KR101713255B1 - Device and method for making high dynamic range image - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 각각의 픽셀마다 노출을 다르게 하여 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a high dynamic range image, and more particularly, to a high dynamic range image generating apparatus and method for generating a high dynamic range image by varying exposure for each pixel.
Description
본 발명은 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 각각의 픽셀마다 노출을 다르게 하여 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a high dynamic range image, and more particularly, to a high dynamic range image generating apparatus and method for generating a high dynamic range image by varying exposure for each pixel.
하이 다이내믹 레인지 이미징(High Dynamic Range Imaging, HDRI)은 일반적으로 허용하는 것보다 훨씬 높은 다이내믹 레인지를 처리할 수 있는 디지털 화상 처리 기법을 가리킨다. 하이 다이내믹 레인지 이미징은 처음에는 컴퓨터로 렌더링된 영상의 품질을 개선하기 위해 개발되었다. 이 기법의 등장으로 HDR 영상은 여러 장의 사진으로부터 얻은 영상을 톤 매핑을 통해 만들어낸 영상을 가리키는 용어로 널리 쓰이게 되었다.High Dynamic Range Imaging (HDRI) refers to a digital image processing technique that can handle a much higher dynamic range than usually allowed. High dynamic range imaging was originally developed to improve the quality of computer rendered images. With the advent of this technique, HDR images have become widely used as a term referring to images generated from multiple images through tone mapping.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 10-0787190호 (2007.12.21. 공고, 영상 센서의 유효 다이나믹 레인지를 효과적으로 증대하는 더블 셔터링 방법)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0787190 (published on Dec. 21, 2007, double shuttering method effectively increasing the effective dynamic range of an image sensor).
본 발명은 각각의 픽셀마다 노출을 다르게 하여 하이 다이내믹 레인지 영상을 효율적으로 생성하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for generating a high dynamic range image that efficiently generates a high dynamic range image by varying the exposure for each pixel.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, an apparatus for generating a high dynamic range image is provided.
본 발명의 일 실시 예에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 영상 정보가 입력되는 영상 입력부, 입력된 영상 정보의 픽셀 중 클리핑이 발생된 픽셀이 있는지 판단하는 픽셀 클리핑 판단부, 클리핑이 발생된 픽셀의 노출을 제어하는 픽셀 노출 제어부 및 노출이 제어된 픽셀을 포함한 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성부를 포함할 수 있다.A high dynamic range image generating apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image input unit to which image information is input, a pixel clipping determining unit to determine whether there is a clipped pixel among the pixels of the input image information, A pixel exposure control unit for controlling the exposure, and a high dynamic range image generating unit for generating a high dynamic range image including the pixels whose exposure is controlled.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 방법 및 이를 실행하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of generating a high dynamic range image and a computer program for executing the method.
본 발명의 일 실시 예에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 방법 및 이를 실행하는 컴퓨터 프로그램은 영상 정보를 입력하는 단계, 입력된 영상 정보를 감지하여 전기 신호로 변환하는 단계, 변환된 전기 신호를 미리 설정된 이득 값에 따라 증폭하는 단계, 픽셀 별 클리핑이 발생되었는지 판단하는 단계, 픽셀 별 클리핑이 발생된 경우, 픽셀 별 충전 가능 범위 이내인지 판단하는 단계 및 픽셀 별 충전 가능 범위 이내인 경우, 측광 센서의 해당 픽셀의 충전 전하의 조절에 의해 셔터 속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.A method of generating a high dynamic range image according to an exemplary embodiment of the present invention and a computer program for executing the method include steps of inputting image information, detecting input image information and converting the sensed image information into an electric signal, Determining whether clipping has occurred for each pixel, if clipping has occurred for each pixel, determining whether it is within a chargeable range for each pixel, and if it is within a chargeable range for each pixel, And controlling the shutter speed by adjusting the charge charge of the shutter speed.
본 발명은 각각의 픽셀마다 노출을 다르게 하여 하이 다이내믹 레인지 영상을 효율적으로 생성할 수 있다. The present invention can efficiently generate a high dynamic range image by changing the exposure for each pixel.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치를 설명하기 위한 도면들.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면들.1 to 7 are views for explaining a high dynamic range image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are views for explaining a method of generating a high dynamic range image according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 1 to 7 are views for explaining a high dynamic range image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 영상 입력부(100), 픽셀 클리핑 판단부(200), 픽셀 노출 제어부(300) 및 하이 다이내믹 레인지 영상 생성부(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a high dynamic range image generation apparatus includes an
도 2를 참조하면, 종래의 영상 촬영 장치는 피사체의 노출범위를 전부 커버하지 못하여 과다 노출이 발생하여 영상이 너무 밝게 촬영되거나 노출 부족으로 너무 어둡게 촬영되는 경우가 많았다. 특히 종래의 영상 촬영 장치는 장치의 물리적 한계 값으로 인하여 노출 범위를 넓히는 것에 한계가 있었다. 하지만, 본 발명에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀에 따라 노출 범위를 각각 조절할 수 있으므로, 피사체 노출 범위를 전부 커버할 수 있으며, 픽셀마다 노출범위가 다르게 촬영되므로, 여러 가지 노출 범위의 영상을 동시에 촬영하거나 여러 장 촬영하여 합성할 필요가 없다. Referring to FIG. 2, the conventional image capturing apparatus does not cover the entire exposure range of the subject, so that overexposure occurs and the image is often taken too bright or too dark due to insufficient exposure. Particularly, the conventional image capturing apparatus has a limitation in widening the exposure range due to the physical limit value of the apparatus. However, since the high dynamic range image generating apparatus according to the present invention can adjust the exposure range according to the pixels, it can cover the entire object exposure range, and the exposure range is different for each pixel. Therefore, There is no need to shoot at the same time or shoot multiple images to synthesize.
다시 도 1을 참조하면, 영상 입력부(100)는 렌즈를 통하여 영상 정보가 입력된다. 영상 입력부(100)는 영상의 각 픽셀에 대해 촬영 조건 정보가 미리 설정된다. 여기서, 촬영 조건 정보는 각 픽셀에 대한 촬영 조건에 대한 정보로, 셔터 속도 정보, ISO 감도 정보 및 조리개 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 영상 입력부(100)는 예를 들면, 차량 블랙박스에 포함된 카메라가 이용될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. Referring back to FIG. 1, the
픽셀 클리핑 판단부(200)는 입력된 영상의 각 픽셀 중 클리핑이 발생된 픽셀이 있는지 판단한다. 여기서, 클리핑은 입력된 영상의 각 픽셀의 휘도 정보가 미리 설정된 각 픽셀의 휘도 한계 값을 넘어서는 경우로 정의된다. The pixel
픽셀 노출 제어부(300)는 클리핑이 발생된 픽셀의 영상이 재설정된 노출 범위 내에 포함되도록 각 픽셀의 노출을 제어한다. 여기서, 재설정되는 노출 범위는 반복적인 노출 설정을 통하여 클리핑이 발생되지 않는 범위일 수 있다. 픽셀 노출 제어부(300)는 각 픽셀의 셔터 속도 또는 ISO 감도를 개별적으로 조절하여 노출을 제어할 수 있다.The pixel
도 3을 참조하면, 픽셀 노출 제어부(300)는 픽셀 셔터 속도 조절부(310) 및 픽셀 ISO 감도 조절부(320)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
픽셀 셔터 속도 조절부(310)는 측광센서의 픽셀 별 셀 전하의 충전 시간을 제어하여 픽셀 별 셔터 속도를 조절한다. 픽셀 셔터 속도 조절부(310)는 픽셀 별 셔터 속도를 조절하여 픽셀 별 휘도 값을 제어한다.The pixel
픽셀 ISO 감도 조절부(320)는 픽셀 별 증폭 이득 값을 제어하여 픽셀 별 ISO 감도를 조절한다. 픽셀 ISO 감도 조절부(320)는 픽셀 별 ISO 감도를 조절하여 픽셀 별 휘도 값을 제어한다.The pixel ISO sensitivity adjuster 320 controls the pixel gain gain value to adjust the ISO sensitivity per pixel. The pixel ISO sensitivity adjuster 320 controls the per-pixel brightness value by adjusting the ISO sensitivity per pixel.
하이 다이내믹 레인지 영상 생성부(400)는 노출이 제어된 픽셀을 포함한 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성한다. 또한, 하이 다이내믹 레인지 영상 생성부(400)는 픽셀 별 셔터 속도 정보 및 픽셀 별 ISO 감도 정보 중 적어도 하나와 픽셀의 RGB 정보를 이용하여 픽셀 별 휘도 정보를 계산한다. The high dynamic range
도 4를 참조하면, 하이 다이내믹 레인지 영상 생성부(400)는 하이 다이내믹 레인지 영상 계산부(410) 및 픽셀 휘도 계산부(420)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the high dynamic range
하이 다이내믹 레인지 영상 계산부(410)는 픽셀 별 셔터 속도 정보 및 픽셀 별 ISO 감도 정보 적어도 하나가 조절되어 클리핑이 없는 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성한다.The high dynamic range
픽셀 휘도 계산부(420)는 픽셀 별 셔터 속도 정보, 픽셀 별 ISO 감도 정보 및 픽셀 별 RGB 정보 중 적어도 하나를 이용하여 픽셀 별 휘도 정보를 생성한다.The pixel
도 5를 참조하면, 픽셀별 휘도 계산부(420)는 노출 정보 산출부(422), 영상 정보 처리부(424) 및 휘도 정보 변환부(426)를 포함한다.5, the pixel-by-pixel
노출 정보 산출부(422)는 픽셀 별 조절된 셔터 속도 정보 및 ISO 감도 정보 중 적어도 하나를 이용하여 미리 작성된 노출 정보 테이블에서 노출 정보를 산출한다. The exposure
영상 정보 처리부(424)는 입력된 영상 정보를 이용하여 픽셀 별 CIE Y 정보를 생성한다. 영상 정보 처리부(424)는 입력된 영상의 RGB 정보를 변환하여 각 픽셀의 CIE Y 정보를 생성할 수 있다.The image
여기서, CIE Y 정보는 다음 수식 (1)에 의해 산출할 수 있다.Here, the CIE Y information can be calculated by the following equation (1).
Y = 0.2989 * R + 0.5870 * G + 0.1140 * B 수식 (1)Y = 0.2989 * R + 0.5870 * G + 0.1140 * B (1)
여기서, Y는 CIE Y 정보, R은 Red 정보, G는 Green 정보 및 B는 Blue 정보를 나타냄.Here, Y represents CIE Y information, R represents Red information, G represents Green information, and B represents Blue information.
휘도 정보 변환부(426)는 노출 정보에 따라 미리 설정된 변환 그래프(OECF; Opto-Electronic Conversion Functions)를 이용하여 각 픽셀의 CIE Y 정보를 휘도 정보로 변환한다. 여기서, 변환 그래프(OECF; Opto-Electronic Conversion Functions)는 픽셀 별 셔터 속도 및 픽셀 별 ISO 감도 정보에 따라 정해지는 각각의 노출 단계마다 미리 설정될 수 있다. The luminance
도 6 및 도 7을 참조하면, 휘도 정보 변환부(426)는 변환 그래프(OECF; Opto-Electronic Conversion Functions)를 다음과 같은 과정을 통하여 생성하여 저장할 수 있다. 휘도 정보 변환부(426)는 카메라의 셔터 속도 및 ISO 감도 정도 중 적어도 하나를 이용하여 미리 작성된 노출 단계 정보 테이블에서 노출 정보를 산출할 수 있다. 다음 휘도 정보 변환부(426)는 ISO 14524를 출력하여 뒷면에 조명을 설치하고, 출력된 종이 앞면에서 각각 사각형(흰색~검은색)마다의 휘도 정보를 측정한다. 여기서, 휘도의 측정은 점 휘도계를 사용할 수 있다. 다음, 휘도 정보 변환부(426)는 출력된 종이의 배경이 회색(Y값 128)으로 촬영되도록 사진 노출을 조절하고, 각각 사각형마다의 Y값을 확인하고, 측정된 휘도 정보와 확인된 Y값 관계로 그래프(OECF)를 그린다. 이후, 휘도 정보 변환부(426)는 조명의 세기를 변경하면서 상술한 과정들을 반복, 각각 노출 단계마다의 휘도 정보와 Y 값의 그래프를 산출하여 저장할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7, the brightness
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면들이다.8 and 9 are diagrams for explaining a method of generating a high dynamic range image according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 단계 S810에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 렌즈를 통하여 영상을 입력한다. 여기서, 렌즈의 조리개 정도는 미리 설정되어 있다.Referring to FIG. 8, in step S810, the high dynamic range image generating apparatus inputs an image through a lens. Here, the degree of iris diaphragm of the lens is set in advance.
단계 S820에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 측광 센서에서 입력된 영상을 감지하여 전기 신호로 변환한다. 여기서, 측광 센서의 픽셀 별 셔터 속도는 미리 설정되어 있으며, 측광센서의 픽셀 별 셀 전하의 충전 시간을 제어하여 픽셀 별 셔터 속도가 조절될 수 있다.In step S820, the high dynamic range image generating device detects an image input from the photometric sensor and converts the sensed image into an electric signal. Here, the shutter speed for each pixel of the photometric sensor is set in advance, and the pixel-by-pixel shutter speed can be adjusted by controlling the charging time of the cell charge for each pixel of the photometric sensor.
단계 S830에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 변환된 전기 신호를 미리 설정된 이득 값에 따라 증폭한다. 여기서, 픽셀 별 증폭 이득 값에 의해 픽셀 별 ISO 감도가 조절될 수 있다. In step S830, the high dynamic range image generating apparatus amplifies the converted electric signal according to a predetermined gain value. Here, the ISO sensitivity per pixel can be adjusted by the amplification gain value per pixel.
단계 S840에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 클리핑이 발생되었는지 판단한다. 여기서, 클리핑은 입력된 영상의 휘도 정보가 미리 설정된 휘도 범위를 벗어나는 경우로 정의된다. In step S840, the high dynamic range image generating apparatus determines whether pixel-by-pixel clipping has occurred. Here, the clipping is defined as a case where the luminance information of the input image deviates from a preset luminance range.
단계 S850에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 클리핑이 발생된 경우, 픽셀 별 충전 가능 범위 이내인지 판단한다. 여기서, 충전 한계 범위는 측광 센서에서 픽셀 별 충전 가능 범위일 수 있다.In step S850, the high dynamic range image generating apparatus determines whether the clipping by pixel occurs within the chargeable range for each pixel. Here, the charge limit range may be a pixel chargeable range in the photometric sensor.
단계 S860에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 충전 가능 범위 이내인 경우, 측광 센서의 해당 픽셀의 충전 전하의 조절에 의해 셔터 속도를 제어하여 클링핑을 방지할 수 있다.In step S860, when the high dynamic range image generating device is within the chargeable range for each pixel, the shutter speed can be controlled by controlling the charging charge of the corresponding pixel of the photometric sensor to prevent clipping.
단계 S870에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 충전 가능 범위를 벗어나는 경우, 클리핑된 픽셀의 증폭 이득 조절에 의해 ISO 감도를 제어하여 클링핑을 방지할 수 있다.In step S870, when the high dynamic range image generating device is out of the chargeable range for each pixel, the ISO sensitivity can be controlled by controlling the amplification gain of the clipped pixel to prevent clipping.
단계 S880에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 모든 픽셀에 대해 클리핑이 발생하지 않는 경우 픽셀 별 RGB 정보를 저장하고 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성한다.In step S880, the high dynamic range image generating apparatus stores RGB information for each pixel and generates a high dynamic range image when no clipping occurs for all the pixels.
도 9를 참조하면, 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 좌측 이미지와 같이 휘도 범위가 너무 커서 카메라의 노출 범위로는 다수의 픽셀에서 클리핑이 발생되는 경우, 픽셀 별로 셔터 속도 및 ISO 감도 중 적어도 하나를 제어하여 우측 이미지와 같이 클리핑이 발생하지 않는 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 9, in the high dynamic range image generating apparatus, when the clipping is generated in a plurality of pixels in the exposure range of the camera because the luminance range is too large as in the left image, at least one of the shutter speed and the ISO sensitivity is controlled A high dynamic range image without clipping can be generated as shown in the right image.
단계 S890에서 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 셔터 속도 정보 및 ISO 감도 정보 중 적어도 하나와 픽셀 별 RGB 정보를 이용하여 픽셀 별 휘도 정보를 생성한다. 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 셔터 속도 정보 및 ISO 감도 정보 중 적어도 하나를 이용하여 노출 정보를 산출한다. 또한, 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 셔터 속도 정보 및 ISO 감도 정보 외에 렌즈의 조리개 정보를 더 이용하여 노출 정보를 산출할 수 있다. 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 RGB 정보를 CIE Y정보로 변환한다. 이후 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치는 픽셀 별 노출 정보 및 CIE Y 정보를 미리 설정된 변환 그래프(OECF; Opto-Electronic Conversion Functions)에 대입하여 픽셀 별 휘도 정보를 계산할 수 있다.In step S890, the high dynamic range image generating apparatus generates pixel-by-pixel luminance information using at least one of pixel-specific shutter speed information and ISO sensitivity information and pixel-by-pixel RGB information. The high dynamic range image generating apparatus calculates exposure information using at least one of the pixel-by-pixel shutter speed information and the ISO sensitivity information. In addition, the high dynamic range image generating apparatus can calculate exposure information by further using aperture diaphragm information of the lens in addition to pixel-specific shutter speed information and ISO sensitivity information. The high dynamic range image generating apparatus converts RGB information per pixel into CIE Y information. Then, the high-dynamic-range image generating apparatus can calculate pixel-by-pixel luminance information by substituting pixel-specific exposure information and CIE Y information into a predetermined conversion graph (OECF).
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 방법은 다양한 서버 등의 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 방법을 실행하는 프로그램 및 애플리케이션은 컴퓨터 수단에 설치되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 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. The high dynamic range image generation method according to various embodiments of the present invention can be implemented in the form of a program command that can be performed through various means such as servers. Further, a program and an application for executing the method of generating a high dynamic range image according to the present invention may be installed in a computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. Program instructions to be recorded on a computer-readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
100: 영상 입력부
200: 픽셀 클리핑 판단부
300: 픽셀 노출 제어부
400: 하이 다이내믹 레인지 영상 생성부100:
200: Pixel clipping judgment unit
300: Pixel exposure control section
400: High dynamic range image generating unit
Claims (10)
영상 정보가 입력되는 영상 입력부;
입력된 영상 정보의 픽셀 중 클리핑이 발생된 픽셀이 있는지 판단하는 픽셀 클리핑 판단부;
클리핑이 발생된 픽셀의 노출을 제어하는 픽셀 노출 제어부; 및
상기 노출이 제어된 픽셀을 포함한 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성부를 포함하되,
상기 하이 다이내믹 레인지 영상 생성부는
픽셀 별 셔터 속도 정보 및 픽셀 별 ISO 감도 정보가 조절되어 클리핑이 없는 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성하는 하이 다이내믹 레인지 영상 계산부; 및
픽셀 별 셔터 속도 정보, 픽셀 별 ISO 감도 정보 및 픽셀 별 RGB 정보를 이용하여 픽셀 별 휘도 정보를 생성하는 픽셀 휘도 계산부를 포함하고,
상기 픽셀 휘도 계산부는
상기 픽셀 별 조절된 셔터 속도 정보 및 ISO 감도 정보를 이용하여 미리 작성된 노출 정보 테이블에서 노출 정보를 산출하는 노출 정보 산출부;
입력된 영상의 RGB 정보를 이용하여 픽셀 별 CIE Y 정보를 생성하는 영상 정보 처리부; 및
픽셀 별 셔터 속도 정보 및 픽셀 별 ISO감도 정보에 따라 정해지는 각각의 노출 단계마다 미리 설정된 변환 그래프(OECF; Opto-Electronic Conversion Functions)를 이용하여 각 픽셀의 CIE Y 정보를 휘도 정보로 변환하는 휘도 정보 변환부를 포함하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치.
A high dynamic range image generating apparatus comprising:
A video input unit for inputting video information;
A pixel clipping determining unit for determining whether a clipped pixel exists among pixels of input image information;
A pixel exposure control unit for controlling exposure of the clipped pixel; And
And a high dynamic range image generating unit for generating a high dynamic range image including the pixels whose exposure is controlled,
The high dynamic range image generation unit
A high dynamic range image calculation unit for generating a high dynamic range image without clipping by adjusting pixel-by-pixel shutter speed information and pixel-by-pixel ISO sensitivity information; And
Pixel brightness information by using pixel-by-pixel shutter speed information, pixel-by-pixel ISO sensitivity information, and pixel-by-pixel RGB information,
The pixel luminance calculation unit
An exposure information calculation unit for calculating exposure information in a previously prepared exposure information table using the pixel-specific shutter speed information and the ISO sensitivity information;
An image information processing unit for generating CIE Y information for each pixel using RGB information of an input image; And
Luminance information (CIE Y information) for converting the CIE Y information of each pixel into luminance information using an OECF (Opto-Electronic Conversion Functions) preset for each exposure step determined according to pixel-by-pixel shutter speed information and pixel- A high dynamic range image generation device comprising a conversion section.
상기 픽셀 노출 제어부는
측광센서의 픽셀 별 셀 전하의 충전 시간을 제어하여 픽셀 별 셔터 속도를 조절하는 픽셀 셔터속도 조절부; 및
픽셀 별 증폭 이득 값을 제어하여 픽셀 별 ISO 감도를 조절하는 픽셀 ISO 감도 조절부를 포함하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치.
The method according to claim 1,
The pixel exposure control unit
A pixel shutter speed adjusting unit for adjusting a shutter speed per pixel by controlling a charge time of a cell charge for each pixel of the photometric sensor; And
And a pixel ISO sensitivity adjusting unit for adjusting a pixel-by-pixel amplification gain value to adjust a pixel-by-pixel ISO sensitivity.
상기 픽셀 노출 제어부는
클리핑이 발생된 픽셀의 전하 충전 시간 및 증폭 이득 값 중 적어도 하나의 반복적 제어를 통하여 클리핑이 발생되지 않는 범위의 픽셀의 노출 범위를 재설정하는 것을 특징으로 하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 장치.
The method according to claim 1,
The pixel exposure control unit
And resetting an exposure range of a pixel in a range where clipping does not occur through repetitive control of at least one of charge charge time and amplification gain of a pixel where clipping has occurred.
영상 정보를 입력하는 단계;
입력된 영상 정보를 감지하여 전기 신호로 변환하는 단계;
변환된 전기 신호를 미리 설정된 이득 값에 따라 증폭하는 단계;
픽셀 별 클리핑이 발생되었는지 판단하는 단계;
픽셀 별 클리핑이 발생된 경우, 픽셀 별 충전 가능 범위 이내인지 판단하는 단계;
픽셀 별 충전 가능 범위 이내인 경우, 측광 센서의 해당 픽셀의 충전 전하의 조절에 의해 셔터 속도를 제어하는 단계;
상기 픽셀 별 충전 가능 범위를 벗어나는 경우, 클리핑된 픽셀의 증폭 이득 조절에 의해 ISO 감도를 제어하는 단계;
픽셀 별 셔터 속도 정보 및 픽셀 별 ISO 감도 정보가 조절되어 클리핑이 없는 하이 다이내믹 레인지 영상을 생성하는 단계; 및
픽셀 별 셔터 속도 정보, ISO 감도 정보 및 픽셀 별 RGB 정보를 이용하여 픽셀 별 휘도 정보를 생성하는 단계를 포함하되,
상기 픽셀 별 셔터 속도 정보, 픽셀 별 ISO 감도 정보 및 픽셀 별 RGB 정보를 이용하여 픽셀 별 휘도 정보를 생성하는 단계는
상기 픽셀 별 조절된 셔터 속도 정보 및 ISO 감도 정보를 이용하여 미리 작성된 노출 정보 테이블에서 노출 정보를 산출하는 단계;
입력된 영상의 RGB 정보를 이용하여 픽셀 별 CIE Y 정보를 생성하는 단계; 및
픽셀 별 셔터 속도 정보 및 픽셀 별 ISO감도 정보에 따라 정해지는 각각의 노출 단계마다 미리 설정된 변환 그래프(OECF; Opto-Electronic Conversion Functions)를 이용하여 각 픽셀의 CIE Y 정보를 휘도 정보로 변환하는 단계를 포함하는 하이 다이내믹 레인지 영상 생성 방법.
A method for generating a high dynamic range image,
Inputting image information;
Sensing input image information and converting the sensed image information into an electrical signal;
Amplifying the converted electric signal according to a predetermined gain value;
Determining whether pixel-by-pixel clipping has occurred;
Determining whether the pixel-by-pixel clipping is within a chargeable range for each pixel;
Controlling the shutter speed by adjusting charge charge of the corresponding pixel of the photometric sensor when the charge amount is within the chargeable range per pixel;
Controlling the ISO sensitivity by adjusting the amplification gain of the clipped pixel when the pixel-by-pixel chargeable range is exceeded;
Pixel shutter speed information and pixel-by-pixel ISO sensitivity information are adjusted to generate a high-dynamic range image without clipping; And
Pixel per-pixel brightness information using pixel-by-pixel shutter speed information, ISO sensitivity information, and pixel-by-pixel RGB information,
The step of generating luminance information for each pixel using the pixel-by-pixel shutter speed information, the pixel-by-pixel ISO sensitivity information, and the pixel-by-pixel RGB information
Calculating exposure information in a previously prepared exposure information table using the pixel-specific shutter speed information and the ISO sensitivity information;
Generating CIE Y information for each pixel using RGB information of an input image; And
The step of converting the CIE Y information of each pixel into the luminance information by using the preset Opto-Electronic Conversion Functions (OECF) for each exposure step determined according to the pixel-by-pixel shutter speed information and the pixel-by-pixel ISO sensitivity information / RTI >
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