KR100747497B1

KR100747497B1 - 디지털 카메라 및 그 영상처리방법

Info

Publication number: KR100747497B1
Application number: KR1020010002462A
Authority: KR
Inventors: 최용훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2007-08-08
Also published as: KR20020061406A

Abstract

본 발명은, 렌즈에 결상된 피사체의 영상에 해당하는 영상신호를 출력하는 CCD와, 상기 CCD에서 출력된 영상신호를 처리하여 상기 피사체의 영상을 가시가능한 상태로 변환시키는 그래픽처리부를 갖는 디지털 카메라 및 그 영상처리방법에 관한 것이다. 본 디지털 카메라는, 적어도 하나의 배경 영상데이터가 저장된 화상메모리와; 상기 피사체 영상의 주파수 도메인을 분석하여 상기 피사체의 영상으로부터 상기 배경 영상데이터에 합성할 합성영역을 추출하는 합성영역 추출부와; 상기 합성영역 추출부에서 추출된 상기 합성영역과 상기 화상메모리에 저장된 배경 영상데이터를 합성하여 합성영상을 출력하는 영상합성부와; 외부로부터의 선택에 따라 상기 화상메모리로부터 배경 영상데이터를 인출하고, 상기 합성영역 추출부와 상기 영상합성부의 동작을 제어하여 상기 선택된 배경 영상데이터와 상기 영상데이터의 합성영역을 합성시키는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 디지털 카메라를 이용하여 신속하고 간편하게 영상합성 작업을 수행할 수 있게 된다.

Description

디지털 카메라 및 그 영상처리방법{DIGITAL CAMERA AND IMAGE COMPOSING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 디지털 카메라의 구성블럭도,

도 2(a) 내지 (d)는 도 1의 디지털 카메라를 이용하여 합성영역을 추출하는 과정을 나타낸 과정도,

도 3은 도 1의 디지털 카메라를 이용한 영상합성과정의 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : CCD 2 : 그래픽처리부

3 : 임시메모리 4 : 디스플레이부

5 : 영상처리파트 6 : 압축부

7 : 압축메모리 10 : 중앙처리부

15 : 영상합성파트 16 : 화상메모리

17 : 합성영역 추출부 18 : 영상합성부

20 : 통신파트 21 : 선택입력부

22 : 중앙메모리 23 : 통신부

24 : 외부통신망

본 발명은, 디지털 카메라 및 그 영상처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 영상합성을 간편하게 신속하게 수행할 수 있도록 한 디지털 카메라 및 그 영상처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 카메라는 광학 카메라와는 달리, 피사체의 광학적 영상을 전기적 영상으로 변환시킨 다음, 전기적 신호로 변환된 영상을 숫자화, 암호화시켜 디지털 데이터 기록 매체에 저장한다.

이에 따라, 디지털 카메라는 피사체의 광학적 영상을 전기적 영상신호로 변환시키는 CCD(Charged Coupled Device)와, CCD를 통해 변환된 전기적 영상신호를 표시하는 LCD 디스플레이와, 아날로그 형태의 전기적 영상신호를 디지털 영상신호로 변환시키는 A/D컨버터와, 디지털 영상신호를 저장하는 플레시 메모리와, 각 부분의 작동을 제어하는 중앙처리부를 갖는다.

여기서, CCD에서는 피사체의 광학적 영상이 이미지가 전달되면, 피사체의 광학적 영상은 빛의 삼원색인 빨간색(Red), 녹색(Green), 파란색(Blue)의 세 가지 컬러 값과 밝기의 이미지 정보가 전기적인 신호로 변환된다.

또한, CCD와 A/D컨버터를 통해 변환된 디지털 영상신호는 파일 형태로 플레시 메모리에 바로 저장될 수도 있고, JPEG 같은 형식으로 압축된 후 저장될 수도 있다.

이러한 디지털 카메라에 저장된 영상신호의 파일은 디지털 카메라에 직접 연 결되는 전용 프린터를 이용하여 인쇄하거나, PC로 전송한 다음 PC에 연결된 프린터를 이용하여 인쇄할 수 있다. 또한, 영상신호의 파일을 합성 또는 편집하고자 하는 경우에는 영상신호의 파일을 PC로 전송한 다음, 별도의 프로그램을 이용하여 합성 또는 편집하게 된다.

그런데, 이렇게 종래의 디지털 카메라로 촬영한 영상데이터는 편집이나 합성을 하고자 할 경우, PC로 전송하여야 하고, PC에서 별도의 소프트웨어를 이용하여 편집 또는 합성을 해야 하기 때문에 작업과정이 비교적 번거롭다. 또한, 별도의 소프트웨어를 사용하여야 하기 때문에 소프트웨어를 이용하는 방법도 숙지하여야 하는 등, 촬영시간 이외에도 많은 시간을 할애하여야 한다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 보다 빠르고 간편하게 영상신호 파일을 편집 또는 합성할 수 있도록 하는 디지털 카메라 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 렌즈에 결상된 피사체의 영상에 해당하는 영상신호를 출력하는 CCD와, 상기 CCD에서 출력된 영상신호를 처리하여 상기 피사체의 영상을 가시가능한 상태로 변환시키는 그래픽처리부를 갖는 디지털 카메라에 있어서, 적어도 하나의 배경 영상데이터가 저장된 화상메모리와; 상기 피사체 영상의 주파수 도메인을 분석하여 상기 피사체의 영상으로부터 상기 배경 영상데이터에 합성할 합성영역을 추출하는 합성영역 추출부와; 상기 합성영역 추출부에서 추출된 상기 합성영역과 상기 화상메모리에 저장된 배경 영상데이터를 합성하여 합성영상 을 출력하는 영상합성부와; 외부로부터의 선택에 따라 상기 화상메모리로부터 배경 영상데이터를 인출하고, 상기 합성영역 추출부와 상기 영상합성부의 동작을 제어하여 상기 선택된 배경 영상데이터와 상기 영상데이터의 합성영역을 합성시키는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라에 의해 달성된다.

여기서, 상기 합성영역 추출부는, 상기 피사체의 영상을 다수의 셀로 나누고, 상기 각 셀의 주파수 도메인을 분석하여 메인로브의 폭이 일정 이상인 셀을 합성영역으로 추출하는 것이 바람직하다.

외부통신망과 접속가능한 통신부와; 상기 외부통신망을 지원하기 위한 지원프로그램이 저장된 중앙메모리와; 외부로부터의 선택입력을 위한 선택입력부와; 상기 지원프로그램과 상기 선택입력부로부터의 입력상태를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 중앙처리부는 상기 통신부를 통해 접속한 외부통신망으로부터 상기 선택입력부에 의해 선택된 배경영상데이터를 다운로드받음으로써, 외부로부터 배경영상을 다운로드받을 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 렌즈에 결상된 피사체의 영상에 해당하는 영상신호를 출력하는 CCD와, 상기 CCD에서 출력된 영상신호를 처리하여 상기 피사체의 영상을 가시가능한 상태로 변환시키는 그래픽처리부를 갖는 디지털 카메라의 영상처리방법에 있어서, 적어도 하나의 배경 영상데이터를 마련하는 단계와; 상기 피사체 영상의 주파수 도메인을 분석하여 상기 피사체의 영상으로부터 상기 배경 영상데이터에 합성할 합성영역을 추출하는 단계와; 상기 추출된 합성영역과 상기 배경 영상데이터를 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 영상처리방법에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 합성영역을 추출하는 단계는, 상기 피사체의 영상을 다수의 셀로 나누는 단계와; 상기 각 셀의 주파수 도메인을 분석하는 단계와; 상기 주파수 도메인의 메인로브의 폭이 일정 이상인 셀을 합성영역으로 추출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

외부통신망과 접속하는 단계와; 상기 외부통신망을 통해 원하는 웹사이트에 접속하는 단계와; 상기 웹사이트에서 원하는 배경영상 데이터를 다운로드받는 단계를 더 포함함으로써, 외부로부터 배경영상을 다운로드받을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 디지털 카메라는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일반 디지털 카메라와 마찬가지로 피사체의 광학적 영상을 처리하기 위한 영상처리파트(5)와, 처리된 영상을 미리 저장된 배경영상과 합성하기 위한 영상합성파트(15)와, 외부통신망(24)과 연결되어 영상데이터를 송수신하기 위한 통신파트(20)와, 영상처리파트(5)와 영상합성파트(15) 및 통신파트(20)를 제어하기 위한 중앙처리부(10)를 포함한다.

영상처리파트(5)는, 렌즈에 결상된 피사체의 광학적 영상을 전기적 영상신호로 변환시키는 CCD(1)와, CCD(1)에서 출력된 전기적 영상신호를 처리하여 출력가능한 상태로 변환시키는 그래픽처리부(2)와, 그래픽처리부(2)로부터 변환된 영상신호를 프레임 단위로 일시 저장하는 임시메모리(3)와, 영상신호를 압축하는 압축부(6)와, 압축된 영상신호가 저장되는 압축메모리(7)와, 그래픽처리부(2)로부터 처리된 영상신호를 표시하며 LCD로 형성된 디스플레이부(4)를 포함하며, 중앙처리부(10)는 CCD(1)와 그래픽처리부(2)를 제어하여 영상을 가시할 수 있는 상태로 변환시키게 된다.

그래픽처리부(2)는, CCD(1)로부터의 전기적 영상신호의 잡음을 제거하는 CDS(Correlated Double Sampling)(2a)와, 영상신호의 이득을 자동으로 증폭조절하는 AGC(Automatic Gain Control)(2b)와, CDS(2a)와 AGC(2b)로부터의 아날로그 영상신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환기(2c)를 포함한다. 압축부(6)는 압축메모리(7)에 많은 양의 영상신호를 파일형태로 저장하기 위해, JPEG 형식으로 영상신호를 압축한다.

한편, 영상합성파트(15)는, 적어도 하나의 배경 영상데이터가 파일형식으로 저장된 화상메모리(16)와, 임시메모리(3)에 저장된 전기적 영상중 합성할 합성영역을 추출하는 합성영역 추출부(17)와, 합성영역 추출부(17)에서 추출된 영상데이터의 합성영역과 화상메모리(16)에 저장된 배경 영상데이터를 합성하여 합성영상을 출력하는 영상합성부(18)를 포함하며, 중앙처리부(10)는 화상메모리(16)로부터 선택된 배경영상을 임시메모리(3)로 인출하고, 합성영역 추출부(17)와 영상합성부(18)를 제어하여 선택된 배경 영상데이터와 영상데이터의 합성영역이 합성되도록 제어한다.

합성영역 추출부(17)는, 디지털 영상신호로 변환된 피사체의 영상중 배경영상과 합성할 영역을 주파수 도메인을 분석하여 추출한다. 먼저, 합성영역 추출부(17)에서는, 도 2의 (a)와 같은 피사체의 영상을 도 2의 (b)와 같이, 행렬을 따라 다수의 셀로 분할하고, 각 셀의 주파수 도메인을 분석한다. 주파수 도메인은 왜파를 구성하고 있는 각 주파수성분의 에너지를 그 주파수의 크기 순으로 배열한 것으로서, 각 셀의 주파수 도메인을 분석하면, 도 2의 (c) 및 (d)에서와 같이, 동심원 형상으로 스펙트럼이 형성되고, 주파수 도메인의 중앙영역에 배치되는 메인로브(main lobe)의 폭이 클수록 초점에 인접한 것으로 판단된다. 도 2의 (b)의 A 영역 셀과 B 영역 셀의 주파수 도메인을 분석하면, 도 2의 (d)와 같이, 사진의 중앙영역인 B 영역 셀은 주파수 도메인에서는 메인로브(제일 밝게 표시된 부분)의 폭이 가장 크고, 도 2의 (c)와 같이, 사진의 테두리에 인접한 A 영역 셀의 주파수 도메인에서는 메인로브의 폭은 작다.

이에 따라, 합성영역 추출부(17)에서는 미리 합성영역으로 선택할 메인로브의 폭을 설정해두고, 각 셀의 메인로브의 폭을 측정한 다음, 메인로브의 폭이 미리 설정된 합성영역의 메인로브의 폭에 해당하는 셀을 추출하여 합성영역을 설정하게 된다. 이 때, 합성영역으로 선택될 메인로브의 폭은 영상이 가로방향과 세로방향을 따라 각각 그 폭을 달리할 수 있다.

영상합성부(18)에서는 피사체의 영상에서 추출된 합성영역과, 화상메모리(16)에 저장된 배경영상을 오버레이시켜서 합성한다.

통신파트(20)는, 외부통신망(24)과 접속가능한 통신부(23)와, 통신에 관련된 프로그램이 저장된 중앙메모리(22)와, 통신부(23)를 통해 외부통신망(24)의 접속시 각종 선택을 조작하기 위한 선택입력부(21)를 포함하며, 중앙처리부(10)는 통신부(23)를 통해 접속한 외부통신망(24)으로부터 배경영상데이터를 다운로드받거나 외부통신망(24)으로 합성영상 데이터를 전송할 수 있도록 선택입력부(21)를 통 한 선택에 따라 통신부(23)와 중앙메모리(22)를 제어한다.

통신부(23)는 PC를 통하지 아니하고 외부통신망(24)과 직접 연결가능하도록 통신모뎀으로 형성할 수 있다. 중앙메모리(22)에는 외부통신망(24)을 통해 연결되는 웹사이트를 표시할 수 있도록 지원프로그램이 저장되어 있고, 외부통신망(24)이 연결되면 지원프로그램이 디스플레이부(4)에 디스플레이된다. 선택입력부(21)는 다수의 선택버튼으로 형성되며, 원하는 웹사이트에 접속하고 원하는 배경영상 데이터를 다운로드받기 위한 선택작업에 사용된다. 중앙처리부(10)는, 선택입력부(21)를 통해 외부통신망(24) 접속이 선택되면 지원프로그램을 인출하여 디스플레이부(4)에 표시함과 동시에 통신부(23)를 통해 외부통신망(24)을 연결한다. 외부통신망(24)에 연결되면, 중앙처리부(10)는 선택입력부(21)를 통한 선택에 따라 원하는 웹사이트에 접속되고, 사용자가 선택입력부(21)를 통해 선택하는 대로 작업을 수행한다.

이러한 구성에 의한 영상합성과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자는 선택입력부(21)를 통해 화상메모리(16)에 저장된 배경영상데이터중 원하는 배경영상을 선택하면(S10), 중앙처리부(10)는 선택된 배경영상을 임시메모리(3)로 인출함과 동시에 디스플레이부(4)에 표시한다.

그런 다음, 사용자가 촬영하고자 하는 피사체에 초점을 맞추어 셔터를 누르면(S20), CCD(1)에 피사체의 광학적 영상이 입사되어 전기적인 영상신호로 변경되고, 그래픽처리부(2)에서는 CCD(1)에서 전기적으로 변경된 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환시킨다. 디지털 영상신호로 변환된 피사체의 영상은 임시메 모리(3)에 저장되고 디스플레이부(4)에 표시된다.

그러면, 중앙처리부(10)에서는 합성영역 추출부(17)를 작동시켜 피사체의 영상에서 배경영상과 합성할 합성영역을 추출한다. 합성영역을 추출하는 과정은 상기에서 설명한 바와 같이, 피사체의 영상을 복수의 셀로 분할하는 단계(S30)와, 각 셀의 주파수 도메인을 분석하는 단계(S40)와, 분석된 주파수 도메인의 메인로브의 폭이 미리 설정된 폭 이상인가를 판단하는 단계와, 메인로브의 폭이 일정 이상 폭을 가지는 셀만을 추출하여 합성영역을 설정하는 단계(S50)로 이루어진다.

이러한 과정을 통해 피사체의 영상에서 합성영역이 추출되면, 중앙처리부(10)는 영상합성부(18)를 구동시켜 합성영역을 배경영상에 오버레이시켜 피사체의 영상을 배경영상에 합성하게 된다(S60).

한편, 외부통신망(24)을 통해 배경영상 데이터를 다운로드하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

선택입력부(21)를 통해 외부통신망(24) 접속의 선택이 입력되면, 중앙처리부(10)는 디스플레이부(4)를 통해 지원프로그램을 디스플레이부(4)에 표시한다. 이와 동시에, 중앙처리부(10)는 통신부(23)를 통해 외부통신망(24)과 연결하고, 사용자는 선택입력부(21)를 조작하여 원하는 웹사이트에 접속하게 된다. 그런 다음, 사용자가 선택입력부(21)를 통해 원하는 배경영상 데이터의 다운로드를 선택하면, 중앙처리부(10)에서는 배경영상 데이터를 다운로드받아 화상메모리(16)에 저장하게 된다.

한편, 합성된 합성영상을 외부통신망(24)을 통해 웹사이트에 업로드 시킬 수 도 있으며, 이 경우 중앙처리부(10)는 접속된 웹사이트로 합성영상을 업로드 시키게 된다. 이에 따라, 네트워크상에서 디지털 카메라로부터 업로드된 사진을 재편집하거나 앨범을 제작할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 피사체의 영상을 셀단위로 분할하여 각 셀의 주파수 도메인을 분석함으로써, 피사체 영상의 초점을 기준으로 합성영역을 추출하도록 하고 있다. 또한, 선택된 배경영상에 추출된 합성영역을 오버레이시킴으로써, 디지털 카메라를 이용하여 간편하게 피사체의 영상을 배경영상에 합성시킬 수 있도록 하고 있다.

이에 따라, 영상의 합성작업이 간편해 질뿐만 아니라, 종래에 별도의 편집프로그램을 숙지해야 함에 따라 소요되는 시간이 불필요하므로, 합성작업에 소요되는 시간을 획기적으로 단축시키고 번거로움을 제거할 수 있게 된다. 또한, 외부통신망(24)에 연결되어 원하는 배경영상을 언제든지 다운로드받아 사용할 수 있으므로, 사용자의 취향에 따라 배경영상의 선택이 가능하게 되어 사용자의 만족도를 극대화할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 영상의 합성작업을 빠르고 간편하게 수행할 수 있다.

Claims

렌즈에 결상된 피사체의 영상에 해당하는 영상신호를 출력하는 CCD와, 상기 CCD에서 출력된 영상신호를 처리하여 상기 피사체의 영상을 가시가능한 상태로 변환시키는 그래픽처리부를 갖는 디지털 카메라에 있어서,

적어도 하나의 배경 영상데이터가 저장된 화상메모리와;

상기 피사체 영상의 주파수 도메인을 분석하여 상기 피사체의 영상으로부터 상기 배경 영상데이터에 합성할 합성영역을 추출하는 합성영역 추출부와;

상기 합성영역 추출부에서 추출된 상기 합성영역과 상기 화상메모리에 저장된 배경 영상데이터를 합성하여 합성영상을 출력하는 영상합성부와;

외부로부터의 선택에 따라 상기 화상메모리로부터 배경 영상데이터를 인출하고, 상기 합성영역 추출부와 상기 영상합성부의 동작을 제어하여 상기 선택된 배경 영상데이터와 상기 합성영역을 합성시키는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라.
제 1항에 있어서,

상기 합성영역 추출부는, 상기 피사체의 영상을 다수의 셀로 나누고, 상기 각 셀의 주파수 도메인을 분석하여 메인로브의 폭이 일정 이상인 셀을 합성영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

외부통신망과 접속가능한 통신부와;

상기 외부통신망을 지원하기 위한 지원프로그램이 저장된 중앙메모리와;

외부로부터의 선택입력을 위한 선택입력부와;

상기 지원프로그램과 상기 선택입력부로부터의 입력상태를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라.
제 3항에 있어서,

상기 중앙처리부는 상기 통신부를 통해 접속한 외부통신망으로부터 상기 선택입력부에 의해 선택된 배경영상데이터를 다운로드받는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라.
렌즈에 결상된 피사체의 영상에 해당하는 영상신호를 출력하는 CCD와, 상기 CCD에서 출력된 영상신호를 처리하여 상기 피사체의 영상을 가시가능한 상태로 변환시키는 그래픽처리부를 갖는 디지털 카메라의 영상처리방법에 있어서,

적어도 하나의 배경 영상데이터를 마련하는 단계와;

상기 피사체 영상의 주파수 도메인을 분석하여 상기 피사체의 영상으로부터 상기 배경 영상데이터에 합성할 합성영역을 추출하는 단계와;

상기 추출된 합성영역과 상기 배경 영상데이터를 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 영상처리방법.
제 5 항에 있어서,

상기 합성영역을 추출하는 단계는,

상기 피사체의 영상을 다수의 셀로 나누는 단계와;

상기 각 셀의 주파수 도메인을 분석하는 단계와;

상기 주파수 도메인의 메인로브의 폭이 일정 이상인 셀을 합성영역으로 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 영상처리방법.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

외부통신망과 접속하는 단계와;

상기 외부통신망을 통해 원하는 웹사이트에 접속하는 단계와;

상기 웹사이트에서 원하는 배경영상 데이터를 다운로드받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 영상처리방법.