KR19990038265A - 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재되어 피사체에 대한 관측상을 제공하다가 셔터 조작에 의해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하는 광학 블록부와 인가되는 서보 제어 명령에 따라 상기 광학 블록부를 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 서보 구동부를 구비한 상태에서 사용자 입력에 의해 지정되는 각각의 선택 지점에 대응하는 서보 제어 명령을 발생하여 획득한 각각의 목적 화상을 각각의 선택 지점에 근거하여 광기하학적으로 합성함으로써 파노라마 화상을 획득하도록 한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 선택 지점의 수평 좌표값과 관측 화면 수직축의 중앙값을 초점 조절점의 관측 화면상의 좌표로 삼아 파노라마 영상을 획득함으로써 사용자가 초점을 조절하고 싶은 위치를 관측 화면 수직축의 중앙에 지나는 관측 화면 수평축 상에서 임의로 설정할 수 있는 설정할 수 장점이 있으며, 파노라마 영상을 획득한 목적 외에도 카메라의 위치를 고정시킨 상태에서 서로 다른 초점 조절점을 갖는 다수의 정지 화상을 획득할 수 있는 이점이 있다.

Description

디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법

본 발명은 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법(Apparatus and Method for Aquisition Panorama Still Image in Digital Still Camera)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 스틸 카메라가 수평 방향에 대해 회전 가능하도록 탑재된 광학 블록부를 구비함에 따라 파노라마 정지 화상(panorama still image)을 획득할 수 있도록 한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상, 전자 스틸 카메라는 정지화에 대한 화상 신호를 전기 신호로 변환하여 가공이나 기록, 재생 등의 신호 처리를 모두 전기적으로 수행하는 차세대 스틸 카메라에 대한 통칭으로, 디지털 스틸 카메라는 대상 신호를 디지털적으로 처리하는 전자 스틸 카메라의 일종이다.

디지털 스틸 카메라는 종래의 은염 필름 카메라와 같이 현상을 위한 암실 작업이나 화학적 처리가 불필요하고 촬영한 정지 화상을 즉시 확인할 수 있으며, 일단 촬영된 화상 정보는 디지털화하여 기록됨에 따라 디지털 화상 신호 처리 기법을 응용하여 촬영 정지 화상을 용이하게 재구성할 수 있는 것이 그 주요 특징으로 지적되고 있다.

또한, 네트워크에 접속되어 있는 시스템에 촬영 화상을 저장 보관하고 있을 경우에는 원격 전송 및 복제가 가능하며, 원격지에서도 네트워크를 통해 이에 대한 열람과 복제가 가능함에 따라 멀티미디어 시대의 화상 기기의 하나로 기대와 관심이 집중되고 있다.

한편, 디지털 스틸 카메라는 정지 화상을 디지털 데이터로 처리하여 메모리에 기억시킬 때, 통상 화질 열화없이 약 20:1 정도의 압축율로 데이터를 압축할 수 있는 것으로 알려지고 있는 국제 표준화 기구(ISO; International Standard Organization)의 정지 화상 압축 표준인 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group) 규격을 통해 데이터를 압축함에 따라 화상 압축 분야에서도 새로운 응용 분야로 부상하고 있다.

이와 같은 새로운 응용 분야의 출현에 편승하여 최근 JPEG 위원회는 고해상도를 요구하는 의료용 화상, 자원 탐사용 화상, 고품위 디지털 스틸 카메라용 화상, 예술용 화상, 항공 지도 제작용 화상, 자동 인식용 화상 등의 정지 화상에 응용할 목적으로 2000년까지 국제 표준(IS; International Standard)을 확정하고자 하는 계획 하에 JPEG-2000(Joint Photographic Coding Experts Group-2000)의 표준화를 활발하게 진행하고 있는 상태이다.

더불어, 디지털 스틸 카메라는 주목 정지 화상에 내재된 중복성(redundancy)을 제거하여 저장할 데이터의 양을 줄이는 화상 압축적인 이점 외에도 그래픽 사용자 인터페이스를 용이하게 제공할 수 있음에 따라 사용자의 관심 영역에 상대적으로 많은 데이터를 할당함으로써 제한된 메모리 공간의 이용 효율을 극대화하거나 고해상도의 파노라마 화상을 촬영하여 합성하며, 또는, 서로 다른 정지 화상의 국부 영역을 분리하여 합성하는 등과 같이 디지털 스틸 카메라에 대한 사용자의 조작성을 향상시키고자 하는 측면이 또 다른 기술적인 관심 분야군을 형성하고 있다.

특히, 디지털 스틸 카메라를 통해 고해상도의 파노라마 화상을 획득하기 위한 다양한 기술들이 공지되어 있다.

일반 광학용 카메라의 대표격인 은염 필름 카메라의 고급 기종에는 흔히 파노라마 기능이 선택적으로 구비되어 있는 데, 은염 필름 카메라는 일반 촬영 모드에서와 마찬가지로 파노라마 모드로 동작시킬 때에도 일반 촬영 모드에서와 동일한 크기의 필름 크기를 사용하여 피사체를 촬영하는 것이 통례이다.

그 대신에 촬영 후 인화할 때는 가로 길이가 일반 촬영시의 인화지 보다 두 세배가 큰 인화지를 사용함으로써 화상을 가로 방향으로 늘리게 된다. 그러나 똑같은 크기의 필름에 찍혀진 화상을 인위적으로 늘림으로 인해 화질의 열화가 발생된다는 단점이 있다.

은염 필름 카메라와 마찬가지로, 종래의 디지털 스틸 카메라도 하나의 광학 블록부를 사용함으로 고정된 크기의 화상이 획득됨에 따라 파노라마 효과를 내기 위해서는 단순히 촬영된 정지 화상의 종횡비(aspect ratio)를 조절하여 화상 크기를 변환시키는 방법이 주종을 이루고 있다.

그러나, 디지털 스틸 카메라의 광전 변환부를 형성하는 광전 변환 소자는 제한된 공간 해상도를 갖음에 따라 광전 변환 소자 상에 제한된 화소수로 형성된 정지 화상의 공간적인 크기가 확장되면 당연하게도 확장된 정지 화상의 화질이 열화되는 것을 감수해야 하는 단점이 있었다.

이와 같은 단점을 극복하기 위한 일방편으로 출원·공개된 일본 특허 공개 번호 소63-141933에 의하면, 디지털 스틸 카메라의 정면에 수평으로 배열된 2개의 광학 블록부를 구비하는 디지털 스틸 카메라의 구조가 제안되어 있는 데, 이러한 디지털 스틸 카메라의 구조를 이용할 경우, 광학 블록부의 수만큼의 개별적인 정지 화상을 촬영한 후, 이를 광기하학적으로 합성함으로써 양질의 파노라마 화상을 획득할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 이와 같이 디지털 스틸 카메라에 2개 또는 그 이상의 광학 블록부를 탑재하기 위해서는 광학 블록부의 공간적인 배치와 관련한 어려움이 있을 뿐만 아니라 카메라의 전체적인 부피가 증가하는 문제가 수반되며, 특히, 기존의 카메라 본체의 구조를 전면적으로 수정하여 구성 요소들을 재배치해야 하는 기술적인 어려움이 있다.

또한, 복수의 광학 블록부를 탑재함에 따라 추가적인 비용 상승 요인이 되며, 각각의 광학 블록부의 광경로 상의 후단에는 별도의 광전 변환 소자가 구비되어야 함에 따라 스테레오 화상을 획득하기 위한 것이 아닌 단순히 파노라마 화상을 획득하기 위한 구조로는 구성 요소의 불필요한 중복이 초래되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제에 착안하여 안출된 것으로, 디지털 스틸 카메라가 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재된 광학 블록부를 구비함에 따라 카메라 본체가 고정된 상태에서 사용자 입력에 의해 지정된 위치를 기준으로 초점을 맞추는 촬영을 통해 파노라마 기능을 구현할 수 있도록 한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 광학 블록 하우징이 좌우로 회전이 가능한 구조를 갖고 있음에 따라 이와 같은 구조를 이용하면 카메라 본체를 고정시킨 상태에서 다수의 서로 다른 초점을 갖는 정지 화상을 획득할 수 있도록 한 디지털 스틸 카메라를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도,

도 2a는 본 발명의 광학 블록부의 요부에 대한 구성예를 도시한 예시도,

도 2b는 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 카메라 본체에 탑재된 본 발명의 광학 블록 하우징을 도시한 상면도,

도 3은 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도,

도 4~도 9는 본 발명의 파노라마 화상 처리부를 통해 파노라마 화상을 합성하는 일례를 좀 더 상세하게 설명하기 위한 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 광학 블록부 11 : 렌즈부

12 : 조리개 20 : 광전 변환부

30 : 서보 구동부 31 : 회전축

32 : 제 2 기어 40 : 서보 제어부

50 : 사용자 입력부 60 : 버퍼 메모리

70 : 파노라마 화상 처리부 80 : 시스템 제어부

90 : 저장 매체 100 : 광학 블록 하우징

111 : 주축 112 : 제 1 기어

200 : 카메라 본체

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법은, 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재되어 피사체에 대한 관측상을 제공하다가 셔터 조작에 의해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하는 광학 블록부와, 인가되는 서보 제어 명령에 따라 상기 광학 블록부를 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 서보 구동부를 구비한 상태에서 사용자 입력에 의해 지정되는 각각의 선택 지점에 대응하는 서보 제어 명령을 발생하여 획득한 각각의 목적 화상을 각각의 선택 지점에 근거하여 광기하학적으로 합성함으로써 파노라마 화상을 획득하도록 하는 것이 특징이다.

이하, 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치의 바람직한 실시예를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치의 바람직한 실시예는 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재되어 피사체에 대한 관측상을 제공하다가 셔터 조작에 의해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하는 광학 블록부(10)를 포함하여 구성한다.

이때, 광학 블록부(10)는 입사광을 집광시키는 렌즈부와 집광된 입사광의 광량을 조절하며 셔터 버튼이 온됨에 따라 소정 노출 시간 동안 개폐되는 조리개(iris)와 입사광을 거울을 통해 반사하여 피사체를 확인하는 뷰 파인더(view finder)로 구성된다는 측면에서 일반적인 디지털 스틸 카메라의 광학 블록부와 동일하다. 그러나, 일반적인 디지털 스틸 카메라의 광학 블록부는 카메라 본체에 고정되는 반면에 본 발명의 광학 블록부(10)는 디지털 스틸 카메라 본체를 고정시킨 상태에서 서로 다른 다수의 선택 지점에 대한 초점 조절을 수행하기 위해 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 카메라 본체에 탑재된다는 측면에서 상이하며, 이에 대한 좀 더 상세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 광전 변환부(20)는 광학 블록부(10)를 통해 집광된 2차원 광학상을 1차원 전기 신호로 광전 변환하기 위한 광전 변환 소자인 CCD(Charge Coupled Device)와 CCD를 구동하기 위한 CCD 구동 회로부로 구성되며, 광학 블록부(10)의 광경로 상의 말단에 기구적으로 고착됨에 따라 광전 변환부(20)가 회전하게 되면 같이 회전하며, 상기 광학 블록부(10)에 의해 집광된 입사광을 광전 변환을 통해 2차원 전기상으로 결상시킨다.

서보 구동부(30)는 서보 제어부(40)로부터 인가되는 서보 제어 명령에 따라 광학 블록부(10)를 수평 방향으로 회전시키기 위한 회전력을 발생시킨다.

한편, 시스템 제어부(80)에 사용자 입력을 제공하는 사용자 입력부(50)는 상기 관측상이 디스플레이되는 관측 화면 상에서 사용자가 의도하는 적어도 하나 이상의 선택 지점을 선택할 수 있도록 해준다. 이때, 각각의 선택 지점은 기설정된 공간 해상도를 갖는 관측 화면상에서 고유한 수평 좌표 및 수직 좌표로 나타낼 수 있다.

여기서, 사용자 입력부(50)는 다수의 기능키를 구비한 키판넬로 구성할 수도 있고, 트랙볼(track ball), 볼 마우스(ball mouse), 조이스틱(joystick), 전자펜(electrical pen), 터치 스크린(touch screen), 그래픽 타블렛(graphic tablet)과 같이 이미 널리 공지된 그래픽 입력 장치(graphic input device)를 채택하여 구성할 수도 있으며, 그래픽 사용자 인터페이스(graphic user interface)의 지원을 받는 것이 바람직하다.

서보 제어부(40)는 사용자 입력부(50)를 통해 입력된 적어도 하나 이상의 선택 지점에 대응하는 초점 조절점에 순차적으로 초점을 맞추기 위해 각각의 초점 조절점에 대응하는 상기 서보 제어 명령을 순차적으로 생성하여 상기 서보 구동부(30)를 제어하며, 서보 구동부(30)를 통해 광학 블록부(10)에 대한 서보 제어가 완료되면, 서보 제어의 완료 신호를 응답받아 시스템 제어부(80)에 제공한다.

여기서, 상기 초점 조절점은 수평 좌표 및 수직 좌표가 관측 화면 수직축의 중앙값 및 선택 지점의 수평 좌표값으로 고유하게 결정된다.

버퍼 메모리(60)는 서보 제어가 완료되어 각각의 선택 지점에 순차적으로 초점이 맞추어질 때 마다 각각 광학 블록부(10) 및 광전 변환부(20)를 통해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하여 광전 변환을 통해 2차원 전기상으로 결상시켜 획득한 각각의 목적 화상을 저장한다.

파노라마 화상 처리부(70)는 상기 버퍼 메모리(60)에 저장된 상기 각각의 목적 화상을 입력받아 상기 각각의 초점 조절점에 대한 수평 좌표를 참조하여 광기하학적으로 합성함으로써 파노라마 화상을 획득하도록 한다.

본 발명의 파노라마 화상 처리부(70)의 구성을 세분하여 살펴보면, 도시된 바와 같이, 상기 파노라마 화상 처리부(70)는 화상 중첩부(71) 및 파노라마 화상 생성부(72), 블록킹 제거 필터링부(73)로 구성된다.

화상 중첩부(71)는 수직 방향에 대해서는 상기 각각의 목적 화상의 수직 좌표를 일치시키고, 수평 방향에 대해서는 상기 각각의 초점 조절점이 관측 화면 수평축의 중앙값으로부터의 상대적으로 이격된만큼 수평 좌표를 쉬프트시켜 상기 각각의 목적 화상을 중첩시킴에 따라 중첩된 파노라마 화상을 생성시킨다.

화상 중첩부(71)에 결합된 파노라마 화상 생성부(72)는 상기 중첩된 파노라마 화상에서 적어도 두 개 이상의 목적 화상이 중첩된 영역에서 상기 각각의 초점 조절점 중 가장 인접한 초점 조절점을 갖는 목적 화상의 영역을 선택함에 따라 상기 파노라마 화상을 생성하고, 블록킹 제거 필터링부(73)는 상기 파노라마 화상 생성부(72)의 출력을 입력받아 서로 다른 목적 화상의 경계 영역에서 발생하는 블록킹 현상을 제거하기 위해 블록킹 제거 필터링을 수행한다.

본 발명에 따른 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치를 전체적으로 제어하는 시스템 제어부(80)는 사용자 입력부(50)로부터 입력받은 상기 각각의 선택 지점의 좌표를 상기 서보 제어부(40)에 제공하고, 서보 제어부(50)로부터 서보 제어의 완료를 응답받을 때 마다 상기 광학 블록부(10) 및 상기 광전 변환부(20)를 통해 획득한 상기 목적 화상을 상기 버퍼 메모리(60)에 저장하도록 제어한 후, 상기 파노라마 화상 처리부(70)를 통해 획득한 상기 파노라마 화상을 저장 매체(90)에 저장하도록 제어한다.

도 2a는 광학 블록부(10)의 요부에 대한 구성예를 도시한 예시도이다.

상기 광학 블록부(10)는 통상, 렌즈부(11) 및 조리개(12)를 포함하여 구성되며 렌즈부(11)는 와이드 컨버터(wide converter; 11a)와 촬영 렌즈부(11b)로 구성된다. 여기서, 상기 촬영 렌즈부(11b)는 통상의 촬영 렌즈들과 저주파 필터(11c), 적외선 흡수 글라스(11d), CCD 커버 글라스(11e) 등으로 구성된다.

도 2b는 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 카메라 본체(200)에 탑재된 본 발명의 광학 블록 하우징(100)을 도시한 상면도이다.

도 2b에서 살펴 볼 수 있는 바와 같이, 광학 블록 하우징(100)은 광학 블록부(10)로부터 광전 변환부(20)에 이르는 광경로를 형성하는 틀을 제공함과 동시에 이들을 고착·지지하며, 주축(111)을 통해 카메라 본체(200)와 수평 방향에 대해 회전 가능하도록 결합된다.

서보 구동부(30)는 광학 블록 하우징(100)을 직접적으로 회전시킴으로써 결과적으로는 광학 블록부(10)를 회전시키는 효과를 발생시키는 데, 이와 같은 효과는 블록 하우징(100)의 말단에 제 1 기어(112)의 이가 주축(111)을 중심으로 동심호를 따라 형성되어 있고, 또한, 서보 구동부(30)의 회전축(31) 상단에 제 2 기어(32)의 이가 회전축(31)을 중심으로 동심원을 따라 형성되어 있으므로 제 1 기어(112)와 제 2 기어(32)의 기구적인 결합에 의해 서보 구동부(30)의 회전력을 광학 블록 하우징(110)에 용이하게 전달할 수 있는 구조에 의해 실현된다.

이때, 카메라 본체(200)의 전면부는 광학 블록 하우징(100)이 소정의 수평 회전각( θ )의 범위에서 좌우 방향(즉, 수평 방향)으로 자유롭게 회전할 수 있도록 입체각적(steradian)인 여유 공간이 확보되도록 설계되어야 함은 주지의 사실이다.

이하, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치의 바람직한 실시예에 적용 실시할 수 있는 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법의 바람직한 실시예를 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

통상, 디지털 스틸 카메라는 전원을 온시키면, 뷰 파인더나 액정 표시부(미도시)를 통해 광학 블록부(10)를 통해 연속적으로 입사되는 2차원 전기상을 관측할 수 있는 구조를 갖고 있다.

이때, 디지털 스틸 카메라의 조작자는 촬상을 원하는 목적 피사체를 카메라의 화각 내에 포함시켜 카메라의 자동화 기능 및 조작자의 수조작 등에 의해 관측 화면 내에 적정 위치에 초점을 맞춘 후, 셔터 조작에 의해 기설정된 셔터 속도에 비례하는 노출 시간 동안 상기 광학 블록부(10)의 셔터를 개폐함에 따라 이 기간 동안 입사되는 광량을 광전 변환을 통해 축척하여 정지 화상을 촬영하게 된다. 이와 같은 과정을 통해 촬영된 정지 화상인 목적 화상은 디지털 데이터인 화상 데이터로 변환되어 버퍼 메모리(60)로부터 정상 모드의 신호 경로(61)를 경유하여 저장 매체(90)의 소정 주소(address)에 상응하는 데이터가 순차적으로 저장된다.

이때, 버퍼 메모리(60)의 출력은 정상 모드의 신호 경로(61)를 경유하면서 주신호 처리부(미도시)에 의해 정지 화상의 압축 표준(Compression Standard)인 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)에 따라 은염 필름 카메라의 필름처럼 한 장, 한 장의 정지 화상으로 압축·변환되어 저장 매체(90)내의 플래쉬 램에 저장되는 것이 일반적이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 스틸 카메라는 종래와 달리 광학 블록 하우징(100)이 좌우로 회전이 가능한 구조를 갖고 있음에 따라 이와 같은 구조를 이용하면 카메라 본체(200)를 고정시킨 상태에서 다수의 서로 다른 초점을 갖는 정지 화상을 획득할 수 있음에 따라 본 발명에 따른 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치가 파노라마 화상을 획득하기 위한 것에만 국한되지 않음은 명백하다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 디지털 스틸 카메라는 시스템의 동작 모드의 설정에 의해 광학 블록 하우징이 고정된 일반적인 디지털 스틸 카메라가 수행하는 기능을 모두 지원할 뿐만 아니라 파노라마 화상을 획득하기 위해 설정되는 파노라마 모드를 지원하며, 파노라마 모드 상에서 파노라마 화상을 합성하기 위해 촬영한 각 선택 지점에 대응하는 목적 화상을 개별적으로 획득할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도로, 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법의 바람직한 실시예를 수행하는 주체는 시스템 제어부(80)가 될 수도 있으며, 디지털 스틸 카메라를 전체적으로 제어하는 중앙 처리 장치일 수도 있으나 이하의 설명에서는 시스템 제어부(80)를 기준하여 설명하기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법의 바람직한 실시예는 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재되어 피사체에 대한 관측상을 제공하다가 셔터 조작에 의해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하는 광학 블록부(10)를 포함하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법에 있어서: 상기 관측상에서 선정된 적어도 두 개 이상의 초점 조절점에 초점을 조절하도록 상기 광학 블록부(10)를 이동·제어하여 각각의 초점 조절점에 대응하는 각각의 목적 화상을 획득하는 목적 화상 획득 단계(S100)와, 상기 각각의 초점 조절점에 근거하여 상기 각각의 목적 화상을 광기하학적으로 합성함으로써 파노라마 화상을 획득하는 파노라마 화상 획득 단계(S200)를 순차적으로 수행하도록 한다.

본 발명의 목적 화상 획득 단계(S100)를 좀 더 세분하여 상술하면, 목적 화상 획득 단계(S100)는 먼저, 카메라 시스템의 동작 모드가 파노라마 화상을 획득하기 위해 설정되는 파노라마 모드인지 여부를 판단하는 파노라마 모드 판단 단계(S110)를 수행하도록 한다.

파노라마 모드 판단 단계(S110)의 판단 결과, 시스템의 동작 모드가 파노라마 모드인 것으로 판단되면, 단계(S120)에서는 상기 관측상이 디스플레이되는 관측 화면 상에서 사용자 입력에 의해 적어도 하나 이상의 선택 지점을 입력받아 각각의 선택 지점에 대응하는 초점 조절점을 결정한다.

이렇게 결정된 선택 지점으로 선정된 수평 좌표값과 관측 화면 수직축의 중앙값을 초점 조절점의 관측 화면상의 좌표로 삼아 파노라마 영상을 획득함으로써 사용자가 초점을 조절하고 싶은 위치를 관측 화면 수직축의 중앙에 지나는 관측 화면 수평축 상에서 임의로 설정할 수 있는 설정할 수 장점이 있다.

한편, 파노라마 모드 판단 단계(S110)의 판단 결과, 시스템의 동작 모드가 파노라마 모드가 아닌 것으로 판단되면, 특히, 정상 촬영 모드로 판단되면, 정상 촬상 기능을 수행한다.(S140)

이어서, 단계(S130)에서는 상기 각각의 초점 조절점에 대응하는 서보 제어 명령을 발생하여 서보 제어부(40)에 제공함에 따라 상기 광학 블록부(10)를 순차적으로 이동·제어하여 초점을 조절한 후, 서보 제어부(40)로부터 서보 제어의 완료를 통지받을 때마다 광학 블록부(10) 및 상기 광전 변환부(20)를 통해 상기 각각의 초점 조절점에 대응하는 각각의 목적 화상을 반복적으로 획득하여 메모리(60)에 저장하도록 한다.

이상과 같은 목적 화상 획득 단계(S100)를 모두 수행한 후, 파노라마 화상 처리 단계(S200)에서는 전술한 바와 같이, 상기 파노라마 화상 처리부(70)를 통해 버퍼 메모리(60)의 출력을 광기하학적으로 합성하여 파노라마 화상을 획득하여 저장 매체(90)에 저장한다.

본 발명의 파노라마 화상 처리 단계(S200)의 구성을 세분하여 살펴보면, 도시된 바와 같이, 상기 파노라마 화상 처리 단계(S200)는 화상 중첩 단계(S210) 및 파노라마 화상 생성 단계(S220), 블록킹 제거 필터링 단계(S230)로 구성된다.

우선, 화상 중첩 단계(S210)에서는 수직 방향에 대해서는 상기 각각의 목적 화상의 수직 좌표를 일치시키고, 수평 방향에 대해서는 상기 각각의 초점 조절점이 관측 화면 수평축의 중앙값으로부터의 상대적으로 이격된 만큼 수평 좌표를 쉬프트시켜 상기 각각의 목적 화상을 중첩시킴에 따라 중첩된 파노라마 화상을 생성시킨다.

이후, 파노라마 화상 생성 단계(S220)에서는 상기 중첩된 파노라마 화상에서 적어도 두 개 이상의 목적 화상이 중첩된 영역에서 상기 각각의 초점 조절점 중 가장 인접한 초점 조절점을 갖는 목적 화상의 영역을 선택함에 따라 상기 파노라마 화상을 생성하고, 블록킹 제거 필터링 단계(S230)에서는 상기 파노라마 화상 생성부(72)의 출력을 입력받아 서로 다른 목적 화상의 경계 영역에서 발생하는 블록킹 현상을 제거하기 위해 블록킹 제거 필터링을 수행한다.

도 4~도 9는 본 발명의 파노라마 화상 처리부(70)를 통해 파노라마 화상을 합성하는 일례를 좀 더 상세하게 설명하기 위한 예시도이다.

전술한 바와 같이, 파노라마 화상 처리부(70)는 상기 버퍼 메모리(60)에 저장된 각각의 목적 화상을 입력받고 또한, 사용자 입력부(50)를 통해 입력된 각 목적 화상에 대응하는 선택 지점(즉, 초점 조절점)에 대한 좌표를 시스템 제어부(80)로부터 입력받아 광기하학적으로 적어도 두 개 이상의 목적 화상들을 합성하여 파노라마 영상을 획득하게 된다.

사용자는 도 4에 나타낸 바와 같이 카메라의 초점이 상기 관측상의 중앙인 X 지점에 맞추어진 상태에서 피사체를 관측하면서 초점 조절의 기준으로 삼고 싶은 지점을 A 지점, B 지점, C 지점과 같이 선택한다.

이에 따라, 시스템 제어부(80)는 A 지점, B 지점, C 지점의 수평 좌표를 산출한 후, 서보 제어부(40)에 제공하면, 서보 제어부(40)는 각 수평 좌표에 대응하는 서보 제어 명령을 발생하여 서보 구동부(30)에 인가한 후, 서보 구동부(30)의 회전력에 힘입어 A 지점에 대응하는 초점 조절점(A')에 초점을 조절하여 도 5와 같은 목적 화상 A를 촬영·획득하고, B 지점 및 C 지점 순으로 각각의 지점에 대응하는 초점 조절점(B') 및 초점 조절점(C')에 초점을 조절하여 각각 도 6의 목적 화상 B 및 도 7의 목적 화상 C를 촬영·획득한다.

물론, A 지점, B 지점, C 지점에 대한 선후적인 우선 순위는 의미가 없으며, 서보 구동부(30)의 동작상의 편의를 위해 관측 화면의 우측에서 좌측 순으로, 또는 관측 화면의 좌측에서 우측 순으로 순차적으로 촬영 순위를 정하는 것이 바람직하다.

이때, A 지점, B 지점, C 지점의 수평 좌표는 관측 화면 상에서의 절대 좌표일 수도 있고, X 지점과의 상대적인 좌표일 수도 있는 데, 각 선택 지점을 고유하게 식별할 수 있는 좌표이면 어떠한 형식의 좌표든지 무방하다.

통상, X 지점의 좌표는 관측 화면의 중앙임에 따라 별도로 제공할 필요가 없는 기설정값이다. A 지점, B 지점, C 지점의 수직 좌표를 서보 제어부(40)에 제공하지 않는 이유는 광학 블록 하우징(100)이 수직 방향(즉, 상하 방향)에 대해서는 회전이 불가하기 때문에 수직 좌표는 초점 조절점의 좌표 결정에 기여하는 바가 없음에 기인한다.

다시 말해서, A 지점, B 지점, C 지점에 대응하는 각 초점 조절점의 수직 좌표는 관측 화면 수직축의 중앙, 즉, 관측 화면 수직축의 지점으로 고정됨에 따라 별도로 이에 대한 좌표를 제공할 필요가 없는 것이다.

전술한 바와 같이 광학 블록 하우징(100)이 수직 방향(즉, 상하 방향)에 대해서는 회전을 허용하지 않는 이유는 파노라마 화상을 합성할 시에 야기되는 디지털 신호 처리 상의 문제를 배제하기 위함이다.

이에 대해 좀 더 상세하게 부연하면, 도 5의 목적 화상 A, 도 6의 목적 화상 B 및 도 7의 목적 화상 C를 합성하여 파노라마 화상을 획득하기 위해서는 카메라 본체(200)가 상하로 움직이지 않는 한, 수직 방향에 대해서는 도 8에 도시한 바와 같이, 각각의 목적 화상을 수직 방향에 대해 일치시키는 것으로 충분하며, 수평 방향에 대해서는 X 지점의 수평 좌표로부터의 이격된 만큼 쉬프트시켜 각각의 목적 화상을 중첩시키면 된다.

복수의 목적 화상을 수평 방향에 대해 중첩시켰을 시에 중첩된 영역 중에서 각 선택 지점에 대응하는 초점 조절점으로부터 가장 인접한 목적 화상의 영역을 선택하여 파노라마 영상을 구성한다.

따라서, 최종적인 파노라마 화상은 도 9에 도시한 바와 같이, 각 초점 조절점을 연결한 선분의 중앙점을 지나는 제 1 수직선(V1) 및 제 2 수직선(V3)을 기준으로 세 영역이 합성되어 전체 관측 화면을 구성한다. 즉, 도 9의 좌측에서 우측에 걸쳐, 목적 화상 C의 영역, 목적 화상 B의 영역, 목적 화상 A의 영역의 합성에 의해 파노라마 화상이 얻어진다.

이때, 합성되는 경계선인 제 1 수직선(V1) 및 제 2 수직선(V3)에서의 불연속성 및 부정합성(즉, 블록킹 현상)을 제거하기 위해 저주파 필터링 등과 같은 블록킹 제거 필터링을 수행할 수 있으며, 더욱 더 정교한 정합을 위해 국부적인 특성을 고려하는 적응적인 필터링을 수행할 수 있음은 주지의 사실이다. 이 외에도 수반되는 일련의 후처리 과정을 경유함으로써 시각적으로 우수한 고화질의 파노라마 영상을 획득할 수 있다.

본 발명은 각각의 선택 지점이 선택될 때 마다 각각에 대응하는 초점 조절점에 초점을 조절하여 목적 화상을 촬영할 수도 있으며, 다수의 선택 지점이 선택한 후에 이들에 대응하는 초점 조절점들에 순차적으로 초점을 조절하여 촬영할 수도 있음은 주지의 사실이다. 특히, 상기 초점 조절점을 사용자 입력에 의해 별도로 선정되지 않을 경우에는 기설정된 지점(즉, 디폴트 지점)에 의해 선정될 수도 있다.

본원에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본원의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있으므로, 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 본 발명의 청구 범위에 모두 귀속됨은 명백하다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재되어 피사체에 대한 관측상을 제공하다가 셔터 조작에 의해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하는 광학 블록부와 인가되는 서보 제어 명령에 따라 상기 광학 블록부를 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 서보 구동부를 구비한 상태에서 사용자 입력에 의해 지정되는 각각의 선택 지점에 대응하는 서보 제어 명령을 발생하여 획득한 각각의 목적 화상을 각각의 선택 지점에 근거하여 광기하학적으로 합성함으로써 파노라마 화상을 획득하도록 한 본 발명에 의한 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치 및 방법에 따르면, 선택 지점의 수평 좌표값과 관측 화면 수직축의 중앙값을 초점 조절점의 관측 화면상의 좌표로 삼아 파노라마 영상을 획득함으로써 사용자가 초점을 조절하고 싶은 위치를 관측 화면 수직축의 중앙에 지나는 관측 화면 수평축 상에서 임의로 설정할 수 있는 설정할 수 장점이 있으며, 파노라마 영상을 획득한 목적 외에도 카메라의 위치를 고정시킨 상태에서 서로 다른 초점 조절점을 갖는 다수의 정지 화상을 획득할 수 있는 이점이 있다.

Claims (16)

1. 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재되어 피사체에 대한 관측상을 제공하다가 셔터 조작에 의해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하는 광학 블록부;

   상기 광학 블록부에 고착되어 상기 광학 블록부에 의해 집광된 입사광을 광전 변환을 통해 2차원 전기상으로 결상시키는 광전 변환부;

   상기 관측상에서 사용자 입력에 의해 적어도 하나 이상의 선택 지점을 선택하기 위한 사용자 입력부;

   인가되는 서보 제어 명령에 따라 상기 광학 블록부를 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 서보 구동부;

   상기 적어도 하나 이상의 선택 지점의 대응하는 각각 초점 조절점에 초점을 맞추기 위해 상기 각각의 초점 조절점에 대응하는 상기 서보 제어 명령을 순차적으로 생성하여 상기 서보 구동부를 제어하는 서보 제어부; 및

   상기 각각의 선택 지점에 순차적으로 초점이 맞추어질 때 마다 각각 상기 광학 블록부 및 상기 광전 변환부를 통해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하여 광전 변환을 통해 2차원 전기상으로 결상시켜 획득한 각각의 목적 화상을 저장하는 버퍼 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 버퍼 메모리에 저장된 상기 각각의 목적 화상을 상기 각각의 선택 지점을 참조하여 광기하학적으로 합성함으로써 파노라마 화상을 획득하도록 하는 파노라마 화상 처리부; 및

   상기 사용자 입력부로부터 입력받은 상기 각각의 선택 지점의 좌표를 상기 서보 제어부에 제공하고 상기 서보 제어부로부터 서보 제어의 완료를 알리는 응답을 통지받을 때 마다 상기 광학 블록부 및 상기 광전 변환부를 통해 획득한 상기 목적 화상을 상기 버퍼 메모리에 저장하도록 제어한 후, 상기 파노라마 화상 처리부를 통해 획득한 상기 파노라마 화상을 저장 매체에 저장하도록 제어하는 시스템 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 광학 블록부로부터 상기 광전 변환부에 이르는 광경로를 형성하는 틀을 제공하고, 주축을 통해 카메라 본체와 수평 방향에 대해 회전 가능하도록 결합된 광학 블록 하우징;

   상기 광학 블록 하우징의 카메라 본체 측의 말단에 고착되며 상기 주축을 중심으로 동심호를 따라 기어이(gear tooth)가 형성된 제 1 기어; 및

   상기 서보 구동부의 회전축 상단에 상기 회전축을 중심으로 동심원을 따라 기어이(gear tooth)가 형성되며, 상기 제 1 기어와 기구적으로 결합되어 상기 서보 구동부의 회전력을 상기 광학 블록 하우징에 전달하는 제 2 기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 카메라 본체는,

   전면부가 상기 광학 블록 하우징이 상기 소정의 회전각의 범위에서 수평 방향으로 자유롭게 회전 가능하도록 입체각적(steradian)인 여유 공간이 확보한 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 선택 지점은,

   그래픽 사용자 인터페이스(graphic user interface)의 지원 하에 상기 관측상이 디스플레이된 상태에서 그래픽 입력 장치(graphic input device)를 통해 선택되는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 그래픽 입력 장치는,

   트랙볼(track ball), 볼 마우스(ball mouse), 조이스틱(joystick), 전자펜(electrical pen), 터치 스크린(touch screen), 그래픽 타블렛(graphic tablet) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 초점 조절점은,

   수평 좌표 및 수직 좌표가 관측 화면 수직축의 중앙값 및 선택 지점의 수평 좌표값으로 고유하게 결정되는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 파노라마 화상 처리부는,

   수직 방향에 대해서는 상기 각각의 목적 화상의 수직 좌표를 일치시키고, 수평 방향에 대해서는 상기 각각의 초점 조절점이 관측 화면 수평축의 중앙값으로부터의 상대적으로 이격된 만큼 수평 좌표를 쉬프트시켜 상기 각각의 목적 화상을 중첩시킴에 따라 중첩된 파노라마 화상을 생성시키는 화상 중첩부; 및

   상기 중첩된 파노라마 화상에서 적어도 두 개 이상의 목적 화상이 중첩된 영역에서 상기 각각의 초점 조절점 중 가장 인접한 초점 조절점을 갖는 목적 화상의 영역을 선택함에 따라 상기 파노라마 화상을 생성하는 파노라마 화상 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 파노라마 화상 처리부는,

   서로 다른 목적 화상의 경계 영역에서 발생하는 블록킹 현상을 제거하기 위해 블록킹 제거 필터링을 수행하는 블록킹 제거 필터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 장치.
10. 수평 방향에 대해 소정의 회전각 내에서 회전 가능하도록 탑재되어 피사체에 대한 관측상을 제공하다가 셔터 조작에 의해 소정 노출 시간 동안 피사체로부터 입사되는 입사광을 개폐·집광하는 광학 블록부를 포함하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법에 있어서:

    상기 관측상에서 선정된 적어도 두 개 이상의 초점 조절점에 초점을 조절하도록 상기 광학 블록부를 이동·제어하여 각각의 초점 조절점에 대응하는 각각의 목적 화상을 획득하는 목적 화상 획득 단계; 및

    상기 각각의 초점 조절점에 근거하여 상기 각각의 목적 화상을 광기하학적으로 합성함으로써 파노라마 화상을 획득하는 파노라마 화상 획득 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 목적 화상 획득 단계는,

    카메라 시스템의 동작 모드가 파노라마 화상을 획득하기 위해 설정되는 파노라마 모드인지 여부를 판단하는 파노라마 모드 판단 단계;

    상기 파노라마 모드 판단 단계의 판단 결과, 시스템의 동작 모드가 파노라마 모드인 것으로 판단되면, 상기 관측상이 디스플레이되는 관측 화면 상에서 사용자 입력에 의해 적어도 하나 이상의 선택 지점을 입력받아 각각의 선택 지점에 대응하는 초점 조절점을 결정하는 단계; 및

    상기 각각의 초점 조절점에 대응하는 서보 제어 명령을 발생하여 상기 광학 블록부를 순차적으로 제어하여 초점을 조절한 후, 상기 각각의 초점 조절점에 대응하는 각각의 목적 화상을 반복적으로 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 각각의 선택 지점은,

    그래픽 사용자 인터페이스(graphic user interface)의 지원 하에 상기 관측상이 디스플레이된 상태에서 그래픽 입력 장치(graphic input device)를 통해 선택되는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 그래픽 입력 장치는,

    트랙볼(track ball), 볼 마우스(ball mouse), 조이스틱(joystick), 전자펜(electrical pen), 터치 스크린(touch screen), 그래픽 타블렛(graphic tablet) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 초점 조절점은,

    수평 좌표 및 수직 좌표가 관측 화면 수직축의 중앙값 및 선택 지점의 수평 좌표값으로 고유하게 결정되는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 파노라마 화상 처리 단계는,

    수직 방향에 대해서는 상기 각각의 목적 화상의 수직 좌표를 일치시키고, 수평 방향에 대해서는 상기 각각의 초점 조절점이 관측 화면 수평축의 중앙값으로부터의 상대적으로 이격된 만큼 수평 좌표를 쉬프트시켜 상기 각각의 목적 화상을 중첩시킴에 따라 중첩된 파노라마 화상을 생성시키는 화상 중첩 단계; 및

    상기 중첩된 파노라마 화상에서 적어도 두 개 이상의 목적 화상이 중첩된 영역에서 상기 각각의 초점 조절점 중 가장 인접한 초점 조절점을 갖는 목적 화상의 영역을 선택함에 따라 상기 파노라마 화상을 생성하는 파노라마 화상 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 파노라마 화상 처리 단계는,

    서로 다른 목적 화상의 경계 영역에서 발생하는 블록킹 현상을 제거하기 위해 블록킹 제거 필터링을 수행하는 블록킹 제거 필터링 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스틸 카메라의 파노라마 화상 획득 방법.