KR101378333B1 - 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리장치 및 방법 - Google Patents

디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터와 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과의 구현이 가능하도록 한 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 디지털 영상 처리 장치로서, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 추출하고, 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상을 합성하여 제3 영상을 생성하는 디지털 신호 처리수단을 포함하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치를 제공한다.

Description

디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for blurring an image background in digital image processing device}
본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터와 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과의 구현이 가능하도록 한 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재, 대중화되고 있는 디지털 카메라, 카메라폰, 스마트폰 등의 디지털 영상 처리 장치는 다양한 디지털 소자를 구비하여 디지털화된 데이터를 처리함으로써 아날로그 촬영 장비와는 차별화되는 기능들을 제공하고 있다.
가령, 대용량 메모리를 구비함으로써 기존의 필름과는 비교가 어려울 정도의 많은 영상을 저장할 수 있게 되었고, CCD(Charge Coupled Device; 전하결합소자)는 필름을 대체하여 고화소의 영상을 구성함으로써 PC(Personal Computer)와 영상 데이터를 공유하고 영상 처리에 있어서 편의를 제공하고 있다.
또한, 셔터 스피드 및 조리개 수치의 자동 제어 기능, 자동 초점(Auto focus) 기능, 영상 향상 기능, 광량의 자동 조절 기능 등 아날로그 촬영장비보다 많은 기능을 제공하고 있다.
그러나, 아날로그 촬영장비는 자연적인 광학 재료가 구비되고 수동으로 작동되므로 전문가에 의하여 섬세한 작업이 이루어질 경우 디지털 영상 처리 장치보다 선호되는 경향이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위하여 최근에 출시되는 디지털 영상 처리 장치에는 디지털 장치의 장점과 아울러 종래의 아날로그 영상 처리 장치의 고유한 기능도 구현되고 있는 추세이다. 즉, 디지털 장치의 한계를 뛰어넘어 점차 아날로그 장치만이 가지는 장점을 취합하고 다양하고 전문화된 기능을 제공하고 있는 것이다.
또한, 디지털 영상 처리 장치의 보급화로 인하여 사진 촬영의 취미를 가진 인구가 점차 늘어나고 있으며, 따라서 전문가적인 촬영 기술을 습득한 사용자들도 많아지게 되었다.
그러나, 이러한 디지털 영상 처리 장치는 아직 전문화된 사용자의 요구에 부족한 면을 상당 부분 가지고 있다.
예를 들면, 인물 사진을 촬영하는 경우 대부분 배경흐림(Out of focusing; 아웃포커싱) 효과를 이용하게 되는데, 종래의 디지털 영상 처리 장치를 사용하면 제한된 사이즈의 렌즈 및 CCD로 인하여 그 효과의 표현이 거의 불가능하다고 볼 수 있다.
일반적으로, 배경흐림 효과는 착란원(피사체 영상의 한 점이 렌즈를 통하여 상을 맺었을 때 점이라고 볼 수 있는 크기부터 소정 지름을 가지는 원형점으로 맺 히는데, 그 지름이 커지게 되면 사람의 눈에는 흐릿하게 인지된다. 이때의 지름을 가지는 원형점을 착란원이라 한다)의 크기에 따라 달라지게 되는데, 착란원의 크기는 심도(초점 심도 및 피사계 심도)와 밀접한 관계가 있다. 그러므로, 상기 심도는 착란원과 관계가 있는 디지털 영상 처리 장치의 CCD 크기, 조리개 수치, 렌즈의 초점거리, 피사체와 카메라와의 거리 및 피사체와 배경과의 거리 등의 요인에 따라 달라진다.
위에서 설명한 심도를 결정하는 요인 중 피사체와 디지털 영상 처리 장치의 거리를 제외한 이미지 센서, 조리개 수치, 렌즈의 초점 거리는 디지털 영상 처리 장치의 물리적인 사양에 따라 변화가 커지게 되는데, 소형화된 디지털 영상 처리 장치의 특징상 작은 이미지 센서, 작은 구경의 렌즈로 구조상 항상 깊은 심도표현만이 가능하게 되어 주 피사체만 선명하고 배경은 흐리게 나오는 얕은 심도를 원하는 사용자의 요구에 부합할 수 없다.
또한 광학적인 특성을 위해 큰 크기의 이미지 센서와 렌즈를 채용할 경우 상대적으로 큰 이미지 센서를 생산하기 위한 반도체 공정의 수율과도 관계가 있고, 대구경 렌즈 등의 설계도 필요하기 때문에 비용이 커질 뿐만 아니라 디지털 영상 처리 장치의 크기도 커지게 되어 소형화의 한계가 있는 단점이 있다.
본 발명은 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터와 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과의 구현이 가능하도록 한 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 디지털 영상 처리 장치로서, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 추출하고, 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상을 합성하여 제3 영상을 생성하는 디지털 신호 처리수단을 포함하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 추출하는 휘도 데이터 추출부; 및 상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성하는 배경흐림 효과 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은, 상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 높은 영역은 선명하게 표시하고, 상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 낮은 영역은 흐릿하게 표시할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상의 합성은 알파 블렌딩(α-blending) 처리에 의하여 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상의 합성은 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리에 의하여 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터는 룩 업 테이블(look up table)에 저장될 수 있다.
다른 측면에 관한 본 발명은, 디지털 영상 처리 장치의 동작 방법으로서, (a) 플래시를 발광시켜 제1 영상을 생성하는 단계; (b) 상기 제1 영상에서 휘도 데이터를 추출 및 저장하는 단계; (c) 플래시 오프(off)로 제2 영상을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 제1 영상의 휘도 데이터와, 상기 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성하는 단계를 포함하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는,
상기 제1 영상에서 휘도 데이터를 추출하여 룩 업 테이블(look up table)에 저장될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 높은 영역은 선명하게 표시하고, 상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 낮은 영역은 흐릿하게 표시할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와, 상기 제2 영상을 합성하여 알파 블렌딩(α-blending) 처리를 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와, 상기 제2 영상을 합성하여 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리를 수행할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의해서, 디지털 영상 처리 장치에서 배경흐림 효과의 구현이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 디지털 영상 처리 장치의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.
셔터-릴리즈 버튼(101)은 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히며, 조리개(미도시)와 연동하여 피사체를 적정하게 노출시켜 CCD에 영상을 기록한다.
셔터-릴리즈 버튼(101)은 촬영자 입력에 의해 제1 및 제2 영상 촬영 신호를 생성한다. 반셔터 신호로서의 제1 셔터-릴리즈 신호가 입력되면, 디지털 영상 처리 장치는 초점을 잡고 빛의 양을 조절하며, 이때 초점이 맞은 경우 디스플레이부(113)에 녹색 불이 켜지게 된다. 제1 셔터-릴리즈 신호의 입력으로 초점이 잡히고 빛의 양이 조절되면, 비로소 완전셔터 신호로서의 제2 셔터-릴리즈 신호를 입력하여 영상을 촬영한다.
전원 버튼(103)은 디지털 영상 처리 장치에 전원을 공급하여 동작시키기 위해 입력된다.
플래시(105)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 것으로 플래시 모드에는 자동플래시, 강제발광, 발광금지, 적목감소, 슬 로 싱크로 등이 있다.
보조광(107)은 광량이 부족하거나 야간 촬영 시에 디지털 영상 처리 장치가 자동으로 초점을 빠르고 정확하게 잡을 수 있도록 피사체에 광을 공급한다.
렌즈부(109)는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다.
도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도로서, 광각-줌 버튼(111w), 망원-줌 버튼(111t), 디스플레이부(113) 및 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 입력 버튼들(B1~B14)(이하 버튼들(B1~B14)이라 표기함)을 구비한다.
광각-줌 버튼(111w) 또는 망원-줌 버튼(111t)은 입력에 따라 화각이 넓어지거나, 화각이 좁아지는데, 특히, 선택된 노출영역의 크기를 변경시키고자 할 때 입력한다. 광각-줌 버튼(111w)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 작아지고, 망원-줌 버튼(111t)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 커진다.
버튼들(B1~B14)은 디스플레이부(113)의 가로 열 및 세로 열에 구비된다. 디스플레이부(113)의 가로 열 및 세로 열에 구비된 버튼들(B1~B14)은 터치 센서(도시되지 않음) 또는 접점식 스위치(도시되지 않음)가 구비되어 있다.
즉, 버튼들(B1~B14)에는 터치 센서가 구비되어 가로 열의 버튼들(B1~B7) 또는 세로 열의 버튼들(B8~B14)을 터치한 상태에서 상/하/좌/우로 이동하여 주메뉴 항목 중 임의의 값(예를 들어, 컬러 또는 밝기)을 선택하거나, 주메뉴 아이콘에 포함된 하위메뉴 아이콘을 활성화시킬 수 있다.
또한 버튼틀(B1~B14)에는 접점식 스위치가 구비되어 있어, 주메뉴 아이콘 및 하위메뉴 아이콘을 직접 선택하여 해당 기능을 실행시킬 수 있다. 터치 센서는 접점식 스위치 입력에 비해 상대적으로 약한 터치만을 요구하지만, 접점식 스위치 입력은 터치 센서 입력에 비해 상대적으로 강한 터치를 요구한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 디스플레이부(113), 사용자 입력부(121), 촬상부(123), 영상 처리부(125), 저장부(127) 및 디지털 신호 처리부(129)를 포함한다.
사용자 입력부(121)는 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히는 셔터-릴리즈 버튼(101), 전원을 공급하기 위해 입력하는 전원 버튼(103), 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나, 화각을 좁아지게 하는 광각-줌 버튼(111w) 및 망원-줌 버튼(111t)과, 문자 또는 메뉴 설정을 위해 디스플레이부(113) 주변의 가로 및 세로열에 구비된 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 버튼들(B1~B14)이 있다.
촬상부(123)는 도면에 도시되지 않은 셔터, 렌즈부, 조리개, CCD(Charge Coupled Device) 및 ADC(analog-to-digital converter)를 포함한다. 셔터는 조리개와 함께 노광하는 빛의 양을 조절하는 기구이다. 렌즈부는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다. 이때, 조리개는 개폐 정도에 따라 입사되는 빛의 양(광량)을 조절한다. 조리개의 개폐 정도는 디지털 신호 처리부(129)에 의해 제어된다.
CCD는 렌즈부를 통하여 입력되는 광량을 축적하고 그 축적된 광량에 따라 렌즈부에서 촬상된 영상을 수직 동기신호에 맞추어 출력한다. 디지털 영상 처리 장치의 영상 획득은 피사체로부터 반사되어 나오는 빛을 전기적인 신호로 변환시켜 주 는 CCD에 의해 이루어진다. CCD를 이용하여 컬러 영상을 얻기 위해서는 컬러 필터를 필요로 하며, 대부분 CFA(Color filter array) 라는 필터(미도시)를 채용하고 있다. CFA는 한 픽셀마다 한 가지 컬러를 나타내는 빛만을 통과시키며 규칙적으로 배열된 구조를 가지고 있으며, 배열 구조에 따라 여러 가지 형태를 가지고 있다. ADC는 CCD로부터 출력되는 아날로그 영상신호를 디지털 신호로 변환한다.
영상 처리부(125)는 디지털 변환된 RAW 데이터를 디스플레이 가능하도록 신호처리 한다. 영상 처리부(125)는 온도변화에 만감한 CCD 및 CFA 필터에서 발생하는 암 전류에 의한 블랙레벨(Black level)을 제거한다. 영상 처리부(125)는 인간 시각의 비선형성에 맞추어 정보를 부호화하는 감마 보정을 수행한다. 영상 처리부(125)는 감마 보정된 소정 데이터의 RGRG라인 및 GBGB 라인으로 구현된 베이어 패턴을 RGB 라인으로 보간하는 CFA 보간을 수행한다. 영상 처리부(125)는 보간된 RGB 신호를 YUV 신호로 변환하고, 고 대역 필터에 의해 Y 신호를 필터링 하여 영상을 뚜렷하게 처리하는 에지 보상과, 표준 컬러 좌표계를 이용하여 U, V 신호의 컬러 값을 정정하는 컬러 정정을 수행하며, 이들의 노이즈를 제거한다. 영상 처리부(125)는 노이즈가 제거된 Y, U, V 신호를 압축 및 신호 처리하여 JPEG 파일을 생성하고, 생성된 JPEG 파일은 디스플레이부(23)에 디스플레이 되고, 저장부(127)에 저장된다. 이와 같은 영상 처리부(125)의 모든 동작은 디지털 신호 처리부(129)의 제어 하에 동작한다.
디지털 신호 처리부(129)는 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터 를 추출하고, 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성하도록 제어한다.
상세히, 인물 사진을 촬영하는 경우 대부분 배경흐림(Out of focusing; 아웃포커싱) 효과를 이용하게 되는데, 종래의 디지털 영상 처리 장치를 사용하면 제한된 사이즈의 렌즈 및 CCD로 인하여 그 효과의 표현이 거의 불가능하다고 볼 수 있다. 일반적으로, 배경흐림 효과는 착란원의 크기에 따라 달라지게 되는데, 착란원의 크기는 심도와 밀접한 관계가 있다. 그러므로, 상기 심도는 착란원과 관계가 있는 디지털 영상 처리 장치의 CCD 크기, 조리개 수치, 렌즈의 초점거리, 피사체와 카메라와의 거리 및 피사체와 배경과의 거리 등의 요인에 따라 달라진다. 여기서, CCD 크기, 조리개 수치, 렌즈의 초점 거리는 디지털 영상 처리 장치의 물리적인 사양에 따라 변화가 커지게 되는데, 소형화된 디지털 영상 처리 장치의 특징상 작은 이미지 센서, 작은 구경의 렌즈로 구조상 항상 깊은 심도표현만이 가능하게 되어 주 피사체만 선명하고 배경은 흐리게 나오는 얕은 심도를 원하는 사용자의 요구에 부합할 수 없다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 디지털 영상 처리 장치는, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터와 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 합성하여, 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성하는 것을 일 특징으로 한다.
디지털 신호 처리부(129)는 휘도 데이터 추출부(129-1)와, 배경흐림 효과 처 리부(129-2)와, 제어부(129-3)를 포함한다.
휘도 데이터 추출부(129-1)는 제어부(129-3)의 제어 하에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 추출하여 저장한다. 그리고, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 제어부(129-3)의 제어 하에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터와 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성한다. 여기서 제1 영상을 생성하기 위해 플래시를 발광시킨 촬영은 예비 촬영으로써, 그리고 제2 영상을 생성하기 위하여 플래시를 오프(off)시킨 촬영은 본 촬영으로써 수행된다.
도 4는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치를 이용하여, 영상을 촬영하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 두 개의 구형 피사체는 주 피사체로써 디지털 영상 처리 장치로부터 근거리에 위치하고, 기둥형 피사체는 디지털 영상 처리 장치로부터 상대적으로 원거리에 위치한다. 그리고, 기둥형 피사체의 후방으로는 배경들이 존재할 것이다.
이 상태에서 셔터-릴리스 신호가 입력되면, 제어부(129-3)는 먼저 플래시(105)를 발광시켜서 제1 영상을 생성한다. 도 5는 플래시 발광으로 생성된 제1 영상을 나타내는 도면이다.
플래시(105)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 역할을 수행한다. 이러한 플래시(105)를 발광시켜서 영상을 촬영할 경우, 주 피사체인 근거리의 피사체에는 순간적으로 많은 양의 빛이 투광되기 때문에, 근거리의 피사체의 휘도 값은 매우 높아지게 된다. 반면, 원거리에 있는 피사 체로 갈수록 투광되는 빛의 양은 급격히 줄어들게 되어, 피사체의 휘도 값은 급격하게 감소하게 되고, 따라서 대부분의 배경은 거의 검은색으로 나타나게 된다.
따라서, 본 발명의 디지털 영상 처리 장치는 이러한 플래시 발광 촬영을 이용하여 제1 영상을 생성하고, 이로부터 휘도 데이터를 추출함으로써 선명하게 표시하여야 하는 주 피사체와, 흐릿하게 표시하여야 하는 배경을 구분하여, 선명하게 표시하여야 하는 주 피사체는 더욱 선명하게 표시하고, 흐릿하게 표시하여야 하는 배경은 더욱 흐릿하게 표시한다.
즉, 도 5에서 보았을 때, 주 피사체인 근거리의 구형 피사체의 휘도 값은 매우 높고, 상대적으로 원거리인 기둥형 피사체의 휘도 값은 구형 피사체의 휘도 값보다 다소 작아지며, 그 후방의 배경 부분은 휘도 값이 매우 낮게 검출된다.
이와 같이, 휘도 데이터 추출부(129-1)에서 추출된 제1 영상의 휘도 데이터는 룩 업 테이블(look up table)에 저장될 수 있다. 룩 업 테이블(look up table)이란, 실제 처리과정에서 연산 횟수를 줄이기 위해 미리 연산한 결과를 저장한 후, 이를 이용하여 처리하기 위한 배열 혹은 메모리 집합이다.
다음으로, 제어부(129-3)는 플래시 오프(off) 상태로 본 촬영을 수행하여, 제2 영상을 생성한다. 도 6은 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 나타내는 도면이다.
마지막으로, 제어부(129-3)의 제어 하에 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터와 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성한다. 도 7은 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성하여 생성된 제3 영상을 나타내는 도면이다.
여기서, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 알파 블렌딩(α-blending) 처리를 통하여 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성할 수 있다.
알파 블렌딩(α-blending) 처리란 두 이미지를 혼합하기 위하여 사용하는 일반적인 방법으로, 두 개의 영상을 적당한 비율로 섞어서 영상이 겹쳐 보이도록 하는 처리이다. 즉, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 알파 블렌딩(α-blending) 처리하여 제3 영상을 생성한다. 그러면, 제1 영상의 휘도 데이터에서 주 피사체인 근거리의 구형 피사체의 휘도 값은 매우 높기 때문에, 제3 영상의 구형 피사체는 더욱 선명하게 생성된다. 반면, 제1 영상의 휘도 데이터에서 상대적으로 원거리인 기둥형 피사체의 휘도 값은 구형 피사체의 휘도 값보다 상당히 작기 때문에, 제3 영상의 기둥형 피사체는 어느 정도 흐릿하도록 생성된다. 그리고, 제1 영상의 휘도 데이터에서 후방의 배경 부분은 휘도 값이 매우 낮기 때문에, 제3 영상의 배경 부분은 매우 흐릿하도록 생성되는 것이다.
또는, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리를 통하여 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성할 수 있다.
로 패스 필터(Low Pass Filter)란, 차단점 이하의 주파수만 통과하고 그 이상의 고주파수는 약화시키는 전자장치의 필터를 의미한다. 그리고, 디지털 영상 촬영 장치에서 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리란, 특정 영역의 엣지(edge)를 죽임으로써, 영상을 흐릿하게 처리하는 것을 의미한다. 즉, 배경흐림 효과 처리 부(129-2)는 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터 중 휘도가 낮은 부분을 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리하여 제3 영상을 생성한다. 즉, 제1 영상의 휘도 데이터에서 주 피사체인 근거리의 구형 피사체의 휘도 값은 매우 높기 때문에, 제3 영상의 구형 피사체에는 별도의 처리를 가하지 아니한다. 반면, 제1 영상의 휘도 데이터에서 상대적으로 원거리인 기둥형 피사체의 휘도 값은 구형 피사체의 휘도 값보다 상당히 작기 때문에, 제3 영상의 기둥형 피사체는 약간의 로 패스 필터 처리를 수행하여 어느 정도 흐릿하도록 생성된다. 그리고, 제1 영상의 휘도 데이터에서 후방의 배경 부분은 휘도 값이 매우 낮기 때문에, 로 패스 필터 처리를 수행하여 제3 영상의 배경 부분은 매우 흐릿하도록 처리된다.
이와 같은 본 발명에 의하여, 제1 영상에서 휘도가 높은 부분, 즉 하이라이트 되어야 하는 주 피사체 부분은 더욱 선명해지고, 제1 영상에서 휘도가 낮은 부분, 즉 흐리게 처리되어야 하는 부분은 더욱 흐리게 처리됨으로써, 디지털 영상 처리 장치에서 배경흐림(Out of focusing; 아웃포커싱) 효과를 구현하는 효과를 얻을 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 방법을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 영상 처리 방법은 도 3에 도시된 바와 같은 영상 처리장치의 내부에서 수행될 수 있는데, 실시 예에 따라 동작 방법의 주 알고리즘은 장치 내의 주변 구성 요소들의 도움을 받아 디지털 신호 처리부(129) 내부에서 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 관한 디지털 영상 처리 장치의 제어 방법은, 셔터-릴리스 신호가 입력되는 단계(S110 단계), 플래시를 발광시켜 제1 영상을 생성하는 단계(S120 단계), 생성된 제1 영상으로부터 휘도 데이터를 추출하여 저장하는 단계(S130 단계), 플래시 오프(off)로 제2 영상을 생성하는 단계(S140 단계) 및 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상 파일을 생성 및 저장하는 단계(S150 단계)를 포함한다.
먼저 셔터-릴리스 신호가 입력(S110 단계)되면, 플래시를 발광시켜 제1 영상을 생성(S120 단계)하고, 생성된 제1 영상으로부터 휘도 데이터를 추출하여 저장(S130 단계)한다. 즉, 휘도 데이터 추출부(129-1)는 제어부(129-3)의 제어 하에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 추출하여 저장한다.
플래시(105)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 역할을 수행한다. 이러한 플래시(105)를 발광시켜서 영상을 촬영할 경우, 주 피사체인 근거리의 피사체에는 순간적으로 많은 양의 빛이 투광되기 때문에, 근거리의 피사체의 휘도 값은 매우 높아지게 된다. 반면, 원거리에 있는 피사체로 갈수록 투광되는 빛의 양은 급격히 줄어들게 되어, 피사체의 휘도 값은 급격하게 감소하게 되고, 따라서 대부분의 배경은 거의 검은색으로 나타나게 된다.
따라서, 본 발명의 디지털 영상 처리 장치는 이러한 플래시 발광 촬영을 이용하여 제1 영상을 생성하고, 이로부터 휘도 데이터를 추출함으로써 선명하게 표시하여야 하는 주 피사체와, 흐릿하게 표시하여야 하는 배경을 구분하여, 선명하게 표시하여야 하는 주 피사체는 더욱 선명하게 표시하고, 흐릿하게 표시하여야 하는 배경은 더욱 흐릿하게 표시한다.
즉, 도 5에서 보았을 때, 주 피사체인 근거리의 구형 피사체의 휘도 값은 매우 높고, 상대적으로 원거리인 기둥형 피사체의 휘도 값은 구형 피사체의 휘도 값보다 다소 작아지며, 그 후방의 배경 부분은 휘도 값이 매우 낮게 검출된다.
이와 같이, 휘도 데이터 추출부(129-1)에서 추출된 제1 영상의 휘도 데이터는 룩 업 테이블(look up table)에 저장될 수 있다. 룩 업 테이블(look up table)이란, 실제 처리과정에서 연산 횟수를 줄이기 위해 미리 연산한 결과를 저장한 후, 이를 이용하여 처리하기 위한 배열 혹은 메모리 집합이다.
다음으로, 플래시 오프(off)로 제2 영상을 생성하고(S140 단계), 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상 파일을 생성 및 저장(S150 단계)한다. 즉, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 제어부(129-3)의 제어 하에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터와 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성한다.
여기서, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 알파 블렌딩(α-blending) 처리를 통하여 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성할 수 있다.
알파 블렌딩(α-blending) 처리란 두 이미지를 혼합하기 위하여 사용하는 일반적인 방법으로, 두 개의 영상을 적당한 비율로 섞어서 영상이 겹쳐 보이도록 하는 처리이다. 즉, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 알파 블렌딩(α-blending) 처리하여 제3 영상을 생성한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 영상의 휘도 데이터에서 주 피사체인 근거리의 구형 피사체의 휘도 값은 매우 높기 때문에, 제3 영상의 구형 피사체는 더욱 선명하게 생성된다. 반면, 제1 영상의 휘도 데이터에서 상대적으로 원거리인 기둥형 피사체의 휘도 값은 구형 피사체의 휘도 값보다 상당히 작기 때문에, 제3 영상의 기둥형 피사체는 어느 정도 흐릿하도록 생성된다. 그리고, 제1 영상의 휘도 데이터에서 후방의 배경 부분은 휘도 값이 매우 낮기 때문에, 제3 영상의 배경 부분은 매우 흐릿하도록 생성되는 것이다.
또는, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리를 통하여 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성할 수 있다.
로 패스 필터(Low Pass Filter)란, 차단점 이하의 주파수만 통과하고 그 이상의 고주파수는 약화시키는 전자장치의 필터를 의미한다. 그리고, 디지털 영상 촬영 장치에서 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리란, 특정 영역의 엣지(edge)를 죽임으로써, 영상을 흐릿하게 처리하는 것을 의미한다. 즉, 배경흐림 효과 처리부(129-2)는 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상에, 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터 중 휘도가 낮은 부분을 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리하여 제3 영상을 생성한다. 즉, 제1 영상의 휘도 데이터에서 주 피사체인 근거리의 구형 피사체의 휘도 값은 매우 높기 때문에, 제3 영상의 구형 피사체에는 별도의 처리를 가하지 아니한다. 반면, 제1 영상의 휘도 데이터에서 상대적으로 원거리인 기둥형 피사체의 휘도 값은 구형 피사체의 휘도 값보다 상당히 작기 때문에, 제3 영상의 기둥형 피사체는 약간의 로 패스 필터 처리를 수행하여 어느 정도 흐릿하도록 생성된다. 그리고, 제1 영상의 휘도 데이터에서 후방의 배경 부분은 휘도 값이 매우 낮기 때문에, 로 패스 필터 처리를 수행하여 제3 영상의 배경 부분은 매우 흐릿하도록 처리된다.
이와 같은 본 발명에 의하여, 제1 영상에서 휘도가 높은 부분, 즉 하이라이트 되어야 하는 주 피사체 부분은 더욱 선명해지고, 제1 영상에서 휘도가 낮은 부분, 즉 흐리게 처리되어야 하는 부분은 더욱 흐리게 처리됨으로써, 디지털 영상 처리 장치에서 배경흐림(Out of focusing; 아웃포커싱) 효과를 구현하는 효과를 얻을 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 디지털 영상 처리 장치의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치를 이용하여, 영상을 촬영하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 플래시 발광으로 생성된 제1 영상을 나타내는 도면이다.
도 6은 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 나타내는 도면이다.
도 7은 제1 영상의 휘도 데이터와 제2 영상을 합성하여 생성된 제3 영상을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 관한 디지털 영상 처리 장치의 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 디지털 영상 처리 장치 101: 셔터-릴리스 버튼
105: 플래시 107: 보조광
113: 디스플레이부 121: 사용자 입력부
123: 촬상부 125: 영상 처리부
127: 저장부 129: 디지털 신호 처리부
129-1: 휘도 데이터 추출부 129-2: 배경흐림 효과 처리부
129-3: 제어부

Claims (11)

  1. 디지털 영상 처리 장치로서,
    플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 추출하고, 플래시 오프(off)로 생성된 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상을 합성하여 제3 영상을 생성하는 디지털 신호 처리수단을 포함하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리수단은,
    플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터를 추출하는 휘도 데이터 추출부; 및
    상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성하는 배경흐림 효과 처리부를 포함하는, 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리수단은,
    상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 높은 영역은 선명하게 표시하고, 상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 낮은 영역은 흐릿하게 표시하는 것을 특징으로 하 는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상의 합성은 알파 블렌딩(α-blending) 처리에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영상의 휘도 데이터와 상기 제2 영상의 합성은 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플래시 발광으로 생성된 제1 영상의 휘도 데이터는 룩 업 테이블(look up table)에 저장되는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  7. 디지털 영상 처리 장치의 동작 방법으로서,
    (a) 플래시를 발광시켜 제1 영상을 생성하는 단계;
    (b) 상기 제1 영상에서 휘도 데이터를 추출 및 저장하는 단계;
    (c) 플래시 오프(off)로 제2 영상을 생성하는 단계; 및
    (d) 상기 제1 영상의 휘도 데이터와, 상기 제2 영상을 합성하여 배경흐림 효과가 적용된 제3 영상을 생성하는 단계를 포함하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 제1 영상에서 휘도 데이터를 추출하여 룩 업 테이블(look up table)에 저장하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 높은 영역은 선명하게 표시하고, 상기 제2 영상에서 휘도가 상대적으로 낮은 영역은 흐릿하게 표시하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 제1 영상의 휘도 데이터와, 상기 제2 영상을 합성하여 알파 블렌딩(α-blending) 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 제1 영상의 휘도 데이터와, 상기 제2 영상을 합성하여 로 패스 필터(Low Pass Filter) 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
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