KR20150024098A - 디지털 카메라에서 사진 합성 방법 및 장치 - Google Patents

디지털 카메라에서 사진 합성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사진을 합성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 디지털 카메라에서 사진 촬영 시 합성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 디지털 카메라를 갖는 전자기기에서 이미지를 획득하기 위한 방법으로, 촬영이 요구 시 서로 다른 설정 값을 갖는 둘 이상의 이미지들을 획득하는 동작; 상기 획득된 각 이미지들을 미리 정해진 크기의 이미지들로 축소하는 동작; 미리 정의된 복수의 합성 방법으로 상기 축소된 이미지들을 합성하여 합성된 복수의 이미지들을 표시하는 동작; 및 상기 표시된 합성 이미지들 중 하나가 선택될 시 선택된 합성 이미지의 합성 방식에 따라 상기 획득된 이미지들을 합성하여 저장하는 동작;을 포함할 수 있다.

Description

디지털 카메라에서 사진 합성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMPOSING PHOTOGRAPH IN A DIGITAL CAMERA}
본 발명은 사진을 합성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 디지털 카메라에서 사진 촬영 시 합성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
통상적으로 카메라는 물체에 반사된 광을 렌즈를 통해 집광하고, 집광된 광을 필름 등의 매체를 통해 피사체의 모양과 색을 표현할 수 있도록 만들어진 장치이다. 이러한 카메라는 기술이 급속도로 발전하면서 필름 대신 디지털 장치를 이용하여 피사체를 촬영할 수 있게 되었으며, 다양한 전자기기에 카메라 모듈이 포함되어 사용되고 있다.
예를 들어, 핸드폰, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 데스크 탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 스마트 텔레비전 등 다양한 전자기기에서 카메라 모듈을 포함하여 사용하고 있으며, 보다 전문적가를 위한 디지털 카메라들도 다양하게 존재한다.
이러한 디지털 카메라는 사람의 눈에 비해 동적 범위(dynamic range)가 낮아, 촬영된 피사체와 그 주변에 매우 밝은 부분이 있거나 또는 매우 어두운 부분이 발생하는 경우가 있다. 이러한 현상을 포화 현상이라 한다.
이러한 포화 영역은 피사체 또는 그 주변의 정보를 잃게 되어 사용자가 눈으로 보는 것에 비해 동적 범위가 낮은 사진을 제공하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고명암비 이미지(HDR, High Dynamic Range)를 사용하여 사진의 촬영이 이루어지기도 한다.
고명암비 이미지는 카메라의 동적 범위를 높이기 위해 노출 값(Exposure Value, EV)이 다른 여러 장의 사진을 촬영하고, 이를 합성하여 포화영역을 축소하고 보다 많은 정보를 가진 사진을 제공하기 위해 제공하는 것이다. 이때, 노출 값은 필름 역할을 하는 감광센서(CIS, CMOS Image Sensor)의 노출 시간과 이득 및 이미지 프로세서(ISP, Image Signal Processor)의 이득 값에 의한 밝기를 나타낸다.
고명암비 이미지는 자동으로 최적의 고명암비 이미지의 사진을 제공하는 자동 모드와 사용자가 고명암비 이미지의 정도를 선택할 수 있는 수동 모드가 있을 수 있다. 수동 모드에서는 고명암비 이미지의 정도를 사용자가 조절할 수 있도록 노출 값, 색상을 나타내는 컬러(color), 대조 비율을 나타내는 컨트래스트(contrast), 밝기를 나타내는 브라이트니스(brightness), 상세도 강화(detail enhancement) 등을 설정 할 수 있다. 위 조정 값들은 대체로 고명암비 이미지의 합성 전 또는 후에 설정할 수 있으나 이 중 노출 값은 반드시 사진의 촬영 전에 설정해야 한다.
일반적인 수동 모드는 고명암비 이미지 촬영 전에 사용자가 조정 값들을 먼저 설정한 후, 고명암비 이미지 사진을 촬영하게 한다. 이때 사용자는 고명암비 이미지 결과를 미리 확인 할 수 없어, 고명암비 이미지 촬영이 완료된 후 그 결과를 확인하고 다시 설정 값을 변경해야 해 원하는 고명암비 이미지 정도를 설정하는데 불편함이 있다.
고명암비 이미지 합성이 끝난 후에는 고명암비 이미지 사진을 보면서 노출 값을 제외한 나머지 값들을 조정하여 후 보정 형태로 합성된 사진을 변경할 수 있으나, 이때의 고명암비 이미지 조정은 이득 또는 밝기 증가 시 잡음이 증가되는 문제가 있고 노출 값이 변화 되지 않아 고명암비 이미지 성능을 향상시키는데 한계가 있다.
따라서 본 발명에서는 디지털 카메라에서 수동 모드로 이미지를 획득하는 경우 촬영된 장면을 보면서 이미지를 선택할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명에서는 디지털 카메라에서 수동 모드로 이미지를 획득할 경우 사용자의 취향에 따라 직관적으로 이미지를 획득할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 디지털 카메라를 갖는 전자기기에서 이미지를 획득하기 위한 방법으로, 촬영이 요구 시 서로 다른 설정 값을 갖는 둘 이상의 이미지들을 획득하는 동작; 상기 획득된 각 이미지들을 미리 정해진 크기의 이미지들로 축소하는 동작; 미리 정의된 복수의 합성 방법으로 상기 축소된 이미지들을 합성하여 합성된 복수의 이미지들을 표시하는 동작; 및 상기 표시된 합성 이미지들 중 하나가 선택될 시 선택된 합성 이미지의 합성 방식에 따라 상기 획득된 이미지들을 합성하여 저장하는 동작;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 전자기기에서 고명암비 이미지를 획득하기 위한 장치로서, 피사체 및 상기 피사체의 주변 이미지를 미리 설정된 둘 이상의 설정 값으로 연속하여 이미지들을 획득하기 위한 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈에서 획득한 이미지들을 임시 저장하고, 합성된 이미지를 저장하기 위한 메모리; 사용자의 촬영 요구 및 저장 요구 입력 신호를 수신하기 위한 입력부; 상기 합성된 이미지를 표시하기 위한 표시부; 및 촬영이 요구 시 상기 카메라 모듈을 제어하여 서로 다른 설정 값을 갖는 둘 이상의 이미지들의 획득을 제어하고, 상기 획득된 각 이미지들을 미리 정해진 크기로 축소하며, 미리 정의된 복수의 합성 방법으로 상기 축소된 이미지들을 합성하여 합성된 복수의 이미지들을 상기 표시부에 표시하도록 제어하며, 상기 표시된 이미지들 중 하나가 선택될 시 선택된 합성 이미지의 합성 방식에 따라 상기 획득된 이미지들을 합성하여 상기 메모리에 저장하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명을 적용한 디지털 카메라에서는 수동 모드로 이미지를 획득하는 경우, 축소된 크기로 빠르게 합성된 결과를 보여 주어 촬영된 장면을 보면서 고명암비 이미지를 선택할 수 있다. 따라서 본 발명을 적용한 디지털 카메라에서 수동 모드로 고명암비 이미지를 획득할 경우 사용자의 취향에 따라 직관적으로 고명암비 이미지를 획득할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 디지털 카메라에서 서로 다른 3장의 촬영 사진으로부터 고명암비 이미지를 획득을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 디지털 카메라를 갖는 스마트 단말의 내부 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따라 디지털 카메라에서 고명암비 이미지를 획득하기 위한 제어 흐름도,
도 4는 본 발명에 따라 단계별 고명암비 이미지를 생성하기 위한 합성을 설명하기 위한 개념도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따라 고명암비 이미지를 단계별로 검토할 수 있도록 제공하는 이미지의 예를 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보기로 한다. 이하에 첨부된 본 발명의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다. 또한 본 발명에 첨부된 도면에 대한 부가적인 실시예에 대한 균등 또는 확장은 도면을 참조한 설명을 통해 이해되어야 할 것이다.
도 1은 디지털 카메라에서 서로 다른 3장의 촬영 사진으로부터 고명암비 이미지를 획득을 설명하기 위한 도면이다.
도 1의 (A)와 (B)와 (C)는 디지털 카메라에서 각각 서로 다른 노출 값을 가지는 3개의 이미지를 획득한 경우의 극단적인 예를 도시하고 있다. 서로 다른 각각의 이미지 획득을 위한 노출 값을 예로 들면, -2, 0, +2이 될 수 있다.
도 1의 (A) 이미지에서 4부분들(10, 11, 12, 13) 중 참조부호 12의 이미지는 너무 어두워 포화 현상이 발생한 영역이 된다. 도 1의 (B)에서 4부분들(14, 15, 16, 17) 중 참조부호 16의 영역 또한 어두운 부분으로 포화현상이 발생한 것으로 볼 수 있으며, 참조부호 15의 영역 또한 밝기가 너무 밝아 포화 현상이 발생한 것으로 볼 수 있다. 마지막으로 도 1의 (C)에서 4부분들(18, 19, 20, 21) 중 참조부호 20은 밝기가 너무 밝아 포화 현상이 발생한 것으로 볼 수 있다.
따라서 도 1의 (D)와 같이 이미지를 합성하는 경우 (B)의 이미지를 기준으로 (B)의 이미지 중 참조부호 15와 참조부호 16의 영역은 앞서 설명한 바와 같이 포화 현상이 발생한 것으로 볼 수 있다. 따라서 이 영역들 중 참조부호 15의 영역은 (A)의 4 영역 중 하나인 참조부호 11의 영역으로 대체하거나 참조부호 11의 영역과 참조부호 15의 영역을 합성하고, 참조부호 16의 영역은 (C)의 4 영역 중 하나인 참조부호 19의 영역으로 대체하거나 참조부호 16의 영역과 참조부호 19의 영역을 합성하여 도 1의 (D)와 같은 이미지가 되도록 합성을 수행한다. 이를 통해 포화가 발생한 영역을 최소화함으로써 최적의 이미지를 획득할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 카메라를 갖는 스마트 단말의 내부 블록 구성도이다.
스마트 단말의 통신부(101)는 안테나(ANT), 도면에 도시하지는 않았으나, 무선 처리모듈, 모뎀, 마이크 및 스피커를 포함할 수 있다. 안테나(ANT)는 하나의 안테나로 구성할 수도 있고, 둘 이상의 안테나를 가질 수도 있다. 둘 이상의 안테나를 갖는 경우 각각의 안테나는 이동통신 네트워크와 통신하기 위한 하나의 안테나와 이동통신 네트워크 외에 다른 네트워크 예를 들어 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi) 등의 네트워크와 통신하기 위한 안테나를 포함할 수 있다.
또한 무선 처리모듈은 이동통신 네트워크 등의 특정 무선 네트워크와 통신할 수 있는 무선 신호 처리부로, 음성 또는/및 데이터 통신을 위해 송신할 데이터를 해당하는 네트워크에서 사용하는 대역으로 대역 상승 변환하고, 해당하는 네트워크로부터 수신한 신호를 대역 하강 변환한다. 즉, 무선 처리모듈은 데이터 송신을 위해 기저대역의 데이터를 해당 네트워크의 대역으로 대역 상승 변환하여 안테나(ANT)를 통해 해당 네트워크로 송신하고, 안테나(ANT)를 통해 해당 네트워크로부터 무선 신호를 수신하여 대역 하강 변환함으로써, 기저대역 신호로 변환한다.
또한 모뎀은 송/수신 데이터의 변조, 복조, 부호화, 복호화와 같은 일련의 데이터 처리를 수행한다. 도 1에서는 스마트 단말이 스마트 폰인 경우 모뎀은 음성신호의 변복조와 부호화/복호화를 수행하기 위한 보코더를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라 모뎀은 마이크로부터 전기적인 음성신호를 수신하여 디지털 음성 신호로 변환하며, 디지털 음성 신호를 아날로그의 전기적 음성 신호로 변환하여 스피커를 통해 출력할 수 있다. 또한 모뎀은 그 외에 사용되는 데이터의 경우 제어부(111)의 제어에 의해 변조, 복조, 부호화, 복호화 등의 일련의 동작을 처리한다.
스마트 단말의 카메라 모듈(110)은 촬영부(103)와 화상 처리부(105)를 포함한다. 촬영부(103)는 렌즈, 렌즈의 구동을 위한 모터, 모터 구동을 위한 제어 회로 및 렌즈를 투과한 빛을 수광하고, 빛의 밝기와 색상 정보를 전기적인 신호로 획득하기 위한 영상 센서를 포함할 수 있다. 이때 센서에서 획득된 신호는 미약한 아날로그 신호이므로, 센싱된 신호를 증폭하고, 디지털 신호로 변환하기 위한 추가 회로를 촬영부(103)에 더 포함할 수도 있다.
화상 처리부(105)는 촬영부(103)로부터 입력되는 촬영된 디지털 신호를 제어부(111)에서 처리할 수 있는 그래픽 데이터로 변환하여 제어부(111)로 제공한다. 또한 화상 처리부(105)는 촬영부(103)에서 촬영된 영상의 각종 정보를 부가 정보(EXIF)로 설정하여 제어부(111)로 제공할 수 있다. 화상 처리부(105)에서 제어부(111)로 제공하는 부가 정보를 예를 들면, 조리개 값, 밝기 값, 색상 영역, 날짜, 시간, 노출 모드, 노출 시간, 사진의 높이, 사진의 너비, 수평 해상도, 수직 해상도, 카메라 모델 등이 될 수 있다. 또한 화상 처리부(105)에서 부가 정보를 제공하지 않고 제어부(111)에서 위의 부가 정보를 미리 획득하도록 할 수도 있다. 즉, 사진의 촬영 시 설정되는 값들을 미리 획득하도록 하는 것이다.
또한 카메라 모듈(110)은 서로 다른 2개의 모듈을 가질 수도 있다. 즉, 스마트 단말과 같은 경우 스마트 단말의 앞 쪽과 뒤 쪽에 각각 카메라 모듈을 가질 수 있다. 또한 스마트 단말의 앞 쪽과 뒤 쪽에 각각 카메라를 갖는 경우 카메라 모듈 중 촬영부(103)만을 2개 가질 수도 있다. 이러한 경우 화상 처리부(105)는 하나로 공유하고, 촬영부(103)만을 2개 가질 수도 있다.
사용자 입력부(107)는 사용자의 터치 입력 터치 감지 센서와 버튼 형식의 키 입력을 위한 키 버튼 등으로 구성할 수 있다. 사용자 입력부(107)는 사용자의 터치 입력에 대한 신호 또는/및 키 입력 신호를 수신하여 제어부(111)로 제공한다.
표시부(108)는 LCD 판넬 또는 LED 판넬 등의 형태로 구성되며, 제어부(111)의 제어에 의해 스마트 단말의 동작에 필요한 과정 및 대기 상태에서 스마트 단말의 상태를 표시한다.
메모리(109)는 롬(ROM) 또는/및 램(RAM) 등의 저장 매체로, 스마트 단말의 동작에 필요한 각종 제어 데이터를 저장할 수 있으며, 각종 사용자 데이터를 저장할 수 있다. 또한 메모리(109)는 화상 처리부(105)로부터 직접 데이터를 수신하여 저장할 수 있는 영역을 포함할 수 있다. 이러한 영역은 레지스터 또는 버퍼 등으로 구성할 수도 있다.
제어부(111)는 스마트 단말의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명에 따라 획득된 사진의 처리 및 고명암비 이미지를 획득하기 위한 동작의 제어를 수행한다. 본 발명에 따라 고명암비 이미지 획득을 위한 동작은 후술되는 도면을 참조하여 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따라 디지털 카메라에서 고명암비 이미지를 획득하기 위한 제어 흐름도이다.
도 3의 흐름도는 촬영 모드에서 이루어지는 과정을 설명하기로 한다. 즉, 렌즈를 통해 피사체와 주변의 경관 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 표시부(108)에 표시하고 있는 상태 또는 뷰파인더 등을 통해 이미지를 보여주고 있는 상태를 의미한다. 또한 도 3의 흐름도는 수동의 고명암비 이미지 획득을 위한 촬영 대기상태로 가정하기로 한다.
제어부(111)는 200단계에서 촬영 대기상태를 유지하면서 202단계로 촬영 요구가 존재하는가를 검사한다. 촬영 요구는 사용자 입력부(107)로부터 촬영을 요구하는 키 입력이 존재하는가를 검사하는 것이다. 촬영이 요구되는 경우 제어부(111)는 204단계로 진행하여 카메라 모듈(110)을 제어하여 이미지를 획득한다. 이때, 카메라(103)와 화상 처리부(105)를 통해 서로 다른 노출 값을 갖는 3장의 이미지를 연속하여 획득한다.
여기서는 노출 값이 다른 경우를 가정하여 설명하지만, 노출 값 이외의 값일 수도 있다. 예컨대, 서로 다른 화이트 밸런스를 갖도록 하는 경우, 서로 다른 초점을 갖도록 하는 경우 등 다양한 값을 다르게 갖도록 하여 이미지를 획득할 수 있다. 이하의 설명에서는 노출 값이 다른 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 하지만 그 밖의 다른 경우들도 동일한 형식으로 이해가 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
이때 획득한 서로 다른 노출 값을 갖는 3장의 이미지는 앞선 도 1의 설명에서와 같이 노출 값이 -2, 0, +2와 같이 서로 다른 노출 값을 갖는 3장의 이미지가 될 수 있다. 노출 값이 0인 경우는 기본(default) 노출 값이고, 노출 값이 -2인 경우는 기본 노출 값에 비해 밝기가 2-2로 어두운 사진이고, 노출 값이 +2인 경우는 기본 노출 값에 비해 밝기가 22으로 밝은 이미지다.
또한 자동모드의 고명암도 이미지 촬영은 사용자가 촬영 버튼을 누르면 위의 과정을 한 번에 실시한다. 일반적인 수동 모드에서는 고명암도 이미지 촬영 전 노출 값, 컬러(color), 컨트래스트(contrast), 브라이트니스(brightness), 상세도 강화(detail enhancement) 등을 설정할 수 있고, 노출 값을 제외한 나머지 값들은 합성 후 보정의 형태로 추가 조정할 수도 있다.
제어부(111) 또는 화상 처리부(105)는 206단계에서 촬영된 이미지를 임시 저장한다. 이처럼 이미지를 임시 저장하는 것은 화상 처리부(105)에서 수행할 수도 있으며, 제어부(111)에서 수행할 수도 있다. 화상 처리부(105)에서 출력되는 서로 다른 노출 값을 갖는 3장의 고명암비 이미지는 YUV 포맷 형태로 제공될 수 있다. YUV 포맷은 휘도 신호(Y), 휘도 신호와 청색 성분의 차(U), 휘도 신호와 적색 성분의 차(V)의 3가지 정보로 색을 나타내는 형식이다. 또한 제어부(111)는 고명암비 이미지를 저장할 때, 고명암비 이미지를 압축하여 저장할 수 있다. 이때, 기본 노출값의 이미지를 압축하여 함께 저장할 수도 있다.
이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 제어부(111)에서 이미지를 저장하고, 저장된 이미지를 합성하는 것으로 설명하기로 한다. 하지만, 이러한 동작은 화상 처리부(105)에서 이루어질 수도 있음에 유의해야 한다.
이후 제어부(111)는 208단계에서 이미지를 합성하고, 합성된 이미지를 표시부(108)에 표시한다. 이후 사용자의 요구에 의거하여 표시된 이미지를 이동시킬 수도 있다. 예컨대, 화면에 서로 다른 이미지 합성 형태를 도시하고, 사용자가 선택하는 합성 형태에 맞춰 합성한 결과를 표시부(108)에 표시할 수 있다.
이때, 제어부(111)는 210단계에서 특정 파일의 저장이 요구되는가를 검사한다. 210단계의 검사결과 특정 파일의 저장이 요구되는 경우 제어부(111)는 216단계로 진행하여 저장할 파일을 합성하고, 미리 설정된 영역에 저장할 수 있다. 저장 요구 시 이미지 합성 전에 정렬이 필요할 수 있다. 이에 대하여는 후술되는 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.
한편, 특정 파일의 저장이 요구되지 않는 경우 제어부(111)는 212단계로 진행하여 재촬영이 요구되는가를 검사한다. 212단계의 검사결과 재촬영이 요구되는 경우 214단계로 진행하여 206단계에서 임시 저장된 데이터를 삭제하고, 200단계로 진행한다.
반면, 212단계의 검사결과 재촬영이 요구되지 않는 경우 제어부(111)는 208단계를 수행한다.
본 발명에서는 208단계 또는 216단계에서 이미지를 합성한다. 216단계에서는 전체화소 또는 저장할 화소의 이미지를 최종 합성하는 것이고 208단계에서는 이미지의 크기를 줄여 합성하여 빠른 시간에 사용자에게 합성한 결과를 표시해 줄 수 있다.
이러한 동작을 전체 이미지 획득부터 다시 살펴보기로 하자. 또한 본 발명에서는 노출 값이 다른 3개의 이미지를 획득하고, 이에 대응하여 3장의 서로 합성 방법으로 3개의 합성 이미지를 획득하는 경우를 가정하여 설명한다. 하지만, 노출 값과 같은 설정 값이 다른 2개의 이미지를 획득하여 3개 이상의 합성 이미지를 구성할 수도 있다. 또한 설정 값이 다른 3개의 이미지를 획득하여 서로 다른 합성 방법을 이용해 3개 이상 4개, 5개 등의 합성 이미지를 획득할 수도 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 노출 값이 서로 다른 3개의 이미지를 획득하여 3개의 합성 이미지를 획득하는 경우를 살펴보기로 한다.
본 발명의 고명암비 이미지 수동 모드에서는 전체 화소 또는 사용자가 지정한 화소로 미리 설정된 노출 값으로 다른 3장의 이미지를 촬영한다. 노출 값이 다른 이미지를 카메라(103)가 연속으로 획득하고, Raw 포맷으로 화상 처리부(105)로 출력하면, 화상 처리부(105)는 각 이미지를 화질 처리하여 YUV의 형태로 제어부(111)로 출력한다.
이에 따라 제어부(111)는 메모리(109)에 입력된 서로 다른 노출 값을 갖는 이미지들을 임시 저장한다. 이때, 카메라(103)와 화상 처리부(105) 및 제어부(111)의 처리 능력에 따라 메모리(109)에 전체 화소 크기의 고명암비 이미지를 합성하여 저장하는 데에는 시간 차이가 나며, 8M에서 16M의 화소를 갖는 경우 대체로 0.8에서 3초의 시간이 소요된다.
또한 노출 값은 촬영 후에 변화시킬 수 없으므로 대체로 노출 값 변화가 크도록 설정한다. 예를 들면 노출 값을 -2, 0, +2로 설정하여 밝기 차이가 1/4, 1, 4배인 이미지가 촬영되도록 한다. 합성 결과를 사용자에게 빠른 시간에 피드백 하기 위해 전체 화소의 이미지를 디스플레이 사이즈 또는 사진이 비율에 맞게 디스플레이하기 위한 사이즈로 줄여서 이미지를 합성하면 이미지 합성 시간을 크게 줄일 수 있다.
이처럼 디스플레이하기 위한 사이즈로 이미지를 줄여서 합성하면, 사용자에게는 디스플레이 전체 화면 또는 사진 비율에 맞는 전체 화면으로 합성 결과를 보여 줄 수 있어 사용자가 합성 결과를 빠르고 편리하게 확인 할 수 있다. 이를 예를 들면 16M의 이미지를 합성하는데 2초의 시간이 걸린다면 960X720 크기의 이미지를 합성하는 데에는 0.1초 정도의 시간이 소요된다.
버튼 인식시간과 합성 후 표시용 포맷(RGB)으로 변환하는 시간으로 인해 실제 사용자가 버튼을 누르고 합성 결과가 표시 될 때까지는 0.2초 이내의 시간이 소요된다.
고명암비 이미지의 단계는 3장의 노출이 다른 이미지를 합성하는 비율을 다르게 하여 조절할 수 있다. 노출 값이 -2인 이미지의 비율을 증가시키면 밝은 영역을 더 잘 표현하는 사진을 얻을 수 있고, 노출 값이 +2인 이미지의 비율을 증가 시키면 암부를 더 잘 표현하는 사진을 얻을 수 있다.
그러나 명부와 암부를 너무 많이 개선시키면 사진 전체가 컨트래스트(contrast)가 낮아지거나 부자연스럽게 될 수 있다. 이 때문에 개인마다 원하는 고명암비 이미지의 정도가 다를 수 있다. 본 발명에서는 합성 비율을 조절하여 여러 단계의 고명암비 이미지를 제공한다. 각 단계는 이미지 합성 비율 뿐 아니라 톤 매핑(tone mapping), 콘트래스트(contrast), 컬러(color), 디테일(detail) 등을 조절하여 결정할 수 있다. 여기서 톤 매핑(tone mapping)은 고명암비 이미지 처리 과정에서 16bit 합성된 이미지를 8bit로 변경하는 과정에서 YUV 포맷의 Y값 이득을 조절하여 이미지의 밝기 분포를 조정하는 것이다.
노출 값이 다른 3장의 YUV 이미지가 촬영 저장 된 후, 사용자가 고명암비 이미지 단계를 보면서 선택하는 검토(review) 화면을 제공할 수 있다. 이러한 검토 화면을 첨부된 도 5와 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따라 고명암비 이미지를 단계별로 검토할 수 있도록 제공하는 이미지의 예를 도시한 도면이다.
도 5에서는 고명암비 이미지들의 단계를 참조부호 401, 402, 403, 404로 도시하였고, 도 6에서는 고명암비 이미지들의 단계를 참조부호 501, 502, 503, 504로 도시하였다. 도 5와 도 6에서의 차이는 도 5에서는 문자와 숫자로 고명암비 이미지들의 단계를 나타내었으며, 도 6에서는 작은 이미지로 고명암비 이미지들을 도시한 형태이다. 즉, 도 5에서는 미리 설정된 값에 대한 정보를 문자와 숫자로 제공하는 형태이며, 도 6에서는 하단에 미리 설정된 합성 방법에 따라 단계별로 축소된 이미지를 도시한 형태이다. 여기서 이미지를 축소하는 비율 또는 크기는 미리 정의될 수 있으며, 표시부(108)의 크기에 따라 축소 비율 또는 축소 크기를 결정할 수 있다. 또한 도 5에서는 저장을 위한 저장 아이콘(410)을 함께 도시하였다. 도 5에서와 같이 도 6에서도 동일한 형태의 저장을 위한 아이콘을 표시하도록 할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 고명암비 이미지를 저장하는 방법은 저장 아이콘(Save button)을 눌러서 수행할 수도 있고, 각 단계별로 획득된 이미지들의 선택 버튼을 길게 누르거나 빠르게 두 번 눌러 전체 화소의 고명암비 이미지를 저장하도록 할 수도 있다.
도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이 각 단계의 선택은 버튼 또는 슬라이드 바를 이용해 할 수 있다. 이때 고명암비 이미지 단계 뿐 아니라 기본(default) 노출 값 이미지인 노출 값 0의 이미지도 선택 및 표시할 수 있다. 검토 화면은 노출 값 0의 이미지를 표시부(108)에 먼저 표시하여 시작할 수 있다. 또는 미리 정해진 한 고명암비 이미지 단계의 합성이 완료되면, 이를 전체 화면으로 검토(Review) 화면을 시작할 수 있다.
사용자가 다른 단계의 고명암비 이미지를 선택하면, 그 단계의 고명암비 이미지의 합성을 완료하고, 이를 표시부(108)에 표시한다. 또한 사용자가 한 번 선택했던 단계를 다시 선택한 경우 기 완료된 고명암비 이미지 단계에서 생성된 고명암비 이미지를 저장해 두었다가 표시부(108)에 표시할 수 있다. 상기 검토 화면을 시작할 때 고명암비 이미지의 모든 합성 방법에 따른 이미지를 미리 합성 완료 후에 검토 화면을 시작할 수 있다. 이때 사용자가 미리 정의된 합성 방법을 선택할 때마다 미리 정의된 방식에 따라 합성된 이미지를 표시부(108)에 표시할 수 있다. 이 경우는 고명암비 이미지 단계를 선택하는 버튼 대신 모든 단계를 도 6에 도시한 바와 같이 약식 그림 또는 미리보기(thumbnail) 형태로 선택된 단계와 같이 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라 단계별 고명암비 이미지를 생성하기 위한 합성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4에서 획득된 3장의 이미지들(301, 302, 303)은 각각 서로 다른 노출 값으로 획득된 이미지들이다. 여기서는 노출 값이 다른 경우를 가정하여 설명하지만, 그 밖에 서로 다른 화이트 밸런스를 갖도록 하는 경우, 서로 다른 초점을 갖도록 하는 경우 등 다양한 값을 다르게 갖도록 하여 이미지를 획득할 수 있다. 이하의 설명에서는 노출 값이 다른 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 하지만 그 밖의 다른 경우들도 동일한 형식으로 이해가 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
각각의 이미지들은 311, 312, 313단계에서 획득된 이미지를 미리 설정된 작은 크기 예를 들어 960X720의 크기를 갖는 크기로 변환할 수 있다. 이때 311, 312, 313단계에서는 각각의 이미지들을 정렬(alignment)하는 동작을 포함할 수 있다. 예컨대, 각각의 이미지들이 서로 다른 노출 값을 갖는다는 것은 각각의 이미지들의 노출 시간이 다르기 때문에 각 이미지들 예컨대, 3장의 이미지(301, 302, 303)에서 인물의 위치가 미세하게 서로 다른 좌표를 가질 수 있다. 이미지들을 정렬하는 동작이라 함은 이처럼 미세하게 서로 다른 좌표를 갖는 이미지의 위치를 일치시키는 동작이며, 311, 312, 313단계에서 각각의 이미지들(301, 302, 303)을 정렬하는 동작을 포함할 수 있다.
만일 311, 312, 313단계에서 축소된 이미지들만을 추출한 경우 추출된 이미지들(321, 322, 323)을 이용하여 이미지들을 정렬해야 한다. 이처럼 축소된 이미지만으로 정렬된 경우에는 추후에 합성된 이미지의 저장이 필요할 경우 다시 이미지의 정렬이 필요하다. 반면에 311, 312, 313단계에서 획득한 최초의 이미지들(301, 302, 303)을 이용하여 미리 이미지 정렬이 이루어지는 경우 크기를 축소한 이미지들(321, 322, 323)에 대해서 뿐 아니라 합성된 특정 이미지의 저장이 요구될 시에도 이미지 정렬이 필요하지 않다.
이미지 정렬을 언제 수행하는가에 따라 이미지의 합성시간 또는 이미지의 저장 시간을 감소시킬 수 있다. 예를 들어 이미지의 정렬을 원래 크기의 이미지들(301, 302, 303)을 획득한 시점에 하는 경우 이 이후에 축소된 이미지로 합성하기 때문에 검토 화면을 시작할 때까지 시간이 많이 소요된다. 반면에 축소된 이미지들(321, 322, 323)을 이용하여 정렬하는 경우 검토 화면을 빠르게 시작할 수 있다. 하지만, 이처럼 축소된 이미지들(321, 322, 323)을 이용하여 정렬하는 경우 이미지 저장 시에 다시 전체 이미지들(301, 302, 303)을 정렬하여 합성한 후 저장해야 하기 때문에 저장 시간이 많이 소요될 수 있다.
크기를 축소한 이미지들(321, 322, 323)은 표시부(108)에 표시하기 위한 크기 또는 약식이나 미리보기 크기의 이미지의 크기로 줄인 이미지가 될 수 있다. 일반적으로는 표시부(108)에 표시하기 위한 크기로 축소하는 것이 바람직하다. 이는 더 작은 크기 즉, 약식이나 미리보기 크기의 이미지로 축소하는 경우에는 이후 다시 표시부(108)에 표시하기 위해 다시 확대해야만 하기 때문이다. 따라서 이하의 설명에서는 표시부(108)에 표시하기 위한 크기로 축소한 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
축소된 이미지들(321, 322, 323)은 앞서 설명한 도 1의 방식과 유사하게 이미지를 합성할 수 있다. 이때 이미지 합성은 단지 도 1의 방식에 따라 하나의 이미지만을 합성하는 것이 아니라 여러 단계별로 이미지를 합성할 수 있다. 즉, 각각의 영역들을 포함하는 비율을 조정함으로써 단계별 이미지를 획득할 수 있다. 이처럼 이미지를 합성하기 위한 방법은 사용자가 또는 제품의 제조사에서 미리 복수의 합성 방법을 갖도록 설정할 수 있다.
이처럼 단계별로 이미지를 합성하는 동작을 참조부호 330으로 도시하였다. 단계별 이미지 합성 결과 이미지들(341, 342, 343)은 최초 획득된 이미지의 수가 될 수도 있으며, 비율을 달리하여 보다 많은 이미지를 획득할 수도 있다. 예를 들어 살펴보면, 미리 정의된 복수의 합성 방법이 3가지 방법인 경우 도 4에 도시한 바와 같이 합성되는 이미지의 수는 3개가 될 수 있다. 또한 미리 정의된 복수의 합성 방법이 4가지 방법인 경우 서로 다른 복수의 이미지를 이용하여 서로 비율을 달리해 4가지 이미지를 획득할 수도 있다. 도 4에서는 단계별로 획득된 이미지들이 3개인 경우를 가정한 경우이다.
일반적으로 고명암비 이미지는 이미지 합성 전, 노출 값이 다른 이미지를 정렬(alignment)하는 작업을 실시하는데 정렬 작업이 끝나면 정렬된 이미지를 저장하게 된다. 상기 정렬된 작업을 통해 촬영 시 손 흔들림으로 발생할 수 있는 영상의 일부가 빗나간 화소(artifact)를 최소화 한다.
자동 모드에서도 수동 고명암비 이미지 모드에서 선택한 고명암비 이미지 단계가 수행 될 수 있는데 고명암비 이미지 촬영 전 고명암비 이미지 단계를 사용자가 조정할 수 있고 또는 수동 모드에서 선택했던 고명암비 이미지 단계가 자동모드에도 그대로 적용되게 할 수도 있다.
본 발명의 수동 고명암비 이미지 모드에서 고명암비 이미지 촬영 전에 사용자가 촬영할 이미지들의 노출 값 변화를 조정하면 본 발명에 설정된 고명암비 이미지 단계를 조정할 수 있다.
또 다른 방법으로 검토 화면에서 정해진 고명암비 이미지 단계를 선택하는 것이 아니라, 노출 값이 다른 이미지들의 합성 비율, 톤 매핑(tone mapping), 에지 증강(edge enhancement), 컬러(color), 컨트래스트(contrast), 브라이트니스(brightness) 등을 사용자가 직접 조정하고, 처리된 결과를 검토 화면에 바로 보여 줄 수 있다.
또한 선택된 이미지의 저장 시 앞서 설명한 바와 같이 미리 정렬이 되었다면, 그대로 합성 비율에 맞춰 원본 이미지를 합성한 후 저장할 수 있다. 반면에 선택된 이미지의 저장 시 원본 이미지의 정렬이 미리 되어 있지 않고 미리보기 형태의 축소된 이미지의 정렬만 이루어진 경우라면, 원본 이미지를 다시 정렬해야 한다. 이후 미리 설정된 복수의 합성 방법들 중 사용자에 의해 선택된 합성 방법에 의거하여 원본 이미지들을 합성하여 저장할 수 있다.
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 : 고명암비 이미지의 일부분들
101 : 통신부
103 : 카메라
105 : 화상 처리부
107 : 사용자 입력부
108 : 표시부
109 : 메모리
110 : 카메라 모듈
111 : 제어부
301, 302, 303 : 노출 값이 서로 다른 고명암비 이미지
321, 322, 323 : 노출 값이 서로 다른 고명암비 이미지들의 축소 이미지
314, 342, 343 : 노출 값이 서로 다른 축소된 고명암비 이미지들을 이용한 합성 이미지

Claims (20)

  1. 디지털 카메라를 갖는 전자기기에서 이미지를 획득하기 위한 방법에 있어서,
    촬영이 요구 시 서로 다른 설정 값을 갖는 둘 이상의 이미지들을 획득하는 동작;
    상기 획득된 각 이미지들을 미리 정해진 크기의 이미지들로 축소하는 동작;
    미리 정의된 복수의 합성 방법으로 상기 축소된 이미지들을 합성하여 합성된 복수의 이미지들을 표시하는 동작; 및
    상기 표시된 합성 이미지들 중 하나가 선택될 시 선택된 합성 이미지의 합성 방식에 따라 상기 획득된 이미지들을 합성하여 저장하는 동작;을 포함하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서로 다른 설정 값은,
    서로 다른 노출 값, 서로 다른 화이트밸런스, 서로 다른 초점 중 하나 이상인, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미리 정의된 복수의 합성 방법은,
    상기 획득된 이미지들의 합성 비율 또는 톤 매핑(tone mapping) 또는 컬러(color) 또는 디테일(detail) 또는 콘트래스트(contrast) 또는 브라이트니스(brightness) 중 적어도 하나의 비율을 선택적으로 조합하는 방법인, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 합성된 이미지들의 표시는,
    합성 비율에 따른 단계별 버튼 또는 상기 합성 비율에 따른 단계별 슬라이드 바 형태로 표시하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 단계별 표시된 상태에서 저장 요구는,
    상기 단계별 선택 버튼을 길게 누르거나 또는 두 번 누르거나 또는 미리 구비된 저장 아이콘을 누르는 경우인, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 합성된 이미지들을 표시할 시 기본 설정 값의 이미지도 함께 표시하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 합성된 이미지들을 표시할 시 기본 설정 값의 이미지를 기준 값으로 표시하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 합성된 이미지들은 미리보기 형태로 상기 기본 설정 값의 이미지 하단에 표시하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서로 다른 설정 값을 갖는 이미지들의 획득 시 상기 이미지들의 합성을 위해 각 이미지들을 정렬하는 동작;을 더 포함하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 축소된 이미지들의 합성 전 상기 축소된 이미지들을 정렬하는 동작; 및
    상기 선택된 이미지의 합성 시 상기 서로 다른 설정 값의 이미지들을 정렬하는 동작;을 더 포함하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 설정 값은 노출 값이며,
    상기 획득된 이미지들은 기본 노출 값을 갖는 이미지, 상기 기본 노출보다 밝은 긴 노출 값을 갖는 이미지 및 상기 기본 노출보다 짧은 노출 값을 갖는 이미지의 3개의 이미지인, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 미리 설정된 축소 비율은,
    상기 디지털 카메라의 표시부의 표시 크기에 대응하는 값인, 디지털 카메라에서 사진 합성 방법.
  13. 전자기기에서 고명암비 이미지를 획득하기 위한 장치에 있어서,
    피사체 및 상기 피사체의 주변 이미지를 미리 설정된 둘 이상의 설정 값으로 연속하여 이미지들을 획득하기 위한 카메라 모듈;
    상기 카메라 모듈에서 획득한 이미지들을 임시 저장하고, 합성된 이미지를 저장하기 위한 메모리;
    사용자의 촬영 요구 및 저장 요구 입력 신호를 수신하기 위한 입력부;
    상기 합성된 이미지를 표시하기 위한 표시부; 및
    촬영이 요구 시 상기 카메라 모듈을 제어하여 서로 다른 설정 값을 갖는 둘 이상의 이미지들의 획득을 제어하고, 상기 획득된 각 이미지들을 미리 정해진 크기로 축소하며, 미리 정의된 복수의 합성 방법으로 상기 축소된 이미지들을 합성하여 합성된 복수의 이미지들을 상기 표시부에 표시하도록 제어하며, 상기 표시된 이미지들 중 하나가 선택될 시 선택된 합성 이미지의 합성 방식에 따라 상기 획득된 이미지들을 합성하여 상기 메모리에 저장하도록 제어하는 제어부;를 포함하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 서로 다른 설정 값은,
    서로 다른 노출 값, 서로 다른 화이트밸런스, 서로 다른 초점 중 하나 이상인, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 미리 정의된 복수의 합성 방법은,
    상기 획득된 이미지들의 합성 비율 또는 톤 매핑(tone mapping) 또는 컬러(color) 또는 디테일(detail) 또는 콘트래스트(contrast) 또는 브라이트니스(brightness) 중 적어도 하나의 비율을 선택적으로 조합하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 합성된 이미지들을 상기 표시부에 표시할 시 합성 비율에 따른 단계별 버튼 또는 상기 합성 비율에 따른 단계별 슬라이드 바 형태로 표시하도록 제어하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 서로 다른 설정 값을 갖는 이미지들의 획득 시 상기 이미지들의 합성을 위해 각 이미지들을 정렬하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 축소된 이미지들의 합성 전 상기 축소된 이미지들을 정렬하고, 상기 선택된 이미지의 합성 시 상기 서로 다른 설정 값의 이미지들을 정렬하여 합성하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 이미지들을 상기 표시부에 표시할 시 기본 노출 이미지, 상기 기본 노출보다 밝은 긴 노출 값을 갖는 이미지 및 상기 기본 노출보다 짧은 노출 값을 갖는 이미지의 3개의 이미지로 합성하는, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 미리 정해진 축소 크기는 상기 디지털 카메라의 표시부의 크기에 대응하는 값인, 디지털 카메라에서 사진 합성 장치.
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