KR100459390B1 - 디지털스틸카메라의데시메이션회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 스틸 카메라의 데시메이션 회로에 관한 것으로 특히, SVGA급 씨씨디를 사용하여 획득한 데이터를 보간/데시메이션하여 VGA급 해상도를 갖도록 함으로써 저용량의 메모리에 고화질의 영상을 저장할 수 있도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 집광된 영상을 광량에 따라 전기적 신호로 변환하는 씨씨디(CCD)(201)와, 이 씨씨디(201)의 출력 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기(202)와, 이 아날로그/디지털 변환기(202)의 출력 데이터를 순차적으로 1수평라인 지연하는 라인 메모리(203)(204)(205)와, 상기 아날로그/디지털 변환기(202) 및 상기 라인 메모리(203)(204)(205)의 출력 데이터를 입력으로 화소별로 가중치를 연산하여 보간함에 의해 원색 신호(R,G,B)를 출력하는 신호 처리부(206)로 구성한다.

Description

디지털 스틸 카메라의 데시메이션 회로
본 발명은 디지털 스틸 카메라에 관한 것으로 특히, 보간(interpolation) 및 데시메이션(decimation)을 동시에 처리할 수 있도록 한 디지털 스틸 카메라의 데시메이션 회로에 관한 것이다.
최근 디지털 스틸 카메라가 피씨(PC)의 화상 입력을 위한 장치로 사용되고 있다.
캠코더와 마찬가지로 디지털 스틸 카메라에서도 씨씨디(CCD)를 사용하고 있다.
캠코더에서는 주로 보색 필터를 사용한 인터레이스(interlace) 방식의 씨씨디를 사용하고 있으나 디지털 스틸 카메라에서는 주로 색상 재현성을 위주로 한 원색 필터를 사용한 순차 주사 방식의 씨씨디를 사용하고 있다.
캠코더 및 디지털 스틸 카메라에 모자익(Mosaic) 필터 타입의 씨씨디(CCD)를 사용하는 경우에는 주변 화소의 색 신호를 이용하여 각 화소의 원색신호(RGB)를 보간하게 된다.
이 경우 신호 보간을 위하여는 수평 라인의 화소를 저장할 수 있는 라인 메모리를 사용하여야 한다.
도1 은 일반적인 디지털 카메라의 신호 보간 회로의 블럭도로서 이에 도시된 바와 같이, 집광된 영상을 광량에 따라 전기적 신호로 변환하는 씨씨디(CCD)(101)와, 이 씨씨디(101)의 출력 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기(102)와, 이 아날로그/디지털 변환기(102)의 출력 데이터를 순차적으로 1수평라인 지연하는 라인 메모리(103)(104)와, 상기 아날로그/디지털 변환기(102) 및 상기 라인 메모리(103)(104)의 출력 데이터를 입력으로 화소별로 보간하여 원색 신호(R,G,B)를 출력하는 신호 보간부(105)로 구성된다.
이와같은 종래 회로의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.
피사체에서 반사된 광이 집광되어 씨씨디(101)에 입사되면 그 씨씨디(101)는 광량에 비례하는 전기적 신호로 변환하며 그 전기적 신호는 아날로그/디지털 변환기(102)에서 디지털 신호로 변환되어진다.
상기 씨씨디(CCD)(101)는 모자익(mosaic) 타입의 씨씨디이다.
이때, 도2 와 같이 화소별로 디지털 변환된 아날로그/디지털 변환기(102)의 출력 데이터는 신호 보간부(105)에 직접 입력됨과 동시에 라인 메모리(103)(104)에서 순차적으로 1수평 라인(1H)씩 지연되어 상기 신호 보간부(105)에 입력되어진다.
이에 따라, 신호 보간부(105)는 화소별로 원색 신호(RGB)를 보간하여 출력하게 된다.
상기 신호 보간부(105)의 보간 동작을 도2 의 예시도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
화소(G12)의 위치에 대한 레드(red) 화소(R12)는 화소(R11)(R13)를 합산하여 그 평균치를 구함에 의해 아래의 식(1)과 같이 보간하여 구하게 된다.
Figure pat00001
또한, 화소(G21)의 위치에 대한 레드 화소(R21)의 경우도 아래의 식(2)와 같이 보간하여 구하게 된다.
Figure pat00002
그리고, 화소(B22)의 위치에 대한 레드 화소(R22)의 경우에는 주위의 화소(R11, R13,R31,R33)를 합산하여 그 평균값을 구함에 의해 아래의 식(3)과 같이 보간하여 구하게 된다.
Figure pat00003
한편, 화소(B22)의 위치에 대한 그린 화소(G22)의 경우에도 상기 식(3)과 같은 방식으로 보간하여 아래의 식(4)와 같이 구하게 된다.
Figure pat00004
화소(G23),(G32),(R33)의 위치에 대한 화소(B23),(B32),(B33)의 경우에도 상기와 마찬가지 방식으로 아래 식(5)(6)(7)과 같이 보간하여 구하게 된다.
Figure pat00005
즉, 종래에는 모자익(Mosaic) 타입의 씨씨디(CCD)(101)는 도2 의 예시도에 도시된 바와 같이, 각 화소 위치별로 3개의 원색신호(R,G,B)중 하나의 원색신호만을 재현함으로 신호 보간부(105)에서 그 주변의 화소를 이용하여 보간함에 의해 화소별로 3개의 원색신호를 재현하게 된다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 모자익 필터를 사용하는 씨씨디의 경우 1개의 화소에 1개의 색 신호만을 출력하므로 보간을 수행한 후의 해상도는 씨씨디의 화소 수의 해상도보다 낮아지게 되는 단점이 있다.
예를 들어, 33만 화소의 VGA 화소급(640*480) 씨씨디인 경우 모자익 필터 타입을 사용한다면 실제로는 320*240 정도의 해상도를 갖는다.
만일, 80만 화소의 SVGA 화소급(1024*768) 씨씨디인 경우 모자익 필터 타입을 사용한다면 실제 해상도는 640*480 정도가 되어 종래보다 해상도는 향상되지만 압축 데이터량이 커지게 되어 메모리의 크기도 커져야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 SVGA급 씨씨디를 사용하여 획득한 데이터를 보간/데시메이션하여 VGA급 해상도를 갖도록 함으로써 저용량의 메모리에 고화질의 영상을 저장할 수 있도록 창안한 디지털 스틸 카메라의 데시메이션 회로를 제공함에 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 디지털 스틸 카메라에 있어서, SVGA 화소급의 씨씨디(CCD)의 출력 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기와, 이 아날로그/디지털 변환기의 출력 데이터를 순차적으로 1수평라인 지연하는 제1∼제3 라인 메모리와, 상기 아날로그/디지털 변환기 및 상기 제1∼제3 라인 메모리의 출력 신호를 입력받아 각 원색신호별로 화소간의 거리 가중치를 고려하여 보간 및 데시메이션함에 의해 임의의 위치에 대한 원색 신호를 생성하는 신호 처리부로 구성함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3 은 본 발명의 실시예를 위한 블럭도로서 이에 도시한 바와 같이, 집광된 영상을 광량에 따라 전기적 신호로 변환하는 씨씨디(CCD)(201)와, 이 씨씨디(201)의 출력 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기(202)와, 이 아날로그/디지털 변환기(202)의 출력 데이터를 순차적으로 1수평라인 지연하는 라인 메모리(203) (204)(205)와, 상기 아날로그/디지털 변환기(202) 및 상기 라인 메모리(203)(204) (205)의 출력 데이터를 입력으로 화소별로 가중치를 고려하여 보간 및 데시메이션함에 의해 원색 신호(R,G,B)를 출력하는 신호 처리부(206)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
피사체에서 반사된 광이 집광되어 씨씨디(201)에 입사되면 그 씨씨디(201)는 광량에 비례하는 전기적 신호로 변환하며 그 전기적 신호는 아날로그/디지털 변환기(202)에서 디지털 신호로 변환되어진다.
상기 씨씨디(CCD)(201)는 모자익(mosaic) 타입의 씨씨디로서 80만 화소의 SVGA 화소급(1024*768) 씨씨디(CCD)이다.
이때, 화소별로 디지털 변환된 아날로그/디지털 변환기(102)의 출력 데이터는 신호 처리부(206)에 직접 입력됨과 동시에 라인 메모리(203)(204)(205)에서 순차적으로 1수평 라인(1H)씩 지연되어 상기 신호 처리부(206)에 입력되어진다.
즉, 신호 처리부(206)에 화소 Ro03, Go13,Ro23,Go33,.... 이 입력되고 있을 때 라인 메모리(203)(204)(205)에는 화소(Go02,Bo12,Go22,Bo32,...)(Ro01,Go11,Ro21, Go31,...)(Go00,Bo10,Go20,Bo30,...)가 각기 저장되어 상기 신호 처리부(206)에 출력되고 있다.
이에 따라, 신호 보간부(205)는 도4 의 예시도에 도시된 바와 같이 각 화소별로 화소간의 가중치를 고려하여 보간 및 데시메이션함에 의해 임의의 위치에 대한 화소 데이터를 생성함으로써 원색신호(R,G,B)를 출력하게 된다.
상기에서의 신호 처리부(206)의 동작을 도4 의 예시도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도4 에서 원래의 데이터는 X,Y축상의 데이터로서 상단 좌측을 (0,0), 하단 우측을 (8,8)이라고 할 때 새로운 데이터를 D[5,5] 라고 가정한다.
예를 들어, Rn11 은 새로운 레드 데이터로서 좌표상으로 D(1,1)의 위치에 해당하며 Bo12 는 오리지널 데이터로서 좌표상으로는 (X,Y) = (1,2)의 위치에 존재한다.
따라서, 신호 처리부(206)가 새로운 데이터 D(1,1)를 구하는 경우 아래의 식과 같이 각 화소간의 거리의 가중치를 고려하여 보간 및 데시메이션함에 의해 구할 수 있다.
Figure pat00006
즉, 본 발명은 신호 처리부(206)에서 임의의 위치에 대한 새로운 데이터를 구하는 경우 상기 식(11)(12)(13)과 동일한 방식으로 각 화소별로 화소간의 가중치를 고려하여 보간 및 데시메이션함으로써 해당 원색 신호를 생성하게 된다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 SVGA 화소급의 씨씨디(CCD)에서 촬상된 각 화소의 원색신호별로 화소간의 거리 가중치를 고려하여 보간 및 데시메이션함에 의해 임의의 위치에 대한 해당 원색신호를 생성함으로써 저용량의 메모리에 고화질의 영상 데이터를 저장할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 신호 보간 회로의 블럭도.
도 2는 도 1에서 씨씨디(CCD)에 촬상된 화소를 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예를 위한 회로의 블럭도.
도 4는 도 3에서 촬상된 화소와 생성 데이터를 보인 예시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
201 : 씨씨디(CCD) 202 : 아날로그/디지털 변환기(A/D)
203∼205 : 라인 메모리 206 : 신호 처리부

Claims (2)

  1. 디지털 스틸 카메라에 있어서,
    집광된 광량에 비례하여 전기적 신호를 출력하는 씨씨디(CCD)와,
    씨씨디(CCD)의 출력 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환기와,
    이 아날로그/디지털 변환기의 출력 데이터를 순차적으로 1수평라인 지연하는 제1∼제3 라인 메모리와,
    상기 아날로그/디지털 변환기 및 상기 제1∼제3 라인 메모리의 출력 신호를 입력받아 각 화소의 원색신호별로 화소간의 거리 가중치를 고려하여 보간/데시메이션 처리를 수행함에 의해 임의의 위치에 대한 원색 신호를 생성하는 신호 처리부로 구성함을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 데시메이션 회로.
  2. 제1항에 있어서, 씨씨디(CCD)는 모자익 타입의 SVGA 화소급의 씨씨디임을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 데시메이션 회로.
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