JP3024815B2 - カラーカメラにおけるハイライト部の色消去方法 - Google Patents
カラーカメラにおけるハイライト部の色消去方法Info
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- JP3024815B2 JP3024815B2 JP3108125A JP10812591A JP3024815B2 JP 3024815 B2 JP3024815 B2 JP 3024815B2 JP 3108125 A JP3108125 A JP 3108125A JP 10812591 A JP10812591 A JP 10812591A JP 3024815 B2 JP3024815 B2 JP 3024815B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、色差線順次方式のカ
ラーフィルタを備えた固体撮像素子を用いたカラーカメ
ラにおいて、ハイライト部に発生する着色を消去する色
消去方法に関する。
ラーフィルタを備えた固体撮像素子を用いたカラーカメ
ラにおいて、ハイライト部に発生する着色を消去する色
消去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、色差線順次方式のカラーフィルタ
を備えた固体撮像素子の出力信号から輝度信号と線順次
色差信号を分離する手段を備え、線順次色差信号を同時
化して得た２つの色差信号と輝度信号からＲ，Ｇ，Ｂ信
号を生成し、該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号によってクロマ信号を形
成する方式のカラーカメラが知られている。次にかかる
方式のカラーカメラの構成例を、図５に基づいて説明す
る。図において、１はイメージャで、該イメージャ１の
出力は、広帯域ローパスフィルタ（ＬＰＦH ）２及び色
分離回路８に入力され、広帯域ローパスフィルタ（ＬＰ
ＦH ）２によって広帯域輝度信号ＹH ，色分離回路８に
よって線順次色差信号ＣR ／ＣB が生成される。輝度信
号ＹH は、１Ｈ遅延回路３に入力され、該１Ｈ遅延回路
３の出力は更に１Ｈ遅延回路４に入力される。そして１
Ｈ遅延回路３の入，出力信号及び１Ｈ遅延回路４の出力
はＤＴＬ信号発生回路５に入力され、水平及び垂直のＤ
ＴＬ信号が生成される。１Ｈ遅延回路３の出力とＤＴＬ
信号は加算回路６で加算され、ガンマ補正回路７でガン
マ補正が加えられる。また１Ｈ遅延回路３の出力は狭帯
域ローパスフィルタ（ＬＰＦL ）９で帯域制限が加えら
れて、狭帯域輝度信号ＹL が生成され、Ｒ．Ｇ．Ｂマト
リクス回路11へ入力される。
を備えた固体撮像素子の出力信号から輝度信号と線順次
色差信号を分離する手段を備え、線順次色差信号を同時
化して得た２つの色差信号と輝度信号からＲ，Ｇ，Ｂ信
号を生成し、該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号によってクロマ信号を形
成する方式のカラーカメラが知られている。次にかかる
方式のカラーカメラの構成例を、図５に基づいて説明す
る。図において、１はイメージャで、該イメージャ１の
出力は、広帯域ローパスフィルタ（ＬＰＦH ）２及び色
分離回路８に入力され、広帯域ローパスフィルタ（ＬＰ
ＦH ）２によって広帯域輝度信号ＹH ，色分離回路８に
よって線順次色差信号ＣR ／ＣB が生成される。輝度信
号ＹH は、１Ｈ遅延回路３に入力され、該１Ｈ遅延回路
３の出力は更に１Ｈ遅延回路４に入力される。そして１
Ｈ遅延回路３の入，出力信号及び１Ｈ遅延回路４の出力
はＤＴＬ信号発生回路５に入力され、水平及び垂直のＤ
ＴＬ信号が生成される。１Ｈ遅延回路３の出力とＤＴＬ
信号は加算回路６で加算され、ガンマ補正回路７でガン
マ補正が加えられる。また１Ｈ遅延回路３の出力は狭帯
域ローパスフィルタ（ＬＰＦL ）９で帯域制限が加えら
れて、狭帯域輝度信号ＹL が生成され、Ｒ．Ｇ．Ｂマト
リクス回路11へ入力される。
【０００３】一方、色分離回路８から出力される線順次
色差信号ＣR ／ＣB は、同時化回路10によって同時化さ
れた色差信号ＣR ，ＣB に分離される。この同時化回路
10については図５を用いて、後で説明する。Ｒ．Ｇ．Ｂ
マトリクス回路11では、狭帯域輝度信号ＹL ，同時化さ
れた色差信号ＣR ，ＣB から、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を生成す
る。マトリクス回路11から出力されるＲ，Ｂ信号は、ホ
ワイトバランス回路12，13でそれぞれ信号レベルがＧ信
号と同一になるように利得制御された後、ガンマ補正回
路14，16でそれぞれガンマ補正が加えられる。またＧ信
号もガンマ補正回路15でガンマ補正が加えられる。ガン
マ補正が加えられたＲ，Ｇ，Ｂの各信号をもとにエンコ
ーダ17で変調色信号が生成される。コントロール信号発
生回路18は、輝度信号Ｙの高レベル部を抜き出したハイ
ライトクロマキラー制御信号を発生し、エンコーダ17か
ら出力された変調色信号をハイライトクロマキラー回路
19でハイライト部のクロマ信号レベルの抑圧、すなわち
色消去を行うものである。そしてこのハイライト部の色
消去処理がなされた変調色信号と広帯域輝度信号ＹH と
同期信号ＳＹＮＣとが加算回路20で混合されて、ＶＢＳ
（複合カラー映像信号）が出力されるようになってい
る。
色差信号ＣR ／ＣB は、同時化回路10によって同時化さ
れた色差信号ＣR ，ＣB に分離される。この同時化回路
10については図５を用いて、後で説明する。Ｒ．Ｇ．Ｂ
マトリクス回路11では、狭帯域輝度信号ＹL ，同時化さ
れた色差信号ＣR ，ＣB から、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を生成す
る。マトリクス回路11から出力されるＲ，Ｂ信号は、ホ
ワイトバランス回路12，13でそれぞれ信号レベルがＧ信
号と同一になるように利得制御された後、ガンマ補正回
路14，16でそれぞれガンマ補正が加えられる。またＧ信
号もガンマ補正回路15でガンマ補正が加えられる。ガン
マ補正が加えられたＲ，Ｇ，Ｂの各信号をもとにエンコ
ーダ17で変調色信号が生成される。コントロール信号発
生回路18は、輝度信号Ｙの高レベル部を抜き出したハイ
ライトクロマキラー制御信号を発生し、エンコーダ17か
ら出力された変調色信号をハイライトクロマキラー回路
19でハイライト部のクロマ信号レベルの抑圧、すなわち
色消去を行うものである。そしてこのハイライト部の色
消去処理がなされた変調色信号と広帯域輝度信号ＹH と
同期信号ＳＹＮＣとが加算回路20で混合されて、ＶＢＳ
（複合カラー映像信号）が出力されるようになってい
る。
【０００４】なお上記ホワイトバランス回路12，13の利
得ＧR，ＧB は、被写体の色温度によって変える必要が
あるため、色温度検出回路21で色温度を検出し、利得制
御用の電圧ＶR ，ＶB を発生し利得ＧR ，ＧB を制御す
るようにしている。色温度を検出してホワイトバランス
を制御する機能は殆どの民生用ムービーカメラに搭載さ
れていて公知の技術であり、詳細は省略する。また、上
記広帯域輝度信号ＹH には、2 つの１Ｈ遅延回路３，４
により時間的に異なる信号が存在するため、１Ｈ遅延回
路３の出力を基準としてこれをＹ0 と表現し、それより
１Ｈ前の信号をＹ-1，１Ｈ後の信号をＹ+1として区別し
て表現している。
得ＧR，ＧB は、被写体の色温度によって変える必要が
あるため、色温度検出回路21で色温度を検出し、利得制
御用の電圧ＶR ，ＶB を発生し利得ＧR ，ＧB を制御す
るようにしている。色温度を検出してホワイトバランス
を制御する機能は殆どの民生用ムービーカメラに搭載さ
れていて公知の技術であり、詳細は省略する。また、上
記広帯域輝度信号ＹH には、2 つの１Ｈ遅延回路３，４
により時間的に異なる信号が存在するため、１Ｈ遅延回
路３の出力を基準としてこれをＹ0 と表現し、それより
１Ｈ前の信号をＹ-1，１Ｈ後の信号をＹ+1として区別し
て表現している。
【０００５】次に図６に基づいて同時化回路について説
明する。線順次色差信号ＣR ／ＣB を同時化する際の補
間信号は、通常前後のラインの信号の平均値を用いる
が、この方式は垂直偽信号が発生し易い欠点があるた
め、ここでは本件発明者が別件の特許出願で提案した、
補間するラインと前後のラインとの相関の強さを輝度信
号で検出し、相関の強さに応じて混合比を変えて補間す
るラインの前後のラインの信号を混合した信号を補間信
号とする方式の同時化回路を示している。すなわち、こ
の同時化回路は、広帯域輝度信号ＹHの１Ｈ遅延回路３
の出力Ｙ0 と、その１Ｈ前の出力Ｙ-1と、その１Ｈ後の
出力Ｙ+1とを、それぞれ入力とし、２つの係数Ｋ／（１
＋Ｋ）と１／（１＋Ｋ）（但し、Ｋ＝｜（Ｙ0 −Ｙ+1）
／（Ｙ0 −Ｙ-1）｜）を発生する係数発生器22と、この
２つの係数を、線順次色差信号ＣR ／ＣB の１Ｈ遅延回
路23の出力Ｃ0 を基準として、それより１Ｈ前の信号Ｃ
-1と、１Ｈ遅延回路24による１Ｈ後の信号Ｃ+1とに、そ
れぞれ乗じる乗算器25，26と、各乗算器25，26の出力を
加算する加算器27とで構成され、次式（１）で示す加算
器27の出力を、補間信号Ｃ0 ′としてスイッチ28，29に
入力する。 Ｃ0 ′＝Ｃ-1・Ｋ／（１＋Ｋ）＋Ｃ+1・１／（１＋Ｋ）・・・・・・（１） スイッチ28，29は、Ｈの１／２周期でレベルの変化する
方形波パルスｆH/2 を制御信号として、Ｈ毎に出力を切
り換えるスイッチであり、これらのスイッチ28，29でイ
メージャから直接得られる線順次色差信号Ｃ0 と補間信
号Ｃ0 ′を交互に選択して出力する。これにより同時化
された色差信号ＣR ，ＣB が出力されるようになってい
る。
明する。線順次色差信号ＣR ／ＣB を同時化する際の補
間信号は、通常前後のラインの信号の平均値を用いる
が、この方式は垂直偽信号が発生し易い欠点があるた
め、ここでは本件発明者が別件の特許出願で提案した、
補間するラインと前後のラインとの相関の強さを輝度信
号で検出し、相関の強さに応じて混合比を変えて補間す
るラインの前後のラインの信号を混合した信号を補間信
号とする方式の同時化回路を示している。すなわち、こ
の同時化回路は、広帯域輝度信号ＹHの１Ｈ遅延回路３
の出力Ｙ0 と、その１Ｈ前の出力Ｙ-1と、その１Ｈ後の
出力Ｙ+1とを、それぞれ入力とし、２つの係数Ｋ／（１
＋Ｋ）と１／（１＋Ｋ）（但し、Ｋ＝｜（Ｙ0 −Ｙ+1）
／（Ｙ0 −Ｙ-1）｜）を発生する係数発生器22と、この
２つの係数を、線順次色差信号ＣR ／ＣB の１Ｈ遅延回
路23の出力Ｃ0 を基準として、それより１Ｈ前の信号Ｃ
-1と、１Ｈ遅延回路24による１Ｈ後の信号Ｃ+1とに、そ
れぞれ乗じる乗算器25，26と、各乗算器25，26の出力を
加算する加算器27とで構成され、次式（１）で示す加算
器27の出力を、補間信号Ｃ0 ′としてスイッチ28，29に
入力する。 Ｃ0 ′＝Ｃ-1・Ｋ／（１＋Ｋ）＋Ｃ+1・１／（１＋Ｋ）・・・・・・（１） スイッチ28，29は、Ｈの１／２周期でレベルの変化する
方形波パルスｆH/2 を制御信号として、Ｈ毎に出力を切
り換えるスイッチであり、これらのスイッチ28，29でイ
メージャから直接得られる線順次色差信号Ｃ0 と補間信
号Ｃ0 ′を交互に選択して出力する。これにより同時化
された色差信号ＣR ，ＣB が出力されるようになってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、色差線順次
方式のカラーカメラにおけるカラーフィルタは、例えば
ＴＶ学会誌，1983年，VOL. 37, No. 10 の「フィールド
蓄積モードＣＣＤの単板カラー化方式」という表題の論
文で示されているが、図５に示すように、一般的にイメ
ージャ出力をローパスフィルタを通して輝度信号Ｙを、
色分離回路により線順次の色差信号ＣR ／ＣB を得るこ
とは公知のことである。このとき、上記論文で示されて
いるカラーフィルタでは、Cy＝Ｇ＋Ｂ，Ye＝Ｒ＋Ｇ，Mg
＝Ｒ＋Ｂという条件を満たすCy，Ye，Mg，Ｇフィルタが
用いられ、次式（２）で示す輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃ
R ，ＣB が得られるようになっている。 Ｙ ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ ＣR ＝２Ｒ−Ｇ ＣB ＝２Ｂ−Ｇ ・・・・・・（２）
方式のカラーカメラにおけるカラーフィルタは、例えば
ＴＶ学会誌，1983年，VOL. 37, No. 10 の「フィールド
蓄積モードＣＣＤの単板カラー化方式」という表題の論
文で示されているが、図５に示すように、一般的にイメ
ージャ出力をローパスフィルタを通して輝度信号Ｙを、
色分離回路により線順次の色差信号ＣR ／ＣB を得るこ
とは公知のことである。このとき、上記論文で示されて
いるカラーフィルタでは、Cy＝Ｇ＋Ｂ，Ye＝Ｒ＋Ｇ，Mg
＝Ｒ＋Ｂという条件を満たすCy，Ye，Mg，Ｇフィルタが
用いられ、次式（２）で示す輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃ
R ，ＣB が得られるようになっている。 Ｙ ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ ＣR ＝２Ｒ−Ｇ ＣB ＝２Ｂ−Ｇ ・・・・・・（２）
【０００７】色再現性の向上を考えると、図５に示した
ように、色差信号ＣR ，ＣB から、一旦Ｒ，Ｇ，Ｂ信号
を生成し、このＲ，Ｇ，Ｂ信号にそれぞれガンマ補正を
加えたのち、再度色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を作
り、これを変調色信号とするのが理想的である。（２）
式からＲ，Ｇ，Ｂを求めると、 Ｒ＝0.１（Ｙ＋４ＣR −ＣB ） Ｇ＝0.２（Ｙ−ＣR −ＣB ） Ｂ＝0.１（Ｙ−ＣR ＋４ＣB ） ・・・・・・（３） が導かれる。更にホワイトバランスをとるために、無彩
色撮像時のＲ，Ｂ信号レベルがＧ信号レベルに一致する
ように、図５に示すようにＲ，Ｂ信号には、ホワイトバ
ランス回路12，13でそれぞれ定数ＧR ，ＧBが乗ぜら
れ、 Ｒ＝0.１（Ｙ＋４ＣR −ＣB ）×ＧR Ｇ＝0.２（Ｙ−ＣR −ＣB ） Ｂ＝0.１（Ｙ−ＣR ＋４ＣB ）×ＧB ・・・・・・（４） が生成される。
ように、色差信号ＣR ，ＣB から、一旦Ｒ，Ｇ，Ｂ信号
を生成し、このＲ，Ｇ，Ｂ信号にそれぞれガンマ補正を
加えたのち、再度色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を作
り、これを変調色信号とするのが理想的である。（２）
式からＲ，Ｇ，Ｂを求めると、 Ｒ＝0.１（Ｙ＋４ＣR −ＣB ） Ｇ＝0.２（Ｙ−ＣR −ＣB ） Ｂ＝0.１（Ｙ−ＣR ＋４ＣB ） ・・・・・・（３） が導かれる。更にホワイトバランスをとるために、無彩
色撮像時のＲ，Ｂ信号レベルがＧ信号レベルに一致する
ように、図５に示すようにＲ，Ｂ信号には、ホワイトバ
ランス回路12，13でそれぞれ定数ＧR ，ＧBが乗ぜら
れ、 Ｒ＝0.１（Ｙ＋４ＣR −ＣB ）×ＧR Ｇ＝0.２（Ｙ−ＣR −ＣB ） Ｂ＝0.１（Ｙ−ＣR ＋４ＣB ）×ＧB ・・・・・・（４） が生成される。
【０００８】一般に色差信号ＣR ，ＣB は、無彩色撮像
時にレベルがなるべく小さくなるように、カラーフィル
タの特性が選ばれるが、０にはならない。また無彩色時
においては、Cy，Ye，Mg，Ｇのレベル比は一定のため、
ＣR ，ＣB ，Ｙのレベル比も一定となり、次式（５）の
関係がある。 ＣR ＝ＫR Ｙ ＣB ＝ＫB Ｙ ・・・・・・（５） （但しＫR ，ＫB は定数）上記（５）式の条件のもと
で、（４）式でＲ＝Ｇ＝Ｂになるように、すなわちホワ
イトバランスがとれるように、ＧR ，ＧB が調整され
る。言い換えれば、（５）式の関係が成り立っているこ
とが、ホワイトバランスが最良となる条件である。
時にレベルがなるべく小さくなるように、カラーフィル
タの特性が選ばれるが、０にはならない。また無彩色時
においては、Cy，Ye，Mg，Ｇのレベル比は一定のため、
ＣR ，ＣB ，Ｙのレベル比も一定となり、次式（５）の
関係がある。 ＣR ＝ＫR Ｙ ＣB ＝ＫB Ｙ ・・・・・・（５） （但しＫR ，ＫB は定数）上記（５）式の条件のもと
で、（４）式でＲ＝Ｇ＝Ｂになるように、すなわちホワ
イトバランスがとれるように、ＧR ，ＧB が調整され
る。言い換えれば、（５）式の関係が成り立っているこ
とが、ホワイトバランスが最良となる条件である。
【０００９】しかしながら、前記カラーフィルタを用い
たイメージャは、無彩色を撮影しても、ハイライト部で
は（５）式を満足しなくなる特性があった。次にこの現
象について説明する。前記カラーフィルタを用いたカラ
ーカメラにおいては、輝度及び色差信号Ｙ，ＣR ，ＣB
は、Cy，Ye，Mg，Ｇのフィルタがそれぞれ貼り合わされ
た４画素から、次式（６）に基づいて演算して求められ
る。 Ｙ ＝Ye＋Mg＋Cy＋Ｇ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ ＣR ＝（Ye＋Mg）−（Cy＋Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ ＣB ＝（Cy＋Mg）−（Ye＋Ｇ）＝２Ｂ−Ｇ ・・・・・・（６） ここでCy，Mg，Yeは、それぞれＢとＧ，ＲとＢ，ＲとＧ
光を透過するため、Ｇフィルタより光の透過率が高い。
無彩色の撮影時、説明を簡単にするため、Cy，Mg，Yeフ
ィルタの光の透過量は同じで、Ｇの２倍高いものとす
る。この結果、図７に示すように、Cy，Mg，Yeフィルタ
画素はＧ画素の１／２の光量で飽和してしまう。
たイメージャは、無彩色を撮影しても、ハイライト部で
は（５）式を満足しなくなる特性があった。次にこの現
象について説明する。前記カラーフィルタを用いたカラ
ーカメラにおいては、輝度及び色差信号Ｙ，ＣR ，ＣB
は、Cy，Ye，Mg，Ｇのフィルタがそれぞれ貼り合わされ
た４画素から、次式（６）に基づいて演算して求められ
る。 Ｙ ＝Ye＋Mg＋Cy＋Ｇ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ ＣR ＝（Ye＋Mg）−（Cy＋Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ ＣB ＝（Cy＋Mg）−（Ye＋Ｇ）＝２Ｂ−Ｇ ・・・・・・（６） ここでCy，Mg，Yeは、それぞれＢとＧ，ＲとＢ，ＲとＧ
光を透過するため、Ｇフィルタより光の透過率が高い。
無彩色の撮影時、説明を簡単にするため、Cy，Mg，Yeフ
ィルタの光の透過量は同じで、Ｇの２倍高いものとす
る。この結果、図７に示すように、Cy，Mg，Yeフィルタ
画素はＧ画素の１／２の光量で飽和してしまう。
【００１０】その結果、（６）式で求められるＹ，
ＣR ，ＣB は、図８に示すように、Ｌ1 より高い光量で
は、輝度Ｙには圧縮がかかり、色差信号ＣR ，ＣB はレ
ベルが小さくなる特性になる。これはＬ1 より高い光量
では（５）式が満足されないことを意味する。すなわち
無彩色にも拘らず、着色してしまう現象が生ずる。
ＣR ，ＣB は、図８に示すように、Ｌ1 より高い光量で
は、輝度Ｙには圧縮がかかり、色差信号ＣR ，ＣB はレ
ベルが小さくなる特性になる。これはＬ1 より高い光量
では（５）式が満足されないことを意味する。すなわち
無彩色にも拘らず、着色してしまう現象が生ずる。
【００１１】このハイライト部の着色を防ぐためには、
エンコーダ回路において、輝度信号レベルがＹ1 を越え
た領域はクロマレベルを０にしてしまう対策をとるのが
一般的である。しかしハイライト部の着色は、線順次色
差信号を同時化する回路で垂直方向に広がってしまうこ
とにより、確実に０にすることが困難である。
エンコーダ回路において、輝度信号レベルがＹ1 を越え
た領域はクロマレベルを０にしてしまう対策をとるのが
一般的である。しかしハイライト部の着色は、線順次色
差信号を同時化する回路で垂直方向に広がってしまうこ
とにより、確実に０にすることが困難である。
【００１２】このハイライト部の着色現象の発生を、図
９に示す信号波形図に基づいて説明する。図９は（Ａ）
に示す光量強度の白黒被写体を撮影した場合の信号波形
を示し、（５）式におけるＫR ，ＫB を0.25とした場合
を示している。図８に示した光量対信号レベル特性によ
り、狭帯域輝度信号ＹL の波形は（Ｂ）に、線順次色差
信号ＣR ／ＣB の波形は（Ｃ）に示すようになる。なお
波形を簡単にするため、水平ブランキング期間の波形は
省略して示している。上記各波形において、ライン（ｎ
＋６）〜（ｎ＋８）は光量が２Ｌ1 であるため、輝度信
号ＹL のレベルはＹ2 、色差信号ＣR ／ＣB のレベルは
０になっている。同時化回路10による同時化後の色差信
号ＣR ，ＣB を（Ｄ），（Ｅ）に示す。太い実線が補間
した信号であり、破線は（５）式を満足した本来あるべ
き波形であり、破線と実線の差が着色となって現れ、ホ
ワイトバランスが崩れている部分を示している。
９に示す信号波形図に基づいて説明する。図９は（Ａ）
に示す光量強度の白黒被写体を撮影した場合の信号波形
を示し、（５）式におけるＫR ，ＫB を0.25とした場合
を示している。図８に示した光量対信号レベル特性によ
り、狭帯域輝度信号ＹL の波形は（Ｂ）に、線順次色差
信号ＣR ／ＣB の波形は（Ｃ）に示すようになる。なお
波形を簡単にするため、水平ブランキング期間の波形は
省略して示している。上記各波形において、ライン（ｎ
＋６）〜（ｎ＋８）は光量が２Ｌ1 であるため、輝度信
号ＹL のレベルはＹ2 、色差信号ＣR ／ＣB のレベルは
０になっている。同時化回路10による同時化後の色差信
号ＣR ，ＣB を（Ｄ），（Ｅ）に示す。太い実線が補間
した信号であり、破線は（５）式を満足した本来あるべ
き波形であり、破線と実線の差が着色となって現れ、ホ
ワイトバランスが崩れている部分を示している。
【００１３】図９の（Ｆ）は、エンコーダ17より出力さ
れる変調色信号を示しているが、この信号波形からわか
るように、ライン（ｎ＋６）〜（ｎ＋８）が本来のハイ
ライト部であるにも拘らず、この部分がライン（ｎ＋
５）及び（ｎ＋９）に広がっている。ハイライトクロマ
キラー回路19のコントロール信号を、本来のハイライト
部に対応させた（Ｇ）に示す信号ＹH(1)を用いる場合に
は、ハイライトクロマキラー回路19により抑圧された変
調色信号は（Ｈ）に示すような波形となり、ライン（ｎ
＋５），（ｎ＋９）に広がった着色部は色消去ができな
い。このライン（ｎ＋５），（ｎ＋９）の着色を消去す
るため、ハイライトクロマキラー回路19のコントロール
信号を従来のＹH(1)でなく、ライン（ｎ＋５），（ｎ＋
９）に対応する信号ＹH(0)及びＹH(2)を含めた、図９の
（Ｉ）で示すＹH(0)，ＹH(1)，ＹH(2)のＯＲ出力で消去
することが考えられる。この場合は、抑圧後の変調色信
号は（Ｊ）で示すようになるが、ハイライト部の前後１
Ｈ、すなわち画面上では上下２走査線部分が白くなる。
この状態は、ライン（ｎ＋５），（ｎ＋９）が無彩色の
場合は特に問題はないが、有彩色の場合は有効領域まで
色消去を行うことになり問題である。これは、例えば内
視鏡による体腔内の内壁を撮影した場合のように、無数
のハイライト部が存在する画面では、白黒の広がりは大
きな画質劣化を生ずる。
れる変調色信号を示しているが、この信号波形からわか
るように、ライン（ｎ＋６）〜（ｎ＋８）が本来のハイ
ライト部であるにも拘らず、この部分がライン（ｎ＋
５）及び（ｎ＋９）に広がっている。ハイライトクロマ
キラー回路19のコントロール信号を、本来のハイライト
部に対応させた（Ｇ）に示す信号ＹH(1)を用いる場合に
は、ハイライトクロマキラー回路19により抑圧された変
調色信号は（Ｈ）に示すような波形となり、ライン（ｎ
＋５），（ｎ＋９）に広がった着色部は色消去ができな
い。このライン（ｎ＋５），（ｎ＋９）の着色を消去す
るため、ハイライトクロマキラー回路19のコントロール
信号を従来のＹH(1)でなく、ライン（ｎ＋５），（ｎ＋
９）に対応する信号ＹH(0)及びＹH(2)を含めた、図９の
（Ｉ）で示すＹH(0)，ＹH(1)，ＹH(2)のＯＲ出力で消去
することが考えられる。この場合は、抑圧後の変調色信
号は（Ｊ）で示すようになるが、ハイライト部の前後１
Ｈ、すなわち画面上では上下２走査線部分が白くなる。
この状態は、ライン（ｎ＋５），（ｎ＋９）が無彩色の
場合は特に問題はないが、有彩色の場合は有効領域まで
色消去を行うことになり問題である。これは、例えば内
視鏡による体腔内の内壁を撮影した場合のように、無数
のハイライト部が存在する画面では、白黒の広がりは大
きな画質劣化を生ずる。
【００１４】本発明は、従来の色差線順次方式のカラー
フィルタを備えた撮像素子を用いたカラーカメラにおけ
る上記問題点を解消するためになされたもので、ハイラ
イト部領域のみを効果的に色消去できるカラーカメラの
ハイライト部の色消去方法を提供することを目的とす
る。
フィルタを備えた撮像素子を用いたカラーカメラにおけ
る上記問題点を解消するためになされたもので、ハイラ
イト部領域のみを効果的に色消去できるカラーカメラの
ハイライト部の色消去方法を提供することを目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
消するために、本発明は、色差線順次方式のカラーフィ
ルタを備えた固体撮像素子の出力信号から輝度信号と線
順次色差信号を分離する手段を備え、線順次色差信号を
同時化して得た２つの色差信号と輝度信号からＲ，Ｇ，
Ｂ信号を生成し、該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号によってクロマ信号
を形成するカラーカメラにおいて、線順次色差信号の同
時化前に、ハイライト部の色差信号をホワイトバランス
がとれている状態における係数を乗じた輝度信号に置き
換えてハイライト部の色消去を行うものである。
消するために、本発明は、色差線順次方式のカラーフィ
ルタを備えた固体撮像素子の出力信号から輝度信号と線
順次色差信号を分離する手段を備え、線順次色差信号を
同時化して得た２つの色差信号と輝度信号からＲ，Ｇ，
Ｂ信号を生成し、該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号によってクロマ信号
を形成するカラーカメラにおいて、線順次色差信号の同
時化前に、ハイライト部の色差信号をホワイトバランス
がとれている状態における係数を乗じた輝度信号に置き
換えてハイライト部の色消去を行うものである。
【００１６】このようにハイライト部の色差信号を、係
数の乗じた輝度信号で置き換えることにより、従来のよ
うにハイライト部の色差信号が０になることはなくな
り、ホワイトバランスがとれている状態において成立す
る係数を乗じた輝度信号に置き換えられ着色が生ぜず、
またこのハイライト部の色差信号の置き換えは同時化前
に行うため、従来同時化時に生じたハイライト部の前後
のラインの着色の色消去を行う必要はなくなり、ハイラ
イト部のみを効果的に色消去することができる。
数の乗じた輝度信号で置き換えることにより、従来のよ
うにハイライト部の色差信号が０になることはなくな
り、ホワイトバランスがとれている状態において成立す
る係数を乗じた輝度信号に置き換えられ着色が生ぜず、
またこのハイライト部の色差信号の置き換えは同時化前
に行うため、従来同時化時に生じたハイライト部の前後
のラインの着色の色消去を行う必要はなくなり、ハイラ
イト部のみを効果的に色消去することができる。
【００１７】
【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る色消去方法の実施例を説明するための色差線順
次方式のカラーカメラの全体構成を示す図で、図５に示
した従来のものと同一又は同等の部材には同一符号を付
して、その説明を省略する。本発明で用いるカラーカメ
ラの回路構成において、従来のものと異なる点は、色分
離回路８と同時化回路10との間に補正回路31が挿入さ
れ、ハイライトクロマキラー回路及びクロマキラーコン
トロール信号発生回路が除去されている点であり、補正
回路31を図２に基づいて説明する。本発明において用い
る補正回路31は、図２に示すように、色温度検出回路21
からの利得制御用電圧ＶR ，ＶB に基づいて定数ＫR ，
ＫB をそれぞれ発生する定数発生回路32，33と、該定数
発生回路32，33から発生した定数ＫR ，ＫB を広帯域輝
度信号ＹH の１Ｈ遅延回路３の出力Ｙ0 とを乗じる乗算
回路34，35と、各乗算回路34，35の出力を切り換え出力
させるため、方形波パルスｆH/2 を制御信号としてＨ毎
に出力を切り換えるスイッチ36と、該切換スイッチ36の
出力と線順次色差信号ＣR ／ＣB とを切り換え出力する
切換スイッチ37と、輝度信号Ｙ0 を入力し前記切換スイ
ッチ37の制御信号を発生するハイライト部位置検出回路
38とで構成されている。
明に係る色消去方法の実施例を説明するための色差線順
次方式のカラーカメラの全体構成を示す図で、図５に示
した従来のものと同一又は同等の部材には同一符号を付
して、その説明を省略する。本発明で用いるカラーカメ
ラの回路構成において、従来のものと異なる点は、色分
離回路８と同時化回路10との間に補正回路31が挿入さ
れ、ハイライトクロマキラー回路及びクロマキラーコン
トロール信号発生回路が除去されている点であり、補正
回路31を図２に基づいて説明する。本発明において用い
る補正回路31は、図２に示すように、色温度検出回路21
からの利得制御用電圧ＶR ，ＶB に基づいて定数ＫR ，
ＫB をそれぞれ発生する定数発生回路32，33と、該定数
発生回路32，33から発生した定数ＫR ，ＫB を広帯域輝
度信号ＹH の１Ｈ遅延回路３の出力Ｙ0 とを乗じる乗算
回路34，35と、各乗算回路34，35の出力を切り換え出力
させるため、方形波パルスｆH/2 を制御信号としてＨ毎
に出力を切り換えるスイッチ36と、該切換スイッチ36の
出力と線順次色差信号ＣR ／ＣB とを切り換え出力する
切換スイッチ37と、輝度信号Ｙ0 を入力し前記切換スイ
ッチ37の制御信号を発生するハイライト部位置検出回路
38とで構成されている。
【００１８】次にこのように構成された補正回路31の動
作について説明する。定数発生回路32，33及び乗算回路
34，35により、切換スイッチ36からは補正信号Ｋ
R Ｙ0 ，ＫB Ｙ0 が交互に出力される。ハイライト部位
置検出回路38でハイライト部が検出されると、切換スイ
ッチ37を切換制御して、線順次色差信号ＣR ／ＣB が補
正信号ＫR Ｙ0 ，ＫB Ｙ0 に切り換えられて出力する。
すなわち、ハイライト部が検出され輝度信号ＹH がレベ
ルＹ1 を越えると、色差信号ＣR ／ＣB はそれぞれＫR
Ｙ0 ，ＫB Ｙ0 に置き換えられるため、光量対信号レベ
ル特性は図３において一点鎖線で示すように変えられ、
（５）式を満足する特性となる。なお図３において、破
線は従来のカラーカメラにおける色差信号レベル特性で
ある。
作について説明する。定数発生回路32，33及び乗算回路
34，35により、切換スイッチ36からは補正信号Ｋ
R Ｙ0 ，ＫB Ｙ0 が交互に出力される。ハイライト部位
置検出回路38でハイライト部が検出されると、切換スイ
ッチ37を切換制御して、線順次色差信号ＣR ／ＣB が補
正信号ＫR Ｙ0 ，ＫB Ｙ0 に切り換えられて出力する。
すなわち、ハイライト部が検出され輝度信号ＹH がレベ
ルＹ1 を越えると、色差信号ＣR ／ＣB はそれぞれＫR
Ｙ0 ，ＫB Ｙ0 に置き換えられるため、光量対信号レベ
ル特性は図３において一点鎖線で示すように変えられ、
（５）式を満足する特性となる。なお図３において、破
線は従来のカラーカメラにおける色差信号レベル特性で
ある。
【００１９】この結果、図４の（Ｃ）に示すイメージャ
出力色差信号ＣR ／ＣB は、（Ｄ）に示す波形の補正色
差信号ＣR ／ＣB に補正され、同時化後の色差信号
ＣR ，ＣB の波形も、（Ｅ），（Ｆ）にそれぞれ示すよ
うに、ライン（ｎ＋６）〜（ｎ＋８）のハイライト部及
びその前後のライン共に（５）式を満足するようにな
り、着色は生じない。
出力色差信号ＣR ／ＣB は、（Ｄ）に示す波形の補正色
差信号ＣR ／ＣB に補正され、同時化後の色差信号
ＣR ，ＣB の波形も、（Ｅ），（Ｆ）にそれぞれ示すよ
うに、ライン（ｎ＋６）〜（ｎ＋８）のハイライト部及
びその前後のライン共に（５）式を満足するようにな
り、着色は生じない。
【００２０】一方、被写体の色温度が変化すると、Cy，
Ye，Mg，Ｇの各画素出力のレベル比が変化するため、定
数ＫR ，ＫBは変化する。その結果、Ｒ．Ｇ．Ｂマトリ
クス回路の出力のＧ信号に対するＲ，Ｂ信号の比が変わ
るため、色温度検出回路21で色温度を検出してＲ，Ｂ信
号のゲインをコントロールし、ホワイトバランスのずれ
を補正している。この場合、補正回路31における定数Ｋ
R ，ＫB の値も変える必要があるので、色温度検出回路
21の出力信号ＶR ，ＶB によって定数ＫR ，ＫB の値を
制御するようになっている。勿論、光源が一定していて
色温度が変化しない場合には、定数ＫR ，ＫB は固定値
とする。
Ye，Mg，Ｇの各画素出力のレベル比が変化するため、定
数ＫR ，ＫBは変化する。その結果、Ｒ．Ｇ．Ｂマトリ
クス回路の出力のＧ信号に対するＲ，Ｂ信号の比が変わ
るため、色温度検出回路21で色温度を検出してＲ，Ｂ信
号のゲインをコントロールし、ホワイトバランスのずれ
を補正している。この場合、補正回路31における定数Ｋ
R ，ＫB の値も変える必要があるので、色温度検出回路
21の出力信号ＶR ，ＶB によって定数ＫR ，ＫB の値を
制御するようになっている。勿論、光源が一定していて
色温度が変化しない場合には、定数ＫR ，ＫB は固定値
とする。
【００２１】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、線順次色差信号の同時化前に、ハイラ
イト部の色差信号をホワイトバランスがとれている状態
における係数を乗じた輝度信号に置き換えるようにした
ので、ハイライト部の着色が生ぜず、また従来同時化時
に生じたハイライト部の前後のラインの着色の色消去を
行う必要がなくなり、ハイライト部のみを効果的に色消
去することができる。
本発明によれば、線順次色差信号の同時化前に、ハイラ
イト部の色差信号をホワイトバランスがとれている状態
における係数を乗じた輝度信号に置き換えるようにした
ので、ハイライト部の着色が生ぜず、また従来同時化時
に生じたハイライト部の前後のラインの着色の色消去を
行う必要がなくなり、ハイライト部のみを効果的に色消
去することができる。
【図１】本発明に係るカラーカメラにおける色消去方法
の実施例を説明するためのカラーカメラの回路構成を示
す図である。
の実施例を説明するためのカラーカメラの回路構成を示
す図である。
【図２】図１における補正回路の詳細な回路構成を示す
図である。
図である。
【図３】補正回路により補正された信号特性を示す図で
ある。
ある。
【図４】図１に示したカラーカメラの動作を説明するた
めの信号波形図である。
めの信号波形図である。
【図５】従来の色差線順次方式のカラーカメラの回路構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図６】図５における同時化回路の詳細な回路構成を示
す図である。
す図である。
【図７】色差線順次方式のカラーフィルタを用いた撮像
素子の画素出力レベル特性を示す図である。
素子の画素出力レベル特性を示す図である。
【図８】従来のカラーカメラにおける信号特性を示す図
である。
である。
【図９】従来のカラーカメラにおける動作を説明するた
めの信号波形を示す図である。
めの信号波形を示す図である。
１ イメージャ ２ 広帯域ローパスフィルタ ５ ＤＴＬ信号発生回路 ８ 色分離回路 ９ 狭帯域ローパスフィルタ 10 同時化回路 11 Ｒ．Ｇ．Ｂマトリクス回路 12，13 ホワイトバランス回路 17 エンコーダ 31 補正回路 32，33 係数発生回路 36，37 切換スイッチ 38 ハイライト部位置検出回路
Claims (1)
- 【請求項１】 色差線順次方式のカラーフィルタを備え
た固体撮像素子の出力信号から輝度信号と線順次色差信
号を分離する手段を備え、線順次色差信号を同時化して
得た２つの色差信号と輝度信号からＲ，Ｇ，Ｂ信号を生
成し、該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号によってクロマ信号を形成する
カラーカメラにおいて、線順次色差信号の同時化前に、
ハイライト部の色差信号をホワイトバランスがとれてい
る状態における係数を乗じた輝度信号に置き換えること
を特徴とするハイライト部の色消去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108125A JP3024815B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | カラーカメラにおけるハイライト部の色消去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108125A JP3024815B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | カラーカメラにおけるハイライト部の色消去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315396A JPH04315396A (ja) | 1992-11-06 |
| JP3024815B2 true JP3024815B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=14476572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3108125A Expired - Fee Related JP3024815B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | カラーカメラにおけるハイライト部の色消去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024815B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3108125A patent/JP3024815B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04315396A (ja) | 1992-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000104 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |