KR101411912B1 - 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법 - Google Patents

디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 입력된 영상을 이미지 히스토그램과 히스토그램 평활화를 이용하여 이미지 프로세싱을 수행함으로써, 향상된 화질의 영상을 얻을 수 있는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은, 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 복수개의 입력 영상을 입력받는 영상 입력부; 및 상기 복수개의 입력 영상들에 대한 히스토그램(histogram) 분석으로부터 상기 복수개의 입력 영상들 중에서 저장할 목적 이미지를 선택하는 제어부를 구비하는 디지털 영상 처리장치를 제공한다.

Description

디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법{Apparatus for processing digital image and method for controlling thereof}
본 발명은 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촬상 소자를 통하여 입력받은 영상을 디지털 신호 처리기에서 이미지 프로세싱을 하고, 압축하여 이미지 파일로 저장하는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 디지털 영상 처리장치는 디지털 카메라, PDA(personal digital assistant), 폰 카메라, PC 카메라 등의 영상을 처리하거나 영상 인식 센서를 사용하는 모든 장치를 포함한다.
디지털 영상 처리장치는 촬상 소자를 통하여 입력받은 영상을 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 표시장치에 표시하여 보여줄 수 있다. 또한, 사용자가 셔터 릴리즈 버튼을 누르면, 촬상 소자를 통하여 입력받은 영상을 디지털 신호 처리기에서 이미지 프로세싱(image processing)을 하고, 이를 압축하여 이미지 파일로 저장할 수 있다.
본 발명은, 입력된 영상을 이미지 히스토그램과 히스토그램 평활화를 이용하여 이미지 프로세싱을 수행함으로써, 향상된 화질의 영상을 얻을 수 있는 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 복수개의 입력 영상을 입력받는 영상 입력부; 및 상기 복수개의 입력 영상들에 대한 히스토그램(histogram) 분석으로부터 상기 복수개의 입력 영상들 중에서 저장할 목적 이미지를 선택하는 제어부를 구비하는 디지털 영상 처리장치를 제공한다.
상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상이 표시되는 표시부를 더 구비할 수 있다.
사용자가 히스토그램(histogram) 분석에 의하여 상기 목적 이미지를 선택하는 기능을 선택할 수 있도록 하는 사용자 조작부를 더 구비할 수 있다.
상기 복수개의 입력 영상들의 노출값의 차이가 자동 노출 브래킷의 노출값의 차이보다 작은 것이 바람직하다.
서로 다른 상기 노출값에 의하여 노출 보상하여 입력된 각각의 입력 영상들에 대한 이미지 파일을 생성하는 이미지 프로세싱부, 각각의 상기 이미지 파일들에 대한 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부, 각각의 상기 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성하는 히스토그램 평활화부, 및 각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정하는 목적 이미지 선정부를 구비할 수 있다.
상기 목적 이미지 선정부가, 각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정하는 비교부, 및
상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상 중에서 저장 영상을 선택하는 선택부를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, (a) 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 복수개의 입력 영상들을 입력받아 각각의 이미지 파일을 생성하는 단계; (b) 각각의 상기 이미지 파일들에 대한 히스토그램을 생성하는 단계; (c) 각각의 상기 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성하는 단계; 및 (d) 각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정하는 단계를 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법을 제공한다.
상기 (d) 단계가, 각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정하는 단계, 및 상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상 중에서 저장 영상을 선택하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상이 표시되는 단계를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치 및 그 제어방법에 의하면, 입력된 영 상을 이미지 히스토그램과 히스토그램 평활화를 이용하여 이미지 프로세싱을 수행함으로써, 향상된 화질의 영상을 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 제어장치 및 그 제어방법이 적용되는 디지털 영상 처리장치의 일 실시예인 디지털 카메라(100)의 뒷면 외형이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 디지털 카메라(100)의 뒷면에는 방향 버튼(21), 메뉴-OK 버튼(22), 광각(Wide angle)-줌(Zoom) 버튼(W), 망원(Telephoto)-줌(Zoom) 버튼(T), 및 디스플레이 패널(25) 등이 구비될 수 있다.
방향 버튼(21)에는 상향 버튼(21a), 하향 버튼(21b), 좌향 버튼(21c), 우향 버튼(21d)의 총4개의 버튼이 포함될 수 있다. 방향 버튼(21)과 메뉴-OK 버튼(22)은 디지털 카메라와 같은 디지털 영상 처리장치의 동작에 관한 각종 메뉴를 실행시키기 위해 입력하는 키이다.
방향 버튼(21)과 메뉴-OK 버튼(22)은 본 발명에 따라 사용자가 히스토그램(histogram) 분석에 의하여 목적 이미지를 선택하는 기능을 선택할 수 있도록 하는 사용자 조작부에 포함될 수 있다.
광각-줌 버튼(W) 또는 망원-줌 버튼(T)은 그 입력에 따라 화각이 넓어지거나, 화각이 좁아진다. 특히, 선택된 노출영역의 크기를 변경시키고자 할 때 사용될 수 있다. 이때, 광각-줌 버튼(W)이 입력되면 선택된 노출영역의 크기가 작아지고, 망원-줌 버튼(T)이 입력되면 선택된 노출영역의 크기가 커질 수 있다. 디스플레이 패널(25)로는 LCD(liquid crystal display)등의 영상 표시소자가 사용될 수 있다.
디스플레이 패널(25)이 본 발명에 따른 목적 이미지가 표시되거나, 사용자가 저장될 저장 영상을 선택할 수 있도록 목적 이미지와 노출값이 자동 노출 조정값인 입력 영상이 표시되는 표시부에 포함될 수 있다.
한편, 디지털 카메라(100)의 앞면 또는 윗면에는 셔터 릴리즈 버튼(26), 플래시(미도시), 전원 스위치(미도시), 렌즈부(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 디지털 카메라(100)의 앞면과 뒷면에는 뷰 파인더(27)의 대물 렌즈와 접안 렌즈가 구비될 수 있다.
셔터 릴리즈 버튼(26)은 정해진 시간 동안 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 촬상 소자나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫힌다. 또한, 셔터 릴리즈 버튼은 조리개(미도시)와 연동하여 피사체를 적정하게 노출시켜 촬상 소자에 영상을 기록한다.
한편, 셔터 릴리즈 버튼(26)은 2단으로 눌려질 수 있다. 셔터 릴리즈 버튼(26)이 일단으로 눌려지면 제1신호가 생성되고, 이단으로 눌려지면 제2신호가 생성될 수 있다.
제1신호가 디지털 영상 처리장치의 제어장치에 입력되면, 최적의 초점 렌즈 위치를 설정하는 오토 포커싱(auto focusing) 및 자동 노출 조정(Auto Exposure) 등을 포함한 촬영을 위한 다양한 설정이 이루어질 수 있다. 또한, 제2신호가 디지 털 영상 처리장치의 제어장치에 입력되면, 자동 노출 조정된 0 EV와 그 노출 보상 정도를 변경한 +α EV 및 -αEV 각각에 대한 입력 영상을 입력받을 수 있다.
이때, 입력된 각각의 입력 영상들 중에서 가장 화질이 좋은 하나의 입력 영상을 선택하여 저장할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 향상된 품질의 영상을 얻을 수 있으며, 사용자에 의한 영상의 선택 폭을 넓혀줄 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 디지털 영상 처리장치의 일 실시예로서 디지털 카메라와 그 제어장치, 및 그 제어방법이 본 출원인의 미국 특허출원 공개번호 제2004/0130650호(명칭: 카메라의 이차함수를 이용한 자동 포커싱 방법, Method of automatically focusing using a quadratic function in camera)에 개시되어 있다.
상기 미국출원에 개시된 디지털 카메라와 그 제어장치, 및 그 제어방법에 관한 사항은 본 명세서에 포함되는 것으로 하고, 그 자세한 설명은 생략한다.
도 2에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 디지털 영상 처리장치의 제어장치(200)의 블록도가 도시되어 있다. 디지털 영상 처리장치의 제어장치(200)는 도 1의 디지털 카메라(100)의 내부에 장착될 수 있다.
도면을 참조하면, 렌즈부와 필터부를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광학계(OPS)의 렌즈부는 줌 렌즈, 포커스 렌즈 및 보상 렌즈를 포함한다. 사용자가 사용자 입력부(INP)에 포함된 광각-줌 버튼(W) 또는 망원-줌 버튼(T)을 누르면, 이에 상응하는 신호가 마이크로제어기(212)에 입력된다.
이에 따라, 마이크로제어기(212)가 렌즈 구동부(210)를 제어함에 따라, 줌 모터(MZ)가 구동되어 줌 렌즈가 이동된다. 즉, 광각-줌 버튼(W)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이가 짧아져서 화각이 넓어지고, 망원-줌 버튼(T)이 눌려지면 줌 렌즈의 초점 길이가 길어져서 화각이 좁아진다.
한편, 자동 초점 모드(auto focusing mode)에는, 디지털 신호 처리기(207) 안에 내장된 주 제어기가 마이크로제어기(212)를 통하여 렌즈 구동부(210)를 제어하고, 그에 따라 포커스 모터(MF)가 구동된다. 즉, 포커스 모터(MF)를 구동하여 가장 선명한 사진을 얻을 수 있는 위치로 포커스 렌즈를 이동시킨다.
자동 초점 모드는 사용자 입력부(INP)를 통하여 입력되는 셔터 릴리즈 버튼이 일단으로 눌려져 생성되는 제1신호에 따라 수행될 수 있다. 이때, 포커스 렌즈의 위치를 광축을 따라 이동시키면서 복수개의 영상을 입력받고, 복수개의 영상들 중에서 가장 선명한 영상을 얻어지는 포커스 렌즈의 위치를 구한다.
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.
광전 변환부(OEC)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide- Semiconductor) 등의 촬상 소자를 포함하여 이루어질 수 있다. 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다.
아날로그-디지털 변환부는 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자(201)를 포함하여 이루어질 수 있다. 아날로그-디지털 변환부는 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시킨다. 여기서, 디지털 신호 처리기(207)는 타이밍 회로(202)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(201)의 동작을 제어한다.
실시간 클럭(203)은 디지털 신호 처리기(207)에 시간 정보를 제공한다. 디지털 신호 처리기(207)는 CDS-ADC 소자(201)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도(Y 값) 및 색도(R, G, B) 신호로 분류된 디지털 화상 신호를 발생시킨다.
디지털 신호 처리기(207)에 내장된 주 제어기의 제어에 따라 마이크로 제어기(212)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 셀프-타이머 램프, 자동-초점 램프, 모드 지시 램프 및 플래시 대기 램프 등이 포함될 수 있다. 사용자 입력부(INP)에는, 방향 버튼(21), 광각-줌 버튼(W) 및 망원-줌 버튼(T) 등이 포함될 수 있다.
DRAM(Dynamic Random Access Memory, 204)에는 디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호가 일시 저장된다. EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, 205)에는 디지털 신호 처리기(207)의 동작에 필요한 부팅 프로그램 및 키 입력 프로그램 등과 같은 알고리즘 및 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(206)에서는 사용자의 메모리 카드가 착탈될 수 있 다.
디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호는 디스플레이 패널 구동부(214)에 입력되고, 이로 인하여 디스플레이 패널(25)에 화상이 디스플레이 된다.
한편, 디지털 신호 처리기(207)로부터의 디지털 화상 신호는, USB(Universal Serial Bus) 접속부(31a) 또는 RS232C 인터페이스(208)와 그 접속부(31b)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비디오 필터(209) 및 비디오 출력부(31c)를 통하여 비디오 신호로서 전송될 수 있다. 여기서, 디지털 신호 처리기(207)는 그 내부에 마이크로제어기를 내장할 수 있다.
오디오 처리기(213)는, 마이크로폰(MIC)으로부터의 음성 신호를 디지털 신호 처리기(207) 또는 스피커(SP)로 출력하고, 디지털 신호 처리기(207)로부터의 오디오 신호를 스피커(SP)로 출력한다.
디지털 영상 처리장치의 제어장치(200)는 영상 입력부; 및 제어부를 구비할 수 있다. 영상 입력부는 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 입력 영상을 입력받는다. 제어부는 복수개의 입력 영상들에 대한 히스토그램(histogram) 분석으로부터 복수개의 입력 영상들 중에서 저장할 목적 이미지를 선택한다.
영상 입력부는 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC), CDS-ADC 소자(201) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 제어부는 디지털 신호 처리기(207) 및/또는 마이크로 제어기(212)가 될 수 있다.
제어부는 셔터 릴리즈 버튼의 선택 신호가 입력되면, 복수개의 입력 영상들을 입력받고, 입력 영상들 중에서 가장 좋은 품질의 영상을 목적 이미지으로 선정 하여 저장할 수 있다.
이때, 복수개의 입력 영상들 각각의 원본 이미지에 대한 히스토그램과 각각의 히스토그램에 대한 히스토그램 평활화(histogram equalization)에 의한 평활화 히스토그램을 생성하고, 히스토그램과 평활화 히스토그램 사이의 차이가 가장 작은 상기 입력 영상을 목적 이미지으로 선택될 수 있다.
이 경우, 복수개의 입력 영상들 중에서 히스토그램과 평활화 히스토그램의 표준 편차 또는 평균의 차가 가장 작은 입력 영상이 화질이 가장 좋은 것으로 판단하여, 그 영상을 목적 이미지으로 할 수 있다.
또한, 디지털 영상 처리장치의 제어장치(200)는 표시부(214, 215), 및 사용자 조작부를 더 구비할 수 있다. 표시부(214, 215)는 디스플레이 패널 구동부(214)와 디스플레이 패널(215)을 구비할 수 있다. 사용자 조작부는 사용자 입력부(INP)를 포함할 수 있다.
표시부(214, 215)에는 목적 이미지와 노출값이 자동 노출 조정값인 입력 영상이 표시되고, 사용자가 그들 중에서 원하는 영상을 선택하여 저장하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 히스토그램(histogram) 분석에 의하여 목적 이미지를 선택하는 기능을 설정할 수 있도록 메뉴를 구성하고, 사용자의 메뉴 조작에 의한 본 발명에 따른 기능 선택을 사용자 조작부를 통하여 입력받아, 히스토그램(histogram) 분석에 의하여 목적 이미지를 선택하는 기능을 수행하도록 할 수 있다.
한편, 이미지 히스토그램(histogram)은 픽셀들에 대한 명암값 또는 계조의 분포를 나타낸 것으로, 각각의 픽셀에서의 명암값 또는 계조에 따른 분포에 의하여 구할 수 있다. 그 일 실시예가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다.
즉, 히스토그램은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 각각의 계조에 해당하는 픽셀수의 분포로 표현될 수 있다. 또한, 이미지 히스토그램(histogram)으로부터, 해당 영상의 평균 계조, 레벨, 표준 편차, 중간값, 백분위수 등을 구할 수 있다.
히스토그램 평활화(histogram equalization)는 오토 레벨(auto level)을 적용한 것으로, 이미지의 흑색 점과 백색 점의 레벨을 자동으로 조정하여, 이미지의 품질을 전반적으로 향상시킬 수 있도록 하는 것이다. 이는, 인간은 영상의 밝기에 의해서 보다 밝고 어두움의 변화의 크기에 의하여 인지도가 증가하고, 히스토그램 평활화에 의하여, 영상이 인간의 시감에 보다 쉽게 인식될 수 있도록 조정된다.
이때, 본 발명에서는 원본 영상과 원본 영상에 히스토그램 평활화를 적용한 영상의 히스토그램 변화가 적을수록 이미지의 화질 성능이 좋은 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이미지 히스토그램에 큰 영향을 주는 노출 보상 정도를 변화시키면서 복수개의 입력 영상을 입력받고, 각각의 입력 영상의 원본 이미지와 히스토그램 평활화를 적용한 이미지의 히스토그램을 비교하여, 가장 좋은 품질의 영상을 저장할 수 있도록 한다.
즉, 각각의 입력 영상에 대하여, 원본 이미지의 히스토그램과 평활화 히스토그램을 비교하여, 히스토그램의 차이가 가장 작은 입력 영상을 화질 성능이 가장 좋은 것으로 판단하여, 그 이미지를 목적 이미지으로 저장하도록 할 수 있다.
이때, 다른 실시예로서, 히스토그램 비교에 의하여 선정된 목적 이미지와 자동 노출값에 의하여 입력된 영상을 표시부에 표시하고, 사용자가 더 좋은 품질이라고 판단하는 영상을 저장 영상으로 저장할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 다른 실시예로서, 히스토그램 비교에 의하여 선정된 목적 이미지와 자동 노출값에 의하여 입력된 영상을 모두 저장할 수도 있다.
예를 들어, 자동 노출 조정에 의한 노출값을 0 EV라고 할 때 0 EV의 영상과, +α EV 및 -αEV의 영상을 포함하여 3개의 영상을 입력 영상으로 입력받고, 그 중에서 가장 좋은 품질의 영상이라고 판단되는 하나의 영상을 저장할 수 있다. 이때, 노출 보상 정도에 해당하는 α는 자동 노출 브래킷(Auto Exposure Bracket, AEB)의 노출값의 차이에 해당하는 스톱(stop)보다 작은 것이 바람직하다.
이는 약간의 노출 보상의 변화에도 영상의 히스토그램에는 큰 차이가 나타날 수 있기 때문이다. 또한, 자동 노출 브래킷(Auto Exposure Bracket, AEB)에 의하여 얻을 수 없는 품질의 사진을 얻을 수 있도록 하기 위함이다.
따라서, 본 발명에 의하면 향상된 품질의 영상을 얻을 수 있으며, 사용자에 의한 영상의 선택 폭을 넓혀줄 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 바람직한 다른 실시예로서, 디지털 영상 처리장치(300)의 블록도가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 디지털 영상 처리장치(300)는 도 2의 제어부에 해당하는 디지털 신호 처리기(207) 및/또는 마이크로 제어기(212)에서 구현될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치(300)는 디지털 신호 처리기(207) 및/또는 마이크로 제어기(212) 내에서 수행되는 알고리즘으로 구현되거나, 펌웨어(Firmware) 등의 반도체 칩의 형태로 구현될 수 있다.
도면을 참조하면, 디지털 영상 처리장치(300)는 이미지 프로세싱부(310), 히스토그램 생성부(320), 히스토그램 평활화부(330), 및 목적 이미지 선정부를 구비할 수 있다.
이미지 프로세싱부(310)는 서로 다른 노출값에 의하여 노출 보상하여 입력된 각각의 입력 영상들에 대한 이미지 파일을 생성한다. 히스토그램 생성부(320)는 각각의 이미지 파일들에 대한 히스토그램을 생성한다.
히스토그램 평활화부(330)는 각각의 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성한다. 목적 이미지 선정부(340, 350)는 각각의 입력 영상들에 대한 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 목적 이미지를 선정한다.
이미지 프로세싱부(310)는 서로 다른 노출값에 의하여 노출 보상하여 입력된 각각의 입력 영상들에 대한 이미지 파일을 생성한다. 이때, 자동 노출 조정에 의한 노출값에 의한 영상과, + 노출값과 - 노출값 각각에 의한 영상이 입력될 수 있다.
즉, 자동 노출 조정에 의한 노출값을 0 EV라고 할 때 0 EV의 영상과, +α EV 및 -αEV의 영상을 포함하여 3개의 영상을 입력 영상으로 입력받을 수 있다. 이 경우, 이미지 프로세싱부(310)는 -αEV, 0 EV, 및 +α EV 각각의 노출값에 대한 영상을 입력받고, 각각에 대한 이미지 파일을 생성할 수 있다.
이때, 노출 보상 정도에 해당하는 α는 자동 노출 브래킷(Auto Exposure Bracket, AEB)의 노출값의 차이에 해당하는 스톱(stop)보다 작은 것이 바람직하다.
히스토그램 생성부(320)는 각각의 이미지 파일들에 대한 히스토그램을 생성한다. 이때, 이미지 히스토그램(histogram)은 픽셀들에 대한 명암값 또는 계조의 분포로 표현될 수 있다. 그 일 실시예가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. 즉, 히스토그램은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 각각의 계조에 해당하는 픽셀수의 분포로 표현될 수 있다.
또한, 이미지 히스토그램(histogram)으로부터, 해당 영상의 평균 계조, 레벨, 표준 편차, 중간값, 백분위수 등을 구할 수 있다.
히스토그램 평활화부(330)는 각각의 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성한다.
히스토그램 평활화(histogram equalization)는 오토 레벨(auto level)을 적용한 것으로, 이미지의 흑색 점과 백색 점의 레벨을 자동으로 조정하여, 이미지의 품질을 전반적으로 향상시킬 수 있도록 하는 것이다. 이때, 히스토그램 평활화는 영상의 히스토그램을 구하고, 누적 히스토그램의 값을 정규화하고, 정규화된 누적 히스토그램을 사상함수로 하여 밝기 값을 개선할 수 있다.
목적 이미지 선정부는 각각의 입력 영상들에 대한 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 목적 이미지를 선정한다. 이때, 이 경우, 복수개의 입력 영상들 중에서 히스토그램과 그의 평활화 히스토그램의 표준 편차 또는 평균의 차가 가장 작은 입력 영상이 화질이 가장 좋은 것으로 판단하여, 그 영상을 목적 이미지으로 할 수 있다.
본 발명에서는 히스토그램과 그의 평활화 히스토그램의 표준 편차 또는 평균의 차로부터 영상의 품질을 판단하나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 히스토그램으로부터 구할 수 있는 다른 값들로부터 영상의 품질을 판단할 수 있다.
여기서, 목적 이미지를 가장 품질이 좋은 영상으로 하여 저장할 수 있다. 다른 실시예로서, 히스토그램 비교에 의하여 선정된 목적 이미지와 자동 노출값에 의하여 입력된 영상을 표시부에 표시하고, 사용자가 더 좋은 품질이라고 판단하는 영상을 저장 영상으로 저장할 수 있도록 할 수 있다.
이를 위하여, 목적 이미지 선정부는 도 3에 도시된 바와 같이 비교부(340) 및 선택부(350)를 구비할 수 있다. 비교부(340)는 각각의 입력 영상들에 대한 히스토그램과 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정할 수 있다.
선택부(350)는 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상 중에서 저장 영상을 선택할 수 있다. 이때, 히스토그램 비교에 의하여 선정된 목적 이미지와 자동 노출값에 의하여 입력된 영상이 표시부에 표시되고, 사용자에 의하여 그 중에서 선택된 영상이 저장 영상으로 저장될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 향상된 품질의 영상을 얻을 수 있으며, 사용자에 의한 영상의 선택 폭을 넓혀줄 수 있다.
도 5에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S500)의 흐름도가 도시되어 있다. 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S500)은 도 2 및/또는 도 3의 디지털 영상 처리장치 및 그 제어장치(200, 300)에서 구현된다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S500)이 도 2의 저장 수단에 저장되거나 펌웨어(Firmware) 등의 반도체 칩의 형태로 구현된 프로그램 또는 알고리즘이 될 수 있다.
따라서, 디지털 영상 처리장치의 제어방법(S500)에서 디지털 영상 처리장치 및 그 제어장치(200, 300)에 대하여 설명된 사항과 동일한 사항에 대해서는 이를 참조하고 자세한 설명은 생략한다.
디지털 영상 처리장치의 제어방법(S500)은 노출 조정에 의한 이미지 생성단계(S520); 히스토그램 생성단계(S530); 히스토그램 평활화 단계(S540); 목적 이미지 선정단계(S550)를 구비할 수 있다.
노출 조정에 의한 이미지 생성단계(S520)에는 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 복수개의 입력 영상들을 입력받아 각각의 이미지 파일을 생성한다. 히스토그램 생성단계(S530)에는 각각의 이미지 파일들에 대한 히스토그램을 생성한다.
히스토그램 평활화 단계(S540)에는 각각의 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성한다. 목적 이미지 선정단계(S550)에는 각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 목적 이미지를 선정한다.
본 발명에 따른 각각의 단계들은 촬영 개시 신호의 입력에 의하여 진행될 수 있다(S510).
노출 조정에 의한 이미지 생성단계(S520)에는 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 복수개의 입력 영상들을 입력받아 각각의 이미지 파일을 생성한다. 이때, 자동 노출 조정에 의한 노출값에 의한 영상과, + 노출값과 - 노출값 각각에 의한 영상이 입력될 수 있다.
즉, 자동 노출 조정에 의한 노출값을 0 EV라고 할 때 0 EV의 영상과, +α EV 및 -αEV의 영상을 포함하여 3개의 영상을 입력 영상으로 입력받을 수 있다. 이 경우, 이미지 프로세싱부(310)는 -αEV, 0 EV, 및 +α EV 각각의 노출값에 대한 영상을 입력받고, 각각에 대한 이미지 파일을 생성할 수 있다.
이때, 노출 보상 정도에 해당하는 α는 자동 노출 브래킷(Auto Exposure Bracket, AEB)의 노출값의 차이에 해당하는 스톱(stop)보다 작은 것이 바람직하다.
히스토그램 생성단계(S530)에는 각각의 이미지 파일들에 대한 히스토그램을 생성한다. 이때, 이미지 히스토그램(histogram)은 픽셀들에 대한 명암값 또는 계조의 분포로 표현될 수 있다. 그 일 실시예가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. 즉, 히스토그램은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 각각의 계조에 해당하는 픽셀수의 분포로 표현될 수 있다.
또한, 이미지 히스토그램(histogram)으로부터, 해당 영상의 평균 계조, 레벨, 표준 편차, 중간값, 백분위수 등을 구할 수 있다.
히스토그램 평활화 단계(S540)에는 각각의 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성한다. 히스토그램 평활화(histogram equalization)는 오토 레벨(auto level)을 적용한 것으로, 이미지의 흑색 점과 백색 점의 레벨을 자동으로 조정하여, 이미지의 품질을 전반적으로 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
이때, 히스토그램 평활화는 영상의 히스토그램을 구하고, 누적 히스토그램의 값을 정규화하고, 정규화된 누적 히스토그램을 사상함수로 하여 밝기 값을 개선할 수 있다.
목적 이미지 선정단계(S550)에는 각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 목적 이미지를 선정한다. 이때, 이 경우, 복수개의 입력 영상들 중에서 히스토그램과 그의 평활화 히스토그램의 표준 편차 또는 평균의 차가 가장 작은 입력 영상이 화질이 가장 좋은 것으로 판단하여, 그 영상을 목적 이미지으로 할 수 있다.
여기서, 목적 이미지를 가장 품질이 좋은 영상으로 하여 저장할 수 있다(S560). 다른 실시예로서, 히스토그램 비교에 의하여 선정된 목적 이미지와 자동 노출값에 의하여 입력된 영상을 표시하고, 사용자가 더 좋은 품질이라고 판단하는 영상을 저장 영상으로 저장할 수 있도록 할 수 있다.
이를 위하여, 목적 이미지 선정단계(S550)는 각각의 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 평활화 히스토그램을 비교하여 목적 이미지를 선정하는 단계, 및 목적 이미지와 노출값이 자동 노출 조정값인 입력 영상 중에서 저장 영상을 선택하는 단계를 구비할 수 있다.
이때, 히스토그램 비교에 의하여 선정된 목적 이미지와 자동 노출값에 의하여 입력된 영상이 표시되고, 사용자에 의하여 그 중에서 선택된 영상이 저장 영상으로 저장될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 향상된 품질의 영상을 얻을 수 있으며, 사용자에 의한 영상의 선택 폭을 넓혀줄 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예 시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리장치의 실시예로서, 디지털 카메라의 뒷면 외형을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 디지털 영상 처리장치의 제어장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 다른 실시예로서, 디지털 영상 처리장치의 제어장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 하나의 입력 영상에 대한 히스토그램과 평활화 히스토그램을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 디지털 영상 처리장치의 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

Claims (13)

  1. 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 복수개의 입력 영상을 입력받는 영상 입력부; 및
    상기 복수개의 입력 영상들에 대한 히스토그램(histogram) 분석으로부터 상기 복수개의 입력 영상들 중에서 저장할 목적 이미지를 선택하는 제어부를 구비하고 ,
    상기 복수개의 입력 영상들 각각의 원본 이미지에 대한 히스토그램과 각각의 상기 히스토그램에 대한 히스토그램 평활화(histogram equalization)에 의한 평활화 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램 사이의 차이가 가장 작은 상기 입력 영상을 목적 이미지로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램 사이의 차이가 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램의 표준 편차 또는 평균의 차인 디지털 영상 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상이 표시되는 표시부를 더 구비하는 디지털 영상 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    사용자가 히스토그램(histogram) 분석에 의하여 상기 목적 이미지를 선택하는 기능을 선택할 수 있도록 하는 사용자 조작부를 더 구비하는 디지털 영상 처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 입력 영상들의 노출값의 차이가 자동 노출 브래킷의 노출값의 차이보다 작은 디지털 영상 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    서로 다른 상기 노출값에 의하여 노출 보상하여 입력된 각각의 입력 영상들에 대한 이미지 파일을 생성하는 이미지 프로세싱부,
    각각의 상기 이미지 파일들에 대한 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부,
    각각의 상기 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성하는 히스토그램 평활화부, 및
    각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정하는 목적 이미지 선정부를 구비하는 디지털 영상 처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 목적 이미지 선정부가,
    각각의 상기 입력 영상들에 대한 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정하는 비교부, 및
    상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상 중에서 저장 영상을 선택하는 선택부를 구비하는 디지털 영상 처리장치.
  9. (a) 서로 다른 노출값에 따라 외부로부터 복수개의 입력 영상들을 입력받는 단계;(b) 각각의 상기 입력 영상들에 대한 각각의 히스토그램을 생성하는 단계;
    (c) 각각의 상기 히스토그램들을 평활화하여 평활화 히스토그램을 생성하는 단계; 및
    (d) 각각의 상기 입력 영상들에 대한 각각의 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 목적 이미지를 선정하는 단계를 구비하고 ,
    상기 (d) 단계에서,
    각각의 상기 입력 영상들에 대한 각각의 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램에서의 표준 편차 또는 평균의 차가 가장 작은 입력 영상이 상기 목적 이미지로 선정되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (d) 단계가, 각각의 상기 입력 영상들에 대한 각각의 상기 히스토그램과 상기 평활화 히스토그램을 비교하여 상기 목적 이미지를 선정하는 단계, 및 상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상 중에서 저장 영상을 선택하는 단계를 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 목적 이미지와 상기 노출값이 자동 노출 조정값인 상기 입력 영상이 표시되는 단계를 더 구비하는 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 입력 영상들의 노출값의 차이가 자동 노출 브래킷의 노출값의 차이보다 작은 디지털 영상 처리장치의 제어방법.
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