KR20190075689A - 줌 렌즈의 광축 보정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

줌 렌즈의 광축 보정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 카메라의 줌 렌즈의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태를 고려하여, 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하는 단계; 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 광축 틀어짐 정도를 보상하기 위한 디지털 줌 정보를 결정하는 단계; 및 상기 디지털 줌 정보에 대응되도록 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리하여, 보정 영상 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 줌렌즈의 광축 보정 방법을 개시한다.

Description

줌 렌즈의 광축 보정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램{Method and apparatus for correcting optical axis of zoom lens, and computer program for executing the method}
줌 렌즈의 광축 보정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
줌렌즈(Zoom lens)는 렌즈들의 기계적인 모음으로, 렌즈의 이동에 따라 초점 거리를 바꿀 수 있는 광학 줌(optical zoom) 기능을 제공한다. 다만 광학 줌 이용 시, 줌 배율에 따라 화면의 중심이 유지되지 못하고 틀어지는 광축 틀어짐 현상이 발생할 수 있다.
최근 고배율 줌 렌즈 수요가 많아짐에 따라, 줌 렌즈에 사용되는 렌즈 매수는 점차 증가하고 있는 추세이다. 렌즈 매수가 많아질수록 광축이 틀어지는 정도는 더 심화된다. 이를 방지하기 위해 렌즈 매수를 조립할 때 조심하여 작업하게 되지만, 아무리 조심하더라도 줌렌즈 내부 부품별 공차 등의 물리적 한계로 인해 완벽한 광축 조정은 현실적으로 불가능하고, 렌즈 전체를 조심하여 작업하게 되면 생산성이 매우 악화되는 문제도 있다.
한국특허공개공보 제2001-0044859호
본 발명의 실시예들은 소프트웨어 측면에서 줌 렌즈의 광축을 보정하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램을 제공한다. 본 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 카메라의 줌 렌즈의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태를 고려하여, 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하는 단계; 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 광축 틀어짐 정도를 보상하기 위한 디지털 줌 정보를 결정하는 단계; 및 상기 디지털 줌 정보에 대응되도록 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리하여, 보정 영상 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 줌렌즈의 광축 보정 방법을 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 획득하는 단계는, 상기 기저장된 데이터를 참조하여 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하고, 상기 디지털 줌 정보는, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 포함하고, 상기 결정하는 단계는, 상기 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 디지털 줌 배율 및 상기 크롭 정보를 결정하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 디지털 줌 배율만큼 상기 영상 데이터를 주밍하고, 상기 크롭 정보에 대응되도록 상기 영상 데이터를 크롭하여, 상기 보정 영상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기저장된 데이터는 줌 렌즈 상태 및 상기 줌 렌즈 상태에 매칭되는 광축 틀어짐 정도를 포함하는 복수의 인덱스를 포함하는 룩업테이블을 포함하고, 상기 결정하는 단계는, 상기 룩업테이블에 포함된 인덱스 중 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 인덱스에 포함된 광축 틀어짐 정도에 기초하여, 상기 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 상기 룩업테이블이 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 인덱스를 포함하지 않으면, 상기 룩업테이블에 포함된 인덱스들에 포함된 데이터의 보간(interpolation)에 기초하여, 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 상기 영상 데이터의 프레임의 해상도를 더 고려하여 상기 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 해상도는 제1축 성분과 상기 제1축과 상이한 제2축 성분을 포함하고, 상기 광축 틀어짐 정도는 제1축 성분 및 제2축 성분을 포함하고, 상기 결정하는 단계는, 상기 광축 틀어짐 정도의 제1축 성분 및 제2축 성분, 및 상기 해상도의 제1 축 성분 및 제2 축 성분을 고려하여, 상기 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 상기 제1 축에 대한 상기 해상도 대비 상대적인 광축 틀어짐 정도와, 상기 제2 축에 대한 상기 해상도 대비 상대적인 광축 틀어짐 정도 중 더 큰 값에 기초하여, 상기 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 디지털 줌 정보는, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 포함하고, 상기 결정하는 단계는 상기 더 큰 값에 기초하여 상기 디지털 줌 배율을 결정하고, 상기 디지털 줌 배율 및 상기 광축 틀어짐 정도에 기초하여 상기 크롭 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 다음의 수학식을 이용하여 산출된 값에 기초하여 상기 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
Figure pat00001
(여기서,
Figure pat00002
은 제1축 성분 해상도,
Figure pat00003
은 제1축 성분 광축 틀어짐 정도,
Figure pat00004
는 제2 축 성분 해상도,
Figure pat00005
는 제2축 성분 광축 틀어짐 정도이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 디지털 줌 정보는, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 영상 데이터를 상기 크롭 정보에 따라 크롭하고, 상기 디지털 줌 배율만큼 확대하여 상기 보정 영상 데이터를 생성하고, 상기 보정 영상 데이터의 프레임 크기는 상기 영상 데이터의 프레임 크기와 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 획득하는 단계는, 상기 기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 결정되는 고정된 디지털 줌 배율을 더 획득하고, 상기 결정하는 단계는, 상기 고정된 디지털 줌 배율 및 상기 획득된 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 영상 데이터의 크롭 정보를 결정하는 단계; 및 상기 생성하는 단계는, 상기 영상 데이터를 상기 크롭 정보에 따라 크롭하고 상기 고정된 디지털 줌 배율만큼 확대하여, 상기 보정 영상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 상기 영상 데이터의 프레임의 크기를 더 고려하여 상기 크롭 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 크롭 정보는 크롭영역의 위치 및 크기를 포함하고, 상기 결정하는 단계는, 상기 프레임의 크기, 상기 고정된 디지털 줌 배율 및 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여 상기 크롭 영역의 위치를 결정하고, 상기 프레임의 크기 및 상기 고정된 디지털 줌 배율을 고려하여 상기 크롭 영역의 크기를 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 크롭 영역의 위치는 다음의 수학식 1에 의해 계산되는 값으로부터 결정되는 제1축 성분 및 다음의 수학식 2에 의해 계산되는 값으로부터 결정되는 제2축 성분을 포함하는 크롭 시작 위치로 표현될 수 있다.
(수학식 1)
Figure pat00006
(수학식 2)
Figure pat00007
(여기서,
Figure pat00008
은 제1축 성분 해상도,
Figure pat00009
은 제1축 성분 광축 틀어짐 정도,
Figure pat00010
는 제2 축 성분 해상도,
Figure pat00011
는 제2축 성분 광축 틀어짐 정도, Z는 고정된 디지털 줌 배율이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 방법은, 상기 카메라가 실시간 모니터링 모드인지 여부를 확인하는 단계;를 더 포함하고, 상기 카메라가 실시간 모니터링 모드인 경우에는, 기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 결정되는 고정된 디지털 줌 배율에 따라 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 실시간으로 보정하고, 상기 보정 영상 데이터를 표시 장치로 실시간으로 출력하는 단계;를 더 포함하고, 상기 실시간 모니터링 모드가 종료되면, 상기 획득하는 단계, 상기 결정하는 단계 및 상기 생성하는 단계를 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터의 복수 프레임 각각에 대하여 반복적으로 수행하여, 상기 각 프레임에서의 영상 데이터의 광축 틀어짐 정도를 고려하여 상기 각 프레임에서의 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리함으로써 상기 보정 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 카메라의 줌 렌즈의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태를 고려하여, 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하고, 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 광축 틀어짐 정도를 보상하기 위한 디지털 줌 정보를 결정하는 보정 데이터 생성부; 및 상기 디지털 줌 정보에 대응되도록 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리하여, 보정 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 출력부;를 포함하는 줌렌즈의 광축 보정 장치를 개시한다.
본 발명의 다른 실시예는 컴퓨터를 이용하여 전술한 어느 하나의 방법을 실행하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 개시한다.
전술한 것 외의 다른 구현예, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 이러한 일반적이고 구체적인 구현예가 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 광축 보정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램은, 소프트웨어 측면에서 줌 렌즈의 광축 틀어짐을 보상함으로써, 하드웨어 측면에서 완벽한 광축 정렬이 불가능한 부분을 보완할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광축 보정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광축 보정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 보정 전 영상의 예이다.
도 5는 일 실시예에 따른 영상 크롭을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 보정된 영상의 예이다.
도 7은 일 실시예에 따른 영상 크롭을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광축 보정 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 카메라 시스템(10)은, 카메라(110) 및 제어 장치(120)를 포함한다. 카메라(110) 및 제어 장치(120)는 기구적으로 연결되어 동일한 케이스 내에 하우징 될 수 있으나, 별도의 장치로 구비되어도 무방하다.
카메라(110)는 경통(111), 경통(111) 내에서 이동하는 줌 렌즈(112), 줌 렌즈(112)를 구동하는 구동부(113), 줌 렌즈(112)를 통과하는 광을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 이미지 센서(114)를 포함할 수 있다.
도 1에서는 줌 렌즈(112)가 하나의 렌즈를 포함하는 것처럼 도시되었지만, 줌 렌즈(112) 광축을 따라 정렬된 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 군으로 이해될 수 있다. 줌 렌즈(112)가 더 많은 렌즈를 포함할수록, 광축이 틀어지는 현상이 더욱 심화될 수 있다. 줌 렌즈(112)를 장착할 때 아무리 광축 정렬에 주의를 기울여도, 현실적으로 완벽한 광축 보정은 거의 불가능하다고 볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(120)는 광축 틀어짐 현상을 소프트웨어 측면에서 보정하고자 한다. 일 실시예에 따른 제어 장치(120)는 카메라(110)에 의해 촬영된 영상 데이터에 디지털 줌(D-zoom)을 적용함으로써 광축 틀어짐을 보상할 수 있다. 구체적으로는, 영상 데이터의 일부 영역을 크롭하고, 크롭된 영역을 확대함으로서, 영상 데이터 내에서의 광축 틀어짐을 보상할 수 있다. 일반적으로 광축 틀어짐 량이 크지 않으므로, 미세한 디지털 줌 만으로도 광축 틀어짐을 보상할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어 장치(120)는, 로우(raw) 데이터 형태의 영상 데이터를 보정한 후에 인코딩하여 출력할 수도 있고, 영상 데이터를 인코딩한 후 보정하여 출력할 수도 있다. 이러한 영상 데이터의 포맷 변환은, 제어 장치(120)의 필요에 따라 적절한 단계에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 디지털 줌 배율은, 광축 틀어짐을 보상하기 위한 최소한의 주밍을 허용하는 배율일 수 있다.
제어 장치(120)는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예와 관련된 구성요소들만을 도시한 것이다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어 장치(120)는, 카메라(110)로부터 출력되는 영상 데이터로부터, 영상 데이터 내에 존재하는 광축 뒤틀림 정도를 보상하기 위한, 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성부(121), 보정 데이터 생성부(121)에 의해 생성된 보정 데이터를 이용하여 보정 영상 데이터를 생성하여 출력하는 영상 데이터 출력부(122), 데이터를 저장하는 메모리(123)를 포함할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121), 영상 데이터 출력부(122) 및 메모리(123)는 서로 데이터를 송수신할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121) 및 영상 데이터 출력부(122)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있고, 통합된 하나의 프로세서(processor)에 포함될 수도 있다. 제어 장치(120)는 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
도 1에 도시되지 않았으나, 카메라 시스템(10)은 제어 장치(120)로부터 출력되는 보정 영상 데이터를 획득하여 화면에 표시하는 표시부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 표시부는, 카메라(110)에 의해 촬영되고 제어 장치(120)에 의해 광축 틀어짐이 보상된 영상 데이터를 실시간으로 표시할 수 있고, 이에 따라 카메라(110)의 촬영 상황이 실시간으로 모니터링될 수 있다.
본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광축 보정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2에 도시된 흐름도는 도 1에 도시된 카메라 시스템(10), 상세하게는 제어 장치(120)에 의해 수행되는 시계열적 단계들을 포함하므로, 이하에서는 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
단계 21에서 보정 데이터 생성부(121)는 카메라(110)의 줌 렌즈(112)의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태를 고려하여, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터의 현재 광축 틀어짐 정도를 획득한다.
보정 데이터 생성부(121)는 구동부(113)로부터 줌 렌즈(112)의 현재 상태 정보를 나타내는 전기적 신호를 획득할 수 있다. 기저장된 데이터는 메모리(123)로부터 독출될 수 있다. 기저장된 데이터는 카메라(110)에 대응되는 데이터로서, 카메라(110)가 조립된 후 줌 배율 별 광축 틀어짐 정도를 측정하는 실험을 통해 마련되는 데이터일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
단계 22에서 보정 데이터 생성부(121)는 단계 21에서 획득된 현재 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 광축 틀어짐 정도를 보상하기 위한 영상 데이터의 디지털 줌 정보를 결정한다. 단계 22에서 결정되는 디지털 줌 정보는, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 포함할 수 있다.
단계 23에서 영상 데이터 출력부(122)는 단계 22에서 결정된 디지털 줌 정보에 대응되도록 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리하여, 보정 영상 데이터를 생성한다. 단계 23에서 영상 데이터 출력부(122)는, 단계 22에서 결정된 크롭 정보에 따라 영상 데이터를 크롭하고, 크롭된 영상을 단계 22에서 결정된 디지털 줌 배율만큼 확대하여, 기존 영상 데이터와 동일한 프레임 크기를 갖는 보정 영상 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 보정 영상 데이터의 프레임 크기는 상기 영상 데이터의 프레임 크기와 동일할 수 있다. 여기서 영상 데이터를 크롭(crop)한다는 것은, 영상 데이터의 일부 영역을 잘라내는 것을 의미할 수 있다.
<광축 틀어짐 정도 획득 방법>
일 실시예에 따르면, 단계 21에서 보정 데이터 생성부(121)는 기저장된 데이터를 참조하여 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 현재 광축 틀어짐 정도를 획득할 수 있다.
상세히, 기저장된 데이터는 복수의 인덱스를 포함하는 룩업테이블을 포함할 수 있고, 각 인덱스는 줌 렌즈 상태 및 이에 매칭되는 광축 틀어짐 정도를 포함할 수 있다. 보정 데이터 생성부(121)는 룩업테이블에 포함된 인덱스 중 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 줌 렌즈 상태 값을 갖는 인덱스를 찾고, 해당 인덱스에 포함된 광축 틀어짐 정도 값에 기초하여, 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는 기저장된 데이터, 예컨대 룩업테이블이 카메라(110)의 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 인덱스를 포함하지 않는 경우, 룩업테이블에 포함된 인덱스들에 포함된 데이터 값들의 보간에 기초하여, 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득할 수 있다.
예컨대, 카메라(110)의 현재 줌 렌즈 상태가 제1 인덱스와 제2 인덱스의 줌 렌즈 상태 값의 사이 값인 경우, 보정 데이터 생성부(121)는 제1 인덱스와 제2 인덱스의 광축 틀어짐 정도의 값을 보간하여, 카메라(110)의 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 현재 광축 틀어짐 정도를 획득할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는 예컨대 다음의 수학식 1에 따른 선형 보간 방법으로 현재 광축 틀어짐 정도를 획득할 수 있다.
Figure pat00012
여기서,
Figure pat00013
는 구하고자 하는 현재 광축 틀어짐 정도이고,
Figure pat00014
는 제1 인덱스의 줌 렌즈 상태,
Figure pat00015
은 제1 인덱스의 광축 틀어짐 정도,
Figure pat00016
는 제2 인덱스의 줌 렌즈 상태,
Figure pat00017
는 제2 인덱스의 광축 틀어짐 정도,
Figure pat00018
는 현재 카메라(110)의 줌 렌즈 상태일 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는 선형 보간 방법 외에도, 다양한 보간 방법을 이용할 수 있다.
한편 본 발명은 디지털 줌 배율의 구체적인 획득 방법과 관련하여, 카메라(110)의 현재 광축 뒤틀림 정도를 정교하게 반영하는 가변적인 디지털 줌 배율을 사용하여 보정의 정확성을 높인 제1 실시예와, 카메라(110)에서 발생 가능한 광축 뒤틀림 정도를 모두 고려하여 결정되는 하나의 고정된 값으로서의 디지털 줌 배율을 사용하여 처리 속도를 높인 제2 실시예를 포함할 수 있다.
다만, 위와 같이 디지털 줌 배율의 계산 방법이 구분될 수 있음과 별개로, 보정 데이터 생성부(121)는 카메라(110)의 현재 광축 뒤틀림 정도를 정교하게 반영하도록 크롭 정보를 생성할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 실시예를 기준으로 본 발명의 구현예들을 상세하게 설명하고, 그 이후에 제2 실시예와 관련하여 제1 실시예와 다른 부분만을 추가로 설명하기로 한다. 이에 따라, 제1 실시예를 기준으로 설명된 부분 중 제2 실시예에도 동일하게 적용될 수 있는 부분은, 제2 실시예 관련하여 중복 설명되지 않을 수 있다. 이하에서 제1 실시예를 기준으로 설명되는 본 발명의 상세한 구현예들 중 디지털 줌 배율을 현재 광축 뒤틀림 정보에 따라 결정하는 구체적 방법을 제외한 모든 설명들은, 제2 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
<제1 실시예 >
일 실시예에 따르면, 단계 22에서 보정 데이터 생성부(121)는 단계 21에서 획득된 현재 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 결정할 수 있다.
단계 23에서 영상 데이터 출력부(122)는 단계 22에서 현재 광축 틀어짐 정도에 따라 결정된 디지털 줌 배율만큼 영상 데이터를 확대하고, 단계 22에서 현재 광축 틀어짐 정도에 따라 결정된 크롭 정보에 대응되도록 영상 데이터를 크롭하여, 보정 영상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계 22에서 보정 데이터 생성부(121)는 디지털 줌 정보를 결정하기 위해, 영상 데이터의 프레임 해상도를 더 고려할 수 있다. 보정 데이터 생성부(121)는, 프레임 해상도 대비 광축 틀어짐 정도의 상대적인 정도를 고려하여, 디지털 줌 배율을 결정할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는 영상 데이터 자체로부터 해상도 정보를 획득하거나, 혹은 카메라(110)에 의해 촬영되는 영상 데이터의 해상도 값을 메모리(123)에서 독출하거나, 메모리(123)에서 카메라(110)의 현재 해상도 설정 값을 독출함으로써, 해상도를 획득할 수 있다.
프레임 해상도의 값은 제1축 성분 및 제2축 성분을 포함할 수 있다. 예컨대, 프레임 해상도 값은 x축 및 y축 성분의 해상도 값을 각각 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 광축 틀어짐 정도 역시 제1축 성분 및 제2축 성분을 포함할 수 있다. 즉 광축 틀어짐 정도는, 제1축 방향으로의 틀어짐 정도와, 제2축 방향으로의 틀어짐 정도를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 보정 데이터 생성부(121)는, 광축 틀어짐 정도의 제1축 성분 및 제2축 성분, 및 프레임 해상도의 제1 축 성분 및 제2 축 성분을 모두 고려하여, 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는, 제1축 및 제2축에서의 상대적 광축 틀어짐 정도가 상이하더라도, 하나의 줌 배율만을 결정함으로서, 하나의 줌 배율에 따라 제1축 및 제2축이 동일한 배율로 주밍되도록 할 수 있다. 이를 위하여 보정 데이터 생성부(121)는, 제1 축에 대한 해상도 대비 상대적인 광축 틀어짐 정도와, 제2 축에 대한 해상도 대비 상대적인 광축 틀어짐 정도 중 더 큰 값에 기초하여, 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제1축에서만 광축 틀어짐이 발생하고 제2축에서는 광축 틀어짐이 발생하지 않은 경우라도, 보정 데이터 생성부(121)는 제1축의 광축 틀어짐 정도에 따라 디지털 줌 배율을 결정할 수 있고, 영상 데이터 출력부(122)는 결정된 디지털 줌 배율에 따라 제1축 및 제2축을 동일한 배율로 주밍할 수 있다. 이에 따라 영상의 화면비율(aspect ratio)이 유지될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보정 데이터 생성부(121)는 다음의 수학식 2를 이용하여 산출된 값에 기초하여 디지털 줌 배율을 결정할 수 있다.
Figure pat00019
여기서,
Figure pat00020
은 제1축 성분 해상도,
Figure pat00021
은 제1축 성분 광축 틀어짐 정도,
Figure pat00022
는 제2 축 성분 해상도,
Figure pat00023
는 제2축 성분 광축 틀어짐 정도이다. 수학식 2에서의
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
의 단위는 픽셀 개수에 대응될 수 있다. Max(A, B)의 함수는, A, B중 큰 값을 취하는 함수를 의미한다.
수학식 2를 참조하면, 광축 틀어짐 정도는 음수일 수도 있으므로 보정 데이터 생성부(121)는 광축 틀어짐 정도 값의 절대값을 취하여 디지털 줌 배율을 계산할 수 있다.
예컨대, 광축이 픽셀 1개만큼 왼쪽으로 틀어진 경우, 전체 프레임에서 우측의 픽셀 2개만큼의 영역을 잘라내어야 잘라낸 영역의 중앙에 광축이 위치하는 바, 광축 틀어짐이 보상될 수 있다. 이에 따라 보정 데이터 생성부(121)는, 원본 프레임의 크기와, 원본 프레임의 크기에서 광축 틀어짐 양의 2배를 뺀 값의 비율로부터, 디지털 줌 배율을 결정할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는 제1축 및 제2축 각각에서, 최소한 광축 틀어짐 양의 2배만큼은 잘라내어질 수 있도록 하기 위해, 위와 같은 수학식 2를 이용하여 디지털 줌 배율을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보정 데이터 생성부(121)는, 전술한 방법에 따라 결정된 디지털 줌 배율 및 현재 광축 틀어짐 정도에 기초하여 크롭 정보를 결정할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는, 디지털 줌 배율에 기초하여 크롭 영역의 크기를 픽셀 개수 단위로 계산할 수 있고, 크롭 영역의 크기와 현재 광축 틀어짐 정도에 기초하여, 크롭 영역의 위치를 결정할 수 있다.
크롭 영역의 위치는, 크롭 영역의 위치를 특정할 수 있는 하나 이상의 포인트 좌표로 표현될 수 있다. 예컨대, 크롭 영역의 위치는 크롭을 시작할 하나의 포인트, 이하 크롭 시작점의 위치로 표현될 수 있다. 영상 데이터 출력부(122)는, 보정 데이터 생성부(121)에 의해 결정된 크롭 시작점으로부터, 보정 데이터 생성부(121)에 의해 결정된 크롭영역의 크기만큼, 영상을 크롭할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는, 다음의 수학식 3을 이용하여 산출된 값에 기초하여, 크롭 시작점의 위치 좌표를 결정할 수 있다.
Figure pat00028
여기서,
Figure pat00029
는 크롭 시작점의 위치 좌표,
Figure pat00030
은 제1축 성분 해상도,
Figure pat00031
은 크롭 영역의 제1축 성분 크기,
Figure pat00032
은 제1축 성분 광축 틀어짐 정도,
Figure pat00033
는 제2축 성분 해상도,
Figure pat00034
는 크롭 영역의 제2축 성분 크기,
Figure pat00035
는 제2축 성분 광축 틀어짐 정도일 수 있다. 각 변수들의 단위는 픽셀 개수에 대응될 수 있다.
크롭 영역의 크기는, 다음의 수학식 4를 이용하여 산출될 수 있다.
Figure pat00036
여기서, Z는 디지털 줌 배율일 수 있다. Z가 고정된 값인지 혹은 현재 광축 틀어짐 정도에 따라 가변적으로 결정되는 값인지와 무관하게, 크롭 영역의 크기를 결정하기 위해 수학식 4가 이용될 수 있다.
수학식 3과 수학식 4를 결합하면, 다음의 수학식 5 및 수학식 6이 도출될 수 있다. 보정 데이터 생성부(121)는, 수학식 5에 의해 계산되는 값으로부터 크롭 시작 위치의 제1축 성분을 결정할 수 있다.
Figure pat00037
보정 데이터 생성부(121)는 수학식 6에 의해 계산되는 값으로부터 크롭 시작 위치의 제2축 성분을 결정할 수 있다.
Figure pat00038
Z가 고정된 값인지 혹은 현재 광축 틀어짐 정도에 따라 가변적으로 결정되는 값인지와 무관하게, 크롭 영역의 위치를 결정하기 위해 수학식 5 및 수학식 6이 이용될 수 있다.
<제2 실시예 >
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광축 보정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시된 흐름도는 본 발명의 제2 실시예에 따라 연산 처리량을 줄이기 위해 디지털 줌 배율을 고정된 값으로 사용하는 경우, 고정된 디지털 줌 배율을 이용하여 광축 틀어짐을 보정하는 방법에 관한 것이다.
다만, 전술한 것과 같이 제2 실시예는, 제1 실시예에서 디지털 줌 배율을 결정하는 방법을 일부 변형한, 제1 실시예의 변형 실시예에 해당하므로, 제1 실시예와 관련하여 이상에서 설명한 본 발명의 다양한 특징들은, 제2 실시예에도 적용될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.
따라서, 이상 도 2를 참조하여 설명한 내용들 중, 현재 광축 틀어짐 정도에 기초하여 디지털 줌 배율을 결정하는 것에 관한 설명을 제외한 모든 설명들은, 도 3에 도시된 흐름도에 관한 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 단계 31에서 보정 데이터 생성부(121)는 카메라(110)의 줌 렌즈 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 카메라(110)의 현재 줌 렌즈 상태를 고려하여, 카메라(110)에 의해 촬영된 영상 데이터의 현재 광축 틀어짐 정도를 획득할 수 있고, 고정된 디지털 줌 배율을 더 획득할 수 있다.
고정된 디지털 줌 배율은, 기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 결정되는 것일 수 있다. 고정된 디지털 줌 배율은, 기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 사전에 결정되어, 메모리(123)에 저장된 것일 수 있고, 보정 데이터 생성부(121)는 메모리(123)에 저장된 고정된 디지털 줌 배율을 독출할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 보정 데이터 생성부(121)는 메모리(123)에 저장된 기저장된 데이터를 참조하여, 기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 고정된 디지털 줌 배율을 계산할 수도 있다.
단계 32에서 보정 데이터 생성부(121)는, 단계 31에서 획득된 고정된 디지털 줌 배율 및 현재 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 영상 데이터의 크롭 정보를 결정할 수 있다. 크롭 정보는 크롭 영역의 위치 및 크기를 포함할 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는, 영상 데이터의 프레임 크기를 더 고려하여 크롭 정보를 결정할 수 있다. 보정 데이터 생성부(121)는 영상 데이터의 프레임 크기, 고정된 디지털 줌 배율 및 현재 광축 틀어짐 정도를 고려하여 크롭영역의 위치를 결정할 수 있고, 영상 데이터의 프레임 크기 및 고정된 디지털 줌 배율을 고려하여 크롭 영역의 크기를 결정할 수 있다. 예컨대, 보정 데이터 생성부(121)는 영상 데이터의 프레임 크기를 고정된 디지털 줌 배율로 나누어 크롭영역의 크기를 계산할 수 있다.
단계 33에서, 영상 데이터 출력부(122)는, 카메라(110)에 의해 촬영된 영상 데이터를 단계 32에서 결정된 크롭 정보에 따라 크롭하고, 단계 31에서 획득된 고정된 디지털 줌 배율만큼 확대하여, 보정 영상 데이터를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 고정된 디지털 줌 배율은, 다음의 수학식 7에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00039
여기서,
Figure pat00040
은 기저장된 데이터의 인덱스에 포함된 제1축 성분 광축 틀어짐 정도 중 최대값,
Figure pat00041
는 기저장된 데이터의 인덱스에 포함된 제2축 성분 광축 틀어짐 정도 중 최대값일 수 있다. 또한,
Figure pat00042
은 제1축 성분 해상도,
Figure pat00043
는 제2 축 성분 해상도일 수 있고, 각 변수의 단위는 픽셀 개수에 대응될 수 있다.
도 4는 보정 전 영상의 예이다.
도 4를 참조하면, 카메라(110)의 줌 렌즈(112)가 제1 상태에 있을 때 촬영된 영상(40)의 예가 도시되었다. 또한 카메라(110)의 광축 방향(d1)의 중심에 놓여있는 피사체(41)의 예가 도시되었다. 광축 틀어짐 정도가 0이라면 피사체(41)는 영상(40)의 중심(40c)에 위치하여야 하지만, 현재 광축이 제1축인 x축 방향으로 P1만큼 틀어졌고, 제2축인 y축 방향으로 P2만큼 틀어졌음을 볼 수 있다. 이와 같이 광축 틀어짐 정도가 존재함으로 인해 광축 방향(d1)의 연장선에 존재하는 피사체(41)가 영상(40)의 프레임 에서는 중심(40c)에서 벗어나 있음을 볼 수 있다. 도 4에 도시된 광축 틀어짐 정도는, 설명의 편의를 위하여 임의로 도시한 것이다.
일 실시예에 따른 제어 장치(120)는 피사체(41)가 영상(40) 프레임의 중심(40c)에 위치하도록 영상(40)을 보정할 수 있다.
한편, 영상(40)를 촬영한 카메라(110)에 대응되는 줌 렌즈의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하는 데이터가, 메모리(123)에 기저장될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 영상 크롭을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 보정 데이터 생성부(121)는 영상(40) 내의 크롭 영역(51)의 크기 및 위치 정보를 결정할 수 있다. 도 5의 크롭 영역(51)은, 전술한 제1 실시예에 따라 영상(40)에 존재하는 광축 틀어짐 정도를 고려하여 결정되는 디지털 줌 배율에 따라 결정된 것일 수 있다. 결과적으로 크롭 영역(51)은, 크롭 영역(51)의 중심에 피사체(41)가 위치하도록 결정될 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는, 영상(40)의 크기를 광축 틀어짐 정도를 고려하여 결정된 디지털 줌 배율로 나누어 크롭 영역(51)의 크기를 결정할 수 있고, 영상(40)의 프레임 크기, 크롭 영역(51)의 크기 및 광축 틀어짐 정도를 고려하여 크롭 시작 점(511)의 위치를 결정할 수 있다.
영상 데이터 출력부(122)는, 크롭 시작점(511)으로부터 크롭 영역(51)의 크기만큼의 영역인 크롭 영역(51)을 잘라낼 수 있다.
도 5의 예에서, 보정 데이터 생성부(121)는 전술한 제1 실시예에 따라, 현 영상(40)에서의 광축 틀어짐을 보상하기 위한 최소한의 디지털 줌 배율에 따라 크롭 정보를 결정하는 바, 크롭 영역(51)의 적어도 한 면(edge)은 영상(40)의 가장자리에 접할 수 있다. 예컨대, x축의 상대적 광축 틀어짐이 y축의 상대적 광축 틀어짐보다 정도가 큰 경우, 보정 데이터 생성부(121)는 전술한 수학식 2에 따라 x축의 상대적 광축 틀어짐을 기준으로 최소한의 디지털 줌 배율을 결정할 수 있다. 이에 따르면 x축 방향 크롭이 최소화되므로, 크롭 영역(51)의 좌측 혹은 우측 엣지(edge)가 원본 영상(40)의 좌측 혹은 우측 엣지에 접할 수 있다.
반대로 y축의 상대적 광축 틀어짐이 x축의 상대적 광축 틀어짐보다 정도가 큰 경우, 보정 데이터 생성부(121)는 전술한 수학식 2에 따라 y축의 상대적 광축 틀어짐을 기준으로 최소한의 디지털 줌 배율을 결정할 수 있다. 이에 따르면 y축 방향 크롭이 최소화되므로, 크롭 영역(51)의 상단 혹은 하단 엣지(edge)가 원본 영상(40)의 상단 혹은 하단 엣지에 접할 수 있다.
도 6은, 보정된 영상의 예이다.
영상 데이터 출력부(122)는, 도 5에 도시된 크롭 영역(51)을 잘라낸 후 디지털 줌 배율만큼 확대하여, 도 6에 도시된 보정 영상(60)을 생성할 수 있다. 보정 영상(60)은 도 5의 영상(40)과 동일한 크기를 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 피사체(41)가 보정 영상(60)의 중심(60c)에 위치하는 바, 광축 틀어짐이 보상된 것을 확인할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 영상 크롭을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 7을 참조하면, 보정 데이터 생성부(121)는 영상(40) 내의 크롭 영역(71)의 크기 및 위치 정보를 결정할 수 있다. 도 7의 크롭 영역(71)은 전술한 제2 실시예에 따라 카메라(110)에서 발생할 수 있는 최대 광축 틀어짐 정도에 기초하는 고정된 디지털 줌 배율에 따라 결정된 것일 수 있다. 결과적으로, 크롭 영역(71)은 크롭 영역(71)의 중심에 피사체(41)가 위치하도록 결정될 수 있다.
보정 데이터 생성부(121)는, 영상(40)의 크기를 고정된 디지털 줌 배율로 나누어 크롭 영역(71)의 크기를 결정할 수 있고, 영상(40)의 프레임 크기, 크롭 영역(71)의 크기, 및 영상(40)에서의 현재 광축 틀어짐 정도를 고려하여 크롭 시작 점(711)의 위치를 결정할 수 있다.
영상 데이터 출력부(122)는, 크롭 시작점(711)으로부터 크롭 영역(71)의 크기만큼의 영역인 크롭 영역(71)을 잘래날 수 있다.
도 7의 예에서, 보정 데이터 생성부(121)는 전술한 제2 실시예에 따라, 현 영상(40)에서의 광축 틀어짐이 아닌, 카메라(110)에서 발생 가능한 최대 광축 틀어짐 정도에 따라 결정되는 고정된 디지털 줌 배율을 이용하므로, 크롭 영역(71)의 모든 면(edge)은 도 7에 도시된 것과 같이 영상(40)의 가장자리로부터 이격될 수 있다. 다만, 현 영상(40)에서의 광축 틀어짐 정도의 일 축 성분이 최대 광축 틀어짐 정도에 대응되는 경우에는, 크롭 영역(71)의 일부 면(edge)이 영상(40)의 가장자리에 접할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 7에 도시된 광축 틀어짐 정도 및 크롭 영역의 상대적 크기 등은 모두 설명의 편의를 위하여 예시적으로 도시된 것일 뿐이므로 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 4 내지 도 7에서는 광축 틀어짐 정도가 과장되어 표현되었으나, 실제로는 광축 틀어짐 정도가 미세하여 크롭 영역의 크기가 원본 영상과 거의 유사할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광축 보정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8에 도시된 흐름도는 도 1에 도시된 카메라 시스템(10), 상세하게는 제어 장치(120)에 의해 수행되는 시계열적 단계들을 포함하므로, 이하에서는 도 1 및 도 8을 함께 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 카메라 시스템(10)은 광축 보정 방법은 실시간 모니터링 모드로 구동될 수 있다. 실시간 모니터링 모드는, 카메라(110)에 의해 촬영되는 영상이 실시간으로 표시장치(미도시)에 표시되는 모드일 수 있다. 표시장치는 카메라(110)에 유/무선으로 연결 또는 해제 가능한 별도의 장치일 수도 있고, 카메라(110)에 상시 연결되어 있도록 카메라(110)의 일 유닛으로서 구비되는 것일 수도 있다.
일 실시예에 다른 카메라 시스템(10)은, 실시간 모니터링 모드인 경우에는 전술한 제2 실시예에 따른 고정된 디지털 줌 배율을 이용하여 보정 영상 데이터를 생성하여 표시장치에 출력하고, 실시간 모니터링 모드가 종료된 후에는 제1 실시예에 따른 가변 디지털 줌 배율을 이용하여 정교하게 보정 영상 데이터를 생성하여 출력하거나 저장할 수 있다.
실시간 모니터링 모드가 아닌 경우에는 제1 실시예에 따른 가변 디지털 줌 배율을 이용하여 정교하게 보정 영상 데이터를 생성하여 출력하거나 저장할 수 있다.
예컨대, 상대적인 연산처리량이 많은 가변 디지털 줌 배율을 이용하여 실시간 모니터링 모드를 구현하게 되면, 프레임레이트에 따라 프레임 당 연산속도가 표시속도를 따라가지 못하게 되어 화면 표시에 과부하가 발생하고, 이에 따라 원활한 화면 표시가 불가능한 상황이 발생할 수 있다. 그러나 실시간 모니터링 모드에 한하여 고정된 디지털 줌 배율을 사용하게 되면, 연산처리량이 저감되어 위와 같은 문제점이 해소될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단계 81에서 보정 데이터 생성부(121)는 현재 카메라 시스템(10)이 실시간 모니터링 모드로 설정되어 있는지의 여부를 판별한다. 카메라 시스템(10)의 모드는 메모리(123)에서 독출될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
단계 81에서 현재 실시간 모니터링 모드인 경우 단계 82로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 86으로 진행한다.
단계 82에서 보정 데이터 생성부(121)는 카메라(110)의 줌 렌즈(112)의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 카메라(110)의 현재 줌 렌즈(112) 상태를 고려하여, 카메라(110)에 의해 촬영된 영상 데이터의 현재 광축 틀어짐 정도를 획득하고, 기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 결정되는 고정된 디지털 줌 배율을 더 획득할 수 있다.
단계 83에서 보정 데이터 생성부(121)는 고정된 디지털 줌 배율 및 현재 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 영상 데이터의 크롭 정보를 결정할 수 있다.
단계 84에서 영상 데이터 출력부(122)는 영상 데이터를 크롭 정보에 따라 크롭하고 고정된 디지털 줌 배율만큼 확대하여, 보정 영상 데이터를 생성하여 표시장치로 실시간 출력할 수 있다.
단계 82 내지 단계 84는 실시간 모니터링 모드에서 각 프레임에 대하여 반복적으로 수행될 수 있다.
단계 84 이후에, 보관용 영상 데이터의 생성을 위하여 단계 85 내지 단계 87이 수행될 수 있다.
단계 85에서 보정 데이터 생성부(121)는 카메라(110)의 줌 렌즈(112)의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 각 프레임에서의 카메라(110) 줌 렌즈(112)의 상태를 고려하여, 각 프레임에서의 영상 데이터의 광축 틀어짐 정도를 획득할 수 있다.
단계 86에서 보정 데이터 생성부(121)는 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 광축 틀어짐 정도를 보상하기 위한 각 프레임에서의 디지털 줌 정보를 결정할 수 있다.
단계 87에서 영상 데이터 출력부(122)는 디지털 줌 정보에 대응되도록 각 프레임의 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리하여, 모든 프레임에 대한 보정 영상 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
단계 82 내지 단계 84는 전술한 제2 실시예에 대응될 수 있고, 단계 85 내지 단계 87은 전술한 제1 실시예에 대응될 수 있는 바, 도 8과 관련하여 설명되지 않은 내용이더라도 전술한 본 발명의 실시예들에 관한 내용들이 도 8의 흐름도에 적용될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 있어서, 제어 장치(120)는, 사용자가 구동부(113)를 직접 조작하여 수동으로 광학 줌을 조절하는 경우에만 광축 보정을 수행할 수 있고, 그 외에 기설정된 규칙에 따라 카메라(110) 장치가 자동으로 줌 렌즈(112)를 조작하는 경우, 예컨대 프리셋(preset) 동작, 그룹(group) 동작 등에서는, 광축 보정을 수행하지 않을 수 있다.
한편, 도 2, 도 3 및 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 방법들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있으며, 균등한 다른 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 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 할 것이다.
10: 카메라 시스템
110: 카메라
111: 경통
112: 줌 렌즈
113: 구동부
114: 이미지 센서
120: 제어 장치
121: 보정 데이터 생성부
122: 영상 데이터 출력부
123: 메모리

Claims (17)

  1. 카메라의 줌 렌즈의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태를 고려하여, 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하는 단계;
    상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 광축 틀어짐 정도를 보상하기 위한 디지털 줌 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 디지털 줌 정보에 대응되도록 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리하여, 보정 영상 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 기저장된 데이터를 참조하여 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하고,
    상기 디지털 줌 정보는, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 포함하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 디지털 줌 배율 및 상기 크롭 정보를 결정하고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 디지털 줌 배율만큼 상기 영상 데이터를 주밍하고, 상기 크롭 정보에 대응되도록 상기 영상 데이터를 크롭하여, 상기 보정 영상 데이터를 생성하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 기저장된 데이터는 줌 렌즈 상태 및 상기 줌 렌즈 상태에 매칭되는 광축 틀어짐 정도를 포함하는 복수의 인덱스를 포함하는 룩업테이블을 포함하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 룩업테이블에 포함된 인덱스 중 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 인덱스에 포함된 광축 틀어짐 정도에 기초하여, 상기 디지털 줌 정보를 결정하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 룩업테이블이 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 인덱스를 포함하지 않으면, 상기 룩업테이블에 포함된 인덱스들에 포함된 데이터의 보간(interpolation)에 기초하여, 상기 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 영상 데이터의 프레임의 해상도를 더 고려하여 상기 디지털 줌 정보를 결정하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 해상도는 제1축 성분과 상기 제1축과 상이한 제2축 성분을 포함하고,
    상기 광축 틀어짐 정도는 제1축 성분 및 제2축 성분을 포함하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 광축 틀어짐 정도의 제1축 성분 및 제2축 성분, 및 상기 해상도의 제1 축 성분 및 제2 축 성분을 고려하여, 상기 디지털 줌 정보를 결정하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 제1 축에 대한 상기 해상도 대비 상대적인 광축 틀어짐 정도와, 상기 제2 축에 대한 상기 해상도 대비 상대적인 광축 틀어짐 정도 중 더 큰 값에 기초하여, 상기 디지털 줌 정보를 결정하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 디지털 줌 정보는, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 포함하고,
    상기 결정하는 단계는
    상기 더 큰 값에 기초하여 상기 디지털 줌 배율을 결정하고,
    상기 디지털 줌 배율 및 상기 광축 틀어짐 정도에 기초하여 상기 크롭 정보를 결정하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    다음의 수학식을 이용하여 산출된 값에 기초하여 상기 디지털 줌 정보를 결정하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
    Figure pat00044

    (여기서,
    Figure pat00045
    은 제1축 성분 해상도,
    Figure pat00046
    은 제1축 성분 광축 틀어짐 정도,
    Figure pat00047
    는 제2 축 성분 해상도,
    Figure pat00048
    는 제2축 성분 광축 틀어짐 정도이다.)
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디지털 줌 정보는, 디지털 줌 배율 및 크롭 정보를 포함하고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 영상 데이터를 상기 크롭 정보에 따라 크롭하고, 상기 디지털 줌 배율만큼 확대하여 상기 보정 영상 데이터를 생성하고,
    상기 보정 영상 데이터의 프레임 크기는 상기 영상 데이터의 프레임 크기와 동일한,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 결정되는 고정된 디지털 줌 배율을 더 획득하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 고정된 디지털 줌 배율 및 상기 획득된 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 영상 데이터의 크롭 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 생성하는 단계는, 상기 영상 데이터를 상기 크롭 정보에 따라 크롭하고 상기 고정된 디지털 줌 배율만큼 확대하여, 상기 보정 영상 데이터를 생성하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 영상 데이터의 프레임의 크기를 더 고려하여 상기 크롭 정보를 결정하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 크롭 정보는 크롭영역의 위치 및 크기를 포함하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 프레임의 크기, 상기 고정된 디지털 줌 배율 및 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여 상기 크롭 영역의 위치를 결정하고,
    상기 프레임의 크기 및 상기 고정된 디지털 줌 배율을 고려하여 상기 크롭 영역의 크기를 결정하는
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 크롭 영역의 위치는 다음의 수학식 1에 의해 계산되는 값으로부터 결정되는 제1축 성분 및 다음의 수학식 2에 의해 계산되는 값으로부터 결정되는 제2축 성분을 포함하는 크롭 시작 위치로 표현되는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
    (수학식 1)
    Figure pat00049

    (수학식 2)
    Figure pat00050

    (여기서,
    Figure pat00051
    은 제1축 성분 해상도,
    Figure pat00052
    은 제1축 성분 광축 틀어짐 정도,
    Figure pat00053
    는 제2 축 성분 해상도,
    Figure pat00054
    는 제2축 성분 광축 틀어짐 정도, Z는 고정된 디지털 줌 배율이다.)
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 카메라가 실시간 모니터링 모드인지 여부를 확인하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 카메라가 실시간 모니터링 모드인 경우에는,
    기저장된 데이터에 포함된 광축 틀어짐 정도의 최대 값을 고려하여 결정되는 고정된 디지털 줌 배율에 따라 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 실시간으로 보정하고, 상기 보정 영상 데이터를 표시 장치로 실시간으로 출력하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 실시간 모니터링 모드가 종료되면,
    상기 획득하는 단계, 상기 결정하는 단계 및 상기 생성하는 단계를 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터의 복수 프레임 각각에 대하여 반복적으로 수행하여, 상기 각 프레임에서의 영상 데이터의 광축 틀어짐 정도를 고려하여 상기 각 프레임에서의 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리함으로써 상기 보정 영상 데이터를 생성하는,
    줌렌즈의 광축 보정 방법.
  16. 카메라의 줌 렌즈의 상태와 광축 틀어짐 정도의 관계를 정의하도록 기저장된 데이터 및 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태를 고려하여, 상기 카메라의 현재 줌 렌즈 상태에 대응되는 광축 틀어짐 정도를 획득하고, 상기 광축 틀어짐 정도를 고려하여, 상기 광축 틀어짐 정도를 보상하기 위한 디지털 줌 정보를 결정하는 보정 데이터 생성부; 및
    상기 디지털 줌 정보에 대응되도록 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 크롭 및 확대 처리하여, 보정 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 출력부;를 포함하는
    줌렌즈의 광축 보정 장치.
  17. 컴퓨터를 이용하여 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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