WO2020004837A1 - 자동 편광 조절 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2020004837A1
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liquid crystal
polarized
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김준식
박승서
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사이정보통신(주)
김준식
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Definitions

  • the present invention relates to an automatic polarization control apparatus and method, and more particularly, to an automatic polarization control apparatus and method for generating a polarization image desired by the user by electrically adjusting the transmission polarization direction of light incident to the camera.
  • a polarization filter When processing photo / video images using a camera such as a DSLR digital camera or a smartphone camera, a polarization filter may be mounted and image processed. When such a polarizing filter is mounted and the image is processed, a clear picture / video can be obtained by removing the strong reflection polarization reflection, commonly called diffuse reflection. The image processed through the polarization filter can obtain a clear image that preserves almost natural colors as compared to the image without the polarization filter.
  • the polarizing filter is placed in front of the camera, and the polarizing filter is rotated and fixed in accordance with a desired transmission polarization direction and image processing is performed.
  • the conventional polarizing filter is inconvenient to use because it manually adjusts the transmission polarization direction.
  • a technique has been developed in which a rotating polarizer is coupled to a passive polarizing filter and a rotating motor is driven by a motor to rotate the polarizing filter to process an image with a camera while changing the transmission polarization direction. Due to the transport structure, it may cause durability problems when the automatic polarization conversion is operated at a high speed or when frequent detachment is required, noise may occur during operation, power consumption may be high, and frequent mechanical failures may occur. .
  • Korean Patent [10-1165695] discloses an automatically controlled polarization filter for road surface detection and a driving method thereof.
  • an object of the present invention is to automatically adjust the polarization direction of the light incident to the camera, the automatic polarization control device for generating a polarized image desired by the user and To provide a way.
  • the first liquid crystal 100 for polarizing conversion of the polarization component transmitted in accordance with the applied voltage;
  • a polarization controller 150 for controlling the voltage applied to the first liquid crystal 100;
  • a first polarization filter 200 provided to fix the transmission polarization direction behind the first liquid crystal 100 and transmitting incident light polarized in the transmission polarization direction;
  • An image sensor 600 provided at the rear of the first polarization filter 200 and configured to image transmitted light passing through the first liquid crystal 100 and the first polarization filter 200;
  • An image processor for processing the transmitted light imaged by the image sensor 600;
  • a storage unit 800 for storing the image processed by the processing unit 700.
  • the first polarization filter 200 is provided with a plurality of regions in which the transmission polarization direction is fixed for each region, and characterized in that the transmission polarization direction is at least two types.
  • the automatic polarization control device is provided between the first polarization filter 200 and the image sensor 600, the second liquid crystal 300 for polarizing conversion of the polarization component transmitted in accordance with the applied voltage; And a second polarization filter 400 provided between the second liquid crystal 300 and the image sensor 600 so as to fix the transmission polarization direction and transmitting incident light polarized in the transmission polarization direction. .
  • the automatic polarization control device is an image design unit for controlling the polarization control unit 150 and the processing unit 700 according to the designed image processing sequence to design an image processing sequence to obtain an optimal polarized image according to the intended use of the image processing 900; characterized in that it comprises a.
  • the automatic polarization control device selects a polarization image corresponding to the purpose of using the image processing by comparing the polarized images of different angles, or based on the polarized images of different angles And an image determining unit 950 for generating an image corresponding to the intended use of the image processing.
  • the image determining unit 950 is based on a plurality of polarized images, using any one operation selected from the maximum pixel value operation, the minimum pixel value operation, the absolute polarization difference image operation, color-specific polarization difference image operation And generating an image.
  • the first liquid crystal 100 for polarizing conversion of the polarization component transmitted according to the applied voltage;
  • a polarization controller 150 for controlling the voltage applied to the first liquid crystal 100;
  • a first polarization filter 200 provided to fix the transmission polarization direction behind the first liquid crystal 100 and transmitting incident light polarized in the transmission polarization direction;
  • An image sensor 600 provided at the rear of the first polarization filter 200 and configured to image transmitted light passing through the first liquid crystal 100 and the first polarization filter 200;
  • An image processor for processing the transmitted light imaged by the image sensor 600;
  • a storage unit 800 for storing an image processed by the processor 700;
  • An image design unit 900 which controls the polarization control unit 150 and the processing unit 700 according to the designed image processing sequence by designing an image processing sequence to obtain an optimal polarized image according to the purpose of image processing; And according to the design of the image design unit 900, by comparing the polarized images of different angles to select a polarized image corresponding to the front situation or the purpose of the
  • the optimal image acquisition step (S30) is characterized in that to generate an image corresponding to the purpose of use by applying the relative contribution degree based on the polarized image of various angles.
  • the relative contribution degree is the polarization conversion angle is ⁇ angle
  • the polarized light is incident
  • the voltage V ⁇ is applied to the first liquid crystal 100
  • the polarizing filter is placed in the state to transmit the vertically polarized light intensity La ⁇ in the optical sensor
  • the polarizing filter is set to transmit horizontally polarized light
  • the light intensity Lb ⁇ is measured by an optical sensor.
  • the relative contribution is incident to the horizontal polarized light, applying a voltage V ⁇ to the first liquid crystal 100, and then rotates the polarization filter to the angle of the light intensity of the optical sensor to the maximum, horizontally from the angle of the maximum light intensity Measure the angle from and store it as ⁇ angle, measure the light intensity of the optical sensor at the angle of maximum light intensity and store it as La ⁇ , and rotate the polarization filter in the state perpendicular to the angle with the maximum light intensity. Measure the light intensity of the sensor and store it as Lb ⁇ , then set the polarization filter to transmit horizontal polarization and measure the light intensity Lb ⁇ in the optical sensor.
  • the automatic polarization control device is provided between the first polarization filter 200 and the image sensor 600, the second liquid crystal 300 for polarizing conversion of the polarization component transmitted in accordance with the applied voltage; And a second polarization filter 400 provided between the second liquid crystal 300 and the image sensor 600 so as to fix a transmission polarization direction and transmitting incident light polarized in the transmission polarization direction.
  • the polarization filter 200 is characterized in that a plurality of regions in which the transmission polarization direction is fixed for each region is provided, the image processing step (S20) of the automatic polarization control method is set to the voltage V ⁇ corresponding to the polarization angle ⁇ angle Applying a voltage to the one liquid crystal 100 (S21); And only one transmitted light sequentially passes through the second polarization filter 400 among the transmitted light transmitted to the second liquid crystal 300 in the transmission polarization direction for each region of the first polarization filter 200.
  • L1 # a ( ⁇ ) * L1 ( ⁇ ) + b ( ⁇ + 90 degrees) * L2 ( ⁇ + 90 degrees)
  • L1 # is the pixel light intensity value of the image sensor 600 of the transmitted light L1 ⁇
  • L2 # is the pixel light intensity value of the image sensor 600 of the transmitted light L2 ⁇
  • L1, L2, L1 ⁇ , L2 ⁇ Is the light intensity of each polarization component, and a and b are relative contributions
  • L1 ( ⁇ ) and L2 ( ⁇ + 90 degrees) are calculated by summing, and using this, an image corresponding to the purpose of use is generated.
  • the optimal image acquisition step (S30) is based on a plurality of polarized images, using any one operation selected from the maximum pixel value calculation, minimum pixel value calculation, absolute polarization difference image operation, color-specific polarization difference image operation It is characterized in that to generate an image that meets the purpose of use, the difference operation of the absolute difference value image operation (polarization difference absolute value image operation, color-specific polarization difference image operation) includes a division operation and a log difference operation It is done.
  • the polarization component transmission polarization direction
  • polarization conversion adjustment
  • the first polarization filter in which at least two kinds of transmission polarization directions are fixed for each region, there is an effect of not requiring mechanical transfer (rotation) of the polarization filter even when obtaining four or more types of polarization images.
  • the image determining unit may obtain an image that emphasizes the reflection of the object by using the maximum pixel value calculation.
  • the image determining unit minimizes the reflection of the object by using the minimum pixel value calculation, thereby providing an image that is clearer and has a better color.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an automatic polarization control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of polarization conversion of light transmitted through a first liquid crystal and a first polarization filter of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of polarization conversion of light transmitted through a first liquid crystal and a first polarization filter of FIG. 1.
  • V ⁇ liquid crystal voltage
  • ⁇ polarization conversion angle
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example in which the first polarization filter of FIG. 2 is divided into regions of different transmission polarization directions.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example in which the first polarization filter of FIG. 2 is divided into regions of different transmission polarization directions.
  • FIG. 5 is a conceptual view illustrating an example in which a second liquid crystal and a second polarization filter are provided between a first polarization filter and an image sensor.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an example in which an image design unit is added to FIG. 1.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an example in which an image determining unit is added to FIG. 6.
  • FIG. 8 is a flow chart of the automatic polarization control method according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is an image in which only the maximum image value is stored for each pixel of each polarization image.
  • Fig. 13 is an image on which polarization difference absolute value image calculation is performed.
  • processing unit 700 700: processing unit
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an automatic polarization control apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a conceptual diagram showing an example of the polarization conversion of the light transmitted through the first liquid crystal and the first polarization filter of Figure 1
  • Figure 3 is TN 4 is a graph illustrating a relationship between the liquid crystal voltage V ⁇ and the polarization conversion angle ⁇ of the liquid crystal.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example in which the first polarization filter of FIG. 2 is divided into regions of different transmission polarization directions.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an example in which a second liquid crystal and a second polarization filter are provided between a first polarizing filter and an image sensor.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an example in which an image design unit is added to FIG. 1
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an example in which an image determining unit is added
  • FIG. 8 is a flowchart of a method for automatically adjusting polarization according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a polarization image having an angle of 0 degrees with the earth surface
  • FIG. 10 is an earth surface.
  • FIG. 11 is an image in which only the maximum image value is stored for each pixel of each polarization image
  • FIG. 12 is an image in which only the minimum image value is stored for each pixel among each polarization image
  • FIG. 13 is an absolute polarization difference image calculation.
  • FIG. 14 is an image obtained by performing polarization difference image calculation differently for each color. to be.
  • the automatic polarization control apparatus includes a first liquid crystal 100, a polarization controller 150, a first polarization filter 200, an image sensor 600, and a processor ( 700 and the storage unit 800.
  • the lens 500 may be further provided between the first liquid crystal 100 and the image sensor 600.
  • the lens 500 collects light in the image sensor 600.
  • the lens 500 may combine a plurality of convex and concave lenses to reduce aberration (spherical aberration, chromatic aberration, etc.).
  • a liquid crystal control UI user interface
  • a display unit may be added thereto.
  • the liquid crystal control UI (user interface) may set the polarization angle in the form of an adjustment bar or directly input the polarization angle, so that only incident light having transmission polarization at the set polarization angle may be processed.
  • liquid crystal control UI user interface
  • various polarization direction angles for example, 0 degrees, 45 degrees, and 90 degrees
  • 'R' button a repetitive image processing command
  • liquid crystal control UI user interface
  • the liquid crystal control UI is able to input the purpose of use, when it is important to distinguish moving objects according to the purpose of use, when you want to obtain a clearer image through defogging during fog, When you want to distinguish snow ice on the road, or when you need to check for defects through the image, you can save the processed image with the preset settings.
  • the first liquid crystal 100 polarizes the polarization component transmitted according to the applied voltage.
  • the polarization conversion refers to the rotation of the polarization component at a predetermined angle, or is called polarization conversion because transmitted light is not rotated at a predetermined angle.
  • the first liquid crystal 100 may use other liquid crystals, such as super twisted nematic (STN), vertical alignment (VA), and in-plane switching (IPS), in addition to the TN liquid crystal.
  • STN super twisted nematic
  • VA vertical alignment
  • IPS in-plane switching
  • TN liquid crystal will be described.
  • the liquid crystal alignment axis of the liquid crystal incident surface is called a linear alignment axis
  • the alignment axis of the liquid crystal emission surface is called a rear alignment axis.
  • linearly polarized light in the direction of the linear alignment axis during incident light is converted to linearly polarized light in the direction of the rearward axis in the exit plane while passing through the liquid crystal.
  • linearly polarized light perpendicular to the direction of the linear alignment axis is converted into linearly polarized light perpendicular to the direction of the rearward axis in the liquid crystal emission plane.
  • 90 degrees of polarization of linearly polarized light which is perpendicular to the direction of the linear alignment axis, is lower in purity than most of the linearly polarized light, but is converted to 90 degrees.
  • the polarization controller 150 controls the voltage applied to the first liquid crystal 100.
  • the polarization controller 150 controls to apply a predetermined voltage to the first liquid crystal 100 according to the set polarization transmission direction.
  • the first polarization filter 200 is provided so that the transmission polarization direction is fixed to the rear of the first liquid crystal 100 and transmits incident light polarized in the transmission polarization direction.
  • the first polarizing filter 200 passes a component parallel to the transmission polarization direction (polarization axis), it can also be used in the form of a film.
  • the image sensor 600 is provided at the rear of the first polarization filter 200, and the transmitted light passing through the first liquid crystal 100 and the first polarization filter 200 is imaged.
  • the polarization component rotates ⁇ to emit liquid crystal according to the voltage applied to the first liquid crystal 100, and the output light is emitted. While passing through the first polarization filter 200, only a component corresponding to the transmission polarization direction of the first polarization filter 200 is emitted, and the emitted light is imaged by the image sensor 600.
  • the user can set the camera use or polarization transmission direction (angle) using the UI (user interface), the user according to the polarization transmission direction based on the information input through the UI (user interface), the polarization control unit
  • the polarization control unit When 150 applies a voltage to the first liquid crystal 100, transmission occurs around a predetermined polarization during incident light, and is imaged by the image sensor 600. In this way, the transmission polarization direction of the incident light can be adjusted electrically.
  • the polarization controller 150 may automatically adjust the transmission polarization direction of the incident light by controlling the voltage applied to the liquid crystal in the set pattern.
  • the processor 700 processes the transmitted light imaged by the image sensor 600.
  • processing unit 700 may be used to control other configurations.
  • the storage unit 800 stores an image processed by the processor 700.
  • the first liquid crystal 100 and the first polarization filter 200 may be mechanically installed in front of the smartphone camera in various forms.
  • the first liquid crystal 100 may supply power to a smartphone or may have a separate power and polarization control unit 150 outside the smartphone. It can also be wired to smartphones, USBs, and earphone jacks to drive liquid crystal control applications in smartphones.
  • the transmission polarization direction of the first polarization filter 200 is fixed in a vertical direction, and when a voltage is applied to the TN liquid crystal with an intermediate voltage V ⁇ between 0 V and a maximum voltage, a large part of incident light The polarization is converted to a predetermined angle ⁇ angle between 0 and 90 degrees according to the voltage.
  • the linearly polarized light L1 is polarized by the ⁇ angle while passing through the first liquid crystal 100 to be L1 ⁇ , and the linearly polarized light L2 perpendicular to the linearly polarized light L1 is the first liquid crystal 100. If it passes, it is converted to L2 ⁇ in the horizontal direction.
  • L1, L2, L1 ⁇ , L2 ⁇ are light intensities of each polarization component, and a and b are relative contribution degrees.
  • the transmission polarization direction of the incident light can be selected by the applied voltage.
  • liquid crystals such as STN, VA, and IPS can be operated in a similar manner.
  • V ⁇ liquid crystal voltage
  • ⁇ polarization conversion angle
  • low purity polarization conversion occurs at intermediate voltages such as V ⁇ 1 and V ⁇ 2.
  • V ⁇ 1 when a polarization component having horizontal and ⁇ 1 angles, ie, vertical and ⁇ 2 angles, is incident, a large part of the incident light intensity is converted into vertically polarized light L1 ⁇ .
  • a polarization conversion is not high purity close to 100%, but is converted by a ratio a greater than 50%.
  • the liquid crystal voltage is V ⁇
  • the relative ratios of polarization converting components (even if they are relative) a and b change depending on the liquid crystal voltage V ⁇ .
  • the user When the user wants to obtain an image of polarized light incident at a predetermined polarization angle ⁇ angle and an image of polarization perpendicular to the polarization angle ⁇ angle, the user applies a voltage ?? ⁇ corresponding to the polarization angle ⁇ angle to the first liquid crystal 100, The transmitted light imaged by the image sensor 600 is image processed.
  • L1 # a?
  • L1 and L2 of the incident light are values L1 (x, y) and L2 (x, y) which are scaled with the light intensity at (x, y) to correspond to the pixel light intensity.
  • L1 # a ?? L1 + b ?? L2
  • a and b are known values.
  • the L2 # originating from the L1 at the value L1 at the ⁇ angle and the value L2 at the ⁇ + 90 degree should be measured.
  • the first polarization filter 200 should be placed horizontally.
  • the first polarizing filter 200 may be mechanically transferred horizontally to calculate L2 # using an energy conservation relationship of orthogonal light intensity without measuring L2 #.
  • L1 and L2 are expressed in order to make it easier to see L1 and L2 pairs in orthogonal relationship.
  • a polarized image at four angles such as L1 (0 degrees), L2 (90 degrees), L1 ( ⁇ ), L2 ( ⁇ + 90 degrees), measure the polarized image at four angles or
  • the polarization image is measured only at three angles, and the other angle can be calculated by calculation.
  • Measuring the polarized image at four angles requires mechanical transport such as rotating the first polarized filter 200, but measuring the polarized image at three angles provides four angles without mechanical transport of the first polarized filter 200.
  • Polarization images can be obtained from.
  • L2 (90 degrees) measures the pixel value L1 # (90) of the image sensor by applying a liquid crystal voltage of 0 V in the case of TN liquid crystal when the ⁇ angle is 90 degrees.
  • L1 ( ⁇ ) measures the pixel value L1 # ( ⁇ ) of the image sensor by applying a liquid crystal voltage to V ⁇ in the case of TN liquid crystal when the angle is ⁇ .
  • L1 ( ⁇ ) [L1 # ( ⁇ )-b * ⁇ L1 (0) + L2 (90) ⁇ ] / (a-b)
  • the first polarization filter 200 of the automatic polarization control apparatus includes a plurality of regions in which the transmission polarization direction is fixed for each region, and the transmission polarization direction is at least two. It can be characterized by the kind.
  • different transmission polarization directions may be provided in a plurality of regions.
  • the lens 500 when the lens 500 is provided between the first liquid crystal 100 and the first polarization filter 200 (not shown), a different polarization state image is imaged for each area of the image sensor, and then Each polarization state image can be extracted from the process.
  • the apparatus for automatically adjusting polarization may further include a second liquid crystal 300 and a second polarization filter 400.
  • the second liquid crystal 300 is provided between the first polarization filter 200 and the image sensor 600, and converts the polarization component transmitted according to the applied voltage by polarization.
  • the second liquid crystal 300 has the same or similar configuration as the first liquid crystal 100.
  • the second liquid crystal 300 is to make the polarization component required of the polarization components transmitted through the first polarization filter 200 to be horizontal to the transmission polarization direction of the second polarization filter 400.
  • a voltage of V ⁇ is applied to the first liquid crystal 100 and the second liquid crystal 300 is applied.
  • a voltage close to the maximum voltage and obtain an image of the L2 ⁇ component when the voltage of V ⁇ is applied to the first liquid crystal 100 and the voltage applied to the second liquid crystal 300 is cut off. do.
  • the second polarization filter 400 is provided so that the transmission polarization direction is fixed between the second liquid crystal 300 and the image sensor 600, and transmits incident light polarized in the transmission polarization direction.
  • the second polarization filter 400 is the same as or similar to the first polarization filter 200.
  • the lens 500 may be in front of the second liquid crystal 300, between the second liquid crystal 300 and the second polarization filter 400, and at the rear of the second polarization filter 400. It can be provided at various locations.
  • the automatic polarization control apparatus designes an image processing sequence so as to obtain an optimal polarization image according to an intended use of an image processing. It may further include an image design unit 900 for controlling the 150 and the processing unit 700.
  • the image design unit 900 is a part designed to obtain an optimal image according to the front situation and the use purpose of the image processing by the camera.
  • Purpose of use refers to automobile, surveillance, inspection, moving object detection, road object lane detection, defogging during fog, road characteristics, and skid (water, snow, ice) distinction, etc.
  • 900 is used for cars, surveillance or inspection purposes, moving object discrimination purposes, road object lane detection purposes, fog defogging purposes, road characteristics or snow ice discrimination on the road.
  • Automatically design optimal polarized images according to the purpose When the purpose of use varies depending on the situation, the image design unit 900 automatically designs an image processing sequence to obtain a different polarized image.
  • the image design unit 900 may design and store an image processing sequence according to the purpose of use in advance, match and use the image processing sequence, or may be implemented to enable the design of an image processing sequence through machine learning.
  • the polarized image with the largest polarization difference among the four angles of 0 degree 90 degree 45 degree 135 degree for 0.05 seconds is judged, and if the 45 degree 135 degree polarization difference is large, 45 degree 135 degree polarization for the next 0.95 second Save only. If the zero polarization difference is the largest among the polarized images of 0 degrees 90 degrees 45 degrees 135 degrees four angles during 0.05 second starting point of one second, and the zero degrees 90 degrees polarization difference is large, only 0 degrees 90 degrees polarization is stored for the next 0.95 seconds.
  • the polarization difference may be determined by weighting an important region of the image, or by adding weights to the central region rather than other regions of the image to determine the sum of the polarization differences.
  • the image design unit 900 may design an image processing sequence to automatically process an image and store the image in association with a period in which the voltage changes.
  • the liquid crystal is periodically driven at a time t1 + t2 by applying 0V to the liquid crystal for t1 time, applying a maximum voltage to the liquid crystal for the next t2 time, and then applying 0V to the liquid crystal for t1 hour.
  • the camera image processing image is stored in the storage unit in association with the period. Then, the camera image processing image (photo or video) stored in the storage may be stored while crossing the polarization image corresponding to the liquid crystal 0V and the polarization image corresponding to the liquid crystal maximum voltage.
  • a voltage corresponding to the polarization angle th1 is applied to the first liquid crystal 100 for t1 time, a voltage corresponding to the polarization angle th2 is applied to the liquid crystal for the next t1 time, and then a polarization angle th4 to the liquid crystal for t1 time.
  • the image may be stored in the storage 800 after image processing of the transmitted light imaged for a time. That is, the image may be stored in the storage unit after image processing once or several times for each t1 hour.
  • th1, th2, th4, and th3 polarized images are sequentially stored in the camera image processing image (picture or video) stored in the storage 800.
  • the image at time k is I (k), where I (k) is th1 polarized light, I (k + 1) is th2 polarized light, I (k + 2) is th4 polarized light, I (k + 3) is th3 polarized light, and I (k + 4) is th1 polarized light.
  • the automatic polarization control apparatus compares polarization images of various angles according to the design of the image design unit 900, and corresponds to the purpose of use for image processing.
  • the image determining unit 950 may further include an image determining unit 950 for selecting an image or generating an image corresponding to an intended use of the image based on various polarized images.
  • the image determining unit 950 determines the image to instruct the polarization controller 150 to obtain a suitable polarized image
  • the polarization controller 150 controls the liquid crystal
  • the transmission polarization direction of the incident light is automatically adjusted, and the processing unit 700 may store the image processed by the image sensor of the camera as it is or by using the image determination unit 950 in the storage unit 800.
  • the image determining unit 950 selects or combines a polarized image corresponding to the design result of the image designing unit 900 such as a purpose of use among various polarized images including 0 degree 90 degree 45 degree 135 degree 30 degree 120 degree Play the role of judging images
  • the earth surface and the 0 degree polarized image are image processed by highlighting the reflected image (see FIG. 9), and the earth surface and the 90 degree polarized image are reflected The image is almost disappeared so that a clear image is image processed (see FIG. 10), and the image determining unit 950 may select and use a polarized image corresponding to a purpose of use.
  • the image determining unit 950 may determine the large polarization difference image. .
  • a polarization difference image of an angle showing the largest polarization difference may be generated by comparing polarization images of various angles.
  • the image determination unit 950 of the automatic polarization control apparatus based on a plurality of polarized images, the maximum pixel value calculation, the minimum pixel value calculation, the absolute polarization difference image calculation, the polarization difference image for each color
  • the image may be generated using any one operation selected from among the operations.
  • the maximum pixel value operation is to generate an image using a combination of maximum pixel intensity values max (L1 (x, y), L2 (x, y), L3 (x, y), and L4 (x, y)).
  • L1 (x, y), L2 (x, y), L3 (x, y), L4 (x, y) respectively 0 degrees, 90 degrees, 45 degrees, 135 degrees
  • the maximum image value image using the maximum pixel value calculation may be used to obtain an image that emphasizes reflection of an object.
  • the minimum pixel value operation generates an image with a combination of minimum pixel intensity values minimum pixel values min (L1 (x, y), L2 (x, y), L3 (x, y), and L4 (x, y)). (See Fig. 12).
  • the minimum image value image using the minimum pixel value calculation may be used for the purpose of obtaining an image that is clearer and has better color by minimizing reflection of an object.
  • the absolute image of polarization difference image is 0 degree 90 degree polarization difference image such as abs [L1 (x, y) -L2 (x, y)], abs [L3 (x, y) -L4 (x, y)].
  • Absolute difference in pixel intensity values between pixels by using a pair of images in which an angle difference of 90 degrees occurs such as an absolute value of a difference in pixel intensity values of a pixel and an absolute value of a difference in pixel intensity values of a 45 degree 135 degree polarization difference image. The combination of values creates an image (see Figure 13).
  • the absolute polarization difference image generated using the absolute polarization difference image calculation may emphasize an image having the largest polarization difference. Since the absolute polarization difference image has an effect of emphasizing an object, it can be used for identifying moving objects and detecting lanes in front of a road when fog occurs.
  • the polarization difference image calculation for each color may help the user to easily identify an object by displaying the polarization difference image calculation differently for each color.
  • the color may use RGB color.
  • R1 (x, y) and G1 (x, y) are the red and green color components of L1 (x, y), respectively.
  • L1 (x, y) ⁇ L2 (x, y) is displayed in red color using the abs [R1 (x, y) -R2 (x, y)] operation, and L1 (x, y)> L2
  • An area of (x, y) may be displayed in green color by using the abs [G1 (x, y) ⁇ G2 (x, y)] operation (see FIG. 14).
  • the color-specific polarization difference image using the color-specific polarization difference image calculation may be used for monitoring or automobile camera display.
  • an automatic polarization control method includes a first liquid crystal 100 which polarizes a polarization component transmitted according to an applied voltage; A polarization controller 150 for controlling the voltage applied to the first liquid crystal 100; A first polarization filter 200 provided to fix the transmission polarization direction behind the first liquid crystal 100 and transmitting incident light polarized in the transmission polarization direction; An image sensor 600 provided at the rear of the first polarization filter 200 and configured to image transmitted light passing through the first liquid crystal 100 and the first polarization filter 200; A processor 700 which processes the transmitted light imaged by the image sensor 600; A storage unit 800 for storing an image processed by the processor 700; An image design unit 900 which controls the polarization control unit 150 and the processing unit 700 according to the designed image processing sequence by designing an image processing sequence to obtain an optimal polarized image according to the purpose of image processing; And according to the design of the image design unit 900, to compare the polarized images of different angles to select a polarized image corresponding to the
  • the image design unit 900 is designed to obtain an optimal polarized image according to the purpose of use.
  • the purpose of use may be input using a liquid crystal control UI (user interface).
  • a liquid crystal control UI user interface
  • the design step (S10) is to determine the image for selecting or combining the polarization image corresponding to the purpose of use, such as 0 degree 90 degree 45 degree 135 degree 30 degree 120 degree to obtain the optimal polarization image Establish an image processing algorithm. In this case, an operation between polarized images may be performed to establish an algorithm.
  • the processing unit 700 controls the polarization controller 150 according to the design of the design step S10 to process the required image.
  • the image processing step (S20) processes the image according to the image processing sequence designed from the image design unit 900.
  • the image determining unit 950 compares polarized images of various angles according to the design of the image designing unit 900 to obtain a polarized image corresponding to the front situation or the purpose of image processing. Select or create an image that meets your purpose based on multiple angles of polarization.
  • the optimal image acquisition step (S30) selects an image that meets the purpose of use among the image processed (stored), or performs calculation and storage based on the polarized image that has been processed (stored) to meet the purpose of use. You can create an image.
  • the optimal image acquisition step (S30) may be characterized in that to generate an image corresponding to the purpose of use by applying the relative contribution degree based on the polarized image of various angles.
  • the relative contribution is also referred to as the relative ratio of the polarization conversion component.
  • the relative contribution degree is the polarization conversion angle is ⁇ angle
  • the polarized light is incident
  • the voltage V ⁇ is applied to the first liquid crystal 100
  • the polarization filter is placed in a state that transmits the vertical polarization
  • the light intensity La ⁇ is measured by an optical sensor. After setting the polarizing filter to transmit horizontal polarization, measure the light intensity Lb ⁇
  • the polarization filter may use a polarization filter having the same transmission polarization capability as that of the first polarization filter 200, and may also use the first polarization filter 200 when the first polarization filter 200 can be moved.
  • the polarization conversion angle is ⁇ angle, i.e., a polarized light having a vertical angle and a ⁇ angle, and horizontal and ⁇ angles are incident in one step.
  • the incident light source is realized by passing a polarizing film having a transmission angle perpendicular to the ⁇ angle.
  • voltage V ⁇ is applied to the liquid crystal.
  • the first polarization filter 200 is placed vertically, and the voltage having the maximum light intensity of the optical sensor is selected. This voltage is V ⁇ .
  • step 3 the first polarizing filter 200 is placed in a state of transmitting vertically polarized light and the light intensity La ⁇ is measured by an optical sensor.
  • the first polarizing filter 200 is placed in a state of transmitting horizontally polarized light, and the light is emitted from the optical sensor. Measure the strength Lb ⁇ .
  • the polarization conversion component relative ratios a and b are functions of the liquid crystal voltage V ⁇ or the polarization conversion angle ⁇ .
  • the voltage V ⁇ is applied to the first liquid crystal 100, and then the polarization filter is rotated to the angle of maximum light intensity of the optical sensor, from the horizontal at the angle of maximum light intensity Measure the angle and store it as ⁇ angle, measure the light intensity of the optical sensor at the angle of maximum light intensity and store it as La ⁇ , and rotate the polarization filter in the state perpendicular to the angle of the maximum light intensity. Measure the light intensity and store it as Lb ⁇ , and then set the polarization filter to transmit horizontal polarization and measure the light intensity Lb ⁇ in the optical sensor.
  • step 3 the first polarizing filter 200 is rotated at an angle at which the light intensity of the optical sensor is maximum.
  • the angle from the horizontal is measured at the maximum light intensity and stored as ⁇ angle.
  • step 4 the optical intensity of the optical sensor at the angle of the third stage is measured and set to La ⁇ .
  • the optical polarity of the optical sensor is measured by rotating the first polarization filter 200 in a state perpendicular to the angle of the third stage. Place it as Lb ⁇ .
  • Lb ⁇ is the minimum light intensity value
  • La ⁇ is the maximum light intensity value when the first polarization filter 200 is rotated.
  • the polarization conversion component relative ratios a and b are functions of the liquid crystal voltage V ⁇ or the polarization conversion angle ⁇ .
  • the automatic polarization control device used in the automatic polarization control method according to an embodiment of the present invention is provided between the first polarization filter 200 and the image sensor 600, and applied voltage.
  • the second liquid crystal 300 for converting the polarization component transmitted according to the polarization and the transmission polarization direction is fixed between the second liquid crystal 300 and the image sensor 600, and transmits incident light polarized in the transmission polarization direction Including a second polarization filter 400, wherein the first polarization filter 200 is characterized in that the plurality of regions with a fixed polarization direction is provided for each region,
  • the image processing step S20 of the automatic polarization control method may include applying a voltage V ⁇ corresponding to the polarization angle ⁇ angle to the first liquid crystal 100 (S21) and the second liquid crystal 300.
  • the voltage is sequentially changed in the second liquid crystal 300 such that only one transmitted light sequentially passes through the second polarization filter 400 among the transmitted light transmitted in the transmission polarization direction for each region of the first polarization filter 200.
  • the optimal image acquisition step (S30) of the automatic polarization control method is based on the image obtained in the sequential image processing step (S22)
  • L1 # a ( ⁇ ) * L1 ( ⁇ ) + b ( ⁇ + 90 degrees) * L2 ( ⁇ + 90 degrees)
  • L1 # is the pixel light intensity value of the image sensor 600 of the transmitted light L1 ⁇
  • L2 # is the pixel light intensity value of the image sensor 600 of the transmitted light L2 ⁇
  • L1, L2, L1 ⁇ , L2 ⁇ Is the light intensity of each polarization component, and a and b are relative contributions
  • L1 ( ⁇ ) and L2 ( ⁇ + 90 degrees) are calculated by summing, and an image corresponding to the purpose of use may be generated using the same.
  • the plurality of polarizations are transmitted per region by using the first polarization filter 200 having a plurality of polarization transmission directions different for each region, and the second liquid crystal 300 and The second polarization filter 400 is further passed to image the transmitted light imaged by the image sensor 600.
  • half of the first polarizing filter 200 is a vertical polarizing film and the other half is a horizontal polarizing film, half of the emitted light passing through the first polarizing filter 200 is L1 ⁇ and the other half is L2. ⁇
  • the voltage is applied to the second liquid crystal 300 near a maximum value above a predetermined value to block L2 ⁇ and pass only L1 ⁇ to image the image sensor 600.
  • L1 # a ( ⁇ ) * L1 ( ⁇ ) + b ( ⁇ + 90 degrees) * L2 ( ⁇ + 90 degrees).
  • a voltage of 0 V is applied to the second liquid crystal 300 to block L1 ⁇ and pass only L2 ⁇ to image the image sensor 600.
  • L1 # and L2 # measured above are combined and calculated, and L1 ( ⁇ ) and L2 ( ⁇ + 90 degrees) are calculated.
  • the polarized images can be measured and combined at four angles.
  • This method measures the polarized image at four angles but does not require mechanical transport such as rotating the polarizing film.
  • 5B and 5C show an embodiment in which the first polarization filter 200 is configured to have a transmissive polarization direction formed at 0 degrees, 90 degrees, 45 degrees, and 135 degrees after 4 equal parts.
  • the transmission polarization direction is formed in the respective regions, the present invention is not limited thereto. After the first polarization filter 200 is divided into four portions, two regions are 0 degrees and two remaining regions. It is possible to implement a variety of implementations such that the transmission polarization direction is formed to 90 degrees (half is the vertical polarizing film and the other half is horizontal polarizing film).
  • the a and b is a polarization conversion angle of ⁇ angle, the polarized light incident, the voltage V ⁇ is applied to the first liquid crystal 100, and then applied to the second liquid crystal 300 to transmit a vertical polarization voltage to the image sensor After measuring the light intensity La ⁇ at 600 and applying a voltage that transmits horizontal polarization to the second liquid crystal 300, the light intensity Lb ⁇ is measured by the image sensor 600,
  • the optimal image acquisition step (S30) of the automatic polarization control method based on a plurality of polarized images, the maximum pixel value calculation, the minimum pixel value calculation, the absolute polarization difference image calculation, color-specific polarization
  • the image is generated by using any one operation selected from the difference image calculation, the image corresponding to the purpose of use, the difference operation of the absolute absolute value image calculation (polarization difference absolute value image operation, color-specific polarization difference image operation) It may include a division operation and a logarithmic operation.
  • the maximum pixel value operation is to generate an image using a combination of maximum pixel intensity values max (L1 (x, y), L2 (x, y), L3 (x, y), and L4 (x, y)).
  • L1 (x, y), L2 (x, y), L3 (x, y), L4 (x, y) respectively 0 degrees, 90 degrees, 45 degrees, 135 degrees
  • the maximum image value image using the maximum pixel value calculation may be used to obtain an image that emphasizes reflection of an object.
  • the minimum pixel value operation generates an image with a combination of minimum pixel intensity values minimum pixel values min (L1 (x, y), L2 (x, y), L3 (x, y), and L4 (x, y)). (See Fig. 12).
  • the minimum image value image using the minimum pixel value calculation may be used for the purpose of obtaining an image that is clearer and has better color by minimizing reflection of an object.
  • the absolute image of polarization difference image is 0 degree 90 degree polarization difference image such as abs [L1 (x, y) -L2 (x, y)], abs [L3 (x, y) -L4 (x, y)].
  • Absolute difference in pixel intensity values between pixels by using a pair of images in which an angle difference of 90 degrees occurs such as an absolute value of a difference in pixel intensity values of a pixel and an absolute value of a difference in pixel intensity values of a 45 degree 135 degree polarization difference image. The combination of values creates an image (see Figure 13).
  • the absolute polarization difference image generated using the absolute polarization difference image calculation may emphasize an image having the largest polarization difference. Since the absolute polarization difference image has an effect of emphasizing an object, it can be used for identifying moving objects and detecting lanes in front of a road when fog occurs.
  • the polarization difference image calculation for each color may help the user to easily identify an object by displaying the polarization difference image calculation differently for each color.
  • the color may use RGB color.
  • R1 (x, y) and G1 (x, y) are the red and green color components of L1 (x, y), respectively.
  • L1 (x, y) ⁇ L2 (x, y) is displayed in red color using the abs [R1 (x, y) -R2 (x, y)] operation, and L1 (x, y)> L2
  • An area of (x, y) may be displayed in green color by using the abs [G1 (x, y) ⁇ G2 (x, y)] operation (see FIG. 14).
  • the color-specific polarization difference image using the color-specific polarization difference image calculation may be used for monitoring or automobile camera display.
  • the minus operation is mainly described as the difference operation of the absolute difference image calculation (the absolute polarization difference image operation, the polarization difference image operation for each color), but the division operation and the log difference operation are also described in the same concept as the difference operation. Omit.

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Abstract

본 발명은 자동 편광 조절 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카메라로 입사하는 광의 투과 편광방향을 전기로 조절하여, 사용자가 원하는 편광 이미지를 생성하는 자동 편광 조절 장치 및 방법을 제공한다.

Description

자동 편광 조절 장치 및 방법
본 발명은 자동 편광 조절 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카메라로 입사하는 광의 투과 편광방향을 전기로 조절하여, 사용자가 원하는 편광 이미지를 생성하는 자동 편광 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.
DSLR 디지털카메라 또는 스마트폰카메라 등의 카메라를 이용한 사진/동영상 이미지처리 시에 편광필터를 장착하고 이미지 처리하는 경우가 있다. 이런 편광필터를 장착하고 사진을 이미지처리하면 통상 난반사라 불리는 강반사편광 반사를 제거하여 선명한 사진/동영상을 얻을 수 있다. 편광필터를 통해 이미지 처리한 이미지는 편광필터를 통하지 않은 이미지에 비해 자연색을 거의 그대로 보존한 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
종래에 편광필터를 이용하여 이미지 처리하는 경우, 카메라 앞에 편광필터를 놓고 편광필터를 회전시키면서 원하는 투과편광방향에 맞추어 고정하고 이미지처리를 하였다.
그러나, 종래의 편광필터는 투과편광방향을 수동조절하고 있어 사용하기에 불편한 점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 수동 편광필터에 회전 기구부를 결합시키고 회전 기구부를 모터로 구동하여 편광필터를 회전시켜 투과 편광방향을 변화시키면서 카메라로 이미지 처리하다 기술이 개발되었으나, 이 기술은 간단하지만 기계적 이송 구조이므로 자동 편광변환을 고속으로 작동시키거나 빈번한 탈부착이 필요할 경우 내구성 문제가 발생할 수 있고, 작동 시 소음 발생되며, 전력소모가 많이 발생되고, 복잡한 기계적인 구조로 잦은 고장이 발생되는 문제가 있다.
한국등록특허 [10-1165695]에서는 노면상태 검지를 위한 자동제어형 편광필터 및 그 구동 방법이 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 카메라로 입사하는 광의 투과 편광방향을 전기로 조절하여, 사용자가 원하는 편광 이미지를 생성하는 자동 편광 조절 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치는, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제1액정(100); 상기 제1액정(100)에 인가되는 전압을 제어하는 편광제어부(150); 상기 제1액정(100)의 후방에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제1편광필터(200); 상기 제1편광필터(200)의 후방에 구비되며, 상기 제1액정(100) 및 제1편광필터(200)를 통과한 투과광이 이미징 되는 이미지센서(600); 상기 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 이미지 처리하다 처리부(700); 및 상기 처리부(700)가 이미지처리한 이미지를 저장하는 저장부(800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1편광필터(200)는 투과편광방향이 영역별로 고정된 복수의 영역이 구비되되, 투과편광방향이 적어도 두 종류인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 자동 편광 조절 장치는 상기 제1편광필터(200)와 이미지센서(600) 사이에 구비되며, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제2액정(300); 및 상기 제2액정(300)과 이미지센서(600) 사이에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제2편광필터(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자동 편광 조절 장치는 이미지 처리하고자 하는 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 이미지처리 시퀀스를 설계하여 설계된 이미지처리 시퀀스에 따라 상기 편광제어부(150) 및 처리부(700)를 제어하는 영상설계부(900);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 자동 편광 조절 장치는 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지 처리하다 하는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 이미지처리 하고자 하는 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 영상판단부(950);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 영상판단부(950)는 다수의 편광 이미지를 바탕으로, 최대 픽셀값 연산, 최소 픽셀값 연산, 편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산 중 선택된 어느 하나의 연산을 이용하여 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 방법은, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제1액정(100); 상기 제1액정(100)에 인가되는 전압을 제어하는 편광제어부(150); 상기 제1액정(100)의 후방에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제1편광필터(200); 상기 제1편광필터(200)의 후방에 구비되며, 상기 제1액정(100) 및 제1편광필터(200)를 통과한 투과광이 이미징 되는 이미지센서(600); 상기 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 이미지 처리하다 처리부(700); 상기 처리부(700)가 이미지처리한 이미지를 저장하는 저장부(800); 이미지처리하고자 하는 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 이미지처리 시퀀스를 설계하여 설계된 이미지처리 시퀀스에 따라 상기 편광제어부(150) 및 처리부(700)를 제어하는 영상설계부(900); 및 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지처리하고자 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 이미지 처리하다 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 영상판단부(950);를 포함하는 자동 편광 조절 장치를 이용하는 자동 편광 조절 방법에 있어서, 상기 영상설계부(900)가 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 설계하는 설계 단계(S10); 처리부(700)가 상기 설계 단계(S10)의 설계에 따라 상기 편광제어부(150)를 제어하여 필요한 이미지를 이미지처리하는 이미지처리 단계(S20); 및 상기 영상판단부(950)가 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지처리 하고자 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 최적이미지획득 단계(S30); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 최적이미지획득 단계(S30)는 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 상대기여도를 적용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 상대기여도는 편광변환각이 β각인, 편광을 입사시키고, 제1액정(100)에 전압 Vβ를 가한 후, 편광필터를 수직 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 La^를 측정하고, 편광필터를 수평 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 Lb^를 측정한 후,
a=La^/(La^+Lb^)
b=Lb^/(La^+Lb^)
(여기서, a, b는 상대기여도 임)
를 연립하여 a, b를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상대기여도는 수평편광을 입사시키고, 제1액정(100)에 전압 Vβ를 가한 후, 편광필터를 광센서의 광강도가 최대인 각도로 회전시켜, 광강도가 최대인 각도에서 수평으로 부터의 각도를 측정하여 β각으로 저장하고, 광강도가 최대인 각도에서 광센서의 광강도를 측정하여 La^로 저장하며, 광강도가 최대인 각도와 수직인 상태로 편광필터를 회전시켜 광센서의 광강도를 측정하여 Lb^로 저장하고, 이후, 편광필터를 수평 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 Lb^를 측정한 후,
a=La^/(La^+Lb^)
b=Lb^/(La^+Lb^)
(여기서, a, b는 상대기여도 임)
를 연립하여 a, b를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 자동 편광 조절 장치는 상기 제1편광필터(200)와 이미지센서(600) 사이에 구비되며, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제2액정(300); 및 상기 제2액정(300)과 이미지센서(600) 사이에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제2편광필터(400);를 포함하되, 상기 제1편광필터(200)는 투과편광방향이 영역별로 고정된 복수의 영역이 구비된 것을 특징으로 하고, 상기 자동 편광 조절 방법의 이미지처리 단계(S20)는 상기 편광각도 β각에 해당하는 전압 Vβ를 제1액정(100)에 인가하는 전압인가 단계(S21); 및 상기 제2액정(300)에 상기 제1편광필터(200)의 각각의 영역별 투과편광방향으로 투과된 투과광 중 순차적으로 어느 하나의 투과광만 상기 제2편광필터(400)를 통과하도록 상기 제2액정(300)에 전압을 순차적으로 변화시켜 인가하면서 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 순차적으로 이미지 처리하다 순차이미지처리 단계(S22); 를 포함하며, 상기 자동 편광 조절 방법의 최적이미지획득 단계(S30)는 상기 순차이미지처리 단계(S22)에서 획득된 이미지를 근거로
L1#=a(β)*L1(β) + b(β+90도)*L2(β+90도)
L2#=a(β+90도)*L2(β+90도) + b(β)*L1(β)
(여기서, L1#는 투과광 L1^의 이미지센서(600)에서의 픽셀광강도값, L2#는 투과광 L2^의 이미지센서(600)에서의 픽셀광강도값, L1, L2, L1^, L2^는 각 편광성분의 광강도, a, b는 상대기여도 임)
을 연립하여 L1(β), L2(β+90도)를 산출하고, 이를 이용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 최적이미지획득 단계(S30)는 다수의 편광 이미지를 바탕으로, 최대 픽셀값 연산, 최소 픽셀값 연산, 편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산 중 선택된 어느 하나의 연산을 이용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하되, 차 절대값 이미지 연산(편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산)의 차 연산은 나누기 연산 및 로그차 연산을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치 및 방법에 의하면, 선명한 영상을 얻거나 응용에 적합한 영상을 얻기 위해 카메라로 입사하는 광의 편광성분(투과편광방향)을 전기적인 제어로 편광변환(조절)시킴으로써, 저소음 고속 편광변환이 가능함과 동시에, 기계적인 고장을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 적어도 두 종류의 투과편광방향이 영역별로 고정된 제1편광필터를 이용함으로써, 4 종류 이상의 편광이미지 획득 시에도 편광필터의 기계적 이송(회전)을 필요로 하지 않는 효과가 있다.
또, 제2액정과 제2편광필터를 더 구비함으로써, 더욱 다양한 종류의 편광이미지 획득 시에도 편광필터의 기계적 이송(회전)을 필요로 하지 않는 효과가 있다.
또한, 영상설계부를 더 구비함으로써, 움직이는 물체 감별이 중요할 때, 안개 시 디포깅을 통해 좀 더 선명한 영상을 얻고자 할 때, 도로 특성이나 도로 위 눈 얼음 구별을 원할 때, 영상을 통한 결함 검사를 필요로 할 때 등의 이미지 처리하다 하는 사용목적에 따른 최적의 편광영상을 자동으로 획득하여 활용할 수 있는 효과가 있다.
또, 영상판단부를 통해 최대 픽셀값 연산을 이용하여 물체의 반사를 강조한 이미지를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또, 영상판단부를 통해 최소 픽셀값 연산을 이용하여 물체의 반사를 최소로 하여 보다 선명하고 색감이 좋게 이미지를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 영상판단부를 통해 편광차 절대값 이미지 연산을 이용하여, 움직이는 물체 감별 및 안개 시 도로의 앞차 차선 검출에 용이한 이미지를 얻을 수 있는 효과가 있다.
아울러, 영상판단부를 통해 컬러별 편광차 이미지 연산을 이용하여, 물체의 식별이 용이한 이미지를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치의 개념도.
도 2는 도 1의 제1액정 및 제1편광필터를 투과한 광의 편광 변환되는 예를 보여주는 개념도.
도 3은 TN 액정의 액정 전압(Vβ)과 편광변환각(β)의 관계를 보여주는 그래프.
도 4는 도 2의 제1편광필터가 서로 다른 투과편광방향의 영역으로 구분된 예를 보여주는 개념도.
도 5는 제1편광필터와 이미지센서 사이에 제2액정과 제2편광필터가 구비된 예를 보여주는 개념도.
도 6은 도 1에 영상설계부가 추가된 예를 보여주는 개념도.
도 7은 도 6에 영상판단부가 추가된 예를 보여주는 개념도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 방법의 흐름도.
도 9는 지구표면과 이루는 각도가 0도인 편광 이미지.
도 10은 지구표면과 이루는 각도가 90도인 편광 이미지.
도 11은 각 편광 이미지 중 각 픽셀별로 최대 영상값 만을 저장한 이미지.
도 12는 각 편광 이미지 중 각 픽셀별로 최소 영상값 만을 저장한 이미지.
도 13은 편광차 절대값 이미지 연산을 수행한 이미지.
도 14는 편광차 이미지 연산을 컬러별로 다르게 한 이미지.
*도면의 주요부호에 대한 상세한 설명*
100: 제1액정
150: 편광제어부
200: 제1편광필터
300: 제2액정
400: 제2편광필터
500: 렌즈
600: 이미지센서
700: 처리부
800: 저장부
900: 영상설계부
950: 영상판단부
S10: 설계 단계
S20: 이미지처리 단계
S21: 전압인가 단계 S22: 순차이미지처리 단계
S30: 최적이미지획득 단계
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치의 개념도이고, 도 2는 도 1의 제1액정 및 제1편광필터를 투과한 광의 편광 변환되는 예를 보여주는 개념도이며, 도 3은 TN 액정의 액정 전압(Vβ)과 편광변환각(β)의 관계를 보여주는 그래프이고, 도 4는 도 2의 제1편광필터가 서로 다른 투과편광방향의 영역으로 구분된 예를 보여주는 개념도이며, 도 5는 제1편광필터와 이미지센서 사이에 제2액정과 제2편광필터가 구비된 예를 보여주는 개념도이고, 도 6은 도 1에 영상설계부가 추가된 예를 보여주는 개념도이며, 도 7은 도 6에 영상판단부가 추가된 예를 보여주는 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 방법의 흐름도이며, 도 9는 지구표면과 이루는 각도가 0도인 편광 이미지이고, 도 10은 지구표면과 이루는 각도가 90도인 편광 이미지이며, 도 11은 각 편광 이미지 중 각 픽셀별로 최대 영상값 만을 저장한 이미지이고, 도 12는 각 편광 이미지 중 각 픽셀별로 최소 영상값만을 저장한 이미지이며, 도 13은 편광차 절대값 이미지 연산을 수행한 이미지이고, 도 14는 편광차 이미지 연산을 컬러별로 다르게 한 이미지. 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치는 제1액정(100), 편광제어부(150), 제1편광필터(200), 이미지센서(600), 처리부(700) 및 저장부(800)를 포함한다.
이때, 상기 제1액정(100)과 이미지센서(600)의 사이에 구비된 렌즈(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈(500)는 상기 이미지센서(600)에 빛을 모으기 위한 것으로, 볼록렌즈와 오목렌즈를 다수를 조합하여 수차(구면수차, 색수차 등)를 줄여 사용할 수 있다.
여기에 액정제어 UI(사용자인터페이스)와 디스플레이부가 추가될 수 있다.
상기 액정제어 UI(사용자인터페이스)는 조정바 형태로 편광각도를 설정하거나, 직접 편광각도를 입력 가능하도록 하여, 설정 편광각도로 투과편광을 가진 입사광만을 이미지 처리하도록 할 수 있다.
또한, 상기 액정제어 UI(사용자인터페이스)는 여러 편광방향각도(예: 0도, 45도, 90도)를 입력하고 반복이미지처리 명령('R' 버튼)을 입력 가능하도록 하여, 여러 편광방향각도(예: 0도, 45도, 90도)로 반복적으로 이미지 처리하여 저장하게도 할 수 있다.
또, 상기 액정제어 UI(사용자인터페이스)는 사용목적을 입력 가능하도록 하여, 사용목적에 따라 움직이는 물체 감별이 중요할 때, 안개 시 디포깅을 통해 좀 더 선명한 영상을 얻고자 할 때, 도로 특성이나 도로 위 눈 얼음 구별을 원할 때, 영상을 통한 결함 검사를 필요로 할 때 등 기 설정된 세팅으로 이미지 처리한 이미지를 저장하게도 할 수 있다.
제1액정(100)은 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시킨다.
여기서 편광변환이란 편광성분을 소정 각도로 회전시키는 것을 말하는 것이나, 투과광이 100% 소정 각도로 회전되는 것이 아니기 때문에 편광변환이라 칭한다.
상기 제1액정(100)은 TN 액정 외에 STN(Super Twisted Nematic), VA(Vertical Alignment), IPS(In-Plane Switching)와 같은 다른 액정들도 사용이 가능하며, 본 발명에서는 단지 설명의 편의를 위해 TN 액정을 위주로 설명한다.
본 발명에서는 액정 입사면의 액정 배향축을 선배향축이라 하고, 액정 출사면의 배향축을 후배향축이라 한다.
TN 액정에 전압을 인가하지 않을 때, 입사광 중에 선배향축 방향의 선편광은 액정을 지나면서 출사면 에서는 후배향축 방향의 선편광으로 변환된다. 입사광 중에 선배향축 방향과 수직인 선편광은 액정 출사면 에서는 대부분 후배향축 방향과 수직인 선편광으로 변환된다. 입사광 중에 선배향축 방향과 수직인 선편광의 편광 90도 변환은 선배향축 방향의 선편광에 비해 순도는 떨어지지만 대부분은 90도로 변환된다.
TN 액정에 전압을 인가하고 허용하는 최대 전압으로 올리게 되면 TN 액정이 정렬되어, 입사 편광은 액정을 지나면서 출사면 에서도 동일한 편광으로 유지된다.
0V와 최대 전압 사이의 중간전압으로 TN 액정에 전압을 인가하면, 입사광의 많은 부분은 전압에 따라 0도와 90도 사이 소정각도로 편광변환을 하게 된다. 여기서 편광변환의 순도는 0V일 때에 비해 떨어진다.
편광제어부(150)는 상기 제1액정(100)에 인가되는 전압을 제어한다.
상기 편광제어부(150)는 설정된 편광 투과 방향에 따라 미리 결정된 전압을 상기 제1액정(100)에 인가하도록 제어한다.
제1편광필터(200)는 상기 제1액정(100)의 후방에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시킨다.
상기 제1편광필터(200)는 투과편광방향(편광축)에 평행한 성분을 통과시키며, 필름의 형태로도 사용 가능하다.
이미지센서(600)는 상기 제1편광필터(200)의 후방에 구비되며, 상기 제1액정(100) 및 제1편광필터(200)를 통과한 투과광이 이미징 된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 입사광이 제1액정(100)으로 입사되면, 제1액정(100)에 인가된 전압에 따라, 편광성분은 β도 회전하여 액정을 출사하고, 이 출사광이 제1편광필터(200)를 통과하면서 제1편광필터(200)의 투과편광방향에 해당되는 성분만 출사하게 되며, 이 출사광이 상기 이미지센서(600)에 이미징 된다.
이때, 사용자는 UI(사용자인터페이스)를 이용하여 카메라용도 또는 편광투과방향(각도)를 설정할 수 있으며, 사용자는 UI(사용자인터페이스)를 통해 입력된 정보를 근거로 한 편광투과방향에 따라, 편광제어부(150)가 제1액정(100)에 전압을 인가하면 입사광 중에 미리 결정된 편광 위주로 투과가 일어나 이미지센서(600)에 이미징 된다. 이런 방식으로 입사광의 투과 편광방향을 전기로 조절할 수 있다.
또한, 편광제어부(150)는 설정된 패턴으로 액정에 인가되는 전압을 제어하여 입사광의 투과 편광방향을 자동조절 할 수도 있다.
처리부(700)는 상기 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 이미지 처리한다.
이 외에도, 상기 처리부(700)는 다른 구성의 제어에 사용될 수 있다.
저장부(800)는 상기 처리부(700)가 이미지 처리한 이미지를 저장한다.
제1액정(100) 및 제1편광필터(200)는 기구적으로 다양한 형태로 스마트폰 카메라 앞에 설치될 수 있다. 제1액정(100)에는 스마트폰으로 전원을 공급할 수도 있고 스마트폰 외부에 별도의 전원과 편광제어부(150)를 둘 수도 있다. 또한 스마트폰과 USB, 이어폰잭 등으로 유선 연결하여 스마트폰 내의 액정 제어 애플리케이션으로 구동할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치에 대하여 β각도의 편광회전이 일어나는 전압을 Vβ라 가정하고 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1편광필터(200)의 투과편광방향이 수직인 방향으로 고정되며, 0V와 최대 전압 사이의 중간전압 Vβ로 TN 액정에 전압을 인가할 때, 입사광의 많은 부분은 전압에 따라 0도와 90도 사이 소정각도 β각도로 편광변환을 하게 된다.
전압 Vβ를 액정에 인가하면, 도 2와 같이, 선편광 L1은 제1액정(100)을 통과하면서 β각도로 편광변환 되어 L1^이 되고, 선편광 L1에 수직한 선편광 L2는 제1액정(100)을 통과하면 수평인 방향으로 편광변환 되어 L2^가 된다.
전압을 가하지 않을 때는 입사광이 순도 높게 90도로 편광변환 하는 것에 비하여 중간전압을 인가하면 순도가 높지 않은 저순도 편광변환이 일어난다.
수직인 방향으로 변환되는 편광은 주로 L1 이지만, 일부 L2도 포함된다. 이러한 기여부분을 상대기여도라고 하며, L1^=a*L1 + b*L2와 같이 표현한다.
여기서 L1, L2, L1^, L2^는 각 편광성분의 광강도이고, a, b는 상대기여도이다.
마찬가지로 수평인 방향으로 변환되는 편광은 L2^=a*L2 + b*L1와 같이 표현한다.
액정을 출사한 광이 제1편광필터(200)를 통과하면 편광 L2^=a*L2 + b*L1 성분은 차단되고 편광 L1^=a*L1 + b*L2 성분만이 출사하게 되며, 이 출사광이 상기 이미지센서(600)에 이미징 된다.
이와 같은 방식으로 액정 인가전압에 따라 투과하는 편광이 변화하게 되어 편광변환이 발행된다.
액정에 허용하는 최대 전압을 인가할 때와 0V를 인가할 때는 고순도 편광변환이 일어나며, 중간 전압에서는 저순도 편광변환이 일어난다.
결과적으로 인가전압으로 입사광의 투과편광방향을 선택할 수 있게 된다.
TN 액정 외에 STN, VA, IPS와 같은 액정들도 유사한 방식으로 이러한 동작이 가능하다.
도 3은 TN 액정의 액정 전압(Vβ)과 편광변환각(β)의 관계를 보여주는 그래프이다.
액정전압이 0V일 때는 입사하는 수평 편광 L1의 거의 전부가 수직 편광 L1^으로 변환하여 출사되고, 액정전압이 소정 이상으로 클 때는 입사하는 수직 편광 L1의 거의 전부가 그대로 수직 편광 L1^으로 출사하는 고순도 변환이 일어난다.
도 3에서 Vβ1 , Vβ2와 같은 중간전압에서는 저순도 편광변환이 일어난다. 액정전압이 Vβ1일 때는 수평과 α1각 즉, 수직과 β2각인 편광성분이 입사하면 입사광강도의 많은 부분은 수직 편광 L1^으로 변환된다. 다만 이러한 편광변환이 100%에 근접한 고순도는 아니고 50%보다 큰 비율 a만큼 변환된다. 나머지 b=1-a 비율만큼은 L1^ 에 수직인 편광성분으로 변환한다. 액정전압이 Vβ일 때 출사광은 L1^=a*L1 + b*L2 와 같다. 여기서 편광변환성분 상대비율(상대기여도) a, b는 액정전압 Vβ에 따라 변한다.
따라서, 액정에 인가되는 전압에 따른 상대기여도를 측정하여 사용하는 것이 바람직하다.
사용자가 소정의 편광각도 β각으로 입사하는 편광의 이미지와 그에 수직인 편광의 이미지를 얻고자 하면, 상기 편광각도 β각에 해당하는 전압 ??β를 제1액정(100)에 인가하여, 상기 이미지센서(600)에서 이미징된 투과광을 이미지 처리한다.
상기 이미지센서(600) 각 픽셀에서의 광강도 값을 L1#(x,y)라 하고 (x,y)를 이미지센서의 픽셀좌표라 하면, 이미지센서의 각 픽셀좌표에서도 마찬가지로 L1#=a??L1 + b??L2 와 같은 편광관계가 유지된다. 단, 여기서 입사광의 L1, L2는 픽셀 광강도에 대응하도록 (x,y)에서의 광강도로 스케일 된 값으로 L1(x,y), L2(x,y)이다.
L1#=a??L1 + b??L2 식에서 a, b는 미리 산출해서 알고 있는 값이다. 목표 값인 입사광의 L1과 L2 성분 각각을 알려면, β각에서의 값 L1으로부터 기인한 L1과 β+90도에서의 값 L2로부터 기인한 L2#를 측정해야 한다. L2#를 측정하려면 제1편광필터(200)를 수평으로 놓아야 한다.
본 발명의 일 실시에에서는 제1편광필터(200)를 수평으로 기계적으로 이송하여 L2#를 측정하지 않고, 직교 광강도의 에너지 보존 관계를 이용하여 산출할 수 있다.
즉, 직교 광강도의 에너지 보존 관계를 이용하면 L1(β1) +L2(β1+90도) = L1(β2) + L2(β2+90도) 식을 얻는다. 이 식은 오직 직교 관계에 있는 한 쌍의 광강도합인 경우에서만 성립한다.
상기 L1(β1) +L2(β1+90도) = L1(β2) + L2(β2+90도) 식은 사실 L(β1) +L(β1+90도) = L(β2) + L(β2+90도)와 동일하다.
L대신 notation에서 L1, L2로 표현한 것은 직교관계에 있는 L1, L2 쌍을 보기 쉽게 하기 위함이다.
이 식에서 β1=0도, β2=β라면 L1(0도) +L2(90도) = L1(β) + L2(β+90도)가 된다.
L1(0도), L2(90도), L1(β), L2(β+90도)와 같이 네 각도에서 편광이미지를 얻으려면, 네 개의 각도에서 편광이미지를 측정하거나 본 발명의 실시예처럼 세 개의 각도에서만 편광이미지를 측정하고 나머지 한 각도는 계산을 통해 산출할 수 있다.
네 개의 각도에서 편광이미지를 측정하면 제1편광필터(200)를 회전시키는 등의 기계적 이송이 필요하지만, 세 개의 각도에서 편광이미지를 측정하면 제1편광필터(200)의기계적 이송이 없이도 네 각도에서 편광이미지를 얻을 수 있다.
예를 들어 설명하면, L1(0도)는 각 β=0도일 때, TN액정의 경우엔 액정전압을 최대값 근처로 인가하여 이미지센서의 픽셀값 L1#(0)를 측정한다.
L1#(0도)=a(0도)*L1(0도) + b(90도)*L2(90도) 관계에서, 각 β=0도일 때는 고순도변환을 하므로 a(0)=1, b(0)=0 관계에서, L1#(0)=L1(0) 이다.
L2(90도)는 β각=90도 일때, TN액정의 경우엔 액정전압을 0V로 인가하여 이미지센서의 픽셀값 L1#(90)를 측정한다.
L1#(90)=a(90)*L1(90) + b(180)*L2(180) 관계에서, 각 β=90도일 때는 고순도변환을 하므로 a(90)=1, b(180)=b(0)=0 관계에서, L1#(90)=L1(90) 이다.
L1(β)는 각 β도 일때, TN액정의 경우엔 액정전압을 Vβ로 인가하여 이미지센서의 픽셀값 L1#(β)를 측정한다.
L1#(β)=a(β)*L1(β) + b(β+90도)*L2(β+90도) (1식)에서,
0도/90도가 아닌 각 β일 때 저순도변환을 한다.
L1(0도) +L2(90도) = L1(β) + L2(β+90도) (2식)
(2식)에서 L1(0도), L2(90도) 이미 측정해서 알고 있으므로 (1식)과 (2식)을 연립해서 풀면 L1(β), L2(β+90도)
를 산출하게 되어 네 가지 각도의 편광 이미지를 모두 찾게 된다.
즉, (2식)에서 L2(β+90) = L1(0) +L2(90) - L1(β) 를 (1식)에 대입하면
L1#(β)=a*L1(β) + b*L2(β+90도) = a*L1(β) + b*[L1(0) + L2(90) - L1(β)] = (a-b)*L1(β) + b*[L1(0) + L2(90)]
L1(β) = [L1#(β) - b*{L1(0) + L2(90)}] /(a-b)
와 같은 연산을 통해, 목표로 하는 L1(β)를 산출할 수 있다. 이를 (2식)에 대입하면 L2(β+90도)가 산출된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치의 제1편광필터(200)는 투과편광방향이 영역별로 고정된 복수의 영역이 구비되되, 투과편광방향이 적어도 두 종류인 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 서로 다른 투과편광방향이 복수의 영역에 나누어 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1액정(100)과 제1편광필터(200)의 사이에 렌즈(500)가 구비된 경우(미도시), 이미지센서의 영역별로 다른 편광상태 이미지가 이미징 되도록 하고, 후속 처리에서 각 편광상태 이미지를 추출할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치는 제2액정(300) 및 제2편광필터(400)를 더 포함할 수 있다.
제2액정(300)은 상기 제1편광필터(200)와 이미지센서(600) 사이에 구비되며, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시킨다.
상기 제2액정(300)은 상기 제1액정(100)과 동일 또는 유사한 구성이다.
상기 제2액정(300)은 상기 제1편광필터(200)를 투과한 편광성분 중 필요로 하는 편광성분이 상기 제2편광필터(400)의 투과편광방향과 수평이 되도록 만들기 위한 것이다.
TN 액정을 사용한다는 가정 하에 도 5(A)를 예로 설명하면, L1^ 성분의 이미지를 얻고자 할 경우 상기 제1액정(100)에 Vβ의 전압을 인가함과 동시에 상기 제2액정(300)에 최대전압에 가까운 전압을 인가하고, L2^ 성분의 이미지를 얻고자 할 경우 상기 제1액정(100)에 Vβ의 전압을 인가함과 동시에 상기 제2액정(300)에 인가되는 전압을 차단하면 된다.
제2편광필터(400)는 상기 제2액정(300)과 이미지센서(600) 사이에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시킨다.
상기 제2편광필터(400)은 상기 제1편광필터(200)와 동일 또는 유사한 구성이다.
이때, 상기 렌즈(500)는 상기 제2액정(300)의 전방, 상기 제2액정(300)과 제2편광필터(400)의 사이, 상기 제2편광필터(400)의 후방 등 상황에 따라 다양한 위치에 구비되도록 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치는 이미지 처리하고자 하는 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 이미지처리 시퀀스를 설계하여 설계된 이미지처리 시퀀스에 따라 상기 편광제어부(150) 및 처리부(700)를 제어하는 영상설계부(900)를 더 포함할 수 있다.
영상설계부(900)는 카메라가 이미지 처리하는 전방 상황과 사용 목적에 따라 최적의 영상을 얻도록 설계하는 부분이다. 사용목적이란 자동차용, 감시용, 검사용, 움직이는 물체 감별용, 도로 물체 차 차선 검출, 안개 시 디포깅, 도로특성, 도로 위 미끄럼(물, 눈, 얼음) 구별 등을 말하는 것으로, 상기 영상설계부(900)는 자동차용인지 감시용인지 검사용인지, 움직이는 물체 감별이 목적인지, 도로 물체 차 차선 검출이 목적인지, 안개 시 디포깅 목적인지, 도로 특성이나 도로 위 눈 얼음 구별이 목적인지와 같은 목적에 맞게 자동으로 최적 편광 영상을 설계한다. 상황에 따라 사용목적이 달라질 경우에는 자동으로 영상설계부(900)가 편광 이미지를 다르게 얻도록 이미지처리 시퀀스를 설계한다.
상기 영상설계부(900)는 상기 사용목적에 따른 이미지처리 시퀀스를 미리 설계하여 저장하고 이를 매칭하여 사용할 수도 있으며, 기계학습을 통한 이미지처리 시퀀스의 설계가 가능하도록 구현될 수도 있다.
예를 들어 매 1초 마다, 0.05초 동안 0도 90도 45도 135도 네 각도의 편광 이미지 중 가장 편광차가 큰 이미지를 판단하여 45도 135도 편광차가 크다면 다음 0.95초 동안에는 45도 135도 편광만을 저장한다. 다음 1초의 시작점 0.05초 동안 0도 90도 45도 135도 네 각도의 편광 이미지 중 가장 편광차가 큰 이미지를 판단하여 0도 90도 편광차가 크다면 다음 0.95초 동안에는 0도 90도 편광만을 저장한다.
이 때 편광차 판단 시에 이미지의 중요 영역에 가중치를 두어 판단할 수도 있으며, 이미지 중 다른 영역보다 중심부 영역에 가중치를 두어 합산 편광차를 판단할 수도 있는 등 다양한 실시가 가능하다.
이때, 상기 영상설계부(900)는 전압이 변화되는 주기에 연동하여 자동으로 영상을 이미지 처리하여 그 이미지를 저장시키도록 이미지처리 시퀀스를 설계할 수 있다.
예를 들어, t1 시간동안 액정에 0V를 인가하고 다음 t2 시간동안 액정에 최대 전압을 인가하고 그다음 t1시간 동안 액정에 0V를 인가하는 식으로 t1+t2 시간을 주기로 주기적으로 액정을 구동하고, 이 주기와 연동하여 카메라 이미지처리 영상을 저장부에 저장한다. 그러면 저장부에 저장된 카메라 이미지처리 영상(사진 또는 동영상)은 액정 0V에 해당하는 편광 영상과 액정 최대전압에 해당하는 편광 영상이 교차하면서 저장되게 할 수 있다.
다른 예로, t1 시간동안 제1액정(100)에 편광각도 th1에 해당하는 전압을 인가하고, 다음 t1 시간동안 액정에 편광각도 th2에 해당하는 전압을 인가하고, 그다음 t1시간 동안 액정에 편광각도 th4에 해당하는 전압을 인가하고, 그다음 t1시간 동안 액정에 편광각도 th3에 해당하는 전압을 인가하는 식으로 4개의 t1 시간을 한 주기 tp로 주기적으로 액정을 구동하고, 이 주기와 연동하여 각각의 t1시간 동안 이미징된 투과광을 이미지처리 후 영상을 저장부(800)에 저장할 수 있다. 즉, 각각의 t1시간 동안 한번 또는 여러 번 이미지처리를 한 후 영상을 저장부에 저장할 수 있다.
그러면 저장부(800)에 저장된 카메라 이미지처리 영상(사진 또는 동영상)은 th1, th2, th4, th3 편광 영상이 차례로 반복적으로 저장되게 된다. 즉 시간 인덱스를 k라 할 때 시점 k에서의 영상을 I(k)라 하면, I(k)는 th1 편광, I(k+1)는 th2 편광, I(k+2)는 th4 편광, I(k+3)는 th3 편광, I(k+4)는 th1 편광 식으로 편광영상이 이미지 처리되어 저장될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치는 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지 처리하고자 하는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 이미지처리하고자 하는 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 영상판단부(950)를 더 포함할 수 있다.
즉, 사용목적 등 영상설계부(900)의 설계에 따라 영상판단부(950)가 영상을 판단하여 적합한 편광 이미지를 얻도록 편광제어부(150)에 지시하고, 편광제어부(150)는 액정을 제어하여 입사광의 투과 편광방향을 자동 조절하며, 처리부(700)는 영상판단부(950)를 이용하여 카메라의 이미지센서가 이미지 처리한 이미지를 그대로 또는 조합가공하여 저장부(800)에 저장할 수 있다.
상기 영상판단부(950)는 0도 90도 45도 135도 30도 120도 등 여러 각도의 편광 이미지 중 사용목적 등 영상설계부(900)가 설계한 결과에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나 조합하기 위해 영상을 판단하는 역할을 수행 한다
일예로, 간단히 0도 편광과 90도 편광 두 가지 편광 이미지만으로 설명하면, 지구표면과 0도 편광 이미지는 반사 이미지가 강조되어 이미지처리(도 9 참조)되고, 지구표면과 90도 편광 이미지는 반사이미지가 거의 사라져 선명한 이미지가 이미지처리(도 10 참조)되며, 상기 영상판단부(950)는 사용 목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하여 사용할 수 있다.
다른 예로, 0도와 90도의 편광각에 기반한 이미지의 편광차에 비해 45도와 135도의 편광각에 기반한 이미지의 편광차가 크다면, 영상판단부(950)가 그것을 판단하여 큰 편광차 이미지를 저장할 수 있다.
또 다른 예로, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 가장 큰 편광차를 보이는 각도의 편광차 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 장치의 영상판단부(950)는 다수의 편광 이미지를 바탕으로, 최대 픽셀값 연산, 최소 픽셀값 연산, 편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산 중 선택된 어느 하나의 연산을 이용하여 이미지를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 최대 픽셀값 연산은 최대 픽셀광강도값 max(L1(x,y), L2(x,y), L3(x,y), L4(x,y))의 조합으로 이미지를 생성하는 것이다.
예를 들어 L1(x,y), L2(x,y), L3(x,y), L4(x,y) 각각 0도, 90도, 45도, 135도 편광 이미지 픽셀광강도값이라 하면, 각 픽셀별로 편광 이미지 중 가장 픽셀광강도값이 큰 정보만 취합하여 이미지를 생성하는 것이다.(도 11 참조)
상기 최대 픽셀값 연산을 이용한 최대 영상값 이미지는 물체의 반사를 강조한 이미지를 얻는 목적으로 이용할 수 있다.
상기 최소 픽셀값 연산은 최소 픽셀광강도값 최소 픽셀값 min(L1(x,y), L2(x,y), L3(x,y), L4(x,y))의 조합으로 이미지를 생성하는 것이다.(도 12 참조)
상기 최소 픽셀값 연산을 이용한 최소 영상값 이미지는 물체의 반사를 최소로 하여 보다 선명하고 색감이 좋게 이미지를 얻는 목적으로 이용할 수 있다.
상기 편광차 절대값 이미지 연산은 abs[L1(x,y)- L2(x,y)], abs[L3(x,y)- L4(x,y)]와 같이 0도 90도 편광차 이미지의 픽셀광강도값 차이의 절대값, 45도 135도 편광차 이미지의 픽셀광강도값 차이의 절대값 등 90도의 각도차가 발생되는 쌍의 이미지를 이용하여, 각 픽셀 간의 픽셀광강도값 차이의 절대값의 조합으로 이미지를 생성하는 것이다.(도 13 참조)
상기 편광차 절대값 이미지 연산을 이용하여 생성된 편광차 절대값 이미지는 가장 편광차가 큰 이미지를 강조할 수 있다. 편광차 절대값 이미지는 물체를 강조하는 효과가 있으므로 움직이는 물체 감별 목적, 안개 시 도로의 앞차 차선 검출 목적 등으로 이용할 수 있다.
상기 컬러별 편광차 이미지 연산은 편광차 이미지 연산을 컬러별로 다르게 하여 디스플레이 함으로써 사용자가 물체를 쉽게 식별하는데 도움을 줄 수 있다.
이때, 컬러는 RGB컬러를 이용할 수 있다.
예를 들어, R1(x,y), G1(x,y)이 각각 L1(x,y)의 Red, Green 컬러성분이라 할 때,
L1(x,y)< L2(x,y)인 영역은 abs[R1(x,y)- R2(x,y)] 연산을 이용하여 Red 컬러로 표시하고, L1(x,y)> L2(x,y)인 영역은 abs[G1(x,y)- G2(x,y)] 연산을 이용하여 Green 컬러로 표시할 수 있다.(도 14 참조)
상기 컬러별 편광차 이미지 연산을 이용한 컬러별 편광차 이미지는 감시용이나 자동차 카메라 디스플레이 등에 활용할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 방법은 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제1액정(100); 상기 제1액정(100)에 인가되는 전압을 제어하는 편광제어부(150); 상기 제1액정(100)의 후방에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제1편광필터(200); 상기 제1편광필터(200)의 후방에 구비되며, 상기 제1액정(100) 및 제1편광필터(200)를 통과한 투과광이 이미징 되는 이미지센서(600); 상기 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 이미지 처리하는 처리부(700); 상기 처리부(700)가 이미지처리한 이미지를 저장하는 저장부(800); 이미지처리하고자 하는 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 이미지처리 시퀀스를 설계하여 설계된 이미지처리 시퀀스에 따라 상기 편광제어부(150) 및 처리부(700)를 제어하는 영상설계부(900); 및 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지처리하고자 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 이미지 처리하고자 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 영상판단부(950);를 포함하는 자동 편광 조절 장치를 이용하는 자동 편광 조절 방법에 있어서, 설계 단계(S10), 이미지처리 단계(S20) 및 최적이미지획득 단계(S30)를 포함한다.
설계 단계(S10)는 영상설계부(900)가 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 설계한다.
상기 설계 단계(S10)는 사용 목적을 액정제어 UI(사용자인터페이스)를 이용하여 입력할 수 있다. 사용 목적에는 자동차용인지 감시용인지 검사용인지, 움직이는 물체 감별이 목적인지, 도로 물체 차량 차선 검출이 목적인지, 안개 시 디포깅 목적인지 등을 입력할 수 있으며, 이 사용목적에 따라 영상설계부(900)가 최적 영상을 설계한다.
상기 설계 단계(S10)는 0도 90도 45도 135도 30도 120도 등 여러 각도의 편광 이미지 중 사용목적 등에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나 조합하기 위한 영상을 판단하여 최적 편광 이미지를 획득하기 위한 이미지처리 알고리즘을 확립한다. 이때, 알고리즘을 확립을 위해 편광 이미지 간 연산을 수행할 수도 있다.
이미지처리 단계(S20)는 상기 처리부(700)가 상기 설계 단계(S10)의 설계에 따라 상기 편광제어부(150)를 제어하여 필요한 이미지를 이미지 처리한다.
즉, 이미지처리 단계(S20)는 상기 영상설계부(900)로부터 설계된 이미지처리 시퀀스에 따라 영상을 이미지 처리한다.
최적이미지획득 단계(S30)는 상기 영상판단부(950)가 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지처리 하고자 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 사용목적에 부합하는 이미지를 생성한다.
상기 최적이미지획득 단계(S30)는 이미지처리(저장)된 이미지 중 사용목적에 부합되는 이미지를 선택하거나, 이미지처리(저장)된 편광 이미지를 근거로 연산 및 저장을 수행하여, 사용목적에 부합하는 이미지를 생성할 수 있다.
이때, 상기 최적이미지획득 단계(S30)는 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 상대기여도를 적용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 상대기여도는 편광변환성분 상대비율 이라고도 한다.
다음으로 편광변환성분 상대비율(a, b)을 산출하기 위한 두 가지 방법을 설명도록 한다.
상기 상대기여도는 편광변환각이 β각인, 편광을 입사시키고, 제1액정(100)에 전압 Vβ를 가한 후, 편광필터를 수직 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 La^를 측정하고, 편광필터를 수평 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 Lb^를 측정한 후,
a=La^/(La^+Lb^)
b=Lb^/(La^+Lb^)
(여기서, a, b는 상대기여도 임)
를 연립하여 a, b를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 편광필터는 제1편광필터(200)와 동일한 투과편광 능력을 갖는 편광필터를 사용할 수 있으며, 제1편광필터(200)를 움직일 수 있을 때는 제1편광필터(200)를 사용할 수도 있다.
즉, 하나의 방법은, 1단계로 편광변환각이 β각인, 즉 수직과 β각을 이루고 수평과 α각을 이루는 편광을 입사시킨다. 입사광원을 투과방향이 수직과 β각인 편광필름을 통과시키는 식으로 구현한다.
2단계로 액정에 전압 Vβ를 가한다. 예로서 제1편광필터(200)를 수직으로 놓고 광센서의 광강도가 최대인 전압을 선택한다. 이 전압이 Vβ이다.
3단계로 제1편광필터(200)를 수직 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 La^를 측정하고, 제1편광필터(200)를 수평 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 Lb^를 측정한다.
4단계로 a=La^/(La^+Lb^), b=Lb^/(La^+Lb^) 관계로부터 편광변환성분 상대비율 a, b를 산출한다. 편광변환성분 상대비율 a, b는 액정전압 Vβ 또는 편광변환각 β의 함수이다.
5단계로 액정전압 Vβ와 편광변환각 β를 변화시키면서 상기 1~4단계를 반복하여 편광변환성분 상대비율 a, b를 산출하여 저장한다.
상기 상대기여도는 수평편광을 입사시키고, 제1액정(100)에 전압 Vβ를 가한 후, 편광필터를 광센서의 광강도가 최대인 각도로 회전시켜, 광강도가 최대인 각도에서 수평으로 부터의 각도를 측정하여 β각으로 저장하고, 광강도가 최대인 각도에서 광센서의 광강도를 측정하여 La^로 저장하며, 광강도가 최대인 각도와 수직인 상태로 편광필터를 회전시켜 광센서의 광강도를 측정하여 Lb^로 저장하고, 이후, 편광필터를 수평 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 Lb^를 측정한 후,
a=La^/(La^+Lb^)
b=Lb^/(La^+Lb^)
(여기서, a, b는 상대기여도 임)
를 연립하여 a, b를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 다른 방법은, 1단계로 수평편광 L1=LH를 입사시킨다.
2단계로 액정에 전압 Vβ를 가한다.
3단계로 제1편광필터(200)를 광센서의 광강도가 최대인 각도로 회전시킨다. 광강도가 최대인 각도에서 수평으로 부터의 각도를 측정하여 β각으로 저장한다.
4단계로 상기 3단계의 각도에서의 광센서의 광강도를 측정하여 La^로 놓고, 3단계의 각도와 수직인 상태로 제1편광필터(200)를 회전시켜 광센서의 광강도를 측정하여 Lb^로 놓는다. 제1편광필터(200)를 회전시킬 때 Lb^는 최소 광강도값이고 La^는 최대 광강도값이다.
5단계로 a=La^/(La^+Lb^), b=Lb^/(La^+Lb^) 관계로부터 편광변환성분 상대비율 a, b를 산출한다. 편광변환성분 상대비율 a, b는 액정전압 Vβ 또는 편광변환각 β의 함수이다.
6단계로 액정전압 Vβ와 편광변환각 β를 변화시키면서 상기 1~5단계를 반복하여 편광변환성분 상대비율 a, b를 산출하여 저장한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 방법에 사용되는 자동 편광 조절 장치는 상기 제1편광필터(200)와 이미지센서(600) 사이에 구비되며, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제2액정(300) 및 상기 제2액정(300)과 이미지센서(600) 사이에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제2편광필터(400)를 포함하되, 상기 제1편광필터(200)는 투과편광방향이 영역별로 고정된 복수의 영역이 구비된 것을 특징으로 하고,
상기 자동 편광 조절 방법의 이미지처리 단계(S20)는 상기 편광각도 β각에 해당하는 전압 Vβ를 제1액정(100)에 인가하는 전압인가 단계(S21) 및 상기 제2액정(300)에 상기 제1편광필터(200)의 각각의 영역별 투과편광방향으로 투과된 투과광 중 순차적으로 어느 하나의 투과광만 상기 제2편광필터(400)를 통과하도록 상기 제2액정(300)에 전압을 순차적으로 변화시켜 인가하면서 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 순차적으로 이미지 처리하는 순차이미지처리 단계(S22)를 포함하며,
상기 자동 편광 조절 방법의 최적이미지획득 단계(S30)는 상기 순차이미지처리 단계(S22)에서 획득된 이미지를 근거로
L1#=a(β)*L1(β) + b(β+90도)*L2(β+90도)
L2#=a(β+90도)*L2(β+90도) + b(β)*L1(β)
(여기서, L1#는 투과광 L1^의 이미지센서(600)에서의 픽셀광강도값, L2#는 투과광 L2^의 이미지센서(600)에서의 픽셀광강도값, L1, L2, L1^, L2^는 각 편광성분의 광강도, a, b는 상대기여도 임)
을 연립하여 L1(β), L2(β+90도)를 산출하고, 이를 이용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 소정 편광각도의 편광 이미지를 얻는 다른 방법으로, 영역별로 다른 복수의 편광투과방향을 가진 제1편광필터(200)를 이용하여 영역별로 복수의 편광을 투과시키고, 제2액정(300)과 제2편광필터(400)를 추가로 통과시켜 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 이미지 처리한다.
도 5의 (A)를 예로 보다 상세하게 설명하면, 사용자가 소정의 편광각도 β각으로 입사하는 편광의 이미지와 그에 수직인 편광의 이미지를 얻고자 하면, 상기 편광각도 β각에 해당하는 전압 Vβ를 제1액정(100)에 인가한다.
도 5의 (A)와 같이 제1편광필터(200)의 절반은 수직편광필름 나머지 절반은 수평편광필름이라면, 제1편광필터(200)를 통과하는 출사광의 절반은 L1^이고 나머지 절반은 L2^이다.
다음으로, 상기 제2액정(300)에 전압을 소정값 이상 최대값 근처로 인가하여 L2^를 차단시키고 L1^만 통과시켜 이미지센서(600)에 이미징 시킨다.
그러면 이때의 이미지센서(600)의 픽셀광강도값 L1#는 L1#=a(β)*L1(β) + b(β+90도)*L2(β+90도) 와 같이 얻어진다.
다음으로, 상기 제2액정(300)에 전압을 0V 인가하여 L1^를 차단시키고 L2^만 통과시켜 이미지센서(600)에 이미징 시킨다.
그러면 이때의 이미지센서(600)의 픽셀광강도값 L2#는 L2#=a(β+90도)*L2(β+90도) + b(β)*L1(β) 와 같이 얻어진다.
다음으로, 상기에서 측정한 L1#과 L2#을 연립하여 계산하여 L1(β), L2(β+90도)를 산출한다.
그리하여 L1(0도), L2(90도), L1(β), L2(β+90도)와 같이 네 각도에서 편광이미지를 얻으려면, 네 개의 각도에서 편광이미지를 측정하고 연립하여 계산할 수 있다. 이 방법은 네 개의 각도에서 편광이미지를 측정하지만 편광필름을 회전시키는 등의 기계적 이송은 필요로 하지 않는다.
도 5의 (B) 및 (C)는 제1편광필터(200)를 4등분 후, 각각 0도, 90도, 45도, 135도로 투과편광방향이 형성되도록 구성한 실시예를 보여준다.
상기에서 각각의 영역에 서로 다른 투과편광방향이 형성된 예를 보여주었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 제1편광필터(200)를 4등분 후, 두 개의 영역은 0도, 나머지 두 개의 영역은 90도로 투과편광방향이 형성되도록 구성(절반은 수직편광필름 나머지 절반은 수평편광필름)하는 등 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
이때, 상기 a, b는 편광변환각이 β각인, 편광을 입사시키고, 제1액정(100)에 전압 Vβ를 가한 후, 제2액정(300)에 수직 편광을 투과시키는 전압을 인가하여 이미지센서(600)에서 광강도 La^를 측정하고, 제2액정(300)에 수평 편광을 투과시키는 전압을 인가하여 이미지센서(600)에서 광강도 Lb^를 측정한 후,
a=La^/(La^+Lb^)
b=Lb^/(La^+Lb^)
를 연립하여 a, b를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 편광 조절 방법의 상기 최적이미지획득 단계(S30)는 다수의 편광 이미지를 바탕으로, 최대 픽셀값 연산, 최소 픽셀값 연산, 편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산 중 선택된 어느 하나의 연산을 이용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하되, 차 절대값 이미지 연산(편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산)의 차 연산은 나누기 연산 및 로그차 연산을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 최대 픽셀값 연산은 최대 픽셀광강도값 max(L1(x,y), L2(x,y), L3(x,y), L4(x,y))의 조합으로 이미지를 생성하는 것이다.
예를 들어 L1(x,y), L2(x,y), L3(x,y), L4(x,y) 각각 0도, 90도, 45도, 135도 편광 이미지 픽셀광강도값이라 하면, 각 픽셀별로 편광 이미지 중 가장 픽셀광강도값이 큰 정보만 취합하여 이미지를 생성하는 것이다.(도 11 참조)
상기 최대 픽셀값 연산을 이용한 최대 영상값 이미지는 물체의 반사를 강조한 이미지를 얻는 목적으로 이용할 수 있다.
상기 최소 픽셀값 연산은 최소 픽셀광강도값 최소 픽셀값 min(L1(x,y), L2(x,y), L3(x,y), L4(x,y))의 조합으로 이미지를 생성하는 것이다.(도 12 참조)
상기 최소 픽셀값 연산을 이용한 최소 영상값 이미지는 물체의 반사를 최소로 하여 보다 선명하고 색감이 좋게 이미지를 얻는 목적으로 이용할 수 있다.
상기 편광차 절대값 이미지 연산은 abs[L1(x,y)- L2(x,y)], abs[L3(x,y)- L4(x,y)]와 같이 0도 90도 편광차 이미지의 픽셀광강도값 차이의 절대값, 45도 135도 편광차 이미지의 픽셀광강도값 차이의 절대값 등 90도의 각도차가 발생되는 쌍의 이미지를 이용하여, 각 픽셀 간의 픽셀광강도값 차이의 절대값의 조합으로 이미지를 생성하는 것이다.(도 13 참조)
상기 편광차 절대값 이미지 연산을 이용하여 생성된 편광차 절대값 이미지는 가장 편광차가 큰 이미지를 강조할 수 있다. 편광차 절대값 이미지는 물체를 강조하는 효과가 있으므로 움직이는 물체 감별 목적, 안개 시 도로의 앞차 차선 검출 목적 등으로 이용할 수 있다.
상기 컬러별 편광차 이미지 연산은 편광차 이미지 연산을 컬러별로 다르게 하여 디스플레이 함으로써 사용자가 물체를 쉽게 식별하는데 도움을 줄 수 있다.
이때, 컬러는 RGB컬러를 이용할 수 있다.
예를 들어, R1(x,y), G1(x,y)이 각각 L1(x,y)의 Red, Green 컬러성분이라 할 때,
L1(x,y)< L2(x,y)인 영역은 abs[R1(x,y)- R2(x,y)] 연산을 이용하여 Red 컬러로 표시하고, L1(x,y)> L2(x,y)인 영역은 abs[G1(x,y)- G2(x,y)] 연산을 이용하여 Green 컬러로 표시할 수 있다.(도 14 참조)
상기 컬러별 편광차 이미지 연산을 이용한 컬러별 편광차 이미지는 감시용이나 자동차 카메라 디스플레이 등에 활용할 수 있다.
상기에서 차 절대값 이미지 연산(편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산)의 차 연산으로 마이너스(-)연산을 주로 기술했으나 나누기 연산이나 로그차 연산도 차 연산과 같은 개념으로 보아 기술을 생략한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (12)

  1. 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제1액정(100);
    상기 제1액정(100)에 인가되는 전압을 제어하는 편광제어부(150);
    상기 제1액정(100)의 후방에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제1편광필터(200);
    상기 제1편광필터(200)의 후방에 구비되며, 상기 제1액정(100) 및 제1편광필터(200)를 통과한 투과광이 이미징 되는 이미지센서(600);
    상기 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 이미지 처리하는 처리부(700); 및
    상기 처리부(700)가 이미지 처리한 이미지를 저장하는 저장부(800);
    를 포함하는 자동 편광 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1편광필터(200)는
    투과편광방향이 영역별로 고정된 복수의 영역이 구비되되, 투과편광방향이 적어도 두 종류인 것을 특징으로 하는 자동 편광 조절 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자동 편광 조절 장치는
    상기 제1편광필터(200)와 이미지센서(600) 사이에 구비되며, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제2액정(300); 및
    상기 제2액정(300)과 이미지센서(600) 사이에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제2편광필터(400);
    를 포함하는 자동 편광 조절 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자동 편광 조절 장치는
    이미지 처리하고자 하는 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 이미지처리 시퀀스를 설계하여 설계된 이미지처리 시퀀스에 따라 상기 편광제어부(150) 및 처리부(700)를 제어하는 영상설계부(900);
    를 포함하는 자동 편광 조절 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자동 편광 조절 장치는
    상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지 처리하고자 하는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 이미지 처리하다 하는 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 영상판단부(950);
    를 포함하는 자동 편광 조절 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상판단부(950)는
    다수의 편광 이미지를 바탕으로, 최대 픽셀값 연산, 최소 픽셀값 연산, 편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산 중 선택된 어느 하나의 연산을 이용하여 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 편광 조절 장치.
  7. 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제1액정(100); 상기 제1액정(100)에 인가되는 전압을 제어하는 편광제어부(150); 상기 제1액정(100)의 후방에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제1편광필터(200); 상기 제1편광필터(200)의 후방에 구비되며, 상기 제1액정(100) 및 제1편광필터(200)를 통과한 투과광이 이미징 되는 이미지센서(600); 상기 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 이미지 처리하는 처리부(700); 상기 처리부(700)가 이미지처리한 이미지를 저장하는 저장부(800); 이미지처리하고자 하는 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 이미지처리 시퀀스를 설계하여 설계된 이미지처리 시퀀스에 따라 상기 편광제어부(150) 및 처리부(700)를 제어하는 영상설계부(900); 및 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지처리하고자 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 이미지 처리하다 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 영상판단부(950);를 포함하는 자동 편광 조절 장치를 이용하는 자동 편광 조절 방법에 있어서,
    상기 영상설계부(900)가 사용목적에 따라 최적 편광 이미지를 획득하도록 설계하는 설계 단계(S10);
    처리부(700)가 상기 설계 단계(S10)의 설계에 따라 상기 편광제어부(150)를 제어하여 필요한 이미지를 이미지 처리하다 이미지처리 단계(S20); 및
    상기 영상판단부(950)가 상기 영상설계부(900)의 설계에 따라, 여러 각도의 편광 이미지를 비교하여 이미지처리 하고자 하는 전방상황 또는 사용목적에 부합하는 편광 이미지를 선택하거나, 여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 최적이미지획득 단계(S30);
    를 포함하는 자동 편광 조절 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 최적이미지획득 단계(S30)는
    여러 각도의 편광 이미지를 바탕으로 상대기여도를 적용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 편광 조절 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상대기여도는
    편광변환각이 β각인, 편광을 입사시키고, 제1액정(100)에 전압 Vβ를 가한 후, 편광필터를 수직 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 La^를 측정하고, 편광필터를 수평 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 Lb^를 측정한 후,
    a=La^/(La^+Lb^)
    b=Lb^/(La^+Lb^)
    (여기서, a, b는 상대기여도 임)
    를 연립하여 a, b를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동 편광 조절 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 상대기여도는
    수평편광을 입사시키고, 제1액정(100)에 전압 Vβ를 가한 후, 편광필터를 광센서의 광강도가 최대인 각도로 회전시켜, 광강도가 최대인 각도에서 수평으로 부터의 각도를 측정하여 β각으로 저장하고, 광강도가 최대인 각도에서 광센서의 광강도를 측정하여 La^로 저장하며, 광강도가 최대인 각도와 수직인 상태로 편광필터를 회전시켜 광센서의 광강도를 측정하여 Lb^로 저장하고,
    이후, 편광필터를 수평 편광을 투과시키는 상태로 놓고 광센서에서 광강도 Lb^를 측정한 후,
    a=La^/(La^+Lb^)
    b=Lb^/(La^+Lb^)
    (여기서, a, b는 상대기여도 임)
    를 연립하여 a, b를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동 편광 조절 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 자동 편광 조절 장치는
    상기 제1편광필터(200)와 이미지센서(600) 사이에 구비되며, 인가된 전압에 따라 투과되는 편광성분을 편광 변환시키는 제2액정(300); 및
    상기 제2액정(300)과 이미지센서(600) 사이에 투과편광방향이 고정되도록 구비되며, 투과편광방향으로 편광된 입사광을 투과시키는 제2편광필터(400);
    를 포함하되,
    상기 제1편광필터(200)는
    투과편광방향이 영역별로 고정된 복수의 영역이 구비된 것을 특징으로 하고,
    상기 자동 편광 조절 방법의 이미지처리 단계(S20)는
    상기 편광각도 β각에 해당하는 전압 Vβ를 제1액정(100)에 인가하는 전압인가 단계(S21); 및
    상기 제2액정(300)에 상기 제1편광필터(200)의 각각의 영역별 투과편광방향으로 투과된 투과광 중 순차적으로 어느 하나의 투과광만 상기 제2편광필터(400)를 통과하도록 상기 제2액정(300)에 전압을 순차적으로 변화시켜 인가하면서 이미지센서(600)에 이미징된 투과광을 순차적으로 이미지 처리하다 순차이미지처리 단계(S22);
    를 포함하며,
    상기 자동 편광 조절 방법의 최적이미지획득 단계(S30)는
    상기 순차이미지처리 단계(S22)에서 획득된 이미지를 근거로
    L1#=a(β)*L1(β) + b(β+90도)*L2(β+90도)
    L2#=a(β+90도)*L2(β+90도) + b(β)*L1(β)
    (여기서, L1#는 투과광 L1^의 이미지센서(600)에서의 픽셀광강도값, L2#는 투과광 L2^의 이미지센서(600)에서의 픽셀광강도값, L1, L2, L1^, L2^는 각 편광성분의 광강도, a, b는 상대기여도 임)
    을 연립하여 L1(β), L2(β+90도)를 산출하고, 이를 이용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 편광 조절 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 최적이미지획득 단계(S30)는
    다수의 편광 이미지를 바탕으로, 최대 픽셀값 연산, 최소 픽셀값 연산, 편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산 중 선택된 어느 하나의 연산을 이용하여 사용목적에 부합하는 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하되, 차 절대값 이미지 연산(편광차 절대값 이미지 연산, 컬러별 편광차 이미지 연산)의 차 연산은 나누기 연산 및 로그차 연산을 포함하는 자동 편광 조절 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210025957A (ko) * 2019-08-28 2021-03-10 엘지이노텍 주식회사 광학 기기
WO2021070995A1 (ko) * 2019-10-11 2021-04-15 엘지전자 주식회사 광학 장치
WO2022236492A1 (zh) * 2021-05-08 2022-11-17 华为技术有限公司 图像处理方法及装置
CN114500771B (zh) * 2022-01-25 2024-01-30 北京经纬恒润科技股份有限公司 车载成像系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000266931A (ja) * 1999-03-19 2000-09-29 Fuji Photo Optical Co Ltd 偏光センサ付き液晶偏光フィルタ装置
KR101165695B1 (ko) 2011-12-06 2012-07-18 한국건설기술연구원 노면상태 검지를 위한 자동제어형 편광필터 및 그 구동 방법
US20140055664A1 (en) * 2012-02-02 2014-02-27 Panasonic Corporation Imaging device
US9057896B1 (en) * 2012-12-20 2015-06-16 Amazon Technologies, Inc. Orientation variable polarization
KR20160069029A (ko) * 2014-12-05 2016-06-16 박범현 조도감응형 광량조절장치
KR20180013477A (ko) * 2016-07-29 2018-02-07 사이정보통신(주) 자동 편광조절 카메라 시스템 및 그를 이용한 자동 편광조절 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69226998T2 (de) * 1991-07-19 1999-04-15 Sharp Kk Optisches Modulationselement und Vorrichtungen mit einem solchen Element
JP2005173493A (ja) 2003-12-15 2005-06-30 Sony Corp 撮像装置
EP1821136A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-22 Optrel Ag Glare protection device
JP5253727B2 (ja) * 2006-10-05 2013-07-31 日本放送協会 偏光装置、制御装置、及びプログラム
US7933509B2 (en) * 2007-12-31 2011-04-26 Motorola, Inc. Device and method for reducing optical blurring
WO2014125529A1 (ja) 2013-02-15 2014-08-21 パナソニック株式会社 画像処理装置および内視鏡
JP6704766B2 (ja) * 2016-03-25 2020-06-03 キヤノン株式会社 光学装置および撮像装置
US9671626B2 (en) * 2016-05-19 2017-06-06 Maximilian Ralph Peter von und zu Liechtenstein Apparatus and method for augmenting human vision by means of adaptive polarization filter grids
JP2017228983A (ja) * 2016-06-23 2017-12-28 キヤノン株式会社 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000266931A (ja) * 1999-03-19 2000-09-29 Fuji Photo Optical Co Ltd 偏光センサ付き液晶偏光フィルタ装置
KR101165695B1 (ko) 2011-12-06 2012-07-18 한국건설기술연구원 노면상태 검지를 위한 자동제어형 편광필터 및 그 구동 방법
US20140055664A1 (en) * 2012-02-02 2014-02-27 Panasonic Corporation Imaging device
US9057896B1 (en) * 2012-12-20 2015-06-16 Amazon Technologies, Inc. Orientation variable polarization
KR20160069029A (ko) * 2014-12-05 2016-06-16 박범현 조도감응형 광량조절장치
KR20180013477A (ko) * 2016-07-29 2018-02-07 사이정보통신(주) 자동 편광조절 카메라 시스템 및 그를 이용한 자동 편광조절 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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