KR20090072507A - 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 플래시 전면에 색온도 필터를 장착하고 촬영전 적절한 색온도 필터를 선택하여 영상을 촬영하여 영상의 색온도를 제어할 수 있는 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 색온도 조절 필터를 이용하여 영상의 색온도 제어 장치는 플래시 전면에 장착되고, 여러가지 색을 지원하여 입력되는 영상의 색온도를 변화시키는 색온도 필터; 및 화이트밸런스 조정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하고, 상기 산출된 색온도와 가장 유사한 색온도 필터를 선택하여 상기 플래시 발광과 함께 영상을 촬영하는 디지털 신호 처리수단을 포함한다.

색온도 필터, 색온도 산출, 플래시

Description

색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling color temperature of image using color temperature control filter}

본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 플래시 전면에 색온도 필터를 장착하고 촬영전 적절한 색온도 필터를 선택하여 영상을 촬영하여 영상의 색온도를 제어할 수 있는 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

디지털 영상 처리 장치의 플래시는, 플래시에 흐르는 전류를 조절하여 발기만을 조절한다. 따라서 플래시를 터뜨려 영상을 촬영하게 되면, 비발광 촬영을 수행하였을때보다 색감이 있어서 자연스럽지 못한 영상을 획득하게 된다.

예를 들면, 플래시 발광으로 인해 자동 화이트 밸런스(AWB:auto white balace)가 맞지 않아 전체적으로 영상이 푸르게 되거나, 인물쪽은 화이트 밸런스가 맞아서 자연스러운 색감이 되지만, 플래시 광이 도달하지 못한 배경은 녹색이나 노란색 또는 붉은색으로 촬영되는 경우가 많다.

플래시의 색온도는 보통의 자연광원이 가지는 색온도보다 높은 색온도를 가 지고 있다. 따라서 일반적인 광원보다 푸른색을 띄게 되는데, 플래시는 보통 어두운 광원에서 사용을 하게 된다. 따라서 플래시를 이용하여 촬영하였을 때, 플래시 광량과 촬영 당시의 광원의 색온도 차이가 발생하게 되고, 이때의 피사체가 두 광원(혹은 그 이상의 복합광원)의 혼합비율에 따라서, 피사체가 받은 색온도는 달라지게 된다. 따라 화이트 밸런스가 틀어지는 경우가 많이 발생한다.

설사 화이트 밸런스가 맞게 되더라도, 플래시 광량이 피사체와 배경에 도달하는 시간과 정도가 다르기 때문에 노출에 따라서 피사체와 배경간의 색온도 차이가 발생하게 되는데, 화이트 밸런스를 피사체 기준으로 수행하게 되면 배경이 이상한 색감으로 촬영되고, 화이트 밸런스를 배경 기준으로 수행하게 되면 피사체가 이상한 색감으로 촬영된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 자동 화이트 밸런스가 조정된 라이브뷰 영상에서 색온도를 예측하고, 플래시 전면에 장착된 색온도 필터를 예측된 색온도와 유사하게 선택하여 플래시 발광 영상 촬영 시에 영상의 색온도를 제어할 수 있는 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 색온도 조절 필터를 이용하여 영상의 색온도 제어 장치는 디지털 영상 처리장치로서, 플래시 전면에 장착되고, 여러가지 색을 지원하여 입력되는 영상의 색온도를 변화시키는 색온도 필터; 및 화이트밸런스 조정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하고, 상기 산출된 색온도와 가장 유사한 색온도 필터를 선택하여 상기 플래시 발광과 함께 영상을 촬영하는 디지털 신호 처리수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은 화이트밸런스 보정된 상기 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하는 색온도 산출부; 상기 산출된 색온도와 가장 유사한 색온도 필터를 선택하는 색온도 필터 선택부; 및 생기 색온도 필터 선택이 완료되면 상기 플래시 발광과 함께 영상을 촬영하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 색온도 조절 필터를 이용하여 영상의 색온도 제어 방법은 플래시 전면에 장착되고, 여러가지 색을 지원하여 입력되는 영상의 색온도를 변화시키는 색온도 필터를 구비한 디지털 영상 처리 장치의 동작 방법으로서, (a) 화이트 밸런스 조정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하는 단계; (b) 상기 산출된 색온도와 가장 유사한 상기 색온도 필터를 선택하는 단계; 및 (c) 상기 플래시 발광과 함께 상기 라이브뷰 영상을 촬영하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 자동 화이트 밸런스가 조정된 라이브뷰 영상에서 색온도를 예측하고, 플래시 전면에 장착된 색온도 필터를 예측된 색온도와 유사하게 선택하여 플래시 발광 영상 촬영 시에 영상의 색온도를 제어함으로써, 플래시로 인한 자동 화이트 밸런스의 틀어짐과 오류를 방지할 수 있으며, 플래시의 영향을 많이 받는 피사체와 플래시의 영향을 덜 받는 배경간의 색온도 차이를 줄여 보다 자연스러운 색감의 영상을 획득할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 디지털 영상 처리 장치의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.

셔터-릴리즈 버튼(11)은 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히며, 조리개(미도시)와 연동하여 피사체를 적정하게 노출시켜 CCD에 영상을 기록한다.

셔터-릴리즈 버튼(11)은 촬영자 입력에 의해 제1 및 제2 영상 촬영 신호를 생성한다. 반셔터 신호로써의 제1 셔터-릴리즈 버튼(11)이 입력되면, 디지털 영상 처리 장치는 초점을 잡고 빛의 양을 조절하며, 이때 초점이 맞은 경우 디스플레이부(25)에 녹색 불이 켜지게 된다. 제1 셔터-릴리즈 버튼(11)의 입력으로 초점이 잡히고 빛의 양이 조절되면, 비로소 완전셔터 신호로써의 제2 셔터-릴리즈 버튼(11)을 입력하여 영상을 촬영한다.

전원 버튼(13)은 디지털 영상 처리 장치에 전원을 공급하여 동작시키기 위해 입력된다.

플래시(15)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 것으로 플래시 모드에는 자동플래시, 강제발광, 발광금지, 적목감소, 슬로우 싱크로 등이 있다.

보조광(17)은 광량이 부족하거나 야간 촬영 시에 디지털 영상 처리 장치가 자동으로 초점을 빠르고 정확하게 잡을 수 있도록 피사체에 광을 공급한다.

렌즈부(19)는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다.

도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도로서, 광각-줌 버튼(21w), 망원-줌 버튼(21t), 디스플레이부(23) 및 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 입력 버튼들(B1~B14)(이하 버튼들(B1~B14)이라 표기함)을 구비한다.

광각-줌 버튼(21w) 또는 망원-줌 버튼(21t)은 입력에 따라 화각이 넓어지거나, 화각이 좁아지는데, 특히, 선택된 노출영역의 크기를 변경시키고자 할 때 입력한다. 광각-줌 버튼(21w)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 작아지고, 망원- 줌 버튼(21t)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 커진다.

버튼들(B1~B14)은 디스플레이부(23)의 가로 열 및 세로 열에 구비된다. 디스플레이부(23)의 가로 열 및 세로 열에 구비된 버튼들(B1~B14)은 터치 센서(도시되지 않음) 또는 접점식 스위치(도시되지 않음)가 구비되어 있다.

즉, 버튼들(B1~B14)에는 터치 센서가 구비되어 가로 열의 버튼들(B1~B7) 또는 세로 열의 버튼들(B8~B14)을 터치한 상태에서 상/하/좌/우로 이동하여 주 메뉴 항목 중 임의의 값(예를 들어, 컬러 또는 밝기)을 선택하거나, 주 메뉴 아이콘에 포함된 하위메뉴 아이콘을 활성화 시킬 수 있다.

또한 버튼틀(B1~B14)에는 접점식 스위치가 구비되어 있어, 주 메뉴 아이콘 및 하위메뉴 아이콘을 직접 선택하여 해당 기능을 실행시킬 수 있다. 터치 센서는 접점식 스위치 입력에 비해 상대적으로 약한 터치만을 요구하지만, 접점식 스위치 입력은 터치 센서 입력에 비해 상대적으로 강한 터치를 요구한다.

도 3은 본 발명에 따른 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 디스플레이부(23), 사용자 입력부(31), 촬상부(33), 영상 처리부(35), 저장부(37), 디지털 신호 처리부(39) 및 색온도 필터(41)를 포함한다.

사용자 입력부(31)는 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히는 셔터 릴리즈 버튼(11), 전원을 공급하기 위해 입력하는 전원 버튼(13), 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나, 화각을 좁아지게 하는 광각-줌 버튼(21w) 및 망원-줌 버튼(21t)과, 문자 입력 또는 메뉴 선택 및 실행을 위해 위해 디스플레이부(23) 주변의 가로 및 세로열에 구비된 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 버튼들(B1~B14)이 있다.

촬상부(33)는 도면에 도시되지 않은 셔터, 렌즈부, 조리개 및 CCD(Charge Coupled Device) 및 ADC를 포함한다. 셔터는 조리개와 함께 노광하는 빛의 양을 조절하는 기구이다. 렌즈부는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다. 이 때, 조리개는 개폐 정도에 따라 입사되는 빛의 양(광량)을 조절한다. 조리개의 개폐 정도는 디지털 신호 처리부(39)에 의해 제어된다.

CCD는 렌즈부를 통하여 입력되는 광량을 축적하고 그 축적된 광량에 따라 렌즈부에서 촬상된 영상을 수직 동기신호에 맞추어 출력한다. 디지털 영상 처리 장치의 영상 획득은 피사체로부터 반사되어 나오는 빛을 전기적인 신호로 변환시켜 주는 CCD에 의해 이루어진다. CCD를 이용하여 컬러 영상을 얻기 위해서는 컬러 필터를 필요로 하며, 대부분 CFA(Color filter array) 라는 필터(미도시)를 채용하고 있다. CFA는 한 픽셀마다 한 가지 컬러를 나타내는 빛만을 통과시키며 규칙적으로 배열된 구조를 가지고 있으며, 배열 구조에 따라 여러 가지 형태를 가지고 있다. ADC는 CCD로부터 출력되는 아날로그 영상신호를 디지털 신호로 변환한다.

영상 처리부(35)는 디지털 변환된 RAW 데이터를 디스플레이 가능하도록 신호처리 한다. 영상 처리부(35)는 온도변화에 만감한 CCD 및 CFA 필터에서 발생하는 암 전류에 의한 블랙레벨(Black level)을 제거한다. 영상 처리부(35)는 인간 시각의 비선형성에 맞추어 정보를 부호화 하는 감마 보정을 수행한다. 영상 처리부(35)는 감마 보정된 소정 데이터의 RGRG라인 및 GBGB 라인으로 구현된 베이어 패 턴을 RGB 라인으로 보간하는 CFA 보간을 수행한다. 영상 처리부(35)는 보간된 RGB 신호를 YUV 신호로 변환하고, 고 대역 필터에 의해 Y 신호를 필터링 하여 영상을 뚜렷하게 처리하는 에지 보상과, 표준 컬러 좌표계를 이용하여 U, V 신호의 컬러 값을 정정하는 컬러 정정을 수행하며, 이들의 노이즈를 제거한다. 영상 처리부(35)는 노이즈가 제거된 Y, U, V 신호를 압축 및 신호 처리하여 JPEG 파일을 생성하고, 생성된 JPEG 파일은 디스플레이부(23)에 디스플레이 되고, 저장부(37)에 저장된다. 이와 같은 영상 처리부(35)의 모든 동작은 디지털 신호 처리부(39)의 제어 하에 동작한다.

디지털 신호 처리부(39)는 화이트밸런스 조정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하고, 산출된 색온도와 가장 유사한 색온도 필터(41)를 선택하여 플래시(15) 발광과 함께 영상을 촬영한다.

색온도 필터(41)는 플래시(15) 전면에 장착되고, 여러가지 색을 지원하여 입력되는 영상의 색온도를 변화시킨다. 색온도 필터(41)는 컬러 영상 촬영에서 조명광의 색도(色度)가 컬러 밸런스와 다른 경우에, 조명광의 색온도를 조정하기 위한 필름 타입의 필터로서, 색온도를 높이는 청색계와 색온도는 낮추는 불은색계가 있다.

색온도 필터(41)는 도 4a에 도시된 바와 같이 경통 앞쪽에 장착되어 회전원판에 다수의 색보정필터가 부착되어져 있는 것으로, 그의 회전에 의해 각각의 색보정필터가 절환되어 광경로상에 삽입되어지도록 구성될 수 있다. 또는 색온도 필터(41)는 도 4b에 도시된 바와 같이 플래시(15) 전면에 장착되어 상하좌우 이동에 의해 각각의 색보정필터가 절환되어 광경로 상에 삽입되어 질 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 색온도 필터(41)는 수동/자동 선택이 가능하며, 자동선택의 경우, 모터(미도시)가 구비되어 디지털 신호 처리부(39)의 제어로 모터이동에 따른 색보정필터 선택이 가능하다.

색온도 필터(41)에 장착되는 색보정필터의 예를 들면 백열전구에서 발생되는 광에 적합한 3200K용, 형광등에서 발생되는 광에 적합한 4500K용, 맑은 날 실외의 광에 적합한 5600K+1/8ND, 우천시 실외의 광에 적합한 5600K 등이 있다.

디지털 신호 처리부(39)는 색온도 제어를 위해 색온도 산출부(39-1), 색온도 필터 선택부(39-2) 및 제어부(39-3)를 포함한다.

색온도 산출부(39-1)는 화이트밸런스 보정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출한다. 라이브뷰 영상의 화이트 밸런스 보정은, 라이브뷰 영상의 색정보로부터 화이트로 표시되는 픽셀의 R, G, B 색좌표와 기준이 되는 화이트 R, G, B를 색좌표를 비교하고, 그로부터 화이트 밸런스 조정계수를 산출하여 전체 라이브뷰 영상에 적용함으로써 보정된다. 색온도 산출부(39-1)는 이와 같이 화이트 밸런스 보정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출한다. 색온도 산출에 대한 내용은 로버슨 알고리듬(Robertson algorithm)과 같이 이미 공지된 내용이 많으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

색온도 필터 선택부(39-2)는 색온도 산출부(39-1)에서 산출한 화이트밸런스 보정된 라이브뷰 영상의 색온도와 유사한 색보정필터를 선택한다. 해당 색보정필터의 수동선택을 위해 제어부(39-3)는 색보정필터 선택 메시지를 출력할 수 있으 며, 해당 색보정필터의 자동선택을 위해 제어부(39-3)는 모터를 이동시키켜 라이브뷰 영상의 색온도와 가장 유사한 색보정필터를 선택할 수 있다.

제어부(39-3)는 색온도 필터(41) 내의 색보정필터 선택이 완료되되고, 셔터-릴리즈 버튼(11)이 입력되면 플래시(15) 발광과 함께 영상을 촬영한다. 이로인하여, 플래시 발광으로 인한 오토 화이트 밸런스의 틀어짐과 오류를 예방할 수 있으며, 상대적으로 플래시(15)의 영향을 많이 받는 피사체와 플래시(15)의 영향을 덜받는 배경간의 색온도 차이를 줄여 보다 자연스러운 색감의 사진을 얻을 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 방법을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 방법은 도 3에 도시된 바와 같은 디지털 영상 처리 장치의 내부에서 수행될 수 있는데, 실시 예에 따라 동작 방법의 주 알고리즘은 장치 내의 주변 구성 요소들의 도움을 받아 디지털 신호 처리부(39) 내부에서 수행될 수 있다.

디지털 영상 처리 장치의 전원을 동작시키고, 촬영모드로 전화시키면, 디지털 신호 처리부(39)는 디스프레이부(23)에 라이브뷰 영상을 디스플레이 한다(501단계).

이어서, 플래시 색온도 조정 메뉴가 선택되면, 디지털 신호 처리부(39)는 디지털 영상 처리 장치를 플래시 색온도 조정 모드로 전환한다(503단계).

제1 셔터-릴리즈 버튼(11)이 입력되면(505단계), 디지털 신호 처리부(39)는 화이트 밸런스 보정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출한다(507단계). 라이브뷰 영 상의 화이트 밸런스 보정은, 라이브뷰 영상의 색정보로부터 화이트로 표시되는 픽셀의 R, G, B 색좌표와 기준이 되는 화이트 R, G, B를 색좌표를 비교하고, 그로부터 화이트 밸런스 조정계수를 산출하여 전체 라이브뷰 영상에 적용함으로써 보정한다. 디지털 신호 처리부(39)는 이와 같이 화이트 밸런스 보정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하는데, 색온도 산출에 대한 내용은 로버슨 알고리듬(Robertson algorithm)과 같이 이미 공지된 내용이 많으므로 생략한다.

라이브뷰 영상의 색온도 산출이 완료되면, 디지털 신호 처리부(39)는 산출된 색온도와 가장 유사한 색온도 필터(41)의 색보정필터를 추천한다(509단계).

색온도 필터(41)는 영상 촬영에서 조명광의 색도(色度)가 컬러 밸런스와 다른 경우에, 조명광의 색온도를 조정하기 위한 필름 타입의 필터로서, 색온도를 높이는 청색계와 색온도는 낮추는 불은색계가 있으며, 도 4a에 도시된 바와 같이 경통 앞쪽에 장착되어 회전원판에 다수의 색보정필터가 부착되어져 있는 것으로, 그의 회전에 의해 각각의 색보정필터가 절환되어 광경로상에 삽입되어지도록 구성될 수 있고, 도 4b에 도시된 바와 같이 플래시(15) 전면에 장착되어 상하좌우 이동에 의해 각각의 색보정필터가 절환되어 광경로 상에 삽입되어 질 수 있도록 구성될 수 있다.

색온도 필터(41)의 색보정필터가 추천되면, 디지털 신호 처리부(39)는 해당 색보정필터를 선택한다(511단계). 이러한 색온도 필터(41)는 수동/자동 선택이 가능하며, 자동선택의 경우, 모터(미도시)가 구비되어 디지털 신호 처리부(39)의 제어로 모터이동에 따른 색보정필터 선택이 가능하다.

색보정필터의 선택이 완료되면, 디지털 신호 처리부(39)는 제2 셔터-릴리즈 버튼(11)이 입력을 수신하고, 플래시(15)가 발광함과 동시에 영상을 촬영한다(513단계)

디지털 신호 처리부(39)는 촬영된 영상을 디스플레이 및 저장한다(515단계). 이로인하여, 플래시 발광으로 인한 오토 화이트 밸런스의 틀어짐과 오류를 예방할 수 있으며, 상대적으로 플래시(15)의 영향을 많이 받는 피사체와 플래시(15)의 영향을 덜받는 배경간의 색온도 차이를 줄여 보다 자연스러운 색감의 사진을 얻을 수 있다.

도 1은 디지털 영상 처리 장치의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.

도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리 장치의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도 이다.

도 3은 본 발명에 따른 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 4는 색온도 조정 필터가 장착된 디지털 영상 처리 장치의 예를 보이는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.

Claims (3)

1. 디지털 영상 처리장치로서,

   플래시 전면에 장착되고, 여러가지 색을 지원하여 입력되는 영상의 색온도를 변화시키는 색온도 필터; 및

   화이트밸런스 조정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하고, 상기 산출된 색온도와 가장 유사한 색온도 필터를 선택하여 상기 플래시 발광과 함께 영상을 촬영하는 디지털 신호 처리수단을 포함하는 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리수단은

   화이트밸런스 보정된 상기 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하는 색온도 산출부;

   상기 산출된 색온도와 가장 유사한 색온도 필터를 선택하는 색온도 필터 선택부; 및

   생기 색온도 필터 선택이 완료되면 상기 플래시 발광과 함께 영상을 촬영하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 장치.
3. 플래시 전면에 장착되고, 여러가지 색을 지원하여 입력되는 영상의 색온도를 변화시키는 색온도 필터를 구비한 디지털 영상 처리 장치의 동작 방법으로서,

   (a) 화이트 밸런스 조정된 라이브뷰 영상의 색온도를 산출하는 단계;

   (b) 상기 산출된 색온도와 가장 유사한 상기 색온도 필터를 선택하는 단계; 및

   (c) 상기 플래시 발광과 함께 상기 라이브뷰 영상을 촬영하는 단계를 포함하는 색온도 조절 필터를 이용한 영상의 색온도 제어 방법.

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