KR101643613B1 - 디지털 영상 처리 장치, 영상 처리 방법 및 이를 기록한 기록 매체 - Google Patents

디지털 영상 처리 장치, 영상 처리 방법 및 이를 기록한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예는 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻기 위하여 동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 단계; 및 상기 피사체 부분에는 상기 제1 영상을 합성하고, 상기 배경 부분에는 상기 제3 영상을 합성하여 아웃 포커스 영상을 얻는 단계; 를 포함하는 영상 처리 방법, 디지털 영상 처리 장치 이를 기록한 기록 매체를 제공한다.

Description

디지털 영상 처리 장치, 영상 처리 방법 및 이를 기록한 기록 매체{Digital image process apparatus, method for image processing and storage medium thereof}
본 발명의 실시 예는 아웃 포커스 영상을 얻기 위한 디지털 영상 처리 장치, 영상 처리 방법 및 이를 기록한 기록 매체에 관한 것이다.
유저(user)는 디지털 카메라를 사용하여 촬영할 때, 피사체에만 초점이 맞고 배경은 흐린 촬영 영상인 아웃 포커스(out focus, out of focus) 영상을 얻고자 한다. 대체로 디지털 일안 반사식 카메라(DSLR)의 경우 유저는 쉽게 아웃 포커스 영상을 얻을 수 있다. 그러나 디지털 스틸 카메라(DSC)의 경우 휴대가 간편한 특성을 살리기 위하여 작고 슬림(slim)하게 만들기 때문에, 촬상 면적이 작아, 렌즈의 초점 거리가 짧아져 대부분의 피사체에 대해 심도가 깊어지므로 아웃 포커스 영상을 얻기 힘들다.
본 발명의 실시 예는 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻기 위한 디지털 영상 처리 장치, 영상 처리 방법 및 이를 기록한 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻는 영상 처리 방법에 있어서, 동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 단계; 및 상기 피사체 부분에는 상기 제1 영상을 합성하고, 상기 배경 부분에는 상기 제3 영상을 합성하여 아웃 포커스 영상을 얻는 단계; 를 포함하는 영상 처리 방법이 개시된다.
여기서 상기 제1 영상은 피사체에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제2 영상은 배경에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제3 영상은 초점이 맞지 않는 초 매크로(super macro) 촬영 영상이며, 상기 제1 영상을 최초로 획득할 수 있다.
여기서 상기 제1 영상 내지 제3 영상은 단일의 촬영 개시 신호로부터 연속적으로 획득할 수 있다.
여기서 상기 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하는 단계 이후에 상기 제1 영상을 기준으로 상기 제2 영상 및 제3 영상 각각의 글로벌 모션을 보상하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 단계는 제1 영상 및 제2 영상 각각에 DoG 필터를 적용하여 제1 DoG 영상 및 제2 DoG 영상을 생성하는 단계; 제1 DoG 영상 및 제2 DoG 영상 각각에서 동일한 위치에 있는 기준 픽셀을 포함하는 마스크 영역의 고주파 성분을 비교하는 단계;
비교 결과, 제1 DoG 영상의 고주파 성분의 크기가 크면 상기 기준 픽셀을 제1 휘도값으로 표시하고, 제2 DoG 영상의 고주파 성분의 크기가 크면 상기 기준 픽셀을 제2 휘도값으로 표시함으로써 단일의 이진화 영상을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 이진화 영상에 포함된 에러 픽셀을 보정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1 휘도값으로 표시된 부분은 피사체 부분이며, 상기 제2 휘도값으로 표시된 부분은 배경 부분이며, 상기 이진화 영상에 포함된 상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계를 보정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 에러 픽셀을 보정하는 단계는 상기 이진화 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 단계; 및 상기 블록 내에 제1 휘도값을 가진 픽셀 수가 제1 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제2 휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 블록 내에 제2 휘도값을 가진 픽셀 수가 제2 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제1 휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제2 휘도값으로 변환하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 피사체 부분과 배경 부분의 경계를 명확히 하는 단계는 상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계 및 주위 영역을 불확실 영역으로 지정하는 단계; 및 상기 제1 영상과 비교하여 상기 불확실 영역을 축소함으로써, 상기 경계를 명확히 하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 불확실 영역을 축소하는 단계는 상기 이진화 영상 및 상기 제1 영상을 동일한 비율로 축소하는 단계; 상기 이진화 영상의 불확실 영역에 포함된 픽셀과 동일한 위치에 존재하는 제1 영상에 포함된 픽셀의 영상 정보를 통해 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는지 상기 배경 부분에 해당하는지 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과, 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는 경우 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 배경 부분에 해당하는 경우 제2 휘도값으로 변환하는 단계; 를 포함할 수 있다.
여기서 상기 영상 정보는 픽셀의 휘도값 또는 컬러 정보일 수 있다.
여기서 상기 아웃 포커스 영상을 얻는 단계는 상기 이진화 영상의 상기 피사체 부분에는 대응되는 위치의 제1 영상에 포함된 픽셀을 기입하고, 상기 이진화 영상의 상기 배경 부분에는 대응되는 위치의 제3 영상에 포함된 픽셀을 기입하는 단계일 수 있다.
여기서 상기 피사체 부분과 배경 부분의 경계는 알파 블렌딩 처리할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면 상술한 영상 처리 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 개시한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻는 디지털 영상 처리 장치에 있어서, 동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하도록 제어하는 촬영 제어부; 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 설정부; 및 상기 피사체 부분에는 상기 제1 영상을 합성하고, 상기 배경 부분에는 상기 제3 영상을 합성하여 아웃 포커스 영상을 얻는 아웃포커스 영상 도출부; 를 포함하는 영상 처리 장치를 개시한다.
여기서 상기 제1 영상은 피사체에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제2 영상은 배경에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제3 영상은 초점이 맞지 않는 초 매크로(super macro) 촬영 영상이며, 상기 촬영 제어부는 상기 제1 영상을 최초로 획득하도록 제어할 수 있다.
여기서 상기 촬영 제어부는 상기 제1 영상 내지 제3 영상은 단일의 촬영 개시 신호로부터 연속적으로 획득하도록 제어할 수 있다.
여기서 상기 제1 영상을 기준으로 상기 제2 영상 및 제3 영상 각각의 글로벌 모션(global motion)을 보상하는 글로벌 모션 보상부; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 설정부는 제1 영상 및 제2 영상 각각에 DoG 필터를 적용하여 제1 DoG 영상 및 제2 DoG 영상을 생성하는 DoG영상 생성부; 제1 DoG 영상 및 제2 DoG 영상에서 동일한 위치에 있는 기준 픽셀을 포함하는 마스크 영역의 고주파 성분의 크기를 비교하는 비교부; 상기 비교부의 비교 결과, 제1 DoG 영상의 고주파 성분의 크기가 크면 상기 기준 픽셀을 제1 휘도값으로 표시하고, 제2 DoG 영상의 고주파 성분의 크기가 크면 상기 기준 픽셀을 제2 휘도값으로 표시함으로써 단일의 이진화 영상을 생성하는 이진화 영상 생성부; 및 생성된 상기 이진화 영상에 포함된 에러 픽셀을 보정하는 제1 보정부; 를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1 휘도값으로 표시된 부분은 피사체 부분이며, 상기 제2 휘도값으로 표시된 부분은 배경 부분이며, 상기 이진화 영상에 포함된 상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계를 보정하는 제2 보정부; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1 보정부는 상기 이진화 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 분할부; 및 상기 블록 내에 제1 휘도값을 가진 픽셀 수가 제1 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제2휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 블록 내에 제2 휘도값을 가진 픽셀 수가 제2 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제1 휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제2 휘도값으로 변환하는 에러 보정부; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 제2 보정부는 상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계 및 주위 영역을 불확실 영역으로 지정하는 불확실 영역 설정부; 및 상기 제1 영상과 비교하여 상기 불확실 영역을 축소함으로써, 상기 경계를 명확히 하는 경계 보정부; 를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 경계 보정부는 상기 이진화 영상 및 상기 제1 영상을 동일한 비율로 축소하는 영상 축소부; 상기 이진화 영상의 불확실 영역에 포함된 픽셀과 동일한 위치에 존재하는 제1 영상에 포함된 픽셀의 영상 정보를 통해 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는지 상기 배경 부분에 해당하는지 판단하는 판단부; 및 상기 판단 결과, 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는 경우 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 배경 부분에 해당하는 경우 제2 휘도값으로 변환하는 변환부; 를 포함할 수 있다.
여기서 상기 영상 정보는 픽셀의 휘도값 또는 컬러 정보일 수 있다.
여기서 상기 아웃 포커스 영상 도출부는 상기 이진화 영상의 상기 피사체 부분에는 대응되는 위치의 제1 영상에 포함된 픽셀을 기입하고, 상기 이진화 영상의 상기 배경 부분에는 대응되는 위치의 제3 영상에 포함된 픽셀을 기입할 수 있다.
여기서 상기 아웃 포커스 영상 도출부는 상기 피사체 부분과 배경 부분의 경계를 알파 블렌딩 처리할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 피사체에 대한 심도가 깊어 아웃 포커싱 영상을 얻기 힘든 촬영 장치에서도 초점 거리 및 심도와 관계 없이 아웃 포커싱 영상을 얻을 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 카메라의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 디지털 신호 처리부(170)를 나타낸 상세 블록도이다.
도 3은 도 2의 디지털 신호 처리부에 포함된 설정부를 나타낸 상세 블록도이다.
도 4는 도 3의 설정부에 포함된 제1 보정부를 나타낸 상세 블록도이다.
도 5는 도 3의 설정부에 포함된 제2 보정부를 나타낸 상세 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 영상 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 초점이 다른 복수개의 영상을 나타낸 그림이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 의한 글로벌 모션을 보상하는 과정을 나타낸 그림이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 의한 DoG 필터를 적용하여 결과물을 얻는 과정을 도시한 그림이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 DoG 영상 및 제2 DoG 영상의 고주파 성분의 크기를 비교하는 과정을 나타낸 설명도이다
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 이진화 영상을 생성하는 과정을 나타낸 설명도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 에러 픽셀을 보정하는 과정을 나타낸 설명도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 의한 불확실 영역을 설정하는 과정을 나타낸 설명도이다
도 14는 도 13의 불확실 영역을 축소하고 경계를 명확히 하는 과정을 나타낸 설명도이다 .
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 의한 아웃 포커스 영상을 생성하는 과정을 나타낸 설명도이다
도 16은 본 발명에 의한 영상 처리 방법에 의해 얻은 결과물을 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 영상 처리 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
본 발명에 관한 디지털 영상 처리 장치의 일 실시 예로서 디지털 카메라(100)를 설명한다. 그러나 상기 디지털 영상 신호 처리 장치가 도 1에 도시된 디지털 카메라(100)에 한정되는 것은 아니며, 카메라폰, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 등의 디지털 기기에도 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 카메라(100)는 렌즈부(110), 렌즈부 구동부(111), 조리개(112), 조리개 구동부(113), 촬상 소자(115), 촬상 소자 제어부(116), 아날로그 신호 처리부(120), 프로그램 저장부(130), 버퍼 저장부(140), 데이터 저장부(150), 디스플레이 구동부(162), 디스플레이부(160), 디지털 신호 처리부(200), 및 조작부(170)를 포함할 수 있다. 여기서 렌즈부(110), 렌즈부 구동부(111), 조리개(112), 조리개 구동부(113), 촬상 소자(115), 촬상 소자 제어부(116), 아날로그 신호 처리부(120)는 촬상부로 지칭할 수 있다.
렌즈부(110)(lens unit)는 광학 신호를 집광한다. 렌즈부(110)는 초점 거리(focal length)에 따라 화각이 좁아지거나 또는 넓어지도록 제어하는 줌 렌즈 및 피사체의 초점을 맞추는 포커스 렌즈 등을 포함하며, 줌 렌즈 및 피사체 렌즈는 각각 하나의 렌즈로 구성될 수도 있지만, 복수의 렌즈들의 군집으로 이루어질 수도 있다.
조리개(112)는 그 개폐 정도를 조절하여 입사광의 광량을 조절한다.
렌즈부 구동부(111) 및 조리개 구동부(113)는 디지털 신호 처리부(200)로부터 제어 신호를 제공받아, 각각 렌즈(110) 및 조리개(112)를 구동한다. 렌즈부 구동부(111)는 렌즈의 위치를 조절하여 초점 거리를 조절하고, 오토 포커싱, 줌 변경, 초점 변경들의 동작을 수행한다. 조리개 구동부(113)는 조리개의 개폐 정도를 조절하고, 특히 f 넘버 (조리개값)을 조절하여 오토 포커스, 자동 노출 보정, 초점 변경, 피사계 심도 조절 등의 동작을 수행한다.
렌즈부(110)를 투과한 광학 신호는 촬상 소자(115)의 수광면에 이르러 피사체의 상을 결상한다. 상기 촬상 소자(115)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CCD(Charge Coupled Device), CIS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor) 또는 고속 이미지 센서 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 촬상소자(115)는 촬상소자 제어부(116)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다. 촬상소자 제어부(116)는 실시간으로 입력되는 영상 신호에 의해 자동으로 생성되는 제어 신호 또는 사용자의 조작에 의해 수동으로 입력되는 제어 신호에 따라 촬상 소자(115)를 제어할 수 있다.
촬상 소자(115)의 노광 시간은 셔터(미도시)로 조절된다. 셔터는 가리개의 이동하여 빛의 입사를 조절하는 기계식 셔터와, 촬상 소자(115)에 전기 신호를 공급하여 노광을 제어하는 전자식 셔터가 있다.
아날로그 신호 처리부(120)는 촬상 소자(115)로부터 공급된 아날로그 신호에 대하여, 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화, 아날로그-디지털 변환 처리 등을 수행한다.
조작부(170)는 사용자 등의 외부로부터의 제어 신호를 입력할 수 있는 곳이다. 상기 조작부(170)는 정해진 시간 동안 촬상 소자(115)를 빛에 노출하여 사진을 촬영하는 셔터-릴리즈 신호를 입력하는 셔터-릴리즈 버튼, 전원의 온-오프를 제어하기 위한 제어 신호를 입력하는 전원 버튼, 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나 화각을 좁아지게 하는 광각-줌 버튼 및 망원-줌 버튼과, 문자 입력 또는 촬영 모드, 재생 모드 등의 모드 선택, 화이트 밸런스 설정 기능 선택, 노출 설정 기능 선택 등의 다양한 기능 버튼들을 포함할 수 있다. 조작부(170)는 상기와 같이 다양한 버튼의 형태를 가질 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 키보드, 터치 패드, 터치스크린, 원격 제어기 등과 같이 사용자가 입력할 수 있는 어떠한 형태로 구현되어도 무방하다.
또한, 상기 디지털 카메라(100)는 이를 구동하는 운영 시스템, 응용 시스템 등의 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(130), 연산 수행 중에 필요한 데이터 또는 결과 데이터들을 임시로 저장하는 버퍼 저장부(140), 영상 신호를 포함하는 이미지 파일을 비롯하여 상기 프로그램에 필요한 다양한 정보들을 저장하는 데이터 저장부(150)를 포함한다.
아울러, 상기 디지털 카메라(100)는 이의 동작 상태 또는 상기 디지털 카메라(100)에서 촬영한 이미지 정보를 표시하도록 디스플레이부(160)를 포함한다. 상기 디스플레이부(160)는 시각적인 정보 및 청각적인 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 시각적인 정보를 제공하기 위해 디스플레이부(160)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등으로 이루어질 수 있다. 디스플레이 구동부(162)는 디스플레이부(160)에 구동 신호를 제공한다.
그리고 상기 디지털 카메라(100)는 입력되는 영상 신호를 처리하고, 이에 따라 또는 외부 입력 신호에 따라 각 구성부들을 제어하는 디지털 신호 처리부(200)(Digital signal processing, DSP)를 포함한다. 디지털 신호 처리부(200)는 입력된 영상 데이터에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(Gamma Correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 하여 생성한 영상 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 영상 파일로부터 영상 데이터를 복원할 수 있다. 영상의 압축형식은 가역 형식 또는 비가역 형식이어도 된다. 적절한 형식의 예로서, JPEG(Joint Photographic Experts Group)형식이나 JPEG 2000 형식 등으로 변환도 가능하다. 압축한 상기 데이터 저장부(150)에 저장될 수 있다. 또한, 디지털 신호 처리부(200)에서는 기능적으로 불선명 처리, 색체 처리, 블러 처리, 엣지 강조 처리, 영상 해석 처리, 영상 인식 처리, 영상 이펙트 처리 등도 행할 수 있다. 영상 인식 처리로 얼굴 인식, 장면 인식 처리 등을 행할 수 있다. 예를 들어, 휘도 레벨 조정, 색 보정, 콘트라스트 조정, 윤곽 강조 조정, 화면 분할 처리, 캐릭터 영상 등 생성 및 영상의 합성 처리 등을 행할 수 있다.
또한 디지털 신호 처리부(200)는 프로그램 저장부(130)에 저장된 프로그램을 실행하거나, 별도의 모듈을 구비하여, 오토 포커싱, 줌 변경, 초점 변경, 자동 노출 보정 등을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여, 렌즈부 구동부(111), 조리개 구동부(113), 및 촬상 소자 제어부(116)에 제공하고, 셔터, 플래시 등 디지털 카메라(100)에 구비된 구성 요소들의 동작을 총괄적으로 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 디지털 신호 처리부(200)를 나타낸 상세 블록도이다.
도 2를 참조하면, 디지털 신호 처리부(200)는 촬영 제어부(210), 글로벌 모션 보상부(220), 설정부(230) 및 아웃 포커스 영상 도출부(240)를 포함한다.
촬영 제어부(210)는 단일의 촬영 개시 신호를 입력 받고, 동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 복수개의 영상을 얻도록 렌즈부 구동부(111) 및 조리개 구동부(113)를 제어할 수 있다. 상기 복수개의 영상은 피사체에 초점이 맞은 촬영 영상(이하, 제1 영상) (10), 배경에 초점이 맞은 촬영 영상(이하, 제2 영상) (20) 및 초점이 맞지 않은 초 매크로 (super macro) 촬영 영상(이하, 제3 영상) (30)일 수 있다. 상기 촬영 제어부(210)는 상기 제1 영상 내지 제3 영상(10, 20, 30)을 사용자로부터 인가되는 단일의 촬영 개시 신호로부터 연속적으로 획득할 수 있다. 여기서 제1 영상(10)을 최초로 획득할 수 있다. 한편, 본 발명은 복수개의 촬상부를 포함하는 디지털 영상 처리 장치에도 적용될 수 있다. 복수개의 촬상부를 포함하는 디지털 영상 처리 장치의 경우, 촬영 제어부(210)는 상기 제1 영상(10), 제2 영상(20) 및 제3 영상(30) 중 2개를 동시에 획득하거나 3개를 동시에 획득하도록 제어할 수 있다. 예를 들어 촬영 제어부(210)는 제1 촬상부에서 제1 영상(10)을 획득하고 동시에 제2 촬상부에서 제2 영상(20)을 획득하도록 제어할 수 있다. 이 때 제3 영상(30)은 사용자의 선택 또는 알고리즘에 따라 제1 촬상부 또는 제2 촬상부에서 획득할 수 있다. 이 경우, 복수개의 영상을 획득하는 시간이 단축되며 영상을 획득하는 동안 발생하는 손떨림을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
글로벌 모션 보상부(220)는 제1 영상(10)을 기준으로 제2 영상(20) 및 제3 영상(30) 각각의 글로벌 모션(global motion)을 보상한다. 글로벌 모션은 제1 영상(10)을 촬영하고, 제2 영상(20) 및 제3 영상(30)을 촬영 하는 사이에 디지털 카메라(100)의 위치가 바뀜으로 인하여, 전체 픽셀이 쉬프트(shift) 된 것을 의미한다. 글로벌 모션 보상은 이러한 전체 픽셀의 쉬프트를 보상하여 제1 영상(10), 제2 영상(20) 및 제3 영상(30)의 픽셀들이 서로 대응되도록 정렬(align)시키는 것을 말한다.
설정부(230)는 복수개의 영상 중 제1 영상(10) 및 제2 영상(20)을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분이 설정된 이진화 영상을 얻는다.
아웃 포커스 영상 도출부(240)는 상기 이진화 영상의 피사체 부분에는 피사체 초점이 맞은 촬영 영상(제1 영상) (10)의 피사체 부분을 합성하고, 이진화 영상의 배경 부분에는 초 매크로 촬영 영상(제3 영상) (30)의 배경 부분을 합성 함으로써, 아웃 포커스(out focus) 영상을 도출한다.
아웃 포커스 영상 도출부(240)에 대한 구체적인 설명은 이하에서 다시 설명한다.
도 3은 도 2의 디지털 신호 처리부(200)에 포함된 설정부(230)를 나타낸 상세 블록도이다.
도 3을 참조하면, 설정부(230)는 DoG(Difference of Gaussian) 영상 생성부(231), 비교부(232), 이진화 영상 생성부(233), 제1 보정부(234) 및 제2 보정부(235)를 포함한다.
DoG 영상 생성부(231)는 제1 영상(10) 및 제2 영상(20) 각각에 DoG 필터를 적용하여 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21)을 생성한다. DoG 필터란, 시그마값(σ)이 서로 다른 두 개의 가우시안(Gaussian) 필터의 차이를 나타내는 필터이다. 이를 수학식으로 살펴본다. 수학식 1은 제1 시그마값(σ1)을 포함하는 제1 가우시안 필터이며, 수학식 2는 제2 시그마값(σ2)을 포함하는 제2 가우시안 필터이다. 여기서 제2 시그마값(σ2)은 제1 시그마값(σ1)보다 크다. 제1 시그마값(σ1)이 제2 시그마값(σ2) 보다 크면 DoG 필터를 적용한 영상에서 고주파 성분을 얻을 수 없다. DoG 필터는 수학식 3과 같이 제1 가우시안 필터와 제2 가우시안 필터의 차이이다. 여기서, 수학식 1 내지 수학식 3에서 x, y는 픽셀의 좌표이며, 제1 시그마값(σ1) 및 제2 시그마값(σ2)은 표준 편차로서 가우시안 필터의 스무딩(smoothing) 정도를 의미한다.
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DoG영상 생성부(231)로부터 얻은 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21) 각각은 제1 영상(10) 및 제2 영상(20) 각각의 고주파 성분이 표현된 것이다. 따라서 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21)의 고주파 성분의 크기를 비교하여 제1 영상(10) 및 제2 영상(20)의 선명도를 비교할 수 있다.
비교부(232)는 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21)에서 대응되는 위치에 있는 기준 픽셀을 포함하는 마스크 영역의 고주파 성분의 크기를 비교한다. 여기서 기준 픽셀이란, 사용자가 임의로 지정한 픽셀일 수 있고, 마스크를 적용하였을 때 중앙에 위치하는 픽셀일 수도 있다. 마스크 영역이란 마스크를 적용하였을 경우, 마스크 에 포함된 모든 픽셀들을 가리킬 수 있다.
이진화 영상 생성부(233)는 비교부(232)의 비교 결과 제1 DoG 영상(11)의 고주파 성분이 크면 상기 기준 픽셀을 제1 휘도값으로 표시하고, 제2 DoG 영상(21)의 고주파 성분이 크면 상기 기준 픽셀을 제2 휘도값으로 표시함으로써 단일의 이진화 영상(40)을 생성한다.
제1 보정부(234)는 생성된 이진화 영상(40)에 포함된 에러 픽셀을 보정하며, 제2 보정부(235)는 에러 픽셀이 보정된 이진화 영상(40)에 포함된 피사체 부분과 배경 부분의 경계를 보정한다. 이진화 영상(40)에서 피사체 부분은 상기 제1 휘도값으로 표시된 부분이며, 배경 부분은 상기 제2 휘도값으로 표시된 부분일 수 있다.
도 4는 도 3의 설정부(230)에 포함된 제1 보정부(234)를 나타낸 상세 블록도이다.
도 4를 참조하면, 분할부(234a)는 이진화 영상(40)을 복수개의 블록들로 분할한다. 또한 에러 보정부(234b)는 분할부(234a)에서 분할된 블록 내에 제1 휘도값을 가진 픽셀이 많은 경우, 상기 블록 내의 제2 휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 블록 내에 제2 휘도값을 가진 픽셀이 많은 경우, 상기 블록 내의 제1 휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제2 휘도값으로 변환한다. 즉, 고립된 픽셀의 휘도값을 주변의 휘도값으로 변환함으로써, 에러 픽셀을 보정하는 것이다.
도 5는 도 3의 설정부(230)에 포함된 제2 보정부(235)를 나타낸 상세 블록도이다.
도 5를 참고하면, 불확실 영역 설정부(235a)는 이진화 영상(40)에서 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계 및 주위 영역을 불확실 영역으로 설정한다. 여기서 경계란, 피사체 부분과 배경 부분이 맞닿은 부분이며, 주위 영역이란, 불확실 영역이 경계에서 피사체 부분 및 배경 부분으로 일부 확장된 부분을 의미한다. 경계 보정부(235b)는 설정된 불확실 영역을 제1 영상(10)과 비교하여 점차적으로 축소해 나간다. 경계 보정부(235b)는 구체적으로, 이진화 영상(40) 및 제1 영상(10)을 동일한 비율로 축소하는 영상 축소부(235b1), 이진화 영상(40)의 불확실 영역에 포함된 픽셀과 동일한 위치에 존재하는 제1 영상(10)에 포함된 픽셀의 휘도값 또는 컬러 정보와 같은 영상 정보를 통해 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는지 상기 배경 부분에 해당하는지 판단하는 판단부 (235b2) 및, 상기 판단 결과, 불확실 영역에 포함된 픽셀이 피사체 부분에 해당하는 경우 제1 휘도값으로 변환하고, 배경 부분에 해당하는 경우 제2 휘도값으로 변환하는 변환부(235b3)를 포함한다.
도 2의 디지털 신호 처리부(200)에 포함된 아웃 포커스 영상 도출부(24)는 이진화 영상(40)의 피사체 부분에는 대응되는 위치의 제1 영상(10)에 포함된 픽셀을 기입하고, 상기 이진화 영상(40)의 상기 배경 부분에는 대응되는 위치의 제3 영상(30)에 포함된 픽셀을 기입한다. 즉, 이진화 영상(40)의 피사체 부분에는 제1 영상(10)의 피사체 부분을 합성하며, 이진화 영상(40)의 배경 부분에는 제3 영상(30)의 배경 부분을 알파 블렌딩(alpha blending) 하여 합성한다. 즉, 이진화 영상의 피사체 부분과 배경 부분의 경계가 자연스럽게 표시되도록 합성하는 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 영상 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
유저(user)는 도 1의 디지털 카메라(100)를 조작하여 촬영 모드로 진입한다. (S601)
유저(user)는 조작부(170)의 셔터-릴리즈 버튼을 누름으로써 촬영 개시 신호를 디지털 신호 처리부(200)로 입력한다. (S602)
디지털 신호 처리부(200)는 단일의 촬영 개시 신호에 대하여 초점이 다른복수개의 영상을 연속적으로 획득한다. (S603) 도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 초점이 다른 복수개의 영상을 나타낸 그림이다. 도 7을 참조하면, 복수개의 영상은 피사체 초점이 맞은 촬영 영상(제1 영상)(10), 배경에 초점이 맞은 촬영 영상(제2 영상)(20) 및 초점이 맞지 않은 초 매크로 촬영 영상(제3 영상)(30)일 수 있다. 여기서 제1 영상(10)이 최초로 획득되어야, 제2 영상(20)과 제3 영상(30)은 순서에 관계없이 제1 영상(10)에 이어서 연속적으로 획득할 수 있다. 왜냐하면, 아웃 포커스 영상은 피사체에만 초점이 맞고 배경은 흐릿하게 보이는 영상이므로, 피사체에 초점이 맞는 영상을 기준으로 타 영상을 획득해야 한다. 또한 통계적으로 셔터-릴리즈 버튼을 누른 직후 손떨림이 가장 적으므로, 제1 영상(10)을 최초로 획득해야만 흔들림이 적은 피사체 초점 촬영 영상을 얻을 수 있다.
디지털 신호 처리부(200)는 제1 영상(10)을 기준으로 제2 영상(20) 및 제3 영상(30) 각각의 글로벌 모션(global motion)을 보상한다.(S604) 도 8은 본 발명의 실시 예에 의한 글로벌 모션을 보상하는 과정을 나타낸 그림이다. 도 8과 같이 제1 영상(10)을 기준으로 전체 픽셀의 쉬프트(shift)를 보상하여 제1 영상(10), 제2 영상(20) 및 제3 영상(30)의 픽셀들이 서로 대응되도록 정렬(align)시킨다. 이와 같은 과정을 통하여 복수의 영상을 획득하는 동안 발생한 손떨림에 의해 발생한 전체 픽셀의 쉬프트가 보상된다. 또한 글로벌 모션을 보상함으로써, 복수개의 영상에 포함된 픽셀의 위치가 대응되므로 복수개의 영상을 통해 하나의 이진화 영상 또는 아웃 포커스 영상을 생성할 수 있다.
디지털 신호 처리부(200)는 제1 영상(10)에 DoG 필터를 적용하여 제1 DoG 영상(11)을 생성하며, 제2 영상(20)에 DoG 필터를 적용하여 제2 DoG 영상(21)을 생성한다.(S605) 도 9은 본 발명의 실시 예에 의한 DoG 필터를 적용하여 결과물을 얻는 과정을 도시한 그림이다. 도 9과 같이 DoG 필터를 통하여 제1 영상(10) 및 제2 영상(20)의 고주파 성분을 추출한 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21)을 얻을 수 있다. DoG 필터의 구체적인 예 및 적용 방법은 도 3에서 설명하였으므로 생략한다.
디지털 신호 처리부(200)는 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21)의 고주파 성분의 크기를 비교한다.(S606) 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21)의 고주파 성분의 크기를 비교하는 과정을 나타낸 설명도이다. 도 10을 참조하면, 제1 DoG 영상(11)에 11 X 11 마스크(M)를 적용한다. 상기 마스크(M)의 중앙에 위치한 픽셀을 기준 픽셀(Pm)로 한다. 동일하게 제2 DoG 영상(21)에 11 X 11 마스크(M)를 적용한다. 상기 마스크(M)의 중앙에 위치한 픽셀을 기준 픽셀(Pn)로 한다. 여기서 제1 DoG 영상(11)의 기준 픽셀(Pm)과 제2 DoG 영상(21)의 기준 픽셀(Pn)은 대응되는 위치, 즉 동일한 (x1, y1) 위치에 있다. 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21) 모두 마스크(M)에 포함된 픽셀 중 기준 픽셀(Pn, Pm)을 포함한 마스크 영역(Dm, Dn)에 존재하는 121개의 픽셀들의 고주파 성분의 크기를 비교한다. 예를 들어, 상기 121개의 픽셀 중 휘도가 가장 큰 픽셀(Imax)과 휘도가 가장 작은 픽셀(Imin)을 추출한다. 다음으로 수학식 4와 같이 휘도 값의 차이(Di)를 구한다. 만약 제1 DoG 영상 (11)의 휘도 값의 차이(Di)가 더 큰 경우, 제1 DoG 영상 (11)의 고주파 성분의 크기가 더 큰 것으로 본다. 또한 제2 DoG 영상(21)의 휘도 값의 차이(Di)가 더 큰 경우, 제2 DoG 영상(21)의 고주파 성분의 크기가 더 큰 것으로 본다.
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본 실시 예에서 11 X 11 마스크(M)를 적용하는 이유는, 마스크(M)의 크기가 11 X 11 보다 작은 경우 정확성이 떨어지며, 11 X 11 보다 큰 경우 연산량이 늘어 연산 속도가 줄어들기 때문이다.
디지털 신호 처리부(200)는 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21)의 고주파 성분의 크기를 비교한 결과를 통하여 단일의 이진화 영상(40)을 생성한다. (S607) 도 11는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이진화 영상(40)을 생성하는 과정을 나타낸 설명도이다. 도 11를 참고하면, 제1 DoG 영상(11)의 마스크 영역(Dm) 에 포함된 픽셀의 고주파 성분이 크면, 기준 픽셀(Pm)을 제1 휘도값으로 표시한다. 또한 제2 DoG 영상(21)의 마스크 영역(Dn) 에 포함된 픽셀의 고주파 성분이 크면, 기준 픽셀(Pn)을 제2 휘도값으로 표시한다. 이와 같이 고주파 성분을 비교하는 과정을 제1 DoG 영상(11) 및 제2 DoG 영상(21) 각각의 전체 픽셀에 걸쳐 11 X 11 마스크(M)를 한 픽셀씩 이동하면서 반복한다. 그 결과 제1 휘도값 및 제2 휘도값으로만 표현된 이진화 영상(40)을 얻을 수 있다. 여기서 제1 휘도값은 255 (white)레벨 일 수 있으며, 제2 휘도값은 0 (black)레벨 일 수 있다. 여기서, 제1 휘도값으로 표시된 부분은 제1 DoG 영상(11)의 고주파 성분이 더 크기 때문에 제1 영상(10)의 선명도가 더 큰 부분이므로, 피사체에 초점이 맞은 제1 영상(10)의 피사체 부분에 해당한다. 또한 제2 휘도값으로 표시된 부분은 제2 DoG 영상(21)의 고주파 성분이 더 크기 때문에 제2 영상(20)의 선명도가 더 큰 부분이므로, 배경에 초점이 맞은 제2 영상(20)의 배경 부분에 해당할 것이다.
디지털 신호 처리부(200)는 이진화 영상(40)에 포함된 에러(error) 픽셀을 보정한다. (S608) 에러 픽셀이란, 배경 부분으로 표시되어야 할 픽셀이 피사체 부분으로 표시되거나, 피사체 부분으로 표시되어야 할 픽셀이 배경 부분으로 표시된 것을 의미한다. 도 12은 본 발명의 일 실시 예에 의한 에러 픽셀을 보정하는 과정을 나타낸 설명도이다. 도 12을 참고하면, 이진화 영상(40)을 복수개의 블록(B)으로 분할한다. 예를 들어 블록(B)의 개수는 32 X 32 개 일 수 있다. 블록(B)의 수가 너무 많으면 연산에 많은 시간이 소요되며, 블록(B)의 수가 너무 적으면 피사체 부분과 배경 부분의 경계가 모호해지는 문제가 발생한다. 하나의 블록(B) 내에 제1 휘도값을 가진 픽셀이 많은 경우, 상기 블록 내의 제2휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 블록 내에 제2 휘도값을 가진 픽셀이 많은 경우, 상기 블록 내의 제1휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제2 휘도값으로 변환한다. 즉, 블록 내에 제1 휘도값을 가진 픽셀이 많은 경우, 피사체 부분으로 보고 고립되어 있는 픽셀의 휘도값을 보정하는 것이다. 결과적으로 에러 픽셀이 보정된 이진화 영상(40)을 얻을 수 있다, 그러나 이와 같은 과정을 수행하는 경우, 피사체 부분과 배경 부분의 경계에서 피사체 부분에 해당하는 부분이 원치 않게 배경 부분으로 변환되거나, 배경 부분에 해당하는 부분이 원치 않게 피사체 부분으로 변환되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이를 해결하기 위하여 피사체 부분과 배경 부분의 경계를 보정하는 과정이 필요하다.
디지털 신호 처리부(200)는 이진화 영상(40)의 피사체 부분과 배경 부분의 경계 및 그 주위 영역을 불확실 영역으로 설정한다. (S609) 도 13는 본 발명의 일 실시 예에 의한 불확실 영역을 설정하는 과정을 나타낸 설명도이다. 도 13를 참고하면, 이진화 영상(40)의 피사체 부분과 배경 부분의 경계 및 그 주위 영역을 불확실(unknown) 영역으로 지정한다. 불확실 영역은 제3 휘도값으로 변환하는데, 여기서 제3 휘도값은 150 레벨(gray) 일 수 있다.
디지털 신호 처리부(200)는 제1 영상(10)과 비교하여 이진화 영상(40)에 포함된 불확실 영역을 보정함으로써 배경 부분과 피사체 부분의 경계를 명확히 한다. (S610)도 14는 도 13의 불확실 영역을 축소하고 경계를 명확히 하는 과정을 나타낸 설명도이다. 도 14를 참조하면, 먼저 이진화 영상(40) 및 제1 영상(10)을 동일한 비율로 축소한다. 여기서 이진화 영상(40) 및 제1 영상(10)을 각각 0.25배 축소할 수 있다. 축소된 이진화 영상(40)의 불확실 영역에 포함된 픽셀과 동일한 위치에 존재하는 축소된 제1 영상(10)에 포함된 픽셀의 영상 정보를 통해 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 피사체 부분에 해당하는지 배경 부분에 해당하는지 판단한다. 판단 결과, 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 피사체 부분에 해당하는 경우 제1 휘도값으로 변환하고, 배경 부분에 해당하는 경우 제2 휘도값으로 변환한다. 즉, 축소된 이진화 영상 (40)과 축소된 제1 영상(10)을 비교하여 불확실 영역을 배경 부분 및 피사체 부분으로 변환하여, 최종적으로 불확실 영역을 축소 및 제거해 나간다. 여기서 제1 영상(10)에 포함된 픽셀의 영상 정보란, 픽셀의 휘도값 또는 R(Red), G(Green), B(Blue)의 컬러 정보 일 수 있다. 이와 같이 불확실 영역을 축소하는 과정은 이진화 영상(40) 및 제1 영상(10)을 0.25 배 축소한 상태 외에도 0.5배 축소한 상태 및 원본 크기의 상태에서도 반복적으로 수행한다.
디지털 신호 처리부(200)는 원본 크기로 돌아온 이진화 영상(40)의 피사체 부분에는 제1 영상 (10)의 피사체 부분을 기입하고, 이진화 영상(40)의 배경 부분에는 제3 영상(30)의 배경 부분을 기입하여 합성함으로써 아웃 포커스 영상을 생성한다. (S611) 도 15은 본 발명의 일 실시 예에 의한 아웃 포커스 영상을 생성하는 과정을 나타낸 설명도이다. 도 15을 참고하면, 이진화 영상(40)의 피사체 부분에 포함되는 픽셀과 동일한 위치의 제1 영상(10)의 픽셀을 이진화 영상(40)의 피사체 부분에 기입한다. 또한 이진화(40) 영상의 배경 부분에 포함되는 픽셀과 동일한 위치의 제3 영상(30)의 픽셀을 이진화 영상(40)의 배경 부분에 기입한다. 즉, 제1 영상(10)의 피사체 부분과 제3 영상(30)의 배경 부분을 합성하여 아웃 포커싱 영상을 생성하는 것이다. 제1 영상(10)은 피사체에 초점이 맞은 촬영 영상이므로 이를 피사체 부분으로 하고, 제3 영상(30)은 초점이 맞지 않은 초 매크로 촬영 영상이므로 이를 배경 부분으로 하여 합성함으로써 유저가 원하는 아웃 포커스 영상이 생성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 이진화 영상(40)을 알파 블렌딩하여 배경 부분과 피사체 부분의 경계를 자연스럽게 표시되도록 합성할 수 있다. 여기서 알파 블렌딩은 상기 경계를 배경 부분과 피사체 부분의 중간 휘도에 해당하는 값으로 표현하여 자연스럽게 보이기 위한 합성 방법이다.
도 16은 본 발명에 의한 영상 처리 방법에 의해 얻은 결과물을 나타낸 것이다.
도 16을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 의한 영상 처리 방법에 의할 때,피사체 부분은 선명하고, 배경 부분은 흐릿한 아웃 포커스 영상(50)이 얻어짐을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 AF 브라케팅(bracketing) 촬영을 하면, 초점이 다른 복수개의 영상을 얻을 수 있다는 점에 착안하여 피사체 부분은 피사체에 초점을 맞춘 선명한 영상을 가져오고 배경 부분은 초점이 맞지 않는 흐릿한 영상을 가져와 함성함으로써 아웃 포커싱 효과를 얻는다.
따라서 본 발명의 실시 예에 의하면, 심도가 깊어 아웃 포커스 촬영이 불가능한 디지털 카메라 기종, 카메라폰, 촬영 기능이 탑재된 PDA(personal digital assistant) 및 PMP(portable multimedia player)에서도 아웃 포커스 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 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 것이다. 그러므로 상기 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 한다.
본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 본 발명에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 본 발명에 병합될 수 있다.
100 : 디지털 카메라
110 : 렌즈부
200 : 디지털 신호 처리부
10 : 제1 영상
20 : 제2 영상
11 : 제1 DoG 영상
21 : 제2 DoG 영상
30 : 제 3 영상
40 : 이진화 영상
50 : 아웃 포커스 영상

Claims (25)

  1. 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻는 영상 처리 방법에 있어서,
    동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하는 단계;
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 단계; 및
    상기 피사체 부분에는 상기 제1 영상을 합성하고, 상기 배경 부분에는 상기 제3 영상을 합성하여 아웃 포커스 영상을 얻는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 영상은 피사체에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제2 영상은 배경에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제3 영상은 초점이 맞지 않는 초 매크로 촬영 영상이며,
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 단계는
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 DoG 필터를 적용하여 제1 DoG 영상 및 제2 DoG 영상을 생성하는 단계;
    상기 제1 DoG 영상 및 상기 제2 DoG 영상 각각에서 동일한 위치에 있는 기준 픽셀을 포함하는 마스크 영역의 고주파 성분을 비교하는 단계;
    비교 결과, 상기 제1 DoG 영상의 고주파 성분이 크면 상기 기준 픽셀을 제1 휘도값으로 표시하고, 상기 제2 DoG 영상의 고주파 성분이 크면 상기 기준 픽셀을 제2 휘도값으로 표시함으로써 단일의 이진화 영상을 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 이진화 영상에 포함된 에러 픽셀을 보정하는 단계; 를 포함하는 영상 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서
    상기 제1 영상 내지 제3 영상은 단일의 촬영 개시 신호로부터 연속적으로 획득하는 영상 처리 방법.
  4. 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻는 영상 처리 방법에 있어서,
    동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하는 단계;
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 단계; 및
    상기 피사체 부분에는 상기 제1 영상을 합성하고, 상기 배경 부분에는 상기 제3 영상을 합성하여 아웃 포커스 영상을 얻는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 영상은 피사체에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제2 영상은 배경에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제3 영상은 초점이 맞지 않는 초 매크로 촬영 영상이며,
    상기 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하는 단계 이후에 상기 제1 영상을 기준으로 상기 제2 영상 및 제3 영상 각각의 글로벌 모션(global motion)을 보상하는 단계;를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서
    상기 제1 휘도값으로 표시된 부분은 피사체 부분이며, 상기 제2 휘도값으로 표시된 부분은 배경 부분이며,
    상기 이진화 영상에 포함된 상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계를 보정하는 단계;
    를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서
    상기 에러 픽셀을 보정하는 단계는
    상기 이진화 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 단계; 및
    상기 블록 내에 제1 휘도값을 가진 픽셀 수가 제1 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제2휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 블록 내에 제2 휘도값을 가진 픽셀 수가 제2 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제1 휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제2 휘도값으로 변환하는 단계;
    를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  8. 제6항에 있어서
    상기 피사체 부분과 배경 부분의 경계를 명확히 하는 단계는
    상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계 및 주위 영역을 불확실 영역으로 지정하는 단계; 및
    상기 제1 영상과 비교하여 상기 불확실 영역을 축소함으로써, 상기 경계를 명확히 하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 불확실 영역을 축소하는 단계는
    상기 이진화 영상 및 상기 제1 영상을 동일한 비율로 축소하는 단계;
    상기 이진화 영상의 불확실 영역에 포함된 픽셀과 동일한 위치에 존재하는 제1 영상에 포함된 픽셀의 영상 정보를 통해 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는지 상기 배경 부분에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는 경우 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 배경 부분에 해당하는 경우 제2 휘도값으로 변환하는 단계;를 포함하는 영상 처리 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서
    상기 영상 정보는 픽셀의 휘도값 또는 컬러 정보인 영상 처리 방법.
  11. 제8항에 있어서
    상기 아웃 포커스 영상을 얻는 단계는
    상기 이진화 영상의 상기 피사체 부분에는 대응되는 위치의 제1 영상에 포함된 픽셀을 기입하고,
    상기 이진화 영상의 상기 배경 부분에는 대응되는 위치의 제3 영상에 포함된 픽셀을 기입하는 단계인 영상 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서
    상기 피사체 부분과 배경 부분의 경계는 알파 블렌딩 처리하는 영상 처리 방법.
  13. 제1항, 제3항, 제4항, 제6항 내지 제8항, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 영상 처리 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  14. 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻는 디지털 영상 처리 장치에 있어서,
    동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하도록 제어하는 촬영 제어부;
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 설정부; 및
    상기 피사체 부분에는 상기 제1 영상을 합성하고, 상기 배경 부분에는 상기 제3 영상을 합성하여 아웃 포커스 영상을 얻는 아웃포커스 영상 도출부;를 포함하고,
    상기 제1 영상은 피사체에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제2 영상은 배경에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제3 영상은 초점이 맞지 않는 초 매크로 촬영 영상이며,
    상기 설정부는
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 DoG 필터를 적용하여 제1 DoG 영상 및 제2 DoG 영상을 생성하는 DoG영상 생성부;
    상기 제1 DoG 영상 및 상기 제2 DoG 영상에서 동일한 위치에 있는 기준 픽셀을 포함하는 마스크 영역의 고주파 성분을 비교하는 비교부;
    상기 비교부의 비교 결과, 상기 제1 DoG 영상의 고주파 성분이 크면 상기 기준 픽셀을 제1 휘도값으로 표시하고, 상기 제2 DoG 영상의 고주파 성분이 크면 상기 기준 픽셀을 제2 휘도값으로 표시함으로써 단일의 이진화 영상을 생성하는 이진화 영상 생성부; 및
    생성된 상기 이진화 영상에 포함된 에러 픽셀을 보정하는 제1 보정부;를 포함하는 영상 처리 장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 촬영 제어부는
    상기 제1 영상 내지 제3 영상은 단일의 촬영 개시 신호로부터 연속적으로 획득하도록 제어하는 영상 처리 장치.
  17. 복수개의 영상을 이용하여 아웃 포커스 영상을 얻는 디지털 영상 처리 장치에 있어서,
    동일한 피사체 및 배경에 대하여 초점이 다른 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상을 획득하도록 제어하는 촬영 제어부;
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 이용하여 피사체 부분과 배경 부분을 설정하는 설정부; 및
    상기 피사체 부분에는 상기 제1 영상을 합성하고, 상기 배경 부분에는 상기 제3 영상을 합성하여 아웃 포커스 영상을 얻는 아웃포커스 영상 도출부;를 포함하고,
    상기 제1 영상은 피사체에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제2 영상은 배경에 초점을 맞추어 촬영한 영상이며, 상기 제3 영상은 초점이 맞지 않는 초 매크로 촬영 영상이며,
    상기 제1 영상을 기준으로 상기 제2 영상 및 제3 영상 각각의 글로벌 모션을 보상하는 글로벌 모션 보상부;를 더 포함하는 영상 처리 장치.
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서
    상기 제1 휘도값으로 표시된 부분은 피사체 부분이며, 상기 제2 휘도값으로 표시된 부분은 배경 부분이며,
    상기 이진화 영상에 포함된 상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계를 보정하는 제2 보정부;
    를 더 포함하는 영상 처리 장치.
  20. 제14항에 있어서
    상기 제1 보정부는
    상기 이진화 영상을 복수개의 블록들로 분할하는 분할부; 및
    상기 블록 내에 제1 휘도값을 가진 픽셀 수가 제1 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제2휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 블록 내에 제2 휘도값을 가진 픽셀 수가 제2 픽셀 수보다 많은 경우, 상기 블록 내의 제1 휘도값을 가진 픽셀의 휘도값을 제2 휘도값으로 변환하는 에러 보정부;
    를 더 포함하는 영상 처리 장치.
  21. 제19항에 있어서
    상기 제2 보정부는
    상기 피사체 부분과 상기 배경 부분의 경계 및 주위 영역을 불확실 영역으로 지정하는 불확실 영역 설정부; 및
    상기 제1 영상과 비교하여 상기 불확실 영역을 축소함으로써, 상기 경계를 명확히 하는 경계 보정부;를 더 포함하고,
    상기 경계 보정부는
    상기 이진화 영상 및 상기 제1 영상을 동일한 비율로 축소하는 영상 축소부;
    상기 이진화 영상의 불확실 영역에 포함된 픽셀과 동일한 위치에 존재하는 제1 영상에 포함된 픽셀의 영상 정보를 통해 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는지 상기 배경 부분에 해당하는지 판단하는 판단부; 및
    상기 판단 결과, 상기 불확실 영역에 포함된 상기 픽셀이 상기 피사체 부분에 해당하는 경우 제1 휘도값으로 변환하고, 상기 배경 부분에 해당하는 경우 제2 휘도값으로 변환하는 변환부;
    를 포함하는 영상 처리 장치.
  22. 삭제
  23. 제21항에 있어서
    상기 영상 정보는 픽셀의 휘도값 또는 컬러 정보인 영상 처리 장치.
  24. 제21항에 있어서
    상기 아웃 포커스 영상 도출부는
    상기 이진화 영상의 상기 피사체 부분에는 대응되는 위치의 제1 영상에 포함된 픽셀을 기입하고,
    상기 이진화 영상의 상기 배경 부분에는 대응되는 위치의 제3 영상에 포함된 픽셀을 기입하는 영상 처리 장치.
  25. 제24항에 있어서
    상기 아웃 포커스 영상 도출부는
    상기 피사체 부분과 배경 부분의 경계를 알파 블렌딩 처리하는 영상 처리 장치.
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