KR100736048B1 - 디지털 영상신호 전송장치 - Google Patents

디지털 영상신호 전송장치 Download PDF

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Abstract

디지털 영상신호 전송장치가 제공된다. 디지털 영상신호 전송장치는 디지털 병렬 영상신호를 RGB 베이어포맷으로 전송하는 카메라부 및 RGB 베이어포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 컨버터부를 포함한다.
영상신호, RGB, 카메라

Description

디지털 영상신호 전송장치{Apparatus for transmission to digital image data}
도 1은 종래 영상신호 전송특성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 베이어포맷 형성 및 전송과 관련된 신호를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호 전송장치의 세부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호 전송장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호 전송의 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
200: 카메라부
200a: 카메라
302a,302b: ASIC
303: 시리얼라이저
321: 디시리얼라이저
322: 컨버터
324: 모니터
본 발명은 디지털 영상신호 전송장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RGB 베이어포맷으로 디지털 영상신호를 전송하는 디지털 영상신호 전송장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 디지털 영상처리 분야의 성장 가능성이 한층 높아지고 있다. 디지털 캠코더, 디지털 스틸 카메라(DSC; Digital Still Camera), 영상 레코더 및 이러한 장치의 통합 패키지가 등장하고 있으며, 이러한 장치는 영상(video)을 디지털 신호로 변환하여 저장한다. 또한 이러한 장치에서 컴퓨터 모니터로 전송된 디지털 영상은 컴퓨터에서 여러 가지 알고리즘을 적용하여 처리된다.
예를 들어 개인용 컴퓨터(PC; Personal Computer)와 호환성이 높은 디지털 스틸 카메라는 디지털 영상신호를 컴퓨터 모니터로 전송한다. 이러한 디지털 스틸 카메라는 렌즈 장치와 메모리 장치, 신호 변환 장치 및 디스플레이 장치 등으로 구성된다. 컴퓨터 모니터는 영상신호를 받아서 여러 가지 알고리즘을 이용하여 영상을 처리한다.
도 1은 종래 영상신호 전송특성을 도시한다.
각 주파수별 입력임피던스(Zin)가 케이블 자체 임피던스인 특성임피던스 (Zo)와 어느 정도의 부정합(mismatch)이 있는 지를 대수적으로 나타낸 손실계 손실계수(Return Loss: RL)(10) 및 근단누화와 감쇄량과의 차이로 케이블 품질을 전체적으로 파악하는데 기준이 되는 근단누화-감쇄량차(Attenuation-to-Cross talk Ratio: ACR, dB)(20)를 나타낸다.
종래에는 카메라에서 영상신호를 장거리의 컴퓨터 모니터로 전송할 경우, YPbPr 또는 RGB 포맷 형태로 디지털 영상신호를 전송하였다. 그러나 이러한 형태의 디지털 영상신호의 전송은 손실계수 및 근단누화가 가중됨으로써 전송효율이 떨어진다. 또한 RGB 베이어포맷에 비해 2배 높은 클럭(clock) 주파수를 가지고 있기 때문에, 근단누화-감쇄량차(20)에 나타나 있듯이 장거리 전송에 있어서 케이블의 주파수 특성에 따라 많은 왜곡이 발생한다. 이로 인해 전송 거리를 짧게 하거나, 고급 사양의 케이블을 구성해야 한다.
따라서 본 발명은 RGB 베이어포맷으로 디지털 영상신호를 전송하는 디지털 영상신호 전송장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호 전송장치는 디지털 병렬 영상신호를 RGB 베이어포맷으로 전송하는 카메라부 및 RGB 베이어포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 컨버터부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호의 전송 방법은 디지털 병렬 영상신호를 RGB 베이어포맷으로 전송하는 단계 및 RGB 베이어포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서 주요 용어를 설명한다.
간삽(interpolation): 이미지 시그널 프로세서(image signal processor)의 최우선 동작으로, 8비트 베이어포맷을 24비트 트루 칼러(true color)로 변환시킨다.
저전압차동신호(LVDS; Low Voltage Differential Signaling): 고속 데이터 전송을 위한 일반적인 인터페이스 표준 시그널이다.
UTP 케이블(Unshielded Twisted Pair Cable): 차폐가 되지 않은 고속 대용량 신호 및 데이터 전송용 구리(copper)케이블로서, IBS 시스템의 수평 및 수직 배선망(horizontal & backbone cabling system)에 사용되는 차세대 구리케이블이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부(200)의 세부 구성도이다.
카메라부(200)는 메모리(202), 메저먼트 엔진(204), 센서 타이밍 제너레이터(206), 센서코어(208), 베이어 프로세싱(210) 및 출력 데이터 포맷(212)을 포함한다.
메모리(202)는 베이어 프로세싱(210) 처리를 위해 데이터를 임시로 저장하며 바람직하게는 SRAM으로 구성된다.
메저먼트 엔진(measurement engine)(204)은 입력된 영상을 바탕으로 자동 노출 보정 및 자동 컬러 조정을 행하는 장치이다.
센서 타이밍 제너레이터(sensor timing generator)(206)는 센서코어 (208)에 필요한 스캐닝 타이밍(scanning timing)을 제공한다.
센서 코어(sensor core) (208)는 빛의 신호를 전기적 신호로 변환해준다.
베이어 프로세싱(bayer processing)(210)은 RGB 베이어포맷(301)을 형성한다. RGB 베이어포맷(301)은 카메라(200a)가 센싱(sensing)된 RGB값 중에 R값과 B값만 취하고, 알고리즘에 따라 RGB 베이어포맷(301)을 형성한다. 이 경우 카메라 센서(sensor)는 G값이 50%, R값과 B값이 50%를 차지하여 데이터 레이트(data-rate)가 1/2이 된다. 출력된 RGB 베이어포맷(301)은 수신부(320)에서 인접한 R값과 B값의 상관관계에 따라 G값을 간삽한다.
출력 데이터 포맷(output data format)(212)은 최종 출력 형태를 결정한다. 여기서는 RGB 베이어포맷(301)을 출력한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 베이어포맷(301) 데이터 형성 및 전송과 관련된 신호를 도시한다.
RGB베이어포맷(301) 데이터를 형성 및 전송하기 위해 주클럭(301a), 영상 수평동기신호(301b) 및 영상 픽셀 클럭(301c) 신호를 이용할 수 있다.
주클럭(301a)은 디지털 영상신호의 전송장치 전체에 사용되는 클럭으로, 일반적으로 오실레이터에서 제공받는다.
영상 수평동기신호(301b)는 디스플레이 동기화(display sync)를 위한 신호로써, 수평동기는 라인당 존재하고 수직동기는 프레임당 존재한다. 예를 들어, NTSC(National Television System Committee)의 수평동기신호는 픽셀클럭(301c)을 카운터하여 858개마다 하나씩 생성한다.
영상 픽셀 클럭(301c)은 영상신호를 구성하는 최소 단위의 클럭이다.
RGB 베이어포맷(301) 데이터는 기존에는 이미지센서(CMOS; Complementary Metal-Oxide Semiconductor 또는 CCD; Charge-Coupled Device)로부터 전기신호(RGB)를 전부 스캔해서 형성했으나, 베이어 방식에서는 R값과 B값만 스캔해서 형성하거나, 전기신호(RGB)를 전부 스캔하고 그 가운데 R값과 B값만 선택하여 형성한다.　이렇게 형성된 병렬의 영상신호를 10:1로 시리얼라이저(303)에서 직렬화하고, 저전압자동신호(310)로 변환한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호 전송장치의 세부 구성도이다.
디지털 영상신호를 전송하는 시스템은 송신부(300)와 수신부(320)를 포함한다.
송신부(300)는 카메라(200a), ASIC(302a) 및 시리얼라이저(303)를 포함한다.
영상을 획득한 카메라(200a)가 디지털 영상신호를 RGB 베이어포맷(301) 형태로 출력한다.
ASIC(Application Specific Integrated Circuit)(302a)는 시리얼라이저(303)를 제어한다.
시리얼라이저(serializer)(303)는 장거리 전송을 위해 ASIC(302a) 또는 FPGA에서 나오는 디지털 병렬 영상신호를 직렬화하고, 저전압차동신호(310)로 변환하여 UTP나 동축케이블(coaxial cable)로 전송한다.
수신부(320)는 디시리얼라이저(321), ASIC(302b), 컨버터(322) 및 모니터(324)를 포함한다.
디시리얼라이저(deserializer)(321)는 저전압차동신호(310)로 들어온 직렬화된 영상신호를 원래의 디지털 병렬 영상신호로 바꾸어 준다.
ASIC(302b)는 디시리얼라이저(321)를 제어한다.
컨버터(converter)(322)는 RGB 베이어포맷(301)을 모니터(324)가 인식할 수 있는 RGB 포맷(323) 형태로 변경한다.
모니터(324)는 영상신호를 디스플레이한다.
디지털 영상신호를 전송하는 것은 케이블의 특성에 매우 민감하게 반응한다. 또한 고화질의 디지털 영상신호를 전송하기 위해서는 고주파의 전송이 필요하고, 이를 위해서는 케이블 특성을 좋게 하거나, 전송 데이터의 비트 레이트(bit-rate)를 줄이기 위해 디지털 영상신호의 압축을 수행해야 한다. 압축된 신호를 전송하는 데 사용하고 있는 방식은 IEEE1394, DVB-ASI, DVB-SPI가 있다.
그러나 RGB 베이어포맷(301)을 전송함으로써, 디지털 영상신호를 압축하지 않고도 비트 레이트가 반으로 감소하여 기존의 방식과 비교할 때 디지털 영상신호 전송의 효율 증대 및 동일 화질의 데이터 전송을 대폭 장거리화 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호 전송장치의 블록도이다.
디지털 영상신호를 전송하는 시스템은 카메라부(200), 시리얼라이저부(330), 디시리얼라이저부(340) 및 컨버터부(350)를 포함한다.
카메라부(200)는 디지털 병렬 영상신호를 RGB 베이어포맷(301)으로 전송한다.
시리얼라이저부(330)는 디지털 병렬 영상신호를 직렬화하고, 직렬화된 디지털 영상신호를 저전압차동신호(310)로 변환하여 케이블로 전송한다.
디시리얼라이저부(340)는 직렬화된 저전압차동신호(310)를 원래의 디지털 병렬 영상신호로 변환한다.
컨버터부(350)는 RGB 베이어포맷(301)을 모니터(324)가 받아들일 수 있는 RGB 포맷(323)으로 변환한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 영상신호 전송의 순서도이다.
카메라(200a)는 카메라부(200)를 통해 디지털 병렬 영상출력을 RGB 베이어포맷(301)으로 전송한다(S500).
디지털 병렬 영상신호를 시리얼라이저부(330)를 통해 직렬화하고, 저전압차동신호(310)로 변환하여 케이블로 전송한다(S510, S520).
케이블로부터 전송받은 직렬화된 저전압차동신호(310)를 디시리얼라이저부(340)를 통해 다시 원래의 병렬 신호로 변환한다(S530).
RGB 베이어포맷(301)으로 전송된 데이터를 컨버터부(350)를 통해 모니터(324)가 받아들일 수 있는 RGB 포맷(323)으로 변환한다(S540).
RGB 포맷(323)으로 변환된 영상신호를 모니터(324)를 통해 디스플레이한다(S550).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 디지털 영상신호 전송장치 및 방법에 따르면 디지털 영상신호의 전송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 디지털 병렬 영상신호를 RGB 베이어포맷으로 전송하는 카메라부; 및
    상기 RGB 베이어포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 컨버터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상신호 전송장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 병렬 영상신호를 직렬화하고, 상기 직렬화된 디지털 영상신호를 저전압차동신호로 변환하는 시리얼라이저부; 및
    상기 직렬화된 저전압차동신호를 원래의 상기 디지털 병렬 영상신호로 변환하는 디시리얼라이저부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상신호 전송장치.
  3. 디지털 병렬 영상신호를 RGB 베이어포맷으로 전송하는 단계;
    상기 디지털 병렬 영상신호를 직렬화하고, 상기 직렬화된 디지털 영상신호를 저전압차동신호로 변환하는 단계;
    상기 저전압차동신호를 원래의 상기 디지털 병렬 영상신호로 변환하는 단계; 및
    상기 RGB 베이어포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디지털 영상신호의 전송 방법.
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