KR101522985B1 - 영상처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

영상 처리 방법이 제공된다. 제어유닛은 입력 이미지 어레이 데이터를 복수 개의 서브 블록(Sub block)으로 분할한다. 그리고 제1 계산 유닛은 상기 복수 개의 서브 블록 중 적어도 하나의 서브 블록의 인티그랄 이미지(Integral Image)를 생성한다. 그리고 상기 제어유닛은 상기 복수 개의 서브 블록의 각각을 제1 서브 블록 그룹과 제2 서브 블록 그룹 중 하나에 속하는 것으로 결정하고, 상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제1 메모리 구조에 저장하고, 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제2 메모리 구조에 저장하며, 상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행(bottom row)의 인티그랄 값 및 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행의 인티그랄 값을 제1 버퍼 메모리 구조에 저장한다.
인티그랄 이미지, 움직임 추정, stereo image matching, Integral image map.

Description

영상처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for Image Processing}
본 발명에 따른 실시예들은 영상 신호 처리에 관한 것으로, 보다 특정하게는 입력 영상의 인티그랄 이미지(Integral image)를 효율적으로 생성하고 저장하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명에 따른 실시예들은 상기 인티그랄 이미지를 이용하여 영상 데이터의 일부 영역(관심 영역) 내의 부분 합을 구하는 것에 관한 것이다.
서로 다른 영상을 매칭시키거나, 한 영상 내의 복수 개의 프레임 사이의 움직임 추정을 통한 영상 압축 등의 분야에서, 인티그랄 이미지 테크닉(Integral image technique)이 제안되었다.
상기 인티그랄 이미지 기술은, 이미지(통상 데이터 어레이의 형태) 전체에 대해서 누적된 값들을 저장하여 저장하는 형태이다. 인티그랄 이미지는 이미지 내에서 관심 있는 영역(Region of Interest) 내의 모든 데이터 값을 더하는 연산을 하는 데에 매우 유용하다. 또한 SAD(Sum of absolute difference), SSD(Sum of squared difference)와 같이 영상 처리 분야에서 자주 사용되는 연산에도 이러한 인티그랄 이미지를 사용하면 연산의 효율성이 높다.
그런데, 인티그랄 이미지 기술은 이미지 전체에 대해 누적된 값을, 개별 셀에 저장하기 때문에 개별 셀의 용량이 커야 한다. 따라서 인티그랄 이미지를 저장하기 위해서는 메모리 사이즈가 커지며, 이는 이미지의 크기(전체 픽셀 수)가 커질수록 더욱 현저하다. 따라서 인티그랄 이미지 기술은 SW 방식으로만 구현되어 왔다.
본 발명의 일부 실시예들은, 인티그랄 이미지 테크닉(integral image technique)을 생성해서 저장하는 데에 필요한 메모리 크기를 효과적으로 줄일 수 있는 영상 처리 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예들은, 인티그랄 이미지를 이용하여 입력 영상 데이터에 대해 영상 처리를 수행하는 속도를 개선하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 이미지 어레이 데이터를 복수 개의 서브 블록(Sub block)으로 분할하는 제어부, 및 상기 복수 개의 서브 블록 중 적어도 하나의 서브 블록의 인티그랄 이미지(Integral Image)를 생성하는 제1 계산 유닛을 포함하는 영상 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 실시예에서는, 상기 영상 처리 장치는 제1 메모리 구조 및 제2 메모리 구조를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수 개의 서브 블록의 각각을 제1 서브 블록 그룹과 제2 서브 블록 그룹 중 하나에 속하는 것으로 결정하고, 상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제1 메모리 구조에 저장하고, 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제2 메모리 구조에 저장한다.
또한, 상기 영상 처리 장치는 상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블 록의 인티그랄 이미지의 바닥 행(bottom row)의 인티그랄 값 및 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행의 인티그랄 값을 저장하는 제1 버퍼 메모리 구조를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 영상 처리 장치는, 상기 이미지 어레이 데이터 내에서 관심 영역(Region of Interest)이 결정되는 경우, 상기 관심 영역 내의 각 셀의 데이터 값의 합인, 관심 영역 부분합(sum of data within ROI)을 계산하는 제2 계산 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 영상 장치가 상기 관심 영역 부분합을 계산하는 경우, 상기 제어부는, 상기 관심 영역 내의 셀 중 적어도 하나를 포함하는 대상(object) 서브 블록을 탐색하고, 상기 대상 서브 블록 내의 셀 중 상기 관심 영역 부분합을 계산하기 위해 요구되는 셀을 선택하여, 상기 요구되는 셀의 인티그랄 값을 상기 제1 메모리 구조 및 상기 제2 메모리 구조로부터 독출하고, 상기 제2 계산 유닛은, 상기 독출되는 인티그랄 값에 기초하여, 상기 관심 영역 부분합을 계산한다.
또한 상기 영상 처리 장치는 복수 개의 딜레이 유닛을 더 포함하고, 상기 제어부는, 제1 클록에서 독출되는 제1 복수 개의 인티그랄 값들을 상기 복수 개의 딜레이 유닛에 제공하고, 제2 클록에서 제2 복수 개의 인티그랄 값들을 독출하며, 상기 제2 계산 유닛은 상기 복수 개의 딜레이 유닛으로부터 제공되는 상기 제1 복수 개의 인티그랄 값과 상기 제어유닛으로부터 제공되는 상기 제2 복수 개의 인티그랄 값에 기초하여 상기 관심 영역 부분합을 계산할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입력 이미지 데이터 어레이의 제1 셀의 데이터 값 f(x,y), 상기 제1 셀의 좌측 셀의 인티그랄 값인 I(x-1, y), 상기 제1 셀의 상측 셀의 인티그랄 값인 I(x, y-1), 및 상기 셀들과 이웃하는 셀의 인티그랄 값인 I(x-1, y-1)을 입력으로 받아, I(x, y) = f(x,y) + I(x-1, y) + I(x, y-1) - I(x-1, y-1)을 계산하여 상기 제1 셀의 인티그랄 값인 I(x, y)를 제공하는 계산 유닛(ALU) (단, x는 행(raw)을 나타내고, y는 열(column)을 나타내며, x 및 y는 음이 아닌 정수), 상기 계산 유닛으로부터 I(x,y)를 제공받아 저장하고, 상기 I(x, y-1)을 제공하는 제1 버퍼 메모리, 상기 제1 버퍼 메모리로부터 상기 I(x, y-1)을 제공받아 딜레이 시키고, 상기 계산 유닛에 상기 I(x-1, y-1)을 제공하는 제1 딜레이 유닛(Delay Unit), 및 상기 계산 유닛으로부터 상기 I(x, y)를 제공받아 딜레이 시키고, 상기 계산 유닛에 상기 I(x-1, y)를 제공하는 제2 딜레이 유닛을 포함하는, 상기 입력 이미지 데이터 어레이에 대응하는 인티그랄 이미지를 생성하기 위한 영상 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 이미지 어레이 데이터를 입력 받는 단계, 상기 이미지 어레이 데이터를 복수 개의 서브 블록으로 분할하는 단계, 상기 복수 개의 서브 블록 중 적어도 하나의 서브 블록의 인티그랄 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법이 제공된다.
한편, 상기 영상 처리 방법은, 상기 복수 개의 서브 블록 각각을 제1 서브 블록 그룹과 제2 서브 블록 그룹 중 하나에 속하는 것으로 결정하는 단계, 상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지를 제1 메모리 구조에 저장하고, 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제2 메모리 구조에 저장하는 단계, 및 상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행(bottom row) 및 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행을 제1 버퍼 메모리 구조에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리 방법은, 상기 이미지 어레이 데이터 내에서 관심 영역(Region of Interest)을 선택하는 단계, 상기 관심 영역 내의 각 셀의 데이터 값의 합인, 관심 영역 부분합(sum of data within ROI)을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 관심 영역 부분합을 계산하는 단계는, 상기 관심 영역 내의 셀 중 적어도 하나를 포함하는 대상(object) 서브 블록을 탐색하는 단계, 및 탐색된 상기 대상 서브 블록 각각의 인티그랄 이미지로부터, 상기 관심 영역과 겹치는 부분의 부분합을 계산하여 합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 따르면, 인티그랄 이미지(integral image)를 저장하기 위한 메모리 크기를 효과적으로 줄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따르면, 상기 인티그랄 이미지를 이용하여 입력 영상 데이터의 특정 픽셀 값들의 합을 구하는 영상 처리 속도가 향상된다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것 은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 입력 영상 어레이 데이터와, 상기 입력 영상에 대한 서브 블록 각각의 인티그랄 이미지를 도시한다.
어레이 데이터(110)은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 입력 영상의 어레이 데이터를 도시한다. 어레이 데이터(110)의 각 셀의 값은 입력 영상의 각 픽셀의 픽셀 값(이를테면, 루미넌스, RGB 개별 값, 명도 등)에 대응한다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 상기 각 셀의 값은 0 또는 1인 것으로(즉, data width가 1 bit인 것으로) 도시되었다.
인티그랄 이미지(120)은 아래 수학식 1에 따라, 상기 어레이 데이터(110)를 처리한 결과이다.
Figure 112008075992813-pat00001
예를 들어, 상기 어레이 데이터(110) 내에서, raw가 R3이고, column이 C2인 셀(101)에 해당하는 인티그랄 값은, 0+1+0+1+1+0+1+1+1+1+1 = 8이다. 따라서, 인티그랄 이미지(120)에서 셀(102)의 값이 8이다.
인티그랄 이미지(130)는 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 어레이 데이터(110)을 4개의 서브 블록(131, 132, 133, 및 134)으로 분할하고, 상기 4개의 서브 블록(131 내지 134) 각각의 인티그랄 이미지를 구한 결과이다. 인티그랄 이미 지(120) 내의 셀(102)에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 데이터(110) 내의 셀(101)에 해당하는 인티그랄 값은 8이지만, 본 실시예에 따르면, 인티그랄 이미지(130) 내의 셀(103)에 도시된 바와 같이 2이다.
인티그랄 이미지(120)과 인티그랄 이미지(130)을 비교하면, 상기 인티그랄 이미지(120)은 행과 열이 커질수록(오른쪽 아래의 셀일수록) 인티그랄 값이 커지는데, 인티그랄 이미지(130)은 그렇지 않다. 따라서, 인티그랄 이미지(120) 내의 인티그랄 값의 최대 값은 20이지만, 인티그랄 이미지(130) 내에는 최대 값이 크지 않다.
한편, 어레이 데이터(110) 또는 인티그랄 이미지를 저장하기 위한 메모리 크기는 다음과 같이 계산된다.
Memory Size(bits) = (# of bits/cell) * ROW * COL
상기 수학식 2에서 "# of bits/cell"는 1 개의 셀이 가지는 비트 수이고, ROW는 행의 수, COL은 열의 수이다.
따라서, 상기 어레이 데이터(110)의 경우, "# of bits/cell"는 단순히 "data width"인 1이고, ROW와 COL은 각각 6이므로, 필요한 메모리 크기는 36bit가 된다.
그런데, 인티그랄 이미지 내의 각 셀은, 입력 어레이 데이터의 모든 셀 값의 합을 저장할 수 있는 크기여야 한다. 따라서, 인티그랄 이미지를 저장하기 위한 "# of bits/cell"은 다음과 같이 커져야 한다.
# of bits/cell = [Log2(ROW * COL)] + data width
상기 인티그랄 이미지(120)의 경우, "# of bits/cell"은, (Log2(6 * 6) + 1)이므로 7 bits가 필요하다. 따라서, 전체 메모리 크기(Memory size)는 7*(6*6)이므로 252bits가 된다.
그러나, 상기 인티그랄 이미지(130)의 경우, 각 셀의 크기는 입력 어레이 데이터 중 서브 블록(131 내지 134) 중 하나의 모든 셀의 값의 합을 저장할 수 있는 크기이면 된다. 따라서, "# of bits/cell"이 (Log2(3 * 3) + 1)이므로 5이다. 그리고, 전체 메모리 크기는 5*(6*6)이므로 180bits가 필요하다.


Image size(단, 입력 어레이 데이터의 1 픽셀은 8bits)
Integral Image 저장에 필요한 메모리 크기


서브블록 분할이 없는 경우
서브블록(32cell*32cell)으로 분할하는 경우(좌측 대비%)

QCIF (176*144)
446.8KB
329.5KB(73.7%)

QVGA (320*240)
1477KB
998.4KB(67.6%)

CIF (352*288)
1.99 MB
1.32MB(66.3%)

VGA (640*480)
6.521MB
3.994MB(61.2%)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한다.
제어부(210)에 도 1의 입력 이미지 어레이 데이터(110)이 입력된다. 상기 제어부(210)는 상기 어레이 데이터(110)을 복수 개의 영역으로 분할하여, 서브 블록(131), 서브 블록(132), 서브 블록(133), 및 서브 블록(134)으로 분할한다. 본 실시예에서는 서브 블록의 크기는 3*3이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
그리고 제어부(210)는 상기 각 서브 블록(131 내지 134)에 대한 데이터 값을 제1 계산유닛(220)에 제공한다. 그러면, 상기 제1 계산유닛(220)은 각 서브 블록의 인티그랄 이미지를 계산한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 계산 유닛이 생성한 상기 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 하나의 메모리 구조에 함께 저장될 수도 있다. 그러나, 다른 실시예에 따르면, 제1 복수 개의 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제1 메모리 구조(230)에, 다른 제2 복수 개의 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제2 메모리 구조(240)에 저장된다. 단, 실시예에 따라서는, 상기 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 더 많은 수의 메모리 구조에 분산되어 저장될 수도 있다.
그리고 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행(bottom raw)은 따로 제1 버퍼 메모리 구조(250)에 저장될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 서브 블록(131)의 바닥 행(2, 5, 6), 서브 블록(132)의 바닥 행(1, 3, 4), 서브 블록(133)의 바닥 행(2, 5, 5), 및 서브 블록(134)의 바닥 행(2, 3, 5)은 따로 제1 버퍼 메모리 구조(250)에 저장된다.
만약 복수 개의 서브 블록의 인티그랄 이미지가 하나의 메모리 구조 내에 저장되는 경우, 인티그랄 이미지로부터 매 클록 당 독출할 수 있는 인티그랄 값의 개수가 (이를 테면, 2 개의 인티그랄 값으로)제한된다. 그러나 상기 복수 개의 서브 블록의 인티그랄 이미지를 소정의 기준에 의해 2개 이상의 메모리 구조에 분산하여 저장한다면 인티그랄 이미지로부터 매 클록 당 독출할 수 있는 인티그랄 값의 개수가 커질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 복수 개의 서브 블록의 인티그랄 이미지는, 서브 블록(131)의 인티그랄 이미지 및 서브 블록(133)의 인티그랄 이미지이고, 상기 제2 복수 개의 서브 블록의 인티그랄 이미지는 서브 블록(132)의 인티그랄 이미지 및 서브 블록(134)의 인티그랄 이미지일 수 있다.
한편, 영상 처리에서는, 상술한 바와 같이 어레이 데이터 내의 특정 영역의 데이터 값의 합을 구해야 하는 경우가 있다. 예를 들어, 도 1의 어레이 데이터(110) 내의 일정 부분이 관심 영역(Region of Interest: ROI)로 지정되어, 상기 관심 영역 내의 모든 픽셀 들의 데이터 값을 더하는 연산을 하는 경우가 있다. 이 경우, 어레이 데이터(110)으로부터 상기 관심 영역에 속하는 모든 픽셀의 데이터 값을 독출하여 연산하는 것보다, 인티그랄 이미지(130)으로부터 필요한 인티그랄 값들을 독출하여 간접적으로 연산할 수도 있다.
이 경우, 상기 제어부(210)는 상기 관심 영역이 교차하는 서브 블록(이하 대상(object) 블록이라 함)이 어느 것인지 판단하고, 대상 블록 내에서 독출해야 할 인티그랄 값이 어느 것인지 판단한다.
그리고, 상기 제어부(210)는 상기 제1 메모리 구조, 상기 제2 메모리 구조, 및 상기 제1 버퍼 메모리 구조로부터 상기 독출해야 할 인티그랄 값을 독출한다. 이 경우, 상기한 바와 같이 상기 인티그랄 이미지(130)가 복수 개의 메모리 구조에 저장되어 있다면, 상기 독출해야 할 인티그랄 값을 모두 독출하는 데에 소요되는 클록 수를 줄일 수 있다.
그리고 상기 제어부(210)는 독출된 인티그랄 값들을 제2 계산 유닛(260)에 제공하여 필요한 연산이 수행되도록 한다. 상기 제2 계산 유닛은, 상기 독출된 인티그랄 값들을 제공받아, 상기 관심 영역 부분 합을 계산한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 인티그랄 값을 계산하는 영상 처리 장치를 도시한다.
입력 영상 어레이 데이터(301)가 제공된다. 현재 클록(clock)에서는 셀(314)에 해당하는 인티그랄 값 I(x, y)이 계산된다. 셀(311), 셀(312), 및 셀(313)의 인티그랄 값들은, 각각 인티그랄 이미지(302) 내의 셀(321), 셀(322), 및 셀(323)에 대응되며, 이전 클록들에서 이미 계산되었다.
현재 계산되는 셀(314)의 인티그랄 값 I(x, y)는 I(x, y) = RT+LB-LT 로 계산된다. RT는 셀(312)의 인티그랄 값 I(x, y-1), LB는 셀(313)의 인티그랄 값 I(x-1, y), 그리고 LT는 셀(311)의 인티그랄 값 I(x-1, y-1)이다.
계산 유닛(340)은, f(x, y)를 직접 입력 받고, 제1 버퍼 메모리(310)로부터 RT를, 제1 딜레이(Delay)(320)으로부터 LT를, 그리고 제2 딜레이(330)로부터 LB를 입력 받아, I(x, y) = f(x, y)+RT+LB-LT 를 계산하여, 제공한다.
제1 버퍼 메모리(310)은, 매 클록 마다 상기 계산유닛(340)으로부터 제공되는 인티그랄 값을 임시로 저장한다. 따라서, 현재 클록에서 계산되는 셀 보다 1 행 위의 셀의 인티그랄 값(RT)을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 버퍼 메모리(310)는 어레이 데이터의 열 수(number of column) 만큼의 인티그랄 값들을 저장할 수 있는 크기이다.
제1 딜레이(320)는 상기 RT 값을 제공받아, 딜레이 시켜서 다음 클록에서 제공한다. 따라서, 상기 제1 딜레이(320)가 현재 클록에서 제공하는 값은, 현재 인티그랄 값을 계산하는 셀에게는 LT가 된다.
그리고 제2 딜레이(330)는 상기 I(x, y) 값을 제공받아, 딜레이 시켜서 다음 클록에서 제공한다. 따라서, 현재 클록에서 제공하는 값은, 현재 인티그랄 값을 계산하는 셀에게는 LB가 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 관심 영역 부분 합을 계산하는 방법을 도시한다.
단계(S401)에서 관심 영역(ROI)가 지정된다. 제어부(410)는 상기 관심 영역이 복수 개의 서브 블록 중 어느 것과 교차하는 지(즉, 셀을 공유하는지) 검색해서, 교차하는 대상 서브 블록(object sub block)을 탐색한다.
그리고 단계(S402)에서 상기 제어부(410)가 상기 대상 서브 블록으로부터 독출해야 할 인티그랄 값을 제1 메모리(420), 제2 메모리(430), 및 제1 버퍼 메모리(440)으로부터 독출한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 클록 당 하나의 메모리로부터 2 개의 인티그랄 값을 독출할 수 있다. 따라서, 단계(S403)에서는 제1 복수 개(최대 6개)의 인티그랄 값(471, 472, 및 473)이 독출된다.
그리고 단계(S404)에서 상기 제어유닛(410)이 독출된 상기 제1 복수 개의 인티그랄 값을 복수 개의 딜레이(450)에 제공한다.
단계(S405)에서는 상기 독출된 상기 제1 복수 개의 인티그랄 값이 상기 복수 개의 딜레이(450)에 의해 1 클록 동안 지연된다.
상기 단계(S405)에서 미리 독출된 제1 복수 개의 인티그랄 값이 1 클록 지연되는 동안, 상기 제어부(410)는 제2 복수 개(최대 6개)의 인티그랄 값(474, 475, 및 476)을 독출한다.
그리고 상기 제어부(410)는 2 클록에 걸쳐 독출된 인티그랄 값(최대 12개)(477)을 제2 계산 유닛(460)에 제공한다.
단계(S407)에서 독출된 상기 인티그랄 값들을 이용하여, 관심 영역 부분합이 계산된다. 상기한, 예시된 메모리의 수, 독출된 인티그랄 값의 개수는 예시적인 것이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 경우에 따라 본 발명의 사상을 변경하지 않고, 여러 가지 응용이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 관심 영역 부분 합을 구하기 위한, 다양한 형태의 관심 영역을 도시한다.
상기한 바와 같이, 관심 영역 부분 합은, 영상의 어레이 데이터 내의 관심 영역(ROI) 내의 모든 픽셀 값의 합이다. 본 발명의 일부 실시예들에서는 관심 영역 부분합을 인티그랄 값들로부터 계산한다.
인티그랄 이미지(510)에서는, 상기 관심 영역이 단지 하나의 서브 블록(서브 블록(511))과 교차한다. 이 경우 관심 영역(551) 내의 관심 영역 부분 합은, D-B-C+A로 계산된다. A는 셀(561)의 인티그랄 값, B는 셀(562)의 인티그랄 값, C는 셀(563)의 인티그랄 값, 그리고 D는 셀(564)의 인티그랄 값이다.
따라서, 상기한 실시예에서와 같이 서브 블록(511)의 인티그랄 이미지가 도 4의 상기 제1 메모리(420)에 저장되어 있는 경우, 상기 제어부(410)는, 제1 메모리(420)로부터 서브 블록(511)의 셀(561)의 인티그랄 값(A), 셀(562)의 인티그랄 값(B), 셀(563)의 인티그랄 값(C), 및 셀(564)의 인티그랄 값(D)을 독출한다. 한 클록에 두 개의 값만 독출 가능한 경우, 상기 4개의 인티그랄 값을 2 클록에 걸쳐 독출하며, 먼저 독출한 2 개의 인티그랄 값은 딜레이(450)를 거치도록 한다. 그리고, 상기 제어부(410)가 상기 4 개의 인티그랄 값(A, B, C, 및 D)를 제2 계산 유닛(460)에 제공한다.
인티그랄 이미지(520)에서는, 상기 관심 영역이 두 개의 서브 블록(서브 블록(511) 및 서브 블록(512))과 교차한다. 이 경우 관심 영역(552) 내의 관심 영역 부분 합은, (b-B-a+A)+(D-C)로 계산된다. A는 셀(571)의 인티그랄 값, B는 셀(572)의 인티그랄 값, C는 셀(573)의 인티그랄 값, D는 셀(574)의 인티그랄 값, a는 셀(575)의 인티그랄 값, 그리고 b는 셀(576)의 인티그랄 값이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서브 블록(511)의 인티그랄 이미지는 상기 제1 메모리(420)에 저장되어 있고, 서브 블록(512)의 인티그랄 이미지는 상기 제2 메모리(430)에 저장되어 있고, 서브 블록(511) 및 서브 블록(512)의 바닥 행의 인티그랄 값들은 제1 버퍼 메모리에 저장되어 있다.
이 경우, 상기 제어부(410)는, 제1 메모리(420)로부터 서브 블록(511)의 셀(571)의 인티그랄 값(A), 및 셀(575)의 인티그랄 값(a)을 독출한다. 그리고 상기 제어부(410)는, 제2 메모리(430)로부터 서브 블록(512)의 셀(573)의 인티그랄 값(C), 및 셀(574)의 인티그랄 값(D)을 독출한다. 또한, 상기 제어부(410)는 제1 버퍼 메모리(440)로부터 셀(572)의 인티그랄 값(B), 및 셀(576)의 인티그랄 값(b)을 독출한다.
한 클록에 두 개의 값이 독출 가능한 경우, 1 클록에 상기 6개의 인티그랄 값이 모두 독출될 수 있다. 이 경우 상기 딜레이(450)는 거치지 않는다. 그리고, 상기 제어부(410)가 상기 6 개의 인티그랄 값(A, B, C, D, a, 및 b)을 제2 계산 유닛(460)에 제공한다.
인티그랄 이미지(530)에서는, 상기 관심 영역이 두 개의 서브 블록(서브 블록(511) 및 서브 블록(513))과 교차한다. 이 경우 관심 영역(553) 내의 관심 영역 부분 합은, (d-C-c+A)+(D-B)로 계산된다. A는 셀(581)의 인티그랄 값, B는 셀(582)의 인티그랄 값, C는 셀(583)의 인티그랄 값, D는 셀(584)의 인티그랄 값, c는 셀(585)의 인티그랄 값, 그리고 d는 셀(586)의 인티그랄 값이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서브 블록(511)의 인티그랄 이미지 및 서브 블록(513)의 인티그랄 이미지는 함께 상기 제1 메모리(420)에 저장되어 있고, 서브 블록(511) 및 서브 블록(513)의 바닥 행의 인티그랄 값들은 제1 버퍼 메모리에 저장되어 있다.
이 경우, 상기 제어부(410)는, 제1 메모리(420)로부터 서브 블록(511)의 셀(581)의 인티그랄 값(A), 및 셀(583)의 인티그랄 값(C), 셀(582)의 인티그랄 값(B), 및 셀(584)의 인티그랄 값(D)을 독출한다. 또한, 상기 제어부(410)는 제1 버퍼 메모리(440)로부터 셀(585)의 인티그랄 값(c), 및 셀(586)의 인티그랄 값(d)을 독출한다.
한 클록에 두 개의 값만 독출 가능한 경우, 상기 6개의 인티그랄 값을 2 클록에 걸쳐 독출하며, 먼저 독출한 4 개의 인티그랄 값은 딜레이(450)를 거치도록 한다. 그리고, 상기 제어부(410)가 상기 6 개의 인티그랄 값(A, B, C, D, c, 및 d)를 제2 계산 유닛(460)에 제공한다.
인티그랄 이미지(540)에서는, 상기 관심 영역이 네 개의 서브 블록(서브 블록(511), 서브 블록(513), 서브 블록(514), 및 서브 블록(515))과 교차한다. 이 경우 관심 영역(554) 내의 관심 영역 부분 합은, (e-a-c+A)+(d-C)+(b-B)+(D)로 계산된다. A는 셀(591)의 인티그랄 값, B는 셀(592)의 인티그랄 값, C는 셀(593)의 인티그랄 값, D는 셀(594)의 인티그랄 값, a는 셀(595)의 인티그랄 값, b는 셀(596)의 인티그랄 값, c는 셀(597)의 인티그랄 값, d는 셀(598)의 인티그랄 값, 그리고 e는 셀(599)의 인티그랄 값이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서브 블록(511)의 인티그랄 이미지 및 서브 블록(513)의 인티그랄 이미지는 함께 상기 제1 메모리(420)에 저장되어 있고, 서브 블록(512)의 인티그랄 이미지 및 서브 블록(514)의 인티그랄 이미지는 함께 상기 제2 메모리(430)에 저장되어 있으며, 서브 블록(511 내지 514)의 바닥 행의 인티그랄 값들은 제1 버퍼 메모리에 저장되어 있다.
이 경우, 상기 제어부(410)는, 제1 메모리(420)로부터 서브 블록(511)의 셀(591)의 인티그랄 값(A), 및 셀(595)의 인티그랄 값(a), 셀(592)의 인티그랄 값(B), 및 셀(596)의 인티그랄 값(b)을 독출한다. 또한 상기 제어부(410)는, 제2 메모리(430)로부터 서브 블록(512)의 셀(593)의 인티그랄 값(C), 및 셀(594)의 인티그랄 값(D)을 독출한다. 그리고 상기 제어부(410)는 제1 버퍼 메모리(440)로부터 셀(597)의 인티그랄 값(c), 셀(599)의 인티그랄 값(e), 및 셀(598)의 인티그랄 값(d)을 독출한다.
한 클록에 두 개의 값만 독출 가능한 경우, 상기 9개의 인티그랄 값을 2 클록에 걸쳐 독출하며, 먼저 독출한 6 개의 인티그랄 값은 딜레이(450)를 거치도록 한다. 그리고, 상기 제어부(410)가 상기 9 개의 인티그랄 값(A, B, C, D, a, b, c, d, 및 e)를 제2 계산 유닛(460)에 제공한다.
본 발명에 따른 영상 처리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 입력 영상 어레이 데이터와, 상기 입력 영상에 대한 서브 블록 각각의 인티그랄 이미지를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 인티그랄 값을 계산하는 영상 처리 장치를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 관심 영역 부분 합을 계산하는 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 관심 영역 부분 합을 구하기 위한, 다양한 형태의 관심 영역을 도시한다.

Claims (16)

  1. 입력 이미지 어레이 데이터를 복수 개의 서브 블록(Sub block)으로 분할하는 제어부;
    상기 복수 개의 서브 블록 중 적어도 하나의 서브 블록의 인티그랄 이미지(Integral Image)를 생성하는 제1 계산 유닛;
    제1 메모리 구조 및 제2 메모리 구조
    을 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 복수 개의 서브 블록의 각각을 제1 서브 블록 그룹과 제2 서브 블록 그룹 중 하나에 속하는 것으로 결정하고, 상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제1 메모리 구조에 저장하고, 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제2 메모리 구조에 저장하는 영상 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행(bottom row)의 인티그랄 값 및 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행의 인티그랄 값을 저장하는 제1 버퍼 메모리 구조
    를 더 포함하는 영상 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이미지 어레이 데이터 내에서 관심 영역(Region of Interest)이 결정되는 경우, 상기 관심 영역 내의 각 셀의 데이터 값의 합인, 관심 영역 부분합(sum of data within ROI)을 계산하는 제2 계산 유닛을 더 포함하는 영상 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 관심 영역 내의 셀 중 적어도 하나를 포함하는 대상(object) 서브 블록을 탐색하고, 상기 대상 서브 블록 내의 셀 중 상기 관심 영역 부분합을 계산하기 위해 요구되는 셀을 선택하여, 상기 요구되는 셀의 인티그랄 값을 상기 제1 메모리 구조 및 상기 제2 메모리 구조로부터 독출하고,
    상기 제2 계산 유닛은, 상기 독출되는 인티그랄 값에 기초하여, 상기 관심 영역 부분합을 계산하는 영상 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    복수 개의 딜레이 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 제1 클록에서 독출되는 제1 복수 개의 인티그랄 값들을 상기 복수 개의 딜레이 유닛에 제공하고, 제2 클록에서 제2 복수 개의 인티그랄 값들을 독출하며,
    상기 제2 계산 유닛은 상기 복수 개의 딜레이 유닛으로부터 제공되는 상기 제1 복수 개의 인티그랄 값과 상기 제어부로부터 제공되는 상기 제2 복수 개의 인티그랄 값에 기초하여 상기 관심 영역 부분합을 계산하는 영상 처리 장치.
  7. 입력 이미지 데이터 어레이의 제1 셀의 데이터 값 f(x,y), 상기 제1 셀의 좌측 셀의 인티그랄 값인 I(x-1, y), 상기 제1 셀의 상측 셀의 인티그랄 값인 I(x, y-1), 및 상기 셀들과 이웃하는 셀의 인티그랄 값인 I(x-1, y-1)을 입력으로 받아, I(x, y) = f(x,y) + I(x-1, y) + I(x, y-1) - I(x-1, y-1)을 계산하여 상기 제1 셀의 인티그랄 값인 I(x, y)를 제공하는 계산 유닛(ALU) - 단, x는 행(raw)을 나타내고, y는 열(column)을 나타내며, x 및 y는 음이 아닌 정수 - ;
    상기 계산 유닛으로부터 I(x,y)를 제공받아 저장하고, 상기 I(x, y-1)을 제공하는 제1 버퍼 메모리;
    상기 제1 버퍼 메모리로부터 상기 I(x, y-1)을 제공받아 딜레이 시키고, 상기 계산 유닛에 상기 I(x-1, y-1)을 제공하는 제1 딜레이 유닛(Delay Unit); 및
    상기 계산 유닛으로부터 상기 I(x, y)를 제공받아 딜레이 시키고, 상기 계산 유닛에 상기 I(x-1, y)를 제공하는 제2 딜레이 유닛
    을 포함하는, 상기 입력 이미지 데이터 어레이에 대응하는 인티그랄 이미지를 생성하기 위한 영상 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 버퍼 메모리는, 상기 입력 이미지 데이터 어레이의 열의 개수(the number of column) 이상의 인티그랄 값들을 저장할 수 있는 크기인 영상 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 딜레이 유닛 및 상기 제2 딜레이 유닛 중 적어도 하나는, 입력되는 값을 1 클록(clock) 딜레이 해서 출력하는 영상 처리 장치.
  10. 이미지 어레이 데이터를 입력 받는 단계;
    상기 이미지 어레이 데이터를 복수 개의 서브 블록으로 분할하는 단계;
    상기 복수 개의 서브 블록 중 적어도 하나의 서브 블록의 인티그랄 이미지를 생성하는 단계;
    상기 복수 개의 서브 블록 각각을 제1 서브 블록 그룹과 제2 서브 블록 그룹 중 하나에 속하는 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지를 제1 메모리 구조에 저장하고, 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지는 제2 메모리 구조에 저장하는 단계
    를 포함하는 영상 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행(bottom row) 및 상기 제2 서브 블록 그룹에 속하는 각 서브 블록의 인티그랄 이미지의 바닥 행을 제1 버퍼 메모리 구조에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이미지 어레이 데이터 내에서 관심 영역(Region of Interest)을 선택하는 단계; 및
    상기 관심 영역 내의 각 셀의 데이터 값의 합인, 관심 영역 부분합(sum of data within ROI)을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 관심 영역 부분합을 계산하는 단계는,
    상기 관심 영역 내의 셀 중 적어도 하나를 포함하는 대상(object) 서브 블록을 탐색하는 단계; 및
    탐색된 상기 대상 서브 블록 각각의 인티그랄 이미지로부터, 상기 관심 영역 과 겹치는 부분의 부분합을 계산하여 합하는 단계
    를 포함하는 영상 처리 방법.
  15. 입력 이미지 데이터 어레이의 제1 셀의 데이터 값 f(x,y), 상기 제1 셀의 좌측 셀의 인티그랄 값인 I(x-1, y), 상기 제1 셀의 상측 셀의 인티그랄 값인 I(x, y-1), 및 상기 셀들과 이웃하는 셀의 인티그랄 값인 I(x-1, y-1)을 계산 유닛으로 입력하는 단계 - 단, x는 행(raw)을 나타내고, y는 열(column)을 나타내며, x 및 y는 음이 아닌 정수 - ;
    상기 계산 유닛에서 I(x, y) = f(x,y) + I(x-1, y) + I(x, y-1) - I(x-1, y-1)을 계산하여 상기 제1 셀의 인티그랄 값인 I(x, y)를 출력하는 단계
    상기 I(x,y)를 제공받아 제1 버퍼 메모리에 저장하고, 상기 I(x, y-1)을 계산 유닛으로 제공하는 단계;
    상기 제1 버퍼 메모리로부터 상기 I(x, y-1)을 제공 받아 제1 딜레이 유닛에서 딜레이 시키고, 상기 계산 유닛에 상기 I(x-1, y-1)을 제공하는 단계; 및
    상기 계산 유닛으로부터 상기 I(x, y)를 제공받아 제2 딜레이 유닛에서 딜레이 시키고, 상기 계산 유닛에 상기 I(x-1, y)를 제공하는 단계
    을 포함하는, 상기 입력 이미지 데이터 어레이에 대응하는 인티그랄 이미지를 생성하기 위한 영상 처리 방법.
  16. 제10항, 제12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 처리 방법을 구현하는 프로그램을 수록하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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