KR101401683B1 - Apparatus for detecting focus robust to low light noise and spot highlight - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저조도 잡음 및 스팟 하이라이트의 영상을 제거하여 선명한 영상을 획득할 수 있는 초점 검출 장치에 관한 것이다. 저조도 잡음에 강인한 초점 검출 장치는 디지털 영상 처리 장치로서, 노이즈가 포함된 영상 신호를 입력 영상으로 하여, 상기 입력 영상으로부터 현재 처리 중인 픽셀이 포함된 소정 블록의 평균을 산출하는 평균 산출부; 상기 입력 영상신호와 상기 평균 산출부에서 산출된 평균의 차영상을 산출하는 차영상 산출부; 상기 입력 영상신호, 상기 산출된 평균 및 상기 산출된 차영상으로부터 영상신호 및 노이즈에 대한 각 분산값을 산출하는 분산 산출부; 및 상기 차영상에 대해 상기 산출된 분산값으로 계산된 가중치를 적용하여 포커스 인덱싱을 산출하는 포커스 인덱싱 산출부를 포함한다.The present invention relates to a digital image processing apparatus and method, and more particularly, to a focus detection apparatus capable of removing a low-illuminance noise and a spot highlight image to obtain a clear image. A focus detection apparatus robust against low-noise noise is a digital image processing apparatus comprising: an average calculation unit for calculating an average of a predetermined block including a pixel currently being processed from the input image, using an image signal including noise as an input image; A difference image calculation unit for calculating the difference image of the input image signal and the average calculated by the average calculation unit; A variance calculation unit for calculating a variance value of a video signal and noise from the input video signal, the calculated average, and the calculated difference image; And a focus indexing calculator for calculating a focus index by applying a weight calculated by the calculated variance value to the difference image.
국부 평균, 국부 분산, 포커싱 인덱스, 스팟 하이라이트 Local average, local variance, focusing index, spot highlight
Description
본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저조도 잡음 및 스팟 하이라이트의 영상을 제거하여 선명한 영상을 획득할 수 있는 초점 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a digital image processing apparatus and method, and more particularly, to a focus detection apparatus capable of removing a low-illuminance noise and a spot highlight image to obtain a clear image.
초점이 일치했을 경우에는 그렇지 안은 경우에 비해 영상이 선명하게 촬영되고, 이는 고주파 성분이 최대가 되는 점을 의미하기 때문에 일반적으로 초점의 검출은 영상의 고주파 성분을 연산하는 것으로 이루어 진다. 그러나 입력 영상에 노이즈가 첨가되는 경우, 노이즈로 인한 영상의 훼손이 발생하게 되고, 이는 저주파 및 고주파에서 동일하게 발생하게 된다. 즉, 기존의 고주파 성분 검출에 기반한 자동 포커싱 방법의 경우 고주파 성분과 함께 노이즈가 함께 포커스 인덱싱으로 연산되어 초점을 잘못 검출하는 문제가 발생하게 된다. 또한 첨가된 노이즈의 특성에 따라 포커싱 검출을 위해 필요한 대역의 위치 및 대역폭이 변하게 되는데, 노이즈의 양이 많을수록 필요 대역이 낮아지며 대역폭도 감소하게 된다. 이러한 특성을 반영하는 자동 포커싱 알고리즘을 설계하기 위해서는 노이즈의 특성을 분석하고 그 특성에 따른 필터를 디자인 하는 것이 필요하다. 대부분의 종래 기술은 이러한 노이즈의 영향을 반영하지 못하고 있으며, 노이즈의 영상을 고려한 기술의 경우에도 노이즈의 특성에 적응적이지 못하다.When the focus is matched, the image is captured clearly compared with the case where the focus is not coincident. This means that the high frequency component is maximized. Therefore, generally, the focus detection is performed by calculating the high frequency component of the image. However, when noise is added to the input image, image degradation due to noise occurs, which occurs at the same time in low frequency and high frequency. That is, in the case of the conventional automatic focusing method based on high frequency component detection, there is a problem that focus is misdetected due to the focus indexing together with the noise along with the high frequency component. Also, the position and bandwidth of the band required for focusing detection are changed according to the characteristics of the added noise. As the amount of noise increases, the required band is decreased and the bandwidth is decreased. In order to design an automatic focusing algorithm that reflects these characteristics, it is necessary to analyze characteristics of noise and design a filter according to the characteristics. Most conventional techniques do not reflect the influence of such noise, and even in the case of a technique considering noise image, it is not adaptable to the characteristics of noise.
필터 기반의 자동 포커싱은 센서를 통해 획득된 영상의 고주파 성분을 검출할 수 있는 필터를 사용하며, 이를 기반으로 포커스 인덱싱을 결정하는 방법을 사용한다. 일반적으로 고주파 대역 통과 필터를 이용하며, 각 화소의 그래디언트를 연산하는 Tenengrad 방식과, 1차 미분을 이용하는 SMD(sum modified difference) 방식과, 2차 편미분을 이용하는 SML(sum modified laplacian) 방식 등이 있다.Filter based auto focusing uses a filter that can detect the high frequency component of the image acquired through the sensor and uses the method of determining focus indexing based on the filter. Generally, there are a Tenengrad method that uses a high-frequency bandpass filter, a gradient computation method of each pixel, a sum modified difference (SMD) method that uses a first derivative, and a sum modified laplacian (SML) method that uses a second derivative .
필터 기반의 자동 포커싱 알고리즘이 갖는 문제점은 노이즈로 인한 영향을 효율적으로 제거하기 위해 추가적인 알고리즘이 필요하다는 것이다. 일반적으로 노이즈의 영향을 제거하기 위해 노이즈 제거를 선처리하거나, 각 대역 통과 필터를 설계하여 수많은 필터들을 필터 뱅크로서 보유하고 있다가, 영상의 SNR을 측정하고 SNR에 따라 취사적으로 필터를 선택하는 방법을 이용하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위해 하나의 필터를 이용하여 노이즈의 영향을 제거하는 Robust Focus Measuring Operator가 제안되기도 하였다. 이는 노이즈가 인접 픽셀간의 상관관계가 전무하고, 영상은 상관관계가 존재하는 점에 착안하여, 바로 인접 픽셀간의 차가 아닌 수학식 1과 같이 k 만큼의 거리를 두고 차를 구함으로써 포커스 인덱싱을 계산하는 방법이다.The problem with filter-based auto-focusing algorithms is that additional algorithms are needed to efficiently remove the effects of noise. In general, in order to remove the influence of noise, noise elimination is preliminarily performed, or each band-pass filter is designed so that a large number of filters are held as filter banks. Then, the SNR of the image is measured and a filter . To overcome these disadvantages, a Robust Focus Measuring Operator has been proposed which removes the influence of noise by using one filter. This focuses on the fact that noise has no correlation between adjacent pixels and that the image has a correlation and calculates the focus indexing by obtaining a difference by a distance k as shown in Equation 1, Method.
수학식 1에서 k의 값이 커지는 만큼 노이즈의 영향이 감소하지만, 노이즈가 없는 경우에 포커싱 검출 능력도 감소하게 되며, SNR을 추정하여 k를 선택해야 하는 단점이 있다.Although the influence of noise is reduced as the value of k increases in Equation (1), the focusing detection capability is also reduced when there is no noise, and k is selected by estimating the SNR.
WT(wavelet transform)이나, DCT(discrete cosine transform)의 경우 영상을 주파수 대역별로 재구성하기 때문에 이를 기반으로 필요로 하는 주파수 대역을 선택하여 포커스 인덱싱을 계산하는 Transform 기반 자동 포커싱 방법이 있다. 그러나 이와 같은 Transform 기반 자동 포커싱 방법 또한 먼저 SNR을 추정하여 노이즈의 특성과 양에 따라 파라미터를 결정해야 하는 단점이 있다.In the case of WT (wavelet transform) or DCT (discrete cosine transform), there is a Transform-based automatic focusing method for calculating the focus indexing by selecting a required frequency band based on the reconstructed image for each frequency band. However, such a transform-based automatic focusing method also has a disadvantage in that it is necessary to first determine the parameters according to the characteristics and the amount of noise by estimating the SNR.
이와 같이 종래의 자동 포커싱 알고리즘의 경우, 입력 영상의 노이즈를 제거한 후 초점을 검출하는 캐스케이드 방식으로서, 입력 영상의 SNR을 책정하는 등의 선처리 과정이 필요하며 노이즈에 의한 초점 검출 실패가 문제시 되고 있다.As described above, in the conventional automatic focusing algorithm, a cascade method of detecting a focus after removing noise of an input image requires a preprocessing process such as setting an SNR of an input image, and a focus detection failure due to noise is a problem .
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 노이즈로 인한 초점 검출 실패를 방지하고, 영상 내에서 스팟 하이라이트가 발생한 지점에 포커싱 되는 문제를 개선하는 저조도 잡음 및 스팟 하이라이트에 강인한 초점 검출 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a focus detection apparatus which is robust against low-noise noises and spot highlights, which prevents a focus detection failure due to noise and improves the problem of focusing at a point where a spot highlight occurs in an image.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 제1 실시 예에 따른 저조도 잡음에 강인한 초점 검출 장치는 디지털 영상 처리 장치로서, 노이즈가 포함된 영상 신호를 입력 영상으로 하여, 상기 입력 영상으로부터 현재 처리 중인 픽셀이 포함된 소정 블록의 평균을 산출하는 평균 산출부; 상기 입력 영상신호와 상기 평균 산출부에서 산출된 평균의 차영상을 산출하는 차영상 산출부; 상기 입력 영상신호, 상기 산출된 평균 및 상기 산출된 차영상으로부터 영상신호 및 노이즈에 대한 각 분산값을 산출하는 분산 산출부; 및 상기 차영상에 대해 상기 산출된 분산값으로 계산된 가중치를 적용하여 포커스 인덱싱을 산출하는 포커스 인덱싱 산출부를 포함하는 것이 바람직하다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a focus detection apparatus robust to low-noise noises in a digital image processing apparatus, comprising: an image processing unit for processing an image signal including noise into an input image, An average calculating unit for calculating an average of a predetermined block including a pixel in the current block; A difference image calculation unit for calculating the difference image of the input image signal and the average calculated by the average calculation unit; A variance calculation unit for calculating a variance value of a video signal and noise from the input video signal, the calculated average, and the calculated difference image; And a focus indexing unit for calculating a focus index by applying a weight calculated by the calculated variance value to the difference image.
본 발명에 있어서, 상기 입력 영상 신호 중 노이즈 보다 영상신호가 많은 경우 상기 가중치는 1에 가까울 수 있다.In the present invention, when the number of video signals is larger than the noise of the input video signal, the weight may be close to 1.
본 발명에 있어서, 상기 입력 영상 신호 중 영상신호 보다 상기 노이즈가 많은 경우 상기 가중치는 0에 가까울 수 있다.In the present invention, when the noise of the input image signal is higher than that of the image signal, the weight may be close to zero.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 제2 실시 예에 따른 저조도 잡음 및 스팟 하이라이트에 강인한 초점 검출 장치는 디지털 영상 처리 장치로서, 디지털 영상 처리 장치로서, 노이즈가 포함된 영상 신호를 입력 영상으로 하여, 상기 입력 영상으로부터 현재 처리 중인 픽셀이 포함된 소정 블록의 평균을 산출하는 평균 산출부; 상기 입력 영상신호와 상기 평균 산출부에서 산출된 평균의 차영상을 산출하는 차영상 산출부; 상기 입력 영상신호, 상기 산출된 평균 및 상기 산출된 차영상으로부터 영상신호 및 노이즈에 대한 각 분산값을 산출하는 분산 산출부; 상기 입력 영상의 밝기 중 특정 밝기값 이상 및 이하를 판단하는 밝기 판단부; 및 상기 밝기 판단 결과에 따라 상기 입력 영상에 대해 상기 산출된 분산값으로 계산된 가중치를 적용하여 포커스 인덱싱을 산출하는 포커스 인덱싱 산출부를 포함하는 것이 바람직하다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a digital image processing apparatus, which is robust against a low-illuminated noise and a spot highlight, according to a second embodiment of the present invention. The digital image processing apparatus includes a noise- An average calculating unit for calculating an average of a predetermined block including pixels currently being processed from the input image; A difference image calculation unit for calculating the difference image of the input image signal and the average calculated by the average calculation unit; A variance calculation unit for calculating a variance value of a video signal and noise from the input video signal, the calculated average, and the calculated difference image; A brightness determining unit determining a brightness of the input image that is greater than or less than a specific brightness value; And a focus indexing unit for calculating a focus index by applying a weight calculated by the calculated variance value to the input image according to the brightness determination result.
본 발명에 있어서, 상기 포커스 인덱싱 산출부는 상기 밝기 판단 결과 일반 밝기값을 갖는 상기 입력 영상에 대해 상기 산출된 분산값으로 계산된 가중치를 적용하여 제1 포커스 인덱싱을 산출하는 제1 포커스 인덱싱 산출부; 상기 밝기 판단 결과 특정 밝기값 이상 및 이하를 갖는 상기 입력 영상에 대해 상기 산출된 분산값으로 계산된 가중치를 적용하여 제2 포커스 인덱싱을 산출하는 제2 포커스 인덱싱 산출부; 및 상기 특정 밝기값 이상 및 이하를 갖는 영상이 상기 입력 영상의 소정 부분 이상인 경우 제1 및 제2 포커스 인덱싱을 출력하고, 상기 특정 밝기값 이상 및 이하를 갖는 영상이 상기 입력 영상의 소정 부분 이상이 아닌 경우 상기 제1 포커스 인덱싱을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.In the present invention, the focus indexing calculation unit may include a first focus index calculation unit for calculating a first focus index by applying a weight calculated by the calculated variance value to the input image having a brightness value as a result of the brightness determination; A second focus indexing calculation unit for calculating a second focus indexing by applying a weight calculated by the calculated variance value to the input image having a brightness value greater than or equal to a specific brightness value as a result of the brightness determination; And outputting first and second focus indexes when an image having a brightness value equal to or greater than a predetermined brightness value is greater than or equal to a predetermined portion of the input image, And outputting the first focus indexing if the first focus indexing is not performed.
본 발명에 있어서, 상기 제1 및 제2 포커스 인덱싱 산출부는 상기 입력 영상 신호 중 노이즈 보다 영상신호가 많은 경우 상기 가중치를 1로 적용할 수 있다.In the present invention, the first and second focus indexing calculators may apply the weighting factor of 1 when there are more image signals than the noise of the input image signal.
본 발명에 있어서, 상기 제1 및 제2 포커스 인덱싱 산출부는 상기 입력 영상 신호 중 영상신호 보다 상기 노이즈가 많은 경우 상기 가중치를 0으로 적용할 수 있다.In the present invention, the first and second focus indexing calculators may apply the weight to zero if the noise is larger than the image signal of the input image signal.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 노이즈로 인한 초점 검출 실패를 방지하고, 영상 내에서 스팟 하이라이트가 발생한 지점에 포커싱 되는 문제를 개선할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to prevent a focus detection failure due to noise and to fix a problem of focusing at a point where a spot highlight occurs in an image.
또한 간단한 구조를 가지고 있으므로 낮은 프로세서를 사용하는 제품에 효과적으로 탑재가 가능하고, 기타 다른 필터에 추가적인 가중치의 사용만으로 효율적으로 노이즈를 배제할 수 있으며, 가중치의 구현에 있어 국부 평균, 국부 분산만을 사용하기 때문에 제품의 특성 변경 시 성능 향상이 용이하게 된다.In addition, since it has a simple structure, it can be effectively mounted on a product using a low processor, and it is possible to effectively eliminate noise by using an additional weight on other filters, and to use only local average and local dispersion Therefore, it is easy to improve the performance when changing the characteristics of the product.
이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면이나 도면에 대한 설명은 본 발명의 예를 든 것으로 이로써 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The description of the drawings and the drawings is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the invention.
도 1은 본 발명에 따른 저조도 잡음에 강인한 초점 검출 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 국부 평균 산출부(110), 차영상 산출부(120), 국부 분산 산출부(130) 및 포커스 인덱싱 산출부(140)를 포함한다.FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a focus detection apparatus robust against low-illuminance noise according to the present invention. The focus detection apparatus includes a local
국부 평균 산출부(110)는 노이즈가 포함된 영상신호를 입력 영상(y=x+n)으로 하여, 입력 영상으로부터 현재 처리 중인 픽셀이 포함된 소정 블록의 평균 즉 국부 평균을 산출한다. 노이즈(n)가 첨가되기 이전의 영상 와 노이즈(n)가 첨가된 영상을 라고 할 때, 노이즈가 첨가된 입력 영상의 국부 평균 영상을 라고 가정한다.The local
차영상 산출부(120)는 입력 영상신호 와 국부 평균 산출부(110)에서 산출된 평균 의 차영상 을 산출한다. The difference
국부 분산 산출부(130)는 입력 영상신호 , 산출된 평균 및 산출된 차영상 으로부터 영상신호 및 노이즈 n에 대해 현재 처리 중인 픽셀이 포함된 소정 블록의 각 분산값 및 을 산출한다.The local
포커스 인덱싱 산출부(140)는 차 영상 에 대해 산출된 분산값 및 으로 계산된 가중치를 적용하여 포커스 인덱싱을 산출한다.The focus
노이즈(n)가 첨가되기 이전의 영상 와 노이즈(n)가 첨가된 입력 영상 에 대해, 포커스 인덱싱을 산출하는 수학식은 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.The image before noise (n) is added And the input image with noise (n) , The equation for calculating the focus indexing can be calculated as shown in Equation (2).
여기서, 는 노이즈(n)가 첨가된 입력 영상이 국부 평균 영상으로, 차영상 는 입력 영상의 고주파 성분을 의미하며, 이는 고주파 성분을 추출하는 다른 필터로 대체될 수 있다. 영상의 각 픽셀에서 고주파 성분의 반영을 결정하게 되는 가중치는 수학식 3과 같다.here, The input image to which the noise (n) is added is a local average image, Means a high frequency component of the input image, which can be replaced with another filter for extracting a high frequency component. The weight that determines the reflection of the high-frequency component in each pixel of the image is expressed by Equation (3).
이 가중치 는 현재 처리 중인 픽셀에서의 영상 성분과 노이즈 성분의 국부 분산을 이용하여, 처리 중인 픽셀에서 노이즈 성분 보다 영상 성분이 주효한 경우에는 수학식 4와 같이 영상의 고주파 성분을 효율적으로 추출하게 된다.This weight Using the local variance of the image component and the noise component in the currently processed pixel, when the image component is more effective than the noise component in the pixel under processing, the high frequency component of the image is extracted as shown in Equation (4).
반대로 영상성분 보다 노이즈 성분이 주효한 경우에는 수학식 5와 같이 그 화소에서의 포커스 인덱싱은 0이 됨으로써 노이즈에 의한 영향을 효율적으로 차단하게 된다.On the contrary, when the noise component is more effective than the image component, the focus indexing in the pixel is 0 as shown in Equation (5), thereby effectively blocking the influence of the noise.
이때 영상 성분과 노이즈 성분의 국부 분산 및 을 사용해야 하며, 이를 위해 노이즈가 첨가되지 않은 영상 성분과 노이즈는 다음 수학식 6과 같은 근사화를 이용하게 된다.At this time, the local dispersion of the image component and the noise component And For this purpose, the image components and noise having no added noise are approximated by the following Equation (6).
수학식 6과 같은 근사화를 이용하게 되면, 영상 성분과 고주파 성분이 일부 훼손되고, 노이즈 성분에 영상의 에지(edge) 정보가 일부 포함되는 단점이 있지만, 추가적인 연산 없이 가중치를 연산하기 위해 사용되는 입력 영상의 국부 평균만을 이용해 간단한 방법으로 영상 성분과 노이즈 성분을 추정할 수 있게 된다. 10 dB AWGN(adaptive white Gaussian nose)이 첨가된 영상에 대해 이 방법으로 노이즈를 추정한 영상이 도 2a와 같으며, 일부 에지 정보가 포함되었음을 확인할 수 있지만, 도 2b의 히스토그램에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교적 가우시안 노이즈의 분포를 잘 나타내고 있음을 알 수 있다. 10 dB AWGN이 첨가된 영상에 대하여 종래 기술과 본 발명을 시각화 하며, 각각 도 3a 및 도 3b와 같다. 도 3a에서 초점 검출 결과 영상의 고주파 성분과 함께 노이즈가 같이 검출되는데 반해, 도 3b에서는 노이즈에 의한 영향을 최소화 되고 고주파 성분의 검출이 이루어 짐을 확인할 수 있다.If the approximation as shown in Equation (6) is used, there is a disadvantage that the image component and the high-frequency component are partially damaged and the edge component of the image is partially included in the noise component. However, The image component and the noise component can be estimated by a simple method using only the local average of the image. As shown in FIG. 2A, it can be confirmed that the image in which the noise is estimated by the method with 10 dB AWGN (adaptive white Gaussian nose) is included and some edge information is included. However, as shown in the histogram of FIG. , And the distribution of Gaussian noise is relatively well represented. The prior art and the present invention are visualized for 10 dB AWGN added images, as shown in FIGS. 3A and 3B, respectively. In FIG. 3A, the noise is detected together with the high frequency component of the focus detection result image. In FIG. 3B, it is confirmed that the influence of the noise is minimized and the high frequency component is detected.
도 4는 본 발명에 따른 저조도 잡음 및 스팟 하이라이트에 강인한 초점 검출 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 국부 평균 산출부(410), 차영상 산출부(420), 국부 분산 산출부(430), 밝기 판단부(440) 및 포커스 인덱싱 산출부(450)를 포함한다. 본 발명에서 포커스 인덱싱 산출부(450)는 제1 포커스 인덱싱 산출부(451), 제2 포커스 인덱싱 산출부(452) 및 포커스 인덱싱 출력부(453)를 포함한다.FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a focus detection apparatus robust to low-light noise and spot highlight according to the present invention. The local-
도 4에 도시된 초점 검출 장치는 포커싱 윈도우 내에 강한 광원이 존재하게 되는 경우, 이 광원이 갖는 고주파 성분이 다른 부분의 고주파 성분을 압도하여 광원에 초점을 일치시키게 되는 문제가 발생하게 되는 문제점을 해결하기 위한 것이다. The focus detection apparatus shown in FIG. 4 solves the problem that when a strong light source is present in the focusing window, the high frequency component of the light source overwhelms the high frequency component of the other portion, .
기존에는 영상 내의 모든 픽셀에 대해 특정값 이상과 이하에 대해 클리핑(clipping)을 실시하여 포커스 인덱싱 계산을 하지 않는 방법을 사용하였다. 이는 효율적으로 강한 광원(이하 스팟 하이라이트; spot highlight라 표기함)을 제거할 수 있는 방법이지만, 스팟 하이라이트가 아닌 일반적인 하이라이트 영역에 대해 서도 예외 처리를 하여 초점 검출에 실패하는 문제점이 발생한다. 따라서, 도 4에 도시된 초점 검출 장치는 이러한 스팟 하이라이트에 의한 초점 검출 실패를 방지하고, 영상의 대부분이 클리핑 영역에 해당된다고 하더라도, 효율적으로 오토 포커싱을 수행할 수 있도록 영상을 하이라이트(highlight)/암부(dark) 영역과 일반 영역으로 나누어 포커스 인덱싱을 연산한다.Conventionally, a method of not performing focus indexing calculation by clipping more than a specific value for all pixels in an image is used. This is a method which can effectively remove a strong light source (hereinafter referred to as spot highlight), but there is a problem that focus detection is failed by performing an exception process for a general highlight area instead of a spot highlight. Therefore, the focus detection apparatus shown in FIG. 4 prevents focus detection failure due to such spot highlighting, and even if the majority of the image corresponds to the clipping region, the focus detection apparatus shown in FIG. 4 can highlight / And calculates the focus indexing by dividing the dark region and the general region.
도 4의 국부 평균 산출부(410), 차영상 산출부(420), 국부 분산 산출부(430)는 도 1과 동일하므로 설명을 생략한다.The local
밝기 판단부(440)는 입력 영상의 밝기 중 가장 밝은 영역 즉 특정 밝기값 이상(Th)인 부분과 가장 어두운 영역 즉, 특정 밝기값 이하(Tl)인 부분을 판단한다. 여기서 특정 밝기값 이상(Th)의 기준값은 그 밝기값이 예를 들어 250 이상인 경우이고, 특정 밝기값 이하(Tl)의 기준은 그 밝기값이 예를 들어 5 이하인 경우이다.The
포커스 인덱싱 산출부(450)는 밝기 판단 결과에 따라 입력 영상에 대해 상기 산출된 분산값 및 으로 계산된 가중치를 적용하여 포커스 인덱싱(F 또는 F+FH)을 산출한다.The
제1 포커스 인덱싱 산출부(451)는 입력 영상 의 밝기 판단부(440)의 밝기 판단 결과, 일반 밝기 값을 갖는 영상(Th 이하 및 Tl이상)에 대해 수학식 7과 같은 제1 포커스 인덱싱(F)을 산출한다.The first focus
제2 포커스 인덱싱 산출부(452)는 입력 영상 의 밝기 판단부(440)의 밝기 판단 결과 상기 밝기 판단 결과 특정 밝기값 이상(Th) 및 특정 밝기값 이하(Tl)인 영상에 대해 수학식 8과 같은 포커스 인덱싱(FH)를 산출한다.The second focus
포커스 인덱싱 출력부(453)는 영상 내에서 특정 밝기값 이상(Th)인 부분과 가장 어두운 영역 즉, 특정 밝기값 이하(Tl)인 부분이 차지하는 비율을 산출하여, 영상 내에서 을 판단한다. 특정 밝기값 이상(Th)인 부분 및 특정 밝기값 이하(Tl) 인 부분이 전체 영상에서 예를 들어 1/4 이상 차지하는 경우, 제1 포커스 인덱싱 및 제2 포커스 인덱싱을 합산(F+FH)하여 출력하고, 특정 밝기값 이상(Th)인 부분 및 특정 밝기값 이하(Tl)인 부분이 전체 영상에서 예를 들어 1/4 이하를 차지하는 경우, 제1 포커스 인덱싱(F)을 출력한다.The focus
이는 한 프레임에 대한 포커스 인덱싱 연산을 끝낸 후에, 영상 내에서 하이라이트/암부 영역에 해당하는 영역이 전체 영상의 일정 부분을 넘지 않는 경우, 스팟 하이라이트로 판단하여 예외 처리를 하게 되고, 전체 영상의 일정 부분이 넘는 경우 정상적으로 포커스 인덱싱으로 인정되어 일반 영역 포커스 인덱싱에 더해져서 초점을 검출하게 된다.After completing the focus indexing operation for one frame, if the area corresponding to the highlight / dark area in the image does not exceed a certain portion of the entire image, it is determined as a spot highlight and an exception process is performed. , It is recognized as focus indexing normally and added to the general area focus indexing to detect the focus.
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.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 저조도 잡음에 강인한 초점 검출 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.1 is a block diagram showing the configuration of a focus detection apparatus robust against a low-illuminance noise according to the present invention.
도 2는 도 1에서 10 Db AWGN이 첨가된 영상에 대한 노이즈 추정 결과 및 그의 히스토그램 분포도를 보이는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a noise estimation result and a histogram distribution diagram for an image to which 10 Db AWGN is added in FIG.
도 3은 종래의 초점 검출결과 및 본 발명에 따른 초점 검출 결과를 비교한 도면이다.FIG. 3 is a view comparing a conventional focus detection result and a focus detection result according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 저조도 잡음 및 스팟 하이라이트에 강인한 초점 검출 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.4 is a block diagram showing the configuration of a focus detection apparatus robust against low-light noise and spot highlight according to the present invention.
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