JP3096619B2 - Video signal processing device - Google Patents

Video signal processing device

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JP3096619B2
JP3096619B2 JP07204608A JP20460895A JP3096619B2 JP 3096619 B2 JP3096619 B2 JP 3096619B2 JP 07204608 A JP07204608 A JP 07204608A JP 20460895 A JP20460895 A JP 20460895A JP 3096619 B2 JP3096619 B2 JP 3096619B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子から
出力される映像信号に対して被写体映像の輪郭補正処
理、即ち、アパーチャ処理を施す映像信号処理装置に関
する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a video signal processing apparatus for subjecting a video signal output from a solid-state image sensor to contour correction of a subject image, that is, aperture processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】単一の撮像素子を用いてカラー撮像を行
う場合、撮像素子の受光部にストライプ状やモザイク状
のカラーフィルタを装着し、受光部の各画素を所定の色
成分に対応付けるようしている。このような撮像素子か
ら出力される映像信号は、カラーフィルタの構成に対応
し、各色成分を表す映像情報が所定の順序で繰り返され
る。この映像信号に対する信号処理の過程では、通常、
輝度情報の処理と色情報の処理とがそれぞれ独立して行
われる。輝度情報の処理においては、各色成分を表す映
像情報を所定の割合で合成して輝度信号が生成され、色
情報の処理においては、マトリクス処理によってそれぞ
れ所望の色成分を表す色信号が生成される。これらの信
号処理においては、従来よりアナログ信号処理が採用さ
れてるが、近年のマルチメディアに対応した撮像装置の
場合、映像情報をデジタルデータとしてコンピュータ機
器等に供給できるようにするため、出力側でデジタル信
号処理が採用されるようになっている。
2. Description of the Related Art When color imaging is performed using a single image sensor, a stripe or mosaic color filter is mounted on a light receiving portion of the image sensor to associate each pixel of the light receiving portion with a predetermined color component. doing. A video signal output from such an image sensor corresponds to a configuration of a color filter, and video information representing each color component is repeated in a predetermined order. In the process of signal processing for this video signal, usually,
The processing of the luminance information and the processing of the color information are performed independently. In the processing of the luminance information, a video signal representing each color component is synthesized at a predetermined ratio to generate a luminance signal. In the processing of the color information, a color signal representing a desired color component is generated by matrix processing. . In these signal processing, analog signal processing has been conventionally used. However, in the case of a recent multimedia-capable imaging device, in order to be able to supply video information as digital data to a computer device or the like, an output side is used. Digital signal processing has been adopted.

【0003】図7は、従来の撮像装置の構成を示すブロ
ック図である。CCD固体撮像素子1は、行列配置され
る複数の受光画素及び各受光画素に対応付けられたシフ
トレジスタを有し、光電変換によって発生する情報電荷
を各受光画素に蓄積する。また、カラーフィルタの装着
により、各受光画素が所定の色成分と対応付けられる。
ドライバ2は、水平同期信号及び垂直同期信号に応答し
て多相のクロックパルスを発生し、CCD1に供給す
る。タイミング制御回路3は、基準クロックをカウント
するカウンタにより構成され、CCD1の水平走査周期
及び垂直走査周期に従う各種同期信号(水平同期信号、
垂直同期信号等)を生成する。これにより、CCD1が
所定のタイミングでパルス駆動され、各受光画素に蓄積
される情報電荷が順次転送出力される。そして、シフト
レジスタの出力側で情報電荷の電荷量が電圧値に変換さ
れ、各受光画素に対応した映像情報が1行単位で連続し
て出力される。アナログ信号処理部4は、CCD1の出
力電圧を取り込み、サンプリング、ゲイン制御等の処理
を施し、所定のフォーマットに従う映像信号を生成す
る。A/D変換回路5は、アナログ信号処理部4から与
えられる映像信号を1画素分ずつアナログ/デジタル変
換し、映像データを生成する。デジタル信号処理部6
は、A/D変換回路5で生成される映像データを取り込
み、所定のマトリクス処理を経て輝度データと色データ
とを生成した後、輝度データに対して輪郭補正やガンマ
補正等の処理を施す。例えば、図8に示すように、イエ
ロー(Ye)、シアン(Cy)、グリーン(G)及びホ
ワイト(W)からなるモザイク型のカラーフィルタが採
用された場合、各色成分を平均化して輝度データYと
し、WとYeとの差またはCyとGとの差から赤色成分
データRを生成し、WとCyとの差またはYeとGとの
差から青色成分データBを生成するようにしている。そ
して、輝度データYに対して、特定の周波数帯域の成分
を強調するようにして映像の輪郭補正を行う、いわゆる
アパーチャ処理を施し、さらに、映像信号を表示する側
の入力信号レベルと発光輝度との非線形性を補正するガ
ンマ補正処理を施す。また、各色成分データR、Bに対
しては、輝度データYとの差から色差データU、Vが生
成され、輝度データYと共に映像データとして出力され
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional image pickup apparatus. The CCD solid-state imaging device 1 has a plurality of light receiving pixels arranged in a matrix and a shift register associated with each light receiving pixel, and accumulates information charges generated by photoelectric conversion in each light receiving pixel. Further, by mounting the color filter, each light receiving pixel is associated with a predetermined color component.
The driver 2 generates a multi-phase clock pulse in response to the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal, and supplies the multi-phase clock pulse to the CCD 1. The timing control circuit 3 includes a counter that counts a reference clock, and various synchronization signals (horizontal synchronization signals,
Vertical synchronization signal, etc.). As a result, the CCD 1 is pulse-driven at a predetermined timing, and information charges accumulated in each light receiving pixel are sequentially transferred and output. Then, on the output side of the shift register, the amount of the information charge is converted into a voltage value, and video information corresponding to each light receiving pixel is continuously output in units of one row. The analog signal processing unit 4 captures the output voltage of the CCD 1, performs processing such as sampling and gain control, and generates a video signal according to a predetermined format. The A / D conversion circuit 5 performs analog / digital conversion of the video signal supplied from the analog signal processing unit 4 for each pixel, and generates video data. Digital signal processing unit 6
Captures video data generated by the A / D conversion circuit 5, generates luminance data and color data through predetermined matrix processing, and then performs processing such as contour correction and gamma correction on the luminance data. For example, as shown in FIG. 8, when a mosaic type color filter including yellow (Ye), cyan (Cy), green (G), and white (W) is employed, each color component is averaged to obtain luminance data Y. The red component data R is generated from the difference between W and Ye or the difference between Cy and G, and the blue component data B is generated from the difference between W and Cy or the difference between Ye and G. Then, the brightness data Y is subjected to a so-called aperture process for performing contour correction of a video so as to emphasize a component of a specific frequency band, and further, an input signal level and a luminous brightness on a side for displaying a video signal are provided. Gamma correction is performed to correct the nonlinearity of. For each of the color component data R and B, color difference data U and V are generated from the difference from the luminance data Y, and output as video data together with the luminance data Y.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】輝度データYに対する
ガンマ補正処理においては、図9に示すように、低レベ
ルの輝度データが増幅され、高レベルの輝度データが抑
圧される傾向となる。このため、アパーチャ処理を施し
た輝度データをガンマ補正処理すると、アパーチャ処理
で生じたノイズが低輝度部分で増幅され易くなるため、
低輝度部分のS/N比が劣化することになる。そして、
高輝度部分においては、輝度データと共にアパーチャ成
分が抑圧されるために、輪郭補正が不十分となり、結果
的に再生画面の画質の劣化させることになる。
In the gamma correction process for the luminance data Y, as shown in FIG. 9, there is a tendency that low-level luminance data is amplified and high-level luminance data is suppressed. For this reason, if the luminance data subjected to the aperture processing is subjected to gamma correction processing, noise generated in the aperture processing is likely to be amplified in a low luminance part,
As a result, the S / N ratio of the low-luminance portion will be degraded. And
In the high luminance portion, the aperture component is suppressed together with the luminance data, so that the contour correction becomes insufficient, and as a result, the image quality of the reproduced screen is deteriorated.

【0005】そこで本発明は、輝度データに対してガン
マ補正処理を施しながら適正なアパーチャ処理を施すよ
うにすることを目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to perform appropriate aperture processing while performing gamma correction processing on luminance data.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、その特徴とするところ
は、複数の受光画素が行列配置された固体撮像素子か
ら、各受光画素に蓄積される情報電荷に対応して1行単
位で出力される映像信号に基づいて映像の輝度を表す輝
度データを生成する映像信号処理装置において、上記固
体撮像素子から出力される映像信号を1画素毎にデジタ
ルデータに変換して各受光画素に対応する映像データを
生成するA/D変換回路と、連続する上記映像データを
順次取り込み、所定の高周波成分を除去して第1の輝度
データを生成する第1のフィルタ回路と、連続する上記
映像データを順次取り込み、特定帯域の周波数成分を選
択的に取り出してアパーチャデータを生成する第2のフ
ィルタ回路と、上記第1のフィルタ回路から得られる第
1の輝度データを非線形変換して第2の輝度データを生
成する補正回路と、この補正回路から得られる第2の輝
度データに上記第2のフィルタ回路からから得られるア
パーチャデータを加算して第3の輝度データを生成する
アパーチャ付加回路と、を備えたことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and is characterized in that a plurality of light-receiving pixels are arranged in a matrix in a solid-state imaging device. In a video signal processing device for generating luminance data representing the luminance of a video based on a video signal output in units of one row corresponding to information charges stored in pixels, the video signal output from the solid-state imaging device is An A / D conversion circuit for converting each pixel into digital data to generate video data corresponding to each light receiving pixel; and sequentially taking in the continuous video data and removing a predetermined high-frequency component to obtain first luminance data A first filter circuit that sequentially captures the video data and selectively extracts frequency components in a specific band to generate aperture data; and a second filter circuit that generates aperture data. A correction circuit for non-linearly converting the first luminance data obtained from the first filter circuit to generate second luminance data; and obtaining the second luminance data obtained from the correction circuit from the second filter circuit. An aperture adding circuit that adds the obtained aperture data to generate third luminance data.

【0007】これにより、非線形変換される前の輝度デ
ータから輪郭補正用のアパーチャデータが生成され、こ
のアパーチャデータが非線形変換処理された後の輝度デ
ータに付加されるようになる。従って、アパーチャデー
タ自体に非線形変換を施すことなく、輝度データのみに
対して非線形変換処理を施すことができる。
Thus, aperture data for contour correction is generated from the luminance data before the non-linear conversion, and the aperture data is added to the luminance data after the non-linear conversion processing. Therefore, the nonlinear conversion process can be performed only on the luminance data without performing the nonlinear conversion on the aperture data itself.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の映像信号処理装
置の構成を示すブロック図である。アナログ信号処理部
10は、所定の周期で駆動されるCCD固体撮像素子の
出力が与えられるものであり、相関二重サンプリング回
路(CDS)11及び自動利得制御回路(AGC)12
より構成される。相関二重サンプリング回路11は、所
定のクロック周期で基準電位と信号電位とが繰り返され
るCCDの出力を受け、基準電位部分と信号電位部分と
をそれぞれサンプリングし、その電位差を映像信号とし
て取り出す。これにより、CCDの各受光画素に蓄積さ
れる情報電荷の量に対応した電位レベルが1クロック期
間維持される映像信号を得ている。自動利得制御回路1
2は、相関二重サンプリング回路11から出力される映
像信号に対し、例えば、1垂直走査期間の平均レベルに
応じたゲインを与え、各垂直走査期間毎の平均レベルが
略均一になるように制御する。即ち、相関二重サンプリ
ング回路12から出力される映像信号の1垂直走査期間
毎の積分値に基づいてゲインを可変設定し、積分値を所
定の範囲に収めるようなフィードバック制御を行うよう
にしている。これにより、平均レベルが画面単位でほぼ
一様に揃えられた映像信号が出力される。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a video signal processing apparatus according to the present invention. The analog signal processing unit 10 receives an output of a CCD solid-state imaging device driven at a predetermined cycle, and includes a correlated double sampling circuit (CDS) 11 and an automatic gain control circuit (AGC) 12.
It is composed of The correlated double sampling circuit 11 receives the output of the CCD in which the reference potential and the signal potential are repeated at a predetermined clock cycle, samples the reference potential portion and the signal potential portion, and extracts the potential difference as a video signal. As a result, a video signal is obtained in which a potential level corresponding to the amount of information charges stored in each light receiving pixel of the CCD is maintained for one clock period. Automatic gain control circuit 1
The control unit 2 gives a gain to the video signal output from the correlated double sampling circuit 11 according to, for example, an average level in one vertical scanning period, and controls the average level in each vertical scanning period to be substantially uniform. I do. That is, the gain is variably set based on the integral value of the video signal output from the correlated double sampling circuit 12 for each vertical scanning period, and feedback control is performed so that the integral value falls within a predetermined range. . As a result, a video signal whose average level is almost uniformly set for each screen is output.

【0009】A/D変換回路13は、CCDの出力動
作、即ち、アナログ信号処理部10の相関二重サンプリ
ング回路11のサンプリング動作に同期して、アナログ
信号処理部10から出力される映像信号を順次アナログ
/デジタル変換して映像データを生成する。これによ
り、CCDの各受光画素に対応する映像データY0が生
成される。
The A / D conversion circuit 13 converts the video signal output from the analog signal processing unit 10 in synchronization with the output operation of the CCD, that is, the sampling operation of the correlated double sampling circuit 11 of the analog signal processing unit 10. Analog / digital conversion is performed sequentially to generate video data. As a result, video data Y0 corresponding to each light receiving pixel of the CCD is generated.

【0010】デジタル信号処理部14は、輝度データ生
成回路15、ガンマ補正回路16、アパーチャデータ生
成回路17及びアパーチャ付加回路18より構成され
る。輝度データ生成回路15は、ローパス特性を有する
デジタルフィルタであり、例えば、映像データY0か
ら、A/D変換回路13のサンプリング周波数の1/2
以下の周波数成分を取り出すことにより輝度データY1
を生成する。ガンマ補正回路16は、所定の変換テーブ
ルを備えた非線形変換回路であり、その変換特性が図9
に示すようなガンマ曲線に従うように設定される。これ
により、輝度データY1に対応してガンマ補正された輝
度データY2が生成される。尚、このガンマ補正回路に
ついては、変換テーブルを用いる他に、複数の線形変換
を組み合わせるようにして図9に示すガンマ曲線を近似
することも可能である。アパーチャデータ生成回路17
は、特定帯域の周波数成分を取り出すバンドパス特性を
有するデジタルフィルタであり、例えば、映像データY
0から、A/D変換回路13のサンプリング周波数の1
/4の周波数成分を中心として取り出すことにより、ア
パーチャデータAを生成する。そして、アパーチャ付加
回路18は、加算回路であり、ガンマ補正回路16から
得られる輝度データY2にアパーチャデータ生成回路1
7から得られるアパーチャデータAを加算することによ
り、輝度データY3を生成する。この輝度データY3で
は、アパーチャ成分に対してガンマ補正処理が施されて
いないため、低輝度の映像を表す部分で輪郭が必要以上
に強調されることはない。
The digital signal processing section 14 comprises a luminance data generating circuit 15, a gamma correction circuit 16, an aperture data generating circuit 17, and an aperture adding circuit 18. The luminance data generation circuit 15 is a digital filter having a low-pass characteristic.
By extracting the following frequency components, the luminance data Y1
Generate The gamma correction circuit 16 is a non-linear conversion circuit having a predetermined conversion table, and its conversion characteristics are shown in FIG.
Are set to follow a gamma curve as shown in FIG. As a result, luminance data Y2 that has been gamma-corrected corresponding to the luminance data Y1 is generated. Note that, in addition to using the conversion table, the gamma correction circuit shown in FIG. 9 can be approximated by combining a plurality of linear conversions. Aperture data generation circuit 17
Is a digital filter having a band-pass characteristic for extracting a frequency component in a specific band.
From 0 to 1 of the sampling frequency of the A / D conversion circuit 13
Aperture data A is generated by extracting the 周波 数 frequency component as the center. The aperture addition circuit 18 is an addition circuit, and adds the aperture data generation circuit 1 to the luminance data Y2 obtained from the gamma correction circuit 16.
The luminance data Y3 is generated by adding the aperture data A obtained from. In the luminance data Y3, since the aperture component has not been subjected to the gamma correction processing, the outline is not unnecessarily emphasized in the portion representing the low luminance image.

【0011】尚、アナログ信号処理部10及びデジタル
信号処理部14の各部の動作タイミングは、A/D変換
回路13の動作タイミングと共に、CCDの駆動タイミ
ングを決定するタイミング制御回路(図示せず)から供
給されるタイミングクロックによって互いに同期がとら
れている。図2は、輝度データ生成回路15の一例を示
すブロック図で、水平方向の3画素に対するデジタルフ
ィルタの場合を示す。
The operation timing of each unit of the analog signal processing unit 10 and the digital signal processing unit 14 together with the operation timing of the A / D conversion circuit 13 is controlled by a timing control circuit (not shown) for determining the drive timing of the CCD. The supplied timing clocks synchronize with each other. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the luminance data generation circuit 15, which shows a digital filter for three pixels in the horizontal direction.

【0012】第1乃至第3のラッチ21、22、23
は、直列に接続されてシフトレジスタを成し、連続する
映像データY0(n+1)、Y0(n)、Y0(n-1)をそれぞれ記憶
する。乗算器24は、第2のラッチ22にラッチされた
映像データY0(n)に係数「2」を乗算し、乗算結果を加
算器25に供給する。加算器25は、乗算器24から得
られる乗算結果に、第1のラッチ21にラッチされた映
像データY0(n+1)と第3のラッチ23にラッチされた映
像データY0(n-1)とを加算し、その加算結果を除算器2
6に供給する。除算器26は、加算器25から与えられ
る加算結果を除数「4」で除算し、除算結果を輝度デー
タY1(n)として出力する。こように、輝度データY1(n)
は、 Y1(n)=(Y0(n+1)+2Y0(n)+Y0(n-1))/4 によって与えられることになる。
First to third latches 21, 22, 23
Are connected in series to form a shift register, and store successive video data Y0 (n + 1), Y0 (n) and Y0 (n-1). The multiplier 24 multiplies the video data Y0 (n) latched by the second latch 22 by a coefficient “2”, and supplies the multiplication result to the adder 25. The adder 25 adds the video data Y0 (n + 1) latched by the first latch 21 and the video data Y0 (n-1) latched by the third latch 23 to the multiplication result obtained from the multiplier 24. And the result of the addition is divided by a divider 2
6 Divider 26 divides the addition result provided from adder 25 by divisor “4”, and outputs the division result as luminance data Y1 (n). Thus, the luminance data Y1 (n)
Is given by Y1 (n) = (Y0 (n + 1) + 2Y0 (n) + Y0 (n-1)) / 4.

【0013】図3は、輝度データ生成回路15の他の例
を示すブロック図で、垂直方向の3画素に対するデジタ
ルローパスフィルタの場合を示す。第1乃至第3のライ
ンメモリ31、32、33は、それぞれ1行分の映像デ
ータを記憶する容量を有し、互いに直列に接続されて映
像データY0を1行単位で順次記憶する。即ち、第1の
ラインメモリ31の読み出し出力が第2のラインメモリ
32の書き込み入力に接続され、さらに、第2のライン
メモリ32の読み出し出力が第3のラインメモリ33の
書き込み入力に接続され、第1及び第2のラインメモリ
31、32から読み出される映像データY0がそのまま
第2及び第3のラインメモリ32、33に書き込まれる
ように構成される。これにより、第1乃至第3のライン
メモリ31、32、33には、連続する3行(m+1
行、m行、m−1行)の映像データY0(m+1)、Y0(m)、
Y0(m-1)が記憶される。乗算器34は、第2のラインメ
モリ32から読み出される映像データY0(m)に乗数
「2」を乗算し、乗算結果を加算器35に供給する。加
算器35は、乗算器24から与えられる乗算結果に、第
1のラインメモリ31から読み出される映像データY0
(m+1)と、第3のラインメモリ33から読み出される映
像データY0(m-1)とを加算し、加算結果を除算器36に
供給する。除算器36は、加算器35から与えられる加
算結果を除数「4」で除算し、乗算結果を輝度データY
1(m)として出力する。このように、輝度データY1(m)
は、 Y1(m)=(Y0(m+1)+2Y0(m)+Y0(m-1))/4 によって与えられることになる。
FIG. 3 is a block diagram showing another example of the luminance data generation circuit 15, which shows a digital low-pass filter for three pixels in the vertical direction. The first to third line memories 31, 32, and 33 each have a capacity to store video data for one row, and are connected in series with each other to sequentially store video data Y0 in row units. That is, the read output of the first line memory 31 is connected to the write input of the second line memory 32, and the read output of the second line memory 32 is connected to the write input of the third line memory 33, Video data Y0 read from the first and second line memories 31 and 32 is written to the second and third line memories 32 and 33 as they are. As a result, three consecutive rows (m + 1) are stored in the first to third line memories 31, 32, and 33.
Rows, m rows, m-1 rows) of video data Y0 (m + 1), Y0 (m),
Y0 (m-1) is stored. The multiplier 34 multiplies the video data Y0 (m) read from the second line memory 32 by a multiplier “2”, and supplies the multiplication result to the adder 35. The adder 35 adds the video data Y0 read from the first line memory 31 to the multiplication result given from the multiplier 24.
(m + 1) is added to the video data Y0 (m-1) read from the third line memory 33, and the result of the addition is supplied to the divider 36. Divider 36 divides the addition result provided from adder 35 by divisor “4”, and outputs the multiplication result as luminance data Y
Output as 1 (m). Thus, the luminance data Y1 (m)
Is given by Y1 (m) = (Y0 (m + 1) + 2Y0 (m) + Y0 (m-1)) / 4.

【0014】これらのデジタルローパスフィルタの周波
数特性は、共に図4に示すようになり、サンプリング周
波数fsの1/2の周波数成分が取り除かれることにな
る。尚、サンプリング周波数fsとは、A/D変換回路
13のサンプリング周波数であり、相関二重サンプリン
グ回路11のサンプリング周波数及びCCDの出力動作
の周波数に一致する。また、サンプリング周波数fsの
1/2以下の周波数成分については、CCD固体撮像素
子に照射される光の光路に回折格子等の光学的なローパ
スフィルタを設けることにより予め除去されており、デ
ジタルフィルタの出力側には表れない。
The frequency characteristics of these digital low-pass filters are as shown in FIG. 4, and a frequency component of 1/2 of the sampling frequency fs is removed. Note that the sampling frequency fs is the sampling frequency of the A / D conversion circuit 13 and coincides with the sampling frequency of the correlated double sampling circuit 11 and the frequency of the output operation of the CCD. In addition, a frequency component equal to or less than の of the sampling frequency fs has been removed in advance by providing an optical low-pass filter such as a diffraction grating in an optical path of light applied to the CCD solid-state imaging device. It does not appear on the output side.

【0015】ここで、実際に輝度データY1を得るに
は、水平方向及び垂直方向の2次元のフィルタを構成す
る必要があるため、水平のフィルタと垂直のフィルタと
を直列に接続して輝度データ生成回路15を構成する。
例えば、図3に示す垂直方向のデジタルフィルタの出力
を図2に示す水平方向のデジタルフィルタの入力に与え
るようにすればよい。これにより、水平方向の3画素と
垂直方向の3画素との合計9画素の映像データから輝度
データY1(m,n)が生成される。この場合、輝度データY
1(m,n)は、 Y1(m,n)=(Y0(m+1,n+1)+2Y0(m+1,n)+Y0(m+1,m-1) +2Y0(m,n+1)+4Y0(m,n)+2Y0(m,n-1) +Y0(m-1,n+1)+2Y0(m-1,n)+Y0(m-1,n-1))/16 によって与えられることになる。例えば、図8に示すよ
うなカラーフィルタにおいて、第2行第2列目の受光画
素に対しては、 Y1(2,2)=(W+2G+W+2Ye+4Cy+2Ye+G+2W+G)/4 =Ye+Cy+G+W =2R+4G+2B となる。このような演算は、全ての受光画素において同
一の結果となり、全ての受光画素から同一成分により構
成される輝度情報を共通に得ることができる。
Here, in order to actually obtain the luminance data Y1, it is necessary to construct a two-dimensional filter in the horizontal direction and the vertical direction. The generation circuit 15 is configured.
For example, the output of the vertical digital filter shown in FIG. 3 may be given to the input of the horizontal digital filter shown in FIG. As a result, the luminance data Y1 (m, n) is generated from the video data of a total of 9 pixels of 3 pixels in the horizontal direction and 3 pixels in the vertical direction. In this case, the luminance data Y
1 (m, n) is Y1 (m, n) = (Y0 (m + 1, n + 1) + 2Y0 (m + 1, n) + Y0 (m + 1, m-1) + 2Y0 (m, n + 1) + 4Y0 (m, n) + 2Y0 (m, n-1) + Y0 (m-1, n + 1) + 2Y0 (m-1, n) + Y0 (m-1, n-1)) / 16 Will be. For example, in the color filter as shown in FIG. 8, for the light receiving pixels in the second row and second column, Y1 (2,2) = (W + 2G + W + 2Ye + 4Cy + 2Ye + G + 2W + G) / 4 = Ye + Cy + G + W = 2R + 4G + 2B. Such an operation has the same result in all light receiving pixels, and luminance information composed of the same component can be commonly obtained from all light receiving pixels.

【0016】図4は、アパーチャデータ生成回路17の
一例を示すブロック図で、水平方向の5画素に対するデ
ジタルバンドパスフィルタの場合を示す。第1乃至第5
のラッチ41、42、43、44、45は、直列に接続
されてシフトレジスタを成し、連続する映像データY0
(n+2)、Y0(n+1)、Y0(n)、Y0(n-1)、Y0(n-2)をそれ
ぞれ記憶する。乗算器46は、第3のラッチ43にラッ
チされた映像データY0(n)に乗数「2」を乗算し、乗算
結果を減算器47に供給する。減算器47は、乗算器2
4から与えられる乗算結果から、第1のラッチ41にラ
ッチされた映像データY0(n+2)と、第5のラッチ45に
ラッチされた映像データY0(m-2)を減算し、その加算結
果を除算器48に供給する。除算器48は、減算器47
から与えられる減算結果を除数「4」で除算し、アパー
チャデータA(n)として出力する。このように、アパー
チャデータA(n)は、 A(n)=(−Y0(n+2)+2Y0(n)−Y0(n-2))/4 によって与えられることになる。このようなデジタルバ
ンドパスフィルタの周波数特性は、図6に示すようにな
り、サンプリング周波数fsの1/4の周波数成分が主
として取り出されることになる。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the aperture data generating circuit 17, which shows a digital bandpass filter for five pixels in the horizontal direction. First to fifth
Of latches 41, 42, 43, 44, and 45 are connected in series to form a shift register, and the continuous video data Y0
(n + 2), Y0 (n + 1), Y0 (n), Y0 (n-1) and Y0 (n-2) are stored. The multiplier 46 multiplies the video data Y0 (n) latched by the third latch 43 by the multiplier “2”, and supplies the multiplication result to the subtractor 47. The subtractor 47 is a multiplier 2
4 is subtracted from the video data Y0 (n + 2) latched by the first latch 41 and the video data Y0 (m-2) latched by the fifth latch 45, and is added. The result is supplied to a divider 48. The divider 48 includes a subtractor 47
Is divided by the divisor “4” and output as aperture data A (n). Thus, the aperture data A (n) is given by A (n) = (-Y0 (n + 2) + 2Y0 (n) -Y0 (n-2)) / 4. The frequency characteristic of such a digital bandpass filter is as shown in FIG. 6, and a frequency component of 1/4 of the sampling frequency fs is mainly extracted.

【0017】ところで、アパーチャデータ生成回路17
については、垂直方向についてデジタルバンドパスフィ
ルタを構成することもある。その場合には、5つのライ
ンメモリを直列に接続してm−2行目からm+2行目ま
での映像データY0(m-2)、Y0(m-1)、Y0(m)、Y0(m+
1)、Y0(m+2)を記憶し、図5と同様にして、乗算器、減
算器及び除算器を用いて、アパーチャデータA(m)を得
るようにすればよい。この場合、アパーチャデータA
(m)は、 A(m)=(−Y0(m+2)+2Y0(m)−Y0(m-2))/4 によって与えられることになる。
The aperture data generation circuit 17
For, a digital bandpass filter may be configured in the vertical direction. In that case, five line memories are connected in series, and video data Y0 (m-2), Y0 (m-1), Y0 (m), Y0 (m +
1), Y0 (m + 2) is stored, and the aperture data A (m) may be obtained using a multiplier, a subtractor, and a divider in the same manner as in FIG. In this case, the aperture data A
(m) is given by A (m) = (− Y0 (m + 2) + 2Y0 (m) −Y0 (m−2)) / 4.

【0018】そして、水平方向のデジタルバンドパスフ
ィルタと垂直方向のデジタルバンドパスフィルタとを組
み合わせることにより、水平方向の5画素と垂直方向の
5画素との合計25画素からアパーチャデータA(m,n)
を得るようにすることができる。この場合、アパーチャ
データA(m,n)は、 A(m,n)=(Y0(m+2,n+2)−2Y0(m+2,n)+Y0(m+2,n-2) −2Y0(m,n+2)+4Y0(m,n)−2Y0(m,n-2) +Y0(m-2,n+2)−2Y0(m-2,n)+Y0(m-2,n-2))/4 によって与えられることになる。
Then, by combining a horizontal digital bandpass filter and a vertical digital bandpass filter, the aperture data A (m, n) is obtained from a total of 25 pixels of 5 pixels in the horizontal direction and 5 pixels in the vertical direction. )
Can be obtained. In this case, the aperture data A (m, n) is represented by A (m, n) = (Y0 (m + 2, n + 2) -2Y0 (m + 2, n) + Y0 (m + 2, n-2) -2Y0 (m, n + 2) + 4Y0 (m, n) -2Y0 (m, n-2) + Y0 (m-2, n + 2) -2Y0 (m-2, n) + Y0 (m-2, n -2)) / 4.

【0019】以上の実施の形態においては、輝度データ
を得るローパスフィルタのタップ数を3とし、アパーチ
ャデータを得るためのバンドパスフィルタのタップ数を
5とした場合を例示したが、それぞれのフィルタのタッ
プ数は、5以上または7以上であってもよい。また、各
映像データに乗算する係数は、各フィルタの特性を決定
するものであり、目的とする特性に合わせて任意に設定
可能である。
In the above embodiment, the case where the number of taps of the low-pass filter for obtaining the luminance data is 3 and the number of taps of the band-pass filter for obtaining the aperture data is 5 is exemplified. The number of taps may be 5 or more or 7 or more. The coefficient by which each video data is multiplied determines the characteristics of each filter, and can be set arbitrarily according to the desired characteristics.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、バンドパスフィルタに
よって生成されるアパーチャデータに対してガンマ補正
処理が施されず、ローパスフィルタによって生成される
輝度データに対してのみガンマ補正処理が施される。そ
して、ガンマ補正された輝度データに、ガンマ補正され
ていないアパーチャデータを加算することにより、被写
体の輝度に拘わらず全ての映像データに対して一様なア
パーチャ処理が行われるようになる。従って、低輝度の
部分では、映像の輪郭が強調されすぎず、高輝度の部分
では輪郭がより強調されることになり、より効果的な輪
郭補正が可能なる。
According to the present invention, the gamma correction is not performed on the aperture data generated by the band-pass filter, and the gamma correction is performed only on the luminance data generated by the low-pass filter. . Then, by adding aperture data not subjected to gamma correction to luminance data subjected to gamma correction, uniform aperture processing is performed on all video data regardless of the luminance of the subject. Therefore, the outline of the video is not excessively emphasized in the low luminance portion, and the outline is further emphasized in the high luminance portion, so that more effective outline correction can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の映像信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a video signal processing device according to the present invention.

【図2】輝度データを生成する水平方向のデジタルフィ
ルタの構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a horizontal digital filter that generates luminance data.

【図3】輝度データを生成する垂直方向のデジタルフィ
ルタの構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a vertical digital filter that generates luminance data.

【図4】図2及び図3のデジタルフィルタの周波数特性
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating frequency characteristics of the digital filters of FIGS. 2 and 3;

【図5】アパーチャデータを生成する水平方向のデジタ
ルフィルタの構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a horizontal digital filter that generates aperture data.

【図6】デジタルフィルタの周波数特性を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating frequency characteristics of a digital filter.

【図7】従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional solid-state imaging device.

【図8】固体撮像素子に装着されるカラーフィルタの構
成を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view illustrating a configuration of a color filter mounted on the solid-state imaging device.

【図9】ガンマ補正の入出力特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating input / output characteristics of gamma correction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CCD固体撮像素子 2 ドライバ 3 タイミング発生回路 4、10 アナログ信号処理部 5、13 A/D変換回路 6、14 デジタル信号処理部 11 相関二重サンプリング回路(CDS) 12 自動利得制御回路(AGC) 15 輝度データ生成回路 16 ガンマ補正回路 17 アパーチャデータ生成回路 18 アパーチャ付加回路 21〜23、41〜45 ラッチ 24、34、46 乗算器 25、35、47 加算器 26、36、48 除算器 REFERENCE SIGNS LIST 1 CCD solid-state imaging device 2 driver 3 timing generation circuit 4, 10 analog signal processing unit 5, 13 A / D conversion circuit 6, 14 digital signal processing unit 11 correlated double sampling circuit (CDS) 12 automatic gain control circuit (AGC) Reference Signs List 15 luminance data generation circuit 16 gamma correction circuit 17 aperture data generation circuit 18 aperture addition circuit 21 to 23, 41 to 45 latch 24, 34, 46 multiplier 25, 35, 47 adder 26, 36, 48 divider

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の受光画素が行列配置された固体撮
像素子から、各受光画素に蓄積される情報電荷に対応し
て1行単位で出力される映像信号に基づいて映像の輝度
を表す輝度データを生成する映像信号処理装置におい
て、上記固体撮像素子から出力される映像信号を1画素
毎にデジタルデータに変換して各受光画素に対応する映
像データを生成するA/D変換回路と、連続する上記映
像データを順次取り込み、所定の高周波成分を除去して
第1の輝度データを生成する第1のフィルタ回路と、連
続する上記映像データを順次取り込み、特定帯域の周波
数成分を選択的に取り出してアパーチャデータを生成す
る第2のフィルタ回路と、上記第1のフィルタ回路から
得られる第1の輝度データを非線形変換して第2の輝度
データを生成する補正回路と、この補正回路から得られ
る第2の輝度データに上記第2のフィルタ回路からから
得られるアパーチャデータを加算して第3の輝度データ
を生成するアパーチャ付加回路と、を備えたことを特徴
とする映像信号処理装置。
1. A luminance representing a luminance of an image based on a video signal output from a solid-state imaging device in which a plurality of light receiving pixels are arranged in a matrix corresponding to information charges accumulated in each light receiving pixel in units of one row. A video signal processing device for generating data; an A / D conversion circuit for converting a video signal output from the solid-state imaging device into digital data for each pixel to generate video data corresponding to each light receiving pixel; A first filter circuit that sequentially captures the video data and removes a predetermined high-frequency component to generate first luminance data; and sequentially captures the continuous video data and selectively extracts a frequency component of a specific band. A second filter circuit for generating aperture data, and a correction for nonlinearly converting the first luminance data obtained from the first filter circuit to generate second luminance data. And an aperture addition circuit for adding aperture data obtained from the second filter circuit to second brightness data obtained from the correction circuit to generate third brightness data. Video signal processing device.
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