JP3087013B2 - カラービデオカメラの信号処理回路及び映像信号処理方法 - Google Patents
カラービデオカメラの信号処理回路及び映像信号処理方法Info
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- JP3087013B2 JP3087013B2 JP07098603A JP9860395A JP3087013B2 JP 3087013 B2 JP3087013 B2 JP 3087013B2 JP 07098603 A JP07098603 A JP 07098603A JP 9860395 A JP9860395 A JP 9860395A JP 3087013 B2 JP3087013 B2 JP 3087013B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用ビデオムービー
や監視用カメラで用いられるカラービデオカメラの信号
処理回路及び映像信号処理方法に関する。
や監視用カメラで用いられるカラービデオカメラの信号
処理回路及び映像信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＴＳＣカラーテレビジョン方式では、
入力像の赤、緑、青３つの原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、
Ｂ信号）より、下記の輝度信号ＥY、Ｉ信号ＥI、Ｑ信号
ＥQに置き換え、このＩ、Ｑ信号成分を色副搬送波で変
調し、それぞれを帯域制限したのち、輝度信号に混合し
て映像信号ＥMを得るようにしている。
入力像の赤、緑、青３つの原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、
Ｂ信号）より、下記の輝度信号ＥY、Ｉ信号ＥI、Ｑ信号
ＥQに置き換え、このＩ、Ｑ信号成分を色副搬送波で変
調し、それぞれを帯域制限したのち、輝度信号に混合し
て映像信号ＥMを得るようにしている。
【０００３】ＥY＝0.59×G+0.30×R+0.11×B ＥI＝0.60×R-0.28×G-0.32×B ＥQ＝0.21×R-0.52×G+0.31×B ＥM＝ＥY＋ＥQ sin(ωt+33°)＋ＥI cos(ωt+33°) ここで、Ｒ、Ｇ、Ｂの原色信号は入力像が無彩色のとき
大きさが等しくなるようゲインを合わせている。このた
め、色信号成分を表すＩ、Ｑ信号は無彩色の時、大きさ
は０となる。
大きさが等しくなるようゲインを合わせている。このた
め、色信号成分を表すＩ、Ｑ信号は無彩色の時、大きさ
は０となる。
【０００４】民生用のカラービデオカメラの場合は、色
副搬送波の位相関係が簡単になるように下記の輝度信号
ＥY、２つの色差信号ＥR-Y、ＥB-Yに変換し、同様に、
色差信号ＥR-Y、ＥB-Yを色副搬送波で変調し、輝度信号
ＥYに多重化することにより、下記映像信号ＥMを得るよ
うにしている。
副搬送波の位相関係が簡単になるように下記の輝度信号
ＥY、２つの色差信号ＥR-Y、ＥB-Yに変換し、同様に、
色差信号ＥR-Y、ＥB-Yを色副搬送波で変調し、輝度信号
ＥYに多重化することにより、下記映像信号ＥMを得るよ
うにしている。
【０００５】ＥY＝0.59×G+0.30×R+0.11×B ＥR-Y＝0.70×R-0.59×G-0.11×B ＥB-Y＝0.89×B-0.59×G-0.30×R ＥM＝ＥY＋ＥB-Y sin(ωt)/2.03＋ＥR-Y cos(ωt)/1.14 このようなカラービデオカメラの信号処理回路の基本構
成を図５に示す。図中、５１はＣＣＤ撮像素子、５２は
色分離回路、５３はマトリクス回路、５４はエンコーダ
である。この構成の場合、ＣＣＤ撮像素子５１からの出
力信号を、そのＣＣＤ撮像素子５１に適合した色分離回
路５２より輝度信号、Ｉ信号、Ｑ信号に変換し、マトリ
クス回路５３において輝度信号成分および２つの色差信
号に変換し、さらに、エンコーダ５４により映像信号を
得るようになっている。
成を図５に示す。図中、５１はＣＣＤ撮像素子、５２は
色分離回路、５３はマトリクス回路、５４はエンコーダ
である。この構成の場合、ＣＣＤ撮像素子５１からの出
力信号を、そのＣＣＤ撮像素子５１に適合した色分離回
路５２より輝度信号、Ｉ信号、Ｑ信号に変換し、マトリ
クス回路５３において輝度信号成分および２つの色差信
号に変換し、さらに、エンコーダ５４により映像信号を
得るようになっている。
【０００６】ＣＣＤ撮像素子５１としては、３つのＣＣ
Ｄを用いる３板式を含み種々の方式があるが、民生用カ
ラービデオカメラでは主に１つのＣＣＤを用いた単板式
が用いられている。単板式の場合、ＣＣＤ撮像素子５１
の上面に、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の原色カラーフィルタや補色
カラーフィルタが貼着される。
Ｄを用いる３板式を含み種々の方式があるが、民生用カ
ラービデオカメラでは主に１つのＣＣＤを用いた単板式
が用いられている。単板式の場合、ＣＣＤ撮像素子５１
の上面に、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の原色カラーフィルタや補色
カラーフィルタが貼着される。
【０００７】前述の補色カラーフィルタを貼着した単板
式ＣＣＤ撮像素子を用いたカラービデオカメラの信号処
理回路を図６に示す。前記補色カラーフィルタとしては
色差線順次カラーフィルタが用いられている。図６にお
いて、５５は色分離回路５２からの出力信号をライン補
間する色信号補間回路であり、この色信号補間回路５５
は、１Ｈ遅延回路５６と、ラインセレクタ５７とを備え
ている。
式ＣＣＤ撮像素子を用いたカラービデオカメラの信号処
理回路を図６に示す。前記補色カラーフィルタとしては
色差線順次カラーフィルタが用いられている。図６にお
いて、５５は色分離回路５２からの出力信号をライン補
間する色信号補間回路であり、この色信号補間回路５５
は、１Ｈ遅延回路５６と、ラインセレクタ５７とを備え
ている。
【０００８】ところで、ＣＣＤ撮像素子を用いたカラー
ビデオカメラの性能を決定する要因のひとつには、信号
雑音比が知られている。この信号雑音比を主に決定する
のは、ＣＣＤエリアセンサの雑音成分である。この雑音
成分は、光電変換時に発生するショット雑音、電荷検出
部で発生するリセット雑音および出力回路のアンプ雑音
からなる。
ビデオカメラの性能を決定する要因のひとつには、信号
雑音比が知られている。この信号雑音比を主に決定する
のは、ＣＣＤエリアセンサの雑音成分である。この雑音
成分は、光電変換時に発生するショット雑音、電荷検出
部で発生するリセット雑音および出力回路のアンプ雑音
からなる。
【０００９】前述のリセット雑音とアンプ雑音は一定の
値をとり、ショット雑音は信号に依存しその大きさを電
子数で示すと信号電子数の平方根の数となる。従来のＣ
ＣＤ撮像素子では、信号電子数が標準撮像状態で１０4
個程度であるため、ショット雑音によるＳ／Ｎ比低下は
問題とならず、低照度時のリセット雑音とアンプ雑音が
問題であった。
値をとり、ショット雑音は信号に依存しその大きさを電
子数で示すと信号電子数の平方根の数となる。従来のＣ
ＣＤ撮像素子では、信号電子数が標準撮像状態で１０4
個程度であるため、ショット雑音によるＳ／Ｎ比低下は
問題とならず、低照度時のリセット雑音とアンプ雑音が
問題であった。
【００１０】また、近年における半導体の微細加工技術
の進展につれてＣＣＤ撮像素子の小型化が進むと、１つ
の画素で取り扱える信号電子数が減少することになり、
そのために、出力信号に含まれる雑音成分のうち、一定
量となるリセット雑音やアンプ雑音の比率が高まるだけ
でなく、信号量に依存するショット雑音まで無視するこ
とができなくなってきた。
の進展につれてＣＣＤ撮像素子の小型化が進むと、１つ
の画素で取り扱える信号電子数が減少することになり、
そのために、出力信号に含まれる雑音成分のうち、一定
量となるリセット雑音やアンプ雑音の比率が高まるだけ
でなく、信号量に依存するショット雑音まで無視するこ
とができなくなってきた。
【００１１】特に、前述の図６に示す構成では、輝度信
号成分に色信号成分を変調して多重化するように設計さ
れている関係上、輝度信号のＳ／Ｎ比を重視するために
色信号成分の変調度は小さくなる傾向にある。また、原
色フィルタ方式を採用する場合でも輝度信号が信号加算
の結果として得られるため、相対的に色信号のＳ／Ｎ比
は悪くなる。つまり、前述の小型化によるＳ／Ｎ比の低
下は、輝度信号と比べ色信号成分で問題となる。
号成分に色信号成分を変調して多重化するように設計さ
れている関係上、輝度信号のＳ／Ｎ比を重視するために
色信号成分の変調度は小さくなる傾向にある。また、原
色フィルタ方式を採用する場合でも輝度信号が信号加算
の結果として得られるため、相対的に色信号のＳ／Ｎ比
は悪くなる。つまり、前述の小型化によるＳ／Ｎ比の低
下は、輝度信号と比べ色信号成分で問題となる。
【００１２】このような問題に対して、従来では、空間
的な統計処理を行う周知のメディアンフィルタや、注目
画素に対してそれ以前の画素信号との加算平均化処理を
行う周知の巡回型フィルタの適用が検討されている。こ
れらのフィルタの処理は、図５や図６のカラービデオカ
メラの信号処理回路において、マトリクス回路５３から
出力される輝度信号および２つの色差信号のそれぞれに
ついて施すようにする。なお、前述の巡回型フィルタと
しては、一般的に、図７に示すライン巡回型フィルタ５
８と、図８に示すフィールド巡回型フィルタ５９とが知
られている。図７および図８において、６０，６１は減
衰器、６２は加算器、６３は１ラインメモリ、６４は１
フィールドメモリである。いずれの巡回フィルタ５８，
５９も、特性は、減衰器６０，６１で決まる現入力信号
と遅延信号の比率すなわち巡回係数＝（遅延信号）／
（現信号＋遅延信号）で決定される。この巡回係数が大
きくなれば、雑音改善効果が上がるが、演算方向に対す
る解像度劣化も増える。
的な統計処理を行う周知のメディアンフィルタや、注目
画素に対してそれ以前の画素信号との加算平均化処理を
行う周知の巡回型フィルタの適用が検討されている。こ
れらのフィルタの処理は、図５や図６のカラービデオカ
メラの信号処理回路において、マトリクス回路５３から
出力される輝度信号および２つの色差信号のそれぞれに
ついて施すようにする。なお、前述の巡回型フィルタと
しては、一般的に、図７に示すライン巡回型フィルタ５
８と、図８に示すフィールド巡回型フィルタ５９とが知
られている。図７および図８において、６０，６１は減
衰器、６２は加算器、６３は１ラインメモリ、６４は１
フィールドメモリである。いずれの巡回フィルタ５８，
５９も、特性は、減衰器６０，６１で決まる現入力信号
と遅延信号の比率すなわち巡回係数＝（遅延信号）／
（現信号＋遅延信号）で決定される。この巡回係数が大
きくなれば、雑音改善効果が上がるが、演算方向に対す
る解像度劣化も増える。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記メディ
アンフィルタを用いた場合、ランダムな雑音低減には効
果があるものの、高周波な画像に対しては劣化を生じ
る。さらに取り扱う領域を越えるような低周波な雑音に
対しては効果がないため、色信号のように狭帯域な信号
には適さない。
アンフィルタを用いた場合、ランダムな雑音低減には効
果があるものの、高周波な画像に対しては劣化を生じ
る。さらに取り扱う領域を越えるような低周波な雑音に
対しては効果がないため、色信号のように狭帯域な信号
には適さない。
【００１４】また、上記ライン巡回型フィルタ５８を用
いた場合、色信号の雑音除去に効果があるものの、垂直
方向の平均化処理となるために、垂直解像度の低下をま
ねくとともに、画面全体に現れるような雑音の除去は困
難である。また、図６に示すような単板式カラービデオ
カメラでは、色信号補間回路５５で色差信号をライン補
間しているため、ライン巡回型フィルタ使用によりさら
に垂直解像度の低下を招くことになる。
いた場合、色信号の雑音除去に効果があるものの、垂直
方向の平均化処理となるために、垂直解像度の低下をま
ねくとともに、画面全体に現れるような雑音の除去は困
難である。また、図６に示すような単板式カラービデオ
カメラでは、色信号補間回路５５で色差信号をライン補
間しているため、ライン巡回型フィルタ使用によりさら
に垂直解像度の低下を招くことになる。
【００１５】このようにメディアンフィルタやライン巡
回型フィルタ５８を用いても、雑音低減、特に色差信号
の雑音低減の効果が得られない。
回型フィルタ５８を用いても、雑音低減、特に色差信号
の雑音低減の効果が得られない。
【００１６】一方、上記フィールド巡回型フィルタ５９
を用いた場合、雑音改善効果を奏するものの、時間軸方
向の演算となるために時間軸での解像度劣化すなわち動
きに対する残像が発生するという問題がある。
を用いた場合、雑音改善効果を奏するものの、時間軸方
向の演算となるために時間軸での解像度劣化すなわち動
きに対する残像が発生するという問題がある。
【００１７】この問題は、図９に示すように入力信号と
１フィールドメモリ６４より得られた１フィールド遅延
信号との相関により判定する動き検出回路６５を追加す
るとともに、動き検出結果に応じて巡回係数を可変とな
るように構成することにより、回避できるようになる。
つまり、動き検出回路６５で動き部分と静止部分を検出
し、静止部分では巡回係数を大とし、動き部分では巡回
係数を抑えるようにするのである。
１フィールドメモリ６４より得られた１フィールド遅延
信号との相関により判定する動き検出回路６５を追加す
るとともに、動き検出結果に応じて巡回係数を可変とな
るように構成することにより、回避できるようになる。
つまり、動き検出回路６５で動き部分と静止部分を検出
し、静止部分では巡回係数を大とし、動き部分では巡回
係数を抑えるようにするのである。
【００１８】しかしながら、図９に示すフィールド巡回
型フィルタ５９Ａを図５や図６のカラービデオカメラの
信号処理回路に用いた場合、回路規模が大きくなるなど
コスト増を余儀なくされる他、動き検出回路６５が多大
なデータを扱う相関処理を行う関係から消費電力が大と
なるために、低消費電力化が必要不可欠なカラービデオ
カメラのような携帯機器には適さないことが指摘され
る。
型フィルタ５９Ａを図５や図６のカラービデオカメラの
信号処理回路に用いた場合、回路規模が大きくなるなど
コスト増を余儀なくされる他、動き検出回路６５が多大
なデータを扱う相関処理を行う関係から消費電力が大と
なるために、低消費電力化が必要不可欠なカラービデオ
カメラのような携帯機器には適さないことが指摘され
る。
【００１９】この図９に示す構成に対して、特開昭６４
−７１２８７号公報で示される構成が考えられている。
この公報に記載のものでは、輝度信号のみから動き検出
を行うようにし、ここで動き検出した結果により、輝度
信号と２つの色差信号とについての巡回係数をそれぞれ
適正に可変設定するようにしている。つまり、２つの色
差信号についての動き検出を省くようにしている。
−７１２８７号公報で示される構成が考えられている。
この公報に記載のものでは、輝度信号のみから動き検出
を行うようにし、ここで動き検出した結果により、輝度
信号と２つの色差信号とについての巡回係数をそれぞれ
適正に可変設定するようにしている。つまり、２つの色
差信号についての動き検出を省くようにしている。
【００２０】しかしながら、この公報の構成について
も、依然として、一つの動き検出回路が必要となるため
に、カラービデオカメラのような携帯機器での利用には
適さないと言える。
も、依然として、一つの動き検出回路が必要となるため
に、カラービデオカメラのような携帯機器での利用には
適さないと言える。
【００２１】したがって、本発明は、簡単な回路構成で
かつ低消費電力となる構成としながら、Ｓ／Ｎ比を改善
した映像信号を生成できるカラービデオカメラの信号処
理回路を提供することを目的としている。
かつ低消費電力となる構成としながら、Ｓ／Ｎ比を改善
した映像信号を生成できるカラービデオカメラの信号処
理回路を提供することを目的としている。
【００２２】また、本発明は、先のカラービデオカメラ
の信号処理回路を用いて高品質な画像表示を行える映像
信号処理回路を提供することも目的とする。
の信号処理回路を用いて高品質な画像表示を行える映像
信号処理回路を提供することも目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】第１の発明のカラービデ
オカメラの信号処理回路は、ＣＣＤ撮像素子の出力信号
より輝度信号と２つの色差信号を求める第１手段と、前
記２つの色差信号のみについてそれぞれフィールド巡回
加算処理を行う第２手段と、この第２手段から与えられ
る２つの色差信号を色副搬送波信号で変調するとともに
前記第１手段から直接与えられる輝度信号に多重化して
映像信号を生成する第３手段とを含む。
オカメラの信号処理回路は、ＣＣＤ撮像素子の出力信号
より輝度信号と２つの色差信号を求める第１手段と、前
記２つの色差信号のみについてそれぞれフィールド巡回
加算処理を行う第２手段と、この第２手段から与えられ
る２つの色差信号を色副搬送波信号で変調するとともに
前記第１手段から直接与えられる輝度信号に多重化して
映像信号を生成する第３手段とを含む。
【００２４】なお、前述の第２手段は、入力される対象
の色差信号と、１フィールド遅延された色差信号とを加
算し、垂直方向で相関をとるフィールド巡回型フィルタ
である。
の色差信号と、１フィールド遅延された色差信号とを加
算し、垂直方向で相関をとるフィールド巡回型フィルタ
である。
【００２５】第２の発明のカラービデオカメラの信号処
理回路は、ＣＣＤ撮像素子の出力信号より輝度信号成分
と２つの色信号成分とを分離する色分離回路と、色分離
回路からの３つの信号成分より輝度信号と２つの色差信
号に変換するマトリクス回路と、マトリクス回路から出
力される２つの色差信号のみについてそれぞれフィール
ド巡回加算処理を行う２つのフィールド巡回型フィルタ
と、この２つのフィルタ巡回型フィルタからそれぞれ与
えられる２つの色差信号を色副搬送波信号で変調すると
ともに前記マトリクス回路から直接与えられる輝度信号
に多重化して映像信号を生成するエンコーダとを含む。
理回路は、ＣＣＤ撮像素子の出力信号より輝度信号成分
と２つの色信号成分とを分離する色分離回路と、色分離
回路からの３つの信号成分より輝度信号と２つの色差信
号に変換するマトリクス回路と、マトリクス回路から出
力される２つの色差信号のみについてそれぞれフィール
ド巡回加算処理を行う２つのフィールド巡回型フィルタ
と、この２つのフィルタ巡回型フィルタからそれぞれ与
えられる２つの色差信号を色副搬送波信号で変調すると
ともに前記マトリクス回路から直接与えられる輝度信号
に多重化して映像信号を生成するエンコーダとを含む。
【００２６】第３の発明の映像信号処理方法は、カラー
ビデオカメラ側で、ＣＣＤ撮像素子の出力信号より輝度
信号と２つの色差信号を求め、これら輝度信号と２つの
色差信号のうち、２つの色差信号のみについてフィール
ド巡回加算処理を行い、その２つの色差信号を色副搬送
波信号で変調するとともに輝度信号に多重化して映像信
号を生成させる一方、テレビ受像機側で、前記カラービ
デオカメラで生成した映像信号より輝度信号と３つの色
差信号を求め、この３つの色差信号に前記輝度信号を加
算してＲ、Ｇ、Ｂの色信号成分に復調して表示器に出力
させる。
ビデオカメラ側で、ＣＣＤ撮像素子の出力信号より輝度
信号と２つの色差信号を求め、これら輝度信号と２つの
色差信号のうち、２つの色差信号のみについてフィール
ド巡回加算処理を行い、その２つの色差信号を色副搬送
波信号で変調するとともに輝度信号に多重化して映像信
号を生成させる一方、テレビ受像機側で、前記カラービ
デオカメラで生成した映像信号より輝度信号と３つの色
差信号を求め、この３つの色差信号に前記輝度信号を加
算してＲ、Ｇ、Ｂの色信号成分に復調して表示器に出力
させる。
【００２７】
【作用】本発明のカラービデオカメラの信号処理回路で
は、輝度信号についてフィールド巡回加算処理を行わな
いで、２つの色差信号についてのみフィールド巡回加算
処理を行うように構成しており、このフィールド巡回加
算処理では、従来のような動き検出回路の検出結果に応
じて巡回係数を可変するという処理は行わない。このた
め、色差信号のＳ／Ｎ比を改善できるようになるもの
の、フィールド間での信号の変化すなわち動き部分での
信号劣化（残像）が発生することは避けられない。
は、輝度信号についてフィールド巡回加算処理を行わな
いで、２つの色差信号についてのみフィールド巡回加算
処理を行うように構成しており、このフィールド巡回加
算処理では、従来のような動き検出回路の検出結果に応
じて巡回係数を可変するという処理は行わない。このた
め、色差信号のＳ／Ｎ比を改善できるようになるもの
の、フィールド間での信号の変化すなわち動き部分での
信号劣化（残像）が発生することは避けられない。
【００２８】本発明の映像信号処理方法では、前述のカ
ラービデオカメラにおいて生成する映像信号の信号劣化
を、テレビ受像機側での色信号の復調時において、フィ
ールド巡回加算処理を施してある色差信号に対してフィ
ールド巡回加算処理を施していない輝度信号を加算する
ことにより、自動的に補正させるようにしている。つま
り、輝度信号の変化でもって色差信号の信号劣化が補正
されることになる。
ラービデオカメラにおいて生成する映像信号の信号劣化
を、テレビ受像機側での色信号の復調時において、フィ
ールド巡回加算処理を施してある色差信号に対してフィ
ールド巡回加算処理を施していない輝度信号を加算する
ことにより、自動的に補正させるようにしている。つま
り、輝度信号の変化でもって色差信号の信号劣化が補正
されることになる。
【００２９】つまり、カラービデオカメラ側において、
輝度信号についてフィールド巡回加算処理を行わない
で、２つの色差信号についてのみフィールド巡回加算処
理を行わせるから、テレビ受像機側において、特別な構
成を必要としなくとも、フィールド巡回加算処理に伴う
信号劣化を自動的に補正できるようになるのである。
輝度信号についてフィールド巡回加算処理を行わない
で、２つの色差信号についてのみフィールド巡回加算処
理を行わせるから、テレビ受像機側において、特別な構
成を必要としなくとも、フィールド巡回加算処理に伴う
信号劣化を自動的に補正できるようになるのである。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の詳細を図１ないし図４に示す
実施例に基づいて説明する。ここでは、カラービデオカ
メラとして、民生用カラーカメラに最もよく用いられて
いる補色カラーフィルタのひとつである色差線順次カラ
ーフィルタを用いた方式を例に挙げる。
実施例に基づいて説明する。ここでは、カラービデオカ
メラとして、民生用カラーカメラに最もよく用いられて
いる補色カラーフィルタのひとつである色差線順次カラ
ーフィルタを用いた方式を例に挙げる。
【００３１】図１ないし図４は本発明の一実施例にかか
り、図１は、カラービデオカメラの信号処理回路の構成
図、図２は、色差線順次カラーフィルタの画素配置、図
３は、色差線順次カラーフィルタからの信号読み出し形
態を説明するための図、図４は、２軸復調方式のテレビ
受像機の信号処理回路の構成図である。
り、図１は、カラービデオカメラの信号処理回路の構成
図、図２は、色差線順次カラーフィルタの画素配置、図
３は、色差線順次カラーフィルタからの信号読み出し形
態を説明するための図、図４は、２軸復調方式のテレビ
受像機の信号処理回路の構成図である。
【００３２】図１において、１はＣＣＤ撮像素子、２は
色分離回路、３はマトリクス回路、４はエンコーダ、５
は色信号補間回路、６はフィールド巡回型フィルタであ
る。色信号補間回路５は、従来例で説明した図６に示す
ものと同様の構成であり、１Ｈ遅延回路５ａと、ライン
セレクタ５ｂとからなる。フィールド巡回型フィルタ６
は、従来例で説明した図８に示すものと同様の構成であ
り、減衰器６ａ，６ｂと、加算器６ｃ、１フィールドメ
モリ６ｄとからなる。なお、色分離回路２とマトリクス
回路３とが請求項の第１手段に対応し、フィールド巡回
型フィルタ６が請求項の第２手段に対応し、エンコーダ
４が請求項の第３手段に対応している。
色分離回路、３はマトリクス回路、４はエンコーダ、５
は色信号補間回路、６はフィールド巡回型フィルタであ
る。色信号補間回路５は、従来例で説明した図６に示す
ものと同様の構成であり、１Ｈ遅延回路５ａと、ライン
セレクタ５ｂとからなる。フィールド巡回型フィルタ６
は、従来例で説明した図８に示すものと同様の構成であ
り、減衰器６ａ，６ｂと、加算器６ｃ、１フィールドメ
モリ６ｄとからなる。なお、色分離回路２とマトリクス
回路３とが請求項の第１手段に対応し、フィールド巡回
型フィルタ６が請求項の第２手段に対応し、エンコーダ
４が請求項の第３手段に対応している。
【００３３】この実施例の特徴構成は、マトリクス回路
３から出力される輝度信号および２つの色差信号のう
ち、２つの色差信号のみについてフィールド巡回型フィ
ルタ６によりフィールド巡回加算処理を行わせるように
し、輝度信号についてフィールド巡回加算処理を行わせ
ないようにしていることである。
３から出力される輝度信号および２つの色差信号のう
ち、２つの色差信号のみについてフィールド巡回型フィ
ルタ６によりフィールド巡回加算処理を行わせるように
し、輝度信号についてフィールド巡回加算処理を行わせ
ないようにしていることである。
【００３４】ＣＣＤ撮像素子１は、１つのＣＣＤあたり
２つのフォトダイオードからなっており、ここでは、１
度に２つのフォトダイオードの信号を合算して駆動する
フィールド蓄積モードと呼ぶ信号読み出しが行われる。
なお、前述の信号読み出しには、テレビの飛び越し走査
にあわせて１度の走査で１つおきのフォトダイオードの
信号を読むフレーム蓄積モードもある。
２つのフォトダイオードからなっており、ここでは、１
度に２つのフォトダイオードの信号を合算して駆動する
フィールド蓄積モードと呼ぶ信号読み出しが行われる。
なお、前述の信号読み出しには、テレビの飛び越し走査
にあわせて１度の走査で１つおきのフォトダイオードの
信号を読むフレーム蓄積モードもある。
【００３５】このＣＣＤ撮像素子１の上面には、図２に
示すようなカラーフィルタ７が貼り付けられている。こ
のカラーフィルタ７は、マゼンタ色（Ｍａ）フィルタ、
緑色（Ｇ）フィルタ、黄色（Ｙｅ）フィルタ、シアン色
（Ｃｙ）フィルタとを備え、これら各フィルタはそれぞ
れの色成分を透過する。
示すようなカラーフィルタ７が貼り付けられている。こ
のカラーフィルタ７は、マゼンタ色（Ｍａ）フィルタ、
緑色（Ｇ）フィルタ、黄色（Ｙｅ）フィルタ、シアン色
（Ｃｙ）フィルタとを備え、これら各フィルタはそれぞ
れの色成分を透過する。
【００３６】このようなカラーフィルタ７を使用したＣ
ＣＤ撮像素子１の出力信号は、図３に示すように、フィ
ールド蓄積モードで加算され、以下の信号となる。
ＣＤ撮像素子１の出力信号は、図３に示すように、フィ
ールド蓄積モードで加算され、以下の信号となる。
【００３７】第１フィールドの第１列の信号は、以下の
形で順次出力される。
形で順次出力される。
【００３８】Ma+Ye G+Cy Ma+Ye G+Cy これを色成分で示すと、 2R+G+B 2G+B 2R+G+B 2G+B となる。
【００３９】ここで、Y=1.5×G+R+B とおくと 2R+G+B=Y+(R-0.5×G) 2G+B =Y-(R-0.5×G) となり、上記信号が、 Y+(R-0.5×G) Y-(R-0.5×G) Y+(R-0.5×G) Y-
(R-0.5×G) と表せ、輝度信号成分を基底成分として、(R-0.5×G)で
示される色信号成分が１／２クロック周波数成分で変調
し重畳されていることが分かる。
(R-0.5×G) と表せ、輝度信号成分を基底成分として、(R-0.5×G)で
示される色信号成分が１／２クロック周波数成分で変調
し重畳されていることが分かる。
【００４０】このため、出力信号の隣接画素の加算処理
で輝度信号成分が、差分を取ることで色信号成分が得ら
れる。この処理は色分離回路２において行われる。
で輝度信号成分が、差分を取ることで色信号成分が得ら
れる。この処理は色分離回路２において行われる。
【００４１】また、同様に、第２列より輝度信号成分と
(B-0.5×G)で示される色信号成分が得られる。
(B-0.5×G)で示される色信号成分が得られる。
【００４２】第２フィールドの各々の列についても上記
第１フィールドでの説明と同様であるので、説明を省略
する。
第１フィールドでの説明と同様であるので、説明を省略
する。
【００４３】これらの信号よりカラー信号を求めるが、
１列に１つの色信号しか求められないため、お互いに不
足となる色信号成分については色信号補間回路５により
１列前の信号が補間される。
１列に１つの色信号しか求められないため、お互いに不
足となる色信号成分については色信号補間回路５により
１列前の信号が補間される。
【００４４】以上の処理により、輝度信号成分と２つの
色信号成分が得られ、さらにこの３つの信号成分よりマ
トリクス回路３において輝度信号と２つの色差信号に変
換し、さらにエンコーダ４において色差信号を色副搬送
波で変調し輝度信号に多重化して映像信号を求めること
になる。
色信号成分が得られ、さらにこの３つの信号成分よりマ
トリクス回路３において輝度信号と２つの色差信号に変
換し、さらにエンコーダ４において色差信号を色副搬送
波で変調し輝度信号に多重化して映像信号を求めること
になる。
【００４５】ところで、フィールド巡回型フィルタ６の
処理を説明する。ここで例として赤の色差信号ついて考
える。
処理を説明する。ここで例として赤の色差信号ついて考
える。
【００４６】現入力信号と１フィールドメモリ６ｄによ
り得られた遅延信号に対し減衰器６ａ，６ｂを通し加算
して得られた巡回フィルタ出力は、 ER-Y n'=(1-K)ER-Y n+KER-Y'n-1 ER-Y n ：ｎフィールド目の(R-Y)信号 ER-Y n' ：ｎフィールド目の(R-Y)信号の巡回フィルタ
出力信号 Ｋ ：巡回係数 （０＜Ｋ＜１） と表すことができる。
り得られた遅延信号に対し減衰器６ａ，６ｂを通し加算
して得られた巡回フィルタ出力は、 ER-Y n'=(1-K)ER-Y n+KER-Y'n-1 ER-Y n ：ｎフィールド目の(R-Y)信号 ER-Y n' ：ｎフィールド目の(R-Y)信号の巡回フィルタ
出力信号 Ｋ ：巡回係数 （０＜Ｋ＜１） と表すことができる。
【００４７】このとき、この信号のＳ／Ｎ比は √（（１−Ｋ）（１＋Ｋ）） だけ改善される。
【００４８】このようにフィールド巡回型フィルタ６を
利用していれば、信号のＳ／Ｎ比を改善できるものの、
動き検出回路を用いて巡回係数を可変しないことから信
号劣化（動きに対する残像）が生じることは避けられな
い。このような信号劣化については、下記するようにテ
レビ受像機側での信号再生時において自動的に補正を行
うことができる。
利用していれば、信号のＳ／Ｎ比を改善できるものの、
動き検出回路を用いて巡回係数を可変しないことから信
号劣化（動きに対する残像）が生じることは避けられな
い。このような信号劣化については、下記するようにテ
レビ受像機側での信号再生時において自動的に補正を行
うことができる。
【００４９】次に、図４に示す一般的な２軸復調方式の
テレビ受像機での信号再生について簡単な説明を行う。
図４において、１０はチューナー、１１は映像検波器、
１２は色復調器、１３はマトリクス回路、１４ａ，１４
ｂ，１４ｃは加算器、１５は受像管である。
テレビ受像機での信号再生について簡単な説明を行う。
図４において、１０はチューナー、１１は映像検波器、
１２は色復調器、１３はマトリクス回路、１４ａ，１４
ｂ，１４ｃは加算器、１５は受像管である。
【００５０】チューナー１０および映像検波器１１から
得られた映像信号より輝度信号とさらに色復調器１２を
通し色差信号Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号を復調する。この
色差信号よりマトリクス回路１３において以下の演算に
よりＧ−Ｙ信号を求める。
得られた映像信号より輝度信号とさらに色復調器１２を
通し色差信号Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号を復調する。この
色差信号よりマトリクス回路１３において以下の演算に
よりＧ−Ｙ信号を求める。
【００５１】ＥG-Y＝−(0.51ＥR-Y＋0.19ＥB-Y) その結果得られた３つの色差信号について、加算器１４
ａ〜１４ｃで輝度信号を加算してＲ、Ｇ、Ｂの色信号成
分に復調し、受像管１５に出力する。すなわち、テレビ
受像機での原色信号の再生処理は、各色差信号に輝度信
号を加算することにより行う。
ａ〜１４ｃで輝度信号を加算してＲ、Ｇ、Ｂの色信号成
分に復調し、受像管１５に出力する。すなわち、テレビ
受像機での原色信号の再生処理は、各色差信号に輝度信
号を加算することにより行う。
【００５２】ここで、図１に示すカラービデオカメラで
フィールド巡回加算処理された赤の色差信号について考
える。
フィールド巡回加算処理された赤の色差信号について考
える。
【００５３】輝度信号の加算による原色信号への復調に
より赤の色信号として、 ＥR n=ＥR-Y n’＋ＥY n =(1-K)(ER-Y n+EY n)+K(ER-Y n-1'+EY n) =(1-K)(ER-Y n+EY n)+K((1-K)(ER-Y n-1+EY n)+ ・・・ ) =(1-K)(ER-Y n+EY n)+K((1-K)((ER-Y n-1+EY n-1)+(EY n-EY n-1))+ ・・・ ) =(1-K)(ER n)+K((1-K)(ER n+((ER n-1-ER n)-(EY n-1-EY n)))+ ・・・ ) 上式が得られ、輝度信号の差成分(EY n-1-EY n)により色
信号の変化(ER n-1-ER n)の補正が行われていることが解
る。
より赤の色信号として、 ＥR n=ＥR-Y n’＋ＥY n =(1-K)(ER-Y n+EY n)+K(ER-Y n-1'+EY n) =(1-K)(ER-Y n+EY n)+K((1-K)(ER-Y n-1+EY n)+ ・・・ ) =(1-K)(ER-Y n+EY n)+K((1-K)((ER-Y n-1+EY n-1)+(EY n-EY n-1))+ ・・・ ) =(1-K)(ER n)+K((1-K)(ER n+((ER n-1-ER n)-(EY n-1-EY n)))+ ・・・ ) 上式が得られ、輝度信号の差成分(EY n-1-EY n)により色
信号の変化(ER n-1-ER n)の補正が行われていることが解
る。
【００５４】また、青の色信号についても上記と同様で
あり、さらに青と赤の１次結合で得られる緑の色信号に
ついても上式は成り立つ。
あり、さらに青と赤の１次結合で得られる緑の色信号に
ついても上式は成り立つ。
【００５５】以上のように、カラービデオカメラにおい
て色差信号のみをフィールド巡回型フィルタ６で処理し
て輝度信号については該フィルタで処理させないように
することにより、色差信号のＳ／Ｎ比を改善できるよう
になるとともに、カラービデオカメラで生成する映像信
号における信号劣化（動きに対する残像）を一般的なテ
レビ受像機側で自動的に補正できて高品質な画像が表示
できるようになる。
て色差信号のみをフィールド巡回型フィルタ６で処理し
て輝度信号については該フィルタで処理させないように
することにより、色差信号のＳ／Ｎ比を改善できるよう
になるとともに、カラービデオカメラで生成する映像信
号における信号劣化（動きに対する残像）を一般的なテ
レビ受像機側で自動的に補正できて高品質な画像が表示
できるようになる。
【００５６】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。上記
実施例では、色差線順次カラーフィルタ方式に沿って説
明を行っているが、図５に示す基本構成を有するカラー
ビデオカメラであれば本発明を適用することができる。
例えば、ベイヤ配列式カラーフィルタを用いるものや、
多板式のＣＣＤ撮像素子を用いるものなどでも本発明を
適用できる。
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。上記
実施例では、色差線順次カラーフィルタ方式に沿って説
明を行っているが、図５に示す基本構成を有するカラー
ビデオカメラであれば本発明を適用することができる。
例えば、ベイヤ配列式カラーフィルタを用いるものや、
多板式のＣＣＤ撮像素子を用いるものなどでも本発明を
適用できる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように、本発明のカラービデオカ
メラの信号処理回路では、動き検出回路を用いずにフィ
ールド巡回型フィルタを利用しているから、簡単な回路
構成でかつ低消費電力とすることができて、携帯機器に
最適な低消費電力化が実現できる。
メラの信号処理回路では、動き検出回路を用いずにフィ
ールド巡回型フィルタを利用しているから、簡単な回路
構成でかつ低消費電力とすることができて、携帯機器に
最適な低消費電力化が実現できる。
【００５８】本発明の映像信号処理方法では、前述のカ
ラービデオカメラの信号処理回路で生成する映像信号に
フィールド巡回型フィルタを用いることに伴う信号劣化
（動きに対する残像）が生じていても、テレビ受像機側
において特別な構成としなくても自動的に補正させるこ
とができるから、映像信号のＳ／Ｎ比を改善することが
できて、高品質な画像を表示できるようになる。
ラービデオカメラの信号処理回路で生成する映像信号に
フィールド巡回型フィルタを用いることに伴う信号劣化
（動きに対する残像）が生じていても、テレビ受像機側
において特別な構成としなくても自動的に補正させるこ
とができるから、映像信号のＳ／Ｎ比を改善することが
できて、高品質な画像を表示できるようになる。
【図１】本発明の一実施例のカラービデオカメラの信号
処理回路の構成図
処理回路の構成図
【図２】図１のＣＣＤ撮像素子に貼着する色差線順次カ
ラーフィルタの画素配置を示す図
ラーフィルタの画素配置を示す図
【図３】図２の色差線順次カラーフィルタの信号読み出
し形態を説明するための図
し形態を説明するための図
【図４】一般的な２軸復調方式のテレビ受像機の信号処
理回路の構成図
理回路の構成図
【図５】従来のカラービデオカメラの信号処理回路の基
本構成図
本構成図
【図６】従来の他のカラービデオカメラの信号処理回路
の構成図
の構成図
【図７】一般的なライン巡回型フィルタの構成を示す図
【図８】一般的なフィールド巡回型フィルタの構成を示
す図
す図
【図９】従来の他のフィールド巡回型フィルタの構成を
示す図
示す図
１ ＣＣＤ撮像素子 ２ 色分離回路 ３ マトリクス回路 ４ エンコーダ ５ 色信号補間回路 ６ フィールド巡回型フィルタ ７ カラーフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 9/67,9/78 H04N 9/79 - 9/898
Claims (4)
- 【請求項１】 ＣＣＤ撮像素子の出力信号より輝度信号
と２つの色差信号を求める第１手段と、 前記２つの色差信号のみについてそれぞれフィールド巡
回加算処理を行う第２手段と、 この第２手段から与えられる２つの色差信号を色副搬送
波信号で変調するとともに前記第１手段から直接与えら
れる輝度信号に多重化して映像信号を生成する第３手段
と、 を含む、ことを特徴とするカラービデオカメラの信号処
理回路。 - 【請求項２】 第２手段は、入力される対象の色差信号
と、１フィールド遅延された色差信号とを加算し、垂直
方向で相関をとるフィールド巡回型フィルタである、請
求項１のカラービデオカメラの信号処理回路。 - 【請求項３】 ＣＣＤ撮像素子の出力信号より輝度信号
成分と２つの色信号成分とを分離する色分離回路と、 色分離回路からの３つの信号成分より輝度信号と２つの
色差信号に変換するマトリクス回路と、 マトリクス回路から出力される２つの色差信号のみにつ
いてそれぞれフィールド巡回加算処理を行う２つのフィ
ールド巡回型フィルタと、 この２つのフィルタ巡回型フィルタからそれぞれ与えら
れる２つの色差信号を色副搬送波信号で変調するととも
に前記マトリクス回路から直接与えられる輝度信号に多
重化して映像信号を生成するエンコーダと、 を含む、ことを特徴とするカラービデオカメラの信号処
理回路。 - 【請求項４】 カラービデオカメラ側で、ＣＣＤ撮像素
子の出力信号より輝度信号と２つの色差信号を求め、こ
れら輝度信号と２つの色差信号のうち、２つの色差信号
のみについてフィールド巡回加算処理を行い、その２つ
の色差信号を色副搬送波信号で変調するとともに輝度信
号に多重化して映像信号を生成させる一方、 テレビ受像機側で、前記カラービデオカメラで生成した
映像信号より輝度信号と３つの色差信号を求め、この３
つの色差信号に前記輝度信号を加算してＲ、Ｇ、Ｂの色
信号成分に復調して表示器に出力させる、ことを特徴と
する映像信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07098603A JP3087013B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | カラービデオカメラの信号処理回路及び映像信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07098603A JP3087013B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | カラービデオカメラの信号処理回路及び映像信号処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08294141A JPH08294141A (ja) | 1996-11-05 |
| JP3087013B2 true JP3087013B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=14224191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07098603A Expired - Fee Related JP3087013B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | カラービデオカメラの信号処理回路及び映像信号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3087013B2 (ja) |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP07098603A patent/JP3087013B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08294141A (ja) | 1996-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |