KR20000020527A - 프레임 고체촬상소자(ccd)를 이용한 디지탈 광학기기의 영상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임 고체촬상소자(CCD ; Charge Couple Device)를 이용하는 디지탈 광학기기에 있어, 인터레이스 방식의 표시(display)장치에 표시할 수 있도록 하는 영상 표시장치에 관한 것이다.

프레임 CCD를 사용하게 되면, 동영상을 표시하게 됨에 있어서, NTSC 또는 PAL 영상출력을 위해서는 필수적으로 필드(field)를 우수필드(odd field)와 기수필드(even field)를 구분하여 출력해주어야만 하게 되므로, 프레임 단위로 입력되는 영상에 대하여 필드 구분하여 출력하여 주는 장치가 필요하게 된다.

종래에는 단순히 두개의 DRAM을 이용하여 1프레임이 지연(delay)된 영상을 필드 구분하여 출력하도록 하므로써, 2개의 메모리를 사용하는데에 따른 하드웨어 구성에 있어서의 부담을 증가시키게 된다.

본 발명에서는 하나이상의 메모리 저장영역(bank)을 갖는 SDRAM의 메모리 영역의 특성을 이용하여 1개의 SDRAM만을 이용하여 30프레임/초 동영상을 구현할 수 있도록 하므로써, 메모리의 구성감소와 이에 따른 제어 하드웨어의 부담을 최소화할 수 있도록 하며, DRAM에 비해 약 6~10배 정도의 빠른 속도로 영상 처리가 가능하도록 하는 것이다.

Description

프레임 고체촬상소자(ＣＣＤ)를 이용한 디지탈 광학기기의 영상 표시장치

본 발명은 프레임 고체촬상소자(CCD ; Charge Couple Device)를 이용하는 디지탈 광학기기에 있어, 인터레이스 방식의 표시(display)장치에 표시할 수 있도록 하는 영상 표시장치에 관한 것이다.

근래에 들어 필름없이도 영상을 촬영하여 저장할 수 있도록 하는 디지탈 스틸 카메라(DSC; Digital Still Camera), PC 카메라 등이 널리 보급되어 사용되고 있다.

이와 같은 디지탈 광학기기는 CCD를 이용하여 외부의 영상을 촬영하는데, 이러한 CCD는 기존의 캠코더(camcorder)에서 사용되었던 인터라인(interline) CCD가 아니라 프레임 CCD가 주로 사용되고 있다.

상기와 같은 프레임 CCD를 사용하게 되면, 동영상을 표시하게 됨에 있어서, NTSC 또는 PAL 영상출력을 위해서는 필수적으로 필드(field)를 우수필드(odd field)와 기수필드(even field)를 구분하여 출력해주어야만 한다.

따라서, 프레임 단위로 입력되는 영상에 대하여 필드 구분하여 출력하여 주는 장치가 필요하게 되는 데,

도 1은 종래 프레임 단위의 영상을 필드 단위로 구분하여 인터레이스 방식의 영상 표시장치에 표시할 수 있도록 한 장치의 블록 구성도로서, 도 1를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, CCD 신호처리블록(1)을 통해 입력되는 프레임 단위의 디지탈 영상 데이타를 메모리 제어부(2)에서는 두개의 DRAM(3,4)을 이용하여 필드 구분하고, 엔코더(5)를 통해 표시수단의 동기신호에 맞추어 필드 구분된 영상을 출력하게 된다.

메모리 제어부(2)에서는 제 1 DRAM(3)에는 프레임 단위로 이미지(image)를 캡처(capture)하여 저장하고, 제 2 DRAM(4)에 1프레임 이전에 캡처되어 있던 이미지를 우수필드와 기수필드로 구분하여 엔코더(5)로 출력하게 되는 것이다.

즉, 현재 제 1 DRAM(3)에 이미지가 저장중이면, 제 2 DRAM(4)에 저장되어 있는 이전 프레임을 읽어 출력하게 되는 바,

화면에는 1초에 30프레임이 표시되어지므로, 1/30 초 전에 제 2 DRAM(4)에 저장되어 있던 프레임을 데이타를 출력하게 되고, 이후 제 1 DRAM(3)의 저장이 완료된후, 제 2 DRAM(4)에 프레임 데이타가 저장될때에는 제 1 DRAM(3)에 저장되어있던 이전 프레임 데이타가 필드 구분되어 출력되는 것이다.

이와 같이 종래에는 단순히 두개의 DRAM을 이용하여 1프레임이 지연(delay)된 영상을 필드 구분하여 출력하도록 하므로써, 2개의 메모리를 사용하는데에 따른 하드웨어 구성에 있어서의 경제적인 경쟁력 상실과 2개의 메모리를 제어하기 위한 하드웨어의 부담을 증가시키게 된다.

본 발명에서는 SDRAM의 메모리 영역의 특성을 이용하여 1개의 SDRAM만을 이용하여 30프레임/초 동영상을 구현할 수 있도록 하므로써, 메모리의 구성감소와 이에 따른 제어 하드웨어의 부담을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 프레임 CCD를 이용한 광학기기의 영상 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명 프레임 CCD를 이용한 디지탈 광학기기의 영상 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명에 있어서, 메모리 제어수단의 구조를 상세하게 나타낸 블록도.

도 4는 일반적인 SDRAM의 내부 메모리 저장 구조를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 있어서, 메모리 제어수단의 각 부 동작 클록(clock)을 나타낸 파형도.

본 발명은 뱅크(BANK) 구조를 갖는 SDRAM을 이용하여 하나의 메모리수단으로 입력되는 프레임 데이타를 필드 구분하여 출력할 수 있도록 하는 것으로,

CCD 신호처리되어 입력되는 프레임 데이타를 캡처하여 저장하기 위한 메모리수단과, 메모리수단에 프레임 데이타를 저장하고, 저장된 프레임 데이타를 필드 구분하여 엔코더를 통해 표시수단의 동기신호에 맞추어 출력 제어하기 위한 메모리 제어수단을 포함하는 디지탈 광학기기의 영상표시장치에 있어서,

상기 메모리 수단을 내부의 메모리 저장영역(BANK) 구조를 갖는 SDRAM으로 구성하고,

상기 메모리 제어수단은 SDRAM의 제 1의 데이타 저장영역과 제 2의 데이타 저장영역에 입력되는 프레임 데이타를 순차적으로 번갈아 저장(write) 및 필드 구분하여 읽어(read) 출력하도록 제어신호 및 메모리 어드레스 신호를 출력하도록 함을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 갖음을 특징으로 하는 본 발명 장치를 첨부된 도면에 표시된 실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 SDRAM을 이용한 본 발명 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 메모리 제어수단의 상세구성을 나타낸 블록도, 도 4는 16Mb SDRAM의 메모리 저장 구조를 나타낸 도면이다.

메모리 제어수단(12)은 SDRAM(13)에 제어신호 및 메모리 어드레스 신호를 출력하여 CCD 신호처리부(11)로 부터 입력되는 프레임 데이타를 상기 SDRAM(13)의 메모리 저장영역(bank1)에 저장하면서, 메모리 저장영역(bank2)에 저장되어있던 이전 프레임 데이타를 필드 구분하여 읽어들여 엔코더(14)를 통해 영상 데이타를 출력하게 된다.

이후, 메모리 제어수단(12)은 CCD 신호처리부(11)로 부터 입력되는 다음 프레임 데이타는 메모리 저장영역(bank2)에 저장하면서, 메모리 저장영역(bank2)에 저장하는 동안 상기 메모리 저장영역(bank1)에 저장되어 있던 프레임 데이타를 필드 구분하여 읽어들여 엔코더(14)를 통해 영상 데이타를 출력하게 된다.

상기와 같이 순차적으로 입력되는 프레임 데이타를 SDRAM(13)의 메모리 저장영역(bank1,bank2)에 번갈아 저장 및 읽어 출력함을 반복하여 영상 데이타를 출력하도록 하는 것이다.

이와 같은 메모리 제어수단은(12)은 도 3에 도시된 바와 같이, SDRAM(13)의 데이타 저장 및 출력을 제어하기 위한 제어신호 및 어드레스를 출력하기 위한 메모리 제어부(12a)와, 제어신호 및 어드레스에 따라서 SDRAM(13)에 프레임 데이타를 출력 및 SDRAM(13)으로 부터 필드 구분되어 출력되는 데이타를 내부 입출력(I/O)제어부(12c)로 출력하는 외부 입출력(I/O)제어부(12b)와, CCD 신호처리부(11)로 부터 입력되는 프레임 데이타를 외부 입출력(I/O)제어부(12b)로 출력제어 및 외부 입출력(I/O)제어부(12c)로 부터 입력되는 데이타를 엔코더(14)로 적절한 타이밍(timing)에 출력하도록 하는 내부 입출력(I/O)제어부(12c)를 포함하여 구성된다.

도 5는 상기와 같은 구성을 갖는 메모리 제어수단(12)의 각 부 동작 클록(clock)을 나타낸 파형도로서, 도 5를 참조하여 영상 데이타 입출력 제어 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, CCD 신호처리부(11)의 데이타 출력율(data rate)의 약 8배이상에 해당하는 클록을 SDRAM(13)을 제어하기 위한 클록으로 사용하게 된다.

예를 들면, CCD 신호처리부(11)의 데이타 출력율이 12.27㎒라 한다면 SDRAM(13)의 제어를 위한 클록 주파수는 98.16㎒(=12.27×8)이상이 되어야 하는 것이다.

도 5에서는 CCD 신호처리부(11)의 데이타 출력율이 12.27㎒ 단위로 출력된다고 가정하고, SDRAM(13)을 제어하기 위한 클록 주파수(SDCLK)를 12.27㎒(CL)의 8배 이상인 100㎒로 설정하였다.

도면에서 보는 바와 같이, SDRAM(13)에서 한번의 리드(read) 또는 라이트(write) 동작을 위해서는 4번의 SDRAM 사이클(cycle)이 필요하게 되는 데, CCD 신호처리부(11)의 1클록(CL)동안 SDRAM(13)은 2번의 리드 또는 라이트 동작이 가능하게 된다.

따라서, CL이 하이(High)인 구간(Data out Enable)에서는 CCD 신호처리부(11)에서 출력되는 프레임 데이타를 SDRAM(13)에 저장하는 동작이 일어나게 되고, CL이 로우(Low)인 구간(Data in Enable)에서는 SDRAM(13)에 저장되어 있던, 프레임 데이타를 필드 구분하여 출력하는 것이다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, SDRAM(13)의 메모리 저장영역(bank1)에 프레임 데이타가 저장되는 동안, 메모리 저장영역(bank2)에 저장되어 있던 프레임 데이타는 필드 구분되어 출력되고, 다음 1/30 초 동안에는 메모리 저장영역(bank2)에 다음 입력 프레임 데이타가 저장되고, 메모리 저장영역(bank2)에 프레임 데이타가 저장되는 동안 메모리 저장영역(bank1)에 저장되어있던 프레임 데이타가 필드 구분되어 출력되는 것이다.

이를 계속 반복하게 되며, 상기 SDRAM(13)의 제어신호 및 어드레스(control & address)는 메모리제어부(12a)에서 출력하게 된다.

상기와 같은 동작으로 SDRAM(13)의 데이타 저장 및 출력이 이루어지는 바, 외부 입출력(I/O)제어부(12b)에서는 1 CL동안 각각 한 번씩 데이타 input, output상태가 되어 메모리제어부(12a)에서 출력되는 제어신호 및 어드레스(control & address)에 의해 SDRAM(13)으로 부터 필드 구분된 데이타를 받기도 하고, SDRAM(13)으로 프레임 데이타를 출력하기도 한다.

CCD 신호처리부(11)로 부터 프레임 데이타를 받거나, 외부 입출력(I/O)제어부(12b)로 부터 필드 구분된 데이타를 입력받아 데이타 출력 경로를 결정하는 내부 입출력(I/O)제어부(12c)에서는 데이타 리드 명령(Read Command) 이후 데이타 리드 동작이 일어난 시점(A)의 데이타를 CL의 포지티브 에지(positive edge)까지 유지(Data in & hold)시켜 엔코더(14)에서 적합한 타이밍에 데이타를 가져갈 수 있도록 한다.

이때, CCD 신호처리부(11)의 출력 데이타는 CL 주기로 계속 업 데이트(update)된다.(data out interval)

이상에서 설명한 바와 같이, 프레임 CCD를 이용한 광학기기에서 동영상을 30frame/sec의 영상출력으로 구현하도록 함에 있어서, 1개의 메모리(SDRAM)를 이용하여 프레임 CCD를 이용할때 필드 구분하여야 하는 영상출력의 어려운점을 해결할 수 있게 되므로, 하드웨어의 부담을 감소시킬 수 있다.

또한, SDRAM을 이용하게 되므로, DRAM에 비해 약 6~10배 정도의 빠른 속도로 영상 처리가 가능하게 된다.

Claims (2)

1. CCD 신호처리되어 입력되는 프레임 데이타를 캡처하여 저장하기 위한 메모리수단과, 메모리수단에 프레임 데이타를 저장하고, 저장된 프레임 데이타를 필드 구분하여 엔코더를 통해 표시수단의 동기신호에 맞추어 출력 제어하기 위한 메모리 제어수단을 포함하는 광학기기의 영상표시장치에 있어서,

   하나의 SDRAM으로 메모리수단을 구성하고,

   SDRAM의 제 1의 데이타 저장영역(bank1)과 제 2의 데이타 저장영역(bank2)에, 입력되는 프레임 데이타를 순차적으로 번갈아 저장(write) 및 필드 구분하여 읽어(read) 출력하도록 제어신호 및 메모리 어드레스 신호를 출력하도록 메모리 제어수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 프레임 고체촬상소자(CCD)를 이용한 디지탈 광학기기의 영상 표시장치.
2. 제 1항에 있어서, 메모리 제어수단은 SDRAM의 데이타 저장 및 출력을 제어하기 위한 제어신호 및 어드레스를 출력하기 위한 메모리 제어부와, 제어신호 및 어드레스에 따라서 SDRAM에 프레임 데이타를 출력 및 SDRAM으로 부터 필드 구분되어 출력되는 데이타를 내부 입출력(I/O)제어부로 출력하는 외부 입출력(I/O)제어부와, CCD 신호처리수단으로 부터 입력되는 프레임 데이타 및 외부 입출력(I/O)제어부로 부터의 필드 구분된 데이타의 출력 경로를 지정하며, 적절한 타이밍에 엔코더로 필드 구분된 데이타를 출력 제어하는 내부 입출력(I/O)제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프레임 고체촬상소자(CCD)를 이용한 디지탈 광학기기의 영상 표시장치.