KR100247318B1 - Brightness amending device of image signal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상신호의 밝기보정장치에 관한 것으로서, 촬상부(10)로부터 독출 출력되는 전기적 신호를 샘플링하여 마이콤(90)에 의해 지정되는 주소에 저장하는 A/D변환기(20); 상기 A/D변환기(20)에 의해 디지탈 입력되는 정상노출 상태의 영상신호를 저장하는 정상노출신호 메모리(30); 상기 정상노출 상태 보다 더 개방된 조리개를 통한 영상신호와, 상기 정상노출 상태 보다 덜 개방된 조리개를 통한 영상신호를 각각 저장하는 확대노출신호 메모리(41);와 축소노출신호 메모리(51); 상기 확대 및 축소노출신호 메모리(41, 51)로부터 영상신호를 독출하여 일정 레벨크기 이상 및 이하의 영상신호 구간을 제거하여 출력하는 정상신호 추출부(42, 52); 상기 정상노출신호 메모리(30)로부터 영상신호를 독출하면서 신호레벨을 검출하는 레벨검출기(31); 상기 검출되는 레벨을 반영하여 상기 정상신호 추출부(42, 52)에서 추출되는 영상신호의 레벨을 각각 조정하여 출력하는 신호레벨 조정부(43, 53); 상기 신호레벨 조정부(43, 53)에 의해 각각 레벨조정된 영상신호를 합성하는 신호합성기(60); 및 합성된 영상신호를 휘도 및 색신호 처리하는 디지탈 영상신호 처리부(70);를 포함하여 구성되어, 영상 전체에 대하여 밝기에 차이가 많은 영상 촬영시에도 밝기 차이가 큰 어두운 영역 및 밝은 영역을 모두 재현할 수 있어서 보다 실제 눈으로 감지하는 영상에 가까운 자연스러운 영상신호를 얻을 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention relates to an apparatus for compensating for brightness of an image signal, comprising: an A / D converter (20) for sampling an electrical signal read out from an imaging unit (10) and storing it at an address designated by the microcomputer (90); A normal exposure signal memory (30) for storing a video signal in a normal exposure state digitally input by the A / D converter (20); An enlarged exposure signal memory 41 for storing an image signal through an aperture opened more than the normal exposure state and an image signal through an aperture opened less than the normal exposure state; and a reduced exposure signal memory 51; A normal signal extracting unit (42, 52) which reads out an image signal from the enlarged and reduced exposure signal memories (41, 51), and removes and outputs an image signal section above and below a predetermined level; A level detector (31) for detecting a signal level while reading an image signal from the normal exposure signal memory (30); A signal level adjusting unit (43, 53) for adjusting and outputting the level of the video signal extracted by the normal signal extracting unit (42, 52) to reflect the detected level; A signal synthesizer 60 for synthesizing the video signals each level adjusted by the signal level adjusting units 43 and 53; And a digital video signal processing unit 70 for processing the synthesized video signal with luminance and color signals, thereby reproducing both a dark region and a bright region having a large difference in brightness even when the image having a large difference in brightness is photographed for the entire image. It is a very useful invention that can obtain a natural video signal closer to the image detected by the real eye more.
Description
본 발명은 영상신호의 밝기보정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정상노출 상태의 조리개 개방량에 비해 강제적으로 확대 및 축소 개방시킨 조리개를 통해 입력되는 영상신호의 정상신호 레벨구간의 신호를, 정상노출 상태의 영상신호의 레벨에 맞춰 조정한 후 이를 합성함으로써, 정상노출 상태에서는 재현할 수 없었던, 평균밝기에 비해 밝기 차이가 큰 어두운 영역 및 밝은 영역을 모두 재현할 수 있도록 한 영상신호의 밝기보정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a brightness correction apparatus for a video signal, and more particularly, to a normal signal level section of a video signal input through an aperture that is forcibly enlarged and reduced open compared to an aperture opening in a normal exposure state. By adjusting to the level of the video signal in the exposed state and combining it, the brightness of the video signal can be reproduced so that both dark areas and bright areas having a large difference in brightness compared to the average brightness can be reproduced. Relates to a device.
일반적으로 캠코더 등의 영상촬영기기는 입력되는 영상신호 중 밝기 성분에 해당하는 휘도(Y)신호의 레벨에 따라 조리개(IRIS)의 개방정도를 조절함으로써, 촬영하고자 하는 피사체로부터 반사되어 촬상소자에 입사되는 빛의 양(수광량)을 조절하고 있다. 즉, 일정값의 빛의 양에 대응하는 표준적인 조리개의 개방정도를 기 설정한 후, 이를 기준으로 하여 입사되는 빛의 양이 보다 많을 경우에는 이에 상응하여 조리개를 더 닫아주고, 입사되는 빛의 양이 보다 적을 경우에는 이에 상응하여 조리개를 더 열어줌으로써, 영상신호의 전체적인 밝기를 일정 레벨로 유지하고 있다.In general, an image photographing device such as a camcorder adjusts the opening degree of the aperture (IRIS) according to the level of the luminance (Y) signal corresponding to the brightness component of the input image signal, thereby being reflected from the subject to be photographed and incident on the image pickup device. The amount of light (light received) is being controlled. That is, after setting the standard opening of the standard aperture corresponding to the amount of light of a predetermined value, if the amount of incident light is greater based on this, the aperture is further closed accordingly, and If the amount is smaller, the aperture is further opened accordingly to maintain the overall brightness of the video signal at a constant level.
도7은 입력되는 영상신호의 밝기에 따라 조리개의 개방정도를 자동으로 조절하는 종래의 영상신호의 밝기보정장치의 구성을 일부 도시한 것으로서, 피사체로부터 입사되는 빛의 양을 조절하는 조리개(IRIS)(110); 상기 조리개(110)를 통과하여 매트릭스 모양으로 배열된 각 화소에 맺힌 피사체 반사광을, 광검출기를 이용하여 전기적 신호로서 검출한 후 주사회로에 의해 이를 수평 수직방향으로 순차적으로 독출하는 촬상부(CCD)(10a); 상기 촬상부(10a)로부터 독출되는 전기적 신호를 휘도 및 색신호의 영상신호로 처리하는 영상신호 처리부(120); 상기 영상신호 처리부(120)의 휘도신호 성분만을 프레임 단위로 영역별로 적분하는 AE(Auto Exposure) 적분기(80a); 상기 적분값에 상응하여 상기 조리개(110)의 개방량 조절을 위한 제어신호를 출력하는 마이콤(μ-com)(90a); 및 상기 출력되는 제어신호에 따라, 상기 조리개(110) 개방을 위한 모터의 구동전압을 출력하는 조리개 구동부(100a); 를 포함하여 구성되어 있었다.FIG. 7 illustrates a configuration of a brightness correction apparatus for a conventional video signal which automatically adjusts an opening degree of an aperture according to the brightness of an input video signal. The aperture IRIS adjusts the amount of light incident from a subject. 110; An imaging unit (CCD) which detects a subject reflected light formed in each pixel arranged in a matrix form through the
상기와 같이 구성된 종래의 영상신호의 밝기보정장치에서는, 상기 AE 적분기(80a)가 상기 영상신호 처리부(120)에서 출력되는 휘도(Y) 성분을 프레임 단위로 적분하여 그 크기값을 계산함으로써, 화면의 밝기값을 산출하게 되는데, 이때 상기 AE 적분기(80a)가 상기 촬상부(10a)를 도 8 에 도시된 바와 같이 가상으로 분할한 후, 분할된 각 구역에 해당하는 영상신호 별로 구분하여 적분한 뒤, 그 값을 상기 마이콤(90a)으로 전달하게 되고, 상기 마이콤(90a)은 각 적분값에 적절한 가중치를 부여하여 현재 출력되는 영상의 밝기를 판단하게 된다. 이에 따라 일정 구역에 위치한 피사체(예를 들면 상기 분할 구역중 중앙부(A2)에 위치한 피사체)가 화면 밝기의 조정에 보다 더 영향을 미치게 된다.In the brightness correction apparatus of the conventional video signal configured as described above, the
상기 마이콤(90a)은, 상기 판단된 영상화면의 밝기에 상응하는 기 설정된 조리개 개방량을 파악한 뒤 이에 따른 제어신호를, 상기 조리개 구동부(100a)에 인가하여 상기 조리개(110)를 좀 더 열거나 좀 더 닫게 된다.The
상기와 같은 방법으로 개방정도가 조절되는 조리개(110)를 통해 입사되는 빛은 적정한 광량으로 조절되어 상기 촬상부(10a)를 통해 전기적 신호로 변환되고, 상기 영상신호 처리부(120)에 의해 휘도 및 색신호의 영상신호로 변환되는데, 이와 같은 과정이 반복적으로 수행됨으로써 출력되는 신호의 밝기가 적절하게 유지될 수 있게 되는 것이다.The light incident through the
그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 영상신호의 밝기보정장치는, 비록 상기 AE 적분기(80a)가 상기 촬상되는영상을 영역별로 구분하여 각각의 밝기를 검출하고, 상기 마이콤(90a)이 각 영역의 밝기에 가중치를 지정하여 밝기를 판단한다 하더라도, 이에 따른 상기 조리개(110)의 개방량은 영상 전체의 밝기에 영향을 미치기 때문에, 전체 영상의 평균 밝기에 비해 보다 밝은 피사체 또는 보다 어두운 피사체의 상이 상기 촬상부(10a)에 함께 결상될 때에는, 그 파사체에 대해서는 보다 정확하고 자연스러운 영상신호를 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.However, the brightness correction apparatus of the conventional video signal configured and operated as described above, although the
예를 들어 도9에 도시된 바와 같이 피사체가 있는 피사면이 영역별로 밝기 정도가 서로 상이한 경우, 즉 도 9a의 (ㄱ)과 같이 피사면의 중심부위가 밝은 경우에는 전술한 밝기 보정에 의해 상기 조리개(110)의 개방량은 축소되고, 전체적인 영상의 평균 밝기에 비해 상대적으로 어두운 피사면으로부터 입사되는 빛의 양에 의해 상기 촬상부(10a)에서 변환된 전기신호(결국은 영상신호)는 일정 레벨아래에서 클립(clip)되어 최종 영상신호 상에 반영되지 못해 도 9a의 (ㄴ)과 같이 화면상에 검게 표시되어 피사면을 식별할 수 없게 된다.For example, as shown in FIG. 9, when a subject having a subject has a different brightness from each region, that is, when the center of the subject is bright as shown in FIG. 9A, the above-described brightness correction is performed. The amount of opening of the
또한, 만일 도 9b의 (ㄱ)과 같이 피사면의 중심부위가 어두운 경우에는 전술한 밝기 보정에 의해 상기 조리개(110)의 개방량은 확대되고, 전체적인 영상의 평균 밝기에 비해 상대적으로 밝은 피사면으로부터 입사되는 빛의 양에 의해 상기 촬상부(10a)에서 변환된 영상신호는 휘도신호 레벨이 너무 커서 역시 클립(clip) 처리된다. 따라서, 결국 상기 밝은 피사면도 도 9b의 (ㄴ)에 도시된 바와 같이 최종 영상신호 상에 반영되지 못해 화면상에 하얗게 표시되어 역시 피사면을 식별할 수가 없게 되는 것이다.In addition, if the center of the subject is dark as shown in (a) of FIG. 9b, the opening amount of the
결국, 영상화면의 영역별 밝기에 의해 조리개의 개방량을 단순히 조절하는 방법만으로는, 특히 화면상에 어두운 피사체와 밝은 피사체가 동시에 존재할 경우, 전체적인 밝기 조정이 어려워 전체적으로 자연스러운 영상신호를 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.As a result, by simply adjusting the opening amount of the aperture by the brightness of each area of the video screen, especially when a dark subject and a bright subject exist on the screen at the same time, it is difficult to adjust the overall brightness to obtain a natural video signal as a whole. there was.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 화면전체의 밝기에 비해 보다 밝은 피사체 또는 어두운 피사체가 촬상될 때에도 영상신호를 잃는 경우 없이 보다 자연스러운 영상신호를 얻을 수 있도록 하는 영상신호의 밝기보정장치를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and the video signal enables to obtain a more natural video signal without losing the video signal even when a brighter or darker subject is captured than the brightness of the entire screen. The purpose is to provide a brightness correction device.
제1도는 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치의 일실시예를 도시한 구성도이고,1 is a block diagram showing an embodiment of a brightness correction apparatus of an image signal according to the present invention,
제2도는 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이고,2 is a block diagram showing another embodiment of the brightness correction device of an image signal according to the present invention,
제3도는 각 영역별로 밝기의 정도가 상이한 가상의 피사면을 도시한 것이고,FIG. 3 illustrates an imaginary surface having different degrees of brightness for each region.
제4도는 제3도의 피사면을 촬영했을 경우 정상노출 상태의 영상신호를 도시한 것이고,4 is a diagram illustrating a video signal in a normal exposure state when the shot surface of FIG. 3 is photographed.
제5도는 제3도의 피사면을 확대노출 상태로 촬영했을 경우의 영상신호를 도시한 것이고,FIG. 5 shows an image signal when the subject of FIG. 3 is photographed in an enlarged exposure state.
제6도는 제3도의 피사면을 축소노출 상태로 촬영했을 경우의 영상신호를 도시한 것이고,6 shows a video signal when the subject of FIG. 3 is photographed in a reduced exposure state,
제7도는 종래의 영상신호의 밝기보정장치를 도시한 구성도이고,7 is a block diagram showing a conventional brightness correction device for a video signal,
제8도는 피사체의 밝기보정을 위해 촬상부를 가상의 영역으로 나눈 것을 도시한 것이고,FIG. 8 illustrates dividing the imaging unit into a virtual area to correct brightness of a subject.
제9도는 화면의 밝기가 영역별로 차이가 있는 피사면을 종래의 영상신호 밝기보정장치를 사용하여 밝기보정한 경우 출력되는 영상화면을 도시한 것이다.FIG. 9 illustrates an image screen output when brightness of a screen having a difference in brightness for each region is corrected by using a conventional image signal brightness correction device.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 10a : 촬상부(CCD) 10, 20a : A/D 변환기10, 10a: imaging unit (CCD) 10, 20a: A / D converter
30 : 정상노출신호 메모리 31 : 레벨 검출기30: normal exposure signal memory 31: level detector
41 :확대노출신호 메모리 42, 52 : 정상신호 추출부41: expanded
43, 53 : 신호레벨 조정부 51 : 축소노출신호 메모리43, 53: signal level adjusting unit 51: reduced exposure signal memory
60 : 신호 합성기 70 : 디지탈 영상신호 처리부60: signal synthesizer 70: digital video signal processing unit
80, 80a : AE(Auto Exposure)적분기 90, 90a : 마이콤(μ-com)80, 80a: AE (Auto Exposure)
100, 100a : 조리개 구동부 110 : 조리개(IRIS)100, 100a: aperture driving unit 110: aperture (IRIS)
120 : 영상신호 처리부120: image signal processing unit
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치는, 영상신호의 밝기에 상응하여 개방된 조리개를 통해 입력되는 영상신호의 레벨을 검출하는 레벨검출수단; 상기 조리개 개방량에 대해 강제적으로 소정의 변동량을 가해준 조리개를 통해 입력되는 영상신호를 저장하는 변동노출신호 저장수단; 상기 저장된 변동노출 상태의 영상신호로부터 과다 및 과소신호 부분을 제거하여 일정 레벨범위 내의 정상신호만을 추출하는 정상신호 추출수단; 및 상기 검출되는 영상신호 레벨에 근거하여 상기 추출되는 정상신호의 레벨을 조정출력하는 레벨조정수단;을 포함하여 구성되는 것에 그 특징이 있으며,According to an aspect of the present invention, there is provided a brightness correction apparatus for a video signal, comprising: level detecting means for detecting a level of a video signal input through an open aperture corresponding to brightness of the video signal; Fluctuation exposure signal storage means for storing an image signal input through the aperture forcibly applying a predetermined fluctuation amount to the aperture opening amount; Normal signal extracting means for removing excess and undersignal portions from the stored video signal in the variable exposure state and extracting only normal signals within a predetermined level range; And level adjusting means for adjusting and outputting the level of the extracted normal signal based on the detected video signal level.
본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치는, 정상노출 상태의 조리개 개방량에 비해 보다 더 개방된 조리개를 통해 입력되는 영상신호를 저장하는 확대 노출신호 저장수단; 정상노출 상태의 조리개 개방량에 비해 보다 덜 개방된 조리개를 통해 입력되는 영상신호를 저장하는 축소노출신호 저장수단; 상기 확대노출 및 축소노출 상태의 저장 영상신호로부터 각각 과다 및 과소신호 부분을 제거하여 일정 레벨범위 내의 정상신호만을 각각 추출하는 정상신호 추출수단; 및 상기 추출되는 각각의 정상신호를 합성출력하는 영상신호 합성수단;을 포함하여 구성되는 것에 다른 특징이 있는 것이다.An apparatus for compensating brightness of an image signal according to the present invention includes: an enlarged exposure signal storage means for storing an image signal input through an aperture that is more open than an aperture opening in a normal exposure state; Reduced exposure signal storage means for storing an image signal input through the aperture that is less open than the aperture opening in the normal exposure state; Normal signal extracting means for removing excess and undersignal portions from the stored video signals in the enlarged and reduced exposure states and extracting only normal signals within a predetermined level range, respectively; And video signal synthesizing means for synthesizing the extracted normal signals.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치에서는, 상기 레벨검출수단이 영상신호의 밝기에 상응하여 자동적으로 개방정도가 조절되는 조리개를 통해 입력되는 정상노출 상태의 영상신호로부터 그 레벨을 검출한다.In the brightness correction apparatus of the video signal according to the present invention configured as described above, the level detection means is the level from the video signal of the normal exposure state input through the aperture which is automatically adjusted according to the brightness of the video signal Is detected.
상기 변동노출신호 저장수단은 정상노출 상태의 조리개 개방량에 비해 강제적으로 확대 및 축소개방시킨 조리개로부터 입력되는 영상신호를 각각 저장하고, 상기 정상신호 추출수단은 상기 변동노출신호 저장수단에 저장된 신호에서 일정레벨 이상 및 이하의 신호부분을 제거하여 일정 레벨범위 내의 정상신호만을 추출한다.The variable exposure signal storage means stores image signals input from the aperture which is forcibly enlarged and reduced open compared to the aperture opening in the normal exposure state, and the normal signal extracting means stores the signal stored in the variable exposure signal storage means. By removing the signal part above and below a certain level, only the normal signal within a certain level range is extracted.
이와 동시에, 상기 레벨조정수단은 상기 조리개의 정상노출 상태에서 검출된 레벨에 근거하여, 상기 추출되는 정상신호의 레벨을 정상노출 영상신호의 레벨에 맞도록 조정함으로써, 정상노출 상태의 영상신호에서는 재현되지 못했던, 평균밝기 이하의 영역 및 평균 밝기 이상의 영역도 함께 재현할 수 있게 되는 것이다.At the same time, the level adjusting means adjusts the level of the extracted normal signal to match the level of the normal exposure video signal based on the level detected in the normal exposure state of the aperture, thereby reproducing the video signal in the normal exposure state. If not, the area below the average brightness and the area above the average brightness can be reproduced together.
이하, 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치의 구성 및 동작에 대해, 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the brightness correction apparatus of the video signal according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치의 일실시예가 적용된 캠코더의 일부분을 도시한 구성도로서, 종래와 동일한 동작을 수행하는 AE(Auto Exposure) 적분기(80); 마이콤(μ-com)(90); 조리개 구동부(100); 조리개(IRIS)(110); 촬상부(CCD)(10);와, 상기 촬상부(10)로부터 독출출력되는 전기적 신호를 샘플링하여 상기 마이콤(90)의 제어에 의해 지정되는 주소에 저장하는 A/D 변환기(20); 상기 A/D 변환기(20)에 의해 디지탈 입력되는 정상노출 상태의 영상신호를 저장하는 정상노출신호 메모리(30); 상기 정상노출 상태에 비해 보다 더 개방된 조리개를 통한 영상신호와, 상기 정상노출 상태에 비해 보다 덜 개방된 조리개를 통한 영상신호를 각각 저장하는 확대노출신호 메모리(41);와 축소노출신호 메모리(51); 상기 확대 및 축소노출신호 메모리(41, 51)로부터 영상신호를 각각 독출하여 일정 레벨크기 이상 및 이하의 영상신호 구간을 제거하여 각각 출력하는 정상신호 추출부(42, 52); 상기 정상노출신호 메모리(30)로부터 영상신호를 독출하면서 신호의 레벨을 검출하는 레벨검출기(31); 상기 레벨검출기(31)에 의해 검출되는 레벨을 반영하여 상기 정상신호 추출부(42, 52)에서 출력되는 영상신호의 레벨을 각각 조정하여 출력하는 신호레벨 조정부(43, 53); 상기 신호레벨 조정부(43, 53)에 의해 각각 레벨조정된 영상신호를 합성하는 신호 합성기(60); 및 합성된 영상신호를 휘도 및 색신호 처리하는 디지탈 영상신호 처리부(70); 를 포함하여 구성되어 있다.1 is a block diagram showing a part of a camcorder to which an embodiment of an apparatus for correcting brightness of an image signal according to the present invention is applied, which is an AE (Auto Exposure)
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치에서는, 상기 AE 적분기(80)는 상기 디지탈 영상신호 처리부(70)로부터 출력되는 직전 영상신호의 휘도신호 성분을 프레임 단위로 영역별로 적분하여 화면의 밝기값을 산출하고, 상기 마이콤(90)은 산출된 영상화면의 밝기값에 상응하는 기 설정된 조리개 개방량을 파악한 뒤 이에 따른 제어신호를 상기 조리개 구동부(100)에 인가하여 상기 조리개(110)의 개방정도를 조절하게 되며, 이와 같은 과정을 반복적으로 수행함으로써 상기 디지탈 영상신호 처리부(70)로부터 출력되는 영상신호의 밝기가 종래의 장치에서와 마찬가지로 항상 적절하게 유지될 수 있는 것이다.In the brightness correction apparatus of the video signal according to the present invention configured as described above, the
한편, 상기 마이콤(90)은, 상기와 같은 조리개(110) 개방정도의 조절동작 중, 상기 정상노출 상태에서의 조리개 개방정도에 비해 보다 더 개방하기 위한 제어신호를 상기 조리개구동부(100)에 강제적으로 인가하여 상기 조리개(110)의 개방정도를 조절하는 한편, 상기 A/D 변환기(20)를 제어하여 디지탈 변환되는 영상신호를 정상노출 상태의 영상신호와는 다른 주소를 갖는 상기 확대노출신호 메모리(41)로 출력저장되도록 한다.On the other hand, the
도3에 도시된 바와 같은 밝기 상태를 갖는 피사면을 촬영하는 경우에는, 상기 조리개(110)의 확대개방으로 인해 상기 촬상부(10)에는 정상적인 노출상태에 비해 많은 양의 빛이 입사되므로, 상기 확대노출신호 메모리(41)에 저장되어 독출되는 디지탈 영상신호는 도 5a에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 정상노출 상태의 영상신호에 비해 각 구간에서의 레벨크기가 모두 일정값 증가된 영상신호가 된다.In the case of photographing a surface having a brightness state as shown in FIG. 3, since a large amount of light is incident on the
상기 정상신호 추출부(42)는 상기 독출되는 영상신호를 일정 레벨 이상인 신호구간에 해당하는 너무 밝은 부분과, 일정 레벨 이하인 시호구간에 해당하는 너무 어두운 부분을 각각 구간제거하여 일정 레벨범위 내의 정상 영상신호만을 추출하는데, 이에 따라 정상노출상태에서 클립 제거되는 고광도의 D구간(도4b 참조)의 신호뿐만 아니라, 정상노출상태라면 검출될 C구간의 신호도 함께 제거되어 전체적으로 도 5b에 도시된 바와 같은 일정 레벨범위 이내의 신호만이 추출된다. 상기 추출된 영상신호는 정상노출 상태의 영상신호인 상기 도4b와 비교해볼때 B 구간의 신호성분이 과소 클립에 의해 제거되지 않고 재현된 것을 알 수 있다.The normal
상기 신호레벨 조정부(43)는, 상기 추출되는 확대노출 영상신호(도 5b)에 레벨과, 상기 정상노출신호 메모리(30)로부터 독출된 후 상기 레벨검출기(31)에 의해 검출되는 해당 구간 신호레벨과의 차이를 소정 비율로 감소시키기 위해 상기 확대노출 영상신호에서 재현된 A 및 B 구간 영상신호의 레벨값(L0)에 α(0<α<1)를 곱하고, 상기 레벨검출기(31)의 출력레벨(LN)에 (1-α)를 곱하여 서로 가산출력함으로써, 상기 확대노출 영상신호를 적정비율로 낮춰준다(도 5c 참조).The signal
또한, 상기 마이콤(90)은, 상기 정상노출 상태에서의 조리개 개방정도에 비해 보다 덜 개방시키는 제어신호를 상기 조리개구동부(100)에 강제적으로 인가하여 상기 조리개(110)의 개방정도를 조절하는 한편, 상기 A/D 변환기(20)의 쓰기주소를 제어하여 디지탈 변환되는 영상신호를 상기 축소노출신호 메모리(51)로 출력저장되도록 한다.In addition, the
상기 조리개(110)가 축소개방되면 상기 촬상부(10)에는 정상적인 노출상태에 비해 적은 양의 빛이 입사되므로, 상기 축소노출신호 메모리(51)에 저장되어 독출되는 영상신호는 도 6a에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 정상노출 상태의 영상신호에 비해 각 구간에서의 레벨크기가 모두 일정값 감소된 영상신호가 된다.When the
상기 정상신호 추출부(52) 또한 확대개방시와 마찬가지로 상기 독출되는 영상신호를 일정 레벨 이상 및 일정 레벨 이하 신호구간을 각각 구간제거하여 일정 레벨범위 내의 정상 영상신호만을 추출하게 되고, 이에 따라 정상노출상태에서 클립 제거되는 저광도의 B구간(도 4b 참조)의 신호뿐만 아니라, 정상노출 상태라면 검출되는 A 구간의 신호도 함께 제거되어 전체적으로 도 6b에 도시된 바와 같은 일정 레벨범위 이내의 신호만이 추출된다. 상기 영상신호는 정상노출 상태의 영상신호인 상기 도4b와 비교해볼때 D 구간의 신호성분이 과다 클립에 의해 제거되지 않고 재현된 것을 알 수 있다.The normal
상기 신호레벨 조정부(53)는 상기 추출되는 축소노즐 영상신호(도 6b)의 레벨과, 상기 정상노출신호 메모리(30)로부터 독출된 후 상기 레벨검출기(31)에 의해 검출되는 해당구간 신호레벨과의 차이를 소정 비율로 감소시키기 위해, 상기 축소노즐 영상신호에서 재현된 C 및 D 구간 영상신호의 레벨값을, 식 LU·β+LN(1-β)(LU: 축소노즐 영상신호의 레벨, LN: 정상노출 영상신호의 레벨, β : 설정되는 0과 1사이의 값)에 따라 적정비율로 높여준다(도 6c).The signal
결국, 확대노즐 상태에서 상기 신호레벨 조정부(43)로부터 출력되는 영상신호에는 정상노출상태에서는 클립제거되었던 B 구간이 재현출력되고, 축소노출상태에서 상기 신호레벨 조정부(53)로부터 출력되는 영상신호에는 정상노출상태에서는 클립제거될 D 구간이 재현출력되므로, 상기 신호 합성기(60)를 통해 각 영상신호가 최종적으로 합성되면, 촬영되는 피사체의 밝기 정도가 모두 표현되는 자연스러운 영상신호를 상기 디지탈 영상신호 처리부(70)를 통해 얻을수 있게 되는 것이다.As a result, in the image signal output from the signal
도2는 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 도 1의 실시예의 구성에서, 정상노출 영상신호의 밝기에 따라 확대 및 축소노출 영상신호의 레벨을 조절하기 위한 구성요소인 정상노출신호 메모리(30), 레벨 검출기(31), 신호레벨 조정부(43, 53) 그리고 신호 밝기에 자동으로 조리개의 개방정도를 대응하게 하는 AE 적분기(80)와 마이콤(90)의 관련 프로그램을 제거한 것이다.FIG. 2 illustrates another embodiment of a brightness correction apparatus of an image signal according to the present invention. In the configuration of the embodiment of FIG. 1, the level of the enlarged and reduced exposure image signal is adjusted according to the brightness of the normal exposure image signal. The normal
일반적으로 타임랩스 영상녹화재생장치를 이용한 감시시스템에서와 같이 촬영도중에 전체적인 화면 밝기의 변화가 없는 경우에는, 상기 조리개(110)의 개방정도 자동조절을 위한 구성블럭과, 밝기에 따른 신호레벨 조절을 위한 구성블럭을 사용하지 않아도 무관하므로 이를 제거하고, 최초에 설정된 화면밝기에 근거하여 계산된 조리개 개방량에 대해 강제적으로 확대 및 축소설정된 개방량을 조리개가 주기적으로 반복하도록 한 후, 이로부터 출력되는 영상신호를 상기 확대노출신호 메모리(41)와, 상기 축소노출신호 메모리(51)만을 이용하여 저장한 뒤, 상기 정상신호 추출부(42, 52)에 의해 일정 레벨내의 영상신호를 각각 추출하여 이를 합성함으로써, 보다 적은 비용으로도 장치가 설치된 장소의 피사체의 밝기 정도를 모두 표현하는 자연스러운 영상신호를 얻을 수 있게 된다.In general, when there is no change in overall screen brightness during shooting, such as in a surveillance system using a time-lapse video recording / reproducing apparatus, a component block for automatically adjusting the opening degree of the
상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명에 따른 영상신호의 밝기보정장치는, 영상 전체에 대하여 밝기에 차이가 많은 신호에 대하여 밝은 부분 및 어두운 부분 모두 선명한 신호를 얻을 수 있어서 보다 실제 눈으로 감지하는 영상에 가까운 자연스러운 영상신호를 얻을 수 있는 것은 물론, 촬영되는 피사체의 밝기변화가 적은 곳에 사용되는 촬영기기(타임랩스 영상녹화시스템 등)에 적용할 경우에는 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있으면서도 보다 적은 비용으로 구현이 가능한 유용한 발명인 것이다.The brightness correction apparatus of the image signal according to the present invention configured and operated as described above can obtain a clear signal for both the bright and dark portions of the signal having a large difference in brightness with respect to the entire image, so that the image is detected with real eyes. In addition to obtaining a natural video signal close to, it is possible to obtain the same effect as above but at a lower cost when applied to a recording device (time-lapse video recording system, etc.) used in a place where the brightness of the subject to be photographed is small. It is a useful invention that can be implemented.
Claims (3)
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