KR100306645B1 - 카메라의불요칼라억압장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 보색의 촬상소자를 이용한 카메라장치에서 촬상소자의 특성과 신호 전송상에서 발생할 수 있는 신호의 클립이나 왜곡에 의해 나타나는 이상칼라 신호를 검출하여 억압할 수 있도록 하여 고 휘도부분에서도 칼라신호를 충실히 재현할 수 있도록 하는 카메라의 불요칼라 억압장치에 관한 것이다.

본 발명은 입력휘도신호의 수직 상관성을 검출하는 수직 상관 검출부와, 상기 수직 상관 검출부의 출력신호와 비교를 위한 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 수직 상관 검출부의 출력신호와 기준신호 발생부의 출력신호를 비교, 연산하는 비교연산기와, 상기 비교연산기의 출력신호에 따라서 칼라억압신호를 발생하는 신호 발생부와, 상기 신호 발생부의 칼라억압신호와 입력칼라신호를 승산하여 출력하는 승산기로 구성된다.

따라서, 본 발명은 촬상소자의 포화특성과 촬상소자로부터 출력되는 신호를 전송하는 과정에서 신호의 클립(Clip) 등에 의해서 생기는 불요칼라 성분을 검출하여 억압하므로 고 휘도부분에서 칼라신호를 충실히 재현할 수 있다는 효과를 제공하는데 있다.

Description

카메라의 불요칼라 억압장치

본 발명은 단판식 카메라의 칼라신호처리에 관한 것이다.

보다 상세하게는 보색의 촬상소자를 이용한 카메라장치에서 촬상소자의 특성과 신호 전송상에서 발생할 수 있는 신호의 클립(Clip)이나 왜곡에 의해 나타나는 이상칼라 신호를 검출하여 억압할 수 있도록 하여 고 휘도부분에서도 칼라신호를 충실히 재현할 수 있도록 하는 카메라의 불요칼라 억압장치에 관한 것이다.

일반적인 보색필터를 사용하는 칼라 카메라에 있어서, 불요칼라가 생성되는 원인을 설명하면 다음과 같다.

고체촬상소자(CCD; Charge Coupled Device)는 크게 수광부와 전송부로 이루어져 광학계를 통하여 입사되는 광을 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 소자로서, 칼라 영상신호를 얻기 위해 수광소자 상에 도 1에 도시된 보색 칼라필터를 배열한다.

상술한 보색 칼라필터를 사용할 경우 샘플링된 영상신호는 수직방향으로 전송할 때에 수직방향으로 인접한 화소끼리 가산되어 출력되며, 이러한 촬상소자의 출력신호로부터 휘도신호는 수평방향으로 인접한 화소와 가산하여 생성하고, 칼라신호는 감산하므로 생성된다.

도 1에 도시된 제 1 라인과 제 2 라인에 대한 휘도신호와 칼라신호를 [수학식 1]으로 표현하면 다음과 같이 된다.

제 1 라인 Y = = 2R + 3G + 2B R - Y = = 제 2 라인 Y = = 2R + 3G + 2B B - Y = = -여기서, Mg = Red + Blue 이고, Ye = Red + Green 이며, Cy = Blue + Green 이다.

상술한 [수학식 1]으로부터 휘도신호(Y)는 제 1 라인, 제 2 라인에서 동일하며, 칼라신호(C)는 매 라인마다 R-Y와 B-Y 신호가 번갈아 가면 나타남을 알 수 있다. 그러나 고 휘도부분에서는 피사체의 칼라에 따라서 포화되는 화소가 발생하게 된다.

예를 들어 적색이 강한 피사체라면 Ye, Mg등의 화소가 포화되어 원래의 칼라로 재현할 수 없게 된다. 그렇기 때문에 고 휘도부분에서 칼라신호를 억제하기 위한 억압장치가 필요하게 된다.

도 2는 종래 기술에 따라 카메라의 불요칼라를 억압하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 휘도신호(Y)와 칼라신호(C)를 입력으로 하고, 휘도신호(Y)와 비교연산을 위해 기준신호(Yth)를 출력하는 기준신호 발생부(10)와, 상기 휘도신호(Y)와 기준신호(Yth)를 비교하여 휘도신호(Y)가 기준신호(Yth)보다 크면 두신호의 차이를 검출하는 비교연산기(20)와, 상기 비교연산기(20)의 출력신호에 따라 칼라억압신호(Cs)를 출력하는 신호 발생부(30)와, 상기 칼라억압신호(Cs)와 칼라신호(C)를 승산하고, 승산된 칼라신호(C')를 출력하는 승산기(40)로 구성된다.

한편, 상술한 휘도신호(Y)와 칼라신호(C)는 도면에 도시되지 않은 휘도신호 입력부와 칼라신호 입력부를 통해 각각 출력되는 신호이다.

상술한 구성을 갖는 종래의 칼라억압장치는 휘도신호가 크면 칼라신호가 거의 없다고 전제로 하는데, 그 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 비교연산기(20)에서는 입력휘도신호(Y)와 기준신호 발생부(10)에 의해 발생되는 기준신호(Yth)를 비교하여 휘도신호(Y)가 기준신호(Yth)보다 큰 경우 두신호의 차를 산출하여 출력한다. 즉 기준신호(Yth)보다 휘도신호(Y)가 커지는 순간부터 비교연산기(20)의 출력신호는 휘도신호(Y)에 비례하는 값을 출력하게 된다.

상술한 비교연산기(20)의 출력신호에 따라서 신호 발생부(30)는 0∼1 사이의 값을 갖는 칼라억압신호(Cs)를 출력하는데, 칼라억압신호(Cs)는 비교연산기(20)의 출력신호와 반비례 관계를 갖게 된다.

즉, 휘도신호(Y)가 기준신호(Yth)보다 작아 비교연산기(20)의 출력신호가 0이면 칼라억압신호(Cs)는 1로 유지되고, 기준신호(Yth)보다 휘도신호(Y)가 커질수록 칼라억압신호(Cs)는 작아지게 되며, 극단적으로 칼라억압신호(Cs)가 0이 된다.

상술한 것과 같이 신호 발생부(30)에 의해 발생된 칼라억압신호(Cs)는 승산기(40)에서 칼라신호(C)와 승산되고, 승산기(40)는 두신호가 승산된 칼라신호(C')를 발생시킨다.

결국 상술한 칼라신호(C') 또한 휘도신호(Y)의 크기가 커질수록 억압되어 휘도신호(Y)가 큰 경우에 발생되는 불요칼라신호를 억제할 수 있게 된다.

그러나, 종래기술에 따른 불요칼라 억압장치는 불요칼라신호를 억제하기 위하여 일정 휘도신호 이상에서 칼라신호의 크기를 강제로 감소시키기 때문에 올바르게 재현할 수 있는 신호마저도 기준신호이상에서는 칼라신호를 재현할 수 없도록 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 보색의 촬상소자를 이용한 카메라장치에서 촬상소자의 특성과 신호 전송상에서 발생할 수 있는 신호의 클립이나 왜곡에 의해 나타나는 이상칼라 신호를 검출하여 억압할 수 있도록 하여 고 휘도부분에서도 칼라신호를 충실히 재현할 수 있도록 하는 카메라의 불요칼라 억압장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 칼라카메라의 보색필터를 이용한 촬상소자의 필터 배열을 도시한 도면,

도 2는 종래 기술에 따라 카메라의 불요칼라를 억압하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 따라 카메라의 불요칼라를 억압하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

100 : 수직 상관 검출부 110 : 지연기

120 : 감산기 130 : 절대치 회로부

200 : 기준신호 발생부 300 : 비교연산기

400 : 신호 발생부 500 : 승산기

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 카메라에 있어서, 본 발명은 입력휘도신호의 수직 상관성을 검출하는 수직 상관 검출부와, 상기 수직 상관 검출부의 출력신호와 비교를 위한 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 수직 상관 검출부의 출력신호와 기준신호 발생부의 출력신호를 비교, 연산하는 비교연산기와, 상기 비교연산기의 출력신호에 따라서 칼라억압신호를 발생하는 신호 발생부와, 상기 신호 발생부의 칼라억압신호와 입력칼라신호를 승산하여 출력하는 승산기로 구성됨을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따라 카메라의 불요칼라를 억압하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

입력휘도신호(Y)의 수직 상관성을 검출하는 수직 상관 검출부(100)와, 수직 상관 검출부(100)의 출력신호(Yd)와 비교를 위한 기준신호(Yth)를 발생하는 기준신호 발생부(200)와, 수직 상관 검출부(100)의 출력신호와 기준신호 발생부(100)의출력신호를 비교, 연산하는 비교연산기(300)와, 비교연산기(300)의 출력신호에 따라서 칼라억압신호(Cs)를 발생하는 신호 발생부(400)와, 신호 발생부(400)의 칼라억압신호(Cs)와 입력칼라신호(C)를 승산하여 출력하는 승산기(500)로 구성된다.

상술한 수직 상관 검출부(100)는 입력 휘도신호(Y)를 1주사기간 지연시키는 지연기(110)와, 입력 휘도신호(Y)와 지연기(110)에 의해 지연된 휘도신호의 차분을 산출하는 감산기(120)와, 감산기(120)로부터 출력되는 신호의 절대치를 출력하는 절대치 회로부(130)로 구성된다.

상술한 불요칼라신호인 칼라억압신호(Cs)는 휘도신호(Y)의 수직 상관성으로부터 검출된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 카메라의 칼라억압장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 1에 도시된 칼라필터에 있어서, 4종류의 화소중 포화되는 화소가 발생되면 휘도신호(Y)에 영향을 준다. 즉 정상적인 상태에서는 휘도신호(Y)가 제 1 라인, 제 2 라인에서 동일하게 나타나지만 포화되면 다른 값으로 나타나게 된다.

이것은 휘도신호(Y)로부터 칼라신호(C)의 재현 여부를 판단할 수 있도록 하는 것으로 수직 상관 검출부(100)에서 불요칼라임을 검출한다. 상술한 수직 상관 검출부(100)에 대해 상세히 설명하면, 입력 휘도신호(Y)는 지연기(110)에 의해 1 주사기간만큼 지연되고, 지연기(110)의 출력신호와 입력 휘도신호(Y)를 입력으로 하여 두신호의 차분을 검출하는 감산기(120)에 의해 수직 상관도를 검출하게 된다.

감산기(120)에 의해 감산된 신호는 절대치 회로부(130)로 입력되고, 절대치회로부(130)는 감산된 결과값을 절대치를 구하여 비교연산기(300)로 출력한다. 즉, 감산기(120)에 의해 출력된 신호는 부호에 관계없이 동일하게 처리할 수 있도록 한다.

그러므로 비교연산기(300)에서는 절대치 회로부(130)의 출력신호(Yd)와 기준신호 발생부(200)에 의해 발생된 기준신호(Yth)를 비교한다. 결국 비교연산기(300)는 절대치 회로부(130)의 출력신호(Yd)가 기준신호(Yth)보다 크면 두신호의 차이를 산출하여 출력한다.

이때, 절대치 회로부(130)의 출력신호(Yd)가 기준신호(Yth)보다 커지는 순간부터 비교연산기(300)의 출력신호는 절대치 회로부의 출력신호(Yd)에 비례하여 출력된다.

상술한 비교연산기(300)의 출력신호는 신호 발생부(400)로 입력되고, 신호 발생부(400)는 비교연산기(300)의 출력신호에 따라 0∼1 사이의 값을 갖는 칼라억압신호(Cs)를 출력하는데, 이 칼라억압신호(Cs)는 비교연산기(300)의 출력신호에 반비례한다.

즉, 절대치 회로부(130)의 출력신호(Yd)가 기준신호(Yth)보다 작아 비교연산기(300)의 출력신호가 0이면 칼라억압신호(Cs)는 1로 유지되고, 기준신호(Yth)보다 휘도신호(Y)가 커질수록 칼라억압신호(Cs)는 작아지며, 결국 칼라억압신호(Cs)는 0이 된다.

상술한 것과 같이 발생된 칼라억압신호(Cs)는 승산기(500)로 입력되어 승산되며, 승산기(500)는 승산된 칼라신호(C')를 출력한다. 결과적으로 승산기(500)로부터 출력되는 칼라신호(C') 또한 휘도신호(Y)의 크기에 따라서 억압되어 불요칼라신호를 억제할 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명은 촬상소자의 포화특성과 촬상소자로부터 출력되는 신호를 전송하는 과정에서 신호의 클립(Clip) 등에 의해서 생기는 불요칼라 성분을 검출하여 억압하므로 고 휘도부분에서 칼라신호를 충실히 재현할 수 있다는 효과를 제공하는데 있다.

Claims (1)

1. 입력 휘도 신호를 1주사기간 지연 시키는 지연기;

   입력 휘도 신호와 지연기에 의해 지연된 휘도 신호의 차분을 산출하여 휘도신호의 수직 상관성을 검출하는 감산기;

   상기 감산기로부터 출력되는 신호의 절대치를 출력하는 절대치 회로부;

   상기 수직 상관 검출부의 출력 신호와 비교를 위한 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부;

   상기 절대치 회로부의 출력 신호와 상기 기준 신호 발생부의 출력 신호를 비교, 연산하는 비교연산기;

   상기 비교 연산기의 출력신호에 따라서 휘도 신호의 수직 상관성으로부터 검출되는 칼라 억압 신호를 발생하는 신호 발생부; 및

   상기 신호 발생부의 칼라억압신호와 입력칼라신호를 승산하여 출력하는 승산기로 구성된 것을 특징으로 하는 카메라의 불요칼라 억압장치.