WO2020246710A1 - 뎁스 맵 결정 방법 및 그 방법을 적용한 전자 장치 - Google Patents

뎁스 맵 결정 방법 및 그 방법을 적용한 전자 장치 Download PDF

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WO2020246710A1
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image
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psf
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PCT/KR2020/005513
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김창곤
이정원
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삼성전자 주식회사
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    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/61—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise the noise originating only from the lens unit, e.g. flare, shading, vignetting or "cos4"

Definitions

  • Embodiments disclosed in this document relate to a depth map determination technique based on a multi-pixel image sensor.
  • the electronic device may apply an optical effect of blurring a peripheral area other than a designated subject in an image acquired using a camera. For example, the electronic device determines the disparity of a region of interest (ROI) of a first image (eg, left image) and a second image (eg, right image) acquired using a stereo camera. You can decide. Based on the determined disparity, the electronic device provides optical effects (eg, live focus, out focus, or bokeh) on the first image and the second image, or a composite image of the second image and the second image. (Bokeh)) can be applied.
  • ROI region of interest
  • the electronic device may include, for example, a 2PD (photo diode) structure camera (hereinafter referred to as a '2PD camera') including two phase difference detection light-receiving elements (eg, photo diodes) in each pixel when the mounting space is insufficient. I can.
  • the electronic device may generate several images in which a phase difference occurs according to a focus through one shot using a 2PD camera, and apply the optical effect based on disparity between the generated images.
  • the 2PD camera may have different blur characteristics (eg, point spread function (PSF)) of the first image and the blur characteristics of the second image.
  • the 2PD camera may have different blur characteristics according to image height. Since the 2PD camera has a short baseline, disparity between the first image and the second image may be small.
  • the 2PD camera has a low signal-to-noise ratio because multiple images having different phase differences can be generated by one capture, and thus may be sensitive to the deviation of the blur characteristic. This problem may also occur in cameras including more than two phase difference detection light-receiving elements (eg, photo diodes) in each pixel.
  • Various embodiments disclosed in this document may provide a method of determining a depth map based on blur characteristic information of a multi-pixel in an image sensor having a multi-pixel structure, and an electronic device to which the method is applied.
  • An electronic device includes a lens unit, a driving circuit for moving the lens unit along an optical axis, an image sensor, and the image sensor transmits light passing through the lens unit to a first optical path group. group) and second group pixels receiving light passing through the lens unit through a second optical path group, and the first group pixel for a plurality of focus positions of the lens unit
  • a memory for storing first PSF characteristic information corresponding to the first PSF characteristic information and second PSF characteristic information corresponding to the second group pixels
  • a processor operatively connected to the driving circuit, the image sensor, and the memory, ,
  • the processor obtains the first image and the second image using the first group pixels and the second group pixels, and performs a first correction based on the first image and the second PSF characteristic information Generate candidate images, generate second correction candidate images based on the second image and the first PSF characteristic information, and calculate a matching cost between the first correction candidate images and the second correction candidate images in pixels And determining a depth map corresponding to a matching cost between the
  • a method for determining a depth map by an electronic device acquires a first image by using first group pixels receiving light passing through a lens unit through a first optical path group, Acquiring a second image using second group pixels receiving light passing through the lens unit through the second optical path group, and a first PSF corresponding to the first group pixels according to a plurality of focus positions
  • the operation of acquiring characteristic information and second PSF characteristic information in the second group pixels, generating first correction candidate images based on the first image and the second PSF characteristic information, and generating the second image and the second PSF characteristic information Generating second correction candidate images based on first PSF characteristic information, checking a matching cost between the first correction candidate images and the second correction candidate images in pixel units, and the first correction candidate It may include an operation of determining a depth map corresponding to a matching cost between the image and the second correction candidate image.
  • a depth map may be determined based on blur characteristic information of a multi-pixel in an image sensor having a multi-pixel structure.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device for generating a depth map in a network environment according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of an image processor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram of an image sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 shows an arrangement structure of a plurality of light-receiving elements belonging to a unit image sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an effect of an asymmetric blur characteristic on depth information according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method of correcting an asymmetric blur characteristic according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a blur characteristic for each image according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a process of calculating a matching cost by an image processor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a process of calculating a matching cost by an image processor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 illustrates a method for generating a depth map according to an embodiment.
  • FIG. 12 illustrates shading correction information corresponding to a plurality of focus positions according to an embodiment.
  • FIG. 13 illustrates disparity corresponding to a plurality of focus positions according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 for generating a depth map in a network environment 100 according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (for example, a short-range wireless communication network), or a second network 199 It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network).
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ) Can be included.
  • a sensor module 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197
  • at least one of these components may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components may be implemented as one integrated circuit.
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
  • the display device 160 eg, a display.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to implement at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and can perform various data processing or operations. According to an embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 may store commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) to the volatile memory 132. The command or data stored in the volatile memory 132 may be processed, and result data may be stored in the nonvolatile memory 134.
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 may store commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) to the volatile memory 132.
  • the command or data stored in the volatile memory 132 may be processed, and result data may be stored in the nonvolatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or together with the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor). , A sensor hub processor, or a communication processor). Additionally or alternatively, the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The secondary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as a part thereof.
  • main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, an image signal processor
  • the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function.
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as a part thereof.
  • the coprocessor 123 is, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, an application is executed). ) While in the state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (for example, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the functions or states related to. According to an embodiment, the coprocessor 123 (eg, an image signal processor or a communication processor) may be implemented as part of another functionally related component (eg, the camera module 180 or the communication module 190). have.
  • an image signal processor or a communication processor may be implemented as part of another functionally related component (eg, the camera module 180 or the communication module 190). have.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176).
  • the data may include, for example, software (eg, the program 140) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a nonvolatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130, and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or an application 146.
  • the input device 150 may receive a command or data to be used for a component of the electronic device 101 (eg, the processor 120) from an outside (eg, a user) of the electronic device 101.
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output device 155 may output an sound signal to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry set to sense a touch, or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) set to measure the strength of a force generated by the touch. have.
  • the audio module 170 may convert sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the sound output device 155, or an external electronic device (for example, an external electronic device directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102) (for example, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101, or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an atmospheric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to connect directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that a user can perceive through a tactile or motor sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may take a still image and a moving image. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 388 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It is possible to support establishment and communication through the established communication channel.
  • the communication module 190 operates independently of the processor 120 (eg, an application processor), and may include one or more communication processors that support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg : A LAN (local area network) communication module, or a power line communication module) may be included.
  • a corresponding communication module is a first network 198 (for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (for example, a cellular network, the Internet, or It can communicate with external electronic devices through a computer network (for example, a telecommunication network such as a LAN or WAN).
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 in a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the antenna module 197 may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device) or receive from the outside.
  • the antenna module may include one antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is, for example, provided by the communication module 190 from the plurality of antennas. Can be chosen.
  • the signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, RFIC
  • other than the radiator may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • At least some of the components are connected to each other through a communication method (e.g., a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI))) between peripheral devices and signals ( E.g. commands or data) can be exchanged with each other.
  • a communication method e.g., a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be a device of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations executed by the electronic device 101 may be executed by one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 needs to perform a function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 does not execute the function or service by itself.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the execution result to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • the electronic device 200 may capture a photo or a video by collecting light reflected from a subject.
  • the electronic device 200 includes a lens unit 210, an aperture 230, a first driving circuit 221, a second driving circuit 222, an image sensor 240, a sensor interface 250, and an image processor 260. , A processor 270, a memory 280, and a display 290.
  • the lens unit 210, the iris 230, the first driving circuit 221, the second driving circuit 222, the image sensor 240, and the sensor interface 250 Constitutes a camera (eg, the camera module 180 of FIG. 1 ), and the image processor 260 and the processor 270 may constitute at least one processor (eg, the processor 120 of FIG. 1 ).
  • the lens unit 210 may collect light reflected from a subject and reaching the electronic device 200.
  • the collected light may reach the image sensor 240 through the aperture 230.
  • the aperture 230 may adjust an amount of light (amount of light) reaching the image sensor 240 under control of the image processor 260. For example, as the aperture 230 is tightened (or the aperture value is increased), the amount of light reaching the image sensor 240 decreases, and as the aperture 230 is opened (or the aperture value is decreased) The amount of light reaching the image sensor 240 may increase.
  • the first driving circuit 221 may move the lens unit 210 along an optical axis in a direction close to the subject or in a direction away from the subject under the control of the image processor 260. Through this, the electronic device 200 may automatically adjust the focus on the subject.
  • the second driving circuit 222 may dynamically adjust the position of the lens unit 210 or the image sensor 240 under the control of the image processor 260.
  • the second driving circuit 222 may include the lens unit 210 or the image sensor 240 in a direction opposite to the direction in which the user's hand holding the electronic device 200 shakes (eg, a direction perpendicular to the optical axis). You can finely adjust the arrangement of Through this, the electronic device 200 may correct image shake caused by hand shake.
  • the image sensor 240 may include a pixel array in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in a grid shape.
  • One of a plurality of reference colors may be assigned to each of the pixels.
  • the plurality of reference colors are, for example, RGB (red, green, blue), RGBW (red, green, blue, white), RYB (red, yellow, blue), RGBIR (infrared ray). It may include.
  • the plurality of pixels may include first group pixels and second group pixels.
  • the first group of pixels may receive light through a first optical path group.
  • the second group pixels may receive light through the second optical path group.
  • a microlens for guiding light passing through the lens unit 210 and the aperture 230 to each of the plurality of pixels may be disposed above the plurality of pixels.
  • the microlenses may induce light passing through the first optical path group (or the second optical path group) to reach at least one first group pixel (or second group pixel).
  • a first group pixel and a second group pixel covered by one microlens are referred to as a first group pixel and a second group pixel belonging to the same channel.
  • the image sensor 240 may generate an electrical signal based on light reflected from a subject, and may generate digital image data based on the electrical signal.
  • the image sensor 240 generates first image data (hereinafter referred to as'first image') of the subject based on the first group pixels, and second image data (hereinafter, referred to as'first image') based on the second group pixels. 'Second image') can be generated.
  • the sensor interface 250 may perform an interface between the image sensor 240 and the image processor 260.
  • the sensor interface 250 may be included in the image processor 260 according to the configuration of the electronic device 200.
  • the image processor 260 performs various processing on the first image and the second image output from the image sensor 240, and displays the result of the execution on the display 290 or the memory 280 ). For example, the image processor 260 acquires a first image (eg, a left image) using first group pixels, and a second image having a phase difference from the first image (eg: Right image) can be obtained.
  • a first image eg, a left image
  • a second image having a phase difference from the first image eg: Right image
  • the image processor 260 uses an asymmetric blur characteristic and a blur characteristic for each image height, and provides a first correction candidate image for the first image and a second correction candidate image for the second image. Can be created.
  • the image processor 260 generates a plurality of first correction candidate images and a plurality of second correction candidate images based on an asymmetric blur characteristic and a blur characteristic for each image to more accurately correct each correction candidate image.
  • the built-in memory (or memory 280) of the image processor 260 is asymmetrical blur characteristic of the first group pixels and the second group pixels according to the focus position of the lens unit 210 and blur by image height.
  • the first PSF characteristic information including the characteristic, and the second PSF characteristic information may be stored.
  • the image processor 260 may generate first correction candidate images using an asymmetric blur characteristic of the first image and a blur characteristic for each image. Also, the image processor 260 may generate second correction candidate images using an asymmetric blur characteristic of the second image and a blur characteristic for each image. The image processor 260 may calculate a matching cost between the first correction candidate images and the second correction candidate images for the same defocus position in pixel units. For example, the image processor 260 corresponds to a matching cost between one of the comparison candidate regions in the second correction candidate image and a comparison target region (eg, region of interest) in the first correction candidate image. Depth information of each pixel may be obtained based on the phase difference information. For example, the matching cost of the comparison candidate region and the comparison target region corresponding to each other may correspond to a matching cost having the highest correlation (or the lowest error rate). The image processor 260 may determine a depth map including depth information for each pixel.
  • the processor 270 may perform additional image processing on an image (eg, a first image, a second image, or a composite image of a first image and a second image) received from the image processor 260.
  • the processor 270 may perform subsequent processing using color, image processing such as face detection or subject tracking.
  • the processor 270 may apply an optical effect (eg, live focus, out focus, or bokeh) to the received image based on the depth map.
  • an optical effect eg, live focus, out focus, or bokeh
  • the processor 270 may store the image signal provided by the image processor 260 in the memory 280 or display it on the display 290.
  • the processor 270 may convert an image signal into a format supported by the memory 280 or the display 290 and transmit it to the memory 280 or the display 290.
  • the memory 280 may store an image processed by the image processor 260.
  • the display 290 may display image data processed by the image processor 260 so that a user can check it.
  • the processor 270 receives a first image and a second image from the image processor 260, and uses an asymmetric blur characteristic for the first image and the second image and a blur characteristic for each image.
  • An image and a second correction candidate image may be generated, and a depth map may be determined based on the generated first correction candidate image and the second correction candidate image.
  • the electronic device 200 may generate the first correction candidate image and the second correction candidate image by using the asymmetric blur characteristic and the blur characteristic for each image in pixel units.
  • FIG. 3 is a block diagram of an image processor according to an exemplary embodiment.
  • the image processor 260 acquires a first image (eg, a left image) using first group pixels of the image sensor 240, and A second image (eg, right image) may be obtained by using the 2 group pixels.
  • the image processor 260 may generate first correction candidate images and second correction candidate images using an asymmetric blur characteristic corresponding to a plurality of focus positions and a blur characteristic for each image.
  • the image processor 260 may calculate a matching cost between first correction candidate images and second correction candidate images for each focus position in pixel units. For example, the image processor 260 corresponds to a matching cost between one of the comparison candidate regions in the second correction candidate image and a comparison target region (eg, region of interest) in the first correction candidate image.
  • Depth information of each pixel may be obtained based on the phase difference information.
  • the matching cost of the comparison candidate region and the comparison target region corresponding to each other may correspond to a matching cost having the highest correlation (or the lowest error rate).
  • the image processor 260 may determine a depth map including depth information for each pixel.
  • the image processor 260 may include a filter coefficient generation unit 263, a shading correction unit 261, a filtering unit 265, a cost calculation unit 267, and a depth estimation unit 269. have.
  • the configurations 261, 263, 265, 267, and 269 are classified according to functions, and some of the configurations may be combined or include configurations other than the above configurations.
  • the components 261, 263, 265, 267, and 269 may be hardware modules including software elements or circuits.
  • the shading correction unit 261 includes shading correction information (eg, image height) according to camera parameters (eg, aperture value, OIS value, focus position value) included in calibration data in a memory (eg, memory 280 of FIG. 2). Based on the luminance weight of each pixel value), an error in the signal size due to a difference in the amount of light between the first image and the second image may be corrected. Shading correction information in the memory 280 may be stored in the form of a lookup table (LUT) according to camera parameters.
  • LUT lookup table
  • Shading correction information SR0 according to the camera parameter is a ratio of a pixel value (eg, a luminance value) between a first group pixel and a second group pixel belonging to the same channel, as shown in Equation 1, and may be different for each image height.
  • the shading correction information SR0 according to the camera parameter is a sum (PD 1 +PD 2 ) of the pixel values of the first group pixel and the second group pixel belonging to the same channel, as shown in Equation 2 This is a ratio of a difference PD 1 -PD 2 to a pixel value between a first group pixel and a second group pixel belonging to the same channel, and may be different for each image height.
  • the shading correction information may be determined in various forms different from the embodiments mentioned in this document.
  • the shading correction information (SRO) according to the camera parameter is a reference color assigned to each pixel (eg, “RGB (red, green, blue)”, or “RGBW (red, green, blue, white)” )”) can be different for each frequency.
  • the shading correction unit 261 checks the shading correction information corresponding to the camera parameter based on the LUT, and based on the shading correction information, the first group pixels for each image height of the first image PD1 and the second image PD2 A difference in signal amplitude due to a phase difference between the pixels and the second group pixels may be corrected.
  • the shading correction information in the memory 280 may be information having a lower resolution than the first image or the second image.
  • the shading correction unit 261 interpolates the stored shading correction information to generate shading correction information corresponding to the resolution of the first image and the second image, and based on the interpolated shading correction information, the first Lens shading correction may be performed on the image and the second image.
  • the shading correction information may include first shading correction information corresponding to first group pixels and second shading correction information corresponding to second group pixels. Alternatively, the shading correction information may be provided to match the signal size of the first group pixels to the signal size of the second group pixels.
  • the filter coefficient generator 263 is a first point spread function (PSF) characteristic to be provided to the filtering unit 265 based on calibration data stored in a memory (for example, the memory 280 of FIG. 2 ).
  • Information and second PSF characteristic information may be generated.
  • the memory 280 may store first PSF characteristic information corresponding to first group pixels and second PSF characteristic information corresponding to second group pixels according to a plurality of focus positions.
  • the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information may include an asymmetric blur characteristic according to a focus position of the first group pixels and the second group pixels and a blur characteristic for each image.
  • the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information may include first PSF characteristic information and second PSF characteristic information corresponding to an on-focus position.
  • the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information may include first PSF characteristic information and second PSF characteristic information corresponding to at least two defocus positions (eg, near focus and far focus). have.
  • the filtering unit 265 uses a first image PD1 ′ and a second image PD2 ′ in which a difference in signal amplitude due to a phase difference according to image height is corrected to be corrected using a first image PD2 ′′.
  • the corrected second image PD may be output.
  • the filtering unit 265 may be configured by using a 1D (dimension) or 2D finite impulse response (FIR) filter.
  • the filtering unit 265 convolves the first image PD1 ′ and second PSF characteristic information corresponding to a plurality of focus positions, so that a first correction candidate image corresponding to a plurality of focus positions Can be generated in pixel units.
  • the filtering unit 265 convolves the second image PD2 ′ with first PSF characteristic information corresponding to a plurality of focus positions, so that the second correction candidate images corresponding to the plurality of focus positions are pixelated. Can be generated in units.
  • the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information stored in the memory 280 are a number corresponding to the focus position of the entire lens unit 210 (eg, the number of the lens unit 210 along the optical axis). It may be provided in a number corresponding to a first number (eg, three) of focus positions less than the number of moving positions).
  • the memory 280 may further store first PSF information for interpolating the first PSF characteristic information and second PSF information for interpolating the second PSF characteristic information.
  • the filtering unit 265 collects a second number of first correction candidate images exceeding the first PSF characteristic information (eg, a number corresponding to the total focus position) based on the first PSF characteristic information and the first PSF information. Then, a second number of second correction candidate images exceeding the second PSF characteristic information may be generated based on the second PSF characteristic information and the second PSF information. For example, the filtering unit 265 generates first correction candidate images corresponding to a plurality of focus positions based on the second PSF characteristic information, and then the first image PD1 in pixel units based on the first PSF information.
  • the first correction candidate image PD1' is transformed so that the first correction candidate images corresponding to') correspond to different focus positions (eg, convolution of the second correction candidate image with the highest correlation and the first PSF information). ') can be selected.
  • the filtering unit 265 generates second correction candidate images corresponding to a plurality of focus positions based on the second PSF characteristic information, and then generates a second image PD2 ′ in units of pixels based on the first PSF information.
  • a second correction candidate image (PD2'') as the second correction candidate images corresponding to are transformed to correspond to different focus positions (eg, convolution of the first correction candidate image with the highest correlation and the second PSF information) You can choose.
  • the first PSF information (or second PSF information) is based on an operation (eg, convolution) of the first image (or second image) and the first PSF characteristic information (or second PSF characteristic information). It may correspond to the first correction candidate images (or second correction candidate images) generated accordingly.
  • the filtering unit 265 may correct the first image and the second image based on calibration data corresponding to a plurality of camera parameters.
  • the calibration data may include first PSF characteristic information and second PSF characteristic information respectively corresponding to a plurality of aperture values.
  • the filter coefficient generator 263 checks the aperture values at the time of acquisition of the first image PD1 and the second image PD2, and includes first PSF characteristic information and second PSF characteristic information respectively corresponding to the plurality of aperture values.
  • first PSF characteristic information and second PSF characteristic information corresponding to the identified aperture value may be provided to the filtering unit 265.
  • the filtering unit 265 may generate a first correction candidate image and a second correction candidate image based on first PSF characteristic information and second PSF characteristic information corresponding to the identified aperture value. For another example, when the first image PD1 and the second image PD2 are acquired, the lens unit 210 may move in a first direction perpendicular to the optical axis (or a second direction perpendicular to the optical axis and the first direction). When it is confirmed that the movement has been confirmed, the filter coefficient generation unit 263 may provide the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information to the filtering unit 265 to correspond to the determined movement amount (eg, OIS value). have.
  • the determined movement amount eg, OIS value
  • the filtering unit 265 may generate a first correction candidate image and a second correction candidate image based on the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information.
  • the shading correction unit 261 checks the focus position when the first image PD1 and the second image PD2 are acquired, and provides a correction based on shading correction information corresponding to the identified focus position. A difference in signal amplitude due to a phase difference between image heights between the first image and the second image may be corrected.
  • the cost calculator 267 selects the first correction candidate images PD1" and the second correction candidate images P2" corresponding to the same focus position, and selects the selected first correction candidate images and the second correction candidate.
  • a matching cost may be calculated for pixel values of pixels corresponding to each other of the images.
  • the pixels corresponding to each other of the first correction candidate images and the second correction candidate images may be, for example, pixels having the same (x, y) values.
  • the x value may be the column position
  • the y value may be the row position.
  • the cost calculator 267 is matched using a method of detecting an error such as a sum of squared difference (SSD), a mean of absolute difference (MAD), or a sum of absolute difference (SAD) for pixel values of corresponding pixels. You can calculate the cost.
  • SSD sum of squared difference
  • MAD mean of absolute difference
  • SAD sum of absolute difference
  • the depth estimating unit 269 includes one of the comparison candidate regions in the second correction candidate image among the matching costs for each pixel and the comparison target region (eg, region of interest) in the first correction candidate image. Depth information of each pixel may be obtained based on phase difference information corresponding to the matching cost. For example, the matching cost of the comparison candidate region and the comparison target region corresponding to each other may correspond to a matching cost having the highest correlation (or the lowest error rate). The depth estimating unit 269 may generate a depth map including depth information for each pixel.
  • the image processor 260 uses a difference in signal size for each image level due to a phase difference between the first group pixels and the second group pixels, an asymmetric blur property, and a blur property for each image level to provide the first image.
  • a first correction candidate image for and a second correction candidate image for the second image may be generated, and a depth map including depth information for each pixel of the first image and the second image may be generated.
  • FIG. 4 is a block diagram of an image sensor according to an exemplary embodiment.
  • an image sensor (eg, the image sensor 240 of FIG. 2) includes a plurality of pixels arranged M*N in a first direction (eg, row) and a second direction (eg, column).
  • the pixel array 410 may be included.
  • Each of the pixels may be assigned one of a plurality of reference colors.
  • the plurality of reference colors may include, for example, "RGB (red, green, blue)" or "RGBW (red, green, blue, white)".
  • the plurality of pixels receive light that has passed through a lens unit (eg, the lens unit 210 of FIG. 2) and an aperture (eg, the aperture 230 of FIG. 2) through a first optical path group. It may include first group pixels and second group pixels that receive light that has passed through the lens unit 210 and the aperture 230 through a second optical path group.
  • the image sensor 240 includes a micro lens 421, a color filter 423, and at least one agent in one color channel 420 (hereinafter, referred to as a “unit image sensor”) to which a reference color is assigned. It may include one light-receiving element 425a and at least one second light-receiving element 425b.
  • the image sensor 240 may further include other components.
  • the image sensor 240 is an infrared cut filter that blocks at least some of the infrared rays of light incident through the micro lens 421, or a reflection that prevents light incident through the micro lens 421 from being reflected. It may include a barrier layer.
  • the image sensor 240 may additionally include components such as a conductor pattern and a high refractive pattern.
  • the microlens 421 may guide incident light to a first optical path leading to the first light receiving element 425a and a second optical path leading to the second light receiving element 425b.
  • the color filter 423 may pass light of a designated reference color.
  • the reference color may include R(red), G(green), B(blue), or R(red), G(green), B(blue), and W(white).
  • the color filter 423 may include a red filter for passing red light, a green filter for passing green light, and a blue filter for passing blue light.
  • the color filter 423 may be arranged to have a Bayer pattern.
  • the first light-receiving element 425a and the second light-receiving element 425b may be, for example, a photo diode formed on a semiconductor substrate.
  • the first light-receiving element 425a may generate electric charge according to the intensity (or amount of light) received by the photoelectric effect.
  • a pixel value may be determined based on the amount of charge.
  • the first light receiving element 425a may belong to a first group pixel receiving light passing through the first optical path
  • the second light receiving element 425b may belong to a second group pixel receiving light passing through the second light path. have.
  • FIG. 4 it has been described as an example that two light-receiving elements 425a and 425b are included in one color channel covered with one color filter.
  • more than two light-receiving elements may be disposed in one color channel.
  • An image sensor in which more than two light-receiving elements are disposed in one color channel may be referred to as a multi-pixel image sensor, and an image sensor in which two light-receiving elements are disposed may be referred to as a dual pixel image sensor.
  • FIG. 5 shows an arrangement structure of a plurality of light-receiving elements belonging to a unit image sensor according to an exemplary embodiment.
  • the unit image sensor 510 includes a first light-receiving element 511 and a second light-receiving element 512 disposed in a horizontal direction, and receives light having a phase difference in a horizontal direction to the same subject.
  • a first image and a second image having a phase difference in the vertical direction may be generated.
  • the unit image sensor 520 includes a first light-receiving element 521 and a second light-receiving element 522 disposed in a vertical direction, and receives light having a phase difference in a vertical direction to obtain a phase difference in the vertical direction with respect to the same subject.
  • a first image and a second image may be generated.
  • the unit image sensor 530 includes a first light receiving element 531 disposed at the upper left, a second light receiving element 532 disposed at the lower left, a third light receiving element 533 disposed at the upper right, and a third light receiving element 533 disposed at the lower right. It may include 4 light-receiving elements 534.
  • the first to fourth light-receiving elements 531, 532, 533, and 534 receive light having a phase difference in at least one of a horizontal direction or a vertical direction, so that a first image and a second image having different phase differences for the same subject. An image, a third image, and a fourth image may be generated.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an effect of an asymmetric blur characteristic on depth information according to an exemplary embodiment.
  • the first PSF characteristic information 621 corresponding to the first group pixel and the second PSF characteristic information 622 corresponding to the second group pixel may be asymmetric. Accordingly, when the actual first PSF characteristic information 621 and the second PSF characteristic information 622 are convolved with the image 630 for a subject of the same distance, the convolution of the first PSF characteristic information 621 Depth information Dp1 ⁇ Dp2 ⁇ Dp3 determined from the convolution result image 652 of the result image 651 and the second PSF characteristic information 622 may be different. As such, the asymmetric blur characteristic between the first group pixels and the second group pixels may cause an error of depth information.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method of correcting an asymmetric blur characteristic according to an exemplary embodiment.
  • a memory (eg, the memory 280 of FIG. 2) includes first PSF characteristic information 721a, 722a, and 723a corresponding to different focus positions and second PSF characteristic information 721b and 722b. , 723b) can be stored.
  • the image processor (eg, the image processor 260 of FIG. 2) includes a first image 710a and first PSF characteristic information 721a acquired using an image sensor (eg, the image sensor 240 of FIG. 2), 722a and 723a), respectively, and the second image 710b and the second PSF characteristic information 721b, 722b, and 723b obtained using the image sensor 240, respectively.
  • the image processor 260 may generate a first correction candidate image 730a by convolving the first image 710a with the first PSF characteristic information 722a. Also, the image processor 260 may generate a second correction candidate image 730b by convolving the second image 710b with the second PSF characteristic information 722b. Similarly, the image processor 260 convolves the first image 710a and the second image 710b with the first PSF characteristic information 721a and 723a and the second PSF characteristic information 821b and 723b, respectively. Correction candidate images and second correction candidate images may be generated.
  • the first PSF characteristic information 722a may have a blur characteristic opposite to that of the second image 710b.
  • the second PSF characteristic information 722b may have a blur characteristic opposite to that of the first image 710a.
  • the image processor 260 may generate first and second correction candidate images by using the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information.
  • the image processor 260 determines depth information using the first correction candidate image 730a and the second correction candidate image 730b having the smallest matching cost per pixel, thereby reducing the error of the depth information or , Can be removed.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a blur characteristic for each image according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8A shows the shape of the exit pupil according to the position of the image sensor (eg, the image sensor 240 of FIG. 2 ).
  • the exit hole generally refers to a hole through which light exits, and in this document, when looking at the camera lens PL (eg, the lens unit 210 of FIG. 2) from the image sensor side, the shape of the light-receiving area is it means.
  • the shape of the exit hole may correspond to point spreading functions (EPL, EPC) for each image corresponding to a subject of the same shape.
  • EPL point spreading functions
  • the camera lens PL when the central axis CA of the pixel and the optical axis OA of the camera lens PL are the same, the camera lens PL from the central axis CA of the pixel
  • the distance R1 to the left end of and the distance R2 from the central axis CA of the pixel to the right end of the camera lens PL may be the same. Therefore, the amount of light incident on the first light receiving element LP (eg, the first light receiving element 425a in FIG. 4) and the second light receiving element RP (eg, the second light receiving element 425b in FIG. 4) Since the amount of incident light is the same, the shape of the central exit hole (EPC) is created.
  • EPC central exit hole
  • each pixel of the image sensor 240 has a blur error for each image height.
  • the image processor 260 may correct a blur error for each image by generating a first correction candidate image and a second correction candidate image based on the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information. have.
  • light reflected from a subject disposed in front of the camera lens PL may pass through the camera lens PL and be transmitted to the first light receiving element LP and the second light receiving element RP.
  • the reflected light light corresponding to the first optical path group is incident through a first portion of the camera lens PL (for example, a range corresponding to R1), and among the reflected light, light corresponding to the second optical path group May be incident through the second portion of the camera lens PL (eg, a range corresponding to R2).
  • Light of the first optical path group and light of the second optical path group may be substantially symmetrically incident on the first group pixel and the second group pixel in the first light receiving element LP and the second light receiving element RP.
  • the unit image sensors (for example, the unit image sensor 240 of FIG. 4) positioned at the periphery of the first light-receiving element LP and the second light-receiving element LP are Rogun's light may be incident asymmetrically.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a process of calculating a matching cost by an image processor according to an exemplary embodiment.
  • 10 is a diagram illustrating a process of calculating a matching cost by an image processor according to an exemplary embodiment.
  • Second PSF characteristic information for the two group pixels R may be stored.
  • the memory 280 includes first PSF characteristic information L0 and second PSF characteristic information R0 corresponding to an on-focus position, and a first focus position corresponding to a far field side.
  • the memory 280 includes first PSF characteristic information L1' and second PSF characteristic information R1' corresponding to a first focus position on the near field side, and the near field side.
  • First PSF characteristic information Ln' and second PSF characteristic information Rn' corresponding to the n-th focus position of may be stored.
  • an image processor (eg, the image sensor 240 of FIG. 2) acquires a first image IM_1 (eg, left image) using first group pixels included in the image sensor 240 Then, a second image IM_2 (eg, a right image) may be obtained by using the second group pixels.
  • the image processor 260 performs a plurality of first corrections by convolving the first image IM_1 with the second PSF characteristic information (Rn, R1, R0, R1', Rn' in FIG. 9) in pixel units.
  • Candidate images Im_1' volume may be generated.
  • the image processor 260 convolves the second image IM_1 with the first PSF characteristic information (Ln, L1, L0, L1', Ln' in FIG.
  • the image processor 260 sequentially selects a plurality of first correction candidate images (Im_1 volume) and a plurality of second correction candidate images (Im_2 volume) corresponding to the same focus position (refer to the solid double arrow), and It is possible to calculate a cost volume in units of pixels for the first correction candidate image and the second correction candidate image corresponding to the focus position.
  • the image processor 260 may determine a focus position having the smallest matching cost for each pixel, and determine depth information for each pixel based on the identified focus position.
  • the image processor 260 may generate a depth map including depth information for each of the determined pixels.
  • FIG. 11 illustrates a method for generating a depth map according to an embodiment.
  • an image processor (eg, the image processor 260 of FIG. 2) includes first group pixels and a second group of pixels included in an image sensor (eg, the image sensor 240 of FIG. 2 ).
  • a first image and a second image may be obtained using group pixels.
  • the first group pixels receive light that has passed through the lens unit of the camera (eg, the lens unit 210 of FIG. 2) through a first optical path group, and the second group pixels pass through the lens unit 210 of the camera. The passed light may be received through the second optical path group.
  • the image processor 260 may generate first correction candidate images corresponding to the plurality of focus positions by using the first image and first PSF characteristic information corresponding to the plurality of focus positions.
  • the first PSF characteristic information may be determined, for example, through a calibration process that checks the blur characteristic of a first group pixel corresponding to a plurality of focus positions.
  • the image processor 260 uses the first PSF characteristic information to provide an asymmetric blur characteristic between the first group pixels and the second group pixels according to a plurality of focus positions and a blur for each image level. Errors can be corrected.
  • the image processor 260 may generate second correction candidate images corresponding to the plurality of focus positions by using the second image and second PSF characteristic information corresponding to the plurality of focus positions.
  • the second PSF characteristic information may be determined, for example, through a calibration process of confirming blur characteristics of the second group pixels corresponding to a plurality of focus positions.
  • the second PSF characteristic information may correct an asymmetric blur characteristic between the first group pixels and the second group pixels according to a plurality of focus positions and a blur error according to image height.
  • the image processor 260 may determine a matching cost of the first correction candidate images and the second correction candidate images corresponding to the same focus position in pixel units. For example, the image processor 260 selects a first correction candidate image and a second correction candidate image corresponding to the same focus position among first correction candidate images and second correction candidate images, and corresponds to the selected focus position.
  • the matching cost between the first correction candidate image and the second correction candidate image may be calculated in units of pixels.
  • the matching cost may be calculated based on a sum of squared difference (SSD), a mean of absolute difference (MAD), or a sum of absolute difference (SAD).
  • the image processor 260 may determine a focus position corresponding to the smallest matching cost for each pixel, and determine depth information corresponding to the identified focus position for each pixel.
  • the image processor 260 may determine a depth map including determined depth information for each pixel.
  • the x-axis is a column direction of the pixel array included in the image sensor 240
  • the y-axis is a row direction of the pixel array
  • the z-axis is a first group of pixels and the first group of pixels included in the pixel array. It represents the ratio of the signal size between the 2 group pixels
  • a graph 1210 shows a focus position on the far field side of the camera lens unit (eg, the lens unit 210 of FIG. 2) that is closest to the image sensor 240.
  • the first shading correction information includes, for example, a calibration chart (eg, white paper) of a first reference image captured at a far field position of the lens unit 210 and a corresponding first group identified from the second reference image It may be a ratio of the signal size of the second group of pixels to the pixel.
  • a graph 1220 shows second shading correction information for each pixel of a focus position on a near field side near the on-focus of the lens unit 210 that is most spaced apart from the image sensor 240.
  • the second shading correction information is, for example, a calibration chart (eg, white paper) compared to the first group pixels identified from the first image and the second image captured at the near field position of the lens unit 210. It may be a signal size ratio of the second group pixels.
  • a calibration chart eg, white paper
  • the image processor (eg, the image processor 260 of FIG. 2) is a lens unit at a time point at which the first image and the second image are acquired based on the first shading correction information and the second shading correction information. 210) to determine the shading correction information corresponding to the position (e.g., determine the shading correction information corresponding to the position of the lens unit 210 by interpolating the first and second shading correction information), based on the determined shading correction information
  • a difference in signal amplitude due to a phase difference for each image height between the first image and the second image may be corrected.
  • the x-axis is the column direction of the pixel array included in the image sensor 240
  • the y-axis is the row direction of the pixel array
  • the z-axis is the x-axis determined from each pixel corresponding to a subject at the same distance. Represents direction disparity.
  • graph 1310 is a disparity corresponding to a subject having the same distance as the focus of the far field.
  • the lens unit 210 is placed at the focus position of the far field and the same distance It can be obtained from an image of a subject in.
  • Graph 1320 is a disparity corresponding to a subject having the same distance as the on-focus position.
  • the lens unit 210 is placed in the on-focus position and obtained from a first image or a second image photographing a subject of the same distance. I can.
  • Graph 1330 is a disparity corresponding to a subject at the same distance as the focus position on the near field side.
  • a lens unit 210 is placed at the focus position on the near field side and a subject at the same distance is photographed. It may be acquired from the first image or the second image.
  • the image processor 260 includes a disparity error for each image based on the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information provided to improve the disparity error for each image corresponding to a focus position as shown in FIG. 13. Can be improved.
  • the image processor 260 generates the first correction candidate image and the second correction candidate image according to the blur characteristics and asymmetric blur characteristics for each image, thereby generating depth information for each pixel of the image processor 260. You can create a depth map including them.
  • an electronic device eg, the electronic device 200 of FIG. 2 includes a lens unit (eg, the lens unit 210 of FIG. 2 ), and a driving circuit for moving the lens unit along an optical axis ( Example: the first driving circuit 221 of FIG. 2), an image sensor (eg, the image sensor 240 of FIG. 2), and the image sensor transmits light passing through the lens unit to a first optical path group First group pixels received through the lens unit and second group pixels receiving light passing through the lens unit through a second optical path group, and the first group pixels for a plurality of focus positions of the lens unit A memory storing corresponding first PSF characteristic information and second PSF characteristic information corresponding to the second group pixels (for example, the memory 280 of FIG.
  • a processor eg, the processor 270 of FIG. 2 operatively connected to the processor, wherein the processor is configured to generate the first image and the second image using the first group pixels and the second group pixels.
  • the processor is configured to generate the first image and the second image using the first group pixels and the second group pixels.
  • the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information are set to correct an asymmetric blur characteristic between the first group pixels and the second group pixels at the plurality of focus positions. Can be.
  • the first PSF characteristic information is set to be able to correct a blur error according to image height of the first group pixels at the plurality of focus positions
  • the second PSF characteristic information is the plurality of focus positions In may be set to correct a blur error for each image height of the second group pixels.
  • the memory (for example, the memory 280 of FIG. 2) stores shading correction information for correcting a difference in signal size for each image level between the first group pixels and the second group pixels.
  • the processor e.g., the processor 270 of FIG. 2 corrects a difference in signal size for each image between the first image and the second image by using the shading correction information, and the corrected first image And the corrected second image may be set to generate the first correction candidate images and the second correction candidate images.
  • the memory (for example, the memory 280 of FIG. 2) includes first PSF information for interpolating the first PSF characteristic information and second PSF information for interpolating the second PSF characteristic information.
  • the processor for example, the processor 270 of FIG. 2
  • the number of the first PSF characteristic information exceeding the first It may be set to generate correction candidate images, and to generate a number of second correction candidate images exceeding the second PSF characteristic information based on the second PSF characteristic information and the second PSF information.
  • the processor (eg, the processor 270 of FIG. 2) convolves the first image and the first PSF characteristic information according to the plurality of focus positions in pixel units, The first correction candidate images corresponding to the plurality of focus positions are generated, and the second image and the second PSF characteristic information according to the plurality of focus positions are convolved in pixel units, and the plurality of It may be set to generate the second correction candidate images corresponding to the focus position.
  • the processor (eg, the processor 270 of FIG. 2) includes a first correction candidate image corresponding to the same focus position among the first correction candidate images and the second correction candidate images, and the It may be set to select a second correction candidate image, and calculate a matching cost of the corresponding pixels based on pixel values of pixels corresponding to each other between the selected first correction candidate image and the second correction candidate image.
  • the processor eg, the processor 270 of FIG. 2 identifies a focus position having the smallest difference in pixel values calculated for each pixel, and determines the determined focus position for each pixel. It may be set to determine the depth map including depth information corresponding to.
  • the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information are set to correspond to a plurality of aperture values, respectively, and the processor (eg, the processor 270 of FIG. 2 ), Checking the aperture value at the acquisition time of the 1 image and the second image, and based on the first PSF characteristic information and the second PSf characteristic information corresponding to the identified aperture value among the plurality of aperture values, the It may be set to generate first correction candidate images and the second correction candidate images.
  • the processor eg, the processor 270 of FIG. 2
  • a display eg, the display 290 of FIG. 2
  • the processor eg, the processor 270 of FIG. 2 further includes the first image and the first image based on the depth map. It may be set to apply an optical effect to at least one image of the second image and display the at least one image to which the optical effect is applied on the display.
  • a method for determining a depth map by an electronic device is a lens unit (eg, the lens unit 210 of FIG. 2) through a first optical path group.
  • Acquiring a first image using the first group pixels receiving light passing through and obtaining a second image using second group pixels receiving light passing through the lens unit through the second optical path group Operation, acquiring first PSF characteristic information corresponding to the first group pixels and second PSF characteristic information according to a plurality of focus positions, the first image and the second Generating first correction candidate images based on PSF characteristic information, generating second correction candidate images based on the second image and the first PSF characteristic information, the first correction candidate images and the second
  • the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information are set to correct an asymmetric blur characteristic between the first group pixels and the second group pixels at the plurality of focus positions. Can be.
  • the first PSF characteristic information is set to be able to correct a blur error according to image height of the first group pixels at the plurality of focus positions
  • the second PSF characteristic information is the plurality of focus positions In may be set to correct a blur error for each image height of the second group pixels.
  • the operation of correcting a difference in a signal size according to image height between the first image and the second image using the shading correction information, and the first correction candidate images and the second correction Generating the candidate images may include generating the first correction candidate images based on the corrected first image, and generating the second correction candidate images based on the corrected second image.
  • the operation of generating the first correction candidate images and the second correction candidate images is based on first PSF information and the first PSF characteristic information for interpolating the first PSF characteristic information. And generating a number of the first correction candidate images exceeding the first PSF characteristic information, and based on the second PSF information and the second PSF characteristic information for interpolating the second PSF characteristic information As a result, it may include an operation of generating the number of second correction candidate images exceeding the second PSF characteristic information.
  • the generating of the first correction candidate images and the second correction candidate images comprises convolution of the first image and the first PSF characteristic information according to the plurality of focus positions in pixel units. (convolution), generating the first correction candidate images corresponding to the plurality of focus positions, and convolving the second image and the second PSF characteristic information according to the plurality of focus positions in pixel units ( convolution), and generating the second correction candidate images corresponding to the plurality of focus positions.
  • the checking may include selecting a first correction candidate image and the second correction candidate image corresponding to the same focus position among the first correction candidate images and the second correction candidate images. And calculating a matching cost of the pixels corresponding to each other based on pixel values of pixels corresponding to each other between the selected first correction candidate image and the second correction candidate image.
  • the checking operation includes checking a focus position in which a difference between a pixel value calculated for each pixel is smallest, and depth information corresponding to the identified focus position for each pixel. It may include an operation of determining the depth map.
  • the generating of the first correction candidate images and the second correction candidate images includes checking an aperture value at an acquisition time point of the first image and the second image, and the plurality of An operation of generating the first correction candidate images and the second correction candidate images based on the first PSF characteristic information and the second PSF characteristic information corresponding to the identified aperture value among aperture values.
  • an optical effect is applied to at least one of the first image and the second image based on the depth map.
  • An operation of applying and displaying the at least one image to which the optical effect is applied on a display may be further included.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • phrases such as “at least one of, B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding one of the phrases, or all possible combinations thereof.
  • Terms such as “first”, “second”, or “first” or “second” may be used simply to distinguish the component from other corresponding components, and the components may be referred to in other aspects (eg, importance or Order) is not limited.
  • Some (eg, a first) component is referred to as “coupled” or “connected” with or without the terms “functionally” or “communicatively” to another (eg, second) component. When mentioned, it means that any of the above components can be connected to the other components directly (eg by wire), wirelessly, or via a third component.
  • module used in this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, parts, or circuits.
  • the module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101). It may be implemented as software (for example, the program 140) including them.
  • the processor eg, the processor 120 of the device (eg, the electronic device 101) may call and execute at least one command among one or more commands stored from a storage medium. This makes it possible for the device to be operated to perform at least one function according to the at least one command invoked.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • non-transient only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is semi-permanently stored in the storage medium. It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal e.g., electromagnetic wave
  • a method according to various embodiments disclosed in the present document may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products can be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or two user devices ( It can be distributed (e.g., downloaded or uploaded) directly between, e.g. smartphones).
  • a device e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play Store TM
  • two user devices It can be distributed (e.g., downloaded or uploaded) directly between, e.g. smartphones).
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a storage medium that can be read by a device such as a server of a manufacturer, a server of an application store, or a memory of a relay server.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular number or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are sequentially, parallel, repeatedly, or heuristically executed, or one or more of the above operations are executed in a different order or omitted. Or one or more other actions may be added.

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Abstract

다양한 실시 예에 따르면, 렌즈부, 구동 회로, 이미지 센서, 메모리, 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 제1 그룹 픽셀들 및 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득하고, 제1 이미지 및 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 제2 이미지 및 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 제2 보정 후보 이미지들을 생성하고, 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 확인하고, 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트에 대응하는 뎁스 맵을 결정하도록 설정된 전자 장치가 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

뎁스 맵 결정 방법 및 그 방법을 적용한 전자 장치
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 멀티 픽셀 이미지 센서에 기반한 뎁스 맵 결정 기술과 관련된다.
전자 장치는 카메라를 이용하여 획득된 이미지에서 지정된 피사체 이외의 주변 영역을 흐림 처리하는 광학적 효과를 적용할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 스테레오 카메라를 이용하여 획득된 제1 이미지(예: 좌측 이미지) 및 제2 이미지(예: 우측 이미지)의 관심 영역(ROI: region of interest)의 디스패리티(disparity)를 결정할 수 있다. 전자 장치는 결정된 디스패리티를 기반으로 제1 이미지 및 제2 이미지, 또는 제2 이미지 및 제2 이미지의 합성 이미지에 대해 광학적 효과(예: 라이브 포커스(live focus), 아웃 포커스(out focus) 또는 보케(Bokeh))를 적용할 수 있다. 전자 장치는 예컨대, 실장 공간이 부족한 경우 각 픽셀에 2개의 위상차 검출용 수광 소자(예: photo diode)가 포함된 2PD(photo diode) 구조의 카메라(이하, '2PD 카메라'라 함)를 포함할 수 있다. 전자 장치는 2PD 카메라를 이용한 1회의 촬영으로 포커스에 따라 위상차가 발생되는 여러 장의 이미지를 생성하고, 생성된 이미지 간의 디스패리티에 기반하여 상기 광학적 효과를 적용할 수 있다.
2PD 센서를 포함하는 카메라는 하나의 렌즈를 통과한 광이 2 개의 수광 소자에 흡수된다. 일례로, 2PD 카메라는 제1 이미지의 블러 특성(예: PSF(point spread function)) 및 제2 이미지의 블러 특성이 다를 수 있다. 다른 예로써, 2PD 카메라는 상고(image height)별로 블러 특성이 다를 수 있다. 2PD 카메라는 베이스라인(baseline)이 짧기 때문에 제1 이미지 및 제2 이미지 간의 디스패리티가 작을 수 있다. 또한, 2PD 카메라는 1회의 촬영으로 서로 다른 위상차를 갖는 여러 장의 이미지가 생성될 수 있기 때문에 신호 대 잡음비가 낮으므로, 상기 블러 특성의 편차에 민감할 수 있다. 이러한 문제는 각 픽셀에 2개를 초과하는 위상차 검출용 수광 소자(예: photo diode)를 포함하는 카메라들에서도 발생할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은 멀티 픽셀 구조의 이미지 센서에서 멀티 픽셀의 블러 특성 정보를 기반으로 뎁스 맵을 결정할 수 있는 방법 및 그 방법을 적용한 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 렌즈부, 광축을 따라 상기 렌즈부를 이동시키는 구동 회로, 이미지 센서, 상기 이미지 센서는, 상기 렌즈부를 통과한 빛을 제1 광경로군(optical path group)을 거쳐 수신하는 제1 그룹 픽셀들 및 상기 렌즈부를 통과한 빛을 제2 광경로군을 거쳐 수신하는 제2 그룹 픽셀들을 포함하고, 상기 렌즈부의 복수의 포커스 위치에 대한, 상기 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 그룹 픽셀들에 대응하는 제2 PSF 특성 정보들을 저장하는 메모리, 및 상기 구동 회로, 상기 이미지 센서 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 획득하고, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제2 이미지 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 제2 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 확인하고, 상기 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트에 대응하는 뎁스 맵(depth map)을 결정하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치에 의한 뎁스 맵 결정 방법은, 제1 광경로군을 거쳐 렌즈부를 통과한 빛을 수신하는 제1 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 광경로군을 거쳐 상기 렌즈부를 통과한 빛을 수신하는 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제2 이미지를 획득하는 동작, 복수의 포커스 위치에 따른, 상기 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 그룹 픽셀들에 제2 PSF 특성 정보들을 획득하는 동작, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제2 이미지 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 확인하는 동작, 및 상기 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트에 대응하는 뎁스 맵(depth map)을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 멀티 픽셀 구조의 이미지 센서에서 멀티 픽셀의 블러 특성 정보를 기반으로 뎁스 맵을 결정할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 뎁스 맵을 생성하기 위한 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성도를 나타낸다.
도 3은 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서의 구성도를 나타낸다.
도 4는 일 실시 예에 따른 이미지 센서의 구성도를 나타낸다.
도 5는 일 실시 예에 따른 단위 이미지 센서에 속하는 복수의 수광 소자들의 배치 구조를 나타낸다.
도 6은 일 실시 예에 따른 비대칭 블러 특성이 뎁스 정보에 미치는 영향을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 7은 일 실시 예에 따른 비대칭 블러 특성 보정 방법을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 8은 일 실시 예에 따른 상고 별 블러 특성을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 9 는 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서의 정합 코스트 산출 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 10은 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서의 정합 코스트 산출 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 11은 일 실시 예에 따른 뎁스 맵 생성 방법을 나타낸다.
도 12는 일 실시 예에 따른 복수의 포커스 위치에 대응하는 쉐이딩 보정 정보를 나타낸다.
도 13은 일 실시 예에 따른 복수의 포커스 위치에 대응하는 디스패리티(Disparity)를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 뎁스 맵을 생성하기 위한 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 이미지 및 동이미지를 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(200)(예: 카메라)는 피사체로부터 반사되는 빛을 수집하여 사진 또는 동영상을 촬영할 수 있다. 전자 장치(200)는 렌즈부(210), 조리개(230), 제1 구동 회로(221), 제2 구동 회로(222), 이미지 센서(240), 센서 인터페이스(250), 이미지 프로세서(260), 프로세서(270), 메모리(280), 및 디스플레이(290)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(200)에서 렌즈부(210), 조리개(230), 제1 구동 회로(221), 제2 구동 회로(222), 이미지 센서(240), 및 센서 인터페이스(250)는 카메라(예: 도 1의 카메라 모듈(180))를 구성하고, 이미지 프로세서(260) 및 프로세서(270)는 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)를 구성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 렌즈부(210)는 피사체로부터 반사되어 전자 장치(200)에 도달한 빛을 수집할 수 있다. 수집된 빛은 조리개(230)를 통해 이미지 센서(240)에 도달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 조리개(230)는 이미지 프로세서(260)의 제어에 의해, 이미지 센서(240)에 도달하는 빛의 양(광량)을 조절할 수 있다. 예를 들어, 조리개(230)가 조여질수록(또는, 조리개 값이 클수록) 이미지 센서(240)에 도달하는 빛의 양은 감소하고, 조리개(230)가 개방될수록(또는, 조리개 값이 작을수록) 이미지 센서(240)에 도달하는 빛의 양은 증가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 구동 회로(221)는 이미지 프로세서(260)의 제어에 의해, 광축을 따라 피사체에 근접한 방향 또는 피사체로부터 이격되는 방향으로 렌즈부(210)를 이동시킬 수 있다. 이를 통해, 전자 장치(200)는 피사체에 대한 포커스를 자동으로 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 구동 회로(222)는 이미지 프로세서(260)의 제어에 의해, 렌즈부(210) 또는 이미지 센서(240)의 위치를 동적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 회로(222)는 전자 장치(200)를 파지한 사용자의 손이 떨리는 방향과 반대 방향(예: 광축에 수직한 방향)으로 렌즈부(210) 또는 이미지 센서(240)의 배치를 미세하게 조절할 수 있다. 이를 통해, 전자 장치(200)는 손의 떨림에 의한 이미지의 흔들림을 보정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이미지 센서(240)는 다수의 픽셀들이 격자 형상으로 2차원 배열된 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 상기 픽셀들 각각에는 복수의 기준색 중 하나가 할당될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 기준색은 예를 들어, RGB(red, green, blue), RGBW(red, green, blue, white), RYB(red, yellow, blue), RGBIR(infrared ray)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 픽셀들은 제1 그룹 픽셀들 및 제2 그룹 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹 픽셀들은, 제1 광경로군(optical path group)을 거쳐 빛을 수신할 수 있다. 제2 그룹 픽셀들은, 제2 광경로군을 거쳐 빛을 수신할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 다수의 픽셀들의 상부에는 렌즈부(210) 및 조리개(230)를 통과한 빛을 다수의 픽셀들 각각으로 유도하는 마이크로 렌즈가 배치될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈들은 제1 광경로군(또는 제2 광경로군)를 거친 빛이 적어도 하나의 제1 그룹 픽셀(또는 제2 그룹 픽셀)에 도달되도록 유도할 수 있다. 이하의 문서에서는 설명의 편의성을 위하여 하나의 마이크로 렌즈에 의해 덮인 제1 그룹 픽셀 및 제2 그룹 픽셀을 동일한 채널에 속하는 제1 그룹 픽셀 및 제2 그룹 픽셀이라고 칭한다.
일 실시 예에 따르면, 이미지 센서(240)는 피사체로부터 반사되는 빛을 기반으로 전기적 신호를 생성하고, 상기 전기적 신호를 기반으로 디지털 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(240)는 제1 그룹 픽셀들에 기반하여 피사체의 제1 이미지 데이터(이하, '제1 이미지'라 함)를 생성하고, 제2 그룹 픽셀들에 기반하여 제2 이미지 데이터(이하, '제2 이미지'라 함)를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 센서 인터페이스(250)는 이미지 센서(240)와 이미지 프로세서(260) 사이의 인터페이스를 수행할 수 있다. 전자 장치(200)의 구성에 따라 센서 인터페이스(250)는 이미지 프로세서(260) 내에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(260)는 이미지 센서(240)로부터 출력된 제1 이미지 및 제2 이미지에 대하여 다양한 처리를 수행하고, 그 수행의 결과물을 디스플레이(290)에 표시하거나 메모리(280)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(260)는 제1 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지(예: 좌측 이미지)를 획득하고, 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지와 위상차를 갖는 제2 이미지(예: 우측 이미지)를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(260)는 비대칭 블러 특성 및 상고(image height)별 블러 특성을 이용하여, 제1 이미지에 대한 제1 보정 후보 이미지, 및 제2 이미지에 대한 제2 보정 후보 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(260)는 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 기반으로 복수의 제1 보정 후보 이미지 및 복수의 제2 보정 후보 이미지를 생성함으로써, 각각의 보정 후보 이미지를 더 정확하게 보정할 수 있다. 이와 관련하여, 이미지 프로세서(260)의 내장 메모리(또는, 메모리(280))는 렌즈부(210)의 포커스 위치에 따른, 제1 그룹 픽셀들 및 제2 그룹 픽셀들의 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성이 포함된 제1 PSF 특성 정보들, 및 제2 PSF 특성 정보들을 저장할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 제1 이미지의 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 이용하여 제1 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 또한, 이미지 프로세서(260)는 제2 이미지의 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 이용하여 제2 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 픽셀 단위로 동일한 디포커스 위치에 대한 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 산출할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(260)는 제2 보정 후보 이미지 내 비교 후보 영역들 중 어느 하나와 제1 보정 후보 이미지 내 비교 대상 영역(예: 관심영역(region of interest))의 정합 코스트에 대응되는 위상차 정보를 기반으로 각 픽셀의 뎁스 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 서로 대응되는 비교 후보 영역 및 비교 대상 영역의 정합 코스트는 상관도가 가장 높은(또는 오차율이 가장 낮은) 정합 코스트에 대응될 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 각 픽셀에 대한 뎁스 정보들을 포함하는 뎁스 맵(depth map)을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 이미지 프로세서(260)에서 수신된 이미지(예: 제1 이미지, 제2 이미지, 또는 제1 이미지 및 제2 이미지의 합성 이미지)에 추가적인 이미지 처리를 수행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는 색을 이용한 후속 처리, 얼굴 검출 또는 피사체 추적과 같은 이미지 처리를 수행할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(270)는 뎁스 맵을 기반으로 수신된 이미지에 대하여 광학적 효과(예: 라이브 포커스(live focus), 아웃 포커스(out focus) 또는 보케(Bokeh))를 적용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 이미지 프로세서(260)에서 제공하는 이미지 신호를 메모리(280)에 저장하거나 디스플레이(290)에 표시할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는 메모리(280) 또는 디스플레이(290)에서 지원하는 형태로 이미지 신호를 변환하여 메모리(280) 또는 디스플레이(290)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(280)는 이미지 프로세서(260)를 통해 처리된 이미지를 저장할 수 있다. 디스플레이(290)는 이미지 프로세서(260)에서 처리된 이미지 데이터를 사용자가 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.
상술한 실시 예에 따른 이미지 프로세서(260)의 적어도 일부 처리는 프로세서(270)에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 이미지 프로세서(260)로부터 제1 이미지 및 제2 이미지를 수신하고, 제1 이미지 및 제2 이미지에 대한 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 이용하여 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 생성하고, 생성된 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 기반으로 뎁스 맵을 결정할 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, 전자 장치(200)는 픽셀 단위로 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 이용하여 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 생성할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서의 구성도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서(260)는 이미지 센서(240)의 제1 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지(예: 좌측 이미지)를 획득하고, 이미지 센서(240)의 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제2 이미지(예: 우측 이미지)를 획득할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 복수의 포커스 위치에 대응하는 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 이용하여 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 픽셀 단위로 포커스 위치별 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 산출할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(260)는 제2 보정 후보 이미지 내 비교 후보 영역들 중 어느 하나와 제1 보정 후보 이미지 내 비교 대상 영역(예: 관심영역(region of interest))의 정합 코스트에 대응되는 위상차 정보를 기반으로 각 픽셀의 뎁스 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 서로 대응되는 비교 후보 영역 및 비교 대상 영역의 정합 코스트는 상관도가 가장 높은(또는 오차율이 가장 낮은) 정합 코스트에 대응될 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 각 픽셀에 대한 뎁스 정보들을 포함하는 뎁스 맵(depth map)을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(260)는 필터 계수 생성부(263), 쉐이딩 보정부(261), 필터링부(265), 코스트 산출부(267) 및 뎁스 추정부(269)를 포함할 수 있다. 상기 구성들(261, 263, 265, 267, 269)은 기능에 따라 분류된 것으로서, 그중 일부 구성들이 결합되거나 상기 구성들 이외의 구성을 포함할 수 있다. 상기 구성들(261, 263, 265, 267, 269)은 소프트웨어 엘리먼트 또는 회로를 포함하는 하드웨어 모듈일 수 있다.
쉐이딩 보정부(261)는 메모리(예: 도 2의 메모리(280)) 내 캘리브레이션 데이터에 포함된, 카메라 파라미터(예: 조리개 값, OIS 값, 포커스 위치 값)에 따른 쉐이딩 보정 정보(예: 상고 별 픽셀 값의 휘도 가중치)를 기반으로 제1 이미지와 제2 이미지의 상고별 광량 차이로 인한 신호 크기의 오차를 보정할 수 있다. 메모리(280) 내 쉐이딩 보정 정보는 카메라 파라미터에 따라 LUT(lookup table) 형태로 저장될 수 있다. 상기 카메라 파라미터에 따른 쉐이딩 보정 정보(SR0)는 수학식 1과 같이, 동일한 채널에 속하는 제1 그룹 픽셀과 제2 그룹 픽셀 간의 픽셀 값(예: 휘도 값) 비율(ratio)로서, 상고별로 상이할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 카메라 파라미터에 따른 쉐이딩 보정 정보(SR0)는 수학식 2와 같이, 동일한 채널에 속하는 제1 그룹 픽셀과 제2 그룹 픽셀의 픽셀 값에 대한 합(PD1+PD2)과 동일한 채널에 속하는 제1 그룹 픽셀과 제2 그룹 픽셀 간의 픽셀 값에 대한 차(PD1-PD2)의 비율(ratio)로서, 상고별로 상이할 수 있다. 상기 쉐이딩 보정 정보는 본 문서에 언급된 실시 예와 다른 다양한 형태로 결정될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 카메라 파라미터에 따른 쉐이딩 보정 정보(SRO)는 각 픽셀에 할당된 기준색(예: “RGB(red, green, blue)", 또는 "RGBW(red, green, blue, white)”)의 주파수별로 상이할 수 있다.
Figure PCTKR2020005513-appb-M000001
Figure PCTKR2020005513-appb-M000002
쉐이딩 보정부(261)는 LUT에 기반하여 카메라 파라미터에 대응하는 쉐이딩 보정 정보를 확인하고, 쉐이딩 보정 정보를 기반으로 제1 이미지(PD1) 및 제2 이미지(PD2)에 대하여 상고별로 제1 그룹 픽셀들과 제2 그룹 픽셀들 간의 위상차로 인한 신호 크기의 차이를 보정할 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 메모리(280) 내 쉐이딩 보정 정보는 제1 이미지 또는 제2 이미지와 비교하여 해상도가 낮은 정보일 수 있다. 이 경우, 쉐이딩 보정부(261)는 상기 저장된 쉐이딩 보정 정보를 보간(interpolation)하여 제1 이미지 및 제2 이미지의 해상도에 대응하는 쉐이딩 보정 정보를 생성하고, 보간된 쉐이딩 보정 정보에 기반하여 제1 이미지 및 제2 이미지를 렌즈 쉐이딩 보정할 수 있다. 상기 쉐이딩 보정 정보는 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 쉐이딩 보정 정보 및 제2 그룹 픽셀들에 대응하는 제2 쉐이딩 보정 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 쉐이딩 보정 정보는 제1 그룹 픽셀들의 신호 크기를 제2 그룹 픽셀들의 신호 크기에 맞출 수 있도록 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 필터 계수 생성부(263)는 메모리(예: 도 2의 메모리(280))에 저장된 캘리브레이션 데이터를 기반으로 필터링부(265)에 제공될 제1 PSF(point spread function) 특성 정보 및 제2 PSF 특성 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 메모리(280)는 복수의 포커스 위치에 따라 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 그룹 픽셀들에 대응하는 제2 PSF 특성 정보들을 저장할 수 있다. 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들은 제1 그룹 픽셀들 및 제2 그룹 픽셀들의 포커스 위치에 따른 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 포함할 수 있다. 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들은 온 포커스 위치에 대응하는 제1 PSF 특성 정보 및 제2 PSF 특성 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들은 적어도 2 개의 디포커스 위치(예: near focus, far focus)에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 필터링부(265)는 상고별 위상차로 인한 신호 크기의 차이가 보정된 제1 이미지(PD1') 및 제2 이미지(PD2')를 이용하여 보정된 제1 이미지(PD2") 및 보정된 제2 이미지(PD")를 출력할 수 있다. 예를 들어, 필터링부(265)는 1D(dimension) 또는 2D FIR(Finite Impulse Response) Filter 등을 이용하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터링부(265)는 제1 이미지(PD1')와 복수의 포커스 위치에 대응되는 제2 PSF 특성 정보들을 컨볼루션(convolution)함으로써, 복수의 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지들을 픽셀 단위로 생성할 수 있다. 또한, 필터링부(265)는 제2 이미지(PD2')와 복수의 포커스 위치에 대응되는 제1 PSF 특성 정보들을 컨볼루션(convolution)함으로써, 복수의 포커스 위치에 대응하는 제2 보정 후보 이미지들을 픽셀 단위로 생성할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 메모리(280)에 저장된 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들은 렌즈부(210) 전체의 포커스 위치에 대응되는 개수(예: 광축에 따른 렌즈부(210)의 이동 위치 개수) 미만의 제1 개수(예: 3개)의 포커스 위치에 대응하는 개수로 마련될 수 있다. 이 경우, 메모리(280)는 제1 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제1 PSF 정보들, 및 제2 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제2 PSF 정보들을 더 저장할 수 있다. 필터링부(265)는 제1 PSF 특성 정보들 및 제1 PSF 정보들을 기반으로 제1 PSF 특성 정보들을 초과하는 제2 개수(예: 상기 전체 포커스 위치에 대응되는 개수)의 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 제2 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 정보들을 기반으로 상기 제2 PSF 특성 정보들을 초과하는 제2 개수의 제2 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 필터링부(265)는 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 복수의 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지들을 생성한 후, 제1 PSF 정보들을 기반으로 픽셀 단위의 제1 이미지(PD1')에 대응되는 제1 보정 후보 이미지들이 다른 포커스 위치에 대응되도록 변형(예: 상관도가 가장 높은 제2 보정 후보 이미지와 제1 PSF 정보들을 컨볼루션)함에 따라 제1 보정 후보 이미지(PD1'')들을 선택할 수 있다. 마찬가지로, 필터링부(265)는 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 복수의 포커스 위치에 대응하는 제2 보정 후보 이미지들을 생성한 후, 제1 PSF 정보들을 기반으로 픽셀 단위의 제2 이미지(PD2')에 대응되는 제2 보정 후보 이미지들이 다른 포커스 위치에 대응되도록 변형(예: 상관도가 가장 높은 제1 보정 후보 이미지와 제2 PSF 정보들을 컨볼루션)함에 따라 제2 보정 후보 이미지 (PD2'')들을 선택할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 PSF 정보(또는 제2 PSF 정보)들은 제1 이미지(또는 제2 이미지) 및 제1 PSF 특성 정보(또는 제2 PSF 특성 정보)의 연산(예: 컨볼루션)에 따라 생성된 제1 보정 후보 이미지(또는 제2 보정 후보 이미지)들에 대응될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 필터링부(265)는 복수의 카메라 파라미터에 대응하는 캘리브레이션 데이터를 기반으로 제1 이미지 및 제2 이미지를 보정할 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 데이터는 복수의 조리개 값들에 각기 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들을 포함할 수 있다. 이 경우, 필터 계수 생성부(263)는 제1 이미지(PD1) 및 제2 이미지(PD2) 획득 시점의 조리개 값을 확인하고, 복수의 조리개 값들에 각기 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들 중 확인된 조리개 값에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들을 필터링부(265)에 제공할 수 있다. 필터링부(265)는 확인된 조리개 값에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 이미지(PD1)와 제2 이미지(PD2)를 획득한 때에 렌즈부(210)가 광축에 수직한 제1 방향(또는 광축 및 제1 방향에 수직한 제2 방향)으로 이동한 것을 확인하면, 필터 계수 생성부(263)는 확인된 이동량(예: OIS 값)에 대응하도록 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 필터링부(265)에 제공할 수 있다. 필터링부(265)는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 생성할 수 있다. 또 다른 예로써, 쉐이딩 보정부(261)는 제1 이미지(PD1)와 제2 이미지(PD2)를 획득한 때의 포커스 위치를 확인하고, 확인된 포커스 위치에 대응하는 쉐이딩 보정 정보를 기반으로 제1 이미지 및 제2 이미지 간의 상고별 위상차로 인한 신호 크기의 차이를 보정할 수 있다.
코스트 산출부(267)는 동일한 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지들(PD1") 및 제2 보정 후보 이미지들(P2")을 선택하고, 선택된 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들의 상호 대응되는 픽셀들의 픽셀 값에 대하여 정합 코스트(matching cost)를 산출할 수 있다. 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들의 상호 대응되는 픽셀들은 예를 들면, (x, y) 값이 일치하는 픽셀일 수 있다. 여기서, x값은 column 위치이고, y값은 row 위치일 수 있다. 코스트 산출부(267)는 상호 대응되는 픽셀들의 픽셀 값들에 대하여 SSD(sum of squared difference), MAD(mean of absolute difference) 또는 SAD(sum of absolute difference) 등의 오차를 검출하는 방법을 이용하여 정합 코스트를 산출할 수 있다.
뎁스 추정부(269)는 각 픽셀에 대한 정합 코스트들 중에서 제2 보정 후보 이미지 내 비교 후보 영역들 중 어느 하나와 제1 보정 후보 이미지 내 비교 대상 영역(예: 관심영역(region of interest))의 정합 코스트에 대응되는 위상차 정보를 기반으로 각 픽셀의 뎁스 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 서로 대응되는 비교 후보 영역 및 비교 대상 영역의 정합 코스트는 상관도가 가장 높은(또는 오차율이 가장 낮은) 정합 코스트에 대응될 수 있다. 뎁스 추정부(269)는 각 픽셀에 대한 뎁스 정보를 포함하는 뎁스 맵을 생성할 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(260)는 제1 그룹 픽셀들과 제2 그룹 픽셀들 간의 위상차로 인한 상고별 신호 크기의 차이, 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 특성을 이용하여, 제1 이미지에 대한 제1 보정 후보 이미지, 및 제2 이미지에 대한 제2 보정 후보 이미지를 생성하고, 제1 이미지 및 제2 이미지의 각 픽셀에 대한 뎁스 정보들을 포함하는 뎁스 맵을 생성할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구성도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(240))는 제1 방향(예: row) 및 제2 방향(예: column)에 대하여 M*N 배열된 다수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이(410)를 포함할 수 있다. 상기 픽셀들 각각은 복수의 기준색 중 하나가 할당될 수 있다. 상기 복수의 기준색은 예를 들어, "RGB(red, green, blue)", 또는 "RGBW(red, green, blue, white)"을 포함할 수 있다. 상기 다수의 픽셀들은 렌즈부(예: 도 2의 렌즈부(210)) 및 조리개(예: 도 2의 조리개(230))를 통과한 빛을 제1 광경로군(optical path group)을 거쳐 수신하는 제1 그룹 픽셀들 및 렌즈부(210) 및 조리개(230)를 통과한 빛을 제2 광경로군을 거쳐 수신하는 제2 그룹 픽셀들을 포함할 수 있다.
이미지 센서(240)는 각기 기준색이 할당된 하나의 컬러 채널(420)(이하, “단위 이미지 센서”로 참조될 수 있음)에 마이크로 렌즈(421), 컬러 필터(423), 적어도 하나의 제1 수광 소자(425a) 및 적어도 하나의 제2 수광 소자(425b)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(240)는 다른 구성을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(240)는 마이크로 렌즈(421)를 통해 입사되는 빛 중 적어도 일부의 적외선을 차단하는 적외선 차단 필터, 또는 마이크로 렌즈(421)를 통해 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 반사 방지막을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 이미지 센서(240)는 도체 패턴, 고굴절 패턴과 같은 구성요소들을 추가로 포함할 수 있다.
마이크로 렌즈(421)는 입사된 빛을 제1 수광 소자(425a)에 이르는 제1 광경로 및 제2 수광 소자(425b)에 이르는 제2 광경로로 유도할 수 있다.
컬러 필터(423)는 지정된 기준색의 빛을 통과시킬 수 있다. 상기 기준색은 R(red), G(green), B(blue) 또는 R(red), G(green), B(blue), W(white)를 포함할 수 있다. 컬러 필터(423)는 적색 광을 통과시키는 레드 필터(red filter), 녹색 광을 통과시키는 그린 필터(green filter) 및 청색 광을 통과시키는 블루 필터(blue filter)를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이에 대하여 컬러 필터(423)는 베이어 패턴(bayer pattern)을 갖도록 배치될 수 있다.
제1 수광 소자(425a) 및 제2 수광 소자(425b)는 예컨대, 반도체 기판에 형성되는 포토 다이오드(photo diode)일 수 있다. 제1 수광 소자(425a)는 광전 효과에 의해 수광된 빛의 세기(또는 광량)에 따른 전하를 생성할 수 있다. 상기 전하 량에 기반하여 픽셀 값이 결정될 수 있다. 제1 수광 소자(425a)는 제1 광경로를 거친 빛을 수신하는 제1 그룹 픽셀에 속하고 제2 수광 소자(425b)는 제2 광경로를 거친 빛을 수신하는 제2 그룹 픽셀에 속할 수 있다.
도 4에는 하나의 칼라 필터로 덮인 하나의 칼라 채널에 2 개의 수광 소자(425a, 425b)가 포함된 것을 예로 들어 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나의 칼라 채널에는 2 개를 초과하는 수광 소자들이 배치될 수 있다. 하나의 칼라 채널에 2 개를 초과하는 수광 소자들이 배치된 이미지 센서는 멀티 픽셀 이미지 센서로 칭해지고 2 개의 수광 소자들이 배치된 이미지 센서는 듀얼 픽셀 이미지 센서로 칭해질 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 단위 이미지 센서에 속하는 복수의 수광 소자들의 배치 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단위 이미지 센서(510)는 가로 방향으로 배치된 제1 수광 소자(511) 및 제2 수광 소자(512)를 포함하고, 가로 방향으로 위상차를 갖는 빛을 수신하여 동일 피사체에 관한 세로 방향의 위상차를 갖는 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성할 수 있다. 단위 이미지 센서(520)는 세로 방향으로 배치된 제1 수광 소자(521) 및 제2 수광 소자(522)를 포함하고, 세로 방향으로 위상차를 갖는 빛을 수신하여 동일 피사체에 관한 세로 방향의 위상차를 갖는 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성할 수 있다. 단위 이미지 센서(530)는 좌상단에 배치된 제1 수광 소자(531), 좌하단에 배치된 제2 수광 소자(532), 우상단에 배치된 제3 수광 소자(533) 및 우하단에 배치된 제4 수광 소자(534)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 수광 소자들(531, 532, 533, 534)는 가로 방향 또는 세로 방향 중 적어도 한 방향의 위상차를 갖는 빛을 수신하여 동일 피사체에 관한 서로 다른 위상차를 갖는 제1 이미지, 제2 이미지, 제3 이미지, 및 제4 이미지를 생성할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 비대칭 블러 특성이 뎁스 정보에 미치는 영향을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 이상적인 경우(ideal case)에, 제1 그룹 픽셀에 대응하는 제1 PSF 특성 정보(611)와 제2 그룹 픽셀에 대응하는 제2 PSF 특성 정보(612)는 대칭적일 수 있다. 이에, 이상적인 제1 PSF 특성 정보(611) 및 제2 PSF 특성 정보(612)를 동일한 거리의 피사체에 대한 이미지(630)에 컨볼루션 하는 경우에, 제1 PSF 특성 정보(611)의 컨볼루션 결과 이미지(641) 및 제2 PSF 특성 정보(612)의 컨볼루션 결과 이미지(642)로부터 결정된 뎁스 정보들(Dp1 = Dp2 = Dp3)은 동일할 수 있다.
하지만, 실제로는(real case) 제1 그룹 픽셀에 대응하는 제1 PSF 특성 정보(621)와 제2 그룹 픽셀에 대응하는 제2 PSF 특성 정보(622)는 비대칭적일 수 있다. 이에, 실제적인 제1 PSF 특성 정보(621) 및 제2 PSF 특성 정보(622)를 동일한 거리의 피사체에 대한 이미지(630)에 컨볼루션 하는 경우에, 제1 PSF 특성 정보(621)의 컨볼루션 결과 이미지(651)와 제2 PSF 특성 정보(622)의 컨볼루션 결과 이미지(652)로부터 결정된 뎁스 정보들(Dp1 ≠ Dp2 ≠ Dp3)은 상이할 수 있다. 이 같이, 제1 그룹 픽셀들과 제2 그룹 픽셀들 간의 비대칭 블러 특성은 뎁스 정보의 오차(error)를 유발할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 비대칭 블러 특성 보정 방법을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 메모리(예: 도 2의 메모리(280))에는 서로 다른 포커스 위치에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들(721a, 722a, 723a) 및 제2 PSF 특성 정보들(721b, 722b, 723b)이 저장될 수 있다. 이미지 프로세서(예: 도 2의 이미지 프로세서(260))는 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(240))를 이용하여 획득된 제1 이미지(710a)와 제1 PSF 특성 정보들(721a, 722a, 723a)과 각기 컨볼루션 하고, 이미지 센서(240)를 이용하여 획득된 제2 이미지(710b)와 제2 PSF 특성 정보들(721b, 722b, 723b)과 각기 컨볼루션 할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(260)는 제1 이미지(710a)를 제1 PSF 특성 정보(722a)와 컨볼루션 하여 제1 보정 후보 이미지(730a)를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 프로세서(260)는 제2 이미지(710b)를 제2 PSF 특성 정보(722b)와 컨볼루션 하여 제2 보정 후보 이미지(730b)를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 이미지 프로세서(260)는 제1 이미지(710a) 및 제2 이미지(710b)를 제1 PSF 특성 정보(721a, 723a) 및 제2 PSF 특성 정보(821b, 723b)와 컨볼루션 하여 각기 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 제1 PSF 특성 정보(722a)는 제2 이미지(710b)와 반대되는 블러 특성을 가질 수 있다. 또한, 제2 PSF 특성 정보(722b)는 제1 이미지(710a)와 반대되는 블러 특성을 가질 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(260)는 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 PSF 특성 정보들을 이용하여 제1 및 제2 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 또한, 이미지 프로세서(260)는 픽셀 단위로 정합 코스트가 가장 작은 제1 보정 후보 이미지(730a)와 제2 보정 후보 이미지(730b)를 이용하여 뎁스 정보를 결정함에 따라, 뎁스 정보의 오차를 낮추거나, 제거할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 상고별 블러 특성을 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 도 8의 (a)는 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(240))의 위치에 따른 출사동(exit pupil) 모양을 나타낸다. 상기 출사동은 일반적으로는 빛이 빠져나가는 구멍을 의미하며, 본 문서에서는 이미지 센서 측에서 카메라 렌즈(PL)(예: 도 2의 렌즈부(210))를 바라볼 때, 수광 영역의 모양을 의미한다. 예를 들어, 상기 출사동 모양은 동일 형상의 피사체에 대응하는 상고별 점 퍼짐 함수들(EPL, EPC)에 대응할 수 있다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 픽셀의 중심축(CA)과 카메라 렌즈(PL) 의 광축(OA)이 같은 경우, 상기 픽셀의 중심축(CA)으로부터 카메라 렌즈(PL)의 좌측 끝까지의 거리(R1)와 상기 픽셀의 중심축(CA)으로부터 카메라 렌즈(PL)의 우측 끝까지의 거리(R2)는 서로 같을 수 있다. 따라서 제1 수광 소자(LP)(예: 도 4의 제1 수광 소자(425a))로 입사되는 빛의 양과 제2 수광 소자(RP)(예: 도 4의 제2 수광 소자(425b))로 입사되는 빛의 양이 동일하므로, 중심 출사동(EPC) 모양이 만들어진다.
도 8의 (a)와 (c)를 참조하면, 픽셀의 중심축(CA)이 카메라 렌즈(PL)의 광축(OA)으로부터 좌측으로 치우쳐져 있는 경우, 상기 픽셀의 중심축(CA)으로부터 카메라 렌즈(PL)의 좌측 끝까지의 거리(R3)보다 상기 픽셀의 중심축(CA)으로부터 카메라 렌즈(PL)의 우측 끝까지의 거리(R4)가 더 길다. 따라서 제1 수광 소자(LP)로 입사되는 빛의 양이 제2 수광 소자(RP)로 입사되는 빛의 양보다 많으므로, 좌측 출사동(EPL) 모양이 만들어진다. 이 같이, 이미지 센서(240)의 각 픽셀들은 상고별로 블러 오차가 있다. 하지만, 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서(260)는 제1 PSF 특성 정보 및 제2 PSF 특성 정보를 기반으로 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 생성하여, 상고별 블러 오차를 보정할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 카메라 렌즈(PL)의 전면에 배치된 피사체로부터 반사된 빛은 카메라 렌즈(PL)를 통과하여 제1 수광 소자(LP) 및 제2 수광 소자(RP)에 전달될 수 있다. 상기 반사된 빛 중 제1 광경로군에 해당하는 빛은 카메라 렌즈(PL)의 제1 부분(예: R1에 대응되는 범위)을 거쳐 입사되고, 상기 반사된 빛 중 제2 광경로군에 해당하는 빛은 카메라 렌즈(PL)의 제2 부분(예: R2에 대응되는 범위)을 거쳐 입사될 수 있다. 제1 수광 소자(LP) 및 제2 수광 소자(RP) 내 제1 그룹 픽셀과 제2 그룹 픽셀에는 제1 광경로군의 빛과 제2 광경로군의 빛이 거의 대칭적으로 입사될 수 있다. 하지만, 제1 수광 소자(LP) 및 제2 수광 소자(LP)의 주변부에 위치하는 단위 이미지 센서(예: 도 4의 단위 이미지 센서(240))들에는 제1 광경로군의 빛과 제2 광경로군의 빛이 비대칭적으로 입사될 수 있다.
도 9 는 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서의 정합 코스트 산출 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 도 10은 일 실시 예에 따른 이미지 프로세서의 정합 코스트 산출 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 메모리(예: 도 2의 메모리(280))에는 각 포커스 위치(점선 참조)에 대응하고 서로 짝을 이루는 제1 그룹 픽셀(L)에 대한 제1 PSF 특성 정보들 및 제2 그룹 픽셀(R)에 대한 제2 PSF 특성 정보들이 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(280)는 온 포커스 위치에 대응하는 제1 PSF 특성 정보(L0)와 제2 PSF 특성 정보(R0), 파 필드(far field) 쪽의 제1 포커스 위치에 대응하는 제1 PSF 특성 정보(L1)와 제2 PSF 특성 정보(R1), 및 파 필드(far field) 쪽의 제n 포커스 위치에 대응하는 제1 PSF 특성 정보(Ln) 및 제2 PSF 특성 정보(Rn)를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(280)는 니어 필드(near field) 쪽의 제1 포커스 위치에 대응하는 제1 PSF 특성 정보(L1')와 제2 PSF 특성 정보(R1'), 및 니어 필드(near field) 쪽의 제n 포커스 위치에 대응하는 제1 PSF 특성 정보(Ln') 및 제2 PSF 특성 정보(Rn')를 저장할 수 있다.
도 10을 참조하면, 이미지 프로세서(예: 도 2의 이미지 센서(240))는 이미지 센서(240)에 포함된 제1 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지(IM_1)(예: 좌측 이미지)를 획득하고, 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제2 이미지(IM_2)(예: 우측 이미지)를 획득할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 픽셀 단위로 제1 이미지(IM_1)를 제2 PSF 특성 정보들(도 9의 Rn, R1, R0, R1', Rn')과 컨볼루션(convoltion) 하여 복수의 제1 보정 후보 이미지들(Im_1' volume)을 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 픽셀 단위로 제2 이미지(IM_1)를 제1 PSF 특성 정보들(도 9의 Ln, L1, L0, L1', Ln')과 컨볼루션 하여 복수의 제2 보정 후보 이미지들(Im_2' volume)을 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 동일한 포커스 위치(실선 양방향 화살표 참조)에 대응하는 복수의 제1 보정 후보 이미지들(Im_1 volume)과 복수의 제2 보정 후보 이미지들(Im_2 volume)을 순차적으로 선택하고, 선택된 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지에 대하여 픽셀 단위의 정합 코스트(Cost volume)를 산출할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 각 픽셀에 대하여 정합 코스트가 가장 작은 포커스 위치를 확인하고, 확인된 포커스 위치에 기반하여 각 픽셀들에 대한 뎁스 정보를 결정할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 결정된 각 픽셀들에 대한 뎁스 정보들을 포함하는 깊이 맵을 생성할 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 뎁스 맵 생성 방법을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 동작 1110에서, 이미지 프로세서(예: 도 2의 이미지 프로세서(260))는 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(240))에 포함된 제1 그룹 픽셀들 및 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득할 수 있다. 상기 제1 그룹 픽셀들은 카메라의 렌즈부(예: 도 2의 렌즈부(210))를 통과한 빛을 제1 광경로군을 거쳐 수신하고, 상기 제2 그룹 픽셀들은 카메라의 렌즈부(210)를 통과한 빛을 제2 광경로군을 거쳐 수신할 수 있다.
동작 1120에서, 이미지 프로세서(260)는 제1 이미지와 복수의 포커스 위치들에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들을 이용하여 복수의 포커스 위치들에 대응하는 제1 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 상기 제1 PSF 특성 정보들은 예를 들면, 복수의 포커스 위치들에 대응하는 제1 그룹 픽셀의 블러 특성을 확인하는 캘리브레이션 과정을 통해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(260)는 상기 제1 PSF 특성 정보들을 이용하여, 복수의 포커스 위치들에 따른 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러에 대한 오차를 보정할 수 있다.
동작 1130에서, 이미지 프로세서(260)는 제2 이미지와 복수의 포커스 위치들에 대응하는 제2 PSF 특성 정보들을 이용하여 복수의 포커스 위치들에 대응하는 제2 보정 후보 이미지들을 생성할 수 있다. 상기 제2 PSF 특성 정보들은 예를 들면, 복수의 포커스 위치에 대응하는 제2 그룹 픽셀의 블러 특성을 확인하는 캘리브레이션 과정을 통해서 결정될 수 있다. 상기 제2 PSF 특성 정보들은 복수의 포커스 위치들에 따른 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 비대칭 블러 특성 및 상고별 블러 오차를 보정할 수 있다.
동작 1140에서, 이미지 프로세서(260)는 픽셀 단위로 동일한 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들의 정합 코스트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(260)는 제1 보정 후보 이미지들 및 제2 보정 후보 이미지들 중 동일한 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 선택하고, 선택된 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 산출할 수 있다. 상기 정합 코스트는 SSD(sum of squared difference), MAD(mean of absolute difference) 또는 SAD(sum of absolute difference)를 기반으로 산출될 수 있다.
동작 1150에서, 이미지 프로세서(260)는 각 픽셀에 대하여 가장 작은 정합 코스트에 대응하는 포커스 위치를 확인하고, 각 픽셀에 대한 확인된 포커스 위치에 대응하는 뎁스 정보를 결정할 수 있다. 이미지 프로세서(260)는 각 픽셀들에 대한 결정된 뎁스 정보들을 포함하는 깊이 맵을 결정할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 복수의 포커스 위치에 대응하는 쉐이딩 보정 정보를 나타낸다. 도 12에서, x축은 이미지 센서(240)에 포함된 픽셀 어레이의 컬럼(column) 방향이고 y축은 픽셀 어레이의 로우(row) 방향이고 z축은 픽셀 어레이에 포함된 서로 대응되는 제1 그룹 픽셀과 제2 그룹 픽셀 간의 신호 크기 비율을 나타낸다.
도 12를 참조하면, 1210 그래프는 이미지 센서(240)에 가장 근접하게 되는 카메라의 렌즈부(예: 도 2의 렌즈부(210))의 온 포커스로부터 벗어난 파 필드(far field) 쪽 포커스 위치의 픽셀별 제1 쉐이딩 보정 정보를 나타낸다. 상기 제1 쉐이딩 보정 정보는 예를 들면, 캘리브레이션 차트(예: 흰 종이)를 렌즈부(210)의 파 필드 위치에서 촬영한 제1 기준 이미지 및 제2 기준 이미지로부터 확인된 서로 대응되는 제1 그룹 픽셀에 대비한 제2 그룹 픽셀의 신호 크기 비일 수 있다. 1220 그래프는 이미지 센서(240)에서 가장 이격되게 되는 렌즈부(210)의 온 포커스에 가까운 니어 필드(near field) 쪽 포커스 위치의 픽셀별 제2 쉐이딩 보정 정보를 나타낸다. 상기 제2 쉐이딩 보정 정보는 예를 들면, 캘리브레이션 차트(예: 흰 종이)를 렌즈부(210)의 니어 필드 위치에서 촬영한 제1 이미지 및 제2 이미지로부터 확인된 제1 그룹 픽셀들에 대비한 제2 그룹 픽셀들의 신호 크기 비일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(예: 도 2의 이미지 프로세서(260))는 제1 쉐이딩 보정 정보 및 제2 쉐이딩 보정 정보를 기반으로 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득하는 시점의 렌즈부(210)의 위치에 대응하는 쉐이딩 보정 정보를 결정(예: 제1 및 제2 쉐이딩 보정 정보를 보간하여 렌즈부(210) 위치에 대응하는 쉐이딩 보정 정보를 결정)하고, 결정된 쉐이딩 보정 정보를 기반으로 제1 이미지 및 제2 이미지 간의 상고별 위상차로 인한 신호 크기의 차이를 보정할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 복수의 포커스 위치에 대응하는 디스패리티(Disparity)를 나타낸다. 도 13에서, x축은 이미지 센서(240)에 포함된 픽셀 어레이의 컬럼(column) 방향이고 y축은 픽셀 어레이의 로우(row) 방향이고 z축은 동일한 거리에 있는 피사체에 대응하는 각 픽셀로부터 결정된 x축 방향 디스패리티를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 그래프 1310은 파 필드(far field) 쪽의 포커스와 동일한 거리의 피사체에 대응하는 디스패리티로서, 예를 들면, 렌즈부(210)를 파 필드 쪽의 포커스 위치에 두고 동일한 거리에 있는 피사체를 촬영한 이미지로부터 획득될 수 있다. 그래프 1320은 온 포커스 위치와 동일한 거리의 피사체에 대응하는 디스패리티로서, 예를 들면, 렌즈부(210)를 온 포커스 위치에 두고 동일한 거리의 피사체를 촬영한 제1 이미지 또는 제2 이미지로부터 획득될 수 있다. 그래프 1330은 니어 필드(near field) 쪽의 포커스 위치와 동일한 거리의 피사체에 대응하는 디스패리티로서, 예를 들면, 렌즈부(210)를 니어 필드 쪽의 포커스 위치에 두고 동일한 거리의 피사체를 촬영한 제1 이미지 또는 제2 이미지부터 획득될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(260)는 도 13과 같은 포커스 위치에 대응하는 상고별 디스패리티 오차를 개선 가능하도록 마련된 제1 PSF 특성 정보 및 제2 PSF 특성 정보에 기반하여 상고별 디스패리티 오차를 개선할 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, 이미지 프로세서(260)는 상고별 블러 특성 및 비대칭 블러 특성에 따라 제1 보정 후보 이미지 및 제2 보정 후보 이미지를 생성함으로써, 이미지 프로세서(260)의 각 픽셀에 대한 뎁스 정보들을 포함하는 뎁스 맵을 생성할 수 있다.
전술한 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))는, 렌즈부(예: 도 2의 렌즈부(210)), 광축을 따라 상기 렌즈부를 이동시키는 구동 회로(예: 도 2의 제1 구동 회로(221)), 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(240)), 상기 이미지 센서는, 상기 렌즈부를 통과한 빛을 제1 광경로군(optical path group)을 거쳐 수신하는 제1 그룹 픽셀들 및 상기 렌즈부를 통과한 빛을 제2 광경로군을 거쳐 수신하는 제2 그룹 픽셀들을 포함하고, 상기 렌즈부의 복수의 포커스 위치에 대한, 상기 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 그룹 픽셀들에 대응하는 제2 PSF 특성 정보들을 저장하는 메모리(예: 도 2의 메모리(280)), 및 상기 구동 회로, 상기 이미지 센서 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 획득하고, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제2 이미지 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 제2 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 확인하고, 상기 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트에 대응하는 뎁스 맵(depth map)을 결정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 비대칭 블러 특성을 보정 가능하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들의 상고별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정되고, 상기 제2 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제2 그룹 픽셀들의 상고별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 메모리(예: 도 2의 메모리(280))는, 상기 제1 그룹 픽셀들과 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 상고별 신호 크기의 차이를 보정하기 위한 쉐이딩 보정 정보들을 저장하고, 상기 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))는, 상기 쉐이딩 보정 정보들을 이용하여 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 간의 상고별 신호 크기의 차이를 보정하고, 상기 보정된 제1 이미지와 상기 보정된 제2 이미지를 기반으로 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 메모리(예: 도 2의 메모리(280))는, 상기 제1 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제1 PSF 정보 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제2 PSF 정보들을 더 저장하고, 상기 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))는, 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제1 PSF 정보들을 기반으로 상기 제1 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제2 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 정보들을 기반으로 상기 제2 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))는, 상기 제1 이미지와 상기 복수의 포커스 위치에 따른 상기 제1 PSF 특성 정보들을 픽셀 단위로 컨볼루션(convolution)하여, 상기 복수의 포커스 위치에 대응하는 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제2 이미지와 상기 복수의 포커스 위치에 따른 상기 제2 PSF 특성 정보들을 픽셀 단위로 컨볼루션(convolution)하여, 상기 복수의 포커스 위치에 대응하는 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))는, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 중 동일한 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지를 선택하고, 선택된 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 서로 대응되는 픽셀들의 픽셀 값을 기반으로 상기 서로 대응되는 픽셀들의 정합 코스트를 산출하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))는, 각 픽셀에 대하여 산출된 픽셀 값의 차이가 가장 작은 포커스 위치를 확인하고, 상기 각 픽셀에 대하여 상기 확인된 포커스 위치에 대응하는 뎁스 정보들을 포함하는 상기 뎁스 맵(depth map)을 결정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들은, 복수의 조리개 값들에 각기 대응하도록 설정되고, 상기 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))는, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지의 획득 시점의 조리개 값을 확인하고, 상기 복수의 조리개 값들 중 상기 확인된 조리개 값에 대응하는 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSf 특성 정보들을 기반으로, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(예: 도 2의 디스플레이(290))를 더 포함하고, 상기 프로세서(예: 도 2의 프로세서(270))는, 상기 뎁스 맵을 기반으로 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 중 적어도 하나의 이미지에 광학 효과를 적용하고, 상기 광학 효과가 적용된 상기 적어도 하나의 이미지를 상기 디스플레이에 표시하도록 설정될 수 있다.
전술한 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))에 의한 뎁스 맵 결정 방법은, 제1 광경로군을 거쳐 렌즈부(예: 도 2의 렌즈부(210))를 통과한 빛을 수신하는 제1 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 광경로군을 거쳐 상기 렌즈부를 통과한 빛을 수신하는 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제2 이미지를 획득하는 동작, 복수의 포커스 위치에 따른, 상기 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 그룹 픽셀들에 제2 PSF 특성 정보들을 획득하는 동작, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제2 이미지 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 확인하는 동작, 및 상기 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트에 대응하는 뎁스 맵(depth map)을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 비대칭 블러 특성을 보정 가능하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들의 상고별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정되고, 상기 제2 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제2 그룹 픽셀들의 상고별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 쉐이딩 보정 정보들을 이용하여 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 간의 상고별 신호 크기의 차이를 보정하는 동작을 더 포함하고, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작은, 상기 보정된 제1 이미지를 기반으로 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 보정된 제2 이미지을 기반으로 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작은, 상기 제1 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제1 PSF 정보들 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 상기 제1 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함하고, 상기 제2 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제2 PSF 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 상기 제2 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작은, 상기 제1 이미지와 상기 복수의 포커스 위치에 따른 상기 제1 PSF 특성 정보들을 픽셀 단위로 컨볼루션(convolution)하여, 상기 복수의 포커스 위치에 대응하는 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작, 및 상기 제2 이미지와 상기 복수의 포커스 위치에 따른 상기 제2 PSF 특성 정보들을 픽셀 단위로 컨볼루션(convolution)하여, 상기 복수의 포커스 위치에 대응하는 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 확인하는 동작은, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 중 동일한 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지를 선택하는 동작, 및 상기 선택된 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 서로 대응되는 픽셀들의 픽셀 값을 기반으로 상기 서로 대응되는 픽셀들의 정합 코스트를 산출하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 확인하는 동작은, 각 픽셀에 대하여 산출된 픽셀 값의 차이가 가장 작은 포커스 위치를 확인하는 동작, 및 상기 각 픽셀에 대하여 상기 확인된 포커스 위치에 대응하는 뎁스 정보들을 포함하는 상기 뎁스 맵(depth map)을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작은, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지의 획득 시점의 조리개 값을 확인하는 동작, 및 상기 복수의 조리개 값들 중 상기 확인된 조리개 값에 대응하는 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작은, 상기 뎁스 맵을 기반으로 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 중 적어도 하나의 이미지에 광학 효과를 적용하는 동작, 및 상기 광학 효과가 적용된 상기 적어도 하나의 이미지를 디스플레이에 표시하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    렌즈부;
    광축을 따라 상기 렌즈부를 이동시키는 구동 회로;
    이미지 센서; 상기 이미지 센서는, 상기 렌즈부를 통과한 빛을 제1 광 경로 군(optical path group)을 거쳐 수신하는 제1 그룹 픽셀들 및 상기 렌즈부를 통과한 빛을 제2 광 경로 군을 거쳐 수신하는 제2 그룹 픽셀들을 포함하고,
    상기 렌즈부의 복수의 포커스 위치에 대한, 상기 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 PSF(point spread function) 특성 정보들 및 상기 제2 그룹 픽셀들에 대응하는 제2 PSF 특성 정보들을 저장하는 메모리; 및
    상기 구동 회로, 상기 이미지 센서 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 획득하고,
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고,
    상기 제2 이미지 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 제2 보정 후보 이미지들을 생성하고,
    상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 확인하고,
    상기 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트에 대응하는 뎁스 맵(depth map)을 결정하도록 설정된, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들은,
    상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 비대칭 블러 특성을 보정 가능하도록 설정된, 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들의 상고(image height) 별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정되고,
    상기 제2 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제2 그룹 픽셀들의 상고 별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정되는, 전자 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 제1 그룹 픽셀들과 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 상고 별 신호 크기의 차이를 보정하기 위한 쉐이딩 보정 정보들을 저장하고,
    상기 프로세서는,
    상기 쉐이딩 보정 정보들을 이용하여 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 간의 상고 별 신호 크기의 차이를 보정하고,
    상기 보정된 제1 이미지와 상기 보정된 제2 이미지를 기반으로 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정된, 전자 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 메모리는,
    상기 제1 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제1 PSF 정보 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제2 PSF 정보들을 더 저장하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제1 PSF 정보들을 기반으로 상기 제1 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고,
    상기 제2 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 정보들을 기반으로 상기 제2 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정된, 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 이미지와 상기 복수의 포커스 위치에 따른 상기 제1 PSF 특성 정보들을 픽셀 단위로 컨볼루션(convolution)하여, 상기 복수의 포커스 위치에 대응하는 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고,
    상기 제2 이미지와 상기 복수의 포커스 위치에 따른 상기 제2 PSF 특성 정보들을 픽셀 단위로 컨볼루션(convolution)하여, 상기 복수의 포커스 위치에 대응하는 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정된, 전자 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 중 동일한 포커스 위치에 대응하는 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지를 선택하고,
    선택된 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 서로 대응되는 픽셀들의 픽셀 값을 기반으로 상기 서로 대응되는 픽셀들의 정합 코스트를 산출하도록 설정된, 전자 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로세서는,
    각 픽셀에 대하여 산출된 픽셀 값의 차이가 가장 작은 포커스 위치를 확인하고,
    상기 각 픽셀에 대하여 상기 확인된 포커스 위치에 대응하는 뎁스 정보들을 포함하는 상기 뎁스 맵(depth map)을 결정하도록 설정된, 전자 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들은,
    복수의 조리개 값들에 각기 대응하도록 설정되고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지의 획득 시점의 조리개 값을 확인하고,
    상기 복수의 조리개 값들 중 상기 확인된 조리개 값에 대응하는 상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSf 특성 정보들을 기반으로, 상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하도록 설정된, 전자 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    디스플레이;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 뎁스 맵을 기반으로 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 중 적어도 하나의 이미지에 광학 효과를 적용하고,
    상기 광학 효과가 적용된 상기 적어도 하나의 이미지를 상기 디스플레이에 표시하도록 설정된, 전자 장치.
  11. 전자 장치에 의한 뎁스 맵 결정 방법에 있어서,
    제1 광 경로 군을 거쳐 렌즈부를 통과한 빛을 수신하는 제1 그룹 픽셀들을 이용하여 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 광 경로 군을 거쳐 상기 렌즈부를 통과한 빛을 수신하는 제2 그룹 픽셀들을 이용하여 제2 이미지를 획득하는 동작;
    복수의 포커스 위치에 따른, 상기 제1 그룹 픽셀들에 대응하는 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 그룹 픽셀들에 제2 PSF 특성 정보들을 획득하는 동작;
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 제2 이미지 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작;
    상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들 간의 정합 코스트를 픽셀 단위로 확인하는 동작; 및
    상기 제1 보정 후보 이미지 및 상기 제2 보정 후보 이미지 간의 정합 코스트에 대응하는 뎁스 맵(depth map)을 결정하는 동작을 포함하는, 뎁스 맵 결정 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 PSF 특성 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들은,
    상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들 및 상기 제2 그룹 픽셀들 간의 비대칭 블러 특성을 보정 가능하도록 설정된, 뎁스 맵 결정 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제1 그룹 픽셀들의 상고 별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정되고,
    상기 제2 PSF 특성 정보들은, 상기 복수의 포커스 위치에서 상기 제2 그룹 픽셀들의 상고 별 블러 오차를 보정 가능하도록 설정된, 뎁스 맵 결정 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 쉐이딩 보정 정보들을 이용하여 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 간의 상고 별 신호 크기의 차이를 보정하는 동작을 더 포함하고,
    상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작은,
    상기 보정된 제1 이미지를 기반으로 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하고, 상기 보정된 제2 이미지을 기반으로 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함하는, 뎁스 맵 결정 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 보정 후보 이미지들 및 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작은,
    상기 제1 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제1 PSF 정보들 및 상기 제1 PSF 특성 정보들을 기반으로 상기 제1 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제1 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함하고,
    상기 제2 PSF 특성 정보들을 보간하기 위한 제2 PSF 정보들 및 상기 제2 PSF 특성 정보들을 기반으로 상기 제2 PSF 특성 정보들을 초과하는 개수의 상기 제2 보정 후보 이미지들을 생성하는 동작을 포함하는 뎁스 맵 결정 방법.
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