KR0126453B1 - 자동 노출 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 노출 제어 장치에 관한 것으로서, 화면의 휘도차가 큰 역광이나 순광시에 줌 위치 및 포커스위치에 따라 노출 조정 영역을 퍼지추론하여 촬영자의 집중 대상인 피사체 영역만을 선택하도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명은 촬상수단의 줌위치와 포커스위치를 검출하는 줌센서 및 포커스센서와, 상기 줌위치와 포커스위치에 따라 노출조정영역을 퍼지추론하여 노출조정에 적함한 일정영역의 휘도신호만을 추출하도록 노출제어영역신호를 출력하는 퍼지추론수단과, 상기 퍼지추론수단의 노출제어영역신호에 따라 촬상수단에서 얻어진 촬상 영상신호중 일정 영역의 휘도 신호만을 가변선택하는 영역선택수단과, 상기 영역선택수단에서 결정된 영역내의 휘도 평가치를 검출하는 휘도평가치 검출수단과, 상기 검출된 휘도평가치에 따라 촬상수단의 조리개 열림량을 조절하는 조리개 구동수단으로 이루어짐으로써, 되는 것이다.

Description

자동 노출 제어장치

제1도는 종래 캠코더의 노출 제어 시스템 구성도.

제2도는 본 발명 캠코더의 자동 노출제어 시스템 구성도.

제3도는 제2도에 따른 화면상의 노출 영역의 장방형으로 가변되는 형태를 도시한 도.

제4도는 제2도의 퍼지추론부의 퍼지를 테이블도.

제5도는 화면의 크기에 대한 멤버쉽 펑션을 부여한 도.

제6도는 화면의 크기를 도시한 일예도.

제7도는 줌위치에 대한 멤버쉽 펑션을 부여한 도.

제8도는 포커스위치에 대한 멤버쉽 펑션을 부여한 도.

제9도는 본 발명의 다른 실시예 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 촬상수단101 : 자동이득 및 샘플링수단

102 : 비디오신호처리단 103 : 영역선택수단

104 : 휘도평가치 검출수단 105 : 조리개 열림량 검출수단

106 : 조리개 구동수단107 : 줌센서

108 : 포커스센서109 : 퍼지추론 수단

본 발명은 캠코더에 있어서의 노출 자동 제어에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 줌위치와 포커스위치를 이용하여 화면의 휘도차가 큰 역광이나 순광시에도 관심있는 피사체 영역만은 사용자가 원하는대로 선택하여 최적의 노출을 보정하도록 한 자동 노출 제어장치에 관한 것이다.

종래 캠코더의 노출 제어 시스템은 첨부된 두면 제1도에 도시된 바와 같이 포커스렌즈(1a)와 조리개(1b)를 통한 피사체의 상을 촬상소자(1c)로 촬상하여 그로부터 영상신호를 얻는 촬상수단(1)과, 상기 촬상수단(1)으로부터 얻어진 영상신호로부터 휘도신호와 칼라신호로 분리 검출하는 자동이득 및 샘플링수단(2)과, 상기 분리된 휘도 신호 및 칼라신호를 복합영상신호로 처리하여 출력하는 비디오신호처리수단(3)과, 상기 자동이득 및 샘플링수단(2)에서 분리된 휘도신호를 저역필터링하는 저역필터수단(4)과, 상기 휘도신호의 저역성분과 기준전압(Vref)을 비교하여 그 결과전합을 출력하는 비교수단(5)과, 상기 비교수단(5)의 결과전압에 따라 촬상수단(1)의 조리개(1b) 열림량을 제어하는 조리개구동수단(6)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 캠코더의 노출 제어 시스템은 먼저 촬영하고자 하는 피사체의 상이 촬상수단(1)의 포커스렌즈(1a) 및 조리개(1b)를 통하여 촬상소자(1c)에서 영상신호로 촬상되고, 상기 촬상소자(1c)의 촬상 영상신호는 자동이득 및 샘플링수단(2)를 통해 휘도신호와 칼라신호로 분리되어 비디오신호처리수단(3)에 입력된다.

상기 비디오신호처리수단(3)은 입력된 휘도신호 및 칼라신호를 복합영상신호로 신호처리하여 출력하게 된다.

한편 상기 자동이득 및 샘플링수단(2)에서 분리된 휘도신호는 저역필터수단(4)을 통해 저역필터링되어 비교수단(5)에 입력된다.

상기 비교수단(5)은 입력된 휘도신호의 저역성분과 기준전압(Vref)과의 차이를 증폭하여 조리개구동수단(6)을 통해 조리개(1b)의 열림량을 조절하여 노출을 보정하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 캠코더의 노출제어 시스템은 촬상수단에서 얻어지는 영상신호로부터 휘도신호의 저역성분을 추출하여 이를 평균화한 값으로 조리개의 열림량을 조절하여 노출을 제어하게 되는데, 이와 같은 상태에서는 역광상태나 또는 강한 순광상태등의 화면의 휘도신호가 매우 큰 경우에는 주요 피사체의 노출 제어를 행하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 화면의 휘도차가 큰 역광이나 순광시에 줌위치 및 포커스위치에 따라 노출조정영역을 퍼지추론하고 그 퍼지추론 결과에 따라서 촬영자의 집중 대상인 피사체 영역만을 선택하여 최적의 노출 제어장치를 제공함에 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단은 촬상수단의 줌위치와 포커스위치를 검출하는 줌센서 및 포커스센서와, 상기 줌위치와 포커스위치에 따라 노출조정영역을 퍼지추론하여 노출조정에 적합한 일정 영역의 휘도신호만을 추출하도록 노출제어영역신호를 출력하는 퍼지추론수단과, 상기 퍼지추론수단의 노출 제어영역신호에 따라 촬상수단에서 얻어진 촬상 영상신호중 일정영역의 휘도신호만을 가변선택하는 영역선택수단과, 상기 영역선택수단에서 결정된 영역내의 휘도평가치를 검출하는 휘도평가치 검출수단과, 상기 검출된 휘도평가치에 따라 촬상수단의 조리개 열림량을 조절하는 조래개 구동수단으로 이루어짐으로써, 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 줌 센서 및 포커스센서에서 검출된 줌위치와 포커스위치에 따라 노출조정영역을 퍼지출론하여 일정영역의 휘도신호만을 추출하도록 노출제어영역신호와 선택 및 미선택 영역에 대한 가중치를 각기 달리 출력하는 퍼지추론수단과, 상기 영역선택수단에서 선택된 영역 및 미선택 영역내의 적분치를 각기 구하고 이 값이 상기 두 영역의 상대관계에 따라 각기 다른 가중치를 부여하고 이를 합산하여 휘도평가치를 구하는 휘도평가치 검출수단으로 이루어짐으로써 달성되는 것으로, 이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 캠코더의 자동 노출제어 시스템 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 포커스렌즈(100a)와 조리개(100b)를 통한 피사체의 상을 촬상소자(100c)를 통해 촬상 영상신호로 변환하는 촬상수단(100)과, 상기 촬상수단(1)으로부터 얻어진 영상신호로부터 휘도신호와 칼라신호로 분리 검출하는 자동이득 및 샘플링수단(101)과, 상기 분리된 휘도신호 및 칼라신호를 복합영상신호로 처리하여 출력하는 비디오신호처리수단(102)과, 촬상수단(100)의 줌위치와 포커스위치를 검출하는 줌센서(107) 및 포커스센서(108)와, 상기에서 검출된 줌위치와 포커스위치에 따라 노출조정영역을 퍼지추론하여 노출조정에 적합한 일정영역의 휘도신호만을 추출하도록 노출제어영역신호를 출력하는 퍼지추론수단(109)과, 상기 퍼지추론수단(109)의 노출제어영역신호에 따라 자동이득 및 샘플링수단(101)에서 얻어진 촬상 영상신호중 일정영역의 휘도신호만을 가변선택하는 영역선택수단(103)과, 상기 촬상수단(100)의 조리개(100b) 열림량을 홀센서(105a)로 검출하고 그 검출된 열림량의 적기적신호를 제1저역필터(105b)로 필터링하는 조리개 열림량 검출수단(105)과, 상기 검출된 조리개의 열림량에 따라 영역선택수단(103)에서 선택된 영역내의 휘도평가치를 검출하는 휘도평가치 검출수단(104)과, 상기 검출된 휘도 평가치에 따라 촬상수단(100)의 조리개(100a) 열림량을 조절하는 조리개 구동수단(106)으로 구성한다.

상기에서 휘도평가치 검출수단(104)은 영역선택수단(103)에서 선택된 영역내의 휘도신호를 1필드분에 대해 합산하는 적분기(100a)와, 상기 적분기(100a)의 합신호와 조리개 검출수단(105)에서 검출된 조리개 열림량과를 비교하여 그 결과치를 출력하는 비교기(100b)와, 상기 비교기(104b)의 결과값을 저역필터링하여 노출평가치로 조리개 구동수단(106)에 입력하는 제2저역필터(100c)로 구성한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 작용, 효과를 제2도 내지 제8도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

피사체의 상이 촬상수단(100)의 포커스렌즈(100a) 및 조리개(100b)를 통하여 촬상소자(100c)에서 영상신호로 촬상되고, 상기 촬상소자(100c)의 촬상 영상신호는 자동이득 및 샘플링수단(101)를 통해 휘도신호와 칼라신호로 분리되어 비디오신호처리수단(102) 및 영역선택수단(103)에 입력된다.

상기 비디오신호처리수단(102)은 입력된 휘도신호 및 칼라신호를 복합영상신호로 신호처리하여 출력하게 된다.

한편 줌센서(107) 및 포커스센서(108)는 상기 촬상수단(100)의 줌위치(ZP)와 포커스위치(FP)를 검출하여 퍼지추론수단(109)에 입력한다.

상기 퍼지추론수단(109)은 입력된 줌위치(ZP)와 포커스위치(FP)에 따라 제4도 내지 제8도와 같이, 멤버쉽 펑션(Membership Function)과 퍼지룰(Fuzzy Rule)을 부여하여 영역선택수단(103)에 입력되는 노출제어 영역신호(AR)를 산출한다.

즉, 상기 퍼지추론수단(109)의 퍼지룰은 제4도에서와 같이, 9개의 룰로 구성되어 있는데, 여기서 첫번째의 룰은 제8도에서와 같이, 줌위치(ZP)의 배율이 작고(WD), 포커스위치(FP)가 제8도에서와 같이, 무한대(FR)에 있을 때에는 촬영자가 관심있는 영역은 화면의 전영역(1/2*H, 여기서 H:수평귀선구간)을 의미하므로 노출제어영역신호(AR)을 제5도에서와 같이, 크게(BG)한다는 룰이고, 두번째의 룰은 제7도에서와 같이, 줌배율이 작고(WD), 포커스위치(FP)가 제8도에서와 같이, 중간(MD)에 있을 때에는 촬영자가 관심있는 영역은 화면 중심에서의 큰영역(1/4*H)을 의미하므로 노출제어영역신호(AR)를 제5도에서와 같이, 중간(MD)으로 한다는 룰이며, 세번째의 룰은 줌배율이 크고(TL), 포커스위치(FP)가 가까이(NR) 있을 때에는 촬영자가 관심 있는 영역은 화면중심에서 제일 작은 영역(1/8*H)을 의미하므로 노출제어영역신호(AR)를 작게(SM)한다는 룰이고, 상기와 같은 방법으로 제4 내지 제9룰을 구성하여 줌위치(ZP) 및 포커스위치(FP)에 따라 노출제어영역신호(AR)를 가변시켜 영역선택수단(103)에 입력하게 된다.

상기 영역선택수단(103)은 퍼지추론수단(109)에서 출력된 영역제어가변신호(AR)에 의해 자동이득 및 샘플링수단(101)으로부터 입력된 영역을 제3도와 같이, 장방형으로 가변 선택하여 휘도평가치 검출수단(104)의 제2적분기(104a)에 입력한다.

상기 휘도평가치 검출수단(104)의 적분기(104a)는 영역선택수단(103)에서 결정된 가변영역내의 휘도신호를 1필드분에 대해 합산하여 휘도평가치로 비교기(104b)에 입력하게 된다.

상기 비교기(104b)는 적분기(104a)로부터 합산되어 입력된 휘도평가치와 조리개 열림량 검출수단(105)의 홀센세(105a) 및 제1저역필터(105b)를 통해 검출된 촬상수단(100)의 조리개 열림량과를 비교하여 그 결과값을 제2저역필터부(104c)에 입력하게 된다.

상기 휘도평가치 검출수단(104)의 제2저역필터(104c)는 퍼지추론수단(109)의 노출제어영역신호(AR)에 따라 영역선택수단(103), 적분기(104a) 및 비교기(104b)를 통해 입력되는 휘도평가치를 저역필터링하여 조리개 구동수단(106)을 통해 촬상수단(10)의 조리개(100b) 열림량을 조절하여 노출을 보정하게 된다.

이와 같이, 줌위치(ZP) 및 포커스위치(FP)에 따른 퍼지추론수단(109)의 노출제어영역신호(AR)에 따라 노출제어영역을 크게 또는 작게 함으로써, 주위배경의 휘도에 거의 영향을 받지 않는 노출 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실예 구성으로써, 제9도에서와 같이, 줌센서(107) 및 포커스센서(108)에서 검출된 줌위치(ZP)와 포커스위치(FP)에 따라 노출조정영역을 퍼지추론하여 일정영역의 휘도신호만을 추출하도록 영역선택신호(AR)와 선택 및 미선택 영역에 대한 가중치를 각기 달리하여 출력하는 퍼지추론수단(109)과, 상기 영역선택수단(103)에서 선택된 영역 및 미선택 영역내의 적분치를 제1, 제2적분기(104d)(104e)로 각기 구하고 이 값에 상기 퍼지추론수단(109)으로 부터 출력된 가중치를 제1, 제2가중치부여기(104f)(104g)를 통해 부여한 후 이를 가산부(104h)를 통해 합산하여 휘도평가치를 구하는 휘도평가치 검출수단(104)으로 구성함으로써, 주위배경의 휘도에 거의 영향을 받지 않는 노출을 제어할 수 있다.

즉, 퍼지추론수단(109)에서 줌위치(ZP)와 포커스위치(FP)에 따라 노출제어영역을 퍼지추론하여 노출제어영역신호(AR)와 선택 및 미선택 영역에 대한 가중치를 각기 달리하여 출력하면 영역선택수단(103)은 퍼지추론수단(109)으로부터 입력된 노출제어영역신호(AR)에 의해 자동이득 및 샘플링수단(101)으로부터 입력된 영역을 선택하여 휘도평가치 검출수단(104)의 제1적분기(104d) 또는 제2적분기(104e)에 입력하게 된다.

상기 제1적분기(104d) 및 제2적분기(104e)는 영역선택수단(103)에서 선택된 영역 및 미선택된 영역내의 휘도신호 적분치를 각기구하여 제1, 제2가중치부여기(104f)(104g)에 입력하게 된다.

상기 제1, 제2가중치부여기(104f)(104g)는 상기에서 구해진 적분값이 퍼지추론수단(109)으로부터의 선택 및 미선택 영역에 대해 입력되는 각각의 가중치를 부여하여 이를 가산부(104h)에 입력하게 된다.

상기 가산부(104h)는 제1, 제2가중치부여기(104f)(104g)로부터 입력된 휘도신호의 평가치를 합산하여 비교기(104b), 저역필터기(104c) 및 조리개 구동수단(106)을 통해 조리개(100b)의 열림량을 조절하여 주위배경의 휘도에 거의 영향을 받지 않는 노출을 제어하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 줌위치 및 포커스위치에 따라 노출제어영역을 가변시켜 영역선택수단에 입력할 뿐 아니라 노출제어영역과 노출제어영역을 제외한 영역의 적분값에 가중치를 달리하여 출력함으로써, 화면의 휘도차가 큰 경우에도, 즉 역광이나 강한 순광일지라도 촬영자가 원하는 피사체에 노출제어영역을 선택하게 되어 정확한 노출제어를 행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 피사체의 상을 촬상하여 영상신호를 얻는 촬상수단의 줌위치를 검출하는 줌센서와, 상기 촬상수단의 포커스위치를 검출하는 포커스센서와, 상기 검출된 줌위치와 포커스위치에 따라 노출조정영역을 퍼지추론하여 노출조정에 필요한 휘도신호만을 추출하도록 노출제어영역신호를 출력하는 퍼지추론수단고, 상기 퍼지추론수단에서 얻어진 노출제어영역신호에 따라 촬상수단에서 얻어진 촬상 영상신호중 노출제어영역내의 휘도신호만을 가변선택하는 영역선택수단과, 상기 영역선택수단에서 결정된 노출제어영역내의 휘도평가치를 검출하는 휘도평가치 검출수단과, 상기 검출된 휘도 평가치에 따라 촬상수단의 조리개 열림량을 조절하는 조리개 구동수단을 포함하여 된 자동 노출 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 촬상수단의 조리개 열림량을 검출하는 조리개 열림량 검출수단과, 상기 검출된조리개의 열림량과 노출제어영역선택수단에서 선택된 영역내의 휘도평가치를 비교하여 그 결과값으로 조리개 구동수단을 통해 조리개의 열림량을 조절하는 비교수단을 더 포함하여 구성함을 특징으로 한 자동 노출 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 휘도평가치 검출수단은 상기 노출제어영역선택수단에서 선택된 영역내의 휘도신호를 1필드분에 대하여 적분하여 휘도평가치로 출력하는 적분수단과, 상기 적분수단을 통한 휘도평가치를 저역필터링하여 조리개 구동수단을 제어하는 저역필터수단으로 구성함을 특징으로 한 자동노출 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 퍼지추론수단은 상기 줌센서 및 포커스센서에서 검출된 줌위치와 포커스위치에 따라 노출조정영역을 퍼지추론하여 노출제어영역신호와 선택 및 미선택 영역에 대한 가중치를 각기 달리하여 휘도평가치 검출수단에 입력하는 것을 특징으로 한 자동 노출 제어장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 휘도평가치 검출수단은 상기 노출영역선택수단에서 선택된 영역 및 미선택 영역내의 적분치를 각기 구하는 제1, 제2적분수단고, 상기 제1, 제2적분수단의 적분값이 퍼지추론수단의로부터의 상기 두영역의 상대관계에 따라 각기 달리 출력되는 가중치를 부여하여 출력하는 제1, 제2가중치부여수단과, 상기 제1, 제2가중치부여수단의 적분값을 합산하여 휘도평가치로 비교수단에 입력하는 가산수단으로 구성함을 특징으로 한 자동 노출 제어장치.