JP2000032478A - 映像信号処理装置及び映像信号処理方法 - Google Patents

映像信号処理装置及び映像信号処理方法

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JP2000032478A
JP2000032478A JP10208520A JP20852098A JP2000032478A JP 2000032478 A JP2000032478 A JP 2000032478A JP 10208520 A JP10208520 A JP 10208520A JP 20852098 A JP20852098 A JP 20852098A JP 2000032478 A JP2000032478 A JP 2000032478A
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Yukio Fujita
幸男 藤田
Koichi Kato
晃一 加藤
Yuichi Takenaga
祐一 竹永
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CCDイメージセンサのRGB出力に対する
垂直相関誤差を補正でき、着色・非着色の境界部分を自
然な形で補正できる映像信号処理装置を提供する。 【解決手段】 2系統の水平転送部を持ち、画素上に
R、G、Bの原色フィルタを有するCCDイメージセン
サの出力信号を処理する映像信号処理装置において、C
CDイメージセンサが出力するR、G、Bの信号から垂
直相関誤差を検出し、誤差の大きさに応じた検出信号を
出力する垂直相関誤差検出手段12と、この検出信号13に
基づいて、CCDイメージセンサが出力するR、G、B
の各信号の垂直相関誤差を、誤差の大きさに応じて補正
する垂直相関誤差補正手段14とを設ける。RGB信号に
対する垂直相関誤差を、その誤差の程度に応じて補正す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、CCDイメージ
センサから出力される映像信号を処理する映像信号処理
装置と、その映像信号処理方法に関し、特に、RGB出
力の垂直相関誤差を補正するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のカラーカメラでは、電荷読み出し
用に2系統の水平転送部を有するCCDイメージセンサ
を用いたカメラが知られている。
【0003】このCCDイメージセンサは各画素にRG
Bの原色フィルタを有し、そのフィルタが、図3のよう
に配列されている。このセンサでは、同図3に示すよう
に、各フィールドのラインが、G列とR/B列とで構成
され、この上下の列の各々の画素の電荷が2系統の水平
転送部(1)及び(2)により読み出される。即ち、水
平転送部(1)からはGが、水平転送部(2)からはR
とBとが1画素ごとに交互に時分割で出力される。
【0004】このとき、例えば白黒の被写体を写すと、
白と黒の水平方向の境界のエッジ位置に着色が生じる。
このように、CCDイメージセンサの空間的位置が異な
る上下の2つの画素間に相関が無い被写体を撮像した場
合に生じる着色は、垂直相関誤差と呼ばれている。
【0005】このような垂直相関誤差の検出と補正とを
行なう垂直相関誤差補正装置として、特開平9−840
30に記載されたものが知られている。
【0006】この装置は、図4に示すように、RGBの
入力信号41から垂直相関誤差を検出する垂直相関誤差検
出部42と、RGBの入力信号41を輝度信号及び色差信号
から成るコンポジット信号に変換するRGB→YUV変
換部44と、変換された色差信号45の垂直相関誤差を補正
する垂直相関誤差補正部46とを備えている。
【0007】また、垂直相関誤差補正部46は、図5に示
すように、色差信号45をゲイン(−XdB)で増幅する
アンプ51と、垂直相関誤差検出部42から出力される着色
検出信号43に基づいて、入力した色差信号45、またはア
ンプ51から出力された色差信号のいずれかを選択するセ
レクタ52とを具備している。
【0008】この装置の垂直相関誤差検出部42は、CC
Dイメージセンサの空間的位置が異なる上下の2つの画
素を同時に独立して読出し、電気的位相を同一にして信
号処理することにより、その2画素間の差分を検出す
る。この差分は、その2画素間に相関が無い被写体を撮
像した場合に生じる着色、つまり垂直相関誤差に対応し
ており、この検出値を閾値THと比較し、以下の着色検
出信号43を垂直相関誤差補正部46に出力する。 着色レベル<TH → 0(非着色部) TH≦着色レベル → 1(着色部)
【0009】一方、RGB→YUV変換部44は、RGB
の入力信号41を、輝度信号Yと、色差信号R−Y
(V)、B−Y(U)信号45とに変換する。
【0010】垂直相関誤差補正部46は、着色検出信号43
を基に、このR−Y、B−Y信号のゲインコントロール
を行なうことによって垂直相関誤差を補正する。
【0011】この垂直相関誤差補正部46では、R−Yを
例に取ると、R−Yの入力信号45がアンプ51によって所
定のゲイン(−XdB)で増幅される。セレクタ52で
は、着色検出信号43を基に以下の信号を選択し、垂直相
関誤差が補正された出力R−Yo47を得る。
【0012】このように、この装置では、CCDイメー
ジセンサの垂直方向に並ぶ画素の信号差が大きいとき、
垂直相関誤差が発生しているものと見て、色差信号のゲ
インをコントロールし、映像が自然に見えるように補正
している。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の垂直相
関誤差補正装置では、着色検出信号を着色・非着色の2
段階に区別し、垂直相関誤差を補正するかしないのいず
れかを選択しているため、例えば、白と黒の境界が斜め
の被写体を写したときのように、同一ライン上に補正を
必要する画素と補正を必要としない画素とが存在する場
合に、補正の効果を大きくしようとしてXの値を大きく
取ると、補正した部分と補正しない部分との境界が不自
然になり、逆に、境界部分を自然にしようとして、Xの
値を小さくすると、垂直相関誤差によって完全に着色し
ている部分の補正効果が小さくなってしまうという問題
点があった。
【0014】また、従来の垂直相関誤差補正装置では、
R−Y、B−Y信号に対し補正を行なっているため、カ
メラの出力の形態として、コンポジット出力に対しては
補正を行なえるが、RGB出力に対しては補正を諦める
か、補正後のYUV信号をRGBに逆変換する必要があ
った。
【0015】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、CCDイメージセンサのRGB出力に対
する垂直相関誤差を補正することができ、また、垂直相
関誤差によりしっかりと着色している部分は効果的に補
正し、着色・非着色の境界部分は自然な形で補正するこ
とができる映像信号処理装置と、その映像信号処理方法
とを提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、垂
直相関誤差検出手段から着色レベルに応じた着色検出信
号を出力し、YUVへ変換する前のRGBの各信号に対
して、着色レベルに応じた垂直相関誤差の補正を行なっ
ている。
【0017】そのため、RGB出力に対して、垂直相関
誤差による着色が大きく現れている部分では大きな補正
効果が得られるように、また、着色・非着色の境界部分
では映像が不自然にならないように、補正が行なわれ
る。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、2系統の水平転送部を持ち、画素上にR、G、Bの
原色フィルタを有するCCDイメージセンサの出力信号
を処理する映像信号処理装置において、CCDイメージ
センサの空間的位置が異なる上下の2つの画素の信号を
同時に読み出し、その画素間に相関が無い被写体を撮像
した場合に生じる着色を検出して、その着色レベルに応
じた着色検出信号を出力する垂直相関誤差検出手段と、
着色検出信号の着色レベルに基づいて、CCDイメージ
センサが出力するR、G、Bの各信号を補正する垂直相
関誤差補正手段とを設けたものであり、RGB信号に対
する垂直相関誤差を、その誤差の程度に応じて補正する
ことができる。
【0019】請求項2に記載の発明は、垂直相関誤差検
出手段が、着色レベルを複数の閾値THn(n=1,
2,‥)と比較し、 THn-1≦着色レベル<THn の範囲に応じた着色検出信号を出力するようにしたもの
であり、この着色検出信号に基づいて、垂直相関誤差補
正手段では誤差の程度に応じた垂直相関誤差の補正を行
なうことができる。
【0020】請求項3に記載の発明は、2系統の水平転
送部を持ち、画素上にR、G、Bの原色フィルタを有す
るCCDイメージセンサの出力信号を処理する映像信号
処理方法において、CCDイメージセンサの空間的位置
が異なる上下の2つの画素の信号を同時に読み出し、そ
の画素間に相関が無い被写体を撮像した場合に生じる着
色の着色レベルを検出し、CCDイメージセンサが出力
するR、G、Bの各信号をこの着色レベルに応じて補正
するようにしたものであり、このCCDイメージセンサ
を用いるカメラのRGB出力に対して、垂直相関誤差が
大きい部分では補正効果が大きく、垂直相関誤差が小さ
い部分では不自然にならないように補正することができ
る。
【0021】請求項4に記載の発明は、CCDイメージ
センサの各画素から出力されるR、G、Bの各信号を、
自画素及びその隣接画素の信号と、着色レベルに応じて
設定した係数Knとを用いて、 Ro=Kn11R+Kn12G+Kn13B Go=Kn21R+Kn22G+Kn23B Bo=Kn31R+Kn32G+Kn33B の演算を行ない、信号Ro、Go、Boに補正するよう
にしたものであり、RGB出力に対する垂直相関誤差を
補正して自然に見える映像を得ることができる。
【0022】請求項5に記載の発明は、着色レベルの区
分及び係数Knを、CCDイメージセンサを組み込んだ
カメラの用途または撮影するシーンに応じて設定するよ
うにしたものであり、これらをカメラの用途や撮影シー
ンに応じた適切な値に設定することによって効果的な補
正を行なうことができる。
【0023】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。
【0024】本発明の実施形態の映像信号処理装置は、
図1に示すように、RGBの入力信号11から垂直相関誤
差を検出する垂直相関誤差検出部12と、RGBの入力信
号11の垂直相関誤差を補正してRo、Go、Bo信号15
を出力する垂直相関誤差補正部14とを備えている。
【0025】この装置の垂直相関誤差検出部12は、CC
Dイメージセンサの空間的位置が異なる上下の2つの画
素を同時に独立して読出し、電気的位相を同一にして信
号処理することにより、その2画素の差分を検出する。
この差分は、その2画素間に相関が無い被写体を撮像し
た場合に生じる着色(つまり垂直相関誤差)に対応して
おり、この検出値を複数の閾値THnと比較し、その着
色レベルの大きさに応じて次の値を着色検出信号13とし
て垂直相関誤差補正部14に出力する。 着色レベル<TH0 → 0 TH0 ≦着色レベル<TH1 → 1 TH1 ≦着色レベル<TH2 → 2 TH2 ≦着色レベル → 3 (TH0<TH1<TH2
【0026】一方、垂直相関誤差補正部14は、各画素の
R、G、B信号の垂直相関誤差を補正するため、自画素
及びその隣接画素の信号並びに係数Knを用いて以下の
演算を行なう。 Ro=Kn11R+Kn12G+Kn13B Go=Kn21R+Kn22G+Kn23B Bo=Kn31R+Kn32G+Kn33
【0027】ここでの係数Knを着色レベルにより切り
替える。 着色検出信号=0 → Ro=K011R+K012G+K013B Go=K021R+K022G+K023B Bo=K031R+K032G+K033B 着色検出信号=1 → Ro=K111R+K112G+K113B Go=K121R+K122G+K123B Bo=K131R+K132G+K133B 着色検出信号=2 → Ro=K211R+K212G+K213B Go=K221R+K222G+K223B Bo=K231R+K232G+K233B 着色検出信号=3 → Ro=K311R十K312G+K313B Go=K321R+K322G+K323B Bo=K331R+K332G+K333
【0028】この補正動作を実現する垂直相関誤差補正
部14の回路の一例を図2に示す。この垂直相関誤差補正
部14は、入力信号GからRを減算する減算器21と、減算
器21の出力をゲインL1、L2、L3で増幅するアンプ22
と、着色検出信号13に基づいて定数0または各ゲインで
増幅されたアンプ22の出力を選択するセレクタ23と、セ
レクタ23の出力と入力信号Rとを加算してRo信号15を
出力する加算器22とを備え、また、入力信号GからBを
減算する減算器26と、減算器26の出力をゲインL1
2、L3で増幅するアンプ27と、着色検出信号13に基づ
いて定数0または各ゲインで増幅されたアンプ27の出力
を選択するセレクタ28と、セレクタ28の出力と入力信号
Bとを加算してBo信号15を出力する加算器30とを備
え、さらに、セレクタ23及びセレクタ28の出力を加算す
る加算器31と、加算器31の出力を1/2倍するビットシ
フト(2-1倍器)24と、入力信号Gからビットシフト24
の出力を減算してGo信号15を出力する減算器32とを備
えている。
【0029】この垂直相関誤差補正部14では、減算器21
が、入力したR、Gの入力信号11からG−Rを出力す
る。この信号は、アンプ22により所定のゲイン(L
n倍)で増幅される。セレクタ23は、着色検出信号13を
基に以下の信号を選択する。
【0030】ここで、ゲインLnは0≦L1≦L2≦L3
1の関係であり、着色レベルが大きいほど補正量が大き
くなる。加算器25は、入力信号のRとセレクタ23によっ
て選択された信号とを加算し、Roを出力する。Roは
着色検出信号13に応じて次のようになる。
【0031】また、入力したBについても、同様に、加
算器30からBoが出力されるが、このBoも着色検出信
号13に応じて次のようになる。
【0032】また、加算器31は、セレクタ23及びセレク
タ28の出力を加算する。従って、加算器31の出力は、着
色検出信号13に応じて以下のようになる。 着色検出信号=0 → 0 ×(G−R)+0 ×(G−B) 1 → L1×(G−R)+L1×(G−B) 2 → L2×(G−R)+L2×(G−B) 3 → L3×(G−R)+L3×(G−B)
【0033】加算器31の出力は、ビットシフト24で1/
2倍されて減算器32に入力し、減算器32は、入力信号の
Gからビットシフト24の出力を減算してBoを出力す
る。Boは着色検出信号13の値に応じて次のようにな
る。 着色検出信号=0 → G−1/2・{0×(G−R)+0×(G−B)} 1 → G−1/2・{L1×(G−R)+L1×(G−B)} 2 → G−1/2・{L2×(G−R)+L2×(G−B)} 3 → G−1/2・{L3×(G−R)+L3×(G−B)}
【0034】結局、出力Ro,Go,Boは以下のよう
に表せる。 着色検出信号=0→Ro=R+0+0 Go=0+G+0 Bo=0+0+B 着色検出信号=1→Ro=(1-L1)×R+ L1×G+ 0 Go=(L1/2)×R+(1-L1)×G+(L1/2)×B Bo= 0+ L1×G+(1-L1)×B 着色検出信号=2→Ro=(1-L2)×R+ L2×G+ 0 Go=(L2/2)×R+(1-L2)×G+(L2/2)×B Bo= 0+ L2×G+(1-L2)×B 着色検出信号=3→Ro=(1-L3)×R+ L3×G+ 0 Go=(L3/2)×R十(1-L3)×G+(L3/2)×B Bo= 0+ L3×G+(1-L3)×B (ただし0≦L1≦L2≦L3≦1)
【0035】以上のように、非着色時(着色検出信号が
0の時)には、自画素の情報がそのまま出力される。着
色時には、自画素及び隣接画素の情報を用いて垂直相関
誤差が補正されるが、そのときの各画素に掛かる係数K
は、ゲインLnによって表され、着色レベルが高い程、
隣接画素による補正の度合いが大きくなり、着色レベル
が低い場合には補正の度合いが小さくなる。
【0036】そのため、垂直相関誤差によって完全に着
色している部分の補正効果は大きくなり、一方、着色・
非着色の境界部の補正効果は小さくなり、境界部の不自
然さが無くなる。
【0037】なお、この実施形態では、着色検出信号を
4値化したが、これは複数であれば良く、多値化すれば
する程、境界部での変化がよりスムーズになる。また、
閾値THn及び係数Kを、カメラの用途、シーンに応じ
て適切な値に設定することで、効果的な補正を得ること
ができる。
【0038】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の映像信号処理装置は、垂直相関誤差の補正をR、G、
Bの信号に対して行なうことができる。そのため、カメ
ラのコンポジット出力だけでなく、RGB出力に対して
も垂直相関誤差を補正することが可能となる。
【0039】また、本発明の映像信号処理方法では、垂
直相関誤差の着色検出信号を多値化し、着色のレベルに
応じた補正を行なっているため、着色部と非着色部との
境界では補正の度合いが小さく、完全に着色している部
分では補正の度合いが大きくなる。このため補正部と非
補正部との境界がスムーズになり、良好な画像を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の映像信号処理装置の構成を示すブロ
ック図、
【図2】実施形態の映像信号処理装置における垂直相関
誤差補正部の構成を示ずブロック図、
【図3】従来のCCDイメージセンサのフィルタ配列、
【図4】従来の垂直相関誤差補正装置の構成を示すブロ
ック図、
【図5】従来の垂直相関誤差補正装置における垂直相関
誤差補正部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11、41 RGBの入力信号 12、42 垂直相関誤差検出部 13、43 着色検出信号 14、46 垂直相関誤差補正部 15 補正後のRo、Go、Bo信号 21、26、32 減算器 22、27 アンプ 23、28 セレクタ 24 ビットシフト(2-1倍器) 25、30、31 加算器 44 RGB,YUV変換部 45 Y、R−Y、B−Y信号 47 補正後のYo、R−Yo、B−Yo信号 51 アンプ 52 セレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹永 祐一 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 Fターム(参考) 5C065 AA01 BB13 CC01 DD02 DD09 DD17 EE05 EE06 GG10 GG15 GG21 GG22 GG50

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2系統の水平転送部を持ち、画素上に
    R、G、Bの原色フィルタを有するCCDイメージセン
    サの出力信号を処理する映像信号処理装置において、 前記CCDイメージセンサの空間的位置が異なる上下の
    2つの画素の信号を同時に読み出し、その画素間に相関
    が無い被写体を撮像した場合に生じる着色を検出して、
    その着色レベルに応じた着色検出信号を出力する垂直相
    関誤差検出手段と、 前記着色検出信号の着色レベルに基づいて、前記CCD
    イメージセンサが出力するR、G、Bの各信号を補正す
    る垂直相関誤差補正手段とを備えることを特徴とする映
    像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 前記垂直相関誤差検出手段が、前記着色
    レベルを複数の閾値THn(n=1,2,‥)と比較
    し、 THn-1≦着色レベル<THn の範囲に応じた前記着色検出信号を出力することを特徴
    とする請求項1に記載の映像信号処理装置。
  3. 【請求項3】 2系統の水平転送部を持ち、画素上に
    R、G、Bの原色フィルタを有するCCDイメージセン
    サの出力信号を処理する映像信号処理方法において、 前記CCDイメージセンサの空間的位置が異なる上下の
    2つの画素の信号を同時に読み出し、その画素間に相関
    が無い被写体を撮像した場合に生じる着色の着色レベル
    を検出し、前記CCDイメージセンサが出力するR、
    G、Bの各信号を前記着色レベルに応じて補正すること
    を特徴とする垂直相関誤差を補正するための映像信号処
    理方法。
  4. 【請求項4】 前記CCDイメージセンサの各画素から
    出力されるR、G、Bの各信号を、自画素及びその隣接
    画素の信号と、前記着色レベルに応じて設定した係数K
    nとを用いて以下の演算を行ない、信号Ro、Go、B
    oに補正することを特徴とする請求項3に記載の映像信
    号処理方法。 Ro=Kn11R+Kn12G+Kn13B Go=Kn21R+Kn22G+Kn23B Bo=Kn31R+Kn32G+Kn33
  5. 【請求項5】 前記着色レベルの区分及び前記係数Kn
    を、前記CCDイメージセンサを組み込んだカメラの用
    途または撮影するシーンに応じて設定することを特徴と
    する請求項4に記載の映像信号処理方法。
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