KR101128517B1 - AF method for digital image processing device - Google Patents

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information

Abstract

본 발명에 의한 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법은, 역광조건인가를 판단하는 단계; 역광조건이라고 판단되면 자동노출조정 정보를 저장하는 단계; 피사체 부분의 휘도를 기준 휘도로 조정하는 것에 의하여 자동초점조정을 위한 자동노출조정을 수행하는 단계; 자동초점조정을 수행하는 단계; 및 저장된 자동노출조정 정보로 환원하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.The automatic focus adjustment method of the digital image processing apparatus according to the present invention comprises the steps of: determining whether the backlight conditions; Storing automatic exposure adjustment information when it is determined that the backlighting condition is performed; Performing autoexposure adjustment for auto focus by adjusting the brightness of the subject portion to a reference brightness; Performing auto focus; And reducing the stored automatic exposure adjustment information.

본 발명의 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법에 의하면 역광조건에서도 정확한 자동초점조정을 수행할 수 있다.According to the automatic focusing method of the digital image processing apparatus of the present invention, accurate automatic focusing can be performed even in backlight conditions.

Description

디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법{AF method for digital image processing device}Automatic focusing method of digital image processing device {AF method for digital image processing device}

도 1은 본 발명의 개념이 적용될 수 있는 예시적인 디지털 카메라의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an exemplary digital camera to which the concept of the present invention can be applied.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.2 is a flowchart for explaining an automatic focus adjusting method of a digital image processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 자동초점조정 방법이 적용될 수 있는 디지털 이미지 처리장치의 일예로서 디지털 카메라의 뒷면의 일예를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a rear surface of a digital camera as an example of a digital image processing apparatus to which the automatic focus adjustment method of the present invention may be applied.

도 4는 도 3의 LCD 모니터에 디스플레이 된 미리보기 영상이다.4 is a preview image displayed on the LCD monitor of FIG. 3.

도 5는 역광조건에서의 정확한 자동초점조정을 위한 자동노출제어가 된 미리보기 영상이다.5 is a preview image of automatic exposure control for accurate autofocus control in backlight conditions.

도 6은 역광조건 판단을 위하여 다분할 측광 윈도우를 나타내는 것이다.6 illustrates a multi-field metering window for determining backlight conditions.

도 7은 역광조건에서 종래 기술에 의해 AF 가 수행된 결과를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the result of AF performed by the prior art under backlight conditions.

도 8은 역광조건에서 본 발명에 의한 AF 가 수행된 결과를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the result of performing AF according to the present invention under backlight conditions.

본 발명은, 디지털 카메라와 같은 디지털 이미지 처리 장치에 관한 것으로서, 특히 디지털 이미지 처리 장치의 자동초점조정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital image processing apparatus, such as a digital camera, and more particularly to an automatic focusing method of a digital image processing apparatus.

디지털 카메라에 있어서 자동노출(Auto Exposure, AE) 제어는 렌즈를 통하여 CCD(charge coupled device)와 같은 촬상소자로 입사되는 광량을 최적의 조건으로 하기 위한 기능이다.In the digital camera, auto exposure (AE) control is a function for making the optimum amount of light incident to an image pickup device such as a charge coupled device (CCD) through a lens.

한편 역광조건은 피사체의 뒤쪽에서 카메라를 향해 광선이 비추고 있는 경우를 말하는 것으로, 역광조건에서는 화면내에서 휘도차가 크게 나타난다. 따라서 종래의 디지털 카메라에서는 역광조건에서 촬영을 수행하면 피사체 주변은 매우 밝고 피사체 부분은 어둡게 처리된다.On the other hand, the backlight condition refers to a case in which a ray of light is shining toward the camera from the back of the subject. In the backlight condition, the luminance difference is large in the screen. Therefore, in the conventional digital camera, when shooting under backlight conditions, the surroundings of the subject are very bright and the subject portion is darkened.

특히 TTL(through the lens) 방식의 자동초점조정(auto focus, AF)에 있어서는 콘트라스트(contrast)의 비를 토대로 하여 초점평가치(focus value) 데이터를 추출하게 되는데, 콘트라스트 비가 낮은 어두운 부분에 대한 초점치 데이터는 부정확하게 된다. 따라서 역광조건에서는 피사체 부분이 어둡기 때문에 AF 가 부정확하게 수행되는 문제점이 있다.Especially in auto focus (AF) of TTL (through the lens) method, focus value data is extracted based on contrast ratio, which focuses on dark areas with low contrast ratio. The value data is inaccurate. Therefore, AF is incorrectly performed because the subject part is dark under backlight conditions.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 역광조건에서도 정확한 자동초점조정을 수행할 수 있는 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an automatic focus adjustment method of a digital image processing apparatus capable of performing accurate automatic focus adjustment even in a back light condition.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법은, (a) 역광조건인가를 판단하는 단계; (b) 역광조건이라고 판단되면 자동노출조정 정보를 저장하는 단계; (c) 피사체 부분의 휘도를 기준 휘도로 조정하는 것에 의하여 자동초점조정을 위한 자동노출조정을 수행하는 단계; (d) 역광조건이 아니라고 판단되거나 상기 (c) 단계 후에 자동초점조정을 수행하는 단계; 및 (e) 저장된 자동노출조정 정보로 환원하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for automatically focusing a digital image processing apparatus, the method including: (a) determining whether a backlight condition is applied; (b) storing the automatic exposure adjustment information when it is determined that the backlighting condition is performed; (c) performing autoexposure adjustment for auto focus by adjusting the brightness of the subject portion to the reference brightness; (d) determining that it is not a backlight condition or performing autofocus adjustment after step (c); And (e) reducing the stored automatic exposure adjustment information.

상기 (a) 단계는 다분할 측광 정보를 사용하여 역광조건을 판단할 수 있다.In the step (a), the backlighting condition may be determined using the multi-field metering information.

상기 (c) 단계는 광전변환 신호의 AGC 이득을 소정값 이상으로 조정하는 것에 의해 자동초점조정을 위한 자동노출조정을 수행할 수 있다.In the step (c), the automatic exposure adjustment for the automatic focus adjustment may be performed by adjusting the AGC gain of the photoelectric conversion signal to a predetermined value or more.

상기 (c) 단계는 노광시간을 소정 기간 이상으로 조정하는 것에 의해 자동초점조정을 위한 자동노출조정을 수행할 수 있다.In the step (c), the automatic exposure adjustment for the automatic focus adjustment may be performed by adjusting the exposure time to a predetermined period or more.

이하, 본 발명의 구성과 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote components that perform the same function.

도 1은 본 발명의 개념이 적용될 수 있는 예시적인 디지털 카메라의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an exemplary digital camera to which the concept of the present invention can be applied.

렌즈부와 필터부를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광학계(OPS) 안의 렌즈부는 줌 렌즈, 포커스 렌즈, 및 보상 렌즈를 포함 한다. The optical system OPS including the lens unit and the filter unit optically processes light from a subject. The lens unit in the optical system OPS includes a zoom lens, a focus lens, and a compensation lens.

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(7)는 타이밍 회로(2)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(1)의 동작을 제어한다. 아날로그-디지털 변환부로서의 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자(1)는, 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정(auto gain control, AGC)한 후, 디지털 신호로 변환시킨다. 디지털 신호 처리기(7)는 CDS-ADC 소자(1)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 이미지 신호를 발생시킨다.A photoelectric conversion unit (OEC) of a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) converts light from an optical system (OPS) into an electrical analog signal. Here, the digital signal processor 7 controls the timing circuit 2 to control the operation of the photoelectric converter OEC and the analog-to-digital converter 1. The CDS-ADC (Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) element 1 as an analog-to-digital converter processes the analog signal from the photoelectric converter (OEC), removes the high frequency noise, and adjusts the amplitude. (auto gain control, AGC) and then convert to a digital signal. The digital signal processor 7 processes the digital signal from the CDS-ADC element 1 to generate a digital image signal classified into luminance and chroma signals.

DRAM(Dynamic Random Access Memory, 4)에는 디지털 신호 처리기(7)로부터의 디지털 이미지 신호 및 기타 임시 처리 데이터가 일시 저장된다.The DRAM (Dynamic Random Access Memory) 4 temporarily stores digital image signals and other temporary processing data from the digital signal processor 7.

EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, 5)에는 디지털 신호 처리기(7)의 동작에 필요한 알고리듬 및 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(6)에는 사용자의 메모리 카드가 착탈된다.The EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 5 stores algorithms and setting data necessary for the operation of the digital signal processor 7. The memory card of the user is attached to and detached from the memory card interface 6.

디지털 신호 처리기(7)로부터의 디지털 이미지 신호는 LCD 구동부(14)에 입력되고, 이로 인하여 칼라 LCD 패널(17)에 이미지가 디스플레이된다.The digital image signal from the digital signal processor 7 is input to the LCD driver 14, whereby the image is displayed on the color LCD panel 17.

한편, 디지털 신호 처리기(7)로부터의 디지털 이미지 신호는, USB(Universal Serial Bus) 접속부(18) 또는 RS232C 인터페이스(8)와 그 접속부(19)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비데오 필터(9) 및 비데오 출력부(20)를 통하여 비 데오 신호로서 전송될 수 있다.On the other hand, the digital image signal from the digital signal processor 7 can be transmitted by serial communication via the USB (Universal Serial Bus) connection 18 or the RS232C interface 8 and its connection 19, and the video filter ( 9) and through the video output unit 20 can be transmitted as a video signal.

오디오 처리기(13)는, 마이크로폰(MIC)으로부터의 음성 신호를 디지털 신호 처리기(7) 또는 스피커(SP)로 출력하고, 디지털 신호 처리기(7)로부터의 오디오 신호를 스피커(SP)로 출력한다.The audio processor 13 outputs the audio signal from the microphone MIC to the digital signal processor 7 or the speaker SP, and outputs the audio signal from the digital signal processor 7 to the speaker SP.

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. The user input unit INP may include a shutter button, a mode selection button, a function selection button, a zoom button, a direction movement button, and the like. The user input unit INP is operated by the user to generate a command for performing each function according to the user's instruction.

마이크로제어기(12)는 렌즈 구동부(10)를 제어하고, 이에 따라 줌 모터(MZ), 포커스 모터(MF), 및 조리개(aperture) 모터(MA)가 광학계(OPS) 안의 줌 렌즈, 포커스 렌즈, 및 조리개를 각각 구동한다. 마이크로제어기(12)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 셀프-타이머 램프, 자동-초점 램프, 플래시 대기 램프 등이 포함될 수 있다. 한편, 마이크로제어기(12)는 플래시-광량 센서(16)로부터의 신호에 따라 플래시 제어기(11)의 동작을 제어하여 플래시(15)를 구동한다.The microcontroller 12 controls the lens driver 10, whereby the zoom motor M Z , the focus motor M F , and the aperture motor M A are zoom lenses in the optical system OPS, The focus lens and the aperture are driven respectively. The light emitting unit LAMP driven by the microcontroller 12 may include a self-timer lamp, an auto-focus lamp, a flash standby lamp, and the like. On the other hand, the microcontroller 12 drives the flash 15 by controlling the operation of the flash controller 11 in accordance with the signal from the flash-light amount sensor 16.

본 발명이 적용될 수 있는 디지털 카메라는, 도 1의 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.The digital camera to which the present invention can be applied does not have to include all the components of FIG. 1, and those skilled in the art may delete some of the components, add another component, or modify some components according to the specification. I will understand.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.2 is a flowchart for explaining an automatic focus adjusting method of a digital image processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

사용자에 의해 수행되는 셔터 입력 동작은 자동노출(auto exposure, AE)조정과 자동초점(auto focus, AF) 조정을 수행하기 위한 제1셔터(S1)와 촬영 및 이미지 저장을 위한 제2셔터(S2)가 있다.The shutter input operation performed by the user includes a first shutter S1 for performing auto exposure (AE) adjustment and an auto focus (AF) adjustment, and a second shutter S2 for photographing and storing an image. There is).

먼저 제1셔터(S1)이 입력되어 역광조건인가를 판단한다(S100).First, the first shutter (S1) is input to determine whether the backlight condition (S100).

역광조건이라고 판단되면 현재 AE 정보를 저장한다(S102).If it is determined that the backlight conditions, the current AE information is stored (S102).

피사체 휘도를 기준 휘도로 조정하는 것에 의하여 AF 위한 AE 조정을 수행한다(S104).AE adjustment for AF is performed by adjusting the subject brightness to the reference brightness (S104).

역광조건은 피사체의 뒤쪽에서 카메라를 향해 광선이 비추고 있는 경우를 말하는 것으로, 역광조건에서는 다분할 윈도우간에 화면내에서 휘도차가 크게 나타난다. 따라서 종래의 디지털 카메라에서는 별도의 보정 없이 역광조건에서 촬영을 수행하게 되므로 도 4와 같이 피사체 주변은 매우 밝고 피사체 부분은 어둡게 처리된다. 도 4는 도 3의 LCD 모니터에 디스플레이 된 미리보기 영상으로서, 역광조건에서 배경은 매우 고휘도인데 비하여 피사체 부분은 저휘도로 AE 제어가 수행된 상태이다.The backlight condition refers to a case in which a ray of light is shining toward the camera from the back of the subject. In the backlight condition, the luminance difference is large in the screen between the divided windows. Therefore, in the conventional digital camera, the photographing is performed under backlight conditions without any additional correction. Thus, the surroundings of the subject are very bright and the subject portion is darkened as shown in FIG. 4. FIG. 4 is a preview image displayed on the LCD monitor of FIG. 3, in which the background is very high brightness under backlight conditions, while the AE control is performed with low brightness.

TTL 방식의 AF에 있어서는 콘트라스트의 비를 토대로 하여 초점 평가치를 추출하고 초점 평가치가 최대가 되는 곳을 초점 위치로 결정하게 되는데, 역광조건에서 피사체 부분의 콘트라스트 비가 낮은 경우에는 초점 평가치 데이터가 도 7과 같이 부정확하게 되는 문제점이 있다. 이에 대하여는 도 7에서 다시 설명하기로 한다.In TTL AF, the focus evaluation value is extracted based on the contrast ratio, and the focus position is determined as the focus position. When the contrast ratio of the subject part is low in backlight conditions, the focus evaluation data is shown in FIG. 7. There is a problem that becomes incorrect. This will be described again with reference to FIG. 7.

따라서 본 발명에 있어서는 피사체 부분의 휘도를 기준 휘도로 조정하는 것 에 의하여 정확한 AF를 위한 AE 조정을 별도로 수행하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention is characterized by separately performing AE adjustment for accurate AF by adjusting the luminance of the subject portion to the reference luminance.

S104 단계 후에 AF를 수행한다(S106). 만일 역광조건이 아닌 경우에는 S102, S104 단계를 수행하지 않고 AF를 수행한다. AF는 예컨대 TTL 방식의 소위 고주파 등산법에 의해 수행될 수 있다. TTL 방식의 AF는 피사체 영상의 고주파 성분이 최대가 되는 위치를 초점 위치로 결정한다.AF is performed after step S104 (S106). If it is not a backlight condition, AF is performed without performing steps S102 and S104. AF can be performed, for example, by the so-called high frequency climbing method of the TTL method. The AF of the TTL method determines the position where the high frequency component of the subject image is maximized as the focus position.

S106 단계 후에 저장된 AE 정보로 환원한다(S108). 본 발명에 있어서 S104 단계는 정확한 AF 수행을 위한 단계로서, S106 단계에서 AF 가 수행된 후에는 다시 종전의 AE 상태로 환원되어야 한다. S104 단계는 정확한 AF 수행을 위하여 피사체 부분의 휘도를 강제로 높여주어 왜곡된 AE 를 수행한 것이다. 따라서 적정 휘도의 촬영을 위하여 다시 종전의 AE 상태로 환원한다.After the step S106 is reduced to the stored AE information (S108). In the present invention, step S104 is a step for performing accurate AF. After AF is performed in step S106, the step S104 should be reduced to the previous AE state. In step S104, the luminance of the subject portion is forcibly increased to perform distorted AE for accurate AF. Therefore, the camera returns to the previous AE state to capture the appropriate brightness.

S108 단계 후에 사용자의 조작에 의하여 제2셔터(S2)가 입력되면 촬영을 수행하고 이미지를 저장하게 된다.When the second shutter S2 is input by the user's operation after step S108, the camera performs shooting and stores the image.

이하에서는 S100 단계에서 수행하는 역광조건 판단방법에 대하여 상세히 설명한다. S100 단계는 예컨대 다분할 측광 정보를 사용하여 역광조건을 판단할 수 있다.Hereinafter, a method for determining backlight conditions performed in step S100 will be described in detail. In step S100, the backlighting condition may be determined using, for example, multi-part metering information.

다분할 측광이란 여러 부분으로 분할된 화면내의 영역을 각각 개별적으로 측광하고, 그 평균값을 산출하여 노출을 조정하며, 각 부분의 노출차이를 검토하여 자동적으로 노출보정을 하는 것이 가능하다.In multi-part metering, each area of the screen divided into several parts can be individually metered, the average value can be calculated to adjust the exposure, and the exposure difference of each part can be examined and the exposure can be automatically adjusted.

역광조건은 피사체의 뒤쪽에서 카메라를 향해 광선이 비추고 있는 경우를 말하는 것으로, 역광조건에서는 다분할 윈도우간에 화면내에서 휘도차가 크게 나타나 게 된다.The backlight condition refers to a case in which a ray of light is shining toward the camera from the back of the subject. In the backlight condition, the luminance difference is large in the screen between the divided windows.

이러한 역광조건의 판단은 AF에서 사용하는 윈도우와 AE에서 사용하는 윈도우를 같이 사용하여 수행한다. 즉 역광조건 판단에 있어서 전체 휘도에 대한 정보는 AE에서 사용하는 전체 다분할 윈도우를 사용하여 획득하고, 피사체에 대한 휘도 정보는 AF에서 사용하는 중심부 윈도우를 사용하여 획득한다.The determination of such backlight conditions is performed by using a window used in AF and a window used in AE. That is, in determining the backlight condition, information on the total luminance is obtained using the full multi-segment window used in the AE, and luminance information on the subject is obtained using the center window used in the AF.

도 6은 역광조건 판단을 위하여 다분할 측광 윈도우를 나타내는 것으로 중심부에 해칭된 5개의 윈도우가 AF 에 사용되는 윈도우이다.FIG. 6 shows a multi-sided metering window for determining backlight conditions, in which five windows hatched at the center are used for AF.

도 6에서 이미지 격자는 가로, 세로가 7×5 격자로 이루어져 있다. 따라서 다분할된 각 윈도우의 휘도값은 K(1,1), K(1,2), ... , K(7,5)로 나타낼 수 있다.In FIG. 6, the image grating is composed of 7 × 5 gratings horizontally and vertically. Therefore, the luminance value of each divided window may be represented by K (1,1), K (1,2), ..., K (7,5).

도 6의 예시적인 다분할 윈도우를 이용한 역광조건 판단 방법을 다음 수학식 1 내지 수학식 3에 의하여 설명한다.Backlight conditions determination method using the exemplary multi-splitting window of Figure 6 will be described by the following equations (1) to (3).

먼저 전체 휘도 레벨은 예컨대 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.First, the overall luminance level can be expressed by, for example, Equation 1 below.

Figure 112005013046216-pat00001
Figure 112005013046216-pat00001

그리고 AF 윈도우에 의한 피사체 부분의 휘도 레벨은 예컨대 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.The luminance level of the subject portion by the AF window may be expressed by, for example, Equation 2 below.

Figure 112005013046216-pat00002
Figure 112005013046216-pat00002

S100 단계는 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 다음 수학식 3을 만족하는 경우에 역광조건이라고 판단할 수 있다.In operation S100, when the following Equation 3 is satisfied using Equations 1 and 2, it may be determined as a backlight condition.

Figure 112005013046216-pat00003
Figure 112005013046216-pat00003

수학식 3은 피사체 부분의 5개의 중심부 윈도우와 그 이외의 윈도우의 노출값 차이가 소정치 예컨대 2EV 이상이면 역광조건이라고 판단함을 의미한다.Equation 3 means that it is determined that the backlighting condition is different if the difference between the exposure values of the five central windows of the subject portion and the other windows is a predetermined value, for example, 2EV or more.

도 3은 본 발명의 자동초점조정 방법이 적용될 수 있는 디지털 이미지 처리장치의 일예로서 디지털 카메라의 뒷면의 일예를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a rear surface of a digital camera as an example of a digital image processing apparatus to which the automatic focus adjustment method of the present invention may be applied.

도 3의 디지털 카메라의 뒤쪽에는, 뷰 파인더(100), 자동초점램프(101), 플래시 상태램프(102), 모드다이얼(103), 광각줌 버튼(104), 망원줌 버튼(105), 5기능버튼(106), 스피커(107), 외부출력단자(108), DC전원입력단자(109), 재생모드버튼(110), LCD 모니터(111), 현재 설정된 촬영정보를 모니터에 표시하거나 LCD모니터를 턴오프/턴온하는 LCD 버튼(112), 수동초점 버튼(113), 일시 정지 버튼(114) 등이 구비된다.At the rear of the digital camera of Fig. 3, the viewfinder 100, autofocus lamp 101, flash status lamp 102, mode dial 103, wide-angle zoom button 104, telephoto zoom button 105, 5 Function button 106, speaker 107, external output terminal 108, DC power input terminal 109, playback mode button 110, LCD monitor 111, display the currently set shooting information on the monitor or LCD monitor An LCD button 112, a manual focus button 113, a pause button 114 and the like are provided to turn off / turn on.

여기서 5기능 버튼(106)은 중앙에 메뉴진입/확인 버튼, 상하좌우 버튼을 구비한다. 모니터에 메뉴가 표시된 경우에 상하좌우 버튼은 방향이동이 아닌 특수한 기능 버튼으로 작용할 수 있다.Here, the five function button 106 is provided with a menu entry / confirmation button and up, down, left, and right buttons at the center. When the menu is displayed on the monitor, the up, down, left and right buttons can function as special function buttons instead of directional movement.

도 3에 도시된 여러 기능 버튼들은 그 명칭에서 나타나는 기능 이외에도 두 가지 이상의 복합적인 기능을 수행할 수 있도록 구비될 수 있다.The various function buttons shown in FIG. 3 may be provided to perform two or more complex functions in addition to the functions shown in the names.

디지털 카메라 광학계(도 1의 OPS)를 통해 입사된 광은 광전 변환부(도 1의 OEC)에서 광전변환되고, CDS-ADC(도 1의 1)에서 AGC 이득 조정 및 디지털 신호로 변환되고, DSP(도 1의 7)를 거쳐 AE 제어를 통해 LCD 모니터(111)에 미리보기(preview)로 디스플레이 된다.Light incident through the digital camera optical system (OPS in FIG. 1) is photoelectrically converted in the photoelectric conversion unit (OEC in FIG. 1), AGC gain adjustment and digital signal in the CDS-ADC (1 in FIG. 1), and DSP It is displayed as a preview on the LCD monitor 111 through the AE control (7 of FIG. 1).

디지털 카메라에서 초당 30 프레임의 영상을 미리보기에서 디스플레이 하는 경우에, 미리보기 영상의 노광시간은 최대 30msec 정도이다. 만일 어두운 곳에서 노광시간을 최대로 하여도 미리보기 영상이 어두우면 AGC 이득을 조정함으로써 미리보기 영상을 밝게 보정한다.In the case where the digital camera displays an image of 30 frames per second in the preview, the exposure time of the preview image is about 30 msec maximum. If the preview image is dark even when the exposure time is maximized in the dark, the preview image is brightly corrected by adjusting the AGC gain.

도 3의 LCD 모니터(111)에 디스플레이된 영상은 피사체가 태양을 등지고 있는 전형적인 역광조건의 영상이다.The image displayed on the LCD monitor 111 of FIG. 3 is an image of a typical backlight condition in which the subject is facing the sun.

이러한 역광조건에서는 전체 영상의 휘도가 높기 때문에 미리보기 상태에서 노광시간을 예컨대 10msec 이하로 단축한다. 이 경우에 피사체의 휘도는 상대적으로 매우 낮아지게 되는 것이다.Under such backlight conditions, since the luminance of the entire image is high, the exposure time is reduced to, for example, 10 msec or less in the preview state. In this case, the luminance of the subject becomes relatively low.

도 4는 도 3의 LCD 모니터에 디스플레이 된 미리보기 영상으로서, 역광조건에서 배경은 매우 고휘도인데 비하여 피사체 부분은 저휘도로 AE 제어가 수행된 상태이다.FIG. 4 is a preview image displayed on the LCD monitor of FIG. 3, in which the background is very high brightness under backlight conditions, while the AE control is performed with low brightness.

도 5는 S104 단계에서 역광조건에서의 정확한 AF 를 위한 AE 제어가 된 미리 보기 영상으로서, 도 4와 비교하면 배경 뿐 아니라 피사체 부분도 고휘도가 되어 정확한 AF 를 수행할 수 있게 된 상태이다. 도 5의 상태에서 AF가 수행(도 2의 S106)된 후에는 다시 본래의 AE 상태로 복원된다(S108).FIG. 5 is a preview image subjected to AE control for accurate AF under backlight conditions in step S104. Compared to FIG. 4, the subject is not only a background but also a subject part having high luminance, so that accurate AF may be performed. After AF is performed in the state of FIG. 5 (S106 in FIG. 2), the AF is restored to the original AE state again (S108).

이하에서는 S104 단계에서 자동초점조정을 위하여 피사체 부분의 휘도를 조정하는 자동노출조정을 수행하는 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of performing autoexposure adjustment for adjusting the brightness of the subject part for autofocus adjustment in step S104 will be described in detail.

S104 단계는 예컨대 광전변환 신호의 AGC 이득을 소정값 이상으로 조정하는 방법, 노광시간을 소정 기간 이상으로 조정하는 방법에 의하여 피사체 부분의 휘도를 높일 수 있다.In step S104, the luminance of the subject portion may be increased by, for example, adjusting the AGC gain of the photoelectric conversion signal to a predetermined value or more and adjusting the exposure time to a predetermined period or more.

먼저 S104 단계의 일 실시예로서 광전 변환부(도 1의 1)에서 출력된 광전 변환신호의 AGC 이득을 높이는 방법에 대해 설명한다.First, a method of increasing the AGC gain of the photoelectric conversion signal output from the photoelectric conversion unit (1 in FIG. 1) will be described as an embodiment of step S104.

이 방법은 먼저 카메라의 광학계(도 1의 OPS)를 통해 입사되는 전체 휘도에 의해 노광시간(exposure time)과 AGC 이득이 결정되어 일정 수준의 밝기를 유지시키고 있는 환경하에서 노광시간을 고정시킨다. 그리고 피사체 부분의 휘도 정보(수학식 2의 T)만을 획득하여 피사체 부분의 휘도를 일정 수준 이상으로 유지시키기 위해 AGC 이득을 보상해주는 방법이다. 즉, 역광조건에서 전술한 수학식 1의 전체 휘도(S)에 기준을 맞춘다. 그리고 노광시간을 고정시킨 후 피사체 부분의 휘도(T)를 기준이 되는 휘도(S) 수준으로 맞추기 위해 AGC 이득을 높임으로써, 기준휘도(S)와 피사체 부분(T)의 휘도차(수학식 3 ΔEV)를 보상해 주는 것이다.In this method, the exposure time and the AGC gain are determined by the total brightness incident through the camera's optical system (OPS in FIG. 1), thereby fixing the exposure time in an environment in which a certain level of brightness is maintained. In addition, the AGC gain is compensated for acquiring only the luminance information of the subject portion (T of Equation 2) to maintain the luminance of the subject portion above a predetermined level. That is, the reference is made to the overall luminance S of Equation 1 described above under backlight conditions. After fixing the exposure time, the AGC gain is increased in order to adjust the luminance T of the subject portion to the reference luminance S level, whereby the luminance difference between the reference luminance S and the subject portion T (Equation 3). ΔEV).

다음으로 S104 단계의 다른 실시예로서 다음으로 노광시간을 길게 하는 방법은 먼저 카메라의 광학계(도 1의 OPS)를 통해 입사되는 전체 휘도에 의해 노광시간 (exposure time)과 AGC 이득이 결정되어 일정 수준의 밝기를 유지시키고 있는 환경하에서 AGC 이득을 고정시킨다. 그리고 피사체 부분의 휘도 정보(수학식 2의 T)만을 획득하여 피사체 부분의 휘도를 일정 수준 이상으로 유지시키기 위해 노광시간을 보상해주는 방법이다. 즉, 역광조건에서 전술한 수학식 1의 전체 휘도(S)에 기준을 맞춘다. 그리고 AGC 이득을 고정시킨 후 피사체 부분의 휘도(T)를 기준이 되는 휘도(S) 수준으로 맞추기 위해 노광시간을 길게함으로써, 기준휘도(S)와 피사체 부분(T)의 휘도차(수학식 3 ΔEV)를 보상해 주는 것이다.Next, as another embodiment of step S104, a method of lengthening an exposure time is first performed by determining an exposure time and an AGC gain by a total brightness incident through an optical system of the camera (OPS of FIG. 1). Lock the AGC gain under conditions that maintain brightness. Then, only the luminance information of the subject portion (T in Equation 2) is obtained to compensate the exposure time in order to maintain the luminance of the subject portion above a predetermined level. That is, the reference is made to the overall luminance S of Equation 1 described above under backlight conditions. After fixing the AGC gain, the exposure time is lengthened to adjust the luminance T of the subject portion to the reference luminance S level, whereby the luminance difference between the reference luminance S and the subject portion T (Equation 3). ΔEV).

도 7은 역광조건에서 종래 기술에 의해 AF 가 수행된 결과를 나타내는 그래프이다. 그래프 각각은 AF를 위한 5개의 중심부 윈도우에서 초점 평가치를 나타낸다. 도 7은 도 4의 상태에서 AF를 수행한 결과이다.7 is a graph showing the result of AF performed by the prior art under backlight conditions. Each graph represents the focus estimate in five central windows for AF. 7 is a result of performing AF in the state of FIG.

TTL 방식의 AF 에서는 포커스 렌즈를 이동시키면서 입력되는 피사체의 영상의 고주파 성분 즉 초점 평가치가 최대가 되는 지점을 초점 위치로 결정한다. 렌즈가 초점 위치에 있으면 피사체 영상의 윤곽이 가장 선명하게 되므로 고주파 성분이 최대가 된다. 렌즈가 초점 위치에 가까워지면 초점 평가치가 증가하는 경향이고, 초점 위치를 통과하여 초점 위치에서 멀어지면 초점 평가치가 감소하는 경향을 나타낸다. 이와 같이 초점값이 증가하는 경향에서 감소하는 경향으로 반전하는 위치 즉 초점 평가치의 최대 정점위치를 초점 위치로서 검출한다.In the TTL-type AF, the point where the high frequency component of the image of the subject input, that is, the focus evaluation value, is maximized while the focus lens is moved is determined as the focus position. When the lens is in the focus position, the contour of the subject image is sharpest, so the high frequency component is maximized. The focus evaluation value tends to increase as the lens approaches the focus position, and the focus evaluation value tends to decrease as the lens passes through the focus position and moves away from the focus position. In this way, the position inverting from the tendency of increasing the focus value to the decreasing tendency, that is, the maximum vertex position of the focus evaluation value is detected as the focus position.

도 7을 참조하면 각 AF 윈도우에서 초점 평가치의 최대값이 제대로 검출되지 못함을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the maximum value of the focus evaluation value is not properly detected in each AF window.

이러한 역광조건에서의 부정확한 초점 평가치 데이터는 TTL 방식의 AF 가 콘 트라스트의 비를 토대로 하여 초점평가치 데이터를 추출하는데 기인한다. 즉 역광조건에서는 피사체 부분이 어둡기 때문에 AF 가 부정확하게 수행되는 것이다.The inaccurate focus evaluation data under such backlight conditions is caused by the TTL AF to extract the focus evaluation data based on the contrast ratio. In other words, AF is incorrectly performed because the subject part is dark under backlight conditions.

도 8은 역광조건에서 피사체 부분의 휘도를 조정한 후에 AF 가 수행된 결과를 나타내는 그래프이다. 그래프 각각은 AF를 위한 5개의 중심부 윈도우에서 초점 평가치를 나타낸다. 도 8은 도 5의 상태에서 AF를 수행한 결과이다.8 is a graph illustrating a result of AF performed after adjusting luminance of a subject part under backlight conditions. Each graph represents the focus estimate in five central windows for AF. 8 is a result of performing AF in the state of FIG.

도 8을 참조하면 각 AF 윈도우에서 초점 평가치의 최대값이 초점렌즈 FP 위치에서 형성되어, 역광조건에서도 정확히 초점위치를 검출하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the maximum value of the focus evaluation value in each AF window is formed at the focus lens FP position, so that the focus position can be accurately detected even in a back light condition.

전술한 실시예들은 본 발명이 적용될 수 있는 디지털 이미지 처리장치의 일예로서 디지털 카메라를 중심으로 기술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명이 디지털 카메라 기능이 내장되어 이미지 촬영시에 AE 및 AF 기능을 수행하는 휴대폰, PDA(personal digital assistant) 등에도 적용 가능함을 이해할 것이다. 또한 본 발명은 최근에 각광받기 시작한 PMP(portable multimedia player)에도 적용될 수 있다. PMP는 MP3와 같은 음악 재생, 방송수신, 게임, 전자사전, 동영상 재생, 디지털카메라 등의 복합적인 기능을 갖춘 휴대형의 차세대 멀티미디어 플레이어이다. 이와 같이 디지털 카메라 기능이 내장되어 이미지 촬영이 가능한 PMP에도 본 발명의 개념이 그대로 적용될 수 있다.The above embodiments have been described with reference to a digital camera as an example of a digital image processing apparatus to which the present invention can be applied, but are not limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that the present invention is applicable to mobile phones, personal digital assistants (PDAs), etc., which have built-in digital camera functions to perform AE and AF functions when capturing images. In addition, the present invention can be applied to a portable multimedia player (PMP), which has recently been in the spotlight. PMP is a portable, next-generation multimedia player with complex functions such as music playback, broadcast reception, games, electronic dictionary, video playback, and digital camera such as MP3. As described above, the concept of the present invention may be applied to a PMP in which an image capturing function is built in a digital camera.

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 것은 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.The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification above. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법에 의하면 역광조건에서도 정확한 자동초점조정을 수행할 수 있다.As described above, according to the automatic focusing method of the digital image processing apparatus of the present invention, accurate automatic focusing can be performed even in a back light condition.

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.The invention is not limited to the examples described above and represented in the drawings. Those skilled in the art taught by the above-described embodiments, many modifications to the above-described embodiments are possible by substitution, erasure, merging, etc. within the scope and object of the present invention described in the following claims.

Claims (4)

(a) 역광조건인가를 판단하는 단계;(a) determining whether it is a backlight condition; (b) 역광조건이라고 판단되면 자동노출조정 정보를 저장하는 단계;(b) storing the automatic exposure adjustment information when it is determined that the backlighting condition is performed; (c) 피사체 부분의 휘도를 기준 휘도로 조정하는 것에 의하여 자동초점조정을 위한 자동노출조정을 수행하는 단계;(c) performing autoexposure adjustment for auto focus by adjusting the brightness of the subject portion to the reference brightness; (d) 역광조건이 아니라고 판단되거나 상기 (c) 단계 후에 자동초점조정을 수행하는 단계; 및(d) determining that it is not a backlight condition or performing autofocus adjustment after step (c); And (e) 저장된 자동노출조정 정보로 환원하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법.and (e) reducing the stored autoexposure adjustment information to the digital image processing apparatus. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는The method of claim 1, wherein step (a) 다분할 측광 정보를 사용하여 역광조건을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법.A method for autofocusing a digital image processing apparatus, comprising: determining backlighting conditions using multi-part metering information. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는The method of claim 1, wherein step (c) 광전변환 신호의 AGC 이득을 소정값 이상으로 조정하는 것에 의해 자동초점조정을 위한 자동노출조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법.A method for autofocusing a digital image processing apparatus, characterized by performing autoexposure adjustment for autofocusing by adjusting the AGC gain of the photoelectric conversion signal to a predetermined value or more. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는The method of claim 1, wherein step (c) 노광시간을 소정 기간 이상으로 조정하는 것에 의해 자동초점조정을 위한 자동노출조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 이미지 처리장치의 자동초점조정 방법.An autofocus adjustment method of a digital image processing apparatus, characterized by performing autoexposure adjustment for autofocus adjustment by adjusting an exposure time to a predetermined period or more.
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