KR19990012737A

KR19990012737A - Signal processing method for obtaining high resolution pictures from a digital camera

Info

Publication number: KR19990012737A
Application number: KR1019970036245A
Authority: KR
Inventors: 김원찬
Original assignee: 김원찬
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 1999-02-25

Abstract

본 발명은 디지털 카메라에서 고해상도 사진을 얻기 위한 신호 처리 방법에 관한 것으로서, 단일 촬영 동작에서 일정한 시차로 얻은 복수개 화상에 대한 데이터를 수집하는 단계, 상기 복수개 화상에 대한 데이터를 얻는 동안 발생하는 디지털 카메라의 미세한 이동, 주변 밝기의 변화 또는 피사체 자체의 움직임 특성을 고려하여 상기 단계에서 수집된 복수개 화상에 대한 데이터로부터 고해상도의 단일 화상에 대한 데이터를 얻는 단계, 및 상기 단계에서 얻어진 고해상도의 단일 화상에 대한 데이터만을 압축하여 메모리에 최종적으로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 디지털 카메라에서의 신호 처리 방법은 복수개의 저해상도 화상 데이터로부터 단일의 고해상도 화상 데이터를 생성하고, 상기 단일의 고해상도 화상 데이터를 압축한 후 최종적으로 메모리에 저장하는 방식을 사용함으로써, CCD의 화소 수를 늘리지 않고도 고해상도 사진을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 고해상도 사진을 얻기 위하여 추가로 대용량의 메모리를 필요로 하지 않는다.The present invention relates to a signal processing method for obtaining a high resolution photograph from a digital camera, comprising the steps of: collecting data for a plurality of images obtained with a constant parallax in a single photographing operation; and obtaining a data for the plurality of images. Obtaining data for a single high resolution image from data for a plurality of images collected in the step in consideration of fine movement, change in ambient brightness, or movement characteristics of the subject itself, and data for a single high resolution image obtained in the step And compressing only the final storage in the memory. The signal processing method in the digital camera according to the present invention uses a method of generating a single high resolution image data from a plurality of low resolution image data, compressing the single high resolution image data, and finally storing it in a memory. Not only can you get high resolution pictures without increasing the number of pixels, but you also don't need extra memory to get these high resolution pictures.

Description

Signal processing method for obtaining high resolution pictures from a digital camera

본 발명은 디지털 카메라에서 고해상도 사진을 얻기 위한 신호 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일 촬영 동작에 대하여 복수개의 저해상도 화상 데이터를 수집하고, 이로부터 고해상도의 단일 화상 데이터를 생성하여 압축 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라에서의 신호 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a signal processing method for obtaining a high resolution photograph from a digital camera, and more particularly, to collect a plurality of low resolution image data for a single photographing operation, and to generate and store high resolution single image data from the same. The present invention relates to a signal processing method in a digital camera.

디지털 카메라는 일반 카메라와는 달리 필름을 사용하지 않고 '고체촬상소자' 또는 '전하결합소자'라고 불리우는 'CCD(Charged Coupled Device)'가 필름의 역할을 한다. CCD는 렌즈를 통하여 들어오는 영상의 컬러값과 밝기를 전기적 신호를 통하여 각각의 수치 데이터로 변환한다. 그런 다음, 디지털 카메라의 신호처리회로는 이를 압축하여 내장 메모리에 저장한다.Unlike ordinary cameras, digital cameras do not use film, and the film is called 'Charged Coupled Device' (CCD), which is called 'solid-state imaging device' or 'charge coupled device'. The CCD converts the color value and brightness of the image coming through the lens into numerical data through electrical signals. The signal processing circuit of the digital camera then compresses it and stores it in the internal memory.

디지털 카메라에서는 사진의 해상도는 화소의 수로 나타내어지는 CCD의 성능에 의존한다. CCD의 성능은 보급형 저가형 디지털 카메라의 경우 25만∼40만 화소, 중급 정도가 100만∼400만 화소, 전문가용 고급형이 600만 화소 정도이다. 반면 일반 카메라에서 사용하는 35㎜ 필름의 경우 600만∼1,000만 화소 정도가 되므로 보급형 저가형 디지털 카메라의 경우 당연히 화질이 일반 카메라에 비하여 떨어질 수밖에 없다.In digital cameras, the resolution of the picture depends on the performance of the CCD in terms of the number of pixels. CCD performances range from 250,000 to 400,000 pixels for low-end, low-end digital cameras, between 1 million and 4 million pixels for intermediate and 6 million pixels for professional high-end cameras. On the other hand, in the case of 35mm film used in general cameras, it is about 6 million to 10 million pixels, so in the case of low-cost low-priced digital cameras, the image quality is inevitably inferior to that of general cameras.

한편, 일반 카메라에 가까운 화질을 얻을 수 있는 600만 화소 정도의 고급형 제품의 가격이 매우 고가이기 때문에 일반인이 사용할 수 없고, 고급형 디지털 카메라는 해상도가 높은 만큼 촬영한 장면의 데이터의 크기가 매우 커져서 별도의 메모리나 디스크를 사용하여야 하기 때문에 추가 비용이 더욱 상승하게 된다.On the other hand, the price of high-end products of about 6 million pixels that can obtain a picture quality close to that of general cameras is very expensive and cannot be used by the general public. The extra cost is further increased because of the use of memory or disks.

따라서, 디지털 카메라에서는 제한된 CCD 화소의 수를 가지고 보다 선명한 사진을 얻는 것이 필요할 뿐만 아니라, 메모리를 효율적으로 운영하여 고해상도 사진을 얻으면서도 메모리의 용량을 늘려야 함에 의하여 발생되는 추가적인 비용 상승이 없는 신호처리방법이 요구되어 왔다.Therefore, in a digital camera, not only is it necessary to obtain a clearer picture with a limited number of CCD pixels, but also a signal processing method without additional cost increase caused by increasing the memory capacity while operating the memory efficiently to obtain a high resolution picture. This has been required.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 복수개의 저해상도 화상 데이터로부터 단일의 고해상도 화상 데이터를 생성하고, 상기 단일의 고해상도 화상 데이터만을 압축한 후 최종적으로 메모리에 저장하는 방식을 사용함으로써, CCD의 화소 수를 늘리거나 고용량의 메모리를 필요로 하지 않으면서도 고해상도 사진을 얻을 수 있는 디지털 카메라에서의 신호 처리 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and uses a method of generating a single high resolution image data from a plurality of low resolution image data, compressing only the single high resolution image data, and finally storing it in a memory. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a signal processing method in a digital camera capable of obtaining high resolution photographs without increasing the number of pixels of the CCD or requiring a high capacity memory.

도1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a method according to a preferred embodiment of the present invention.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 디지털 카메라에서의 신호 처리 방법은, 단일 촬영 동작에서 일정한 시차로 얻은 복수개 화상에 대한 데이터를 수집하는 단계, 상기 복수개 화상에 대한 데이터를 얻는 동안 발생하는 디지털 카메라의 미세한 이동, 주변 밝기의 변화 또는 피사체 자체의 움직임 특성을 고려하여 상기 단계에서 수집된 복수개 화상에 대한 데이터로부터 고해상도의 단일 화상에 대한 데이터를 얻는 단계, 및 상기 단계에서 얻어진 고해상도의 단일 화상에 대한 데이터만을 압축하여 메모리에 최종적으로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A signal processing method in a digital camera according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: collecting data for a plurality of images obtained with a constant parallax in a single photographing operation, occurring while acquiring data for the plurality of images Obtaining data for a single high resolution image from the data for a plurality of images collected in the above step in consideration of fine movement of a digital camera, a change in ambient brightness, or a movement characteristic of the subject itself; and And compressing only data for an image and finally storing the data in a memory.

상기한 본 발명에 의한 신호 처리 방법에서 복수개 화상에 대한 데이터로부터 고해상도 단일 화상에 대한 데이터를 얻는 단계는 복수개의 화상 데이터에서 카메라의 움직임에 의한 변화 성분, 주변 밝기의 변화에 의한 변화 성분 또는 피사체 자체의 움직임에 의한 변화 성분을 비교 추출한 후, 각 부분의 화소와 화소 사이의 화상간 정보를 보완하여 단일 화상 데이터를 구성함에 의하여 달성되는 것임을 특징으로 한다.In the signal processing method according to the present invention, the step of obtaining data for a single high-resolution image from data for a plurality of images includes a change component caused by a camera movement, a change component caused by a change in ambient brightness, or the subject itself in the plurality of image data. After comparing and extracting the change component due to the movement of the, characterized in that it is achieved by configuring the single image data by complementing the information between the pixels of each portion and the image between the pixels.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 의한 고해상도 사진을 얻기 위한 디지털 카메라에서의 신호 처리 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a signal processing method in a digital camera for obtaining a high resolution photograph according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

디지털 카메라에서 고해상도 사진을 얻기 위하여, 본 발명은 저해상도의 복수개 화상에 대한 데이터로부터 고해상도의 단일 화상 데이터를 얻는 방식을 도입한다.In order to obtain high resolution photographs in a digital camera, the present invention introduces a method of obtaining high resolution single image data from data for a plurality of low resolution images.

먼저, 저해상도의 복수개의 화상 데이터를 얻기 위하여, 단일 촬영 동작에 대하여 복수개의 화상 데이터를 수집하도록 한다(단계 100). 이는 사용자가 디지털 카메라의 셔터를 1회 누를 때, 미세한 시차를 가지는 여러 장의 사진에 대한 데이터를 수집하도록 함에 의하여 달성한다. 본 발명에서 말하는 복수개의 화상 데이터란 사용자가 1회 셔터를 눌렀을 때, 얻어지는 미세한 시차를 가지는 여러 장의 사진에 대한 데이터를 말한다. 예를 들어, 사용자가 디지털 카메라의 셔터를 누르면, 자동적으로 10장의 사진을 찍도록 하는 것이다. 이와 같이 미세한 시차를 가지는 여러 장의 사진에 대한 데이터는 각 화면의 화소 정보가 서로 동일하지 않으므로 이를 분석하여 고해상도의 사진을 얻을 수 있다. 아래에서 이를 상세하게 설명한다.First, in order to obtain a plurality of low resolution image data, a plurality of image data are collected for a single shooting operation (step 100). This is accomplished by allowing the user to press the shutter of the digital camera once to collect data for several pictures with fine parallax. The plurality of image data referred to in the present invention refers to data for a plurality of photographs having fine parallax obtained when the user presses the shutter once. For example, when a user presses the shutter of a digital camera, it automatically takes 10 pictures. As such, data of several pictures having minute parallaxes are not the same as pixel information of each screen, and thus high resolution pictures can be obtained by analyzing them. This is described in detail below.

여러 장의 사진이 찍히는 동안 사용자의 손떨림이나 기타 다른 원인에 의하여 카메라가 미세하게 움직이거나, 주변의 밝기가 변화하거나 또는 피사체 자체가 움직이므로 사용자가 1회 셔터를 누를 때 얻어지는 상기한 미세한 시차를 가지는 여러 장의 사진에 대한 데이터, 즉 복수개 화상에서 각 화소의 데이터는 서로 동일하지 않다. 다시 말해서 복수개의 화상 데이터간에 화면 변화가 있다.While taking multiple pictures, the camera may move finely due to camera shake or other causes, change the brightness of the surroundings, or move the subject itself. The data for the photographs, that is, the data of each pixel in the plurality of images, are not the same. In other words, there is a screen change among the plurality of image data.

본 발명에 의한 방법의 다음 단계는 상기한 복수개 화상 데이터로부터 고해상도의 단일 화상 데이터를 얻는 단계이다.The next step of the method according to the invention is to obtain high resolution single image data from the plurality of image data described above.

이 단계에서는 먼저, 상기 단계에서 수집된 복수개 화상 데이터로부터 화상 데이터의 변화 특성이 전체적으로 평행 이동한 것인지 아니면 부분적으로 화소의 집단이 이동했는지를 파악한다(단계 200). 상기한 변화 특성이 복합적으로 나타날 수 있음을 물론이다. 일련의 정지 화면으로부터 화면의 변화 특성을 파악하는 방법은 본 출원인의 대한민국 특허출원 제96-7143호에 개시된 화소들의 선-특성값을 이용한 화면상의 변화 추정 방법에서 상세하게 설명되어 있으므로 여기에서는 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.In this step, first, from the plurality of image data collected in the step, it is determined whether the change characteristic of the image data has moved in parallel or partially moved in a group of pixels (step 200). It goes without saying that the above-described change characteristics may appear in combination. The method of determining the change characteristic of the screen from a series of still images is described in detail in the method of estimating on-screen change using the line-characteristic values of pixels disclosed in the applicant's Korean Patent Application No. 96-7143. The description will be omitted.

복수개 화상 데이터로부터 화상 데이터의 변화 특성을 파악한 다음, 이를 이용하여 각 화상에서 카메라의 움직임에 의한 변화 성분, 주변 밝기 변화에 의한 변화 성분 및 피사체 자체의 움직임에 의한 변화 성분을 구분한다(단계 300).After the change characteristics of the image data are identified from the plurality of image data, the change component due to the camera movement, the change component due to the change of the ambient brightness, and the change component due to the movement of the subject itself are distinguished from each image using the same (step 300). .

그런 다음, 상기한 각 성분에 대하여 복수개 화상 데이터를 비교 분석하여 고해상도의 단일 화상 데이터를 얻는다. 이는 복수개의 화상 데이터를 비교하여 한 화상에 포함되어 있지 않고 다른 화상에 나타나는 데이터들을 취합하여 이러한 분산되어 있는 데이터를 모두 한 화면에 채워 넣은 단일 화상 데이터를 구성함에 의하여 달성된다(단계 400). 복수개 화상 데이터들로부터 다른 장면의 나타나지 않은 데이터를 포함하도록 하는 경우, CCD의 화소 수보다 더 많은 수의 화소로 구성된 화상 데이터가 구성되므로 이를 통하여 해상도가 높은 사진을 얻을 수 있다. 이 단계는 시간 분해능을 공간 분해능으로 변환시키는 과정이라고 할 수 있다.Then, a plurality of image data are compared and analyzed for each component described above to obtain single image data of high resolution. This is accomplished by comparing a plurality of image data and collecting data not included in one image and collecting data appearing in another image to construct single image data in which all of this dispersed data is filled in one screen (step 400). In the case where the plurality of image data includes data that is not displayed in another scene, image data having a larger number of pixels than the number of pixels of the CCD is configured, thereby obtaining a high resolution picture. This step is a process of converting temporal resolution into spatial resolution.

상기한 단계에서 얻어진 고해상도의 단일 화상 데이터는 압축 과정을 거쳐서 메모리에 최종적으로 저장된다(단계 500).The high resolution single image data obtained in the above step is finally stored in the memory through the compression process (step 500).

사용자가 1회 셔터를 누를 때, 미세한 시차를 가지는 복수개 화상 데이터로부터 고해상도의 단일 화상 데이터를 얻는 상기한 단계는 반드시 실시간 처리일 필요는 없다. 사용자가 1회 셔터를 누를 때 수집되는 복수개의 화상 데이터는 일단 메모리에 저장되고, 디지털 카메라로부터 최종적인 사진을 출력하기 전이라면 언제든지 메모리로부터 읽혀져서 상기한 처리를 하고, 최종적인 고해상도의 단일 화상 데이터를 메모리에 압축 저장하기만 하면 된다. 최종적인 고해상도의 단일 화상 데이터가 메모리에 저장된 후에는, 상기 최종적인 고해상도 단일 화상 데이터를 얻기 위하여 저장되었던 복수개 화상 데이터는 더 이상 필요가 없으므로 이는 메모리로부터 삭제시켜 메모리의 용량을 탄력적으로 운영한다.When the user presses the shutter once, the above step of obtaining single image data of high resolution from a plurality of image data having fine parallax does not necessarily need to be a real time process. The plurality of image data collected when the user presses the shutter once is stored in the memory once, and read out from the memory at any time before outputting the final picture from the digital camera, and performs the above-described processing. All you need to do is compress and store it in memory. After the final high resolution single image data has been stored in the memory, the plurality of image data that has been stored in order to obtain the final high resolution single image data is no longer needed, so it is removed from the memory to flexibly operate the capacity of the memory.

특별히, 상기한 바와 같은 메모리의 효율적인 운영은 본 발명에 의한 방법에서 중요하다. 예를 들어, 본 발명에 의한 방법에 의하여, CCD의 화소 수가 40만인 디지털 카메라를 사용하여 사용자가 1회 셔터 누름에 대하여 10장의 화상 데이터를 수집하고 이로부터 최종적으로 100만 화소의 화상 데이터가 얻어질 때, 상기한 메모리 운영 방식에 의하면, 100만 화소의 화상데이터만이 압축되어 최종적으로 메모리에 저장되고, 10장의 40만 화소 데이터에 의한 400만 화소 화상데이터중 300만 화소 데이터는 메모리에 일시적으로 저장되었다가 상기한 처리 후에 다시 삭제되므로, 고해상도 사진을 얻기 위하여 매우 큰 용량의 메모리를 필요로 하지는 않는다.In particular, efficient operation of the memory as described above is important in the method according to the invention. For example, by the method according to the present invention, a 10-pixel image data is finally obtained from a user by using a digital camera having a pixel count of 400,000 CCDs for a single shutter press by the user. According to the memory operating method described above, only one million pixel image data is compressed and finally stored in the memory, and three million pixel data among four million pixel image data by ten 400,000 pixel data are temporarily stored in the memory. Since it is stored in the file system and deleted again after the above processing, it does not require a very large amount of memory to obtain a high resolution picture.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 카메라에서의 신호 처리 방법은 복수개의 저해상도 화상 데이터로부터 단일의 고해상도 화상 데이터를 생성하고, 상기 단일의 고해상도 화상 데이터를 압축한 후 최종적으로 메모리에 저장하는 방식을 사용함으로써, CCD의 화소 수를 늘리거나 고용량의 메모리를 필요로 하지 않으면서도 고해상도 사진을 얻을 수 있다.As described above, the signal processing method of the digital camera according to the present invention generates a single high resolution image data from a plurality of low resolution image data, compresses the single high resolution image data, and finally stores it in a memory. By using, it is possible to obtain a high resolution photograph without increasing the number of pixels of the CCD or requiring a high capacity memory.

Claims

In the signal processing method in a digital camera,

Collecting data on a plurality of images obtained with a constant parallax in a single photographing operation;

Obtaining data for a single high-resolution image from the data for the plurality of images collected in the step in consideration of the minute movement of the digital camera, the change in the ambient brightness, or the movement characteristics of the subject itself, which occur while obtaining the data for the plurality of images. step; And

And compressing only data for a single high resolution image obtained in the step and finally storing the data in a memory.

The method of claim 1, wherein the obtaining of data for a high resolution single image from data for a plurality of images in the signal processing method comprises:

In the digital camera, characterized in that by comparing a plurality of image data to collect the data appearing in the other image rather than included in one image to form a single image data that is filled with all the dispersed data in one screen Signal processing method for obtaining high resolution pictures.