KR20040088830A

KR20040088830A - 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법

Info

Publication number: KR20040088830A
Application number: KR1020030023200A
Authority: KR
Inventors: 김병수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-04-12
Filing date: 2003-04-12
Publication date: 2004-10-20

Abstract

본 발명은 전하결합소자(CCD)에 관한 것으로, 특히 전하결합소자의 화각과 기구상의 문제로 발생되는 비네팅 현상을 제거하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있도록 한 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법에 관한 것이다. 종래 전하결합소자를 적용한 기기가 점차 소형화되어 전하결합소자에 충분한 화각을 제공해주지 못하고, 이로 인해 주변의 광량이 중심부에 비해 모자라서 외측으로 갈수록 어두워지는 비네팅 현상이 발생하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 촬영한 영상을 원형 영역과 하나 이상의 환형 영역으로 분할하는 단계와, 상기 분할된 각 영역의 휘도 평균값을 산출하는 단계와, 상기 원형 영역의 휘도 평균값을 기준으로 환형 영역의 휘도 평균값을 보정하고 적용하는 단계로 이루어짐으로써, 비네팅 현상을 제거하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법{METHOD FOR REMOVING VIGNETTING EFFECT OF CHARGE COUPLED DEVICE}

본 발명은 전하결합소자(CCD)에 관한 것으로, 특히 전하결합소자의 화각과 기구상의 문제로 발생되는 비네팅 현상을 제거하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있도록 한 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법에 관한 것이다.

전하결합소자(Charge-Coupled Device)는 빛을 전기로 변환시켜 판독될 수 있도록 만드는 장치로서, CCD에서 변환된 전기의 아날로그 값을 아날로그디지털변환기(ADC)를 사용하여 디지털 값으로 변환하고, 이 변환된 디지털 값을 처리하여 디지털 이미지를 생성한다.

상기 CCD에는 많은 집광 장치가 배열되어 있고, 집광 장치가 하나의 화소를 형성한다. 예를 들어, '이 디지털 카메라가 300만 화소급이다'라고 한다면 그 디지털 카메라에 내장된 CCD에 300만개의 집광 장치가 있다는 것을 의미한다. 그런데, 이러한 CCD 자체로는 명암만을 판별하고 색상을 구분하지 못하기 때문에 CCD에 컬러필터를 장착하여 사용하고, 그 컬러필터 종류에 따라 CCD를 원색계 또는 보색계로 분류한다.

이러한 CCD를 이용하여 사진 또는 영상을 촬영하다 보면 촬영자의 의도와는 상관없이 외부적인 영향으로 원하지 않는 이미지를 얻게 되는 경우가 발생하는데, 그 가운데 하나가 바로 비네팅(Vignetting) 현상이다.

그럼, 비네팅 현상에 대해 도1과 도2를 참고하여 설명한다.

도1은 CCD를 이용하여 촬영한 사진을 도시한 것이고, 도2는 지멘스사의 S55로 촬영한 영상을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 이미지 또는 영상의 주변부가 점층적으로 어두워지는 것을 알 수 있는데 이러한 현상을 비네팅 현상이라고 한다. 즉, 주변부의 광량 저하로 인해 이미지의 모서리나 외곽 부분이 어두워지거나 검게 가려지는 현상을 일반적으로 비네팅 현상이라고 한다.

CCD를 적용한 기기가 점차 소형화되고, 이로 인해 CCD에 충분한 화각을 제공해주지 못하는 경우가 많다. 이런 경우, 주변의 광량이 중심부에 비해 모자라서 외측으로 갈수록 어두워지는 영상이 나타나게 된다.

상기와 같이 종래 전하결합소자를 적용한 기기가 점차 소형화되어 전하결합소자에 충분한 화각을 제공해주지 못하고, 이로 인해 주변의 광량이 중심부에 비해 모자라서 외측으로 갈수록 어두워지는 비네팅 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 영상의 중점을 기준으로 원형과 환형의 영역으로 분할하여 그 분할된 영역들의 휘도 평균값을 산출하고, 원형 영역의 휘도 평균값을 기준으로 환형 영역의 휘도 평균값과의 편차를 보정함으로써, 비네팅 현상을 제거하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있는 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1과 도2는 종래 전하결합소자 기기의 촬영에 의해 비네팅 현상이 발생한 영상의 일 실시예도.

도3은 본 발명 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법에 대한 흐름을 도시한 순서도.

도4는 본 발명에서 영상의 영역을 분할하기 위해 휘도값을 측정하기 위한 선분을 도시한 도.

도5는 도4에서 도시한 선분에 대한 휘도값을 도시한 도.

도6a 내지 도6c는 본 발명에 의한 비네팅 현상 제거 과정을 도시한 도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 촬영한 영상을 원형 영역과 하나 이상의 환형 영역으로 분할하는 단계와, 상기 분할된 각 영역의 휘도 평균값을 산출하는 단계와, 상기 원형 영역의 휘도 평균값을 기준으로 환형 영역의 휘도 평균값을 보정하고 적용하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 영상을 분할하는 방법은 영상의 중점과 각 모서리의 선분을 형성하는 단계와, 상기 형성된 각 선분의 휘도값을 산출하는 단계와, 상기 산출한 휘도값과 기 설정된 다수의 임계(Threshold)값을 이용하여 중점으로부터 다수의 거리를 산출하는 단계와, 상기 산출한 거리를 반지름으로 하는 다수의 원을 형성하고, 그 형성된 다수의 원을 이용하여 원형 영역과 환형 영역으로 분할하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.

도3은 본 발명 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법에 대한 흐름을 도시한 순서도이다. 도시된 바와 같이, 영상을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 다수의 영역으로 분할하는 단계와, 상기 분할된 각 영역에 대한 휘도 평균값을 산출하는 단계와, 상기 다수의 영역 중 특정 영역의 휘도 평균값을 기준으로 다른 영역의 휘도 평균값을 보정하는 단계로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서는 영상을 원형 영역과 환형 영역으로 분할하고, 이하, 본 발명에 대한 동작을 상기 원형 영역과 환형 영역을 이용하여 설명한다.

이러한 단계로 이루어진 본 발명에 대해 도4와 도5를 참고하여 설명한다.

먼저, 소정의 영상을 촬영하고(S10), 그 촬영한 영상을 원형 영역과 다수의 환형 영역으로 분할한다(S20). 여기서, 상기 영상을 원형 영역과 다수의 환형 영역으로 분할하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도4에 도시된 바와 같이, 영상의 중점(O)에서 각 모서리(A, B)로 선을 긋고, 중점(O)과 각 모서리(A, B)를 이은 선(C, D)을 따라 휘도값을 샘플링한다. 상기 선분 C와 선분 D의 샘플링된 휘도값을 도5에 도시하였다. 도시된 바와 같이, 상기 선분 C와 선분 D에 대한 휘도값이 일정한 상관관계가 존재하는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 여러 선분(C, D)에 의해 샘플링된 휘도값의 상관관계를 이용하여 분할한다. 즉, 도5에 도시된 바와 같이, 중점(O)에서 각모서리(A, B)까지 측정한 휘도값이 중점(O)에서 멀어짐에 따라 급격히 감소하는 부분이 존재하는 것을 알 수 있다. 상기 휘도값이 급격히 감소하는 부분은 비네팅 현상에 의한 것으로, 휘도값의 감소를 중점(O)과의 거리에 따라 일반화 할 수 있다는 것을 의미한다.

상기 비네팅 현상을 제거하기 위해 소정의 임계값(Threshold)(T1, T2)을 설정하고, 그 임계값에 대한 중점(O)으로부터 거리(r1, r2)를 산출한다. 그리고, 상기 산출된 거리(r1, r2)를 분할하고자 하는 영역의 반지름으로 하여 원을 형성한다. 즉, 상기 산출된 거리와 그 거리를 이용한 원형에 의해 영역이 분할된다. 이때, 영역을 분할하기 위해 설정한 임계값들은 다수가 될 수 있고, 이는 사업자에 의해 결정될 수 있다.

이러한 과정을 통해 원형 영역과 환형 영역이 분할되면, 그 분할된 각 영역의 휘도 평균값을 산출하고(S30), 휘도보정이 필요없는 원형 영역의 휘도 평균값을 기준으로 환형 영역의 휘도 평균값을 보정한다(S40).

이러한 과정의 본 발명에 대한 예를 도6과 도2를 참고하여 좀더 상세히 설명하면, 도2에 도시된 비네팅 현상이 있는 이미지를 중점과 모서리를 이은 선분의 휘도값을 이용하여 다수의 영역을 분할한다(도6a). 즉, 원형 영역(R1)과 환형 영역(R2, R3, R4, R5)으로 분할한다.

이렇게 분할된 영역(R1, R2, R3, R4, R5)을 이미지에 적용하고(도6b), 각 영역별 휘도 평균값을 계산한다. 이때, 일반적인 자연영상의 경우 전체적인 밝기가 일정하다 가정하고, 각 영역에 존재하는 영상 픽셀들의 휘도 평균값을 산출한다.

상기 산출한 휘도 평균값 중에서 원형 영역(R1)의 휘도 평균값을 기준으로 하여, 각 영역별 휘도 평균값의 편차를 구하고, 그 편차만큼을 보정한다.

이렇게 휘도 평균값이 보정되어 적용된 이미지를 도6c에 도시하였고, 도시된 바와 같이, 이미지의 비네팅 현상이 제거된 것을 알 수 있다.

이러한 과정의 본 발명을 통해 영상 촬영 시 발생하는 비네팅 현상을 제거하여 좋은 품질의 영상을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 영상 분할 영역은 구현 성능에 따라 세분화 될 수 있고, 영역 분할 형태 또한 원형에 제한하지 않고, 다른 형태로 분할 할 수 있다는 것에 주목하여야 한다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 영상의 중점을 기준으로 원형 영역과 환형 영역으로 분할하여 그 분할된 영역들의 휘도 평균값을 산출하고, 원형 영역의 휘도 평균값을 기준으로 환형 영역의 휘도 평균값과의 편차를 보정함으로써, 비네팅 현상을 제거하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

촬영한 영상을 원형 영역과 하나 이상의 환형 영역으로 분할하는 단계와;

상기 분할된 각 영역의 휘도 평균값을 산출하는 단계와;

상기 원형 영역의 휘도 평균값을 기준으로 환형 영역의 휘도 평균값을 보정하고 적용하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법.
제1항에 있어서, 상기 영상을 분할하는 단계는 영상의 중점과 각 모서리의 선분을 형성하는 단계와;

상기 형성된 각 선분의 휘도값을 산출하는 단계와;

상기 산출한 휘도값과 기 설정된 다수의 임계(Threshold)값을 이용하여 중점으로부터 다수의 거리를 산출하는 단계와;

상기 산출한 거리를 반지름으로 하는 다수의 원을 형성하고, 그 형성된 다수의 원을 이용하여 원형 영역과 환형 영역으로 분할하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전하결합소자의 비네팅 현상 제거 방법.