JP2737390B2 - ディジタルプロセッシングカラーカメラ - Google Patents

ディジタルプロセッシングカラーカメラ

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    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/77Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラーテレビジョン信号を得る撮像装置に
かかわり、特に信号処理部をディジタル化したディジタ
ルカラーカメラに関するものである。
従来の技術 第4図は従来のアナログカラーカメラの簡単な構成を
示す構成図である。
第4図で、1は黒バランス,白バランス,ガンマ補正
等を施すプロセス回路、2は輝度信号および色差信号を
作成するY,色差マトリックス回路、3は輝度信号用ロー
パスフィルタ、4,5は色差信号用ローパスフィルタ、6,7
はアナログのディレイライン、8は2つの色差信号を1
つの信号に変換する直角2相振幅変調器、9は輝度信号
と色差信号を合成する合成回路である。
以上のように構成された第4図の従来例のアナログカ
ラーカメラについて以下説明する。
R,G,B各撮像信号は、プロセス回路1において黒バラ
ンス,白バランス,そして、諧調補正のための黒レベル
調整,白レベル調整,ガンマ補正等の処理が行われた
後、Y,色差マトリックス回路2において輝度信号Yおよ
び色差信号C1,C2が作成される。
ここで、輝度信号,色差信号は以下の式で与えられ
る。
Y=0.30R+0.59G+0.11B C1=I =0.60R−0.28G−0.32B C2=Q =0.21R−0.52G+0.31B (色差信号C1,C2としては、I,Q信号としている。) コンポーネント入力のVTR等へ接続(入力)する場合
は、上式の輝度信号Yおよび色差信号C1(I),C2
(Q)が出力される。
また、標準テレビジョン方式であるNTSC出力信号は、
通常カラーエンコーダ(第4図点線で囲まれた部分)と
呼ばれる部分でさらに以下の処理が行われ、最終的にR,
G,B3つの同時信号が結合され、1つの信号(NTSC)信号
に変換される。
まず、Y,色差マトリックス回路2と2つの色差信号出
力C1,C2として、I,Q信号を用いるとIおよびQ信号はNT
SCの規格に基づき帯域制限される。通常I信号は1.5MH
z、Q信号は0.5MHzの帯域制限である。さらに、詳細に
ついてはI信号が1.3MHzにおける減衰が2dBより小さい
こと、3.6MHzにおける減衰が20dB以上のことの周波数特
性が要求される。
また、Q信号は0.4MHzにおける減衰が2dBより小さい
こと、0.5MHzにおける減衰が6dBより小さいこと、0.6MH
zにおける減衰が6dB以上のことの周波数特性が要求され
る。
I信号に比べQ信号の方が急しゅんな帯域制限を要求
される。ゆえに、段数の多くない簡単な構成のローパス
フィルタにより帯域制限されると、位相特性が悪く、オ
ーバーシュート,アンダーシュート等のリンギングを起
こす。逆に、段数が多く複雑な構成のものにより位相特
性の良いものが実現できるが、遅延時間が増加し好まし
くない。
代表的なQ信号のローパスフィルタとして、位相特性
と急しゅんな遮断特性を得るため、誘導m型にウインド
トラップの組み合わされたローパスフィルタ等が使用さ
れている。これは遅延時間の大きいのが欠点である。
このようにI,Q信号にはローパスフィルタ4およびロ
ーパスフィルタ5によりそれぞれ1.5MHz,0.5MHzの帯域
制限が行われるため、輝度信号Yに比べQ信号は約1.35
μsec、I信号は約0.18μsecの遅延時間を生じる。この
遅延時間を補償するため、ディレイライン6およびディ
レイライン7を挿入し、Y信号,I信号,Q信号の遅延時間
を同一にしている。
ここで、輝度信号Yに与える遅延時間は約1.4μsec、
I信号に与える遅延時間は約1.2μsecになる。
ただし、輝度信号Yにも伝送帯域としての6MHzの帯域
制限がローパスフィルタ3により施される。ゆえに、こ
のローパスフィルタ3の遅延時間および他のアパーチァ
補正等の処理が加えられると、その遅延時間を差し引か
れるが、通常輝度信号Yには1μsec前後の遅延時間が
与えられる。
以上、遅延時間の合わされたIおよびQ信号は、直角
2相変調回路8で、互いに漏話することなしに1つの色
信号として合成化され、この信号が合成回路9にてディ
レイライン6の出力信号の輝度信号と加算合成され、NT
SC出力信号が得られる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら以上のような構成では、アナログ回路で
あるためにディレイライン6,ディレイライン7を抵抗,
コンデンサ,コイル等を用いた集中定数の遅延回路を用
い、例えば位相特性の直線的な誘導m型等の遅延回路で
構成したり、あるいは遅延ケーブル等を用いたりする。
したがって温度変化,経時変化等により位相特性,振
幅特性の劣化を招いたり、遅延ケーブル等の場合は高周
波の反射等の問題を起こしたりして画質に多大な悪影響
を与えるという問題点があった。
また近年、このような経時変化等による特性劣化を抑
えるため、カメラのディジタル化を進め、カメラの信号
処理部およびエンコーダ部をディジタル化した例がある
が、エンコーダ部は電力等の関係上信号処理部のみディ
ジタル化し、アナログエンコーダを使用するディジタル
カメラが現状主流であり、必然的にアナログディレイラ
インを避けられず、ディジタル化の特徴をなかなか生か
せないという問題点を有する。
本発明はかかる点に鑑み、エンコーダ部にアナログエ
ンコーダを用いた場合でも、位相特性,振幅特性の劣化
を生じることなく、高画質のテレビジョン信号を得るこ
とのできるディジタルプロセッシングカラーカメラを提
供することを目的とする。
課題を解決するための手段 ディジタルプロセッシングカラーカメラは、R(赤
色),G(緑),B(青色)の各アナログ撮像信号を任意の
クロックでディジタル信号に変換するA/D変換器と、A/D
変換器の出力信号を演算処理して輝度信号及び第1,第2
の色差信号を得るマトリックス回路と、マトリックス回
路より出力される輝度信号を遅延させる第1のディジタ
ルディレイラインと、マトリックス回路より出力される
第1の色差信号を遅延させる第2のディジタルディレイ
ラインと、第1のディジタルディレイラインの出力の輝
度信号、第2のディジタルディレイラインの出力の第1
の色差信号、およびマトリックス回路の出力の第2の色
差信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、D/A変換
器の出力の輝度信号及び第1,第2の色差信号にそれぞれ
帯域制限を施すローパスフィルタと、ローパスフィルタ
で帯域制限された第1,第2の色差信号を変調し色信号を
生成する直角2相振幅変調器と、ローパスフィルタで帯
域制限された輝度信号と直角2相振幅変調器の出力の色
信号を合成しコンポジット信号を得る合成回路とを備
え、第1,第2のディジタルディレイラインは、ローパス
フィルタで生じる遅延時間の差を補償するために、各々
異なる遅延時間を有するものである。
作用 本発明は上記した構成により、ディジタルのR,G,B各
撮像信号からマトリックス回路で、輝度信号および第1,
第2の色差信号を得る。さらにディジタルディレイライ
ンで輝度信号及び第1の色差信号は、後段のローパスフ
ィルタによる第2の色差信号との遅延時間の差を補償す
るため、それぞれ適切な遅延時間が与えられる。さらに
遅延時間が与えられた輝度信号及び第1の色差信号及び
遅延時間の与えらていない第2の色差信号はD/A変換器
によりアナログ信号に変換される。さらにアナログ輝度
信号及び第1,第2の色差信号はローパスフィルタにより
標準のコンポジット信号を得るための帯域制限が施さ
れ、第1,第2の色差信号は直角2相振幅変調器で色信号
に合成された後、輝度信号と合成されることによりコン
ポジット信号が得られる。
実施例 第1図は本発明のディジタルプロセッシングカラーカ
メラの実施例の構成を示す構成図である。
第1図で、1は黒バランス,白バランス,ガンマ補正
等を施すプロセス回路、2は輝度信号および色差信号を
作成するY,色差マトリックス回路、3は輝度信号用ロー
パスフィルタ、4,5は色差信号用ローパスフィルタ、8
は2つの色差信号を1つの信号に変換する直角2相振幅
変調器、9は輝度信号と色差信号を合成する合成回路、
10,11,12は各R,G,B撮像信号を量子化し、ディジタル信
号に変換するA/D変換器、13,14は輝度信号Yおよび第1
の色差信号C1に所定の遅延時間を与えるディジタルディ
レイライン、15,16,17はディジタル信号をアナログ信号
に変換するD/A変換器である。
ここで、ローパスフィルタ3,4,5、直角2相変調回路
8および合成回路9によりエンコーダ部が構成され、か
つアナログ回路で構成されている。
このように本実施例は、エンコーダ部がアナログ回路
を用いた構成のディジタルプロセッシングカラーカメラ
である。
以上のように構成された本発明の実施例を第1図およ
び第2図(a),(b)、第3図(a),(b)を用い
て説明する。
第2図(a),(b)および第3図(a),(b)
は、ディレイライン13,14の内部構成の一例を示す構成
図であり、18はディレイフリップフロップ、19はデータ
セレクタである。
第1図でR,G,B各撮像信号は従来例と同様に、プロセ
ス回路1により黒レベル調整,白レベル調整,ガンマ補
正等の処理が施された後、A/D変換器10,11,12により所
定のサンプリングクロックで所定のビット数、例えば8
ビットのディジタル信号に変換される。
このディジタルR,G,BよりY,色差マトリックス回路2
で従来例と同様に輝度信号Yおよび第1,第2の色差信号
C1,C2が得られる。
従来例と同様に、第1,第2の色差信号C1,C2としてI,Q
信号を例にとると、輝度信号Yおよび第1の色差信号の
I信号には第2の色差信号であるQ信号のローパスフィ
ルタ5の遅延時間分を補償する時間遅延を与えなくては
ならない。
本実施例ではその遅延時間補償をディジタルのディレ
イライン13,14で行っている。
第2図(a),(b)の場合は、輝度信号Yのディレ
イライン13として、N個のディレイフリップフロップを
用い、色差信号C1(I信号)のディレイラインとして、
M個のディレイフリップフロップを用い遅延回路を構成
している。
これによりディレイフリップフロップのクロックをA/
D変換器のクロックと同一とすると、輝度信号YにはA/D
変換器(10,11,12)のサンプリングクロック(SP)の周
期のN倍の遅延時間が、また色差信号C1(I信号)には
A/D変換器(10,11,12)のサンプリングクロック(SP)
の周期のM倍の遅延時間が与えられる(M,Nは正の整
数)。
本実施例においてはこのN,Mを適切に設定することに
より、それぞれ所定の遅延時間を得ることができ、しか
もディジタル回路であるために温度変化,経時変化によ
る位相,振幅特性の劣化を引き起こさない。
また、第3図(a),(b)は、ディレイライン13,1
4の構成として、3種類の遅延時間をコントロール信号
Cにより選択可能とした場合で、遅延時間に自由度を持
たせることができる。
このように本実施例によれば、ディジタルディレイラ
イン13,14により、ほぼ正確に遅延された輝度信号およ
び第1の色差信号C1(I信号)と遅延されていない第2
の色差信号C2(Q信号)をD/A変換器15,16,17でアナロ
グ信号に戻し、この後は従来例と同様にエンコーダ部の
ローパスフィルタ3,4,5で輝度信号Yおよび第1,第2の
色差信号C1(I信号),C2(Q信号)に所定の帯域制限
が施され(帯域制限等による遅延時間の違いは、すでに
ディジタルディレイライン13,14で補償されている)、
2つの色差信号C1(I信号),C2(Q信号)は直角2相
振幅変調器8で1つの色信号に合成され、さらに合成回
路9で輝度信号と色信号が合成されNTSC出力信号が得ら
れる。
また、A/D変換器10,11,12はプロセス回路1の前段に
配置しても、何らディジタルディレイに影響を与えるこ
とのないことはいうまでもない。
さらに、ディジタルエンコーダあるいは他のディジタ
ル機器との結合のため、Y,色差マトリックス回路2の出
力よりコンポーネントのディジタル輝度信号YDおよびデ
ィジタル色差信号C1D,C2Dを出力可能としてもよいこと
はいうまでもない。
また、第3図(a),(b)に示すディレイライン1
3,14の構成の場合、データセレクタ19のセレクト数は任
意の遅延時間を得るために任意の数の切り換え出力回路
としていいこともいうまでもない。
また、ディジタルディレイライン13,14として、メモ
リを用いていいこともいうまでもない。
また、色差信号としてI,Q信号を用いたが、R−Y,B−
Y信号を用いても同様に行えることもいうまでもない。
発明の効果 以上説明してきたように本発明によれば、ディジタル
処理の後段のアナログ処理による輝度信号,色差信号の
帯域制限等による遅延時間の差を、ディジタル処理内の
輝度信号と第1の色差信号とにディジタルディレイライ
ンを挿入することにより、ほぼ正確に前もって合致させ
ることが可能であり、ディジタル回路の特徴を生かすこ
とができ、位相特性,振幅特性のひずみや温度変化,経
時変化を抑えることができる。ゆえに、アナログエンコ
ーダ部を有するディジタルカラーカメラにおいても、高
画質なNTSC画像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるディジタルカラーカ
メラの構成を示すブロック図、第2図(a),(b)お
よび第3図(a),(b)は第1図のディジタルディレ
イライン13,14の内部構成の一例を示すブロック図、第
4図は従来のアナログカラーカメラの構成を示すブロッ
ク図である。 2……Y,色差マトリックス回路、10,11,12……A/D変換
器、13,14……ディジタルディレイライン、15,16,17…
…D/A変換器。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−86987(JP,A) 特開 昭59−89091(JP,A) 特開 昭58−219891(JP,A) 特開 昭58−137381(JP,A) 実開 平3−65376(JP,U) 特公 昭47−11934(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】R(赤色),G(緑),B(青色)の各アナロ
    グ撮像信号を任意のクロックでディジタル信号に変換す
    るA/D変換器と、 前記A/D変換器の出力信号を演算処理して輝度信号及び
    第1,第2の色差信号を得るマトリックス回路と、 前記マトリックス回路より出力される輝度信号を遅延さ
    せる第1のディジタルディレイラインと、 前記マトリックス回路より出力される第1の色差信号を
    遅延させる第2のディジタルディレイラインと、 前記第1のディジタルディレイラインの出力の輝度信
    号、前記第2のディジタルディレイラインの出力の第1
    の色差信号、および前記マトリックス回路の出力の第2
    の色差信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、 前記D/A変換器の出力の輝度信号及び第1,第2の色差信
    号にそれぞれ帯域制限を施すローパスフィルタと、 前記ローパスフィルタで帯域制限された第1,第2の色差
    信号を変調し色信号を生成する直角2相振幅変調器と、 前記ローパスフィルタで帯域制限された輝度信号と前記
    直角2相振幅変調器の出力の色信号を合成しコンポジッ
    ト信号を得る合成回路とを備え、 前記第1,第2のディジタルディレイラインは、前記ロー
    パスフィルタで生じる遅延時間の差を補償するために、
    各々異なる遅延時間を有することを特徴とするディジタ
    ルプロセッシングカラーカメラ。
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