KR100663380B1 - 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법 - Google Patents

촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법 Download PDF

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Abstract

촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 카메라 모듈은 메인 프로세서의 제어 신호에 따라 이미지 센서로부터 출력된 원시 데이터에 상응하는 YUV 데이터 또는 인코딩된 이미지 데이터를 선택적으로 출력한다. 본 발명에 의해, 고화질의 이미지 처리가 실시간으로 수행될 수 있다.
전송, 공유, 메모리, 프로세서

Description

촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법{Imaging device and method for transferring image signal}
도 1은 종래의 카메라 기능을 구비한 이동 통신 단말기의 블록 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 프로세서들과 메모리들간의 결합 구조를 간략히 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 각 프로세서의 연결 구조를 간략히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 다양한 영상 신호 출력 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서의 입력된 영상 신호 처리 방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 촬상 장치에 관한 것으로, 특히 임의의 영상 신호(예를 들어, YUV 데이터, 인코딩된 데이터 등)를 선택적으로 전달하는 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법에 관한 것이다.
디지털 처리 장치의 일 예로서, 휴대형 단말기는 게임, 이동 통신 등의 기능을 수행하기 위하여 작은 크기로 형성되어 사용자의 휴대를 용이하게 한 전자 장치를 의미한다. 휴대형 단말기에는 이동 통신 단말기, 개인 휴대 단말기(PDA : Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 단말기(PMP : Portable Multimedia Player), 카 네비게이션 장치 등이 있다. 이와 같은 휴대형 단말기는 촬상 소자(예를 들어, 이미지 센서 등)를 구비함으로써 촬상 장치로도 이용된다.
이중, 이동 통신 단말기는 본질적으로 이동중인 사용자가 원격지의 수신자와 전화 통화가 가능하도록 구현된 장치이다. 그러나, 과학 기술의 발전으로 인해, 최근의 이동 통신 단말기는 전화 통화 기능, 단문 메시지 송수신 기능, 주소록 관리 기능 등의 본질적 기능 외에 카메라 기능, 멀티미디어 데이터 재생 기능 등의 부가적 기능을 더 구비한다.
도 1은 종래의 카메라 기능을 구비한 이동 통신 단말기의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 기능을 구비한 이동 통신 단말기(100)는 고주파 처리부(110), A/D 변환부(115), D/A 변환부(120), 제어부(125), 전원부(130), 키 입력부(135), 메인 메모리(140), 표시부(145), 카메라(150), 영상 처리부(155) 및 보조 메모리(160)를 포함하여 구성된다.
고주파 처리부(110)는 안테나를 통해 수신되거나 안테나를 통해 송신되는 고주파 신호를 처리한다.
A/D 변환부(115)는 고주파 처리부(110)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(125)로 전달한다.
D/A 변환부(120)는 제어부(125)로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 고주파 처리부(110)로 전달한다.
제어부(125)는 이동 통신 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(125)는 CPU(Central Processing Unit) 또는 마이크로 컨트롤러(Micro-Controller)를 포함할 수 있다.
전원부(130)는 이동 통신 단말기(100)의 동작을 위해 필요한 전원을 공급하는 수단으로, 전원부(130)는 외부 전원 소스(source)와 결합되거나 배터리(battery) 등과 결합될 수 있다.
키 입력부(135)는 이동 통신 단말기(100)의 각종 기능 설정, 다이얼링 등을 수행하기 위한 키 데이터를 생성하여 제어부(125)로 전달한다.
메인 메모리(140)는 이동 통신 단말기(100)의 운용 프로그램, 각종 데이터 등을 저장한다. 메인 메모리(140)는 플래시 메모리(Flash Memory) 또는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 등으로 구성될 수 있다.
표시부(145)는 이동 통신 단말기(100)의 동작 상태, 관련 정보(예를 들어, 날짜, 시각 등), 카메라(150)를 통해 촬영된 외부 영상 등을 표시한다.
카메라(150)는 외부 영상(피사체)를 촬영하고, 영상 처리부(155)는 카메라(150)에 의해 촬영된 외부 영상을 처리한다. 영상 처리부(155)는 색 보간, 감마 보정, 화질 보정, JPEG 부호화 등의 기능을 수행한다. 카메라(150) 및 영상 처리부(155)는 이미지 센서, ISP(Image Signal Processor), 카메라 제어 프로세서 등을 포함할 수 있다.
보조 메모리(160)는 영상 처리부(155)에 의해 처리된 외부 영상 등을 저장한다. 보조 메모리(160)는 SRAM(Static RAM) 또는 SDRAM(Synchronous DRAM)일 수 있다.
상술한 바와 같이, 카메라 기능을 구비한 이동 통신 단말기(100)는 복수의 프로세서(즉, 메인 프로세서와 부가 기능 수행을 위한 하나 이상의 어플리케이션 프로세서)를 구비한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 이동 통신 단말기(100)의 전체적인 기능을 제어하기 위한 제어부(125)와 카메라 기능을 제어하기 위한 영상 처리부(155)가 포함된다. 또한, 각각의 프로세서는 각각 독립된 메모리와 결합되도록 구성된다. 예를 들어, 메인 프로세서는 베이스밴드 칩(Baseband Chip)으로 구현될 수 있다.
어플리케이션 프로세서의 형태 및 수량은 휴대형 단말기(100)에 어떤 부가 기능이 구비되는지에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 카메라 기능 수행을 위한 어플리케이션 프로세서는 JPEG 부호화(encoding), JPEG 복호화(decoding) 등의 기능을 수행할 수 있고, 음악 파일 재생 기능을 수행하기 위한 어플리케이션 프로세서는 음악 파일의 부호화, 복호화 등을 수행할 수 있다. 이외에도 휴대형 단말기는 게임 컨트롤을 위한 어플리케이션 프로세서 등을 더 포함할 수도 있다. 각 어플리케이션 프로세서의 기능은 메인 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 상술한 프로세서 들 각각은 처리된 데이터를 저장하기 위한 메모리를 개별적으로 구비한다.
도 2는 종래 기술에 따른 프로세서들과 메모리들간의 결합 구조를 간략히 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 메인 프로세서(210)는 기본적으로 2개의 버스(BUS)를 가진다. 일반적으로, 버스(Bus)는 디지털 처리 장치에서 제어부와 주기억장치, 입출력 장치 간에 정보를 전송하는데 사용되는 공용 목적의 전기적 통로를 의미한다. 버스는 각 장치의 주소나 기억장치의 위치를 나타내는 정보들을 위한 선과 수행될 다양한 데이터 전송 동작을 구별하기 위한 선을 포함한다.
하나의 버스는 호스트 인터페이스(Host I/F)를 형성하여 어플리케이션 프로세서(215)와 결합되도록 하는 MP(Main Processor)-AP(Application Processor) 버스이고, 다른 하나는 M-NV 메모리(220) 및 M-VO 메모리(225) 에 결합되도록 하는 MP-MM(Main Memory) 버스이다. 여기서, M-NV 메모리(220)는 비휘발성 메모리(Nonvolatile Memory)이고, M-VO 메모리(225)는 휘발성 메모리(Volatile Memory)이다. MP-MM 버스는 M-NV 메모리(220)에 결합되도록 하는 제1 버스와 M-VO 메모리(225)에 결합되도록 하는 제2 버스로 나뉠 수도 있다. M-NV 메모리(220)와 M-VO 메모리(225)는 MCP(Multi-Chip Package) 기술에 의해 하나의 칩으로 구현될 수도 있다.
어플리케이션 프로세서(215)는 호스트 인터페이스인 MP-AP 버스를 통해 메인 프로세서(210)와 결합되고, AP-AM(Application Memory) 버스를 통해 A-VO 메모리(245)와 결합된다. 여기서, A-VO 메모리(245)는 휘발성 메모리이다. 또한, 추가적인 버스들에 의해 표시부(145) 및 이미지 센서(240)와 결합된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 결합 구조에 의할 때 메인 프로세서(210) 및 어플리케이션 프로세서(215)는 각각 전용의 메모리를 구비한다. 따라서, 메인 프로세서(210)는 M-VO 메모리(225)에 저장된 데이터(예를 들어, MPEG 파일)를 표시부(145)를 통해 디스플레이하고자 하는 경우, 해당 데이터를 독출하여 MP-AP 버스를 통해 어플리케이션 프로세서(215)로 전달하여야 한다. 어플리케이션 프로세서(215)는 메인 프로세서(210)로부터 전달받은 데이터를 처리(예를 들어, 디코딩)하여 표시부(145)를 통해 디스플레이한다. 이 경우, 처리하거나 표시할 데이터가 큰 경우, 어플리케이션 프로세서(215)는 해당 데이터를 A-VO 메모리(245)에 기록한 후 필요한 시점에 독출하여 처리하거나 표시부(145)로 전달한다.
상술한 바와 같이, 종래의 결합 구조에 의하면 메인 프로세서(210)와 어플리케이션 프로세서(215)간에 전달할 데이터의 크기가 클수록 메인 프로세서(210) 및 어플리케이션 프로세서(215)의 처리 효율은 감소된다. 즉, 메인 프로세서(210)가 큰 데이터를 독출하여 전달하여야 하며, 어플리케이션 프로세서(215)가 전달받은 데이터를 A-VO 메모리(245)에 기록하여야 하며, 또한 어플리케이션 프로세서(215)의 내부 구성 요소가 해당 데이터들을 처리할 때 A-VO 메모리(245)에 접속하기 위해 AP-AM 버스를 사용하기 때문이다.
이러한 문제점은 어플리케이션 프로세서(215)가 고화질 영상 신호를 처리하는 경우 더 크게 작용될 수 있다. 즉, 이미지 센서(240)가 고화소로 발전함에 따라 이미지 센서(240)에서 입력되는 이미지 데이터의 크기가 기하급수적으로 증가하므 로 시스템 버스를 점유하는 시간이 증가하기 때문이다.
또한, 어플리케이션 프로세서(215) 내부의 각 구성 요소들이 메인 프로세서(210)로부터 수신된 데이터 또는 이미지 센서(240)로부터 입력된 이미지 데이터를 처리하기 위하여 A-VO 메모리(245)에 접속할 때 병목 현상이 발생될 수도 있다.
따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고화질의 이미지 처리 등의 경우 시간 지연을 최소화할 수 있고, 어플리케이션 프로세서의 처리 효율을 최대화할 수 있는 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이미지 센서로부터 입력되는 이미지 데이터가 연속적으로 기록될 수 있는 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 메인 프로세서가 공유 메모리를 이용하여 어플리케이션 프로세서로 신속하게 데이터를 전달할 수 있는 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 데이터 저장 또는 데이터 처리를 요하는 복수의 구성 요소가 독립된 경로로서 독립된 저장 영역을 이용할 수 있도록 하여 데이터 저장 및 처리의 효율성을 극대화할 수 있는 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이미지 센서로부터 입력되는 이미지 데이터의 저 장시 시간 지연을 제거할 수 있어 데이터 손실을 억제할 수 있는 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 영상 신호 생성을 위한 이미지 시그널 프로세서 및 이미지 시그널 프로세서를 포함하는 디지털 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 처리 장치는, 메인 프로세서; 저장 영역이 n(자연수)개의 분할 영역으로 분할된 메모리; 이미지 센서로부터 출력된 원시 데이터를 이용하여 상기 메인 프로세서로부터의 제어 신호에 상응하는 영상 신호를 생성하여 출력하는 카메라 모듈-여기서, 상기 카메라 모듈은 YUV 데이터 생성부 및 인코딩부를 포함하고, 상기 영상 신호는 상기 원시 데이터를 이용하여 생성한 YUV 데이터 또는 상기 YUV 데이터를 이용하여 생성한 인코딩된 이미지 데이터임-; 상기 메인 프로세서, 상기 메모리 및 상기 카메라 모듈에 각각 결합되고, 상기 메인 프로세서로부터의 제어 신호에 의하여, 상기 영상 신호가 상기 YUV 데이터이면 상응하는 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 상기 메모리에 저장하고, 상기 영상 신호가 상기 인코딩된 이미지 데이터가 입력되면 입력된 상기 인코딩된 이미지 데이터를 상기 메모리에 저장하는 어플리케이션 프로세서를 포함한다.
상기 부가 프로세서는, 상기 카메라 모듈로부터 입력되는 영상 신호를 제1 분할 영역에 저장하는 멀티미디어 데이터 입력부; 및 상기 영상 신호가 상기 YUV 데이터인 경우, 상기 제1 분할 영역에 저장된 영상 신호를 독출하여 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 멀티미디어 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
상기 메모리 및 상기 어플리케이션 프로세서는 복수의 메모리 버스를 통해 각각 결합될 수 있다. 또한, 상기 부가 프로세서 및 상기 메모리는 동일한 칩 내에 구현될 수 있다.
상기 영상 신호의 유형을 결정하는 상기 제어 신호는 상기 원시 데이터의 해상도 크기에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 이미지 센서로부터 입력된 원시 데이터를 처리하여 출력하는 이미지 시그널 프로세서(ISP)는 상기 원시 데이터를 입력받는 제1 입력부; 메인 프로세서로부터 특정 유형의 영상 신호를 생성하도록 지시하는 제어 신호를 수신하는 제2 입력부; 상기 원시 데이터를 이용한 YUV 데이터를 생성하여 출력하는 YUV 데이터 생성부; 상기 YUV 데이터를 이용하여 미리 지정된 인코딩 방식에 따른 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 출력하는 인코딩부; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 YUV 데이터 생성부를 활성화하거나 상기 YUV 데이터 생성부 및 상기 인코딩부를 활성화하는 컨트롤러부를 포함한다.
상기 영상 신호의 유형을 결정하는 상기 제어 신호는 상기 원시 데이터의 해상도 크기에 의해 결정될 수 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면 영상 신호(예를 들어, YUV 데이터, 인코딩된 이미지 데이터 등)를 생성하기 위한 방법 및/또는 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 처리 장치의 영상 신호 생성 방법은, 이미지 센서가 원시 데이터를 생성하여 출력하는 단계; 카메라 모듈이 상기 원시 데이터를 이용하여 메인 프로세서로부터 수신한 제어 신호에 상응하는 영상 신호를 생성하여 출력하는 단계-여기서, 상기 영상 신호는 상기 원시 데이터를 이용하여 생성한 YUV 데이터 또는 상기 YUV 데이터를 이용하여 생성한 인코딩된 이미지 데이터임-; 및 어플리케이션 프로세서가 메인 프로세서로부터 수신한 제어 신호를 이용하여 상기 영상 신호의 유형을 판단하고, 상기 영상 신호가 상기 YUV 데이터인 경우 상응하는 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 메모리에 저장하고, 상기 영상 신호가 인코딩된 이미지 데이터인 경우 상기 메모리에 저장하는 단계를 포함한다.
상기 영상 신호의 유형을 결정하는 상기 제어 신호는 상기 원시 데이터의 해상도 크기에 의해 결정될 수 있다.
상기 메모리 및 상기 어플리케이션 프로세서는 복수의 메모리 버스를 통해 각각 결합될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에서 이용되는 서수(ordinal number, 예를 들어, 제1, 제2, A, B 등)는 동일 또는 유사한 개체가 표시된 순서대로 단지 구별을 위해 순차적으로 구분하기 위한 식별 기호에 불과하다. 따라서, 서수가 부가된 구성 요소의 명칭은 그 전체로서 특정되는 것은 아니며, 또한 이로 인해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않음은 자명하다.
또한, 본 발명은 촬상 소자를 구비하여 촬상 장치로 기능할 수 있는 모든 형태의 디지털 처리 장치 또는 시스템(예를 들어, 이동 통신 단말기, PDA, PMP(Portable Multimedia Player), MP3 플레이어, 디지털 카메라, 디지털 텔레비전, 음향 기기 등과 같이 휴대형 단말기 및/또는 가정 내에 구비되는 가정용 디지털 기기 등)에 동일하게 적용할 수 있음은 자명하다. 다만, 이하에서는 설명 및 이해의 편의를 위해 휴대형 단말기를 중심으로 설명하기로 한다. 또한, 하기의 설명을 통해 본 발명이 적용될 수 있는 휴대형 단말기가 특정 유형의 단말기에 제한되지 않고 복수의 프로세서 또는 구성 요소들에 의해 공유되는 메모리를 포함하여 구성된 단말기인 경우라면 동일하게 적용될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 각 프로세서의 연결 구조를 간략히 나타낸 도면이다.
어플리케이션 프로세서(215)는 카메라 모듈(305)를 제어하고 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 영상 신호(예를 들어, YUV 데이터, 인코딩된 이미지 데이터 등)의 처리를 위한 멀티미디어 프로세서인 경우를 가정하여 설명한다. 또한, 어플리케이션 프로세서(215)와 결합된 공유 메모리(310)는 메인 프로세서(210) 및 어플리케이션 프로세서(215) 내에 포함된 각 구성 요소들에 의해 공유될 수 있으나, 이하에서는 어플리케이션 프로세서(215) 내의 각 구성 요소들(예를 들어, 컨트롤러부(255), 멀티미디어 처리부(260), 이미지 스케일러(265) 등)에 의해 공유되는 경우만을 중심으로 설명한다.
공유 메모리(310)의 저장 영역은 n(자연수)개의 분할 영역으로 분할될 수 있다. 각 분할 영역의 용도는 미리 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 분할 영역은 각 구성 요소가 데이터 처리를 위해 이용하는 영역, 제2 분할 영역은 카메라 모듈(305)로부터 입력된 영상 신호에 상응하는 인코딩된 데이터를 저장하기 위한 영역, 제3 분할 영역은 프리뷰 모드(즉, 피사체의 촬영 이전의 미리 보기 상태) 수행을 위한 이미지 데이터를 저장하기 위한 영역 등으로 설정될 수 있다.
물론, 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 데이터를 순차적으로 저장하기 위한 분할 영역은 2이상 지정되어, 하나의 분할 영역에 저장이 완료되면 다른 분할 영역에 저장을 연속하고 그 시간동안 저장이 완료된 분할 영역의 데이터를 처리할 수 있도록 하기 위함이다. 이는 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 데이터는 실시간 데이터이므로 이미지의 연속성이 중요한 요소이기 때문이다.
공유 메모리(310)가 메인 프로세서(210)에도 결합되어 데이터 전달을 위해 이용되는 경우, 데이터 전달을 위해 임의의 분할 영역이 할당될 수도 있다. 이 경우, 공유 메모리는 메인 프로세서(210)의 접속을 위한 억세스 포트를 더 구비하며, 데이터 전달을 위한 분할 영역은 복수의 프로세서가 동시에 접속되지 않도록 제한 되며, 어떤 프로세서가 해당 영역에 접속하였는지의 정보는 미리 설정된 레지스터값의 갱신 또는 접속 상태 정보 송수신 등을 통해 상대방 프로세서와 공유되어야 한다.
이미지 센서(240)로부터 출력되는 원시 데이터(raw data, 예를 들어 RGB 데이터)를 이용하여 ISP(Image Signal Processor, 330) 또는 어플리케이션 프로세서(215)는 미리 지정된 인코딩 방식에 의해 인코딩된 데이터를 생성할 수 있다. 인코딩된 데이터를 생성하는 주체는 메인 프로세서(210)로부터 입력되는 데이터 구분 신호에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 촬영을 위해 지정된 설정 모드가 고 해상도라면 ISP(330)에서 인코딩 프로세스를 수행하고, 저 해상도라면 어플리케이션 프로세서(215)에서 인코딩 프로세스를 수행하도록 미리 설정될 수 있다. 물론, 역의 경우도 가능할 것이다. 다만, 이하에서는 전자의 경우를 가정하여 설명한다. 이를 위해, ISP(330) 내에는 RGB 데이터를 YUV 데이터로 변환하기 위한 종래의 처리 모듈 외에 YUV 데이터(또는 RGB 데이터)를 이용하여 인코딩된 데이터를 생성하기 위한 처리 모듈이 더 구비되어야 한다. 물론, ISP(330)는 원시 데이터를 입력받기 위한 입력부, 메인 프로세서(210)로부터 제어 신호를 수신하기 위한 입력부, 임의의 영상 신호(즉, YUV 데이터 또는 인코딩된 이미지 데이터)가 생성되도록 제어하는 컨트롤러부를 더 포함할 수 있을 것이다.
또한, 어플리케이션 프로세서(215)는 카메라 모듈(305)로부터 YUV 데이터 및 인코딩된 이미지 데이터를 모두 수신할 수 있는 인터페이스 수단을 통합적으로 또 는 개별적으로 구비하여야 한다. 이는 YUV 데이터는 유효 데이터(valid data)만이 연속적으로 입력되는 신호 파형을 가짐에 비해, 인코딩된 데이터는 유효 데이터 구간과 무효 데이터 구간이 병존하는 신호 파형을 가질 수 있어 인터페이스 구조가 달라질 수도 있기 때문이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 어플리케이션 프로세서(215)는 MP-AP 버스(Host I/F)를 통해 메인 프로세서(210)와 결합되고, 2개의 포트를 구비한 공유 메모리(310)와 제1 SM(Shared Memory) 버스 및 제2 SM 버스를 통해 결합된다. 또한, 어플리케이션 프로세서(215)는 이미지 센서(240)로부터 입력된 영상 신호를 처리하여 공유 메모리(310)에 저장하고, 공유 메모리(310)에 저장된 멀티미디어 데이터를 처리하여 표시부(145)를 통해 디스플레이한다.
어플리케이션 프로세서(215)는 I/F부(250), 컨트롤러부(255), 멀티미디어 처리부(260), 이미지 스케일러(265), 우선순위 제어부(325), 제1 SM 제어부(315), 제2 SM 제어부(320)를 포함한다.
I/F부(250)는 어플리케이션 프로세서(215)와 메인 프로세서(210)간에 정보(예를 들어, 제어 신호) 송수신을 수행한다. 어플리케이션 프로세서(215)는 I/F부(250)를 통해 메인 프로세서(210)로부터 제어 신호가 수신되면 상응하는 처리 동작을 수행한다.
컨트롤러부(255)는 어플리케이션 프로세서(215)의 구동을 위해 내장된 프로그램에 의해 어플리케이션 프로세서(215)의 동작을 제어한다. 즉, 어플리케이션 프로세서(215)의 동작을 제어하고, 프로그램의 수행시 필요한 데이터는 공유 메모리(310)로부터 독출하며, 처리된 프로그래밍 결과를 공유 메모리(310)에 저장한다. 컨트롤러부(255)는 시스템 버스(System BUS), 제1 SM 제어부(315) 또는 제2 SM 제어부(320)를 통해 공유 메모리(310)의 특정 분할 영역(즉, 공유 메모리(310)가 n(자연수) 개의 분할 영역으로 분할된 경우, 임의의 분할 영역)에 억세스할 수 있다. 일반적으로 컨트롤러부(255)는 메인 프로세서(210)로부터 수신된 제어 신호에 상응하여 어플리케이션 프로세서(215)의 동작을 제어한다. 컨트롤러부(255)는 예를 들어 MCU(Microcontroller Unit)일 수 있다.
멀티미디어 처리부(260)는 제1 SM 제어부(315) 또는 제2 SM 제어부(320)를 통해 공유 메모리(310)의 특정 분할 영역에 억세스한 후, 해당 영역에 저장된 이미지 데이터(예를 들어, YUV 데이터)를 독출하여 미리 지정된 포맷(예를 들어 JPEG, MPEG4)으로 인코딩(encoding)하거나 필요한 효과를 주는 등의 역할을 수행한다. 또한, 멀티미디어 처리부(260)는 메인 프로세서(210)로부터 전달되어 공유 메모리(310)에 저장된 압축 파일을 독출하여 디코딩을 수행한 후 표시부(145)에 디스플레이하는 기능을 수행한다. 멀티미디어 처리부(260)는 처리한 데이터를 공유 메모리(310) 내의 임의의 저장 영역에 저장할 수 있다. 메인 프로세서(210)가 임의의 데이터를 어플리케이션 프로세서(215)로 전달하는 방법은 결합된 M-NV 메모리(220) 또는 M-VO 메모리(225)로부터 독출한 데이터를 MP-AP 버스를 통해 전달하는 방법, 공유 메모리(310)의 특정 분할 영역에 데이터를 저장한 후 해당 분할 영역에 어플리케이션 프로세서(215)가 접속하도록 하기 위한 제어 신호를 MP-AP 버스를 통해 전달하는 방법 등이 있다. 후자의 방법이 이용되기 위해서는 메인 프로 세서(210)는 공유 메모리(310)에 접속되어야 하며, 공유 메모리(310)는 메인 프로세서(210)에 할당하기 위한 별도의 포트를 더 구비하여야 한다.
이미지 스케일러(265)는 메인 프로세서(210)로부터 데이터 구분 신호(예를 들어, 고 해상도 데이터임을 나타내는 제1 구분 신호 또는 저 해상도 데이터임을 나타내는 제2 구분 신호)를 수신하여 상응하는 동작을 수행한다. 제1 구분 신호가 입력되면, 이미지 스케일러(265)는 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 영상 신호(즉, 인코딩된 데이터)를 공유 메모리(310)에 저장한다. 그러나, 제2 구분 신호가 입력되면, 이미지 스케일러(265)는 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 영상 신호(즉, YUV 데이터)를 가공하여 공유 메모리(310)에 저장한다. 즉, 제2 구분 신호가 입력된 경우, 이미지 스케일러(265)는 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 영상 신호를 컨트롤러부(255)의 제어에 의해 미리 설정된 이미지 처리(예를 들어, 이미지의 크기 조정, 색상 변경, 필터링(filtering)에 의한 부드러운 이미지 생성 등)를 수행한다. 이미지 스케일러(265)에 의해 처리된 데이터는 제2 SM 제어부(320)에 의해 제2 메모리 버스를 통해 공유 메모리(310)에 저장된다. 해당 영상 신호가 저장될 분할 영역이 미리 설정되어있는 경우, 컨트롤러부(255)의 제어에 의해 영상 신호의 저장이 제어된다.
물론, 데이터 구분 신호는 컨트롤러부(255)로 입력될 수도 있으며, 데이터 구분 신호를 수신한 컨트롤러부(255)는 이미지 스케일러(265)의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 이미지 스케일러(265)는 공유 메모리(310)로 영상 신호(예를 들어, YUV 데이터, 인코딩된 이미지 데이터 등)를 저장하는 구성 요소의 일 실시예에 불과하며, 본 발명은 공유 메모리(310)로 멀티미디어 데이터(예를 들어, 이미지 데이터 및/또는 음성 데이터 등)를 실시간 저장할 필요가 있는 모든 멀티미디어 데이터 입력부에 범용적으로 적용될 수 있음은 자명하다.
마찬가지로 도시된 멀티미디어 처리부(260) 등은 공유 메모리(310)에 저장된 멀티미디어 데이터를 처리하는 구성 요소의 일 실시예에 불과하며, 본 발명은 공유 메모리(310)에 저장된 멀티미디어 데이터를 처리하여 공유 메모리(310)에 다시 저장하거나, 표시부(145)를 통해 디스플레이하거나, 또는 메인 프로세서(210)로 전송하는 모든 멀티미디어 데이터 처리부에 범용적으로 적용될 수 있음은 자명하다.
우선순위 제어부(325)는 어플리케이션 프로세서(215)의 각 구성 요소들의 공유 메모리(310) 억세스 요청에 대한 우선 순위를 결정하여, 두 개의 구성 요소가 제1 SM 버스 및 제2 SM 버스를 통해 공유 메모리(310)에 억세스할 수 있도록 제1 및 제2 SM 제어부(315, 320)를 제어한다. 다만, 우선순위 제어부(325)는 이미지 스케일러(265)로부터 입력되는 영상 신호(예를 들어, 프리뷰 모드, 동영상 촬영 또는 인코딩된 데이터 생성을 위한 YUV 데이터 등)는 최우선 순위로 지정할 수 있다. 즉, 제2 SM 제어부(320)를 제어하여 이미지 스케일러(265)로부터 입력되는 멀티미디어 데이터(즉, 영상 신호 및/또는 오디오 신호)는 제2 메모리 버스를 통해 공유 메모리(310)의 특정 분할 영역에 실시간 저장되도록 할 수 있다.
제1 SM 제어부(315) 및 제2 SM 제어부(320)는 우선순위 제어부(325)에 의해 지정된 구성 요소가 제1 SM 버스와 제2 SM 버스를 통해 각각 공유 메모리(310)의 특정 분할 영역에 접속할 수 있도록 처리한다. 상술한 바와 같이, 공유 메모리(310)의 미리 설정된 복수의 분할 영역 중 어느 하나의 분할 영역에 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 영상 신호가 저장되도록 경로를 설정한 제1 SM 제어부(315) 또는 제2 SM 제어부(320)는 해당 분할 영역의 저장 공간이 모두 이용된 경우 다른 분할 영역에 후속하여 입력되는 영상 신호가 저장되도록 경로를 재설정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 공유 메모리(310)의 저장 영역을 복수의 분할 영역으로 분할하여 카메라 모듈(305)로부터 입력되는 영상 신호가 2개의 억세스 포트 중 하나의 억세스 포트를 통해 공유 메모리(310)에 실시간 저장되도록 하고, 다른 구성 요소에 의한 억세스 요구는 다른 하나의 억세스 포트를 통해 실시간 수행되도록 함으로써 복수의 구성 요소들에 의한 병렬 처리가 가능하다. 따라서, 공유 메모리의 이용을 위한 각 구성 요소들의 대기 시간을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 이는 이미지 센서(240)의 크기가 종래에는 640x480pixel(픽셀)이었으나 현재는 1280x1024 pixel(픽셀)이 일반적이고, 향후 1920x1200 pixel(픽셀) 또는 2560x2048 pixel(픽셀)까지 지속적으로 증가되어 이미지 데이터의 크기도 커질 것으로 예상되는바 저장 장치에 데이터를 저장하는 시간이 길어짐에 의해 야기되는 문제점들을 해결할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 다양한 영상 신호 출력 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 어플리케이션 프로세서의 입력된 영상 신호 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 ISP(330)는 RGB 데이터를 YUV 데이터로 변환하기 위한 종래의 처리 모듈 외에 YUV 데이터(또는 RGB 데이터)를 이용하여 인코딩된 데이터를 생성하기 위한 처리 모듈을 더 포함한다. 따라서, 인코딩된 데이터의 생성은 ISP(330) 또는 어플리케이션 프로세서(215)에서 수행될 수 있으며, 메인 프로세서(210, 또는 메인 프로세서(210)에 구비된 컨트롤러)가 인코딩된 데이터의 생성 주체를 데이터 구분 신호로서 ISP(330) 및 어플리케이션 프로세서(215)로 통지한다. 이하, 촬영을 위해 지정된 설정 모드가 고 해상도라면 ISP(330)에서 인코딩 프로세스를 수행하고, 저 해상도라면 어플리케이션 프로세서(215)에서 인코딩 프로세스를 수행하도록 미리 설정된 경우를 가정하여 설명한다.
도 4를 참조하면, ISP(330)는 단계 410에서 메인 프로세서(210)로부터 데이터 구분 신호를 수신한다. 데이터 구분 신호는 이미지 센서(240)를 통해 출력되는 원시 데이터의 해상도 정보를 포함하거나 처리 명령(예를 들어, YUV 데이터 또는 인코딩된 이미지 데이터의 출력을 지시하는 제어 명령)을 포함할 수 있다. 데이터 구분 신호는 예를 들어 I2C 등과 같은 종래의 통신 방법을 통해 송수신될 수 있다.
단계 415에서 ISP(330)는 이미지 센서(240)로부터 입력되는 원시 데이터(raw data)를 이용하여 YUV 데이터를 생성한다. YUV 데이터는 인코딩된 이미지 데이터를 생성하기 위한 고 해상도 YUV 데이터와 프리뷰 모드의 수행을 위한 저 해상도 YUV 데이터로 구분할 수 있으나, 여기서는 YUV 데이터로 통칭하기로 한다.
단계 420에서 ISP(330)는 메인 프로세서(210)로부터 수신한 데이터 구분 신 호가 제1 구분 신호(즉, 고 해상도 데이터임을 나타내거나 압축 데이터 생성을 지시하는 제어 신호)인지 여부를 판단한다. 물론, 단계 420은 단계 410에서 함께 수행될 수도 있다.
제1 구분 신호인 경우, ISP(330)는 입력된 원시 데이터를 이용하여 인코딩된 이미지 데이터(즉, 압축 데이터)를 생성하고(단계 425), 생성된 압축 데이터를 어플리케이션 프로세서(215)로 출력한다(단계 430).
그러나, 제1 구분 신호가 아닌 경우, ISP(330)는 단계 415를 통해 생성된 YUV 데이터를 어플리케이션 프로세서(215)로 출력한다.
이어서, ISP(330)로부터 임의의 영상 신호(즉, YUV 데이터 또는 인코딩된 이미지 데이터)를 수신한 어플리케이션 프로세서(215)의 처리 과정을 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 어플리케이션 프로세서(215)는 메인 프로세서(210)로부터 데이터 구분 신호를 수신한다. 데이터 구분 신호는 이미지 스케일러(265)로 입력되거나, 컨트롤러부(255)로 입력될 수 있다. 데이터 구분 신호를 입력받은 컨트롤러부(255)는 이미지 스케일러(265)의 동작을 제어할 수 있다. 데이터 구분 신호는 예를 들어 MP-AP 버스를 통해 송수신될 수 있다.
단계 515에서 어플리케이션 프로세서(215)는 카메라 모듈(305)로부터 영상 신호를 수신한다. 영상 신호는 이미지 스케일러(265)를 통해 수신될 것이다.
단계 520에서 어플리케이션 프로세서(215)는 메인 프로세서(210)로부터 수신한 데이터 구분 신호가 제2 구분 신호인지 여부를 판단한다. 단계 520은 단계 510 에서 함께 수행될 수 있다.
제2 구분 신호인 경우, 어플리케이션 프로세서(215)는 수신한 영상 신호(즉, YUV 데이터)를 이용하여 인코딩된 이미지 데이터(압축 데이터)를 생성하고(단계 525), 생성된 압축 데이터를 공유 메모리(310)의 미리 지정된 분할 영역에 저장한다. 여기서, 압축 데이터의 생성은 컨트롤러부(255)의 제어에 의해 멀티미디어 처리부(260)에서 수행될 수 있으며, 멀티미디어 처리부(260)의 처리를 위해 수신된 영상 신호는 공유 메모리(310)에 임시로 저장될 수 있다.
그러나, 제2 구분 신호가 아닌 경우, 어플리케이션 프로세서(215)는 수신한 영상 신호(즉, 인코딩된 이미지 데이터)를 공유 메모리(310)의 미리 지정된 분할 영역에 저장한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 촬상 장치 및 영상 신호 생성 방법은 고화질의 이미지 처리 등의 경우 시간 지연을 최소화할 수 있고, 어플리케이션 프로세서의 처리 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이미지 센서로부터 입력되는 이미지 데이터가 연속적으로 기록될 수 있어 이미지의 연속성을 보장할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 메인 프로세서가 공유 메모리를 이용하여 어플리케이션 프로세서로 신속하게 데이터를 전달할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 데이터 저장 또는 데이터 처리를 요하는 복수의 구성 요소 가 독립된 경로로서 독립된 저장 영역을 이용할 수 있도록 하여 데이터 저장 및 처리의 효율성을 극대화할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 이미지 센서로부터 입력되는 이미지 데이터의 저장시 시간 지연을 제거할 수 있어 데이터 손실을 억제할 수 있는 효과도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 디지털 처리 장치에 있어서,
    메인 프로세서;
    저장 영역이 n(자연수)개의 분할 영역으로 분할된 메모리;
    이미지 센서로부터 출력된 원시 데이터를 이용하여 상기 메인 프로세서로부터의 제어 신호에 상응하는 영상 신호를 생성하여 출력하는 카메라 모듈-여기서, 상기 카메라 모듈은 YUV 데이터 생성부 및 인코딩부를 포함하고, 상기 영상 신호는 상기 원시 데이터를 이용하여 생성한 YUV 데이터 또는 상기 YUV 데이터를 이용하여 생성한 인코딩된 이미지 데이터임-;
    상기 메인 프로세서, 상기 메모리 및 상기 카메라 모듈에 각각 결합되고, 상기 메인 프로세서로부터의 제어 신호에 의하여, 상기 영상 신호가 상기 YUV 데이터이면 상응하는 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 상기 메모리에 저장하고, 상기 영상 신호가 상기 인코딩된 이미지 데이터이면 입력된 상기 인코딩된 이미지 데이터를 상기 메모리에 저장하는 어플리케이션 프로세서를 포함하는 디지털 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어플리케이션 프로세서는,
    상기 카메라 모듈로부터 입력되는 영상 신호를 제1 분할 영역에 저장하는 멀티미디어 데이터 입력부; 및
    상기 영상 신호가 상기 YUV 데이터인 경우, 상기 제1 분할 영역에 저장된 영상 신호를 독출하여 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 제2 분할 영역에 저장하는 멀티미디어 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메모리 및 상기 어플리케이션 프로세서는 복수의 메모리 버스를 통해 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 디지털 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서
    상기 영상 신호의 유형을 결정하는 상기 제어 신호는 상기 원시 데이터의 해상도 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 디지털 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 어플리케이션 프로세서 및 상기 메모리는 동일한 칩 내에 구현되는 것을 특징으로 하는 디지털 처리 장치.
  6. 이미지 센서로부터 입력된 원시 데이터를 처리하여 출력하는 이미지 시그널 프로세서(ISP)에 있어서,
    상기 원시 데이터를 입력받는 제1 입력부;
    메인 프로세서로부터 특정 유형의 영상 신호를 생성하도록 지시하는 제어 신호를 수신하는 제2 입력부;
    상기 원시 데이터를 이용한 YUV 데이터를 생성하여 출력하는 YUV 데이터 생성부;
    상기 YUV 데이터를 이용하여 미리 지정된 인코딩 방식에 따른 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 출력하는 인코딩부; 및
    상기 제어 신호에 따라 상기 YUV 데이터 생성부를 활성화하거나 상기 YUV 데이터 생성부 및 상기 인코딩부를 활성화하는 컨트롤러부를 포함하는 이미지 시그널 프로세서.
  7. 제6항에 있어서
    상기 영상 신호의 유형을 결정하는 상기 제어 신호는 상기 원시 데이터의 해상도 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이미지 시그널 프로세서.
  8. 디지털 처리 장치의 영상 신호 생성 방법에 있어서,
    이미지 센서가 원시 데이터를 생성하여 출력하는 단계;
    카메라 모듈이 상기 원시 데이터를 이용하여 메인 프로세서로부터 수신한 제어 신호에 상응하는 영상 신호를 생성하여 출력하는 단계-여기서, 상기 영상 신호는 상기 원시 데이터를 이용하여 생성한 YUV 데이터 또는 상기 YUV 데이터를 이용하여 생성한 인코딩된 이미지 데이터임-; 및
    어플리케이션 프로세서가 메인 프로세서로부터 수신한 제어 신호를 이용하여 상기 영상 신호의 유형을 판단하고, 상기 영상 신호가 상기 YUV 데이터인 경우 상응하는 인코딩된 이미지 데이터를 생성하여 메모리에 저장하고, 상기 영상 신호가 인코딩된 이미지 데이터인 경우 상기 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 영상 신호 생성 방법.
  9. 제8항에 있어서
    상기 영상 신호의 유형을 결정하는 상기 제어 신호는 상기 원시 데이터의 해상도 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 생성 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 메모리 및 상기 어플리케이션 프로세서는 복수의 메모리 버스를 통해 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 생성 방법.
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