KR101022467B1

KR101022467B1 - 디지털 카메라의 자동노출제어 방법

Info

Publication number: KR101022467B1
Application number: KR1020030094265A
Authority: KR
Inventors: 이동환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-20
Filing date: 2003-12-20
Publication date: 2011-03-15
Also published as: KR20050062250A

Abstract

본 발명에 의한 디지털 카메라의 자동노출제어방법은, 촬상영역을 중앙부분의 제1영역과, 촬상영역에서 제1영역을 제외한 제2영역으로 구분하고, 제1영역을 복수개의 블록으로 구분하고, 블록의 휘도값의 중앙값 및 제2영역의 휘도값의 평균값에 의하여 셔터속도를 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 카메라의 자동노출제어 방법{Method of automatic exposure control of digital camera}

도 1은 전체 촬상 영역이, 자동노출제어를 위한 촬상영역 중앙부분의 제1영역(B)과 그 외의 제2영역(A)으로 구분된 것을 나타낸다.

도 2는 제1영역(B)을 짝수개의 블록으로 구분한 일 실시예이다.

도 3은 제1영역(B)을 홀수개의 블록으로 구분한 일 실시예이다.

도 4는 제1영역(B)을 홀수개의 블록으로 구분한 다른 실시예이다.

도 5는 본 발명에 의한 자동노출제어 방법이 적용될 수 있는 예시적인 디지털 카메라의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 발명은, 디지털 카메라에 관한 것으로서, 특히 자동노출제어를 수행하는 디지털 카메라에 관한 것이다.

국내공개특허공보 특2003-27440에, 종래의 자동노출제어(Automatic Exposure) 방법이 개시되어 있다. 종래의 자동노출제어는, 다음 수학식 1에 의하여 수행된다.

여기서, C는 셔터의 속도 및 조리개의 열림정도를 설정하기 위한 자동노출제어 데이터이며, A는 관심영역 이외의 부분에서 검출된 평균 자동노출제어 데이터, B는 관심영역 내에서의 평균 자동노출제어 데이터이며, m은 가중치로서 각 카메라 제조회사마다 다른 값이며, 실험적으로 가장 최적화된 값을 가진다.

자동노출제어를 수행하기 위해서는, 피사체 주변 환경에 따른 휘도 계산이 적절하게 이루어져야 한다.

그런데 전술한 종래의 스폿 측광 방식은, 촬영 윈도우 중앙의 소정영역을 관심영역으로 설정하고, 상기 관심영역의 휘도 평균값에 높은 가중치를 부여함으로써, 주변 배경보다는 인물사진과 같은 영상의 관심 대상이 뚜렷하게 촬영되도록 하는 것이다.

전술한 종래의 카메 라에서의 자동노출제어에서는, 상기 관심영역 내에서 특히 어두운 부분이 존재하는 경우에는, 상기 관심영역내에 밝은 부분이 더 넓게 분포함에도 불구하고, 관심영역내의 휘도 평균값이 작게 된다. 더욱이 상기 관심영역내의 휘도 평균값에 높은 가중치가 부여됨으로써, 주변영역이 포화되는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 새로운 관심영역 휘도값 계산방법 을 적용한 디지털 카메라의 자동노출제어 방법을 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 디지털 카메라의 자동노출제어방법은, 촬상영역을 중앙부분의 제1영역과, 상기 촬상영역에서 상기 제1영역을 제외한 제2영역으로 구분하고, 상기 제1영역을 복수개의 블록으로 구분하고, 상기 블록의 휘도값의 중앙값 및 상기 제2영역의 휘도값의 평균값에 의하여 셔터속도를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 중앙값은 상기 제1영역의 하나 또는 그 이상의 블록의 휘도값에 의하여 결정될 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 디지털 카메라의 자동노출제어방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 상세히 설명한다.

본 발명의 기본 개념은, 디지털 카메라의 자동노출제어를 수행함에 있어서, 종래의 관심영역의 평균값에 근거하지 않고, 관심영역의 중앙값에 근거하는 것이다.

통계학에서 사용되는 데이터량 중에서 대표값으로 표현할 수 있는 것은 평균값, 최빈값, 중앙값(median) 등이 있다.

중앙값(median)은, 측정된 표본값들을 크기순서에 따라 내림차순 또는 오름차순으로 정렬한 후에, 그 중앙의 표본값을 취한 것이다. 표본의 개수가 홀수개인 경우에는, 정렬된 표본값 중에서 가장 중앙의 표본값을 취하여 중앙값으로 취할 수 있다. 표본의 개수가 짝수개인 경우에는, 정렬된 표본값 중에서 중앙의 두 개의 표 본값의 평균값을 중앙값으로 취할 수 있다.

도 1은 전체 촬상 영역에서, 자동노출제어를 위한 촬상영역 중앙부분의 제1영역(B)과 그 외의 제2영역(A)을 나타낸다. 본 발명에 있어서는, 상기 제1영역(B)을 짝수개 또는 홀수개의 블록으로 구분한다.

도 2는 상기 제1영역(B)을 짝수개 예컨대 6개의 블록으로 구분한 실시예이다. 도 2를 참조하면, 제1영역(B)에 포함된 블록들의 휘도값이 내림차순으로 B₁, B₂, B₃, B₄, B₅, B₆ 의 순서로 정렬된다고 하면, 중앙값은 B₃ 와 B₄의 평균값이 된다. 따라서 셔터 속도(S)는 다음 수학식 2의 비례식에 의하여 결정될 수 있다.

여기서 A 는 제1영역 이외의 영역의 휘도값의 평균값이며, m은 제1영역에 부여되는 소정 가중치이다.

도 3은 상기 제1영역(B)을 홀수개 예컨대 9개의 블록으로 구분한 실시예이다. 도 3을 참조하면, 제1영역(B)에 포함된 블록들의 휘도값이 내림차순으로 B₁, B₂, B₃, B₄, B₅, B₆, B₇, B₈, B₉ 의 순서로 정렬된다고 하면, 중앙값은 B₅ 가 된다. 따라서 이 때 셔터 속도(S)는 다음 수학식 3의 비례식에 의하여 결정될 수 있다.

수학식 3은 도 3과 같이 제1영역이 9개의 블록으로 구분된 경우, 하나의 블록의 휘도값만을 중앙값으로 취한 경우의 예이다.

그러나, 제1영역을 대표하는 중앙값을 3개의 블록의 평균값으로 취할수도 있다. 만일 도 3에서, 제1영역(B)에 포함된 블록들의 휘도값이 내림차순으로 B₁, B₂, B₄, B₃, B₅, B₇, B₆, B₈, B₉ 의 순서로 정렬된다고 하면, 중앙값은 B₃, B₅, B₇ 의 평균값이 된다. 따라서 이 때 셔터 속도(S)는 다음 수학식 4의 비례식에 의하여 결정될 수 있다.

도 4는, 상기 제1영역(B)을 홀수개 예컨대 5개의 블록으로 구분한 실시예이다. 도 4를 참조하면, 제1영역(B)에 포함된 블록들의 휘도값이 내림차순으로 B₁, B₂, B₃, B₄, B₅ 의 순서로 정렬된다고 하면, 중앙값은 B ₃ 가 된다. 따라서 이 때 셔터 속도(S)는 다음 수학식 5의 비례식에 의하여 결정될 수 있다.

이와 같이 자동노출제어를 위한 제1영역을 복수개의 블록으로 구분한 경우, 제1영역을 대표하는 중앙값은 하나 또는 그 이상의 블록의 휘도값들에 의하여 결정될 수 있다. 즉, 제1영역의 크기와 제1영역내에 포함되는 블록의 개수에 연관하여, 중앙값을 결정하는 블록의 개수를 가변할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 자동노출제어를 위한 촬상영역 중앙부분의 제1영역을 설정하고, 상기 제1영역을 소정 개수의 블록으로 구분하고, 상기 블록의 각 휘도값으로부터 대표되는 중앙값을 취하고, 여기에 가중치를 부여함으로써, 자동노출제어의 기준값으로 삼을 수 있다.

렌즈부와 필터부를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광학계(OPS) 안의 렌즈부는 줌 렌즈, 포커스 렌즈, 및 보상 렌즈를 포함한다.

CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)의 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 여기서, 디지털 신호 처리기(507)는 타이밍 회로(502)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(501)의 동작을 제어한다. 아날로그-디지털 변환부로서의 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. 디지털 신호 처리기(507)는 CDS-ADC 소자(501)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 영상 신호를 발생시킨다.

DRAM(Dynamic Random Access Memory, 504)에는 디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 영상 신호가 일시 저장된다. EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, 505)에는 디지털 신호 처리기(507)의 동작에 필요한 알고리듬 및 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(506)에는 사용자의 메모리 카드가 착탈된다.

디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 영상 신호는 LCD 구동부(514)에 입력되고, 이로 인하여 칼라 LCD 패널(517)에 영상이 디스플레이된다.

한편, 디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 영상 신호는, USB(Universal Serial Bus) 접속부(518) 또는 RS232C 인터페이스(508)와 그 접속부(519)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비데오 필터(509) 및 비데오 출력부(520)를 통하여 비데오 신호로서 전송될 수 있다.

오디오 처리기(513)는, 마이크로폰(MIC)으로부터의 음성 신호를 디지털 신호 처리기(507) 또는 스피커(SP)로 출력하고, 디지털 신호 처리기(507)로부터의 오디오 신호를 스피커(SP)로 출력한다.

사용자 입력부(INP)에는, 셔터 버튼, 모드 선택 버튼, 기능 선택 버튼, 줌 버튼, 방향이동 버튼 등이 포함될 수 있다. 사용자 입력부(INP)는 사용자에 의해 조작되어, 사용자의 지시에 따라 각 기능 수행을 위한 명령을 발생한다..

마이크로제어기(512)는 렌즈 구동부(510)를 제어하고, 이에 따라 줌 모터(M_Z), 포커스 모터(M_F), 및 조리개(aperture) 모터(M_A)가 광학계(OPS) 안의 줌 렌즈, 포커스 렌즈, 및 조리개를 각각 구동한다. 마이크로제어기(512)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 셀프-타이머 램프, 자동-초점 램프, 플래시 대기 램프 등이 포함될 수 있다. 한편, 마이크로제어기(512)는 플래시-광량 센서(516)로부터의 신호에 따라 플래시 제어기(511)의 동작을 제어하여 플래시(515)를 구동한다.

본 발명이 적용될 수 있는 디지털 카메라는, 도 5의 구성요소들을 모두 구비하여야 하는 것은 아니며, 당업자라면 사양에 따라 그 구성요소 중 일부가 삭제되거나, 또 다른 구성요소가 추가되거나, 일부 구성요소가 변형될 수 있음을 이해할 것이다

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것 은 아니다. 그러므로 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 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 자동노출제어를 위한 촬상영역 중앙부분의 제1영역을 설정하고, 상기 제1영역을 소정 개수의 블록으로 구분하고, 상기 블록의 각 휘도값으로부터 대표되는 중앙값을 취하고, 여기에 가중치를 부여함으로써, 자동노출제어의 기준값으로 삼아 셔터 속도를 조정한다. 따라서, 종래의 관심영역에서 휘도값의 평균값을 취함으로써 발생하는 주변의 피사체가 포화되는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시 예들에 의해 가르침 받은 당업자라면, 다음의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실시 예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims

촬상영역을 중앙부분의 제1영역과, 상기 촬상영역에서 상기 제1영역을 제외한 제2영역으로 구분하고,

상기 제1영역을 복수개의 블록들로 구분하며,

상기 복수개의 블록들 각각의 휘도값들의 중앙값을 도출하고,

상기 중앙값을 셔터속도를 결정하는 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 자동노출제어방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 영역을 짝수개의 블록들로 구분하는 경우, 상기 블록들 각각의 휘도값들을 크기 순서로 배치하는 경우 가운데 영역에 위치하는 적어도 2개의 휘도값들의 평균을 중앙값으로 도출하고,

상기 제1 영역을 홀수개의 블록들로 구분하는 경우, 상기 블록들 각각의 휘도값들을 크기 순서로 배치하는 경우 가운데에 위치하는 휘도값을 중앙값으로 도출하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 자동노출제어방법.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중앙값에 비례하는 셔터속도를 결정하는 단계를 더 포함하는 디지털 카메라의 자동노출제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 영역의 휘도값의 평균값을 도출하는 단계,

상기 중앙값 및 상기 평균값에 비례하는 셔터속도를 결정하는 단계를 더 포함하는 디지털 카메라의 자동노출제어방법.