KR100220632B1 - 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라 - Google Patents

유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상 회의용 카메라로서 컴퓨터와 결합시 비디오 캡쳐 보드(Video Capture Boaed)없이 컴퓨터의 유니버설 시리얼 버스(Universal Serial Bus ; USB) 포트를 이용하여 직접 인터페이스할 수 있게 하기 위하여 촬영한 화상 정보를 USB 인터페이스 규격의 디지털 신호로 처리하여 출력할 수 있도록 한 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라에 관한 것으로서, 피사체의 색성분을 빛으로 출력하는 렌즈 수단과, 상기 렌즈 수단으로부터의 빛을 전하로 바꾸어 일시 축적하여 전기 신호로 출력하는 촬상 수단과, 상기 전기 신호를 디지털 신호로 처리하여 출력하는 A/D변환 수단과, 상기 A/D 변환 수단으로부터의 디지털 신호를 화상 회의용 표준 해상도로 감축한 디지털 화상 신호로 변환하여 출력하는 화상 조정 수단과, 상기 화상 조정 수단으로부터의 디지털 화상 신호를 컴퓨터의 주변 장치 인터페이스인 유니버설 시리얼 버스(Universal Serial Bus ; USB) 규격으로 변환하여 출력하는 인터페이스 수단을 포함하여, 카메라의 제조 단가 절감 및 컴퓨터 내에서의 화상 신호 처리의 용이함을 제공할 수 있는 것이다.

Description

유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라
제1도는 종래의 카메라와 개인용 컴퓨터의 연결 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라의 구성에 대한 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 렌즈 20 : 촬상소자
40 : A/D 변환기 50 : 메모리부
51,52 : 제1,2메모리 60 : 마이컴
본 발명은 유니버설 시리얼 버스(Universal Serial Bus ; 이하 USB라 약함)를 이용한 카메라에 관한 것으로, 특히 컴퓨터와 주변 장치의 연결 인터페이스인 USB 방식으로 화상 정보를 디지털화 처리 및 출력하여 컴퓨터와 결합시 보다 간단하게 화상 편집 작업 및 컴퓨터 네트워크를 이용하여 화상 회의(Video Conference)등을 수행할 수 있도록 한 유에스비를 이용한 카메라에 관한 것이다.
일반적으로, 멀티미디어에 있어서 가장 기본적인 부분은 컴퓨터와 가전기기 및 통신기기의 융합이며, 이것은 정보의 디지털화, 즉 디지털화된 정보의 융합이다. 컴퓨터는 디지털화된 정보의 편집이나 저장 가공 기능이 탁월한 반면 아날로그 음향 및 영상 정보의 처리에서는 약하다.
따라서, 이러한 컴퓨터와 가전기기의 장점을 살리고 서로의 단점을 상호 보완해 나가는 것이 멀티미디어의 주된 형태로 발전되어 가고 있다.
또한, 컴퓨터는 일반 공중 전화망 및 전용 통신망을 이용하여 각종 정보를 주고 받는 통신 수단으로도 활용되고 있으며, 특히 최근에는 인터넷을 통하여 인터넷 폰 즉, 국제 통화를 저렴한 비용으로 사용할 수 있고 화상 회의(Video Conference)까지도 컴퓨터 통신을 이용하여 시도하고 있다.
한편, 비디오 캡쳐 보드(Video Capture Board)는 상술한 바와 같은 멀티미디어의 방향에 부응하여 컴퓨터의 확장 슬롯에 삽입 장착하여 사용할 수 있는 컴퓨터 확장 보드로서, 텔레비젼과 비디오 카세트 레코더 및 아날로그 영상 신호를 출력하는 종래의 카메라로부터의 아날로그 영상 신호(예를 들면, NTSC, PAL)를 컴퓨터의 모니터로 출력하여 볼 수 있도록 하며, 원하는 정지 화상을 다양한 형식의 그래픽 파일로 저장할 수 있는 그랩(Grab) 기능을 갖고 있다.
종래에는 이러한 비디오 캡쳐 보드와 아날로그 영상 신호를 출력하는 종래의 카메라를 이용하여 영상 편집 및 화상 회의 등을 수행하였으며, 제1도의 종래의 카메라와 개인용 컴퓨터의 연결 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 참조하여 영상 신호의 처리 과정을 간단히 설명한다.
먼저, 렌즈(10), 촬상 소자(CCD ; Charge Coupled Device)(20), 신호 처리부(30)를 포함하는 카메라(1)는 피사체의 촬영시 렌즈(10)를 통해 촬상소자(20)에 축적된 영상 데이터 신호가 신호 처리부(30)에서 방송 방식(예를 들면, NTSC)의 영상 신호 규격에 맞게 색신호 및 휘도 신호로 분리 처리하여 비월주사(Interlaced scanning) 방식의 아날로그 영상 신호를 출력한다.
한편, 컴퓨터(2)의 비디오 캡쳐 보드(40)는 카메라(1)의 신호 처리부(30)로부터의 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하여 컴퓨터에서의 VGA(Video Graphics Array)모드로 처리할 수 있는 RGB(Red-Green-Blue) 데이터 형식으로 변환하고 주사 방식은 비 비월주사(Non-Interlaced Scanning) 방식으로 변환하여 출력하며, 출력된 RGB 데이터 신호는 컴퓨터(2)내의 도시 생략된 중앙 처리 장치(CPU)의 제어에 의거하여 통신 포트를 통하여 출력되거나 모니터(3)로 출력된다.
그러나, 상술한 바와 같이 피사체를 NTSC등의 아날로그 영상 신호로 변환하는 수단의 부가로 인한 카메라 제조 단가의 상승과 NTSC 등의 아날로그 영상 신호를 컴퓨터 모니터 방식인 RGB 데이터 형식으로 변환시키는 비디오 캡쳐 보드의 부가 구입으로 인하여 사용자에게 비용이 추가되는 문제점이 있었다.
한편, USB는 컴퓨터의 주변 장치 사용에 일대 혁명을 불러올 것으로 예상되는 컴퓨터 주변 장치의 접속 규격으로서, 컴퓨터 뒷면에 위치한 복잡한 직렬 및 병렬 포트를 없앨 수 있으며, USB 포트 하나에 최대 127개까지의 주변 장치 예를 들면, 백업 테이프 드라이브, 모니터, 키보드, 프린터, 스캐너, 조이스틱 등을 연결하고 최고 12Mbits/s의 전송 속도를 갖는다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 USB방식으로 영상 신호를 처리 및 출력하여 컴퓨터와 결합할 수 있도록 한 카메라를 모색하게 되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 화상 카메라로서 컴퓨터와 결합시 비디오 캡쳐 보드없이 컴퓨터의 USB 포트를 이용하여 직접 인터페이스할 수 있게 하기 위하여 촬영한 화상 정보를 USB 인터페이스 규격의 디지털 신호로 처리하여 출력할 수 있도록 한 USB를 이용한 카메라를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 USB를 이용한 카메라는 피사체의 색성분을 빛으로 출력하는 렌즈 수단과, 상기 렌즈 수단으로부터의 빛을 전하로 바꾸어 일시 축적하여 전기 신호로 출력하는 촬상 수단과, 상기 전기 신호를 디지털 신호로 처리하여 출력하는 A/D 변환 수단과, 상기 A/D 변환 수단으로부터의 디지털 신호를 소정 해상도로 감축한 디지털 화상 신호로 변환하여 출력하는 화상 조정 수단과, 상기 화상 조정 수단으로부터의 디지털 화상 신호를 컴퓨터의 주변 장치 인터페이스인 USB 규격으로 변환하여 출력하는 인터페이스 수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하 첨부된 제2도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라의 구성에 대한 블록도로서, 렌즈(10), 촬상 소자(20), A/D변환기(40), 메모리부(50)의 제1,2메모리(51,52) 및 마이컴(60)을 포함한다.
이러한 구성에 있어서, 피사체의 색성분이 렌즈(10)를 통하여 빛으로 촬상 소자(20)에 인가되고, 촬상 소자(20)는 인가된 빛을 전기적인 휘도 신호와 색신호로 변환하여 A/D 변환기(40)로 인가한다. 이때, 촬상 소자(20)의 구성에 따라 RGB의 3색신호로 각각 변환하여 인가할 수도 있다.
한편, A/D 변환기(40)는 촬상 소자(20)로부터 아날로그 화상 신호(휘도신호와 색신호, 또는 RGB 3색신호)가 인가되면 마이컴(60)으로 소정 제어 신호를 인가하고 인가된 아날로그 화상 신호를 디지털 화상 신호로 변환하여 메모리부(50)로 출력한다.
그리고, A/D 변환기(40)로부터 소정 제어 신호를 인가받은 마이컴(60)은 저장 및 독출 제어 신호를 선택적으로 메모리부(50)에 인가하며, 저장 제어 신호에 의거하여 제1메모리(51)가 A/D 변환기(40)로부터의 디지털 화상 신호를 저장할 때 제2메모리(52)는 독출 제어 신호에 대응하는 저장된 디지털 화상 신호를 마이컴(60)으로 독출하는 동작을 제1,2메모리(51,52)는 상호 교번하여 수행하며, 마이컴(60)은 메모리부(50)으로부터의 디지털 화상 신호를 감축 변환하고 USB 규격으로 변환하여 출력하도록 구성한다.
또한, 촬상 소자(20)로부터의 아날로그 화상 신호가 휘도 신호와 색신호이면 도시는 생략되었으나 제1,2메모리(51,52)는 각각 휘도 신호와 색신호를 구분하여 저장하기 위한 2개의 메모리로 구성되며, 촬상 소자(20)로부터의 아날로그 화상 신호가 RGB 3색신호이면 제1,2메모리(41,42)는 각각 RGB 3색신호를 구분하여 저장하기 위한 3개의 메모리로 구성한다.
다음에, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 동작 과정을 상세히 설명한다.
먼저, 촬영하고자 하는 피사체의 색성분인 빛이 렌즈(10)를 통하여 촬상 소자(20)로 인가된다. 이때, 촬상 소자는 고체식인 CCD(Charge Coupled Device)로 구성되어(진공관식으로 구성하여도 가능) 렌즈(10)로부터의 빛을 전하(電荷)로 바꾸어 일시 축적하고 전송하여 전기적 신호를 출력하게 된다.
다음에, 촬상 소자(20)로부터의 전기적 신호 즉, 아날로그 화상 신호는 A/D 변환기(40)에 인가되고, A/D 변환기(40)는 소정 제어 신호를 마이컴(60)으로 인가하고 인가된 아날로그 화상 신호를 디지털 화상 신호로 변환하여 메모리부(50)로 출력하게 된다.
한편, 마이컴(60)은 A/D 변환기(40)로부터 소정 제어 신호가 인가되면 먼저, 제1메모리(51)로 저장 제어 신호를 인가하여 A/D 변환기(40)로부터의 디지털 화상 신호를 제1메모리(51)에 저장시키고, 제1메모리(51)의 저장 동작이 완료되면 제2메모리(52)로 저장 제어 신호를 인가하여 A/D 변환기(40)로부터의 디지털 화상 신호를 이어서 저장시킨다.
동시에, 마이컴(60)은 제1메모리(51)에 저장된 디지털 화상 신호를 선택적으로 독출받아 디지털 화상 신호의 비 비월주사 방식으로의 변환 및 해상도 감축을 수행하고 USB 규격으로 변환하여 도시 생략된 컴퓨터의 USD 포트로 인가한다.
한편, 제1메모리(51)의 독출 동작이 완료되고, 제2메모리(52)의 저장 동작이 완료되면 반대로 제1메모리(51)는 저장 동작으로 제2메모리(52)는 독출 동작으로 수행되도록 저장 및 독출 제어 신호를 출력하여 메모리부(50)의 입출력 시간을 단축할 수 있는 것이다.
또한, 메모리부(50)에 저장된 디지털 화상 신호를 선택적으로 독출하여 감축(화상의 수직 및 수평 감축)하는 이유는 USB의 전송 속도가 12Mbits/s로 제한되어 있기 때문이며, 풀사이즈(예를 들면, 720484, 704576)의 해상도를 1/2 해상도인 CIF(예를 들면, 360242, 352288)나 1/4 해상도인 QCIF(예를 들면, 180121, 176144)로 감축하면 해상도는 떨어지지만 화상 회의용으로 상대방을 인식하기에는 무난하다고 판단된다.
다른 한편, 본 발명의 바람직한 실시예에는 포함시키지 않았으나 해상도를 보다 높이기 위하여 화상 감축과 아울어 화상 압축(예를 들면, MPEG) 알고리즘을 이용하는 것으로의 변형도 당업자라면 용이함을 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 첫째, 피사체를 촬상한 화상 신호를 일반적인 아날로그 방송 방식(예를 들면, NTSC)으로 변환하는 카메라에서 가장 고가의 수단을 없애서 카메라의 제조 단가를 절감할 수 있으며, 둘째, 컴퓨터에서 별도로 구입하여 장착하는 비디오 캡쳐 보드가 불필요하고 화상 신호가 USB 표준 규격으로 입력되어 그 화상 신호의 처리가 용이한 등의 잇점을 얻을 수 있게 된다.
한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다,

Claims (6)

  1. 피사체의 색성분을 빛으로 출력하는 렌즈 수단과; 상기 렌즈 수단으로부터의 빛을 전하로 바꾸어 일시 축적하여 전기 신호로 출력하는 촬상 수단과; 상기 전기 신호를 디지털 신호로 출력하는 A/D 변환 수단과; 상기 A/D 변환 수단으로부터의 디지털 신호를 소정 해상도로 감축한 디지털 화상 신호로 변환하여 출력하는 화상 조정 수단과; 상기 화상 조정 수단으로부터의 디지털 화상 신호를 컴퓨터의 주변 장치 인터페이스인 유니버설 시리얼 버스(Universal Serial Bus; USB) 규격으로 변환하여 출력하는 인터페이스 수단을 포함하는 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정 해상도는 1/2로 감축된 화상 회의용 표준 규격인 CIF(Common Intermediate Format)인 것을 특징으로 하는 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소정 해상도는 1/4로 감축된 화상 회의용 표준 규격인 QCIF(Quater Common Intermediate Format)인 것을 특징으로 하는 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화상 조정 수단과 인터페이스 수단은 상기 A/D 변환 수단으로부터의 디지털 신호를 임시 저장하고, 상기 감축된 디지털 화상 신호를 생성하기 위하여 임시 저장된 디지털 신호를 선택적으로 독출하는 메모리 수단을 더 포함하여 공유하는 것을 특징으로 하는 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라.
  5. 제4항에 있어서, 상기 메모리 수단은 입출력 속도를 증대시키기 위하여 저장 및 독출을 상호 교번하면서 동시에 수행할 수 있도록 제1메모리 수단과 제2메모리 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 화상 조정 수단과 인터페이스 수단은 상기 각각의 메모리 수단의 저장 및 독출을 제어하여 상기 감축된 디지털 화상 신호를 생성하여 상기 유니버설 시리얼 버스 규격으로 변환하여 출력하는 마이컴을 더 포함하여 공유하는 것을 특징으로 하는 유니버설 시리얼 버스를 이용한 카메라.
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