KR100284686B1 - 화상입력장치 - Google Patents

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윤종용
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array

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Abstract

본 발명은 광전변환소자로서 CCD를 사용하는 화상입력장치에 관한 것으로서, 상기 CCD로부터 출력되는 신호를 비선형 입출력특성을 적용하기에 적합한 제1소정레벨로 증폭하기 위한 제1증폭기와, 상기 비선형 입출력특성을 갖고 있으며, 상기 제1증폭기에서 출력되는 신호를 상기 CCD의 출력과 동기되어 입력되는 샘플&홀드펄스에 동기하여 표본화 및 유지하기 위한 샘플&홀드부와, 비선형 특성을 가지고 상기 샘플&홀드부에서 출력되는 신호를 후단에서 사용할 수 있도록 제2소정레벨로 증폭하기 위한 제2증폭기로 구성된다. 따라서 지수특성을 갖는 CCD 출력특성을 비선형 입출력특성을 갖는 샘플&홀드 집적회로를 이용하여 아날로그적으로 보상해 줌으로써 화상입력장치를 계조재현성을 향상시켜 화상을 품질을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

화상입력장치
제1도는 CCD의 출력특성을 나타낸 그래프이다.
제2도는 본 발명에 의한 화상입력장치의 일실시예에 따른 블럭도이다.
제3도는 제1도에서의 CCD 출력특성을 본 발명에 적용하여 얻은 출력특성을 나타낸 그래프이다.
제4도는 제3도에 있어서 샘플&홀드 집적회로의 입출력특성곡선이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 광전변환소자 12,14,18 : 제1 내지 제3증폭기
16 : 샘플&홀드 집적회로
본 발명은 화상입력장치에 관한 것으로, 특히 샘플&홀드 집적회로의 비선형 입출력특성을 이용하여 지수특성을 갖는 CCD 출력을 선형화시킴으로써 계조재현성을 향상시키기 위한 화상입력장치에 관한 것이다.
통상 사람의 눈은 물체 혹은 그림을 볼때 광학밀도(OD:Optical Density)에 선형적으로 반응하여 밝기의 정도를 감각한다. 여기서 광학밀도는 투과율의 역수에 로그(log)를 취한 값이다. 따라서 사진이나 화상 등을 인간의 시감 특성에 맞게 변환하여 양자화하면 계조재현도가 향상된다.
일반적인 광학계의 비교출력전압 즉 CCD 출력(VCCD)은 다음 제1식과 같이 주어진다.
VCCD=α×10-O,D······(1)
제1식에서 α는 정규화상수, O,D는 광학밀도를 나타낸 것이다.
이때 VCCD의 최대치를 1.3Vp-p로 하기 위해 α를 1.3으로 설정하면,
VCCD=1.3×10-O,D······(2)
로 나타낼 수 있다. 이 경우 제2식에 대한 플로트(plot)와 CCD의 출력이 일치하게 되어 제1도의 a 그래프와 같이 나타내어진다.
현재 광전변환소자로 사용되고 있는 CCD(Charge Coupled Device)의 출력특성은 제1도에 도시된 바와 같이 광학밀도에 대하여 지수특성을 갖고 있는데 CCD 출력이 b 그래프와 같이 나오면 무제가 발생되지 않으나 a 그래프와 같이 나오므로 이 CCD 출력값을 그대로 양자화할 경우 계조재현성과 시감 특성 사이에는 차이가 발생한다. 이러한 차이를 보정하기 위한 연구가 계속되어 왔으며 그 대표적인 방법으로는 룩업테이블(Look Up Table)을 이용하여 양자화된 데이타를 변환하는 방법이 있다. 그러나 이 룩업테이블을 이용하는 방법은 양자화된 데이타가 광학밀도 단계별로 연속적이지 않기 때문에 계조 재현 충실도가 부족한 문제가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 아날로그적인 감마(γ)보정이 필요하다. 일반적인 아날로그적 감마보정방법으로는 대수(Logarithmic) 컨버터를 사용하나 스캔 속도가 빨라질 경우에는 가격 대비 성능에 있어서 열악한 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 샘플&홀드 집적회로의 비선형 입출력특성을 이용하여 지수특성을 갖는 CCD 출력을 선형화시킴으로써 계조재현성을 향상시키기 위한 화상입력장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광전변환소자로서 CCD를 사용하는 화상입력장치에 있어서, 상기 CCD로부터 출력되는 신호를 비선형 입출력특성을 적용하기에 적합한 제1소정레벨로 증폭하기 위한 제1증폭기; 상기 비선형 입출력특성을 갖고 있으며, 상기 제1증폭기에서 출력되는 신호를 상기 CCD의 출력과 동기되어 입력되는 샘플&홀드펄스에 동기하여 표본화 및 유지하기 위한 샘플&홀드부; 및 비선형 특성을 가지고 상기 샘플&홀드부에서 출력되는 신호를 후단에서 사용할 수 있도록 제2소정레벨로 증폭하기 위한 제2증폭기를 포함하는 것임을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명에 의한 화상입력장치의 일실시예에 따른 블럭도이다.
제2도에 도시된 블럭도의 구성은, 광전변환소자인 CCD(10)와, CCD(10)의 출력(VCCD)을 제1소정 레벨의 신호(Vp)로 증폭하기 위한 제1증폭기(12)와, 제1증폭기(12)로부터 출력되는 신호를 비선형입출력특성을 적용하기에 적합한 제2소정레벨 신호로 증폭하기 위한 제2증폭기(14)와, 비선형 입출력특성을 갖고 있으며, 제2증폭기(14)에서 출력되는 신호를 CCD(10)의 출력과 동기되어 입력되는 샘플&홀드펄스에 동기하여 표본화 및 유지하기 위한 샘플&홀드 집적회로(16)와, 비선형 특성을 가지고 샘플&홀드 집적회로(16)에서 출력되는 신호를 후단에서 사용할 수 있도록 제3소정레벨로 증폭하기 위한 제3증폭기(18)로 이루어진다.
제3도는 제1도에서의 CCD 출력특성을 본 발명에 적용하여 얻은 출력특성을 나타낸 그래프로서, a 그래프는 CCD(10) 출력을 나타낸 것이고, c 그래프는 샘플&홀드 집적회로(16)를 통해 비선형 특성을 갖는 출력되는 신호를 나타낸 것이다.
제4도는 제3도에 있어서 샘플&홀드 집적회로(16)의 입출력특성곡선으로서, 비선형 특성을 가짐을 알 수 있다.
그러면 본 발명의 동작에 대하여 제2도 내지 제4도를 참조하여 설명하기로 한다.
제2도를 참조하면, 제1도의 a 그래프와 같은 출력특성을 갖는 광전변환소자 예컨데 CCD(10)의 출력(VCCD)을 제1증폭기(12)에 인가한다.
제1증폭기(12)는 전치증폭기로서, CCD(10)의 출력(VCCD)을 제1소정레벨의 신호(Vp)로 증폭하여 제2증폭기(14)로 인가한다.
제2증폭기(14)는 제2증폭기(14)의 출력신호(Vp)를 후술할 샘플&홀드 집적회로(S/H IC:16)의 비선형 특성을 활용할 수 있는 제2소정 레벨의 신호(Va)로 증폭하여 샘플&홀드 집적회로(16)로 인가한다.
샘플&홀드 집적회로(16)는 CCD 출력과 동기되어 입력되는 샘플&홀드펄스(ΦSH)에 동기되어 제2증폭기(14)에서 출력되는 신호(Va)를 표본화하여 유지한다. 제4도는 샘플&홀드 집적회로(16)의 비선형 입출력특성을 나타낸 것이다.
제3증폭기(18)는 샘플&홀드 집적회로(16)를 통해 비선형 특성을 가지고 출력되는 신호(Vsh)를 후단에서 처리할 수 있는 제3소정 레벨을 갖는 신호(Vo)로 증폭하여 출력한다. 이 최종 출력신호(Vo)는 제3도의 c 그래프와 같이 나타내어지고, 이는 제1도의 a 그래프와 유사함을 알 수 있다.
본 발명은 계조재현성을 높이기 위한 목적으로 흑백 스캐너 및 칼라 스캐너 등의 화상입력장치에 공히 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 화상입력장치에서는 지수특성을 갖는 CCD 출력특성을 비선형 입출력특성을 갖는 샘플&홀드 집적회로를 이용하여 아날로그적으로 보상해 줌으로써 화상입력장치의 계조재현성을 향상시켜 화상을 품질을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 광전변환소자로서 CCD를 사용하는 화상입력장치에 있어서, 상기 CCD로부터 출력되는 신호를 비선형 입출력특성을 적용하기에 적합한 제1소정레벨로 증폭하기 위한 제1증폭기; 성기 비선형 입출력특성을 갖고 있으며, 상기 제1증폭기에서 출력되는 신호를 상기 CCD의 출력과 동기되어 입력되는 샘플&홀드펄스에 동기하여 표본화 및 유지하기 위한 샘플&홀드부; 및 비선형 특성을 가지고 상기 샘플&홀드부에서 출력되는 신호를 후단에서 사용할 수 있도록 제2소정레벨로 증폭하기 위한 제2증폭기를 포함하는 것임을 특징으로 하는 화상입출력장치.
KR1019930029588A 1993-12-24 1993-12-24 화상입력장치 KR100284686B1 (ko)

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