KR940000362B1 - 칼라화상신호 평가방법 및 그 장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

칼라화상신호 평가방법 및 그 장치

제1도는 표시화면에 나타나는 색 얼룩의 예를 도시한 도면.

제2도는 표시화면에 나타나는 색 얼룩의 다른예를 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 실시예를 도시하는 블록도.

제4도는 색 신호의 벡터를 설명하기 위한 그래프.

제5도는 미분장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도.

제6도는 미분전의 색 신호를 모식화하여 나타내는 도면.

제7도는 미분 벡터 합성한 색 신호의 상태를 모식화하여 나타내는 도면.

제8도는 미분필터의 다른예를 도시하는 도면.

제9도는 미분필터의 다른예를 나타내는 도면.

제10도는 미분필터의 또다른 예를 나타내는 도면.

본 발명은 예컨대 반도체 IC에 의해 만들어진 CCD를 사용한 컬러 촬영영상소자로부터 얻어지는 칼라화상신호를 평가하는 컬러화상신호 평가 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

반도체 IC에 의해 만들어진 CCD촬영 영상소자의 앞면에 모자이크 형상의 색필터 혹은 스트라이프 형상의 색 필터를 장착하고, 칼라화상신호가 얻어지도록 한 컬러촬영 영상소자가 여러가지 실용화되고 있다.

반도체 CCD를 사용한 촬영 영상소자는 집적회로 기술에 의해 만들어지나, 그 제조공정의 불합리성에 의해 각종 결함이 발생된다. 특히 컬러촬영 영상소자로서 조립한 경우, 촬영 영상소자의 결함에 의해 제1도에 도시하는 셰이딩, 제2도에 도시하는 띠형상 줄무늬등의 색얼룩이 발생한다.

제1도에 도시하는 셰이딩은 백색인 화면에 화면의 넓은 영역(도면에서는 좌상부와 우상부에 착색되어 있는 상태를 도시한다)에 걸쳐서 착색된 상태의 색 얼룩을 말한다. 또 제2도에 도시하는 띠형상 줄무늬란 명백해야할 화면에 사향 또는 세로 방향으로 착색된 줄무늬가 생기는 현상을 말한다.

종래는 기준 백색광을 컬러촬영 영상소자의 수광면 전체에 균일하게 조사하고, 그 출력 컬러촬영 영상소자를 컬러브라운관에 영사시켜, 이 화면을 육안으로 감시하여 색 얼룩을 검출하고 있었다.

이와같이 종래는 컬러촬영 영상소자에 생기는 색 얼룩을 인위적으로 판정하고 있으므로 효율이 나빴다. 특히 양산공장에서는 검사원을 다수 배치하지 않으면 안되므로, 노동력 경감에 역행하여 코스트 경감으로 이어지지 않는 불합리함이 있었다. 또 결함중에서도 색 얼룩이 명확하게 나타나는 경우는 개인차 없이 검출할 수 있으나, 색 얼룩이 엷게 밖에 나타나지 않는 경우에는 검사원의 개인차에 의해 빠뜨려지는 경우가 있다.

본 발명의 목적은 컬러촬영 영상소자등에서 얻어지는 화상신호에 발생되는 색얼룩을 자동적으로 검출할 수 있는 칼라화상신호 평가방법과, 그것을 사용한 칼라화상신호 평가장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 칼라화상신호 평가방법에 의하면, 피평가 칼라화상신호를 I신호 및 Q신호로 분리하고, 이 I신호 및 Q신호를 각 화소위치에 대응한 어드레스를 갖는 제1 및 제2화상 메모리에 기억시키는 동시에, 이들 화상메모리에 기억시킨 각 화소위치의 I신호 및 Q신호를 화소의 배열방향에 관하여 미분하고, 미분된 I신호와 Q신호를 벡터 합성하여 제3화상 메모리에 기록하고, 제3화상메모리에 기록한 미분벡터 합성치에서 색 얼룩의 크기를 표시하는 지수를 계산하고, 그 지수가 규정치보다 큰지의 여부에 의해 양·불량을 판정한다.

또 본 발명의 칼라화상신호장치에 의하면, 칼라화상신호를 I신호와 Q신호로 변환하는 컬러신호 변환수단과, 변환된 I신호와 Q신호를 각각 각 화소위치에 대응한 어드레스에 기억시키는 제1 및 제2화상 메모리와, 이들 제1 및 제2화상메모리에서 판독한 I신호와 Q신호를 각각 화소의 배열방향에 관하여 미분하는 제1 및 제2미분수단과, 미분된 I신호와 Q신호를 벡터 합성하여 미분벡터 합성치를 계산하는 벡터 연산수단과, 그 미분 벡터 합성치를 기억하는 제3화상 메모리와, 제3화상 메모리내의 미분 벡터 합성치로부터 색 얼룩의 크기를 표시하는 지수를 계산하고, 그 지수를 규정치와 비교하여 양·불량을 판정하는 평가부를 포함한다.

본 발명에 의하면 I신호와 Q신호를 각 화소의 배열방향으로 미분하고, 그 미분된 I신호와 Q신로를 벡터와 합성시킨다. 이 벡터합성된 미분 벡터합성치는 색 셰이딩에 의한 영향을 제거하고, 색의 변화가 국부적으로 분포되는 상태에 있어서 현저하게 변화한다.

특히 색의 차가 크면 급격하게 더구나 크게 변화하는 미분치가 얻어진다. 따라서 이 미분치의 커지는 부분을 검출함으로써, 국부적으로 발생되는 띠현상의 색 얼룩 혹은 섬현상의 색 얼룩을 검출할 수 있다.

제3도를 사용하여 본 발명의 1실시예를 설명한다.

제3도에 있어서 11은 컬러화상신호원을 나타낸다.

이 컬러화상신호원(11)은 예컨대 CCD와 같은 고체 촬영 영상소자를 사용한 컬러촬영 영상소자로 할 수 있다. 이 예에서는 신호원(11)으로부터 단색신호 R, G, B가 각각 별도로 출력되는 것으로 하고, 이 각 단색신호 R, G, B를 변환기(12)에 입력하여 I신호 Q신호에 변환한다.

I신호와 Q신호 및 휘도신호(Y)는 주지하는 바와같이 다음과 같이 정의된다.

Y=0.30R+0.59G+0.11B

I=0.60R-0.28G-0.32B

Q=0.21R-0.52G+0.31B

R, G, B는 각각 적, 녹, 청의 단색신호를 나타내고, 각 단색신호 R, G, B가 R=1, G=1, B=1일때 휘도신호 Y는 Y=1로 되고, 또 I신호는 I=0, Q신호는 Q=0이 된다.

즉, 각 단색신호 R, G, B가 모두 1일때 백색화상을 영사한다. I신호 및 Q신호는 제4도에 도시하는 직교좌표로 표시되고, 직교좌표상의 각 좌표위치에서 색 및 색의 농담이 특정된다. 원점(S)은 백색을 나타내며 Q축상을 정(+)쪽으로 진행하면 자주, 부(-)방향으로 진행하면 황록, I축상을 정(+)방향으로 진행하면 오렌지, 부(-)방향으로 진행하면 시안(청색)이 된다.

본 발명에 있어서는 I신호 및 Q신호를 촬영 영상소자의 수광면의 각 화소에 대응한 어드레스를 갖는 제1화상 메모리(13A)와 제2화상 메모리(13B)에 기억시킨다. 제1화상 메모리(13A)와 제2화상 메모리(13B)에 기억시키는 I신호와 Q신호는 이 예에서는 그 전데이타량을 감소시켜 데이터처리의 처리량을 높이기 위해, 예컨대 근원이되는 칼라화상신호를 10×10화소 규격의 블록마다 데이터의 평균치를 구하여 그것을 1화소 데이터로서 어드레스순으로 기억시킨다.

따라서 1화면의 규격은 세로, 가로 공히 1/10로 축소되고, 이하의 설명에서는 이 축소된 화면의 데이터에 대하여 행하나, 축소하지 않고 원래의 데이터를 그대로 처리하여도 무방한 것은 물론이다.

제1화상메모리(13A)와 제2화상 메모리(13B)에 기억시킨 I신호와 Q신호의 데이터는 동일화소 위치마다 판독되고, 미분장치(14A,14B)로 미분된다. 미분장치(14A,14B)에 있어서의 미분동작을 제5도를 사용하여 설명한다.

제5도에 있어서, 제1 및 제2화상 메모리(13A,13B)로서 도시되어 있는 제4도에 기록된 데이터는 화소위치(i,j)에 있어서의 미분치를 계산하기 위해 사용되는 화소위치의 화소데이타를 나타내고 있고, 미분장치(14A,14B)로서 도시되어 있는 제4도에 기록된 수치는, 뒤에 기술하는 미분계산을 위해 메모리(13A,13B)가 대응하는 제4도의 데이터에 각각 곱셈할 계수를 나타내고 있다.

미분치는 이들의 곱셈결과의 총화이며, 따라서 제4도(14A,14B)에 기록된 수치와 그들의 위치가 미분장치(14A,14B)가 행하는 미분처리를 표현하고 있다. 본예에서는 임의의 화소위치(i,j)에 있어서의 미분치는, 그 화소위치(i,j)의 화소데이타를 예컨대 I_ij로 하면 그 화소데이타 I_ij를 4배로하고, 그 4배된 데이터치에서 세로방향으로 인접하는 화소위치(i-1,j), (i+1,j)에 대응하는 화소데이타 I_i-1j, I_i+1j와, 횡방향에 인접하는 화소위치(i,j-1), (i,j+1)에 대응한 화소데이타 I_i,j-1, I_i,j+j를 감산하여 산출한 경우를 나타낸다.

Q신호에 대해서도 동일하다. 즉 I신호와 Q신호의 미분출력 dI_i,j와 dQ_i,j는

[수학식 1]

[수학식 2]

에서 구한다. 식(1)에서 명백한 바와같이 I신호의 화소데이타가 화면상에 있어서 횡방향 및 세로방향에 변화가 없는 경우, 혹은 직선적으로 증가 또는 감소하고 있는 경우는 모두 미분출력 dI_i,j가 영으로 되나, 그 이외의 비선 형적 변화가 있으면 일반적으로 영이 아닌 값으로서 그 변화가 검출된다. Q신호에 대해서도 동일하다.

즉, I신호, Q신호에 대하여 미분장치(14A,14B)가 식(1) 및 (2)로 표시되는 처리를 행하는 것은 이들의 신호를 식(1) 및 (2)로 표시되는 특성을 갖는 미분필터에 각각 통과시키는 것을 의미하고 있다. 중심이되는 화소위치(i,j)를 순차선 주사방향으로 이동시켜, 화면(여기서는 축소화면)전체의 컬러화소데이타를 화소의 배열방향에 관하여 미분한다. 여기서는 세로방향과 횡방향의 합성미분 출력이 얻어진다.

미분장치(14A,14B)에서 미분한 각 화소위치(i,j)에 있어서의 미분출력 dI_i,j와 dQ_i,j는 연산기(15)로 벡터합성한다. 이 벡터연산은 다음식

[수학식 3]

로 산출된다.

연산기(15)의 연산결과는 제3화상 메모리(16)의 각 화소위치(i,j)에 대응한 어드레스에 기록된다. 제3화상 메모리(16)에 기록된 미분 벡터 합성치는 색 신호의 변화량의 절대치를 표시한다.

제6도는 제1화상 메모리(13A)에 기억되어 있는 미분전의 색신호 I의 값의 예를 그래프로 도시한 도면이다. 제6도에 도시하는 전체적인 경사 △S는 색 셰이딩에 의한 영향을 가르킨다. 전체적인 경사△S중에 나타난 산 M₁과 M₂는 띠현상의 색얼룩을 가르킨다.

제7도는 제3화상 메모리(16)에 기억된 미분 벡터 합성치(Z)의 예를 그래프로 도시한다. 미분에 의해 제6도에 도시하는 것과 같은 색 셰이딩에 의한 경사△S는 제거되고, 다시 산(M₁과 M₂)이 강조되어 제7도에 도시하는 것과 같은 산(MM₁, MM₂)으로서 표시된다. 상기한 바와같이 제3화상 메모리(16)에 기억되는 미분벡터 합성치(Z)는 색 셰이딩의 영향이 제거되고, 대신에 띠현상 혹은 섬현상의 색 얼룩부분이 미분동작에 의해 강조되어 기억된다. 즉 색의 변화가 완만하여도 미분처리함으로써 변화 부분이 강조되어 제3화상 메모리(16)에 기록된다.

평가부(17)는 제3화상 메모리(16)에 기록된 미분벡터 합성치 Z_i,j를 순차적으로 판독하고, 그 변화량의 크기, 즉 제7도에 도시하는 산(MM₁과 MM₂)의 산의 정점(P₁, P₂) 산의 체적(V₁, V₂) 산의 수평면적(A₁, A₂)등의 크기에 의거하여 색 얼룩이 허용범위내 인지의 여부를 판정하고, 이것에 의해 컬러 화상신호에 대한 평가, 예컨대 양(G), 불량(NG)을 출력한다.

예컨대 색 얼룩의 정도를 나타내는 지수(F)는 상기한 미분벡터 합성치의 산(山)에 대해서의 피크 패러미터(P)와 면적패러미터(A)와, 체적패러미터(V)에 의해 다음식

[수학식 4]

와 같이 나타낼 수 있다. 계수(k₁,k₂,k₃)는 경험적으로 결정하는 정수이다. 이 지수(F)를 사전에 일정치와 비교하여 그것보다 작으면 검출된 색 얼룩은 허용범위로 판정하고, 크면 허용범위로 초과한 것으로 판정한다.

피크 패러미터(P)로서는 예컨대 제7도에 도시하는 바와같이 복수인 산(MM₁, MM₂)중 최대의 것을 사용하여도 무방하고, 소정치를 초과하는 피크치의 평균치를 사용하여도 무방하며, 그 외의 방법에 의해 결정하여도 된다. 면적 패러미터(A)에 대해서도, 예컨대 제7도에 도시하는 복수의 산(MM₁, MM₂)의 사전에 결정된 높이에 있어서의 수평단면적중, 소정치를 초과하는 면적의 총화라도 무방하며 최대치라도 무방하고, 그외의 방법으로 결정하여도 된다. 체적 패러미터(V)에 대해서도 동일하게 여러가지의 결정방법이 가능하다.

또 이들 패러미터(P, A, V)중 착안하지 않는 것에 대해서는 식(4)에 있어서 계수(k₁, k₂, k₃)중 대응하는 것을 영으로 하면 된다.

상기에서는 미분장치(14A,14B)에 있어서, 임의의 화소위치(i,j)에 있어서의 화소데이타 I_g,j, Q_g,j에 계수를 곱셈한 값에 대하여, 이것과 인접하는 화소위치의 화소데이타 I_i,j-1, I_i,j+1, I_i-1,j, I_i+1,j및 Q_i,j-1, Q_i,j+1, Q_i-1,j, Q_i+1,j를 감안하여 미분치를 얻는 미분필터처리를 설명하였으나, 제8도에 도시하는 바와같이 감산하는 화소데이타는 중심화소 위치로부터, 1화소 간격을 둔 화소위치(어드레스)의 화소데이타로 하는 미분필터를 사용할 수도 있다. 중심화소 위치에서 감산하는 화소 데이터의 화소위치까지의 거리를 임의로 설정함으로써, 미분감도 및 미분특성을 조정할 수 있다.

또 제9도에 도시하는 바와같이 중심화소위치에 대하여 경사방향에 있는 화소위치의 데이터를 추가하여 사용하여도 무방하고, 제10도에 도시하는 바와같이 중심화소위치의 데이터에 대하여 다시 가산하는 화소데이타를 추가 사용하여도 된다. 이와같이 사용하는 화소데이타의 위치와 수를 적당히 선택함으로써, 소망하는 미분 특성을 갖는 미분필터를 실현시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 표시화면의 각 화소위치에 대응하는 컬러화상신호를 I신호와 Q신호로 변환하는 컬러신호 변환수단, 상기 I신호와 Q신호를 각각 각 화소위치에 대응한 어드레스에 화소데이타로서 기억하는 제1 및 제2화상 메모리수단, 상기 제1 및 제2화상 메모리수단의 서로 대응하는 어드레스로부터 판독된 상기 I신호 화소데이타와 상기 Q신호 화소데이타를 각각 화소의 배열방향에 관하여 순차적으로 미분하고, I신호 미분치와 Q신호 미분치를 각각 출력시키는 제1 및 제2미분처리수단, 상기 제1 및 제2미분 처리수단으로부터 출력된 상기 I신호 미분치와 Q신호 미분치를 벡터 합성시켜 미분 벡터 합성치를 출력시키는 연산수단, 상기 연산수단으로부터 출력된 각 미분 벡터 합성치를 대응하는 어드레스에 기억시키는 제3화상 메모리수단, 및 상기 제3화상 메모리 수단에서 판독된 상기 미분벡터 합성치의 변화의 크기를 색얼룩의 정도를 표시하는 지수로서 계산하고, 상기 지수를 사전에 결정한 일정치와 비교하여 색 얼룩이 허용범위내인지의 여부를 판정하는 평가수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러화상 신호평가장치.
2. 표시화면의 각 화소위치에 대응하는 컬러화상신호를 I신호와 Q신호로 변환하는 스텝, 상기 I신호와 Q신호를 각각 제1 및 제2화상 메모리의 각 화소위치에 대응한 어드레스에 화소데이타로서 기억하는 스텝, 상기 제1 및 제2화상 메모리의 서로 대응하는 어드레스로부터 판독된 상기 I신호 화소데이타와 상기 Q신호 화소데이타를 각각 판독하고, 각각 화소의 배열방향에 관하여 순차적으로 미분하여, 각 화소위치에 대응하여 I신호 미분치와 Q신호 미분치를 얻는 스텝, 상기 I신호 미분치와 상기 Q신호 미분치를 벡터 합성하여 미분 벡터 합성치를 각 화소위치에 배치하여 얻는 스텝, 각 화소위치의 상기 미분 벡터 합성치를 제3화상 메모리에 대응하는 어드레스에 기억시키는 스텝, 및 상기 제3화상 메모리에 기억되어 있는 상기 미분 벡터 합성치가 형성되는 크기를 색 얼룩정도의 지수로서 나타내고, 상기 지수를 사전에 결정한 일정치와 배교함으로써 색 얼룩이 허용범위내인지의 여부를 판정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상신호 평가방법.
3. 제2항에 있어서, 각 화소위치에 있어서의 상기 I신호 미분치를 dI, 상기 Q신호 미분치를 dQ, 및 상기 미분벡터 합성치를 Z로 각각 표시하면, 상기 화소위치에 있어서의 상기 미분 벡터 합성치는식으로 계산되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 신호 평가방법.
4. 제2항 내지 제3항중 어느 1항에 있어서, 상기 지수(F)는 상기 미분 벡터 합성치가 형성되는 변화의 산에 대해서의 패크 패러미터(P), 면적 패러미터(A) 및 체적 패러미터(V)로 표시되는 다음식, 즉 F=k₁·P+k₂·A+k₃·V(상기 식에서 k₁,k₂및 k₃는 사전에 설정된 계수임)로 규정되는 것을 특징으로 하는 컬러 화상신호 평가방법.