KR101184694B1 - 디지털 영상 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 디지털 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원격 촬영 시에 CCD(Charge cupled device) 및 LCD(Liquid crystal display)의 전원 공급/차단을 제어하여 디지털 영상 처리 장치의 소비전력을 절감하고, CCD의 전원 차단에 따른 CCD의 온도 하강으로 노이즈를 줄일 수 있는 는 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 디지털 영상 처리 장치는 광전변환부, 디스플레이부 및 제어부를 포한다. 광전변환부는 광학처리된 영상을 전기적 신호로 변환시키고, 전원이 차단되면 온도가 하강한다. 디스플레이부는 캡쳐된 영상의 재생 및/또는 소정의 메뉴 선택에 의해 변환처리된 영상을 표시한다. 제어부는 원격 격촬영 모드에서 광전변환부 및 디스플레이부의 전원이 차단되도록 제어하고, 소정의 시간이 경과된 후에 영상이 캡쳐되도록 광전변환부의 전원이 순차적으로 공급 및 차단되도록 제어한다.

Description

디지털 영상 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing digital image}
도 1은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치로서의 디지털 카메라의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.
도 2는 도 1의 디지털 카메라의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도 이다.
도 3은 도 1의 디지털 카메라의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 도 1의 디지털 카메라에서 디지털 영상 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...디지털 카메라, 507...디지털 신호 처리부,
29...칼라 LCD 패널, 11...셔터-릴리즈 버튼,
27W...광각-줌 버튼, 27T...망원-줌 버튼.
본 발명은, 디지털 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원격 촬영 시에 CCD(Charge cupled device) 및 LCD(Liquid crystal display)의 전원 공급/차단을 제어하여 디지털 영상 처리 장치의 소비전력을 절감하고, CCD의 전원 차단에 따른 CCD의 온도 하강으로 노이즈를 줄일 수 있는 는 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적인 디지털 영상 처리 장치 예를 들면, 디지털 카메라에서는 원격 촬영 시에 소비전력 절감을 위한 일련의 동작 예를 들어, CCD 또는/및 LCD의 전원을 차단하는 동작을 수행하지 않는다. 즉, 종래의 디지털 카메라에서는 원격 촬영 시에, 디지털 카메라의 모든 기능이 항상 동작 중인 상태가 된다.
디지털 카메라는 원격 촬영을 위해 리모콘을 이용하거나 셀프 타이머 기능을 이용한다.
리모콘을 이용하여 원격 촬영을 하게 되면, 촬영을 위해 리모콘 버튼이 입력되는 시점부터 촬영이 완료되는 시점까지 LCD의 화면을 사용자가 보지 않는다. 리코몬 신호가 송신된 후에 실제 디지털 카메라의 촬영이 이루어지는 시점까지는 약 10~15초 정도의 시간이 소요된다. 이 시간은 사용자가 원하는 포즈를 취하고 대기하는 시간으로, 약 10초 정도의 시간 동안 배터리 수명면에서는 버려지는 시간이다. 게다가 리모콘을 이용한 원격 촬영은 더 좋은 사진을 얻기 위해서 대게 2~3회 반복하여 촬영하므로, 사용자가 카메라의 LCD를 보지 않는 시간은 1~2분을 쉽게 넘어가 불필요한 소비전력이 낭비된다.
셀프 타이머 기능을 이용하여 촬영하는 경우 또한 마찬가지 이다. 셀프 타이머의 시간 간격은 설정이 가능한 디지털 카메라도 있지만, 셀프 타이머 시간은 보통 약 10~15초 정도이다. 이 시간 역시 사용자는 LCD 화면을 보지 않으므로 배터리 수명면에서는 버려지는 시간이다. 또한 촬영 후 데이터 저장시간, 플래시 발광 후 충전시간까지 더하면, 1회 촬영으로 약 30초에서 1분간의 시간이 필요하며, 불필요한 소비전력이 낭비된다.
또한 CCD는 빛에 반응하도록 되어 있어서 빛을 받으면서 전하가 축적된다. 이와 같은 원리로 CCD는 빛을 많이 받으면 전하기 많이 쌓이고, 빛을 적게 받으면 전하가 적게 쌓여서 그 전하량을 가지고 들어온 빛의 양을 판단하게 된다. 그러나, CCD는 빛을 받아서 만이 아닌 다른 이유(회로상의 노이즈)로도 전하가 축적될 수 있는데, 이렇게 쓸데없이 생기는 전하를 암전류(Dark Currnet)라고 부른다. 이와 같은 암전류는 CCD의 온도가 상승하면 더욱 증가하게 되고, 이 전하들은 빛이 없을 때도 CCD 소자 위를 흘러다니게 되어 노이즈 및 핫 픽셀을 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 원격 촬영 시에 CCD 및 LCD의 전원 공급/차단을 제어하여 디지털 영상 처리 장치의 소비전력을 절감하고, CCD의 전원 차단에 따른 CCD의 온도 하강으로 노이즈를 줄일 수 있는 디지털 영상 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 상기 기술적인 과제를 해결하기 위한 디지털 영상 처리 장치는 광학처리된 영상을 전기적 신호로 변환시키고, 전원 차단에 의해 온도 가 하강하는 광전변환부; 캡쳐된 영상의 재생 및/또는 소정의 메뉴 선택에 의해 변환처리된 영상을 표시하는 디스플레이부; 및 원격촬영 모드에서 상기 광전변환부 및 디스플레이부의 전원이 차단되도록 제어하고, 소정의 시간이 경과된 후에 영상이 캡쳐되도록 상기 광전변환부의 전원이 순차적으로 공급 및 차단되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 상기 기술적인 과제를 해결하기 위한 디지털 영상 처리 방법은 (a) 원격촬영 신호가 수신되면 컬러 LCD 패널 및 CCD의 전원을 차단하는 단계; 및 (b) 일정 시간이 경과하면, 상기 CCD의 전원을 동작시켜 영상을 캡쳐한 후 상기 CCD의 전원을 다시 차단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예가 상세히 설명된다.
도 1를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치로서의 디지털 카메라(1)의 앞쪽에는, 마이크로폰(MIC), 셔터 릴리즈 버튼(11), 플래시(13), 뷰 파인더의 대물렌즈(15a), 전원 스위치(17), 렌즈부(19), 리모콘 신호 수신부(21)를 포함하고, 원격 촬영을 위해 리코몬 셔터(23-1)가 구비된 리코몬(23)을 이용한다.
셔터 릴리즈 버튼(11)은 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히며, 조리개(미도시)와 연동하여 피사체를 적정하게 노출시켜 CCD에 영상을 기록한다.
플래시(13)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 것으로 플래시 모드에는 자동플래시, 강제발광, 발광금지, 적목감소, 슬로우 싱크로 등이 있다.
뷰 파인더의 대물렌즈부(15a)는 촬영할 피사체를 보고 구도를 설정하기 위한 카메라의 작은 창으로, 일부 디지털 카메라에서는 액정 화면의 채용으로 광학식 뷰 파인더를 대체하는 경우도 있다.
리모콘(23)은 원격 촬영을 위해 이용되며, 디지털 카메라(1)에는 리모콘 신호 수신부(21)가 구비되어 있다. 디지털 카메라(1)로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에서 자세를 취한 후 리모콘 셔터(23-1)를 입력하면, 리모콘 신호 수신부(21)는 셔터 신호를 수신하고, 일정 시간이 경과한 후에 영상이 촬영된다.
도 2는 도 1의 디지털 카메라의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 카메라(1)의 뒤쪽에는 뷰파인더의 접안렌즈부(15b), 기능 버튼(25), 광각(Wide angle)-줌(Zoom) 버튼(27w), 망원(Telephoto)-줌 버튼(27t), 컬러 LCD 패널(29), 스피커(SP)가 있다.
기능 버튼(25)은, 디지털 카메라(1)의 특정 기능들을 수행하는 데에 사용되는 한편, 컬러 LCD 패널(29)의 메뉴 화면에서 활성화 커서의 방향-이동 버튼들 등으로서 사용된다..
광각-줌 버튼(27w) 또는 망원-줌 버튼(27t)은 입력에 따라 화각이 넓어지거나, 화각이 좁아지는데, 특히, 선택된 노출영역의 크기를 변경시키고자 할 때 입력한다. 광각-줌 버튼(27w)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 작아지고, 망원-줌 버튼(27t)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 커진다.
도 3은 도 1의 디지털 카메라(1)의 전체적 구성을 보여준다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 도 3의 디지털 카메라(1)의 전체적 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.
렌즈부와 필터부를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다.
광학계(OPS)의 렌즈부는 줌 렌즈, 포커스 렌즈 및 보상 렌즈를 포함한다.
촬영 화각을 변경하는 버튼으로 광각-줌 버튼(27W) 또는 망원-줌 버튼(27T)이 사용된다. 사용자 입력부(INP)에 포함된 광각-줌 버튼(27W) 또는 망원-줌 버튼(27T)이 입력되면, 이에 상응하는 신호가 마이크로 제어기(512)에 입력된다. 이에 따라, 마이크로 제어기(512)가 렌즈 구동부(510)를 제어함에 따라, 줌 모터(MZ)가 구동되어 줌 렌즈가 이동된다. 즉, 광각-줌 버튼(27W)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이(Focal length)가 짧아져서 화각이 넓어지고, 망원-줌 버튼(27T)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이가 길어져서 화각이 좁아진다. 여기서 줌 렌즈의 위치가 설정된 상태에서 포커스 렌즈의 위치가 조정되므로, 화각은 포커스 렌즈의 위치에 대하여 거의 영향을 받지 않는다.
한편, 자동 초점 모드에 있어서, 디지털 신호 처리기(507) 안에 내장된 주 제어기가 마이크로 제어기(512)를 통하여 렌즈 구동부(510)를 제어함에 의하여 포커스 모터(MF)가 구동된다. 이에 따라 포커스 렌즈가 이동되며, 이 과정에서 영상 신호의 고주파 성분이 가장 많아지는 포커스 렌즈의 위치 예를 들어, 포커스 모터(MF)의 구동 스텝 수가 설정된다.
광학계(OPS)의 렌즈부의 보상 렌즈는 전체적인 굴절률을 보상하는 역할을 하므로 별도로 구동되지 않는다. 참조 부호 MA는 조리개(Aperture, 도시되지 않음)를 구동하기 위한 모터를 가리킨다.
광학계(OPS)의 필터부에 있어서, 광학적 저역통과필터(Optical low pass filter)는 고주파 성분의 광학적 노이즈를 제거한다. 적외선 차단 필터(Infra-red cut filter)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다.
CCD 또는 CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)의 광전 변환부(OEC, 500)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 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.
실시간 클록(Real time clock)(503)은 디지털 신호 처리기(507)에 시간 정보를 제공한다. 디지털 신호 처리기(507)는 CDS-ADC 소자(501)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 영상 신호를 발생시킨다.
주 제어기를 내장하는 디지털 신호 처리기(507)로부터의 제어 신호들에 따라 마이크로 제어기(512)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 셀프 타이머 램프(미도시), 자동-초점 램프(미도시), 모드 지시 램프(미도시) 및 플래시 대기 램프(미 도시)가 포함된다.
사용자 입력부(INP)에는, 셔터 릴리즈 버튼(11), 기능 버튼(25), 광각-줌 버튼(27W), 망원-줌 버튼(27T) 등을 포함한다.
DRAM(Dynamic random access memory, 504)에는 디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 영상 신호가 일시 저장된다. EEPROM(Electrically erasable and programmable read only memory, 505)에는 디지털 신호 처리기(507)의 동작에 필요한 알고리즘 및 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(506)에서는 사용자의 메모리 카드가 착탈된다.
디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 영상 신호는 LCD 구동부(514)에 입력되고, 이로 인하여 컬러 LCD 패널(29)에 영상이 디스플레이 된다.
한편, 디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 영상 신호는, USB(Universal serial bus) 접속부(31a) 또는 RS232C 인터페이스(508)와 그 접속부(31b)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비디오 필터(509) 및 비디오 출력부(31c)를 통하여 비디오 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.
한편, 마이크로 제어기(512)는 플래시-광량 센서(미도시)로부터의 신호에 따라 플래시 제어기(511)의 동작을 제어하여 플래시(13)를 구동한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 도 4의 디지털 카메라 프로세서(507)의 주 제어 알고리즘을 설명하면 다음과 같다.
단계 S11에 있어서, 디지털 카메라 프로세서(507)는 리모콘 서텨(23-1)의 입력에 의해 송출된 촬영신호를 수신하였는지 판단한다. 디지털 카메라(1)의 앞부분에는 리모콘 신호 수신부(21)가 구비되어 있고, 디지털 카메라 프로세서(507)는 리모콘 신호 수신부(21)가 리모콘 신호를 수신하였는지 감지함으로써 이를 알 수 있다.
단계 S12에 있어서, 촬영신호를 수신한 경우, 디지털 카메라 프로세서(507)는 컬러 LCD 패널(29) 및 광전 변환부(500)(이하, CCD(500)이라 표기함)의 전원을 차단한다.
CCD(500)는 온도가 상승하면 암전류에 의해 노이즈 및 핫 픽셀을 발생시키게 된다. 따라서, 디지털 카메라 프로세서(507)가 CCD(500)로의 전원 공급을 차단하게 되면, CCD(500)의 온도가 하강하게 되고, 이후 CCD(500)에 전원이 다시 공급되면, 노이즈 및 핫 픽셀이 줄어든 상태로 동작하게 된다. 또한, 디지털 카메라 프로세서(507)는 디지털 카메라(1)에서 가장 높게 발열하는 타이밍 회로(502)를 제어하는데, 타이밍 회로(502)의 동작을 차단시키면, 타이밍 회로(502)로부터 열이 발생되지 않게 되어 디지털 카메라(1)의 온도가 하강하게 된다. 따라서, 암전류가 줄어들게 됨으로써 CCD(500)의 노이즈 및 핫 픽셀 발생도 줄어들게 된다.
단계 S13에 있어서, 컬러 LCD 패널(29) 및 CCD(500)의 전원을 차단한 후에,디지털 카메라 프로세서(507)는 일정 시간(예를 들어, 5초)을 카운트한다. 디지털 카메라 프로세서(507)에는 카운터 또는 타이머가 구비되어 있어, 일정 시간을 카운트이라 표기함)의 전원을 차단한다. 디지털 카메라 프로세서(507)가 일정 시간을 카운트할 동안, 사용자는 자세를 바로 잡는다.
단계 S14 내지 S16에 있어서, 일정 시간이 카운트 되면, 디지털 카메라 프로세서(507)는 CCD(500)에 전원을 공급하고, 전원이 공급된 CCD(500)는 디지털 카메라 프로세서의 제어 하에 영상을 캡쳐한다. CCD(500)의 영상 캡쳐 동작이 완료되면, 디지털 카메라 프로세서(507)은 다시 CCD(500)의 전원을 차단하고, 캡쳐된 영상을 신호 처리하여 저장한다.
단계 S17에 있어서, 영상을 반복 촬영하고자 하는 경우 S11단계로 복귀하여 반복 촬영을 수행한다.
단계 S18 내지 S20에 있어서, 영상 촬영 후에, 디지털 카메라 프로세서(507)가 영상 재생 신호를 수신한 경우, 컬러 LCD 패널(29)에 전원을 공급하고, 컬러 LCD 패널(29)은 캡쳐한 영상을 디스플레이 한다.
단계 S21 내지 S23에 있어서, 캡쳐한 영상 재생 후에 또는 원격 촬영 모드 수행 중에, 디지털 카메라 프로세서(507)가 임의의 메뉴 실행을 위한 신호를 수신하면, 컬러 LCD 패널(29) 및 CCD(500)에 전원을 공급하고 해당 메뉴를 실행한다. 예를 들어, 원격 촬영 모드 수행하다가, 사용자의 변심으로 동영상 촬영을 수행하기 위해 해당 메뉴 실행 버튼을 입력하게 되면, 디지털 카메라 프로세서(507)는 디지털 카메라(1)의 상태를 원격 촬영 모드에서 동영상 촬영 모드로 전환하면서, 컬러 LCD 패널(29) 및 CCD(500)에 전원을 공급하여 동영상 촬영이 가능하도록 처리한다.
도 4에는 원격 촬영 모드 중 리모콘 촬영 기능에 대해서만 설명되어 있으나, 이는 셀프 타이머 모드에서 본원발명의 동작을 설명하면 다음과 같다. 셀프 타이머 촬영을 위해 셀프 타이머 핫 키(25-1) 신호를 반복적으로 입력하여 원하는 시간이 설정한다. 예를 들어, 셀프 타이머 핫 키(25-1)를 일 회 입력하면 셀프 타이머가 2초로 설정되고, 셀프 타이머 핫 키(25-1)을 연속 이회 입력하면 셀프 타이머 가 10초로 설정된다. 이와 같이 원하는 시간이 설정된 후에 셔터-릴리즈 버튼(11)을 입력하면 디지털 카메라 프로세서(507)는 컬러 LCD 패널(29) 및 CCD(500)의 전원을 차단하고, 설정된 시간을 카운트한다. 역시 CCD(500)의 전원 차단과 함께 CCD(500)의 온도 하강으로 암전류에 의한 노이즈 및 핫 픽셀 발생이 줄어들게 된다. 설정된 시간이 경과하면, 디지털 카메라 프로세서(507)는 CCD(500)에 전원을 공급한다. 전원을 공급받은 CCD(500)는 영상을 캡쳐하고, 다시 디지털 카메라 프로세서(507)의 제어 하에 CCD(500)의 전원이 차단된다. 이후 영상 재생하는 경우 컬러 LCD 패널(29)에 전원을 공급한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면 원격 촬영 시에 CCD 및 LCD의 전원 공급/차단을 제어하여 디지털 영상 처리 장치의 소비전력을 절감할 수 있으며, CCD의 전원 차단에 따라 CCD의 온도가 하강되어 노이즈가 줄어드는 효과를 창출한다.

Claims (5)

  1. 광학처리된 영상을 전기적 신호로 변환시키고, 전원이 차단되면 온도가 하강하는 광전변환부;
    상기 광전변환부의 동작 타이밍을 결정하도록 구성된 타이밍회로부;
    캡쳐된 영상의 재생 또는 소정의 메뉴 선택에 의해 변환처리된 영상을 표시하는 디스플레이부; 및
    원격촬영 모드에서 상기 광전변환부 및 디스플레이부의 전원이 차단되도록 제어하며, 상기 타이밍회로부의 동작이 차단되도록 제어하고, 소정의 시간이 경과된 후에 영상이 캡쳐되도록 상기 광전변환부의 전원이 순차적으로 공급 및 차단되도록 제어하는 제어부를 포함하는 디지털 영상 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 영상 캡쳐 후에 재생신호가 수신되면 상기 디스플레이부에 전원이 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 원격촬영 모드에서 소정의 메뉴 실행 신호를 수신하면, 상기 광전변환부 및 디스플레이부에 전원이 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리 장치.
  4. (a) 원격촬영 신호가 수신되면 컬러 LCD 패널 및 CCD의 전원을 차단하는 단계; 및
    (b) 일정 시간이 경과하면, 상기 CCD의 전원을 동작시켜 영상을 캡쳐한 후 상기 CCD의 전원을 다시 차단하는 단계를 포함하는 디지털 영상 처리 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 (a) 및 (b)단계는 반복적으로 수행 가능한 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리 방법.
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