KR101371775B1 - 카메라의 손떨림 보정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라의 손떨림 보정 방법에 있어서, 촬상 대기 모드중 자동 조리개 조절(AE: Automatic Exposure) 알고리즘을 이용하여 손떨림 방지를 위한 적정 노출 시간을 산출하는 과정과, 촬영 버튼을 통해 촬영 신호 입력시 노출 시간을 따라 다수회 촬상 동작을 수행하며 동시에 각 촬상 동작시의 손떨림량을 검출하는 과정과, 촬상된 이미지들 중에서 손떨림량이 적은 순서대로 미리 설정된 필요 이미지 수만큼을 결과 이미지로 저장하는 과정과 저장된 다수의 이미지를 상호 합성하는 과정을 포함한다.
손떨림, 노출시간, 자이로센서, AE

Description

카메라의 손떨림 보정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMAGE STABILIZATION ON CAMERA}
본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 혹은 CIS(CMOS Image Sensor)와 같은 이미지 센서를 기반으로 하는 디지털 카메라에 관한 것으로서, 특히 디지털 카메라를 사용하여 촬영시에 사용자의 손떨림에 의한 촬상 이미지의 열화를 최소화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
디지털 카메라를 사용하여 촬영시에는 사용자의 손떨림이나 의도하지 않은 움직임으로 인하여 촬영 이미지에 손떨림 현상이 발생할 수 있다. 이러한 손떨림 현상을 보정 하기 위하여 다양한 방식이 연구되었다. 종래에 일반적으로 사용되는 손떨림 보정 방식에는 디지털 손떨림 보정 방식(DIS: Digital Image Stabilization), 전자식 손떨림 보정 방식(EIS: Electronic Image Stabilization), 광학식 손떨림 보정 방식(OIS: Optical Image Stabilization) 등 크게 세 가지 방식이 사용된다. 일반적으로 사용되는 디지털 손떨림 보정 방식, 전자식 손떨림 보정 방식, 광학식 손떨림 보정 방식의 특징을 하기의 표 1을 참조하여 살펴보기로 한다.
Figure 112007049807739-pat00001
상기의 표 1에 나타난 바와 같이 광학식 손떨림 보정 방식(OIS)은 정지 영상 보정이 가능하고 보정 후에도 우수한 화질을 기대할 수 있는 장점이 있으나, 손떨림 량을 검출하기 위하여 자이로 센서(Gyro sensor) 등의 움직임 검출부와 이로부터 검출된 손떨림을 보정 하기 위하여 광학 보정부의 추가가 필수적이다. 따라서 고비용 및 크기 증가가 불가피하다. 이러한 기술의 예로서는 국내 특허 공개번호 제2006-0071224호(명칭: 카메라의 화상 안정장치, 출원인: 삼성전자주식회사, 발명자: 이홍석외 2명, 출원일: 2004.12.21), 국내 특허 공개번호 제2006-0040003호(명칭: 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치, 출원인: 삼성전자주식회사, 발명자: 구준모외 2명, 출원일: 2004.11.4)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.
이에 반하여 상기 디지털 손떨림 보정 방식(DIS)은 손떨림량 검출 및 보정을 모두 이미지 처리에 의하여 달성함에 따라 낮은 H/W 비용 및 작은 치수를 보장할 수 있다. 그러나 손떨림량 검출이나 영상 보정을 위하여 이미지 처리 S/W를 사용함에 따라 연산량의 증가에 따른 긴 촬상 시간의 문제점이 있다. 현재 이용 가능한 이미지 처리 S/W를 활용한 손떨림 보정 방식으로는 픽셀 데이터 이동 방식, 단 노출 다중 이미지 합성 방식, 단 노출 이미지에 장 노출 신호량 합성 방식, 이미지 떨림 보정 필터 적용 방식 등이 있으나, 현재까지 개발된 소프트웨어 기술이 갖는 불완전성으로 인하여 화질열화가 불가피한 실정이다. 이러한 기술의 예로서는 국내 특허 공개번호 제1996-0036545호(명칭: 캠코더의 손떨림 보정장치, 출원인: 삼성전자주식회사, 발명자: 박용철, 출원일: 1995.3.30)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.
상기 전자식 손떨림 보정 방식(EIS)은 상기의 디지털 손떨림 보정 방식과 광학식 손떨림 보정 방식을 조합하는 방식으로 손떨림량 검출은 자이로 센서 등의 움직임 검출부로 이미지 보정은 이미지 처리 S/W를 활용하는 방식이다. 이에 따라 촬상 시간, 비용, 하드웨어 크기 등의 측면에서 광학식 손떨림 보정 방식과 디지털 손떨림 보정 방식의 중간 정도의 결과를 기대할 수 있는 기술이다. 그러나 이 방식 역시 이미지 보정은 디지털 손떨림 보정 방식과 같이 이미지 처리 S/W를 사용하기 때문에 광학식 손떨림 보정 방식 대비 현저히 열화 된 이미지를 얻게 되는 단점이 있다. 이러한 기술의 예로서는 국내 특허 공개번호 제1996-0020371호(명칭: 캠코더의 떨림 보정 장치 및 방법, 출원인: 주식회사 엘지이아이, 발명자: 이남수, 출원일: 1994.11.21), 국내 특허 공개번호 제2004-0082645호(명칭: 안정된 영상을 획득할 수 있는 영상획득시스템 및 그 안정화 방법, 출원인: 삼성전자주식회사, 발명자: 조용철외 1명, 출원일: 2003.3.19)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.
상기에 설명한 손떨림 보정 기술 외에 손떨림을 저감하기 위한 노력으로 이미지 센서의 민감도를 높여 노출시간을 줄여 결과적으로 손떨림 문제를 피하고자 하는 고 ISO 방식, 리모콘 등을 셔터 노출에 활용하여 손떨림 효과를 줄여주기 위한 리모트 노출 버튼 방식 등이 있으나, 고 ISO 방식의 경우 노이즈에 의한 화질 열화 문제, 리모트 노출 버튼 방식의 경우는 사용자 편의성 악화 및 셔터 누름 외의 손떨림 작용의 회피 불가 등의 문제를 안고 있다.
이외에도 여러 장의 촬영 이미지를 사용자에게 제공하여 사용자로 하여금 원하는 사진을 고르도록 하는 베스트 픽쳐(Best Picture) 기능 역시 손떨림 현상을 저감하는 역할을 수행하는 것으로 판단할 수 있다. 그러나 이 방식은 사용자가 사진을 골라야하는 불편이 발생하고 그 외에도 작은 LCD 창에서 디스플레이되는 고화소의 이미지를 통해 손떨림의 정도를 판단하고 손떨림이 없는 이미지를 선정하여야 하는 어려움이 있다.
따라서 사용자의 편의성을 저해하지 않으면서 손떨림 현상으로 인한 화질 열화를 최소화할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 혹은 CIS(CMOS Image Sensor)와 같은 이미지 센서를 기반으로 하는 디지털 카메라에서 사용자의 손떨림에 의한 촬상 이미지의 열화를 최소화하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
이를 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따르면, 카메라의 손떨림 보정 방법에 있어서, 촬상 대기 모드중 자동 조리개 조절(AE: Automatic Exposure) 알고리즘을 이용하여 손떨림 방지를 위한 적정 노출 시간을 산출하는 과정과, 촬영 버튼을 통해 촬영 신호 입력시 상기 노출 시간을 따라 다수회 촬상 동작을 수행하며 동시에 각 촬상 동작시의 손떨림량을 검출하는 과정과, 상기 촬상된 이미지들 중에서 손떨림량이 적은 순서대로 미리 설정된 필요 이미지 수만큼을 결과 이미지로 저장하는 과정을 포함하며, 상기 필요 이미지 수를 1장으로 설정하여 손떨림량이 가장 적은 이미지를 최종 결과 이미지로 저장하는 것을 특징으로 하며, 상기 필요 이미지 수를 2 ~ 8장으로 설정하는 것을 특징으로 하며, 상기 결과 이미지들을 상호 합성하여 최종 결과 이미지를 생성하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하며, 상기 손떨림 방지를 위한 적정 노출 시간은 1/10초 ~ 1/30초의 범위를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 산출된 노출 시간이 손떨림 방지를 위한 적정 노출 시간이 아닌 경우 ISO를 높여서 상기 노출 시간을 다시 산출하는 것을 특징으로 하며, 상기 다수회 촬상 동작시 총 촬영 시간이 1초 이하가 되도록 촬상 횟수를 설정하는 것을 특 징으로 하며, 각 촬상 이미지의 손떨림량을 검출하는 과정에서, 상기 손떨림량을 검출하는 동시에 각 촬상 이미지의 블러(Blur)량을 더 검출하는 것을 특징으로 하며, 상기 손떨림량이 적은 순서대로 미리 설정된 수만큼의 이미지를 결과 이미지로 저장하는 과정에서, 상기 손떨림량에 블러량을 더 고려하여 화질 열화가 적은 순서대로 미리 설정된 수만큼의 이미지를 결과 이미지로 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 카메라의 손떨림 보정 장치에 있어서, 피사체의 영상 정보를 복사하는 카메라 광학계와, 상기 카메라 광학계에서 복사한 영상 정보를 전자 신호로 변환하는 이미지 센서와, 상기 전자 신호를 이미지 정보로 복원하는 이미지 신호 처리부와, 상기 이미지 정보로 복원중의 임시 정보 및 최종 이미지 데이터를 저장하는 이미지 저장부와, 촬상 동작시 카메라 시스템의 손떨림 정도를 검출하는 손떨림 검출부와, 카메라의 손떨림 보정 동작시 상기 각 구성의 동작을 제어하며, 촬영 버튼을 통해 촬영 신호 입력시 다수회 촬상 동작을 수행하여 촬상된 이미지들 중에서 손떨림량이 적은 순서대로 미리 설정된 수만큼의 이미지를 결과 이미지로 상기 이미지 저장부에 저장하는 촬상 콘트롤부를 포함하며, 상기 이미지 저장부에 저장된 결과 이미지를 상호 합성하여 최종 결과 이미지를 생성하는 이미지 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 손떨림 검출부는 자이로 센서(Gyro Sensor)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 손떨림 검출부는 이미지 프로세스를 이용한 디지털 방식으로 구현되는 것을 특징으로 하며, 상기 다수회 촬상 동작시 총 촬영 시간이 1초 이하가 되도록 촬상 횟수를 설정하는 것을 특징으로 하며, 상기 촬상 콘트롤부에서, 상기 촬상된 이미지들 중에서 손떨림량이 가장 적은 2 ~ 8장의 결과 이미지를 상기 이미지 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 혹은 CIS(CMOS Image Sensor)와 같은 이미지 센서를 기반으로 하는 디지털 카메라에서 카메라의 촬상 알고리즘을 변경하여 사용자의 편의성을 저해하지 않으면서 화질 열화를 최소화한 손떨림이 없는 이미지를 얻을 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 디지털 카메라에서 촬영시에 손떨림을 저감하기 위한 방법 및 장치를 제안한다. 본 발명은 디지털 카메라에서 촬영시에 손떨림 저감에 적정한 노출 시간을 사용하여, 한 번의 촬영 버튼 입력을 통해 카메라 내부적으로 다수회의 연속 촬상 동작을 수행하고 동시에 각 촬상 동작시 손떨림량을 검사하여, 최소의 손떨림량으로 촬상된 이미지를 결과 이미지로 제공하여 손떨림이 저감된 이미지를 얻을 수 있게 하는 방법이다. 도 1을 참조하며 본 발명의 일 실시 예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 장치의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 장치는 피사체의 영상 정보를 이미지 센서(120)에 복사하는 카메라 광학계(110)와, 복사된 영상 정보를 전자 신호로 변환하는 이미지 센서(120)와, 상기 변환된 전자 신호를 이미지 정보로 복원하는 이미지 신호 처리부(130)와, 상기 이미지 정보로 복원중의 임시 정보 및 최종 이미지 데이터를 저장하는 이미지 저장부(160)와, 카메라 시스템의 손떨림 정도를 검출하는 손떨림 검출부(140)와, 카메라의 촬상 동작시 상기 각 구성들의 동작을 제어하는 촬상 콘트롤부(150)를 포함한다.
상기 손떨림 검출부(140)는 자이로 센서(Gyro Sensor)를 포함하는 전자적 방식으로 구현할 수 있으며, 또한 이미지 프로세스를 활용한 디지털 방식으로도 구현이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 방법의 동작 흐름도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예는 205단계에서 디지털 카메라를 기동하고 210단계에서 촬영 대기 모드에서 프리뷰 동작을 시작한다. 215단계에서 자동 조리개 조절(AE: Automatic Exposure, 이하 'AE'라고 칭하기로 한다) 알고리즘을 사용하여 노출시간을 계산한다. 220단계에서는 상기 215단계에서 AE 알고리즘에 의하여 산출된 노출시간이 손떨림 방지에 적정한 노출 시간인지 여부를 판단한다. 손떨림 방지에 적정한 노출시간은 본 발명에서 예비 실험으로 산출된 임계 노출시간 이하의 시간을 의미한다. 상기 임계 노출시간으로 촬상시에는 손떨림이 없는 이미지를 얻을 수 있는 확률이 통계적으로 수십 퍼센트(%) 이상이 되는 조건으로서 이미지 센서, 카메라 광학계, 카메라 회로 등의 카메라 H/W에 따라 1/10초 ~ 1/30초 범위를 가진다. 이외에도 임계 노출시간은 카메라의 목표 손떨림 저감 사양, 손떨림 저감을 위한 촬상 반복수에 따라서도 변화될 수 있다.
상기 220단계에서 판단 결과 노출시간이 손떨림 방지에 적정한 노출시간으로 판단되면 230단계로 진행한다. 그러나 상기 220단계에서 판단 결과 노출시간이 손떨림 방지에 적정한 노출시간이 아니면 225단계로 진행하여 ISO를 한 단계 높이고 다시 215단계로 진행하여 AE 알고리즘에 의하여 노출시간을 다시 계산하게 된다. 일반적으로 고조도 촬영 조건에서는 AE 알고리즘에 의하여 산출된 노출시간이 충분이 짧아 손떨림 방지에 적정한 노출시간이 된다. 하지만 저조도 촬영조건에서는 산출된 노출시간이 길어져 적정한 노출시간이 아닌 것으로 판단되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우는 카메라의 ISO를 높이는 동작을 수행하여 AE 알고리즘에 의하여 산출되는 노출시간이 줄어들 수 있도록 하여 노출시간이 손떨림 저감동작에 적정한 값이 될 때까지 AE 산출부터 상기 과정을 반복한다.
상기의 과정을 마치면 촬상이 가능한 상태가 되어 230단계에서 촬상을 준비한다. 다음 235단계에서 촬상 버튼을 누르면 240단계에서 촬상용 센서는 노출을 진행하고 이미지를 구성한다. 245단계에서는 손떨림 검출부(140)에서 촬상중 발생하는 손떨림량을 검출한다. 다음 250단계에서 촬상된 이미지가 최초 이미지인지 판단하여 최초 이미지인 경우에는 255단계로 진행하여 최초로 촬상된 이미지와 상기 245단계에서 검출한 해당 이미지의 손떨림량을 이미지 저장부(160)에 저장하고 245단계로 진행한다.
상기 250단계에서 최초로 촬상된 이미지가 아니라면 260단계로 진행하여 이미지 저장부(160)에 저장된 이미지와 현재 촬상된 이미지의 손떨림량을 비교하여 현재 촬상된 이미지의 손떨림량이 이미지 저장부(160)에 저장된 이미지의 손떨림 량보다 적은 경우에는 265단계로 진행하여 새롭게 촬상된 현재 이미지와 현재 이미지의 손떨림량을 이미지 저장부(160)에 저장하여 정보를 갱신한다.
상기 260단계에서 기존에 이미지 저장부(160)에 저장된 이미지의 손떨림량보다 현재 촬상된 이미지의 손떨림량이 더 큰 경우에는 270단계로 진행하여 현재 촬상 횟수가 미리 설정된 요구 촬상 횟수와 같은지 판단한다. 현재 촬상 횟수가 요구 촬상 횟수보다 작은 경우에는 다시 245단계로 진행하여 상기의 과정을 반복 수행한다. 상기 요구 촬상 횟수는 본 발명의 예비 실험에서 도출된 임계 노출시간을 사용하여 촬상시 손떨림이 없는 이미지를 얻을 수 있는 확률을 고려하여, 사용자가 손떨림이 저감된 이미지를 얻을 수 있는 가능성을 통계적으로 보장할 수 있는 충분한 횟수로 설정하며, 동시에 총 촬영 시간이 너무 길어서 사용자가 불편을 느끼지 않을 정도의 횟수로 설정한다. 예를 들어 15 fps 로 동작하는 카메라의 경우에는 요구 촬상 횟수를 10회로 설정시 1초 이하의 총 촬영시간을 기대할 수 있기 때문에, 바람직한 요구 촬상 횟수라고 판단할 수 있다.
상기 270단계에서 현재 촬상 횟수가 미리 설정된 요구 촬상 횟수와 같은 경우에는 275단계로 진행하여 이미지 저장부(160)에 저장된 최종 이미지의 저장 여부를 결정하고 촬상 동작을 종료한다. 미리 설정된 요구 촬상 횟수가 완료된 후 이미지 저장부(160)에 저장된 이미지는 요구 촬상 횟수 동안 반복 촬상된 이미지 중에서 최소의 손떨림량으로 촬상된 최종 이미지가 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 방법은 노출 시간 및 반복 횟수가 통계적으로 손떨림이 저감된 이미지를 얻을 수 있는 조건으로 설정되었기 때문에 상기에 설명한 동작 흐름에 따라 손 떨림이 저감된 최종 이미지를 생성할 수 있다.
상기에 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 손떨림 보정 방법에 이미지 합성 기법을 활용한 이미지 보정 방식을 추가할 수도 있다. 그러면 이미지 합성 기법을 활용한 본 발명의 다른 실시 예를 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 장치의 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 장치는 피사체의 영상 정보를 이미지 센서(320)에 복사하는 카메라 광학계(310)와, 복사된 영상 정보를 전자 신호로 변환하는 이미지 센서(320)와, 상기 변환된 전자 신호를 이미지 정보로 복원하는 이미지 신호 처리부(330)와, 상기 이미지 정보로 복원중의 임시 정보 및 최종 이미지 데이터를 저장하는 이미지 저장부(360)와, 카메라 시스템의 손떨림 정도를 검출하는 손떨림 검출부(340)와, 촬상 동작 후에 상기 이미지 저장부(360)에 저장된 이미지 데이터를 상호 합성하여 최종 결과 이미지를 생성하는 이미지 보정부(370)와, 카메라의 촬상 동작시 상기 각 구성의 동작을 제어하는 촬상 콘트롤부(350)를 포함한다.
상기 손떨림 검출부(340)는 자이로 센서(Gyro Sensor)를 포함하는 전자적 방식으로 구현할 수 있으며, 또한 이미지 프로세스를 활용한 디지털 방식으로도 구현이 가능하다.
종래 기술에서 이미지 합성을 기반으로 하는 손떨림 보정 이미지처리 S/W 는 합성 전에 원본의 손떨림에 의한 Blur가 일부 포함됨에 따라 합성 후 이미지열화를 피할 수 없었으나, 본 발명의 다른 실시 예에서는 손떨림이 저감된 이미지를 미리 설정된 필요 수량(보통 2~8장) 만큼 추출한 후 추출된 이미지를 상호 합성하여 기존의 이미지 처리 S/W에 의한 손떨림 보정 결과 대비 현저히 향상된 이미지를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예는 본 발명의 특징에 따라 손떨림이 저감된 미리 설정된 수만큼의 이미지들을 획득한 후 이들을 상호 합성하여 최종 이미지를 얻는다. 본 발명의 다른 실시 예는 고 ISO 동작시 나타날 수 있는 노이즈에 의한 화질 열화를 억제할 수 있는 장점이 있다. 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 방법의 동작 흐름도이다. 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예는 405단계에서 디지털 카메라를 기동하고 410단계에서 촬영 대기 모드에서 프리뷰 동작을 시작한다. 415단계에서 자동 조리개 조절(AE: Automatic Exposure, 이하 'AE'라고 칭하기로 한다) 알고리즘을 사용하여 노출시간을 계산한다. 420단계에서는 상기 415단계에서 AE 알고리즘에 의하여 산출된 노출시간이 손떨림 방지에 적정한 노출 시간인지 여부를 판단한다. 손떨림 방지에 적정한 노출시간은 본 발명에서 예비 실험으로 산출된 임계 노출시간 이하의 시간을 의미한다. 상기 임계 노출시간으로 촬상시에는 손떨림이 없는 이미지를 얻을 수 있는 확률이 통계적으로 수십 퍼센트(%) 이상이 되는 조건으로서 이미지 센서, 카메라 광학계, 카메라 회로 등의 카메라 H/W에 따라 1/10초 ~ 1/30초 범위를 가진다. 이외에도 임계 노출시간은 카메라의 목표 손떨림 저감 사양, 손떨림 저감을 위한 촬상 반복수에 따라서도 변화될 수 있다.
상기 420단계에서 판단 결과 노출시간이 손떨림 방지에 적정한 노출시간으로 판단되면 430단계로 진행한다. 그러나 상기 420단계에서 판단 결과 노출시간이 손떨림 방지에 적정한 노출시간이 아니면 425단계로 진행하여 ISO를 한 단계 높이고 다시 415단계로 진행하여 AE 알고리즘에 의하여 노출시간을 다시 계산하게 된다. 일반적으로 고조도 촬영 조건에서는 AE 알고리즘에 의하여 산출된 노출시간이 충분이 짧아 손떨림 저감에 적정한 노출시간이 된다. 하지만 저조도 촬영조건에서는 산출된 노출시간이 길어져 적정한 노출시간이 아닌 것으로 판단되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우는 카메라의 ISO를 높이는 동작을 수행하여 AE 알고리즘에 의하여 산출되는 노출시간이 줄어들 수 있도록 하여 노출시간이 손떨림 저감 동작에 적정한 값이 될 때까지 AE 산출부터 상기 과정을 반복한다.
상기의 과정을 마치면 촬상이 가능한 상태가 되어 430단계에서 촬상을 준비한다. 다음 435단계에서 촬상 버튼을 누르면 440단계에서 촬상용 센서는 노출을 진행하고 이미지를 구성한다. 445단계에서는 손떨림 검출부(340)에서 촬상중 발생하는 손떨림량을 검출한다.
다음 450단계에서는 초기에 촬상되는 미리 설정된 필요 이미지 수(n) 만큼의 이미지를 이미지 저장부(360)에 저장하기 위해, 현재 촬상된 이미지가 필요 이미지 수에 속하는 촬상 초기 n장의 이미지인지 판단한다. 판단결과 현재 촬상되는 이미지가 촬상 초기 n장의 이미지인 경우에는 455단계로 진행하여 촬상된 현재 이미지와 상기 445단계에서 검출한 현재 이미지의 손떨림량을 이미지 저장부(360)에 저장하고 445단계로 진행한다.
상기 450단계에서 현재 촬상되는 이미지가 미리 설정된 필요 이미지 수(n)이내에 속하지 않는 경우에는 460단계로 진행하여 이미지 저장부(360)에 필요 이미지 수만큼 저장된 이미지들 중에서 가장 손떨림량이 큰 이미지와 현재 촬상된 이미지의 손떨림량을 비교하여 현재 촬상된 이미지의 손떨림량이 이미지 저장부(360)에 저장된 이미지들 중 가장 손떨림량이 큰 이미지의 손떨림량보다 적은 경우에는 465단계로 진행하여 상기 이미지 저장부(360)에 저장된 이미지중에 가장 손떨림량이 큰 이미지를 삭제한 후에 새롭게 촬상된 현재 이미지와 현재 이미지의 손떨림량을 이미지 저장부(360)에 저장하여 정보를 갱신한다.
상기 460단계에서 기존에 이미지 저장부(360)에 저장된 이미지들 중에서 손떨림량이 가장 큰 이미지의 손떨림량보다 현재 촬상된 이미지의 손떨림량이 더 큰경우에는 470단계로 진행하여 현재 촬상 횟수가 미리 설정된 요구 촬상 횟수와 같은지 판단한다. 상기 현재 촬상 횟수가 요구 촬상 횟수보다 작은 경우에는 다시 445단계로 진행하여 상기의 과정을 반복 수행한다. 상기 요구 촬상 횟수는 본 발명의 예비 실험에서 도출된 임계 노출시간을 사용하여 촬상시 손떨림이 없는 이미지를 얻을 수 있는 확률을 고려하여, 사용자가 손떨림이 저감된 이미지를 얻을 수 있는 가능성을 통계적으로 보장할 수 있는 충분한 횟수로 설정하며, 동시에 총 촬영 시간이 너무 길어서 사용자가 불편을 느끼지 않을 정도의 횟수로 설정한다. 예를 들어 15 fps 로 동작하는 카메라의 경우에는 요구 촬상 횟수를 10회로 설정시 1초 이하의 총 촬영시간을 기대할 수 있기 때문에, 바람직한 요구 촬상 횟수라고 판단할 수 있다.
상기 470단계에서 현재 촬상 횟수가 미리 설정된 요구 촬상 횟수와 같은 경우에는 475단계로 진행하여 상기 이미지 저장부(360)에 저장된 이미지들을 상호 합성하여 최종 이미지를 구성한다. 다음 480단계로 진행하여 이미지 저장부(360)에 저장된 최종 이미지의 저장 여부를 결정하고 촬상 동작을 종료한다.
미리 설정된 요구 촬상 횟수가 완료된 후 이미지 저장부(360)에 저장된 이미지들은 요구 촬상 횟수 동안 반복 촬상된 이미지들 중에서 손떨림량이 가장 적은 순서대로 저장된 미리 설정된 n장의 이미지이며, 상기 475단계에서 상기 n장의 이미지들을 상호 합성하여 최종 이미지를 생성하게 된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 손떨림 보정 방법은 노출 시간 및 반복 횟수가 통계적으로 손떨림이 저감된 이미지를 얻을 수 있는 조건으로 설정되었기 때문에 상기에 설명한 동작 흐름에 따라 손떨림이 저감된 최종 이미지를 생성할 수 있다.
상기에 설명한 본 발명의 두 가지의 실시 예에서 촬상된 이미지의 저장 여부는 해당 이미지의 촬상중 측정된 손떨림 량으로부터 판단하는 것을 기본으로 한다. 그러나, 블러(Blur)량 등 이미지 자체의 특성을 기준으로 판단하는 방안도 적용 가능하다. 즉 화면 내 측정 이미지 윈도우 내에서의 블러 정도를 정량화하여 이를 이미지의 저장 여부의 판단 기준으로 삼을 수 있다. 가능한 블러 정도의 정량화 방법으로 픽셀 공간 주파수와 유사한 주파주의 성분의 신호 크기를 상호 비교하는 것을 들 수 있다. 동일 피사체를 촬영한 경우라면, 고주파 신호 크기가 더 큰 값을 갖는 이미지가 더 적은 블러량을 갖는 것으로 판단할 수 있다. 필요에 따라 블러 정도 및 손떨림량을 모두 고려하여 저장 여부를 판단할 수도 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 손떨림 보정 방법 및 장치의 동작 및 구성이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 장치의 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 방법의 동작 흐름도
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 장치의 블록 구성도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라의 손떨림 보정 방법의 동작 흐름도

Claims (16)

  1. 카메라의 손떨림 보정 방법에 있어서,
    촬상 대기 모드중 자동 조리개 조절(AE: Automatic Exposure) 알고리즘을 이용하여 손떨림 방지를 위한 적정 노출 시간을 산출하는 과정과,
    촬영 버튼을 통해 촬영 신호 입력시 상기 노출 시간을 따라 다수회 촬상 동작을 수행하며 동시에 각 촬상 동작시의 손떨림량을 검출하는 과정과,
    상기 촬상된 이미지들을 상기 손떨림량이 적은 순서대로 저장하는 과정과,
    상기 저장된 이미지들 중 가장 손떨림량이 큰 이미지와 현재 촬영된 이미지의 손떨림량을 비교하여 상기 현재 촬영된 이미지의 손떨림량이 적으면 가장 손떨림량이 큰 이미지를 삭제하고 상기 현재 촬영된 이미지 및 상기 현재 촬영된 이미지의 손떨림량을 저장하는 과정과,
    현재 촬상 횟수가 미리 설정된 요구 촬상 횟수와 같은 경우 현재 저장된 이미지들을 합성하여 최종 결과 이미지를 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 손떨림 방지를 위한 적정 노출 시간은 1/10초 ~ 1/30초의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 카메라에서 손떨림 보정 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 산출된 노출 시간이 손떨림 방지를 위한 적정 노출 시간이 아닌 경우 ISO를 높여서 상기 노출 시간을 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 카메라에서 손떨림 보정 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 다수회 촬상 동작시 총 촬영 시간이 1초 이하가 되도록 촬상 횟수를 설정하는 것을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 각 촬상 이미지의 손떨림량을 검출하는 과정에서,
    상기 손떨림량을 검출하는 동시에 각 촬상 이미지의 블러(Blur)량을 더 검출하는 것을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 손떨림량에 블러량을 더 고려하여 화질 열화가 적은 순서대로 상기 촬상된 이미지들을 저장하는 것을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 방법.
  10. 카메라의 손떨림 보정 장치에 있어서,
    피사체의 영상 정보를 복사하는 카메라 광학계와,
    상기 카메라 광학계에서 복사한 영상 정보를 전자 신호로 변환하는 이미지 센서와,
    상기 전자 신호를 이미지 정보로 복원하는 이미지 신호 처리부와,
    상기 이미지 정보로 복원중의 임시 정보 및 최종 이미지 데이터를 저장하는 이미지 저장부와,
    촬상 동작시 카메라 시스템의 손떨림 정도를 검출하는 손떨림 검출부와,
    카메라의 손떨림 보정 동작시 각 구성의 동작을 제어하며, 촬영 버튼을 통해 촬영 신호 입력시 다수회 촬상 동작을 수행하여 촬상된 이미지들을 손떨림량이 적은 순서대로 저장하고, 상기 저장된 이미지들 중 가장 손떨림량이 큰 이미지와 현재 촬영된 이미지의 손떨림량을 비교하여 상기 현재 촬영된 이미지의 손떨림량이 적으면 가장 손떨림량이 큰 이미지를 삭제하고 현재 촬영된 이미지 및 상기 현재 촬영된 이미지의 손떨림량을 저장하는 촬상 콘트롤부와,
    현재 촬상 횟수가 미리 설정된 요구 촬상 횟수와 같은 경우 현재 저장된 이미지들을 합성하여 최종 결과 이미지를 생성하는 이미지 보정부를 포함함을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 10항에 있어서, 상기 손떨림 검출부는 자이로 센서(Gyro Sensor)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 장치.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 손떨림 검출부는 이미지 프로세스를 이용한 디지털 방식으로 구현되는 것을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 장치.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 다수회 촬상 동작시 총 촬영 시간이 1초 이하가 되도록 촬상 횟수를 설정하는 것을 특징으로 하는 카메라의 손떨림 보정 장치.
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