WO2016144102A1 - 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 이미지 처리 방법 - Google Patents

카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 이미지 처리 방법 Download PDF

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WO2016144102A1
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exposure time
electronic device
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김문수
이해선
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삼성전자 주식회사
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    • H04N25/531—Control of the integration time by controlling rolling shutters in CMOS SSIS

Definitions

  • 5A to 5D are histograms of brightness of an image according to various embodiments of the present disclosure.
  • 10A to 10B are diagrams illustrating a method of obtaining an HDR image of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the expression “A or B,” “at least one of A or / and B,” or “one or more of A or / and B” may include all possible combinations of items listed together.
  • “A or B,” “at least one of A and B,” or “at least one of A or B”, includes (1) at least one A, (2) at least one B, Or (3) both of cases including at least one A and at least one B.
  • One component is "(operatively or communicatively) coupled with / to" to another component (eg the second component) or " When referred to as “connected to”, it is to be understood that one component may be directly connected to another component or may be connected through another component (eg, a third component).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • the second pixel may be defined as a short exposure pixel because the amount of exposure or the exposure time is smaller than that of the first pixel, and the second pixel group including at least one of the second pixels may be defined as the short exposure pixel group. have.
  • the electronic device arranges pixels having a pixel output value higher than a predetermined output value among pixels of an image formed in an image sensor as pixels of a first pixel group, and sets pixels lower than a second pixel group. Can be placed.
  • the pixels forming the first pixel group and the pixels forming the second pixel group may be arranged in a repeated pattern or irregular patterns in the image sensor.
  • the pixels of the second pixel group may acquire the exposed image at least twice with different exposure times.
  • the pixels of the second pixel group may further acquire at least one image after acquiring one image.
  • the electronic device determines whether the camera module is underexposed or overexposed to the lighting condition in which the camera module is capturing the image, and acquires the image in the normal AE mode. Whether or not to acquire in the HDR mode.
  • the electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical measuring devices (such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Such as CT (computed tomography, imaging or ultrasound), navigation devices, GPS positioning (global positioning system receiver), event data recorder (EDR), flight data recorder (FDR), automotive infotainment devices, ships Electronic equipment (e.g. marine navigation systems, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or household robots, automatic teller's machines (financial institutions), point of sale (POS) stores (point of sales), or the Internet of things (e.g. light bulbs, sensors, electrical or gas meters, sprinkler devices, smoke alarms, thermostats, street lights, earth Of the emitter (toaster), exercise equipment, hot water tank, a heater, boiler, etc.) may include at least one.
  • medical devices e.g., various
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • a device eg, an artificial intelligence electronic device
  • the electronic device 100 may include a bus 110, a processor 120, a memory 130, an input / output interface 150, a display 160, and a communication interface 170. In some embodiments, the electronic device 100 may omit at least one of the components or additionally include other components.
  • the bus 110 may include, for example, circuitry that connects the components 110-170 to each other and conveys communication (eg, control messages and / or data) between the components.
  • the processor 120 may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP).
  • the processor 120 may execute, for example, an operation or data processing related to control and / or communication of at least one other component of the electronic device 100.
  • the memory 130 may include volatile and / or nonvolatile memory.
  • the memory 130 may store, for example, commands or data related to at least one other element of the electronic device 100.
  • the memory 130 may store software and / or a program 140.
  • Program 140 includes, for example, kernel 141, middleware 143, application programming interface (API) 145, and / or application program (or “application”, 147), and the like. can do.
  • kernel 141, middleware 143, or API 145 may be referred to as an operating system (OS).
  • OS operating system
  • Display 160 may be, for example, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, or a microelectromechanical systems (MEMS) display, or an electronic paper. paper) display.
  • the display 160 may display, for example, various contents (eg, text, images, videos, icons, symbols, etc.) to the user.
  • the display 160 may include a touch screen and may receive, for example, a touch, gesture, proximity, or hovering input using an electronic pen or a part of a user's body.
  • the communication interface 170 may, for example, establish communication between the electronic device 100 and an external device (eg, the first external electronic device 102, the second external electronic device 104, or the server 106). Can be.
  • the communication interface 170 may be connected to the network 162 through wireless or wired communication to communicate with an external device (eg, the second external electronic device 104 or the server 106).
  • the communication interface 170 may communicate with an external device (eg, the first external electronic device 102) through wireless communication or wired communication 164.
  • Each of the first and second external electronic devices 102 and 104 may be the same or different type of device as the electronic device 100.
  • server 106 may comprise a group of one or more servers.
  • all or part of operations executed in the electronic device 100 may be executed in another or a plurality of electronic devices (for example, the electronic devices 102 and 104 or the server 106).
  • the electronic device 100 may instead or additionally execute the function or service by itself.
  • the associated at least some function may be requested to another device (eg, the electronic device 102 or 104 or the server 106).
  • the other electronic device may execute the requested function or the additional function and transmit the result to the electronic device 100.
  • the electronic device 100 may process the received result as it is or additionally to provide the requested function or service.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 200 may include, for example, all or part of the electronic device 100 illustrated in FIG. 1.
  • the electronic device 200 may include one or more application processor (AP) 210, a communication module 220, a subscriber identification module (SIM) card 224, a memory 230, a sensor module 240, and an input device 250. ),
  • AP application processor
  • SIM subscriber identification module
  • a display 260, an interface 270, an audio module 280, a camera module 291, a power management module 295, a battery 296, an indicator 297, and a motor 298. have.
  • the AP 210 may control, for example, a plurality of hardware or software components connected to the AP 210 by running an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations.
  • the AP 210 may be implemented with, for example, a system on chip (SoC).
  • SoC system on chip
  • the AP 210 may further include a graphic processing unit (GPU) and / or an image signal processor.
  • the AP 210 may include at least some of the components shown in FIG. 2A (eg, the cellular module 221).
  • the AP 210 may load and process a command or data received from at least one of other components (eg, nonvolatile memory) into volatile memory, and store various data in the nonvolatile memory. have.
  • the AP 210 of FIG. 2A may have the same or similar structure as the processor 120 of FIG. 1.
  • the communication module 220 may have a configuration that is the same as or similar to that of the communication interface 160 of FIG. 1.
  • the communication module 220 may be, for example, a cellular module 221, a WIFI module 223, a BT module 225, a GPS module 227, an NFC module 228, and an RF (radio frequency) module 229. It may include.
  • the cellular module 221 may provide, for example, a voice call, a video call, a text service, or an internet service through a communication network. According to an embodiment, the cellular module 221 may perform identification and authentication of the electronic device 200 in a communication network using a subscriber identification module (eg, the SIM card 224). According to an embodiment, the cellular module 221 may perform at least some of the functions that the AP 210 may provide. According to an embodiment, the cellular module 221 may include a communication processor (CP).
  • CP communication processor
  • Each of the WIFI module 223, the BT module 225, the GPS module 227, or the NFC module 228 may include, for example, a processor for processing data transmitted and received through the corresponding module.
  • at least some (eg, two or more) of the cellular module 221, the WIFI module 223, the BT module 225, the GPS module 227, or the NFC module 228 may be one integrated chip. (IC) or in an IC package.
  • the RF module 229 may transmit / receive, for example, a communication signal (eg, an RF signal).
  • the RF module 229 may include, for example, a transceiver, a power amp module (PAM), a frequency filter, a low noise amplifier (LNA), an antenna, or the like.
  • PAM power amp module
  • LNA low noise amplifier
  • at least one of the cellular module 221, the WIFI module 223, the BT module 225, the GPS module 227, or the NFC module 228 may transmit and receive an RF signal through a separate RF module. Can be.
  • SIM card 224 may include, for example, a card comprising a subscriber identification module and / or an embedded SIM, and may include unique identification information (eg, an integrated circuit card identifier (ICCID) or subscriber). It may include information (eg, international mobile subscriber identity).
  • ICCID integrated circuit card identifier
  • subscriber may include information (eg, international mobile subscriber identity).
  • the memory 230 may include, for example, an internal memory 232 or an external memory 234.
  • the internal memory 232 may be, for example, volatile memory (eg, dynamic RAM (DRAM), static RAM (SRAM), or synchronous dynamic RAM (SDRAM), etc.), non-volatile memory (eg, non-volatile memory).
  • OTPROM one time programmable ROM
  • PROM programmable ROM
  • EPROM erasable and programmable ROM
  • EEPROM electrically erasable and programmable ROM
  • mask ROM mask ROM
  • flash ROM flash memory
  • flash memory e.g. NAND flash or NOR flash, etc.
  • SSD solid state drive
  • the external memory 234 may be a flash drive, for example, compact flash (CF), secure digital (SD), micro secure digital (Micro-SD), mini secure digital (mini-SD), extreme digital (xD), or It may further include a memory stick.
  • the external memory 234 may be functionally and / or physically connected to the electronic device 200 through various interfaces.
  • the input device 250 may include, for example, a touch panel 252, a (digital) pen sensor 254, a key 256, or an ultrasonic input device 258. It may include.
  • the touch panel 252 may use at least one of capacitive, resistive, infrared, or ultrasonic methods, for example.
  • the touch panel 252 may further include a control circuit.
  • the touch panel 252 may further include a tactile layer to provide a tactile response to the user.
  • the (digital) pen sensor 254 may be, for example, part of a touch panel or may include a separate sheet for recognition.
  • the key 256 may include, for example, a physical button, an optical key, or a keypad.
  • the ultrasonic input device 258 may check data by detecting sound waves with a microphone (eg, the microphone 288) in the electronic device 200 through an input tool for generating an ultrasonic signal.
  • the display 260 may include a panel 262, a hologram device 264, or a projector 266.
  • the panel 262 may include a configuration that is the same as or similar to that of the display 160 of FIG. 1.
  • the panel 262 may be implemented to be, for example, flexible, transparent, or wearable.
  • the panel 262 may be configured as a single module with the touch panel 252.
  • a device composed of the panel 262 and the touch panel 252 as a single module may be referred to as a touch sensitive device or a touch screen.
  • the hologram 264 may show a stereoscopic image in the air by using interference of light.
  • the projector 266 may display an image by projecting light onto a screen.
  • the screen may be located inside or outside the electronic device 200.
  • the display 260 may further include a control circuit for controlling the panel 262, the hologram device 264, or the projector 266.
  • the interface 270 may be, for example, a high-definition multimedia interface 272 (HDMI), a universal serial bus (274), an optical interface (276), or a D-sub (D-subminiature, 278). It may include.
  • the interface 270 may be included in, for example, the communication interface 160 illustrated in FIG. 1. Additionally or alternatively, interface 270 may be, for example, a mobile high-definition link (MHL) interface, a secure digital (SD) card / multi-media card (MMC) interface, or an infrared data association (IrDA) compliant interface. It may include.
  • MHL mobile high-definition link
  • SD secure digital
  • MMC multi-media card
  • IrDA infrared data association
  • the audio module 280 may bidirectionally convert, for example, a sound and an electrical signal. At least some components of the audio module 280 may be included in, for example, the input / output interface 140 illustrated in FIG. 1.
  • the audio module 280 may process sound information input or output through, for example, a speaker 282, a receiver 284, an earphone 286, a microphone 288, or the like.
  • the camera module 291 is, for example, a device capable of capturing still images and moving images.
  • the camera module 291 may include one or more image sensors (eg, a front sensor or a rear sensor), a lens, and an image signal processor (ISP). Or flash (eg, LED or xenon lamp).
  • image sensors eg, a front sensor or a rear sensor
  • ISP image signal processor
  • flash eg, LED or xenon lamp
  • the indicator 297 may display a specific state of the electronic device 200 or a portion thereof (for example, the AP 210), for example, a booting state, a message state, or a charging state.
  • the motor 298 may convert an electrical signal into mechanical vibration, and may generate a vibration or haptic effect.
  • the electronic device 200 may include a processing device (eg, a GPU) for supporting mobile TV.
  • the processing apparatus for supporting mobile TV may process media data according to a standard such as digital multimedia broadcasting (DMB), digital video broadcasting (DVB), or media flow.
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • DVD digital video broadcasting
  • Each of the above-described components of the electronic device may be composed of one or more components, and the name of the corresponding component may vary according to the type of the electronic device.
  • the electronic device may be configured to include at least one of the above-described components, and some components may be omitted or further include other additional components.
  • some of the components of the electronic device according to various embodiments of the present disclosure may be combined to form a single entity, and thus may perform functions of the corresponding components before being combined.
  • program module 310 is an operating system (OS) and / or operation that controls resources associated with an electronic device (eg, electronic device 100). It may include various applications running on the system (eg, application program 147).
  • the operating system may be, for example, android, ios, windows, symbian, tizen, bada, or the like.
  • the program module 310 may include a kernel 320, middleware 330, an application programming interface (API) 360, and / or an application 370. At least a part of the program module 310 may be preloaded on the electronic device or may be downloaded from a server (for example, the server 106 of FIG. 1).
  • a server for example, the server 106 of FIG. 1.
  • the kernel 320 may include, for example, a system resource manager 391 or a device driver 393.
  • the system resource manager 391 may perform control, allocation, or retrieval of system resources.
  • the system resource manager 391 may include a process manager, a memory manager, or a file system manager.
  • the device driver 393 may include, for example, a display driver, a camera driver, a Bluetooth driver, a shared memory driver, a USB driver, a keypad driver, a WIFI driver, an audio driver, or an inter-process communication (IPC) driver. .
  • IPC inter-process communication
  • the runtime library 335 may include, for example, a library module that the compiler uses to add new functionality through the programming language while the application 370 is running.
  • the runtime library 335 may perform input / output management, memory management, or a function for an arithmetic function.
  • the application manager 341 may manage, for example, a life cycle of at least one of the applications 370.
  • the window manager 342 may manage GUI resources used on the screen and may manage a window or a window.
  • the window or window is a visual area having a uniform shape in the electronic device 100.
  • a window or window contains several types of user interfaces (UIs), which accept input and display output for one of a number of concurrently running processes.
  • the window manager 342 may manage a placement, appearance, or the like in which a window, a window, or a user interface (UI) generated by the application 370 is displayed on the display 160.
  • the window manager 342 may determine a position, size, layout, order, etc. of the window, window, or user interface (UI) generated by the application 370 on the display 160.
  • the multimedia manager 343 may grasp formats required for playing various media files, and may perform encoding or decoding of media files using a codec suitable for the corresponding format.
  • the resource manager 344 may manage resources such as source code, memory, or storage space of at least one of the applications 370.
  • the power manager 345 may operate together with a basic input / output system (BIOS) to manage a battery or power, and provide power information necessary for the operation of the electronic device.
  • the database manager 346 may create, retrieve, or change a database to be used by at least one of the applications 370.
  • the package manager 347 may manage installation or update of an application distributed in the form of a package file.
  • the connection manager 348 may manage, for example, a wireless connection such as WIFI or Bluetooth.
  • Notification manager 349 may display or notify events such as arrival messages, appointments, proximity notifications, and the like in a manner that does not disturb the user.
  • the location manager 350 may manage location information of the electronic device.
  • the graphic manager 351 may manage graphic effects to be provided to the user or a user interface related thereto.
  • the security manager 352 may provide various security functions required for system security or user authentication. According to an embodiment, when the electronic device (eg, the electronic device 100) includes a telephone function, the middleware 330 further includes a telephone manager for managing a voice or video call function of the electronic device. can do.
  • the middleware 330 may include a middleware module that forms a combination of various functions of the above-described components.
  • the middleware 330 may provide a module specialized for each type of OS in order to provide a differentiated function.
  • the middleware 330 may dynamically delete some of the existing components or add new components.
  • the API 360 (eg, the API 145 of FIG. 1) is, for example, a set of API programming functions, which may be provided in different configurations depending on the operating system. For example, in the case of Android or iOS, one API set may be provided for each platform, and in Tizen, two or more API sets may be provided for each platform.
  • the application 370 may be, for example, a home 371, a dialer 372, an SMS / MMS 373, an instant message 374, a browser 375. ), Camera 376, alarm 377, contact 378, voice dial 379, email 380, calendar 381, media player 382, album 383, clock 384, event (event, 385), or notifications (386), health care (e.g., exercise or blood sugar), or environmental information (e.g. barometric pressure, humidity, or temperature) It may include one or more applications that may provide the functionality of.
  • the application 370 may be an application that supports information exchange between an electronic device (eg, the electronic device 100 of FIG. 1) and an external electronic device (eg, the electronic devices 102 and 104).
  • the "information exchange application" may be included.
  • the information exchange application may include, for example, a notification relay application for delivering specific information to an external electronic device, or a device management application for managing the external electronic device 100.
  • the electronic device 100 may exchange information using an event 385 or notification 386 application when exchanging information with an external electronic device (eg, the electronic devices 102 and 104). .
  • the notification delivery application may include notification information generated by another application of the electronic device (eg, an SMS / MMS application, an email application, a health care application, or an environmental information application). 104). Also, the notification delivery application may receive notification information from an external electronic device and provide the notification information to a user, for example.
  • the device management application may, for example, turn-on / turn-on of at least one function of an external electronic device (eg, the electronic device 104) in communication with the electronic device (eg, the external electronic device itself (or some component part). Turn off or adjust the brightness (or resolution) of the display, manage applications (e.g., install, delete, or update) applications on the external electronic device or services provided by the external electronic device (e.g., call service or message service) Can be.
  • the application 370 may be an application (eg, an attribute of an electronic device (eg, an electronic device, the type of the electronic device being designated as a mobile medical device) as an attribute of the electronic device 102, 104). Health care applications). According to an embodiment, the application 370 may include an application received from an external electronic device (eg, the server 106 or the electronic devices 102 and 104). According to one embodiment, the application 370 may include a preloaded application or a third party application downloadable from a server. The names of the components of the program module 310 may vary depending on the type of operating system.
  • At least part of the program module 310 may be implemented in software, firmware, hardware, or a combination of two or more thereof. At least a portion of the program module 310 may be implemented (eg, executed) by, for example, a processor (eg, the AP 210). At least a part of the program module 310 may include, for example, a module, a program, a routine, sets of instructions, or a process for performing one or more functions.
  • 3A is a flowchart illustrating an HDR mode call of an electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • 5A through 5D are histograms of image brightness according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 200 may execute a camera function.
  • the electronic device 200 may receive light through the lens.
  • the received light hits the image sensor, which can detect photons and convert them into electrical signals.
  • the detected light is converted into digital information such as brightness, color, and coordinates according to the intensity and position.
  • the image sensor through the image sensor may be a photoelectric conversion element integrated circuit using the manufacturing technology of the semiconductor device.
  • the electronic device 200 may operate in a general AE mode.
  • the normal AE mode may refer to a mode in which the exposure setting is automatically adjusted by measuring an appropriate exposure to a subject.
  • Exposure may represent the amount of light that is exposed to the image sensor in photography.
  • the exposure may be comprehensively determined by the sensitivity of the image sensor, the F value of the lens, that is, the degree of opening of the aperture, the shutter speed of the camera module, and the like.
  • the electronic device 200 may provide a convenience by providing the user with the general AE mode prior to the manual exposure mode.
  • the electronic device 200 may provide a general AE mode using an exposure meter, for example, a through-the-lens (TTL) exposure meter.
  • TTL through-the-lens
  • the electronic device 200 may analyze the HDR histogram. As shown in FIG. 5A, the histogram of the image brightness is the number of pixels in degrees of exposure, and vice versa, and an image histogram such as a color histogram that shows the color distribution per pixel. May be a species.
  • the electronic device 200 may analyze a histogram of image brightness through the image acquired in the general AE mode.
  • the electronic device 200 may analyze the histogram of the image brightness to determine the exposure amount of the acquired image.
  • the electronic device 200 may analyze an image acquired in the general AE mode.
  • the exposure amount of the acquired image may be determined by analyzing the image acquired in the normal AE mode.
  • the electronic device 200 may determine whether the image acquired in the general AE mode is underexposure or overexposure.
  • the electronic device 200 may analyze the HDR histogram to determine whether the image acquired in the normal AE mode is underexposed or overexposed.
  • the electronic device 200 may analyze the HDR histogram and determine that the number of pixels having a smaller exposure amount than the predetermined exposure amount is underexposure, and may determine that the number of pixels having a larger exposure amount than the predetermined exposure amount is over exposure.
  • the electronic device 200 may determine whether the image acquired in the general AE mode corresponds to at least one of underexposure and overexposure.
  • the electronic device 200 branches to operation 303 to operate in the general AE mode.
  • the electronic device 200 branches to operation 309 and operates in the HDR mode.
  • the pixels of the image may correspond to the pixels of the image sensor. If the image includes an overexposed area, the electronic device 200 sets a short exposure time of at least one short-exposed pixel included in the image sensor corresponding to the overexposed area in the image to obtain an image that alleviates the overexposed area. can do. As shown in the histogram of the image brightness of FIG. 5A, the image acquired in the normal AE mode has a large number of pixels in the overexposed area, but if the exposure time of the at least one short-exposed pixel included in the image sensor is short, the electronic device 200 ) Can obtain an image with reduced overexposure, such as a histogram for the image brightness of FIG. 5B.
  • the electronic device 200 may synthesize an image of alleviating an underexposure and an image of alleviating an overexposure. As shown in the histogram of the image brightness of FIG. 5A, the acquired image includes both underexposed and overexposed, and the electronic device 200 combines the underexposed and overexposed images to reduce the overexposure. You can get an image such as a histogram for the image brightness.
  • the electronic device 200 may acquire an image (eg, a first image) obtained through at least one short-exposure pixel and an image (eg, second) obtained through at least one long-exposure pixel in an HDR mode.
  • an image eg, a first image
  • an image eg, second
  • at least one or more images may be further acquired to perform the HDR mode.
  • the third image is an image obtained by performing the second exposure of the short exposure pixel in a period between the end of the first exposure of the short exposure pixel and the end of the exposure time of the long exposure pixel.
  • the third image may be used to perform the HDR mode. have.
  • the third image may have a histogram similar to the image brightness obtained in the normal AE mode and the image brightness, and have an exposure time between the exposure time in the normal AE mode and the first exposure time of the short exposure pixel or in the normal AE mode. There may be an exposure time between the time and the exposure time of the long exposure pixel.
  • the electronic device 200 may operate in the HDR mode by adjusting the exposure time of at least one pixel included in the image sensor.
  • 3B is a flowchart illustrating an HDR mode call of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 200 may execute a camera function in operation 311. Operation 311 of the electronic device 200 may be the same as operation 301 of FIG. 3A. In operation 313, the electronic device 200 may operate in a general AE mode. Operation 313 of the electronic device 200 may be the same as operation 303 of FIG. 3A. In operation 315, the electronic device 200 may analyze a histogram of image brightness. Operation 315 of the electronic device 200 may be the same as operation 305 of FIG. 3A.
  • the electronic device 200 may determine whether the ratio of the exposure time of the first pixel to the exposure time of the second pixel is greater than or equal to the first threshold value.
  • the first pixel may be a long exposure pixel
  • the second pixel may be a short exposure pixel.
  • the exposure time of the long exposure pixel versus the exposure time of the short exposure pixel is 1: 1 or 2: 1
  • an underexposure and overexposure of the image generally does not occur at the same time because an image is acquired through proper exposure.
  • the image may be acquired through appropriate exposure, and thus the underexposure and overexposure may not generally occur at the same time. .
  • the image may be acquired through proper exposure, so that the underexposure and overexposure may not generally occur at the same time. have.
  • the electronic device 200 branches to operation 313 to enter the normal AE mode. It can work.
  • the electronic device 200 branches to operation 319 to determine the HDR mode. It can work as
  • first threshold value When the exposure time of the long exposure pixel to the exposure time of the short exposure pixel is equal to or greater than a predetermined ratio (first threshold value), it may be considered that underexposure and overexposure occur simultaneously in the acquired image.
  • the difference between the exposure time of the long exposure pixel and the exposure time of the short exposure pixel is greater than the predetermined time difference, it may be considered that the underexposure and the overexposure are simultaneously generated in the image.
  • a method of obtaining the HDR image by the electronic device 200 is as follows.
  • the pixels of the image may correspond to the pixels of the image sensor. Therefore, when the overexposed area is included in the image, the electronic device 200 may shorten the exposure time of at least one short-exposed pixel included in the image sensor corresponding to the overexposed area in the image to alleviate the overexposure. Can be obtained. As shown in the HDR histogram of FIG. 4, the image acquired in the normal AE mode has a large number of pixels in the overexposed area. However, if the exposure time of the at least one short-exposed pixel included in the image sensor is set short, the electronic device 200 may view the image. Images such as histograms for image brightness of 5b can be obtained with reduced overexposure.
  • the electronic device 200 may set an exposure time of at least one long exposure pixel included in the image sensor corresponding to the underexposed area in the image to alleviate the underexposed image. Can be obtained.
  • the number of pixels in the underexposed area is large as in the histogram of the image brightness of FIG. 5A
  • the electronic device 200 may change the image brightness of FIG. 5C. You can obtain an image that mitigates underexposure, such as a histogram.
  • the operation of setting the short exposure time of the short exposure pixel may mean setting the shorter exposure time of the short exposure pixel in the general AE mode.
  • the operation of setting the long exposure time of the long exposure pixel may mean setting the exposure time of the long exposure pixel longer than in the normal AE mode.
  • the electronic device 200 may synthesize an image of alleviating an underexposure and an image of alleviating an overexposure. As shown in the histogram of the image brightness of FIG. 5A, the acquired image includes both underexposure and overexposure, and the electronic device 200 combines the underexposure and the overexposure to mitigate the overexposure. You can get an image such as a histogram for image brightness.
  • the electronic device 200 may acquire an image (eg, a first image) obtained through at least one short-exposure pixel and an image (eg, second) obtained through at least one long-exposure pixel in an HDR mode.
  • an image eg, a first image
  • an image eg, second
  • at least one or more images may be further acquired to perform the HDR mode.
  • the third image is an image obtained by performing the second exposure of the short exposure pixel in a period between the end of the first exposure of the short exposure pixel and the end of the exposure time of the long exposure pixel.
  • the third image may be used to perform the HDR mode. have.
  • the third image may have a histogram similar to the image acquired in the normal AE mode, and have an exposure time between the exposure time and the first exposure time of the short exposure pixel in the normal AE mode, or the exposure time and long exposure in the normal AE mode. It may have an exposure time between exposure times of the pixels.
  • the electronic device 200 may operate in the HDR mode by adjusting the exposure time of at least one pixel included in the image sensor.
  • 3C is a flowchart illustrating a general AE mode call of an electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 200 may execute a camera function in operation 321. Operation 321 of the electronic device 200 is the same as operation 301 of FIG. 3A. In operation 323, the electronic device 200 may operate in the HDR mode.
  • the electronic device 200 may analyze a histogram of image brightness. Operation 325 of the electronic device 200 may be the same as operation 305 of FIG. 3A and operation 315 of FIG. 3B.
  • the electronic device 200 may determine whether the ratio of the exposure time of the first pixel to the exposure time of the second pixel is less than or equal to the first threshold.
  • the first pixel may be a long exposure pixel
  • the second pixel may be a short exposure pixel.
  • the image may be acquired through proper exposure, so that the underexposure and overexposure may not generally occur in the image.
  • the ratio of the exposure time of the long exposure pixel to the exposure time of the short exposure pixel is less than or equal to the predetermined ratio (first threshold value)
  • the image may be acquired through appropriate exposure, so that the underexposure and overexposure may not generally occur in the image.
  • the image may be acquired through proper exposure, so that the underexposure and overexposure may not generally occur at the same time. have.
  • the electronic device 200 branches to operation 329 to determine the general AE. Can operate in mode.
  • first threshold value When the exposure time of the long exposure pixel to the exposure time of the short exposure pixel is equal to or greater than a predetermined ratio (first threshold value), it may be considered that underexposure and overexposure occur simultaneously in the acquired image.
  • the difference between the exposure time of the long exposure pixel and the exposure time of the short exposure pixel is greater than the predetermined time difference, it may be considered that the underexposure and the overexposure are simultaneously generated in the image.
  • the electronic device 200 branches to operation 323 to HDR mode. It can work as
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an HDR mode and a general AE mode call of an electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 200 may execute a camera function in operation 401.
  • the electronic device 200 may receive light through the lens.
  • the received light hits the image sensor, which can detect photons and convert them into electrical signals.
  • the detected light may be converted into digital information such as brightness, color, and coordinates according to intensity and position.
  • the image sensor through the image sensor may be a photoelectric conversion element integrated circuit using the manufacturing technology of the semiconductor device.
  • the electronic device 200 may receive a user input signal for selecting an HDR mode.
  • the user input signal may be transmitted to the electronic device 200 through a touch input, an input key, and a button on the touch screen.
  • the electronic device 200 may display a user interface for HDR mode selection or a menu on the display 260 in order to receive a user input signal for HDR mode selection.
  • the electronic device 200 may operate in the HDR mode in operation 405.
  • the electronic device 200 may operate in the normal AE mode in operation 407.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an image processing apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • An image processing apparatus may include an image sensor 610, an image processor 620, or an AP 210.
  • the image sensor 610 may detect photons and convert them into electrical signals.
  • the detected light may be converted into digital information such as brightness, color, and coordinates according to the intensity and position to generate raw data.
  • the image sensor 610 may transfer the generated raw data to the image processor 620.
  • the image sensor 610 may include at least one long exposure pixel and at least one short exposure pixel.
  • the image sensor 610 may arrange at least one long-exposure pixel and at least one short-exposure pixel regularly or irregularly so that no roll loss or shadow loss of the subject occurs.
  • the image processor 620 may include at least one of a defective pixel correction unit (BPC), a bad pixel correction unit 621, a reconstruction unit 622, or a dynamic range compression unit.
  • BPC defective pixel correction unit
  • a bad pixel correction unit 621 a bad pixel correction unit 621
  • a reconstruction unit 622 a dynamic range compression unit.
  • the image processor 620 may process a raw data image and transmit the image to the AP 210.
  • the bad pixel correction unit 621 may find raw pixels by analyzing the raw data received from the image sensor 610, and correct the defective pixels.
  • the reconstruction unit 622 may reconstruct the raw data image.
  • the dynamic range compressor 623 may compress the dynamic range of the image.
  • the electronic device 100 When the electronic device 100 operates in the normal AE mode, the electronic device 100 may not drive at least one function of the reconstruction unit 622 or the dynamic range compression unit 623. When operating in the HDR mode, the electronic device 100 may drive at least one function of the reconstruction unit 622 or the dynamic range compression unit 623.
  • the AP 210 may receive an image processed by the image processor 620 and perform image processing not performed by the image processor 620. According to an embodiment, the AP 210 may further include an image signal processor (ISP) 211.
  • ISP image signal processor
  • the image sensor 610, the image processor 620, or the ISP 211 may be included in the camera module 291. According to an embodiment, the image sensor 610 may be included in the camera module 291, and the image processor 620 and the ISP 211 may be included in the AP 210. According to an embodiment, the function included in the image processor 620 may be performed by the ISP 211.
  • FIGS. 7A to 7I are block diagrams illustrating patterns of pixels in an image sensor 610 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the long-exposure pixels 710 and the short-exposure pixels 720 included in the image sensor 610 divide the image pixel 610 into crosses
  • the long exposure is performed on the upper left and the lower right.
  • the pixels 710 may be disposed, and the short exposure pixels 720 may be disposed on the lower left and the upper right.
  • the long-exposure pixels 710 and the short-exposure pixels 720 included in the image sensor 610 are long-exposure pixels in a predetermined area when the image pixel 610 is divided into cross shapes.
  • the pixels 710 may be disposed, and the short exposure pixels 720 may be disposed in another predetermined region.
  • the long exposure pixels 710 and the short exposure pixels 720 included in the image sensor 610 may be alternately arranged in a horizontal stripe pattern.
  • the long exposure pixels 710 and the short exposure pixels 720 included in the image sensor 610 may be alternately arranged in a vertical stripe pattern.
  • the long exposure pixels 710 and the short exposure pixels 720 included in the image sensor 610 may be alternately arranged in a chess pattern.
  • the long exposure pixels 710 and the short exposure pixels 720 included in the image sensor 610 may be disposed to form a predetermined pattern.
  • the long exposure pixels 710 and the short exposure pixels 720 included in the image sensor 610 may be arranged in an irregular pattern.
  • the long exposure pixels 710 and the short exposure pixels 720 included in the image sensor 610 may be alternately arranged in a stair pattern.
  • the long exposure pixels 710 included in the image sensor 610 may be disposed in the color pixel, and the short exposure pixels 720 may be disposed in the gray pixel.
  • the HDR function may be possible by dividing the pixels 710 and 720 constituting the image sensor 610 into at least two pixel groups having different exposure setting.
  • “different exposure amount settings” mean a length of time that the long exposure pixels 710 are exposed and a length of time that the short exposure pixels 720 are exposed. Can mean different things.
  • the exposure of the short exposure pixel 710 may occur simultaneously with the exposure of the long exposure pixel 720.
  • the exposure of the long exposure pixel 710 does not need to occur simultaneously with the exposure of the short exposure pixel 720.
  • the photoelectric conversion efficiency of the long exposure pixel 710 and the short exposure pixel 720 may be set differently.
  • the aperture setting of the long exposure pixel 710 and the short exposure pixel 720 may be set differently.
  • the pixel sizes of the long exposure pixel 710 and the short exposure pixel 720 are set differently, or the lens or the filter is adjusted to adjust the amount of light entering the pixel per unit time. I can regulate it.
  • the image sensor 610 may include a phase difference detection pixel (not shown) in addition to the long exposure and short exposure pixels 710 and 720.
  • the electronic device 200 may further include color filters corresponding to each pixel.
  • 7J is a graph showing the wavelength to exposure ratio. A color filter will be described with reference to FIG. 7J.
  • the color filters may include a white light filter (W), a red light filter (R), a green light filter (G), or a blue light filter (B) or a filter that transmits or blocks light of other colors.
  • the color filters may have different transmittances depending on the wavelength of the incident light.
  • the white light filter (W) has a high exposure ratio compared to the red light (R), green light (G), and blue light (B) filters, and the red light (R), green light (G), and blue light (B).
  • the dosage ratio of the filters may be similar to each other. Therefore, pixels disposed corresponding to the white light filter W during the same exposure time may have a higher exposure amount than other pixels.
  • the phase difference detection pixel may be arranged to have a white light filter (W).
  • the low efficiency pixel used for focus detection may be a part of pixels in which red light (R), green light (G), and blue light (B) filters are disposed.
  • the pixels in which the red light R, green light G, and blue light B filters are disposed may have a longer exposure amount, for example, an exposure time, than the pixels in which the white light filter W is disposed. Therefore, when the color filters are arranged, some of the pixels having low light receiving efficiency may be configured as focus detection pixels according to the characteristics of each color filter without disposing low efficiency pixels having a phase separation structure.
  • FIG 8 is a graph illustrating an exposure amount per time according to the first and second pixel groups of the electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the first pixel may be a long exposure pixel, and the second pixel may be a short exposure pixel.
  • the exposure of the pixels of each of the first pixel 710 group and the second pixel 720 group may be simultaneously started to expose the pixels of the second pixel 720 group.
  • the data may be stored first and then the exposure may be completed, and the exposure may be started again after the second pixel 720 group is reset.
  • the second pixel group 720 Since the exposure time of the first pixel group 710 is much longer than the exposure time of the second pixel group 720, the second pixel group 720 stores and resets the data when the first exposure ends. And the second exposure may be started to terminate the second exposure as the time point at which the exposure of the first group of pixels 710 ends.
  • the first exposure time and the second exposure time of the second pixel 720 group may be different from each other.
  • the second exposure time of the second pixel 720 group may be longer than the first exposure time and shorter than the exposure time of the first pixel 710 group.
  • the exposure of the pixels of the second pixel group may start later and end first, as compared with the exposure start / end of the first pixel group.
  • 9A to 9C are flowcharts illustrating a method of obtaining an HDR image of an electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 200 may start exposing the first pixel group and the second pixel group through the image sensor 610.
  • the first pixel group may include at least one long exposure pixel
  • the second pixel group may include at least one short exposure pixel
  • the electronic device 200 may end the first exposure of the second pixel group of the image sensor 610.
  • the electronic device 200 may store an image acquired during the first exposure of the second pixel of the image sensor 610 as a first image in a buffer.
  • the electronic device 200 may start a second exposure of the second pixel group of the image sensor 610.
  • the second exposure time of the second pixel group may be longer than the first exposure time and shorter than the exposure time of the first pixel group.
  • the electronic device 200 may end the exposure of the first pixel group of the image sensor 610 and end the second exposure of the second pixel group.
  • the electronic device 200 stores the image acquired during the exposure time of the first pixel group of the image sensor 610 as a third image in the buffer, and the image acquired during the second exposure time of the second pixel group. Can be stored in the buffer as a second image.
  • the second exposure time of the second pixel group may be longer than the first exposure time and shorter than the exposure time of the first pixel group.
  • the sum of the first exposure time and the second exposure time of the second pixel group may be shorter or equal to the exposure time of the first pixel group.
  • the electronic device 200 may generate a fourth image by using the first and second images stored in the buffer through the AP 210 or the image processing device. According to an embodiment, in operation 913, the electronic device 200 may generate a fourth image by interpolating the first and second images stored in the buffer through the AP 210 or the image processing device. In an embodiment, the electronic device 200 may generate the fourth image by synthesizing the first and second images stored in the buffer in operation 913 through the AP 210 or the image processing device.
  • the electronic device 200 may generate an HDR image using the third image and the fourth image through the AP 210 or the image processing device. In an embodiment, in operation 915, the electronic device 200 may generate an HDR image by interpolating the third image and the fourth image through the AP 210 or the image processing device. In an embodiment, in operation 915, the electronic device 200 may generate an HDR image by synthesizing the third image and the fourth image through the AP 210 or the image processing device.
  • the electronic device 200 may start exposing the first pixel group and the second pixel group through the image sensor 610.
  • the first pixel group may include at least one long exposure pixel
  • the second pixel group may include at least one short exposure pixel
  • the electronic device 200 may end the first exposure of the second pixel group of the image sensor 610.
  • the electronic device 200 may store an image acquired during the first exposure of the second pixel of the image sensor 610 as a first image in a buffer.
  • the electronic device 200 may start a second exposure of the second pixel group of the image sensor 610 in operation 937.
  • the second exposure time of the second pixel group may be longer than the first exposure time and shorter than the exposure time of the first pixel group.
  • the sum of the first exposure time and the second exposure time of the second pixel group may be shorter or equal to the exposure time of the first pixel group.
  • the electronic device 200 may end the exposure of the first pixel group of the image sensor 610 and end the second exposure of the second pixel group.
  • the electronic device 200 stores the image acquired during the exposure time of the first pixel group of the image sensor 610 as a third image in the buffer, and the image acquired during the second exposure time of the second pixel group. Can be stored in the buffer as a second image.
  • the electronic device 200 may generate an HDR image by using the first to third images through the AP 210 or the image processing device. According to an embodiment, in operation 943, the electronic device 200 may generate an HDR image by interpolating the first to third images through the AP 210 or the image processing device. According to an embodiment, in operation 943, the electronic device 200 may generate the HDR image by synthesizing the first to third images through the AP 210 or the image processing device.
  • the electronic device 200 may start exposing the first pixel group and the second pixel group through the image sensor 610.
  • the first pixel group may include at least one long exposure pixel
  • the second pixel group may include at least one short exposure pixel
  • the electronic device 200 may end the first exposure of the second pixel group of the image sensor 610.
  • the electronic device 200 may store an image acquired during the first exposure of the second pixel of the image sensor 610 as a first image in a buffer.
  • the electronic device 200 may start a second exposure of the second pixel group of the image sensor 610.
  • the second exposure time of the second pixel group is longer than the first exposure time and shorter than the exposure time of the first pixel group.
  • the sum of the first exposure time and the second exposure time of the second pixel group may be shorter or equal to the exposure time of the first pixel group.
  • the electronic device 200 may end the exposure of the first pixel group of the image sensor 610 and end the second exposure of the second pixel group.
  • the electronic device 200 stores the image acquired during the exposure time of the first pixel group of the image sensor 610 as a third image in the buffer, and the image acquired during the second exposure time of the second pixel group. Can be stored in the buffer as a second image.
  • the electronic device 200 may generate a third image using the first and second images through the AP 210 or the image processing device. In an embodiment, the electronic device 200 may generate a third image by interpolating the first and second images through the AP 210 or the image processing device in operation 963. In an embodiment, in operation 963, the electronic device 200 may generate a third image by synthesizing the first and second images through the AP 210 or the image processing device.
  • the electronic device 200 may terminate the exposure of the first pixel group of the image sensor 610.
  • the electronic device 200 may store the image acquired while the first pixel group of the image sensor 610 is exposed as a fourth image in the buffer.
  • the electronic device 200 may generate an HDR image by using the third and fourth images through the AP 210 or the image processing device. In operation 969, the electronic device 200 may generate an HDR image by interpolating the third and fourth images through the AP 210 or the image processing device. In operation 969, the electronic device 200 may generate an HDR image by synthesizing the third and fourth images through the AP 210 or the image processing device.
  • 10A to 10B illustrate exposure timing and data read timing of the image sensor 1001 of the electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 200 may capture an image by a rolling shutter method.
  • data reading may read data for each line L1 to LN.
  • FIG. 10A illustrates an exemplary embodiment in which exposure is different for each line, such as a coded rolling shutter.
  • the first column L1 and the N-th column LN-1 have the same exposure timing
  • the second column L2 and the N-th column LN have the same exposure timing
  • the first column L1 In the case where the second column L2 has different exposure times, for example, the first column L1 has an exposure timing of 1/32 seconds and the second column L2 has an exposure timing of 1/4 second.
  • the first column L1 may receive and reset light from the first pixel 1002 of the image sensor 1001 for 1/32 seconds so as not to store the received signal after the end of the exposure timing.
  • the first column L1 does not store the received signal after the exposure timing end time until the 1/4 second exposure timing of the second column L2 ends, and then receives the received signal after the exposure timing end time. If the data is not stored and the exposure of the second column L2 is finished, data reading of the first column L1 and the second column L2 may be performed.
  • the first column L1 may correspond to a short exposure pixel and the second column L2 may correspond to a long exposure pixel.
  • the first short-exposure image 1004 may be read and stored in a buffer, and the information of the first short-exposure image 1004 pixel may be reset and then A two-stage exposure image 1005 can be obtained.
  • the second short-exposure image 1005 may be an image having an exposure time of 1/8 second or 1/16 second less than 7/32 second, and the first short-exposure image 1004 of the captured 1/32 second may be used.
  • An HDR image may be obtained using the second short-exposure image 1005 of 1/8 second and the long exposure image 1006 of 1/4 second.
  • 11A-11B illustrate an exposure timing, a data read timing, and an image synthesis timing of a pixel according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic device 200 may read the first image acquired during the first exposure of the short exposure pixel (eg, the second pixel of FIG. 9A), and store the data in the buffer. After performing a reset on the short-exposed pixel (eg, the second pixel of FIG. 9A), the second exposure is performed on the short-exposed pixel (eg, the second pixel of FIG. 9A) again to obtain a second image. Can be obtained.
  • the electronic device 200 may make a fourth image through the first interpolation using the first image and the second image, which may be an HDR image using only a short exposure pixel.
  • the third and fourth images that are long exposure pixels are images.
  • Second interpolation can be performed.
  • the electronic device 200 may obtain a final HDR image by performing a second interpolation using the third image and the fourth image.
  • FIG. 11B is a timing diagram illustrating a process of obtaining a final HDR image by interpolating a first image and a second image obtained by using a short exposure pixel and a third image obtained by using a long exposure pixel. to be.

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Abstract

전자 장치의 이미지 처리 방법은 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 이미지 처리 방법에 있어서, 제 1 픽셀 그룹을 이용하여 제 1 노출 시간을 가지는 제 1 이미지를 획득하는 동작; 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 상기 제 1 노출 시간보다 노출 시간이 짧은 제 2 노출 시간을 가지는 제 2 이미지를 획득하는 동작; 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 미리 정해진 임계값 이상인지 판단하는 동작; 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 상기 임계값 이상이라고 판단되면, 상기 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 제 3 노출 시간을 가지는 제 3 이미지를 획득하는 동작; 및 상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 이미지 처리 방법
본 발명은 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 이미지 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지의 다이내믹 레인지(dynamic range)란 이미지에서 어두운 부분에서 밝은 부분까지의 휘도를 표현할 수 있는 범위를 의미할 수 있다.
전자 장치는 이미지의 휘도 등 밝기를 나타내는 화소를 조정하여 이미지의 다이내믹 레인지를 조정할 수 있다. 전자 장치는 노출의 량이 서로 다른 2 이상의 이미지를 획득하고 합성하여, 이미지의 다이내믹 레인지를 향상시킬 수 있다. 이러한 다이내믹 레인지가 향상된 이미지를 고 다이내믹 레인지(High Dynamic Range, 이하 HDR) 이미지라 한다.
일반적으로 전자 장치는 카메라를 포함하며, 카메라에 관한 다양한 기능을 구현할 수 있다. 그러나, 카메라를 포함하는 전자 장치는 노출이 서로 다른 2 이상의 이미지를 순차적으로 획득하고 이를 합성하여 하나의 HDR 이미지를 얻기 때문에, 복수의 이미지를 촬영하는 시간과 이를 합성하는 시간으로 인하여 실시간으로 촬영될 이미지의 미리 보기(preview)를 수행하거나 동영상을 촬영하는 것이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치에서 카메라 모듈의 이미지 센서에 교차 배열된 장노출 픽셀과 단노출 픽셀의 조합을 이용하여 장노출 이미지와 단노출 이미지를 실시간으로 획득하고 이미지 처리하여 실시간으로 HDR 이미지를 획득할 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.
방법에 있어서, 제 1 픽셀 그룹을 이용하여 제 1 노출 시간을 가지는 제 1 이미지를 획득하는 동작; 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 상기 제 1 노출 시간보다 노출 시간이 짧은 제 2 노출 시간을 가지는 제 2 이미지를 획득하는 동작; 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 미리 정해진 임계값 이상인지 판단하는 동작; 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 상기 임계값 이상이라고 판단되면, 상기 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 제 3 노출 시간을 가지는 제 3 이미지를 획득하는 동작; 및 상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈; 및 이미지 처리부 또는 ISP(image signal processor)를 포함하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 카메라 모듈을 통해 제 1 픽셀 그룹을 이용하여 제 1 노출 시간을 가지는 제 1 이미지를 획득하고, 상기 카메라 모듈을 통해 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 상기 제 1 노출 시간보다 노출 시간이 짧은 제 2 노출 시간을 가지는 제 2 이미지를 획득하며, 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 미리 정해진 임계값 이상인지 판단하고, 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 상기 임계값 이상이라고 판단되면 상기 카메라 모듈을 통해 상기 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 제 3 노출 시간을 가지는 제 3 이미지를 획득하고, 상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 이미지 처리 방법은 노출이 서로 다른 픽셀 또는 노출 시간을 다르게 제어할 수 있는 픽셀을 포함하는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈을 이용하여 이미지를 촬영함으로써 노이즈(Noise)가 저감되고, 다이내믹 레인지가 향상된 HDR 이미지를 획득할 수 있다.
또, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 이미지 처리 방법은 노출이 서로 다른 픽셀 또는 노출 시간을 다르게 제어할 수 있는 픽셀을 포함하는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈을 이용하여 이미지를 촬영함으로써 실시간으로 HDR 이미지 획득이 가능하므로, 사용자에게 미리 보기(preview)기능을 제공하거나 HDR 동영상 촬영 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서 전자 장치를 포함하는 네트워크 환경을 도시한다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 HDR 모드 호출에 관한 순서도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 HDR 모드 호출에 관한 순서도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일반 AE 모드 호출에 관한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 HDR 모드 호출에 관한 순서도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 영상의 밝기에 대한히스토그램이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 처리 장치을 나타내는 블록도이다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서에서 픽셀들의 패턴을 나타내는 도면이다.
도 7j는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 파장 대 노출량비를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제 1 및 제 2 픽셀 그룹에 따른 시간 당 노출량을 나타내는 그래프이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 HDR 이미지 획득 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 HDR 이미지 획득 방법을 나타내는 도면이다.
도 11a 내지 도 11b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 픽셀의 노출 타이밍, 데이터 읽기 타이밍 및 이미지 합성 타이밍을 나타내는 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경 (modification), 균등물 (equivalent), 및/또는 대체물 (alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 명세서에서, “가진다,” “가질 수 있다,”“포함한다,” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 해당 특징 (예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “A 또는 B,”“A 또는/및 B 중 적어도 하나,”또는 “A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상”등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, “A 또는 B,” “ A 및 B 중 적어도 하나,”또는 “ A 또는 B 중 적어도 하나”는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시예에서 사용된 “제 1,”“제 2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소와 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 표현 “~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)”은 상황에 따라, 예를 들면, “~에 적합한 (suitable for),” “~하는 능력을 가지는 (having the capacity to),” “~하도록 설계된 (designed to),” “~하도록 변경된 (adapted to),” “~하도록 만들어진 (made to),”또는 “~를 할 수 있는 (capable of)”과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 “~하도록 구성 (또는 설정)된”은 하드웨어적으로 “특별히 설계된 (specifically designed to)”것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, “~하도록 구성된 장치”라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 “~할 수 있는” 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 “A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 프로세서”는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서 (예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서 (generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 단지 특정 일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 명세서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 명세서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 다양한 실시예는 HDR(High Dynamic Range)를 갖는 이미지를 캡처 및 생성하는 전자 장치를 제공할 수 있다. HDR 이미지를 캡처하고 생성하기 위해, 일부 실시예의 전자 장치는 새로운 이미지 센서 및 이미지 처리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치는 이미지 센서에 포함되고 규칙적 또는 불규칙적으로 교차 배열된 제 1 픽셀 그룹 및 제 2 픽셀 그룹을 포함할 수 있다. 제 1 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 제 1 픽셀을 포함하고, 제 2 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 제 2 픽셀을 포함할 수 있다. 제 1 픽셀과 제 2 픽셀은 노출량 또는 노출 시간이 서로 다르다. 한 실시예에서, 제 1 픽셀의 노출량은 제 2 픽셀보다 많다. 한 실시예에서, 제 1 픽셀의 노출 시간은 제 2 픽셀보다 길다. 한 실시예에서, 제 1 픽셀은 제 2 픽셀보다 노출량이 많거나 노출 시간이 길어 장노출 픽셀이라 정의될 수 있고, 이러한 제 1 픽셀을 적어도 하나 이상 포함하는 제 1 픽셀 그룹은 장노출 픽셀 그룹으로 정의될 수 있다. 또, 제 2 픽셀은 제 1 픽셀보다 노출량이 적거나 노출 시간이 작아 단노출 픽셀이라 정의될 수 있고, 이러한 제 2 픽셀을 적어도 하나 이상 포함하는 제 2 픽셀 그룹은 단노출 픽셀 그룹으로 정의될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는 이미지 센서에 결상(imagery)되는 이미지의 밝은 영역과 어두운 영역의 다이내믹 레인지(dynamic range)에 따라 제 1 픽셀 그룹과 제 2 픽셀 그룹의 픽셀들을 제어하여 노출량을 서로 다르게 설정할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 픽셀 그룹과 제 2 픽셀 그룹의 노출량은 노출 시간과 광전 변환 효율 중 적어도 하나에 의해 설정될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치는 제 1 픽셀 그룹보다 더 짧고, 제 2 픽셀 그룹보다 더 긴 노출 시간 동안 피사체 이미지를 검출하는 제 3 픽셀 그룹을 더 설정할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 픽셀 그룹보다 더 짧고, 제 2 픽셀 그룹보다 더 긴 노출 시간 동안 피사체 이미지를 검출하는 제 3 픽셀 그룹의 동작은 제 2 픽셀을 이용하여 동작될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치는 이미지 센서에 결상되는 이미지의 픽셀들 중 픽셀 출력 값이 정해진 출력 값보다 높게 설정된 픽셀들을 제 1 픽셀 그룹의 픽셀로 배치하고, 낮게 설정된 픽셀들을 제 2 픽셀 그룹으로 배치할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치는 제 1 픽셀 그룹을 형성하는 제 1 픽셀들과 제 2 픽셀 그룹을 형성하는 픽셀들의 배치를 동적으로 할당할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 제 1 픽셀 그룹을 형성하는 픽셀들과 제 2 픽셀 그룹을 형성하는 픽셀들은 이미지 센서에 반복된 패턴으로 배치되거나 불규칙한 패턴으로 배치될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 제 1 픽셀 그룹의 픽셀들이 노출되는 동안, 제 2 픽셀 그룹의 픽셀들은 서로 다른 노출 시간으로 적어도 2회에 걸쳐 노출 이미지를 획득할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 제 1 픽셀 그룹의 픽셀들이 노출되는 동안, 제 2 픽셀 그룹의 픽셀들은 하나의 이미지를 획득한 후 적어도 하나 이상의 이미지를 더 획득할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치는 이미지 센서에 결상되는 이미지의 픽셀들에서 관심 영역을 설정할 수 있고, 관심 영역에 제 1 픽셀 그룹을 형성하는 픽셀들을 제 2 그룹을 형성하는 픽셀들보다 많이 배치할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치는 카메라 모듈이 이미지를 캡쳐하고 있는 조명 조건에 대해 과소 노출(underexposed)되었는지 과대 노출(overexposed)되었는지 여부를 판단하여, 이미지를 일반 AE(Auto Exposure) 모드에서 획득할 것인지, HDR 모드에서 획득할 것인지 여부를 판단할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰 (smartphone), 태블릿 PC (tablet personal computer), 이동 전화기 (mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기 (e-book reader), 데스크탑 PC (desktop personal computer), 랩탑 PC (laptop personal computer), 넷북 컴퓨터 (netbook computer), 워크스테이션 (workstation), 서버, PDA (personal digital assistant), PMP (portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라 (camera), 또는 웨어러블 장치 (wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치 (head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리 (appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치 (smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품 (smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD (digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스 (set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널 (home automation control panel), 보안 컨트롤 패널 (security control panel), TV 박스 (예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔 (예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더 (camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기 (예: 각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA (magnetic resonance angiography), MRI (magnetic resonance imaging), CT (computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 (navigation) 장치, GPS 수신기 (global positioning system receiver), EDR (event data recorder), FDR (flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 (infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기 (avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛 (head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM (automatic teller's machine), 상점의 POS (point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기 (thermostat), 가로등, 토스터 (toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구 (furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드 (electronic board), 전자 사인 수신 장치 (electronic signature receiving device), 프로젝터 (projector), 또는 각종 계측 기기 (예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 명세서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 네트워크 환경(10) 내의 전자 장치(100)에 관한 도면이다. 전자 장치(100)는 버스 (110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160) 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 전자 장치(100)는 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
버스 (110)는, 예를 들면, 구성요소들(110)내지(170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신 (예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 중앙처리장치 (central processing unit (CPU)), 애플리케이션 프로세서 (application processor (AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서 (communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리 (130)는, 예를 들면, 전자 장치(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스 (application programming interface (API), 145), 및/또는 애플리케이션 프로그램 (또는 “애플리케이션”, 147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템 (operating system (OS))라 불릴 수 있다.
커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들 (예: 미들웨어(143), API(145), 또는 애플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들 (예: 버스 (110), 프로세서(120), 또는 메모리 (130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 애플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(100)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 애플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 애플리케이션 프로그램 (147)로부터 수신된 작업 요청들과 관련하여, 예를 들면, 애플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나의 애플리케이션에 전자 장치(100)의 시스템 리소스 (예: 버스 (110), 프로세서(120), 또는 메모리 (130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 배정하는 등의 방법을 이용하여 작업 요청에 대한 제어 (예: 스케쥴링 또는 로드 밸런싱)을 수행할 수 있다.
API(145)는, 예를 들면, 애플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 화상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수 (예: 명령어)를 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(100)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(150) 전자 장치(100)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이 (LCD), 발광 다이오드 (LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (microelectromechanical systems (MEMS)) 디스플레이, 또는 전자종이 (electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
통신 인터페이스 (170)는, 예를 들면, 전자 장치(100)와 외부 장치 (예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치 (예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신(164)을 통해서 외부 장치 (예: 제 1 외부 전자 장치(102))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면, LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro, 또는 GSM 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB (universal serial bus), HDMI (high definition multimedia interface), RS-232 (recommended standard 232), 또는 POTS (plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크 162는 통신 네트워크 (telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크 (computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망 (telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(100)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 서버(106)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치 (예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(100)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치 (예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치 (예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(100)로 전달할 수 있다. 전자 장치(100)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2a는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 블록도이다. 전자 장치(200)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(100)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는 하나 이상의 애플리케이션 프로세서 (AP: application processor)(210), 통신 모듈(220), SIM (subscriber identification module) 카드 224, 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298)를 포함할 수 있다.
AP(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 AP(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. AP(210)는, 예를 들면, SoC (system on chip) 로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, AP(210)는 GPU (graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서 (image signal processor)를 더 포함할 수 있다. AP(210)는 도 2a에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부 (예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. AP(210) 는 다른 구성요소들 (예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드 (load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장 (store)할 수 있다. 도 2a의 AP(210)는 도 1의 프로세서(120)와 동일하거나 유사한 구조일 수 있다.
통신 모듈(220)은, 도 1의 통신 인터페이스 (160)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WIFI 모듈(223), BT 모듈(225), GPS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF (radio frequency) 모듈(229)를 포함할 수 있다.
셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈 (예: SIM 카드 224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(200)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 AP(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서 (CP: communication processor)를 포함할 수 있다.
WIFI 모듈(223), BT 모듈(225), GPS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WIFI 모듈(223), BT 모듈(225), GPS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부 (예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip (IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
RF 모듈(229)는, 예를 들면, 통신 신호 (예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)는, 예를 들면, 트랜시버 (transceiver), PAM (power amp module), 주파수 필터 (frequency filter), LNA (low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WIFI 모듈(223), BT 모듈(225), GPS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.
SIM 카드(224)는, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM (embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보 (예: ICCID (integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보 (예: IMSI (international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(230) (예: 메모리(230))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리 (예: DRAM (dynamic RAM), SRAM (static RAM), 또는 SDRAM (synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리 (non-volatile Memory) (예: OTPROM (one time programmable ROM), PROM (programmable ROM), EPROM (erasable and programmable ROM), EEPROM (electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (solid state drive (SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리(234)는 flash drive, 예를 들면, CF (compact flash), SD (secure digital), Micro-SD (micro secure digital), Mini-SD (mini secure digital), xD (extreme digital), 또는 메모리 스틱 (memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(200)과 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(200)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), color 센서(240H) (예: RGB (red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV (ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR (infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 전자 장치(200)는 AP(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, AP(210)가 슬립 (sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널 (touch panel, 252), (디지털) 펜 센서(pen sensor, 254), 키 (key, 256), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
(디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해, 전자 장치(200)에서 마이크 (예: 마이크(288))로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(260)(예: 도 1의 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 도 1의 디스플레이(160)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 패널 (262)은, 예를 들면, 유연하게 (flexible), 투명하게 (transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 패널(262)과 터치 패널(252)을 하나의 모듈로 구성된 장치를 터치 감응 디바이스(touch sensitive device) 또는 터치 스크린(touch screen)이라 할 수 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(260)은 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI (high-definition multimedia interface, 272), USB (universal serial bus, 274), 광 인터페이스 (optical interface, 276), 또는 D-sub (D-subminiature, 278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(160)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL (mobile high-definition link) 인터페이스, SD (secure digital) 카드/MMC (multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA (infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리 (sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스 (140)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크 (288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서 (예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP (image signal processor), 또는 플래쉬 (flash)(예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(200)의 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC (power management integrated circuit), 충전 IC (charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지 (battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지 (rechargeable battery) 및/또는 태양 전지 (solar battery)를 포함할 수 있다.
인디케이터(297)는 전자 장치(200) 혹은 그 일부 (예: AP(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동 (vibration), 또는 햅틱 (haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치(200)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치 (예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB (digital multimedia broadcasting), DVB (digital video broadcasting), 또는 미디어 플로우(media flow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품 (component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체 (entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈(310)의 블록도이다. 일 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310) (예: 프로그램(140))은 전자 장치 (예: 전자 장치(100))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제 (operation system (OS)) 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 애플리케이션 (예: 애플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, 안드로이드(android), iOS, 윈도우즈(windows), 심비안(symbian), 타이젠(tizen), 또는 바다(bada) 등이 될 수 있다.
프로그램 모듈(310)은 커널(320), 미들웨어(330), API(application programming interface, 360), 및/또는 애플리케이션(370)을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드(preload) 되거나, 서버 (예: 도1의 서버(106))로부터 다운로드(download) 가능하다.
커널(320) (예: 도 1의 커널(141))은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(391) 또는 디바이스 드라이버(393)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(391)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(391)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부 등을 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(393)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WIFI 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC (inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.
미들웨어(330)는, 예를 들면, 애플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 애플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 API 360를 통해 다양한 기능들을 애플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 미들웨어(330) (예: 도 1의 미들웨어 (143))는 런타임 라이브러리(335), 애플리케이션 매니저 (application manager, 341), 윈도우 매니저(window manager, 342), 멀티미디어 매니저(multimedia manager, 343), 리소스 매니저(resource manager, 344), 파워 매니저(power manager, 345), 데이터베이스 매니저(database manager, 346), 패키지 매니저(package manager, 347), 연결 매니저(connectivity manager, 348), 통지 매니저(notification manager, 349), 위치 매니저(location manager, 350), 그래픽 매니저 (graphic manager, 351), 보안 매니저(security manager, 352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 애플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.
애플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 애플리케이션(370) 중 적어도 하나의 애플리케이션의 생명 주기 (life cycle)를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있고, 창 또는 윈도우(window)를 관리할 수 있다. 창 또는 윈도우는 전자 장치(100)에서 일정한 모양을 갖는 시각적인 영역이다. 창 또는 윈도우는 여러 종류의 사용자 인터페이스(User Interface, UI)를 포함하며, 동시에 실행하는 수많은 프로세스들 가운데 하나에 대해 입력을 허용하고 출력물을 보여준다. 윈도우 매니저(342)는 애플리케이션(370)에서 생성한 창, 윈도우 또는 사용자 인터페이스(UI)가 디스플레이(160) 상에 표시될 위치(placement) 또는 외관(appearance) 등을 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 애플리케이션(370)에서 생성한 창, 윈도우 또는 사용자 인터페이스(UI)가 디스플레이(160) 상에 표시될 위치, 크기, 레이아웃(layout), 순서 등을 결정하는 역할을 할 수 있다. 멀티미디어 매니저(343)는 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱 (codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩 (encoding) 또는 디코딩 (decoding)을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(344)는 애플리케이션(370) 중 적어도 어느 하나의 애플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.
파워 매니저(345)는, 예를 들면, 바이오스 (BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리 (battery) 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 데이터베이스 매니저(346)는 애플리케이션(370) 중 적어도 하나의 애플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 애플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.
연결 매니저(348)는, 예를 들면, WIFI 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 통지 매니저(349)는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건 (event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 표시 또는 통지할 수 있다. 위치 매니저(350)는 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(351)는 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(352)는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치 (예: 전자 장치(100))가 전화 기능을 포함한 경우, 미들웨어(330)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저 (telephony manager)를 더 포함할 수 있다.
미들웨어(330)는 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 미들웨어(330)는 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.
API(360) (예: 도 1의 API(145))는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠 (tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
애플리케이션(370) (예: 도 1의 애플리케이션 프로그램(147))은, 예를 들면, 홈(371), 다이얼러(372), SMS/MMS(373), IM (instant message, 374), 브라우저(375), 카메라(376), 알람(377), 컨택트(378), 음성 다이얼(379), 이메일(380), 달력(381), 미디어 플레이어(382), 앨범(383), 시계(384), 이벤트(event, 385), 또는 알림(notification, 386), 건강 관리(health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공 (예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 제공할 수 있는 하나 이상의 애플리케이션을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 애플리케이션(370)은 전자 장치 (예: 도 1의 전자 장치(100))와 외부 전자 장치 (예: 전자 장치(102, 104)) 사이의 정보 교환을 지원하는 애플리케이션 (이하, 설명의 편의 상, “정보 교환 애플리케이션”)을 포함할 수 있다. 정보 교환 애플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 애플리케이션, 또는 외부 전자 장치(100)를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 애플리케이션을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전자 장치(100)는 외부 전자 장치((예: 전자 장치(102, 104))와 정보 교환 시에 이벤트(385) 또는 알림(386) 애플리케이션을 이용하여 정보를 교환할 수 있다.
예를 들면, 알림 전달 애플리케이션은 전자 장치의 다른 애플리케이션 (예: SMS/MMS 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 건강 관리 애플리케이션, 또는 환경 정보 애플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치 (예: 전자 장치 102, 104)로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 알림 전달 애플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 장치 관리 애플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치 (예: 전자 장치 104)의 적어도 하나의 기능 (예: 외부 전자 장치 자체 (또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기 (또는, 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 애플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스 (예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리 (예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 애플리케이션(370)은 외부 전자 장치 (예: 전자 장치 102, 104)의 속성 (예: 전자 장치의 속성으로서, 전자 장치의 종류가 모바일 의료 기기)에 따라 지정된 애플리케이션 (예: 건강 관리 애플리케이션)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 애플리케이션(370)은 외부 전자 장치 (예: 서버(106) 또는 전자 장치(102, 104))로부터 수신된 애플리케이션을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 애플리케이션(370)은 프리로드 애플리케이션(preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 애플리케이션(third party application)을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 구성요소들의 명칭은 운영 체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서 (예: AP(210))에 의해 구현 (implement)(예: 실행)될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 (sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
I. 일반 AE 모드와 HDR 모드 호출 및 HDR 히스토그램
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 HDR 모드 호출에 관한 순서도이다. 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 영상 밝기에 대한 히스토그램이다.
전자 장치(200)는 301 동작에서, 카메라 기능을 실행할 수 있다. 전자 장치(200)는 카메라 기능이 실행되면, 렌즈를 통해 빛을 수광할 수 있다. 수광된 빛은 이미지 센서에 닿게 되고, 이미지 센서는 광자를 감지하여 전기 신호로 변환할 수 있다. 감지된 빛은 세기와 위치에 따라 밝기, 색상, 좌표 등의 디지털 정보로 변환된다. 여기서, 이미지 센서를 통해 이미지 센서는 반도체 소자의 제조 기술을 이용하여 집적회로화된 광전 변환 소자일 수 있다.
전자 장치(200)는 303 동작에서, 일반 AE 모드로 동작할 수 있다. 일반 AE 모드는 피사체에 대하여 적정 노출을 측정하여 자동으로 노출 설정을 조정하는 모드를 의미할 수 있다.
노출(Exposure)는 사진술에서, 이미지 센서에 감광되는 빛의 양을 나타낼 수 있다. 노출은 이미지 센서의 감도와 렌즈의 F값, 즉 조리개의 열린 정도, 그리고 카메라 모듈의 셔터 속도 등에 의해 종합적으로 결정될 수 있다.
수동 노출 모드를 이용하게 되면, 위와 같은 이미지 센서의 감도, 렌즈의 F값, 카메라 모듈의 셔터 속도 등을 사용자가 일일이 조정하는 어려움이 있다. 따라서, 전자 장치(200)는 일반 AE(Auto Exposure)모드를 수동 노출 모드보다 우선하여 사용자에게 제공하여 편의를 제공할 수 있다.
전자 장치(200)는 노출 미터(exposure meter), 예를 들어, TTL(Through-The-Lens) 노출 미터를 이용하여 일반 AE 모드를 제공할 수 있다.
전자 장치(200)는 305 동작에서, HDR 히스토그램을 분석할 수 있다. 도 5a와 같이, 영상 밝기에 대한 히스토그램은 노출량을 계급으로 픽셀수를 도수로 나타낸 것으로서, 그 역도 가능하며, 픽셀 당 색 분포를 알 수 있는 컬러 히스토그램(color)과 같은 이미지 히스토그램(image histogram)의 일종일 수 있다. 전자 장치(200)는 305 동작에서, 일반 AE 모드로 획득한 영상을 통해 영상 밝기에 대한 히스토그램을 분석할 수 있다. 전자 장치(200)는 305 동작에서, 영상 밝기에 대한 히스토그램을 분석하여 획득한 이미지의 노출량을 판단할 수 있다.
한 실시예에서, 전자 장치(200)는 305 동작에서, 일반 AE 모드로 획득한 이미지를 분석할 수 있다. 일반 AE 모드로 획득한 이미지를 분석하여 획득한 이미지의 노출량을 판단할 수 있다.
전자 장치(200)는 307 동작에서, 일반 AE 모드로 획득한 이미지가 과소 노출(underexposure) 또는 과대 노출(overexposure)되었는지 판단할 수 있다. 전자 장치(200)는 HDR 히스토그램을 분석하여 일반 AE 모드에서 획득한 이미지가 과소 노출되었는지 과대 노출되었는지 판단할 수 있다. 한 실시예에서, 전자 장치(200)는 HDR 히스토그램을 분석하여 정해진 노출량보다 노출량이 작은 픽셀들의 수가 많으면 과소 노출로 판단하고, 정해진 노출량보다 노출량이 많은 픽셀들의 수가 많으면 과대 노출로 판단할 수 있다.
한 실시예에서, 전자 장치(200)는 307 동작에서, 일반 AE 모드로 획득한 이미지가 과소 노출(underexposure) 및 과대 노출(overexposure) 중 적어도 하나에 해당되는지 판단할 수 있다.
일반 AE 모드로 획득한 이미지에 과소 노출(underexposure) 및 과대 노출(overexposure)이 동시에 있지 않다고 판단되면, 전자 장치(200)는 303 동작으로 분기하여 일반 AE 모드로 동작할 수 있다.
일반 AE 모드로 획득한 이미지에 과소 노출(underexposure) 및 과대 노출(overexposure)이 동시에 있다고 판단되면, 전자 장치(200)는 309 동작으로 분기하여 HDR 모드로 동작할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 이미지의 픽셀은 이미지 센서의 픽셀에 대응할 수 있다. 이미지에 과대 노출 영역이 포함된 경우, 전자 장치(200)는 이미지에서 과대 노출 영역에 해당하는 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 단노출 픽셀의 노출 시간을 짧게 설정하여 과대 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다. 도 5a의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이 일반 AE 모드에서 획득한 이미지는 과대 노출 영역의 픽셀들의 수가 많았지만, 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 단노출 픽셀의 노출 시간을 짧게 설정하면 전자 장치(200)는 도 5b의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이 과대 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다.
마찬가지로, 이미지에 과소 노출 영역이 포함된 경우, 전자 장치(200)는 이미지에서 과소 노출 영역에 해당하는 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 장노출 픽셀의 노출 시간을 길게 설정하여 과소 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다. 도 5a의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이 과소 노출 영역의 픽셀들의 수가 많았지만, 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 장노출 픽셀의 노출 시간을 길게 설정하면 전자 장치(200)는 도 5c의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이 과소 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다.
여기서, 단노출 픽셀의 노출 시간을 짧게 설정하는 동작은 일반 AE 모드에서 단노출 픽셀의 노출 시간보다 짧게 설정하는 것을 의미할 수 있다. 또, 장노출 픽셀의 노출 시간을 길게 설정하는 동작은 일반 AE 모드에서 장노출 픽셀의 노출 시간보다 길게 설정하는 것을 의미할 수 있다.
또, 전자 장치(200)는 과소 노출을 완화한 이미지와 과대 노출을 완화한 이미지를 합성할 수 있다. 도 5a의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이, 획득한 이미지에는 과소 노출 및 과대 노출이 모두 포함되어 있는데, 전자 장치(200)는 과소 노출을 완화한 이미지와 과대 노출을 완화한 이미지를 합성함으로써 도 5d와 같은 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같은 이미지를 얻을 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 HDR 모드에서 적어도 하나 이상의 단노출 픽셀을 통해 획득한 이미지(예, 제 1 이미지) 및 적어도 하나 이상의 장노출 픽셀을 통해 획득한 이미지(예, 제 2 이미지) 외에 적어도 하나 이상의 이미지(예, 제 3 이미지)를 더 획득하여 HDR 모드를 수행할 수 있다.
제 3 이미지는 단노출 픽셀의 첫번째 노출 종료 이후 장노출 픽셀의 노출 종료 시점 전까지의 사이의 기간에 단노출 픽셀의 두번째 노출을 진행하여 획득된 이미지이고, 이 이미지를 이용하여 HDR 모드를 수행할 수 있다.
제 3 이미지는 일반 AE 모드에서 획득한 이미지와 영상 밝기에 대한 히스토그램이 유사할 수 있으며, 일반 AE 모드에서 노출 시간과 단노출 픽셀의 첫 번째 노출시간 사이의 노출 시간을 가지거나 일반 AE 모드에서 노출 시간과 장노출 픽셀의 노출시간 사이의 노출 시간을 가질 수도 있다. 이미지 센서에 포함된 적어도 하나 이상의 픽셀들의 노출 시간을 조정하여 전자 장치(200)는 HDR 모드로 동작할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 HDR 모드 호출에 관한 순서도이다.
전자 장치(200)는 311 동작에서, 카메라 기능을 실행할 수 있다. 전자 장치(200)의 311 동작은 도 3a의 301 동작과 동일할 수 있다. 전자 장치(200)는 313 동작에서, 일반 AE 모드로 동작할 수 있다. 전자 장치(200)의 313 동작은 도 3a의 303 동작과 동일할 수 있다. 전자 장치(200)는 315 동작에서, 영상 밝기에 대한 히스토그램을 분석할 수 있다. 전자 장치(200)의 315 동작은 도 3a의 305 동작과 동일할 수 있다.
전자 장치(200)는 317 동작에서, 제 1 픽셀의 노출 시간 대 제 2 픽셀의 노출 시간의 비율이 제 1 임계값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제 1 픽셀은 장노출 픽셀이고, 제 2 픽셀은 단노출 픽셀일 수 있다. 예를 들어, 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간이 1 : 1 또는 2 : 1인 경우 적정 노출을 통해 이미지를 획득하므로 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 일반적으로 동시에 발생하지 않는다. 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간의 비율이 정해진 비율(제 1 임계값) 이하면 적정 노출을 통해 이미지를 획득하므로 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 일반적으로 동시에 발생하지 않을 수 있다.
한 실시예에 따르면, 장노출 픽셀의 노출 시간과 단노출 픽셀의 노출 시간의 차가 정해진 시간 차보다 작으면 적정 노출을 통해 이미지를 획득하므로 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 일반적으로 동시에 발생하지 않을 수 있다.
일반 AE 모드로 획득한 이미지가 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간의 비율이 정해진 비율(제 1 임계값) 이하면, 전자 장치(200)는 313 동작으로 분기하여 일반 AE 모드로 동작할 수 있다.
일반 AE 모드로 획득한 이미지가 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간의 비율이 정해진 비율(제 1 임계값) 이상으로 판단되면, 전자 장치(200)는 319 동작으로 분기하여 HDR 모드로 동작할 수 있다.
장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간이 정해진 비율(제 1 임계값) 이상이면, 획득한 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 동시에 발생한 것으로 볼 수 있다.
한 실시예에 따르면, 장노출 픽셀의 노출 시간과 단노출 픽셀의 노출 시간의 차가 정해진 시간 차보다 크면 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 동시에 발생한 것으로 볼 수 있다.
HDR 모드에서, 전자 장치(200)가 HDR 이미지를 획득하는 방법은 다음과 같다.
한 실시예에 따르면, 이미지의 픽셀은 이미지 센서의 픽셀에 대응할 수 있다. 따라서, 이미지에 과대 노출 영역이 포함된 경우, 전자 장치(200)는 이미지에서 과대 노출 영역에 해당하는 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 단노출 픽셀의 노출 시간을 짧게 설정하여 과대 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다. 도 4의 HDR 히스토그램과 같이 일반 AE 모드에서 획득한 이미지는 과대 노출 영역의 픽셀들의 수가 많았지만, 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 단노출 픽셀의 노출 시간을 짧게 설정하면 전자 장치(200)는 도 5b의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이 과대 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다.
마찬가지로, 이미지에 과소 노출 영역이 포함된 경우, 전자 장치(200)는 이미지에서 과소 노출 영역에 해당하는 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 장노출 픽셀의 노출 시간을 길게 설정하여 과소 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다. 도 5a의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이 과소 노출 영역의 픽셀들의 수가 많았지만, 이미지 센서에 포함된 적어도 하나의 장노출 픽셀의 노출 시간을 길게 설정하면 전자 장치(200)는 도 5c의 영상 밝기에 대한 히스토그램과 같이 과소 노출을 완화한 이미지를 획득할 수 있다.
여기서, 단노출 픽셀의 노출 시간을 짧게 설정하는 동작은 일반 AE 모드에서 단노출 픽셀의 노출 시간보다 짧게 설정하는 것을 의미할 수 있다. 또, 장노출 픽셀의 노출 시간을 길게 설정하는 동작은 일반 AE 모드에서 장노출 픽셀의 노출 시간보다 길게 설정하는 것을 의미할 수 있다.
또, 전자 장치(200)는 과소 노출을 완화한 이미지와 과대 노출을 완화한 이미지를 합성할 수 있다. 도 5a의 영상 밝기에 대한히스토그램과 같이, 획득한 이미지에는 과소 노출 및 과대 노출이 모두 포함되어 있는데, 전자 장치(200)는 과소 노출을 완화한 이미지와 과대 노출을 완화한 이미지를 합성함으로써 도 5d와 같은 영상 밝기에 대한히스토그램과 같은 이미지를 얻을 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 HDR 모드에서 적어도 하나 이상의 단노출 픽셀을 통해 획득한 이미지(예, 제 1 이미지) 및 적어도 하나 이상의 장노출 픽셀을 통해 획득한 이미지(예, 제 2 이미지) 외에 적어도 하나 이상의 이미지(예, 제 3 이미지)를 더 획득하여 HDR 모드를 수행할 수 있다.
제 3 이미지는 단노출 픽셀의 첫번째 노출 종료 이후 장노출 픽셀의 노출 종료 시점 전까지의 사이의 기간에 단노출 픽셀의 두번째 노출을 진행하여 획득된 이미지이고, 이 이미지를 이용하여 HDR 모드를 수행할 수 있다.
제 3 이미지는 일반 AE 모드에서 획득한 이미지와 히스토그램이 유사할 수 있으며, 일반 AE 모드에서 노출 시간과 단노출 픽셀의 첫 번째 노출시간 사이의 노출 시간을 가지거나 일반 AE 모드에서 노출 시간과 장노출 픽셀의 노출시간 사이의 노출 시간을 가질 수도 있다. 이미지 센서에 포함된 적어도 하나 이상의 픽셀들의 노출 시간을 조정하여 전자 장치(200)는 HDR 모드로 동작할 수 있다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 일반 AE 모드 호출에 관한 순서도이다.
전자 장치(200)는 321 동작에서, 카메라 기능을 실행할 수 있다. 전자 장치(200)의 321 동작은 도 3a의 301 동작과 동일하다. 전자 장치(200)는 323 동작에서, HDR 모드로 동작할 수 있다.
전자 장치(200)는 325 동작에서, 영상 밝기에 대한 히스토그램을 분석할 수 있다. 전자 장치(200)의 325 동작은 도 3a의 305 동작 및 도 3b의 315 동작과 동일할 수 있다.
전자 장치(200)는 327 동작에서, 제 1 픽셀의 노출 시간 대 제 2 픽셀의 노출 시간의 비율이 제 1 임계값 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제 1 픽셀은 장노출 픽셀이고, 제 2 픽셀은 단노출 픽셀일 수 있다.
예를 들어, 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간이 1 : 1 또는 2 : 1인 경우 적정 노출을 통해 이미지를 획득하므로 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 일반적으로 발생하지 않을 수 있다. 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간의 비율이 정해진 비율(제 1 임계값) 이하면 적정 노출을 통해 이미지를 획득하므로 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 일반적으로 발생하지 않을 수 있다.
한 실시예에 따르면, 장노출 픽셀의 노출 시간과 단노출 픽셀의 노출 시간의 차가 정해진 시간 차보다 작으면 적정 노출을 통해 이미지를 획득하므로 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 일반적으로 동시에 발생하지 않을 수 있다.
일반 AE 모드로 획득한 이미지가 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간의 비율이 정해진 비율(제 1 임계값) 이하로 판단되면, 전자 장치(200)는 329 동작으로 분기하여 일반 AE 모드로 동작할 수 있다.
장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간이 정해진 비율(제 1 임계값) 이상이면, 획득한 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 동시에 발생한 것으로 볼 수 있다.
한 실시예에 따르면, 장노출 픽셀의 노출 시간과 단노출 픽셀의 노출 시간의 차가 정해진 시간 차보다 크면 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 동시에 발생한 것으로 볼 수 있다.
일반 AE 모드로 획득한 이미지가 장노출 픽셀의 노출 시간 대 단노출 픽셀의 노출 시간의 비율이 정해진 비율(제 1 임계값) 이상으로 판단되면, 전자 장치(200)는 323 동작으로 분기하여 HDR 모드로 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 HDR 모드 및 일반 AE 모드 호출에 관한 순서도이다.
전자 장치(200)는 401 동작에서, 카메라 기능을 실행할 수 있다. 전자 장치(200)는 카메라 기능이 실행되면, 렌즈를 통해 빛을 수광할 수 있다. 수광된 빛은 이미지 센서에 닿게 되고, 이미지 센서는 광자를 감지하여 전기 신호로 변환할 수 있다. 감지된 빛은 세기와 위치에 따라 밝기, 색상, 좌표 등의 디지털 정보로 변환될 수 있다. 여기서, 이미지 센서를 통해 이미지 센서는 반도체 소자의 제조 기술을 이용하여 집적회로화된 광전 변환 소자일 수 있다.
전자 장치(200)는 403 동작에서, HDR 모드 선택에 관한 사용자 입력신호를 수신할 수 있다. 사용자 입력신호는 터치 스크린에 대한 터치 입력, 입력 키, 버튼을 통해 전자장치(200)로 전달될 수 있다. 전자 장치(200)는 HDR 모드 선택에 관한 사용자 입력신호를 수신하기 위해서, 디스플레이(260)에 HDR 모드 선택에 관한 사용자 인터페이스를 표시하거나 메뉴를 표시할 수 있다.
HDR 모드 선택에 관한 사용자 입력신호가 수신되면, 전자 장치(200)는 405 동작에서 HDR모드로 동작할 수 있다.
HDR 모드 선택에 관한 사용자 입력신호가 수신되지 않으면, 전자 장치(200)는 407 동작에서 일반 AE 모드로 동작할 수 있다.
II. 이미지 처리 장치 및 이미지 센서의 배치
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 처리 장치을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 처리 장치는 이미지 센서(610), 이미지 처리부(620) 또는 AP(210)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(610)는 광자를 감지하여 전기 신호로 변환할 수 있다. 감지된 빛은 세기와 위치에 따라 밝기, 색상, 좌표 등의 디지털 정보로 변환하여, 로 데이터(raw data)를 생성할 수 있다. 이미지 센서(610)는 생성된 로 데이터(raw data)를 이미지 처리부(620)에 전달할 수 있다.
이미지 센서(610)는 적어도 하나 이상의 장노출 픽셀 및 적어도 하나 이상의 단노출 픽셀을 포함할 수 있다. 이미지 센서(610)는 적어도 하나 이상의 장노출 픽셀 및 적어도 하나 이상의 단노출 픽셀을 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열하여 피사체의 명부 손실이나 암부 손실이 발생하지 않도록 할 수 있다.
이미지 처리부(620)는 결함 화소 교정부(BPC, Bad Pixel Correction, 621), 재구성부(Recon, Reconstruction, 622) 또는 다이내믹 레인지 압축부(Dynamic Range Compression) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
이미지 처리부(620)는 로 데이터(raw data)이미지를 이미지 처리하여 AP(210)로 전달할 수 있다.
결함 화소 교정부(BPC, Bad Pixel Correction, 621)는 이미지 센서(610)로부터 수신한 로 데이터(raw data)를 분석하여 결함 화소를 찾고, 결함이 발생한 화소를 보정할 수 있다. 재구성부(622)는 로 데이터(raw data)이미지를 재구성할 수 있다. 다이내믹 레인지 압축부(623)은 이미지의 다이내믹 레인지를 압축할 수 있다.
전자 장치(100)는 일반 AE모드에서 동작할 때, 재구성부(622) 또는 다이내믹 레인지 압축부(623) 중 적어도 하나의 기능을 구동하지 않을 수 있다. 전자 장치(100)는 HDR 모드에서 동작할 때, 재구성부(622) 또는 다이내믹 레인지 압축부(623)중 적어도 하나의 기능을 구동할 수 있다.
AP(210)는 이미지 처리부(620)가 처리한 이미지를 전달받아 이미지 처리부(620)에서 수행하지 않은 이미지 처리를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, AP(210)는 ISP(image signal processor, 211)를 더 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 이미지 센서(610), 이미지 처리부(620) 또는 ISP(211)는 카메라 모듈(291)에 포함될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 이미지 센서(610)는 카메라 모듈(291)에 포함되고, 이미지 처리부(620) 및 ISP(211)는 AP(210)에 포함될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 이미지 처리부(620)에 포함된 기능은 ISP(211)가 수행할 수 있다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서(610)에서 픽셀들의 패턴을 나타내는 블록도이다.
도 7a에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 이미지 픽셀(610)을 십자(十字)형으로 사분하였을 때, 좌상, 우하에는 장노출 픽셀들(710)을 배치되고, 좌하, 우상에는 단노출 픽셀들(720)을 배치될 수 있다. 도 7a에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 이미지 픽셀(610)을 십자(十字)형으로 사분하였을 때, 일정영역에 장노출 픽셀들(710)이 배치되고, 다른 일정영역을 단노출 픽셀들(720)이 배치될 수 있다.
도 7b에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 가로 줄 무늬 패턴으로 교차하여 배치될 수 있다. 도 7c에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 세로 줄 무늬 패턴으로 교차하여 배치될 수 있다. 도 7d에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 체스 무늬 패턴으로 교차하여 배치될 수 있다. 도 7e에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 일정한 패턴을 형성하며 배치될 수 있다. 도 7f 및 도 7g에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 불규칙적인 패턴을 형성하며 배치될 수 있다. 도 7h에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710) 및 단노출 픽셀들(720)은 계단 무늬 패턴으로 교차하여 배치될 수 있다. 도 7i에서, 이미지 센서(610)에 포함된 장노출 픽셀들(710)은 컬러 화소에 배치되고, 단노출 픽셀들(720)은 그레이 화소에 배치될 수 있다.
예컨대, 앞서 언급한 바와 같이, HDR 기능은 이미지 센서(610)를 이루는 픽셀들(710, 720)을 노출량 설정이 서로 다른 적어도 두 개의 픽셀 그룹으로 나누어 배치함으로써 가능할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명함에 있어, '노출량 설정이 서로 다르다'함은 장노출 픽셀들(710)의 노출이 진행되는 시간의 길이와 단노출 픽셀(720)의 노출이 진행되는 시간의 길이가 다름을 의미할 수 있다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 단노출 픽셀(710)의 노출은 장노출 픽셀(720)의 노출과 동시에 이루어질 수 있다. 반면에 장노출 픽셀(710)의 노출은 단노출 픽셀(720)의 노출과 동시에 이루어질 필요는 없다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 장노출 픽셀(710)과 단노출 픽셀(720)의 광전 변환 효율을 서로 다르게 설정할 수 있다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 장노출 픽셀(710)과 단노출 픽셀(720)의 조리개 설정을 서로 다르게 설정할 수 있다. 노출량 설정을 다르게 하기 위해서, 어떤 실시 예들에서는, 장노출 픽셀(710)과 단노출 픽셀(720)의 픽셀 사이즈를 서로 다르게 설정하거나, 렌즈나 필터를 조정하여 단위 시간당 픽셀로 유입되는 빛의 양을 조절할 수 있다.
본 발명의 다양한 다른 실시 예에 따른 이미지 센서(610)는, 장노출, 단노출 픽셀들(710, 720)외에 위상차 검출 픽셀(미도시)을 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는 각 픽셀들에 상응하는 색상 필터들을 더 포함할 수 있다.
도 7j는 파장 대 노출량비를 나타내는 그래프이다. 도 7j를 이용하여 색상 필터를 설명하면 다음과 같다.
예컨대, 색상 필터들은 백색광 필터(W), 적색광 필터(R), 녹색광 필터(G), 또는 청색광 필터(B) 또는 다른 색상 광을 투과하거나 차단하는 필터를 포함할 수 있다. 색상 필터들은 입사된 광의 파장에 따라 다른 투과율을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면 백색광 필터(W)는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B) 필터들과 비교할 때 높은 노출량비를 가지며, 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B) 필터들의 노출량비는 서로 유사할 수 있다. 따라서 동일 노출 시간 동안 백색광 필터(W)에 상응하게 배치되는 픽셀들은 다른 픽셀들보다 노출량이 높을 수 있다. 위상차 검출 픽셀(미도시)의 부족한 수광량을 보상해 주기 위해, 위상차 검출 픽셀(미도시)는 백색광 필터(W)를 가지도록 배치될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 초점 검출에 이용되는 저효율 픽셀은 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B) 필터들이 배치된 픽셀들 중 일부일 수 있다. 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B) 필터가 배치된 픽셀들은 백색광 필터(W)가 배치된 픽셀에 비해 더 긴 노출량, 예컨대, 노출 시간을 가질 수 있다. 따라서 색상 필터가 배치된 경우, 위상 분리 구조를 가지는 저효율 픽셀을 배치하지 않고 각 색상 필터의 특성에 따라 수광 효율이 낮은 픽셀들 중 일부를 초점 검출 픽셀로 구성할 수 있다.
III. 개선된 HDR 이미지 획득 방법
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 제 1 및 제 2 픽셀그룹에 따른 시간 당 노출량을 나타내는 그래프이다.
제 1 픽셀은 장노출 픽셀이고, 제 2 픽셀은 단노출 픽셀일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 이미지 센서(610)에서 제1 픽셀(710) 그룹 및 제2 픽셀(720) 그룹 각각의 픽셀들의 노출이 동시에 시작되어 제2 픽셀(720) 그룹의 픽셀들의 노출이 먼저 종료되고 이후에 노출이 종료된 부분의 데이터를 저장하고 제2 픽셀(720) 그룹을 리셋시킨 이후 다시 노출을 시작할 수 있다.
제1 픽셀(710) 그룹의 노출시간이 제2 픽셀(720) 그룹의 노출시간에 비해 상대적으로 많이 길기 때문에, 제2 픽셀(720) 그룹은 제 1 노출이 종료된 시점에서 데이터 저장 및 리셋을 수행하고 제 2 노출을 시작하여 제 1 픽셀(710) 그룹의 노출이 종료되는 시점에 같이 제 2 노출을 종료할 수 있다. 제2 픽셀(720) 그룹의 제 1 노출 시간과 제 2 노출 시간은 서로 다를 수 있다. 제2 픽셀(720) 그룹의 제 2 노출 시간은 제 1 노출 시간보다는 길고 제 1 픽셀(710) 그룹의 노출 시간보다 짧을 수 있다. 아울러, 도시되지는 않지만, 상기 제1 픽셀 그룹의 노출 시작/종료와 비교할 때, 제2 픽셀 그룹의 픽셀들의 노출이 늦게 시작되어 먼저 종료될 수도 있다.
도 9a내지 도 9c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 HDR 이미지 획득 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9a에서, 전자 장치(200)는 901 동작에서, 이미지 센서(610)를 통해 제 1 픽셀 그룹 및 제 2 픽셀 그룹의 노출을 시작할 수 있다.
제 1 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 장노출 픽셀을 포함하며, 제 2 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 단노출 픽셀을 포함할 수 있다.
전자 장치(200)는 903 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀 그룹의 제 1 노출을 종료할 수 있다. 전자 장치(200)는 905 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀의 제 1 노출 동안 획득한 이미지를 제 1 이미지로 버퍼(buffer)에 저장할 수 있다.
전자 장치(200)는 907 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출을 시작할 수 있다. 여기서, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출 시간은 제 1 노출 시간보다는 길고, 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간보다는 짧을 수 있다.
전자 장치(200)는 909 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹의 노출을 종료하고, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출을 종료할 수 있다.
전자 장치(200)는 911 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간 동안 획득한 이미지를 제 3 이미지로 버퍼에 저장하고, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출 시간 동안 획득한 이미지를 제 2 이미지로 버퍼에 저장할 수 있다. 여기서, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출 시간은 제 1 노출 시간보다는 길고, 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간보다는 짧을 수 있다. 또, 제 2 픽셀 그룹의 제 1 노출 시간과 제 2 노출 시간의 합은 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간보다 짧거나 같을 수 있다.
전자 장치(200)는 913 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 버퍼에 저장된 제 1 및 제 2 이미지를 이용하여 제 4 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에서, 전자 장치(200)는 913 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 버퍼에 저장된 제 1 및 제 2 이미지를 보간(interpolation)하여 제 4 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 전자 장치(200)는 913 동작에서, 버퍼에 저장된 제 1 및 제 2 이미지를 합성하여 제 4 이미지를 생성할 수 있다.
전자 장치(200)는 915 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 3 이미지 및 제 4 이미지를 이용하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에서, 전자 장치(200)는 915 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 3 이미지 및 제 4 이미지를 보간(interpolation)하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에서, 전자 장치(200)는 915 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 3 이미지 및 제 4 이미지를 합성하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다.
도 9b에서, 전자 장치(200)는 931 동작에서, 이미지 센서(610)를 통해 제 1 픽셀 그룹 및 제 2 픽셀 그룹의 노출을 시작할 수 있다.
제 1 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 장노출 픽셀을 포함하며, 제 2 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 단노출 픽셀을 포함할 수 있다.
전자 장치(200)는 933 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀 그룹의 제 1 노출을 종료할 수 있다. 전자 장치(200)는 935 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀의 제 1 노출 동안 획득한 이미지를 제 1 이미지로 버퍼(buffer)에 저장할 수 있다.
전자 장치(200)는 937 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출을 시작할 수 있다. 여기서, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출 시간은 제 1 노출 시간보다는 길고, 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간보다는 짧을 수 있다. 또, 제 2 픽셀 그룹의 제 1 노출 시간과 제 2 노출 시간의 합은 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간보다 짧거나 같을 수 있다.
전자 장치(200)는 939 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹의 노출을 종료하고, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출을 종료할 수 있다.
전자 장치(200)는 941 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간 동안 획득한 이미지를 제 3 이미지로 버퍼에 저장하고, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출 시간 동안 획득한 이미지를 제 2 이미지로 버퍼에 저장할 수 있다.
전자 장치(200)는 943 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 1 내지 제 3 이미지를 이용하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 943 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 1 내지 제 3 이미지를 보간(interpolation)하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 943 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다.
도 9c에서, 전자 장치(200)는 951 동작에서, 이미지 센서(610)를 통해 제 1 픽셀 그룹 및 제 2 픽셀 그룹의 노출을 시작할 수 있다.
제 1 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 장노출 픽셀을 포함하며, 제 2 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 단노출 픽셀을 포함할 수 있다.
전자 장치(200)는 953 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀 그룹의 제 1 노출을 종료할 수 있다. 전자 장치(200)는 955 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀의 제 1 노출 동안 획득한 이미지를 제 1 이미지로 버퍼(buffer)에 저장할 수 있다.
전자 장치(200)는 957 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출을 시작할 수 있다. 여기서, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출 시간은 제 1 노출 시간보다는 길고, 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간보다는 짧다. 또, 제 2 픽셀 그룹의 제 1 노출 시간과 제 2 노출 시간의 합은 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간보다 짧거나 같을 수 있다.
전자 장치(200)는 959 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹의 노출을 종료하고, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출을 종료할 수 있다.
전자 장치(200)는 961 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹의 노출 시간 동안 획득한 이미지를 제 3 이미지로 버퍼에 저장하고, 제 2 픽셀 그룹의 제 2 노출 시간 동안 획득한 이미지를 제 2 이미지로 버퍼에 저장할 수 있다.
전자 장치(200)는 963 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 1 및 제 2 이미지를 이용하여 제 3 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에서, 전자 장치(200)는 963 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 1 및 제 2 이미지를 보간(interpolation)하여 제 3 이미지를 생성할 수 있다. 한 실시예에서, 전자 장치(200)는 963 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 1 및 제 2 이미지를 합성하여 제 3 이미지를 생성할 수 있다.
전자 장치(200)는 965 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹의 노출을 종료할 수 있다. 전자 장치(200)는 967 동작에서, 이미지 센서(610)의 제 1 픽셀 그룹이 노출되는 동안 획득한 이미지를 제 4 이미지로 버퍼에 저장할 수 있다.
전자 장치(200)는 969 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 3 및 제 4 이미지를 이용하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 전자 장치(200)는 969 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 3 및 제 4 이미지를 보간(interpolation)하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 전자 장치(200)는 969 동작에서, AP(210) 또는 이미지 처리 장치를 통해 제 3 및 제 4 이미지를 합성하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 이미지 센서(1001)의 노출 타이밍 및 데이터 읽기 타이밍을 나타내는 도면이다. 한 실시예에서, 전자 장치(200)는 롤링 셔터 방식으로 이미지를 캡쳐할 수 있다. 롤링 셔터(Rolling Shutter) 방식을 가진 전자 장치(200)에서 데이터 읽기는 라인(L1~LN)별로 데이터를 읽어 들이게 될 수 있다.
도 10a는 코드화 롤링 셔터(Coded Rolling Shutter)와 같은 라인 별로 노출이 다른 경우에 관한 실시예를 나타낸다. 제 1열(L1) 및 제 N-1열(LN-1)은 동일한 노출 타이밍을 가지고, 제 2열(L2)과 제 N열(LN)이 동일한 노출 타이밍을 가지며, 제 1열(L1)과 제 2열(L2)이 서로 노출이 다른 시간을 가지는 경우, 예를 들어 제 1열(L1)은 1/32초로 노출 타이밍을 가지고 제 2열(L2)은 1/4초로 노출 타이밍을 가지는 경우, 제 1열(L1)은 1/32초동안 이미지 센서(1001)의 제 1 픽셀(1002)에서 빛을 받아 들이고 리셋하여 노출 타이밍 종료 시점 이후는 받아들인 신호를 저장하지 않을 수 있다. 제 1열(L1)은 제 2열(L2)의 1/4초의 노출 타이밍이 종료될 때까지 노출 타이밍 종료 시점 이후는 받아들인 신호를 저장하지 않고 있다가 노출 타이밍 종료 시점 이후는 받아들인 신호를 저장하지 않고 있다가 제 2열(L2)의 노출이 끝나게 되면 제 1열(L1)과 제 2열(L2)의 데이터 읽기를 수행하게 될 수 있다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예인 단노출 픽셀에서의 복수의 촬영 예시를 나타낸다. 예를 들어 제 1열(L1)이 모두 단노출 픽셀이고 제 2열(L2)이 모두 장노출 픽셀에 해당하는 경우를 나타낼 수 있다. 제 1열(L1)의 단노출 픽셀의 노출시간이 1/32초 이고 제 2열(L2)의 장노출 픽셀의 노출시간이 1/4초인 경우 두 개의 열의 데이터 읽기 시간까지 1/4 - 1/32 = 7/32의 시간의 빈(Blank) 시간을 가질 수 있다. 빈 시간 동안 적어도 한 장의 이미지를 더 받아 들여 고 성능의 HDR 이미지 및 노이즈 저감효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 단노출 픽셀에서 제 1 단노출 이미지(1004)를 얻은 후 제 1 단노출 이미지(1004)를 읽고 버퍼에 저장할 수 있으며 제 1 단노출 이미지(1004) 픽셀의 정보를 리셋한 다음 제 2 단노출 이미지(1005)를 얻을 수 있다. 예를 들어 제 2 단노출 이미지(1005)는 7/32초보다 작은 1/8초 또는 1/16초의 노출시간을 가지는 이미지가 될 수 있으며 상기 촬영된 1/32초의 제 1 단노출 이미지(1004), 1/8초의 제 2 단노출 이미지(1005), 1/4초의 장노출 이미지(1006)를 이용하여 HDR 영상을 얻을 수 있다.
도 11a 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 노출 타이밍, 데이터 읽기 타이밍 및 이미지 합성 타이밍을 나타낸다.
도 11a는 단노출 픽셀의 노출 타이밍 및 데이터 읽기 수행 이후에 단노출 픽셀을 통해 획득한 이미지 제 1 인터폴레이션(Interpolation)을 수행하는 것을 나타낸다. 전자 장치(200)는 단노출 픽셀(예를 들어, 도 9a의 제 2 픽셀)에서 먼저 제 1 노출 동안 획득한 제 1이미지를 데이터 읽기를 수행하고 이를 버퍼에 저장할 수 있다. 이후 단노출 픽셀(예를 들어, 도 9a의 제 2 픽셀)에 대해 리셋을 진행한 이후에 다시 단노출 픽셀(예를 들어, 도 9a의 제 2 픽셀)에서 제 2 노출을 진행하여 제 2 이미지를 획득할 수 있다. 전자 장치(200)는 제 1이미지와 제 2이미지를 이용하여 제 1 인터폴레이션을 통해 제 4이미지를 만들 수 있으며 이는 단노출 픽셀만을 이용한 HDR 이미지가 될 수 있다. 전자 장치(200)는 장노출 픽셀(예를 들어, 도 9a의 제 1 픽셀)에서의 노출이 끝나면 장노출 픽셀(예를 들어, 도 9a의 제 2 픽셀) 이미지인 제 3이미지와 제 4이미지로 제 2 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 전자 장치(200)는 제 3이미지와 제 4이미지를 이용하여 제 2 인터폴레이션을 수행하여 최종 HDR 이미지를 얻을 수 있다.
도 11b는 도 9b와 같이, 단노출 픽셀을 이용하여 얻은 제 1이미지와 제 2이미지, 그리고 장노출 픽셀을 이용하여 얻은 제 3이미지를 한꺼번에 인터폴레이션을 수행하여 최종 HDR 이미지를 얻는 과정을 나타내는 타이밍도이다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치의 이미지 처리 방법에 있어서,
    제 1 픽셀 그룹을 이용하여 제 1 노출 시간을 가지는 제 1 이미지를 획득하는 동작;
    제 2 픽셀 그룹을 이용하여 상기 제 1 노출 시간보다 노출 시간이 짧은 제 2 노출 시간을 가지는 제 2 이미지를 획득하는 동작;
    상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 미리 정해진 임계값 이상인지 판단하는 동작;
    상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 상기 임계값 이상이라고 판단되면, 상기 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 제 3 노출 시간을 가지는 제 3 이미지를 획득하는 동작; 및
    상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 생성하는 동작을 포함하는 전자 장치의 이미지 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 노출 시간과 상기 제 3 노출 시간의 합은 상기 제 1 노출 시간보다 짧거나 같은 것을 특징으로 하는 전자 장치의 이미지 처리 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR 이미지를 생성하는 동작은
    상기 제 2 이미지 및 제 3 이미지를 합성하여 제 4 이미지를 생성하는 동작; 및
    상기 제 1 이미지 및 제 4 이미지를 합성하여 상기 HDR 이미지를 생성하는 동작을 포함하는 전자 장치의 이미지 처리 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 노출 시간은
    상기 제 1 노출 시간보다 짧고 상기 제2 노출 시간 보다 긴 것을 특징으로 하는 전자 장치의 이미지 처리 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 이미지 및 상기 제 2 이미지를 이용하여 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 있는지 여부를 판단하는 동작;
    상기 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 있다고 판단되면, 상기 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 상기 제 1 노출 시간보다 짧고 상기 제 2 노출 시간보다 긴 제 3 노출 시간을 가지는 제 3 이미지를 획득하는 동작; 및
    상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 생성하는 동작을 포함하는 전자 장치의 이미지 처리 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 픽셀 그룹 및 상기 제 2 픽셀 그룹 외에 적어도 하나 이상의 제 3 픽셀을 포함하는 제 3 픽셀 그룹을 통해 상기 제 3 이미지를 획득하는 동작를 더 포함하며,
    상기 제 3 픽셀 그룹의 노출 시간은 상기 제 1 픽셀 그룹의 노출시간보다 짧고 상기 제 2 픽셀 그룹의 노출 시간 보다 길며, 상기 제 2 픽셀 그룹의 노출 시간과 상기 제 3 픽셀 그룹의 노출 시간의 합은 상기 제 1 픽셀 그룹의 노출시간 보다 길거나 짧은 것을 특징으로 하는 전자 장치의 이미지 처리 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 노출 시간 종료 이전에 상기 제 3이미지를 생성하거나 상기 제 1 노출 시간 종료 이후에 상기 제 3이미지를 생성하는 동작을 포함하는 전자 장치의 이미지 처리 방법.
  8. 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈; 및
    이미지 처리부 또는 ISP(image signal processor)를 포함하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는
    상기 카메라 모듈을 통해 제 1 픽셀 그룹을 이용하여 제 1 노출 시간을 가지는 제 1 이미지를 획득하고, 상기 카메라 모듈을 통해 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 상기 제 1 노출 시간보다 노출 시간이 짧은 제 2 노출 시간을 가지는 제 2 이미지를 획득하며, 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 미리 정해진 임계값 이상인지 판단하고, 상기 제 1 노출 시간 및 상기 제 2 노출 시간의 차이가 상기 임계값 이상이라고 판단되면 상기 카메라 모듈을 통해 상기 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 제 3 노출 시간을 가지는 제 3 이미지를 획득하고, 상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 생성하는 전자 장치.
  9. 상기 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 노출 시간과 상기 제 3 노출 시간의 합은 상기 제 1 노출 시간보다 짧거나 같은 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제 2 이미지 및 제 3 이미지를 합성하여 제 4 이미지를 생성하고, 상기 제 1 이미지 및 제 4 이미지를 합성하여 상기 HDR 이미지를 생성하는 전자 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 3 노출 시간은
    상기 제 1 노출 시간보다 짧고 상기 제2 노출 시간 보다 긴 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제 1 이미지 및 상기 제 2 이미지를 이용하여 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 있는지 여부를 판단하고, 상기 이미지에 과소 노출 및 과대 노출이 있다고 판단되면 상기 제 2 픽셀 그룹을 이용하여 상기 제 1 노출 시간보다 짧고 상기 제 2 노출 시간보다 긴 제 3 노출 시간을 가지는 제 3 이미지를 획득하며, 상기 제 1 내지 제 3 이미지를 합성하여 HDR(High Dynamic Range) 이미지를 생성하는 전자 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제 1 픽셀 그룹 및 상기 제 2 픽셀 그룹 외에 적어도 하나 이상의 제 3 픽셀을 포함하는 제 3 픽셀 그룹을 통해 상기 제 3 이미지를 획득하며, 상기 제 3 픽셀 그룹의 노출 시간은 상기 제 1 픽셀 그룹의 노출시간보다 짧고 상기 제 2 픽셀 그룹의 노출 시간 보다 길며, 상기 제 2 픽셀 그룹의 노출 시간과 상기 제 3 픽셀 그룹의 노출 시간의 합은 상기 제 1 픽셀 그룹의 노출시간 보다 길거나 짧은 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 이미지 센서는
    상기 제 1 픽셀 그룹 및 상기 제 2 픽셀 그룹이 배치되고, 상기 제 1 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 제 1 픽셀을 포함하고, 상기 제 2 픽셀 그룹은 적어도 하나 이상의 제 2 픽셀을 포함하며, 상기 제 1 픽셀의 노출 시간은 상기 제 2 픽셀보다 길며,
    상기 제 1 픽셀 그룹 및 상기 제 2 픽셀 그룹이 규칙적 패턴으로 배치되거나 상기 제 1 픽셀 그룹 및 상기 제 2 픽셀 그룹이 불규칙적 패턴으로 배치되는 것을 특징으로긴 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제 1 노출 시간 종료 이전에 상기 제 3이미지를 생성하거나 상기 제 1 노출 시간 종료 이후에 상기 제 3이미지를 생성하는 전자 장치.
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