KR910005234Y1

KR910005234Y1 - Video camera

Info

Publication number: KR910005234Y1
Application number: KR2019870009782U
Authority: KR
Inventors: 김용기
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 안시환
Priority date: 1987-06-18
Filing date: 1987-06-18
Publication date: 1991-07-22
Also published as: KR890001745U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Image quality improvement circuit of video camera using solid-state image sensor

제 1 도는 본 고안의 회로도.1 is a circuit diagram of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 조리개 구동부 2 : 고체 촬상관1: aperture driving unit 2: solid-state imaging tube

3 : 스위칭부 4 : A/D 콘버터3: Switching part 4: A / D converter

5 : 카운터부 6 : 메모리부5: Counter 6: Memory

7 : D/A 콘버터 8 : 잡음제거부7: D / A converter 8: Noise canceling unit

본 고안은 풍경이나 인물등의 화상을 비디오신호로 변환하는 고체 촬상소자를 이용한 비디오 카메라의 화질 개선회로에 관한 것으로, 특히 저조도시 뚜렷하게 나타나는 고체 촬상소자 특유의 줄잡음(pattern noise)을 제거하여 화질을 개선하는 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an image quality improvement circuit of a video camera using a solid state image pickup device for converting an image such as a landscape or a person into a video signal. It relates to a circuit for improving the.

일반적으로 비디오 카메라에서 기존의 촬상관 대신에 소형, 경량 및 신뢰성 향상등의 장점을 가지는 고체 촬상소자의 사용이 점차 증가되고 있다. 상기 고체 촬상소자의 하나로서 CCD(Charge Coupled Device)가 널리 사용되고 있다.In general, the use of a solid-state image pickup device having advantages such as small size, light weight, and improved reliability instead of the conventional image tube in the video camera is increasing. As one of the solid-state imaging devices, a charge coupled device (CCD) is widely used.

한편 상기 CCD와 같은 고체 촬상소자를 사용하는 경우 저조도시 소자 특유의 줄잡음이 뚜렷하게 발생하는 고질적인 문제가 있어 재생시 화면에 잡음이 발생하는 문제점이 있었다.On the other hand, in the case of using a solid-state image sensor such as the CCD, there is a problem in that the noise of the screen during reproduction is generated due to the chronic problem of distinctly low noise of the low light device.

따라서 본 고안의 화질 개선회로는 상기와 같은 고체 촬상소자가 저조도시 가진 제반 결점을 해소하고자 창출한 것으로써, 저조도시에 비디오 신호에 포함된 잡음을 제거하여 재생시 양질의 화면을 얻을 수 있는 회로를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.Therefore, the image quality improvement circuit of the present invention was created to solve all the shortcomings of the solid state image pickup device as described above, and eliminates the noise included in the video signal in the low light to obtain a high quality screen during playback. The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 저조도시 사용자가 선택하는 스위치에 의해 조리개가 닫힌 상태에서 고체 촬상관에서 출력된 비디오 신호를 디지털 신호로 변환하여 메모리부에 저장한후, 상기 메모리부에 저장된 신호를 상기 스위치의 절환에 의해 상기 조리개가 열린 상태에서 독출하여 아나로그 비디오신호로 변환하고 이때 상기 고체 촬상관에서 출력되는 비디오신호의 레벨과 비교하여 저조도시에 비디오신호에 포함된 잡음을 제거함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention converts a video signal output from a solid-state image tube into a digital signal in a state in which the aperture is closed by a switch selected by a low light user, and stores the digital signal in a memory unit. By switching the switch, the aperture is read and converted into an analog video signal, and at this time, the noise included in the video signal is removed in low light compared with the level of the video signal output from the solid-state image sensor.

이하 본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 1 도는 본 고안에 따른 회로도로서, 조리개 구동신호(A)에 의해 조리개(도시하지 않았음)를 조정하며 저조도시 사용자가 선택하는 제 1스위치(SW1)의 절환에 따라 상기 조리개를 개폐하기 위해 조리개 콘트롤부(IRIS) 및 트랜지스터 (Q2), 저항(R4-R7)으로 구성된 조리개 구동부(1)와, 상기 조리개를 통한 피사체의 상(A')을 광전 변환하여 비디오신호의 출력하기 위해 고체 촬상소자(CCD) 및 트랜지스터(Q1), 저항(R1-R2), 캐패시터(C1)로 구성된 고체 촬상관(2)과, 소정의 입력 비디오신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D 콘버터(Analog-to-Digital converter) (4)와, 상기 고체 촬상관(2)의 출력단자와 상기 A/D 콘버터(4)의 입력단자 사이에 접속되어 상기 제 1스위치(SW1)의 절환에 따른 전원전압(Vcc)의 인가에 의해 상기 고체 촬상관(2)의 출력 비디오 신호를 상기 A/D 콘버터(4)에 입력시키기 위해 트랜지스터(CM) 및 저항(R3)으로 구성된 스위칭부(3)와, 소정 수평 구동 펄스를 클럭 입력단자(CK)에 입력 카운트하여 카운트 데이터를 출력하며 수직 동기신호 입력에 의해 주기적으로 클리어 되는 카운터부(5)와, 상기 제1스위치(SW1)의 전원전압(Vcc) 절환에 따라 결정되는 기입 및 독출신호의 기입/독출단자()에의 입력에 의해 상기 A/D콘버터(4)의 출력 디지탈 신호를 어드레스 입력단자(AD)에 입력되는 카운트 데이타에 의해 지정되는 기입 및 독출하는 메모리부(6)와, 상기 메모리부(6)의 독출 디지탈신호를 아나로그 비디오신호로 변환하는 D/A콘버터(Digital-to-Analog converter) (7)와, 사용자의 선택에 의해 상기 D/A콘버터(7)의 출력 비디오신호를 단속 출력하는 제 2스위치(SW2)와, 상기 제2스위치(SW2)의 절환에 따른 비디오신호의 레벨을 상기 고체 촬상관(2)의 출력 비디오신호 레벨과 비교 감산하여 저조도시 비디오신호에 포함된 잡음을 제거하기 위해 저항(R8-R9) 및 연산증폭기(OP)로 구성된 잡음 제거부(8)로 구성된다.1 is a circuit diagram according to the present invention, in order to adjust the aperture (not shown) by the aperture driving signal A and to open and close the aperture according to the switching of the first switch SW1 selected by a low light user. A solid-state imaging for outputting a video signal by photoelectric conversion of an aperture driver 1 consisting of an aperture control unit IRIS, a transistor Q2, and a resistor R4-R7, and an image of the subject A 'through the aperture. Solid-state imaging tube (2) consisting of element (CCD), transistor (Q1), resistors (R1-R2), and capacitor (C1), and an A / D converter (Analog-to-converter) for converting a predetermined input video signal into a digital signal. Digital converter 4 and the output terminal of the solid-state imaging tube 2 and the input terminal of the A / D converter 4 to connect the power supply voltage Vcc according to the switching of the first switch SW1. The output video signal of the solid-state imaging tube 2 is input to the A / D converter 4 by application. In order to achieve this, the switching unit 3 composed of a transistor CM and a resistor R3 and a predetermined horizontal driving pulse are inputted to the clock input terminal CK to output count data and are periodically cleared by the vertical synchronization signal input. Write / read terminals of write and read signals determined by switching the counter section 5 and the power supply voltage Vcc of the first switch SW1 ( A memory unit 6 which writes and reads an output digital signal of the A / D converter 4 by input to an address input terminal AD by input to the memory input unit AD; A digital-to-analog converter (7) for converting a readout digital signal into an analog video signal, and outputting the output video signal of the D / A converter (7) Comparing and subtracting the level of the video signal according to the switching of the second switch SW2 and the second switch SW2 with the output video signal level of the solid-state imaging tube 2 to remove noise included in the low-light video signal. To this end, it is composed of a noise canceling section 8 composed of resistors R8-R9 and operational amplifiers OP.

이하 상기와 같은 구성을 가진 본 고안의 일실시예의 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of an embodiment of the present invention having the configuration as described above will be described in detail.

우선 제 1 도의 회로에서 제1, 제2스위치(SW1,SW2)는 저조도시에 사용자가 고체 촬상소자(CCD) 특유의 줄잡음을 제거하기 위하여 선택하는 스위치이다.First, in the circuit of FIG. 1, the first and second switches SW1 and SW2 are switches which the user selects in order to remove the streak characteristic peculiar to the solid state image pickup device CCD in low light.

시스템의 전원이 "온"되어 동작을 개시하면 조리개 구동부(1)에는 시스템으로부터 조리개 구동신호(A)가 입력되는데, 트랜지스터(Q2)가 "턴오프"상태이면 그대로 조리개 콘트롤부(IRIS)에 인가된다. 그러면 상기 조리개 콘트롤부(IRIS)는 상기 조리개 구동신호(A)에 의해 조리개를 조정함으로써 광량을 조절하게 된다.When the system is powered on and starts operation, the aperture driving signal A is input to the aperture driving unit 1 from the system. When the transistor Q2 is in the "turning off" state, it is applied to the aperture control unit IRIS as it is. do. Then, the aperture control unit IRIS adjusts the amount of light by adjusting the aperture by the aperture driving signal A. FIG.

상기 조리개를 통과한 피사체 상(A')은 고체 촬상소자(CCD)에서 광전 변환되고 광전 변환된 신호의 전송을 위해 시스템으로부터 입력되는 수직 및 수평 구동 펄스에 의해 비디오 신호로 출력한다.The object image A 'passing through the aperture is output as a video signal by vertical and horizontal driving pulses input from the system for the photoelectric conversion and the photoelectric conversion signal transmission in the solid state image pickup device CCD.

이때 일반적으로 상기 수평 구동펄스의 주파수는 예를 들어 약 10MHz 정도가 되며, 수직 구동펄스의 주파수는 15.734KHz가 된다. 또한 상기 고체 촬상소자(CCD)에서는 시스템으로 부터의 입력 수지 동기신호에 동기되어 1화면분씩의 비디오신호 출력이 완료된다. 상기 수직 동기신호의 주파수는 통상적으로 60Hz이며, 이에따라 상기 1화면분의 비디오신호는 1피일드(filed)의 비디오신호이다. 여기서 상기 고체 촬상소자(CCD)가 프레임(frame) 전송방식으로 신호를 전송한다면 상기 1화면분의 비디오신호는 1프레임의 비디오신호가 된다.In this case, the frequency of the horizontal driving pulse is generally about 10 MHz, for example, and the frequency of the vertical driving pulse is 15.734 KHz. In the solid state image pickup device (CCD), the video signal output for each screen is completed in synchronization with the input resin synchronization signal from the system. The frequency of the vertical synchronization signal is typically 60 Hz, and accordingly, the video signal for one screen is a one-file video signal. Here, if the solid state image pickup device (CCD) transmits a signal in a frame transmission method, the video signal for one screen becomes a video signal for one frame.

상기 고체 촬상소자(CCD)의 출력 비디오신호는 저항(R1-R2) 및 트랜지스터(Q1)에 의해 버퍼링(buffering)된후 캐패시터(C1)를 거쳐 스위칭부(3)의 트랜지스터(CM)에 인가되는 동시에 잡음제거부(8)의 저항(R9)을 거쳐 연산증폭기(OP)의 비반전입력단자(+)에 입력된다.The output video signal of the solid state image pickup device CCD is buffered by the resistors R1-R2 and the transistor Q1 and then applied to the transistor CM of the switching unit 3 via the capacitor C1. The signal is input to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP via the resistor R9 of the noise removing unit 8.

그러므로 상기 연산증폭기(OP)에서는 비반전입력단자(+)에 인가되는 상기 비디오신호를 반전입력단자(-)에 입력되는 소정신호와 비교 감산하여 출력 비디오신호(P)로 출력한다.Therefore, the operational amplifier OP compares and subtracts the video signal applied to the non-inverting input terminal (+) with a predetermined signal input to the inverting input terminal (−) and outputs the output video signal P. FIG.

그리고 카운터부(5)에서는 시스템으로 부터 입력되는 상기 고체 촬상소자(CCD)를 구동하기 위한 수평 구동 펄스를 클럭 입력단자(CK)에 입력하여 업카운트를 하며, 카운트에 따른 카운트 데이타는 메모리부(6)의 어드레스 입력단자(AD)에 출력된다. 상기 카운터부(5)는 시스템으로 부터 입력되는 상기 수직 동기신호의 입력에 의해 수직 동기신호 주기마다 클리어 되어 카운트를 처음부터 반복한다.The counter unit 5 inputs a horizontal driving pulse for driving the solid state image pickup device CCD input from the system to the clock input terminal CK to perform an up count. It is output to the address input terminal AD of 6). The counter 5 is cleared every vertical sync signal cycle by the input of the vertical sync signal input from the system and repeats the count from the beginning.

여기서 상기 조리개 구동부(1)에 입력되는 조리개 구동신호(A)는 시스템 내부에서 고체 촬상관(2)의 출력 비디오신호 레벨을 검출하여 검출결과에 따라 광량을 조절하기 위해 조리개를 조정하기 위한 신호이다.Here, the aperture driving signal A input to the aperture driving unit 1 is a signal for adjusting the aperture to detect the output video signal level of the solid-state imaging tube 2 in the system and to adjust the amount of light according to the detection result.

상기와 같이 동작하는 상태에서 저조도시에 첫 번째로 사용자가 제1스위치(SW1)를 "온"시킬 경우의 동작을 설명하면, 제1스위치(SW1)을 "온"하면 전원전압(Vcc)에 의한 "하이" 신호가 조리개 구동부(1)의 트랜지스터(Q2)를 "턴온" 시킴과 동시에 스위칭부(3)와 메모리부(6)의 기입/독출단잔()에 인가된다.Referring to the operation in the case where the user first turns on the first switch SW1 in a low light state in the above operation state, when the first switch SW1 is turned on, the power supply voltage Vcc is applied. "High" signal causes the transistor Q2 of the aperture driver 1 to "turn on" and at the same time the write / read terminal of the switching section 3 and the memory section 6 ( Is applied.

그러면 조리개 구동부(1)에 입력되는 조리개 구동신호(A)의 전류는 접지를 흐르게 되어 조리개 콘트롤부(IRIS)는 조리개를 완전히 닫아준다.Then, the current of the aperture driving signal A input to the aperture driving unit 1 flows to the ground, and the aperture control unit IRIS completely closes the aperture.

이에따라 고체 촬상소자(CCD)의 출력 비디오신호는 렌즈 캡(lens cap)을 닫았을때와 동일하게 흑 레벨(black leve)신호와 함게 고체 촬상소자(CCD) 특유의 줄잡음 신호를 출력하게 된다. 이때 스위칭부(3)의 트랜지스터(CM)는 상기 제1스위치(SW1)를 통한 전원전압(Vcc)의 "하이" 신호에 의해 "턴온" 상태이므로 고체 촬상관(2)의 출력 비디오신호는 A/D콘버터(4)에 입력되어 디지탈 신호로 변환했다.Accordingly, the output video signal of the solid state image pickup device CCD outputs a line noise signal specific to the solid state image pickup device CCD together with the black level signal as in the case of closing the lens cap. At this time, since the transistor CM of the switching unit 3 is "turned on" by the "high" signal of the power supply voltage Vcc through the first switch SW1, the output video signal of the solid state imaging tube 2 is A /. It was input to the D converter 4 and converted into a digital signal.

상기 디지탈 변환된 비디오신호는 상기 제1스위치(SW1)를 통한 전원전압(Vcc)에 의한 "하이"의 기입신호에 의해 가입동작 상태로 되는 메모리부(6)에 입력되어 기입된다. 상기 메모리부(6)의 어드레스 지정은 상기 카운터부(5)의 출력 카운트 데이타에 의해 이루어진다. 이때 상기 카운터부(5)는 전술한 바와 같이 고체촬상소자(CCD)의 입력 수평 구동 펄스를 공통 입력 카운트하여 카운트 데이타를 출력하는 것이므로 상기 메모리부(6)의 어드레스 지정은 디지탈 비디오 신호의 화소 단위로 이루어진다. 그러므로 상기 메모리부(6)는 한 화소의 신호를 하나의 지정 어드레스에 기입하게 된다.The digitally converted video signal is inputted and written to the memory unit 6 in a subscribing operation state by a " high " write signal by the power supply voltage Vcc through the first switch SW1. Addressing of the memory section 6 is made by output count data of the counter section 5. In this case, since the counter unit 5 outputs count data by common input counting the input horizontal driving pulses of the solid state image pickup device CCD as described above, the addressing of the memory unit 6 is performed in pixel units of the digital video signal. Is made of. Therefore, the memory unit 6 writes a signal of one pixel to one designated address.

상기 메모리부(6)는 상기 고체 촬상소자(CCD)의 전송 방식에 대응하여 1피일드의 비디오신호를 저장할 수 있는 피일드 메모리 또는 1프레임의 비디오 신호를 저장할 수 있는 프레임 메모리가 사용될 수 있다.The memory unit 6 may be a frame memory capable of storing one frame of video signal or a frame memory capable of storing one frame of video signal corresponding to the transmission method of the solid state image pickup device (CCD).

본 고안의 동작 설명에서는 상기 카운터부(5)를 클리어 시키는 수직 동기신호에 대응하여 1피일드의 비디오 신호를 저장하는 피일드 메모리의 예로 설명한다.In the operation description of the present invention, an example of a feed memory for storing one feed video signal corresponding to the vertical synchronizing signal for clearing the counter unit 5 will be described.

그러므로 상기 메모리부(6)에는 1화면분의 디지탈 비디오신호가 기입되어 저장된다. 이때 상기 메모리부(6)에 저장되는 비디오신호의 어드레스를 지정하는 카운터부(5)에 입력되는 수평 구동펄스와 고체 촬상소자(CCD)에 입력되는 수평 구동펄스가 동리한 것이므로 주사 및 기입시 비디오신호의 동기가 이루어진다.Therefore, in the memory unit 6, a digital video signal for one screen is written and stored. In this case, since the horizontal driving pulse inputted to the counter unit 5 designating the address of the video signal stored in the memory unit 6 and the horizontal driving pulse inputted to the solid-state image sensor (CCD) are the same, The signal is synchronized.

상기와 같이 제1스위치(SW1)를 "온"시켜 줄잡음의 비디오신호를 메모리부(6)에 저장시킨후에 두번째로 상기 제1스위치(SW1)를 "오프"시킬 경우의 동작을 설명하면 다음과 같다. 이때 사용자는 상기 제1스위치(SW1)를 "오프"시킴과 동시에 제2스위치(SW2)를 "온"시키게 된다.As described above, the operation in the case where the first switch SW1 is turned "on" to store the video noise of the string noise in the memory unit 6 and the second switch "SW1" is turned off for the second time will now be described. Same as At this time, the user "turns off" the first switch SW1 and "turns on" the second switch SW2.

제1스위치(SW1)를 "오프"시키면 조리개 구동부(1)의 트랜지스터(Q2)는 "턴오프"되어 조리개 콘트롤부(IRIS)는 조리개 구동신호(A)에 따라 조리개를 열어 광량을 조정하게 되며, 고체 촬상관(2)에서는 저조도시의 비디오신호가 출력된다. 이때 스위칭부(3)의 트랜지스터(CM)는 "턴오프"되므로 상기 출력된 비디오신호는 잡음제거부(8)의 연산증폭기(OP)의 비반전 입력단자(+)에만 입력된다.When the first switch SW1 is "off", the transistor Q2 of the aperture driving unit 1 is "turned off" so that the aperture control unit IRIS opens the aperture according to the aperture driving signal A to adjust the amount of light. The solid-state imaging tube 2 outputs a video signal of low light. At this time, since the transistor CM of the switching unit 3 is "turned off", the output video signal is input only to the non-inverting input terminal + of the operational amplifier OP of the noise removing unit 8.

그리고 메모리부(6)의 기입/독출단자()에는 "로우"의 독출신호가 인가되므로써 상기 첫번째의 경우와 같은 동작에 의해 저장되어 있는 비디오신호가 독출되어 A/D콘버터(7)에 입력되어 아나로그 비디오신호로 변환된다. 이때 메모리부(6)의 어드레스 지정은 첫번째의 경우와 같이 카운터부(5)의 카운트 동작에 의해 이루어지며, 이에따라 주사 및 독출시 비디오신호의 동기가 이루어진다.Then, the write / read terminal of the memory unit 6 ), A "low" read signal is applied to the video signal stored by the same operation as the first case, and is input to the A / D converter 7 to be converted into an analog video signal. At this time, the addressing of the memory unit 6 is performed by the counting operation of the counter unit 5 as in the first case. Accordingly, the video signal is synchronized during scanning and reading.

이때 제2스위치(SW2)가 "온"상태이므로 상기 아나로그 변환된 비디오신호는 저항(R8)을 거쳐 연산증폭기(OP)의 반전 입력단자(-)에 입력된다.At this time, since the second switch SW2 is in the "on" state, the analog-converted video signal is input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP through the resistor R8.

따라서 잡음 제거부(8)에서는 저조도시에 인가되는 비디오신호와 상기 메모리부(6)에서 독출된 줄잡음의 비디오신호의 레벨을 비교 감산함으로써 저조도시 혼합된 잡음이 제거된 비디오신호(P)가 출력된다.Therefore, the noise removing unit 8 compares and subtracts the level of the video signal applied to the low light and the video signal of the line noise read out from the memory unit 6 to remove the low-light mixed noise. Is output.

한편 정상적인 조도가 될때에는 제2스위치(SW2)를 "오프"시킴으로써 메모리부(6)의 독출신호에 관계없이 정상적인 신호가 그대로 잡음 제거부(8)를 거쳐 출력된다. 이때 상기 제2스위치(SW2)는 정상 조도시에는 사용자가 "오프"시키는 것으로 본 고안에서는 D/A콘버터(7)의 출력측에 접속한 것으로 설명하였으나 메모리부(6)의 출력단에 접속하여도 동일한 효과를 얻을 수 있을 것이다.On the other hand, when the normal illuminance is turned off, by turning off the second switch SW2, the normal signal is output through the noise removing unit 8 as it is regardless of the read signal of the memory unit 6. At this time, the second switch SW2 is "off" by the user in normal illumination. In the present invention, the second switch SW2 has been described as being connected to the output side of the D / A converter 7. You will get the effect.

상술한 바와 같이 동작하는 본 고안은 고체 촬상소자를 이용한 비디오 카메라에서 저조도시 발생하는 줄잡음을 제거하므로써 양질의 화면을 시청자에게 제공하는 장점이 있다.The present invention operating as described above has the advantage of providing a viewer with a high quality screen by eliminating the low noise caused by low noise in a video camera using a solid-state imaging device.

Claims

In the video camera, the aperture driving unit 1 for opening and closing the aperture according to the switching of the first switch SW1 selected by the low light user and adjusting the aperture according to a predetermined aperture driving signal, and the image of the subject through the aperture. A solid-state imaging tube 2 for photoelectric conversion and outputting a video signal, an A / D converter 4 for converting and outputting a predetermined input video signal into a digital signal, an output terminal of the solid-state imaging tube 2, and the A Switching connected between the input terminals of the / D converter 4 and intermittent the input of the video signal output from the solid-state imaging tube 2 to the A / D converter 4 by switching of the first switch SW1. The writing section 3, the counter section 5 which counts a predetermined horizontal driving pulse, outputs count data and is periodically cleared by a predetermined vertical synchronization signal input, and writes / writes according to the switching of the first switch SW1. Reading Now ( Write and read the output digital signal of the A / D converter 4 to the designated address by the count data of the counter unit 5 inputted to the address input terminal AD by the write and read signals inputted to The memory unit 6, the D / A converter 7 for converting the read digital signal of the memory unit 6 into an analog video signal, and the output terminal of the solid-state imaging tube 2 and the user's selection by the user It is connected to the output terminal of the second switch SW2 for intermittently outputting the output video signal of the D / A converter 7 to the output video signal of the solid state imaging tube 2 and the video signal through the second switch SW2. An image improving circuit of a video camera using a solid-state image pickup device, characterized in that it comprises a catcher (8) for removing noise included in a low-light video signal by comparing and subtracting the levels.