KR100902421B1 - 캡쳐 영상을 시간 지연 없이 표시할 수 있는 영상 처리장치, 방법 및 상기 방법을 프로그램화하여 수록한컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 - Google Patents

캡쳐 영상을 시간 지연 없이 표시할 수 있는 영상 처리장치, 방법 및 상기 방법을 프로그램화하여 수록한컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 Download PDF

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Abstract

캡쳐 영상을 시간 지연 없이 표시할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에서는, 영상신호 처리 모듈이 캡쳐 영상의 저장용 영상 데이터 뿐만 아니라, 표시용 영상 데이터도 멀티미디어 응용처리 모듈에 동시 병렬적으로 출력하고, 멀티미디어 응용처리 모듈은 저장용 영상 데이터를 메모리에 저장함과 함께, 표시용 영상 데이터를 표시부에 표시한다. 표시용 영상 데이터에 대해서는 영상신호 처리 모듈에서 표시부의 포맷에 맞게 이미 처리되어 있고, 특히 별도의 압축 부호화를 행하지 않으므로, 멀티미디어 응용처리 모듈은 캡쳐 영상을 시간 지연 없이 곧바로 표시부에 표시할 수 있다.
Figure R1020070062393
디지털 영상 처리, ISP, MAP, 캡쳐 영상 표시, 시간 지연, 프리뷰 영상, 인터페이스

Description

캡쳐 영상을 시간 지연 없이 표시할 수 있는 영상 처리 장치, 방법 및 상기 방법을 프로그램화하여 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 {Apparatus and method for image processing in capable of displaying captured image without time delay, and computer readable medium stored thereon computer executable instruction for performing the method}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 영상신호 처리 모듈의 상세 블록도이다.
도 3은 영상신호 처리 모듈과 멀티미디어 응용처리 모듈 간의 통신 인터페이스를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 영상 데이터를 전송하는 과정을 도시한 타이밍도이다.
도 6는 연속 캡쳐 모드시에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캡쳐 영상을 시간 지연 없이 표시할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)등의 이미지 센서를 이용한 디지털 카메라가 널리 보급되어 사용되고 있다. 디지털 카메라는 카메라 전용 제품으로 상용화되기도 하지만, 휴대폰이나 PDA와 같은 핸드 헬드 단말기(hand-held terminal)와 결합된 형태로도 상용화되고 있다.
그런데, 핸드 헬드 단말기에 있어서는 중앙연산처리기의 클럭 속도와 메모리의 용량이 퍼스널 컴퓨터용으로 개발되는 것에 비해 우수하지 않다. 그리고, 단말기의 개발 방향이 얇은 두께와 작은 크기를 지향하고 있으므로, 카메라 등의 부가장치가 탑재되는데 있어서 공간적 제약이 많이 따른다. 한편, 이러한 공간적 제약에도 불구하고 핸드 헬드 단말기에 탑재되는 디지털 카메라의 화소수는, 예컨대 3백만 화소 이상으로 점차 늘어나고 있다. 따라서, 영상 처리 장치는 방대한 양의 데이터를 공간적 제약 하에서 단시간 내에 처리하여야 하는 요구에 직면해 있다.
일반적인 영상 처리 장치는, 영상을 촬영하는 이미지 센서와, 이미지 센서로 부터 받은 아날로그 형태의 원시 영상 데이터를 디지털 데이터로 변환하고, 일반 영상 포맷에 적합한 영상 데이터로 변환하는 영상신호 처리 모듈(Image Signal Processing Module)과, 영상신호 처리 모듈로부터 받은 영상 데이터를 저장 매체에 저장하고, 영상을 표시하는 등의 처리를 행하는 멀티미디어 응용처리 모듈(Multimedia Application Processing Module)과, 프리뷰(preview) 영상이나 캡쳐 영상을 표시하는 뷰 파인더(view finder)와 같은 표시부를 구비한다. 이러한 이미지 센서, 영상신호 처리 모듈, 멀티미디어 응용처리 모듈은 통상적으로 각각 별도의 칩 형태로 구현되어, 표시부를 구성하는 예컨대 액정 표시 모듈과 함께 영상 처리 장치(디지털 카메라나 핸드 헬드 단말기)에 탑재된다.
이렇게 구성된 영상 처리 장치의 동작을 보면, 이미지 센서에서 촬영된 아날로그 형태의 원시 영상 데이터는 영상신호 처리 모듈에 의해 디지털 데이터로 변환되고, 컬러 보정, 감마 보정, 색좌표계 변환 등을 전처리를 거쳐 일반 영상 포맷에 적합한 영상 데이터로 변환된다. 이렇게 영상신호 처리 모듈에서 변환된 디지털 영상 데이터는 멀티미디어 응용처리 모듈에 전송되고, 멀티미디어 응용처리 모듈은 수신된 영상 데이터를 JPEG 인코딩 등의 소정 표준에 따라 압축 부호화하여 SDRAM과 같은 메모리에 저장하는 한편, 메모리에 저장된 영상 데이터를 디코딩하여 표시부에 표시한다.
그런데, 핸드 헬드 단말기에 탑재된 디지털 카메라의 화소수가 점점 증가하면서 멀티미디어 응용처리 모듈이 처리해야 할 데이터의 양도 증가하여 멀티미디어 응용처리 모듈의 처리 속도가 이를 따라가지 못하는 현상이 생긴다. 예를 들어, 3 백만 화소 이상의 고화소 영상 촬영 장치에서 초당 10 프레임 이상의 고속으로 입력되는 영상 데이터를 멀티미디어 응용처리 모듈이 압축 부호화하여 저장하고 표시부에 표시하여야 하는 경우, 하나의 프레임에 대한 영상 데이터를 인코딩하는 중에 다음 프레임의 데이터가 입력될 수 있고, 이 경우 데이터의 충돌이 발생하는 등 고속 데이터 인터페이싱이 불안정하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 멀티미디어 응용처리 모듈의 클럭 주파수를 상당히 증가시켜야 하는데, 이는 기술적으로 구현이 불가능하다. 따라서, 종래에는 멀티미디어 응용처리 모듈의 클럭 주파수의 한계에 맞추어 영상신호 처리 모듈의 클럭 주파수를 낮추는 방식으로 구현하였으나, 이는 화질의 저하로 이어진다.
한편, 이러한 문제를 해결하기 위해, 종래 멀티미디어 응용처리 모듈에서 행하던 압축 부호화를 영상신호 처리 모듈에서 행하는 방법을 사용하기도 한다. 즉, 영상신호 처리 모듈 내에 종래의 영상신호 처리 모듈이 행하던 각 변환이나 보정 등을 위한 전처리 블록 이외에 압축 부호화를 위한 인코딩부를 추가하여, 이미지 센서에 의해 캡쳐된 영상을 인코딩한다. 이때, 하나의 프레임에 대한 인코딩시 다음 프레임의 영상 데이터가 입력되면 이를 스킵하거나, 다음 프레임의 입력 개시를 나타내는 수직 동기 신호(V_sync)를 지연시켜 인코딩 중의 데이터 충돌을 방지한다. 한편, 영상신호 처리 모듈에서 인코딩된 영상 데이터는 멀티미디어 응용처리 모듈로 전송되어 메모리에 저장되거나 디코딩되어 표시부에 표시된다.
그런데, 이러한 방법에 의하면, 캡쳐 영상이 멀티미디어 응용처리 모듈에 의해 표시부에 표시될 때에는 먼저 디코딩되어야 하고, 일반적으로 저장된 영상의 해 상도보다 낮은 표시부의 해상도에 맞게 다운 스케일링되어야 한다. 따라서, 캡쳐 영상의 표시까지 상당한 시간이 필요하게 된다. 그러므로, 이러한 방법은 고화소화에 따른 데이터 인터페이싱의 불안정성을 해소할 수는 있지만, 캡쳐 영상의 빠른 확인과 다음 영상의 빠른 캡쳐를 바라는 사용자의 요구에 부응할 수 없게 된다. 특히, 캡쳐 영상의 느린 표시는 짧은 시간 내에 연속적으로 영상을 캡쳐하는 연사 모드시에 영상의 캡쳐와 표시가 시간 간격을 두고 지연되어 이루어짐에 따라 부자연스러움이 극명하게 나타나 이러한 구성을 가지는 영상 처리 장치의 제품화는 실질적으로 곤란하게 된다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 고화소화에 따른 고속 데이터 인터페이싱의 불안정성을 해소하면서도, 캡쳐 영상의 빠른 표시가 가능한 영상 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 고화소화에 따른 고속 데이터 인터페이싱의 불안정성을 해소하면서도, 캡쳐 영상의 빠른 표시가 가능한 영상 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 캡쳐 영상의 빠른 표시가 가능한 영상 처리 방법을 프로그램화하여 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 영상신호 처리 모듈이 캡쳐 영상의 저장용 영상 데이터 뿐만 아니라, 표시용 영상 데이터도 멀티미디어 응용처리 모듈에 동시 병렬적으로 출력하여, 멀티미디어 응용처리 모듈이 저장용 영상 데이터를 메모리에 저장함과 함께, 표시용 영상 데이터를 표시부에 표시하도록 한다. 표시용 영상 데이터에 대해서는 영상신호 처리 모듈에서 표시부의 포맷에 맞게 이미 처리되어 있으므로, 멀티미디어 응용처리 모듈은 캡쳐 영상을 표시부에 표시하기 위한 별도의 동작이 필요없고 표시용 영상 데이터를 그대로 표시부에 표시하면 되게 되어 캡쳐 영상의 표시가 시간 지연 없이 곧바로 이루어진다.
구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따른 영상 처리 장치는, 이미지 센서에서 캡쳐된 캡쳐 영상을 미리 설정된 저장용 영상 데이터 포맷에 맞게 처리하는 원본 영상 처리부; 상기 캡쳐 영상을 상기 표시부의 포맷에 맞게 처리하는 표시 영상 처리부; 상기 원본 영상 처리부에 의해 처리된 영상 데이터를 출력하는 저장 영상 출력 인터페이스; 및 상기 표시 영상 처리부에 의해 처리된 영상 데이터를 출력하는 표시 영상 출력 인터페이스;를 구비하는 영상신호 처리 모듈; 및 상기 저장 영상 출력 인터페이스를 통해 받은 상기 원본 영상 처리부에 의해 처리된 영상 데이터를 저장 영상 저장 영역에 저장하고, 상기 표시 영상 출력 인터페이스를 통해 받은 상기 표시 영상 처리부에 의해 처리된 영상 데이터를 표시 영상 저장 영역에 저장하고, 다음 프레임의 시작을 나타내는 신호가 입력되면 상기 표시 영상 저장 영역에 저장된 영상 데이터를 표시부에 표시하는 멀티미디어 응용처리 모듈;을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 영상 처리 방법은, 이미지 센서, 영상신호 처리 모듈, 멀티미디어 응용처리 모듈 및 표시부를 구비하는 영상 처리 장치에 서의 캡쳐 모드시의 영상 처리 방법으로서, (a) 영상신호 처리 모듈에서, 이미지 센서에 의해 캡쳐된 캡쳐 영상을 미리 설정된 저장용 영상 데이터 포맷에 맞게 처리하는 단계; (b) 영상신호 처리 모듈에서, 캡쳐 영상에 대하여 표시부의 포맷에 맞게 처리하는 단계; (c) 영상신호 처리 모듈에서, 상기 (a) 단계에서 처리된 영상 데이터와 상기 (b) 단계에서 처리된 영상 데이터를 멀티미디어 응용처리 모듈로 동시 병렬적으로 출력하는 단계; (d) 멀티미디어 응용처리 모듈이, 영상신호 처리 모듈로부터 받은, 상기 (a) 단계에서 처리된 영상 데이터를 저장 영상 저장 영역에 저장하고, 상기 (b) 단계에서 처리된 영상 데이터를 표시 영상 저장 영역에 저장하는 단계; 및 (e) 멀티미디어 응용처리 모듈이, 다음 프레임의 시작을 나타내는 신호가 입력되면 표시 영상 저장 영역에 저장된 영상 데이터를 표시부에 표시하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 상술한 본 발명에 따른 영상 처리 방법을 프로그램화하여 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 의해서 달성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아 니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 영상 처리 장치는 각종 디지털 영상 촬영장치에 결합되어 사용된다. 여기서, 상기 디지털 영상 촬영장치는 디지털 카메라, 디지털 캠코더, 디지털 카메라가 장착된 휴대폰, PDA, 개인멀티미디어 재생기 등을 포함하며, 사용자의 셔터 조작에 따라 피사체의 영상을 획득하여 디지털 이미지로 변환한 후 저장매체에 저장하는 기능을 수행하는 장치를 일컫는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 이미지 센서(100), 영상신호 처리 모듈(200), 멀티미디어 응용처리 모듈(300), 저장 매체(400) 및 표시부(500)를 포함한다.
이미지 센서(100)는 피사체의 영상을 촬상하여 아날로그 원시 영상 신호를 영상신호 처리 모듈(200)로 출력한다. 바람직하게, 이미지 센서(100)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)로 구성된 촬상소자이다. 하지만 본 발명이 이미지 센서(100)의 종류에 의해 한정되는 것은 아니다.
영상신호 처리 모듈(200)은 이미지 센서(100)로부터 출력되는 아날로그 원시 영상 신호를 입력받아 디지털 영상 신호로 변환한 후, 본 발명에 따라 처리하여 멀티미디어 응용처리 모듈(300)로 출력한다. 구체적으로, 본 실시예의 영상신호 처리 모듈(200), 도 2에 도시된 바와 같이, 전처리부(210)와, 원본 영상 처리부(220)와, 표시 영상 처리부(230)와, 각각 독립된 데이터 스트리밍(streaming) 인터페이스로서 저장 영상 출력 인터페이스(241) 및 저장 표시 영상 출력 인터페이스(243)를 구비한다.
전처리부(210)는 상기 아날로그 원시 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하고, 필요에 따라 YUV, RGB 등의 색좌표계를 변환하며, 컬러 보정, 감마 보정, 노이즈 제거 등 통상의 영상신호 처리를 행한다. 여기서, '전처리'는 후술하는 본 발명에 따른 저장 영상 처리 및 표시 영상 처리 이전에 행해지는 처리를 통칭하는 것으로서, 전처리부(210)에서 행해지는 처리는 본 발명의 특징과 직접적인 관련이 없고, 이러한 전처리는 본 발명이 속한 기술분야에서 ISP(Image Signal Processor)로 널리 알려진 통상의 영상신호 처리 모듈에 의한 처리로서 당업자에게 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
원본 영상 처리부(220)는, 이미지 센서(100)에 의해 캡쳐되고 전처리부(210)에 의해 전처리된 캡쳐 영상을 후술하는 멀티미디어 응용처리 모듈(300)에 의해 저장 매체(400)에 저장될 일반적인 영상 데이터의 포맷에 맞게 처리하는 기능 블록이다.
구체적으로, 원본 영상 처리부(220)는 저장 영상 스케일러(221)를 구비한다. 저장 영상 스케일러(221)는 전처리부(210)에 의해 전처리된 캡쳐 영상을 사용자에 의해 미리 설정되거나 영상 촬영 장치에 의해 디폴트로 설정된 해상도 규격(예컨대, 640*480 등)에 맞게 스케일링한다.
또한, 원본 영상 처리부(220)는 저장 영상 스케일러(221)에 의해 스케일링된 캡쳐 영상을 압축 부호화하는 인코딩부로서 JPEG 인코더(223)를 구비할 수 있다. 즉, JPEG 인코더(223)를 멀티미디어 응용처리 모듈(300) 내부에 마련하지 않고 영상신호 처리 모듈(200) 내부에 마련하여, 저장 매체(400)에 저장될 저장용 영상 데이터를 영상신호 처리 모듈(200)에서 압축하여 멀티미디어 응용처리 모듈(300)로 보냄으로써, 데이터율을 저감시켜 영상신호 처리 모듈(200)과 멀티미디어 응용처리 모듈(300) 간의 데이터 인터페이싱을 안정화시킨다. 한편, 본 실시예에서 인코딩부는 JPEG 표준에 따라 압축 부호화하는 것으로 도시되고 설명되지만, 본 발명이 JPEG 인코딩 방식으로 한정되는 것은 아니다.
표시 영상 처리부(230)는 이미지 센서(100)에 의해 캡쳐되고 전처리부(210)에 의해 전처리된 캡쳐 영상을 후술하는 멀티미디어 응용처리 모듈(300)에 의해 표시부(500)에 표시될 영상 데이터의 포맷에 맞게 처리하는 기능 블록이다.
구체적으로, 표시 영상 처리부(230)는 표시 영상 스케일러(231)와 표시 영상 버퍼(233)를 구비한다. 표시 영상 스케일러(231)는 전처리부(210)에 의해 전처리된 캡쳐 영상을 영상 촬영 장치의 뷰 파인더로 구현되는 표시부의 사이즈(예컨대, 320*240 등)에 맞게 스케일링한다. 표시 영상 버퍼(233)는 표시 영상 스케일러(231)에 의해 스케일링된 영상 데이터를 일시 저장한다.
한편, 도시하지는 않았지만, 표시 영상 처리부(230)는 표시 영상 스케일러(231)에 의해 스케일링된 영상을 압축 부호화하는 인코더(예컨대, JPEG 인코더)를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 전술한 저장용 영상 데이터에 더하여 표시용 영상 데이터도 압축하여 멀티미디어 응용처리 모듈(300)에 보냄으로써, 영상신호 처리 모듈(200)과 멀티미디어 응용처리 모듈(300) 간의 데이터 인터페이싱을 한층 더 안정화시킬 수 있다.
저장 영상 출력 인터페이스(241)는 원본 영상 처리부(220)의 JPEG 인코더(223)에 의해 압축 부호화된 저장용 영상 데이터를 멀티미디어 응용처리 모듈(300)로 출력한다. 또한, 표시 영상 출력 인터페이스(243)는 표시 영상 스케일러(231)에 의해 스케일링된(또는, 이에 더하여 압축 부호화된) 표시용 영상 데이터를 멀티미디어 응용처리 모듈(300)로 출력한다. 저장 영상 출력 인터페이스(241)와 표시 영상 출력 인터페이스(243)는 각각 독립된 데이터 스트리밍 인터페이스로서 영상 출력부(240)를 구성한다. 한편, 저장용 영상 데이터와 표시용 영상 데이터를 출력하는 방식은 다양하게 할 수 있는데, 본 실시예에서는 이들을 동시 병렬적으로 출력하는 것으로 한다.
좀더 구체적으로, 도 3을 참조하면, YCbCr 8bit 버스로 저장 영상 출력 인터페이스(241)를 구현할 수 있다. 또한, 표시 영상 출력 인터페이스(243)는 SPI(Serial Peripheral Interface) 마스터(310)와 SPI 슬레이브(2431)로 이루어지는 SPI 인터페이스로 구현할 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 당업자에게 알려진 다른 인터페이스를 사용할 수 있음은 물론이다.
멀티미디어 응용처리 모듈(300)은, 다시 도 1을 참조하면, 영상신호 처리 모듈(200)(실제로는 영상 출력부(240))로부터 저장용 영상 데이터와 표시용 영상 데이터를 받아, 저장용 영상 데이터는 예컨대 SDRAM과 같은 메모리의 저장 영상 저장 영역에 저장하고, 표시용 영상 데이터는 메모리의 표시 영상 저장 영역에 저장한 다. 또한, 멀티미디어 응용처리 모듈(300)은 하나의 캡쳐 영상에 대해 저장용 데이터 및 표시용 데이터를 모두 받으면 예컨대 LCD 모듈로 이루어진 표시부(500)에 표시한다.
한편, 도 3을 참조하면, 멀티미디어 응용처리 모듈(300)은 영상 데이터의 빠른 저장과 독출을 위해 DMA(Direct Memory Access) 컨트롤러(320)를 이용한 DMA 방식으로 저장 매체(400), 표시부(500) 및 멀티미디어 응용처리 모듈(300) 간에 데이터를 수수할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 과정을 도시한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 영상 데이터를 전송하는 과정을 도시한 타이밍도이다. 이들 도면을 참조하여, 본 발명의 영상 처리 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상용화되어 있는 디지털 영상 촬영장치는 전통적인 카메라와 달리 뷰 파인더를 통해 촬영 영상에 포함될 대상을 미리 보여주는 프리뷰 기능을 지원한다. 즉 사용자가 촬영을 위해 디지털 영상 촬영장치를 켜면(또는 카메라 모드로 작동하면)일단 프리뷰 모드로 진입하여 피사체의 영상이 짧은 프레임 간격으로 변화되는 동영상으로 뷰 파인더를 통해 표시된다. 그러면, 사용자가 원하는 최적의 영상이 포착될 때 셔터를 동작시키면 캡쳐 모드로 진입하여 피사체에 대한 디지털 정지 영상을 캡쳐하게 된다. 본 발명은 캡쳐 모드에서의 동작에 관한 것으로, 프리뷰 모드에서는 프리뷰 영상만이 표시용 영상으로서 처리되어 표시부에 표시되고, 저장용 영상 처리부(220) 및 저장 영상 출력 인터페이스(241)는 동작하지 않는다. 도 5에서 VSYNC는 각 프레임의 시작을 나타내는 수직 동기 신호로서, 프리뷰 모드에서 영상신호 처리 모듈(200) 및 멀티미디어 응용처리 모듈(300)은 이 VSYNC에 동기하여 각 프레임 영상으로 구현되는 프리뷰 영상을 처리하고 표시하게 된다.
한편, 프리뷰 모드에서 이미지 센서(100)가 촬영하는 영상 또는 영상신호 처리 모듈(200)이 처리하는 영상 데이터는 이미지 센서(100) 또는 촬영 장치가 지원하는 최대 사이즈(해상도)의 영상일 수 있으나, 촬영장치가 고화소화 됨에 따라 프리뷰 영상의 처리에 많은 시간이 필요하게 된다. 이를 해소하기 위해서는 프레임 간격을 넓히는 방법이 있으나 이는 자연스런 동영상이 되지 못하므로, 다소 화질이 떨어지더라도 저해상도로 동작하는 것이 통상적이다. 반면, 캡쳐 모드에서 캡쳐되는 영상은 이미지 센서(100) 또는 촬영 장치가 지원하는 최대 사이즈의 영상 또는 사용자가 미리 설정한 사이즈의 영상이다. 또한, 캡쳐 모드에서는 플래쉬가 작동하거나 노출 시간 등이 달라질 수 있어, 결과적으로 프리뷰 모드에서 표시되는 영상과 캡쳐 모드에서 캡쳐된 영상은 다를 수 있다.
사용자가 셔터를 동작시켜 캡쳐 모드로 진입하면, 이미지 센서(100)는 소정의 해상도로 피사체의 영상을 캡쳐하여 아날로그 원시 영상 신호를 영상신호 처리 모듈(200)로 출력한다(S10). 이어서 영상신호 처리 모듈(200)에서 아날로그 원시 영상을 처리하게 되는데, 특히 JPEG 인코더(223)에 의해 인코딩이 시작될 때까지 그리고 인코딩된 저장용 영상 데이터가 출력될 때까지는 전처리 및 버퍼링에 약간의 시간 지연이 불가피하게 발생한다. 이에 따라, 멀티미디어 응용처리 모듈(300)이 그에 동기하여 동작하게 되는 다음의 수직 동기 신호 전에 저장용 영상 데이터 및 표시용 영상 데이터를 받지 못하게 되고, 하나의 프레임을 버리게 될 수 있다. 따라서, 영상이 캡쳐되면 이러한 지연 시간(d) 만큼 VSYNC 신호를 지연시켜 변경된 VSYNC에 영상신호 처리 모듈(200) 및 멀티미디어 응용처리 모듈(300)을 동기시킨다.
이어서, 영상신호 처리 모듈(200)의 전처리부(210)는 이미지 센서(100)로부터 출력되는 아날로그 원시 영상 신호를 입력받아 아날로그-디지털 변환, 색좌표계 변환, 컬러 보정, 감마 보정, 노이즈 제거 등 전술한 일련의 전처리를 행한다(S20).
전처리부(210)에 의해 전처리된 영상 데이터는, 원본 영상 처리부(220)의 저장 영상 스케일러(221)와 표시 영상 처리부(230)의 표시 영상 스케일러(231)로 입력된다. 그러면, 표시 영상 스케일러(231)는 전처리부(210)에 의해 전처리된 캡쳐 영상을 영상 촬영 장치의 표시부의 사이즈(예컨대, 320*240 등)에 맞게 스케일링하고(S30), 표시 영상 버퍼(233)에 스케일링된 영상 데이터를 일시 저장한다.
한편, 저장 영상 스케일러(221)는 전처리부(210)에 의해 전처리된 캡쳐 영상을 사용자에 의해 미리 설정되거나 영상 촬영 장치에 의해 디폴트로 설정된 해상도 규격(예컨대, 640*480 등)에 맞게 스케일링한다(S40). 이어서, 저장 영상 스케일러(221)에 의해 스케일링된 캡쳐 영상은 JPEG 인코더(223)에 의해 압축 부호화된다(S50).
이어서, 영상 출력부(240)는 JPEG 인코더(223)에 의해 압축 부호화된 저장용 영상 데이터와, 표시 영상 스케일러(231)에 의해 스케일링된 표시용 영상 데이터를 멀티미디어 응용처리 모듈(300)로 출력한다. 이때, 저장용 영상 데이터와 표시용 영상 데이터를 출력하는 방식은 다양하게 할 수 있는데, 본 실시예에서는 이들을 동시 병렬적으로 출력하는 것으로 한다. 즉, JPEG 인코더(223)로부터의 저장용 영상 데이터는 저장 영상 출력 인터페이스(241)를 이용하여 출력하고, 이와 병렬적으로 표시 영상 버퍼(233)로부터 표시용 영상 데이터를 표시 영상 출력 인터페이스(243)를 통해 멀티미디어 응용처리 모듈(300)로 출력한다(S60).
보다 구체적으로, 저장 영상 출력 인터페이스(241)는 전술한 바와 같이 YCbCr 8bit 버스로 구성하고, 버스에 인코딩된 저장용 영상 데이터를 실을 때 수평동기 신호인 HSYNC를 활성화시킴으로써 멀티미디어 응용처리 모듈(300)이 데이터를 입력받도록 할 수 있다. 또한, 표시 영상 출력 인터페이스(243)는 전술한 바와 같이 SPI 인터페이스로 구성하고, 표시 영상 버퍼(233)에 일정량의 표시용 영상 데이터가 모아지면 SPI 마스터(310)에 인터럽트 신호를 출력한다. 그러면, SPI 마스터(310)는 SPI 슬레이브(2431)를 통해 표시용 영상 데이터를 입력받는다.
이렇게 영상 출력부(240)로부터 저장용 영상 데이터와 표시용 영상 데이터를 받은 멀티미디어 응용처리 모듈(300)은, 저장용 영상 데이터는 예컨대 SDRAM과 같은 저장 매체(400)의 저장 영상 저장 영역에 저장함과 함께, 표시용 영상 데이터는 표시 영상 저장 영역에 저장한다(S70). 이어서, 다음 프레임의 시작을 나타내는 수직 동기 신호 VSYNCk +1가 입력되었는지 확인하여(S80), 아직 입력되지 않았으면 단계 S60으로 되돌아가 영상 데이터의 입력과 저장을 반복하고, VSYNCk +1가 입력되었 으면, 표시 영상 저장 영역에 저장된 표시용 영상 데이터를 예컨대 LCD 모듈로 이루어진 표시부(500)에 표시한다(S90).
또한, 영상신호 처리 모듈(200)은, 영상 출력부(240)에 의해 출력되는 저장용 영상 데이터 또는 표시용 영상 데이터가 한 프레임 기간을 넘는 경우, 다음 프레임의 시작을 나타내는 수직 동기 신호 VSYNCk +1을 스킵하거나 VSYNC' k +1 과 같이 지연되도록 할 수도 있다. 이 경우 출력되는 영상 데이터의 끝에서부터 스킵된 다음의 수직 동기 신호 VSYNCk +2까지 또는 지연된 수직 동기 신호 VSYNC' k +1까지에는 더미 데이터가 추가될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 표시 영상 처리부(230)는 표시 영상 스케일러(231)에 의해 스케일링된 영상을 압축 부호화하는 인코더(예컨대, JPEG 인코더)를 더 구비하거나, 원본 영상 처리부(220)의 JPEG 인코더(223)를 사용하여 표시용 영상 데이터도 압축 부호화할 수 있다. 이 경우, 영상신호 처리 모듈(200)과 멀티미디어 응용처리 모듈(300) 간의 데이터 인터페이싱을 한층 더 안정화시킬 수 있다. 다만, 멀티미디어 응용처리 모듈(300)은 압축 부호화된 표시용 영상 데이터를 디코딩하여 표시부(500)에 표시하여야 하므로, 압축되지 않은 표시용 영상 데이터의 표시보다는 시간이 더 걸리게 되나, 표시용 영상은 그 사이즈가 통상 저장용 영상보다 훨씬 작으므로 디코딩 시간이 짧아 사용자가 느끼는 시간 지연은 그리 문제되지 않는다. 오히려, 작은 사이즈의 표시용 영상의 압축 부호화된 데이터는 썸네일(thumbnail) 영상으로서 유용하게 사용될 수 있다.
이상의 설명은 하나의 정지 영상을 캡쳐하여 표시하는 처리에 관한 설명이나, 본 발명은 연속 캡쳐 모드, 즉 짧은 시간 간격을 두고 연속하여 복수의 영상을 캡쳐하는 모드에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 도 6을 참조하여 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하나의 캡쳐 영상의 캡쳐에서 표시부에의 표시까지는 도 4의 단계 S10 내지 S90을 참조하여 설명한 바와 동일하다. 연속 캡쳐 모드에서는 이에 부가하여, 다음의 단계 S100 내지 S130을 더 포함한다.
연속 캡쳐가 종료되었는지 즉 소정 횟수의 영상 캡쳐가 모두 행해졌는지 판단한다(S110). 연속 캡쳐가 아직 종료되지 않았으면 영상 캡쳐 단계(S10)에서 표시용 영상 데이터의 저장 단계(S90)를 반복한다. 즉, 매 캡쳐 영상 마다 표시부(500)에 바로 표시함으로써 사용자는 연속 캡쳐된 영상을 바로바로 확인할 수 있고, 또한 이 표시용 영상 데이터는 사용자의 최종 선택에 대비하여 저장된다.
한편, 연속 캡쳐가 모두 종료되었으면 표시 영상 저장 영역에 저장되어 있는 연속 캡쳐된 영상의 표시용 영상 데이터를 모두 독출한다(S110).
이렇게 독출된 표시용 영상 데이터는 복수의 영상을 한 화면에 모두 표시하기 위해 먼저 적절한 사이즈로 다운 스케일링한 다음, 사용자의 선택을 위해 표시부(500)의 한 화면에 모두 표시된다(S120).
그러면, 사용자는 가장 마음에 드는 캡쳐 영상을 선택하고, 그에 대응되는 저장용 영상 데이터가 최종적으로 저장 매체에 저장되게 된다(S130).
< 시뮬레이션 예 >
이하에서는, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 종래의 방식에 따라 영상신호 처리 모듈에서 캡쳐 영상을 압축 부호화한 영상 데이터 만을 멀티미디어 응용처리 모듈로 보내는 경우 캡쳐 영상의 표시까지 걸리는 시간을 시뮬레이션한 예를 기재한다.
이 예에서 이미지 센서는 3백만 화소 규모의 것을 사용하고, 캡쳐 영상을 JPEG 표준에 따라 압축 부호화한 파일을 다음의 조건에서 디코딩한 후 캡쳐 영상을 표시부에 출력할 때까지의 시간을 시뮬레이션하였다.
ARM(Advanced RISC Machine) 속도: 200MHz
캐쉬 크기: 데이터 및 코드 캐쉬 램 사이즈가 각각 16KB
버스 속도: 100MHz
3백만 화소 압축 전 원시 파일 크기: 3M 화소 x 2 = 6MBytes (YCbCr 4:2:2로 한 화소 당 2바이트 필요)
3백만 화소 압축 후 파일 크기: 압축률은 이미지에 따라 다르나 통상 1/4 ~ 1/8 압축률을 가지므로 대략 0.75Mbytes ~ 1.5MBytes
이러한 시스템에서 JPEG 파일 디코딩 소요 시간은 최소 600ms로 확인되었다. 즉, 종래의 방식은 3백만 화소의 압축 영상을 표시부에 표시하기 위하여 복원하는데 600ms 이상이 걸려 사용자가 느끼는 총 캡쳐 시간은 매우 불만족스러운 상태이다. 이에 반해, 본 발명에서는 표시 영상 처리부에 의해 표시부의 포맷에 맞게 처리된 표시용 영상 데이터를 그대로 표시부에 표시하면 되므로 캡쳐 영상의 표시에 별도의 시간이 필요하지 않아 신속한 표시가 가능하다.
상술한 본 발명에 따른 영상 처리 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 영상 처리 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 영상신호 처리 모듈이 캡쳐 영상의 저장용 영상 데이터 뿐만 아니라, 표시용 영상 데이터도 멀티미디어 응용처리 모듈에 동시 병렬적으로 출력하여, 멀티미디어 응용처리 모듈이 저장용 영상 데이터를 메모리에 저장함과 함께, 표시용 영상 데이터를 표시부에 표시하도록 한다. 표시용 영상 데이터에 대해서는 영상신호 처리 모듈에서 표시부의 포맷에 맞게 이미 처리되어 있고, 특히 별도의 압축 부호화를 행하지 않거나 하더라도 그 사이즈가 매우 작으므로, 멀티미디어 응용처리 모듈은 캡쳐 영상을 표시부에 표시하기 위한 별도의 디코딩이 필요하지 않거나 필요하더라도 단시간 내에 디코딩 가능하게 된다. 따라서, 캡쳐 영상의 표시가 시간 지연 없이 곧바로 이루어진다. 또한, 본 발명에 따르면, 특히 연속 캡쳐 모드에서 연속하여 캡쳐된 영상이 바로바로 표시되므로 사용자에 의한 영상의 신속한 확인 및 선택이 가능하게 된다.

Claims (19)

  1. 이미지 센서로부터 수신된 원시영상을 압축부호화 처리한 저장용 영상데이터와 압축부호화 처리하지 않은 표시용 영상데이터로 각각 생성하는 영상신호처리모듈; 및
    상기 수신된 저장용 영상데이터와 표시용 영상데이터를 서로 다른 저장영역에 저장하고, 다음 프레임의 시작을 나타내는 신호가 입력되면 상기 표시용 영상데이터를 복호화 처리 없이 디스플레이하도록 제어하는 멀티미디어 응용처리 모듈을 포함하고,
    상기 영상신호처리모듈은 상기 생성된 저장용 영상데이터와 표시용 영상데이터를 서로 다른 인터페이스를 통하여 물리적으로 구분되는 멀티미디어 응용처리모듈로 동시에 병렬적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 영상신호처리모듈은,
    상기 원시영상을 미리 설정된 저장용 영상 데이터의 사이즈에 맞게 스케일링 하는 저장 영상 스케일러와, 상기 저장 영상 스케일러에 의해 스케일링된 영상 데이터를 압축 부호화하는 인코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 영상신호처리모듈은,
    상기 원시영상을 상기 표시용 영상데이터가 디스플레이되는 표시부의 사이즈에 맞게 스케일링하는 표시 영상 스케일러 및 상기 표시 영상 스케일러에 의해 스케일링된 영상 데이터를 일시 저장하는 표시 영상 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 저장용 영상데이터가 출력되는 인터페이스는,
    데이터 스트리밍(streaming) 인터페이스로서 YCbCr 8 bit 버스를 포함하며,
    수평 동기 신호에 의해 상기 YCbCr 8 bit 버스를 통한 데이터 통신을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 표시용 영상데이터가 출력되는 인터페이스는,
    데이터 스트리밍 인터페이스로서 SPI 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서에 의한 캡쳐 동작이 연속적으로 이루어지는 연속 캡쳐 모드인 경우, 상기 멀티미디어 응용처리 모듈은, 상기 연속 캡쳐 모드에 의한 연속적인 캡쳐가 완료되면, 상기 표시 영상 저장 영역에 연속적으로 저장된 영상을 모두 독출하여 다운 스케일링한 다음 표시부의 한 화면에 모두 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상신호 처리 모듈은, 상기 저장용 영상데이터가 출력되는 인터페이스에 의해 출력되는 영상 데이터가 한 프레임 기간을 넘는 경우, 다음 프레임의 시작을 나타내는 수직 동기 신호를 스킵하거나 지연하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  9. 이미지 센서, 영상신호 처리 모듈, 멀티미디어 응용처리 모듈 및 표시부를 구비하는 영상 처리 장치에서의 캡쳐 모드시의 영상 처리 방법으로서,
    상기 영상신호 처리 모듈이 상기 이미지 센서에 의해 수신된 원시영상을 압축부호화 처리한 저장용 영상데이터와 압축부호화 처리하지 않은 표시용 영상 데이터로 생성하는 영상데이터생성단계;
    상기 영상신호 처리 모듈이 상기 생성된 저장용 영상데이터와 상기 표시용 영상데이터를 서로 다른 인터페이스를 통하여 물리적으로 구분되는 멀티미디어 응용처리모듈로 동시에 병렬적으로 출력하는 영상데이터출력단계; 및
    상기 수신된 저장용 영상데이터와 표시용 영상데이터를 서로 다른 저장영역에 저장하고, 다음 프레임의 시작을 나타내는 신호가 입력되면 상기 표시용 영상데이터를 복호화 처리 없이 디스플레이하도록 제어하는 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 영상데이터생성단계는,
    상기 원시영상을 미리 설정된 저장용 영상 데이터의 사이즈에 맞게 스케일링 하는 스케일링단계; 및
    상기 스케일링단계에서 스케일링된 상기 영상 데이터를 압축 부호화하는 인코딩단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 영상데이터생성단계는,
    상기 원시영상을 표시부의 사이즈에 맞게 스케일링하는 표시영상스케일링단계;및
    상기 표시영상스케일링단계에서 스케일링된 상기 영상 데이터를 표시 영상 버퍼에 일시적으로 저장하는 버퍼저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 영상데이터출력단계는,
    상기 저장용 영상데이터와 표시용 영상데이터를 각각 별도의 데이터 스트리밍 인터페이스를 사용하여 출력함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 영상데이터출력단계는,
    상기 저장용 영상데이터를 데이터 스트리밍 인터페이스로서 YCbCr 8 bit 버스를 포함하는 저장 영상 출력 인터페이스를 사용하여 출력하며, 수평 동기 신호에 의해 상기 YCbCr 8 bit 버스를 통한 데이터 통신을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 영상데이터출력단계는,
    상기 표시용 영상데이터를 데이터 스트리밍 인터페이스로서 SPI(Serial Peripheral Interface) 인터페이스를 포함하는 저장 영상 출력 인터페이스를 사용하여 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시용 영상 데이터가 출력되는 출력 인터페이스는 상기 영상데이터출력단계에서 처리된 표시용 영상데이터가 일정량 이상 모이면 상기 멀티미디어 응용처리 모듈로 인터럽트 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 인터럽트 신호를 수신한 멀티미디어 응용처리 모듈이 SPI 통신을 행하여 상기 표시용 영상데이터를 입력받는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 이미지 센서에 의한 캡쳐 동작이 연속적으로 이루어지는 연속 캡쳐 모드인 경우, 상기 멀티미디어 응용처리 모듈은, 상기 연속 캡쳐 모드에 의한 연속적인 캡쳐가 완료되면, 상기 표시 영상 저장 영역에 연속적으로 저장된 영상을 모두 독출하여 다운 스케일링한 다음 상기 표시부의 한 화면에 모두 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 영상데이터출력단계에서 출력되는 영상 데이터가 한 프레임 기간을 넘는 경우, 다음 프레임의 시작을 나타내는 수직 동기 신호를 스킵하거나 지연하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  19. 제9항 내지 제12항 및 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에게 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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