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KR101357404B1 - 다중 노출 영상 분석을 이용하여 색상 보정 및 플리커 제거를 수행하는 시스템 및 방법 - Google Patents

다중 노출 영상 분석을 이용하여 색상 보정 및 플리커 제거를 수행하는 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101357404B1
KR101357404B1 KR1020120048483A KR20120048483A KR101357404B1 KR 101357404 B1 KR101357404 B1 KR 101357404B1 KR 1020120048483 A KR1020120048483 A KR 1020120048483A KR 20120048483 A KR20120048483 A KR 20120048483A KR 101357404 B1 KR101357404 B1 KR 101357404B1
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South Korea
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image
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speed shutter
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유윤종
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(주) 넥스트칩
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Abstract

다중 노출 영상 분석을 이용한 색상 보정 및 플리커 제거 시스템 및 방법을 개시하는 것으로서, 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산하는 화소 값 라인 평균 계산부, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산하는 화소 값 필드/프레임 평균 계산부, 및 상기 계산된 라인 평균 값 및 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나에 기초하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 플리커를 제거하는 플리커 제거부를 포함한다.

Description

다중 노출 영상 분석을 이용하여 색상 보정 및 플리커 제거를 수행하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF CORRECTING COLOR AND REMOVING FLICKER USING MULTIPLE EXPOSURE IMAGE ANALYSIS}
본 발명은 다수의 다중 노출 영상을 촬영하는 HDR(High Dynamic Ranging) 카메라 등에서 입력된 다수의 영상을 분석하여 각각의 색상 및 플리커(Flicker)를 제거하는 기술적 사상을 개시한다.
영상의 동적 범위(Dynamic Range)를 증가 시키는 방식으로 다수의 영상을 다중 노출로 촬영한 후 하나의 영상으로 합성하는 방법이 사용된다.
그러나 다수의 영상을 촬영할 경우 광량의 차이에 의한 색상의 차이나 전원 주파수와의 불일치로 나타나는 플리커 현상 등이 영상에 생길 수 있다.
초기의 플리커 현상은 필름을 스크린에 영사할 때 발생하는 깜박임 현상으로 통용되었다.
영화의 시각 잔상 효과는 프레임과 프레임 사이에 검은 경계가 있어도 그것이 영사될 때 하나의 액션이 검은 경계로 끊어지지 않고 연속되는 것으로 인지하는 것인데 이를 위해서는 연속성을 보장하기 위한 일정한 속도가 필요하다. 필름 속도를 이보다 늦추면 스크린이 마치 명멸하는 듯한 깜박임 즉 플리커가 생긴다.
디지털에서는 조명 시 불안정한 전원을 사용하거나 카메라 셔터 개각도(shutter opening angle)와 카메라 속도가 조화를 이루지 못해 발생하는 화면 깜박임 현상으로 이해될 수 있다.
도 1은 개략적인 HDR 카메라 시스템의 구성 요소를 설명하는 도면이다.
대부분의 HDR 시스템은 렌즈(110)를 통해 입사된 빛을 촬상 소자(120)를 통해 영상으로 생성할 수 있다. 이때, 렌즈(110)를 통해 촬상 소자(120)에 유입되는 광량을 달리하여, 여러 장의 영상을 촬영한다. 광량이 다르게 촬영된 여러 장의 영상은 영상처리장치(130) 내부의 저장 매체(131)에 저장을 해놓은 다음 영상합성기(132)를 통해서 각각의 영상을 합성하여 합성된 영상(133)을 출력하는 식으로 이루어진다.
그러나 광량이 다르게 촬영된 영상의 경우 각 영상 마다 촬영 될 당시의 조건이 동일하지 못하기 때문에 색상의 차이를 갖게 되고, 형광등 같은 교류 전원을 사용하는 광원에서 촬영하는 경우 고속으로 촬영한 영상에서 글로벌 셔터를 사용하는 카메라의 경우 컬러 롤링이 발생하고, 롤링 셔터를 사용하는 카메라의 경우 플리커가 발생한다.
이는 영상의 합성을 방해할 뿐 아니라 합성된 영상의 결과에도 악영향을 끼치게 된다.
도 2는 형광등과 같이 교류 전원을 사용하는 광원 아래서 글로벌 셔터 카메라의 광량의 변화와 롤링셔터 카메라의 플리커가 생기는 원인을 설명하는 도면이다.
도 2의 그래프(210)과 같이 HDR 시스템은 렌즈를 통해 입사된 빛을 촬상 소자를 통해 영상으로 생성하는데 있어, 시간에 따라서 촬상 소자에 유입되는 광량을 달리하여, 여러 장의 영상을 촬영할 수 있다.
촬상 소자에 유입되는 광량은 여러 가지로 조절될 수가 있는데, 도 2의 그래프(210)에서는 셔터 스피드를 통해서 상기 광량을 조절하는 것을 나타낸다.
일반적으로, 셔터 노출 시간이 같다고 하더라도 형광등과 카메라의 전원 주파수가 동기되어 있지 않다면, 카메라 시스템과 전원 주파수의 동작 주파수의 차이로 인하여 촬영되는 시간이 같더라도 광량은 변화하게 된다.
이와 같은 이유 때문에, 도면부호 220과 같이 영상 한 장을 한번에 촬영하는 글로벌 셔터의 경우 시간에 따라 촬영되는 영상의 밝기가 일정 주기를 가지고 변경되는 현상이 나타난다.
또한, 도면부호 230과 같이 영상 한 장을 순차적으로 촬영하는 롤링 셔터의 경우 시간에 따른 광량의 변화로 인해 영상의 수평의 광량이 수직 축으로 다른 현상이 나타나게 된다.
이러한 차이는 고속 셔터로 촬영할 경우가 상대적으로 저속 셔터에 비해 영상에 더 큰 영향을 끼치게 되며, 저속과 고속 셔터 영상의 이러한 차이점은 영상 합성에 악영향을 끼치게 된다.
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템은 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산하는 화소 값 라인 평균 계산부, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산하는 화소 값 필드/프레임 평균 계산부, 및 상기 계산된 라인 평균 값 및 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나에 기초하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 플리커를 제거하는 플리커 제거부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템은 상기 플리커를 제거한 영상 및 상기 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나를 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정하는 색상 조정부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 화소 값 필드/프레임 평균 계산부는, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해 컬러 화소 또는 휘도별 화소 값을 평균 연산할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부는 상기 누적되는 라인 별 화소 값 및 수평 화소를 이용하여 상기 라인 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부는 상기 누적되는 라인 별 화소 값을 상기 수평 화소로 나눈 값을 상기 라인 평균 값으로 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부는 상기 누적되는 라인 별 화소 값 및 수직 화소를 이용하여 상기 필드/프레임 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템은 화소 값 필드/프레임 평균 계산부는 상기 누적되는 라인 별 화소 값을 상기 수직 화소로 나눈 값을 상기 필드/프레임 평균 값으로 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 플리커 제거부는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상으로부터 생성된 라인 평균 값과, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상으로 생성된 라인 평균 값의 차이에 기초하여 상기 플리커를 제거할 수 있다.
일실시예에 따른 플리커 제거부는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상으로부터 생성된 필드/프레임 평균 값과, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상으로 생성된 필드/프레임 평균 값의 차이에 기초하여 상기 플리커를 제거할 수 있다.
일실시예에 따른 플리커 제거부는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율을 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율에 보상하여 상기 플리커를 제거할 수 있다.
일실시예에 따른 색상 보정 시스템은 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산하는 화소 값 라인 평균 계산부, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산하는 화소 값 필드/프레임 평균 계산부, 및 상기 계산된 필드/프레임 평균 값을 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정하는 색상 조정부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 색상 조정부는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율을 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율에 보상하여 상기 적어도 하나의 영상에 색상을 조정할 수 있다.
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법은 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산하는 단계, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산하는 단계, 및 상기 계산된 라인 평균 값 및 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나에 기초하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 플리커를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법은 상기 플리커를 제거한 영상 및 상기 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나를 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정할 수 있다.
일실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 색상을 일치 시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 플리커는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상만큼을 완화 시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 다중 노출을 이용하여 영상을 촬영할 경우 영상의 셔터 속도 차이로 인해 나타날 수 있는 플리커와 색상의 변동을 보정 할 수 있다.
또한, 영상을 합성 할 경우 나타나는 영상의 불일치를 해결 할 수 있으며, 색상을 조정하기 위한 자동 화이트 밸런스(AWB, Auto White Balance) 모듈 등을 간소화시킬 수 있다.
도 1은 개략적인 HDR 카메라 시스템의 구성 요소를 설명하는 도면이다.
도 2는 형광등과 같이 교류 전원을 사용하는 광원 아래서 글로벌 셔터 카메라의 광량의 변화와 롤링셔터 카메라의 플리커가 생기는 원인을 설명하는 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템을 설명하는 도면이다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템을 설명하는 도면이다.
도 5는 또 다른 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템을 설명하는 도면이다.
도 6은 플리커가 제거되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 7은 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 해당 기술이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(300)을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(300)은 화소 값 라인 평균 계산부(310), 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320), 및 플리커 제거부(330)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 입력되는 영상에 대해서 카메라 시스템에 맞는 컬러 화소 별 화소 값을 평균할 수 있다. 또한, 일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 입력되는 영상에 대해서 카메라 시스템에 맞는 휘도 별 화소 값을 평균 연산할 수도 있다.
일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 이러한 평균 연산에 대해서 일반적인 레드(R)/그린(G)/블루(B)와 옐로우(Y), 그리고 프레임 단위로 설명하며, 이는 시스템에 적합하게 설계될 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320)는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320) 역시, 입력되는 영상에 대해서 카메라 시스템에 맞는 컬러 화소 별 화소 값 또는 휘도 별 화소 값을 평균 연산할 수도 있다.
[수학식 1]
Figure 112012036582371-pat00001

[수학식 1]에서 R은 레드(red), G는 그린(green), B는 블루(blue)를 의미하고, h는 수평 화소의 개수를 의미하며, Y의 경우 R/G/B 평균을 수식으로 변환하여 사용 할 수도 있고 Y를 따로 계산하여 사용 할 수도 있다.
[수학식 1]은 일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)가 수행하는 연산을 표현하는 수식으로 해석될 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 누적되는 라인 별 화소 값 및 수평 화소를 이용하여 상기 라인 평균 값을 계산할 수 있다.
보다 구체적으로, 일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 [수학식 1]을 이용해서 누적되는 라인 별 화소 값을 상기 수평 화소로 나눈 값을 상기 라인 평균 값으로 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112012036582371-pat00002

[수학식 2]에서 R은 레드(red), G는 그린(green), B는 블루(blue)를 의미하고, v는 수직 화소의 개수를 의미하며, Y의 경우 R/G/B 평균을 수식으로 변환하여 사용 할 수도 있고 Y를 따로 계산하여 사용 할 수도 있다.
[수학식 2]는 일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320)가 수행하는 연산을 표현하는 수식으로 해석될 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320)는 상기 누적되는 라인 별 화소 값 및 수직 화소를 이용하여 상기 필드/프레임 평균 값을 계산할 수 있다.
보다 구체적으로, 일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320)는 [수학식 2]를 이용해서 누적되는 라인 별 화소 값을 상기 수직 화소로 나눈 값을 상기 필드/프레임 평균 값으로 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 플리커 제거부(330)는 상기 계산된 라인 평균 값 및 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나에 기초하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 플리커를 제거할 수 있다.
예를 들어, 일실시예에 따른 플리커 제거부(330)는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 비교하여 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 밝기를 일정하게 맞춰 플리커를 제거할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 플리커 제거부(330)는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상으로부터 생성된 라인 평균 값과, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상으로 생성된 라인 평균 값의 차이에 기초하여 상기 플리커를 제거할 수 있다.
구체적으로, 다른 일실시예에 따른 플리커 제거부(330)는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상으로부터 생성된 필드/프레임 평균 값과, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상으로 생성된 필드/프레임 평균 값의 차이에 기초하여 상기 플리커를 제거할 수 있다.
구체적으로, 또 다른 일실시예에 따른 플리커 제거부(330)는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율을 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율에 보상하여 상기 플리커를 제거할 수 있다.
일실시예에 따른 플리커 제거부(330)는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 플리커에 대해서 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상만큼을 완화 시킬 수 있다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(400)을 설명하는 도면이다.
다른 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(400)은 화소 값 라인 평균 계산부(310), 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320), 플리커 제거부(330), 및 색상 조정부(340)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 입력되는 영상에 대해서 카메라 시스템에 맞는 컬러 화소 별 화소 값을 평균할 수 있다. 또한, 일실시예에 따른 화소 값 라인 평균 계산부(310)는 입력되는 영상에 대해서 카메라 시스템에 맞는 휘도 별 화소 값을 평균 연산할 수도 있다.
일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320)는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(320) 역시, 입력되는 영상에 대해서 카메라 시스템에 맞는 컬러 화소 별 화소 값 또는 휘도 별 화소 값을 평균 연산할 수도 있다.
일실시예에 따른 색상 조정부(340)는 상기 플리커를 제거한 영상 및 상기 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나를 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정할 수 있다.
일실시예에 따른 색상 조정부(340)는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 비교하여 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 색상을 일정하게 맞출 수가 있다.
결국, 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(400)은 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 색상을 일치시킬 수 있고, 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 플리커에 대해서 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상만큼 완화 시킬 수 있다.
도 5는 또 다른 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(500)을 설명하는 도면이다.
또 다른 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(500)은 제1 화소 값 라인 평균 계산부(510), 제2 화소 값 라인 평균 계산부(520), 제1 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(530), 제2 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(540), 및 색상 조정부(550)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 제1 화소 값 라인 평균 계산부(510)는 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 제2 화소 값 라인 평균 계산부(520)는 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산할 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(500)은 영상을 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상으로 구분하여 제1 화소 값 라인 평균 계산부(510)를 통해 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 라인 평균 값을 계산하고, 제2 화소 값 라인 평균 계산부(520)를 통해 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 라인 평균 값을 계산할 수 있다.
제1 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(530)는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산할 수 있다. 또한, 제2 화소 값 필드/프레임 평균 계산부(540)는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 플리커 제거부(550)는 상기 계산된 라인 평균 값 및 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나에 기초하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 플리커를 제거할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 플리커 제거부(550)는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 경우 두장의 영상은 밝기 차이만 있을 뿐 같은 영상을 촬영한 것이므로 라인 별 영상의 평균은 전체 영상의 평균 비율과 같아야 한다는 가정하에 라인별로 플리커에 의해 차이 나는 평균만큼을 보상하여 플리커를 제거할 수 있다.
일실시예에 따른 플리커 제거부(550)는 보상 값을 계산하여 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 각 라인 화소에 동일 값을 적용하여 라인의 평균 밝기의 비율이 저속셔터 영상과 같이 평탄하게 되도록 한다. 라인에 적용 할 때는 하나의 라인 또는 다수의 라인에 주변 라인 값을 반영한 후 보상하여 계산 오차에 의하여 영상 라인이 튀는 일이 없도록 조정 한다.
일실시예에 따른 색상 조정부(550)는 상기 플리커를 제거한 영상 및 상기 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나를 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정할 수 있다.
일실시예에 따른 색상 조정부(550)는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드/그린/블루 색상 간 비율을 참조하여 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드/그린/블루 색상 간의 비율을 조정하여 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 사이의 색상 비율을 비슷하게 맞출 수 있다.
이를 통하여 색상 보정 및 플리커 제거 시스템(500)은 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 시간의 변화에 따른 색상의 변화를 줄일 수 있다.
도 6은 플리커가 제거되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 변화를 도시하는 그래프(600)이다.
도 6은 일실시예에 따른 플리커 제거부의 동작 예시를 보여준다. 일실시예에 따른 플리커 제거부에서는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 경우 두 장의 영상이 밝기 차이만 있고, 같은 영상을 촬영한 것이므로 라인 별 영상의 평균이 전체 영상의 평균 비율과 같아야 한다는 가정하에 라인 별로 플리커에 의해 차이나는 평균치 만큼을 보상하여 플리커를 제거한다.
[수학식 3]
Figure 112012036582371-pat00003

[수학식 3]은 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 프레임 평균 화소 값(
Figure 112012036582371-pat00004
)에서 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 프레임 평균 화소 값(
Figure 112012036582371-pat00005
)을 나눠 두 영상의 기본적인 밝기 차이값(
Figure 112012036582371-pat00006
)를 계산한 것을 나타낸다.
즉, 플리커의 영향을 제외 한다면 고속셔터 영상의 라인별 화소 평균 값은 모든 라인에서 [수학식 3]의 차이만큼의 비율로 산출되어야 한다.
도 6의 그래프(600)에서는 플리커에 의한 차이값의 추세선을 보여준다. 따라서 이를 보상하면 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 라인의 평균(630) 및 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 프레임의 평균(620)에 대한 라인별 평균 화소 값은 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 라인 평균(610) 및 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 프레임 평균(620)과 같이 플리커 영향에 제거된 라인 평균 값을 가져야 한다.
[수학식 4]
Figure 112012036582371-pat00007

결과적으로 일실시예에 따른 플리커 제거부에서는 [수학식 4]의 보상 값(
Figure 112012036582371-pat00008
)을 계산하고 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 각 라인 화소에 동일 값을 적용하여 라인의 평균 밝기의 비율이 저속셔터 영상과 같이 평탄하게 되도록 할 수 있다.
라인에 적용할 때는 하나의 라인 또는 다수의 라인에 주변 라인 값을 반영한 후 보상하여 계산 오차에 의하여 영상 라인이 튀는 일이 없도록 조정해야 한다.
다음으로, 일실시예에 따른 색상 조정부에서는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드/그린/블루 색상 간 비율을 참조하여 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드/그린/블루 색상 간 비율을 조정하여 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상과 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 사이의 색상 비율을 비슷하게 맞춰 준다. 이를 통하여 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 시간의 변화에 따른 색상의 변화를 줄일 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112012036582371-pat00009

이때, 'R Meanframe'은 프레임에서 레드 성분의 평균, 'G Meanframe'은 프레임에서 레드 성분의 평균, 'B Meanframe'은 프레임에서 블루 성분의 평균을 나타낸다.
[수학식 5]는 G(그린)를 기준으로 R(레드)과 B(블루)의 비율의 계산을 나타낸다. 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에서의 레드/그린/블루 비율을 계산하여 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드/그린/블루 비율과의 차이만큼 고속셔터 영상에 보상 해주게 되는데 이 보상 값(
Figure 112012036582371-pat00010
,
Figure 112012036582371-pat00011
)은 다음의 [수학식 6]으로 표현될 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112012036582371-pat00012

이때, 'Low RGgain'은 저속 셔터의 레드/그린 색상의 이득, 'Low BGgain'은 저속 셔터의 블루/그린 색상의 이득, 'High RGgain'은 고속 셔터의 레드/그린 색상의 이득, 'High BGgain'은 고속 셔터의 블루/그린 색상의 이득을 나타낸다.
플리커가 발생하지 않는 CCD(Charge Coupled Device)의 경우 색상보정 시스템만 사용할 수 있으며, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)의 경우 컬러 롤링이 상대적으로 적으므로 플리커 제거 시스템만 사용 할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일측에 따른 색상 보정 시스템은 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산하는 화소 값 라인 평균 계산부, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산하는 화소 값 필드/프레임 평균 계산부, 및 상기 계산된 필드/프레임 평균 값을 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정하는 색상 조정부를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일측에 따른 색상 보정 시스템은 플리커 제거와는 독립하여 색상 조정만을 처리할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 색상 조정부는 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율을 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율에 보상하여 상기 적어도 하나의 영상에 색상을 조정할 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법은 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 라인 별 화소 값을 누적하여 라인 평균 값을 계산할 수 있다(단계 701).
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법은 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대해서 필드 또는 프레임 단위로 라인 별 화소 값을 누적하여, 필드/프레임 평균 값을 계산할 수 있다(단계 702).
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법은 상기 계산된 라인 평균 값 및 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나에 기초하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 플리커를 제거할 수 있다(단계 703).
일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 방법은 상기 플리커를 제거한 영상 및 상기 필드/프레임 평균 값 중에서 적어도 하나를 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정할 수 있다(단계 704).
전술한 바와 같이 일실시예에 따른 색상 보정 및 플리커 제거 시스템 및 방법을 이용하면, 다중 노출을 이용하여 영상을 촬영 할 경우 영상의 셔터 속도 차이로 인해 나타날 수 있는 플리커와 색상의 변동을 보정 할 수 있다.
또한, 영상을 합성 할 경우 나타나는 영상의 불일치를 해결 할 수 있으며, 색상을 조정하기 위한 자동 화이트 밸런스 모듈 등을 간소화 하는 이득을 얻을 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.　
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.　
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
500: 색상 보정 및 플리커 제거 시스템
510: 제1 화소 값 라인 평균 계산부
520: 제2 화소 값 라인 평균 계산부
530: 제1 화소 값 필드/프레임 평균 계산부
540: 제2 화소 값 필드/프레임 평균 계산부
550: 색상 조정부

Claims (15)

  1. 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 라인 별 화소 값을 각각 누적하고, 상기 각각 누적되는 라인 별 화소 값들을 수평 화소로 나눠 상기 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 각각에 대한 라인 평균 값들을 계산하는 화소 값 라인 평균 계산부; 및
    상기 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상에 대한 라인 평균 값과, 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 라인 평균 값의 차이에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 플리커를 제거하는 플리커 제거부
    를 포함하는 색상 보정 및 플리커 제거 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플리커를 제거한 영상 및 상기 라인 평균 값의 차이 중에서 적어도 하나를 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정하는 색상 조정부
    를 더 포함하는 색상 보정 및 플리커 제거 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플리커 제거부는,
    상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율을 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율에 보상하여 상기 플리커를 제거하는 색상 보정 및 플리커 제거 시스템.
  11. 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 라인 별 화소 값을 각각 누적하고, 상기 각각 누적되는 라인 별 화소 값들을 수직 화소로 나눠 상기 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 각각에 대한 필드/프레임 평균 값들을 계산하는 화소 값 필드/프레임 평균 계산부; 및
    상기 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상에 대한 필드/프레임 평균 값과, 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 필드/프레임 평균 값의 차이에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 플리커를 제거하는 플리커 제거부
    를 포함하는 색상 보정 및 플리커 제거 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 색상 조정부는,
    상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율을 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 레드, 그린, 및 블루 색상의 비율에 보상하여 상기 적어도 하나의 영상에 색상을 조정하는 색상 보정 및 플리커 제거 방법.
  13. 화소 값 라인 평균 계산부에서, 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 라인 별 화소 값을 각각 누적하고, 상기 각각 누적되는 라인 별 화소 값들을 수평 화소로 나눠 상기 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상의 각각에 대한 라인 평균 값들을 계산하는 단계; 및
    플리커 제거부에서, 상기 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상에 대한 라인 평균 값과, 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 라인 평균 값의 차이에 기초하여 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상에 대한 플리커를 제거하는 단계
    를 포함하는 색상 보정 및 플리커 제거 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    색상 조정부에서, 상기 플리커를 제거한 영상 및 상기 라인 평균 값의 차이 중에서 적어도 하나를 이용하여, 상기 입력되는 적어도 하나 이상의 저속 셔터 영상 및 상기 적어도 하나 이상의 고속 셔터 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 색상을 조정하는 단계
    를 더 포함하는 색상 보정 및 플리커 제거 방법.
  15. 제13항 및 제14항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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