JP2751254B2 - 固体撮像装置の信号処理回路 - Google Patents
固体撮像装置の信号処理回路Info
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- H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
- H04N23/843—Demosaicing, e.g. interpolating colour pixel values
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- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
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- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/646—Circuits for processing colour signals for image enhancement, e.g. vertical detail restoration, cross-colour elimination, contour correction, chrominance trapping filters
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/68—Circuits for processing colour signals for controlling the amplitude of colour signals, e.g. automatic chroma control circuits
- H04N9/69—Circuits for processing colour signals for controlling the amplitude of colour signals, e.g. automatic chroma control circuits for modifying the colour signals by gamma correction
Description
【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、離散的な絵素構造を有する複数の固体イメ
ージセンサを構成した撮像部を有する固体撮像装置の信
号処理回路に関する。
ージセンサを構成した撮像部を有する固体撮像装置の信
号処理回路に関する。
Ｂ 発明の概要 本発明は、離散的な絵素構造を有する複数の固体イメ
ージセンサを構成した撮像部を有する固体撮像装置の信
号処理回路において、撮像部に所謂空間絵素ずらし法を
採用して緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤色画
像撮像用および青色画像撮像用の固体イメージセンサと
を各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にずらして
配置し、上記撮像部の各固体イメージセンサにて得られ
る緑色画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号と
青色画像撮像出力信号に対して、fs/2に一重の零を有
し、０〜fs/2近傍を通過帯域とする補間フィルタ手段に
てサンプリング位相変換処理を施すことにより、MTF（M
odulation Transfer Function）特性が良好で、しか
も、折り返し（Aliasing）成分の少ない高品質の撮像出
力信号を得ることができるようにしたものである。
ージセンサを構成した撮像部を有する固体撮像装置の信
号処理回路において、撮像部に所謂空間絵素ずらし法を
採用して緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤色画
像撮像用および青色画像撮像用の固体イメージセンサと
を各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にずらして
配置し、上記撮像部の各固体イメージセンサにて得られ
る緑色画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号と
青色画像撮像出力信号に対して、fs/2に一重の零を有
し、０〜fs/2近傍を通過帯域とする補間フィルタ手段に
てサンプリング位相変換処理を施すことにより、MTF（M
odulation Transfer Function）特性が良好で、しか
も、折り返し（Aliasing）成分の少ない高品質の撮像出
力信号を得ることができるようにしたものである。
Ｃ 従来の技術 電荷結合素子（CCD:charge coupled device）等にて
形成した離散的な絵素構造を有する固体イメージセンサ
を撮像部に用いた固体撮像装置では、上記固体イメジー
センサ自体がサンプリング系であるために、第７図に斜
線を施して示すように、上記固体イメジーセンサによる
撮像出力信号に空間サンプリング周波数fsからの折り返
し成分が混入している。
形成した離散的な絵素構造を有する固体イメージセンサ
を撮像部に用いた固体撮像装置では、上記固体イメジー
センサ自体がサンプリング系であるために、第７図に斜
線を施して示すように、上記固体イメジーセンサによる
撮像出力信号に空間サンプリング周波数fsからの折り返
し成分が混入している。
従来、撮像光学系に複屈折型の光学的ローパスフィル
タを設けて、第８図に示すように、撮像信号のベースバ
ンド成分の高域側を抑圧することにより、上記固体イメ
ジーセンサによるサンプリング系のナイキスト条件を満
たすようにして、撮像出力信号のベースバンドへの折り
返し成分の発生を防止するようにしている。
タを設けて、第８図に示すように、撮像信号のベースバ
ンド成分の高域側を抑圧することにより、上記固体イメ
ジーセンサによるサンプリング系のナイキスト条件を満
たすようにして、撮像出力信号のベースバンドへの折り
返し成分の発生を防止するようにしている。
また、カラービデオカメラでは、緑色画像撮像用の固
体イメージセンサと赤色絵素および青色絵素用の色コー
ディングフィルタを設けた固体イメージセンサにて三原
色画像を撮像する二板式固体撮像装置や、三原色画像を
個別の固体イメージセンサにて撮像する三板式等固体撮
像装置の多板式固体撮像装置が実用化されている。
体イメージセンサと赤色絵素および青色絵素用の色コー
ディングフィルタを設けた固体イメージセンサにて三原
色画像を撮像する二板式固体撮像装置や、三原色画像を
個別の固体イメージセンサにて撮像する三板式等固体撮
像装置の多板式固体撮像装置が実用化されている。
また、従来より、上記多板式固体撮像装置における解
像度の向上を図るための手法として、緑色画像撮像用の
固体イメージセンサに対して、絵素の空間サンプリング
周期の1/2だけ、赤色画像撮像用および青色画像撮像用
の固体イメージセンサをずらして配置するようにした所
謂空間絵素ずらし法が知られている。
像度の向上を図るための手法として、緑色画像撮像用の
固体イメージセンサに対して、絵素の空間サンプリング
周期の1/2だけ、赤色画像撮像用および青色画像撮像用
の固体イメージセンサをずらして配置するようにした所
謂空間絵素ずらし法が知られている。
Ｄ 発明が解決しようとする課題 ところで、上述のようにCCD等の離散的な絵素構造を
有する固体イメージセンサを撮像部に用いた固体撮像装
置では、複屈折型の光学的ローパスフィルタを撮像光学
系に設けて、上記固体イメージセンサによる撮像信号の
ベースバンドへの折り返し成分の発生を防止するように
している。しかしながら、上記光学的ローパスフィルタ
は急峻な遮断特性を持つものを形成することができない
ために、上記第８図に示してあるように高域におけるMT
Fが劣化するという問題点がある。
有する固体イメージセンサを撮像部に用いた固体撮像装
置では、複屈折型の光学的ローパスフィルタを撮像光学
系に設けて、上記固体イメージセンサによる撮像信号の
ベースバンドへの折り返し成分の発生を防止するように
している。しかしながら、上記光学的ローパスフィルタ
は急峻な遮断特性を持つものを形成することができない
ために、上記第８図に示してあるように高域におけるMT
Fが劣化するという問題点がある。
従って、カラー撮像用の多板式固体撮像装置において
も、通常のサンプリングを行ったのでは、折り返し成分
あるいはMTFによる信号劣化を避けることができない。
も、通常のサンプリングを行ったのでは、折り返し成分
あるいはMTFによる信号劣化を避けることができない。
そこで、本発明は、上述の如き従来の実情に鑑み、カ
ラー撮像用の多板式固体撮像装置において、MTF特性が
良好で、しかも、折り返し成分の少ない高品質の撮像出
力信号を得ることができるようにした新規な構成の信号
処理回路を提供することを目的とするものである。
ラー撮像用の多板式固体撮像装置において、MTF特性が
良好で、しかも、折り返し成分の少ない高品質の撮像出
力信号を得ることができるようにした新規な構成の信号
処理回路を提供することを目的とするものである。
Ｅ 課題を解決するための手段 本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路は、上述の
目的を達成するために、緑色画像撮像用の固体イメージ
センサと赤色画像撮像用および青色画像撮像用の固体イ
メージセンサとを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空
間的にずらして配置した撮像部の上記各固体イメージセ
ンサからfsなるサンプリングレートで読み出される各撮
像出力信号を上記サンプリングレートfsに等しいクロッ
クレートでディジタル化するアナログ・ディジタル変換
手段と、上記アナログ・ディジタル変換手段と同じクロ
ックレートで定義されるディジタルフィルタにて構成さ
れ、緑色画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号
および青色画像撮像出力信号に対して、fs/2に一重の零
を有し、０〜fs/2近傍を通過帯域とする補間フィルタ手
段とを備え、上記アナログ・ディジタル変換手段にてデ
ィジタル化された緑色画像撮像出力信号または赤色画像
撮像出力信号および青色画像撮像出力信号に上記補間フ
ィルタ手段によりサンプリング位相変換処理を施し、上
記サンプリング位相変換処理を施した緑色画像撮像出力
信号または赤色画像撮像出力信号および青色画像撮像出
力信号と上記補間フィルタ手段によるサンプリング位相
変換処理を施さない赤色画像撮像出力信号および青色画
像撮像出力信号または緑色画像撮像出力信号とを上記ア
ナログ・ディジタル変換手段と同じクロックレートで出
力することを特徴としている。
目的を達成するために、緑色画像撮像用の固体イメージ
センサと赤色画像撮像用および青色画像撮像用の固体イ
メージセンサとを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空
間的にずらして配置した撮像部の上記各固体イメージセ
ンサからfsなるサンプリングレートで読み出される各撮
像出力信号を上記サンプリングレートfsに等しいクロッ
クレートでディジタル化するアナログ・ディジタル変換
手段と、上記アナログ・ディジタル変換手段と同じクロ
ックレートで定義されるディジタルフィルタにて構成さ
れ、緑色画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号
および青色画像撮像出力信号に対して、fs/2に一重の零
を有し、０〜fs/2近傍を通過帯域とする補間フィルタ手
段とを備え、上記アナログ・ディジタル変換手段にてデ
ィジタル化された緑色画像撮像出力信号または赤色画像
撮像出力信号および青色画像撮像出力信号に上記補間フ
ィルタ手段によりサンプリング位相変換処理を施し、上
記サンプリング位相変換処理を施した緑色画像撮像出力
信号または赤色画像撮像出力信号および青色画像撮像出
力信号と上記補間フィルタ手段によるサンプリング位相
変換処理を施さない赤色画像撮像出力信号および青色画
像撮像出力信号または緑色画像撮像出力信号とを上記ア
ナログ・ディジタル変換手段と同じクロックレートで出
力することを特徴としている。
Ｆ 作用 本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路において、
アナログ・ディジタル変換手段は、緑色画像撮像用の固
体イメージセンサと赤色画像撮像用および青色画像撮像
用の固体イメージセンサとを各画素の繰り返しピッチの
1/2だけ空間的にずらして配置した撮像部の上記各固体
イメージセンサからfsなるサンプリングレートで読み出
される各撮像出力信号を上記サンプリングレートfsに等
しいクロックレートでディジタル化する。また、補間フ
ィルタ手段は、上記アナログ・ディジタル変換手段にて
ディジタル化された緑色画像撮像出力信号または赤色画
像撮像出力信号および青色画像撮像出力信号について、
fs/2に一重の零を有し、０〜fs/2近傍を通過帯域とする
フィルタ特性を与えるサンプリング位相変換処理を施す
ことにより、赤色画像撮像出力信号および青色画像撮像
出力信号のサンプリング位相と位相の一致した緑色画像
撮像出力信号、または緑色画像撮像出力信号のサンプリ
ング位相と位相の一致した赤色画像撮像出力信号および
青色画像撮像出力信号を形成する。これにより、緑色画
像撮像出力信号，赤色画像撮像出力信号および青色画像
撮像出力信号をディジタルした各色データが上記アナロ
グ・ディジタル変換手段と同じクロックレートで出力さ
れる。
アナログ・ディジタル変換手段は、緑色画像撮像用の固
体イメージセンサと赤色画像撮像用および青色画像撮像
用の固体イメージセンサとを各画素の繰り返しピッチの
1/2だけ空間的にずらして配置した撮像部の上記各固体
イメージセンサからfsなるサンプリングレートで読み出
される各撮像出力信号を上記サンプリングレートfsに等
しいクロックレートでディジタル化する。また、補間フ
ィルタ手段は、上記アナログ・ディジタル変換手段にて
ディジタル化された緑色画像撮像出力信号または赤色画
像撮像出力信号および青色画像撮像出力信号について、
fs/2に一重の零を有し、０〜fs/2近傍を通過帯域とする
フィルタ特性を与えるサンプリング位相変換処理を施す
ことにより、赤色画像撮像出力信号および青色画像撮像
出力信号のサンプリング位相と位相の一致した緑色画像
撮像出力信号、または緑色画像撮像出力信号のサンプリ
ング位相と位相の一致した赤色画像撮像出力信号および
青色画像撮像出力信号を形成する。これにより、緑色画
像撮像出力信号，赤色画像撮像出力信号および青色画像
撮像出力信号をディジタルした各色データが上記アナロ
グ・ディジタル変換手段と同じクロックレートで出力さ
れる。
Ｇ 実施例 以下、本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路の一
実施例について、図面に従い詳細に説明する。
実施例について、図面に従い詳細に説明する。
第１図のブロック図に示す実施例は、撮像レンズ
（１）から光学的ローパスフィルタ（２）を介して入射
される撮像光Liを色分解プリズム（３）にて三原色光成
分に分解して、被写体像の三原色画像を三枚のCCDイメ
ージセンサ（4R），（4G），（4B）にて撮像する三板式
固体撮像装置に本発明を適用したものである。
（１）から光学的ローパスフィルタ（２）を介して入射
される撮像光Liを色分解プリズム（３）にて三原色光成
分に分解して、被写体像の三原色画像を三枚のCCDイメ
ージセンサ（4R），（4G），（4B）にて撮像する三板式
固体撮像装置に本発明を適用したものである。
この実施例において、三板式固体撮像装置の撮像部を
構成している上記三枚のCCDイメージセンサ（4R），（4
G），（4B）は、空間絵素ずらし法を採用して、第２図
に示すように、緑色画像撮像用のCCDイメージセンサ（4
G）に対して、絵素の空間サンプリング周期τｓの1/2だ
け、赤色画像撮像用および青色画像撮像用のCCDイメー
ジセンサ（4R），（4B）をずらして配置されており、図
示しないCCD駆動回路によって駆動されて、各絵素の撮
像電荷が色副搬送周波数fscの４倍の４fscなるサンプリ
ング周波数fsの読み出しクロックにて読み出されるよう
になっている。
構成している上記三枚のCCDイメージセンサ（4R），（4
G），（4B）は、空間絵素ずらし法を採用して、第２図
に示すように、緑色画像撮像用のCCDイメージセンサ（4
G）に対して、絵素の空間サンプリング周期τｓの1/2だ
け、赤色画像撮像用および青色画像撮像用のCCDイメー
ジセンサ（4R），（4B）をずらして配置されており、図
示しないCCD駆動回路によって駆動されて、各絵素の撮
像電荷が色副搬送周波数fscの４倍の４fscなるサンプリ
ング周波数fsの読み出しクロックにて読み出されるよう
になっている。
上記空間絵素ずらし法を採用した三枚のCCDイメージ
センサ（4R），（4G），（4B）は、被写体像の三原色画
像について、上記緑色画像撮像用のCCDイメージセンサ
（4G）と上記赤色画像撮像用および青色画像撮像用の各
CCDイメージセンサ（4R），（4B）とがτｓ/2だけずれ
た位置を空間サンプリングすることにより、第３図のＡ
にスペクトル成分を示してあるように、上記CCDイメー
ジセンサ（4G）による緑色撮像出力心SGの上記サンプリ
ング周波数fs成分と上記各CCDイメージセンサ（4R），
（4B）による赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像出力信
号SBの上記各サンプリング周波数fs成分とが互いに逆位
相となっている。なお、上記各CCDイメージセンサ（4
R），（4B）による赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像
出力信号SBの各サンプルタイミングを第４図のＡに○に
て示し、上記CCDイメージセンサ（4G）による緑色撮像
出力信号SGのサンプルタイミングを第４図のＢに□にて
示してある。
センサ（4R），（4G），（4B）は、被写体像の三原色画
像について、上記緑色画像撮像用のCCDイメージセンサ
（4G）と上記赤色画像撮像用および青色画像撮像用の各
CCDイメージセンサ（4R），（4B）とがτｓ/2だけずれ
た位置を空間サンプリングすることにより、第３図のＡ
にスペクトル成分を示してあるように、上記CCDイメー
ジセンサ（4G）による緑色撮像出力心SGの上記サンプリ
ング周波数fs成分と上記各CCDイメージセンサ（4R），
（4B）による赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像出力信
号SBの上記各サンプリング周波数fs成分とが互いに逆位
相となっている。なお、上記各CCDイメージセンサ（4
R），（4B）による赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像
出力信号SBの各サンプルタイミングを第４図のＡに○に
て示し、上記CCDイメージセンサ（4G）による緑色撮像
出力信号SGのサンプルタイミングを第４図のＢに□にて
示してある。
そして、上記４fscなるサンプリング周波数fsの読み
出しクロックにて上記CCDイメージセンサ（4R），（4
G），（4B）から読み出される各撮像出力信号SR,SG,SB
は、それぞれバッファアンプ（5R），（5G），（5B）を
介してA/D変換器（6R），（6G），（6B）に供給されて
いる。
出しクロックにて上記CCDイメージセンサ（4R），（4
G），（4B）から読み出される各撮像出力信号SR,SG,SB
は、それぞれバッファアンプ（5R），（5G），（5B）を
介してA/D変換器（6R），（6G），（6B）に供給されて
いる。
上記A/D変換器（6R），（6G），（6B）は、上記各撮
像出力信号SR,SG,SBのサンプリングレートに等しいクロ
ックレートすなわち上記CCDイメージセンサ（4R），（4
G），（4B）の読み出しクロックと同じ４fscなるクロッ
ク周波数fsのクロックが図示しないタイミングジェネレ
ータにて与えられており、上記各撮像出力信号SR,SG,SB
を上記４fscなるクロックレートfsでそのままディジタ
ル化して、上記各撮像出力信号SR,SG,SBの上記第３図の
Ａに示したスペクトルと同じ出力スペクトルの各色デー
タDR,DG,DBを形成する。
像出力信号SR,SG,SBのサンプリングレートに等しいクロ
ックレートすなわち上記CCDイメージセンサ（4R），（4
G），（4B）の読み出しクロックと同じ４fscなるクロッ
ク周波数fsのクロックが図示しないタイミングジェネレ
ータにて与えられており、上記各撮像出力信号SR,SG,SB
を上記４fscなるクロックレートfsでそのままディジタ
ル化して、上記各撮像出力信号SR,SG,SBの上記第３図の
Ａに示したスペクトルと同じ出力スペクトルの各色デー
タDR,DG,DBを形成する。
上記A/D変換器（6G）にて得られる緑色データDGは、
補間処理部（７）に供給されており、この補間処理部
（７）にて所定の補間処理が施された補間処理済の緑色
データDG′として、画像強調処理部（９）に供給される
とともに、プロセス処理部（10G）を介してマトリクス
処理部（11）に供給されている。また、上記A/D変換器
（6R），（6B）にて得られる各色データDR,DBは、上記
補間処理部（７）における補間処理に必要な処理時間と
等しい遅延時間が遅延処理部（8R），（8B）にて与えら
れてから、上記画像強調処理部（９）に供給されるとと
もに、それぞれプロセス処理部（10R），（10B）を介し
て上記マトリクス処理部（11）に供給されている。
補間処理部（７）に供給されており、この補間処理部
（７）にて所定の補間処理が施された補間処理済の緑色
データDG′として、画像強調処理部（９）に供給される
とともに、プロセス処理部（10G）を介してマトリクス
処理部（11）に供給されている。また、上記A/D変換器
（6R），（6B）にて得られる各色データDR,DBは、上記
補間処理部（７）における補間処理に必要な処理時間と
等しい遅延時間が遅延処理部（8R），（8B）にて与えら
れてから、上記画像強調処理部（９）に供給されるとと
もに、それぞれプロセス処理部（10R），（10B）を介し
て上記マトリクス処理部（11）に供給されている。
上記補間処理部（７）は、上記緑色撮像出力信号SGを
ディジタル化した緑色データDGについて、上記緑色撮像
出力信号SGに対して、fs/2に一重の零を有し、０〜fs/2
近傍を通過帯域とする第３図のＢに示すような補間フィ
ルタ特性を与える補間演算処理を施すことにより、群遅
延をつけずに上記緑色撮像出力信号SGのサンプリング位
相をTs/2だけずらす位相補正処理を行い、第３図のＣに
スペクトラムを示すように、上記赤色撮像出力信号SRお
よび青色撮像出力信号SBの各サンプリング位相と同位相
の位相補正処理済の緑色撮像出力信号SG′に対応する緑
色補間データDG′を形成する。
ディジタル化した緑色データDGについて、上記緑色撮像
出力信号SGに対して、fs/2に一重の零を有し、０〜fs/2
近傍を通過帯域とする第３図のＢに示すような補間フィ
ルタ特性を与える補間演算処理を施すことにより、群遅
延をつけずに上記緑色撮像出力信号SGのサンプリング位
相をTs/2だけずらす位相補正処理を行い、第３図のＣに
スペクトラムを示すように、上記赤色撮像出力信号SRお
よび青色撮像出力信号SBの各サンプリング位相と同位相
の位相補正処理済の緑色撮像出力信号SG′に対応する緑
色補間データDG′を形成する。
ここで、上記補間処理部（７）は、上記A/D変換器（6
G）のクロックレートfsで定義されるディジタルフィル
タにて構成され、例えば第５図に示すように、上記A/D
変換器（6G）のクロックレートfsにおける１クロック分
の遅延量（Z-1） Z-1＝1/fs ……第１式 を有する2n個の遅延回路（DL1）〜（DL2n）と、上記遅
延回路（DL1）〜（DL2n）の出力を加算するｎ個の加算
器（ADD1）〜（ADDn）と、上記加算器（ADD1）〜（AD
Dn）の出力に重みh1〜hnを付加するｎ個の重み付け回路
（W1）〜（Wn）と、上記加算器（ADD1）〜（ADDn）の出
力が上記重み付け回路（W1）〜（Wn）を介して与えられ
る加算器（ADD0）等にて、第６図に示す如きインパルス
レスポンス特性HIP（Ｚ） HIP（Ｚ）＝｛（１＋Z-1）/2｝Ｈ′（Ｚ）……第２式 を与えるように構成される。
G）のクロックレートfsで定義されるディジタルフィル
タにて構成され、例えば第５図に示すように、上記A/D
変換器（6G）のクロックレートfsにおける１クロック分
の遅延量（Z-1） Z-1＝1/fs ……第１式 を有する2n個の遅延回路（DL1）〜（DL2n）と、上記遅
延回路（DL1）〜（DL2n）の出力を加算するｎ個の加算
器（ADD1）〜（ADDn）と、上記加算器（ADD1）〜（AD
Dn）の出力に重みh1〜hnを付加するｎ個の重み付け回路
（W1）〜（Wn）と、上記加算器（ADD1）〜（ADDn）の出
力が上記重み付け回路（W1）〜（Wn）を介して与えられ
る加算器（ADD0）等にて、第６図に示す如きインパルス
レスポンス特性HIP（Ｚ） HIP（Ｚ）＝｛（１＋Z-1）/2｝Ｈ′（Ｚ）……第２式 を与えるように構成される。
上記補間処理部（７）で得られる緑色補間データDG′
にて示される位相補正処理済の緑色撮像出力信号SG′
は、上記第４図のＢに■にて示すように、上記赤色撮像
出力信号SRおよび青色撮像出力信号SBと同相のfsサンプ
リング信号となるので、上記上記赤色撮像出力信号SRお
よび青色撮像出力信号SBを示す各色データDR,DBと上記
緑色補間データDG′とを用いることにより、ガンマ補正
処理等のプロセス処理をfsなる周波数のクロックにてデ
ィジタル処理することができる。
にて示される位相補正処理済の緑色撮像出力信号SG′
は、上記第４図のＢに■にて示すように、上記赤色撮像
出力信号SRおよび青色撮像出力信号SBと同相のfsサンプ
リング信号となるので、上記上記赤色撮像出力信号SRお
よび青色撮像出力信号SBを示す各色データDR,DBと上記
緑色補間データDG′とを用いることにより、ガンマ補正
処理等のプロセス処理をfsなる周波数のクロックにてデ
ィジタル処理することができる。
すなわち、この実施例において、上記画像強調処理部
（９）は、上記緑色補間データDG′，赤色データDRおよ
び青色データDBに対するデータ処理にて、上記位相補正
処理済の緑色撮像出力信号SG′と上記赤色撮像出力信号
SRおよび青色撮像出力信号SBとを1:1で加算することに
より、第３図のＤに示すように、０〜fs/2の帯域の折り
返し成分をキャンセルすることができ、この加算信号か
ら第３図のＥに示すような周波数成分の画像強調信号S
IEを形成する。
（９）は、上記緑色補間データDG′，赤色データDRおよ
び青色データDBに対するデータ処理にて、上記位相補正
処理済の緑色撮像出力信号SG′と上記赤色撮像出力信号
SRおよび青色撮像出力信号SBとを1:1で加算することに
より、第３図のＤに示すように、０〜fs/2の帯域の折り
返し成分をキャンセルすることができ、この加算信号か
ら第３図のＥに示すような周波数成分の画像強調信号S
IEを形成する。
上記各プロセス処理部（10R），（10G），（10B）で
は、上記緑色補間データDG′，赤色データDRおよび青色
データDBについて、それぞれガンマ補正処理や上記画像
強調信号SIEによる輪郭強調処理等のプロセス処理を行
う。
は、上記緑色補間データDG′，赤色データDRおよび青色
データDBについて、それぞれガンマ補正処理や上記画像
強調信号SIEによる輪郭強調処理等のプロセス処理を行
う。
そして、上記マトリクス処理部（11）では、上記各プ
ロセス処理部（10R），（10G），（10B）から供給され
るプロセス処理済の緑色補間データDG′，赤色データDR
および青色データDBに基づいて、輝度信号Ｙと各色差信
号I,Qのデータを形成してエンコード処理部（12）に供
給する。上記エンコード処理部（12）は、上記輝度信号
Ｙと各色差信号I,Qのデータから例えば所謂D2フォーマ
ットに適合してカラー映像データを形成して出力する。
ロセス処理部（10R），（10G），（10B）から供給され
るプロセス処理済の緑色補間データDG′，赤色データDR
および青色データDBに基づいて、輝度信号Ｙと各色差信
号I,Qのデータを形成してエンコード処理部（12）に供
給する。上記エンコード処理部（12）は、上記輝度信号
Ｙと各色差信号I,Qのデータから例えば所謂D2フォーマ
ットに適合してカラー映像データを形成して出力する。
ここで、上記位相補正処理済の緑色撮像出力信号SG′
と上記赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像出力信号SBと
を所定の比率で加算することにより形成される輝度信号
Ｙは、第３図のＦに示すように、０〜fs/2の帯域に若干
の折り返し成分を含んでいるが、上述のように０〜fs/2
の帯域に折り返し成分の無い画像強調信号SIEによる画
像強調処理を施すことにより劣化は少ない。
と上記赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像出力信号SBと
を所定の比率で加算することにより形成される輝度信号
Ｙは、第３図のＦに示すように、０〜fs/2の帯域に若干
の折り返し成分を含んでいるが、上述のように０〜fs/2
の帯域に折り返し成分の無い画像強調信号SIEによる画
像強調処理を施すことにより劣化は少ない。
なお、上記画像強調処理部（９）では、上記輝度信号
Ｙの０〜fs/2の帯域への折り返し成分がキャンセルされ
るレベル比で、上記位相補正処理済の緑色撮像出力信号
SG′と上記赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像出力信号
SBと加算して、この加算信号により画像強調信号SIEを
形成するようにすることもできる。
Ｙの０〜fs/2の帯域への折り返し成分がキャンセルされ
るレベル比で、上記位相補正処理済の緑色撮像出力信号
SG′と上記赤色撮像出力信号SRおよび青色撮像出力信号
SBと加算して、この加算信号により画像強調信号SIEを
形成するようにすることもできる。
また、上述の実施例では、上記補間処理部（７）によ
る上述の位相補正処理によって、上記緑色撮像出力信号
SGをディジタルした緑色データDGから、上記赤色撮像出
力信号SRおよび青色撮像出力信号SBの各サンプリング位
相と同位相の位相補正処理済の緑色撮像出力信号SG′に
対応する緑色補間データDG′を形成したが、本発明は、
上述の実施例のみに限定されるものでなく、上記赤色撮
像出力信号SRをディジタル化したDRおよび上記青色撮像
出力信号SBをディジタル化したDBについて、上述の緑色
データDGに対する位相補正処理と同様な処理を行う補間
処理部を設けて、緑色撮像出力信号SGのサンプリング位
相と同位相の位相補正処理済の赤色撮像出力信号および
青色撮像出力信号に対応する各色補間データを形成する
ようにしても良い。
る上述の位相補正処理によって、上記緑色撮像出力信号
SGをディジタルした緑色データDGから、上記赤色撮像出
力信号SRおよび青色撮像出力信号SBの各サンプリング位
相と同位相の位相補正処理済の緑色撮像出力信号SG′に
対応する緑色補間データDG′を形成したが、本発明は、
上述の実施例のみに限定されるものでなく、上記赤色撮
像出力信号SRをディジタル化したDRおよび上記青色撮像
出力信号SBをディジタル化したDBについて、上述の緑色
データDGに対する位相補正処理と同様な処理を行う補間
処理部を設けて、緑色撮像出力信号SGのサンプリング位
相と同位相の位相補正処理済の赤色撮像出力信号および
青色撮像出力信号に対応する各色補間データを形成する
ようにしても良い。
上述のように、この実施例の信号処理回路では、固体
撮像装置の撮像部を構成している各CCDイメージセンサ
（4R），（4G），（4B）の空間サンプリング周波数に対
応する低いクロックレートfsで全処理系を動作させるこ
とができる。また、位相補正処理を行う補間処理部
（７）は、撮像出力信号をディジタル化した色データに
ついてディジタル的なデータ処理により位相補正処理を
行うので、遅延特性および群遅延特性が極めて良好であ
る。さらに、撮像部を構成している各CCDイメージセン
サ（4R），（4G），（4B）をサブナイキスト系とするこ
とにより、０〜fs/2の周波数帯域におけるMTFを高くす
ることができ、しかも、上記０〜fs/2の周波数帯域への
折り返し成分をキャンセルして極めて画質の良好な撮像
出力信号を空間絵素ずらし法に対応した処理にて得るこ
とができる。
撮像装置の撮像部を構成している各CCDイメージセンサ
（4R），（4G），（4B）の空間サンプリング周波数に対
応する低いクロックレートfsで全処理系を動作させるこ
とができる。また、位相補正処理を行う補間処理部
（７）は、撮像出力信号をディジタル化した色データに
ついてディジタル的なデータ処理により位相補正処理を
行うので、遅延特性および群遅延特性が極めて良好であ
る。さらに、撮像部を構成している各CCDイメージセン
サ（4R），（4G），（4B）をサブナイキスト系とするこ
とにより、０〜fs/2の周波数帯域におけるMTFを高くす
ることができ、しかも、上記０〜fs/2の周波数帯域への
折り返し成分をキャンセルして極めて画質の良好な撮像
出力信号を空間絵素ずらし法に対応した処理にて得るこ
とができる。
Ｈ 発明の効果 本発明では、緑色画像撮像用の固体イメージセンサと
赤色画像撮像用および青色画像撮像用の固体イメージセ
ンサとを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にず
らして配置した撮像部の上記各固体イメージセンサから
fsなるサンプリングレートで読み出される各撮像出力信
号をアナログ・ディジタル変換手段にて上記サンプリン
グレートfsに等しいクロックレートディジタル化し、こ
のアナログ・ディジタル変換手段にてディジタル化され
た緑色画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号お
よび青色画像撮像出力信号について、補間フィルタ手段
にて、fs/2に一重の零を有し、０〜fs/2近傍を通過帯域
とするフィルタ特性を与えるサンプリング位相変換処理
を施すことにより、赤色画像撮像出力信号および青色画
像撮像出力信号のサンプリング位相と位相の一致した緑
色画像撮像出力信号、または緑色画像撮像出力信号のサ
ンプリング位相と位相の一致した赤色画像撮像出力信号
および青色画像撮像出力信号を形成する。
赤色画像撮像用および青色画像撮像用の固体イメージセ
ンサとを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にず
らして配置した撮像部の上記各固体イメージセンサから
fsなるサンプリングレートで読み出される各撮像出力信
号をアナログ・ディジタル変換手段にて上記サンプリン
グレートfsに等しいクロックレートディジタル化し、こ
のアナログ・ディジタル変換手段にてディジタル化され
た緑色画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号お
よび青色画像撮像出力信号について、補間フィルタ手段
にて、fs/2に一重の零を有し、０〜fs/2近傍を通過帯域
とするフィルタ特性を与えるサンプリング位相変換処理
を施すことにより、赤色画像撮像出力信号および青色画
像撮像出力信号のサンプリング位相と位相の一致した緑
色画像撮像出力信号、または緑色画像撮像出力信号のサ
ンプリング位相と位相の一致した赤色画像撮像出力信号
および青色画像撮像出力信号を形成する。
本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路では、被写
体像の空間サンプリングする離散的な絵素構造を有する
固体イメージセンサをサブナイキスト系として、０〜fs
/2の周波数帯域におけるMTFを高くすることができる。
また、空間絵素ずらし法に対応した処理にて、０〜fs/2
の周波数帯域への折り返し成分をキャンセルして、極め
て画質の良好な撮像出力信号を得ることができる。
体像の空間サンプリングする離散的な絵素構造を有する
固体イメージセンサをサブナイキスト系として、０〜fs
/2の周波数帯域におけるMTFを高くすることができる。
また、空間絵素ずらし法に対応した処理にて、０〜fs/2
の周波数帯域への折り返し成分をキャンセルして、極め
て画質の良好な撮像出力信号を得ることができる。
従って、カラー撮像用の多板式固体撮像装置に本発明
を適用することにより、MTF特性が良好で、しかも、折
り返し成分の少ない高品質のカラー撮像出力信号を得る
ことができるようになる。
を適用することにより、MTF特性が良好で、しかも、折
り返し成分の少ない高品質のカラー撮像出力信号を得る
ことができるようになる。
第１図は三板式固体撮像装置に適用した本発明に係る信
号処理回路の構成を示すブロック図である。第２図は上
記三板式固体撮像装置における各CCDイメージセンサの
配設状態を示す模式図である。第３図のA,B,C,D,E,Fは
上記信号処理回路の動作を説明するための模式図であ
り、上記各CCDイメージセンサによる各撮像出力信号の
信号スペクトラムをＡに示し、上記信号処理回路を構成
している補間処理部のフィルタ特性をＢに示し、上記補
間処理部による位相補正処理済の緑色撮像出力信号の信
号スペクトラムをＣに示し、赤色撮像出力信号および青
色撮像出力信号と上記位相補正処理済の緑色撮像出力信
号とを1:1で加算した加算信号の信号スペクトラムをＤ
に示し、上記加算信号から形成される画像強調信号の信
号スペクトラムをＥに示し、上記赤色撮像出力信号およ
び青色撮像出力信号と上記位相補正処理済の緑色撮像出
力信号から形成される輝度信号の信号スペクトラムをＦ
に示してある。第４図のA,Bは上記各CCDイメージセンサ
による各撮像出力信号のサンプルタイミングを示す模式
図であり、上記赤色撮像出力信号および青色撮像出力信
号の各サンプルタイミングをＡに示し、上記緑色撮像出
力信号および位相補正処理済の緑青色撮像出力信号の各
サンプルタイミングをＢに示してある。第５図は上記補
間処理部の具体的な構成例を示すブロック図であり、第
６図は上記補間処理部のインパルスレスポンス特性を示
す特性図である。 第７図は離散的な絵素構造を有する一般的な固体イメー
ジセンサよる撮像出力信号の信号スペクトルラムを示す
模式図であり、第８図は撮像光学系に光学的ローパスフ
ィルタを設けた固体イメージセンサよる撮像出力信号の
信号スペクトラムを示す模式図である。 （4R），（4G），（4B）……CCDイメージセンサ （6R），（6G），（6B）……A/D変換器 （７）……補間処理部
号処理回路の構成を示すブロック図である。第２図は上
記三板式固体撮像装置における各CCDイメージセンサの
配設状態を示す模式図である。第３図のA,B,C,D,E,Fは
上記信号処理回路の動作を説明するための模式図であ
り、上記各CCDイメージセンサによる各撮像出力信号の
信号スペクトラムをＡに示し、上記信号処理回路を構成
している補間処理部のフィルタ特性をＢに示し、上記補
間処理部による位相補正処理済の緑色撮像出力信号の信
号スペクトラムをＣに示し、赤色撮像出力信号および青
色撮像出力信号と上記位相補正処理済の緑色撮像出力信
号とを1:1で加算した加算信号の信号スペクトラムをＤ
に示し、上記加算信号から形成される画像強調信号の信
号スペクトラムをＥに示し、上記赤色撮像出力信号およ
び青色撮像出力信号と上記位相補正処理済の緑色撮像出
力信号から形成される輝度信号の信号スペクトラムをＦ
に示してある。第４図のA,Bは上記各CCDイメージセンサ
による各撮像出力信号のサンプルタイミングを示す模式
図であり、上記赤色撮像出力信号および青色撮像出力信
号の各サンプルタイミングをＡに示し、上記緑色撮像出
力信号および位相補正処理済の緑青色撮像出力信号の各
サンプルタイミングをＢに示してある。第５図は上記補
間処理部の具体的な構成例を示すブロック図であり、第
６図は上記補間処理部のインパルスレスポンス特性を示
す特性図である。 第７図は離散的な絵素構造を有する一般的な固体イメー
ジセンサよる撮像出力信号の信号スペクトルラムを示す
模式図であり、第８図は撮像光学系に光学的ローパスフ
ィルタを設けた固体イメージセンサよる撮像出力信号の
信号スペクトラムを示す模式図である。 （4R），（4G），（4B）……CCDイメージセンサ （6R），（6G），（6B）……A/D変換器 （７）……補間処理部
Claims (1)
- 【請求項１】緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤
色画像撮像用および青色画像撮像用の固体イメージセン
サとを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にずら
して配置した撮像部の上記各固体イメージセンサからfs
なるサンプリングレートで読み出される各撮像出力信号
を上記サンプリングレートfsに等しいクロックレートで
ディジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、 上記アナログ・ディジタル変換手段と同じクロックレー
トで定義されるディジタルフィルタにて構成され、緑色
画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号および青
色画像撮像出力信号に対して、fs/2に一重の零を有し、
０〜fs/2近傍を通過帯域とする補間フィルタ手段とを備
え、 上記アナログ・ディジタル変換手段にてディジタル化さ
れた緑色画像撮像出力信号または赤色画像撮像出力信号
および青色画像撮像出力信号に上記補間フィルタ手段に
よりサンプリング位相変換処理を施し、上記サンプリン
グ位相変換処理を施した緑色画像撮像出力信号または赤
色画像撮像出力信号および青色画像撮像出力信号と上記
補間フィルタ手段によるサンプリング位相変換処理を施
さない赤色画像撮像出力信号および青色画像撮像出力信
号または緑色画像撮像出力信号とを上記アナログ・ディ
ジタル変換手段と同じクロックレートで出力することを
特徴とする固体撮像装置の信号処理回路。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63282553A JP2751254B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 固体撮像装置の信号処理回路 |
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| KR1019890016187A KR900008859A (ko) | 1988-11-10 | 1989-11-09 | 고상 영상 픽업 장치용 신호 처리 회로 |
| US07/433,998 US5043803A (en) | 1988-11-10 | 1989-11-09 | Signal processing circuit for a solid-state image pickup device |
| EP89120911A EP0368354B1 (en) | 1988-11-10 | 1989-11-10 | Signal processing circuit for a solid-state image pickup device |
| DE68925617T DE68925617T2 (de) | 1988-11-10 | 1989-11-10 | Signalverarbeitungsschaltung für eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung |
| KR2019980004833U KR200150274Y1 (en) | 1988-11-10 | 1998-03-27 | The signal processing circuit of charge coupled device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=17653973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| CN108014424B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-12-18 | 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 | 一种内窥镜装置 |
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-
1988
- 1988-11-10 JP JP63282553A patent/JP2751254B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-11-09 US US07/433,998 patent/US5043803A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1989-11-10 DE DE68925617T patent/DE68925617T2/de not_active Expired - Fee Related
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