JP2008011529A - 高解像度イメージ復元装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 小型化されたカメラモジュールを介して獲得したイメージを高解像度のイメージに復元する装置及び方法を提供する。
【解決手段】多数のレンズと該多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサとを備えるが、サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは、互いに重畳されない1つの単一カラーで形成され、各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュール、カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成モジュール、入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置してカラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュール、及び生成された中間イメージをデモザイクしてデモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成モジュールを備える。
【選択図】 図3
【解決手段】多数のレンズと該多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサとを備えるが、サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは、互いに重畳されない1つの単一カラーで形成され、各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュール、カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成モジュール、入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置してカラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュール、及び生成された中間イメージをデモザイクしてデモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成モジュールを備える。
【選択図】 図3
Description
本発明は、高解像度イメージ復元放置及び方法に係り、さらに詳細には、携帯電話、PDA、MP3プレーヤーのような小型デジタル機器に装着される小型化されたデジタルカメラモジュールを介して獲得した映像を高解像度のイメージに復元する装置及び方法に関する。
ほとんどのデジタル機器と同様にデジタルカメラも、多くの人々に新たな世界を見せた。
デジタルカメラは、フィルムカメラとは違って、簡便な操作でも、専門家級の写真を撮ることができ、現像と焼き付けを経ずとも、撮った写真を即座で確認できて、きれいな画質の写真を変形なしに半永久的に使用できる長所がある。
また、デジタルカメラが小型化されて携帯が簡便になり、携帯電話やPDA、MP3プレーヤーのような小型デジタル機器に内蔵されつつ過去のように特別の日にのみ写真を撮るものではなく、日常生活で写真を撮って楽しむ姿が自然なこととなり、小型デジタル機器を選択して購買するに当たって、デジタルカメラの内蔵有無は重要な要素となった。
最近、デジタル機器は、次第に小型化されており、自分だけの個性と便利さを追求する傾向と共に、消費者は現在よりさらに小さく、さらに薄い小型デジタル機器製品を要求している。
つまり、デジタルカメラが内蔵された小型デジタル機器が現在よりさらに小型化され、スリム化されるためには、内蔵されるデジタルカメラの小型化及びスリム化がなされねばならない。
図1は、従来の小型デジタル機器に内蔵されたデジタルカメラの原理を簡単に示す図面である。
直径の大きさDa、Dbの異なるそれぞれのレンズ101a、101bを介してユーザが撮った被写体(Object)101の映像が該当デジタルカメラのイメージセンサ102a、102bに形成される。
直径の大きさDa、Dbの異なるそれぞれのレンズ101a、101bを介してユーザが撮った被写体(Object)101の映像が該当デジタルカメラのイメージセンサ102a、102bに形成される。
この際、レンズ101bの直径Dbが大きければ、解像度に優れる長所はあるが、被写体の映像(イメージB)を結ぶための焦点距離fbが延びるので、小型デジタル機器に内蔵されるデジタルカメラモジュールの高さが延びる。
したがって、大きなレンズと延びた焦点距離によって小型化とスリム化には難点がある。
したがって、大きなレンズと延びた焦点距離によって小型化とスリム化には難点がある。
一方、相対的にレンズ101aの直径Daが小さい場合、被写体101の映像(イメージA)が結ぶための焦点距離faも減少するので、小型化及びスリム化には適しているが、デジタルカメラの最も重要な要素である解像度がレンズの直径に比例して低くなるので、鮮明な高解像度の写真を希望する消費者の要求とはほど遠かった。
これにより、焦点距離の減少と同時に高解像度の映像を得るための多様な発明(例えば、特許文献1)が提示されたが、前述した問題は相変らず解決されていない。
韓国公開特許第2003−0084343号公報
本発明は、小型デジタル機器に内蔵されるデジタルカメラの大きさ及び高さを減少させてデジタルカメラが内蔵される小型デジタル機器の小型化及びスリム化に寄与するところにその目的がある。
本発明の他の目的は、小型デジタル機器に内蔵されるデジタルカメラの大きさ及び高さを減少させつつも高解像度のイメージを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、高解像度映像の表現時に光学的不一致と感度不均一を容易に補正することである。
本発明のさらに他の目的は、相異なる透過度を有するカラーフィルタを使用することによって、イメージセンサの構造を変更せずとも、高感度センシング領域と低感度センシング領域とを同時に具現することである。
本発明のさらに他の目的は、デジタルカメラが内蔵される小型デジタル機器の設計自由度を増加させることである。
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解され得る。
前記目的を達成するための本発明の実施形態による高解像度イメージ復元装置は、多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重複されない1つの単一カラーで形成され、前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュール、前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成モジュール、前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カールロシア別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュール、及び前記生成された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成モジュールと、を備える。
前記目的を達成するための本発明の他の実施形態による高解像度イメージ復元装置は、多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサとを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュールと、前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成モジュールと、前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュールと、前記生成された中間イメージをデモザイクし、前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成モジュールと、を備える。
前記目的を達成するための本発明のまた他の実施形態による高解像度イメージ復元装置は、多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュールと、前記各カラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分する原イメージ生成モジュールと、前記複数のピクセルグループに区分された原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループの所定ピクセルにマッピングして中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュールと、前記中間イメージを補間アルゴリズムを基盤に復元してデブラーリングする最終イメージ生成モジュールと、を備える。
前記目的を達成するための本発明のまた他の実施形態による高解像度イメージ復元方法は、多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成段階と、前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、前記生成された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成段階と、を含む。
また、前記目的を達成するための本発明の実施形態による高解像度イメージ復元方法は、多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて、前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、前記各カラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分する原イメージ生成段階と、前記複数のピクセルグループに区分された原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループの所定ピクセルにマッピングして中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、前記中間イメージを補間アルゴリズムを基盤に復元してデブラーリングする最終イメージ生成段階と、を含む。
前記目的を達成するための本発明の他の実施形態による高解像度イメージ復元方法は、多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成段階と、前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、前記生成された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成段階と、を含む。
前記目的を達成するための本発明のまた他の実施形態による 高解像度イメージ復元方法は、多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、前記各カラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分する原イメージ生成段階と、前記複数のピクセルグループに区分された原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループの所定ピクセルにマッピングして中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、前記中間イメージを補間アルゴリズムを基盤に復元してデブラーリングする最終イメージ生成段階と、を含む。
その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明のデジタルカメラモジュールによれば、次のような効果が1つあるいはそれ以上ある。
小型デジタル機器に内蔵されるデジタルカメラの大きさ及び高さを減少させてデジタルカメラが内蔵される小型デジタル機器の小型化及びスリム化に寄与する長所がある。
小型デジタル機器に内蔵されるデジタルカメラの大きさ及び高さを減少させてデジタルカメラが内蔵される小型デジタル機器の小型化及びスリム化に寄与する長所がある。
小型デジタル機器に内蔵されるデジタルカメラの大きさ及び高さを減少させつつも、高解像度のイメージを提供できる長所もある。
高解像度映像の表現時に、光学的不一致と感度不均一を容易に補正できる長所もある。
互いに異なる透過度を有するカラーフィルタを使用することによって、イメージセンサの構造を変更せずとも、高感度センシング領域と低感度センシング領域とを同時に具現できるという長所もある。
デジタルカメラが内蔵される小型デジタル機器の設計自由度を増加させる長所もある。
互いに異なる透過度を有するカラーフィルタを使用することによって、イメージセンサの構造を変更せずとも、高感度センシング領域と低感度センシング領域とを同時に具現できるという長所もある。
デジタルカメラが内蔵される小型デジタル機器の設計自由度を増加させる長所もある。
本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明により定義されるだけである。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
一般的に、デジタルカメラは、ピクセル単位の数(number of unit pixel)によって該当デジタルカメラの性能を推測できる。ピクセル単位の数が多いほどさらに鮮明な映像が得られるためである。
ピクセル数の他にもレンズの輝度を通じてもデジタルカメラの性能が分かるが、レンズの輝度は、‘Fナンバー’または’しぼり値’と呼ばれる。
Fナンバーは、デジタルカメラのイメージセンサに到達する単位面積当り光量を表現したものであって、
Fナンバーが大きいほどデジタルカメラのイメージセンサに到達する単位面積当り光量は減少し、Fナンバーが低いほどデジタルカメラのイメージセンサに到達する単位面積当り光量は増加して、明るくかつ高解像度の映像を得られる。
したがって、Fナンバーの大きさはデジタルカメラのイメージセンサに到達する光量及びデジタルカメラを通じて得る映像の解像度と密接な関係がある。
もし、レンズの大きさと焦点距離、そしてピクセル数の異なる2台のデジタルカメラでFナンバーが互いに同一であれば、レンズの大きさと焦点距離、ピクセル数は互いに異なるが、光量が同一なために同じ輝度の映像が得られる。
本発明はこのような原理を用いてレンズの直径と焦点距離とを縮めつつも、高解像度映像を表現できる多数のレンズを含むデジタルカメラモジュールに適用可能な高解像度イメージ復元方法を提案しようとする。
図2Aは、従来のデジタルカメラの基本構造を示す図面である。
従来のデジタルカメラの基本構造は、被写体から反射された光を集光する直径ID2である1つのレンズ201と、このレンズ201で集光された光に反応して電気的な映像信号を生成するピクセル単位(Pixel Level)のイメージセンサ202を備える。
従来のデジタルカメラの基本構造は、被写体から反射された光を集光する直径ID2である1つのレンズ201と、このレンズ201で集光された光に反応して電気的な映像信号を生成するピクセル単位(Pixel Level)のイメージセンサ202を備える。
参考として、レンズ201の焦点距離が図2Aに示してある。
イメージセンサ202内には、レンズ201が受光した光を元の天然色に具現するベイヤーパターン(Bayer Patten)のカラーフィルタが含まれており、図2Aに示されたイメージセンサ202は、これを上から見たものである。
イメージセンサ202内には、レンズ201が受光した光を元の天然色に具現するベイヤーパターン(Bayer Patten)のカラーフィルタが含まれており、図2Aに示されたイメージセンサ202は、これを上から見たものである。
ベイヤーパターンは、1970年代に発表されてから現在までデジタルイメージの最も重要な基本原理であって、理論の開始は自然界に存在する実際映像は点からなったものではない一方、デジタル映像は点でしか具現できないということから出発する。
対象の輝度と色相とを集めて点からなるイメージを作るために2次元平面上にレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)それぞれの輝度を受け取る点を配置する。
点を配置する時、人の目に最も敏感な緑色(G)の比率が50%、レッド(R)及びブルー(B)は各々25%ずつ割り当て、格子網を形成するが、これをベイヤーパターンカラーフィルタという。
ベイヤーパターンカラーフィルタで格子網を形成するそれぞれのピクセルは総天然色を認識するものではなく、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)のうち、割当てられた色のみを認識し、後でこれを補間して天然色を類推する。
図2Bは、図2Aに示されたイメージセンサを構成する単位ピクセルに対する断面図である。
イメージセンサを構成する単位ピクセルの一部分202a〜202dについての断面を見ると、イメージセンサ内にベイヤーパターンのカラーフィルタ203が含まれていることが分かる。
イメージセンサを構成する単位ピクセルの一部分202a〜202dについての断面を見ると、イメージセンサ内にベイヤーパターンのカラーフィルタ203が含まれていることが分かる。
図3は本発明の実施形態による高解像度イメージ復元装置300の構成を図示したブロック図である。
本発明の実施形態による高解像度イメージ復元装置300は入射する光を集光しカラー別に分離された複数のイメージを生成するカメラモジュール301、カメラモジュール301から提供される複数のイメージを基盤として最終イメージを生成するイメージ生成モジュール302およびイメージ生成モジュール302から提供される最終イメージをディスプレイするディスプレイモジュール303を含む。
カメラモジュール301は多数のレンズ401と前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサ402を含むが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない一つの単一カラーで形成され前記各サブイメージセンサから各カラー別原イメージを獲得する。
まず、図4Aないし図4Cを通じて本発明の実施形態による高解像度イメージ復元方法が適用可能な多数のレンズを含むデジタルカメラの構造を説明する。
本発明の実施形態による高解像度イメージ復元方法が適用可能な多数のレンズを含むデジタルカメラの構造は、被写体からの反射光を集光する同径の多数のレンズ401と被写体からの反射光に反応して電気的な映像信号を生成する多数のサブイメージセンサ402を含み、レンズが集光した光を元の天然色に具現する多数のカラー領域に分割されたカラーフィルタがサブイメージセンサ402内に備えられる。
参考までに、図4Bは、図4Aに示されたデジタルカメラモジュールの構造を側面から見た図面であって、直径D3の大きさが同じである多数のレンズから被写体の映像が形成されるイメージセンサまでの焦点距離f3は、いずれも同一であると仮定する。
したがって、同径の多数のレンズ401は同一平面上に位置することが望ましい。
したがって、同径の多数のレンズ401は同一平面上に位置することが望ましい。
また、多数のレンズ配列方式において本発明の実施形態は上下左右を対称形態に配置したが、多数のレンズを横または縦形態の一直線に配列することができ、レンズの数が奇数である場合、1つのレンズを中心に放射状の配列も可能であり、その他にも、本発明で述べていない多様な形態のレンズ配列が可能である。
参考として、多数のレンズ401は各レンズの位置が固定されたり、一つのレンズを基準として残りの他のレンズが所定のピクセル分だけ移動(shift)し被写体から反射される光を集光し得る。レンズの移動に対しては後に詳細に説明する。
以下、説明の便宜上、4個のレンズが横X縦2X2の形に配列された場合を実施形態として説明する。
前述したようにレンズの大きさと焦点距離、そしてピクセル数の異なる2台のデジタルカメラでFナンバーが互いに同一であれば、レンズの大きさと焦点距離、ピクセル数は互いに異なるが、光量が同一なために同じ輝度の映像を得られるという原理を用いて、本発明の実施形態では、図2に示されたレンズ201より小さなレンズ401a〜401dと、図2に示されたイメージセンサ202よりピクセル数の少ないイメージセンサ402a〜402dを使用しており、焦点距離f3は、図2に示された焦点距離f2より短い。
図2に示されたイメージセンサ202のピクセル数を400万ピクセルであると仮定し、図4Aに示されたサブイメージセンサ402a〜402dのピクセル数は各々100万であると仮定する。
したがって、図4Aで示されたイメージセンサ402は、100万ピクセルのサブイメージセンサ402a〜402d4個が配列されたイメージセンサとなり、直径の大きさD3が同一な各4個のレンズ401a〜401dは、各レンズにマッチングされたサブイメージセンサ402a〜402dに被写体の映像を生成するようになる。
またサブイメージセンサ402a〜402d内に含まれるカラーフィルタは、各サブイメージセンサ402a〜402dの大きさに合わせて4分割されて互いに重畳されない1つの単一カラーでコーティングされる。
前述したカラーフィルタが含まれた1つのサブイメージセンサ402dを構成する単位ピクセル402d−1〜4についての断面が図4Cに示されており、同じサブイメージセンサ402d内に存在するためにいずれも同じカラーフィルタ403を備えている。
この際、カラーフィルタ403は、コーティングされるカラーの透過度によって第1フィルタ領域と第2フィルタ領域とに区分される。
第1フィルタ領域と第2フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度を異ならせて、光量差を発生させることによって高感度及び低減度イメージセンシングを具現しうる。
フィルタ領域の区分は、カラーフィルタを構成するカラー領域のうち、透過度の最も高いカラー領域を第2フィルタ領域に区分してカラーフィルタから第2カラー領域を除いた残りの部分を第1フィルタ領域に区分することが望ましい。
説明の便宜上、多数個に分割されるカラーフィルタの領域と各サブイメージセンサの図面の表示記号を共に使用して実施形態を説明する。
例えば、図4Aに示されたサブイメージセンサ402a〜402d内に含まれたカラーフィルタを構成する4分割されたそれぞれのカラー領域、すなわち、グリーン(G)402a、レッド(R)402b、ブルー(B)402c、グレイ(Gr)402d領域のうち、透過度の最も高いカラーであるグレイ(Gr)402d領域を第2フィルタ領域に区分すれば、カラーフィルタでグレイ(Gr)402d領域を除いた残りのカラー領域、すなわち、グリーン(G)402a、レッド(R)402b、ブルー(B)402c領域が第1フィルタ領域に含まれる。
またカラーフィルタを構成するそれぞれのカラー領域のうち、第2フィルタ領域にはイエロー以外のカラーが形成されることもある。
例えば、ホワイト(W)、イエロー(Y)、シアン(Cyan)またはマゼンタ(Magenta)のうちいずれか1つのカラーを有するカラー領域が形成され得る。
しかし、第2フィルタ領域に形成されるカラーは前述した例に限定されるものではなく、第1フィルタ領域に形成されたカラーに比べて高い透過度を有するカラーであれば、本発明の範ちゅうに属すると見なし得る。
結果的に、図4Aに示されたカラーフィルタの透過度は、ブルー(B)、グリーン(G)、レッド(R)順に高まり、グレイ(Gr)は、レッド(R)より高い透過度を有する。
このように、第2フィルタ領域402dに該当するカラーの透過度が第1フィルタ領域402a〜402cに該当するカラーの透過度より高いカラーフィルタを形成すれば、各カラーフィルタ領域を通過する光量に差が発生する。
これは該当カラーフィルタ領域とマッチングされるサブイメージセンサ402a〜402dに到達する光量に差が発生することを意味し、各サブイメージセンサ402a〜402dに高感度センシング機能及び低感度センシング機能を同時に具現しうる。
前述したカラーフィルタコーティング方法の実施形態では、写真石版印刷法(Photo−Litho graphy Method)とインクジェット法(Inkjet Method)があり、図5Aと図5Bに示されている。
例えば、グリーン(G)、レッド(R)、ブルー(B)、グレイ(Gr)の4種の単一カラーをコーティングする場合、写真石版印刷法は、まずイメージセンサ全体にグリーン(G)カラーをコーティングして502、1/4のグリーン(G)カラーコーティング部分を残した後、残りの3/4のグリーン(G)カラーコーティングは除去(Patterning)する(503)。
グリーン(G)カラーコーティングを剥がした3/4のイメージセンサ上に、再びレッド(R)カラーをコーティングして(504)、1/4のレッド(R)カラーコーティング部分を残した後、残りの2/4のレッド(R)カラーコーティングは除去する(505)。
イメージセンサには、グリーン(G)、レッド(R)カラーが各々1/4ずつコーティングされており、残りの2/4だけのコーティングはグリーン(G)、レッド(R)カラーコーティング法のようにブルー(B)、グレイ(Gr)コーティングができる(506〜508)。
写真石版印刷法は、ベイヤーパターンカラーフィルタ工程に比べて容易な長所がある。
写真石版印刷法は、ベイヤーパターンカラーフィルタ工程に比べて容易な長所がある。
図5Bは、2番目のコーティング方法の実施形態であるインクジェットコーティング法を示す図面である。
インクジェットコーティング法は、イメージセンサにレンズの数と同じ4個の分割壁を形成し(510)、各分割された1/4の空間に所望のカラーのインクをコーティングしてカラーフィルタを生成する方法である(511〜514)。
インクジェットコーティング法は、非常に簡単な工程であり、インクが節減される効果と共にセンサの製造コストを減少させうる長所がある。
前述した方法でコーティングされたカラーフィルタは、各レンズと各サブイメージセンサにマッチングされる。
例えば、図4Aでサブイメージセンサ402a〜402dに各々グリーン(G)カラーフィルタ、レッド(R)カラーフィルタ、ブルー(B)カラーフィルタ、グレイ(Gr)カラーフィルタが含まれた場合、第1レンズ401aを介して入射された被写体の光は、第1レンズ401aとマッチングされたサブイメージセンサ402a内のグリーン(G)カラーフィルタによりグリーン(G)カラーの映像が形成され、第2レンズ401bを介して入射された映像は、第2レンズ401bとマッチングされたサブイメージセンサ402b内のレッド(R)カラーフィルタによりレッド(R)カラーの映像が形成される。
このような方法で第3レンズ401c、第4レンズ401dを介して入射された被写体の光は、各レンズとマッチングされたサブイメージセンサ402c、402d内のカラーフィルタによりブルー(B)カラーの映像と、グレイ(Gr)カラーの映像とが各々形成される。
すなわち、4個のレンズ401a〜401dを介して各々入射された被写体の光は、各レンズ401a〜401dとマッチングされる各サブイメージセンサ402a〜402d内のカラーフィルタを介して該当カラーフィルタのカラーを有する映像を形成し、各サブイメージセンサ402a〜402dにはカラーの異なる同じ大きさの映像が4つ存在するようになる。
以下、図4Aを参照して高解像度イメージ復元装置500を説明する。
図4Aに示されたカメラモジュール501は、多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する。
図4Aに示されたカメラモジュール501は、多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する。
一方、イメージ生成モジュール302は、カメラモジュール301からカラー別に分離された多数のイメージを提供され、最終イメージを生成する役割を果たす。
このために、イメージ生成モジュール302は、原イメージ生成モジュール302a、中間イメージ生成モジュール302b及び最終イメージ生成モジュール302cを含んで構成される。
本発明の実施形態によるイメージ生成モジュール302で原イメージ生成モジュール302aはカメラモジュール301から提供されるカラー別に分離された多数のイメージを入力される。
すなわち、原イメージ生成モジュール302aは、図4Aに示されたグリーンカラーフィルタが含まれたサブイメージセンサ402aにより獲得されたグリーンカラーイメージ、レッドカラーフィルタが含まれたサブイメージセンサ402bにより獲得されたレッドカラーイメージ、ブルーカラーフィルタが含まれたサブイメージセンサ402cにより獲得されたブルーカラーイメージ及びグレイカラーフィルタが含まれたサブイメージセンサ402dにより獲得されたグレイカラーイメージを入力される。
この際、グリーンカラーイメージ、レッドカラーイメージ及びブルーカラーイメージは後述する最終イメージ生成モジュール302cを介して最終イメージを生成するのに必要なカラー情報を提供する役割を果たす。
一方、グレイカラーイメージは、最終イメージの生成に必要な輝度情報を提供する役割を果たす。
また、原イメージ生成モジュール302aは前述した各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ402a〜402d内の定められた位置から外れた場合、原イメージの位置を補正し、各カラー別に獲得されたイメージの感度が不均一な場合、各カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準としての頃の原イメージの感度を補正する。
図6は原イメージ生成モジュール302aの原イメージ位置補正と感度不均一補正の方法を図示した図である。
位置が固定された4個のレンズ401a〜401dによって各々入射された被写体の光は各レンズ401a〜401d内のカラーフィルタを通して該当カラーフィルタのカラーを有する映像を形成すれば、原イメージ生成モジュール302aは各サブイメージセンサ402a〜402dで各映像の位置をチェックする。
図6には各サブイメージセンサ402a〜402dに形成された各映像の位置601〜804が図示されている。
601はサブイメージセンサ402aに形成された映像を図示したもので、本発明の実施形態では位置が固定された4個のレンズ401a〜401dを所定のピクセル分だけ移動させない限り、601のようにサブイメージセンサ402aの中央に映像が位置することを正常位置、すなわち映像の定められた位置と定義するようにし点線の四角形805で表示されている。
602はサブイメージセンサ402bに形成された映像を図示したもので、定められた位置から左側方向に1ピクセル分だけ移動されており、803はサブイメージセンサ402bに形成された映像を図示するもので定められた位置から下方向に1ピクセル分だけ移動されている。
804はサブイメージセンサ402dに形成された映像を図示したもので、定められた位置から対角線方向に、すなわち右側方向および下方向に1ピクセル分ずつ移動されている。
図6で見たように各サブイメージセンサ402a〜402dに映像が定められた位置から外れた理由は光学的不一致(Optical Misalignment)が原因であり得、一般的に光学的不一致が発生するようになればサブイメージセンサに形成される映像の位置が定められた位置から外れるため、鮮明な映像を得るのが難しくなる。
次に、本発明の原イメージ生成モジュール302aは光学的不一致によって定められた位置から外れた映像をソフトウェア的に補正し得る。
例えば、602の場合、定められた位置から左側方向に1ピクセル分だけ外れているため該当映像を改めて右側に移動し、803の場合は上方向に1ピクセルを、804の場合は左側方向に1ピクセル移動し、改めて上方向に移動したり、上方向に1ピクセル移動した後、左方向に1ピクセルを移動し光学的不一致による映像の位置を補正し得る。
また、原イメージ生成モジュール302aは感度不均一(non uniformity)を補正し得る。
改めて図6を参照して説明する。
601で映像の感度が10、602で映像の感度が9、803で映像の感度が8、804で映像の感度が7であると仮定すれば、原イメージ生成モジュール302aは最も低い感度を有する804での映像の感度7を基準として残り映像感度が7になるように調整し感度の不均一を補正し得る。
601で映像の感度が10、602で映像の感度が9、803で映像の感度が8、804で映像の感度が7であると仮定すれば、原イメージ生成モジュール302aは最も低い感度を有する804での映像の感度7を基準として残り映像感度が7になるように調整し感度の不均一を補正し得る。
前述した過程を通し、各カラー別イメージは後述する中間イメージ生成モジュール302bに提供される。
中間イメージ生成モジュール302bは、原イメージ生成モジュール302aから提供された各カラー別イメージから同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置し、前記カラー別イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する。
ここで中間イメージとは、各サブイメージセンサに形成された各映像、すなわち原イメージと区分するために使用される用語であって、原イメージで同一な位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して原イメージより高い解像度を有するイメージを意味する。
しかし、中間イメージが高い解像度を有する最終的なイメージを意味するものではなく、中間イメージはデモザイク又はデブラーリングのような過程を経て最終イメージとして作られる。
一方、生成された中間イメージは、多数のサブイメージセンサ402a〜402dが配列されたイメージセンサ402と同じ解像度を有することが望ましい。
例えば、各サブイメージセンサ402a〜402dが4×4の解像度を有する場合、中間イメージはイメージセンサと同じ8×8の解像度を有することが好ましい。
中間イメージは、後述する最終イメージ生成モジュール302cに提供される。
最終イメージ生成モジュール302cは、中間イメージ生成モジュール302bから提供された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する役割を果たす。
最終イメージ生成モジュール302cは、中間イメージ生成モジュール302bから提供された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する役割を果たす。
中間イメージ及び最終イメージ生成についてのさらに具体的な説明は図6Aないし図6Bを参照して後述する。
ディスプレイモジュール303は、最終イメージ生成モジュール302cから提供された最終イメージをディスプレイする役割を果たす。
このようなディスプレイモジュール303は、例えば、平板ディスプレイ、タッチスクリーンなどの形態に具現され得る。
図7Aないし7Bは本発明の実施形態による中間イメージ生成方法を図示した図である。
図7Aないし7Bを参照し高解像度イメージ復元方法を説明するに先立ち、図3に図示された装置300のうちカメラモジュール301の4個のレンズは位置が固定された一つのレンズを基準として残りの他のレンズが所定のピクセル分だけ移動され位置すると仮定する。
図7Aないし7Bを参照し高解像度イメージ復元方法を説明するに先立ち、図3に図示された装置300のうちカメラモジュール301の4個のレンズは位置が固定された一つのレンズを基準として残りの他のレンズが所定のピクセル分だけ移動され位置すると仮定する。
ここで所定のピクセル分だけの移動は移動長さおよび移動方向すべてを含むもので実施形態によって異なることがある。
万一、図7aのような同一な大きさの四角形4個で成された被写体701をカメラモジュール301を使用して撮影するとするとき、一つのレンズ401aは被写体のうちAと付された四角形701aを撮影するように位置が固定されており、残りの他のレンズは401b〜401cは各々B 701b、C 701c、D 701dと付された四角形を撮影するように、一つのレンズ401aを基準として定められた位置の分だけ移動されていると仮定しよう。
ここで所定の位置分だけの移動は、四角形B701bを撮影するレンズは四角形A 701aを撮影するレンズを基準として右側に所定位置分だけ移動しなければならないものであり、四角形C 701cを撮影するレンズは四角形A 701aを基準として下方向に所定の位置分だけ移動しなければならない。
また、四角形D 701dを撮影するレンズは四角形A 701aを基準として対角線方向又は右側方向と下方向に所定の位置分だけ移動しなければならないことを意味する。
各レンズを通して各サブイメージセンサ402a〜402dに形成されたイメージは各々四角形A、B、C、D 702a〜902dを撮影したイメージとなる。
このとき、各レンズにマッチングされるサブイメージセンサの画素が100万画素であるとすれば、四角形A、B、C、D 702a〜702dを撮影したイメージを被写体の形の通り配列し一つのイメージに作る場合(図面で+記号で表示)、400万画素を有するカメラを使用して前記被写体全体を撮影したイメージ704と同一な画素を有するイメージ703を生成し得る。
図7Bは本発明の実施形態による中間イメージ生成方法を図示した図である。
図7Aを参照し説明したようの原理を利用し、被写体705を撮影するカメラモジュール301の4個のレンズ401a〜401dのうち一つのレンズ401aは位置を固定し、残りの他のレンズ401b〜401dは一つのレンズ401aを基準として各々1ピクセルずつ移動されたピクセルから撮影されるようにレンズを移動する。
図7Aを参照し説明したようの原理を利用し、被写体705を撮影するカメラモジュール301の4個のレンズ401a〜401dのうち一つのレンズ401aは位置を固定し、残りの他のレンズ401b〜401dは一つのレンズ401aを基準として各々1ピクセルずつ移動されたピクセルから撮影されるようにレンズを移動する。
すなわち、一つのレンズ401aを基準として右側に1ピクセル、下方向に1ピクセル、対角線方向に1ピクセルまたは右側方向そして下方向に1ピクセルずつ移動されたピクセルから撮影するようにレンズの位置を移動させるものである。
このようなレンズの構造を有するカメラモジュール301によって中間イメージ生成モジュール302bはカラー別に獲得した原イメージ706の同一な位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置し原イメージよりさらに高い解像度を有する中間イメージ707を生成する。
最終イメージ生成モジュール302cは中間イメージ生成モジュールで生成された中間イメージ707をデモザイクし、デモザイクされたイメージをデブラーリングし原イメージを高解像度を有する最終イメージに復元する。
便宜上、図7Bを参照し説明したイメージ生成モジュール302を第1イメージ生成モジュールと称する。
図8は本発明の他の実施形態によるイメージ生成モジュール302を通した高解像度イメージ復元方法を図示した図である。
カメラモジュール301に対する説明は前述したカメラモジュールの説明と同一であるため省略する。
一方、イメージ生成モジュール302の原イメージ生成モジュール302aは、前述したカメラモジュール301からカラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分し、中間イメージ生成モジュール302bは、図8に示されたサブイメージセンサ402a〜402dと同じ解像度を有する第1中間イメージ802を生成する。
ここで、第1中間イメージ802は、図8に示された横×縦に各々2×2個の仮想ピクセルを単位とする多数のピクセルグループ803〜805に区分し得る。
ここで、各ピクセルグループ803〜805は、カラー情報及び輝度情報がマッピングされるメインピクセル803a、804a、805a及び、メインピクセル803a、804a、805aの周辺に位置し、情報を保有していないサブピクセル803b、804b、805bに区分し得る。
メインピクセル803a、804a、805aの位置は、該当ピクセルグループ803〜805で多様な位置に指定され得る。
例えば、図6のように、2×2の各ピクセルグループ803〜805で、第1行の第1列に該当する位置803a、804a、805aがメインピクセルの位置に指定されるか、あるいは、各ピクセルグループで第1行の第2列に該当する位置803b、804b、805bがメインピクセルの位置に指定され得る。
このように、第1中間イメージ802が生成されれば、中間イメージ生成モジュール302bは各カラー別イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループのメインピクセルにマッピングする。
例えば、中間イメージ生成モジュール302bは、各カラー別イメージの第1行と第1列に位置したピクセルのピクセル情報を、第1中間イメージ802で第1行と第1列とに位置したピクセルグループ803のメインピクセル803aにマッピングする。
同様に、中間イメージ生成モジュール802bは、各カラー別イメージの第1行の第2列に位置したピクセルのピクセル情報を、第1中間イメージ802で第1行と第2列に位置したピクセルグループ804のメインピクセル804aにマッピングする。
また、中間イメージ生成モジュール302bは、各カラー別イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報のうち、カラー情報を基盤に輝度情報を算出し、前記算出された輝度情報を各ピクセルグループ803〜805のメインピクセル803a〜803bにマッピングする。
例えば、中間イメージ生成モジュール302bは、グリーン、レッド及びブルーカラーイメージの第1行と第1列に位置したピクセルから提供されたカラー情報を基盤に輝度情報を算出する。
そして、第1中間イメージ802で第1行と第1列に位置したピクセルグループのメインピクセルに算出された輝度情報をマッピングする。
図8を参照すれば、各ピクセルグループ803〜805のメインピクセル803a〜803bには、3つのサブイメージセンサ802a〜802cで各々提供されたグリーン、レッド、ブルーカラー情報(G、R、B)、残りのサブイメージセンサ402dから提供された輝度情報を表すグレイカラー情報(Gr)がマッピングされていることが分かり、図8に示されていないが、3色のカラー情報から検出された輝度情報(Y)がさらにマッピングされ得る。
一例として、第1ピクセルグループ803のメインピクセル803aには、グリーンカラーイメージで第1行の第1列に位置したピクセルが有するグリーンカラー情報、レッドカラーイメージで第1行の第1列に位置したピクセルが有するレッドカラー情報、ブルーカラーイメージで第1行の第1列に位置したピクセルが有するブルーカラー情報、グレイカラーイメージで第1行の第1列に位置したピクセルが有する輝度情報を示すグレイカラー情報及び、3個のカラー情報を基盤に検出された輝度情報がマッピングされる。
これと同様に、第2ピクセルグループ804のメインピクセル804aには、グリーンカラーイメージで第1行の第2列に位置したピクセルが有するグリーンカラー情報、レッドカラーイメージで第1行の第2列に位置したピクセルが有するレッドカラー情報、ブルーカラーイメージで第1行の第2列に位置したピクセルが有するブルーカラー情報、グレイカラーイメージで第1行の第2列に位置したピクセルが有する輝度情報であるグレイカラー及び既提供された3個のカラー情報を基盤に検出された輝度情報がマッピングされる。
これにより、中間イメージ生成モジュール302bは、各ピクセルグループ803〜805のメインピクセル803a〜805aに3個のカラー情報及び2個の輝度情報がマッピングされた第2中間イメージ806を生成する。
次いで、中間イメージ生成モジュール302bは、補間法(Interpolation)を使用して第2中間イメージ806を補間する。
すなわち、図5に示された中間イメージ生成モジュール302bは、図8に示された各ピクセルグループ803〜805のメインピクセル803a〜805aが保有した情報を基盤にサブピクセル803b〜805bに記録されるピクセル情報を算出する。
この際、中間イメージ生成モジュール302bは、多様なアルゴリズムによって第2中間イメージ806を補間し得る。
一例として、第2中間イメージ806で各サブピクセルに記録されるピクセル情報は、該当サブピクセルと隣接したメインピクセルが有する情報から算出され得る。
具体的に、図8において、第1ピクセルグループ803のメインピクセル803aと第2ピクセルグループ804のメインピクセル804a間に位置したサブピクセル803bに記録されるピクセル情報は2つのメインピクセル803a、804aが有するピクセル情報の平均値807に指定され得る。
同様に、第2ピクセルグループ804のメインピクセル804aと第3ピクセルグループ805のメインピクセル805a間に位置したサブピクセル804bに記録されるピクセル情報は2つのメインピクセル804a、805aが有するピクセル情報の平均値808に指定され得る。
このような方法により第2中間イメージ806の補間がなされれば、最終イメージ生成モジュール302cは補間された第2中間イメージ806をデブラーリング(de−blurring)する。
その結果、各サブセンシング領域を通じて得られた低解像度(すなわち、サブセンシング領域の解像度)のカラー別原イメージから高解像度(すなわち、サブイメージセンサの解像度×4)の最終イメージ809を生成する。
便宜上、図8を参照して説明したイメージ生成モジュール302を第2イメージ生成モジュールと称する。
図9は、本発明の第2実施形態によるカメラモジュールの構造を示す図面である。
本発明の第2実施形態によるカメラモジュールは、図4Aの第1実施形態によるカメラモジュールに比べて下記を除いては同じ構成要素を有する。
本発明の第2実施形態によるカメラモジュールは、図4Aの第1実施形態によるカメラモジュールに比べて下記を除いては同じ構成要素を有する。
すなわち、第2実施形態によるカメラモジュールは、多数のレンズ901a〜901dが互いに異なる色を有する。
ここで、多数のレンズ901a〜901dは、透過度によって第1グループと第2グループとに区分しうる。
この際、第2グループに含まれるレンズは、第1グループに含まれるレンズに比べて透過度の高い色を有することが望ましい。
具体的に、4個のレンズのうち、第1グループに該当する第1レンズ901a、第2レンズ901b及び第3レンズ901cは、各々グリーン、レッド及びブルーカラーを有し、第2グループに含まれる第4レンズ901dはグリーン、レッド及びブルーカラーに比べて透過度の高い色、例えば、グレイカラーを有することが望ましい。
このように、多数のレンズ901a〜901dが各々異なる色を有する場合、各サブイメージセンサ902a〜902dには別途のカラーフィルタ層が形成されない。
そして、イメージセンサ902は、各レンズ901a〜901dに対応するサブイメージセンサ902a〜902dに分割され、各レンズ901a〜901dによりカラー別に分離されたイメージを獲得しうる。
前記カラー別に分離された映像は、図3に示されたイメージ生成モジュール302を通じてカメラモジュール301からカラー別に分離された多数のイメージを提供され、最終イメージを生成してディスプレイモジュール303を通じてディスプレイされる。
最終イメージを生成するイメージ生成モジュール302に関する説明は、図3ないし図8を参照して説明した内容と同一である。
次いで、図10ないし図11を参照して本発明の実施形態による高解像度イメージ復元方法を説明する。
ここで、図10は、前記図4Aに示された構造のカメラモジュールと図7Bを参照して説明した第1イメージ生成モジュールを通じた高解像度イメージ復元方法を示すフローチャートである。
まず、説明の便宜上、図7Bでイメージセンサ402を構成するサブイメージセンサ402a〜402d内に各々グリーン、レッド、ブルー及びグレイカラーフィルタが含まれており、イメージセンサ402は横×縦が8×8個のピクセルで構成され、イメージセンサ402を構成するそれぞれのサブイメージセンサ402a〜402dは、横×縦が4×4個のピクセルからなると仮定する。
被写体705からの反射光は、4個のレンズ401a〜401dを通じて各々集光される(S1001)。
各レンズ401a〜401dを通じて集光された光は、各レンズ401a〜401dとマッチングされる各サブイメージセンサ402a〜402d内に含まれたカラーフィルタを透過する(S1002)。
その結果、各サブイメージセンサ402a〜402dにカラー別に分離された多数のイメージが獲得される(S1003)。
この際、各サブイメージセンサ402a〜402dにより獲得されたイメージは、イメージセンサ402の解像度に比べて1/4に該当する解像度を有する。
すなわち、イメージセンサ402の解像度が8×8であるために、各サブイメージセンサ402a〜402dにより獲得されたイメージは、4×4の解像度を有する。
S1003後、イメージ生成モジュール302はS1003で獲得された多数の原イメージ706が各サブイメージセンサ401a〜401dで定められた位置に存在するのかをチェックする(S1004)。
チェックの結果、定められた位置から外れたとすれば、定められた位置に原イメージが位置するように位置を補正する(S1005)。
もし、原イメージが定められた位置に存在すれば、イメージ生成モジュール302は多数の原イメージ706の感度をチェックする(S1006)。
チェックの結果、感度が不均一な場合、イメージ生成モジュールは原イメージのうち最も低い感度を基準として原イメージの感度を補正する(S1007)。
もし、感度が一定ならば、イメージ生成モジュール302は、多数のカラー別イメージを入力されて原イメージを生成し、多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して各カラー別原イメージより高解像度を有する中間イメージ707を生成する(S1008)。
S1008後、中間イメージをデモザイクし(S1009)、デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する(S1010)。
S1010後、イメージ生成モジュール302により生成された最終イメージはディスプレイモジュール303を通じてディスプレイされる(S1011)。
図11は、図4Aに示された構造のカメラモジュールと図8を参照して説明した第2イメージ生成モジュールを通じた高解像度イメージ復元方法を示すフローチャートである。
まず、図4Aに示された装置のカメラモジュール301から多数のカラー別原イメージが提供される過程は、図10に示されたS1001〜S1007と同一であり、原イメージ生成モジュール302aは、原イメージを図8に示された横×縦に各々2×2個の仮想ピクセルを単位とする多数のピクセルグループ303〜305に区分する(S1101)。
S1101後、中間イメージ生成モジュール302bは、図6に示されたイメージセンサ402と同じ解像度を有する第1中間イメージ802を生成する(S1102)。
第1中間イメージ802が生成されれば、中間イメージ生成モジュール302bは、各カラー別イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を、前記位置に対応するピクセルグループのメインピクセルにマッピングする(S1103)。
S1103後、中間イメージ生成モジュール302bは、各ピクセルグループ803〜805のメインピクセル803A〜805aに3個のカラー情報及び2個の輝度情報がマッピングされた第2中間イメージ806を生成する(S1104)。
次いで、中間イメージ生成モジュール302bは、補間法を使用して、第2中間イメージ806を補間する(S1105)。
このような方法により第2中間イメージ806の補間がなされれば、最終イメージ生成モジュール302cは、補間された第2中間イメージ806をデブラーリングする(S1106)。
その結果、各サブセンシング領域を通じて得られた低解像度(すなわち、サブセンシング領域の解像度)のカラー別原イメージから高解像度(すなわち、サブイメージセンサの解像度×4)の最終イメージ809を生成し、ディスプレイモジュール303を通じてディスプレイされる(S1107)。
一方、図9に示された構造のカメラモジュールと図7Bで説明した第1イメージ生成モジュールとによる高解像度イメージ復元方法は、図10に示されたS1001〜S1007の内容で、カラーフィルタの代わりにカラーレンズを通じて光を集光し、サブイメージセンサにカラー別に分離された原イメージを獲得するという点を除いては、いずれも同一であり、図8を通じて説明した第2イメージ生成モジュールを通じた高解像度イメージ復元方法も図11に示されたS1001〜S1007の内容で、カラーフィルタの代わりにカラーレンズを通じて光を集光し、サブイメージセンサにカラー別に分離された原イメージを獲得するという内容が適用されて、結局図11に示されたイメージ復元方法といずれも同一である。
前述した内容を総合してみれば、図2で図示されたレンズより相対的に小さいレンズ4個のレンズと相対的に短い焦点距離そして図2に図示された400万ピクセルのイメージセンサより相対的に小さい数のピクセルである100万ピクセルを有するイメージセンサ4個を含むデジタルカメラ構造は、Fナンバーが同一であるため図2に図示された400万ピクセルの映像と同一な映像の明るさを有するようになり所定の過程を経て図4に図示されたイメージセンサの100万ピクセル映像4個を利用して図2に図示された400万ピクセルの映像と同等な解像度を有する映像を復元し得る。
相対的に小さいレンズと短い焦点距離を有する構造であるためデジタルカメラの小型化とスリム化を達成しつつ同等な解像度を有する映像を得ることができる。
以上、添付図を参照して本発明の実施例を説明したが、 本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施され得るということが理解できるであろう。したがって、前述した実施例は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。
本発明の高解像度イメージ復元装置及び方法は、デジタルカメラ関連の技術分野に好適に適用され得る。
401a〜401d 第1レンズ〜第4レンズ
402a〜402d 第1レンズ〜第4レンズと各々マッチングされるサブイメージセンサ
402 4個のサブイメージセンサが配列されたイメージセンサ
402d−1〜402d−4 サブイメージセンサを構成する単位ピクセル
402a〜402d 第1レンズ〜第4レンズと各々マッチングされるサブイメージセンサ
402 4個のサブイメージセンサが配列されたイメージセンサ
402d−1〜402d−4 サブイメージセンサを構成する単位ピクセル
Claims (44)
- 多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュールと、
前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成モジュールと、
前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュールと、
前記生成された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成モジュールと、を備える高解像度イメージ復元装置。 - 前記多数のレンズはレンズの位置が固定されたり、一つのレンズを基準として残りの他のレンズが所定のピクセル分だけ移動して被写体から反射された光を集光する請求項1に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記原イメージ生成モジュールは前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項1に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記原イメージ生成モジュールは前記各カラー別に獲得された原イメージの感度が不均一な場合、前記各カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項1に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記カラーフィルタは、カラーの透過度によって第1フィルタ領域と第2フィルタ領域とに区分され、前記第2フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項1に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュールと、
前記各カラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分する原イメージ生成モジュールと、
前記複数のピクセルグループに区分された原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループの所定ピクセルにマッピングして中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュールと、
前記中間イメージを補間アルゴリズムを基盤に復元してデブラーリングする最終イメージ生成モジュールと、を備える高解像度イメージ復元装置。 - 前記原イメージ生成モジュールは、前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項6に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記原イメージ生成モジュールは、前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサの感度が不均一な場合、前記各カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項6に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記カラーフィルタは、カラーの透過度によって第1フィルタ領域と第2フィルタ領域とに区分され、前記第2フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項6に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記ピクセルグループは、前記カラーフィルタの配列パターンに対応する複数のピクセルを含む請求項6に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記ピクセル情報は、前記第1フィルタ領域にマッチングされるサブイメージセンサから提供された輝度情報及び前記第2フィルタ領域にマッチングされるサブイメージセンサで提供されたカラー情報を含む請求項6に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサとを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュールと、
前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成モジュールと、
前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュールと、
前記生成された中間イメージをデモザイクし、前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成モジュールと、を備える高解像度イメージ復元装置。 - 先記多数のレンズは各レンズの位置が固定されたり、一つのレンズを基準として残りの他のレンズが所定のピクセル分だけ移動して被写体から反射される光を集光する請求項12に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記原イメージ生成モジュールは前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項12に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記原イメージ生成モジュールは前記各カラー別に獲得された原イメージの感度が不均一な場合、前記カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項12に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記カラーレンズは、カラーの透過度によって第1レンズ領域と第2レンズ領域とに区分され、前記第2レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項7に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得するカメラモジュールと、
前記各カラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分する原イメージ生成モジュールと、
前記複数のピクセルグループに区分された原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループの所定ピクセルにマッピングして中間イメージを生成する中間イメージ生成モジュールと、
前記中間イメージを補間アルゴリズムを基盤に復元してデブラーリングする最終イメージ生成モジュールと、を備える高解像度イメージ復元装置。 - 前記原イメージ生成モジュールは前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項17に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記原イメージ生成モジュールは前記各カラー別に獲得された原イメージの感度が不均一な場合、前記カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項17に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記カラーレンズは、カラーの透過度によって第1レンズ領域と第2レンズ領域とに区分され、前記第2レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項17に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記ピクセルグループは、前記カラーレンズの配列パターンに対応する複数のピクセルを含む請求項17に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 前記ピクセル情報は、前記第1レンズ領域にマッチングされるサブイメージセンサから提供された輝度情報及び前記第2レンズ領域にマッチングされるサブイメージセンサで提供されたカラー情報を含む請求項17に記載の高解像度イメージ復元装置。
- 多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、
前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成段階と、
前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、
前記生成された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングし、デブラーリングされたイメージから最終イメージを生成する最終イメージ生成段階と、を含む高解像度イメージ復元方法。 - 前記多数のレンズはレンズの位置が固定されたり、一つのレンズを基準として残りの他のレンズが所定のピクセル分だけ移動して被写体から反射された光を集光する請求項23に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項23に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージの感度が不均一な場合、前記各カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項23に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記カラーフィルタは、カラーの透過度によって第1フィルタ領域と第2フィルタ領域とに区分され、前記第2フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項23に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 多数のレンズと前記多数のレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記サブイメージセンサ内に含まれるカラーフィルタは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて、前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、
前記各カラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分する原イメージ生成段階と、
前記複数のピクセルグループに区分された原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループの所定ピクセルにマッピングして中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、
前記中間イメージを、補間アルゴリズムを基盤に復元してデブラーリングし、デブラーリングされたイメージから最終イメージを生成する最終イメージ生成段階と、を含む高解像度イメージ復元方法。 - 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項28に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージの感度が不均一な場合、前記各カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項28に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記カラーフィルタは、カラーの透過度によって第1フィルタ領域と第2フィルタ領域とに区分され、前記第2フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1フィルタ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項28に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記ピクセルグループは、前記カラーフィルタの配列パターンに対応する複数のピクセルを含む請求項28に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記ピクセル情報は、前記第1フィルタ領域にマッチングされるサブイメージセンサから提供された輝度情報及び前記第2フィルタ領域にマッチングされるサブイメージセンサで提供されたカラー情報を含む請求項28に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、
前記カラー別に獲得された多数の原イメージを入力される原イメージ生成段階と、
前記入力された多数の原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を再配置して、前記カラー別に獲得された原イメージより高い解像度を有する中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、
前記生成された中間イメージをデモザイクして前記デモザイクされたイメージをデブラーリングして最終イメージを生成する最終イメージ生成段階と、を含む高解像度イメージ復元方法。 - 前記多数のレンズはレンズの位置が固定されたり、一つのレンズを基準として残りの他のレンズが所定のピクセル分だけ移動して被写体から反射された光を集光する請求項34に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項34に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージの感度が不均一な場合、前記各カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項34に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記カラーレンズは、カラーの透過度によって第1レンズ領域と第2レンズ領域とに区分され、前記第2レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項34に記載の高解像度イメージ
復元方法。 - 多数のカラーレンズと前記多数のカラーレンズに各々対応するサブイメージセンサを備えるが、前記カラーレンズは互いに重畳されない1つの単一カラーで形成されて前記各サブイメージセンサで各カラー別に原イメージを獲得する段階と、
前記各カラー別に獲得された原イメージを各々複数のピクセルグループに区分する原イメージ生成段階と、
前記複数のピクセルグループに区分された原イメージで同じ位置のピクセルが有するピクセル情報を前記位置に対応するピクセルグループの所定ピクセルにマッピングして中間イメージを生成する中間イメージ生成段階と、
前記中間イメージを、補間アルゴリズムを基盤に復元してデブラーリングする最終イメージ生成段階と、を含む高解像度イメージ復元方法。 - 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージが前記各サブイメージセンサ内の定められた位置から外れた場合、前記原イメージの位置を補正する請求項39に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記原イメージ生成段階は前記各カラー別に獲得された原イメージの感度が不均一な場合、前記各カラー別に獲得された原イメージのうち最も低い感度の原イメージを基準として残りの他の原イメージの感度を補正する請求項39に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記カラーレンズは、カラーの透過度によって第1レンズ領域と第2レンズ領域とに区分され、前記第2レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度は前記第1レンズ領域にコーティングされるカラーの透過度より高い請求項39に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記ピクセルグループは、前記カラーレンズの配列パターンに対応する複数のピクセルを含む請求項39に記載の高解像度イメージ復元方法。
- 前記ピクセル情報は、前記第1レンズ領域にマッチングされるサブイメージセンサから提供された輝度情報及び前記第2レンズ領域にマッチングされるサブイメージセンサで提供されたカラー情報を含む請求項39に記載の高解像度イメージ復元方法。
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