KR20050064409A - Zoom camera system with high-pixel - Google Patents

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KR20050064409A KR1020030095769A KR20030095769A KR20050064409A KR 20050064409 A KR20050064409 A KR 20050064409A KR 1020030095769 A KR1020030095769 A KR 1020030095769A KR 20030095769 A KR20030095769 A KR 20030095769A KR 20050064409 A KR20050064409 A KR 20050064409A
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Abstract

IEEE1394를 기반으로 카메라 영상의 모니터 디스플레이와 동시에 PC 전송 및 저장이 동시에 가능한 고화소 줌 카메라 시스템이 개시된다.Disclosed is a high-pixel zoom camera system capable of simultaneously transferring and storing a PC simultaneously with a monitor display of a camera image based on IEEE1394.

본 발명에 따른 고화소 줌 카메라 시스템은 RGB 비디오의 모니터 출력과 IEEE1394를 이용한 PC 전송이 동시에 가능토록 지원하고, 고화소 영상의 IEEE1394 출력이 실시간 가능하도록 구현한 알고리즘을 탑재하며, PC에서 IEEE1394를 이용한 영상 저장 및 재생 등의 카메라 제어를 지원할 뿐만 아니라 카메라 설치를 위하여 길이가 긴 선을 채택할 수 있고, 피사체의 정확한 판단을 위한 여러 가지 기능(Zoom, AF, AE, AWB, 영상반전, 흑백, 음화)을 지원하여 PC와 별도의 모니터로 동시 관측이 가능하므로 의료용, 교육용, 산업용, 및 공업용 줌 카메라 시스템에 적용시 매우 효과적이다.The high-pixel zoom camera system according to the present invention supports an RGB video monitor output and a PC transmission using IEEE1394 at the same time, and is equipped with an algorithm implemented to enable the IEEE1394 output of a high-pixel image in real time, and to store the image using the IEEE1394 on a PC. In addition to supporting camera control such as playback and playback, a long line can be adopted for camera installation, and various functions (Zoom, AF, AE, AWB, image inversion, black and white, and negative) for accurate determination of the subject can be adopted. As it supports simultaneous observation with PC and separate monitor, it is very effective when applied to medical, educational, industrial, and industrial zoom camera system.

Description

고화소 줌 카메라 시스템{Zoom camera system with high-pixel}Zoom camera system with high-pixel

본 발명은 PC 전송 고화소 줌 카메라 시스템에 관한 것으로, 특히 카메라 영상의 모니터 디스플레이와 PC 전송 및 저장이 동시에 가능한 카메라 응용, 영상 처리, 및 PC 응용의 IEEE1394 제어 기반의 고화소 카메라 응용시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a PC transmission high pixel zoom camera system, and more particularly, to a camera application, image processing, and IEEE1394 control-based high pixel camera application system capable of simultaneously displaying and displaying a camera image and transmitting and storing a PC.

종래의 고화소 줌 카메라 시스템은 카메라 영상을 모니터로 디스플레이하면서 PC 전송 및 저장이 편리한 시스템은 시중에 출시되어 있지 아니하며 일부 유사 제품이 유통되고 있지만 가격이 고가이고 일반 PC와의 호환성이 낮다는 문제점이 있다.Conventional high-pixel zoom camera systems display a camera image on a monitor while a convenient system for PC transmission and storage is not on the market and some similar products are in circulation, but there are problems of high price and low compatibility with general PCs.

또한, 영상반전, 흑백, 음화 등의 영상 처리 기능에 있어 데이터 전송 및 수신을 위한 데이터 송수신 구조가 표준화가 되어 있지 않음에 따라 데이터의 보관 및 영상 처리에 어려움이 있고, 고화소 카메라의 영상을 5m 이상의 긴 선이 가능토록 디지털 데이터로 출력하는 방법도 공지된 기술로 존재하지 않는다.In addition, the data transmission / reception structure for data transmission and reception is not standardized in the image processing functions such as image inversion, black and white, sound, etc., which makes it difficult to store data and process the image. There is no known technique for outputting digital data such that long lines are possible.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 카메라 영상의 모니터 디스플레이와 PC 전송 및 저장이 동시에 가능한 카메라 응용, 영상 처리, 및 PC 응용의 IEEE1394를 이용한 고화소 줌 카메라 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a high-pixel zoom camera system using IEEE1394 for camera application, image processing, and PC application that can simultaneously monitor and display a camera image and transmit and store a PC.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 고화소 줌 카메라 시스템은,High pixel zoom camera system according to the present invention for achieving the above technical problem,

렌즈를 모터 드라이버와 모터를 이용하여 구동하여 촬영하고자 하는 물체로부터 상을 집광하여 CCD 소자에 의하여 촬상하는 줌 메카니즘;A zoom mechanism for driving the lens using a motor driver and a motor to collect an image from an object to be photographed and to capture an image by a CCD element;

상기 CCD 소자에 의하여 촬상된 영상에 색보정과 밝기 보정을 포함한 신호처리를 담당하는 아날로그 신호 처리부 및 디지털 신호 처리부;An analog signal processor and a digital signal processor for signal processing including color correction and brightness correction in the image captured by the CCD device;

1394 버스의 셋업(Setup), 접속(connect), 및 해제(disconnect)를 제어하는 버스 제어 과정과, 카메라의 줌(Zoom) 제어, 포커스(Focus) 제어, 밝기(Brightness), 및 콘트라스트(Contrast) 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 카메라로 보내는 역할을 담당하는 카메라 제어 과정, 디코딩된 데이터를 입력받아 송수신 데이터를 만드는 링크 인터페이스 과정, 입력된 데이터의 메모리에 저장 및 링크 인터페이스에 저장된 데이터를 전송하는 메모리 제어 과정을 포함한 일련의 제어 과정으로 상기 줌 메카니즘과 상기 아날로그 신호 처리부 및 상기 디지털 신호 처리부를 제어하는 마이컴;Bus control process to control setup, connect, and disconnect of 1394 bus, zoom control, focus control, brightness, and contrast of camera Camera control process that generates control data for control and sends it to camera, Link interface process that receives decoded data and makes transmission / reception data, Memory to store input data in memory and transmits data stored in link interface A microcomputer that controls the zoom mechanism, the analog signal processor, and the digital signal processor in a series of control processes including a control process;

신호처리된 영상 데이터를 전송할 수 있는 포맷으로 변환하는 디지털 전송 포맷 FPGA;A digital transmission format FPGA for converting the signal-processed image data into a format for transmission;

PC와의 전기 및 기계적인 인터페이스를 다루며, 접속 통신 및 접속 해제를 위한 과정을 포함한 데이터를 통신 매체와 조화할 수 있는 신호로 바꾸는 IEEE 1394 물리계층 인터페이스;An IEEE 1394 physical layer interface that handles electrical and mechanical interfaces with a PC and converts data including signals for access communication and disconnection into signals compatible with the communication medium;

상기 IEEE 1394 물리계층 인터페이스를 통해 데이터가 들어오고 나가는 움직임을 관장하는 프로그램 내의 프로토콜을 담당하는 IEEE 1394 링크계층 인터페이스;An IEEE 1394 link layer interface in charge of a protocol in a program that manages movement of data in and out of the IEEE 1394 physical layer interface;

전송을 위한 버퍼링 및 소정 거리 이상의 전송선을 통해서 전송할 수 있도록 신호를 증폭하여 전송하는 전송부;A transmission unit for amplifying and transmitting a signal for transmission through buffering for transmission and a transmission line having a predetermined distance or more;

케이블을 통해 전송된 영상 데이터를 버퍼링 및 수신하는 수신부;A receiver for buffering and receiving image data transmitted through a cable;

수신된 데이터를 영상반전, 흑백, 음화로 변환하여 RGB 인코더 및 IEEE1394 전송 FPGA로 영상 데이터를 동시에 전송하는 이미지 애플리케이션 FPGA;An image application FPGA converting the received data into image inversion, black and white, and negative and simultaneously transmitting image data to an RGB encoder and an IEEE1394 transmitting FPGA;

상기 이미지 애플리케이션 FPGA로부터 수신된 디지털 영상 데이터를 모니터 출력을 위한 아날로그 영상 신호로 변환하는 RGB 인코더;An RGB encoder for converting digital image data received from the image application FPGA into an analog image signal for monitor output;

인코딩된 아날로그 영상 신호를 증폭하여 송출하는 RGB 신호 증폭부;An RGB signal amplifier for amplifying and transmitting the encoded analog image signal;

증폭된 아날로그 영상 신호를 수신하여 영상을 표시하는 모니터; 및A monitor configured to receive an amplified analog image signal and display an image; And

PC와 연결이 되어 영상의 전송이 시작되면 상기 PC로 고화소의 영상을 전송하는 IEEE1394 전송 FPGA;를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a; IEEE1394 transmission FPGA for transmitting the image of the high pixel to the PC when the transmission of the image is initiated in connection with the PC.

또한, 상기 이미지 애플리케이션 FPGA는,In addition, the image application FPGA,

카메라에서 전송된 디지털 데이터에서 프레임 동기 신호, 수평 동기 신호, 및 이미지 데이터 신호를 분리하는 디코더;A decoder for separating the frame synchronizing signal, the horizontal synchronizing signal, and the image data signal from the digital data transmitted from the camera;

디코딩된 데이터를 1394 인터페이스에 맞도록 변환 및 전송하는 1394 대응 디지털 데이터 전송부;A 1394 corresponding digital data transmission unit for converting and transmitting the decoded data to conform to the 1394 interface;

대략 15 ㎐의 카메라 영상을 RGB 모니터 출력을 위하여 프레임 레이트를 변경하여 RAM에의 데이터 라이트 및 리드를 지원하도록 하는 프레임 레이트 변환부;A frame rate converting unit for changing the frame rate of the camera image of approximately 15 Hz for the RGB monitor output to support writing and reading of data into the RAM;

프레임 레이드 변환 및 전체 시스템의 타이밍 신호를 생성하는 동기 신호 발생부; 및A synchronization signal generator for generating frame raid conversion and timing signals of the entire system; And

YCrCb의 카메라 영상 데이터를 24비트 RGB 신호로 색공간을 변환하는 색공간 변환부;를 포함하는 것이 바람직하다.And a color space converter for converting the camera image data of YCrCb into a 24-bit RGB signal.

또한, 상기 마이컴은,In addition, the microcomputer,

디코딩된 데이터를 입력받는 디지털 데이터 입력 인터페이스;A digital data input interface for receiving decoded data;

송수신 데이터를 만드는 링크 인터페이스;A link interface for generating transmit and receive data;

입력된 데이터를 메모리에 저장하고, 링크 인터페이스에 저장된 데이터를 전송하는 메모리 제어부;A memory controller which stores the input data in the memory and transmits the data stored in the link interface;

1394 버스의 셋업(Setup), 접속(connect), 및 해제(disconnect)를 제어하는 버스 제어 계층; 및A bus control layer that controls setup, connect, and disconnect of the 1394 bus; And

카메라의 줌(Zoom) 제어, 포커스(Focus) 제어, 밝기(Brightness), 및 콘트라스트(Contrast) 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 카메라로 보내는 역할을 담당하는 카메라 제어 계층;을 포함하는 것이 바람직하다.And a camera control layer that generates and sends control data for zoom control, focus control, brightness, and contrast control of the camera to the camera.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 IEEE 1394를 이용하여 이미지를 피씨(PC)로 전송 가능하도록 하는 고화소 줌 카메라 시스템의 구조를 블록도로써 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면,본 발명의 실시예에 따른 고화소 줌 카메라 시스템은 줌 렌즈(102)와 CCD 소자(106) 및 모터 드라이버(104)로 구성된 줌 메카니즘(10)과, 아날로그 신호 처리부(122), 디지털 신호 처리부(124), 마이컴(126), 이미지 애플리케이션 FPGA(128: 필드 프로그래머블 게이트 어레이, Field Programmable Gate Array, 이하 FPGA라 칭함), IEEE 1394 링크계층 인터페이스(130), IEEE 1394 물리계층 인터페이스(132) 및 PC(134)로 이루어진다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a structure of a high-pixel zoom camera system for transmitting an image to a PC using IEEE 1394 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a high pixel zoom camera system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a zoom mechanism 10 composed of a zoom lens 102, a CCD element 106, and a motor driver 104, and an analog signal processor 122. , Digital signal processor 124, microcomputer 126, image application FPGA (128: Field Programmable Gate Array, hereinafter referred to as FPGA), IEEE 1394 link layer interface 130, IEEE 1394 physical layer interface ( 132 and the PC 134.

줌 메카니즘(10)에서는 모터 드라이버(104)에 의하여 줌 렌즈(102)가 구동되고 집광된 광은 CCD 소자(106)에 의하여 촬상되며, 아날로그 신호 처리부(122)와 디지털 신호 처리부(124)에 의하여 신호 처리가 이루어진다. 또한, 외부동기신호(Trigger)에 의해 카메라 신호가 출력되도록 마이컴 및 FPGA를 설계하며, 신호 처리 과정은 이하에서 보다 상세히 설명된다.In the zoom mechanism 10, the zoom lens 102 is driven by the motor driver 104, and the collected light is picked up by the CCD element 106, and the analog signal processor 122 and the digital signal processor 124 are used. Signal processing is done. In addition, the microcomputer and the FPGA are designed to output a camera signal by an external synchronization signal (Trigger), and a signal processing process is described in more detail below.

다음으로, IEEE 1394 물리계층 인터페이스(132)는 PC(134)와의 전기적, 기계적인 인터페이스를 다루며, 접속 통신 및 접속 해제를 위한 과정을 포함한 데이터를 통신 매체와 조화할 수 있는 신호로 바꾼다. 이 계층은 통신 프로토콜을 정의한 OSI 모델 7개의 계층 중 첫 번째 계층에 해당한다. IEEE 1394 링크계층 인터페이스(130)는 IEEE 1394 물리계층 인터페이스(132)를 통해 데이터가 들어오고 나가는 움직임을 관장하는 프로그램 내의 프로토콜을 담당한다. 이 계층은 통신 프로토콜을 정의한 OSI 모델 7개의 계층 중 두 번째 계층에 해당한다. Next, the IEEE 1394 physical layer interface 132 handles the electrical and mechanical interface with the PC 134, and converts data including a process for connection communication and disconnection into a signal compatible with a communication medium. This layer corresponds to the first of seven layers of the OSI model that define the communication protocol. The IEEE 1394 link layer interface 130 is responsible for a protocol in a program that manages the movement of data in and out through the IEEE 1394 physical layer interface 132. This layer corresponds to the second of seven layers of the OSI model that define the communication protocol.

도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고화소 줌 카메라 시스템의 구조를 블록도로써 나타내었다. 도 2를 참조하면,본 발명의 실시예에 따른 IEEE1394를 이용한 PC 전송 고화소 줌 카메라 시스템은 RGB 비디오와 IEEE1394를 이용한 PC로 카메라 영상 동시 출력할 수 있도록 구성되어 있으며, 프로그레시브 줌 카메라(202)를 포함한 줌 메카니즘(20)과, PC(232) 및 모니터(230)로 영상을 출력하는 IEEE1394 제어부(22)로 구성된다.2 is a block diagram illustrating a structure of a high pixel zoom camera system according to another exemplary embodiment of the present invention. 2, the PC transmission high-pixel zoom camera system using the IEEE1394 according to an embodiment of the present invention is configured to simultaneously output the camera image to the PC using RGB video and IEEE1394, including a progressive zoom camera 202 It comprises a zoom mechanism 20 and an IEEE 1394 controller 22 for outputting an image to the PC 232 and the monitor 230.

도 3a 및 도 3b에는 도 2의 상세 구조를 나누어 도시하였다. 줌 메카니즘(30)은 렌즈(302)를 모터 드라이버(304)와 모터를 이용하여 구동하며, 초점과 밝기를 제어하고 집광된 광은 CCD(306)에 의하여 촬상되며, 아날로그 신호 처리부(322)와 디지털 신호 처리부(324)는 CCD(306)에 의하여 촬상된 영상에 색보정, 밝기 보정을 포함한 신호처리를 담당한다. 마이컴(326)은 1394 버스의 셋업(Setup), 접속(connect), 및 해제(disconnect)를 제어하는 버스 제어 과정과, 카메라의 줌(Zoom) 제어, 포커스(Focus) 제어, 밝기(Brightness), 및 콘트라스트(Contrast) 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 카메라로 보내는 역할을 담당하는 카메라 제어 과정, 디코딩된 데이터를 입력받아 송수신 데이터를 만드는 링크 인터페이스 과정, 입력된 데이터의 메모리에 저장 및 링크 인터페이스에 저장된 데이터를 전송하는 메모리 제어 과정을 포함한 일련의 제어 과정으로 줌 메카니즘(30)과 아날로그 신호 처리부(322) 및 디지털 신호 처리부(324)의 제어를 한다. 디지털 전송 포맷 FPGA(328)는 신호처리된 영상 데이터를 전송할 수 있는 포맷으로 변환한다. 전송부(330)는 전송을 위한 버퍼링 및 5 m 이상의 전송선을 통해서 전송할 수 있도록 신호를 증폭한다.3a and 3b show the detailed structure of FIG. The zoom mechanism 30 drives the lens 302 using the motor driver 304 and the motor, controls the focus and brightness, and the collected light is captured by the CCD 306, and the analog signal processor 322 The digital signal processing unit 324 is in charge of signal processing including color correction and brightness correction in the image captured by the CCD 306. The microcomputer 326 is a bus control process for controlling setup, connection, and disconnection of the 1394 bus, zoom control, focus control, brightness, And a camera control process for generating control data for contrast control and sending it to a camera, a link interface process for receiving decoded data and receiving and transmitting data, storing the input data in a memory, and storing the data in a link interface. A series of control processes including a memory control process for transmitting data control the zoom mechanism 30, the analog signal processor 322, and the digital signal processor 324. The digital transmission format FPGA 328 converts the signal processed image data into a format that can be transmitted. The transmitter 330 amplifies a signal to transmit the data through buffering for transmission and 5 m or more transmission lines.

수신부(332)는 케이블을 통해 전송된 영상 데이터를 버퍼링 및 수신한다. 이미지 애플리케이션 FPGA(340)는 수신된 데이터를 사용자의 선택에 따라 영상반전, 흑백, 음화로 변환하여 모니터 출력을 위한 RGB 인코더(342) 및 IEEE1394 전송 FPGA(350)로 영상 데이터를 동시에 전송한다. 여기서, 오토 포커스(AF), 오토 인핸스먼트(AE), 및 오토 화이트 밸런스(Auto White Balance: AWB), RGB 변환, 영상반전, 흑백, 음화를 포함한 여러 가지 기능들은 프로그래밍되어 FPGA에 올려지고 마이컴에 의하여 실행됨으로써 동작된다.The receiver 332 buffers and receives the image data transmitted through the cable. The image application FPGA 340 converts the received data into image inversion, black and white, and negative according to a user's selection, and simultaneously transmits the image data to the RGB encoder 342 and the IEEE1394 transmitting FPGA 350 for monitor output. Here, various functions including auto focus (AF), auto enhancement (AE), and auto white balance (AWB), RGB conversion, image inversion, black and white, and negative are programmed, loaded onto the FPGA, It is operated by executing.

다음으로, RGB 인코더(342)는 이미지 애플리케이션 FPGA(340)로부터 수신된 디지털 영상 데이터를 모니터 출력을 위한 아날로그 영상 신호로 변환한다. RGB 신호 증폭부(344)는 인코딩된 아날로그 영상 신호를 증폭하여 모니터(346)로 송출하고, 모니터(346)에서는 증폭된 아날로그 영상 신호를 수신하여 영상을 화면에 표시된다. 이로써, RGB 비디오의 모니터 출력과 IEEE1394를 이용한 PC 전송이 동시에 가능하다.Next, the RGB encoder 342 converts the digital image data received from the image application FPGA 340 into an analog image signal for monitor output. The RGB signal amplifier 344 amplifies the encoded analog video signal and sends the same to the monitor 346. The monitor 346 receives the amplified analog video signal and displays the video on the screen. This enables simultaneous monitor output of RGB video and PC transfer using IEEE1394.

IEEE1394 전송 FPGA(350)는 PC(356)와 연결이 되어 영상의 전송이 시작되면 PC(356)로 고화소의 영상을 전송하는 역할을 한다. IEEE1394 링크계층 인터페이스(352)는 IEEE 1394 물리계층 인터페이스(354)를 통해 데이터가 들어오고 나가는 움직임을 관장하는 프로그램 내의 프로토콜을 담당한다. 이 계층은 통신 프로토콜을 정의한 OSI 모델 7개의 계층 중 두 번째 계층에 해당한다. IEEE1394 물리계층 인터페이스(354)는 PC(356)와의 전기적, 기계적인 인터페이스를 다루며, 접속 통신 및 접속 해제를 위한 과정을 포함한 데이터를 통신 매체와 조화할 수 있는 신호로 바꾼다. 이 계층은 통신 프로토콜을 정의한 OSI 모델 7개의 계층 중 첫 번째 계층에 해당한다. 상기한 통신 프로토콜 계층들은 PC에서의 제어, PC로의 영상 데이터를 송수신하기 위한 프로토콜로 이해되어야 하며, CPU(36)의 제어에 의하여 작동한다. RSC-232C 인터페이스(362), 키보드(364), 및 리모콘(366)은 CPU(360)와의 인터페이스를 위한 것으로 설명을 생략한다.When the IEEE1394 transmission FPGA 350 is connected to the PC 356 and transmission of the image starts, the IEEE 1394 transmission FPGA 350 transmits a high pixel image to the PC 356. The IEEE 1394 link layer interface 352 is responsible for a protocol in a program that manages the movement of data in and out through the IEEE 1394 physical layer interface 354. This layer corresponds to the second of seven layers of the OSI model that define the communication protocol. The IEEE 1394 physical layer interface 354 handles the electrical and mechanical interface with the PC 356, and converts data including a process for connection communication and disconnection into a signal compatible with a communication medium. This layer corresponds to the first of seven layers of the OSI model that define the communication protocol. The above communication protocol layers should be understood as a control for a PC, a protocol for transmitting and receiving image data to and from the PC, and operate under the control of the CPU 36. The RSC-232C interface 362, the keyboard 364, and the remote controller 366 are for interfacing with the CPU 360 and will not be described.

도 4에는 도 3b의 이미지 애플리케이션 FPGA(340)을 블록도로써 상세 도시하였다. 도 4를 참조하면, 디코더(402)는 카메라에서 전송된 디지털 데이터에서 프레임 동기 신호, 수평 동기 신호, 및 이미지 데이터 신호를 분리하는 역할을 한다. IEEE 1394 대응 디지털 데이터 전송부(406)는 디코딩된 데이터를 IEEE 1394 인터페이스에 맞도록 변환 및 전송한다.4 is a detailed block diagram of the image application FPGA 340 of FIG. 3B. Referring to FIG. 4, the decoder 402 separates a frame sync signal, a horizontal sync signal, and an image data signal from digital data transmitted from a camera. The IEEE 1394 compatible digital data transmitter 406 converts and transmits the decoded data to conform to the IEEE 1394 interface.

프레임 레이트 변환부(410)는 대략 15 ㎐의 카메라 영상을 RGB 모니터 출력을 위하여 프레임 레이트를 변경하여 RAM에의 데이터 라이트 및 리드를 지원한다. 동기 신호 발생부(412)는 프레임 레이드 변환 및 전체 시스템의 타이밍 신호(HD, VD, 메모리 체인지 신호)를 생성한다. 색공간 변환부는 YCrCb의 카메라 영상 데이터를 24비트 RGB 신호로 색공간을 변환한다.The frame rate converter 410 changes the frame rate of the camera image of about 15 kHz for the RGB monitor output to support data writing and reading to the RAM. The synchronization signal generator 412 generates the frame raid conversion and timing signals (HD, VD, and memory change signals) of the entire system. The color space converter converts the color space of the camera image data of YCrCb into a 24-bit RGB signal.

도 5에는 도 3b의 IEEE 1394 인터페이스를 블록도로써 상세 도시하였다. 도 5를 참조하면, 참조 번호 50으로 참조되는 부분은 소프트웨어 구동에 의하여 구현되는 부분으로 IEEE 1394 프로토콜을 해석하고 제어하는 부분에 해당한다. 프로토콜 계층은 카메라 제어 계층과, IEEE 1394의 버스 제어 계층, 및 이미지 제어를 위한 애플리케이션 계층으로 나뉘어질 수 있다. 버스 제어 계층(504)는 1394 버스의 셋업(Setup), 접속(connect), 및 해제(disconnect)를 제어한다. 카메라 제어 계층(502)은 카메라(502a)의 줌(Zoom) 제어, 포커스(Focus) 제어, 밝기(Brightness), 및 콘트라스트(Contrast) 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 카메라(502a)로 보내는 역할을 담당한다. 상기와 같이 마이컴에서의 제어 과정을 프로토콜 계층별로 구성함으로써 고화소 영상의 IEEE 1394 출력이 실시간 가능하도록 구현한 알고리즘을 탑재하는 것이 가능한 것이다.FIG. 5 is a detailed block diagram illustrating the IEEE 1394 interface of FIG. 3B. Referring to FIG. 5, a part referred to by reference numeral 50 is a part implemented by software driving and corresponds to a part for interpreting and controlling the IEEE 1394 protocol. The protocol layer may be divided into a camera control layer, a bus control layer of IEEE 1394, and an application layer for image control. Bus control layer 504 controls the setup, connect, and disconnect of the 1394 bus. The camera control layer 502 generates and sends control data to the camera 502a for zoom control, focus control, brightness, and contrast control of the camera 502a. In charge. As described above, by configuring the control process in the microcomputer for each protocol layer, it is possible to mount an algorithm implemented to enable the IEEE 1394 output of a high pixel image in real time.

도 5에서 나머지 부분은 H/W 부분으로 디코딩된 데이터를 입력받는 디지털 데이터 입력 인터페이스(420), 입력된 데이터를 메모리에 저장하고, 링크 인터페이스(530)에 저장된 데이터를 전송하는 메모리 제어부(524), 송수신 데이터를 만드는 링크 인터페이스(530), 및 IEEE 1394 케이블로 송수신하기 위한 IEEE1394 물리 계층 인터페이스(332)를 구비한다.In FIG. 5, the remaining part is a digital data input interface 420 for receiving decoded data as a H / W part, a memory controller 524 for storing the input data in a memory and transmitting the data stored in the link interface 530. And a link interface 530 for transmitting and receiving data, and an IEEE 1394 physical layer interface 332 for transmitting and receiving with an IEEE 1394 cable.

상기와 같은 고화소 줌 카메라 시스템은 RGB 비디오의 모니터 출력과 IEEE1394를 이용한 PC 전송이 동시에 가능하다.The high pixel zoom camera system as described above can simultaneously output the monitor output of RGB video and the PC transmission using IEEE1394.

또한, 고화소 영상의 IEEE1394 출력이 실시간 가능하도록 구현한 알고리즘을 탑재하며, PC에서 IEEE1394를 이용한 영상 저장 및 재생 등의 카메라 제어를 지원할 뿐만 아니라 카메라 설치를 위하여 길이가 긴 선을 채택할 수 있고, 피사체의 정확한 판단을 위한 여러 가지 기능(Zoom, AF, AE, AWB, 영상반전, 흑백, 음화)을 지원하여 PC와 별도의 모니터로 동시 관측이 가능하므로 의료용, 산업용, 및 공업용 줌 카메라 시스템에 적용시 매우 효과적이다.In addition, it is equipped with an algorithm that enables IEEE1394 output of high-pixel images in real time, and supports not only camera control such as video storage and playback using IEEE1394 from a PC, but also a long length line can be adopted for camera installation. It supports various functions (Zoom, AF, AE, AWB, image reversal, black and white, negative) for accurate judgment of the image, so it can be simultaneously observed with a PC and a separate monitor, so it can be applied to medical, industrial and industrial zoom camera systems. Very effective.

이상의 실시예는 본원 발명에 대한 이해를 돕기 위한 설명적인 것이며 첨부된 청구항들에 의하여 정의되는 본원 발명의 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 고화소 줌 카메라 시스템의 권리 범위는 상기 실시예에 한정되지 아니한다.The above embodiments are illustrative for the purpose of understanding the present invention and various modifications and variations are possible within the scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the scope of rights of the high pixel zoom camera system according to the present invention is not limited to the above embodiment.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 시스템은 RGB 비디오의 모니터 출력과 IEEE1394를 이용한 PC 전송이 동시에 가능토록 지원하고, 고화소 영상의 IEEE1394 출력이 실시간 가능하도록 구현한 알고리즘을 탑재하며, PC에서 IEEE1394를 이용한 영상 저장 및 재생 등의 카메라 제어를 지원할 뿐만 아니라 카메라 설치를 위하여 길이가 긴 선을 채택할 수 있고, 피사체의 정확한 판단을 위한 여러 가지 기능(Zoom, AF, AE, AWB, 영상반전, 흑백, 음화)을 지원하여 PC와 별도의 모니터로 동시 관측이 가능하므로 의료용, 교육용, 산업용, 및 공업용 줌 카메라 시스템에 적용시 또는 IEEE1394와 외부동기 신호에 의해 동작되는 일체형 고화소 줌 카메라를 요구하는 산업용, 공업용에 매우 효과적이다.As described above, the system according to the present invention supports the monitor output of RGB video and PC transmission using IEEE1394 at the same time, and is equipped with an algorithm implemented to enable the IEEE1394 output of high-pixel video in real time, and the image using IEEE1394 in the PC. In addition to supporting camera control such as recording and playback, a long line can be adopted for camera installation, and various functions for accurate judgment of the subject (Zoom, AF, AE, AWB, video inversion, black and white, negative) Simultaneous observation with a PC and a separate monitor enables the application to medical, educational, industrial, and industrial zoom camera systems or for industrial and industrial applications requiring an integrated high-pixel zoom camera operated by IEEE1394 and external synchronous signals. effective.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IEEE1394 일체형 고화소 줌 카메라 시스템의 구조를 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing the structure of an IEEE1394 integrated high-pixel zoom camera system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고화소 줌 카메라와 분리된 IEEE1394 시스템의 구조를 나타낸 블록도.2 is a block diagram showing the structure of an IEEE1394 system separated from a high pixel zoom camera according to another embodiment of the present invention;

도 3a 및 도 3b에는 도 2의 상세 구조를 나누어 도시한 블록도.3A and 3B are block diagrams showing the detailed structure of FIG.

도 4는 도 3b의 이미지 애플리케이션 FPGA을 상세 도시한 블록도.4 is a detailed block diagram of the image application FPGA of FIG. 3B.

도 5는 도 3b의 1394 인터페이스를 상세 도시한 블록도.5 is a block diagram illustrating in detail the 1394 interface of FIG. 3B.

Claims (3)

렌즈를 모터 드라이버와 모터를 이용하여 구동하여 촬영하고자 하는 물체로부터 상을 집광하여 CCD 소자에 의하여 촬상하는 줌 메카니즘;A zoom mechanism for driving the lens using a motor driver and a motor to collect an image from an object to be photographed and to capture an image by a CCD element; 상기 CCD 소자에 의하여 촬상된 영상에 색보정과 밝기 보정을 포함한 신호처리를 담당하는 아날로그 신호 처리부 및 디지털 신호 처리부;An analog signal processor and a digital signal processor for signal processing including color correction and brightness correction in the image captured by the CCD device; 1394 버스의 셋업(Setup), 접속(connect), 및 해제(disconnect)를 제어하는 버스 제어 과정과, 카메라의 줌(Zoom) 제어, 포커스(Focus) 제어, 밝기(Brightness), 및 콘트라스트(Contrast) 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 카메라로 보내는 역할을 담당하는 카메라 제어 과정, 디코딩된 데이터를 입력받아 송수신 데이터를 만드는 링크 인터페이스 과정, 입력된 데이터의 메모리에 저장 및 링크 인터페이스에 저장된 데이터를 전송하는 메모리 제어 과정을 포함한 일련의 제어 과정으로 상기 줌 메카니즘과 상기 아날로그 신호 처리부 및 상기 디지털 신호 처리부를 제어하는 마이컴;Bus control process to control setup, connect, and disconnect of 1394 bus, zoom control, focus control, brightness, and contrast of camera Camera control process that generates control data for control and sends it to camera, Link interface process that receives decoded data and makes transmission / reception data, Memory to store input data in memory and transmits data stored in link interface A microcomputer that controls the zoom mechanism, the analog signal processor, and the digital signal processor in a series of control processes including a control process; 신호처리된 영상 데이터를 전송할 수 있는 포맷으로 변환하는 디지털 전송 포맷 FPGA;A digital transmission format FPGA for converting the signal-processed image data into a format for transmission; PC와의 전기 및 기계적인 인터페이스를 다루며, 접속 통신 및 접속 해제를 위한 과정을 포함한 데이터를 통신 매체와 조화할 수 있는 신호로 바꾸는 IEEE 1394 물리계층 인터페이스;An IEEE 1394 physical layer interface that handles electrical and mechanical interfaces with a PC and converts data including signals for access communication and disconnection into signals compatible with the communication medium; 상기 IEEE 1394 물리계층 인터페이스를 통해 데이터가 들어오고 나가는 움직임을 관장하는 프로그램 내의 프로토콜을 담당하는 IEEE 1394 링크계층 인터페이스;An IEEE 1394 link layer interface in charge of a protocol in a program that manages movement of data in and out of the IEEE 1394 physical layer interface; 전송을 위한 버퍼링 및 소정 거리 이상의 전송선을 통해서 전송할 수 있도록 신호를 증폭하여 전송하는 전송부;A transmission unit for amplifying and transmitting a signal for transmission through buffering for transmission and a transmission line having a predetermined distance or more; 케이블을 통해 전송된 영상 데이터를 버퍼링 및 수신하는 수신부;A receiver for buffering and receiving image data transmitted through a cable; 수신된 데이터를 영상반전, 흑백, 음화로 변환하여 RGB 인코더 및 IEEE1394 전송 FPGA로 영상 데이터를 동시에 전송하는 이미지 애플리케이션 FPGA;An image application FPGA converting the received data into image inversion, black and white, and negative and simultaneously transmitting image data to an RGB encoder and an IEEE1394 transmitting FPGA; 상기 이미지 애플리케이션 FPGA로부터 수신된 디지털 영상 데이터를 모니터 출력을 위한 아날로그 영상 신호로 변환하는 RGB 인코더;An RGB encoder for converting digital image data received from the image application FPGA into an analog image signal for monitor output; 인코딩된 아날로그 영상 신호를 증폭하여 송출하는 RGB 신호 증폭부;An RGB signal amplifier for amplifying and transmitting the encoded analog image signal; 증폭된 아날로그 영상 신호를 수신하여 영상을 표시하는 모니터;A monitor configured to receive an amplified analog image signal and display an image; PC와 연결이 되어 영상의 전송이 시작되면 상기 PC로 고화소의 영상을 전송하는 IEEE1394 전송 FPGA;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화소 줌 카메라 시스템.And an IEEE1394 transmission FPGA for transmitting an image of a high pixel to the PC when the image transmission is started by being connected to a PC. 제1항에 있어서, 상기 이미지 애플리케이션 FPGA는,The method of claim 1, wherein the image application FPGA, 카메라에서 전송된 디지털 데이터에서 프레임 동기 신호, 수평 동기 신호, 및 이미지 데이터 신호를 분리하는 디코더;A decoder for separating the frame synchronizing signal, the horizontal synchronizing signal, and the image data signal from the digital data transmitted from the camera; 디코딩된 데이터를 1394 인터페이스에 맞도록 변환 및 전송하는 1394 대응 디지털 데이터 전송부;A 1394 corresponding digital data transmission unit for converting and transmitting the decoded data to conform to the 1394 interface; 대략 15 ㎐의 카메라 영상을 RGB 모니터 출력을 위하여 프레임 레이트를 변경하여 RAM에의 데이터 라이트 및 리드를 지원하도록 하는 프레임 레이트 변환부;A frame rate converting unit for changing the frame rate of the camera image of approximately 15 Hz for the RGB monitor output to support writing and reading of data into the RAM; 프레임 레이드 변환 및 전체 시스템의 타이밍 신호를 생성하는 동기 신호 발생부; 및A synchronization signal generator for generating frame raid conversion and timing signals of the entire system; And YCrCb의 카메라 영상 데이터를 24비트 RGB 신호로 색공간을 변환하는 색공간 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화소 줌 카메라 시스템.And a color space conversion unit for converting the camera image data of YCrCb into a 24-bit RGB signal. 제1항에 있어서, 상기 마이컴은,The method of claim 1, wherein the microcomputer 디코딩된 데이터를 입력받는 디지털 데이터 입력 인터페이스;A digital data input interface for receiving decoded data; 송수신 데이터를 만드는 링크 인터페이스;A link interface for generating transmit and receive data; 입력된 데이터를 메모리에 저장하고, 링크 인터페이스에 저장된 데이터를 전송하는 메모리 제어부;A memory controller which stores the input data in the memory and transmits the data stored in the link interface; 1394 버스의 셋업(Setup), 접속(connect), 및 해제(disconnect)를 제어하는 버스 제어 계층; 및A bus control layer that controls setup, connect, and disconnect of the 1394 bus; And 카메라의 줌(Zoom) 제어, 포커스(Focus) 제어, 밝기(Brightness), 및 콘트라스트(Contrast) 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 카메라로 보내는 역할을 담당하는 카메라 제어 계층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고화소 줌 카메라 시스템.And a camera control layer that generates and sends control data for zoom control, focus control, brightness, and contrast control of the camera to the camera. High pixel zoom camera system.
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