KR20170008608A - 영상 촬영 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예들에 따라 영상 촬영 장치 및 영상 촬영 장치의 동작 방법이 개시된다. 영상 촬영 장치는 영상을 촬영하는 촬영부; 및 상기 촬영부에 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정하고, 촬영할 피사체의 이동 속도를 측정하고, 상기 측정된 이동 속도에 기초하여 상기 피사체가 상기 설정된 포커스 렌즈의 위치에 도달하는 시간을 예측함으로써 촬영 시간을 결정하고, 상기 결정된 촬영 시간에 상기 피사체를 촬영하도록 상기 촬영부를 제어한다.

Description

영상 촬영 장치 및 그 동작 방법{Image capture apparatus and method for operating the image capture apparatus}
다양한 실시예들은 영상 촬영 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
최근에는 전자 카메라가 널리 보급되고 있다. 전자 카메라에서는, 피사체 상을 촬영 광학계를 통해서 반도체 촬상 소자, 예를 들어 이미지 센서 위에 결상한다. 이 피사체 상은 전기신호로 변환되고 이에 따라 획득된 정지 화상의 화상 데이터를 반도체 메모리 또는 자기 디스크와 같은 기록 매체에 기록한다.
이러한 종류의 전자 카메라의 대부분은 피사체 상을 자동으로 포커싱하기 위해 촬영 조건을 제어하는 오토 포커스(AF) 기구를 탑재하고 있다. 싱글 렌즈 리플렉스 카메라는 위상차 AF라고 불리는 기술을 오토 포커스를 달성하기 위해서 널리 채용하고 있다. 위상차 AF는 피사체 상으로부터의 빛을 CCD 라인 센서를 구비한 위상차 검출 센서로 수광했을 때의 상(image) 간 거리(위상 차)에 의거하여 인-포커스(in-focus) 포인트가 이미지로부터 어느 정도 멀리 떨어져 있는지를 즉시에 인식할 수 있기 때문에, 1회의 구동으로 인-포커스 포인트를 이미지와 일치시킬 수 있다는 점에서 유효하다.
한편, 종래에는 사용자가 적절한 순간에 셔터 버튼을 눌러서 촬영을 하거나, 타이머를 설정한 후 일정 시간 후에 자동촬영이 되도록 하였다. 그러나 아주 고속으로 이동하는 피사체의 경우 사용자가 셔터 버튼을 누르는 타이밍이 정확하지 않아서 촬영한 영상으로부터 사용자가 원하는 영상을 얻기가 어려운 경우가 있다.
다양한 실시예들은, 사용자가 원하는 포커스 렌즈 설정 위치에서 피사체를 촬영할 수 있게 하는 영상 촬영 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는, 영상을 촬영하는 촬영부; 및 상기 촬영부에 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정하고, 촬영할 피사체의 이동 속도를 측정하고, 상기 측정된 이동 속도에 기초하여 상기 피사체가 상기 설정된 포커스 렌즈의 위치에 도달하는 시간을 예측함으로써 촬영 시간을 결정하고, 상기 결정된 촬영 시간에 상기 피사체를 촬영하도록 상기 촬영부를 제어한다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 셔터 릴리즈 래그를 더 고려하여 상기 촬영 시간을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체에 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체상에서 터치 입력을 수신함으로써 상기 터치한 영역을 기반으로 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체를 AF 영역에 위치시키고 반셔터 입력을 수신함으로써 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 화면상에 표시된 하나 이상의 피사체 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 상기 하나 이상의 피사체 영역을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 화면상에 피사체가 나타날 것으로 예상되는 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 상기 피사체 영역을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 상기 복수개의 서브 영역중 이동속도가 검출되는 하나 이상의 영역을 하나 이상의 피사체 영역으로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 각 서브 영역의 거리 및 이동 속도를 측정하여 설정된 포커스 렌즈 위치에 초점이 맞을 거라 예상되는 영역이 검출되면 자동 촬영을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부는, 복수의 피사체를 촬영하는 모드에서 복수의 피사체를 촬영을 지속하는 시간을 설정할 수도 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 촬영 방법은, 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계; 촬영할 피사체의 이동 속도를 측정하는 단계; 상기 측정된 이동 속도에 기초하여 상기 피사체가 상기 설정된 포커스 렌즈의 위치에 도달하는 시간을 예측함으로써 촬영 시간을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 촬영 시간에 상기 피사체를 촬영하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라 사용자의 자동 셔터 경험을 다양하게 할 수 있다. 또한 오토 샷 기능을 제공해주므로 처음 카메라를 사용하는 사람이든 능숙하게 카메라를 사용하는 사람이든 각 제품 군마다 특성이 달라 경험으로 체득해야 하는 셔터 릴리즈 래그의 적응 자체를 없앨 수 있다.
도 1a 내지 1e는 다양한 실시예들에 따른 개념을 설명하기 위한 참고도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 촬영 장치 100의 개략적인 블록도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 구성의 세부적인 블록도이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 촬영 장치의 동작 방법을 수행하기 위해 도 3a에 도시된 프로그램 저장부 170에 저장될 수 있는 모듈의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 영상 촬영 장치를 동작하는 방법의 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 실시예들에 따라 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 일 실시예에 따라 피사체 영역을 설정하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 일 실시예에 따라 피사체 영역을 설정하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 물체거리와 상거리의 관계를 설명하는 참고도이다.
도 9는 촬영 시간 계산 모듈 680이 최적의 셔터 릴리즈 타이밍을 계산하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 10은 AF 영역에 피사체를 위치시키고 반셔터를 눌러서 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 방법을 설명하는 참고도이다.
도 11은 디스플레이부 130에서 보여지는 화면 100을 나타낸다.
도 12는 일 실시예에 따라 화면상에 존재하는 피사체 영역을 사용자 입력에 따라 선택하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 13은 일 실시예에 따라 화면상에 존재하지 않는 피사체 영역을 사용자 입력에 따라 선택하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 14는 일 실시예에 따라 자동적인 방법으로 피사체 영역을 설정하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 15는 일 실시예에 따라 피사체가 포함된 서브 영역을 검출하고 해당 서브 영역을 피사체 영역으로 설정하고 트래킹하여 자동 촬영하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 16은 일 실시예에 따라 자동적인 방법으로 피사체 영역 설정 없이 피사체를 검출하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 17은 일 실시예에 따라 복수의 피사체 영역을 선택하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 18은 일 실시예에 따라 자동으로 복수개의 피사체 영역을 설정하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 19는 일 실시예에 따라 피사체 영역 설정없이 복수의 피사체를 검출하여 촬영하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 20a 및 도 20b는 일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100가 연사기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 동작모드의 지속 시간을 설정하기 위해 출력하는 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸다.
도 21은 농구 경기를 촬영하는 경우 Z축 트랩 샷 모드에서의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 22는 놀이공원에서 롤러코스터를 탄 피사체를 촬영하는 상황에서 Z축 트랩 샷 모드에서의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 23은 자동차 경주를 촬영하는 영상에서 Z축 트랩 샷 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 <포함>한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <...부>, <모듈> 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1a 내지 도 1e는 다양한 실시예들에 따른 개념을 설명하기 위한 참고도이다.
다양한 실시예들에 따라 움직이는 피사체를 최적의 타이밍에 촬영하기 위한 방안이 제시된다.
도 1a에 자동차 트랙 10이 도시되어 있다. 촬영자는 트랙의 앞쪽에 위치하여, 트랙의 뒤쪽에서부터 출현하여 트랙의 앞쪽을 향하여 달려오는 자동차를 촬영하고 싶을 수 있다. 즉, 촬영자는 피사체가 촬영자와 멀리 떨어진 거리에서부터 이동하여 피사체가 촬영자와 가까운 거리에 위치했을 때 피사체를 촬영하고 싶을 수 있다. 이를 위해 촬영자는 자동차가 트랙의 뒤쪽에서부터 나타나기 시작하여 촬영자에 점점 가까워져서, 자동차를 촬영하기 희망하는 시점에 카메라의 셔터를 누름으로써 촬영을 할 수 있다. 그러나, 카메라 자체의 구조적인 특징 때문에 촬영자가 카메라의 셔터를 누르는 시점과 카메라에서 영상을 획득하는 시점 사이에는 갭 (shutter lag)이 있다. 따라서, 촬영자의 육안으로 도 1b에서와 같이 자동차 30가 위치한 상태에서 카메라의 셔터를 누르게 되면 실제로 카메라는 자동차 30이 이미 훨씬 전진한 상태에서 영상을 획득하게 되므로 촬영자는 원하는 자동차 30의 영상을 얻지 못할 수 있다.
도 1c를 참조하여, 다양한 실시예들의 개념을 설명한다.
도 1c를 참조하면, 자동차 트랙의 앞쪽에 촬영자 20가 위치한다. 촬영할 피사체인 자동차는 트랙의 뒤쪽에서부터 촬영자가 위치한 트랙의 앞쪽으로 진행할 수 있다. 트랙의 앞쪽에 위치한 촬영자가 트랙의 영상을 촬영할 때, 도 1c에서와 같은 구도를 가진 영상이 될 수 있다. 도 1c에 도시된 영상에서 X 축상의 거리는 트랙의 너비 상의 거리를 나타내고, Y 축상의 거리는 지면에서 높이를 나타내고, Z 축상의 거리는 촬영할 피사체와 촬영자 간의 거리를 나타낸다. 움직이는 피사체를 촬영자가 원하는 타이밍에 포착하기 위해서는 촬영자가 원하는 타이밍 즉, 촬영자가 촬영을 희망하는 위치에 움직이는 피사체가 들어오는 타이밍을 미리 예측을 하고 예측된 타이밍에 카메라가 영상을 촬영하도록 동작시키는 것이 필요하다.
일 실시예에 따라 촬영자가, 움직이는 피사체의 촬영을 희망하는 Z 축상의 위치를 설정하고, 카메라는 움직이는 피사체의 이동 속도를 측정하여 피사체가, 설정된 Z 축상의 위치에 도달하기 까지 걸리는 시간을 예측하고, 예측된 시간에 기초하여 촬영 시간을 결정할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 일 실시예에 따라 카메라는 영상 내에서 촬영을 희망하는 피사체의 Z 축상의 위치 50을 설정할 수 있다. 카메라는 피사체의 이동 속도를 측정하여 Z 축상의 위치 50에 도달하기 까지 걸리는 시간을 예측하고, 예측된 시간에 기초하여 촬영 시간을 결정하며, 결정된 촬영 시간에 촬영을 수행함으로써, 도 1e에 도시된 바와 같이 촬영자가 원하는 피사체의 위치 50에서 피사체 30를 정확하게 촬영할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 촬영 장치 100의 개략적인 블록도이다.
촬영 장치는 정지영상을 촬영하는 디지털 스틸 카메라나 동영상을 촬영하는 디지털 비디오 카메라 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 촬영 장치는 디지털 일안 리플렉스 카메라(DSLR), 미러리스 카메라 또는 스마트폰을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 렌즈 및 촬상소자를 포함하여 피사체를 촬영하여 이미지를 생성할 수 있는 카메라 모듈을 탑재한 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 촬영 장치 100는 촬영부 110, 제어부 120, 디스플레이부 130를 포함할 수 있다.
촬영부 110는 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있으며, 적외선(IR) 카메라를 포함할 수 있다. 또한, 촬영부 110는 광학계가 이동하는 경우, 동일한 방향으로 같이 이동할 수 있다.
디스플레이부 130는 적어도 하나의 객체를 표시할 수 있다. 디스플레이부 130는 촬영의 대상이 되는 피사체의 구도와 촬영 조건을 확인할 수 있도록 뷰 파인더 영상을 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이부 130는 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널 등으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따라 디스플레이부 130는 터치 센서티브 디스플레이로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라 디스플레이부 130는 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따라 디스플레이부 130는 피사체의 영역을 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따라 디스플레이부 130는 복수의 피사체를 연사하여 촬영하는 경우에 촬영 지속 시간을 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
제어부 120는 촬영부 110과 디스플레이부 140 등 촬영 장치 100의 구성요소를 제어한다.
일 실시예에 따라 제어부 120는 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정하고, 촬영할 피사체의 이동 속도를 측정하고, 상기 측정된 이동 속도에 기초하여 상기 피사체가 상기 설정된 포커스 렌즈의 위치에 도달하는 시간을 예측함으로써 촬영 시간을 결정하고, 상기 결정된 촬영 시간에 상기 피사체를 촬영하도록 상기 촬영부 110를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 셔터 릴리즈 래그를 더 고려하여 상기 촬영 시간을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체에 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체상에서 터치 입력을 수신함으로써 상기 터치한 영역을 기반으로 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체를 AF 영역에 위치시키고 반셔터 입력을 수신함으로써 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 상기 촬영할 피사체의 영역을 더 설정하고, 화면상에 표시된 피사체 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 상기 피사체 영역을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 상기 촬영할 피사체의 영역을 더 설정하고, 화면상에 피사체가 나타날 것으로 예상되는 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 상기 피사체 영역을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 상기 촬영할 피사체의 영역을 더 설정하고, 화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 상기 복수개의 서브 영역중 이동속도가 검출되는 하나 이상의 영역을 하나 이상의 피사체 영역으로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 각 서브 영역의 거리 및 이동 속도를 측정하여 설정된 포커스 렌즈 위치에 초점이 맞을 거라 예상되는 영역이 검출되면 자동 촬영을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제어부 120는, 복수의 피사체를 촬영하는 모드에서 복수의 피사체를 촬영을 지속하는 시간을 설정할 수도 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 구성의 세부적인 블록도이다.
도 3a를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 촬영부 110, 제어부 120, 디스플레이부 130, 디스플레이 구동부 131, 아날로그 신호 처리부 140, 이미지 신호 처리부 141, 메모리 150, 저장/판독 제어부 160, 메모리 카드 161, 프로그램 저장부 170, 조작부 180, 통신부 190를 포함한다.
촬영부 110는 입사광으로부터 전기적인 신호의 영상을 생성하는 구성요소로서, 촬영 렌즈 1, 조리개 2, 포커스 렌즈 3, 광분할부 4, 셔터 5, 촬상 센서 6, 촬상 센서 제어부 7, AF 디바이스 8, 포커스 렌즈 구동부 9, 렌즈 구동부 10, 초점거리 검출부 11을 포함한다.
촬영 렌즈 1는 피사체를 촬영하는 복수 군, 복수 매의 렌즈들을 구비할 수 있다. 렌즈 1은 렌즈 구동부 10에 의해 그 위치가 조절된다. 렌즈 구동부 10는 제어부 120에서 제공된 제어 신호에 따라 렌즈 1의 위치를 조절한다.
조리개 2는 조리개 구동부(미도시)에 의해 그 개폐 정도가 조절되며 촬상 센서 6로 입사되는 광량을 조절한다.
포커스 렌즈 3는 포커스 렌즈 구동부 9에 의해 그 위치가 조절되며 포커싱 조절을 수행한다.
광분할부 4는 촬영 렌즈 및 포커스 렌즈를 통과한 광 빔을 촬영 광 빔과 AF(오토 포커스)계쪽으로의 광 빔으로 분할한다. 예를 들어 광분할부 4는 하프 미러(half-mirror)가 될 수 있다. 광분할부 4에 의해 분할된 광 빔의 하나는 촬상 센서 6으로 입사된다.
광분할부 4를 투과한 광학 신호는 촬상 센서6의 수광면에 이르러 피사체의 상을 결상한다. 촬상 센서6는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지센서 또는 CIS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)일 수 있다. 촬상 센서 제어부7는 촬성 센서 6에 포함된 셔터 5를 제어함으로써 촬상 센서 6에 대한 광량을 시간적으로 제한한다. 촬상 센서 6으로부터 데이터를 판독할 때는 셔터 5가 폐쇄된다. 촬상 센서 제어부7는 실시간으로 입력되는 영상 신호에 의해 자동으로 생성되는 제어 신호 또는 사용자의 조작에 의해 수동으로 입력되는 제어 신호에 따라 촬상 센서6를 제어할 수 있다.
위상차 AF 디바이스 8은 광분할부 4를 투과한 빛을 수신한 후에 피사체까지의 거리를 측정하는 포커스 검출 디바이스로서 기능하는 위상차 타입의 거리 측정 장치를 나타낸다. 위상차 AF 디바이스 8는 AF 광축의 방향을 변경하는 AF 미러, AF 광 빔의 동공을 분할하기 위한 세퍼레이터 렌즈, 위상차 타입의 거리 특정(위상차 AF)을 수행하는 AF 센서를 포함할 수 있다.
AF 디바이스 8로부터의 출력은 제어부 120에 입력되어 AF 제어부 121에 의해 위상차 AF의 AF 제어에 사용된다. 제어부 120 내의 AF 제어부 121는 촬상소자로부터의 출력에 근거하여 콘트라스트 AF의 AF 제어도 수행할 수 있다.
아날로그 신호 처리부 140는 촬상 센서 6으로부터 공급된 아날로그 신호에 대하여, 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화, 아날로그-디지털 변환 처리 등을 수행한다.
이미지 신호 처리부 141는 아날로그 신호 처리부 140에서 처리된 영상 데이터 신호에 대해 특수기능을 처리하기 위한 신호 처리부이다. 예를 들면, 입력된 영상 데이터에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(Gamma Correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색 보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 화이트 밸런스 조절, 휘도의 평활화 및 칼라 쉐이딩(color shading) 등의 화질 개선 및 특수 효과 제공을 위한 영상 신호 처리를 수행할 수 있다. 이미지 신호 처리부 141는 입력된 영상 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 영상 파일로부터 영상 데이터를 복원할 수 있다. 영상의 압축형식은 가역 형식 또는 비가역 형식이어도 된다. 적절한 형식의 예로서, 정지 영상의 경우, JPEG(Joint Photographic Experts Group)형식이나 JPEG 2000 형식 등으로 변환도 가능하다. 또한, 동영상을 기록하는 경우, MPEG(Moving Picture Experts Group) 표준에 따라 복수의 프레임들을 압축하여 동영상 파일을 생성할 수 있다. 영상 파일은 예를 들면 Exif(Exchangeable image file format) 표준에 따라 생성될 수 있다.
이미지 신호 처리부141는 촬상 센서6에서 생성된 촬상 신호로부터 동영상 파일을 생성할 수 있다. 상기 촬상 신호는 촬상 센서6에서 생성되어 아날로그 신호 처리부140에 의해 처리된 신호일 수 있다. 이미지 신호 처리부141는 상기 촬상 신호로부터 동영상 파일에 포함될 프레임들을 생성하고, 상기 프레임들을 예를 들면, MPEG4(Moving Picture Experts Group 4), H.264/AVC, WMV(windows media video) 등의 표준에 따라 코딩되어, 동영상 압축된 후, 압축된 동영상을 이용하여 동영상 파일을 생성할 수 있다. 동영상 파일은 mpg, mp4, 3gpp, avi, asf, mov 등 다양한 형식으로 생성될 수 있다.
이미지 신호 처리부141로부터 출력된 이미지 데이터는 메모리150를 통하여 또는 직접 저장/판독 제어부160에 입력되는데, 저장/판독 제어부160는 사용자로부터의 신호에 따라 또는 자동으로 영상 데이터를 메모리 카드161에 저장한다. 또한 저장/판독 제어부160는 메모리 카드161에 저장된 영상 파일로부터 영상에 관한 데이터를 판독하고, 이를 메모리150를 통해 또는 다른 경로를 통해 디스플레이 구동부 131에 입력하여 디스플레이부130에 이미지가 표시되도록 할 수도 있다. 메모리 카드161는 탈착 가능한 것일 수도 있고 촬영 장치 100에 영구 장착된 것일 수 있다. 예를 들면, 메모리 카드161는 SD(Secure Digital)카드 등의 플래시 메모리 카드 일 수 있다.
또한, 이미지 신호 처리부141는 입력된 영상 데이터에 대해 불선명 처리, 색채 처리, 블러 처리, 에지 강조 처리, 영상 해석 처리, 영상 인식 처리, 영상 이펙트 처리 등도 행할 수 있다. 영상 인식 처리로 얼굴 인식, 장면 인식 처리 등을 행할 수 있다. 아울러, 이미지 신호 처리부141는 디스플레이부130에 디스플레이하기 위한 표시 영상 신호 처리를 행할 수 있다. 예를 들어, 휘도 레벨 조정, 색 보정, 콘트라스트 조정, 윤곽 강조 조정, 화면 분할 처리, 캐릭터 영상 등 생성 및 영상의 합성 처리 등을 행할 수 있다.
한편, 이미지 신호 처리 141에 의해 처리된 신호는 메모리 150를 거쳐 제어부120에 입력될 수 도 있고, 메모리 150를 거치지 않고 제어부 120에 입력될 수도 있다. 여기서 메모리 150는 촬영 장치 100의 메인 메모리로서 동작하고, 이미지 신호 처리부 141 또는 제어부 120가 동작 중에 필요한 정보를 임시로 저장한다. 프로그램 저장 부170는 촬영 장치 100를 구동하는 운영 시스템, 응용 시스템 등의 프로그램을 저장할 수 있다.
촬영 장치 100는 촬영 장치 100의 동작 상태 또는 촬영 장치 100에서 촬영한 영상 정보를 표시하도록 디스플레이부130를 포함한다. 디스플레이부130는 시각적인 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 시각적인 정보를 제공하기 위해 디스플레이부130는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 디스플레이부130는 터치 입력을 인식할 수 있는 터치스크린일 수 있다.
디스플레이 구동부 131는 디스플레이부130에 구동 신호를 제공한다.
영상 촬영 장치 100의 전체 동작은 제어부120에 의해 제어될 수 있다. 제어부120는 렌즈 구동부10, 포커스 렌즈 구동부9, 촬상 센서 제어부7 등에 각 구성 요소의 동작을 위한 제어 신호를 제공한다.
제어부120는 입력되는 영상 신호를 처리하고, 이에 따라 또는 외부 입력 신호에 따라 각 구성 요소들을 제어할 수 있다. 제어부120는 하나 또는 복수개의 프로세서에 해당할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부 120는 프로그램 저장부 150에 저장된 프로그램을 실행하거나, 별도의 모듈을 구비하여, 오토 포커싱, 줌 변경, 초점 변경, 자동 노출 보정 등을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여, 렌즈 구동부10, 포커스 렌즈 구동부 9및 촬상 센서 제어부 7에 제공하고, 셔터, 스트로보 등 촬영 장치 100에 구비된 구성 요소들의 동작을 총괄적으로 제어할 수 있다.
또한 제어부120는 외부 모니터와 연결되어, 이미지 신호 처리부 141로부터 입력된 영상 신호에 대해 외부 모니터에 디스플레이 되도록 소정의 영상 신호 처리를 행할 수 있으며, 이렇게 처리된 영상 데이터를 전송하여 상기 외부 모니터에서 해당 영상이 디스플레이 되도록 할 수 있다.
조작부 180는 사용자가 제어 신호를 입력할 수 있는 곳이다. 조작부 180는 정해진 시간 동안 촬상 센서 6를 빛에 노출하여 사진을 촬영하도록 하는 셔터-릴리즈 신호를 입력하는 셔터-릴리즈 버튼 181, 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나 화각을 좁아지게 줌 버튼 182, 전원의 온-오프를 제어하기 위한 제어 신호를 입력하는 전원 버튼 183, 그외 모드 선택 버튼, 기타 촬영 설정값 조절 버튼 등 다양한 기능 버튼들을 포함할 수 있다. 조작부 180는 버튼, 키보드, 터치 패드, 터치스크린, 원격 제어기 등과 같이 사용자가 제어 신호를 입력할 수 있는 어떠한 형태로 구현되어도 무방하다.
릴리즈 버튼 181은 영상 촬영 장치의 촬영 준비 시동용의 스위치 SW1과 촬영 시작용의 스위치 SW2를 가진 2단 스위치 구조를 갖는다. 줌 버튼 182은 촬영 장치의 초점 거리를 변경하기 위한 조작 스위치이다. 그리고, 위상차 AF 및 콘트라스트 AF의 결과에 의거해서, 포커스 렌즈 구동부 9을 통해서 AF 제어부 121에 의해 포커스 렌즈 3을 제어한다. 또한, 줌 버튼의 조작에 따라 제어부 120에 의해 렌즈 구동부 10를 통해서 초점 거리의 변경과 관계되는 촬영 렌즈 1을 제어한다. 이때, 촬영 렌즈 1의 위치는 초점 거리 검출부 11로부터 제어부 120로 전송되므로, 촬영렌즈 1의 초점 거리가 항상 검출될 수 있다.
또한 일 실시예에 따라 조작부 180는 Z 축 트랩 샷 모드 (Z axis Trap Shot Mode) 버튼 184을 더 포함할 수 있다. 사용자가 이 Z 축 트랩 샷 모드 버튼 184을 누르면 촬영 장치 100는 일 실시예에 따라 사용자가 희망하는 Z 축 상의 거리에서 피사체를 촬영하도록 하는 모드로 진입할 수 있다.
통신부190는 네트워크 인터페이스 카드(NIC: Network Interface Card)나 모뎀 등을 포함하여 이루어 질 수 있으며, 촬영 장치 100가 외부 디바이스와 네트워크를 통해 유무선 방식으로 통신할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
도 3b는 일 실시예에 따른 촬영 장치의 동작 방법을 수행하기 위해 도 3a에 도시된 프로그램 저장부 170에 저장될 수 있는 모듈의 구성도이다.
도 3b를 참조하면, 프로그램 저장부 170는 포커스 렌즈 제어 모듈 310, 피사체 설정모듈 320, 피사체 판단모듈 330, 피사체 트랙킹모듈 340, 거리판단모듈 350, Z축 이동속도 계산모듈 360, Z 축 이동 속도 예측모듈 370, 촬영 시간 계산모듈 380를 포함한다.
포커스 렌즈 제어모듈 310는 포커스 렌즈를 제어하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
피사체 설정모듈 320는 화면 내 촬영할 피사체 영역을 설정하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
피사체 판단모듈 330는 피사체 영역이 설정이 되지 않더라도 피사체를 판단할 수 있는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
피사체 트랙킹모듈 340는 피사체 영역을 트래킹하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
거리판단모듈 350는 위상차 또는 뎁쓰맵 기반으로 피사체 거리를 계산하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
Z축 이동속도 계산모듈 360는 피사체의 이동 속도를 계산하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
Z 축 이동 속도 예측모듈 370는 피사체가 설정한 위치까지 이동하는데 걸리는 시간을 예측하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
촬영 시간 계산모듈 380는 카메라의 셔터 릴리즈 랙(Shutter Release Lag)을 고려하여 촬영 시점 즉, 이미지 센서에 노출이 개시되는 시점을 피사체의 이동 속도를 고려하여 포커스 렌즈에 초점이 맞도록 계산하고 셔터 릴리즈 신호를 생성하여 촬영이 이루어지도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따라 영상 촬영 장치를 동작하는 방법의 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 도시된 촬영 장치의 동작은 예를 들면 사용자가 조작부 180에 포함된 Z 축 트랩 샷 모드 버튼 184을 누름으로써, 촬영 장치 100가 사용자가 희망하는 Z 축 상의 거리에서 피사체를 촬영하기 위해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 동작 410에서, 영상 촬영 장치 100는 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정한다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100의 제어부 120는 포커스 렌즈 제어 모듈 310를 이용하여 피사체를 촬영하고자 하는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
이때 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈의 위치를 피사체를 촬영하고자 하는 거리 상에 설정할 수 있거나 또는 피사체를 촬영하고자 하는 거리 상에 위치한 다른 피사체에 초점이 맞도록 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다. 예를 들어 도 5의 (a)를 참조하면, 포커스 렌즈의 위치는 피사체를 촬영하고자 하는 거리 d 상에서, 예를 들어 트랙의 바닥의 한 지점 510에 설정될 수 있다. 또한 예를 들어 도 5의 (b)를 참조하면, 포커스 렌즈의 위치는 피사체를 촬영하고자 하는 거리 상에 위치한 다른 피사체, 예를 들어 동일 거리 d 상에 위치한 구조물 520에 초점이 맞도록 포커스 렌즈의 위치가 설정될 수 있다. 피사체가 없는 부분 510에 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 것보다 피사체가 있는 부분 520에 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 것이 보다 용이할 수 있다.
포커스 렌즈의 위치를 설정하는 다른 예를 도 7을 참조하여 설명한다.
예를 들어 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 촬영자 730는 운동회의 달리기 레인의 앞쪽에 위치하고, 달리기 레인의 먼 곳으로부터 촬영자를 향하여 달려오는 아이를 촬영하는 영상에서, X 축은 달리기 레인의 폭을 나타내고, Y 축은 지면으로부터의 높이를 나타내고, Z 축은 피사체인 아이 로부터 촬영자 까지의 거리로 나타내진다. 촬영자 730는 달리기 레인의 먼 곳으로부터 촬영자를 향하여 달려와서 피사체를 잘 확인할 수 있는 어떤 지점 710에서 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
영상 촬영 장치 100가 포커스 렌즈의 위치를 설정하면, 포커스 렌즈는 해당 위치에 초점을 잡은 후 락(lock) 된다.
포커스 렌즈의 위치 설정은 자동 (Auto) 또는 수동(Manual)로 수행될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
동작 420에서, 영상 촬영 장치 100는 촬영할 피사체 영역을 설정한다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100의 제어부 120는 피사체 설정 모듈 320을 이용하여 촬영하고자 하는 피사체의 영역을 설정할 수 있다.
예를 들어 도 6의 (a)에 도시된 자동차 경주 영상에서 촬영자는 트랙의 뒷쪽에서 출현하기 시작한 자동차를 피사체 영역 610으로 설정할 수 있다.
예를 들어 도 7의 (a)에 도시된 운동회 달리기 영상에서 촬영자는 달리기 레인의 출발선에서 달리기 준비를 하고 있는 아이를 피사체 영역 720으로 설정할 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 자동차 트랙 영상의 경우에는 아직 화면에 피사체가 나타나지 않을 수 있다. 이때에는 촬영자가 피사체 영역을 설정할 수 없으므로 피사체 영역을 자동으로 결정하는 다른 방법을 쓸 수 있다. 화면에 피사체가 나타나지 않아서 피사체 영역을 설정할 수 없는 경우에 피사체 영역을 자동으로 결정하는 방법은 후술하기로 한다.
피사체 영역의 설정은 자동 (Auto) 또는 수동(Manual)로 수행될 수 있다.
동작 430에서, 영상 촬영 장치 100는 피사체 영역의 이동 속도를 측정한다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100의 제어부 120는 피사체 트래킹부 640, 거리 판단부 650, Z축 이동 속도 계산부 660 등을 이용하여 피사체 영역의 이동 속도를 측정할 수 있다.
피사체 트래킹부 640는 화면상에서 피사체가 움직이기 시작하면 피사체 영역 의 위치 변화 (X, Y 축 변화)를 감지하고 피사체 영역의 좌표를 갱신할 수 있다. 이때 피사체 트래킹부 640는 화면상의 위치 변화를 오브젝트 트랙킹 (Object Tracking) 또는 얼굴 검출 (Face Detection)등으로 감지할 수 있다.
피사체 트래킹부 640는 영상에서 피사체 영역 만을 트래킹할 수도 있고, 또는 피사체를 트래킹하면서 포커스 렌즈를 함께 이동하여 보다 정밀한 위상차 AF 값을 확보할 수도 있다. 동작 410에서 포커스 렌즈의 위치를 설정할 때 포커스 렌즈는 해당 설정 위치에 초점을 잡고 락되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 피사체의 정확한 트래킹을 위해서는 포커스 렌즈를 함께 이동시키는 것이 바람직하므로, 이때에는 포커스 렌즈의 설정 위치는 별도로 메모리에 기억을 해두고 포커스 렌즈를 이동시킬 수 있다. 이후에서 설명되겠지만, 영상 촬영 장치에서는 피사체 영역의 이동속도를 예측하고 미리 촬영시간을 계산하므로, 촬영 시간에 도달하기 전에 포커스 렌즈를 메모리에 기억해놓은 설정 위치에 이동시켜 놓음으로써 계산된 촬영 시간에 포커스 렌즈 위치에서 피사체를 촬영할 수 있다.
거리판단부 650는 피사체 영역 520의 거리 정보를 검출하여 Z 축 이동 속도 계산부 660로 거리 정보를 전달할 수 있다.
거리판단부 650는 렌즈 공식을 이용하여 AF 알고리즘 또는 스테레오 카메라의 뎁쓰 맵을 통하여 피사체와의 거리를 구할 수 있다.
포커스 렌즈의 위치로부터 초점 거리를 계산하는 렌즈 공식은 다음과 같다.
도 8을 참조하면, a는 피사체로부터 렌즈까지의 거리, b는 렌즈로부터 상까지의 거리, f는 렌즈 초점 거리를 나타낸다.
물체거리 a와 상거리 b의 관계는 다음의 렌즈 공식과 같다.
Figure pat00001
다중 카메라 시스템은 두 개 이상의 카메라 모듈들을 포함하고, 카메라 모듈들 각각으로부터 입력되는 영상들을 이용하여, 특정 객체에 대한 초점을 검출하거나 입체 영상을 생성할 수 있다. 특히, 다중 카메라 시스템은 특정 객체의 위치를 검출하기 위하여, 좌측 및 우측에 설치된 두 대의 카메라에서 입력되는 두 개의 영상으로부터 디스패리티(disparity)를 계산할 수 있다. 예를 들어, 다중 카메라 시스템은 한쪽 영상 내의 특정 위치에 표시되는 객체가 다른 쪽 영상에서는 어느 위치에 표시되는지를 검출하고, 두 위치의 차이(디스패리티)를 추출할 수 있다. 다중 카메라 시스템은 디스패리티를 이용하여, 특정 객체에 대한 초점을 검출하거나 두 개의 카메라로부터 특정 객체까지의 거리 값을 계산할 수 있다.
Z 축 이동 속도계산부 660는 거리판단부 650으로부터 수신한 거리 정보를 이용하여 피사체 영역의 이동 속도를 계산할 수 있다.
동작 440에서, 영상 촬영 장치 100는 측정된 이동 속도에 기초하여 피사체 영역이, 설정된 포커스 렌즈의 위치에 도달하는 시간을 예측함으로써 촬영 시간을 결정한다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100의 제어부 120는 Z 축 이동 속도 예측 모듈 670, 촬영 시간 계산 모듈 680 을 이용하여 촬영 시간을 결정할 수 있다.
Z 축 이동 속도 예측 모듈 670은 피사체 영역 이 포커스 렌즈 설정 위치 의 거리에 가까워지면 동체 예측 기능을 사용하여 피사체가 정확하게 초점이 맞는 시간이 언제인지 예측을 할 수 있다.
Z축 이동 속도 예측 모듈 670은 동체 예측 기능을 통하여 피사체의 속도를 검출해내고, 적정 노출 시간을 계산해낼 수도 있다. 적정 노출 시간에 따라 셔터의 스피드가 결정될 수 있다. 통상적으로 빛이 많지 않은 영상에서는 노출을 길게 함으로써, 그리고 빛이 많은 영상에서는 노출을 짧게 함으로써 촬영 영상을 선명하게 할 수 있다. 한편, 피사체의 속도가 빠르면 노출을 짧게 함으로써 선명한 영상을 얻을 수 있다. 예를 들어 자동차 경주에서 피사체인 자동차를 촬영한다거나 또는 달리기 하는 아이를 피사체로 촬영하는 경우 등 본 실시예들이 적용되는 상황은 피사체의 이동 속도가 빠른 경우일 수 있다. 따라서 이러한 움직이는 피사체를 촬영하는 경우에 노출 시간을 적절히 조정하는 것이 필요하다. 일 실시예에 따라서 영상 촬영 장치 100는 Z 축 이동 속도 예측 모듈 670을 통하여 피사체의 이동 속도를 예측할 수 있기 때문에, 예측된 이동 속도에 적합한 노출 시간을 계산할 수 있다. 영상 촬영 장치 100의 제어부 120는 계산된 노출 시간을 이용하여 촬상 센서 제어부 7로 제어 신호를 제공할 수 있다.
촬영 시간 계산 모듈 680은 Z 축 이동 속도 예측 모듈 670로부터 피사체가 정확하게 초점이 맞는 시간을 수신하고, 여기에 셔터 릴리즈 래그(Shutter Release Lag)을 고려하여 최적의 셔터 릴리즈 타이밍(Shutter Release Timing)을 계산할 수 있다. 촬영 시간 계산 모듈 680은 계산된 최적의 셔터 릴리즈 타이밍이 되면 릴리즈 신호(Release Signal)를 촬영부 110에 제공할 수 있다.
도 9는 촬영 시간 계산 모듈 680이 최적의 셔터 릴리즈 타이밍을 계산하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
피사체가 등속 운동을 한다고 가정하면 촬영 타이밍은 도 9에 도시된 바와 같이 선형적이기 때문에 단순 1차 함수로 촬영 타이밍을 계산하는 것이 가능하다.
피사체 까지의 거리는 렌즈 공식을 사용하여 위상차 AF 또는 뎁쓰 정보로 계산하는 것이 가능하다. 등간격의 영상 (라이브 뷰 영상)으로부터 위상차 AF 정보 또는 뎁쓰 정보를 통하여 피사체의 이동 속도를 계산해내는 것이 가능하다. 또한 카메라는 셔터 릴리즈 래그를 알고 있다. 따라서 촬영 시간 계산 모듈 680은 피사체가 촬영할 거리에 도달하는 시점에서 셔터 릴리즈 래그를 빼면 릴리즈 신호를 출력해야 할 시간이 되며 이 시간에 촬영 시간 계산 모듈 680에서 릴리즈 신호를 출력해주면 정확하게 피사체가 포커스되는 타이밍에 피사체의 영상을 획득할 수 있다.
도 9을 참조하면, 그래프에서 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 피사체의 거리를 나타낸다. 시간이 경과함에 따라 피사체의 거리가 촬영할 거리에 가까워진다. 촬영할 거리에서의 촬영 타이밍은 a2 이지만, 본 실시예에서는 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 촬영 타이밍 a2 에서 셔터 릴리즈 래그에 해당하는 시간 만큼을 뺀 타이밍 a1을 셔터 릴리즈 신호를 제공하는 시간으로 결정할 수 있다. 이와 같이 셔터 릴리즈 신호를 제공하는 타이밍을 a1으로 결정하면 촬영 타이밍 a2에서 정확하게 노출이 시작되어 촬영을 시작하게 되고 노출 시간이 경과하면 촬영이 완료될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 영상 촬영 장치 100는 피사체의 이동 속도를 예측하기 때문에 예측된 이동 속도를 참조하여 노출 시간도 적절히 결정할 수 있다.
동작 450에서, 영상 촬영 장치 100는 결정된 촬영 시간에 피사체를 촬영한다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100의 제어부 120는 촬영 시간 계산 모듈 680을 이용하여 결정된 촬영 시간에 피사체를 촬영하도록 촬영부 110을 제어할 수 있다. 구체적으로, 촬영 시간 계산 모듈 680은 피사체를 촬영할 거리에서의 촬영 타이밍에서 셔터 릴리즈 래그에 해당하는 시간만큼을 뺀 타이밍에 셔터릴리즈 신호를 촬상 센서 제어부 7로 제공할 수 있다. 촬상 센서 제어부 7은 촬상 센서 6의 셔터 5를 개폐를 제어함으로써 피사체의 촬영을 수행한다.
예를 들어, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 520에서 초점이 맞은 피사체 620를 촬영할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 710에서 초점이 맞은 피사체 730를 촬영할 수 있다.
실시예들에 따라 도 4에 도시된 동작 410의 포커스 렌즈의 위치 설정은 자동 또는 수동으로 수행될 수 있다.
일 실시예에 따라 수동 설정의 한 방법으로, 렌즈의 포커스 링을 조절하여 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리와 동일한 거리의 다른 피사체에 초점이 맞도록 포커스 렌즈의 위치가 설정될 수 있다. 포커스 링은 렌즈의 바깥에 배열되어 사용자가 돌릴 수 있게 구성되며 사용자가 포커스 링을 돌리면 그에 따라 영상 촬영 장치는 하나 이상의 렌즈를 이동시켜 포커싱을 맞추기 위한 구성요소이다. 일 실시예에 따라 사용자가 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리의 다른 피사체에 초점이 맞도록 렌즈의 포커스 링을 조절하면 영상 촬영장치는 해당 다른 피사체에 초점이 맞도록 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다. 물론 사용자가 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 다른 피사체가 없다면 그냥 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수도 있다.
영상 촬영 장치 100는 포커스 피킹(Focus peaking)과 같이 초점이 맞는 영역을 보여줌으로써 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다. 포커스 피킹은 디지털 카메라에서 라이브 프리뷰(live preview) 또는 전자 뷰파인더(electronic viewfinders)에서 포커싱을 도와주는 기능으로, 에지 검출 필터(edge detection filter)를 이용하여 이미지 내의 인포커스 에지(in-focus edge)상에 화이트 또는 컬러 하이라이트를 위치시킴으로써 사용자에게 현재 어느 부분이 포커스되고 있는지를 보여준다.
일 실시예에 따라 자동 설정의 한 방법으로 현재 설정되는 AF 영역 또는 센터 AF 영역에 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리와 동일한 거리에 있는 다른 피사체를 위치시키고, 반셔터를 눌러 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
영상 촬영 장치의 조작부에 마련된 셔터 릴리즈 버튼은 세가지 상태를 유지할 수 있다. 셔터 릴리즈 버튼을 누르기 전의 촬영 대기 상태, 셔터 릴리즈 버튼을 절반 정도 눌러서 초점이 잡히는 반셔터 상태, 셔터 릴리즈 버튼을 완전히 눌러서 촬영중인 상태이다. 사용자는 현재 설정되는 AF 영역 또는 센터 AF 영역에 다른 피사체를 위치시키고 반셔터를 누르면 영상 촬영장치는 해당 피사체에 포커스가 맞는 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
도 10은 AF 영역에 피사체를 위치시키고 반셔터를 눌러서 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 방법을 설명하는 참고도이다.
도 10의 (a)를 참조하면, 예를 들어 영상 촬영 장치 100는 자동차 트랙 영상의 중앙에 AF 영역 1010을 설정한다. 그러나 사용자가 원하는 포커스 렌즈 타겟 위치는 1020 이다. 이때 사용자는 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 영상 촬영 장치 100를 왼쪽 아래로 다소 이동시킴으로써 AF 영역 1010을 타겟 위치 1020에 이동시킬 수 있다. AF 영역 1010이 타겟 위치 1020에 위치된 상태에서 사용자가 반셔터를 누르면 영상 촬영 장치 100는 타겟 위치 1020에 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 자동 설정의 한 방법으로 화면상에서 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리와 동일한 거리의 피사체를 터치하여 터치한 영역을 기반으로 AF를 수행하여 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다.
도 11은 디스플레이부 130에서 보여지는 화면 100을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 디스플레이부 130에서 보여지는 화면상에서 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리와 동일한 거리의 피사체 1120에 사용자가 손가락 등의 입력 수단 1110을 이용하여 터치를 하면 영상 촬영 장치 100는 입력 수단에 의해 터치가 된 영역 1120을 인식하여 이 영역을 기반으로 오토 포커스를 수행하여 포커스 렌즈의 위치를 설정할 수 있다. 물론 이러한 터치 입력 인식을 위해 디스플레이부 130는 터치 센서티브 스크린으로 구현될 수 있다.
실시예들에 따라 도 4에 도시된 동작 420의 촬영할 피사체 영역 설정은 사용자로부터의 입력 없이 자동으로 또는 사용자로부터의 입력에 기초하여 수동으로 수행될 수 있다.
일 실시예에 따라 수동적인 방법의 하나로서 영상 촬영 장치 100는 화면상에 처음부터 촬영할 피사체가 들어오는 경우 터치 또는 영역 선택을 사용하여 피사체 영역을 선택할 수 있다.
예를 들어 도 12에 도시된 바와 같이 화면 1200상에 촬영할 피사체가 들어온 경우에 사용자는 손가락 등의 입력 수단 1230을 이용하여 해당하는 피사체 1210를 터치하거나 선택하고, 영상 촬영 장치 100는 터치 스크린으로 구성된 디스플레이부 130를 통해 수신되는 입력을 감지함으로써 피사체 영역을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 수동적인 방법의 하나로서 영상 촬영 장치 100는 화면 상에 촬영할 피사체가 존재하지 않는 경우 터치 또는 영역 선택을 사용하여 피사체가 들어올 거라 예상되는 영역을 선택할 수 있다.
예를 들어 도 13에 도시된 바와 같이 화면 1300상에 아직 촬영할 피사체가 들어오지 않은 경우라도 사용자는 손가락 등의 입력 수단 1330을 이용하여 포커스 렌즈 설정 위치 1320와 가까운 위치에서 피사체가 들어올 거라 예상되는 영역 1310에 터치를 하거나 영역 선택을 함으로써 피사체 영역을 입력하고, 영상 촬영 장치 100는 터치 스크린으로 구성된 디스플레이부 130를 통해 수신된 입력을 감지함으로써 피사체 영역을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 자동적인 방법의 하나로서 영상 촬영 장치 100는 전체 화면을 임의로 분할하고 각 영역의 거리 및 Z 축 방향 이동 속도를 측정하여, 이동속도가 검출되는 영역을 피사체 영역으로 설정할 수 있다. 그리고 해당 영역을 트래킹하여 자동 촬영을 수행할 수 있다.
도 14를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 전체 화면 1400을 두개 이상의 서브 영역으로 분할할 수 있다. 예를 들어 도 14를 참조하면 영상 촬영 장치 100는 화면 1400을 5X6의 서브 영역으로 분할하고, 분할된 각 서브 영역에서의 거리 및 Z 축 방향 이동 속도를 측정할 수 있다. 영상 촬영 장치 100는 이중 이동속도가 검출되는 영역을 피사체 영역으로 설정할 수 있다. 도 14를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 피사체 1420이 포함된 서브 영역 1410에서 이동 속도를 검출할 수 있다. 따라서 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1410을 피사체 영역으로 설정할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따라 피사체가 포함된 서브 영역을 검출하고 해당 서브 영역을 피사체 영역으로 설정하고 트래킹하여 자동 촬영하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 15의 (a)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 피사체 1420의 이동속도가 검출된 서브 영역 1410을 검출하고, 해당 서브 영역 1410을 피사체 영역으로 설정한다.
도 15의 (b)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 1410의 이동을 트래킹하여, 피사체 영역 1410의 좌표 변화를 트래킹함으로써 피사체 영역 1410의 거리를 판단하고 이동 속도를 측정한다.
도 15의 (c)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 1410의 거리가 포커스 렌즈 설정 위치 1430에 가까워지면, 서브 영역 14110이 포커스 렌즈 설정 위치 1430의 거리에 도달하는 시간을 예측하고 또한 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 셔터 릴리즈 신호를 제공할 타이밍을 계산한다.
도 15의 (d)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 141000이 포커스 렌즈 설정 위치 1430의 거리에 도달하기 전, 앞서 계산된 셔터 릴리즈 신호를 제공할 타이밍에 셔터 릴리즈 신호를 촬영부에 제공함으로써 피사체 영역 1410이 포커스 렌즈 설정 위치 1430에 도달했을 때 정확하게 피사체 영역 1410이 포커스된 영상을 촬영할 수 있다.
일 실시예에 따라 자동적인 방법의 하나로서 영상 촬영 장치 100는 전체 화면을 임의로 분할하고 고정된 각 영역의 거리 및 Z 축 방향 이동 속도를 측정하며, 설정된 포커스 렌즈 위치에 초점이 맞을 것으로 예상되는 영역이 검출되면 자동 촬영을 시작할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따라 자동적인 방법으로 피사체 영역 설정 없이 피사체를 검출하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 16의 (a)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 화면을 복수개의 서브 영역으로 분할한다. 예를 들어 도 16의 (a)에서는 화면을 5X5의 서브 영역으로 분할한 것이 도시되어 있다. 영상 촬영 장치 100는 분할된 복수개의 서브 영역들의 각각에서 움직임을 검출하며 움직임이 있으면 각 영역의 거리 및 Z 축 이동 방향 속도를 측정할 수 있다.
도 16의 (a)와 같은 화면 상태에서 트랙상에 피사체 1420가 출현한 것이 도시되어 있다. 포커스 렌즈 설정 위치 1430는 트랙의 앞쪽에 있고, 따라서 피사체 1420이 촬영되어야 하는 위치는 개략적으로 서브 영역 1620이 될 수 있다. 그리고 피사체 1420를 서브 영역 1620에서 촬영하기 위해서는 피사체 1420가 서브 영역 1620에 들어오기 전의 서브 영역 1610에서부터 피사체의 움직임을 모니터링해야 할 것이다. 따라서 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 1430이 결정되면, 피사체의 거리를 모니터링하고 피사체를 촬영하는 서브 영역 1610과 1620을 설정할 수 있을 것이다. 물론 도 16의 (a)에서는 예시로서 화면을 5X5 로 분할하였지만 피사체의 정확한 움직임 검출을 위해서는 화면을 더 작은 단위로 분할할 수도 있을 것이다. 또한 도 16의 (a)에서는 피사체의 움직임을 검출하기 시작하고 피사체를 촬영하는 영역을 서브 영역 1610과 서브 영역 1620로 표시하였지만 이는 일 예에 불과하며, 서브 영역 1610과 서브 영역 1620은, 포커스 렌즈 설정 위치 130에서 피사체를 촬영하기 위한 미리 준비하기 위한 영역이면 어떠한 형태로도 결정될 수 있을 것이다.
도 16의 (b)를 참조하면, 시간이 경과하여 피사체 1420이 서브 영역 1610에 들어온 것을 표시하고 있다. 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1610과 서브 영역 1620에서의 움직임 검출을 모니터링하고 있으므로 서브 영역 1610에서 피사체 1420가 이동하고 있으면 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1610에서의 거리 및 Z 축 이동 방향 속도를 측정할 수 있다. 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1610에서의 피사체의 이동 속도에 기초해서 이 피사체가 포커스 렌즈 설정 위치 1430에 도달하기까지의 시간을 계산할 수 있고 계산된 시간에 기초해서 촬영 타이밍을 결정할 수 있다.
촬영 타이밍을 결정한 후 영상 촬영 장치 100는 촬영 타이밍에 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 미리 촬영부 110로셔터 릴리즈 신호를 제공할 수 있다.
도 16의 (c)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 1430의 거리에 피사체 1420이 도착하기 전에 도 16의 (b) 상태에서 미리 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 셔터 릴리즈 신호를 촬영부로 제공했기 때문에 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이 서브 영역 1620에서 피사체의 움직임이 검출되는 시점에 정확히 피사체를 촬영할 수 있게 된다.
실시예들에 따라 영상 촬영 장치 100는 복수의 피사체 영역을 설정하고 연사 기능을 이용하여 복수의 피사체를 촬영할 수 있다.
도 4에 도시된 동작 420의 촬영할 피사체 영역 설정시 영상 촬영 장치 100는 복수개의 피사체 영역을 사용자로부터의 입력 없이 자동으로 또는 사용자로부터의 입력에 기초하여 수동으로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100는 화면상에 존재하는 복수개의 피사체 영역을 수동으로 설정할 수 있다. 수동으로 설정하는 것은 예를 들어 사용자가 복수개의 피사체 영역을 터치 입력하거나 또는 복수개의 피사체 영역 선택을 통하여 수행될 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따라 복수의 피사체 영역을 선택하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
사용자는 달리기 경주에 참여하는 하나 이상의 아이들에 대응하는 복수의 피사체를 설정할 수 있다. 예를 들어 도 17을 참조하면, 사용자는 제1 피사체 영역 1710, 제2 피사체 영역 1720, 제3 피사체 영역 1730, 제4 피사체 영역 1740을 설정할 수 있다. 영상 촬영 장치 100는 터치 스크린으로 구현된 디스플레이부 130에 표시된 화면에서 제1 피사체 영역 1710, 제2 피사체 영역 1720, 제3 피사체 영역 1730, 제4 피사체 영역 1740를 터치하는 사용자 입력을 감지하고 터치 입력된 제1 피사체 영역 1710 내지 제4 피사체 영역 1740를 복수의 피사체 영역으로 설정할 수 있다. 또는 사용자는 디스플레이부 130에 표시된 화면에서 제1 피사체 영역 1710, 제2 피사체 영역 1720, 제3 피사체 영역 1730, 제4 피사체 영역 1740를 영역 선택하는 입력을 수신함으로써 1 피사체 영역 1710 내지 제4 피사체 영역 1740를 복수의 피사체 영역으로 설정할 수 있다.
영상 촬영 장치 100는 복수의 피사체 영역을 설정하면 복수의 피사체 영역 각각에 대해서 도 4에 도시된 바와 같은 동작을 수행함으로써 복수의 피사체 영역 각각을 트래킹하고 복수의 피사체 영역 각각에 대한 촬영 타이밍을 계산하고 각 피사체 영역에 대응하는 셔터 릴리즈 신호를 촬영부 110에 제공함으로써 복수의 피사체 영역 각각에 대해 포커스 렌즈 설정 위치에서 촬영을 할 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100는 복수개의 피사체 영역 설정에 대한 입력을 사용자로부터 수신하는 것 없이 자동으로 복수개의 피사체 영역을 검출하여 검출된 복수개의 피사체 영역을 설정할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따라 자동으로 복수개의 피사체 영역을 설정하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 18의 (a)는 자동차 트랙을 촬영하고자 하는 화면이다.
영상 촬영 장치 100는 화면을 복수개의 서브 영역으로 분할할 수 있다. 도 18의 (a)를 참조하면 영상 촬영 장치 100는 화면을 5X7의 서브 영역으로 분할한 것이 도시되어 있다.
영상 촬영 장치 100는 분할된 복수개의 서브 영역 각각에서의 거리 및 이동 속도를 측정하고 움직임이 검출되는 서브 영역을 피사체 영역으로 설정할 수 있다.
예를 들어 도 18의 (a)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 제1 서브 영역 (2,1), 제2 서브영역 (2,2), 제3 서브영역(2,3), 제4서브 영역(2,4), 제5서브 영역 (3,3) 에서 움직임을 검출할 수 있다. 따라서 영상 촬영 장치 100는 제1서브 영역을 제1 피사체 영역으로, 제2 서브 영역을 제2 피사체 영역으로, 제3서브 영역을 제3 피사체 영역으로, 제4서브 영역을 제4피사체 영역으로, 제5 서브 영역을 제5피사체 영역으로 설정할 수 있다.
도 18의 (b)를 참조하면, 제1 피사체 영역 내지 제5피사체 영역은 조금 더 포커스 렌즈 설정 위치 1800를 향하여 이동한 도면이 도시되어 있다. 제5 피사체 영역은 포커스 렌즈 설정 위치 1800에 가까이 왔으므로 영상 촬영 장치 100는 제5 피사체 영역의 이동 속도 예측에 따라 제5 피사체 영역이 포커스 렌즈 설정 위치 1800까지 도달하는 시간을 계산하고 촬영 타이밍을 결정할 수 있다. 그리고 영상 촬영 장치 100는 제 5 피사체 영역이 포커스 렌즈 설정 위치 1800에서 초점이 맞을 때 촬영될 수 있도록 미리 촬영부 110로, 결정된 촬영 타이밍을 고려하여 셔터 릴리즈 신호를 제공할 수 있다.
도 18의 (c)를 참조하면 영상 촬영 장치 100는 제5 피사체 영역이 포커스 렌즈 설정 위치 1800에 도달했을 때의 영상을 획득할 수 있다. 그리고 영상 촬영 장치 100는 제4 피사체 영역이 포커스 설정 렌즈 위치 1800에 가까이 왔으므로 제4 피사체 영역의 이동 속도 예측에 따라 제4 피사체 영역이 포커스 렌즈 설정 위치 1800까지 도달하는 시간을 계산하고 촬영 타이밍을 결정할 수 있다.
도 18의 (d)를 참조하면 영상 촬영 장치 100는 제4 피사체 영역이 포커스 렌즈 설정 위치 1800에 도달했을 때의 영상을 획득할 수 있다.
영상 촬영 장치 100는 이와 같이 움직임 검출에 의해 복수의 피사체 영역을 설정하면 복수의 피사체 영역 각각에 대해서 도 4에 도시된 바와 같은 동작을 수행함으로써 복수의 피사체 영역 각각을 트래킹하고 복수의 피사체 영역 각각에 대한 촬영 타이밍을 계산하고 각 피사체 영역에 대응하는 셔터 릴리즈 신호를 촬영부 110에 제공함으로써 복수의 피사체 영역 각각에 대해 포커스 렌즈 설정 위치에서 촬영을 할 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100는 복수개의 피사체 영역 설정에 대한 입력을 사용자로부터 수신하는 것 없이 자동으로 복수개의 피사체 영역을 검출하고, 검출된 피사체 영역을 트래킹하는 것 없이 포커스 렌즈 설정 위치에 가까운 영역에서 움직임이 검출되면 영상을 촬영할 수 있다.
도 19의 (a)는 일 실시예에 따라 피사체 영역 설정없이 복수의 피사체를 검출하여 촬영하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
영상 촬영 장치 100는 화면을 복수개의 서브 영역으로 분할할 수 있다. 도 19a를 참조하면 영상 촬영 장치 100는 화면을 5X7의 서브 영역으로 분할한 것이 도시되어 있다.
영상 촬영 장치 100는 분할된 복수개의 서브 영역 각각에서의 거리 및 이동 속도를 측정하고 움직임이 검출되는 지를 판단한다.
예를 들어 도 19의 (a)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 (2,1), 서브영역 (2,2), 서브영역(2,3), 서브 영역(2,4), 서브 영역 (3,3) 에서 각각 제1피사체, 제2피사체, 제3피사체, 제4피사체, 제5피사체의 움직임을 검출할 수 있다. 그러나 도 19의 (a)에 도시된 예에서는 도 18의 (a)에 도시된 예에서와 달리 영상 촬영 장치 100는 움직임이 검출된 서브 영역을 피사체 영역으로 설정하는 것 없이 매 순간 움직임이 검출되는 서브 영역을 모니터링하고, 포커스 렌즈 설정 위치 1900의 가까운 위치의 서브 영역에 움직임이 검출될 때마다 연사 기능을 이용하여 영상을 촬영할 수 있다.
도 19의 (a)에서 피사체들이 촬영되어야 하는 위치는 개략적으로 서브 영역 1920이 될 수 있다. 그리고 피사체들을 서브 영역 1920에서 촬영하기 위해서는 피사체들이 서브 영역 1920에 들어오기 전의 서브 영역 1910에서부터 피사체의 움직임을 모니터링해야 할 것이다. 따라서 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 1900이 결정되면, 피사체의 거리를 모니터링하고 피사체를 촬영하는 서브 영역 1910과 1920을 설정할 수 있을 것이다. 물론 도 19의 (a)에서는 예시로서 화면을 5X7 로 분할하였지만 피사체의 정확한 움직임 검출을 위해서는 화면을 더 작은 단위로 분할할 수도 있을 것이다. 또한 도 19의 (a)에서는 피사체의 움직임을 검출하기 시작하고 피사체를 촬영하는 영역을 서브 영역 1910과 서브 영역 1920로 표시하였지만 이는 일 예에 불과하며, 서브 영역 1910과 서브 영역 1920은, 포커스 렌즈 설정 위치 1900에서 피사체를 촬영하기 위한 미리 준비하기 위한 영역이면 어떠한 형태로도 결정될 수 있을 것이다.
도 19의 (b)를 참조하면, 시간이 경과하여 제5피사체가 서브 영역 1910에 들어온 것을 표시하고 있다. 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1910과 서브 영역 1920에서의 움직임 검출을 모니터링하고 있으므로 서브 영역 1910에서 제5피사체가 이동하고 있으면 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1910에서의 거리 및 Z 축 이동 방향 속도를 측정할 수 있다. 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1910에서의 피사체의 이동 속도에 기초해서 이 피사체가 포커스 렌즈 설정 위치 1900에 도달하기까지의 시간을 계산할 수 있고 계산된 시간에 기초해서 촬영 타이밍을 결정할 수 있다.
촬영 타이밍을 결정한 후 영상 촬영 장치 100는 촬영 타이밍에 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 미리 촬영부 110로셔터 릴리즈 신호를 제공할 수 있다.
도 19의 (c)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 1900의 거리에 제5피사체가 도착하기 전에 도 19의 (b) 상태에서 미리 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 셔터 릴리즈 신호를 촬영부로 제공했기 때문에 도 19의 (c)에 도시된 바와 같이 서브 영역 1920에서 제5피사체의 움직임이 검출되는 시점에 정확히 제5피사체를 촬영할 수 있게 된다.
또한 영상 촬영 장치 100는 서브 영역 1910에서 제4피사체의 움직임이 검출되기 때문에 서브 영역 1910에서의 제4피사체의 이동 속도에 기초해서 제4피사체가 포커스 렌즈 설정 위치 1900에 도달하기까지의 시간을 계산할 수 있고 계산된 시간에 기초해서 촬영 타이밍을 결정할 수 있다. 촬영 타이밍을 결정한 후 영상 촬영 장치 100는 촬영 타이밍에 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 미리 촬영부 110로셔터 릴리즈 신호를 제공할 수 있다.
도 19의 (d)를 참조하면, 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 1900의 거리에 제4피사체가 도착하기 전에 도 19의 (c) 상태에서 미리 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 셔터 릴리즈 신호를 촬영부로 제공했기 때문에 도 19의 (d)에 도시된 바와 같이 서브 영역 1920에서 제4피사체의 움직임이 검출되는 시점에 정확히 제4피사체를 촬영할 수 있게 된다.
이와 같이 동작함으로써 영상 촬영 장치 100는 포커스 렌즈 설정 위치 1900와 같은 거리에 설정된 서브 영역 1920에서 피사체들을 연속적으로 촬영할 수 있다.
도 17에서 설명한 바와 같이 사용자에 의해 복수의 피사체의 영역이 설정되는 경우에는 촬영하고자 하는 피사체 영역의 개수가 사용자에 의해 정해지기 때문에, 영상 촬영 장치 100가 촬영해야 하는 영상은 피사체 영역의 개수로 정해질 수 있다.
그러나 도 18 및 도 19에서 설명한 바와 같이 복수의 피사체 영역이 사용자에 의해 선택되는 것이 아니라 영상 촬영 장치 100 내부에서 자동으로 설정되는 경우에는, 연사 하여 촬영하는 영상의 개수를 몇 개로 할 지 결정하는 것이 필요하다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100가 연사 기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 모드에서 사용자는 릴리즈 버튼을 누름으로써 영상의 촬영을 멈추게 할 수 있다. 즉, 영상 촬영 장치 100는 연사 기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 동작중 사용자로부터 릴리즈 버튼을 누르는 신호를 수신하면 이를 자동 촬영 모드의 종료 신호로 판단하여 영상의 자동 촬영을 종료할 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100는 연사 기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 동작 모드의 지속 시간을 설정할 수 있다.
도 20a는 일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100가 연사기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 동작모드의 지속 시간을 설정하기 위해 출력하는 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸다.
도 20a를 참조하면 영상 촬영 장치 100의 디스플레이부 130는 연사기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 동작모드의 지속 시간을 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스 2000을 출력할 수 있다.
도 20a에 도시된 사용자 인터페이스 2000에서 사용자는 오토 캡쳐 지속 시간을 초 단위로 설정할 수 있는데, 막대 2020상의 바 2020를 좌우로 이동하여 오토 캡쳐 지속 시간을 설정할 수 있다.
예를 들어 사용자가 도 20a에 도시된 바와 같이 오토 캡쳐 지속 시간을 4초 로 설정하면 영상 촬영 장치 100는 멀티 샷 오토 캡쳐 모드에서 복수의 피사체중 처음 피사체를 자동 촬영한 시점으로부터 해서 4초간 다음 피사체를 연사하여 촬영할 수 있다.
도 20b는 일 실시예에 따라 영상 촬영 장치 100가 연사기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 동작모드의 지속 시간을 설정하기 위해 출력하는 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸다.
도 20b를 참조하면 영상 촬영 장치 100의 디스플레이부 130는 연사기능으로 복수의 피사체를 자동 촬영하는 동작모드의 지속 시간을 프레임 수를 이용하여 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스 2030을 출력할 수 있다.
도 20b에 도시된 사용자 인터페이스 2030에서 사용자는 오토 캡쳐 지속 시간을 프레임 단위로 설정할 수 있는데, 막대 2040 상의 바 2050를 좌우로 이동하여 오토 캡쳐 모드 동안 캡쳐할 영상 프레임의 수를 설정할 수 있다.
예를 들어 사용자가 도 20b에 도시된 바와 같이 오토 캡쳐 모드동안 캡쳐할 영상 프레임의 수를 4매로 설정하면 영상 촬영 장치 100는 멀티 샷 오토 캡쳐 모드에서 복수의 피사체중 처음 피사체를 자동 촬영한 시점으로부터 해서 4회 다음 피사체를 연사하여 촬영하여 4매의 영상 프레임을 생성할 수 있다.
실시예들에 따라 Z 축상에서 이동하는 피사체를 자동을 촬영하는 모드는 다양한 예들에 적용될 수 있다.
도 7을 참조하여 운동회에서 달리기 경주를 촬영하는 영상에서 Z축 트랩 샷 모드에서의 동작을 설명한다.
사용자는 영상 촬영 장치 100를 Z축 트랩 샷 모드(Z axis Trap Shot Mode) 로 설정한다.
영상 촬영 장치 100는 트랙에 촬영을 하고자 하는 거리에 포커스 렌즈의 위치 710을 설정한다. 영상 촬영 장치 100는 아직 화면에 들어오지 않은 피사체에 초점을 맞추어 찍기 위하여 피사체가 들어올 거리와 동일한 거리에(예를 들면 바닥에) 빨간색 영역을 맞추어 반셔터를 누르거나 터치로 Auto Shot 동작을 활성화 시키면, 포커스 렌즈는 우선 해당 위치에 초점을 잡은 후, Lock 된다.
영상 촬영 장치 100는 출발선에 위치한 아이들 중 찍고자 하는 아이를 피사체 영역 720으로 선택한다.
영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 720으로 선택한 아이가 달리기 시작하면 피사체 트래킹 모듈은 피사체의 화면상 위치 변화(X,Y축 변화)를 오브젝트 트래킹 (object tracking) 또는 얼굴 검출(face detection) 기능 등으로 감지 하여 피사체 영역 720의 좌표를 갱신한다.
영상 촬영 장치 100의 피사체 트래킹 모듈은 영상에서 피사체 영역만을 트래킹할 수도 있고, 피사체를 트래킹하면서 포커스 렌즈를 함께 이동하여 보다 정밀한 위상차 AF 값을 확보할 수도 있다.
영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 720이 포커스 렌즈 설정 위치 710의 거리에 가까워 지면, Z축 이동 속도 예측 모듈은 동체 예측 기능을 사용하여 피사체가 정확하게 초점이 맞는 시간이 언제인지 예측을 한다.
영상 촬영 장치 100는 동체 예측 기능을 통하여 피사체의 속도를 검출해 내고, 제어부 (예를 들어, 자동 노출 제어 모듈) 에서 적정 노출 설정을 계산할 때 단순히 밝기 정보만으로 계산하는 것이 아니라, 피사체의 속도가 높은 경우, 피사체 이동에 의한 영상 블러(Blur)를 최저가 되도록 하여 선명한 사진을 찍을 수 있기 위해, 최저 셔터 스피드를 피사체의 속도에 맞추어 1/125초 보다 짧게 설정하고, 영상의 밝기는 ISO 감도 또는 조리개 설정으로 조절하도록 함으로써 적정 노출 시간을 계산할 수 있다. 영상 촬영 장치 100의 촬영 시간 계산 모듈은 최적의 셔터 릴리즈 타이밍(Shutter Release Timing)이 되면 촬영부에 릴리즈 신호를 보내어 샷을 함으로써 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 포커스 렌즈 설정 위치 710에서 피사체 영역 740을 촬영한 영상을 얻을 수 있다.
도 21은 농구 경기를 촬영하는 경우 Z축 트랩 샷 모드에서의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 21을 참조하면, 촬영자 2130가 농구 골대 2120를 향하여 드리블을 하며 달려오는 농구 선수 2110를 찍는 영상 2100에서 촬영자 2130는 농구골대 2120의 근처에 위치하여 멀리에서부터 오는 농구선수 2110가 농구 골대 2120의 거리에 가까이 왔을 때 영상을 촬영하고 싶을 수 있다.
이때 농구선수의 진행 방향, 즉 멀리에서부터 출발하여 농구골대 2120를 향하여 달려 오는 농구선수의 위치와 촬영자 간의 거리가 Z 축이 된다. X축은 영상에서의 가로축이고 Y축은 영상에서 세로축 즉 지면에서의 높이를 나타낸다. 촬영자는 2130는 피사체인 농구선수를 촬영하고자 하는 위치에 포커스 렌즈의 위치 2140을 설정하고, 또한 피사체의 영역 2150을 설정할 수 있다.
영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 2150를 트래킹하여 피사체 영역 2150의 이동 속도를 측정하다가 피사체 영역 2150이 포커스 렌즈 설정 위치 2140에 가까워지면 영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 2150이 포커스 렌즈 설정 위치 2140와 동일 거리에서 초점이 맞는 시간을 예측하고 또한 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 셔터 릴리즈 신호를 제공하는 타이밍을 결정할 수 있다.
동작을 구체적으로 설명한다.
영상촬영장치 100에서 사용자는 Z 축 트랩 샷 모드(Z axis Trap Shot Mode)를 설정한다.
다음, 사용자는 촬영 구도에 따라서 농구 골대에 포커스 렌즈 위치를 설정한다. 즉, 사용자는 농구골대에 AF 영역을 설정하고 반셔터를 누르거나 터치로 Auto Shot 동작을 활성화 시키면, 포커스 렌즈는 우선 AF 위치에 초점을 잡은 후, Lock 된다. 또한 사용자는 피사체 영역 1250을 설정할 수 있다. 이후영상 촬영 장치 100의 거리판단모듈은 피사체 영역 2150의 거리 정보를 검출하기 시작하고, 촬영시간 계산 모듈은 셔터 릴리즈 타이밍을 계산하기 시작한다.
다음, 피사체 설정 영역 2150에 거리(속도) 변화가 검출되기 시작하면 Z축 이동 속도 예측 모듈은 이동 속도를 계산하여 촬영 시간 계산 부에 이동 속도 정보를 넘겨 준다.
다음, Z 축 이동 속도 예측 모듈은 동체 예측 기능을 통하여 피사체의 속도를 검출해 내고, 적정 노출 시간을 계산해 낼 수도 있다.
다음, 촬영 시간 계산 모듈은 최적의 셔터 릴리즈 타이밍이 되면 촬영부에 릴리즈 신호를 보내어 샷을 할 수 있다.
도 22는 놀이공원에서 롤러코스터를 탄 피사체를 촬영하는 상황에서 Z축 트랩 샷 모드에서의 동작을 설명하기 위한 참고도이다. 도 22를 참조하면, 촬영자 2220가 롤러코스터 2210에 탄 다른 사람을 찍는 영상 2200에서 촬영자 2220는 롤러코스터 2210의 앞쪽에 위치하여 멀리에서부터 오는 롤러코스터 2210가 촬영자 2220의 거리에 가까이 왔을 때 영상을 촬영하고 싶을 수 있다.
이때 롤러코스터의 진행 방향, 즉 멀리에서부터 출발하여 촬영자 2220로 향하여 달려 오는 롤러코스터의 위치와 촬영자 간의 거리가 Z 축이 된다. 촬영자 2220는 피사체를 촬영하고자 하는 위치에 포커스 렌즈의 위치 2230을 설정하고, 또한 피사체의 영역 2240을 설정할 수 있다.
영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 2240를 트래킹하여 피사체 영역 2240의 이동 속도를 측정하다가 피사체 영역 2240이 포커스 렌즈 설정 위치 2230에 가까워지면 영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 2240이 포커스 렌즈 설정 위치 2230와 동일 거리에서 초점이 맞는 시간을 예측하고 또한 셔터 릴리즈 래그를 고려하여 셔터 릴리즈 신호를 제공하는 타이밍을 결정할 수 있다.
도 23은 자동차 경주를 촬영하는 영상에서 Z축 트랩 샷 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
영상 촬영 장치 100는 Z 축 트랩 샷 모드(Z axis Trap Shot Mode)를 설정한다.
사용자는 영상 2300에서 피사체인 자동차를 촬영하기 희망하는 거리에 있는 다른 피사체에 포커스 렌즈 위치 2310을 설정한다. 예를 들어, 영상 촬영 장치 100는 피사체가 들어올 거리와 동일한 거리에(예를 들면 바닥에) 빨간색 영역을 맞추어 반셔터를 누르거나 터치로 오토 샷(Auto Shot) 동작을 활성화 시키면, 포커스 렌즈는 우선 해당 위치에 초점을 잡은 후, Lock 된다.
또한 사용자는 영상 2300에서 아직 피사체가 없기 때문에 사용자는 영상 2300에서 피사체를 촬영하기를 희망하는 위치에 피사체 영역 2320을 설정할 수 있다.
영상 촬영 장치 100의 거리 판단 모듈은 피사체 영역 2320의 거리(위상차 또는 Depth) 정보를 검출하기 시작하고, 촬영 시간 계산 모듈은 셔터 릴리즈 타이밍(Shutter Release Timing)을 계산하기 시작한다.
영상 촬영 장치 100는 피사체 영역 2320에 피사체가 들어오면서 속도(위상차) 정보의 변화가 발생하게 되면, 이후 Z축 이동 속도 예측 모듈에서 위상차 AF의 동체 예측 기능을 사용하여 피사체가 정확하게 초점이 맞는 시간이 언제인지 예측을 한다.
영상 촬영 장치 100는 동체 예측 기능을 통하여 피사체의 속도를 검출해 내고, 적정 노출 시간을 계산해 낼 수도 있다. 영상 촬영 장치 100의 촬영 시간 계산 모듈은 최적의 셔터 릴리즈 타이밍(Shutter Release Timing)이 되면 촬영부에 릴리즈 신호를 보내어 샷을 함으로써 도 23의 (b)에 도시된 바와 같이 포커스 렌즈 설정 위치 2310에서 피사체 2330을 촬영한 영상을 얻을 수 있다.
일 실시예에 따른 촬영 장치의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 영상 촬영 장치에 있어서,
    영상을 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부에 연결된 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정하고,
    촬영할 피사체의 이동 속도를 측정하고,
    상기 측정된 이동 속도에 기초하여 상기 피사체가 상기 설정된 포커스 렌즈의 위치에 도달하는 시간을 예측함으로써 촬영 시간을 결정하고,
    상기 결정된 촬영 시간에 상기 피사체를 촬영하도록 상기 촬영부를 제어하는, 영상 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    셔터 릴리즈 래그를 더 고려하여 상기 촬영 시간을 결정하는, 영상 촬영 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체에 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는, 영상 촬영 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체상에서 터치 입력을 수신함으로써 상기 터치한 영역을 기반으로 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는, 영상 촬영 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체를 AF 영역에 위치시키고 반셔터 입력을 수신함으로써 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는, 영상 촬영 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    화면상에 표시된 하나 이상의 피사체 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 상기 하나 이상의 피사체 영역을 설정하는, 영상 촬영 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    화면상에 피사체가 나타날 것으로 예상되는 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 피사체 영역을 설정하는, 영상 촬영 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 상기 복수개의 서브 영역중 이동속도가 검출되는 하나 이상의 영역을 하나 이상의 피사체 영역으로 설정하는, 영상 촬영 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 각 서브 영역의 거리 및 이동 속도를 측정하여 설정된 포커스 렌즈 위치에 초점이 맞을 것으로 예상되는 영역이 검출되면 자동 촬영을 수행하는, 영상 촬영 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    복수의 피사체를 촬영하는 모드에서 복수의 피사체를 촬영을 지속하는 시간을 설정할 수도 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공하는, 영상 촬영 장치.
  11. 영상 촬영 방법에 있어서,
    촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계;
    촬영할 피사체의 이동 속도를 측정하는 단계;
    상기 측정된 이동 속도에 기초하여 상기 피사체가 상기 설정된 포커스 렌즈의 위치에 도달하는 시간을 예측함으로써 촬영 시간을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 촬영 시간에 상기 피사체를 촬영하는 단계를 포함하는 영상 촬영 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 촬영 시간을 결정하는 단계는,
    셔터 릴리즈 래그를 더 고려하여 상기 촬영 시간을 결정하는 단계를 포함하는 영상 촬영 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계는,
    상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체에 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계를 포함하는 영상 촬영 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계는,
    상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체상에서 터치 입력을 수신함으로써 상기 터치한 영역을 기반으로 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계를 포함하는 영상 촬영 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계는,
    상기 촬영할 피사체가 위치할 것으로 예상되는 거리에 존재하는 다른 피사체를 AF 영역에 위치시키고 반셔터 입력을 수신함으로써 상기 포커스 렌즈의 위치를 설정하는 단계를 포함하는 영상 촬영 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    화면상에 표시된 하나 이상의 피사체 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 상기 하나 이상의 피사체 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는 영상 촬영 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    화면상에 피사체가 나타날 것으로 예상되는 영역에 대한 사용자 선택을 수신함으로써 상기 피사체 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는 영상 촬영 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 상기 복수개의 서브 영역중 이동속도가 검출되는 하나 이상의 영역을 하나 이상의 피사체 영역으로 설정하는 단계를 더 포함하는 영상 촬영 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    화면을 복수개의 서브 영역으로 분할하고, 각 서브 영역의 거리 및 이동 속도를 측정하여 설정된 포커스 렌즈 위치에 초점이 맞을 것으로 예상되는 영역이 검출되면 자동 촬영을 수행하는 단계를 더 포함하는 영상 촬영 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    복수의 피사체를 촬영하는 모드에서 복수의 피사체를 촬영을 지속하는 시간을 설정할 수도 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공하는 단계를 더 포함하는 영상 촬영 방법.
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