JP2575060B2 - Video signal creation device - Google Patents

Video signal creation device

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JP2575060B2
JP2575060B2 JP1142852A JP14285289A JP2575060B2 JP 2575060 B2 JP2575060 B2 JP 2575060B2 JP 1142852 A JP1142852 A JP 1142852A JP 14285289 A JP14285289 A JP 14285289A JP 2575060 B2 JP2575060 B2 JP 2575060B2
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登 松田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は映像信号作成装置に関し、特に撮像素子への
入射光量の周期的変動下で得られる映像信号の改善を図
るために撮像装置に用いられる映像信号作成装置に関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal generating apparatus, and more particularly to a video signal generating apparatus used for an image capturing apparatus to improve a video signal obtained under a periodic fluctuation of the amount of light incident on an image capturing element. The present invention relates to a video signal generating apparatus to be used.

[従来の技術] ビデオカメラやカメラ一体型VTR(ビデオテープレコ
ーダ)などに代表される撮像装置は、撮像素子から出力
される電気信号から2つの色差信号および輝度信号を
得、これらを合成して映像信号を作成する。その際、撮
像装置は、被写体の照度にかかわらず映像信号レベルが
一定となるようにするために、被写体の照度を表わす、
撮像素子からの電気信号のレベルに応じた利得で2つの
色差信号および輝度信号を増幅する。さらに、撮像装置
は、再生画像において実際の被写体の色が正確に再現さ
れるようにするために、被写体の照明条件(色温度)に
応じた色差信号を作成する。
2. Description of the Related Art An imaging device, such as a video camera or a camera-integrated VTR (video tape recorder), obtains two color difference signals and a luminance signal from an electric signal output from an image sensor, and combines these signals to obtain two color difference signals and a luminance signal. Create a video signal. At that time, the imaging device represents the illuminance of the subject, so that the video signal level is constant regardless of the illuminance of the subject,
The two color difference signals and the luminance signal are amplified with a gain corresponding to the level of the electric signal from the image sensor. Further, the imaging device creates a color difference signal corresponding to the illumination condition (color temperature) of the subject in order to accurately reproduce the actual color of the subject in the reproduced image.

第4図は、従来の撮像装置の映像信号作成部の構成の
一例を示す概略ブロック図である。図を参照して、光学
系(図示せず)を介して入射した、被写体からの反射光
は固体撮像素子(ここではCCD(Charge−Coupled Devic
e))1上に被写体の像を結ぶ。CCD1は、それに結ばれ
た像に応じた、すなわち、被写体の照度および色温度に
応じた電荷を蓄積し、1/60secごとに蓄積した電荷量に
応じたレベルの電気信号を次の1/60sec間に出力する。
次に、サンプルホールド回路(図中S/Hと略す。)に
は、CCD1からの電気信号から必要な信号成分を抽出し、
これを輝度信号処理部100および色信号処理部200に与え
る。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a configuration of a video signal creation unit of a conventional imaging device. Referring to the figure, reflected light from a subject, which is incident via an optical system (not shown), is a solid-state image sensor (here, a CCD (Charge-Coupled Device).
e)) Form an image of the subject on 1. The CCD 1 accumulates electric charges corresponding to the illuminance and the color temperature of the subject, that is, accumulates electric signals corresponding to the amount of electric charge accumulated every 1/60 sec for the next 1/60 sec. Output in between.
Next, the sample and hold circuit (abbreviated as S / H in the figure) extracts necessary signal components from the electric signal from the CCD1,
This is given to the luminance signal processing unit 100 and the color signal processing unit 200.

輝度信号処理部100は、輝度信号自動利得制御回路
(以下、Y・AGCと略す。)3と、ガンマ(γ)回路5
と、低域フィルタ(以下、LPFと略す。)6とを含む。
輝度信号処理部100に入力された信号成分は、まずY・A
GC3によって所定の一定レベルに増幅される。Y・AGC3
は、このような機能を果たすために、自分自身の出力、
すなわち、増幅後の信号を積分回路20を介して受け、こ
れに応じて輝度信号増幅時の回路利得を制御する。積分
回路20は、Y・AGC3からの出力信号を積分してCCD1から
の電気信号の平均レベル(輝度信号の平均レベル)を検
波することによって、被写体の照度を検出する。Y・AG
C3の内部回路は、この平均レベルを受けて、これが上記
一定レベルに対応するレベルよりも低ければ利得が高く
なり、これが上記一定レベルに対応するレベルよりも高
ければ利得が低くなるように構成される。つまり、Y・
AGC3の利得は、被写体照度に応じて変化する。このよう
にY・AGC3には、その出力が帰還されており、Y・AGC3
によって増幅された信号のレベルは一定に保持される。
The luminance signal processing unit 100 includes a luminance signal automatic gain control circuit (hereinafter abbreviated as Y · AGC) 3 and a gamma (γ) circuit 5.
And a low-pass filter (hereinafter abbreviated as LPF) 6.
First, the signal component input to the luminance signal processing unit 100 is YA
It is amplified to a predetermined constant level by GC3. Y ・ AGC3
To perform such a function, its own output,
That is, the amplified signal is received via the integration circuit 20, and the circuit gain at the time of luminance signal amplification is controlled accordingly. The integration circuit 20 detects the illuminance of the subject by integrating the output signal from the YAGC 3 and detecting the average level of the electric signal from the CCD 1 (the average level of the luminance signal). Y ・ AG
The internal circuit of C3 is configured to receive the average level and increase the gain if the average level is lower than the level corresponding to the constant level, and decrease the gain if the average level is higher than the level corresponding to the constant level. You. In other words, Y
The gain of the AGC 3 changes according to the illuminance of the subject. In this way, the output of Y • AGC3 is fed back, and Y • AGC3
The level of the signal amplified by is kept constant.

次に、ガンマ回路5はY・AGC3によって一定レベルに
増幅された信号にガンマ補正を施しLPF6に与える。LPF6
はガンマ回路5の出力信号から輝度信号成分Yのみを抽
出し、これをエンコーダ回路14に与える。
Next, the gamma circuit 5 performs gamma correction on the signal amplified to a certain level by the YAGC 3 and supplies the signal to the LPF 6. LPF6
Extracts only the luminance signal component Y from the output signal of the gamma circuit 5 and supplies it to the encoder circuit 14.

一方、色信号処理部200は色分離サンプルホールド回
路(図中S/Hと略す。)7および8と、W/B(ホワイトバ
ランス)およびマトリックス回路9と、色差信号自動利
得制御回路(以下、C・AGCと略す。)11と、ガンマ回
路12と、LPF13とを含む。色信号処理部200に入力された
信号成分からは、まず、色分離サンプルホールド7およ
び8によって異なる2種類の色信号が分離される。これ
らの色信号はW/Bおよびマトリックス回路9によってホ
ワイトバランス処理により被写体の色温度に応じた色差
信号R−YおよびB−Yに変換され、C・AGC11に与え
られる。
On the other hand, the color signal processing unit 200 includes a color separation sample hold circuit (abbreviated as S / H in the figure) 7 and 8, a W / B (white balance) and matrix circuit 9, a color difference signal automatic gain control circuit (hereinafter, referred to as S / H). C. AGC) 11, a gamma circuit 12, and an LPF 13. First, two different types of color signals are separated from the signal components input to the color signal processing unit 200 by the color separation sample / holds 7 and 8. These color signals are converted by the W / B and matrix circuit 9 into color difference signals RY and BY corresponding to the color temperature of the subject by white balance processing, and applied to the C / AGC 11.

W/Bおよびマトリックス回路9は、その出力信号、す
なわち、色差信号R−YおよびB−Yをオートホワイト
バランス回路(以下、AWB回路と略す。)21を介して受
ける。AWB回路21は、色差信号R−YおよびB−Yを別
々に積分し、それぞれの平均レベルを検波することによ
って被写体の色温度を検出する、映像処理方式のオート
ホワイトバランス回路である。W/Bおよびマトリックス
回路9は、AWB回路21の出力(以下、これをホワイトバ
ランス制御信号と呼ぶ)、すなわち、色差信号R−Yお
よびB−Yの各々の積分値を受けて、これらが所定の基
準レベルとなるように、色差信号作成の際の回路利得を
制御する。これによって、W/Bおよびマトリックス回路
9から出力される色差信号R−YおよびB−Yの平均レ
ベルが一定に保持され、色信号に被写体の色温度の変化
に追従したホワイトバランス処理が自動的に行なわれ
る。このようなホワイトバランス処理をフルオートホワ
イトバランス処理という。
The W / B and matrix circuit 9 receives its output signals, that is, the color difference signals RY and BY via an auto white balance circuit (hereinafter abbreviated as AWB circuit) 21. The AWB circuit 21 is an image processing type auto white balance circuit that integrates the color difference signals RY and BY separately and detects the color temperature of the subject by detecting the average level of each signal. The W / B and matrix circuit 9 receives the output of the AWB circuit 21 (hereinafter, referred to as a white balance control signal), that is, the integrated value of each of the color difference signals RY and BY, and receives these predetermined values. The circuit gain at the time of generating the color difference signal is controlled so that the reference level becomes. As a result, the average level of the color difference signals RY and BY output from the W / B and matrix circuit 9 is kept constant, and the white balance processing that follows the change in the color temperature of the subject in the color signal is automatically performed. It is performed. Such white balance processing is called full auto white balance processing.

次に、C・AGC回路11は、積分回路20の出力に応じた
利得で色差信号R−YおよびB−Yを増幅する。つま
り、C・AGC回路11の利得も被写体照度に応じて制御さ
れるため、C・AGC回路11から出力される色差信号R−
YおよびB−Yのレベルは常にY・AGC3から出力される
信号レベル、つまり、輝度信号の平均レベルに合致する
レベルとなる。このように、C・AGC回路11によって増
幅された色差信号R−YおよびB−Yはガンマ回路12に
よってガンマ補正を施された後LPF13によって高域成分
を除去されてエンコーダ回路14に与えられる。
Next, the C / AGC circuit 11 amplifies the color difference signals RY and BY with a gain corresponding to the output of the integration circuit 20. That is, since the gain of the C / AGC circuit 11 is also controlled according to the illuminance of the object, the color difference signal R−
The levels of Y and BY are always the signal levels output from Y · AGC3, that is, the levels that match the average level of the luminance signal. As described above, the color difference signals RY and BY amplified by the C / AGC circuit 11 are subjected to gamma correction by the gamma circuit 12 and then high-frequency components are removed by the LPF 13 to be supplied to the encoder circuit 14.

エンコーダ回路14は、輝度信号処理部100からの輝度
信号Yと、色信号処理部200からの色差信号R−Yおよ
びB−Yと合成し、さらに、複合同期信号(図中C−SY
NCと略す。)を付加することによって複合映像信号を作
成し、これを映像出力として出力する。
The encoder circuit 14 combines the luminance signal Y from the luminance signal processing unit 100 with the color difference signals RY and BY from the chrominance signal processing unit 200, and further synthesizes a composite synchronization signal (C-SY in the figure).
Abbreviated as NC. ) Is added to create a composite video signal, and this is output as a video output.

なお、第4図は概略図であり、実際の回路構成におい
て必要となる、色差信号作成に関与する線順次同時化回
路等は第4図において省略されている。
FIG. 4 is a schematic diagram, and a line-sequential synchronization circuit and the like related to the generation of color difference signals, which are necessary in an actual circuit configuration, are omitted in FIG.

以上のような従来の撮像装置において、輝度信号の平
均レベルを検波する積分回路20および、ホワイトバラン
スのためのAWB回路21において2つの色差信号の各々の
平均レベルを検波する積分回路の各々は、入力信号レベ
ルを連続的に平均化する連続積分回路である。第5図
(a)は、積分回路20およびAWB回路21において用いら
れる連続積分回路の一般的な回路図である。図を参照し
て、この連続積分回路は、入力端子T1と接地GNDとの間
に設けられる、抵抗15およびコンデンサ17の直列接続に
よる時定数回路と、抵抗15およびコンデンサ17の接続点
と出力端子T2との間に設けられるバッファ回路(BF)18
とを含む。入力端子T1に入力された信号は、抵抗15の抵
抗値およびコンデンサ17の容量によって決まる時定数に
応じて平滑化され、バッファ回路18を介して出力端子T2
から取出される。第5図(b)は、第5図(a)に示さ
れるような連続積分回路における入出力信号の一例を示
す波形図である。第5図(a)の連続積分回路の入力端
子T1に入力された入力信号波形が第5図(b)に示され
るような矩形波であった場合、出力端子T2から取出され
る出力信号は、第5図(c)に示されるように、入力信
号の平均レベルV0を中心に上下にu0だけ変動する。しか
し、入力信号のレベルを検波するための積分回路では、
u0≒0となるようにコンデンサ17に容量値の大きいもの
が用いられ時定数回路の時定数は十分に大きく設定され
る。つまり、こうすることによって、出力信号のレベル
が入力信号の平均レベルを示すようになり、入力信号を
積分することと入力信号の平均レベルを検波することと
が等価となる。
In the conventional imaging apparatus as described above, each of the integrating circuit 20 for detecting the average level of the luminance signal and the integrating circuit for detecting the average level of each of the two color difference signals in the AWB circuit 21 for white balance are: This is a continuous integration circuit that continuously averages the input signal level. FIG. 5A is a general circuit diagram of a continuous integration circuit used in the integration circuit 20 and the AWB circuit 21. Referring to the drawing, this continuous integration circuit is provided between input terminal T1 and ground GND, and is a time constant circuit formed by series connection of resistor 15 and capacitor 17, and a connection point of resistor 15 and capacitor 17 and an output terminal. Buffer circuit (BF) provided between T2 and 18
And The signal input to the input terminal T1 is smoothed according to the time constant determined by the resistance value of the resistor 15 and the capacitance of the capacitor 17, and is output to the output terminal T2 via the buffer circuit 18.
Taken out of FIG. 5 (b) is a waveform diagram showing an example of input / output signals in the continuous integration circuit as shown in FIG. 5 (a). If the input signal waveform input to the input terminal T1 of the continuous integration circuit in FIG. 5A is a rectangular wave as shown in FIG. 5B, the output signal taken out from the output terminal T2 is , as shown in FIG. 5 (c), varies by u 0 to and below the mean level V 0 which input signal. However, in the integration circuit for detecting the level of the input signal,
A capacitor 17 having a large capacitance value is used so that u 0 ≒ 0, and the time constant of the time constant circuit is set sufficiently large. That is, by doing so, the level of the output signal indicates the average level of the input signal, and integrating the input signal and detecting the average level of the input signal are equivalent.

[発明が解決しようとする課題] 以上のように、従来の撮像装置においては自動利得制
御回路への帰還信号を作成するための回路およびホワイ
トバランス制御信号、すなわち、ホワイトバランス処理
を行なうための回路への帰還信号を作成する回路には、
共に、連続積分回路が用いられる。このため、被写体を
照らす光源の光量および色温度が周期的に変動し、その
周期が撮像素子の出力周期(サンプリング周期)1/60se
cの整数倍でない場合に作成される映像信号は輝度レベ
ル的および色レベル的、さらには色温度的に不連続とな
る。このような映像信号から得られる再生画像には、い
わゆるフリッカ(ちらつき)が生じるため、再生画像は
見苦しいものとなった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional imaging apparatus, a circuit for generating a feedback signal to the automatic gain control circuit and a white balance control signal, that is, a circuit for performing white balance processing The circuit that creates the feedback signal to
In both cases, a continuous integration circuit is used. For this reason, the light quantity and color temperature of the light source illuminating the subject periodically fluctuate, and the cycle is the output cycle (sampling cycle) of the image sensor 1 / 60se
A video signal created when the value is not an integral multiple of c is discontinuous in terms of luminance level, color level, and color temperature. Since a so-called flicker occurs in a reproduced image obtained from such a video signal, the reproduced image is unsightly.

光源の光量および色温度の周期的変動の代表的な例
は、50Hzの交流電源によって点灯する螢光灯のフリッカ
である。以下、このような螢光灯のフリッカを例にとっ
て前述のような不連続な映像信号が作成される理由につ
いて説明する。なお、説明にあたっては第6図を参照す
る。第6図は螢光灯のフリッカ下において、不連続な映
像信号が作成される過程を簡略的に示した波形図であ
る。
A typical example of the periodic fluctuation of the light amount and the color temperature of the light source is a flicker of a fluorescent lamp which is turned on by a 50 Hz AC power supply. Hereinafter, the reason why the above-described discontinuous video signal is created will be described by taking such flicker of a fluorescent lamp as an example. FIG. 6 is referred to for the description. FIG. 6 is a waveform diagram schematically showing a process of creating a discontinuous video signal under flicker of a fluorescent lamp.

一般に、螢光灯の光量はこれを点灯させる電源の交流
周波数の2倍の周波数で変動し、これによってフリッカ
が生じる。また、これに伴ない被写体の色温度も光量変
動周期と同一の周期で変動する。したがって、50Hzの交
流電源(第6(a)参照)によって点灯している螢光灯
の光量および被写体の色温度は第6図(b)で示される
ように周波数100Hz、すなわち、1/100secの周期で変動
する。一方、撮像素子のサンプリング周期は1/60sec
(1垂直期間=1V)である。第6図(c)は垂直同期信
号(以下、VDパルスと呼ぶ)の波形図であり、撮像素子
のサンプリング周期を示す。したがって、1Vにおける、
螢光灯の光量の総和は螢光灯の光量変動の周波数100Hz
と撮像素子のサンプリング周波数60Hzとの最大公約数で
ある20Hzの周波数で、すなわち、3V(1/20sec)周期
で、変動する。このため、撮像素子の1V毎の平均蓄積電
荷量も第6図(d)に示されるように3V周期で変動す
る。この結果、輝度信号レベルおよび色差信号レベル
も、やはり3V周期で変動する。さて、自動利得制御回路
への帰還信号およびホワイトバランス制御信号は、輝度
信号レベルおよび色差信号レベルが各々、連続積分回路
(第5図参照)によって積分されたものである。したが
って、この場合に得られる、自動利得制御回路への帰還
信号およびホワイトバランス制御信号は、第6図(e)
で示されるような波形の入力信号が前述の連続積分回路
によって大きい時定数で連続的に平滑されたもの(第6
図(f))である。つまり、輝度信号および色差信号の
レベルが3V内において1Vごとに異なるレベルとなってい
るにもかかわらず、これに対応する期間内の、自動利得
制御回路への帰還信号およびホワイトバランス制御信号
のレベルはすべて同一レベルとなる。したがって、3V周
期で変動する輝度信号および色差信号は、各々、このよ
うな一定レベルの帰還信号を受ける自動利得制御回路に
よってすべて同一の利得で増幅される。この結果、最終
的に得られる輝度信号および色差信号のレベルは第6図
(g)で示されるように、螢光灯の光量変動の影響をそ
のまま受け、3V周期で変動する。さらに、色差信号作成
時のホワイトバランス処理はホワイトバランス制御信号
のレベルに応じて行なわれる。したがって、被写体の色
温度が3V周期で変動しているにもかかわらず、このよう
な一定レベルのホワイトバランス制御信号によるホワイ
トバランス処理を施されて得られた色差信号は螢光灯の
色温度変動による被写体の色温度変動に追従しない。
Generally, the amount of light of a fluorescent lamp fluctuates at twice the AC frequency of a power supply for lighting the fluorescent lamp, thereby causing flicker. Along with this, the color temperature of the subject also changes in the same cycle as the light quantity change cycle. Accordingly, as shown in FIG. 6 (b), the quantity of light of the fluorescent lamp and the color temperature of the subject which are lit by the 50 Hz AC power supply (see FIG. 6 (a)) have a frequency of 100 Hz, that is, 1/100 sec. It fluctuates with the period. On the other hand, the sampling cycle of the image sensor is 1/60 sec
(1 vertical period = 1V). FIG. 6C is a waveform diagram of a vertical synchronizing signal (hereinafter, referred to as a VD pulse), and shows a sampling cycle of the image sensor. Therefore, at 1V,
The sum of the light intensity of the fluorescent lamp is the frequency of the light intensity fluctuation of the fluorescent lamp at 100 Hz.
The frequency fluctuates at a frequency of 20 Hz, which is the greatest common divisor of the sampling frequency of the image sensor and 60 Hz, that is, at a cycle of 3 V (1/20 sec). For this reason, the average accumulated charge amount for each 1 V of the image sensor also fluctuates at a cycle of 3 V as shown in FIG. 6D. As a result, the luminance signal level and the color difference signal level also fluctuate in a 3 V cycle. The feedback signal to the automatic gain control circuit and the white balance control signal are obtained by integrating the luminance signal level and the color difference signal level by a continuous integration circuit (see FIG. 5). Therefore, the feedback signal to the automatic gain control circuit and the white balance control signal obtained in this case are shown in FIG.
An input signal having a waveform as shown by the above is continuously smoothed with a large time constant by the above-described continuous integrator circuit (No. 6).
FIG. In other words, the levels of the feedback signal to the automatic gain control circuit and the level of the white balance control signal within the period corresponding to the levels of the luminance signal and the color difference signal are different for each 1V within 3V. Are all at the same level. Therefore, the luminance signal and the color difference signal that fluctuate in a 3 V cycle are all amplified with the same gain by the automatic gain control circuit that receives such a constant level feedback signal. As a result, as shown in FIG. 6 (g), the levels of the finally obtained luminance signal and color difference signal are directly affected by the fluctuation of the light quantity of the fluorescent lamp and fluctuate in a 3V cycle. Further, the white balance processing at the time of generating the color difference signal is performed according to the level of the white balance control signal. Therefore, despite the fact that the color temperature of the subject fluctuates in a 3V cycle, the color difference signal obtained by performing the white balance processing using such a constant level white balance control signal is the color temperature fluctuation of the fluorescent lamp. Does not follow the color temperature fluctuation of the subject due to

以上のような輝度信号レベルおよび色差信号レベルの
変動ならびに色差信号の被写体の色温度に対する非追従
性によって、最終的に得られる映像信号は再生画像にお
いてフリッカを発生させる不連続なものとなる。
Due to the fluctuation of the luminance signal level and the color difference signal level and the non-following property of the color difference signal with respect to the color temperature of the subject, the finally obtained video signal becomes discontinuous which causes flicker in a reproduced image.

本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、光源
光量の周期的変動下においても再生画像においてフリッ
カを生じさせることのない、連続な安定した映像信号を
作成できる帰還信号を作成するとともに、コストダウン
の可能な映像信号作成装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to create a feedback signal that can create a continuous and stable video signal without causing flicker in a reproduced image even under a periodic fluctuation of the light source light amount. It is another object of the present invention to provide a video signal generating device capable of reducing costs.

[課題を解決するための手段] 上記のような目的を達成するために本願発明に係る、
撮像装置に用いられる映像信号作成装置は、画像信号を
入力する入力手段を含み、画像信号が輝度信号と色信号
とを含み、輝度信号に対して自動利得制御を行なう手段
と、色信号に対して自動利得制御を行なう手段と、色信
号および輝度信号自動利得制御を行なう手段に対して時
分割された積分信号を供給する手段とを含む。時分割さ
れた積分信号を供給する手段は、入力手段に接続された
抵抗手段と、抵抗手段にそれぞれ接続されるべき複数個
の容量手段と、撮像装置の垂直同期信号を受けて、垂直
同期信号を所定数に分周して、位相の異なる少なくとも
2つのタイミング信号を発生する分周手段と、分周手段
からの少なくとも2つのタイミング信号に基づいて、抵
抗手段と複数個の容量手段との電気的接続の組合せを変
化させる手段とを含む。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, in order to achieve the above object,
A video signal creation device used in an imaging device includes input means for inputting an image signal, the image signal includes a luminance signal and a chrominance signal, and means for performing automatic gain control on the luminance signal; And means for supplying a time-division integrated signal to the means for performing automatic gain control for color and luminance signals. The means for supplying the time-divided integrated signal includes a resistance means connected to the input means, a plurality of capacitance means to be respectively connected to the resistance means, and a vertical synchronization signal of the imaging device. Divides the signal into a predetermined number to generate at least two timing signals having different phases. Based on at least two timing signals from the frequency dividing means, an electric connection between the resistance means and the plurality of capacitance means is generated. Means for changing the combination of logical connections.

[作用] 本発明に係る映像信号作成装置は上記のように構成さ
れるため、輝度信号と色信号のそれぞれに別々に時分割
された積分信号が供給されるとともに、利得増幅回路が
不要となる。
[Operation] Since the video signal generating apparatus according to the present invention is configured as described above, the time-division integrated signals are separately supplied to the luminance signal and the chrominance signal, and the gain amplifier circuit is not required. .

[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す、撮像装置の映像信
号作成部の構成を示す概略ブロック図である。図を参照
して、この映像信号作成部は従来の撮像装置の映像信号
作成部と同様に、固体撮像素子(ここではCCD)1と、
サンプルホールド回路2と、輝度信号処理部100と、色
信号処理部200と、エンコーダ回路14とを含む。輝度信
号処理部100および色信号処理部200のそれぞれの内部構
成は第4図に示される従来の撮像装置におけるものと同
一である。この映像信号作成部は、さらに従来と同様
に、輝度信号処理部100内のY・AGC3および色信号処理
部200内のC・AGC11への帰還信号を作成するための積分
回路4と、色信号処理部200内のW/Bおよびマトリックス
回路9への帰還信号、すなわち、ホワイトバランス制御
信号を作成するAWB回路10とを含む。CCD1から出力され
る電気信号から、上記一連の機能部によって最終的な映
像信号が作成されるまでの過程は、“従来の技術”にお
いて説明されたとおりである。
[Embodiment] FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the present invention and showing a configuration of a video signal creating section of an imaging apparatus. Referring to the figure, this video signal creation unit is similar to a video signal creation unit of a conventional imaging device, and includes a solid-state imaging device (here, CCD) 1 and
It includes a sample and hold circuit 2, a luminance signal processing unit 100, a chrominance signal processing unit 200, and an encoder circuit 14. The internal configurations of the luminance signal processing unit 100 and the color signal processing unit 200 are the same as those of the conventional imaging device shown in FIG. The video signal creation unit further includes an integration circuit 4 for creating a feedback signal to Y • AGC3 in the luminance signal processing unit 100 and a C • AGC11 in the chrominance signal processing unit 200, as in the related art. It includes a W / B in the processing unit 200 and a feedback signal to the matrix circuit 9, that is, an AWB circuit 10 that creates a white balance control signal. The process from the generation of the electric signal output from the CCD 1 to the creation of the final video signal by the above-described series of functional units is as described in the “prior art”.

しかし、積分回路4およびAWB回路10は、従来の連続
積分回路の代わりに、入力信号を時間的に分割して平滑
化する時分割積分回路を含む。
However, the integration circuit 4 and the AWB circuit 10 include a time division integration circuit for temporally dividing and smoothing the input signal instead of the conventional continuous integration circuit.

第2図は、積分回路4およびAWB回路10に含まれる時
分割積分回路の回路図である。図を参照して、この時分
割積分回路は、入力端子T1と、出力端子T2と、抵抗15
と、コンデンサC1,C2,およびC3と、抵抗15とコンデンサ
C1〜C3との間に設けられるアナログスイッチ16と、抵抗
15と出力端子T2との間に設けられるバッファ回路18と、
VDパルスを3分周して位相の異なる2つのタイミングパ
ルスAおよびBを発生する分周器19とを含む。次に、こ
の時分割積分回路の動作について説明する。なお、説明
にあたっては第3図(a)〜(c)を参照する。第3図
(a)〜(c)は、分周器19の機能を説明するための波
形図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of the integration circuit 4 and the time division integration circuit included in the AWB circuit 10. Referring to the figure, this time-division integrating circuit includes an input terminal T1, an output terminal T2, a resistor 15
And capacitors C1, C2 and C3, resistor 15 and capacitor
An analog switch 16 provided between C1 and C3 and a resistor
15 and a buffer circuit 18 provided between the output terminal T2,
A frequency divider 19 for dividing the VD pulse by 3 to generate two timing pulses A and B having different phases. Next, the operation of the time division integration circuit will be described. It should be noted that FIGS. 3A to 3C are referred to for the description. 3 (a) to 3 (c) are waveform diagrams for explaining the function of the frequency divider 19. FIG.

分周器19は、60HzのVDパルス(第3図(a))を3分
周して3V周期で1Vだけ“H"レベルとなるタイミングパル
スA(第3図(b))およびタイミングパルスAと位相
が1VだけずれたタイミングパルスB(第3図(c))を
作成し、アナログスイッチ16に与える。アナログスイッ
チ16は、タイミングパルスAおよびBに応答して、具体
的にはタイミングパルスAおよびBの各々のパルスが共
に“L"の場合、タイミングパルスAのレベルのみが“H"
レベルの場合、およびタイミングパルスBのレベルのみ
が“H"の場合のそれぞれの場合にコンデンサC1〜C3が一
定の順序で交互に抵抗15に接続されるように、内部の接
続を切換える。したがって、入力端子T1に入力された信
号は、3V周期で、1Vごとに異なるコンデンサおよび抵抗
15によって構成される時定数回路によって平滑化され、
バッファ回路18を介して出力端子T2から取出される。つ
まり、入力端子T1に与えられる信号は3Vごとに同一の時
定数回路によって1V分平滑化される。
The frequency divider 19 divides the 60 Hz VD pulse (FIG. 3 (a)) by 3 and makes the timing pulse A (FIG. 3 (b)) and the timing pulse A which become "H" level by 1V in a 3V cycle by 1V. And a timing pulse B (FIG. 3 (c)) whose phase is shifted by 1V is given to the analog switch 16. The analog switch 16 responds to the timing pulses A and B. Specifically, when both of the timing pulses A and B are “L”, only the level of the timing pulse A is “H”.
The internal connection is switched so that the capacitors C1 to C3 are alternately connected to the resistor 15 in a certain order in each of the case of the level and the case where only the level of the timing pulse B is "H". Therefore, the signal input to the input terminal T1 has a 3V cycle,
15, smoothed by a time constant circuit composed of
The data is output from the output terminal T2 via the buffer circuit 18. That is, the signal supplied to the input terminal T1 is smoothed by 1V by the same time constant circuit every 3V.

上記のような時分割積分回路が積分回路4およびAWB
回路10に用いられることによって、光源光量の変動によ
ってCCD1の1V毎の平均蓄積電荷量が3V周期で変動する場
合、たとえば被写体を照らす光源が50Hzの交流電源によ
って点灯している螢光灯である場合、以下のようにして
従来と異なる映像信号が作成される。
The time-division integrating circuit as described above is composed of the integrating circuit 4 and the AWB.
When used in the circuit 10, when the average accumulated charge amount per 1 V of the CCD 1 fluctuates in a 3 V cycle due to fluctuations in the light source light amount, for example, a fluorescent light in which the light source illuminating the subject is lit by a 50 Hz AC power supply In this case, a video signal different from the conventional one is created as follows.

第3図(d)〜(h)は、光源が50Hzの交流電源によ
って点灯する螢光灯である場合の、映像信号作成の過程
を示す波形図である。光源が50Hzの交流電源によって点
灯している螢光灯である場合、先に説明したようにその
光源光量は1/100sec周期で変動する(第6図(b))た
め、CCD1の1V毎の平均蓄積電荷量は3V周期で変動する
(第3図(d))。これによって、積分回路4に入力さ
れる輝度信号成分のレベルおよびAWB回路に入力される
色差信号のレベルも3V周期で変動する。つまり、第2図
に示される時分割積分回路への入力信号のレベルは、第
3図(e)に示されるようにやはり3V周期で変動する。
一方、第2図に示される時分割積分回路において、アナ
ログスイッチ16は3つのコンデンサを1Vごとに交互に抵
抗15に接続する。したがって、入力信号を平滑化するた
めに用いられるコンデンサは、たとえば、第3図(f)
に示されるように…C1,C2,C3,C1,…と一定の順序で1Vご
とに切換えられる。これによって、第2図に示される時
分割積分回路への入力信号は、そのレベル変動周期3V内
の3つのレベル(図中、l1,l2,l3)ごとに固有の時定数
回路によって平滑化される。つまり、同一レベルの入力
信号は同一の時定数回路によって平滑化されるため、第
2図に示される時分割積分回路からの出力信号は第3図
(g)に示されるように入力信号のレベル変動を再現す
る。これは、積分回路4およびAWB回路10が光源光量の
変動およびそれに伴なう被写体の色温度変動に追随して
3V周期でレベル変動する、Y・AGC3およびC・AGC11へ
の帰還信号およびホワイトバランス制御信号を作成する
ことを意味する。したがって、このような帰還信号を受
けるY・AGC3およびC・AGC11は1Vごとの平均光源光量
に応じた利得で輝度信号成分および色差信号を増幅す
る。この結果、螢光灯のフリッカ下における色差信号お
よび輝度信号のレベル変動は緩和され、色差信号および
輝度信号のレベルは従来のように不連続に変動(第6図
(g)参照)しなくなり、第3図(h)で示されるよう
にほぼ一定とみなせる程度に安定する。
FIGS. 3 (d) to 3 (h) are waveform diagrams showing the process of creating a video signal when the light source is a fluorescent lamp which is turned on by a 50 Hz AC power supply. If the light source is a fluorescent lamp that is lit by a 50 Hz AC power supply, the light amount of the light source fluctuates at a period of 1/100 sec as described above (FIG. 6 (b)). The average amount of accumulated charges fluctuates in a 3 V cycle (FIG. 3 (d)). As a result, the level of the luminance signal component input to the integration circuit 4 and the level of the color difference signal input to the AWB circuit also fluctuate in a 3 V cycle. That is, the level of the input signal to the time-division integrator shown in FIG. 2 also fluctuates at a cycle of 3 V as shown in FIG. 3 (e).
On the other hand, in the time-division integrating circuit shown in FIG. 2, the analog switch 16 connects three capacitors to the resistor 15 alternately every 1V. Therefore, the capacitor used for smoothing the input signal is, for example, as shown in FIG.
.., C1, C2, C3, C1,... Are switched every 1 V in a fixed order. As a result, the input signal to the time-division integrator shown in FIG. 2 is smoothed by a unique time constant circuit for each of three levels (in the figure, l1, l2, and l3) within the level fluctuation period 3V. You. That is, since input signals of the same level are smoothed by the same time constant circuit, the output signal from the time-division integrator shown in FIG. 2 becomes the level of the input signal as shown in FIG. Reproduce the fluctuation. This is because the integrating circuit 4 and the AWB circuit 10 follow the fluctuation of the light source light amount and the accompanying color temperature fluctuation of the subject.
This means that a feedback signal and a white balance control signal to Y • AGC3 and C • AGC11 that fluctuate in a cycle of 3V are generated. Therefore, Y • AGC3 and C • AGC11 that receive such a feedback signal amplify the luminance signal component and the color difference signal with a gain corresponding to the average light source light amount for each 1V. As a result, the level fluctuations of the color difference signal and the luminance signal under the flicker of the fluorescent lamp are reduced, and the levels of the color difference signal and the luminance signal do not fluctuate discontinuously as in the prior art (see FIG. 6 (g)). As shown in FIG. 3 (h), it is stabilized to the extent that it can be regarded as substantially constant.

さらに、W/Bおよびマトリックス回路9は、1Vごとの
平均光源光量の変動に追従したレベルのホワイトバラン
ス制御信号を受けるため、色差信号作成の際、光源光量
の変動に伴なう被写体の色温度の変動に追従したホワイ
トバランス処理を行なう。この結果、色差信号は光源の
フリッカ下においても常に被写体の色温度に追従したも
のとなる。したがって、これらの輝度信号および色差信
号が合成されて作成された映像信号における輝度信号お
よび色差信号のレベルの連続性、さらに被写体の色温度
に対する追従性は光源のフリッカ下においても良好とな
る。このため、螢光灯に代表される、フリッカを生じる
光源の照明下で撮影を行なった場合でもフリッカの軽減
された見やすい再生画像が得られる。
Further, the W / B and matrix circuit 9 receives a white balance control signal at a level following the variation of the average light source light amount for each 1V. White balance processing that follows the fluctuation of As a result, the color difference signal always follows the color temperature of the subject even under the flicker of the light source. Therefore, the continuity of the levels of the luminance signal and the color difference signal in the video signal created by synthesizing the luminance signal and the color difference signal, and the responsiveness to the color temperature of the subject are improved even under the flicker of the light source. For this reason, even when photographing is performed under illumination of a light source that generates flicker, such as a fluorescent light, a reproduced image with reduced flicker can be obtained.

なお、Y・AGC3およびC・AGC11の内部回路は、積分
回路4からの帰還信号の光源のフリッカによる、1Vごと
のレベル変動に応答して、その利得が異なる値となるよ
うな特性を有するように構成される必要がある。同様
に、W/Bおよびマトリックス回路9の内部回路も、光源
のフリッカによる、AWB回路10からの帰還信号、すなわ
ち、ホワイトバランス制御信号の1Vごとのレベル変動に
応答して、色信号に異なるホワイトバランス処理を行な
うような特性を有するように構成される必要がある。ま
た、このようなY・AGC3およびC・AGC11の特性は積分
回路4を構成する時分割積分回路の時定数の設定値に、
W/Bおよびマトリックス回路9の特性はAWB回路10を構成
する時分割積分回路の時定数の設定値に、それぞれ影響
される。さらに、時分割積分回路の時定数の設定値は、
1V内における出力信号レベルの安定性にも影響を与え
る。したがって、時分割積分回路の時定数はこれらへの
影響を考慮して適切な値に設定されなければならない。
It should be noted that the internal circuits of the Y-AGC3 and the C-AGC11 have such characteristics that the gains thereof become different values in response to the level fluctuation of each 1V due to the flicker of the light source of the feedback signal from the integration circuit 4. Must be configured. Similarly, the internal circuit of the W / B and matrix circuit 9 also responds to a feedback signal from the AWB circuit 10 due to flicker of the light source, that is, a white signal different from the color signal in response to a level change of the white balance control signal for each 1V. It is necessary to be configured to have a characteristic of performing a balance process. The characteristics of Y • AGC3 and C • AGC11 are determined by the time constant set value of the time-division integrator constituting the integrator 4,
The characteristics of the W / B and the matrix circuit 9 are affected by the set value of the time constant of the time-division integrator constituting the AWB circuit 10, respectively. Furthermore, the set value of the time constant of the time division integrator is
It also affects the stability of the output signal level within 1V. Therefore, the time constant of the time-division integrating circuit must be set to an appropriate value in consideration of these effects.

本実施例においては、時分割積分回路の時定数回路数
は3個であったがこの個数は光源のフリッカ周期に応じ
て任意に選ばれてよい。また、本実施例ではアナログス
イッチを用いて複数のコンデンサを交互に単一の抵抗に
接続することによって時分割積分回路を作成した。しか
し、時分割積分回路の構成はこれに限定されるものでは
なく、これと同一の機能を実現できる構成であればよ
い。
In the present embodiment, the number of time constant circuits of the time-division integrating circuit is three, but this number may be arbitrarily selected according to the flicker cycle of the light source. In this embodiment, a time-division integrating circuit is created by alternately connecting a plurality of capacitors to a single resistor using an analog switch. However, the configuration of the time-division integrating circuit is not limited to this, and may be any configuration that can realize the same function as this.

[発明の効果] 以上のように、本発明に係る映像信号作成装置によれ
ば、輝度信号および色信号利得制御手段に対して時分割
された積分信号が供給され、それに基づいて自動利得制
御が行なわれるため、光源光度の周期的変動下において
も再生画像においてフリッカを生じさせることのない、
連続な安定した映像信号を作成できる帰還信号を作成で
きる。また、色信号についても自動利得制御が行なわれ
るだけであるため、利得増幅回路は必要ではない。その
結果、コストダウンの可能な映像信号作成装置が提供で
きる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the video signal generating device of the present invention, the time-division integrated signal is supplied to the luminance signal and the chrominance signal gain control means, and the automatic gain control is performed based on the integrated signal. Therefore, no flicker occurs in the reproduced image even under the periodic fluctuation of the light source luminous intensity.
A feedback signal that can create a continuous and stable video signal can be created. Further, since only the automatic gain control is performed for the color signal, a gain amplifying circuit is not necessary. As a result, it is possible to provide a video signal creation device capable of reducing costs.

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

第1図は本発明の一実施例を示す撮像装置の映像信号処
理部の概略ブロック図、第2図は第1図における積分回
路およびAWB回路に含まれる時分割積分回路の一例を示
す回路図、第3図は本発明にかかる撮像装置における、
フリッカを生じる光源下での映像信号作成過程を説明す
るための波形図、第4図は従来の撮像装置の映像信号作
成部の一例を示す概略ブロック図、第5図は第4図の積
分回路およびAWB回路に含まれる積分回路の一例を示す
回路図および連続積分回路の機能を説明するための波形
図、第6図は従来の撮像装置の問題点を説明するための
波形図である。 図において、1は撮像素子、2はサンプルホールド回
路、3はY・AGC、4および20は積分回路、5および12
はガンマ回路、6および13はLPF、7および8は色分離
サンプルホールド回路、9はW/Bおよびマトリックス回
路、10および21はAWB回路、11はC・AGC回路、14はエン
コーダ回路、15は抵抗、16はアナログスイッチ、17およ
びC1〜C3はコンデンサ、18はバッファ回路、19は分周
器、100は輝度信号処理部、200は色信号処理部である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a video signal processing unit of an image pickup apparatus showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a time-division integrating circuit included in the integrating circuit and the AWB circuit in FIG. FIG. 3 shows an imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining a video signal generation process under a light source that generates flicker. FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a video signal generation unit of a conventional imaging apparatus. FIG. 5 is an integration circuit shown in FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of an integrating circuit included in the AWB circuit, and a waveform diagram for explaining a function of the continuous integrating circuit. FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a problem of the conventional imaging apparatus. In the figure, 1 is an image sensor, 2 is a sample hold circuit, 3 is a Y.AGC, 4 and 20 are integrating circuits, 5 and 12
Is a gamma circuit, 6 and 13 are LPFs, 7 and 8 are color separation sample and hold circuits, 9 is a W / B and matrix circuit, 10 and 21 are AWB circuits, 11 is a C / AGC circuit, 14 is an encoder circuit, and 15 is an encoder circuit. A resistor, 16 is an analog switch, 17 and C1 to C3 are capacitors, 18 is a buffer circuit, 19 is a frequency divider, 100 is a luminance signal processing unit, and 200 is a color signal processing unit. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】撮像装置で撮像された画像信号をもとに映
像信号を作成する映像信号作成装置であって、 前記画像信号を入力する入力手段を含み、前記入力され
た画像信号が輝度信号と色信号とを含み、 前記輝度信号に対して自動利得制御を行なう手段と、 前記色信号に対して自動利得制御を行なう手段と、 前記輝度信号および色信号に対して自動利得制御を行な
う手段に対して時分割された積分信号を供給する手段と
を含み、 前記時分割された積分信号を供給する手段は、 前記入力手段に接続される抵抗手段と、前記抵抗手段に
それぞれ接続される複数個の容量手段と、前記撮像装置
の垂直同期信号を受けて、前記垂直同期信号を所定数に
分周して、位相の異なる少なくとも2つのタイミング信
号を発生する分周手段と、前記分周手段からの少なくと
も2つのタイミング信号に基づいて、前記抵抗手段と前
記複数個の容量手段との電気的接続の組合せを変化させ
る手段とを含む、映像信号作成装置。
1. A video signal generating device for generating a video signal based on an image signal captured by an image capturing device, comprising input means for inputting the image signal, wherein the input image signal is a luminance signal. Means for performing automatic gain control on the luminance signal, means for performing automatic gain control on the color signal, and means for performing automatic gain control on the luminance signal and the color signal. Means for supplying a time-division integrated signal to the input means, wherein the means for supplying the time-division integrated signal includes a resistance means connected to the input means, and a plurality of resistance means respectively connected to the resistance means. Number of capacitor means, frequency dividing means for receiving a vertical synchronizing signal of the imaging device, dividing the vertical synchronizing signal to a predetermined number, and generating at least two timing signals having different phases, and the frequency dividing means Or At least two on the basis of the timing signal, and means for changing the combination of the electrical connection between said resistor means and said plurality of capacitor means, the video signal generating device.
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