KR20060067723A - 디지털 영상 촬영장치 - Google Patents

디지털 영상 촬영장치 Download PDF

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KR20060067723A
KR20060067723A KR1020040106617A KR20040106617A KR20060067723A KR 20060067723 A KR20060067723 A KR 20060067723A KR 1020040106617 A KR1020040106617 A KR 1020040106617A KR 20040106617 A KR20040106617 A KR 20040106617A KR 20060067723 A KR20060067723 A KR 20060067723A
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Abstract

본 발명은 외부 환경에 민감하게 반응하는 프리뷰 화면의 화질을 개선하기 위하여 히스토그램 스트레칭 방식을 사용하는 디지털 영상 촬영장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 디지털 영상 촬영장치는 실시간 입력되는 프리뷰 영상의 히스토그램을 계산하는 히스토그램산출부; 상기 히스토그램 상에서 소정의 제1비율로 상위 범위를 선택하여 최저 한계 수치를 원영상의 최대값으로 설정하고, 소정의 제2비율로 하위 범위를 선택하여 최상 한계 수치를 원영상의 최소값으로 설정하는 히스토그램수치설정부; 상기 원영상의 최소값보다 작은 수치로 처리 영상의 최소값을 설정하고, 상기 원영상의 최대값보다 큰 수치로 처리 영상의 최대값을 설정하는 파라미터설정부; 및 상기 설정된 최소값 및 최대값을 기준으로 하여 상기 영상의 히스토그램을 확장시키는 히스토그램스트레칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연속적으로 디스플레이되는 일련의 프리뷰 영상들이 불안정하게 인지되는 것을 방지할 수 있고, 필요이상으로 과도하게 향상되지 않으며 원영상에 충실하게 영상처리됨으로써 편안하게 프리뷰 화면을 감시하고 최적의 촬영 화면을 선택할 수 있는 효과가 있다.

Description

디지털 영상 촬영장치{Digital image shooting device}
도 1은 종래의 히스토그램 스트레칭 처리를 이용하여 영상의 화질을 개선시키는 방식을 도시한 제1 예시 도면.
도 2는 종래의 히스토그램 스트레칭 처리를 이용하여 영상의 화질을 개선시키는 방식을 도시한 제2 예시 도면.
도 3은 종래의 히스토그램 스트레칭 처리를 이용하여 영상의 화질을 개선시키는 방식을 도시한 제3 예시 도면.
도 4는 본 발명에 의한 디지털 영상 촬영장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 의한 디지털 영상 촬영장치에 의하여 히스토그램 스트레칭 처리를 수행하는 방법을 도시한 흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100: 디지털 영상 촬영장치 110: 영상취득부
120: 히스토그램산출부 130: 히스토그램수치설정부
140: 파라미터설정부 142: 제1파라미터설정부
144: 제2파라미터설정부 146: 제3파라미터설정부
150: 히스토그램스트레칭부 160: 색채보정부
170: 포맷변환부 180: 프리뷰재생부
190: 영상표시수단
본 발명은 디지털 영상 촬영장치에 관한 것이다.
현재, 카메라가 장착된 이동통신단말기(가령, PDA(Personal Digital Assistant), 카메라폰, 스마트폰 등)나 디지털 캠코더, 디지털 카메라 등의 디지털 영상 촬영장치는 그 사용이 점차 확대되고 있는 추세이다.
이러한 디지털 영상 촬영장치는 일반적으로 프리뷰 기능을 제공하는데, 프리뷰 기능이란 사용자가 셔터를 눌러 소정의 화면을 선택할 수 있도록, 렌즈에 비춰진 상을 실시간으로 일련의 연속된 이미지처럼 디스플레이시키는 기능이다.
아날로그 카메라의 경우 뷰파인더가 렌즈에 비춰지는 영상을 사람의 눈으로 바로 전달해주는 것과 달리 디지털 영상 촬영장치는 프리뷰 영상을 제공하기 위하여 입력된 영상을 디지털 영상 데이터로 구성하고 영상처리시키는 과정을 반복적으로 수행하게 된다. 보통, 프리뷰 영상은 초당 수 프레임 ~ 수십 프레임으로 제공된다.
따라서, 디지털 영상 촬영장치는 프리뷰 화면을 제공함에 있어 아날로그 카메라의 뷰파인더와는 원천적으로 다른 구조를 가지며, 이러한 구조적 특성상 여러 문제점들이 상존하게 된다.
예를 들면, 디지털 영상 촬영장치가 이동되거나 피사체가 이동되어 일련의 프리뷰 영상들의 계조 차이가 큰 영역에서 좁은 영역으로(혹은 영상의 계조 차이가 좁은 영역에서 큰 영역으로) 순간적으로 변하게 되면 디스플레이되는 프리뷰 화면이 자연스럽지 못하게 되는 현상이 발생된다. 마찬가지로, 밝기가 순간적으로 크게 변하게 되는 경우에도 프리뷰 영상의 각 프레임간의 화면 연결에 이상이 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 일반적으로 영상처리를 통한 화질개선장치가 이용되는데, 히스토그램 스트레칭 처리를 통하여 각 프리뷰 영상들의 화질을 개선시키는 방식, 히스토그램 평활화 방식이나 히스토그램의 국부적 평활화 방식 등 히스토그램상의 처리를 이용하여 입력에 해당하는 출력 계조 수치를 변경시키는 다양한 방식들이 소개되고 있다. 그러나, 이는 프리뷰 영상의 각 프레임만을 고려하고, 그 연속성은 반영시키지 못한 것으로서 전술한 문제점은 여전히 상존한다.
참고로, 대한민국 특허 공개 번호 No. 2004-0048790(발명의 명칭; 휘도보정장치)를 살펴보면, 히스토그램을 산출하여 히스토그램 분포상에서 소정 레벨 이하의 휘도값에 대한 상한값/하한값을 설정하고, 누적분포함수를 토대로 하여 입력 영상 신호에 대응되는 휘도레벨을 산출하는 방법이 제안되어 있다.
이러한 휘도보정장치에 의하면, 명암대비가 열화되지 않도록 하면서 영상신호의 휘도가 필요 이상으로 밝아지거나 어두워지지 않도록 조정시키는 장점이 있으나, 이는 여러 가지 프리뷰 영상 중에서 적정 수준이상으로 선택(촬영)된 영상에 적용 가능한 것으로서 영상의 각 부분에 따라 화질 차이가 크게 나는 프리뷰 영상 에 적용되기는 어렵다.
따라서, 이러한 종래의 제안될 기술들이 프리뷰 영상에 적용된다 하여도 화면 출력이 부자연스러워 지는 현상을 개선시키기에는 역부족이다.
도 1은 종래의 히스토그램 스트레칭 처리를 이용하여 영상의 화질을 개선시키는 방식을 도시한 제1 예시 도면이다.
도 1에서 x축은 각 화소별 명암도를 표시하고, y축(비교를 위하여 편의상 도시되지 않음)은 상기 화소별 명암도에 따른 확률 밀도 함수값을 표시한다.
도 1에 의하면, 원영상의 히스토그램 분포상에서 최대값과 최소값이 설정되고, 각각의 값들은 처리될 영상의 최대값 및 최소값으로 대응되어 스트레칭 처리된다. 여기서, 상기 처리될 영상의 최대값 및 최소값은 고정되어 있고, 변화가 급격한 프리뷰 영상들은 만족스런 영상처리 효과를 기대할 수 없다.
도 2는 종래의 히스토그램 스트레칭 처리를 이용하여 영상의 화질을 개선시키는 방식을 도시한 제2 예시 도면이다.
도 2에 도시된 원영상은 도 1에 도시된 원영상보다 분포 범위가 협소한 것을 볼 수 있는데, 상기한 바와 같이 처리될 영상의 고정된 최대값 및 최소값으로 확장되는 경우, 처리된 영상의 명암 대비가 개선되는 효과는 있으나 필요 이상으로 그 범위가 확장되어 결과적으로 불안정한 영상이 얻어지게 된다. 필요 이상으로 명암 대비가 커지면 초당 다수개의 프레임으로 출력되는 영상은 깜빡거리게 보이는 등 불안정하게 인지될 수 밖에 없다.
도 3은 종래의 히스토그램 스트레칭 처리를 이용하여 영상의 화질을 개선시 키는 방식을 도시한 제3 예시 도면이다.
또한, 도 3에 의하면, 원영상의 히스토그램 분포가 어두운 영역에 치우쳐있음을 볼 수 있는데, 역시 고정된 최대값 및 최소값으로 확장되면 원영상은 너무 과장되어 밝게 처리된다. 이러한 경우, 원영상들이 가지는 밝기의 정도는 반영되지 못하기 때문에 순간적으로 너무 밝아지거나 어두어지는 현상이 발생되고, 사용자는 프리뷰 화면을 통하여 촬영될 영상을 감시하는데 있어 불편함을 느끼게 된다.
이에, 프리뷰 영상의 계조 영역이 급격하게 변하거나 그 밝기가 갑작스럽게 변하는 경우 이러한 변화 요소들을 고려하여 자연스럽고 원영상에 충실하게 표현되는 프리뷰 영상의 영상처리기법이 요구되고 있다.
또한, 하나의 화면에 국한되지 않고 빠른 속도로 디스플레이되는 일련의 프리뷰 화면에 있어서 불안정적인 요인들을 영상처리 변수에 포함시킴으로써, 원영상에 충실하면서도 프리뷰 영상들의 연속성에 부합되도록 영상을 향상시키는 영상처리기법이 요구되고 있다.
본 발명은 프리뷰 영상의 계조 영역이 급격하게 변하거나 그 밝기가 갑작스럽게 변하는 경우, 고정된 최대값 및 최소값 파라미터를 사용하지 않고 촬영 환경에 따라 유동적으로 조정되는 최대값 및 최소값 파라미터를 사용함으로써, 부자연스럽고 원영상보다 과도하게 영상이 향상되는 것을 방지하는 디지털 영상 촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 영상처리단계를 세분화하여 촬영 환경에 따라 영상처리단계 를 선택적으로 수행하고, 각 영상처리단계에서도 촬영 환경을 반영하여 최대값 및 최소값 파라미터를 유동적으로 이동시킴으로써, 각 화면의 특성이 충실히 반영되고 프리뷰 영상의 연속성도 고려될 수 있는 디지털 영상 촬영장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 디지털 영상 촬영장치는 실시간 입력되는 프리뷰 영상의 히스토그램을 계산하는 히스토그램산출부; 상기 히스토그램 상에서 소정의 제1비율로 상위 범위를 선택하여 최저 한계 수치를 원영상의 최대값으로 설정하고, 소정의 제2비율로 하위 범위를 선택하여 최상 한계 수치를 원영상의 최소값으로 설정하는 히스토그램수치설정부; 상기 원영상의 최소값보다 작은 수치로 처리 영상의 최소값을 설정하고, 상기 원영상의 최대값보다 큰 수치로 처리 영상의 최대값을 설정하는 파라미터설정부; 및 상기 설정된 최소값 및 최대값을 기준으로 하여 상기 영상의 히스토그램을 확장시키는 히스토그램스트레칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 디지털 영상 촬영장치는 실시간 입력되는 프리뷰 영상의 히스토그램을 계산하는 히스토그램산출부; 상기 히스토그램 상에서 소정의 제1비율로 상위 범위를 선택하여 최저 한계 수치를 원영상의 최대값으로 설정하고, 소정의 제2비율로 하위 범위를 선택하여 최상 한계 수치를 원영상의 최소값으로 설정하는 히스토그램수치설정부; 상기 원영상의 최소값보다 작은 수치로 처리 영상의 제1최소값을 설정하고, 상기 원영상의 최대값보다 큰 수치로 처리 영상의 제1최대값을 설정하는 제1파라미터설정부; 상기 원영상의 최대값과 최소값의 차이 및 소정의 영역차이 임계상수의 비율을 상기 원영상의 최소값 및 상기 제1최소값에 적용하여 처리 영상의 제2최소값을 설정하고, 상기 비율을 원영상의 최대값 및 상기 제1최대값에 적용하여 처리 영상의 제2최대값을 설정하는 제2파라미터설정부; 및 상기 설정된 최소값 및 최대값을 기준으로 하여 상기 영상의 히스토그램을 확장시켜서 상기 영상을 디지털처리하는 히스토그램스트레칭부를 포함하는 것을 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 디지털 영상 촬영장치(100)에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 디지털 영상 촬영장치(100)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4에 의하면, 본 발명의 실시예에 의한 디지털 영상 촬영장치(100)는 영상취득부(110), 히스토그램산출부(120), 히스토그램수치설정부(130), 파라미터설정부(140), 히스토그램스트레칭부(150), 포맷변환부(170), 색채보정부(160), 프리뷰재생부(180) 및 영상표시수단(190)을 포함하여 구성된다.
우선, 상기 영상취득부(110)는 렌즈, 센서 및 DSP(Digital Signal Processor) 등을 구비하는데(도시되지 않음), 상기 렌즈에 맺힌 빛신호는 상기 센서를 통하여 디지털 데이터화하고, 상기 DSP는 상기 디지털 데이터를 RGB(빨강색, 녹색, 파랑색), YUV(휘도, 동위상, 구적), HSI(색상, 채도, 밝기)와 같은 특정 색공간 상에서 재구성한다.
상기 영상취득부(110)로부터 입력된 영상은 상기 프리뷰재생부(180)에 의하여 출력처리되고 상기 영상표시수단(190)은 실시간으로 출력처리되는 영상을 디스플레이시킨다. 이러한 과정을 통하여 사용자는 화면을 감시하면서 찍고 싶은 화면을 선택할 수 있는데, 상기 영상취득부(110)로부터 실시간으로 입력되는 영상은 초당 10내지 15프레임인 것으로 한다.
상기 히스토그램산출부(120)는 상기 영상취득부(110)로부터 실시간 입력되는 프리뷰 영상의 히스토그램을 계산한다. 여기서, 히스토그램이란 상기 프리뷰 영상에서 각 계조별 화소 분포수를 산출하는 함수를 도표(그래프)화한 것으로서, 히스토그램 산출은 스트레칭 처리에 사용되는 영상의 명암도 최대값, 최소값 및 밝기 수준(Light Level)을 결정하는데 필요한 전처리 과정이다.
상기 히스토그램수치설정부(130)는 상기 프리뷰 영상의 히스토그램 상에서 소정의 비율로 상위 범위를 선택하여 최저 한계 수치를 원영상의 최대값으로 설정하고, 또한 소정의 비율로 하위 범위를 선택하여 최상 한계 수치를 원영상의 최소값으로 설정한다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 히스토그램수치설정부(130)는 상기 히스토그램 상에서 5퍼센트의 비율로 상위 범위를 선택하여 상기 5퍼센트 이상이 되는 가장 작은 명암수치를 상기 원영상의 최대값으로 설정하고, 상기 히스토그램 상에서 10퍼센트의 제2비율로 하위 범위를 선택하여 상기 10퍼센트 이하가 되는 가장 큰 명암수치를 상기 원영상의 최소값으로 설정한다.
상기 파라미터설정부(140)는 제1파라미터설정부(142), 제2파라미터설정부 (144) 및 제3파라미터설정부(146)로 구비되고, 상기 프리뷰 영상의 파라미터는 경우에 따라 여러 단계를 거쳐 설정된다. 이렇게 상기 파라미터가 여러 단계를 거쳐서 설정되는 이유는 사용자가 셔터를 누름으로써 최후로 선택된 영상과는 달리 프리뷰 영상은 실시간으로 입력되어 고르지 못한 화질 요소를 가지는 때가 많기 때문이다.
따라서, 상기 파라미터설정부(140)는 프리뷰 영상의 전처리를 위하여 그 기능에 따라 세 개로 구비되는 것이다.
상기 제1파라미터설정부(142)는 상기 원영상의 최소값보다 작은 수치로 처리 영상의 제1최소값을 설정하고, 상기 원영상의 최대값보다 큰 수치로 처리 영상의 제1최대값을 설정한다. 여기서, 처리 영상이란 원영상보다 크게 조정된 최대값 및 최소값을 기준으로 영상 성분이 스트레칭(확장) 처리된 영상을 의미한다.
상기와 같이 제1최소값 및 제1최대값을 설정하면 명암 대비(contrast)가 증가하게 된다.
상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 원영상의 최대값과 최소값의 차이(이하에서, "결정영역의 범위"라 한다)를 고려하여 상기 결정영역의 범위가 너무 작다고 판단되면 상기 처리 영상의 제1최대값 및 제1최소값을 재설정한다.
즉, 상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 결정영역의 범위가 소정의 영역차이 임계상수보다 작으면 상기 처리 영상의 제1최대값 및 제1최소값을 재설정하도록 하고, 상기 영역차이 임계상수보다 크면 상기 제1파라미터설정부(142)에서 설정된 상기 처리영상의 제1최대값 및 제1최소값을 그대로 유지시킨다.
부언하면, 상기 결정영역의 범위가 영역차이 임계상수보다 작은 경우는 해당 프리뷰 화면의 히스트로그램 분포 영역이 전반적으로 협소함을 의미하는 것이고 이때 프리뷰 화면의 화소수치를 무리하게 스트레칭시키면 영상이 왜곡될 수 있으므로 스트레칭의 기준이 되는 최대값 및 최소값을 다시 설정하도록 하는 것이다.
상기 제2파라미터설정부(144)는 제2최소값 및 제2최대값을 설정하기 위하여 다음과 같은 수식을 이용할 수 있다.
[Ratio×상기 제1최대값＋(1-Ratio)×상기 원영상의 최대값]
여기서, 상기 Ratio는 "｜상기 원영상의 최대값-상기 원영상의 최소값｜÷ 영역차이 임계상수" 임.
[Ratio×상기 제1최소값＋(1-Ratio)×상기 원영상의 최소값]
여기서, 상기 Ratio는 "｜상기 원영상의 최대값-상기 원영상의 최소값｜÷ 영역차이 임계상수" 임.
상기 수식 1은 제2최대값을 산출하기 위한 수식이고, 상기 수식 2는 제2최소값을 산출하기 위한 수식이다. 상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 영역차이 임계상수를 56으로 설정하는 것으로 한다.
상기의 수식을 분석하여 보면, 상기 결정영역의 범위가 상기 영역차이 임계상수에 근접할수록 상기 제1최대값 및 제1최소값의 수치에 가깝게 제2최대값 및 제2최소값이 설정되는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 상기 결정영역의 범위가 상기 영 역차이 임계상수와 동일하다고 가정하면, 제2최대값 및 제2최소값은 제1최대값 및 제1최소값으로 유지된다. 이와 같이 결정영역의 범위가 좁을수록 제2최대값 및 제2최소값은 원영상의 최대값 및 최소값에 근접되게 되어 원영상이 불안정하게 보정되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 제3파라미터설정부(146)는 프리뷰 영상 전반의 밝기를 고려하여 상기 제1최소값, 제1최대값 혹은 제2최소값, 제2최대값을 새로운 제3최소값 및 제3최대값으로 재설정한다.
이하의 설명에서 상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 제2최대값 및 제2최소값을 설정한 것으로 가정하고, 이를 다시 제3최대값 및 제3최소값으로 재설정하는 경우로 한정하여 설명하기로 한다.
그러나, 상기 제1최소값 및 제1최대값은 제2최대값 및 제2최소값으로 변경되지 않은 채 제3최대값 및 제3최소값으로 재설정될 수 있고, 상기 프리뷰 영상의 특성에 따라 처음의 수치를 유지하여 스트레칭처리될 수도 있음을 유의하여야 한다.
처리영상의 최대값 및 최소값 파라미터를 설정함에 있어서, 상기 결정영역의 범위를 고려하도록 세팅되어 있다면, 상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 처리 영상의 제2최대값 및 제2최소값의 밝기 (명암도) 정도를 구하여 소정의 밝기 기준(밝기 임계상수)과 비교한다. 상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 제2최대값 및 제2최소값의 중간값을 산출하여 상기 영상의 밝기 정도를 나타낼 수 있다.
상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 제2최대값 및 제2최소값의 평균 밝기가 상기 밝기 임계상수보다 작다고 판단되면 상기 밝기 임계상수, 상기 영상의 명암수 치 및 비례상수를 상기 처리 영상의 제2최대값과 제2최소값에 반영시켜 새로운 제3최대값 및 제3최소값을 생성한다.
상기 제2최대값 ＋ 양의 비례상수 ×(밝기임계상수-상기 원영상의 명암수치)
상기 제2최소값 ＋ 양의 비례상수 ×(밝기임계상수-상기 원영상의 명암수치)
상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 수식 3에 의하여 상기 제3최대값을 생성하고, 상기 수식 4에 의하여 상기 제3최소값을 생성한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수식 3 및 수식 4의 밝기임계상수는 50으로 하고, 양의 비례상수는 3 내지 5로 설정되는 것으로 한다.
상기 제3파라미터설정부(146)는 상기의 연산 과정을 수행함으로써 원영상의 밝기 정도에 따라 비례적으로 차별화된 밝기 조정을 처리할 수 있다.
그리고, 상기 히스토그램스트레칭부(150)는 최종적으로 설정된 최소값 파라미터 및 최대값 파라미터를 기준으로 하여 상기 프리뷰 영상의 히스토그램을 확장시켜서 상기 영상을 디지털처리한다.
여기서, 상기 프리뷰 영상의 히스토그램상의 확장 처리는 색채 공간 중 명암도 성분과 관련이 있는 것으로서, 명암도 성분이 확장되었다면 이에 맞추어 다른 성분들도 보정되는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 디지털 영상 촬영장치(100)에서 사용되는 영상의 색처리 모델이 YUV 모델이라고 가정하면, Y(명암도) 성분이 전술한 바와 같이 확장되었으므로 U(색채 성분으로서 동위상) 및 V(색채 성분으로서 구적)의 성분도 이에 부합되도록 보정되는 것이 좋다.
이와 같은 이유로, 상기 색채보정부(160)는 상기 프리뷰 원영상의 최대값 및 최소값이 최종적으로 제3최대값 및 제3최소값으로 확장됨에 따라 그 확장된 영역의 비율을 계산한다.
계산된 비율에 따라 상기 색채보정부(160)는 U성분 및 V성분을 보정하는데, 일반적으로 총 8비트 중에서 Y:U:V 에 각각 4:2:2의 비율로 비트가 할당되므로 상기 할당 비트의 비율을 상기 확장된 영역의 비율에 적용하여 보정을 수행할 수 있다.
가령, 상기 프리뷰 영상의 명암도 성분이 20 퍼센트 수준으로 확장되었다면 상기 색채 성분은 10 퍼센트 수준으로 확장처리될 수 있다.
상기 포맷변환부(170)는 상기 히스토그램스트레칭부(150) 혹은 보정이 이루어진 경우 상기 색채보정부(160)로부터 처리된 영상을 전달받아 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상 촬영장치(100)에서 사용되는 소정의 영상 포맷(예를 들어, JPEG(Joint Photographic Experts Group) 포맷이 사용될 수 있다)으로 변환시킨다.
상기 프리뷰재생부(180)는 상기 히스토그램스트레칭부(150)로부터 처리된 영상을 전달받아 실시간으로 재생시키고, 상기 영상표시수단(190)은 LCD(Liquid Crystal Display)를 제어하여 상기 프리뷰 영상을 디스플레이시킨다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상 촬영장치(100)의 구동 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 디지털 영상 촬영장치(100)에 의하여 히스토그램 스트레칭 처리를 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5에 의하면, 우선 상기 영상취득부(110)를 통하여 일련의 프리뷰 영상이 입력되면(S100) 상기 히스토그램산출부(120)는 상기 프리뷰 영상의 히스토그램을 산출한다(S105).
프리뷰 영상의 히스토그램이 산출되면, 상기 히스토그램수치설정부(130)는 히스토그램 상에서 소정의 비율로 상위 범위를 선택하여 최저 한계 수치를 원영상의 최대값으로 설정하고, 또한 소정의 비율로 하위 범위를 선택하여 최상 한계 수치를 원영상의 최소값으로 설정한다(S110).
상기 프리뷰 원영상의 최대값 및 최소값이 설정됨에 따라 상기 제1파라미터설정부(142)는 상기 원영상의 최소값보다 작은 수치로 처리 영상의 제1최소값을 설정하고, 상기 원영상의 최대값보다 큰 수치로 처리 영상의 제1최대값을 설정한다(S115).
이어서, 상기 제2파라미터설정부(144)가 처리영상의 최대값 및 최소값 파라미터를 설정함에 있어서, 상기 결정영역의 범위를 고려하도록 세팅되어 있다면(S120), 상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 결정영역의 범위를 계산하고(S125), 상기 영역차이 임계상수와 비교한다(S130). 비교 결과, 상기 결정영역의 범위가 상기 영역차이 임계상수보다 크면 상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 제1최대값 및 제1최소값을 그대로 유지시킨다(S135).
반면, 상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 결정영역의 범위가 상기 영역차 이 임계상수보다 작다고 판단되면(S130) 상기 제1최대값 및 제1최소값을 변경하여 새로운 제2최대값 및 제2최소값으로 생성한다(S140).
이때, 상기 제2파라미터설정부(144)는 상기 원영상의 최대값과 최소값의 차이, 상기 영역차이 임계상수의 비율을 계산하고, 이를 상기 원영상의 최소값 및 상기 제1최소값에 적용하여 상기 처리 영상의 제2최소값을 생성한다. 마찬가지로, 상기 제2파라미터설정부(144)는 원영상의 최대값 및 상기 제1최대값에 상기 비율을 적용하여 새로운 제2최대값을 생성한다.
또한, 상기 제3파라미터설정부(146)가 처리영상의 최대값 및 최소값 파라미터를 설정함에 있어서, 상기 프리뷰 영상의 밝기 수준을 고려하도록 세팅되어 있다면(S145), 상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 처리 영상의 제2최대값 및 제2최소값에 따른 밝기 (명암도)의 평균값을 구하여 밝기 임계상수와 비교한다(S150).
그러나, 상기 영상의 밝기 수준이 고려되지 않았거나 상기 결정영역의 범위가 상기 영역차이 임계상수보다 큰 경우에는 상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 제2최대값 및 제2최소값 대신에 상기 제1최대값 및 제1최소값을 적용하여 상기 밝기 평균값을 구하게 된다.
상기 평균값이 상기 밝기 임계상수보다 작다고 판단되면(S155), 상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 밝기 임계상수, 상기 영상의 명암수치 및 비례상수를 상기 처리 영상의 제2최대값과 제2최소값에 반영시켜 새로운 제3최대값 및 제3최소값을 생성한다(S165).
그러나, 상기 평균값이 상기 밝기 임계상수보다 크다고 판단되면(S155), 상 기 제3파라미터설정부(146)는 새로운 최대값 및 최소값 파라미터를 설정하지 않고 상기 제2최대값 및 제2최소값을 그대로 유지시킨다(S160).
한편, 상기 결정영역의 범위가 상기 영역차이 임계상수와 비교되고, 상기 결정영역의 범위가 상기 영역차이 임계상수보다 크다고 판단되어 상기 제1최대값 및 제1최소값을 그대로 유지된 경우에는, 상기 제3파라미터설정부(146)는 상기 제2최대값 및 제2최소값 대신에 상기 제1최대값 및 제1최소값을 반영하여 새로운 최대값 및 최소값 파라미터를 산출하도록 한다.
최종적으로 최대값 및 최소값 파라미터가 조정되면, 상기 히스토그램스트레칭부(150)는 이를 기준으로 하여 상기 프리뷰 영상의 명암도 성분을 확장시켜서 영상처리하고(S170), 상기 색채보정부(160)는 명암도 성분에 따라 일정 비율로 색채 성분을 보정시킨다(S175).
마지막으로, 상기 프리뷰재생부(180)는 전처리 과정이 종료된 상기 프리뷰 영상을 재생시키고, 상기 영상표시수단(190)은 상기 프리뷰재생부(180)의 명령에 따라 이를 화면에 출력시킨다(S180).
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에 서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 영상 촬영장치에 의하면, 연속적으로 디스플레이되는 일련의 프리뷰 영상들이 불안정하게 인지되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 각 프리뷰 영상이 안정적으로 연속해서 디스플레이됨에 있어서, 필요이상으로 과도하게 향상되지 않고 원영상에 충실하게 영상처리됨으로써 편안하게 프리뷰 화면을 감시하고 최적의 촬영 화면을 선택할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 실시간 입력되는 프리뷰 영상의 히스토그램을 계산하는 히스토그램산출부;
    상기 히스토그램 상에서, 소정의 제1비율로 상위 범위를 선택하여 최저 한계 수치를 원영상의 최대값으로 설정하고, 소정의 제2비율로 하위 범위를 선택하여 최고 한계 수치를 원영상의 최소값으로 설정하는 히스토그램수치설정부;
    상기 원영상의 최소값보다 작은 수치로 처리 영상의 최소값을 설정하고, 상기 원영상의 최대값보다 큰 수치로 처리 영상의 최대값을 설정하는 파라미터설정부; 및
    상기 설정된 처리 영상의 최소값 및 최대값을 기준으로 하여 상기 원영상의 히스토그램을 확장시키는 히스토그램스트레칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파라미터설정부는
    상기 처리 영상의 최대값 및 최소값에 따른 평균 밝기가 소정의 수치로 설정된 밝기 임계상수보다 작으면 상기 밝기 임계상수, 상기 영상의 명암수치 및 소정의 수치로 설정된 비례상수를 상기 처리 영상의 최대값과 최소값에 반영시켜 상기 처리 영상의 다른 최대값과 최소값으로 도출하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 처리 영상의 다른 최대값은
    "상기 처리 영상의 최대값 + 양의 비례상수×(밝기 임계상수 - 상기 원영상의 명암수치)"의 수식에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  4. 실시간 입력되는 프리뷰 영상의 히스토그램을 계산하는 히스토그램산출부;
    상기 히스토그램 상에서, 소정의 제1비율로 상위 범위를 선택하여 최저 한계 수치를 원영상의 최대값으로 설정하고, 소정의 제2비율로 하위 범위를 선택하여 최고 한계 수치를 원영상의 최소값으로 설정하는 히스토그램수치설정부;
    상기 원영상의 최소값보다 작은 수치로 처리 영상의 제1최소값을 설정하고, 상기 원영상의 최대값보다 큰 수치로 처리 영상의 제1최대값을 설정하는 제1파라미터설정부;
    상기 원영상의 최대값과 최소값의 차이 및 소정의 수치로 설정된 영역차이 임계상수의 비율을 상기 원영상의 최소값 및 상기 제1최소값에 적용하여 처리 영상의 제2최소값을 설정하고, 상기 비율을 원영상의 최대값 및 상기 제1최대값에 적용하여 처리 영상의 제2최대값을 설정하는 제2파라미터설정부; 및
    상기 설정된 제2최소값 및 제2최대값을 기준으로 하여 상기 영상의 히스토그램을 확장시켜서 상기 영상을 디지털처리하는 히스토그램스트레칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2파라미터설정부는
    "Ratio ×상기 제1최대값+(1-Ratio)×상기 원영상의 최대값(여기서, 상기 Ratio는 "｜상기 원영상의 최대값-상기 원영상의 최소값｜÷영역차이 임계상수" 임)"의 수식에 의하여 상기 제2최대값을 도출하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2파라미터설정부는
    "Ratio ×상기 제1최소값＋(1-Ratio)×상기 원영상의 최소값(여기서, 상기 Ratio는 "｜상기 원영상의 최대값-상기 원영상의 최소값｜÷영역차이 임계상수" 임)"의 수식에 의하여 상기 제2최소값을 도출하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 처리 영상의 제2최대값 및 제2최소값에 따른 평균 밝기가 밝기 임계상수보다 작으면 상기 밝기 임계상수, 상기 영상의 명암수치 및 비례상수를 상기 처리 영상의 제2최대값과 제2최소값에 반영시켜 상기 처리 영상의 제3최대값 및 제3최소값으로 설정하는 제3파라미터설정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제3최대값은
    "상기 제2최대값 ＋ 양의 비례상수×(밝기 임계상수 - 상기 원영상의 명암수치)"의 수식에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제3최소값은
    "상기 제2최소값 + 양의 비례상수×(밝기 임계상수 - 상기 원영상의 명암수치)"의 수식에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  10. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    실시간으로 영상을 촬영하여 색공간상의 디지털 데이터로 구성하고, 상기 히스토그램산출부로 전달하는 영상취득부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
  11. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    히스토그램이 확장된 상기 영상의 색채 성분을 상기 확장된 명암도 성분에 맞추어 보정시키는 색채보정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 촬영장치.
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