JP2744260B2 - カラー信号処理装置 - Google Patents
カラー信号処理装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は補色フイルターを装着したカラービデオカメ
ラやカラースチルビデオカメラ等のカラー信号処理装置
に関する。
ラやカラースチルビデオカメラ等のカラー信号処理装置
に関する。
従来この種の装置においては、例えば第６図（ａ）に
示すような色フイルターを装着し、第３図に示すような
信号処理をすることで、最終的に輝度と２つの色差信号
Ｒ−Y,B−Ｙを得るのが普通である。
示すような色フイルターを装着し、第３図に示すような
信号処理をすることで、最終的に輝度と２つの色差信号
Ｒ−Y,B−Ｙを得るのが普通である。
このような従来の方式の色信号処理においてはまず、
水平方向に隣り合っていて、かつ異なる色フイルターを
装着されている画素からの出力を減算した結果である。
水平方向に隣り合っていて、かつ異なる色フイルターを
装着されている画素からの出力を減算した結果である。
色差信号からの演算処理が行われる。例えば第６図
（ａ）に示す色フイルター配列をインタレース走査すれ
ば各フイールドの奇数列目からは減算器304を介してC1
（Mg−Gr）という減算結果が得られ、偶数列目はC2＝
（Ye−Cy）という減算結果が得られる。
（ａ）に示す色フイルター配列をインタレース走査すれ
ば各フイールドの奇数列目からは減算器304を介してC1
（Mg−Gr）という減算結果が得られ、偶数列目はC2＝
（Ye−Cy）という減算結果が得られる。
これに対して305の折信号処理部では適当な方法でホ
ワイトバランス、γ変換などの色処理演算が行われる。
ワイトバランス、γ変換などの色処理演算が行われる。
次に、これらの線順次化されている色差信号C1/C2に
対し、1H遅延線などを含む同時化回路306を用いて同時
化し、更にこれらを色差マトリクス回路307に通すこと
により、色差軸を適当に回転し、最終的に２つの色差信
号Ｒ−Y,B−Ｙを得ている。
対し、1H遅延線などを含む同時化回路306を用いて同時
化し、更にこれらを色差マトリクス回路307に通すこと
により、色差軸を適当に回転し、最終的に２つの色差信
号Ｒ−Y,B−Ｙを得ている。
しかし、このような方式の色処理方法には、次のよう
な２つの根本的な問題がある。
な２つの根本的な問題がある。
［Ａ］ホワイトバランスがとりにくい。
三管式カメラやRGB純色タイプのカメラではＧに対す
るＲとＢの比を色温度に応じて変化させることでホワイ
トバランスがとれるのに対し、この種の装置では色情報
が色差の形で出てくるので、例えば色温度に応じて、輝
度信号の何割かを色差信号に加減算することによって、
白色に対する色差信号を強制的にゼロにし、ホワイトバ
ランスをとっている。この方法は原理的にも正しく巾広
い色温度範囲で精度良くホワイトバランスをとることは
極めて極めて難しい。
るＲとＢの比を色温度に応じて変化させることでホワイ
トバランスがとれるのに対し、この種の装置では色情報
が色差の形で出てくるので、例えば色温度に応じて、輝
度信号の何割かを色差信号に加減算することによって、
白色に対する色差信号を強制的にゼロにし、ホワイトバ
ランスをとっている。この方法は原理的にも正しく巾広
い色温度範囲で精度良くホワイトバランスをとることは
極めて極めて難しい。
［Ｂ］色差のままγをかけるので、色の再現性が良くな
い。
い。
三管式カメラやRGB純色タイプのカメラではNTSC方式
に従って色分離された出力RGBにγをけてＲγ・Ｇγ・
Ｂγを得たのち、２つの色差Ｒγ−Y,Bγ−Ｙを得る。
但しＹはＹ＝0.30Rγ＋0.59Gγ＋0.11Bγである。
に従って色分離された出力RGBにγをけてＲγ・Ｇγ・
Ｂγを得たのち、２つの色差Ｒγ−Y,Bγ−Ｙを得る。
但しＹはＹ＝0.30Rγ＋0.59Gγ＋0.11Bγである。
ところが補色タイプのカメラでは色信号は最初に差を
とられてからγをかけられるので、（Mg−Gr）γのよう
に差の形のままでγをかけられてしまう。従って後でど
う補正しても正規のNTSCと対応のついた色信号が得られ
ず色の再現性はよくない。
とられてからγをかけられるので、（Mg−Gr）γのよう
に差の形のままでγをかけられてしまう。従って後でど
う補正しても正規のNTSCと対応のついた色信号が得られ
ず色の再現性はよくない。
上記の問題点を解決するため、出願人は先に第８図に
示すように、得られるすべての色情報を２次元の補間フ
イルターによって同時化した後、これらの間のマトリク
ス演算によってR,G,Bの３つの色信号を形成し、この状
態でホワイトバランス、γ変換を行う方法を提案してい
る。
示すように、得られるすべての色情報を２次元の補間フ
イルターによって同時化した後、これらの間のマトリク
ス演算によってR,G,Bの３つの色信号を形成し、この状
態でホワイトバランス、γ変換を行う方法を提案してい
る。
即ち第８図中、201はマトリクス状の補色フイルター
が配されたイメージセンサー、202はセンサーの出力をA
/D変換するA/D変換器であり、このA/D変換器出力の各色
信号は２次元の補間フイルター206〜209により同時化さ
れた後、RGB変換器でマトリクス変換されて、R,G,Bの３
原色信号となり、その後でホワイトバランス、γ変換を
行ってから低域輝度信号Y2、色差信号Ｒ−Y,B−Ｙを色
差マトリクス回路で形成し、Ｒ−Y,B−ＹはD/A変換器21
4,215でアナログの色差信号に変換される。
が配されたイメージセンサー、202はセンサーの出力をA
/D変換するA/D変換器であり、このA/D変換器出力の各色
信号は２次元の補間フイルター206〜209により同時化さ
れた後、RGB変換器でマトリクス変換されて、R,G,Bの３
原色信号となり、その後でホワイトバランス、γ変換を
行ってから低域輝度信号Y2、色差信号Ｒ−Y,B−Ｙを色
差マトリクス回路で形成し、Ｒ−Y,B−ＹはD/A変換器21
4,215でアナログの色差信号に変換される。
一方、A/D変換器202の出力はHPF216を介した後、低域
輝度信号YLと加算器217で加算されてからD/A変換器218
でアナログの輝度信号に変換される。
輝度信号YLと加算器217で加算されてからD/A変換器218
でアナログの輝度信号に変換される。
しかし、その後の研究の結果、この方法によって色再
現性は大巾に向上するがそのかわり、垂直方向のエツジ
部に偽色が発生する現象があらわれることがわかった。
現性は大巾に向上するがそのかわり、垂直方向のエツジ
部に偽色が発生する現象があらわれることがわかった。
本発明は、先の提案の良好な色再現性を維持したまま
かつ、上記の問題点を極めて簡単な構成で有効に解決す
る手段を提供することを目的とするものである。
かつ、上記の問題点を極めて簡単な構成で有効に解決す
る手段を提供することを目的とするものである。
本願の第１の発明は、第１の水平走査期間に、２つの
異なる第１の色信号X1、第２の色信号X2が、くり返し読
み出され、第２の水平走査期間に上記の２つの色信号と
は更に異なる２つの第３の色信号X3、第４の色信号X4が
くり返し読み出される撮像手段と、 第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つ
の色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整
する調整手段と、 上記調整手段による調整後の第１〜第４の色信号X1、
X2、X3、X4に対して３行４列のマトリクス演算 但し、a11＋a12＝a21＋a22＝a31＋a32 a13＋a14＝a23＋a24＝a33＋a34 を行なうことによってRGB信号へ変換するマトリクス演
算手段と、 を有することを特徴とする。
異なる第１の色信号X1、第２の色信号X2が、くり返し読
み出され、第２の水平走査期間に上記の２つの色信号と
は更に異なる２つの第３の色信号X3、第４の色信号X4が
くり返し読み出される撮像手段と、 第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つ
の色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整
する調整手段と、 上記調整手段による調整後の第１〜第４の色信号X1、
X2、X3、X4に対して３行４列のマトリクス演算 但し、a11＋a12＝a21＋a22＝a31＋a32 a13＋a14＝a23＋a24＝a33＋a34 を行なうことによってRGB信号へ変換するマトリクス演
算手段と、 を有することを特徴とする。
本願の第２の発明は第１の水平走査期間に、２つの異
なる第1,第２の色信号がくり返し読み出され、第２の水
平走査期間に上記の２つの色信号とは更に異なる２つの
第3,第４の色信号がくり返し読み出される撮像手段と、
第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つの
色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整す
る調整手段を持ち、上記調整手段による調整後の色信号
のうち、第1,第２の色信号を和をとる第１の加算手段
と、第3,第４の色信号の和をとる第２の加算手段と、第
1,第２の色信号の差をとる第１の減算手段と、第3,第４
の色信号の差をとる第２の減算手段と、第1,第２の加算
手段の出力の夫々定数倍を加算する第３の加算手段と、
第３の加算手段の出力と、第1,第２の減算手段の出力の
夫々の定数倍を加算することによってRGBの信号を形成
する演算手段と、を有することを特徴とする。
なる第1,第２の色信号がくり返し読み出され、第２の水
平走査期間に上記の２つの色信号とは更に異なる２つの
第3,第４の色信号がくり返し読み出される撮像手段と、
第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つの
色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整す
る調整手段を持ち、上記調整手段による調整後の色信号
のうち、第1,第２の色信号を和をとる第１の加算手段
と、第3,第４の色信号の和をとる第２の加算手段と、第
1,第２の色信号の差をとる第１の減算手段と、第3,第４
の色信号の差をとる第２の減算手段と、第1,第２の加算
手段の出力の夫々定数倍を加算する第３の加算手段と、
第３の加算手段の出力と、第1,第２の減算手段の出力の
夫々の定数倍を加算することによってRGBの信号を形成
する演算手段と、を有することを特徴とする。
このように構成することによりR,G,B信号を夫々形成
する為の演算手段の構成として、一般に12回の乗算と９
回の加減算が必要であった（４×３）のマトリクス演算
を、わずか８回の乗算と11回の加減算で非常に効率よく
行い、かつ大きな問題点であった垂直偽色の発生を極小
化できる。
する為の演算手段の構成として、一般に12回の乗算と９
回の加減算が必要であった（４×３）のマトリクス演算
を、わずか８回の乗算と11回の加減算で非常に効率よく
行い、かつ大きな問題点であった垂直偽色の発生を極小
化できる。
本発明の実施例を説明する前にまず、垂直エツジにお
ける偽色発生の原因を考え、次にこれを防止する条件を
考える。
ける偽色発生の原因を考え、次にこれを防止する条件を
考える。
第８図示の構成において、 例えば第６図（ａ）に示す色フイルター配列を使う場
合には、次にような（３×４）の一次マトリクス
（aij）の演算によってRGBへ変換する。
合には、次にような（３×４）の一次マトリクス
（aij）の演算によってRGBへ変換する。
（１）式右辺のMg,Gr,Cy,Yeは第８図に示す２次元補間
フイルター206〜209で同時化されている。
フイルター206〜209で同時化されている。
今、第７図のように垂直方向に周期が丁度４画素分の
白黒の濃淡パターンが被写体の場合を考える。
白黒の濃淡パターンが被写体の場合を考える。
ここで色温度で決まるパラメータαβを無彩色に対し
て を満たすように、予め決めたとする。
て を満たすように、予め決めたとする。
この時、Mg,Grの位置はぴったり暗部に一致し、又Cy,
Yeの位置はぴったり明部と一致しているのでどのような
補間フイルターを用いても、 となる、但し、V1,V2は明るさに対する画素信号出力で
第８図の場合V1＜V2である。
Yeの位置はぴったり明部と一致しているのでどのような
補間フイルターを用いても、 となる、但し、V1,V2は明るさに対する画素信号出力で
第８図の場合V1＜V2である。
従って（１）（２）（３）より、 Ｒ＝（a11＋a12/α）V1＋（a13＋a14/β）V2 Ｇ＝（a21＋a22/α）V1＋（a23＋a24/β）V2 Ｂ＝（a31＋a32/α）V1＋（a33＋a34/β）V2 ……（４） となる。
この被写体の濃淡パターンはもともと白黒の被写体で
あるからすべてのV1,V2について偽色が出ないために
は、 の２条件が同時に成立しなければいけない。
あるからすべてのV1,V2について偽色が出ないために
は、 の２条件が同時に成立しなければいけない。
今、Grの出力をα倍、Cyの出力をβ倍したものを各々
（Gr）′，（Ye）′とすると（１）のかわりに によって変換すると考える。この時（５）及び（６）の
条件は a11＋a12＝a21＋a22＝a31＋a32 （８） a13＋a14＝a23＋a24＝a33＋a34 （９） と書き換えられる。
（Gr）′，（Ye）′とすると（１）のかわりに によって変換すると考える。この時（５）及び（６）の
条件は a11＋a12＝a21＋a22＝a31＋a32 （８） a13＋a14＝a23＋a24＝a33＋a34 （９） と書き換えられる。
ここで（８）（９）の共通部分を各々2P,2Qとおく。
a11＋a12＝a21＋a22＝a31＋a32＝2P （８）′ a13＋a14＝a23＋a24＝a33＋a34＝2Q （９）′ また、a11−a12＝2R1 a13−a14＝2R2 a21−a22＝2G1 a23−a24＝2G2 a31−a32＝2B1 a33−a34＝2B2 ……（10） とすると、例えばＲは（７）より Ｒ＝a11Mg＋a12Gr′＋a13Cy＋a14Ye′なので （８′）（９′）（10）により Ｒ＝（Ｐ＋R1）Mg＋（Ｐ−R1）Gr′＋（Ｑ＋R2）Cy＋（Ｑ−R2）Ye′ ＝Ｐ（Mg＋Gr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）＋R1（Mg−Gr′）＋R2（Cy−Ye′） ……（11） となる。また同時に Ｇ＝Ｐ（Mg＋Gr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）＋G1（Mg−Gr′）＋G2（Cy−Ye′） ……（12） Ｂ＝Ｐ（Mg＋Gr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）＋B1（Mg−Gr′）＋B2（Cy−Ye′） ……（13） となる。
一般に（７）のように３×４のマトリクス演算を行う
と、３×４＝12回の乗算数と３×３＝９回の加減算が必
要である。
と、３×４＝12回の乗算数と３×３＝９回の加減算が必
要である。
しかし、本発明では（５）（６）の条件を利用するこ
とによって、RGBを（11）（12）（13）のように演算す
る。
とによって、RGBを（11）（12）（13）のように演算す
る。
この結果、次のように乗算回数の少い演算で実行でき
る。例えばＲについては Ｐ（Mg＋Cr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）の演算 ３回の加減算と２回の乗算 R1（Mg−Gr′）の演算 １回の加減算と１回の乗算 R2（Cy−Ye′）の演算 １回の加減算と１回の乗算 ＋＋の演算 ２回の加減算 が必要である。このうちと，の加減算は各色間で
共通化できるので、 全部で ３＋１＋１＋３×２＝11回の加減算と、 ２＋３×１＋３×１＝８回の乗算で 実行できる。
る。例えばＲについては Ｐ（Mg＋Cr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）の演算 ３回の加減算と２回の乗算 R1（Mg−Gr′）の演算 １回の加減算と１回の乗算 R2（Cy−Ye′）の演算 １回の加減算と１回の乗算 ＋＋の演算 ２回の加減算 が必要である。このうちと，の加減算は各色間で
共通化できるので、 全部で ３＋１＋１＋３×２＝11回の加減算と、 ２＋３×１＋３×１＝８回の乗算で 実行できる。
（５）（６）式の条件は非常に強い条件であり、本発
明はこの特徴を利用することによって、一般に12回の乗
算と９回の加減算の必要な（４×３）のマトリスク演算
を、上述したようにわずか８回の乗算と11回の加減算で
非常に効率よく行い、かつ大きな問題点であった垂直偽
色の発生を極小化できる。
明はこの特徴を利用することによって、一般に12回の乗
算と９回の加減算の必要な（４×３）のマトリスク演算
を、上述したようにわずか８回の乗算と11回の加減算で
非常に効率よく行い、かつ大きな問題点であった垂直偽
色の発生を極小化できる。
第２図は本発明を第７図のようにCCDをインタレース
走査する場合の実施例を示す。
走査する場合の実施例を示す。
本発明を実施するためにはMg,Gr,Cy,Yeの４つの色信
号が同時化されていなければならない。なぜならこれら
４つの情報を演算によってRGBへ変換するからである。
号が同時化されていなければならない。なぜならこれら
４つの情報を演算によってRGBへ変換するからである。
例えば、第７図のようなセンサー出力の場合、Mgに注
目すると、そのサンプリングの位置は第６図（ｂ）に○
印で示した所になる。その他の×印の所は他の色情報は
あるがMgの色情報がないので○印のついたデータ（Ａ〜
Ｈなど）の適当な重みつけで補間する。これが２次元補
間フイルターによる同時化である。これは各色に対して
行われる。
目すると、そのサンプリングの位置は第６図（ｂ）に○
印で示した所になる。その他の×印の所は他の色情報は
あるがMgの色情報がないので○印のついたデータ（Ａ〜
Ｈなど）の適当な重みつけで補間する。これが２次元補
間フイルターによる同時化である。これは各色に対して
行われる。
以上を念頭において、以下第２図を使用して説明す
る。
る。
CDDセンサー201には第７図に示すような、４種のカラ
ーフイルターが夫々の画素に対応して配置されている。
センサー201からインタレース走査で一画素ごとに読み
出された画素信号はAGC回路230でゲインを調整されたの
ちA/D変換器202で、読み出しクロツクに同期したタイミ
ングでA/D変換される。後で行う色処理のために、このA
/D変換器はリニヤな特性が良く、量子化誤差の点から考
えて、8bit以上で行うのが望ましい。
ーフイルターが夫々の画素に対応して配置されている。
センサー201からインタレース走査で一画素ごとに読み
出された画素信号はAGC回路230でゲインを調整されたの
ちA/D変換器202で、読み出しクロツクに同期したタイミ
ングでA/D変換される。後で行う色処理のために、このA
/D変換器はリニヤな特性が良く、量子化誤差の点から考
えて、8bit以上で行うのが望ましい。
輝度信号はハイパスフイルター216で高域成分が検出
され後述するような方法で得られる輝度の低域成分YLと
加算器217で加算され、D/A変換器218でD/A変換され出力
される。
され後述するような方法で得られる輝度の低域成分YLと
加算器217で加算され、D/A変換器218でD/A変換され出力
される。
一方、A/D変換器202の出力は、４つの補間フイルタ20
6,207,208,209に入力される。これらの４つの補間フイ
ルターは、例えば、第４図に示すように構成されてお
り、これらの出力は、各々同時化された色信号Mg,Cy,Y
e,Grとなる。ここで、第４図に示す補間フイルターの動
作について説明する。
6,207,208,209に入力される。これらの４つの補間フイ
ルターは、例えば、第４図に示すように構成されてお
り、これらの出力は、各々同時化された色信号Mg,Cy,Y
e,Grとなる。ここで、第４図に示す補間フイルターの動
作について説明する。
センサーからの出力は、インタレース走査されている
ものとすると、A/D変換器の出力は、1Hごとに（Mg/Gr）
のライン，（Cy/Ye）のラインの出力とで切り換わる。
従って、例えばMg用の補間フイルタならば、（Mg/Gr）
のラインを走査している時、スイツチ501はA/D変換器の
出力、次の1Hではゼロを選択するようにすると、スイツ
チ501の出力には（Mg,Gr）ラインのデータと1H分のゼロ
が1Hごとに交互に出力される。
ものとすると、A/D変換器の出力は、1Hごとに（Mg/Gr）
のライン，（Cy/Ye）のラインの出力とで切り換わる。
従って、例えばMg用の補間フイルタならば、（Mg/Gr）
のラインを走査している時、スイツチ501はA/D変換器の
出力、次の1Hではゼロを選択するようにすると、スイツ
チ501の出力には（Mg,Gr）ラインのデータと1H分のゼロ
が1Hごとに交互に出力される。
1Hメモリ502,503,係数倍器504,505,506,及び加算器50
7は、垂直方向の補間フイルターを形成している。例え
ば、504,506の係数を1/2、505の係数は１に設定する
と、507の出力には（Mg/Gr）のラインのデータと前後の
（Mg/Gr）ラインの平均値が1Hごとに出力され、垂直方
向に補間される。
7は、垂直方向の補間フイルターを形成している。例え
ば、504,506の係数を1/2、505の係数は１に設定する
と、507の出力には（Mg/Gr）のラインのデータと前後の
（Mg/Gr）ラインの平均値が1Hごとに出力され、垂直方
向に補間される。
次に、加算器507の出力は、スイツチ508へ入力され
る。
る。
スイツチ508の入力は、一画素ごとの読み出しブロツ
クφに同期して、Mg信号,Gr信号が交互に表われている
ので、Mg信号の時は507の出力を、Gr信号の時はゼロを
選択して出力する。これは、デイレイ509〜514,係数器5
15〜521,加算器522からなる水平補間フイルターに入力
され、水平方向に補間される。
クφに同期して、Mg信号,Gr信号が交互に表われている
ので、Mg信号の時は507の出力を、Gr信号の時はゼロを
選択して出力する。これは、デイレイ509〜514,係数器5
15〜521,加算器522からなる水平補間フイルターに入力
され、水平方向に補間される。
係数器515〜521の係数は例えば各々 ［1/8 2/8 3/8 1/2 3/8 2/8 1/8］のように、全
部の和が２になるようにするのが良い。
部の和が２になるようにするのが良い。
以上は、Mg用の補間フイルター206について説明した
が、スイツチ508の選択を逆にすれば、Gr用の補間フイ
ルター209が、又、スイツチ501の選択を逆にすれば、ス
イツチ508の位相に応じて各々Cy,Ye用の補間フイルター
207,208が構成できる。
が、スイツチ508の選択を逆にすれば、Gr用の補間フイ
ルター209が、又、スイツチ501の選択を逆にすれば、ス
イツチ508の位相に応じて各々Cy,Ye用の補間フイルター
207,208が構成できる。
また、上述の説明では、1Hメモリを２本用い（1/2
１ 1/2）の補完フイルターを構成したが1HメモリをＮ
本用い、（Ｎ＋１）タツプの垂直方向のFIR型デイジタ
ルフイルターにしても良い。こうすると、垂直方向の色
の帯域が好ましい。
１ 1/2）の補完フイルターを構成したが1HメモリをＮ
本用い、（Ｎ＋１）タツプの垂直方向のFIR型デイジタ
ルフイルターにしても良い。こうすると、垂直方向の色
の帯域が好ましい。
また、垂直方向の帯域は狭いほうがよいので1Hメモリ
を節約するためにII Rフイルターを用いて構成してもよ
い。
を節約するためにII Rフイルターを用いて構成してもよ
い。
以上の説明では、206〜209の４つの補間フイルターを
個別に構成した場合を示したが、第５図のようにまとめ
て構成すれば、1Hメモリやデイレイ、加算器、係数器の
共通化ができるので、回路規模の大巾な縮小が可能であ
る。
個別に構成した場合を示したが、第５図のようにまとめ
て構成すれば、1Hメモリやデイレイ、加算器、係数器の
共通化ができるので、回路規模の大巾な縮小が可能であ
る。
即ち、第５図においてA/D変換器の出力を第４図に示
したものと同様な1Hメモリ502,503,係数器504,505,506
からなる水平補間フイルターに入力する。加算器601の
出力は1Hごとに、前後ラインの平均値が表われる。今、
505の出力が（Mg/Gr）ラインであったとすると、加算器
601の出力は、前後の（Cy/Ye）ラインの平均値が表われ
る。次のラインでは、505の出力は（Cy/Ye）ラインとな
るので、F1,F2には1Hごとに（Mg/Gr）と（Cy/Ye）ライ
ンの補間された信号が交互に表われる。従って、スイツ
チ602で1HごとにF1とF2を選択することにより、垂直方
向に同時化された補間信号（Mg/Gr），（Cy/Ye）をとり
出すことができる。
したものと同様な1Hメモリ502,503,係数器504,505,506
からなる水平補間フイルターに入力する。加算器601の
出力は1Hごとに、前後ラインの平均値が表われる。今、
505の出力が（Mg/Gr）ラインであったとすると、加算器
601の出力は、前後の（Cy/Ye）ラインの平均値が表われ
る。次のラインでは、505の出力は（Cy/Ye）ラインとな
るので、F1,F2には1Hごとに（Mg/Gr）と（Cy/Ye）ライ
ンの補間された信号が交互に表われる。従って、スイツ
チ602で1HごとにF1とF2を選択することにより、垂直方
向に同時化された補間信号（Mg/Gr），（Cy/Ye）をとり
出すことができる。
各々の（Mg/Gr）又は（Cy/Ye）ラインの信号は、第４
図と同様なデイレイ509〜514及び、係数器515〜521から
なる水平補間フイルターに入力される。
図と同様なデイレイ509〜514及び、係数器515〜521から
なる水平補間フイルターに入力される。
加算器603,604,606,607は２タツプごとの出力を加算
するようにしているので、例えば603と604の出力には、
１クロツクφごとにMgとGrの補間された出力が交互に表
われる。
するようにしているので、例えば603と604の出力には、
１クロツクφごとにMgとGrの補間された出力が交互に表
われる。
従って、605のスイツチでφごとに603と604の出力を
切り換えれば、２次元的に補間されたMg及びGr信号を得
ることができる。Cy,Yeについても608のスイツチで同様
にφごとに606と607の出力を切り換えてやれば良い。
切り換えれば、２次元的に補間されたMg及びGr信号を得
ることができる。Cy,Yeについても608のスイツチで同様
にφごとに606と607の出力を切り換えてやれば良い。
尚、第２図において同時化されたMg,Cy,Ye,Grの信号
が得られたならば、後のすべての演算処理は１画素ごと
の読み出しのクロツクの数回に１回行えばよい。なぜな
ら、一般にカラー信号の帯域は輝度に比べ狭いからであ
る。従って、補間フイルターの後に、間引き処理を行っ
て、後の演算処理を比較的低速で行うようにしてもよ
い。こうすると消費電力の大巾な節約ができる。
が得られたならば、後のすべての演算処理は１画素ごと
の読み出しのクロツクの数回に１回行えばよい。なぜな
ら、一般にカラー信号の帯域は輝度に比べ狭いからであ
る。従って、補間フイルターの後に、間引き処理を行っ
て、後の演算処理を比較的低速で行うようにしてもよ
い。こうすると消費電力の大巾な節約ができる。
次に、本発明の特徴である、RGB変換部について、第
１図を用いて説明する。
１図を用いて説明する。
補間フイルター206〜209の出力のうち、Gr,Yeは第１
図示乗算器101,102で各々、α，β倍される。この定数
α，βはパラメータ設定器119によって外光の色温度を
検出する為の外光センサー120からの色情報に応じて最
適に設定され、例えば乗算器101,102内の乗数用のRAMに
書き込まれる。パラメータ設定器119の中のROMには予め
測定された種々の色温度に対して（２）式を満たすよう
なα，βの値が書き込まれている。外光センサー120は
外光を測定し、例えばR/B比をDCで出力するようになっ
ており、この電圧はパラメータ設定器119でA/D変換され
上述のROMの読み出しアドレスとして使用される。
図示乗算器101,102で各々、α，β倍される。この定数
α，βはパラメータ設定器119によって外光の色温度を
検出する為の外光センサー120からの色情報に応じて最
適に設定され、例えば乗算器101,102内の乗数用のRAMに
書き込まれる。パラメータ設定器119の中のROMには予め
測定された種々の色温度に対して（２）式を満たすよう
なα，βの値が書き込まれている。外光センサー120は
外光を測定し、例えばR/B比をDCで出力するようになっ
ており、この電圧はパラメータ設定器119でA/D変換され
上述のROMの読み出しアドレスとして使用される。
次に、Mg,αGr,Cy,βYeは（11）（12）（13）式に従
ってRGBへ変換される。
ってRGBへ変換される。
即ち、加算器103はMg,αGrの和を、加算器104は、Cy,
βYeの和を演算し、定数倍器107,108は各々103,104の出
力をP,Q倍する。
βYeの和を演算し、定数倍器107,108は各々103,104の出
力をP,Q倍する。
又、減算器105,106は各々（Mg−αGr），（Cy−βY
e）を演算する。定数倍器110〜115は、各々の定数がR1,
G1,B1,R2,G2,B2となるように設定されている。
e）を演算する。定数倍器110〜115は、各々の定数がR1,
G1,B1,R2,G2,B2となるように設定されている。
加算器109は107と108の出力を加算する。
加算器116は109,110,113の３つの出力を加算して（1
1）式に従ってＲを演算出力する。他のG,Bについても同
様である。
1）式に従ってＲを演算出力する。他のG,Bについても同
様である。
このようにすると（７）式のマトリクス演算が11回の
加減算と８回の乗算で実行でき、かつ（５）（６）式の
条件が満たされるので、偽色の発生は極小化される。
加減算と８回の乗算で実行でき、かつ（５）（６）式の
条件が満たされるので、偽色の発生は極小化される。
次に、定数P,Q,R1,R2,G1,G2,B1,B2の決め方について
説明する。一般に（７）式のマトリクスではパラメータ
の数は12であるが、条件（５）（６）式によってパラメ
ータの数が８個に集約されている。
説明する。一般に（７）式のマトリクスではパラメータ
の数は12であるが、条件（５）（６）式によってパラメ
ータの数が８個に集約されている。
Mg,Gr,Cy,Yeのカラーフイルターの分光特性Mg（λ）,
Gr（λ）,Cy（λ）,Ye（λ）を380nmから780nmまで10nm
間隔で測定しMg（λｉ）,Gr（λｉ）,Cy（λｉ）,Ye
（λｉ）（ｉ＝1,…,41）を得る。
Gr（λ）,Cy（λ）,Ye（λ）を380nmから780nmまで10nm
間隔で測定しMg（λｉ）,Gr（λｉ）,Cy（λｉ）,Ye
（λｉ）（ｉ＝1,…,41）を得る。
次に、NTSCのRGBの理想分光特性ｒ（λｉ）,g
（λｉ）,b（λｉ）を、例えば“色彩科学ハンドブツク
東京大学出版会（1981）”より読みとる。
（λｉ）,b（λｉ）を、例えば“色彩科学ハンドブツク
東京大学出版会（1981）”より読みとる。
そして（11），（12），（13）を書き直すと、 となる。
従って、（14）によって交換されたR,G,Bの等価的分
光特性Ｒ（λ）,G（λ）,B（λ）は となる。これを先に述べたNTSCのRGBの理想分光特性ｒ
（λ）ｇ（λ）ｂ（λ）にできるだけ近似させる。
光特性Ｒ（λ）,G（λ）,B（λ）は となる。これを先に述べたNTSCのRGBの理想分光特性ｒ
（λ）ｇ（λ）ｂ（λ）にできるだけ近似させる。
但し、８コのパラメータP1Q1及びRi,Gi,Bi（ｉ＝1.
2）は色温度によらず一定にしたいので例えば5100゜Kに
対するα，βを用いて、これらのパラメータを決めると
よい。
2）は色温度によらず一定にしたいので例えば5100゜Kに
対するα，βを用いて、これらのパラメータを決めると
よい。
このためには、例えば最小２乗法を用いる。
即ち、誤差関数Ｅ（P,Q,Ri,Gi,Bi）を、次のように定
義する。
義する。
これをP,Q,Ri,Gi,Bi（ｉ＝１、２）で各々編微分して
０と置くことにより、８元連立１次方程式が得られるの
で、これをP,Q,Ri,Gi,Biについて解けばよい。
０と置くことにより、８元連立１次方程式が得られるの
で、これをP,Q,Ri,Gi,Biについて解けばよい。
このような色について最適化すると必ずしもＰ＝Ｑに
ならないがＰ＝Ｑの場合よりパラメータが１つ多い分だ
け色再現が良好である。
ならないがＰ＝Ｑの場合よりパラメータが１つ多い分だ
け色再現が良好である。
尚、このように構成することでα，βを調整すること
ができ、ホワイトバランスがとれる。何故なら減算器10
5,106の出力が０になると、必ずＲ＝Ｇ＝Ｂとなるから
である。
ができ、ホワイトバランスがとれる。何故なら減算器10
5,106の出力が０になると、必ずＲ＝Ｇ＝Ｂとなるから
である。
次に、γ変換器の12では、テーブル変換によてRGB信
号がγ変換される。
号がγ変換される。
色差マトリクス部213では（16）式に従ってマトリク
ス演算が行われる。ここでも整数型の固定乗算を行うた
め、各係数といくつかの２のべき乗の加減算と近似する
と良い。
ス演算が行われる。ここでも整数型の固定乗算を行うた
め、各係数といくつかの２のべき乗の加減算と近似する
と良い。
第２の実施例として、 前述のＰとＱが等しい場合が考えられる。Ｐ＝Ｑでか
つMg（λ）＋Gr（×）Cy（λ）＋Ye（λ）と考えられ
るような場合、加算器103,104、定数倍器104,105が共通
化できる。
つMg（λ）＋Gr（×）Cy（λ）＋Ye（λ）と考えられ
るような場合、加算器103,104、定数倍器104,105が共通
化できる。
もちろん上述のようなハードワイヤードな構成をとら
ずにDSP（デジタル・シグナル．プロセシング）などを
用いてソフトウエアで直接（５），（６）式の条件を満
たす係数｛aij｝を用いてマトリクス演算を行ってRGBへ
交換してもよい。
ずにDSP（デジタル・シグナル．プロセシング）などを
用いてソフトウエアで直接（５），（６）式の条件を満
たす係数｛aij｝を用いてマトリクス演算を行ってRGBへ
交換してもよい。
又、本発明は第６（ａ）図のようなフイルターを有す
るセンサーをインタレース走査する場合以外にも、第９
図のようなフイルター値のセンサー出力を２水平ライン
ずつ垂直方向に混合して読み出す場合や、一画素を２分
割してフイルターを貼り合せたCCDの場合のように信号
が水平方向に２色垂直方向に２色計４色の繰り返しであ
るのであっても有効である。
るセンサーをインタレース走査する場合以外にも、第９
図のようなフイルター値のセンサー出力を２水平ライン
ずつ垂直方向に混合して読み出す場合や、一画素を２分
割してフイルターを貼り合せたCCDの場合のように信号
が水平方向に２色垂直方向に２色計４色の繰り返しであ
るのであっても有効である。
また、輝度信号はR,G,Bの重み付けで作られるYLとセ
ンサー信号はHPFして得られる信号との和を用いて色再
現性の向上を図ったが、HPFしないMg,Gr,Cy,Ye信号に本
発明と同じ重み付けをしてそのまま用いてもよい。
ンサー信号はHPFして得られる信号との和を用いて色再
現性の向上を図ったが、HPFしないMg,Gr,Cy,Ye信号に本
発明と同じ重み付けをしてそのまま用いてもよい。
また、無彩色に対して応答を等しくする手段としてA/
D変換器の前を４チヤンネルにしてアナログ回路で実行
してもよいことはいうまでもない。
D変換器の前を４チヤンネルにしてアナログ回路で実行
してもよいことはいうまでもない。
以上のように、本発明においては色再現性に優れてお
り、かつ垂直偽色の発生も少ない。しかもカラー信号処
理装置を極めて簡単なハードウエア構成で実現できる。
り、かつ垂直偽色の発生も少ない。しかもカラー信号処
理装置を極めて簡単なハードウエア構成で実現できる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は本発明によ
るビデオカメラの信号処理装置のブロツク図、第３図
は、従来例によるビデオカメラの信号処理装置のブロツ
ク図、第４図，第５図は補間フイルターの構成例を示す
図、第６図（ａ），（ｂ）は、色フィルターの配列例を
示す図、第７図は垂直偽色の発生を説明する図、第８図
は先願によるビデオカメラの信号処理装置のブロツク
図、第９図は色フイルターの他の配列例を示す図であ
る。 101,102……可変定数倍器、103,104……加算器、 105,106……減算器、107〜115……固定定数倍器
るビデオカメラの信号処理装置のブロツク図、第３図
は、従来例によるビデオカメラの信号処理装置のブロツ
ク図、第４図，第５図は補間フイルターの構成例を示す
図、第６図（ａ），（ｂ）は、色フィルターの配列例を
示す図、第７図は垂直偽色の発生を説明する図、第８図
は先願によるビデオカメラの信号処理装置のブロツク
図、第９図は色フイルターの他の配列例を示す図であ
る。 101,102……可変定数倍器、103,104……加算器、 105,106……減算器、107〜115……固定定数倍器
Claims (2)
- 【請求項１】第１の水平走査期間に、２つの異なる第１
の色信号X1、第２の色信号X2が、くり返し読み出され、
第２の水平走査期間に上記の２つの色信号とは更に異な
る２つの第３の色信号X3、第４の色信号X4がくり返し読
み出される撮像手段と、 第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つの
色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整す
る調整手段と、 上記調整手段による調整後の第１〜第４の色信号X1、X
2、X3、X4に対して３行４列のマトリクス演算 但し、a11＋a12＝a21＋a22＝a31＋a32 a13＋a14＝a23＋a24＝a33＋a34 を行なうことによってRGB信号へ変換するマトリクス演
算手段と、 を有することを特徴とするカラー信号処理装置。 - 【請求項２】第１の水平走査期間に、２つの異なる第
１、第２の色信号が、くり返し読み出され、第２の水平
走査期間に上記の２つの色信号とは更に異なる２つの第
３、第４の色信号がくり返し読み出される撮像手段と、 第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つの
色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整す
る調整手段を持ち、上記調整手段による調整後の色信号
のうち、第１、第２の色信号の和をとる第１の加算手段
と第３、第４の色信号の和をとる第２の加算手段と、第
１、第２の色信号の差をとる第１の減算手段と、第３、
第４の色信号の差をとる第２の減算手段と、第１、第２
の加算手段の出力のそれぞれ定数倍を加算する第３の加
算手段と、第３の加算手段の出力と、第１、第２の減算
手段の出力のそれぞれの定数倍を加算することによって
RGBの信号を形成する演算手段と、 を有することを特徴とするカラー信号処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296731A JP2744260B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | カラー信号処理装置 |
| EP89311508A EP0368614B1 (en) | 1988-11-09 | 1989-11-07 | Color signal processing apparatus |
| DE89311508T DE68909171T2 (de) | 1988-11-09 | 1989-11-07 | Farbsignalverarbeitungseinrichtung. |
| US07/913,978 US5202756A (en) | 1988-11-09 | 1992-07-16 | Color signal processing apparatus using plural luminance signals |
| US08/542,428 US5581298A (en) | 1988-11-09 | 1995-10-12 | Color signal processing apparatus using plural luminance signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296731A JP2744260B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | カラー信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142292A JPH02142292A (ja) | 1990-05-31 |
| JP2744260B2 true JP2744260B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17837364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63296731A Expired - Lifetime JP2744260B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-22 | カラー信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2744260B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999025123A1 (fr) * | 1997-11-11 | 1999-05-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Circuit de traitement des signaux de couleur |
| JP4001015B2 (ja) * | 2001-01-23 | 2007-10-31 | セイコーエプソン株式会社 | 画像入力装置及び画像入力方法 |
| KR100510532B1 (ko) * | 2003-06-10 | 2005-08-26 | 삼성전자주식회사 | 베이어 패턴 컬러 신호에 대한 적응형 노이즈 제거 필터,이를 구비한 디지털 영상 신호 처리 장치, 및 그 방법 |
| JP4748702B2 (ja) * | 2003-06-10 | 2011-08-17 | 三星電子株式会社 | 輝度ノイズフィルタリング方法及び輝度ノイズフィルタリングシステム |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP63296731A patent/JP2744260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02142292A (ja) | 1990-05-31 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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