KR102412007B1

KR102412007B1 - 전자 장치 및 전자 장치에서 하이 다이나믹 레인지 이미지 데이터를 압축하는 방법

Info

Publication number: KR102412007B1
Application number: KR1020170092179A
Authority: KR
Inventors: 이아랑; 전형주; 최종범; 김성오; 김영조; 박현희; 박하중
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2022-06-22
Also published as: KR20190010040A; US20200137290A1; US11394892B2; WO2019017698A1

Abstract

본 발명의 다양한 실시예들은, 전자 장치에 있어서, 프로세서; 제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함하는 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터를 획득하고, 상기 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리하고, 상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제1 채널 압축 데이터를 생성하고, 상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제2 채널 압축 데이터를 생성하고, 상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 상기 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들은 다른 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치에서 하이 다이나믹 레인지 이미지 데이터를 압축하는 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR COMPRESSING HIGH DYNAMIC RANGE IMAGE DATA IN THE ELECTRONIC DEVICE}

본 발명의 다양한 실시예들은 이미지 센서로부터 획득된 하이 다이나믹 레인지(high dynamic range; HDR) 이미지 데이터를 압축 또는 전송하는 전자 장치 및 전자 장치에서 하이 다이나믹 레인지 이미지 데이터를 압축 또는 전송하는 방법에 관한 것이다.

이미지를 처리하는 전자 장치는, 이미지 센서를 통하여 원시 이미지(예컨대, 로우(raw) 이미지) 데이터를 획득할 수 있으며, 획득된 원시 이미지 데이터를 이미지 신호 프로세서(image signal processor: ISP) 등을 이용하여 처리할 수 있다.

이미지 신호 프로세서는, 화질 개선 알고리즘을 이용하여 수신된 원시 이미지 데이터를 처리할 수 있으며, 이에 따라 화질이 개선된 이미지를 제공할 수 있다.

이미지의 다이나믹 레인지(dynamic range)란 이미지에서 어두운 부분에서 밝은 부분까지의 휘도를 표현할 수 있는 범위로, 가장 밝은 픽셀값과 가장 어두운 픽셀값의 비율로 정의될 수 있다. 다이나믹 레인지를 조절하는 과정은 이미지의 휘도 등 밝기를 나타내는 픽셀값을 조정함으로써 이루어진다. 이미지의 다이나믹 레인지를 향상시킴으로써 화질을 개선하는 기술을 하이 다이나믹 레인지(high dynamic range; HDR) 방식이라 한다.

HDR 방식은 동일 피사체를 2회 이상 촬영하여 서로 다른 노출을 갖는 이미지들을 얻은 후, 이러한 이미지들을 합성함으로써 다이나믹 레인지를 확장하는 방식, 이미지 센서를 구성하는 각 픽셀들의 노출을 상이하게 설정하여 이미지를 센싱함으로써 다이나믹 레인지를 확장하는 방식, 및 그외 다른 방식들이 있다.

이미지 센서를 통해 획득한 원시 이미지 데이터는 이미지 신호 프로세서 등과 같은 프로세서로 전달될 수 있다. 원시 이미지 데이터는 압축되지 않은 상태의 데이터로서 고화소 또는 고용량의 원시 이미지 데이터를 높은 프레임 레이트로 전송하기 위해서는 상대적으로 높은 단위(예컨대, Gbps)의 전송 대역폭을 갖는 통신 인터페이스가 필요하다.

고화소 또는 고용량의 원시 이미지 데이터를 프로세서로 전송하기 위해서는 고성능의 인터페이스가 필요하며 이에 따른 하드웨어의 비용이 증가하고, 높은 전력이 소비되며, 메모리 요구량이 커지게 되는 등 다양한 문제점이 발생할 수 있다.

HDR 이미지는 픽셀별로 노출이 다를 수 있기 때문에, 예컨대 상기 HDR 이미지를 프로세서로 전송하기 위해 데이터를 압축하더라도 근접하는 픽셀들 간에 레벨 차이가 커서 압축 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은, HDR 이미지 데이터를 프로세서로 전달할 때 효과적으로 압축하여 전달함으로써 전술한 문제점 또는 다른 문제점들을 해결할 수 있는 전자 장치 및 전자 장치에서 하이 다이나믹 레인지 이미지 데이터를 압축 또는 전송하는 방법을 제공할 수 있다.

전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 한 실시예에 따른 전자 장치는, 프로세서; 제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함하는 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터를 획득하고, 상기 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리하고, 상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제1 채널 압축 데이터를 생성하고, 상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제2 채널 압축 데이터를 생성하고, 상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 상기 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.

또한, 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 하이 다이나믹 레인지(high dynamic range; HDR) 이미지 데이터를 전송하는 방법은, 제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함하는 이미지 센서에서, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터를 획득하는 동작; 상기 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리하는 동작; 상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제1 채널 압축 데이터를 생성하는 동작; 상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제2 채널 압축 데이터를 생성하는 동작; 및 상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 프로세서로 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치 및 전자 장치에서 하이 다이나믹 레인지 이미지 데이터를 전송하는 방법은, HDR 이미지 데이터를 프로세서로 전달할 때 효과적으로 압축하여 전달함으로써 전술한 문제점 또는 다른 문제점들을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 압축 및 전송 할 수 있는 전자 장치의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 HDR 이미지 데이터를 전송하는 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 전송된 HDR 이미지 데이터를 전송하는 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 장노출 픽셀과 단노출 픽셀의 배치 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 복수의 픽셀들의 다양한 배치를 예시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀들의 노출 동작과 관련된 그래프를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀들의 노출 동작과 관련된 그래프를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀들의 노출 동작과 관련된 그래프를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 인코딩하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 인코딩하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 인코딩하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 디코딩하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 22a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 데이터를 그레이 코드 데이터로 변환하는 예를 나타내는 도면이다.
도 22b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 데이터를 그레이 코드 데이터로 변환하는 예를 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 원시 이미지 데이터를 파티션하는 예를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림의 데이터 필드 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 압축 및 전송 할 수 있는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 환경에서의 HDR 이미지 데이터를 압축 및 전송 할 수 있는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 압축 및 전송 할 수 있는 카메라 모듈의 세부 구조를 나타내는 블록도이다.
도 28은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 전송된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 외부 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", " A 및 B 중 적어도 하나", 또는 " A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 애플리케이션 프로세서(application processor))를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things; IoT)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은, HDR 이미지 데이터를 프로세서 또는 이미지 신호 프로세서로 전달할 때 상기 HDR 이미지 데이터를 높은 압축 효율로 인코딩하여 전송할 수 있는 전자 장치 및 전자 장치에서 HDR 이미지 데이터를 전송하는 방법을 개시한다.

후술하는 본 발명의 다양한 실시예들에서, 이미지 센서로부터 획득한 이미지 데이터를 설명의 편의상 '원시 이미지 데이터(raw image data)'로 지칭하기로 한다. 상기 원시 이미지 데이터는 특정 포맷의 데이터를 한정하여 지칭하는 것이 아니라 특정 포맷의 데이터로 이미지 프로세싱을 거치기 전 이미지 센서로부터 획득한 데이터를 의미하는 최광의의 개념을 지칭한다. 예컨대, 다양한 실시예에 따라, 상기 이미지 센서의 종류, 크기 및 형태 등에 따라 상기 원시 이미지 데이터는 다양한 포맷을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 원시 이미지 데이터는 하나의 전체 이미지에 대응하는 프레임을 구성하는 복수의 픽셀(pixel)들에 대한 데이터를 포함할 수 있으며, 각 픽셀에 대한 픽셀값은 복수의 비트들로 표현되어 처리될 수 있다.

후술하는 본 발명의 다양한 실시예들에서, '비트플레인'은 적어도 하나의 비트를 포함하여 구성될 수 있으며, 이미지 데이터를 구성하는 특정 픽셀에 대한 픽셀값을 비트 값으로 표현할 때, 각각의 비트플레인은 상기 비트 값에서의 각 위치(또는 자리)에 대응할 수 있다. 예컨대, 각 픽셀에 대한 픽셀값을 제0 비트 내지 제9비트(MSB(most significant bit)에 대응)의 10비트 데이터로 표현할 경우, 복수의 픽셀에 대한 각 픽셀값에서 동일한 비트 위치에 대응하는 데이터에 기반하여 각 비트 위치별 비트플레인들을 구성할 수 있다. 예컨대, 상기 픽셀값이 10비트 데이터일 경우 복수의 픽셀들로부터 제0 비트에 대응하는 제0 비트플레인, 제1 비트에 대응하는 제1 비트플레인,..., 및 제9 비트에 대응하는 제9 비트플레인을 구성할 수 있다.

후술하는 본 발명의 다양한 실시예들에서, 'HDR 이미지'는 이미지를 구성하는 복수의 픽셀들 간에 상이한 노출(exposure)(예컨대, 노출량 또는 노출값 등)을 갖는 이미지를 지칭하며 특정 패턴 또는 특정 포맷의 이미지로 한정되는 것은 아니다. 다양한 실시예에 따라, 상기 HDR 이미지를 생성하는 방법은 동일 피사체를 2회 이상 촬영하여 서로 다른 노출을 갖는 이미지들을 얻은 후, 이러한 이미지들을 합성함으로써 생성할 수도 있으며, 이미지 센서를 구성하는 각 픽셀들의 노출을 상이하게 설정하여 이미지를 센싱함으로써 생성할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예들이 특정한 HDR 이미지 생성 방법으로 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성 예를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 이미지 센서 모듈(110) 및 프로세서(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이미지 센서 모듈(110)은 상기 프로세서(120)와 전기적으로 또는 통신으로 연결될 수 있다. 상기 이미지 센서 모듈(110) 및 상기 프로세서(120)는 하나의 전자 장치 내에 포함되어 구성될 수도 있으며, 각각 별개의 전자 장치 내에 구성될 수도 있다.

상기 이미지 센서 모듈(110)은 이미지 센서(111), 제어 회로(112) 및 메모리(113) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이미지 센서 모듈(110)에서 상기 제어 회로(112) 또는 상기 메모리(113)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 이미지 센서 모듈(110) 내에 구성될 수도 있으며, 상기 이미지 센서 모듈(110)과는 별도의 모듈 형태 또는 별도의 모듈 내에 구성될 수도 있다. 상기 이미지 센서 모듈(110)은 전자 장치 내에 구성되는 카메라 모듈의 적어도 일부를 구성하거나, 전자 장치로서 카메라의 적어도 일부를 구성할 수도 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 이미지 센서(111)는 입사되는 빛을 검출하여 각 픽셀별로 밝기 또는 색상과 관련된 값을 센싱할 수 있는 센서로서, 특정한 명칭의 센서로 한정되는 것이 아니라, 입사되는 빛에 의한 각 픽셀별 밝기 또는 색상과 관련된 값을 판단할 수 있는 어떠한 유형의 센서도 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서에 포함될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 상기 이미지 센서(111)로부터 획득한 데이터를 원시 이미지 데이터로 지칭하기로 한다.

상기 제어 회로(112)는 상기 이미지 센서(111)에서 획득한 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)를 본 발명의 다양한 실시예에 따라 압축 또는 인코딩하고, 상기 압축 또는 인코딩된 이미지 데이터를 상기 프로세서(120)로 전송하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 제어 회로(112)에서 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)를 압축하여 전송하는 방법의 구체적인 예시들은 후술하기로 한다.

상기 메모리(113)는 상기 이미지 센서(111)에서 획득한 원시 이미지 데이터, 상기 제어 회로(112)의 데이터 압축 과정에서 생성되는 데이터, 상기 제어 회로(112)를 통해 압축된 압축 데이터, 상기 제어 회로(112)를 통해 원시 이미지 데이터를 압축하는 과정에서 생성되는 데이터 또는 상기 압축 데이터를 포함하여 상기 프로세서(120)로 전송할 비트스트림 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 도 1에서 상기 메모리(113)는 편의상 상기 이미지 센서 모듈(110) 내에 포함되는 것으로 도시되었으나, 상기 메모리(113)는 상기 이미지 센서 모듈(110)과는 별도의 위치에 구성되거나, 유무선 통신 네트워크를 통해 연결된 다른 외부의 전자 장치 내에 구성될 수도 있다.

상기 이미지 센서 모듈(110)과 상기 프로세서(120)는 다양한 유무선 통신 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. 예컨대, 다양한 실시예에 따라, 상기 이미지 센서 모듈(110)과 상기 프로세서(120)는 MIPI(mobile industry processor interface) 라인으로 연결될 수 있으며, 상기 MIPI 라인을 통해 상기 이미지 센서 모듈(110)로부터 압축된 데이터를 프로세서(120)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 이미지 센서 모듈(110)은 SPI(serial peripheral interface)를 통해 각종 제어 신호를 프로세서(120)와 송수신할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 구성 예를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 전자 장치는 제1 장치(210) 및 제2 장치(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1 장치(210)는 압축 모듈(211)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 장치(220)는 압축 해제 모듈(221)을 포함할 수 있다.

상기 제1 장치(210)의 압축 모듈(211)에서는 HDR 이미지 데이터를 본 발명의 다양한 실시예에 따라 압축하도록 구성될 수 있으며, 도 1의 제어 회로(112)에 포함된 구성을 적어도 일부 포함할 수 있다. 상기 제1 장치(210)에서 압축된 데이터는 다양한 형태의 유무선 인터페이스를 통해 제2 장치(220)로 전송될 수 있다.

상기 제2 장치(220)의 압축 해제 모듈(221)은 상기 제1 장치(210)로부터 전송된 압축 데이터를 상기 압축 모듈(211)의 압축 방식에 대응하여 압축 해제할 수 있다.

상기 제1 장치(210)와 상기 제2 장치(220)는 하나의 전자 장치 내에서 모듈 형태로 구성될 수도 있으며, 상기 제1 장치(210)와 상기 제2 장치(220)가 각각 다른 전자 장치 내에 포함되는 형태로 구성될 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 장치(210)는 상기 도 1의 이미지 센서 모듈(110)에 대응할 수 있으며, 상기 제2 장치(220)는 상기 도 1의 프로세서(120)에 대응할 수도 있다. 예컨대, 상기 제1 장치(210)에 포함된 상기 압축 모듈(211)은 상기 도 1의 제어 회로(112)에 대응할 수 있으며, 상기 제2 장치(220)에 포함된 상기 압축 해제 모듈(221)은 상기 프로세서(120) 내에 포함될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에서 각 기능부 또는 모듈이라 함은, 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 각 기능부 또는 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 실시예의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치는, 프로세서; 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 이미지 센서 모듈을 포함하고, 상기 이미지 센서 모듈은 원시 이미지 데이터를 획득하기 위한 이미지 센서, 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 이미지 센서에서 획득된 상기 원시 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해, 제1 노출에 대응하는 제1 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인(bit-plane)들을 생성하고, 상기 제1 노출과 다른 제2 노출에 대응하는 제2 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성하고, 상기 복수의 제1 비트플레인들 및 상기 복수의 제2 비트플레인들을 각각 인코딩하고, 상기 인코딩된 복수의 제1 비트플레인들 및 복수의 제2 비트플레인들을 포함하는 비트스트림을 상기 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 제1 노출과 상기 제2 노출 비율에 기반하여 상기 제2 픽셀 셋을 구성하는 각 픽셀들의 픽셀값에 미리 설정된 값을 곱하고, 상기 제2 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 제2 비트플레인들을 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 제1 비트플레인들 및 상기 제2 비트플레인들 중 압축 효율에 기반하여 인코딩을 수행할 적어도 하나의 비트플레인을 선택하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 복수의 각 픽셀들의 픽셀값, 상기 제1 비트플레인의 번호, 상기 제2 비트플레인의 번호, 및 상기 원시 이미지 데이터의 평탄 영역 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 비트플레인을 선택하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 픽셀 셋의 각 픽셀과 상기 제2 픽셀 셋의 각 픽셀은 상기 원시 이미지상에서 미리 설정된 패턴에 따라 배치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 이미지 센서로부터 획득한 상기 원시 이미지 데이터를 복수의 색 채널들로 분리하고, 상기 제1 비트플레인을 생성하는 동작 또는 상기 제2 비트플레인을 생성하는 동작의 일부로서, 상기 분리된 각각의 색 채널에 대해 대응하는 복수의 비트플레이들을 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 이미지 센서로부터 획득한 상기 원시 이미지 데이터의 적어도 일부를 그레이 코드로 변환하고, 상기 그레이 코드로 변환된 원시 이미지 데이터에 대해 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 복수의 제1 비트플레인들 또는 상기 복수의 제2 비트플레인들에 대해 런 렝스(run-length) 방식에 기반하여 인코딩을 수행하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 원시 이미지 데이터를 각각이 복수의 픽셀들을 포함하는 복수의 파티션들로 구분하고, 상기 각 파티션에 포함된 상기 복수의 픽셀들에 대응하는 데이터를 이용하여 상기 제1 비트플레인 또는 상기 제2 비트플레인을 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인이 인코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 포함하는 비트스트림을 생성하고, 상기 제어 회로는, 상기 프로세서가 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인이 디코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 적어도 이용하여 상기 인코딩된 데이터를 디코딩할 수 있도록 상기 비트스트림을 상기 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치는, 전자 장치에 있어서, 프로세서; 제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함하는 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터를 획득하고, 상기 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리하고, 상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제1 채널 압축 데이터를 생성하고, 상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제2 채널 압축 데이터를 생성하고, 상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 상기 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인(bit-plane)들을 생성하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성하고, 상기 생성된 제1 비트플레인 또는 제2 비트플레인 단위로 압축하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출과 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출 비율에 기반하여 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 각 픽셀들의 픽셀값에 미리 설정된 값을 곱하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 상기 제2 비트플레인들을 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 복수의 각 픽셀들의 픽셀값, 상기 제1 비트플레인들의 번호, 상기 제2 비트플레인들의 번호, 및 상기 원시 이미지 데이터의 평탄 영역 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 비트플레인을 선택하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 각 픽셀과 상기 제2 센서 픽셀 셋의 각 픽셀은 상기 원시 이미지 데이터상에서 미리 설정된 패턴에 따라 배치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 런 렝스(run-length) 방식에 기반하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 원시 이미지 데이터를 각각이 복수의 픽셀들을 포함하는 복수의 파티션들로 구분하고, 상기 각 파티션에 포함된 상기 복수의 픽셀들에 대응하는 데이터를 이용하여 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인들이 인코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 포함하는 비트스트림을 생성하고, 상기 제어 회로는, 상기 프로세서가 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인들이 디코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 적어도 이용하여 상기 인코딩된 데이터를 디코딩할 수 있도록 상기 비트스트림을 상기 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 HDR 이미지 데이터를 전송하는 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110)(예: 제어 회로(112)) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)를 본 발명의 다양한 실시예에 따라 압축 또는 인코딩하고 상기 압축 또는 인코딩된 데이터를 프로세서(120) 또는 제2 장치(220)로 전송할 수 있다. 이미지 센서 모듈(110)에 포함된 이미지 센서(111)는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 픽셀들은 서로 노출이 다르게 설정된 제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 제1 센서 픽셀 셋은 제1 노출(exposure)(예컨대, 노출량 또는 노출값 등)에 대응할 수 있으며, 상기 제2 센서 픽셀 셋은 제2 노출에 대응할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 노출은 상기 제2 노출보다 노출이 상대적으로 큰 장노출(long exposure)일 수 있으며, 상기 제2 노출은 상기 제1 노출보다 노출이 상대적으로 작은 단노출(short exposure)일 수 있다.

동작 301에서, 상기 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110)(예: 제어 회로(112)) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)를 획득할 수 있다.

동작 303에서, 상기 전자 장치는 상기 획득한 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리할 수 있다. 상기 제1 색상 또는 상기 제2 색상은 가시광 영역의 색상을 포함할 수 있으며, 다양한 실시예에 따라 IR(infrared ray) 대역을 포함할 수도 있다.

동작 305에서, 상기 전자 장치는 상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제1 채널 압축 데이터를 생성할 수 있다.

동작 307에서, 상기 전자 장치는 상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제2 채널 압축 데이터를 생성할 수 있다.

동작 309에서, 상기 전자 장치는 상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 상기 프로세서로 전송할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 HDR 이미지 데이터를 전송하는 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110)(예: 제어 회로(112)) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)를 본 발명의 다양한 실시예에 따라 압축 또는 인코딩하고 압축 또는 인코딩된 데이터를 프로세서로 전송할 수 있다.

동작 401에서, 상기 전자 장치는 상기 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)로부터 제1 노출(exposure)(예컨대, 노출량 또는 노출값 등)에 대응하는 제1 픽셀 중 적어도 일부 픽셀들로 복수의 제1 비트플레인들을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 노출은 노출이 상대적으로 큰 장노출(long exposure)일 수 있다.

동작 403에서, 상기 전자 장치는 상기 원시 이미지 데이터로부터 제2 노출에 대응하는 제2 픽셀 중 적어도 일부 픽셀들로 복수의 제2 비트플레인들을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제2 노출은 노출이 상대적으로 작은 단노출(short exposure)일 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 전자 장치는 상기 원시 이미지 데이터를 복수의 색 채널들로 분리할 수 있으며, 상기 복수의 색 채널들 중 적어도 하나의 색 채널에 대응하는 데이터에 대해 적어도 일부를 그레이 코드로 변환할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 전자 장치는 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로 다양한 실시예에 따라, 상기 전자 장치는 상기 그레이 코드로 변환된 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 비트플레인들을 생성할 수 있다.

동작 405에서, 상기 전자 장치는 상기 생성된 복수의 제1 비트플레인들을 압축 또는 인코딩할 수 있다.

동작 407에서, 상기 전자 장치는 상기 생성된 복수의 제2 비트플레인들을 압축 또는 인코딩할 수 있다.

동작 409에서, 상기 전자 장치는 상기 인코딩된 복수의 제1 비트플레인들 및 상기 인코딩된 복수의 제2 비트플레인들을 포함하는 비트스트림을 프로세서 또는 다른 전자 장치로 전송할 수 있다.

상기 전자 장치에서 원시 이미지 데이터를 압축 또는 인코딩하는 보다 구체적인 실시예들의 설명은 후술하기로 한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 도 3 및 도 4에 도시된 동작들 중 적어도 하나의 동작이 생략되어 실행될 수도 있으며, 적어도 하나의 다른 동작이 상기 동작들 사이에 추가될 수도 있다. 또한, 상기 도 3 및 도 4의 동작들은 도시된 순서로 처리될 수도 있으며, 적어도 하나의 동작에 대한 실행 순서가 다른 동작의 실행 순서와 변경되어 처리될 수도 있다. 또한, 상기 도 3 및 도 4에 도시된 동작들은 전자 장치 내에서 수행될 수도 있으며, 서버에서 수행될 수도 있다. 또한, 상기 도 3 및 도 4에 도시된 동작들 중 적어도 하나의 동작들은 전자 장치 내에서 수행되고, 나머지 동작들은 서버에서 수행되도록 구현될 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 하이 다이나믹 레인지 이미지 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 이미지 센서로부터 원시 이미지 데이터를 획득하는 동작; 상기 이미지 센서에서 획득된 상기 원시 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해, 제1 노출에 대응하는 제1 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인(bit-plane)들을 생성하는 동작; 상기 제1 노출과 다른 제2 노출에 대응하는 제2 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성하는 동작; 상기 복수의 제1 비트플레인들 및 상기 복수의 제2 비트플레인들을 각각 인코딩하는 동작; 및 상기 인코딩된 복수의 제1 비트플레인들 및 복수의 제2 비트플레인들을 포함하는 비트스트림을 프로세서로 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 제1 노출과 상기 제2 노출 비율에 기반하여 상기 제2 픽셀 셋을 구성하는 각 픽셀들의 픽셀값에 미리 설정된 값을 곱하는 동작; 및 상기 제2 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 제2 비트플레인들을 생성하는 동작;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 제1 비트플레인들 및 상기 제2 비트플레인들 중 압축 효율에 기반하여 인코딩을 수행할 적어도 하나의 비트플레인을 선택할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 복수의 각 픽셀들의 픽셀값, 상기 제1 비트플레인의 번호, 상기 제2 비트플레인의 번호, 및 상기 원시 이미지 데이터의 평탄 영역 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 비트플레인을 선택할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 이미지 센서로부터 획득한 상기 원시 이미지 데이터를 복수의 색 채널들로 분리하는 동작; 및 상기 제1 비트플레인을 생성하는 동작 또는 상기 제2 비트플레인을 생성하는 동작의 일부로서, 상기 분리된 각각의 색 채널에 대해 대응하는 복수의 비트플레이들을 생성하는 동작;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 이미지 센서로부터 획득한 상기 원시 이미지 데이터의 적어도 일부를 그레이 코드로 변환하는 동작; 및 상기 그레이 코드로 변환된 원시 이미지 데이터에 대해 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하는 동작;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 복수의 제1 비트플레인들 또는 상기 복수의 제2 비트플레인들에 대해 런 렝스(run-length) 방식에 기반하여 인코딩을 수행할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 원시 이미지 데이터를 각각이 복수의 픽셀들을 포함하는 복수의 파티션들로 구분하고, 상기 각 파티션에 포함된 상기 복수의 픽셀들에 대응하는 데이터를 이용하여 상기 제1 비트플레인 또는 상기 제2 비트플레인을 생성하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인이 인코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 포함하는 비트스트림을 생성하는 동작; 및 상기 프로세서가 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인이 디코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 적어도 이용하여 상기 인코딩된 데이터를 디코딩할 수 있도록 상기 비트스트림을 상기 프로세서로 전송하는 동작;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 하이 다이나믹 레인지(high dynamic range; HDR) 이미지 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함하는 이미지 센서에서, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터를 획득하는 동작; 상기 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리하는 동작; 상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제1 채널 압축 데이터를 생성하는 동작; 상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제2 채널 압축 데이터를 생성하는 동작; 및 상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 프로세서로 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인(bit-plane)들을 생성하는 동작; 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성하는 동작; 및 상기 생성된 제1 비트플레인 또는 제2 비트플레인 단위로 압축하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출과 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출 비율에 기반하여 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 각 픽셀들의 픽셀값에 미리 설정된 값을 곱하는 동작; 및 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 상기 제2 비트플레인들을 생성하는 동작;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 복수의 각 픽셀들의 픽셀값, 상기 제1 비트플레인들의 번호, 상기 제2 비트플레인들의 번호, 및 상기 원시 이미지 데이터의 평탄 영역 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 비트플레인을 선택할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 런 렝스(run-length) 방식에 기반하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 원시 이미지 데이터를 각각이 복수의 픽셀들을 포함하는 복수의 파티션들로 구분하고, 상기 각 파티션에 포함된 상기 복수의 픽셀들에 대응하는 데이터를 이용하여 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하는 동작을 더 포함할 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 전자 장치에서 HDR 이미지 데이터를 인코딩하여 전송하고, 전송된 데이터를 디코딩하는 장치 및 방법의 예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 채널 분리부(510), 제1 비트플레인 생성부(520a), 제2 비트플레인 생성부(520b), 제1 비트플레인 인코더(530a), 제2 비트플레인 인코더(530b), 또는 패킷 생성부(540) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, HDR 이미지 데이터(또는 HDR 데이터)는 도시된 바와 같이 베이어 이미지 데이터(bayer image data)일 수 있다. 후술하는 다양한 실시예들에서는 발명의 이해를 돕기 위해 상기 HDR 이미지 데이터의 일 예로서 베이어 이미지 데이터를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 HDR 이미지 데이터의 형태는 베이어 이미지 데이터에 한정되는 것은 아니라 다양한 형태의 이미지 데이터(예컨대, 포베온 이미지 데이터 등)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 복수의 픽셀들은 노출이 상대적으로 긴 장노출 픽셀(도면상에서 아래 첨자 L로 표시)과 노출이 상대적으로 짧은 단노출 픽셀(도면상에서 아래 첨자 S로 표시)로 구분될 수 있다.

상기 채널 분리부(510)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 색상별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 베이어 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀은 R, G₁, G₂, B의 색상을 가지게 되므로, 상기 채널 분리부(510)에서는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 각 색상별로 픽셀을 분리할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(예: 도 1의 이미지 센서(111))에서 출력되는 베이어 이미지 데이터는 각 픽셀 당 1개의 색상 채널만을 가지고 있기 때문에 인접한 픽셀간에 서로 연관도가 떨어질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(510)를 통해 각 픽셀들을 같은 색상의 채널끼리 분리시킴으로써 연속되는 데이터 간의 연관도(또는 상관도(correlation))를 상승시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(510)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 HDR 이미지를 구성하는 각 픽셀은 R_L, G_L, B_L의 장노출 픽셀과 R_S, G_S, B_S의 단노출 픽셀로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(510)는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 상기 장노출 픽셀들과 상기 단노출 픽셀들로 분리하여 재구성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(510)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 색상과 노출을 모두 고려하여 픽셀들을 재구성할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(510)를 통해 재구성된 제1 노출(예컨대, 장노출) 픽셀들의 데이터는 제1 비트플레인 생성부(520a)로 제공될 수 있으며, 제2 노출(예컨대, 단노출) 픽셀들의 데이터는 제2 비트플레인 생성부(520b)로 제공될 수 있다

상기 제1 비트플레인 생성부(520a)는 상기 채널 분리부(510)를 통해 제공된 제1 노출 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 비트플레인 생성부(520a)는 상기 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 제1 노출(예컨대, 장노출) 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인들을 생성할 수 있다. 상기 제1 비트플레인 생성부(520a)를 통해 생성된 제1 비트플레인들은 제1 비트플레인 인코더(530a)를 통해 인코딩될 수 있다.

상기 제2 비트플레인 생성부(520b)는 상기 채널 분리부(510)를 통해 제공된 제2 노출 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로 다양한 실시예에 따라, 상기 제2 비트플레인 생성부(520b)는 상기 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 제2 노출(예컨대, 단노출) 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성할 수 있다. 상기 제2 비트플레인 생성부(520b)를 통해 생성된 제2 비트플레인들은 제2 비트플레인 인코더(530b)를 통해 인코딩될 수 있다.

상기 제1 비트플레인 인코더(530a) 또는 제2 비트플레인 인코더(530b)는 런 렝스 인코더로 구성될 수 있으며, 상기 런 렝스 인코더는 체크런부 및 이진화부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이진화부에서는 상기 체크런부로부터 입력된 런 렝스 값과 해당 비트플레인에 대해 이진화에 사용될 방법을 나타내는 인덱스(index)를 참조하여 이진화 연산을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 이진화부에서 수행되는 이진화 방법은 하기 <표 1> 내지 <표 3>에 예시된 바와 같이 kth-order Exp-Golmb, Unary, Truncation Unary, Truncation Unary+ kth-order Exp-Golmb, Golmb rice 등 런 값의 분포 확률 특성에 따라 선택적으로 적용될 수 있다.

EG-0
Prifix	Suffix	Value Range	Value Range	Num of bit
0		0	0	1
10	X	2	2	3
110	XX	4	6	5
1110	XXX	8	14	7
11110	XXXX	16	30	9
111110	XXXXX	32	62	11
1111110	XXXXXX	64	126	13
11111110	XXXXXXX	128	254	15
111111110	XXXXXXXX	256	510	17
1111111110	XXXXXXXXX	512	1022	19
11111111110	XXXXXXXXXX	1024	2046	21
111111111110	XXXXXXXXXXX	2048	4094	23
1111111111110	XXXXXXXXXXXX	4096	8190	25

EG-2
Prifix	Suffix	Value Range	Value Range	Num of bit
0	XX	4	3	3
10	XXX	8	11	5
110	XXXX	16	27	7
1110	XXXXX	32	59	9
11110	XXXXXX	64	123	11
111110	XXXXXXX	128	251	13
1111110	XXXXXXXX	256	507	15
11111110	XXXXXXXXX	512	1019	17
111111110	XXXXXXXXXX	1024	2043	19
1111111110	XXXXXXXXXXX	2048	4091	21
11111111110	XXXXXXXXXXXX	4096	8187	23
111111111110	XXXXXXXXXXXXX	8192	16379	25
1111111111110	XXXXXXXXXXXXXX	19384	32763	27

Value	Bin String
0	0
1	10
2	110
3	1110
4	11110
5	1111100
6	1111101

다양한 실시예에 따라, 상기 이진화부에서 상기 각 비트플레인별로 적용할 이진화 방법은 패킷 생성부(540)에서 헤더 정보로 추가하여 전송될 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 복수의 제1 비트플레인들 또는 복수의 제2 비트플레인들 중에서 MSB에 인접한 비트플레인에서는 동일 파티션 내에서의 픽셀값이 모두 같은 값을 가지는 경우가 발생할 수 있다. 상기의 경우 해당 비트플레인의 데이터는 동일한 비트를 가지므로, 상기 비트플레인에 대해서는 런 렝스 값을 전송하는 대신 전부 동일한 값이라는 정보를 헤더 정보에 포함하여 전송할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 해당 비트플레인이 전부 동일한 값을 가짐을 나타내는 정보를 전송하는 방법으로서, 각 비트플레인 별로 전부 동일 값을 가진지 여부를 나타내는 플래그를 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 대부분의 동일 값을 가지는 비트플레인이 최상위 비트플레인부터 시작되는 특성을 이용하여 전부 동일 값을 가지는 비트플레인의 수를 최상위를 기준으로 나타내는 방법을 사용할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 채널 분리부(510)에 의해 분리된 각 채널별 픽셀 데이터에 대해 바이너리 데이터를 그레이 코드(gray code) 데이터로 변환시킨 후 각 비트플레인 생성부(520a, 520b)로 제공할 수도 있다.

상기 비트플레인 생성부(520a, 520b)에서는 상기 그레이 코드 데이터로 변환된 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 복수의 비트플레인(bit-plane)들을 생성할 수 있다. 예컨대, 각 픽셀에 대한 픽셀값을 이진수로 표시하여 0 내지 9까지 총 10개의 자리값을 가질 경우, 각 픽셀에 대해 동일한 자리의 비트값을 기반으로 10개의 비트플레인을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인을 생성하는 픽셀의 개수는 다양하게 설정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서는 이해를 돕기 위해 하나의 비트플레인을 생성하는 픽셀들의 단위를 프레임(frame), 서브 프레임, 파티션, 또는 서브 파티션 등으로 지칭할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전체 이미지 데이터를 동일한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있으며, 상이한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있다.

상기 비트플레인 인코더(530a, 530b)에서는 상기 비트플레인 생성부(520a, 520b)로부터 복수의 비트플레인을 제공받고, 각 비트플레인 단위로 압축을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 비트플레인 인코더(530a, 530b)는 비트플레인의 개수에 따라 0번 비트플레인 인코더부터 N번 비트플레인 인코더까지 N+1개의 비트플레인 인코더를 별도로 구성할 수 있다. 상기 각 비트플레인 인코더는 동일한 알고리즘에 의해 부호화할 수도 있으며, 서로 상이한 알고리즘에 의해 부호화할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인 인코더는 해당 비트플레인을 구성하는 비트값들의 분포를 고려하여 가장 압축 효율이 좋은 알고리즘에 의해 비트플레인을 부호화하도록 구현할 수도 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 패킷 생성부(540)에서는 상기 인코딩된 복수의 비트플레인들을 선택하여 패킷을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 패킷 생성부(540)는 압축 또는 인코딩된 비트플레인들에 대한 정보와 함께 상기 파티션과 관련된 정보 등을 더 포함하여 패킷을 생성할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 픽셀 레벨 조정부(610), 비트플레인 생성부(620), 또는 비트플레인 인코더(630) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, HDR 이미지 데이터는 도시된 바와 같이 베이어 이미지 데이터(bayer image data)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 복수의 픽셀들은 노출이 상대적으로 긴 장노출 픽셀(도면상에서 아래 첨자 L로 표시)과 노출이 상대적으로 짧은 단노출 픽셀(도면상에서 아래 첨자 S로 표시)로 구분될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(610)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출을 재조정할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 장노출 픽셀들과 단노출 픽셀들로 구성되는 HDR 이미지 데이터는 상기 장노출 픽셀의 노출과 상기 단노출 픽셀의 노출 비율이 하나의 프레임(frame) 내에서 고정된 값으로 결정될 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(610)에서는 상기 노출 비율에 대응하는 이득값(gain)을 단노출 설정된 각 픽셀에 곱하는 과정을 거쳐 단노출 픽셀의 노출 레벨과 장노출 픽셀의 노출 레벨을 동일 또는 유사한 레벨로 재조정할 수 있다. 상기 픽셀 레벨 조정부(610)에 의한 픽셀 레벨 재조정에 의해 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도(correlation)를 높여줄 수 있다. 상기 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도가 높아지면, 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀로 비트플레인을 생성하여 인코딩하여 압축률을 높일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(610)를 통해 각 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 픽셀들의 데이터는 비트플레인 생성부(620)로 제공될 수 있다.

상기 비트플레인 생성부(620)는 상기 픽셀 레벨 조정부(610)를 통해 제공된 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 상기 비트플레인 생성부(620)를 통해 생성된 비트플레인들은 비트플레인 인코더(630)를 통해 인코딩될 수 있다.

상기 비트플레인 인코더(630)는 런 렝스 인코더로 구성될 수 있으며, 상기 런 렝스 인코더는 체크런부 및 이진화부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이진화부에서는 상기 체크런부로부터 입력된 런 렝스 값과 해당 비트플레인에 대해 이진화에 사용될 방법을 나타내는 인덱스(index)를 참조하여 이진화 연산을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 이진화부에서 수행되는 이진화 방법은 전술한 <표 1> 내지 <표 3>에 예시된 바와 같이 kth-order Exp-Golmb, Unary, Truncation Unary, Truncation Unary+ kth-order Exp-Golmb, Golmb rice 등 런 값의 분포 확률 특성에 따라 선택적으로 적용될 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 이진화부에서 상기 각 비트플레인별로 적용할 이진화 방법은 패킷 생성부에서 헤더 정보로 추가하여 전송될 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 복수의 비트플레인들 중에서 MSB에 인접한 비트플레인에서는 동일 파티션 내에서의 픽셀값이 모두 같은 값을 가지는 경우가 발생할 수 있다. 상기의 경우 해당 비트플레인의 데이터는 동일한 비트를 가지므로, 상기 비트플레인에 대해서는 런 렝스 값을 전송하는 대신 전부 동일한 값이라는 정보를 헤더 정보에 포함하여 전송할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 픽셀 레벨 조정부(610)에 의해 노출 레벨이 재조정된 픽셀 데이터에 대해 바이너리 데이터(binary data)를 그레이 코드(gray code) 데이터로 변환시킨 후 상기 비트플레인 생성부(620)로 제공할 수도 있다.

상기 비트플레인 생성부(620)에서는 상기 그레이 코드 데이터로 변환된 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 복수의 비트플레인(bit-plane)들을 생성할 수 있다. 예컨대, 각 픽셀에 대한 픽셀값을 이진수로 표시하여 0 내지 9까지 총 10개의 자리값을 가질 경우, 각 픽셀에 대해 동일한 자리의 비트값을 기반으로 10개의 비트플레인을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인을 생성하는 픽셀의 개수는 다양하게 설정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서는 이해를 돕기 위해 하나의 비트플레인을 생성하는 픽셀들의 단위를 프레임, 서프 프레임, 파티션, 또는 서브 파티션 등으로 지칭하기로 한다. 다양한 실시예에 따라, 전체 이미지 데이터를 동일한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있으며, 상이한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있다.

상기 비트플레인 인코더(630)에서는 상기 비트플레인 생성부(620)로부터 복수의 비트플레인을 제공받고, 각 비트플레인 단위로 압축을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 비트플레인 인코더(630)는 비트플레인의 개수에 따라 0번 비트플레인 인코더부터 N번 비트플레인 인코더까지 N+1개의 비트플레인 인코더를 별도로 구성할 수 있다. 상기 비트플레인 인코더(630)는 동일한 알고리즘에 의해 부호화할 수도 있으며, 서로 상이한 알고리즘에 의해 부호화할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 인코더는 해당 비트플레인을 구성하는 비트값들의 분포를 고려하여 가장 압축 효율이 좋은 알고리즘에 의해 비트플레인을 부호화하도록 구현할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 채널 분리부(710), 비트플레인 생성부(720), 픽셀 레벨 조정부(730), 비트플레인 생성부(740), 비트플레인 선택부(750), 또는 비트플레인 인코더(760) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, HDR 이미지 데이터는 도시된 바와 같이 베이어 이미지 데이터(bayer image data)일 수 있다. 후술하는 다양한 실시예들에서는 발명의 이해를 돕기 위해 상기 HDR 이미지 데이터의 일 예로서 베이어 이미지 데이터를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 HDR 이미지 데이터의 형태는 베이어 이미지 데이터에 한정되는 것은 아니라 다양한 형태의 이미지 데이터(예컨대, 포베온 이미지 데이터 등)를 포함할 수 있다.

상기 채널 분리부(710)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 색상별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 베이어 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀은 R, G₁, G₂, B의 색상을 가지게 되므로, 상기 채널 분리부(710)에서는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 각 색상별로 픽셀을 분리할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서에서 출력되는 베이어 이미지 데이터는 각 픽셀 당 1개의 색상 채널만을 가지고 있기 때문에 인접한 픽셀간에 서로 연관도가 떨어질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(710)를 통해 각 픽셀들을 같은 색상의 채널끼리 분리시킴으로써 연속되는 데이터 간의 연관도를 상승시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(710)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 HDR 이미지를 구성하는 각 픽셀은 R_L, G_L, B_L의 장노출 픽셀과 R_S, G_S, B_S의 단노출 픽셀로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(710)는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 상기 장노출 픽셀들과 상기 단노출 픽셀들로 분리하여 재구성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(710)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 색상과 노출을 모두 고려하여 픽셀들을 재구성할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(710)를 통해 재구성된 제1 노출(예컨대, 장노출) 픽셀들의 데이터 및 제2 노출(예컨대, 단노출) 픽셀들의 데이터는 복수의 제1 비트플레인 생성부(720)들로 각각 제공될 수 있다

상기 각각의 제1 비트플레인 생성부(720)는 상기 채널 분리부(710)를 통해 제공된 제1 노출 픽셀들 및 제2 노출 픽셀들에 대해 각각 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 비트플레인 생성부(720)는 상기 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 제1 노출(예컨대, 장노출) 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인들을 생성하고, 제2 노출(예컨대, 단노출) 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(730)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출을 재조정할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 장노출 픽셀들과 단노출 픽셀들로 구성되는 HDR 이미지 데이터는 상기 장노출 픽셀의 노출과 상기 단노출 픽셀의 노출 비율이 하나의 프레임(frame) 내에서 고정된 값으로 결정될 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(730)에서는 상기 노출 비율에 대응하는 이득값(gain)을 단노출 설정된 각 픽셀에 곱하는 과정을 거쳐 단노출 픽셀의 노출 레벨과 장노출 픽셀의 노출 레벨을 동일 또는 유사한 레벨로 재조정할 수 있다. 상기 픽셀 레벨 조정부(730)에 의한 픽셀 레벨 재조정에 의해 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도(correlation)를 높여줄 수 있다. 상기 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도가 높아지면, 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀로 비트플레인을 생성하여 인코딩하더라도 압축률을 높일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(730)를 통해 각 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 픽셀들의 데이터는 제2 비트플레인 생성부(740)로 제공될 수 있다. 상기 제2 비트플레인 생성부(740)는 상기 픽셀 레벨 조정부(730)를 통해 제공된 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다.

상기 비트플레인 선택부(750)는 상기 HDR 이미지 데이터에서 얻을 수 있는 정보(예컨대, 픽셀 레벨 정보, 비트 플레인의 번호, 평탄 영역 정보 등)들과 각 비트플레인별 특성에 기반하여, 상기 제1 비트플레인 생성부(720) 및 제2 비트플레인 생성부(740)를 통해 생성된 비트플레인들 중 압축 효율이 높은 비트플레인을 선택할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 선택부(750)는 상기 제1 비트플레인 생성부(720) 및 제2 비트플레인 생성부(740)를 통해 생성된 비트플레인들 중 압축 효율이 높은 비트플레인을 선택함에 있어, 원시 이미지 데이터의 프레임 단위 또는 미리 설정된 파티션 단위로 비트플레인을 선택할 수도 있다. 예컨대, 상기 비트플레인 선택부(750)는 원시 이미지 데이터에서 제1 프레임에 대해서는 제1 비트플레인 생성부(720)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택하고, 제2 프레임에 대해서는 제2 비트플레인 생성부(740)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택할 수 있다. 다앙한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 선택부(750)는 원시 이미지 데이터에서 제1 파티션에 대해서는 제1 비트플레인 생성부(720)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택하고, 제2 파티션에 대해서는 제2 비트플레인 생성부(740)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택할 수 있다.

상기 비트플레인 인코더(760)에서는 상기 비트플레인 선택부(750)를 통해 선택된 각 비트플레인을 인코딩할 수 있다. 상기 비트플레인 인코더(760)는 런 렝스 인코더로 구성될 수 있으며, 상기 런 렝스 인코더는 체크런부 및 이진화부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이진화부에서는 상기 체크런부로부터 입력된 런 렝스 값과 해당 비트플레인에 대해 이진화에 사용될 방법을 나타내는 인덱스(index)를 참조하여 이진화 연산을 수행할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 채널 분리부(710)에 의해 분리된 각 채널별 픽셀 데이터에 대해 바이너리 데이터를 그레이 코드(gray code) 데이터로 변환시킨 후 비트플레인 생성부(720)로 제공할 수도 있다.

상기 비트플레인 생성부(720)는 상기 그레이 코드 데이터로 변환된 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 복수의 비트플레인(bit-plane)들을 생성할 수 있다. 예컨대, 각 픽셀에 대한 픽셀값을 이진수로 표시하여 0 내지 9까지 총 10개의 자리값을 가질 경우, 각 픽셀에 대해 동일한 자리의 비트값을 기반으로 10개의 비트플레인을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인을 생성하는 픽셀의 개수는 다양하게 설정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서는 이해를 돕기 위해 하나의 비트플레인을 생성하는 픽셀들의 단위를 프레임, 서브 프레임, 파티션, 서브 파티션 등로 지칭하기로 한다. 다양한 실시예에 따라, 전체 이미지 데이터를 동일한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있으며, 상이한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 픽셀 레벨 조정부(730)에 의해 노출 레벨이 재조정된 픽셀 데이터에 대해 바이너리 데이터를 그레이 코드(gray code) 데이터로 변환시킨 후 상기 비트플레인 생성부(740)로 제공할 수도 있다.

상기 비트플레인 생성부(740)는 상기 그레이 코드 데이터로 변환된 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 복수의 비트플레인(bit-plane)들을 생성할 수 있다. 예컨대, 각 픽셀에 대한 픽셀값을 이진수로 표시하여 0 내지 9까지 총 10개의 자리값을 가질 경우, 각 픽셀에 대해 동일한 자리의 비트값을 기반으로 10개의 비트플레인을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인을 생성하는 픽셀의 개수는 다양하게 설정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서는 이해를 돕기 위해 하나의 비트플레인을 생성하는 픽셀들의 단위를 프레임, 서브 프레임, 파티션, 서브 파티션 등으로 지칭하기로 한다. 다양한 실시예에 따라, 전체 이미지 데이터를 동일한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있으며, 상이한 크기를 갖는 복수의 파티션들로 구분할 수도 있다.

상기 비트플레인 인코더(760)는 상기 비트플레인 선택부(750)로부터 선택된 복수의 비트플레인을 제공받고, 각 비트플레인 단위로 압축을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 비트플레인 인코더(760)는 비트플레인의 개수에 따라 0번 비트플레인 인코더부터 N번 비트플레인 인코더까지 N+1개의 비트플레인 인코더를 별도로 구성할 수 있다. 상기 비트플레인 인코더(760)는 동일한 알고리즘에 의해 부호화할 수도 있으며, 서로 상이한 알고리즘에 의해 부호화할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 인코더(760)는 해당 비트플레인을 구성하는 비트값들의 분포를 고려하여 가장 압축 효율이 좋은 알고리즘에 의해 비트플레인을 부호화하도록 구현할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 이미지 데이터를 복원 또는 디코딩하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 압축 해제 모듈(221))는 파서(810), 제1 비트플레인 디코더(820a), 제2 비트플레인 디코더(820b), 제1 픽셀 셋 생성부(830a), 제2 픽셀 셋 생성부(830b) 또는 채널 병합부(840) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라 상기 도 8의 각 블록들은 전술한 도 5의 각 블록들에서의 처리 방식에 대응하여 역순으로 데이터를 처리할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 압축 또는 인코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림이 수신되면, 파서(810)는 수신된 비트스트림의 헤더 정보를 확인하고, 각 노출 또는 색상 채널별로 비트스트림을 분리하여 처리할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 파서(810)는 상기 수신된 비트스트림을 분석하여 복수의 디코딩된 비트스트림들 중 제1 노출에 대응하는 비트플레인은 제1 비트플레인 디코더(820a)로 제공하고, 제2 노출에 대응하는 비트플레인은 제2 비트플레인 디코더(820b)로 제공할 수 있다.

상기 제1 비트플레인 디코더(820a)는 상기 파서(810)로부터 제1 노출에 대응하는 복수의 인코딩된 비트플레인들을 제공받고, 각 비트플레인 단위로 압축 해제 또는 디코딩을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 비트플레인 디코더(820a)는 인코딩된 비트플레인의 개수에 따라 0번 비트플레인 디코더부터 N번 비트플레인 디코더까지 N+1개의 비트플레인 디코더를 별도로 구성할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인 디코더는 동일한 알고리즘에 의해 복호화할 수도 있으며, 서로 상이한 알고리즘에 의해 복호화할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인 디코더는 해당 비트플레인에 대한 인코딩 방식에 대응하도록 압축된 비트플레인을 디코딩할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인에 대한 압축 방식은 상기 수신된 비트스트림의 특정 데이터 필드에 포함될 수 있으며, 상기 파서(810)를 통해 상기 수신된 비트스트림에 포함된 각 비트플레인별 압축 방식에 대한 정보를 상기 제1 비트플레인 디코더(820a)로 제공할 수 있다.

상기 제1 비트플레인 디코더(820a)에서 디코딩된 제1 노출에 대응하는 비트플레인들은 제1 픽셀 셋 생성부(830a)로 제공될 수 있다. 상기 제1 픽셀 셋 생성부(830a)는 상기 제1 비트플레인 디코더(820a)를 통해 압축 해제된 각 비트플레인으로부터 상기 비트플레인으로 변환되기 전의 제1 노출에 대응하는 픽셀 데이터들로 재구성할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 데이터로부터 변환된 픽셀 데이터는 그레이 코드 형태의 데이터이므로, 이진 컨버터에서 상기 그레이 코드 형태의 픽셀 데이터를 바이너리 코드의 픽셀 데이터로 변환할 수 있다.

상기 제2 비트플레인 디코더(820b)는 상기 파서(810)로부터 제2 노출에 대응하는 복수의 인코딩된 비트플레인들을 제공받고, 각 비트플레인 단위로 압축 해제 또는 디코딩을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 비트플레인 디코더(820b)는 인코딩된 비트플레인의 개수에 따라 0번 비트플레인 디코더부터 N번 비트플레인 디코더까지 N+1개의 비트플레인 디코더를 별도로 구성할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인 디코더는 동일한 알고리즘에 의해 복호화할 수도 있으며, 서로 상이한 알고리즘에 의해 복호화할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인 디코더는 해당 비트플레인에 대한 인코딩 방식에 대응하도록 압축된 비트플레인을 디코딩할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인에 대한 압축 방식은 상기 수신된 비트스트림의 특정 데이터 필드에 포함될 수 있으며, 상기 파서(810)를 통해 상기 수신된 비트스트림에 포함된 각 비트플레인별 압축 방식에 대한 정보를 상기 제2 비트플레인 디코더(820b)로 제공할 수 있다.

상기 제2 비트플레인 디코더(820a)에서 디코딩된 제2 노출에 대응하는 비트플레인들은 제2 픽셀 셋 생성부(830b)로 제공될 수 있다. 상기 제2 픽셀 셋 생성부(830b)는 상기 제2 비트플레인 디코더(820b)를 통해 압축 해제된 각 비트플레인으로부터 상기 비트플레인으로 변환되기 전의 제2 노출에 대응하는 픽셀 데이터들로 재구성할 수 있다.

상기 이진 컨버터에 의해 바이너리 코드로 변환된 픽셀 데이터는 각 노출별 또는 색상별로 연결되어 있으므로, 다양한 실시예에 따라 상기 채널 병합부(840)는 각각의 노출별 또는 색상별 채널을 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)의 픽셀 배열로 재구성함으로써 HDR 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 이미지 데이터를 복원 또는 디코딩하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 압축 해제 모듈(221))는 비트플레인 디코더(910), 픽셀 셋 생성부(920), 또는 픽셀 레벨 조정부(930) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라 상기 도 9의 각 블록들은 전술한 도 6의 각 블록들에서의 처리 방식에 대응하여 역순으로 데이터를 처리할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 압축 또는 인코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림이 수신되면, 상기 비트플레인 디코더(910)는 수신된 비트스트림에 포함된 복수의 인코딩된 비트플레인들에 대해, 각 비트플레인 단위로 압축 해제 또는 디코딩을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 비트플레인 디코더(910)는 인코딩된 비트플레인의 개수에 따라 0번 비트플레인 디코더부터 N번 비트플레인 디코더까지 N+1개의 비트플레인 디코더를 별도로 구성할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인 디코더(910)는 동일한 알고리즘에 의해 복호화할 수도 있으며, 서로 상이한 알고리즘에 의해 복호화할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인 디코더(910)는 해당 비트플레인에 대한 인코딩 방식에 대응하도록 압축된 비트플레인을 디코딩할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 비트플레인에 대한 압축 방식은 상기 수신된 비트스트림의 특정 데이터 필드에 포함될 수 있으며, 상기 수신된 비트스트림에 포함된 각 비트플레인별 압축 방식에 대한 정보를 확인하여 디코딩할 수 있다.

상기 비트플레인 디코더(910)에서 디코딩된 비트플레인들은 픽셀 셋 생성부(920)로 제공될 수 있다. 상기 픽셀 셋 생성부(920)는 상기 비트플레인 디코더(910)를 통해 압축 해제된 각 비트플레인으로부터 상기 비트플레인으로 변환되기 전의 픽셀 데이터들로 재구성할 수 있다.

상기 이진 컨버터에 의해 바이너리 코드로 변환된 픽셀 데이터는 픽셀 레벨 조정부(930)로 입력되고, 상기 픽셀 레벨 조정부(930)는 전술한 도 6의 픽셀 레벨 조정부(610)에 대응하여 각 픽셀의 노출을 재조정 전의 레벨로 복원시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(930)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출을 재조정할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 장노출 픽셀들과 단노출 픽셀들로 구성되는 HDR 이미지 데이터는 상기 장노출 픽셀의 노출과 상기 단노출 픽셀의 노출 비율이 하나의 프레임(frame) 내에서 고정된 값으로 결정될 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(930)는 상기 노출 비율에 대응하는 이득값(gain)을 단노출 설정된 각 픽셀에 대해 나누는 과정을 거쳐 원래의 HDR 이미지 데이터에서의 단노출 픽셀의 노출 레벨로 재조정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(930)를 통해 각 픽셀의 노출 레벨이 재조정됨으로써 원래의 HDR 이미지 데이터가 복원될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 이미지 데이터를 복원 또는 디코딩하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 압축 해제 모듈(221))는 비트플레인 디코더(1010), 비트플레인 선택부(1020), 채널 병합부(1030), 픽셀 레벨 조정부(1040), 또는 비트플레인 병합부(1050) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라 상기 도 10의 각 블록들은 전술한 도 7의 각 블록들에서의 처리 방식에 대응하여 역순으로 데이터를 처리할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 압축 또는 인코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림이 수신되면, 파서는 수신된 비트스트림의 헤더 정보를 확인하고, 각 노출 또는 색상 채널별로 비트스트림을 분리하여 처리할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 파서는 상기 수신된 비트스트림을 분석하여 복수의 비트스트림들 중 인코딩된 적어도 하나의 비트스트림을 확인할 수 있다. 상기 인코딩된 적어도 하나의 비트스트림은 비트플레인 디코더(1010)에서 디코딩될 수 있다.

상기 비트플레인 선택부(1020)는 상기 수신된 비트스트림에 포함된 복수의 비트플레인들 중 각 노출에 따라 분리되어 디코딩된 비트플레인과, 단노출 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 비트플레인을 각각 선택하여 채널 병합부(1030) 또는 픽셀 레벨 조정부(1040)로 제공할 수 있다.

예컨대, 상기 비트플레인 선택부(1020)는 상기 수신된 비트스트림에 포함된 복수의 비트플레인들 중 각 노출에 따라 분리되어 디코딩된 비트플레인들은 상기 채널 병합부(1030)로 제공하며, 상기 단노출 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 비트플레인들은 상기 픽셀 레벨 조정부(1040)로 제공할 수 있다.

상기 채널 병합부(1030)는 상기 비트플레인 디코더(1010)를 통해 압축 해제된 각 비트플레인으로부터 상기 비트플레인으로 변환되기 전의 픽셀 데이터들로 재구성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 데이터로부터 변환된 픽셀 데이터는 그레이 코드 형태의 데이터이므로, 이진 컨버터에서 상기 그레이 코드 형태의 픽셀 데이터를 바이너리 코드의 픽셀 데이터로 변환할 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(1040)는 상기 단노출 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 비트플레인들에 대응하는 각 픽셀에 대해 노출을 재조정할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 장노출 픽셀들과 단노출 픽셀들로 구성되는 HDR 이미지 데이터는 상기 장노출 픽셀의 노출과 상기 단노출 픽셀의 노출 비율이 하나의 프레임(frame) 내에서 고정된 값으로 결정될 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(1040)는 상기 노출 비율에 대응하는 이득값(gain)을 단노출 설정된 각 픽셀에 대해 나누는 과정을 거쳐 원래의 HDR 이미지 데이터에서의 단노출 픽셀의 노출 레벨로 재조정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(1040)를 통해 각 픽셀의 노출 레벨이 재조정됨으로써 원래의 HDR 이미지 데이터가 복원될 수 있다.

상기 비트플레인 병합부(1050)는 상기 채널 병합부((1030)를 통해 병합된 픽셀들과, 상기 픽셀 레벨 조정부(1040)에 의해 노출 레벨이 재조정된 비트플레인들을 병합하여 원래의 HDR 이미지 데이터로 복원할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 병합부(1050)는 상기 픽셀들을 파티션 단위로 복원할 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀 구성을 나타내는 도면이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 이미지 센서(예: 도 1의 이미지 센서(111))의 제1 노출(예컨대, 장노출)의 픽셀들 및 제2 노출(예컨대, 단노출)의 픽셀들이 어레이의 일부 영역에서 선택된 패턴에 따라 배치되는 것을 예시하고 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 노출의 픽셀들을 장노출 픽셀들이라고 하며 제2 노출의 픽셀들을 단노출 픽셀들이라고 할 경우 이러한 장노출 픽셀들 및 단노출 픽셀들은 다각형 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 장노출 픽셀들 중 적어도 두 개의 바로 인접한 픽셀들(at least two immediately next pixel of the first plurality of pixels)이, 다각형의 일변(one side)를 서로 공유하지 않고, 단노출 픽셀들 중 적어도 두 개의 바로 인접한 픽셀들(at least two immediately next pixel of the first plurality of pixels)이, 다각형의 일변(one side)를 서로 공유하지 않도록 배치될 수 있다.

도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀 구성을 나타내는 도면이다. 도 13에서는 마스크의 크기가 4×4일 경우 장노출 픽셀들 및 단노출 픽셀들의 배치를 예시하고 있다. 상기 마스크(1300a)는 Gr, R, B 픽셀들이 장노출 픽셀들로 지정되며 상기 Gr, R, B 픽셀들을 제외한 나머지 r, b, gb 픽셀들이 단노출 픽셀들로 지정된 경우를 예시하고 있다. 예를 들어, 도 13에서는 홀수행마다 가로 방향으로 세 개의 장노출 픽셀들과 하나의 단노출 픽셀이 교대로 배치되며, 짝수행마다 가로 방향으로 세 개의 단노출 픽셀들과 하나의 장노출 픽셀이 교대로 배치될 수 있다. 이때, 짝수행에 배치되는 장노출 픽셀은 이웃하는 홀수행에 배치되는 장노출 픽셀들과 만나도록 배치될 수 있다.

상기와 같은 배치를 통해 도 13에서와 같이 장노출 픽셀들로 이루어진 가로 및 단노출 픽셀들로 이루어진 세로의 직선이 일정 간격으로 교차해나가는 격자(cross) 무늬 패턴이 나타날 수 있는데, 이때 가로 및 세로의 직선이 교차하는 간격은 서로 상이할 수 있다. 이에 따라 장노출 픽셀들 및 단노출 픽셀들은 사선 방향으로 계단 형태의 패턴으로 보여질 수 있다.

전술한 바에서는 3개씩의 장노출 픽셀들 또는 단노출 픽셀들이 일정 간격으로 배치되는 경우를 예시하였으나, 다양한 배치가 가능하다. 예를 들어, 적어도 두 개의 제1 노출 픽셀들과 하나의 제2 노출 픽셀들이 교대로 배치될 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 상기 이미지 센서에 결상되는 이미지의 밝은 영역과 어두운 영역의 다이나믹 레인지(dynamic range)(예컨대, 계조비)에 따라 상기 제1 노출의 픽셀들과 제2 노출의 픽셀들의 노출량이 다르게 설정될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 상기 제1, 제2 노출의 픽셀들에 대한 노출량은 노출 시간, 광전 변환 효율, 조리개 설정 중 적어도 하나에 의해 설정될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 복수의 픽셀들의 다양한 배치를 예시한 도면이다. 도 14에서는 제1 노출의 픽셀들(예컨대, 장노출 픽셀들)(1400a) 및 제2 노출의 픽셀들(예컨대, 단노출 픽셀들)(1400b)의 다양한 배치(1400, 1410, 1420, 1430, 1440, 1450, 1460)를 도시한다. 예컨대, 앞서 언급한 바와 같이, 실시간 HDR 기능은 상기 이미지 센서(예: 도 1의 이미지 센서(111))를 이루는 픽셀들(1400)을 노출량 설정이 서로 다른 적어도 두 개의 픽셀 그룹으로 나누어 배치함으로써 가능할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 장노출 픽셀들 및 단노출 픽셀들은 반복된 패턴(1400, 1410, 1420, 1430) 또는 불규칙한 패턴(1440, 1450, 1460)으로 배치될 수 있다.

상기 이미지 센서를 이루는 픽셀들(1400)을 노출량이 서로 다른 적어도 두 개의 픽셀 그룹으로 나누어 배치하는 것은, 상기 이미지 센서의 생산 과정에서 고정적으로 설정하는 것이 가능하며, 또한, 상기 이미지 센서가 장착된 기기의 촬영 모드에 따라 동적으로 배치할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, '노출량 설정이 서로 다르다'함은, 장노출 픽셀들(1400a)의 노출이 진행되는 시간의 길이와, 단노출 픽셀(1400b)의 노출이 진행되는 시간의 길이가 다름을 의미할 수 있다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 단노출 픽셀(1400b)의 노출은 장노출 픽셀들(1400a)의 노출과 동시에 이루어질 수 있다. 반면에 장노출 픽셀들(1400a)의 노출은 단노출 픽셀(1400b)의 노출과 동시에 이루어질 필요는 없다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 장노출 픽셀들(1400a)과 단노출 픽셀(1400b)의 광전 변환 효율을 서로 다르게 설정할 수 있다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 장노출 픽셀들(1400a)과 단노출 픽셀(1400b)의 조리개 설정을 서로 다르게 설정할 수 있다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 장노출 픽셀들(1400a)과 단노출 픽셀(1400b)의 픽셀 사이즈를 서로 다르게 설정하거나, 렌즈나 필터를 조정하여 단위 시간당 픽셀로 유입되는 빛의 양을 조절할 수 있다.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서의 픽셀들의 노출 동작과 관련된 그래프를 도시한 도면이다.

도 15를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른, 제1 노출의 픽셀들로 이루어진 그룹(Group1), 예컨대, 장노출 픽셀(1400a)들의 그룹보다 제2 노출의 픽셀들로 이루어진 그룹(Group2), 예컨대, 단노출 픽셀(1400b)들의 그룹이 더 늦게 노출 동작을 시작하며, 상기 제1 노출의 픽셀 그룹(Group1)과 상기 제2 노출의 픽셀 그룹(Group2)이 노출 동작을 동시에 종료할 수 있다.

도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 이미지 센서(예: 도 1의 이미지 센서(111))에서, 제1, 제2 노출의 픽셀 그룹(Group1, 2) 각각의 픽셀들의 노출이 동시에 시작되어 상기 제2 노출의 픽셀 그룹(Group2)의 픽셀들의 노출이 먼저 종료되는 구성을 도시하고 있다. 아울러, 도시되지는 않지만, 상기 제1 노출의 픽셀 그룹(Group1)의 노출 시작/종료와 비교할 때, 상기 제2 노출의 픽셀 그룹(Group2)의 픽셀들의 노출이 늦게 시작되어 먼저 종료될 수도 있다.

도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 이미지 센서(예: 도 1의 이미지 센서(111))에서, 제1, 제2 노출의 픽셀 그룹(Group1, 2)에 대해 각각의 픽셀들의 노출이 동시에 시작되며 서로 다른 광전 효율을 가지고 노출을 수행한 후 동시에 종료하는 경우를 도시하고 있다.

도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 인코딩하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 18을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 채널 분리부(1810), 그레이코드 변환부(1820a, 1820b), 비트플레인 생성부(1830a, 1830b), 또는 비트플레인 인코더(1840) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, HDR 이미지 데이터는 베이어 이미지 데이터(bayer image data)일 수 있으며, 도시된 바와 같이 파티션 단위로 처리될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 복수의 픽셀들은 노출이 상대적으로 긴 장노출 픽셀(도면상에서 아래 첨자 L로 표시)과 노출이 상대적으로 짧은 단노출 픽셀(도면상에서 아래 첨자 S로 표시)로 구분될 수 있다.

상기 채널 분리부(1810)는 상기 파티션 단위로 2개의 라인으로 입력되는 각 픽셀에 대해 라인별로 분류하고 각 라인에 대해 색상 및 노출별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 베이어 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀은 제1 라인에서는 G_L, R_S, R_L 별로 구분되어 재구성되며, 제2 라인에서는 B_S, B_L, G_S 별로 구분되어 재구성될 수 있다.

상기 채널 분리부(1810)는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 각 색상 및 노출별로 픽셀을 분리할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서에서 출력되는 HDR 이미지 데이터는 인접한 픽셀별로 다른 노출이 설정될 수 있기 때문에 인접한 픽셀간에 서로 연관도가 떨어질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(1810)를 통해 각 픽셀들을 같은 노출 및 같은 색상의 채널끼리 분리시킴으로써 연속되는 데이터 간의 연관도를 상승시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(1810)를 통해 재구성된 제1 라인 픽셀들의 데이터는 제1 그레이 코드 변환부(1820a) 및 제1 비트플레인 생성부(1830a)로 제공될 수 있으며, 제2 라인 픽셀들의 데이터는 제2 그레이 코드 변환부(1820b) 및 제2 비트플레인 생성부(1830b)로 제공될 수 있다.

상기 제1 비트플레인 생성부(1830a) 및 상기 제2 비트플레인 생성부(1830b)는 상기 채널 분리부(1810)를 통해 제공된 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 상기 상기 제1 비트플레인 생성부(18320a) 및 상기 제2 비트플레인 생성부(1830b)를 통해 생성된 비트플레인들은 비트플레인 인코더(1840)를 통해 인코딩될 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 인코더(1840)는 런 렝스 인코더로 구성될 수 있으며, 상기 런 렝스 인코더는 체크런부 및 이진화부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이진화부는 상기 체크런부로부터 입력된 런 렝스 값과 해당 비트플레인에 대해 이진화에 사용될 방법을 나타내는 인덱스(index)를 참조하여 이진화 연산을 수행할 수 있다.

도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 19를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 색 채널 분리부(1910), 픽셀 레벨 조정부(1920), 그레이코드 변환부(1930a, 1930b), 비트플레인 생성부(1940a, 1940b), 또는 비트플레인 인코더(1950) 중 적어도 하나를 ,포함할 수 있다.

상기 색 채널 분리부(1910)는 상기 파티션 단위로 2개의 라인으로 입력되는 각 픽셀에 대해 라인별로 분류하고 각 라인에 대해 색상별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 베이어 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀은 제1 라인에서는 G_L, R_S, R_L 별로 구분되어 재구성되며, 제2 라인에서는 B_S, B_L, G_S 별로 구분되어 재구성될 수 있다.

상기 색 채널 분리부(1910)는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 각 색상별로 픽셀을 분리할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서에서 출력되는 HDR 이미지 데이터는 인접한 픽셀별로 다른 색상이 배치될 수 있기 때문에 인접한 픽셀간에 서로 연관도가 떨어질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(1910)를 통해 각 픽셀들을 같은 색상의 채널끼리 분리시킴으로써 연속되는 데이터 간의 연관도를 상승시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 색 채널 분리부(1910)를 통해 재구성된 제1 라인 픽셀들의 데이터는 픽셀 레벨 조정부(1920)로 입력될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(1920)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출을 재조정할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 장노출 픽셀들과 단노출 픽셀들로 구성되는 HDR 이미지 데이터는 상기 장노출 픽셀의 노출과 상기 단노출 픽셀의 노출 비율이 하나의 프레임(frame) 내에서 고정된 값으로 결정될 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(1920)는 상기 각 라인 별로 상기 노출 비율에 대응하는 이득값(gain)을 단노출 설정된 각 픽셀에 곱하는 과정을 거쳐 단노출 픽셀의 노출 레벨과 장노출 픽셀의 노출 레벨을 동일 또는 유사한 레벨로 재조정할 수 있다. 상기 픽셀 레벨 조정부(1920)에 의한 픽셀 레벨 재조정에 의해 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도(correlation)를 높여줄 수 있다. 상기 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도가 높아지면, 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀로 비트플레인을 생성하여 인코딩하더라도 압축률을 높일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(1920)를 통해 각 라인별로 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 픽셀들의 데이터는 그레이코드 변환부(1930a, 1930b)로 제공될 수 있다. 예컨대, 제1 라인 픽셀들의 데이터는 제1 그레이 코드 변환부(1920a) 및 제1 비트플레인 생성부(1930a)로 제공될 수 있으며, 제2 라인 픽셀들의 데이터는 제2 그레이 코드 변환부(1920b) 및 제2 비트플레인 생성부(1930b)로 제공될 수 있다.

상기 비트플레인 생성부(1940a, 1940b)는 상기 픽셀 레벨 조정부(1920)를 통해 제공된 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 상기 비트플레인 생성부(1940a, 1940b)를 통해 생성된 비트플레인들은 비트플레인 인코더(1950)를 통해 인코딩될 수 있다.

상기 비트플레인 인코더(1950)는 런 렝스 인코더로 구성될 수 있으며, 상기 런 렝스 인코더는 체크런부 및 이진화부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이진화부는 상기 체크런부로부터 입력된 런 렝스 값과 해당 비트플레인에 대해 이진화에 사용될 방법을 나타내는 인덱스(index)를 참조하여 이진화 연산을 수행할 수 있다.

도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 20을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 전송하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110) 또는 도 2의 압축 모듈(211))는 채널 분리부(2010), 픽셀 레벨 조정부(2020), 제1 비트플레인 생성부(2030), 제2 비트플레인 생성부(2040), 비트플레인 선택부(2050), 또는 비트플레인 인코더(2060) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, HDR 이미지 데이터는 베이어 이미지 데이터(bayer image data)일 수 있다. 후술하는 다양한 실시예들에서는 발명의 이해를 돕기 위해 상기 HDR 이미지 데이터의 일 예로서 베이어 이미지 데이터를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 HDR 이미지 데이터의 형태는 베이어 이미지 데이터에 한정되는 것은 아니라 다양한 형태의 이미지 데이터(예컨대, 포베온 이미지 데이터 등)를 포함할 수 있다.

상기 채널 분리부(2010)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 색상별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 베이어 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀은 R, G₁, G₂, B의 색상을 가지게 되므로, 상기 채널 분리부(2010)는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 각 색상별로 픽셀을 분리할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서에서 출력되는 베이어 이미지 데이터는 각 픽셀 당 1개의 색상 채널만을 가지고 있기 때문에 인접한 픽셀간에 서로 연관도가 떨어질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(2010)를 통해 각 픽셀들을 같은 색상의 채널끼리 분리시킴으로써 연속되는 데이터 간의 연관도를 상승시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(2010)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출별로 분리하여 재구성할 수 있다. 예컨대, 상기 HDR 이미지를 구성하는 각 픽셀은 R_L, G_L, B_L의 장노출 픽셀과 R_S, G_S, B_S의 단노출 픽셀로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(2010)는 HDR 이미지 데이터를 구성하는 픽셀들에 대해 상기 장노출 픽셀들과 상기 단노출 픽셀들로 분리하여 재구성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(2010)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 색상과 노출을 모두 고려하여 픽셀들을 재구성할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 채널 분리부(2010)를 통해 재구성된 제1 노출(예컨대, 장노출) 픽셀들의 데이터 및 제2 노출(예컨대, 단노출) 픽셀들의 데이터는 제1 비트플레인 생성부(2030)들로 각각 제공될 수 있다

상기 제1 비트플레인 생성부(2030)는 상기 채널 분리부(2010)를 통해 제공된 제1 노출 픽셀들 및 제2 노출 픽셀들에 대해 각각 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 비트플레인 생성부(2030)는 상기 HDR 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 제1 노출(예컨대, 장노출) 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인들을 생성하고, 제2 노출(예컨대, 단노출) 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(2020)는 상기 HDR 이미지 데이터를 구성하는 각 픽셀에 대해 노출을 재조정할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 장노출 픽셀들과 단노출 픽셀들로 구성되는 HDR 이미지 데이터는 상기 장노출 픽셀의 노출과 상기 단노출 픽셀의 노출 비율이 하나의 프레임(frame) 내에서 고정된 값으로 결정될 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(2020)는 상기 노출 비율에 대응하는 이득값(gain)을 단노출 설정된 각 픽셀에 곱하는 과정을 거쳐 단노출 픽셀의 노출 레벨과 장노출 픽셀의 노출 레벨을 동일 또는 유사한 레벨로 재조정할 수 있다. 상기 픽셀 레벨 조정부(2020)에 의한 픽셀 레벨 재조정에 의해 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도(correlation)를 높여줄 수 있다. 상기 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀 간의 상관도가 높아지면, 서로 인접한 장노출 픽셀 및 단노출 픽셀로 비트플레인을 생성하여 인코딩하더라도 압축률을 높일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(2020)를 통해 각 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 픽셀들의 데이터는 제2 비트플레인 생성부(2040)로 제공될 수 있다. 상기 제2 비트플레인 생성부(2040)는 상기 픽셀 레벨 조정부(2020)를 통해 제공된 픽셀들에 대해 각 픽셀값의 동일 비트 위치의 데이터로 비트플레인을 생성할 수 있다.

상기 비트플레인 선택부(2050)는 상기 HDR 이미지 데이터에서 얻을 수 있는 정보(예컨대, 픽셀 레벨 정보, 비트플레인의 번호, 평탄 영역 정보 등)들과 각 비트플레인별 특성에 기반하여, 상기 제1 비트플레인 생성부(2030) 및 제2 비트플레인 생성부(2040)를 통해 생성된 비트플레인들 중 압축 효율이 높은 비트플레인을 선택할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 선택부(2050)는 상기 제1 비트플레인 생성부(2030) 및 제2 비트플레인 생성부(2040)를 통해 생성된 비트플레인들 중 압축 효율이 높은 비트플레인을 선택함에 있어, 원시 이미지 데이터의 프레임 단위 또는 미리 설정된 파티션 단위로 비트플레인을 선택할 수도 있다. 예컨대, 상기 비트플레인 선택부(2050)는 원시 이미지 데이터에서 제1 프레임에 대해서는 제1 비트플레인 생성부(2030)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택하고, 제2 프레임에 대해서는 제2 비트플레인 생성부(2040)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택할 수 있다. 다앙한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 선택부(2050)는 원시 이미지 데이터에서 제1 파티션에 대해서는 제1 비트플레인 생성부(2030)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택하고, 제2 파티션에 대해서는 제2 비트플레인 생성부(2040)를 통해 생성된 비트플레인들을 선택할 수 있다.

상기 비트플레인 인코더(2060)는 상기 비트플레인 선택부(2050)를 통해 선택된 각 비트플레인을 인코딩할 수 있다. 상기 비트플레인 인코더(2060)는 런 렝스 인코더로 구성될 수 있으며, 상기 런 렝스 인코더는 체크런부 및 이진화부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이진화부는 상기 체크런부로부터 입력된 런 렝스 값과 해당 비트플레인에 대해 이진화에 사용될 방법을 나타내는 인덱스(index)를 참조하여 이진화 연산을 수행할 수 있다.

도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 21을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 이미지 데이터를 복원 또는 디코딩하는 전자 장치(예컨대, 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 압축 해제 모듈(221))는 비트플레인 디코더(2110), 픽셀 레벨 조정부(2120), 채널 병합부(2130), 또는 비트플레인 병합부(2140) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라 상기 도 21의 각 블록들은 전술한 도 20의 각 블록들에서의 처리 방식에 대응하여 역순으로 데이터를 처리할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 압축 또는 인코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림이 수신되면, 파서는 수신된 비트스트림의 헤더 정보를 확인하고, 각 노출 또는 색상 채널별로 비트스트림을 분리하여 처리할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 파서는 상기 수신된 비트스트림을 분석하여 복수의 비트스트림들 중 인코딩된 적어도 하나의 비트스트림을 확인할 수 있다. 상기 인코딩된 적어도 하나의 비트스트림은 비트플레인 디코더(2110)에서 디코딩될 수 있다.

상기 수신된 비트스트림에 포함된 복수의 비트플레인들 중 각 노출에 따라 분리되어 디코딩된 비트플레인과, 단노출 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 비트플레인은 각각 채널 병합부(2130) 또는 픽셀 레벨 조정부(2120)로 입력될 수 있다.

예컨대, 상기 수신된 비트스트림에 포함된 복수의 비트플레인들 중 각 노출에 따라 분리되어 디코딩된 비트플레인들은 상기 채널 병합부(2130)로 제공되며, 상기 단노출 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 비트플레인들은 상기 픽셀 레벨 조정부(2120)로 제공될 수 있다.

상기 채널 병합부(2130)는 상기 비트플레인 디코더(2110)를 통해 압축 해제된 각 비트플레인으로부터 상기 비트플레인으로 변환되기 전의 픽셀 데이터들로 재구성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 데이터로부터 변환된 픽셀 데이터는 그레이 코드 형태의 데이터이므로, 이진 컨버터에서 상기 그레이 코드 형태의 픽셀 데이터를 바이너리 코드의 픽셀 데이터로 변환할 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(2120)는 상기 단노출 픽셀의 노출 레벨이 재조정된 비트플레인들에 대응하는 각 픽셀에 대해 노출을 재조정할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 장노출 픽셀들과 단노출 픽셀들로 구성되는 HDR 이미지 데이터는 상기 장노출 픽셀의 노출과 상기 단노출 픽셀의 노출 비율이 하나의 프레임(frame) 내에서 고정된 값으로 결정될 수 있다.

상기 픽셀 레벨 조정부(2120)는 상기 노출 비율에 대응하는 이득값(gain)을 단노출 설정된 각 픽셀에 대해 나누는 과정을 거쳐 원래의 HDR 이미지 데이터에서의 단노출 픽셀의 노출 레벨로 재조정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 픽셀 레벨 조정부(2120)를 통해 각 픽셀의 노출 레벨이 재조정됨으로써 원래의 HDR 이미지 데이터가 복원될 수 있다.

상기 비트플레인 병합부(2140)는 상기 채널 병합부((2130)를 통해 병합된 픽셀들과, 상기 픽셀 레벨 조정부(2120)에 의해 노출 레벨이 재조정된 비트플레인들을 병합하여 원래의 HDR 이미지 데이터로 복원할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 비트플레인 병합부(2140)는 상기 픽셀들을 파티션 단위로 복원될 수 있다.

도 22a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 데이터를 그레이 코드 데이터로 변환하는 예를 나타내는 도면이다. 도 22a를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 각 채널별로 분리된 픽셀 데이터에 대해 이진 코드 데이터(2210)를 그레이 코드 데이터(2220)로 변환시킬 수 있다. 도 22a에서는 각 픽셀이 0번 비트부터 9번 비트까지 총 10 비트로 구성되는 것을 예시하였으나, 본 발명의 다양한 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 22a를 참조하면, 이진 코드 데이터(2210)에서 그레이 코드 데이터(2220)로 변환하기 위해서는 MSB 비트(예컨대, 9번 비트)를 제외한 나머지 비트들(예컨대, 8번 비트 내지 0번 비트)은 각각 상위 비트들(예컨대, 9번 비트 내지 1번 비트)와 배타적 논리합(Exclusive-OR) 연산을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 배타적 논리합의 연산 결과는 압축을 위해 비트플레인 인코더로 전달될 수 있으며, 압축된 데이터의 크기가 압축 전 입력 데이터의 크기보다 클 경우 압축 전 데이터(예컨대, 원시 이미지 데이터의 비트플레인)을 전송할 수 있도록 원시 이미지 데이터 버퍼에 저장될 수 있다.

도 22b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 데이터를 그레이 코드 데이터로 변환하는 예를 나타내는 도면이다. 도 22b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 각 채널별로 분리된 픽셀 데이터에 대해 이진 코드 데이터(2230)를 그레이 코드 데이터(2240)로 변환시킬 수 있다. 도 22b에서는 각 픽셀이 0번 비트부터 9번 비트까지 총 10 비트로 구성되는 것을 예시하였으나, 본 발명의 다양한 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 22b를 참조하면, 이진 코드 데이터(2230)에서 그레이 코드 데이터(2240)로 변환하기 위해서는 MSB 비트(예컨대, 9번 비트)를 제외한 나머지 비트들 중 적어도 일부 비트들(예컨대, 8번 비트 내지 3번 비트) 중 적어도 일부는 각각 상위 비트들(예컨대, 9번 비트 내지 4번 비트)와 배타적 논리합(Exclusive-OR) 연산을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따라 비트플레인 인코더에 특정 비트플레인 이하에서는 잡음(noise)의 영향으로 상기 그레이 코드 변환 후 인코딩 수행을 통한 압축 효과를 얻지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 도 22b를 참조하면, 다양한 실시예에 따라 특정 비트 이하의 비트들(예컨대, 2번 비트 이하의 비트들)에 대해서는 그레이 코드 변환을 수행하지 않을 수 있다. 도 22b에 도시된 바와 같이 일부 비트만 변환할 경우 그레이 코드 및 바이너리 코드가 병합된 형태로 구성될 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 그레이 코드 변환된 결과는 압축을 위해 비트플레인 인코더로 전달될 수 있으며, 압축된 데이터의 크기가 압축 전 입력 데이터의 크기보다 클 경우 압축 전 데이터(예컨대, 원시 이미지 데이터의 비트플레인)을 전송할 수 있도록 원시 이미지 데이터 버퍼에 저장될 수 있다.

도 23는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 원시 이미지 데이터를 파티션하는 예를 나타내는 도면이다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라 이미지 데이터의 압축은 전체 픽셀에 대해서 수행할 수도 있으며, 도 23에 도시된 바와 같이 전체 이미지 데이터(2300)(예컨대, 이미지 프레임)를 복수의 파티션(2310)들로 구분하고, 각 파티션 단위로 비트플레인을 구성한 후 각 비트플레인 단위로 압축을 수행할 수도 있다.

예컨대, 도 23을 참조하면 1 클럭당 4개의 픽셀이 동시에 입력될 경우, 6개의 R, G₁, G₂, B 픽셀이 하나의 파티션(2310)으로 구성되어 비트플레인을 구성할 수 있다. 예컨대, 다양한 실시예에 따라, 각 색상 채널별 각 비트 위치에 대응하는 비트 플레인은 6개의 픽셀 개수에 따라 6비트의 데이터로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 각 픽셀별로 픽셀값이 도 22a 및 도 22b에 예시된 바와 같이 10비트로 구성될 경우, 하나의 파티션(2310)을 처리하기 위해 6 클럭이 진행되면, R 색상 채널에 대해 각각 6비트의 데이터로 구성된 10개의 비트플레인이 생성되고, G₁ 색상 채널에 대해 각각 6비트의 데이터로 구성된 10개의 비트플레인이 생성되고, G₂ 색상 채널에 대해 각각 6비트의 데이터로 구성된 10개의 비트플레인이 생성되고, B 색상 채널에 대해 각각 6비트의 데이터로 구성된 10개의 비트플레인이 생성될 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 파티션은 압축이 수행되는 단위가 될 수 있으며, 상기 파티션은 복수의 픽셀들로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 파티션별로 구성되는 픽셀의 수는 하나의 전체 이미지에 대해 동일한 픽셀 수로 구성될 수도 있으며, 가변적으로 구성될 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 각 파티션별로 구성되는 픽셀의 수에 대한 정보는 패킷 생성부에서 패킷 데이터를 생성할 때, 헤더 정보로 추가될 수 있다.

도 24는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 생성된 압축 데이터를 포함하는 비트스트림의 데이터 필드 구성 예를 나타내는 도면이다. 도 24를 참조하면, 다양한 실시예에 따라 도시된 바와 같이 패킷 데이터(2400)를 구성할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 하나의 패킷 데이터(2400)는 이미지 헤더 필드(2410), 적어도 하나의 파티션 헤더 필드(2420, 2440), 또는 적어도 하나의 압축 데이터 필드(2430, 2450)를 포함하여 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 파티션 헤더 필드(2420, 2440), 및 상기 압축 데이터 필드(2430, 2450)는 상기 이미지 데이터를 구성하는 파티션의 개수만큼 구성될 수 있다.

상기 이미지 헤더 필드(2410)는 전송하고자 하는 이미지 데이터의 전반적인 정보를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 이미지 헤더 필드(2410)는 이미지의 폭(2411), 이미지의 높이(2412), 비트 깊이(2413), 파티션 크기(2414), 베이어 어레이 모드(2415), HDR 모드(2416), 또는 장노출 대비 단노출 이득(2417) 중 적어도 하나의 데이터를 포함할 수 있다.

상기 파티션 헤더 필드(2440)는 각 파티션과 관련된 정보를 포함하며, 다양한 실시예에 따라, 선택된 비트플레인 코딩 모드(2441), RLE(run-length encoding) 정보(2412) 중 적어도 하나의 데이터를 포함할 수 있다.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 HDR 이미지 데이터를 압축 및 전송 할 수 있는 전자 장치의 세부 구조를 나타내는 블록도이다. 도 25를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 이미지 센서 모듈(2510)(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110)), 이미지 전처리 모듈(2520)(예컨대, companion chip), 애플리케이션 프로세서(AP; application processor)(2530)(예컨대, 도 1의 프로세서(120))를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이미지 처리 장치는 이미지 전처리 모듈(2520) 없이, 이미지 센서 모듈(2510)에서 애플리케이션 프로세서(2530)로 직접 연결되도록 구현될 수도 있다.

상기 이미지 센서 모듈(2510)은 이미지를 센싱하는 모듈로서 MIPI(mobile industry processor interface) 라인을 통해 센싱된 각 픽셀값을 상기 이미지 전처리 모듈(2520) 또는 애플리케이션 프로세서(2530)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 이미지 센서 모듈(2510)은 SPI(serial peripheral interface)를 통해 각종 제어 신호를 송수신할 수 있다. 상기 이미지 센서 모듈(2510)은 이미지 센서(2511)(예컨대, CMOS 센서)(예컨대, 도 1의 이미지 센서(111)) 및 제어 회로(2512)(예컨대, 도 1의 제어 회로(112))를 포함하여 구현될 수 있다.

상기 이미지 전처리 모듈(2520)은 이미지 센서의 특정 기능을 지원하기 위해 추가로 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 이미지 전처리 모듈(2520)은 이미지의 화질 개선을 위한 전처리를 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전술한 도 1의 제어 회로(112)의 이미지 압축 기능 중 적어도 일부 기능은 상기 제어 회로(2512) 또는 상기 이미지 전처리 모듈(2520)에 포함되어 구성될 수 있다.

애플리케이션 프로세서(2530)는 이미지 신호 처리부(2531)(ISP; image signal processor) 및 주처리부(CPU;central processing unit)(2532)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이미지 신호 처리부(2531)는 베이어 처리부(2531a), 색상 처리부(2531b)(Luma/Color), 압축 해제 모듈(2533)(예컨대, 도 2의 압축 해제 모듈(221))을 포함하여 구성될 수 있다.

도 26은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(2600)에서의 HDR 이미지 데이터를 압축 및 전송 할 수 있는 전자 장치(2601)의 블럭도이다. 도 26을 참조하면, 네트워크 환경(2600)에서 전자 장치(2601)(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110), 프로세서(120), 도 2의 제1 장치(210), 또는 제2 장치(220))는 제1 네트워크(2698)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(2602)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(2699)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(2604) 또는 서버(2608)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(2601)는 서버(2608)를 통하여 전자 장치(2604)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(2601)는 프로세서(2620), 메모리(2630), 입력 장치(2650), 음향 출력 장치(2655), 표시 장치(2660), 오디오 모듈(2670), 센서 모듈(2676), 인터페이스(2677), 햅틱 모듈(2679), 카메라 모듈(2680), 전력 관리 모듈(2688), 배터리(2689), 통신 모듈(2690), 가입자 식별 모듈(2696), 및 안테나 모듈(2697)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(2601)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(2660)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(2676)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.

프로세서(2620)(예컨대, 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 압축 해제 모듈(221))는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(2640))를 구동하여 프로세서(2620)에 연결된 전자 장치(2601)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(2620)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(2676) 또는 통신 모듈(2690))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(2632)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(2634)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(2620)는 메인 프로세서(2621)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(2621)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(2623)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(2623)는 메인 프로세서(2621)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.

이런 경우, 보조 프로세서(2623)는, 예를 들면, 메인 프로세서(2621)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(2621)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(2621)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(2621)와 함께, 전자 장치(2601)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(2660), 센서 모듈(2676), 또는 통신 모듈(2690))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(2623)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(2680) 또는 통신 모듈(2690))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(2630)는, 전자 장치(2601)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(2620) 또는 센서모듈(2676))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(2640)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(2630)는, 휘발성 메모리(2632) 또는 비휘발성 메모리(2634)를 포함할 수 있다.

프로그램(2640)은 메모리(2630)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(2642), 미들 웨어(2644) 또는 어플리케이션(2646)을 포함할 수 있다.

입력 장치(2650)는, 전자 장치(2601)의 구성요소(예: 프로세서(2620))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(2601)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.

음향 출력 장치(2655)는 음향 신호를 전자 장치(2601)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.

표시 장치(2660)는 전자 장치(2601)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(2660)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(2670)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(2670)은, 입력 장치(2650) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(2655), 또는 전자 장치(2601)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2602)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(2676)은 전자 장치(2601)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(2676)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(2677)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2602))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(2677)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(2678)는 전자 장치(2601)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2602))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(2679)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(2679)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(2680)(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110))은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(2680)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서(예컨대, 도 1의 이미지 센서(111)), 이미지 시그널 프로세서(예컨대, 도 1의 프로세서(120)), 또는 플래시를 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(2688)은 전자 장치(2601)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.

배터리(2689)는 전자 장치(2601)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(2690)은 전자 장치(2601)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2602), 전자 장치(2604), 또는 서버(2608))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(2690)은 프로세서(2620)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(2690)은 무선 통신 모듈(2692)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(2694)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제1 네트워크(2698)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(2699)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(2690)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(2692)은 가입자 식별 모듈(2696)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(2601)를 구별 및 인증할 수 있다.

안테나 모듈(2697)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(2690)(예: 무선 통신 모듈(2692))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.

상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(2699)에 연결된 서버(2608)를 통해서 전자 장치(2601)와 외부의 전자 장치(2604)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(2602, 2204) 각각은 전자 장치(2601)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(2601)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(2601)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(2601)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(2601)로 전달할 수 있다. 전자 장치(2601)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.

도 27은 다양한 실시예들에 따른, HDR 이미지 데이터를 압축 및 전송 할 수 있는 카메라 모듈(2680)의 블럭도(2700)이다. 도 27을 참조하면, 카메라 모듈(2680)(예컨대, 도 1의 이미지 센서 모듈(110))은 렌즈 어셈블리(2710), 플래쉬(2720), 이미지 센서(2730)(예컨대, 도 1의 이미지 센서(111)), 이미지 스태빌라이저(2740), 메모리(2750)(예: 버퍼 메모리)(예컨대, 도 1의 메모리(113)), 또는 이미지 시그널 프로세서(2760)(예컨대, 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(2710)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(2710)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(2680)은 복수의 렌즈 어셈블리(2710)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(2680)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)일 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(2710)들은 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, f 넘버(f number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 렌즈 어셈블리와 적어도 하나의 다른 렌즈 속성을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(2710)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다. 플래쉬(2720)는 피사체로부터 방출되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 광원을 방출할 수 있다. 플래쉬(2720)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다.

이미지 센서(2730)는 피사체로부터 렌즈 어셈블리(2710) 를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이미지 센서(2730)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(2730)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서로 구현될 수 있다.

이미지 스태빌라이저(2740)는 카메라 모듈(2680) 또는 이를 포함하는 전자 장치(2601)의 움직임에 반응하여, 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향(예: 이미지 흔들림)을 적어도 일부 보상하기 위하여 렌즈 어셈블리(2710)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(2730)를 특정한 방향으로 움직이거나 제어(예: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(2740)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있으며, 카메라 모듈(2680)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 상기 움직임을 감지할 수 있다.

메모리(2750)는 이미지 센서(2730)을 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: 높은 해상도의 이미지)는 메모리(2750)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 표시 장치(2660)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(2750)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(2760)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(2750)는 메모리(2630)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.

이미지 시그널 프로세서(2760)는 이미지 센서(2730)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(2750)에 저장된 이미지에 대하여 이미지 처리(예: 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening))을 수행할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(2760)는 카메라 모듈(2680)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(2730))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(2760)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(2750)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(2680)의 외부 구성 요소(예: 메모리(2630), 표시 장치(2660), 전자 장치(2602), 전자 장치(2604), 또는 서버(2608))로 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(2760)는 프로세서(2620)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(2620)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(2760)에 의해 처리된 이미지들은 프로세서(2620)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 표시 장치(2660)를 통해 표시될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(2601)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 둘 이상의 카메라 모듈(2680)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 적어도 하나의 카메라 모듈(2680)은 광각 카메라 또는 전면 카메라이고, 적어도 하나의 다른 카메라 모듈은 망원 카메라 또는 후면 카메라일 수 있다.

도 28은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 전송된 HDR 이미지 데이터를 복원하는 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 28을 참조하면, 전자 장치(예컨대, 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 압축 해제 모듈(221))은 이미지 센서 모듈(예: 제어 회로(112))로부터 전송된 데이터를 비트스트림 형태로 수신하고 압축 또는 인코딩된 방식에 대응하여 상기 수신된 압축 데이터를 복원 또는 압축 해제 또는 디코딩할 수 있다.

동작 2801에서, 상기 전자 장치는 인코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신하고, 동작 2803에서 상기 수신된 비트스트림에 대해 노출에 따라 비트플레인들을 구분할 수 있다.

상기 전자 장치는 각 노출에 따른 비트플레인 별로 인코딩된 데이터를 디코딩할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 비트플레인을 압축 또는 인코딩하는 방법을 비트플레인별로 상이하게 적용하였을 경우 비트플레인을 디코딩하는 방법도 각 비트플레인별로 상이하게 적용할 수 있다.

동작 2805에서, 상기 전자 장치는 수신된 비트스트림 중 제1 노출에 대응하는 제1 비트플레인들을 디코딩할 수 있다. 동작 2807에서, 상기 전자 장치는 수신된 비트스트림 중 제2 노출에 대응하는 제2 비트플레인들을 디코딩할 수 있다.

동작 2809에서, 상기 전자 장치는 상기 디코딩된 제1 비트플레인들로부터 제1 노출에 대응하는 제1 픽셀 셋을 생성할 수 있다. 동작 2811에서, 상기 전자 장치는 상기 디코딩된 제2 비트플레인들로부터 제2 노출에 대응하는 제2 픽셀 셋을 생성할 수 있다.

동작 2813에서, 상기 전자 장치는 상기 제1 픽셀 셋 및 제2 픽셀 셋을 병합하여 원시 이미지 데이터(예컨대, HDR 이미지 데이터)를 복원할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상기 도 28에 도시된 동작들 중 적어도 하나의 동작이 생략되어 실행될 수도 있으며, 적어도 하나의 다른 동작이 상기 동작들 사이에 추가될 수도 있다. 또한, 상기 도 28의 동작들은 도시된 순서로 처리될 수도 있으며, 적어도 하나의 동작에 대한 실행 순서가 다른 동작의 실행 순서와 변경되어 처리될 수도 있다. 또한, 상기 도 28에 도시된 동작들은 전자 장치 내에서 수행될 수도 있으며, 서버에서 수행될 수도 있다. 또한, 상기 도 28에 도시된 동작들 중 적어도 하나의 동작들은 전자 장치 내에서 수행되고, 나머지 동작들은 서버에서 수행되도록 구현될 수도 있다.

도 29는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치 및 외부 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.

전자 장치(2601)는, 이미지 센서 모듈(2921)(예: 이미지 센서 모듈(110, 2810)), ISP(2923)(예: 프로세서(120), ISP(2531)) 및 메모리(2925)를 포함할 수 있다. 외부 전자 장치(2900)(예: 도 26의 전자 장치(2602, 2604), 서버(2608))는, 인식 모듈(2931), 이미지 처리 모듈(2933) 및 저장소(2935)를 포함할 수 있다. 인식 모듈(2931)은 논리 모듈일 수도 있으며, 외부 전자 장치(2900)의 프로세서로 구현될 수도 있다. 이미지 처리 모듈(2933) 또한 외부 전자 장치(2900)의 프로세서로 구현될 수 있으며, 예를 들어 외부 전자 장치(2900)의 프로세서가 인식과 이미지 처리를 모두 수행할 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 전자 장치(2601)는 외부 전자 장치(2900)와 데이터를 송수신할 수 있는 통신 모듈(예: 인터페이스(2677) 또는 통신 모듈(2690))을 포함할 수 있다. 외부 전자 장치(2900)는 전자 장치(2601)와 데이터를 송수신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다.

이미지 센서 모듈(2921)(예: 제어 회로(112, 2512))은, 외부 객체에 대한 이미지를 획득할 수 있으며, 이에 대응하는 원시 이미지(2922)를 생성할 수 있다. 이미지 센서 모듈(2921)은, 원시 이미지(2922)를 ISP(2923)로 전달할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 이미지 센서 모듈(2921)은 스몰 원시 이미지(2924)(small raw image)를 생성하여 이를 통신 모듈을 통하여 외부 전자 장치(2900)로 송신할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 상기 스몰 원시 이미지(2924)는 원시 이미지(2922)의 데이터 크기보다 작은 크기를 갖는 원시 이미지를 의미하며, 특정 포맷이나 특정 방법에 의해 생성된 이미지로 제한 해석되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 스몰 원시 이미지(2924)는 상기 원시 이미지(2922)의 용량을 감소시킴으로써 생성될 수 있으며, 경량 이미지로 지칭될 수도 있다. 예컨대, 전자 장치(2601)는 상기 원시 이미지(2922) 로부터 다양한 다운-스케일(down-scale) 방식 또는 다운-샘플링(down-sampling) 방식을 이용하여 스몰 원시 이미지(2924) 를 생성할 수 있다. 전자 장치(2601)는, 예를 들어 원시 이미지(2922)의 해상도의 조정, 복수 개의 주파수 대역 중 적어도 일부를 선택, 또는 복수 개의 비트 플레인 레벨 중 적어도 하나의 선택 중 적어도 하나를 수행함으로써, 상기 원시 이미지(2922) 의 데이터의 크기보다 작은 크기를 갖는 스몰 원시 이미지(2924) 를 생성할 수 있다. 전자 장치(2601)는, 예를 들어 상기 원시 이미지(2922) 로부터 저주파수 대역을 추출함으로써 스몰 원시 이미지(2924) 를 생성할 수 있다. 전자 장치(2601)는, 예를 들어 상기 원시 이미지(2922) 의 복수 개의 비트 플레인 레벨 중 일부의 비트 플레인 레벨들을 선택함으로써 스몰 원시 이미지(2924)를 생성할 수도 있다. 상기 스몰 원시 이미지(2924)는, 상기 원시 이미지(2922) 의 정보를 적어도 일부 포함하되 원시 이미지(2922) 보다 용량이 작은 이미지일 수 있다. 상기 원시 이미지(2922) 대신 상기 스몰 원시 이미지(2924) 를 외부 전자 장치(2900)에 전송하는 경우, 보다 작은 용량의 데이터를 전송하게 되므로, 외부 전자 장치(2900)로 이미지를 보다 빠르게 전송할 수 있다.

또 다른 실시예에서는, 이미지 센서 모듈(2921)이 아닌 전자 장치(2601)의 프로세서가 스몰 원시 이미지(2924)를 생성할 수도 있으며, 생성된 스몰 원시 이미지(2924)를 통신 모듈을 통하여 외부 전자 장치(2900)로 송신할 수 있다. 이미지 센서 모듈(2921)은, 원시 이미지(2922)의 적어도 일부에 대한 처리 또는 외부(예: 프로세서(예: ISP) 또는 외부 전자 장치(2900))로의 송신을 위해 압축할 수 있다. 이미지 센서 모듈(2921)은, 압축된 원시 이미지(2922)를 ISP(2923) 또는 외부 전자 장치(2900)(예: 이미지 처리 모듈(2933))로 송신할 수 있다. 다른 실시 예로, ISP(2923)(예: 프로세서(120), ISP(2531))는, 이미지 센서 모듈(2921)로부터 수신된 압축된 원시 이미지 또는 스몰 원시 이미지(2924)를 상기 외부 전자 장치(2900)로 송신할 수 있다. 이미지 센서 모듈(2921)은, 원시 이미지(2922)의 일부 처리를 위해 압축하여 상기 이미지 센서 모듈(2921) 내부의 메모리에 임시로 저장할 수 있다. 외부 전자 장치(2900)의 인식 모듈(2931)은 통신 모듈을 통하여 스몰 원시 이미지(2924)를 획득할 수 있으며, 스몰 원시 이미지(2924)로부터 적어도 하나의 이미지 영역을 세그먼테이션할 수 있다. 인식 모듈(2931)은 세그먼테이션 결과로 구분된 적어도 하나의 이미지 영역 각각을 인식할 수 있다. 인식 모듈(2931)로부터 생성된 복수의 이미지 영역과 연관된 정보, 예를 들어 이미지 영역의 좌표 정보 또는 인식 결과 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 보정 정보(2932)가 생성될 수 있다. 이미지 보정 정보(2932)는 전자 장치(2601)로 송신될 수 있다. ISP(2923)는 이미지 보정 정보(2932)를 이용하여 원시 이미지(2922)를 보정할 수 있으며, 이에 따라 보정된 이미지가 생성될 수 있다. 보정된 이미지는, 예를 들어 YUV의 포맷을 가질 수 있다. 보정된 이미지는 메모리(2925)에 저장될 수 있다. 또는, 보정된 이미지는 예를 들어 JPEG 방식에 따라 압축될 수 있으며, 압축된 이미지가 메모리(2925)에 저장될 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에서, 이미지 센서 모듈(2921)로부터 제공되는 원시 이미지(2922)는 스몰 원시 이미지(2924)와 별도로 외부 전자 장치(2900)로 송신될 수 있다. 원시 이미지(2922)는, 스몰 원시 이미지(2924)에 비하여 용량이 크므로, 스몰 원시 이미지(2924)가 우선 외부 전자 장치(2900)로 송신되며, 이후 원시 이미지(2922)가 외부 전자 장치(2900)로 송신될 수 있다. 예를 들어, ISP(2923)가 원시 이미지(2922)에 대한 보정을 수행하는 동안에 원시 이미지(2922)가 외부 전자 장치(2900)로 송신될 수도 있다. 원시 이미지(2922)는, 이미지 센서 모듈(2921)에 의하여 생성된 그대로 외부 전자 장치(2900)로 업로드될 수도 있으며, 또는 렌즈 왜곡 보상 또는 노이즈 제거가 수행된 전처리 영상이 업로드될 수도 있다. 상술한 전처리는 외부 전자 장치(2900)에서 수행될 수도 있다. 외부 전자 장치(2900)는, “Demosaic” 처리 또는 이미지 포맷 변형, 또는 영상 인식률을 높이기 위한 전처리를 수행할 수도 있다. 외부 전자 장치(2900)의 이미지 처리 모듈(2933)은, 수신된 원시 이미지(2922)를 보정할 수 있다. 외부 전자 장치(2900)는 기존에 생성하였던 이미지 보정 정보(2932)를 이용하여 원시 이미지(2922)를 보정할 수도 있으며, 또는 확장된 이미지 보정 정보를 이용하여 원시 이미지(2922)를 보정할 수도 있다. 원시 이미지(2922)는, 스몰 원시 이미지(2924)에 비하여 해상도가 높을 수도 있으며, 이에 따라 외부 전자 장치(2900)의 이미지 처리 모듈(2933)은 고해상도 이미지로부터 보다 상세한 확장된 이미지 보정 정보를 획득할 수 있다. 이미지 처리 모듈(2933)은, 기존에 생성된 이미지 보정 정보와 원시 이미지(2922)를 함께 이용하여 확장된 이미지 보정 정보를 생성할 수도 있다. 이미지 처리 모듈(2933)은 확장된 이미지 보정 정보를 이용하여 원시 이미지(2922)를 보정함으로써, 고해상도 이미지(high quality image)(2934)를 획득할 수 있다. 고해상도 이미지(2934)는 외부 전자 장치(2900)의 저장소(2935)에 저장될 수 있으며, 전자 장치(2601)로 다운로드될 수도 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 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 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 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(2636) 또는 외장 메모리(2638))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(2640))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(2601))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(2620))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.

일 실시예에 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, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어^TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.

다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱 (heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 하이 다이나믹 레인지 이미지 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 이미지 센서로부터 원시 이미지 데이터를 획득하는 동작; 상기 이미지 센서에서 획득된 상기 원시 이미지 데이터의 적어도 일부에 대응하는 복수의 픽셀들에 대해, 제1 노출에 대응하는 제1 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인(bit-plane)들을 생성하는 동작; 상기 제1 노출과 다른 제2 노출에 대응하는 제2 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성하는 동작; 상기 복수의 제1 비트플레인들 및 상기 복수의 제2 비트플레인들을 각각 인코딩하는 동작; 및 상기 인코딩된 복수의 제1 비트플레인들 및 복수의 제2 비트플레인들을 포함하는 비트스트림을 프로세서로 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 발명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 발명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 이미지 센서 모듈 111 : 이미지 센서
112 : 제어 회로 113 : 메모리
120 : 프로세서 210 : 제1 장치
211 : 압축 모듈 220 : 제2 장치
221 : 압축 해제 모듈 510 : 채널 분리부
520a : 제1 비트플레인 생성부 520b : 제2 비트플레인 생성부
530a : 제1 비트플레인 인코더 530b : 제2 비트플레인 인코더
540 : 패킷 생성부 610 : 픽셀 레벨 조정부
620 : 비트플레인 생성부 630 : 비트플레인 인코더
710 : 채널 분리부 720, 740 : 비트플레인 생성부
730 : 픽셀 레벨 조정부 750 : 비트플레인 선택부
760 : 비트플레인 인코더 810 : 파서
820a : 제1 비트플레인 디코더 820b : 제2 비트플레인 디코더
830a : 제1 픽셀 생성부 830b : 제2 픽셀 생성부
840 : 채널 병합부 910 : 비트플레인 디코더
920 : 픽셀 셋 생성부 930 : 픽셀 레벨 조정부
1010 : 비트플레인 디코더 1020 : 비트플레인 선택부
1030 : 채널 병합부 1040 : 픽셀 레벨 조정부
1050 : 비트플레인 병합부

Claims

전자 장치에 있어서,
프로세서;
제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함하는 이미지 센서; 및
상기 이미지 센서와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
상기 제어 회로는,
상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터를 획득하고,
상기 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리하고,
상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 동일한 색상 및 동일한 노출의 픽셀들이 바로 인접하도록, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제1 채널 압축 데이터를 생성하고,
상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 동일한 색상 및 동일한 노출의 픽셀들이 바로 인접하도록, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축되고 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축된, 제2 채널 압축 데이터를 생성하고,
상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 상기 프로세서로 전송하도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인(bit-plane)들을 생성하고,
상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성하고,
상기 생성된 제1 비트플레인 또는 제2 비트플레인 단위로 압축하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성하도록 설정된, 전자 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출과 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출 비율에 기반하여 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 각각의 픽셀값에 미리 설정된 값을 곱하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 상기 제2 비트플레인들을 생성하도록 설정된, 전자 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1 비트플레인들 및 상기 제2 비트플레인들 중 압축 효율에 기반하여 인코딩을 수행할 적어도 하나의 비트플레인을 선택하도록 설정된, 전자 장치.
제4항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 각각의 픽셀값, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 각각의 픽셀값, 상기 제1 비트플레인들의 번호, 상기 제2 비트플레인들의 번호, 및 상기 원시 이미지 데이터의 평탄 영역 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 비트플레인을 선택하도록 설정된, 전자 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 각 픽셀과 상기 제2 센서 픽셀 셋의 각 픽셀은 상기 원시 이미지 데이터상에서 미리 설정된 패턴에 따라 배치되는, 전자 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 이미지 센서로부터 획득한 상기 원시 이미지 데이터의 적어도 일부를 그레이 코드로 변환하고,
상기 그레이 코드로 변환된 원시 이미지 데이터에 대해 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하도록 설정된, 전자 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
런 렝스(run-length) 방식에 기반하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성하도록 설정된, 전자 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 원시 이미지 데이터를 각각이 복수의 픽셀들을 포함하는 복수의 파티션들로 구분하고, 상기 복수의 파티션들 각각에 포함된 상기 복수의 픽셀들에 대응하는 데이터를 이용하여 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하도록 설정된, 전자 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인들이 인코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 포함하는 비트스트림을 생성하고,
상기 제어 회로는,
상기 프로세서가 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인들이 인코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 적어도 이용하여 상기 비트플레인들이 인코딩된 데이터를 디코딩할 수 있도록 상기 비트스트림을 상기 프로세서로 전송하도록 설정된, 전자 장치.
하이 다이나믹 레인지(high dynamic range; HDR) 이미지 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
제1 센서 픽셀 셋(set) 및 제2 센서 픽셀 셋을 포함하는 이미지 센서에서, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출 및 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출이 다르게 설정된 상기 이미지 센서를 이용하여, 원시 이미지 데이터를 획득하는 동작;
상기 원시 이미지 데이터를 제1 색상에 대응하는 제1 채널 데이터 및 제2 색상에 대응하는 제2 채널 데이터로 분리하는 동작;
상기 제1 채널 데이터에 기반하여, 동일한 색상 및 동일한 노출의 픽셀들이 바로 인접하도록, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제1 채널 압축 데이터를 생성하는 동작;
상기 제2 채널 데이터에 기반하여, 동일한 색상 및 동일한 노출의 픽셀들이 바로 인접하도록, 상기 제1 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하고, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 통해 획득된 데이터의 적어도 일부가 인접하도록 압축하여 제2 채널 압축 데이터를 생성하는 동작; 및
상기 압축된 상기 제1 채널 압축 데이터 및 상기 압축된 상기 제2 채널 압축 데이터를 프로세서로 전송하는 동작을 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 방법은,
상기 제1 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제1 비트플레인(bit-plane)들을 생성하는 동작;
상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 각 픽셀값의 비트 위치에 기반하여 구성되는 복수의 제2 비트플레인들을 생성하는 동작; 및
상기 생성된 제1 비트플레인 또는 제2 비트플레인 단위로 압축하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성하는 동작을 더 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 방법은,
상기 제1 센서 픽셀 셋의 노출과 상기 제2 센서 픽셀 셋의 노출 비율에 기반하여 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 각각의 픽셀값에 미리 설정된 값을 곱하는 동작; 및
상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들로 상기 제2 비트플레인들을 생성하는 동작을 더 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 방법은,
상기 제1 비트플레인들 및 상기 제2 비트플레인들 중 압축 효율에 기반하여 인코딩을 수행할 적어도 하나의 비트플레인을 선택하는 동작을 더 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 방법은,
상기 제1 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 각각의 픽셀값, 상기 제2 센서 픽셀 셋을 구성하는 복수의 픽셀들 각각의 픽셀값, 상기 제1 비트플레인들의 번호, 상기 제2 비트플레인들의 번호, 및 상기 원시 이미지 데이터의 평탄 영역 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 비트플레인을 선택하는 동작을 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 센서 픽셀 셋의 각 픽셀과 상기 제2 센서 픽셀 셋의 각 픽셀은 상기 원시 이미지 데이터상에서 미리 설정된 패턴에 따라 배치되는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 방법은,
상기 이미지 센서로부터 획득한 상기 원시 이미지 데이터의 적어도 일부를 그레이 코드로 변환하는 동작; 및
상기 그레이 코드로 변환된 원시 이미지 데이터에 대해 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하는 동작을 더 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 방법은,
런 렝스(run-length) 방식에 기반하여 상기 제1 채널 압축 데이터 또는 상기 제2 채널 압축 데이터를 생성하는 동작을 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 방법은,
상기 원시 이미지 데이터를 각각이 복수의 픽셀들을 포함하는 복수의 파티션들로 구분하고, 상기 복수의 파티션들 각각에 포함된 상기 복수의 픽셀들에 대응하는 데이터를 이용하여 상기 제1 비트플레인들 또는 상기 제2 비트플레인들을 생성하는 동작을 더 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 방법은,
상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인이 인코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 포함하는 비트스트림을 생성하는 동작; 및
상기 프로세서가 상기 원시 이미지 데이터와 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 이미지 헤더 데이터 필드, 상기 파티션과 관련된 적어도 하나의 정보를 포함하는 파티션 헤더 데이터 필드, 또는 상기 비트플레인이 인코딩된 데이터를 포함하는 압축 데이터 필드를 적어도 이용하여 상기 비트플레인들이 인코딩된 데이터를 디코딩할 수 있도록 상기 비트스트림을 상기 프로세서로 전송하는 동작을 더 포함하는, 하이 다이나믹 레인지 이미지를 전송하는 방법.