KR100869062B1 - Lens focus compensator and method thereof - Google Patents

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KR100869062B1
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강훈
이자용
서우찬
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

A lens focus corrector and a lens focus correcting method are provided to correct a focus of a camera lens accurately by performing only fast fourier conversion operation without an image sensor for correcting a focus of an additional camera lens, thereby reducing the size of the camera and the cost. An image processor(12) comprises a CCD(Charge Coupled Device) or a CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor. In this case, the CCD or the CMOS image sensor can convert light reflected through a lens(L) into an analog signal which is electrical. A lens focus corrector(14) extracts the first pixel data comprising the sample line of the first input image. The extracted first pixel data is fast Fourier-transformed by the lens focus corrector. The lens focus corrector stores the result after the first fast Fourier conversion as a focus value. The lens focus corrector can correct or move the location of the camera lens(L) based on the stored focus value.

Description

렌즈 초점 보정기 및 렌즈 초점 보정 방법{Lens focus compensator and method thereof}Lens focus compensator and method

본 발명은 렌즈 초점 보정 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 퓨리에 변환을 이용하여 카메라 렌즈의 초점을 보정할 수 있는 렌즈 초점 보정기 및 그 방법 관한 것이다.The present invention relates to a lens focus correction technique, and more particularly, to a lens focus corrector and a method for correcting a focus of a camera lens using a fast Fourier transform.

일반적으로 자동 초점(Autofocus, AF)은 피사체에 초점이 맞도록 하는 광학 시스템(또는, 카메라)의 기능으로, 상기 광학 시스템은 크게 능동적 시스템(Active System)과 수동적 시스템(Passive System)으로 구분된다.In general, autofocus (AF) is a function of an optical system (or a camera) that focuses a subject, and the optical system is largely divided into an active system and a passive system.

상기 능동적 시스템 하에서 광학 카메라는 거리 측정을 위해 적외선 또는 초음파를 방출하고 측정된 거리에 기초하여 자동으로 렌즈의 초점을 맞추지만 상기 광학 카메라와 물체 사이에 창문이 있는 경우 유리가 초음파나 적외선을 반사하기 때문에 초점을 맞추기 어려울 수 있다. Under the active system, the optical camera emits infrared or ultrasonic waves for distance measurement and automatically focuses the lens based on the measured distance, but the glass reflects ultrasonic waves or infrared rays if there is a window between the optical camera and the object. This can be difficult to focus on.

또한, 상기 능동적 시스템은 초음파나 적외선이 도달할 수 있는 거리에 한계가 있기 때문에 먼 거리에 있는 물체에는 초점을 못 맞출 수 있다.In addition, the active system is limited in the distance that ultrasonic waves or infrared rays can reach, and therefore cannot focus on objects at a distance.

상기 수동적 시스템 하에서 광학 카메라는 피사체로부터 자연적으로 반사된 빛을 이용하여 초점을 맞춘다. 특히, 상기 수동적 시스템에서 많이 사용되는 위상차 검출 방식(phase detection system)은 렌즈를 통해 들어오는 빛을 한 쌍으로 나누어 비교함으로써 초점이 맞았는지 판단하며, 스플릿 이미지 스크린(split image screen)을 통해 수동으로 초점을 맞추는 것과 유사한 원리로 동작한다. Under the passive system, the optical camera focuses using light that is naturally reflected from the subject. In particular, a phase detection system commonly used in the passive system determines whether the image is in focus by dividing and comparing the light coming through the lens into a pair, and manually focusing the image through a split image screen. It works on a similar principle.

그러나 상기 위상차 검출 방식은 피사체가 저 대비(contrast), 저 광량, 또는 강한 역광 하에 있는 경우 등에는 초점을 못 맞출 수 있으며 초점을 맞추기 위한 연산과정이 복잡한 문제점이 발생할 수 있다.However, the phase difference detection method may be unable to focus when the subject is under low contrast, low light amount, or strong backlight, and may cause a complicated operation of focusing.

일반적으로 상기와 같은 상기 능동적 시스템과 상기 수동적 시스템 하에서 광학 카메라는 자동 초점을 위한 별도의 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서를 포함하여야 한다.In general, under the active system and the passive system, the optical camera should include a separate Charge Coupled Device (CCD) or Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) image sensor for auto focus.

따라서 상기 광학 카메라는 하드웨어적으로 부피가 커지고 제조 비용이 증가하는 단점이 발생할 수 있다.Therefore, the optical camera may have the disadvantage of being bulky in hardware and increasing in manufacturing cost.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 이미지 촬영을 위한 CCD 또는 CMOS 이미지 센서 외에 별도로 자동 초점을 위한 CCD 또는 CMOS 이미지 센서가 필요없이 렌즈의 초점을 보정할 수 있는 렌즈 초점 보정기 및 렌즈 초점 보정 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a lens focus corrector and a lens focus correcting method capable of correcting the focus of a lens without the need for a CCD or CMOS image sensor for auto focus separately from a CCD or CMOS image sensor for image capturing. To provide.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 고속 퓨리에 변환을 이용하여 고속으로 렌즈의 초점을 보정할 수 있는 렌즈 초점 보정기 및 렌즈 초점 보정 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lens focus corrector and a lens focus correcting method capable of correcting the focus of a lens at high speed using a fast Fourier transform.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 렌즈 초점 보정 방법은 제1 입력 영상의 샘플 라인을 구성하는 제1 픽셀 데이터를 추출하는 단계; 상기 제1 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 단계; 및 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 초점 값으로서 저장하고 저장된 초점 값에 기초하여 카메라 렌즈의 위치를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lens focus correction method, comprising extracting first pixel data constituting a sample line of a first input image; Fast Fourier transforming the first pixel data and outputting a first fast Fourier transformed result; And storing the first fast Fourier transformed result as a focus value and correcting the position of the camera lens based on the stored focus value.

상기 렌즈 초점 보정 방법은, 상기 카메라 렌즈의 상기 위치가 보정된 경우에 발생된 제2 입력 영상의 상기 샘플 라인을 구성하는 제2 픽셀 데이터를 추출하는 단계; 상기 제2 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 단계; 및 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과와 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 상기 초점 값으로서 저장하고 저장된 초점 값에 기초하여 상기 카메라 렌즈의 위치를 재보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The lens focus correction method may further include extracting second pixel data constituting the sample line of a second input image generated when the position of the camera lens is corrected; Fast Fourier transforming the second pixel data and outputting a second fast Fourier transformed result; And comparing the first fast Fourier transformed result with the second fast Fourier transformed result and storing the first fast Fourier transformed result or the second fast Fourier transformed result as the focus value based on a comparison result. The method may further include recalibrating the position of the camera lens based on the stored focus value.

상기 재보정하는 단계는, 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과 중에서 고속 퓨리에 변환 결과가 더 큰 고속 퓨리에 변환 결과를 상기 초점 값으로서 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.The recalibrating may further include storing, as the focal value, a fast Fourier transform result having a larger Fast Fourier transform result among the first Fast Fourier transform result or the second Fast Fourier transform result.

상기 샘플 라인은, 상기 제1 입력 영상을 구성하는 1차원 라인들(lines) 중에서 어느 하나일 수 있다.The sample line may be any one of one-dimensional lines constituting the first input image.

상기 제1 입력 영상은, 상기 카메라 렌즈를 통하여 촬영된 피사체의 영상일 수 있다.The first input image may be an image of a subject photographed through the camera lens.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 렌즈 초점 보정기는 제1 입력 영상의 샘플 라인을 구성하는 제1 픽셀 데이터를 추출하는 데이터 추출부; 상기 제1 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 고속 퓨리에 변환부; 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 초점 값으로서 저장하는 초점 값 산출부; 및 상기 저장된 초점 값에 기초하여 카메라 렌즈의 위치를 보정하는 렌즈 이동 제어부를 포함할 수 있다.Lens focus corrector for achieving the technical problem is a data extraction unit for extracting the first pixel data constituting a sample line of the first input image; A fast Fourier transform unit for fast Fourier transforming the first pixel data and outputting a first fast Fourier transformed result; A focus value calculator configured to store the first fast Fourier transformed result as a focus value; And a lens movement controller to correct a position of a camera lens based on the stored focus value.

상기 데이터 추출부는, 렌즈 이동 제어부에 의해서 상기 카메라 렌즈의 상기 위치가 보정된 경우에 발생된 제2 입력 영상의 상기 샘플 라인을 구성하는 제2 픽셀 데이터를 추출하고, 상기 고속 퓨리에 변환부는 상기 제2 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하고, 상기 초점 값 산출부는 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과와 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 상기 초점 값으로서 저장하고, 상기 렌즈 이동 제어부는 상기 초점 값 산출부에 저장된 초점 값에 기초하여 상기 카메라 렌즈의 위치를 재보정할 수 있다.The data extracting unit extracts second pixel data constituting the sample line of the second input image generated when the position of the camera lens is corrected by a lens shift controller, and the fast Fourier transform unit extracts the second pixel data. Converts the pixel data into fast fast Fourier transforms and outputs a second fast Fourier transformed result, wherein the focus value calculator compares the first fast Fourier transformed result with the second fast Fourier transformed result and based on the comparison result The first fast Fourier transformed result or the second fast Fourier transformed result may be stored as the focus value, and the lens shift controller may recalibrate the position of the camera lens based on the focus value stored in the focus value calculator. have.

상기 초점 값 산출부는, 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과 중에서 고속 퓨리에 변환 결과가 더 큰 고속 퓨리에 변환 결과를 상기 초점 값으로서 저장할 수 있다.The focus value calculator may store, as the focus value, a fast Fourier transform result having a larger Fast Fourier transform result among the first Fast Fourier transform result or the second Fast Fourier transform result.

상기 샘플 라인은, 상기 제1 입력 영상을 구성하는 1차원 라인들(lines) 중에서 어느 하나일 수 있다.The sample line may be any one of one-dimensional lines constituting the first input image.

상기 제1 입력 영상은, 상기 카메라 렌즈를 통하여 촬영된 피사체의 영상일 수 있다.The first input image may be an image of a subject photographed through the camera lens.

상기 렌즈 초점 보정기는 멀티미디어 기기에 구현될 수 있다.The lens focus compensator may be implemented in a multimedia device.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 렌즈 초점 보정기 및 렌즈 초점 보정 방법은 별도의 카메라 렌즈의 초점 보정을 위한 이미지 센서의 필요없이 고속 퓨리에 변환 연산의 수행만으로 카메라 렌즈의 정확한 초점 보정을 할 수 있어 카메라의 크기를 줄이고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.As described above, the lens focus corrector and the lens focus correcting method according to the present invention can accurately correct the camera lens by performing a fast Fourier transform operation without the need of an image sensor for focus correction of the camera lens. It has the effect of reducing size and reducing costs.

또한, 본 발명에 의하면 입력 영상 전체에 대하여 고속 퓨리에 변환 연산을 수행하지 않고 상기 입력 영상의 샘플 라인에서만 픽셀 데이터를 추출하여 고속 퓨리에 변환 연산을 수행하여 카메라 렌즈의 초점 보정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to shorten the focus correction time of a camera lens by extracting pixel data only from a sample line of the input image without performing a fast Fourier transform operation on the entire input image. There is.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 초점 보정기를 포함하는 카메라의 블록도이고, 도 2는 도 1의 렌즈 초점 보정기가 샘플 라인(S_Line)의 픽셀 데이터를 추출하는 과정을 성명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a camera including a lens focus corrector according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for describing a process of extracting pixel data of a sample line S_Line by the lens focus corrector of FIG. 1. .

도 1과 도 2를 참조하면, 상기 카메라(10)는 이미지 처리부(12), 렌즈 초점 보정기(14), 및 디스플레이부(24)를 포함할 수 있으며, 상기 이미지 처리부(12)와 상기 렌즈 초점 보정기(14)는 하나의 칩(chip)으로 구현될 수 있다.1 and 2, the camera 10 may include an image processor 12, a lens focus compensator 14, and a display 24, and the image processor 12 and the lens focus may be used. The compensator 14 may be implemented as one chip.

상기 카메라(10)는 디지털 카메라가 될 수 있으며, 휴대용 단말기, 노트북, 데스크톱 컴퓨터, 또는 휴대용 멀티미디어 컴퓨터(PMP) 등의 멀티미디어 장치에 구현될 수 있다.The camera 10 may be a digital camera and may be implemented in a multimedia device such as a portable terminal, a notebook computer, a desktop computer, or a portable multimedia computer (PMP).

상기 이미지 처리부(12)는 피사체로부터 카메라 렌즈(L)를 통하여 반사된 빛을 전기적인 아날로그 신호로 변환시키고 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 상관 이중 샘플링하여 제1 입력 영상 및/ 또는 제2 입력 영상을 출력한다.The image processor 12 converts the light reflected from the subject through the camera lens L into an electrical analog signal, and correlates and double-samples the converted analog signal into a digital signal so as to first and / or second input image. Outputs

상기 제1 입력 영상 및/ 또는 상기 제2 입력 영상은 카메라 렌즈(L)를 통하여 촬영된 피사체의 영상이다. 예컨대, 상기 제1 입력 영상은 상기 카메라 렌즈(L)가 렌즈 이동부(5)에서 "A" 방향으로 이동한 경우에 촬영된 피사체의 영상이고, 상기 제2 입력 영상은 상기 카메라 렌즈(L)가 렌즈 이동부(5)에서 "B" 방향으로 이동한 경우에 촬영된 피사체의 영상일 수 있다.The first input image and / or the second input image are images of a subject photographed through the camera lens (L). For example, the first input image is an image of a subject photographed when the camera lens L moves in the direction "A" of the lens shifter 5, and the second input image is the camera lens L. May be an image of a photographed subject when the lens shifter 5 moves in the "B" direction.

상기 이미지 처리부(12)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서(미도시)를 구비할 수 있으며, 이 경우 상기 CCD 또는 CMOS 이미지 센서는 렌즈(L)를 통하여 반사된 빛을 전기적인 아날로그 신호로 변환할 수 있다.The image processor 12 may include a Charge Coupled Device (CCD) or a Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) image sensor (not shown). In this case, the CCD or CMOS image sensor may be provided through a lens (L). The reflected light can be converted into an electrical analog signal.

상기 렌즈 초점 보정기(14)는 제1 입력 영상의 샘플 라인(S_Line)을 구성하는 제1 픽셀 데이터를 추출하고 추출된 제1 픽셀 데이터를 제1 고속 퓨리에 변환하고 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 초점 값으로서 저장하고 저장된 초점 값에 기초하여 카메라 렌즈(L)의 위치를 보정 또는 이동시킬 수 있다.The lens focus corrector 14 extracts first pixel data constituting the sample line S_Line of the first input image, focuses the first fast Fourier transform on the extracted first pixel data, and focuses the first fast Fourier transformed result. The position of the camera lens L can be corrected or moved based on the stored focal value and stored as a value.

또한, 상기 렌즈 초점 보정기(14)는 상기 카메라 렌즈(L)의 상기 위치가 보정된 경우에 발생된 제2 입력 영상의 상기 샘플 라인(S_Line)을 구성하는 제2 픽셀 데이터를 추출하고 추출된 제2 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하여 출력하고 제2 고속 퓨리에 변환된 결과와 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 상기 초점 값으로서 저장하고, 저장된 초점 값에 기초하여 상기 카메라 렌즈(L)의 위치를 재보정 또는 재이동 시킬 수 있다.In addition, the lens focus corrector 14 extracts and extracts second pixel data constituting the sample line S_Line of the second input image generated when the position of the camera lens L is corrected. Outputs two pixel data by performing fast Fourier transform and compares a second fast Fourier transformed result with the first fast Fourier transformed result and based on a comparison result, the first fast Fourier transformed or the second fast Fourier transformed result. A result may be stored as the focus value, and the position of the camera lens L may be recalibrated or repositioned based on the stored focus value.

상기 샘플 라인(S_Line)은 도 2와 같이 상기 제1 입력 영상 또는 제2 입력 영상을 구성하는 1차원 라인들(lines) 중에서 어느 하나의 라인일 수 있다. 예컨대, 샘플 라인(S_Line)은 상기 제1 입력 영상 또는 상기 제2 입력 영상을 구성하는 어느 하나의 픽셀과 다른 하나의 픽셀을 연결하는 선분일 수 있다.The sample line S_Line may be any one line of one-dimensional lines constituting the first input image or the second input image as shown in FIG. 2. For example, the sample line S_Line may be a line segment connecting one pixel and another pixel constituting the first input image or the second input image.

상기 샘플 라인(S_Line)은 상기 제1 입력 영상 또는 제2 입력 영상의 수평 방향, 수직 방향, 또는 대각선 방향 중에서 어느 하나의 방향을 갖는 선분일 수 있음은 물론이다.The sample line S_Line may be a line segment having any one of a horizontal direction, a vertical direction, or a diagonal direction of the first input image or the second input image.

상기 렌즈 초점 보정기(14)는 데이터 추출부(16), 고속 퓨리에 변환부(Fast Fourier Transform, FFT, 18), 초점 값 산출부(20), 및 렌즈 이동 제어부(22)를 포함할 수 있다.The lens focus corrector 14 may include a data extractor 16, a fast Fourier transform (FFT) 18, a focus value calculator 20, and a lens movement controller 22.

상기 데이터 추출부(16), 고속 퓨리에 변환부(18), 초점 값 산출부(20), 및 렌즈 이동 제어부(22) 각각은 H/W 및/ 또는 S/W로 구현될 수 있다.Each of the data extractor 16, the fast Fourier transform unit 18, the focus value calculator 20, and the lens movement controller 22 may be implemented as H / W and / or S / W.

상기 데이터 추출부(16)는 카메라 렌즈(L)로부터 전송된 빛 에너지를 이미지 처리부(12)에서 영상 처리한 제1 입력 영상의 샘플 라인(S_Line)을 구성하는 제1 픽셀 데이터를 추출할 수 있다.The data extractor 16 may extract first pixel data constituting a sample line S_Line of the first input image obtained by image processing the light energy transmitted from the camera lens L by the image processor 12. .

또한, 상기 데이터 추출부(16)는 카메라 렌즈(L)의 위치가 렌즈 이동 제어부(22)에 의해서 보정 또는 이동된 경우 상기 보정 또는 상기 이동된 카메라 렌즈(L)로부터 전송된 빛 에너지를 이미지 처리부(12)에서 영상 처리한 제2 입력 영상의 샘플 라인(S_Line)을 구성하는 제2 픽셀 데이터를 추출할 수도 있다.In addition, the data extractor 16 may be configured to convert the light energy transmitted from the corrected or moved camera lens L when the position of the camera lens L is corrected or moved by the lens shift controller 22. In operation 12, second pixel data constituting a sample line S_Line of the second input image processed by the image may be extracted.

상기 고속 퓨리에 변환부(18)는 상기 제1 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력할 수 있다.The fast Fourier transformer 18 may perform fast Fourier transform on the first pixel data and output a result of the first fast Fourier transform.

이하, 상기 고속 퓨리에 변환부(18)가 상기 제1 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the fast Fourier transform unit 18 will be described in detail the process of the fast Fourier transform the first pixel data.

상기 제1 픽셀 데이터의 개수가 N(N은 자연수)개인 경우, 상기 고속 퓨리에 변환부(18)는 우선 상기 N개의 제1 픽셀 데이터(f0 내지 fN -1) 를 다음의 수학식 1과 같이 짝수번째 집단(g1)과 홀수번째 집단(h1)으로 나눈다(단, 주기는 NT/2 이다.).When the number of the first pixel data is N (N is a natural number), the fast Fourier transform unit 18 first converts the N first pixel data f 0 to f N −1 to the following equation (1). Similarly, divide into even-numbered groups (g 1 ) and odd-numbered groups (h 1 ) (but the period is NT / 2).

Figure 112007056470069-pat00001
Figure 112007056470069-pat00001

Figure 112007056470069-pat00002
Figure 112007056470069-pat00002

상기 고속 퓨리에 변환부(18)는 다음의 수학식 2와 같이 상기 짝수번째 집단(g1)과 상기 홀수번째 집단(h1) 각각에 대하여 DFT(Discrete Fourier Transform) 연산을 수행하여 DFT 연산결과인 Gk 와 Hk를 출력한다.The fast Fourier transform unit 18 performs a DFT (Discrete Fourier Transform) operation on each of the even group (g 1 ) and the odd group (h 1 ) as shown in Equation 2 below. G k And prints H k .

Figure 112007056470069-pat00003
Figure 112007056470069-pat00003

Figure 112007056470069-pat00004
Figure 112007056470069-pat00004

(여기서,

Figure 112007056470069-pat00005
이다.)(here,
Figure 112007056470069-pat00005
to be.)

상기 고속 퓨리에 변환부(18)는 상기 수학식 2의 DFT 연산 결과(즉, 각 집 단(g1, h1)에 대한 DFT 연산 결과)를 이용하여 원래 N개의 제1 픽셀 데이터(f0 내지 fN-1)의 DFT 연산을 수행하여 다음의 수학식 3과 같이 DFT 연산 결과(Fk)를 출력한다.The fast Fourier transform unit 18 may use the original N pieces of first pixel data f 0 through FFT using the DFT calculation result of Equation 2 (that is, the DFT calculation result for each group g 1 and h 1 ). f D -1 ) is performed to output the DFT operation result F k as shown in Equation 3 below.

Figure 112007056470069-pat00006
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상기 고속 퓨리에 변환부(18)는 주기가 NT/2이므로 상기 수학식 3을 다음의 수학식 4와 같이 변형하여 제1 고속 퓨리에 변환된 결과(Fk)를 출력할 수 있다.Since the fast Fourier transform unit 18 has a period NT / 2, the fast Fourier transform unit 18 may output the first fast Fourier transformed result F k by modifying Equation 3 as shown in Equation 4 below.

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또한, 상기 고속 퓨리에 변환부(18)는 카메라 렌즈(L)의 위치가 렌즈 이동 제어부(22)에 의해서 보정 또는 이동된 경우 상기 제2 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력할 수 있다.In addition, when the position of the camera lens L is corrected or shifted by the lens shift controller 22, the fast Fourier transform unit 18 performs fast Fourier transform on the second pixel data and outputs a result of the second fast Fourier transform. You can print

상기 고속 퓨리에 변환부(18)가 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 과정은 상기 고속 퓨리에 변환부(18)가 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 과정과 동일 또는 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The process of outputting the result of the second fast Fourier transform by the fast Fourier transform unit 18 is the same as or similar to the process of outputting the result of the first fast Fourier transform by the fast Fourier transform unit. Description is omitted.

상기 초점 값 산출부(20)는 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 초점 값으로서 저장할 수 있다.The focus value calculator 20 may store the first fast Fourier transformed result as a focus value.

또한, 상기 초점 값 산출부(20)는 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과와 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 상기 초점 값으로서 저장할 수 있다.In addition, the focus value calculator 20 compares the first fast Fourier transformed result with the second fast Fourier transformed result and based on a comparison result, the first fast Fourier transformed result or the second fast Fourier transformed result. The converted result can be stored as the focus value.

예컨대, 상기 초점 값 산출부(20)는 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과 중에서 고속 퓨리에 변환 결과가 더 큰 고속 퓨리에 변환 결과를 상기 초점 값으로서 저장할 수 있다.For example, the focus value calculator 20 may store, as the focus value, a fast Fourier transform result having a larger Fast Fourier transform result among the first Fast Fourier transform result or the second Fast Fourier transform result.

일반적으로 카메라 렌즈(L)를 통하여 촬영된 피사체의 입력 영상의 고속 퓨리에 변환결과 값이 더 클수록(즉, 고주파성분이 많을수록) 영상의 노이즈가 적어 카메라 렌즈(L)의 초점이 정확하다.In general, as the result of the fast Fourier transform of the input image of the subject photographed through the camera lens L is larger (that is, the more high frequency components), the noise of the image is smaller and the focus of the camera lens L is accurate.

즉, 본 발명의 실시 예에 의한 렌즈 초점 보정기(10)는 별도의 초점 보정을 위한 이미지 센서의 필요없이 고속 퓨리에 변환 연산의 수행만으로 카메라 렌즈(L)의 정확한 초점 보정을 할 수 있는 효과가 있다.That is, the lens focus corrector 10 according to the embodiment of the present invention has an effect of correcting the focus of the camera lens L only by performing a fast Fourier transform operation without the need for an image sensor for separate focus correction. .

또한, 본 발명의 실시 예에 의한 렌즈 초점 보정기(10)는 제1 입력 영상 및 제2 입력 영상 전체에 대하여 고속 퓨리에 변환 연산을 수행하지 않고 상기 제1 입력 영상 및 상기 제2 입력 영상의 샘플 라인(S_Line)에서만 픽셀 데이터를 추출하여 고속 퓨리에 변환 연산을 수행하므로 카메라 렌즈(L)의 초점 보정을 위한 연산시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.In addition, the lens focus corrector 10 according to an exemplary embodiment of the present invention does not perform a fast Fourier transform operation on the entire first input image and the second input image, and sample lines of the first input image and the second input image. By extracting the pixel data only at (S_Line) and performing the fast Fourier transform operation, it is possible to reduce the computation time for focus correction of the camera lens (L).

상기 렌즈 이동 제어부(22)는 상기 초점 값 산출부(20)에 저장된 초점 값에 기초하여 카메라 렌즈(L)의 위치를 보정 또는 이동시킬 수 있다.The lens movement controller 22 may correct or move the position of the camera lens L based on the focus value stored in the focus value calculator 20.

예컨대, 상기 렌즈 이동 제어부(22)는 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과가 상기 초점 값으로 저장된 경우 카메라 렌즈(L)의 현재 위치를 렌즈 초점 위치로 결정하여 카메라 렌즈(L)의 위치를 유지시킬 수 있다.For example, when the first fast Fourier transformed result is stored as the focus value, the lens movement controller 22 determines the current position of the camera lens L as the lens focus position to maintain the position of the camera lens L. Can be.

또한, 상기 렌즈 이동 제어부(22)는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과가 상기 초점 값으로 저장된 경우 카메라 렌즈(L)의 위치를 재보정 또는 재이동(예컨대, "A" 또는 "B" 방향으로 이동)시킬 수 있다.In addition, the lens shift controller 22 may recalibrate or reposition the camera lens L when the result of the second fast Fourier transform is stored as the focus value (for example, in an "A" or "B" direction). Can be moved).

상기 디스플레이부(24)는 상기 카메라 렌즈(L)를 통하여 촬영된 영상을 디스플레이한다. 상기 렌즈 초점 보정기(10)가 멀티 미디어 장치에 구현되는 경우, 상기 디스플레이부(24)는 상기 렌즈 초점 보정기(10)에 별도로 구비되지 않을 수 있다. 이 경우 상기 멀티 미디어 장치의 디스플레이장치(예컨대, LCD, 모니터등)가 영상을 디스플레이하는데 사용된다.The display unit 24 displays an image photographed through the camera lens (L). When the lens focus corrector 10 is implemented in the multimedia apparatus, the display unit 24 may not be separately provided in the lens focus corrector 10. In this case, a display device (eg, LCD, monitor, etc.) of the multimedia apparatus is used to display an image.

도 3은 도 1의 렌즈 초점 보정기(10)에 의해서 위치 보정된 렌즈(L)를 통하여 입력된 입력 영상을 나타낸다. 도 3을 참조하면 보정된 후("c", 초점 값= 0.8) 의 영상이 보정되기 전 ("a"(초점 값= 0.2) 또는 "b"(초점 값= 0.5)의 영상보다 더 선명함을 알 수 있다.FIG. 3 illustrates an input image input through the lens L corrected by the lens focus corrector 10 of FIG. 1. Referring to Fig. 3, the image after the correction ("c", focus value = 0.8) is sharper than the image ("a" (focus value = 0.2) or "b" (focus value = 0.5) before the image is corrected. Able to know.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 초점 보정 방법의 흐름도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 데이터 추출부(16)는 제1 입력 영상의 샘플 라인(S_Line)을 구성하는 제1 픽셀 데이터를 추출한다(S10).4 is a flowchart illustrating a lens focus correction method according to an exemplary embodiment of the present invention. 1 to 4, the data extractor 16 extracts first pixel data constituting a sample line S_Line of the first input image (S10).

고속 퓨리에 변환부(18)는 상기 제1 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고(S20), 초점 값 산출부(20)는 상기 제1 고속 퓨리에 변환 결과를 초점 값으로 저장하고, 렌즈 이동 제어부(22)는 상기 제1 고속 퓨리에 변환 결과에 기초하여 카메라 렌즈(L)의 위치를 보정한다(S30).The fast Fourier transform unit 18 converts the first pixel data into fast Fourier transforms (S20), and the focus value calculator 20 stores the first fast Fourier transform result as a focus value and the lens shift controller 22. Corrects the position of the camera lens L based on the first fast Fourier transform result (S30).

데이터 추출부(16)는 상기 카메라 렌즈(L)의 상기 위치가 보정된 경우에 발생된 제2 입력 영상의 상기 샘플 라인(S_Line)을 구성하는 제2 픽셀 데이터를 추출한다(S40).The data extractor 16 extracts second pixel data constituting the sample line S_Line of the second input image generated when the position of the camera lens L is corrected (S40).

고속 퓨리에 변환부(18)는 상기 제2 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고(S50), 초점 값 산출부(20)는 제1 고속 퓨리에 변환 결과와 제2 고속 퓨리에 변환 결과를 비교하고(S60), 상기 제1 고속 퓨리에 변환 결과가 제2 고속 퓨리에 변환 결과보다 큰 경우 현재의 렌즈(L)의 위치를 유지시킨다(S70).The fast Fourier transform unit 18 performs fast Fourier transform on the second pixel data (S50), and the focus value calculator 20 compares the first fast Fourier transform result with the second fast Fourier transform result (S60), If the result of the first fast Fourier transform is larger than the result of the second fast Fourier transform, the position of the current lens L is maintained (S70).

또는, 상기 제1 고속 퓨리에 변환 결과가 제2 고속 퓨리에 변환 결과보다 작은 경우 상기 제2 고속 퓨리에 변환 결과를 상기 초점 값으로 저장하고, 렌즈 이동 제어부(22)는 상기 초점 값으로 저장된 제2 고속 퓨리에 변환 결과에 기초하여 카메라 렌즈(L)의 위치를 보정한다(S75).Alternatively, when the first fast Fourier transform result is smaller than the second fast Fourier transform result, the second fast Fourier transform result is stored as the focus value, and the lens shift controller 22 stores the second fast Fourier transform as the focus value. The position of the camera lens L is corrected based on the conversion result (S75).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 본 발명에 따른 렌즈 초점 보정 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드는 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 전송될 수도 있다. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like. The program code for performing the lens focus correction method according to the present invention may be a carrier wave. It may also be transmitted in the form of (for example, transmission via the Internet).

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 초점 보정기를 포함하는 카메라의 블록도이다.1 is a block diagram of a camera including a lens focus corrector according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 렌즈 초점 보정기가 샘플 라인의 픽셀 데이터를 추출하는 과정을 성명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for describing a process of extracting pixel data of a sample line by the lens focus compensator of FIG. 1.

도 3은 도 1의 렌즈 초점 보정기에 의해서 위치 보정된 렌즈를 통하여 입력 된 입력 영상을 나타낸다.FIG. 3 illustrates an input image input through a lens whose position is corrected by the lens focus corrector of FIG. 1.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 초점 보정 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a lens focus correction method according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (13)

제1 입력 영상의 샘플 라인을 구성하는 제1 픽셀 데이터를 추출하는 단계;Extracting first pixel data constituting a sample line of the first input image; 상기 제1 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 단계; 및Fast Fourier transforming the first pixel data and outputting a first fast Fourier transformed result; And 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 초점 값으로서 저장하고 저장된 초점 값에 기초하여 카메라 렌즈의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 렌즈 초점 보정 방법.Storing the first fast Fourier transformed result as a focus value and correcting a position of a camera lens based on the stored focus value. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 초점 보정 방법은,The method of claim 1, wherein the lens focus correction method, 상기 카메라 렌즈의 상기 위치가 보정된 경우에 발생된 제2 입력 영상의 상기 샘플 라인을 구성하는 제2 픽셀 데이터를 추출하는 단계;Extracting second pixel data constituting the sample line of a second input image generated when the position of the camera lens is corrected; 상기 제2 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 단계; 및Fast Fourier transforming the second pixel data and outputting a second fast Fourier transformed result; And 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과와 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 상기 초점 값으로서 저장하고 저장된 초점 값에 기초하여 상기 카메라 렌즈의 위치를 재보정하는 단계를 더 포함하는 렌즈 초점 보정 방법.Comparing the first fast Fourier transformed result with the second fast Fourier transformed result and storing and storing the first fast Fourier transformed result or the second fast Fourier transformed result as the focus value based on a comparison result And recalibrating the position of the camera lens based on a focus value. 제2항에 있어서, 상기 재보정하는 단계는,The method of claim 2, wherein the recalibrating comprises: 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과 중에서 고속 퓨리에 변환 결과가 더 큰 고속 퓨리에 변환 결과를 상기 초점 값으로서 저장하는 단계를 더 포함하는 렌즈 초점 보정 방법. And storing, as the focus value, a fast Fourier transform result having a larger Fast Fourier transform result among the first Fast Fourier transform result or the second Fast Fourier transform result. 제1항에 있어서, 상기 샘플 라인은,The method of claim 1, wherein the sample line, 상기 제1 입력 영상을 구성하는 1차원 라인들(lines) 중에서 어느 하나의 라인인 렌즈 초점 보정 방법.The lens focus correction method of claim 1, wherein the line is any one of the one-dimensional lines constituting the first input image. 제1항에 있어서, 상기 제1 입력 영상은,The method of claim 1, wherein the first input image, 상기 카메라 렌즈를 통하여 촬영된 피사체의 영상인 렌즈 초점 보정 방법.Lens focus correction method that is an image of a subject photographed through the camera lens. 제1항에 기재된 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 프로그램으로 읽을 수 있는 기록매체.A recording medium readable by a computer program which records a computer program for performing the method of claim 1. 제1 입력 영상의 샘플 라인을 구성하는 제1 픽셀 데이터를 추출하는 데이터 추출부;A data extractor configured to extract first pixel data constituting a sample line of the first input image; 상기 제1 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하는 고속 퓨리에 변환부;A fast Fourier transform unit for fast Fourier transforming the first pixel data and outputting a first fast Fourier transformed result; 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과를 초점 값으로서 저장하는 초점 값 산출 부; 및 A focus value calculator configured to store the first fast Fourier transformed result as a focus value; And 상기 저장된 초점 값에 기초하여 카메라 렌즈의 위치를 보정하는 렌즈 이동 제어부를 포함하는 렌즈 초점 보정기.And a lens shift controller to correct a position of a camera lens based on the stored focus value. 제7항에 있어서, 상기 데이터 추출부는,The method of claim 7, wherein the data extraction unit, 렌즈 이동 제어부에 의해서 상기 카메라 렌즈의 상기 위치가 보정된 경우에 발생된 제2 입력 영상의 상기 샘플 라인을 구성하는 제2 픽셀 데이터를 추출하고,Extracting second pixel data constituting the sample line of the second input image generated when the position of the camera lens is corrected by a lens shift controller; 상기 고속 퓨리에 변환부는 상기 제2 픽셀 데이터를 고속 퓨리에 변환하고 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 출력하고,The fast Fourier transform unit performs fast Fourier transform on the second pixel data and outputs a second fast Fourier transformed result; 상기 초점 값 산출부는 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과와 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과를 상기 초점 값으로서 저장하고,The focus value calculator compares the result of the first fast Fourier transform with the result of the second fast Fourier transform and compares the result of the first fast Fourier transform or the result of the second fast Fourier transform based on a comparison result. Store it as a value, 상기 렌즈 이동 제어부는 상기 초점 값 산출부에 저장된 초점 값에 기초하여 상기 카메라 렌즈의 위치를 재보정하는 렌즈 초점 보정기.And the lens shift controller recalibrates the position of the camera lens based on the focus value stored in the focus value calculator. 제8항에 있어서, 상기 초점 값 산출부는,The method of claim 8, wherein the focus value calculator, 상기 제1 고속 퓨리에 변환된 결과 또는 상기 제2 고속 퓨리에 변환된 결과 중에서 고속 퓨리에 변환 결과가 더 큰 고속 퓨리에 변환 결과를 상기 초점 값으로서 저장하는 렌즈 초점 보정기.And a fast Fourier transform result having a larger Fast Fourier transform result among the first Fast Fourier transform result or the second Fast Fourier transform result as the focus value. 제7항에 있어서, 상기 샘플 라인은,The method of claim 7, wherein the sample line, 상기 제1 입력 영상을 구성하는 1차원 라인들(lines) 중에서 어느 하나의 라인 렌즈 초점 보정기.The line lens focus corrector of any one of the one-dimensional lines constituting the first input image. 제7항에 있어서, 상기 제1 입력 영상은,The method of claim 7, wherein the first input image, 상기 카메라 렌즈를 통하여 촬영된 피사체의 영상인 렌즈 초점 보정기.A lens focus corrector which is an image of a subject photographed through the camera lens. 카메라 렌즈; 및Camera lens; And 제7항의 렌즈 초점 보정기를 포함하며, 상기 렌즈 초점 보정기는,The lens focus corrector of claim 7, wherein the lens focus corrector includes: 상기 카메라 렌즈의 위치를 보정하는 이미지 촬영이 가능한 멀티미디어 기기.Multimedia device capable of capturing an image for correcting the position of the camera lens. 제12항에 있어서, 상기 멀티미디어 기기는,The method of claim 12, wherein the multimedia device, 디지털 카메라, 휴대용 단말기, 노트북, 데스크톱 컴퓨터, 또는 휴대용 멀티미디어 컴퓨터(PMP) 중에서 어느 하나인 등의 멀티미디어 기기.A multimedia device, such as a digital camera, a portable terminal, a notebook computer, a desktop computer, or a portable multimedia computer (PMP).
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