신념 전파 기반의 고속 시스톨릭 어레이 장치 및 그 방법 document_id 1020070065082

[청구항 2] 제 1 항에 있어서,상기 시스톨릭 어레이는, 래스터 스캔(raster scan) 방식으로 들어오는 좌우 영상 픽셀 데이터를 저장하는 영상 버퍼와,상기 영상 버퍼에서 출력되는 픽셀 데이터를 이용하여 고속 병렬로 양안차 영상을 출력하는 fbp 스테레오 매칭 모듈포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 3] 제 2 항에 있어서,상기fbp 스테레오 매칭 모듈은, 다수의 병렬 pe 그룹으로 구성되며, 이웃한 pe 그룹으로 메시지와 픽셀 데이터를 전달하면서 병렬로 메시지와 양안차를 계산하는 시스톨릭 어레이 구조포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 4] 제 3 항에 있어서,상기pe 그룹은,상기 픽셀 데이터를 받아 데이터 코스트를 계산하는 데이터 코스트 모듈과,상기 데이터 코스트를 입력받고 이웃한 pe그룹에서 오는 메시지들을 입력 받아 원하는 메시지를 선택하는 mux(multiplexer)와,상기 mux의 출력을 이용하여 새로운 메시지를 계산하는 pe(processing element)와,상기 pe의 결과값을 저장하는 로컬 버퍼와,상기 로컬 버퍼의 값을 다시 저장하는 레이어 버퍼포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 5] 제 4 항에 있어서,상기 데이터 코스트 모듈은,상기 픽셀 데이터들을 일련의 레지스터들에 저장하고 우측 레지스터들을 쉬프트함에 의해 각 양안차 값에 해당되는 좌우 픽셀 데이터의 절대값 차이를 계산하는 모듈 a와,상기 모듈 a들의 출력값을 이용하여 스케일 레벨별 최종 데이터 코스트를 계산하는 모듈포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 6] 제 5 항에 있어서,상기 모듈a는, 상기 좌우 픽셀 데이터 각각을 저장하는 좌측 레지스터 및 우측 레지스터와,상기 좌측 및 우측 레지스터의 출력값을 입력받아 절대값차이를 계산하는 로직포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 7] 제 5 항에 있어서,상기 모듈b는,두개의 코스트들을 더하는 가산기와,상기 가산기에 의해 가산된 결과값을 저장하는 레지스터와,상기 레지스터의 출력값을 누산하는 누산기포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 8] 제 4 항에 있어서,상기 데이터 코스트 모듈은,임의의 스케일 레벨에서 임의의 노드 데이터코스트를 구할 시 필요한 좌우 스캔라인들을 순차적으로 읽어 들이고 모듈 a에서 상기 좌우 스캔라인의 일련의 좌우 픽셀 데이터를 레지스터에 저장하여 절대값차이를 계산하며, 상기 임의의 스케일 레벨에 따라 이웃한 모듈 a들의 값을 더하며, 상기 더한 결과값을 스캔라인들에 대해서 누산한 레벨별 최종 데이터 코스트를 모듈 b에서 계산하도록 하는시퀀스갖는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 9] 제 2 항에 있어서,상기fbp 스테레오 매칭 모듈은,다이나믹 베이지안 네트워크를 각 반복횟수별 노드의 위치를 스캐닝 축 방향으로 기울이는 방식으로 레이어 변환된 계층적 다이나믹 베이지안 네트워크에서 mrf내 축의 동일 좌표에 해당되는 라인상의 노드들을 병렬처리하면서 상기 축 방향으로 순차적으로 처리하도록 fbp스테레오 매칭시퀀스갖는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 10] 제 9 항에 있어서,상기fbp 스테레오 매칭 시퀀스는,상기 레이어 변환된 계층적 다이나믹 베이지안 네트워크를 메모리로 스캐닝하기 위해 coarsest 레벨에서 스캐닝 축의 동일좌표 상의 노드들을 병렬로 처리하면서 상위 레이어의 메시지를 뎁스 퍼스트 트리(depth-first-tree) 순서로 메시지 업데이트 함수에 의해 처리되고, 스테이트 추정함수에 의해양안차값계산되는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 11] 제 10 항에 있어서,상기 메시지 업데이트 함수는,레벨별로 정해진 반복횟수 레이어 수만큼 수행하여 메시지를 계산하고 로컬 버퍼에 저장된 메시지 계산 함수와 로컬 버퍼의 메시지를 네트워크 상의 다음 라인의 그룹을 처리하기 위해 레이어 버퍼에 저장된버퍼업데이트함수이용하는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 12] 제 11 항에 있어서,상기 메시지 계산 함수에서 읽어 들이는 이전 레이어의 메시지와 데이터 코스트는, 레이어 변환에 의해서 이전 레이어 또는 이전 라인의 그룹에서 처리된 메시지만이 되도록 하는방식인것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 13] 제 11 항에 있어서,상기 메시지 계산 함수는, 이전 레이어의 메시지나 데이터 코스트가 그룹 내에서 읽기가 가능하면 로컬 버퍼를 억세스하고, 그룹밖에 있으면 레이어 버퍼를 억세스하는방식인것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 14] 제 11 항에 있어서,상기 메시지 계산 함수는, 각 레벨별 첫 번째 레이어의 메시지 계산시 이전 레이어의 메시지에 대해 coarsest 레벨에서는 코스트가 '0'인 메시지를 읽어 들이고 그렇지 않을 시 이전 coarser 레벨의 로컬버퍼에서 메시지를 읽어 들이며, 상기 첫 번째 레이어의 메시지 계산 시 데이터 코스트는데이터코스트모듈들이는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 15] 제 11 항에 있어서,상기 버퍼 업데이트 함수는, 상기 네트워크의 다음 라인의 그룹에서 메시지 계산함수를 수행 시 현재 그룹 메시지 및 데이터 코스트를 레이어 버퍼로 억세스하는 것을 가능하도록 로컬버퍼에 있는 메시지 및 데이터 코스트를 레이어 버퍼로 저장하는기능갖는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 16] 제 10 항에 있어서,상기 스테이트 추정 함수는, finest 레벨에서 최종 반복횟수 후에 로컬 버퍼와 레이어 버퍼로부터 메시지와 데이터 코스트를 읽어 들여 각 스테이트 별로 합한 다음, 최소 코스트에 해당되는 스테이트를 양안차값으로 결정하는방식인것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 17] 제 3 항에 있어서,상기pe 그룹은, 레벨이 k개일 때, 전체 2k-1개의 pe를 가지며, k 레벨에서 fbp 스테레오 매칭 시퀀스에서 n1/2k개의 pe들이 병렬로 동작되며, 해당 pe별로 각 레벨별 로컬 버퍼와 레이어 버퍼를 가지면서 상기 버퍼들을 mux를 통해수행하는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 18] 제 4 항에 있어서,상기 로컬 버퍼는, 그룹 내의 현재 계산된 메시지들를 저장하여 다음 레이어의 메시지 계산에서이전레이어메시지가능하게하는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 19] 제 4 항에 있어서,상기 레이어 버퍼는, 네트워크상에서 다음 라인의 그룹계산에서 필요한 현재 그룹의 메시지들을 각레별로저장하는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 20] 제 2 항에 있어서,상기fbp 스테레오 매칭 모듈은, 하나의 프로세서에서 로컬 버퍼와 레이어 버퍼를 순차적으로 억세스하여 fbp스테레오 매칭시퀀스를순차적수행하는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 21] 제 4 항에 있어서,상기pe는, 상기 데이터 코스트와 이전 레이어의 메시지들을 스테이트별로 순차적으로 읽어 들여 합하는 가산기와,상기 가산기의 출력을 입력받아 전방 프로세서 코스트를 출력하는 전방 프로세서와,상기 전방 프로세서 코스트를 입력받아 저장하는 전방 스택과,상기 전방 스택의 출력값을 입력받아 후방 프로세서 코스트를 출력하는 후방 프로세서와,상기 후방 프로세서 출력값을 저장하는 후방 스택과,상기 후방 스택 출력값을 입력받아 최종 메시지를 계산하는 노멀라이져와,상기 노멀라이져의 출력값을 저장하는 버퍼포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 22] 제 21 항에 있어서,상기 전방 프로세서는, 제 1 딜레이 버퍼를 초기화하고 매 스텝 별로 입력 코스트값을 읽어 들이면서, 이전 제 1 딜레이 버퍼값에 일정한 상수값을 가산한 값과 비교하여 최소값을 상기 제 1 딜레이 버퍼에 저장함과 동시 출력하는 제 1 전방 프로세서와, 제 2 딜레이 버퍼를 초기화하여 상기 제 2 딜레이 버퍼로서 입력 코스트의 최소값을 구하고 상기 최소값에 일정한 상수값을 더해서 출력하는 제 2 전방 프로세서포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 23] 제 21 항에 있어서,상기 후방 프로세서는,제 1 딜레이 버퍼를 초기화 후 매 스텝마다 입력 코스트값을 읽어 들여 상기 제 1 딜레이 버퍼값에 일정한 상수값을 가산한 값과 비교하여 최소값을 상기 제 1 딜레이 버퍼에 저장하고, 상기 제 1 딜레이 버퍼 출력값과 전방 프로세서의 출력값과 비교하여 최소값을 출력하는 제 1 후방 프로세서와,제 2 딜레이 버퍼를 '0'으로 초기화하고, 매 스텝마다 상기 제 1 딜레이 버퍼 출력값을 더하여 상기 제 2 딜레이 버퍼에 저장하고, 상기 제 2 딜레이 버퍼값을 임의의 수만큼 쉬프트하여 출력하는 제 2 후방 프로세서포함하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 24] 제 21 항 또는 제 23 항에 있어서,상기 노멀라이져는,상기 제 1 후방 프로세서의 계산된 값에서 상기 제 2 후방 프로세서의 계산된 값을 빼서 출력하는 방식에 의해메시지계산하는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 25] 제 2 항에 있어서,상기fbp 스테레오 매칭 모듈은,n0 by n1 영상에서 n1개의 병렬 프로세서가 수행되고, k개 레벨들 별로 lk의 반복횟수를 가질 경우, 전체 메모리를 계층적 bp기법에 비해 배 작은 메모리를 가지면서 n1배로 빠르게 처리함과 동시에 계층적 bp기법과 동일한출력결과나타내는것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이. [청구항 26] 제 2 항에 있어서,상기fbp 스테레오 매칭 모듈은,시스톨릭 어레이 구조와 멀티플렉서, 정수 연산의 가산기, 감산기, 비교기, 쉬프터의 연산만으로 동작이 되는인것을특징으로 하는bp 기반의 고속 시스톨릭 어레이.