KR20000032882A - 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치 및 방법 - Google Patents

영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치 및 방법에 관한 것으로, 영상 검출기의 주사 변환을 위한 영상 데이터 저장장치에 있어서, 상기 영상 검출기의 수평 주사에 의해 검출되는 화소 데이터를 수직 라인별로 저장하는 적어도 하나의 라인 메모리부, 상기 라인 메모리부에 저장된 수직화소 데이터를 독출하여 상기 화소 데이터의 수평 화소의 순서로 저장되도록 어드레스 및 제어신호를 발생하는 어드레스/제어신호 발생부 및 상기 수직화소 데이터를 상기 어드레스/제어신호 발생부에 의해 발생된 어드레스 및 제어신호에 의해 수평화소 순서 데이터로 저장하는 영상 메모리부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 수직 라인 단위로 검출된 영상의 화소 데이터를 프로세서나 DSP가 읽어 처리하기 용이한 순서인 수평 화소의 순서로 주사변환함으로서 소프트웨어적인 처리를 하는데 효율이 높아지고 화소 단위 데이터를 주사변환하면서, 동시에 전달하는 데이터의 폭을 넓혀 대역폭을 확장하고 데이터 처리 속도를 높일 수 있어 영상 획득 및 처리 장치의 성능을 높이고 보다 나은 서비스가 가능하도록 된다.

Description

영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치 및 방법
본 발명은 일반 CCD(Charge Coupled Device) 영상 검출기와는 달리 영상 검출소자가 선형으로 배열된 영상 검출기의 주사 변환에 대한 것으로서, 특히 선형 검출소자를 사용한 영상 검출기에서 영상의 디지털 데이터를 프로세서나 DSP(Digital signal processor)가 효율적으로 처리하기 위한 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 선형영상 검출기를 사용하는 디지털 영상처리 시스템은 하드웨어적인 영상 처리를 기본으로 한다. 영상 검출기의 아날로그-디지털 변환(Analog-Digital convert)된 화소 데이터를 영상 메모리에 저장했다가 하드웨어에 의해 주사변환하여 영상화면으로 출력하는 방식을 사용한다.
도 1은 선형 영상 검출기를 사용한 영상 검출시의 수평 주사 방식을 도시한 것이며 도 2는 선형 영상 검출기를 사용한 영상 검출시의 수직 주사 방식을 도시한 것이다. 도 1에서는 수직 방향으로 위치한 선형 영상 검출기(120)를 화면(100)의 왼쪽에서 오른쪽으로 수평 방향으로 이동하면서 영상을 검출하는 것이며, 도 2에서는 수평 방향으로 위치한 선형 영상 검출기(220)를 화면(200)의 위쪽에서 아래쪽으로 수직 방향으로 이동하면서 영상을 검출한다. 검출 방식은 수평 주사 방식을 많이 사용한다.
도 3은 종래의 주사 변환을 위한 장치의 영상 메모리 블록도이다.
화면을 검출한 디지털 신호인 수평 주사방식을 통한 수직 라인 단위의 영상 검출기의 출력(390)이 입력되면 영상 메모리 제어부(370)는 데이터 통로를 0번 버퍼(300)로 하는 제어신호(305)를 발생하여 0번 영상 메모리(320)에 수직 라인 단위의 영상인 수직 화소가 화소 순서대로 저장되는 어드레스(380)를 발생하며 이 어드레스가 0번 영상 메모리(320)에 전달되도록 멀티플렉서(multiplexer, 340)를 제어(345)한다. 상기의 과정을 통해 0번 화면에 대한 데이터를 저장하면서, 동시에 제어부(370)에서는 1번 메모리에 이미 저장된 화면 데이터를 주사변환하여 출력한다. 영상 메모리 제어부(370)는 1번 영상 메모리(330)의 데이터를 출력하기 위해 어드레스(385)를 발생하고 이 어드레스가 1번 영상 메모리(330)에 전달되도록 멀티플렉서(350)를 제어(355)하여 1번 영상 메모리(330)에서 영상에 대한 데이터가 주사변환되어 출력되도록 하며, 이 출력이 보통은 디지털 비디오 장치인 다음 장치로 전달되도록 멀티플렉서(360)를 제어(365)한다.
제어부(370)는 0번 메모리(320)에 화면 데이터를 저장하고 1번 메모리(330)의 화면 데이터를 출력하는 과정이 끝나면, 1번 버퍼(310)를 제어(315)하고 해당 어드레스(380)가 전달되도록 멀티플렉서(350)를 제어(355)하여 다음 화면의 영상 데이터를 1번 영상 메모리(330)에 수직 화소 순서대로 저장하고, 멀티플렉서(340)를 제어(345)하여 해당 어드레스(385)를 0번 메모리(320)에 전달하여 저장되어 있는 화면 데이터를 주사변환하여 출력하며, 이 출력을 멀티플렉서(360)를 제어(365)하여 다음 장치로 전달(368)한다.
즉, 한 화면에 대한 데이터를 0번 영상 메모리에 저장하고 동시에 1번 영상 메모리에 있는 이전 화면 데이터를 주사변환하여 출력하며, 저장과 출력과정이 끝나면 다음에는 0번 영상 메모리에 저장된 화면 데이터를 주사변환하여 출력하고 동시에 1번 영상 데이터에는 다음 화면에 대한 데이터를 저장하는 것이다. 이 과정을 반복하여 영상 검출기에서 검출한 데이터를 저장하고 이 저장된 데이터를 주사변환하여 출력하게 된다.
저장된 데이터는 수직 방향을 기준으로 하여 읽혀들여지나 영상 검출기가 획득한 영상을 화면 표시장치, 예를 들어 모니터 같은 장치에 주사할 때에는 수평 방향으로 변환하여 주사한다. 즉 카메라의 화면을 읽어 들이는 순서는 화면의 제일 왼쪽의 수직 라인(line)의 제일 위의 화소부터 시작하여 제일 밑의 화소까지 읽고 그 다음에는 두 번째 왼쪽 라인의 제일 위의 화소부터 제일 밑의 화소까지 읽으며, 이를 반복하여 카메라 화면의 제일 오른쪽 수직 라인까지 읽고 모니터 화면에 이를 출력할 때에는 입력된 화소를 주사변환하여 화면의 제일 위의 수평 주사선의 제일 왼쪽에서 제일 오른쪽으로 한 라인을 주사하고 이것이 끝나면 다음 수평 라인의 제일 왼쪽에서 오른쪽으로 주사하며 이를 반복해서 제일 밑의 라인까지 주사한다.
수직 방향으로 입력된 데이터를 입력된 차례대로 메모리에 저장하고 이 저장된 데이터를 화면으로 출력할 때에는 수평 방향으로 출력되도록 저장된 데이터를 읽어야 하며, 종래에는 하드웨어를 이용하여 수직 방향으로 입력된 데이터를 수평 방향의 출력이 가능하도록 상기 메모리의 해당 어드레스를 발생시켜 주사 변환을 하였다.
주사변환되기 전의 영상 데이터가 저장된 메모리의 화소 데이터는 수직 방향의 주사 순서를 기준으로 하면 연속적이지만 수평 방향의 주사 순서를 기준으로 하면 연속적인 배열이 아니게 된다.
그런데 화소 데이터에 대한 기본적인 계수 값을 구하기 위해서 혹은 영상 검출기의 각 화소에 대한 검출 소자의 특성에 대한 불균일성을 보정하기 위한 소프트웨어적인 처리를 하기 위해 프로세서나 DSP를 사용할 경우에는 화면에 화소를 출력하는 순서인 수평 방향을 기준으로 하는 화소의 순서로 데이터를 처리해야 프로세서나 DSP의 작업이 간단해진다. 프로세서나 DSP가 화면에 출력되는 화소 순서로 처리하기 위해서는 화면에 출력되는 화소 순서로 읽는 것이 가장 효율이 좋다.
그러나 영상 메모리(320 이나 330)에 저장된 화소 데이터는 화면에 출력되는 순서를 기준으로 하면 순차적인 순서가 아니다. 그러므로 종래에는 프로세서나 DSP가 영상 메모리(320, 330)에 저장된 데이터를 처리하기 위해서는 데이터를 읽은 후 그 데이터를 프로세서나 DSP가 사용할 순서대로 재배열해야 해야하는 추가적인 작업을 해야 하므로 이 추가 작업 시간과 작업을 위한 별도의 메모리 공간을 낭비하게 되어 영상 획득 및 처리 장치의 전체적인 성능이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
이 문제점을 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 검출하는 화면의 수평, 수직 구성을 도시한 것이며, 도 5는 도 4의 화면을 화소 단위로 표시한 것이다. 도면은 화면이 수평으로 m 개, 수직으로는 n 개의 화소로 구성된 것을 나타낸 것이다. 도 6은 수평 주사한 화소 데이터를 하나의 화소에 대해 8비트로 표시된 것으로 하여, 주사 변환을 위해 영상 메모리에 저장한 것을 도시한 것이다. 수평 주사방식으로 검출하면 한 화면의 화소들은 도 4에서는 P1, P2, ... , Pm의 순서로, 도 5에서는 첫 번째 수직 라인인 V1,1, V2,1,..., Vn,1을 읽고 두 번째 수직 라인인 V1,2, V2,2,..., Vn,2의 순서로 수직 라인 단위로 읽혀져서 도 6과 같이 저장된다.
그런데 이 저장된 데이터를 출력하는 경우에는 영상 데이터를 출력하는 장치들(예를 들면 모니터)은 항상 도 4에서는 L1, L2, ... ,Ln의 순서로 출력되고, 도 5에서는 첫 번째 수평 라인이 V1,1, V1,2, ... , V1,m의 화소 차례로 출력되고 두 번째 수평 라인이 V2,1, V2,2, V2,3,..., V2,m의 순서로 출력되며 이와 같은 순서로 수평 방향으로 주사변환하여 한 화면을 출력한다. 그러므로 종래에는 도 6에서 영상 메모리에서 V1,1, V1,2, V1,3, ... , V1,m의 화소를 나타내는 어드레스를 하드웨어적으로 발생시켜 수평 단위의 화소 데이터를 출력하는 주사 변환을 하였다.
그런데 화소 데이터에 대한 기본적인 계수 값을 구하거나 영상 검출기의 각 화소에 대한 검출 소자의 특성에 대한 불균일성을 보정하기 위해 소프트웨어적인 처리를 하려고 프로세서나 DSP를 사용할 경우에도 주사 변환을 위해 영상 데이터를 화면에 출력하는 순서인 도 6의 V1,1, V1,2, V1,3, ... , V1,m의 순서로 데이터를 처리해야 한다.
프로세서나 DSP가 이와 같은 순서로 처리하기 위해서는 처리 순서와 같은 순서로 읽는 것이 가장 효율이 좋다. 이런 순서로 읽어들이기 위해서는 도 6에서 0번지의 V1,1화소 데이터를 읽고 다음의 V1,2화소 데이터의 번지를 계산하여 읽는 작업을 해야 한다. 그런데 32비트 프로세서라면 한번 메모리에 접근하면 32비트 데이터를 읽을 수 있으나 도 6과 같이 메모리가 구성되어 있으면 영상 메모리를 4번을 읽어야 32비트의 데이터를 얻을 수 있다.
프로세서나 DSP가 처리하는 다른 방법은 도 6의 데이터를 번지수의 차례로 읽어 프로세서나 DSP가 이용할 차례대로 재배치하는 것이다.
어느 방법을 사용하더라도 프로세서나 DSP가 추가적인 작업을 해야 하므로, 추가 작업 시간과 추가 작업을 위한 별도의 메모리 공간을 낭비하게 되어 비효율적이며 영상 획득 및 처리 장치의 전체적인 성능이 떨어지게 된다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 수평 주사하는 선형 영상 검출기를 통해 들어오는 영상 데이터를 프로세서나 DSP가 효율적으로 처리할 수 있도록 영상 검출기의 주사 변환을 위한 영상 데이터 저장 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 선형 영상 검출기를 사용한 영상 검출시의 수평 주사 방식을 도시한 것이다.
도 2는 선형 영상 검출기를 사용한 영상 검출시의 수직 주사 방식을 도시한 것이다.
도 3은 종래의 주사 변환을 위한 장치의 영상 메모리 블록도이다.
도 4는 검출하는 화면의 수평, 수직 구성을 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 화면을 화소 단위로 표시한 것이다.
도 6은 수평 주사한 화소 데이터를 주사 변환을 위해 영상 메모리에 저장한 것을 도시한 것이다.
도 7은 선형 영상 검출기의 검출된 데이터를 다중화하여 하나의 출력으로 만드는 것을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명이 적용된 주사 변환장치의 개략을 블록으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명이 적용된 주사 변환 방식의 흐름도이다.
도 10은 첫 번째 수직 라인별 데이터가 라인 메모리에, 두 번째 수직 라인별 데이터가 래치에 저장된 후 영상 메모리에 주사변환되어 저장되는 것을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명을 적용하여 수평 주사하여 검출한 화소 데이터를 주사 변환을 하여 영상 메모리에 저장한 것을 도시한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 영상 검출기의 주사 변환을 위한 영상 데이터 저장 장치는, 상기 영상 검출기의 수평 주사에 의해 검출되는 화소 데이터를 수직 라인별로 저장하는 적어도 하나의 라인 메모리부; 상기 라인 메모리부에 저장된 수직화소 데이터를 독출하여 상기 화소 데이터의 수평화소의 순서로 저장되도록 어드레스 및 제어신호를 발생하는 어드레스/제어신호 발생부; 및 상기 수직화소 데이터를 상기 어드레스/제어신호 발생부에 의해 발생된 어드레스 및 제어신호에 의해 수평화소 순서 데이터로 저장하는 영상 메모리부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 위한, 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 방법은, 선형 영상 검출기에서 영상의 수평 화소와 수직 화소를 수평 주사하여 얻은, 화소가 수직으로 구성되어 각 화소는 수직 방향의 순서를 갖는 수직 화소 데이터를 주사변환하는 방법에 있어서, 수평 주사하여 얻은 화소 데이터를 수직 라인별로 저장하는 단계; 및 상기 수평 화소의 개수를 각 화소간의 어드레스 오프셋으로 하고, 상기 수직라인별로 저장된 화소 데이터를 화소간의 어드레스를 상기 오프셋만큼 차이가 나도록 수직 방향의 순서대로 저장하며, 저장 후 상기 수직 라인별로 저장된 다음 데이터를 상기 수직 방향의 순서대로 저장된 화소 데이터들의 다음 어드레스에 수직 방향 순서가 대응되도록 저장하는 주사변환하여 수평 화소의 순서로 저장하는 단계를 구비함을 특징으로 한다.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 7은 선형 영상 검출기의 검출된 데이터를 다중화하여 하나의 출력으로 만드는 것을 도시한 것으로, 수평 주사 방식의 선형영상 검출기(710)에서 수직 방향으로 위치한 화소들을 검출하여 수직 라인 단위의 출력을 16개의 채널로 나누고 멀티플렉서(720 내지 760)를 사용하여 각 채널을 다중화하여 영상 검출기 출력(770)을 발생하는 것이다. 예를 들어 수직 화소를 240개로 하면 하나의 채널에는 15개의 수직 화소가 포함되게 된다. 또한 채널의 개수는 고정된 것이 아니며 구현 방법에 따라 변할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용된 주사 변환장치의 개략을 블록으로 도시한 것이다.
라인 메모리부는 라인 메모리(line memory, 820)와 래치(latch, 825)를 구비하며 영상 메모리부는 1번 영상 메모리(850)와 2번 영상 메모리(855)를 구비한다. 어드레스/제어신호 발생부(880)는 상기 라인 메모리부의 메모리 소자의 입출력에 필요한 제어신호와 해당 어드레스를 출력하고 영상 메모리부의 메모리 소자의 입력에 필요한 제어신호와 해당 어드레스를 출력하며 영상 메모리부에서 인출되는 데이터의 경로를 제어한다.
영상 검출기에서 출력된 데이터(805)는 도 7의 참조 번호 770과 같은 것이며 이 데이터가 버퍼(810)를 통해 어드레스/제어신호 발생부(880)가 발생하는 수직 라인별 데이터 그룹에 따른 제어신호(882,883)와 어드레스(884)에 따라 결정되는 라인 메모리부의 라인 메모리(820)나 라인 메모리부의 래치(825)로 저장된다. 본 예에서는 라인 메모리를 1개 사용했지만 라인 메모리의 개수는 고정된 것이 아니며 입력된 영상 데이터를 처리할 속도에 따라 여러 개 사용해서 구현할 수 있다.
라인 메모리부에 저장된 데이터가 어드레스/제어신호 발생부(880)가 발생한 어드레스 신호(898)와 제어신호(886, 888, 892, 894)에 따라 버퍼(830, 835, 840, 845)를 통해 영상 메모리부의 메모리(850, 855)에 주사변환되어 검출한 화면별로 번갈아 저장된다. 이 데이터가 저장되면 프로세서나 DSP(미도시)가 해당 어드레스(899)를 지정하여 영상 메모리부의 영상 데이터를 화면별로 멀티플렉서(870)를 통해 읽어가게 된다. 이때 어드레스/제어신호 발생부(880)는 어드레스/제어신호 발생부(880)가 영상 메모리부에 저장하는 어드레스 신호(898)와 프로세서나 DSP가 영상 메모리부에 접근하는 어드레스 신호(899)를 구별하는 신호(892, 894)와 영상 화면별 데이터를 구별하는 신호(896)를 발생한다.
도 9는 본 발명이 적용된 주사 변환 방식의 흐름도이다.
이하에서 도7, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예의 동작을 상세히 설명한다.
선형영상 검출기(710)를 통해 수평 화소 m개, 수직 화소 n개의 영상 데이터가 입력(910 단계)된다. 이때 입력되는 영상 데이터는 도 5의 화소 데이터가 수직 라인별로 {V1,1, V2,1, V3,1, ... , Vn,1}, {V1,2, V2,2, V3,2, ... , Vn,2}, {V1,3, V2,3, V3,3, ..., Vn,3}, ... , {V1,m, V2,m, V3,m, ..., Vn,m}의 그룹 단위로 읽혀지게 된다.
어드레스/제어신호 발생부(880)에서는 첫 번째 수직 라인 데이터인 V1,1, V2,1, V3,1, ... , Vn,1가 라인 메모리(820)에 입력되도록 버퍼(810)를 제어(882)하여 데이터 통로를 열고 라인 메모리의 해당 어드레스 신호(884)를 발생하여 첫 번째 수직 라인 데이터가 라인 메모리에 저장되도록 한다(920 단계). 첫 번째 수직 라인 데이터를 저장한 후 두 번째 수직 라인 데이터인 V1,2, V2,2, V3,2, ... , Vn,2이 래치(825)에 저장되도록 래치제어신호(883)를 어드레스/제어신호 발생부(880)가 출력하여 두 번째 수직라인 데이터가 저장되게 한다(920 단계).
도 10은 첫 번째 수직 라인 데이터가 라인 메모리에, 두 번째 수직 라인 데이터가 래치에 저장된 후 영상 메모리에 주사 변환되어 저장되는 것을 도시한 것이다.
도 10의 왼쪽 부분은 첫 번째 수직라인 데이터가 라인 메모리(1000)에, 두 번째 수직 라인 데이터가 래치(1020)에 저장된 것을 도시한 것이다.
영상 검출화면의 수평 화소 수와 수직 화소수가 늘어나면 라인 메모리와 래치의 용량을 늘려 대응할 수 있다.
또한 래치는 일시 저장용도로 사용하기 때문에 라인 메모리만을 사용하는 것보다 제어가 간단해져서 라인 메모리만을 사용하는 것보다 본 발명을 적용하는 것이 용이해진다.
라인 메모리(820)와 래치(825)를 구비하는 라인 메모리부에 2개의 수직 라인별 데이터가 저장되면 이를 영상 메모리부에 저장하기 위해 어드레스/제어신호 발생부(880)는 1번 영상 메모리(850)로 상기 수직 라인별 데이터가 향하도록 제어신호(886)를 발생하여 데이터 버퍼(830, 835)를 열고 라인 메모리(820)의 해당 어드레스 신호(884)를 발생하여 첫 번째 수직 데이터의 첫 번째 화소 데이터 V1,1을 인출하며, 동시에 래치(825)에서 두 번째 수직 데이터의 첫 번째 화소 데이터인 V1,2를 인출한다. 어드레스/제어신호 발생부(880)는 영상 메모리부의 1번 영상 메모리(850)의 0번지에 상기 화소 데이터 V1,1이, 1번지에 V1,2가 저장되도록 해당 어드레스 신호(898)를 발생하고 이 어드레스 신호(898)가 프로세서나 DSP의 어드레스 신호(899)와 구별되도록 제어신호(892)를 발생하여 어드레스 버퍼(860)를 열어 어드레스 신호(898)를 1번 영상 메모리(850)에 전달하여 화소 데이터가 1번 영상 메모리(850)에 저장되도록 한다. 도 10의 점선으로 표시한 ①에서 V1,1과 V1,2가 영상 메모리의 0번지와 1번지에 각각 저장되는 것을 표시하였다.
다음에는 어드레스/제어신호 발생부(880)는 제어신호(886)를 발생하여 데이터 버퍼(830, 835)를 열고 라인 메모리(820)의 해당 어드레스 신호(884)를 발생하여 첫 번째 수직 라인 데이터의 두 번째 화소 데이터 V2,1을 인출하며, 동시에 래치(825)에서 두 번째 수직 라인 데이터의 두 번째 화소 데이터인 V2,2를 인출한다.
어드레스/제어신호 발생부(880)는 영상 메모리부의 1번 영상 메모리(850)의 m번지에 상기 화소 데이터 V2,1이, m+1번지에 V2,2가 저장되도록 해당 어드레스 신호(898)를 발생하고 이 어드레스 신호(898)가 프로세서나 DSP의 어드레스(899)와 구별되도록 제어신호(892)를 발생하여 어드레스 버퍼(860)를 열어 어드레스 신호(898)를 1번 영상 메모리(850)에 전달하여 화소 데이터가 저장되도록 한다. 도 10의 점선으로 표시한 ②에서 V2,1과 V2,2가 영상 메모리의 m번지와 m+1번지에 각각 저장되는 것을 표시하였다. 이 경우 최초 저장한 두 개의 화소 데이터 어드레스 0번지와 1번지에 화면 수평 화소 개수인 m을 오프셋(off-set) 값으로 하여 다음 두 개의 화소 데이터를 저장하는 어드레스인 m번지와 m+1번지를 정한다.
상기와 같이 계속하여, 첫 번째 수직라인의 마지막 화소인 Vn,1과 두 번째 수직 라인의 마지막 화소인 Vn,2를 영상 메모리부의 1번 영상 메모리의 (n-1)×m 번지와 (n-1)×m + 1 번지에 저장하면 첫 번째 수직 라인 데이터와 두 번째 수직 라인 데이터를 주사변환하여(930 단계) 1번 영상 메모리(850)에 저장한 것이다. (940 단계)
다음에 상기의 방법(920 단계)대로 세 번째 수직 라인별 데이터 그룹을 라인 메모리(820)에 읽어들이고 네 번째 수직 라인별 데이터 그룹을 래치(825)에 저장하여, 이 영상 데이터를 영상 메모리부의 1번 영상 메모리(850)의 2번지, 3번지, m+2번지, m+3번지, ..., (n-1)×m 번지, (n-1)×m + 1 번지에 저장하며, 이를 계속 반복하면 선형영상 검출기를 통해 입력된 영상 데이터를 주사 변환(930 단계)하여 1번 영상 메모리(850)에 저장(940 단계)하게 된다. 상기와 같이 920 단계, 930 단계, 940 단계를 반복하면 선형 영상 검출기가 검출한 수평 m개 수직 n개의 화소 데이터가 1번 영상 메모리(850)에 모두 저장된다. 일반적으로 영상 검출기에서 m, n은 짝수가 되도록 구성되어 있으므로 구현되므로 상기 과정에서 한 개의 수직 라인별 데이터 그룹만을 처리하는 경우는 없다.
도 11은 본 발명을 적용하여 수평 주사하여 검출한 화소 데이터를 주사 변환을 하여 영상 메모리에 저장한 결과를 도시한 것이다. 수직 라인별로 읽은 화소 데이터가 수평 화소의 개수인 m을 어드레스의 오프셋으로 하여 저장되었고, 이로 인해 모든 화소 데이터가 화소 데이터의 수평 화소의 순서로 연속적으로 저장되었다.
영상 검출기(710)가 검출한 데이터를 1번 영상 메모리(850)에 상기의 방법으로 저장하는 동안에 프로세서나 DSP는 2번 영상 메모리(855)의 화소 데이터를 소프트웨어적인 처리를 위해 읽어간다(950 단계). 프로세서나 DSP가 읽어가기 위해 어드레스 신호(899)를 출력하면 어드레스/제어신호 발생부(880)는 프로세서나 DSP의 어드레스 신호(899)가 2번 영상 메모리(855)에 전달되도록 멀티플렉서(865)를 제어하고, 2번 영상 메모리(855)의 데이터가 프로세서나 DSP에 전달되도록 데이터 전송 멀티플렉서(870)를 제어(896)한다.
이때 영상 메모리는 램(RAM)이나 듀얼 포트 램(Dual Port RAM, 이하 DPR)을 구비하는 메모리 소자를 사용한다. DPR은 읽기와 쓰기가 동시에 가능하므로 영상 데이터를 빠르게 처리할 필요가 있는 경우에 사용한다. DPR을 사용하게 되면 상기 실시예에서 영상 메모리를 2개 사용하지 않고 하나의 DPR을 영상 메모리로 사용하면 본 발명을 구현하는 것이 간단해지며, 상기의 예에 이를 적용한다면 버퍼(830 내지 845)를 사용할 필요가 없어 버퍼를 제어하는 부분이 필요 없다. 그리고, DPR에 영상 데이터를 상기의 예와 같이 저장하면서 프로세서나 DSP가 필요한 영상화면 데이터를 DPR에서 인출해 갈 수 있으므로 처리 속도도 더 고속으로 된다. 또 상기의 예에서 DPR를 영상 메모리를 2개 사용한다면 데이터 처리의 대역폭을 더 넓게 구현하는 것도 가능해진다.
그러나 아직 DPR 소자는 고가이며 검출하는 화면의 수평, 수직 화소가 많아지면 필요한 영상 메모리의 저장 용량이 커야 하지만 저장 용량이 큰 DPR은 구할 수 없는 경우도 많다. 그러므로 본 발명의 상기 실시예에서는 입출력 포트가 단일한 램을 사용하여 선형 영상 검출기가 수평 주사를 한번 했을 때의 한 화면을 저장할 수 있는 용량으로 한 뱅크(bank)로 하여 두 개의 메모리 뱅크로 구성된다. 한 화면을 영상 메모리 하나에 저장하고 동시에 다른 영상 메모리에서는 화면 데이터를 읽어 가는 과정은 2개의 메모리 뱅크를 사용하면 구현 가능하다.
한 뱅크의 용량은 다음과 같이 정해진다.
C = Ph× Vl× Pb
위의 식에서 C는 한 뱅크의 용량을 비트(bit)단위로 나타낸 것이며 Ph는 수평 화소수, Vl은 수직라인 수이고 Pb는 한 화소를 표현하는 비트 수이다.
영상 메모리인 램의 입출력 데이터 폭은 프로세서나 DSP의 데이터 폭과 대응되도록 결정하는 것이 바람직하다. 예를 들어 프로세서가 32비트 프로세서이면 영상 메모리는 16비트 혹은 32비트로 구성되고, 64비트 프로세서이면 영상 메모리는 최대 64비트까지 구성되는 것이 바람직하다. 64비트 프로세서인 경우 한 화소의 데이터가 8비트라면 한 번에 8개까지 화소 데이터를 프로세서나 DSP가 읽어갈 수 있게 된다.
상기와 같이 수평 주사되어 입력된 데이터를 수직 라인별 데이터로 저장하는 경우 두 개 이상의 수직 라인별 데이터 그룹을 연속해서 읽어, 동시에 변환하여 영상 메모리에 저장하는 주사 변환 방식을 쓰는 것이 바람직하다. 수평 주사되어 라인 메모리(820)와 래치(825)로 전송된 데이터는 화소 단위의 8비트 데이터이고 이 8비트 데이터를 상기와 같은 변환 과정(920 단계)을 통해 두 번에 걸쳐 읽어 16비트 단위로 만든다. 그리고 이 16비트 데이터를 영상 메모리에 한번에 기록하여 데이터 전송 대역폭을 확장시키게 된다.
예를 들어 제1 저장부인 라인 메모리(820)와 래치(825) 그리고 제2 저장부인 영상 메모리(850,855)에 쓰거나 읽는 시간이 각각 100 나노초(nano second)씩 걸린다고 가정한다. 제1 저장부에서 화소 데이터인 8비트 화소를 2개 읽어서 영상 메모리에 저장하는 경우 한 화소 데이터를 읽어 데이터를 영상 메모리에 주사변환하여 저장하고 완료 후 다음 화소 데이터를 마찬가지로 처리하는 방식을 사용하는 경우에 필요한 시간은, 제1 저장부에서 한 화소 데이터를 읽는데 100 나노초가 걸리며, 이 데이터를 영상 메모리에 기록하는데 100 나노초가 걸려 200 나노초가 필요하다. 그리고 다시 다른 한 개의 화소 데이터까지 처리하려면 200 나노초가 더 필요하여 2개의 화소데이터를 제1 저장부에서 제2 저장부인 영상 메모리에 기록하는데 총 400 나노초가 걸린다.
그러나 본 발명이 적용된 상기의 방법(920단계)을 사용하면 라인 메모리(820)와 래치(825)에서 두 개의 화소 데이터를 동시에 읽는 시간인 100 나노초와 영상 메모리에 상기 두 개의 화소 데이터를 동시에 저장하는 시간인 100 나노초를 합한 200 나노초가 소요된다.
그러므로 화소가 많아질수록 두 개 이상의 수직 라인별 데이터를 연속해서 라인 메모리부에 저장하고 이 저장된 화소 데이터를 동시에 읽어서 동시에 변환하여 영상 메모리에 저장하는 주사 변환 방식을 쓰는 것이 데이터 처리의 시간 면에서 보면 효율적이다.
상기 실시예에서는 1개의 라인 메모리와 래치를 사용했지만 라인 메모리를 3개, 래치를 1개 사용하여 4개의 수직 라인별 데이터 그룹을 차례로 저장한 후 한번에 4개의 화소 데이터를 읽어가게 한다면 데이터 처리의 시간상의 효율이 더욱 커진다.
1번 영상 메모리(850)에 영상 데이터를 저장하고 동시에 2번 영상 메모리(855)에서 영상 데이터를 프로세서나 DSP가 읽어 가는 것이 끝나게 되면, 반대로 2번 영상 메모리(855)에 다음 화면의 영상 데이터를 저장하고 동시에 1번 영상 메모리(850)에서 영상 데이터를 프로세서나 DSP가 읽어 가는 과정이 시작된다.
이 과정은 상기 1번 영상 메모리에 영상 데이터를 저장하는 방법과 기본적으로 동일하다. 이하 간단히 설명한다.
어드레스/제어신호 발생부(880)에서는 수직 라인 데이터인 V1,1, V2,1, V3,1, ... , Vn,1을 라인 메모리(820)에 저장하고. 다음의 수직라인 데이터인 V1,2, V2,2, V3,2, ... , Vn,2를 래치(825)에 저장한다(920 단계).
라인 메모리부에 2개의 수직 라인 데이터가 저장되면 어드레스/제어신호 발생부(880)는 2번 영상 메모리(855)로 데이터가 향하도록 제어신호(888)를 발생하여 데이터 버퍼(840, 845)를 열고 라인 메모리(820)의 해당 어드레스 신호(884)를 발생하여 첫 번째 수직 라인 데이터 첫 번째 화소 데이터 V1,1을 인출하며, 동시에 래치(825)에서 다음 수직 라인별 데이터의 첫 번째 화소 데이터인 V1,2를 인출한다. 어드레스/제어신호 발생부(880)는 영상 메모리부의 2번 영상 메모리(855)의 0번지에 상기 화소 데이터 V1,1이, 1번지에 V1,2가 저장되도록 해당 어드레스 신호(898)를 발생하고 이 어드레스 신호(898)가 프로세서나 DSP의 어드레스(899)와 구별되도록 제어신호(894)를 발생하여 어드레스 버퍼(865)를 열어 어드레스 신호(898)를 2번 영상 메모리(855)에 전달하여 상기 화소 데이터가 저장되도록 한다. 도 10의 점선으로 표시한 ①에서 V1,1과 V1,2가 영상 메모리의 0번지와 1번지에 각각 저장되는 것을 표시하였다.
다음에는 어드레스/제어신호 발생부(880)는 제어신호(888)를 발생하여 데이터 버퍼(840, 845)를 열고 라인 메모리(820)의 해당 어드레스 신호(884)를 발생하여 화소 데이터 V2,1을 인출하며, 동시에 래치(825)에서 화소 데이터인 V2,2를 인출한다. 어드레스/제어신호 발생부(880)는 영상 메모리부의 2번 영상 메모리(855)의 m번지에 상기 화소 데이터 V2,1이, m+1번지에 화소 데이터 V2,2가 저장되도록 해당 어드레스 신호(898)를 발생하고 이 어드레스 신호(898)가 프로세서나 DSP의 어드레스 신호(899)와 구별되도록 제어신호(894)를 발생하여 어드레스 버퍼(865)를 열어 어드레스 신호(898)를 2번 영상 메모리(855)에 전달하여 화소 데이터가 저장되도록 한다. 도 10의 점선으로 표시한 ②에서 화소 데이터 V2,1과 V2,2가 영상 메모리의 m번지와 m+1번지에 각각 저장되는 것을 표시하였다. 이 경우 최초 저장한 두 개의 화소 데이터 어드레스 0번지와 1번지에 화면 수평 화소 개수인 m을 오프셋(off-set) 값으로 하여 다음 두 개의 화소 데이터를 저장하는 어드레스인 m번지와 m+1번지를 정한다.
상기와 같이 계속하여, 첫 번째 수직라인의 마지막 화소인 Vn,1과 두 번째 수직 라인의 마지막 화소인 Vn,2를 영상 메모리부의 2번 영상 메모리의 (n-1)×m 번지와 (n-1)×m + 1 번지에 저장하면 첫 번째 수직 라인데이터와 두 번째 수직라인 데이터를 주사변환하여(930 단계) 2번 영상 메모리(855)에 저장한 것이다.(940 단계)
다음에 상기의 방법(920 단계)대로 세 번째 수직 라인별 데이터 그룹을 라인 메모리(820)에 읽어들이고 네 번째 수직 라인별 데이터 그룹을 래치(825)에 저장하여, 이 영상데이터를 영상 메모리부의 2번 영상 메모리(855)의 2번지, 3번지, m+2번지, m+3번지, ..., (n-1)×m 번지, (n-1)×m + 1 번지에 저장하며, 이를 계속 반복하면 선형영상 검출기를 통해 입력된 영상 데이터를 주사 변환(930 단계)하여 2번 영상 메모리(855)에 저장(940 단계)하게 된다. 상기와 같이 920 단계, 930 단계, 940 단계를 반복하면 선형 영상 검출기가 검출한 수평 m개 수직 n개의 화소 데이터가 2번 영상 메모리(855)에 모두 저장된다.
영상 검출기(710)가 검출한 데이터를 2번 영상 메모리(855)에 상기의 방법으로 저장하는 동안에 프로세서나 DSP는 1번 영상 메모리(850)의 화소 데이터를 소프트웨어적인 처리를 위해 읽어간다(950 단계). 프로세서나 DSP가 읽어가기 위해 어드레스 신호(899)를 내면 어드레스/제어신호 발생부(880)는 프로세서나 DSP의 어드레스 신호(899)가 1번 영상 메모리(850)에 전달되도록 멀티플렉서(860)를 제어하고, 1번 영상 메모리(850)의 데이터가 프로세서나 DSP에 전달되도록 데이터 전송 멀티플렉서(870)를 제어한다.
상기의 방법을 계속 반복하여, 한 화면에 대한 데이터를 1번 영상 메모리(850)에 주사변환하여 저장하고 동시에 2번 영상 메모리(855)에 있는 주사변환되어 있는 이전 화면 데이터를 프로세서나 DSP가 읽어가고, 저장과 읽어 가는 과정이 끝나면 다음에는 1번 영상 메모리(850)에 저장된 주사변환된 화면 데이터를 프로세서나 DSP가 읽어가며 동시에 2번 영상 메모리(855)에는 다음 화면에 대한 데이터를 주사변환하여 저장하는 것이다. 이 과정을 반복하여 영상 검출기에서 검출한 화소 데이터를 주사변환하여 저장하고 이 저장된 데이터를 프로세서나 DSP는 별도의 주사 변환 과정 없이 읽은 순서대로 필요한 소프트웨어적인 처리를 할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 수직 라인 단위로 검출된 영상의 화소 데이터를 프로세서나 DSP가 읽어 처리하기 용이한 순서인 수평 화소의 순서로 주사변환함으로서 소프트웨어적인 처리를 하는데 효율이 높아지고 화소 단위 데이터를 주사변환하면서, 동시에 전달하는 데이터의 폭을 넓혀 대역폭을 확장하고 데이터 처리 속도를 높일 수 있어 영상 획득 및 처리 장치의 성능을 높이고 보다 나은 서비스가 가능하도록 된다.

Claims (9)

  1. 영상 검출기의 주사 변환을 위한 영상 데이터 저장장치에 있어서,
    상기 영상 검출기의 수평 주사에 의해 검출되는 화소 데이터를 수직 라인별로 저장하는 적어도 하나의 라인 메모리부;
    상기 라인 메모리부에 저장된 수직화소 데이터를 독출하여 상기 화소 데이터의 수평화소의 순서로 저장되도록 어드레스 및 제어신호를 발생하는 어드레스/제어신호 발생부; 및
    상기 수직화소 데이터를 상기 어드레스/제어신호 발생부에 의해 발생된 어드레스 및 제어신호에 의해 수평화소 순서 데이터로 저장하는 영상 메모리부를 포함함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치.
  2. 제1항에서 있어서, 상기 라인 메모리부는
    상기 수직 라인별 데이터를 최소 2개 라인 이상 동시에 저장함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치.
  3. 제1항에 있어서 상기 어드레스/제어신호 발생부에서 생성되는 상기 라인 메모리부의 인접하는 수직화소간의 어드레스는
    수평화소를 오프셋으로 할 때, 상기 오프셋만큼 차이 남을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 어드레스/제어신호 발생부는
    듀얼 포트 램(Dual Port RAM)을 포함하는 메모리 소자를 구비함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 영상 메모리부는
    상기 라인 메모리부에 저장된 데이터를 상기 영상 메모리부에 저장할 때 영상 화면별로 구별하여 저장하는 저장 제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 장치.
  6. 선형 영상 검출기에서 영상의 수평 화소와 수직 화소를 수평 주사하여 얻은, 화소가 수직으로 구성되어 각 화소는 수직 방향의 순서를 갖는 수직 화소 데이터를 주사변환하는 방법에 있어서,
    수평 주사하여 얻은 화소 데이터를 수직 라인별로 저장하는 단계; 및
    상기 수평 화소의 개수를 각 화소간의 어드레스 오프셋으로 하고, 상기 수직라인별로 저장된 화소 데이터를 화소간의 어드레스를 상기 오프셋만큼 차이가 나도록 수직 방향의 순서대로 저장하며, 저장 후 상기 수직 라인별로 저장된 다음 데이터를 상기 수직 방향의 순서대로 저장된 화소 데이터들의 다음 어드레스에 수직 방향 순서가 대응되도록 저장하는 주사변환하여 수평 화소의 순서로 저장하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수직 라인별로 저장하는 단계는
    적어도 두 개의 수직 라인별 데이터를 읽어들여 수직 라인별로 각각 저장하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 방법.
  8. 제6항이나 제7항에 있어서, 상기 주사변환하여 수평 화소의 순서로 저장하는 단계는
    상기 수직 라인별로 저장된, 적어도 두 개이상의 수직 라인별 데이터를 동시에 주사변환해서 저장하여 데이터 처리 대역폭을 확장하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 주사변환하여 수평 화소의 순서로 저장하는 단계는
    주사변환한 화면을 영상 화면별로 구별하여 저장하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 영상 검출기의 주사변환을 위한 영상 데이터 저장 방법.
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