KR20050117173A - 적응적 화질 보상기법 - Google Patents

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KR20050117173A
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Abstract

본 발명은 어두운 곳에 CCD Camera의 노출량이 작을경우 AGC에 의해서 생기는 Image의 Noise를 적응적으로 보정하여 노출시간에 따라 Gaussian Filter의 Standard Deviation을 조절함으로써 Blurring현상은 최소한으로 줄이고 노이즈를 효과적으로 줄일수 있도록 하는데 있다. 일반적으로 CCD의 고화소 카메라의 경우 CMOS 카메라 보다 노출시간이 긴 것이 보통이며, 그로 인하여 Frame Rate이 느려지게 된다. 알맞은 노출시간의 결정은 보통 카메라 Module에 부착된 DSP(Digital Signal Processor)에 의한 Feedback Control에 의해서 이루어진다. 자동으로 밝은 곳에서는 노출시간을 줄이고 어두운 곳에서는 노출시간을 늘리게 된다. 이러한 DSP의 기능을 AEC(Auto Exposure Control)이라고 하는데,DSP의 AEC기능을 이용할 경우, 어두운 곳에서는 노출시간이 길어져 전체적으로 Frame Rate이 느려지게 된다. 이는 카메라의 미리보기 기능에서 동화상 촬영시 Frame Rate을 저하시켜. 미리보기 기능을 어색하게 만든다. 이 경우 대부분 Frame Rate을 일정 이하로 저하되지 않도록 고정시킨다. 노출시간이 부족한 상태에서 Frame Rate을 고정시키면 전체 화면이 어둡게 되며 이를 보정하기 위해서 Color Gain을 DSP에 의하여 자동으로 적절히 보정한다 이를 AGC(Auto Gain Control)이라고 한다. 노출량이 부족한 Image에서 AGC를 이용하여 Color Gain을 조정하였을 경우 화면은 전제적으로 밝아지나 화질은 반감된다. 이경우 본 발명을 적용하게 되면 CCD Camera의 노출량이 작을경우 AGC에 의해서 생기는 Image의 Noise를 적응적으로 보정하여 화질을 향상시킬 수 있다.

Description

적응적 화질 보상기법{Adaptive Image Compenstaion Method}
일반적으로 CCD의 고화소 카메라의 경우 CMOS 카메라 보다 노출시간이 긴 것이 보통이며, 그로 인하여 Frame Rate이 느려지게 된다. 알맞은 노출시간의 결정은 보통 카메라 Module에 부착된 DSP(Digital Signal Processor)에 의한 Feedback Control에 의해서 이루어진다. 자동으로 밝은 곳에서는 노출시간을 줄이고 어두운 곳에서는 노출시간을 늘리게 된다. 이러한 DSP의 기능을 AEC(Auto Exposure Control)이라고 하는데,DSP의 AEC기능을 이용할 경우, 어두운 곳에서는 노출시간이 길어져 전체적으로 Frame Rate이 느려지게 된다. 이는 카메라의 미리보기 기능에서 동화상 촬영시 Frame Rate을 저하시켜. 미리보기 기능을 어색하게 만든다. 이 경우 대부분 Frame Rate을 일정 이하로 저하되지 않도록 고정시킨다. 노출시간이 부족한 상태에서 Frame Rate을 고정시키면 전체 화면이 어둡게 되며 이를 보정하기 위해서 Color Gain을 DSP에 의하여 자동으로 적절히 보정한다 이를 AGC(Auto Gain Control)이라고 한다. 노출량이 부족한 Image에서 AGC를 이용하여 Color Gain을 조정하였을 경우 화면은 전제적으로 밝아지나 화질은 반감된다. Mobile Phone이나 PDA등은 고급화 동향에 따라 Multimedia기능들이 추가가 되는 추세이다. 미디어 플레이어 기능을 추가 하거나 카메라 등을 내장하는 경우 등이다. 초기의 내장형 카메라는 30만 화소 미만의 CMOS형 카메라가 주로 적용되었으나 점차 백만화소 이상의 CCD카메라를 적용하는 등 고급화 추세에 있다.
Mobile Device에서 내장형 카메라를 이용한 사진찍기는 아래의 두가지 기능으로 이루어진다. 미리보기 기능으로 사진촬영 전에 미리 카메라에 촬영된 모습을 보여주는 기능이며, 카메라를 저해상도로 세팅하는 대신에 Frame rate를 높여서 동화상으로 미리보기 화면을 보여주고, 또하나는 사진찍기 기능으로 미리보기 상태에서 사진찍기 버튼을 눌렀을때 정지영상을 촬영하여 저장하고, 카메라를 고해상도의 낮은 Framer rate으로 설정한다. CMOS의 저화소 카메라의 경우 노출량에 따른 화질차를 인지하기 힘드나 CCD의 고화소 카메라의 경우 노출량에 따라 현저히 화질의 차를 인지할 수 있다. 따라서 고해상도 CCD카메라를 Mobile Device노출량에 따른 화질보상이 필요하며, 본 발명은 어두운 곳에 CCD Camera의 노출량이 작을경우 AGC에 의해서 생기는 Image의 Noise를 적응적으로 보정하는데 있다.
CMOS의 저화소 카메라의 경우 노출량에 따른 화질차를 인지하기 힘드나 CCD의 고화소 카메라의 경우 노출량에 따라 현저히 화질의 차를 인지할 수 있다. 따라서 고해상도 CCD카메라를 Mobile Device노출량에 따른 화질보상이 필요하며, 본 발명은 어두운 곳에 CCD Camera의 노출량이 작을경우 AGC에 의해서 생기는 Image의 Noise를 적응적으로 보정하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CCD Camera의 노출량에 따른 Image Noise를 적응적으로 보정하는 방법은 카메라열기 버튼을 눌렀을때 카메라를 프리뷰 모드로 세팅하는 단계와, 상기 프리뷰모드에서 저해상도로 카메라 Signal이 화면에 표시되고, 사진찍기 버튼을 눌렀을때 그순간의 Exposure Time T를 Camera DSP로 부터 읽은후 저장하고 카메라 세팅을 켑쳐모드로 세팅하는 단계와, 어두운 영상이 카메라로 입력되었을때 AEC에 의하여 Frame Rate이 10fps보다 느려졌을때에는 AEC기능을 Suspend시키고 Exposure Time을 조정하여 Frame Rate을 10fps로 유지하는 단계와, 저장된 Exposure Time T에 Constant Value K를 곱하여 Gaussian Filter의 Stand Devitation S로 정하고, 상기 정해진 Stand Devitation S값으로 Gaussian Filter를 이용하여 Image의 Noise를 제거하고, 노이즈가 제거된 영상을 저장하는 단계로 구성된다. 이하 도면을 참조하여 본발명을 설명하기로 한다. 도2에서와 같이 AEC에 의해 조절된 노출시간을 읽은후 노출시간에 따른 예상 Noise량에 따라 가우시안 블러링 기법을 적응적으로 사용하였으며, Display Controller에는 원영상에서 AGC가 적용된 결과가 저장되며, 이를 Main Memory로 전송할 때 Gaussian Filter에 의한 노이즈를 제거하게 된다. 노출시간에 따라 Gaussian Filter의 Standard Devitation을 조절함으로써 Blurring현상은 최소한으로 줄일수 있다. 제안된 방법에서 사용된 가우시간 필터는 표1과 같다.
표1
도2의 구조에 따른 동작설명을 도3을 참조하여 설명하면, 우선 카메라 열기 버튼을 눌렀을때 카메라를 프리뷰 모드로 세팅한다. 이때 AEC와 AGC기능이 동작하도록 세팅한다. 프리뷰 모드에서 저해상도로 카메라 Signal이 화면에 표시된다. 사진찍기 버튼을 눌렀을때 그순간의 Exposure Time T를 Camera DSP로 부터 읽은후 저장하고 카메라 세팅을 켑쳐모드로 세팅한다. 어두운 영상이 카메라로 입력되어 AEC에 의하여 Frame Rate이 10 fps보다 느려졌을때에는 AEC기능을 Suspend시키고 Exposure Time을 조정하여 Frame rate을 10fps로 유지한다. Camera DSP의 AGC기능에 의해 명도가 조절된 Image가 Frame Buffer에 들어온다. 저장된 Exposure Time T에 Contant Value K를 곱하여
어두운 곳에서 카메라 촬영시 나타나는 Noise를 효과적으로제거하고, Camera의Exposure Time을 조정하여 적정 Frame Rate을 유지하기 때문에 어두운곳에서의 동영상 녹화시에 유리하다. 또한, 적응적인 노이즈 제거법을 사용하여 불필요한 연산을 줄이고, 노이즈 제거시 나타나는 블러링 현상을 최소화 할 수 있다.
제1도는 종래의 어두운 영상 촬영 방법에 대한 구성을 도시한 것이고,
제2도는 본 발명의 적응적 화질 보상이 가능한 구성을 도시한 것이고,
제3도는 제2도의 구성에 따른 동작방법을 도시한 것이다.

Claims (2)

  1. 카메라열기 버튼을 눌렀을때 카메라를 프리뷰 모드로 세팅하는 단계와,
    상기 프리뷰모드에서 저해상도로 카메라 Signal이 화면에 표시되고, 사진찍기 버튼을 눌렀을때 그순간의 Exposure Time T를 Camera DSP로 부터 읽은후 저장하고 카메라 세팅을 켑쳐모드로 세팅하는 단계와,
    어두운 영상이 카메라로 입력되었을때 AEC에 의하여 Frame Rate이 소정fps 보다 느려졌을때에는 AEC기능을 Suspend시키고 Exposure Time을 조정하여 Frame Rate을 소정fps로 유지하는 단계와,
    저장된 Exposure Time T에 Constant Value K를 곱하여 Gaussian Filter의 Stand Devitation S로 정하고, 상기 정해진 Stand Devitation S값으로 Gaussian Filter를 이용하여 Image의 Noise를 제거하고, 노이즈가 제거된 영상을 저장하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 적응적 화질 보상방법.
  2. 제1항에 있어서, 소정 Frame Rate은 10fps인것을 특징으로 하는 적응적 화질 보상방법.
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