KR101064640B1

KR101064640B1 - 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법

Info

Publication number: KR101064640B1
Application number: KR1020100062832A
Authority: KR
Inventors: 박경남
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2011-09-15

Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법에 관한 것으로, 본 발명은 영상 이미지를 획득하는 단계, 초점 영역 사용자 입력 모드를 선택하는 단계, 손가락 영역을 인식하는 단계, 상기 손가락 영역의 끝점을 기준으로 초점 영역을 설정하는 단계, 상기 초점 영역내의 피사체에 대해 자동 초점을 실행하는 단계를 포함함으로써, 사용자가 원하는 초점 영역을 직접 설정하여 초점이 다양한 이미지를 촬영 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법{Estimation method of auto focus range of camera module}

본 발명은 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법에 관한 것이다.

카메라 모듈은 렌즈를 포함한 광학계에 의해 결상된 영상 광을, 씨씨디(CCD, charge coupled device)나 씨모스(CMOS, complementary metal-oxide semiconductor)와 같은 광전 변환 소자에 의해 전기신호로 광전 변환한 후, 광전 변환된 영상 신호에 소정의 영상 처리를 실시하여, 정지 영상이나 동영상을 출력하는 장치를 말한다.

일반적으로, 카메라 모듈에는 피사체까지의 거리를 측정하고 포커스 렌즈를 자동적으로 이동하여 초점이 맞는 사진을 촬영할 수 있게 하는 오토 포커스(AF, auto focus) 기능이 내장되어 있다.

일반적인 오토 포커스 방법은 영상의 중심부에 포커스를 맞추는 것이다. 이때, 포커스 영역(중심 영역)을 벗어난 주변부의 사물에는 포커스를 맞출 수가 없다. 따라서, 종래에는 주변부의 사물에 포커스를 맞추고자 하는 경우에는, 카메라 모듈을 이동시켜 주변부의 사물이 카메라 중심에 위치하고 반 셔터로 주변부의 사물에 오토 포커스를 락(lock) 시킨 후, 카메라 모듈을 이동시켜 주변부의 사물이 주변부에 배치되도록 한 후 촬영을 해야 했다. 이 방법은 이미지를 캡쳐할 때 오토 포커스를 락시키고 카메라 모듈을 이동시키는 과정에서 손 떨림 현상이 발생하거나, 오토 포커스 락이 풀리는 문제점이 있다.

다른 종래 오토 포커스 방법은 얼굴을 인식하여 얼굴 부분을 포커스하는 것이다. 이 방법은 얼굴 외에 다른 대상을 포커스할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 사용자가 포커스 영역을 지정할 수 있는 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법을 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 영상 이미지를 획득하는 단계, 초점 영역 사용자 입력 모드를 선택하는 단계, 손가락 영역을 인식하는 단계, 상기 손가락 영역의 끝점을 기준으로 초점 영역을 설정하는 단계, 상기 초점 영역내의 피사체에 대해 자동 초점을 실행하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 영상 이미지를 획득하는 단계, 초점 영역 사용자 입력 모드를 선택하는 단계, 2개의 손가락 영역을 인식하는 단계, 상기 2개의 손가락 영역의 2개의 끝점을 잇는 선을 이용하여 초점 영역을 설정하는 단계, 상기 초점 영역내의 피사체에 대해 자동 초점을 실행하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법이 제공된다.

본 발명의 실시 예에서는 손가락 영역을 인식하여 손가락 영역의 끝점을 기준으로 초점 영역을 설정함으로써, 사용자가 원하는 초점 영역을 직접 설정하여 초점이 다양한 이미지를 촬영할 수 있다.

또한, 2개의 손가락 영역 사이의 거리를 조절함으로써, 사용자가 초점 영역의 크기를 원하는 사이즈로 조절할 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 3은 손가락 영역이 1개인 경우 제어부의 동작에 따라 디스플레이부에 표시되는 영상의 예시도이다.
도 4는 손가락 영역이 2개인 경우 제어부의 동작에 따라 디스플레이부에 표시되는 영상의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부가 손가락 영역을 인식하는 과정을나타내는 도면이다.
도 6은 피부색의 분포를 2변수 정규 분포로 모델링한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈은 촬영부(10), 제어부(20), 디스플레이부(30)를 포함한다.

촬영부(10)는 사용자의 조작에 의해 피사체를 촬영하는 오토 포커싱 기능을 갖는 렌즈부(도시하지 않음)를 포함한다.

제어부(20)는 촬영부(10)에서 실시간으로 촬영되는 영상 이미지를 디스플레이부(30)에 적합한 영상 데이터로 변환하여 디스플레이부(30)로 출력한다.

"초점 영역 자동 설정 모드"에서 제어부(20)는 촬영부(10)의 중심이 초점 영역이 되도록 촬영부(10)를 제어하고, "초점 영역 사용자 입력 모드" 에서 제어부(20)는 촬영부(10)를 통해 사용자의 손가락 영역을 인식하고, 인식한 손가락 영역의 끝점을 기준으로 초점 영역을 설정하고, 설정된 초점 영역내의 피사체에 자동 초점을 실행하도록 촬영부(10)을 제어한다.

"초점 영역 사용자 입력 모드"에서 1개의 손가락 영역이 인식되면, 제어부(20)는 하나의 손가락 영역의 끝점을 중심점으로 하는 원형, 사각형 영역을 초점 영역으로 설정한다.

"초점 영역 사용자 입력 모드"에서 2개의 손가락 영역이 인식되면, 제어부(20)는 2개의 손가락 영역의 2개의 끝점을 잇는 선을 이용하여 초점 영역을 설정한다.

디스플레이부(30)는 제어부(20)에 의해 설정된 초점 영역에 초점이 맞춰진 영상 이미지를 표시하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 동작을 나타내는 도면이고, 도 3은 손가락 영역이 1개인 경우 제어부의 동작에 따라 디스플레이부에 표시되는 영상의 예시도이고, 도 4는 손가락 영역이 2개인 경우 제어부의 동작에 따라 디스플레이부에 표시되는 영상의 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 촬영부(10)를 통해 피사체가 촬영되면(S201) 도 3a에 도시된 바와 같이 디스플레이부(30)는 프리뷰 영상 이미지를 표시한다.

"초점 영역 사용자 입력 모드"가 선택되면(S202), 도 3b에 도시된 바와 같이제어부(20)는 상기 프리뷰 영상 이미지 중 손가락 영역(31)을 인식한다(S203).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부가 손가락 영역을 인식하는 과정을나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(20)는 촬영부(10)가 촬영한 프리뷰 영상 이미지를 채도 신호가 포함된 채도 영상 데이터로 변환한다(S501).

채도 영상 데이터는 YCbCr 신호 중 색상 성분인 Cb, Cr를 의미한다.

본 발명에서는 영상 이미지를 채도 영상 데이터로 변환한 것으로 기술하였으나, 영상 이미지를 RGB 영상 데이터로 변환한 후에 RGB 영상 데이터를 채도 영상 데이터로 변환할 수도 있다.

복수의 화소 각각의 채도 영상 데이터 중 지정된 특정 색역의 채도 범위에 포함되는 화소들을 검출한다(S502).

이때, 특정 색역은 피사체가 디스플레이부(30)에 표시되는 영상 중 특정 채도 범위 또는 특정 휘도 범위로서, 피부색, 머리색, 적색, 녹색, 청색 등 다양할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 손가락 영역을 계산하기 위해서 피부색을 특정 색역으로 설정한다. 아래에서는 설명의 편의상 특정 색역을 피부 색역으로 대표하여 설명한다.

도 6은 피부색의 분포를 2변수 정규 분포로 모델링한 그래프로서, X축은 Cb 색차 신호의 값이고 Y축은 Cr 색차 신호의 값이다.

도 6의 피부 색역은 대한민국 사람들의 피부색을 통계적으로 조사하여 추출된 색역으로, 나라, 인종에 따라 피부 색역은 다르게 추출될 수 있다.

제어부(20)는 복수의 화소 각각의 채도 영상 데이터 중 특정 색역의 채도 범위에 포함되는 화소들을 손가락 영역(31)으로 추출한다(S503). 이때, 제어부(20)는 엣지를 고려하여 화소들을 복수의 손가락 영역으로 추출할 수 있다.

다음으로, 인식한 손가락 영역의 개수가 1개일 경우(S204), 제어부(20)는 손가락 영역(31)을 도 3c에 도시된 바와 같이 세선화 하고(S205), 세선화된 선의 끝 부분을 손가락 영역(31)의 끝점(32)으로 검출한다(S206).

제어부(20)는 손가락 영역(31)의 끝점(32)을 기준으로 초점 영역을 설정한다(S207).

도 3d에 도시된 바와 같이, 초점 영역은 끝점(32)을 중심점으로 반지름이 r인원형 영역일 수 있다.

또한, 도 3e에 도시된 바와 같이, 초점 영역은 끝점(32)을 중심점으로 하는 사각형 영역일 수 있다.

인식한 손가락 영역의 개수가 2개일 경우(S204), 제어부(20)는 도 4a와 같이인식한 손가락 영역(41, 51)을 도 4b에 도시된 바와 같이 세선화 하고(S208), 세선화된 선의 끝 부분을 손가락 영역(41, 51)의 끝점(42, 52)으로 검출한다(S209).

제어부(20)는 손가락 영역(41, 51)의 끝점(42, 52)을 기준으로 초점 영역을 정한다(S210).

도 4c에 도시된 바와 같이, 초점 영역은 끝점(42, 52)을 잇는 선을 대각선으로 하는 사각형 영역일 수 있다.

초점 영역은 끝점(42, 52)를 잇는 선을 지름으로 하는 원형 영역(도시하지 않음)일 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 손가락 영역을 인식하여 손가락 영역의 끝점을 기준으로 초점 영역을 설정함으로써, 사용자가 원하는 초점 영역을 직접 설정하여 초점이 다양한 이미지를 촬영할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 촬영부
20: 제어부
30: 디스플레이부

Claims

(a) 영상 이미지를 획득하는 단계,
(b) 초점 영역 사용자 입력 모드를 선택하는 단계,
(c) 손가락 영역을 인식하는 단계,
(d) 상기 손가락 영역의 끝점을 기준으로 초점 영역을 설정하는 단계, 및
(e) 상기 초점 영역내의 피사체에 대해 자동 초점을 실행하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 상기 손가락 영역은 피부 색역의 채도 범위에 포함되는 연속되는 화소들인 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
상기 손가락 영역을 세선화하는 단계, 및
상기 세선화된 선의 끝 부분을 상기 손가락 영역의 끝점으로 검출하는 단계를 더 포함하는 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 초점 영역은 상기 손가락 영역의 끝점을 중심점으로 반지름이 r인 원형 영역인 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 초점 영역은 상기 손가락 영역의 끝점을 중심점으로 하는 사각형 영역인 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
(a) 영상 이미지를 획득하는 단계,
(b) 초점 영역 사용자 입력 모드를 선택하는 단계,
(c) 2개의 손가락 영역을 인식하는 단계,
(d) 상기 2개의 손가락 영역의 2개의 끝점을 잇는 선을 이용하여 초점 영역을 설정하는 단계, 및
(e) 상기 초점 영역내의 피사체에 대해 자동 초점을 실행하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제6항에 있어서,
상기 초점 영역은 상기 2개의 끝점을 잇는 선을 지름으로 하는 원형 영역인 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제6항에 있어서,
상기 초점 영역은 2개의 끝점을 잇는 선을 대각 선으로 하는 사각형 영역인 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제6항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 상기 손가락 영역은 피부 색역의 채도 범위에 포함되는 연속되는 화소들인 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.
제6항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
상기 손가락 영역을 세선화하는 단계, 및
상기 세선화된 선의 끝 부분을 상기 손가락 영역의 끝점으로 검출하는 단계를 더 포함하는 카메라 모듈의 자동 초점 영역 설정 방법.