KR20110089655A - 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치 및 방법 - Google Patents

촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입력 영상에 대하여 얼굴을 검출하고 촬영 구도를 가이드 하는 디지털 영상 촬영 장치 및 방법에 관한 것으로 입력 영상이 표시되는 화면을 포함하는 디지털 영상 촬영 장치에 있어서, 입력 영상에 대하여 얼굴 검출을 수행하는 얼굴 검출부; 검출된 얼굴의 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 추출부; 상기 얼굴의 기울임 정보 또는 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는 설정부; 및 상기 설정된 촬영 구도에 따라 촬영 구도 변경을 유도하는 유도부;를 포함하는 디지털 영상 촬영 장치를 개시한다.

Description

촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치 및 방법 {Apparatus and method for capturing digital image for guiding photo composition}
본 발명은 입력 영상에 대하여 얼굴을 검출하고 촬영 구도를 가이드 하는 디지털 영상 촬영 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 스틸 카메라, 디지털 일안반사식 카메라 등을 포함하는 디지털 영상 촬영 장치가 발전하면서, 초보자도 전문가처럼 촬영할 수 있는 각종 가이드 기능이 증가하고 있다.
초보자는 피사체에 따라 적절한 촬영 구도를 잡는 것이 쉽지 않으므로, 디지털 영상 촬영 장치가 피사체를 검출하고 피사체에 적합한 촬영 구도를 가이드하는 것이 필요하다. 특히 피사체가 인물인 경우 전문가처럼 촬영하기 위하여 얼굴의 기울임 정보와 시선 방향까지 고려해야 한다.
본 발명은 얼굴을 검출하고, 검출한 얼굴의 기울임 정보 및 시선 방향으로 이용하여 설정된 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 입력 영상이 표시되는 화면을 포함하는 디지털 영상 촬영 장치에 있어서, 입력 영상에 대하여 얼굴 검출을 수행하는 얼굴 검출부; 상기 검출된 얼굴의 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 추출부; 상기 얼굴의 기울임 정보 또는 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는 설정부; 및 상기 설정된 촬영 구도에 따라 촬영 구도 변경을 유도하는 유도부; 를 포함하는 디지털 영상 촬영 장치를 제공한다.
본 발명에 관한 촬영 구도는 상기 화면에 대응하여 설정되며, 상기 화면은 삼분할법에 따라 제1영역 내지 제4영역으로 구분되며, 상기 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 상기 얼굴을 배치한다.
본 발명에 관한 추출부는 상기 검출된 얼굴의 시선 방향을 추출하는 시선 방향 추출부; 및 상기 시선 방향을 추출한 결과 상기 검출된 얼굴이 정면을 향하고 있다고 판단되는 경우, 상기 검출된 얼굴에서 기울임 벡터를 검출하고, 상기 검출된 얼굴에 대응하는 좌표 평면에 대하여 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하는 기울임 정보 추출부; 를 포함한다.
본 발명에 관한 상기 기울임 정보 추출부는 코에서 이마의 방향으로 연장된 기울임 벡터를 검출하고, 상기 검출된 얼굴의 코를 원점으로 하여 화면의 수평 방향이 X축이고, 상기 X축에 수직한 방향이 Y축인 좌표 평면에 대하여, 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출한다.
본 발명에 관한 설정부는 상기 검출된 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하는 경우, 추출된 상기 기울임 정보에 따라 촬영 구도를 한다.
또한 상기 설정부는 상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제1사분면에 해당하는 경우 화면의 제1영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제2사분면에 해당하는 경우 화면의 제2영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제3사분면에 해당하는 경우 화면의 제3영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제4사분면에 해당하는 경우 화면의 제4영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정한다.
본 발명에 관한 설정부는 상기 검출된 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하지 않는 경우, 추출된 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정한다.
또한 상기 설정부는 상기 검출된 얼굴을 화면의 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 하나의 영역은 추출된 상기 시선 방향이 화면의 중앙을 향하도록 하는 영역이다.
또한 상기 유도부는 상기 설정된 촬영 구도에 대응하는 화면 영역을 표시하거나, 문자 또는 음성으로 출력하여 촬영구도 변경을 유도한다.
본 발명에 관한 입력 영상이 표시되는 화면을 포함하는 디지털 영상 촬영 장치에 있어서, 입력 영상에 대하여 얼굴 검출을 수행하는 단계; 상기 검출된 얼굴의 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 단계; 상기 얼굴의 기울임 정보 또는 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 촬영 구도에 따라 촬영 구도 변경을 유도하는 단계; 를 포함하는 디지털 영상 촬영 방법을 제공한다.
여기서 본 발명에 관한 촬영 구도는 상기 화면에 대응하여 설정되며, 상기 화면은 삼분할법에 따라 제1영역 내지 제4영역으로 구분되며, 상기 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 상기 얼굴을 배치한다.
또한 상기 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 단계는 상기 검출된 얼굴의 시선 방향을 추출하는 단계; 및 상기 시선 방향을 추출한 결과 상기 검출된 얼굴이 정면을 향하고 있다고 판단되는 경우, 상기 검출된 얼굴에서 기울임 벡터를 추출하고, 상기 검출된 얼굴에 대응하는 좌표 평면에 대하여 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하는 단계; 를 포함한다.
또한 상기 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 단계는 상기 검출된 얼굴에서 코에서 이마의 방향으로 연장된 기울임 벡터를 추출하고, 상기 검출된 얼굴의 코를 원점으로 하여 화면의 수평 방향이 X축이고, 상기 X축에 수직한 방향이 Y축인 좌표 평면에 대하여, 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하는 단계이다.
또한 상기 촬영 구도를 설정하는 단계는 상기 검출된 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하는 경우, 추출된 상기 기울임 정보에 따라 촬영 구도를 설정한다.
또한 상기 촬영 구도를 설정하는 단계는 상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제1사분면에 해당하는 경우 화면의 제1영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제2사분면에 해당하는 경우 화면의 제2영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제3사분면에 해당하는 경우 화면의 제3영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제4사분면에 해당하는 경우 화면의 제4영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정한다.
여기서 상기 촬영 구도를 설정하는 단계는 상기 검출된 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하지 않는 경우, 추출된 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정한다.
여기서 상기 촬영 구도를 설정하는 단계는 상기 검출된 얼굴을 화면의 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 하나의 영역은 추출된 상기 시선 방향이 화면의 중앙을 향하도록 하는 영역이다.
또한 상기 촬영 구도 변경을 유도하는 단계는 상기 설정된 촬영 구도에 대응하는 화면 영역을 표시하거나, 문자 또는 음성으로 출력하여 촬영구도 변경을 유도한다.
본 발명에 따르면 인물 촬영에서 얼굴을 검출한 다음, 얼굴의 기울임 정보 및 시선 방향을 고려하여 최적의 촬영 구도를 설정함으로써 사용자에게 보다 나은 촬영 환경을 제공할 수 있다.
도 1는 본 발명에 대한 디지털 카메라의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 상기 도 1의 DSP의 일 실시예를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시선 방향에 의한 촬영 구도를 설정하는 내용을 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기울임 정보에 의해 촬영 구도를 설정하는 내용을 설명하는 설명도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 촬영 구도 설정시, 삼분할법에 따라 구분된 제1영역 내지 제4영역을 나타낸 설명도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 촬영 구도를 설정하는 설명도.
도 8는 본 발명의 일실시예에 따라 촬영 구도를 유도하는 설명도.
도 9은 본 발명에 대한 디지털 영상 촬영 방법을 나타낸 흐름도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 의해 설정된 촬영 구도에 따른 사진.
본 발명에 관한 디지털 영상 촬영 장치로서 디지털 카메라를 일 실시 예로서 설명한다. 그러나 상기 디지털 영상 촬영 장치가 디지털 카메라에 한정되는 것은 아니며, 카메라 기능이 부가된 카메라폰, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player) 등의 디지털 기기에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 카메라의 구성을 나타낸 블럭도이다.
디지털 영상 촬영 장치의 전체 동작은 CPU(100)에 의해 통괄된다.
조작부(200)는 디지털 영상 촬영 장치에는 사용자로부터의 전기적 신호를 발생시키는 키 등을 포함한다. 예를 들어 조작부(200)는 버튼, 키, 터치 패널, 터치 스크린, 다이얼 등의 형태로 구현될 수 있으며, 전원 온/오프, 촬영 개시/정지, 재생 개시/정지/서치, 광학계의 구동, 모드 변환, 메뉴 조작, 선택 조작 등의 사용자 제어 신호를 입력할 수 있다.
조작부(200)로부터의 전기적 신호는 CPU(100)에 전달되어, CPU(100)가 전기적 신호에 따라 디지털 영상 촬영 장치를 제어할 수 있도록 한다.
촬영 모드일 경우, 사용자로부터의 전기적 신호가 CPU(100)에 인가됨에 따라 CPU(100)는 그 신호를 파악하여 렌즈 구동부(11), 조리개 구동부(21) 및 촬상소자 제어부(31)를 제어하며, 이에 따라 각각 렌즈(10)의 위치, 조리개(20)의 개방 정도 및 촬상소자(30)의 감도 등이 제어된다.
촬상소자(30)는 입력된 광으로부터 피사체의 상을 결상한다. 촬상소자(30)로는 로 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 어레이, CCD(Charge coupled device) 센서 어레이 등을 사용할 수 있다.
아날로그/디지털 변환부(40)는 촬상소자(30)에서 출력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. 물론 촬상소자(30)의 특성에 따라 아날로그/디지털 변환부(40)가 필요 없는 경우도 있을 수 있다.
촬상소자(30)로부터의 영상 데이터는 메모리(60)를 거쳐 디지털 신호 처리부(이하 DSP)(50)에 입력될 수도 있고, 메모리(60)를 거치지 않고 DSP(50)에 입력될 수도 있으며, 필요에 따라 CPU(100)에도 입력될 수도 있다. 여기서 메모리(60)는 ROM 또는 RAM 등을 포함하는 개념이다.
DSP(50)는 입력된 영상 데이터에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 컬렉션(Gamma Correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 영상 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 영상 신호 처리하여 생성한 영상 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 영상 파일로부터 영상 데이터를 복원할 수 있다. 영상의 압축 형식은 가역 형식 또는 비 가역 형식이어도 된다. 적절한 형식의 예로서, JPEG(Joint Photographic Experts Group)형식이나 JPEG 2000 형식 등으로 변환도 가능하다. 또한, DSP(50)에서는 기능적으로 불선명 처리, 색체 처리, 블러 처리, 엣지 강조 처리, 영상 해석 처리, 영상 인식 처리, 영상 이펙트 처리 등도 행할 수 있다. 영상 인식 처리로 장면 인식 처리를 행할 수 있다.
또한, DSP(50)에서는 디스플레이부에 디스플레이 하기 위한 표시 영상 신호 처리를 행할 수 있다. 예를 들어, 휘도 레벨 조정, 색 보정, 콘트라스트 조정, 윤곽 강조 조정, 화면 분할 처리, 캐릭터 영상 등 생성 및 영상의 합성 처리 등을 행할 수 있다.
DSP (50)로부터 출력된 데이터로부터의 영상은 메모리(60)를 통하여 또는 직접 디스플레이 제어부(81)에 전달된다. 디스플레이 제어부(81)는 디스플레이부(80)를 제어하여 디스플레이부(80)에 영상을 디스플레이한다.
디스플레이부(80)는 LCD, 유기 전계 발광 디스플레이 장치 또는 전기 영동 디스플레이 장치 등을 채용할 수 있다.
DSP(50)로부터 출력된 데이터는 메모리(60)를 통하여 또는 직접 저장/판독 제어부(71)에 입력되는데, 이 저장/판독 제어부(71)는 사용자로부터의 신호에 따라 또는 자동으로 영상 데이터를 저장매체(70)에 저장한다. 물론 저장/판독 제어부(71)는 저장매체(70)에 저장된 영상 파일로부터 데이터를 판독하고, 이를 메모리(60)를 통해 또는 다른 경로를 통해 디스플레이 제어부(81)에 입력하여 디스플레이부(80)에 영상이 디스플레이 되도록 할 수도 있다.
저장매체(70)는 착탈가능한 것일 수도 있고 디지털 영상 처리기에 영구 장착된 것일 수 있다. 저장매체(70)로는 SD/CF/SM 카드, HDD(Hard Disk Driver), 광 디스크, 광 자기 디스크 또는 홀로그램 메모리 등을 사용할 수도 있다.
상기 DSP(50)의 동작에 관하여 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 상기 도 1의 DSP(50)의 일 실시예를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, DSP(50)는 얼굴을 검출하는 얼굴 검출부(51), 상기 얼굴 검출부(51)에서 검출된 얼굴의 기울임 정보 및 시선 방향을 추출하는 추출부(52), 상기 추출부(52)의 결과에 따라 촬영 구도를 설정하는 설정부(53) 및 상기 설정부(53)에서 설정된 촬영 구도를 사용자에게 유도하는 유도부(54)를 구비할 수 있다.
얼굴 검출부(51)는 렌즈(10), 조리개(20), 촬상 소자(30) 및 A/D변환부(40)를 거쳐 입력된 입력 영상에 대하여 얼굴을 검출한다.
특징 기반 얼굴 검출 방법으로 얼굴의 불변하는 특징(눈, 코, 입과 같은 얼굴 요소, 질감, 살색)들을 찾는다. 얼굴의 여러 가지 특징들 중에서 특히 살색은 얼굴의 이동, 회전, 크기 변화 등에 덜 민감한 특성을 가지므로 가장 많이 사용되고 있는 방법이다. 그 이외에 얼굴 검출부(51)는 얼굴 형판(template) 기반 검출 방법은 얼굴에 대한 몇 가지의 표준 패턴을 만든 뒤에 패턴을 얼굴 검출을 위해 저장한다. 그런 뒤에 패턴들은 영상의 탐색 윈도우 안에서 영상과 하나씩 비교되어 얼굴이 검출된다. 얼굴 검출의 방법으로 최근에 많이 사용되는 SVM(support vector machine)에 기반을 둔 얼굴 검출방법이 있다. SVM 기반 방법들은 영상으로부터 각기 다른 영역들을 서브 샘플링(sub-sampling)하여 학습기를 통해 얼굴과 비 얼굴(얼굴이 아닌 부분)에 대해 학습시킨 뒤 입력 영상에서 얼굴을 찾도록 하는 방법이다. 이러한 얼굴 검출부(51)의 얼굴 정보 검출에 관한 내용은 이미 공지된 내용이 많으므로 상세한 설명은 생략한다.
추출부(52)는 상기 검출된 얼굴을 분석하여 기울임 정보와 시선 방향을 추출한다. 추출부(52)는 검출된 얼굴의 시선 방향을 추출하는 시선 방향 추출부(52a) 및 검출된 얼굴의 기울임 정보를 추출하는 기울임 정보 추출부(52b)를 포함할 수 있다.
시선 방향 추출부(52a)는 상기 얼굴 검출부(51)에서 검출된 얼굴의 시선 방향을 추출한다.
시선 방향을 추출하는 방법으로 시선 검출(gaze detection)과 관련된 공지된 방법을 사용할 수 있다. 일 실시예로 아이 트랙킹(eye tracking)을 사용할 수 있는데, 이 방법은 먼저 검출된 얼굴이 포함된 입력 영상에서 눈의 위치를 찾는다. 다음으로 눈의 위치를 찾은 영상을 통하여 눈 부위 주변 형태, 눈동자의 위치 또는 반사광의 위치를 파악하여 시선이 방향을 향하고 있는지 분석하는 방법이다. 아이 트랙킹과 관련해서는 이미 공지된 내용이 많으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다른 실시예로 시선 방향을 추출하는 방법으로, 헤드 트랙킹(head tracking)을 사용할 수 있다. 도 3을 참조하면, 얼굴 검출부(51)에서 검출된 얼굴 모양이 실린더 표면 또는 구 표면으로 근사적으로 나타낼 수 있다고 가정한다. 다음으로 검출된 얼굴의 눈 위치나 눈 사이 미간에 해당하는 위치를 시작점으로 하여 실리더 표면 또는 구 표면의 노말 벡터(normal vector) 성분을 검출한다. 이와 같이 검출된 노말 벡터 성분이 향하는 방향을 시선 방향으로 볼 수 있다. 헤드 트랙킹의 경우 인물 피사체가 눈을 감았을 경우나 눈동자의 위치를 찾기 어려워 아이 트랙킹을 사용하기 어려운 경우 이용할 수 있다. 헤드 트랙킹과 관련해서도 이미 공지된 내용이 많으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 방법으로 시선 방향을 추출하는 것은 검출된 얼굴의 시선 방향이 화면의 어느 지점을 향하는지 추출하는 것을 의미한다. 즉, 입력 영상에 포함된 피사체의 시선 방향을 추출하여 정면을 바라보고 있는지, 측면을 바라보고 있는지를 확인할 수 있다. 예를 들어 시선 방향에 대응하는 벡터 성분이 화면의 어떤 좌표에 해당하는지 또는 화면의 어떤 영역에 포함되는지를 판단함으로써 알 수 있다.
기울임 정보 추출부(52b)는 얼굴 검출부(51)에서 검출된 얼굴이 좌우로 얼마나 기울었는지에 관한 정보를 추출한다. 일 실시예로 시선 방향 추출부(52a)에서 시선 방향을 추출한 결과 얼굴이 정면을 바라보고 있는 경우, 정면을 바라보는 상기 얼굴이 좌우로 얼마나 기울어진 것인지에 관한 정보를 추출한다.
일 실시예에 의하면, 기울임 정보는 상기 얼굴 검출부(51)에서 검출된 얼굴에 대하여 기울임 벡터를 검출하고, 상기 검출된 얼굴에 대응하는 좌표 평면에 대하여 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하거나, 기울임 벡터의 방향에 대응하는 사분면을 추출함으로써 도출할 수 있다. 다른 예로 기울임 벡터의 각도를 추출함으로써 기울임 정보를 도출할 수도 있다.
구체적으로 도 4를 참조하면, 기울임 벡터란, 검출된 얼굴에서 코에서 이마의 방향으로 연장된 벡터로써, 코끝을 시작점으로 하고, 콧대를 거쳐 이마방향으로 연장된 벡터를 지칭할 수 있다. 또한 검출된 얼굴에 대응하는 좌표 평면이란, 검출된 얼굴의 코끝을 원점으로 하여 화면의 수평 방향이 X축이고, 상기 X축에 수직한 방향이 Y축인 2차원의 평면을 의미할 수 있다. 결국 도 4에 나타난 바와 같이 상기 좌표 평면에서 기울임 벡터의 방향에 대응하는 제1사분면 내지 제4사분면 중 어느 하나의 사분면을 추출할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 상기 기울임 정보는 기울임 벡터의 방향에 대응하는 상기 좌표 평면의 사분면일 수 있다. 그러나 상기 기울임 정보는 이에 한정되지 않고, 기울임 벡터의 좌표, 각도 등과 같이 얼굴의 기울임 상태에 관한 정보이면 어느 것이든지 가능하다.
설정부(53)는 상기 시선 방향 또는 기울임 정보를 이용하여 촬영 구도를 설정한다.
도 5을 참조하면, 먼저 본 발명에 의하여 설정되는 촬영 구도는 화면을 삼분할법에 따라 나누어 얻을 수 있는 제1영역 내지 제4영역 중에 어느 하나의 영역으로 한다.
삼분할법은 화면을 가로 방향으로 3등분, 세로 방향으로 3등분하여 총 9개의 구획으로 분할하는 것이다. 여기서 가로 방향 분할선 및 세로 방향 분할 선이 교차하는 4개의 지점이 있다. 이러한 4개의 지점을 도 5과 같이 각각 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역으로 지칭한다. 여기서 제1영역은 화면의 삼분할에 의한 종횡선이 교차하는 좌측 상단 지점 및 그 주변 공간을 포함하는 것이며, 제2영역은 화면의 삼분할에 의한 종횡선이 교차하는 우측 상단 지점 및 그 주변 공간을 포함하는 것이며, 제3영역은 화면의 삼분할에 의한 종횡선이 교차하는 좌측 하단 지점 및 그 주변 공간을 포함하는 것이며, 제4영역은 화면의 삼분할에 의한 종횡선이 교차하는 우측 하단 지점 및 그 주변 공간을 포함하는 것이다.
인물 사진에서 상기 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 피사체가 위치하는 경우, 가장 안정적인 구도의 영상을 얻을 수 있다. 이는 황금 분할이라고 불리는 개념과 상통한다. 상기 황금 분할은 사진에서 촬영 구도를 정할 때나 그림에서 스케치 구도를 정할 때 화면 또는 화폭을 기준으로 종횡으로 각각 2개의 라인을 그려 화면을 9개의 구획으로 나누고, 그 영역 중에서 라인이 교차하는 지점에 주요 피사체를 두어 전체적으로 균형잡힌 구도를 얻고자 하는 것이다.
이제 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 상기 설정부(53)가 촬영 구도를 설정하는 동작에 대하여 자세하게 기술한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬영 구도를 설정하는 방법을 설명한 설명도 이다.
도 6을 참조하면, 검출된 얼굴에 대하여 상기 시선 방향 추출부(52a)에서 시선 방향을 추출한 결과, 상기 시선 방향이 정면을 향하는 경우 상기 기울임 정보에 따라 촬영 구도를 설정할 수 있다.
도 6의 (a)와 같은 입력 영상에 대하여 얼굴 검출부(51)에서 얼굴 검출을 수행한다. 다음으로 상기 추출부(52)는 검출된 얼굴에 대하여 시선 방향 및 기울임 정보를 추출한다. 상기 설정부(53)에서는 시선 방향이 정면을 향하고 있으므로, 기울임 정보에 따라 촬영 구도를 설정한다.
설정부(53)에는 기울임 정보에 대응하는 제1영역 내지 제4영역의 촬영 구도가 테이블 또는 알고리즘의 형태로 정리되어 있을 수 있다. 일 실시예로 표 1과 같이 상기 기울임 벡터의 좌표 또는 기울임 벡터의 방향이 좌표 평면의 제1사분면에 해당하는 경우 화면의 제1영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표 또는 기울임 벡터의 방향이 상기 좌표 평면의 제2사분면에 해당하는 경우 화면의 제2영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표 또는 기울임 벡터의 방향이 상기 좌표 평면의 제3사분면에 해당하는 경우 화면의 제3영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며, 상기 기울임 벡터의 좌표 또는 기울임 벡터의 방향이 상기 좌표 평면의 제4사분면에 해당하는 경우 화면의 제4영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정할 수 있다.
기울임 정보 매칭 영역
제1사분면 제1영역
제2사분면 제2영역
제3사분면 제3영역
제4사분면 제4영역
도 6의 (a)의 경우 도 5에서 설명한 바와 같이 검출된 얼굴에 대하여 추출된 기울임 정보를 파악한 결과 기울임 벡터의 방향이 우측 상단방향이므로, 좌표 평면의 제1사분면에 해당한다. 따라서 도 6의 (b) 내지 도 6의 (e)에 도시된 삼분할에 의한 4가지 영역 중에서, 도 6 (b)와 같이 제1영역에 검출된 얼굴이 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 촬영 구도를 설정하는 방법을 설명한 설명도 이다.
도 7을 참조하면, 검출된 얼굴에 대하여 상기 시선 방향 추출부(52a)에서 시선 방향을 추출한 결과, 상기 시선 방향이 정면을 향하지 않는 경우 상기 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정할 수 있다.
도 7의 (a)와 같은 입력 영상에 대하여 얼굴 검출부(51)에서 얼굴 검출을 수행한다. 다음으로 상기 추출부(52)는 검출된 얼굴에 대하여 시선 방향 및 기울임 정보를 추출한다. 상기 설정부(53)에서는 시선 방향이 정면을 향하지 않으므로, 상기 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정한다.
설정부(53)에는 검출된 얼굴을 화면의 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 배치되도록 하되, 상기 제1영역 내지 제4영역 중에서 시선 방향이 화면의 중앙을 향하게 하는 영역에 인물을 배치하는 촬영 구도를 설정한다.
도 7의 (a)의 경우 검출된 얼굴이 정면을 바라보지 않고 화면의 좌측 하단부를 응시하고 있다. 따라서 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는데. 특히 도 7의 (b) 내지 도 7의 (e)에 도시된 삼분할에 의한 제1영역 내지 제4영역 중에서 시선 방향이 화면 중앙으로 향하는 하나의 영역을 설정한다. 결국 도 7 (b)와 같이 제1영역에 검출된 얼굴이 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 경우, 도 6 (a) 또는 도 7 (a)와 같은 입력 영상에 대하여 도 6 (b) 또는 7 (b)와 같은 촬영 구도를 설정함으로써 사용자에게 균형 잡힌 촬영 구도를 제공할 수 있는 특징이 있다.
유도부(54)는 상기 설정부(53)에서 설정된 촬영 구도와 현재 디스플레이부의 화면에 나타난 촬영 구도가 상이한 경우 상기 설정된 촬영 구도에 따라 촬영 구도 변경을 유도한다.
이 때 촬영 구도 변경을 유도하는 방법은 상기 설정된 촬영 구도에 대응하는 화면 영역을 표시하거나, 문자 또는 음성으로 출력한다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 구도 변경을 유도하는 방법을 나타낸 설명도이다.
도 8를 참조하면, 입력 영상에 대하여 도 7의 본 발명의 일 실시예에서 설명한 순서로 촬영 구도가 설정된다. 그리고 설정된 촬영 구도를 가이드 하기 위하여 가이드 박스(80a)가 표시된다. 이러한 가이드 박스(80a)는 설정된 촬영 구도에 대응하여 피사체를 배치한 가상의 화면 영역이다. 사용자는 이러한 가이드 박스(80a)를 통하여 설정된 촬영 구도에 맞게 피사체를 재배치하여 촬영 구도를 설정할 수 있다.
설정된 촬영 구도를 유도하는 방법은 도 9에 도시된 바에 한정되지 않으며, 문자 또는 음성으로 경고를 발생하여 촬영구도 변경을 유도할 수도 있다.
상기 유도부(54)의 촬영 구도 유도에 의하여 촬영 구도가 변경되고, 설정된 촬영 구도와 일치하는 경우 셔터버튼(미도시)를 입력하여 영상을 촬영하거나 소정 시간 경과 후 자동으로 영상이 촬영되도록 할 수 있다.
도 9은 본 발명에 대한 디지털 영상 촬영 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9에 도시된 실시예에는 검출된 얼굴의 시선 방향과 기울임 정보를 통하여 촬영 구도를 설정 및 유도하는 과정이 개시되어 있다. 실시예에 따라 동작 방법의 주 알고리즘은 기기내의 주변 구성 요소들의 도움을 받아 DSP(50) 내부에서 수행될 수 있다.
촬영 모드(S901)에서 사용자 입력 신호를 수신한 DSP는 디지털 영상 촬영 장치를 촬영 구도 가이드 모드로 진입(S902) 시킨다.
촬영 구도 가이드 모드로 진입하면, DSP는 디스플레이부에 라이브뷰 영상을 디스플레이한다.(S903) 예를 들어 도 6 (a) 또는 도 7 (a)에는 촬영 구도 가이드를 위한 라이브뷰 영상의 예가 도시되어 있다.
라이브뷰 영상이 디스플레이되면, DSP는 라이브뷰 영상의 얼굴 검출을 수행한다.(S904) 즉 내부적으로 보면 DSP는 촬상부 거쳐 DSP로 들어온 입력 영상에 대한 얼굴 검출을 수행한다. DSP는 입력 영상에 포함된 피사체의 얼굴을 검출하며, 얼굴 검출 수행 방법에 대한 상세한 설명은 위에서 설명하였으므로 생략한다. 현재 얼굴 검출 기능에는 피사체의 얼굴에 사각의 얼굴 검출 영역이 존재하며, 이 얼굴 검출 영역은 피사체와 렌즈의 거리에 따라 그 크기가 커지거나 줄어들게 된다.
얼굴 검출 수행 후, DSP는 검출된 얼굴에 대하여 시선 방향을 추출한다.(S905) 시선 방향을 추출하는 방법은 시선 검출(gaze detection) 기술을 사용하며, 시선 검출 기술에 대한 자세한 내용은 위에서 설명하였으므로 생략하기로 한다. 이와 같은 방법으로 시선 방향을 추출하는 것은 검출된 얼굴의 시선 방향이 화면의 어느 지점을 향하는지 추출하는 것을 의미한다. 즉, 입력 영상에 포함된 피사체의 시선 방향을 추출하여 정면을 바라보고 있는지, 측면을 바라보고 있는지를 확인할 수 있다. 또한 시선 방향에 대응하는 벡터 성분을 통하여 검출할 수도 있다.
다음으로 DSP는 검출된 얼굴에 대하여 기울임 정보를 추출한다.(S906) 기울임 정보를 추출하는 방법은 검출된 얼굴에 대하여 기울임 벡터를 검출하고, 상기 검출된 얼굴에 대응하는 좌표 평면을 설정한다. 그리고 좌표 평면상에서 상기 기울임 벡터의 방향이 대응하는 사분면이 곧 기울임 정보가 될 수 있다. 이와 같이 기울임 정보를 도출하는 구체적인 방법은 위에서 자세히 설명하였으므로 생략하기로 한다. 또한 상기 기울임 정보는 이에 한정되지 않고, 얼굴의 기울임 상태에 관한 정보이면 다른 것도 가능함을 기억해야 한다.
상술한 시선 방향과 기울임 정보를 추출하는 과정은 순서에 관계없이 둘 중에 임의로 하나가 먼저 수행되어도 무방하다.
DSP는 상기 시선 방향 또는 기울임 정보를 이용하여 촬영 구도를 설정한다. 예를 들어 시선 방향이 정면인지 먼저 판단한다.(S907) DSP는 시선 방향이 정면인 경우 기울임 정보를 이용하여 촬영구도를 설정하고, 시선 방향이 정면이 아닌 경우 시선 방향을 이용하여 촬영 구도를 설정한다.
먼저 시선 방향이 정면인 경우 기울임 정보를 이용하여 촬영구도를 설정하는 경우를 알아본다.(S908) 이 경우 기울임 정보는 기울임 벡터 방향이 대응하는 사분면이고, 상기 사분면에 대응하는 삼분할에 의한 화면의 제1영역 내지 제4영역의 촬영 구도가 테이블 또는 알고리즘의 형태로 정리되어 있다. 따라서 기울임 정보를 통하여 검출된 얼굴을 제1영역 내지 제4영역 중 어느 한 영역에 배치되도록 촬영 구도를 설정한다. 기울임 정보와 화면의 각 영역의 배치 관계에 대해서는 이전에 자세히 설명하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
다음으로 시선 방향이 정면이 아닌 경우 시선 방향을 이용하여 촬영 구도를 설정하는 경우를 알아본다. (S909) 이 경우 검출된 얼굴을 삼분할에 의한 화면의 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 배치되도록 하되, 상기 제1영역 내지 제4영역 중에서 시선 방향이 화면의 중앙을 향하게 하는 영역에 인물을 배치하는 촬영 구도를 설정한다. 시선 방향이 화면의 중앙으로 가도록 배치하는 방법에 대해서는 이전에 예를 들어 자세히 설명하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
다음으로 DSP는 현재 촬영 구도와 설정된 촬영 구도가 상이한 경우, 설정된 촬영 구도로 변경을 유도한다.(S910) 이 때 DSP는 화면에 가이드 박스를 표시하여 촬영 구도 변경을 유도하거나, 문자 또는 음성으로 경고를 발생하여 촬영 구도 변경을 유도한다.
촬영 구도 변경 유도 후, DSP는 피사체를 포함한 영상을 촬영한다.(S911) 촬영 구도가 설정된 촬영 구도로 변경되면 셔터버튼(미도시)를 입력하여 영상을 촬영하거나 소정 시간 경과 후 자동으로 영상이 촬영되도록 할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 의해 설정된 촬영 구도를 가이드 받아 촬영한 영상의 예를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 피사체가 인물이고, 시선의 방향이 정면을 바라보고 있지 않은 경우에 해당한다. 따라서 본 발명에 의하면 시선 방향에 의하여 촬영 구도가 설정된다. 삼분할된 화면 제1영역 내지 제4영역 중에서 시선 방향이 중앙으로 향하기 위한 영역은 제2영역이다. 따라서 얼굴이 제2영역에 배치되도록 디지털 촬영 장치가 유도하게 되고, 가이드한 촬영 구도대로 영상을 얻은 모습이 도 10이다.
도 11을 참조하면, 피사체가 인물이고 시선의 방향이 정면을 바라보는 경우에 해당한다. 따라서 본 발명에 의하면 얼굴의 기울임 정보에 의하여 촬영 구도가 설정된다. 즉 얼굴에 대응하는 기울임 벡터가 우측 상단을 향하고, 이는 좌표 평면의 제1사분면에 해당한다. 따라서 기울임 정보에 의하면 화면의 제1영역에 얼굴이 배치된다. 이와 같이 유도된 촬영 구도대로 영상을 얻은 모습이 도 11이다.
본 발명에 의하면 피사체가 인물인 경우 촬영시 가장 안정적이고, 균형잡힌 촬영 구도를 디지털 촬영 장치로부터 가이드 받을 수 있다. 따라서 사용자는 전문가가 아니더라도 통계학적으로 전문가가 많이 사용하는 황금분할에 따른 촬영 구도를 디지털 촬영 장치로부터 제공받아 좋은 구도의 영상을 얻을 수 있는 특징이 있다.
본 발명은 다양한 이미지 처리 디바이스, 예를 들면 디지털 카메라, 카메라가 장착된 휴대폰, 디지털 캠코더 등에 적용할 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 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 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 입력 영상이 표시되는 화면을 포함하는 디지털 영상 촬영 장치에 있어서,
    입력 영상에 대하여 얼굴 검출을 수행하는 얼굴 검출부;
    검출된 얼굴의 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 추출부;
    상기 얼굴의 기울임 정보 또는 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는 설정부; 및
    상기 설정된 촬영 구도에 따라 촬영 구도 변경을 유도하는 유도부;
    를 포함하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 추출부는
    상기 얼굴의 시선 방향을 추출하는 시선 방향 추출부; 및
    상기 시선 방향을 추출한 결과 상기 얼굴이 정면을 향하고 있다고 판단되는 경우,
    상기 얼굴에서 기울임 벡터를 검출하고, 상기 얼굴에 대응하는 좌표 평면에 대하여 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하는 기울임 정보 추출부;
    를 포함하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  3. 제2항에 있어서
    상기 기울임 정보 추출부는
    상기 얼굴에서 코에서 이마의 방향으로 연장된 기울임 벡터를 검출하고, 상기 얼굴의 코를 원점으로 하여 화면의 수평 방향이 X축이고, 상기 X축에 수직한 방향이 Y축인 좌표 평면에 대하여, 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  4. 제3항에 있어서
    상기 설정부는
    상기 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하는 경우,
    추출된 상기 기울임 정보에 따라 촬영 구도를 설정하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  5. 제4항에 있어서
    상기 설정부는
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제1사분면에 해당하는 경우 화면의 제1영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제2사분면에 해당하는 경우 화면의 제2영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제3사분면에 해당하는 경우 화면의 제3영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제4사분면에 해당하는 경우 화면의 제4영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  6. 제3항에 있어서
    상기 설정부는
    상기 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하지 않는 경우,
    추출된 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  7. 제6항에 있어서
    상기 설정부는
    상기 얼굴을 화면의 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 하나의 영역은 추출된 상기 시선 방향이 화면의 중앙을 향하도록 하는 영역인 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서
    상기 설정부는
    상기 촬영 구도를 상기 화면에 대응하여 설정하며,
    상기 촬영 구도는 삼분할법에 따라 상기 제1영역 내지 제4영역으로 구분되는 영역 중 어느 하나의 영역에 상기 얼굴을 배치하도록 설정하는 것인 디지털 영상 촬영 장치.
  9. 제1항에 있어서
    상기 유도부는
    상기 설정된 촬영 구도에 대응하는 화면 영역을 표시하거나, 문자 또는 음성으로 출력하여 촬영구도 변경을 유도하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 장치.
  10. 입력 영상이 표시되는 화면을 포함하는 디지털 영상 촬영 장치에 있어서,
    입력 영상에 대하여 얼굴 검출을 수행하는 단계;
    검출된 얼굴의 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 단계;
    상기 얼굴의 기울임 정보 또는 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 촬영 구도에 따라 촬영 구도 변경을 유도하는 단계;
    를 포함하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  11. 제10항에 있어서
    상기 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 단계는
    상기 얼굴의 시선 방향을 추출하는 단계; 및
    상기 시선 방향을 추출한 결과 상기 얼굴이 정면을 향하고 있다고 판단되는 경우,
    상기 얼굴에서 기울임 벡터를 추출하고, 상기 얼굴에 대응하는 좌표 평면에 대하여 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하는 단계;
    를 포함하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  12. 제11항에 있어서
    상기 기울임 정보와 시선 방향을 추출하는 단계는
    상기 얼굴에서 코에서 이마의 방향으로 연장된 기울임 벡터를 검출하고, 상기 얼굴의 코를 원점으로 하여 화면의 수평 방향이 X축이고, 상기 X축에 수직한 방향이 Y축인 좌표 평면에 대하여, 상기 기울임 벡터의 좌표를 추출하는 단계인 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  13. 제12항에 있어서
    상기 촬영 구도를 설정하는 단계는
    상기 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하는 경우,
    추출된 상기 기울임 정보에 따라 촬영 구도를 설정하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  14. 제13항에 있어서
    상기 촬영 구도를 설정하는 단계는
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제1사분면에 해당하는 경우 화면의 제1영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제2사분면에 해당하는 경우 화면의 제2영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제3사분면에 해당하는 경우 화면의 제3영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 기울임 벡터의 좌표가 상기 좌표 평면의 제4사분면에 해당하는 경우 화면의 제4영역에 상기 얼굴이 배치되도록 촬영 구도를 설정하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  15. 제12항에 있어서
    상기 촬영 구도를 설정하는 단계는
    상기 얼굴의 시선 방향이 정면을 향하지 않는 경우,
    추출된 시선 방향에 따라 촬영 구도를 설정하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  16. 제15항에 있어서
    상기 촬영 구도를 설정하는 단계는
    상기 얼굴을 화면의 제1영역 내지 제4영역 중 어느 하나의 영역에 배치되도록 촬영 구도를 설정하며,
    상기 하나의 영역은 추출된 상기 시선 방향이 화면의 중앙을 향하도록 하는 영역인 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  17. 제14항 또는 제16항에 있어서
    상기 촬영 구도를 설정하는 단계는
    상기 화면에 대응하여 촬영 구도를 설정하며,
    상기 촬영 구도는 삼분할법에 따라 제1영역 내지 제4영역으로 구분되는 영역 중 어느 하나의 영역에 상기 얼굴을 배치하도록 설정하는 것인 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
  18. 제10항에 있어서
    상기 촬영 구도 변경을 유도하는 단계는
    상기 설정된 촬영 구도에 대응하는 화면 영역을 표시하거나, 문자 또는 음성으로 출력하여 촬영구도 변경을 유도하는 촬영 구도를 유도하는 디지털 영상 촬영 방법.
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