KR100650955B1 - 자동 초점 조절 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 초점 조절 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 렌즈부를 통해 피사체의 이미지를 수신하는 단계, JPEG 인코딩부에서 이미지를 JPEG 파일로 변환하는 단계, 상기 제어부에서 JPEG 파일의 크기를 계산하는 단계 및 렌즈 구동부는 제어부의 제어를 받아 JPEG 파일 크기의 증가 방향으로 렌즈부를 이동시키는 단계를 포함하며, JPEG 파일의 크기가 최대가 되는 점에 렌즈부가 위치하도록 자동 초점을 조절하는 것을 특징으로 한다.

자동, 초점, JPEG

Description

자동 초점 조절 방법 및 장치{Method and apparatus for adjusting auto focus}

도 1은 종래 기술에 따른 자동 초점 조절 기능이 포함된 카메라의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 렌즈 위치에 따른 가장자리 성분 값을 나타낸 그래프.

도 3은 종래의 카메라에서 자동 초점을 조절하는 방법을 나타낸 순서도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 초점 조절 기능이 포함된 촬영기기의 구성을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 초점 조절 방법을 설명하기 위한 렌즈 위치에 따른 JPEG 파일의 크기를 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 초점을 조절하는 방법을 나타낸 순서도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 ISP의 기능을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 JPEG 파일의 크기를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 JPEG 파일의 구조를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

401 : 렌즈부

403 : JPEG 인코딩부

405 : 제어부

407 : 렌즈 구동부

701 : ISP(Image Signal Processor)

본 발명은 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 촬영기기에 포함된 JPEG 인코딩 로직을 이용하여 JPEG 파일의 크기가 최대가 되도록 자동 초점을 조절하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 촬영기기란 캠코더, 카메라와 같이 렌즈를 통해 입사되는 광신호를 전기 신호로 광전 변환한 후, 광전 변환된 영상 신호에 대해 소정의 영상 처리를 수행하여 촬영 동작을 수행하는 기기이다. 최근 이러한 촬영기기가 상용화됨에 따라 전문가가 아닌 일반적인 사용자도 촬영기기를 용이하게 조작하고 선명한 화면을 얻을 수 있도록 자동 초점(AF; Auto Focus) 조절 기능이 제공되고 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래 기술에 따른 자동 초점(AF) 조절 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동 초점 조절 기능이 포함된 카메라의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 카메라는 렌즈부(101), JPEG 인코딩부(103), 고주파 통과 필터(HPF; High Pass Filter, 105), 제어부(107) 및 렌즈 구동부(109)를 포함한다. 렌즈부(101)는 광축 방향의 전후로 이동하면서 피사체를 확대 및 축소하고 아울러 피사체의 상을 입력받는 포커스렌즈 및 줌렌즈와 광량을 제어하는 조리개를 포함한다. JPEG 인코딩부(103)는 상기 렌즈부(101)를 통해 입력받은 피사체의 이미지 데이터를 JPEG 파일로 변환하는 기능을 수행한다. 고주파 통과 필터(HPF, 105)는 상기 렌즈부(101)를 통해 입력받은 피사체의 이미지 데이터 성분 중 고대역 주파수 성분만을 추출하여 가장자리(Edge) 데이터를 생성한 후, 이를 제어부(107)로 전달하는 기능을 수행한다. 제어부(107)는 상기 고주파 통과 필터(HPF, 105)를 통과한 가장자리 데이터 값이 증가하는 방향으로 상기 렌즈 구동부(109)를 제어함으로써 상기 렌즈부(101)를 이동하는 기능을 수행한다. 이때 상기 렌즈부(101)는 도 2에서와 같이 가장자리(Edge) 값이 최대인 점(A)에 위치하도록 자동 초점이 조절된다. 도 2에서 가로축은 렌즈부(101)의 위치를 나타내며 세로축은 가장자리 성분의 크기를 나타낸다.

도 3은 종래의 카메라에서 자동 초점을 조절하는 방법을 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 카메라는 렌즈부를 통해 읽어들인 피사체의 이미지를 광전 변환한 후 고주파 통과 필터에 통과시킨다(단계 301). 이후 카메라의 제어부는 고주파 통과 필터를 통해 획득한 이미지의 가장자리 데이터를 정량화한다(단계 303). 이때 제어부는 각 픽셀별로 한 이미지의 모든 가장자리 성분 값들을 더하여 해당 이미지의 가장자리 데이터를 정량화한다. 제어부는 고대역 주파수의 성분이 증가하는 방향으로 렌즈 구동부를 제어하여 렌즈부를 앞뒤로 이동시킨다(단계 305). 카메라의 제어부는 정량화된 가장자리 데이터 값이 최대인지를 판단하여(단계 307), 최대인 경우 자동 초점 기능을 종료하고, 최대가 아닌 경우 단계 301로 되돌아간다.

이와 같이 종래의 카메라에서 자동 초점을 수행하는 방법은 입력 이미지의 고대역 주파수 성분만을 취하여 고대역 주파수 성분이 증가하는 방향으로 렌즈를 앞뒤로 이동시켜 초점을 맞추는 방법이다. 따라서 종래의 카메라는 고주파 통과 필터(HPF) 및 JPEG 인코딩부를 별도로 포함하는 구조를 갖는다. JPEG 인코딩을 수행하지 아니하는 카메라의 경우 종래의 자동 초점(AF) 로직이 JPEG 인코딩 로직보다 수행이 용이하다. 그러나 현재 출시되고 있는 디지털 카메라에서 JPEG 인코딩의 지원은 보편적이다. 따라서 JPEG 인코딩부를 포함하는 카메라에서 자동 초점을 위한 별도의 로직으로 필터링을 수행하고 필터링된 이미지에서 가장자리 값을 정량화하는 과정은 로드로 작용하며, 전력 소모 측면에서도 불리하다는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 JPEG 인코딩된 파일의 크기가 증가하는 방향으로 렌즈를 이동시키면서 자동으로 초점을 조절할 수 있는 자동 초점 조절 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자동 초점 조절을 위한 별도의 고주파 통과 필터(HPF)를 따로 두지 아니하고 종래의 카메라에 포함되어 있는 JPEG 인코딩 로직을 이용하여 자동으로 초점을 조절하는 자동 초점 조절 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 렌즈부, JPEG 인코딩부, 제어부 및 렌즈 구동부를 포함하는 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법에 있어서, 상기 렌즈부를 통해 피사체의 이미지를 수신하는 단계, 상기 JPEG 인코딩부에서 상기 이미지를 JPEG 파일로 변환하는 단계, 상기 제어부에서 상기 JPEG 파일의 크기를 계산하는 단계 및 상기 렌즈 구동부는 상기 제어부의 제어를 받아 상기 JPEG 파일 크기의 증가 방향으로 상기 렌즈부를 이동시키는 단계를 포함하되, 상기 JPEG 파일의 크기가 최대가 되는 점에 상기 렌즈부가 위치하도록 상기 단계들을 반복 실행하는 것을 특징으로 하는 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법을 제공할 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 상기 촬영기기는 ISP(Image Signal Processor)를 더 포함하며, 상기 ISP는 상기 렌즈부에서 수신한 상기 이미지의 가장자리 성분을 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 렌즈 구동부는 상기 제어부의 제어를 받아 상기 JPEG 파일 크기의 증가 방향으로 상기 렌즈부를 이동시키는 단계를 최초로 실행하는 경우 상기 JPEG 파일 크기의 증가 방향은 미리 정해진 임의의 방향인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 JPEG 파일의 크기는 상기 JPEG 파일의 이미지 데이터 구간을 카운트하여 계산되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 렌즈부를 통해 수신한 피사체의 이미지를 JPEG 파일로 변환하는 JPEG 인코딩부, 상기 JPEG 인코딩부에서 변환된 JPEG 파일의 크기를 계산하고, 상기 JPEG 파일의 크기가 증가하는 방향으로 렌즈 구동부를 제어하는 제어부 및 상기 제어부를 제어를 받아 상기 렌즈부를 이동시키는 렌즈 구동부를 포함하되, 상기 JPEG 파일의 크기가 최대가 되는 점에서 상기 렌즈부가 위치하는 것을 특징으로 하는 촬영기기에서의 자동 초점 조절 장치를 제공할 수 있다.

바람직한 일 실시예에서 상기 피사체 이미지의 가장자리 성분을 보상하는 ISP(Image Signal Processor)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 초점 조절 기능이 포함된 촬영기기의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 촬영기기는 렌즈부(401), JPEG 인코딩부 (403), 제어부(405) 및 렌즈 구동부를 포함한다. 여기서 촬영기기라 함은 렌즈를 통해 입사되는 광신호를 전기 신호로 광전 변환한 후, 광전 변환된 영상 신호에 대해 소정의 영상 처리를 수행하여 촬영 동작을 수행하는 기기를 의미하며 카메라 및 캠코더 등을 포함한다. 렌즈부(401)는 외부 피사체로부터 광신호를 수신하는 기능을 수행하며, 광축 방향의 전후로 이동하면서 피사체를 확대 및 축소하고 아울러 피사체의 상을 입력받는 포커스렌즈 및 줌렌즈와 광량을 제어하는 조리개를 포함한다. JPEG 인코딩부(403)는 상기 렌즈부(401)를 통해 수신한 피사체의 광신호를 JPEG 파일로 변환하는 기능을 수행한다. 제어부(405)는 상기 JPEG 인코딩부(403)에서 변환된 JPEG 파일의 크기를 계산하고, JPEG 파일의 크기 값이 증가하는 방향으로 렌즈 구동부(407)를 제어한다. 상기 렌즈 구동부(407)는 상기 제어부(405)의 제어를 받아 상기 렌즈부(401)를 좌우로 이동시키는 시키는 기능을 수행한다. 도시하지는 않았으나 촬영기기는 ISP(Image Signal Processor)를 더 포함할 수 있으며, 상기 ISP는 자동 초점(AF) 기능을 수행할 때 JPEG 파일의 크기 변화가 AF를 수행할 수 있을 정도까지 변인을 갖게 하기 위하여 피사체 이미지의 가장자리(Edge) 성분을 보상하는 기능을 수행한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 초점 조절 방법을 설명하기 위한 렌즈 위치에 따른 JPEG 파일의 크기를 나타낸 그래프이다.

도 5를 참조하면, 가로축은 렌즈부의 위치를 나타내고 세로축은 JPEG 인코딩부에서 인코딩된 JPEG 파일의 크기를 나타낸다. 본 발명에 따른 자동 초점 조절 장 치는 JPEG 파일의 크기가 증가하는 방향으로 렌즈부를 이동시키면서 JPEG 파일의 크기가 최대가 되는 지점(A)에 렌즈부를 위치시킴으로서 자동 초점을 조절하는 것을 특징으로 한다. 피사체 이미지를 JPEG 파일로 인코딩하는 경우 고주파 성분이 많을수록 인코딩 된 JPEG 파일의 크기도 증가하므로 종래의 카메라에서 자동 초점을 조절하기 위해서 필요한 고주파 통과 필터(HPF; High Pass Filter)는 불필요하다. 또한 JPEG 파일의 크기는 정량화된 데이터이기 때문에 본 발명에 따른 자동 조절 장치가 적용되는 촬영기기는 고주파 통과 필터(HPF)를 통해 획득한 이미지의 가장 장리(Edge) 성분을 정량화하는 로직이 따로 필요하지 않다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 초점을 조절하는 방법을 나타낸 순서도이다

도 6을 참조하면, 먼저 본 발명이 적용되는 촬영기기는 자동 초점 조절 모드에서 렌즈부를 통해 수신하는 피사체의 이미지를 JPEG 파일로 인코딩한다(단계 601). 촬영기기의 제어부는 인코딩된 JPEG 파일의 크기를 계산한다(단계 603). 상기 제어부는 JPEG 파일의 크기가 증가하는 방향으로 렌즈 구동부를 제어하여 렌즈부를 이동시킨다(단계 605). 자동 초점 기능을 수행하는 최초 단계인 경우 JPEG 파일 크기의 비교 대상이 존재하지 아니하며 이때는 임의의 방향으로 렌즈부를 이동한다. 이때 제어부의 처리 능력과 자동 초점(AF) 수행 간에 트레이드오프(Trade-off)를 고려하여 렌즈부의 이동 스케일이 결정될 수 있다. 이후, 상기 제어부는 JPEG 파일의 크기가 최대인지를 판단하여(단계 607), 최대인 경우 자동 초점 모드 의 기능을 종료하고, 최대가 아닌 경우 단계 601로 되돌아간다. 여기서 단계 607은 단계 603 및 단계 605 사이에서 수행될 수 있으며 이때 JPEG 파일의 크기가 최대인 경우 자동 초점 조절 모드를 종료하고, JPEG 파일의 크기가 최대가 아닌 경우 단계 605가 수행되고, 계속하여 단계 601 이후 단계가 수행된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 ISP의 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 촬영기기의 자동 초점 조절 모드 중에 JPEG으로 인코딩될 이미지의 가장자리(Edge) 성분의 변화가 작은 경우 자동 초점 조절을 수행할 수 있을 정도로 가장자리 성분을 보상해줄 필요가 있다. 이미지 데이터가 ISP(Image Signal Processor, 701)에서 의해 가장자리 성분이 보상된 경우와 ISP(701)에 의해 보상되지 않은 경우를 비교할 때, ISP(701)에 의해 보상된 경우가 데이터 크기의 변화가 크다는 것을 알 수 있다. 따라서 자동 초점 조절 모드에서 ISP(701)에 의해 가장자리 성분을 보상한 후 JPEG 인코딩을 수행하는 경우 자동 초점 조절 기능의 성능이 향상될 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 JPEG 파일의 크기를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 인코딩된 JPEG 파일의 크기는 클럭 신호(801)에 맞추어 출력되는 JPEG 파일의 데이터(803)가 경로 위에 실리는 동안 이를 계수(805)함으로써 정량화된다. 촬영기기의 제어부는 이와 같이 정량화된 JPEG 파일의 크기가 최대가 되도록 렌즈부의 위치를 조정하여 자동 초점을 조절할 수 있다.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 JPEG 파일의 구조를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 인코딩된 JPEG 파일은 JPEG 헤더(901) 및 이미지 데이터(903)를 포함한다. 상기 JPEG 헤더(901)는 큐 팩타(Q factor) 및 이미지의 크기 등을 포함하는 구간으로 가장자리 성분에 따른 파일 사이즈의 변인으로 작용하지 않는 구간이기 때문에 본 발명에 따른 데이터 크기를 산출할 때 계수되지 않는 구간이다. 상기 이미지 데이터(903)는 이미지의 정보가 실리는 부분으로 본 발명에 따른 데이터의 크기를 산출할 때 계수되는 구간이 된다. 즉 자동 초점 조절 모드에서 촬영기기는 a에서 카운터를 동작시켜 b에서 종료시킴으로써 JPEG 파일의 데이터 크기를 계산할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

본 발명에 의하면 JPEG 인코딩된 파일의 크기가 증가하는 방향으로 렌즈를 이동시키면서 자동으로 초점을 조절할 수 있는 자동 초점 조절 방법 및 장치를 제 공할 수 있다.

본 발명에 의하면 별도의 고주파 통과 필터(HPF)를 따로 두지 아니하고 종래의 촬영기기에 포함되어 있는 JPEG 인코딩 로직을 이용하여 자동으로 초점을 조절할 수 있다.

본 발명에 의하면 JPEG 인코딩을 수행하는 촬영기기에서 자동 초점 조절 기능에 필요한 하드웨어의 구성이 간소화되고 기술적 구현이 용이하여 촬영기기의 생산 원가가 감소되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 렌즈부, JPEG 인코딩부, 제어부 및 렌즈 구동부를 포함하는 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법에 있어서,

   상기 렌즈부를 통해 피사체의 이미지를 수신하는 단계;

   상기 JPEG 인코딩부에서 상기 이미지를 JPEG 파일로 변환하는 단계;

   상기 제어부에서 상기 JPEG 파일의 크기를 계산하는 단계; 및

   상기 렌즈 구동부는 상기 제어부의 제어를 받아 상기 JPEG 파일 크기의 증가 방향으로 상기 렌즈부를 이동시키는 단계;

   를 포함하되,

   상기 JPEG 파일의 크기가 최대가 되는 점에 상기 렌즈부가 위치하도록 상기 단계들을 반복 실행하는 것

   을 특징으로 하는 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 촬영기기는 ISP(Image Signal Processor)를 더 포함하며,

   상기 ISP는 상기 렌즈부에서 수신한 상기 이미지의 가장자리 성분을 보상하는 단계

   를 더 포함하는 것

   을 특징으로 하는 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 구동부는 상기 제어부의 제어를 받아 상기 JPEG 파일 크기의 증가 방향으로 상기 렌즈부를 이동시키는 단계를 최초로 실행하는 경우 상기 JPEG 파일 크기의 증가 방향은 미리 정해진 임의의 방향인 것

   을 특징으로 하는 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 JPEG 파일의 크기는 상기 JPEG 파일의 이미지 데이터 구간을 카운트하여 계산되는 것

   을 특징으로 하는 촬영기기에서 자동 초점을 조절하는 방법.
5. 렌즈부를 통해 수신한 피사체의 이미지를 JPEG 파일로 변환하는 JPEG 인코딩부;

   상기 JPEG 인코딩부에서 변환된 JPEG 파일의 크기를 계산하고, 상기 JPEG 파일의 크기가 증가하는 방향으로 렌즈 구동부를 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부를 제어를 받아 상기 렌즈부를 이동시키는 렌즈 구동부;

   를 포함하되,

   상기 JPEG 파일의 크기가 최대가 되는 점에서 상기 렌즈부가 위치하는 것

   을 특징으로 하는 촬영기기에서의 자동 초점 조절 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 피사체 이미지의 가장자리 성분을 보상하는 ISP(Image Signal Processor)를 더 포함하는 것

   을 특징으로 하는 촬영기기에서의 자동 초점 조절 장치.

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