KR101767662B1 - 다시점 카메라 동기화 시스템 및 방법 - Google Patents

다시점 카메라 동기화 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기설정된 프레임수로 동영상을 촬영하는 카메라의 노출 클럭을 제어하는 시스템으로서, 제1 설정 구간 동안 상기 카메라에서 획득된 입력 데이터들에 기초하여 기준값을 결정하는 기준값 결정부; 상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 신호에 의한 입력 데이터를 획득하고, 상기 기준값 이상의 입력 데이터를 획득할 때까지 상기 카메라의 클럭(clock)을 조정하는 클럭 조정부; 상기 기준값의 입력 데이터가 획득된 클럭을 상기 카메라의 동기화 클럭으로 설정하는 동기화 클럭 설정부; 를 포함하는 다시점 카메라 동기화 시스템이 제공된다.

Description

다시점 카메라 동기화 시스템 및 방법{METHOD AND FOR SYNCHRONIZING MULTIPLE CAMERA}
본 발명은 다시점 카메라 동기화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라들이 자체적으로 인식할 수 있는 기준 신호를 발생시키고, 기준 신호에 기초하여 카메라 내부적으로 클럭을 동기화시킬 수 있는 다시점 카메라 동기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다시점 영상은 한 대 이상의 카메라를 통해 촬영된 영상들을 공간적인 합성을 통하여 여러 방향의 다양한 시점을 사용자에게 제공하는 영상처리의 한 분야이다. 서로 다른 시점의 영상이 하나의 장면으로 연출되기 위해서는 카메라가 동일한 시점에서 촬영한 영상을 이용해야 한다. 이를 위해, 기존에는 동일한 시점에 영상을 촬영하기 위해 복수대의 카메라에 외부 신호를 제공하고 있었다.
본 발명은 다시점 영상 촬영을 위한 복수개의 카메라들의 클럭(clock)을 동기화시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기설정된 프레임수로 동영상을 촬영하는 카메라의 노출 클럭을 제어하는 시스템으로서, 제1 설정 구간 동안 상기 카메라에서 획득된 입력 데이터들에 기초하여 기준값을 결정하는 기준값 결정부; 상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 신호에 의한 입력 데이터를 획득하고, 상기 기준값 이상의 입력 데이터를 획득할 때까지 상기 카메라의 클럭(clock)을 조정하는 클럭 조정부; 상기 기준값의 입력 데이터가 획득된 클럭을 상기 카메라의 동기화 클럭으로 설정하는 동기화 클럭 설정부; 를 포함하는 다시점 카메라 동기화 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 기준 신호는, 빛, 소리, 움직임, RF 신호 중 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 기설정된 프레임수로 동영상을 촬영하는 카메라의 노출 클럭을 제어하는 시스템으로서, 제1 설정 구간 동안 상기 카메라에서 획득된 이미지들의 밝기값을 계산하여 기준 밝기값을 결정하는 기준값 결정부; 상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지를 획득할 때까지 상기 카메라의 노출 클럭(clock)을 조정하는 클럭 조정부; 상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지가 획득된 노출 클럭을 상기 카메라의 동기화 클럭으로 설정하는 동기화 클럭 설정부; 를 포함하는 다시점 카메라 동기화 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 기준 밝기값은 상기 제1 설정시간 동안 획득된 이미지들의 밝기값 중 최대 밝기값일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 설정 구간 중 일부 시간 동안, 상기 카메라의 프레임 주기보다 긴 신호가 발생되는, 다시점 카메라 동기화 시스템.
본 발명에 있어서, 상기 클럭 조정부는, 바이너리 검색법을 사용하여 상기 노출 클럭을 조정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 클럭 조정부는, 프레임 주기의 노출 시간동안 획득된 이미지의 밝기값을 계산하는 제1 단계; 상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상인지 여부를 결정하는 제2 단계; 기준 밝기값 미만인 경우, 다음 프레임 주기의 노출 클럭을 기설정된 값만큼 앞으로 혹은 뒤로 조정하는 제3 단계; 의 상기 제1 단계 내지 제3 단계를, 상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상이 될 때까지 반복할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호는, 상기 카메라의 노출 시간의 길이와 동일한 시간 동안 온(ON)되도록 점멸하는 신호일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라의 촬영 시 상기 동기화 클럭을 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면,기설정된 프레임수로 동영상을 촬영하는 카메라의 노출 클럭을 제어하는 방법으로서, 제1 설정 구간 동안 상기 카메라에서 획득된 이미지들의 밝기값을 계산하여 기준 밝기값을 결정하는 기준값 결정부; 상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지를 획득할 때까지 상기 카메라의 노출 클럭(clock)을 조정하는 클럭 조정부; 상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지가 획득된 노출 클럭을 상기 카메라의 동기화 클럭으로 설정하는 동기화 클럭 설정부; 를 포함하는, 다시점 카메라 동기화 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 기준 밝기값은 상기 제1 설정 구간 동안 획득된 이미지들의 밝기값 중 최대 밝기값일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 설정 시간 중 일부 시간 동안, 상기 카메라의 프레임 주기보다 긴 신호가 발생될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 클럭 조정부는, 바이너리 검색법을 사용하여 상기 노출 클럭을 조정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 클럭 조정부는, 프레임 주기의 노출 시간동안 획득된 이미지의 밝기값을 계산하는 제1 단계; 상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상인지 여부를 결정하는 제2 단계; 기준 밝기값 미만인 경우, 다음 프레임 주기의 노출 클럭을 기설정된 값만큼 앞으로 혹은 뒤로 조정하는 제3 단계; 의 상기 제1 단계 내지 제3 단계를, 상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상이 될 때까지 반복할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호는, 상기 카메라의 노출 시간의 길이와 동일한 시간 동안 온(ON)되도록 점멸하는 신호일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라의 촬영 시 상기 동기화 클럭을 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 카메라 간 별도의 연결 케이블 없이도 클럭 동기화가 가능하므로, 카메라 배치 및 운용 등 물리적 환경제약을 해소하여 보다 다양한 환경에서 다시점 영상을 촬영할 수 있는 효과가 있다.
또한, 외부 신호를 별도 처리하기 위한 하드웨어가 불필요하고 일반적인 카메라 장비에도 적용 가능하여 높은 확장성이 보장되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 카메라 동기화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 는 클럭 동기화 시스템의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 및 노출을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 클럭을 설정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 카메라 동기화 방법의 시계열적 실행 순서를 나타낸 것이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 노출 클럭 조정 방법의 시계열적 실행 순서를 나타낸 것이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 카메라 동기화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 카메라 동기화 시스템은 복수개의 카메라(10), 기준 신호 발생기(20), 제어부(30), 및 복수개의 카메라(10)에 구비된 클럭 동기화 시스템(100)을 포함한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 카메라 동기화 시스템은 복수대의 카메라(10)들을 포함한다. 본 발명의 카메라(10)는 다시점 영상, 특히 다시점 동영상을 생성하기 위한 촬영 장치이다. 도 1 에는 4개의 카메라(10)만이 도시되었지만, 이에 한정되지 않고 복수의 카메라(10)들이 다시점 영상을 촬영하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 카메라(10)는 동영상 촬영 기능을 갖는 공지의 카메라(10)들이 기종 및 종류에 관계 없이 제한 없이 사용될 수 있으며, 복수의 카메라(10)들 간의 기종 및 종류가 동일해야 할 필요도 없다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라(10)들은 클럭 동기화 시스템(100)을 포함한다. 클럭 동기화 시스템(100)은, 카메라(10)에 구비된 펌웨어 상에서 구현된 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고 후술하는 클럭 동기화 시스템(100)의 동작을 구현하기 위해 구현 방법 및 구현 위치는 자유롭게 선택될 수 있다. 클럭 동기화 시스템(100)의 동작에 대해서는 보다 상세히 후술하기로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 카메라 동기화 시스템은 기준 신호 발생기(20)를 포함한다. 기준 신호 발생기(20)는 카메라(10)들의 클럭을 동기화하기 위해 신호를 발생하는 장치로서, 카메라(10)가 인식할 수 있는 신호를 발생시키는 모든 장치가 될 수 있다. 일 예로, 기준 신호 발생기(20)는 조명 장치, 스피커 장치, 움직임 발생기, 네트워크 신호 발생기, RF 신호(radio frequency) 발생기가 될 수 있으며, 기준 신호 발생기(20)가 생성하는 신호는 빛, 소리, 움직임, 네트워크 신호, RF 신호 등이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 카메라(10)에는 기준 신호 발생기(20)가 발생시키는 신호를 인식하기 위한 별도의 장치가 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 발생기(20)는 제어부(30)의 제어에 따라 일정 구간 동안 신호를 발생시키거나, 점멸하는 기준 신호를 발생시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 발생기(20)는 카메라(10)의 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 기준 신호 발생기(20)가 조명 장치인 경우, 제어부(30)의 제어에 의해 카메라(10)의 프레임수와 동일한 주파수로 빛 신호를 점멸시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(30)는 카메라(10) 또는 기준 신호 발생기(20)를 제어하기 위한 구성이다. 제어부(30)는 카메라(10)의 프레임수, 노출 시간 등의 개별 카메라(10)들의 기본적인 설정을 제어하거나, 기준 신호 발생기(20)의 온/오프를 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(30)는 카메라(10)들의 노출 클럭을 직접적으로 제어하지는 않는다.
다시점 영상을 얻기 위해 복수개의 카메라(10)를 사용하는 경우, 카메라(10)들이 동일 프레임 수를 가지더라도, 프레임별 노출 클럭, 즉 프레임별 노출 영상을 얻는 타이밍이 복수의 카메라(10)들 간에 일치되지 않는다면 정확한 다시점 영상을 얻을 수 없다. 즉, 일시에 복수의 카메라(10)들의 촬영을 시작하더라도, 복수의 카메라(10)들 간의 프레임당 노출 클럭이 어긋난다면 정교한 다시점 촬영 영상을 얻을 수 없다. 기존에는 노출 클럭을 동기화시키기 위해 외부 신호를 사용하는 방법을 사용하였지만, 외부 신호를 카메라(10)에 전달하기 위해서는 별도 신호 시스템을 갖추기 위한 비용이 증가하고, 카메라(10)간 유선 연결로 인해 촬영 환경에 제약이 생긴다는 문제점이 존재한다. 또한, 서너대의 카메라(10)가 아닌 수십, 수백대의 카메라(10)가 사용되는 경우 물리적으로 구현이 불가능한 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 다시점 카메라 동기화 시스템은 카메라(10)가 자체적으로 인식할 수 있는 기준 신호를 발생시켜, 기준 신호에 기초하여 카메라(10) 내부적으로 클럭을 동기화시키는 시스템을 제공한다. 본 명세서에서 말하는 클럭(clock)이란, 실제 카메라 구동을 위해 동작되는 카메라 센서단의 클럭이 아니라, 프레임이 시작되는 시점에 대한 클럭으로서, 본 발명은 프레임이 시작되는 시점을 제어하는 CPU 클럭을 동기화하는 것을 일 목적으로 한다. 본 발명에 의하면, 카메라(10) 간 별도의 연결 케이블 없이도 카메라(10)간 클럭 동기화가 가능하며, 이로 인해 카메라(10) 배치 및 운용 등 물리적 환경제약을 해소하여 보다 다양한 환경에서 촬영할 수 있도록 지원할 수 있다. 또한, 외부 신호를 별도 처리하기 위한 하드웨어가 불필요하고 카메라(10) 내부의 펌웨어에서 구현될 수 있으므로 일반적인 카메라(10) 장비에도 적용 가능하여 높은 확장성을 가질 수 있다.
이하에서는, 클럭 동기화 시스템(100)의 구성을 중심으로 본 발명에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다. 본 발명의 클럭 동기화 시스템(100)은 각 카메라(10)들에 대해 동일하게 적용될 수 있다.
도 2 는 클럭 동기화 시스템의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 동기화 시스템(100)은 기본 설정부(110), 기준값 결정부(120), 클럭 조정부(130) 및 동기화 클럭 설정부(140)를 포함한다.
먼저, 기본 설정부(110)는 카메라(10)의 기본적인 프레임수(frame per second, fps) 및 노출 시간(exposure time)을 결정한다. 본 명세서에서, 프레임수란, 카메라(10)가 동영상을 촬영할 때 초당 촬영하는 영상의 수를 말하는 것으로서, 화면 생성의 주파수를 말한다. 또한, 프레임 주기는 프레임 수에 따른 주기를 의미할 수 있다. 또한, 노출 시간은 노출 구간의 길이를 의미하고, 노출 클럭은 프레임 주기별 노출이 시작되는 시점을 의미할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 및 노출을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 카메라(Cam1), 제2 카메라(Cam2), 제3 카메라(Cam3) 및 제4 카메라(Cam4)는 프레임수가 A 로 설정된 경우를 예시한 것으로, 프레임 주기는 1/A 가 된다. 1/A의 프레임 주기 중, 노출 시간은 B 로 설정될 수 있다. 이때, 별도의 조정이 없는 경우 노출 시간이 시작되는 시점은 상이할 수 있으며, 1/A의 프레임 주기들마다 노출 클럭 b1, b2, b3 에 노출 시간이 시작될 수 있다. 즉, 도 3 에서 볼 수 있는 바와 같이 카메라(10)들마다 프레임수 A 및 노출 시간 B 가 동일하게 설정되더라도, 카메라(10)들마다의 노출 클럭이 다를 수 있다. 노출 클럭이 상이하면 영상을 촬영하는 타이밍이 상이하게 되므로, 정확한 다시점 영상을 얻을 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 상이한 노출 클럭을 동기화시키는 방법을 제공한다.
다음으로, 기준값 결정부(120)는 제1 설정 구간 동안 카메라(10)에서 획득된 입력 데이터들에 기초하여 기준값을 결정한다. 제1 설정 구간 동안에는, 기준 신호 발생기(20)는 일정 시간 동안 기준 신호를 발생시키도록 제어될 수 있으며, 이때 일정 시간은 카메라(10)의 프레임 주기보다 긴 시간일 수 있다. 이때, 기준값은 제1 설정 구간 동안 카메라(10)에서 획득된 입력 데이터 중 최대 입력 데이터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 발생기(20)가 조명 장치인 경우, 기준값 결정부(120)는 제1 설정 구간 동안 카메라(10)에서 획득된 이미지들의 밝기값을 계산하여 기준 밝기값을 결정한다. 이때, 기준값은 제1 설정시간 동안 획득된 이미지들의 밝기값 중 최대 밝기값일 수 있다.
다음으로, 클럭 조정부(130)는 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 기준 신호에 의한 입력 데이터를 획득하고, 기준값 이상의 입력 데이터를 획득할 때까지 상기 카메라(10)의 클럭(clock)을 조정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 조정부(130)는 바이너리(binary) 검색법을 사용하여, 기준값을 만족할 때까지 카메라(10)의 클럭을 조정할 수 있다. 또한, 제2 설정 구간 동안 카메라(10)의 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호는, 카메라(10)의 노출 시간의 길이와 동일한 시간 동안 온(ON)되도록 점멸하는 신호일 수 있다.
보다 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 발생기(20)가 조명 장치인 경우, 클럭 조정부(130)는 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지를 획득할 때까지 상기 카메라(10)의 노출 클럭을 조정할 수 있다. 이때, 클럭 조정부(130)는 프레임 주기의 노출 시간동안 획득된 이미지의 밝기값을 계산하는 제1 단계, 밝기값이 기준 밝기값 이상인지 여부를 결정하는 제2 단계, 기준 밝기값 미만인 경우, 다음 프레임 주기의 노출 클럭을 기설정된 값만큼 앞으로 혹은 뒤로 조정하는 제3 단계를, 밝기값이 기준 밝기값 이상이 될 때까지 반복할 수 있다.
다음으로, 동기화 클럭 설정부(140)는 기준값의 입력 데이터가 획득된 클럭을 카메라(10)의 동기화 클럭으로 설정할 수 있다. 보다 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 발생기(20)가 조명 장치인 경우, 동기화 클럭 설정부(140)는 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지가 획득된 노출 클럭을 상기 카메라(10)의 동기화 클럭으로 설정할 수 있다. 이로써, 동일한 기준값에 대해 카메라(10)들의 클럭이 동기화될 수 있다. 본 발명의 다시점 카메라(10)들은 설정된 동기화 클럭을 이용하여 다시점 영상을 제공할 수 있다. 한번 카메라(10)의 클럭이 동기화되는 경우, 카메라(10)들의 시스템 클럭과 제어부(30)의 시스템 클럭간의 차이를 계산할 수 있기 때문에, 이후의 다시점 카메라(10) 촬영에서는 제어부(30)의 시스템 클럭 기준으로 동기화를 실시할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 이해를 위해 기준 신호 발생기(20)가 조명 장치인 실시예를 중심으로 도 4 를 이용해서 동기화 클럭을 설정하는 방법을 설명하고자 한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 클럭을 설정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 내지 제4 카메라(Cam1, Cam2, Cam3, Cam4)의 노출 클럭이 초기에는 각각 b1, b2, b3, b4 로 나타난 것을 알 수 있다. 또한,도 4 의 실시예에서 카메라(10)들의 프레임수 및 노출 시간은 동일하다.
먼저, 제1 설정 구간 중 일부 시간 동안에는, 카메라(10)들의 프레임 주기보다 긴 기준 신호, 즉 빛 신호가 발생되고 있다. 빛 신호가 발생되는 시간 동안, 카메라(10)들이 획득한 이미지의 밝기값은 최대일 것이므로, 카메라(10)별로 이미지들의 최대 밝기값을 획득할 수 있다. 제1 설정 구간동안 빛 신호가 발생되지 않는 구간 동안의 이미지들의 밝기값은 최소 밝기값이 될 수 있다. 이때, 최대 밝기값은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 밝기값으로 결정될 수 있다. 혹은, 다른 실시예에서 기준 밝기값은 최대 밝기값에 기초하여 최대 밝기값 근처의 값으로 결정될 수도 있다.
제2 설정 구간 동안에는, 기준 신호 발생기(20)인 조명에서는 점멸하는 빛 신호가 발생될 수 있다. 이때, 빛 신호는 프레임수와 동일한 주파수로, 카메라(10)들의 노출 시간의 길이와 동일한 시간 동안 ON 되도록 점멸할 수 있다. 또한, 빛 신호는 프레임주기마다 동일한 클럭 b 에서 켜지도록 제어될 수 있다.
먼저, 제1 카메라(Cam1)는 b1 의 노출 클럭을 가지므로, 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지를 획득할 때까지 상기 카메라(10)의 노출 클럭(clock)을 조정된다. 보다 상세히, b1 의 노출 클럭을 가질 때 획득한 이미지는 빛 신호가 없을 때 획득한 이미지이므로, 이미지 밝기가 기준 밝기값을 만족할 수 없다. 따라서, 다음 프레임의 노출 클럭은 b1-1으로 조정되며, 조정된 노출 클럭으로 이미지를 획득하여 밝기값을 계산한다. 이때, 노출 클럭의 조정은 현재 프레임의 노출 클럭을 앞 혹은 뒤로, 바이너리 검색법을 사용하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 도 4 에 도시된 바와 같이 노출 클럭 b1 에서 획득한 이미지가 기준 밝기값을 만족시키지 못하는 경우, 노출 클럭을 보다 앞으로 이동시켜 b1-1이 되도록 한다. b1-1 의 노출 클럭에서는 b1 의 노출 클럭보다 밝기값이 보다 증가한 이미지를 얻을 수 있으므로, 다음 프레임에서는 b1-1의 노출 클럭을 보다 앞으로 이동시켜 b1-2가 되도록 한다. 동일한 방법으로, 노출클럭을 b1-3로 이동시키며, 이미지의 밝기값이 최대 밝기값을 만족하는 때의 노출 클럭인 b 를 카메라(10)의 동기화 클럭으로 설정한다. 만약, 바이너리 검색법에 따라 노출 클럭을 앞으로 이동시켰을 때 오히려 이미지의 밝기값이 감소한다면(즉, 기준값에서 멀어진다면), 다음 프레임에서는 노출 클럭을 뒤로 이동시키도록 한다. 동일한 방법으로, 제2 내지 제4 카메라(10)에 대해서도 노출 클럭을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제3 카메라(Cam3)의 경우 원래 노출 클럭이 b 였으므로, 처음부터 획득한 이미지가 기준값 이상의 밝기를 가질 수 있고, 따라서 원래의 노출 클럭 자체가 동기화 노출 클럭으로 설정된다. 이러한 방법으로, 기준 밝기값을 만족하는 노출 클럭을 찾아낼 수 있으며, 카메라(10)들의 노출 클럭은 빛 신호의 노출 클럭과 동일한 b 가 된다. 즉, 카메라(10)들의 노출 클럭이 모두 b 로 동기화될 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 카메라(10) 동기화 방법의 시계열적 실행 순서를 나타낸 것이다.
도 5 를 참조하면 먼저, 제1 설정 구간 동안 카메라(10)에서 획득된 이미지들의 밝기값을 계산하여 기준 밝기값을 결정한다(S1). 다음으로, 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지를 획득할 때까지 카메라(10)의 노출 클럭(clock)을 조정한다(S2). 다음으로, 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지가 획득된 노출 클럭을 카메라(10)의 동기화 클럭으로 설정한다(S3). 다음으로, 설정된 동기화 클럭으로 영상의 촬영을 시작한다(S4).
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 노출 클럭 조정 방법의 시계열적 실행 순서를 나타낸 것이다.
도 6 은 도 5 의 S2 단계를 시계열적으로 나타낸 것이다. 도 5 를 참조하면 먼저, 노출 시점 조정부는, 프레임 주기의 노출 시간동안 획득된 이미지의 밝기값을 계산한다(S21). 다음으로, 이미지의 밝기값이 기준 밝기값 이상인지 여부를 결정한다(S22). 만약, 이미지의 밝기값이 기준 밝기값 미만인 경우, 다음 프레임 주기의 노출 클럭을 기설정된 값만큼 앞으로 혹은 뒤로 조정한다(S23). 만약, 이미지의 밝기값이 기준 밝기값 이상인 경우, 현재의 노출 클럭을 동기화 노출 클럭으로 설정한다(S24).
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 카메라
20: 기준 신호 발생기
30:제어부
100: 클럭 동기화 시스템

Claims (16)

  1. 기설정된 프레임수로 동영상을 촬영하는 카메라의 노출 클럭을 제어하는 시스템으로서,
    제1 설정 구간 동안 상기 카메라에서 획득된 입력 데이터들에 기초하여 기준값을 결정하는 기준값 결정부;
    상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 신호에 의한 입력 데이터를 획득하고, 상기 기준값 이상의 입력 데이터를 획득할 때까지 상기 카메라의 클럭(clock)을 조정하는 클럭 조정부;
    상기 기준값의 입력 데이터가 획득된 클럭을 상기 카메라의 동기화 클럭으로 설정하는 동기화 클럭 설정부;
    를 포함하고,
    상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호는, 상기 카메라의 노출 시간의 길이와 동일한 시간 동안 온(ON)되도록 점멸하는 신호인, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 신호는, 빛, 소리, 움직임, RF 신호 중 하나인, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  3. 기설정된 프레임수로 동영상을 촬영하는 카메라의 노출 클럭을 제어하는 시스템으로서,
    제1 설정 구간 동안 상기 카메라에서 획득된 이미지들의 밝기값을 계산하여 기준 밝기값을 결정하는 기준값 결정부;
    상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지를 획득할 때까지 상기 카메라의 노출 클럭(clock)을 조정하는 클럭 조정부;
    상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지가 획득된 노출 클럭을 상기 카메라의 동기화 클럭으로 설정하는 동기화 클럭 설정부;
    를 포함하고,
    상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호는, 상기 카메라의 노출 시간의 길이와 동일한 시간 동안 온(ON)되도록 점멸하는 신호인, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준 밝기값은 상기 제1 설정 구간 동안 획득된 이미지들의 밝기값 중 최대 밝기값인, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 설정 구간 중 일부 시간 동안, 상기 카메라의 프레임 주기보다 긴 신호가 발생되는, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 클럭 조정부는,
    바이너리 검색법을 사용하여 상기 노출 클럭을 조정하는, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 클럭 조정부는,
    프레임 주기의 노출 시간동안 획득된 이미지의 밝기값을 계산하는 제1 단계;
    상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상인지 여부를 결정하는 제2 단계;
    기준 밝기값 미만인 경우, 다음 프레임 주기의 노출 클럭을 기설정된 값만큼 앞으로 혹은 뒤로 조정하는 제3 단계;
    의 상기 제1 단계 내지 제3 단계를, 상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상이 될 때까지 반복하는, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 카메라의 촬영 시 상기 동기화 클럭을 이용하는, 다시점 카메라 동기화 시스템.
  10. 기설정된 프레임수로 동영상을 촬영하는 카메라의 노출 클럭을 제어하는 방법으로서,
    제1 설정 구간 동안 상기 카메라에서 획득된 이미지들의 밝기값을 계산하여 기준 밝기값을 결정하는 기준값 결정 단계;
    상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호가 발생되는 제2 설정 구간 동안, 상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지를 획득할 때까지 상기 카메라의 노출 클럭(clock)을 조정하는 클럭 조정 단계;
    상기 기준 밝기값 이상의 밝기값을 갖는 이미지가 획득된 노출 클럭을 상기 카메라의 동기화 클럭으로 설정하는 동기화 클럭 설정 단계;
    를 포함하고,
    상기 프레임수와 동일한 주파수로 점멸하는 기준 신호는, 상기 카메라의 노출 시간의 길이와 동일한 시간 동안 온(ON)되도록 점멸하는 신호인, 다시점 카메라 동기화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기준 밝기값은 상기 제1 설정 구간 동안 획득된 이미지들의 밝기값 중 최대 밝기값인, 다시점 카메라 동기화 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 설정 시간 중 일부 시간 동안, 상기 카메라의 프레임 주기보다 긴 신호가 발생되는, 다시점 카메라 동기화 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 클럭 조정 단계는,
    바이너리 검색법을 사용하여 상기 노출 클럭을 조정하는, 다시점 카메라 동기화 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 클럭 조정 단계는,
    프레임 주기의 노출 시간동안 획득된 이미지의 밝기값을 계산하는 제1 단계;
    상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상인지 여부를 결정하는 제2 단계;
    기준 밝기값 미만인 경우, 다음 프레임 주기의 노출 클럭을 기설정된 값만큼 앞으로 혹은 뒤로 조정하는 제3 단계;
    의 상기 제1 단계 내지 제3 단계를, 상기 밝기값이 상기 기준 밝기값 이상이 될 때까지 반복하는, 다시점 카메라 동기화 방법.
  15. 삭제
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 카메라의 촬영 시 상기 동기화 클럭을 이용하는, 다시점 카메라 동기화 방법.
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