KR20060003390A

KR20060003390A - 자동 노출 보정 방법 및 보정 장치

Info

Publication number: KR20060003390A
Application number: KR1020040052177A
Authority: KR
Inventors: 이형근
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2006-01-11
Also published as: US7415203B2; JP4960605B2; KR100557219B1; JP2006025411A; US20050271379A1

Abstract

촬상된 영상을 두 개의 샘플링 영역으로 분할하고 각각의 휘도 데이터의 차를 이용하여 자동 노출을 보정하는 노출 제어 휘도 데이터를 산출하는 자동 노출 보정 방법 및 장치가 개시된다. 각각의 휘도 신호 레벨의 차는 하나 이상의 소정 임계값과 비교되고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각각의 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치가 가변된다. 가변된 가중치를 반영하여 노출 제어 휘도 데이터가 산출되고 이로써 사용자의 관심 영역인 피사체 영역의 노출을 정확히 보정할 수 있다.

자동 노출, 보정

Description

자동 노출 보정 방법 및 보정 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMPENSATING FOR AUTOMATIC EXPOSURE}

도 1은 촬상된 영상의 휘도 처리 방법을 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 자동 노출을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상된 영상의 분할 영역을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 노출 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5 및 도 6은 도 5의 제1 및 제2 휘도 데이터의 비교에 따른 가중치 변경과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7 및 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 노출 보정에 사용되는 노출 제어 데이터의 산출을 위한 특성 그래프의 일례이다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 노출 보정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 촬영부 110 : 렌즈

120 : 전자 셔터 130 : 촬상부

140 : A/D 변환부 200 : 노출 제어부

230 : 노출 제어 데이터 발생부 240 : 전자 셔터 제어부

본 발명은 카메라의 노출 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 데이터의 휘도 검출을 이용하여 정확하게 전자 셔터의 노출을 보정할 수 있는 노출 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 모바일 응용 제품의 급속한 발전과 보급에 따라 카메라가 장착된 휴대 단말기의 사용이 상용화 되었고, 휴대 전화기의 표시 기능 및 내부 처리 능력 등의 향상에 따라 그 용도가 넓어지고 있다. 그러나, 휴대폰 등에 장착된 카메라는 외부 환경의 변화에 따라 적절한 대응 수단을 구비하기 어려워 화면 식별력이 현저히 낮아지는 경우가 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 여러 가지 다양한 노출 제어 방법이 존재하는데, 휴대폰이나 PDA 와 같은 모바일 프로세서가 적용되는 시스템의 경우 구성 장치들의 전력 소모량을 최소화하는 것이 중요하며, 특히 제품의 경박 단소를 위해 보다 적은 수의 하드웨어로 구현하는 것이 매우 중요하다. 본 발명은 이와 같이 모바일 응용 기기에 최적화되는 자동 노출 보정 방법을 제안한다.

도 1은 촬상된 영상의 휘도 처리 방법을 나타내는 도면이다.

카메라의 센서에서 촬상된 영상을 영상 신호 처리를 위해 디지털 영상 데이터로 변환한다(단계 S100). 상기 디지털 영상 데이터의 전체 화면의 누적된 휘도 데이터를 구하여 픽셀당 평균 휘도 데이터를 추출한다(단계 S120). 상기 추출된 평균 휘도 데이터는 자동 노출 기능의 입력으로 사용되어, 상기 평균 휘도 데이터가 목표치와 일치되도록 전자 셔터가 조절된다(단계 S140). 카메라가 빛을 받아 들일 때, 너무 밝거나 너무 어둡게 보이지 않도록 배경(background) 및 피사체(subject)의 밝기를 고려하여 일정하게 전체 밝기를 조절해 주는 기능을 자동 노출(automatic exposure, AE)이라 한다. 즉, 자동 노출 기능은 영상의 밝기를 일정하게 유지시키는 기능을 하므로, 촬상된 영상의 평균 휘도 데이터를 입력으로 받아서 촬상된 영상을 일정한 밝기로 출력하도록 센서의 전기적 셔터를 조절한다.

도 2는 종래의 자동 노출을 설명하기 위한 흐름도이다.

기존 방식엔 도 2 처럼 휘도 값을 누적시키기 위한 영역으로 제1 영역(10)과 제2 영역(20)이 존재한다. 도 2에서 제1 영역(10)은 피사체가 위치한다고 가정하는 관심 영역을 의미하고, 제2 영역(20)은 배경을 포함한 화면의 전체 영상을 고려한 영역을 의미한다. 종래의 촬상 장치는 상기의 관심 영역인 제1 영역(10)의 휘도와 전체 화면의 휘도에 일률적인 가중치를 부여하여 촬상된 영상의 전체 평균의 휘도 레벨을 구하여서 이를 이용하여 자동 노출을 제어하였다.

따라서, 태양 등의 광원을 피사체의 후면에 위치하게 하고 영상을 취득하는 경우에 배경의 밝기와 피사체의 밝기가 크게 차이가 나지만 영상 전체의 밝기의 평 균을 맞추면 결국 관심 영역인 피사체 부분이 어둡게 나오게 된다. 반대로 광원이 피사체의 전면에 위치하는 경우는 배경과 피사체의 밝기의 평균을 맞추면 피사체의 일부분이 너무 밝게 포화되게 된다.

따라서 기존의 방법에 의하면 자동 노출 실행 시에 상기와 같은 광원의 위치에 따른 피사체의 역광 또는 피사체의 포화 현상이 나타나게 되며, 특히 관심 영역인 피사체가 적당한 밝기를 유지하도록 자동 노출 입력을 조절할 수 없다는 문제점이 있다.

이와 같은 역광 또는 피사체 포화 현상을 보정하기 위해 노출을 제어하는 여러 가지 방법에 제안되고 있는데, 미국공개특허 US2002/0136551는 피사체 화면의 중앙부와 주변부를 각각 개별적으로 측광하여 이들의 휘도치를 비교하고 역광 또는 피사체 포화를 판단하여 미리 메모리에 기록된 보정 계수를 이용하는 노출 제어 보정방법을 제안한다. 그러나, 이는 미리 고정된 보정 계수를 설정하여 사용해야 하는 단점이 있다.

또한, 일본등록특허 JP2002-300468에 의하면, 촬상 영상을 복수의 영역으로 분할하고 각 영역의 휘도치에 대하여 미리 정해진 가중치를 부여하며, 소정 영역과 다른 영역의 휘도치 비율이 소정비율보다 큰 경우, 상기 가중치 부여를 보정하는 노출 제어 방법을 제안한다. 그러나, 이는 각각의 분할된 복수개 각각의 모든 영역에 대해 미리 보정 계수를 결정해야 하며, 상기 소정 영역의 휘도치 비율이 다른 영역의 휘도치 비율보다 소정비율 이상인지 여부의 비교가 역광 또는 피사체 포화 여부 판명에 대해서만 이용되고 있을 뿐 가중치 가변에 상기 두 휘도치 차이가 직 접적으로 반영되고 있지 않고 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카메라의 자동 노출 기능에 있어서, 노출 보정을 정확히 수행할 수 있는 자동 노출 보정 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 카메라의 자동 노출 기능에 있어서, 노출 보정을 정확히 수행할 수 있는 자동 노출 보정 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 자동 노출 보정 방법은 촬상된 영상을 피사체 영역과 주변 영역으로 분할하고 상기 피사체 영역과 주변 영역으로부터 각각 제1 휘도 신호 레벨 및 제2 휘도 신호 레벨을 추출하는 단계; 상기 제2 휘도 신호 레벨이 상기 제1 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이하인 경우에 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 산술 평균 값을 노출 제어 휘도 데이터로 산출하는 단계; 상기 제2 휘도 신호 레벨이 상기 제1 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이상인 경우에 상기 제1 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차에 상응하여 증가시키고 상기 제2 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차에 상응하여 감소시키어 노출 제어 휘도 데이터를 산출하는 단계; 상기 제1 휘도 신호 레벨이 상기 제2 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이하인 경우에 상기 제1 휘도 신호 레벨을 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 단계; 및 상기 제1 휘도 신호 레벨이 상기 제2 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이상인 경우에 상기 제2 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치는 0으로 하고, 상기 제1 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차에 상응하여 증가시키어 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 제2 휘도 신호 레벨이 상기 제1 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 제2 임계 값 이상인 경우에, 상기 제1 휘도 신호 레벨을 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 휘도 신호 레벨이 제2 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 제2 임계 값 이상인 경우에 상기 제1 휘도 신호 레벨의 2배 값을 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 자동 노출 보정 장치는 계패 동작을 수행하여 입사되는 빛의 광량을 조절하는 전자 셔터와 상기 전자 셔터를 통해 입사되는 피사체 빛을 촬상하여 해당하는 영상 신호를 출력하는 촬상부를 포함하는 촬영부; 상기 촬영부로부터 출력된 영상 신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및 상기 디지털 영상 데이터를 두 개의 샘플링 영역으로 분할하여 상기 샘플링 영역에 대하여 각각의 휘도 신호 레벨을 추출하고, 상기 의 자동 노출 보정 방법에 따라 상기 각각의 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 가변시키어 노출 제어 휘도 데이터를 산출하며, 상기 노출 제어 휘도 데이터에 근거하여 상기 전자 셔터의 노출을 제어하는 노출 제어부를 포함한다.

상기 노출 제어부는 상기 디지털 영상 데이터의 전체 영역으로부터 제1 영역의 휘도 신호 레벨을 추출하는 제1 휘도 신호 레벨 추출부; 상기 디지털 영상 데이터의 전체 영역으로부터 제2 영역의 휘도 신호 레벨을 추출하는 제2 휘도 신호 레벨 추출부; 상기 추출된 휘도 신호 레벨을 비교하고 상기 비교 결과에 근거하여 노출 제어 휘도 데이터를 발생시키는 노출 제어 휘도 데이터 발생부; 및 상기 노출 제어 휘도 데이터에 근거하여 상기 촬영부의 전자 셔터를 제어하는 전자 셔터 제어부를 포함한다.

이러한 자동 노출 보정 방법 및 장치에 의하면, 노출 보정시 배경과 피사체의 휘도 레벨 차에 따른 노출 보정의 오차를 줄일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상된 영상의 분할 영역을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 노출 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 영상의 휘도 데이터 추출에 사용되는 영역에는 제1 영역(30)과 제2 영역(40)이 존재한다. 제1 영역(30)은 피사체가 위치한다고 가정하는 관심 영역을 의미하고, 제2 영역(40)은 제1 영역을 제외한 나머지 배경을 포함한 영역을 의미한다. 일반적으로 카메라 사용자는 촬영 하고자 하는 피사체를 화면의 중앙부에 일치시켜 촬영을 행하고 있으므로, 이러한 피사체 영역은 화면의 중앙 블록으로부터 추출될 수 있다.

당업자라면, 촬상 영상의 휘도 데이터 추출을 위해 두 개의 영역뿐만 아니라, 셋 이상의 영역으로 촬상 영상을 분할 할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 4를 참조하면, 상기의 제1 영역(30) 및 제2 영역(40)에서 각각의 제1 휘도 데이터 및 제2 휘도 데이터를 추출한다(단계 S500). 상기 추출된 제1 및 제2 휘도 데이터를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라서 상기 제1 및 제 2 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값을 변경한다(단계 S510). 상기 변경된 가중치값은 상기 각각의 제1 및 제2 휘도 데이터에 인가되고, 노출 제어 휘도 데이터가 산출된다(단계 S520). 구체적으로, 상기 제1 휘도 데이터 값이 상기 제2 휘도 데이터 값보다 큰 경우에는 피사체의 휘도 레벨이 배경 화면보다 밝은 경우이므로, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 값의 차가 클수록 보다 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치를 증가시켜 상대적으로 큰 값을 가지는 상기 제1 휘도 데이터의 값이 자동 노출 기능의 입력에 반영되도록 제어한다. 반대로, 상기 제2 휘도 데이터 값이 상기 제1 휘도 데이터 값보다 큰 경우에는 피사체의 휘도 레벨이 배경 화면보다 어두운 경우이므로, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 값의 차가 클수록 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치를 증가시켜 상대적으로 작은 휘도 값을 가지는 상기 제1 휘도 데이터 값이 자동 노출 기능의 입력에 반영되도록 제어한다. 상기 제1 휘도 데이터 값이 보다 많이 반영되도록 제어하는 이유는 상기 제1 휘도 데이터가 피사체가 위치한다고 가정한 관심 영역에서 추출된 휘도 데이터이기 때문이다.

즉, 피사체의 휘도 신호 레벨이 배경의 휘도 신호 레벨보다 큰 경우에는 피사체의 밝은 휘도 신호를 자동 노출의 입력으로 하여 노출을 감소하도록 하고, 피사체의 휘도 신호 레벨이 배경의 휘도 신호 레벨보다 작은 경우에는 피사체의 어두운 휘도 신호를 자동 노출의 입력으로 하여 노출을 증가시키도록 한다.

상기 산출된 노출 제어 휘도 데이터에 근거하여 노출이 보정되고 보정된 노출에 따라 카메라의 전자 셔터가 제어된다(단계 S530). 구체적으로, 상기 산출된 노출 제어 휘도 데이터는 자동 노출 기능의 입력으로 활용되어 기설정된 목표치와 비교되고, 목표치보다 작으면 노출이 증가되고, 목표치보다 크면 노출이 감소된다.

이러한 본 발명에 따른 자동 노출 보정 방법에 의하면, 노출 보정시 배경과 피사체의 휘도 레벨 차에 따른 노출 보정의 오차를 줄일 수 있다.

도 5 및 도 6은 도 4의 제1 및 제2 휘도 데이터의 비교에 따른 가중치 변경과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터가 서로 비교되고(단계 S600), 제1 휘도 데이터가 제2 휘도 데이터보다 큰지 판단된다(단계 S610). 제1 휘도 데이터가 제2 휘도 데이터보다 크다면 제2 휘도 데이터의 가중치는 0으로 변경된다. 그리고 제1 및 제2 휘도 데이터의 차를 구한 후 이를 제1 임계값과 비교한다(단계 S630). 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 제1 임계값보다 작다면 제1 휘도 데이터의 가중치는 1로 변경된다(단계 S640). 즉, 상기 제1 휘도 데이터가 노출 제어 휘도 데이터로 제공된다(단계 S680). 만약, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 제1 임계값보다 크다면 다시 제2 임계값과 비교된다(단계 S650). 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 제2 임계값보다 작다면 제1 및 제2 휘도 데이터의 차에 상응하여 제1 휘도 데이터의 가중치가 증가된다(단계 S660). 즉, 상기 제1 휘도 데이터와 제2 휘도 데이터의 차가 클수록 상기 제1 휘도 데이터의 가중치를 증가시킨다. 상기 가중치는, 예를 들어, 1보다 크고 2보다 작은 값을 가질 수 있다. 한편, 만약 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 제2 임계값보다 크다면 상기 제1 휘도 데이터의 가중치를 2로 변경한다(단계 S670). 상기 제1 및 제2 휘도 데이터에 상기 변경된 가중치를 인가하여 노출 제어 휘도 데이터를 산출한다(단계 S680). 구체적으로, 상기 제1 휘도 데이터에 가중치를 인가한 값을 상기 노출 제어 휘도 데이터로 산출한다.

한편, 상기 단계 S610에서 제1 휘도 데이터 값이 제2 휘도 데이터 값보다 작은 경우, 제1 및 제2 휘도 데이터 차가 제3 임계값과 비교된다(단계 S700). 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 차가 제3 임계값보다 작으면, 제1 및 제2 휘도 데이터의 산술 평균 값이 노출 제어 휘도 데이터로 산출된다(단계 S710). 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 차가 제3 임계값보다 크면 제4 임계값과 비교된다(단계 S720). 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 차가 상기 제4 임계값보다 작으면 제1 및 제2 휘도 데이터 차에 상응하여 제1 휘도 데이터의 가중치는 증가되고, 제2 휘도 데이터의 가중치는 경감된다(단계 S730). 상기 가중치는, 예를 들어, 0보다 크고 1보다 작은 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치는 0.5와 1사이의 범위내에서 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차에 상응하여 비례하는 값을 가질 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치는 0과 0.5사이의 범위 내에서 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차에 상응하여 반비례하는 값을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 제4 임계값 이상이면, 제1 휘도 데이터의 가중치는 1로, 제2 휘도 데이터의 가중치는 0으로 변경된다(단계 S740). 즉, 상기 제1 휘도 데이터가 노출 제어 휘도 데이터로 제공된다. 상기 제1 및 제2 휘도 데이터에 상기 변경된 가중치를 인가하여 노출 제어 휘도 데이터를 산출한다(단계 S750). 구체적으로, 제1 및 제2 휘도 데이터 각각에 상기 변경된 가중치를 인가한 값의 합을 상기 노출 제어 휘도 데이터로 산출한다.

이로써, 상기 제1 휘도 데이터 값이 상기 제2 휘도 데이터 값보다 큰 경우에는, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 값의 차가 클수록 보다 큰 휘도 값을 가지는 상기 제1 휘도 데이터의 값을 반영하고, 상기 제2 휘도 데이터 값이 상기 제1 휘도 데이터 값보다 큰 경우에는, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 값의 차가 클수록 보다 작은 휘도 값을 가지는 상기 제1 휘도 데이터 값을 반영하여 피사체 포화 현상 및 역광 현상을 보정할 수 있게 된다.

당업자라면, 상기 변경된 가중치 값이 카메라 제품마다 조립 조건 및 부품 편차 등의 요인으로 임의의 다른 적절한 값을 가질 수 있으며, 실험적으로 가장 최적화된 값이 선택될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 노출 보정에 사용되는 노출 제어 데이터의 산출을 위한 특성 그래프의 일례이다.

횡축인 Db는 제2 휘도 데이터 값에서 제1 휘도 데이터 값을 뺀 값을 의미하고, 종축인 Nb는 제1 및 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치를 산출하기 위한 표준 치를 의미한다. 구체적으로, 제1 및 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치는 제2 휘도 데이터 값이 제1 휘도 데이터 값보다 큰 경우 각각

,

이고, 제1 휘도 데이터 값이 제2 휘도 데이터 값보다 큰 경우에는 각각 Nb, 0이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, Db가 양수일 때 즉, 제2 휘도 데이터 값이 제1 휘도 데이터 값보다 큰 경우에는 피사체 영역이 배경보다 어두운 경우로서, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 T1 보다 크지 않은 때에는 제1 및 제2 휘도 데이터의 산술 평균 값을 노출 제어 휘도 데이터로 제공한다. 한편, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 차가 T1 보다 크고 T2 보다 작은 경우에는 Nb는 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 차에 상응하여 증가된다. 즉, 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값은 증가되고, 상기 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값은 감소되어 상기 노출 제어 휘도 데이터가 산출된다. 즉, 상기 Nb 값의 증감이 상기 제1 및 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치의 증감으로 반영된다. 구체적으로, 상기 Nb 값이 1에 가까울수록 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치도 그에 비례하여 1에 근사해지고, 상기 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치는 반대로 0에 근사해진다. 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 T2 이상인 경우에는 상기 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값은 0으로, 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값은 1이 된다. 즉, 상기 제1 휘도 데이터가 노출 제어 휘도 데이터로 제공된다.

상기 Nb 값의 결정과, 상기 Nb 값의 가중치에의 반영은 카메라의 제조 환경 및 부품 조건 등에 따라 그 형태를 달리 할 수 있다. 또한, 도 7 에서는 T1~T2 범 위에서 Nb와 Db의 관계가 선형적으로 도시되어 있지만 도 8에서 도시된 바와 같이, Nb와 Db의 관계는 감마 특성 곡선의 형태를 가지고 감마 보정에 이용될 수도 있다.

Db가 음수일 때 즉, 제1 휘도 데이터 값이 제2 휘도 데이터 값보다 큰 경우에는 피사체 영역이 배경보다 밝은 경우로서, 상기 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값은 0이 된다. 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 T3 보다 크지 않은 때에는 Nb 값은 1이며, 따라서 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값은 1이 된다. 즉, 제1 휘도 데이터 값을 노출 제어 휘도 데이터로 제공한다. 한편, 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 차가 T3 보다 크고 T4 보다 작은 경우에는 상기 제1 및 제2 휘도 데이터 차에 상응하여 Nb 값은 증가한다. 즉, 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값이 증가되어 상기 노출 제어 휘도 데이터를 산출한다. 상기 제1 및 제2 휘도 데이터의 차가 T4 이상인 경우에는 Nb 값은 2가 되며, 따라서 상기 제1 휘도 데이터에 인가되는 가중치 값은 2가 된다. 즉, 상기 제1 휘도 데이터의 두 배로 체배되어 노출 제어 휘도 데이터로 제공된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 휘도 데이터의 차에 따라 제1 및 제2 휘도 데이터에 인가되는 가중치를 가변시킴으로써, 피사체 영역이 배경 화면보다 어두운 때에는 피사체 영역의 낮은 휘도 데이터를 노출 제어 휘도 데이터 산출에 반영하고, 피사체 영역이 배경 화면보다 밝은 때에는 피사체 영역의 높은 휘도 데이터를 노출 제어 휘도 데이터 산출에 반영하여 노출 보정을 보다 정확히 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 노출 보정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 노출 보정 장치는 촬영부(100), 아날로그 디지털 변환부(140), 디지털 제어부(150), 표시부(160) 및 노출 제어부(200)을 포함한다.

상기 촬영부(100)는 영상이 입사되는 렌즈(110), 상기 입사된 영상의 광량을 제어하는 전자 셔터(120) 및 상기 영상을 촬상하는 촬상부(130)을 포함하여, 촬영된 영상을 아날로그 디지털 변환부(140)에 출력한다.

상기 아날로그 디지털 변환부(140)는 상기 촬영부로부터 출력된 영상 신호를 디지털 영상 데이터로 변환한다.

상기 디지털 제어부(150)는 아날로그 디지털 변환부(140)로부터 제공되는 디지털 영상 데이터를 표시부(160)에 출력하고, 상기 표시부(160)는 디지털 제어부(150)로부터 제공되는 디지털 영상 데이터를 디스플레이한다.

상기 노출 제어부(200)는 제1 휘도 신호 레벨 추출부(210), 제2 휘도 신호 레벨 추출부(220), 노출 제어 휘도 데이터 발생부(230) 및 전자 셔터 제어부(240)를 포함한다.

상기 제1 휘도 신호 레벨 추출부(210) 및 제2 휘도 신호 레벨 추출부(220)는 상기 디지털 영상 데이터의 전체 영역으로부터 제1 영역 및 제2 영역의 휘도 신호 레벨을 추출하고, 상기 노출 제어 휘도 데이터 발생부(230)는 상기 추출된 휘도 신호 레벨을 서로 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 노출 제어 휘도 데이터를 발생시킨다. 상기 전자 셔터 제어부(240)는 상기 노출 제어 휘도 데이터에 근거하여 상기 촬영부(100)의 전자 셔터(120)를 제어한다.

구체적으로, 상기 노출 제어부(200)은 상기 디지털 영상 데이터를 2 이상의 샘플링 영역으로 분할하여 상기 샘플링 영역에 대하여 각각의 휘도 신호 레벨을 추출하고, 상기 각각의 휘도 신호 레벨의 차를 이용하여 상기 각각의 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 가변시키어 노출 제어 휘도 데이터를 산출하고 이를 자동 노출 기능의 입력으로 한다.

상기 전자 셔터 제어부(240)는 상기 노출 제어 휘도 데이터에 근거하여, 상기 노출 제어 휘도 데이터가 목표치보다 큰 경우에는 전자 셔터(120)의 노출을 감소하고, 목표치보다 작은 경우에는 전자 셔터(120)의 노출을 증가하도록 제어한다.

상기 노출 제어 휘도 데이터는 상기 가변된 가중치에 의해 피사체 영역의 휘도 신호 레벨이 자동 노출의 입력에 반영되도록 제어된다. 즉, 피사체의 휘도 신호 레벨이 배경의 휘도 신호 레벨보다 큰 경우에는 피사체의 밝은 휘도 신호를 자동 노출의 입력으로 하여 노출을 감소하도록 하고, 피사체의 휘도 신호 레벨이 배경의 휘도 신호 레벨보다 작은 경우에는 피사체의 어두운 휘도 신호를 자동 노출의 입력으로 하여 노출을 증가시키도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 피사체와 배경의 배치를 고려하여 영역을 분할하고, 분할된 영역 간의 평균 휘도 데이터 차를 이용하여 자동 노출 제어를 위한 전체 영상의 평균 휘도 데이터를 산출하여, 노출 보정시 배경과 피 사체의 휘도 레벨 차에 따른 노출 보정의 오차를 줄일 수 있다. 따라서 피사체 포화 현상이나 역광 현상을 보정하고, 관심 영역인 피사체가 적당한 밝기를 유지하도록 할 수 있게 된다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

촬상된 영상을 피사체 영역과 주변 영역으로 분할하고 상기 피사체 영역과 주변 영역으로부터 각각 제1 휘도 신호 레벨 및 제2 휘도 신호 레벨을 추출하는 단계;

상기 제2 휘도 신호 레벨이 상기 제1 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이하인 경우에 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 산술 평균 값을 노출 제어 휘도 데이터로 산출하는 단계;

상기 제2 휘도 신호 레벨이 상기 제1 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이상인 경우에 상기 제1 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차에 상응하여 증가시키고 상기 제2 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차에 상응하여 감소시키어 노출 제어 휘도 데이터를 산출하는 단계;

상기 제1 휘도 신호 레벨이 상기 제2 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이하인 경우에 상기 제1 휘도 신호 레벨을 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 단계; 및

상기 제1 휘도 신호 레벨이 상기 제2 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이상인 경우에 상기 제2 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치는 0으로 하고, 상기 제1 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차에 상응하여 증가시키어 노출 제어 휘도 데이터 로 제공하는 단계를 포함하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 휘도 신호 레벨이 상기 제1 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이상인 경우에 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치 값은 0 이상 1 이하의 범위 내에서 증감되는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 휘도 신호 레벨이 상기 제2 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 소정 임계값 이상인 경우에 상기 제1 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치 값은 1 이상 2 이하의 범위 내에서 증감되는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 노출 제어 휘도 데이터의 산출은 상기 제1 및 제2 휘도 데이터에 가중치를 인가한 값의 합을 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 휘도 신호 레벨이 상기 제1 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 제2 임계 값 이상인 경우에, 상기 제1 휘도 신호 레벨을 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 휘도 신호 레벨이 제2 휘도 신호 레벨보다 크고, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차가 제2 임계 값 이상인 경우에 상기 제1 휘도 신호 레벨의 2배 값을 노출 제어 휘도 데이터로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨에 인가되는 상기 가중치의 증감은 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨의 차에 선형적으로 비례하여 증감하는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 휘도 신호 레벨에 인가되는 상기 가중치의 증감은 촬상된 영상의 콘트라스트 값에 대응하는 감마 특성 곡선에 상응하여 증감되는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 자동 노출 보정 방법은 상기 산출된 노출 제어 휘도 데이터가 미리 정해진 목표치에 일치하도록 카메라의 노출 수단을 제어하는 것 자동 노출 보정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 노출 보정 방법.
개폐 동작을 수행하여 입사되는 빛의 광량을 조절하는 전자 셔터와 상기 전자 셔터를 통해 입사되는 영상 신호를 출력하는 촬상부를 포함하는 촬영부;

상기 촬영부로부터 출력된 영상 신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및

상기 디지털 영상 데이터를 두 개의 샘플링 영역으로 분할하여 상기 샘플링 영역에 대하여 각각의 휘도 신호 레벨을 추출하고, 제1항의 상기 자동 노출 보정 방법에 따라 상기 각각의 휘도 신호 레벨에 인가되는 가중치를 가변시키어 노출 제어 휘도 데이터를 산출하며, 상기 노출 제어 휘도 데이터에 근거하여 상기 전자 셔터의 노출을 제어하는 노출 제어부를 포함하는 카메라의 자동 노출 보정 장치.
제10항에 있어서, 상기 노출 제어부는

상기 디지털 영상 데이터의 전체 영역으로부터 제1 영역의 휘도 신호 레벨을 추출하는 제1 휘도 신호 레벨 추출부;

상기 디지털 영상 데이터의 전체 영역으로부터 제2 영역의 휘도 신호 레벨을 추출하는 제2 휘도 신호 레벨 추출부;

상기 추출된 제1 및 제2 휘도 신호 레벨을 비교하고 상기 비교 결과에 근거하여 노출 제어 휘도 데이터를 발생시키는 노출 제어 휘도 데이터 발생부; 및

상기 노출 제어 휘도 데이터에 근거하여 상기 촬영부의 전자 셔터를 제어하는 전자 셔터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라의 자동 노출 보정 장치.