KR101411325B1 - 모션 커스텀 화이트 밸런스 기능을 구비하는 디지털 영상처리장치 및 그 제어방법 - Google Patents

모션 커스텀 화이트 밸런스 기능을 구비하는 디지털 영상처리장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화이트 밸런스의 설정이 가능한 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 피사체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 디지털 영상 처리장치에 있어서, 자동 노출 알고리즘에 의하여 자동으로 노출조건을 조절하는 자동 노출 수행부, 상기 조절된 노출조건 하에서 상기 노출조건을 보정하는 노출 보정부 및 셔터 입력신호에 의하여 상기 노출조건에 따라서 생성되는 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 화이트 밸런스 설정부를 포함하며, 상기 영상신호는 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 촬영하여 흔들린 영상을 나타내는 영상신호인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치를 제공하여 사용자가 기존의 자동 화이트 밸런스나 매뉴얼 화이트 밸런스를 사용하는 경우보다 좀 더 정확한 화이트 밸런스를 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080007566
디지털 영상 처리장치, 화이트 밸런스, 흔들림

Description

모션 커스텀 화이트 밸런스 기능을 구비하는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법{Digital image processing apparatus comprising the functon of motion custom white balancing and the controlling method of the same}
본 발명은 화이트 밸런스를 설정하는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 흔들린 영상을 사용하여 커스텀 화이트 밸런스를 설정하는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
화이트 밸런스(WB: white balance) 기능이란 영상의 촬영시에 피사체가 가진 고유의 색이 그대로 나타나도록 색 왜곡을 제거하는 기능을 말한다. 피사체의 색은 피사체가 가진 고유의 색 정보와 주변 빛의 색 정보의 합성으로 이루어져서 나타나는데, 상기 피사체가 어떤 광원 하에 있는가에 따라서 상기 피사체의 색이 달라보일 수 있다. 따라서 피사체의 색 정보를 광원에 관계없이 촬영한 영상에서 피사체가 고유의 색을 나타내도록 만드는 기능을 말한다. 이처럼 피사체 고유의 색을 나타내기 위해 주변 광원에 의하여 영향을 받은 피사체의 색 정보를 사용하여 각 색깔별, 즉 R, G, B 별로 이득(gain)을 계산하고, 상기 계산한 이득을 사용하여 색 왜곡을 제거한다. 화이트 밸런스가 적절하게 설정된 영상의 경우 사용자가 실제로 느끼는 색과 영상으로 나타나는 색의 차이가 적기 때문에 사용자의 거부감을 줄일 수 있으며, 또한 화이트 밸런스가 정확하지 않은 영상에 비해 색 정보를 많이 담고 있기 때문에 영상의 이용에 있어서도 더 많은 장점을 가지게 된다.
상기 언급한 바와 같은 화이트 밸런스 기능을 구현하는 방법으로 자동 화이트 밸런스(AWB: Auto White Balance), 메뉴얼 화이트 밸런스(MWB: Manual White Balance) 및 커스텀 화이트 밸런스(CWB: Custom White Balance) 등이 있다.
자동 화이트 밸런스는 상기 언급한 화이트 밸런스가 자동으로 처리되도록 한다. 상기 자동 화이트 밸런스를 수행하는 알고리즘은 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다. 즉, 색 온도별 이상 회색점(ideal gray point) 데이터를 미리 작성하고, 상기 데이터를 기반으로 입력 영상의 회색점을 추출하여 확률적으로 색 온도를 추정하는 방식이다. 그러나 이러한 자동 화이트 밸런스 알고리즘에 의하는 경우에는 영상의 종류나 촬영 상태에 따라서 오류가 발생할 수 있다.
화이트 밸런스 기능을 구현하는 다른 한가지 방법은 메뉴얼 화이트 밸런스이다. 상기 메뉴얼 화이트 밸런스는 사용자가 접하기 쉬운 광원의 종류별로 미리 조건을 지정해 놓는 방식을 말한다. 예를 들어, 태양광(Daylight), 흐린 날씨(Cloudy), 형광등(Fluorescent) 등 촬영환경에 따라서 화이트 밸런스를 설정한다. 그러나 각 종류별 촬영환경에서도 약간의 차이가 존재한다. 즉, 흐린 날씨의 경우 구름이 낀 정도에 차이가 있을 수 있으므로 상황에 따라서 설정된 화이트 밸런스에 의하여는 정확한 피사체의 색이 나타나지 않을 가능성이 존재한다.
화이트 밸런스 기능을 구현하는 다른 한가지 방법으로 커스텀 화이트 밸런스 가 있다. 상기 커스텀 화이트 밸런스는 R, G, B 값이 모두 같은 이상 회색(Ideal gray/white)을 가지는 피사체를 입력 영상으로 인가하고, 이를 기준으로 화이트 밸런스 설정에 필요한 R, G, B 의 이득을 구하는 방식이다. 커스텀 화이트 밸런스의 경우 가장 정확한 화이트 밸런스의 설정이 가능하다.
그러나 상기 커스텀 화이트 밸런스의 경우 다른 두 종류의 화이트 밸런스 설정 방식에 비하여 정확한 설정이 가능함에도 불구하고 몇 가지 문제점이 존재한다.
우선 커스텀 화이트 밸런스의 경우 R, G, B 값이 동일한 피사체를 촬영하여야 정확한 화이트 밸런스의 설정이 가능하나, 그러한 피사체를 선정하는 것이 매우 어렵다. 또한 R, G, B 값이 동일한 그레이카드를 시판하고 있으나 이는 상당히 고가이며, 촬영시 상기 그레이카드를 휴대하는 것은 사용자에게 매우 불편하다.
그 밖에 디지털 카메라의 렌즈 앞에 빛을 분산시켜줄 수 있는 필터 형식의 제품이 출시되어 사용되고 있으나 이 또한 고가이고 휴대하여야 하는 문제점이 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 사용자의 움직임에 의하여 흔들린 영상을 사용하여 화이트 밸런스의 설정이 가능한 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 측면은 피사체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 디지털 영상 처리장치에 있어서, 자동 노출 알고리즘에 의하여 자동으로 노출조건을 조절하는 자동 노출 수행부, 상기 조절된 노출조건 하에서 상기 노출조건을 보정하는 노출 보정부 및 셔터 입력신호에 의하여 상기 노출조건에 따라서 생성되는 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 화이트 밸런스 설정부를 포함하며, 상기 영상신호는 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 촬영하여 흔들린 영상을 나타내는 영상신호인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 화이트 밸런스 설정부는 상기 노출조건에 따라서 생성된 영상신호에서 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 제1 연산부 및 상기 평균휘도 값들이 동일하도록 화이트 밸런스 설정치를 보정하는 보정부를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 노출 보정부는 ISO 감도를 최소로 설정한다.
또는 본 발명에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 노출 보정부는 조리개 구멍의 크기를 최소로 설정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 디지털 영상 처리장치의 흔들림을 감지하는 흔들림 감지부 및 상기 흔들림이 기준치 이하인 경우 사용자에게 흔들림이 부족하다는 내용을 통지하는 피드백부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제2 측면은 피사체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 디지털 영상 처리장치에 있어서, 프리뷰 모드 동안 생성되는 복수의 영상신호들을 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 화이트 밸런스 설정부를 포함하며, 상기 영상신호들은 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 촬영하여 생성된 영상신호인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 화이트 밸런스 설정부는 상기 노출조건에 따라서 생성된 영상신호들 각각에 대하여 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 제1 연산부, 상기 각 색깔별로 평균휘도 값들의 평균값을 계산하는 제2 연산부 및 상기 평균값들이 동일하도록 화이트 밸런스 설정치를 보정하는 보정부를 포함한다.
또한 본 발명에 있어서, 디지털 영상 처리장치의 흔들림을 감지하는 흔들림 감지부 및 상기 흔들림이 기준치 이하인 경우 사용자에게 흔들림이 부족하다는 내용을 통지하는 피드백부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제3 측면은 피사체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법에 있어서, (a) 자동 노출 알고리즘을 수행하여 노출조건을 설정하는 단계, (b) 상기 설정된 노출조건에 따라서 영상신호를 생성하는 단계 및 (c) 상기 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 단계를 포함하며, 상기 영상신호는 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 촬영하여 흔들린 영상을 나타내는 영상신호인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, (d) 상기 (a)단계의 노출조건을 보정하는 단계를 더 포함하고, 상기 (b)단계에서 상기 영상신호는 셔터 입력신호에 의하여 생성되는 영상신호이며, 상기 (c)단계는 (c1) 상기 영상신호에서 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 단계 및 (c2) 상기 평균휘도 값들이 동일하도록 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (d)단계는 ISO 감도 또는 조리개 구멍의 크기를 최소로 하여 노출조건을 보정하는 단계일 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 (b)단계에서 상기 영상신호는 프리뷰 모드 동안 생성되는 복수의 영상신호이며, 상기 (c)단계는 (c3) 상기 영상신호들 각각에 대하여 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 단계, (c4) 상기 평균휘도 값들의 평균값을 계산하는 단계 및 (c5) 상기 평균값이 동일하도록 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같이, 자동노출 수행부 및 노출 보정부를 사용하여 흔들린 영상을 촬영하기에 적합한 노출조건을 설정하고, 상기 노출조건 하에서 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 흔드는 것에 의하여 생성된 흔들린 영상을 사용하여 화이트 밸 런스의 설정을 수행함으로 인하여 사용자는 피사체가 존재하는 촬영환경에서 좀더 정확한 화이트 밸런스의 설정이 가능하게 된다.
또한 프리뷰 영상으로 제공되는 복수의 영상신호를 사용하여 상기 복수의 영상신호들의 평균휘도를 계산하고, 상기 평균휘도들의 평균값을 사용하여 이득을 계산하는 방법으로도 화이트 밸런스의 설정을 정확하게 할 수 있게 된다.
또한 흔들림 감지부 및 피드백부를 더 포함시킴으로 인하여 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 충분히 흔들지 못하는 경우, 좀더 강하게 상기 본체를 흔들것을 통지하도록 하여 만족스러운 화이트 밸런스 설정이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치에서 화이트 밸런스를 설정하는 방법은 모션 커스텀 화이트 밸런스(MCWB: Motion Custom White Balance) 방식으로 기존의 커스텀 화이트 밸런스 방식을 채용함에 있어서 화이트 밸런스 설정의 정확성을 더욱 높이는 방식이다. 상기 모션 커스텀 화이트 밸런스의 구현에 적용되는 이론은 다음과 같다.
태양광은 R, G, B 삼원소를 모두 고르게 가지고 있기 때문에 색상이 백색으로 표시된다. 이러한 태양광을 반사시키는 피사체는 각각의 색깔에 대하여 서로 다른 반사율을 가진다. 그러나 상기 반사율의 평균을 구하면 R, G, B 값이 동일한 18%의 반사율이 나온다는 이론이 있다. 상기 언급한 18%의 반사율을 표준반사율이라고 한다. 상기 표준반사율에 의하여 피사체로부터 반사되는 색은 중성회색으로 그레이카드가 상기 중성회색을 나타낸다.
따라서 피사체로부터 반사되는 반사광이 평균적으로 표준반사율을 가진다는 상기 이론을 화이트 밸런스를 설정하는 알고리즘에 적용하기 위하여 본 발명에서는 피사체가 존재하는 촬영환경에서 뿌옇게 흔들린 영상을 촬영하고, 상기 흔들린 영상을 사용하여 피사체 주변환경의 평균 반사율을 측정한다. 또는 흔들린 영상을 촬영하기 어려운 경우에는 프리뷰 화면 등으로 제공되는 복수의 영상신호를 사용하여 상기 영상신호들에서의 반사율의 평균을 구하고, 상기 반사율의 평균을 측정하여 화이트 밸런스를 설정하는 알고리즘을 적용한다.
이하, 도 1(a) 내지 도 6(b)를 참조하여 상기 설명한 모션 커스텀 화이트 밸런스의 설정에 관한 바람직한 실시 예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 외부 구성을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 디지털 영상 처리장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1(a) 내지 도 1(b)를 참조하면, 상기 디지털 영상 처리장치(100)는 촬상부로서의 렌즈부(111), 플래시(112) 및 보조광(113) 등을 포함하며, 사용자 입력부로서 셔터-릴리즈 버튼(161), 광각(wide angle)-줌(zoom) 버튼(163W), 망원(telephoto)-줌 버튼(163T), 기능버튼(166), 재생버튼(167) 등의 버튼들을 포함한다. 또한 디스플레이부로서 표시부(170)를 포함할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 의한 디지털 영상 처리장치의 내부 구성 및 기능에 대하여 더욱 자세하게 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치(200)는 자동 노출 수행부(220), 노출 보정부(221), 화이트 밸런스 보정부(230)를 포함한다. 또한 일반적인 디지털 영상 처리장치로서 촬상부(210), 영상신호 처리부(211), 이미지 파일 생성부(미도시), 저장부(240), 제어부(250), 사용자 입력부(260) 및 디스플레이부(270) 등을 포함할 수 있다. 이하, 각 부분의 기능에 대하여 자세히 설명한다.
촬상부(210)는 피사체를 촬영하여 피사체의 영상을 전기적 신호로 변환하는 부분이다. 상기 촬상부(210)에는 피사체로부터의 빛을 통과시키는 렌즈(미도시) 및 상기 통과된 빛을 전기적 신호로 변환하는 촬상소자(미도시)등이 포함될 수 있다. 상기 촬상소자로는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)나 CCD(charge coupled device)등이 사용될 수 있다.
영상신호 처리부(211)는 상기 촬상부(210)로부터 인가되는 전기적 신호를 분석하여 영상을 나타내는 디지털 신호로 변환하여 영상신호를 생성하는 부분이다. 상기 생성된 영상신호들은 후술할 RAM(251)에 인가한다. 상기 인가된 영상신호들은 상기 RAM(251)에 일시적으로 저장되고, 프리뷰 모드에서 디스플레이 구동부(271)에 의하여 표시부(272)에 프리뷰 영상으로 제공된다.
자동 노출 수행부(220)는 자동 노출 알고리즘에 의하여 자동으로 노출조건을 조절하는 부분이다. 상기 자동 노출 알고리즘은 상기 촬상부(210)를 통하여 인가되는 피사체의 영상광의 평균 휘도를 계산하여 상기 평균 휘도에 적합한 조리개 구멍의 크기 및 셔터 스피드를 조절하는 알고리즘일 수 있다. 상기 자동 노출 알고리즘에 의하여 조절된 조리개 구멍의 크기 및 셔터 스피드로 동작하도록, 후술할 제어부(250)가 상기 촬상부(210)에 제어신호를 인가할 수 있다.
노출 보정부(221)는 상기 자동 노출 수행부(220)에 의하여 조절된 노출조건 하에서 상기 노출조건들 중 일부 또는 전부를 보정하는 부분이다. 상기 노출 보정부(221)는 사용자가 흔들린 영상으로 화이트 밸런스를 설정하는 모션 커스텀 화이트 밸런스를 수행하는 경우, 상기 노출 보정부(221)에 의하여 조절된 조리개 구멍의 크기, ISO 감도 또는 셔터 스피드를 새로이 조절한다. 또는 조리개 구멍의 크기 ISO 감도 및 셔터 스피드를 동시에 조절하는 것도 가능하다. 모션 커스텀 화이트 밸런스에 의한 화이트 밸런스 설정에서는 흔들린 영상을 얻는 것이 중요하므로 상기 노출 보정부(221)는 조리개 구멍의 크기가 최소가 되도록 노출조건을 보정하거나 셔터 스피드가 최소가 되도록 노출조건을 보정하는 것이 바람직하다. 셔터 스피드는 사용자가 물리적인 힘에 의하여 디지털 영상 처리장치를 충분한 여유를 가지고 흔들수 있도록 하는 적절한 수치가 바람직하다. 상기 적절한 수치는 0.5~3초 정도일 수 있다. 상기 노출 보정부에서 보정하는 노출조건은 프리뷰 영상을 제공하는 동안의 노출조건을 보정하는 것이 아니라 셔터 입력신호에 의하여 이미지 파일을 생성할 때에 사용되는 영상신호를 생성하는데 적용되는 노출조건이다.
화이트 밸런스 설정부(230)는 셔터 입력신호가 인가되는 경우 상기 자동 노출 수행부(220) 및 상기 노출 보정부(221)에 의하여 설정된 노출조건에 따라서 생성되는 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정한다. 상기 영상신호는 이미지 파일의 생성에 사용되는 영상신호이며 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치(200)를 흔들면서 촬영하여 생성된 것이므로 흔들린 영상을 나타내는 영상신호이다. 상기 화이트 밸런스 설정부(230)는 상기 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하기 위하여 제1 연산부(231) 및 보정부(232)를 포함할 수 있다.
제1 연산부(231)는 셔터 입력에 의하여 생성된 영상신호를 인가받아 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도의 값을 계산한다. 각 색깔을 가지는 픽셀의 평균휘도의 값은 전체 픽셀수에 대하여 실제로 해당 색깔을 나타내는 픽셀수의 비율로 나타낼 수 있다. 즉, 예를 들어, 빨간색 픽셀의 총 개수가 600×480개이고, 이 중에서 빨간색을 띄는 픽셀이 50,000개인 경우 빨간색 픽셀의 평균휘도의 값은 50,000÷288,000≒0.1736으로 약 17.36%의 평균휘도 값을 갖는다. 상기 방법에 의하여 R, G, B 각 색깔별로 평균휘도 값의 계산을 수행한다. 상기 방법은 다음과 같은 식으로 계산하는 것이 가능하다.
B = {(1,1)+(1,2)+ .... (2,1)+(2,2)+...(n,m)}÷(n×m)
(B 는 휘도, (a,b)는 전체 영상에서 (a,b)좌표에 위치하는 픽셀의 값.)
상기 (a,b)의 값은 픽셀이 데이터를 가지고 있는 경우에는 1, 데이터가 없는 경우에는 0이 될 것이다.
보정부(232)는 상기 제1 연산부(231)에서 계산한 평균휘도 값들이 동일하게 되도록 화이트 밸런스의 설정치를 보정한다. 화이트 밸런스 설정치를 보정하기 위하여 보정부(232)는 각 색깔별로 이득(gain)을 구할 수 있다. 상기 이득은 다양한 방법을 사용하여 계산할 수 있으며, 이하 상기 이득을 계산하는 방법의 한가지 방법을 설명한다.
각 색깔별 휘도를 BR, BG, BB 라고 하면, G 값을 기준으로 하여 R 값에 대한 G 값의 비율 및 B 값에 대한 G 값의 비율을 각 색깔의 이득으로 한다. 즉,
Rgain = BG / BR , Bgain = BG / BB
(Rgain 은 R 픽셀의 이득, Bgain 은 B 픽셀의 이득)
상기 [수학식 2]의 방법으로 구한 R 및 B의 이득을 사용하여 화이트 밸런스 설정시 상기 이득만큼 R 및 B 픽셀을 강조하도록 보정하면, 새로운 R 및 B의 평균휘도는 B'R = BR × Rgain = BG, B'B = BB × Bgain = BG 가 되어 B'R = B'B = BG 를 얻을 수 있다.
상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의한 평균휘도 및 이득의 계산 방법은 하나의 예시일 뿐으로 다른 알고리즘에 의하여 계산하는 것이 가능할 것이다.
저장부(240)는 각종 신호, 데이터 및 디지털 영상 처리장치(200)의 동작을 위한 알고리즘 등을 저장한다. 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치(200)에서는 기존의 화이트 밸런스 설정을 위한 알고리즘뿐만 아니라 모션 커스텀 화이트 밸런스 설정을 위한 알고리즘, 즉 제1 연산부(231)의 동작을 위한 알고리즘 및 보정부(232)의 동작을 위한 알고리즘들을 포함할 수 있다. 상기 저장부(240)는 RAM(241) 및 저장매체(242)를 포함할 수 있다.
상기 RAM(241)은 임시 저장매체로서 제어부(250)로부터의 각종 제어신호, 상기 영상신호 처리부(211)로부터의 영상신호 등이 일시적으로 저장되는 부분이다. 상기 임시 저장매체로서의 RAM(241)은 DRAM(dynamic random access memory) 등이 사용될 수 있다.
상기 저장매체(242)는 데이터 등을 장기적으로 저장하기 위한 장기 저장매체로서, 상기 저장매체(242)에는 촬영 조건 등과 관련된 사용자의 설정 데이터가 저장될 수 있다. 또한 디지털 신호 처리부에서 디지털 영상 처리장치를 제어하기 위하여 사용하는 알고리즘이 저장될 수 있다. 상기 저장매체(242)로는 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory) 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 촬상부(210)에 의하여 촬영되어 생성되는 이미지 파일들, 상기 이미지 파일들에 대한 속성정보 등이 저장될 수 있다. 상기 이미지 파일 등을 저장하기 위한 저장매체로는 메모리 카드 등이 사용될 수 있으며 내장형 또는 탈착이 가능한 외장형일 수 있다.
제어부(250)는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치(200)의 전반적인 제어를 수행한다. 상기 자동노출 수행부(220) 및 노출 보정부(221)에 의하여 설정된 노출조건을 만족하도록 촬상부(210)를 제어하는 제어신호를 생성하고, 상기 화이트 밸런스 보정부(230)에서 설정한 이득을 사용하여 기존에 설정되어 있는 화이트 밸런스의 설정을 보정하는 제어신호를 생성할 수 있다.
사용자 입력부(260)는 셔터-릴리즈 버튼, 광각(wide angle)-줌(zoom) 버튼, 망원(telephoto)-줌 버튼, 기능버튼, 재생버튼 등의 버튼들을 포함할 수 있다. 사용자가 상기 셔터-릴리즈 버튼을 누름으로 인하여 셔터 입력신호가 제어부(250)에 인가되고, 후술할 이미지 파일 생성부(미도시)에서 영상신호를 사용하여 이미지 파 일을 생성한다.
디스플레이부(270)는 피사체, 사용자에 의한 버튼들의 조작에 따라 제공되는 UI(user interface), 프리뷰 모드에서의 프리뷰 영상 및 재생모드에서의 재생 영상 등을 표시하는 부분이다. 디스플레이부(270)는 영상신호, 이미지 파일 등의 영상의 재생시키는 기능을 수행하는 디스플레이 구동부(271) 및 상기 재생되는 영상을 사용자가 확인할 수 있도록 표시하는 표시부(272)로 이루어질 수 있다. 상기 디스플레이 구동부(271)에서는 제어부(250) 또는 후술할 피드백부(281)로부터 흔들림이 부족하다는 신호를 인가받는 경우, 상기 내용을 사용자가 인식할 수 있도록 표시부(272)에 OSD 등의 형태로 상기 내용을 나타내는 아이콘이나 문구 등을 표시한다. 상기 표시부(272)는 일반적으로 LCD 디스플레이 패널이나 OLED 패널이 사용되나 이에 한정되는 것은 아니다.
이미지 파일 생성부(미도시)에서는 셔터 입력신호에 의하여 마지막으로 생성된 영상신호를 사용하여 이미지 파일을 생성한다. 상기 이미지 파일은 Exif 파일 형식에 따라서 JPEG 형식에 의하여 압축된 파일 형식으로 생성될 수 있다. 모션 커스텀 화이트 밸런스에 의하여 화이트 밸런스를 설정하는 경우에는 셔터 입력신호에 의하여 생성되는 영상신호는 설정된 노출조건 하에서 생성된 것으로, 사용자에 의하여 본체가 흔들려서 생성된 흔들린 영상일 것이다.
또한 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치(200)는 흔들림 감지부(280) 및 피드백부(281)를 더 포함할 수 있다. 흔들림 감지부(280)는 자이로 센서 등의 센서를 사용하여 구현이 가능하며, 상기 흔들림 감지부(280)에 의하여 사용자가 디지털 영상 처리장치를 어느 정도의 세기로 흔드는지를 감지할 수 있다. 피드백부(281)에서는 상기 흔들림 감지부(280)에서 감지한 신호를 분석하여 흔들림이 모션 커스텀 화이트 밸런스에 의한 화이트 밸런스 설정에 필요한 기준치 이상인지 이하인지를 판단하고, 상기 기준치 이하인 경우에는 사용자에게 흔들림이 부족하다는 내용을 통지한다. 상기 통지를 위하여 피드백부(281)는 상기 제어부(250)에 흔들림이 부족하다는 내용의 신호를 인가한다. 혹은 상기 피드백부(281)는 상기 신호를 직접 디스플레이 구동부(271)에 인가하는 것도 가능할 것이다.
도 3은 도 2에 의한 디지털 영상 처리장치에서 화이트 밸런스 설정에 사용되는 영상을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 흔듦으로 인하여 뿌옇게 흐린 영상이 생성되었다. 이와 같이 뿌옇게 흐린 영상에서 R, G, B 별로 평균 휘도를 구하고 R 및 B의 이득을 구하는 것에 의하여 화이트 밸런스를 좀더 정확하게 설정하는 것이 가능하다.
상기 언급한 바와 같이, 자동노출 수행부 및 노출 보정부를 사용하여 흔들린 영상을 촬영하기에 적합한 노출조건을 설정하고, 상기 노출조건 하에서 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 흔드는 것에 의하여 생성된 흔들린 영상을 사용하여 화이트 밸런스의 설정을 수행함으로 인하여 사용자는 피사체가 존재하는 촬영환경에서 좀더 정확한 화이트 밸런스의 설정이 가능하게 된다.
또한 흔들림 감지부 및 피드백부를 더 포함시킴으로 인하여 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 충분히 흔들지 못하는 경우, 좀더 강하게 상기 본체를 흔 들것을 통지하도록 하여 만족스러운 화이트 밸런스 설정이 가능하도록 할 수 있다.
도 1(a) 내지 도 2에 도시된 디지털 카메라는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치는 카메라가 아닌 캠코더 등일 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치가 카메라라고 할지라도, 도 1(a) 내지 도 2에 도시된 형상과 상이한 형상을 갖거나 SLR(single lens reflex) 카메라와 같은 렌즈 교환식 카메라일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 디지털 영상 처리장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4에서는 도 2와의 차이점을 중심으로 화이트 밸런스 설정에 대하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 자동노출 수행부(420)에서 피사체로부터의 영상광을 분석하여 피사체가 있는 장소의 촬영환경에 적합한 노출조건을 설정한다. 본 실시 예에서는 긴 노출시간으로 생성된 영상을 사용하는 것이 아니라 프리뷰 영상으로 제공되는 영상신호들을 사용하므로 별도의 노출조건의 보정없이 상기 자동노출 알고리즘에 의하여 설정된 노출조건으로 영상신호를 생성한다.
화이트 밸런스 보정부(430)에서는 제1 연산부(431) 및 보정부(433)와 함께 제2 연산부(432)를 더 포함한다.
본 실시 예에서 화이트 밸런스 보정부(430)는 프리뷰 모드 동안 프리뷰 영상으로 제공되는 복수의 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하므로 상기 제1 연산부(431)는 각각의 영상신호에 대하여 [수학식 1]과 같이 R, G, B의 평균휘도를 구하는 계산을 반복한다.
제2 연산부(432)는 상기 제1 연산부(431)에서 계산한 복수의 R, G, B의 평균휘도 값들의 평균값을 계산한다. 즉, 예를 들어, 5개의 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하고자 하는 경우에 각 영상신호에서 R의 평균휘도 값들이 각각 0.15(15%), 0.17(18%), 0.17(18%), 0.16(16%) 및 0.15(15%)와 같을 때, 상기 평균휘도 값들의 평균은 0.16(16%)가 된다. 나머지 G, B 픽셀들에 대하여도 동일한 방식으로 계산을 반복한다.
상기 계산 방식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Ba = (B1 + B2 + B3 +...+ Bk) ÷ k
(Ba 는 평균휘도 값의 평균, k 는 사용한 영상신호의 프레임 수)
보정부(433)는 제1 실시 예에서와 같이 [수학식 3]에 따라서 이득을 구하고 상기 이득을 사용하여 각 색깔의 픽셀들이 동일한 평균휘도의 평균값을 갖도록 화이트 밸런스의 설정을 보정한다.
도 5는 도 4에 의한 디지털 영상 처리장치에서 화이트 밸런스 설정에 사용되는 영상들을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 프리뷰 모드 동안 프리뷰 영상으로 제공되는 8 프레임의 영상신호들이 나타내는 복수의 영상들을 나타내었다. 자동노출 알고리즘에 의하여 설정된 노출조건에 의하여 생성된 영상들로서, 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 흔들어서 생성된 영상이므로 각각의 영상들이 선명하지 않게 촬영되었다. 이와 같이 복수의 영상들을 사용하여 R, G, B 별로 평균휘도를 구하고 각 영상별로 계산한 상기 평균휘도들의 평균값을 계산고, 상기 평균값들의 사용하여 R 및 B의 이득을 구하는 것에 의하여 화이트 밸런스를 좀더 정확하게 설정하는 것이 가능하다.
이와 같이, 자동노출 수행부에 의하여 노출조건을 설정하고, 상기 노출조건 하에서 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 흔드는 것에 의하여 생성된 복수의 흔들린 영상들을 사용하여 화이트 밸런스의 설정을 수행함으로 인하여 사용자는 피사체가 존재하는 촬영환경에서 좀더 정확한 화이트 밸런스의 설정이 가능하게 된다.
또한 흔들림 감지부 및 피드백부를 더 포함시킴으로 인하여 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 충분히 흔들지 못하는 경우, 좀더 강하게 상기 본체를 흔들것을 통지하도록 하여 만족스러운 화이트 밸런스 설정이 가능하도록 할 수 있다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 영상 처리장치를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 사용자로부터의 입력신호에 따라서 모션 커스텀 화이트 밸런스 설정 모드로 전환한다(S600). 상기 입력신호에 의하여 모션 커스텀 화이트 밸런스 설정을 위한 알고리즘이 수행될 것이다. 사용자는 모션 커스텀 화이트 밸런스 설정 모드로의 전환 후 2가지 실시 예 중에서 어느 하나의 설정방법을 선택한다(S601). 편의상 제1 실시 예에서 설명한 이미지 파일 생성 후 상기 이 미지 파일에 사용된 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 방법을 제1 설정방법이라고 하고, 제2 실시 예에서 설명한 복수의 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 방법을 제2 설정방법이라고 한다.
사용자에 의하여 선택된 설정방법을 판단하여(S602) 제1 설정방법이 선택된 경우 자동노출 알고리즘을 수행하고, 상기 자동노출 알고리즘에 의하여 노출조건을 설정한다(S610). 상기 설정에 의하여 ISO 감도, 조리개 구멍의 크기 및 셔터 스피드 등이 설정될 수 있다. 상기 설정후 ISO 감도, 조리개 구멍의 크기 및 셔터 스피드의 설정치를 모션 커스텀 화이트 밸런스 설정에 적합하도록 보정한다(S611).
상기 보정 후, ISO 감도, 조리개 구멍의 크기 등 보정된 노출조건이 흔들린 영상을 촬영하여 제1 설정방법을 수행하기에 적합한지를 판단한다(S612). 상기 판단 방법으로 셔터 스피드가 기준치보다 느린지 판단하는 방법에 의하는 것이 가능할 것이다.
제1 설정방법을 수행하기에 적합하다고 판단한 경우에는 화이트 밸런스 설정을 수행하기 위하여 촬영과정을 계속 진행한다. 사용자에 의하여 디지털 영상 처리장치가 흔들리고(S613), 사용자가 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 셔터-릴리즈 버튼을 온(ON) 시키면(S614) 긴 셔터 스피드에 의하여 흔들린 영상을 포함하는 이미지 파일을 생성한다(S615). 사용자에게 디지털 영상 처리장치를 흔들도록 통지하는 아이콘 등을 표시하는 것도 가능할 것이다.
이미지 파일이 생성되면 상기 이미지 파일에 포함된 영상신호를 분석하여 R, G, B 별로 평균휘도를 계산하고(S616), 상기 평균휘도를 사용하여 이득(Gain)을 계 산한다(S630). 상기 평균휘도의 계산 및 이득의 계산은 [수학식 1] 및 [수학식 2]에서 설명한 방법에 의하여 수행하는 것이 가능하다. 상기 이득을 사용하여 화이트 밸런스 설정을 보정(S631)함으로 인하여 촬영환경에 맞는 적절한 화이트 밸런스 설정이 이루어질 수 있다.
상기 S602 단계에서 사용자가 제2 설정방법을 선택한 경우 또는 S612 단계에서 보정된 노출조건이 제1 설정방법에 의하여 화이트 밸런스 설정을 수행하는 데 적합하지 못하다고 판단한 경우에는 제2 설정방법에 의하여 모션 커스텀 화이트 밸런스 설정을 수행한다.
제2 설정방법으로 모션 커스텀 화이트 밸런스 설정을 수행하기 위하여 프리뷰 모드 동안 자동노출 알고리즘을 수행하여 ISO 감도, 조리개 구멍의 크기 및 셔터 스피드 등의 노출조건을 설정한다(S620).
상기 노출조건 하에서 사용자에 의하여 디지털 영상 처리장치가 흔들리면(S621), 상기 흔들림이 계속되는 동안 프리뷰 영상으로 제공되는 복수의 영상신호를 취득한다(S622).
제1 설정방법에서와 같이 복수의 영상신호들 각각에 대하여 R, G, B 별로 평균휘도를 계산하고(S623), 상기 계산한 평균휘도들의 평균값을 계산한다(S624).
상기 평균값을 계산한 후에 제1 설정방법과 동일한 방법으로 이득을 계산하고(S630), 화이트 밸런스 설정을 보정한다(S631).
이와 같이, 흔들린 영상을 촬영하기에 적합한 노출조건을 설정하고, 상기 노출조건 하에서 사용자가 디지털 영상 처리장치의 본체를 흔드는 것에 의하여 생성 된 흔들린 영상을 사용하여 화이트 밸런스의 설정을 수행함으로 인하여 사용자는 피사체가 존재하는 촬영환경에서 좀더 정확한 화이트 밸런스의 설정이 가능하게 된다.
상기 발명의 상세한 설명과 도면은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 영상 처리장치의 외부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 영상 처리장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 의한 디지털 영상 처리장치에서 화이트 밸런스 설정에 사용되는 영상을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디지털 영상 처리장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4에 의한 디지털 영상 처리장치에서 화이트 밸런스 설정에 사용되는 영상들을 나타내는 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 영상 처리장치를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (12)

  1. 피사체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 디지털 영상 처리장치에 있어서,
    자동 노출 알고리즘에 의하여 자동으로 노출조건을 조절하는 자동 노출 수행부;
    상기 조절된 노출조건 하에서 상기 노출조건을 보정하는 노출 보정부; 및
    셔터 입력신호에 의하여 상기 노출조건에 따라서 생성되는 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 화이트 밸런스 설정부를 포함하며,
    상기 영상신호는 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 촬영하여 흔들린 영상을 나타내는 영상신호인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화이트 밸런스 설정부는
    상기 노출조건에 따라서 생성된 영상신호에서 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 제1 연산부; 및
    상기 평균휘도 값들이 동일하도록 화이트 밸런스 설정치를 보정하는 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 노출 보정부는
    ISO 감도를 최소로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 노출 보정부는
    조리개 구멍의 크기를 최소로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    디지털 영상 처리장치의 흔들림을 감지하는 흔들림 감지부; 및
    상기 흔들림이 기준치 이하인 경우 사용자에게 흔들림이 부족하다는 내용을 통지하는 피드백부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  6. 피사체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 디지털 영상 처리장치에 있어서,
    프리뷰 모드 동안 생성되는 복수의 영상신호들을 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 화이트 밸런스 설정부를 포함하며,
    상기 영상신호들은 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 촬영하여 생성된 영상신호인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화이트 밸런스 설정부는
    자동 노출 알고리즘에 의하여 자동으로 조절된 노출조건에 따라서 생성된 영상신호들 각각에 대하여 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 제1 연산부;
    상기 각 색깔별로 평균휘도 값들의 평균값을 계산하는 제2 연산부; 및
    상기 평균값들이 동일하도록 화이트 밸런스 설정치를 보정하는 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  8. 제6항에 있어서,
    디지털 영상 처리장치의 흔들림을 감지하는 흔들림 감지부; 및
    상기 흔들림이 기준치 이하인 경우 사용자에게 흔들림이 부족하다는 내용을 통지하는 피드백부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  9. 피사체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법에 있어서,
    (a) 자동 노출 알고리즘을 수행하여 노출조건을 설정하는 단계;
    (b) 상기 설정된 노출조건에 따라서 영상신호를 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 영상신호를 사용하여 화이트 밸런스를 설정하는 단계를 포함하며,
    상기 영상신호는 사용자가 상기 디지털 영상 처리장치를 흔들면서 촬영하여 흔들린 영상을 나타내는 영상신호인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    (d) 상기 (a)단계의 노출조건을 보정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (b)단계에서
    상기 영상신호는 셔터 입력신호에 의하여 생성되는 영상신호이며,
    상기 (c)단계는
    (c1) 상기 영상신호에서 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 단계; 및
    (c2) 상기 평균휘도 값들이 동일하도록 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (d)단계는
    ISO 감도 또는 조리개 구멍의 크기를 최소로 하여 노출조건을 보정하는 단계인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 영상신호는 프리뷰 모드 동안 생성되는 복수의 영상신호이며,
    상기 (c)단계는
    (c3) 상기 영상신호들 각각에 대하여 R, G, B 픽셀 각각의 평균휘도 값을 계산하는 단계;
    (c4) 상기 평균휘도 값들의 평균값을 계산하는 단계; 및
    (c5) 상기 평균값이 동일하도록 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
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