KR100741733B1 - 렌즈 중심 위치 결정 방법 및 그 방법을 수행하는 촬상장치 - Google Patents

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KR100741733B1
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Abstract

본 발명은 렌즈 중심 위치 결정 방법 및 그 방법을 수행하는 촬상 장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 이미지 센서로부터 입력된 영상 데이터에서 임의의 기준 화소와 수평적 및 수직적 관계의 화소들의 화소값들 중 미리 설정된 임계 변화량을 가지는 화소를 선택하여 기준 화소와의 거리를 각각 X축 오프셋 값(ΔX) 및 Y축 오프셋 값(ΔY)으로 결정하고, 기준 화소의 좌표를 기준으로 ΔX 및 ΔY만큼 이격된 경계 직선들로 형성된 사각형의 수직한 두 경계 직선에 존재하는 화소들 중 최대 연산값을 가지는 두 화소의 좌표값을 이용하여 렌즈 중심 좌표가 설정된다. 따라서, 본 발명에 의해 렌즈 중심 위치의 결정/보정이 용이하다.
렌즈, 이미지 센서, 중심, 보정

Description

렌즈 중심 위치 결정 방법 및 그 방법을 수행하는 촬상 장치{Method for determining center point of lens and image pickup apparatus having function of correcting center point of lens}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 촬상 장치의 블록 구성도.
도 2는 렌즈 중심 좌표의 위치 범위를 나타낸 도면.
도 3은 영역 위치별 색상 분포의 차이를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 렌즈 중심 좌표 결정 방법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 임의의 기준 화소의 좌표로부터의 오프셋(offset)을 결정하기 위한 그래프.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 렌즈 중심 좌표의 X축 좌표값 결정 방법을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 렌즈 중심 좌표의 Y축 좌표값 결정 방법을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이동 통신 단말기 110 : 고주파 처리부
115 : A/D 변환부 120 : D/A 변환부
125 : 제어부 130 : 전원부
135 : 키 입력부 140 : 메인 메모리
145 : 표시부 150 : 카메라 모듈부
155 : 렌즈 160 : 이미지 센서
165 : 이미지 처리부 170 : 보조 메모리
본 발명은 촬상 장치에 관한 것으로, 특히 촬상 장치의 렌즈 중심 위치 결정 및 보상에 관한 것이다.
최근 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서 등을 광전 변환 소자로서 이용한 전자식 화상 촬상 장치가 많이 이용되고 있다. 이러한 전자식 화상 촬상 장치의 유형으로는 디지털 스틸 카메라, 카메라 기능을 구비한 이동 통신 단말기 등이 있다.
일반적으로 촬상 장치의 카메라 모듈은 카메라 렌즈, 상술한 이미지 센서 및 이미지 처리부로 구성된다.
카메라 렌즈는 이미지 센서의 전단에 구비되어 피사체의 수광을 수행하고, 이미지 센서는 카메라 렌즈로부터의 광상이 결상되는 촬상 소자로서 빛을 전기적 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이미지 처리부는 이미지 센서로부터 입력된 전기적 신호를 영상 신호(즉, 휘도 신호, 색 신호 등)로 변환한다. 이미지 처리부에 의해 변환된 영상 신호는 촬상 장치 제어부의 제어에 의해 표시부(예를 들어, 액정 화면)를 통해 디스플레이된다.
이 경우, 표시부를 통해 피사체에 상응하는 영상 이미지가 최적의 상태로 표시되도록 하기 위해서는 근본적으로 카메라 렌즈의 중심과 이미지 센서의 중심이 일치하여야 한다.
그러나, 카메라 모듈 또는 촬상 장치의 제작 과정에서 발생되는 오차값(즉, 제작 설비 오차값)에 의해 카메라 렌즈의 중심과 이미지 센서의 중심은 불일치하는 경우가 일반적이다.
예를 들어, 640x480의 해상도를 가지는 이미지 센서로서 하나의 화소(Pixel)의 크기가 3μmx3μm라고 가정하고, 제작 설비 오차값이 90μm라고 가정하면, 화소의 크기를 기준할 때 카메라 렌즈의 중심과 이미지 센서의 중심간에는 이미지 센서의 중심을 기준할 때 30화소의 오차가 발생된다.
그러나, 종래의 카메라 렌즈 보정 방법은 카메라 렌즈의 중심과 이미지 센서의 중심간의 불일치의 고려없이 렌즈 중심의 밝기와 바깥쪽의 밝기간의 차이를 보정하는 방식에 지나지 않는다. 즉, 종래의 카메라 렌즈 보정 방법에 의할 때 카메라 렌즈의 중심과 이미지 센서의 중심간의 불일치가 고려되지 않음으로 부정확한 밝기 기준값으로 바깥쪽의 밝기를 보정하는 오류가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 자동화된 프로세스에 의해 렌즈 중심 위치의 결정/보정이 용이한 렌즈 중심 위치 결정 방법 및 그 방법을 수행하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이미지 센서에 의해 생성된 영상 데이터의 일부 영역에 대해서만 연산 처리 및 연산값 저장이 이루어지므로 촬상 장치의 처리 효율을 극대화할 수 있는 렌즈 중심 위치 결정 방법 및 그 방법을 수행하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 연산 처리를 위해 최소한의 저장 영역 및 덧셈기가 이용되므로 저가의 비용으로 촬상 장치의 성능을 개선할 수 있는 렌즈 중심 위치 결정 방법 및 그 방법을 수행하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 렌즈 중심 위치 결정 기능을 구비한 촬상 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 촬상 장치에 있어서, 렌즈를 통해 입력된 피사체 정보를 검지(檢知)하여 전기 신호 형태의 영상 데이터로 변환하여 각 화소에 상응하는 화소값을 순차적으로 출력하는 이미지 센서; 및 임의의 기준 화소와 수평적 및 수직적 관계의 화소들의 화소값들 중 미리 설정된 임계 변화량을 가지는 화소를 선택하여 기준 화소와의 거리를 각각 X축 오프셋 값(ΔX) 및 Y축 오프셋 값(ΔY)으로 결정하고, 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔX 및 상기 ΔY만큼 이격된 경계 직선들로 형성된 사각형의 수직한 두 경계 직선에 존재하는 화소들 중 최대 연산값을 가지는 두 화소의 좌표값을 이용하여 렌즈 중심 좌표를 설정하는 이미지 처리부를 포함하는 촬상 장치가 제공된다.
임의의 화소에 상응하는 변화량은 수평적 또는 수직적 화소들의 화소값 변화 그래프에서 임의의 화소에 상응하는 접선 기울기로 결정될 수 있다.
상기 연산값은 M x N 윈도우에 포함된 각 화소의 화소값들의 합 또는 평균일 수 있다. 여기서, 상기 M 및 상기 N은 각각 임의의 자연수이며, 상기 윈도우는 상기 경계 직선상에 위치한 하나 이상의 화소를 포함하는 복수의 화소들로 형성된 사각 영역일 수 있다. 또한, 상기 화소값은 휘도값일 수 있다.
상기 연산값을 산출하기 위한 상기 경계 직선상의 범위는 상기 이미지 센서의 센서 중심 좌표 또는 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 양의 제작 설비 오차(+D)부터 음의 제작 설비 오차(-D)까지일 수 있다. 물론, 당해 범위는 양/음의 제작 설비 오차 이내의 값으로 설정될 수도 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 촬상 장치는 상기 이미지 처리부에 의해 연산된 연산값들을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈 중심 좌표가 (a, b)라 할 때, 상기 a는 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔY만큼 이격된 수평 경계 직선상의 화소들 중 최대 연산값을 가지는 화소의 좌표 중 X 좌표값이고, 상기 b는 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔX만큼 이격된 수직 경계 직선상의 화소들 중 최대 연산값을 가지는 화소의 좌표 중 Y 좌표값일 수 있다.
상기 기준 화소는 상기 이미지 센서의 센서 중심 좌표를 기준으로 제작 설비 오차(D)를 반지름으로하는 원의 내측 영역에 존재할 수 있다.
상기 피사체가 무채색 평면이 아닌 경우, 상기 이미지 처리부는 로우 패스 필터(LPF : Low Pass Filter)를 이용한 이미지 처리를 선행할 수 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면 렌즈 중심 위치 결정 방법 및/또는 촬상 장치가 그 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 렌즈 중심 좌표 결정 방법을 수행하기 위해 촬상 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 촬상 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, 이미지 센서로부터 렌즈를 통해 입력된 피사체에 상응하는 영상 데이터를 입력받는 단계; 임의의 기준 화소와 수평적 및 수직적 관계의 화소들의 화소값들 중 미리 설정된 임계 변화량을 가지는 화소를 선택하여 기준 화소와의 거리를 각각 X축 오프셋 값(ΔX) 및 Y축 오프셋 값(ΔY)으로 결정하는 단계; 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔX 및 상기 ΔY만큼 이격된 경계 직선들로 형성된 사 각형의 수직한 두 경계 직선에 존재하는 화소들 중 최대 연산값을 가지는 두 화소의 좌표값을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 두 화소의 좌표값을 이용하여 렌즈 중심 좌표를 설정하는 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공될 수 있다. 여기서, 상기 연산값은 M x N 윈도우에 포함된 각 화소의 화소값들의 합 또는 평균이고, 상기 M 및 상기 N은 각각 임의의 자연수이며, 상기 윈도우는 상기 경계 직선상의 하나 이상의 화소를 포함한 복수의 화소들로 형성된 사각 영역일 수 있다.
임의의 화소에 상응하는 변화량은 수평적 또는 수직적 화소들의 화소값 변화 그래프에서 임의의 화소에 상응하는 접선 기울기로 결정될 수 있다. 또한, 상기 화소값은 휘도값일 수 있다.
상기 연산값을 산출하기 위한 상기 경계 직선상의 범위는 상기 이미지 센서의 센서 중심 좌표 또는 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 양의 제작 설비 오차(+D)부터 음의 제작 설비 오차(-D)까지로 제한될 수 있다. 물론, 당해 범위는 양/음의 제작 설비 오차 이내의 값으로 설정될 수도 있음은 자명하다.
상기 피사체가 무채색 평면이 아닌 경우, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 구분을 위해 상기 영상 데이터의 로우 패스 필터(LPF : Low Pass Filter)를 이용한 이미지 처리가 선행될 수 있다.
상기 기준 화소는 상기 센서 중심 좌표를 기준으로 제작 설비 오차(D)를 반지름으로하는 원의 내측 영역에 존재하는 화소일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다. 또한 본 명세서에서 이용되는 제1, 제2 등의 문자/기호는 유사한 개체의 구분을 위한 것일 뿐 권리범위의 제한을 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 촬상 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 렌즈 중심 좌표의 위치 범위를 나타낸 도면이며, 도 3은 영역 위치별 색상 분포의 차이를 나타낸 도면이다.
도 1은 촬상 장치의 다양한 유형 중 카메라 기능을 구비한 이동 통신 단말기(100)의 경우를 가정하여 도시한 것이다. 이동 통신 단말기(100) 이외의 촬상 장치인 경우에도 카메라 모듈부(150)만을 동일하게 구비함으로써 본 발명에 따른 렌즈 중심 위치 보정 방법의 수행이 가능함은 자명하다.
도 1을 참조하면, 카메라 기능을 구비한 이동 통신 단말기(100)는 고주파 처리부(110), A/D 변환부(115), D/A 변환부(120), 제어부(125), 전원부(130), 키 입력부(135), 메인 메모리(140), 표시부(145) 및 카메라 모듈부(150)를 포함한다. 카메라 모듈부(150)는 렌즈(155), 이미지 센서(160), 이미지 처리부(165) 및 보조 메모리(170)를 포함할 수 있다.
고주파 처리부(110)는 안테나를 통해 수신되거나 안테나를 통해 송신되는 고주파 신호를 처리한다.
A/D 변환부(115)는 고주파 처리부(110)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디 지털 신호로 변환하여 제어부(125)로 전송한다.
D/A 변환부(120)는 제어부(125)로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 고주파 처리부(110)로 전송한다.
제어부(125)는 이동 통신 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(125)는 CPU(Central Processing Unit) 또는 마이크로 컨트롤러(Micro-Controller)를 포함할 수 있다.
전원부(130)는 이동 통신 단말기(100)가 동작하는데 필요한 전원을 공급한다. 전원부(130)는 외부 전원 소스(source)와 결합되거나 배터리(battery) 등과 결합될 수 있다.
키 입력부(135)는 이동 통신 단말기(100)의 각종 기능 설정 및 선택(예를 들어, 촬상 기능, 렌즈 중심 보정 기능 등), 다이얼링 등을 수행하기 위한 키 데이터를 생성하여 제어부(125)로 전달한다.
메인 메모리(140)는 이동 통신 단말기(100)의 운용 프로그램, 각종 데이터 등을 저장한다. 메인 메모리(140)는 플래시 메모리(Flash Memory) 또는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 등으로 구성될 수 있다.
표시부(145)는 이동 통신 단말기(100)의 동작 상태, 카메라(150)를 통해 촬영된 영상 이미지 등을 표시한다.
카메라 모듈(150)은 렌즈(155), 이미지 센서(160), 이미지 처리부(165) 및 보조 메모리(170)를 포함할 수 있다.
렌즈(155)는 이미지 센서(160)의 전단에 구비되어 피사체의 수광을 수행한다. 이미지 센서(160)는 렌즈(155)로부터의 광상이 결상되는 촬상 소자로서 빛을 전기적 신호로 변환하여 출력한다.
이미지 처리부(165)는 이미지 센서(160)로부터 입력된 전기적 신호를 영상 신호(즉, 휘도 신호, 색 신호 등)로 변환한다. 이미지 처리부(165)는 영상 신호로의 변환을 위해 색 보간, 감마 보정, 화질 보정, JPEG 부호화 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한 이미지 처리부(165)는 사용자로부터 렌즈 중심 보정 기능의 선택 명령이 입력되거나 미리 지정된 조건(예를 들어, 카메라 기능 구동 개시 시점)을 만족하는 경우 미리 설정된 프로세스에 의해 렌즈 중심 보정을 위한 연산을 수행한다. 이미지 처리부(165)에 의해 연산된 연산값들은 보조 메모리(170)에 저장된다. 보조 메모리(170)는 이미지 처리부(165)에 의해 처리된 영상 신호를 저장할 수도 있다. 또한 이미지 처리부(165)는 연산값들을 이용하여 렌즈(155)의 중심 좌표가 추출되면 당해 중심 좌표(이하, '렌즈 중심 좌표'라 칭함)를 보조 메모리(170)에 저장함으로써 이후의 카메라 기능 수행시 음영 보정시 이용되도록 한다.
이미지 처리부(165)에 의해 변환된 영상 신호는 촬상 장치 제어부(125)의 제어에 의해 표시부(145)를 통해 디스플레이된다.
이미지 처리부(165)는 카메라 모듈부(150)의 보정을 위해 무채색 평면(예를 들어, 백색 평면)을 촬영한 이미지를 표준 이미지로 사용하지 않고, 일반적인 피사체 이미지를 이용하여 카메라 모듈부(150)의 보정을 수행하는 경우 음영 부분만의 검출을 위해 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 더 포함할 수도 있다.
카메라 모듈부(150)의 보정이 필요한 이유 중 하나는 상술한 바와 같이 렌즈 중심 좌표와 이미지 센서의 중심 좌표(이하, '센서 중심 좌표'라 칭함)가 불일치함을 음영 보정시 반영하기 위함이다.
또한, 640x480의 해상도를 가지는 이미지 센서(160)로서 하나의 화소(Pixel)의 크기가 3μmx3μm라고 가정하고, 제작 설비 오차값(D)을 90μm라고 가정하면, 화소의 크기를 기준할 때 렌즈 중심 좌표와 센서 중심 좌표간에 센서 중심 좌표를 기준할 때 30화소의 오차가 발생됨은 앞서 설명한 바와 같다.
그러나, 제작 설비 오차값(D)은 이미 측정되어 알려진 값이므로 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈 중심 좌표의 보정시 이 오차값 이내만 고려하면 충분할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제작 설비 오차값을 D라 하고, 센서 중심 좌표를 (X, Y)라 하며, 렌즈 중심 좌표를 (X', Y')라 할 때 X와 X' 및 Y와 Y'간에는 하기의 수학식 1과 2의 관계가 성립된다.
[수학식 1]
X-D < X' < X+D
[수학식 2]
Y-D < Y' < Y+D
그리고, X'의 위치는 표준 이미지(또는 로우 패스 필터에 의한 음영 이미지) 의 X축 상에서 특정 X축 좌표값을 포함하는 M x N 윈도우(즉, M행 및 N열의 사각형 형태로 구성된 화소들의 집합)에 대한 연산값(예를 들어, 각 화소의 휘도값들의 합 또는 평균)이 가장 큰 경우의 X축 좌표값이다. 즉, X'가 렌즈 중심 좌표 중 모든 X 좌표값들 중 가장 밝은 위치이기 때문이다. 물론, Y'의 위치도 표준 이미지(또는 로우 패스 필터에 의한 음영 이미지)의 Y축 상에서 특정 Y축 좌표값을 포함하는 M x N 윈도우에 대한 연산값이 가장 큰 경우의 Y축 좌표값이다.
이해를 용이하게 하기 위하여 도 3에 도시된 영역 위치별 색상 분포의 차이를 참조하여 간략히 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 표준 이미지를 미리 설정된 문턱값을 기준으로 흑색 또는 백색으로 표시되도록 하면 백색 영역은 원 모양으로 표시된다.
원 모양의 상단 경계 부근에서 M x N 윈도우를 설정하고, 당해 윈도우를 우측(즉, X축의 양의 방향)으로 이동시켜 3개의 기준 화소 위치에서 3개의 윈도우(310, 320, 330)를 추출한다.
3개의 윈도우(310, 320, 330) 각각을 살펴보면, 원의 중심 좌표에 가까워질수록 윈도우 안의 백색 영역이 많아짐을 알 수 있다. 백색 영역이 가장 많은 윈도우에서의 기준 화소의 X축 좌표값이 원의 중심(즉, 렌즈 중심 좌표)의 X축 좌표값이 된다. 따라서, 당해 윈도우의 기준 화소를 한 화소씩 이동시키면서 연산값을 산출함으로써 원의 중심을 정확하게 찾아낼 수 있다. Y축 좌표값에 대해서도 동일한 방법이 이용될 수 있다. 연산값 산출을 위한 윈도우의 크기는 제한되지 않으며 더 커질수록 정확도가 높고 오류 확률도 적다. 다만, 연산량의 증가, 연산 수단의 증 가로 인한 처리 효율의 감소를 고려할 때 윈도우의 크기는 지나치게 크거나 작지 않은 적절한 크기(예를 들어, 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7 등)로 설정함이 바람직하다. 이때 M x N 윈도우는 도 6에 예시된 바와 같이 기준 화소를 중심으로 상하좌우로 확장됨이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 렌즈 중심 좌표 결정 방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 임의의 기준 화소의 좌표로부터의 오프셋(offset)을 결정하기 위한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 렌즈 중심 좌표의 X축 좌표값 결정 방법을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 렌즈 중심 좌표의 Y축 좌표값 결정 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 이미지 처리부(165)는 단계 410에서 이미지 센서(160)로부터 영상 데이터를 입력받는다.
당해 영상 데이터는 표준 이미지에 상응하는 것일 수 있다. 만일 당해 영상 데이터가 표준 이미지에 상응하지 않는 경우 이미지 처리부(165)는 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 이용하여 음영(陰影) 이미지의 영상 데이터로 변환할 수 있다.
단계 415에서 이미지 처리부(165)는 입력된 영상 데이터의 화소 값들의 변화를 이용하여 화소 단위의 오프셋(offset) 값을 결정한다.
오프셋 값은 화소값(예를 들어, 휘도값)의 변화량에 의해 결정될 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면, 이미지 센서에 포함된 화소들 중 임의의 화소를 기준점으로 설정한 후 해당 화소를 기준으로 수평적 및 수직적으로 위치하는 화소들의 화소값들의 변화량을 검사한다. 기준점으로 설정되는 화소는 센서 중심 좌표를 기준으로 제작 설비 오차 이내에 존재하도록 제한될 수 있다. 전후 위치의 화소들의 화소값들과 비교하여 변화량(예를 들어, 접선 기울기 등)이 미리 설정된 임계값 이상인 화소를 검출점으로 결정한다. 검출점은 화소값의 변화 그래프상에서 기준점의 화소값보다 증가한 후 감소하는 부분에 위치하도록 할 수 있다. 또한, 오프셋 값 결정을 위한 임계값은 디폴트(default) 값으로 미리 결정될 수도 있으며, 사용자에 의해 변경될 수도 있다. 이 경우 기준점의 좌표와 검출점의 좌표간의 거리를 오프셋 값으로 설정할 수 있다. 기준점의 수평한 화소들 중 결정된 검출점과의 거리가 X축 오프셋 값(ΔX)이고, 기준점의 수직한 화소들 중 결정된 검출점과의 거리가 Y축 오프셋 값(ΔY)이다. 두개의 오프셋 값은 각각 다른 레지스터에 별도로 저장되거나 동일한 레지스터에 저장될 수도 있다.
다른 방법으로서, 오프셋 값은 임계값 이상의 화소값들을 가지는 내측 영역의 화소간 거리로서 결정될 수도 있다. 즉, 각 화소들의 화소값들과 미리 설정된 또는 사용자에 의해 변경된 임계값을 비교하면, 임계값보다 높은 화소값들을 가지는 화소들이 임의의 영역을 형성하게 된다. 당해 영역은 일반적으로 원, 타원 등의 형태로 형성될 것이다. 이는 렌즈 중심에서 멀어질수록 음영 효과가 두드러지기 때문이다.
이 경우, 오프셋 값은 X축 방향에 대한 X축 오프셋 값(ΔX)과 Y축 방향에 대 한 Y축 오프셋 값(ΔY)으로 구분될 수 있다. X축 오프셋 값과 Y축 오프셋 값은 일치하거나 상이할 수 있다. 두개의 오프셋 값은 각각 다른 레지스터에 별도로 저장되거나 동일한 레지스터에 저장될 수도 있다.
단계 415에서 결정된 오프셋 값은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 센서 중심 좌표 또는 기준점으로 설정된 임의의 기준 화소의 좌표를 기준으로 X축 및 Y축상에 각각 이격되어 위치하는 좌표값이 된다. 이하, 센서 중심 좌표 또는 기준점으로 설정된 임의의 기준 화소의 좌표를 (0, 0)으로 가정한다. 이어서, X축 오프셋 값에서 상방 및 하방으로 연장된 수직선은 수직 검출선을 형성하고, Y축 오프셋 값에서 좌방 및 우방으로 연장된 수평선은 수평 검출선을 형성한다. 연산값을 산출하기 위하여 추출되는 기준 화소는 수직 검출선 및 수평 검출선상에 존재한다.
단계 420에서 이미지 처리부(165)는 수직 또는 수평 검출선상에 존재하는 화소별 연산값들을 산출한다.
효율적인 화소별 연산값들을 산출하기 위해서는 수직 또는 수평 검출선상에 검출 범위를 설정할 필요가 있다. 앞서 설명한 바와 같이 미리 알려져있는 제작 설비 오차값의 범위 내에서만 화소별 연산값을 산출하면 족하므로, 수직 및 수평 검출선상의 검출범위는 -D부터 +D까지로 제한할 수 있다. 즉, 수평 검출선상의 검출 범위의 좌표는 (-D, +ΔY)부터 (+D, +ΔY)이거나 (-D, -ΔY)부터 (+D, -ΔY), 수직 검출선상의 검출 범위의 좌표는 (+ΔX, -D)부터 (+ΔX, +D)이거나 (-ΔX, -D)부터 (-ΔX, +D)일 수 있다.
수직 또는 수평 검출선상에는 연산값 산출을 위한 기준 화소들이 위치하며, 연산값은 기준 화소를 포함하는 M(자연수) x N(자연수) 윈도우 내에 포함되는 화소 값들(예를 들어, 휘도값)의 합 또는 평균이다. M x N 윈도우는 기준 화소가 그 중심에 위치되도록 설정됨이 바람직하다. 물론, 기준 화소는 M x N 윈도우의 중심이 아닌 임의의 위치에 존재하더라도 무방하다.
즉, 이미지 처리부(165)는 단계 420에서 수직 또는 수평 검출선상에서 검출범위의 일 종단(예를 들어, (-D, ΔY))로부터 타 종단(예를 들어, (+D, ΔY))까지 기준 화소를 한 화소씩 이동하며 당해 기준 화소를 포함하는 M x N 윈도우의 연산값을 산출한다. 이미지 처리부(165)의 연산값 산출 과정이 도 6 및 도 7에 예시되어 있다. 도 6은 렌즈 중심 좌표의 X 좌표값을 결정하기 위해 이미지 처리부(165)가 좌표 (-D, ΔY)로부터 좌표 (+D, ΔY)까지 한 화소씩 이동하면서 연산값을 산출하는 과정이다. 다만, 연산값 산출을 위한 이동 방향은 역방향일 수도 있다. 또한, 검출 범위의 좌표는 좌표 (-D, -ΔY)로부터 좌표 (+D, ΔY)까지일 수도 있다. 또한, 도 7은 렌즈 중심 좌표의 Y 좌표값을 결정하기 위해 이미지 처리부(165)가 좌표 (-ΔX, +D)로부터 좌표 (-ΔX, -D)까지 한 화소씩 이동하면서 연산값을 산출하는 과정이다. 다만, 연산값 산출을 위한 이동 방향은 역방향일 수도 있다. 또한, 검출 범위의 좌표는 좌표 (+ΔX, +D)로부터 좌표 (+ΔX, -D)까지일 수도 있다.
단계 425에서 이미지 처리부(165)는 수직 또는 수평 검출선상에서 산출된 2D개의 연산값들 중 최대의 연산값을 가지는 좌표(예를 들어, (2, ΔY))를 저장한다. 이는 렌즈 중심 좌표가 가장 밝기 때문에 최대의 연산값을 가지는 위치의 기준 좌표가 렌즈 중심 좌표 중 하나의 좌표값과 일치하기 때문이다. 물론, 2D개의 산출된 연산값들이 임시적으로 저장될 수도 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 렌즈 중심 위 치 결정/보정 방법 수행을 위해서는 하나의 덧셈기만으로만 용이하게 구현될 수 있다. 또한, 덧셈 및 저장이 수행되는 영역도 영상 데이터 중 일정 영역으로 제한되어 최소한의 저장 영역 및 연산 처리가 필요하므로 이미지 처리부(165) 및 보조 메모리(170)의 효율 및 성능을 극대화할 수도 있다.
단계 430에서 이미지 처리부(165)는 렌즈 중심 좌표의 X 좌표값 및 Y 좌표값이 모두 결정되었는지 여부를 판단한다. 상술한 단계 420 내지 단계 425에서 수평 검출선상의 연산이 수행되었다면 X 좌표값이 결정되었을 것이고, 수직 검출선상의 연산이 수행되었다면 Y 좌표값이 결정되었을 것이다.
렌즈 중심 좌표의 X 좌표값 또는 Y 좌표값이 아직 결정되지 않았다면, 다시 단계 420으로 진행하여 아직 결정되지 않은 좌표값을 결정한다.
단계 435에서 이미지 처리부(165)는 단계 410 내지 단계 430을 통해 결정된 렌즈 중심 좌표 (결정된 X 좌표축, 결정된 Y 좌표축)를 저장한다. 저장된 렌즈 중심 좌표는 이후에 입력되는 영상 데이터에 대한 음영 보정시 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이 렌즈 중심 위치 결정 방법 및 그 방법을 수행하는 촬상 장치는 자동화된 프로세스에 의해 렌즈 중심 위치의 결정/보정이 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이미지 센서에 의해 생성된 영상 데이터의 일부 영역에 대해서만 연산 처리 및 연산값 저장이 이루어지므로 촬상 장치의 처리 효율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 연산 처리를 위해 최소한의 저장 영역 및 덧셈기가 이용되므로 저가의 비용으로 촬상 장치의 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 촬상 장치에 있어서,
    렌즈를 통해 입력된 피사체 정보를 검지(檢知)하여 전기 신호 형태의 영상 데이터로 변환하여 각 화소에 상응하는 화소값을 순차적으로 출력하는 이미지 센서; 및
    임의의 기준 화소와 수평적 및 수직적 관계의 화소들의 화소값들 중 미리 설정된 임계 변화량 값을 가지는 화소를 각각 선택하여 선택된 화소와 상기 선택된 기준 화소와의 거리를 각각 X축 오프셋 값(ΔX) 및 Y축 오프셋 값(ΔY)으로 결정하고, 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔX 및 상기 ΔY만큼 이격된 경계 직선들로 형성된 사각형의 수직한 두 경계 직선에 존재하는 화소들 중 최대 연산값을 가지는 두 화소의 좌표값을 이용하여 렌즈 중심 좌표를 설정하는 이미지 처리부를 포함하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    임의의 화소에 상응하는 변화량은 수평적 또는 수직적 화소들의 화소값 변화 그래프에서 임의의 화소에 상응하는 접선 기울기로 결정되는 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연산값은 M x N 윈도우에 포함된 각 화소의 화소값들의 합 또는 평균이고, 상기 M 및 상기 N은 각각 임의의 자연수이며, 상기 윈도우는 상기 경계 직선상에 위치한 하나 이상의 화소를 포함하는 복수의 화소들로 형성된 사각 영역인 촬상 장치
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 화소값은 휘도값인 촬상 장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연산값을 산출하기 위한 상기 경계 직선상의 범위는 상기 이미지 센서의 중심 좌표 또는 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 양의 제작 설비 오차(+D)부터 음의 제작 설비 오차(-D)까지인 촬상 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 이미지 처리부에 의해 연산된 연산값들을 저장하는 저장부를 더 포함하는 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 중심 좌표가 (a, b)라 할 때, 상기 a는 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔY만큼 이격된 수평 경계 직선상의 화소들 중 최대 연산값을 가지는 화소의 좌표 중 X 좌표값이고, 상기 b는 상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔX만큼 이격된 수직 경계 직선상의 화소들 중 최대 연산값을 가지는 화소의 좌표 중 Y 좌표값인 촬상 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기준 화소는 상기 이미지 센서의 센서 중심 좌표를 기준으로 제작 설비 오차(D)를 반지름으로하는 원의 내측 영역에 존재하는 화소인 촬상 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 피사체가 무채색 평면이 아닌 경우, 상기 이미지 처리부는 로우 패스 필터(LPF : Low Pass Filter)를 이용한 이미지 처리를 선행하는 촬상 장치.
  10. 렌즈 중심 좌표 결정 방법을 수행하기 위해 촬상 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 촬상 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
    이미지 센서로부터 렌즈를 통해 입력된 피사체에 상응하는 영상 데이터를 입력받는 단계;
    임의의 기준 화소와 수평적 및 수직적 관계의 화소들의 화소값들 중 미리 설정된 임계 변화량 값을 가지는 화소를 각각 선택하여 선택된 화소와 상기 선택된 기준 화소와의 거리를 각각 X축 오프셋 값(ΔX) 및 Y축 오프셋 값(ΔY)으로 결정하는 단계;
    상기 기준 화소의 좌표를 기준으로 상기 ΔX 및 상기 ΔY만큼 이격된 경계 직선들로 형성된 사각형의 수직한 두 경계 직선에 존재하는 화소들 중 최대 연산값을 가지는 두 화소의 좌표값을 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 두 화소의 좌표값을 이용하여 렌즈 중심 좌표를 설정하는 단계를 실행하되,
    상기 연산값은 M x N 윈도우에 포함된 각 화소의 화소값들의 합 또는 평균이고, 상기 M 및 상기 N은 각각 임의의 자연수이며, 상기 윈도우는 상기 경계 직선상의 하나 이상의 화소를 포함한 복수의 화소들로 형성된 사각 영역인 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  11. 제10항에 있어서,
    임의의 화소에 상응하는 변화량은 수평적 또는 수직적 화소들의 화소값 변화 그래프에서 임의의 화소에 상응하는 접선 기울기로 결정되는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서,
    상기 화소값은 휘도값인 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 연산값을 산출하기 위한 상기 경계 직선상의 범위는 상기 이미지 센서의 센서 중심 좌표 또는 기준 화소의 좌표를 기준으로 양의 제작 설비 오차(+D)부터 음의 제작 설비 오차(-D)까지인 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 피사체가 무채색 평면이 아닌 경우, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 구분을 위해 상기 영상 데이터의 로우 패스 필터(LPF : Low Pass Filter)를 이용한 이미지 처리가 선행되는 프로그램을 기록한 기록매체.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 기준 화소는 상기 이미지 센서의 센서 중심 좌표를 기준으로 제작 설비 오차(D)를 반지름으로하는 원의 내측 영역에 존재하는 화소인 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
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