KR100266590B1

KR100266590B1 - 디지탈스틸카메라의화상압축제어방법

Info

Publication number: KR100266590B1
Application number: KR1019970067708A
Authority: KR
Inventors: 고보형
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2000-09-15
Also published as: KR19990048884A

Abstract

본 발명은 디지탈 스틸 카메라의 화상 데이터 압축기술에 관한 것으로, 한 프레임의 화상정보를 압축한 결과 한 프레임 잔여분의 화상정보가 발생되는 경우 재촬영을 요구하지 않고 주어진 조건하에서 자체적으로 처리하기 위하여, 메모리 영역을 소정 용량의 단위로 분할하는 제1단계와; 한 프레임의 화상데이터를 압축하는 제2단계와; 상기 압축된 한 프레임의 화상데이터가 상기 분할된 메모리 영역의 용량을 초과하는지 확인하여 그 확인 결과에 따라 하나의 단위 메모리 영역에 모두 저장하거나, 지정된 단위 메모리 영역과 다른 단위 메모리 영역의 잔여 영역에 저장하는 제3단계를 통해 처리하도록 한 것이다.

Description

디지탈 스틸 카메라의 화상 압축 제어방법{IMAGE COMPRESSING METHOD FOR DIGITAL STILL CAMERA}

본 발명은 디지탈 스틸 카메라의 화상 데이터 압축기술에 관한 것으로, 특히 촬영에 의해 획득한 화상 데이터를 압축하여 저장할 때 시스템의 화상 매수 최대값이 정해져 있고 압축하고자 하는 화상 데이터량이 이미 설정되어 있는 한 장의 기준용량치를 초과하는 경우 재촬영을 요구하지 않고 자체적으로 처리하여 저장하도록한 디지탈 스틸 카메라의 화상 압축 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래기술에 의한 디지탈 스틸 카메라의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 촬영에 의해 피사체로 부터 반사된 후 렌즈(1)를 통해 입사되는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 씨씨디(CCD)(2)와; 상기 씨씨디(2)에서 출력되는 신호를 공급받아 노이즈 제거기능, 자동 이득제어 기능, 아날로그/디지탈 변환기능 등을 수행하는 카메라신호 처리부(3)와; 상기 카메라신호 처리부(3)에서 디지탈신호로 변환된 신호를 공급받아 시스템에서 요구하는 여러 가지 형태로 가공처리하는 디지탈신호 처리부(4)와; 상기 디지탈신호 처리부(4)에서 출력되는 화상신호를 디스플레이하는 모니터(5)와; 상기 씨씨디(2), 카메라신호 처리부(3) 및 디지탈신호 처리부(4) 등을 구동시키기 위해 각종 타이밍신호를 발생하는 타이밍신호 발생기(6)와; 사용자가 요구하는 각종 제어명령을 받아들이는 키이 입력부(7)와; 상기 키이 입력부(7)를 통해 입력되는 제어명령에 따라 카메라부 및 메모리부의 제어를 행하며, 디램(9)과 같은 메모리에 임시 저장된 화상신호를 대상으로 압축 및 복원 연산을 행하도록 하는 등 시스템 각부를 총괄 제어하는 중앙처리장치(8)와; 상기 중앙처리장치(8)에 내장되어 JPEG 압축 복원 기능을 수행하는 JPEG 압축복원기(8A)와; 촬영에 의해 캡춰(capture)된 화상 데이터나, 플래쉬메모리(11)에 압축된 형태로 저장되었다가 복원되는 데이터를 저장하는 장소인 디램(DRAM)(9)과; 파워 온시 상기 디지탈신호 처리부(4)에서 처리된 데이터를 디램(9)에 저장하고 다시 그 저장된 데이터를 읽어내어 모니터(5)측으로 출력하며, 셔터 온시 상기 중앙처리장치(8)의 호출명령에 따라 상기 디램(9)과 중앙처리장치(8)간의 데이터라인을 모드별로 단속하는 게이트 어레이부(10)와; 상기 중앙처리장치(8)와 보조 메모리인 에스램(SRAM)(12) 등을 이용하여 최종적으로 JPEG 형식으로 압축되는 데이터를 저장하는 장소인 플래쉬 메모리(11)와; 상기 디램(9)의 데이터를 저장하거나 이미 저장된 데이터의 압축 복원 계산을 행할 때 기록 영역으로서의 역할을 하는 등 상기 중앙처리장치(8)의 보조메모리 역할을 하는 에스램(12)으로 구성된 것으로, 이의 작용을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

사용자가 디지탈 스틸 카메라로 목적한 피사체를 촬영하면 그 피사체에서 반사되는 광이 렌즈(1)를 통해 입사되어 씨씨디(2)에서 전기적인 신호로 변환되고, 그 전기신호가 카메라신호 처리부(3)에 의해 전처리된다.

즉, 상기 카메라신호 처리부(3)는 입력신호 성분 중 노이즈가 제거된 순수한 신호 성분만을 출력하는 CDS(Correlated Double Sampling) 기능과, 그 CDS된 신호가 광량의 변화에 관계없이 일정한 레벨을 유지하도록 제어하는 자동 이득제어(AGC) 기능과, 그 자동 이득 제어된 아날로그 신호를 디지탈신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기능 등을 수행한다.

상기와 같은 처리과정을 통해 획득한 화상신호가 디지탈신호 처리부(4)에 공급되어 시스템에서 요구하는 여러 가지 형태로 가공된 후 게이트 어레이부(10)에 의해 디램(9)과 같은 임시 기억장치에 저장된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 압축명령 키이(셔터 키이)를 입력하면, 중앙처리장치(8)가 이를 인식한 후 상기 게이트 어레이부(10)를 제어하여 상기 디램(9)에 저장된 데이터를 읽어오고, 내부의 JPEG 압축복원기(8A)와 에스램(12)을 이용하여 압축처리한 후 이를 플래쉬 메모리(11)에 저장한다. 즉, 상기 게이트 어레이부(10)는 셔터 온시 상기 중앙처리장치(8)의 제어를 받아 상기 디램(9)과 그 중앙처리장치(8)간의 데이터라인을 연결시키는 작용을 한다.

상기의 설명은 한 번의 촬영에 의해 캡춰된 화상을 처리하는 과정을 나타낸 것으로, 연속 촬영시에는 이와 같은 처리과정을 반복 수행한 후 종료하게 된다.

이후, 상기 플래쉬 메모리(11)에 압축된 형태로 저장된 화상 데이터는 상기 중앙처리장치(8)에 의해 원래의 형태로 신장 처리되어 디램(9)에 저장되었다가 상기 디지탈신호 처리부(4)를 통해 모니터(5)측으로 출력되므로 사용자는 연속 촬영된 사진을 볼 수 있게 된다.

도 2는 정지화상의 압축에 일반적으로 많이 사용되고 있는 JPEG 베이스 라인 방식의 신호 흐름을 나타낸 것이다. 이러한 JPEG의 실행은 상기 도 1에서 중앙처리장치(8)에 의해 소프트웨어적으로 이루어진다.

이 JPEG 베이스 라인 방식은 최종 상태의 화상신호(PIC)를 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환(S1)한 후 양자화 처리(S2) 과정에서 주파수 성분이 높은 것의 계수를 "0"으로 하고, 호프만 부호화(S3)에서 이 "0"의 빈도를 높이는 방식으로 압축효율을 향상시킨다.

여기서, 양자화 과정(S2)은 양자화 테이블(QT)을 이용하여 수행하게 되는데, 인간의 시각 특성(미세한 휘도변화에 대해 감도가 낮으며, 색차 성분의 분해능력이 낮음)을 활용하여 수행하게 된다.

이와 같은 압축과정에서, 최대한으로 저장할 수 있는 화상의 프레임 개수가 규격으로 정해져 있는 시스템에서는 한 화상의 최대 크기가 제한될 수 있다. 이는 이미 용량이 정해진 플래쉬메모리(11)에 가능한 한 최대로 많은 매수의 화상을 저장시키고자 하는 의도와, 한 화면의 압축률을 낮추어 압축 전 최초의 화상과 유사하도록 하는 문제가 상충되는 결과이다.

그러나, 대부분의 화상은 미리 정해진 압축비로 한 화면의 최대 크기 이내를 만족하지만, 그렇지 못하고 복잡한 데이터를 갖는 화상이 촬영될때도 있다. 이에 대한 종래 기술의 신호 흐름을 도 3에 나타내었다.

즉, 압축을 완료한 후 압축정보의 량이 한 화상 크기가 넘게 되면 이를 저장하고자 하는 정보로 기억하지 않고 단지 기억하지 못한다는 정보만을 사용자에게 알려주는 것이다. 이렇게 하여 사용자로 하여금 다시 촬영을 하도록 유도하는 것이다.

그러나, 이와 같이 종래기술에 의한 디지탈 스틸 카메라의 화상 압축방법에 있어서는 한 프레임의 화상정보를 압축하여 저장한 후 한 프레임 잔여분의 화상정보가 발생되는 경우 이를 저장정보로 기억하지 않고 단지 기억하지 못한다는 정보만을 사용자에게 알려주어 사용자가 다시 촬영해야 하는 등의 불편함이 있고, 이로 인하여 복잡한 화면일지라도 단 한 번에 촬영을 원하는 사용자의 요구를 만족시킬 수 없는 결함이 있었다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 화상의 최대 저장 매수가 정해져 있는 시스템에서 압축하고자 하는 한 프레임의 화상정보량이 허용된 용량을 초과하는 경우 주어진 조건을 만족할 수 있도록 압축비를 높이든지 저장 방법을 달리하는 화상 압축 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래기술에 의한 디지탈 스틸 카메라의 블록도.

도 2는 DCT 연산을 이용한 신호의 압축,복원처리 계통도.

도 3은 종래기술에 의한 화상정보의 압축처리 신호 흐름도.

도 4는 본 발명의 화상 압축 제어방법이 적용되는 디지탈 스틸 카메라의 블록도.

도 5는 본 발명에 의한 화상 압축 제어방법의 일실시 예를 보인 신호 흐름도.

도 6은 본 발명에 의한 화상 압축 제어방법의 다른 일실시 예를 보인 신호 흐름도.

도 7은 본 발명에 의한 화상 압축 제어방법의 또 다른 일실시 예의 신호 흐름도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1 : 렌즈 2 : 씨씨디

3 : 카메라신호 처리부 4 : 디지탈신호 처리부

5 : 모니터 6 : 타이밍신호 발생기

7 : 키이 입력부 8 : 중앙처리장치

8A : JPEG 압축복원기 9 : 디램

10 : 게이트 어레이부 11 : 플래쉬 메모리

12 : 에스램

본 발명의 목적을 달성하기 위한 디지탈 스틸 카메라의 화상 압축 제어방법은 전체 메모리 영역을 소정 용량의 단위로 분할하는 제1단계와; 한 프레임의 화상데이터를 압축하는 제2단계와; 상기 압축된 한 프레임의 화상데이터가 상기 분할된 메모리 영역의 용량을 초과하는지 확인하여 그 확인 결과에 따라 하나의 단위 메모리 영역에 모두 저장하거나, 지정된 단위 메모리 영역과 다른 단위 메모리 영역의 잔여 영역에 저장하는 제3단계를 포함하여 이루어진다.

도 4는 본 발명의 화상 압축 제어방법이 적용되는 디지탈 스틸 카메라의 블록도로서 도 1의 종래기술과 비교해 볼 때 중앙처리장치(8)를 제외하고 동일한 구성을 갖는다.

즉, 촬영에 의해 피사체로 부터 반사된 후 렌즈(1)를 통해 입사되는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 씨씨디(2)와; 상기 씨씨디(2)에서 출력되는 신호를 공급받아 노이즈 제거기능, 자동 이득제어 기능, 아날로그/디지탈 변환기능 등을 수행하는 카메라신호 처리부(3)와; 상기 카메라신호 처리부(3)에서 디지탈신호로 변환된 신호를 공급받아 시스템에서 요구하는 여러 가지 형태로 가공처리하는 디지탈신호 처리부(4)와; 상기 디지탈신호 처리부(4)에서 출력되는 화상신호를 디스플레이하는 모니터(5)와; 상기 씨씨디(2), 카메라신호 처리부(3) 및 디지탈신호 처리부(4) 등을 구동시키기 위해 각종 타이밍신호를 발생하는 타이밍신호 발생기(6)와; 사용자가 요구하는 각종 제어명령을 받아들이는 키이 입력부(7)와; 상기 키이 입력부(7)를 통해 입력되는 제어명령에 따라 카메라부 및 메모리부의 제어를 행하며, 디램(9)과 같은 메모리에 임시 저장된 화상신호를 대상으로 압축 및 복원 연산을 행하도록 하는 등 시스템 각부를 총괄 제어하는 중앙처리장치(8)와; 상기 중앙처리장치(8)에 내장되어 JPEG 압축 복원 기능을 수행하는 JPEG 압축복원기(8A)와; 상기 중앙처리장치(8)에 내장되어 한 프레임의 화상 데이터를 압축한 결과 한 프레임 잔여분의 화상데이터가 존재하는 경우 압축비를 높여 재압축하도록 제어하는 화상압축 제어부(8B)와; 촬영에 의해 캡춰(capture)된 화상 데이터나, 플래쉬메모리(11)에 압축된 형태로 저장되었다가 복원되는 데이터를 저장하는 장소인 디램(DRAM)(9)과; 파워 온시 상기 디지탈신호 처리부(4)에서 처리된 데이터를 디램(9)에 저장하고 다시 그 저장된 데이터를 읽어내어 모니터(5)측으로 출력하며, 셔터 온시 상기 중앙처리장치(8)의 호출명령에 따라 상기 디램(9)과 중앙처리장치(8)간의 데이터라인을 모드별로 단속하는 게이트 어레이부(10)와; 상기 중앙처리장치(8)와 보조 메모리인 에스램(SRAM)(12) 등을 이용하여 최종적으로 JPEG 형식으로 압축되는 데이터를 저장하는 장소인 플래쉬 메모리(11)와; 상기 디램(9)의 데이터를 저장하거나 이미 저장된 데이터의 압축 복원 계산을 행할 때 기록 영역으로서의 역할을 하는 등 상기 중앙처리장치(8)의 보조메모리 역할을 하는 에스램(12)으로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4에서 정상적인 용량의 화상정보에 대한 압축/복원 처리과정은 종래기술에서와 동일하다.

즉, 촬영에 의해 피사체에서 반사되는 광이 렌즈(1)를 통해 입사되어 씨씨디(2)에서 전기적인 신호로 변환되고, 그 전기신호가 카메라신호 처리부(3)에 의해 전처리된 후 디지탈신호 처리부(4)에 공급되어 시스템에서 요구하는 여러 가지 형태로 가공되고, 다시 게이트 어레이부(10)에 의해 디램(9)과 같은 임시 기억장치에 저장된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 압축명령 키이(셔터 키이)를 입력하면, 중앙처리장치(8)가 이를 인식한 후 상기 게이트 어레이부(10)를 제어하여 상기 디램(9)에 저장된 데이터를 읽어오고, 내부의 JPEG 압축복원기(8A)와 에스램(12)을 이용하여 압축처리한 후 이를 플래쉬 메모리(11)에 저장한다.

이하, 본 발명에 의한 정지화상의 압축방법을 도 5를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

상기 중앙처리장치(8)가 디램(9)에 저장된 화상정보를 읽어와 소프트웨어적으로 압축하는 방법은 종래의 기술에서 언급한 도 2와 같은 JPEG 베이스 라인 방식을 이용할 수 있다.(SA1,SA2)

그런데, 종래의 기술에서도 언급한 바와 같이 압축과정에서 최대한으로 저장할 수 있는 화상의 프레임 매수가 규격으로 정해져 있는 시스템에서는 한 화상의 최대 크기가 제한될 수 있다. 이는 이미 용량이 정해진 플래쉬메모리(11)에 가능한 한 최대로 많은 매수의 화상을 저장시키고자 하는 의도와, 한 화면의 압축률을 낮추어 압축 전 최초의 화상과 유사하도록 하는 문제가 상충되는 결과이다.

그러나, 대부분의 화상은 미리 정해진 압축비로 한 화면의 최대 크기 이내를 만족하지만, 그렇지 못하고 복잡한 데이터를 갖는 화상이 촬영될때도 있다. 이에 대한 본 발명의 압축 처리방법은 다음과 같다.

한 프레임의 화상데이터에 대한 압축이 종료되면 원래 압축을 요구한 한 프레임의 화상 데이터가 시스템에서 허용하는 한 프레임의 최대 크기를 초과하는지를 검사한다. 즉, 한 프레임의 화상 데이터를 압축한 결과 시스템에서 할당된 한 프레임의 메모리 용량 이내로 압축되었는지를 검사한다.(SA1-SA3)

상기의 검사결과 요구된 한 프레임의 화상 데이터가 할당된 한 프레임의 메모리 용량 이내로 모두 압축되지 않고 초과되는 경우에는 화상압축 제어부(8B)에 의해 압축비율이 좀더 높게 설정되어 재차 압축되도록 한다.(SA4)

원래 화상 데이터의 용량이 허용된 용량 이내이거나, 상기와 같이 압축비를 재조정하여 압축된 화상 데이터의 용량이 허용된 용량 이내에 속하면 그 압축된 화상 데이터를 플래쉬메모리(11)에 저장하고, 저장 정보를 기록한 후 종료한다.(SA5)

한편, 도 6은 본 발명의 압축 방법에 대한 다른 실시예를 보인 것으로 이를 설명하면 다음과 같다.

이는 상기 중앙처리장치(8)내의 화상압축 제어부(8B)에 잔량정보 저장 기능을 부여하고, 이전에 기록된 메모리 중 남는 장소를 이용하여 현재 화면의 압축 크기 초과분을 저장하는 방식으로 주어진 메모리 공간을 최대한으로 활용하는 특징을 갖는다.

즉, 전체 메모리 영역을 소정의 용량 단위로 분할한 후 한 프레임의 화상데이터에 대한 압축이 시작되면 압축이 요구된 화상데이터의 용량이 해당 기억 공간에서 설정된 임의의 압축 크기를 초과하는지를 검사하여 초과하면 압축된 화상 데이터의 저장 장소를 변경하여 저장하고 초과하지 않으면 원래의 저장 장소에 그대로 저장한다.(SB1-SB4)

이렇게 하여 화상 데이터의 압축과정이 종료되면 압축된 데이터의 저장 장소에 대한 정보를 기록하고 종료한다.(SB5)

한편, 도 7은 본 발명의 압축 방법에 대한 또 다른 실시예를 보인 것으로 이를 설명하면 다음과 같다.

이는 상기 화상압축 제어부(8B)에 압축 크기 확인기능을 부여하여 어느정도 압축을 수행하다가 압축하고자 하는 데이터의 량이 주어진 메모리 용량을 초과하게 될 가능성에 대한 정보를 미리 감지하게 되면 이하의 화상 데이터는 뮤트 처리하는 등 생략하여 최소한의 데이터만 저장함으로써 허용된 한 화면의 화소 데이터 용량을 준수하도록 한 것이다.

참고로, 상기의 설명에서와 같이 한 프레임의 화상정보량이 허용된 용량을 초과하는 경우 주어진 조건을 만족할 수 있도록 압축비를 높이든지, 잉여분에 대해 다른 저장 장소를 이용하든지, 최소한의 데이터로 줄여 압축하는 경우 필요에 따라 그 사실을 표시할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 화상의 최대 저장 매수가 정해져 있는 시스템에서 압축하고자 하는 한 프레임의 화상정보량이 허용된 용량을 초과하는 경우 주어진 조건을 만족할 수 있도록 압축비를 높이든지, 잉여분에 대해 다른 저장 장소를 이용하든지, 최소한의 데이터로 줄여 압축함으로써 메모리의 사용 효율이 극대화 되고, 사용상의 편리함이 최대한 보장되는 효과가 있다.

Claims

메모리 영역을 소정 용량의 단위로 분할하는 제1단계와; 한 프레임의 화상데이터를 압축하는 제2단계와; 상기 압축된 한 프레임의 화상데이터가 상기 분할된 메모리 용량을 초과하는지 확인하여 그 확인 결과에 따라 하나의 단위 메모리 영역에 모두 저장하거나, 지정된 단위 메모리 영역과 다른 단위 메모리 영역의 잔여 영역에 저장하는 제3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지탈 스틸 카메라의 화상 압축 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 압축된 한 프레임의 화상데이터가 상기 단위 메모리 용량을 초과하는 경우 해당 분량의 화상 데이터를 누락시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지탈 스틸 카메라의 화상 압축 제어방법.