KR101446774B1 - 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법 - Google Patents

디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 동영상 이미지로부터 정지 영상 이미지를 추출함에 있어서, 선택된 특정 프레임을 포함한 복수의 프레임 영상으로부터 정지 영상을 추출할 수 있는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은, (a) 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임을 추출하는 단계; (b) 상기 동영상을 구성하는 상기 프레임 영상들 중에서 상기 기준 프레임과 비교 대상이 되는 비교 프레임을 추출하는 단계; (c) 상기 기준 프레임을 상기 비교 프레임과 비교하여 상기 기준 프레임에서 흐림 영역을 검출하는 단계; 및 (d) 상기 흐림 영역이 검출된 경우에 상기 기준 프레임에서 상기 흐림 영역을 제거하여 정지 영상을 생성하는 단계를 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법을 제공한다.

Description

디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법{Apparatus for processing digital image and method for controlling thereof}
본 발명은 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동영상 이미지에서 정지 영상 이미지를 추출할 수 있는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 디지털 영상 처리장치는 디지털 카메라, PDA(personal digital assistant), 폰 카메라, PC 카메라 등의 영상을 처리하거나 영상 인식 센서를 사용하는 모든 장치를 포함한다.
디지털 영상 처리장치는 촬상 소자를 통하여 입력받은 영상을 디지털 신호 처리기에서 이미지 프로세싱하고 이를 압축하여 이미지 파일을 생성하고, 그 이미지 파일을 메모리에 저장할 수 있다.
또한, 디지털 영상 처리장치는 촬상 소자를 통하여 입력받거나 저장매체에 저장된 이미지 파일의 이미지를 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 표시장치에 표시하여 보여줄 수 있다.
디지털 영상 처리장치에서는 정지 영상 이미지뿐만 아니라, 동영상 이미지를 촬영하고 이를 파일로 저장할 수 있는 경우가 있다. 또한, 동영상 이미지를 인쇄하거나, 동영상 이미지로부터 정지 영상 이미지의 앨범을 생성하고 하는 경우가 있다. 이를 위해서는 동영상 이미지로부터 정지 영상 이미지를 추출할 수 있다.
본 발명은, 동영상 이미지로부터 정지 영상 이미지를 추출함에 있어서, 선택된 특정 프레임을 포함한 복수의 프레임 영상으로부터 정지 영상을 추출할 수 있는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, (a) 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임을 추출하는 단계;
(b) 상기 동영상을 구성하는 상기 프레임 영상들 중에서 상기 기준 프레임과 비교 대상이 되는 비교 프레임을 추출하는 단계;
(c) 상기 기준 프레임을 상기 비교 프레임과 비교하여 상기 기준 프레임에서 흐림 영역을 검출하는 단계; 및
(d) 상기 흐림 영역이 검출된 경우에 상기 기준 프레임에서 상기 흐림 영역을 제거하여 정지 영상을 생성하는 단계를 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법을 제공한다.
상기 (c) 단계가, 상기 기준 프레임과 상기 비교 프레임을 비교하여 그 차이값을 산출하는 단계, 상기 차이값을 설정된 기준값과 비교하는 단계, 및 상기 차이값이 상기 기준값보다 큰 경우에 상기 기준 프레임에서 상기 흐림 영역을 검출하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 (d) 단계가, 상기 기준 프레임에서 상기 흐림 영역을 제거하는 단계, 상기 동영상을 구성하는 다른 프레임 영상들 중의 적어도 어느 하나에서 상기 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출하는 단계, 상기 기준 프레임에 상기 보충 데이터를 합성하여 보정 프레임을 생성하는 단계, 및 상기 보정 프레임을 상기 정지 영상으로 저장하는 단계를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 동영상을 입력받는 영상 입력부; 및 상기 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임의 인접하는 프레임인 비교 프레임과의 차이가 설정된 기준값보다 큰 경우에 상기 기준 프레임에서 상기 비교 프레임과 차이가 큰 영역을 제거하여 정지 영상을 생성하는 제어부를 구비하는 디지털 영상 처리장치를 제공한다.
상기 기준 프레임에서 상기 비교 프레임과 차이가 큰 영역을 흐림 영역으로 하고, 상기 흐림 영역을 제거하고, 상기 비교 프레임에서 상기 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출하여 상기 기준 프레임과 합성하여 보정 프레임을 생성하고, 상기 보정 프레임을 정지 영상으로 저장할 수 있다.
상기 기준 프레임의 데이터 및 상기 비교 프레임의 데이터가 저장되는 제1 저장부; 및 상기 동영상 및 상기 정지 영상이 저장되는 제2 저장부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 의하면, 동영상에 포함된 선택된 특정 프레임을 포함한 복수의 프레임 영상으로부터 정지 영상을 추출함으로써, 향상된 화질의 정지 영상을 추출할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 제어장치 및 그 방법이 적용되는 디지털 영상 처리장치의 일 실시예인 디지털 카메라(100)의 뒷면 외형이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 디지털 카메라(100)의 뒷면에는 방향 버튼(21), 메뉴-OK 버튼(22), 광각(Wide angle)-줌(Zoom) 버튼(W), 망원(Telephoto)-줌(Zoom) 버튼(T), 및 디스플레이 패널(25) 등이 구비될 수 있다.
방향 버튼(21)에는 상향 버튼(21a), 하향 버튼(21b), 좌향 버튼(21c), 우향 버튼(21d)의 총4개의 버튼이 포함될 수 있다. 방향 버튼(21)과 메뉴-OK 버튼(22)은 디지털 카메라와 같은 디지털 영상 처리장치의 동작에 관한 각종 메뉴를 실행시키기 위해 입력하는 키이다.
광각-줌 버튼(W) 또는 망원-줌 버튼(T)은 그 입력에 따라 화각이 넓어지거나, 화각이 좁아진다. 특히, 선택된 노출영역의 크기를 변경시키고자 할 때 사용될 수 있다. 디스플레이 패널(25)로는 LCD(liquid crystal display)등의 영상 표시소자가 사용될 수 있다. 디스플레이 패널(25)이 표시부(도 5의 550)에 포함될 수 있다.
한편, 디지털 카메라(100)의 앞면 또는 윗면에는 셔터 릴리즈 버튼(26), 플래시(미도시), 전원 스위치(28), 렌즈부(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 디지털 카메라(100)의 앞면과 뒷면에는 뷰 파인더(27)의 대물 렌즈와 접안 렌즈가 구비될 수 있다.
방향 버튼(21), 메뉴-OK 버튼(22), 셔터 릴리즈 버튼(26), 및 전원 스위치(28) 등은 사용자가 외부로부터 조작하고자 하는 사항을 입력하는 사용자 조작부(도 5의 560)에 포함될 수 있다.
셔터 릴리즈 버튼(26)은 정해진 시간 동안 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 촬상 소자나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫힌다. 또한, 셔터 릴리즈 버튼은 조리개(미도시)와 연동하여 피사체를 적정하게 노출시켜 촬상 소자에 영상을 기록한다.
본 발명이 적용될 수 있는 디지털 영상 처리장치의 일 실시예로서 디지털 카메라와 그 제어장치, 및 그 제어방법이 본 출원인의 미국 특허출원 공개번호 제2004/0130650호(명칭: 카메라의 이차함수를 이용한 자동 포커싱 방법, Method of automatically focusing using a quadratic function in camera)에 개시되어 있다.
상기 미국출원에 개시된 디지털 카메라와 그 제어장치, 및 그 제어방법에 관한 사항은 본 명세서에 포함되는 것으로 하고, 그 자세한 설명은 생략한다.
도 2에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 디지털 영상 처리장치의 제어장치(200)의 블록도가 도시되어 있다. 디지털 영상 처리장치의 제어장치(200)는 도 1의 디지털 카메라(100)의 내부에 장착될 수 있다.
도면을 참조하면, 렌즈부와 필터부를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광학계(OPS)의 렌즈부는 줌 렌즈, 포커스 렌즈 및 보 상 렌즈를 포함한다. 사용자가 사용자 입력부(INP)에 포함된 광각-줌 버튼(W) 또는 망원-줌 버튼(T)을 누르면, 이에 상응하는 신호가 마이크로제어기(212)에 입력된다.
이에 따라, 마이크로제어기(212)가 렌즈 구동부(210)를 제어함에 따라, 줌 모터(MZ)가 구동되어 줌 렌즈가 이동된다.
광각-줌 버튼(W)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이가 짧아져서 화각이 넓어지고, 망원-줌 버튼(T)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이가 길어져서 화각이 좁아진다.
한편, 자동 초점 모드(auto focusing mode)에는, 디지털 신호 처리기(207) 안에 내장된 주 제어기가 마이크로제어기(212)를 통하여 렌즈 구동부(210)를 제어하고, 그에 따라 포커스 모터(MF)가 구동된다. 즉, 포커스 모터(MF)를 구동하여 가장 선명한 사진을 얻을 수 있는 위치로 포커스 렌즈를 이동시킨다.
보상 렌즈는 전체적인 굴절률을 보상하는 역할을 하므로 별도로 구동되지 않는다. 참조 부호 MA는 조리개(aperture, 도시되지 않음)를 구동하기 위한 모터를 가리킨다.
광학계(OPS)의 필터부에 있어서, 광학적 저역통과필터(Optical Low Pass Filter)는 고주파 성분의 광학적 노이즈를 제거한다. 적외선 차단 필터(Infra-Red cut Filter)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다.
광전 변환부(OEC)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide- Semiconductor) 등의 촬상 소자를 포함하여 이루어질 수 있다. 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다.
아날로그-디지털 변환부는 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자(201)를 포함하여 이루어질 수 있다. 아날로그-디지털 변환부는 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시킨다. 여기서, 디지털 신호 처리기(207)는 타이밍 회로(202)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(201)의 동작을 제어한다.
광학계(OPS), 광전 변환부(OEC), CDS-ADC 소자(201) 등은 본 발명에 따른 영상 입력부(도 5의 510)에 포함될 수 있다. 이때, 영상 입력부(도 5의 510)는 외부에서 생성된 동영상이 입력될 수 있도록 하는 입력장치를 포함할 수 있다.
실시간 클럭(203)은 디지털 신호 처리기(207)에 시간 정보를 제공한다. 디지털 신호 처리기(207)는 CDS-ADC 소자(201)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도(Y 값) 및 색도(R, G, B) 신호로 분류된 디지털 화상 신호를 발생시킨다.
디지털 신호 처리기(207)에 내장된 주 제어기의 제어에 따라 마이크로 제어기(212)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 셀프-타이머 램프, 자동-초점 램프, 모드 지시 램프 및 플래시 대기 램프 등이 포함될 수 있다.
디지털 신호 처리기(207) 및/또는 마이크로 제어기(212)는 본 발명에 따른 제어부(도 5의 520)에 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 사용자 조작부(도 5의 550)의 조작에 의하여 입력된 사용자 입력은 사용자 입력부(INP)를 통하여 디지 털 신호 처리기(207) 및/또는 마이크로 제어기(212)로 입력되어 처리되고, 그에 따른 작업이 수행될 수 있다.
DRAM(Dynamic Random Access Memory, 204)에는 디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호가 일시 저장된다. EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, 205)에는 디지털 신호 처리기(207)의 동작에 필요한 부팅 프로그램 및 키 입력 프로그램 등과 같은 알고리즘 및 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(206)에서는 사용자의 메모리 카드가 착탈될 수 있다.
DRAM(204) 또는 메모리 카드 인터페이스(206)를 통하여 인식되는 메모리 카드는 기준 프레임, 비교 프레임, 동영상, 및 정지영상이 일시적으로 또는 비휘발성으로 저장되는 것으로 도 5의 제1 저장부(530) 및/또는 제2 저장부(540)에 포함될 수 있다. 즉, 제1 저장부(530)는 기준 프레임, 비교 프레임, 및 이들의 차이값이 일시적으로 저장되는 DRAM(204) 또는 캐시 메모리 등이 될 수 있다.
또한, 제2 저장부(540)에는 동영상 및 정지 영상과 차이값과 비교되는 기준값 등이 비휘발성으로 저장될 수 있다. 이때, 제2 저장부(540)는 플래시 메모리 또는 착탈 가능하도록 장착되는 메모리 카드 등이 될 수 있다.
디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호는 디스플레이 패널 구동부(214)에 입력되고, 이로 인하여 디스플레이 패널(215)에 화상이 디스플레이 된다. 디스플레이 패널(215)은 디지털 신호 처리기(207)의 제어를 받아 디스플레이 패널 구동부(214)에 의하여 구동될 수 있다.
즉, 디스플레이 패널(215) 및 디스플레이 패널 구동부(214)는 표시부(도 5의 550)에 포함될 수 있다.
한편, 디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호는, USB(Universal Serial Bus) 접속부(31a) 또는 RS232C 인터페이스(208)와 그 접속부(31b)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비디오 필터(209) 및 비디오 출력부(31c)를 통하여 비디오 신호로서 전송될 수 있다. 여기서, 디지털 신호 처리기(207)는 그 내부에 마이크로제어기를 내장할 수 있다.
오디오 처리기(213)는, 마이크로폰(MIC)으로부터의 음성 신호를 디지털 신호 처리기(207) 또는 스피커(SP)로 출력하고, 디지털 신호 처리기(207)로부터의 오디오 신호를 스피커(SP)로 출력한다.
본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치(도 5의 500) 및 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)은 동영상에 포함된 선택된 기준 프레임과 기준 프레임과 비교되는 비교 프레임을 포함한 복수의 프레임 영상으로부터 기준 프레임에 해당하는 정지 영상을 추출할 수 있다. 이때, 기준 프레임을 비교 프레임과 비교하여, 기준 프레임에서 흐리게 나타날 수 있는 흐림 영역을 검출하고 이를 제거할 수 있다.
따라서, 동영상에서 정지 영상을 추출하고자 선택된 시점에서의 기준 프레임에서 흐림 영역이 제거된 정지 영상을 추출할 수 있다. 또한, 비교 프레임에서 기준 프레임의 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출하고, 보충 데이터를 기준 프레임에 합성하여 보정 프레임을 생성하고, 보정 프레임을 정지 영상으로 저장할 수 있다.
동영상으로부터 정지 영상을 추출할 때, 동영상에서 사용자에 의하여 선택된 시점의 기준 프레임을 선택하여 정지 영상으로 저장할 수 있다. 이 경우, 화면 내에 움직이는 물체가 있는 경우에 그 영역이 흐리게 보이는 흐림(blur) 현상이 발생할 수 있다.
이때, 본 발명에서는 기준 프레임에서 흐림 현상이 발생하는 흐림 영역을 검출하고, 흐림 영역을 제거 및/또는 보충하여 정지 영상을 생성한다. 따라서, 본 발명에 따라 기준 프레임에서 흐림 영역을 제거하여 향상된 화질의 정지 영상을 추출할 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)의 흐름도가 도시되어 있다. 도 4에는 본 발명에 따라 정지 영상이 추출되는 동영상의 일 실시예에 대한 개략적인 구조가 도시되어 있다.
디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)은 도 2의 디지털 영상 처리장치의 제어장치(200) 및/또는 도 5의 디지털 영상 처리장치(500)에서 구현될 수 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)이 도 2의 저장 수단에 저장되거나 펌웨어(Firmware) 등의 반도체 칩의 형태로 구현된 프로그램 또는 알고리즘이 될 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)은 동영상에서 정지 영상을 추출한다. 이를 위하여, 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)은 기준 프레임 추출단계(S310); 비교 프레임 추출단계(S320); 흐림 영역 검출단계(S330 내지 S350); 흐림 영역 제거단계(S360); 및 정지영상 저장단계(S390)를 구비할 수 있다.
기준 프레임 추출단계(S310)에는 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임을 추출할 수 있다. 비교 프레임 추출단계(S320)에는 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 기준 프레임과 비교 대상이 되는 비교 프레임을 추출할 수 있다.
흐림 영역 검출단계(S330 내지 S350)에는 기준 프레임을 상기 비교 프레임과 비교하여 상기 기준 프레임에서 흐림 영역을 검출할 수 있다. 흐림 영역 제거단계(S360)에는 흐림 영역이 검출된 경우에 기준 프레임에서 흐림 영역을 제거하여 정지 영상을 생성할 수 있다. 정지영상 저장단계(S390)에는 정지 영상을 저장할 수 있다.
기준 프레임 추출단계(S310)에는 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임을 추출할 수 있다. 이때, 기준 프레임은 동영상에서 사용자에 의하여 정치 영상을 추출하고자 선택된 시점의 프레임 영상이 될 수 있다.
동영상은 복수개의 정지 영상 프레임을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 동영상은 일정한 시간을 기준으로 복수개의 프레임 영상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 동영상이 1초에 30 프레임의 영상이 표현될 수 있도록 구성될 수 있다.
기준 프레임은 사용자의 선택에 의하여 지정된 시점의 프레임 영상이 될 수 있다. 이 경우, 선택된 시점에 프레임 영상이 정확하게 대응되지 못한 경우에, 선택된 시점에 가장 가까운 프레임 영상이 기준 프레임이 될 수 있다.
비교 프레임 추출단계(S320)에는 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 기준 프레임과 비교 대상이 되는 비교 프레임을 추출할 수 있다. 비교 프레임은 기준 프레임에 대하여 시간적으로 앞 또는 뒤로 인접하는 하나 또는 복수개의 프레임 영상들이 될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서 하나의 프레임이 기준 프레임(In)으로 선택된 경우에 시간적으로 앞으로 인접하는 프레임 영상(In-1) 또는 시간적으로 뒤로 인접하는 프레임 영상(In+1)이 될 수 있다.
다른 실시예로서, 비교 프레임이 기준 프레임(In)에 대하여 시간적으로 앞으로 인접하는 프레임 영상(In-1)과 기준 프레임(In)에 대하여 시간적으로 뒤로 인접하는 프레임 영상(In+1)을 모두 포함할 수 있다.
한편, 동영상을 구성하는 프레임 영상들(40)은, I 프레임 영상들(41), B 프레임 영상들(42), 및 P 프레임 영상들(43)을 구비할 수 있다.
I 프레임 영상들(41)은 프레임 내의 부호화 데이터를 포함한다. B 프레임 영상들(42)은 시간적으로 앞 및 뒤로 인접하는 I 프레임 영상들(41)로부터 예측되도록 하는 쌍방향 부호화 데이터를 포함한다. P 프레임 영상들(43)은 시간적으로 앞으로 인접하는 I 프레임 영상들(41)로부터 예측되도록 하는 순방향 부호화 데이터를 포함한다.
이때, 기준 프레임 및 비교 프레임이 I 프레임 영상(41)으로부터 추출될 수 있다. 또한, 비교 프레임이 기준 프레임에 대하여 시간적으로 연속되는 I 프레임인 것이 바람직하다. 즉, 시간적으로 연속되는 I 프레임들 사이에 영상에서 변화가 기 준값보다 큰 영역은 형상이 흐리게 보이는 흐림 영역으로 볼 수 있을 것이다.
흐림 영역 검출단계(S330 내지 S350)에는 기준 프레임을 상기 비교 프레임과 비교하여 상기 기준 프레임에서 흐림 영역을 검출할 수 있다. 흐림 영역 검출단계(S330 내지 S350)는 차이값 산출단계(S330), 차이값 판단단계(S340), 및 흐림 영역 검출단계(S350)를 구비할 수 있다.
차이값 산출단계(S330)에는 기준 프레임과 비교 프레임을 비교하여 그 차이값을 산출한다. 차이값 판단단계(S340)에는 차이값을 설정된 기준값과 비교할 수 있다. 흐림 영역 검출단계(S350)에는 차이값이 기준값보다 큰 경우에 기준 프레임에서 흐림 영역을 검출할 수 있다.
차이값 산출단계(S330)에는 기준 프레임과 비교 프레임들을 이미지를 구성하는 각각의 픽셀 단위로 비교할 수 있다. 이때, 각각의 픽셀에서 표현되는 계조를 비교할 수 있다.
또한, 기준 프레임과 비교 프레임을 비교하여 각각의 픽셀에서의 계조차를 구할 수 있다. 이때, 각각의 픽셀에서의 계조차를 구하고, 각각의 계조차를 합하여 전체 픽셀에서의 차이값을 산출할 수 있다.
다른 실시예로서, 전체 픽셀을 복수개의 블록으로 분할하고, 각각의 블록 단위로 차이값을 구할 수 있다. 이때, 각각의 블록은 기준 프레임의 전체 이미지에서 검출되는 피사체를 중심으로 나누어질 수 있다.
차이값 판단단계(S340)에는 차이값을 설정된 기준값과 비교하여 기준 프레임에서 흐림 영역의 발생 여부를 판단할 수 있다. 즉, 비교되는 프레임들 사이의 차 이값이 미리 설정되거나 적응적으로 상황에 따라 다르게 설정되는 기준값보다 큰 경우에 흐림 영역이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
이때, 흐림 영역의 발생여부는 블록 단위로 비교 및 판단될 수 있다.
흐림 영역 검출단계(S350)에는 차이값이 기준값보다 큰 경우에 기준 프레임에서 흐림 영역을 검출할 수 있다. 즉, 차이값이 기준값보다 큰 경우에 흐림 영역이 존재하는 것으로 판단하여, 기준 프레임을 기준으로 전체 영상에서 흐림 영역을 검색하여 흐림 영역을 검출할 수 있다.
흐림 영역 제거단계(S360)에는 흐림 영역이 검출된 경우에 기준 프레임에서 흐림 영역을 제거하여 정지 영상을 생성할 수 있다. 또한, 이렇게 생성된 정지 영상을 정지영상 저장단계(S390)에서 저장할 수 있다.
이때, 차이값 판단단계(S340)에서 차이값이 기준값보다 적어 흐림 영역이 발생하지 아니한 것으로 판단되는 경우에 정지영상 저장단계(S390)에는 기준 프레임이 정지 영상으로 저장될 수 있다.
따라서, 추출된 정지 영상에는 흐림 영역이 제거될 수 있다.
이 경우, 흐림 영역이 제거된 정지 영상에서 흐림 영역의 영상을 보충할 필요가 있다. 따라서, 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)은 보충 데이터 추출단계(S370) 및 보정 프레임 생성단계(S380)를 구비할 수 있다.
보충 데이터 추출단계(S370)에는 동영상을 구성하는 다른 프레임 영상들 중의 적어도 어느 하나에서 기준 프레임에서 제거된 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출할 수 있다. 이때, 보충 데이터가 비교 프레임에서 추출될 수 있다. 다른 실시예로서, 보충 데이터가 기준 프레임으로부터 설정된 만큼 떨어진 프레임에서 추출될 수 있다.
보정 프레임 생성단계(S380)에는 기준 프레임에 보충 데이터를 합성하여 보정 프레임을 생성할 수 있다. 또한, 정지영상 저장단계(S390)에는 보정 프레임을 정지 영상으로 저장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 동영상에서 선택된 기준 프레임에서 흐림 영역을 제거하고, 다른 프레임에서 흐림 영역을 보충하여 정지 영상을 추출할 수 있다. 따라서, 기준 프레임에서 흐림 영역이 제거된 영상을 얻을 수 있으므로, 동영상에서 향상된 화질의 정지 영상을 추출할 수 있다.
도 5에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 디지털 영상 처리장치(500)의 블록도가 도시되어 있다. 디지털 영상 처리장치(500)는 도 3에 도시된 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)에 의하여 제어될 수 있다.
도면을 참조하면, 디지털 영상 처리장치(500)는 영상 입력부(510); 제어부(520); 저장부(530, 540); 표시부(550); 및 사용자 조작부(560)를 구비할 수 있다. 디지털 영상 처리장치(500)는 도 3에 도시된 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)에 의하여 제어되므로 도 3에 관한 설명에서와 동일한 사항에 대해서는 이를 참조한다.
본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치(500)는 동영상에 포함된 선택된 기준 프레임과 기준 프레임과 비교되는 비교 프레임을 포함한 복수의 프레임 영상으로부터 기준 프레임에 해당하는 정지 영상을 추출할 수 있다. 이때, 기준 프레임을 비 교 프레임과 비교하여, 기준 프레임에서 흐리게 나타날 수 있는 흐림 영역을 검출하고 이를 제거할 수 있다.
따라서, 동영상에서 정지 영상을 추출하고자 선택된 시점에서의 기준 프레임에서 흐림 영역이 제거된 정지 영상을 추출할 수 있다. 또한, 비교 프레임에서 기준 프레임의 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출하고, 보충 데이터를 기준 프레임에 합성하여 보정 프레임을 생성하고, 보정 프레임을 정지 영상으로 저장할 수 있다.
영상 입력부(510)는 동영상을 입력받는다. 제어부(520)는 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임의 인접하는 프레임인 비교 프레임과의 차이가 설정된 기준값보다 큰 경우에, 기준 프레임에서 비교 프레임과 차이가 큰 영역을 제거하여 정지 영상을 생성한다.
저장부(530, 540)에는 기준 프레임의 데이터 및 비교 프레임의 데이터와 동영상 및 정지 영상이 저장될 수 있다. 사용자 조작부(560)는 외부로부터 원하는 지령을 입력할 수 있도록 사용자가 조작한다.
입력 영상을 입력받는 영상 입력부(510)는 도 2의 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC), CDS-ADC 소자(201) 등을 포함할 수 있다. 또한, 영상 입력부(도 5의 510)는 외부에서 생성된 동영상이 입력될 수 있도록 하는 입력장치를 포함할 수 있다.
사용자 조작부(560)는 사용자가 외부로부터 조작하고자 하는 사항을 입력할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 사용자 조작부(560)의 조작에 의하여 입력되는 사용자 입력에 의하여, 동영상으로부터 정지 영상의 추출 작동이 시작되고, 동영상으로 부터 정지 영상이 추출될 기준 시점이 입력될 수 있다.
제어부(520)에서 도 3에 도시된 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S300)이 수행될 수 있다. 제어부(520)는 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임의 인접하는 프레임인 비교 프레임과의 차이가 설정된 기준값보다 큰 경우에, 기준 프레임에서 비교 프레임과 차이가 큰 영역을 제거하여 정지 영상을 생성한다.
이때, 기준 프레임에서 비교 프레임과 차이가 큰 영역을 흐림 영역으로 하고, 흐림 영역을 제거하고, 비교 프레임에서 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출하여 기준 프레임과 합성하여 보정 프레임을 생성하고, 보정 프레임을 정지 영상으로 저장할 수 있다.
비교 프레임은 기준 프레임에 대하여 시간적으로 앞 또는 뒤로 인접하는 하나 또는 복수개의 프레임 영상들이 될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서 하나의 프레임이 기준 프레임(In)으로 선택된 경우에 시간적으로 앞으로 인접하는 프레임 영상(In-1) 또는 시간적으로 뒤로 인접하는 프레임 영상(In+1)이 될 수 있다.
다른 실시예로서, 비교 프레임이 기준 프레임(In)에 대하여 시간적으로 앞으로 인접하는 프레임 영상(In-1)과 기준 프레임(In)에 대하여 시간적으로 뒤로 인접하는 프레임 영상(In+1)을 모두 포함할 수 있다.
한편, 동영상을 구성하는 프레임 영상들(40)은, I 프레임 영상들(41), B 프 레임 영상들(42), 및 P 프레임 영상들(43)을 구비할 수 있다.
I 프레임 영상들(41)은 프레임 내의 부호화 데이터를 포함한다. B 프레임 영상들(42)은 시간적으로 앞 및 뒤로 인접하는 I 프레임 영상들(41)로부터 예측되도록 하는 쌍방향 부호화 데이터를 포함한다. P 프레임 영상들(43)은 시간적으로 앞으로 인접하는 I 프레임 영상들(41)로부터 예측되도록 하는 순방향 부호화 데이터를 포함한다.
이때, 기준 프레임 및 비교 프레임이 I 프레임 영상(41)으로부터 추출될 수 있다. 또한, 비교 프레임이 기준 프레임에 대하여 시간적으로 연속되는 I 프레임인 것이 바람직하다. 즉, 시간적으로 연속되는 I 프레임들 사이에 영상에서 변화가 기준값보다 큰 영역은 형상이 흐리게 보이는 흐림 영역으로 볼 수 있을 것이다.
저장부(530, 540)에는 동영상, 기준값, 기준 프레임, 비교 프레임, 설정값, 및 정지영상 등이 저장될 수 있다. 저장부(530, 540)는 제1 저장부(530) 및 제2 저장부(540)를 구비할 수 있다.
이때, 제1 저장부(530)에는 기준 프레임, 비교 프레임, 및 설정값이 일시적으로 저장될 수 있다. 제2 저장부(540)에는 동영상과 기준값, 그리고 동영상으로부터 추출된 정지 영상이 비휘발성으로 저장될 수 있다.
제1 저장부(530)는 데이터를 일시적으로 저장하는 DRAM(도 2의 204) 또는 캐시 메모리 등이 될 수 있다. 제2 저장부(540)는 데이터가 비휘발성으로 저장되는 것으로, 플래시 메모리 또는 메모리 카드 등이 될 수 있다.
사용자 조작부(560)는 외부로부터 원하는 지령을 입력할 수 있도록 사용자가 조작할 수 있다. 방향 버튼(도 1의 21), 메뉴-OK 버튼(도 1의 22), 셔터 릴리즈 버튼(도 1의 26), 및 전원 스위치(도 1의 28) 등은 사용자 조작부(560)에 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 동영상에 포함된 선택된 특정 프레임을 포함한 복수의 프레임 영상으로부터 정지 영상을 추출함으로써, 향상된 화질의 정지 영상을 추출할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 실시예로서, 디지털 카메라의 뒷면 외형을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 디지털 카메라 내부에 포함될 수 있는 제어장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 디지털 영상 처리장치의 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따라 정지 영상이 추출되는 동영상의 일 실시예의 개략적인 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 디지털 영상 처리장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

Claims (18)

  1. (a) 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임을 추출하는 단계;
    (b) 상기 동영상을 구성하는 상기 프레임 영상들 중에서 상기 기준 프레임과 비교 대상이 되는 비교 프레임을 추출하는 단계;
    (c) 상기 기준 프레임을 상기 비교 프레임과 비교하여 상기 기준 프레임에서 흐림 영역을 검출하는 단계; 및
    (d) 상기 흐림 영역이 검출된 경우에 상기 기준 프레임에서 상기 흐림 영역을 제거하여 정지 영상을 생성하는 단계를 구비하고,
    상기 (c) 단계는, 상기 기준 프레임 및 상기 비교 프레임을 복수개의 블록으로 분할하고, 상기 기준 프레임 및 상기 비교 프레임의 차이를 블록 단위로 비교하고, 상기 복수개의 블록은 상기 기준 프레임에서 검출되는 피사체를 중심으로 분할되는, 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동영상을 구성하는 프레임 영상들이,
    상기 동영상이 프레임 내의 부호화 데이터를 포함하는 I 프레임,
    시간적으로 앞 또는 뒤로 인접하는 상기 I 프레임 영상들로부터 예측되도록 하는 쌍방향 부호화 데이터를 포함하는 B 프레임, 및
    시간적으로 앞으로 인접하는 상기 I 프레임 영상들로부터 예측되도록 하는 순방향 부호화 데이터를 포함하는 P 프레임을 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 프레임 및 상기 비교 프레임이 상기 I 프레임으로부터 추출되는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 비교 프레임이 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 연속되는 I 프레임인 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비교 프레임이 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 앞 또는 뒤로 인접하는 하나 또는 복수개의 상기 프레임 영상들인 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비교 프레임이, 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 앞으로 인접하는 프레임 영상, 및 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 뒤로 인접하는 프레임 영상을 포함하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계가,
    상기 기준 프레임과 상기 비교 프레임을 비교하여 그 차이값을 산출하는 단계,
    상기 차이값을 설정된 기준값과 비교하는 단계, 및
    상기 차이값이 상기 기준값보다 큰 경우에 상기 기준 프레임에서 상기 흐림 영역을 검출하는 단계를 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차이값이 상기 기준값보다 작은 경우에 상기 기준 프레임을 상기 정지 영상으로 저장하는 단계를 더 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계가,
    상기 기준 프레임에서 상기 흐림 영역을 제거하는 단계,
    상기 동영상을 구성하는 다른 프레임 영상들 중의 적어도 어느 하나에서 상기 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출하는 단계,
    상기 기준 프레임에 상기 보충 데이터를 합성하여 보정 프레임을 생성하는 단계, 및
    상기 보정 프레임을 상기 정지 영상으로 저장하는 단계를 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보충 데이터가 상기 비교 프레임에서 추출되는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  11. 동영상을 입력받는 영상 입력부; 및
    상기 동영상을 구성하는 프레임 영상들 중에서 정지 영상을 추출하고자 하는 시점의 기준 프레임의 인접하는 프레임인 비교 프레임과의 차이가 설정된 기준값보다 큰 경우에 상기 기준 프레임에서 상기 비교 프레임과 차이가 큰 영역을 제거하여 정지 영상을 생성하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 기준 프레임 및 상기 비교 프레임을 복수개의 블록으로 분할하고, 상기 기준 프레임 및 상기 비교 프레임의 차이를 블록 단위로 비교하고, 상기 복수개의 블록은 상기 기준 프레임에서 검출되는 피사체를 중심으로 분할되는, 디지털 영상 처리장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기준 프레임에서 상기 비교 프레임과 차이가 큰 영역을 흐림 영역으로 하고, 상기 흐림 영역을 제거하고, 상기 비교 프레임에서 상기 흐림 영역에 대응되는 보충 데이터를 추출하여 상기 기준 프레임과 합성하여 보정 프레임을 생성하고, 상기 보정 프레임을 정지 영상으로 저장하는 디지털 영상 처리장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기준 프레임의 데이터 및 상기 비교 프레임의 데이터가 저장되는 제1 저장부; 및
    상기 동영상 및 상기 정지 영상이 저장되는 제2 저장부를 더 구비하는 디지털 영상 처리장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 동영상을 구성하는 프레임 영상들이,
    상기 동영상이 프레임 내의 부호화 데이터를 포함하는 I 프레임,
    시간적으로 앞 또는 뒤로 인접하는 상기 I 프레임 영상들로부터 예측되도록 하는 쌍방향 부호화 데이터를 포함하는 B 프레임, 및
    시간적으로 앞으로 인접하는 상기 I 프레임 영상들로부터 예측되도록 하는 순방향 부호화 데이터를 포함하는 P 프레임을 구비하는 디지털 영상 처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기준 프레임 및 상기 비교 프레임이 상기 I 프레임으로부터 추출되는 디지털 영상 처리장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 비교 프레임이 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 연속되는 I 프레임인 디지털 영상 처리장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 비교 프레임이 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 앞 또는 뒤로 인접하는 하나 또는 복수개의 상기 프레임 영상들인 디지털 영상 처리장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 비교 프레임이, 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 앞으로 인접하는 프레임 영상, 및 상기 기준 프레임에 대하여 시간적으로 뒤로 인접하는 프레임 영상을 포함하는 디지털 영상 처리장치.
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