KR100905082B1 - 이미지 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

이미지 처리 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 센서와 복수의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 이미지 센서로부터 픽셀 데이터들을 각각의 데이터 채널을 통해 입력받는 데이터 입력부; 상기 픽셀 데이터를 저장하는 메모리; 상기 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 미리 정해진 방법에 의해 라인 데이터를 생성하여 출력하는 입력 컨트롤러; 및 상기 입력 컨트롤러와 하나의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 입력 컨트롤러로부터 상기 라인 데이터를 입력받아 상응하는 영상 데이터로 변환하는 이미지 시그널 프로세서를 포함하는 이미지 프로세서 칩이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해, 이미지 센서에서 복수의 데이터 채널을 통해 출력되는 원시 영상 신호를 입력받아 안정적으로 처리할 수 있다.
Figure R1020070037511
이미지 프로세서, 이미지 센서, 촬상 장치, ISP

Description

이미지 처리 방법 및 장치{Method and device for processing image}
도 1은 일반적인 촬상 장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 베이어(Bayer) 모자이크 필터 패턴을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치의 블록 구성도.
도 4는 스캔 방식에 따른 CMOS 이미지 센서의 블록 구성도.
도 5는 종래의 이미지 센서에서 출력되는 원시 영상 신호를 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서에서 출력되는 원시 영상 신호를 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서와 이미지 처리부간의 연결을 예시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
310 : 이미지 센서
320 : 이미지 처리부
321 : 데이터 입력부
323 : 메모리
325 : 입력 컨트롤러
327 : 이미지 시그널 프로세서
본 발명은 데이터 처리에 관한 것으로, 보다 상세하게 복수의 데이터 채널을 통해 데이터를 출력하고 처리할 수 있는 데이터 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 소형 및 박형의 촬상 소자가 휴대 전화기나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 소형 및 박형의 휴대용 단말기에 탑재됨으로써, 휴대용 단말기가 촬상 장치로서 기능할 수 있다. 사용자는 휴대용 단말기를 이용하여 원격지로 음성 정보뿐만 아니라 화상 정보도 전송할 수 있다. 촬상 소자는 휴대 전화기나 PDA 뿐 아니라 MP3 플레이어 등의 휴대용 단말기에도 구비되어 다양한 장치에서 외부 영상을 전자적인 데이터로 보유할 수 있도록 구현된다.
이러한 촬상 장치에는 일반적으로 CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서나 CMOS(Complementary Metal-0xide Semiconductor)형 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자가 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 촬상 장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 2는 일반적인 베이어(Bayer) 모자이크 필터 패턴을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 외부 영상을 전기적인 데이터로 변환하여 표시부(150)에 디스플레이하는 촬상 장치는 이미지 센서(110), 이미지 시그널 프로세서(120, ISP(Image Signal Processor)), 백엔드 칩(130, Back-end chip), 베이스밴드 칩(140, Baseband Chip) 및 표시부(150)를 포함한다. 이외에, 촬상 장치는 변환된 전기적인 데이터를 저장하기 위한 메모리, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환기 등을 더 포함할 수 있다.
이미지 센서(110)는 일반적으로 베이어 패턴(Bayer Pattern)을 가지는 센서로서, 단위 화소별로 렌즈를 통해 입력된 빛의 양에 상응하는 원시 데이터(raw data)를 출력한다. 이미지 센서(110)에 노출된 이미지의 색상을 검출하기 위해, 이미지 센서(110)의 화소(pixel)는 컬러 필터의 색상을 제외한 모든 색상의 광 파장(light wavelength)을 흡수하는 각각의 컬러 필터로 덮여(cover)진다.
즉, 이미지 센서(110)로부터 컬러 정보를 획득하는 일반적인 방법은 이미지 센서(110)의 화소들 위에 컬러 필터 어레이(CFA, Color Filter Array)를 배치하는 것이다. 컬러 필터 어레이의 가장 일반적인 형태가 도 2에 도시된 베이어 모자이크(Bayer Mosaic) 필터이다. 베이어 모자이크 필터는 체커보드 형식(checkerboard like) 구조를 가지고, 교호하는 로우(row)의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B), 녹색(G) 필터로 구성된다. 적색과 녹색 필터는 2개의 녹색 필터가 인접 로우와 컬럼(column) 사이의 가장자리를 공유하지 못하도록 서로 오프셋(offset)되어 있다. 각 화소의 완전한 색상 정보를 얻기 위해서는 주변 화소의 색상 세기를 기반한 보간(interpolation)이 요구된다.
이미지 시그널 프로세서(120)는 이미지 센서(110)로부터 입력된 전기 신호(raw data)를 YUV값으로 변환하고, 변환된 YUV 값을 백엔드 칩(130)으로 입력한다. YUV방식은 사람의 눈이 색상보다는 밝기에 민감하다는 사실에 착안한 방식으로, 색을 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 구분한다. Y성분은 오차에 민감하므로 색상 성분인 U와 V보다 많은 비트를 코딩한다. 전형적인 Y:U:V의 비율은 4:2:2이다.
이미지 시그널 프로세서(120)는 변환한 YUV값을 FIFO에 순차적으로 저장시킴으로써 백엔드 칩(130)이 해당 정보를 입력받을 수 있도록 한다.
백엔드 칩(130)은 입력된 YUV값을 미리 지정된 인코딩 방법에 의해 JPEG나 BMP로 변환하여 메모리(도시되지 않음)에 저장하거나, 메모리에 저장된 인코딩된 이미지를 디코딩하여 표시부(150)에 디스플레이한다. 백엔드 칩(130)은 이미지의 확대, 축소, 로테이션 등의 기능도 수행할 수 있다. 물론, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스밴드 칩(140)이 백엔드 칩(130)으로부터 디코딩된 데이터를 입력받아 표시부(150)에 디스플레이할 수도 있다.
베이스밴드 칩(140)은 촬상 장치의 동작을 전반적으로 제어하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 키 입력부(도시되지 않음)를 통해 사용자로부터 촬상 명령이 입력되면 베이스밴드 칩(140)은 백엔드 칩(130)으로 이미지 생성 명령을 전송함으로써 백엔드 칩(130)이 입력된 외부 영상에 상응하는 인코딩된 데이터를 생성하도록 할 수도 있다.
표시부(150)는 백엔드 칩(130) 또는 베이스밴드 칩(140)의 제어에 의해 제공받은 디코딩된 데이터를 디스플레이한다.
촬상 장치에서 이미지 시그널 프로세서(120)를 통해 출력되는 영상 데이터 신호와 동기 신호(즉, 클럭 신호)는 유효 화소 판단 여부와 관계가 있다. 즉, 이미지 시그널 프로세서(120)와 이미지 시그널 프로세서(120)로부터 입력된 영상 데이터를 처리하는 후처리 프로세서(예를 들어, 백엔드 칩(130))간에는 동기 신호(클럭 신호) 유효 기간 동안 입출력될 영상 데이터의 개수와 순서가 미리 정해져 있다. 따라서, 이미지 시그널 프로세서(120)로부터 출력되는 영상 데이터와 동기 신호의 관계가 깨지는 경우, 후처리 프로세서는 전혀 다른 신호를 처리하게 된다.
일반적으로 이미지 센서(110)는 하나의 데이터 채널을 통해 생성된 원시 영상 신호를 이미지 시그널 프로세서(120)로 출력하였다. 따라서, 이미지 센서(110)가 복수의 데이터 채널을 통해 원시 영상 신호를 출력하는 경우, 후단에 연결되는 이미지 시그널 프로세서(120)는 복수의 데이터 채널을 통해 입력되는 원시 영상 신호를 입력받기 위해 변경되어야만 하는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 이미지 센서에서 복수의 데이터 채널을 통해 출력되는 원시 영상 신호를 입력받아 처리할 수 있는 이미지 처리 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 이미지 센서의 후단에 연결되는 후처리 프로세서의 변경 없이 복수의 채널을 통해 출력되는 원시 영상 신호를 처리할 수 있는 이미지 처리 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
이외의 본 발명의 목적들은 하기의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 이미지 센서와 복수의 데이터 채널을 통해 연결되어 각각의 데이터 채널을 통해 각각의 픽셀 데이터를 입력받아 처리할 수 있는 이미지 프로세서 칩 및 그 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 센서와 복수의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 이미지 센서로부터 픽셀 데이터들을 각각의 데이터 채널을 통해 입력받는 데이터 입력부; 상기 픽셀 데이터를 저장하는 메모리; 상기 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 미리 정해진 방법에 의해 라인 데이터를 생성하여 출력하는 입력 컨트롤러; 및 상기 입력 컨트롤러와 하나의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 입력 컨트롤러로부터 상기 라인 데이터를 입력받아 미리 정해진 형식에 상응하는 영상 데이터로 변환하는 이미지 시그널 프로세서를 포함하는 이미지 프로세서 칩이 제공될 수 있다.
상기 라인 데이터는 상기 독출된 픽셀 데이터들을 이용하여 미리 정해진 베 이어 패턴의 임의의 픽셀 행을 구성하는 픽셀 요소들에 상응하도록 조합된 픽셀 데이터일 수 있다.
상기 메모리는 n(임의의 자연수)개의 라인 메모리로 구성될 수 있다.
상기 이미지 센서는 각각의 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 임의의 픽셀 행의 특정 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하는 경우, 상기 데이터 입력부는 각 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 상기 픽셀 행의 제1 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 제1 라인 메모리에 기록하고, 제2 데이터 라인을 통해 상기 픽셀 행의 제2 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 제2 라인 메모리에 기록할 수 있다.
상기 입력 컨트롤러는 상기 제1 라인 메모리 및 상기 제2 라인 메모리에 기록된 픽셀 데이터를 각각 독출하여 상기 라인 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
상기 이미지 센서가 각각의 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 임의의 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터를 출력하는 경우, 상기 데이터 입력부는 각 데이터 채널을 통해 입력된 픽셀 데이터를 각각의 라인 메모리에 기록하되, 상기 입력 컨트롤러는 라인 메모리 단위로 픽셀 데이터를 독출하여 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 피사체에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 복수의 데이터 채널을 통해 연결되며, 이미지 센서와 복수의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 이미지 센서로부터 상기 복수의 데이터 채널을 통해 하나 이상의 픽셀 데이터를 입력받는 데이터 입력부; 상기 픽셀 데이터를 저장하는 메모리; 상기 하나 이상의 픽셀 데이터를 독출하여 미 리 정해진 형식에 의해 라인 데이터를 생성하여 출력하는 입력 컨트롤러; 및 상기 입력 컨트롤러와 하나의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 데이터 채널을 통해 상기 라인 데이터를 입력받아 미리 정해진 형식에 상응하는 영상 데이터로 변환하는 이미지 시그널 프로세서를 포함하는 이미지 처리 장치가 제공될 수 있다.
상기 라인 데이터는 상기 독출된 픽셀 데이터들을 이용하여 미리 정해진 베이어 패턴의 임의의 픽셀 행을 구성하는 픽셀 요소들에 상응하도록 조합된 픽셀 데이터일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 데이터 채널을 통해 이미지 센서와 연결된 이미지 프로세서 칩이 데이터를 처리하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 프로세서 칩에서 데이터를 처리하는 방법에 있어서, 이미지 센서로부터 복수의 데이터 채널을 통해 픽셀 데이터들을 입력받아 저장하는 단계; 상기 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 미리 정해진 방법에 따라 라인 데이터를 생성하여 하나의 데이터 채널을 통해 출력하는 단계; 및 상기 라인 데이터를 미리 정해진 형식에 상응하는 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 데이터 처리 방법이 제공될 수 있다.
상기 라인 데이터는 상기 독출된 픽셀 데이터들을 이용하여 미리 정해진 베이어 패턴의 임의의 픽셀 행을 구성하는 픽셀 요소들에 상응하도록 조합된 픽셀 데이터일 수 있다.
이미지 센서로부터 복수의 데이터 채널을 통해 픽셀 데이터를 입력받아 저장 하는 단계는, 각 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 임의의 픽셀 행의 제1 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 저장하는 단계; 및 제2 데이터 라인을 통해 상기 픽셀 행의 제2 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 미리 정해진 방법에 따라 라인 데이터를 생성하여 하나의 데이터 채널을 통해 출력하는 단계는, 상기 저장된 제1 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 독출하는 단계; 상기 저장된 제2 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 독출하는 단계; 및 상기 독출된 픽셀 데이터들을 미리 정해진 방법에 따라 교호적으로 머지하여 상기 라인 데이터를 생성하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필 요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치의 블록 구성도이고, 도 4는 스캔 방식에 따른 CMOS 이미지 센서의 블록 구성도이며, 도 5는 종래의 이미지 센서에서 출력되는 원시 영상 신호를 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서에서 출력되는 원시 영상 신호를 예시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서와 이미지 처리부간의 연결을 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 처리 장치(310)는 이미지 센서(310) 및 이미지 처리부(320)를 포함하여 구성된다. 이하에서 설명되는 이미지 처리부(320)는 하나의 칩으로 형성될 수 있다.
이미지 센서(310)는 렌즈를 통해 입사되는 광학적 피사체의 신호를 전기적인 신호로 변환하여(이하, 이와 같이 피사체에 상응하여 변환된 신호를 이해와 설명의 편의를 위해 "픽셀 데이터"라 칭하기로 함) 이미지 처리부(320)로 출력하는 기능을 수행한다.
또한, 전술한 바와 같이, 이미지 센서(310)는 CCD 또는 CMOS 센서와 같이 복수의 단위 픽셀이 행(row) 또는 열(column)을 따라 배치된 픽셀 어레이를 포함하며, 각 단위 픽셀은 피사체의 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 광전 변환 소자(예를 들어, 포토 다이오드)를 포함한다.
우선, 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해, 도 4를 참조하여 이미지 센 서(310)의 내부 구성에 대해 간략하게 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(310)는 픽셀 어레이(410), 로우 디코더(420), CDS 및 ADC(Correlated Double Sampling & Analog Digital Converter)(430) 및 칼럼 디코더(440)를 포함한다.
픽셀 어레이(410)는 로우 어드레스(row address)를 지정할 로우 디코더(420)가 픽셀 어레이(410)의 일방향에 배치되며, 이와 직각 방향으로 픽셀 데이터를 수신하며, 픽셀들의 칼럼 어드레스를 지정할 칼럼 디코더(440)가 배치된다.
로우 디코더(420)는 다수의 게이트로 구성되는 복수의 로우 디코더 셀로 구성되며, 로우 디코더 셀은 어드레스 인입선, 전송 신호 인입선, 선택 신호 인입선 및 리셋 신호 인입선을 통해 입력 신호를 전달 받으며, 리셋 신호 인입선을 통해 인입되는 리셋 신호 및 어드레스 신호 인입선을 통해 인입되는 어드레스 신호에 따라 생성되는 리셋 게이트 신호를 출력하는 리셋 게이트 신호 출력부, 선택 신호 인입선을 통해 인입되는 선택 신호 및 어드레스 신호 인입선을 통해 인입되는 어드레스 신호에 따라 생성되는 선택 게이트 신호를 출력하는 선택 게이트 신호 출력부 및 전송 신호 인입선을 통해 인입되는 전송 신호를 출력하는 전송 신호 출력선을 통해 출력 신호를 출력한다.
보다 상세하게, 이미지 센서(310)로부터 데이터를 추출하는 과정은 로우 디코더(420)에서 특정 픽셀 행(row)를 선택한 후 칼럼 디코더(440)에서 선택된 행에서의 각 픽셀에 대한 데이터를 추출한 후, 각 픽셀 데이터를 증폭하여 출력한다. 픽셀 어레이(410)의 전체 픽셀에 대해서 이와 같은 방법으로 데이터가 추출된다.
이와 같이 추출된 픽셀 데이터는 아날로그 형태의 데이터이며, CDS 및 ADC부(430)에 의해 디지털 데이터로 변환되고 샘플링되어 출력된다.
즉, 이미지 센서(310)는 픽셀 데이터 및 해당 픽셀 데이터에 동기화된 동기 신호들(예를 들어, 클럭 신호(PCLK), 수직 동기 신호(VSYNC), 유효 데이터 인에이블 신호(HREF))을 생성하여 이미지 처리부(320)로 출력한다.
여기서, 클럭 신호(PCLK)는 이미지 센서(210)에서 출력되는 픽셀 데이터의 획득을 위한 동기 신호이며, 수직 동기 신호(VSYNC)는 각각의 프레임(frame)에 따른 데이터를 식별하기 위한 동기 신호이고, 유효 데이터 인에이블 신호(HREF)는 각각의 유효 구간(즉, 각각의 라인(line)) 동안 출력되는 데이터를 식별하기 위한 동기 신호이다.
다시 도 3을 참조하면, 이미지 센서(310)는 픽셀 데이터를 출력하기 위한 복수의 데이터 채널(예를 들어, 제1 데이터 채널(330), 제2 데이터 채널(335)), 동기 신호들을 출력하기 위한 복수의 신호선들(예를 들어, 클럭 신호를 출력하기 위한 제1 클럭 신호선, 수직 동기 신호를 출력하기 위한 제2 클럭 신호선, 유효 데이터 인에이블 신호를 출력하기 위한 제3 클럭 신호선)을 통해 이미지 처리부(320)와 연결된다. 즉, 이미지 센서(310)는 복수의 데이터 채널(즉, 제1 데이터 채널(330), 제2 데이터 채널(335))을 통해 하나 이상의 픽셀 데이터를 이미지 처리부(320)로 출력한다. 도 8에 셋 이상의 데이터 채널을 통해 이미지 센서(310)와 이미지 처리부(320)가 연결된 예가 예시되어 있다.
예를 들어, 이미지 센서(310)는 도 4에 예시된 바와 같은 픽셀 어레이(410) 를 포함하고 있으며, 데이터 채널이 두개라고 가정하면, 제1 데이터 채널(330)의 제1 데이터 라인을 통해 제1 픽셀 행의 R 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 이미지 처리부(320)로 출력할 수 있다. 그리고, 이미지 센서(310)는 제1 데이터 채널(330)의 제2 데이터 라인을 통해 제1 픽셀 행의 G 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 이미지 처리부(320)로 출력할 수 있다. 또한, 이미지 센서(310)는 제2 데이터 채널(335)의 제1 데이터 라인을 통해 제2 픽셀 행의 G 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 이미지 처리부(320)로 출력할 수 있으며, 제2 데이터 채널(335)의 제2 데이터 라인을 통해 제2 픽셀 행의 B 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 이미지 처리부(320)로 출력할 수 있다. 도 6에 이미지 센서(310)가 임의의 픽셀 행의 특정 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 각 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 출력한 예가 예시되어 있다.
다른 예를 들어, 이미지 센서(310)는 임의의 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터들을 각각 데이터 채널을 통해 이미지 처리부(320)로 각각 출력할 수도 있다.
또 다른 예를 들어, 이미지 센서(310)는 제1 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 제1 픽셀 행의 R 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들 및 제2 픽셀 행의 B 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력할 수 있다. 그리고, 해당 제1 데이터 채널의 제2 데이터 라인을 통해 제1 픽셀 행 및 제2 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력할 수도 있다.
또 다른 예를 들어, 이미지 센서(310)는 제1 데이터 채널을 통해 제1 픽셀 행 및 제3 픽셀 행의 R 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하고, 제2 데이 터 채널을 통해 제2 픽셀 행 및 제4 픽셀 행의 B 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하며, 제3 및 제4 데이터 채널을 통해 제1 픽셀 행 내지 제4 픽셀 행의 G 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하도록 할 수도 있다.
보다 상세하게, 이미지 센서(310)는 제1 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 제1 픽셀 행의 R 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하고, 제2 데이터 라인을 통해 제3 픽셀 행의 R 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하며, 제2 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 제2 픽셀 행의 B 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하고, 제2 데이터 라인을 통해 제4 픽셀 행의 B 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하도록 할 수 있다. 또한, 이미지 센서(310)는 제3 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 제1 픽셀 행의 G 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하고, 제2 데이터 라인을 통해 제2 픽셀 행의 G 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하며, 제4 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 제3 픽셀 행의 G 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하며, 제2 데이터 라인을 통해 제4 픽셀 행의 G 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하도록 할 수 있다.
이해의 편의를 도모하기 위해 종래의 이미지 센서가 픽셀 데이터를 출력하는 방법을 간략하게 설명하면, 종래의 이미지 센서는 하나의 데이터 채널을 통해 이미지 프로세서(미도시)와 연결된다. 이로 인해, 이미지 센서는 픽셀 어레이의 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터들을 하나의 데이터 채널을 통해 이미지 프로세서로 출력하였다.
다시 도 3을 참조하면, 이미지 처리부(320)는 픽셀 데이터를 입력받기 위한 복수의 데이터 채널(예를 들어, 제1 데이터 채널(330), 제2 데이터 채널(335)), 해당 픽셀 데이터에 동기화된 동기 신호들을 입력받기 위한 동기 신호선들을 통해 이미지 센서(310)와 연결된다. 즉, 이미지 처리부(320)는 복수의 데이터 채널을 통해 이미지 센서(310)로부터 픽셀 데이터들을 입력받아 미리 정해진 형식에 상응하는 영상 데이터로 변환하는 기능을 수행한다.
도 3에 예시된 바와 같이, 이미지 처리부(320)는 데이터 입력부(321), 메모리(323), 입력 컨트롤러(325) 및 이미지 시그널 프로세서(327)를 포함한다.
데이터 입력부(321)는 이미지 센서(310)로부터 픽셀 데이터 및 해당 픽셀 데이터에 동기화된 동기 신호들을 입력받고, 해당 동기 신호들을 이용하여 복수의 데이터 채널(즉, 제1 데이터 채널(330), 제2 데이터 채널(335))을 통해 입력되는 픽셀 데이터를 획득하여 메모리(323)에 저장한다. 본 명세서에서는 이미지 센서(310)와 이미지 처리부(320)가 두개의 데이터 채널을 통해 연결된 것을 중점으로 설명하나 구현 방법에 따라 둘 이상의 데이터 채널을 통해 연결되어 픽셀 데이터를 입력받을 수도 있음은 당연하다. 도 8에 둘 이상의 데이터 채널(즉, 제1 데이터 채널(810a), 제2 데이터 채널(810b), …, 제n 데이터 채널(810n)을 통해 이미지 센서(310)와 데이터 입력부(321)가 연결된 것이 예시되어 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, 이미지 센서(310)와 데이터 입력부(321)가 n개의 데이터 채널을 통해 연결된 경우, 데이터 입력부(321)는 제1 데이터 채널(810a)을 통해 제1 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받고, 제2 데이터 채널(810b)을 통해 제2 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받으며, 제n 데이터 채널(810n)을 통해 제n 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 메모리(323)에 저장할 수 있다.
즉, 데이터 입력부(321)는 각 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 입력된 픽셀 데이터들을 순차적으로 메모리(323)에 기록할 수 있다.
예를 들어, 메모리(323)가 n개의 라인 메모리(line memory)로 구성되어 있다고 가정하면, 데이터 입력부(321)는 각 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 입력된 픽셀 데이터들을 각각의 라인 메모리에 기록할 수 있다.
메모리(323)는 데이터 입력부(321)로부터 입력된 픽셀 데이터를 저장한다. 메모리(323)는 n(임의의 자연수, 예를 들어, 1 내지 한 프레임의 라인 수 중 임의의 개수)개의 라인 메모리(line memory)로 구성될 수 있다.
예를 들어, n개의 라인 메모리를 포함한다고 가정하면, 특정 프레임의 임의의 라인의 특정 픽셀 요소는 제1 라인 메모리에 순차적으로 저장될 수 있으며, 해당 라인의 다른 픽셀 요소는 제2 라인 메모리에 순차적으로 저장될 수 있다. 즉, 하나의 라인에 상응하는 픽셀 데이터는 2개의 라인 메모리에 저장될 수 있다. 데이터 입력부(321)에 의해 출력되는 픽셀 데이터는 기존 저장된 라인 메모리에 오버라이트(overwrite)되어 저장될 수 있다. 여기서, 기저장된 데이터는 새로 입력된 픽셀 데이터에 의해 오버라이트되기 전에 입력 컨트롤러(325)의 제어에 의해 이미지 시그널 프로세서(327)로 출력될 수도 있음은 당연하다.
입력 컨트롤러(325)는 메모리(323)에 기록된 하나 이상의 픽셀 데이터를 독 출하여 미리 정해진 방법에 상응하여 라인 데이터를 생성하여 이미지 시그널 프로세서(327)로 출력한다. 즉, 입력 컨트롤러(325)는 복수의 데이터 채널을 통해 입력되는 픽셀 데이터들을 하기에서 설명되는 이미지 시그널 프로세서(327)에서 처리 가능한 형식으로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다.
여기서, 미리 정해진 방법은 이미지 센서(310)에서 복수의 데이터 채널을 통해 출력되어 저장된 픽셀 데이터를 이미지 시그널 프로세서(327)에서 처리 가능한 픽셀 데이터의 형식으로 변환하는 방법으로, 예를 들어, 이미지 센서(310)이 구비한 픽셀 어레이(410)에 상응하는 베이어 패턴에 상응하도록 재조합 하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 "라인 데이터"는 픽셀 어레이(410)의 베이어 패턴의 픽셀 행에 포함된 픽셀 요소들에 상응하여 재조합된 픽셀 데이터들인 것으로 정의하기로 한다. 또한, 픽셀 행은 픽셀 어레이(410)의 각각의 로우(row)이며, 픽셀 요소는 임의의 로우(row)를 구성하는 각각의 구성 요소인 것으로 정의하기로 한다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 제1 픽셀 행은 R 픽셀 요소 및 G 픽셀 요소가 교번으로 위치하여 구성되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 입력 컨트롤러(325)가 이미지 센서(310)에서 복수의 데이터 채널을 통해 임의로 출력된 픽셀 데이터들을 이용하여 라인 데이터를 생성하기 위해서는 이미지 센서(310)가 구비한 픽셀 어레이(410)의 베이어 패턴의 정보를 저장하고 있을 수 있음은 당연하다.
또한, 이미지 센서(310)의 각각의 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 입력된 픽셀 데이터들은 메모리(323)에 미리 정해진 순서대로 저장되므로, 입력 컨트롤러(325)는 메모리(323)에 저장된 픽셀 데이터의 위치에 상응하여 해당 픽셀 데이터가 베이어 패턴의 어느 픽셀 행의 어느 픽셀 요소에 위치하는지에 대한 정보를 알 수 있다.
예를 들어, 입력 컨트롤러(325)는 이미지 센서(310)로부터 복수의 데이터 채널을 통해 입력되어 메모리(323)에 저장된 하나 이상의 픽셀 데이터들을 독출하여 베이어 패턴의 임의의 픽셀 행의 픽셀 요소들에 상응하도록 픽셀 데이터들을 조합하여 라인 데이터를 생성하여 이미지 시그널 프로세서(327)로 출력할 수 있다.
즉, 입력 컨트롤러(325)는 복수의 데이터 채널을 통해 임의의 형식으로 입력되어 메모리(323)에 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 이미지 시그널 프로세서(327)에서 처리 가능한 형식으로 변환하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 입력 컨트롤러(325)는 메모리(323)에 기록된 픽셀 데이터를 독출하여 미리 정해진 베이어 패턴에 상응하도록 각 라인 단위의 라인 데이터를 생성하여 이미지 시그널 프로세서(327)로 출력할 수 있다. 즉, 제1 라인 메모리에 임의의 특정 픽셀 행의 R 픽셀 요소들이 저장되어 있으며, 제2 라인 메모리에 해당 픽셀 행의 G 픽셀 요소들이 저장되어 있다고 가정하자. 이미지 시그널 프로세서(327)는 특정 픽셀 행의 라인 단위에 상응하여 픽셀 데이터들을 입력받아 처리하므로, 입력 컨트롤러(325)는 제1 라인 메모리 및 제2 라인 메모리의 픽셀 데이터를 독출하여 이미지 시그널 프로세서(327)에서 입력 가능한 라인 데이터를 생성하여 출력한다.
예를 들어, 입력 컨트롤러(325)는 제1 라인 메모리 및 제2 라인 메모리에 기 록된 데이터를 화소 단위로 교호(交互)적으로 독출하여 머지함으로써 라인 데이터를 생성할 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(327)는 입력 컨트롤러(325)로부터 입력된 라인 데이터를 미리 정해진 방법에 따라 변환하여 출력한다. 예를 들어, 이미지 시그널 프로세서(327)는 라인 데이터를 YUV 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 이하, 이해와 설명의 편의를 위해 이미지 시그널 프로세서(327)가 입력 컨트롤러(325)로부터 입력된 라인 데이터를 미리 정해진 방법에 의해 이미지 프로세싱(image processing)하여 생성된 데이터를 "영상 데이터"라 칭하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 이미지 처리부(320)가 이미지 센서(310)로부터 복수의 데이터 채널(즉, 제1 데이터 채널(330), 제2 데이터 채널(335))을 통해 픽셀 데이터를 각각 입력받아 이미지 시그널 프로세서(327)에서 처리 가능한 라인 데이터의 형식으로 변환하는 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
단계 710에서 이미지 센서(310)는 광학적 피사체의 신호에 상응하는 픽셀 데이터를 생성하여 복수의 데이터 채널을 통해 데이터 입력부(321)로 출력한다. 그리고, 이미지 센서는 해당 픽셀 데이터에 동기화된 동기 신호들을 동기 신호선을 이용하여 데이터 입력부(321)로 출력한다.
예를 들어, 이미지 센서(310)는 픽셀 어레이(410)의 임의의 픽셀 행의 특정 픽셀 요소(예를 들어, "R 픽셀 요소")에 상응하는 픽셀 데이터들을 제1 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 데이터 입력부(321)로 출력할 수 있다. 또한, 이미지 센서(310)는 해당 픽셀 행의 다른 픽셀 요소(예를 들어, "G 픽셀 요소")에 상응하는 픽셀 데이터들을 제1 데이터 채널의 제2 데이터 라인을 통해 데이터 입력부(321)로 출력할 수 있다. 여기서, 이미지 센서(310)는 각각의 픽셀 데이터들에 동기화된 동기 신호들을 동기 신호선을 통해 데이터 입력부(321)로 출력할 수도 있음은 당연하다.
단계 715에서 데이터 입력부(321)는 각 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 입력된 각각의 픽셀 데이터들을 입력받아 메모리(323)에 저장한다.
예를 들어, 데이터 입력부(321)는 이미지 센서(310)로부터 동기 신호들 및 픽셀 데이터들을 입력받으며, 해당 동기 신호들을 이용하여 각각의 픽셀 데이터들을 획득하여 메모리(323)에 저장할 수 있다. 제1 데이터 채널(330)의 제1 데이터 라인을 통해 입력된 픽셀 데이터들은 제1 라인 메모리(323)에 저장할 수 있으며, 제1 데이터 채널(330)의 제2 데이터 라인을 통해 입력된 픽셀 데이터들은 제2 라인 메모리(323)에 저장할 수 있다.
단계 720에서 입력 컨트롤러(325)는 메모리(323)에 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 미리 정해진 방법에 따라 라인 데이터를 생성하여 하나의 데이터 채널을 통해 이미지 시그널 프로세서(327)로 출력한다.
예를 들어, 입력 컨트롤러(325)는 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 도 3에서 예시된 픽셀 어레이의 베이어 패턴의 임의의 픽셀 행에 상응하여 라인 데이터를 생성할 수 있다. 이를 위해, 입력 컨트롤러(325)는 베이어 패턴의 정보를 미리 저장하고 있을 수도 있음은 당연하다.
단계 725에서 이미지 시그널 프로세서(327)는 입력 컨트롤러(325)로부터 입력된 라인 데이터를 미리 정해진 형식에 상응하여 영상 데이터로 변환한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이미지 처리 방법 및 장치를 제공함으로써, 이미지 센서에서 복수의 데이터 채널을 통해 출력되는 원시 영상 신호를 입력받아 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이미지 센서의 후단에 연결되는 후처리 프로세서의 변경 없이 복수의 채널을 통해 출력되는 원시 영상 신호를 처리할 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 (12)

  1. 이미지 센서와 복수의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 이미지 센서로부터 픽셀 데이터들을 각각의 데이터 채널을 통해 입력받는 데이터 입력부;
    상기 픽셀 데이터를 저장하는 메모리;
    상기 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여, 상기 독출된 픽셀 데이터들을 이용하여 미리 정해진 베이어 패턴의 임의의 픽셀 행을 구성하는 픽셀 요소들에 상응하도록 조합된 픽셀 데이터인 라인 데이터를 생성하여 출력하는 입력 컨트롤러; 및
    상기 입력 컨트롤러와 하나의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 입력 컨트롤러로부터 상기 라인 데이터를 입력받아 상응하는 영상 데이터로 변환하는 이미지 시그널 프로세서를 포함하는 이미지 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메모리는 n(임의의 자연수)개의 라인 메모리로 구성되는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 각각의 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 임의의 픽셀 행의 특정 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하는 경우,
    상기 데이터 입력부는 각 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 상기 픽셀 행의 제1 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 제1 라인 메모리에 기록하고, 제2 데이터 라인을 통해 상기 픽셀 행의 제2 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 제2 라인 메모리에 기록하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 입력 컨트롤러는 상기 제1 라인 메모리 및 상기 제2 라인 메모리에 기록된 픽셀 데이터를 각각 독출하여 상기 라인 데이터를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 이미지 센서가 각각의 데이터 채널의 각각의 데이터 라인을 통해 임의의 픽셀 행에 상응하는 픽셀 데이터를 출력하는 경우,
    상기 데이터 입력부는 각 데이터 채널을 통해 입력된 픽셀 데이터를 각각의 라인 메모리에 기록하되,
    상기 입력 컨트롤러는 라인 메모리 단위로 픽셀 데이터를 독출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  7. 이미지 프로세서 칩에서 데이터를 처리하는 방법에 있어서,
    이미지 센서로부터 복수의 데이터 채널을 통해 픽셀 데이터들을 입력받아 저장하는 단계;
    상기 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여, 상기 독출된 픽셀 데이터들을 이용하여 미리 정해진 베이어 패턴의 임의의 픽셀 행을 구성하는 픽셀 요소들에 상응하도록 조합된 픽셀 데이터인 라인 데이터를 생성하여 하나의 데이터 채널을 통해 출력하는 단계; 및
    상기 라인 데이터를 미리 정해진 형식에 상응하는 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 데이터 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    이미지 센서로부터 복수의 데이터 채널을 통해 픽셀 데이터를 입력받아 저장하는 단계는,
    각 데이터 채널의 제1 데이터 라인을 통해 임의의 픽셀 행의 제1 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 저장하는 단계; 및
    제2 데이터 라인을 통해 상기 픽셀 행의 제2 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 입력받아 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 저장된 픽셀 데이터들을 독출하여 미리 정해진 방법에 따라 라인 데이터를 생성하여 하나의 데이터 채널을 통해 출력하는 단계는,
    상기 저장된 제1 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 독출하는 단계;
    상기 저장된 제2 픽셀 요소에 상응하는 픽셀 데이터들을 독출하는 단계; 및
    상기 독출된 픽셀 데이터들을 미리 정해진 방법에 따라 교호적으로 머지하여 상기 라인 데이터를 생성하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이 터 처리 방법.
  11. 피사체에 상응하는 픽셀 데이터들을 출력하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서와 복수의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 이미지 센서로부터 상기 복수의 데이터 채널을 통해 하나 이상의 픽셀 데이터를 입력받는 데이터 입력부;
    상기 픽셀 데이터를 저장하는 메모리;
    상기 하나 이상의 픽셀 데이터를 독출하여, 상기 독출된 픽셀 데이터들을 이용하여 미리 정해진 베이어 패턴의 임의의 픽셀 행을 구성하는 픽셀 요소들에 상응하도록 조합된 픽셀 데이터인 라인 데이터를 생성하여 출력하는 입력 컨트롤러; 및
    상기 입력 컨트롤러와 하나의 데이터 채널을 통해 연결되며, 상기 데이터 채널을 통해 상기 라인 데이터를 입력받아 상응하는 영상 데이터로 변환하는 이미지 시그널 프로세서를 포함하는 이미지 처리 장치..
  12. 삭제
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