KR0124585B1 - 캠코더의 자동이득제어신호 발생회로 - Google Patents

캠코더의 자동이득제어신호 발생회로

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KR0124585B1 KR1019930027898A KR930027898A KR0124585B1 KR 0124585 B1 KR0124585 B1 KR 0124585B1 KR 1019930027898 A KR1019930027898 A KR 1019930027898A KR 930027898 A KR930027898 A KR 930027898A KR 0124585 B1 KR0124585 B1 KR 0124585B1
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Abstract

본 발명은 캠코더에 있어서, 특히 휘도 및 색차신호의 자동이득제어신호를 발생하는 자동이득제어신호발생회로에 관한 것으로, 저조도시 자동이득제어전압을 적절히 제어하여 노이즈의 양을 줄임으로써 화면이 거칠어지는 현상을 막고, 흑점의 변동으로 인한 피사체의 부자연스러운 색재현성과 화질의 열화를 방지하며, 웨이트 기능을 추가하여 밝은 피사체가 화면 상,하단에 위치하더라도 화면이 어두워지는 현상을 막을 수 있는 자동이득제어신호발생회로를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 저주파 휘도신호의 일정영역만을 선택적으로 출력하는 웨이팅제어부와, 상기 웨이팅제어부에 의해 선택된 일정영역의 저주파 휘도신호를 버퍼링하는 버퍼와, 상기 버퍼의 출력신호를 직류전압으로 변환시켜 출력하는 적분기와, 상기 적분기의 직류전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 출력값중 일정레벨이상을 클립시켜 각각 휘도신호 및 색신호의 이득을 제어하기 위한 자동이득제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

캠코더의 자동이득제어신호 발생회로
제1도는 종래 기술의 캠코더 및 자동이득제어회로를 나타낸 상세회로도.
제2도는 본 발명을 나타낸 상세회로도.
제3도는 윈도우 펄스에 의한 화면상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : CCD 2 : 샘플링홀더
3 : 버퍼4,6c : 클램핑부
5 : 색차신호검출부6 : 저주파 휘도신호 처리부
7 : 매트릭스부8 : 색차신호처리부
9 : 인코더10 : 고주파 휘도신호처리부
11 : 자동이득제어부5a,6a : 제어부
5b : 색차신호자동이득조절부5c,5d : 샘플링홀더
5e,5f : 저역통과필터6b : 휘도신호자동이득조절부
6d : 블랭킹부6e : 감마보정부
11a,21 : 온도보상용 버퍼11b,22 : 적분기
11c : 기준전압발생부11d,23 : 비교부
20 : 웨이팅제어부24 : 제어부
25 : 노이즈슬라이스부26 : 전압분리부
T1내지 T6: 트랜지스터R1내지 R10: 저항
C1내지 C9: 콘덴서D1: 다이오드,
OP1,OP2: OP앰프
본 발명은 캠코더에 있어서, 특히 휘도 및 색차신호의 자동이득제어신호를 발생하는 자동이득제어신호 발생회로에 관한 것이다.
종래의 캠코더는 제1도에 나타난 바와 같이 렌즈(도면에 도시하지 않았음)를 통해서 입력되는 영상정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 CCD(Charge Coupled Device)(1), 상기 CCD(1)의 영상신호를 수신하여 이를 9.5MHz로 샘플링(sampling)하는 샘플링 홀더(holder)(2), 상기 샘플링 홀더(2)의 출력신호를 완충시켜 출력하는 버퍼(3), 상기 버퍼(3)의 출력신호를 일정 레벨로 고정시켜 출력하는 클램핑(clamping)부(4), 상기 클랭핑부(4)에서 출력한 영상신호중 색차신호만을 검출하는 색차신호검출부(5), 상기 클램핑부(4)에서 출력한 영상신호중 저주파 휘도성분만을 검출하여 이를 신호처리하는 저주파 휘도신호처리부(6), 상기 색차신호검출부(5)에 의해 검출된 색차신호를 상호 보완해주는 매트릭스부(7), 각 색차신호의 이득성분과 감마보정 및 에지(edge) 보정을 실행하는 색차신호처리부(8), 상기 색차신호처리부(8)의 출력신호로 색신호를 만들기 위해 3.58MHz 성분으로 변조시키는 인코더(encoder)(9), 상기 저주파 휘도신호처리부(6)의 출력신호에 수평 및 수직동기신호를 믹스(mix)하여 출력하는 고주파 휘도신호처리부(10), 상기 색차신호검출부(5)와 저주파 휘도신호처리부(6)의 색차신호와 휘도신호의 이득을 자동으로 제어해주는 자동이득제어부(11)로 구성된다.
이때, 상기 색차신호검출부(5)는 상기 자동이득제어부(11)의 자동이득제어전압을 검출하는 제어부(5a), 상기 제어부(5a)의 제어에 의해 색차신호의 이득을 자동으로 조절하는 색차신호자동이득조절부(5b), 상기 색차신호자동이득조절부(5b)의 출력신호를 위상차가 180°차이가 나고 4.77MHz 성분을 갖는 샘플링펄스(SP1, SP2)로 각각 샘플링하는 샘플링 홀더(5c,5d), 상기 샘플링홀더(5c,5d) 각각의 출력신호를 1MHz로 대역제한하는 저역통과필터(5e,5f)로 구성되고, 상기 저주파 휘도신호처리부(6)는 상기 자동이득제어부(11)의 자동이득제어전압을 검출하는 제어부(6a), 상기 제어부(6a)의 제어에 따라 휘도신호의 이득을 자동으로 조절하는 휘도신호자동이득조절부(6b), 클랭핑부(6c), 상기 클랭핑부(6c)의 출력신호에 대한 블랭킹(blanking)구간의 노이즈를 제거하는 블랭킹부(6d), 상기 블랭킹부(6d)의 출력신호에 대한 감마보정을 실행하는 감마보정부(6e)로 구성되며, 상기 자동이득제어부(11)는 상기 저주파 휘도신호처리부(6)의 출력신호를 수신하는 온도보상용 버퍼(11a), 상기 온도보상용 버퍼(11a)의 출력신호를 저주파 휘도신호에 비례하는 직류전압값으로 변환시켜 출력하는 적분기(11b), 기준전압을 발생하는 기준전압발생부(11c), 상기 적분기(11b)의 출력신호와 상기 기준전압발생부(11c)의 출력신호를 비교하여 피사체의 조도가 밝을 경우, 즉 적분기(11b)의 출력신호가 기준전압발생부(11b)의 출력신호보다 더 클 경우 상기 제어부(5a,6a)에 로우를 출력하여 상기 색차신호 및 휘도신호 자동이득조절부(5b,6b)의 이득이 낮추어질 수 있도록 하고, 피사체의 조도가 어두울 경우, 즉 적분기(11b)의 출력신호가 기준전압발생부(11c)의 출력신호보다 더 작을 경우 상기 제어부(5a,6a)에 하이를 출력하여 상기 색차신호 및 휘도신호 자동이득조절부(5b,6b)의 이득이 높아질 수 있도록 하는 비교기(11d)로 구성된다.
또한, 상기 온도보상용 버퍼(11a)는 상기 저주파 휘도신호처리부(6)의 출력신호에 따라 턴 온(turn on), 턴 오프(turn off)되는 PNP트랜지스터(T1), 상기 PNP 트랜지스터(T1)의 콜렉터단에 베이스단이 연결된 NPN 트랜지스터(T2), 상기 트랜지스터(T1)의 콜렉터단에 연결된 저항(R1), 상기 트랜지스터(T2)의 에미터단에 직렬로 연결된 저항(R2, R3)사이에 직렬로 연결된 저항(R4,R5)으로 구성되고 상기 기준 전압 발생부(11c)는 전압분배를 위한 저항(R6,R7,R8,R9)으로 구성되며, 상기 비교기(11d)는 OP 앰프(OP1)와 저항(R10,R11) 및 콘덴서(C1,C2)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래 기술의 캠코더의 동작은 다음과 같다.
먼저, 영상데이타는 CCD(1)에서 전기적 신호로 변환되고 샘플링홀더(2)에서 9.5MHz로 샘플링되며 버퍼(3)에서 완충되어 클랭핑부(4)에서 일정 레벨로 고정되어 출력된다.
상기 클램핑부(4)에서 출력된 영상신호는 색차신호검출부(5)와 저주파 휘도신호처리부(6)에 인가되는데, 색차신호검출부(5)에 인가된 색차신호는 상기 자동이득조제어부(11)의 자동이득제어부(11)의 자동이득제어전압에 의해 상기 색차신호자동이득조절부(5b)에서 이득이 자동으로 조절되고, 4.77MHz의 성분을 갖는 샘플링 펄스에 의해 상기 샘플링 홀더(5c,5d)에서 각각 샘플링된 후 상기 저역통과필터(5e,5f)에서 각각 1MHz로 대역제한되어 출력된다.
매트릭스부(7)에서 상호 보완된 색차신호는 색차신호처리부(8)와 인코더(9)에 의해 이득과 감마보정 및 에지보정된 후 3.58MHz 성분으로 변조된다.
한편, 저주파 휘도신호 처리부(6)에 인가되는 휘도신호는 상기 자동이득제어부(11)의 자동이득제어전압에 의해 상기 휘도신호자동이득조절부(6b)에서 이득이 자동 조절되고 클랭핑부(6c)와 블랭킹부(6d) 및 감마보정부(6e)에 의해 블랭킹 구간의 노이즈가 제거되며 감마보정이 실행된 뒤 출력된다.
상기 저주파 휘도신호처리부(6)의 출력은 자동이득제어부(11)의 온도보상용 버퍼(11a)와 적분기(11b)에 의해 저주파 휘도신호에 비례하는 직류전압으로 변환된 뒤 상기 OP앰프(OP1)에 입력된다.
OP 앰프(OP1)에서는 기준전압과 상기 적분기(11b)의 출력전압을 비교하여 피사체의 조도가 밝을 경우에는 로우전압을 출력시켜 색차신호 및 휘도신호 자동이득조절부(5a,5b)의 이득을 낮추도록 제어하고, 피사체의 조도가 어두울 경우에는 하이전압을 출력시켜 색차신호 및 휘도신호자동이득조절부(5b,6b)의 이득을 높이도록 제어하여 항상 일정한 이득을 유지할 수 있도록 한다.
그러나 상기 자동이득제어부(11)의 제어전압값은 최대치가 2.8V까지 상승될 수 있는데, 이것은 25dB의 이득을 갖게 된다.
그러면 최저 피사체 조도는 향상되겠지만 저조도시 노이즈양은 최대가 되어 결과적으로 상당히 거칠은 화면이 되는 문제점이 있었다.
또한 신호처리 중간중간에 유입되는 극소량의 노이즈 성분이 저조도시 증폭기와 인코더에 의해 증폭변조되어 색성분으로 나타나게 됨으로 인하여 흑점의 변동이 발생하게 되는데 색차신호자동이득조절부가 26dB의 이득을 갖게되어 결과적으로 색상의 전체적인 연동, 즉 흑점의 변동으로 인하여 피사체의 부자연스러운 색을 재현하게 되는 문제점이 있었다.
그리고, 자동이득제어부에 웨이팅(weighting)기능이 설정되어 있지 않게 때문에 화면 상,하단에 밝은 피사체가 있을 경우에는 전체적으로 화면이 어두워지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 저조도시 자동이득제어전압을 적절히 제어하여 노이즈의 양을 줄임으로써 화면이 거칠어지는 현상을 막고, 흑점의 변동으로 인한 피사체의 부자연스러운 색재현성과 화질의 열화를 방지하며, 웨이트기능을 추가하여 밝은 피사체가 화면 상,하단에 위치하더라도 화면이 어두워지는 현상을 막을 수 있는 자동이득제어신호발생회로를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 저주파 휘도신호의 일정영역만을 선택적으로 출력하는 웨이팅제어부와, 상기 웨이팅제어부에 의해 선택된 일정영역의 저주파 휘도신호를 버퍼링하는 버퍼와, 상기 버퍼의 출력신호를 직류전압으로 변환시켜 출력하는 적분기와, 상기 적분기의 직류전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 출력값중 일정레벨이상을 클립시켜 각각 휘도신호 및 색신호의 이득을 제어하기 위한 자동이득제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 일실시예를 나타낸 전체 블럭도로써, 자동이득제어영역을 설정해주는 웨이팅제어부(20), 상기 저주파 휘도신호처리부(6)와 상기 웨이팅제어부(20)의 출력신호를 입력으로 하여 온도에 대하여 항상 일정한 신호를 전달해주는 온도 보상용 버퍼(21), 상기 온도보상용 버퍼(21)의 출력전압을 저주파 휘도신호에 비례하는 직류전압으로 변환시켜 출력하는 적분기(22), 상기 적분기(22)에서 출력하는 직류전압과 미리 설정된 전압을 비교하는 비교부(23), 상기 비교부(23)의 출력전압에 따라 휘도신호와 색신호의 자동이득제어전압을 출력하는 제어부(24)로 구성된다.
제어부(24)는 저조도시 상기 색차신호검출부(5)로 전송되는 제어전압값이 최대점에 이르지 못하도록 제어전압값을 하이레벨 클립(high level clip)시키는 노이즈 슬라이스(noise slice)부(25)와 상기 비교부(23)의 출력을 분압하여 휘도신호 자동 이득제어전압을 출력하는 전압분리부(26)로 구성한다. 이때, 상기 웨이팅 제어부(20)는 윈도우 펄스전압을 분압하는 저항(R12, R13), 윈도우 펄스에 의해 턴 온, 턴 오프되는 NPN 트랜지스터(T3) 및 저항(R14)과 콘덴서(C4)로 구성되고 상기 온도 보상용 버퍼(21)는 상기 저주파 휘도신호처리부(6)의 출력신호가 베이스단에 인가되고 상기 웨이팅 제어부(20)의 출력단에 에미터단이 연결된 PNP트랜지스터(T4), 상기 PNP 트랜지스터(T4)의 에미터단에 베이스단이 연결된 NPN 트랜지스터(T5), 상기 NPN 트랜지스터(T5)의 에미터단에 직렬로 연결된 저항(R15, R16) 및 저항(R17)으로 구성되며, 상기 적분기(22)는 상기 저항(R15, R16) 사이에 일단이 연결되고 타단은 접지된 콘덴서(C5), 상기 콘덴서(C5)의 일단에 연결된 저항(R18)으로 구성되고, 상기 비교부(23)는 OP앰프(OP2)와 저항(R19, R20, R21, R22) 및 콘덴서(C6, C7)로 구성되며 상기 노이즈 슬라이스부(25)는 트랜지스터(T6), 상기 트랜지스터(T6)의 베이스단 전압을 분압하는 저항(R25, R26), 상기 트랜지스터(T6)의 에미터단에 캐소드단이 연결되고 상기 저주파 휘도신호검출부(6)의 제어부(6a)에 연결된 다이오드(D1), 상기 다이오드(D1)의 애노드단과 상기 저항(R23, R24)사이에 연결된 저항(R27) 및 상기 트랜지스터(T6)의 에미터 저항(R28)으로 구성되며, 전압분리부(26)는 저항(R23, R24)으로 구성되어 저항(R23, R24)사이가 색차신호 검출부(5)의 제어부(5a)에 연결되도록 구성된다.
도면의 미설명 부호인 C8과 C9는 콘덴서이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 다음과 같다.
먼저, 상기 저주파 휘도신호처리부(6)에서 출력된 저주파 휘도신호는 온도에 대하여 항상 일정한 신호가 유지되도록 온도보상용 버퍼(21)를 거쳐 적분기(22)에 입력되는데, 이때 상기 온도보상용 버퍼(21)의 출력은 상기 웨이팅제어부(20)에 의해 제어된다.
즉, 제3도(a)에 나타난 바와같이 웨이팅제어부(20)에서 윈도우 펄스(window pulse)를 출력하여 윈도우 펄스의 하이 구간에서만 자동이득제어동작을 실행할 수 있도록 하기 위하여 윈도우 펄스의 하이구간에서 상기 온도 보상용 버퍼(21)가 출력될 수 있도록 한 것이다.
따라서 제3도(b)에 나타난 바와같이 화면의 상,하단(1)에 밝기가 강한 피사체가 위치해도 화면의 상,하단 이외의 부위(J)에 있는 피사체의 밝기만을 자동이득제어를 하므로 화면 상,하단(J)에 있는 피사체의 밝기에 영향을 받지 않게 되어 화면의 상,하단에 밝은 피사체가 있어도 화면 상,하단 이외의 부위가 어두워지지 않게 되는 것이다.
윈도우 펄스의 하이구간에서 출력되는 온도보상용 버퍼(21)의 출력은 적분기(22)에서 저주파 휘도신호에 비례하는 직류전압값으로 변환되어 상기 비교부(23)에 인가되고, 비교부(23)의 OP앰프(OP2)는 상기 적분기(22)의 출력과 기준전압을 비교하여, 저조도시 하이신호를 출력하여 자동이득제어전압의 이득을 높이는 방향으로 동작되도록 하고, 고휘도시 로우신호를 출력하여 자동이득제어전압을 낮추는 방향으로 동작시켜 항상 일정한 이득이 유지되도록 한다.
이때, 상기 OP 앰프(OP2)에 인가되는 기준전압은 상기 가변저항(R21)의 저항값을 가변시켜 적절한 자동이득제어전압의 이득을 설정할 수 있도록 한다.
상기 OP앰프(OP2)의 출력은 전압분리부(26)의 저항(R23, R24)과 콘덴서(C9)를 거쳐 적절한 전압으로 다운(down)되어 저주파 휘도신호처리부(6)의 제어부(6a)로 인가됨으로써 저조도시 노이즈의 양을 감소시키며, 또한 상기 트랜지스터(T6)의 고정바이어스에 의한 에미터 전압(VE)과 상기 다이오드(D1)의 온전압(VD)의 합(VE+VD)에 하이클립(high clip)된후 상기 색차신호처리부(5)의 제어부(5a)에 인가되도록 한다.
따라서 본 발명은 저조도시 흑점의 변동을 막고 색상의 전체적인 변동으로 인한 피사체의 부자연스러운 색재현성을 막으며, 노이즈를 감소시키고 웨이팅 기능으로 인하여 밝은 피사체가 화면의 상,하단에 위치하더라도 화면이 어두워지는 현상을 방지함으로써 양호한 색재현성이 유지되도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 저주파 휘도신호의 일정영역만을 선택적으로 출력하는 웨이팅제어부(20)와, 상기 웨이팅제어부에 의해 선택된 일정영역의 저주파 휘도신호를 버퍼링하는 버퍼(21)와, 상기 버퍼의 출력신호를 직류전압으로 변환시켜 출력하는 적분기(22)와, 상기 적분기의 직류전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하는 비교부(23)와, 상기 비교부(23)의 출력값중 일정레벨이상을 클립시켜 각각 휘도신호 및 색신호의 이득을 제어하기 위한 자동이득제어신호를 출력하는 제우부(24)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 캠코더의 자동이득제어신호 발생회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 웨이팅제어부(20)는 자동이득제어영역을 나타내는 윈도우 펄스를 분압하는 저항(R12, R13), 윈도우 펄스에 의해 턴 온, 턴 오프되어 상기 버퍼(21)의 출력을 제어하는 트랜지스터(T4)로 구성됨을 특징으로 하는 캠코더의 자동이득제어신호발생회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 노이즈 슬라이스부(25)는 트래지스터(T6), 상기 트랜지스터(T6)의 에미터단에 연결된 저항(R28), 상기 트랜지스터(T6)와 저항(R|28) 사이에 캐소드단이 연결되고 애노드단은 상기 제어전압분리부(24)에 연결된 다이오드(D1)로 구성됨을 특징으로 하는 캠코더의 자동이득제어신호발생회로.
  4. 제1항에 있어서, 제어부는 저조도시 색차신호 자동이득제어 전압값을 하이레벨로 클립시켜 출력하는 노이즈 슬라이스부(25)와, 상기 비교부(23)의 출력을 분압하여 휘도신호 자동이득 제어전압을 출력하는 전압분리부(26)를 포함하는 자동 이득 제어신호 발생회로.
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