WO2021162307A1 - 전자 장치 및 그의 hdr 영상 생성 방법 - Google Patents

전자 장치 및 그의 hdr 영상 생성 방법 Download PDF

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WO2021162307A1
WO2021162307A1 PCT/KR2021/001269 KR2021001269W WO2021162307A1 WO 2021162307 A1 WO2021162307 A1 WO 2021162307A1 KR 2021001269 W KR2021001269 W KR 2021001269W WO 2021162307 A1 WO2021162307 A1 WO 2021162307A1
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image
brightness
hdr
electronic device
processor
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PCT/KR2021/001269
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임상현
김준현
최동영
김동오
김영민
조준기
박지윤
이기혁
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삼성전자 주식회사
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    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels

Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to an electronic device and a method for generating a high dynamic range (HDR) image thereof.
  • HDR high dynamic range
  • Electronic devices may provide various functions.
  • a smart phone has a short-range wireless communication (eg, Bluetooth, Wi-Fi, or near field communication (NFC), etc.) function, mobile communication (3G (generation), etc.) , 4G, 5G, etc.) function, a music or video playback function, a video recording function, or a navigation function may be provided.
  • an electronic device provides a function of generating a high dynamic range (HDR) image by using images acquired from an image sensor that acquires an image in the electronic device according to the improvement of the performance of device components.
  • HDR high dynamic range
  • the electronic device has a problem in that a ghost effect occurs when generating a high dynamic band image.
  • the ghost phenomenon refers to, for example, an artifact occurrence phenomenon in which an afterimage remains in an image according to a movement of a subject during image synthesis.
  • various embodiments of the present invention can effectively remove ghosting and noise that occur when generating a high dynamic range (HDR) image using a plurality of image frames even in an image with a lot of motion. It is possible to provide an electronic device capable of generating an HDR image and a method for generating an HDR image thereof.
  • HDR high dynamic range
  • An electronic device includes, for example, an image sensor and a processor, wherein the processor controls exposure of the image sensor to have a first image having a first brightness and a second brightness A plurality of second images are obtained, and a third image having the second brightness is generated by performing brightness conversion and noise reduction equal to or greater than a first intensity on the first image, and adding the first image and the third image to the image. It may be configured to generate a first HDR image based on the first HDR image and to generate a second HDR image based on the first HDR image and the plurality of second images.
  • a method of an electronic device including an image sensor and a processor includes, for example, a first image having a first brightness and a plurality of second images having a second brightness by adjusting exposure of the image sensor. Acquiring a second image, performing brightness conversion on the first image and noise reduction equal to or greater than a first intensity to generate a third image having the second brightness, based on the first image and the third image and generating a first HDR image, and generating a second HDR image based on the first HDR image and the plurality of second images.
  • An electronic device includes, for example, an image sensor, an image signal processor, and a processor, wherein the processor controls exposure of the image sensor to obtain a first image having a first brightness and a second image. to obtain a plurality of second images having 2 brightnesses, and control the image signal processor to perform brightness conversion and noise reduction equal to or greater than a first intensity on the first image to obtain a third image having the second brightness and generate a first HDR image based on the first image and the third image, and generate a second HDR image based on the first HDR image and the plurality of second images.
  • Various embodiments of the present disclosure may effectively remove a ghost phenomenon and noise generated when an HDR image is generated using a plurality of image frames.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a camera module according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an electronic device for generating an HDR image according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an electronic device for generating an HDR image according to various embodiments.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an image processing block of an electronic device that generates an HDR image in the electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of generating an HDR image in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 7 is a diagram for describing an image processed according to an operation of generating an HDR image in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 8 is a diagram for describing a user interface according to an operation of generating an HDR image in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 9 is a view for explaining the quality of an HDR image generated by an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input device 150 , a sound output device 155 , a display device 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176 , interface 177 , haptic module 179 , camera module 180 , power management module 188 , battery 189 , communication module 190 , subscriber identification module 196 , or antenna module 197 . ) may be included. In some embodiments, at least one of these components (eg, the display device 160 or the camera module 180 ) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 . In some embodiments, some of these components may be implemented as one integrated circuit. For example, the sensor module 176 (eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor) may be implemented while being embedded in the display device 160 (eg, a display).
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be loaded into the volatile memory 132 , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the resulting data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be loaded into the volatile memory 132 , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the resulting data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or in conjunction with the main processor 121 . , a sensor hub processor, or a communication processor). Additionally or alternatively, the auxiliary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The auxiliary processor 123 may be implemented separately from or as a part of the main processor 121 .
  • a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphics processing unit, an image signal processor
  • the auxiliary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from or as a part of the main processor 121 .
  • the auxiliary processor 123 may be, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the coprocessor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input device 150 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output device 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the corresponding device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry configured to sense a touch or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) configured to measure the intensity of a force generated by the touch. there is.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input device 150 , or an external electronic device (eg, a sound output device 155 ) connected directly or wirelessly with the electronic device 101 . The sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • an external electronic device eg, a sound output device 155
  • the sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 388 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module).
  • a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 eg, : It may include a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module.
  • a corresponding communication module is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (eg, a cellular network, the Internet, or It may communicate with an external electronic device via a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or WAN).
  • a computer network eg, a telecommunication network such as a LAN or WAN.
  • These various types of communication modules may be integrated into one component (eg, a single chip) or may be implemented as a plurality of components (eg, multiple chips) separate from each other.
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be identified and authenticated.
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module may include one antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, RFIC
  • other than the radiator may be additionally formed as a part of the antenna module 197 .
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same or a different type of the electronic device 101 .
  • all or a part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • the one or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • the camera module 180 includes a lens assembly 210 , a flash 220 , an image sensor 230 , an image stabilizer 240 , a memory 250 (eg, a buffer memory), or an image signal processor. (260).
  • the lens assembly 210 may collect light emitted from a subject, which is an image to be captured.
  • the lens assembly 210 may include one or more lenses.
  • the camera module 180 may include a plurality of lens assemblies 210 . In this case, the camera module 180 may be, for example, a dual camera, a 360 degree camera, or a spherical camera.
  • the plurality of lens assemblies 210 may have the same lens properties (eg, angle of view, focal length, autofocus, f number, or optical zoom), or at least one lens assembly may have at least one lens assembly and at least another lens lens assembly. It can have one different lens property.
  • the lens assembly 210 may include, for example, a wide-angle lens or a telephoto lens.
  • the flash 220 may emit a light source used to enhance light emitted from the subject.
  • the flash 220 may include one or more light emitting diodes (eg, a red-green-blue (RGB) LED, a white LED, an infrared LED, or an ultraviolet LED), or a xenon lamp.
  • RGB red-green-blue
  • the image sensor 230 may acquire an image corresponding to the subject by converting light transmitted from the subject through the lens assembly 210 into an electrical signal.
  • the image sensor 230 may include, for example, one image sensor selected from among image sensors having different properties, such as an RGB sensor, a black and white (BW) sensor, an IR sensor, or a UV sensor, the same It may include a plurality of image sensors having a property, or a plurality of image sensors having different properties.
  • Each image sensor included in the image sensor 230 may be implemented as, for example, a charged coupled device (CCD) sensor or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor.
  • CCD charged coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the image stabilizer 240 responds to the movement of the camera module 180 or the electronic device 101 including the same, and at least partially compensates for a negative effect (eg, image shake) caused by the movement on a photographed image.
  • At least one lens or image sensor 230 included in the assembly 210 may be moved or controlled in a specific direction (eg, read-out timing is adjusted, etc.).
  • the image stabilizer 240 may be implemented as, for example, an optical image stabilizer, and a gyro sensor (not shown) or an acceleration sensor (not shown) disposed inside or outside the camera module 180 . ) can be used to detect the movement.
  • the memory 250 may temporarily store at least a portion of the image acquired through the image sensor 230 for a next image processing operation. For example, when image acquisition is delayed according to the shutter or a plurality of images are acquired at high speed, the acquired original image (eg, a high-resolution image) is stored in the memory 250 and a corresponding copy thereof An image (eg, a low-resolution image) may be previewed through the display device 160 . Thereafter, when a specified condition is satisfied (eg, a user input or a system command), at least a part of the original image stored in the memory 250 may be obtained and processed by, for example, the image signal processor 260 . According to an embodiment, the memory 250 may be configured as at least a part of the memory 130 or as a separate memory operated independently of the memory 130 .
  • the image signal processor 260 performs image processing (eg, depth map generation, 3D modeling, panorama generation, feature point extraction, Image synthesis, or image compensation (e.g., noise reduction, resolution adjustment, brightness adjustment, blurring, sharpening, or softening) may be performed. Additionally or alternatively, an image signal processor ( The 260 may perform control (eg, exposure time control, readout timing control, etc.) on at least one (eg, image sensor 230 ) among components included in the camera module 180. Image The image processed by the signal processor 260 is stored back in the memory 250 for further processing, or an external component of the camera module 180 (eg, the memory 130 , the display device 160 , the electronic device 102 ). ), the electronic device 104 , or the server 108.
  • image processing eg, depth map generation, 3D modeling, panorama generation, feature point extraction, Image synthesis, or image compensation
  • image compensation e.g., noise reduction, resolution adjustment, brightness adjustment, blurring, sharpening, or softening
  • image compensation
  • the image signal processor 260 is configured as at least a part of the processor 120 or is independent of the processor 120 . In the case of a separate processor, the images processed by the image signal processor 260 are as they are by the processor 120 or after additional image processing is performed by the display device 160 can be displayed through
  • the electronic device 101 may include two or more camera modules 180 each having different properties or functions.
  • at least one camera module 180 may be a wide-angle camera or a front camera
  • at least one other camera module may be a telephoto camera or a rear camera.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an electronic device 300 for generating an HDR image according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 300 may include the electronic device 101 of FIG. 1 .
  • the electronic device 300 may include, for example, an image sensor 310 , an image signal processor 320 , a processor 330 , and a memory 340 .
  • the image sensor 310 may include the image sensor 230 of FIG. 2 . According to various embodiments, the image sensor 310 may include at least a portion of the camera module 180 of FIG. 2 .
  • the image sensor 310 may acquire a plurality of image frames to generate an HDR image.
  • the image sensor 310 may acquire a plurality of image frames at high speed to generate an HDR image.
  • the image sensor 310 may acquire a plurality of image frames at a high speed of, for example, about 30 times per second or more.
  • the image sensor 310 may acquire a plurality of image frames having various brightnesses or luminances by, for example, adjusting exposure.
  • the image sensor 310 may include, for example, a dark (eg, -EV, -2EV, -3EV, -4EV) image, an appropriate brightness (eg, 0EV) image, or a bright (eg, +EV, +2EV, +3EV, +4EV) multiple image frames having various brightnesses, such as an image, can be acquired.
  • a dark (eg, -EV, -2EV, -3EV, -4EV) image an appropriate brightness (eg, 0EV) image
  • a bright (eg, +EV, +2EV, +3EV, +4EV) multiple image frames having various brightnesses, such as an image can be acquired.
  • the image sensor 310 may initially acquire a predetermined number (eg, 5) of dark image frames and then acquire image frames of appropriate brightness.
  • a predetermined number eg, 5
  • the image sensor 310 obtains at least one image frame having an appropriate brightness as an initial image by, for example, controlling exposure in generating an image frame for generating an HDR image, and thereafter, a predetermined number (eg, : After obtaining the dark image frame of Chapter 5), image frames of various brightnesses such as image frames and/or bright image frames of appropriate brightness may be obtained.
  • a predetermined number eg, : After obtaining the dark image frame of Chapter 5
  • image frames of various brightnesses such as image frames and/or bright image frames of appropriate brightness may be obtained.
  • the image signal processor 320 may include the auxiliary processor 123 of FIG. 1 or the image signal processor 260 of FIG. 2 .
  • the image signal processor 320 may include a high dynamic range (HDR) processing module 321 and an image signal processing module 323 .
  • HDR high dynamic range
  • the image frames obtained from the image sensor 310 may be processed by the HDR processing module 321 and then processed by the image signal processing module 323 .
  • the HDR processing module 321 may generate an HDR image by processing the original image before image signal processing (bayer domain).
  • the image signal processing module 323 may then perform image signal processing (ISP demosaic performance) on the generated HDR image.
  • image frames obtained from the image sensor 310 are first processed by, for example, the image signal processing module 323 (ISP demosaic is performed) and then processed by the HDR processing module 321 .
  • the HDR processing module 321 may generate an HDR image using YUV or RGB data after image signal processing of the original image.
  • the HDR processing module 321 may reduce, for example, digital gain and/or noise with respect to image frames input from the image sensor 310 or image frames input from the image signal processing module 323 . , to change the brightness of an image frame, for example, to brighten, or to attenuate various noises such as ghosting.
  • the HDR processing module 321 directly processes the original image data (eg, bayer domain data) input from the image sensor 310 , or otherwise uses the image signal processing module 323 to generate the original image. It may be implemented to process the output image data (eg, YUV or RGB data) after processing the data.
  • original image data eg, bayer domain data
  • output image data e.g, YUV or RGB data
  • DR dynamic range
  • the HDR processing module 321 may synthesize and output an image capable of expressing the entire dynamic range (DR) of the visible world using image frames having different exposures, that is, different brightnesses.
  • the HDR processing module 321 may remove the ghost phenomenon by performing different image processing on the same image frame among input image frames and synthesizing them to generate a primary HDR image. .
  • the HDR processing module 321 applies a digital gain greater than a general digital gain to become the brightness of a reference image or a normal brightness image with respect to a dark image frame among input image frames to brighten the brightness of the reference image. and performing strong noise reduction to generate a reference image frame, and separately applying a general digital gain to the dark image frame and performing general weak noise reduction with the reference image frame.
  • an HDR image can be primarily generated. Accordingly, since the primarily generated HDR image is generated by synthesizing two image frames in which strong noise reduction and weak noise reduction have been performed on the same dark image frame, a ghost-free primary HDR image may be generated.
  • a saturated region may be generated according to brightness conversion in a reference image frame generated by applying a digital gain to a dark image frame and performing strong noise reduction. For example, by applying a general digital gain to a dark image frame and synthesizing an image frame subjected to general weak noise reduction with the reference image frame, the above-described saturated region is removed and the detail of the bright part (bright part) is improved. can
  • the HDR processing module 321 performs brightness conversion by applying a digital gain to, for example, one of the initially generated dark image (eg, -EV or -2EV) frames among the input image frames.
  • a digital gain to, for example, one of the initially generated dark image (eg, -EV or -2EV) frames among the input image frames.
  • can produce bright images eg 0EV, +EV or +2EV).
  • the HDR processing module 321 may perform strong noise reduction greater than or equal to a specific intensity on a bright image converted from a dark image frame to brightness.
  • the noise reduction intensity for strong noise reduction may be significantly stronger, for example, 4 times or more than the intensity of noise reduction for a general image frame.
  • the noise reduction intensity for strong noise reduction is, for example, a dark image in addition to the sensor digital gain value for general noise reduction performed on a dark image of the image sensor 310 that has acquired a dark image. It can be calculated by multiplying a digital gain value for brightness conversion to an appropriate brightness and performing a predetermined correction.
  • the order of the above-described brightness conversion and strong noise reduction processing is not limited as described above, and for example, noise reduction may be first performed on an image and then brightness conversion may be performed.
  • the HDR processing module 321 may secondarily generate an HDR image by additionally using an appropriate brightness and/or a bright image frame for the firstly generated HDR image. Accordingly, the HDR processing module 321 may generate a secondary HDR image that is an HDR image with more improved detail. Accordingly, the HDR processing module 321 may generate a secondary HDR image in which the detail of the dark part (dark part) in the image frame is improved.
  • the image signal processing module 323 performs image processing (ISP demosaic) (eg, depth) on the image frame acquired through the image sensor 310 or the image frame processed by the HDR processing module 321 .
  • image processing ISP demosaic
  • ISP demosaic image processing
  • compensating an image e.g. noise reduction, resolution adjustment, brightness adjustment, blurring, sharpening, or softening
  • the processor 330 may control the image sensor 310 to adjust the exposure as described above to acquire image frames having different brightnesses.
  • the processor 330 directly controls the image signal processor 320 to process the image frame obtained from the image sensor 310 or temporarily stores it in the memory 340 if necessary, and thereafter, the image signal processor 320 . ) can be controlled to be processed.
  • the memory 340 may include the memory 130 of FIG. 1 or the memory 250 of FIG. 2 .
  • the memory 340 may temporarily store an image frame acquired from the image sensor 310 , data generated according to image processing, or a generated HDR image.
  • the memory 340 may store the generated HDR image when a save command for the generated HDR image is input.
  • the electronic device 400 may include the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 300 of FIG. 3 .
  • an electronic device 400 may include, for example, an image sensor 410 , an image signal processor 420 , a processor 430 , and a memory 440 .
  • the image sensor 410 may include the image sensor 230 of FIG. 2 or the image sensor 310 of FIG. 3 . According to various embodiments, since the operation and function of the image sensor 410 is similar to that of the image sensor 310 of FIG. 3 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the processor 430 may include an HDR processing module 431 . Since the operation and function of the HDR processing module 431 of FIG. 4 are similar to those of the HDR processing module 321 of FIG. 3 , a detailed description thereof will be omitted herein.
  • the operation and function of the image signal processor 420 is similar to that of the image signal processor 320 of FIG. 2 , but the function performed by the HDR processing module 321 may be processed by the processor 430 . have.
  • the image frames acquired by the image sensor 410 may be processed by the processor 430 including the HDR processing module 431 and then processed by the image signal processor 420 .
  • the HDR processing module 431 may generate an HDR image by processing the original image before image signal processing (bayer domain).
  • the image signal processor 420 may then perform image signal processing (ISP demosaic) on the generated HDR image.
  • image frames acquired from the image sensor 410 are first processed by, for example, the image signal processor 420 and then processed by the HDR processing module 421 of the processor 430 .
  • the image signal processor 420 may perform image signal processing (ISP demosaic) on the original image and generate YUV data.
  • the HDR processing module 431 may generate an HDR image using image data (eg, YUV data) input from the image signal processor 420 .
  • the image frames obtained from the image sensor 410 are first processed by, for example, the image signal processor 420 , and then processed by the HDR processing module 421 of the processor 430 and then image again. It may be implemented to be further processed by the signal processor 420 .
  • the image signal processor 420 may perform image signal processing (ISP demosaic) on the original image and generate YUV data.
  • the HDR processing module 431 may generate an HDR image using image data (eg, YUV data) input from the image signal processor 420 .
  • the image signal processor 420 may perform additional post-processing on the HDR image.
  • An electronic device eg, the electronic device 101, 300, or 400 of FIGS. 1, 3, or 4 according to various embodiments is an image sensor (eg, the image sensor 230, 310 of FIGS. 2, 3, or 4) , 410 ) and a processor (eg, the processors 120 , 330 , 430 of FIGS. 1 , 3 or 4 ).
  • the processor obtains a first image having a first brightness and a plurality of second images having a second brightness by adjusting the exposure of the image sensor, converting the brightness of the first image, and reducing noise above the first intensity to generate a third image having the second brightness, generate a first HDR image based on the first image and the third image, and generate a first HDR image based on the first HDR image and the plurality of second images to generate the second HDR image.
  • the first brightness may be a brightness lower than a reference brightness
  • the second brightness may be a brightness equal to or greater than the reference brightness
  • the processor may generate the first HDR image by synthesizing the first image with the third image after performing brightness conversion and noise reduction of a second intensity or less on the first image.
  • the first intensity may be set based on a value obtained by multiplying the second intensity by at least a digital gain value for converting the first brightness to the second brightness.
  • the electronic device may further include an HDR processing module (eg, the HDR processing modules 321 and 431 of FIG. 3 or 4 ).
  • the HDR processing module may perform an operation for generating the first HDR image and the second HDR image under the control of the processor.
  • the brightness conversion of the first image may be performed by applying a digital gain value for converting the first brightness into the second brightness.
  • the electronic device may further include a touch screen (eg, the display device 160 of FIG. 1 ).
  • the processor may display an icon including a dynamic image indicating that image acquisition of the image sensor is being performed on the touch screen.
  • the processor is configured to first acquire the initial image of the second brightness by adjusting the exposure of the image sensor, then acquire the first image, and then acquire the plurality of second images can
  • the processor may display a preview image of the initial image of the second brightness on the touch screen while at least the icon is displayed.
  • the processor may replace the preview image to display the second HDR image on the touch screen.
  • FIG. 5 illustrates image processing blocks of an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 300 or 400 of FIG. 3 or 4 ) that generates an HDR image in the electronic device according to various embodiments of the present disclosure; It is a block diagram illustrating (510, 520, 530, 540).
  • the image processing blocks 510 , 520 , 530 , and 540 may be included in the HDR processing module 321 or 431 of FIG. 3 or 4 .
  • the exposure control image input module 510 may include an image sensor (eg, the image sensor 310 or 410 of FIG. 3 or 4 ) or an image signal processor (eg, the image signal processor of FIG. 3 or 4 )
  • a plurality of images having different brightnesses may be input from ( 320 or 420 ).
  • the input image may be, for example, an image before image signal processing (bayer domain) as an original image.
  • the input image may be, for example, an image (YUV data) on which image signal processing (ISP demosaic) has been performed.
  • the reference image generating module 520 performs, for example, digital gain and/or noise reduction on image frames input from an image sensor or image frames input from an image signal processing module, to thereby perform a reference image can create
  • the reference image generating module 520 may generate a reference image frame by applying a digital gain to a dark image frame among input image frames and performing strong noise reduction.
  • the reference image generating module 520 may generate an image frame in which a general digital gain is applied to the dark image frame and general weak noise reduction is performed.
  • the strong noise reduction greater than a specific intensity may be, for example, 4 times or more stronger than the intensity of noise reduction for a general image frame.
  • the noise attenuation intensity for strong noise attenuation is, for example, in addition to a sensor digital gain value for general noise reduction for a dark image of an image sensor acquiring a dark image, brightness conversion It may be calculated by multiplying a digital gain value for , and performing a predetermined correction.
  • the noise attenuation strength for strong noise attenuation may be calculated, for example, by Equation 1 below.
  • Strong NR strength is the strength of strong noise reduction
  • dark image NR strength is the general noise reduction strength for dark images
  • Digitalgain may be a general digital gain value
  • ⁇ is the desired brightness level and brightness before processing. It may be a difference in values
  • ⁇ may be a dependent variable determined according to a sensor-dependent correction value, for example, a photographing sensitivity (ISO).
  • Table 1 below is an example of the general noise reduction intensity and the strong noise reduction intensity for a dark image according to the shooting sensitivity.
  • the general noise reduction intensity for dark images is generally directly proportional to the linear function value to the shooting sensitivity (ISO). not limited
  • the HDR generation module 530 may primarily generate an HDR image by using the image frame on which the weak noise reduction has been performed on the reference image frame.
  • the primarily generated HDR image is generated by synthesizing two image frames in which strong noise reduction and weak noise reduction have been performed on the same dark image frame, and a ghost-free primary HDR image may be generated.
  • the detail enhancement module 540 may include, for example, an appropriate brightness (eg, 0EV) and/or among the image frames input by the exposure control image input module 510 for the primary HDR image.
  • the secondary HDR image may be generated using bright (eg, +EV, +2EV) image frames.
  • the detail enhancement module 540 may improve detail by synthesizing an image of appropriate brightness with the primary HDR image, and further improve detail of a dark part (dark part) of the image by using a bright image. .
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of generating an HDR image in an electronic device according to various embodiments
  • FIG. 7 is an image processed according to an operation of generating an HDR image in an electronic device according to various embodiments.
  • a processor controls an image sensor (eg, the image sensor 230, 310, or 410 of FIGS. 2, 3, or 4) in operation 610 to control a first image (eg, FIG. 7(a)) having a first brightness of the dark image 703) and a plurality of second images having a second brightness (eg, the bright images 705, 706, and 707 of FIG. 7A) may be obtained.
  • a first image eg, FIG. 7(a)
  • second images eg, the bright images 705, 706, and 707 of FIG. 7A
  • 2 Brightness is different brightness.
  • the processor may control the image sensor to acquire a first image having a first brightness and a plurality of second images having a second brightness or a third brightness.
  • the first brightness, the second brightness, and the third brightness are different from each other.
  • the first brightness may be, for example, dark brightness (eg, any one of -4EV, -3EV, -2EV, and -EV).
  • the second brightness may be, for example, an appropriate brightness (eg, 0EV) or a bright brightness (eg, at least one or more of +EV, +2EV, +3EV, and +4EV).
  • an appropriate brightness eg, 0EV
  • a bright brightness eg, at least one or more of +EV, +2EV, +3EV, and +4EV.
  • the second brightness may be, for example, an appropriate brightness (eg, 0EV), and the third brightness may be a bright brightness (eg, at least one or more of +EV, +2EV, +3EV, and +4EV).
  • an appropriate brightness eg, 0EV
  • the third brightness may be a bright brightness (eg, at least one or more of +EV, +2EV, +3EV, and +4EV).
  • the processor performs brightness conversion on the first image and strong noise reduction greater than or equal to a first intensity to perform a third image having the second brightness (eg, the image ( 721)) can be created. It can be seen that the image 711 of FIG. 7(b) is an image processed to have a second brightness by performing brightness conversion on the first image, and has severe noise.
  • the first intensity is, for example, a predetermined variable, for example, a brightness value of the dark image 703 with respect to the noise reduction intensity that is generally performed for the dark first image 703 . It may be a value multiplied by a digital gain value applied to convert the brightness to the brightness value of the image 705 .
  • the first intensity is, for example, a predetermined variable, for example, a brightness value of the dark image 703 with respect to the noise reduction intensity generally performed for the dark first image 703 .
  • a value obtained by multiplying a value obtained by multiplying a digital gain value applied for brightness conversion into a brightness value of the image 705 may be a corrected value by multiplying and/or summing a specific correction variable.
  • the processor may generate a first HDR image based on the first image and the third image in operation 630 .
  • the processor generates a fourth image by performing brightness conversion on the first image and attenuating noise less than or equal to a second intensity, and synthesizing the fourth image with the third image to create the first HDR An image (eg, the image 731 of FIG. 7D ) may be generated.
  • the first HDR image is an image from which a ghost phenomenon is removed, and highlight detail may be somewhat supplemented.
  • the first HDR image is an image from which a ghost phenomenon is removed, and dark detail may be insufficient.
  • the order of the above-described brightness conversion and strong noise reduction processing is not limited as described above, and for example, strong noise reduction may be first performed on the first image and then brightness conversion may be performed thereafter.
  • the second intensity may be a noise reduction intensity generally performed on the dark image 703 of the first image.
  • the processor in operation 640 , the processor generates a second HDR image (eg, image 735 of FIG. 7E ) based on the first HDR image and the plurality of second images having a second brightness. can do. Accordingly, the generated second HDR image 735 may be an HDR image with improved detail.
  • the processor may secondarily generate a second HDR image by additionally using a second image having a third brightness in addition to a second image having a second brightness with respect to the first HDR image generated primarily.
  • the generated second HDR image 735 may be an HDR image in which the detail of a dark part (dark part) in the image frame is further improved.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a user interface according to an operation of generating an HDR image in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device may generate an HDR image, for example, by a user's selection, is started, and an image from an image sensor (eg, the image sensors 230 , 310 , 410 of FIGS. 2 , 3 or 4 ) to generate an HDR image on the touch screen (eg, the display device 160 of FIG. 1 )
  • an image sensor eg, the image sensors 230 , 310 , 410 of FIGS. 2 , 3 or 4
  • a first icon 803 indicating that the frame is being acquired may be displayed.
  • the first icon indicating that the image frame is being acquired may include a dynamic image that changes according to the passage of time so as to represent the passage of time.
  • the first icon indicating that the image frame is being acquired from the image sensor may be displayed when the image frame acquisition is finished.
  • the processor controls the exposure of the image sensor when acquisition of an HDR image is started according to a user input for generating an HDR image so that, for example, an image frame acquired initially or initially is acquired as an image of appropriate brightness. and a preview image 801 of an initially acquired image having an appropriate brightness may be provided to the touch screen.
  • the first icon is replaced with a second icon 804 indicating that image processing is being performed on the acquired image frame.
  • the second icon may include an image illustrating that a specific operation is being performed over time.
  • the second icon may indicate that image processing is being performed in a form in which three dots are changed into a dynamic image, each of which is displayed at different timings and not displayed.
  • the display of the second icon may be terminated when image processing is completed.
  • FIG. 8E may display a third icon 805 for selecting whether to save the HDR image on which the image processing is completed.
  • the generated HDR image 835 may be displayed on the touch screen as shown in FIG. 8E .
  • the user may check the HDR image 835 displayed on the touch screen and touch the third icon 805 to store the generated HDR image 835 .
  • FIG. 9 is a view for explaining the quality of an HDR image generated by an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • HDR generating method even when a movement of a subject (eg, movement of a finger) occurs while a plurality of images are acquired, referring to FIG. It can be seen that this improved high-quality HDR image can be generated.
  • a movement of a subject eg, movement of a finger
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other such components, and refer to those components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101).
  • a machine eg, electronic device 101
  • the processor eg, the processor 120
  • the device eg, the electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided as included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or via an application store (eg Play Store TM ) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) directly, online between smartphones (eg: smartphones).
  • a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a memory of a relay server.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.

Landscapes

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Abstract

전자 장치 및 그의 HDR(high dynamic range) 영상 생성 방법이 개시된다. 전자 장치는, 이미지 센서 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득하고, 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지를 생성하고, 상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성하고, 상기 제1 HDR 이미지 및 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지를 생성하도록 설정될 수 있다.

Description

전자 장치 및 그의 HDR 영상 생성 방법
본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치 및 그의 HDR(high dynamic range) 영상 생성 방법에 관한 것이다.
전자 장치들(예: 이동 단말기, 스마트 폰, 착용형(wearable) 장치 등)은 다양한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰은 기본적인 음성 통신 기능에 추가적으로, 근거리 무선 통신(예: 블루투스(bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), 또는 NFC (near field communication) 등) 기능, 이동 통신(3G(generation), 4G, 5G 등) 기능, 음악 또는 동영상 재생 기능, 영상 촬영 기능, 또는 네비게이션 기능 등을 제공할 수 있다.
최근 전자 장치는 장치 구성 요소들의 성능 개선에 따라 전자 장치 내 이미지를 획득하는 이미지 센서로부터 획득된 이미지들을 이용하여 높은 동적 대역(HDR, high dynamic range) 영상을 생성하는 기능을 제공하고 있다.
일반적으로, 상기 전자 장치는 높은 동적 대역 영상 생성시 고스트 현상(ghost effect)이 발생하는 문제점이 있다. 고스트 현상은 예를 들면 영상 합성 시 피사체의 움직임에 따라 영상에 잔상이 남는 아티팩트(artifact) 발생 현상을 말한다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한, 본 발명의 다양한 실시예들은 모션이 많은 영상에서도 복수의 영상 프레임을 사용하여 높은 동적 대역(HDR, high dynamic range) 영상 생성시 발생하는 고스트 현상과 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 전자 장치 및 그의 HDR 영상 생성 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 이미지 센서 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득하고, 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지를 생성하고, 상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성하고, 상기 제1 HDR 이미지 및 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지를 생성하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서 및 프로세서를 포함하는 전자 장치의 방법은, 예를 들면, 상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득하는 동작, 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지를 생성하는 동작, 상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성하는 동작, 및 상기 제1 HDR 이미지 및 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득하도록 하고, 상기 이미지 시그널 프로세서를 제어하여, 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지를 생성하고, 상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성하고, 상기 제1 HDR 이미지 및 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지를 생성하도록 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 복수의 영상 프레임을 사용하여 HDR 영상 생성시 발생하는 고스트 현상과 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 모션이 많은 영상에서도 효과적으로 고스트 현상을 제거하고 노이즈가 적고 해상력이 좋은 고화질의 높은 동적 대역영상 촬영 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR영상을 생성하는 전자 장치를 예시하는 블럭도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 HDR영상을 생성하는 전자 장치를 예시하는 블럭도이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 전자 장치의 영상 처리 블록을 예시하는 블럭도이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 동작 수행에 따라 처리되는 영상을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 동작 수행에 따른 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 생성된 HDR영상의 품질에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다. 본 문서는 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것이 아니다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 다양하게 변경될 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(180)의 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 카메라 모듈(180)은 렌즈 어셈블리(210), 플래쉬(220), 이미지 센서(230), 이미지 스태빌라이저(240), 메모리(250)(예: 버퍼 메모리), 또는 이미지 시그널 프로세서(260)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 복수의 렌즈 어셈블리(210)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(180)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)일 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(210)들은 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, f 넘버(f number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 렌즈 어셈블리와 적어도 하나의 다른 렌즈 속성을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다. 플래쉬(220)는 피사체로부터 방출되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 광원을 방출할 수 있다. 플래쉬(220)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다.
이미지 센서(230)는 피사체로부터 렌즈 어셈블리(210) 를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 센서(230)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서로 구현될 수 있다.
이미지 스태빌라이저(240)는 카메라 모듈(180) 또는 이를 포함하는 전자 장치(101)의 움직임에 반응하여, 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향(예: 이미지 흔들림)을 적어도 일부 보상하기 위하여 렌즈 어셈블리(210)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(230)를 특정한 방향으로 움직이거나 제어(예: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있으며, 카메라 모듈(180)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 상기 움직임을 감지할 수 있다.
메모리(250)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: 높은 해상도의 이미지)는 메모리(250)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 표시 장치(160)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(250)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(250)는 메모리(130)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(260)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(250)에 저장된 이미지에 대하여 이미지 처리(예: 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening))을 수행할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(260)는 카메라 모듈(180)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(230))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(250)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(180)의 외부 구성 요소(예: 메모리(130), 표시 장치(160), 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))로 전달될 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(260)는 프로세서(120)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(120)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지들은 프로세서(120)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 표시 장치(160)를 통해 표시될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 둘 이상의 카메라 모듈(180)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 적어도 하나의 카메라 모듈(180)은 광각 카메라 또는 전면 카메라이고, 적어도 하나의 다른 카메라 모듈은 망원 카메라 또는 후면 카메라일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR영상을 생성하는 전자 장치(300)를 예시하는 블럭도이다. 예를 들면 전자 장치(300)는 도 1의 전자 장치(101)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치(300)는 예를 들면 이미지 센서(310), 이미지 시그널 프로세서(320), 프로세서(330) 및 메모리(340)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 이미지 센서(310)는 도 2의 이미지 센서(230)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 이미지 센서(310)는 도 2의 카메라 모듈(180)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 이미지 센서(310)는 HDR 영상 생성을 위해 다수의 영상 프레임을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 이미지 센서(310)는 HDR 영상 생성을 위해 고속으로 다수의 영상 프레임을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(310)는 예를 들면 초당 30회 정도 또는 그 이상의 빠른 속도로 다수의 영상 프레임을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(310)는 예를 들면 노출을 조정하여 다양한 밝기 또는 광도를 갖는 다수의 영상 프레임을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(310)는 예를 들면 어두운(예: -EV, -2EV, -3EV, -4EV) 영상, 적정 밝기(예: 0EV) 영상, 또는 밝은(예: +EV, +2EV, +3EV, +4EV) 영상과 같은 다양한 밝기를 갖는 다수의 영상 프레임을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(310)는 예를 들면 초기 소정 개수(예: 5장)의 어두운 영상 프레임을 획득하고 이후 적정 밝기의 영상 프레임을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(310)는, 예를 들면 HDR 영상 생성을 위한 영상 프레임 생성에 있어서 노출을 조절하여, 적정 밝기의 영상 프레임을 적어도 초기 이미지로서 하나 획득하고, 이후 소정 개수 (예: 5장)의 어두운 영상 프레임을 획득한 후 적정 밝기의 영상 프레임들 및/또는 밝은 영상 프레임들과 같이 다양한 밝기의 영상 프레임들을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(320)는 도 1의 보조 프로세서(123) 또는 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(320)는 HDR(high dynamic range) 처리 모듈(321)과 이미지 시그널 프로세싱 모듈(323)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(310)로부터 획득된 영상 프레임들은 예를 들어 HDR 처리 모듈(321)에 의해 처리된 후 이미지 시그널 프로세싱 모듈(323)에 의해 처리될 수 있다. 예를 들어 HDR 처리 모듈(321)은 원본 이미지를 이미지 시그널 프로세싱 이 전에(bayer domain) 처리하여 HDR 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어 이미지 시그널 프로세싱 모듈(323)은 생성된 HDR 영상에 대해 이후 이미지 시그널 프로세싱(ISP demosaic 수행)을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이와 달리, 이미지 센서(310)로부터 획득된 영상 프레임들은 예를 들어 이미지 시그널 프로세싱 모듈(323)에 의해 먼저 처리된 후(ISP demosaic 수행) HDR 처리 모듈(321)에 의해 처리되도록 구현될 수도 있다. 예를 들어 HDR 처리 모듈(321)은 원본 이미지에 대한 이미지 시그널 프로세싱 이 후의 YUV 또는 RGB 데이터를 사용하여 HDR 영상을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, HDR 처리 모듈(321)은 이미지 센서(310)로부터 입력되는 영상 프레임들 또는 이미지 시그널 프로세싱 모듈(323)로부터 입력되는 영상 프레임들에 대해 예를 들어 디지털 게인 및/또는 노이즈 감쇄를 수행하여 영상 프레임의 밝기를 예를 들어 밝게 변환하거나 고스트 현상과 같은 각종 노이즈를 감쇄할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, HDR 처리 모듈(321)은 이미지 센서(310)로부터 입력되는 원본 이미지 데이터(예: bayer domain data)를 바로 처리하거나, 이와 달리 이미지 시그널 프로세싱 모듈(323)에 의해 상기 원본 이미지 데이터가 처리되어 출력된 이미지 데이터(예: YUV 또는 RGB 데이터)를 이후에 처리하도록 구현될 수 있다.
DR(dynamic range), 즉 동적 범위란 어두운 영역과 밝은 영역 간의 비(Ratio)를 나타내며, 실제 가시 세계의 동적 범위는 이미지 센서로 획득하는 영상의 범위보다 넓다. HDR 처리 모듈(321)은 다수의 노출이 다른 즉 밝기가 다른 영상 프레임들을 이용하여 가시 세계의 동적 범위(DR)를 가능한 전 영역을 표현할 수 있는 이미지를 합성하여 출력할 수 있다.
다만, 예를 들면, 이미지 센서(310)로부터 획득되는 서로 다른 영상 프레임들은 시차가 발생함으로써 영상 내의 밝은 부분(명부)에서 피사체의 움직임이 있는 경우 이들 영상을 사용하여 합성한 일반적인 HDR 영상 내에는 고스트 현상(ghost effect)이 발생할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, HDR 처리 모듈(321)은 입력되는 영상 프레임들 중 하나의 동일한 영상 프레임에 대해 서로 다른 이미지 처리를 수행하고 이들을 합성하여 1차 HDR 영상을 생성함으로써 고스트 현상을 제거할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, HDR 처리 모듈(321)은 입력되는 영상 프레임들 중 어두운 영상 프레임에 대해 기준 영상 또는 일반 밝기 영상의 밝기가 되도록 일반적인 디지털 게인 보다 큰 디지털 게인을 적용하여 기준 영상의 밝기로 밝게 하고, 강한 노이즈 감쇄(strong noise reduction)를 수행하여 기준 영상 프레임을 생성하고, 이와 별도로 상기 어두운 영상 프레임에 대해 일반적인 디지털 게인을 적용하고 일반적인 약한 노이즈 감쇄를 수행한 영상 프레임을 상기 기준 영상 프레임과 합성하여 1차로 HDR 영상을 생성할 수 있다. 이에 따라, 1차로 생성된 HDR 영상은 동일한 어두운 영상 프레임에 대해 강한 노이즈 감쇄 및 약한 노이즈 감쇄를 각각 수행한 두 개의 영상 프레임을 합성하여 생성되는 것이므로 고스트가 없는 1차 HDR 영상이 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 예를 들어, 어두운 영상 프레임에 대해 디지털 게인을 적용하고 강한 노이즈 감쇄(strong noise reduction)를 수행하여 생성되는 기준 영상 프레임은 밝기 변환에 따라 포화영역이 발생할 수 있다. 예를 들어 어두운 영상 프레임에 대해 일반적인 디지털 게인을 적용하고 일반적인 약한 노이즈 감쇄를 수행한 영상 프레임을 상기 기준 영상 프레임과 합성함에 따라 상술한 포화 영역이 제거되고 밝은 부분(명부)에 대한 디테일이 향상될 수 있다.
다양한 실시예에 다르면, HDR 처리 모듈(321)은 입력되는 영상 프레임들 중 예를 들어 초기에 생성된 어두운 영상(예: -EV 또는 -2EV) 프레임 중 하나에 대해 디지털 게인을 적용하여 밝기 변환을 통해 밝은 영상(예: 0EV, +EV 또는 +2EV)을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, HDR 처리 모듈(321)은 어두운 영상 프레임으로부터 밝기 변환된 밝은 영상에 대해 특정 강도 이상의 강한 노이즈 감쇄(strong noise reduction)를 수행할 수 있다. 예를 들면, 강한 노이즈 감쇄를 위한 노이즈 감쇄 강도는 일반적인 영상 프레임에 대한 노이즈 감쇄의 강도 보다 예를 들어 4배 이상의 상당히 강한 강도가 될 수 있다. 예를 들면 강한 노이즈 감쇄를 위한 노이즈 감쇄 강도는, 예를 들면 어두운 영상을 획득한 이미지 센서(310)의 어두운 영상에 대해 수행하는 일반적인 노이즈 감쇄를 위한 센서 디지털 게인 값에 대해 추가로, 어두운 영상을 적절 밝기로 밝기 변환하기 위한 디지털 게인 값을 곱하고 소정의 보정을 통해 산출될 수 있다.
한편, 상술한 밝기 변환과 강한 노이즈 감쇄 처리의 순서는 상술한 바에 의해 한정되지 않으며, 예를 들어 영상에 대해 노이즈 감쇄를 먼저 수행하고 밝기 변환을 이후에 수행할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, HDR 처리 모듈(321)은 1차로 생성된 HDR 영상에 대해 적정 밝기 및/또는 밝은 영상 프레임을 추가로 사용하여 2차로 HDR 영상을 생성할 수 있다. 이에 따라, HDR 처리 모듈(321)은 디테일이 보다 향상된 HDR 영상인 2차 HDR 영상을 생성할 수 있다. 이에 따라, HDR 처리 모듈(321)은 영상 프레임 내에서 어두운 부분(암부)의 디테일이 보다 향상된 2차 HDR 영상을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세싱 모듈(323)은 이미지 센서(310)을 통하여 획득된 영상 프레임 또는 HDR 처리 모듈(321)에 의해 처리된 영상 프레임에 대해 이미지 처리(ISP demosaic) (예: 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening))을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(330)는 이미지 센서(310)를 제어하여 상술한 바와 같이 노출을 조절하여 서로 다른 다양한 밝기의 영상 프레임을 획득하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(330)는 이미지 센서(310)로부터 획득된 영상 프레임을 직접 이미지 시그널 프로세서(320)에서 처리하도록 제어하거나 필요한 경우 메모리(340)에 임시 저장하고 이후 이미지 시그널 프로세서(320)에서 처리하도록 제어할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 메모리(340)는 도 1의 메모리(130) 또는 도 2의 메모리(250)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 메모리(340)는 이미지 센서(310)로부터 획득된 영상 프레임, 이미지 처리에 따라 생성되는 데이터 또는 생성된 HDR 이미지를 임시 저장할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 메모리(340)는 생성된 HDR 이미지에 대한 저장 명령이 입력되면 생성된 HDR 이미지를 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HDR영상을 생성하는 전자 장치(400)를 예시하는 블럭도이다. 예를 들면 전자 장치(400)는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 3의 전자 장치(300)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는 예를 들면 이미지 센서(410), 이미지 시그널 프로세서(420), 프로세서(430) 및 메모리(440)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 이미지 센서(410)는 도 2의 이미지 센서(230) 또는 도 3의 이미지 센서(310)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 이미지 센서(410)의 동작과 기능은 도 3의 이미지 센서(310)와 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(430)는 HDR 처리 모듈(431)을 포함할 수 있다. 도 4의 HDR 처리 모듈(431)의 동작과 기능은 도 3의 HDR 처리 모듈(321)과 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(420)의 동작과 기능은 도 2의 이미지 시그널 프로세서(320)와 유사하되, HDR 처리 모듈(321)이 수행하는 기능을 프로세서(430)에 의해 처리할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(410)에서 획득한 영상 프레임들은 예를 들어 HDR 처리 모듈(431)을 포함하는 프로세서(430)에 의해 처리된 후 이미지 시그널 프로세서(420)에 의해 처리될 수 있다. 예를 들어, HDR 처리 모듈(431)은 원본 이미지를 이미지 시그널 프로세싱 이 전에(bayer domain) 처리하여 HDR 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어 이미지 시그널 프로세서(420)는 생성된 HDR 영상에 대해 이후 이미지 시그널 프로세싱(ISP demosaic)을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이와 달리, 이미지 센서(410)로부터 획득된 영상 프레임들은 예를 들어 이미지 시그널 프로세서(420)에 의해 먼저 처리된 후 프로세서(430)의 HDR 처리 모듈(421)에 의해 처리되도록 구현될 수도 있다. 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(420)는 원본 이미지에 대해 이미지 시그널 프로세싱(ISP demosaic)을 수행하고 YUV 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, HDR 처리 모듈(431)은 이미지 시그널 프로세서(420)로부터 입력되는 이미지 데이터(예: YUV 데이터)를 사용하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(410)로부터 획득된 영상 프레임들은 예를 들어 이미지 시그널 프로세서(420)에 의해 먼저 처리된 후 프로세서(430)의 HDR 처리 모듈(421)에 의해 처리되고 이후 다시 이미지 시그널 프로세서(420)에 의해 추가적으로 처리되도록 구현될 수도 있다. 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(420)는 원본 이미지에 대해 이미지 시그널 프로세싱(ISP demosaic)을 수행하고 YUV 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, HDR 처리 모듈(431)은 이미지 시그널 프로세서(420)로부터 입력되는 이미지 데이터(예: YUV 데이터)를 사용하여 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(420)는 HDR 이미지에 대해 추가적인 후처리를 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 다른 전자 장치(예: 도 1, 도 3 또는 도 4의 전자 장치(101, 300, 400))은 이미지 센서(예: 도 2, 도 3 또는 도 4의 이미지 센서(230, 310, 410)) 및 프로세서(예: 도 1, 도 3 또는 도 4의 프로세서(120, 330, 430))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득하고, 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지를 생성하고, 상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성하고, 상기 제1 HDR 이미지 및 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지를 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 밝기는 기준 밝기 보다 어두운 밝기이고, 상기 제2 밝기는 기준 밝기 이상의 밝기일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1이미지에 밝기 변환 및 제2 강도 이하의 노이즈 감쇄를 수행한 후 상기 제3 이미지와 합성하여 상기 제1 HDR 이미지를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 강도는, 상기 제2 강도에 대해 적어도 상기 제1 밝기를 상기 제2 밝기로 밝기 변환하기 위한 디지털 게인 값을 곱한 값에 기초하여 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 HDR 처리 모듈(예: 도 3 또는 도 4의 HDR 처리 모듈(321, 431))을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 상기 HDR 처리 모듈은 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 제1 HDR 이미지 및 상기 제2 HDR 이미지를 생성하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 이미지에 대한 밝기 변환은, 상기 제1 밝기를 상기 제2 밝기로 변환하기 위한 디지털 게인 값을 적용하여 수행될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 터치 스크린(예: 도 1의 표시 장치(160))을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 상기 프로세서는 상기 터치 스크린에 상기 이미지 센서의 이미지 획득이 수행 중임을 나타내는 동적 이미지를 포함하는 아이콘을 표시할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 상기 제2 밝기의 초기 이미지를 먼저 획득하고 난 후 상기 제1 이미지를 획득하고, 이어서 상기 복수의 제2 이미지를 획득하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제2 밝기의 초기 이미지에 대한 프리뷰 이미지를 적어도 상기 아이콘이 표시되는 동안 상기 터치 스크린에 표시하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제2 HDR 이미지가 생성되면 상기 프리뷰 이미지를 대체하여 상기 제2 HDR 이미지를 상기 터치 스크린에 표시하도록 할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3 또는 도 4의 전자 장치(300, 400))의 영상 처리 블록들(510, 520, 530, 540)을 예시하는 블럭도이다.
다양한 실시예에 따르면, 영상 처리 블록들(510, 520, 530, 540)은 도 3 또는 도 4의 HDR 처리 모듈(321 또는 431)에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 노출 제어 이미지 입력 모듈(510)은 이미지 센서(예: 도 3 또는 도 4의 이미지 센서(310 또는 410)) 또는 이미지 시그널 프로세서(예: 도 3 또는 도 4의 이미지 시그널 프로세서(320 또는 420))로부터 서로 다른 다양한 밝기를 갖는 복수의 이미지를 입력 받을 수 있다. 입력된 이미지는 예를 들어 원본 이미지로서 이미지 시그널 프로세싱 이 전에(bayer domain)의 이미지 일 수 있다. 입력된 이미지는 예를 들어 이미지 시그널 프로세싱(ISP demosaic)이 수행된 이미지(YUV 데이터)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기준 영상 생성 모듈(520)은 이미지 센서로부터 입력되는 영상 프레임들 또는 이미지 시그널 프로세싱 모듈로부터 입력되는 영상 프레임들에 대해 예를 들어 디지털 게인 및/또는 노이즈 감쇄를 수행하여 기준 영상을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기준 영상 생성 모듈(520)은 입력되는 영상 프레임들 중 어두운 영상 프레임에 대해 디지털 게인을 적용하고 강한 노이즈 감쇄(strong noise reduction)를 수행하여 기준 영상 프레임을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기준 영상 생성 모듈(520)은 상기 어두운 영상 프레임에 대해 일반적인 디지털 게인을 적용하고 일반적인 약한 노이즈 감쇄를 수행한 영상 프레임을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 특정 강도 이상의 강한 노이즈 감쇄(strong noise reduction)는, 예를 들어 일반적인 영상 프레임에 대한 노이즈 감쇄의 강도 보다 예를 들어 4배 이상의 상당히 강한 강도가 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 강한 노이즈 감쇄를 위한 노이즈 감쇄 강도는, 예를 들면 어두운 영상을 획득한 이미지 센서의 예를 들면 어두운 영상에 대한 일반적인 노이즈 감쇄를 위한 센서 디지털 게인 값에 대해 추가로, 밝기 변환을 위한 디지털 게인 값을 곱하고 소정의 보정을 통해 산출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 강한 노이즈 감쇄를 위한 노이즈 감쇄 강도는, 예를 들면 다음과 같은 수학식1에 의해 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2021001269-appb-M000001
여기서, Strong NR strength 는 강한 노이즈 감쇄의 강도, dark image NR strength는 어두운 영상에 대한 일반적인 노이즈 감쇄 강도, Digitalgain은 일반적인 디지털 게인 값일 수 있으며, α는 처리 결과 얻고자 하는 밝기의 정도와 처리 이전의 밝기 값의 차 일 수 있고, β는 센서에 종속되는 보정 값 예를 들어 촬영감도(ISO)에 따라 결정되는 종속 변수 일 수 있다.
다음의 표 1은 촬영감도에 따른 어두운 영상에 대한 일반적인 노이즈 감쇄 강도와 강한 노이즈 감쇄 강도에 대한 예시이다.
ISO dark image NR strength Strong NR strength
100 10 40
200 20 80
400 40 160
800 80 320
1600 160 640
표1을 참조하면 어두운 영상에 대한 일반적인 노이즈 감쇄 강도는 촬영감도(ISO)에 대체적으로 일차 함수 값으로 정비례하며 강한 노이즈 감쇄 강도는 일반적인 노이즈 감쇄 강도에 대해 예를 들어 4배의 값으로 설정되었으나 이에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에 따르면, HDR 생성 모듈(530)은 상기 기준 영상 프레임에 대해 상기 약한 노이즈 감쇄를 수행한 영상 프레임을 사용하여 1차로 HDR 영상을 생성할 수 있다. 1차로 생성된 HDR 영상은 동일한 어두운 영상 프레임에 대해 강한 노이즈 감쇄 및 약한 노이즈 감쇄를 각각 수행한 두 개의 영상 프레임을 합성하여 생성되는 것으로 고스트가 없는 1차 HDR 영상이 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디테일 향상 모듈(540)은 상기 1차 HDR 영상에 대해 상기 노출 제어 이미지 입력 모듈(510)에 의해 입력된 영상 프레임들 중 예를 들어, 적정 밝기(예: 0EV) 및/또는 밝은(예: +EV, +2EV) 영상 프레임들을 사용하여 2차 HDR 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어 디테일 향상 모듈(540)은 상기 1차 HDR 영상에 적정 밝기의 영상을 합성하여 디테일을 향상시키고, 이에 더해 밝은 영상을 사용하여 영상에서 어두운 부분(암부)의 디테일을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 동작 수행에 따라 처리되는 영상을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(예: 도 1, 도 3 또는 도 4의 전자 장치(101, 300, 400))의 프로세서(예: 도 1, 도 3 또는 도 4의 프로세서(120, 330 또는 430)는 동작 610에서, 이미지 센서(예: 도 2, 도 3 또는 도 4의 이미지 센서(230, 310 또는 410))를 제어하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지(예: 도 7(a)의 어두운 영상(703))와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지(예: 도 7(a)의 밝은 영상(705, 706, 707))를 획득할 수 있다. 상기 제1 밝기와 상기 제2 밝기는 서로 다른 밝기이다.
다양한 실시예에 따르면 프로세서는 이미지 센서를 제어하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기 또는 제3 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득할 수 있다. 상기 제1 밝기, 제2 밝기와 제3 밝기는 서로 다른 밝기이다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 밝기는 예를 들면 어두운 밝기(예: -4EV, -3EV, -2EV, -EV 중 어느 하나)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 밝기는 예를 들면 적정한 밝기(예: 0EV) 또는 밝은 밝기(예: +EV, +2EV, +3EV, +4EV 중 적어도 하나 이상)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 밝기는 예를 들면 적정한 밝기(예: 0EV)이고 제3 밝기는 밝은 밝기(예: +EV, +2EV, +3EV, +4EV 중 적어도 하나 이상)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 동작 620에서 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 강한 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지(예: 도 7(c)의 영상(721))를 생성하도록 할 수 있다. 도 7(b)의 영상(711)은 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환을 수행하여 제2 밝기로 처리한 영상으로서 노이즈가 심하게 형성된 것을 알 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 강도는 예를 들면 어두운 제1 이미지(703)에 대해 일반적으로 수행하는 노이즈 감쇄 강도에 대해, 기설정된 변수, 예를 들면 어두운 영상(703)의 밝기 값을 밝은 영상(705)의 밝기 값으로 밝기 변환하기 위해 적용되는 디지털 게인 값을 곱한 값일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 강도는 예를 들면 어두운 제1 이미지(703)에 대해 일반적으로 수행하는 노이즈 감쇄 강도에 대해, 기설정된 변수, 예를 들면 어두운 영상(703)의 밝기 값을 밝은 영상(705)의 밝기 값으로 밝기 변환하기 위해 적용되는 디지털 게인 값을 곱한 값을 특정 보정 변수를 곱 및/또는 합하여 보정한 값일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 동작 630에서 상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 프로세서는 상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제2 강도 이하의 약한 노이즈 감쇄를 수행하여 제4 이미지를 생성하고, 상기 제4 이미지를 상기 제3 이미지에 합성하여 상기 제1 HDR 이미지(예: 도 7(d)의 이미지(731))를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 HDR 이미지는 고스트 현상이 제거된 영상으로서 명부 디테일은 다소 보완될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 HDR 이미지는 고스트 현상이 제거된 영상으로서 암부 디테일은 부족할 수 있다.
한편, 상술한 밝기 변환과 강한 노이즈 감쇄 처리의 순서는 상술한 바에 의해 한정되지 않으며, 예를 들어 제1 이미지에 대해 강한 노이즈 감쇄를 먼저 수행하고 밝기 변환을 그 이후에 수행할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 강도는 상기 제1 이미지의 어두운 영상(703)에 대해 일반적으로 수행되는 노이즈 감쇄 강도 일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 동작 640에서 상기 제1 HDR 이미지 및 제2 밝기의 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지(예: 도 7(e)의 이미지(735))를 생성할 수 있다. 이에 따라 생성된 제2 HDR 이미지(735)는 디테일이 향상된 HDR 영상일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 1차로 생성된 제1 HDR 영상에 대해 제2 밝기의 제2 이미지 외에 제3 밝기의 제2 이미지를 추가로 사용하여 2차로 제2 HDR 이미지를 생성할 수 있다. 이에 따라 생성된 제2 HDR 이미지(735)는 영상 프레임 내에서 어두운 부분(암부)의 디테일이 추가로 향상된 HDR 영상일 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 HDR영상을 생성하는 동작 수행에 따른 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1, 도 3 또는 도 4의 전자장치(101, 300, 400))는 HDR영상의 생성이, 예를 들면 사용자의 선택에 의해, 시작되며, 터치 스크린(예: 도 1의 표시 장치(160)) 상에 HDR 영상 생성을 위해 이미지 센서(예: 도 2, 도 3 또는 도 4의 이미지 센서(230, 310, 410))로부터 영상 프레임이 획득되고 있음을 나타내는 제1 아이콘(803)을 표시할 수 있다. 영상 프레임이 획득되고 있음을 나타내는 제1 아이콘은 시간의 흐름을 나타낼 수 있도록 시간의 흐름에 따라 변화되는 동적 이미지를 포함할 수 있다. 도 8의 (a), (b) 및 (c)는 시간의 흐름에 따른 제1 아이콘의 변화하는 이미지를 나타낸 것으로 예를 들면 달이 초승달에서 반달로 점진적으로 차오르는 형태를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 이미지 센서로부터 영상 프레임이 획득되고 있음을 나타내는 제1 아이콘은 영상 프레임 획득이 종료되면 표시가 종료될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 HDR 영상의 생성을 위한 사용자 입력에 따라 HDR 영상 획득이 시작되면 이미지 센서의 노출을 제어하여 예를 들면 최초 또는 초기에 획득하는 영상 프레임을 적정 밝기의 영상으로 획득하도록 하고, 적정 밝기의 초기 획득 영상에 대한 프리뷰 영상(801)을 터치 스크린에 제공할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 도 8의 (d)는 이미지 센서로부터 영상 프레임 획득이 완료되면 상기 제1 아이콘은 획득된 영상 프레임에 대한 이미지 처리가 수행되고 있음을 나타내는 제2 아이콘(804)로 대체하여 표시될 수 있다. 예를 들면 제2 아이콘은 시간의 흐름에 따라 특정 동작이 수행되고 있음을 예시하는 이미지를 포함할 수 있다. 예를 들면 제2 아이콘은 세 개의 점이 동적 이미지로 변화되며 각각이 서로 다른 타이밍으로 표시되고 표시되지 않는 것을 반복하는 형태로 이미지 처리가 수행되고 있음을 나타낼 수 있다. 예를 들면 제2 아이콘은 이미지 처리가 완료되면 그 표시가 종료될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이미지 처리가 완료되어 HDR 이미지가 생성되면, 도 8의 (e)는 이미지 처리가 완료된 HDR 이미지를 저장할 것인지를 선택할 수 있는 제3 아이콘(805)을 표시할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 이미지 처리가 완료되어 HDR 이미지가 생성되면, 도 8의 (e)에 표시된 바와 같이 터치 스크린 상에 생성된 HDR 이미지(835)를 표시할 수 있다. 예를 들어 사용자는 터치 스크린에 표시된 HDR 이미지(835)를 확인하고 제3 아이콘(805)을 터치하여 생성된 HDR 이미지(835)를 저장하도록 할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 생성된 HDR영상의 품질에 대해 설명하기 위한 도면이다.
종래의 HDR 생성 방법에 따르면 복수의 영상을 합성하여 HDR 영상을 생성하는 경우 디테일이 향상된 HDR 영상이 생성되는 경우에도, 도 9의 (a)를 참조하면, 복수의 영상이 획득되는 시간 동안 피사체의 움직임(예: 손가락 움직임)이 발생하면, 이에 따라 HDR 영상에 잔상이 남아 고스트 현상(901)이 발생한다.
다양한 실시예에 따른 HDR 생성 방법에 따르면 복수의 영상이 획득되는 동안 피사체의 움직임(예: 손가락 움직임)이 발생한 경우에도, 도 9의 (b)를 참조하면, 고스트 현상이 제거되고 노이즈가 없고 디테일이 향상된 고품질의 HDR 영상을 생성할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    이미지 센서; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득하고,
    상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지를 생성하고,
    상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성하고,
    상기 제1 HDR 이미지 및 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밝기는 기준 밝기 보다 어두운 밝기이고, 상기 제2 밝기는 기준 밝기 이상의 밝기인 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 이미지에 밝기 변환 및 제2 강도 이하의 노이즈 감쇄를 수행한 후 상기 제3 이미지와 합성하여 상기 제1 HDR 이미지를 생성하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 강도는, 상기 제2 강도에 대해 적어도 상기 제1 밝기를 상기 제2 밝기로 밝기 변환하기 위한 디지털 게인 값을 곱한 값에 기초하여 설정되는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    HDR 처리 모듈을 더 포함하고,
    상기 HDR 처리 모듈은 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 제1 HDR 이미지 및 상기 제2 HDR 이미지를 생성하기 위한 동작을 수행하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이미지에 대한 밝기 변환은, 상기 제1 밝기를 상기 제2 밝기로 변환하기 위한 디지털 게인 값을 적용하여 수행하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    터치 스크린을 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 터치 스크린에 상기 이미지 센서의 이미지 획득이 수행 중임을 나타내는 동적 이미지를 포함하는 아이콘을 표시하는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 상기 제2 밝기의 초기 이미지를 먼저 획득하고 난 후 상기 제1 이미지를 획득하고, 이어서 상기 복수의 제2 이미지를 획득하도록 하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제2 밝기의 초기 이미지에 대한 프리뷰 이미지를 적어도 상기 아이콘이 표시되는 동안 상기 터치 스크린에 표시하도록 하는 전자 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제2 HDR 이미지가 생성되면 상기 프리뷰 이미지를 대체하여 상기 제2 HDR 이미지를 상기 터치 스크린에 표시하도록 하는 전자 장치.
  11. 이미지 센서 및 프로세서를 포함하는 전자 장치의 방법에 있어서,
    상기 이미지 센서의 노출을 조절하여 제1 밝기를 갖는 제1 이미지와 제2 밝기를 갖는 복수의 제2 이미지를 획득하는 동작;
    상기 제1 이미지에 대해 밝기 변환 및 제1 강도 이상의 노이즈 감쇄를 수행하여 상기 제2 밝기를 갖는 제3 이미지를 생성하는 동작;
    상기 제1 이미지 및 상기 제3 이미지에 기초하여 제1 HDR 이미지를 생성하는 동작; 및
    상기 제1 HDR 이미지 및 상기 복수의 제2 이미지에 기초하여 제2 HDR 이미지를 생성하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 밝기는 기준 밝기 보다 어두운 밝기이고, 상기 제2 밝기는 기준 밝기 이상의 밝기인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 HDR 이미지 생성 동작은,
    상기 제1 이미지에 밝기 변환 및 제2 강도 이하의 노이즈 감쇄를 수행한 후 상기 제3 이미지와 합성하여 상기 제1 HDR 이미지를 생성하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 강도는, 상기 제2 강도에 대해 적어도 상기 제1 밝기를 상기 제2 밝기로 밝기 변환하기 위한 디지털 게인 값을 곱한 값에 기초하여 설정되는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 이미지에 대한 밝기 변환은, 상기 제1 밝기를 상기 제2 밝기로 변환하기 위한 디지털 게인 값을 적용하여 수행되는 방법.
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