KR100359125B1

KR100359125B1 - a

Info

Publication number: KR100359125B1
Application number: KR1020000078601A
Authority: KR
Inventors: 용상순; 허행팔
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-11-04
Also published as: KR20020049432A

Abstract

본 발명은 위성에 탑재한 선형 고체촬상소자(이하 CCD라 칭함) 고해상도 카메라의 클럭(Clcok)제어를 통하여 흑백이나 칼라 영상에 대한 지상해상도를 조절함으로써 위성체의 데이터 처리/전송량의 한계를 극복하고 여러 응용분야에서 요구하는 크기의 해상도를 갖는 흑백과 칼라영상 데이터를 생성하도록 하는 위성 탑재용 선형 고체촬상소자 카메라의 영상데이터 처리방법에 관한 것이다.The present invention overcomes the limitations of data processing / transmission of satellites by controlling the ground resolution of black and white or color images through the clock control of linear solid-state imaging devices (hereinafter referred to as CCD) high resolution cameras mounted on satellites. The present invention relates to a method for processing image data of a satellite-mounted linear solid-state image camera that generates black and white and color image data having a size resolution required by an application field.

이러한 본 발명은 위성에 탑재된 선형 CCD 고해상도 카메라의 영상데이터의 처리에 있어서, 지상국에서 고해상도 카메라의 단일 초점면에 설치된 흑백 CCD와 칼라 CCD의 Tp인 병렬 버퍼 클럭과 Ts인 직렬 버퍼 클럭을 각각 N배와 M배의 지상해상도를 갖도록 NTp, NTs와 MTp, MTs가 되도록 지상명령 함으로써 이루어지는 것으로In the present invention, in the processing of image data of a linear CCD high resolution camera mounted on a satellite, a parallel buffer clock Tp of a black and white CCD and a color CCD installed on a single focal plane of a high resolution camera in a ground station and a serial buffer clock Ts of N are respectively provided. It is made by terrestrial command to be NTp, NTs, MTp, MTs to have ground and M times ground resolution.

흑백영상에 대해서는 N배, 칼라영상에 대해서는 M배만큼 감소된 해상도의 영상을 생성하여 저장/전송하여야할 데이터 크기도 줄일 수 있는 것이다.The size of data to be stored / transmitted can be reduced by generating an image having a resolution reduced by N times for black and white images and M times for color images.

Description

Image data processing method of linear solid-state image camera for satellite mounting {a}

세계적으로 전자광학 영상기기는 식생, 환경, 산림 및 자원, 지질, 농작물 작황 등 다양한 주제별 지도제작은 물론 해양오염 감시 및 해양생산성 평가, 광역 기후변화 감시망 구축, 토지개발 계획 및 관리, 실시간 지역감시 등 광범위한 분야 지원을 위하여 많이 사용하고 있으며, 특히 저가 비용이라는 경제, 사회적인 측면이나 넓은 지역을 짧은 시간에 처리할 수 있다는 기술적인 장점이 있어 위성체나 항공기에 탑재하여 많이 사용하고 있다.Globally, electro-optical imaging equipment can produce maps on various topics such as vegetation, environment, forests and resources, geology, and crop crops, as well as marine pollution monitoring and marine productivity evaluation, regional climate change monitoring network, land development planning and management, and real-time regional monitoring. It is widely used to support a wide range of fields, and it has a technical advantage of being able to deal with economical and social aspects such as low cost or a large area in a short time, and is widely used on satellites or aircrafts.

전자광학 영상기기중 CCD를 사용한 고해상도 카메라는 위성체나 항공기에 탑재되어 여러 가지 형태로 많은 응용분야를 위하여 활발하게 개발되고 있으며, 앞으로 이러한 위성체 탑재 카메라로부터 생성되는 영상에 대한 수요는 매우 클 것으로 예상되어진다.High resolution cameras using CCDs among electro-optical imaging devices are being actively developed for many applications in various forms as they are mounted on satellites or aircrafts, and the demand for images generated from such satellite-mounted cameras is expected to be very high. Lose.

그중 위성체에 탑재되어 사용되어지는 고해상도 카메라의 경우는 실제로 위성으로부터 처리/전송될 수 있는 영상데이터량에 제한이 있어 데이터를 압축하거나 또는 관측폭을 축소하거나 지상해상도를 크게 하여 처리/전송량의 한계를 넘지 않도록 하여야 하므로 영상데이터에 손실이 발생하지만 처리/전송량의 한계를 극복하기 위해 압축하여 사용하고 있는 실정이다.Among the high resolution cameras used in satellites, there is a limit on the amount of image data that can be processed / transmitted from satellites. Therefore, the limitation of processing / transmission is limited by compressing the data, reducing the observation range, or increasing the ground resolution. Since it should not be exceeded, loss of video data occurs, but it is compressed and used to overcome the limitation of processing / transmission.

본 발명은 선형 CCD를 사용한 위성용 고해상도 카메라의 CCD 클럭 제어를 통해 흑백과 칼라 영상에 대한 지상해상도를 바꾸게 함으로써 하나의 카메라로 여러 응용분야에서 요구하는 해상도를 갖도록 영상데이터를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 칼라와 흑백 데이터에 대한 해상도를 조절함으로써 처리/전송량 제한을 극복하여 임무를 수행하도록 하는 것이다.According to the present invention, by controlling the CCD clock of a high resolution camera for satellites using a linear CCD, the ground resolution of the black and white and color images can be changed, so that the image data can be generated to have the resolution required by various applications using a single camera. By adjusting the resolution of the black and white data, the task is to overcome the processing / transmission limit.

이러한 본 발명은 위성에 탑재된 선형 CCD 고해상도 카메라의 영상데이터의 처리에 있어서, 지상국에서 고해상도 카메라의 단일 초점면에 설치된 흑백 CCD와 칼라 CCD의 Tp인 병렬 버퍼 클럭과 Ts인 직렬 버퍼 클럭을 각각 N배와 M배의 지상해상도를 갖도록 NTp, NTs와 MTp, MTs가 되도록 지상명령 함으로써 이루어지는 것으로 흑백영상에 대해서는 N배, 칼라영상에 대해서는 M배의 지상해상도를 출력하도록 하는 것이다.In the present invention, in the processing of image data of a linear CCD high resolution camera mounted on a satellite, a parallel buffer clock Tp of a black and white CCD and a color CCD installed on a single focal plane of a high resolution camera in a ground station and a serial buffer clock Ts of N are respectively provided. It is made by terrestrial commands such that NTp, NTs, MTp, and MTs have ground and M times ground resolution, and outputs ground times of N times for black and white images and M times for color images.

제 1 도는 선형 CCD 카메라 영상데이터 처리 흐름도1 is a flowchart of image data processing of a linear CCD camera

제 2 도는 단일초점면 선형 CCD 카메라 수광부 구성도2 is a configuration diagram of a single focus linear CCD camera receiver

제 3 도는 선형 CCD 구성도3 degrees linear CCD schematic

제 4 도는 선형 CCD 카메라 클럭 및 영상신호 흐름도4 is a linear CCD camera clock and video signal flow chart

제 5 도는 클럭 조절 명령에 따른 영상데이터의 변화 설명도5 is an explanatory diagram of change of image data according to a clock adjustment command

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

101 : 수광부 102 : 미러/렌즈 그룹101: light receiver 102: mirror / lens group

103 : 선형 CCD 카메라 104 : CCD 구동 전자부103: linear CCD camera 104: CCD driving electronic unit

105 : 전자제어 및 영상신호처리부105: electronic control and image signal processing unit

106 : 영상신호처리시스템 107 : 데이터 처리/전송 시스템106: video signal processing system 107: data processing / transmission system

110 : 지상국110: ground station

위성체에 탑재되어 여러 가지 임무를 수행하게 되는 고해상도 카메라는 도 1 에서처럼 크게 수광부(101)와 전자제어 및 영상신호처리부(105)로 구성되어지며, 상기 수광부(101)와 전자제어 및 영상신호처리부(105) 사이에는 광신호를 전자신호로 바꾸어 주는 역할을 수행하는 선형 CCD 카메라(103)와 CCD 구동전자부(104)가 설치된다.The high resolution camera mounted on the satellite and performing various tasks is composed of the light receiving unit 101 and the electronic control and image signal processing unit 105 as shown in FIG. 1, and the light receiving unit 101 and the electronic control and image signal processing unit ( A linear CCD camera 103 and a CCD driving electronic part 104 are installed between the 105s to convert an optical signal into an electronic signal.

실제로 광신호는 수광부(101)에서 미러/렌즈 그룹(102)을 거친 후 영상기기 구동제어 시스템(108)으로 보내어진 지상명령(109)에 의해 CCD 구동전자부(104)에서 다른 CCD 클럭을 발생하게 하여 다른 해상도를 갖는 영상데이터를 생성하게 되며, CCD 구동전자부(104)에서 생성된 데이터는 영상신호처리시스템(106)에서 보정등 여러 가지로 일차 처리된 후 데이터 처리/전송 시스템(107)을 거쳐 압축/저장/포맷 등을 수행한 후에 지상국(110)으로 전송되어 최종사용자(111)에게 전달되어져 활용되어지게 구성된다.In fact, the optical signal passes through the mirror / lens group 102 in the light receiving unit 101 and then generates another CCD clock in the CCD driving electronic unit 104 by the ground command 109 sent to the image device driving control system 108. The image data having different resolutions are generated, and the data generated by the CCD driving electronic unit 104 is first processed in various ways such as correction in the image signal processing system 106 and then the data processing / transmission system 107. After performing compression / storage / format through the transmission to the ground station 110 is transmitted to the end user 111 is configured to be utilized.

상기된 선형 CCD 카메라(103)는 도 2 에서 볼 수 있는 것처럼 흑백 및 칼라 영상을 위한 흑백 및 칼라 선형 CCD(204)가 단일 초점면을 갖도록 구성되어져 있으며, 광경로를 기준으로 간단하게 정리하여 보면 주미러 및 2 차 미러(201)에서 반사되어진 광신호는 렌즈그룹(202)과 폴드(Fold) 미러(203)을 거쳐 같은 초점면에 있는 원하는 대역의 흑백 및 칼라정보를 갖는 필터를 거친 후 흑백 및 칼라 선형 CCD(204)에 의해서 전자신호로 바뀌게 된다.The linear CCD camera 103 described above is configured such that the monochrome and color linear CCD 204 for monochrome and color images has a single focal plane, as can be seen in FIG. The optical signal reflected from the main mirror and the secondary mirror 201 passes through the lens group 202 and the fold mirror 203, and then passes through a filter having the desired band of black and white color and color information in the same focal plane. And the color linear CCD 204 to change the electronic signal.

본 발명의 선형 CCD(301)에 대해서 살펴보면 도 3 에서처럼 광신호를 받는 수광영역(302)과 바뀌어진 전자 신호를 평행하게 전달하게 하는 클럭을 위한 병렬클럭 핀(Parallel_Clock_Pin)(303)들과, 이 신호를 저장하는 병렬 버퍼(Parallel_Buffer)(304)와, 전자신호를 직렬로 전달하는 클럭을 위한 직렬 클럭 핀(Serial_Clock_Pin)(305)들과, 직렬신호 저장을 위한 직렬 레지스터(Serial_Register)(307)와, 직렬버퍼(Seral_Buffer)(306)와 최종적으로 CCD 신호를 출력하는 출력단(Vout:305)(Vout:309)로 구성되어진다.Referring to the linear CCD 301 of the present invention, as shown in FIG. 3, the parallel clock pins (Parallel_Clock_Pin) 303 for a clock for transmitting the converted electronic signal in parallel with the light receiving region 302 receiving the optical signal, A parallel buffer (Parallel_Buffer) 304 for storing signals, serial clock pins (Serial_Clock_Pin) 305 for clocks for transmitting electronic signals serially, serial registers (Serial_Register) 307 for storing serial signals, and And a serial buffer (Seral_Buffer) 306 and an output terminal (Vout: 305) (Vout: 309) for finally outputting the CCD signal.

이러한 본 발명에서 선형 CCD 카메라의 영상신호처리 및 클럭 조절에 따른 영상데이터의 해상도 제어에 대하여 살펴본다.In the present invention will be described with respect to the resolution control of the image data according to the image signal processing and clock adjustment of the linear CCD camera.

구체적으로 도 4 에서는 도 3 처럼 구성된 선형 CCD에서 어떻게 클럭 제어를 하여 최종 신호를 출력하는지를 보여 주고 있다.In detail, FIG. 4 shows how to control the clock in the linear CCD configured as shown in FIG. 3 to output the final signal.

선형 CCD(401)에 수광된 광자(Photon)에너지(402)는 전기신호로 바뀐 후 병렬 클럭(403)에 의해서 평행하게 영상신호가 이동되어진 후 병렬 버퍼(304)에 저장되어지게 되고, 주어진 평행전달 클럭 제어명령에 의해 병렬 버퍼 클럭(Tp)(404)을 조절하여, 즉 명령되어진 시간만큼 저장한 후 직렬 레지스터(307)가 있는 곳으로 이동하게 되고, 이전과 마찬가지로 직렬 클럭(407)에 의해 직렬로 직렬 버퍼(306)에 전달되어진 신호는 주어진 직렬 전달 제어명령 시간만큼 지연되어진 후 전달되도록 직렬 버퍼 클럭(Ts)(406)을 조절하여 출력단(Vout1:405)과 (Vout2:408)을 통해 최종 출력을 하게된다.The photon energy 402 received by the linear CCD 401 is converted into an electrical signal and then parallel clock 403. After the video signal is moved in parallel by the parallel buffer 304 is stored, and the parallel buffer clock (Tp) 404 is adjusted by the given parallel transfer clock control command, that is, stored for the commanded time Will go to where the serial register 307 is located, and as before, the serial clock 407 The serial buffer clock (Ts) 406 is adjusted to be transmitted after being delayed by a given serial transfer control command time by the output terminal (Vout1: 405) and (Vout2: 408). Will produce the final output.

즉, 도 5 에서 볼 수 있는 것처럼 위성에 장착된 선형 CCD 카메라가 위성진행방향(501)으로 흑백 CCD(503)와 칼라 CCD(504)가 설치된 초점면에서 병렬 버퍼 클럭이 Tp이고 직렬 버퍼 클럭이 Ts일 경우 지상해상도 1m ×1m(502) 갖는다고 가정하고, 만약에 흑백 CCD(503)에 대해서는 병렬 버퍼 클럭과 직렬 버퍼 클럭이 각각 NTp와 NTs를 갖도록, 칼라 CCD(503)에 대해서는 병렬 버퍼 클럭과 직렬 버 퍼 클럭이 MTp와 MTs(505)를 갖도록 명령되어졌다면 지상명령에 의해 제어되는 선형 CCD 클럭 조절에 의해 생성되는 최종 영상 데이터는 흑백영상해상도(Nm ×Nm)와 칼라영상해상도(Mm × Mm)(506)를 갖도록 제어되어진다.That is, as shown in FIG. 5, the linear CCD camera mounted on the satellite has a parallel buffer clock Tp and a serial buffer clock at the focal plane where the monochrome CCD 503 and the color CCD 504 are installed in the satellite direction 501. In the case of Ts, it is assumed that the ground resolution has 1m x 1m (502). If the parallel buffer clock and the serial buffer clock have NTp and NTs for the black and white CCD 503, the parallel buffer clock for the color CCD 503, respectively. The final image data generated by the linear CCD clock adjustment controlled by the terrestrial command is the monochrome image resolution (Nm × Nm) and the color image resolution (Mm × Mm) 506 is controlled.

이와 같이, 본 발명은 위성체에 탑재된 선형 CCD 고해상도 카메라의 해상도를 최종사용자가 응용분야에 적합하게 요구하는 크기의 해상도를 갖도록 지상명령으로 제어할 수 있으며, 또한 제어되어진 해상도만큼 흑백영상에 대해서는 N 배,칼라영상에 대해서는 M 배만큼 감소된 해상도의 영상을 생성하므로 저장/전송할 데이터 크기도 줄일 수 있는 것이다.As described above, the present invention can control the resolution of the linear CCD high-resolution camera mounted on the satellite body with a ground command so that the end user has the size of the size appropriate for the application. Since the image is reduced by M times, the size of data to be saved / transmitted can be reduced.

Claims

In the processing of image data of a linear CCD high resolution camera mounted on a satellite,

The ground station commands the parallel buffer clock, Tp, and the serial buffer clock, Ts, of the monochrome CCD installed on the single focal plane of the high resolution camera to be NTp and NTs to have N times the ground resolution.

The terrestrial buffer clock of TP and the serial buffer clock of TS are respectively grounded to have MT times of MT and MTs of M times of ground resolution, so that N times of monochrome and M times of ground resolution can be output for black and white images. Image data processing method of a satellite-mounted linear solid-state image pickup camera.