JP2826832B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JP2826832B2 JP63288835A JP28883588A JP2826832B2 JP 2826832 B2 JP2826832 B2 JP 2826832B2 JP 63288835 A JP63288835 A JP 63288835A JP 28883588 A JP28883588 A JP 28883588A JP 2826832 B2 JP2826832 B2 JP 2826832B2
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、単板式カラービデオカメラや単板式電子ス
チルカメラの画像信号処理装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のカメラにおいては、例えば第4図のよ
うなカラーフィルタをCCD(Charge Coupled Divice)な
どの撮像素子上に装着し、第5図に示すような構成で処
理を行うことで、最終的に輝度信号Yと2つの色差信号
R−Y,B−Yを得ている。通常、輝度信号Yとして、セ
ンサの出力をそのままローパスフィルタに通したものを
用いるので、例えば第4図のようなカラーフィルタをも
った撮像素子をインタレース走査した場合には、各フィ
ールド奇数ライン目の輝度信号Y2N+1は、 となり、各フィールド偶数ライン目の輝度信号Y2Nとなる。
各々の色フィルタの分光特性は第6図に示すようなも
のであり、無彩色に対してはほぼ Y2N+1=Y2N (3) となるように設計されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記(3)式の近似は有彩色の被写体につい
ては成り立たず、例えばY2N+1=100,Y2N=80であったと
すると、CRT等で画像を表示するとき、第7図に示すよ
うな横縞を生じてしまう。このような輝度段差による偽
信号は、丁度垂直解像度240TV本の成分に相当するので
視覚的に感じやすく著しい画質の低下を招いていた。こ
の問題に対して例えばY2Nを1律にa倍するという方法
も提案されているが、後述する理由により充分ではな
い。
本発明は、この問題を解決するためになされたもの
で、上述のような輝度段差のない高画質が得られる画像
信号処理装置を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は、上記問題を解決するための次のような
手法を見出した。
被写体からの反射光の分光反射率をS(λ)とし、各
色フィルタのCCD上での分光感度をMg(λ),Gr(λ),C
y(λ),Ye(λ)とする。
このとき、式(1),(2)に対応して とかける。
従って、 但し、 D(λ)=Mg(λ)+Gr(λ)−Cy(λ)−Ye(λ) (6) である。
第8図にD(λ)を示す。これより明らなように、被
写体の分光反射率S(λ)が無彩色の場合は第8図中A
の部分とBの部分が相殺され、ほぼY2N≒Y2N+1となる
が、被写体が赤くS(λ)がAの部分に偏っている場合
には、Y2N<Y2N+1となる。
逆に被写体が青い場合には、S(λ)のパワーがBに
偏っているため、Y2N+1<Y2Nとなる。従って、一律に一
方の輝度をa倍しただけではいつもY2N+1=Y2Nとなると
は限らない。
これに対し、もし被写体の分光反射率S(λ)を知れ
ば、これに応じて最適の補正を輝度信号に行い、Y2N=Y
2N+1とすることができる。
例えば、Y2N+1を定数倍(a倍)する場合を考える
と、 が零になればよい。
従って、 であるから、 (9)式のとおりにaをS(λ)に応じて動的に変化さ
せれば、原理的に輝度段差は完全に解消できる。
しかし、実際には分光反射率S(λ)を知るのは困難
であるので、実用上は色処理された結果の色情報(色信
号)を用いて、これに応じた輝度段差補正を行うように
することで、同様の効果を得ることができる。
よって、本発明では、色信号処理された結果の色信号
に応じて輝度段差補正量を制御することにするものであ
り、詳しくは、画像信号処理装置をつぎの(1)〜
(3)のとおりに構成する。
(1)色信号に基づき被写体の分光反射率の変化に応じ
た制御信号を生成する制御信号生成手段と、該制御信号
生成手段によって生成された制御信号に応じて被写体の
分光反射率の変化に起因する水平走査線間の輝度信号レ
ベル差を減少するように輝度信号のゲインを補正する補
正手段と、を有する画像信号処理装置。
(2)色信号は2つの色差信号(R−Y),(B−Y)
であり、制御信号は該2つの色差信号(R−Y),(B
−Y)の線型結合で生成されたものである前記(1)記
載の画像信号処理装置。
(3)色信号は2つの色差信号(R−Y),(B−Y)
であり、制御信号は該2つの色差信号(R−Y),(B
−Y)を入力とするテーブル変換で生成されたものであ
る前記(1)記載の画像信号処理装置。
〔作用〕
上記(1)〜(3)の構成によれば、被写体の分光反
射率の変化に伴う、水平走査期間ごとの輝度の変動即ち
輝度段差は、その輝度信号レベルの補正により無くな
る。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により説明する。
第1図は、本発明の第1実施例であるビデオカメラの
画像信号処理装置を示すブロック図である。
図において、101は、第4図のような色フィルタが装
着された撮像素子即ちセンサであり、これより読み出さ
れた信号は、輝度段差補正部102へ入力され、後で説明
するように色信号に応じて1H(1水平走査期間)おきに
間欠的に可変定数倍され、輝度段差が除去された輝度信
号となる。
輝度信号処理部103では、ローパスフィルタリングや
γ処理などの必要な処理が行われ、最終的に輝度信号Y
が出力される。もちろん、輝度段差補正部102と輝度信
号処理部103の順番は逆でもよい。
一方、センサ101の出力は、色差演算部104へ入力さ
れ、1Hごとに色差信号(Mg−Gr)あるいは(Cy−Ye)が
演算されて出力される。
これらの色差信号は色差処理部105において、適当な
方法でホワイトバランスやγ変換処理などの処理が行わ
れる。
例えば、これらの色差信号に対し、輝度信号の一部を
加減算することにより、白色被写体に対する応答を零に
することでホワイトバランスをとってもよい。その後、
このような線順次化されている色差信号は同時化部106
で1H遅延線などを用いて同時化し、これらを色差マトリ
ス回路107で適当に加減算することで色差軸を回転し、
2つの色差信号R−Y,B−Yを得る。この2つの色差信
号R−Y,B−Yはそのまま出力されると同時に、輝度段
差補正部102へ入力されている。
第2図に、第1図中の輝度段差補正部102の構成を示
す。センサ101出力は、スイッチ202の入力の一端及び可
変定数倍器201に入力されている。可変定数倍器201は、
乗算の定数Kを外部から入力される制御信号である、DC
電圧Cxで制御できる構造になっている。
第4図のようなフィルタの場合、赤の成分が強いとMg
+Grが大きく、青の成分が強いとCy+Yeが大きいので、
2次元2軸の色信号R−Y,B−Y軸に対応した一軸一次
元信号に変換すると良い。
第2図においては、色差信号R−YとB−Yを適当な
重みで足し合わせて(線型結合)、一軸の制御信号Cxを
生成している。例えばα=1,β=−1のとき、Cx=R−
Bとなり、Cxが大きくなると、Kも大きくなるようにし
てある。従って(Mg+Gr)信号に対応した走査線の時
は、スイッチ202で上側を、(Cy+Ye)信号に対応した
走査線の時は、スイッチ202で下側を選択して出力する
ことにより、交互に(Mg+Gr)/K(Cy+Ye)を得ること
ができ、Kは被写体が赤い方に偏るほど大きな値となる
ので、広い範囲の有彩色被写体に対し輝度段差が生じる
ことはない。
次に本発明の第2実施例を説明する。本実施例の全体
構成は、第1図のとおりであるが、その輝度段差補正部
は第3図に示す構成である。
ところで、上述の第1実施例のようなR−B軸に対応
した一軸制御では、段差補正が不充分な場合、R−Y,B
−Yの2つを軸とした2次元の色差空間の一点に対応し
た制御量で可変定数倍器201の定数Kを制御すると良
い。
この手法を実現するため本実施例では、色差信号R−
Y,B−Yは、2つのA/D変換器301,302で8bitのディジタ
ル信号に変換される。また、記憶装置のテーブル303に
は、この2つの8bit信号をアドレスとするアドレスに、
予め決定された(Cy+Ye)のための最適な定数倍値に対
応した制御電圧Cxのディジタルデータが書き込んであ
る。よって、色差信号R−Y,B−Yに応じた2次元の色
差空間の一点に対応した制御信号CxがD/A変換器304を介
して得られ、この制御信号Cxで可変定数倍器201を制御
することにより輝度信号を1Hおきに間欠的に補正して第
1実施例で段差補正が不充分な場合にも、輝度段差をな
くすることができる。
本実施例のディジタル部の処理は、色の帯域が狭いの
で1M〜500KHzの演算スピードでゆっくり行えばよい。ま
た、ディジタル部のbit精度は、演算スピードと可変定
数倍器201の精度に応じて、8bit以下にしても良い。
蛍光灯などのように輝線を含むような分光分布でもっ
た被写体の場合は、第1実施例のような一軸制御では不
充分なことが多く、そのようなときは本実施例の手法が
有効である。
以上の各実施例の説明では、輝度信号Yを1Hおきに間
欠的にK倍してKYとし、Kを色信号によって制御する場
合を述べたが、他にもKY+Bの形にしてKとBを色信号
によって制御するようにしてもよい。
又、Mg,Gr,Cy,Yeから演算によって一度原色R,G,Bへ変
換し、R,G,B3次元の3軸の色信号をもとに定数Kの値を
制御してもよいことはいうまでもない。
又、センサ101上のフィルタ配置は、4つの色フィル
タが第4図のMg,Gr,Cr,Yeの位置に配置されているもの
やGストライプRB線順次方式の純色モザイクなどの1Hご
とに輝度信号が異るフィルタから形成されるものであっ
ても本発明は有効である。もちろん、第2フィールドの
Gr,MgはMg,Grの順でも同様である。
更に、以上の各実施例では、回路をスイッチ202で1H
ごとに切換え、輝度信号を1Hおきに間欠的に補正してい
るが、スイッチ202を用いることなく、輝度信号を1Hご
とに補正して輝度段差をなくしてもよいことはもちろん
である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、色信号に応じて、水
平走査線間の輝度段差補正を行うので、広い範囲の有彩
色被写体に対し輝度段差のない高画質の画像信号を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例のブロック図、第2図は同
実施例の輝度段差補正部のブロック図、第3図は第2実
施例の輝度段差補正部のブロック図、第4図は撮像素子
の色フィルタ配列を示す図、第5図は従来例のブロック
図、第6図はカラーフィルタの分光特性を示す図、第7
図は輝度段差を説明するための図、第8図はカラーフィ
ルタの分光特性の差を示す図である。 102……輝度段差補正部 202……スイッチ 203,204……定数倍器 205……加算器 301,302……A/D変換器 303……テーブル 304……D/A変換器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】色信号に基づき被写体の分光反射率の変化
    に応じた制御信号を生成する制御信号生成手段と、 該制御信号生成手段によって生成された制御信号に応じ
    て被写体の分光反射率の変化に起因する水平走査線間の
    輝度信号レベル差を減少するように輝度信号のゲインを
    補正する補正手段と、 を有することを特徴とする画像信号処理装置。
  2. 【請求項2】色信号は2つの色差信号(R−Y),(B
    −Y)であり、制御信号は該2つの色差信号(R−
    Y),(B−Y)の線型結合で生成されたものであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像信号処理装置。
  3. 【請求項3】色信号は2つの色差信号(R−Y),(B
    −Y)であり、制御信号は該2つの色差信号(R−
    Y),(B−Y)を入力とするテーブル変換で生成され
    たものであることを特徴とする請求項1記載の画像信号
    処理装置。
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