JP3126857B2

JP3126857B2 - 映像信号処理装置

Info

Publication number: JP3126857B2
Application number: JP05270741A
Authority: JP
Inventors: 真一前里
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 1993-10-28
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 2001-01-22
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JPH07131800A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各々が多数の受光素子を
マトリックス状に配列した少なくとも２個の固体撮像素
子を具え、これらの固体撮像素子を、それらの受光素子
が受光素子の配列ピッチのほぼ半分だけ主走査方向に互
いにずれるように配置して空間画素ずらしを行った固体
撮像装置から出力される複数の色信号、特に空間画素ず
らし法を採用した３板式固体撮像素子を用いるカラーテ
レビカメラから出力される複数の色信号を処理する映像
信号処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、３板式のカラーテレビカメラで
は、画素数の少ない固体撮像素子で高解像度の映像信号
を得るために、緑色（Ｇ）用の固体撮像素子の空間的位
置を基準として赤色（Ｒ）および青色（Ｂ）用の固体撮
像素子の位置を主走査方向（水平方向）に画素の配列ピ
ッチの半分だけずらした空間画素ずらし法が採用されて
いる。

【０００３】図１は上述した空間画素ずらし法を採用し
た３板式のカラーテレビカメラの撮像部の構成の一例を
示すものである。被写体からの入射光を色分解プリズム
１によってＲ，Ｇ，Ｂの３原色の光に分割し、それぞれ
の色の光学像を３個の固体撮像素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂで
受光し、それぞれ赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信
号Ｂを出力するように構成されている。図２はこれら３
個の固体撮像素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの画素の空間的配置
関係を示すものであり、赤色用の固体撮像素子２Ｒおよ
び青色用の固体撮像素子２Ｂの画素は、緑色用の固体撮
像素子２Ｇの画素に対して水平方向に画素ピッチＰの半
分だけずらして配置されている。この固体撮像素子の読
み出しについて特開昭52-129321 号公報に開示されてい
るように赤、緑および青色用の各固体撮像素子の配置の
ずれに対応して読み出しクロックパルスをずらせる方法
と、同一のクロックパルスで読み出す方法とがある。輝
度信号Ｙは、これらの固体撮像素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂか
ら出力される各色信号をエンコーダマトリックス処理部
において規定の割合で混合して作成されるが、各色に対
応する画素は図３に示すように空間的に配置されたもの
となるので、画素数が見掛け上増大し、解像度が向上し
た輝度信号Ｙが得られることになる。これらの色信号
Ｒ，Ｇ，Ｂを混合して輝度信号Ｙを作成する場合の混合
比は、例えばＮＴＳＣ方式の場合には次式のように規定
されている。

【数１】 Y ＝0.3R＋0.59G ＋0.11B （１）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような画素ず
らし法を採用した３板式のカラーテレビカメラにおいて
は、出力される輝度信号Ｙには図４に示すようにレスポ
ンスが波立ったようになり多少の折り返し成分が発生
し、このために解像度がそれほど高くならず、しかも周
波数特性が劣化する欠点がある。また、各色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂにおいては、固体撮像素子が出力した信号をその
まま出力するので、多くの折り返し成分が発生すること
になり、しかも解像度は固体撮像素子の画素数分しかな
いものとなってしまう。また、各色信号に対しては画素
ずれがレジストレーションエラーとなってしまい、その
ままでは使用できなくなるという欠点がある。

【０００５】ここで、折り返し成分とは、固体撮像素子
の動作周波数をｆ_sとすれば、周波数0.5 ｆ_s以上の高
域成分が0.5 ｆ_s以下の低域部に0.5 ｆ_sを中心として
折り返ったものである。図５に示すような周波数特性を
有する被写体を撮像したときに、緑色用固体撮像素子２
Ｇ、赤色および青色用の固体撮像素子２Ｒおよび３Ｂか
らは、それぞれ図６および図７の示すような周波数特性
を有する信号が出力されることになる。これらの図にお
いてスペクトルが大きく波打っているが、これは折り返
し成分を表しており、周波数0.5 ｆ_s以上の高域成分が
低域に折り返り、それが低域成分に加算されるためであ
る。このように画素ずらし法を採用した３板式のカラー
テレビカメラから出力される各色信号には多くの折り返
し成分が含まれることになる。

【０００６】また、折り返し成分の位相は、緑色信号Ｇ
と、赤および青色信号ＲおよびＢとの間では位相が図６
および図７に示すように180 度ずれている。これは空間
画素ずらし法においては、図２に示すように緑色用の固
体撮像素子２Ｇの画素間の中間の位置に赤および青色用
の固体撮像素子２Ｒおよび２Ｂの画素が位置することに
なるためである。例えば、図８に示すような高周波数の
信号を与える被写体を撮像する場合には、緑色用の固体
撮像素子２Ｇは●印の位置を撮像し、赤および青色用の
固体撮像素子２Ｒおよび２Ｂは×印の位置を撮像するこ
とになるので、緑色信号、赤および青色信号はそれぞれ
図９および図１０に示すように低周波の波形となり、し
かも緑色信号の波形と、赤および青色信号の波形とは位
相が180度反転したものとなる。

【０００７】上述したような色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを上述し
た比率で混合して輝度信号Ｙを作成すると、大部分の折
り返し成分は緑色信号と、赤および青色信号とで位相が
反転しているので相殺されて減少するが、輝度信号を作
成する際の色信号の混合比率が緑色信号と赤および青色
信号とで１：１となっていないため、次式（２）で示す
ように折り返し成分が多少残存することになる（図４参
照）。例えば、ＮＴＳＣ方式の場合には、式（３）に示
すように１８％の折り返し成分が残ることになる。

【数２】折り返し成分の残存量＝緑色混合比−赤色混合比−青色混合比（２）折り返し成分の残存量＝0.59−0.3 −0.11＝0.18 （３）

【０００８】また、高品位のテレビジョン方式の場合に
は、輝度信号Ｙは次式（４）にしたがって混合されるの
で、式（５）に示すように４０％もの多くの折り返し成
分が残存することになる。

【数３】 Y ＝0.701G＋0.087B＋0.212R （４）折り返し成分の残存量＝0.701-0.087-0.212=0.402 （５）

【０００９】図９および図１０の色信号ＧおよびＲ，Ｂ
を式（１）に示す混合比で混合して輝度信号Ｙを作成し
た場合には、図１１に示すような信号が得られる。この
輝度信号の波形を低域成分と高域成分とに分解すると、
図１２に示すように位相と周波数が緑色信号の波形に近
い低域部Ｙ_Lと、周波数が図８と同一の高域部Ｙ_Hとに
分けられる。つまり、この２つの波形が合成された波形
が図１１に示した輝度信号Ｙとなる。このような映像の
場合、高域部よりも低域部が目立つため、見た目の解像
度が低下する欠点がある。上述したように、従来の空間
画素ずらし法を採用した３板式カラーテレビカメラの映
像信号処理装置においては、折り返し成分が完全には除
去されず、折り返し成分が残存する分だけ解像度の改善
が図られない欠点がある。

【００１０】さらに従来の映像信号処理装置において
は、図４に示すように被写体の周波数特性に対して輝度
信号Ｙの周波数特性が劣化しているという問題もある。
以下このことについて説明する。画素ずらし法による各
色チャネルの固体撮像素子と、これらの固体撮像素子か
ら読み出された色信号を上述した（１）式にしたがって
混合して得られる輝度信号Ｙの画素の空間的な配置は画
素に番号を付けると図１３に示すようになる。図２に示
したように、緑色用の画素と、赤および青色用の画素と
は画素ピッチの半分だけずれているので、輝度信号Ｙを
作成するときにはその位置関係をずらさないように混合
する必要がある。このように輝度信号Ｙは、緑色用の固
体撮像素子２Ｇの位置を基準として赤および青色用の固
体撮像素子２Ｒおよび２Ｂの位置を画素ピッチの半分だ
けずらし、（１）式にしたがって混合するので、個数が
固体撮像素子単体の２倍となるので解像度が向上するこ
とになる。ここで、各色信号も画素数が実質的に２倍と
なるが、そのときの補間画素（図１３で括弧で示した画
素）は走査方向に見てその前の画素をそのまま用いてい
るので前の画素のレベルとなる。このような補間法は零
次ホールド法と呼ばれており既知である。この零次ホー
ルド法によって周波数特性が劣化することになる。零次
ホールド法によって周波数特性が劣化した色信号を混合
して輝度信号Ｙを作成しているので、輝度信号Ｙの周波
数特性も図４に示すように劣化することになる。上述し
たように空間画素ずらし法を採用した３板式カラーテレ
ビカメラから出力される色信号を処理する従来の映像信
号処理装置においては、輝度信号Ｙを作成するときに各
色信号の画素数が実質的に２倍となるが、それが零次ホ
ールド法による補間であるので必然的に周波数特性が劣
化するという欠点がある。

【００１１】次に、各色用の固体撮像素子から出力され
る色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの解像度とレジストレーションエラ
ーの問題について説明する。図１４は従来の映像信号処
理装置の一例の構成を示すものであり、それぞれの色用
の固体撮像素子から出力される緑色信号Ｇをディレイ８
により1/2 画素ピッチ分遅らした信号と、赤および青色
信号Ｒ，ＢとをＹ，Ｉ，Ｑマトリックス３に供給して輝
度信号Ｙ、色差信号ＩおよびＱを作成し、色差信号はそ
れぞれのフィルタ４および５を通してエンコーダ６に供
給するとともに輝度信号Ｙをこのエンコーダに供給して
エンコードされたカラーテレビジョン信号ＥＮＣを作成
し、これを出力端子７に供給するようにしている。ま
た、赤、緑および青色用の固体撮像素子を同一の位相の
クロックパルスで駆動すると、図１７Ａのような位相で
映像信号を得ることができる。これは、図２のような固
体撮像素子の配置に対して緑色信号Ｇの位相が赤および
青色信号ＲおよびＢの位相に対して1/2 画素ピッチに相
当する分だけずれたことになる。これがレジストレーシ
ョンエラーである。赤、緑および青色用の固体撮像素子
を1/2画素ピッチに相当する分だけ位相が異なるクロッ
クパルスで駆動する場合には、このようなレジストレー
ションエラーは生じない。画素ずらし法では、赤、緑、
青色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを、例えば（１）式に基づいて混合
して輝度信号Ｙを作成することによって輝度信号の解像
度の向上を実現するようにしている。つまり、マトリッ
クス３の部分で画素ずらしが成立しているので、図１４
に示した映像信号処理装置では各色信号出力は固体撮像
素子の解像度しか得られず、しかも多くの折り返しを含
んだ信号となる。ここで、レジストレーショエラーを起
こさないで各色信号を取り出すためには、緑色信号につ
いてはディレイ８の出力を取り出せばよい。これはアナ
ログ信号として取り出す場合である。しかし、ディジタ
ル信号として取り出すには問題がある。もし、固体撮像
素子の動作周波数がｆ_sの場合、ディジタル信号用の標
本化周波数もｆ_sが適当であるが、緑色信号のみディレ
イ８の後からの信号を標本化してしまうと、緑色信号用
のクロック信号は、赤および青色用のクロック信号に対
して1/2 画素ピッチに相当する分だけ位相がずれてなけ
ればならない。また、緑色信号をディレイ８の前から取
り出して標本化すればこの問題は起きないが、各色信号
間にレジストレーションエラーが起きる。この場合、位
相をずらすディジタルフィルタを緑色信号出力に持てば
よいが、そのためだけに回路が余計に増えてしまう欠点
がある。

【００１２】このような欠点を解消するために、図１５
に示した映像信号処理装置が提案されている。この映像
信号処理装置においては、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから輝度
信号Ｙおよび色差信号Ｉ，Ｑを生成するＹ，Ｉ，Ｑマト
リックス３の出力輝度信号Ｙ、ＩおよびＱフィルタ４お
よび５から出力される色差信号ＩおよびＱをデマトリッ
クス10に供給して各色信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′を得るよう
にしている。しかしながら、このような従来の映像信号
処理装置において色信号出力端子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂに出
力される色信号Ｒ′，Ｂ′，Ｇ′信号は折り返し成分が
多少残ることになる。すなわち、周波数特性が劣化して
いる輝度信号Ｙをデコードして色信号を作成しているの
で、図14の方式より多くはないが多少の折り返し成分の
残留があり、周波数特性が劣化したものとなる欠点があ
る。

【００１３】本発明の目的は、上述した従来の映像信号
処理装置の欠点を解消し、固体撮像素子から出力される
各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに含まれる折り返し成分を除去する
とともに周波数特性の良好な高域成分を加えることによ
って解像度を改善することができ、しかも画素ずれ、い
わゆるレジストレーションエラーを除去することができ
る映像信号処理装置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による映像信号処
理装置は、各々が多数の受光素子をマトリックス状に配
列した少なくとも２個の固体撮像素子を具え、これらの
固体撮像素子を、それらの受光素子が受光素子の配列ピ
ッチのほぼ半分だけ主走査方向に互いにずれるように配
置して空間画素ずらしを行った固体撮像装置から、画素
ずれが補正された複数の色信号を出力する出力手段と、
この出力手段から出力される各色信号に含まれる折り返
し成分を検出する折り返し成分検出手段と、前記固体撮
像素子が出力可能な周波数以上の高域成分を検出する高
域検出手段と、前記折り返し成分検出手段によって検出
した折り返し成分により各色信号中の折り返し成分を除
去する折り返し成分除去手段と、前記高域検出手段によ
って検出した高域成分を各色信号に付加する高域成分付
加手段とを具えることを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】このような本発明による映像信号処理装置にお
いては、従来の映像信号処理装置の欠点は、画素ずらし
を輝度信号を作成するときに成立させるようにしている
ために起こるものであり、したがって従来の欠点を解消
するには、画素ずらしを輝度信号を作成するときに成立
させて解像度を改善するのではなく、各色信号Ｒ，Ｇ，
Ｂで画素ずらしを成立させることによって上述した目的
を達成することができることを確かめ、その認識に基づ
いてなしたものである。

【００１６】

【実施例】図１６は本発明による映像信号処理装置を具
える３板式カラーテレビカメラの全体の構成を示すもの
である。被写体の光学像を色分解プリズム２１で赤、緑
および青色の光学像に分解し、それぞれの光学像を固体
撮像素子２２Ｒ，２２Ｇおよび２２Ｂで受光し、それぞ
れの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを出力させる。これらの色信号
Ｒ，Ｇ，Ｂを本発明による映像信号処理装置２３に供給
して色信号Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀を作成する。これらの色信
号Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀をマトリックス２４に供給して輝度
信号Ｙ、色差信号ＩおよびＱを作成し、輝度信号Ｙをエ
ンコーダ２５に供給するとともに色差信号ＩおよびＱを
それぞれフィルタ２６および２７を経てエンコーダ２５
に供給し、ここでエンコードされたカラーテレビジョン
信号ＥＮＣを作成し、出力端子２８に供給する。また、
映像信号処理装置２３で作成された赤、緑および青色信
号Ｒ₀，Ｇ₀およびＢ₀を出力端子２９Ｒ，２９Ｇおよ
び２９Ｂにそれぞれ出力する。

【００１７】本発明の映像信号処理装置２３において
は、上述したように画素ずれ補正手段、折り返し成分検
出手段、高域検出手段、折り返し成分除去手段、高域付
加手段を設けるが、次にこれらの手段について説明す
る。３枚の固体撮像素子を同一位相のクロックパルスで
読み出す場合の画素ずれ補正手段は、空間画素ずらし法
を採用したカラーテレビカメラの各色用の固体撮像素子
から出力される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ間に図１７Ａに示すよ
うにずれがあるので、これを補正するものである。この
ような画素ずれ補正手段の簡単な例としては、空間画素
ずらし法により図１〜３に示されているように固体撮像
素子が配置されている場合、緑色信号Ｇに対して赤およ
び青色信号ＲおよびＢを画素の配列ピッチの半分に相当
する走査時間だけ時間を遅らせれば、各色信号が図１３
に示すような関係となり、画素ずれが補正されることに
なる。しかし、このような構成では従来の映像信号処理
装置で説明したように零次ホールド法による補間をした
ことになるので、周波数特性が劣化してしまうことにな
る。そこで、本実施例においてはこのような周波数特性
の劣化のない理想的な補間法により内挿を行うようにす
る。

【００１８】先ず、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素の間に
図１７Ｂに示すように「０」を挿入する。なお、本例で
は図３に示すように画素ピッチの半分だけ緑色信号Ｇに
対して赤および青色信号ＲおよびＢがずれているので、
緑色信号Ｇに「０」を挿入する位置を赤および青色信号
ＲおよびＢに「０」を挿入する位置に対して図１７Ｂに
示すように1/2 画素ピッチ分ずらせる必要がある。今、
固体撮像素子が出力する色信号の周波数特性が図６に示
すようなものであるとすると、画素と画素の間に「０」
を挿入することにより、図１８に示すように周波数0.5f
_sを中心として鏡像スペクトルが発生し、周波数帯域が
２倍となる。そこで、周波数0.5f_sを阻止域とするロー
パスフィルタに通せば、周波数0.5f _s以下の成分が残
り、図１９に示すように周波数が0.5f_s以下は図５に示
す周波数特性がそのまま保持されることになる。このよ
うにして「０」を挿入した画素の部分が補間されること
になる。

【００１９】上述したように色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに「０」
を挿入し、周波数0.5f_s以上を阻止域とするローパスフ
ィルタに通すことによって「０」を挿入した画素の部分
が理想的に補間され、零次ホールド法のような周波数特
性の劣化はなくなる。また、「０」を挿入する位置を緑
色信号Ｇと、赤および青色信号ＲおよびＢとの間で1/2
画素ピッチ分ずらせるので、これらの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ
の間には画素ずれはなくなる。なお、このようにして得
られた画素ずれのない色信号をＲ′，Ｇ′，Ｂ′で表示
する。

【００２０】次に、第１の方式に基づく折り返し成分検
出手段について説明する。この手段は、上述した画素ず
れ補正手段によって画素ずれが補正された色信号Ｒ′，
Ｇ′，Ｂ′から折り返し成分を検出するものである。折
り返しとは、例えば固体撮像素子の動作周波数をｆ_sと
すると、図５に示すような周波数特性を有する白黒の被
写体を撮像する場合、0.5 ｆ_s以上の高域成分が0.5 ｆ
_sを中心として0.5 ｆ _s以下に折り返されたものであ
る。上述したようにこの折り返し成分は、図６および７
に示すように緑色信号Ｇと、赤および青色信号Ｒおよび
Ｂとでは位相が180 °異なったものとなっている。これ
は空間画素ずらし法により図３に示すように緑色用の固
体撮像素子の画素と画素の間に赤および青色用固体撮像
素子の画素が位置するように画素ピッチの半分だけずれ
ているためである。

【００２１】したがって、被写体の周波数0.5 ｆ_s以下
の信号成分をＰとし、折り返し信号をＡとすれば、各色
信号Ｒ，Ｇ，Ｂには以下に示すように折り返し信号が加
算されていることになる。

【数４】Ｒ＝Ｐ−ＡＧ＝Ｐ＋ＡＢ＝Ｐ−Ａ（６）したがって、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから次式（７）にしたが
って折り返し信号Ａを検出することができる。なお、
（７）式において、係数ｒおよびｂはその和が0.5 とな
るようなものであれば、どのような値であってもよい。

【数５】Ａ＝0.5 Ｇ−ｒＲ−ｂＢ（７）だたし、ｒ＋ｂ＝0.5

【００２２】被写体の周波数特性が図５に示すようなも
のであり、緑色用の固体撮像素子が出力する緑色信号Ｇ
の周波数特性が図６に示すようなものであり、赤および
青色用の固体撮像素子が出力する赤および青色信号Ｒお
よびＢの周波数特性が図７に示すような場合、折り返し
信号Ａの周波数特性は、図５の周波数0.5 ｆ_s以上が0.
5 ｆ_sを中心として低域側に折り返った特性となり、図
２０に示すようなものとなる。ただし、これは上述した
ように被写体が白黒の場合である。被写体に彩度がある
場合には、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの間にレベル差が生じる
ので折り返し成分がなくとも折り返し信号Ａは何らかの
レベルを持つことになる。このままでは、折り返し信号
Ａが、真の折り返し成分を検出したものであるのか、被
写体に彩度があるための色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ間のレベル差
なのかわからない。

【００２３】色情報を伝える信号は色差信号であるが、
この色差信号も帯域がかなり狭く、ＮＴＳＣ方式の場合
にはＩ信号で1.5MHzである。この色差信号の周波数帯域
をｆ _cとすると、もし被写体に彩度があれば、上述した
折り返し信号Ａの周波数ｆ_c以内の成分（図２１におい
て斜線で示すもの）は折り返し成分ではなく、色の成分
である。したがって、図２１の斜線部分に発生する成分
は折り返しによるものではないので、これを取り除く必
要がある。したがって、折り返し信号Ａを周波数ｆ_c以
内が十分に減衰できるハイパスフィルタに通し、周波数
ｆ_c以上の高域成分のみを抽出する。本発明ではこのよ
うにして折り返し成分信号Ｈを検出するが、この折り返
し成分の検出処理は次のようにして表されるものであ
る。

【数６】Ｈ＝Ａ×ＨＰＦ_fc ここでＨＰＦ_fcはハイパスフィルタの周波数特性である。（８）

【００２４】次に、第１の方式による高域検出手段につ
いて説明する。本発明においては、上述したようにして
検出した折り返し成分信号Ｈから高域成分を検出する。
折り返し成分信号Ｈは、もともと周波数0.5 ｆ_s以上が
0.5 ｆ_sを中心として低域側に折り返ったものである。
したがって、折り返し成分信号Ｈを周波数0.5ｆ_s以上
に戻せば高域成分を復帰できる。そのためには、図２３
に示すように折り返し成分信号Ｈを、周波数ｆ_sにのみ
スペクトルを有する変調信号Ｃで変調することによって
高域成分を再生することができる。ディジタル信号の場
合には、以下に示す式にしたがう処理を行うことによっ
て高域成分Ｔを得ることができる。

【数７】Ｔ〔ｎ〕＝Ｈ〔ｎ〕×（−１）ⁿ （９）ただし、n ＝0, 1, 2, 3 ---（画素の番号）

【００２５】次に本発明による第２の方式による高域検
出手段の一例を説明する。本例では、画素ずれ補正手段
で画素ずれを補正する前の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂより高域成
分を検出するものである。空間画素ずらし法により緑色
用の固体撮像素子の画素と、赤および青色用の固体撮像
素子の画素とは画素ピッチの半分だけずらして配置され
ていることは上述した通りである。したがって、緑色信
号Ｇの画素の間に、赤および青色信号ＲおよびＢを任意
の混合比で加重平均された画素を内挿すれば、もし被写
体が白黒であれば色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは同じレベルの信号
となるので、被写体の信号を再現することになり、折り
返しのない広帯域の信号が作成できることになる。例え
ば、緑色信号Ｇと、青色信号Ｂとを１：１の比率で加重
平均すれば図２４に示すようになる。なお、赤色信号Ｒ
と青色信号Ｂとの比は任意である。

【００２６】また、被写体が図５に示すような周波数特
性を有している場合には、各固体撮像素子が出力する各
色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの周波数特性は、図６および７に示す
ようなものとなるが、緑色信号Ｇの画素と画素との間
に、赤色信号Ｒと青色信号Ｂを任意の比率で加重平均さ
れた画素を内挿することによって、図５に示したものと
同じ周波数特性が得られることになる。このようにして
作成した信号を広帯域信号Ｗと称する。被写体が白黒
で、図５に示すような周波数特性を有する場合には、広
帯域信号Ｗも図５と同じ周波数特性を有することにな
る。本発明による高域検出手段は、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ
に付加すべき高域成分を検出するのが目的であるから、
図５の周波数0.5 ｆ_s以上の成分を抽出する。ここで被
写体に彩度がある場合には、各色チャネルでレベル差が
生じ、広帯域信号Ｗには、図２４に示すように1/2 画素
ピッチ置きに交互に緑色信号Ｇと、赤および青色信号Ｒ
およびＢを内挿するので、被写体に高域成分がなくても
周波数ｆ_s近傍にピークを持つことになる。

【００２７】ここで、色情報を伝えるのは色差信号であ
るが、この色差信号は各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの帯域は上述
したようにかなり狭く、Ｉ信号で1.5MHzである。この色
差信号の周波数帯域をｆ_cとすると、被写体に彩度があ
る場合には、広帯域信号Ｗの周波数ｆ_s−ｆ_cからｆ_s
までの間（図２５のＡの部分）にスペクトルが発生す
る。つまり、本来、低域成分しかない被写体であっても
色が付いていれば、広帯域信号Ｗの周波数ｆ_s−ｆ_cか
らｆ_sまでの成分は除去しなければならない。つまり、
本発明の高域検出手段では、広帯域信号Ｗから周波数0.
5 ｆ_sからｆ_s−ｆ_cまでの間の成分（図２５のＢの部
分）を抽出するバンドパスフィルタとすればよい。この
ようにして検出した高域信号をＴで表すことにする。

【００２８】本発明の第２の方式による折り返し成分検
出手段においては、上述した高域検出手段で検出した高
域成分Ｔから折り返し成分信号を検出する。各色信号
Ｒ，Ｇ，Ｂ中の折り返し成分は、高域成分が低域に折り
返ったものであるから、高域信号Ｔを周波数ｆ_sを中心
に0.5 ｆ_s以下に移せば、それが折り返し成分となる。
そのためには、図２３に示すように周波数ｆ_sにのみス
ペクトルを有する変調信号で高域信号Ｔを変調してやれ
ば、高域信号は周波数0.5 ｆ_s以下に移ることになる。
ディジタル信号の場合には、次式にしたがって処理をす
ればよい。このようにして得られる折り返し成分信号を
Ｈとする。

【数８】Ｈ〔ｎ〕＝Ｔ〔ｎ〕×（−１）ⁿ ｎ＝0, 1, 2, 3 ---（画素の番号）（１０）

【００２９】次に、折り返し除去手段について説明す
る。この折り返し除去手段では、折り返し成分検出手段
で検出した折り返し成分信号Ｈにより各色信号Ｒ，Ｇ，
Ｂから折り返し成分を除去するものである。各色信号
Ｒ，Ｇ，Ｂに含まれる折り返し成分は、上述したように
緑色信号Ｇと、赤および青色信号ＲおよびＢとでは位相
が180 °異なっている。したがって色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに
折り返し成分信号Ｈを次式（１１）で示すように付加す
れば、各色信号に含まれる折り返し成分は相殺除去され
ることになる。このようにして折り返し成分が除去され
た色信号をＲ_a，Ｇ_a，Ｂ_aとする。

【数９】Ｒ_a＝Ｒ＋ＨＧ_a＝Ｇ−ＨＢ_a＝Ｂ＋Ｈ（１１）

【００３０】上述したように、図１９に示した周波数特
性を有する信号から図２１の周波数ｆ_c以上を抽出して
得られる折り返し成分信号Ｈを各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに式
（１１）により付加すると折り返し成分を除去すること
ができ、図２２に示すように周波数0.5 ｆ_s以下の信号
成分だけが再現されることになる。

【００３１】次に高域付加手段について説明する。本発
明においては、折り返し成分が除去された各色信号Ｒ
ａ，Ｇａ，Ｂａに高域成分を付加する。これは上述した
折り返し除去手段によって折り返し成分が除去された色
信号Ｒ_a，Ｇ_a，Ｂ_aに上述した高域検出手段で検出し
た高域信号Ｔを加算することによって実現できる。ディ
ジタル信号の場合には、次式（１２）に従う処理を行え
ばよい。このように高域成分が付加された各色信号をＲ
_b，Ｇ _b，Ｂ_bで表す。

【数１０】Ｒ_b＝Ｒ_a＋ＴＧ_b＝Ｇ_a＋ＴＢ_b＝Ｂ_a＋Ｔ（１２）この処理によって図２２に示す周波数特性を有する色信
号Ｒ_a，Ｇ_a，Ｂ_aに図２３のＢ（Ｔ）で示す部分また
は図２５の部分Ｂの高域信号Ｔが加算され、図２６に示
すような周波数特性を有する色信号Ｒ_b，Ｇ_b，Ｂ_bを
作成することができる。

【００３２】上述した各手段で構成される本発明の映像
信号処理装置の幾つかの実施例を以下説明する。図２７
は本発明による映像信号処理装置の第１の実施例を示す
ものであり、折り返し成分検出手段および高域検出手段
は上述した第１の方式のものを採用したものである。各
色用の固体撮像素子から出力される色信号Ｒ, Ｇ, Ｂを
先ず画素ずれ補正部３１に供給し、各色信号Ｒ，Ｂ，Ｇ
間の画素ずれを補正する。図２８は画素ずれ補正部３１
の詳細な構成を示すものである。赤および青色信号Ｒお
よびＢをスイッチ回路３２Ｒおよび３２Ｂの第１の入力
端子ａにそれぞれ供給し、緑色信号Ｇをスイッチ回路３
２Ｇの第２の入力端子ｂに供給する。また、スイッチ回
路３２Ｒおよび３２Ｂの第２の入力端子ｂと、スイッチ
回路３２Ｇの第１の入力端子ａには「０」値を共通に供
給する。さらにこれらのスイッチ回路３２Ｒ，３２Ｇ，
３２Ｂは周波数が固体撮像素子の動作周波数ｆ_sと等し
く、デューディが50% のクロックＣＫで切換え動作させ
る。すなわち、クロックが論理「Ｌ」のときには第１の
入力端子ａの供給されている色信号を出力し、論理
「１」のときは第２の入力端子ｂに供給されている
「０」値を出力するようにして各色信号の画素と画素と
の間に「０」を挿入する。スイッチ回路３２Ｇだけには
第１の入力端子ａに「０」値が供給され、他のスイッチ
回路３２Ｒおよび３２Ｂには第２の入力端子ｂに「０」
値が供給されているので、「０」値が挿入される位置が
図１７に示すように緑色チャネルと赤および青色チャネ
ルとでは1/2 画素ピッチ分ずれることになる。これらの
スイッチ回路３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの出力信号を、そ
れぞれローパスフィルタ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂに供給
し、周波数0.5 ｆ_s以下の信号成分のみを通過させる。
このようにして、「０」を挿入した位置の画素を補間す
ることができる。この場合、緑色チャネルと、赤および
青色チャネルとでは、補間する位置がずれているので、
各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ間の画素ずれを補正した色信号
Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′を得ることができる。

【００３３】図２７に示すように画素ずれを補正した色
信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′を折り返し成分検出部３４に供給
する。この折り返し成分検出部３４の詳細な構成を２９
に示す。上述したように画素ずれを補正した各色信号
Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′を乗算器３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの一
方の入力端子に供給する。乗算器３５Ｒの他方の入力端
子には係数「ｒ」を供給し、乗算器３５Ｇの他方の入力
端子には係数「0.5 」を供給し、乗算器３５Ｂの他方の
入力端子には係数「ｂ」を供給する。ここで、係数ｒお
よびｂはその和が0.5 となるような値であればどのよう
な値を設定してもよい。乗算器３５Ｒおよび３５Ｂの出
力信号を加算器３６で加算し、これを減算器３７に供給
する。この減算器３７には乗算器３５Ｇの出力信号をも
供給し、加算器３６の出力信号から乗算器３５Ｇの出力
信号を減算して折り返し信号Ａを取り出す。この折り返
し信号Ａをさらにハイパスフィルタ３８に供給する。こ
のハイパスフィルタ３８は、例えば色差信号の周波数帯
域をｆ_cとすると、周波数ｆ _c以下の信号成分は十分に
減衰され、周波数ｆ_c以上の高域成分のみを通過させる
ものである。このようにしてハイパスフィルタ３８から
折り返し成分信号Ｈを得ることができる。

【００３４】図２７に示すように、折り返し成分検出部
３４で検出した折り返し成分信号Ｈを高域検出部３９へ
供給する。この高域検出部３９の詳細な構成を図３０に
示す。折り返し成分信号Ｈを乗算器４０の一方の入力端
子に供給する。一方、スイッチ回路４１の第１および第
２の入力端子ａおよびｂには「１」および「−１」をそ
れぞれ供給し、このスイッチ回路を周波数ｆ_sのクロッ
ク信号ＣＫで駆動する。クロック信号ＣＫが低論理値
「Ｌ」であればスイッチ回路４１は第１入力端子ａに供
給される「１」値を出力し、高論理値「Ｈ」であれば、
第２の入力端子ｂに供給される「−１」を出力するもの
である。すなわち、このスイッチ回路４１は周波数ｆ_s
にのみスペクトルを有する変調信号を発生することにな
る。この変調信号を乗算器４０の第２の入力端子に供給
し、上述した折り返し成分信号Ｈを変調して高域信号Ｔ
を作成する。

【００３５】図２７に示すように、画素ずれ補正部３１
から出力される画素ずれの補正された各色信号Ｒ′，
Ｇ′，Ｂ′と、折り返し成分検出部３４で検出された折
り返し成分信号Ｈとを折り返し除去部４２に供給して各
色信号に含まれている折り返し成分を除去する。図３１
は折り返し除去部４２の詳細な構成を示すものである。
画素ずれ補正部３１で各色間の画素ずれが補正された赤
および青色信号Ｒ′およびＢ′を、折り返し成分検出部
３４で検出された折り返し成分信号Ｈとともにそれぞれ
加算器４３Ｒおよび４３Ｂへ供給するとともに画素ずれ
が補正された緑色信号Ｇ′を折り返し成分信号Ｈととも
に減算器４３Ｇへ供給し、上述した式（１１）に従う演
算を行って折り返し成分が除去された色信号Ｒ_a，
Ｇ_a，Ｂ_aを作成する。

【００３６】図２７に示すように、折り返し成分が除去
された色信号Ｒ_a，Ｇ_a，Ｂ_aと、高域検出部３９で検
出した高域信号Ｔとを高域付加部４４へ供給する。図３
２は高域付加部４４の詳細な構成を示すものであり、上
述した折り返し成分が除去された色信号Ｒ_a，Ｇ_a，Ｂ
_aを高域信号Ｔとともにそれぞれ加算器４４Ｒ，４４
Ｇ，４４Ｂへ供給して上述した式（１２）に従う演算を
行って高域信号Ｔを付加した色信号Ｒ_b，Ｇ_b，Ｂ_bを
最終色信号出力として作成する。

【００３７】図３３は本発明による映像信号処理装置の
第２の実施例の全体の構成を示すものである。上述した
第１の実施例においては、各色間の画素ずれを補正した
色信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′から折り返し成分信号Ｈを検出
し、さらにこの折り返し成分から高域信号Ｔを検出する
ようにしたが、本例においては画素ずれ補正を行う以前
の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから高域信号Ｔを取り出し、この高
域信号から折り返し成分信号Ｈを検出するようにしたも
のである。すなわち、折り返し成分検出手段と高域検出
手段を上述した第２の方式で構成したものである。

【００３８】図３４は本例の高域検出部３９の詳細な構
成を示すものである。乗算器５１Ｒには赤色用固体撮像
素子から出力される赤色信号Ｒｏと、係数「ｒｒ」とを
供給してこれらの積を作成し、乗算器５１Ｂには青色用
固体撮像素子から出力される青色信号Ｂと、係数「ｂ
ｂ」とを供給してこれらの積を作成する。これらの乗算
器の出力信号を加算器５２で加算して加重平均を求め
る。ここで、係数「ｒｒ」および「ｂｂ」はその和が1.
0 であればどのような値に設定してもよい。一方、緑色
用の固体撮像素子から出力される緑色信号Ｇをスイッチ
回路５３の第１の入力端子ａに供給し、上述した加算器
５２の出力信号を第２の入力端子ｂへ供給する。このス
イッチ回路５３は上述したクロック信号ＣＫで駆動して
図２４に示すような広帯域信号Ｗを作成する。この広帯
域信号Ｗをバンドパスフィルタ５４に通す。このバンド
パスフィルタ５４は、色差信号の周波数帯域をｆ_cとす
ると、周波数0.5 ｆ_s以上ｆ_s−ｆ_c以下を通過させる
ように構成する。このようにしてバンドパスフィルタ５
４から高域信号Ｔを出力することができる。

【００３９】図３３に示すように上述した高域検出部３
９から出力される高域信号Ｔを折り返し成分検出部３４
に供給する。この折り返し成分検出部３４の詳細な構成
を図３５に示す。スイッチ回路５５を設け、その第１お
よび第２の入力端子ａおよびｂには「１」値および「−
１」値を供給し、このスイッチ回路をクロック信号ＣＫ
で駆動する。このスイッチ回路５５の出力信号は周波数
ｆ_sにのみスペクトルを有する変調信号（図２３に示す
変調信号Ｃと同様のもの）である。この変調信号Ｃを高
域信号Ｔとともに乗算器５６に供給し、高域信号Ｔを変
調信号で変調して式（１０）の処理を行って折り返し成
分信号Ｈを検出することができる。図３３に示した本発
明による映像信号処理装置の他の構成は上述した第１の
実施例の構成を同じであるので、その説明は省略する。

【００４０】図３６は本発明による映像信号処理装置の
第３の実施例の全体の構成を示すものである。本例にお
いては、高域信号Ｔは第２の実施例と同様に画素ずれ補
正を行う以前の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから検出し、折り返し
成分信号Ｈは第１の実施例と同様に画素ずれを補正した
色信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′から検出するとともに折り返し
除去部４２と高域付加部４４との接続位置を逆としたも
のである。すなわち、折り返し成分の除去および高域信
号の付加は減算および加算処理によって行われるので、
その順序はどのようにしてもよい。

【００４１】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、被写体の色の付いている部分で折り返し成分信号Ｈ
のレベルを零とすることにより、被写体の無彩色部分ま
たは無彩色に近い部分に付いてのみ折り返し成分の除去
および高域信号の付加を行うようにすることもできる。
すなわち、折り返し成分検出手段の第３の方式において
は、各色信号に含まれる折り返し成分が各色信号の中で
その位相が異なることを利用して折り返し成分信号を検
出し、さらに各色信号を調べ、色の付いていない無彩色
の部分であれば、その折り返し成分信号をそのまま出力
し、色の付いている彩色部分であれば折り返し成分信号
を零として折り返し成分信号を検出するものである。

【００４２】上述した第１の方式の折り返し成分検出手
段においては、被写体に色が付いていれば、色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂ間にレベル差が生じ、式（７）にしたがって折り
返し信号Ａを作成すると、折り返しがなくても折り返し
信号Ａは何らかのレベルを持つことになる。そこで、色
情報を伝える色差信号に影響を与えないように、折り返
し成分信号から色差信号帯域ｆ_c以上の成分を取り出し
た折り返し成分信号Ｈを得るようにしている。これは、
あくまでも色情報を伝える色差信号にさえ影響がなけれ
ばよいということが前提である。しかし、実際には被写
体に色が付いていて、しかもその被写体に色差信号帯域
ｆ_c以上の周波数成分があれば、折り返し成分信号Ｈに
は折り返しでもないのに何らかのレベルを持ち、その結
果折り返し除去手段および高域検出手段で誤った処理が
行われることになる。

【００４３】上述した欠点を除去するために、第３の方
式の折り返し成分検出手段においては、被写体に色が付
いているかどうかを検出し、その部分では折り返し成分
信号Ｈのレベルを強制的に零とすることによって被写体
の無彩色部分または無彩色に近い部分でのみ折り返し除
去および高域信号付加を行うものである。

【００４４】先ず、被写体に色が付いているか否かを検
出する方法について説明する。被写体に色が付いている
かどうかを検出するには、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの比率が
１：１：１になっているかどうかを検出する方法がある
が、ここでは上述した第１の方式による折り返し成分検
出手段の構成を変更することによって簡単に実現する方
法について説明する。被写体に色が付いていれば、色信
号Ｒ，Ｇ，Ｂ間にレベル差が生じ、式（７）においても
折り返し信号Ａには何らかのレベルを持つことになる。
色が付いていなければ色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ間にレベル差が
ないので折り返し信号Ａは零となる。ただし、これは画
素ずれを補正した色信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′に折り返しが
ない場合であり、画素ずれを補正した色信号に折り返し
がある場合には、それは比較的高域の周波数に多く含ま
れる筈である。そこで、折り返し信号Ａの低域部を取り
出せば、折り返し成分は無視できることになる。この折
り返し信号Ａの低域成分をＡ_Lとする。この低域成分Ａ
_Lが零であれば、その部分では被写体に色が付いていな
いことになり、この低域成分Ａ_Lが零でなければ被写体
に色が付いていると判断することができる。

【００４５】上述した原理に基づいて折り返し成分信号
Ａの低域成分Ａ_Lにより被写体に色が付いているか否か
を判定し、判定信号Ａ_Cを作成する。この判定信号Ａ_C
は、被写体に色が付いていると判定されれば、その部分
を0.0 とし、色が付いていないと判定された部分を1.0
とする信号である。色が付いているか否か微妙な部分は
0.0 から1.0 の間の値とするものである。最後に、判定
信号Ａ_Cが被写体に色が付いていること示している場合
には、その部分では折り返し成分信号Ｈのレベルを零と
し、被写体に色が付いていないと判定された部分では折
り返し成分信号Ｈをそのまま出力する。このようにして
作成した折り返し成分信号をＨ′とする。上述した処理
は実際には次の演算によって行うことができる。

【数１１】Ｈ′＝Ｈ×Ａ_C （１３）

【００４６】上述した折り返し成分検出手段によれば、
色が付いているかどうか微妙な部分で、比較的色が付い
ていて判定信号Ａ_Cが0.0 に近い値である場合には、出
力される折り返し成分信号′は零に近づき、また逆に色
の付きが少なく、判定信号Ａ _Cの値が1.0 に近い部分で
は折り返し成分信号Ｈのレベルに近い値を有する信号が
得られることになる。このようにして、被写体の無彩色
部分または無彩色に近い部分の折り返し成分を抽出した
折り返し成分信号Ｈ′を得ることができる。このような
折り返し成分信号Ｈ′を上述した折り返し除去手段や高
域検出手段に与えれば、被写体の無彩色部分またはそれ
に近い部分に対してだけ折り返し成分除去および高域付
加が行われ、色の付いている部分では何の処理も行わな
いので、被写体に色差信号帯域ｆ_c以上の周波数成分が
ある場合でも、誤った処理がなされるのを有効に防止す
ることができる。

【００４７】図３７は上述した折り返し成分検出手段の
具体的な構成を示すものであり、左側に示す乗算器３５
Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂ，加算器３６、減算器３７およびハ
イパスフィルタ３８は図２９に示した折り返し成分検出
部の構成と対応しており、左側の破線で囲った部分が追
加された部分である。本例においては、減算器３７から
出力される折り返し信号Ａからハイパスフィルタ３８の
出力Ｈを減算器６１で減算することによって折り返し信
号Ａの低域成分Ａ_Lを検出する。この低域成分Ａ_Lは折
り返し信号Ａをローパスフィルタに通すことによって得
ることもできる。

【００４８】次に、この減算器６１から出力される低域
信号Ａ_Lを絶対値回路６２に供給して絶対値を求める。
折り返し信号Ａは式（７）に示すように処理するので正
負の値を取るので、その低域成分Ａ_Lも正負の値を取る
ので、その絶対値を求める必要がある。このようにして
求めた低域成分Ａ_Lの絶対値を次に乗算器６３に供給
し、任意のゲイン量で増幅する。このゲイン量により後
段の処理で次のように処理される。このゲイン量を小さ
くすれば、被写体の無彩色部分と彩色部分との区別が甘
くなり、比較的色が付いている部分でも色が付いていな
いような処理がなされることになる。また、ゲイン量を
過度に大きくすると、あまり色が付いていない部分でも
色が付いているような処理がなされることになる。

【００４９】さらに、乗算器６３の出力信号をクリップ
回路６４に供給し、乗算器の出力信号が1.0 を越える場
合にこれを1.0 にクリップする。このクリップ回路64の
出力信号をさらに減算器６５に供給し、「1.0 」値から
この出力信号を減算する。この減算器６５の出力信号が
判定信号Ａ_Cであり、被写体に色が付いていれば、その
部分では判定信号Ａ_Cは0.0 となり、色が付いていない
部分では1.0 となり、色が付いているか否か微妙な部分
では0.0 〜1.0 の間の値を取ることになる。

【００５０】ハイパスフィルタ３８から出力される折り
返し成分信号Ｈと上述した減算器６５から出力される判
定信号Ａ_Cとを乗算器６６に供給してこれらの積を求め
ることにより、色の付いている部分では折り返し成分信
号Ｈのレベルを零とし、被写体に色が付いていない部分
では折り返し成分信号Ｈをそのまま出力した折り返し成
分信号Ｈ′が得られることになる。

【００５１】

【発明の効果】上述したように本発明による映像信号処
理装置によれば、空間画素ずらしが行われた固体撮像素
子から出力される色信号に含まれる折り返しを完全に除
去し、周波数特性の良い高解像度の色信号を得ることが
できる。すなわち、従来の映像信号処理装置において
は、輝度信号を作成するマトリックスで画素ずらしを成
立させていたので高域部が十分には延びず、周波数特性
の劣化があり、折り返し成分が若干残っていたが、本発
明によれば各色信号で折り返し成分を除去し、高域部を
付加するようにしたので、折り返し成分の残留がなく、
限界解像度を向上でき、しかも周波数特性の劣化を殆ど
なくすことができる。さらに、各色信号で画素ずらしを
成立させているので、３板式カラーテレビカメラから色
信号を出力する場合、従来の映像信号処理装置のような
レジストレーションエラーが全くない色信号を得ること
ができる。したがって、色信号をマトリックスして作ら
れる輝度信号も折り返し成分が完全に除去され、周波数
特性の劣化もなく、高い水平解像度を有する高品質の映
像信号を得ることができる。なお、画素ずれの補正につ
いては、各固体撮像素子を同一の位相のクロックパルス
で読み出した場合にのみ効果があるが、他の効果につい
ては固体撮像素子の読み出しとは無関係に得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、空間画素ずらし法を採用したカラーテ
レビカメラの撮像部の構成を示す図である。

【図２】図２は、同じくその各色用の画素位置の配置を
示す線図である。

【図３】図３は、同じく各色用の画素の空間的配置位置
の関係を示す線図である。

【図４】図４は、輝度信号に含まれる折り返し成分を示
す図である。

【図５】図５は、被写体の周波数特性を示す図である。

【図６】図６は、緑色信号の周波数特性を示す図であ
る。

【図７】図７は、赤および青色信号の周波数特性を示す
図である。

【図８】図８は、各色用の撮像素子による走査位置を示
す図である。

【図９】図９は、緑色用の撮像素子による走査位置を示
す図である。

【図１０】図１０は、赤および青色用の撮像素子による
走査位置を示す図である。

【図１１】図１１は、図９および１１に示す色信号から
作成される輝度信号を示す図である。

【図１２】図１２は、輝度信号の高域部および低域部を
示す図である。

【図１３】図１３は、従来の零次ホールド法による補間
処理を示す図である。

【図１４】図１４は、従来の映像信号処理装置の一例を
示すブロック図である。

【図１５】図１５は、従来の映像信号処理装置の他の例
を示すブロック図である。

【図１６】図１６は、本発明による映像信号処理装置を
具えるカラーテレビカメラの全体の構成を示す図であ
る。

【図１７】図１７Ａは、空間画素ずらし法を採用したカ
ラーテレビカメラの各色信号の固体撮像素子から出力さ
れる色信号間のずれを示す線図であり、図１７Ｂは、本
発明による画素ずれ補正処理を示す線図である。

【図１８】図１８は、本発明による画素ずれ補正処理に
おける鏡像スペクトルを示す図である。

【図１９】図１９は、画素ずれ補正処理においてローパ
スフィルタに通して得られる色信号を示す図である。

【図２０】図２０は、折り返し成分を示す図である。

【図２１】図２１は、折り返し成分と色差信号成分を示
す図である。

【図２２】図２２は、折り返し成分を除去した色信号を
示す図である。

【図２３】図２３は、折り返し成分から高域成分を再生
する処理を示す図である。

【図２４】図２４は、赤および青色信号を加重平均して
高域成分を検出する処理を示す図である。

【図２５】図２５は、高域成分から折り返し成分を検出
する処理を示す図である。

【図２６】図２６は、折り返し成分を除去した後、高域
成分を付加する処理を示す図である。

【図２７】図２７は、本発明による映像信号処理装置の
第１の実施例の構成を示すブロック図である。

【図２８】図２８は、その画素ずれ補正部の詳細を示す
図である。

【図２９】図２９は、その折り返し成分検出部の詳細を
示す図である。

【図３０】図３０は、その高域検出部の詳細を示す図で
ある。

【図３１】図３１は、その折り返し除去部の詳細を示す
図である。

【図３２】図３２は、その高域付加部の詳細を示す図で
ある。

【図３３】図３３は、本発明による映像信号処理装置の
第２の実施例を示すブロック図である。

【図３４】図３４は、第２の実施例の高域検出部の詳細
を示す図である。

【図３５】図３５は、第２の実施例の折り返し成分検出
部の詳細を示す図である。

【図３６】図３６は、本発明による映像信号処理装置の
第３の実施例を示すブロック図である。

【図３７】図３７は、第３の実施例の折り返し成分検出
部の詳細を示す図である。

【符号の説明】

２１色分解プリズム２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ固体撮像素子２３映像信号処理装置２４マトリックス２５エンコーダ２６Ｉフィルタ２７Ｑフィルタ３１画素ずれ補正部３４折り返し成分検出部３９高域検出部４２折り返し除去部４４高域付加部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各々が多数の受光素子をマトリックス状
に配列した赤、緑および青色用の３つの固体撮像素子を
具え、これらの固体撮像素子を、それらの受光素子が受
光素子の配列ピッチのほぼ半分だけ主走査方向に互いに
ずれるように配置して空間画素ずらしを行った固体撮像
装置から出力される赤、緑および青色の色信号を処理す
る映像信号処理装置において、前記３つの固体撮像素子から出力される３つの色信号が
入力され、それぞれの色信号の画素と画素との間の画素
を補間し、周波数領域を入力色信号の２倍にした色信号
を作成し、また各色信号での補間を１／２画素分だけず
らすことにより、空間画素ずらしのために固体撮像素子
から出力される３つの色信号間に発生する画素ずれを補
正した３つの色信号を出力する画素ずれ補正手段と、この画素ずれ補正手段から出力される各色信号が入力さ
れ、或る固体撮像素子から出力される色信号と、その他
の２つの固体撮像素子から出力される色信号を任意の割
合でミックスしたものとの差の高周波成分を求めること
により各色信号に含まれる折り返し成分を検出する折り
返し成分検出手段と、この折り返し成分検出手段から出力される折り返し成分
が入力され、これらの折り返し成分を固体撮像素子の動
作周波数と同じスペクトルを持つ信号で周波数変調して
高域成分を再生して検出する高域検出手段と、前記折り返し成分検出手段によって検出した折り返し成
分を、前記画素ずれ補正手段から出力される各色信号に
加算または減算することにより各色信号中の折り返し成
分を除去する折り返し成分除去手段と、前記高域検出手段によって検出した高域成分を、前記折
り返し成分除去手段によって折り返し成分が除去された
各色信号に付加する高域成分付加手段とを具えることを
特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】各々が多数の受光素子をマトリックス状
に配列した赤、緑および青色用の３つの固体撮像素子を
具え、或る固体撮像素子を、それらの受光素子が受光素
子の配列ピッチのほぼ半分だけ主走査方向に互いにずれ
るように配置して空間画素ずらしを行った固体撮像装置
から出力される色信号を処理する映像信号処理装置にお
いて、前記３つの固体撮像素子から出力される３つの色信号が
入力され、それぞれの色信号の画素と画素との間の画素
を補間し、周波数領域を入力色信号に対して２倍にした
信号を作成し、また各色信号での補間を１／２画素分だ
けずらすことにより、空間画素ずらしのために固体撮像
素子から出力される３つの色信号間に発生する画素ずれ
を補正した３つの色信号を出力する画素ずれ補正手段
と、前記固体撮像装置の３つの固体撮像素子から出力される
３つの色信号が入力され、或る固体撮像素子から出力さ
れる色信号の画素と画素との間に、他の２つの固体撮像
素子から出力される色信号を任意の混合比で加重平均さ
れた画素を挿入した後、ハイパスフィルタに通すことに
よって高域成分を検出する高域検出手段と、この高域検出手段から出力される高域成分が入力され、
これらの高域成分を固体撮像素子の動作周波数と同じス
ペクトルを持つ信号で周波数変調して折り返し成分を再
生して検出する折り返し成分検出手段と、この折り返し成分検出手段によって検出した折り返し成
分を、前記画素ずれ補正手段から出力される各色信号に
加算または減算することにより各色信号中の折り返し成
分を除去する折り返し成分除去手段と、前記高域検出手段によって検出した高域成分を、前記折
り返し成分除去手段によって折り返し成分が除去された
各色信号に付加する高域成分付加手段とを具えることを
特徴とする映像信号処理装置。
【請求項３】各々が多数の受光素子をマトリックス状
に配列した赤、緑および青色用の３つの固体撮像素子を
具え、或る固体撮像素子を、それらの受光素子が受光素
子の配列ピッチのほぼ半分だけ主走査方向に互いにずれ
るように配置して空間画素ずらしを行った固体撮像装置
から出力される３つの色信号を処理する映像信号処理装
置において、前記３つの固体撮像素子から出力される３つの色信号が
入力され、それぞれの色信号の画素と画素との間の画素
を補間し、周波数領域を入力色信号に対して２倍にした
信号を作成し、また各色信号での補間を１／２画素分だ
けずらすことにより、空間画素ずらしのために固体撮像
素子から出力される３つの色信号間に発生する画素ずれ
を補正した３つの色信号を出力する画素ずれ補正手段
と、前記３つの固体撮像素子から出力される３つの色信号が
入力され、或る固体撮像素子から出力される色信号の画
素と画素との間に、他の２つの固体撮像素子から出力さ
れる色信号を任意の混合比で加重平均した画素を挿入し
た後、ハイパスフィルタに通すことによって高域成分を
検出する高域検出手段と、前記画素ずれ補正手段から出力される各色信号が入力さ
れ、前記或る固体撮像素子から出力される色信号と、前
記他の２つの固体撮像素子から出力される色信号を任意
の混合比でミックスしたものとの差の高周波成分を求め
ることによって．３つの固体撮像素子から出力される３
つの色信号の各々に含まれる折り返し成分を検出する折
り返し成分検出手段と、この折り返し成分検出手段によって検出した折り返し成
分を、前記画素ずれ補正手段から出力される各色信号に
加算または減算することにより各色信号中の折り返し成
分を除去する折り返し成分除去手段と、前記高域検出手段によって検出した高域成分を、前記折
り返し成分除去手段によって折り返し成分が除去された
各色信号に付加する高域成分付加手段とを具えることを
特徴とする映像信号処理装置。
【請求項４】前記画素ずれ補正手段を、前記３つの固
体撮像素子を、位相が１８０°ずれた異なるクロックで
読み出すことによって画素ずらしが補正された色信号を
出力するように構成したことを特徴とする請求項１〜３
の何れかに記載の映像信号処理装置。
【請求項５】前記画素ずれ補正手段が、前記複数の固
体撮像素子を位相が合ったクロックで読み出す手段と、
読み出した複数の色信号間の画素ずれを補正する手段と
を具えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の映像信号処理装置。
【請求項６】前記画素ずれ補正手段を、それぞれの色
信号の画素と画素との間に「０」を挿入した後にローパ
スフィルタに通すことによって各色信号を補間して周波
数帯域を２倍とし、各色信号での補間を１／２画素分だ
けずらすことにより空間画素ずらしのために固体撮像素
子から出力される３つの色信号間に発生する画素ずれを
補正するように構成したことを特徴とする請求項５に記
載の映像信号処理装置。
【請求項７】前記折り返し成分検出手段を、前記画素
ずれ補正手段から出力される各色信号が入力され、前記
或る固体撮像素子から出力される色信号と、前記他の２
つの固体撮像素子から出力される色信号を任意の混合比
でミックスしたものとの差を求めた後、放送方式の色差
信号帯域以外の成分を抽出するハイパスフィルタに通す
ことによって各色信号に含まれる折り返し成分を検出す
るように構成したことを特徴とする請求項１または３に
記載の映像信号処理装置。