KR0167770B1 - 컬러고체촬상장치 - Google Patents

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Abstract

본원 발명의 컬러고체촬상장치는 보색체크무늬의 색필터와 대향하는 고체촬상소자가 인접하는 2행의 수광소자를 동시에 수평주사하여, 아날로그의 휘도신호성분 및 반송색신호성분을 얻고, 이것을 디지털처리하는 컬러고체촬상장치에 있어서, 반송색신호성분을 엠퍼시스함으로써 반송색신호성분의 상대레벨을 상승시켜서, 색신호의 양자화에 수반되는 재생화상의 품위의 열화를 방지하도록 한 것이다.

Description

컬러고체촬상장치
제1도는 본원 발명에 의한 컬러고체촬상장치의 일실시예의 구성을 도시한 블록도.
제2도는 본원 발명의 일실시예의 요부의 특성ㅇ르 도시한 선도.
제3도는 종래의 컬러고체촬상장치의 요부의 구성을 도시한 약선 평면도.
제4도는 종래의 컬러고체촬상장치의 구성예를 도시한 블록도.
제5도는 종래예의 동작을 설명하기 위한 선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 색필터 lc, lg, lm, ly : 필터소자
21 : 고체촬상소자 25 : A-D변환기
26 : 엠퍼시스회로 30 : 디지털 신호처리계
본원 발명은 컬러고체촬상장치에 관한 것이다.
본원 발명은 보색(補色)체크무늬의 색필터와 대향하는 고체촬상소자가 인접하는 2행(行)의 수광소자를 동시에 수평주사하여, 아날로그의 휘도신호성분 및 반송색신호성분을 얻고, 이것을 디지털처리하는 컬러고체촬상장치에 있어서, 반송색신호성분을 엠퍼시스함으로써 반송색신호성분의 상대레벨을 상승시켜서, 색신호의 양자화에 수반되는 재생화상의 품위의 열화를 방지하도록 한 것이다.
종래, 시안(Cy), 마젠타(M), 황(Ye)의 3보색과, 녹(G)과의 4색을 체크무늬격자형으로 배열한 색필터와, 고체촬상소자를 조합한 컬러고체촬상장치가 알려져 있다(예를들면 일본국 특개소 59(1984)-161989호 공보참조).
먼저, 제3도 내지 제5도를 참조하면서, 종래의 컬러고체촬상장치에 대해 설명한다.
제3도에 있어서, (10)은 색필터를 전체로서 나타내며, 제n행에 시안 및 황의 필터소자(lc) 및 (ly)가 순차 교대로 배열되는 동시에, 제n+1행에는 마젠타 및 녹의 필터소자(lm) 및 (ly)가 순차교대로 배열된다. 그리고, 제n+2행이 제n행과 동일한 소자배열로 형성되는 동시에, 제n+3행은 제n+1열과는 역상(逆相)의 소자배열로 형성된다.
제4도에 있어서, (20)은 아날로그신호계이며, 고체촬상소자(21)는 상술한 색필터(10)에 대향하여 2차원으로 배열된 수광소자와, 각 화소의 신호전하의 전송소자 예를들면 CCD(어느것도 도시하지 않음)를 포함하며, 고체촬상소자(21)의 출력신호가 상관2중샘플링(correlative double sampling)회로(22)를 거쳐, AGC증폭기(23)에 공급된다. 이 증폭기(23)의 출력이 샘플링홀드회로(24)에서 표본화되어서 A-D변환기(25)에 공급되어 예를들면 10비트의 디지털신호로 변환된다.
(30)은 디지털신호처리계이며, 저역필터(31) 및 대역필터(32)에 공통적으로 A-D변환기(25)로부터의 디지털신호가 공급된다.
저역필터(31)의 출력은 휘도신호처리회로(33)에 공급되고, 여기서 애퍼쳐보정·감마보정등의 신호처리를 받는다. 한편, 대역필터(32)의 출력은 매트릭스회로(34)에 공급되어서 R, G, B의 3원색으로 변환되고, 색신호처리회로(35)에 공급되어서 백(白)밸런스, 감마보정, 엔코드, 색상보정등의 신호처리를 받는다.
이와 같은 신호처리의 디지털화에 의해 장치가 소형화·성전력화(省電力化)된다.
양 신호처리회로(33) 및 (35)의 출력은 A-D변환기(36) 및 (37)에 공급되어서 각각 아날로그의 휘도신호 Y와 색신호 C로 변환된다.
종래예의 동작은 다음과 같다.
피사체광이 색필터(10)의 각 필터소자에 의해 공간변조되고, 이 변조광이 고체촬상소자(21)의 각 수광소자(도시하지 않음)에 의해 광전변환되어 다시 샘플링된다. 샘플링주파수 fsp는 예를들면 색부반송파(色副搬送波)주파수 fsc의 4배(14.3㎒)로 설정된다. 또, 색필터(10)의 반복주파수는 샘플링주파수 fsp의 1/2에 상당하도록 설정된다.
기수필드에서는 색필터(10)의 제n행, 제n+1행 ; 제n+2행, 제n+3행;......의 각 2행에 대응하는 수광소화가 동시에 수평주사되고, 그 광전변환출력이 2열마다 순차 추출된다. 우수필드에서는 제n+1행, 제n+2행 ; 제n+3행, 제n+4행;......의 각 2행에 대응하는 수광소자가 동시에 수평주사되고, 그 광전변환출력이 2열마다 순차추출된다.
제n행, 제n+1행의 시안 및 마젠타의 필터소자(lc),(lm)에 대응하는 수광화소로부터 제5도 a, b에 도시한 바와 같이 (B+G),(R+B)의 각 신호성분이 얻어지는 동시에, 황 및 녹의 필터소자 (ly),(lg)에 대응하는 수광화소로부터는 (R+G), G의 각 신호성분이 얻어진다.
또, 제n+2행, 제n+3행의 시안 및 녹의 필터소자(lc),(lg)에 대응하는 수광화소로부터 제5도 c, d에 도시한 바와 같이 (B+G),G의 각 신호성분이 얻어지는 동시에 황 및 마젠타의 필터소자 (ly),(lm)에 대응하는 수광화소로부터는 (R+G), (R+B)의 각 신호성분이 얻어진다.
기수·우수의 양 필드의 각 수평주사에 있어서, 2행2열의 4화소마다 출력신호의 총합은
Ss = (2R + 3G +2B)
가 되고, 지역필터를 거침으로써 농담이 없는 휘도신호를 얻을 수 있다.
기수필드의 제n행 및 제n+1행에 있어서, 2행2열의 4화소마다 각 열의 출력신호의 합을 취하고, 각 열의 합신호간의 차분을 취하면, 이 차분신호는
Sdb = [(B+G) + (R+B)] - [(R+G) + G]
= 2B - G
가 된다.
마찬가지로, 제n+2행 및 제n+3행에 있어서, 2행2열의 4화소마다 각 열의 출력신호의 합을 취하고, 각 열의 합신호간의 차분을 취하면, 이 차분신호는
Sdr = [(B+G) +G] - [(R+G)+(R+B)]
= 2R -G
가 된다.
또, 우수필드의 제n+1행, 제n+2행 및 제n+3행, 제n+4행에 있어서도 같은 차분신호 S db 및 S dr가 얻어진다.
이 차분신호 S db 및 S dr는 색필터(10)의 각 필터소자에 의한 공간변조에 의거하여 형성된 반송색신호성분이며, 그 반복주파수는 샘플링주파수 fsp의 1/2, 즉 색부반송파주파수 fsc의 2배(7.16㎒)가 된다.
그런데, 종래의 컬러고체촬상장치에서는 증폭기(23)로부터 출력되는 아날로그의 반송색신호성분이 휘도신호성분에 비하여 예를 들면 1/4∼1/2의 저레벨이 되므로, A-D변환하는 경우 직선양자화에서도 예를들면 10비트상당의 표준입력레벨에서는 반송색신호성분은 8~9비트상당의 정밀도에 그친다.
더욱이, 감마보정에 의해 표준입력레벨의 3배의 다이나믹레인지를 확보한 경우에는, 고레벨영역이 압축되어서, 표준입력레벨에서는 반송색신호성분의 정밀도가 예를들면 6~7비트상당에까지 저하된다.
이 때문에, 색신호의 미세한 계조(階調)가 얻어지지 않고, 재생화상에 거짓윤곽이 발생하고 만다. 또, A-D변환에 수반되는 양자화노이즈에 영향을 받아서 충분한 S/N이 얻어지지 않는 등의 문제가 있었다.
이러한 점을 감안하여, 본원 발명의 목적은 아날로그의 반송색신호성분의 상대레벨을 상승시켜서, 색신호의 양자화에 수반되는 재생화상의 품위의 열화를 방지할 수 있는 컬러고체촬상장치를 제공하는데 있다.
본원 발명은 1원색(原色) 및 3보색의 필터소자(lg),(lc),(lm),(ly)가 체크무늬격자형으로 배치된 색필터(10)와, 수광화소가 2차원으로 배치된 고체촬상소자(21)를 필터소자 및 수광화소를 각각 대응시켜 대향시키고, 당해 수광화소의 인접하는 2행을 동시에 수평주사하여 얻은 아날로그의 휘도신호성분 Ss 및 반송색신호성분 S db, S dr을 디지털처리하도록 한 컬러고체촬상장치에 있어서, 엠퍼시스회로를 설치하고, 반송색신호성분을 엠퍼시스하도록 한 컬러고체촬상장치이다.
이러한 구성에 의하면, 아날로그의 반송색신호성분의 상대레벨이 상승하여 색신호의 양자화에 수반되는 재생화상의 품위의 열화가 방지된다.
이하, 제1도 및 제2도를 참조하면서, 이 발명에 의한 컬러고체촬상장치의 일실시예에 대해 설명한다.
본원 발명의 일실시예의 구성이 제1도에 도시되어 있다.
이 제1도에 있어서, 상술한 제4도와 대응하는 부분에는 동일부호를 붙여서 중복설명을 생략한다.
제1도에 있어서, (2b)은 엠퍼시스회로로서 AGC증폭기(23)와 샘플홀드회로(24)와의 사이에 접속된다. 그리고, 매트릭스회로(34)의 제 상수가 적절히 변경된다. 기타의 구성은 상술한 제4도와 같다.
이 실시예의 엠퍼시스회로(26)는 제2도의 주파수특성에 도시한 바와 같이 샘플링주파수 fsp의 1/2, 즉 색부반송파주파수 fsc의 2배의 주파수근방에서, 저역주파수 및 샘플링주파수를 기준으로 하여 아날로그의 반송색신호의 레벨을 예를들면 6db만큼 상승시킨다.
이로인해, A-D변환기(25)로부터 출력되는 디지털의 반송색신호성분의 정밀도가 예를들면 1비트상승하여 색차신호의 미세한 계조가 확보되고, 양자화노이즈의 영향이 저감되는 동시에 거짓윤곽의 발생이 저감된다.
이상 상술한 바와 같이, 본원 발명에 의하면 보색체크무늬 색필터와 대향하는 고체촬상소자의 인접하는 2행의 수광화소를 동시에 수평주사하여 얻은 아날로그의 반송색신호성분을 엠퍼시스하도록 하였으므로, 색신호의 양자화에 수반되는 재생화상의 품위의 열화를 방지할 수 있는 컬러고체촬상장치가 얻어진다.

Claims (1)

1원색(原色) 및 3보색(補色)의 필터소자가 체크무늬격자형으로 배치된 색필터와, 수광화소가 2차원으로 배치된 고체촬상소자를 상기 필터소자 및 수광화소를 각각 대응시켜 대향시키고, 당해수광화소의 인접하는 2행을 동시에 수평주사하여 얻은 아날로그의 휘도신호성분 및 반송색신호성분을 디지털처리하도록 한 컬러고체촬상장치에 있어서, 엠퍼시스회로를 설치하고, 상기 반송색신호성분을 엠퍼시스하도록 한 것을 특징으로하는 컬러고체촬상장치.
KR1019900016309A 1989-10-19 1990-10-15 컬러고체촬상장치 KR0167770B1 (ko)

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