KR100266712B1 - 분광특성을 이용한 씨씨디 이미지 픽업시스템의 화소보간장치 - Google Patents

분광특성을 이용한 씨씨디 이미지 픽업시스템의 화소보간장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치에 관한 것으로, 이와같은 본 발명은 8 * ６ 개의 화소를 촬상하는 R,G,B CCD 자체의 분광특성에 따라 이웃 화소사이에 위상이 일치된 R,G,B 값을 보간하여 16 * 6 화소를 생성함으로써 기록 및 재생된 화상의 해상도가 향상할 수 있다.

Description

분광특성을 이용한 씨씨디 이미지 픽업시스템의 화소보간장치(PIXEL INTERPOLATION APPARATUS USING SPECTRAL CHARACTERISTIC FOR CCD IMAGE PICKUP SYSTEM)
본 발명은 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치에 관한 것으로, 특히 8 * ６ 개의 화소를 촬상하는 R,G,B CCD 자체의 분광특성에 따라 이웃 화소사이에 위상이 일치된 R,G,B 값을 보간하여 16 * 6 화소를 생성하도록 하는 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치에 관한 것이다.
도 1 는 종래 화소 평균값을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치의 블럭도를 도시한 것이고, 도 2 의 (A) 내지 (C)는 도 2 에서의 R,G,B CCD 의 칼라 필터 배열 구조도를 도시한 것이며, 도 2 의 (D)는 도 1 에서의 화소값 출력부에서 출력되는 화소 분포를 보인 예시도를 도시한 것이다.
도 3 은 도 1 에서의 (D)의 각 화소의 R,G,B 값을 보인 예시도를 도시한 것이다.
도 1 에 도시된 바와같이, 종래 화소 평균값을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치는 공간 화소 이동(spatial pixel shifting) 방법에 따라 배치되어, 렌즈군(1)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B CCD(2a),(2b),(2c)와, 상기 R,G,B CCD(2a),(2b),(2c)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값의 평균값을 계산하여 R,B 평균값 (R,,B,) 또는 G 평균값( G, )을 순차적으로 출력하는 R,G,B 평균값 계산부(3)와, 상기 R,G,B 평균값 계산부(3)에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 (R,,B,) 또는 G 평균값( G, )과 상기 R,G,B CCD(2a),(2b),(2c)로부터 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값을 합산하여 화소값( G+R,+B, ) 및 화소값( G,+R+B )를 순차적으로 아날로그 처리부로 출력하는 화소값 출력부(4)로 구성된다.
그리고, 도 2 의 (A)에 도시된 바와같이, 상기 G CCD(2b)는 상기 렌즈군(1)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 8 * ６ 개의 G 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (B)에 도시된 바와같이, 상기 R CCD(2a)는 상기 G CCD(2b)의 촬상좌표{( X0,Y0 )-( X8,Y6 )}에서 X 좌표 방향으로 1/2 샘플링 주파수( f0 )만큼 지연된 좌표{( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )}에서 상기 렌즈군(1)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 8 * ６ 개의 R 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (C)에 도시된 바와같이, 상기 B CCD(2c)는 상기 G CCD(2b)의 촬상좌표{( X0,Y0 )-( X8,Y8 )}에서 X 좌표 방향으로 1/2 샘플링 주파수( f0 )만큼 지연된 좌표{( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )}에서 상기 렌즈군(1)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 8 * ６개의 B 값을 출력하게 된다.
상기 화소값 출력부(4)는 좌표{( X0,Y0 )-( X16,Y6 )}에서 16 * ６ 개의 화소를 출력한다.
이와같이 구성된 종래 화소 평균값을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치의 동작을 도 2 및 도 3 를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 렌즈군(1)를 거쳐 입사되는 광신호가 R,G,B CCD(2a),(2b),(2c)에 제공되면, 그 R,G,B CCD(2)는 그 제공된 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 R,G,B 평균값 계산부(3) 및 화소값 출력부(4)에 공통 제공하게 된다.
즉, 도 2 의 (A)에 도시된 바와같이, G CCD(2b)는 렌즈군(1)을 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0,Y0 )-( X8,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * ６ 개의 G 값을 출력하게 된다.
상기 G CCD(2b)에서 촬상되는 각각의 G 값의 샘플링 주파수(Sampling frequency)는 fs 이다.
도 2 의 (B)에 도시된 바와같이, R CCD(2a)는 상기 렌즈군(1)를 거친 광신호를 촬상하여 상기 G CCD(2b)의 G 값이 갖는 {( X0,Y0 )-( X8,Y6 )} 좌표에서 X 축방향으로 1/2fs 만큼 이동된 { (X0+1/2fs,Y0) - (X8+1/2fs,Y6) } 좌표를 갖는 8 * ６ 개의 R 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (C)에 도시된 바와같이, B CCD(2c)는 상기 렌즈군(1)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 상기 G CCD(2b)의 G 값이 갖는 {( X0,Y0 )-( X8,Y6 )} 좌표에서 X 축방향으로 1/2fs 만큼 이동된 { (X0+1/2fs,Y0) - (X8+1/2fs,Y6) } 좌표를 갖는 8 * ６ 개의 B 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (A) 에 도시된 바와같이, 상기 R,G,B 평균값 계산부(3)는 상기 G CCD(2b)에서 출력되는 (X0,Y0) 좌표의 G 값을 제공받게 되고, 도 2 의 (B) 및 (C)에 도시된 바와같이, 상기 R CCD(2a)의 (X0,Y0) 좌표의 R 값 및 상기 B CCD(2c)의 (X0,Y0) 좌표의 B 값을 제공받지 못한다.
이어서, 상기 R,G,B 평균값 계산부(3)는 상기 G CCD(2b)에서의 (X0+1/2f0,Y0) 좌표의 G 값을 제공받지 못하고, 상기 R CCD(2a)의 (X0+1/2f0,Y0) 좌표의 R 값 및 상기 B CCD(2c)의 (X0+1/2f0,Y0) 좌표의 B 값을 제공받게 된다.
따라서, 상기 R,G,B 평균값 계산부(3)는 상기 R CCD(2a)에서 제공된 (X0+1/2f0,Y0) 좌표의 R 값의 평균값(R')을 구하여 화소값 출력부(4)에 제공하게 되고, 상기 B CCD(2c)에서 제공된 (X0+1/2f0,Y0) 좌표의 B 값의 평균값(B')을 구하여 상기 화소값 출력부(4)에 제공하게 된다.
도 3 에 도시된 바와같이, 상기 화소값 출력부(4)는 상기 G CCD(2b)에서 제공되는 G 값과 상기 R,G,B 평균값 계산부(3)에서 제공된 평균값(R'),(B')을 합산한 화소값(G+R'+B')을 출력하게 된다.
이어서, R,G,B 평균값 계산부(3)는 상기 G CCD(2b)에서 ( X1,Y1 )좌표의 G 값을 제공받아, 이전에 제공받은 ( X0,Y0 ) 좌표의 G 값을 합산한 후, 그 합산된 값을 2 로 나눈 평균값(G')을 상기 화소값 출력부(4)에 제공하게 된다.
한편, 상기 R,G,B 평균값 계산부(3)는 상기 R CCD(2a)에서 ( X1,Y1 ) 좌표의 R 값을 제공받지 못하고, 상기 B CCD(2c)에서 ( X1,Y1 ) 좌표의 B 값을 제공받지 못한다.
도 3 에 도시된 바와같이, 상기 화소값 출력부(4)는 상기 R,G,B 평균값 계산부(3)에서 제공되는 평균값(G')과 상기 R CCD(2a)에서 제공되는 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R 값 및 상기 B CCD(2c)에서 제공되는 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 B 값을 합산한 ( X1,Y1 ) 좌표의 화소값( G′+R+B )을 아날로그 처리부에 제공하게 된다.
이와같이 상기 화소값 출력부(4)는, 도 3 에 도시된 바와같이, G+R'+B' 인 화소값 및 G'+R+B 인 화소값을 순차적으로 상기 아날로그 처리부에 제공하게 된다. 결국, 도 2 의 (D)에 도시된 바와같이, 16 * ６ 개의 화소값을 상기 아날로그 처리부에 제공하게 되는 것이다.
그러나, 종래 화소 평균값을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치는 이웃 화소 평균값만을 이용하여 화소를 보간하여 16 * ６ 개의 화소를 제공함으로 인해 기록 및 재생된 화상의 해상도가 정밀하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 제1 목적은 R,G,B CCD 자체의 분광특성에서 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 미리 구하여 기 저장시킨 후, 그 기 저장된 백분율을 이용하여 R,G,B 값을 계산하고, 그 계산된 R,G,B 값에 따라 R,G,B 평균값 또는 그 계산된 R,G,B 값을 보간 화소값으로 대치하여 위상이 일치된 R,G,B 값을 보간하도록 하는 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제2 목적은 R,G,B CCD 자체의 분광특성에서 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 구한 후, 그 구해진 백분율을 이용하여 R,G,B 값을 계산하고, 그 계산된 R,G,B 값에 따라 R,G,B 평균값 또는 그 계산된 R,G,B 값을 보간 화소값으로 대치하여 위상이 일치된 R,G,B 값을 보간하도록 하는 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제3 목적은 R,G,B CCD 자체의 분광특성에서 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 미리 구하여 기 저장시킨 후, 그 기 저장된 백분율을 이용하여 R,G,B 값을 계산하고, 그 계산된 R,G,B 값에 따라 R,G,B 평균값 또는 그 계산된 R,G,B 값을 선택적으로 출력하여 위상이 일치된 R,G,B 값을 보간하도록 하는 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제4 목적은 R,G,B CCD 자체의 분광특성에서 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 구한 후, 그 구해진 백분율을 이용하여 R,G,B 값을 계산하고, 그 계산된 R,G,B 값에 따라 R,G,B 평균값 또는 그 계산된 R,G,B 값을 선택적으로 출력하여 위상이 일치된 R,G,B 값을 보간하도록 하는 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소 보간장치를 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위해 본 발명은 공간 화소 이동방법에 따라 배치되어, 렌즈군를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 촬상소자와, 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값의 평균값을 구하여 R,B 값의 평균값 또는 G 값의 평균값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 평균값 계산수단과, 상기 R,G,B 촬상소자의 분광특성에 따른 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율로 출력하는 백분율 출력수단과, 상기 백분율 출력수단에서 출력되는 백분율을 이용하여 소정의 상수값을 구하고, 그 상수값 및 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 R,B 값 또는 G 값을 구하여 순차적으로 출력하는 R,G,B 값 계산수단과, 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 상기 R,G,B 평균값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값의 평균값 또는 G 값이나 상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 출력화소값으로 대치하여 R,B 값 또는 G 값을 순차적으로 출력하는 화소값 대치수단과, 상기 화소값 대치수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값과 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값을 합산하여 1 필드 단위로 출력하는 화소값 출력수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 공간 화소 이동방법에 따라 배치되어, 렌즈군를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 촬상소자와, 상기 R,G,B 촬상소자의 분광특성에 의한 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율로 출력하는 백분율 계산수단과, 상기 백분율 계산수단에서 출력된 백분율을 이용하여 소정의 상수값을 구하고, 그 상수값 및 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 R,B 값 또는 G 값을 구하여 순차적으로 출력하는 R,G,B 값 계산수단과, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값 및 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 화소보간을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값의 평균값을 구하여 R,B 값의 평균값 또는 G 값의 평균값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 평균값 계산수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 R,G,B 평균값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 또는 G 평균값 이나 상기 R,G,B 값 계산수단에 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 선택적으로 출력하는 스위칭수단과, 상기 스위칭수단에서 출력되는 R,B 값 또는 G 값과 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값을 합산하여 1 필드 단위로 출력하는 화소값 출력수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치를 제공한다.
본 발명의 실시예로는 다수개가 존재 할 수 있으며, 이하에서는 제1 내지 제4 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 이 제1 내지 제4 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 효과를 보다 더 잘 이해할 수 있게 된다.
도 1 은 종래 화소평균값을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도.
도 2 의 (A) 내지 (C)는 도 1 에서의 R,G,B CCD 의 칼라 필터 배열 구조도.
도 2 의 (D)는 도 1 에서의 화소값 출력부에서 출력되는 화소 분포를 보인 예시도.
도 3 은 도 1 의 (D)에서의 각 화소의 R,G,B 값을 보인 예시도.
도 4 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도.
도 5 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도.
도 6 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도.
도 7 은 본 발명의 제4 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도.
도 8 은 도 4 내지 도 7 에서의 화소값 출력부에서 출력되는 화소의 분포를 보인 예시도.
도 9 는 도 4 내지 도 7 에서의 R,G,B CCD 의 분광특성을 나타내는 예시도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 렌즈군 101a-101c : R,G,B CCD
102,303 : R,G,B 평균값 계산부 103,300 : 백분율 저장부
104,201,301,401 : R,G,B 값 계산부 105 : 화소값 대치부
106,305 : 화소값 출력부 200,400 : 백분율 계산부
302 : 제어부 304 : 스위칭부
도 4 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도를 도시한 것이고, 도 8 은 도 4 에서의 화소값 출력부에서 출력되는 화소의 분포를 보인 예시도를 도시한 것이며, 도 9 는 도 4 에서의 R,G,B CCD 의 분광특성을 나타내는 예시도를 도시한 것이다.
도 4 에 도시된 바와같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치는 화소 공간 이동방법에 따라 배치되어, 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)와, 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)로부터 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값의 평균값을 구하여 R,B 값의 평균값 또는 G 값의 평균값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 평균값 계산부(102)와, 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 상대적 분광특성에 따른 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 계산된 값이 기 저장되는 백분율 저장부(103)와, 상기 백분율 저장부(103)에 기 저장된 백분율을 인출하여 소정의 상수값을 계산하고, 그 계4산된 상수값, 그 인출된 백분율 및 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 출력되는 R,G,B 값에 의해, 분광특성에 따른 R,G,B 값을 계산하여 R,B 값 또는 G 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 계산부(104)와, 상기 R,G,B 계산부(104)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값 및 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 따라 상기 R,G,B 계산부(104)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이나 상기 R,G,B 평균값 계산부(102)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값의 평균값 또는 G 값의 평균값을 보간 화소값( G,, ),( R,,,B,, )으로 대치하는 화소값 대치부(105)와, 상기 화소값 대치부(105)에서 대치되는 보간 화소값( G,, ),( R,,,B,, )과 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)로부터 출력되는 R,G,B 값을 합산하여 16 * 6 개의 화소값을 아날로그 처리부로 출력하는 화소값 출력부(106)로 구성한다.
도 2 의 (A) 내지 (C)에 도시된 바와같이, 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)는 각각 8 * ６ 개의 R,G,B 값을 촬상하게 된다.
상기 R,B CCD(101a),(101c)에 의해 촬상되는 R,B 값은 각각 상기 G CCD(101b)에 의해 촬상되는 G 값의 1/2 샘플링 주파수( 1/2fs )만큼 X 좌표 방향으로 지연되어 촬상된다.
도 9 에 도시된 바와같이, 상기 백분율 저장부(103)에 저장된 백분율은 상기 G CCD(101b)에 촬상된 G 값의 백분율(b)을 100 % 로 하고, 그 G 값의 백분율(b)에 대한 상대적 백분율을 상기 R,B 촬상소자에 촬상된 R 값 및 B 값의 백분율(a),(c)로 한다.
상기 백분율 저장부(103)에서 상기 R,G,B 촬상소자의 분광특성에 의한 R,G,B 신호의 단파장은 각각 655 nm, 538.05 nm, 453.9 nm 이다.
상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 구해진 상수값은 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 R,G,B 값의 백분율(a),(b),(c)을 100 으로 각각 제산하고, 그 제산값을 각각 제곱한 후, 그 제곱된 값을 합산하여 구해진다.
상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 구해진 R 값은 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 G 값의 백분율(b)을 100으로 제산하고, 그 제산값에 상기 G CCD(101b)에 촬상된 G 값을 승산하며, 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 B 값의 백분율(c)을 100 으로 제산하고, 그 제산값에 상기 B CCD(101c)에 촬상된 B 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 구해진 상수값에서 그 G 값을 승산한 값 및 그 B 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하고, 그 감산값과 100을 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 R 값의 백분율(a)로 제산한 값을 승산하여 구해진다.
상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 구해진 G 값은 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 R 값의 백분율(a)을 100 으로 제산하고, 그 제산값과 상기 R CCD(101a)에 촬상된 R 값을 승산하며, 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 B 값의 백분율(c)을 100 으로 제산하고, 그 제산값과 상기 B CCD(101c)에 촬상된 B 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 구해진 상수값에서 그 R 값을 승산한 값 및 그 B 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하여 구해진다.
상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 구해진 B 값은 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 R 값의 백분율(a)을 100으로 제산하고, 그 제산값에 상기 R CCD(101a)에 촬상된 R 값을 승산하며, 상기 백분율 저장부(103)에서 인출된 G 값의 백분율(b)을 100 으로 제산하고, 그 제산값에 상기 G CCD(101b)에 촬상된 G 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 구해진 상수값에서 그 R 값을 승산한 값 및 그 G 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하고, 그 감산값과 100을 상기 백분율 저장부(103)에 저장된 B 값의 백분율(c)로 제산한 값을 승산하여 구해진다.
상기 화소값 대치부(105)는 상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 출력되는 R,B 값 또는 G 값의 사이값인 경우에, 그 R,G,B 값 계산부(104)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 보간 화소값( R,,,B,, ),( G,, )으로 대치한다.
상기 화소값 대치부(105)는 상기 R,G,B 값 계산부(104)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 출력되는 R,B 값 또는 G 값의 사이값이 아닌 경우에, 상기 R,G,B 평균값 계산부(102)에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 또는 G 값을 보간 화소값( R,,,B,, ),( G,, )으로 대치한다.
상기 화소값 출력부(106)는 상기 화소값 대치부(105)에서 R,,,B,, 값이 출력되는 경우, 그 R,,,B,, 값과 상기 G CCD(101b)에서 촬상된 G 값을 합산한 화소값( G+R,,+B,, )을 출력한다.
상기 화소값 출력부(106)는 상기 화소6값 대치부(105)에서 G,, 값이 출력되는 경우, 그 G,, 값과 상기 R,B CCD(101a),(101c)에서 촬상된 R,B 값을 합산한 화소값( G,,+R+B )을 출력한다.
상기 화소값 출력부(106)는 16 * ６ 개 단위로 화소값을 출력하게 된다.
이와같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 동작을 도 2, 도 8 및 도 9 를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호가 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에 제공되게 되면, 그 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)는 그 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하게 된다.
도 2 의 (A)에 도시된 바와같이, 상기 G CCD(101b)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0,Y0 )-( X8,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * ６ 개의 G 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (B)에 도시된 바와같이, 상기 R CCD(101a)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * ６ 개의 R 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (C)에 도시된 바와같이, 상기 B CCD(101c)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * ６ 개의 B 값을 출력하게 된다.
상기 R,G,B 평균값 계산부(102)는 상기 G CCD(101b)에서 ( X0,Y0 ) 좌표의 G 값을 제공받고, 상기 R CCD(101a)에서 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R 값을 제공받으며, 상기 B CCD(101c)에서 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 B 값을 제공받게 된다.
상기 R,G,B, 평균값 계산부(102)는 상기 R CCD(101a)에서 제공받은 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R 값의 평균값( R, )을 구하고, 상기 B CCD(101c)에서 제공받은( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 B 값의 평균값( B, )을 구하여 화소값 대치부(105)에 제공하게 된다.
한편, 정확한 가시광선 영역은 380 - 780 nm 이지만, 380 - 420 nm 영역과 700 - 780 nm 영역에서는 색의 변화가 거의 없어 색도도상에 한 점으로 되어 있다.
도 9 에 도시된 바와같이, 3 원색은 국제조명위원회(CIE)에 의해 적 원색광은 700 nm 이고, 녹 원색광은 546.1 nm 이며, 청 원색광은 435.8 nm 의 파장을 나타내는 것으로 지정되어 있다.
형광물질에 대해서는 그 물질에 따라서 색도좌표가 다르지만 NTSC 형광체인 경우, 적 형광체는 610 nm 이고, 녹 형광체는 530 nm 이며, 청 형광체는 472 nm 로 되어 있다.
따라서, 원색광과 형광체의 중심점으로 정하면, 적색은 655 nm 이고, 녹색은 538.05 nm 이며, 청색은 453.9 nm 의 파장을 갖는다.
그리고, 수직축에 기재된 백분율인 a, b, c 는 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 상대적 분광특성에 의해 촬상된 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 표현한 것이다.
상기 백분율 a, b, c 는 기 설정되어 백분율 저장부(103)에 저장되어 있다.
R,G,B 값 계산부(104)는 상기 백분율 저장부(103)에 기정되어 있는 백분율 a, b, c 를 인출하여 소정의 상수값(x)을 다음 수학식 1 에 의해 구하게 된다.
Figure 1019970080949_B1_M0001
이어서, 상기 R,G,B 계산부(104)는 상기 구해진 상수값(x)과 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 ( X0,Y0 ) 좌표를 갖는 R,G,B 값에 의해 R,B 값을 다음 수학식 2 내지 수학식 4에 의해 구하게 된다.
Figure 1019970080949_B1_M0002
Figure 1019970080949_B1_M0003
Figure 1019970080949_B1_M0004
상기 화소값 대치부(105)는 상기 R,G,B 계산부(104)에서 구해진 R,B 값을 제공받아, 그 제공받은 R,B 값이 상기 R,B CCD(101a),(101c)로부터 각각 출력되는 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R,B 값의 사이값인 경우에는, 그 제공받은 R,B 값을 화소값( R,, ),( B,, )으로 대치하여 출력한다.
한편, 상기 화소값 대치부(105)는 그 제공받은 R,B 값이 상기 R,B CCD(101a),(101c)로부터 각각 출력되는 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R,B 값의 사이값이 아닌 경우에는, 상기 R,G,B 평균값 계산부(102)에서 제공되는 평균값( R, ),( B, )을 화소값( R,, ),( B,, )으로 대치하여 출력하게 된다.
도 8 에 도시된 바와같이, 화소값 출력부(106)는 상기 화소값 대치부(105)로부터 출력되는 화소값( R,, ),( B,, )과 상기 G CCD(101b)로부터 출력되는 G 값을 합산하여 ( X0,Y0 ) 좌표의 G + R,, + B,, 인 화소값을 아날로그 처리부로 출력하게 된다.
이어서, 상기 R,G,B 평균값 계산부(102)는 상기 G CCD(101b)에서 ( X1,Y1 ) 좌표의 G 값을 제공받아, 상기 제공받은 ( X0,Y0 ) 좌표의 G 값과의 평균값( G, )을 구하여 상기 화소값 대치부(105)에 제공하게 된다.
상기 R,G,B 계산부(104)는 상기 R,B CCD(101a),(101c)의 ( X0+1/2fs,Y0 ) 좌표를 갖는 R,B 값에 의해 상기 G CCD(101b)의 ( X0+1/2fs,Y0 ) 좌표를 갖는 G 값을 다음 수학식 5 에 의해 구하게 된다.
Figure 1019970080949_B1_M0005
상기 화소값 출력부(105)는 상기 R,G,B 계산부(104)에서 제공되는 G 값이 상기 G CCD(101b)로부터 출력되는 ( X0,Y0 ) 좌표의 G 값과 ( X1,Y1 ) 좌표의 G 값 사이값인 경우, 상기 R,G,B 계산부(104)로부터 출력되는 G 값을 보간 화소값( G,, )으로 대치하여 출력하게 된다.
한편, 상기 R,G,B 계산부(104)에서 제공되는 G 값이 상기 G CCD(101b)로부터 출력되는 ( X1,Y1 ) 좌표의 G 값보다 큰 경우, 상기 R,G,B 평균값 계산부(102)에서 계산된 G 값을 보간 화소값( G,, )으로 대치하여 상기 화소값 출력부(106)에 제공하게 된다.
도 8 에 도시된 바와같이, 상기 화소값 출력부(106)는 상기 화소값 대치부(105)에서 제공되는 G,, 값과 상기 R,B CCD(101a),(101b)로부터 출력되는 R,B 값을 합산하여 G,, +R+B 인 ( X1,Y1 ) 좌표의 화소값을 아날로그 처리부로 출력하게 된다.
이와같은 동작을 거쳐 상기 화소값 출력부(106)는, 도 8 에 도시된 바와같이, G+R,,+B,, 화소값과 G,,+R+B 화소값을 순차적으로 출력하게 된다.
결국, 상기 화소값 출력부(106)는, 도 2 의 (D)에 도시된 바와같이, 16 * 6 개의 화소값을 아날로그 처리부로 출력하게 되는 것이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도이고, 도 8 은 도 5 에서의 화소값 출력부의 출력화소의 R,G,B 값을 보인 예시도이며, 도 9 는 도 5 에서의 R,G,B CCD 의 분광특성을 보인 예시도이다.
도 5 에 도시된 바와같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치는 제1 실시예에서의 렌즈군(100)과, 제1 실시예에서의 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)와, 제1 실시예에서의 R,G,B 평균값 계산부(102)와, 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 자체 분광특성에 따른 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 계산하는 백분율 계산부(200)와, 상기 백분율 계산부(200)에서 계산되는 백분율과 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),)(101c)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 분광특성에 따른 R,B 값 또는 G 값을 출력하는 R,G,B 값 계산부(201)와, 제1 실시예에서의 화소값 대치부(105)와, 제1 실시예에서의 화소값 출력부(106)로 구성된다.
이와같은 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 동작을 도 2, 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호가 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에 제공되게 되면, 그 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)는 그 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하게 된다.
도 2 의 (A)에 도시된 바와같이, 상기 G CCD(101b)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0,Y0 )-( X8,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 G 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (B)에 도시된 바와같이, 상기 R CCD(101a)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 R 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (C)에 도시된 바와같이, 상기 B CCD(101c)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 B 값을 출력하게 된다.
상기 R,G,B 평균값 계산부(102)는 상기 G CCD(101b)에서 ( X0,Y0 ) 좌표의 G 값을 제공받고, 상기 R CCD(101a)에서 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R 값을 제공받으며, 상기 B CCD(101c)에서 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 B 값을 제공받게 된다.
상기 R,G,B, 평균값 계산부(102)는 상기 R CCD(101a)에서 제공받은 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R 값의 평균값( R, )을 구하고, 상기 B CCD(101c)에서 제공받은( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 B 값의 평균값( B, )을 구하여 화소값 대치부(105)에 제공하게 된다.
한편, 정확한 가시광선 영역은 380 - 780 nm 이지만, 380 - 420 nm 영역과 700 - 780 nm 영역에서는 색의 변화가 거의 없어 색도도상에 한 점으로 되어 있다.
도 9 에 도시된 바와같이, 3 원색은 국제조명위원회(CIE)에 의해 적 원색광은 700 nm 이고, 녹 원색광은 546.1 nm 이며, 청 원색광은 435.8 nm 의 파장을 나타내는 것으로 지정되어 있다.
형광물질에 대해서는 그 물질에 따라서 색도좌표가 다르지만 NTSC 형광체인 경우, 적 형광체는 610 nm 이고, 녹 형광체는 530 nm 이며, 청 형광체는 472 nm 로 되어 있다.
따라서, 도 9 에 도시된 바와같이, 원색광과 형광체의 중심점으로 정하면, 적색은 655 nm 이고, 녹색은 538.05 nm 이며, 청색은 453.9 nm 의 파장을 갖는다.
수직축에 기재된 백분율인 a, b, c 는 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 상대적 분광특성에 의해 촬상된 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 표현한 것이다.
상기 백분율 a, b, c 는 백분율 계산부(200)에 의해 계산되어 제1 실시예의 R,G,B 계산부(104)에 제공되게 된다.
제1 실시예에서의 R,G,B 값 계산부(104), 화소값 대치부(105) 및 화소값 출력부(106)의 동작은 제1 실시예와 동일하므로 이하에서는 설명을 생략하기로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도를 도시한 것이고, 도 8 는 도 6 에서의 화소값 출력부의 출력화소의 R,G,B 값을 보인 예시도를 도시한 것이며, 도 9 는 도 6 에서의 R,G,B CCD 의 분광특성에 따른 파장과 백분율의 관계를 보인 예시도를 도시한 것이다.
도 6 에 도시된 바와같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치는 공간 화소 이동방법에 따라 배치되어, 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)와, 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 분광특성에 의한 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율로 구한 값이 기 저장된 백분율 저장부(300)와, 상기 백분율 저장부(300)에 기 저장된 백분율을 인출하여 소정의 상수값을 구하고, 그 상수값 및 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 R,B 값 또는 G 값을 구하여 순차적으로 출력하는 R,G,B 값 계산부(301)와, 상기 R,G,B 값 계산부(301)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값 및 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 화소보간을 제어하는 제어부(302)와, 상기 제어부(302)의 제어에 따라 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값의 평균값을 구하여 R,B 값의 평균값 또는 G 값의 평균값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 평균값 계산부(303)와, 상기 제어부(302)의 제어에 따라 상기 R,G,B 평균값 계산부(303)에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 또는 G 평균값 이나 상기 R,G,B 값 계산부(301)에 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 선택적으로 출력하는 스위칭부(304)와, 상기 스위칭부(304)에서 출력되는 R,B 값 또는 G 값과 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값을 합산하여 아날로그 처리부로 출력하는 화소값 출력부(305)로 구성된다.
상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)는 제1,제2 실시예와 동일한 구성이다.
상기 백분율 저장부(300)는 상기 제1 실시예와 동일한 구성이다.
상기 R,G,B 값 계산부(301)는 제1 실시예와 동일한 구성이다.
상기 스위칭부(304)는 상기 R,G,B 값 계산부(301)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에 촬상된 R,G,B 값의 사이값인 경우에, 상기 제어부(302)의 제어에 의해 그 R,G,B 값 계산부(301)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 선택적으로 출력한다.
상기 스위칭부(304)는 상기 R,G,B 값 계산부(301)에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에 촬상된 R,G,B 값의 사이값이 아닌 경우에, 상기 제어부(302)의 제어에 의해 상기 R,G,B 평균값 계산부(303)에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 또는 G 값을 선택적으로 출력한다.
상기 화소값 출력부(305)는 상기 스위칭부(304)에서 R,B 값이 출력되는 경우, 그 R,B 값과 상기 G CCD(101b)에서 촬상된 G 값을 합산한 화소값을 출력한다.
상기 화소값 출력부(305)는 상기 스위칭부(304)에서 G 값이 출력되는 경우, 그 G 값과 상기 R,B CCD(101a),(101c)에서 촬상된 R,B 값을 합산한 화소값을 출력한다.
상기 화소값 출력부(305)는 16 * 6 개 단위의 화소값을 출력한다.
이와같이 구성된 본 발명의 제3 실시예의 동작을 도 2 , 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호가 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에 제공되게 되면, 그 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)는 그 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하게 된다.
도 2 의 (A)에 도시된 바와같이, 상기 G CCD(101b)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0,Y0 )-( X8,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 G 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (B)에 도시된 바와같이, 상기 R CCD(101a)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 R 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (C)에 도시된 바와같이, 상기 B CCD(101c)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 B 값을 출력하게 된다.
한편, 백분율 저장부(300)에는, 제1 실시예에서 설명한 바와같이, 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 상대적 분광특성에 의해 촬상된 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 구한 값이 기 저장되어 있다.
R,G,B 값 계산부(301)는 제1 실시예에서 설명한 바와같이, 상기 백분율 저장부(300)에 기 저장된 백분율을 인출하여 수학식 1 내지 수학식 4에 의해 R,B 값을 계산하여 출력하게 된다.
상기 제어부(302)는 상기 R,G,B 계산부(301)에서 구해진 R,B 값을 제공받아, 그 제공받은 R,B 값이 상기 R,B CCD(101a),(101c)로부터 각각 출력되는 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R,B 값의 사이값인 경우에는, R,G,B 평균값 계산부(302) 및 스위칭부(304)를 각각 제어하게 된다.
상기 R,G,B 평균값 계산부(303)는 상기 제어부(302)의 제어에 의해 디세이블된다.
상기 스위칭부(304)는 상기 제어부(302)의 제어에 의해 상기 R,G,B 값 계산부(301)로부터 출력되는 R,B 값을 보간 화소값( R,, ),( B,, )으로 출력한다.
한편, 상기 제어부(302)는 상기 R,G,B 값 계산부(301)로부터 출력되는 R,B 값이 상기 R,B CCD(101a),(101c)로부터 각각 출력되는 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R,B 값의 사이값이 아닌 경우에는, 상기 R,G,B 평균값 계산부(303) 및 스위칭부(304)를 각각 제어하게 된다.
상기 R,G,B 평균값 계산부(303)는 상기 R CCD(101a)에서 제공받은 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 R 값의 평균값( R, )을 구하고, 상기 B CCD(101c)에서 제공받은 ( X0+1/2f0,Y0 ) 좌표의 B 값의 평균값( B, )을 구하여 상기 스위칭부(304)에 제공하게 된다.
상기 스위칭부(304)는 상기 제어부(302)의 제어에 의해 상기 R,G,B 평균값 계산부(303)에서 제공되는 평균값을 보간 화소값( R,, ),( B,, )으로 출력하게 된다.
도 8 에 도시된 바와같이, 화소값 출력부(106)는 상기 스위칭부(304)로부터 출력되는 화소값( R,, ),( B,, )과 상기 G CCD(101b)로부터 출력되는 G 값을 합산하여 ( X0,Y0 ) 좌표의 G + R,, + B,, 인 화소값을 아날로그 처리부로 출력하게 된다.
이어서, 상기 R,G,B 값 계산부(301)는 상기 R,B CCD(101a),(101c)의 ( X0+1/2fs,Y0 ) 좌표를 갖는 R,B 값에 의해 상기 G CCD(101b)의 ( X0+1/2fs,Y0 ) 좌표를 갖는 G 값을 제1 실시예에서의 수학식 5에 의해 구하게 된다.
상기 제어부(302)는 상기 R,G,B 계산부(301)에서 제공되는 G 값이 상기 G CCD(101b)로부터 출력되는 ( X0,Y0 ) 좌표의 G 값과 ( X1,Y1 ) 좌표의 G 값 사이값인 경우, 상기 R,G,B 평균값 계산부(303) 및 스위칭부(304)를 각각 제어하게 된다.
상기 R,G,B 평균값 계산부(303)는 상기 제어부(302)의 제어에 의해 디세이블된다.
상기 스위칭부(304)는 상기 제어부(302)의 제어에 의해 상기 R,G,B 계산부(301)로부터 출력되는 G 값을 보간 화소값( G,, )으로 출력하게 된다.
한편, 상기 제어부(302)는 상기 R,G,B 계산부(301)에서 제공되는 G 값이 상기 G CCD(101b)로부터 출력되는 ( X1,Y1 ) 좌표의 G 값보다 큰 경우, 상기 R,G,B 평균값 계산부(303) 및 스위칭부(304)를 각각 제어하게 된다.
상기 R,G,B 평균값 계산부(303)는 상기 G CCD(101b)에서 ( X1,Y1 ) 좌표의 G 값을 제공받아, 상기 제공받은 ( X0,Y0 ) 좌표의 G 값과의 평균값을 구하여 상기 스위칭부(304)에 제공하게 된다.
상기 스위칭부(304)는 상기 제어부(302)의 제어에 의해 상기 R,G,B 평균값 계산부(303)에서 계산된 G 값을 보간 화소값( G,, )으로 대치하여 상기 화소값 출력부(305)에 제공하게 된다.
도 8 에 도시된 바와같이, 상기 화소값 출력부(305)는 상기 스위칭부(304)에서 제공되는 G,, 값과 상기 R,B CCD(101a),(101b)로부터 출력되는 R,B 값을 합산하여 G,, +R+B 인 ( X1,Y1 ) 좌표의 화소값을 아날로그 처리부로 출력하게 된다.
이와같은 동작을 거쳐 상기 화소값 출력부(305)는, 도 8 에 도시된 바와같이, G+R,,+B,, 화소값과 G,,+R+B 화소값을 순차적으로 출력하게 된다.
결국, 상기 화소값 출력부(305)는, 도 2 의 (D)에 도시된 바와같이, 16 * 6 개의 화소값을 아날로그 처리부로 출력하게 되는 것이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7 는 본 발명의 제4 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 블럭도를 도시한 것이고, 도 8 은 도 7 에서의 화소값 출력부의 출력화소의 R,G,B 값을 보인 예시도를 도시한 것이며, 도 9 는 도 7 에서의 R,G,B CCD 의 분광특성에 따른 파장 및 백분율의 관계를 보인 예시도를 도시한 것이다.
도 7 에 도시된 바와같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 분광특성을 이용한 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치는 제1 내지 제3 실시예에서의 렌즈군(100)과, 제1 내지 제3 실시예에서의 R,G,B CCD(101a)(101b),(101c)와, 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 분광특성에 의한 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율로 계산하는 백분율 계산부(400)와, 상기 백분율 계산부(400)에서 계산된 백분율에 의해 상수값을 구하고, 그 상수값 및 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B, 값에 의해 R,B 값 또는 G 값을 구하여 순차적으로 출력하는 R,G,B 값 계산부(401)와, 제3 실시예에서의 제어부(302)와, 제3 실시예에서의 R,G,B 평균값 계산부(303)와, 제3 실시예에서의 스위칭부(304)와, 제3 실시예에서의 화소값 출력부(305)로 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명의 제4 실시예에 따른 CCD 이미지 픽업시스템의 화소보간장치의 동작을 도 2, 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호가 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)에 제공되게 되면, 그 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)는 그 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하게 된다.
도 2 의 (A)에 도시된 바와같이, 상기 G CCD(101b)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0,Y0 )-( X8,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 G 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (B)에 도시된 바와같이, 상기 R CCD(101a)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 R 값을 출력하게 된다.
도 2 의 (C)에 도시된 바와같이, 상기 B CCD(101c)는 상기 렌즈군(100)를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 {( X0+1/2f0,Y0 )-( X8+1/2f0,Y6 )} 좌표를 갖는 8 * 6 개의 B 값을 출력하게 된다.
백분율 계산부(400)에는 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101c)의 상대적 분광특성에 의해 촬상된 R,G,B 신호의 단파장에 상대적 감도를 백분율로 구한다.
R,G,B 값 계산부(401)는 상기 백분율 계산부(400)에 계산된 백분율 및 상기 R,G,B CCD(101a),(101b),(101b)에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값을 제공받아 제1 내지 제3 실시예에서의 수학식 1 내지 수학식 5에 의해 R,B 값 또는 G 값을 순차적으로 계산하여 출력하게 된다.
제어부(301), R,G,B 평균값 계산부(303), 스위칭부(304) 및 화소값 출력부(305)의 동작은 제3 실시예에서와 동일하므로, 이하 설명을 생략하기로 한다.
그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 여러수정이 가능하므로 본 발명은 이것에 제한되지 않음을 알 수 있다. 그러므로, 본원에 기재되었으며 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위내에 일치는 본 발명 및 모든 수정이 커버될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 R,G,B 신호의 상대적 분광특성을 이용하여 화소를 보간하여 8 * 6 개의 화소를 16 * 6 개의 화소를 생성함으로써 기록 및 재생된 화상의 해상도가 향상되는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 공간 화소 이동방법에 따라 배치되어, 렌즈군를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 촬상소자와;
    상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값의 평균값을 구하여 R,B 값의 평균값 또는 G 값의 평균값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 평균값 계산수단과;
    상기 R,G,B 촬상소자의 분광특성에 따른 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율로 출력하는 백분율 출력수단과;
    상기 백분율 출력수단에서 출력되는 백분율을 이용하여 소정의 상수값을 구하고, 그 상수값 및 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 R,B 값 또는 G 값을 구하여 순차적으로 출력하는 R,G,B 값 계산수단과;
    상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 상기 R,G,B 평균값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값의 평균값 또는 G 값이나 상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 출력화소값으로 대치하여 R,B 값 또는 G 값을 순차적으로 출력하는 화소값 대치수단과;
    상기 화소값 대치수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값과 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값을 합산하여 1 필드 단위로 출력하는 화소값 출력수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 백분율 출력 수단은
    상기 R,G,B 촬상 소자의 분광 특성에 따른 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율을 계산하는 백분율 계산 수단; 및
    상기 백분율 계산 수단에서 구한 값을 저장하는 백분율 저장 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소 보간 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 R,G,B 촬상소자는 각각 8 * 6 개의 R,G,B 값을 촬상하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 R,B 촬상소자에 의해 촬상되는 R,B 값은 각각 상기 G 촬상소자에 의해 촬상되는 G 값의 1/2 샘플링 주파수만큼 X 좌표 방향으로 지연되어 촬상되는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 백분율 저장수단에 저장된 백분율은 상기 G 촬상소자에 촬상된 G 값의 백분율을 100 % 하고, 그 G 값의 백분율에 대한 상대적 백분율을 상기 R,B 촬상소자에 촬상된 R 값 및 B 값의 백분율로 하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 R,G,B 촬상소자의 분광특성에 의한 R,G,B 신호의 단파장은 각각 655 nm, 538.05 nm, 453.9 nm 인 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R,G,B 값의 백분율을 100 으로 각각 제산하고, 그 제산값을 각각 제곱한 후, 그 제곱된 값을 합산하여 구해지고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 R 값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 G 값의 백분율을 100으로 제산하고, 그 제산값에 상기 G 촬상소자에 촬상된 G 값을 승산하며, 상기 백분율 저장수단에서 인출된 B 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값에 상기 B 촬상소자에 촬상된 B 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값에서 그 G 값을 승산한 값 및 그 B 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하고, 그 감산값과 100을 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R 값의 백분율로 제산한 값을 승산하여 구해지고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 G 값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값과 상기 R 촬상소자에 촬상된 R 값을 승산하며, 상기 백분율 저장수단에서 인출된 B 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값과 상기 B 촬상소자에 촬상된 B 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값에서 그 R 값을 승산한 값 및 그 B 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하여 구해지고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 B 값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R 값의 백분율을 100으로 제산하고, 그 제산값에 상기 R 촬상소자에 촬상된 R 값을 승산하며, 상기 백분율 저장수단에서 인출된 G 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값에 상기 G 촬상소자에 촬상된 G 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값에서 그 R 값을 승산한 값 및 그 G 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하고, 그 감산값과 100을 상기 백분율 저장수단에 저장된 B 값의 백분율로 제산한 값을 승산하여 구해지는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 화소값 대치수단은
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B 촬상소자에서 출력되는 R,B 값 또는 G 값의 사이값인 경우에 그 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 출력화소값으로 대치되고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B 촬상소자에서 출력되는 R,B 값 또는 G 값의 사이값이 아닌 경우에 상기 R,G,B 평균값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 또는 G 값을 출력화소값으로 대치하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 화소값 출력수단은
    상기 화소값 대치수단에서 R,B 값이 출력되는 경우, 그 R,B 값과 상기 G 촬상소자에서 촬상된 G 값을 합산한 화소값을 출력하고,
    상기 화소값 대치수단에서 G 값이 출력되는 경우, 그 G 값과 상기 R,B 촬상소자에서 촬상된 R,B 값을 합산한 화소값을 출력함을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 화소값 출력 수단은 16×6 개의 단위로 화소값을 출력하는 것을 특징으로 하는 분광 특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  11. 공간 화소 이동방법에 따라 배치되어, 렌즈군를 거쳐 입사되는 광신호를 촬상하여 G 값 또는 R,B 값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 촬상소자와;
    상기 R,G,B 촬상소자의 분광특성에 의한 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율로 출력하는 백분율 계산수단과;
    상기 백분율 계산수단에서 출력된 백분율을 이용하여 소정의 상수값을 구하고, 그 상수값 및 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 R,B 값 또는 G 값을 구하여 순차적으로 출력하는 R,G,B 값 계산수단과;
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값 및 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값에 의해 화소보간을 제어하는 제어수단과;
    상기 제어수단의 제어에 따라 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값의 평균값을 구하여 R,B 값의 평균값 또는 G 값의 평균값을 순차적으로 출력하는 R,G,B 평균값 계산수단과;
    상기 제어수단의 제어에 따라 상기 R,G,B 평균값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 또는 G 평균값 이나 상기 R,G,B 값 계산수단에 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 선택적으로 출력하는 스위칭수단과;
    상기 스위칭수단에서 출력되는 R,B 값 또는 G 값과 상기 R,G,B 촬상소자에서 순차적으로 출력되는 G 값 또는 R,B 값을 합산하여 1 필드 단위로 출력하는 화소값 출력수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 백분율 출력 수단은
    상기 R,G,B 촬상 소자의 분광 특성에 따른 R,G,B 신호의 단파장에 그 R,G,B 신호의 상대적 감도를 백분율을 계산하는 백분율 계산 수단; 및
    상기 백분율 계산 수단에서 구한 값을 저장하는 백분율 저장 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소 보간 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 R,G,B 촬상소자는 각각 8 * 6 개의 R,G,B 값을 촬상하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 R,B 촬상소자에 의해 촬상되는 R,B 값은 각각 상기 G 촬상소자에 의해 촬상되는 G 값의 1/2 샘플링 주파수만큼 X 좌표 방향으로 지연되어 촬상되는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 백분율 저장수단에 저장된 백분율은 상기 G 촬상소자에 촬상된 G 값의 백분율을 100 % 하고, 그 G 값의 백분율에 대한 상대적 백분율을 상기 R,B 촬상소자에 촬상된 R 값 및 B 값의 백분율로 하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 R,G,B 촬상소자의 분광특성에 의한 R,G,B 신호의 단파장은 각각 655 nm, 538.05 nm 및 453.9 nm 인 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R,G,B 값의 백분율을 100 으로 각각 제산하고, 그 제산값을 제곱한 후, 그 제곱된 값을 합산하여 구해지고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 R 값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 G 값의 백분율을 100으로 제산하고, 그 제산값에 상기 G 촬상소자에 촬상된 G 값을 승산하며, 상기 백분율 저장수단에서 인출된 B 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값에 상기 B 촬상소자에 촬상된 B 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값에서 그 G 값을 승산한 값 및 그 B 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하고, 그 감산값과 100을 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R 값의 백분율로 제산한 값을 승산하여 구해지고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 G 값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값과 상기 R 촬상소자에 촬상된 R 값을 승산하며, 상기 백분율 저장수단에서 인출된 B 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값과 상기 B 촬상소자에 촬상된 B 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값에서 그 R 값을 승산한 값 및 그 B 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하여 구해지고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 B 값은 상기 백분율 저장수단에서 인출된 R 값의 2백분율을 100으로 제산하고, 그 제산값에 상기 R 촬상소자에 촬상된 R 값을 승산하며, 상기 백분율 저장수단에서 인출된 G 값의 백분율을 100 으로 제산하고, 그 제산값에 상기 G 촬상소자에 촬상된 G 값을 승산한 후, 상기 R,G,B 값 계산수단에서 구해진 상수값에서 그 R 값을 승산한 값 및 그 G 값을 승산한 값을 순차적으로 감산하고, 그 감산값과 100을 상기 백분율 저장수단에 저장된 B 값의 백분율로 제산한 값을 승산하여 구해지는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 스위칭수단은
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B 촬상소자에 촬상된 R,G,B 값의 사이값인 경우에, 상기 제어수단의 제어에 의해 그 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값을 선택적으로 출력하고,
    상기 R,G,B 값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 값 또는 G 값이 상기 R,G,B 촬상소자에 촬상된 R,G,B 값의 사이값이 아닌 경우에, 상기 제어수단의 제어에 의해 상기 R,G,B 평균값 계산수단에서 순차적으로 출력되는 R,B 평균값 또는 G 값을 선택적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 화소값 출력수단은 상기 스위칭수단에서 R,B 값이 출력되는 경우, 그 R,B 값과 상기 G 촬상소자에서 촬상된 G 값을 합산한 화소값을 출력하고,
    상기 스위칭수단에서 G 값이 출력되는 경우, 그 G 값과 상기 R,B 촬상소자에서 촬상된 R,B 값을 합산한 화소값을 출력하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 화소값 출력수단은 16 * 6 개 단위로 화소값을 출력하는 것을 특징으로 하는 분광특성을 이용한 CCD 픽업 이미지 시스템의 화소보간장치.
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