KR101595256B1 - 디지털 영상신호 장치에서 손떨림 보정을 수행하는 방법 및장치 - Google Patents

디지털 영상신호 장치에서 손떨림 보정을 수행하는 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 손떨림 보정 기능을 지원하는 디지털 영상신호 처리장치에 관한 것이다. 본 발명의 손떨림 보정 기능을 지원하는 디지털 영상신호 처리장치는 반셔터와 풀셔터 두 단계로 동작하는 셔터버튼; 상기 반셔터 동작 신호가 ON인 경우 상기 반셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 1 필터부; 및 상기 풀셔터 동작신호가 ON에서 OFF로 변환시 상기 풀셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 2 필터부;를 포함한다.
손떨림, 셔터

Description

디지털 영상신호 장치에서 손떨림 보정을 수행하는 방법 및 장치{Method and apparatus for compensating hand-trembling of Digital image processor}
본 발명은 디지털 영상신호 처리장치에 관한 것이다. 보다 상세히 본 발명은 손떨림 보정 기능을 지원하는 디지털 영상신호 처리장치에 관한 것이다.
디지털 영상신호 처리장치에서 사용하고 있는 렌즈 보정 방식 및 이미지 센서 보정 방식의 광학식 손떨림 보정 기능은 외부의 충격에 의해, 원하지 않는 손떨림에 대한 보정을 수행하는 기능이다. 따라서, 일반적으로 정상적인 촬영시 발생하는 손떨림 보정 방식과는 다른 방식으로 동작한다.
예를 들어, 촬영시 셔터버튼의 동작으로 발생하는 충격파로 인해 순간적인 보정 기능이 작동한다. 그러나, 이와 같이 발생한 충격파는 광학식 손떨림 보정 기능을 이용하는 디지털 영상신호 처리장치에서는 일반적인 손떨림 신호로 인식되지 않으므로, 일반적인 제어 방법으로는 대응을 할 수 없게 된다.
이를 해결하기 위해서는 셔터버튼 작동에 의한 충격파를 복잡한 제어 알고리즘을 통해 해결하여야 한다. 또는 셔터버튼의 크기, 충격파에 직접적인 영향을 미치는 셔터 버튼의 아래에 위치한 셔터 접편 스위치 모양 및 재질 등을 개선하여야 한다. 그러나, 이는 원가상승으로 이어지게 되고 또한 카메라 디자인 설계에 제약이 될 수 있다.
본 발명에서는 셔터 버튼 동작시 발생하는 충격파의 특성을 고려하여, 충격파에 적합한 필터를 설계함으로써 종래의 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명의 손떨림 보정 기능을 지원하는 디지털 영상신호 처리장치는 반셔터와 풀셔터 두 단계로 동작하는 셔터버튼; 상기 반셔터 동작 신호가 ON인 경우 상기 반셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 1 필터부; 및 상기 풀셔터 동작신호가 ON에서 OFF로 변환시 상기 풀셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 2 필터부;를 포함한다.
본 발명의 손떨림 보정 기능을 지원하는 디지털 영상신호 처리장치는 손떨림이 셔터 버튼 동작으로 인한 것이 아닌 경우, 렌즈보정 방식 및 이미지 센서 보정 방식에 기초하여 상기 손떨림을 보정하는 광학식 손떨림처리부; 및 손떨림이 셔터 버튼 동작에 기인한 경우, 적어도 하나 이상의 필터를 이용하여 상기 손떨림을 보정하는 셔터버튼 손떨림처리부;를 포함한다.
디지털 영상신호 처리장치에서 손떨림을 보정하는 방법으로서, 상기 디지털 영상신호 처리장치는 반셔터와 풀셔터 두 단계로 동작하는 셔터버튼을 포함하고, 상기 반셔터 동작 신호가 ON인 경우 상기 반셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 1 필터링 단계; 및 상기 풀셔터 동작신호가 ON에서 OFF로 변환시 상기 풀셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 2 필터링 단계;를 포함한다.
디지털 영상신호 처리장치에서 손떨림을 보정하는 방법은 손떨림이 셔터 버튼 동작으로 인한 것이 아닌 경우, 렌즈보정 방식 및 이미지 센서 보정 방식에 기초하여 상기 손떨림을 보정하는 광학식 손떨림처리단계; 및 손떨림이 셔터 버튼 동작에 기인한 경우, 적어도 하나 이상의 필터를 이용하여 상기 손떨림을 보정하는 셔터버튼 손떨림처리단계;를 포함한다.
종래의 광학식 손떨림 보정 기능을 이용하는 디지털 영상신호 처리장치에서는 일반적인 손떨림 신호로 인식되지 않으므로, 해결하지 못했던 셔터 버튼 동작으로 인한 손떨림 보정이 가능하다.
특히, 종래에는 셔터버튼 작동에 의한 충격파를 복잡한 제어 알고리즘이나 셔터버튼의 크기, 충격파에 직접적인 영향을 미치는 셔터 버튼의 아래에 위치한 셔터 접편 스위치 모양 및 재질 등과 같은 하드웨어적인 접근으로 인해 비용이 많이 들었던 문제점을 해결할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상 에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 디지털 영상신호 처리장치의 일종으로서 디지털 촬영 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 물론 본 발명이 도 1에 도시된 것과 같은 디지털 영상신호 처리장치에 한정되는 것은 아니며, PDA(personal digital assistants), PMP(personal multimedia player) 등과 같은 이미지 처리장치에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다. 이는 후술하는 실시 예들 및 그 변형 예들에서도 마찬가지이다.
디지털 영상신호 처리장치의 전체 동작은 CPU(100)에 의해 통괄된다. 그리고 디지털 영상신호 처리장치에는 사용자로부터의 전기적 신호를 발생시키는 키 등을 포함하는 조작부(200)가 구비된다. 이 조작부(200)로부터의 전기적 신호는 CPU(100)에 전달되어, CPU(100)가 전기적 신호에 따라 디지털 영상신호 처리장치를 제어할 수 있도록 한다.
촬영 모드일 경우, 사용자로부터의 전기적 신호가 CPU(100)에 인가됨에 따라 CPU(100)는 그 신호를 파악하여 렌즈 구동부(11), 조리개 구동부(21) 및 촬상소자 제어부(31)를 제어하며, 이에 따라 각각 렌즈(10)의 위치, 조리개(20)의 개방 정도 및 촬상소자(30)의 감도 등이 제어된다. 촬상소자(30)는 입력된 광으로부터 데이터를 생성하며, 아날로그/디지털 변환부(40)는 촬상소자(30)에서 출력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. 물론 촬상소자(30)의 특성에 따라 아날로그/디지털 변환부(40)가 필요 없는 경우도 있을 수 있다.
촬상소자(30)로부터의 데이터는 메모리(60)를 거쳐 디지털 신호 처리부(50) 에 입력될 수도 있고, 메모리(60)를 거치지 않고 디지털 신호 처리부(50)에 입력될 수도 있으며, 필요에 따라 CPU(100)에도 입력될 수도 있다. 여기서 메모리(60)는 ROM 또는 RAM 등을 포함하는 개념이다. 디지털 신호 처리부(50)는 필요에 따라 감마(gamma) 보정, 화이트 밸런스 조정 등의 디지털 신호 처리를 할 수 있다.
디지털 신호 처리부(50)로부터 출력된 데이터로부터의 이미지는 메모리(60)를 통하여 또는 직접 디스플레이 제어부(81)에 전달된다. 디스플레이 제어부(81)는 디스플레이부(80)를 제어하여 디스플레이부(80)에 영상을 디스플레이한다.
그리고 디지털 신호 처리부(50)로부터 출력된 데이터는 메모리(60)를 통하여 또는 직접 저장/판독 제어부(71)에 입력되는데, 이 저장/판독 제어부(71)는 사용자로부터의 신호에 따라 또는 자동으로 이미지 데이터를 저장매체(70)에 저장한다.
물론 저장/판독 제어부(71)는 저장매체(70)에 저장된 영상 파일로부터 데이터를 판독하고, 이를 메모리(60)를 통해 또는 다른 경로를 통해 디스플레이 제어부(81)에 입력하여 디스플레이부(80)에 영상이 디스플레이 되도록 할 수도 있다. 저장매체(70)는 착탈가능한 것일 수도 있고 디지털 영상신호 처리장치에 영구 장착된 것일 수 있다.
도 2 는 셔터 버튼 동작시 충격파를 도시한 파형이다.
셔터 버튼 동작은 일반적으로 2단계로 구분할 수 있다. 첫번째 단계는 초점 및 노출을 하기 위한 반셔터(S1) 상태이고, 두 번째 단계는 노출작동을 하는 셔터를 완전히 누른 풀셔터(S2) 상태이다. 사진 촬영에 익숙한 프로사진 작가나 아마츄어 사진작가들은 이러한 반셔터 상태와 풀셔터 상태를 이미 알고 있으므로, 이를 고려하여 셔터 동작을 부드럽게 수행한다.
그러나, 일반적인 대부분의 촬영자들은 반누름 셔터 작동시(S1 ON) 풀셔터 이 OFF된 경우 발생하는 충격파가 발생한다. 이러한 충격파 발생을 알기 위해, 위치센서인 Hall 센서의 반응을 살펴보면 도 2에 보는 바와 같이 충격파가 발생하지 않다가(210), S1이 ON이 되는 경우 충격파가 발생(220)하는 것을 볼 수 있다
그러나, 이와 같이 발생한 충격파는 광학식 손떨림 보정 기능을 이용하는 디지털 영상신호 처리장치에서는 일반적인 손떨림 신호로 인식되지 않으므로, 일반적인 제어 방법으로는 대응을 할 수 없게된다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 손떨림 보정 장치의 구성도를 도시한다.
손떨림 보정 장치는 자이로센서(310), 손떨림 처리부(320), CPU(330), 광학식 손떨림 보정부(340) 및 모터구동부(350)를 포함한다.
자이로센서(310)는 각속도 센서로서 손떨린 신호를 검지한다. 손떨림 처리부(320)는 광학식 손떨림 처리부(321)와 필터링부(322)를 포함한다. CPU(330)는 디지털 카메라에서는 디지털 신호 처리부(DSP, Digital Signal Processor)에 대응된다.
CPU(330)는 손떨림 처리부(320)의 기능을 함께 내장할 수도 있고, 도 3에 도시된 것과 같이 별도로 구비할 수도 있다. 예를 들어, 광학식 손떨림 처리부(321)는 OIS(Optical Image Stabilizer)용 CHIP을 별도로 구비할 수 있다.
광학식 손떨림 보정부(340)는 손떨림 보정 작동을 수행하기 위한 메커니즘( 미 도시)을 포함하고, 이를 위해 보정용 렌즈 또는 홀센서와 같은 위치센서를 포함할 수 있다. 위치센서는 광학식 손떨림 보정부(340)가 포함하는 렌즈나 이미지 센서가 작동할 때 정확한 위치를 검출한다.
손떨림 처리부(320)는 위치센서의 데이터를 광학식 손떨림 처리부(321)를 통하여 피드백 제어를 하여 정확한 보정위치를 유지할 수 있다. 자이로센서(310)는 외부 충격으로 인해 디지털 영상신호 처리정치에 발생하는 충격파를 감지하고, 광학식 손떨림 보정부(340)에서는 이러한 충격파에 해당하는 보정신호를 생성하여 광학식 손떨림 처리부(321)와 함께 보정을 수행한다.
주의할 것은 외부 충격파의 유형에는 여러가지가 있는데, 셔터를 반누름 상태인 반셔터 버튼 S1(331), 셔터를 완전 누름 상태인 풀셔터 버튼 S2(332)를 동작시켜 발생하는 보정은 이상의 과정을 통해 보정이 어렵다는 점이다. 따라서, 본 발명에서는 손떨림 처리부(320)에 필터링부(322)를 더 포함하여, 광학식 손떨림 처리부(321)에서 처리하지 못하는 보정을 추가적으로 보정한다.
필터링부(322)에서 보정을 수행하는 과정은 도 4를 참고한다.
도 4는 본 발명에서 셔터버튼 동작으로 인한 손떨림을 보정하는 흐름도를 도시한다.
디지털 영상신호 처리장치의 메뉴 모드에서 광학식 손떨림 보정(OIS) 모드를 설정한다(S410). 그 후, 반셔터 버튼이 동작을 수행하는지를 확인한다(S420). 반셔터 동작이 수행할 경우, 제 1 필터를 동작시킨다(S430), 그 후 풀셔터 버튼 ON에서 OFF 상태로 동작하면 제 2 필터를 동작시킨다(S440). 그 후, 예를 들어 도 2의 S2 신호가 OFF 를 나타내는 것과 같이 노출작동이 완료되면(S450) 촬영을 완료한다(S460).
즉, 본 발명에서는 반셔터 버튼 S1과 풀셔터 버튼 S2 각각의 충격파에 대응하는 필터를 동작시킨다. 각각의 충격파의 주파수가 다른 경우에는 제 1 필터와 제 2 필터가 상이하나, 주파수가 동일한 경우에는 제 1 필터와 제 2 필터는 동일한 필터를 사용할 수 있다. 제 1 필터와 제 2 필터는 셔터버튼이 눌러지는 순간부터 디지털 영상신호 처리장치에서 촬영을 종료하는 순간까지 동작된다.
도 5는 셔터버튼 동작시 발생하는 충격파의 파형을 도시한다.
도 5는 셔터버튼 동작으로, 광학식 손떨림 처리부 작동에 영향을 미치는 구간 t1(510)을 나타내었다. 셔터 버튼의 형상이나 설계에 따라 변경될 수는 있으나, 일 예를 들어 셔터 버튼의 충격파가 광학식 손떨림 처리부 작동에 영향을 미치는 구간은 약 10msec 정도이며, 그 이후에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 볼 수 있다.
따라서, 반셔터 버튼 또는 풀셔터 버튼의 크기, 예를 들어 약 40mV 에서 70mV, 및 작동에 영향을 미치는 시간을 고려하여 제 1 필터 및 제 2 필터를 설계할 수 있다. 제 1 필터 및 제 2 필터는 예를 들어 HPF(High Pass Filter) 또는 LPF(Low Pass Filter) 등으로 구현이 가능하다. 작동에 영향을 미치는 시간은 개발자가 설정하는 것도 가능하다.
또한, 도 5는 일 예에 해당하는 것으로서 셔터 버튼의 모양, 셔터 버튼과 조립되어 스위치 역할을 하는 셔터 커넥터 스위치 등에 따라 충격파의 파형을 변경될 수 있음을 유의하여야 한다.
한편, 본 발명은 컴퓨터 판독가능 저장매체에 컴퓨터가 판독 가능한 코드를 저장하여 구현하는 것이 가능하다. 상기 컴퓨터 판독가능 저장매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다.
상기 컴퓨터가 판독 가능한 코드는, 상기 컴퓨터 판독가능 저장매체로부터 디지털 신호 처리부 또는 CPU에 의하여 독출되어 실행될 때, 본 발명에 따른 디지털 촬영 장치 제어 방법을 구현하는 단계들을 수행하도록 구성된다. 상기 컴퓨터가 판독 가능한 코드는 다양한 프로그래밍 언어들로 구현될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자들에 의하여 용이하게 프로그래밍될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 반송파(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이 다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 디지털 영상신호 처리장치의 일종으로서 디지털 촬영 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2 는 셔터 버튼 동작시 충격파를 도시한 파형이다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 손떨림 보정 장치의 구성도를 도시한다.
도 4는 본 발명에서 셔터버튼 동작으로 인한 손떨림을 보정하는 흐름도를 도시한다.
도 5는 셔터버튼 동작시 발생하는 충격파의 파형을 도시한다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 손떨림이 셔터 버튼 동작으로 인한 것이 아닌 경우, 렌즈보정 방식 및 이미지 센서 보정 방식에 기초하여 상기 손떨림을 보정하는 광학식 손떨림처리부; 및
    손떨림이 셔터 버튼 동작에 기인한 경우, 적어도 하나 이상의 필터를 이용하여 상기 손떨림을 보정하는 셔터버튼 손떨림처리부;를 포함하고,
    상기 셔터버튼은 반셔터와 풀셔터 두 단계로 동작하고,
    상기 셔터버튼 손떨림처리부는 상기 반셔터 동작 신호가 ON인 경우 상기 반셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 1 필터부; 및 상기 풀셔터 동작신호가 ON에서 OFF로 변환시 상기 풀셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 2 필터부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상신호 처리장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 디지털 영상신호 처리장치에서 손떨림을 보정하는 방법으로서,
    손떨림이 셔터 버튼 동작으로 인한 것이 아닌 경우, 렌즈보정 방식 및 이미지 센서 보정 방식에 기초하여 상기 손떨림을 보정하는 광학식 손떨림처리단계; 및
    손떨림이 셔터 버튼 동작에 기인한 경우, 적어도 하나 이상의 필터를 이용하여 상기 손떨림을 보정하는 셔터버튼 손떨림처리단계;를 포함하고,
    상기 셔터버튼은 반셔터와 풀셔터 두 단계로 동작하고,
    상기 셔터버튼 손떨림처리단계는 상기 반셔터 동작 신호가 ON인 경우 상기 반셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 1 필터링 단계; 및
    및 상기 풀셔터 동작신호가 ON에서 OFF로 변환시 상기 풀셔터로 인한 충격파를 필터링하는 제 2 필터링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상신호 처리장치에서 손떨림을 보정하는 방법.
  7. 삭제
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