KR20100095822A - 촛불을 자동 인식하는 디지털 영상신호 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 디지털 영상신호 처리장치에서 촛불을 자동으로 인식하는 방법은 디지털 영상신호 처리장치의 프리뷰 모드에서 CAF의 포커스 값을 나타내는 그래프와 상기 CAF의 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인지를 판단하는 단계; 상기 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인 경우 상기 디지털 영상신호 처리장치에 들어오는 휘도값이 기설정된 범위 내인지를 판단하는 단계;및 상기 휘도값이 기설정된 범위 내인 경우, 촬영된 영상의 색깔정보를 판단하는 단계;를 포함한다.
Figure P1020090014828
촛불, 촛불인식

Description

촛불을 자동 인식하는 디지털 영상신호 처리장치{Digital image signal processor automatically recognizing candlelight}
본 발명은 촛불이나 점광원을 자동으로 인식하는 디지털 영상신호 처리장치에 관한 것이다.
사진 촬영시, 촬영하는 영상이 어떤 장면인지에 따라 보다 적합한 촬영환경을 지원하는 다양한 모드가 증가하고 있다.
본 발명에서는 디지털 영상신호 처리장치에서 촛불을 자동으로 인식하는 방법을 제시하고자 한다.
본 발명의 디지털 영상신호 처리장치에서 촛불을 자동으로 인식하는 방법은 디지털 영상신호 처리장치의 프리뷰 모드에서 CAF의 포커스 값을 나타내는 그래프와 상기 CAF의 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인지를 판단하는 단계; 상기 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인 경우 상기 디지털 영상신호 처리장치에 들어오는 휘도값이 기설정된 범위 내인지를 판단하는 단계;및 상기 휘도값이 기설정된 범위 내인 경우, 촬영된 영상의 색깔정보를 판단하는 단계;를 포함한다.
본 발명에서는 촛불에 대한 Focus값을 나타내는 FV(Focus Value) 그래프, CAF의 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트(Clipping count) 정보를 나타내는 그래프, 촛불의 휘도 정보 및 칼라정보를 이용함으로써, 사진 촬영시 촛불을 자동으로 인식하는 장면 모드를 지원할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 여러가지 변화나 제약에 따른 상황을 종합적으로 고려하여 누적적으로 조건을 판단함으로써 촛불영상을 자동으로 인식하는 정확성이 높은 효과가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
디지털 영상신호 처리장치에서 촛불을 자동으로 인식하기 위해서는 촛불에 대한 Focus값을 나타내는 FV(Focus Value) 그래프, CAF의 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트(Clipping count) 정보를 나타내는 그래프, 촛불의 휘도 정보 및 칼라정보를 이용할 수 있다.
특히, 이상의 정보들을 개별적으로 사용할 경우 발생하는 오차를 줄이기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 촛불을 자동으로 인식하기 위해, 이상의 정보를 누적적으로 만족하는지를 확인하여 디지털 영상신호 처리장치에서 촛불을 자동으로 인식한다.
이하에서, 이상의 정보에 대해 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.
1. 촛불에 대한 Focus값 곡선 이용
Focus 값 곡선이 아래로 볼록한 곡선의 유형인 경우, 이는 촛불이나 점광원이라고 판단할 수 있다. 이에 대한 근거는 도 1 을 참고하고, 구체적인 그래프는 도 2(a) 및 (b)를 참고한다.
도 1은 거리에 따른 점광원의 모습을 도시한다. 영상 촬영을 지원하는 디지털 영상신호 처리장치에서는 장면인식시 프리뷰 모드(Preview mode)에서 매크로(Macro) 인식을 위해 CAF(Continuous Auto Focus)가 동작한다. 촛불이나 점광원에 대해 AF(Auto Focus)를 하면, Focus 값 곡선 유형은 비점광원의 유형과 반대의 양상을 보인다.
도 1 은 AF 윈도우 1(110)에 있는 초에 초점이 맞춰진 사진이다. 이 경우, 디지털 영상신호 장치, 예를 들어, 카메라와의 거리는 30cm 이다. 윈도우2(120)는서 초점이 맞춰지지 않은 50cm 거리에 있는 촛불의 모습을 도시한다.
윈도우2(120)에 있는 촛불의 모습과 같이 초점이 맞춰지지 않을 경우, 촛불이나 점광원의 모습은 넓게 퍼지는 특성이 있다. 이러한 특성으로 인해 촛불이나 점광원에 대해 AF를 할 때 Focus 값 곡선 유형은 비점광원의 유형과 반대의 모습을 나타낸다. 도 2(a) 내지 (b)에서 살펴보면 다음과 같다.
도 2(a) 내지 (b)는 30cm의 거리에 피사체를 두고 점광원과 비점광원을 AF 할 때 Focus 값 곡선을 도시한다. 도 2(c)는 밝기값에 대한 Focus 값 곡선을 도시한다.
도 2(a) 의 점광원에 대한 그래프와 도 2(b)의 비점광원에 대한 그래프에서 보는 바와 같이 과 비점광원은 거리에 따른 Focus 값 곡선의 그래프가 다른 유형을 지닌다.
원칙적으로는 도 2(b)에 도시된 바와 같이 피사체가 위치한 30cm 지점에서 Focus 값이 최대값(220)을 지녀야 하지만, 도 2(a)의 점광원 그래프는 그 반대현 상(210)을 보이고 있다.
이러한 현상은 Focus 값이 설정된 윈도우의 edge summation으로 측정되는 특성에 기인한다. 따라서, 도 2(b)에서는 피사체가 가장 선명한 30cm 에 Focus 값의 최대값(220)이 위치하게 된다. 그러나, 점광원의 경우에는 도 2(c)에서 보는 바와 같이 피사체의 edge 값보다 휘도값에 더 큰 영향을 받는다. 따라서, 휘도의 합과 같은 곡선의 유형이 생성되게 되며, 이러한 현상은 동일한 피사체인 경우라 하더라도 밝은 곳에 있을수록 Focus 값이 커지는 것으로 확인할 수 있다.
2. Hill - climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트( Clipping count) 정보 이용
Focus 값 곡선이 아래로 볼록한 곡선의 형태를 나타내지 않는 경우에도, 피사체가 촛불인 경우가 있다. 즉, 촛불의 밝기가 작은 경우에는 도 2(a)와 같은 명확한 그래프가 나타나지 않을 수도 있다. 때로는, 도 2(b)와 같은 곡선 유형을 나타낼 수도 있다.
이와같이, 점광원이 아주 작아 밝기 정보보다 주변의 Edge 값이 더 클 경우에는 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트(Clipping count) 정보를 이용한다. 클립핑 카운트(Clipping count) 정보는 기설정된 휘도 경계값을 초과하는 픽셀의 합에 대한 정보를 의미한다. 이에 대해서는 도 3과 관련하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
또한, 이 외에 히스토그램 정보를 이용할 수도 있다. 이와 관련해서는 도 4와 관련하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3 은 거리에 따라 기설정된 휘도 경계값을 초과하는 픽셀의 합에 대한 그래프를 도시한다. 점광원이 아주 작은 경우, 촛불에 대한 오검출을 줄이기 위해서는 도 3과 같은 CAF의 Hill-climb 동작시에 설정된 AF 윈도우에서 기설정된 밝기의 경계값을 초과하는 픽셀의 합에 대한 그래프를 활용할 수 있다.
도 3 에서 보는 바와 같이 윈도우1(310)에 있는 초는 30cm 위치(S310)에 놓여 있다. 이 경우 CAF가 Hill-Climb 동작시 10cm(S320)와 50cm(S330)에서 기준 휘도의 경계치를 넘는 픽셀의 수가 가장 많고, 30cm 위치(S310)에서 가장 적게 나타난다.
도 4 는 히스토그램을 이용하여 촛불을 판단하는 예를 도시한다.
실제로 촛불 사진을 찍은 경우, 임의의 색에 대한 히스토그램을 도시한 도 4를 참고할 때, 히스토그램 정보를 나타낸 그래프에서 히스토그램 임계값(410) 이하의 값을 0으로 설정하면, S410과 같이 420과 430의 피크점을 지닌 그래프를 얻을 수 있다. 이와 같이, 히스토그램을 이용하여 촛불을 판단할 수도 있다.
3. 촛불의 휘도 정보 이용
일반적으로 촛불이 켜지는 조건은 0~3LV(Luminance)이하이다. 따라서, 디지털 영상신호 처리장치로 들어오는 휘도값(Light Value)이 기설정된 값보다 작은지를 판단하여, 촛불 영상인지를 검출할 수 있다.
또한, 일반적으로 촛불이 켜질 경우, 배경은 상당히 어둡고 촛불의 불은 상당히 밝은 특성이 있다. 이러한 특성을 기초로 Lab 이나 HSB 등의 정보를 이용하여 촛불을 검출할 수 있다. 구체적인 예를 들면 Lab 값을 이용할 경우, Luminance 값이 배경인 0인 쪽에 대부분 위치하게 되고, 촛불의 불 부분은 99~100인 쪽에 위치하게 된다. HSB를 이용하여 Brightness 값이 배경은 0% 이고, 촛불의 불 쪽은 거의 100% 값이 나온다.
4. 촛불의 칼라 정보 이용
촛불은 일반적으로 화이트 밸런스의 수행이 어려울 정도로 어두운 환경을 조건으로 한다. 따라서 화이트 밸런스 값이 거의 변화가 없는 경우를 선 조건으로 설정할 수 있다. 또한, 촛불의 색깔 정보를 이용할 경우, 촛불의 불은 노란색 계통으로 각도로 표현시 40~60 도 정보에 모두 분포한다. 따라서, Brightness가 100%인 위치에서 파악된 칼라의 분포를 기초로 촛불인지를 최종적으로 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명에서 촛불을 판단하는 흐름도를 도시한다.
디지털 영상신호 처리장치에서 촬영을 시작한다. 프리뷰 모드(510)에서 장면이 변화하면(511) CAF를 동작시킨다(S512). CAF를 동작시켜 얻은 FV(Focus Value, 포커스값) 그래프가 U자 형으로, 도 2(a)와 같은 형태인지를 판단한다. 그 후, CAF의 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트(Clipping count) 그래프가 U자 형으로, 도 3과 같은 형태인지를 판단한다.
FV 그래프와 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인 경우인 경우인지를 판단한다(530). 두 가지 그래프가 모두 U자 형태가 아닌 경우에는 매크로 장면으로 파악한다(580).
두 가지 그래프가 모두 U자 형인 경우, 휘도값을 판단한다. 예를 들어 휘도 값이 0~3LV 범위 내인 경우 촛불로 판단하고, 그렇지 않은 경우 매크로 장면으로 판단한다. 다만, 이상의 범위는 개발자에 의해 조절될 수 있다.
두 가지 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 형태를 나타내고, 휘도값도 만족할 경우, 추가적으로 촛불의 히스토그램이나 Lab 값을 활용할 수 있다. 구체적인 내용은 "3. 촛불의 휘도 정보 이용" 부분을 참고한다.
히스토그램이나 Lab 값을 참고하였을 때 기설정된 조건을 만족하지 못할 경우, 촛불 장면이 아니라 매크로 장면으로 판단한다.
히스토그램이나 Lab값을 만족할 경우, 최종적으로 색깔의 분포를 판단할 수 있다(560). Brightness가 100%인 위치에서 칼라의 분포를 판단 한다. 예를 들어, 노란색의 분포가 각도로 표현하였을 경우 40~60 정도이면 촛불로 인식한다.
도 6 은 촛불을 판단하는 디지털 영상신호 처리장치의 일 에를 도시한다.
본 발명을 구현할 수 있는 디지털 촬영장치(600)는 핸드헬드 장치, 캠코더, 이동 전화, PMP, PDP, 노트북, 카메라 등을 포함한다.
디지털 촬영 장치(600)는 광학부(610), 광학 구동부(611), 촬상소자(615), 촬상소자 제어부(616), 조작부(620), 프로그램 저장부(630), 버퍼 저장부(640), 데이터 저장부(650), 터치스크린 디스플레이(660), 및 디지털 신호 처리부(DSP, 670)를 포함할 수 있다.
광학부(610)는 피사체로부터의 입력된 광학 신호를 촬상 소자(615)로 제공한다. 광학부(610)는 초점 거리(focal length)에 따라 화각이 좁아지거나 또는 넓어지도록 제어하는 줌 렌즈 및 피사체의 초점을 맞추는 포커스 렌즈 등 적어도 하나 의 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학부(610)는 광량을 조절하는 조리개를 더 포함할 수 있다.
광학 구동부(611)는 렌즈의 위치, 조리개의 개폐 등을 조절한다. 렌즈의 위치를 이동시켜 초점을 맞출 수 있다. 또한, 조리개의 개폐를 조절하여 광량을 조절할 수 있다. 실시간으로 입력되는 영상 신호에 의해 자동으로 생성되는 제어 신호 또는 사용자의 조작에 의해 수동으로 입력되는 제어 신호에 따라 광학 구동부(611)가 광학부(610)를 제어할 수 있다.
상기 광학부(610)를 투과한 광학 신호는 촬상 소자(615)의 수광면에 이르러 피사체의 상을 결상한다. 상기 촬상 소자(615)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CIS(Complementary Metal Oxide SemiconductorImage Sensor) 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 촬상소자(615)는 촬상소자 제어부(616)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다. 촬상소자 제어부(616)는 실시간으로 입력되는 영상 신호에 의해 자동으로 생성되는 제어 신호 또는 사용자의 조작에 의해 수동으로 입력되는 제어 신호에 따라 촬상 소자(615)를 제어할 수 있다.
조작부(620)는 사용자 등의 외부로부터의 제어 신호를 입력할 수 있는 곳이다. 상기 조작부(620)는 정해진 시간 동안 촬상 소자(615)를 빛에 노출하여 사진을 촬영하는 셔터-릴리즈 신호를 입력하는 셔터-릴리즈 버튼, 전원을 공급하기 위해 입력하는 전원 버튼, 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나 화각을 좁아지게 하는 광각-줌 버튼 및 망원-줌 버튼과, 문자 입력 또는 촬영 모드, 재생 모드 등의 모드 선택, 화이트 밸런스 설정 기능 선택, 노출 설정 기능 선택 등의 다양한 기능 버튼들이 있다. 조작부(620)는 상기와 같이 다양한 버튼의 형태를 가질 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 키보드, 터치 패드, 터치스크린, 원격 제어기 등과 같이 사용자가 입력할 수 있는 어떠한 형태로 구현되어도 무방하다.
그리고 상기 디지털 촬영 장치(600)는 입력되는 영상 신호를 처리하고, 이에 따라 또는 외부 입력 신호에 따라 각 구성부들을 제어하는 디지털 신호 처리부(670)를 포함한다.
한편, 본 발명은 컴퓨터 판독가능 저장매체에 컴퓨터가 판독 가능한 코드를 저장하여 구현하는 것이 가능하다. 상기 컴퓨터 판독가능 저장매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다.
상기 컴퓨터가 판독 가능한 코드는, 상기 컴퓨터 판독가능 저장매체로부터 디지털 신호 처리부 또는 CPU에 의하여 독출되어 실행될 때, 본 발명에 따른 디지털 촬영 장치 제어 방법을 구현하는 단계들을 수행하도록 구성된다. 상기 컴퓨터가 판독 가능한 코드는 다양한 프로그래밍 언어들로 구현될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자들에 의하여 용이하게 프로그래밍될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 반송파(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 거리에 따른 점광원의 모습을 도시한다.
도 2(a) 내지 (b)는 점광원과 비점광원의 Focus 값 곡선을 도시한다.
도 3 은 거리에 따라 기설정된 휘도 경계값을 초과하는 픽셀의 합에 대한 그래프를 도시한다.
도 4 는 히스토그램을 이용하여 촛불을 판단하는 예를 도시한다.
도 5는 본 발명에서 촛불을 판단하는 흐름도를 도시한다.
도 6 은 촛불을 판단하는 디지털 영상신호 처리장치의 일 에를 도시한다.

Claims (6)

  1. 촛불을 자동 인식하는 디지털 영상신호 처리장치로서,
    상기 디지털 영상신호 처리장치의 프리뷰 모드에서 CAF(Continuous Auto Focus)의 포커스 값을 나타내는 그래프와 상기 CAF의 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트(Clipping count) 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인지를 판단하는 CAF정보이용부; 및
    상기 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인 경우 상기 디지털 영상신호 처리장치에 들어오는 휘도값을 기초로 촛불 영상을 검출하는 휘도값이용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촛불자동인식 디지털 영상신호 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CAF 정보이용부 및 상기 휘도값이용부의 조건을 모두 만족시킬 경우,
    촬영된 영상의 색깔분포를 기초로 촛불 영상을 검출하는 칼라정보이용부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촛불자동인식 디지털 영상신호 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CAF 정보이용부 및 상기 휘도값이용부의 조건을 모두 만족시킬 경우, 촬영된 영상의 히스토그램을 이용하여 촛불 영상을 검출하는 것을 특징으로 하는 촛불자동인식 디지털 영상신호 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도값이 0~3LV(Luminance) 범위 내인 경우를 만족하면 촛불 영상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 촛불자동인식 디지털 영상신호 처리장치.
  5. 디지털 영상신호 처리장치에서 촛불을 자동으로 인식하는 방법으로서,
    상기 디지털 영상신호 처리장치의 프리뷰 모드에서 CAF의 포커스 값을 나타내는 그래프와 상기 CAF의 Hill-climb 동작시 AF 윈도우 밝기에 대한 클립핑 카운트 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인지를 판단하는 단계;
    상기 그래프가 모두 아래로 볼록한 곡선의 유형인 경우 상기 디지털 영상신호 처리장치에 들어오는 휘도값이 기설정된 범위 내인지를 판단하는 단계;및
    상기 휘도값이 기설정된 범위 내인 경우, 촬영된 영상의 색깔정보를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, Brightness가 100%인 위치에서
    노란색의 분포 각도가 40~60도 사이이면 촛불 영상으로 인식하는 것을 특징으로 하는 방법.
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