KR100907465B1 - 이미지 신호의 처리 방법 및 이를 수행하는 신호 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

촬상된 이미지 신호를 처리하는 프로세서의 처리 부하를 경감시키고 촬상된 이미지 신호를 실시간으로 처리하여 표시할 수 있는 이미지 신호의 처리 방법 및 이를 수행하는 신호 처리 장치가 개시된다. 먼저, 제1 이미지 프레임에 대한 제1 이미지 처리를 수행하여 제1 이미지 데이터를 생성하고, 동시에 제1 이미지 프레임에 대한 제2 이미지 처리를 수행하여 제2 이미지 데이터를 생성한다. 이후, 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터를 순차적으로 출력하고, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력을 방지하고 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 제2 이미지 프레임을 입력받는다. 따라서, 수직 동기 신호를 생략하지 않아도 소정 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터 및 썸네일 이미지 데이터를 순차적으로 출력할 수 있고, 이로 인해 프레임 전송율(frame rate)을 향상시킬 수 있다.
Figure R1020070140704
촬상, 이미지 시그널 프로세서, JPEG, 인코더, 썸네일

Description

이미지 신호의 처리 방법 및 이를 수행하는 신호 처리 장치{Method For Processing Of Imaging Signal And Signal Processor Perfoming The Same}
본 발명은 신호 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촬상된 이미지를 처리하는 신호 처리 장치에서 수행될 수 있는 이미지 신호 처리 방법 및 이를 수행하는 신호 처리 장치에 관한 것이다.
최근 대용량의 화소를 구비한 촬상 소자가 핸드폰, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 휴대용 단말기에 탑재되면서 휴대용 단말기를 통해서도 전용 디지털 카메라와 대등한 품질의 이미지나 동영상을 촬영할 수 있게 되었다.
도 1은 일반적인 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 휴대용 단말기에 탑재되는 촬상 장치는 이미지 센서(11), 이미지 시그널 프로세서(Image Signal Processor)(13), 백엔드 프로세서(Back-end processor)(15), 메모리(17) 및 디스플레이부(19)로 구성된다.
이미지 센서(11)는 베이어 패턴(Bayer Pattern)을 가지는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-0xide Semiconductor) 이미지 센 서로 구성되고 단위 픽셀별로 렌즈를 통해 입력된 빛의 양에 상응하는 전기 신호를 출력한다.
이미지 시그널 프로세서(13)는 이미지 센서(11)로부터 입력된 전기 신호(raw data)를 YUV 값으로 변환하고, 변환된 YUV 값을 백엔드 프로세서(15)에 제공한다. YUV 방식은 사람의 눈이 색상보다는 밝기에 민감하다는 사실을 이용한 방식으로, 색을 밝기(Luminance) 성분인 Y성분과 색차(Chrominance) 성분인 U와 V성분으로 구분한다. Y성분은 오차에 민감하므로 색상 성분인 U와 V보다 많은 비트로 인코딩되고 전형적인 Y:U:V의 비율은 4:2:2 이다.
백엔드 프로세서(15)는 입력된 YUV값을 미리 지정된 인코딩 방법에 의해 JPEG(Joint Photographic Experts Group) 포맷의 이미지로 변환하여 메모리(17)에 저장하거나 JPEG 포맷으로 인코딩된 이미지를 디코딩하여 디스플레이부에 제공함으로써 촬영된 이미지가 표시되도록 한다. 또한, 백엔드 프로세서(15)는 메모리(17)에 저장된 JPEG 포맷의 이미지를 독출하여 디코딩한 후 썸네일(thumbnail) 이미지를 생성하여 디스플레이부(19)에 제공하거나, 생성된 썸네일 이미지를 메모리(17)에 저장한다.
디스플레이부(19)는 백엔드 프로세서(15)로부터 제공된 디코딩된 이미지 신호 또는 썸네일 이미지 신호를 제공받고 이를 표시한다.
일반적으로 촬상 장치를 통해 촬영된 이미지를 곧바로 확인하거나, 메모리에 저장된 복수의 이미지를 독출하여 표시할 때 저장부에 저장된 이미지를 신속하게 독출하고 사용자가 표시를 원하는 이미지를 신속하게 선택할 수 있도록 하기 위해 촬영된 원본 이미지를 소정 크기로 축소한 썸네일 이미지(축소화상)가 사용된다.
썸네일 이미지는 촬영된 이미지의 표시를 지시하는 이벤트 등과 같이 특정 이벤트가 발생하는 경우에 생성된다. 예를 들어, 촬영된 이미지의 표시를 지시하는 이벤트가 발생하면 JPEG 포맷으로 인코딩되어 저장된 이미지가 저장부로부터 독출되고, 독출된 이미지는 디코딩된 후 기설정된 크기로 축소(scaling)되어 썸네일 이미지가 생성되고 생성된 썸네일 이미지가 디스플레이부를 통해 표시된다. 또한, 생성된 썸네일 이미지는 JPEG 포맷으로 인코딩된 후 저장부에 저장될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 촬상 장치를 구비한 휴대용 단말기에서 상술한 바와 같은 썸네일 이미지 생성 과정은 백엔드 프로세서 또는 멀티미디어 프로세서에 의해 수행된다.
그러나, 최근에는 이미지 센서가 대용량의 화소를 구비하고 있기 때문에 촬영된 이미지의 데이터 용량이 크다. 따라서, 메모리에 저장된 JPEG 포맷의 이미지를 디코딩하여 썸네일 이미지를 생성하는 프로세서의 처리 부하가 커지게 되고 이로 인해 썸네일 이미지의 생성 속도가 현저하게 느려지고, 생성된 썸네일 이미지 품질이 저하되는 단점이 있다.
또한, JPEG 포맷으로 인코딩된 이미지로부터 썸네일 이미지를 생성하기 위해서는 JPEG 포맷으로 인코딩된 데이터를 디코딩한 후 디코딩된 데이터를 먼저 메모리에 저장하여야 한다. 디코딩된 데이터는 JPEG으로 인코딩된 데이터에 비해 적어도 두 배 이상의 용량을 가지게 된다. 따라서, 용량이 작은 메모리를 구비하는 일반적인 휴대용 단말기를 고려할 때 상기와 같은 썸네일 이미지 생성 방법은 메모리 부족 현상을 초래하여 정상적으로 수행될 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 촬상된 이미지 신호를 처리하는 프로세서의 처리 부하를 경감시키고 촬상된 이미지 신호를 실시간으로 처리하여 표시할 수 있는 촬상된 이미지 신호의 처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 촬상된 이미지 신호의 처리 방법을 수행하는 신호 처리 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이미지 신호의 처리 방법은, 제1 이미지 프레임에 대한 제1 이미지 처리를 수행하여 제1 이미지 데이터를 생성하는 단계와, 상기 제1 이미지 프레임에 대한 제2 이미지 처리를 수행하여 제2 이미지 데이터를 생성하는 단계와, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터를 순차적으로 출력하는 단계 및 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력을 방지하고 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 상기 제2 이미지 프레임을 입력받는 단계를 포함한다. 상기 제1 이미지 프레임에 대한 제1 이미지 처리를 수행하여 제1 이미지 데이터를 생성하는 단계는, 상기 제1 이미지 프레임을 스케일링(scaling)하여 축소된 상기 제1 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 상기 제1 이미지 프레임에 대한 제2 이미지 처리를 수행하여 제2 이미지 데이터를 생성하는 단계는, 상기 제1 이미지 프레임을 인코딩하여 소정 포맷으로 압축된 상기 제2 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터를 순차적으로 출력하는 단계는, 제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터를 출력하는 단계와, 상기 제2 이미지 데이터를 저장하는 단계 및 상기 제1 이미지 데이터의 출력이 완료되면 상기 저장된 제2 이미지 데이터를 독출하여 상기 제1 이미지 데이터의 이후에 순차적으로 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 상기 제2 이미지 프레임을 입력받는 단계는, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터의 출력이 완료되면 수직 동기 신호를 새로 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 상기 제2 이미지 프레임을 입력받는 단계는, 제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 순차적으로 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력 동기 신호인 제2 수직 동기 신호가 생성되면, 상기 제2 이미지 데이터의 출력 완료를 지시하는 수직 동기 신호에 상응하도록 상기 제2 수직 동기 신호를 지연시킴으로써 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 촬상된 이미지 신호의 처리 방법을 수행하는 신호 처리 장치는 제1 이미지 프레임에 대한 제1 이미지 처리를 수행하여 제1 이미지 데이터를 생성하는 제1 신호 처리부와, 상기 제1 이미지 프레임에 대한 제2 이미지 처리를 수행하여 제2 이미지 데이터를 생성하는 제2 신호 처리부와, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터를 순차적으로 출력하는 출력 제어부 및 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력을 방지하고, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 상기 제2 이미지 프레임이 입력되도록 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 신호 처리 장치는 상기 이미지 센서로부터 상기 제1 이미지 프레임을 제공받고 소정의 전처리를 수행한 후 상기 제1 신호 처리부 및 상기 제2 신호 처리부에 제공하는 전처리부 및 상기 제어부의 제어에 기초하여 상기 제2 이미지 데이터가 저장되는 프레임 메모리를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터는 상기 출력 제어부에 제공하고, 상기 제2 이미지 데이터는 상기 프레임 메모리에 저장되도록 제어할 수 있다. 상기 출력 제어부는 제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터를 출력한 후 저장된 상기 제2 이미지 데이터를 독출하여 상기 제1 이미지 데이터의 다음에 순차적으로 출력한 후, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터의 출력이 완료되면 수직 동기 신호를 새로 생성할 수 있다. 상기 제어부는 제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 순차적으로 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력 동기 신호인 제2 수직 동기 신호가 생성되면, 상기 제2 이미지 데이터의 출력 완료를 지시하는 수직 동기 신호에 상응하도록 상기 제2 수직 동기 신호를 지연시킴으로써 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력을 방지할 수 있다. 상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 이미지 프레임을 스케일링(scaling)하여 축소된 상기 제1 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 상기 제2 신호 처리부는, 상기 제1 이미지 프레임을 인코딩하여 소정 포맷으로 압축된 상기 제2 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
상기와 같은 촬상된 이미지 신호의 처리 방법 및 이를 수행하는 신호 처리 장치에 따르면, 제1 수직 동기 신호에 기초하여 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지가 출력되는 동안 제2 수직 동기 신호가 생성되면 상기 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지의 출력이 완료될 때까지 제2 수직 동기 신호의 하이 레벨을 연장시켜 하강 에지를 지연시킴으로써 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지의 출력이 완료되기 이전에 새로운 이미지 프레임(즉, 제2 이미지 프레임)이 이미지 신호 처리 장치로 입력되는 것을 방지한다.
따라서, 수직 동기 신호를 생략하지 않아도 소정 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터 및 썸네일 이미지 데이터를 순차적으로 출력할 수 있고, 이로 인해 프레임 전송율(frame rate)을 향상시킬 수 있다.
또한, 백엔드 프로세서의 신호 인터페이스를 종래와 동일하게 유지하면서도 소정 이미지 프레임의 JPEG 이미지 및 썸네일 이미지를 실시간으로 출력할 수 있기 때문에 이미지 센서와 백엔드 프로세서를 포함하는 종래의 촬상 장치에 용이하게 적용될 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치는 이미지 센 서(100), 이미지 신호 처리 장치(200), 백엔드 프로세서(300), 저장부(400) 및 디스플레이부(500)를 포함한다.
또한, 이미지 신호 처리 장치(200)는 전처리부(210), 프레임 메모리(220), JPEG 인코더(230), 썸네일 이미지 생성부(240), 제어부(250) 및 출력 제어부(260)를 포함한다.
이미지 센서(100)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-0xide Semiconductor) 이미지 센서로 구성될 수 있고, 베이어 패턴(Bayer Pattern)을 가질 수 있다.
이미지 센서(100)는 복수의 픽셀로 구성되고 각 픽셀은 렌즈를 통해 입사된 빛의 양에 상응하는 원시 이미지 데이터(raw data)를 출력한다.
이미지 센서(100)는 제어부(250) 또는 출력 제어부(260)의 제어에 상응하여 조절된 수직 동기 신호의 하강 에지(falling edge 또는 negative edge)에 기초하여 촬상된 이미지 데이터를 이미지 프레임 단위로 출력한다.
전처리부(210)는 이미지 센서(100)로부터 원시 이미지 데이터를 제공받고, 제공받은 원시 이미지 데이터에 대해 컬러 모델 변환(Color Space Transformation), 필터링(Filtering), 다운 샘플링(Color Subsampling) 등과 같은 전처리 과정을 수행한 후 처리된 이미지 데이터를 JPEG 인코더(230) 및 썸네일 이미지 생성부(240)에 제공한다.
여기서, 전처리부(210)는 처리된 이미지 데이터를 수직 동기 신호 및 유효 데이터 인에이블 신호에 동기시켜 프레임 단위로 JPEG 인코더(230) 및 썸네일 이미 지 생성부(240)에 제공한다.
컬러 모델 변환은 화질을 손상시키지 않고 데이터의 양을 줄이기 위해 RGB 컬러 모델을 YUV모델로 변환하는 처리 과정을 의미하고, 필터링은 로패스 필터를 통해 이미지를 평활화(smoothing)하는 과정으로 보기 쉬운 이미지를 얻기 위한 처리 과정이다. 또한, 다운 샘플링은 Y값은 모두 사용하고 다른 값들은 일부만 사용하고 일부는 버리는 등의 방법으로 색차 신호 성분을 다운 샘플링하는 처리 과정이다.
프레임 메모리(220)는 제어부(250)의 제어에 기초하여 JPEG 인코더(230)에서 출력된 JPEG 포맷의 이미지 데이터 또는 썸네일 이미지 생성부(240)에서 출력된 썸네일 이미지 데이터를 임시 저장하는 메모리이다.
JPEG 인코더(230)는 전처리부(210)로부터 제공된 원시 이미지 데이터를 인코딩하여 JPEG 포맷으로 압축된 이미지를 생성한다.
즉, JPEG 인코더(230)는 미리 정의된 블록단위(예를 들면, 8ㅧ8 픽셀)별로 이미지 데이터를 이산 여현 변환(DCT: Discrete Cosine Transform), 양자화(Quantization) 및 엔트로피 인코딩(entropy encoding) 등을 수행하여 JPEG 이미지 데이터를 생성한다. JPEG 인코딩 과정은 당업자에게는 공지된 기술에 해당하므로 상세한 설명을 생략한다.
또한, JPEG 인코더(230)는 제어부(250)의 제어에 기초하여 생성된 JPEG 이미지 데이터를 프레임 메모리(220)에 저장하거나 출력 제어부(260)에 제공할 수 있다.
썸네일 이미지 생성부(240)는 전처리부(210)로부터 제공된 원시 이미지 데이터를 스케일링(scaling)하여 기설정된 썸네일 이미지 사이즈 및 썸네일 이미지 포맷으로 변환한다. 썸네일 이미지 생성부(240)는 썸네일 이미지 생성을 위해 이미지 조절기(image scaler)를 포함할 수 있고, 썸네일 이미지 포맷은 RGB 또는 YUV 포맷이 될 수 있다.
썸네일 이미지 생성부(240)로부터 생성된 썸네일 이미지는 제어부(250)의 제어에 기초하여 출력 제어부(260)에 제공되거나, 프레임 메모리(220)에 저장될 수 있다.
제어부(250)는 출력 제어부(260)로 제공되는 JPEG 이미지 데이터 및/또는 썸네일 이미지 데이터를 제어한다.
구체적으로, 제어부(250)는 제1 수직 동기 신호에 기초하여 썸네일 이미지 생성부(240)에서 생성된 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터가 출력 제어부(260)로 제공되도록 하고 JPEG 인코더(230)에서 생성된 제1 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터가 프레임 메모리(220)에 저장되도록 제어한다.
또는, 제어부(250)는 상기 제1 수직 동기 신호에 기초하여 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터가 프레임 메모리(220)에 저장되고, 제1 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터가 출력 제어부(260)로 제공되도록 제어한다.
또한, 제어부(250)는 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터가 출력이 완료되기 이전에 제1 수직 동기 신호 다음에 이어지는 제2 수직 동기 신호가 생성되면 출력 제어부(260)를 통해 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이 미지 데이터의 출력이 완료될 때까지 이미지 센서(100)의 출력 동기 신호인 제2 수직 동기 신호의 하이 레벨을 연장시켜 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되는 하강 에지(falling edag 또는 negative edga)를 지연시킴으로써 상기 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터가 이미지 신호 처리장치(200)로부터 출력이 완료되기 전에 제2 이미지 프레임이 제2 수직 동기 신호의 하강 에지에 동기되어 이미지 센서(100)로부터 이미지 신호 처리 장치(200)로 제공되는 것을 방지한다.
상기 제2 수직 동기 신호의 하강 에지는 제2 이미지 프레임이 이미지 센서(100)로부 전처리부(210)으로 입력될 수 있도록 동기시키는 트리거링(triggering) 에지이다.
여기서, 상기 제어부(250)는 출력 제어부(260)로부터 상기 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료 정보(예를 들면, 새로운 수직 동기 신호의 생성 정보)를 획득함으로써 상기 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터가 출력되었는지를 판단할 수 있고, 상기 새로운 수직 동기 신호의 하강 에지에 동기 시켜 상기 제2 수직 동기 신호의 레벨을 천이(즉, 하강 에지를 동기시킴)시킨다.
출력 제어부(260)는 제어부(250)와 연동하여 이미지 신호 처리 장치(200)의 최종 출력을 제어하는 역할을 수행한다.
즉, 출력 제어부(260)는 제1 수직 동기 신호에 기초하여 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터를 출력한 후, 프레임 메모리(220)에 제1 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터의 저장이 완료되었는지를 판단하고, 저장이 완료된 것으로 판 단되면 프레임 메모리(220)로부터 제1 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터를 독출하여 상기 썸네일 이미지 데이터의 다음에 순차적으로 출력한다.
여기서, 상기 썸네일 이미지 데이터의 크기는 고정되어 있기 때문에 출력 제어부(260)는 출력되는 상기 썸네일 이미지 데이터의 크기를 고려하여 출력 완료 여부를 판단할 수 있다. 또한, 출력 제어부(260)는 상기 JPEG 이미지 데이터의 내부에 포함된 마커(예를 들면, EOI: End Of Image)를 통해 JPEG 이미지 데이터의 출력 완료 여부를 판단할 수 있다.
출력 제어부(260)는 상기 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료되면 새로운 수직 동기 신호를 생성한다.
즉, 출력 제어부(260)는 상기 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료된 것으로 판단되면, 새로운 수직 동기 신호를 생성하여 상기 새로운 수직 동기 신호의 하강 에지에 이미지 센서(100)의 제2 수직 동기 신호의 하강 에지가 동기되도록 함으로써 이미지 센서(100)로부터 제2 이미지 프레임이 이미지 신호 처리 장치(200)의 전처리부(210)에 제공될 수 있도록 한다.
출력 제어부(260)는 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료되면 이에 대한 정보를 제어부(250)에 제공하여 제어부(250)가 새로운 수직 동기 신호의 하강 에지와 제2 수직 동기 신호의 하강 에지를 동기시킬 수 있도록 할 수도 있고, 출력 제어부(260)가 제2 수직 동기 신호를 직접 제어하여 제2 수직 동기 신호의 하강 에지를 새로운 수직 동기 신호의 하강 에지에 동기시킬 수도 있다.
백엔드 프로세서(300)는 출력 제어부(260)로부터 제공된 JPEG 이미지 데이터를 제공받고 제공받은 JPEG 이미지 데이터를 저장부(400)에 저장하거나, 디코딩한 후 디스플레이부(500)에 제공함으로써 JPEG 이미지 데이터가 표시되도록 한다.
또한, 백엔드 프로세서(300)는 출력 제어부(260)로부터 썸네일 이미지 데이터를 제공받고, 제공받은 썸네일 이미지 데이터를 디스플레이부(500)에 제공함으로써 썸네일 이미지 데이터를 곧바로 표시하거나, 썸네일 이미지 데이터를 인코딩하여 JPEG 포맷으로 변환한 후 저장부(400)에 저장한다.
백엔드 프로세서(300)는 상기와 같이 출력 제어부(260)로부터 JPEG 이미지 데이터 및 썸네일 이미지 데이터를 제공받기 위해 종래의 백엔드 프로세서(300)와 동일한 수직 동기 신호(V_sync), 유효 데이터 인에이블 신호(H_ref) 및 데이터 인터페이스를 구비한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 신호 처리 장치에서는 종래와 동일한 인터페이스를 통해 JPEG 이미지 데이터 및 썸네일 이미지 데이터를 실시간으로 백엔드 프로세서에 제공할 수 있다.
저장부(400)는 백엔드 프로세서(300)의 제어에 기초하여 JPEG 포맷의 이미지 데이터 및/또는 썸네일 이미지 데이터를 저장한다.
디스플레이부(500)는 예를 들어, 액정디스플레이장치(LCD: Liquid Crystal Display) 또는 유기전계발광장치(OLED: Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 장치로 구성될 수 있고, 백엔드 프로세서(300)로부터 제공된 JPEG 이미지 데이터 또는 썸네일 이미지 데이터를 표시한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 신호 처리 장치에서는 제1 수직 동기 신호에 기초하여 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지가 출력되는 동안 제2 수직 동기 신호가 생성되면 상기 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지의 출력이 완료될 때까지 제2 수직 동기 신호의 하이 레벨을 연장시켜 하강 에지를 지연시킴으로써 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지의 출력이 완료되기 이전에 새로운 이미지 프레임(즉, 제2 이미지 프레임)이 이미지 신호 처리 장치로 입력되는 것을 방지한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 신호 처리 장치의 동작을 나타내는 타이밍도로서, 이미지 센서의 출력(601), JPEG 인코더의 출력(603), 썸네일 이미지 생성부의 출력(605) 및 출력 제어부의 출력(607)에 대한 타이밍도를 나타낸다. 도 3에서 이미지 센서의 출력(601) 타이밍도는 전처리부(210)의 입력 타이밍도와 동일하다.
도 3을 참조하면, 이미지 센서(100)는 제1 수직 동기 신호(V_sync1)의 하강 에지 및 유효 데이터 인에이블 신호(H_ref1)에 기초하여 제1 이미지 프레임 데이터를 전처리부(210)에 제공하고, 전처리부(210)는 소정의 전처리 과정을 수행한 후 전처리된 제1 이미지 프레임 데이터를 JPEG 인코더(230) 및 썸네일 이미지 생성부(240)에 제공한다(601).
JPEG 인코더(230)는 전처리부(210)로부터 제공된 제1 이미지 프레임을 인코딩하여 JPEG 포맷의 이미지 데이터를 생성한 후 생성된 JPEG 이미지 데이터를 제1 수직 동기 신호(V_sync1) 및 유효 데이터 인에이블 신호(H_ref2)에 동기시켜 출력 한다(603).
JPEG 인코더(230)에서 출력된 제1 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터는 제어부(250)의 제어에 기초하여 프레임 메모리에 저장된다.
여기서 상기 JPEG 이미지 데이터는 제1 수직 동기 신호(V_sync1)의 하강 에지로부터 지연시간(d1) 후에 출력될 수 있고, 상기 지연시간(d1)은 JPEG 인코더(230)가 제1 이미지 프레임 데이터를 블록 단위로 인코딩하기 위해 필요한 라인 데이터를 독출하는 라인 지연(line delay) 시간에 해당한다.
썸네일 이미지 생성부(240)는 전처리부(210)로부터 제공된 제1 이미지 프레임을 스케일링(scaling)하여 기설정된 썸네일 이미지 사이즈 및 썸네일 이미지 포맷(예를 들면, RGB 또는 YUV)을 가지는 썸네일 이미지 데이터를 생성한 후, 생성된 썸네일 이미지 데이터를 제1 수직 동기 신호(V_sync1) 및 유효 데이터 인에이블 신호(H_ref3)에 기초하여 출력한다(605).
썸네일 이미지 생성부(240)에서 출력된 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터는 제어부(250)의 제어에 기초하여 출력 제어부(260)에 제공될 수 있다.
여기서, 상기 썸네일 이미지 데이터는 제1 수직 동기 신호(V_sync1)의 하강 에지로부터 지연시간(d2) 후에 출력될 수 있고, 상기 지연시간(d2)은 전처리부(210)에서 수행되는 전처리 시간에 해당한다.
상기 수직 동기 신호(V_sync)는 이미지 센서(100)로부터 제공될 수 있고, 상기 수직 동기 신호(V_sync)의 로우 레벨은 이미지 프레임의 독출 시간에 해당하므로 동일한 지속 시간(duration)을 가질 수 있다.
출력 제어부(260)는 썸네일 이미지 생성부(240)로부터 제공된 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터를 제1 수직 동기 신호(V_sync1)에 기초하여 출력하고, 상기 썸네일 이미지 데이터의 출력이 완료되면 제1 이미지 프레임을 인코딩한 JPEG 이미지 데이터가 프레임 메모리(220)에 저장이 완료되었는지를 확인한다.
여기서, 상기 썸네일 이미지 데이터의 크기는 고정된 크기를 가질 수 있기 때문에 출력 제어부(260)는 상기 썸네일 이미지 데이터의 크기를 고려하여 썸네일 이미지 데이터의 출력 완료 여부를 판단할 수 있다.
출력 제어부(260)는 상기 JPEG 이미지 데이터가 프레임 메모리(220)에 저장이 완료된 것으로 판단되면, 프레임 메모리(220)로부터 상기 JPEG 이미지 데이터를 독출하여 썸네일 이미지 데이터의 다음에 순차적으로 출력한다.
출력 제어부(260)는 제1 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료된 것으로 판단되면 출력 완료 사실을 표시하고, 제2 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터를 출력하기 위한 수직 동기 신호(V_sync_n1)를 생성한다.
여기서, 출력 제어부(260)는 상기 JPEG 이미지 데이터에 포함된 마커(예를 들면, SOI: Start Of Image 및 EOI: End Of Image)를 통해 JPEG 이미지 데이터의 시작과 끝을 알 수 있고, JPEG 이미지의 출력 완료 여부를 판단할 수 있다.
제어부(250)는 상기와 같이 출력 제어부(260)에서 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터와 JPEG 이미지 데이터가 출력되는 동안 이미지 센서에서 제2 수직 동기 신호의 상승 에지(즉, 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이)가 발생하면 상기 수직 동기 신호(V_sync_n1)의 하강 에지까지 상기 제2 수직 동기 신호의 하이 레벨(V_sync2_H)을 연장시킨 후 로우 레벨로 천이(즉, 하강 에지) 되도록 함으로써 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료되기 전에 제2 이미지 프레임 데이터가 전처리부(210)로 입력되는 것을 방지한다.
이후, 제2 수직 동기 신호(V_sync2)의 하강 에지에 기초하여 제2 이미지 프레임 데이터가 이미지 센서(100)로부터 전처리부(210)에 입력되고, JPEG 인코더(230) 및 썸네일 이미지 생성부(240)는 각각 제2 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터 및 썸네일 이미지 데이터를 생성한 후 제2 수직 동기 신호(V_sync2)에 기초하여 출력한다.
상기 제2 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터는 제어부(250)의 제어에 따라 프레임 메모리(220)에 저장되고, 상기 제2 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터는 제어부(250)의 제어에 따라 출력 제어부(260)에 제공될 수 있다.
출력 제어부(260)는 제2 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터를 제2 수직 동기 신호(V_sync2)에 기초하여 출력하고, 상기 썸네일 이미지 데이터의 출력이 완료된 후 상기 제2 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터가 프레임 메모리(220)에 저장이 완료된 것으로 판단되면, 프레임 메모리(220)로부터 상기 JPEG 이미지 데이터를 독출하여 썸네일 이미지 데이터의 다음에 순차적으로 출력한다.
출력 제어부(260)는 제2 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료된 것으로 판단되면 출력 완료 사실을 표시하고, 다음 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터를 출력하기 위한 수직 동기 신호(V_sync_n2)를 생성한다.
제어부(250)는 상기와 같이 출력 제어부(260)에서 제2 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터와 JPEG 이미지 데이터가 출력되는 동안 이미지 센서(100)에서 제3 수직 동기 신호(V_sync3)의 상승 에지가 발생하면 상기 수직 동기 신호(V_sync_n2)의 하강 에지까지 상기 제3 수직 동기 신호(V_sync3)의 하이 레벨(V_sync3_H)을 연장시킴으로써 제2 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료되기 전에 다음 이미지 프레임 데이터가 전처리부(210)로 입력되는 것을 방지한다.
도 3에서는 각각의 수직 동기 신호(V_sync)에 동기되어 썸네일 이미지 데이터가 먼저 출력되고 프레임 메모리(220)에 저장된 JPEG 데이터가 출력되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 수직 동기 신호(V_sync)에 동기되어 JPEG 이미지 데이터가 먼저 출력된 후 썸네일 이미지 데이터가 이후에 출력되도록 구성될 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
예를 들어, 제어부(250)는 제1 수직 동기 신호(V_sync1)에 기초하여 제1 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터를 출력 제어부(260)에 제공하고, 동시에 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터를 프레임 메모리(220)에 저장할 수 있다. 그리고, 출력 제어부(260)는 제1 수직 동기 신호(V_sync1)에 기초하여 상기 JPEG 이미지 데이터를 출력한 후 프레임 메모리(220)에서 상기 썸네일 이미지 데이터를 독출하여 JPEG 이미지 데이터의 다음에 출력할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 신호의 처리 방법에서는 출력 제어부가 제1 수직 동기 신호에 기초하여 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터를 순차적으로 출력한 후 새로운 수직 동기 신호를 생성한다. 그리고, 제어부는 상기 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 이미지 데이터의 출력이 완료되기 전에 생성되는 제2 수직 동기 신호의 하강 에지를 상기 출력 제어부가 생성한 수직 동기 신호의 하강 에지까지 지연 시킴으로써 제1 이미지 프레임의 썸네일 이미지 데이터 및 JPEG 데이터가 출력이 완료되기 전에 제2 이미지 프레임 데이터가 이미지 신호 처리 장치로 입력되는 것을 방지한다.
따라서, 수직 동기 신호를 생략하지 않아도 소정 이미지 프레임의 JPEG 이미지 데이터 및 썸네일 이미지 데이터를 순차적으로 출력할 수 있고, 이로 인해 프레임 전송율(frame rate)을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래의 촬상 장치에서는 이미지를 촬영하면 촬영된 이미지가 소정의 이미지 포맷(예를 들면, JPEG 포맷)으로 저장되고 촬영된 이미지를 확인하기 위해서는 저장된 이미지를 디코딩하여 표시하거나 저장된 이미지를 독출하여 썸네일 이미지를 생성한 후 생성된 썸네일 이미지를 표시함으로써 처리 시간이 길어지고 촬영된 이미지를 실시간으로 확인할 수 없는 문제가 있었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 신호의 처리 방법에서는 촬상된 이미지 프레임의 JPEG 이미지 및 썸네일 이미지를 동시에 생성한 후 이를 순차적으로 출력하여 실시간으로 화면에 표시하기 때문에 촬영될 이미지를 실시간으로 확인한 후 촬영할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
도 1은 일반적인 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 신호 처리 장치의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이미지 센서 200 : 이미지 신호 처리 장치
210 : 전처리부 220 : 프레임 메모리
230 : JPEG 인코더 240 : 썸네일 이미지 생성부
250 : 제어부 260 : 출력 제어부
300 : 백엔드 프로세서 400 : 저장부
500 : 디스플레이부

Claims (13)

  1. 이미지 센서로부터 제공된 각 이미지 프레임을 처리하여 프로세서에 제공하기 위한 이미지 신호의 처리 방법에 있어서,
    제1 이미지 프레임에 대한 제1 이미지 처리를 수행하여 제1 이미지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제1 이미지 프레임에 대한 제2 이미지 처리를 수행하여 제2 이미지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터를 순차적으로 출력하는 단계; 및
    제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이이지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 순차적으로 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력 동기 신호인 제2 수직 동기 신호가 생성되면, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터의 출력 완료를 지시하는 수직 동기 신호에 상응하도록 상기 제2 수직 동기 신호를 지연시킴으로써 상기 제2 이미지 프레임의 입력을 방지하고 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 상기 제2 이미지 프레임을 입력받는 단계를 포함하는 이미지 신호의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 이미지 프레임에 대한 제1 이미지 처리를 수행하여 제1 이미지 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 제1 이미지 프레임을 스케일링(scaling)하여 축소된 상기 제1 이미지 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 이미지 신호의 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 이미지 프레임에 대한 제2 이미지 처리를 수행하여 제2 이미지 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 제1 이미지 프레임을 인코딩하여 소정 포맷으로 압축된 상기 제2 이미지 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 이미지 신호의 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터를 순차적으로 출력하는 단계는,
    제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터를 출력하는 단계;
    상기 제2 이미지 데이터를 저장하는 단계; 및
    상기 제1 이미지 데이터의 출력이 완료되면 상기 저장된 제2 이미지 데이터를 독출하여 상기 제1 이미지 데이터의 이후에 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 신호의 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 상기 제2 이미지 프레임을 입력받는 단계는,
    상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터의 출력이 완료되면 수직 동기 신호를 새로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 신호의 처리 방법.
  6. 삭제
  7. 이미지 센서로부터 제공된 각 이미지 프레임을 처리하여 프로세서에 제공하기 위한 신호 처리 장치에 있어서,
    제1 이미지 프레임에 대한 제1 이미지 처리를 수행하여 제1 이미지 데이터를 생성하는 제1 신호 처리부;
    상기 제1 이미지 프레임에 대한 제2 이미지 처리를 수행하여 제2 이미지 데이터를 생성하는 제2 신호 처리부;
    상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터를 순차적으로 출력하는 출력 제어부; 및
    제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 순차적으로 출력되는 도중 제2 이미지 프레임의 입력 동기 신호인 제2 수직 동기 신호가 생성되면 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터의 출력 완료를 지시하는 수직 동기 신호에 상응하도록 상기 제2 수직 동기 신호를 지연시킴으로써 상기 제2 이미지 프레임의 입력을 방지하고, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터가 출력된 후 상기 제2 이미지 프레임이 입력되도록 제어하는 제어부를 포함하는 신호 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 신호 처리 장치는
    상기 이미지 센서로부터 상기 제1 이미지 프레임을 제공받고 소정의 전처리를 수행한 후 상기 제1 신호 처리부 및 상기 제2 신호 처리부에 제공하는 전처리부; 및
    상기 제어부의 제어에 기초하여 상기 제2 이미지 데이터가 저장되는 프레임 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는
    제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터는 상기 출력 제어부에 제공하고, 상기 제2 이미지 데이터는 상기 프레임 메모리에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 출력 제어부는
    제1 수직 동기 신호에 기초하여 상기 제1 이미지 데이터를 출력한 후 저장된 상기 제2 이미지 데이터를 독출하여 상기 제1 이미지 데이터의 다음에 순차적으로 출력한 후, 상기 제1 이미지 데이터 및 상기 제2 이미지 데이터의 출력이 완료되면 수직 동기 신호를 새로 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 신호 처리부는,
    상기 제1 이미지 프레임을 스케일링(scaling)하여 축소된 상기 제1 이미지 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는,
    상기 제1 이미지 프레임을 인코딩하여 소정 포맷으로 압축된 상기 제2 이미지 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
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