JP2785213B2 - 固体撮像装置の信号処理回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、映像信号発生用の固体イメージセンサから
の撮像出力信号をディジタル化して、イメージエンハン
ス処理を行うためのディテール信号をディジタル信号処
理によって形成するようにした固体撮像装置の信号処理
回路に関し、特に緑色画像撮像用の固体イメージセンサ
と赤色画像撮像用及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
らして配置する所謂空間画素ずらし法を撮像部に採用し
た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、緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤
色画像撮像用及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
て配置する所謂空間画素ずらし法を採用した撮像部から
各固体イメージセンサからの撮像出力信号をディジタル
化して、イメージエンハンス処理を行うためのディテー
ル信号をディジタル信号処理によって形成するようにし
た固体撮像装置の信号処理回路において、上記各固体イ
メージセンサから読み出される各撮像出力信号をディジ
タル化したディジタル出力信号について、遅延時間が１
水平走査期間に略等しいディジタル遅延手段を少なくと
も１つ有する第１の遅延回路により上記ディジタル出力
信号のうちの緑色画像撮像信号に上記遅延時間を与えて
第１の合成回路で合成することにより、上記緑色画像撮
像信号の垂直方向の帯域を制限するとともに、遅延時間
が１水平走査期間に略等しいディジタル遅延手段を少な
くとも１つ有する第２の遅延回路により上記ディジタル
出力信号のうちの赤色画像撮像信号、青色画像撮像信号
又は両信号の合成信号に上記遅延時間を与えて第２の合
成手段で合成することにより、上記赤色画像撮像信号、
青色画像撮像信号又は両号の合成信号の垂直方向の帯域
を制限し、上記第１及び第２の合成手段の出力を加算手
段で等量加算してディジタルフィルタ手段を介して水平
ディテール信号として出力することによって、クロスカ
ラー妨害の虞れが少なく、しかも、各色の画像信号に対
して良好なエメージエンハンス処理を行うことのできる
水平ディテール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）等で形
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、上記固体イメージセ
ンサ自体がサンプリング系であるために、第12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、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、カラーテレビジョンカメラ装置では、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
サにより三原色画像を撮像する二板式固体撮像装置や、
三原色画素を個別の固体イメージセンサにより撮像する
三板式等の多板式固体撮像装置が実用化されている。

さらに、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、いわゆる
空間絵素ずらし法が知られている。この空間絵素ずらし
法を採用することによって、アナログ出力の多板式固体
撮像装置では、固体イメージセンサの画素数の限界を越
える高い解像度を実現することができる。

また、放送局等で使用する業務用のディジタルビデオ
テープレコーダでは、いわゆるD1/D2フォーマット等の
規格化が進められており、これらの規格に適合したディ
ジタルビデオ関連機器に対するディジタルインターフェ
ースがカラーテレビジョンカメラ装置にも必要とされて
いる。上記ディジタルビデオ関連機器に対するディジタ
ルインターフェースの規格では、そのサンプリングレー
トは現状の固体イメージセンサのサンプリングレートf_s
程度に設定されている。

さらに、一般に、テレビジョンカメラ装置等では、画
質の向上を図るために、撮像部で得られる撮像出力信号
についてガンマ補正処理を施したり、上記撮像出力信号
からディテール信号を形成して原信号に加算合成するイ
メージエンハンス処理を施すようにしている。

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、赤色画像撮像用及び青色画像撮像用の固体イメー
ジセンサを空間的にずらして配置するようにした所謂空
間絵素ずらし法を採用した撮像部を備える固体撮像装置
では、撮像出力信号についてディジタル信号処理により
ディテール信号を形成して上記イメージエンハンス処理
を施す場合に、上記ディテール信号に含まれる折り返し
成分が画質を劣化させる原因になる。また、撮像出力信
号から形成される水平ディテール信号が色副搬送周波数
領域に混入することにおよってクロスカラー妨害が発生
し、上記色副搬送周波数領域への水平ディテール信号の
混入成分が画質を劣化させる原因となる。

そこで、本発明は、上述の如き問題点に鑑み、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及び青
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する所謂空間
絵素ずらし法を撮像部に採用した固体撮像装置におい
て、クロスカラー妨害を伴うことなく、水平ディテール
信号によりエメージエンハンス処理を良好に行うことが
できるようにすることを目的とし、ディテール信号に含
まれる折り返し成分を無くし、色含搬送周波数領域への
水平ディテール信号の混入によるクロスカラー妨害の発
生を防止するようにした固体撮像装置の信号処理回路を
提供するものである。

Ｅ 課題を解決するための手段 本発明は、上述の目的を達成するために、緑色画像刷
用用の固体イメージセンサと赤色画像撮像用及び青色画
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読み出される各撮像出力信号
をディジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、
遅延時間が１水平走査期間に略等しいディジタル遅延手
段を少なくとも１つ有し、上記アナログ・ディジタル変
換手段の各ディジタル出力信号のうち、緑色画像撮像信
号が供給される第１の遅延回路と、遅延時間が１水平走
査期間に略等しいディジタル遅延手段を少なくとも１つ
有し、上記アナログ・ディジタル変換手段の各ディジタ
ル出力信号のうち、赤色画像撮像信号、青色画像撮像信
号又は両信号の合成信号が供給される第２の遅延回路
と、上記第１の遅延回路からの複数の出力を合成し、上
記第１の遅延回路の入力信号の垂直方向の帯域を制限す
る第１の合成手段と、上記第２の遅延回路からの複数の
出力を合成し、上記第２の遅延回路への入力信号の垂直
方向の帯域を制限する第２の合成手段と、上記第１及び
第２の合成手段の出力を等量加算する加算手段と、該加
算手段の出力が供給されるディジタルフィルタ手段とを
有し、上記ディジタルフィルタ手段の出力から水平ディ
テール信号を得るようなされたことを特徴とするもので
ある。

Ｆ 作用 本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路では、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及び
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よりディジタ
ル化する。

第１の合成手段は、上記アナログ・ディジタル変換手
段の各ディジタル出力信号のうち、緑色画像撮像信号に
ついて、遅延時間が１水平走査期間に略等しいディジタ
ル遅延手段を少なくとも１つ有する第１の遅延回路から
の複数の出力を合成することにより、垂直方向の帯域を
制限する。

また、第２の合成手段は、上記アナログ・ディジタル
変換手段の各ディジタル出力信号のうち、赤色画像撮像
信号、青色画像撮像信号又は両信号の合成信号につい
て、遅延時間が１水平走査期間に略等しいディジタル遅
延手段を少なくとも１つ有する第２の遅延回路からの複
数の出力を合成することにより、垂直方向の帯域を制限
する。

そして、加算手段は、上記上記第１及び第２の合成回
路の出力を等量加算し、その加算出力信号を水平ディテ
ール信号としてディジタルフィルタ手段を介して出力す
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。

第１図は、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L_iを色分解プリズ
ム（３）によりR,G,Bの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）により撮像する三板式固体撮像装置に本
発明を適用して構成したカラーテレビジョンカメラ装置
を示している。

この実施例において、カラーテレビジョンカメラ装置
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），（4G），（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（4G）に対し、赤色画像撮像用のCCDイメージ
センサ（4R）及び青色画像撮像用のCCDイメージセンサ
（4B）を絵素の空間サンプリング周期τ_Ｓの1/2だけず
らして配置されている。そして、上記三枚のCCDイメー
ジセンサ（4R），（4G），（4B）は、図示しないCCD駆
動回路によって駆動され、各絵素の撮像電荷が色副搬送
周波数f_SCの４倍すなわち4f_SCサンプリング周波数fsの
読み出しクロックにより読み出される。

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及び青色画像撮像用の各CC
Dイメージセンサ（4R），（4B）とがτ_S/2だけずれた位
置を空間サンプリングする。これにより、上記CCDイメ
ージセンサ（4R），（4G），（4B）から読み出される各
撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊は、そのスペクトル成
分を第３図に示してあるように、上記CCDイメージセン
サ（4G）による緑色撮像出力信号Ｓ_Ｇ＊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Ｓ_Ｒ＊及び青色撮像出力
信号Ｓ_Ｂ＊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。

そして、上記4f_SCのサンプリング周波数fsの読み出し
クロックにより上記各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Ｓ_Ｒ＊,S
_Ｇ＊,S_Ｂ＊は、それぞれバッファアンプ（5R），（5
G），（5B）を介してアナログ・ディジタル（A/D）変換
器（6R），（6G），（6B）に供給される。

これら各A/D変換器（6R），（6G），（6B）には、上
記各撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊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各CCDイメー
ジセンサ（4R），（4G），（4B）の読み出しクロックと
同じ4f_SCのクロック周波数fsのクロックが図示しないタ
イミングジェネレータにより与えられる。そして、上記
各A/D変換器（6R），（6G），（6B）は、上記各撮像出
力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊を上記4f_SCのクロックレート
fsでそのままディジタル化して、上記各撮像出力信号Ｓ
_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊の上記第３図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Ｄ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊を形
成する。

上記A/D変換器（6R），（6G），（6B）により得られ
る各色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊は、信号処理部（７）
に供給される。

上記信号処理部（７）は、その具体的な構成を第４図
に示してあるように、上記A/D変換器（6R）により得ら
れる赤色データＤ_Ｒ＊及び上記A/D変換器（6G）により
得られる緑色データＤ_Ｇ＊が供給されるディテール信号
発生部（11）と、上記A/D変換器（6R），（6G），（6
B）により得られる３原色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊＊
が遅延回路（12R），（12G），（12B）を介して供給さ
れる補間処理部（13R），（13G），（13B）と、これら
補間処理部（13R），（13G），（13B）から補間処理済
の３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊と上記ディテ
ール信号発生部（11）からディテール信号Ｄ_IE＊＊が供
給される加算器（14R），（14G），（14B）と、これら
加算器（14R），（14G），（14B）の加算出力が供給さ
れるガンマ補正処理回路（15R），（15G），（15B）と
を備えてなる。

この信号処理部（７）において、上記補間処理部（13
R），（13G），（13B）は、上記A/D変換器（6R），（6
G），（6B）から供給される上記4f_SCのクロックレートf
sの３原色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊に補間処理を施す
ことによって、上記クロックレートfsの２倍すなわち8f
_SCのクロックレート2fsの３原色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を形成する。そして、上記補間処理部
（13R），（13G），（13B）は、上記2fsのクロックレー
トの３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を上記加算
器（14R），（14G），（14B）に供給する。これら加算
器（14R），（14G），（73B）は、上記補間処理部（13
R），（13G），（13B）からの３原色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊に上記ディテール信号発生部（11）から
のディテール信号Ｄ_IE＊＊を加算することにより、上記
３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊にイメージエン
ハンス処理を施す。このイメージエンハンス処理済の３
原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を上記ガンマ補正
処理回路（15R），（15G），（15B）に供給する。

そして、上記ガンマ補正処理回路（15R），（15G），
（15B）は、上記加算器（14R），（14G），（14B）によ
るイメージエンハンス処理済の３原色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊にガンマ補正処理を施し、ガンマ補正処
理済の各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を出力す
る。

また、この実施例において、上記ディテール信号発生
部（11）は、その具体的な構成例を第５図に示してある
ように、上記A/D変換器（6G）により得られる緑色デー
タＤ_Ｇ＊を入力データG_INとする第１の遅延回路（21）
と、上記A/D変換器（6R）により得られる赤色データＤ
_Ｒ＊を入力データR_INとする第２の遅延回路（22）を備
えている。

上記第１の遅延回路（21）は、Ｄ型フリップフロップ
等のディジタル遅延手段を用いて１水平走査期間1Hに等
しい遅延時間を入力信号に与える２個の1H遅延回路（21
a），（21b）を直列接続してなる。この第１の遅延回路
（21）は、上記A/D変換器（6G）から供給される緑色入
力データG_INについて、0H遅延出力G_IN、1H遅延出力G
_1HDL及び2H遅延出力G_2HDLを第１のコムフィルタ（23）
に与えるとともに、上記1H遅延出力を上記遅延回路（13
G）介して上記補間処理部（14G）に供給する。

同様に、上記第２の遅延回路（22）は、Ｄ型フリップ
フロップ等のディジタル遅延手段を用いて１水平走査期
間1Hに等しい遅延時間を入力信号に与える２個の1H遅延
回路（22a），（22b）を直列接続してなる。この第２の
遅延回路（22）は、上記A/D変換器（6G）から供給され
る赤色入力データR_INについて、0H遅延出力R_IN、1H遅延
出力R_1HDL及び2H遅延出力R_2HDLを第２のコムフィルタ
（24）に与えるとともに、上記1H遅延出力を上記遅延回
路（13R）介して上記補間処理部（14R）に供給する。

上記第１のコムフィルタ（23）は、上記A/D変換器（6
G）から上記第１の遅延回路（21）に供給される緑色入
力データG_INについて、該第１の遅延回路（21）からの
上記３種類の遅延出力G_IN,G_1HDL,G_2HDLに基づいて、 で示されるフィルタ出力GH,GV,DGをミキサ回路（25）に
与える。

また、上記第２のコムフィルタ（24）は、上記A/D変
換器（6R）から上記第２の遅延回路（22）に供給される
赤色入力データR_INについて、該第２の遅延回路（22）
からの上記３種類の遅延出力R_IN,R_1HDL,R_2HDLに基づい
て、 のフィルタ出力RH,RV,DRを上記ミキサ回路（25）に与え
る。

そして、上記ミキサ回路（25）は、上記第１のコムフ
ィルタ（23）からのフィルタ出力GH,GV,DGと、上記第２
のコムフィルタ（24）からのフィルタ出力RH,RV,DRとに
基づいて、 IEH′＝GH＋RH … IEV′＝GV＋α・RV（α＝0,1/4,1/2,1） … LEV＝GH＋β・RH … 又は、 LEV＝DG＋β・DR（β＝0,1） … の合成出力IEH′,IEV′,LEVを出力する。

上記ミキサ回路（25）による上記合成出力IEH′は、
上記第１のコムフィルタ（23）からのフィルタ出力GHと
上記第２のコムフィルタ（24）からのフィルタ出力RHと
を2fsのクロックレートでマルチプレックスして等量加
算した2fsのクロックレートの水平ディテール信号とし
て第１のディジタルフィルタ回路（26）に供給される。

このように、上記撮像部に空間絵素ずらし法を採用し
たこのカラーテレビジョンカメラ装置においても、上記
A/D変換器（6R），（6G）により得られる上記赤色デー
タＤ_Ｒ＊と緑色データＤ_Ｇ＊が供給されるディテール信
号発生部（11）において、上記第１のコムフィルタ（2
2）からのフィルタ出力GHと上記第２のコムフィルタ（2
4）からのフィルタ出力RHとを上記ミキサ回路（25）で
等量加算することにより、１次のキャリア成分が全てキ
ャンセルされて、折り返し歪みを伴うことなく広帯域の
水平ディテール信号IEH′を形成することができる。

ここで、上記撮像部に空間絵素ずらし法を採用したこ
のカラーテレビジョンカメラ装置では、緑色画像撮像信
号と赤色画像撮像信号とを等量加算する以外に、緑色画
像撮像信号と青色画像撮像信号とを等量加算したり、ま
た、赤色画像撮像信号と青色画像撮像信号との合成信号
を緑色画像撮像信号と等量加算しても、１次のキャリア
成分が全てキャンセルされて、折り返し歪みを伴うこと
なく広帯域の水平ディテール信号を形成することができ
る。

また、上記第１のコムフィルタ（23）からのフィルタ
出力GVと上記第２のコムフィルタ（24）からのフィルタ
出力RVとを上記ミキサ回路（25）により1:αの比率で加
算した上記合成出力IEV′は、垂直ディテール信号とし
て第２のディジタルフィルタ回路（27）に供給される。

さらに、上記第１のコムフィルタ（23）からのフィル
タ出力GH又はDGと上記第２のコムフィルタ（24）からの
フィルタ出力RH又はDHとを上記ミキサ回路（25）により
1:βの比率で加算した上記合成出力LEVは、レベル信号
としてレベルディペンデント信号発生回路（28）に供給
される。

そして、上記ミキサ回路（25）から上記合成出力IE
H′が2fsのクロックレートの水平ディテール信号として
供給される上記第１のディジタルフィルタ回路（26）
は、fsに少なくとも２個以上の偶数個の零点を有するハ
イパスフィルタ特性を有するものが用いられ、2fsレー
トの水平ディテール信号を形成する。

この第１のディジタルフィルタ回路（26）は、例えば
第６図に等化的なブロック構成を示すように、 の伝達関数H₁（ｚ）で示される第１のフィルタブロック
（41）と、 の伝達関数H₂（ｚ）で示される第２のフィルタブロック
（42）と、 の伝達関数H₃（ｚ）で示される第３のフィルタブロック
（43）と、 の伝達関数H₄（ｚ）で示される第４のフィルタブロック
と、重み係数ap,β₁,β₂,β_３を与える各係数回路（4
5），（46），（47），（48）と、上記各係数回路（4
6），（47），（48）による出力を加算する加算回路（4
9）により構成される。

上記第１のディジタルフィルタ回路（26）は、2fsの
処理レートで動作し、上記ミキサ回路（25）からの上記
合成出力IEH′に対して、第７図に示すようなハイパス
フィルタ特性を与えることにって、 の各フィルタ出力IEH,APを形成する。

ここで、上記ミキサ回路（25）から上記合成出力IE
H′は、上記第１のコムフィルタ（23）により垂直方向
の帯域制限処理を施したフィルタ出力GHと上記第２のコ
ムフィルタ（24）により垂直方向の帯域制限処理を施し
たフィルタ出力RHとを等量加算で合成したもので、上記
各コムフィルタ（23），（24）により第８図に示す２次
元周波数空間上で垂直方向に帯域制限されているとも
に、上記等量加算処理により上述のように１次のキャリ
ア成分がキャンセルされている。上記等量加算による１
次のキャリア成分のキャンセル効果は、入力画像が水平
のみの高域成分に対して有効で、予め上記第１のコムフ
ィルタ（23）により垂直方向の帯域制限処理を施したフ
ィルタ出力GHと上記第２のコムフィルタ（24）により垂
直方向の帯域制限処理を施したフィルタ出力RHとを等量
加算することにより、上記第８図に示す２次元周波数空
間上で色副搬送波周波数SC（f_SC,1/4）領域への不要な
漏洩成分を含むことがない。

上記ミキサ回路（25）から上記合成出力IEH′を複合
カラー映像信号の色副搬送周波数f_SCの近傍のfsに少な
くとも２個以上の零点を有するハイパスフィルタ特性を
有する上記第１のディジタルフィルタ回路（26）で水平
方向に帯域制限して得られる水平ディテール信号IEH
は、上記第８図に示す２次元周波数空間上で色副搬送波
周波数SC（f_SC,1/4）領域への不要な漏洩成分が少な
く、クロスカラー妨害を伴うことなく高品位の水平輪郭
強調処理を行うことができる。

上記第１のディジタルフィルタ回路（26）によるフィ
ルタ出力IEHは、水平ディテール信号として上記加算器
（29）に供給され、また、フィルタ出力APは、非線形処
理を行う第１のコア回路（30）を介して加算器（34）に
供給される。

また、上記第２のディジタルフィルタ回路（27）は、
例えば第９図に等化的なブロック構成を示すように、上
記ミキサ回路（25）による上記垂直ディテール信号IE
V′に の伝達関数H₁（ｚ）を与える第１のフィルタブロック
（51）と、この第１のフィルタブロック（51）によるフ
ィルタ出力信号と上記垂直ディテール信号IEV′とを選
択してフィルタ特性を切り換える第１の切り換え回路ブ
ロック（52）と、この第１の切り換え回路ブロック（5
2）による第１の選択出力信号に の伝達関数H₂（ｚ）を与える第２のフィルタブロック
（53）と、この第２のフィルタブロック（53）によるフ
ィルタ出力信号と上記第１の選択出力信号とを選択して
フィルタ特性を切り換える第２の切り換え回路ブロック
（54）と、この第２の切り換え回路ブロック（54）によ
る第２の選択出力信号に重み係数αを掛ける係数回路
（55）と、この係数回路（55）からの出力信号に、 の伝達関数H₃（ｚ）を与える第３のフィルタブロック
（56）とにより構成される。

この第２のディジタルフィルタ回路（27）は、上述の
コムフィルタ（23），（24）により、 なるフィルタ特性Ｈ（ｚ）が与えられたfsのクロックレ
ートの上記垂直ディテール信号IEV′に対して、fsの処
理レートで動作して、第10図に一点鎖線で示すようにf
_SCに零点を有するフィルタ特性H₁（ｚ）と、2f_SCに零点
を有するフィルタ特性H₂（ｚ）を与えて、同図中に実線
で示すような伝達関数H₀（ｚ） の垂直ディテール信号IEVを形成し、この垂直ディテー
ル信号IEVを上記加算回路（29）に供給する。

ここで、上記垂直ディテール信号IEV′は、上記第１
のコムフィルタ（23）からのフィルタ出力GVと、上記第
２のコムフィルタ（24）からのフィルタ出力RVとを加算
合成したもので、上記各コムフィルタ（23），（24）に
よって、上記第８図の２次元周波数空間上で垂直方向に
帯域制限されている。複合カラー映像信号の色副搬送周
波数f_SCの近傍に２個以上の零点を有する上記第２のデ
ィジタルフィルタ回路（27）で水平方向に帯域制限して
得られる垂直ディテール信号IEVは、上記第８図の２次
元周波数空間上で色副搬送周波数SC（f_SC,1/4）領域へ
の不要な漏洩成分が少なく、クロスカラー妨害を伴うこ
となく高品位の垂直輪郭強調処理を行うことができる。

上記加算回路（29）は、2fsの処理レートで動作し
て、上記第１のディジタルフィルタ回路（26）から供給
される2fsのクロックレートの水平ディテール信号IEHと
上記第２のディジタルフィルタ回路（27）から供給され
るfsのクロックレートの垂直でディテール信号IEVとを
加算する。この加算回路（29）による2fsのクロックレ
ートの加算出力信号は、非線形処理を行う第２のコア回
路（31）を介して乗算回路（32）に供給される。

また、上記ミキサ回路（25）による合成出力LEVがレ
ベル信号として供給される上記レベルディペンデント信
号発生回路（28）は、上記レベル信号LEVに応じたレベ
ルディペンデント信号LDを発生し、このレベルディペン
デント信号LD重み係数を掛ける乗算回路（33）を介して
上記乗算回路（32）に供給する。

上記乗算回路（32）は、上記乗算回路（33）により重
み係数を掛けたレベルディペンデント信号LDを上記第２
のコア回路（31）による非線形処理が施された上記加算
回路（29）による加算出力信号に掛けて、その乗算出力
信号を上記加算回路（34）に供給する。

この加算回路（34）は、上記第１のコア回路（30）に
よる非線形処理が施された上記第１のディジタルフィル
タ回路（25）によるフィルタ出力APを上記乗算回路（3
2）による乗算出力信号に加算して、その加算出力を2fs
のクロックレートのディテール信号Ｄ_IE＊＊として出力
する。

このような構成のディテール信号発生部（11）から上
記2fsのクロックレートのディテール信号IE_IE＊＊が供
給される上記加算器（14R），（14G），（14B）は、上
記2fsのクロックレートのディテール信号Ｄ_IE＊＊を上
記補間処理部（13R），（13G），（13B）から供給され
る2fsレートの３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊
に加算することによりイメージエンハンス処理を施す。
そして、上記加算器（14R），（14G），（14B）は、イ
メージエンハンス処理済の３原色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を上記ガンマ補正処理回路（15R），（1
5G），（15B）に供給する。

上記ガンマ補正処理回路（15R），（15G），（15B）
は、上記加算器（14R），（14G），（14B）によるイメ
ージエンハンス処理済の３原色データＤ_Ｒ＊＊,
D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊にガンマ補正処理を施し、ガンマ補正
処理済の３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を出力
する。

このようにして、上記信号処理部（７）は、イメージ
エンハンス処理及びガンマ補正処理を施した2fsのクロ
ックレートの３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を
出力する。この信号処理部（７）から出力される上記2f
sのクロックレートの３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D
_Ｂ＊＊は、カラーエンコーダ（８）に供給されるととも
に、ディジタル・アナログ（D/A）変換器（9R），（9
G），（9B）に供給される。

そして、上記D/A変換器（9R），（9G），（9B）は、
上記信号処理部（７）から供給される2fsのクロックレ
ートの高解像度を確保した３原色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊をアナログ化して、アナログの３原色撮
像出力信号R_OUT,G_OUT,B_OUTを信号出力端子（10R），（1
0G），（10B）から出力する。

また、上記カラーエンコーダ（８）は、その具体的な
構成を第11図に示してあるように、上記信号処理部
（７）から上記2fsのクロックレートの３原色データＤ
_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊が供給されるマトリクス回路
（81）と、このマトリクス回路（81）により形成される
輝度信号データＤ_Ｙ＊＊が供給される遅延回路（82）
と、上記このマトリクス回路（81）により形成される各
色差信号データＤ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊,D_Ｉ＊,D_Ｑ＊が供
給される各ローパスフィルタ（83），（84），（85），
（86）と、上記マトリクス回路（81）により形成される
Ｄ_Ｉ＊,D_Ｑ＊が上記各ローパスフィルタ（85），（86）
を介して供給される変調回路（87）と、この変調回路
（87）による変調出力データが供給される補間処理回路
（88）と、この補間処理回路（88）による補間処理出力
データが供給されるとともに上記マトリクス回路（81）
により形成される輝度信号データＤ_Ｙ＊＊が上記遅延回
路（82）を介して供給される加算回路（89）とを備えて
なる。

上記マトリクス回路（81）は、上記2fsのクロックレ
ートの３原色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊について
マトリクス演算処理を行うことによって、2fsのクロッ
クレートの輝度信号データＤ_Ｙ＊＊と、fsのクロックレ
ートの色差信号データＤ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊,D_Ｉ＊,D
_Ｑ＊を形成する。

そして、このカラーエンコーダ（８）は、上記３原色
データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊についてのコンポーネ
ントカラー画像データとして、上記マトリクス回路（8
1）から上記遅延回路（82）を介して上記輝度信号デー
タＤ_Ｙ＊＊を出力するとともに、上記マトリクス回路
（81）から上記各ローパスフィルタ（83），（84）を介
して上記各色差信号データＤ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊を出力
する。なお、上記遅延回路（82）は、上記各ローパスフ
ィルタ（83），（84）に対応する遅延特性を上記輝度信
号データＤ_Ｙ＊＊に与える。

また、このカラーエンコーダ（８）において、上記変
調回路（87）は、上記マトリクス回路（81）から上記各
ローパスフィルタ（85），（86）を介して供給されるＤ
_Ｉ＊,D_Ｑ＊を直２相変調する変調処理を行う。この変調
回路（87）による変調出力データは、色副搬送波周波数
f_SCの奇数次高調波を含む変調色差信号に対応するもの
となる。

さらに、上記補間処理回路（88）は、上記変調回路
（87）による変調出力データについて、f_SC成分と7f_SC
成分を抽出するディジタルフィルタリング処理を行い、
8f_SCに対応するクロックレート2fsの変調色差信号デー
タを形成する。

そして、このカラーエンコーダ（８）は、上記マトリ
クス回路（81）から上記遅延回路（82）を介して出力す
る上記輝度信号データＤ_Ｙ＊＊と上記補間処理回路（8
8）により形成した2fsのクロックレートの変調色差信号
データを上記加算回路（89）により加算することによっ
て、ディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CS＊＊を形成
する。

すなわち、上記カラーエンコーダ（８）は、上記上記
信号処理部（７）により画像強調処理及びガンマ補正処
理を施した2fsのクロックレートの３原色データＤ
_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊について、上記2fsのクロック
レートの高い解像度を確保した上記輝度信号データＤ
_Ｙ＊＊と、fsのクロックレートの上記各色差信号データ
Ｄ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊とで構成されるコンポーネントカ
ラー画像データを出力するとともに、上記2fsのクロッ
クレートの高い解像度を確保したディジタルコンポジッ
トビデオ信号Ｄ_CS＊＊を出力する。

このカラーエンコーダ（８）から出力される上記コン
ポーネントカラー画像データすなわち上記輝度信号デー
タＤ_Ｙ＊＊及び上記各色差信号データＤ_Ｒ−Ｙ＊,D
_Ｂ−Ｙ＊は、ディジタル・アナログ（D/A）変換器（9
Y），（9R−Ｙ），（9B−Ｙ）に供給される。

上記D/A変換器（9Y），（9R−Ｙ），（9B−Ｙ）は、
上記輝度信号データＤ_Ｙ＊＊及び上記各色差信号データ
Ｄ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊をアナログ化することによりアナ
ログコンポーネントカラービデオ信号Y_OUT,R−Y_OUT,B−
Y_OUTとして信号出力信号（10Y），（10R−Ｙ），（10B
−Ｙ）から出力する。

さらに、上記カラーエンコーダ（８）から出力される
上記ディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CS＊＊は、デ
ィジタル・アナログ（D/A）変換器（9CS）に供給され
る。上記D/A変換器（9CS）は、上記2fsのクロックレー
トの高い解像度を確保した上記ディジタルコンポジット
ビデオ信号Ｄ_CS＊＊をアナログ化することによりアナロ
グコンポジットビデオ信号CS_OUTとして信号出力端子（1
0CS）から出力する。

Ｈ 発明の効果 上述のように、本発明に係る固体撮像装置の信号処理
回路では、空間絵素ずらし法を採用した撮像部固体イメ
ージセンサからの撮像出力信号をアナログ・ディジタル
変換手段によりディジタル化したディジタル出力信号に
ついて、遅延時間が１水平走査期間に略等しいディジタ
ル遅延手段を少なくとも１つ有する第１の遅延回路を介
して得られる複数の出力を第１の合成手段で合成するこ
とにより、緑色画像撮像信号の垂直方向の帯域を制限す
るとともに、遅延時間が１水平走査期間に略等しいディ
ジタル遅延手段を少なくとも１つ有す第２の遅延回路を
介して得られる複数の出力を第２の合成手段で合成する
ことにより、赤色画像撮像信号、赤色画像撮像信号又は
両信号の合成信号の垂直方向の帯域を制限する。そし
て、上記第１及び第２の合成手段の出力信号を加算手段
で等量加算し、その加算出力信号をディジタルフィルタ
手段で介して水平ディテール信号として出力する。

このように、上記アナログ・ディジタル変換手段の各
ディジタル出力信号のうち緑色画像撮像信号と赤色画像
撮像信号、赤色画像撮像信号又は両信号の合成信号とを
上記加算手段で等量加算することによって、１次のキャ
リヤ成分が全てキャンセルされ折り返し歪みを伴うこと
なく広帯域の水平ディテール信号を形成することができ
る。

上記加算手段で等量加算される各信号には上記第１及
び第２の合成手段により垂直方向の帯域制限処理が施さ
れているので、上記加算手段で等量加算することによっ
て得られる水平ディテール信号は、周波数空間で色副搬
送周波数領域に不要な漏洩成分が少なく、クロスカラー
妨害を伴うことなく高品位の水平輪郭強調処理を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した三板式カラーテレビジョンカ
メラ装置を示すブロック図、第２図は上記三板式カラー
テレビジョンカメラ装置における各CCDイメージセンサ
の配設状態を示す模式図、第３図は上記カラーテレビジ
ョンカメラ装置における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示す図、第４図は上記
三板式カラーテレビジョンカメラ装置を構成している信
号処理部の構成を示すブロック図、第５図は上記信号処
理部のディテール信号発生部の具体的な構成例を示すブ
ロック図、第６図は上記ディテール信号発生部の第１の
ディジタルフィルタ回路の等化的なブロック構成を示す
ブロック図、第７図は上記第１のディジタルフィルタ回
路のフィルタ特性を示す特性線図、第８図は上記ディテ
ール信号発生部で形成するディテール信号の周波数特性
を２次元周波数空間上に示した模式図、第９図は上記デ
ィテール信号発生部の第２のディジタルフィルタ回路の
等化的なブロック構成を示すブロック図、第10図は上記
第２のディジタフィルタ回路のフィルタ特性を示す特性
線図、第11図は上記三板式カラーテレビジョンカメラ装
置を構成しているカラーエンコーダの構成を示すブロッ
ク図である。 第12図は離散的な絵素構造を有する一般的な固体イメー
ジセンサに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）……信号処理部 （８）……カラーエンコーダ （11）……ディテール信号発生部 （21），（22）……遅延回路 （21a），（21b），（22a），（22b）……1H遅延回路 （23），（24）……コムフィルタ （25……ミキサ回路 （26）……ディジタルフィルタ回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤
   色画像撮像用及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読み
   出される各撮像出力信号をディジタル化するアナログ・
   ディジタル変換手段と、 遅延時間が１水平走査期間に略等しいディジタル遅延手
   段を少なくとも１つ有し、上記アナログ・ディジタル変
   換手段の各ディジタル出力信号のうち、緑色画像撮像信
   号が供給される第１の遅延回路と、 遅延時間が１水平走査期間に略等しいディジタル遅延手
   段を少なくとも１つ有し、上記アナログ・ディジタル変
   換手段の各ディジタル出力信号のうち、赤色画像撮像信
   号、青色画像撮像信号又は両信号の合成信号が供給され
   る第２の遅延回路と、 上記第１の遅延回路からの複数の出力を合成し、上記第
   １の遅延回路への入力信号の垂直方向の帯域を制限する
   第１の合成手段と、 上記第２の遅延回路からの複数の出力を合成し、上記第
   ２の遅延回路への入力信号の垂直方向の帯域を制限する
   第２の合成手段と、 上記第１及び第２の合成手段の出力を等量加算する加算
   手段と、 該加算手段の出力が供給されるディジタルフィルタ手段
   とを有し、 上記ディジタルフィルタ手段の出力から水平ディテール
   信号を得るようなされたことを特徴とする有する固体撮
   像装置の信号処理回路。