KR100197610B1 - 감마보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 등의 휘도신호 처리에 사용되는 감마보정장치에 관한 것으로, 감마처리에 의한 영상신호의 블랭크기간에서의 노이즈 증가를 억제하고 흑레벨을 보다 간단하게 조정할 수 있도록 한 감마보정장치에 관한 것이다. 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 비선형증폭기와, 블랭크신호를 반전시키는 인버터, 및 반전된 블랭크신호와 비선형증폭기의 출력신호를 합성하는 제 2합성기로 구성된다. 따라서, 본 발명은 블랭크기간의 노이즈 증가를 억제하면서도 블랭크레벨과 흑레벨 사이의 상관성을 유지하여 보다 정확하게 휘도를 나타낼 수 있는 효과를 갖는다.

Description

감마보정장치

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.

일반적으로 텔레비젼카메라에서 출력되는 영상신호는 수신단의 브라운관의 특성 때문에 감마보정이 필요하다. 일반적인 브라운관에서는 휘도신호 전압이 화면의 밝기, 즉 휘도에 직선으로 비례하지 않는다. 휘도신호 전압이 작을 때에는 단위 전압변화에 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, 텔레비젼카메라에서 화상의 휘도에 비례하는 휘도신호를 별도의 보정을 하지 않고 텔레비젼으로 보내면 브라운관에서 나타나는 휘도는 실제의 휘도와 다르게 표시된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 카메라에서 브라운관의 특성에 반대되는 특성으로 휘도신호를 보정하여 텔레비젼으로 보내게 되는데 이러한 보정을 하는 장치를 일반적으로 감마보정장치라고 한다. 이러한 종래의 감마보정장치를 도 1에 도시하였다.

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 비선형증폭기(12)와, 블랭크레벨을 발생하는 블랭크레벨발생부(13), 및 비선형증폭기(12)로부터 출력되는 신호를 제 1입력단으로, 블랭크레벨을 제 2입력단으로 각각 인가받고 블랭크신호(P₁)를 제어신호로 인가받아 스위칭하는 스위칭부(14)로 구성된다.

도 2는 도 1에 도시된 각 부의 입출력 파형도이다.

위와 같이 구성된 종래의 감마보정장치의 동작을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

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 비선형증폭기(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 되도록 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 블랭크신호(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.

하지만, 위와 같은 종래의 감마보정된 장치는 도 2b에 도시된 바와 같이 흑레벨(로우상태)에서는 증폭도가 크게 되고, 100% 화이트레벨(하이상태)에서는 증폭도가 1로 되어, 흑레벨부분에 노이즈가 포함되어 있을 경우 노이즈신호가 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.

도 1은 종래 감마보정장치를 나타낸 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 각 부의 입출력 파형도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감마보정장치를 나타내는 구성도,

도 4는 도 3에 도시된 각 부의 입출력 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 클램프부 22 : 제 1합성기

23 : 비선형증폭기 24 : 제 2합성기

INV : 인버터

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 의해 합성된 신호를 가변하는 증폭도에 따라 증폭시키는 비선형증폭기, 및 상기 비선형증폭기의 출력신호와 상기 블랭크신호의 반전된 신호를 합성하는 제 2합성기를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

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(P₁)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(P₁)는 인버터(INV)를 통해서 반전되고, 비선형증폭기(23)와 인버터(INV)의 출력단에는 비선형증폭기(23)의 출력신호와 반전된 블랭크신호를 합성하기 위한 제 2합성기(24)가 연결되도록 구성된다.

도 4는 도 3의 감마보정장치의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 감마보정장치에 대한 동작을 도 4를 참조하여 좀더 구체적으로 설명한다.

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(P₁)를 입력받아 합성한다. 이때 블랭크신호(P₁)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(P₁)가 입력되는 단에 직렬로 제 2저항(R₂)이 연결되도록 구성되어, 제 1저항(R₁)과 제 2저항(R₂)의 비율에 의해 도 4c에 도시된 것 처럼 휘도신호의 블랭크레벨을 100% 화이트레벨까지 올려준다. 비선형증폭기(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 전압변화에 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.

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.

본 발명의 목적은 블랭크레벨을 블랭크기간 동안 화이트레벨로 올려주고 감마보정한 후에 다시 블랭크레벨을 원래의 블랭크레벨로 내려줌으로써 감마보정 후의 블랭크기간에서의 노이즈 증가를 억제하고 블랭크레벨과 흑레벨 사이의 상관성을 유지하여 휘도를 정확하게 나타낼 수 있도록 한 감마보정장치를 제공함에 있다.

Claims (6)

1. 입력되는 휘도신호를 감마보정하는 장치에 있어서, 휘도신호의 흑레벨을 적절한 전압으로 설정하는 클램프부; 상기 클램프부로부터 출력되는 신호와 상기 휘도신호의 블랭크기간을 나타내는 블랭크신호를 합성하는 제 1합성기; 상기 제 1합성기에 의해 합성된 신호를 가변하는 증폭도에 따라 증폭시키는 비선형증폭기; 및 상기 비선형증폭기의 출력신호와 상기 블랭크신호의 반전된 신호를 합성하는 제 2합성기를 포함하는 감마보정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1합성기는 상기 클램프부의 출력단에 연결된 제 1저항과, 상기 블랭크신호 입력단에 연결된 제 2저항으로 구성된 것을 특징으로 하는 감마보정장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1합성기는 상기 두 저항값의 비율에 의해 출력신호의 레벨을 조정하는 것을 특징으로 하는 감마보정장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 비선형증폭기는 입력 휘도신호 전압이 작을 때에는 단위 전압변화에 대한 출력 휘도신호의 변화가 크고, 입력 휘도신호 전압이 클 때에는 단위 전압변화에 대한 출력 휘도신호의 변화가 작게 되도록 증폭도를 가변시켜서 증폭하는 것을 특징으로 하는 감마보정장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2합성기는 상기 비선형증폭기의 출력단에 연결된 제 3저항과, 상기 블랭크신호의 반전신호 출력을 인가받는 제 4저항으로 구성된 것을 특징으로 하는 감마보정장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제 2합성기는 상기 두 저항값의 비율에 의해 출력신호의 레벨을 조정하는 것을 특징으로 하는 감마보정장치.