KR980013261A - Gamma correction device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라 등의 휘도신호 처리에 사용되는 감마보정장치에 관한 것으로, 감마 처리에 의한 영상신호의 블랭크기간에서의 노이즈 증가를 억제하고 흑레벨을 보다 간단하게 조정할 수 있도록 한 감마보정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gamma correction device used for processing a luminance signal of a camera or the like, and more particularly, to a gamma correction device for suppressing noise increase in a blank period of a video signal by gamma processing, will be.
본 발명의 감마보정장치는 입력 휘도신호의 흑레벨을 감마보정에 적절한 전압으로 설정하는 클램프부와, 클램프부의 출력신호와 휘도신호의 블랭크기간을 나타내는 블랭크신호를 합성하는 제 1합성기와, 제 1합성기에 의해 합성된 신호를 가변하는 증폭도에 따라 증폭시키는 비선형 증폭기와, 블랭크신호를 반전시키는 인버터, 및 반전된 블랭크신호와 비선형 증폭기의 출력신호를 합성하는 제 2합성기로 구성된다. 따라서, 본 발명은 블랭크 기간의 노이즈 증가를 억제하면서도 블랭크레벨과 흑레벨 사이의 상관성을 유지하여 보다 정확하게 휘도를 나타낼 수 있는 효과를 갖는다.A gamma correction apparatus of the present invention includes a clamp unit for setting a black level of an input luminance signal to a voltage suitable for gamma correction, a first synthesizer for synthesizing an output signal of the clamp unit and a blank signal indicating a blank period of the luminance signal, A nonlinear amplifier for amplifying the signal synthesized by the synthesizer according to the variable amplification degree, an inverter for inverting the blank signal, and a second synthesizer for synthesizing the output signals of the inverted blank signal and the nonlinear amplifier. Therefore, the present invention has an effect that the correlation between the blank level and the black level can be maintained while suppressing the noise increase in the blank period, and the luminance can be displayed more accurately.
Description
본 발명의 목적은 블랭크레벨을 블랭크 기간 동안 화이트레벨로 올려 주고, 감마보정한 후에 다시 블랭크 레벨을 원래의 블랭크레벨로 내려줌으로써 감마보정 후에 블랭크 기간에서의 노이즈 증가를 억제하고 블랭크레벨과 흑레벨 사이의 연관성을 유지하여 휘도를 정확하게 나타낼 수 있도록 한 감마보정장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to raise the blank level to the white level during the blank period, to reduce the blank level to the original blank level again after the gamma correction, to suppress the noise increase in the blank period after the gamma correction, And the luminance can be accurately represented by maintaining the correlation of the gamma correction device.
본 발명은 카메라 등의 휘도신호처리에 사용되는 감마보정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 감마처리에 의한 영상신호의 블랭크(blank)기간에서의 노이즈(noise)증가를 억제하고 흑레벨을 보다 간단하게 조정할 수 있도록 한 감마보정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gamma correction device used in a luminance signal processing of a camera or the like, and more particularly to a gamma correction device for suppressing an increase in noise in a blank period of a video signal by gamma processing, To a gamma correction device that can be easily adjusted.
일반적으로 텔레비전 카메라에서 출력되는 영상신호는 수신단의 브라운관의 특성 때문에 감마보정이 필요하다. 일반적인 브라운관에서는 휘도신호 전압이 화면의 밝기, 즉 휘도에 직선으로 비례하지 않는다. 휘도신호 전압이 작을 때에는 단위 저압 변화에 대한 휘도의 변화가 작고 휘도신호 전압이 높을 때에는 단위 전압변화에 대한 휘도의 변화가 크게 되어 지수곡선의 형태를 나타낸다. 즉, 브라운관에서 나오는 광량은 브라운관을 구동하는 전압에 비례하지 않는다. 따라서, 텔레비전 카메라에서 화상의 휘도에 비례하는 휘도신호를 별도의 보정을 하지 않고 텔레비전으로 보내면 브라운관에서 나타나는 휘도는 실제의 휘도와 다르게 표시된다.In general, gamma correction is required for the video signal output from the television camera because of the characteristics of the cathode ray tube of the receiving end. In a typical cathode-ray tube, the luminance signal voltage is not linearly proportional to the brightness of the screen, i.e., the luminance. When the luminance signal voltage is small, the change in the luminance with respect to the unit low voltage change is small, and when the luminance signal voltage is high, the change in the luminance with respect to the unit voltage change is large, and the form of the exponential curve is shown. That is, the amount of light emitted from the cathode ray tube is not proportional to the voltage driving the cathode ray tube. Therefore, if the luminance signal proportional to the luminance of the image is sent to the television without any correction in the television camera, the luminance appearing in the cathode ray tube is displayed differently from the actual luminance.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 카메라에서 브라운관의 특성에 반대되는 특성으로 휘도신호를 보정하여 텔레비전으로 보내게 되는데 이러한 보정을 하는 장치를 일반적으로 감마보정장치라고 한다. 이러한 종래의 감마보정장치를 도 1에 도시하였다.In order to solve this problem, the luminance signal is transmitted to the television by a characteristic opposite to the characteristic of the cathode ray tube in the camera. Such a device for correcting the luminance signal is generally called a gamma correction device. Such a conventional gamma correction apparatus is shown in Fig.
도 1은 종래의 감마보정장치를 나타내는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 입력 휘도신호(Sin)를 인가받는 클램프부(11)와, 클램프부(11)로부터 출력되는 신호를 인가받아 비선형 증폭시켜서 출력하는 비선형 증폭기(12)와, 블랭크레벨을 발생하는 블랭클벨발생부(13) 및 비선형 증폭기(12)로부터 출력되는 신호를 제 1입력단으로, 블랭크레벨을 제 2입력단으로 각각 인가받고 블랭크신호(P1)을 제어신호로 인가받아 스위칭하는 스위칭부(14)로 구성된다.1 is a block diagram showing a conventional gamma correction apparatus. As shown in FIG. 1, the clamping unit 11 receives the input luminance signal Sin, the nonlinear amplifier 12 that receives the signal output from the clamp unit 11 and outputs the nonlinear amplified signal, A switching unit 14 for applying a blank signal to the first input terminal and a blank input terminal for receiving the blank signal P1 as a control signal, ).
도 2는 도 1에 도시된 각 부의 입출력 파형도이다.2 is an input / output waveform diagram of each part shown in FIG.
위와 같이 구성된 종래의 감마보정장치의 동작을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.The operation of the conventional gamma correction apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
먼저, 클램프부(11)는 도 2a와 같은 입력 휘도신호(Sin)를 인가받아 입력 휘도신호의 블랭크기간에 포함되어 있는 흑기준레벨을 검출하여 감마보정에 적합하게 설정된 전압과 비교해서 그 차이분을 가감하는 작용으로 휘도신호의 레벨을 조정한다. 레벨 조정된 휘도신호는 비선형 증폭기(12)로 인가되고, 비선형증폭기(12)는 휘도신호 전압이 작을 때에는 단위 전압변화에 대한 출력 휘도신호의 전압이 크고, 휘도신호 전압이 높을 때에는 단위 전압변화에 대한 출력 휘도신호의 변화가 작게 되돌고 증폭도를 가변하여 도 2b와 같은 신호를 출력한다. 또한 블랭크레벨발생부(13)는 블랭크레벨을 발생하여 출력한다. 스위칭부(14)는 비선형증폭기(12)의 출력신호를 제 1입력단(a)으로, 블랭크레벨을 제 2입력단(b)으로 각각 인가받고, 도 2c에 도시된 것과 같은 블랭크신호(P1)를 제어신호로 인가받는다. 이때, 블랭크신호(P1)는 블랭크기간을 나타낸다. 따라서 스위칭부(14)는 블랭크기간일 때, 즉 블랭크 신호(P1)가 하이상태일 때는 제 2입력단(b)으로 입력되는 블랭크레벨을 출력하고, 블랭크신호(P1)가 로우상태일 때는 제 1입력단(a)으로 입력되는 도 2b의 신호를 출력하여 도 2d에 도시된 것과 같은 감마보정된 신호(Sout)를 최종 출력하게 된다.First, the clamp unit 11 receives the input luminance signal Sin as shown in FIG. 2A and detects a black reference level included in the blank period of the input luminance signal, compares the black reference level with a voltage set for gamma correction, Thereby adjusting the level of the luminance signal. The level adjusted luminance signal is applied to the nonlinear amplifier 12. When the luminance signal voltage is low, the voltage of the output luminance signal with respect to the unit voltage change is large. When the luminance signal voltage is high, The change of the output luminance signal for the output signal is reduced and the amplification degree is changed to output the signal as shown in Fig. 2B. The blank level generating section 13 also generates and outputs a blank level. The switching unit 14 receives the output signal of the nonlinear amplifier 12 as a first input terminal a and the blank level as a second input terminal b and outputs a blank signal P1 as shown in Fig. And is received as a control signal. At this time, the blank signal P1 represents the blank period. Therefore, when the blank signal P1 is in the low state, the switching unit 14 outputs the blank level input to the second input terminal b when the blank signal P1 is in the high state. When the blank signal P1 is in the low state, And outputs the signal of FIG. 2B input to the input terminal a to finally output the gamma-corrected signal Sout as shown in FIG. 2D.
하지만, 위와 같은 종래의 감마보정된 장치는 도 2b에 도시된 바와 같이 흑레벨(로우상태)에서는 증폭도가 크게되고, 100% 화이트레벨(하이상태)에서는 증폭도가 1로 되어, 흑레벨부분에 노이즈가 포함되어 있을 경우 노이즈 신호가 큰 폭으로 증가하게 되는 문제점이 있다. 특히, 휘도신호의 블랭크기간은 흑기준레벨을 포함하고 있어서 블랭크기간의 노이즈가 가장 크게 증폭된다. 스위칭부(14)에 의해 어느 정도 노이즈가 제거되지만 종래 감마보정장치의 경우 블랭크레벨발생부(14)에서 출력되는 블랭크레벨은 휘도신호의 흑레벨과는 상관성이 없기 때문에 클램프부(11)의 동작이 정확하지 않으면 블랭크레벨과 휘도신호의 흑레벨 간에 레벨차이가 발생하여 휘도를 올바르게 표현할 수 없게 된다. 또한, 블랭크레벨발생부(14)는 항상 일정한 전압을 발생시켜야 하므로 고도로 안정된 회로가 필요하고, 스위칭부 또한 크로스토크(crosstalk)가 작은 것이 요구된다.However, as shown in FIG. 2B, the conventional gamma-corrected device has a large gain in the black level (low state) and a gain of 1 in the 100% white level (high state) There is a problem that the noise signal is greatly increased. In particular, since the blank period of the luminance signal includes the black reference level, noise in the blank period is amplified most greatly. Since the blank level outputted from the blank level generating section 14 in the conventional gamma correction apparatus is not correlated with the black level of the luminance signal although the noise is removed to some extent by the switching section 14, The level difference occurs between the blank level and the black level of the luminance signal, so that the luminance can not be correctly expressed. In addition, since the blank level generating section 14 always generates a constant voltage, a highly stable circuit is required, and the switching section is also required to have a small crosstalk.
도 1은 종래 감마보정장치를 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing a conventional gamma correction apparatus,
도 2는 도 1에 도시된 각 부의 입출력 파형도,Fig. 2 is an input / output waveform diagram of each part shown in Fig. 1,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감마보정장치를 나타내는 구성도,FIG. 3 is a block diagram of a gamma correction apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 각 부의 입출력 파형도.Fig. 4 is an input / output waveform diagram of each part shown in Fig. 3; Fig.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
21 : 클램프부, 22 : 제 1합성기, 23 : 비선형증폭기, 24 : 제 2합성기, INV : 인버터21: Clamp section, 22: First synthesizer, 23: Nonlinear amplifier, 24: Second synthesizer, INV: Inverter
따라서, 본 발명의 감마보정장치는 입력되는 휘도신호를 감마보정하는 장치에 있어서, 휘도신호의 흑레벨을 적절한 전압으로 설정하는 클램프부와, 상기 클램프부로부터 출력되는 신호와 상기 휘도신호의 블랭크기간을 나타내는 블랭크신호를 합성하는 제 1합성기와, 상기 제 1합성기에 m이해 합성된 신호를 가변하는 증폭도에 따라 증폭시키는 비선형증폭기 및 상기 비선형증폭기의 출력신호와 상기 블랭크신호의 반전된 신호를 합성하는 제 2합성기를 포함한다.Therefore, the gamma correction apparatus of the present invention is an apparatus for gamma correction of an input luminance signal, comprising: a clamp unit for setting a black level of a luminance signal to an appropriate voltage; A nonlinear amplifier for amplifying the signal synthesized by the first synthesizer in accordance with an amplification degree of the signal synthesized by the first synthesizer, and a nonlinear amplifier for synthesizing the output signal of the nonlinear amplifier and the inverted signal of the blank signal And a second synthesizer.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에를 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 감마보정장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 감마보정장치는 휘도신호(Sin)를 인가받아 레벨조정하여 출력하는 클램프부(21)와, 클램프부(21)의 출력신호와 입력되는 블랭크신호(Pi)를 합성하여 출력하는 제 1합성기(22)를 구비하고 있다. 제 1합성기(22)의 출력단에는 제 1합성기(22)로부터 출력되는 신호를 비선형적으로 증폭해서 출력하기 위한 비선형증폭기(23)가 연결된다. 블랭크신호(Pi)는 인버터(INV)를 통해서 반전되고, 비선형 증폭기(23)와 인버터(INV)의 출력단에는 비선형증폭기(23)의 출력신호와 반전된 블랭크신호를 합성하기 위한 제 2합성기(24)가 연결되도록 구성된다.3 is a block diagram showing a gamma correction apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the gamma correction apparatus of the present invention includes a clamp unit 21 that receives a luminance signal Sin and adjusts the level of the luminance signal Sin, and outputs the adjusted luminance signal Sin. The gamma correction unit 21 synthesizes the output signal of the clamp unit 21 and the input blank signal Pi And a first synthesizer 22 for outputting the synthesized signals. A nonlinear amplifier 23 is connected to an output terminal of the first synthesizer 22 for amplifying and outputting the signal output from the first synthesizer 22 nonlinearly. The blank signal Pi is inverted through the inverter INV and the output of the nonlinear amplifier 23 and the inverter INV is supplied to the second synthesizer 24 for synthesizing the inverted blank signal with the output signal of the non- ) Are connected.
도 4는 도 3의 감마보정장치의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.4 is a waveform diagram for explaining the operation of the gamma correction apparatus of FIG.
이와 같이 구성된 본 발명의 감마보정장치에 대한 동작을 도 4를 참조하여 좀더 구체적으로 설명한다.The operation of the thus configured gamma correction apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
도 4a에 도시된 바와 같이 피사체의 휘도에 비례하는 휘도신호(Sin)가 입력단으로 인가되면, 클램프부(21)는 입력 휘도신호(Sin)의 블랭크기간에 포함되어 있는 흑기준레벨을 검출하여 감마보정에 적합하게 설정된 전압과 비교해서 그 차이분을 가감하는 작용으로 휘도신호의 레벨을 조정한다. 제 1합성기(22)는 클램프부(21)에 의해 레벨 조정된 휘도신호와 도 4b에 도시된 것과 같은 블랭크신호(Pi)를 입력받아 합성한다. 이때 블랭크신호(Pi)는 동기신호, 흑기준레벨, 컬러버스트(color burst)등의 신호가 포함되는 블랭크기간을 나타내는 신호로서 블랭크기간에는 하이상태를, 영상신호의 유효기간에는 로우상태를 유지한다. 또한, 제 1합성기(22)는 레벨 조정된 휘도신호가 입력되는 단에 직렬로 제 1저항(R1)이 연결되고 블랭크신호(Pi)가 입력되는 단에 직렬로 제 2저항(R2)이 연결되도록 구성되어, 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)의 비율에 의해 도 4c에 도시된 것처럼 휘도신호의 블랭크레벨을 100% 화이트레벨까지 올려준다. 비선형 증폭기(23)는 제 1합성기(22)에 의해 합성된 신호(도 4c에 도시됨)를 인가받아 입력 휘도신호 전압이 작을 때에는 단위 전압변화에 대한 출력 휘도신호의 변화가 크고, 입력 휘도신호 전압이 높을 때에는 단위 전압 변화에 대한 출력 휘도신호의 변화가 작게 되도록 증폭도를 가변하여 증폭시켜서 도 4d와 같은 신호를 출력한다. 블랭크신호(P1)는 인버터(INV)를 통해 도 4e에 도시된 것과 같이 반전되고, 제 2합성기(24)는 비선형증폭기(23)의 출력신호와 이 블랭크신호의 반전신호를 합성하여 도 4f에 도시된 것과 같은 감마보정된 휘도신호(Sout)를 출력한다. 이때, 제 2합성기(24)는 비선형증폭기(23)의 출력신호가 입력되는 단에 직렬로 제 3저항(R3)이 연결되고 블랭크신호의 반전신호가 입력되는 단에 직렬로 제 4저항(R4)이 연결되도록 구성되어, 제 3저항(R3)과 제 4저항(R4)의 비율에 의해 100% 화이트레벨까지 올라간 레벨을 원래의 블랭크레벨로 되돌려 준다. 도 2c에 도시된 것처럼 블랭크레벨을 증폭도 1인 100% 화이트레벨로 올려줌으로써 블랭크기간에 포함된 노이즈가 증가하지 않도록 하고, 올려준 블랭크레벨을 도 4f에 도시된 것처럼 다시 원래의 블랭크레벨로 내려주어 종래의 감마보정장치보다 블랭크기간의 노이즈 증가가 줄어든 것을 알 수 있다.4A, when the luminance signal Sin proportional to the luminance of the subject is applied to the input terminal, the clamp unit 21 detects the black reference level included in the blank period of the input luminance signal Sin, The level of the luminance signal is adjusted by adding or subtracting the difference compared with the voltage set for the correction. The first synthesizer 22 receives and synthesizes the luminance signal level-adjusted by the clamp unit 21 and the blank signal Pi as shown in FIG. 4B. At this time, the blank signal Pi is a signal indicating a blank period including signals such as a synchronous signal, a black reference level, and a color burst, and holds a high state in the blank period and a low state in the valid period of the video signal . The first synthesizer 22 has a second resistor R 2 connected in series to a terminal to which a first resistor R 1 is connected in series and a blank signal Pi is input to a terminal to which a level- And the ratio of the first resistor R 1 and the second resistor R 2 raises the blank level of the luminance signal to 100% white level as shown in FIG. 4C. The nonlinear amplifier 23 receives the signal synthesized by the first synthesizer 22 (shown in FIG. 4C), and when the input luminance signal voltage is low, the change of the output luminance signal with respect to the unit voltage change is large, When the voltage is high, the amplification is varied and amplified so that the change of the output luminance signal with respect to the unit voltage change is small, and the signal as shown in FIG. 4D is output. The blank signal P 1 is inverted through the inverter INV as shown in FIG. 4E and the second synthesizer 24 synthesizes the output signal of the nonlinear amplifier 23 and the inverted signal of the blank signal, And outputs the gamma-corrected luminance signal Sout as shown in Fig. At this time, the second synthesizer 24 is connected to the output terminal of the nonlinear amplifier 23 by a third resistor R 3 connected in series to the input terminal of the output signal of the nonlinear amplifier 23, R 4 ) are connected to each other, so that the level which has reached 100% white level is returned to the original blank level by the ratio of the third resistor R 3 and the fourth resistor R 4 . By raising the blank level to 100% white level as shown in FIG. 2C, the noise included in the blank period is prevented from increasing, and the raised blank level is lowered back to the original blank level as shown in FIG. 4F As a result, it can be seen that the noise increase in the blanking period is smaller than that in the conventional gamma correction apparatus.
상술한 바와 같이, 본 발명은 블랭크레벨까지 감마보정시켜서 블랭크기간의 노이즈신호가 크게 증가하고 블랭크레벨과 휘도신호의 흑레벨 사이에 레벨 차이가 발생했던 종래에 비해서, 블랭크레벨 증폭도 1인 100% 화이트레벨로 올려주고 감마보정한 후 다시 원래의 블랭크레벨로 내려줌으로써 블랭크기간의 노이즈 증가를 억제하면서도 블랭크레벨과 흑레벨 사이의 상관성을 유지하여 보다 정확하게 휘도를 나타낼 수 있는 효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, the gamma correction to the blank level improves the noise level of the blank period by 100% as compared with the conventional case where the noise signal in the blank period greatly increases and a level difference occurs between the blank level and the black level of the luminance signal. It is possible to maintain the correlation between the blank level and the black level and suppress the noise increase in the blank period by raising the white level to the original blank level after the gamma correction.
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