KR101318508B1 - 이미징 장치, 이미지 프로세싱 방법 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 - Google Patents

이미징 장치, 이미지 프로세싱 방법 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 Download PDF

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Abstract

이미징 장치는 이미지 센서, 셔터, 메모리, 온도 획득 유닛, 판정 유닛, 및 획득 제어기를 포함한다. 이미지 센서는 유효 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역을 포함한다. 셔터가 열리게 된 후에 메모리는 광전-변환된 이미지 데이터를 일시적으로 저장한다. 이미지 데이터가 메모리에 저장될 때 온도가 임계 값보다 크거나 같을 때 온도 획득 유닛은 주위 온도를 획득한다. 온도가 임계 값보다 크거나 같을 때 획득 제어기는 셔터가 닫히고 그 때에 광전-변환된 이미지 데이터를 획득하도록 제어한다. 써넣기 유닛은 획득된 이미지 데이터로부터 유효 픽셀 영역의 이미지 데이터를 잘라낸다. 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이가 잘라낸 이미지 데이터를 사용하여 정정된다.

Description

이미징 장치, 이미지 프로세싱 방법 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체{IMAGING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
관련 출원(들)에 대한 교차 참조
본 개시는 2010년 11월 24일에 출원된 일본 특허 출원 제 2010-260873호에 포함되는 주제에 관한 것이고, 그것은 그것의 전체에서 참조에 의해 여기서 병합된다.
분야
본 발명의 예시적인 실시예는 이미징 장치의 옵티컬 블랙(OB) 레벨을 조정하기 위한 기법에 관한 것이다.
배경
이미지 센서는 광전 변환을 위한 유효 픽셀 영역, 및 유효 픽셀 영역의 수평 및 수직 단부들에서 제공되는 옵티컬 블랙 영역들에 제공되어왔다. 옵티컬 블랙 영역들은 옵티컬 블랙 레벨을 규정하기 위한 것이다.
유효 픽셀 영역에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 신호는 옵티컬 블랙 영역들로부터 동시에 획득된 블랙 레벨로 클램핑된다. 따라서 이미지 신호가 적합한 밝기로 조정된다.
조정 방법에 관한 것으로서, JP-A-2010-068056에서 개시된 기법에서와 같이, 공장 출하 전에 각각의 이미지 센서에서 정정 테이블 세트에 의한 이미지 센서들 사이의 옵티컬 블랙 레벨에서 개별적인 차이(이하에서 OB 레벨에서의 차이와 같이 언급됨)를 다루는 방법이 고려되어왔다.
그러나 OB 레벨에서의 차이는 단지 개별적인 차이에 의해서만 발생되지 않는다. 예를 들어, OB 레벨은 장치 자체의 작동 동안 발생된 열에 부합해서 변할 수 있다. 열에 의해 야기될 수 있는 OB 레벨에서의 차이는 위에서 언급된 바와 같은 정정 테이블 세트에 의해 만족스럽게 조정될 수 없다.
요약
본 발명은 위에서 언급된 바의 고려에서 전개된다. 본 발명의 실시예의 목적은 외부 환경에 부합해서 OB 레벨에서의 차이를 조정할 수 있는 기법을 제공하는 것이다.
이미징 장치는: 유효 픽셀 영역 및 유효 픽셀 영역의 단부에 있는 옵티컬 블랙 영역을 포함하는 이미지 센서; 이미지 센서에서 수신될 빛으로부터 이미지 센서를 차폐하도록 구성되는 셔터; 셔터가 열리고 닫히는 것을 제어하도록 구성되는 셔터 제어기; 셔터 제어기가 셔터가 열리도록 제어한 후에 이미지 센서에 의한 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 일시적으로 저장하도록 구성되는 메모리; 이미지 센서를 포함하는 주위(ambience)의 온도를 획득하도록 구성되는 온도 획득 유닛; 온도 획득 유닛에 의해 획득된 온도가 임계 값보다 크거나 같은지 여부를 판정하도록 구성되는 판정 유닛; 판정 유닛이 온도가 임계 값보다 크거나 같다고 판정할 때 셔터 제어기는 셔터가 닫히도록 제어하고 그때에 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 획득하는 것을 제어하도록 구성되는 획득 제어기; 획득 제어기에 의해 획득된 이미지 데이터로부터 유효 픽셀 영역의 이미지 데이터를 잘라내고, 유효 픽셀 영역의 잘라낸 이미지 데이터를 사용하여 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이를 정정하도록 구성되는 정정 유닛;을 포함한다.
이미지 프로세싱 방법은 셔터가 열리도록 제어하고, 유효 픽셀 영역 및 유효 픽셀의 단부에 있는 옵티컬 블랙 영역을 포함하는 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 메모리에 일시적으로 저장하는 단계; 이미지 센서를 포함하는 주위의 온도를 획득하는 단계; 획득된 온도가 임계 값보다 크거나 같은지 여부를 판정하는 단계; 온도가 임계 값보다 크거나 같다고 판정될 때, 셔터가 닫히도록 제어하고, 그 때에 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 획득하도록 제어하는 단계; 획득된 이미지 데이터로부터 유효 픽셀 영역의 이미지 데이터를 잘라내고, 유효 픽셀 영역의 잘라낸 이미지 데이터를 사용하여 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이를 정정하는 단계;를 포함한다.
컴퓨터-판독가능한 저장 매체는 이미지 센서 및 셔터를 갖는 이미징 장치에 구비된 컴퓨터로 하여금, 셔터가 열리도록 제어하고, 유효 픽셀 영역 및 유효 픽셀 영역의 단부에 있는 옵티컬 블랙 영역을 포함하는 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 메모리에 일시적으로 저장하는 단계; 이미지 센서를 포함하는 주위의 온도를 획득하는 단계; 획득된 온도가 임계 값보다 크거나 같은지 여부를 판정하는 단계; 온도가 상기 임계 값보다 크거나 같다고 판정될 때 셔터가 닫히도록 제어하고, 그때에 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 획득하도록 제어하는 단계; 및 획득된 이미지 데이터로부터 유효 픽셀 영역의 이미지 데이터를 잘라내고, 유효 픽셀 영역의 잘라낸 이미지 데이터를 사용하여 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이를 정정하는 단계;를 포함하는 절차를 실행하도록 하기 위한 프로그램을 저장한다.
실시예에 따라서, 외부 환경, 특히 온도 변화에 부합해서 OB 레벨에서의 차이를 조정할 수 있는 기법을 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 다양한 특징을 실행하는 일반적인 구성은 도면에 대한 참조와 함께 설명될 것이다. 도면 및 연관된 설명이 본 발명의 실시예를 도시하도록 제공되고 그것은 본 발명의 범위를 한정하지 않아야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 이미징 장치 1의 회로 구성도이다.
도 2는 이미징 부분에서 설정된 영역들을 나타내는 뷰이다.
도 3은 실시예의 작동을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예는 도면에 대한 참조와 함께 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 이미징 장치(1)의 각각의 부분들의 기능을 나타내는 블록도이고, 그것은 본 발명의 일 실시예로서 설명될 것이다. 이미징 장치(1)의 전기 구성이 도 1에 대한 참조와 함께 설명될 것이다.
이미징 장치(1)는 전체로서 장치를 제어하도록 센터로서 역할하는 제어기(9)와 함께 배열된다. 제어기(9)는 버스(13)를 통해 기계적 셔터(3), 이미징 부분(4), 이미지 프로세서(5), 셔터 키(6), 기계적 셔터 제어기(7), 프로그램 메모리(10), 워크 메모리(11) 및 이미지 저장 부분(12)의 각각의 회로 부분들에 연결된다. 제어기(9)는 전체로서 이미징 장치(1)를 제어하기 위해 프로그램 메모리(10)에 저장되는 프로그램과 협조하는 워킹 메모리로서 워크 메모리(11)를 사용하여 제어 신호의 입력 및/또는 출력을 제어한다.
렌즈(2)는 예를 들어, 초점 렌즈, 줌 렌즈 등을 포함하는 렌즈 그룹에 의해 구성된다.
온도 센서(8)는 이미징 장치(1)의 몸체에 위치된다. 온도 센서(8)는 이미징 장치(1)의 작동 동안 발생된 열의 값을 주기적으로 획득하고 제어기(9)로 열의 값을 출력한다.
셔터 키(6)로부터의 작동 신호 또는 자동적으로 판정된 이미지 테이킹-인 (taking-in) 제어 신호를 수신하자마자, 제어기(9)는 광도 프로세싱 또는 그와 유사한 것에 의해 설정된 노출 시간의 기간 동안 기계적 셔터(3)를 열리도록, 수신된 신호에 응답해서 기계적 셔터 제어기(7)를 제어한다. 따라서, 기계적 셔터(3)가 열리고 및/또는 닫히도록 제어된다.
이미징 부분(이미지 센서)(4)은 CCD 또는 CMOS와 같은 디바이스에 의해 구성된다. 이미징 부분(4)은 이미지 데이터를 발생시키도록, 렌즈(2)에 의해 초점화된 대상의 광학 이미지를 광전기적으로 변환한다. 발생된 이미지 데이터는 워크 메모리(11)에 일시적으로 저장된다. 게다가, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 유효 픽셀 영역(41), 수직 OB 영역(42) 및 수평 OB 영역(43)이 이미징 부분(4)에 앞서서 설정된다. 수직 및 수평 OB 영역(42, 43)들이 유효 픽셀 영역의 단부에 위치된다.
이미지 프로세서(5)는 이미지 데어터를 클램핑하도록, 제어기(9)의 제어 하에서 워크 메모리(11)에 일시적으로 저장된 이미지 데이터 상의 OB 레벨에서의 차이를 정정한다. 다양한 조정 프로세싱이 이미지 저장 부분(12)에 압축되고, 인코딩되며 저장되는, 따라서 프로세싱된 이미지 데이터 상에 수행된다.
본 실시예를 따르는 이미징 장치(1)의 제어기(9)에 의해 수행되는 작동이 도 3에 대한 참조와 함께 설명될 것이다.
첫번째로, 이미징 모드에서, 기계적 셔터(3)가 열리도록 제어되고, 이미지 데이터가 주기적으로 출력되도록 렌즈(2)에 의해 줌밍되고(zoomed) 초첨화되도록 제어된 광학 이미지가 이미지 부분(4)의 유효 픽셀 영역(41)으로 들어온다.
이 상황에서, 제어기(9)는 셔터 키(6) 상의 작동이 검출되는지(또는 자동적으로 판정되는 이미지 테이킹-인 제어 신호가 수신되는지) 여부를 주기적으로 판정한다(단계 S1).
단계 S1에서의 판정이 셔터 키(6) 상의 작동이 검출된다고 결론내릴 때(또는 자동적으로 판정된 이미지 테이킹-인 제어 신호가 수신될 때)(단계 S1에서 예), 이미지 데이터가 유효 픽셀 영역(41), 수직 OB 영역(42) 및 수평 OB 영역(43)으로부터 테이킹 인 되고 획득되며(단계 S2), 워크 메모리(11)에 일시적으로 저장된다. 이러한 상황에서 획득된 주위 온도가 임계 값(더 구체적으로, 60℃ 내지 75℃)보다 크거나 같은지 여부에 관한 판정이 이루어진다(단계 S3).
이것은 온도 상승이 이미징 부분(4)의 주변 부분에서의 수직 OB 영역(42) 또는 수평 OB 영역(43)으로부터 테이킹 인된(또는 획득된) 이미지 데이터의 블랙 레벨을 변화시킬 수 있기 때문이다.
단계 S3에서의 판정이 주위 온도가 임계 값보다 크거나 같다고 결론내릴 때(단계 S3에서 예), 노출 시간이 임계 기간(더 구체적으로, 0.5 내지 1초)보다 크거나 같은지 여부에 관한 판정이 다음으로 이루어진다(단계 S4).
이것은 이미지 센서는 노출 시간이 더 길어짐에 따라 주위 영역에서 더 많은 열을 받아 주위 온도가 더 상승할 수 있어서, 특정 기간 동안의 노출 작동이 테이킹-인된 이미지 데이터의 블랙 레벨을 변화시킬 수 있기 때문이다.
주위 온도가 임계 값보다 크거나 같고(단계 S3에서 예), 노출 시간이 임계 기간보다 크거나 같다고(단계 S4에서 예) 판정이 결론내릴 때, 수직 OB 영역(42) 및 수평 OB 영역(43)으로부터 테이킹 인되고 획득된 이미지 데이터의 블랙 레벨은 OB 정정의 낮은 신뢰성을 유도할 수 있다. 그러므로, 제어기(9)는 기계적 셔터 제어기(7)가 기계적 셔터(3)를 닫히도록(빛으로부터 차폐하도록) 제어하고 이 상태에서 다시 유효 픽셀 영역(41), 수직 OB 영역(42) 및 수평 OB 영역(43)으로부터 이미지 데이터를 테이킹 인하고 획득하도록 제어한다(단계 S5).
단계(S5)에서 테이킹 인된 및 획득된 이미지 데이터의 그 후에, 워크 메모리 (11)에 일시적으로 저장된 수직 OB 영역(42)의 이미지 데이터가 유효 픽셀 영역 (41)의 이미지 데이터의 센트럴 영역으로 겹쳐써넣어지도록(overwrite)(새롭게 써넣어지도록) 수직 OB 영역(42)과 거의 동일한 영역을 갖는 유효 픽셀 영역(41)의 이미지 데이터의 센트럴 영역이 획득된다(단계 S6).
이것은 주위 온도가 어느 정도까지 증가될 수 있고 노출 시간이 어느 정도까지 증가될 수 있음에도 이미징 부분(이미지 센서)(4)의 센터의 부근들이 영향받을 수 있는 낮은 가능성이 있기 때문이다. 즉, 빛으로부터 차폐된 이미지 데이터의 블랙 레벨이 OB 정정에서 더 신뢰할 수 있다.
게다가, OB 영역이 워크 메모리(11)에서 겹쳐써넣어지기 때문에, 이미지 데이터가 다수의 픽셀을 가짐에도 메모리 상의 부하가 가벼워질 수 있다.
본 실시예가 수직 OB 영역(42)을 겹쳐써넣기 위한 프로세싱에 관해 설명되어왔음에도, 오직 수평 OB 영역(43)만이 겹쳐써넣어질 수 있거나 또는 수직 OB 영역 (42) 및 수평 OB 영역(43) 모두가 겹쳐써넣어질 수 있다.
그 후에, 워크 메모리(11)에 저장된 OB 영역의 블랙 레벨이 검출되고(단계 S7), OB 레벨에서의 차이는 이미지 데이터가 그와 함께 클램핑되도록 정정된다(단계 S8).
단계 S8에서 클램핑되는 이미지 데이터가 이미지 프로세서(5)에서 다음 이미지 프로세싱 프로세스로 그때 출력되고, 프로세싱이 종료된다.
단계 S3에서의 판정이 주위 온도가 임계 값보다 더 낮다고 결론내리고 단계 S4에서의 판정이 노출 시간이 임계 기간보다 더 낮다고 결론내릴 때, 이미지 데이터가 단계 S8에서 클램핑되도록 OB 영역에서 획득된 블랙 레벨은 신뢰할만한 것으로 간주된다.
단계 S4에서의 판정에 대해 단계 S3에서의 판정에 우선권이 주어진다. 블랙 레벨에서의 신뢰성이 단계 S4에서의 판정이 누락됨에도 보호될 수 있기 때문에 단계 S4에서의 판정이 누락되는 것은 문제되지 않는다.
앞서 언급된 실시예 및 각각의 수정이 본 발명이 이미징 장치에 적용되는 경우에서 설명되었다. 그러나 본 발명은 또한 장치가 이미지 정보를 생성하는 기능을 가지는 한 디지털 비디오 카메라 또는 셀룰러 폰 단자를 포함하는 카메라, 퍼스널 컴퓨터 등과 같은 또 다른 카메라 장치에 적용가능하다.
최종적으로, 본 발명을 따르는 앞서 언급된 실시예 및 각각의 수정은 단지 본 발명을 실행하기 위한 모드의 예시들에 불과하고, 첨부된 청구항들을 한정하도록 의도되지 않는다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 대해 이루어질 수 있는 임의의 다양한 수정들이 본 발명의 범위에 포함되고 첨부된 청구항들에 포함됨이 언급되어야만 한다.
4: 이미징 부분
5: 이미지 프로세서
6: 셔터 키
8: 온도 센서
9: 제어기
10: 프로그램 메모리
11: 워크 메모리
12: 이미지 저장 부분

Claims (6)

  1. 유효 픽셀 영역 및 상기 유효 픽셀 영역의 단부에 있는 옵티컬 블랙 영역을 포함하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서에 수신될 빛으로부터 상기 이미지 센서를 차폐하도록 구성되는 셔터;
    상기 셔터가 열리고 닫히는 것을 제어하도록 구성되는 셔터 제어기;
    사용자가 조작하는 셔터 키의 작동 신호 또는 자동적으로 판정된 이미지 테이킹-인(taking-in) 제어 신호를 수신하면, 상기 셔터기를 제어하여 기설정된 노출 시간 동안 상기 셔터가 열리도록 하고, 상기 신호의 수신 여부를 주기적으로 판정하는 제어기;
    상기 셔터 제어기가 상기 셔터를 열리도록 제어한 후에 상기 이미지 센서에 의한 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 일시적으로 저장하도록 구성되는 메모리;
    상기 이미지 센서를 포함하는 주위의 온도를 획득하도록 구성되는 온도 획득 유닛;
    상기 이미지 데이터가 상기 메모리에 저장될 때, 상기 온도 획득 유닛에 의해 획득된 상기 온도가 임계 값보다 크거나 같은지 여부를 판정하도록 구성되는 판정 유닛;
    상기 판정 유닛이 상기 온도가 상기 임계 값보다 크거나 같다고 판정할 때 상기 셔터 제어기가 상기 셔터를 닫도록 제어하고, 그때에 상기 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 다시 획득하는 것을 제어하도록 구성되는 획득 제어기; 및
    상기 획득 제어기에 의해 획득된 상기 이미지 데이터로부터 상기 유효 픽셀 영역의 이미지 데이터를 잘라내고, 상기 유효 픽셀 영역의 상기 잘라낸 이미지 데이터를 사용하여 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이를 정정하도록 구성되는 정정 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메모리에 저장된 상기 이미지 데이터의 상기 옵티컬 블랙 영역에 상기 유효 픽셀 영역의 상기 잘라낸 이미지 데이터를 새롭게 써넣도록 구성되는 써넣기 유닛을 더 포함하고,
    상기 정정 유닛은 상기 써넣기 유닛에 의해 써넣어진 상기 이미지 데이터를 사용하여 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이를 정정하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    노출 시간이 임계 기간보다 크거나 같은지 여부를 판정하도록 구성된 노출 시간 판정 유닛을 더 포함하고,
    상기 판정 유닛이 상기 온도가 상기 임계 값보다 크거나 같다고 판정하고 상기 노출 시간 판정 유닛이 상기 노출 시간이 상기 임계 기간보다 크거나 같다고 판정할 때 상기 획득 제어기는 상기 셔터 제어기가 상기 셔터를 닫도록 제어하고 그 때에 상기 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 획득하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  5. 셔터가 열리도록 제어하고, 유효 픽셀 영역 및 상기 유효 픽셀 영역의 단부에 있는 옵티컬 블랙 영역을 포함하는 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 메모리에 일시적으로 저장하는 단계;
    상기 이미지 센서를 포함하는 주위의 온도를 획득하는 단계;
    상기 획득된 온도가 임계 값보다 크거나 같은지 여부를 판정하는 단계;
    상기 온도가 상기 임계 값보다 크거나 같다고 판정될 때 상기 셔터가 닫히도록 제어하고 그 때에 상기 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 획득하도록 제어하는 단계; 및
    상기 획득된 이미지 데이터로부터 상기 유효 픽셀 영역의 이미지 데이터를 잘라내고, 상기 유효 픽셀 영역의 상기 잘라낸 이미지 데이터를 사용하여 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이를 정정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  6. 이미지 센서 및 셔터를 갖는 이미징 장치에 구비된 컴퓨터로 하여금,
    상기 셔터가 열리도록 제어하고, 유효 픽셀 영역 및 상기 유효 픽셀 영역의 단부에 있는 옵티컬 블랙 영역을 포함하는 상기 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 메모리에 일시적으로 저장하는 단계;
    상기 이미지 센서를 포함하는 주위의 온도를 획득하는 단계;
    상기 획득된 온도가 임계 값보다 크거나 같은지 여부를 판정하는 단계;
    상기 온도가 상기 임계 값보다 크거나 같다고 판정될 때 상기 셔터가 닫히도록 제어하고, 그때에 상기 이미지 센서에서 광전 변환에 의해 형성된 이미지 데이터를 획득하도록 제어하는 단계; 및
    상기 획득된 이미지 데이터로부터 상기 유효 픽셀 영역의 이미지 데이터를 잘라내고, 상기 유효 픽셀 영역의 상기 잘라낸 이미지 데이터를 사용하여 옵티컬 블랙 레벨에서의 차이를 정정하는 단계;를 포함하는 절차를 실행하도록 하기 위한 프로그램을 저장하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.
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