KR101031848B1 - 광원의 특성을 이용한 ｒｇｂ 보정 기능을 구비하는 디지털 카메라 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촬상된 이미지의 위치에 따른 색상차이를 보정하는 디지털 카메라 시스템에 관한 것으로, 피사체를 촬상하여 이미지 신호로 변환하는 카메라 모듈, 광원의 파장대별 상대에너지 분포를 이용하여 상기 광원의 특성을 판단하는 광원 판단부, 상기 광원 판단부에 의해 판단된 상기 광원의 특성에 대응되는 최적의 RGB 보정 정보를 산출하는 보정 정보부 및 상기 최적의 RGB 보정 정보를 이용하여 상기 카메라 모듈로부터 수신한 이미지 신호에 대해 이미지 신호처리를 하는 이미지 신호처리부를 포함하고, 상기 광원의 파장대별 상대에너지 분포특성을 측정하여 상기 광원의 특성을 판단하고, 상기 광원의 특성에 대한 최적의 RGB 보정 정보를 산출하여 이미지 신호처리함으로써 보다 개선된 이미지를 얻을 수 있다.

디지털 카메라, 광원, 파장, 상대에너지, 광원 특성, 보정, RGB 보정

Description

광원의 특성을 이용한 ＲＧＢ 보정 기능을 구비하는 디지털 카메라 시스템{DIGITAL CAMERA SYSTEM FOR CORRECTING RGB BALANCE USING FEATURE OF LIGHT SOURCE}

본 발명은 디지털 카메라 시스템에 관한 것으로서, 특히 촬상된 이미지의 위치에 따른 색상차이를 보정하는 디지털 카메라 시스템에 관한 것이다.

최근 반도체 기술 등의 발달 및 통합 멀티미디어 기기에 대한 수요의 증가로 인해, 디지털 카메라를 휴대전화, 노트북 또는 MP3 플레이어등 휴대용 기기에 통합시킨 전자기기들이 급속하게 보급되고 있다.

이러한 디지털 카메라에는 피사체를 촬상하기 위한 화상소자를 사용한 이미지 센서가 구비되는데, 이러한 이미지 센서는 가시광선뿐만 아니라 적외선 대역의 빛에 대해서도 반응을 하기 때문에, 촬상된 이미지를 보았을 때, 피사체의 원래 색상을 재현하는 능력이 떨어지는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 디지털 카메라에는 렌즈를 통해 이미지 센서로 입사되는 적외선 대역의 빛을 차 단시켜 주는 적외선 차단 필터(IR cut filter)가 사용된다.

이러한 적외선 차단 필터에는 반사형 적외선 차단 필터와 흡수형 적외선 차단 필터가 있으며, 슬림형 휴대폰과 같은 초박형 휴대용 기기에는 휴대성 때문에 일반적으로 두께가 얇은 반사형 적외선 차단 필터가 사용된다. 그러나, 이러한 적외선 차단 필터는 필터에 입사되는 입사각 크기에 따라, 입사광의 파장에 따라 투과율이 변경되는 특성을 지닌다.

도 1은 필터에 입사되는 입사각 크기에 따라, 입사광의 파장에 따른 투과율을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 필터에 입사되는 입사광은 입사각이 증가함에 따라(즉, 입사각 0도(11)로부터 입사각 10도(12), 입사각 20도(13) 및 입사각 25도(14)까지 변경됨에 따라), 적외선 영역 근처(650nm 이상의 파장대역)의 투과율이 점점 감소하는 특성을 나타낸다. 즉, 입사각이 증가함에 따라 투과율 곡선이 좌측으로 이동하는 특성을 나타낸다. 적외선 차단 필터(22)에 입사광이 입사될 때, 촬상된 이미지의 중심부에 도달하는 입사광은 주변부에 도달하는 입사광에 비해 입사각이 작기 때문에, 상기 적외선 차단 필터(22)의 특성으로 인해 적외선 영역의 에너지를 더 포함하게 되고, 이는 주변부와 비교하여 색상차이를 유발시킨다.

도 2는 상기 적외선 차단 필터(22)에 서로 다른 입사각으로 입사광이 입사되어 이미지 센서(23)의 중심부 및 주변부에 도달하는 경우를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈(21)를 투과한 입사광은 필터의 중심부 및 주변부에 서로 다른 입사각으로 입사되고, 이러한 입사각의 차이에 의해 적외선 영역 의 빛에 대한 투과율의 차이가 발생하게 된다. 따라서, 이러한 투과율의 차이에 의해 이미지 센서(23)의 중심부에 도달한 입사광은 주변부에 도달한 입사광에 비해 적외선 영역의 빛을 더 포함하게 되어 RGB 편차에 따른 색상차이를 유발시킨다.

종래에는 이렇게 유발된 색상차이를 보정하기 위해, 주변부 RGB 편차가 색온도에 의존하는 것으로 판단하여 색온도에 따라 RGB 보정을 다르게 하여 주위 환경에 따른 주변부 RGB 편차로 인해 발생하는 이미지의 품질저하 현상을 개선하려 하였고 이는 대한민국 공개특허 제2008-0075354호에 개시되어 있다. 그러나, 실제로 색온도는 동일하지만 광원의 파장별 상대에너지 분포가 다른 경우가 존재하며, 이러한 경우에 종래 기술과 같이 색온도에 따라 일률적으로 RGB 보정을 적용하면, 촬상된 이미지의 RGB 편차 정도가 다르게 나타나는 문제점이 발생한다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 광원의 파장대별 상대에너지의 분포에 따른 광원의 특성을 이용하여, 적외선 차단 필터에 입사되는 입사광의 입사각 차이에 따라 발생하는 촬상된 이미지의 주변부와 중심부 사이의 색상차이를 효과적으로 보정할 수 있는 디지털 카메라 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 디지털 카메라 시스템은 피사체를 촬상하여 이미지 신호로 변환하는 카메라 모듈, 광원의 파장대별 상대에너지 분포를 이용하여 상기 광원의 특성을 판단하는 광원 판단부, 상기 광원 판단부에 의해 판단된 상기 광원의 특성에 대한 최적의 RGB 보정 정보를 산출하는 보정 정보부, 및 상기 최적의 RGB 보정 정보를 이용하여 상기 카메라 모듈로부터 수신한 이미지 신호에 대해 이미지 신호처리를 하는 이미지 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디지털 카메라 시스템은 상기 이미지 신호처리된 이미지 신호를 출력하는 표시장치부, 상기 이미지 신호처리된 이미지 신호를 저장하는 저장부 및 상기 이미지 신호처리된 이미지 신호를 상기 표시장치부 및 상기 저장부로 전송하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 디지털 카메라 시스템에서 상기 저장부는 복수의 광원 특성에 대한 복수의 RGB 보정 정보를 더 저장하고, 상기 보정 정보부는 상기 저장부에 저장된 복수의 RGB 보정 정보 중에서 상기 광원 판단부에 의해 판단된 광원의 특성에 대응되는 최적의 RGB 보정 정보를 검색하여 상기 이미지 신호처리부로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 광원 판단부는 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도 중 적어도 하나에 대한 정보를 이용하여 상기 광원의 특성을 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 본 발명의 실시 예들에 의해 촬상된 이미지의 RGB 보정을 함에 있어서, 상기 이미지 신호처리부는 상기 카메라 모듈에 의해 촬상된 이미지를 상기 이미지의 중심을 기준으로 서로 다른 반경을 갖는 복수의 동심원에 의해 서로 구분되는 복수의 필드들로 구분하고, 각각의 상기 필드들에 대해 동일한 RGB 이득을 적용하여 상기 이미지를 보정하되, 상기 이미지의 중심으로부터 거리가 멀수록 RGB 이득을 증가시키는 것을 특징으로 하거나, 추가적으로, 각각의 상기 필드들에 적용하는 RGB 이득은 R에 대한 이득이 G에 대한 이득보다 크고, 상기 G에 대한 이득은 B에 대한 이득보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 광원의 파장대별 상대에너지를 측정하여 광원의 특성을 판단하고, 광원의 특성에 따른 최적의 RGB 보정 정보를 산출하여 촬상된 이미지에 적용함으로써 적외선 차단 필터에 입사되는 입사광의 입사각 차이에 따라 촬상된 이미지의 주변부와 중심부 사이의 색상차이를 효과적으로 보정할 수 있는 이점이 있다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 3은 색온도가 동일하고 파장별 상대에너지 분포가 다른 네 가지 경우의 광원에 대한 예를 도시한 도표이다.

도 3에서, 각 도표의 수평축은 파장을, 수직축은 상대적인 에너지 분포를 나타낸다. 네 가지 광원인 CIE D65(3(a) 참조), Gretagmacheth D65 Fluorescent(3(b) 참조), SpectraLight D65(3(c) 참조) 및 Commercial Daylight D65(3(d) 참조)는 모두 6500K의 색온도를 갖지만, 도 3에 도시된 바와 같이 각 파장별 상대에너지 분포가 모두 상이함을 볼 수 있다.

도 4는 SpectraLight D65(4(a), 4(b) 참조) 및 Commercial Daylight D65(4(c), 4(d) 참조)의 두 광원에 동일하게 RGB 보정을 적용한 후 RGB 파형을 도시한 도표이다.

도 4에서, 상단의 두 도표(4(a), 4(c))는 상기 두 광원을 촬상한 이미지에 대해 수평 방향의 위치에 따른 RGB 편차를 나타내며, 하단의 두 도표(4(b), 4(d))는 상기 두 광원을 촬상한 이미지에 대해 수직 방향의 위치에 따른 RGB 편차를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 두 광원에 대한 RGB 편차가 주변부는 물론 중심부 모두에서 상이하게 발생하는 것을 볼 수 있다.

상기 도 3 및 도 4를 종합하면, 적외선 차단 필터(512)에 입사되는 입사광의 입사각의 차이에 따라 촬상된 이미지의 주변부와 중심부의 색상차이를 보정하기 위해, 광원의 색온도에 따라 일률적인 보정을 적용하는 것은 피사체의 자연색을 재현하는데 효과적이지 못하다는 것을 알 수 있다. 이미지 센서의 각 화상 소자에 감지되는 색상은 빛의 3원색인 RGB의 조합비율에 의해 결정되고, RGB의 조합비율은 입사광의 파장대별 상대에너지에 의해 결정되므로, 결국 이미지 센서의 각 화상 소자에 감지되는 입사광의 색상은 입사광의 파장대별 상대에너지에 의해 결정됨을 알 수 있다. 따라서, 입사광의 파장대별 상대에너지를 참조하여 이미지 센서에 촬상된 이미지의 각 위치에 따른 RGB의 조합비율을 최적의 비율로 보정함으로써, 보다 자연색에 가까운 이미지를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 디지털 카메라 시스템의 구성에 대해서 살펴본다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 카메라 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 디지털 카메라 시스템은 카메라 모듈(51), 광원 판단부(52), 보정 정보부(53), 이미지 신호처리부(54), 저장부(57), 표시장치 부(56) 및 제어부(55)를 포함한다.

상기 카메라 모듈(51)은 피사체의 이미지를 생성하는 렌즈(511)와, 상기 렌즈(511)를 투과한 광 중에서 적외선 대역을 차단하는 적외선 차단 필터(512) 및 상기 렌즈(511)에 의해 형성된 이미지를 전기신호로 검출하여 출력하는 이미지 센서(513)를 포함한다.

상기 렌즈(511)는 입사된 광을 수렴시키는 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈(511)는 양면 볼록 렌즈, 양면 비구면 렌즈 등일 수 있다. 본 실시 예에서, 상기 렌즈(511)는 광축에 대해 회전 대칭성을 갖는 것으로 한다. 이때, 광축은 렌즈면들의 정점을 지나는 축으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 양면 볼록 렌즈는 동일한 곡률을 갖는 제 1 및 제 2 렌즈면을 포함한다.

상기 적외선 차단 필터(512)는 적외선 대역의 입사광을 차단한다. 상기 적외선 차단 필터(512)는 투명 기판에 다층의 박막들을 코팅한 형태의 반사형 적외선 차단 필터일 수 있다. 가시광선 파장 대역은 380~780㎚의 파장 대역을 말하고, 458~480㎚는 청색(blue: B) 영역으로 분류되며, 510~550㎚는 녹색(green: G) 영역으로 분류되고, 630~780㎚는 적색(red: R) 영역으로 분류된다.

상기 이미지 센서(513)는 동일한 구성을 갖는 픽셀들(pixels)이 N×M 매트릭스(matrix) 구조로 배치된 구조를 갖는다. 상기 이미지 센서(513)로는 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등을 사용할 수 있다.

상기 광원 판단부(52)는 스펙트럼 파워 분석기(Spectral Power Apparatus)를 이용하여 상기 광원의 파장대별 상대에너지 분포특성을 측정함으로써 상기 광원의 특성을 판단할 수 있다. 또는, 상기 광원 판단부(52)는 상기 카메라 모듈(51) 또는 상기 이미지 신호처리부(54)에서 제공하는 조도, 플리커(flicker) 현상의 유무 및 색온도 등과 같은 정보를 활용하여 상기 광원의 특성을 판단할 수 있다. 조도란 어떤 면이 받는 빛의 세기를 그 면적에 비치는 광속으로 나타낸 양으로서 단위로는 룩스(lux)나 포토(ph)를 쓴다. 또한, 플리커 현상이란 광원의 깜박임을 말한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 광원 판단부(52)가 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도를 기초로 상기 광원의 특성을 판단하는 과정의 일 예를 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광원 판단부(52)가 상기 카메라 모듈(51) 또는 상기 이미지 신호처리부(54)로부터 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도에 관한 정보를 수신하면 먼저 조도가 1500lux 이상인지 판단한다(S62). 조도가 1500lux 이상이면, 상기 광원은 태양광(자연광원)의 특성을 지닌 것으로 판단한다(S621). 다음으로 조도가 1500lux 미만이면, 플리커 현상의 유무를 판단한다(S63). 인공광원을 크게 백열등 및 형광등으로 나누었을 때, 플리커 현상은 형광등에서만 관찰된다. 따라서, 플리커 현상이 발생하면 상기 광원은 형광등의 특성을 지닌 광원으로 판단하고, 플리커 현상이 발생하지 않는다면 상기 광원은 백열등의 특성을 지닌 광원으로 판단한다(S631). 마지막으로, 플리커 현상이 발생하는 형광등으로 판단되는 경우, 색온도에 따른 상기 광원의 특성을 판단한다(S64). 색온도가 5000K 이상이면 주광색 형광등(Commercial Daylight D65와 같은 약 6500K의 형광등)의 특성을 지닌 광원으로 판단하고(S642), 색온도가 5000K 미만이면 백색 형광등(Cool White Fluorescent와 같은 약 4200K의 형광등)의 특성을 지닌 광원으로 판단한다(S641). 예를 들어, 도 6에 의하면 조도가 1000lux이고 플리커 현상이 관찰되며 색온도 5500K인 광원에 대해 상기 광원 판단부(52)는 주광색 형광등의 특성을 지닌 광원으로 판단할 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광원 판단부(52) 및 상기 보정 정보부(53)는 상기 이미지 신호처리부(54)에 하드웨어적으로 또는 소프트웨어적으로 형성되어 내장될 수 있다. 따라서, 상기 광원 판단부(52)는 상기 카메라 모듈(51) 및/또는 상기 이미지 신호처리부(54)로부터 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도 등의 정보를 제공받아서 상기 광원의 특성을 판단하고, 상기 보정 정보부(53)는 상기 광원 판단부(52)에 의해 판단된 상기 광원의 특성에 대응되는 최적의 RGB 보정 정보를 검색하여 상기 이미지 신호처리부(54)로 전송한다.

상기 보정 정보부(53)는 상기 광원 판단부(52)에 의해 판단된 상기 광원의 특성에 대응되는 최적의 RGB 보정 정보를 산출하여, 산출된 상기 최적의 RGB 보정 정보를 상기 이미지 신호처리부(54)로 전송한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 다양한 광원의 특성에 대응되는 다양한 RGB 보정 정보를 상기 저장부(57)에 미리 저장 후, 상기 보정 정보부(53)는 상기 저장부(57)에 저장된 RGB 보정 정보 중 최적의 RGB 보정 정보를 검색하여 상기 이미지 신호처리부(54)로 전송할 수 있다. 상기 RGB 보정 정보 각각은 사용자가 삭제하거나 새롭게 추가할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디지털 카메라 시스템은 각 각의 상기 RGB 보정 정보들에 대해 파장별로 RGB 이득(gain)을 조정할 수 있도록 하는 이퀄라이저(equalizer)를 구비할 수 있다. 상기 보정 정보부(53)는 다양한 RGB 보정 정보가 저장된 상기 저장부(57)에서 상기 광원의 특성에 대응되는 최적의 보정 정보를 통상의 보간법(interpolation method)을 이용하여 산출할 수 있다. 따라서, 도 3에서와 같이 복수의 광원이 색온도는 동일하지만 파장대별 상대에너지가 상이한 경우에도, 각 광원의 파장대별 상대에너지 분포 특성에 대한 최적의 RGB 보정 정보를 저장 후, 상기 광원 판단부(52)에 의해 광원 특성이 판단되면, 최적의 RGB 보정 정보를 상기 보정 정보부(53)가 검색하여 상기 최적의 RGB 보정 정보를 상기 이미지 신호처리부(54)로 전송하여 실제 피사체에 보다 가까운 색상을 재현할 수 있다.

도 7은 광원의 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도에 대한 정보를 이용하여, 상기 광원에 대응되는 보정 정보를 간단하게 구하는 과정의 일 예를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 광원에 대해서 조도가 1500lux 이상인지 판단한다(S72). 조도가 1500lux 이상이면 RGB 보정을 하기 위한 보정 정보로 'DNP'(도 9 참조)를 적용한다(S721). 다음으로, 조도가 1500lux 이상이 아니면, 플리커 현상의 발생 유무에 대해서 판단한다(S73). 플리커 현상이 발생한다면 보정 정보로 'CWF'(도 10 참조)를 적용한다(S731). 마지막으로, 플리커 현상이 발생하지 않는다면, 광원의 색온도가 3500K 이상인지 판단한다(S74). 광원의 색온도가 3500K 이상이면 보정 정보로 'DNP'(도 9 참조)를 적용하고(S721), 광원의 색온도가 3500K 이상이 되지 않는다면 보정 정보로 'A'(도 11 참조)를 적용한다(S741). 상기 광원의 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도에 따른 보정 정보인 DNP(도 9 참조), CWF(도 10 참조) 및 A(도 11 참조)에 대한 RGB 보정 정보에 대해서는 아래에서 설명한다.

도 8은 촬상되는 사각형의 이미지(81)에 대해, 중심을 기준으로 원심방향으로 구역을 구분한 도표이다. 편의상, 10개의 구역으로 구분하고, 각 구역을 필드(field)라고 칭한다. 상기 중심을 기준으로 원심방향으로 10개 이상의 동심원에 의해 구분되는 구역들을 상기 필드로 할 수도 있다.

도 9 내지 도 11은 보정 정보인 DNP, CWF 및 A에 대한 필드별 RGB 보정 정보를 정리한 도표이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 도 9(a)에 보정 정보 DNP에 대한 필드별 RGB 이득(gain)이 표로 정리되어 있다. 상기 표에 정리된 RGB 이득을 각 필드에 해당하는 RGB 측정치에 곱하여 RGB 보정을 수행한다. 도 9(b)의 도표에서, 수평축은 필드를 나타내고, 수직축은 원심방향의 RGB 이득을 나타내며, 도 9(a)에 정리된 RGB 이득이 각 필드별로 도표상에 점으로 표시된 후, 각 점들이 곡선으로 연결되어 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 도 10(a)에 보정 정보 CWF에 대한 필드별 RGB 이득(gain)을 표로 정리되어 있다. 상기 표에 정리된 RGB 이득을 각 필드에 해당하는 RGB 측정치에 곱하여 RGB 보정을 수행한다. 도 10(b)의 도표에서, 수평축은 필드를 나타내고, 수직축은 원심방향의 RGB 이득을 나타내며, 도 10(a)에 정리된 RGB 이득 이 각 필드별로 도표상에 점으로 표시된 후, 각 점들이 곡선으로 연결되어 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 도 11(a)에 보정 정보 A에 대한 필드별 RGB 이득(gain)을 표로 정리되어 있다. 상기 표에 정리된 RGB 이득을 각 필드에 해당하는 RGB 측정치에 곱하여 RGB 보정을 수행한다. 도 11(b)의 도표에서, 수평축은 필드를 나타내고, 수직축은 원심방향의 RGB 이득을 나타내며, 도 11(a)에 정리된 RGB 이득이 각 필드별로 도표상에 점으로 표시된 후, 각 점들이 곡선으로 연결되어 있다.

도 9 내지 도 11에 나타난 상기 도표에 정리된 RGB 이득들은 필드 번호가 커질수록 즉, 촬상된 이미지의 중심부에서 주변부로 갈수록 증가한다. 또한, 각 필드에 적용되는 RGB 이득 중, R에 대한 이득이 G에 대한 이득보다 크며, G에 대한 이득이 B에 대한 이득보다 크다. RGB의 각 색상에 대한 이득이 상이한 이유는, 상기 적외선 필터에 입사되는 입사광의 입사각 차이로 인해, 촬상된 이미지의 주변부로 갈수록 적외선에 가까운 R 대역 입사광의 투과율이 감소하여 상기 이미지 센서(513)에 촬상되므로, 이를 자연색에 가깝도록 보정하기 위해서 다른 색상보다 더 큰 이득을 주어야 하기 때문이다. 따라서, 도 9 내지 도 11에 나타난 도표의 RGB 이득을 이용하여, 세 가지로 구분된 광원에 의해 촬상된 이미지(81)에 대해 각 필드에 대응되는 상기 RGB 이득을 적용함으로써, 촬상된 이미지(81)의 중심부와 주변부의 색상차이를 개선할 수 있다.

상기 이미지 신호처리부(54)는 상기 카메라 모듈(51)에 의해 촬상되어 전기 신호로 변환된 이미지 신호를 수신하여, 상기 수신한 이미지 신호에 상기 보정 정 보부(53)로부터 수신한 상기 최적의 RGB 보정 정보를 적용하여 이미지 신호처리를 수행한 후, 이미지 신호처리된 상기 이미지 신호를 상기 제어부(55)로 전송한다. 상기 이미지 신호처리부(54)는 상기 제어부(55)에 하드웨어적으로 또는 소프트웨어적으로 형성되어 내장될 수 있다. 또한, 상기 이미지 신호처리부(54)는 상기 광원 판단부(52) 및 상기 보정 정보부(53)와 함께 상기 제어부(55)에 하드웨어적으로 또는 소프트웨어적으로 내장될 수 있다.

상기 저장부(57)는 복수의 광원 특성과 이와 대응되는 RGB 보정 정보들을 저장한다. 또한, 상기 저장부(57)는 상기 이미지 신호처리부(54)로부터 상기 제어부(55)를 통해 입력된 이미지 신호를 상기 표시부에 표시하기 위한 프로그램, 상기 디지털 카메라 시스템을 구동하는데 필요한 이미지(메뉴 화면, 대기 화면 등) 등을 추가로 저장할 수 있다.

상기 표시장치부(56)는 상기 이미지 신호처리부(54)로부터 상기 제어부(55)를 통해 입력된 이미지 신호를 화면에 표시한다. 상기 표시장치부(56)는 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 다양한 화상 표시장치로 구현될 수 있다.

상기 제어부(55)는 상기 이미지 신호처리부(54)로부터 이미지 신호처리된 상기 이미지 신호를 수신하여 상기 저장부(57)에 저장하고, 상기 표시장치부(56)로 출력한다.

도 12 및 도 13은 실제 휴대폰에 내장된 디지털 카메라로 광원을 촬영 후, 기존의 색온도에 따른 RGB 보정을 한 경우와, 본 발명의 도 7 내지 도 11에 따른 RGB 보정을 한 경우의 이미지 및 RGB 파형(waveform)을 도시하고 있다.

도 12는 도 3(c)의 SpectraLight 광원에 대한 보정 이미지 및 RGB 파형이며, 상기 SpectraLight 광원은 색온도 6100K, 조도 620lux 이며 플리커 현상은 발생하지 않는다.

색온도에 따른 일률적인 보정을 한 경우의 보정 이미지가 도 12(a)이며, RGB 파형은 도 12(b)에 나타나 있다. 도 12(b)의 상단 도표는 보정 후 이미지의 가로방향에 대한 RGB 파형이며, 하단 도표는 보정 후 이미지의 세로방향에 대한 RGB 파형이고, 각 도표의 수평축은 이미지의 위치를 나타내며, 수직축은 RGB의 구성비를 나타낸다.

반면, 본 발명의 도 7 내지 도 11에 따른 RGB 보정을 한 경우, 보정 이미지가 도 12(c)이며, RGB 파형은 도 12(d)에 나타나 있다. 도 12(d)의 상단 도표는 보정 후 이미지의 가로방향에 대한 RGB 파형이며, 하단 도표는 보정 후 이미지의 세로방향에 대한 RGB 파형이고, 각 도표의 수평축은 이미지의 위치를 나타내며, 수직축은 RGB의 구성비를 나타낸다. 본 발명의 도 7 내지 도 11에 따른 RGB 보정을 하는 경우, 상기 SpectraLight 광원에 대한 RGB 보정은 DNP가 된다.

도 13은 도 3(b)의 GretagMacbeth D65 Fluorescent 광원에 대한 보정 이미지 및 RGB 파형이며, 상기 GretagMacbeth D65 Fluorescent 광원은 색온도 6100K, 조도 750lux 이며 플리커 현상이 발생한다.

색온도에 따른 일률적인 보정을 한 경우의 보정 이미지가 도 13(a)이며, RGB 파형은 도 13(b)에 나타나 있다. 도 13(b)의 상단 도표는 보정 후 이미지의 가로방향에 대한 RGB 파형이며, 하단 도표는 보정 후 이미지의 세로방향에 대한 RGB 파형이고, 각 도표의 수평축은 이미지의 위치를 나타내며, 수직축은 RGB의 구성비를 나타낸다.

반면, 본 발명의 도 7 내지 도 11에 따른 RGB 보정을 한 경우, 보정 이미지가 도 13(c)이며, RGB 파형은 도 13(d)에 나타나 있다. 도 13(d)의 상단 도표는 보정 후 이미지의 가로방향에 대한 RGB 파형이며, 하단 도표는 보정 후 이미지의 세로방향에 대한 RGB 파형이고, 각 도표의 수평축은 이미지의 위치를 나타내며, 수직축은 RGB의 구성비를 나타낸다. 본 발명의 도 7 내지 도 11에 따른 RGB 보정을 하는 경우, 상기 GretagMacbeth D65 Fluorescent 광원에 대한 RGB 보정은 CWF가 된다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 두 광원은 동일한 색온도를 지니고 있으며, 종래의 색온도만을 이용한 RGB 보정을 수행할 경우, 상기 두 광원에 대해 동일한 RGB 이득이 적용되고, 이렇게 보정된 이미지(도 12(a), 도 13(a))의 중심부와 주변부의 색상차이가 나는 것을 볼 수 있다. 이러한 색상차이는 보정된 이미지의 RGB 파형(도 12(b), 도 13(b))에서 각각의 RGB 라인들을 보면 더욱 확실하다. 즉, 중심부에서 G나 B보다 R의 구성비가 상대적으로 낮지만, 주변부에서는 G나 B보다 R의 구성비가 상대적으로 높고, 이러한 현상은 광원이 GretagMacbeth D65 Fluorescent(도 13(b))일 때 부각된다는 것을 볼 수 있다.

반면, 본 발명에 따라, 색온도와 더불어 조도와 플리커 현상의 유무와 같은 보다 세부적인 광원의 특성에 따른 보정을 수행할 경우, 상기 두 광원에 대해서 보다 개별화된 서로 다른 RGB 보정이 이루어진다. SpectraLight 광원에 대해서, 색온도에 따라 RGB 보정된 이미지의 RGB 파형(도 12(b))과 본 발명에 따라 RGB 보정된 이미지의 중심부 및 주변부의 RGB 파형(도 12(d))의 편차를 비교하면, 본 발명에 따라 RGB 보정된 쪽의 RGB 파형들의 편차가 더욱 작다는 것을 볼 수 있다. 또한, GretagMacbeth D65 Fluorescent 광원에 대해서, 색온도에 따라 RGB 보정된 이미지(도 13(a))와 본 발명에 따라 RGB 보정된 이미지(도 13(c))를 비교하면, 본 발명에 따라 RGB 보정된 이미지(도 13(c))의 경우 주변부 및 중심부의 색상차이가 더욱 작다는 것을 볼 수 있다. 색상차이가 더욱 작아지는 효과는 RGB 파형들(도 13(b) 및 도 13(d))을 비교할 때 더욱 확실하게 볼 수 있다. 즉, 색온도에 따라 RGB 보정한 이미지(도 13(b))에 비해, 본 발명에 따라 RGB 보정한 이미지(도 13(d))의 경우가, 중심부 및 주변주의 RGB 파형의 구성비가 위치에 따라 거의 동일하게 변하고 있다는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 종래의 색온도만을 고려하여 일률적으로 RGB 보정을 하는 경우보다, 광원의 특성을 판단하여, 보다 간편하게 본 발명의 일 실시 예에 따라, 색온도, 조도, 플리커 현상의 유무에 따라 보정 정보를 결정하고, 이미지의 필드별로 각각의 RGB 이득을 적용하여 RGB 보정을 하는 경우, 보정된 이미지의 중심부와 주변부의 색상차이 즉, 위치에 따른 색상차이를 더욱 감소시킬 수 있어서, 보다 자연색에 가까운 이미지를 얻을 수 있는 장점이 있다.

한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 필터에 입사되는 입사각 크기와 입사광의 파장에 따른 투과율을 도시한 도면;

도 2는 필터에 서로 다른 입사각으로 입사광이 입사되어 이미지 센서의 중심부 및 주변부에 도달하는 경우를 도시한 도면;

도 3은 색온도가 동일하고 파장별 상대에너지 분포가 다른 네 가지 경우의 광원에 대한 예를 도시한 도표;

도 4는 SpectraLight D65 및 Commercial Daylight D65에 동일한 RGB 보정을 적용 후 RGB 파형을 도시한 도표;

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 카메라 시스템의 구성을 도시한 도면;

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 광원 판단부가 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도를 기초로 상기 광원의 특성을 판단하는 과정을 도시한 도면;

도 7은 광원의 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도에 따라 RGB 보정 정보를 판단하는 과정을 도시한 도면;

도 8은 이미지의 구역을 구분하여 각 구역에 해당하는 필드를 나타낸 도면;

도 9 내지 도 11은 상기 도 7에 따라 판단된 각각의 RGB 보정 정보에 대한 RGB 이득을 정리한 표 및 도표;

도 12 및 도 13은 종래기술과 본 발명에 따른 보정을 적용한 이미지 및 상기 이미지의 RGB 파형.

Claims (7)

1. 피사체를 촬상하여 이미지 신호로 변환하는 카메라 모듈;

   광원의 파장대별 상대에너지 분포를 이용하여 상기 광원의 특성을 판단하는 광원 판단부;

   상기 광원 판단부에 의해 판단된 상기 광원의 특성에 대한 RGB 보정 정보를 산출하는 보정 정보부; 및

   상기 RGB 보정 정보를 이용하여 상기 카메라 모듈로부터 수신한 이미지 신호에 대해 이미지 신호처리를 하는 이미지 신호처리부를 포함하고,

   상기 이미지 신호처리부는 상기 카메라 모듈에 의해 촬상된 이미지를 상기 이미지의 중심을 기준으로 서로 다른 반경을 갖는 복수의 동심원에 의해 서로 구분되는 복수의 필드들로 구분하고, 상기 이미지의 중심으로부터 거리가 멀수록 RGB 이득을 증가시키되, 상기 각각의 필드 내에서는 동일한 RGB 이득을 적용하고,

   상기 각각의 필드들에 적용하는 RGB 이득은 R에 대한 이득이 G에 대한 이득보다 크고, 상기 G에 대한 이득은 B에 대한 이득보다 큰 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 카메라 시스템은,

   상기 이미지 신호처리된 이미지 신호를 출력하는 표시장치부;

   상기 이미지 신호처리된 이미지 신호를 저장하는 저장부; 및

   상기 이미지 신호처리된 이미지 신호를 상기 표시장치부 및 상기 저장부로 전송하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 저장부는 복수의 광원 특성에 대한 복수의 RGB 보정 정보를 더 저장하고, 상기 보정 정보부는 상기 저장부에 저장된 복수의 RGB 보정 정보 중에서 상기 광원 판단부에 의해 판단된 광원의 특성에 대응되는 RGB 보정 정보를 검색하여 상기 이미지 신호처리부로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 광원 판단부는 상기 카메라 모듈 및 상기 이미지 신호처리부로부터 제공되는 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도에 대한 정보를 이용하여 상기 광원의 특성을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.
5. 삭제
6. 삭제
7. 피사체를 촬상하여 이미지 신호로 변환하는 카메라 모듈;

   광원의 파장대별 상대에너지 분포를 이용하여 상기 광원의 특성을 판단하는 광원 판단부;

   상기 광원 판단부에 의해 판단된 상기 광원의 특성에 대한 RGB 보정 정보를 산출하는 보정 정보부; 및

   상기 RGB 보정 정보를 이용하여 상기 카메라 모듈로부터 수신한 이미지 신호에 대해 이미지 신호처리를 하는 이미지 신호처리부를 포함하고,

   상기 광원 판단부는 상기 카메라 모듈 및 상기 이미지 신호처리부로부터 제공되는 조도, 플리커 현상의 유무 및 색온도에 대한 정보를 이용하여 상기 광원의 특성을 판단하고,

   상기 이미지 신호처리부는 상기 카메라 모듈에 의해 촬상된 이미지를 상기 이미지의 중심을 기준으로 서로 다른 반경을 갖는 복수의 동심원에 의해 서로 구분되는 복수의 필드들로 구분하고, 상기 이미지의 중심으로부터 거리가 멀수록 RGB 이득을 증가시키되, 상기 각각의 필드 내에서는 동일한 RGB 이득을 적용하고, 상기 각각의 필드들에 적용하는 RGB 이득은 R에 대한 이득이 G에 대한 이득보다 크고, 상기 G에 대한 이득은 B에 대한 이득보다 큰 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.

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