KR100673963B1 - 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법 - Google Patents

디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법 Download PDF

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KR100673963B1 KR1020050078392A KR20050078392A KR100673963B1 KR 100673963 B1 KR100673963 B1 KR 100673963B1 KR 1020050078392 A KR1020050078392 A KR 1020050078392A KR 20050078392 A KR20050078392 A KR 20050078392A KR 100673963 B1 KR100673963 B1 KR 100673963B1
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Abstract

본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법은 단계들 (a) 내지 (b4)를 포함한다. 단계 (a)에서는, 설정 전체 영역이 복수의 부분 영역들로 분할된다. 단계 (b1)에서는, 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 최대 포커스 위치값이 찾아지고, 찾아진 최대 포커스 위치값에 상응하는 초점 거리가 구해진다. 단계 (b2)에서는, 복수의 부분 영역들 각각의 중심점과 설정 전체 영역의 중심점 사이의 거리인 이격 거리가 계산된다. 단계 (b3)에서는, 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 초점 거리와 이격 거리가 곱해진다. 단계 (b4)에서는, 복수의 부분 영역들중에서 단계 (b3)에서의 곱셈 결과값을 가장 적게 갖는 부분 영역의 최대 포커스 위치값으로써 포커스 렌즈가 최종 포커스 위치에 위치한다.

Description

디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법{Method of automatic focusing within digital image processing apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치로서의 디지털 카메라의 외형을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 디지털 카메라의 전체적 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 디지털 카메라의 입사측 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 디지털 카메라 프로세서의 주 알고리듬을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 촬영 모드 수행의 알고리듬을 보여주는 흐름도이다.
도 6은, 도 2의 광전 변환부의 전체 영역이 분할되고, 자동 포커싱 대상으로서 선택된 설정 전체 영역이 분할됨을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 설정 전체 영역의 분할 영역들 각각에 대한 포커싱 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 5의 자동 포커싱 수행 단계의 상세 알고리듬을 보여주는 흐름도이다.
도 9는 도 8의 단계 S83에 의하여 설정된 부분 영역들끼리의 집합들을 예를 들어 보여주는 도면이다.
도 10은 도 8의 단계 S84의 동작을 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...디지털 카메라, 14...모드 다이얼,
15...기능 버튼들, 17b...뷰 파인더,
19...플래시-광량 센서, 20...렌즈부,
21...외부 인터페이스부, MIC...마이크로폰,
SP...스피커, 32...모니터 버튼,
33...자동-포커스 램프, 34...플래시 대기 램프,
35...칼라 LCD 패널, 36...수동-포커싱/삭제 버튼,
37...수동-조정/재생 버튼, 39W...광각-줌 버튼,
39T...망원-줌 버튼, OPS...광학계,
OEC...광전 변환부, MZ...줌 모터,
MF...포커스 모터, MA...조리개(aperture) 모터,
501...아날로그-디지털 변환부, 502...타이밍 회로,
503...실시간 클럭, 504...DRAM, 505...EEPROM, 506...메모리 카드 인터페이스, 507...디지털 카메라 프로세서, 508...RS232C 인터페이스, 509...비데오 필터, 21a...USB 접속부, 21b...RS232C 접속부, 21c...비데오 출력부, 510...렌즈 구동부, 511...플래시 제어기, 512...마이크로제어기, INP...사용자 입력부, LAMP...발광부, 513...오디오 처리기,
514...LCD 구동부, 62...플래시 메모리, FR...광전 변환부의 전체 영역,
AW...광전 변환부의 설정 전체 영역.
본 발명은, 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 촬영 명령 신호에 따라 설정 전체 영역에 대하여 자동 포커싱을 수행하여 포커스 렌즈를 최종 포커스 위치에 위치시키는 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법에 관한 것이다. 여기에서, 설정 전체 영역이라 함은, 촬영 대상의 전체 영역에서 사용자 또는 디폴트(default)에 의하여 자동 포커싱 대상으로서 선택된 영역을 의미한다. 따라서, 촬영 대상의 전체 영역이 설정 전체 영역으로 될 수도 있다.
통상적인 디지털 영상 처리 장치 예를 들어, 본 출원인에 의하여 특허 출원되었던 2004년도 미국 공개 번호 제130,650호(발명의 명칭 : Method of automatically focusing using a quadratic function in camera)의 디지털 카메라에서는, 사용자로부터의 촬영 명령 신호에 따라 설정 전체 영역에 대하여 자동 포 커싱이 수행되어 포커스 렌즈가 최종 포커스 위치에 위치된다.
상기와 같은 디지털 영상 처리 장치에 있어서, 촬영 대상의 설정 전체 영역에 대하여 일률적으로 자동 포커싱이 수행되는 경우, 불필요한 데이터가 많으므로 부정확한 포커싱이 수행된다.
이에 따라, 설정 전체 영역을 복수의 부분 영역들로 분할하고, 각 부분 영역에 대하여 개별적으로 포커싱을 수행하여, 그 포커싱 결과들을 이용하는 자동 포커싱 방법(통상적으로 다중점 포커싱이라 함)이 사용되고 있다. 하지만, 통상적인 디지털 영상 처리 장치는, 각 부분 영역에 대한 개별적 포커싱 결과들을 이용함에 있어서, 이론적 근거가 반영되지 못한 실험 결과적 알고리듬을 사용한다. 이에 따라, 각 부분 영역끼리의 상대적인 비교가 수행되지 않게 되므로, 사용자가 초점 대상으로 원하는 피사체의 위치에 대하여 포커싱될 확률이 낮다.
본 발명의 목적은, 디지털 영상 처리 장치에서, 사용자가 초점 대상으로 원하는 피사체의 위치에 대하여 포커싱될 확률이 높아질 수 있게 하는 자동 포커싱 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 촬영 명령 신호에 따라 설정 전체 영역에 대하여 자동 포커싱을 수행하여 포커스 렌즈를 최종 포커스 위치에 위치시키는 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법으로서, 단계들 (a) 내지 (b4)를 포함한다. 상기 단계 (a)에서는, 상기 설정 전체 영역이 복수의 부분 영역들로 분할 된다. 상기 단계 (b1)에서는, 상기 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 최대 포커스 위치값이 찾아지고, 찾아진 최대 포커스 위치값에 상응하는 초점 거리가 구해진다. 상기 단계 (b2)에서는, 상기 복수의 부분 영역들 각각의 중심점과 상기 설정 전체 영역의 중심점 사이의 거리인 이격 거리가 계산된다. 상기 단계 (b3)에서는, 상기 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 상기 초점 거리와 상기 이격 거리가 곱해진다. 상기 단계 (b4)에서는, 상기 복수의 부분 영역들중에서 상기 단계 (b3)에서의 곱셈 결과값을 가장 적게 갖는 부분 영역의 최대 포커스 위치값으로써 상기 포커스 렌즈가 상기 최종 포커스 위치에 위치한다.
본 발명의 상기 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법에 의하면, 상기 복수의 부분 영역들 중에서 최종적으로 선택된 부분 영역의 초점 거리가 상대적으로 짧고, 상기 최종적으로 선택된 부분 영역의 위치가 상기 설정 전체 영역의 중심점에 대하여 상대적으로 가까운 거리에 있다. 이에 따라, 사용자가 초점 대상으로 원하는 피사체의 위치에 대하여 포커싱될 확률이 높아질 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치로서의 디지털 카메라는 모드 다이얼(14), 기능 버튼들(15), 수동-포커싱/삭제 버튼(36), 수동-조정/재생 버튼(37), 재생 모드 버튼(42), 스피커(SP), 모니터 버튼(32), 자동-포커스 램프(33), 뷰 파인더(17b), 플래시 대기 램프(34), 칼라 LCD 패널(35), 광각(wide angle)-줌(zoom) 버튼(39W), 망원(telephoto)-줌 버튼(39T), 및 외부 인터페이스부 (21)가 있다.
모드 다이얼(14)은, 카메라의 동작 모드들 예를 들어, 합성 촬영 모드, 프로그램 촬영 모드, 인물 촬영 모드, 야경 촬영 모드, 수동 촬영 모드, 동영상 촬영 모드, 사용자 설정 모드, 및 녹음 모드를 사용자가 선택 및 설정하는 데에 사용된다.
참고로, 합성 촬영 모드는 입력 영상과 어느 한 보조 영상을 합성하여 촬영하는 동작 모드를 가리킨다. 사용자 설정 모드는, 정지 영상 또는 동영상 촬영 모드에 필요한 촬영 정보가 사용자에 의하여 설정되기 위한 동작 모드를 가리킨다. 한편, 녹음 모드는 소리 예를 들어, 사용자의 음성만을 단순히 녹음하기 위한 동작 모드를 가리킨다.
기능 버튼들(15)은, 사용자가 디지털 카메라의 특정 기능들을 수행하는 데에 사용되는 한편, 칼라 LCD 패널(35)의 메뉴 화면에서 활성화 커서의 방향-이동 버튼들 등으로서 사용된다.
수동-포커싱/삭제 버튼(36)은 촬영 모드에서 사용자가 수동으로 포커싱을 하거나 삭제 조작을 하는 데에 사용된다. 수동-조정/재생 버튼(37)은 특정 조건들의 수동 조정, 및 재생 모드에서의 정지 또는 재생 등의 기능을 위하여 사용된다. 재생 모드 버튼(42)은 재생 또는 프리뷰(Preview) 모드로의 전환에 사용된다.
모니터 버튼(32)은 사용자가 칼라 LCD 패널(35)의 동작을 제어하는 데에 사용된다. 예를 들어, 촬영 모드에서, 사용자가 모니터 버튼(32)을 첫번째로 누르면 칼라 LCD 패널(35)에 피사체의 화상 및 그 촬영 정보가 디스플레이되고, 두번째로 누르면 칼라 LCD 패널(35)에 인가되는 전원이 차단된다. 또한, 재생 모드에서, 어느 한 영상 파일이 재생되고 있는 상태에서 사용자가 모니터 버튼(32)을 첫번째로 누르면 재생되고 있는 영상 파일의 촬영 정보가 칼라 LCD 패널(35)에 디스플레이되고, 두번째로 누르면 순수 영상만이 디스플레이된다.
자동-포커스 램프(33)는 초점이 맞추어졌을 때 동작한다. 플래시 대기 램프(34)는 플래시가 동작 대기 상태인 경우에 동작한다. 모드 지시 램프(14L)는 모드 다이얼(14)의 선택 모드를 가리킨다.
도 2는 도 1의 디지털 카메라의 전체적 구성을 보여준다. 도 3은 도 1의 디지털 카메라의 입사측 구조를 보여준다. 도 1 내지 3을 참조하여, 도 1의 디지털 카메라의 전체적 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.
렌즈부(20)와 필터부(41)를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다.
광학계(OPS)의 렌즈부는 줌 렌즈(ZL), 포커스 렌즈(FL), 및 보상 렌즈(CL)를 포함한다.
사용자가 사용자 입력부(INP)에 포함된 광각(wide angle)-줌 버튼(39w) 또는 망원(telephoto)-줌 버튼(39t)을 누르면, 이에 상응하는 신호가 마이크로제어기(512)에 입력된다. 이에 따라, 마이크로제어기(512)가 렌즈 구동부(510)를 제어함에 따라, 줌 모터(MZ)가 구동되어 줌 렌즈(ZL)가 이동된다. 즉, 광각(wide angle)-줌 버튼(39w)이 눌려지면 줌 렌즈(ZL)의 포커스 거리(focal length)가 짧아져서 화 각이 넓어지고, 망원(telephoto)-줌 버튼(39t)이 눌려지면 줌 렌즈(ZL)의 포커스 거리가 길어져서 화각이 좁아진다. 여기에서, 줌 렌즈(ZL)의 위치가 설정된 상태에서 포커스 렌즈(FL)의 위치가 조정되므로, 화각은 포커스 렌즈(FL)의 위치에 대하여 거의 영향을 받지 않는다.
한편, 자동 포커싱 모드에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(507) 안에 내장된 주 제어기가 마이크로제어기(512)를 통하여 구동부(510)를 제어함에 의하여 포커스 모터(MF)가 구동된다. 이에 따라 포커스 렌즈(FL)가 이동되며, 이 과정에서 영상 신호의 고주파 함량이 가장 많아지는 포커스 렌즈(FL)의 위치 예를 들어, 포커스 모터(MF)의 구동 스텝 수가 설정된다. 이 자동 포커싱 모드에서의 디지털 카메라 프로세서(507)의 동작 알고리듬에 대해서는 도 6 내지 10을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
광학계(OPS)의 렌즈부(20)의 보상 렌즈(CL)는 전체적인 굴절율을 보상하는 역할을 하므로 별도로 구동되지 않는다. 참조 부호 MA는 조리개(aperture, 도시되지 않음)를 구동하기 위한 모터를 가리킨다.
광학계(OPS)의 필터부(41)에 있어서, 광학적 저역통과필터(OLPF, Optical Low Pass Filter)는 고주파 함량의 광학적 노이즈를 제거한다. 적외선 차단 필터(IRF, Infra-Red cut Filter)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다.
CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide- Semiconductor)의 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 여기에서, 디지털 카메라 프로세서(507)는 타이밍 회로(502)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(501)의 동작을 제어한다. CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자(501)는, 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시킨다.
실시간 클럭(503)은 디지털 카메라 프로세서(507)에 시간 정보를 제공한다. 디지털 카메라 프로세서(507)는 CDS-ADC 소자(501)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 영상 신호를 발생시킨다.
주 제어기를 내장하는 디지털 카메라 프로세서(507)로부터의 제어 신호들에 따라 마이크로제어기(512)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 자동-포커스 램프(33), 모드 지시 램프(14L) 및 플래시 대기 램프(34)가 포함된다. 사용자 입력부(INP)에는, 셔터 릴리즈 버튼, 모드 다이얼(14), 기능 버튼들(15), 모니터 버튼(32), 수동-포커싱/삭제 버튼(36), 수동-조정/재생 버튼(37), 광각-줌 버튼(39W), 및 망원-줌 버튼(39T) 등을 포함한다.
DRAM(Dynamic Random Access Memory, 504)에는 디지털 카메라 프로세서(507)로부터의 디지털 영상 신호가 일시 저장된다. EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, 505)에는 디지털 카메라 프로세서(507)의 동작에 필요한 알고리듬이 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(MCI, 506)에서는 사용자의 메모리 카드가 착탈된다. 플래시 메모리(FM)에는 디지털 카메라 프로세서(507)의 동작에 필요한 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(506)에서는 사용자의 메모리 카드가 착탈된다.
디지털 카메라 프로세서(507)로부터의 디지털 영상 신호는 LCD 구동부(514)에 입력되고, 이로 인하여 칼라 LCD 패널(35)에 화상이 디스플레이된다.
한편, 디지털 카메라 프로세서(507)로부터의 디지털 영상 신호는, USB(Universal Serial Bus) 접속부(21a) 또는 RS232C 인터페이스(508)와 그 접속부(21b)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비데오 필터(509) 및 비데오 출력부(21c)를 통하여 비데오 신호로서 전송될 수 있다.
오디오 처리기(513)는, 마이크로폰(MIC)으로부터의 음성 신호를 디지털 카메라 프로세서(507) 또는 스피커(SP)로 출력하고, 디지털 카메라 프로세서(507)로부터의 오디오 신호를 스피커(SP)로 출력한다.
한편, 마이크로제어기(512)는 플래시-광량 센서(19)로부터의 신호에 따라 플래시 제어기(511)의 동작을 제어하여 플래시(12)를 구동한다.
도 4는 도 2의 디지털 카메라 프로세서(507)의 주 알고리듬을 보여준다. 도 1 내지 4를 참조하여 도 2의 디지털 카메라 프로세서(507)의 주 알고리듬을 설명하면 다음과 같다.
디지털 카메라(1)에 동작 전원이 인가되면, 디지털 카메라 프로세서(507)는 초기화를 실행한다(단계 S1). 이 초기화 단계(S1)가 실행되면, 디지털 카메라 프로세서(507)는 프리뷰(Preview) 모드를 수행한다(단계 S2). 이 프리뷰 모드에서 입력 영상이 디스플레이 패널(35)에 디스플레이된다.
다음에, 셔터 릴리즈 버튼으로부터의 1단 신호인 SH1 신호가 온(On) 상태인 촬영 모드이면(단계 S3), 디지털 카메라 프로세서(507)는 촬영 모드를 수행한다(단계 S4). 촬영 모드를 수행(단계 S4)하는 알고리듬은 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
다음에, 사용자 입력부(INP)로부터의 입력 신호들중에서 설정 모드에 해당하는 신호들이 입력되면(단계 S5), 사용자 입력부(INP)로부터의 입력 신호들에 따라 동작 조건들을 설정하기 위한 설정 모드가 수행된다(단계 S6).
한편, 종료 신호가 발생되지 않으면 디지털 카메라 프로세서(507)는 아래의 단계들을 계속 수행한다(단계 S7).
먼저, 사용자 입력부(INP) 안의 재생 모드 버튼(42)으로부터 신호가 발생되면(단계 S8), 재생 모드(S4)를 수행한다(단계 S9). 이 재생 모드에서는, 사용자 입력부(INP)로부터의 입력 신호들에 따라 동작 조건들이 설정되고, 재생 동작이 수행된다. 다음에, 재생 모드 버튼(42)으로부터 신호가 재차 발생되면(단계 S10), 상기 단계들이 반복 수행된다.
도 5는 도 4의 촬영 모드 수행(단계 S4)의 알고리듬을 보여준다. 도 1, 2, 및 5를 참조하여, 도 5의 촬영 모드 수행(S4)의 알고리듬을 설명하면 다음과 같다. 이 알고리듬의 수행은 셔터 릴리즈 버튼으로부터의 1단 신호인 SH1 신호가 온(On) 상태인 경우에 시작된다. 여기에서, 줌 렌즈(도 3의 ZL)의 현재 위치는 이미 설정된 상태이다.
먼저, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 메모리 카드의 잔량을 검사하여(단계 S4101), 디지털 영상 신호를 기록할 수 있는 용량인지를 확인한다(단계 S4102). 기록 가능한 용량이 아닌 경우, 디지털 카메라 프로세서(507)는 메모리 카드의 용량이 부족함을 표시한 후, 일반 촬영 모드의 수행(S43)을 종료한다(단계 S4103). 기록 가능한 용량인 경우, 아래의 단계들이 수행된다.
먼저, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 현재 설정되어 있는 촬영 조건들에 따라 백색 균형(White Balance) 설정을 수행하여 백색 균형과 관련된 파라메터들을 설정한다(단계 S4104).
다음에, 자동 노광(Automatic Exposing) 모드이면(단계 S4105), 디지털 카메라 프로세서(507)는, 입사 광량에 따라 조리개(aperture, 도시되지 않음)의 개도(開度)를 마이크로제어기(510)로 출력하여 조리개 모터(MA)를 구동하고 노광 시간을 설정한다(단계 S4106).
다음에, 자동 포커싱(Automatic Focusing) 모드이면(단계 S4107), 디지털 카메라 프로세서(507)는 자동 포커싱을 수행하여 포커스 렌즈를 구동한다(단계 S4108). 이 자동 포커싱의 알고리듬은 도 6 내지 10을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
다음에, 디지털 카메라 프로세서(507)는 셔터 릴리즈 버튼으로부터의 1단 신호인 SH1 신호가 온(On) 상태이면(단계 S4109) 아래의 단계들을 계속 수행한다.
먼저, 디지털 카메라 프로세서(507)는 SH2 신호가 온(On) 상태인지를 확인한다(단계 S4110). SH2 신호가 온(On) 상태가 아니면, 사용자가 촬영을 위하여 셔터 릴리즈 버튼의 2단을 누르지 않은 상태이므로, 디지털 카메라 프로세서(507)는 상기 단계들 S4109 및 S4110을 반복 수행한다.
SH2 신호가 온(On) 상태이면, 사용자가 촬영을 위하여 셔터 릴리즈 버튼의 2단을 누른 상태이므로, 디지털 카메라 프로세서(507)는 기록 매체로서의 메모리 카드에 영상 파일을 생성한다(단계 S4111). 이어서 디지털 카메라 프로세서(507)는 영상 포착을 수행한다(단계 S4112). 즉, 디지털 카메라 프로세서(507)는 CDS-ADC 소자(501)로부터의 영상 데이터를 수신한다. 다음에, 디지털 카메라 프로세서(507)는 수신된 영상 데이터를 압축시킨다(단계 S4113). 그리고, 디지털 카메라 프로세서(507)는 압축된 영상 데이터를 영상 파일에 저장한다(단계 S4114).
도 6은, 도 2의 광전 변환부(OEC)의 전체 영역(FR)이 분할되고, 자동 포커싱 대상으로서 선택된 설정 전체 영역(AW)이 분할됨을 보여준다. 도 7은 도 6의 설정 전체 영역(AW)의 분할 영역들 각각에 대한 포커싱 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 7에서 참조 부호 DS는 포커스 렌즈(도 3의 FL)의 구동 스텝 수로서의 포커스 위치값을, 그리고 FV는 영상 신호의 고주파 함량에 비례한 포커스 값을 가리킨다. 참조 부호 FPn,b1은 설정된 하한 포커스 위치값을, FPn ,max는 최대 포커스 값(FVn ,max)의 위치값인 최대 포커스 위치값을, FPn ,min은 최소 포커스 값(FVn ,min)의 위치값인 최소 포커스 위치값을, 그리고 FPn , b2는 설정된 상한 포커스 위치값을 각각 가리킨다. 도 8은 도 5의 자동 포커싱 수행 단계(S4108)의 상세 알고리듬을 보여준다. 도 9는 도 8의 단계 S83에 의하여 설정된 부분 영역들끼리의 집합들을 예를 들어 보여준다. 도 10은 도 8의 단계 S84의 동작을 보여준다.
도 6 내지 10을 참조하여, 자동 포커싱 수행 단계(S4108)의 알고리듬을 순차적으로 설명하면 다음과 같다. 여기에서, 도 2의 광전 변환부(OEC)의 전체 영역(FR)이 분할 설정되어 있고, 자동 포커싱 대상으로서 선택된 설정 전체 영역(AW)이 분할 설정되어 있다(도 6 참조).
단계 S81에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(도 3의 507)는, 설정 전체 영역(AW)이 분할됨에 의한 20 개의 부분 영역들 각각에 대하여, 스캐닝 영역(FPn , b1 ~ FPn , b2)에서 스캐닝을 수행하여, 최대 포커스 값(FVn ,max), 최대 포커스 위치값(FPn ,max), 최소 포커스 값(FVn ,min), 및 최소 포커스 위치값(FPn,min)을 찾고, 찾아진 최대 포커스 위치값(FPn,max)에 상응하는 초점 거리를 구한다(도 7 참조).
다음 단계 S82에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 상기 단계 S81에서 20 개의 부분 영역들 각각에 대하여 찾아진 최대 포커스 값(FVn ,max), 최대 포커스 위치값(FPn ,max), 최소 포커스 값(FVn ,min), 및 최소 포커스 위치값(FPn,min)에 따른 유효한 부분 영역들을 설정한다.
보다 상세하게는, 상기 단계 S82에서 설정된 유효한 부분 영역들 각각은 다음의 세 조건들을 만족한다.
첫째, 최대 포커스 값(FVn ,max)과 최소 포커스 위치값(FPn,min)의 차이가 제1 설정값(α1)보다 크다. 이 조건은 아래의 수학식 1로써 표현될 수 있다.
Figure 112005047116468-pat00001
둘째, 최대 포커스 위치값(FPn,max)과 최소 포커스 값(FVn ,min)의 차이에 대한 상기 최대 포커스 값(FVn ,max)과 최소 포커스 위치값(FPn,min)의 차이의 비율이 제2 설정값(α2)보다 크다. 이 조건은 아래의 수학식 2로써 표현될 수 있다.
Figure 112005047116468-pat00002
셋째, 상기 최대 포커스 값(FVn ,max)이 제3 설정값(α3)보다 크다. 이 조건은 아래의 수학식 3으로써 표현될 수 있다.
Figure 112005047116468-pat00003
다음 단계 S83에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 설정된 유효한 부분 영역들에 대하여, 인접된 부분 영역들끼리의 집합들(SET1,SET2)을 집합 번호들(1,2)과 함께 순서대로 설정하되, 평균 초점 거리가 짧은 순서대로 상기 집합 번호들을 설정한다. 여기에서 설정된 집합들(SET1,SET2) 각각에서, 부분 영역들의 최대 포커스 위치값들(FPn,max) 사이의 차이들 각각(DFPn ,max)이 설정 상한값(β2)을 초과하지 않는다. 이 조건은 아래의 수학식 4로써 표현될 수 있다.
Figure 112005047116468-pat00004
본 실시예의 경우, 모든 부분 영역들의 최대 포커스 위치값들(FPn ,max) 사이의 차이들(DFPn,max)중에서 최소 차이값을 β1, 실험에 의한 설정 상수를 γ1, 그리고 디지털 영상 처리 장치의 광학계(도 3의 OPS)의 초점 심도(Depth of focus)를 DOF라 하면, 상기 설정 상한값(β2)은 아래의 수학식 5에 따라 설정된다.
Figure 112005047116468-pat00005
상기 수학식 4에 의한 상기 단계 S83을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 집합 번호 '1'을 가진 제1 집합(SET1)이 제1 최대 포커스 위치값(FP1 ,max), 상기 제1 최대 포커스 위치값(FP1,max)의 초점 거리보다 더 긴 초점 거리에 상응하는 제2 최대 포커스 위치값(FP2 ,max), 그리고 상기 제2 최대 포커스 위치값(FP2,max)의 초점 거리보다 더 긴 초점 거리에 상응하는 제3 최대 포커스 위치값(FP3,max)을 가진 경우, 제1 최대 포커스 위치값(FP1,max)과 제2 최대 포커스 위치값(FP2,max)의 차이(DFPn ,max)가 설정 상한값(β2)을 초과하지 않고, 제2 최대 포커스 위치값(FP2,max)과 제3 최대 포커스 위치값(FP3,max)의 차이(DFPn ,max)가 설정 상한값(β2)을 초과하지 않는다.
또한, 집합 번호 '2'를 가진 제2 집합(SET2)이 제4 최대 포커스 위치값(FP4,max), 및 상기 제4 최대 포커스 위치값(FP4,max)의 초점 거리보다 더 긴 초점 거리에 상응하는 제5 최대 포커스 위치값(FP5,max)을 가진 경우, 제4 최대 포커스 위치값(FP4,max)과 제5 최대 포커스 위치값(FP5,max)의 차이(DFPn ,max)가 설정 상한값(β2)을 초과하지 않는다.
상기 제1 집합(SET1)과 상기 제2 집합(SET2)의 설정 과정에 있어서, 제3 최대 포커스 위치값(FP3,max)과 제4 최대 포커스 위치값(FP5,max)의 차이(DFPn ,max)가 설정 상한값(β2)을 초과하므로, 제3 최대 포커스 위치값(FP3,max)은 제1 집합(SET1)의 원소로서 설정되고, 제4 최대 포커스 위치값(FP5,max)은 제2 집합(SET2)의 원소로서 설정된다.
다음 단계 S84에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(도 3의 507)는, 상기 집합들(SET1,SET2)의 영역들 각각의 중심점과 상기 설정 전체 영역(AW)의 중심점(CT) 사이의 거리인 이격 거리를 계산한다. 보다 상세하게는, 제1 집합(SET1)의 영역의 중심점(C1)과 상기 설정 전체 영역(AW)의 중심점(CT) 사이의 거리인 제1 이격 거리(AOC1)를 계산한다. 또한, 제2 집합(SET2)의 영역의 중심점(C2)과 상기 설정 전체 영역(AW)의 중심점(CT) 사이의 거리인 제2 이격 거리(AOC2)를 계산한다.
예를 들어, 제2 집합(SET2)의 영역의 중심점(C2)의 XY 좌표가 (x2,y2)이고 설정 전체 영역(AW)의 중심점(CT)의 XY 좌표가 (xC,yC)이면, 제2 이격 거리(AOC2)는 아래의 수학식 6에 의하여 구해진다.
Figure 112005047116468-pat00006
다음 단계 S85에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 상기 집합 번호들(1,2)과 상기 이격 거리들(AOC1,AOC2)을 사용하여 자동 포커싱의 최적 집합을 설정한다.
이를 위하여, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 먼저 상기 집합들(SET1,SET2) 각각에 대하여 집합 번호와 상기 이격 거리를 곱한다. 이 곱셈 결과값을 IOSm, 집합 번호를 m, 그리고 이격 거리를 AOCm이라 하면, 아래의 수학식 7에 의하여 곱셈이 수행된다.
Figure 112005047116468-pat00007
또한, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 상기 집합들중에서 상기 곱셈 결과값(IOSm)을 가장 적게 갖는 최적 집합을 설정한다.
끝으로, 단계 S86에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(507)는, 상기 최적 집 합의 부분 영역들의 최대 포커스 위치값들(FPn,max)중에서 가장 짧은 포커스 거리의 최대 포커스 위치값으로써 포커스 렌즈(도 3의 FL)를 최종 포커스 위치에 위치시킨다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법에 의하면, 복수의 부분 영역들 중에서 최종적으로 선택된 부분 영역의 초점 거리가 상대적으로 짧고, 상기 최종적으로 선택된 부분 영역의 위치가 설정전체 영역의 중심점에 대하여 상대적으로 가까운 거리에 있다. 이에 따라, 사용자가 초점 대상으로 원하는 피사체의 위치에 대하여 포커싱될 확률이 높아질 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.

Claims (4)

  1. 촬영 명령 신호에 따라 설정 전체 영역에 대하여 자동 포커싱을 수행하여 포커스 렌즈를 최종 포커스 위치에 위치시키는 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법에 있어서,
    (a) 상기 설정 전체 영역을 복수의 부분 영역들로 분할함;
    (b1) 상기 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 최대 포커스 위치값을 찾고, 찾아진 최대 포커스 위치값에 상응하는 초점 거리를 구함;
    (b2) 상기 복수의 부분 영역들 각각의 중심점과 상기 설정 전체 영역의 중심점 사이의 거리인 이격 거리를 계산함;
    (b3) 상기 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 상기 초점 거리와 상기 이격 거리를 곱함; 및
    (b4) 상기 복수의 부분 영역들중에서 상기 단계 (b3)에서의 곱셈 결과값을 가장 적게 갖는 부분 영역의 최대 포커스 위치값으로써 상기 포커스 렌즈를 상기 최종 포커스 위치에 위치시킴을 포함한 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법.
  2. 촬영 명령 신호에 따라 설정 전체 영역에 대하여 자동 포커싱을 수행하여 포커스 렌즈를 최종 포커스 위치에 위치시키는 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법에 있어서,
    (a) 상기 설정 전체 영역을 복수의 부분 영역들로 분할함;
    (b1) 상기 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 최대 포커스 값(FVn ,max), 최대 포커스 위치값(FPn ,max), 최소 포커스 값(FVn ,min), 및 최소 포커스 위치값(FPn,min)을 찾고, 찾아진 최대 포커스 위치값(FPn,max)에 상응하는 초점 거리를 구함;
    (b2) 상기 단계 (b1)에서 상기 복수의 부분 영역들 각각에 대하여 찾아진 최대 포커스 값(FVn ,max), 최대 포커스 위치값(FPn ,max), 최소 포커스 값(FVn ,min), 및 최소 포커스 위치값(FPn,min)에 따른 유효한 부분 영역들을 설정함;
    (b3) 설정된 유효한 부분 영역들에 대하여, 인접된 부분 영역들끼리의 집합들을 집합 번호들과 함께 순서대로 설정하되, 평균 초점 거리가 짧은 순서대로 상기 집합 번호들을 설정함;
    (b4) 상기 집합들의 영역들 각각의 중심점과 상기 설정 전체 영역의 중심점 사이의 거리인 이격 거리를 계산함;
    (b5) 상기 집합들 각각에 대하여 상기 집합 번호와 상기 이격 거리를 곱함;
    (b6) 상기 집합들중에서 상기 단계 (b5)에서의 곱셈 결과값을 가장 적게 갖는 최적 집합을 설정함; 및
    (b7) 상기 최적 집합의 부분 영역들의 최대 포커스 위치값들(FPn,max)중에서 가장 짧은 포커스 거리의 최대 포커스 위치값으로써 상기 포커스 렌즈를 상기 최종 포커스 위치에 위치시킴을 포함한 디지털 영상 처리 장치에서의 자동 포커싱 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단계 (b2)에서 설정된 유효한 부분 영역들 각각에서,
    최대 포커스 값(FVn ,max)과 최소 포커스 위치값(FPn,min)의 차이가 제1 설정값(α1)보다 크고,
    최대 포커스 위치값(FPn,max)과 최소 포커스 값(FVn ,min)의 차이에 대한 상기 최대 포커스 값(FVn ,max)과 최소 포커스 위치값(FPn,min)의 차이의 비율이 제2 설정값(α2)보다 크며,
    상기 최대 포커스 값(FVn ,max)이 제3 설정값(α3)보다 큰 자동 포커싱 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 단계 (b3)에서 설정된 상기 집합들 각각에서,
    부분 영역들의 최대 포커스 위치값들(FPn ,max) 사이의 차이들 각각이 설정 상한값을 초과하지 않는 자동 포커싱 방법.
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