KR20000054856A - 카메라의 색 영상 보상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라의 색영상 보상방법에 관한 것으로, 종래에는 초점거리가 일정하지 않은 불투명한 곳에서의 영상추출물은 화면의 밝기가 일정하지 않아서 균일하게 색재현이 나오지 않고, 또한 초점이 달라지면 씨씨디 출력은 고정되고 렌즈의 조리개로 광량만 조절하기 때문에 순간적인 광량이 유입되었을때 깜빡거리거나 초점이 잘 맞지 않아서 비정상적이 영상물이 추출물로 나와서 색도가 비정상적으로 출력되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 백색영역을 정의한후 알지비 각각의 게인과 색도를 제어하여 색재현 연산을 수행하는 제1 과정과; 영역별 가중평균값과 이동평균을 계산한후 전이값과 비교하여 추출된 변화치에 의해 조리개를 제어하는 제2 과정과; 씨씨디의 빛의 양을 제어하여 얻어지는 신호를 초점영역에 적용하여 자동으로 초점을 제어하는 제3 과정으로 수행함으로써 색도를 지속적으로 감지하여 씨씨디 출력을 렌즈에 출력하고 그 렌즈에서는 초점만을 계속 제어하여 빛의 광량을 씨씨디의 출력으로 제어함으로써 초점 거리에 따라서 색재현이 달라지는 현상을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Description

카메라의 색 영상 보상방법

본 발명은 카메라의 색영상 보상방법에 관한 것으로, 특히 1차원적인 영상의 추출물에 대한 균일한 영상을 위하여 자동으로 색상,온도보상이 조도에 따라서 조절되어 다른 위치나 피사체의 수에 따른 조도의 변화를 일정하게 감지하여 원,근 거리에 관계없이 동일한 영상추출물이 나올수 있도록 한 카메라의 색영상 보상방법에 관한 것이다.

도1은 자동 초점 카메라의 개략적인 단면도로서, 종래에는 자동 초점 렌즈를 사용하여 원,근거리를 자동으로 조절할 수 있는 영상 보조 장치를 카메라에 부착하여 명암을 조정하였다.

영상 보조 장치인 자동 초점 렌즈는 원거리에서 피사체가 있으면 렌즈의 조합에 따라서 피사체의 형태를 그대로 옮겨오는 장치이며, 원거리의 명암은 전혀 고려되지 않은 상태로 영상 추출물이 출력되게 되어있다.

자동 초점 렌즈는 2차 초점과 이미지센서(10)와의 거리를 코일 또는 모터(미도시) 등의 구동장치와 결합해서 사용하게 되는데, 그때의 초점거리는 다음의 수학식 1과 같다.

초점거리 = (피사체 거리 × 이미지 크기) / (피사체 높이)

즉, 이미지센서(10)의 출력이 고정된 상태에서 렌즈의 초점거리에 따라서 영상추출물이 나오게 된다.

여기서, 영상추출물이라 함은 이차원적인 모니터가 될 수도 있고, 일차원적인 사진 또는 그와 동등한 것이 될 수 있다.

도2는 일반적인 감시 카메라의 개략적인 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 씨씨디 구동부(1)의 씨씨디(1a)를 통해 입력되는 영상신호를 CDS(Correlation Double Sampling) 및 AGC(Auto Gain Control) 처리하는 CDS/AGC부(2)와; 상기 CDS/AGC부(2)의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 에이디 변환부(3)와; 상기 CDS/AGC부(2)와 에이디 변환부(3)의 출력신호를 영상 처리하는 디에스피(Digital Signal Processor)부(4)와; 타이밍 펄스를 생성하여 상기 씨씨디 구동부(1) 및 CDS/AGC부(2), 디에스피부(4)로 출력하는 타이밍 생성부(5)와; 상기 디에스피부(4) 및 타이밍 생성부(5)를 제어하기 위한 각종 데이터 저장 및 화면 조정을 하는 제어부(6)와; 상기 디에스피부(4)의 출력을 비디오 신호로 출력하는 비디오 출력부(7)로 구성되며, 미설명부호 1b는 수직신호를 구동시키는 V-DRIVE 이다.

이하, 상기와 같이 구성된 장치의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

카메라의 동작이 시작되면 씨씨디 구동부(1)는 피사체의 반사광을 집광하여 광량에 따른 전기적 신호로 변환하고, 그 전기적 신호를 CDS/AGC부(2)에 출력한다.

상기 CDS/AGC부(2)는 씨씨디 구동부(1)에서의 전기적 신호를 샘플링(CDS)하여 이득을 조정(AGC)하고, 에이디변환부(3)는 상기 CDS/AGC부(2)의 출력신호를 디지털신호로 변환하여 디에스피부(4)에 전송한다.

이에 따라, 상기 디에스피부(4)는 CDS/AGC부(2)의 출력 신호와 상기 에이디변환부(3)의 디지털신호를 입력받아 타이밍생성부(5)에서 발생한 클럭신호에 따라 소정 영상 처리하여 그에 따른 Y/C출력치를 믹서(7a)를 통해 Y/C의 카메라 신호로 출력한다.

상기에서 씨씨디 구동부(1)에 구비된 씨씨디(1a)와 디에스피부(4)의 동작 타이밍을 위하여 타이밍 생성부(5)에서 타이밍 펄스를 출력한다.

한편, 제어부(6)의 마이크로컴퓨터(6a)는 이이피롬(6b)에 저장된 초기 데이터를 기본으로 화면 조정부(6c)의 변화량 만큼 디에스피부(4) 및 타이밍 발생부(5)의 동작을 제어하면서 촬상된 영상을 적절한 카메라신호로 출력시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 초점거리가 일정하지 않은 불투명한 곳에서의 영상추출물은 화면의 밝기가 일정하지 않아서 균일하게 색재현이 나오지 않고, 또한 초점이 달라지면 씨씨디 출력은 고정되고 렌즈의 조리개로 광량만 조절하기 때문에 순간적인 광량이 유입되었을때 깜빡거리거나 초점이 잘 맞지 않아서 비정상적이 영상물이 추출물로 나와서 색도가 비정상적으로 출력되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 초점거리에 따라서 색도를 지속적으로 감지하여 씨씨디출력을 렌즈에 출력하여 그 렌즈에서는 초점만을 계속 제어하고 빛의 광량은 씨씨디의 출력을 제어함으로써 초점거리에 따라 색재현이 달라지는 현상을 방지할 수 있도록 한 카메라의 색영상 보상방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 자동 초점 카메라의 개략적인 단면도.

도2는 일반적인 감시 카메라의 개략적인 구성을 보인 블록도.

도3은 도2에 있어서,디에스피부에서의 신호처리 블록도.

도4는 본 발명 카메라의 색영상 보상방법의 색재현 연산수행 과정에 대한 동작흐름도.

도5는 본 발명 카메라의 색영상 보상방법의 조리개 제어에 대한 동작흐름도.

도6은 본 발명 카메라의 색영상 보상방법의 자동 초점제어에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

1:씨씨디구동부 2:CDS/AGC부

3:에이디변환부 4:디에스피부

5:타이밍생성부 6:제어부

7:비디오출력부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 백색영역을 정의한후 알지비 각각의 게인과 색도를 제어하여 색재현 연산을 수행하는 제1 과정과; 영역별 가중평균값과 이동평균을 계산한후 전이값과 비교하여 추출된 변화치에 의해 조리개를 제어하는 제2 과정과; 씨씨디의 빛의 양을 제어하여 얻어지는 신호를 초점영역에 적용하여 자동으로 초점을 제어하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 카메라의 색영상 보상방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4는 본 발명 카메라의 색영상 보상방법의 색재현연산 수행과정에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 영역별 색재현 평가치를 획득하는 제1 단계와; 색온도를 계산하는 제1 단계와; 색 재현 영역을 확인하는 제3 단계와; 색온도에 따른 알지비신호의 게인을 계산하는 제4 단계와; 색재현 스피드를 결정하는 제5 단계와; 알지비신호의 게인을 출력한후 리턴하는 제4 단계로 이루어진다.

도5는 본 발명 카메라의 색영상 보상방법의 조리개 제어에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 영역별 조리개의 평가치를 획득하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 영역별 조리개의 평가치에 대한 평균값을 계산하는 제2 단계와; 전영역에 대한 평가치의 평균값을 계산하는 제3 단계와; 영역별 가중값을 계산하는 제4 단계와; 전영역에 대한 가중값을 계산하는 제5 단계와; 조리개 제어값을 계산하는 제5 단계와; 홀값을 획득한 후 리턴하는 제6 단계로 이루어진다.

도6은 본 발명 카메라의 색영상 보상방법의 자동초점 제어에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 영역별 초점에 대한 평가치를 획득하는 제1 단계와; 줌(ZOOMING) 처리하는 제2 단계와; 자동초점 평가치의 안정을 확인하는 제3 단계와; 자동초점의 방향을 결정하는 제4 단계와; 마운팅 클라임하는 제5 단계와; 정정복귀하는 제6 단계와; 정점을 확인하는 제7 단계와; 피사체의 변동을 제어하여 자동으로 초점을 제어한후 리턴하는 제8 단계로 이루어진다.

이와같이 구성한 본 발명의 동작을 도2를 참조하여 설명한다.

먼저, 일반적인 동작은 종래와 동일하며, 다만 본 발명은 씨씨디(1a) 출력의 셔터 스피드 즉, 조리개 속도는 디에스피부(4)에 의해서 마이크로컴퓨터(6a)와 직렬통신을 하고, 마찬가지로 조정된 씨씨디(1a)의 광량에 의한 초점거리의 영역설정은 디에스피부(4)에 의해 마이크로컴퓨터(6a)와 직렬통신을 통해 제어하는데, 여기서 상기 디에스피부(4)는 도3과 같은 방식으로 신호를 처리한다.

이때, 씨씨디(1a)의 출력에 대한 휘도값이 적당한 값이 되도록 하는 조리개 제어와 밝기의 정도에 따라 CDS/AGC(2)의 이득 제어 및 디에스피부(4)의 Y게인 제어에 필요한 기준신호를 마이크로컴퓨터(6a)가 출력한다.

여기서, 색영상보상방법에 대하여 설명한다.

먼저, 마이크로컴퓨터(6a)에서 색재현을 제어하는데, 도4와 같이 영역별 색재현 평가치를 획득한 다음 색 온도를 계산한다.

이후, 상기 색재현 영역을 다시 확인하고 상기 색온도에 따른 알지비(R.G.B)게인을 계산하여 색재현 스피드를 결정한다.

그다음, 알지비(R.G.B) 게인을 출력함으로써 색재현을 제어하게 된다.

즉, 색재현은 일반적으로 3300~5500K의 백색으로부터 백색영역을 정의한후, 이때 백색의 화면이 재현되도록 알지비신호(R.G.B)의 각각의 게인과 색도를 제어한다.

이후, 기준신호에 따른 조리개 제어를 수행하는데, 즉 디에스피부(4)에 영역 설정 데이터를 전송하고 각각의 영역에 대해 도5와 같은 절차를 수행한다.

상기 영역은 3개의 영역으로 구분되는데, 두 개의 영역은 고정된 영역이다.

우선, 상기 3개의 영역 각각에 대해 단순 적분데이터를 획득한 뒤에 이들값에 의하여 평균값을 계산한다.

그다음, 가중 평균값을 계산하고 이동 평균을 계산하여 전이값과 비교하여 변화정도를 추출한다.

이후, 상기 추출된 변화치에 의해 셔터속도를 제어하게 된다.

이때, 상기 제어되는 셔터는 전자셔터로써 선형가변이 이루어진다.

다시말하면, 도5와 같이 영역별 조리개 평가치를 획득하여 그에 따른 영역별 평가치에 대한 평균값을 계산하고, 상기 영역별 평가치에 대한 평균값을 가지고 전영역에 대한 평가치 평균값을 계산한다.

그 다음, 영역별로 가중값을 계산하여 전영역에 대한 가중값을 계산한후, 조리개 제어값을 계산하고 홀(Hall) 값을 획득하여 조리개를 제어한다.

이후, 자동초점을 제어하는데, 영역별 고주파수의 성분이 피크(Peak)를 이루는 점을 향하여 초점을 맞추게 된다.

즉, 씨씨디(1a)의 광량을 제어하여 얻어지는 신호를 초점영역에 적용하여 자동으로 초점을 제어하는데, 도6과 같이 영역별 초점 평가치를 획득하고 ZOOMING 처리하여 자동 초점 평가치 안정을 확인한다.

그 다음, 자동 초점 방향을 결정하여 마운팅 클라이밍을 한후 다시 정점으로 복귀하여 정점을 확인하고, 그 다음 피사체의 변동을 제어하여 자동으로 초점을 조절하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 색도를 지속적으로 감지하여 씨씨디 출력을 렌즈에 출력하고 그 렌즈에서는 초점만을 계속 제어하여 빛의 광량을 씨씨디의 출력으로 제어함으로써 초점 거리에 따라서 색재현이 달라지는 현상을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 백색영역을 정의한후 알지비 각각의 게인과 색도를 제어하여 색재현 연산을 수행하는 제1 과정과; 영역별 가중평균값과 이동평균을 계산한후 전이값과 비교하여 추출된 변화치에 의해 조리개를 제어하는 제2 과정과; 씨씨디의 빛의 양을 제어하여 얻어지는 신호를 초점영역에 적용하여 자동으로 초점을 제어하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 하는 카메라의 색영상 보상방법.
2. 제1 항에 있어서, 제1 과정은 영역별 색재현 평가치를 획득하는 제1 단계와; 색온도를 계산하는 제1 단계와; 색 재현 영역을 확인하는 제3 단계와; 색온도에 따른 알지비신호의 게인을 계산하는 제4 단계와; 색재현 스피드를 결정하는 제5 단계와; 알지비신호의 게인을 출력한후 리턴하는 제4 단계로 수행함을 특징으로 하는 카메라의 색영상 보상방법.
3. 제1 항에 있어서, 제2 과정은 영역별 조리개의 평가치를 획득하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 영역별 조리개의 평가치에 대한 평균값을 계산하는 제2 단계와; 전영역에 대한 평가치의 평균값을 계산하는 제3 단계와; 영역별 가중값을 계산하는 제4 단계와; 전영역에 대한 가중값을 계산하는 제5 단계와; 조리개 제어값을 계산하는 제5 단계와; 홀값을 획득한 후 리턴하는 제6 단계로 수행함을 특징으로 하는 카메라의 색영상 보상방법.
4. 제1 항에 있어서, 제3 과정은 영역별 초점에 대한 평가치를 획득하는 제1 단계와; 줌(ZOOMING) 처리하는 제2 단계와; 자동초점 평가치의 안정을 확인하는 제3 단계와; 자동초점의 방향을 결정하는 제4 단계와; 마운팅 클라이밍하는 제5 단계와; 정정복귀하는 제6 단계와; 정점을 확인하는 제7 단계와; 피사체의 변동을 제어하여 자동으로 초점을 제어한후 리턴하는 제8 단계로 수행함을 특징으로 하는 카메라의 색영상 보상방법.