KR900008373B1 - 메트릭스배열의 광전다이오드용 화상처리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

메트릭스배열의 광전다이오드용 화상처리장치

제1도는 단일 반도체 기판상에 집적된 본 발명에 따른 장치의 블럭도표.

제2도는 본 발명의 특징에 따른 디지탈회로의 구체화된 실시형태를 보인 도면.

제3도는 본 발명에 포함된 회로블럭의 구체화된 실시형태를 보인 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 광전다이오드 3 : 화상처리장치

4 : 반도체기판 11 : 회로블럭

17 : 디지탈회로 19 : 비교기

20 : 승산기 21 : 디지탈 가산기

본 발명은 메트릭스 배열된 광전 다이오드의 배열을 위한 장치에 관한 것으로, 광전 다이오드에 연결된 화상(畵像)처리장치로서 동일 반도체 기판에 집적되고, 이 화상처리장치가 광전 다이오드로부터 전달되는 화상신호의 화상변환과 같은 병렬신호처리를 허용하는 형태의 것인 광전다이오드 배열을 위한 장치에 관한 것이다.

컴퓨터화된 화상처리는 이미 60년대에 소개되었으나 최근에 들어 그 장비와 알고리즘이 충분한 완숙단계에 이르므로써 산업적으로 흥미를 갖게 되었다. 이러한 종류의 화상처리는 TV카메라와 컴퓨터가 기본 구성이 되는 이산형 시스템에서 이제까지 알려져 왔다.

이러한 기술의 보다 효율적인 사용을 위하여 본 발명의 발명자들은 1982년 6월 제10차 노르딕 반도체 협의회에서 화상처리장치와 함께 광전 다이오드 메트릭스 형태의 카메라를 포하하는 집적화 해결안을 제안한바 있다. 이러한 화상처리장치는 높은 병렬성(high parallellism)이 특징이므로 화상처리가 신속히 수행된다.

이러한 종류의 시스템은 지금까지 본 보기로서 실시되어 왔을 뿐이다. 이들이 사용될 때에 화상처리결과를 회로로부터 신속하고 효율적으로 얻을 수 없으므로 집적에 의해 요구된 효율을 기대할 수 없음이 명백하게 되었다. 그 결점중의 하나는 최종 화상이 다음의 수치계산을 위한 기초가 될 때 그같은 최종화상이 회로로부터 판독되어야 하는 점이다. 그같은 회로로의 연결숫자가 화소수보다 현저히 작기 때문에 이러한 판독은 연속적으로 일어나야 하며 이는 신속한 화상처리장치의 속도장점을 저해한다.

본 발명은 이러한 결점을 감안하여 창안한 것으로, 본 발명장치는 처리장치에 조합적으로 또는 순차적인 형태로 연결되고 광전 다이오드와 화상처리가 일정 디지탈기준(digital criterion)을 충족시키는 것으로 확정한 화소의 숫자와 위치를 결정하도록 만들어진 한 디지탈 회로를 포함한다.

본 발명은 메트릭스 광전 다이오드배열이 이같은 광전 다이오드에 연결된 화상처리기와 같은 반도체기판상에 집적되며, 화상처리기가 광전 다이오드로부터 전달되는 화상신호의 화상변환과 같은 신호처리의 병렬신호처리를 허용하는 장치에서, 동 기판상에 배치되고 화상처리기로 연결된 디지탈회로를 더욱더 포함하고, 상기 디지탈회로가 처리된 화상으로부터 선택된 화소위치의 숫자, 위치, 또는 그 합을 결정하도록 배열되며 상기 화소들이 화상처리기에 의해 예정된 조건을 충족시킨 것으로 되어 상기 반도체 기판으로부터의 화상자료흐름의 감소가 달성되도록 한 것이며, 또한 상기 디지탈회로가 광전 다이오드와 같은 수의 비교기를 포함하고, 이 비교기는 화상처리장치에 연결되어 외부기준과 일치하는 각 화소에 대해 비교기 출력에서 "1"을 출력시키도록 배열되며, 비교기와 같은 수의 승산기릍 포함하고, 이 승산기는 각 비교기의 출력에 연결되어상기 기준이 충족될 때 화점의 위치를 나타내는 출력을 발생하고 그 밖에는 "0"출력을 발생하도록 배열되어 있으며, 또한 디지탈가산기(21)를 포함하여 그 입력이 승산기의 출력에 연결되고 그 출력은 상기 기준을 충족시키는 화소의 수, 위치 또는 그 합을 나타내도록 한 것이고, 각 광전 다이오드에 대해 하나씩인 다수의 회로블럭을 포함하며, 각 회로블럭이 두 입력을 가지며, 그중 하나가 해당하는 한 화점이 백그라운드인지 아니면 목적의 일부인지를 결정하기 위한 것이고 다른 하나는 선택된 목적을 나타내는 것으로 해당하는 화점을 표시하기 위한 것이며 이에 의해 회로블럭이 만약 해당하는 화점이 선택된 목적을 나타내는 것이거나 화점과 경계하는 목적점이라면 그와 같은 목적에 상응하는 한 이진신호를 출력시키도록 만들어지고 이같은 회로블럭에 의해 화점이 선택된 목적코드에 속하게 되는 것으로 가리켜지도록 한 것이다.

본 발명을 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서, 부호(1)은 다수의 광전 다이오드(PD)로 구성된 다이오드 메트릭스를 보인 것으로, 이들은 데이타 버스(2)를 통하여 메트릭스내 광전 다이오드와 같은 수의 채널을 갖는 화상처리장치(3)에 연결되어 있다. 비록 모두 표시되지는 않았으나 모든 신호는 화상처리창치에 수신되어 처리될 수 있도록 디지탈형태로 변환된다. 광전 다이오드 메트릭스(1)와 화상처리장치(3)는 이미 알려진 반도체기술을 이용하여 공통의반도체기판상에 배열되며, 화상처리장치는 앞서 언급된 형태의 것으로서 병렬화상처리작업을 수행할 수 있는 형태의 것이다.

이러한 화상처리장치(3)는 화상레지스터(Pn)(5), 전역논리장치(GLU)(6), 인접논리장치(NLU)(7), 고정논리장치(PLU)(8)와 누산레지스터(A)(9)의 배열을 포함한다. 화상레지스터(5)는 버스(2)를 통하여 GLU(6)의 한 입력 및 누산레지스터(9)의 출력(10)과 연결되어 있다. 또한 상기 출력(10)은 GLU(6)의 다른 한 입력과 PLU(8)의 한 입력에 연결된다. GLU(6)의 출력은 NLU(7)의 입력에 연결되고 이 장치의 출력은 PLU(8)의 다른 한 입력에 연결되어 있다. 그리고 PLU(8)의 출력은 누산레지스터의 입력에 연결되어 있다. GLU(6)는 누산레지스터(9)로부터 전달된 화상의 목적(코드)를 표시하도록 배열되어 있으며, 목적코드는 데이타버스(2)로부터의 화상 D에 의하여 지정되며, 이 화상은 다이오드 메트릭스(1) 또는 화상레지스터 어레이(5)로부터 발생될 수 있다.

본원 명세서에서 화상이라 함은 각각 0 또는 1 크기를 갖는 선형의 화소 한 세트를 말하는 것이며 목적(코드)는 화상내 "1"이 연속되는 부분을 나타내는 것으로 아래에 도시된 표에서 세개의 목적(코드)를 포함하는 한 화상의 예를 보여 주고 있다.

[표 1]

세개의 목적코드를 포함하는 화상의 예

제1목적 제2목적 제3목적

코드 코드 코드

한 목적코드를 표시한다(mark out)함은 선택된 목적코드는 유지되고 다른(선택되지 않은)목적코드는 삭제되어, 제로로 세트됨을 말한다. 예를 들어, 상기 표에서의 화상으로부터 가장 좌측에 있는 목적코드를 표시하게 되면 다음 표들중 두번째에서와 같은 화상을 발생시킬 것이다.

[표 2]

가장 좌측 목적코드와 "구획"되었다.

표시된 목적코드

한 화상을 지정(point)한다함은 화상 A의 적어도 한 화소가 표시되어질 목적코드에 속하며 어떤 2진값을 갖게 되는 것을 의미한다. 목적코드를 지정하기 위해 화상 D를 이용한다 함은 상응하는 해당 화소가 상기한 2진값을 갖게 됨을 의미하는 것이다.

GLU(6)의 바람직한 디자인이 제3도에 도시되어 있다. 다이오드 메트릭스(1)의 각 광전 다이오드에 대하여 GLU(6)는 하나의 회로블럭(11)을 포함하며, 각 회로블럭은 각각의 두개의 입력을 갖는 두 AND-게이트(12)(13)와, OR-게이트(14)(15)(16)로 구성된다. AND-게이트(12)(13)의 한 입력은 누산레지스터(9)에 연결되며 다른 한 입력은 OR-게이트(14)(15)의 각 출력에 각각 연결된다. AND-게이트의 출력은 OR-게이트(16)의 양측 입력에 연결된다. OR-게이트(14)(15)의 한 입력은 데이타버스(2)에 연결된다. OR-게이트(14)의 다른 한 입력은 한편에서 이웃한 GLU회로블럭내 AND-게이트(12)의 출력에 연결되며 OR-게이트(15)의 다른 한 입력은 다른 한편에서 이웃한 GLU회로블럭내 AND-게이트(13)의 출력과 연결된다.

회로블럭(11)은 다음과 같이 작동한다. 만약 해당하는 한 화소가 목적코드에 속하는 경우, 즉 A=1일 때에 그와 같은 화소는 표시될 가능성이 있으며, 즉 G=1일 가능성이 있게 된다. 화소가 표시될 조건은 게이트(14)(15)의 출력 중에 적어도 한 출력이 "1"로 고정되어야 한다는 것이다. 화점이 정확히 지정된 것일때, 즉 D=1일 때, 혹은 이웃한 GLU회로블럭의 게이트(12) 또는 (13)의 출력이 "1"로 고정된 때, 즉 해당하는 화소가 목적코드에 속한 것으로 발견되는 때가 바로 그와 같은 경우이다.

이와 같이 하므로써 발생되는 효과는 GLU(6)에 포함된 회로블럭(11)이 게이트(12)(13)로부터의 출력신호를 통해 상호 협동하게 된다는 것이다. 게이트(12)의 출력신호(L)가 회로블럭간에 한 방향으로 이동되고, 게이트(13)의 출력신호는 회로블럭간에 다른 한 방향으로 이동한다.

NLU(7)는 GLU(6)로부터 오는 화상의 각 국부영역을 원형(template)과 비교하도록 배열되어 있다. 화상이 이 원형과 일치할 때에 논리 "1"로 표시된다. 다른 모든 영역에서는 화상의 논리값은 "0"이다. 따라서 NLU(7)는 가장자리 또는 격리된 점을 표시하는데 사용되나 화상을 이동시키거나 역전시키는데 이용될 수 있기도 하다.

PLU(8)는 누산레지스터(9)와 NLU(7) 각각으로부터의 두 화상사이에서 AND, OR 및 EXCLUSIVE-OR형태의 논리연산을 수행토록 배열되어 있다. 예를 들어, EXCLUSIVE-OR연산은 상기 두 화상사이의 차이점을 표시하는데 사용된다.

화상레지스터 어레이(5)와 누산레지스터(9)는 화상의 중간저장에 사용된다.

본 발명에 따라, 장치는 조합적인 또는 순차적인 형태의 디지탈회로(17)를 포함한다. 기판(4)상에 배치된 회로(17)는 다이오드 메트릭스(1)와 화상처리장치(3)를 통하여 디지탈기준을 충족시키도록 설정된 화소의 수와 위치를 결정토록 되어 있다. 제1도에서, 예를 들어, 회로(17)는 누산레지스터(9)의 출력(10)에 연결되나 회로(17)는 화상이 존재하는 처리장치의 어느 점에나 연결될 수 있다. 계산 장치, 특히 컴퓨터에 연결될 수 있는 회로(17)의 출력(18)에서 위치, 길이, 주변 및 중심(重心)의 위치등과 같은 목적대상의 여러 특징들을 계산하기 위한 기본을 형성할 수 있는 디지탈 수가 얻어진다.

본 발명에 따른 디지탈 회로(17)의 구성이 제2도에 도시되어 있다. 이 회로는 메트릭스(1)의 광전 다이오드수와 같은 다수의 비교기(19)를 포함한다. 예를 들어, 제2도에서 비교기의 수효는 8개이다.

각 비교기의 출력에는 두 입력을 갖는 승산기(20)가 연결되어 있다. 또한 디지탈회로(17)는 디지탈가산기(21)를 포함하며, 그 입력은 승산기(20)의 출력에 연결되고 그 출력은 회로의 출력(18)을 형성한다.

각 비교기(19)는 외부조건, 예를 들어, 상기 언급된 컴퓨터로부터 공급된 외부조건에 해당화소가 일치하는 경우 출력이 "1"이 되도록 설계되어 있다.

각 승산기의 다른 한 입력으로는 각 광전 다이오드 화점(picture point)의 위치에 해당하는 상수치 1, 2, 3…8이 입력되며 이들 승산기의 각 출력이 상기 기준이 충족시켜지게 되는 때 화점의 위치를 결정하게 되며 그렇지 않은 경우에는 숫자상 제로가 된다. 가산기(21)는 승산기(20)로부터의 모든 값을 가산토록 되어 있으며 결과로 발생되는 단일의 숫자값이기도한 그 출력신호가 상기 기준을 충족시키는 화소위치의 숫자 및 합에 대한 측정이 된다. 화점의 위치가 결정되게 되는 경우는 승산기가 바이패스(by-pass)되어 비교기(19)의 출력신호가 가산기(21)에 직접 도달하도록 될 때 달성된다.

본 발명은 도시된 실시예로 제한되지 않고 본 발명의 범위내에서 여러 방면의 수정이 가능하다. 특히 GLU(6)와 디지탈회로(17)에서 그 기능이 변화됨이 없이 부울대수(boolean algebra)에 의하여 그 설계가 변형되어 다른 게이트 조합으로 구성될 수 있다.

Claims (3)

1. 메트릭스 광전 다이오드배열(1)이 이같은 광전 다이오드에 연결된 화상처리기(3)와 같은 반도체기판(4)상에 집적되며, 화상처리기(3)가 광전 다이오드로부터 전달되는 화상신호의 화상변환과 같은 신호처리의 병렬신호처리를 허용하는 장치에 있어서, 동 기판(4)상에 배치되고 화상처리기(3)로 연결된 디지탈회로(17)를 더욱더 포함하고, 상기 디지탈회로(17)가 처리된 화상으로부터 선택된 화소의 숫자, 위치, 또는 그 합을 결정하도록 배열되며 상기 화소들이 화상처리기에 의해 예정된 조건을 충족시킨 것으로 되어 상기 반도체기판(4)으로부터의 화상자료흐름의 감소가 달성됨을 특징으로 하는 메트릭스 배열의 광전 다이오드용 화상처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 디지탈회로(17)가 광전 다이오드(1)와 같은 수의 비교기(19)를 포함하고, 이 비교기(19)는 화상처리장치(3)에 연결되어 외부기준과 일치하는 각 화소에 대해 비교기 출력에서 "1"을 출력시키도록 배열되며, 비교기(19)와 같은 수의 승산기(20)를 포함하고, 이 승산기(20)는 각 비교기의 출력에 연결되어 상기 기준이 충족될 때 화점의 위치를 나타내는 출력을 발생하고 그 밖에는 "0"출력을 발생하도록 배열되어 있으며, 또한 디지탈가산기(21)를 포함하여 그 입력이 승산기(20)의 출력에 연결되고 그 출력은 상기 기준을 충족시키는 화소의 수, 위치 또는 그 합을 나타내도록 함을 특징으로 하는 메트릭스 배열의 광전 다이오드용 화상처리장치.
3. 제1항에 있어서, 각 광전다이오드에 대해 하나씩인 다수의 회로블럭(11)을 포함하여, 각 회로블럭(11)이 두 입력을 가지며, 그중 하나가 해당하는 한 화점이 백그라운드 인지 아니면 목적의 일부인지를 결정하기 위한 것이고 다른 하나는 선택된 목적을 나타내는 것으로 해당하는 화점을 표시하기 위한 것이며 이에 의해 회로블럭(11)이 만약 해당하는 화점이 선택된 목적을 나타내는 것이거나 화점과 경계하는 목적점이라면 그와 같은 목적에 상응하는 한 이진신호를 출력시키도록 만들어지고 이같은 회로블럭에 의해 화점이 선택된 목적코드에 속하게 되는 것으로 가리켜짐을 특징으로 하는 메트릭스배열의 광전 다이오드용 화상처리장치.

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