KR950011550B1 - 카메라의 자동노출 및 색조정장치 및 방법 - Google Patents

카메라의 자동노출 및 색조정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

카메라의 자동노출 및 색조정장치 및 방법
제1도는 종래 카메라의 자동노출 및 색조정장치의 구성도.
제2a도는 내지 제2c도는 종래에 따른 화면에서 이상노출을 보인 설명도.
제3도는 본 발명 카메라의 자동노출 및 색조정장치의 구성도.
제4a도 내지제4b도는 제3도의 동기발생부에서 출력되는 신호타이밍도.
제5도는 본 발명에 따른 윈도우신호가 형성되는 윈도우도.
제6도는 본 발명의 전체동작을 보인 신호흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 렌즈 2 : 조리개
3 : 조리개제어부 4 : 씨씨디
5 : 에이지씨 및 씨디에스 6 : 저역필터부
7 : 화면분할디지탈적분기 8 : 색신호분리부
9 : R, G, B매트릭스부 10 : 오토화이트발란스처리부
11 : 적분기 12 : 아날로그/디지탈변환기
13 : 마이컴 14 : 오토화이트발란스제어부
15 : 비디오신호처리부 16 : 동기신호발생부
17 : 스위치부
본 발명은 카메라의 자동노출 및 색조정에 관한 것으로, 특히 자동노출의 경우는 중심부에 검은색이나 흰색의 물체가 있어서 퍼지(Fuzzy)추론에 영향을 주어 이상 노출현상을 발생하게 하는 것을 방지하며, 색조정의 경우는 중심영역의 주요피사체를 중심으로 색조정을 함으로써 주요피사체가 보다 정확히 표현되도록 한 카메라의 자동노출 및 색조정장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 카메라의 자동노출 및 색조정장치는 제1도에 도시된 바와 같이 렌즈(1)를 통하여 조리개(2)에 입력된 빛을 제어신호로 제어하여 출력시키는 조리개제어부(3)와, 상기 조리개(2)의 의하여 제어된 신호를 광전변환하여 출력하는 씨씨디(CCD:Charge Coupled Device)(4)와, 상기 씨씨디(CCD)(4)에서 광전변환된 영상신호를 저역으로 필터링하여 출력하는 저역필터부(6)와, 상기 저역필터부(6)를 통해 각 화면에 대한 휘도성분의 신호를 적분하여 출력하는 화면 분할디지탈 적분기(7)와, 상기 씨씨디(CCD)(4)에서 광전변환된 신호의 이득을 자동으로 제어하고 샘플링하여 출력하는 에이지씨(AGC:Automatic Gain Control) 및 씨디에스(CDS:Correlated Double Sample Hold)(5)와, 상기 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)에서 출력되는 영상신호를 휘도성분(YL)과 색차신호(S1,S2)로 분리하여 출력하는 색신호분리부 (8)와, 상기 색신호분리부(8)에서 분리된 휘도성분과 색차신호를 입력받아 R, G, B 색신호로 합성하여 출력하는 R, G, B 매트릭스부(9)와, 상기 R, G, B 매트릭스부(9)에서 합성된 R, G, B색신호를 처리하여 적분기(11)를 통해서 출력하는 오토화이트발란스(AWB:Auto White Balance)처리부(10)와, 상기 적분기(11)를 통하여 출력된 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하여 색조정정보로 출력되게 하는 아날로그/디지탈변환기(12)와, 상기 화면 분할디지탈 적분기(7)에서의 각 영역에 대한 정보를 이용하여 퍼지추론을 통해 조리개제어신호를 상기 조리개제어부(3) 및 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)에 출력하고, 상기 아날로그/디지탈변환기(12)를 통하여 입력된 R, G, B신호를 가지고 색조정제어를 하는 마이컴(13)과, 상기 R, G, B 매트릭스부(9)에서 합성된 R, G, B 색신호를 입력받아 마이컴(13)으로부터의 색조정신호(R-Control, G-Control, B-Control)로 조정하여 출력하는 오토화이트발란스제어부(14)와 상기 오토화이트발란스제어부(14)에서 제어된 색신호를 비디오신호를 처리하여 출력하는 비디오신호처리부(15)로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 기술동작을 설명하면 다음과 같다.
렌즈(1)를 통과한 빛은 조리개제어부(3)에 의하여 조리개(2)에서 제어된 후 씨씨디(CCD)(4)에 촬상되고, 그 씨씨디(CCD)(4)에서는 광전변환된 영상신호를 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)와 저역필터부(6)에 출력한다.
그리고, 상기 저역필터부(6)에 입력된 화상정보는 저역필터의 통과대역으로 필터링되어 화면 분할디지탈 적분기(7)에 입력되어 매필드마다 적분된 값이 마이컴(13)에 입력된다.
또한, 상기 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)를 통과한 화상정보는 색신호분리부(8)에서 휘도신호(YL)와 색차신호(S1,S2)로 분리되어 출력되며, 이 신호가 R, G, B 매트릭스부(9)를 통하여 합성된 R, G, B 색신호로 출력된다.
이와 같이 출력된 R, G, B신호는 오토화이트발란스처리부(10)에서 처리되어 적분기(11)를 통하여 적분된 다음 아날로그/디지탈변환기(12)에서 디지탈신호로 변환되어 색조정정보로서 마이컴(13)에 입력된다.
따라서, 마이컴(13)에서는 상기 화면 분할디지탈 적분기(7)에서 입력된 각 영역신호값을 근거로 하여 주요피사체가 중심부에 있다는 개념하에서 중심부에 가중치를 두어 퍼지추론하여 조리개제어부(3)에 조리개제어량을 출력하므로, 상기 조리개제어부(3)에서는 이양을 입력받아 조리개(2)를 제어하게 된다.
또한 마이컴(13)에서는 입력된 색신호정보 즉, 상기 아날로그/디지탈변환기(12)를 통하여 매필드마다 화면전체에 대한 R, G, B 색신호 적분값을 근거로한 색조정값(R-Control, G-Control, B-Control)을 오토화이트발란스제어부(14)에 출력하여 색조정을 수행하게 한 후, 비디오신호처리부(15)를 거쳐 비디오신호로 처리하여 출력시킨다.
그러나, 이와 같은 종래 카메라의 자동노출 및 색조정장치는 제2도의 (a) 내지 (c)에서 보여주는 것과 같은 화면에서는 이상노출을 보여준다.
즉, 화면의 중심부에 가중하여 퍼지추론을 하는 경우 제2도 (a)에서의 화면에서는 정상광에서도 역광으로 인식되어 조리개 열림량을 크게하여 화면이 탈색(White Clip)현상을 보여주며, 포커스심도를 낮게 정상상태(A)에서 이상노출상태(B)로하여 포커스에도 악영향을 미친다. 제2도의 (b)와같은 화면에서는 순광으로 인식되어 정상적인 조리개 열림량보다 조리개 열림량이 작아져서 주요피사체가 검게 표현된다.
또한 색조정의 경우에 있어서는 종래의 기술구성에서와 같이 1필드동안 전체화면에 대하여 색신호를 적분한 값을 색조정근거로 사용하고 있으므로 원색이 많은 화면에서는 색상이 제대로 표현되지 못한다.
그리고, 제2도의 (c)에서와 같이 화면중심에 적색(Red)이 있고 주변에 청색(Blue)이 있는 경우에는 이와 같은 이유로 하여 적색 또는 청색이 제대로 표현되지 못하고 탈색되는 현상을 보여주는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, R, G, B 매트릭스부의 출력 R, G, B 색신호를 기존의 오토화이트발란스 처리부에 입력하고, 또한 중심부의 주요피사체에 대한 색신호를 참고하기 위해 동기발생부로부터 발생하는 윈도우펄스를 이용하여 R, G, B 매트릭스부의 R, G, B 색신호를 중심의 윈도우에 대해 적분하여 마이컴에 입력되도록 함으로써, 자동노출시 중앙부의 피사체로 인해 발생하는 이상노출현상을 방지하고 자동색조정시 중앙부피사체의 색이 제대로 표현될 수 있는 카메라의 자동노출 및 색조정장치 및 방법을 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명 카메라의 자동노출 및 색조정장치 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 렌즈(1)를 통하여 조리개(2)에 입력된 신호를 조리개 제어신호로 제어하는 조리개제어부(3)와, 상기 조리개(2)를 통하여 입력된 신호를 광전변환하여 출력하는 씨씨디(CCD)(4)와, 상기 씨씨디(CCD)(4)에서 광전변환된 신호를 저역필터부(6)를 거쳐 저역으로 필터링하고 각 화면에 대한 휘도성분의 신호를 적분하는 화면 분할디지탈 적분기(7)와, 상기 씨씨디(CCD)(4)에서의 출력신호를 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)를 거쳐 자동이득 조정하고 샘플링한 후 색차신호(S1,S2)와 휘도신호(YL)으로 분리하여 출력시키는 색신호분리부(8)와, 상기 색신호분리부(8)에서 분리된 영상신호를 합성하여 R, G, B 색신호로 출력하는 R, G, B 매트릭스부(9)와, 상기 R, G, B 매트릭스부(9)에서 합성된 R, G, B 색신호를 처리하여 적분기(11)에서 적분하도록 하는 오토화이트발란스처리부(10)와, 윈도우(WND:Window)펄스를 발생시키는 동기신호발생부(16)와, 상기 동기신호발생부(16)로 부터 윈도우(WND)펄스를 입력받아 중심의 윈도우 부분에 대한 상기 R, G, B 매트릭스부(9)의 R, G, B 색신호를 스위칭하여 상기 적분기(11)에 R', G', B' 색신호를 출력하는 스위치부(17)와, 상기 적분기(11)에서 적분된 신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 아날로그/디지탈변환기(12)와, 상기 적분기(11)를 통하여 R', G', B' 색신호를 입력받은 색신호적분값과 화면 분할디지탈 적분기(7)로부터의 입력된 각 영역데이타를 근거로 하여 퍼지추론을 수행하고 그 결과의 추론값을 조리개제어부(3)에 입력하여 조리개(2)를 제어하는 마이컴(13)과, 상기 마이컴(13)에서 R, G, B적분값과 R', G', B'적분값으로부터 중심부에 가중하여 색조정신호(R-Control, G-Control, B-Control)로 상기 R, G, B 매트릭스부(9)의 출력신호를 제어하는 오토화이트발란스제어부(14)와, 상기 오토화이트발란스제어부(14)에서 제어되는 색신호에 따라 비디오신호를 처리하여 출력시키는 비디오신호처리부(15)로 구성된다.
이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 제3도 내지 제6도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 렌즈(1)를 통과한 빛은 조리개제어부(3)에 따라 조리개(2)에서 제한되어 씨씨디(CCD)(4)에 촤상되고, 이 씨씨디(CCD)(4)에서 광전변환된 신호는 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)와 저역필터부(6)에 입력된다.
그리고, 저역필터부(6)를 통과한 신호는 화면 분할디지탈 적분기(7)에서 각 분할영역에 대한 1필드동안 적분되어 마이컴(13)에 입력되면, 상기 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)를 통과한 영상신호는 색신호분리부(8)에 의하여 색차신호(S1,S2)와 휘도성분(YL)으로 분리된 다음 R, G, B 매트릭스부(9)에서 합성되어 R, G, B 색신호로 출력된다.
여기서, 출력된 R, G, B 색신호는 오토화이트발란스처리부(10)와 스위치부(17)로 입력되는데, 오토화이트발란스처리부(10)는 적분기(11)를 통하여 종래 기술구성에서와 같이 1필드동안 적분하고 아날로그/디지탈변환기(12)에서 디지탈신호로 변환하여 마이컴(13)에 입력된다.
이와 동시에 스위치부(17)에서는 제4도의 (a) 및 (b)와 같은 윈도우(WND)펄스를 동기신호발생부(16)로부터 입력받아 제5도에서 보여주는 윈도우(Window)부분에 대한 R, G, B 색신호를 스위칭하여 R', G', B' 색신호로 출력한 후 적분기(11) 및 아날로그/디지탈변환기(12)를 거쳐 적분 및 디지탈신호로 변환하여 상기 마이컴(13)에 입력한다.
따라서, 마이컴(13)에서는 R', G', B'색신호를 입력받아 적분한 값과 상기 화면 분할디지탈 적분기(7)로 부터 입력된 각 영역데이타를 근거로 하여 퍼지추론을 수행하며, 그 결과의 추론값을 조리개제어부(3)에 입력하여 조리개(2)를 제어한다.
이때, 조리개신호는 각 영역데이타로부터 퍼지추론하고 R', G', B' 색정보 적분신호로부터 중심영역물체의 명암정도를 판단하여, 밝은색으로 인해 보통화면에서 순광으로 인식되거나 검은색으로 인식되어 보통화면에서 역광으로 인식되는 것을 방지하도록 앞의 추론값에 추가한다.
또한, 마이컴(13)에서는 R, G, B 적분값에 대하여 R', G', B' 적분값으로부터 가중치를 구하고 중심부에 가중하여 색조정신호를 산출하며, 오토화이트발란스제어부(14)에 그 색조정신호(R-Control, G-Control, B-Control)를 출력하여 색조정을 실행한다.
그리고, 마이컴(13)에서는 조리개제어와 더불어 조리개(2)만으로 완전한 조정이 이루어지지 않는 경우에 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)를 제어하여 적정레벨의 출력이 유지되도록 하고, 마이컴(13)에 입력된 색정보신호는 흰색인 경우 R', G', B' 색신호적분입력값이 크면서 1 : 1 : 1비를 유지하며 어두운 색인 경우는 R', G', B' 색신호적분값이 작으면서 1 : 1: 1의 비를 유지한다.
이와 같이 마이컴(13)에서는 입력된 색정보신호를 이용하여 피사체의 밝기정도를 판단할 수 있게 된다.
즉, 제6도에 도시된 전체흐름도에서와 같이 화면 분할디지탈 적분기(7)로부터의 각 영역데이타와 아날로그/디지탈변환기(12)로부터의 R, G, B데이타 및 R', G', B'데이타를 입력받은 다음, 조리개를 수행할 것인지 오토화이트발란스(AWB)를 수행할 것인지를 비교한다.
이때 조리개 수행시는 영역데이타로부터 퍼지추론을 수행하고 R', G', B' 로부터 피사체의 밝기정도를 판단한 다음 이 추론값과 밝기정도로부터의 제어값을 재추론하여 조리개(2)를 제어하며, 오토화이트발란스의 경우는 R, G, B 색신호로부터 종래의 오토화이트발란스값을 추론함과 아울러 R', G', B' 로부터 중심부의 가중치를 결정하고, 이두양으로부터 오토화이트발란스제어량을 결정하여 오토화이트발란스제어부(14)를 제어한 후 완료한다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 화면중앙부의 윈도우에 대한 적분된 색정보를 이용하여 화면중앙부에 검은 물체가 있는지 흰물체가 있는지를 판단하여 조리개제어에 이용함으로써 이상노출로 인해 포커스에 악영향을 미치거나 화상이 탈색되거나 중앙화면이 실제보다 어둡게 되는 현상을 방지하여 적정한 노출을 실행한다.
또한, 오토화이트발란스에 있어서도 중심의 윈도우부분 색정보에 가중치를 두어 실행함으로써 원색이 많은 화면에서 1필드전체를 적분하여 발생되는 주요피사체의 탈색현상을 방지하여 피사체의 색상재현을 실제색과 일치하도록 하는 효과를 있게 된다.

Claims (2)

  1. 렌즈(1)를 통하여 조리개(2)에 입력된 신호를 조리개제어 신호로 제어하는 조리개제어부(3)와, 상기 조리개(2)를 통한 신호가 촬상되면 광전변환하여 출력하는 씨씨디(CCD)(4)와, 상기 광전변환된 신호를 저역필터부(6)에 의해 필터링하고 각 분할영역에 대한 1필드동안 적분하여 출력하는 화면 분할디지탈 적분기(7)와, 상기 씨씨디(4)이 출력신호를 에이지씨(AGC) 및 씨디에스(CDS)(5)에서 자동이득 조정 및 샘플링하고 색차신호와 휘도성분으로 분리하여 출력하는 색신호분리부(8)와, 상기 분리된 신호를 합성하여 R, G, B 색신호로 출력하는 R, G, B 매트릭스부(9)와, 상기 R, G, B 색신호를 입력받아 적분기(11)에서 1필드동안 적분하여 출력되게 하는 오토화이트발란스처리부(10)와, 동기신호발생부(16)로부터 윈도우펄스를 입력받아 윈도우 부분에 대한 상기 R, G, B 색신호를 스위칭하고 이 스위칭에 의한 R', G', B' 색신호를 상기 적분기(11)에 출력하여 적분시키는 스위치부(17)와, 상기 적분기(11)로부터의 R, G, B 및 R', G', B' 출력신호를 입력받아 디지탈신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지탈변환기(12)와, 상기 아날로그/디지탈변환기(12)를 통하여 입력받은 R', G', B' 색신호적분값과 상기 화면 분할디지탈 적분기(7)로 부터의 각 영역데이타를 이용하여 상기 조리개제어부(3)를 제어함과 아울러 에이지씨 및 씨디에스(5)를 제어하여 적정레벨의출력이 유지되게 하는 마이컴(13)과, 상기 마이컴(13)에 의하여 R, G, B 색신호 및 R', G', B' 색신호적분값으로부터 중심부에 가중하여 색조정신호로 상기 R, G, B 매트릭스부(9)의 출력신호를 제어하여 비디오신호처리부(15)로 출력하는 오토화이트발란스제어부(14)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 카메라의 자동노출 및 색조정장치.
  2. 화면 전체에 대하여 일정영역 중심부의 윈도우를 설정하는 단계와, 상기 윈도우의 색신호 정보를 추출하는 단계와, 상기 윈도우의 색신호 정보로부터 주요피사체의 명암정보와 화면전체의 휘도신호를 이용하여 조리개를 제어하는 단계와, 화면 전체의 색신호 정보와 주요 피사체에 대한 상기 윈도우 색신호 정보로부터 결정된 가중치를 적용하여 자동 색조정을 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라의 자동노출 및 색조정방법.
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