7에 속하는 격자점의 개수는 각각 18개, 12개, 18개, 12개, 12개, 8개가 된다.

저장 과정은 분류된 격자점의 데이터들을 8개의 메모리에 분산시켜 저장하는 과정이다. 여기서, 각 인덱스 번호에 속하는 격자점을 메모리에 저장함에 있어서는 어드레스의 예측성을 보장하기 위하여 종래의 방법과 유사하게 x, y, z방향의 순서로 저장된다.

각 메모리에 저장된 데이터들은 병렬적으로 액세스되어 어느 한 격자에 소속된 격자점들의 데이터를 출력한다.

이때, 각 인덱스 번호에 상응하는 메모리를 각각 메모리0 내지 메모리7이라 하면, 임의의 좌표(xyz)에 상응하여 각 메모리에 인가되는 어드레스 ADD_MEM0 내지 ADD_MEM7은 다음과 같이 결정된다.

상기의 식에서 소수점 이하는 제거된다.

상기의 식에 의해 결정된 어드레스 ADD_MEM0 내지 ADD_MEM7이 인가되면 각 메모리는 임의의 좌표(xyz)에 해당되는 격자의 격자점들을 출력한다. 이에 따라 한 번의 액세스 동작에 의해 필요한 8개 격자점의 데이터를 얻을 수 있다.

따라서, 삼차원 데이터를 처리하는 시스템의 연산 속도가 메모리 액세스 동작에 의해 제한받지 않게 되므로 실시간 처리가 가능하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 삼차원 데이터의 저장 방법은 한 사이클의 메모리 액세스 동작에 의해 임의의 격자에 속한 격자점들의 데이터를 획득할 수 있으므로 3차원 데이터를 처리하는 시스템의 연산 속도를 증진시키는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 임의의 격자에 속한 격자점들의 데이터를 병렬로 액세스할 수 있게 하는 삼차원 데이터 저장 방법에 있어서, 상기 삼차원 데이터의 각 격자점에 인덱스 번호를 부여하되, 이웃하는 두 개의 격자가 공유하는 면에 소속된 격자점들이 공통된 인덱스 번호를 가지도록 하는 인덱스 번호 부여 과정; 상기 삼차원 데이터를 인덱스 번호에 따라 분류하는 분류 과정; 및 분류된 삼차원 데이터를 각각의 메모리 공간에 저장하는 저장 과정을 포함하는 삼차원 데이터 저장 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 저장 과정은 삼차원 좌표계를 구성하는 좌표축의 순서에 따라 저장함을 특징으로 하는 삼차원 데이터 저장 방법.