KR101427660B1 - 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 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한번의 셔터 입력으로 플래시 발광 온/오프 영상을 촬영하고, 셔터 입력전 영상과 플래시 발광된 영상과의 비교를 통하여 배경에 블러링 처리를 수행한 후, 플래시 발광 오프된 영상의 피사체를 블러링 처리된 배경과 합성하는 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치는 디지털 영상 처리 장치로서, 셔터 입력전 생성된 제1영상 및 셔터 입력 후 플래시 발광으로 생성된 제2영상의 휘도차이로 생성된 영상에 블러링 처리를 수행하고, 블러링 처리된 영상에 상기 셔터 입력 후 플래시 오프로 생성된 제3영상을 합성하는 디지털 신호 처리수단을 포함한다.
Figure R1020080046286
한 번의 셔터 입력으로 플래시 발광 온/오프 영상 촬영, 휘도정보 차이 비교, 배경과 피사체 분리, 배경에 블러링 처리

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 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한번의 셔터 입력으로 플래시 발광 온/오프 영상을 촬영하고, 셔터 입력전 영상과 플래시 발광된 영상과의 비교를 통하여 배경에 블러링 처리를 수행한 후, 플래시 발광 오프된 영상의 피사체를 블러링 처리된 배경과 합성하는 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, 셔터스피드 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 장치 보다 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 맺히는데, 그 지름이 커지게 되면 사람의 눈에는 흐릿하게 인지된다. 이때의 지름을 가지는 원형점을 착란원이라 한다)의 크기에 따라 달라지게 되는데, 착란원의 크기는 심도(초점심도 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 특징 상 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 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 한번의 셔터 입력으로 플래시 발광 온/오프 영상을 촬영하고, 셔터 입력전 영상과 플래시 발광된 영상과의 비교를 통하여 배경에 블러링 처리를 수행한 후, 플래시 발광 오프된 영상의 피사체를 블러링 처리된 배경과 합성하는 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 실시 예에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치는 디지털 영상 처리 장치로서, 셔터 입력전 생성된 제1영상 및 상기 셔터 입력 후 플래시 발광으로 생성된 제2영상의 휘도차이로 생성된 영상에 블러링 처리를 수행하고, 상기 블러링 처리된 영상에 상기 셔터 입력 후 플래시 오프로 생성된 제3영상을 합성하는 디지털 신호 처리수단을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1영상은 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 후 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 전에 마지막으로 생성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 한 번의 제2 셔터-릴리즈 버튼의 입력으로, 상기 플래시가 발광되어 촬영된 제2영상 및 상기 플래시가 오프되어 촬영된 제3영상이 동시에 생성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제 3항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은 상기 제1 영상 및 제2영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제4영상을 생성하고, 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하는 비교부; 상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 반전부; 상기 반전된 제5영상에 저역통과필터를 적용하여 블러링 처리하는 블러링 처리부; 및 상기 블러링 처리된 제5영상에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 합성부를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은 상기 제1 내지 제5영상을 저장하는 선입선출(first in first out) 형식의 버퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력시 제1 및 제2 영상 촬영을 위해 상기 플래시 발광의 온/오프를 제어하는 플래시 발광 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반전부는 상기 제5영상으로부터 피사체영역 및 배경영역을 분리할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 블러링 처리부는 상기 제5영상에서 분리된 피사체영역을 마스킹 처리할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 다른 실시 예에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치는 디지털 영상 처리 장치로서, 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되고 제2 셔터-릴리즈 버튼이 입력되기 전의 제1영상, 한 번의 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력과 동시에 플래시 발광으로 촬영된 제2영상 및 플래시 오프로 촬영된 제3영상을 저장하는 버퍼; 상기 제1영상 및 제2영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제4영상을 생성하고, 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하는 비교부; 상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 반전부; 상기 반전된 제5영상의 배경영역만에 저역통과필터를 적용하여 블러링 처리하는 블러링 처리부; 및 상기 블러링 처리된 제5영상의 피사체영역에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 합성부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 버퍼는 선입선출 형식으로 상기 제1 내지 제3영상 이외에 상기 제4영상 및 제5영상을 저장할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력시 제1 및 제2 영상 촬영을 위해 상기 플래시 발광의 온/오프를 제어하는 플래시 발광 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 실시 예에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 방법은 디지털 영상 처리 장의 동작 방법으로서, (a) 셔터 입력전의 제1영상, 한 번의 상기 셔터 입력으로 플래시 발광으로 촬영된 제2영상 및 플래시 오프로 촬영된 제3영상을 생성하는 단계; (b) 상기 제1영상 및 제2영상의 휘도차이로 생성된 영상에 블러링 처리를 수행하는 단계; 및 (c) 상기 블러링 처리된 영상에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1영상은 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 후 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 전 마지막으로 생성된 영상이고, 상기 제2영상 및 제3영상은 한 번의 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 후에 플래시 발광 온/오프에 의해 생성된 영상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (b)단계는 (b-1) 상기 제1영상 및 제2영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제4영상을 생성하는 단계; (b-2) 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하는 단계; (b-3) 상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 단계; (b-4) 상기 휘도정보가 반전된 제5영상에 저역통과필터를 적용하여 블러링 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (b-2) 이후에 상기 제5영상으로부터 피사체영역 및 배경영역을 분리할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (b-3) 단계에 있어서, 상기 제5영상에서 분리된 피사체영역을 마스킹처리하고, 분리된 배경영역에 저역통과필터를 적용할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 다른 실시 예에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 방법은 디지털 영상 처리 장치의 동작 방법으로서, (a) 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되고 제2 셔터-릴리즈 버튼이 입력되기 전의 제1영상, 한 번의 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력과 동시에 플래시 발광으로 촬영된 제2영상 및 플래시 오프로 촬영된 제3영상을 생성하는 단계; (b) 상기 제2영상의 휘도정보 및 상기 제1영상의 휘도정보 비교를 통하여 휘도정보 차이가 발생한 제4영상을 생성하는 단계; (c) 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하고, 상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 단계; (d) 상기 휘도정보가 반전된 제5영상으로부터 피사체영역 및 배경영역을 분리하고 상기 분리된 배경영역만을 저역통과필터링 하여 상기 분리된 배경영역을 블러링 처리하는 단계; 및 (e) 상기 블러링 처리된 제5영상의 피사체영역에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 라이브뷰 영상 상태에서 플래시 발광 온/오프를 통하여 피사체 정보를 취득하고, 이를 바탕으로 피사체 중심의 배경흐림 효과를 적용함으로써 광학식 배경흐림 효과에 근접하게 되는 효과를 창출한다.
또한 디지털 영상 처리 장치의 소형화 및 상대적인 저비용을 유지한채 사용자가 원하는 배경흐림 효과를 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 디지털 영상 처리 장치의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.
셔터-릴리즈 버튼(11)은 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히며, 조리개(미도시)와 연동하여 피사체를 적정하게 노출시켜 CCD에 영상을 기록한다.
셔터-릴리즈 버튼(11)은 촬영자 입력에 의해 제1 및 제2 영상 촬영 신호를 생성한다. 반셔터 신호로써의 제1 셔터-릴리즈 버튼(11)이 입력되면, 디지털 영상 처리 장치는 초점을 잡고 빛의 양을 조절하며, 이때 초점이 맞은 경우 디스플레이부(25)에 녹색 불이 켜지게 된다. 제1 셔터-릴리즈 버튼(11)의 입력으로 초점이 잡히고 빛의 양이 조절되면, 비로소 완전셔터 신호로써의 제2 셔터-릴리즈 버튼(11)을 입력하여 영상을 촬영한다.
전원 버튼(13)은 디지털 영상 처리 장치에 전원을 공급하여 동작시키기 위해 입력된다.
플래시(15)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 것으로 플래시 모드에는 자동플래시, 강제발광, 발광금지, 적목감소, 슬로우 싱크로 등이 있다.
보조광(17)은 광량이 부족하거나 야간 촬영 시에 디지털 영상 처리 장치가 자동으로 초점을 빠르고 정확하게 잡을 수 있도록 피사체에 광을 공급한다.
렌즈부(19)는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다.
도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도로서, 광각-줌 버튼(21w), 망원-줌 버튼(21t), 디스플레이부(23) 및 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 입력 버튼들(B1~B14)(이하 버튼들(B1~B14)이라 표기함)을 구비한다.
광각-줌 버튼(21w) 또는 망원-줌 버튼(21t)은 입력에 따라 화각이 넓어지거나, 화각이 좁아지는데, 특히, 선택된 노출영역의 크기를 변경시키고자 할 때 입력한다. 광각-줌 버튼(21w)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 작아지고, 망원-줌 버튼(21t)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 커진다.
버튼들(B1~B14)은 디스플레이부(23)의 가로 열 및 세로 열에 구비된다. 디스플레이부(23)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 주 메뉴 항목 중 임의의 값(예를 들어, 컬러 또는 밝기)을 선택하거나, 주 메뉴 아이콘에 포함된 하위메뉴 아이콘을 활성화 시킬 수 있다.
또한 버튼틀(B1~B14)에는 접점식 스위치가 구비되어 있어, 주 메뉴 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 본 발명에 따른 메모영상을 추가할 수 있는 디지털 영상 처리 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 디스플레이부(23), 사용자 입력부(31), 촬상부(33), 영상 처리부(35), 저장부(37) 및 디지털 신호 처리부(39)를 포함한다.
사용자 입력부(31)는 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히는 셔터 릴리즈 버튼(11), 전원을 공급하기 위해 입력하는 전원 버튼(13), 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나, 화각을 좁아지게 하는 광각-줌 버튼(21w) 및 망원-줌 버튼(21t)과, 문자 입력 또는 메뉴 선택 및 실행을 위해 위해 디스플레이부(23) 주변의 가로 및 세로열에 구비된 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 버튼들(B1~B14)이 있다.
촬상부(33)는 도면에 도시되지 않은 셔터, 렌즈부, 조리개 및 CCD(Charge Coupled Device) 및 ADC를 포함한다. 셔터는 조리개와 함께 노광하는 빛의 양을 조절하는 기구이다. 렌즈부는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다. 이 때, 조리개는 개폐 정도에 따라 입사되는 빛의 양(광량)을 조절한다. 조리개의 개폐 정도는 디지털 신호 처리부(39)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 주는 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(35)는 디지털 변환된 RAW 데이터를 디스플레이 가능하도록 신호처리 한다. 영상 처리부(35)는 온도변화에 만감한 CCD 및 CFA 필터에서 발생하는 암 전류에 의한 블랙레벨(Black level)을 제거한다. 영상 처리부(35)는 인간 시각의 비선형성에 맞추어 정보를 부호화 하는 감마 보정을 수행한다. 영상 처리부(35)는 감마 보정된 소정 데이터의 RGRG라인 및 GBGB 라인으로 구현된 베이어 패턴을 RGB 라인으로 보간하는 CFA 보간을 수행한다. 영상 처리부(35)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(35)는 노이즈가 제거된 Y, U, V 신호를 압축 및 신호 처리하여 JPEG 파일을 생성하고, 생성된 JPEG 파일은 디스플레이부(23)에 디스플레이 되고, 저장부(37)에 저장된다. 이와 같은 영상 처리부(35)의 모든 동작은 디지털 신호 처리부(39)의 제어 하에 동작한다.
디지털 신호 처리부(39)는 셔터 입력전 생성된 제1영상 및 상기 셔터 입력 후 플래시(15) 발광으로 생성된 제2영상의 휘도차이로 생성된 영상에 블러링 처리를 수행하고, 블러링 처리된 영상에 상기 셔터 입력 후 플래시(15) 오프로 생성된 제3영상을 합성한다.
이를 위해 디지털 신호 처리부(39)는 버퍼(39-1), 플래시 발광 제어부(39-2), 비교부(39-3), 반전부(39-4), 블러링 처리부(39-5), 합성부(39-6) 및 제어부(39-7)를 포함한다.
버퍼(39-1)는 선입선출(first in first out) 형식 즉, 먼저 저장된 데이터가 먼저 출력되는 형식으로, 제1 및 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 시의 영상 프레임 및 배경흐림 효과 즉, 블러링 처리되는 각종 영상 프레임들을 임시 저장한다.
도 4는 도 3의 장치에서 제1 및 제2 셔터 릴리즈 버튼 입력 시에 버퍼(39-1)에 저장되는 영상 프레임을 보여주는 도면으로, 버퍼(39-1)는 제어부(39-7)의 제어 하에 제1 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 시의 영상 프레임들을 순차적으로 저장한다. 이때 버퍼(39-1)에 저장되는 영상 프레임들은 자동 노출(AE:atuo exposure), 자동 화이트 밸런스(AWB:atuo white balance) 및 자동 초점(AF:auto focus)가 수행된 영상 프레임들이다. 이후 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 직전의 영상 프레임을 (t-1) 프레임이라고 가정한다.
도 5a에는 제1 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력되고 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 직전의 프레임인 (t-1) 프레임 영상의 실시 예가 도시되어 있다.
이어서, 제2 셔터-릴리즈 버튼(11)이 입력되면, 한 번의 셔터 입력으로 플래시(15)가 발광된 상태에서 촬영된 영상 프레임으로써의 (t) 프레임 및 플래시(15) 발광이 오프된 상태에서 촬영된 영상 프레임으로써의 (t+1) 프레임이 버퍼(39-1)에 저장된다.
도 5b 및 도 5c에는 한 번의 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력에 의해 촬영된 프레임인 (t) 프레임 영상 및 (t+1) 프레임 영상의 실시 예가 도시되어 있다. 도 5b는 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력에 의해 플래시(15) 발광으로 촬영된 (t) 프레임 영상의 실시 예를 보여주고 있고, 도 5c는 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력에 의해 플래시(15) 발광 오프로 촬영된 (t+1) 프레임 영상의 실시 예를 보여주고 있다.
현재 디지털 영상 처리 장치에서는 도 5a에 도시된 (t-1) 프레임 영상 즉, 라이브뷰 영상의 사이즈가 도 5b 및 도 5c에 도시된 (t) 프레임 영상 및 (t+1) 프레임 영상 즉, 캡쳐된 영상의 사이즈 보다 작다. 그러나, 디지털 영상 처리 장치의 기술 발달에 따라 라이브뷰 영상의 사이즈와 캡쳐된 영상의 사이즈가 동일한 경우, 도 5c에 도시된 (t+1) 프레임 영상은 도 5a에 도시된 (t-1) 프레임 영상으로 대체할 수 있다.
플래시 발광 제어부(39-2)는 제어부(39-7)의 제어 하에, 제2 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, (t) 프레임 영상이 촬영되도록 플래시(15)를 발광하고, (t+1) 프레임 영상이 촬영되도록 플래시(15) 발광을 오프한다.
비교부(39-3)는 (t) 프레임의 영상과 (t-1) 프레임 영상의의 휘도정보 차이를 비교하고, 휘도정보 차이가 발생한 새로운 영상 프레임으로써의 F1 영상 프레임을 생성하여 버퍼(39-1)에 저장한다. 여기서 F1 프레임은 색에 따른 반사도 차이가 있을 수 있으므로, 추가적으로 이득 증폭을 수행할 수 있다.
도 5d에는 (t) 프레임의 영상과 (t-1) 프레임의 영상을 비교하여 휘도정보 차이가 발생한 영상으로써의 F1 프레임 영상의 실시 예가 도시되어 있다.
또한 비교부(39-3)는 (t+1) 프레임의 영상과 F1 프레임 영상의 휘도정보 차이를 비교하고, 휘도정보 차이가 발생한 새로운 프레임으로써의 F2 프레임 영상을 생성하여 버퍼(39-1)에 저장한다.
이후, 반전부(39-4)는 F2 프레임 영상의 휘도정보를 반전하고, 피사체영역 및 배경영역을 분리한다.
도 5e에는 F2 프레임 영상상의 휘도정보를 반전한 실시예가 도시되어 있고, 분리된 피사체영역(e-1) 및 배경영역(e-2)이 도시되어 있다. 휘도정보가 반전되었기 때문에 배경영역(e-2)의 휘도정보가 피사체영역(e-1)의 휘도정보 보다 밝게 나타나 있다.
블러링 처리부(39-5)는 휘도정보가 반전된 F2 프레임 영상에 저역통과필터(미도시)를 적용하여 블러링 처리를 수행한다. 반전된 F2 프레임 영상이 저역통과 필터를 통과하게 되면, 고주파대역의 데이터 즉, 에지 데이터는 통과하지 못하고 저주파대역의 데이터만이 통과되어 블러링 처리가 된다. 블러링 처리부(39-5)는 저역통과필터에 각각 다른 가중치를 적용하여 블러링 처리 효과의 많고 적음을 조절할 수 있다.
또한 블러링 처리부(39-5)는 휘도정보가 반전된 F2 프레임 영상의 피사체영역(e-1)을 마스킹하고, 마스킹된 부분을 제외한 부분 즉, 배경영역(e-2)에만 가중치 두어 저역통과필터를 적용하여 피사체와 배경과의 분리 효과를 극대화 할 수도 있다.
합성부(39-6)는 블러링 처리된 제5영상의 피사체영역(e-1)에 (t+1) 프레임 영상의 피사체를 합성하여 최종 프레임 F3 영상을 생성한다.
도 5f 및 도 5g에는 블러링 처리된 F2 프레임 영상의 피사체영역(e-1)에 (t+1) 프레임 영상의 피사체를 합성한 최종 프레임 F3 영상을 보여주고 있다. 여기서 도 5f는 도 5g 보다 블러링 처리가 더 많이 적용되었음을 보여주고 있는데, 블러링 처리의 많고 적음은 저역통과필터의 가중치 적용에 따라 달라질 수있다.
본 발명에서는 라이브뷰 상태에 플래시(15)를 발광하여 피사체와 배경 정보를 취득하여 블러링 효과를 적용하였지만, 다른 실시 시예로 임의의 발광 장치 예를 들면 적외선 장치와 같이 사람의 눈으로 인식하지 않는 발광 장치 또는 CCD에 맺히는 상으로 볼 수 있는 별도의 발광 장치로 플래시(15)를 대체하여 본 발명을 구현할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 방법을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 방법은 도 3에 도시된 바와 같은 디지털 영상 처리기의 내부에서 수행될 수 있는데, 실시 예에 따라 동작 방법의 주 알고리즘은 기기 내의 주변 구성 요소들의 도움을 받아 디지털 신호 처리부(39) 내부에서 수행될 수 있다.
디지털 영상 처리 장치의 전원이 온 된 상태에서 촬영모드가 되면, 디지털 신호 처리부(39)는 디스플레이부(23)에 라이브뷰 영상을 디스플레이 한다(601단계).
라이브뷰 영상이 디스플레이된 상태에서 디지털 신호 처리부(39)가 사용자롭터 제1 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 신호를 수신하면(603단계).
디지털 신호 처리부(39)는 라이브뷰 영상에 대하여 자동 노출(AE:atuo exposure), 자동 화이트 밸런스(AWB:atuo white balance) 및 자동 초점(AF:auto focus) 조정 동작을 수행한다(605단계).
디지털 신호 처리부(39)는 자동 초점 수행 이후의 영상들을 내부에 구비된 버퍼(39-1)에 저장한다(607단계).
버퍼(39-1)는 선입선출(first in first out) 형식 즉, 먼저 저장된 데이터가 먼저 출력되는 형식이다. 도 4에는 제1 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 시의 영상 프레임들을 순차적으로 저장한 예가 도시되어 있다. 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 직전의 영상 프레임을 (t-1) 프레임이라고 가정한다. 도 5a에는 제1 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력되고 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력 직전의 프레임인 (t-1) 프레임 영상의 실시 예가 도시되어 있다.
이어서, 디지털 신호 처리부(39)가 사용자로부터 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력을 수신하면, 플래시(15)가 발광된 상태에서 촬영된 영상 프레임으로써의 (t) 프레임을 버퍼(39-1)에 저장하고(611단계), 플래시(15) 발광이 오프된 상태에서 촬영된 영상 프레임으로써의 (t+1) 프레임을 버퍼(39-1)에 저장한다(613단계).
본 발명에서는 한 번의 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력으로 플래시(15)가 발광된 (t) 프레임 영상 및 플래시(15) 발광이 오프된 (t+1) 영상이 함께 촬영된다. 도 5b 및 도 5c에는 한 번의 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력에 의해 촬영된 프레임인 (t) 프레임 영상 및 (t+1) 프레임 영상의 실시 예가 도시되어 있다. 도 5b는 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력에 의해 플래시(15) 발광으로 촬영된 (t) 프레임 영상의 실시 예를 보여주고 있고, 도 5c는 제2 셔터-릴리즈 버튼(11) 입력에 의해 플래시(15) 발광 오프로 촬영된 (t+1) 프레임 영상의 실시 예를 보여주고 있다.
이어서, 디지털 신호 처리부(39)는 (t) 프레임의 영상과 (t-1) 프레임 영상의의 휘도정보 차이를 비교하고, 휘도정보 차이가 발생한 새로운 영상 프레임으로써의 F1 영상 프레임을 생성하여 버퍼(39-1)에 저장한다(615단계).
여기서 F1 프레임은 색에 따른 반사도 차이가 있을 수 있으므로, 추가적으로 이득 증폭을 수행할 수 있다. 도 5d에는 (t) 프레임의 영상과 (t-1) 프레임의 영상을 비교하여 휘도정보 차이가 발생한 영상으로써의 F1 프레임 영상의 실시 예가 도시되어 있다.
이후, 디지털 신호 처리부(39)는 (t+1) 프레임의 영상과 F1 프레임 영상의 휘도정보 차이를 비교하고, 휘도정보 차이가 발생한 새로운 프레임으로써의 F2 프레임 영상을 생성하고, F2 프레임 영상의 휘도정보를 반전하여 버퍼(39-1)에 저장한다(617단계). 이때 디지털 신호 처리부는 휘도정보가 반전된 F2 프레임의 피사체영역(e-1) 및 배경영역(e-2)을 분리한다.
도 5e에는 F2 프레임 영상상의 휘도정보를 반전한 실시예가 도시되어 있고, 분리된 피사체영역(e-1) 및 배경영역(e-2)이 도시되어 있다. 휘도정보가 반전되었기 때문에 배경영역(e-2)의 휘도정보가 피사체영역(e-1)의 휘도정보 보다 밝게 나타나 있다.
디지털 신호 처리부(39)는 휘도정보가 반전된 F2 프레임 영상에 저역통과필터(미도시)를 적용하여 블러링 처리를 수행한다(619단계).
반전된 F2 프레임 영상이 저역통과필터를 통과하게 되면, 고주파대역의 데이터 즉, 에지 데이터는 통과하지 못하고 저주파대역의 데이터만이 통과되어 블러링 처리가 된다. 블러링 처리부(39-5)는 저역통과필터에 각각 다른 가중치를 적용하여 블러링 처리 효과의 많고 적음을 조절할 수 있다. 또한 블러링 처리부(39-5)는 휘도정보가 반전된 F2 프레임 영상의 피사체영역(e-1)을 마스킹하고, 마스킹된 부분을 제외한 부분 즉, 배경영역(e-2)에만 가중치 두어 저역통과필터를 적용하여 피사체와 배경과의 분리 효과를 극대화 할 수도 있다.
디지털 신호 처리부(39)는 블러링 처리된 제5영상의 피사체영역(e-1)에 (t+1) 프레임 영상의 피사체를 합성하여 최종 프레임 F3 영상을 생성한다.(621단계).
도 5f 및 도 5g에는 블러링 처리된 F2 프레임 영상의 피사체영역(e-1)에 (t+1) 프레임 영상의 피사체를 합성한 최종 프레임 F3 영상을 보여주고 있다. 여기서 도 5f는 도 5g 보다 블러링 처리가 더 많이 적용되었음을 보여주고 있는데, 블러링 처리의 많고 적음은 저역통과필터의 가중치 적용에 따라 달라질 수있다.
도 1은 디지털 영상 처리 장치의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.
도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 4는 도 3의 장치에서 제1 및 제2 셔터 릴리즈 버튼 입력 시에 버퍼에 저장되는 영상 프레임을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 장치에서 버퍼에 저장된 영상 프레임들을 이용하여 배경흐림 효과 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서 영상의 배경흐림 효과 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.

Claims (17)

  1. 디지털 영상 처리 장치로서,
    제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 후 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 전에 마지막으로 생성되는 제1영상 및 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 후 플래시 발광으로 생성된 제2영상의 휘도 차이로 생성된 영상에 블러링 처리를 수행하고, 상기 블러링 처리된 영상에 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 후 플래시 오프로 생성된 제3영상을 합성하는 디지털 신호 처리수단을 포함하고,
    상기 디지털 신호 처리수단은,
    상기 제1영상 및 제2영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제4영상을 생성하고, 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하는 비교부;
    상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 반전부;
    상기 반전된 제5영상에 저역통과필터를 적용하여 블러링 처리하는 블러링 처리부; 및
    상기 블러링 처리된 제5영상에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 셔터-릴리즈 버튼에 대한 한 번의 입력으로, 상기 플래시가 발광되어 촬영된 제2영상 및 상기 플래시가 오프되어 촬영된 제3영상이 동시에 생성되는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은
    상기 제1 내지 제5영상을 저장하는 선입선출(first in first out) 형식의 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은
    상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력시 제1 및 제2 영상 촬영을 위해 상기 플래시 발광의 온/오프를 제어하는 플래시 발광 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 반전부는
    상기 제5영상으로부터 피사체영역 및 배경영역을 분리하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 블러링 처리부는
    상기 제5영상에서 분리된 피사체영역을 마스킹 처리하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  9. 디지털 영상 처리 장치로서,
    제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되고 제2 셔터-릴리즈 버튼이 입력되기 전의 제1영상, 한 번의 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력과 동시에 플래시 발광으로 촬영된 제2영상 및 플래시 오프로 촬영된 제3영상을 저장하는 버퍼;
    상기 제1영상 및 제2영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제4영상을 생성하고, 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하는 비교부;
    상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 반전부;
    상기 반전된 제5영상의 배경영역만에 저역통과필터를 적용하여 블러링 처리하는 블러링 처리부; 및
    상기 블러링 처리된 제5영상의 피사체영역에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 합성부를 포함하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 버퍼는
    선입선출 형식으로 상기 제1 내지 제3영상 이외에 상기 제4영상 및 제5영상을 저장하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력시 제1 및 제2 영상 촬영을 위해 상기 플래시 발광의 온/오프를 제어하는 플래시 발광 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 장치.
  12. 디지털 영상 처리 장치의 동작 방법으로서,
    (a) 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 후 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 전 마지막으로 생성되는 제1영상, 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력으로 플래시가 발광되어 촬영된 제2영상 및 상기 플래시가 오프되어 촬영된 제3영상을 생성하는 단계;
    (b) 상기 제1영상 및 제2영상의 휘도차이로 생성된 영상에 블러링 처리를 수행하는 단계; 및
    (c) 상기 블러링 처리된 영상에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 단계를 포함하고,
    상기 (b)단계는
    (b-1) 상기 제1영상 및 제2영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제4영상을 생성하는 단계;
    (b-2) 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하는 단계;
    (b-3) 상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 단계; 및
    (b-4) 상기 휘도정보가 반전된 제5영상에 저역통과필터를 적용하여 블러링 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제2영상 및 제3영상은 한 번의 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력 후에 플래시 발광 온/오프에 의해 생성된 영상인 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  14. 삭제
  15. 제 12항에 있어서, 상기 (b-3) 단계 이후에 상기 제5영상으로부터 피사체영역 및 배경영역을 분리하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 (b-4) 단계에 있어서,
    상기 휘도정보가 반전된 제5영상에서 분리된 피사체영역을 마스킹처리하고, 분리된 배경영역에 저역통과필터를 적용하는 것을 특징으로 하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
  17. 디지털 영상 처리 장치의 동작 방법으로서,
    (a) 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되고 제2 셔터-릴리즈 버튼이 입력되기 전의 제1영상, 한 번의 상기 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력과 동시에 플래시 발광으로 촬영된 제2영상 및 플래시 오프로 촬영된 제3영상을 생성하는 단계;
    (b) 상기 제2영상의 휘도정보 및 상기 제1영상의 휘도정보 비교를 통하여 휘도정보 차이가 발생한 제4영상을 생성하는 단계;
    (c) 상기 제3영상 및 제4영상의 휘도정보를 비교하여 휘도정보의 차이가 발생한 제5영상을 생성하고, 상기 제5영상의 휘도정보를 반전하는 단계;
    (d) 상기 휘도정보가 반전된 제5영상으로부터 피사체영역 및 배경영역을 분리하고 상기 분리된 배경영역만을 저역통과필터링 하여 상기 분리된 배경영역을 블러링 처리하는 단계; 및
    (e) 상기 블러링 처리된 제5영상의 피사체영역에 상기 제3영상의 피사체를 합성하는 단계를 포함하는 영상의 배경흐림 효과 처리 방법.
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