JP2008206030A - Solid-state imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To implement registration correction and format conversion with a small-scale circuit construction by adding some contrivance to construction and coefficients of an interpolation filter. <P>SOLUTION: In a solid-state imaging apparatus using a plurality of solid-state imaging devices, the number of divisions for one pixel in vertical registration correction is determined so as to cause an interpolation phase for vertical format conversion to be included in n interpolation phases in the vertical registration correction, and the number of divisions for one pixel in horizontal registration correction is determined so as to cause an interpolation phase for horizontal format conversion to be included in m interpolation phases in the horizontal registration correction. By so doing, interpolation filter coefficients of horizontal and vertical interpolation filters of a registration correction circuit and interpolation filter coefficients of horizontal and vertical interpolation filters of a format conversion circuit are used in common, and registration correction and format conversion are performed simultaneously at the time of television format conversion output. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のテレビフォーマットの映像信号を出力するためのテレビフォーマット変換機能を備えたテレビジョンカメラに関するものである。 The present invention relates to a television camera having a television format conversion function for outputting video signals of a plurality of television formats.

図2から図7を用いて、従来技術を説明する。図2は従来技術のテレビフォーマット変換機能を備えたテレビジョンカメラのブロック図であり、720p(Progressive:順次走査)フォーマットのHDTV(High Definition Television)信号と1080i(Interlace:飛越走査)フォーマットのHDTV信号が出力可能なマルチフォーマットカメラで、レジストレーション補正機能を有するものとする。図3は従来技術のレジストレーション補正部のブロック図であり、図4は従来技術のフォーマット変換部のブロック図であり、図5は一般的な補間フィルタのブロック図であり、図6は従来技術のレジストレーション補正部の補間信号生成の模式図であり、図7は従来技術のフォーマット変換部の補間信号生成の模式図である。   The prior art will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram of a conventional television camera having a TV format conversion function. The HDTV (High Definition Television) signal in 720p (Progressive) format and the HDTV signal in 1080i (Interlace) format. Is a multi-format camera capable of outputting a registration correction function. 3 is a block diagram of a prior art registration correction unit, FIG. 4 is a block diagram of a prior art format conversion unit, FIG. 5 is a block diagram of a general interpolation filter, and FIG. 6 is a prior art. FIG. 7 is a schematic diagram of the interpolation signal generation of the prior art format conversion unit.

レジストレーション補正機能は、各映像信号のずれを補正する機能である。3板式カラーカメラの場合、3個の撮像素子を使い、色分解光学系(一般にはプリズム)で分光された赤成分(R)、緑成分(G)、青成分(B)の光をそれぞれの撮像素子で受光し、後段の信号処理で合成することによりカラー映像を作り出しているが、プリズムに撮像素子を取り付ける際、R、G、Bの位置にずれがあると、映像信号の色ずれとなって現れる。撮像素子の取り付けを高精度に行えば、色ずれは小さく出来るが、これには高度な技術が必要である。そこで、レジストレーション補正機能があれば、撮像素子の取り付け位置に多少のずれがあっても、映像信号に色ずれが起きないように補正することができる。   The registration correction function is a function for correcting a shift of each video signal. In the case of a three-plate color camera, three image sensors are used, and red component (R), green component (G), and blue component (B) light separated by a color separation optical system (generally a prism) is used for each. A color image is created by receiving light at the image sensor and combining it by signal processing in the subsequent stage. However, when the image sensor is attached to the prism, if there is a shift in the R, G, B position, the color shift of the video signal It appears. If the image sensor is attached with high accuracy, the color shift can be reduced, but this requires advanced technology. Therefore, if there is a registration correction function, even if there is a slight shift in the mounting position of the image sensor, it can be corrected so that no color shift occurs in the video signal.

従来技術のテレビフォーマット変換機能を備えたテレビジョンカメラのブロック図である図2において、撮像素子3は、レンズ2から入力される光を光電変換し、電気信号に変換された映像信号をレジストレーション補正部4に出力する。レジストレーション補正部4は、映像信号の色ずれを補正し、フォーマット変換部5に出力する。フォーマット変換部5は、映像信号をカメラの設定に応じたテレビフォーマットに変換し、映像信号処理部6に出力する。その後、映像信号処理部6、映像信号出力部7を経て、所定のテレビフォーマットの映像信号が出力される。   In FIG. 2, which is a block diagram of a television camera having a conventional TV format conversion function, the image sensor 3 photoelectrically converts light input from the lens 2 and registers the video signal converted into an electrical signal. Output to the correction unit 4. The registration correction unit 4 corrects the color shift of the video signal and outputs it to the format conversion unit 5. The format conversion unit 5 converts the video signal into a television format according to the camera settings, and outputs it to the video signal processing unit 6. Thereafter, a video signal in a predetermined television format is output through the video signal processing unit 6 and the video signal output unit 7.

ここで、レジストレーション補正部4とフォーマット変換部5について、従来技術のレジストレーション補正部のブロック図である図3と従来技術のフォーマット変換部のブロック図である図4と一般的な補間フィルタのブロック図である図5を用いて詳細を説明する。レジストレーション補正部4は図3に示すように垂直処理回路401と水平処理回路403に分かれており、それぞれの内部は図5に示すような構成の補間フィルタとなっている。この係数1〜係数nに必要な係数を適用することにより、所定の周期でサンプリングされた離散信号から、任意の位相の補間信号を生成することができる。(特許文献1参照)
このようにして、RGBの各チャンネル毎に位相のずれた補間信号を生成し、そのずれ量をチャンネル毎に独立に調整することにより、撮像素子の貼り合わせによるずれ分を補正する。例えば、1画素の1/5単位で位相を調整できるレジストレーション補正を考えた場合、図6に示すように、周期Tでサンプリングされた映像信号において、周期Tを1として5分割し、それぞれ0.2,0.4,0.6,0.8の4つの位相の補間信号を生成する係数を求め、図5の回路に適用することにより、周期Tでサンプリングされた映像信号に対して、1/5画素単位でずれを補正するレジストレーション補正が可能となる。
Here, with respect to the registration correction unit 4 and the format conversion unit 5, FIG. 3 which is a block diagram of a conventional registration correction unit, FIG. 4 which is a block diagram of a conventional format conversion unit, and a general interpolation filter Details will be described with reference to FIG. 5 which is a block diagram. As shown in FIG. 3, the registration correction unit 4 is divided into a vertical processing circuit 401 and a horizontal processing circuit 403, each of which is an interpolation filter configured as shown in FIG. By applying necessary coefficients to the coefficients 1 to n, an interpolation signal having an arbitrary phase can be generated from the discrete signals sampled at a predetermined period. (See Patent Document 1)
In this way, an interpolation signal having a phase shift is generated for each of the RGB channels, and the shift amount due to the bonding of the image sensor is corrected by independently adjusting the shift amount for each channel. For example, in the case of registration correction in which the phase can be adjusted in units of 1/5 of one pixel, as shown in FIG. 6, in a video signal sampled at a period T, the period T is divided into 5 and each is divided into 0. .., 2, 0.4, 0.6, and 0.8, the coefficients for generating the interpolated signals of four phases are obtained and applied to the circuit of FIG. Registration correction for correcting deviation in units of 1/5 pixel is possible.

このとき、図5の補間フィルタに与える係数は、補間する位相1種類あたり、フィルタのタップ数分のn個必要である。図6の場合、位相が0,0.2,0.4,0.6,0.8の5種類あるため5×n個の係数が必要である。これが垂直と水平の2種類あるため、垂直・水平とも、位相を5種類持つとすれば、係数は10×n個となる。   At this time, n coefficients corresponding to the number of taps of the filter are required for each type of phase to be interpolated, for the coefficients given to the interpolation filter of FIG. In the case of FIG. 6, since there are five types of phases of 0, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8, 5 × n coefficients are required. Since there are two types, vertical and horizontal, if there are five types of phases for both vertical and horizontal, the coefficient is 10 × n.

フォーマット変換部5は図4に示すように垂直処理回路501と水平処理回路503に分かれており、それぞれの内部は、図5に示すような構成の補間フィルタとなっている。フォーマット変換も、所定の周期でサンプリングされた離散信号から、変換後フォーマットで必要な位相の補間信号を生成することで実現する。例えば、画素数を1.5倍するフォーマット変換を考えた場合、図7に示すように、周期Tでサンプリングされた映像信号において、周期Tを1としたときの、それぞれ0.3333,0.6667の2つの位相の補間信号を生成する係数を求め、図5の回路に適用することにより、周期Tでサンプリングされた映像信号に対して、1.5倍の画素を持つフォーマットの映像信号に変換するフォーマット変換が可能となる。   As shown in FIG. 4, the format conversion unit 5 is divided into a vertical processing circuit 501 and a horizontal processing circuit 503, each of which is an interpolation filter configured as shown in FIG. The format conversion is also realized by generating an interpolated signal having a phase necessary for the post-conversion format from the discrete signal sampled at a predetermined cycle. For example, in the case of format conversion in which the number of pixels is multiplied by 1.5, as shown in FIG. 7, in a video signal sampled with a period T, 0.3333, 0. A coefficient for generating an interpolated signal having two phases 6667 is obtained and applied to the circuit of FIG. 5, so that a video signal having a format having 1.5 times as many pixels as the video signal sampled at the period T is obtained. Format conversion to be converted is possible.

このとき、図5の補間フィルタに与える係数は、補間する位相1種類あたり、フィルタのタップ数分のn個必要である。図7の場合、位相が0,0.3333,0.6667の3種類あるため3×n個の係数が必要である。これが垂直と水平の2種類あるため、垂直・水平とも、位相を3種類持つとすれば、係数は6×n個となる。
特開2003−134524
At this time, n coefficients corresponding to the number of taps of the filter are required for each type of phase to be interpolated, for the coefficients given to the interpolation filter of FIG. In the case of FIG. 7, since there are three types of phases of 0, 0.3333, and 0.6667, 3 × n coefficients are required. Since there are two types, vertical and horizontal, if there are three types of phases for both vertical and horizontal, the coefficient is 6 × n.
JP2003-134524A

前述の従来技術は、レジストレーション補正とフォーマット変換のために、それぞれ専用の回路を持っているが、それぞれの内部は、前述のようにほぼ同じ回路である。つまり、レジストレーション補正回路、フォーマット変換回路の実体は、いずれも図5に示すような補間フィルタである。フィルタのタップ数は要求される仕様により変わってくるが、構成は同じである。また、補間フィルタがそれぞれ専用にあることで、フィルタの係数も多くなっている。   The above-described prior art has dedicated circuits for registration correction and format conversion, but the inside of each is almost the same circuit as described above. That is, the registration correction circuit and the format conversion circuit are both interpolation filters as shown in FIG. The number of filter taps varies depending on the required specifications, but the configuration is the same. In addition, since each interpolation filter is dedicated, the filter coefficient is also increased.

よって、本発明の目的は、補間フィルタの構成と係数を工夫することで、図1に示すように、レジストレーション補正回路とフォーマット変換回路をひとつにまとめ、小規模な回路構成でレジストレーション補正とフォーマット変換を実現することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to devise the configuration and coefficients of the interpolation filter, to combine the registration correction circuit and the format conversion circuit into one, as shown in FIG. The purpose is to realize format conversion.

本発明は、上記課題を解決するため、固体撮像素子を用いた固体撮像装置において、映像信号のレジストレーション補正と、複数のテレビフォーマットの映像信号を出力するためのテレビフォーマット変換とを1つの回路で実現する構成としたことを特徴とする固体撮像装置を提供する。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a single circuit that performs registration correction of video signals and TV format conversion for outputting video signals of a plurality of TV formats in a solid-state imaging device using a solid-state imaging device. A solid-state imaging device is provided that is configured to be realized by the above.

また、上記の固体撮像装置において、テレビフォーマット変換出力時はフォーマット変換に要する補間位相が、レジストレーション補正に要する補間位相に含まれることを特徴とする信号処理回路を提供する。   In the above solid-state imaging device, there is provided a signal processing circuit characterized in that an interpolation phase required for format conversion is included in an interpolation phase required for registration correction at the time of television format conversion output.

そこで本発明では、レジストレーション補正回路の垂直補間フィルタとフォーマット変換回路の垂直補間フィルタのタップ数を共通とし、レジストレーション補正回路の水平補間フィルタとフォーマット変換回路の水平補間フィルタのタップ数を共通とし、垂直補間フィルタにおいて、垂直レジストレーション補正に必要なn個の補間位相の中に、垂直フォーマット変換を行うために必要な補間位相が含まれるように、垂直レジストレーション補正の1画素の分割数を決定し、水平補間フィルタにおいて、水平レジストレーション補正に必要なm個の補間位相の中に、水平フォーマット変換を行うために必要な補間位相が含まれるように、水平レジストレーション補正の1画素の分割数を決定することで、レジストレーション補正回路の垂直補間フィルタとフォーマット変換回路の垂直補間フィルタを共通とし、レジストレーション補正回路の水平補間フィルタとフォーマット変換回路の水平補間フィルタを共通とし、レジストレーション補正回路の垂直補間フィルタの係数とフォーマット変換回路の垂直補間フィルタの係数を共通とし、レジストレーション補正回路の水平補間フィルタの係数とフォーマット変換回路の水平補間フィルタの係数を共通として、テレビフォーマット変換出力時はレジストレーション補正とフォーマット変換を同時に行い、テレビフォーマット非変換出力時はレジストレーション補正のみ行う。   Therefore, in the present invention, the number of taps of the vertical interpolation filter of the registration correction circuit and the vertical interpolation filter of the format conversion circuit are made common, and the number of taps of the horizontal interpolation filter of the registration correction circuit and the horizontal interpolation filter of the format conversion circuit are made common. In the vertical interpolation filter, the division number of one pixel of the vertical registration correction is set so that the n interpolation phases necessary for the vertical registration correction include the interpolation phase necessary for vertical format conversion. In a horizontal interpolation filter, division of one pixel for horizontal registration correction is performed so that an interpolation phase necessary for performing horizontal format conversion is included in m interpolation phases necessary for horizontal registration correction. By determining the number, the vertical of the registration correction circuit The vertical interpolation filter of the registration correction circuit and the horizontal interpolation filter of the format conversion circuit are common, and the coefficient of the vertical interpolation filter of the registration correction circuit and the vertical of the format conversion circuit are the same. The interpolation filter coefficient is the same, the horizontal interpolation filter coefficient of the registration correction circuit and the horizontal interpolation filter coefficient of the format conversion circuit are the same, and at the time of TV format conversion output, registration correction and format conversion are performed at the same time. At the time of non-conversion output, only registration correction is performed.

以上説明したように本発明によれば、テレビフォーマット変換出力時は小規模な回路構成でレジストレーション補正とフォーマット変換を実現し、テレビフォーマット非変換出力時はレジストレーション補正のみ行うことが可能となる。   As described above, according to the present invention, registration correction and format conversion can be realized with a small circuit configuration at the time of TV format conversion output, and only registration correction can be performed at the time of TV format non-conversion output. .

本発明の1実施例を図8から図15と図16の表1から図18の表3を用いて説明する。図8は本発明の一実施例のレジストレーション補正とフォーマット変換部の詳細ブロック図であり、図9は本発明の一実施例で垂直補間フィルタの動作の模式図であり、図10は本発明の一実施例で垂直フォーマット変換の模式図であり、図11は本発明の一実施例の垂直処理部のタイミングチャートであり、図12は本発明の一実施例の水平処理部のタイミングチャートであり、図13は本発明の一実施例で垂直補間フィルタの動作の模式図であり、図14は本発明の一実施例で水平補間フィルタの動作の模式図であり、図15は本発明の一実施例で水平補間フィルタの動作の模式図であり、図16の表1は本発明の一実施例の垂直補間係数であり、図17の表2は本発明の一実施例の水平補間係数であり、図18の表3は本発明の一実施例の垂直係数セットカウント値である。   One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 15 and Table 1 to Table 3 in FIG. FIG. 8 is a detailed block diagram of the registration correction and format conversion unit of one embodiment of the present invention, FIG. 9 is a schematic diagram of the operation of the vertical interpolation filter in one embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a schematic diagram of vertical format conversion in one embodiment, FIG. 11 is a timing chart of a vertical processing unit of one embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a timing chart of a horizontal processing unit of one embodiment of the present invention. 13 is a schematic diagram of the operation of the vertical interpolation filter in one embodiment of the present invention, FIG. 14 is a schematic diagram of the operation of the horizontal interpolation filter in one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 16 is a schematic diagram of the operation of the horizontal interpolation filter in one embodiment. Table 1 in FIG. 16 shows vertical interpolation coefficients in one embodiment of the present invention, and Table 2 in FIG. 17 shows horizontal interpolation coefficients in one embodiment of the present invention. Table 3 in FIG. 18 is an embodiment of the present invention. Which is a vertical coefficient set count value.

図8に示すように、垂直補間フィルタのタップ数を4、水平補間フィルタのタップ数を6とし、720pフォーマット(1280×720画素)の映像を1080iフォーマット(1920×1080画素)の映像に変換すると同時に垂直および水平方向のレジストレーション補正を行なう場合について説明する。   As shown in FIG. 8, when the number of taps of the vertical interpolation filter is 4, the number of taps of the horizontal interpolation filter is 6, and the video in 720p format (1280 × 720 pixels) is converted into the video in 1080i format (1920 × 1080 pixels). The case where the vertical and horizontal registration corrections are simultaneously performed will be described.

まず、フォーマット変換に必要な補間位相と、レジストレーション補正に必要な補間位相を考える。垂直のフォーマット変換の変換比率は720:1080=2:3である。これは、変換前フォーマットにおける2画素が、変換後に3画素となることを示している(フレーム換算)。これを図示すると図9のようになり、720pフォーマットから1080iフォーマットに変換する場合、変換前の画素ピッチを1とすると、0位相(変換前と同位相)、0.3333位相、0.6667位相の3個の位相が必要になる。   First, an interpolation phase necessary for format conversion and an interpolation phase necessary for registration correction are considered. The conversion ratio of the vertical format conversion is 720: 1080 = 2: 3. This indicates that 2 pixels in the pre-conversion format become 3 pixels after conversion (frame conversion). This is illustrated in FIG. 9. When converting from the 720p format to the 1080i format, assuming that the pixel pitch before conversion is 1, 0 phase (same phase as before conversion), 0.3333 phase, 0.6667 phase These three phases are required.

ここで、変換前の720pフォーマットは順次走査方式、変換後の1080iフォーマットは飛越走査方式である。よってODDフィールドとEVENフィールドで必要となる補間位相が異なっている。(図9)
次に垂直のレジストレーション補正のために必要な補間位相を考える。フォーマット変換のみを考えた場合、上記のように補間位相は3個であるが、レジストレーション補正のためには、より細かく補正するために、さらに多くの補間位相が必要である。このために、レジストレーション補正に必要な補間位相の個数を、フォーマット変換に必要な補間位相の個数のn倍(nは2以上の正数)とする。このようにすると、フォーマット変換に必要な補間位相をさらにn分割する形で補間位相が決まるため、レジストレーション補正に必要な補間位相にフォーマット変換に必要な補間位相が含まれた形となり、回路の簡略化にもつながる。
Here, the 720p format before conversion is a sequential scanning method, and the 1080i format after conversion is an interlaced scanning method. Therefore, the interpolation phase required for the ODD field and the EVEN field is different. (Fig. 9)
Next, consider the interpolation phase required for vertical registration correction. When only format conversion is considered, the number of interpolation phases is three as described above. However, for the registration correction, a larger number of interpolation phases are required for finer correction. For this reason, the number of interpolation phases necessary for registration correction is set to n times the number of interpolation phases necessary for format conversion (n is a positive number of 2 or more). In this way, since the interpolation phase is determined by further dividing the interpolation phase required for format conversion into n, the interpolation phase required for registration correction includes the interpolation phase required for format conversion. It also leads to simplification.

本実施例では、n=3とし、レジストレーション補正の補間位相を9個とする。この場合の補間位相を図13に示す。図13において、フォーマット変換に必要な補間位相に加えて、点線で示した位相がレジストレーション補正の補間位相となる。これは、変換前の画素ピッチに対して、1/9画素ステップのレジストレーション補正が可能になることを示している。   In this embodiment, n = 3 and the number of interpolation phases for registration correction is nine. The interpolation phase in this case is shown in FIG. In FIG. 13, in addition to the interpolation phase necessary for format conversion, the phase indicated by the dotted line is the interpolation phase for registration correction. This indicates that 1/9 pixel step registration correction can be performed with respect to the pixel pitch before conversion.

水平のフォーマット変換の変換比率は1280:1920=2:3である。これは、変換前フォーマットにおける2画素が、変換後に3画素となることを示している。これを図示すると図14のようになり、720pフォーマットから1080iフォーマットに変換する場合、変換前の画素ピッチを1とすると、0位相(変換前と同位相)、0.3333位相、0.6667位相の3個の位相が必要になる。   The conversion ratio of horizontal format conversion is 1280: 1920 = 2: 3. This indicates that 2 pixels in the pre-conversion format become 3 pixels after conversion. This is shown in FIG. 14, and when converting from the 720p format to the 1080i format, if the pixel pitch before conversion is 1, 0 phase (same phase as before conversion), 0.3333 phase, 0.6667 phase These three phases are required.

次に水平のレジストレーション補正のために必要な補間位相を考える。フォーマット変換のみを考えた場合、上記のように補間位相は3個であるが、レジストレーション補正のためには、より細かく補正するために、さらに多くの補間位相が必要である。このために、レジストレーション補正に必要な補間位相の個数を、フォーマット変換に必要な補間位相の個数のn倍(nは2以上の正数)とする。このようにすると、フォーマット変換に必要な補間位相をさらにn分割する形で補間位相が決まるため、レジストレーション補正に必要な補間位相にフォーマット変換に必要な補間位相が含まれた形となり、回路の簡略化にもつながる。   Next, consider the interpolation phase required for horizontal registration correction. When only format conversion is considered, the number of interpolation phases is three as described above. However, for the registration correction, a larger number of interpolation phases are required for finer correction. For this reason, the number of interpolation phases necessary for registration correction is set to n times the number of interpolation phases necessary for format conversion (n is a positive number of 2 or more). In this way, since the interpolation phase is determined by further dividing the interpolation phase required for format conversion into n, the interpolation phase required for registration correction includes the interpolation phase required for format conversion. It also leads to simplification.

本実施例では、n=3とし、レジストレーション補正の補間位相を9個とする。この場合の補間位相を図15に示す。図15において、フォーマット変換に必要な補間位相に加えて、点線で示した位相がレジストレーション補正の補間位相となる。これは、変換前の画素ピッチに対して、1/9画素ステップのレジストレーション補正が可能になることを示している。   In this embodiment, n = 3 and the number of interpolation phases for registration correction is nine. The interpolation phase in this case is shown in FIG. In FIG. 15, in addition to the interpolation phase necessary for format conversion, the phase indicated by the dotted line is the interpolation phase for registration correction. This indicates that 1/9 pixel step registration correction can be performed with respect to the pixel pitch before conversion.

上記により決定したフォーマット変換の補間位相、レジストレーション補正の補間位相から、図8の補間フィルタに適用する垂直係数、水平係数を決定する。   A vertical coefficient and a horizontal coefficient to be applied to the interpolation filter of FIG. 8 are determined from the format conversion interpolation phase and registration correction interpolation phase determined as described above.

本実施例で必要となる垂直補間フィルタの係数を図16の表1に、水平補間フィルタの係数を図17の表2に示す。本実施例では係数の具体的な値は示していないが、標本化関数を使った一般的な手法により算出できる。   The coefficients of the vertical interpolation filter required in this embodiment are shown in Table 1 of FIG. 16, and the coefficients of the horizontal interpolation filter are shown in Table 2 of FIG. Although the specific value of the coefficient is not shown in this embodiment, it can be calculated by a general method using a sampling function.

以降、回路の動作について説明する。まず、CPUが垂直係数テーブルに垂直レジストレーション補正量(補間位相)を設定する。垂直係数テーブルは設定された補正量と係数セットカウンタからの垂直係数カウント値から、係数セットを選択し、選択された係数セットの係数を垂直補間フィルタに送ると同時に、選択した係数セットによりメモリの書き込み判定を行い、判定結果を書き込みタイミング制御部に送る。   Hereinafter, the operation of the circuit will be described. First, the CPU sets a vertical registration correction amount (interpolation phase) in the vertical coefficient table. The vertical coefficient table selects a coefficient set from the set correction amount and the vertical coefficient count value from the coefficient set counter, and sends the coefficient of the selected coefficient set to the vertical interpolation filter. Write determination is performed, and the determination result is sent to the write timing control unit.

ここで係数セットとは、所定の補間信号を生成するための垂直補間フィルタ用係数群VK1〜VK4のことであり、補正量の種類の数だけ係数セットがある。垂直レジストレーション補正の補正単位は1/9画素なので、補間位相は9種類であり、係数セットは図16の表1に示すように9種類である。   Here, the coefficient set is a group of vertical interpolation filter coefficients VK1 to VK4 for generating a predetermined interpolation signal, and there are as many coefficient sets as the number of types of correction amounts. Since the vertical registration correction unit is 1/9 pixels, there are nine interpolation phases and nine coefficient sets as shown in Table 1 of FIG.

続いて、CPUは水平係数テーブルに水平レジストレーション補正量(補間位相)を設定する。水平係数テーブルは設定された補正量と係数セットカウンタからの水平係数カウント値から、係数セットを選択し、選択された係数セットの係数を水平補間フィルタに送る。   Subsequently, the CPU sets a horizontal registration correction amount (interpolation phase) in the horizontal coefficient table. The horizontal coefficient table selects a coefficient set from the set correction amount and the horizontal coefficient count value from the coefficient set counter, and sends the coefficient of the selected coefficient set to the horizontal interpolation filter.

ここで係数セットとは、所定の補間信号を生成するための水平補間フィルタ用係数群HK1〜HK6のことであり、補正量の種類の数だけ係数セットがある。水平レジストレーション補正の補正単位は1/9画素なので、補間位相は9種類であり、係数セットは図17の表2に示すように9種類である。   Here, the coefficient set is a group of horizontal interpolation filter coefficients HK1 to HK6 for generating a predetermined interpolation signal, and there are as many coefficient sets as the number of types of correction amounts. Since the correction unit of the horizontal registration correction is 1/9 pixel, there are nine types of interpolation phases, and there are nine types of coefficient sets as shown in Table 2 of FIG.

入力信号は、常に3個の1ラインメモリに入力され、4ライン分の信号が同一時間上に並ぶ形となっている。垂直補間フィルタで、補間信号が生成され、変換メモリに入力される。   Input signals are always input to three one-line memories, and signals for four lines are arranged on the same time. An interpolation signal is generated by the vertical interpolation filter and input to the conversion memory.

図9は変換前と変換後の画素の空間的位置を示しているが、この位置関係を変換メモリを用いて実現する。図10に変換メモリ前後の時間関係を含めた変換前後の画素の位置を示す。図11に垂直変換のタイミングチャートを示す。   FIG. 9 shows the spatial positions of the pixels before and after conversion, and this positional relationship is realized using a conversion memory. FIG. 10 shows the pixel positions before and after conversion including the time relationship before and after the conversion memory. FIG. 11 shows a timing chart of vertical conversion.

図10において、補間フィルタ後の信号は、720pフォーマットの画素のタイミングである。このタイミングのまま変換メモリに書き込み、読み出しを1080iフォーマットのタイミングで行うことにより、1080iフォーマットへの変換を行う。   In FIG. 10, the signal after the interpolation filter is the timing of a pixel in the 720p format. Writing to the conversion memory at this timing and reading at the timing of the 1080i format, conversion to the 1080i format is performed.

1フィールドあたりの変換は、720画素から1080の半分である540画素への変換であり、変換比率は720:540=4:3である。よって、補間フィルタ出力の信号に対し、垂直4画素毎に1画素、変換メモリに書き込まないようにし、垂直4画素毎に3画素分だけ変換メモリに書き込むようにする。書き込みを行わない画素は、CPUから設定された補正量により異なり、この制御を垂直係数テーブルと書き込みタイミング制御部で行う。垂直係数テーブルは、図18の表3に示すような係数セット選択テーブルを持っており、通常は係数セットカウンタの値に応じて所定の係数セットを選択し、選択されたセットの垂直補間フィルタ係数を出力するが、どの補正量の場合でも、4回に1回、係数セットが0になるようになっており、この場合は書き込み停止パルスを書き込みタイミング制御部に出力する。書き込みタイミング制御部はこれを受けて、変換メモリへの書き込みを停止する。   The conversion per field is conversion from 720 pixels to 540 pixels which is half of 1080, and the conversion ratio is 720: 540 = 4: 3. Therefore, with respect to the interpolation filter output signal, one pixel is not written to the conversion memory for every four vertical pixels, and only three pixels are written to the conversion memory for every four vertical pixels. The pixels that are not written differ depending on the correction amount set by the CPU, and this control is performed by the vertical coefficient table and the write timing control unit. The vertical coefficient table has a coefficient set selection table as shown in Table 3 of FIG. 18. Usually, a predetermined coefficient set is selected according to the value of the coefficient set counter, and the vertical interpolation filter coefficient of the selected set is selected. However, in any correction amount, the coefficient set is set to 0 once every four times. In this case, a write stop pulse is output to the write timing control unit. In response to this, the write timing control unit stops writing to the conversion memory.

図12に水平変換のタイミングチャートを示す。   FIG. 12 shows a timing chart of horizontal conversion.

変換メモリから読み出した映像信号は水平補間フィルタに入力される。変換メモリには垂直変換が完了した有効水平画素1280画素のデータが格納されている。これを1080iフォーマットの1920画素に変換するために、変換メモリの読み出しアドレスのカウントを3回に1回だけ停止させ、1280画素のデータを1920回のクロックで読み出す。これにより、変換メモリの出力は、データの個数としては1920画素分となっている。停止するアドレスは、CPUから設定された補正量により異なり、この制御を読み出しアドレス制御部で行う。変換メモリからの読み出しデータは、前述の処理により3回に1回、同じデータが連続した形になっているが、これが水平補間フィルタにより所定の係数セットで演算され、1080iフォーマットに変換された信号として出力される。   The video signal read from the conversion memory is input to the horizontal interpolation filter. The conversion memory stores data of 1280 effective horizontal pixels for which vertical conversion has been completed. In order to convert this into 1920 pixels in the 1080i format, the count of the read address of the conversion memory is stopped only once in 3 times, and the data of 1280 pixels is read out with 1920 clocks. As a result, the output of the conversion memory is 1920 pixels as the number of data. The stop address differs depending on the correction amount set by the CPU, and this control is performed by the read address control unit. The data read from the conversion memory is in the form of the same data being continuous once every three times by the above processing, but this is calculated with a predetermined coefficient set by the horizontal interpolation filter and converted into the 1080i format. Is output as

以上の説明は、色分解光学系と3個の固体撮像素子を用いた撮像装置の固体撮像素子の貼り合わせの画面内平行移動の補正の画面全面色ずれのレジストレーション補正とフォーマット変換の同時処理について説明したが、固体撮像素子の貼り合わせの画面内回転による画面周辺の回転色ずれのレジストレーション補正とフォーマット変換の同時処理や、固体撮像素子の貼り合わせの上下左右の軸方向ずれ(あおり)による画面周辺の画面サイズ色ずれのレジストレーション補正とフォーマット変換の同時処理や、レンズの色倍率収差による画面周辺の画面サイズ色ずれのレジストレーション補正とフォーマット変換の同時処理にも適用できる。さらに、非常に多数の画素とオンチップカラーフィルタを持つ1個の固体撮像素子を用いた撮像装置についても同様に、色ずれのレジストレーション補正とフォーマット変換の同時処理にも適用できる。   The above description is a simultaneous processing of registration correction and format conversion for color shift on the entire screen for correction of parallel movement within the screen of the bonding of the solid-state image pickup device of the image pickup apparatus using the color separation optical system and three solid-state image pickup devices. As described above, simultaneous processing of registration correction and format conversion for rotational color misalignment around the screen due to in-screen rotation of the solid-state image sensor, and vertical / left-right and left-axis axial displacement of the solid-state image sensor (tilting) It can also be applied to the simultaneous processing of registration correction and format conversion for screen size color misalignment in the periphery of the screen, and the simultaneous processing of registration correction and format conversion for screen size color misalignment in the periphery of the screen due to lens color magnification aberration. Further, an image pickup apparatus using a single solid-state image pickup device having a very large number of pixels and an on-chip color filter can also be applied to simultaneous processing of color misregistration registration correction and format conversion.

具体的には、回転色ずれのレジストレーション補正では、画面中心から各画素への距離に比例し上下左右で極性を反転させたレジストレーション補正量を設定し、あおりによる画面周辺の画面サイズ色ずれのレジストレーション補正では、あおりの画面軸から各画素への距離に比例しあおり画面軸で極性を反転させたレジストレーション補正量を設定し、レンズの色倍率収差による画面周辺の画面サイズ色ずれのレジストレーション補正では、画面中心から各画素への距離に比例し上下左右で同一極性のレジストレーション補正量を設定する。   Specifically, in registration correction for rotational color misregistration, the registration correction amount is set by reversing the polarity vertically and horizontally in proportion to the distance from the center of the screen to each pixel. In this registration correction, the registration correction amount is set in proportion to the distance from the screen axis to each pixel, and the polarity is reversed on the screen axis. In registration correction, a registration correction amount having the same polarity is set in the vertical and horizontal directions in proportion to the distance from the center of the screen to each pixel.

また、以上の説明は、テレビフォーマット変換出力時にレジストレーション補正とフォーマット変換を同時に行う処理について説明したが、テレビフォーマット非変換出力時はテレビフォーマット変換の動作を止めてレジストレーション補正のみ行う。   In the above description, the registration correction and the format conversion are simultaneously performed at the time of television format conversion output. However, at the time of the television format non-conversion output, the television format conversion operation is stopped and only the registration correction is performed.

上記の説明は、可視光を赤、緑、青に分解しカラー映像を作り出す場合の色ずれの補正である。ところで、レンズの波長によるずれは、補正が改良されてきた赤、緑、青より近赤外光や近紫外光がはるかに大きい。したがって、可視光と近赤外光を撮影する暗視用カメラや、ミツバチの視感度と同等に緑、青と近紫外光を撮影し疑似カラー映像を作り出す疑似カラーカメラは、各映像信号のずれが大きいので、本発明のレジストレーション補正を適用可能である。   The above description is correction of color misregistration when the visible light is separated into red, green, and blue to create a color image. By the way, the shift due to the wavelength of the lens is much larger in near infrared light and near ultraviolet light than red, green and blue whose correction has been improved. Therefore, a night vision camera that captures visible light and near-infrared light, and a pseudo-color camera that captures green, blue, and near-ultraviolet light equivalent to the visual sensitivity of honeybees to produce a pseudocolor image, Therefore, the registration correction of the present invention can be applied.

本発明の一実施例のテレビジョンカメラのブロック図The block diagram of the television camera of one Example of this invention 従来技術のフォーマット変換テレビジョンカメラのブロック図Block diagram of a prior art format conversion television camera 従来技術のレジストレーション補正部のブロック図Block diagram of conventional registration correction unit 従来技術のフォーマット変換部のブロック図Block diagram of a conventional format converter 一般的な補間フィルタのブロック図Block diagram of a general interpolation filter 従来技術のレジストレーション補正部の補間信号生成の模式図Schematic diagram of interpolation signal generation of the registration correction unit of the prior art 従来技術のフォーマット変換部の補間信号生成の模式図Schematic diagram of interpolated signal generation of the conventional format converter 本発明の一実施例のレジストレーション補正とフォーマット変換部の詳細ブロック図Detailed block diagram of registration correction and format conversion unit of one embodiment of the present invention 本発明の一実施例の垂直補間フィルタの動作の模式図Schematic diagram of operation of vertical interpolation filter of one embodiment of the present invention 本発明の一実施例の垂直フォーマット変換の模式図Schematic diagram of vertical format conversion of one embodiment of the present invention 本発明の一実施例の垂直処理部のタイミングチャートTiming chart of vertical processing unit of one embodiment of the present invention 本発明の一実施例の水平処理部のタイミングチャートTiming chart of horizontal processing unit of one embodiment of the present invention 本発明の一実施例で垂直補間フィルタの動作の模式図(詳細)Schematic diagram of operation of vertical interpolation filter in one embodiment of the present invention (detail) 本発明の一実施例で水平補間フィルタの動作の模式図The schematic diagram of the operation | movement of a horizontal interpolation filter in one Example of this invention. 本発明の一実施例で水平補間フィルタの動作の模式図(詳細)Schematic diagram of operation of horizontal interpolation filter in one embodiment of the present invention (detail) 表1 本発明の一実施例の垂直補間係数Table 1 Vertical interpolation coefficients of one embodiment of the present invention 表2 本発明の一実施例の水平補間係数Table 2 Horizontal interpolation coefficients of one embodiment of the present invention 表3 本発明の一実施例の垂直係数セットカウント値Table 3 Vertical coefficient set count value of one embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1:カメラ、2:レンズ部、3:撮像素子、4:レジストレーション補正部、5:フォーマット変換部、6:映像信号出力部、7:映像信号出力部、
8:CPU
1: camera, 2: lens unit, 3: image sensor, 4: registration correction unit, 5: format conversion unit, 6: video signal output unit, 7: video signal output unit,
8: CPU

Claims (1)

固体撮像素子を用いた固体撮像装置において、映像信号のレジストレーション補正と、複数のテレビフォーマットの映像信号を出力するためのテレビフォーマット変換とを1つの回路で実現する構成としたことを特徴とする固体撮像装置。 A solid-state imaging device using a solid-state imaging device is characterized in that registration correction of video signals and television format conversion for outputting video signals of a plurality of television formats are realized by a single circuit. Solid-state imaging device.
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