KR20110133629A - 개별 휘도 및 색차 센서를 이용한 이미지 캡처 - Google Patents

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KR20110133629A
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데이비드 에스. 게레
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애플 인크.
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Abstract

이미지 감지 장치를 이용하여 이미지를 캡처하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 일 실시예에서, 이미지 감지 장치는 제1 이미지를 감지하기 위한 제1 렌즈 열 및 제2 이미지를 감지하기 위한 제2 렌즈 열을 포함할 수 있다. 상기 이미지 감지 장치는 상기 제1 이미지의 휘도 부분을 캡처하기 위한 제1 이미지 센서 및 상기 제2 이미지의 색차 부분을 캡처하기 위한 제2 이미지 센서를 포함할 수 있다. 상기 이미지 감지 장치는 또한 합성 이미지를 형성하기 위해 상기 제1 이미지 센서에 의해 캡처된 휘도 부분 및 상기 제2 이미지 센서에 의해 캡처된 색차 부분을 조합하기 위한 이미지 처리 모듈을 포함할 수 있다.

Description

개별 휘도 및 색차 센서를 이용한 이미지 캡처{IMAGE CAPTURE USING SEPARATE LUMINANCE AND CHROMINANCE SENSORS}
이 발명은 이미지를 캡처하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 개별 휘도 및 색차 센서를 이용하여 이미지를 캡처하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
사람의 눈은 간상체(rods)와 추상체(cones)로 구성되는데, 간상체는 휘도를 감지하고 추상체는 색을 감지한다. 간상체의 밀도는 눈의 대부분에서 추상체의 밀도보다 더 높다. 따라서, 컬러 이미지의 휘도 부분은 색차 부분보다 전체 컬러 이미지 품질에 더 큰 영향을 미친다. 그러므로, 색차보다 휘도를 강조하는 이미지 감지 장치는 사람의 눈의 동작과 흡사하기 때문에 바람직하다.
이미지 감지 장치를 이용하여 이미지를 캡처하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 일 실시예에서, 이미지 감지 장치는 이미지를 감지하기 위한 렌즈 열(lens train) 및 상기 렌즈 열에 의해 감지된 이미지를 제1 분할 이미지 및 제2 분할 이미지로 분할하기 위한 빔 분할기(beam splitter)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 감지 장치는 또한 상기 제1 분할 이미지의 휘도 부분을 캡처하기 위한 제1 이미지 센서 및 상기 제2 분할 이미지의 색차 부분을 캡처하기 위한 제2 이미지 센서, 및 합성 이미지(composite image)를 형성하기 위해 상기 휘도 부분 및 상기 색차 부분을 조합하기 위한 이미지 처리 모듈을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 이미지 감지 장치는 제1 이미지를 캡처하기 위한 제1 이미지 센서, 제2 이미지를 캡처하기 위한 제2 이미지 센서, 및 이미지 처리 모듈을 포함할 수 있다. 상기 이미지 처리 모듈은 합성 이미지를 형성하기 위해 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 조합하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 이미지 감지 장치를 동작시키는 방법은 제1 센서에 의해 고품질 휘도 이미지를 생성하는 단계, 제2 센서에 의해 색차 이미지를 생성하는 단계, 및 합성 이미지를 형성하기 위해 상기 고품질 휘도 이미지와 상기 색차 이미지를 실질적으로 정렬시키는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 이미지 감지 장치는 제1 이미지를 감지하기 위한 제1 렌즈 열, 제2 이미지를 감지하기 위한 제2 렌즈 열, 및 제3 이미지를 감지하기 위한 제3 렌즈 열을 포함할 수 있다. 상기 이미지 감지 장치는 또한 상기 제1 이미지의 적색 부분을 캡처하기 위한 적색 이미지 센서, 상기 제2 이미지의 녹색 부분을 캡처하기 위한 녹색 이미지 센서, 및 상기 제3 이미지의 청색 부분을 캡처하기 위한 청색 이미지 센서를 포함할 수 있다. 상기 이미지 감지 장치는 또한 합성 이미지를 형성하기 위해 상기 적색 부분, 상기 녹색 부분, 및 상기 청색 부분을 조합하기 위한 이미지 처리 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 양태들 및 특징들은 첨부 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 고찰할 때 더욱 명백해질 것이고, 첨부 도면들에서 같은 참조 문자들이 전체에 걸쳐서 같은 부분들을 지시한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들을 실시하기 위한 시스템의 특정한 컴포넌트들을 예시하는 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단일 렌즈 열을 갖는 이미지 감지 장치의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 병렬 렌즈 열들을 갖는 이미지 감지 장치의 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 개별 휘도 및 색차 센서들을 이용하여 이미지를 캡처하기 위한 예시적인 방법의 프로세스 흐름도이다.
본 발명의 일부 실시예들은 컬러 이미지의 휘도를 캡처하는 전용의 이미지 센서를 이용하여 이미지를 캡처하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
예시적인 실시예들에 대한 다음의 논의에서, 용어 "이미지 감지 장치"는, 디지털 카메라와 같이, 정지 또는 움직이는 이미지를 캡처할 수 있고 캡처된 이미지를 디지털 이미지 데이터로 변환하거나 변환하는 것을 용이하게 할 수 있는 임의의 전자 장치를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이미지 감지 장치는 다양한 전자 장치들에서 호스팅될 수 있고, 여기서 다양한 전자 장치들은 퍼스널 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 또는 이미지 데이터를 처리하도록 구성될 수 있는 임의의 다른 장치들을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 용어들 "comprising", "including" 및 "having"은, 청구항들 및 이 명세서에서 사용될 때, 특정되지 않은 다른 엘리먼트들을 포함할 수 있는 개방된 그룹을 나타내는 것으로 간주되어야 할 것이다. 용어들 "a", "an", 및 단수 형태의 단어들은 복수 형태의 동일한 단어들을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이고, 따라서 그 용어들은 하나 이상의 어떤 것이 제공된다는 것을 의미한다. 용어 "기초하여(based on)"는, 청구항들 및 이 명세서에서 사용될 때, 배타적이지 않고 기술될 수 있고 또는 기술되지 않을 수 있는 추가적인 요인들에 기초하는 것을 허용한다.
본 발명의 도면들 및 설명들은, 명료함을 위해, 다른 엘리먼트들은 생략하면서 본 발명의 명확한 이해를 위해 관련이 있는 엘리먼트들을 예시하도록 단순화되었다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면, 집적 회로 다이들 또는 칩들 상의 광 감지 픽셀들(photo-sensing pixels)과 같은, 이미지 감지 장치에서 통상적으로 사용되는 특정한 하드웨어 엘리먼트들은 여기에 설명되지 않는다. 유사하게, 스테레오 효과를 정정하는 알고리즘들과 같은, 이미지 처리 기법들의 특정한 상세는 여기에 설명되지 않는다. 그러나, 당 기술 분야의 통상의 숙련자들은 이들 및 기타 엘리먼트들이 그러한 이미지 처리 장치에서 바람직할 수 있다는 것을 인지하고 이해할 것이다. 그러한 엘리먼트들에 대한 논의가 제공되지 않은 것은 그러한 엘리먼트들은 당 기술 분야에 잘 알려져 있기 때문이고 또한 그것들은 본 발명에 대한 더 나은 이해를 촉진하지 않기 때문이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 감지 장치(22)를 포함하는 예시적인 전자 장치(10)의 컴포넌트들을 예시하는 기능 블록도이다. 전자 장치(10)는 처리 장치(12), 메모리(14), 통신 인터페이스(20), 이미지 감지 장치(22), 출력 장치(24), 및 시스템 버스(16)를 포함할 수 있다. 시스템 버스(16)는, 메모리(14)와 처리 장치(12)를 포함하지만 이들에 제한되지 않는 둘 이상의 시스템 컴포넌트들을 연결할 수 있다. 처리 장치(12)는 다양한 이용 가능한 프로세서들 중 임의의 것일 수 있고 다수의 프로세서들 및/또는 코-프로세서들을 포함할 수 있다.
이미지 감지 장치(22)는 입사 광(incoming light)을 수신하고 그것을 이미지 신호들로 변환할 수 있다. 메모리(14)는 이미지 감지 장치(22)로부터 이미지 신호들을 수신할 수 있다. 처리 장치(12)는 이미지 신호들을 처리할 수 있고, 그것은 이미지 신호들을 디지털 데이터로 변환하는 것을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(20)는 전자 장치(10)와, 호스트 컴퓨터 또는 서버와 같은, 다른 장치 사이의 데이터 교환을 용이하게 할 수 있다.
메모리(14)는 이동식 또는 고정식, 휘발성 또는 비휘발성, 또는 영구적 또는 재기입 가능한 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 메모리(14)는 범용의 또는 특수 목적의 컴퓨팅 또는 이미지 처리 장치에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 그러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 플래시 메모리, RAM(random access memory), ROM(read only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read only memory), 광 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 디지털 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 또한 사용자들과 전자 장치(10)의 기본 리소스들 사이의 매개자로서 기능할 수 있는 소프트웨어를 기술할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 그러한 소프트웨어는 운영 체제를 포함할 수 있다. 메모리(14)에 상주할 수 있는 운영 체제는 전자 장치(10)의 리소스들을 제어하고 할당하도록 기능할 수 있다. 시스템 애플리케이션들은 메모리(14)에 저장된 프로그램 모듈들 및 프로그램 데이터를 통하여 운영 체제의 리소스 관리를 이용할 수 있다. 또한, 본 발명은 다양한 운영 체제들 또는 운영 체제들의 조합들로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
메모리(14)는 전자 장치(10)의 하나 이상의 컴포넌트들(예를 들면, 이미지 감지 장치 컴포넌트(22))이 여기에 설명된 특정한 및 미리 정의된 방식으로 동작하게 할 수 있는 하나 이상의 프로그램, 기능, 및/또는 명령어를 실체적으로 구현할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이미지 데이터를 캡처하고 저장할 수 있는 컴포넌트들 중 일부를 예시하는, 도 1의 이미지 감지 장치(22)와 유사할 수 있는, 예시적인 이미지 감지 장치(100)의 기능 블록도이다. 이미지 감지 장치(100)는 렌즈 어셈블리(102), 빔 분할기(114), 필터(115), 이미지 센서(106a), 필터(117), 이미지 센서(106b), 및 이미지 처리 모듈(110)을 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(102)는 하나 이상의 광학적으로 정렬된 렌즈 엘리먼트들(103)을 갖는 단일 렌즈 열(104)을 포함할 수 있다. 이미지 센서들(106a 및 106b)은 픽셀 어레이들에 관하여 동일할 수 있다(즉, 동일한 수의 픽셀들 및 동일한 사이즈의 픽셀들). 동작 중에, 렌즈 어셈블리(102)는 입사 광(101)을 렌징된 광(lensed light)(123)으로서 빔 분할기(114)에 집광할 수 있다. 빔 분할기(114)는 렌징된 광(123)을 분할하고 하나의 이미지를 필터(115) 및 이미지 센서(106a)(집합적으로, "휘도 센서(120)") 쪽으로 향하게 하고 실질적으로 동일한 이미지를 필터(117) 및 이미지 센서(106b)(집합적으로, "색차 센서(122)") 쪽으로 향하게 할 수 있다. 색차 센서(122)는 색차 이미지(111) 및 저품질 휘도 이미지(107)를 감지하도록 구성될 수 있다. 이미지 처리 모듈(110)은 색차 이미지(111)와 고품질 휘도 이미지(109)를 조합하여 합성 이미지(113)를 형성할 수 있다. 이미지 처리 모듈(110)은 또한 저품질 휘도 이미지(107)를 생성하도록 구성될 수 있고, 이것은 고품질 휘도 이미지(109)와 색차 이미지(111)를 실질적으로 정렬시키기 위해 유용할 수 있다.
필터(115)는 이미지 센서(106a)를 오버레이(overlay)할 수 있고 이미지 센서(106a)가 고품질 휘도 이미지(109)와 같은 감지된 이미지의 휘도 부분을 캡처하게 할 수 있다. 필터(117)는 이미지 센서(106b)를 오버레이할 수 있고 이미지 센서(106b)가 색차 이미지(111)와 같은 감지된 이미지의 색차 부분을 캡처하게 할 수 있다. 컬러 이미지의 휘도 부분은 컬러 이미지의 색차 부분보다 전체 컬러 이미지 품질에 더 큰 영향을 미칠 수 있다. 고품질 컬러 이미지를 위해 이미지의 색차 부분에서 높은 샘플 레이트 및 높은 신호 대 잡음비("SNR")가 요구되지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 이미지 센서(106a)는 필터(115) 없이 구성될 수 있다. 당 기술 분야의 숙련자들은 필터 없는 이미지 센서는 입사 광의 실질적으로 최대의 휘도(full luminance)를 수신할 수 있고, 이는 이미지 센서(106a)가 보다 높은 샘플링 레이트, 향상된 광 효율, 및/또는 감도를 갖도록 할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 휘도 센서(120)는 임의의 파장에서 및 실질적으로 모든 픽셀 위치들에서 광을 감지하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 휘도 센서(106a)는 사람의 눈의 응답에 매칭하는 센서로부터의 응답을 생성하기 위해 필요에 따라 광을 감쇠시키는 필터(115)를 포함할 수 있다(즉, 필터는 사람의 눈의 응답과 흡사한 가중 함수를 생성한다).
고품질 휘도 이미지(109)는 저품질 휘도 이미지(111)보다 더 높은 품질의 휘도 이미지일 수 있다. 이미지의 최대의 또는 실질적으로 최대의 휘도를 감지하는 것에 의해 제공되는 휘도 센서(109)의 증가된 감도는 이미지 감지 장치(100) 및 그것의 합성 이미지(113)의 성능을 확장하기 위해 다양한 방법으로 이용될 수 있다. 예를 들면, 비교적 작은 픽셀들을 갖는 이미지 센서는 프레임들을 평균하거나 더 높은 프레임 레이트에서 동작하도록 구성될 수 있고, 이는 보다 작은 픽셀들이 보다 큰 픽셀들처럼 작동하게 할 수 있다. 이미지 압축 및 이미지 품질을 향상시키기 위해 보다 작은 아날로그 및 디지털 이득을 이용하는 것에 의해 잡음 레벨이 감소될 수 있다. 피사계 심도(depth of field)를 증가시키기 위해 보다 작은 렌즈 구경(lens aperture)이 이용될 수 있다. 보다 어두운 주위 조명 조건에서 이미지들이 캡처될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 보다 짧은 노출 시간을 이용하는 것에 의해 핫 픽셀들(hot pixels)의 효과가 감소될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 색차 센서(122)는, 특히 합성 이미지(113)가 압축되는(예를 들면, JPEG 압축) 경우에, 사람이 인지할 수 있는 합성 이미지(113)의 열화를 생성하지 않고 보다 낮은 품질로서 색차 이미지(111)를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 색차 센서(122)는 휘도 센서(120)보다 더 큰 렌즈 구경 또는 더 낮은 프레임 레이트를 이용할 수 있고, 이는 보다 낮은 광 레벨에서(예를 들면, 입사 광(101)의 보다 낮은 강도 레벨에서) 동작을 향상시킬 수 있다. 유사하게, 색차 센서(122)는 모션 블러(motion blur)를 감소시키기 위해 보다 짧은 노출 시간을 이용할 수 있다. 따라서, 색차 센서(122)와 개별적으로 휘도 센서(120)를 제어하는 능력은 다양한 방법으로 이미지 감지 장치(100)의 성능을 확장할 수 있다.
이미지의 휘도 부분은 대략 30% 검출된 적색 광, 60% 검출된 녹색 광, 및 10% 검출된 청색 광인 것으로 정의될 수 있는 반면, 이미지의 색차 부분은 이미지 센서의 각 픽셀에 대하여 2개의 신호 또는 2차원 벡터로서 정의될 수 있다. 예를 들면, 휘도 부분은 2개의 성분 Cr 및 Cb에 의해 정의될 수 있고, 여기서 Cr은 검출된 적색 광의 덜 검출된 휘도일 수 있고 Cb는 검출된 청색 광이 덜 검출된 휘도일 수 있다. 그러나, 휘도 센서(120)가 입사 광(101)의 휘도를 검출한다면, 색차 센서(122)는, 예를 들면, 적색 및 청색 필터(117)로 센서(106b)의 픽셀 엘리먼트들을 커버하는 것에 의해, 적색 및 청색 광은 검출하고 녹색 광은 검출하지 않도록 구성될 수 있다. 이것은 적색 및 청색 필터 부분들의 체커판 패턴(checkerboard pattern)으로 행해질 수 있다. 다른 실시예들에서, 필터(117)는, 적색, 청색, 및 녹색 필터들을 포함하는, 베이어 패턴(Bayer-pattern) 필터 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 색차 센서(120)는 합성 이미지(213)의 전체 품질을 향상시키기 위해 보다 높은 밀도의 적색 및 청색 픽셀들을 갖도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 병렬 렌즈 열들을 갖는 예시적인 이미지 감지 장치(200)의 기능 블록도이다. 이미지 감지 장치(200)는 2개의 병렬 렌즈 열들(204a 및 204b)을 갖는 렌즈 어셈블리(202), 휘도 센서(120), 색차 센서(122), 및 이미지 처리 모듈(210)을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 렌즈 어셈블리(202)의 병렬 렌즈 열들(204a 및 204b)은, 도시된 바와 같이, 입사 광(101)을 수신하고 렌징된 광(123a 및 123b)을 휘도 센서(120) 및 색차 센서(122)에 집광하도록 구성될 수 있다. 이미지 처리 모듈(210)은 휘도 센서(120)에 의해 캡처되어 휘도 센서(120)로부터 전송된 고품질 휘도 이미지(209)와 색차 센서(122)에 의해 캡처되어 색차 센서(122)로부터 전송된 색차 이미지(211)를 조합할 수 있고, 합성 이미지(213)를 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 처리 모듈(210)은, 예를 들어 합성 이미지(213)를 형성하기 위해, 고품질 휘도 이미지(209)와 색차 이미지(211) 사이의 차이에 대해 설명하기 위해 다양한 기법들을 이용할 수 있다.
이미지 감지 장치는 개별 집적 회로 칩들에 마운팅된 휘도 센서 및 색차 센서를 포함할 수 있다. 도시되지 않은, 일부 실시예들에서, 이미지 감지 장치는 3개 이상의 병렬 렌즈 열들 및 3개 이상의 각각의 이미지 센서들을 포함할 수 있고, 각 이미지 센서는 장치의 개별 집적 회로 칩에 구현될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 이미지 센서들 각각은 그것의 각각의 병렬 렌즈 열에 의해 전달된 입사 광의 상이한 색 부분들을 캡처하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 렌즈 열은 광의 적색 부분만을 캡처하도록 구성된 이미지 센서에 광을 전달할 수 있고, 제2 렌즈 열은 광의 녹색 부분만을 캡처하도록 구성된 이미지 센서에 광을 전달할 수 있고, 제3 렌즈 열은 광의 청색 부분만을 캡처하도록 구성된 이미지 센서에 광을 전달할 수 있다. 그 후 적색 캡처된 부분, 녹색 캡처된 부분, 및 청색 캡처된 부분은, 도 3의 장치(200)에 관하여 설명된 바와 같이, 합성 이미지를 생성하기 위해 이미지 처리 모듈을 이용하여 조합될 수 있다.
렌즈 어셈블리(202)는 각각의 병렬 렌즈 열들(204a 및 204b)에 대하여 하나 이상의 개별 렌즈 엘리먼트들(203)을 갖는 렌즈 블록을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 렌즈 어셈블리(202)의 각 렌즈 엘리먼트(203)는 비구면 렌즈일 수 있고 및/또는 반대편 렌즈 열 내의 다른 대응하는 렌즈 엘리먼트(203)와 동일한 몰딩 캐비티(molding cavity)로부터 몰딩될 수 있다. 병렬 렌즈 열들(204)의 각각의 병렬 렌즈 열에서 대응하는 위치에 동일한 몰딩 캐비티로부터의 몰딩된 렌즈들(예를 들면, 몰딩된 플라스틱 렌즈들)을 사용하는 것은, 동일한 입사 광을 감지하는 경우에, 기하학적 차이(geometric differences) 및 방사상 광 저하(radial light fall-off)와 같은, 생성된 이미지 차이들을 최소화하는 데 유용할 수 있다. 그러나, 특정한 렌즈 열 내에서, 하나의 렌즈 엘리먼트가 다른 렌즈 엘리먼트와 차이가 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈 엘리먼트들(203)은 렌즈 열들 사이에 다를 수 있다. 예를 들면, 하나의 렌즈 엘리먼트는, 예를 들어 하나의 센서 상에 더 높은 강도의 광을 갖기 위해, 다른 엘리먼트보다 더 큰 구경의 개구를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이미지 처리 모듈(210)은 고품질 휘도 이미지(209)와 저품질 휘도 이미지(207)를 비교할 수 있다. 이 비교에 기초하여, 이미지 처리 모듈(210)은, 예를 들어 합성 이미지(213)를 형성하기 위해 이미지 데이터를 실질적으로 정렬시키기 위해, 고품질 휘도 이미지(209)와 저품질 휘도 이미지(207) 사이의 차이에 대해 설명할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 이미지 처리 모듈(210)은, 예를 들어 피사계 심도 효과 또는 스테레오 효과를 보정하기 위해, 고품질 휘도 이미지(209)와 저품질 휘도 이미지(207) 중 적어도 하나의 의도적인 기하학적 왜곡(deliberate geometric distortion)을 포함할 수 있다. 이미지 감지 장치(200)에 의해 캡처된 일부 이미지들은 렌즈 어셈블리(202)로부터의 다양한 작업 거리(working distance)에서 다수의 동시적인 관심 물체들(object of interest)을 가질 수 있다. 따라서 고품질 휘도 이미지(209)와 저품질 휘도 이미지(207)의 정렬은 정렬이 요구되는 경우에 다른 이미지에 매칭하도록 특정한 워핑 함수(warping function)를 이용하여 하나의 이미지를 워핑하는 것을 필요로 할 수 있다. 예를 들면, 워핑 함수는, 피사계 심도 효과 및 스테레오 효과를 제외하고는 실질적으로 동일한 이미지들일 수 있는, 고품질 휘도 이미지(209) 및 저품질 휘도 이미지(207)를 이용하여 도출될 수 있다. 워핑 함수를 결정하기 위한 알고리즘은 고품질 휘도 이미지(109) 및 저품질 휘도 이미지(107)에서 기점들(fiducials)을 찾고 픽셀 어레이에서 기점들 사이의 거리를 결정하는 것에 기초할 수 있다. 일단 워핑 함수가 결정되면, 색차 이미지(211)는 "워핑되고" 합성 이미지(213)를 형성하기 위해 고품질 휘도 이미지(209)와 조합될 수 있다.
다른 실시예들에서, 이미지 처리 모듈(210)은 이미지 처리 모듈(210)에 대한 캘리브레이션 데이터를 이용하는 것에 의해 또는 고품질 휘도 이미지(209)와 저품질 휘도 이미지(207) 중 적어도 하나의 휘도 이미지의 피사계 심도에서 기점들을 식별하는 것에 의해 그 적어도 하나의 휘도 이미지를 선택적으로 자르는 것(cropping)에 의해 고품질 휘도 이미지(209)와 저품질 휘도 이미지(207)를 정렬시키도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이미지 처리 모듈(210)은 고품질 휘도 이미지(209)와 저품질 휘도 이미지(207)의 차이를 분석하는 것에 의해 피사계 심도에서 다양한 물체들 사이의 작업 거리를 추론할 수 있다. 여기에 설명된 이미지 처리 모듈들은 광학적 구현에 의해, 알고리즘에 의해, 또는 광학적 구현과 알고리즘 양쪽 모두에 의해 이미지 품질을 제어하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 예를 들어, 색차 센서(122)가 휘도 감지보다는 색차 감지에 일부 픽셀들을 할당한다면 저품질 휘도 이미지(207)는 고품질 휘도 이미지(209)보다 품질이 더 낮을 수 있다. 일부 실시예들에서, 저품질 휘도 이미지(207)와 고품질 휘도 이미지(209)는 이미지 특징에 관하여 다를 수 있다. 예를 들면, 색차 센서(122)가 휘도 센서(120)보다 더 큰 렌즈 구경 또는 더 낮은 프레임 레이트를 가진다면 저품질 휘도 이미지(207)는 품질이 더 낮을 수 있고, 이는 보다 낮은 광 레벨에서(예를 들면, 입사 광(201)의 보다 낮은 강도 레벨에서) 동작을 향상시킬 수 있다. 유사하게, 색차 센서(122)는 모션 블러를 감소시키기 위해 보다 짧은 노출 시간을 이용할 수 있다. 따라서, 색차 센서(122)와 개별적으로 휘도 센서(120)를 제어하는 능력은 다양한 방법으로 이미지 감지 장치(200)의 성능을 확장할 수 있다.
도 2의 이미지 감지 장치(100)는, 그것의 렌즈 어셈블리(예를 들면, 렌즈 어셈블리(102))와 그것의 이미지 센서들(예를 들면, 센서들(106a 및 106b)) 사이에, 단일의 이미지 센서를 갖는 장치에서 발견되는 렌즈 어셈블리와 이미지 센서의 사이보다 빔 분할기(114)로 인해 더 큰 간격을 포함할 수 있다. 또한, 비록 분할기(114)는 렌징된 광(123)이 이미지 센서들(106a 및 106b)에 의해 캡처되기 전에 그것의 광 출력을 분할할 수 있지만, 이미지 감지 장치의 이러한 구성은 각 이미지 센서에서 실질적으로 동일한 이미지들이 형성되게 한다. 한편, 도 3의 이미지 감지 장치(200)는 그것의 렌즈 어셈블리(예를 들면, 렌즈 어셈블리(202))와 그것의 이미지 센서들(예를 들면, 센서들(106a 및 106b)) 사이에, 단일의 이미지 센서를 갖는 장치의 렌즈 어셈블리와 이미지 센서의 사이에 발견되는 간격과 동일한 두께이거나 또는 그 간격보다 얇은 간격을 포함할 수 있다. 또한, 렌징된 광(123)의 광 출력은 그것이 이미지 센서들(106a 및 106b)에 의해 캡처되기 전에 분할되지 않을 것이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 개별 휘도 및 색차 센서들을 이용하여 이미지를 캡처하기 위한 예시적인 방법(400)의 프로세스 흐름도이다. 단계 402에서는, 입사 광이 이미지 센서에 의해 저품질 이미지로서 캡처될 수 있고, 여기서 이미지 센서는 입사 광의 색차 부분만을 또는 입사 광의 색차 부분과 휘도 부분 양쪽 모두를 캡처하도록 구성될 수 있다. 단계 404에서는, 입사 광이 이미지 센서에 의해 고품질 이미지로서 캡처될 수 있고, 여기서 이미지 센서는 입사 광의 휘도 부분만을 캡처하도록 구성될 수 있다. 단계 406에서는, 합성 이미지를 형성하기 위해 저품질 색차 이미지가 고품질 휘도 이미지와 조합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지들을 조합하는 것은 기하학적 왜곡 및 이미지 자르기와 같은 기법들을 이용하여 이미지들을 실질적으로 정렬시키는 것을 포함할 수 있다. 합성 이미지를 형성하기 위해 2개의 이미지를 적당히 조합하기 위해 필요한 적당한 워핑 함수를 결정하기 위하여 저품질 이미지의 휘도 부분이 고품질 이미지의 휘도 부분과 비교될 수 있다.
이미지들을 정렬시키기 위한 시스템들 및 방법들은 병렬 렌즈 열 실시예와 관련하여 설명되었지만, 설명된 시스템들 및 방법들은 또한 도 2의 이미지 감지 장치(100)를 포함하는 이미지 감지 장치의 다른 실시예들에도 적용될 수 있다.
여기에 예시되고 설명된 방법들의 실행 또는 수행의 순서는, 다르게 특정되지 않는 한, 필수적인 것이 아니다. 즉, 방법들의 엘리먼트들은, 다르게 특정되지 않는 한, 임의의 순서로 수행될 수 있고, 그 방법들은 여기에 개시된 것들보다 많은 또는 적은 수의 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 특정한 엘리먼트를 다른 엘리먼트보다 전에, 또는 다른 엘리먼트와 동시에, 또는 다른 엘리먼트보다 뒤에 실행하거나 수행하는 것이 본 발명의 범위 안에 있다고 생각된다.
당 기술 분야의 통상의 숙련자는 본 발명이 완전히 하드웨어 실시예 또는 하드웨어와 소프트웨어 엘리먼트들 양쪽 모두를 포함하는 실시예의 형태를 취할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 방법들에 관한 실시예들과 같은, 특정한 실시예들에서, 본 발명은 펌웨어, 상주 소프트웨어, 및 마이크로코드를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 소프트웨어로 구현될 수 있다.
당 기술 분야의 통상의 숙련자는 본 발명의 방법들 및 시스템들이 여기에 설명된 것들과 다른 실시예들에서 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 전술한 것은 여기에 개시된 원리들을 예시하는 것일 뿐이고, 본 발명 또는 발명들의 범위 및 정신에서 벗어나지 않고 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 다양한 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

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  1. 명세서 및 도면에 기재된 방법 및 장치.
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