KR20140014724A - 디지털 촬영 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 포커싱 기능을 수행하는 디지털 촬영 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 촬영 장치의 제어 방법은 산출된 이미지데이터 편차 또는 디지털 촬영 장치의 흔들림 정도로 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계, AF 수행 직전인 경우 포커스 렌즈의 선행동작을 수행하는 단계, 및 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 포커스 렌즈의 후행동작을 수행하는 단계를 포함함으로써, 사용자의 행동패턴을 인식하여 포커스 렌즈의 이동거리 및 방향 전환 횟수를 감소시켜 AF 동작 시간(사용자가 셔터를 누른 후의 AF 동작시간)을 단축시킬 수 있다.

Description

디지털 촬영 장치 및 그의 제어 방법{Digital photographing apparatus and method for controlling thereof}
본 발명은 디지털 촬영 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 자동 포커싱 기능을 수행하는 디지털 촬영 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
통상적으로 디지털 촬영 장치는 촬상소자를 통하여 입력받은 영상을 디지털 신호 처리부에서 이미지 프로세싱하고 이를 압축하여 이미지 파일을 생성하고, 그 이미지 파일을 메모리에 저장할 수 있다.
또한 디지털 촬영장치는 촬상소자를 통하여 입력 받거나 메모리에 저장된 이미지 파일의 이미지는 표시장치에 표시하여 보여줄 수 있다.
이러한 디지털 촬영 장치는 AF 수행 시에 포커스 렌즈를 초기 위치부터 무한대 위치까지 일정한 범위 내에서 이동시키면서 포커스 위치를 찾는 AF 알고리즘을 포함한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 디지털 촬영장치 내에서 이미지데이터 편차 산출부가 산출한 편차 또는 흔들림 감지부가 측정한 흔들림 변화 등을 통해 사용자의 행동패턴을 인식하고 AF 알고리즘을 선택적으로 변경할 수 있도록 하여 AF의 정확도와 속도를 향상시키는 디지털 촬영 장치 및 그의 제어 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 의하면 디지털 촬영 장치의 제어방법은, 사용자의 행동패턴을 인식하여 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계, 상기 AF 수행 직전인 경우 포커스 렌즈의 선행동작을 수행하는 단계 및 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 포커스 렌즈의 후행 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 AF 수행 직전은 상기 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에 일정 시간 동안 이미지센서로부터 수신되는 이미지데이터의 편차를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계에서는 상기 산출된 이미지데이터의 편차를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 산출되는 이미지데이터 편차는 상기 이미지센서의 특정영역에 적어도 하나이상의 감지영역을 설정하고, 상기 감지영역에서 일정 시간 동안 수신된 이미지데이터로 산출 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이미지데이터는 휘도, 채도, 콘트라스트, 색온도 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON 되고, 일정 시간 동안 산출된 이미지데이터의 편차가 기준치 이하이면 AF 수행 직전임을 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에 상기 디지털 촬영 장치의 흔들림 정도를 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 측정된 흔들림 정도를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON 되고, 일정 시간 동안 기준치 내의 흔들림이 측정되면 AF 수행 직전임을 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 흔들림 정도는 최대 각속도 값과 최소 각속도 값의 차이로 결정하며, 상기 흔들림 정보는 x축 방향에 대한 흔들림 정도 및 y축 방향에 대한 흔들림 정도를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에 상기 디지털 촬영 장치의 보조 촬영부를 통해 입력된 이미지로부터 상기 사용자의 얼굴을 검출하는 단계를 더 포함하고, 상기 검출된 얼굴을 기초로 AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 일정시간 이상 검출된 상기 사용자의 얼굴의 방향을 추적하여 AF 수행 직전임을 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 검출된 얼굴의 시선을 추적하여 상기 추적한 시선의 변화를 결정함으로써, AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에 뷰파인더에 접안 여부를 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 뷰파인더에 접안된 경우, AF 수행 직전으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON된 직후, 상기 AF 수행 직전인 경우, 상기 포커스 렌즈를 무한대위치에서 피사체 반대 방향으로 일정 거리만큼 이동시키는 선행동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 이동된 거리를 시작으로 하여 상기 피사체 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치의 전원이 일정 시간 이상 ON 상태를 유지하고, 상기 AF 수행 직전인 경우, 현재 위치에서 상기 포커스 렌즈를 좌우 양방향으로 이동하여 콘트라스트 값을 측정한 후, 더 높은 콘트라스트값을 갖는 방향을 이동방향으로 결정하는 선행동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 결정된 콘트라스트 값이 높아지는 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키며 AF를 수행할 수 있다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 의하면 포커스 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부 및 사용자의 행동패턴 인식을 통해 AF 수행 직전인가를 판단하여, 상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인 경우 포커스 렌즈의 선행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고, 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력이 수신되면, 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 디지털 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 일정 시간 동안 이미지센서로부터 수신되는 이미지데이터의 편차를 산출하는 산출부를 더 포함하고, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 산출된 이미지데이터의 편차를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON 되고, 일정 시간 동안 산출된 이미지데이터의 편차가 기준치 이하이면 AF 수행 직전임을 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치의 흔들림 정도를 측정하는 흔들림 감지부를 더 포함하고, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 측정된 흔들림 정도를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영 장치는 보조 촬영부를 통해 입력된 이미지로부터 상기 사용자의 얼굴을 검출하는 얼굴 검출부를 더 포함하고, 상기 검출된 사용자의 얼굴을 기초로 AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 검출된 얼굴의 시선을 추적하여, 상기 추적한 시선의 변화를 결정함으로써, AF 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 촬영장치의 뷰파인더에 접안여부를 감지하는 감지부를 더 포함하고, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 뷰파인더에 접안되면 AF 수행 직전으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON된 직후, 상기 AF 수행 직전인 경우, 상기 포커스 렌즈를 제1 위치에서 피사체 반대 방향으로 일정 거리만큼 이동시키는 선행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 이동된 거리를 시작으로 하여 상기 피사체 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 디지털 촬영 장치의 전원이 일정 시간 이상 ON 상태를 유지하고, 상기 AF 수행 직전인 경우, 현재 위치에서 상기 포커스 렌즈를 좌우 양방향으로 이동하여 콘트라스트 값을 측정한 후, 더 높은 콘트라스트 값을 갖는 방향을 이동방향으로 결정하는 선행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고, 상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 결정된 콘트라스트 값이 높아지는 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 사용자의 행동패턴에 따라 카메라 셔터를 누르기 직전 순간을 파악하고, 이 순간에 AF 선행 동작을 행함으로써 포커스 렌즈의 이동거리 및 방향 전환 횟수를 감소시켜 AF 동작 시간(사용자가 셔터를 누른 후의 AF 동작시간)을 단축시킬 수 있다.
또한 사용자가 셔터를 누르기 직전의 순간을 이미지 데이터 편차, 디지털 촬영장치의 흔들림,사용자의 얼굴 검출 또는 시선 검출을 통해 인지하여, AF 알고리즘을 선택적으로 변경함으로써 최적의 AF 성능을 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 촬영 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 도 1 중 렌즈부의 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF 시의 포커스 렌즈의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 AF 시의 포커스 렌즈의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이미지데이터 편차에 의해 AF 알고리즘을 변경하는 대표 구성 요소들을 나열한 디지털 촬영 장치의 상세 블록도 이다.
도 6은 이미지데이터 편차를 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7, 8은 이미지데이터 편차를 산출하여 AF직전인지를 판단하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 흔들림 감지에 의해 AF 알고리즘을 변경하는 대표 구성 요소들을 나열한 디지털 촬영 장치의 상세 블록도 이다.
도 10은 도 1의 디지털 촬영 장치의 각속도 변화를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라 보조카메라를 통해 촬영된 사용자 얼굴을 검출하여 AF 알고리즘을 변경하는 대표 구성 요소들을 나열한 디지털 촬영 장치의 상세 블록도 이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF 시의 포커스 렌즈의 동작을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 AF 시의 포커스 렌즈의 동작을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 디지털 촬영 장치의 제어 방법을 보이는 흐름도 이다.
도 15는 도 14 중 포커스 렌즈의 선행동작 수행 방법을 보이는 흐름도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 촬영 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 디지털 촬영 장치의 일 실시 예로서 디지털 카메라(1)를 설명한다. 그러나 상기 디지털 촬영 장치가 도 1에 도시된 디지털 카메라(1)에 한정되는 것은 아니며, 컴팩트 디지털 카메라(compact digital camera), 일안 리플렉스 카메라(single lens reflex camera), 컴팩트 디지털 카메라와 일안 리플렉스 카메라의 장점을 취한 하이브리드 카메라(hybrid camera), 카메라폰, 스마트폰, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player) 등의 디지털 기기에도 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면 디지털 카메라(1)는 렌즈부(lens unit)(110), 렌즈 구동부(210), 조리개(120), 조리개 구동부(220), 촬상소자(130), 촬상소자 제어부(230), 아날로그 신호 처리부(140), 디지털 신호 처리부(DSP; digital signal processor)(300), 입력부(410), 표시부(420), 플래시 및 보조광 발생부(430,440), 프로그램 저장부(451), 버퍼 저장부(452), 데이터 저장부(453) 및 이미지데이터 편차 산출부(240) 흔들림 감지부(250)를 포함할 수 있다.
렌즈부(110)(lens unit)는 광학 신호를 집광한다. 렌즈부(110)는 초점 거리(focal length)에 따라 화각이 좁아지거나 또는 넓어지도록 제어하는 줌 렌즈(미도시), 피사체의 초점을 맞추는 포커스 렌즈(도 2의 112) 등을 포함할 수 있다. 줌 렌즈 및 포커스 렌즈(112)는 각각 하나의 렌즈로 구성될 수도 있지만, 복수의 렌즈들의 군집으로 이루어질 수도 있다.
조리개(120)는 그 개폐 정도를 조절하여 입사광의 광량을 조절한다.
렌즈 구동부(210) 및 조리개 구동부(220)는 디지털 신호 처리부(300)로부터 제어 신호를 제공받아, 각각 렌즈부(110) 및 조리개(120)를 구동한다. 렌즈 구동부(210)는 포커스 렌즈(112)의 위치를 조절하여 초점 거리를 조절하고, 오토 포커싱, 초점 변경의 동작을 수행하며, 줌 렌즈의 위치를 조절하여 줌 변경의 동작을 수행할 수 있다. 이러한 렌즈 구동부(210)는 보이스 코일 모터(VCM: voice coil motor), 피에조 모터(piezo motor), 스테핑 모터(stepping motor) 등으로 구현될 수 있다. 예를 들어 렌즈 구동부(210)가 보이스 코일 모터로 구현되는 경우, 보이스 코일 모터는 렌즈를 움직일 수 있도록 렌즈부(110)를 둘러싸는 위치에 장착될 수 있다. 렌즈구동부(210)는 보이스 코일 모터 외에도 보이스 코일 모터를 구동하는 모터 드라이버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 조리개 구동부(220)는 조리개(120)의 개폐 정도를 조절하고, 특히 조리개값(F number)을 조절하여 오토 포커스, 자동 노출 보정, 초점 변경, 피사계 심도 조절 등의 동작을 수행한다.
렌즈부(110)를 투과한 광학 신호는 촬상소자(130)의 수광면에 이르러 피사체의 상을 결상한다. 촬상소자(130)는 광학 신호를 전기신호로 변환하는 CCD(charge coupled device), CIS(complementary metal oxide semiconductor image sensor) 또는 고속 이미지 센서 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 촬상소자(130)는 촬상소자 제어부(230)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다.
촬상소자 제어부(230)는, 실시간으로 입력되는 영상 신호에 의해 자동으로 생성되는 제어 신호, 또는 사용자의 조작에 의해 수동으로 입력되는 제어 신호에 따라 촬상소자(130)를 제어할 수 있다. 또한 디지털 카메라(1)는 셔터(미도시)로 가리개가 위아래로 움직이는 기계식 셔터를 구비할 수도 있다.
아날로그 신호 처리부(140)는 촬상소자(130)로부터 공급된 아날로그 신호에 대하여, 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화, 아날로그-디지털 변환 처리 등을 수행하여 디지털 영상 신호를 생성한다.
이미지데이터 편차 산출부(240)는, 촬상소자(130)의 특정위치에 배치된 N개의 검출영역(840)으로부터, 일정 시간 동안 수신되는 이미지데이터들 간의 편차를 산출한다. 여기서 수신되는 이미지데이터는 휘도, 채도, 콘트라스트, 노출 등의 광학 데이터가 될 수 있다.
입력부(410)는 사용자로부터의 제어 신호를 입력할 수 있는 곳이다. 정해진 시간 동안 촬상소자(130)를 빛에 노출하기 위해 열리고 닫히는 셔터-릴리즈 버튼, 전원을 공급하기 위해 입력하는 전원 버튼, 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나 화각을 좁아지게 하는 광각-줌 버튼 및 망원-줌 버튼, 문자 입력 또는 촬영 모드, 재생 모드 등의 모드 선택, 화이트 밸런스 설정 기능 선택, 노출 설정 기능 선택 등의 다양한 입력부(410)들이 있다. 이 중 셔터-릴리즈 버튼은 제1 및 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력으로 나눌 수 있다. 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면 디지털 카메라(1)는 포커스를 잡고 빛의 양을 조절하게 된다. 포커스가 잡히고 빛의 양이 조절되면, 촬영자는 비로소 제2 셔터-릴리즈 버튼을 입력하게 되고, 이에 의해 디지털 카메라(1)는 영상을 캡쳐할 수 있다. 입력부(410)는 다양한 키 버튼의 형태를 가질 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 키보드, 터치 패드, 터치스크린, 원격 제어기 등과 같이 사용자가 입력할 수 있는 어떠한 형태로 구현되어도 무방하다.
표시부(420)는 액정 디스플레이(LCD: liquid crystal display) 또는 유기 발광 표시 패널(OLED; organic luminescence display panel), 전계 방출 디스플레이(FED; field fmission display) 등으로 이루어져 있으며, 디지털카메라(1)의 상태 정보를 표시하거나 촬영된 영상을 표시한다.
플래시(430)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 것으로 플래시 모드에는 자동 플래시 모드, 강제 발광 모드, 발광 금지 모드, 적목 모드, 슬로우 싱크로 모드 등이 있다. 보조광 발광부(440)는 광량이 부족하거나 야간 촬영 시에, 디지털카메라(1)가 자동으로 초점을 빠르고 정확하게 잡을 수 있도록 피사체에 보조광을 공급한다.
또한 디지털 카메라(1)는 이를 구동하는 운영 시스템(operating system), 응용 시스템 등의 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(451), 연산 수행 중에 필요한 데이터 또는 결과 데이터들을 임시로 저장하는 버퍼 저장부(452), 영상 신호를 포함하는 영상 파일을 비롯하여 상기 프로그램에 필요한 다양한 정보들을 저장하는 데이터 저장부(453)를 포함한다.
그리고 디지털 카메라(1)는 아날로그 신호 처리부(140)로부터 입력되는 디지털 영상 신호를 처리하고, 외부 입력 신호에 따라 각 구성부들을 제어하는 디지털 신호 처리부(300)를 포함한다. 디지털 신호 처리부(300)는 입력된 영상 신호에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(gamma correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 하여 생성한 영상 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있다. 또는 생성된 영상 파일로부터 영상 데이터를 복원할 수 있다. 압축한 영상 파일은 데이터 저장부(453)에 저장될 수 있다. 또한 디지털 신호 처리부(300)는 프로그램 저장부(451)에 저장된 프로그램을 실행하여 줌 변경, 초점 변경, 자동 노출 보정 등을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 렌즈 구동부(210), 조리개 구동부(220), 및 촬상소자 제어부(230)에 제공하고, 렌즈부(110), 조리개(120), 촬상소자(130) 들의 동작을 총괄적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 디지털 신호 처리부(300)는 이미지데이터 편차 산출부(240)에서 산출된 편차 변화로 AF 수행 수행 직전인가를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 디지털 신호 처리부(300)는 흔들림 감지 부(250)에서 측정된 흔들림 정도로 AF 수행 직전인가를 판단할 수도 있다.
디지털 신호 처리부(300)은 AF 수행 직전인 경우 포커스 렌즈(112)를 움직여 이동방향을 결정하는 선행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어하고, 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력이 수신되면, 결정된 이동방향으로 포커스 렌즈(112)를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어한다. 이를 위해 디지털 신호 처리부(300)는 판단부(310), 선행동작 수행 제어부(320) 및 후행동작 수행 제어부(330)를 포함할 수 있으며, 이의 구체적인 동작은 도 5 내지 도 10을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
흔들림 감지부(vibration detection unit)(250)는 흔들림 감지 센서를 포함하는 흔들림 감지수단을 의미하며 디지털 카메라(1)의 흔들림을 감지한다. 흔들림 감지부(250)는 자이로 센서(미도시)로 구현될 수 있다. 렌즈 구동부(210)는 흔들림 감지부(250)에서 감지한 흔들림 정도에 대응하여 이동시킬 수 있다. 즉, 렌즈 구동부(210)는 손 떨림에 의하여 영상이 흔들리는 것을 기구적으로 보정할 수 있다.
도 2는 렌즈부(110)의 상세도로써, 줌 렌즈의 배율을 조절하는 배율 렌즈(111), 포커스를 맞추는 포커스 렌즈(112), 흔들림 보정을 위한 렌즈(113), 기타 보정을 위한 렌즈(114)가 포함된다. 이들 렌즈의 순서 및 구성은 광학 설계에 따라 다를 수 있다. 포커스 렌즈(112)는 광학 설계에 따른 포커스 이동 범위(115)를 움직이면서 피사체에 포커스를 맞춘다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF 시의 포커스 렌즈(112)의 동작을 설명하는 도면이다. 포커스 렌즈(112)는 디지털 카메라(1)에 전원이 온 되면 일반적으로 광학 설계상 무한대 위치(301)로 이동한다. 여기서 무한대 위치란 무한대 거리에 위치하는(디지털 카메라(1)와 사용자를 기준으로 근거리가 아닌 멀리 있는) 피사체에 포커스가 맞았을 경우 포커스 렌즈(112)의 위치를 의미하며, 보통 원거리에 있는 AF를 통해 풍경들에 포커스를 맞추면 포커스 렌즈(112)가 무한대 위치(301) 근처에 위치하게 된다.
일반적으로 AF가 가능한 디지털 카메라(1)에서 포커스 렌즈(112)는 디지털 카메라(1) 전원이 켜졌을 경우 AF의 수행을 설명하기로 한다. 콘트라스트 AF를 사용하는 디지털 카메라(1)에서 포커스 렌즈(112)가 무한대 위치(301)에 있는 조건에서, 사용자가 AF를 시도하면, 포커스 렌즈(112)가 피사체 반대 방향의 위치(302)로 이동한 후, 이동범위(115)에서 피사체 방향(303)으로 이동하면서 피사체의 포커스를 찾아간다. 포커스 렌즈(112)를 피사체 방향(303)으로 바로 이동시키지 않고, 먼저 피사체 반대 방향의 위치(over infinition location)(302)로 이동시키는 이유는 피사체의 포커스가 맞는 위치가 무한대(301) 근처에 있을 경우를 대비하기 위함이다. 만약 피사체 방향으로 바로 이동한다면 무한대 위치(301) 근처의 피사체를 놓치는 경우가 발생할 수 있다.
이러한 동작으로 인해 추가로 이동해야 할 거리(301→302, 302→301)가 늘어나고, 2회의 방향 전환이 추가됨으로 제어적으로 AF에 소요되는 시간이 증가하게 된다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 AF 시의 포커스 렌즈의 동작을 설명하는 도면이다. 디지털 카메라(1)에 전원이 온 된 이후 일정 시간이 지나면 포커스 렌즈(112)는 이동범위(115) 내의 임의의 지점(304)에 위치된다. 이 경우에 사용자가 AF 수행을 위해 셔터 버튼을 입력하며, 현재 지점(304)에서 포커스 렌즈(112)를 좌우로 이동시켜 콘트라스트 값이 더 높은 방향(303)을 찾고, 콘트라스트 값이 높은 방향(303)으로 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다. 이러한 동작으로 인해 추가로 이동해야 할 거리가 늘어나게 되고, 방향 전환이 추가됨으로 제어적으로 AF에 소요되는 시간이 증가하게 된다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예로써, 도 1 중 촬상소자(130)로 부터 이미지데이터 편차에 의해 AF 알고리즘을 변경하는 대표 구성 요소들을 나열한 디지털 촬영 장치의 상세 블록도 이다. 도 5를 참조하면 이 디지털 촬영 장치는 이미지데이터 편차 산출부(240), 포커스 렌즈(112), 렌즈 구동부(210) 및 디지털 신호 처리부(300)를 포함한다. 여기서 디지털 신호 처리부(300)는 판단부(310), 선행동작 수행 제어부(320) 및 후행동작 수행 제어부(330)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 이미지데이터 편차 산출부(240)는 촬상소자(130)로 부터 수신되는 이미지데이터 편차를 산출하여 디지털 신호 처리부(300)로 출력한다.
도 6은 이미지데이터 편차를 산출하는 방법을 설명하기 위해서, 일반적인 촬상소자(130)에서 피사체의 정보를 2차원으로 배열된 픽셀의 조합을 통해 인식하는 방법을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 촬상소자(130)에 사용되는 일반적인 이미지 센서의 경우, 센서 한 픽셀당 빨강(red), 초록(green), 파랑(blue)에 대한 정보를 저장한다. 따라서, 촬상소자(130)는 도6(a)에서 나타난 피사체의 정보를 2차원으로 배열된 픽셀의 조합을 통해 인식하여 도6(b)와 같은 2차원 배열 형태의 이미지데이터로 얻을 수 있다. 즉, 동일한 피사체를 비슷한 외부조건에서 촬상할 경우, 동일한 2차원 배열 형태의 상기 이미지데이터를 얻을 수 있기 때문에 2차원 배열에서, 지정된 영역의 단위 시간당 데이터 변화를 분석하여 이미지데이터 편차를 산출할 수 있다. 여기서 촬상소자(130)가 이러한 2차원 배열 형태의 이미지데이터로 인식할 수 있는 정보로는 휘도, 콘트라스트, RGB데이터, 색온도, 노출 등이 있다.
도 7, 8은 이미지데이터 편차를 산출하여 AF직전인지를 판단하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 촬상소자(130)의 특정 위치에 N개의 검출 영역(740)을 균일한 간격으로 배치한 후에 일정 시간 동안 수신한다. 이미지데이터를 상황에 따라 분석 하면, 도 7(a) 와 같이 일반 상황에서는 사용자가 카메라 렌즈를 피사체(741) 방향으로 고정시키지 않기 때문에 검출 영역에서 수신되는 데이터들간의 편차가 크다. 반대로 도 7(b)와 같이 유저가 피사체(741)를 촬영하기 위하여 피사체(741)에 렌즈의 방향을 고정할 경우, 일정 시간동안 검출영역(740)에서 수신되는 데이터들간의 편차는 감소하게 된다. 결국, 이미지데이터 편차를 분석하여 사용자의 행동패턴을 분석하고 좀 더 정확하게 AF직전임을 판단할 수 있게 된다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라서 이미지데이터 편차 산출부는 일정시간 동안 특정 검출 영역(740)에서 수신되는 이미지데이터(예를 들어 도 8(a)의 콘트라스트 또는 도 8(b)의 휘도의 변화량)를 분석하여 편차를 산출한다.
판단부(310)는 상기 이미지데이터 편차 산출부(240)가 산출할 데이터의 편차를 기준값과 비교하여 사용자가 AF를 수행하기 직전인지 판단한다. 여기서 사용자가 AF를 수행하기 직전이란 사용자가 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 직전을 의미한다. 판단부(310)는 일정시간 동안(예를 들어 도 8의 t5) 이미지데이터의 편차가 일정 기준 이하일 경우 그 시점(예를 들어 도 8의 t5)이 사용자가 피사체를 촬영하기 위한 AF 수행 직전으로 판단하게 된다.
여기서 기준값은 사용자가 AF를 수행하기 직전임을 나타내는 지표로서, 디지털 카메라(1)의 전원이 ON되고, 슬립모드 해제 상태이면서 일정 시간(예를 들어 도 8의 t1, t2 등) 동안 이미지데이터가 변화하는 양을 의미한다. 기준값은 내부 진동에 의하여 발생하는 이미지데이터 편차 보다는 큰 것이 바람직하다. 또한 기준값은 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 디지털 카메라(1)의 제조 시에 미리 프로그램 되어 저장된 값일 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예로써, 도 1 중 흔들림 감지에 의해 AF 알고리즘을 변경하는 대표 구성 요소들을 나열한 디지털 촬영 장치의 상세 블록도 이다. 도 9를 참조하면 이 디지털 촬영 장치는 흔들림 감지부(250), 포커스 렌즈(112), 렌즈 구동부(210) 및 디지털 신호 처리부(300)를 포함한다. 여기서 디지털 신호 처리부(300)는 판단부(310), 선행동작 수행 제어부(320) 및 후행동작 수행 제어부(330)를 포함한다.
흔들림 감지부(250)는 디지털 카메라(1)의 흔들림 정도를 감지하며, 흔들림 정도는 각속도 값(ANGVEL)의 크기일 수 있다. 또한 흔들림 정도는 x축 방향에 대한 흔들림 정도 및 y축 방향에 대한 흔들림 정도를 포함할 수 있다. 즉, x축 각속도 값과 y축 각속도 값(ANGVEL x & y)을 이용할 수 있다. 이후, 판단부(310)는 이 흔들림 정도 중 최대 각속도 값 및 최소 각속도값을 도출하고 이를 기준값과 비교한다.
도 10은 디지털 카메라(1)의 각속도 변화를 나타낸 도면으로, x축은 시간을 나타내며 y축은 각속도 값을 나타낸다. 도 10은 각속도 값을 디지털 신호로 변환하여 그래프로 나타낸 것이다. 도 10에는 각속도 값이 0일 때를 기준으로 4개의 그래프가 나타나 있다. f는 디지털 카메라(1)를 사용자가 그립하고 있을 때의 각속도 값을 나타낸 것이다. f는 일정 시간(t1) 동안 기준값 범위를 유지하다가 시간이 지날수록 각속도의 변화폭이 매우 큰 것을 확인할 수 있다. g는 디지털 카메라(1)를 삼각대에 올려 놓았을 때의 각속도 값을 나타낸 것이다. h는 디지털 카메라(1)를 삼각대 위에 올려놓고 셔터-릴리즈 버튼을 눌려 촬영을 실시하는 동안의 각속도 값을 나타낸 것이다. h는 일정 시간(t1) 동안 기준값 범위를 유지하다가 시간이 지날수록 각속도의 변화폭이 매우 큰 것을 확인할 수 있다. i는 삼각대에 올려두었던 디지털 카메라(1)를 사용자가 들어 올렸을 때의 각속도 값을 나타낸 것이다.
판단부(310)는 흔들림 감지부(250)가 감지한 각속도 값으로 표현되는 흔들림 정도를 판단하여 사용자가 AF를 수행하기 직전인지 판단한다. 여기서 사용자가 AF를 수행하기 직전이란 사용자가 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 직전을 의미한다. 판단부(310)는 수신한 흔들림 정도 중 최대 각속도 값 및 최소 각속도 값을 도출하고 이를 기준값과 비교하여, 최대 각속도 값 및 최소 각속도 값이 기준값 보다 작은 경우 사용자가 AF를 수행하기 직전임을 판단한다. 여기서 기준값은 사용자가 AF를 수행하기 직전임을 나타내는 지표로서, 디지털 카메라(1)의 전원이 ON되고, 슬립모드 해제 상태이면서 일정 시간(예를 들어 도 10의 t1) 동안 일정 진폭 내의 흔들림이 발생하는 양을 의미한다. 기준값은 내부 진동에 의한 각속도 값보다 큰 것이 바람직하다. 또한 기준값은 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 디지털 카메라(1)의 제조 시에 미리 프로그램 되어 저장된 값일 수도 있다.
사용자가 영상을 촬영하기 위해 디지털 카메라(1)를 그립하는 경우의 도 10의 f 및 디지털 카메라(1)를 삼각대 위에 올려놓고 셔터-릴리즈 버튼을 눌려 촬영을 실시하는 경우의 도 10의 h를 보면, 일정 시간(t1) 동안 기준값 범위를 유지하다가 시간이 지날수록 각속도의 변화폭이 매우 큰 것을 확인할 수 있다. 따라서, 사전에 상기 경우를 학습하여 생성한 각속도 값을 데이터베이스화 하여 저장하고 있다가, 수신한 흔들림 정도를 상기 데이터베이스와 비교하여 사용자가 AF를 수행하기 직전인지를 판단할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예로써, 보조카메라를 통해 촬영된 사용자 얼굴을 검출하여 AF 알고리즘을 변경하는 대표 구성 요소들을 나열한 디지털 촬영 장치의 상세 블록도 이다. 도 11을 참조하면 이 디지털 촬영장치는 보조 촬영부(260), 포커스 렌즈(112), 렌즈 구동부(210) 및 디지털 신호 처리부(300)를 포함한다. 여기서 디지털 신호 처리부(300)는 판단부(310), 선행동작 수행 제어부(320), 후행동작 수행 제어부(330), 얼굴 검출부(340) 및 제어부(350)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따라서 보조 촬영부(260)는 주 촬영 렌즈부(110)가 존재하는 측면의 타측에 존재할 수 있고, 바람직하게는 표시부(420)와 같은 측면에 존재하여 디지털 촬영장치를 사용하는 사용자를 촬영 하여 보조 이미지데이터를 출력한다. 일반적으로 출시되는 카메라폰 또는 스마트폰에서 영상 통화 및 셀프 촬영을 위한 촬영부를 본 발명의 보조 촬영부(260)로 볼 수 있다.
얼굴 정보 검출을 위해, 얼굴 검출부(340)는 특징 기반 얼굴 검출 방법으로 얼굴의 불변하는 특징(눈, 코, 입과 같은 얼굴 요소, 질감, 살색)들을 찾는다. 얼굴의 여러 가지 특징들 중에서 특히 살색은 얼굴의 이동, 회전, 크기 변화 등에 덜 민감한 특성을 가지므로 가장 많이 사용되고 있는 방법이다. 그 이외에 얼굴 검출부(340)는 얼굴 형판(template) 기반 검출 방법은 얼굴에 대한 몇 가지의 표준 패턴을 만든 뒤에 패턴을 얼굴 검출을 위해 저장한다. 그런 뒤에 패턴들은 영상의 탐색 윈도우 안에서 영상과 하나씩 비교되어 얼굴이 검출된다. 얼굴 검출의 방법으로 최근에 많이 사용되는 SVM(support vector machine)에 기반을 둔 얼굴 검출방법이 있다. SVM 기반 방법들은 영상으로부터 각기 다른 영역들을 서브 샘플링(sub-sampling)하여 학습기를 통해 얼굴과 비 얼굴(얼굴이 아닌 부분)에 대해 학습시킨 뒤 입력 영상에서 얼굴을 찾도록 하는 방법이다. 이러한 얼굴 검출부(340)의 얼굴 정보 검출에 관한 내용은 이미 공지된 내용이 많으므로 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 얼굴 검출부(340)가 얼굴 이미지 및 위치 등의 얼굴 정보를 검출하여 제어부(350)로 출력한다.
제어부(350)는 얼굴 검출부(340)로부터 출력된 얼굴 영상에서 눈을 추출하고, 추출한 눈의 위치변화로부터 사용자의 시선을 추적한다. 제어부(350)는 추출한 얼굴 영상에서 얼굴구성요소인 눈을 adaboost 또는 SVM(Support Vector Machine)를 이용하여 추출한다. 그리고 제어부(350)는 추출한 눈의 위치변화로부터 사용자의 시선을 추적하고 추적결과를 판단부(310)에 출력한다. 여기서 adaboost는 객체의 형태를 추출하기 위한 학습 알고리듬으로, Yoav Freund and Robert E. Schapire 에 의한 "A decision theoretic generalization of on-line learning and an application to boosting", In Computational Learning Theory: Eurocolt '95, pp. 23-37, Springer-Verlag, 1995에 자세히 기재되어 있다.
판단부(310)는 수신된 사용자 시선 추적결과를 바탕으로 사용자가 일정시간 이상 표시부(420)을 바라보고 있다면 사용자가 AF를 수행하기 직전으로 판단 한다. 예를 들어, 일반적으로 사용자가 디지털 촬영 장치를 사용해 촬영 시, 미리 촬영하려는 배경 및 피사체를 육안으로 파악한 뒤, 촬영직전(AF를 수행하기 직전)에 액정에 표시된 화면을 쳐다보고 초점 및 구도를 맞추게 된다. 결국 촬영시 사용자가 일정시간 이상 디지털 촬영장치의 표시부(420)를 바라보고 있다면 AF를 수행하기 직전으로 판단 하여 후술하는 AF 선행동작을 실시 한다. 여기서 일정시간은 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 디지털 촬영장치 제조 시에 미리 프로그램 되어 저장된 값일 수도 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면 얼굴 검출부(340)가 얼굴 이미지 및 위치 등의 얼굴 정보를 검출하여 제어부(350)로 출력한다. 제어부(350)는 촬영장치 사용자의 얼굴패턴을 분석하여 검출된 얼굴 영역이 정면 혹은 측면인지를 얼굴 방향을 추적하여 판단부(310)로 출력한다. 판단부(310)는 일정시간 이상 추적된 얼굴 방향이 정면이라면 사용자가 표시부(420)을 바라보고 있는 것으로 보아 사용자가 AF를 수행하기 직전으로 판단 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 얼굴 검출부(340)에서 디지털 촬영장치 사용자의 얼굴이 일정시간 이상 검출된다면 판단부(310)는 사용자가 표시부(420)를 바라보고 있는 것으로 보아 디지털 촬영장치가 AF를 수행하기 직전으로 판단하고 AF 선행동작을 실시할 수 있다. 이때 도 11에서 제어부(350)가 생략될 수 있다.
본 발명의 제 4 실시 예에 따르면, 사용자가 뷰파인더에 접안 했을 때, AF 수행 직전으로 판단 할 수 있다.
상술하듯이 일반적으로 사용자가 디지털 촬영 장치를 사용해 촬영 시, 미리 촬영하려는 배경 및 피사체를 육안으로 파악한 뒤, 촬영직전(AF를 수행하기 직전)에 표시부(420)를 쳐다보고 초점 및 구도를 맞추게 된다. 따라서 표시부(420)로 뷰파인더를 장착하고 있는 디지털 촬영장치의 경우 사용자가 뷰파인더에 접안 하고 있을 때 표시부(420)를 쳐다보고 있다고 판단될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 사용자가 표시부(420)에 접안하고 있는지는, 뷰파인더 주변에 물리적 센서를 장착하여 감지하거나, 적외선 센서를 이용하여 감지할 수 있으며, 상기 감지 결과는 판단부(310)로 출력된다. 여기서 물리적 센서는 압각센서(pressure sensor)나 터치센서(touch sensor) 등 물리적으로 접안을 감지할 수 있는 센서를 의미한다.
판단부(310)는 수신된 상기 감지결과를 참조하여 사용자가 AF를 수행하기 직전인지 판단할 수 있다. 예를 들어, 뷰파인더에 적외선 센서를 장착한경우 사용자가 접안 빛이 차단됨으로 인한 변화를 감지하여 이를 판단부(310) 출력하면, 판단부는 AF를 수행하기 직전이라고 판단 하고 후술하는 선행동작을 수행 한다.
상기 실시 예들에 따라서 판단부(310)의 판단 결과 사용자가 AF를 수행하기 직전인 것으로 판단되면, 선행동작 수행 제어부(320) 및 후행동작 수행 제어부(330)가 순차적으로 동작하여 렌즈 구동부(210)를 제어하여 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다. 즉, 포커스 렌즈(112)는 선행동작 및 후행동작을 수행한다. 여기서, 선행동작은 이동방향을 결정하기 위해 포커스 렌즈(112)를 이동시키는 동작으로, 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 전에 수행된다. 후행동작은 상기에서 결정된 이동방향으로 포커스 렌즈(112)를 이동시키는 동작으로, 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 후에 수행된다. 일반적으로 포커스를 맞추기 위해 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면 선행동작 및 후행동작이 함께 수행된다. 그러나, 본 실시 예에서는 사용자가 AF 수행직전임이 판단되면, 선행동작을 먼저 수행하고 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면 후행동작이 수행됨으로써, AF 수행시의 처리 시간을 단축할 수 있게 된다.
도 12에는 디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 직후, AF 시의 포커스 렌즈(112)의 동작을 설명하는 도면이다. 판단부(310)의 판단결과, 사용자가 AF 수행직전임이 판단되면, 선행동작 수행 제어부(320)는 도 12(a)에 도시된 바와 같이, 선행동작을 수행하도록 제어신호를 렌즈 구동부(210)로 출력하고, 렌즈 구동부(210)는 제어 신호에 의해 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다. 여기서 선행동작은 포커스 렌즈(112)를 무한대 위치(301)에서 피사체 반대 방향 위치(302)로 이동시켜 무한대 위치(301) 근처에 피사체의 초점이 맞는 위치가 존재하는지 미리 스캔하는 동작을 나타낸다. 선행동작에 필요한 시간은 대락 33ms 정도의 짧은 시간이며, 포커스 렌즈(112)의 이동거리는 최대 약 0.5mm로 포커스 렌즈(112)가 선행동작을 수행하여도 사용자가 표시부(420)를 통해 인식하기 힘든 정도의 거리이다.
선행동작 완료 후 사용자가 제1-셔터 릴리즈 버튼을 입력하면, 후행동작 수행 제어부(330)는 도 12(b)에 도시된 바와 같이 후행동작을 수행하도록 제어신호를 렌즈 구동부(210)로 출력하고 렌즈 구동부(210)는 제어 신호에 의해 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다. 여기서 후행동작은 포커스 렌즈(112)의 방향전환 없이, 포커스 렌즈(112)를 선행동작이 완료된 시점의 피사체 반대 방향 위치(302)에서 피사체 방향(303)으로 이동하면서 피사체의 포커스를 찾아가도록 하는 동작을 나타낸다.
이러한 동작으로 인해 실질적으로 AF 수행 시에 포커스 렌즈(112)의 이동구간이 짧아지고(302→303), 포커스 렌즈(112)의 방향 전환에 따른 대기시간을 줄여 AF 시간을 단축시킬 수 있다.
도 13에는 디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 후 일정 시간 경과하였을 경우에 AF 시의 포커스 렌즈(112)의 동작을 설명하는 도면이다. 여기서 디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 후 일정 시간 경과한 상태는 도 12의 디지털 카메라(1) 전원이 ON된 직후 보다 일정 시간 더 경과한 것을 의미한다.
마찬가지로, 판단부(310)의 판단결과, 사용자가 AF 수행직전임이 판단되면, 선행동작 수행 제어부(320)는 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 선행동작을 수행하도록 제어신호를 렌즈 구동부(210)로 출력하고, 렌즈 구동부(210)는 제어 신호에 의해 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다. 여기서 선행동작은 포커스 렌즈(112)를 임의의 위치(301)에서 좌우 양방향(302, 304)으로 이동시키고, 포커스 렌즈(112) 이동 중에 콘트라스트 값을 수신하여 콘트라스트 값이 더 높은 방향으로 포커스 렌즈(112)의 이동 방향을 결정하는 동작을 나타낸다. 선행동작은 사용자가 표시부(420)를 통해 변화를 인식하기 힘든 정도이다.
선행동작 완료 후 사용자가 제1-셔터 릴리즈 버튼을 입력하면, 후행동작 수행 제어부(330)는 도 13(b)에 도시된 바와 같이 후행동작을 수행하도록 제어신호를 렌즈 구동부(210)로 출력하고 렌즈 구동부(210)는 제어 신호에 의해 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다. 여기서 후행동작은 선행 동작 시에 결정된 콘트라스트 값이 더 높은 방향(303)으로 포커스 렌즈(112)를 이동하면서 피사체의 포커스를 찾아가도록 하는 동작을 나타낸다.
이러한 동작으로 인해 실질적으로 AF 수행 시에 포커스 렌즈(112)의 이동구간이 짧아지고(304→303), 포커스 렌즈(112)의 방향 전환에 따른 대기시간을 줄여 AF 시간을 단축시킬 수 있다.
이와 같이 디지털 신호 처리부(300)는 사용자가 AF 수행직전임이 판단되면 선행동작을 수행하고, 사용자로부터 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력을 수신하면 후행동작을 수행하여 AF를 완료하며, 이후 사용자로부터 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력을 수신하면 AF가 완료된 영상을 촬영한다.
도 14는 본 발명에 따른 디지털 촬영 장치의 제어 방법을 보이는 흐름도 이다.
도 14를 참조하면, 디지털 신호 처리부(300)는 사용자가 AF를 수행하기 직전인가를 판단한다(1310단계).
본 발명의 제 1실시 예에 따르면, AF직전임을 판단하기 위해서 이미지데이터 편차 산출부(240)는 일정시간 동안 특정 검출 영역(740)에서 수신되는 이미지데이터를 분석하여 편차를 산출하여 판단부로 출력한다.
판단부(310)는 이미지데이터의 편차를 기준값과 비교하여 사용자가 AF를 수행하기 직전인지 판단한다. 여기서 이미지데이터는 휘도, 콘트라스트, RGB데이터, 색온도, 노출 중 어느 하나 일 수 있고, 사용자가 AF를 수행하기 직전이란 사용자가 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 직전을 의미한다. 즉, 이미지데이터 편차가 기준값 보다 작은 경우 사용자가 AF를 수행하기 직전임을 판단할 수 있다.
본 발명의 제 2실시 예에 따르면 디지털 신호처리부(300)는 수신한 디지털 카메라(1)의 흔들림 정도를 감지하여 AF직전인지 판단할 수 있다.
여기서 흔들림 정도는 각속도 값(ANGVEL)의 크기일 수 있고, 또한 흔들림 정도는 x축 방향에 대한 흔들림 정도 및 y축 방향에 대한 흔들림 정도를 포함할 수 있다.
디지털 신호 처리부(300)는 수신한 흔들림 정도 중 최대 각속도 값 및 최소 각속도 값을 도출하고 이를 기준값과 비교하여 판단한다. 즉, 최대 각속도 값 및 최소 각속도 값이 기준값 보다 작은 경우 사용자가 AF를 수행하기 직전임을 판단할 수 있다. 이하 사용자가 AF를 수행하기 직전임을 판단하는 내용은 상기에 개시되어 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 제 3실시 예에 따르면 사용자의 얼굴을 검출하여 또는 사용자의 시선을 추적하여 디지털 촬영장치의 표시부(420)를 일정시간 이상 바라보고 있다면 사용자가 AF를 수행하기 직전으로 판단할 수 있다.
본 발명의 제 4실시 예에 따르면 사용자가 뷰파인더에 접안 했을 때 사용자가 AF를 수행하기 직전으로 판단할 수 있다.
사용자가 AF를 수행하기 직전임이 판단되면, 디지털 신호 처리부(300)는 포커스 렌즈(112)를 움직여 이동방향을 결정하는 선행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어하고, 렌즈 구동부(210)는 제어 신호에 의해 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다(1320단계).
도 15에는 포커스 렌즈(112)의 선행동작 수행 방법이 도시되어 있다. 도 15를 참조하면, 디지털 신호 처리부(300)는 디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 직후인지 판단한다(1331단계). 포커스 렌즈(112)의 선행동작을 디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 직 후 및 디지털 카메라(1) 전원이 ON된 직후 일정 시간 더 경과한 경우로 나누어 설명하기로 한다.
디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 직후인 경우, 디지털 신호 처리부(300)는 도 12(a)에 도시된 바와 같이 포커스 렌즈(112)를 무한대 위치(301)에서 피사체 반대 방향 위치(302)로 이동시켜 무한대 위치(301) 근처에 피사체의 초점이 맞는 위치가 존재하는지 미리 스캔하는 선행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어한다(1322단계). 이러한 선행동작은 사용자가 표시부(420)를 통해 변화를 인식하기 힘든 정도이다.
그러나 디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 직후 일정 시간 더 경과한 경우, 디지털 신호 처리부(300)는 도 13(a)에 도시된 바와 같이 포커스 렌즈(112)를 임의의 위치(301)에서 좌우 양방향(302, 304)으로 이동시키고, 포커스 렌즈(112) 이동 중에 콘트라스트 값을 수신하여 콘트라스트 값이 더 높은 방향으로 포커스 렌즈(112)의 이동 방향으로 결정하는 선행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어한다(1323단계). 이러한 선행동작은 사용자가 표시부(420)를 통해 변화를 인식하기 힘든 정도이다.
다시 도 14으로 돌아와서, 선행동작 수행이 완료된 후 디지털 신호 처리부(300)는 사용자로부터 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 신호를 수신한다(1330단계).
제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 신호를 수신하면, 디지털 신호 처리부(300)는 결정된 방향으로 포커스 렌즈(112)를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어하고, 렌즈 구동부(210)는 제어 신호에 의해 포커스 렌즈(112)를 이동시킨다(1340단계).
디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 직후인 경우, 디지털 신호 처리부(300)는 도 12(b)에 도시된 바와 같이 포커스 렌즈(112)의 방향전환 없이, 포커스 렌즈(112)를 선행동작이 완료된 시점의 피사체 반대 방향 위치(302)에서 피사체 방향(303)으로 이동하면서 피사체의 포커스를 찾아가도록 하는 후행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어한다. 디지털 카메라(1)의 전원이 ON된 직후 일정 시간 더 경과한 경우, 디지털 신호 처리부(300)는 도 13(b)에 도시된 바와 같이 콘트라스트 값이 더 높은 방향(303)으로 포커스 렌즈(112)를 이동하면서 피사체의 포커스를 찾아가도록 하는 후행동작을 수행하도록 렌즈 구동부(210)를 제어한다.
후행동작이 완료된 후, 즉, AF 동작이 완료된 후, 디지털 신호 처리부(300)가 사용자가로부터 제2 셔터-릴리즈 버튼 입력을 수신하면(1350단계), 디지털 신호 처리부(300)는 AF가 완료된 영상을 촬영한다(1360단계).
본 발명의 일 실시예에 따라 손떨림 감지 센서의 각속도 변화를 통해 사용자의 행동 패턴을 인식하고 AF 알고리즘을 선택적으로 변경할 수 있도록 하여 AF 정확도와 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 또한 손떨림이 심해지는 야외 촬영이나 움직이면서 촬영할 경우 등 손떨림 신호를 정확히 판단하기 힘든 조건에서도 본 발명의 일 실시 예에 따라 이미지데이터 편차를 산출하거나, 사용자의 얼굴을 또는 시선을 검출하여, 그리고 사용자가 뷰파인더에 접안 했는지 여부로 AF직전인 순간을 감지할 수 있어 선행동작이 정확히 수행될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 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 한다.
본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 본 발명에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 본 발명에 병합될 수 있다.
1: 디지털카메라
112: 포커스 렌즈
210: 렌즈 구동부
240: 이미지데이터 편차 산출부
250: 흔들림 감지부
260: 보조 촬영부
300: 디지털 신호 처리부
310: 판단부
320: 선행동작 수행 제어부
330: 후행동작 수행 제어부
340: 얼굴 검출부
350: 제어부

Claims (25)

  1. 디지털 촬영 장치의 제어방법에 있어서,
    사용자의 행동패턴을 인식하여 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계;
    상기 AF 수행 직전인 경우 포커스 렌즈의 선행동작을 수행하는 단계; 및
    제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 포커스 렌즈의 후행 동작을 수행하는 단계를 포함하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 AF 수행 직전은 상기 제1 셔터-릴리즈 버튼 입력 직전인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리 장치의 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에
    일정 시간 동안 이미지센서로부터 수신되는 이미지데이터의 편차를 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계에서는
    상기 산출된 이미지데이터의 편차를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 산출되는 이미지데이터 편차는
    상기 이미지센서의 특정영역에 적어도 하나이상의 감지영역을 설정하고, 상기 감지영역에서 일정 시간 동안 수신된 이미지데이터로 산출되는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 이미지데이터는 휘도, 채도, 콘트라스트, 색온도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON 되고, 상기 일정 시간 동안 산출된 이미지데이터의 편차가 기준치 이하이면 AF 수행 직전임을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에
    상기 디지털 촬영 장치의 흔들림 정도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 측정된 흔들림 정도를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON 되고, 일정 시간 동안 기준치 내의 흔들림이 측정되면 AF 수행 직전임을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 흔들림 정도는 최대 각속도 값과 최소 각속도 값의 차이로 결정하며,
    상기 흔들림 정보는 x축 방향에 대한 흔들림 정도 및 y축 방향에 대한 흔들림 정도를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에
    상기 디지털 촬영 장치의 보조 촬영부를 통해 입력된 이미지로부터 상기 사용자의 얼굴을 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 검출된 얼굴을 기초로 AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    일정시간 이상 검출된 상기 얼굴의 방향을 추적하여, AF 수행 직전임을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 검출된 얼굴의 시선을 추적하여, 상기 추적한 시선의 변화를 결정함으로써, AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인가를 판단하는 단계 이전에 뷰파인더에 접안 여부를 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 뷰파인더에 접안된 경우, AF 수행 직전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON된 직후, 상기 AF 수행 직전인 경우,
    상기 포커스 렌즈를 무한대위치에서 피사체 반대 방향으로 일정 거리만큼 이동시키는 선행동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 이동된 포커스 렌즈위치를 시작으로 하여 상기 피사체 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치의 전원이 일정 시간 이상 ON 상태를 유지하고, 상기 AF 수행 직전인 경우,
    현재 위치에서 상기 포커스 렌즈를 좌우 양방향으로 이동하여 콘트라스트 값을 측정한 후, 더 높은 콘트라스트값을 갖는 방향을 이동방향으로 결정하는 선행동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 결정된 콘트라스트 값이 높아지는 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키며 AF를 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치의 제어 방법.
  18. 포커스 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부; 및
    사용자의 행동패턴 인식을 통해 AF 수행 직전인가를 판단하여, 상기 디지털 촬영 장치가 AF 수행 직전인 경우 포커스 렌즈의 선행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고,
    제1 셔터-릴리즈 버튼 입력이 수신되면, 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 디지털 촬영 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    일정 시간 동안 이미지센서로부터 수신되는 이미지데이터의 편차를 산출하는 산출부를 더 포함하고,
    상기 디지털 신호 처리부는 상기 산출된 이미지데이터의 편차를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치의 흔들림 정도를 측정하는 흔들림 감지부를 더 포함하고,
    상기 디지털 신호 처리부는 상기 측정된 흔들림 정도를 이용하여 AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치는 보조 촬영부를 통해 입력된 이미지로부터 상기 사용자의 얼굴을 검출하는 얼굴 검출부를 더 포함하고,
    상기 검출된 사용자의 얼굴을 기초로 AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는 상기 검출된 얼굴의 시선을 추적하여, 상기 추적한 시선의 변화를 결정함으로써, AF 수행 직전인가를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치.
  23. 제 18항에 있어서,
    상기 디지털 촬영장치의 뷰파인더에 접안 여부를 감지하는 감지부를 더 포함하고,
    상기 디지털 신호 처리부는 상기 뷰파인더에 접안되면 AF 수행 직전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치.
  24. 제 18항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리부는
    상기 디지털 촬영 장치의 전원이 ON된 직후, 상기 AF 수행 직전인 경우,
    상기 포커스 렌즈를 제1 위치에서 피사체 반대 방향으로 일정 거리만큼 이동시키는 선행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고,
    상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 이동된 거리를 시작으로 하여 상기 피사체 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치.
  25. 제 18항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리부는
    상기 디지털 촬영 장치의 전원이 일정 시간 이상 ON 상태를 유지하고, 상기 AF 수행 직전인 경우,
    현재 위치에서 상기 포커스 렌즈를 좌우 양방향으로 이동하여 콘트라스트 값을 측정한 후, 더 높은 콘트라스트 값을 갖는 방향을 이동방향으로 결정하는 선행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고,
    상기 제1 셔터-릴리즈 버튼이 입력되면, 상기 결정된 콘트라스트 값이 높아지는 방향으로 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 후행동작을 수행하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 촬영 장치.
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