KR920006954B1 - Gamma compensative circuit of video camera - Google Patents

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강진구
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Abstract

The gamma compensation circuit compensating the illumination difference between the real one reflected from the objective and the human feeling one uses a microprocessor to control the gamma characteristic varied according to the temperature. The circuit comprises a first switch (14) switching the colour signals (R,G,B) in sequence as long as 1 H with the control signals (CTL1-2), a signal holding circuit (100) sample-holding the switched signal, an amplifier (20), a D/A converter (22), a controller (13) providing the digital gain signal for the gamma compensation and the control signal for the circuit (100), a delaying amplifier (200) delaying and amplifying the colour signal, and a second switch (15) gamma-compensating the colour signal.

Description

비디오 카메라의 감마 보정회로Gamma Correction Circuit of Video Camera

제1도는 피사체의 휘도에 따른 감마 특성그래프.1 is a gamma characteristic graph according to luminance of a subject.

제2도는 감마보정한 출력파형.2 is an output waveform with gamma correction.

제3도는 종래의 감마보정 회로도.3 is a conventional gamma correction circuit diagram.

제4도는 제3도에 의한 감마 특성 그래프.4 is a graph of gamma characteristics according to FIG. 3.

제5도는 본 발명에 따른 감마 보정회로도.5 is a gamma correction circuit diagram according to the present invention.

제6도는 제어신호에 따른 멀티플렉서의 색신호선택 타이밍챠트.6 is a color signal selection timing chart of a multiplexer according to a control signal.

제7도는 비디오신호에 따른 샘플링신호 파형도이다.7 is a sampling signal waveform diagram according to a video signal.

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

11, 25, 26, 27 : 1H 지연회로 13 : 제어부11, 25, 26, 27: 1H delay circuit 13: control unit

14, 15 : 멀티플렉서 21 : 아날로그/디지틀변환기14, 15: multiplexer 21: analog / digital converter

22 : 디지틀/아날로그변환기 23A∼23C : 증폭기22: digital / analog converter 23A to 23C: amplifier

24A∼24C : 지연회로 100 : 신호홀딩부24A to 24C: Delay circuit 100: Signal holding part

200 : 지연증폭부200: delayed amplifier

본 발명은 비디오 카메라에 있어서, 실제의 피사체 조도와 사람의 눈이 느끼는 조도와의 차이를 보정하기 위한 감마보정 회로에 관한 것으로서 특히, 마이컴을 이용하여 온도에 따른 감마특성의 변화를 자동으로 제어하기 위한 감마보정 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gamma correction circuit for correcting a difference between an actual subject illuminance and an illuminance felt by a human eye, and in particular, to automatically control a change in gamma characteristics according to temperature using a microcomputer. It relates to a gamma correction circuit.

피사체의 색채화상을 올바르게 재현하기 위해서는 카메라에서 최종의 텔레비젼 또는 모니터에 이르기까지 시스템의 종합 감마특성을 제1도에 도시한 바와 같이 "1"로 하지 않으면 안되는바, 피사체의 휘도를 가로축으로, 재생화상의 휘도(이득)를 세로축으로 하여 각각의 대응점을 대수 눈금으로 플로트하면 그곡선의 경사가 감마특성이 된다. 여기서 이상적인 입·출력특성은 45°의 경사를 가진 직선이 되며 이것을 감마 1의 시스템이라고 일컫는다.In order to reproduce the color image of the subject correctly, the total gamma characteristic of the system from the camera to the final TV or monitor must be set to "1" as shown in Fig. 1. The luminance of the subject is reproduced on the horizontal axis. When each corresponding point is plotted on an algebraic scale with the luminance (gain) of the image as the vertical axis, the slope of the curve becomes a gamma characteristic. The ideal input and output characteristics here are straight lines with a slope of 45 °, which is called the gamma 1 system.

제1도에 있어서 감마(γ)를 1로 기준하였을때 γ〈1일경우 고휘도의 특성은 좋으나 저휘도시에는 색의 이득(Color gain)이 커짐에 따라 색잡음이 발생하게 되고, γ〈1일 경우는 저조도시 색이득이 떨어지게 되어 색잡음의 증가는 없으나 전반적으로 색이득이 감소하게 된다.In FIG. 1, when gamma γ is set to 1, when γ <1, high luminance characteristics are good, but in low luminance, color noise is generated as color gain increases, and γ <1 day. In this case, low-light color gain is reduced, so there is no increase in color noise, but overall color gain is reduced.

그런데 카메라의 감마특성을 1로 하였을 경우 캐소우드레이튜브(CRT)의 감마특성은 2.2이므로 전체 시스템의 감마특성을 "1"로 하기 위해 인위적으로 카메라의 감마특성을 0.4정도로 만들어 주게 되는 감마보정을 해야만 한다(제2도에 도시한 감마보정한 출력파형 참조). 즉, 입력신호의 크기에 따라 출력의 특성이 γ=0.45가 되는 곡선이 되도록 증폭도를 변화시켜야만 하는바, 이를 위한 종래의 회로는 제3도에 도시하였다.However, when the camera's gamma characteristic is set to 1, the gamma characteristic of the cathode ray tube (CRT) is 2.2, so that the gamma characteristic of the camera is artificially made to be about 0.4 to set the gamma characteristic of the entire system to "1". (See gamma corrected output waveform shown in Figure 2). That is, the amplification degree should be changed so that the characteristic of the output becomes γ = 0.45 according to the magnitude of the input signal. The conventional circuit for this purpose is shown in FIG.

제3도에 도시한 종래의 감마보정 회로는 다이오드(1∼3)를 스위칭 소자로 사용하여 감마곡선(제4도)을 4번 꺾인 선으로 근사화시켜 보정을 하기 위한 것이다. 즉 각각의 다이오드(1∼3)에는 저항(4∼6)을 직렬로 각각 연결하여 다이오드(1∼3)의 바이어스를 상이한 값(E1∼E3)으로 설정하고 있다. 여기에서, 출력신호의 레벨이 E1→E2→E3로 상승해 가면, 다이오드(1∼3)가 순차적으로 도통하여 합성저항치가 점점 저하되며, 그에 따라 증폭도가 변하고 있다는 것을 알 수 있다.The conventional gamma correction circuit shown in FIG. 3 uses the diodes 1 to 3 as switching elements to approximate a gamma curve (FIG. 4) to a line bent four times for correction. In other words, the resistors 4 to 6 are connected to the respective diodes 1 to 3 in series, and the biases of the diodes 1 to 3 are set to different values E1 to E3. Here, it can be seen that when the level of the output signal rises from E1? E2? E3, the diodes 1-3 conduct sequentially, and the synthesized resistance value gradually decreases, thereby changing the amplification degree.

결국, 종래의 감마 보정회로는 제1도에 도시한 γ=0.45의 곡선특성을 만들기 위해 4개의 꺾인 선에 의해 근사화시키는 것이다. 그러나, 이러한 방식은 γ=0.45의 특성곡선을 만들기 위해서 다수의 다이오드와 저항 및 바이어스전압을 이용하므로 온도에 따라 다이오드의 특성이 변하게 되어 제4도에 도시한 특성 역시 변하게 되는 단점이 있었다.As a result, the conventional gamma correction circuit approximates by four broken lines to make the curve characteristic of? = 0.45 shown in FIG. However, this method uses a plurality of diodes, resistors, and bias voltages to create a characteristic curve of γ = 0.45, so that the characteristics of the diode change with temperature, so that the characteristics shown in FIG. 4 also change.

따라서, 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 마이컴을 이용함으로써 온도에 따른 감마특성의 변동을 미연에 방지하기 위한 감마 보정회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a gamma correction circuit for preventing fluctuations in gamma characteristics with temperature by using a microcomputer in view of such circumstances.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정의 제어신호(CTL1, CTL2)에 의해 입력되는 색신호(R, G, B)를 1H기간씩 순차적으로 절환하기 위한 제1스위치와; 상기의 결환된 신호를 샘플링신호에 의해 홀딩시키기 위한 신호홀딩부와; 상기의 절환된 신호를 증폭하기 위한 증폭기와; 상기의 증폭된 아날로그 신호를 디지틀신호로 변환하기 위한 아날로그/디지틀변환기와; 상기의 디지틀신호를 감지하여 색신호의 감마보정에 필요한 디지틀이득신호를 출력하며, 상기의 제1스위치와 신호홀딩부를 제어하는 신호를 출력하기 위한 제어부와; 상기의 제어부에서 발생된 디지틀 이득신호를 아날로그신호로 변환하기 위한 디지틀/아날로그변환기와; 상기의 색신호절환시 상기의 색신호를 소정시간동안 지연 및 증폭하기 위한 지연증폭부; 및 상기의 디지틀/아날로그 변환기의 출력신호에 의해 동작하여 상기의 지연증폭부의 이득을 변화시켜 색신호의 감마보정을 수행하기 위한 제2스위치로 구성된 것이다..The present invention for achieving this object comprises a first switch for sequentially switching the color signal (R, G, B) input by the predetermined control signal (CTL1, CTL2) by 1H period; A signal holding unit for holding the switched signal by a sampling signal; An amplifier for amplifying the switched signal; An analog / digital converter for converting the amplified analog signal into a digital signal; A control unit for sensing the digital signal and outputting a digital gain signal for gamma correction of the color signal, and outputting a signal for controlling the first switch and the signal holding unit; A digital / analog converter for converting the digital gain signal generated by the control unit into an analog signal; A delay amplifier for delaying and amplifying the color signal for a predetermined time when the color signal is switched; And a second switch operated by the output signal of the digital / analog converter to change the gain of the delay amplifier to perform gamma correction of the color signal.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제5도는 본 발명에 따른 비디오카메라의 감마보정회로를 도시한 것이다. 제5도에 도시한 바와 같이, 색신호(R, G, B)는 동일한 위상으로 입력된다. 여기에서 색신호(G)는 1수평기간 지연회로(1H Delay)(11)를 통해 1H 지연되고, 색신호(B)는 2수평기간 지연회로(12)에 의해 2H 지연된다. 왜냐하면, 마이컴으로된 제어부(13)에서 감마보정을 각각의 색신호(R, G, B)에 대해 동시에 수행할 수 없기 때문에 이들신호(G, B)를 색신호(R)에 대해 각각 1H 및 2H 시간동안 지연시키기 위함이다. 따라서, 색신호(R, G, B)는 1H 주기로 감마보정이 바뀐다. 즉 초기엔 색신호(R)를 1H동안 감마보정하고, 그후 색신호(G)를 1H기간동안 감마보정하며 마지막으로 색신호(B)를 1H 시간동안 순차적으로 감마보정을 한다. 그리고나서, 다시 색신호(R)를 1H동안 감마보정하게 된다.5 shows a gamma correction circuit of a video camera according to the present invention. As shown in FIG. 5, the color signals R, G, and B are input in the same phase. Here, the color signal G is delayed by 1H through one horizontal period delay circuit 1H Delay 11, and the color signal B is delayed by 2H by the two horizontal period delay circuit 12. Since the gamma correction cannot be simultaneously performed on each of the color signals R, G, and B by the microcomputer control unit 13, these signals G and B are performed for 1H and 2H times for the color signal R, respectively. To delay. Therefore, the gamma correction of the color signals R, G, and B changes every 1H period. That is, gamma correction is performed for the color signal R for 1H initially, then gamma correction is performed for the 1H period for the color signal G, and gamma correction is performed sequentially for the 1H time for the color signal B. Then, the color signal R is gamma corrected again for 1H.

제6도에 도시한 바와 같이 제어부(13)는 제1 및 제2스위치를 구성하는 멀티플렉서(14, 15)의 제어단자(CTL1, CTL2)에 "00"값을 출력시켜 색신호(R)를 선택토록 한다. 즉 색신호(R)에 대해 감마보정을 수행토록 한다.As shown in FIG. 6, the control unit 13 selects the color signal R by outputting a value of "00" to the control terminals CTL1 and CTL2 of the multiplexers 14 and 15 constituting the first and second switches. Do it. That is, gamma correction is performed on the color signal R.

트랜지스터(16A)를 통해 멀티플렉서(14)에 의해 선택된 색신호(R)는 스위치(17)와 버퍼(18) 및 콘덴서(19)에 의해 샘플링된다. 여기에서 샘플링 주파수는 적당한 값을 설정하여 샘플링된 신호가 원신호로 재생될 수 있도록 나이퀴스트(Nyquist)주파수 이상으로 선택하고, 샘플링된 신호는 버퍼(18)를 통해 증폭기(20)에 입력되어 직류증폭을 하게 된다. 이러한 증폭을 하는 이유는 신호의 레벨이 크게 되면 아날로그/디지틀변환이 용이하며, 정확한 설정을 할 수 있기 때문이다.The color signal R selected by the multiplexer 14 through the transistor 16A is sampled by the switch 17, the buffer 18, and the capacitor 19. Here, the sampling frequency is set to a value higher than the Nyquist frequency so that the sampled signal can be reproduced as the original signal by setting an appropriate value, and the sampled signal is input to the amplifier 20 through the buffer 18 DC amplification is performed. The reason for this amplification is that analog / digital conversion is easy and accurate setting is possible when the signal level is high.

증폭기(20)에 의해 증폭된 직류값은 아날로그/디지틀 변환기(21)에 의해 디지틀값으로 변환되어 제어부(13)에 입력된다. 이때 제어부(13)에서는 입력된 신호의 레벨을 판단하여 제1도의 γ=0.45 곡선의 가로축에 해당하는 신호의 입력에 대한 세로축의 전압이 되도록 해당증폭도를 결정하여 디지틀/아날로그 변환기(22)에 인가한다.The DC value amplified by the amplifier 20 is converted into a digital value by the analog / digital converter 21 and input to the controller 13. At this time, the control unit 13 determines the level of the input signal, determines the corresponding amplification so as to be the voltage on the vertical axis of the input signal corresponding to the horizontal axis of the γ = 0.45 curve of Figure 1 applied to the digital / analog converter 22 do.

제어부(13)에서 출력된 디지틀값은 디지틀/아날로그 변환기(22)에 의해 아날로그 값으로 변환되어 제2스위치를 구성하는 멀티플렉서(15)를 통해 증폭기(23A)에 인가된다. 증폭기(23A)는 지연회로(24A)를 통해 입력된 색신호(R)의 증폭도를 변환시킨다. 여기에서 지연회로(24A∼24C)는 색신호를 샘플링하여 제어부(13)에서 처리하고 아날로그/디지틀 변환, 디지틀/아날로그 변환하는데는 소정의 시간(예컨대 수 ㎱∼수㎲)이 걸리므로 시간차를 극복하기 위해 원신호(R, G, B)를 상기의 시간만큼 지연시키기 위한 것이다.The digital value output from the control unit 13 is converted into an analog value by the digital / analog converter 22 and applied to the amplifier 23A through the multiplexer 15 constituting the second switch. The amplifier 23A converts the amplification degree of the color signal R input through the delay circuit 24A. In this case, the delay circuits 24A to 24C sample color signals and process them in the control unit 13, and it takes a predetermined time (e.g., several to several milliseconds) for analog / digital conversion and digital / analog conversion to overcome the time difference. This is for delaying the original signals R, G, and B by the above time.

결국, 선택된 색신호(R)는 샘플링되어 신호레벨이 제어부(13)에 의해 감지되어 그순간의 신호에 해당하는 증폭도 값이 출력되고 이 과정동안 소요되는 지연시간만큼 지연회로에 의해 원신호를 지연시켜 증폭기에서 증폭되게 된다.As a result, the selected color signal R is sampled, the signal level is sensed by the controller 13, and an amplification value corresponding to the signal of the instant is output, and the original signal is delayed by the delay circuit by the delay time required during this process. To be amplified by the amplifier.

1H동안 상기와 같은 동작이 샘플링 횟수만큼 진행된후에는 제어부(13)는 멀티플렉서(14, 15)의 제어신호(CTL1, CTL2)를 "01"로 하여 색신호(G)를 선택하여 전술한 색신호(R)와 동일한 감마 보정을 수행한다.After the above operation is performed for the number of times of sampling for 1 H, the control unit 13 selects the color signal G by setting the control signals CTL1 and CTL2 of the multiplexers 14 and 15 to "01", and the color signal R described above. Perform the same gamma correction.

이러한 색신호(G)를 1H기간동안 감마보정을 하고 난후 제어부(13)는 멀티플렉서(14, 15)의 제어신호(CTL1, CTL2)를 "01"으로 하여 색신호(B)의 감마보정을 하게 된다.After gamma correction of the color signal G for 1H period, the control unit 13 performs gamma correction of the color signal B using the control signals CTL1 and CTL2 of the multiplexers 14 and 15 as "01".

한편, 입력단에서 색신호(G)는 1H 지연되고, 색신호(B)는 2H 지연되었기 때문에 1H 주기로 색신호를 선택하여 감마보정을 수행하여도 별문제가 발생하지 않게 된다. 또한, 출력단에서는 이와는 반대로 색신호(R)는 지연회로(25, 26)에 의해 2H 지연되고, 색신호(G)는 1H 지연회로(27)에 의해 1H 지연되며, 색신호(B)는 그대로 출력되도록 구성되므로, 처음 입력된 색신호(R, G, B)는 감마보정되고 위상차가 생기지 않고서 동시에 출력될 수가 있다. 결과적으로 상기의 방법에 의해 입력신호(R, G, B)를 마이컴인 제어부(13)에 의해 판단토록하여 이에 상응하는 이득값을 출력시켜 전체적으로 감마특성이 0.4가 되도록 할 수가 있다.On the other hand, since the color signal G is delayed by 1H and the color signal B is delayed by 2H at the input terminal, no problem occurs even when gamma correction is performed by selecting the color signal in 1H period. On the contrary, in the output stage, the color signal R is delayed by 2H by the delay circuits 25 and 26, the color signal G is delayed by 1H by the 1H delay circuit 27, and the color signal B is output as it is. Therefore, the first input color signals R, G, and B are gamma-corrected and can be output simultaneously without generating a phase difference. As a result, the input signal R, G, B can be judged by the microcomputer control unit 13 by the above method, and the corresponding gain value can be output so that the gamma characteristic becomes 0.4 as a whole.

제5도에서 트랜지스터(28)는 H 주기로 동작함에 있어서 비디오신호와의 기간에는 리셋시키기 위한 것이다. 그리고, 입력신호의 레벨에 대한 출력 이득값은 제어부(13)에 프로그램되어 있다. 그리고, 제7도에서 ΔT1시간동안 색신호(R, G, B)가 샘플링되고, ΔT2시간동안에는 아날로그/디지틀 변환과, 디지틀아날로그변환 및 마이컴의 이득출력이 발생된다. 따라서 지연회로(24A∼24C)에 의한 지연시간은 ΔT1+ΔT2가 된다.In FIG. 5, the transistor 28 is for resetting in the period with the video signal when operating in the H period. The output gain value for the level of the input signal is programmed in the control unit 13. In FIG. 7, color signals R, G, and B are sampled for ΔT1 time, and analog / digital conversion, digital analog conversion, and gain output of the microcomputer are generated during ΔT2 time. Therefore, the delay time by the delay circuits 24A to 24C becomes DELTA T1 + DELTA T2.

전술한 바와 같이 본 발명은 종래의 4선 절편값에 의한 근사적 감마보정에 비해 마이컴에 의한 정확한 감마보정을 행할 수 있으므로 온도에 따른 감마특성이 전혀 변동하지 않는 특징을 지닌 것이다.As described above, the present invention is capable of performing accurate gamma correction by a microcomputer as compared to the approximated gamma correction by a conventional 4-wire intercept value, so that the gamma characteristic according to temperature does not change at all.

Claims (1)

입력되는 색신호(R, G, B)를 소정의 제어신호(CTL1, CTL2)에 의해 1H기간씩 순차적으로 절환하기 위한 제1스위치(14)와; 상기의 절환된 신호를 샘플링신호에 의해 홀딩시키기 위한 신호홀딩부(100)와; 상기의 절환된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(20)와; 상기의 증폭된 아날로그신호를 디지틀신호로 변환하기 위한 아날로그/디지틀 변환기(21)와; 상기의 디지틀신호를 감지하여 색신호의 감마보정에 필요한 디지틀이득신호를 출력하며, 상기의 제1스위치(14)와 신호홀딩부(100)를 제어하는 신호를 출력하기 위한 제어부(13)와; 상기의 제어부(13)에서 발생된 디지틀 이득신호를 아날로그신호로 변환하기 위한 디지틀/아날로그변환기(22)와; 상기의 색신호절환시 상기의 색신호를 소정 시간동안 지연 및 증폭하기 위한 지연증폭부(200); 및 상기의 디지틀/아날로그 변환기(22)의 출력신호에 의해 동작하여 상기의 지연증폭부(200)의 이득을 변화시켜 색신호의 감마보정을 수행하기 위한 제2스위치(15)로 구성된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 감마 보정회로.A first switch 14 for sequentially switching the input color signals R, G, and B by 1H periods by predetermined control signals CTL1 and CTL2; A signal holding unit (100) for holding the switched signal by a sampling signal; An amplifier 20 for amplifying the switched signal; An analog / digital converter (21) for converting the amplified analog signal into a digital signal; A control unit 13 for sensing the digital signal and outputting a digital gain signal necessary for gamma correction of the color signal, and outputting a signal for controlling the first switch 14 and the signal holding unit 100; A digital / analog converter 22 for converting the digital gain signal generated by the controller 13 into an analog signal; A delay amplifier 200 for delaying and amplifying the color signal for a predetermined time when the color signal is switched; And a second switch 15 operated by the output signal of the digital / analog converter 22 to change the gain of the delay amplifier 200 to perform gamma correction of the color signal. Gamma correction circuit of video camera.
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