KR100291442B1 - 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치 - Google Patents

Abstract

개시된 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치는 복수개의 멀티플렉서를 이용하여 오토 화이트 밸런스를 위해 색온도 검출부 및 이득 제어부에 공급되는 RGB 신호를 단속하여 색온도 검출부에 무아레에 의한 색신호가 공급되지 않도록 함과 동시에 무아레 신호가 출력되지 않도록 하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 제1멀티플렉서가 에지 검출부에서 검출된 수직, 수평방향의 에지 신호에 의해 응답하여 RGB 매트릭스 회로부로부터 출력되는 RGB 신호가 단속되도록하고, 에지 검출부와 고휘도 검출부의 출력 신호를 비교하여 두 신호중 큰 신호만을출력하는 최대치 출력회로부의 출력신호에 따라 룩업 테이블에서 칼라신호의 이득을 결정하기 위한 신호가 발생되고, 제2멀티플렉서는 룩업 테이블에서 출력되는 칼라이득 제어신호에 따라 룩업 테이블로부터 입력되는 신호 또는 색온도 검출부로부터 입력되는 신호가 선택적으로 이득 제어부로 출력되도록 한다.

따라서, 본 발명은 복수개의 멀티플렉서를 이용하여 오토 화이트 밸런스 조정시 무아레에 의한 색신호가 공급되지 않도록함과 동시에 무아레 신호가 출력되지 않도록 할 뿐만 아니라 오토 화이트 밸런스에 대한 이득 조정과 칼라 억압이 이득제어부에서 이루어지도록 하여 회로를 간소화할 수 있다는 효과를 제공한다

Description

단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치

본 발명은 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 멀티플렉서를 이용하여 오토 화이트 밸런스를 위해 색온도 검출부 및 이득 제어부로 공급되는 RGB신호를 단속하여 색온도 검출부에 무아레에 의한 색신호가 공급되지 않도록 함과 동시에 무아레 신호가 출력되지 않도록 하는 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치에 관한 것이다.

제1도는 종래 기술에 따른 단판식 칼라 카메라의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도로서, 도시된 바와 같이 그 구성은 다음과 같다.

광학계를 통해 입사되는 광을 광전 변환하는 촬상소자(Charge Coupled Devi ce)(10)와, 촬상소자(10)에서 입력되는 전기적 신호의 잡음을 제거해 주며, 입력되는 영상 신호의 레벨이 변동되더라도 항상 일정하게 출력되도록 이득을 자동으로증폭, 조절하는 CDS(Correlated Double Sampling)/AGC(Automatic Gain Control)(20)와, CDS/AGC(20)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(30)와, 2H 지연된 신호와 현재 신호를 평균하고, 평균한 결과에 따라 발생된 신호 및 A/D 변환부(30)에서 변환된 디지털 신호를 1H 지연된 신호를 출력하는 딜레이부(40)와, 딜레이부(40)로부터입력된 두신호에 포함된 촬상소자(10)의 칼라필터에 의해 발생하는 샘플링 잡음이 제거된 h1,h02 신호를 출력하는 로우패스필터(50)와, 로우패스필터(50)로부터 입력되는 h1 신호의 비선형적인 특성을 보정하는 감마보정 회로부(60)와, 로우패스필터(50)로부터 입력되는 h1, h02 신호에 응답하여 수직, 수평방향의 에지신호를 검출하는 에지 검출부(70)와, 로우패스필터(50)로부터 입력되는 h1 신호에 대해 소정 레벨 이상의 휘도신호만 검출하는 고휘도 검출부(80)와, 감마보정 회로부(60)로부터 입력되는 비선형적인 특성이 보상된 인접된 두신호를 가산하여 휘도신호를 출력하는 휘도신호 출력부(90)와, 에지 검출부(70)로부터 입력되는 신호와 고휘도 검출부(80)로부터 입력되는 신호를 비교하여 두 신호중 큰 신호만을선택적으로 출력하는 최대치 출력회로부(100)와, 최대치 출력회로부(100)로부터 입력되는 신호에 따라 이득 제어 계수를달리하여 출력하는 룩업 테이블(Look-Up Table, 110)과, 딜레이부(40)로부터 입력되는 H1, H02 신호에 대해 색차신호에대해 색차신호인 Cr, Cb 및 휘도신호보다 주파수 대역이 낮은 제2 휘도신호를 생성하는 색분리 회로부(120)와, 색분리 회로부(120)로부터 입력되는 색차신호 및 제2휘도신호에 응답하여 RGB 신호를 출력하는 매트릭스 회로부(130)와, RGB매트릭스 회로부(130)로 부터 입력되는 RGB의 양을 계산하여 RGB의 양이 같아질 수 있도록 계수를 출력하는 색온도 검출부(140)와, 색온도 검출부(140)로부터 입력되는 계수에 따라 RGB 량이 같아지도록 RGB의 이득을 제어하는 제1이득 제어부(150)와, 제1이득 제어부(150)로부터 입력되는 RGB 색신호에 응답하여 색차신호를 생성하는 매트릭스 회로부(160)와, 매트릭스회로부(160)로부터 입력되는 색차신호를 룩업 테이블(110)로부터 입력되는 계수에 따라 칼라신호를 출력하는 제2이득 제어부(170)와, 휘도신호 출력부(90)로부터 입력되는 디지털 신호인 휘도신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하고, 제2이득 제어부(170)로부터 입력되는 디지털 신호인 칼라신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 D/A 변환부(180)로 구성된다.

제1도는 단판식 칼라 카메라에 있어서 특히 보색의 칼라 필터를 이용한 촬상소자의 출력신호로부터 휘도신호와 색차 칼라신호를 출력하기 위한 종래의 회로를 간략히 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 광학계를 통해 입사되는 광은 제2도에서와 같이 칼라 필터가 배열된 촬상소자(10)에서 광전 변환된다. 촬상소자(10)의 출력신호는 촬상소자(10)의 고유잡음인 리셋잡음을 제거함과 동시에 감도향상을 위한 CDS/AGC(20)를 겨쳐A/D 변화부(30)에서 디지털 신호로 변환된다.

A/D 변환부(30)의 출력신호는 딜레이부(40)에 의해 지연되어 출력되는데, 1H 지연된 H1 신호와 2H 지연된 H2 신호와 현재신호를 평균하여 H02 신호를 동시에 출력한다. 이때 1H의 기간은 텔레비젼 수상기에 있어서 주사선 1 라인을 주사하는 시간을 의미하는 것이다.

딜레이부(40)의 출력신호 H1, H02는 도면 부호 60∼90으로 이루어진 휘도 신호 처리 블록과 도면 부호 120∼170으로 이루어진 칼라신호 처리블록으로 동시에 공급되는데, 휘도신호를 출력하기 위한 블록들을 먼저 설명하면, 딜레이부(40)로 부터 출력되는 H1, H02 신호를 입력으로 하는 로우패스필터(50)는 촬상소자(10)의 칼라 필터에 의해 발생하는 샘플링 잡음을 제거한 h1,h02 신호를 출력한다. 이때 h1신호는 텔레비젼 수상기의 넌리니얼 특성을 보정하기 위해 감마보정 회로부(60)로 입력된다.

동시에 h1신호는 고휘도 검출부(80)로 입력됨과 동시에 h20 신호와 함께 에지 검출부(70)로 공급된다. 에지 검출부(70)의출력신호는 전술한 감마보정 회로부(60)의 출력신호와 휘도신호 출력부(90)에서 가산되고, 가산된 신호는 D/A 변환부(180)를 통해 아날로그 신호로 변환되어 휘도 신호로서 출력된다.

또한, 고휘도 검출부(80)는 h1 신호를 입력으로 하여 일정 레벨 이상의 휘도 신호만 통과시키며, 일정 레벨 이상의 휘도신호는 휘도신호 출력부(90)의 출력신호와 함께 최대치 출력회로부(100)에 입력되고, 최대치 출력회로부(100)에서는 2개의 신호를 비교하여 큰 신호만을 선택적으로 출력하게 된다.

이때, 룩업 테이블(110)에서는 최대치 출력회로부(100)의 출력신호에 따라서 이득 제어에 필요한 계수를 출력하게 되는데, 최대치 출력회로부(100)의 출력신호가 클수록 계수의 크기는 작아지도록 하여 칼라신호의 크기를 제어한다.

즉, 휘도 신호의 레벨이 일정이상이 되면 화이트(WHITE)로 간주하고, 고주파 성분이 큰 부분에서는 칼라 무아레가 커지게됨으로 화질을 열화 시키기 때문에 칼라신호를 줄여 가극적 칼라신호의 출력을 억제하게 된다. 이것을 일반적으로 칼라서플레스(COLOR SUPPRESS)라 한다.

전술한 무아레 (MOIRE, 이하 '무아레' 라 칭함.)는 텔레비전 수상기에서 피사체의 패턴과 이것을 촬상, 재생하는 과정에서 존재하는 다른 종류의 패턴, 즉 컬러 텔레비전 수상기의 라인 및 형광 도트 패턴 사이의 간섭으로 생기는 불필요한 패턴을 의미하는 것이다.

칼라신호에 무아레가 발생하는 원인을 설명하면, 제2도는 단판식 카메라에서 잘 이용되는 촬상소자(10)의 칼라 필터 배열을나타낸 것으로서 흔히 모자이크 필터라 한다. 필터의 배열에 의해 휘도신호는 촬상소자(10)의 인접한 화소를 가산(S1+S2)함으로써 생성시킬 수 있는데 휘도신호 Y=2R+3G+2B로 되며 전술한 로우패스필터(50)가 이러한 역할을 한다.

또한 칼라신호는 인접한 화소의 감산(S2-S1)함으로써 생성되는데 매 라인마다 Cr=2R-G, Cb=G-2B의 색차신호가 번갈아 나타나게 된다. 결국 제2도와 같은 필터 배열은 칼라신호에 대한 주파수 대역을 휘도신호보다 1/2배로 낮게 하기 때문에 고주파의 피사체를 촬상 시에는 무아레가 발생하게 된다.

또한, 1 프레임의 텔레비전 수상기의 티브이신호를 생성하기 위해 첫 번째 필드에서는 A1, A2,....라인으로 구성되며, 다음 필드에서는 B1, B2,....라인으로 구성된다. 이러한 합성은 수직 해상도를 향상시키기 위해서 이며, 촬상소자(10)에서출력되기 전에 이루어진다.

다음으로 칼라 신호 처리 블록들에 대해 설명하면, 전술한 로우패스필터(50)의 출력신호 h1, h02 신호를 입력으로 하는색분리 회로부(120)는 전술한 색차신호 Cr, Cb 및 전술한 휘도신호보다 주파수 대역이 낮은 제2휘도신호인 Y1을 생성한다.

색분리 회로부(120)의 출력신호 Cr, Cb, Y1은 RGB 매트릭스 회로부(130)로 입력되어 RGB인 원색신호를 출력하게 되는데,G=Y-(Cr-Cb)로 생성되며, RB는 신호는 광학계 및 촬상소자(10)의 특성에 따라서 G 신호 또는 Y 신호를 적절히 혼합하여생성시킨다. RGB 매트릭스 회로부(130)의 RGB는 색온도 검출부(140)와 제1이득 제어부(150)에 공급되며 색온도 검출부(140)는 RGB량을 계산하여 화이트부분에서 제1이득 제어부(150)의 출력신호인 RGB량이 동일하게 되도록 계수를 출력하고, 이 계수는 제1이득 제어부(150)로 입력되어 RGB신호의 이득이 제어된다.

이것을 오토 화이트 밸런스(AUTO WHITE BALANCE)라 하며 조명의 색온도에 따라서 색이 변화되는 현상을 억제하여 색 재현성을 향상시키기 위해 이용된다.

매트릭스 회로부(160)는 제2이득 제어부(170)의 출력신호를 입력으로 하여 R-Y=0.7(R-G)+-0.11(B-G) 및 B-Y=-0.3(R-G)+0.89(B-G)의 색차신호를 생성하다. 전술한 색차신호 R-Y, B-Y는 제2이득 제어부(170)를 통해 칼라신호로 변환되어 출력되는데, 전술한 룩업 테이블(110)의 출력신호에 따라서 칼라신호의 크기가 변화하며, 무아레 신호와 휘도 신호의 레벨이 높은 때에는 색 신호가 억압되어 출력된다.

그러나, 전술한 종래기술에 있어서 출력신호 R-Y 및 B-Y 색차신호는 고휘도 검출부와 고주파 신호의 크기에 따라서 억압되는 것에 의해 화이트 부분에서의 칼라신호와 무아레신호를 억압하여 화질을 개선할 수 있었으나 오토 화이트 밸런스를위한 색온도 검출회로부에 공급되는 RGB 신호에 포함되어 있는 무아레는 제거할 수 없기 때문에 고주파 신호가 많은 피사체를 촬상할 때에는 오토 화이트 밸런스의 정확도가 떨어지게 되며, 이득 제어를 위한 멀티플라이어가 필요하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 복수개의 멀티플렉서를 이용하여 오토 화이트 밸런스를 위해 색온도 검출부 및 이득 제어부에 공급되는 RGB신호를 단속하여 색온도 검출부에 무아레에 의한 색신호가 공급되지 않도록 함과 동시에 무아레 신호가 출력되지 않도록 하는 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치를 제공함에 있다.

제1도는 종래 기술에 따른 단판식 칼라 카메라의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도.

제2도는 일반적인 촬상소자의 칼라필터 배열을 나타낸 도면.

제3도는 본 발명에 따른 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도.

제4도는 제3도에 적용된 제1멀티플렉서의 일 실시예를 나타낸 도면.

제5도는 제3도에 적용된 제2멀티플렉서의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

300 : 촬상소자 310 : CDS/AGC

320 : A/D변환부 330 : 딜레이부

340 : 로우패스필터 350 : 감마보정 회로부

360 : 에지 검출부 370 : 고휘도 검출부

380 : 휘도신호 출력부 390 : 최대치 출력회로부

400 : 룩업 테이블 410 : 색분리 회로부

420 : RGB 매트릭스 회로부 430 : 제1멀티플렉서

440 : 색온도 검출부 450 : 제2멀티플렉서

460 : 이득 제어부 470 : 매트릭스 회로부

480 : D/A 변환부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단판식 칼라 카메라에 있어서, 본 발명은 제1멀티플렉서가 에지 검출부에서 검출된 수직, 수평방향의 에지신호에 의해 응답하여 RGB 매트릭스 회로부로부터 출력되는 RGB 신호가 단속되도록 하고, 에지 검출부와 고휘도 검출부의 출력신호를 비교하여 두 신호중 큰 신호를 출력하는 최대치 출력회로부의 출력신호에따라 룩업 테이블에서 칼라신호의 이득을 결정하기 위한 신호가 발생되고, 제2멀티플렉서는 룩업 테이블의 출력신호에 따라 룩업 테이블로부터 입력되는 칼라이득 제어신호 또는 색온도 검출부로부터 입력되는 신호가 선택적으로 이득 제어부로출력되도록 함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

제3도는 본 발명에 따른 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도로서, 도시된바와 같이 그 구성은 다음과 같다.

촬상소자(300), CDS/AGC(310), A/D변화부(320), 딜레이부(330), 로우패스필터(340), 감마보정 회로부(350), 에지 검출부(360), 고휘도 검출부(370), 휘도신호 출력부(380), 최대치 출력회로부(390), 룩업 테이블(400), 색분리 회로부(410),RGB 매트릭스 회로부(420), 이득 제어부(460), 매트릭스 회로부(470) 및 D/A 변환부(480)는 종래 기술과 같으므로 구성및 상세한 설명부분에서 생략하기로 한다.

제1멀티플렉서(430)는 에지 검출부(360)로 부터 입력되는 에지 신호인 S1에 따라 RGB매트릭스 회로부(420)로부터 색온도검출부(440) 및 이득 제어부(460)로 출력되는 RGB 신호가 단속되도록 한다.

제2멀티플렉서(450)는 룩업 테이블(400)로부터 출력되는 칼라이득제어신호인 S2에 따라 색온도 검출부(440)로부터 출력되는 R'G'B'신호 또는 룩업 테이블(400)로부터 출력되는 칼라이득제어신호 S2가 선택적으로 출력된도록 한다.

전술한 제1멀티플렉서(430)는 RGB 매트릭스 회로부(420)로부터 입력되는 RGB 신호와 설정된 V2 신호 중 비교신호에 따라선택적으로 출력될 수 있도록 절환되는 다수개의 스위칭소자로 이루어진 스위칭부(SW1)와, 에지 검출부(360)로부터 입력되는 신호 S1과 설정된 V1 신호를 비교하여 에지 검출부(360)로부터 출력되는 신호가 클 경우에는 스위칭부(SW1)가 설정된 V2를 출력할 수 있도록 제어하는 비교기(COMP1)로 구성된다.

전술한 제2멀티플렉서(450)는 색온도 검출부 (440)의 출력신호인 Rg, Gg, Bg 신호 또는 칼라이득 제어신호 S2를 비교한결과 값에 따라 Rg, Gg, Bg 신호 또는 칼라이득 제어신호 S2가 선택적으로 출력될 수 있도록 절환, 동작하는 다수개의 스위칭소자로 이루어진 스위칭부(SW2)와, 룩업 테이블(400)로부터 입력되는 칼라이득 제어신호(S2)와 설정된 V3 신호를 비교하여 칼라이득 제어신호 S2가 클 경우 칼라이득 제어신호 S2를 출력할 수 있도록 제어하는 비교기(COMP2)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 단판식 칼라 카메라의 무아레 저감장치의 동작을 첨부함 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저, 제1멀티플렉서(430)는 에지 검출부(360)에서 출력되는 에지신호 S1이 규정치 이상의 큰 신호일 경우 오토 화이트밸런스를 위한 색온도 검출부(440)와 이득 제어부(460)로 공급되는 R'G'B' 신호를 단속하여 색온도 검출부(440)에 무아레에 의한 색신호가 공급되지 않도록 하고, 또한 D/A 변환부(480)로 무아레 신호가 출력되지 않도록 한다.

제4도는 제3도에 적용된 제1멀티플렉서의 일 실시예를 나타낸 도면으로서, 제1멀티플레서(430)로 입력되는 에지 검출부(360)의 출력신호인 에지 신호 S1이 설정신호인 V1보다 큰 경우 비교기(COMP1)는 RGB 매트리스 회로부(420)의 출력신호인 RGB대신에 설정된 V2 신호를 RGB 신호로 출력되도록 스위칭부(SW1)의 스위칭소자가 절환되도록 하는데, 이 경우 색온도 검출부(440)에서는 무채색의 신호를 계산하는 결과가 됨으로 무아레 신호에 의한 영향이 없어지게 되며, RGB 량이 동일한 경우는 매트릭스 회로부(470)에 의해 R-Y=0, B-Y=0 이 되어 무아레 신호가 출력되지 않게 됨으로 무아레를 제거할 수 있으며 오토 화이트 밸런스의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한 제5도는 제3도에 적용된 제2멀티플렉서의 일 실시예를 나타낸 도면으로서, 제2멀티플렉서(450)는 룩업 테이블(400)에서출력되는 칼라 이득 제어신호 S2와 설정된 V3 신호를 비교기(COMP2)를 통해 비교하는데, 이때 칼라 이득 제어신호 S2가큰 경우 스위칭부(SW2)는 비교기 (COMP2)의 출력신호에 따라 이득 제어부(460)로 이득 제어신호 S2가 출력되도록 스위칭소자를 절환한다.

즉, 색온도 검출부(440)에서 출력되는 RGB 신호 각각의 이득 제어신호인 Rg, Gg, Bg 와 룩업 테이블(400)에서 출력되는칼라 이득 제어신호 S2를 입력으로 하여 칼라이득 제어신호 S2에 따라서 색온도 검출부(440)에서 출력되는 신호 Rg, Gg,Bg 또는 룩업 테이블 (400)에서 출력되는 칼라 이득 제어신호 S2를 선택적으로 출력되게 함으로써 칼라신호의 이득을 제어한다.

따라서, 전술한 바와 같이 본 발명은 복수개의 멀티플렉서를 이용하여 오토 화이트 밸런스를 위해 색온도 검출부 및 이득제어부에 공급되는 신호를 단속하여 색온도 검출부에 무아레에 의한 색신호가 공급되지 않도록 함과 동시에 무아레 신호가 출력되지 않도록 함과 동시에 오토 화이트 밸런스에 대한 이득 조정과 고휘도 및 에지 신호에서의 칼라 억압이 이득제어부에서 이루어 지도록 하여 회로를 간소화할 수 있다는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 단판식 칼라 카메라에 있어서, 에지검출부로부터 입력되는 에지 신호는 S1에 따라 RGB 매트릭스 회로부로부터 색온도 검출부 및 이득 제어부로 출력되는 RGB 신호가 단속되도록 하는 제1멀티플렉서; 및 룩업 테이블로부터 출력되는 칼라이득 제어신호인 S2에 따라 색온도 검출부로부터 출력되는 R'G'B'신호 또는 룩업 테이블로부터 출력되는 칼라이득 제어신호가 선택적으로 출력되도록 제2멀티플렉서로 구성됨을 특징으로 하는 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1멀티플렉서는; RGB매트릭스 회로부로부터 입력되는 RGB 신호와 설정된 V2 신호중 비교신호에 따라 선택적으로 출력될 수 있도록 절환되는 다수개의 스위칭소자로 이루어진 스위칭부; 및 에지 검출부로부터 입력되는 신호 S1과 설정된 V1신호를 비교하여 에지 검출부로부터 출력되는 신호 S1이 클 경우에는 스위칭부가 설정된 V2를 출력할 수 있도록 제어하는 비교기로 구성된 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2멀티플렉서는; 색온도 검출부의 출력신호인 Rg, Gg, Bg 신호 또는 칼라이득 제어신호 S2를 비교한 결과 값에 따라 Rg, Gg, Bg 신호 또는 칼라이득 제어신호 S2가 선택적으로 출력될 수 있도록 절환, 동작하는 다수개의 스위칭소자로 이루어진 스위칭부; 및 룩업 테이블로부터 입력되는 칼라이득 제어신호 S2와 설정된 V3 신호를 비교하여 칼라이득 제어신호 S2가 클 경우 칼라이득 제어신호 S2가 출력될 수 있도록 제어하는 비교기로 구성된 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 카메라의 칼라 무아레 저감장치.

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