KR101336234B1

KR101336234B1 - 디지털 카메라의 화질 개선 방법

Info

Publication number: KR101336234B1
Application number: KR1020070003962A
Authority: KR
Inventors: 장성규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2013-12-03
Also published as: KR20080066472A

Abstract

본 발명은 촬영된 이미지에 손떨림이나 노이즈가 있을 경우에 상기 촬영된 이미지의 화질을 개선하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 피사체를 촬영하는 단계, (b) 상기 촬영된 이미지에 손떨림 현상 또는 노이즈가 있는지 체크하는 단계, (c) 상기 촬영된 이미지에 손떨림 현상이나 노이즈가 있는 경우에 이러한 사항을 상기 디지털 카메라의 사용자에게 알려주고 저장 또는 삭제 여부를 물어보는 단계, 및 (d) 상기 사용자의 저장 요청을 받으면 상기 촬영된 이미지를 소정 크기로 축소하여 저장하고 상기 사용자의 삭제 요청을 받으면 상기 촬영된 이미지를 삭제하는 단계를 포함하는 디지털 카메라의 화질 개선 방법을 제공한다.

Description

디지털 카메라의 화질 개선 방법{Method for improving image quality of digital camera}

도 1은 본 발명에 따른 디지털 카메라의 배면의 외관을 보여준다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 카메라의 화질 개선 방법을 도시한 흐름도이다.

도 3은 원 크기의 이미지와 도 2에 도시된 방법에 의해 축소되는 이미지들을 보여준다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101; 디지털 카메라, 111; 셔터 릴리즈 버튼

121; 모드 다이얼, 131; 모니터

311∼361; 이미지 크기들

본 발명은 디지털 카메라에 관한 것으로서, 특히 디지털 카메라로 촬영한 이미지의 화질을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

디지털 카메라에서 사진을 촬영할 때, 사진의 화질을 저하시키는 가장 큰 요 인 중의 하나는 손떨림 등에 의해 사진의 초점이 맞지 않는 것이다. 종래에는 사용자가 사진을 촬영하고, 촬영된 이미지를 디지털 카메라의 화면에 디스플레이한 상태에서, 화면에 나타난 이미지를 보면서 사진의 초점이 맞았는지 안맞았는지를 확인을 한 후에, 사진을 삭제할 것인지 아니면 그냥 저장해놓을 것인지를 결정하는 번거로움이 있었다. 이러한 번거로움을 없애기 위해서 AF(Auto Focus) 기법을 이용하여 사진의 초점이 심하게 흔들리는 경우에는 사진 촬영이 되지 않거나, 촬영 후에 촬영된 사진이 삭제되었다. 이와 유사하게, 사진을 촬영한 후에, 저조도 환경 등에서 노이즈가 있을 경우 사용자가 촬영된 이미지를 일일이 확인하여 화질이 낮은 이미지를 삭제하는 방식을 취하거나 이러한 작업을 용이하게 하기 위해서 노이즈 레벨을 확인하여 삭제 등을 물어보는 방식을 취할 수도 있다.

또한, 사진의 초점이 맞지 않거나 노이즈가 많아서 사용자가 원하는 화질이 아니라고 할지라도 그 정도가 천차만별이어서 반드시 삭제할 정도는 아닐 경우도 있으며, 이를 정량적으로 사용자가 판단하기도 매우 어렵다. 아울러, 약한 손떨림이나 노이즈로 인한 왜곡이 약간만 있는 경우에는 해당 영상을 삭제할지 그대로 둘지 판단하기도 매우 어렵다. 이것은 사용자에게 큰 불편함을 준다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 촬영된 이미지에 손떨림이나 노이즈가 있을 경우에 상기 촬영된 이미지의 화질을 개선하는 디지털 카메라의 화질 개선 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은,

디지털 카메라의 화질 개선 방법에 있어서, (a) 피사체를 촬영하는 단계; (b) 상기 촬영된 이미지에 손떨림 현상 또는 노이즈가 있는지 체크하는 단계; (c) 상기 촬영된 이미지에 손떨림 현상이나 노이즈가 있는 경우에 이러한 사항을 상기 디지털 카메라의 사용자에게 알려주고 저장 또는 삭제 여부를 물어보는 단계; 및 (d) 상기 사용자의 저장 요청을 받으면 상기 촬영된 이미지를 소정 크기로 축소하여 저장하고, 상기 사용자의 삭제 요청을 받으면 상기 촬영된 이미지를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 화질 개선 방법을 제공한다.

바람직하기는, 상기 (b) 단계에서, 상기 피사체를 촬영하기 전에 상기 디지털 카메라의 프리뷰 모드에서 상기 디지털 카메라의 모니터에 마지막으로 디스플레이된 이미지와 상기 촬영된 이미지를 비교하여 서로 동일하지 않은 경우에 상기 손떨림 현상이 있는 것으로 판단한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 카메라의 배면의 외관을 보여준다. 도 1을 참조하면, 디지털 카메라(101)는 그 배면에 셔터 릴리즈 버튼(shutter release button)(111), 모드 다이얼(mode dial)(121), 모니터(monitor)(131), 입력 버튼들(B1~B13), 광각줌 버튼(39W) 및 망원줌 버튼(39T)을 구비한다.

셔터 릴리즈 버튼(111)은 피사체를 촬영할 때 사용된다. 즉, 셔터 릴리즈 버튼(111)이 위에서 아래로 눌려지면, 디지털 카메라(101)는 전면에 설치된 렌즈(미도시)의 뚜껑을 열어서 피사체를 촬영한다. 상기 렌즈의 뚜껑은 평상시에 외부 환경으로부터 렌즈를 보호하기 위해 닫혀진 상태로 유지된다. 이러한 셔터 릴리즈 버튼(111)은 1단 구조로 구성된 경우이며, 디지털 카메라(101)의 특성에 따라 셔터 릴리즈 버튼(111)은 2단 구조로 구성될 수도 있다. 이 경우, 셔터 릴리즈 버튼(111)이 1단만 눌려지느냐 아니면 2단까지 눌려지느냐에 따라 디지털 카메라(101)는 서로 다른 동작을 수행한다.

모니터(131)는 촬영되거나 저장된 이미지를 사용자가 볼 수 있도록 디스플레이하는 곳이다. 모니터(131)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등으로 구성된다.

모드 다이얼(121)은 디지털 카메라(101)의 동작 모드를 선택할 때 사용된다. 즉, 사용자가 모드 다이얼(121)을 회전시켜서 다이얼 모드(121)에 표시된 동작 모드들 중 하나를 선택할 수가 있다. 예컨대, 모드 다이얼(121)은 풍경을 촬영할 때는 "SCENE"에 맞추어지고, 자동으로 촬영할 때는 "AUTO"에 맞추어지며, 화질 축소 기능을 설정하고자할 때는 "RESIZE"에 맞추어진다.

입력 버튼들(B1~B13)은 모니터(131)의 가로열 및 세로열에 배치된다. 입력 버튼들(B1~B13)은 터치 센서(도시되지 않음)와 접점식 스위치(도시되지 않음)로 일체화된 상태로 구성된다. 즉, 입력 버튼들(B1~B13)의 상부에는 터치 센서가 구비되며, 가로열의 버튼들(B1~B7) 또는 세로열의 버튼들(B8~B13)이 터치된 상태에서 상하좌우로 이동하여 주메뉴 항목 중 임의의 값 예를 들어, 컬러, 밝기, 축소 정도 를 선택하거나, 주메뉴 아이콘에 포함된 하위메뉴 아이콘을 활성화시킬 수 있다. 또한 상기 터치 센서의 하부에는 상기 접점식 스위치가 구비되어 있어, 주메뉴 아이콘 및 하위메뉴 아이콘을 직접 선택하여 해당 기능을 실행시킬 수 있다. 터치 센서는 접점식 스위치 입력에 비해 상대적으로 약한 터치만을 요구하지만, 접점식 스위치 입력은 터치 센서 입력에 비해 상대적으로 강한 터치를 요구한다.

모니터(131)에 별도로 표시된 공간(135)은 입력 버튼(B7) 및 입력 버튼(B13)이 동시에 입력될 수 있는 공간으로, 입력 버튼(B7)에 의해 실행되는 아이콘을 배치한다. 입력 버튼(B13)은 다른 기능을 실행하는 버튼으로 사용할 수 있다. 입력 버튼(B13)은 현재 모드에서 다른 모드 예를 들어, 촬영 모드에서 재생모드로 전환할 때 입력되고, 또한 사용자 설정에 의하여 버튼의 기능이 변경 가능하도록 할 수 있다. 그러나, 반드시 상기에 개시된 내용만으로 한정되는 것은 아니다.

광각줌 버튼(39W)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이(focal length)가 짧아져서 화각이 넓어지고, 망원줌 버튼(39T)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이가 길어져서 화각이 좁아진다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 카메라(101)의 화질 개선 방법을 도시한 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 본원 발명은 제1 내지 제5 단계(211∼251)를 포함한다. 도 1에 도시된 디지털 카메라(101)를 참조하여 도 2에 도시된 디지털 카메라(101)의 화질 개선 방법을 설명하기로 한다.

제1 단계(211)로써, 디지털 카메라(101)가 피사체를 촬영한다. 즉, 사용자가 피사체에 디지털 카메라(101)의 초점을 맞춘 상태에서, 셔터 릴리즈 버튼(111) 을 누름으로써, 디지털 카메라(101)는 닫혀있던 렌즈의 뚜껑을 열어서 피사체를 촬영하며, 상기 촬영된 이미지를 내부의 메모리에 저장한다.

제2 단계(221)로써, 디지털 카메라(101)는 촬영된 이미지에 손떨림 현상이 있는지를 체크한다. 손떨림 현상을 체크하기 위하여, 디지털 카메라(101)는 프리뷰 모드(preview mode)에서 보여진 마지막 이미지와 상기 촬영된 이미지를 상호 비교한다. 즉, 사용자는 피사체를 촬영하기 전에 먼저, 프리뷰 모드에서 모니터(131)에 디스플레이되는 피사체의 이미지를 눈으로 확인하다가 사용자 자신이 원하는 이미지가 디스플레이되는 순간, 피사체를 촬영한다. 피사체가 촬영되기 위해서는 셔터 릴리즈 버튼(111)이 눌려져야 한다. 따라서, 프리뷰 모드에서 마지막으로 디스플레이된 이미지를 사용자가 눈으로 확인한 시간과 피사체가 촬영된 시간 사이에는 셔터 릴리즈 버튼(111)을 누르는데 걸리는 시간만큼, 시간적인 차이가 발생한다. 상기 시간적 차이로 인하여 프리뷰 모드의 마지막 이미지와 촬영된 이미지는 달라질 수가 있다. 즉, 사용자가 셔터 릴리즈 버튼(111)을 누르는 동작에 따라 상기 2개의 이미지들은 다르게 나타날 수가 있다. 사용자가 셔터 릴리즈 버튼(111)을 누를 때 디지털 카메라(101)의 렌즈가 움직이지 않으면 상기 2개의 이미지들은 동일하겠지만, 셔터 릴리즈 버튼(111)이 눌리는 과정에서 렌즈가 움직였다면, 상기 2개의 이미지는 다르게 나타날 수가 있다. 즉, 상기 촬영된 이미지에는 손떨림 현상이 나타난다.

따라서, 손떨림 현상이 있는지 여부를 체크하기 위하여, 디지털 카메라(101)는 프리뷰 모드에서 보여진 마지막 이미지와 촬영된 이미지를 비교하여 이들 둘이 서로 동일하다면 손떨림 현상이 없는 것으로 판단하고, 상기 2개의 이미지들이 서로 동일하지 않다면 촬영된 이미지에는 손떨림 현상이 있는 것으로 판단한다. 촬영된 이미지에 손떨림 현상이 있으면 제4 단계(241)로 넘어가고, 손떨림 현상이 없으면 제3 단계(231)를 진행한다.

제3 단계(231)로써, 디지털 카메라(101)는 촬영된 이미지에 노이즈가 있는지 체크한다. 이미지에 노이즈가 발생하는 경우는 여러 가지가 있다. 일 예로, 광량이 적은 환경에 속한 피사체를 촬영할 경우에 영상 신호의 크기가 노이즈 크기에 비해 작아서 이미지에 노이즈가 발생하기도 하고, 또 광 신호를 전기 신호로 변환하는 과정에서 각 픽셀마다 노이즈가 발생하기도 한다. 이렇게 발생된 노이즈를 효과적으로 파악할 수 있는 방법 중 하나가 디지털 카메라(101)의 픽셀 어레이(Pixel Array)에 구비되는 광학 블랭크(Optical Blank) 영역의 화소 값을 활용하는 방식이 있다. 상기 광학 블랭크 영역의 화소 값은 신호에 해당하는 빛이 차단되어 순수하게 노이즈 성분만을 나타내는 신호로 간주할 수 있기 때문이다. 상기 촬영된 이미지에 노이즈가 있을 경우, 상기 광학 블랭크를 영상 크기 변환 여부에 적용한다. 상기 촬영된 이미지에 노이즈가 있으면 제4 단계(241)를 진행하고, 노이즈가 없으면 촬영된 이미지를 디지털 카메라(101)의 내부 메모리에 저장한다.

제2 단계(221)와 제3 단계(231)는 순서가 바뀌어서 실행될 수도 있고, 동시에 실행될 수도 있다.

제4 단계(241)로써, 디지털 카메라(101)는 촬영된 이미지에 손떨림 현상 또는 노이즈가 있다고 판단될 경우, 이러한 사실을 사용자에게 알려주면서 사용자에 게 상기 촬영된 이미지의 저장 또는 삭제 여부를 물어본다. 디지털 카메라(101)는 손떨림 현상 또는 노이즈가 있다는 사용자에게 알리기 위하여 문자를 이용하여 모니터(131)에 디스플레이하거나 또는 스피커를 통해서 알려줄 수도 있다. 또한, 상기 촬영된 이미지의 저장 또는 삭제 여부를 사용자에게 물어보기 위하여 저장 또는 삭제 메뉴를 모니터(131)에 디스플레이한다. 이 때, 상기 촬영된 이미지가 축소된 상태로 모니터(131)에 디스플레이되게 함으로써, 사용자는 상기 축소된 이미지를 보고서 저장 또는 삭제를 용이하게 선택할 수가 있다.

제5 단계(251)로써, 사용자로부터 저장 요청을 받으면 디지털 카메라(101)는 상기 촬영된 이미지를 소정 크기로 축소하여 내부에 구비된 메모리에 저장하고, 사용자로부터 삭제 요청을 받으면 디지털 카메라(101)는 상기 촬영된 이미지를 저장하지 않고 삭제한다. 만일, 사용자로부터 리셋(reset) 신호를 받거나 취소 신호를 받으면, 디지털 카메라(101)는 상기 과정을 종료할 수도 있다.

사용자는 디지털 카메라(101)의 저장키를 누름으로써 디지털 카메라(101)에 이미지의 저장 요청을 한다. 즉, 사용자는 자신이 원하는 크기의 이미지가 모니터(131)에 디스플레이될 때, 상기 저장키를 누름으로써, 디지털 카메라(101)는 모니터(131)에 디스플레이된 이미지를 그대로 내부에 저장한다. 저장키는 디지털 카메라(101)에 설치된 버튼들 중 하나로 구성될 수도 있고, 모니터(131)에 디스플레이되는 메뉴로 설정될 수도 있다. 저장키 대신 입력 버튼들(B1∼B13) 중 마지막 입력 버튼(B13)이 사용될 수도 있다.

사용자는 디지털 카메라(101)의 삭제키를 누름으로써 디지털 카메라(101)에 이미지의 삭제 요청을 한다. 삭제키는 디지털 카메라(101)에 설치된 버튼들 중 하나로 구성될 수도 있고, 모니터(131)에 디스플레이되는 메뉴로 설정될 수도 있다.

사용자는 입력 버튼들(B1∼B13)을 눌러서 디지털 카메라(101)에 이미지의 축소 요청을 할 수도 있다. 이 때, 입력 버튼들(B1∼B13)의 숫자가 높아질수록 이미지의 크기가 축소되는 비율이 커지게 한다. 즉, 입력 버튼들(B1∼B13)의 숫자가 높아질수록 이미지는 점점 더 작게 축소된다. 예컨대, 촬영된 이미지가 모니터(131)에 디스플레이된 상태에서, 사용자가 B2 버튼을 누르면 디지털 카메라(101)는 모니터(131)에 디스플레이된 이미지를 상기 소정 크기로 축소시키고, 사용자가 B3 버튼을 누르면 디지털 카메라(101)는 모니터(131)에 디스플레이된 이미지를 상기 소정 크기의 2배만큼 축소시킨다. 여기서, 입력 버튼들(B1∼B13)의 숫자가 낮아질수록 이미지의 축소 비율이 높아지도록 구성될 수도 있다. 즉, 상기 이미지의 축소 과정을 입력 버튼들(B1∼B13)의 숫자를 거꾸로 설정하여 진행되도록 할 수도 있다.

디지털 카메라(101)가 촬영한 이미지에 노이즈가 포함되어 있을 경우에, 상기 촬영된 이미지를 축소함으로써 노이즈가 감소되는 것을 수학식으로 증명할 수가 있다. 예컨대, 임의의 일차원 신호를 X(i)라고 할 때, X(i)의 우수 버전은 X(2i), X(i)의 기수 버전은 X(i+1)로 정의된다. 이 둘을 합산하면 다음 수학식 1과 같다.

XSUM(i) = X(2i) + n(2i) + X(2i+1) + n(2i+1)

이 때, n은 상기 신호와 함께 존재하는 노이즈라고 가정한다. 그러면, XSUM 의 배이언스(variance)는 다음 수학식 2와 같다.

var(XSUM) = var{X(2i)} + var{X(2i+1)} + 2cov{x(2i),(2i+1)} + var{n(2i)} + var{n(2i+1)}

여기서, cov는 코배리언스(covariance)의 약자이다.

수학식 2에서 신호 성분은 [var{X(2i)}, var{X(2i+1)}, 2cov{x(2i),(2i+1)}]이며, 노이즈 성분은 [var{n(2i)}, var{n(2i+1)}]이다. 상기 노이즈 성분에는 코배리언스가 포함되어 있지 않는데 이는 일반적으로 노이즈는 상관성이 없는 것으로 가정이 가능하기 때문이다. 따라서, 수학식 2를 참조하면, 신호 성분에만 코배리언스 항이 추가됨으로써, 코배리언스에 해당하는 항만큼 에너지가 증가된다(양의 상관 관계 가정). 결국, 신호를 축소하면, 신호대잡음비(Signal To Noise ration)가 향상되는 것을 알 수 있다.

아울러 이미지를 2:1로 서브샘플링(sub-sampling)하는 경우에 x(2i)의 대역폭이 x(i)의 대역폭보다 2배가 된다. 이처럼 대역폭이 증가하면 첨예도가 이와 상응하여 증가하게 된다. 따라서, 손떨림 현상이 발생한 이미지를 서브샘플링하게 되면 첨예도가 증가되어 결과적으로 화질이 개선된다는 것을 알 수 있다.

도 3은 원 크기의 이미지(311)와 도 2에 도시된 방법에 의해 축소되는 이미지들(321∼361)을 보여준다. 도 3을 참조하면, 디지털 카메라(101)로부터 초기에 촬영되어 모니터(131)에 디스플레이되는 이미지는 원 크기를 갖는다. 그러나, 손떨림이나 노이즈가 있는 경우에, 원 크기의 이미지(311)는 그보다 소정 크기만큼 작은 크기의 이미지들(321∼361)로 점차 축소된다. 손떨림이나 노이즈의 정도가 크면 클수록 이미지들(311∼351)의 축소 비율은 높아진다.

본 발명에 의해 축소되는 이미지들(321∼361)의 축소 비율은 디지털 카메라(101)의 특성에 따라 도 3에 도시된 것보다 더 많이 구분될 수도 있고, 더 적게 구분될 수도 있다. 바람직하기는, 이미지의 축소 비율이나 축소되는 이미지들의 갯수를 사용자로 하여금 선택할 수 있는 기능이 메뉴 또는 버튼들에 추가된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따라 촬영된 이미지에 손떨림 현상이나 노이즈가 포함되어 있으면, 상기 촬영된 이미지를 축소시킴으로써, 상기 촬영된 이미지의 화질이 개선된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

디지털 카메라의 화질 개선 방법에 있어서,

(a) 피사체를 촬영하는 단계;

(b) 상기 촬영된 이미지에 손떨림 현상 또는 노이즈가 있는지 체크하는 단계;

(c) 상기 촬영된 이미지에 손떨림 현상이나 노이즈가 있는 경우에 이러한 사항을 상기 디지털 카메라의 사용자에게 알려주고 저장 또는 삭제 여부를 물어보는 단계; 및

(d) 상기 사용자의 저장 요청을 받으면 상기 촬영된 이미지를 소정 크기로 축소하여 저장하고, 상기 사용자의 삭제 요청을 받으면 상기 촬영된 이미지를 삭제하는 단계를 포함하며,

상기 소정 크기는 상기 손떨림 현상 또는 노이즈의 정도가 클수록 작아지는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 화질 개선 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 촬영된 이미지에 손떨림 현상이나 노이즈가 없으면 상기 촬영된 이미지를 그대로 상기 디지털 카메라의 내부에 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 화질 개선 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서, 상기 피사체를 촬영하기 전에 상기 디지털 카메라의 프리뷰 모드에서 상기 디지털 카메라의 모니터에 마지막으로 디스플레이된 이미지와 상기 촬영된 이미지를 비교하여 서로 동일하지 않은 경우에 상기 손떨림 현상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 화질 개선 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 광학 블랭크를 이용하여 상기 노이즈의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라의 화질 개선 방법.